JP2019068614A - 電源システム、点灯装置、及び照明システム - Google Patents

電源システム、点灯装置、及び照明システム Download PDF

Info

Publication number
JP2019068614A
JP2019068614A JP2017191883A JP2017191883A JP2019068614A JP 2019068614 A JP2019068614 A JP 2019068614A JP 2017191883 A JP2017191883 A JP 2017191883A JP 2017191883 A JP2017191883 A JP 2017191883A JP 2019068614 A JP2019068614 A JP 2019068614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
circuit
input
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017191883A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6986703B2 (ja
Inventor
小西 洋史
Yoji Konishi
洋史 小西
福田 健一
Kenichi Fukuda
健一 福田
正志 元村
Masashi Motomura
正志 元村
小笠原 潔
Kiyoshi Ogasawara
潔 小笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2017191883A priority Critical patent/JP6986703B2/ja
Priority to US16/139,010 priority patent/US10506675B2/en
Priority to DE102018123989.0A priority patent/DE102018123989A1/de
Priority to CN201811149902.6A priority patent/CN109587899A/zh
Publication of JP2019068614A publication Critical patent/JP2019068614A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6986703B2 publication Critical patent/JP6986703B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/385Switched mode power supply [SMPS] using flyback topology
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/375Switched mode power supply [SMPS] using buck topology
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/38Switched mode power supply [SMPS] using boost topology
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/382Switched mode power supply [SMPS] with galvanic isolation between input and output
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/39Circuits containing inverter bridges
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/185Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01Resonant DC/DC converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

【課題】 出力部に電線を接続し、この電線を介して光源へ直流電力を供給する場合に、アーク放電が継続しにくくなる電源システム、点灯装置、及び照明システムを提供する。【解決手段】 電源システム1は、電源回路13と、出力部12と、を備える。電源回路13は、脈流電圧Vo1を生成する。出力部12は、一対の電線21,22が接続されて、脈流電圧Vo1を一対の電線21,22に印加する。そして、電源回路13は、脈流電圧Vo1の波形が正電圧及び負電圧を交互に発生する交番電圧を全波整流した全波整流波形になるように、脈流電圧Vo1を生成する。【選択図】図2

Description

本発明は、一般に、電源システム、点灯装置、及び照明システムに関する。
従来、電源回路から発光モジュールに直流の定電流を供給して、半導体発光素子(光源)を点灯させる照明器具がある。例えば、特許文献1では、電源回路と半導体発光素子とが1つの照明器具内に収納されており、電源回路が台形波状の電流を出力することにより、半導体発光素子を点灯させている。
特開2012−9772号公報
電源回路と光源とが離れている場合、電源回路と光源とは電線で接続される。この場合、電線の接続箇所で電線の接続不良が生じた場合、この接続箇所でアーク放電が生じることがある。特に、電源回路から光源に直流電力を供給する直流配電では、アーク放電が継続しやすいという問題があった。
本発明の目的とするところは、出力部に接続された電線を介して光源へ直流電力を供給する場合に、アーク放電が継続しにくい電源システム、点灯装置、及び照明システムを提供することにある。
本発明の一態様に係る電源システムは、光源に負荷電力を供給するための一対の電線に直流の脈流電圧を出力する。前記電源システムは、前記脈流電圧を生成する電源回路と、前記一対の電線が接続されて、前記脈流電圧を前記一対の電線に印加する出力部と、を備える。前記電源回路は、前記脈流電圧の波形が正電圧及び負電圧を交互に発生する交番電圧を全波整流した全波整流波形になるように、前記脈流電圧を生成する。
本発明の一態様に係る点灯装置は、上述の電源システムから前記一対の電線を介して直流電力を供給される。前記点灯装置は、前記光源に前記負荷電力を供給する点灯回路を備え、前記点灯回路は、前記電源回路に入力される交流電力の力率が向上するように、前記一対の電線から前記点灯回路に流れる電流を調整する力率改善回路である。
本発明の一態様に係る点灯装置は、上述の電源システムから前記一対の電線を介して直流電力を供給される。前記点灯装置は、前記光源に前記負荷電力を供給する点灯回路と、
前記一対の電線の間の電圧から前記信号を読み取る通信部と、を備える。前記点灯回路は、前記通信部が読み取った前記信号に基づいて前記負荷電力を調整する。
本発明の一態様に係る点灯装置は、上述の電源システムから前記一対の電線を介して直流電力を供給される。前記点灯装置は、前記光源に前記負荷電力を供給する点灯回路と、
前記一対の電線の間の電圧から前記出力導通角を検出することで前記信号を読み取る通信部と、を備える。前記点灯回路は、前記通信部が読み取った前記信号に基づいて前記負荷電力を調整する。
本発明の一態様に係る照明システムは、上述の電源システムと、上述の点灯装置と、前記電源システムと前記点灯装置とを電気的に接続する前記一対の電線と、を備える。
以上説明したように、本発明では、出力部に接続された電線を介して光源へ直流電力を供給する場合に、アーク放電が継続しにくいという効果がある。
図1は、本発明の実施形態1に係る照明システムを示すブロック図である。 図2は、同上の電源システムを示す回路図である。 図3Aは、同上の電源システムの整流電圧を示す波形図である。図3Bは、同上の脈流電圧を示す波形図である。 図4は、同上の照明器具を示す回路図である。 図5は、同上の第1変形例の電源システムを示す回路図である。 図6は、同上の第2変形例の電源システムを示す回路図である。 図7は、同上の第3変形例の電源システムを示す回路図である。 図8は、本発明の実施形態2に係る照明システムを示すブロック図である。 図9は、同上の信号生成部を示す回路図である。 図10は、同上の操作部の構成例を示す回路図である。 図11は、同上の第1脈流電圧及び第2脈流電圧を示す波形図である。 図12は、同上の照明器具を示す回路図である。 図13は、本発明の実施形態3に係る照明システムを示すブロック図である。 図14は、同上の電源システムを示す回路図である。 図15は、同上の入力電圧及び脈流電圧を示す波形図である。 図16は、同上の入力側ブリーダ回路を示す回路図である。 図17は、同上の入力電圧及び脈流電圧を示す波形図である。 図18は、同上の第1変形例の光源を示すブロック図である。 図19は、同上の点灯装置の調光・調色特性を説明する説明図である。 図20は、同上の点灯装置の動作を説明する波形図である。 図21は、同上の点灯装置の動作を説明する波形図である。 図22は、同上の点灯装置の動作を説明する波形図である。
以下の実施形態は、一般に、電源システム、点灯装置、及び照明システムに関する。より詳細には、電線を介して直流電力が供給される電源システム、点灯装置、及び照明システムに関する。
実施形態の電源システム、点灯装置、及び照明システムは、主に、オフィス、工場、店舗などの屋内、または道路、トンネル、グラウンドなどの屋外で用いられる。また、本実施形態の電源システム、点灯装置、及び照明システムは、戸建住宅、または集合住宅の住戸で用いられることも可能である。
以下に実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
実施形態1の照明システムS1は、図1に示すように、電源システム1、電線ケーブル2、照明器具3を備える。
電源システム1は、商用電源9の交流電力を入力されて、直流電力を出力するように構成されている。電源システム1は、商用電源9の交流電圧を入力電圧Vaとし、交流の入力電圧Vaを直流の脈流電圧Vo1に変換して、ケーブル2に出力する。商用電源9は、100V系または200V系の電力系統であり、50Hzまたは60Hzの商用周波数の交流電力を供給する。
ケーブル2は、一対の電線21,22を備えており、電線21と電線22との間に脈流電圧Vo1が印加される。ケーブル2は、例えばキャプタイヤケーブル(Cabtyre cable)、キャプタイヤコード(Cabtyre code)であり、一対の電線21,22の各断面積は、電源システム1の出力容量、照明器具3の台数などによって決まる。本実施形態の一対の電線21,22の各断面積は、1.25[mm]である。
なお、電線21は、上述のケーブル2以外で構成されてもよく、給電ダクト、導体バーなどのいずれかで構成されてもよい。
照明器具3は、一対の電線21,22に接続しており、一対の電線21,22を介して電源システム1から供給される直流電力によって発光し、照明の対象となる空間を照明する。複数の照明器具3は、一対の電線21,22に対して並列接続している。
以下、本実施形態の電源システム1について説明する。電源システム1は、図2に示すように、入力部11と、出力部12と、電源回路13とを備える。
入力部11は、一対の入力端子111,112を備えており、一対の入力端子111,112に入力電圧Vaが印加されている。入力部11は、コネクタ、または端子台などで構成される。
出力部12は、一対の出力端子121,122を備えており、出力端子121には電線21が接続され、出力端子122には電線22が接続されている。出力部12は、一対の電線21,22を着脱自在に接続できるコネクタまたは端子台で構成される。
電源回路13は、降圧チョッパ回路で構成された電力変換回路13Aを備えている。電力変換回路13Aは、フィルタF1、整流器DB1、スイッチング素子Q1、ダイオードD1、インダクタL1、コンデンサC1、抵抗R1,R2,R3、スイッチ制御部K1を有している。
フィルタF1は、一対の入力端子111,112に電気的に接続しており、入力電圧Vaを入力される。フィルタF1は、ノイズ除去用のインダクタ及びコンデンサ、サージアブソーバを有しており、不要な周波数成分(例えば高周波ノイズ)、信号成分を減衰させる。
整流器DB1は、例えばダイオードブリッジで構成された全波整流回路であり、フィルタF1が出力する入力電圧Vaを全波整流して、整流電圧Vr1を出力する。整流電圧Vr1の波形は、入力電圧Vaを全波整流した全波整流波形になる。
整流器DB1の出力端間には、スイッチング素子Q1と、インダクタL1と、コンデンサC1との直列回路が接続している。整流器DB1の正出力端から負出力端に向かって、スイッチング素子Q1、インダクタL1、コンデンサC1の順に接続している。そして、インダクタL1とコンデンサC1との直列回路にはダイオードD1が並列接続している。ダイオードD1のアノードは整流器DB1の負出力端に接続し、ダイオードD1のカソードは、スイッチング素子Q1とインダクタL1との接続点に接続している。そして、コンデンサC1の正極には出力端子121が接続され、コンデンサC1の負極には出力端子122が接続されている。さらに、コンデンサC1の両端間には、抵抗R1,R2の直列回路が接続されている。また、出力端子122とコンデンサC1の負極との間の電路には抵抗R3が介挿されている。
そして、スイッチ制御部K1は、スイッチング素子Q1を高周波(数十kHz−数MHz)でオンオフ駆動して、スイッチング素子Q1のオンオフを切り替えるスイッチング制御を行う。スイッチング素子Q1がオンオフを繰り返すことによって、整流電圧Vr1を降圧した脈流電圧Vo1がコンデンサC1の両端間に生成され、出力部12から出力される。なお、本実施形態のスイッチング素子Q1はFET(Field Effect Transistor)であるが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ジャンクション型トランジスタなどの他の半導体スイッチング素子であってもよい。
抵抗R1,R2の接続点の電圧は、脈流電圧Vo1を抵抗R1,R2で分圧した電圧である。そして、スイッチ制御部K1は、抵抗R1,R2の接続点の電圧を出力電圧データとして取得することで、脈流電圧Vo1を監視している。
また、抵抗R3には電源回路13の出力電流Io1が流れるので、抵抗R3の両端電圧は電源回路13の出力電流Io1に比例した値になる。そして、スイッチ制御部K1は、抵抗R3の両端電圧を出力電流データとして取得することで、出力電流Io1を監視している。
スイッチ制御部K1は、出力電圧データ及び出力電流データに基づいて、スイッチング素子Q1を高周波でオンオフすることで、整流電圧Vr1を降圧した脈流電圧Vo1を生成する。図3A、図3Bに示すように、脈流電圧Vo1の波形は、整流電圧Vr1と同相の全波整流波形になり、脈流電圧Vo1のピーク値Vp2は、整流電圧Vr1のピーク値Vp1よりも小さくなる。例えば、整流電圧Vr1のピーク値Vp1が141V(または282V)程度であり、脈流電圧Vo1のピーク値Vp2は36V一定に制御される。また、スイッチ制御部K1は、出力電流データが定格値を上回った場合、脈流電圧Vo1を低減させる、または脈流電圧Vo1の出力を停止させる。
そして、一対の出力端子121,122に一対の電線21,22がそれぞれ接続されており、一対の電線21,22の間には、脈流電圧Vo1が印加されている。一対の電線21,22には、複数の照明器具3が接続しており、複数の照明器具3は、電源システム1から一対の電線21,22を介して直流電力をそれぞれ供給される、複数の照明器具3は、点灯装置3aと、光源3bとを備える。点灯装置3aは、電源システム1から一対の電線21,22を介して供給された直流電力を、光源3bを点灯させるための負荷電力に変換し、負荷電力を光源3bへ供給する。
上述の照明システムS1では、電源システム1が全波整流波形の脈流電圧Vo1を一対の電線21,22に印加している。全波整流波形の脈流電圧Vo1は、周期的に0V、あるいは0Vに近い低電圧にまで低下する。したがって、例えば出力部12などの電線21,22の接続箇所、または電線21,22の断線箇所などにおいてアーク放電が生じたとしても、脈流電圧Vo1が周期的に低下したときに消弧する可能性が高くなり、アーク放電が継続しにくくなる。
なお、電源システム1は、1つの装置で構成されてもよいし、あるいは複数の装置を組み合わせて構成されてもよい。
次に、照明器具3は、図4に示すように、点灯装置3aと、光源3bとを備える。
点灯装置3aは、入力部31と、点灯回路32とを有する。
入力部31は、一対の入力端子311,312を備えており、入力端子311に電線21が接続しており、入力端子312に電線22が接続している。入力部31は、電線ケーブル2との電気的及び機械的な接続を着脱自在に構成されており、例えばコネクタ、端子台、または栓刃などで構成される。
点灯回路32は、コンデンサC101,C102、インダクタL101、スイッチング素子Q101、ダイオードD101、抵抗R101−R104、スイッチ制御部K101を備えており、昇圧チョッパ回路を構成している。
コンデンサC101は、一対の入力端子311,312の間に接続しており、脈流電圧Vo1が印加される。このコンデンサC101の両端間には、抵抗R101と抵抗R102との直列回路が接続している。さらに、入力端子311と入力端子312との間には、インダクタL101とスイッチング素子Q101と抵抗R103との直列回路が接続している。入力端子311から入力端子312に向かって、インダクタL101、スイッチング素子Q101、抵抗R103の順に接続している。スイッチング素子Q101と抵抗R103との直列回路には、ダイオードD101とコンデンサC102との直列回路が接続している。ダイオードD101のアノードはインダクタL101とスイッチング素子Q101との接続点に接続し、ダイオードD1のカソードは、コンデンサC102の正極に接続している。
そして、コンデンサC102の両端間には、光源3bが接続している。光源3bには、複数の固体発光素子として、複数のLED(Light Emitting Diode)30が直列接続している。複数のLED30の各アノードはコンデンサC102の正極側に接続し、複数のLED30の各カソードはコンデンサC102の負極側に接続している。
そして、スイッチ制御部K101は、スイッチング素子Q101を高周波でオンオフ駆動して、スイッチング素子Q101のオンオフを切り替えるスイッチング制御を行う。スイッチング素子Q101がオンオフを繰り返すことによって、脈流電圧Vo1を昇圧して平滑した直流の負荷電圧Vo10がコンデンサC102の両端間に生成され、負荷電圧Vo10が光源3bの両端間に印加される。光源3bは、負荷電圧Vo10が印加されて負荷電流が流れることで、発光する。なお、本実施形態のスイッチング素子Q101はFETであるが、IGBT、ジャンクション型トランジスタなどの他の半導体スイッチング素子であってもよい。
抵抗R101,R102の接続点の電圧は、脈流電圧Vo1を抵抗R101,R102で分圧した電圧である。そして、スイッチ制御部K101は、抵抗R101,R102の接続点の電圧を入力電圧データとして取得することで、脈流電圧Vo1を監視している。
また、抵抗R103にはスイッチング素子Q101のドレイン電流が流れるので、抵抗R103の両端電圧はドレイン電流Id10に比例した値になる。そして、スイッチ制御部K101は、抵抗R103の両端電圧をドレイン電流データとして取得することで、ドレイン電流Id10を監視している。
また、抵抗R103には負荷電流Io10が流れるので、抵抗R103の両端電圧は負荷電流Io10に比例した値になる。そして、スイッチ制御部K101は、抵抗R103の両端電圧を負荷電流データとして取得することで、負荷電流Io10を監視している。
スイッチ制御部K101は、入力電圧データ、ドレイン電流データ、負荷電流データに基づいて、スイッチング素子Q101を高周波でオンオフすることで、脈流電圧Vo1を昇圧及び平滑した負荷電圧Vo10を生成し、光源3bに供給する負荷電流Io10を定電流制御する。本実施形態では、全波整流波形である脈流電圧Vo1のピーク値が36Vであり、直流の負荷電圧Vo10は60V程度に制御される。そして、スイッチ制御部K101は、負荷電流データに基づいて、負荷電流Io10が例えば150mAになるように定電流制御する。
このとき、点灯回路32は、力率改善回路としても機能しており、電源回路13に入力される交流電力の力率が向上するように、一対の電線21,22から点灯回路32に流れる電流を調整している。具体的に、スイッチ制御部K101は、入力電圧データ、及びドレイン電流データに基づいて、一対の電線21,22から点灯回路32に供給される電流の波形が脈流電圧Vo1の波形に一致する(近付く)ように、点灯回路32を力率改善回路として動作させる。
上述の点灯装置3aは、力率改善回路として機能するので、商用電源9から電源システム1に供給される交流電力の力率を、力率改善回路として機能しない場合に比べて高くすることができる。
(実施形態1の第1変形例)
図5は、本変形例の電源システム1の構成を示す。
電源回路13は、絶縁型フライバックコンバータで構成された電力変換回路13Bを備えている。電力変換回路13Bは、フィルタF1、整流器DB1、トランスT1、スイッチング素子Q2、ダイオードD2、コンデンサC1,C2、抵抗R1−R4、フォトカプラPC1,PC2、シャントレギュレータSR1、スイッチ制御部K1、電流検出部K2を有する。
トランスT1は、強化絶縁型のフライバックトランスである。整流器DB1の出力端間には、トランスT1の一次巻線と、スイッチング素子Q2との直列回路が接続している。整流器DB1の正出力端から負出力端に向かって、トランスT1の一次巻線、スイッチング素子Q2の順に接続している。そして、トランスT1の二次巻線の両端間には、ダイオードD2とコンデンサC1との直列回路が接続している。ダイオードD2のアノードはトランスT1の二次巻線の一端に接続し、ダイオードD2のカソードは、コンデンサC1の正極に接続している。そして、コンデンサC1の正極には出力端子121が接続され、コンデンサC1の負極には出力端子122が接続されている。さらに、コンデンサC1の両端間には、抵抗R1,R2の直列回路が接続され、抵抗R2にはコンデンサC2が並列接続している。また、出力端子122とコンデンサC1の負極との間の電路には抵抗R3が介挿されている。
そして、スイッチ制御部K1は、スイッチング素子Q2を高周波(数十kHz−数MHz)でオンオフ駆動して、スイッチング素子Q2のオンオフを切り替えるスイッチング制御を行う。スイッチング素子Q2がオンオフを繰り返すことによって、整流電圧Vr1を降圧した脈流電圧Vo1がコンデンサC1の両端間に生成され、出力部12から出力される。なお、本実施形態のスイッチング素子Q2はFETであるが、IGBT、ジャンクション型トランジスタなどの他の半導体スイッチング素子であってもよい。
ここで、抵抗R1,R2の接続点の電圧はコンデンサC2で平滑されており、コンデンサC2の両端電圧は、脈流電圧Vo1の平均値に相当する。また、制御電圧VcとコンデンサC1の負極との間には、抵抗R4とフォトカプラPC1の発光ダイオードとシャントレギュレータSR1との直列回路が接続している。そして、シャントレギュレータSR1は、コンデンサC2の両端電圧と基準電圧との差分に応じて、シャントレギュレータSR1に流れる電流を調整する。この結果、フォトカプラPC1の発光ダイオードに流れる電流は、コンデンサC2の両端電圧に応じて増減する。そして、スイッチ制御部K1の入力ポートには、フォトカプラPC1のフォトトランジスタのエミッタ及びコレクタが接続している。スイッチ制御部K1は、フォトカプラPC1のフォトトランジスタに流れる電流を出力電圧データとして取得することで、脈流電圧Vo1を監視している。
また、電流検出部K2は、抵抗R3の両端電圧を入力されており、抵抗R3の両端電圧に応じた電流をフォトカプラPC2の発光ダイオードに供給する。そして、スイッチ制御部K1の入力ポートには、フォトカプラPC2のフォトトランジスタのエミッタ及びコレクタが接続している。スイッチ制御部K1は、フォトカプラPC2のフォトトランジスタのオンオフ信号を出力電流データとして取得することで、出力電流Io1を監視している。すなわち、電流検出部K2及びフォトカプラPC2は、出力電流Io1の値をアナログ−デジタル変換(AD変換)しており、出力電流Io1が定格値を上回った場合、フォトカプラPC2のフォトトランジスタがオンする。
スイッチ制御部K1は、出力電圧データ及び出力電流データに基づいて、スイッチング素子Q2を高周波でオンオフすることで、整流電圧Vr1を降圧した脈流電圧Vo1を生成する。また、スイッチ制御部K1は、フォトカプラPC2のフォトトランジスタがオンした場合、脈流電圧Vo1を低減する、または脈流電圧Vo1の出力を停止させる。
上述の変形例では、トランスT1、及びフォトカプラPC1,PC2が、入力部11と出力部12とを電気的に絶縁する絶縁回路として機能している。したがって、入力部11と出力部12とが電気的に絶縁されていることによって、電源システム1の安全性が向上する。
(実施形態1の第2変形例)
図6は、本変形例の電源システム1の構成を示す。
電源回路13は、LLC共振コンバータで構成された電力変換回路13Cを備える。電力変換回路13Cは、フィルタF1、整流器DB1、スイッチング素子Q3,Q4、トランスT2、ダイオードD3,D4、コンデンサC1,C3−C5、インダクタL2、スイッチ制御部K1を有する。なお、図6において、抵抗R1−R3、コンデンサC2、フォトカプラPC1,PC2、シャントレギュレータSR1、電流検出部K2などの出力電圧データ及び出力電流データの生成に関する構成要素は省略している。
整流器DB1の出力端には、コンデンサC3が接続している。コンデンサC3の両端には、ハイサイド側のスイッチング素子Q3とローサイド側のスイッチング素子Q4との直列回路が接続している。スイッチング素子Q4のドレイン−エミッタ間には、コンデンサC4が接続している。さらに、スイッチング素子Q4のドレイン−エミッタ間には、インダクタL2とトランスT2の一次巻線とコンデンサC5との直列回路が接続している。
トランスT2の二次巻線の両端にはダイオードD3,D4の各アノードがそれぞれ接続しており、ダイオードD3,D4の各カソードは、コンデンサC1の正極に接続している。コンデンサC1の負極には、トランスT2の二次巻線の中性点が接続している。そして、コンデンサC1の正極には出力端子121が接続され、コンデンサC1の負極には出力端子122が接続されている。なお、トランスT2は、強化絶縁型のトランスである。
そして、スイッチ制御部K1は、スイッチング素子Q3,Q4を高周波(数十kHz−数MHz)でオンオフ駆動して、スイッチング素子Q3,Q4を交互にオンオフさせるスイッチング制御を行う。スイッチング素子Q3,Q4が交互にオンオフすると、インダクタL2、トランスT2の一次巻線、コンデンサC5による共振作用が生じる。そして、トランスT2の二次巻線の両端に、入力電圧Vaを降圧した交流電圧が発生し、降圧された交流電圧はダイオードD3,D4によって全波整流される。この結果、入力電圧Vaより電圧が低い脈流電圧Vo1がコンデンサC1の両端間に生成され、出力部12から出力される。なお、本実施形態のスイッチング素子Q3,Q4はFETであるが、IGBT、ジャンクション型トランジスタなどの他の半導体スイッチング素子であってもよい。
なお、スイッチ制御部K1は、上述の第1変形例と同様に、出力電圧データ及び出力電流データに基づいて、スイッチング素子Q3,Q4をスイッチング制御する。
本変形例では、上述の第1変形例と同様に、トランスT2などの絶縁回路によって入力部11と出力部12とが電気的に絶縁されており、電源システム1の安全性が向上する。
(実施形態1の第3変形例)
図7は、本変形例の電源システム1の構成を示す。
電源回路13は、絶縁型フライバックコンバータで構成された電力変換回路13Dを備える。電力変換回路13Dは、フィルタF1、スイッチング素子Q5,Q6、トランスT3、ダイオードD5−D8、コンデンサC1、スイッチ制御部K1を有する。なお、図7において、抵抗R1−R3、コンデンサC2、フォトカプラPC1,PC2、シャントレギュレータSR1、電流検出部K2などの出力電圧データ及び出力電流データの生成に関する構成要素は省略している。
フィルタF1の出力端間には、トランスT3の一次巻線と、ダイオードD5と、スイッチング素子Q5との直列回路が接続している。また、ダイオードD5とスイッチング素子Q5との直列回路には、ダイオードD6とスイッチング素子Q6との直列回路が逆並列接続している。
ダイオードD5のアノードはトランスT3の一次巻線に接続し、ダイオードD5のカソードはスイッチング素子Q5のドレインに接続している。スイッチング素子Q6のソースはトランスT3の一次巻線に接続し、スイッチング素子Q6のドレインはダイオードD6のカソードに接続している。すなわち、ダイオードD5及びスイッチング素子Q5の直列回路と、ダイオードD6及びスイッチング素子Q6の直列回路とは、互いに逆方向になるように並列接続している。
トランスT3の二次巻線の両端にはダイオードD7,D8の各アノードがそれぞれ接続しており、ダイオードD7,D8の各カソードは、コンデンサC1の正極に接続している。コンデンサC1の負極には、トランスT3の二次巻線の中性点が接続している。そして、コンデンサC1の正極には出力端子121が接続され、コンデンサC1の負極には出力端子122が接続されている。なお、トランスT3は、強化絶縁型のフライバックトランスである。
スイッチ制御部K1は、スイッチング素子Q5,Q6を高周波(数十kHz−数MHz)でオンオフ駆動するスイッチング制御を行う。入力電圧Vaの正の半周期では、スイッチング素子Q5が高周波でオンオフを繰り返し、入力電圧Vaの負の半周期では、スイッチング素子Q6が高周波でオンオフを繰り返す。
そして、トランスT3の二次巻線の両端に、入力電圧Vaを降圧した交流電圧が発生し、降圧された交流電圧はダイオードD7,D8によって全波整流される。この結果、入力電圧Vaより電圧が低い脈流電圧Vo1がコンデンサC1の両端間に生成され、出力部12から出力される。なお、本実施形態のスイッチング素子Q5,Q6はFETであるが、IGBT、ジャンクション型トランジスタなどの他の半導体スイッチング素子であってもよい。
なお、スイッチ制御部K1は、上述の第1変形例と同様に、出力電圧データ及び出力電流データに基づいて、スイッチング素子Q5,Q6をスイッチング制御する。
本変形例では、スイッチング素子Q5,Q6、ダイオードD5,D6、トランスT3が降圧回路131を構成している。降圧回路131は、入力電圧Vaを降圧した交流電圧をトランスT3の二次巻線の両端間に生成する。また、ダイオードD7,D8は、整流回路132を構成している。整流回路132は、トランスT3の二次巻線の両端間の交流電圧を全波整流する。
したがって、降圧回路131の後段に整流回路132が設けられており、整流回路132のダイオードD7,D8に耐電圧が比較的低いダイオードを用いることができる。この結果、電源回路13の小型化、低コスト化を図ることができる。
また、上述の第1変形例と同様に、入力部11と出力部12とが電気的に絶縁されていることによって、電源システム1の安全性が向上する。
(実施形態2)
実施形態2の照明システムS2は、図8に示すように、電源システム1A、電線ケーブル2、照明器具3、操作部4を備える。なお、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。但し、本実施形態において、電力変換回路130は、電力変換回路13A,13B,13C,13Dのいずれかを示す。
電源システム1Aでは、実施形態1の電源回路13が信号生成部14をさらに備えている。信号生成部14は、脈流電圧Vo1(コンデンサC1の両端電圧)を入力され、脈流電圧Vo2を出力する。なお、本実施形態では、脈流電圧Vo1を第1脈流電圧Vo1と称し、脈流電圧Vo2を第2脈流電圧Vo2と称す。
信号生成部14は、信号生成時において、第1脈流電圧Vo1の波形を変化させた第2脈流電圧Vo2を出力する。第2脈流電圧Vo2は、出力部12の出力端子121,122を介して電線21,22に印加される。すなわち、信号生成部14は、一対の電線21,22の間の電圧の波形を変化させることによって一対の電線21,22に制御信号を伝送する機能を有する。
以下、本実施形態の信号生成部14について説明する。信号生成部14は、図9に示すように、コンデンサC11、第1スイッチング素子Q11,第2スイッチング素子Q12、インダクタL11、ダイオードD11,D12、信号制御部K11を備える。
第1スイッチング素子Q11と第2スイッチング素子Q12との直列回路は、電力変換回路130のコンデンサC1に並列接続しており、第1スイッチング素子Q11がハイサイド側に設けられ、第2スイッチング素子Q12がローサイド側に設けられている。第1スイッチング素子Q11,第2スイッチング素子Q12には、ダイオードD11,D12がそれぞれ逆並列接続されている。第1スイッチング素子Q11の両端間には、コンデンサC11とインダクタL11との直列回路が接続している。すなわち、第1スイッチング素子Q11に並列接続されている経路(並列経路)には、コンデンサC11とインダクタL11との直列回路が設けられている。そして、コンデンサC11の正極には出力端子121が接続され、コンデンサC11の負極には出力端子122が接続されている。
そして、信号制御部K11が第1スイッチング素子Q11,第2スイッチング素子Q12のそれぞれのオンオフを制御することで、一対の電線21,22に制御信号を伝送する。第1スイッチング素子Q11がオフ、第2スイッチング素子Q12がオンである場合、コンデンサC11は第1脈流電圧Vo1によって充電され(充電動作)、第2脈流電圧Vo2は第1脈流電圧Vo1と同じ波形になる。第1スイッチング素子Q11がオン、第2スイッチング素子Q12がオフである場合、コンデンサC11が放電し(放電動作)、第2脈流電圧Vo2は、第1脈流電圧Vo1の全波整流波形の一部が欠けた波形になる。すなわち、第2脈流電圧Vo2は、第1脈流電圧Vo1に信号が重畳された波形になる。
信号生成部14は、上述のようにコンデンサC11に対する充電動作と放電動作とを切り替えることによって、コンデンサC11の電圧(第2脈流電圧Vo2)を素早く変化させることができる。
また、コンデンサC11の充電速度及び放電速度は、インピーダンス素子であるインダクタL11によって調整することができる。なお、信号生成部14は、インダクタL11の代わりに抵抗などの他のインピーダンス素子を有してもよい。
操作部4は、信号制御部K11へ指示信号を送信可能に構成されており、ユーザ操作による指示が発生した場合、信号制御部K11に指示信号を出力する。本実施形態の指示信号は、照明器具3の調光レベルを指示するための調光制御信号であり、ユーザ操作によって調光レベルが変更された場合、変更後の調光レベルを指示するための調光制御信号を出力する。
図10は、操作部4の構成例を示しており、操作部4は、ケース41と、ケース41の前面に設けられたレベルアップボタン42、レベルダウンボタン43、及び表示部44とを有している。レベルアップボタン42は、調光レベルを上昇させる場合にユーザが操作するボタンである。レベルダウンボタン43は、調光レベルを低下させる場合にユーザが操作するボタンである。表示部44は、上下方向に並べられた複数のLEDを有しており、設定された調光レベルが高いほど点灯するLEDの数が増え、設定された調光レベルが低いほど点灯するLEDの数が減少することで、設定された調光レベルを表示する。
なお、操作部4が出力する指示信号は、調光指示信号に限定されず、調色を指示する調色指示信号などの他の指示信号であってもよい。また、操作部4は図10に示す構成に限定されず、ユーザの操作に対応する調光レベル及び調色、または点灯及び消灯などの指示信号を信号制御部K11へ出力することができる構成であればよい。この場合、信号制御部K11は、調光制御信号、調色制御信号、点灯制御信号、消灯制御信号などを生成する。なお、操作部4と信号制御部K11との間の信号伝送路は、有線及び無線のいずれでもよい。
図11の上段は、第1脈流電圧Vo1の波形を示す。図11の中段は、信号制御部K11が信号生成を行っていない定常時における第2脈流電圧Vo2の波形を示す。図11の下段は、信号制御部K11が信号生成を行っている信号生成時における第2脈流電圧Vo2の波形を示す。
定常時は、操作部4から調光指示信号が出力されていないので、信号制御部K11は、第1スイッチング素子Q11をオフ状態に維持し、第2スイッチング素子Q12をオン状態に維持する。この結果、コンデンサC11の両端には、第1脈流電圧Vo1が連続して印加され、第2脈流電圧Vo2は第1脈流電圧Vo1と同じ波形になる(図11の上段及び中段を参照)。
操作部4から調光指示信号が出力されると、信号制御部K11は、調光指示信号に応じて、第1スイッチング素子Q11,第2スイッチング素子Q12のそれぞれのオンオフを切り替えて、コンデンサC11に対する充電動作、放電動作を切り替える。すなわち、信号制御部K11は、コンデンサC11に対する充電動作、放電動作を切り替えることで、2値のデジタルの調光制御信号が重畳した第2脈流電圧Vo2を生成する。本実施形態では、充電動作によってコンデンサC11が充電されている場合、デジタル値「1」に対応し、放電動作によってコンデンサC11が放電されている場合、デジタル値「0」に対応する。
そして、信号生成部14は、1回の放電動作の期間を第1脈流電圧Vo1の全波整流波形の1周期(半波)より短くして、第2脈流電圧Vo2(コンデンサC11の電圧)の波形を全波整流波形の一部が欠けた波形としている(図11の上段及び下段を参照)。
図11の下段では、信号制御部K11は、時系列に並ぶ複数ビットのデジタル信号を送信するために、第1脈流電圧Vo1の位相に同期して、第1脈流電圧Vo1の1周期内に4ビットのデジタル信号を送信している。信号制御部K11は、第1脈流電圧Vo1のゼロクロスで同期をとって、第1脈流電圧Vo1の1周期の前半に2ビットのデジタル信号を送信し、第1脈流電圧Vo1の1周期の後半に2ビットのデジタル信号を送信する。すなわち、第1脈流電圧Vo1の1周期に4回のビット送信期間があり、ビット送信期間以外は充電動作によって第2脈流電圧Vo2は第1脈流電圧Vo1と同じ波形になっている。
上述のように、第1脈流電圧Vo1の1周期に送信される4ビットのデジタル信号は、ビット毎に1周期内の送信タイミングが決まっている。この結果、信号生成部14は、第1脈流電圧Vo1の1周期内に複数ビットのデジタル信号を送信でき、通信効率が向上する。
また、信号制御部K11は、第1脈流電圧Vo1の瞬時値が閾値以下である場合、放電動作を行わないように、第1スイッチング素子Q11,第2スイッチング素子Q12を制御することが好ましい。第1脈流電圧Vo1の瞬時値が低すぎる場合、放電動作時における第2脈流電圧Vo2の値と、充電動作における第2脈流電圧Vo2の値との差が小さくなって、照明器具3においてデジタル値の判別が困難になる。そこで、信号生成部14は、第1脈流電圧Vo1の瞬時値が閾値以下である場合、放電動作を行わないようにすることで、制御信号の送信エラーを低減させることができる。
また、信号制御部K11は、通信フレームを用いて制御信号を生成することが好ましい。通信フレームには、送信先の照明器具3の識別情報、指示する制御データなどが含まれており、照明器具3の個別制御、グループ制御、シーン制御などが可能になる。しかしながら、1個の通信フレームを第1脈流電圧Vo1の複数周期に亘って分割して送信すると、通信エラーが発生しやすくなる。そこで、信号制御部K11は、第1脈流電圧Vo1の1周期内に整数個の通信フレームを送信することが好ましい。この場合、信号生成部14は、通信フレームを分割することなく制御信号を送信できるので、通信の安定性が向上する。また、1つの通信フレームで送信可能なビット数は、例えば10−14ビットであるが、このビット数に限定されない。
図12は、本実施形態の照明器具3の構成を示す。
照明器具3は、通信部33をさらに備える。通信部33は、第2脈流電圧Vo2の位相に同期して第2脈流電圧Vo2から制御信号を読み出す。具体的に、通信部33は、第2脈流電圧Vo2のゼロクロスで同期をとって、第2脈流電圧Vo2の1周期内に4ビットのデジタル信号を読み出す。
例えば、通信部33は、第2脈流電圧Vo2のゼロクロスから所定時間が経過したタイミングを読取タイミング(または読取期間)とする。この場合、読取タイミングは各ビットに対応して4回ある。そして、通信部33は、読取タイミングのそれぞれにおいて、予め決められた所定時間における第2脈流電圧Vo2の変化量を検出する。この場合、通信部33は、読取タイミングにおいて、第2脈流電圧Vo2が所定量以上低下すればデジタル値「0」を読み取り、第2脈流電圧Vo2が低下しなければデジタル値「1」を読み取る。
あるいは、通信部33は、読取タイミングのそれぞれにおいて、予め決められた信号閾値と第2脈流電圧Vo2とを比較してもよい。この場合、通信部33は、読取タイミングにおいて、第2脈流電圧Vo2が信号閾値未満であればデジタル値「0」を読み取り、第2脈流電圧Vo2が信号閾値以上であればデジタル値「1」を読み取る。
そして、点灯回路32のスイッチ制御部K101は、通信部33が読み取った制御信号(例えば、調光制御信号、調色制御信号、点灯制御信号、消灯制御信号など)に応じて、負荷電流Io10を調整して、光源3bの状態を制御する。
上述のように、点灯装置3aは、一対の電線21,22を介して負荷電力及び制御信号の両方を受け取ることができる。したがって、電源システム1Aは、点灯装置3aへ制御信号を送信するために、制御信号伝送用の配線を新たに敷設する必要がなく、さらに高コストの無線通信機器を追加する必要もない。
また、第2脈流電圧Vo2の波形調整を通常のフィードバック制御で行うと、特に照明器具3側の負荷が軽負荷である場合に、急激な波形変化(電圧変化)を実現することが難しい。そこで、信号生成部14は、コンデンサC11の充電動作及び放電動作によって第2脈流電圧Vo2の波形調整を行っており、フィードバック制御に比べて急激な波形変化を実現しやすく、照明器具3側の負荷が軽負荷であっても高い通信速度を維持することができる。また、通信プロトコル次第では複数の情報を短期間で送ることができる。
また、信号生成部14は、第1脈流電圧Vo1に高周波の制御信号を重畳させる構成であってもよい。
(実施形態3)
実施形態3の照明システムS3は、図13に示すように、電源システム1B、電線ケーブル2、照明器具3、位相制御スイッチ5を備える。なお、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
照明システムS3では、商用電源9の両端間に位相制御スイッチ5と電源システム1Bとの直列回路が接続している。
位相制御スイッチ5は、操作部と、半導体スイッチング素子とを有している。操作部はユーザが照明器具3の調光レベルを設定するために操作する。そして、位相制御スイッチ5では、設定された調光レベルに応じて半導体スイッチング素子がオンオフする。そして、位相制御スイッチ5が、入力電圧Vaの導通角(入力導通角)を調整する(位相制御する)ことによって、照明器具3は調光制御される。
以下、位相制御スイッチ5を用いた調光制御について説明する。
電源システム1Bは、図14に示すように、入力部11、出力部12、電源回路13、入力側ブリーダ回路15、出力側ブリーダ回路16、信号絶縁回路17を備える。すなわち、電源システム1Bでは、実施形態1の電源システム1に入力側ブリーダ回路15、出力側ブリーダ回路16、信号絶縁回路17を付加している。なお、図14では、電源回路13が電力変換回路13Cを備えているが、電源回路13は、電力変換回路13Cの代わりに、上述の電力変換回路13A,13B,13Dのいずれを備えてもよい。
まず、入力電圧Vaは、図15の上段に示すように正弦波形である。位相制御スイッチ5は、半導体スイッチング素子としてトライアックを有しており、トライアックのオン時に商用電源9と電源システム1Bとの間の電路が導通し、トライアックのオフ時に商用電源9と電源システム1Bとの間の電路が遮断される。すなわち、トライアックのオン時に電源システム1Bの入力部11には入力電圧Vaが印加され、電源システム1Bに商用電源9から交流電力が供給される。トライアックのオフ時に電源システム1Bの入力部11には入力電圧Vaが印加されず、電源システム1Bに商用電源9から交流電力が供給されない。したがって、入力部11に印加される入力電圧Vbは、図15の中段に示すように、入力導通角θ1になるように入力電圧Vaを位相制御した波形になる。なお、位相制御スイッチ5のトライアックがターンオンするタイミングは、調光レベルが高いほど進み、調光レベルが低いほど遅れる。すなわち、入力導通角θ1は、調光レベルが高いほど大きくなり、調光レベルが低いほど小さくなる。
電源システム1Bには、位相制御された入力電圧Vbが入力され、整流器DB1が入力電圧Vbを全波整流した整流電圧を出力する。そして、電源システム1Bでは、スイッチ制御部K1が、スイッチング素子Q3,Q4をスイッチング制御することで、整流電圧を降圧した脈流電圧Vo3がコンデンサC1の両端間に生成され、出力部12から出力される。脈流電圧Vo3は、図15の下段に示すように、入力電圧Vbと同様に位相制御された波形になる。一対の電線21,22に脈流電圧Vo3が印加されている期間である出力導通角θ2は、入力導通角θ1と同じになる。そして、一対の電線21,22には、入力電圧Vbと同様に位相制御された脈流電圧Vo3が印加され、照明器具3は、位相制御された脈流電圧Vo3を入力される。
すなわち、電源システム1Bは、位相制御された脈流電圧Vo3によって、調光制御信号を伝送しているといえる。この場合、スイッチ制御部K1が、入力電圧Vbの電圧のデータを入力電圧データとして取得することによって、入力電圧Vbと同様に位相制御された脈流電圧Vo3を生成しており、スイッチ制御部K1が、信号生成部14Aを構成している。スイッチ制御部K1は、入力電圧Vbの入力電圧データとして、後述の入力側ブリーダ回路15のダイオードD21,D22のカソード電圧を用いることができる。
本実施形態の照明器具3は、実施形態2と同様に通信部33を備える(図12参照)。本実施形態の通信部33は、脈流電圧Vo3を導通閾値と比較することで出力導通角θ2を検出し、例えばこの検出した出力導通角θ2に対応するデューティ比に設定したデューティ信号Ydを、スイッチ制御部K101へ出力する。すなわち、デューティ信号Ydのデューティ比は出力導通角θ2に対応する。スイッチ制御部K101は、デューティ信号Ydのデューティ比と負荷電流Io10の目標値との対応関係を予め記憶しており、デューティ比に対応する負荷電流Io10の目標値を決定する。そして、スイッチ制御部K101は、負荷電流Io10が目標値に一致するように、スイッチング素子Q101をスイッチング制御する。すなわち、点灯装置3aは、出力導通角θ2を検出することで調光制御信号を読み取っており、出力導通角θ2に対応する調光レベルになるように、光源3bを調光制御する。
このように、位相制御された入力電圧Vbを位相制御スイッチ5が生成し、電源システム1Bが、同様に位相制御された脈流電圧Vo3を一対の電線21,22に印加する。照明器具3は、入力された脈流電圧Vo3の出力導通角θ2に対応する調光レベルになるように光源3bを調光する。
ここで、位相制御スイッチ5が有するトライアックは、自己保持機能を有するリーディングエッジ型の半導体スイッチング素子である。トライアックは、ゲートに入力されるトリガ信号の立ち上がり時にターンオンし、導通状態となる。トリガ信号が立ち上がる位相角は、ユーザが設定した調光レベルによって変化する。その後、入力電圧Vaのゼロクロスの直前において、次周期の誤点弧を回避するためにトリガ信号を立ち下げる。トリガ信号が立ち下がると、トライアックのゲートに駆動電流が流れなくなる。トライアックは、アノード電流が保持電流を上回っている間は導通状態を維持するため、トリガ信号の立ち下がり後も暫くは電源システム1Bに商用電源9から交流電力が供給され続ける。そして、トライアックのアノード電流が保持電流以下になると、トライアックはターンオフして、非導通状態(遮断状態)に切り替わる。これにより、商用電源9から電源システム1Bへの交流電力の供給が停止する。
そして、入力電圧Vaが0Vに近くなるゼロクロス付近ではアノード電流が低くなり、ノイズなどによってトライアックが通常のタイミングよりも早くターンオフする可能性がある。この結果、入力導通角θ1が変動し、その結果として出力導通角θ2が変動するので、照明器具3の点灯にチラツキが生じたり、不意に消灯する虞があった。また、入力電圧Vaのゼロクロス付近では、位相制御スイッチ5の制御電源の確保が困難であった。
そこで、入力電圧Vaのゼロクロス付近では、入力側ブリーダ回路15が入力ブリーダ電流Ibを位相制御スイッチ5のトライアックに流すことで、入力導通角θ1を安定させ、かつ位相制御スイッチ5の制御電源を確保している。
図16は、入力側ブリーダ回路15の構成を示す。入力側ブリーダ回路15は、ダイオードD21,D22、スイッチング素子Q21、抵抗R21,R22、ツェナダイオードZD21を備える。
ダイオードD21,D22は、整流器DB1の各入力端にアノードを接続している。そして、スイッチング素子Q21、抵抗R21、抵抗R22の直列回路が、ダイオードD21,D22の各カソードと整流器DB1の整流出力の低圧側との間に接続している。スイッチング素子Q21のドレインは、ダイオードD21,D22の各カソードに接続し、スイッチング素子Q21のソースは、抵抗R21,R22の直列回路に接続している。さらに、スイッチング素子Q21のゲートは、スイッチ制御部K1に接続している。また、スイッチング素子Q21のゲートと整流器DB1の整流出力の低圧側との間には、ツェナダイオードZD21が接続している。
そして、ダイオードD21,D22は、入力電圧Vbの入力導通角θ1を検出している。具体的に、入力電圧Vbを全波整流した電圧波形が、ダイオードD21,D22のカソードに生じており、スイッチ制御部K1は、この電圧波形を第1閾値と比較して、ブリーダ制御信号Y1を生成している。ブリーダ制御信号Y1は、入力電圧Vbの瞬時値が第1閾値以上の場合、Lレベルとなり、入力電圧Vbの瞬時値が第1閾値未満の場合、Hレベルとなる。スイッチ制御部K1は、このブリーダ制御信号Y1をスイッチング素子Q21のゲートに印加する。
そして、スイッチング素子Q21は、ブリーダ制御信号Y1がHレベルのとき、すなわち入力電圧Vbの瞬時値が閾値(第1閾値)未満のときにオンする。この結果、入力端子111,112間に接続している入力側ブリーダ回路15のインピーダンスが比較的低くなり、入力端子111,112間では、ダイオードD21またはD22、スイッチング素子Q21、抵抗R21,R22を介して入力ブリーダ電流Ibが流れる。この入力ブリーダ電流Ibは、商用電源9を供給源として、商用電源9、位相制御スイッチ5、入力側ブリーダ回路15で構成される閉回路を流れる。
また、スイッチング素子Q21は、ブリーダ制御信号Y1がLレベルのとき、すなわち入力電圧Vbの瞬時値が閾値以上のときにオフする。この結果、入力端子111,112間に接続している入力側ブリーダ回路15のインピーダンスが比較的高くなり、入力ブリーダ電流Ibは0になる。
上述のように、入力側ブリーダ回路15は、入力端子111,112間のインピーダンスを調整することで、入力電圧Vaのゼロクロス付近では入力ブリーダ電流Ibを流して、入力導通角θ1を安定させ、かつ位相制御スイッチ5の制御電源を確保している。
また、本実施形態では。電源システム1Bに入力側ブリーダ回路15を設けており、複数の照明器具3のそれぞれにブリーダ回路を設ける場合に比べて、電力損失の発生を抑制することができる。
また、本実施形態において、点灯回路32は、脈流電圧Vo3の出力導通角θ2に対応する調光レベルになるように、光源3bへの負荷電流Io10を制御する。しかしながら、調光レベルが調光下限に近づくほど、点灯回路32の入力容量(コンデンサC101など)によって脈流電圧Vo3の波形に歪みが生じ、点灯装置3aの通信部33が出力導通角θ2を正確に検出できない可能性が高くなる。
例えば、位相制御スイッチ5が有する半導体スイッチがトレーリングエッジ型の半導体スイッチである場合、入力電圧Vbは、図17の上段に示すように、入力導通角θ1になるように位相制御された波形になる。
そして、図17の中段には、上述の歪が生じた脈流電圧Vo3の波形を示す。一対の電線21,22の間には、複数の点灯回路32の入力容量が並列に接続している。一方で、調光レベルが調光下限に近づくほど、入力容量に蓄えられた電荷の消費量が少なくなり、入力容量の電圧が下がりきる前に脈流電圧Vo3の次の半波による充電が行われてしまう。この場合、点灯装置3aの通信部33は、出力導通角θ2を正確に検出できなくなり、光源3bの制御に不具合が生じる可能性がある。
そこで、図14に示すように、電源システム1Bは、出力側ブリーダ回路16、信号絶縁回路17を備える。スイッチ制御部K1は、信号絶縁回路17を介してブリーダ制御信号Y1を出力側ブリーダ回路16へ出力する。信号絶縁回路17は、例えばフォトカプラで構成される。出力側ブリーダ回路16は、出力端子121,122間に接続している。
そして、出力側ブリーダ回路16は、ブリーダ制御信号Y1がHレベルのとき、すなわち入力電圧Vbの瞬時値が閾値(第2閾値)未満のときに、半導体スイッチング素子をオンさせることによって出力端子121,122間に接続している出力側ブリーダ回路16のインピーダンスを低下させる。この結果、出力端子121,122間では、出力ブリーダ電流Icが流れて、複数の点灯回路32の各入力容量の電荷を放電させる。
また、出力側ブリーダ回路16は、ブリーダ制御信号Y1がLレベルのとき、すなわち入力電圧Vbの瞬時値が閾値未満のときに、半導体スイッチング素子をオフさせることによって出力端子121,122間に接続している出力側ブリーダ回路16のインピーダンスを増加させる。この結果、出力端子121,122間では、出力ブリーダ電流Icは0になる。
上述のように、出力側ブリーダ回路16は、出力端子121,122間のインピーダンスを調整することで、入力電圧Vaのゼロクロス付近では出力ブリーダ電流Icを流して、複数の点灯回路32の各入力容量の電荷を放電させている。したがって、図17の下段に示すように、調光レベルが調光下限に近づいたとしても、脈流電圧Vo3の波形に歪みが生じ難くなり、通信部33による出力導通角θ2の検出精度が向上する。
(実施形態3の第1変形例)
本変形例では図18に示すように、光源3bは、照射光の色温度が互いに異なる2種類の光源モジュール301,302を備えている。そして、相対的に色温度が低い暖色系の光源モジュール301からの照射光と、相対的に色温度が高い寒色系の光源モジュール302からの照射光とを混色した光(混色光)が照射される。光源モジュール301と光源モジュール302とは、発光色が異なる固体発光素子を備えているが、発光色が同じ固体発光素子に蛍光体を重ねることで色温度を異ならせた光源を備えてもよい。
そして、点灯装置3aは、出力導通角θ2に応じて混色光の光量及び色温度を変化させており、図19に示すような調色・調光カーブにしたがって調光及び調色を行う。出力導通角θ2が下限値θ21の場合、光源モジュール301,302の調光レベルは調光下限になる。なお、出力導通角θ2が下限値θ21の場合に光源モジュール301,302が消灯してもよい。出力導通角θ2が下限値θ21からθ22までの間は、出力導通角θ2の増減に応じて調色・調光が行われる。出力導通角θ2がθ22になると混色光は色温度が2800Kの光(電球色の光)になり、出力導通角θ2が上限値θ23になると混色光は色温度が5000Kの光(昼白色の光)になる。
次に、点灯装置3aが光源モジュール301,302を調色・調光する動作について説明する。一般的に調色照明を行う場合、照明空間の全体を照明する照明光として電球色と昼白色が推奨されており、電球色で照明する場合も昼白色で照明する場合も照明空間を十分な明るさで照明するために、所定の光出力が必要になる。電球色で照明する場合と昼白色で照明する場合で明るさを同程度にしたい場合、電球色で照明する場合は昼白色で照明する場合に比べて暗めに感じられるため、電球色で照明する場合の方がより高い電流を流す必要がある。また、調光レベルを調光下限まで低下させる間は電球色で調光するのが好ましい。なお、JIS Z 9112「蛍光ランプ・LEDの光源色及び演色性による区分」にはLEDの光源色である電球色および昼白色の色度範囲がxy色度図上において定義されている。電球色の相関色温度は2600〜3250K、昼白色の相関色温度は4600〜5500Kとなっている。本実施形態では光源モジュール301の発光の色温度は電球色よりも低く、光源モジュール302の発光の色温度は昼白色よりも高くなっており、両者の混色比を調整することで電球色や昼白色の発光を得ている。
図20は、出力導通角θ2と、光源モジュール301に流す負荷電流Io11、光源モジュール302に流す負荷電流Io12、光源モジュール301,302に供給される各負荷電力の合計値P1との関係をそれぞれ示すグラフである。
本変形例の点灯装置3aは、出力導通角θ2が上限値θ23となる場合、照明光(光源モジュール301,302の出力光の混色光)を昼白色とし、出力導通角θ2の調整範囲の途中から下限にかけて電球色で調光する。
そして、点灯装置3aは、出力導通角θ2の調整範囲の途中で負荷電力の合計値P1が極大となるように、負荷電流Io11,Io12を制御しており、負荷電力の合計値P1が極大となる状態では電球色で点灯させている。点灯装置3aは、暖色系の光源モジュール301に流れる電流と、寒色系の光源モジュール302に流れる電流との比率(電流比)で調色を行っている。また、電球色での照明と昼白色での照明とで同程度の明るさが得られるように、電球色で照明する場合は、昼白色で照明する場合よりも高い電流を流している。
したがって、出力導通角θ2の調整範囲の下限値θ21から上限値θ23にかけて光量が増加するように、点灯装置3aは、寒色系の光源モジュール302に流れる負荷電流Io12を単調増加させている。また、点灯装置3aは、出力導通角θ2の調整範囲の下限値θ21から暖色系の光源モジュール301に流れる負荷電流Io11を徐々に増加させ、負荷電力の合計値P1が極大となる出力導通角θ22で負荷電流Io11が極大となるように調整している。
そして、図21に示すように、点灯装置3aは、出力導通角θ2が下限値θ21である場合、光源モジュール301,302を調光下限で点灯させるか、または消灯させる。出力導通角θ2が下限値θ21から増加するにつれて、点灯装置3aは、負荷電力の合計値P1を増加させて、調色及び調光を行う。出力導通角θ2がθ22に達すると、点灯装置3aは、照明光を電球色に調色する。このとき、負荷電力の合計値P1は最大となる。さらに、出力導通角θ2がθ22から上限値θ23にまで増加するにつれて、負荷電力の合計値P1は最大値から減少し、出力導通角θ2が上限値θ23になると、照明光が昼白色に調色される。
ところで、本変形例の点灯装置3aは、光源モジュール301,302の出力光を混色した照明光の色温度を電球色から昼白色の間で変化させているが、電球色から、昼白色よりも色温度の高い昼光色の間で変化させてもよい。なお、JIS Z 9112「蛍光ランプ・LEDの光源色及び演色性による区分」には昼光色の色度範囲がxy色度図上において定義されており、昼光色の相関色温度は5700〜7100Kとなっている。
そして、図22に示すように、点灯装置3aは、出力導通角θ2が下限値θ21である場合、光源モジュール301,302を調光下限で点灯させるか、または消灯させる。出力導通角θ2が下限値θ21から増加するにつれて、点灯装置3aは、負荷電力の合計値P1を増加させて、調色及び調光を行う。出力導通角θ2がθ22に達すると、点灯装置3aは、照明光を電球色に調色する。このとき、負荷電力の合計値P1は極大となる。さらに、出力導通角θ2がθ22と上限値θ23との間で、負荷電力の合計値P1の変化曲線が変曲点を有する。これにより、出力導通角θ2が変曲点から上限値θ23まで変化する間は、出力導通角θ2の増加に応じて負荷電力の合計値P1も増加し、出力導通角θ2が上限値θ23になると、混色光の色温度は6200Kとなり、昼光色の光が出力される。
したがって、負荷電力の合計値P1は図22に示すような変化曲線を有し、負荷電力の合計値P1は、出力導通角θ2がθ22である場合に(色温度が2800K)、第1の変曲点を持ち、色温度が5000Kとなるような出力導通角θ2で第2の変曲点を持つような特性となる。
このように、点灯装置3aは、出力導通角θ2の調整範囲内で負荷電力の合計値P1の出力曲線が最大となるか変曲点を有するように負荷電力を制御している。したがって、出力導通角θ2が調整されることによって、調光下限から電球色で点灯する状態と昼白色または昼光色で点灯する状態とに切り替えることができる。よって、出力導通角θ2(入力導通角θ1)を変化させるだけで、光源モジュール301,302の調光、調色を行うことができる。
(実施形態3の第2変形例)
また、位相制御スイッチ5が、入力電圧Vaの半波毎に入力導通角θ1を0°または180°に設定することで、電源システム1Bは、擬似的に2値のデジタルの制御信号が重畳した脈流電圧Vo3を生成することができる。この場合、通信部33は、脈流電圧Vo3を導通閾値と比較することで、出力導通角θ2が0°または180°のいずれであるかを判定できる。
上述のように、点灯装置3aは、一対の電線21,22を介して負荷電力及び制御信号の両方を受け取ることができる。したがって、電源システム1Bは、点灯装置3aへ制御信号を送信するために、制御信号伝送用の配線を新たに敷設する必要がなく、さらに高コストの無線通信機器を追加する必要もない。
上述の各実施形態及び変形例におけるスイッチ制御部K1,K101は、コンピュータシステムを含んでいてもよい。この場合、コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示におけるスイッチ制御部K1,K101の機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。
また、スイッチ制御部K1,K101は、コンピュータシステムに限らず、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、制御用IC(Integrated Circuit)などであってもよい。
光源3bが有する複数の固体発光素子の各々は、LED30に限らず、有機EL(Organic Electro Luminescence、OEL)、または無機ELなどの他の固体発光素子であってもよい。また、固体発光素子の数は、複数に限らず、1つであってもよい。複数の固体発光素子の電気的な接続関係は直列接続であるが、この接続関係に限らない。複数の固体発光素子の電気的な接続関係は、並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続関係であってもよい。
以上のように、実施形態に係る第1の態様の電源システム1,1A,1Bは、光源3bに負荷電力を供給するための一対の電線21,22に直流の脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を出力する電源システムである。電源システム1,1A,1Bは、電源回路13と、出力部12と、を備える。電源回路13は、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を生成する。出力部12は、一対の電線21,22が接続されて、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を一対の電線21,22に印加する。そして、電源回路13は、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3の波形が正電圧及び負電圧を交互に発生する交番電圧を全波整流した全波整流波形になるように、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を生成する。
したがって、電源システム1,1A,1Bでは、電源システム1,1A,1Bが全波整流波形の脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を一対の電線21,22に印加している。全波整流波形の脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3は、周期的に0V、あるいは0Vに近い低電圧にまで低下する。したがって、例えば出力部12などの電線21,22の接続箇所、または電線21,22の断線箇所などにおいてアーク放電が生じたとしても、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3が周期的に低下したときに消弧する可能性が高くなり、アーク放電が継続しにくくなる。
また、実施形態に係る第2の態様の電源システム1,1A,1Bでは、第1の態様において、交流の入力電圧Va,Vbが入力される入力部11をさらに備える。そして、電源回路13は、入力電圧Va,Vbから脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を生成することが好ましい。
したがって、電源システム1,1A,1Bでは、例えば商用電源9からの電力供給によって、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を生成することができる。
また、実施形態に係る第3の態様の電源システム1,1A,1Bでは、第2の態様において、電源回路13は、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3のピーク値Vp2が入力電圧Va,Vbのピーク値Vp2に比べて小さくなるように、脈流電圧Vo1,Vo2,Vo3を生成することが好ましい。
したがって、電源システム1,1A,1Bでは、アーク放電が継続しにくくなる。
また、実施形態に係る第4の態様の電源システム1,1A,1Bでは、第2または第3の態様において、電源回路13は、入力部11と出力部12とを電気的に絶縁する絶縁回路を有することが好ましい。
したがって、電源システム1,1A,1Bでは、入力部11と出力部12とが電気的に絶縁されていることによって、安全性が向上する。
また、実施形態に係る第5の態様の電源システム1,1A,1Bでは、第2乃至第4の態様のいずれか一つにおいて、電源回路13は、降圧回路131と、整流回路132とを備えることが好ましい。降圧回路131は、入力電圧Vaを降圧した交流電圧を生成する。整流回路132は、この交流電圧を全波整流する。
したがって、電源システム1,1A,1Bでは、降圧回路131の後段に整流回路132が設けられており、整流回路132に耐電圧が比較的低い素子を用いることができる。この結果、電源回路13の小型化、低コスト化を図ることができる。
また、実施形態に係る第6の態様の電源システム1A,1Bでは、第1乃至第5の態様のいずれか一つにおいて、電源回路13は、信号生成部14,14Aを有することが好ましい。信号生成部14,14Aは、一対の電線21,22の間の電圧の波形を調整することによって一対の電線21,22に信号を伝送する。
したがって、電源システム1A,1Bは、点灯装置3aへ制御信号を送信するために、制御信号伝送用の配線を新たに敷設する必要がなく、さらに高コストの無線通信機器を追加する必要もない。
また、実施形態に係る第7の態様の電源システム1Aでは、第6の態様において、信号生成部14は、第1スイッチング素子Q11と第2スイッチング素子Q12との直列回路と、コンデンサC11とを有する。コンデンサC11は、第1スイッチング素子Q11の並列経路に設けられて一対の出力端子121,122の間に電気的に接続されている。電源回路13は、全波整流波形である第1脈流電圧Vo1を生成して、第1スイッチング素子Q11と第2スイッチング素子Q12との直列回路の両端に第1脈流電圧Vo1を印加する電力変換回路13A,13B,13C,13Dを有している。そして、信号生成部14は、充電動作、放電動作を行うことで、コンデンサC11に第2脈流電圧Vo2を生成する。充電動作は、第1スイッチング素子Q11をオフ、第2スイッチング素子Q12をオンすることでコンデンサC11を第1脈流電圧Vo1によって充電する。放電動作は、第1スイッチング素子Q11をオン、第2スイッチング素子Q12をオフすることでコンデンサC11を放電する。そして、第2脈流電圧Vo2が前記脈流電圧である。
したがって、電源システム1Aは、コンデンサC11の充電動作及び放電動作によって第2脈流電圧Vo2の波形調整を行っており、フィードバック制御に比べて急激な波形変化を実現しやすく、高い通信速度を維持することができる。
また、実施形態に係る第8の態様の電源システム1Aでは、第7の態様において、第1スイッチング素子Q11の並列経路には、コンデンサC11とインピーダンス素子(インダクタL11)との直列回路が設けられていることが好ましい。
したがって、電源システム1Aは、コンデンサC11の充電時間及び放電時間をインピーダンス素子によって調整することができる。
また、実施形態に係る第9の態様の電源システム1Aでは、第7または第8の態様において、信号生成部14は、放電動作の期間を第1脈流電圧Vo1の1周期より短くして、コンデンサC11の電圧の波形を第1脈流電圧Vo1の一部が欠けた波形とすることで、信号を伝送することが好ましい。
したがって、電源システム1Aは、第1脈流電圧Vo1の1周期内に複数ビットのデジタル信号を送信でき、通信効率が向上する。
また、実施形態に係る第10の態様の電源システム1Aでは、第7乃至第9の態様のいずれか一つにおいて、信号生成部14は、外部から入力される指示信号に基づいて充電動作と放電動作とを切り替えることが好ましい。
したがって、電源システム1Aは、外部からの指示を伝えることができる。
また、実施形態に係る第11の態様の電源システム1Aでは、第7乃至第10の態様のいずれか一つにおいて、信号生成部14は、第1脈流電圧Vo1の瞬時値が閾値以下である場合、放電動作を行わないことが好ましい。
したがって、電源システム1Aは、信号の送信エラーを低減させることができる。
また、実施形態に係る第12の態様の電源システム1Aでは、第7乃至第11の態様のいずれか一つにおいて、信号は通信フレームを構成単位とする。そして、信号生成部14は、第1脈流電圧Vo1の1周期内に整数個の通信フレームを伝送することが好ましい。
したがって、電源システム1Aは、第1脈流電圧Vo1の複数周期に亘って通信フレームを分割することなく信号を送信できるので、通信の安定性が向上する。
また、実施形態に係る第13の態様の電源システム1Bでは、第6の態様において、信号生成部14Aは、一対の電線21,22に脈流電圧Vo3が印加されている期間である出力導通角θ2を調整することによって、一対の電線21,22に信号を伝送することが好ましい。
したがって、電源システム1Bは、脈流電圧の位相制御によって信号を伝送することができる。
また、実施形態に係る第14の態様の電源システム1Cでは、第2乃至第5の態様のいずれか一つにおいて、電源回路13は、信号生成部14Aを有することが好ましい。信号生成部14Aは、一対の電線21,22に脈流電圧Vo3が印加されている期間である出力導通角θ2を調整することによって、一対の電線21,22に信号を伝送する。
したがって、電源システム1Bは、脈流電圧の位相制御によって信号を伝送することができる。
また、実施形態に係る第15の態様の電源システム1Bでは、第14の態様において、入力側ブリーダ回路15をさらに備えることが好ましい。入力部11は、一対の入力端子111,112を有して、一対の入力端子111,112に入力電圧Vaが通電している期間である入力導通角θ1を所定値に調整した入力電圧Vbが一対の入力端子111,112に印加される。電源回路13は、出力導通角θ2が所定値になる脈流電圧Vo3を生成する。入力側ブリーダ回路15は、一対の入力端子111,112の間に電気的に接続されており、一対の入力端子111,112の間における入力側ブリーダ回路15のインピーダンスを、入力電圧Vbの瞬時値に応じて調整する。入力電圧Vbの瞬時値が閾値未満であるときの入力側ブリーダ回路15のインピーダンスは、入力電圧Vbの瞬時値が閾値以上であるときの入力側ブリーダ回路15のインピーダンスより低い。
したがって、電源システム1Bは、入力電圧Vaのゼロクロス付近では入力ブリーダ電流Ibを流して、入力導通角θ1を安定させ、かつ位相制御スイッチ5の制御電源を確保できる。
また、実施形態に係る第16の態様の電源システム1Bでは、第15の態様において、入力側ブリーダ回路15は、入力電圧Vbの瞬時値が閾値以上であるときに、一対の入力端子111,112の間に入力ブリーダ電流Ibが流れないように入力側ブリーダ回路15のインピーダンスを調整する。入力側ブリーダ回路15は、入力電圧Vbの瞬時値が閾値未満であるときに、一対の入力端子111,112の間に入力ブリーダ電流Ibが流れるように入力側ブリーダ回路15のインピーダンスを調整する。
したがって、電源システム1Bは、入力電圧Vaのゼロクロス付近では入力ブリーダ電流Ibを流して、入力導通角θ1を安定させ、かつ位相制御スイッチ5の制御電源を確保できる。
また、実施形態に係る第17の態様の電源システム1Bでは、第15または第16の態様において、出力側ブリーダ回路16をさらに備えることが好ましい。出力部12は、一対の出力端子121,122を有して、脈流電圧Vo3が一対の出力端子121,122に印加されている。前記閾値は第1閾値である。そして、出力側ブリーダ回路16は、一対の出力端子121,122の間に電気的に接続されており、一対の出力端子121,122の間における出力側ブリーダ回路16のインピーダンスを、入力電圧Vbの瞬時値に応じて調整する。入力電圧Vbの瞬時値が第2閾値未満であるときの出力側ブリーダ回路16のインピーダンスは、入力電圧Vbの瞬時値が第2閾値以上であるときの出力側ブリーダ回路16のインピーダンスより低い。
したがって、電源システム1Bでは、調光レベルが調光下限に近づいたとしても、脈流電圧Vo3の波形に歪みが生じ難くなり、通信の安定性が向上する。
また、実施形態に係る第18の態様の電源システム1Bでは、第17の態様において、出力側ブリーダ回路16は、入力電圧Vbの瞬時値が第2閾値以上であるときに、一対の出力端子121,122の間に出力ブリーダ電流Icが流れないように出力側ブリーダ回路16のインピーダンスを調整する。出力側ブリーダ回路16は、入力電圧Vbの瞬時値が第2閾値未満であるときに、一対の出力端子121,122の間に出力ブリーダ電流Icが流れるように出力側ブリーダ回路16のインピーダンスを調整する。
したがって、電源システム1Bでは、調光レベルが調光下限に近づいたとしても、脈流電圧Vo3の波形に歪みが生じ難くなり、通信の安定性が向上する。
上述の実施形態に係る第19の態様の点灯装置3aは、第1乃至第18の態様のいずれか一つの電源システム1,1A,1Bから一対の電線21,22を介して直流電力を供給される点灯装置である。点灯装置3aは、光源3bに負荷電力を供給する点灯回路32を備える。点灯回路32は、電源回路13に入力される交流電力の力率が向上するように、一対の電線21,22から点灯回路32に流れる電流を調整する力率改善回路である。
したがって、点灯装置3aは、商用電源9から電源システム1,1A,1Bに供給される交流電力の力率を、力率改善回路として機能しない場合に比べて高くすることができる。
上述の実施形態に係る第20の態様の点灯装置3aは、第6乃至第12の態様のいずれか一つの電源システム1Aから一対の電線21,22を介して直流電力を供給される点灯装置である。点灯装置3aは、光源3bに負荷電力を供給する点灯回路32と、一対の電線21,22の間の電圧から信号を読み取る通信部33と、を備える。点灯回路32は、通信部33が読み取った信号に基づいて負荷電力を調整する。
したがって、点灯装置3aは、一対の電線21,22を介して負荷電力及び信号の両方を受け取ることができ、信号に基づく負荷制御が可能になる。
また、実施形態に係る第21の態様の点灯装置3aでは、第20の態様において、通信部33は、一対の電線21,22の間の電圧の所定時間における変化量、あるいは一対の電線21,22の間の電圧と信号閾値との比較結果に基づいて、信号を読み取ることが好ましい。
したがって、点灯装置3aは、一対の電線21,22を介して信号を受け取ることができる。
上述の実施形態に係る第22の態様の点灯装置3aは、第13乃至第18の態様のいずれか一つの電源システム1Bから一対の電線21,22を介して直流電力を供給される点灯装置である。点灯装置3aは、光源3bに負荷電力を供給する点灯回路32と、一対の電線21,22の間の電圧から出力導通角θ2を検出することで信号を読み取る通信部33と、を備える。点灯回路32は、通信部33が読み取った信号に基づいて負荷電力を調整する。
したがって、点灯装置3aは、一対の電線21,22を介して負荷電力及び信号の両方を受け取ることができ、信号に基づく負荷制御が可能になる。
また、実施形態に係る第23の態様の点灯装置3aでは、第22の態様において、通信部33は、一対の電線21,22の間の電圧を導通閾値と比較することで、出力導通角θ2を検出することが好ましい。
したがって、点灯装置3aは、一対の電線21,22を介して信号を受け取ることができる。
また、実施形態に係る第24の態様の点灯装置3aでは、第23の態様において、点灯回路32は、出力導通角θ2に基づいて負荷電力を制御する。そして、出力導通角θ2が出力導通角θ2の下限値θ21から増加するにつれて負荷電力が漸増し、出力導通角θ2が増加して出力導通角θ2の上限値θ23に達する前に負荷電力が最大となることが好ましい。
したがって、点灯装置3aは、出力導通角θ2の調整範囲内で負荷電力が最大となるように負荷電力を制御できる。
また、実施形態に係る第25の態様の点灯装置3aでは、第23の態様において、点灯回路32は、出力導通角θ2に基づいて負荷電力を制御する。そして、出力導通角θ2が出力導通角θ2の下限値θ21から増加するにつれて負荷電力が漸増し、出力導通角θ2が増加して出力導通角θ2の上限値θ23に達する前に負荷電力の変曲点が存在することが好ましい。
したがって、点灯装置3aは、出力導通角θ2の調整範囲内で負荷電力曲線が変曲点を有するように負荷電力を制御できる。
また、実施形態に係る第26の態様の点灯装置3aでは、第23の態様において、信号は、所定の通信プロトコルに基づいて生成された2値のデジタル信号であることが好ましい。そして、通信部33は、出力導通角θ2を判定することで、デジタル信号を読み出す。
したがって、点灯装置3aは、一対の電線21,22を介してデジタル信号を受け取ることができる。
また、実施形態に係る第27の態様の点灯装置3aでは、第22乃至第26の態様のいずれか一つにおいて、信号は、光源3bの調光レベルを指示する調光信号である。光源3bは、互いに発光色が異なる2種類以上の光源モジュール301,302を有している。そして、点灯回路32は、2種類以上の光源モジュール301,302のそれぞれに個別に負荷電力を供給し、調光信号によって指示された調光レベルに応じて、2種類以上の光源モジュール301,302のそれぞれに個別に供給する負荷電力を調整することが好ましい。
したがって、点灯装置3aは、出力導通角θ2を変化させるだけで、光源モジュール301,302の調光、調色を行うことができる。
上述の実施形態に係る第28の態様の照明システムS1は、第1乃至第16の態様のいずれか一つの電源システム1,1A,1Bと、第19の態様の点灯装置3aと、電源システム1,1A,1Bと点灯装置3aとを電気的に接続する一対の電線21,22と、を備える。
したがって、照明システムS1は、電線21,22の接続箇所、または電線21,22の断線箇所などにおいてアーク放電が生じたとしても、消弧する可能性が高くなり、アーク放電が継続しにくくなる。
上述の実施形態に係る第29の態様の照明システムS2は、第6乃至第12の態様のいずれか一つの電源システム1Aと、第20または第21の態様の点灯装置3aと、電源システム1Aと点灯装置3aとを電気的に接続する一対の電線21,22と、を備える。
したがって、照明システムS2は、電線21,22の接続箇所、または電線21,22の断線箇所などにおいてアーク放電が生じたとしても、消弧する可能性が高くなり、アーク放電が継続しにくくなる。
上述の実施形態に係る第30の態様の照明システムS3は、第6、第13乃至第18の態様のいずれか一つの電源システム1Bと、第22または第27の態様の点灯装置3aと、電源システム1Bと点灯装置3aとを電気的に接続する一対の電線21,22と、を備える。
したがって、照明システムS3は、電線21,22の接続箇所、または電線21,22の断線箇所などにおいてアーク放電が生じたとしても、消弧する可能性が高くなり、アーク放電が継続しにくくなる。
また、上述の実施形態および変形例は一例である。このため、本発明は、上述の実施形態および変形例に限定されることはなく、この実施形態および変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1,1A,1B 電源システム
11 入力部
12 出力部
13 電源回路
13A,13B,13C,13D 電力変換回路
14,14A 信号生成部
15 入力側ブリーダ回路
16 出力側ブリーダ回路
111,112 入力端子
121,122 出力端子
131 降圧回路
132 整流回路
21,22 電線
3 照明器具
3a 点灯装置
3b 光源
32 点灯回路
33 通信部
301,302 光源モジュール
C11 コンデンサ
Q11 第1スイッチング素子
Q12 第2スイッチング素子
Va,Vb 入力電圧
Vo1 脈流電圧(第1脈流電圧)
Vo2 脈流電圧(第2脈流電圧)
Vo3 脈流電圧
Vp1,Vp2 ピーク値
θ1 入力導通角
θ2 出力導通角
θ21 下限値
θ23 上限値
Ib 入力ブリーダ電流
Ic 出力ブリーダ電流 S1,S2,S3 照明システム

Claims (30)

  1. 光源に負荷電力を供給するための一対の電線に直流の脈流電圧を出力する電源システムであって、
    前記脈流電圧を生成する電源回路と、
    前記一対の電線が接続されて、前記脈流電圧を前記一対の電線に印加する出力部と、を備え、
    前記電源回路は、前記脈流電圧の波形が正電圧及び負電圧を交互に発生する交番電圧を全波整流した全波整流波形になるように、前記脈流電圧を生成する
    電源システム。
  2. 交流の入力電圧が入力される入力部をさらに備え、
    前記電源回路は、前記入力電圧から前記脈流電圧を生成する
    請求項1記載の電源システム。
  3. 前記電源回路は、前記脈流電圧のピーク値が前記入力電圧のピーク値に比べて小さくなるように、前記脈流電圧を生成する請求項2記載の電源システム。
  4. 前記電源回路は、前記入力部と前記出力部とを電気的に絶縁する絶縁回路を有する請求項2または3記載の電源システム。
  5. 前記電源回路は、
    前記入力電圧を降圧した交流電圧を生成する降圧回路と、
    前記交流電圧を全波整流する整流回路と、を有する
    請求項2乃至4のいずれか一項に記載の電源システム。
  6. 前記電源回路は、前記一対の電線の間の電圧の波形を調整することによって前記一対の電線に信号を伝送する信号生成部を有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電源システム。
  7. 前記信号生成部は、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との直列回路と、前記第1スイッチング素子の並列経路に設けられて前記一対の出力端子の間に電気的に接続されたコンデンサとを有し、
    前記電源回路は、前記全波整流波形である第1脈流電圧を生成して、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との直列回路の両端に前記第1脈流電圧を印加する電力変換回路を有しており、
    前記信号生成部は、前記第1スイッチング素子をオフ、前記第2スイッチング素子をオンすることで前記コンデンサを前記第1脈流電圧によって充電する充電動作を行い、前記第1スイッチング素子をオン、前記第2スイッチング素子をオフすることで前記コンデンサを放電する放電動作を行うことで、前記コンデンサに第2脈流電圧を生成し、
    前記第2脈流電圧が前記脈流電圧である
    請求項6記載の電源システム。
  8. 前記第1スイッチング素子の前記並列経路には、前記コンデンサとインピーダンス素子との直列回路が設けられている請求項7記載の電源システム。
  9. 前記信号生成部は、前記放電動作の期間を前記第1脈流電圧の1周期より短くして、前記コンデンサの電圧の波形を前記第1脈流電圧の一部が欠けた波形とすることで、前記信号を伝送する請求項7または8記載の電源システム。
  10. 前記信号生成部は、外部から入力される指示信号に基づいて前記充電動作と前記放電動作とを切り替える請求項7乃至9のいずれか一項に記載の電源システム。
  11. 前記信号生成部は、前記第1脈流電圧の瞬時値が閾値以下である場合、前記放電動作を行わない請求項7乃至10のいずれか一項に記載の電源システム。
  12. 前記信号は通信フレームを構成単位とし、
    前記信号生成部は、前記第1脈流電圧の1周期内に整数個の前記通信フレームを伝送する
    請求項7乃至11のいずれか一項に記載の電源システム。
  13. 前記信号生成部は、前記一対の電線に前記脈流電圧が印加されている期間である出力導通角を調整することによって、前記一対の電線に前記信号を伝送する請求項6記載の電源システム。
  14. 前記電源回路は、前記一対の電線に前記脈流電圧が印加されている期間である出力導通角を調整することによって、前記一対の電線に信号を伝送する信号生成部を有する請求項2乃至5のいずれか一項に記載の電源システム。
  15. 入力側ブリーダ回路をさらに備え、
    前記入力部は、一対の入力端子を有して、前記一対の入力端子に前記入力電圧が通電している期間である入力導通角を所定値に調整した前記入力電圧が前記一対の入力端子に印加され、
    前記電源回路は、前記出力導通角が前記所定値になる前記脈流電圧を生成し、
    前記入力側ブリーダ回路は、前記一対の入力端子の間に電気的に接続されており、前記一対の入力端子の間における前記入力側ブリーダ回路のインピーダンスを、前記入力電圧の瞬時値に応じて調整し、
    前記入力電圧の瞬時値が閾値未満であるときの前記入力側ブリーダ回路の前記インピーダンスは、前記入力電圧の瞬時値が前記閾値以上であるときの前記入力側ブリーダ回路の前記インピーダンスより低い
    請求項14記載の電源システム。
  16. 前記入力側ブリーダ回路は、前記入力電圧の瞬時値が前記閾値以上であるときに、前記一対の入力端子の間に入力ブリーダ電流が流れないように前記入力側ブリーダ回路の前記インピーダンスを調整し、前記入力電圧の瞬時値が前記閾値未満であるときに、前記一対の入力端子の間に前記入力ブリーダ電流が流れるように前記入力側ブリーダ回路の前記インピーダンスを調整する
    請求項15記載の電源システム。
  17. 出力側ブリーダ回路をさらに備えて、
    前記出力部は、一対の出力端子を有して、前記脈流電圧が前記一対の出力端子に印加されており、
    前記閾値は第1閾値であり、
    前記出力側ブリーダ回路は、前記一対の出力端子の間に電気的に接続されており、前記一対の出力端子の間における前記出力側ブリーダ回路のインピーダンスを、前記入力電圧の瞬時値に応じて調整し、
    前記入力電圧の瞬時値が第2閾値未満であるときの前記出力側ブリーダ回路の前記インピーダンスは、前記入力電圧の瞬時値が前記第2閾値以上であるときの前記出力側ブリーダ回路のインピーダンスより低い
    請求項15または16記載の電源システム。
  18. 前記出力側ブリーダ回路は、前記入力電圧の瞬時値が前記第2閾値以上であるときに、前記一対の出力端子の間に出力ブリーダ電流が流れないように前記出力側ブリーダ回路の前記インピーダンスを調整し、前記入力電圧の瞬時値が前記第2閾値未満であるときに、前記一対の出力端子の間に前記出力ブリーダ電流が流れるように前記出力側ブリーダ回路の前記インピーダンスを調整する
    請求項17記載の電源システム。
  19. 請求項1乃至18のいずれか一項に記載の電源システムから前記一対の電線を介して直流電力を供給される点灯装置であって、
    前記光源に前記負荷電力を供給する点灯回路を備え、
    前記点灯回路は、前記電源回路に入力される交流電力の力率が向上するように、前記一対の電線から前記点灯回路に流れる電流を調整する力率改善回路である
    点灯装置。
  20. 請求項6乃至12のいずれか一項に記載の電源システムから前記一対の電線を介して直流電力を供給される点灯装置であって、
    前記光源に前記負荷電力を供給する点灯回路と、
    前記一対の電線の間の電圧から前記信号を読み取る通信部と、を備え、
    前記点灯回路は、前記通信部が読み取った前記信号に基づいて前記負荷電力を調整する
    点灯装置。
  21. 前記通信部は、前記一対の電線の間の電圧の所定時間における変化量、あるいは前記一対の電線の間の電圧と信号閾値との比較結果に基づいて、前記信号を読み取る
    請求項20記載の点灯装置。
  22. 請求項13乃至18のいずれか一項に記載の電源システムから前記一対の電線を介して直流電力を供給される点灯装置であって、
    前記光源に前記負荷電力を供給する点灯回路と、
    前記一対の電線の間の電圧から前記出力導通角を検出することで前記信号を読み取る通信部と、を備え、
    前記点灯回路は、前記通信部が読み取った前記信号に基づいて前記負荷電力を調整する
    点灯装置。
  23. 前記通信部は、前記一対の電線の間の電圧を導通閾値と比較することで、前記出力導通角を検出する請求項22記載の点灯装置。
  24. 前記点灯回路は、前記出力導通角に基づいて前記負荷電力を制御し、
    前記出力導通角が前記出力導通角の下限値から増加するにつれて前記負荷電力が漸増し、前記出力導通角が増加して前記出力導通角の上限値に達する前に前記負荷電力が最大となる
    請求項23記載の点灯装置。
  25. 前記点灯回路は、前記出力導通角に基づいて前記負荷電力を制御し、
    前記出力導通角が前記出力導通角の下限値から増加するにつれて前記負荷電力が漸増し、前記出力導通角が増加して前記出力導通角の上限値に達する前に前記負荷電力の変曲点が存在する
    請求項23記載の点灯装置。
  26. 前記信号は、所定の通信プロトコルに基づいて生成された2値のデジタル信号であり、
    前記通信部は、前記出力導通角を判定することで、前記デジタル信号を読み出す
    請求項23記載の点灯装置。
  27. 前記信号は、前記光源の調光レベルを指示する調光信号であり、
    前記光源は、互いに発光色が異なる2種類以上の光源モジュールを有しており、
    前記点灯回路は、前記2種類以上の光源モジュールのそれぞれに個別に前記負荷電力を供給し、前記調光信号によって指示された前記調光レベルに応じて、前記2種類以上の光源モジュールのそれぞれに個別に供給する前記負荷電力を調整する
    請求項22乃至26のいずれか一項に記載の点灯装置。
  28. 前記請求項1乃至16のいずれか一項に記載の電源システムと、
    前記請求項19記載の点灯装置と、
    前記電源システムと前記点灯装置とを電気的に接続する前記一対の電線と、を備える
    照明システム。
  29. 前記請求項6乃至12のいずれか一項に記載の電源システムと、
    前記請求項20または21に記載の点灯装置と、
    前記電源システムと前記点灯装置とを電気的に接続する前記一対の電線と、を備える
    照明システム。
  30. 前記請求項6、13乃至18のいずれか一項に記載の電源システムと、
    前記請求項22乃至27のいずれか一項に記載の点灯装置と、
    前記電源システムと前記点灯装置とを電気的に接続する前記一対の電線と、を備える
    照明システム。
JP2017191883A 2017-09-29 2017-09-29 電源システム、点灯装置、及び照明システム Active JP6986703B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017191883A JP6986703B2 (ja) 2017-09-29 2017-09-29 電源システム、点灯装置、及び照明システム
US16/139,010 US10506675B2 (en) 2017-09-29 2018-09-22 Power supply system, lighting device, and illumination system
DE102018123989.0A DE102018123989A1 (de) 2017-09-29 2018-09-28 Stromversorgungssystem, leuchtvorrichtung, und beleuchtungssystem
CN201811149902.6A CN109587899A (zh) 2017-09-29 2018-09-29 电源系统、点亮装置和照明系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017191883A JP6986703B2 (ja) 2017-09-29 2017-09-29 電源システム、点灯装置、及び照明システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019068614A true JP2019068614A (ja) 2019-04-25
JP6986703B2 JP6986703B2 (ja) 2021-12-22

Family

ID=65896955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017191883A Active JP6986703B2 (ja) 2017-09-29 2017-09-29 電源システム、点灯装置、及び照明システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10506675B2 (ja)
JP (1) JP6986703B2 (ja)
CN (1) CN109587899A (ja)
DE (1) DE102018123989A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020202855A1 (ja) 2019-03-29 2020-10-08 本田技研工業株式会社 作業機
JP7411477B2 (ja) 2020-03-30 2024-01-11 四変テック株式会社 Led点灯装置及び照明器具

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107645804A (zh) 2017-07-10 2018-01-30 昂宝电子(上海)有限公司 用于led开关控制的系统
CN108200685B (zh) 2017-12-28 2020-01-07 昂宝电子(上海)有限公司 用于可控硅开关控制的led照明系统
US10568173B1 (en) * 2018-12-21 2020-02-18 Chiplight Technology (Shenzhen) Co., Ltd. Dimmer circuit for use in light-emitting diode lighting system
US10707755B1 (en) * 2019-01-25 2020-07-07 International Business Machines Corporation Integrated circuits with programmable gate timing signal generation for power converters and apparatus comprising the same
CN109922564B (zh) 2019-02-19 2023-08-29 昂宝电子(上海)有限公司 用于triac驱动的电压转换系统和方法
CN110087370B (zh) * 2019-04-30 2021-05-04 领佳科技发展有限公司 一种采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路
CN110493913B (zh) * 2019-08-06 2022-02-01 昂宝电子(上海)有限公司 用于可控硅调光的led照明系统的控制系统和方法
CN110831295B (zh) 2019-11-20 2022-02-25 昂宝电子(上海)有限公司 用于可调光led照明系统的调光控制方法和系统
CN110831289B (zh) 2019-12-19 2022-02-15 昂宝电子(上海)有限公司 Led驱动电路及其操作方法和供电控制模块
CN111031635B (zh) 2019-12-27 2021-11-30 昂宝电子(上海)有限公司 用于led照明系统的调光系统及方法
US11096254B1 (en) * 2021-02-09 2021-08-17 General Luminaire Co., Ltd. Lighting device using multiple scattered light sources to change illumination angle and color
CN214544865U (zh) * 2021-05-17 2021-10-29 深圳市子轩光电子科技有限公司 一种感应串联开关控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012114410A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Samsung Led Co Ltd Led駆動装置
JP2014134004A (ja) * 2013-01-09 2014-07-24 Toto Ltd トイレ装置
JP2014236555A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ及びコネクタを備えた電力供給制御装置
JP2017107821A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明器具

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6359794B1 (en) * 1999-12-01 2002-03-19 Acme Electric Corporation Battery backup power supply
JP4787036B2 (ja) * 2006-02-20 2011-10-05 三菱電機株式会社 電球点灯回路及び放電灯点灯装置
JP2012009772A (ja) 2010-06-28 2012-01-12 Toshiba Lighting & Technology Corp 電源装置および照明器具
US9362843B2 (en) * 2012-08-13 2016-06-07 Fairchild Korea Semiconductor Ltd Switch control device, power supply device comprising the same, and driving method of power supply device utilizing turn-on period half-on time point detection
US9350242B2 (en) * 2013-05-03 2016-05-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Power supply and DC-DC converter with voltage drop circuit therein
JP6278314B2 (ja) * 2014-04-18 2018-02-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 点灯装置およびそれを用いた照明器具
JP6648502B2 (ja) * 2015-11-18 2020-02-14 三菱電機株式会社 点灯装置および照明器具
US9814115B2 (en) * 2015-12-25 2017-11-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Illumination light communication apparatus and communication module

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012114410A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Samsung Led Co Ltd Led駆動装置
JP2014134004A (ja) * 2013-01-09 2014-07-24 Toto Ltd トイレ装置
JP2014236555A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ及びコネクタを備えた電力供給制御装置
JP2017107821A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明器具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020202855A1 (ja) 2019-03-29 2020-10-08 本田技研工業株式会社 作業機
JP7411477B2 (ja) 2020-03-30 2024-01-11 四変テック株式会社 Led点灯装置及び照明器具

Also Published As

Publication number Publication date
US20190104583A1 (en) 2019-04-04
DE102018123989A1 (de) 2019-05-23
CN109587899A (zh) 2019-04-05
US10506675B2 (en) 2019-12-10
JP6986703B2 (ja) 2021-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6986703B2 (ja) 電源システム、点灯装置、及び照明システム
US9775212B2 (en) Spectral shift control for dimmable AC LED lighting
US9253844B2 (en) Reduction of harmonic distortion for LED loads
US8044600B2 (en) Brightness-adjustable LED driving circuit
RU2638958C2 (ru) Схемное устройство и сид лампа, содержащая это схемное устройство
KR101164250B1 (ko) 조명 장치, 및 화상 표시 장치
EP2257123A1 (en) Light emitting diode circuit
CN102099621A (zh) 发光二极管灯
CN104604333A (zh) 通过分支开关根据输入电压电平控制发光二极管的装置和方法
JP2012105529A (ja) 定電流ledランプ
US11838999B2 (en) LED lighting system, apparatus, and dimming method
TW201637517A (zh) 具同步脈衝寬度調變調光控制之二極體照明裝置
CN105530740A (zh) 调光控制单元、照明系统和设施设备
US9848469B2 (en) Lighting apparatus and system having electrical insulation structure between dimmer and driver
JP6320455B2 (ja) Led点灯装置
US20220201817A1 (en) Led lighting system, and dimmer, lighting apparatus, and dimming control method thereof
JP2011198561A (ja) Led駆動回路
JP2008218150A (ja) 照明装置および制御回路
JP5944672B2 (ja) Led点灯装置、それを備えた照明器具、及び照明装置
US9648690B1 (en) Dimmable instant-start ballast
TW201408126A (zh) 發光二極體調光裝置
JP6771182B2 (ja) 信号送信装置、信号受信装置、点灯システム、照明器具、及び照明システム
US20230189409A1 (en) Light-emitting diode lamp illumination system, and dimmer and light-emitting diode lamp thereof
TWI533748B (zh) Light - emitting diode circuit system with power factor correction and optimization
JP2017199557A (ja) 信号送信装置、信号受信装置、点灯システム、照明器具、及び照明システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210726

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211019

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211112

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6986703

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151