JP2021103696A - 装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より多くの種類の負荷に対応可能な装置を提供する。【解決手段】一対の入力端子１１，１２は、負荷７と交流電源８との間に電気的に接続される。双方向スイッチ２は、一対の入力端子１１，１２間において、電流の遮断／通過を切り替えるように構成されている。入力部４には、負荷７の出力の大きさを指定するレベルが入力される。制御部６は、交流電源８の交流電圧の半周期の始点から第１時間が経過する第１時点から一対の入力端子１１，１２間を電流が通過できるように双方向スイッチ２を制御し、第１時点からレベルに応じた第２時間が経過する第２時点において一対の入力端子１１，１２間を遮断するように双方向スイッチ２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷の出力を調整する装置に関する。

従来、照明負荷を調光する調光装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載された調光装置は、一対の端子と、制御回路部と、制御回路部に制御電源を供給する制御電源部と、照明負荷の調光レベルを設定する調光操作部とを備えている。

一対の端子間には、制御回路部及び制御電源部それぞれが並列に接続されている。また、一対の端子間には、交流電源と照明負荷との直列回路が接続される。照明負荷は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子と、各ＬＥＤ素子を点灯させる電源回路とを備えている。電源回路は、ダイオードと電解コンデンサとの平滑回路を備えている。

制御回路部は、照明負荷に供給する交流電圧を位相制御するスイッチ部と、スイッチ部を駆動するスイッチドライブ部と、スイッチドライブ部及び制御電源部を制御する制御部と、を備えている。

制御電源部は、スイッチ部に並列に接続されている。制御電源部は、交流電源の交流電圧を制御電源に変換する。制御電源部は、制御電源を蓄積する電解コンデンサを備えている。

制御部は、制御電源部から電解コンデンサを通じて制御電源が供給される。制御部は、マイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータは、調光操作部で設定された調光レベルに応じて、交流電圧の半サイクル毎の期間途中で、照明負荷への給電を遮断する逆位相制御を行う。

特開２０１３−１４９４９８号公報

本発明は、より多くの種類の負荷に対応可能な装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る装置は、負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、前記一対の入力端子間において、電流の遮断／通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、前記負荷の出力の大きさを指定するレベルが入力される入力部と、前記レベルに応じて前記双方向スイッチを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記交流電源の交流電圧の半周期の始点から第１時間が経過する第１時点から前記一対の入力端子間を電流が通過できるように前記双方向スイッチを制御し、前記第１時点から前記レベルに応じた第２時間が経過する第２時点において前記一対の入力端子間を遮断するように前記双方向スイッチを制御する。

本発明の一態様に係る装置は、負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、前記一対の入力端子間において、双方向の電流の遮断／通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、前記負荷の出力の大きさを指定するレベルが入力される入力部と、前記レベルに応じて前記双方向スイッチを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記双方向スイッチを前記交流電源の交流電圧の半周期の始点から第１時間が経過する第１時点から前記負荷に前記交流電源の電力が供給されるように制御し、前記第１時点から第２時間が経過する第２時点において前記負荷への前記交流電源の電力の供給が遮断されるように制御する。

本発明は、より多くの種類の負荷に対応可能になる、という利点がある。

実施形態１に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１に係る調光装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態１に係る調光装置と比較例との対比に用いるタイミングチャートである。 実施形態１の変形例１に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１の変形例２に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１の変形例２に係る調光装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態２に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。

（実施形態１）
（１．１）構成
以下、本実施形態の調光装置１について説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、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。本実施形態の調光装置１は、図１に示すように、一対の入力端子１１，１２、双方向スイッチ２、位相検出部３、入力部４、電源部５、制御部６、スイッチ駆動部９、ダイオードＤ１，Ｄ２、及び停止部１３を備えている。

一対の入力端子１１，１２は、通電時に点灯する負荷７と交流電源８との間に電気的に接続される。双方向スイッチ２は、一対の入力端子１１，１２間において、双方向の電流の遮断／導通を切り替えるように構成されている。位相検出部３は、交流電源８の交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。入力部４は、負荷７の光出力の大きさを指定する調光レベルが入力される。電源部５は、一対の入力端子１１，１２間に電気的に接続され、交流電源８からの供給電力により制御電源を生成する。

制御部６は、電源部５から制御電源の供給を受けて動作する。位相検出部３からの検出信号に基づいて、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点から第１時間が経過する第１時点まで双方向スイッチ２がオフ状態となるように、制御部６が双方向スイッチ２を制御する。第１時点から調光レベルに応じた第２時間が経過する第２時点までは双方向スイッチ２がオン状態となるように、制御部６が双方向スイッチ２を制御する。また、第２時点から半周期の終点までは双方向スイッチ２がオフ状態となるように、制御部６が双方向スイッチ２を制御する。

ここで「時点Ａから」という表現は、時点Ａを含む意味とする。例えば「第１時点から」は、第１時点を含む意味である。一方、「時点Ａまで」という表現は、時点Ａは含まず、時点Ａの直前までを意味する。例えば「第１時点まで」は、第１時点は含まず、第１時点の直前までを意味する。また、ここでいう「入力端子」は、電線等を接続するための部品（端子）として実体を有しなくてもよく、例えば電子部品のリードや、回路基板に含まれる導体の一部であってもよい。

調光装置１は、２線式の調光装置であって、交流電源８に対して負荷７と電気的に直列に接続された状態で使用される。負荷７は通電時に点灯する。負荷７は、光源としてのＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子を点灯させる点灯回路と、を備えている。交流電源８は、例えば単相１００〔Ｖ〕、６０〔Ｈｚ〕の商用電源である。調光装置１は、一例として壁スイッチ等に適用可能である。

双方向スイッチ２は、例えば、入力端子１１，１２間に電気的に直列に接続された第１のスイッチ素子Ｑ１及び第２のスイッチ素子Ｑ２の２個の素子からなる。例えば、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）からなる半導体スイッチ素子である。

スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２は、入力端子１１，１２間において、いわゆる逆直列に接続されている。つまり、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２はソース同士が互いに接続されている。スイッチ素子Ｑ１のドレインは入力端子１１に接続され、スイッチ素子Ｑ２のドレインは入力端子１２に接続されている。両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のソースは、電源部５のグランドに接続されている。電源部５のグランドは、調光装置１の内部回路にとって基準電位となる。

双方向スイッチ２は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のオン、オフの組み合わせにより、４つの状態を切替可能である。４つの状態には、両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が共にオフである双方向オフ状態と、両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が共にオンである双方向オン状態と、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の一方のみがオンである２種類の一方向オン状態とがある。一方向オン状態では、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうち、オンの方のスイッチ素子から、オフの方のスイッチ素子の寄生ダイオードを通して一対の入力端子１１，１２間が一方向に導通することになる。例えば、スイッチ素子Ｑ１がオン、スイッチ素子Ｑ２がオフの状態では、入力端子１１から入力端子１２に向けて電流を流す第１の一方向オン状態となる。また、スイッチ素子Ｑ２がオン、スイッチ素子Ｑ１がオフの状態では、入力端子１２から入力端子１１に向けて電流を流す第２の一方向オン状態となる。そのため、入力端子１１，１２間に交流電源８から交流電圧Ｖａｃが印加される場合、交流電圧Ｖａｃの正極性、つまり入力端子１１が正極の半周期においては、第１の一方向オン状態が「順方向オン状態」、第２の一方向オン状態が「逆方向オン状態」となる。一方、交流電圧Ｖａｃの負極性、つまり入力端子１２が正極の半周期においては、第２の一方向オン状態が「順方向オン状態」、第１の一方向オン状態が「逆方向オン状態」となる。

ここで、双方向スイッチ２は、「双方向オン状態」及び「順方向オン状態」の両状態がオン状態であり、「双方向オフ状態」及び「逆方向オン状態」の両状態がオフ状態である。

位相検出部３は、入力端子１１，１２間に印加される交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。ここでいう「位相」には、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点、交流電圧Ｖａｃの極性（正極性、負極性）を含んでいる。位相検出部３は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると検出信号を制御部６に出力するように構成されている。位相検出部３は、ダイオードＤ３１と、第１検出部３１と、ダイオードＤ３２と、第２検出部３２と、を有している。第１検出部３１は、ダイオードＤ３１を介して入力端子１１に電気的に接続されている。第２検出部３２は、ダイオードＤ３２を介して入力端子１２に電気的に接続されている。第１検出部３１は、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際のゼロクロス点を検出する。第２検出部３２は、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期から負極性の半周期に移行する際のゼロクロス点を検出する。

すなわち、第１検出部３１は、入力端子１１を正極とする電圧が規定値未満の状態から規定値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。同様に、第２検出部３２は、入力端子１２を正極とする電圧が規定値未満の状態から規定値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。規定値は０〔Ｖ〕付近に設定された値（絶対値）である。例えば、第１検出部３１の規定値は、プラス数〔Ｖ〕程度であり、第２検出部３２の規定値は、マイナス数〔Ｖ〕程度である。したがって、第１検出部３１及び第２検出部３２で検出されるゼロクロス点の検出点は、厳密な意味でのゼロクロス点（０〔Ｖ〕）から少し時間が遅れる。

入力部４は、ユーザによって操作される操作部から、調光レベルを表す信号を受け付け、制御部６に調光信号として出力する。入力部４は、調光信号を出力するのに際して、受け付けた信号を加工してもよいし、しなくてもよい。調光信号とは、負荷７の光出力の大きさを指定する数値等であって、負荷７を消灯状態とする「ＯＦＦレベル」を含む場合もある。操作部は、ユーザの操作を受けて入力部４に調光レベルを表す信号を出力する構成であればよく、例えば可変抵抗器やロータリスイッチ、タッチパネル、リモートコントローラ、あるいはスマートフォン等の通信端末などである。

制御部６は、位相検出部３からの検出信号及び入力部４からの調光信号に基づいて双方向スイッチ２を制御する。制御部６は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々を別々に制御する。具体的には、制御部６は、第１制御信号にてスイッチ素子Ｑ１を制御し、第２制御信号にてスイッチ素子Ｑ２を制御する。

制御部６は、例えばマイクロコンピュータを主構成として備えている。マイクロコンピュータは、マイクロコンピュータのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、制御部６としての機能を実現する。プログラムは、予めマイクロコンピュータのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、コンピュータ（ここではマイクロコンピュータ）を、制御部６として機能させるためのプログラムである。

スイッチ駆動部９は、スイッチ素子Ｑ１を駆動（オン／オフ制御）する第１駆動部９１と、スイッチ素子Ｑ２を駆動（オン／オフ制御）する第２駆動部９２と、を有している。第１駆動部９１は、制御部６から第１制御信号を受けて、スイッチ素子Ｑ１にゲート電圧を印加する。これにより、第１駆動部９１はスイッチ素子Ｑ１をオン／オフ制御する。同様に、第２駆動部９２は、制御部６から第２制御信号を受けて、スイッチ素子Ｑ２にゲート電圧を印加する。これにより、第２駆動部９２はスイッチ素子Ｑ２をオン／オフ制御する。第１駆動部９１は、スイッチ素子Ｑ１のソースの電位を基準にしてゲート電圧を生成する。第２駆動部９２も同様である。

電源部５は、制御電源を生成する制御電源部５１と、駆動電源を生成する駆動電源部５２と、容量性素子（コンデンサ）Ｃ１と、を有している。制御電源は、制御部６の動作用の電源である。駆動電源は、スイッチ駆動部９の駆動用の電源である。容量性素子Ｃ１は、制御電源部５１の出力端子に電気的に接続されており、制御電源部５１の出力電流により充電される。

電源部５は、ダイオードＤ１を介して入力端子１１に電気的に接続され、ダイオードＤ２を介して入力端子１２に電気的に接続されている。これにより、一対のダイオードＤ１，Ｄ２と、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々の寄生ダイオードとで構成されるダイオードブリッジにて、入力端子１１，１２間に印加される交流電圧Ｖａｃが全波整流されて、電源部５に供給される。駆動電源部５２は、全波整流された交流電圧Ｖａｃを平滑化し、駆動電源を生成する。駆動電源部５２は、スイッチ駆動部９及び制御電源部５１に、駆動電源を供給する。駆動電源は、例えば１０〔Ｖ〕である。制御電源部５１は、駆動電源部５２から供給された駆動電源を降圧して制御電源を生成し、容量性素子Ｃ１に出力する。制御電源は、例えば３〔Ｖ〕である。制御電源部５１は、駆動電源部５２を介さず、全波整流された交流電圧Ｖａｃから直接制御電源を生成してもよい。つまり、電源部５は、交流電源８からの供給電力により制御電源及び駆動電源を生成する。

停止部１３は、停止期間において、電源部５での制御電源の生成を停止させる。本実施形態では、停止部１３は、電源部５を電気的に遮断したり、電源部５に含まれる半導体スイッチ素子を制御したりすることにより、電源部５での制御電源の生成を停止させる。図１の例では、停止部１３は電源部５と直列回路を構成し、停止部１３と電源部５との直列回路は、一対の入力端子１１，１２間において双方向スイッチ２と、電気的に並列に接続される。詳しくは、「（１．２．２）調光動作」の欄で説明するが、停止期間は、少なくとも双方向スイッチ２が双方向オフ状態の期間を除いて設定された期間である。具体的には、停止部１３は、一対のダイオードＤ１，Ｄ２の接続点と、電源部５との間に電気的に接続されたスイッチであって、制御部６からの遮断信号を受けてオフし、入力端子１１，１２から電源部５を電気的に切り離す。

また、本実施形態の調光装置１はマスク部６１を備えている。マスク部６１は、位相検出部３から検出信号を受信すると、一定長さのマスク時間に亘って検出信号を無効にする。本実施形態では、マスク部６１は、制御部６の一機能として、制御部６と一体に設けられている。詳しくは、「（１．２．２）調光動作」の欄で説明するが、マスク部６１は、マスク時間には、位相検出部３からの検出信号を無効にすることにより、位相検出部３でのゼロクロス点の誤検出の影響を制御部６は受けにくくなる。マスク部６１は、第１検出部３１及び第２検出部３２の各々について別々に検出信号を無効にするのが好ましい。

負荷７の点灯回路は、調光装置１で位相制御された交流電圧Ｖａｃの波形から調光レベルを読み取り、ＬＥＤ素子の光出力の大きさを変化させる。ここで、点灯回路は、一例としてブリーダ回路などの電流確保用の回路を有している。そのため、調光装置１の双方向スイッチ２が非導通となる期間においても、負荷７に電流を流すことが可能である。

（１．２）動作
（１．２．１）起動動作
まず、本実施形態の調光装置１の通電開始時の起動動作について説明する。

上述した構成の調光装置１によれば、入力端子１１，１２間に負荷７を介して交流電源８が接続されると、交流電源８から入力端子１１，１２間に印加される交流電圧Ｖａｃが整流されて駆動電源部５２に供給される。駆動電源部５２で生成された駆動電源はスイッチ駆動部９に供給され、かつ制御電源部５１に供給される。制御電源部５１で生成された制御電源が制御部６に供給されると、制御部６が起動する。

制御部６が起動すると、制御部６は、位相検出部３の検出信号を基に交流電源８の周波数の判定を行う。そして、制御部６は、判定した周波数に応じて、予めメモリに記憶されている数値テーブルを参照し、各種の時間などのパラメータ（例えば後述するマスク時間や停止期間）の設定を行う。ここで、入力部４に入力された調光レベルが「ＯＦＦレベル」であれば、制御部６は、双方向スイッチ２を双方向オフ状態に維持することで、一対の入力端子１１，１２間のインピーダンスをハイインピーダンス状態に維持する。これにより、負荷７は消灯状態を維持する。

（１．２．２）調光動作
次に、本実施形態の調光装置１の調光動作について、図２を参照して説明する。図２では、交流電圧「Ｖａｃ」、第１検出信号「ＺＣ１」、第１マスク処理「ＭＡＳＫ１」、第２検出信号「ＺＣ２」、第２マスク処理「ＭＡＳＫ２」、第１制御信号「Ｓｂ１」、第２制御信号「Ｓｂ２」、及び遮断信号「Ｓｓ１」を示している。ここで、第１検出信号ＺＣ１は第１検出部３１による検出信号、第２検出信号ＺＣ２は第２検出部３２による検出信号である。第１マスク処理ＭＡＳＫ１はマスク部６１による第１検出信号ＺＣ１に対するマスク処理（無効化処理）、第２マスク処理ＭＡＳＫ２はマスク部６１による第２検出信号ＺＣ２に対するマスク処理である。ここでは、第１検出信号ＺＣ１が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することをもって、第１検出信号ＺＣ１が発生したこととする。また、第２検出信号ＺＣ２が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することをもって、第２検出信号ＺＣ２が発生したこととする。つまり、第１検出信号ＺＣ１及び第２検出信号ＺＣ２は、ゼロクロス点の検出時に「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化する信号である。

まず、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期における調光装置１の動作について説明する。調光装置１は、位相制御の基準となる交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を位相検出部３で検出する。交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際には、交流電圧Ｖａｃが正極性の規定値「Ｖｚｃ」に達すると、第１検出部３１が第１検出信号ＺＣ１を出力する。第１検出信号ＺＣ１を受けると、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。

これにより、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時間が経過する第１時点ｔ１までの第一の期間Ｔ１では、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオフになり、双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。本実施形態では、第１検出信号ＺＣ１の発生時点を「検出点」とし、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から検出点までの期間と、検出点から一定時間（例えば３００〔μｓ〕）が経過するまでの期間の合計を、第一の期間Ｔ１とする。つまり、本実施形態では、検出点以降だけでなく、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から検出点までの期間にも、制御部６は、双方向スイッチ２を双方向オフ状態に制御する。ここで、交流電圧Ｖａｃの周波数が一定であれば、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から検出点までの時間は一定長さの時間であるため、本実施形態における第１時間（半周期の始点ｔ０から第１時点ｔ１までの時間）は一定長さの時間である。

検出点から一定時間（例えば３００〔μｓ〕）が経過した時点、つまり第１時点ｔ１において、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にする。

第２時点ｔ２は、第１時点ｔ１から調光信号に応じた第２時間が経過した時点である。第２時点ｔ２においては、制御部６は、第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号に維持したまま、第１制御信号Ｓｂ１を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの第二の期間Ｔ２には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオンになり、双方向スイッチ２が双方向オン状態となる。そのため、第二の期間Ｔ２には、交流電源８から双方向スイッチ２を介して負荷７へ電力が供給され、負荷７が点灯する。

第３時点ｔ３は、半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４よりも一定時間（例えば３００〔μｓ〕）だけ手前の時点である。第３時点ｔ３においては、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの第三の期間Ｔ３には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうちスイッチ素子Ｑ１のみがオフし、双方向スイッチ２が逆方向オン状態（つまり、オフ状態）となる。そのため、第三の期間Ｔ３には、交流電源８から負荷７への電力が断たれる。

第３時点ｔ３から半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４までの第四の期間Ｔ４には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオフになり、双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。

また、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期における調光装置１の動作は、正極性の半周期と基本的に同様の動作となる。

負極性の半周期において、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０（ｔ４）から第１時間が経過する第１時点ｔ１までの期間を第一の期間Ｔ１とする。本実施形態では、第２検出信号ＺＣ２の発生時点を「検出点」とし、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０（ｔ４）から検出点までの期間と、検出点から一定時間（例えば３００〔μｓ〕）が経過するまでの期間の合計を、第一の期間Ｔ１とする。また、第２時点ｔ２は、第１時点ｔ１から調光信号に応じた第２時間が経過した時点であり、第３時点ｔ３は、半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４（ｔ０）よりも一定時間（例えば３００〔μｓ〕）だけ手前の時間である。すなわち、交流電圧Ｖａｃが負極性の規定値「−Ｖｚｃ」に達すると、第２検出部３２が第２検出信号ＺＣ２を出力する。第２検出信号ＺＣ２を受けると、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第一の期間Ｔ１には双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。そして、第１時点ｔ１において、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にする。

第２時点ｔ２においては、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１を「ＯＮ」信号に維持したまま、第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの第二の期間Ｔ２には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオンになり、双方向スイッチ２が双方向オン状態となる。そのため、第二の期間Ｔ２には、交流電源８から双方向スイッチ２を介して負荷７へ電力が供給され、負荷７が点灯する。

第３時点ｔ３においては、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの第三の期間Ｔ３には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうちスイッチ素子Ｑ２のみがオフし、双方向スイッチ２が逆方向オン状態（つまり、オフ状態）となる。そのため、第三の期間Ｔ３には、交流電源８から負荷７への電力が断たれる。

本実施形態の調光装置１は、以上説明した正極性の半周期の動作と負極性の半周期の動作とを交流電圧Ｖａｃの半周期ごとに交互に繰り返すことで、負荷７の調光を行う。半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間には双方向スイッチはオフ状態にあり、また、第２時点ｔ２から半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４までの期間には双方向スイッチはオフ状態にある。したがって、連続する２つの半周期に着目すると、１つ目の半周期の第２時点ｔ２から、次の半周期（つまり２つ目の半周期）の第１時点ｔ１までは、双方向スイッチはオフ状態となる。

ここで、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの時間（第２時間）は、入力部４に入力された調光レベルに応じた時間であるので、半周期において入力端子１１，１２間が導通する時間は、調光レベルに従って規定されることになる。すなわち、負荷７の光出力を小さくする場合には第２時間は短く、負荷７の光出力を大きくする場合には第２時間は長く規定される。そのため、入力部４に入力される調光レベルに応じて、負荷７の光出力の大きさを変えることが可能である。また、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点の前後には、それぞれ双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる期間（第一の期間Ｔ１、第四の期間Ｔ４）があるので、調光装置１は、この期間を用いて交流電源８から電源部５への電力供給を確保できる。本実施形態の場合、第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４の少なくとも一方で交流電源８から電源部５への電力供給を確保することができる。なお、ユーザが操作部を負荷７の光出力を最大にするように操作した場合に、第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４の確保を優先し、第二の期間Ｔ２については光出力を最大にする長さよりも短い期間に制御するようにしてもよい。

ところで、本実施形態の調光装置１は、マスク部６１を備え、ゼロクロス点の検出信号を受信後、一定長さのマスク時間に亘って以降のゼロクロス点の検出信号を無効にするマスク処理を行っている。すなわち、マスク部６１は、第１検出部３１からの第１検出信号ＺＣ１を受けた後、第１マスク処理ＭＡＳＫ１を「ＯＮ」にし、マスク時間が経過するまで第１検出信号ＺＣ１を無効にする。同様に、マスク部６１は、第２検出部３２からの第２検出信号ＺＣ２を受けた後、第２マスク処理ＭＡＳＫ２を「ＯＮ」にし、マスク時間が経過するまで第２検出信号ＺＣ２を無効にする。マスク時間の長さは、交流電圧Ｖａｃの半周期を基準にして設定されている。ここでは一例として、半周期の２倍（つまり１周期）よりもやや短い時間をマスク時間とする。図２では、無効化された期間の第１検出信号ＺＣ１及び第２検出信号ＺＣ２を破線で表している。

これにより、一旦ゼロクロス点が検出されると、次のゼロクロス点の付近まではマスク処理が施される。例えばゼロクロス点が検出されてから１／４周期の時点でノイズの影響によりゼロクロス点が誤検出されるような場合であっても、誤検出にて発生した検出信号はマスク処理によって無効化されることになる。したがって、位相検出部３でのゼロクロス点の誤検出の影響を制御部６が受けにくくなる。

また、本実施形態の調光装置１は、遮断信号Ｓｓ１にて停止部１３を制御する。停止期間において、停止部１３は、電源部５を電気的に遮断したり、電源部５に含まれる半導体スイッチ素子を制御したりすることにより、電源部５での制御電源の生成を停止させている。すなわち、制御部６は、停止期間に遮断信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号にして停止部１３をオフすることにより、入力端子１１，１２から電源部５を電気的に切り離す。停止期間は、少なくとも双方向スイッチ２が双方向オフ状態の期間（第一の期間Ｔ１、第四の期間Ｔ４）を除いて設定された期間である。つまり、停止期間は、双方向スイッチ２が双方向オン状態となる第二の期間Ｔ２、及び双方向スイッチ２が一方向オン状態（逆方向オン状態）となる第三の期間Ｔ３内に設定される。ここでは一例として、第１時点ｔ１と第２時点ｔ２との間に設定された時点を始点とし第３時点ｔ３を終点とするように停止期間が設定されている。すなわち、停止期間は、交流電源８から負荷７へ電力供給される可能性がある期間内に設定されている。

これにより、調光装置１は、停止期間においては、入力端子１１，１２から電源部５を切り離した分だけ、入力端子１１，１２間のインピーダンスを高く維持できる。つまり、調光装置１は、双方向スイッチ２が双方向オフ状態の期間には交流電源８から電源部５への電力供給を行い、電源部５への電力供給を行わない期間（停止期間）には、入力端子１１，１２間のインピーダンスを高く維持することができる。例えば、双方向スイッチ２が逆方向オン状態となる第三の期間Ｔ３に、入力端子１１，１２間のインピーダンスが高く維持されることで、漏れ電流によって負荷７へ電力が供給されてしまうことを防止できる。これにより、調光レベルの細かな変化に追従して負荷７の光出力の大きさが変化可能になり、負荷７の応答性が向上する。

（１．３）実施形態１に係る調光装置の要約
以上説明したように、本実施形態に係る調光装置１は、双方向スイッチ２と、位相検出部３と、電源部５と、制御部６と、を具備している。

双方向スイッチ２は、交流電源８に対して負荷７と直列に接続され、負荷７に供給する交流電圧Ｖａｃを位相制御する。位相検出部３は、交流電源８の交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。電源部５は、双方向スイッチ２と並列に接続され、交流電源８を所定の制御電源に変換する変換動作を行い、制御電源を蓄積する容量性素子Ｃ１を有する。

制御部６は、電源部５から容量性素子Ｃ１を通じて制御電源が供給され、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの毎半周期の期間を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、第三の期間Ｔ３、及び第四の期間Ｔ４に区分する。制御部６は、第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４では、双方向スイッチ２を非導通制御して負荷７への電力供給を遮断し、電源部５に変換動作を行わせる。制御部６は、第二の期間Ｔ２では、双方向スイッチ２を導通制御して負荷７に電力供給し、電源部５に変換動作を停止させる。制御部６は、第三の期間Ｔ３では、双方向スイッチ２を非導通制御して負荷７への電力供給を遮断する。

ここでいう「非導通制御」は、双方向スイッチ２をオフ状態にする制御を意味する。また、「導通制御」は、双方向スイッチ２をオン状態にする制御を意味する。また、「変換動作」は、電源部５において、交流電源８を所定の制御電源に変換する動作、つまり交流電源８からの供給電力により制御電源を生成する動作を意味する。

また、調光装置１は、電源部５の変換動作の実行／停止を切り替える停止部１３を、更に具備していてもよい。この場合、例えば第三の期間（Ｔ３）において、制御部６にて双方向スイッチ２を非導通制御して負荷７への電力供給を遮断することに加え、停止部１３にて電源部５の変換動作を停止させてもよい。

（１．４）比較例との対比
以下、本実施形態とは異なる逆位相制御方式を比較例とし、本実施形態の制御方式と比較例の制御方式とを対比した場合の、両者の相違点について図３を参照して説明する。

ここで示す比較例は、制御部６の動作（双方向スイッチ２の制御方式）が本実施形態とは異なるものの、回路構成については本実施形態と同じであるため、以下、本実施形態と同様の構成要素については共通の符号を付して説明する。図３では、交流電圧「Ｖａｃ」と、比較例の第１制御信号「Ｓａ１」及び第２制御信号「Ｓａ２」と、本実施形態の第１制御信号「Ｓｂ１」及び第２制御信号「Ｓｂ２」と、を表している。

比較例の調光装置は、交流電圧Ｖａｃと同じ周期で、第１制御信号Ｓａ１と第２制御信号Ｓａ２とを交互に「ＯＮ」する。この比較例によれば、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうち、交流電圧Ｖａｃの高電位側となるスイッチ素子がオンしている期間に、双方向スイッチ２が導通することになる。つまり、比較例では、図３において、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点から半周期の途中までの期間Ｔａ１に一対の入力端子１１，１２間が導通する、いわゆる逆位相制御が実現される。したがって、第１制御信号Ｓａ１及び第２制御信号Ｓａ２と交流電圧Ｖａｃとの位相差を調節することで、双方向スイッチ２の導通時間を調節することができる。

したがって、本実施形態と上記比較例とを対比すると両者は以下の相違点１，２で相違する。

〔相違点１〕
図３に〔Ｘ〕で示すように、本実施形態では双方向スイッチ２が双方向オン状態となる期間（第二の期間Ｔ２）が存在するのに対して、比較例では双方向スイッチ２が双方向オン状態となる期間が存在しない点で相違する。

つまり、比較例では、双方向スイッチ２が一方向オン状態（順方向オン状態）となることで一対の入力端子１１，１２間が導通するのに対し、本実施形態では、双方向スイッチ２が双方向オン状態となることで一対の入力端子１１，１２間が導通する。このように、本実施形態の調光装置１は、一対の入力端子１１，１２間の導通時、双方向スイッチ２が双方向オン状態になるので、双方向スイッチ２が一方向オン状態である比較例に比べて、双方向スイッチ２での導通損失を小さく抑えることができる。

〔相違点２〕
図３に〔Ｙ〕で示すように、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点の前後に、本実施形態では双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる期間（第一の期間Ｔ１，第四の期間Ｔ４）が存在するのに対して、比較例ではこのような期間が存在しない点で相違する。

つまり、比較例では、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点から半周期の途中までの期間Ｔａ１には一対の入力端子１１，１２間が導通するので、交流電源８から電源部５への電力供給の機会を半周期の後半部分でのみ確保することになる。ところが、例えばコンデンサインプット型の点灯回路を採用した負荷７など、負荷７の種類によっては、交流電圧Ｖａｃの半周期の後半部分に負荷７に電流が流れない場合がある。そのため、比較例においては、一対の入力端子１１，１２間が非導通の期間に、電源部５に十分な電流を流すことができず、交流電源８から電源部５への供給電力を十分に確保できない可能性がある。その結果、比較例においては、電源部５から制御部６への制御電源の供給を維持できなくなる可能性がある。

これに対して、本実施形態の調光装置１は、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間（第一の期間Ｔ１）においては、双方向スイッチ２を双方向オフ状態とするので、この期間を電源部５への給電に充てることができる。本実施形態の調光装置１は、基本的に逆位相制御を採用しながらも、交流電圧Ｖａｃの半周期の前半部分に双方向スイッチ２が非導通となる期間（第一の期間Ｔ１）を設けたことで、交流電源８から電源部５への電力供給の機会を半周期の前半部分に確保できる。したがって、本実施形態の調光装置１は、比較例に比べて、より多くの種類の負荷７に対応して電源部５から制御部６への電源供給を維持することが可能である。

また、調光装置１は、第３時点ｔ３から半周期の終点ｔ４までの期間（第四の期間Ｔ４）にも、双方向スイッチ２を双方向オフ状態とするので、この期間も電源部５への給電に充てることができる。つまり、調光装置１は、半周期の後半部分にも双方向スイッチ２が非導通となる期間（第四の期間Ｔ４）を設けたことで、交流電源８から電源部５への電力供給の機会を半周期の後半部分でも確保できる。

（１．５）利点
調光装置の制御方式には、逆位相制御方式（トレーリングエッジ方式）の他、交流電圧Ｖａｃの半周期の途中からゼロクロス点までの期間に一対の入力端子１１，１２間が導通する、正位相制御方式（リーディングエッジ方式）がある。逆位相制御方式は、光源としてのＬＥＤ素子を備えた負荷７に、ゼロクロス点から電力供給を開始するため、電力供給開始時の電流波形歪みを小さく抑えることができる。これにより、調光装置に接続可能な負荷７の数（灯数）が増えたり、うなり音の発生を抑制できたりする利点がある。

本実施形態の調光装置１は、基本的に逆位相制御方式を採用しつつも、交流電圧Ｖａｃの半周期の前半部分で交流電源８から電源部５への電力供給の機会を設けている。このため、ゼロクロス点から第１時間が経過した第１時点ｔ１で、負荷７に電力供給を開始するため、上記比較例のような逆位相制御方式よりも電流波形歪みは大きくなる可能性がある。ただし、第１時点ｔ１での交流電圧Ｖａｃの絶対値はそれほど大きくは無いため、電流波形歪みの影響は無視できるほど小さい。その一方、制御部６の動作に必要な制御電源が確実に確保でき、安定動作させることができるという利点がある。

さらに、本実施形態の調光装置１は、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの期間（第三の期間Ｔ３）においては、双方向スイッチ２を逆方向オン状態とするので、位相検出部３の誤検出を低減できる。すなわち、負荷７によっては、負荷７の両端電圧の絶対値が交流電圧Ｖａｃの絶対値を上回り、その結果、交流電圧Ｖａｃとは逆極性の電圧（以下、「逆極性電圧」という）が一対の入力端子１１，１２に印加されることがある。例えば比較的容量の大きなバッファコンデンサが設けられている負荷７など、両端電圧が下がりにくい負荷７の場合に、このような逆極性電圧が発生しやすい。逆極性電圧が発生すると、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点以外のところで、位相検出部３が誤ってゼロクロス点を検出することがある。調光レベルによって逆極性電圧が発生したり発生しなかったりする負荷７もあり、このような負荷７では、調光レベルが変化するとゼロクロス点が急変することになる。第三の期間Ｔ３においては、双方向スイッチ２が逆方向オン状態となることで、このような逆極性電圧の発生が抑制されるので、逆極性電圧に起因した位相検出部３の誤検出を低減することができる。勿論、双方向スイッチ２が逆方向オン状態の期間（第三の期間Ｔ３）であっても、一対の入力端子１１，１２間は非導通であるので、遮断信号を「ＯＮ」信号にすることで、この期間を電源部５への給電に充てることができる。

調光装置１は、電源部５から制御部６への電源供給を維持できることで、負荷７の点滅や、ちらつきなどの異常動作を防止できる。

本実施形態での双方向スイッチ２の制御においては、「双方向オン状態」の代わりに「順方向オン状態」に制御することも可能であり、逆に「順方向オン状態」の代わりに「双方向オン状態」に制御することも可能である。また、「双方向オフ状態」の代わりに「逆方向オン状態」に制御することも可能であり、「逆方向オン状態」の代わりに「双方向オフ状態」に制御することも可能である。すなわち、双方向スイッチ２が、オン状態又はオフ状態の状態が変わらなければよい。

また、本実施形態のように、双方向スイッチ２は、入力端子１１，１２間において、双方向の電流を遮断する双方向オフ状態、双方向の電流を通過させる双方向オン状態、及び一方向の電流を通過させる一方向オン状態を切替可能に構成されていることが好ましい。この場合、制御部６は、第２時点ｔ２から第２時点ｔ２と半周期の終点との間の第３時点ｔ３までは、双方向スイッチ２が逆方向オン状態となるように、双方向スイッチ２を制御するように構成されていることが好ましい。「逆方向オン状態」とは、双方向スイッチ２が入力端子１１，１２のうち交流電源８の低電位側の入力端子から高電位側の入力端子に電流を流す向きの一方向オン状態である。この構成によれば、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までは、逆極性電圧の発生が抑制されるので、逆極性電圧に起因した位相検出部３の誤検出を低減することができる。

また、本実施形態のように、電源部５は容量性素子Ｃ１を有することが好ましい。この構成によれば、電源部５は、入力端子１１，１２間が非導通となる期間に交流電源８から供給される電力を、容量性素子Ｃ１に蓄えることができる。したがって、入力端子１１，１２間が導通する期間でも、電源部５は制御部６の制御電源を確保することができる。ただし、電源部５が容量性素子Ｃ１を有することは調光装置１に必須の構成ではなく、容量性素子Ｃ１は適宜省略されていてもよい。

また、本実施形態のように、第１時間は一定長さの時間であることが好ましい。この構成によれば、制御部６は、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から一定長さの第１時間が経過するまでの期間（第一の期間Ｔ１）に、双方向スイッチ２を双方向オフ状態に制御すればよい。したがって、第１時間の長さが変化する場合に比べて、制御部６の処理が簡単になる。

制御部６の処理は複雑になるが、正極性の半周期での第一の期間Ｔ１と、負極性の半周期での第一の期間Ｔ１と、で第１時間の長さを異ならせることも可能である。

本実施形態のように、位相検出部３は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると検出信号を出力するように構成されていることが好ましい。この場合、調光装置１は、位相検出部３から検出信号を受信すると一定長さのマスク時間に亘って検出信号を無効にするマスク部６１を、さらに備えることが好ましい。本実施形態でのマスク部６１は調光装置１に必須の構成ではなく、マスク部６１は適宜省略されていてもよい。

また、本実施形態のように、調光装置１は、停止期間において、電源部５での制御電源の生成を停止させる停止部１３を、さらに備えることが好ましい。停止期間は、少なくとも双方向スイッチ２がオフ状態の期間を除いて設定された期間である。本実施形態での停止部１３は調光装置１に必須の構成ではなく、停止部１３は適宜省略されていてもよい。

また、本実施形態のように、双方向スイッチ２は、一対の入力端子１１，１２間に電気的に直列に接続されたスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を含むことが好ましい。

（１．６）変形例
（１．６．１）変形例１
実施形態１の変形例１に係る調光装置１Ａは、図４に示すように、双方向スイッチ２に相当する部分が、実施形態１の調光装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本変形例では、双方向スイッチ２Ａが、ダブルゲート構造のスイッチ素子Ｑ３を含む。スイッチ素子Ｑ３は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）などのワイドバンドギャップの半導体材料を用いたダブルゲート（デュアルゲート）構造の半導体素子である。さらに、双方向スイッチ２Ａは、入力端子１１，１２間において、いわゆる逆直列に接続された一対のダイオードＤ３，Ｄ４を含んでいる。ダイオードＤ３のカソードは入力端子１１に接続され、ダイオードＤ４のカソードは入力端子１２に接続されている。両ダイオードＤ３，Ｄ４のアノードは、電源部５のグランドに電気的に接続されている。本変形例では、一対のダイオードＤ３，Ｄ４が、一対のダイオードＤ１，Ｄ２と共にダイオードブリッジを構成する。

本変形例の構成によれば、双方向スイッチ２Ａは、双方向スイッチ２に比較して導通損失のさらなる低減を図ることができる。

（１．６．２）変形例２
実施形態１の変形例２に係る調光装置１Ｂは、図５に示すように、制御部６Ｂが、１回のゼロクロス点の検出信号に基づいて、半周期以上先の交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を推定するように構成されている点で、実施形態１の調光装置１と相違する。調光装置１Ｂの回路構成は、実施形態１の調光装置１と同じである。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

位相検出部３が、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると検出信号を出力するように構成されている点は、実施形態１と同様である。

本変形例では、制御部６Ｂは、交流電圧Ｖａｃの周波数に基づいて、位相検出部３から検出信号を受ける度に、交流電圧Ｖａｃの半周期以上先のゼロクロス点を仮想ゼロクロス点として推定し、仮想ゼロクロス点のタイミングで仮想信号を発生する。具体的には、図６に示すように、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１を受けた時点から交流電圧Ｖａｃの１周期に相当する待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第１仮想信号Ｓｉ１を発生する。同様に、制御部６Ｂは、第２検出信号ＺＣ２を受けた時点から交流電圧Ｖａｃの１周期に相当する待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第２仮想信号Ｓｉ２を発生する。ここで、次の第１検出信号ＺＣ１より先に、第１仮想信号Ｓｉ１が発生しないよう、待機時間Ｔｚｃは、交流電圧Ｖａｃの１周期よりやや長く設定されている。また、次の第２検出信号ＺＣ２より先に、第２仮想信号Ｓｉ２が発生しないよう、待機時間Ｔｚｃは、交流電圧Ｖａｃの１周期よりやや長く設定されている。

そして、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１と第１仮想信号Ｓｉ１との論理和を、双方向スイッチ２の制御のタイミングを決定するトリガ信号とする。同様に、制御部６Ｂは、第２検出信号ＺＣ２と第２仮想信号Ｓｉ２との論理和を、双方向スイッチ２の制御のタイミングを決定するトリガ信号とする。したがって、位相検出部３がゼロクロス点を検出し損ねた場合でも、制御部６Ｂは、位相検出部３からの検出信号の代わりに仮想ゼロクロス点で発生させた仮想信号をトリガ信号にして、双方向スイッチ２の制御のタイミングを決定することができる。

制御部６Ｂは、１回のゼロクロス点の検出信号に対して仮想ゼロクロス点を２回以上推定する構成であってもよい。この場合、制御部６Ｂは、検出信号を受けた時点から待機時間Ｔｚｃが経過する度に、仮想信号を発生させる。ここで、１回目の待機時間Ｔｚｃは交流電圧Ｖａｃの１周期に対して少し長く、２回目以降の待機時間Ｔｚｃは交流電圧Ｖａｃの１周期と同程度の長さとなるように、待機時間Ｔｚｃの長さを変化させてもよい。

また、仮想信号を発生させる待機時間Ｔｚｃは、交流電圧Ｖａｃの半周期を基準にして設定されればよく、１周期の他、半周期、半周期の３倍（つまり１．５周期）、半周期の４倍（つまり２周期）以上を基準に設定されてもいてもよい。待機時間Ｔｚｃが半周期の奇数倍を基準に設定される場合、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１に基づいて待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第２仮想信号Ｓｉ２を発生させる。また、この場合、制御部６Ｂは、第２検出信号ＺＣ２に基づいて待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第１仮想信号Ｓｉ１を発生させる。したがって、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１及び第２検出信号ＺＣ２のいずれか一方のみから、第１仮想信号Ｓｉ１及び第２仮想信号Ｓｉ２を発生させる構成とすることもできる。

本変形例の構成によれば、偶発的なノイズ等の影響で位相検出部３にてゼロクロス点を検出できない場合や、瞬間的な交流電圧Ｖａｃの低下などでゼロクロス点のずれが発生した場合でも、制御部６Ｂは、交流電圧Ｖａｃの周期に同期して安定した逆位相制御を行う。

（１．６．３）その他の変形例
以下、上述した変形例１，２以外の実施形態１の変形例を列挙する。

上述した実施形態１及び変形例１、２の調光装置は、光源としてＬＥＤ素子を用いた負荷７に限らず、コンデンサインプット型の回路を搭載し、インピーダンスが高く、少ない電流で点灯する光源に適用可能である。この種の光源としては、例えば有機ＥＬ（Electroluminescence）素子が挙げられる。また、調光装置は、例えば放電灯など、様々な光源の負荷７に適用可能である。

また、スイッチ駆動部９は、調光装置１に必須の構成ではなく、適宜省略されていてもよい。スイッチ駆動部９が省略される場合、制御部６が直接的に双方向スイッチ２を駆動する。

マスク部６１は、一定長さのマスク時間に亘って検出信号を無効にする構成であればよく、制御部６と一体に設けられる構成に限らない。つまり、マスク部６１は、例えば位相検出部３と一体に設けられていてもよく、この場合、マスク期間に亘ってマスク部６１が位相検出部３の動作を停止することで、検出信号を無効にすることができる。また、マスク部６１は、制御部６及び位相検出部３とは、別々に設けられていてもよい。

さらに、マスク時間は、交流電圧Ｖａｃの半周期を基準にして予め設定された時間であればよく、実施形態１で例示したように半周期の２倍（つまり１周期）よりもやや短い時間に限らない。例えば、マスク時間は、半周期よりもやや短い時間、あるいは半周期の３倍（つまり１．５周期）よりもやや短い時間であってもよい。また、マスク時間は、半周期の４倍（つまり２周期）以上を基準に設定されてもいてもよい。

また、双方向スイッチ２を構成するスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などであってもよい。さらに、双方向スイッチ２において、一方向オン状態を実現するための整流素子（ダイオード）は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の寄生ダイオードに限らず、変形例１のように外付けのダイオードであってもよい。ダイオードは、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々と同一パッケージに内蔵されていてもよい。

また、第１時間は一定長さの時間であればよく、その長さは適宜設定可能である。例えば、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から検出点までの期間と、検出点から一定の遅延時間が経過するまでの期間の合計が第一の期間Ｔ１である場合、遅延時間は３００〔μｓ〕に限らず、０〔μｓ〕〜５００〔μｓ〕の範囲で適宜設定される。

また、第３時点ｔ３は半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４の手前にあればよく、第３時点ｔ３から半周期の終点ｔ４までの長さは適宜設定可能である。例えば、検出点から第３時点ｔ３までの時間長さが、半周期よりも一定の規定時間だけ短い場合、規定時間は３００〔μｓ〕に限らず、１００〔μｓ〕〜５００〔μｓ〕の範囲で適宜設定される。

さらに、停止部１３が一対の入力端子１１，１２と電源部５との間を電気的に遮断する停止期間は、少なくとも双方向スイッチ２が双方向オフ状態の期間（第一の期間Ｔ１、第四の期間Ｔ４）を除いて設定された期間であればよい。したがって、停止期間は、実施形態１のように、第１時点ｔ１と第２時点ｔ２との間の時点を始点とし第３時点ｔ３を終点とする期間に限らず、例えば停止期間の始点は第１時点ｔ１であってもよく、停止期間の終点が第３時点ｔ３の手前にあってもよい。

また、停止部１３は、停止期間において、電源部５での制御電源の生成を停止させる構成であればよい。そのため、停止部１３は、一対の入力端子１１，１２の少なくとも一方と電源部５との間を電気的に遮断させたり、電源部５に含まれる半導体スイッチ素子を制御したりすることにより、電源部５での制御電源の生成を停止させる構成に限らない。例えば、停止部１３は、電源部５の出力（制御電源の出力）を停止することで電源部５の入力インピーダンスを高くし、電源部５での制御電源の生成を停止させる構成であってもよい。

本実施形態でのダイオードＤ１，Ｄ２は調光装置１に必須の構成ではなく、ダイオードＤ１，Ｄ２は適宜省略されていてもよい。

（実施形態２）
本実施形態の調光装置１Ｃは、図７に示すように、制御電源の電圧（容量性素子Ｃ１の電圧）を検出する電圧検出部５３をさらに備える点で、実施形態１の調光装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施形態では、第１時間は一定長さの時間ではなく、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から電圧検出部５３で検出される電圧（容量性素子Ｃ１の電圧）が所定の閾値に達するまでの時間である。すなわち、本実施形態における第１時間は、固定長の時間ではなく、電圧検出部５３の検出値に応じて変化する可変長の時間である。

具体的には、電圧検出部５３は電源部５Ｃに設けられている。電圧検出部５３は、電源部５Ｃの容量性素子Ｃ１の両端電圧を検出し、検出値を制御部６Ｃへ出力する。制御部６Ｃは、位相検出部３から検出信号を受けた後、電圧検出部５３の検出値と所定の閾値とを比較し、検出値が閾値に達したことをもって、第１時間が経過した（つまり第１時点ｔ１である）と判断する。ここで、閾値は、少なくとも交流電圧Ｖａｃの半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４までの制御部６の動作を確保できる程度に、容量性素子Ｃ１が充電されたときの容量性素子Ｃ１の両端電圧とする。

以上説明したように、本実施形態の調光装置１Ｃは、制御電源の電圧を検出する電圧検出部５３をさらに備え、第１時間は、半周期の始点から電圧検出部５３で検出される電圧が所定の閾値に達するまでの時間である。本実施形態によれば、制御部６は、制御部６の動作に必要な制御電源が確保できる程度に容量性素子Ｃ１が充電された時点で、双方向スイッチ２を双方向オン状態とすることができる。したがって、本実施形態の調光装置１Ｃは、制御部６の動作に必要な制御電源を確実に確保しつつ、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から入力端子１１，１２間が導通するまでの時間を極力短くすることができる。容量性素子Ｃ１は寄生容量でもよく、その場合には、別個の容量性素子は無い構成となる。

その他の構成及び機能は実施形態１と同様である。本実施形態の構成は、実施形態１（変形例を含む）で説明した各構成と組み合わせて適用可能である。

（その他の実施形態）
上述の実施形態１（変形例を含む）及び実施形態２では、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０の前後（第一の期間Ｔ１、第四の期間Ｔ４）に亘って、交流電源８から電源部５への電力供給を確保しているが、これに限られない。

交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０の後（第一の期間Ｔ１）のみ、一定時間の間、交流電源８から電源部５への電力供給を確保してもよい。また、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０の前（第四の期間Ｔ４）のみ、一定時間の間、交流電源８から電源部５への電力供給を確保してもよい。この場合においても、交流電源８から電源部５への電力供給の確保を優先して第一の期間Ｔ１または第四の期間Ｔ４が設定されるため、入力部４に入力された調光レベルに応じて負荷７へ電力を供給する第二の期間Ｔ２が設定されない場合がある。例えば、ユーザが操作部を負荷７の光出力を最大にするように操作する場合である。

上記一定時間を、交流電源８から電源部５への電力供給を十分に行えるように設定することで、電流波形歪みを抑制しつつ、制御部６を安定動作させることができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 調光装置
２，２Ａ 双方向スイッチ（開閉部）
３ 位相検出部
４ 入力部（設定部）
５，５Ｃ 電源部
６，６Ｂ，６Ｃ 制御部
７ 負荷
８ 交流電源
１１ 入力端子（端子）
１２ 入力端子（端子）
１３ 停止部
５３ 電圧検出部
６１ マスク部
Ｃ１ 容量性素子
Ｑ１ スイッチ素子
Ｑ２ スイッチ素子
Ｑ３ スイッチ素子
ｔ０ 半周期の始点（ゼロクロス点）
ｔ１ 第１時点
ｔ２ 第２時点
ｔ３ 第３時点
ｔ４ 半周期の終点（ゼロクロス点）
Ｖａｃ 交流電圧
ＺＣ１ 第１検出信号
ＺＣ２ 第２検出信号

Claims (8)

1. 負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、
   前記一対の入力端子間において、電流の遮断／通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、
   前記負荷の出力の大きさを指定するレベルが入力される入力部と、
   前記レベルに応じて前記双方向スイッチを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記交流電源の交流電圧の半周期の始点から第１時間が経過する第１時点から前記一対の入力端子間を電流が通過できるように前記双方向スイッチを制御し、
   前記第１時点から前記レベルに応じた第２時間が経過する第２時点において前記一対の入力端子間を遮断するように前記双方向スイッチを制御する、
   装置。
2. 前記一対の入力端子間に電気的に接続され、前記交流電源からの供給電力により制御電源を生成する電源部をさらに備え、
   前記制御部は、前記電源部から前記制御電源の供給を受けて動作する、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記第２時点から前記半周期の終点までの期間は、第３時間及び第４時間を含み、
   前記第１時間及び前記第４時間において、前記電源部は前記制御電源を生成する、
   請求項２に記載の装置。
4. 前記制御電源の電圧を検出する電圧検出部を備え、
   前記第１時間は、前記半周期の始点から前記電圧検出部で検出される電圧が所定の閾値に達するまでの時間である、
   請求項２又は３に記載の装置。
5. 停止期間において、前記電源部での前記制御電源の生成を停止させる停止部を備え、
   前記停止期間は、少なくとも前記一対の入力端子間が遮断される期間を除いて設定された期間である、
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記交流電源の交流電圧の位相を検出する位相検出部を備え、前記位相検出部は前記半周期の始点を検出する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記負荷は照明機器であり、前記レベルは前記照明機器の調光レベルである、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、
   前記一対の入力端子間において、双方向の電流の遮断／通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、
   前記負荷の出力の大きさを指定するレベルが入力される入力部と、
   前記レベルに応じて前記双方向スイッチを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記双方向スイッチを前記交流電源の交流電圧の半周期の始点から第１時間が経過する第１時点から前記負荷に前記交流電源の電力が供給されるように制御し、
   前記第１時点から第２時間が経過する第２時点において前記負荷への前記交流電源の電力の供給が遮断されるように制御する、
   装置。

Images