JP4002104B2

JP4002104B2 - 調光システム

Info

Publication number: JP4002104B2
Application number: JP2002003874A
Authority: JP
Inventors: 隆裕原
Original assignee: 池田電機株式会社
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003208989A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調光情報を調光インバータ側に送出し、調光インバータ側で、調光情報に応じて放電灯を調光点灯するようにした調光システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の調光システムを示している。同図に示すように、１つの調光用制御部６１と複数の調光インバータ（調光機能付き放電灯点灯装置）６２とを備えている。前記調光インバータ６２は、調光用制御部６１から離れた場所に設置されており、交流電源６４と複数の調光インバータ６２とは電源線６５により接続され、調光用制御部６１と調光インバータ６２とは、調光信号線６６を介してそれぞれ接続されている。調光インバータ６２は調光用制御部６１からの調光信号Ａに基づいて放電灯６３を調光点灯させる。
【０００３】
調光用制御部６１は、例えばスイッチを一定周期でオンオフ動作させることによって、一定周期Ｔでオンオフする（高電圧と低電圧とを繰り返す）調光信号Ａを出力する。この調光信号Ａは、オン（高電圧）期間Ｔ１とオフ（零電圧又は低電圧）期間Ｔ２とを有し、オンオフのデューティー比によって調光レベルを示している。そして、調光信号Ａは、調光信号線６６を通して各調光インバータ６２側に送出され、この調光信号Ａを受信した調光インバータ６２側では、調光信号Ａのオンオフのデューティー比に対応した調光レベルで放電灯６３を調光点灯する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来では、２本の電源線６５の他に２本の調光信号線６６が必要であり、電気配線を施工するための施工コストが高く付くという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑み、調光情報を電源線を利用して送ることができるようにすることにより、調光信号線を無くして省施工の調光システムを提供できるようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、調光インバータ２側で、調光信号Ａのオンオフのデューティー比に対応した調光レベルで放電灯４を調光点灯するようにした調光システムにおいて、
オンオフのデューティー比によって調光レベルを示す調光信号Ａをキャリア周波数で変調した変調信号Ｄを、電源電圧に重畳する調光用制御部１が設けられ、該調光用制御部１により、変調信号Ｄを電源電圧に重畳して調光インバータ２側に送信し、調光インバータ２側で、復元回路３により変調信号Ｄから調光信号Ａを復元し、その復元した調光信号Ａのオンオフのデューティー比に対応した調光レベルで放電灯４を調光点灯するようにし、
前記復元回路３の入力側に、コンデンサ２５と該コンデンサ２５に並列に接続したトランス２８とが備えられ、電源線７間に、各調光インバータ２に対応して、電力供給用のコンデンサ１８と前記復元回路３のコンデンサ２５との直列回路が接続され、電力供給用のコンデンサ１８を介して調光インバータ２に放電灯４を点灯させるための電力が供給され、前記復元回路３のコンデンサ２５及びトランス２８を介して調光インバータ２に放電灯４を調光するための調光情報が供給されるようにした点にある。
【０００６】
本発明の他の技術的手段は、前記調光用制御部１に、キャリア周波数に共振する共振回路が設けられると共に、前記復元回路３に、キャリア周波数に共振する共振回路が設けられている点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記復元回路３は、キャリア周波数に共振するタンク回路１９により変調信号Ｄからキャリア周波数を取り出して整流することにより調光信号Ａを復元するように構成されている点にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１〜図３において、調光システムは、１台の調光用制御部１と、複数の調光インバータ（調光機能付き放電灯点灯装置）２と、各調光インバータ２に対応して設けられた複数の復元回路３とを備えている。各調光インバータ２に放電灯４が接続されている。
前記調光用制御部１、調光インバータ２、復元回路３等は商用の交流電源５に接続されている。また、調光インバータ２及び復元回路３は、調光用制御部１から離れた場所に設置されており、調光用制御部１と、調光インバータ２及び復元回路３等とは、電源線７を介して接続されている。
【０００８】
調光用制御部１は、マイクロコンピュータ等を有すると共に、デューティー発生器９とタンク回路１０とバイパス用のコンデンサ１１とを有し、デューティー発生器９は、図１及び図２に示すように、マイクロコンピュータ等から調光信号Ａを入力すると共に、高周波信号（キャリア信号）Ｂを入力し、図４（ロ）及び図５（ロ）に示すように、調光信号Ａをキャリア周波数で変調した変調信号Ｄを出力する。
前記調光信号Ａは、図４（イ）及び図５（イ）に示すように、一定周期Ｔでオンオフし（高電圧と低電圧とを繰り返し）て、オン（高電圧）期間Ｔ１とオフ（零電圧又は低電圧）期間Ｔ２とを有し、オンオフのデューティー比によって調光レベルを示している。キャリア信号Ｂは、例えば１００ＫＨｚの高周波である。
【０００９】
図２に示すように、タンク回路１０は、１次巻線１３と２次巻線１４とを有するトランス１５と、２次巻線１４に並列に接続されたコンデンサ１６とを備え、キャリア周波数に共振するように構成され（タンク回路１０により、キャリア周波数に共振する共振回路が構成され）、電源線７の電源電圧に、調光信号Ａのデューティーに同期した高周波電圧である変調信号Ｄを重畳させる。これにより、電源線７に、調光信号Ａの示す調光情報をのせて各調光インバータ２に送るようになっている。
【００１０】
電源線７間に、各調光インバータ２に対応して、コンデンサ１８と復元回路３のコンデンサ２５との直列回路が接続され、コンデンサ１８を介して調光インバータ２に放電灯４を点灯させるための電力が供給され、コンデンサ２５を介して放電灯４を調光するための調光情報が供給されるようになっている。
図３に示すように、復元回路３は、キャリア周波数に共振するタンク回路１９を有すると共に、全波整流回路２０とフィルター２１とを有する。タンク回路１９は、前記コンデンサ２５を備えると共に、１次巻線２６と２次巻線２７とを有するトランス２８を備える。タンク回路１９と全波整流回路２０との間に抵抗２２が接続され、この抵抗２２により、タンク回路１９の２次巻線２７の出力側に接続される回路を高インピーダンスにしている。これは、タンク回路１９の２次巻線２７の出力に低インピーダンスの回路を接続すると、キャリア周波数の信号が減衰しまうため、この減衰を防止するためである。
【００１１】
タンク回路１９のコンデンサ２５の容量と１次巻線２６のインダクタンスとは、キャリア周波数と共振するように設定され（タンク回路１９により、キャリア周波数に共振する共振回路が構成され）、これにより電源線７から２次巻線２７にキャリヤ周波数成分のみを得るように構成されている。
即ち、キャリア周波数をｆとし、２次巻線２７のインダクタンスをＬ、コンデンサ２５の容量をＣとすると、
ｆ＝２π√ＬＣ／１
となるように設定されている。
【００１２】
各調光インバータ２は、例えば、図示省略の安定器、インバータ回路等により、調光信号Ａの示す調光レベルに対応して周波数を変化させて、放電灯４に流れる管電流の大きさを変化させ、これにより、調光信号Ａの１周期Ｔに対するオン期間（高電圧期間）Ｔ１のデューティー比（％）に対応した調光レベルで放電灯４を調光点灯するようになっている。
上記実施の形態によれば、調光用制御部１から、調光信号Ａをキャリア信号Ｂのキャリア周波数で変調した変調信号Ｄが、電源線７の電源電圧に重畳（直列に加算）され、調光インバータ２側に送信される。これにより、調光信号Ａを容易に復元できるように調光信号（デューティー信号）Ａをキャリア周波数で変調した変調信号Ｄが電源電圧に重畳され、調光信号Ａの示す調光情報が電源線７にのせられて各調光インバータ２側に送られる。
【００１３】
電源線７の電源電圧に重畳した変調信号Ｄを受信した各調光インバータ２側では、タンク回路１９のコンデンサ２５の容量と１次巻線２６のインダクタンスはキャリア周波数と共振するように設定されているため、キャリア周波数に共振するタンク回路１９により変調信号Ｄを容易に分離し、２次巻線２７の出力にキャリア周波数成分のみを得ることができ、コンデンサ１８の両端に、電源電圧及び調光インバータ２より発生する高周波電圧が印加される。この場合、変調信号Ｄは調光信号Ａをキャリア周波数で変調したものであるから、図３の点ａ１，ａ２間に、図６（イ）に示すように、変調信号Ｄが発生し、点ｂ１、ｂ２間に、図６（ロ）に示すように、変調信号Ｄを全波整流した電圧Ｅが発生し、点ｃ１，ｃ２間に、図６（ハ）に示すように、電圧Ｅのキャリア周波数の谷を埋めるように平滑した調光信号Ａが発生する。従って、各調光インバータ２の手前でタンク回路１９により変調信号Ｄのキャリア周波数を取り出し全波整流することにより、変調信号Ｄから調光信号Ａを容易に復元できる。
【００１４】
タンク回路１９は共振周波数で高インピーダンスとなるため、複数の調光インバータ２（タンク回路１９）が接続されても、調光信号Ａをキャリア周波数で変調された変調信号Ｄの減衰は少なくて済む。また、タンク回路１９は共振周波数以外の周波数に対してはインピーダンスが低いため、２次巻線２７の出力には共振周波数以外の成分の発生は殆ど無くなり、かつ変調信号Ｄが電源線７に含まれる商用信号の高調波成分、雑音に影響されないようになる。また、デジタル情報の通信を行っていないため、波形にノイズがあってもデューティー比への影響が少ない。
【００１５】
従って、減衰の少ない調光信号Ａが確実に調光インバータ２に入力され、調光信号Ａのオンオフのデューティー比で放電灯８を良好に調光点灯できるようになる。その結果、電源線７によって調光情報を送信することができて、調光情報を送信するための特別な調光信号線が不要になるため、調光信号線を配線する必要がなくなり、調光システムの設置場所での配線工事のコストが高騰することもなくなって、非常に経済的になる。
図７〜図９は他の実施の形態を示し、調光システムは、前記実施の形態の場合と同様に１台の調光用制御部１と、複数の調光インバータ２と、各調光インバータ２に対応して設けられた複数の復元回路３とを備えている。
【００１６】
図８に示すように、復元回路３は、キャリア周波数に共振するタンク回路１９を有すると共に、オペアンプ３１と単安定マルチバイブレータ３２と抵抗３３，３４と直流電源３５とを有し、前記実施の形態の場合と同様に、タンク回路１９の２次巻線２７の出力側に抵抗２２が接続されている。そして、オペアンプ３１の−入力端子に、図９（イ）に示すように、直流電源３５を抵抗３３，３４で分圧した閾値電圧が入力され、オペアンプ３１から図９（ロ）に示す点ｆの電圧が出力され、単安定マルチバイブレータ３２から図９（ハ）に示す点ｇの電圧が出力される。これにより、オペアンプ３１から単安定マルチバイブレータ３２にトリガ信号（点ｆの電圧）が出力され、点ｆの電圧（キャリア信号）の谷を埋めるように、単安定マルチバイブレータ３２からトリガ信号により一定期間高電圧となる調光信号Ａが出力されるように構成されている。その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。
【００１７】
上記実施の形態によれば、調光用制御部１から、調光信号Ａをキャリア信号Ｂのキャリア周波数で変調した変調信号Ｄが、電源線７の電源電圧に重畳（直列に加算）され、調光インバータ２側に送信される。
電源線７の電源電圧に重畳した変調信号Ｄを受信した各調光インバータ２側では、タンク回路１９のコンデンサ２５の容量と１次巻線２６のインダクタンスはキャリア周波数と共振するように設定されているため、タンク回路１９により、２次巻線２７の出力にキャリア周波数成分のみを得ることができ、コンデンサ１８の両端に、電源電圧及び調光インバータ２より発生する高周波電圧が印加される。この場合、変調信号Ｄは調光信号Ａをキャリア周波数で変調したものであるから、図８の点ｅに、図９（イ）に示すように、変調信号Ｄが発生し、点ｆに、図９（ロ）に示すように、変調信号Ｄを整流した電圧Ｇが発生し、点ｇに、図９（ハ）に示すように、電圧Ｇのキャリア周波数の谷を埋めるように平滑した調光信号Ａが発生し、タンク回路１９により、変調信号Ｄから調光信号Ａを容易に復元される。
【００１８】
従って、前記実施の形態の場合と同様に、減衰の少ない調光信号Ａが確実に調光インバータ２に入力され、調光信号Ａのオンオフのデューティー比で放電灯８を良好に調光点灯できるようになる。その結果、電源線７によって調光情報を送信することができて、調光情報を送信するための特別な調光信号線が不要になるため、調光信号線を配線する必要がなくなり、調光システムの設置場所での配線工事のコストが高騰することもなくなって、非常に経済的になる。
図１０は他の実施の形態を示し、調光用制御部１のコンデンサ１１と、コンデンサ１６及び２次巻線１４の並列回路とを、電源線７間に直列に接続して、調光用制御部１から、変調信号Ｄが電源線７に電源電圧に並列に重畳するようにしている。また、電源線７に、コンデンサ３９と巻線４０とを有するタンク回路により構成したフィルター４１を接続している。この場合、変調信号Ｄを電源線７に並列にのせているため、調光用制御部１を電源線７のどこにでも設置することができるが、交流電源５によりキャリア周波数成分が短絡されて減衰しないようにするために、タンク回路等によるフィルター４１が必要となる。
【００１９】
その他の点は、前記図１〜図３に示す実施の形態又は前記図７及び図８に示す実施の形態と同様の構成であり、調光システムは、前記実施の形態の場合と同様に１台の調光用制御部１と、複数の調光機能付き調光インバータ２と、各調光インバータ２に対応して設けられた複数の復元回路３とを備えている。なお、この実施の形態における復元回路３は、図１〜図３に示す復元回路３と同様に構成であってもよいし、図７に示す復元回路３と同様に構成であってもよい。
この実施の形態の場合も、前記実施の形態の場合と同様に、減衰の少ない調光信号Ａが確実に調光インバータ２に入力され、調光信号Ａのオンオフのデューティー比で放電灯８を良好に調光点灯できるようになる。その結果、電源線７によって調光情報を送信することができて、調光情報を送信するための特別な調光信号線が不要になるため、調光信号線を配線する必要がなくなり、調光システムの設置場所での配線工事のコストが高騰することもなくなって、非常に経済的になる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、調光信号線を無くして調光情報を電源線を利用して送ることができ、省施工の調光システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す回路図である。
【図２】同調光用制御部の回路図である。
【図３】同復元回路部分の回路図である。
【図４】同動作説明用の電圧波形図である。
【図５】同動作説明用の電圧波形図である。
【図６】同動作説明用の電圧波形図である。
【図７】他の実施の形態を示す回路図である。
【図８】同復元回路部分の回路図である。
【図９】同動作説明用の電圧波形図である。
【図１０】他の実施の形態を示す回路図である。
【図１１】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
１調光用制御部
２調光インバータ
３復元回路
４放電灯
７電源線
１９タンク回路

Claims

調光インバータ（２）側で、調光信号Ａのオンオフのデューティー比に対応した調光レベルで放電灯（４）を調光点灯するようにした調光システムにおいて、
オンオフのデューティー比によって調光レベルを示す調光信号Ａをキャリア周波数で変調した変調信号Ｄを、電源電圧に重畳する調光用制御部（１）が設けられ、該調光用制御部（１）により、変調信号Ｄを電源電圧に重畳して調光インバータ（２）側に送信し、調光インバータ（２）側で、復元回路（３）により変調信号Ｄから調光信号Ａを復元し、その復元した調光信号Ａのオンオフのデューティー比に対応した調光レベルで放電灯（４）を調光点灯するようにし、
前記復元回路（３）の入力側に、コンデンサ（２５）と該コンデンサ（２５）に並列に接続したトランス（２８）とが備えられ、電源線（７）間に、各調光インバータ（２）に対応して、電力供給用のコンデンサ（１８）と前記復元回路（３）のコンデンサ（２５）との直列回路が接続され、電力供給用のコンデンサ（１８）を介して調光インバータ（２）に放電灯（４）を点灯させるための電力が供給され、前記復元回路（３）のコンデンサ（２５）及びトランス（２８）を介して調光インバータ（２）に放電灯（４）を調光するための調光情報が供給されるようにしたことを特徴とする調光システム。
前記調光用制御部（１）に、キャリア周波数に共振する共振回路が設けられると共に、前記復元回路（３）に、キャリア周波数に共振する共振回路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の調光システム。
前記復元回路（３）は、キャリア周波数に共振するタンク回路（１９）により変調信号Ｄからキャリア周波数を取り出して整流することにより調光信号Ａを復元するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の調光システム。