JP4305308B2 - 調光装置 - Google Patents
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Description
請求項2の発明によれば、負荷の容量性によって進相電流が流れる場合に、ONタイミングではゼロ電流を検出できないことがあるが、OFFタイミングであればゼロ電流を検出できる。また、OFFタイミングを検出する方式はパルストリガで駆動する場合も有効であり、設計の自由度を増す効果がある。
請求項3の発明によれば、双方向スイッチング素子に流れる電流が導通状態から略ゼロになったOFFタイミングだけでなく、電流が導通開始したONタイミングを併用して、調光テーブルを選択するものであるから、OFFタイミングだけを用いる場合に比べてパラメータが増えることにより、調光テーブル選択の精度を向上できる。
請求項5の発明によれば、カレントトランスやトライアックに直列接続した抵抗を用いて電流検出する方式と比較して、負荷容量に関わらず電流検出ができ、電力ロスや温度上昇も少なく、部品サイズの小型化やコスト低減の面でも有利である。
請求項6の発明によれば、負荷検出モードの有無に関わらず、請求項5と同様の効果が期待できる。
図1に本発明の基本構成図を示す。図1に示す回路は、マイコンを利用したデジタル信号処理でトライアックQ1を制御する調光装置である。調光装置1の入力端には交流電源Vsが接続され、出力端には負荷(照明器具2)が接続されている。調光装置1の内部には、入力側の交流電源Vsと出力側の負荷(照明器具2)の間に直列的に接続されたトライアックQ1と、交流電源Vsのゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス電圧検出手段11と、調光レベルを調整する調光レベル設定手段12と、負荷の種類別に調光レベルとトライアックQ1の導通時間の関係(調光テーブル)を記憶した記憶手段13と、トライアックQ1を駆動する駆動手段14と、上記調光レベル設定手段12で設定した調光レベルに対応した導通時間にわたり駆動手段14をオン/オフ制御する制御回路15と、トライアックQ1に流れる電流が略ゼロになるタイミングを検出する電流検出手段17とを備えている。なお、ノイズ低減用に負荷(照明器具)に並列にコンデンサC2を接続することもある。制御電源回路やマイコンのクロック回路などは図示を省略している。
本発明の具体的な実施形態1を図3を用いて説明する。調光装置の負荷端子a,bには照明器具2が接続されている。商用の交流電源Vsは調光装置の電源端子c,dに接続されている。電源端子c,dに接続されたコンデンサC1とチョークL1はノイズ低減用のフィルター回路を構成している。
本発明の第2の実施形態を図4で説明する。図3との構成上の違いは、電流検出手段としてカレントトランスCTを用いずトライアックQ1の両端電圧によって検出する構成とした点である。すなわち、交流電源Vsがゼロクロス以外でトライアックQ1がOFF(非導通)のときには、トライアックQ1の両端電圧に一定以上の電圧(負荷のインピーダンスによって値は変化する)が発生する。そのときトライアックQ1のT2端子側に接続した抵抗R12、ダイオードブリッジDB1を介して抵抗R13に電流が流れてPNPトランジスタQ5がONする。その結果、IZERO端子が“H”レベルになる。逆にトライアックQ1がONのときには、PNPトランジスタQ5がOFFとなり、IZERO端子は“L”レベルになる。なお、トライアックQ1がOFFのときに、負荷側に電流の流れる経路が全くなければ、PNPトランジスタQ5がONできないので、負荷(照明器具)に並列に抵抗R16を接続する。照明器具内に抵抗R16に相当する電流の経路があれば、抵抗R16は省略できる。なお、抵抗R16はトライアックQ1の保持電流を考慮して設計する必要がある。
本発明の実施形態3を図6を用いて説明する。実施形態1と同じ部分はブロック図で示す。実施形態1との違いは、駆動回路として、フォトトライアックPT1でトライアックQ1を駆動する回路であることと、電流検出手段の構成が異なる。
Vs 交流電源
1 位相制御式調光装置
2 照明負荷(LED照明器具)
11 ゼロクロス電圧検出手段
17 ゼロクロス電流検出手段
Claims (6)
- 自己保持機能を有する双方向スイッチング素子と、LEDを用いた照明負荷と、交流電源とを直列に接続して閉回路を構成し、双方向スイッチング素子のオン期間を可変とすることで照明負荷への実効電力を可変とする位相制御回路を備える調光装置であって、前記位相制御回路は、調光レベルを設定するための調光レベル設定手段と、双方向スイッチング素子に流れる電流のゼロクロスを検出する第1のゼロクロス検出手段と、交流電源からの入力電圧のゼロクロスを検出する第2のゼロクロス検出手段と、入力電圧のゼロクロスと双方向スイッチング素子に流れる電流のゼロクロスとの時間差を計測する手段と、計測された時間差に基づいて調光レベルと双方向スイッチング素子のオン期間の関係である調光テーブルを選択する手段とを備えることを特徴とする調光装置。
- 双方向スイッチング素子に流れる電流が導通状態から略ゼロになったタイミングに応じて調光テーブルを選択することを特徴とする請求項1記載の調光装置。
- 双方向スイッチング素子に電流が流れ始めたタイミングと、双方向スイッチング素子に流れる電流が導通状態から略ゼロになったタイミングとに応じて調光テーブルを選択することを特徴とする請求項1又は2に記載の調光装置。
- 電源投入直後に設けた負荷判別モードにおいて、調光テーブルを選択し、その後の通常モードでは選択した調光テーブルに応じて調光制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の調光装置。
- 双方向スイッチング素子をパルストリガして導通させた後、双方向スイッチング素子の両端電圧が上昇した時点を検出することで、双方向スイッチング素子に流れる電流が導通状態から略ゼロになったタイミングを検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の調光装置。
- 前記双方向スイッチング素子よりも保持電流が小さく、前記双方向スイッチング素子を駆動するための補助双方向スイッチング素子と抵抗の直列回路を前記双方向スイッチング素子に並列的に接続し、前記抵抗の両端電圧を検出することによって、双方向スイッチング素子に流れる電流が導通状態から略ゼロになったタイミングを検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の調光装置。
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