JP5286770B2 - Dimming system - Google Patents
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Description
この発明は、調光制御盤から伝送線を介して送信される調光制御信号を調光器にて受信し、調光器が接続されている照明器具の調光制御を行う調光制御システムに関するものであり、特にLEDなどの低消費電力の照明器具を用いた調光制御システムに関するものである。 The present invention relates to a dimming control system that receives a dimming control signal transmitted from a dimming control panel via a transmission line by a dimmer and performs dimming control of a lighting fixture to which the dimmer is connected. In particular, the present invention relates to a dimming control system using a lighting device with low power consumption such as an LED.
従来、LEDを用いた調光システムが知られており、位相調整のために生じる電力損失の低減に関する工夫が行われている(特許文献1参照)。 Conventionally, a dimming system using an LED is known, and a device for reducing a power loss generated for phase adjustment has been devised (see Patent Document 1).
この特許文献1の調光システムは、調光制御盤と調光器とを伝送線により接続したものではなく、このような伝送線により接続したシステムにおいて特に伝送線を介して電源供給するような場合には、伝送線を用いて調光制御盤へ監視情報を送信する手法の開発が求められている。
The dimming system of this
また、伝送線を介して電源供給しない特許文献1に示す調光システムにおいても、位相角制御にサイリスタなどを用いること、更に、サイリスタは保持電流を下回るとオフすることが記載されている。このようなシステムでは、調光制御対象のLEDが低消費電力であるにも拘らず、サイリスタは保持電流を下回るとオフなるために負荷であるLEDに無駄な電力供給を行う必要があり、省エネの観点から問題となる。
本発明は上記のような低消費電力の照明器具を用いて、調光制御盤と調光器とを伝送線により接続した調光システムにおける問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、伝送線を介して電源供給するような場合には、伝送線を用いて調光制御盤へ監視情報を適切に送信することが可能な調光システムを提供することである。また、本発明では、低消費電力の照明器具を接続することによって確実にシステムの低消費電力化を図ることができるようにすることである。 The present invention has been made as a solution to the problems in the dimming system in which the dimming control panel and the dimmer are connected by a transmission line using the above-described lighting device with low power consumption. In the case of supplying power via a transmission line, it is to provide a dimming system capable of appropriately transmitting monitoring information to the dimming control panel using the transmission line. Moreover, in this invention, it is enabling it to aim at the reduction in power consumption of a system reliably by connecting the lighting fixture of low power consumption.
本発明に係る調光システムは、伝送線を介して調光制御信号の送信及び状態監視情報に係る信号の受信を行う調光制御盤と;伝送線に接続されると共に照明器具に接続され、調光制御盤から送られる調光制御信号に応じて照明器具の光出力の制御を行う制御部を有し、照明器具に電力を供給する調光器と;を具備する調光制御システムであって、調光制御盤は、伝送線を介して電力供給を行う電力供給部を備え、調光器は、制御部による制御に応じて照明器具に印加される電圧または流れる電流を検出し、検出結果を状態監視情報に係る信号として調光制御盤へ送信する監視情報送信部を備え、制御部は、照明器具に供給する電力を位相制御するための第1のスイッチ素子と、第1のスイッチ素子に並列接続され、照明器具に供給する電力を位相制御し、第1のスイッチ素子より容量の小さい第2のスイッチ素子と、起動時における第1のスイッチ素子動作の際に流れる電流を検出し、更に前記第1のスイッチ素子をオンさせる制御信号の停止後に流れる前記第1のスイッチ素子の保持電流を検出し、この検出結果に応じて第1のスイッチ素子または第2のスイッチ素子を選択して位相制御を実行する選択制御手段とを具備することを特徴とする。 A dimming system according to the present invention includes a dimming control board that transmits a dimming control signal and receives a signal related to state monitoring information via a transmission line; and is connected to a transmission line and a lighting fixture; A dimmer that has a controller that controls the light output of the lighting fixture in accordance with a dimming control signal sent from the dimming control panel, and that supplies power to the lighting fixture. The dimming control panel includes a power supply unit that supplies power via a transmission line, and the dimmer detects and detects a voltage applied to the lighting fixture or a flowing current according to control by the control unit. A monitoring information transmitting unit that transmits the result to the dimming control panel as a signal related to the state monitoring information is provided, and the control unit includes a first switch element for phase control of power supplied to the lighting fixture, and a first switch The power connected to the elements in parallel and supplied to the lighting fixtures Phase controlled, and a small second switch element of capacity than the first switch element, detects the current flowing in the first switching element operating at the time of activation, the control signal for turning on further said first switching element Selection control means for detecting a holding current of the first switch element that flows after stopping and selecting a first switch element or a second switch element according to the detection result to execute phase control. It is characterized by that.
照明器具は、調光器によって電力制御可能なものであれば、白熱灯、蛍光灯、高圧放電灯を含むが、例えばLED(発光ダイオード)や有機EL(エレクトロ・ルミネッセンス)素子等の低消費電力の照明器具が好ましい。状態監視情報に係る信号とは、照明器具に印加される電圧または流れる電流を検出した結果を、そのまま信号にして送信するもので、そのときの調光率を含んで送信される。状態監視情報を得るときには、調光率を予め定められた範囲において自動的に変動させ、或いは手動において所要範囲においてに変動させて、検出を行う。 The lighting fixtures include incandescent lamps, fluorescent lamps, and high-pressure discharge lamps as long as the power can be controlled by the dimmer, but low power consumption such as LEDs (light emitting diodes) and organic EL (electroluminescence) elements. The luminaire is preferred. The signal related to the state monitoring information is a signal obtained by transmitting the result of detecting the voltage applied to the luminaire or the flowing current as it is, and is transmitted including the dimming rate at that time. When obtaining the state monitoring information, detection is performed by automatically varying the dimming rate within a predetermined range or manually varying within the required range.
本発明に係る調光システムでは、照明器具は、照明器具の故障時に所定パターンの電流を流すことにより故障情報に係る信号を送信するものであり、調光率ゼロのときに電圧がゼロでない区間を設けて所定パターンの電流を流す制御を行うことを特徴とする。
In dimming system according to the present invention, the luminaire is for transmitting a signal according to the fault information by supplying a current of a predetermined pattern at the time of failure of the lighting fixture, the voltage at the dimming ratio zero is not zero interval To control the flow of a predetermined pattern of current .
スイッチ素子は、サイリスタやトライアックを許容する。スイッチ素子の容量は、採用される照明器具の消費電力に応じて適宜設定される。 The switch element allows thyristors and triacs. The capacity | capacitance of a switch element is suitably set according to the power consumption of the lighting fixture employ | adopted.
本発明に係る調光制御システムによれば、調光制御盤の電力供給部から伝送線を介して電力供給が行われる状態において、調光器の監視情報送信部は、制御部による制御に応じて照明器具に印加される電圧または流れる電流を検出し、検出結果を状態監視情報に係る信号として調光制御盤へ送信するので、調光制御盤或いは調光制御盤より上位の装置において照明器具の状態を適切に把握することができる。 According to the dimming control system of the present invention, the monitoring information transmission unit of the dimmer responds to the control by the control unit in a state where power is supplied from the power supply unit of the dimming control panel via the transmission line. The voltage applied to the lighting fixture or the flowing current is detected, and the detection result is transmitted to the dimming control panel as a signal related to the state monitoring information. Can be properly grasped.
本発明に係る調光制御システムによれば、照明器具は、照明器具の故障時に所定パターンの電流を流すことにより故障情報に係る信号を送信するものであり、調光率ゼロのときに電圧がゼロでない区間を設けて所定パターンの電流を流す制御を行うものであるので、電圧がゼロでない区間において故障情報である電流を流すことにより確実に故障状態を送信することができる。
According to the dimming control system according to the present invention, the luminaire is for transmitting a signal according to the fault information by supplying a current of a predetermined pattern at the time of failure of the lighting fixture, the voltage at the dimmer rate zero Since the control is performed such that a predetermined pattern of current flows by providing a non-zero interval, a failure state can be reliably transmitted by flowing a current as failure information in a non-zero interval.
本発明に係る調光制御システムによれば、調光制御信号に応じて光出力の制御を行う制御部が、照明器具に供給する電力を位相制御するための第1のスイッチ素子と、第1のスイッチ素子に並列接続され、照明器具に供給する電力を位相制御し、第1のスイッチ素子より容量が小さい第2のスイッチ素子とを有し、起動時における第1のスイッチ素子動作の際に流れる電流を検出し、この検出結果に応じて第1のスイッチ素子または第2のスイッチ素子を選択して位相制御を実行するので、電流検出により照明器具に必要な電力を検出でき、これに応じて第1のスイッチ素子または第2のスイッチ素子を選択して無駄な電力供給がなされることを防ぐことができる。 According to the dimming control system according to the present invention, the control unit that controls the light output in accordance with the dimming control signal has the first switch element for phase-controlling the electric power supplied to the lighting fixture, And a second switch element having a capacity smaller than that of the first switch element, and connected in parallel to the switch elements of the first and second switch elements. Since the flowing current is detected and the phase control is executed by selecting the first switch element or the second switch element according to the detection result, the electric power necessary for the lighting fixture can be detected by the current detection. Thus, it is possible to prevent unnecessary power supply by selecting the first switch element or the second switch element.
以下添付図面を参照して、本発明に係る調光システムの実施例を説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of a light control system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
図1に第1の実施例に係る調光システムの構成図を示す。このシステムでは伝送線30に、調光制御盤20と複数の調光器10−1、10−2、・・・、10−nが接続されている。調光器10−1、10−2、・・・、10−nには、低消費電力の照明器具であるLED(発光ダイオード)40−1、40−2、・・・、40−nが接続されている。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a light control system according to the first embodiment. In this system, a
調光制御盤20には、調光制御部21と電力供給部22とが備えられている。調光制御部21は、伝送線30を介して調光制御信号の送信及び状態監視情報に係る信号の受信を行うものである。電力供給部22は、伝送線30を介して電力供給を行うものである。
The
具体的には、電力供給部22は、図2の前半側に示すように±24Vの電圧を所定の期間で反転させて、電力供給を行う。調光制御部21は、図2の後半側に示すように、所定パターン(所定の0、1の配列)からなるスタートコードで始まる調光制御信号を送信する。調光制御信号には、スタートコードに続き、調光か点灯・消灯であるかなどの「モード」情報、対象調光器の「アドレス」、調光率を表す「データ」が含まれ、1フレームはストップビットにより区切られている。
Specifically, the
調光器10−1、10−2、・・・、10−nは、制御部11と監視情報送信部12とを備える。制御部11は、調光制御盤20から送られる調光制御信号に応じて照明器具であるLED40の光出力の制御を行うものである。監視情報送信部12は、制御部11による制御に応じて照明器具であるLED40に印加される電圧または流れる電流を検出し、検出結果を状態監視情報に係る信号として調光制御盤20へ送信するものである。
The dimmers 10-1, 10-2,..., 10-n include a
調光器10−1、10−2、・・・、10−nは、実際には、図3に示されるように、マイクロコンピュータ14を中心に構成され、PWM(パルス幅変調)送信部15、電圧検出IF(インタフェース)16、送受信IF(インタフェース)17を備える。マイクロコンピュータ14は、調光信号を受け取ると、これに基づきPWM送信部15を制御してPWM信号をLED40に与え、LED40から所要強度の光を出力させる。
The dimmers 10-1, 10-2,..., 10 -n are actually configured around a
PWM送信部15は、PWM信号として、例えば、図4(b)、(c)に示されるように25%や70%のデューティ比のパルスを送出する。また、消灯の場合には、0Vを出力し(図4(a))、全光の場合には一最大レベルを連続出力する(図4(d))。これに対応して、LED40内のドライバが印加電圧の制御を行う。
For example, the
電圧検出IF(インタフェース)16は、LED40へ電力供給する経路に設けられた抵抗Rの両端間から電圧を取り出し、マイクロコンピュータ14へ与える。マイクロコンピュータ14は、伝送線30に対し、図2を用いて説明したフォーマットのビット配列により、電圧検出結果を状態監視情報に係る信号として調光制御盤20へ返送する。なお、調光器10−1、10−2、・・・、10−nから状態監視情報に係る信号を送るタイミングは、例えば、調光制御盤20から状態監視情報の要求信号を送信し、これを受け取ったときから、それぞれ所定時間後の所定のタイムスロットと設定されている。
The voltage detection IF (interface) 16 takes out the voltage from both ends of the resistor R provided in the path for supplying power to the
調光制御盤20から状態監視情報の要求信号が送信されたときに備えて、調光率(PWMデューティ比)を一定の範囲で変化させるために、例えば、図5に示すような調光試験用テーブルTB1を有し、これに応じて調光率を変化させて電圧検出を行う。例えば、20%、25%、・・・、80%と調光率を変化させて電圧検出を行う。ここでは、20%より小さい調光率では、LEDの点灯が起こらないため、最低が20%とされ、80%より大きい調光率では、全光となるため最高が80%とされている。
In order to change the dimming rate (PWM duty ratio) within a certain range in preparation for a state monitoring information request signal transmitted from the
また、LED40に流れる電流は、温度等により変化するものであるから、マイクロコンピュータ14は、故障判定範囲を示す情報が保持されたテーブルTB2(図5)を有し、これに応じて調光試験用テーブルTB1の値を変更した調光率を用いて電圧検出を行う。ここでは、±5%が設定されているため、最低が15%とされ、最高が85%とされて調光率を変化させて電圧検出を行う。調光制御盤20へ送信する状態監視情報には、調光率を含めて検出した電圧をデータとして送信する。調光試験用テーブルTB1の値、テーブルTB2の値は、当初から設定してあり、自動で調光率を変化させて電圧検出を行う。しかし、テーブルTB1とTB2の値を設定するディップスイッチなどを調光器10−1、10−2、・・・、10−nに備えさせ、手動で設定する用にしても良い。
Further, since the current flowing through the
LED40は、内部のドライバが故障検出機能を備え、LED素子(或いはLED素子群)に流れる電流が異常である場合には、故障情報を電流返送する。故障情報は、調光器10−1、10−2、・・・、10−nとLED40−1、40−2、・・・、40−nを接続する信号線に、例えば図6の如く所定ビット配列となるように電流IXXを流す。PWM信号が消灯を示すものでない限りは、図6(b)〜(d)の如くPWM信号のオン区間に電流IXXを流すことができる。しかし消灯である場合には、電流IXXを流すことができないので、マイクロコンピュータ14は一定の時間毎に、電圧がゼロでない区間Dを設けるようにPWM送信部15を制御する。これにより図6(a)の如く電圧がゼロでない区間Dに電流IXXを流すことができる。消灯である場合には、電圧がゼロでない区間Dを一定周期Tで設ける。
The
所定ビット配列の電流IXXにより、抵抗Rの両端間電圧が所定ビット配列に対応して変化し、この電圧値の変化をマイクロコンピュータ14がデコードして、故障を把握し、状態監視情報として調光制御盤20へ送信する。斯して、照明器具であるLED40−1、40−2、・・・、40−nと調光器10−1、10−2、・・・、10−nの間の接続ラインによって、適切に照明器具であるLED40−1、40−2、・・・、40−nの状態監視を行うことができる。調光制御盤20には、図1に示されるように伝送路50を介して上位装置が接続されており、状態監視情報を上位装置へ送信可能であり、照明器具であるLED40−1、40−2、・・・、40−nの状態を適切に把握することができる。
Due to the current I XX of the predetermined bit arrangement, the voltage across the resistor R changes corresponding to the predetermined bit arrangement, and the
図7には、第2の実施例に係る調光システムが示されている。このシステムでは、LED40−1、40−2、・・・、40−nに調光器60−1、60−2、・・・、60−nが接続されている。調光器60−1、60−2、・・・、60−nには、交流電源70から電力供給がされている。
FIG. 7 shows a light control system according to the second embodiment. In this system, dimmers 60-1, 60-2,..., 60-n are connected to the LEDs 40-1, 40-2,. The dimmers 60-1, 60-2,..., 60-n are supplied with power from the
調光器60−1、60−2、・・・、60−nは、制御部61と監視情報送信部62とを備える。制御部61は、調光制御盤20から送られる調光制御信号に応じて照明器具であるLEDの光出力の制御を行うものである。監視情報送信部62は、制御部による制御に応じて照明器具であるLEDに印加される電圧または流れる電流を検出し、検出結果を状態監視情報に係る信号として調光制御盤20へ送信するものである。
The dimmers 60-1, 60-2,..., 60-n include a
調光器60(60−1、60−2、・・・、60−n)の構成を図8に示す。並列接続されたトライアックTA1、TA2を有し、交流電源70から電力供給により、コイル65、トライアックTA1、TA2、LED40のループに電流が流れる。
The configuration of the dimmer 60 (60-1, 60-2,..., 60-n) is shown in FIG. Triacs TA1 and TA2 connected in parallel are provided, and current flows through the loop of the
制御回路61は、マイクロコンピュータ及び送受信インタフェースなどの各種インタフェースにより構成され、ピックアップ63から電流を得ている。制御回路61には、ゲート回路62が接続されている。ゲート回路62は、交流電源70を受けてゼロクロスを検出すると共に、制御回路61からの制御に基づきトライアックTA1、TA2の一方を用いて位相制御を行う。
The
トライアックTA1は例えば数百ワット対応の大容量の第1のスイッチ素子であり、トライアックTA2は数十ワット対応の小容量の第2のスイッチ素子である。制御回路61は、ゲート回路62を制御して調光率を0%から徐々に上げてゆき、起動時にトライアックTA1をオンし、流れる電流をピックアップ63から取り込んで検出し、その後にトライアックTA1のゲート電流を停止し、ピックアップ63から電流が得られるかを検出する。
For example, the triac TA1 is a first switch element having a large capacity corresponding to several hundred watts, and the triac TA2 is a second switch element having a small capacity corresponding to several tens of watts. The
ゲート電流を停止し、ピックアップ63から電流が得られる場合には、LED40が保持電流以上の電流用の照明器具であり、その後にトライアックTA1を選択して調光制御を行う。これとは逆に、ゲート電流を停止した場合に、ピックアップ63から電流が得られなくなると、LED40が保持電流以下の電流用の照明器具であり、その後にトライアックTA2を選択して調光制御を行う。これにより、照明器具に不要な電流を流すことなく調光制御がなされ、確実にシステムの低消費電力化を図ることができる。
When the gate current is stopped and a current is obtained from the pickup 63, the
この制御回路61も第1の実施例のマイクロコンピュータ14と同様に、図5のテーブルTB1、TB2の情報を用いてLED40の状態監視を行い、ピックアップ63からの電流検出結果を状態監視情報(調光率を含む)に係る信号として調光制御盤20へ返送する。これにより調光制御盤20或いは、伝送路50を介して接続されている上位装置は状態監視情報を受けて、照明器具であるLED40−1、40−2、・・・、40−nの状態を適切に把握することができる。
Similarly to the
10−1〜10−n 調光器
11 制御部
12 監視情報送信部
14 マイクロコンピュータ
15 送信部
20 調光制御盤
21 調光制御部
22 電力供給部
30 伝送線
40−1〜40−n LED
50 伝送路
60−1〜60−n 調光器
61 制御回路
62 ゲート回路
63 ピックアップ
65 コイル
70 交流電源
10-1 to 10-
50 Transmission path 60-1 to 60-
Claims (2)
伝送線に接続されると共に照明器具に接続され、調光制御盤から送られる調光制御信号に応じて照明器具の光出力の制御を行う制御部を有し、照明器具に電力を供給する調光器と;
を具備する調光制御システムであって、
調光制御盤は、伝送線を介して電力供給を行う電力供給部を備え、
調光器は、制御部による制御に応じて照明器具に印加される電圧または流れる電流を検出し、検出結果を状態監視情報に係る信号として調光制御盤へ送信する監視情報送信部を備え、
制御部は、
照明器具に供給する電力を位相制御するための第1のスイッチ素子と、第1のスイッチ素子に並列接続され、照明器具に供給する電力を位相制御し、第1のスイッチ素子より容量の小さい第2のスイッチ素子と、
起動時における第1のスイッチ素子動作の際に流れる電流を検出し、更に前記第1のスイッチ素子をオンさせる制御信号の停止後に流れる前記第1のスイッチ素子の保持電流を検出し、この検出結果に応じて第1のスイッチ素子または第2のスイッチ素子を選択して位相制御を実行する選択制御手段と
を具備することを特徴とする調光制御システム。 A dimming control panel for transmitting a dimming control signal and receiving a signal related to state monitoring information via a transmission line;
A control unit that is connected to the transmission line and connected to the luminaire and controls the light output of the luminaire according to the dimming control signal sent from the dimming control panel, and supplies power to the luminaire. With light;
A dimming control system comprising:
The dimming control panel includes a power supply unit that supplies power via a transmission line,
The dimmer includes a monitoring information transmission unit that detects a voltage applied to the lighting fixture or a flowing current according to control by the control unit, and transmits a detection result to the dimming control panel as a signal related to the state monitoring information.
The control unit
A first switch element for phase-controlling the power supplied to the lighting fixture and a first switch element connected in parallel to the first switch element for phase-controlling the power supplied to the lighting fixture and having a smaller capacity than the first switch element. Two switch elements;
The current flowing during the operation of the first switch element at the time of activation is detected, and the holding current of the first switch element flowing after the control signal for turning on the first switch element is detected, and the detection result And a selection control means for selecting the first switch element or the second switch element and executing phase control in accordance with the dimming control system.
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