JP5525345B2 - Power supply device, lighting device including the power supply device, and lighting system - Google Patents
Power supply device, lighting device including the power supply device, and lighting system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5525345B2 JP5525345B2 JP2010145357A JP2010145357A JP5525345B2 JP 5525345 B2 JP5525345 B2 JP 5525345B2 JP 2010145357 A JP2010145357 A JP 2010145357A JP 2010145357 A JP2010145357 A JP 2010145357A JP 5525345 B2 JP5525345 B2 JP 5525345B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- load
- output
- power supply
- lighting
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 108
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 61
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 32
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
本発明は、電源装置、及びその電源装置を備える照明装置、並びに照明システムに関する。 The present invention relates to a power supply device, a lighting device including the power supply device, and a lighting system.
従来の電源装置として、特許文献1に記載されている蛍光灯用電子安定器がある。この電源装置(電子安定器)は、商用の交流電源に接続されるAC/DCコンバータ(例えば、昇圧チョッパ回路)と、AC/DCコンバータから出力される直流電力を高周波の交流電力に変換するDC/ACコンバータ(インバータ回路)とを備え、DC/ACコンバータから出力される高周波交流電力を負荷である蛍光灯に供給している。また特許文献1記載の従来例では、太陽光発電装置から供給される直流電力をDC/DCコンバータを介して電源装置のDC/ACコンバータで高周波交流電力に変換して負荷(蛍光灯)に供給するようにしている。そして、太陽光発電装置の発電量に応じて、太陽光発電装置から直流電力供給を受ける電源装置の台数を変更することにより、全体としてDC/DCコンバータを変換効率の高い状態で運転させることができる。
As a conventional power supply device, there is an electronic ballast for a fluorescent lamp described in
しかしながら、上記従来例においては、給電側の状況(太陽光発電装置の発電量)に応じて稼働する負荷(蛍光灯)の個数が増減するため、負荷の出力(蛍光灯で照明される空間の明るさ<照度>)が大きく変動することになる。 However, in the above conventional example, the number of operating loads (fluorescent lamps) increases / decreases depending on the situation on the power feeding side (the amount of power generated by the photovoltaic power generation device), so the output of the load (in the space illuminated by the fluorescent lamps) Brightness <illuminance>) will fluctuate greatly.
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、負荷の出力変動を抑えつつ電力の変換効率の向上を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve power conversion efficiency while suppressing fluctuations in the output of a load.
本発明の電源装置は、交流電源に接続されて当該交流電源から供給される交流電力を電力変換して第1の負荷に出力する第1の電力変換部と、直流電源に接続されて当該直流電源から供給される直流電力を電力変換して第2の負荷に出力する第2の電力変換部と、前記第1の負荷の負荷出力と前記第2の負荷の負荷出力の総和が所定の目標値に一致するように前記第1及び第2の電力変換部の出力を調整する負荷出力調整部とを備えたことを特徴とする。 The power supply device of the present invention includes a first power conversion unit that is connected to an AC power source and converts AC power supplied from the AC power source and outputs the converted power to a first load, and a DC power source connected to the DC power source. A second power converter that converts DC power supplied from a power source and outputs the converted power to a second load, and a sum of the load output of the first load and the load output of the second load is a predetermined target. And a load output adjusting unit that adjusts the outputs of the first and second power conversion units so as to match the values.
この電源装置において、前記第1又は第2の負荷の負荷出力を設定する出力設定部を備え、前記負荷出力調整部は、当該出力設定部で設定される前記第1又は第2の負荷の負荷出力に応じて前記第1及び第2の電力変換部の出力を調整することが好ましい。 The power supply apparatus includes an output setting unit that sets a load output of the first or second load, and the load output adjustment unit is configured to load the first or second load set by the output setting unit. It is preferable to adjust the outputs of the first and second power converters according to the output.
この電源装置において、前記出力設定部は、前記負荷出力の総和に対する前記第1又は第2の負荷の負荷出力の比率を設定することが好ましい。 In this power supply apparatus, it is preferable that the output setting unit sets a ratio of a load output of the first or second load to a total sum of the load outputs.
この電源装置において、前記出力設定部は、前記第1又は第2の負荷の負荷出力に対して上限値を設定し、前記負荷出力調整部は、前記第1又は第2の負荷の負荷出力が前記上限値以下となるように前記第1及び第2の電力変換部の出力を調整することが好ましい。 In this power supply apparatus, the output setting unit sets an upper limit value for the load output of the first or second load, and the load output adjustment unit is configured to output the load output of the first or second load. It is preferable to adjust the outputs of the first and second power conversion units so as to be equal to or less than the upper limit value.
この電源装置において、前記出力設定部は、前記目標値が所定値以下のときは前記第1又は第2の負荷の負荷出力を最小値に設定することが好ましい。 In this power supply apparatus, it is preferable that the output setting unit sets the load output of the first or second load to a minimum value when the target value is a predetermined value or less.
この電源装置において、前記出力設定部は、前記第2の電力変換部への直流入力の大きさに応じて前記負荷出力を設定することが好ましい。 In this power supply apparatus, it is preferable that the output setting unit sets the load output in accordance with a magnitude of a DC input to the second power conversion unit.
この電源装置において、前記出力設定部は、前記第1又は第2の負荷の負荷出力の設定情報をデータ通信によって前記負荷出力調整部に与えることが好ましい。 In this power supply apparatus, it is preferable that the output setting unit provides the load output adjusting unit with load output setting information of the first or second load by data communication.
この電源装置において、前記出力設定部は、データ通信の通信線路の一部を前記直流電源の電路と共用することが好ましい。 In this power supply apparatus, it is preferable that the output setting unit shares a part of a communication line for data communication with an electric circuit of the DC power supply.
この電源装置において、前記第1及び第2の負荷の負荷出力を検出する負荷出力検出部を備え、前記負荷出力調整部は、当該負荷出力検出部で検出される負荷出力が前記目標値に一致するように前記第1及び第2の電力変換部の出力を調整することが好ましい。 The power supply apparatus includes a load output detection unit that detects load outputs of the first and second loads, and the load output adjustment unit matches the load output detected by the load output detection unit with the target value. It is preferable to adjust the outputs of the first and second power conversion units.
この電源装置において、前記直流電源と前記第2の電力変換部との間にコモンモードフィルタが挿入されていることが好ましい。 In this power supply apparatus, it is preferable that a common mode filter is inserted between the DC power supply and the second power conversion unit.
この電源装置において、前記交流電源の一方の電路が直流阻止用のインピーダンス素子を介して前記直流電源の負極側の電路に接続されていることが好ましい。 In this power supply apparatus, it is preferable that one electric circuit of the AC power supply is connected to an electric circuit on the negative electrode side of the DC power supply via an impedance element for blocking DC.
本発明の照明装置は、照明負荷からなる前記第1及び第2の負荷と、本発明の電源装置とを備えたことを特徴とする。 The illuminating device of the present invention includes the first and second loads composed of an illumination load and the power supply device of the present invention.
この照明装置において、照明空間内の人の存否を検知する人検知センサを備え、当該人検知センサの検知結果に応じて前記目標値が変更されることが好ましい。 In this lighting device, it is preferable that a human detection sensor for detecting the presence or absence of a person in the lighting space is provided, and the target value is changed according to a detection result of the human detection sensor.
本発明の照明システムは、本発明の複数の照明装置からなることを特徴とする。 The illumination system according to the present invention includes a plurality of illumination devices according to the present invention.
本発明の電源装置、及びその電源装置を備える照明装置、並びに照明システムは、負荷の出力変動を抑えつつ電力の変換効率の向上を図ることができるという効果がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The power supply device of the present invention, the lighting device including the power supply device, and the lighting system have an effect of improving power conversion efficiency while suppressing output fluctuation of the load.
以下、負荷を照明負荷とした実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明に係る電源装置の負荷は照明負荷に限定されるものでなく、電源装置から供給される電力に応じて負荷出力が変化するような負荷全般を用いることができる。 Hereinafter, an embodiment in which a load is an illumination load will be described in detail with reference to the drawings. However, the load of the power supply device according to the present invention is not limited to the lighting load, and any load in which the load output changes according to the power supplied from the power supply device can be used.
(実施形態1)
本実施形態の電源装置PSは、蛍光ランプからなる第1の照明負荷LA1に高周波の交流電力を供給するとともに、発光ダイオードからなる第2の照明負荷LA2に直流電力を供給するものであって、図1に示すように交流電力系統(商用交流電源)ACから供給される交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータ1と、AC/DCコンバータ1から出力される直流電力を高周波の交流電力(高周波電力)に変換する第1の電力変換部2と、直流電力系統(直流電源)DCから供給される直流電力を所望の電圧レベルを有する直流電力に変換する第2の電力変換部3と、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の負荷出力(ランプ電力)を調整する負荷出力調整部4と、出力設定部5とを備えている。
(Embodiment 1)
The power supply device PS of the present embodiment supplies high-frequency AC power to the first lighting load LA1 made of a fluorescent lamp and supplies DC power to the second lighting load LA2 made of a light-emitting diode, As shown in FIG. 1, an AC /
図2は本実施形態の電源装置PSの具体回路構成を示している。AC/DCコンバータ1は、全波整流器10及び平滑コンデンサ11、力率改善回路(昇圧チョッパ回路)で構成されている。交流電源ACからの交流入力がノイズフィルタNFを介して全波整流器10により全波整流されるとともに、平滑コンデンサ11によって平滑される。平滑コンデンサ11の両端には昇圧チョッパ回路が接続されている。昇圧チョッパ回路はチョッパチョーク12、ダイオード13、平滑コンデンサ14、ダイオード13及び平滑コンデンサ14に並列接続されたスイッチング素子15、平滑コンデンサ14の両端電圧を検出する出力電圧検出部16、スイッチング素子15に流れる電流を検出するための検出抵抗17、出力電圧検出部16の検出値と検出抵抗17の検出値(電圧降下)とに基づいてスイッチング素子15を制御する駆動制御回路18などを具備している。駆動制御回路18は、スイッチング素子15のオン時間を調整することで直流出力電圧が一定になるようにフィードバック制御している。また、チョッパチョーク12には2次巻線19が設けられており、この2次巻線19に誘起される電圧で駆動制御回路18の動作電源が作成される。但し、このような昇圧チョッパ回路の構成及び動作については従来周知であるから、詳細な説明は省略する。
FIG. 2 shows a specific circuit configuration of the power supply device PS of the present embodiment. The AC /
第1の電力変換部2は、AC/DCコンバータ1の出力端に直列接続された一対のスイッチング素子20,21と、ローサイドのスイッチング素子21に並列接続されたインダクタ22及びコンデンサ23の共振回路と、共振回路と第1の照明負荷(蛍光ランプ)LA1との間に挿入された直流カット用のコンデンサ24と、2つのスイッチング素子20,21を交互にスイッチングする駆動回路25とを具備した、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路からなる。駆動回路25は、スイッチング素子20,21のスイッチング周波数を調整することで蛍光ランプLA1に供給する高周波電力を制御し、蛍光ランプLA1の始動や調光を行っている。但し、このようなハーフブリッジ型のインバータ回路の回路動作については従来周知であるから詳細な説明は省略する。
The
第2の電力変換部3には、図2に示すように直流電力系統DCからコモンモードフィルタCF並びに整流素子D1を介して直流電力が供給される。第2の電力変換部3はDC/DCコンバータ(降圧チョッパ回路)からなり、チョッパチョーク30、ダイオード31、平滑コンデンサ32、平滑コンデンサ32を介してチョッパチョーク30に流れる電流を入切するスイッチング素子33、チョッパチョーク30を介してスイッチング素子33に流れる電流を検出する電流検出部(検出抵抗)34、電流検出部34の検出結果に応じてスイッチング素子33をスイッチング制御する駆動制御回路35などを具備している。駆動制御回路35は、スイッチング素子33のオン時間を調整することで出力電力を一定にする制御を行っている。但し、第2の電力変換部3は降圧チョッパ回路として周知のものであるから、詳細な動作説明は省略する。
As shown in FIG. 2, the second
負荷出力調整部4は、コントローラ40と、出力設定部5から送信される出力設定情報を受信してコントローラ40に伝える通信インタフェース41と、コントローラ40から出力される制御信号をフォトカプラ43を介して第1の電力変換部2の駆動回路25に伝送する伝送インタフェース42と、第2の電力変換部3の入力電圧からコントローラ40の動作電源を作成する電源回路44とを具備している。コントローラ40は、マイクロコンピュータやメモリなどで構成されており、専用のソフトウェアをマイクロコンピュータで実行することによって、後述する種々の処理を行っている。
The load
出力設定部5は、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2のランプ電力の総和の目標値を表す出力設定値Poと、ランプ電力の総和の目標値(出力設定値Po)に対する第2の照明負荷LA2のランプ電力の比率を表す比率設定値Rpdとを負荷出力調整部4に対して設定する。
The
第1及び第2の照明負荷LA1,LA2のランプ電力の総和の目標値は、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力の総和、すなわち、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2によって照明される照明空間の明るさ(照度)が所望の値となるように設定される。例えば、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2がオフィスの室内照明に用いられる場合、窓から入射する外光(太陽光)の多少に応じて、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力の総和の目標値が調整される。なお、このような目標値の調整については、例えば、出力設定部5に設けられた操作スイッチで受け付ける操作入力に応じて行われる場合もあれば、照度センサで外光又は室内の明るさを検出して行われる場合もある。
The target value of the total lamp power of the first and second lighting loads LA1 and LA2 is the total light output of the first and second lighting loads LA1 and LA2, that is, the first and second lighting loads LA1 and LA2. The brightness (illuminance) of the illumination space illuminated by LA2 is set to a desired value. For example, when the first and second lighting loads LA1 and LA2 are used for office interior lighting, the first and second lighting loads LA1 and LA2 depend on the amount of external light (sunlight) incident from the window. The target value of the total sum of the light outputs is adjusted. Such adjustment of the target value may be performed, for example, in response to an operation input received by an operation switch provided in the
一方、第2の照明負荷LA2のランプ電力の比率(比率設定値Rpd)は、直流電力系統DCから供給される直流電力の多少に応じて設定される。例えば、直流電力系統DCの発電装置が太陽光発電装置である場合には日射量に応じて発電量が変動するので、日射量が多いとき(太陽光発電装置の発電量が多いとき)には比率設定値Rpdを高くし、反対に日射量が少ないとき(太陽光発電装置の発電量が少ないとき)には比率設定値Rpdを低くする。このようにすれば、太陽光発電装置で発電される直流電力を第2の照明負荷LA2で優先的に消費し、交流電力系統ACから供給される交流電力を減らすことができる。 On the other hand, the lamp power ratio (ratio setting value Rpd) of the second illumination load LA2 is set according to the amount of DC power supplied from the DC power system DC. For example, when the power generation device of the DC power system DC is a solar power generation device, the power generation amount fluctuates according to the amount of solar radiation, so when the solar radiation amount is large (when the power generation amount of the solar power generation device is large) On the contrary, when the amount of solar radiation is small (when the amount of power generated by the solar power generation device is small), the ratio set value Rpd is lowered. In this way, it is possible to preferentially consume the DC power generated by the solar power generation apparatus with the second lighting load LA2, and reduce the AC power supplied from the AC power system AC.
出力設定部5は、出力設定値Po及び比率設定値Rpdを含む出力設定情報を負荷出力調整部4に送信する。負荷出力調整部4では、通信インターフェース41で受信された出力設定情報がコントローラ40に渡されてコントローラ40のメモリに記憶される。コントローラ40は、出力設定値Poに比率設定値Rpdを乗算することで第2の照明負荷LA2のランプ電力の目標値Pd(=Po×Rpd)を算出するとともに、出力設定値Poから第2の照明負荷LA2のランプ電力の目標値Pdを減算することで第1の照明負荷LA1のランプ電力の目標値Pa(=Po-Pd=Po(1-Rpd))を算出する。そして、第1の照明負荷LA1のランプ電力の目標値Paが制御インタフェース42及びフォトカプラ43を介して第1の電力変換部2の駆動回路25に与えられ、同じく第2の照明負荷LA2のランプ電力の目標値Pdが第2の電力変換部3の駆動制御回路35に与えられる。第1の電力変換部2では、出力電力(高周波電力)を目標値Paに一致させるように駆動回路25がスイッチング素子20,21のスイッチング周波数を調整する。また第2の電力変換部3では、出力電力(直流電力)を目標値Pdに一致させるように駆動制御回路35がスイッチング素子33のオン時間を調整する。但し、コントローラ40は直流電力系統DCから第2の電力変換部3に供給される直流電力を常時監視しており、直流電力の供給量が減少すれば比率設定値Rpdを低くし、反対に直流電力の供給量が増加すれば比率設定値Rpdを高くしている。
The
而して、特許文献1記載の従来例では、商用の交流電源に接続されるAC/DCコンバータと、太陽光発電装置から供給される直流電力を電力変換するDC/DCコンバータと、AC/DCコンバータ又はDC/DCコンバータから出力される直流電力を高周波の交流電力に変換するインバータ回路とを備え、商用交流電源と直流電源(太陽光発電装置)から同一の負荷(蛍光ランプ)に電力が供給されている。これに対して本実施形態の電源装置PSでは、上述のように第1の電力変換部2から第1の照明負荷LA1に電力を供給するとともに第2の電力変換部3から第2の照明負荷LA2に電力を供給し、第1の電力変換部2と第2の電力変換部3を電気的に完全に独立させ、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の負荷出力(光出力)を合成している。したがって、直流電力系統DCの供給量が減少したときには第2の電力変換部3の出力を減らして第2の照明負荷LA2の負荷出力(光出力)を下げるとともに第1の電力変換部2の出力を増やして第1の照明負荷LA1の負荷出力(光出力)を上げることで負荷の出力変動(光出力の変動)を抑えることができる。しかも、従来例のように交流電源と直流電源を混合して同一の負荷に供給する場合に比較して電力の変換効率の向上を図ることができる。例えば、特許文献1記載の従来例ではDC/DCコンバータとして絶縁型の回路構成が用いられているが、本実施形態では第1の電力変換部2と第2の電力変換部3とが電気的に独立しているために非絶縁型の回路構成を採用することができ、その結果、絶縁型の回路構成と比較して電力の変換効率の向上が図れるのである。
Thus, in the conventional example described in
ここで、第1の電力変換部2及び第2の電力変換部3の出力の目標値Pa,Pdを変更する場合、変更前後の目標値の差が大きいほど負荷出力の総和(光出力)の変動が大きくなり、明るさのちらつきが生じてしまう虞がある。そこで、負荷出力調整部4のコントローラ40が第1の電力変換部2及び第2の電力変換部3の目標値Pa,Pdを従前の目標値から最新の目標値へ段階的に変更することにより、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力を漸増又は漸減させることが望ましい。なお、目標値を段階的に変更する速度については、2種類の照明負荷LA1,LA2のうちで入力電力に対する光出力の応答速度が遅い方に合わせることが好ましい。また、第1の照明負荷LA1である蛍光ランプと、第2の照明負荷LA2である発光ダイオードとは経年劣化の特性が異なっているので、負荷出力調整部4のコントローラ40でそれぞれの照明負荷LA1,LA2の累積点灯時間や交換時期などを検出し、それぞれ照明負荷LA1,LA2の劣化の程度に応じて目標値Pa,Pdを補正することが望ましい。
Here, when the target values Pa and Pd of the outputs of the first
ところで、AC/DCコンバータ1の力率改善回路(昇圧チョッパ回路)は、第1の電力変換部2の出力電力(目標値Pa)が低下するに従って力率の改善効果が低下するとともに、スイッチング素子15のスイッチング周波数が高くなってスイッチングロスが増加してしまう。そこで、出力設定部5において、目標値Poが所定値以下のときは第1の照明負荷LA1の負荷出力(ランプ電力)を最小値(例えば、ゼロ)に設定し、第1の照明負荷LA1の負荷出力が少ないときに第1の電力変換部2を停止することによって力率改善回路の改善効果の低下やスイッチングロスの増加を抑制することが望ましい。
By the way, the power factor improvement circuit (step-up chopper circuit) of the AC /
例えば、図3に示すように第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力(ランプ電力)の総和の目標値Poを横軸、第2の照明負荷LA2の光出力(ランプ電力)の目標値Pdを縦軸にとったとき、目標値Poが第1のしきい値Po1以下の場合は比率設定値Rpdを1.0とし、目標値Poが第2のしきい値Po2(>Po1)以上の場合は比率設定値Rpdを0.5とし、さらに、目標値Poが増加するときは第2のしきい値Po2以上で比率設定値Rpdを1.0から0.5に切り換え、目標値Poが減少するときは第1のしきい値Po1以下で比率設定値Rpdを0.5から1.0に切り換えればよい。なお、第1及び第2のしきい値Po1,Po2については、力率改善回路の力率改善の特性やスイッチングロスの特性に応じて適宜設定すればよい。また、力率改善の特性やスイッチングロスの特性が入力電圧(交流電源電圧)に応じて変化する場合、例えば、入力電圧が低いときに第1及び第2のしきい値Po1,Po2を小さくし、反対に入力電圧が高いときに第1及び第2のしきい値Po1,Po2を大きくすればよい。 For example, as shown in FIG. 3, the horizontal axis represents the target value Po of the total light output (lamp power) of the first and second lighting loads LA1 and LA2, and the light output (lamp power) of the second lighting load LA2 when taking a target value Pd on the vertical axis, if the target value Po of the first threshold value Po 1 hereinafter and 1.0 ratio set value Rpd, the target value Po is the second threshold value Po 2 (> Po 1 ) If it is greater than or equal to, set the ratio set value Rpd to 0.5, and if the target value Po increases, the ratio set value Rpd is switched from 1.0 to 0.5 at the second threshold Po 2 or more, and the target value Po decreases. it may be switched to 1.0 ratio set value Rpd from 0.5 in the first threshold value Po 1 below when. Note that the first and second threshold values Po 1 and Po 2 may be appropriately set according to the power factor improvement characteristic of the power factor improvement circuit and the switching loss characteristic. Further, when the power factor improvement characteristic and the switching loss characteristic change according to the input voltage (AC power supply voltage), for example, when the input voltage is low, the first and second threshold values Po 1 and Po 2 are set. Conversely, when the input voltage is high, the first and second threshold values Po 1 and Po 2 may be increased.
図4は本実施形態の電源装置PSと第1及び第2の照明負荷LA1,LA2とを備えた照明装置LSを示している。この照明装置LSは、オフィスの天井に設置される天井取付型の照明器具として構成されている。電源装置PSは、帯板状の器具本体100の上面における長手方向略中央に設置されている。また、第2の照明負荷LA2を構成する複数個の発光ダイオードが器具本体100の下面において、その長手方向に沿って並設されている。器具本体100の長手方向両端には、第1の照明負荷LA1である蛍光ランプが着脱自在に装着されるランプソケット101,101が下向きに突出する形で設けられている。さらに器具本体100の長手方向に沿った両側端部からは、一対の反射板102,102が斜め下向きに突出する形で設けられている。なお、電源装置PSと第1の照明負荷LA1はランプソケット101,101を介して各一対の電線103で接続され、電源装置PSと第2の照明負荷LA2は図示しない電線で接続されている。本実施形態の照明装置LSでは、照明空間から見て第1及び第2の照明負荷LA1,LA2が重なっているので、これら2種類の照明負荷LA1,LA2から照射される光の差が目立たないという利点がある。
FIG. 4 shows a lighting device LS including the power supply device PS of the present embodiment and the first and second lighting loads LA1 and LA2. The lighting device LS is configured as a ceiling-mounted lighting fixture installed on the ceiling of an office. The power supply device PS is installed at the approximate center in the longitudinal direction on the upper surface of the band plate-shaped
ここで、図5に示すようにAC/DCコンバータ1の一方の入力端と、第2の電力変換部3の負極側の入力端とを2つのコンデンサC1,C2の直列回路を介して接続するとともに、第2の電力変換部3の負極側の入力端を接地することが好ましい。但し、電源装置PSの各部を収納する金属ケースに第2の電力変換部3の負極側の入力端を接続し、この金属ケースを接地してもよい。このように直流電力系統DCの負極側の電路を交流電力系統ACの接地線に兼用することにより、接地線を追加することなく、AC/DCコンバータ1から交流電力系統ACへのノイズ(電源ラインノイズ)の流出を抑制することができる。
Here, as shown in FIG. 5, one input end of the AC /
(実施形態2)
本実施形態の電源装置PSの基本構成は、図6に示すように実施形態1の電源装置PSと共通である。よって、実施形態1と共通の構成要素については同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
(Embodiment 2)
The basic configuration of the power supply device PS of the present embodiment is the same as that of the power supply device PS of the first embodiment as shown in FIG. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted as appropriate.
本実施形態における直流電力系統DCは、太陽電池アレイPVとパワーコンディショナPCで構成されている。パワーコンディショナPCは、太陽電池アレイPVの出力電圧が過電圧となるのを防いだり、大容量のキャパシタを利用して太陽電池アレイPVの出力変動を抑制するといった機能を有している。そして、太陽電池アレイPVで発電される直流電力がパワーコンディショナPCを介して電源装置PSの第2の電力変換部3に供給される。
The direct-current power system DC in the present embodiment includes a solar cell array PV and a power conditioner PC. The power conditioner PC has a function of preventing the output voltage of the solar cell array PV from becoming an overvoltage or suppressing the output fluctuation of the solar cell array PV by using a large capacity capacitor. Then, DC power generated by the solar cell array PV is supplied to the second
負荷出力調整部4は出力設定部5を兼ねており、直流電力系統DCから第2の電力変換部3に供給される直流電力に応じて第1の照明負荷LA1の目標値Paと第2の照明負荷LA2の目標値Pdを決定し、決定した目標値Pa,Pdを第1の電力変換部2及び第2の電力変換部3にそれぞれ与えている。
The load
負荷出力調整部4では、図7に示すように直流電力系統DCから第2の電力変換部3への供給電圧(図7における横軸)が第1のしきい値電圧V1以下のときは比率設定値Rpdをゼロに設定して第2の電力変換部3を停止させるとともに、第1の電力変換部2の目標値Paを最大値PaMAXに設定して第1の照明負荷LA1のみを点灯させる。そして、太陽電池アレイPVの発電量が増えて直流電力系統DCの供給電圧が第1のしきい値電圧V1よりも高くなれば、負荷出力調整部4は当該供給電圧の上昇に比例して比率設定値Rpdを高く設定し、第2の照明負荷LA2の目標値Pdを徐々に増大させる。その結果、光出力の総和に対して第2の照明負荷LA2の光出力の占める割合が徐々に増えていく。但し、直流電力系統DCの供給電圧が第2のしきい値電圧V2に達すると、負荷出力調整部4は第1の電力変換部2の目標値Pa及び第2の電力変換部3の目標値Pdをそれぞれ最大値PaMAX,PdMAXに設定する。
In the load
また、負荷出力調整部4は、図8に示すように第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の負荷出力の総和の目標値Poに応じて第1及び第2の電力変換部2,3の目標値Pa,Pdを設定している。目標値Poが第1の電力変換部2の最大値PaMAX未満のとき、負荷出力調整部4は第2の電力変換部3の目標値Pdをゼロに設定して第1の照明負荷LA1のみを点灯させる(図8における一点波線参照)。また、目標値Poが第1の電力変換部2の最大値PaMAX以上のとき、負荷出力調整部4は目標値Poに比例して第2の電力変換部3の目標値Pdを増加させ(図8における実線参照)、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2に光出力を分担させる。
Further, as shown in FIG. 8, the load
本実施形態の電源装置PSは、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2が屋外に設置される電飾看板のバックライトに用いられる場合に好適である。つまり、電飾看板のバックライトでは昼間の屋外でも視認性を良くするために極めて高出力の光源を必要とする。例えば、通常の液晶表示器に用いられるバックライトでは400〜500カンデラ程度の輝度があればよいが、屋外で使用される電飾看板のバックライトではその数倍の輝度が必要となり、電力消費もかなり多くなる。 The power supply device PS of the present embodiment is suitable when the first and second illumination loads LA1 and LA2 are used for the backlight of an electric signboard installed outdoors. That is, the backlight of the electric signboard requires an extremely high output light source in order to improve visibility even in the daytime outdoors. For example, a backlight used in a normal liquid crystal display need only have a brightness of about 400 to 500 candela, but a backlight of an electric signboard used outdoors requires several times that brightness, and power consumption is also low. Quite a lot.
これに対して本実施形態の電源装置PSでは、太陽電池アレイPVの発電量が増えるに従って第2の電力変換部3の目標値Pdの割合(比率設定値Prd)を高くすることにより、商用の交流電力系統ACからの供給量を抑えつつ充分な明るさ(光出力)を得ることができる。 On the other hand, in the power supply device PS of the present embodiment, the ratio of the target value Pd of the second power conversion unit 3 (ratio set value Prd) is increased as the power generation amount of the solar cell array PV increases, Sufficient brightness (light output) can be obtained while suppressing the supply amount from the AC power system AC.
(実施形態3)
本実施形態の電源装置PSは、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2を両方とも発光ダイオードとし、交流電力系統ACから供給される交流電力を第1の電力変換部2で直接直流電力に変換して第1の照明負荷LA1に出力している。但し、それ以外の構成については、図9に示すように実施形態1の電源装置PSとほぼ共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
(Embodiment 3)
In the power supply device PS of the present embodiment, the first and second lighting loads LA1 and LA2 are both light emitting diodes, and the AC power supplied from the AC power system AC is directly converted to DC power by the first
第1の電力変換部2は、全波整流回路、平滑コンデンサ、降圧チョッパ回路で構成されている。また第2の電力変換部3は、昇降圧チョッパ回路で構成されている。但し、降圧チョッパ回路や昇降圧チョッパ回路については従来周知であるから詳細な構成の図示並びに説明は省略する。また本実施形態の電源装置PSは、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力を検出する光センサ6を備えている。光センサ6の検出出力が負荷出力調整部4に与えられ、検出出力から換算される第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力の総和が目標値Poと一致するように、負荷出力調整部4が第1及び第2の電力変換部2,3の目標値Pa,Pdをフィードバック制御する。
The first
図10は本実施形態の電源装置PSと第1及び第2の照明負荷LA1,LA2とを備えた照明装置LSを示している。この照明装置LSは、オフィスの天井に設置される天井取付型の照明器具として構成されている。第1及び第2の照明負荷LA1,LA2を構成する複数個の発光ダイオードが、帯板状の器具本体110の下面に長手方向に沿って交互に並設されている。また、器具本体110の下側には略角錐台形状の反射板111が設けられている。さらに反射板111の長手方向に対向する側面の一方に光センサ6が取り付けられている。光センサ6は、例えば、太陽電池などで構成され、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の双方の光出力を検出する。
FIG. 10 shows an illumination device LS including the power supply device PS of the present embodiment and the first and second illumination loads LA1 and LA2. The lighting device LS is configured as a ceiling-mounted lighting fixture installed on the ceiling of an office. A plurality of light-emitting diodes constituting the first and second illumination loads LA1 and LA2 are alternately arranged in parallel along the longitudinal direction on the lower surface of the strip-shaped appliance
本実施形態における出力設定部5は、例えば、第2の照明負荷LA2の負荷出力(第2の電力変換部3の出力電力)の上限値PdLIM(但し、0<PdLIM<1)を出力設定情報として負荷出力調整部4に送信する。ここで、上限値PdLIMの設定例を図11に示す。図11では第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の負荷出力の総和の目標値Poを横軸、第2の電力変換部3の目標値Pdを縦軸にとっている。なお、PoMAXは第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の負荷出力の総和の目標値Poの最大値、PdMAXは第2の電力変換部3の目標値Pdの最大値を表している。
The
負荷出力調整部4では、目標値Poがゼロから上限値PdLIM×最大値PoMAX未満のとき(0<Po<PdLIM×PoMAX)、第1の電力変換部2の目標値Paをゼロにして第1の照明負荷LA1を消灯し、第2の電力変換部3の目標値Pdを負荷出力の総和の目標値Poにして第2の照明負荷LA2のみを点灯(発光)させる。一方、目標値Poが上限値PdLIM×最大値PoMAX以上のとき(Po≧PdLIM×PoMAX)、負荷出力調整部4は第2の電力変換部3の目標値Pdを最大値PdMAX(=PdLIM×PoMAX)にして第2の照明負荷LA2を最大出力で点灯(発光)させるとともに、第1の電力変換部2の目標値PaをPo-PdMAXとして第1の照明負荷LA1を点灯(発光)させる。
In the load
また、本実施形態における出力設定部5が、第2の電力変換部3の出力電力の上限値PdLIM及び比率設定値Rpdを含む出力設定情報を負荷出力調整部4に送信しても構わない。ここで、上限値PdLIMと比率設定値Rpdの設定例を図12に示す。図12では図11と同様に、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の負荷出力の総和の目標値Poを横軸、第2の電力変換部3の目標値Pdを縦軸にとっている。また、PoMAXは第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の負荷出力の総和の目標値Poの最大値、PdMAXは第2の電力変換部3の目標値Pdの最大値を表している。
In addition, the
例えば、出力設定部5で設定される設定情報が、上限値PdLIM=0.5、比率設定値Rpd=1.0である場合(図12の実線イ参照)、負荷出力調整部4では、目標値Poがゼロから上限値PdLIM×最大値PoMAX未満のとき(0<Po<PdLIM×PoMAX)、第1の電力変換部2の目標値Paをゼロにして第1の照明負荷LA1を消灯し、第2の電力変換部3の目標値Pdを負荷出力の総和の目標値Poにして第2の照明負荷LA2のみを点灯(発光)させる。一方、目標値Poが上限値PdLIM×最大値PoMAX以上のとき(Po≧PdLIM×PoMAX)、負荷出力調整部4は第2の電力変換部3の目標値Pdを最大値PdMAX(=PdLIM×PoMAX)にして第2の照明負荷LA2を最大出力で点灯(発光)させるとともに、第1の電力変換部2の目標値PaをPo-PdMAXとして第1の照明負荷LA1を点灯(発光)させる。
For example, when the setting information set by the
また、出力設定部5で設定される設定情報が、上限値PdLIM=0.5、比率設定値Rpd=0.75である場合(図12の一点波線ロ参照)、負荷出力調整部4では、目標値Poがゼロから上限値PdLIM×最大値PoMAX未満のとき(0<Po<PdLIM×PoMAX)、第1の電力変換部2の目標値PaをPo×(1-Rpd)=0.25Poにして第1の照明負荷LA1を点灯(発光)させるとともに、第2の電力変換部3の目標値PdをPo×Rpd=0.75Poにして第2の照明負荷LA2を点灯(発光)させる。一方、目標値Poが上限値PdLIM×最大値PoMAX以上のとき(Po≧PdLIM×PoMAX)、負荷出力調整部4は第2の電力変換部3の目標値Pdを最大値PdMAX(=PdLIM×PoMAX)にして第2の照明負荷LA2を最大出力で点灯(発光)させるとともに、第1の電力変換部2の目標値PaをPo-PdMAXとして第1の照明負荷LA1を点灯(発光)させる。
Further, when the setting information set by the
あるいは、出力設定部5で設定される設定情報が、上限値PdLIM=0.1、比率設定値Rpd=0.25である場合(図12の実線ハ参照)、負荷出力調整部4では、目標値Poがゼロから上限値PdLIM×最大値PoMAX未満のとき(0<Po<PdLIM×PoMAX)、第1の電力変換部2の目標値PaをPo×(1-Rpd)=0.75Poにして第1の照明負荷LA1を点灯(発光)させるとともに、第2の電力変換部3の目標値PdをPo×Rpd=0.25Poにして第2の照明負荷LA2を点灯(発光)させる。一方、目標値Poが上限値PdLIM×最大値PoMAX以上のとき(Po≧PdLIM×PoMAX)、負荷出力調整部4は第2の電力変換部3の目標値PdをPd1にして第2の照明負荷LA2を点灯(発光)させるとともに、第1の電力変換部2の目標値PaをPo-Pd1として第1の照明負荷LA1を点灯(発光)させる。
Alternatively, when the setting information set by the
ここで、負荷出力調整部4と第1及び第2の電力変換部2,3との間の信号伝送を無線で行うようにすれば、負荷出力調整部4を第1及び第2の電力変換部2,3から離して設置することができる。なお、信号伝送の方式としては、電波や赤外線を媒体とする信号伝送方式であってもよいし、可視光を媒体とする信号伝送方式でもよい。特に、可視光を媒体とする信号伝送方式であれば、第1及び第2の電力変換部2,3から負荷出力調整部4へ応答(制御状態など)を返信することも可能である。
Here, if the signal transmission between the load
(実施形態4)
本実施形態の電源装置PSの基本構成は、図13に示すように実施形態1の電源装置PSと共通である。よって、実施形態1と共通の構成要素については同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
(Embodiment 4)
The basic configuration of the power supply device PS of the present embodiment is the same as that of the power supply device PS of the first embodiment as shown in FIG. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted as appropriate.
本実施形態の電源装置PS(照明装置LS)は、照明空間内の人の存否を検知する人検知センサ7を備え、人検知センサ7による人の存在検知結果に応じて、負荷出力調整部4が第1及び第2の電力変換部2,3の目標値Pa,Pdを調整する点に特徴がある。なお、本実施形態における第2の電力変換部3は、入力電流が所定値となるようにスイッチング素子33のスイッチング制御を行っている。
The power supply device PS (illumination device LS) of the present embodiment includes a human detection sensor 7 that detects the presence or absence of a person in the illumination space, and the load
人検知センサ7は集電素子を利用したパッシブ型の人感センサや、超音波又は電波を利用したアクティブ型の人感センサである。但し、この種の人感センサは従来周知であるから詳細な構成や動作についての図示並びに説明は省略する。この人検知センサ7は、検知領域内に人の存在を検知したときに人検知信号を負荷出力調整部4へ出力する。
The human detection sensor 7 is a passive human sensor using a current collecting element or an active human sensor using ultrasonic waves or radio waves. However, since this type of human sensor is well known in the art, detailed illustration and explanation of its configuration and operation are omitted. The human detection sensor 7 outputs a human detection signal to the load
本実施形態における負荷出力調整部4は、第2の電力変換部3から第2の照明負荷LA2に供給される直流電力の変動を検知し、当該変動による第2の照明負荷LA2の光出力の変動を相殺するように第1の電力変換部2の目標値Paを調整することにより、第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力の総和を目標値Poに一致させる。
The load
また、負荷出力調整部4では、人検知センサ7から人検知信号が出力されていないとき、比率設定値Rpdを大きくして第2の電力変換部3の出力を増大させるとともに、第1の電力変換部2の出力を減少させる。このとき、第1の電力変換部2の出力を停止しても構わない。一方、人検知センサ7から人検知信号が出力されているとき、負荷出力調整部4は、比率設定値Rpdを小さくして第2の電力変換部3の出力を減少させるとともに、第1の電力変換部2の出力を増大させる。但し、人検知信号が出力されて第1及び第2の電力変換部2,3の出力を変化させる際には、第1の電力変換部2の出力の応答速度に合わせて徐々に変化させることが好ましい。
Further, in the load
上述のように本実施形態によれば、照明空間に人が居ないときに第2の電力変換部3の目標値Pdを高くし、照明空間に人が居るときには第2の電力変換部3の目標値Pdを低くするので、直流電力系統DCの出力が不安定な状況であっても、照明空間の明るさの変動が気付きにくくなるという利点がある。しかも、照明空間に人が居る間は交流電力系統ACから安定して供給される電力を利用するので、照明空間の明るさを確実且つ安定して得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the target value Pd of the second
(実施形態5)
本実施形態の電源装置PSの基本構成は、図14に示すように実施形態1の電源装置PSと共通である。よって、実施形態1と共通の構成要素については同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
(Embodiment 5)
The basic configuration of the power supply device PS of the present embodiment is the same as that of the power supply device PS of the first embodiment as shown in FIG. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted as appropriate.
本実施形態における第2の電力変換部3は、パルス状の直流電力(以下、パルス電力と呼ぶ。)を第2の照明負荷LA2に供給するものであって、交流電力系統ACのゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点から所定時間Tdが経過した時点でパルス幅Twのパルス電力を出力する(図15(c)参照)。なお、第2の電力変換部3の出力は、パルス電力のパルス幅Twを増減することで調整される。
The second
ここで、図15(a)は交流電力系統ACの交流電源電圧を示し、同図(b)は第1の電力変換部2から出力される高周波電力(平均値)を示し、同図(c)は第2の電力変換部3から出力される直流電力を示し、同図(d)は第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力の総和を示している。第1の電力変換部2から出力される高周波電力の平均値には交流電力系統ACの電源周波数(50Hz又は60Hz)の2倍の周波数のリップルが含まれており、このリップル周波数とパルス電力の周波数が近接していると2つの周波数差で光出力にちらつきが生じることがある。
Here, FIG. 15A shows the AC power supply voltage of the AC power system AC, and FIG. 15B shows the high frequency power (average value) output from the
これに対して本実施形態における第2の電力変換部3は、上述のように交流電力系統ACの電源周波数に同期してパルス電力を供給しているので、光出力のちらつきを抑制することができる。なお、第2の電力変換部3が交流電力系統ACの電源電圧の1周期T1の期間内に複数回のパルス電力を供給してもよい。
On the other hand, since the second
(実施形態6)
図16は本発明に係る照明システムのシステム構成図である。交流電力系統ACから交流電力が供給される交流給電路L1、並びに直流電力系統から直流電力が供給される直流給電路L2に複数台(図示は3台のみ)の照明装置LS1,LS2,LS3,…が接続されている。
(Embodiment 6)
FIG. 16 is a system configuration diagram of an illumination system according to the present invention. A plurality of lighting devices LS1, LS2, LS3, and a plurality of lighting devices LS1, LS2, LS3, AC power supply path L1 to which AC power is supplied from AC power system AC, and DC power supply path L2 to which DC power is supplied from the DC power system. ... are connected.
直流電力系統は、太陽電池アレイPV、パワーコンディショナPC、蓄電装置VT、インバータ装置IV、発電装置X1,X2などで構成されている。発電装置X1,X2は太陽光発電装置、風力発電装置、回生発電装置(エレベータの回生ブレーキを利用した発電装置など)、コージェネレーションシステムなどで構成され、太陽電池アレイPVの発電能力を補うものである。 The DC power system includes a solar cell array PV, a power conditioner PC, a power storage device VT, an inverter device IV, power generation devices X1 and X2, and the like. The power generators X1 and X2 are composed of solar power generators, wind power generators, regenerative power generators (such as power generators using regenerative brakes of elevators), cogeneration systems, etc., and supplement the power generation capacity of the solar cell array PV. is there.
パワーコンディショナPCは、直流給電路L2が短絡や地絡したときに太陽電池アレイPV及び発電装置X1,X2を直流給電路L2から切り離す機能や、太陽電池アレイPVに異常が生じたときに太陽電池アレイPVを直流給電路L2から切り離すとともに発電装置X1又はX2を直流給電路L2に接続する機能などを備えている。 The power conditioner PC has a function to disconnect the solar cell array PV and the power generation devices X1 and X2 from the DC power supply path L2 when the DC power supply path L2 is short-circuited or grounded, and the solar battery array PV A function of disconnecting the battery array PV from the DC power supply path L2 and connecting the power generator X1 or X2 to the DC power supply path L2 is provided.
蓄電装置VTは、太陽電池アレイPVや発電装置X1,X2の出力変動を抑制するためのものであって、大容量の電気二重層コンデンサなどで構成される。但し、照明装置LSi(i=1,2,3,…)に搭載される電源装置PSiの電力制御追従特性が、照明負荷が定格消費電力を消費している状態で時定数100ミリ秒以上である小規模なシステムであれば、大型のアルミ電解コンデンサなどで蓄電装置VTを構成することも可能である。 The power storage device VT is for suppressing output fluctuations of the solar cell array PV and the power generation devices X1 and X2, and includes a large-capacity electric double layer capacitor and the like. However, the power control follow-up characteristics of the power supply device PSi installed in the lighting device LSi (i = 1, 2, 3, ...) have a time constant of 100 milliseconds or more with the lighting load consuming the rated power consumption. In a small system, the power storage device VT can be configured with a large aluminum electrolytic capacitor.
インバータ装置IVは、直流給電路L2を介して供給される直流電力の余剰分を交流電力に変換して交流電力系統ACに逆潮流するものである。 The inverter device IV converts the surplus of DC power supplied via the DC power supply path L2 into AC power and flows backward to the AC power system AC.
照明装置LSiは、実施形態1で説明した電源装置PSi並びに第1及び第2の照明負荷LA1,LA2で構成される。但し、出力設定部5は複数台の照明装置LSiで共用されており、2線式の信号線L3によって各照明装置LS1の電源装置PSiと接続されている。ここで、各電源装置PSiの通信インタフェース41に固有の識別符号(アドレス)が割り当てられており、出力設定部5は、当該アドレスを利用して個々の照明装置LSi(電源装置PSi)を識別している。
The lighting device LSi includes the power supply device PSi described in the first embodiment and the first and second lighting loads LA1 and LA2. However, the
出力設定部5は、直流給電路L2の線路間電圧などを検出することで直流電力系統DCの給電状態を監視しており、直流電力系統DCの給電状態に応じて各照明装置LSiの動作を制御するための出力設定情報を信号線L3を介して個々の照明装置LSiに送信する。
The
例えば、太陽電池アレイPVの出力電圧が40ボルト以下のとき、出力設定部5は、比率設定値Rpd=0の出力設定情報を各照明装置LAiに設定することで第2の電力変換部3を停止させる。このとき、パワーコンディショナPCは太陽電池アレイPVを直流給電路L2から切り離して発電装置X1又はX2を直流給電路L2に接続する。そして、太陽電池アレイPVの出力電圧が40ボルトを越えれば、パワーコンディショナPCが太陽電池アレイPVを直流給電路L2に接続する。出力設定部5は、比率設定値Rpdをゼロよりも大きく且つ1よりも小さい値とした出力設定情報を各照明装置LAiに設定することで第2の電力変換部3を動作させる。なお、比率設定値Rpdの値は太陽電池アレイPVの出力電圧が高いほど大きい値に設定される。さらに、太陽電池アレイPVの発電量が全ての照明装置LAiで消費される電力量を上回れば、インバータ回路IVが動作して発電量の余剰分を交流電力系統ACに逆潮流して交流給電路L1の線路間電圧が120ボルト以下となるように制御する。
For example, when the output voltage of the solar cell array PV is 40 volts or less, the
例えば、図17に示すように第1及び第2の照明負荷LA1,LA2の光出力(ランプ電力)の総和の目標値Poを横軸、第2の照明負荷LA2の光出力(ランプ電力)の目標値Pdを縦軸にとったとき、出力設定部5は、直流電力系統DCから供給される直流電力が相対的に多いときは比率設定値Rpdを高い値に設定し、直流電力系統DCから供給される直流電力が相対的に少ないときは比率設定値Rpdを低い値に設定する。例えば、太陽電池アレイPVの発電量が多いときは、目標値Poに対する第2の照明負荷LA2の負荷出力(光出力)の目標値Pdの割合を増やすことにより、交流電力系統ACから供給される交流電力の消費量を抑えて省エネを図ることができる。なお、比率設定値Rpdが1.0に設定された場合、第1の電力変換部2を停止させることによってシステム全体の電力変換ロスが削減できるという利点もある。
For example, as shown in FIG. 17, the horizontal axis represents the target value Po of the total light output (lamp power) of the first and second lighting loads LA1 and LA2, and the light output (lamp power) of the second lighting load LA2 When the target value Pd is taken along the vertical axis, the
あるいは、図18に示すように直流電力系統DCから供給される直流電力を横軸、第2の照明負荷LA2の光出力(ランプ電力)の上限値PdLIMを縦軸にとったとき、出力設定部5は、直線イ又はロで示される特性に従い、上限値PdLIMを直流電力系統DCから供給される直流電力に正比例した値に設定する。但し、稼働している照明装置LAiの台数が増えるにつれて、前記特性(直線)の傾きを小さくすることが望ましい。これにより、直流電力系統DCから供給される直流電力を各照明装置LAiに均等に配分することができる。
Alternatively, as shown in FIG. 18, when the horizontal axis indicates the DC power supplied from the DC power system DC and the vertical axis indicates the upper limit value Pd LIM of the light output (lamp power) of the second illumination load LA2, the output setting The
あるいは、図19に示すように直流電力系統DCから供給される直流電力を横軸、第2の照明負荷LA2の光出力(ランプ電力)の比率設定値Rpdを縦軸にとったとき、出力設定部5は、直線ハ又はニで示される特性に従い、比率設定値Rpdを直流電力系統DCから供給される直流電力に正比例した値に設定する。但し、稼働している照明装置LAiの台数が増えるにつれて、前記特性(直線)の傾きを小さくすることが望ましい。これにより、直流電力系統DCから供給される直流電力を各照明装置LAiに均等に配分することができる。
Alternatively, as shown in FIG. 19, when the horizontal axis indicates the DC power supplied from the DC power system DC and the vertical axis indicates the ratio setting value Rpd of the light output (lamp power) of the second illumination load LA2, the output setting The
また、照明システム全体の第2の照明負荷LA2の負荷出力の目標値ΣPdを全ての照明装置LSiで均等に分担するのではなく、個々の照明装置LSiが分担する割合を異ならせば、システム全体における変換効率の最適ポイントで第2の電力変換部3を動作させることができる。例えば、30台の照明装置LS1〜LS30全体の負荷出力の目標値ΣPdが300ワットとしたとき、全照明装置LS1〜LS30における第2の電力変換部3(最大出力50ワット)の目標値Pdを均一に10ワットとせずに、何れか10台の照明装置LAiの目標値Pdを30ワットとし、残り20台の照明装置LAjの目標値Pdを0ワットとすればよい。このように複数台の照明装置LAiのうちの一部のみで第2の電力変換部3を動作させれば、全ての照明装置LAiで第2の電力変換部3を動作させる場合と比較して、スイッチングロスによる変換効率の低下を抑えることができる。
Moreover, if the target value ΣPd of the load output of the second lighting load LA2 of the entire lighting system is not shared equally among all the lighting devices LSi, but if the proportions shared by the individual lighting devices LSi are different, the entire system The
ここで、上記例のように30台の照明装置LS1〜LS30のうちから10台を選択して第2の電力変換部3を動作させる場合、選択される10台を一定時間毎に交替させれば、全ての照明装置LS1〜LS30における第2の電力変換部3をほぼ均等に動作させて劣化や発熱を均一化することができる。図20は、3台の照明装置LS1〜LS3の第2の電力変換部3を1台ずつ順番に動作させる場合において、出力設定部5から各照明装置LS1〜LS3の電源装置PS1〜PS3に設定される比率設定値Rpdの時間的な変化を示している。図20に示すように、時刻t=t1までは照明装置LA1,LA2の比率設定値Rpdがゼロに設定されて第2の電力変換部3が停止し、照明装置LA3の比率設定値Rpdのみが1.0に設定されて第2の電力変換部3が100%の負荷出力で動作している。時刻t=t1〜t2は過渡期間(交替期間)であって、照明装置LA1の比率設定値Rpdがゼロから1.0まで直線的に増加するように設定されるとともに、照明装置LA3の比率設定値Rpdが1.0からゼロまで直線的に減少するように設定される。そして、続く時刻t=t2〜t3までは照明装置LA2,LA3の比率設定値Rpdがゼロに設定されて第2の電力変換部3が停止し、照明装置LA1の比率設定値Rpdのみが1.0に設定されて第2の電力変換部3が100%の負荷出力で動作している。さらに時刻t=t3〜t4では照明装置LA2の比率設定値Rpdがゼロから1.0まで直線的に増加するように設定されるとともに、照明装置LA1の比率設定値Rpdが1.0からゼロまで直線的に減少するように設定される。そして、続く時刻t=t4〜t5までは照明装置LA1,LA3の比率設定値Rpdがゼロに設定されて第2の電力変換部3が停止し、照明装置LA2の比率設定値Rpdのみが1.0に設定されて第2の電力変換部3が100%の負荷出力で動作している。なお、3台の照明装置LS1〜LS3が交替する周期T1は、数分から数十分とすることが望ましい。また、比率設定値Rpdが1.0に設定される期間とゼロに設定される期間の比率などを調整することで直流電力系統DCから供給される直流電力の電力量を増減させれば、第2の電力変換部3を電力変換効率の高い状態で動作させることができる。
Here, when 10 units are selected from the 30 illumination devices LS1 to LS30 and the second
ところで、照明装置LAiによって常時一定の明るさに維持されることが必要な場合、例えば、照明装置LAiがオフィスのベース照明として使用されるような場合においては、比率設定値Rpdを相対的に低くして第1の電力変換部2の出力割合を高くすることが望ましい。一方、トイレや廊下の照明のように、人が居ないときには光出力を少なくし、人が居るときには光出力を多くするような用途の場合においては、人が居ないときには比率設定値Rpdを相対的に高くして第2の電力変換部3の出力割合を高くし、人が居るときには比率設定値Rpdを相対的に低くして第1の電力変換部2の出力割合を高くすることが望ましい。
By the way, when it is necessary to always maintain a constant brightness by the lighting device LAi, for example, when the lighting device LAi is used as base lighting of an office, the ratio set value Rpd is relatively low. Thus, it is desirable to increase the output ratio of the
なお、直流給電路L2から直流電力の供給を受ける負荷として入力変動をある程度許容可能な機器(空調機器、電熱機器、蓄電池など)が設置されている場合においては、供給電力の変動が大きい発電装置(例えば、回生発電装置)から直流電力が供給されるときに、当該発電装置からの給電開始前に、前記入力変動をある程度許容可能な機器への供給電力量を増やすことが望ましい。 In addition, when equipment that can tolerate input fluctuation to some extent as a load that receives DC power supply from DC power supply path L2 (air conditioning equipment, electric heating equipment, storage battery, etc.) is installed, power generation equipment with large fluctuations in supplied power When DC power is supplied from (for example, a regenerative power generation device), it is desirable to increase the amount of power supplied to a device that can tolerate the input fluctuation to some extent before the start of power supply from the power generation device.
また、発電装置としてコージェネレーションシステムが選択された場合、起動前及び停止前には第2の電力変換部3の出力割合を下げることが望ましい。
Further, when a cogeneration system is selected as the power generation device, it is desirable to reduce the output ratio of the second
ところで、交流電力系統ACが停電した場合、出力設定部5は直流電力系統DCから供給される直流電力によって非常用の照明装置LAkを動作(点灯)させる。例えば、図21に示すように時刻t=t1で交流電力系統ACが停電したとする。但し、図21における縦軸は直流電力系統DCの出力電圧を示している。パワーコンディショナPCは、太陽電池アレイPVを直流給電路L2から切り離して発電装置X1又X2を起動させる。時刻t=t1〜t2までの期間は蓄電装置VTからの放電によって各照明装置LAiの第2の電力変換部3は引き続き動作している。そして、直流給電路L2の線路間電圧が40ボルト以下まで低下すると、出力設定部5が出力設定情報を変更して各照明装置LAiの第2の電力変換部3を停止させる。さらに、直流給電路L2の線路間電圧が20ボルト以下まで低下すると、パワーコンディショナPCが先に起動させていた発電装置X1又X2を直流給電路L2に接続する(時刻t=t3)。その結果、直流給電路L2の線路間電圧が120ボルト以上に上昇する。但し、インバータ回路IVは交流電力系統ACの停電を検知しているために逆潮流は行わない。非常用の照明装置LAkでは、予め停電時の動作用プログラムが電源装置PSkのコントローラ40に搭載されており、この動作用プログラムを実行することで第2の電力変換部3が動作して非常用の照明負荷(第2の照明負荷LA2)を点灯させる。このように交流電力系統ACの停電時に直流電力系統DCから供給される直流電力を利用して非常用の照明を行うことができる。
By the way, when the AC power system AC fails, the
(実施形態7)
本実施形態の照明システムは、図22に示すように出力設定部5と照明装置LAi(電源装置PSi)の負荷出力調整部4とのデータ伝送路となる2線式の信号線L3の1線を直流給電路L2の負極側の線路と共用する点に特徴がある。
(Embodiment 7)
As shown in FIG. 22, the illumination system of the present embodiment has one line of a two-wire signal line L3 serving as a data transmission path between the
図23は本実施形態における電源装置PSiの一部省略した回路構成図である。但し、電源装置PSiの基本構成は実施形態1の電源装置PSと共通であるから、共通の構成要素に同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。 FIG. 23 is a circuit configuration diagram in which a part of the power supply device PSi in this embodiment is omitted. However, since the basic configuration of the power supply device PSi is the same as that of the power supply device PS of the first embodiment, the same reference numerals are given to common components, and illustration and description thereof are omitted as appropriate.
本実施形態における負荷出力調整部4は、2つのコントローラ40,45を備えている。一方のコントローラ40は、通信インタフェース41からデータを受け取るとともに通信インタフェース41に送信用のデータを出力する。一方、もう一つのコントローラ45は、出力電圧検出部48で検出される第2の電力変換部3の出力電圧のデータをフォトカプラ47を介してコントローラ40に伝送したり、フォトカプラ46を介してコントローラ40から伝送される目標値Paのデータを受け取って第1の電力変換部2の駆動回路25に制御信号を与えている。
The load
ここで、通信インタフェース41の通信動作について、図24のタイムチャートを参照して詳細に説明する。信号線L3を介して伝送される伝送信号Vsは、図24に示すように直流給電路L2の負極側の電位を基準としてプラス電位及びマイナス電位に反転する方形波状のパルス信号であって、そのパルス幅がT1のときは「0」、そのパルス幅がT2(<T1)のときは「1」に復号される。すなわち、本実施形態では出力設定部5と通信インタフェース4との間でパルス幅変調方式の通信信号が伝送される。
Here, the communication operation of the
このように本実施形態では、出力設定部5と照明装置LAi(電源装置PSi)の負荷出力調整部4とのデータ伝送路となる2線式の信号線L3の1線を直流給電路L2の負極側の線路と共用しているので、省配線化が図れるという利点がある。
As described above, in the present embodiment, one line of the two-wire signal line L3 serving as a data transmission path between the
PS 電源装置
1 AC/DCコンバータ
2 第1の電力変換部
3 第2の電力変換部
4 負荷出力調整部
5 出力設定部
LA1 第1の照明負荷
LA2 第2の照明負荷
PS
LA1 First lighting load
LA2 Second lighting load
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010145357A JP5525345B2 (en) | 2010-06-25 | 2010-06-25 | Power supply device, lighting device including the power supply device, and lighting system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010145357A JP5525345B2 (en) | 2010-06-25 | 2010-06-25 | Power supply device, lighting device including the power supply device, and lighting system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012008876A JP2012008876A (en) | 2012-01-12 |
JP5525345B2 true JP5525345B2 (en) | 2014-06-18 |
Family
ID=45539320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010145357A Expired - Fee Related JP5525345B2 (en) | 2010-06-25 | 2010-06-25 | Power supply device, lighting device including the power supply device, and lighting system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5525345B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6171951B2 (en) * | 2014-01-28 | 2017-08-02 | マツダ株式会社 | Rear structure of the vehicle |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0722878Y2 (en) * | 1987-07-28 | 1995-05-24 | 京セラ株式会社 | Lighting equipment |
JPH0275197A (en) * | 1988-09-12 | 1990-03-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | Intensity control circuit for luminescence display device |
JPH04172924A (en) * | 1990-11-02 | 1992-06-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Supplying system for electric power of fuel cell |
JP3032620B2 (en) * | 1991-09-13 | 2000-04-17 | 松下電工株式会社 | Variable color temperature lighting system |
JPH05152077A (en) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Kyocera Corp | Automatic dimming system |
JPH0869884A (en) * | 1994-08-29 | 1996-03-12 | Fujitsu Ltd | Luminaire |
JPH1189095A (en) * | 1997-07-17 | 1999-03-30 | N Ii T Kk | Power saving method and power saving associated system using the same |
JP2000188185A (en) * | 1998-12-24 | 2000-07-04 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Illumination control system |
JP2000340003A (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Toshiba Corp | Road tunnel illumination control system |
JP2001015271A (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-19 | Matsushita Electric Works Ltd | Illumination control device |
JP2001051733A (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Ohbayashi Corp | Operation method for electric apparatus supplying sunlight generated energy |
JP4439849B2 (en) * | 2003-06-30 | 2010-03-24 | パナソニック株式会社 | Power supply |
JP2005161940A (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Denso Corp | Air-conditioner for automobile |
JP4348241B2 (en) * | 2003-12-08 | 2009-10-21 | 株式会社東海理化電機製作所 | Load control circuit |
JP4829574B2 (en) * | 2005-09-15 | 2011-12-07 | 俊次 川端 | Lighting system |
JP2007235580A (en) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Toshiba Corp | Noise filter |
JP2007299714A (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Osram-Melco Ltd | Lighting fixture |
JP2008041452A (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Rohm Co Ltd | Lighting system |
JP2008216404A (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Yokogawa Electric Corp | Display device and display method |
JP5027642B2 (en) * | 2007-12-25 | 2012-09-19 | パナソニック株式会社 | Lighting control system |
JP5224332B2 (en) * | 2008-02-29 | 2013-07-03 | Necライティング株式会社 | Decorative lighting device, light emitting device, and light emitting operation control method |
JP2010040389A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Wiring device, and feeding system using wiring device |
-
2010
- 2010-06-25 JP JP2010145357A patent/JP5525345B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012008876A (en) | 2012-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10057947B2 (en) | Lamp unit power supply system | |
US20210045221A1 (en) | Modular lighting panel | |
KR101111387B1 (en) | Power integrated circuit for LED lighting | |
US8823278B2 (en) | DC power source unit and LED lamp system | |
KR101991029B1 (en) | System for controlling lighting device | |
JP2011077009A (en) | Lighting system of tunnel | |
US8558467B2 (en) | Adjustable lighting system for fluorescent lamp and sensing apparatus of the adjustable lighting system | |
CA2734211A1 (en) | Solid state device controller | |
CN110769566A (en) | LED driver circuit and working method thereof | |
JP2011142026A (en) | Lighting system of tunnel | |
US10271391B2 (en) | Light emitting diode driver | |
JP2016006761A (en) | Led driver | |
JP5525345B2 (en) | Power supply device, lighting device including the power supply device, and lighting system | |
US10397999B2 (en) | Lighting controller, a lighting system and a method for controlling lighting | |
JP6042637B2 (en) | LED lighting system | |
KR101452059B1 (en) | Power suuplying apparatus and power supplying apparatus | |
JP2011217555A (en) | Power supply system and lighting system | |
JP5686521B2 (en) | LED lighting fixtures | |
Seo et al. | DC level dimmable LED driver using DC distribution | |
JP5807196B2 (en) | lighting equipment | |
JP2011146294A (en) | Lighting device | |
JP2006019244A (en) | Fluorescent lamp lighting device | |
JP2012029374A (en) | Power supply unit, lighting apparatus therewith, display unit therewith, and lighting control system with lighting apparatus | |
KR101839052B1 (en) | Power converter | |
JP6188303B2 (en) | Lighting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20120118 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130513 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140227 |
|
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: 20140318 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140411 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5525345 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |