JP7033754B2

JP7033754B2 - 負荷制御装置

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Publication number: JP7033754B2
Application number: JP2021001509A
Authority: JP
Inventors: 智裕三宅; 弘行工藤; 裕齋藤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: JP2021052022A

Description

本発明は、一般に負荷制御装置に関し、より詳細には負荷に供給する交流電圧を位相制御する負荷制御装置に関する。

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スイッチング電源と、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、制御回路部及びスイッチング電源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スイッチング電源を制御する制御部と、を備えている。

スイッチング電源は、スイッチ部に並列に接続されている。スイッチング電源は、交流電源の交流電圧を制御電源に変換する。スイッチング電源は、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、スイッチング電源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

ところで、調光装置等の負荷制御装置は、種々の照明負荷等、様々な負荷が電気的に接続され得る。そのため、負荷制御装置と接続される負荷によっては、負荷制御装置又は負荷が異常な動作をする可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みてなされており、より多くの種類の負荷に対応可能な負荷制御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負荷制御装置は、双方向スイッチと、位相検出部と、電源部と、停止部と、を備える。前記双方向スイッチは、交流電源に対して負荷と電気的に直列に接続され、前記負荷に供給する交流電圧を位相制御する。前記位相検出部は、前記交流電圧の位相を検出する。前記電源部は、前記双方向スイッチと電気的に並列に接続され、前記交流電源からの供給電力により生成された直流電圧を制御電圧に変換する変換動作を行う。前記停止部は、前記位相検出部が前記位相を検出する検出タイミングを含む除外期間に、前記電源部を前記交流電源から電気的に切り離す。

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。

図１は、本発明の実施形態１に係る負荷制御装置の概略回路図である。図２は、同上の負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。図３は、同上の負荷制御装置における、容量性素子に蓄積されている電気エネルギが不足する場合の動作を示すタイミングチャートである。図４は、本発明の実施形態１の変形例１に係る負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。図５は、本発明の実施形態２に係る負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。図６は、本発明の実施形態３に係る負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。図７は、本発明の実施形態４に係る負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

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。

（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る負荷制御装置１は、図１に示すように、交流電源８に対して負荷７と電気的に直列に接続される双方向スイッチ２を備えている。負荷制御装置１は、交流電源８から負荷７に供給される交流電圧Ｖａｃを、双方向スイッチ２にて位相制御する。ここでいう「位相制御」は、交流電圧Ｖａｃの半周期毎における負荷７への通電を開始又は終了する位相角（導通角）を変化させることにより、負荷７に供給（印加）される交流電圧Ｖａｃを制御する方式を意味する。つまり、負荷制御装置１は、負荷７に供給される交流電圧Ｖａｃを位相制御することにより、例えば、照明負荷、ヒータ、又はファン等の負荷７を制御する。

本実施形態では一例として、負荷７が、複数のＬＥＤ素子と、複数のＬＥＤ素子を点灯させる電源回路と、を備える照明負荷である場合について説明する。すなわち、負荷制御装置１は、位相制御により、照明負荷からなる負荷７の光出力の大きさを調節する調光装置を構成する。交流電源８は、例えば、単相１００〔Ｖ〕、６０〔Ｈｚ〕の商用電源である。負荷制御装置１は、一例として壁スイッチ等に適用可能である。

ここで、本実施形態に係る負荷制御装置１は、２線式であって、双方向スイッチ２が交流電源８に対して負荷７と電気的に直列に接続されるように、交流電源８と負荷７との間に電気的に接続される。言い換えれば、負荷制御装置１には、交流電源８に繋がる電線と、負荷７に繋がる電線との、２本の電線が接続され、これら２本の電線間に双方向スイッチ２が挿入される。そのため、双方向スイッチ２が導通状態にあれば、交流電源８からの電圧が負荷７に印加されて負荷７に電力供給され、双方向スイッチ２が非導通状態にあれば、交流電源８からの電圧が負荷制御装置１に印加されて負荷７への電力供給が停止する。負荷制御装置１は、負荷制御装置１自身の動作用電力を、これら２本の電線を通して交流電源８から取得し、双方向スイッチ２の制御等を行う。すなわち、負荷制御装置１は、双方向スイッチ２が非導通状態にあるときに、後述する電源部５にて自身の動作用電力を生成するので、２線式の負荷制御装置１を実現可能である。

（２）構成
本実施形態に係る負荷制御装置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、インタフェース部４、電源部５、制御回路６、スイッチ駆動部９、検出部５３、及びダイオードＤ１，Ｄ２を備えている。制御回路６には、制御部６１、停止部６２、及び切替部６３が含まれている。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）でなくてもよく、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。

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、負荷制御装置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」の両状態が導通状態であり、「双方向オフ状態」及び「逆方向オン状態」の両状態が非導通状態である。

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回路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し、第１検出信号ＺＣ１を制御回路６に出力する。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し、第２検出信号ＺＣ２を制御回路６に出力する。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、数〔Ｖ〕程度であり、第２検出部３２の規定値は、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。

インタフェース部４には、交流電圧Ｖａｃの半周期毎における負荷７への通電を開始又は終了する位相角（導通角）を規定する入力レベルが入力される。つまり、入力レベルは、交流電圧Ｖａｃの半周期において双方向スイッチ２が導通状態になるタイミング又は非導通状態になるタイミングを規定する。本実施形態では、負荷制御装置１は調光装置であるから、インタフェース部４は、ユーザによる操作を受け付け、入力レベルとしての調光レベルの入力を受け付ける。インタフェース部４は、制御回路６に対し調光レベルを表す調光信号を出力する。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。本実施形態では一例として、インタフェース部４は、ユーザのタッチ操作を受け付けるタッチパネルを有している。インタフェース部４は、入力レベル（調光レベル）を表す信号を出力する構成であればよく、例えば可変抵抗器又はロータリスイッチ等であってもよい。さらに、インタフェース部は、リモートコントローラ、又はスマートフォン等の通信端末からの信号を受信する受信部にて構成されていてもよい。

また、本実施形態は、インタフェース部４は、入力された入力レベル（調光レベル）を表示する表示部（インジケータ）を更に有している。インタフェース部４は、例えば、複数個のＬＥＤ素子からなる表示部を含み、ＬＥＤ素子の点灯数によって入力レベルを表示する。

制御回路６は、制御部６１、停止部６２、及び切替部６３としての機能を有している。制御部６１は、位相検出部３からの検出信号及びインタフェース部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６１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６１は、第１制御信号Ｓｂ１にてスイッチ素子Ｑ１を制御し、第２制御信号Ｓｂ２にてスイッチ素子Ｑ２を制御する。停止部６２は、除外期間に、後述するスイッチング電源５２を交流電源８から電気的に切り離す、又はスイッチング電源５２の変換動作を停止する。ここでいう「除外期間」は、位相検出部３が位相を検出する検出タイミングを含む期間であって、位相検出部３がゼロクロス点を検出する場合には、除外期間はゼロクロス点を含む期間である。切替部６３は、停止部６２の機能の有効／無効を切り替える。停止部６２及び切替部６３については、「（３．３）電源部の動作」の欄で詳しく説明する。

制御回路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、制御回路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、制御回路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、制御回路６から第１制御信号Ｓｂ１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、制御回路６から第２制御信号Ｓｂ２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はスイッチ駆動部９等を動作させるための駆動電力（電気エネルギ）を生成するドロッパ電源５１と、制御電力を生成するスイッチング電源５２と、を有している。駆動電力は、スイッチ駆動部９等を動作させるための電力である。制御電力は、インタフェース部４及び制御回路６等を動作させるための電力である。電源部５は、交流電源８からの供給電力により、ドロッパ電源５１にて電気エネルギ（駆動電力）を生成する生成動作を行う。ドロッパ電源５１にて生成された電気エネルギ（駆動電力）は、スイッチング電源５２にて制御電力へと変換される。

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、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。したがって、双方向スイッチ２が非導通状態にある場合、電源部５には、全波整流された交流電圧Ｖａｃ（ダイオードブリッジから出力される脈流電圧）が印加されることになる。

ドロッパ電源５１は、第１回路５１１と、容量性素子（コンデンサ）Ｃ１と、を有している。ドロッパ電源５１は、シリーズレギュレータ方式の電源回路であって、全波整流された交流電圧Ｖａｃが印加されることにより、印加された電圧の降圧及び平滑を行い、直流の駆動電圧Ｖｃ１を生成する。すなわち、第１回路５１１に全波整流された交流電圧Ｖａｃが印加されると、容量性素子Ｃ１が充電され、容量性素子Ｃ１の両端に駆動電圧Ｖｃ１が発生する。ドロッパ電源５１は、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギを、スイッチ駆動部９及びスイッチング電源５２に、駆動電力として供給する。駆動電圧Ｖｃ１は、例えば１５〔Ｖ〕である。

スイッチング電源５２は、第２回路５２１と、容量性素子（コンデンサ）Ｃ２と、を有している。スイッチング電源５２は、降圧チョッパ回路等のスイッチング方式のＤＣ－ＤＣコンバータであって、ドロッパ電源５１から駆動電圧Ｖｃ１が印加されることにより、印加された直流電圧（駆動電圧Ｖｃ１）の降圧を行い、直流の制御電圧Ｖｃ２を生成する。すなわち、第２回路５２１に駆動電圧Ｖｃ１が印加されると、容量性素子Ｃ２が充電され、容量性素子Ｃ２の両端に制御電圧Ｖｃ２が発生する。第２回路５２１は、スイッチング素子（半導体スイッチ）を含み、スイッチング素子のスイッチングにより、駆動電圧Ｖｃ１を降圧して制御電圧Ｖｃ２を生成する。要するに、スイッチング電源５２は、交流電源８からの供給電力により生成された直流電圧をスイッチング素子のスイッチング動作により制御電圧Ｖｃ２に変換する変換動作を行う。スイッチング電源５２の変換動作により生成された制御電力は、インタフェース部４及び制御回路６等に供給される。制御電圧Ｖｃ２は、例えば３．５〔Ｖ〕である。

したがって、制御回路６（制御部６１）には、スイッチング電源５２の変換動作中において、電源部５の容量性素子Ｃ１からスイッチング電源５２を介して電気エネルギが供給される。制御回路６（制御部６１）は、電源部５からの電気エネルギ（制御電力）にて動作する。

ドロッパ電源５１及びスイッチング電源５２は、制御部６１にて制御可能に構成されている。言い換えれば、制御部６１は、電源部５を制御する機能を有している。これにより、電源部５は、容量性素子Ｃ１に蓄積される電気エネルギ（駆動電力）を生成する生成動作を実行するか否かが、制御部６１にて制御される。さらに、電源部５は、容量性素子Ｃ２に蓄積される電気エネルギ（制御電力）を生成する変換動作を実行するか否かが、制御部６１にて制御される。

本実施形態では、制御部６１は、ドロッパ電源５１に含まれている半導体スイッチを制御することにより、電源部５に生成動作を実行させる状態と、電源部５の生成動作を停止する状態とを切り替える。具体的には、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１にてドロッパ電源５１の半導体スイッチを制御する。制御部６１は、第１回路５１１の動作を停止することでドロッパ電源５１の入力インピーダンスを高くし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止させる。第１電源信号Ｓｓ１によりドロッパ電源５１の生成動作が停止すると、電源部５での電気エネルギ（駆動電力）の生成が停止する。さらに、制御部６１は、スイッチング電源５２に含まれているスイッチング素子を制御することにより、電源部５に変換動作を実行させる状態と、電源部５の変換動作を停止する状態とを切り替える。具体的には、制御部６１は、第２電源信号Ｓｓ２にてスイッチング電源５２のスイッチング素子を制御する。スイッチング電源５２の変換動作が停止すると、電源部５での電気エネルギ（制御電力）の生成が停止する。

検出部５３は、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギの大きさを検出する。本実施形態では、検出部５３は、容量性素子Ｃ１の両端電圧である駆動電圧Ｖｃ１の大きさを検出するように構成されている。検出部５３は、例えば容量性素子Ｃ１の両端間に接続された分圧抵抗であって、駆動電圧Ｖｃ１に相当する電圧を、検出値として制御回路６へ出力する。つまり、検出部５３は、容量性素子Ｃ１の両端電圧（駆動電圧Ｖｃ１）を検出することで、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギの大きさを、直接的に検出している。以下では、検出部５３の検出値は駆動電圧Ｖｃ１と等しいこととする。ただし、この構成に限らず、検出部５３は、例えば、容量性素子Ｃ２の両端電圧である制御電圧Ｖｃ２を検出することにより、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギの大きさを、間接的に検出する構成であってもよい。

負荷７の点灯回路は、負荷制御装置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、負荷制御装置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。

（３）動作
（３．１）起動動作
まず、本実施形態の負荷制御装置１の通電開始時の起動動作について説明する。

上述した構成の負荷制御装置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が整流されてドロッパ電源５１に供給される。ドロッパ電源５１で生成された駆動電力はスイッチ駆動部９に供給され、かつスイッチング電源５２に供給される。スイッチング電源５２で生成された制御電力が制御回路６及びインタフェース部４に供給されると、制御回路６及びインタフェース部４が起動する。

制御回路６が起動すると、制御回路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、制御回路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の設定を行う。ここで、インタフェース部４に入力された調光レベルが「ＯＦＦレベル」であれば、制御回路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。

（３．２）負荷制御動作
次に、本実施形態の負荷制御装置１の負荷制御動作について、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２検出信号「ＺＣ２」、第１制御信号「Ｓｂ１」、第２制御信号「Ｓｂ２」、第１電源信号「Ｓｓ１」、及び駆動電圧「Ｖｃ１」を示している。

本実施形態では、第１検出信号ＺＣ１が「Ｈ」レベル（High Level）から「Ｌ」レベル（Low Level）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、位相検出部３での位相（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。第１電源信号Ｓｓ１及び駆動電圧Ｖｃ１については、「（３．３）制御電力の生成動作」の欄で説明する。

制御部６１は、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、第三の期間Ｔ３、及び第四の期間Ｔ４に区分して、双方向スイッチ２を制御する。ここでいう「半周期」は、交流電圧Ｖａｃの連続する２回のゼロクロス点間の期間である。第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４では、制御部６１は、双方向スイッチ２を非導通状態にする。第二の期間Ｔ２では、制御部６１は、双方向スイッチ２を導通状態にする。第三の期間Ｔ３では、制御部６１は、双方向スイッチ２を非導通状態にする。

以下、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における負荷制御装置１の動作について、さらに詳しく説明する。

まず、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期における負荷制御装置１の動作について説明する。負荷制御装置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。制御部６１は、第１検出信号ＺＣ１が発生した時点ｔ１１以降、つまり位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング以降に、第１時点ｔ１を設定し、第１時点ｔ１において、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にする。言い換えれば、図２の例では、時点ｔ１１にて位相検出部３が位相を検出し、その後の第１時点ｔ１にて、制御部６１が双方向スイッチ２を双方向オン状態にしている。正極性の半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間が、第一の期間Ｔ１となる。第一の期間Ｔ１では、制御部６１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（非導通状態）となる。そのため、第一の期間Ｔ１には、交流電源８から負荷７への電力供給が断たれる。

第２時点ｔ２は、位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング（時点ｔ１１）から調光信号に応じた長さのオン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６１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（導通状態）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。つまり、第３時点ｔ３は、位相検出部３でのゼロクロス点の検出タイミング（時点ｔ１１）より、半周期の時間から第一の期間Ｔ１を差し引いた時間が経過した時点を終点ｔ４と推定した場合に、この終点ｔ４の一定時間だけ手前の時点である。図２のタイミングチャートでは、第３時点ｔ３が、交流電圧Ｖａｃが正極性の規定値「Ｖｚｃ」に達するタイミング、及び交流電圧Ｖａｃが負極性の規定値「－Ｖｚｃ」に達するタイミングに一致するように図示されている。ただし、実際には、第３時点ｔ３は、交流電圧Ｖａｃが正極性の規定値「Ｖｚｃ」又は負極性の規定値「－Ｖｚｃ」と交差するタイミングとは関係無く決められている。

第３時点ｔ３においては、制御回路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（非導通状態）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への電力供給が断たれる。

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（非導通状態）となる。

また、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期における負荷制御装置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、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。本実施形態では、負極性の半周期の始点ｔ０（ｔ４）から第２検出信号ＺＣ２の発生時点以降、つまり位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング（時点ｔ１１）以降に設定された第１時点ｔ１までの期間が、第一の期間Ｔ１となる。また、第２時点ｔ２は、位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング（時点ｔ１１）から調光信号に応じた長さのオン時間が経過した時点であり、第３時点ｔ３は、半周期の終点ｔ４（ｔ０）よりも一定時間（例えば３００〔μｓ〕）手前の時間である。

第一の期間Ｔ１では、制御部６１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（非導通状態）となる。そして、第１時点ｔ１において、制御部６１は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」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（導通状態）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へ電力が供給される。

第２時点ｔ２においては、制御部６１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。第３時点ｔ３においては、制御部６１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（非導通状態）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への電力供給が断たれる。第３時点ｔ３から半周期の終点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（非導通状態）となる。

本実施形態の負荷制御装置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。ここで、「双方向オン状態」は導通状態であり、「逆方向オン状態」は非導通状態であるから、第二の期間の終点、つまり第２時点ｔ２では、双方向スイッチ２が導通状態から非導通状態に切り替わる。そして、第二の期間の終点（第２時点ｔ２）は、インタフェース部４に入力された調光レベルにて規定される。さらに、正極性の規定値「Ｖｚｃ」及び負極性の規定値「－Ｖｚｃ」が固定値であれば、半周期の始点ｔ０から位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング（時点ｔ１１）までの時間は、略固定長の時間になる。

そのため、半周期の始点ｔ０から第２時点ｔ２までの時間、つまり第一の期間Ｔ１と、調光レベルに応じて長さが変化する第二の期間Ｔ２とを合計した時間である「可変時間」は、調光レベルに応じて長さが変化することになる。言い換えれば、交流電圧Ｖａｃの半周期毎における負荷７への通電を終了する第２時点ｔ２の位相角（導通角）は、調光レベルに応じて変化する。すなわち、負荷７の光出力を小さくする場合には可変時間は短く（位相角は小さく）、負荷７の光出力を大きくする場合には可変時間は長く（位相角は大きく）規定される。そのため、負荷制御装置１は、インタフェース部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の半周期において第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの期間（第二の期間Ｔ２）以外の期間（第一の期間Ｔ１、第三の期間Ｔ３、及び第四の期間Ｔ４）には、双方向スイッチ２が非導通状態（逆方向オン状態又は双方向オフ状態）となる。負荷制御装置１は、双方向スイッチ２が非導通状態にあるこれらの期間を用いて、交流電源８から電源部５への電力供給を確保できる。電源部５の動作について詳しくは、「（３．３）電源部の動作」の欄で説明する。

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「半周期の終点まで」は、半周期の終点は含まず、半周期の終点の直前までを意味する。

（３．３）電源部の動作
次に、電源部５の動作について図２を参照して説明する。

制御部６１は、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、第三の期間Ｔ３、及び第四の期間Ｔ４に区分して、電源部５を制御する。第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４では、制御部６１は、ドロッパ電源５１に生成動作を行わせる。第二の期間Ｔ２では、制御部６１は、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。第三の期間Ｔ３では、制御部６１は、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。すなわち、ドロッパ電源５１は、交流電圧Ｖａｃの半周期のうち、第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４においてのみ、交流電源８からの供給電力により、電気エネルギ（駆動電力）を生成する生成動作を行う。

具体的には、制御部６１は、交流電圧Ｖａｃの半周期のうち、第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４においてのみ、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号（例えばＨレベル）とすることで、電源部５に生成動作を行わせる。制御部６１は、第二の期間Ｔ２及び第三の期間Ｔ３には、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号（例えばＬレベル）とすることで、電源部５の生成動作を停止する。要するに、電源部５は、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号である間は、ドロッパ電源５１にて電気エネルギ（駆動電力）を生成する生成動作を行う。このとき、電源部５のスイッチング電源５２は、変換動作を行う。一方、電源部５は、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号である間、ドロッパ電源５１での電気エネルギ（駆動電力）の生成を停止することで、生成動作を停止する。スイッチング電源５２は、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号になると直ちに変換動作を停止するのではなく、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号である間に容量性素子Ｃ１に蓄積された電荷により、変換動作を継続する。つまり、容量性素子Ｃ１に十分な電気エネルギ（駆動電力）が蓄積されていれば、ドロッパ電源５１での電気エネルギ（駆動電力）の生成動作が停止している間においても、スイッチング電源５２は変換動作を継続可能である。

ただし、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号から「ＯＮ」信号に変化するタイミングは、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２が「ＯＦＦ」信号になる第３時点ｔ３に一致していることは負荷制御装置１において必須ではない。例えば、第３時点ｔ３よりも早いタイミング、つまり第２時点ｔ２と第３時点ｔ３との間のいずれかのタイミングで、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号になってもよい。この場合、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号から「ＯＮ」信号に変化するタイミングが、第三の期間Ｔ３と第四の期間Ｔ４との境界点になる。すなわち、第３時点ｔ３の前であっても後であっても双方向スイッチ２は非導通状態であるので、第３時点ｔ３よりも早いタイミングで、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号になることで第四の期間Ｔ４が開始してもよい。

電源部５が上述のように動作することにより、交流電圧Ｖａｃの半周期のうち、第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４には、駆動電圧Ｖｃ１は上昇し、第二の期間Ｔ２及び第三の期間Ｔ３には、駆動電圧Ｖｃ１が低下する。よって、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３時点ｔ３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、駆動電圧Ｖｃ１は上昇する。

ところで、スイッチング電源５２が変換動作を行っている間は、スイッチング素子のスイッチングに起因して、電源部５のインピーダンスが変動し、交流電源８から電源部５に流れる電流に脈動（リプル）が生じることがある。つまり、スイッチング電源５２のようなスイッチング方式のＤＣ－ＤＣコンバータは、シリーズレギュレータ方式の電源回路に比べると、高効率である反面、ノイズの発生源となりやすい。交流電源８から電源部５に流れる電流に脈動（リプル）が生じると、その影響を受けて、位相検出部３での交流電圧Ｖａｃの位相の検出精度が低下することがある。すなわち、位相検出部３は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出するために、数〔Ｖ〕程度の比較的小さな電圧を監視しているので、スイッチング電源５２が生じるノイズの影響で電流が僅かに揺らぐだけでも、位相の検出精度が低下することがある。

そこで、本実施形態に係る負荷制御装置１は、停止部６２にて、図２に示すように、位相検出部３が位相を検出する検出タイミング（時点ｔ１１）を含む除外期間Ｔ０に、スイッチング電源５２を交流電源８から電気的に切り離す。停止部６２は、例えば、第１電源信号Ｓｓ１にて第１回路５１１の動作を停止することでドロッパ電源５１の入力インピーダンスを高くし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止させる。第１電源信号Ｓｓ１によりドロッパ電源５１の生成動作が停止すると、スイッチング電源５２が交流電源８から電気的に切り離される。

すなわち、スイッチング電源５２は、常時、交流電源８に電気的に接続されているのではなく、除外期間Ｔ０には交流電源８から電気的に切り離される。除外期間Ｔ０は、図２に示すように、位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング、つまり第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点である時点ｔ１１を含むように規定された期間である。本実施形態では、除外期間Ｔ０の始点ｔ２１は第四の期間Ｔ４（ｔ３～ｔ４の期間）内に設定され、除外期間Ｔ０の終点ｔ２２は第一の期間Ｔ１（ｔ０～ｔ１の期間）内に設定されている。つまり、除外期間Ｔ０は、第四の期間Ｔ４と第一の期間Ｔ１との２つの期間に跨るように規定されている。より詳しくは、除外期間Ｔ０の終点ｔ２２は、第一の期間Ｔ１のうち、位相検出部３での位相の検出タイミング（時点ｔ１１）以降の期間（ｔ１１～ｔ１の期間）に設定されている。これにより、位相検出部３での位相の検出タイミング（時点ｔ１１）は、除外期間Ｔ０内に含まれることになる。

具体的には、停止部６２は、交流電圧Ｖａｃの半周期のうち、除外期間Ｔ０において、第１電源信号Ｓｓ１にて第１回路５１１の動作を停止することでドロッパ電源５１の入力インピーダンスを高くし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止させる。第１電源信号Ｓｓ１によりドロッパ電源５１の生成動作が停止している間は、スイッチング電源５２が交流電源８から電気的に切り離されることになる。つまり、第四の期間Ｔ４（ｔ３～ｔ４の期間）内に設定された始点ｔ２１から、第一の期間Ｔ１（ｔ０～ｔ１の期間）内に設定された終点ｔ２２までの間は、停止部６２が、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号とする。これにより、第四の期間Ｔ４及び第一の期間Ｔ１のうち、除外期間Ｔ０（ｔ２１～ｔ２２の期間）においては、ドロッパ電源５１の生成動作が停止し、スイッチング電源５２が交流電源８から電気的に切り離される。

これにより、除外期間Ｔ０においては、スイッチング電源５２の変換動作に起因した電源部５のインピーダンスの変動が抑制され、交流電源８から電源部５に流れる電流に脈動（リプル）が生じにくくなる。その結果、除外期間Ｔ０に含まれている検出タイミング（時点ｔ１１）において、位相検出部３による位相の検出精度の低下が抑制される。

除外期間Ｔ０の終点ｔ２２は、位相検出部３での位相の検出タイミング（時点ｔ１１）と一致していてもよい。すなわち、位相検出部３が位相を検出した以降であれば、スイッチング電源５２の変換動作が、位相検出部３による位相の検出精度に影響することはないため、位相検出部３での位相の検出タイミングにて除外期間Ｔ０が終了してもよい。

ここで、スイッチング電源５２は、交流電源８から電気的に切り離されると直ちに変換動作を停止するのではなく、第１電源信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号である間に容量性素子Ｃ１に蓄積された電荷により、変換動作を継続する。つまり、容量性素子Ｃ１に十分な電気エネルギ（駆動電力）が蓄積されていれば、除外期間Ｔ０においても、スイッチング電源５２は変換動作を継続可能である。

本実施形態では、除外期間Ｔ０の長さは固定長である。すなわち、スイッチング電源５２が交流電源８から電気的に切り離される除外期間Ｔ０の長さは、予め規定時間に決められており、変化しない。除外期間Ｔ０の長さは、例えば、位相検出部３での位相の検出タイミングのばらつきを考慮して決定される。例えば、交流電圧Ｖａｃの半周期における位相検出部３での位相の検出タイミングは、負荷７によって、又は調光レベルによってばらつくことがある。そのため、位相検出部３での位相の検出タイミングがばらついたとしても、検出タイミングが除外期間Ｔ０内に収まるように、検出タイミングのばらつきの大きさ（分散）に基づいて、除外期間Ｔ０の長さが決定される。

一方、交流電圧Ｖａｃの半周期における除外期間Ｔ０の位置は変更可能である。つまり、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点ｔ０に対する、除外期間Ｔ０の始点ｔ２１又は終点ｔ２２の相対的な位置は、変更可能である。具体的には、停止部６２は、交流電圧Ｖａｃの半周期における、位相検出部３での位相の検出タイミング（時点ｔ１１）の位置を探索する探索処理を行う。停止部６２は、探索処理の結果に基づいて、交流電圧Ｖａｃの半周期における除外期間Ｔ０の位置を決定する。要するに、探索処理により、交流電圧Ｖａｃの半周期における検出タイミングの位置が判明すると、停止部６２は、検出タイミングのばらつきの大きさを考慮して、検出タイミングが除外期間Ｔ０内に収まるように、除外期間Ｔ０の位置を決定する。停止部６２による探索処理、及び除外期間Ｔ０の位置の決定は、例えば、制御回路６の起動後であって、交流電源８の周波数の判定の直後に行われる。

ここにおいて、本実施形態に係る負荷制御装置１では、切替部６３にて、停止部６２の機能の有効／無効を切り替えることが可能である。すなわち、除外期間Ｔ０に、スイッチング電源５２を交流電源８から電気的に切り離す、又はスイッチング電源５２の変換動作を停止する停止部６２の機能は、常に有効ではなく、切替部６３にて無効にすることも可能である。切替部６３は、例えば、負荷７の状態、又は容量性素子Ｃ２に蓄積されている電気エネルギ（制御電力）の残量に応じて、停止部６２の機能の有効／無効を、自動的に切り替える。すなわち、例えば負荷７によっては、スイッチング電源５２が変換動作を行っている間に、交流電源８から電源部５に流れる電流に脈動（リプル）が生じない等、除外期間Ｔ０を設ける必要がない場合がある。このような場合には、切替部６３が停止部６２の機能を無効にすることが好ましい。また、切替部６３は、例えば、インタフェース部４が受け付けたユーザによる操作に応じて、停止部６２の機能の有効／無効を切り替えてもよい。

ところで、負荷７によっては、第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４において、電源部５が交流電源８から十分な電力供給を受けることができず、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギが不足して、負荷制御装置１の正常な動作を維持できなくなる場合がある。すなわち、負荷７によっては、交流電圧Ｖａｃの半周期の間にドロッパ電源５１にて生成される電気エネルギ（駆動電力）が、交流電圧Ｖａｃの半周期に負荷制御装置１にて消費される電気エネルギを下回る場合がある。このような場合、ドロッパ電源５１の容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギが、交流電圧Ｖａｃの半周期ごとに徐々に減少することになる。このような状態が継続すると、いずれは容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギが不足し、負荷制御装置１の正常な動作を維持できなくなる可能性がある。容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギが減少することで駆動電圧Ｖｃ１がある程度低下すると、例えば、駆動電力を用いたスイッチング電源５２での制御電力の生成が不安定になったり、インタフェース部４等の動作が不安定になったりすることがある。その結果、例えば、インタフェース部４の表示部の点滅若しくはちらつき、又は、負荷７の点滅若しくはちらつき等、負荷制御装置１又は負荷７の異常動作が生じる可能性がある。

そこで、本実施形態では、停止部６２は、検出部５３の検出結果に応じて、除外期間Ｔ０を短縮時間だけ短縮することにより、対象期間を短縮時間の分だけ延長するように構成されている。ここでいう対象期間は、停止部６２による延長の対象となる期間であって、第一の期間Ｔ１と第四の期間Ｔ４との少なくとも一方の期間からなる。

すなわち、本実施形態に係る負荷制御装置１は、図３に示すように、停止部６２にて、検出部５３の検出結果に応じて除外期間Ｔ０を短縮し、除外期間Ｔ０の短縮時間分だけ対象期間を延長する。図３の例では、停止部６２は、除外期間Ｔ０を無くすことにより、除外期間Ｔ０の全体に相当する長さの短縮時間だけ除外期間Ｔ０を短縮している。図３の例では、第四の期間Ｔ４と第一の期間Ｔ１との２つの期間に跨る除外期間Ｔ０が無くなることにより、第四の期間Ｔ４と第一の期間Ｔ１との両方の期間が延長されるので、第四の期間Ｔ４及び第一の期間Ｔ１の両方が対象期間となる。図３は、負荷７に起因して、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギが不足する場合における、図２と同様のタイミングチャートである。

言い換えれば、停止部６２は、対象期間に含まれている除外期間Ｔ０を短縮することで、対象期間においてドロッパ電源５１の生成動作が停止している期間（除外期間Ｔ０）を短縮する。これにより、元々、ドロッパ電源５１の生成動作が停止する除外期間Ｔ０の少なくとも一部が、ドロッパ電源５１を生成動作させる対象期間に振り替えられることになり、実質的に、対象期間が延長される。

具体的には、停止部６２は、検出部５３の検出結果が所定の閾値Ｖｔｈ１（図３参照）未満になると、除外期間Ｔ０を短縮し、除外期間Ｔ０の短縮時間分だけ、対象期間（第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４の両方）を延長する。例えば、図３に示すように、図中の２つ目の半周期の第三の期間Ｔ３において、検出部５３の検出結果が閾値Ｖｔｈ１を下回った場合には、２つ目の半周期の第三の期間Ｔ３が検出期間となる。そして、この検出期間（２つ目の半周期の第三の期間Ｔ３）の終了後の最初の対象期間、つまり２つ目の半周期の第四の期間Ｔ４から、停止部６２は、除外期間Ｔ０を短縮し、対象期間を延長する。

このように、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギが不足する場合には、電気エネルギの減少が検出部５３にて検出され、停止部６２にて、電源部５にて電気エネルギの生成動作を行うための対象期間（第一の期間Ｔ１及び第四の期間Ｔ４）が延長される。したがって、対象期間において電源部５で生成される電気エネルギ（駆動電力）が、対象期間が延長された分だけ増大することとなり、結果的に、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギの不足が抑制される。

ただし、停止部６２は、除外期間Ｔ０を無くすことにより除外期間Ｔ０を短縮する構成に限らず、例えば、除外期間Ｔ０の長さを半分に短縮する構成、又は除外期間Ｔ０の長さを一定時間分だけ短縮する構成等であってもよい。

本実施形態の場合、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交流電圧Ｖａｃの半周期が区分されるため、第二の期間Ｔ２の長さがインタフェース部４に入力された調光レベルに応じて規定されない場合がある。例えば、ユーザが負荷７の光出力を最大にするようにインタフェース部４を操作しても、除外期間Ｔ０の確保が優先され、インタフェース部４からの調光信号の通りには第二の期間Ｔ２の始点が設定されないことがある。

ところで、負荷制御装置１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、負荷制御装置１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。

本実施形態の負荷制御装置１は、基本的に逆位相制御方式を採用しつつも、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０からやや遅れた第１時点ｔ１にて負荷７に電力供給を開始している。そのため、ゼロクロス点にて負荷７への電力供給を開始する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ないため、電流波形歪みの影響は無視できるほど小さい。

さらに、本実施形態の負荷制御装置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。

（４）変形例
（４．１）変形例１
実施形態１の変形例１に係る負荷制御装置１では、停止部６２は、除外期間Ｔ０に、スイッチング電源５２を交流電源８から電気的に切り離すのではなく、スイッチング電源５２の変換動作を停止する。具体的には、図４に示すように、停止部６２は、第２電源信号Ｓｓ２にて、第２回路５２１の動作を停止することでスイッチング電源５２の変換動作を停止させる。図４では、交流電圧「Ｖａｃ」、第１検出信号「ＺＣ１」、第２検出信号「ＺＣ２」、第１制御信号「Ｓｂ１」、第２制御信号「Ｓｂ２」、第１電源信号「Ｓｓ１」、第２電源信号「Ｓｓ２」、及び駆動電圧「Ｖｃ１」を示している。

この場合でも、除外期間Ｔ０には、スイッチング電源５２のスイッチング素子のスイッチングに起因した、交流電源８から電源部５に流れる電流の脈動が抑制される。除外期間Ｔ０は交流電圧Ｖａｃの半周期に比べて十分に短い期間であるため、スイッチング電源５２の容量性素子Ｃ２に蓄積されている電気エネルギ（制御電力）によって、制御回路６等の動作は維持される。ただし、この場合、除外期間Ｔ０を短縮時間だけ短縮しても、対象期間を短縮時間の分だけ延長することにはならない。

本変形例の構成によれば、除外期間Ｔ０においても、ドロッパ電源５１の生成動作を継続できるので、ドロッパ電源５１にて電気エネルギ（駆動電力）を効率的に生成できる。

（４．２）その他の変形例
以下、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の負荷制御装置１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、負荷制御装置１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。

さらに、負荷制御装置１によって制御される負荷７は、照明負荷に限らず、例えば、ヒータ、又はファン等であってもよい。負荷７がヒータである場合、負荷制御装置１は、ヒータに供給する平均電力を調節することでヒータの発熱量を調節する。また、負荷７がファンである場合、負荷制御装置１は、ファンの回転速度を調節するレギュレータを構成する。

また、双方向スイッチ２は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えば、逆直列に接続された２つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などで構成されていてもよい。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、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。さらにまた、双方向スイッチ２は、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）等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ってもよい。この構成によれば、双方向スイッチ２の導通損失の低減を図ることができる。

また、スイッチング電源５２は、ドロッパ電源５１を介さず、全波整流された交流電圧Ｖａｃから直接的に、制御電圧Ｖｃ２を生成してもよい。さらに、制御部６１は、スイッチング電源５２を制御することにより、容量性素子Ｃ２に蓄積される電気エネルギ（制御電力）を生成する生成動作を実行するか否かを切り替えてもよい。この場合、検出部５３は、スイッチング電源５２の容量性素子Ｃ２に蓄積されている電気エネルギ（制御電力）の大きさを検出してもよい。検出部５３は、例えば、容量性素子Ｃ２の両端電圧である制御電圧Ｖｃ２の大きさを検出する。

また、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、導通状態又は非導通状態の状態が変わらなければよい。

また、制御回路６による双方向スイッチ２の制御方式は、上述した例に限らず、例えば、交流電圧Ｖａｃと同じ周期で第１制御信号Ｓｂ１と第２制御信号Ｓｂ２とを交互に「ＯＮ」信号とする方式であってもよい。この場合、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、この変形例では、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。この場合、第１制御信号及び第２制御信号と交流電圧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。

さらに、負荷制御装置１の制御部６１の制御方式は、正位相制御方式及び逆位相制御方式のいずれにも対応可能なユニバーサル制御方式であってもよい。

また、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１により電源部５に生成動作を行わせるか否かを切り替える構成に限らない。例えば、制御部６１は、一対の入力端子１１，１２の少なくとも一方と電源部５（ドロッパ電源５１）との間に設けられた開閉器を遮断し、電源部５を交流電源８から電気的に切り離すことにより、生成動作を停止させる構成であってもよい。

また、検出部５３は、容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギの大きさ（駆動電圧Ｖｃ１の大きさ）を、常時、検出する構成に限らず、交流電圧Ｖａｃの半周期の一部の期間でのみ検出してもよい。例えば、検出部５３は、第四の期間Ｔ４でのみ容量性素子Ｃ１に蓄積されている電気エネルギの大きさを検出してもよい。

さらに、除外期間Ｔ０の長さは固定長に限らず、可変長であってもよい。この場合、例えば、負荷７の状態、又は容量性素子Ｃ２に蓄積されている電気エネルギ（制御電力）の残量に応じて、除外期間Ｔ０の長さが自動的に調節されてもよい。

また、停止部６２が除外期間Ｔ０を短縮する機能は、負荷制御装置１に必須の構成ではなく、適宜省略されていてもよい。停止部６２が除外期間Ｔ０を短縮しない場合、検出部５３は省略されてもよい。

また、検出部５３は、例えば、制御回路６に設けられていてもよい。この場合、例えば、制御回路６のＡ／Ｄ変換入力端子に容量性素子Ｃ１が接続されていれば、駆動電圧Ｖｃ１がアナログ値として制御回路６に入力される。

また、スイッチ駆動部９は、負荷制御装置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、制御回路６が直接的に双方向スイッチ２を駆動する。スイッチ駆動部９が省略される場合、ドロッパ電源５１が省略されてもよい。

また、第１時点ｔ１は、第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点に限らず、第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点から一定の遅延時間（例えば３００〔μｓ〕）が経過した時点であってもよい。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、第１時点ｔ１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。

実施形態１でのダイオードＤ１，Ｄ２は負荷制御装置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。

また、実施形態１では、負荷制御装置１が２線式の場合について説明したが、この構成に限らず、負荷制御装置１は、例えば、３本の電線を接続可能な、いわゆる三路スイッチ、又は４本の電線を接続可能な、いわゆる四路スイッチ等であってもよい。負荷制御装置１が三路スイッチを構成する場合、２つの負荷制御装置１を組み合わせることにより、負荷７への通電状態を、例えば、建物における階段の上階部分と下階部分との２箇所で切り替えることが可能である。

また、交流電圧Ｖａｃ及び規定値Ｖｚｃ等の２値間の比較において、「以上」としているところは、２値が等しい場合、及び２値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、２値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、２値が等しい場合を含むか否かは、規定値Ｖｚｃ等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。

（実施形態２）
本実施形態に係る負荷制御装置１は、制御部６１の制御方式が、実施形態１に係る負荷制御装置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、制御部６１は、図５に示すように、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、及び第三の期間Ｔ３に区分する。図５では、交流電圧「Ｖａｃ」、第１検出信号「ＺＣ１」、第２検出信号「ＺＣ２」、第１制御信号「Ｓｂ１」、第２制御信号「Ｓｂ２」、第１電源信号「Ｓｓ１」、第２電源信号「Ｓｓ２」、及び駆動電圧「Ｖｃ１」を示している。

ここにおいて、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間は、第一の期間Ｔ１となる。第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの期間は、第二の期間Ｔ２となる。第２時点ｔ２は、位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング（時点ｔ１１）から調光信号に応じた長さの時間が経過した時点である。第２時点ｔ２から交流電圧Ｖａｃの半周期の終点ｔ３までの期間は、第三の期間Ｔ３となる。

第一の期間Ｔ１では、制御部６１は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にし、双方向スイッチ２を非導通状態にする。第二の期間Ｔ２では、制御部６１は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にし、双方向スイッチ２を導通状態にする。第三の期間Ｔ３では、制御部６１は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にし、双方向スイッチ２を非導通状態にする。

また、第一の期間Ｔ１では、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号にし、ドロッパ電源５１に生成動作を行わせる。第二の期間Ｔ２では、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。第三の期間Ｔ３では、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。すなわち、ドロッパ電源５１は、交流電圧Ｖａｃの半周期のうち、第一の期間Ｔ１においてのみ、交流電源８からの供給電力により、電気エネルギ（駆動電力）を生成する生成動作を行う。

ここで、除外期間Ｔ０は、位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング、つまり第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点である時点ｔ１１を含むように、第一の期間Ｔ１に設定される。除外期間Ｔ０の始点ｔ２１は交流電圧Ｖａｃの半周期の始点ｔ０と一致している。除外期間Ｔ０の終点ｔ２２は、第一の期間Ｔ１のうち、位相検出部３での位相の検出タイミング（時点ｔ１１）以降の期間（ｔ１１～ｔ１の期間）に設定されている。

本実施形態に係る負荷制御装置１では、実施形態１の変形例１と同様に、停止部６２は、除外期間Ｔ０に、スイッチング電源５２の変換動作を停止する。具体的には、図５に示すように、停止部６２は、第２電源信号Ｓｓ２にて、第２回路５２１の動作を停止することでスイッチング電源５２の変換動作を停止させる。

本実施形態の構成においても、除外期間Ｔ０には、スイッチング電源５２のスイッチング素子のスイッチングに起因した、交流電源８から電源部５に流れる電流の脈動が抑制される。

実施形態２に係る負荷制御装置１の構成は、実施形態１（変形例を含む）の構成と適宜組み合わせ可能である。

（実施形態３）
本実施形態に係る負荷制御装置１は、制御部６１の制御方式が、実施形態１に係る負荷制御装置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。

本実施形態に係る負荷制御装置１は、制御方式として、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、正位相制御方式を採用する。

本実施形態では、制御部６１は、図６に示すように、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、及び第三の期間Ｔ３に区分する。図６では、交流電圧「Ｖａｃ」、第１検出信号「ＺＣ１」、第２検出信号「ＺＣ２」、第１制御信号「Ｓｂ１」、第２制御信号「Ｓｂ２」、第１電源信号「Ｓｓ１」、第２電源信号「Ｓｓ２」、及び駆動電圧「Ｖｃ１」を示している。

ここにおいて、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間は、第一の期間Ｔ１となる。第１時点ｔ１は、位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング（時点ｔ１１）から調光信号に応じた長さの時間が経過した時点である。第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの期間は、第二の期間Ｔ２となる。第２時点ｔ２から交流電圧Ｖａｃの半周期の終点ｔ３までの期間は、第三の期間Ｔ３となる。

また、第一の期間Ｔ１では、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。第二の期間Ｔ２では、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。第三の期間Ｔ３では、制御部６１は、第１電源信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号にし、ドロッパ電源５１に生成動作を行わせる。すなわち、ドロッパ電源５１は、交流電圧Ｖａｃの半周期のうち、第三の期間Ｔ３においてのみ、交流電源８からの供給電力により、電気エネルギ（駆動電力）を生成する生成動作を行う。

ここで、除外期間Ｔ０は、位相検出部３での位相（ゼロクロス点）の検出タイミング、つまり第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点である時点ｔ１１を含むように、第三の期間Ｔ３に設定される。除外期間Ｔ０の始点ｔ２１は、第三の期間Ｔ３のうち、位相検出部３での位相の検出タイミング（時点ｔ１１）前の期間（ｔ２～ｔ１１の期間）に設定されている。除外期間Ｔ０の終点ｔ２２は、交流電圧Ｖａｃの半周期の終点ｔ３と一致している。

本実施形態に係る負荷制御装置１では、実施形態１の変形例１と同様に、停止部６２は、除外期間Ｔ０に、スイッチング電源５２の変換動作を停止する。具体的には、図６に示すように、停止部６２は、第２電源信号Ｓｓ２にて、第２回路５２１の動作を停止することでスイッチング電源５２の変換動作を停止させる。

実施形態３に係る負荷制御装置１の構成は、実施形態１（変形例を含む）の構成と適宜組み合わせ可能である。

（実施形態４）
本実施形態に係る負荷制御装置１は、制御部６１の制御方式が、実施形態１に係る負荷制御装置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。

本実施形態に係る負荷制御装置１は、制御方式として、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、正位相制御方式を採用する。本実施形態では、双方向スイッチ２は、例えば、３端子の双方向サイリスタ（トライアック）にて構成され、制御回路６は、交流電圧Ｖａｃの半周期の途中（第２時点ｔ２）で双方向スイッチ２をオンする。双方向サイリスタからなる双方向スイッチ２は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点（０〔Ｖ〕）付近で非導通となる。

本実施形態では、制御部６１は、図７に示すように、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、及び第三の期間Ｔ３に区分する。図７では、交流電圧「Ｖａｃ」、第１検出信号「ＺＣ１」、第２検出信号「ＺＣ２」、第１制御信号「Ｓｂ１」、第２制御信号「Ｓｂ２」、第１電源信号「Ｓｓ１」、第２電源信号「Ｓｓ２」、及び駆動電圧「Ｖｃ１」を示している。

第一の期間Ｔ１では、制御部６１は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にし、双方向スイッチ２を非導通状態にする。第二の期間Ｔ２では、制御部６１は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にし、双方向スイッチ２を非導通状態にする。第三の期間Ｔ３では、制御部６１は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にし、双方向スイッチ２を導通状態にする。

本実施形態に係る負荷制御装置１では、実施形態１の変形例１と同様に、停止部６２は、除外期間Ｔ０に、スイッチング電源５２の変換動作を停止する。具体的には、図７に示すように、停止部６２は、第２電源信号Ｓｓ２にて、第２回路５２１の動作を停止することでスイッチング電源５２の変換動作を停止させる。

実施形態４に係る負荷制御装置１の構成は、実施形態１（変形例を含む）の構成と適宜組み合わせ可能である。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る負荷制御装置１は、双方向スイッチ２と、位相検出部３と、スイッチング電源５２と、停止部６２と、を備える。双方向スイッチ２は、交流電源８に対して負荷７と電気的に直列に接続され、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、交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。スイッチング電源５２は、双方向スイッチ２と電気的に並列に接続され、交流電源８からの供給電力により生成された直流電圧（駆動電圧Ｖｃ１）をスイッチング素子のスイッチング動作により制御電圧Ｖｃ２に変換する変換動作を行う。停止部６２は、位相検出部３が位相を検出する検出タイミングを含む除外期間Ｔ０に、スイッチング電源５２を交流電源８から電気的に切り離す、又はスイッチング電源５２の変換動作を停止する。

この構成によれば、位相検出部３が位相を検出する検出タイミングを含む除外期間Ｔ０には、停止部６２により、スイッチング電源５２が交流電源８から電気的に切り離されるか、又はスイッチング電源５２の変換動作が停止する。したがって、位相検出部３が位相を検出する検出タイミングにおいては、スイッチング電源５２のスイッチング素子のスイッチングに起因して、交流電源８から電源部５に流れる電流に発生する脈動（リプル）が抑制される。そのため、スイッチング電源５２が生じるノイズの影響による、位相検出部３での位相の検出精度の低下が抑制される。位相検出部３での交流電圧Ｖａｃの位相の検出精度が向上すれば、負荷制御装置１又は負荷７の正常な動作が維持されやすくなる。したがって、負荷制御装置１によれば、より多くの種類の負荷７に対応可能になる、という利点がある。

第２の態様に係る負荷制御装置１は、第１の態様において、停止部６２の機能の有効／無効を切り替える切替部６３を更に備えることが好ましい。この構成によれば、例えば負荷７により、負荷制御装置１及び負荷７の正常な動作が維持できる場合には、停止部６２の機能を無効にすることにより、スイッチング電源５２の効率向上を図ることができる。ただし、この構成は負荷制御装置１に必須の構成ではなく、切替部６３は適宜省略されてもよい。

第３の態様に係る負荷制御装置１は、第１又は２の態様において、除外期間Ｔ０の長さが固定長であることが好ましい。この構成によれば、除外期間Ｔ０を設定するための処理が簡単になる。ただし、この構成は負荷制御装置１に必須の構成ではなく、除外期間Ｔ０の長さは可変長であってもよい。

第４の態様に係る負荷制御装置１は、第１～３のいずれかの態様において、停止部６２が、探索処理を行い、探索処理の結果に基づいて、半周期における除外期間Ｔ０の位置を決定するように構成されていることが好ましい。探索処理は、交流電圧Ｖａｃの連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期における検出タイミングの位置を探索する処理である。この構成によれば、例えば負荷７によって、半周期における検出タイミングの位置にばらつきがある場合でも、半周期における検出タイミングの位置に合わせた適切な位置に除外期間Ｔ０を設定可能となる。ただし、この構成は負荷制御装置１に必須の構成ではなく、探索処理は適宜省略されてもよい。

第５の態様に係る負荷制御装置１は、第１～４のいずれかの態様において、ドロッパ電源５１と、制御部６１と、を更に備えることが好ましい。ドロッパ電源５１は、電気エネルギを蓄積する容量性素子Ｃ１を有し、双方向スイッチ２と電気的に並列に接続され、交流電源８からの供給電力により電気エネルギを生成する生成動作を行う。制御部６１は、双方向スイッチ２及びドロッパ電源５１を制御する。スイッチング電源５２は、容量性素子Ｃ１の両端電圧（駆動電圧Ｖｃ１）を変換動作により制御電圧Ｖｃ２に変換するように構成されている。制御部６１は、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間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６１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を非導通状態にし、ドロッパ電源５１に生成動作を行わせる。制御部６１は、第二の期間Ｔ２では、双方向スイッチ２を導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。制御部６１は、第三の期間Ｔ３では、双方向スイッチ２を非導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。除外期間Ｔ０は、第一の期間Ｔ１と第四の期間Ｔ４との少なくとも一方に設定される。この構成によれば、正位相制御方式に比較して、負荷７への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、負荷制御装置１に接続可能な負荷７の数が増えたり、うなり音の発生を抑制できたりする利点がある。

第６の態様に係る負荷制御装置１は、第１～４のいずれかの態様において、ドロッパ電源５１と、制御部６１と、を更に備えることが好ましい。ドロッパ電源５１は、電気エネルギを蓄積する容量性素子Ｃ１を有し、双方向スイッチ２と電気的に並列に接続され、交流電源８からの供給電力により電気エネルギを生成する生成動作を行う。制御部６１は、双方向スイッチ２及びドロッパ電源５１を制御する。スイッチング電源５２は、容量性素子Ｃ１の両端電圧（駆動電圧Ｖｃ１）を変換動作により制御電圧Ｖｃ２に変換するように構成されている。制御部６１は、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、及び第三の期間Ｔ３に区分する。制御部６１は、第一の期間Ｔ１では、双方向スイッチ２を非導通状態にし、ドロッパ電源５１に生成動作を行わせる。制御部６１は、第二の期間Ｔ２では、双方向スイッチ２を導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。制御部６１は、第三の期間Ｔ３では、双方向スイッチ２を非導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。除外期間Ｔ０は、第一の期間Ｔ１に設定される。この構成によれば、正位相制御方式に比較して、負荷７への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、負荷制御装置１に接続可能な負荷７の数が増えたり、うなり音の発生を抑制できたりする利点がある。

第７の態様に係る負荷制御装置１は、第１～４のいずれかの態様において、ドロッパ電源５１と、制御部６１と、を更に備えることが好ましい。ドロッパ電源５１は、電気エネルギを蓄積する容量性素子Ｃ１を有し、双方向スイッチ２と電気的に並列に接続され、交流電源８からの供給電力により電気エネルギを生成する生成動作を行う。制御部６１は、双方向スイッチ２及びドロッパ電源５１を制御する。スイッチング電源５２は、容量性素子Ｃ１の両端電圧（駆動電圧Ｖｃ１）を変換動作により制御電圧Ｖｃ２に変換するように構成されている。制御部６１は、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、及び第三の期間Ｔ３に区分する。制御部６１は、第一の期間Ｔ１では、双方向スイッチ２を非導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。制御部６１は、第二の期間Ｔ２では、双方向スイッチ２を導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。制御部６１は、第三の期間Ｔ３では、双方向スイッチ２を非導通状態にし、ドロッパ電源５１に生成動作を行わせる。除外期間Ｔ０は、第三の期間Ｔ３に設定される。この構成によれば、正位相制御方式の負荷制御装置１であっても、より多くの種類の負荷７に対応可能になる、という利点がある。

第８の態様に係る負荷制御装置１は、第１～４のいずれかの態様において、ドロッパ電源５１と、制御部６１と、を更に備えることが好ましい。ドロッパ電源５１は、電気エネルギを蓄積する容量性素子Ｃ１を有し、双方向スイッチ２と電気的に並列に接続され、交流電源８からの供給電力により電気エネルギを生成する生成動作を行う。制御部６１は、双方向スイッチ２及びドロッパ電源５１を制御する。スイッチング電源５２は、容量性素子Ｃ１の両端電圧（駆動電圧Ｖｃ１）を変換動作により制御電圧Ｖｃ２に変換するように構成されている。制御部６１は、位相検出部３で検出された位相に基づき、交流電圧Ｖａｃの連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間Ｔ１、第二の期間Ｔ２、及び第三の期間Ｔ３に区分する。制御部６１は、第一の期間Ｔ１では、双方向スイッチ２を非導通状態にし、ドロッパ電源５１に生成動作を行わせる。制御部６１は、第二の期間Ｔ２では、双方向スイッチ２を非導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。制御部６１は、第三の期間Ｔ３では、双方向スイッチ２を導通状態にし、ドロッパ電源５１の生成動作を停止する。除外期間Ｔ０は、第一の期間Ｔ１に設定される。この構成によれば、正位相制御方式の負荷制御装置１であっても、より多くの種類の負荷７に対応可能になる、という利点がある。

１負荷制御装置
２双方向スイッチ
３位相検出部
７負荷
８交流電源
５１ドロッパ電源
５２スイッチング電源
５３検出部
６１制御部
６２停止部
６３切替部
Ｃ１容量性素子
Ｔ０除外期間
Ｔ１第一の期間
Ｔ２第二の期間
Ｔ３第三の期間
Ｔ４第四の期間
Ｖａｃ交流電圧
Ｖｃ１駆動電圧（直流電圧）
Ｖｃ２制御電圧
Ｖｔｈ１閾値

Claims

交流電源に対して負荷と電気的に直列に接続され、前記負荷に供給する交流電圧を位相制御する双方向スイッチと、
前記交流電圧の位相を検出する位相検出部と、
前記双方向スイッチと電気的に並列に接続され、前記交流電源からの供給電力により生成された直流電圧を制御電圧に変換する変換動作を行う電源部と、
前記位相検出部が前記位相を検出する検出タイミングを含む除外期間に、前記電源部を前記交流電源から電気的に切り離す停止部と、
を備える負荷制御装置。
前記停止部の機能の有効／無効を切り替える切替部を更に備える
請求項１に記載の負荷制御装置。
前記除外期間の長さは固定長である
請求項１又は２に記載の負荷制御装置。
前記停止部は、前記交流電圧の連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期における前記検出タイミングの位置を探索する探索処理を行い、前記探索処理の結果に基づいて、前記半周期における前記除外期間の位置を決定するように構成されている
請求項１～３のいずれか１項に記載の負荷制御装置。
電気エネルギを蓄積する容量性素子を有し、前記双方向スイッチと電気的に並列に接続され、前記交流電源からの供給電力により前記電気エネルギを生成する生成動作を行うドロッパ電源と、
前記双方向スイッチ及び前記ドロッパ電源を制御する制御部と、を更に備え、
前記電源部は、前記容量性素子の両端電圧を前記変換動作により前記制御電圧に変換するように構成されており、
前記制御部は、
前記位相検出部で検出された位相に基づき、前記交流電圧の連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間、第二の期間、第三の期間、及び第四の期間に区分して、
前記第一の期間及び前記第四の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源に前記生成動作を行わせ、
前記第二の期間では、前記双方向スイッチを導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止し、
前記第三の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止するように構成されており、
前記除外期間は、前記第一の期間と前記第四の期間との少なくとも一方に設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の負荷制御装置。
電気エネルギを蓄積する容量性素子を有し、前記双方向スイッチと電気的に並列に接続され、前記交流電源からの供給電力により前記電気エネルギを生成する生成動作を行うドロッパ電源と、
前記双方向スイッチ及び前記ドロッパ電源を制御する制御部と、を更に備え、
前記電源部は、前記容量性素子の両端電圧を前記変換動作により前記制御電圧に変換するように構成されており、
前記制御部は、
前記位相検出部で検出された位相に基づき、前記交流電圧の連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間、第二の期間、及び第三の期間に区分して、
前記第一の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源に前記生成動作を行わせ、
前記第二の期間では、前記双方向スイッチを導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止し、
前記第三の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止するように構成されており、
前記除外期間は、前記第一の期間に設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の負荷制御装置。
電気エネルギを蓄積する容量性素子を有し、前記双方向スイッチと電気的に並列に接続され、前記交流電源からの供給電力により前記電気エネルギを生成する生成動作を行うドロッパ電源と、
前記双方向スイッチ及び前記ドロッパ電源を制御する制御部と、を更に備え、
前記電源部は、前記容量性素子の両端電圧を前記変換動作により前記制御電圧に変換するように構成されており、
前記制御部は、
前記位相検出部で検出された位相に基づき、前記交流電圧の連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間、第二の期間、及び第三の期間に区分して、
前記第一の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止し、
前記第二の期間では、前記双方向スイッチを導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止し、
前記第三の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源に前記生成動作を行わせるように構成されており、
前記除外期間は、前記第三の期間に設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の負荷制御装置。
電気エネルギを蓄積する容量性素子を有し、前記双方向スイッチと電気的に並列に接続され、前記交流電源からの供給電力により前記電気エネルギを生成する生成動作を行うドロッパ電源と、
前記双方向スイッチ及び前記ドロッパ電源を制御する制御部と、を更に備え、
前記電源部は、前記容量性素子の両端電圧を前記変換動作により前記制御電圧に変換するように構成されており、
前記制御部は、
前記位相検出部で検出された位相に基づき、前記交流電圧の連続する２回のゼロクロス点間の期間からなる半周期を第一の期間、第二の期間、及び第三の期間に区分して、
前記第一の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源に前記生成動作を行わせ、
前記第二の期間では、前記双方向スイッチを非導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止し、
前記第三の期間では、前記双方向スイッチを導通状態にし、前記ドロッパ電源の前記生成動作を停止するように構成されており、
前記除外期間は、前記第一の期間に設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の負荷制御装置。