WO2010001442A1 - 照明制御装置 - Google Patents

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WO2010001442A1
WO2010001442A1 PCT/JP2008/001774 JP2008001774W WO2010001442A1 WO 2010001442 A1 WO2010001442 A1 WO 2010001442A1 JP 2008001774 W JP2008001774 W JP 2008001774W WO 2010001442 A1 WO2010001442 A1 WO 2010001442A1
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lamp
adjustment
current
illumination
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PCT/JP2008/001774
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志賀雅人
北原忠幸
神子諭
小島直人
福田志郎
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株式会社MERSTech
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    • H05B39/04—Controlling
    • H05B39/041—Controlling the light-intensity of the source
    • H—ELECTRICITY
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    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/72—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Definitions

  • the present invention relates to a lighting control device.
  • Patent Document 1 discloses a full-bridge MERS.
  • MERS an element capable of forward control, such as a transistor having a power MOSFET or a diode connected in antiparallel, is used as an element having no reverse blocking capability.
  • the MERS is configured by connecting a bridge circuit composed of four semiconductor elements and a capacitor that absorbs and releases magnetic energy to the positive electrode and the negative electrode of the bridge circuit. And MERS can flow an electric current in either direction by controlling the gate phase of these four semiconductor elements.
  • MERS multi semiconductor elements located on a diagonal line among four semiconductor elements connected in a bridge form a pair, and the ON / OFF switching operation of the two pairs is performed in synchronization with the frequency of the power source. When one pair is on, the other pair is turned off. In addition, the capacitor repeatedly charges and discharges magnetic energy in accordance with the ON / OFF switching timing.
  • MERS controls the magnitude of the output voltage and the current phase of MERS by controlling the gate phase of two pairs of two semiconductor elements located on the diagonal line among the four semiconductor elements. It can be arbitrarily controlled, and thereby a desired power factor can be obtained.
  • Japanese Patent No. 3634982 Japanese Patent No. 3634982
  • the power factor of the power supply decreases because the phase of the current is delayed with respect to the phase of the power supply voltage due to the internal reactance.
  • the power factor is low, a part of the power supplied from the power transmission side is directly returned from the load side to the power transmission side. That is, a part of the electric power becomes reactive electric power that simply goes back and forth between the power transmission side and the load side through the transmission line.
  • power loss occurs when passing through the transmission line.
  • the voltage supplied to the load may be adjusted to advance the phase of the current flowing through the load.
  • the load is an illuminating lamp
  • the phase of the current cannot be simply adjusted for the purpose of improving the power factor of the power source.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique capable of improving the power factor of a power source to which a plurality of illuminating lamps are connected and performing dimming of the illuminating lamps. .
  • an aspect of the present invention is a lighting control device, and the lighting control device includes one or a plurality of lighting lamps having an inductive load or connected to the inductive load.
  • a first adjustment switch that is connected between the first system and the power supply and adjusts the magnitude of the voltage and the phase of the current output from the power supply to the first system illumination lamp, and the illumination lamp or inductive load having an inductive load
  • a second unit that is connected between a power source and a second system including one or a plurality of illuminating lamps connected to a load, and that adjusts the magnitude of the voltage and the phase of the current output from the power source to the second system illuminating lamp.
  • An adjustment switch a first adjustment unit that controls the first adjustment switch, a second adjustment unit that controls the second adjustment switch, and current phase adjustment and dimming for the first adjustment unit and the second adjustment unit
  • a power factor adjustment instruction unit for instructing The adjustment instructing unit advances the phase of the current flowing through the first system illumination lamp with respect to the phase of the power supply voltage, delays the phase of the current flowing through the second system illumination lamp with respect to the phase of the power supply voltage, And adjusting the voltage output to the first system illumination lamp and the second system illumination lamp to adjust the brightness of the first system illumination lamp and the second system illumination lamp.
  • the first adjustment unit and the second adjustment unit are instructed.
  • the present invention it is possible to improve the power factor of a power source to which a plurality of illumination lamps are connected, and to perform dimming of the illumination lamps.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining MERS switching control by the control unit.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining switching control of MERS by the control unit.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining MERS switching control by the control unit.
  • FIGS. 5A, 5 ⁇ / b> B, 5 ⁇ / b> C, and 5 ⁇ / b> D are diagrams for explaining operation results of the MERS embedded system.
  • FIG. It is a functional block diagram explaining schematic structure of a 1st adjustment part and a power factor adjustment instruction
  • MERS Magnetic energy regenerative switch
  • the illumination control apparatus is connected between a first system including one or a plurality of illumination lamps having an inductive load and an AC power supply, and is output from the AC power supply to the first system illumination lamp.
  • a first adjustment switch for adjusting the magnitude of the voltage and the phase of the current and a second system including one or a plurality of illuminating lamps having an inductive load and an AC power source, A second adjustment switch that adjusts the magnitude of the voltage output to the illuminating lamp and the phase of the current; a first adjustment unit that controls the first adjustment switch; a second adjustment unit that controls the second adjustment switch; A power factor adjustment instruction unit that instructs the adjustment unit and the second adjustment unit to adjust the current phase and to adjust the light.
  • the adjustment switch is, for example, a magnetic energy regenerative switch (MERS) (hereinafter referred to as MERS).
  • MERS magnetic energy regenerative switch
  • the power factor adjustment instruction unit advances the phase of the current flowing through the first system lighting lamp with respect to the phase of the power supply voltage, and delays the phase of the current flowing through the second system lighting lamp with respect to the phase of the power supply voltage.
  • the power factor of the AC power supply is adjusted, and the voltages output to the first system illumination lamp and the second system illumination lamp are adjusted to adjust the brightness of the first system illumination lamp and the second system illumination lamp.
  • MERS as an adjustment switch
  • a MERS embedded system in which MERS is connected in series between an AC voltage source and a dielectric load will be described as an example.
  • MERS can comprise an alternating current power supply device by incorporating it into an alternating voltage source, and can constitute a MERS built-in load by incorporating it into an inductive load.
  • FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the MERS embedded system 10.
  • the MERS embedded system 10 includes an AC voltage source 20 and an inductive load 50 having inductance.
  • MERS 30 is inserted between AC voltage source 20 and inductive load 50.
  • the MERS embedded system 10 includes a control unit 40 that controls switching of the MERS 30.
  • the MERS 30 is a magnetic energy regenerative switch that can control currents in both forward and reverse directions and can regenerate magnetic energy to the load side without loss.
  • the MERS 30 includes a bridge circuit composed of four reverse conducting semiconductor switches SW1, SW2, SW3, and SW4, and an energy storage capacitor 32 that absorbs magnetic energy of a current flowing through the circuit when the bridge circuit is switched off. Prepare.
  • a reverse conducting semiconductor switch SW1 and a reverse conducting semiconductor switch SW4 are connected in series, a reverse conducting semiconductor switch SW2 and a reverse conducting semiconductor switch SW3 are connected in series, and they are connected in parallel. Is formed.
  • the capacitor 32 is at a connection point between the DC terminal DC (P) at the connection point between the reverse conduction type semiconductor switch SW1 and the reverse conduction type semiconductor switch SW3, and between the reverse conduction type semiconductor switch SW2 and the reverse conduction type semiconductor switch SW4. It is connected to a direct current terminal DC (N). Further, there is an alternating current between the AC terminal at the connection point between the reverse conduction type semiconductor switch SW1 and the reverse conduction type semiconductor switch SW4 and the AC terminal at the connection point between the reverse conduction type semiconductor switch SW2 and the reverse conduction type semiconductor switch SW3.
  • the voltage source 20 and the inductive load 50 are connected in series.
  • a first pair of reverse conducting semiconductor switches SW1 and SW2 located on the diagonal line disposed in the MERS 30 and a second pair of reverse conducting semiconductor switches SW3 and SW4 also located on the diagonal line are connected to the power source. It is turned ON / OFF alternately in synchronization with the frequency. That is, when one pair is ON, the other pair is OFF. For example, when an OFF gate is given to the first pair and an ON gate is given to the second pair, the current conducted in the forward direction is changed to the reverse conduction type semiconductor switch SW3-capacitor 32- The capacitor flows through the path of the reverse conducting semiconductor switch SW4, whereby the capacitor 32 is charged. That is, the magnetic energy of the circuit is stored in the capacitor 32.
  • the magnetic energy of the circuit at the time of current interruption is accumulated in the capacitor until the voltage of the capacitor 32 rises and the current becomes zero, and the current interruption is completed when the voltage of the capacitor 32 rises until the capacitor current becomes zero.
  • the ON gate is already given to the second pair, the charge of the capacitor 32 is discharged to the inductive load 50 through the reverse conducting semiconductor switches SW3 and SW4 which are turned on and accumulated in the capacitor 32. Magnetic energy is regenerated to the inductive load 50.
  • a pulse voltage is applied to the inductive load 50.
  • the magnitude of the voltage depends on the capacitance of the capacitor 32 and the reverse conduction type semiconductor switches SW1 to SW4 and the inductive load 50 are resistant to each other. It can be within the allowable voltage range. Further, unlike the conventional series power factor correction capacitor, a direct current capacitor can be used for MERS30.
  • the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4 are made of power MOSFETs, for example, and have gates G1, G2, G3, and G4, respectively. Body diodes are connected in parallel to the channels of the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4.
  • a diode may be added in reverse parallel to the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4.
  • the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4 for example, an element such as an IGBT or a transistor having a diode connected in antiparallel can be used.
  • the control unit 40 controls switching of the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4 of the MERS 30. Specifically, a pair ON / OFF operation composed of reverse conducting semiconductor switches SW1, SW2 located on a diagonal line in the bridge circuit of MERS 30 and a pair ON / OFF operation composed of reverse conducting semiconductor switches SW3, SW4 are provided.
  • the control signal is transmitted to the gates G1 to G4 so that each of them is simultaneously performed every half cycle so that when one is ON, the other is OFF.
  • 2A, 2 ⁇ / b> B, 3 ⁇ / b> A, 3 ⁇ / b> B, 4 ⁇ / b> A, and 4 ⁇ / b> B are diagrams for explaining switching control of the MERS 30 by the control unit 40.
  • the control unit 40 turns on the reverse conducting semiconductor switches SW1 and SW2 in a state where the capacitor 32 has no charging voltage, as shown in FIG. 2A, the current is reverse conducting semiconductor switches SW3 and SW1. And a path passing through the reverse conduction type semiconductor switches SW2 and SW4, and enters a parallel conduction state.
  • the control unit 40 turns off the reverse conducting semiconductor switches SW1 and SW2 at a predetermined timing before the voltage of the AC voltage source 20 is inverted, for example, about 2 ms.
  • the current flows through a path passing through the reverse conducting semiconductor switch SW3-capacitor 32-reverse conducting semiconductor switch SW4.
  • the magnetic energy is absorbed (charged) in the capacitor 32.
  • the reverse conducting semiconductor switches SW3 and SW4 are turned on at the timing when the reverse conducting semiconductor switches SW1 and SW2 are turned off.
  • the current is cut off.
  • the reverse conducting semiconductor switches SW3 and SW4 are already ON, and the capacitor 32 has a charging voltage, so that the current is reverse conducting as shown in FIG. It flows through a path passing through the type semiconductor switch SW4-capacitor 32-reverse conducting type semiconductor switch SW3. Then, the magnetic energy accumulated in the capacitor 32 is released (discharged).
  • the control unit 40 turns off the reverse conducting semiconductor switches SW3 and SW4.
  • the current flows through a path passing through the reverse conducting semiconductor switch SW1-capacitor 32-reverse conducting semiconductor switch SW2.
  • the reverse conducting semiconductor switches SW1 and SW2 are turned on at the timing when the reverse conducting semiconductor switches SW3 and SW4 are turned off.
  • the current is cut off, and when the voltage of the AC voltage source 20 is inverted, the reverse conducting semiconductor switches SW1 and SW2 are already ON, and the capacitor 32 has a charging voltage. As shown in b), the current flows through a path through the reverse conducting semiconductor switch SW2-capacitor 32-reverse conducting semiconductor switch SW1. Then, the magnetic energy accumulated in the capacitor 32 is discharged. When the discharge from the capacitor 32 is completed, the parallel conduction state shown in FIG. Thus, the MERS 30 can flow a current in both directions by alternately bringing two pairs of opposing conductive semiconductor switches facing each other into a conductive state.
  • FIGS. 5A, 5 ⁇ / b> B, 5 ⁇ / b> C, and 5 ⁇ / b> D are diagrams for explaining operation results of the MERS embedded system 10.
  • 5A shows the waveforms of the power supply voltage and current when the MERS 30 is not incorporated
  • FIG. 5B shows the waveforms of the power supply voltage, current, and load voltage when the MERS 30 is incorporated.
  • FIG. 5C shows the waveform of the capacitor voltage and the current flowing through the reverse conducting semiconductor switch SW1
  • FIG. 5D shows the timing when the reverse conducting semiconductor switch SW1 is turned on.
  • the power factor of the AC voltage source 20 is smaller than 1.
  • the phase of the current can be advanced as shown in FIG.
  • the power factor can be 1.
  • the MERS 30 stores the magnetic energy of the inductive load 50 in the capacitor 32 by adjusting the gate phase of the two pairs on the diagonal line of the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4, and advances the phase of the current.
  • the power factor of the AC voltage source 20 can be made 1.
  • the MERS 30 can not only advance the phase of the current but also can arbitrarily control the phase of the current, whereby the power factor can be arbitrarily adjusted.
  • the load voltage can be increased or decreased steplessly.
  • the capacitor voltage is 0 at the timing when the reverse conducting semiconductor switch SW1 is turned on, and the current flowing through the reverse conducting semiconductor switch SW1 is parallel. This is a current that flows through the diode of the reverse conducting semiconductor switch SW1 when conducting.
  • the capacitor voltage is 0 even when the reverse conducting semiconductor switch SW1 is turned off. That is, switching is performed at 0 voltage and 0 current, and therefore loss due to switching can be eliminated. Since the other three reverse conducting semiconductor switches SW2 to SW4 are switched in synchronization with the reverse conducting semiconductor switch SW1, the same result is obtained.
  • the charging / discharging cycle of the capacitor 32 is a half cycle of the resonance cycle of the inductive load 50 and the capacitor 32.
  • the MERS 30 always has zero voltage 0. Current switching, that is, soft switching is possible.
  • the capacitor 32 used in the MERS 30 is only for storing the magnetic energy of the inductance in the circuit. For this reason, the capacitor capacity can be significantly reduced as compared with the voltage source capacitor of the conventional voltage type inverter.
  • the capacitor capacity is selected so that the resonance period with the load is shorter than the switching frequency.
  • each MERS 30 can be given a unique ID number, and this can be used to control each MERS 30 by receiving an external control signal.
  • the MERS 30 can be wirelessly controlled by sending a control signal wirelessly using a communication line such as the Internet.
  • the MERS 30 has a configuration including a bridge circuit formed by four reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4 and a capacitor 32 connected between the DC terminals of the bridge circuit. May have the following configuration.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams showing another aspect of the MERS 30.
  • FIG. The MERS 30 shown in FIG. 6 has two reverse-conducting semiconductor switches, two diodes and two full-conducting MERS 30 composed of the four reverse-conducting semiconductor switches SW1 to SW4 and one capacitor 32 described above. It is a vertical half-bridge type composed of two capacitors.
  • the vertical half-bridge structure MERS 30 is provided in parallel with two reverse conducting semiconductor switches SW5 and SW6 connected in series, and the two reverse conducting semiconductor switches SW5 and SW6. It includes two capacitors 33 and 34 connected in series, and two diodes D1 and D2 connected in parallel with the two capacitors 33 and 34, respectively.
  • the MERS 30 shown in FIG. 7 is a horizontal half-bridge type.
  • the horizontal half-bridge MERS is composed of two reverse conducting semiconductor switches and two capacitors. More specifically, the horizontal half-bridge structure MERS 30 includes a reverse conducting semiconductor switch SW7 and a capacitor 35 provided in series on the first path, and a second path parallel to the first path. Includes a reverse conducting semiconductor switch SW8 and a capacitor 36, and wirings connected in parallel to the first and second paths.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of the illumination control apparatus according to the first embodiment.
  • the illumination control apparatus 100 of the present embodiment includes a first MERS 30a between the illumination lamps 60a to 60c and the AC voltage source 20, and between the illumination lamps 60d to 60f and the AC voltage source 20.
  • the second MERS 30b is provided.
  • the illuminating lamp 60 is an illuminating lamp having an inductive load or an illuminating lamp connected to the inductive load.
  • Examples of the illumination lamp having an inductive load include a discharge lamp.
  • the discharge lamp is, for example, a fluorescent lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, or a neon lamp.
  • examples of the illuminating lamp connected to the inductive load include an incandescent lamp that does not have an inductive load, and a lamp connected to a light source such as an LED.
  • the illumination lamp 60 a discharge lamp is used as the illumination lamp 60 will be described as an example.
  • the number of the illumination lamps 60 is not specifically limited, The at least 1 illumination lamp 60 should just be connected with respect to each of 1st MERS30a and 2nd MERS30b.
  • the illumination control device 100 includes a first adjustment unit 70a for controlling the gate phase angle of the first MERS 30a to adjust the magnitude of the output voltage and the current phase of the first MERS 30a. Moreover, the illumination control apparatus 100 is provided with the 2nd adjustment part 70b for controlling the gate phase angle of 2nd MERS30b, and adjusting the magnitude
  • a second phase detector 90b for detecting the phase of the current flowing through the illuminating lamps 60d to 60f.
  • the first phase detector 90 a and the second phase detector 90 b detect the phase of the current with respect to the phase of the voltage of the AC voltage source 20.
  • the illumination control device 100 includes a first illuminance sensor 110a that detects the illuminance of the irradiation range of the illumination lamps 60a to 60c as first brightness detection means for detecting the brightness of the illumination lamps 60a to 60c.
  • the illumination control apparatus 100 includes a second illuminance sensor 110b that detects the illuminance in the irradiation range of the illumination lamps 60d to 60f as the second brightness detection means for detecting the brightness of the illumination lamps 60d to 60f.
  • the number of the first illuminance sensors 110a and the second illuminance sensors 110b is not particularly limited, and there may be one or more for each system.
  • the first system including the illumination lamps 60a to 60c and the second system including the illumination lamps 60d to 60f are connected in parallel to the AC voltage source 20 that is the same AC power source. Yes.
  • FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of the first adjustment unit 70a, the second adjustment unit 70b, and the power factor adjustment instruction unit 80.
  • the first adjustment unit 70a transmits a control signal to the gates G1 to G4 of the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4, adjusts the magnitude of the output voltage of the first MERS 30a, and simultaneously controls the current.
  • the 1st control part 40a which adjusts a phase is provided.
  • the first adjustment unit 70a includes a first instruction acquisition unit 72a that receives an instruction signal from an instruction unit 86 (to be described later) of the power factor adjustment instruction unit 80 and transmits the instruction signal to the first control unit 40a.
  • the second adjustment unit 70b transmits a control signal to the gates G1 to G4 of the reverse conducting semiconductor switches SW1 to SW4 to adjust the magnitude of the output voltage of the second MERS 30b and simultaneously adjust the phase of the current. 2 control part 40b is provided.
  • the second adjustment unit 70b includes a second instruction acquisition unit 72b that receives an instruction signal from an instruction unit 86 (to be described later) of the power factor adjustment instruction unit 80 and transmits the instruction signal to the second control unit 40b.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 acquires the phase information of the current from the first phase detection unit 90a, acquires the phase information of the current from the second phase detection unit 90b, and the current flowing through the illumination lamp 60 of each system
  • a phase comparison unit 82 that compares phases and transmits the comparison result to the instruction unit 86 is provided. Further, the power factor adjustment instruction unit 80 acquires the detection result of the first illuminance sensor 110a and the detection result of the second illuminance sensor 110b, monitors the luminance of the illumination light 60 of each system, and displays the monitoring result as the instruction unit 86.
  • a luminance monitoring unit 84 is provided.
  • the luminance monitoring unit 84 holds a luminance / illuminance correspondence table in which the luminance of the illumination lamp 60 is associated with the illuminance of the light irradiation region.
  • the luminance monitoring unit 84 includes a parameter holding unit (not shown) and holds a predetermined luminance value of the illuminating lamp.
  • the “required luminance value” is a value having a predetermined width including a lower limit value and an upper limit value of luminance required in the area where the illumination lamp 60 is installed, and the illumination lamp 60 is installed. This value is appropriately set according to the location, and this value can be obtained experimentally. By providing an upper limit for the required luminance value, excessive increase in the luminance of the illuminating lamp 60 can be prevented, and wasteful power consumption can be reduced.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 adjusts the current phase to the first adjustment unit 70a and the second adjustment unit 70b based on the information received from the phase comparison unit 82 or based on the information received from the luminance monitoring unit 84.
  • an instruction unit 86 for instructing dimming is included in the power factor adjustment instruction unit 80.
  • the power factor adjustment instructing unit 80 sets the phase of the current flowing through the first system as a leading phase with respect to the phase of the power supply voltage, and the luminance of the illumination lamps 60a to 60c included in the first system is the required luminance.
  • the first adjustment unit 70a is instructed to adjust the first MERS 30a so as to satisfy the value.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 acquires the phase information of the current flowing through the illumination lamps 60a to 60c from the first phase detection unit 90a, and sets the power factor of the AC voltage source 20 to 1 or close to 1.
  • the second adjustment unit 70b is instructed to set the phase of the current flowing through the second system to a phase lag with respect to the phase of the power supply voltage.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 receives the illuminance value of the irradiation range of the illumination lights 60d to 60f of the second system from the second illuminance sensor 110b, refers to the luminance illuminance correspondence table, and illuminates the illuminance value.
  • the luminance values of the lamps 60d to 60f are converted.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 increases the luminance of the illumination lamps 60d to 60f to obtain the necessary luminance value. 2
  • the controller 70b is instructed.
  • the second adjustment unit 70b increases the magnitude of the output voltage of the second MERS 30b so that the luminance of the illumination lamps 60d to 60f increases. Changes in the forward direction. Therefore, the power factor of the AC voltage source 20 is lowered.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 acquires the phase information of the current flowing through the illuminating lamps 60d to 60f from the second phase detection unit 90b, and sets the power factor of the AC voltage source 20 to 1 or so that the power factor of the AC voltage source 20 becomes 1. Adjust the phase of the current flowing through the grid in the delay direction. When the luminance values of the illuminating lamps 60a to 60f are larger than the upper limit of the required luminance value, the luminance of the illuminating lamps 60d to 60f is lowered, and thereby the phase of the current of the second system changes in the delay direction. The current phase is adjusted in the advance direction. In this way, the lighting control device 100 can improve the power factor of the AC voltage source 20, preferably close to 1, and more preferably 1. At the same time, the illumination control apparatus 100 can adjust the luminance of the first system illumination lamps 60a to 60c and the second system illumination lamps 60d to 60f to the required luminance value.
  • the first and second luminance detection means may be a voltmeter that detects a voltage output to the illumination lamp 60, for example.
  • a required voltage value corresponding to the required luminance value is held in the parameter holding unit, and the voltages output to the first system and the second system are detected by the first voltmeter and the second voltmeter, respectively.
  • the brightness of the illuminating lamp 60 may be adjusted in the range of the upper limit voltage value and the lower limit voltage value.
  • the illumination control device 100 performs the following control periodically, for example, in the lighting state of each illumination lamp 60. That is, the power factor adjustment instruction unit 80 acquires phase information of the current flowing through the illumination lamps 60a to 60c from the first phase detection unit 90a. Similarly, phase information of the current flowing through the illumination lamps 60d to 60f is acquired from the second phase detector 90b. Then, the phase comparison unit 82 compares the phases of the currents flowing through the illumination lamps 60a to 60c and the illumination lamps 60d to 60f, and transmits the comparison result to the instruction unit 86.
  • the instruction unit 86 instructs the first adjustment unit 70a to advance the phase of the current flowing through the first system lamps 60a to 60c with respect to the phase of the power supply voltage, for example.
  • the instruction unit 86 instructs the second adjustment unit 70b to delay the phase of the current flowing through the second system illumination lamps 60d to 60f with respect to the phase of the power supply voltage.
  • the amount of advance of the phase of the current flowing through the first system connected to the AC voltage source 20 and the amount of delay of the phase of the current flowing through the second system connected to the same AC voltage source 20 are made equal. Thereby, the power factor in the alternating voltage source 20 can be improved, preferably close to 1, and more preferably 1.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 determines the power of the AC voltage source 20 when the luminance of the illumination lights 60a to 60f derived from the detection results of the first illuminance sensor 110a and the second illuminance sensor 110b exceeds a predetermined value.
  • the rate may not be in the vicinity of 1, and adjustment may be performed so that the luminance of the illumination lamp 60 is a predetermined value or less.
  • the power factor of the AC voltage source 20 can be improved by setting the phase of the current of the first system and the phase of the current of the second system in opposite phases.
  • the illumination lamp 60 has its electrodes deteriorated due to aging, etc., and it becomes difficult for current to flow, resulting in a decrease in luminance. Therefore, the luminance monitor 84 of the power factor adjustment instruction unit 80 receives the illuminance value of the irradiation range of the first system illumination lamps 60a to 60c from the first illuminance sensor 110a, and the second system illumination lamps 60d to 60f. Is received from the second illuminance sensor 110b. Then, the luminance values of the respective illumination lamps 60a to 60f are derived from the respective illuminance values, and are compared with the necessary luminance values of the illumination lamps held in the parameter holding unit.
  • the luminance monitoring unit 84 transmits a signal to the instruction unit 86 so as to instruct the second adjustment unit 70b to increase the luminance.
  • the instruction unit 86 receives an instruction from the luminance monitoring unit 84, the instruction unit 86 transmits an instruction to the second adjustment unit 70b to increase the luminance of the illumination lamps 60d to 60f.
  • the second adjustment unit 70b controls the gate phase angle of the second MERS 30b to increase the luminance of the illumination lamps 60d to 60f, and increases the magnitude of the output voltage of the second MERS 30b. .
  • luminance of each illumination lamp 60 increases.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 compares the phase of the currents of the first system and the second system in the phase comparison unit 82, and adjusts the current of the first system according to the amount of change in the phase of the current of the second system.
  • the first adjustment unit 70a is instructed to change the phase.
  • the lighting control device 100 may have the following configuration. That is, a unique address is set so that the first MERS 30a and the second MERS 30b can be individually accessed. Then, the power factor adjustment instruction unit 80 instructs the first adjustment unit 70a and the second adjustment unit 70b to adjust the current phase and perform dimming by wired or wireless communication via a network such as the Internet or a local area network (LAN). It is the structure to do.
  • a unique address is set so that the first MERS 30a and the second MERS 30b can be individually accessed.
  • the power factor adjustment instruction unit 80 instructs the first adjustment unit 70a and the second adjustment unit 70b to adjust the current phase and perform dimming by wired or wireless communication via a network such as the Internet or a local area network (LAN). It is the structure to do.
  • the AC voltage source 20 includes a first system including the illumination lamps 60a to 60c and a second system including the illumination lamps 60d to 60f. Is connected.
  • the first MERS 30a and the second MERS 30b are connected to each system, and the power factor adjustment instruction unit 80 advances the phase of the current flowing through the first system with respect to the phase of the power supply voltage, for example, the current of the second system Control is made so that the phase is delayed by the same amount as the advance amount of the phase of the current of the first system.
  • the power factor in the AC voltage source 20 to which the first system and the second system are connected can be adjusted.
  • the power factor in the AC voltage source 20 is improved and transmission loss is reduced. it can.
  • the lighting lamp 60 is dimmed while improving the power factor of the AC voltage source 20 by adjusting the phase of the current of each system within a range where the luminance of each lighting lamp 60 satisfies the required luminance. Can do.
  • the phase advance capacitor is large in size and expensive.
  • the MERS 30 is simply incorporated between the illumination lamp 60 and the AC voltage source 20. And since the structure of MERS30 is simple, a size is small, and a price is cheap, while being able to provide the illumination control apparatus 100 easily, the introduction cost can be suppressed very low.
  • the lighting control device 100 of the present embodiment can be applied in units of a distribution system, a power receiving panel, and a distribution panel, and is one system of a plurality of illumination lamps 60 connected to the same distribution system, the receiving panel, or the distribution panel.
  • the power factor can be made close to 1 or near 1 in the distribution system, the receiving panel, or the distribution panel.
  • the illumination control device 100 can be applied to existing illumination lights such as an expressway, an automobile exclusive road, or a general road.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art.
  • the embodiment to which such a modification is added is also the present embodiment. It can be included in the scope of the invention.
  • the first MERS 30a and the second MERS 30b are provided in the first system and the second system, respectively, but the MERS 30 may be provided only in the first system, for example.
  • the phase of the current flowing through the second system is delayed due to the electrical reactance component in the illuminating lamp 60, the phase of the current flowing through the first system is advanced by an amount corresponding to this delay amount.
  • the power factor in the AC voltage source 20 can be improved, preferably close to 1, and more preferably 1.
  • the first system and the second system are connected to the AC voltage source 20, but the number of systems is not particularly limited, and a larger number of systems are connected to the AC voltage source 20. May be. In that case, the phases of the currents of the plurality of systems are adjusted to control the power factor of the AC voltage source 20 to be improved.
  • the present invention can be used for lighting equipment.

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Abstract

　照明制御装置１００は、照明灯６０ａ～６０ｃを含む第１系統に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第１ＭＥＲＳ３０ａと、照明灯６０ｄ～６０ｆを含む第２系統に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第２ＭＥＲＳ３０ｂと、第１ＭＥＲＳ３０ａおよび第２ＭＥＲＳ３０ｂを制御する第１調整部７０ａおよび第２調整部７０ｂと、電流位相の調整および調光を指示する力率調整指示部８０とを備える。力率調整指示部８０は、照明灯６０ａ～６０ｃに流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して進ませ、照明灯６０ｄ～６０ｆに流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して遅らせて、交流電圧源２０の力率を調整するとともに、照明灯６０ａ～６０ｆに出力される電圧を調整して照明灯６０ａ～６０ｆの輝度を調整する。

Description

照明制御装置
　本発明は、照明制御装置に関するものである。
　逆阻止能力を持たない、逆導通型の４つの素子を用いて順逆両方向の電流をゲート制御のみでＯＮ／ＯＦＦ可能であり、かつ電流を遮断した際の電流の持つ磁気エネルギーをコンデンサに蓄積し、ＯＮゲートが与えられた素子を通して負荷側に放出することで磁気エネルギーをロスなく回生できるスイッチが提案されている（特許文献１参照）。このスイッチは、電流順逆両方向制御が可能なロスの少ない磁気エネルギー回生スイッチであり、ＭＥＲＳ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｓｗｉｔｃｈ：磁気エネルギー回生スイッチ)と呼ばれている。特許文献１では、フルブリッジ型のＭＥＲＳを開示している。
　ＭＥＲＳには、逆阻止能力を持たない素子として、たとえばパワーＭＯＳＦＥＴやダイオードを逆並列接続したトランジスタなどの順方向制御が可能な素子が用いられている。ＭＥＲＳは、この半導体素子４つで構成されるブリッジ回路と、ブリッジ回路の正極、負極に磁気エネルギーを吸収、放出するコンデンサを接続して構成される。そして、ＭＥＲＳは、これら４つの半導体素子のゲート位相を制御することで、電流をどちらの方向にも流すことが可能となっている。
　また、ＭＥＲＳは、ブリッジ接続された４つの半導体素子のうち、対角線上に位置する２つの半導体素子がペアとなり、２つのペアのＯＮ／ＯＦＦの切換動作を電源の周波数に同期して行い、一方のペアがＯＮの時は他方のペアがＯＦＦとなるように動作する。また、このＯＮ／ＯＦＦの切換タイミングに合わせて、コンデンサは磁気エネルギーの充放電を繰り返す。
　そして、一方のペアにＯＦＦゲートが与えられ、他方のペアにＯＮゲートが与えられると、順方向に導通していた電流は他方のペアの第１のダイオード－コンデンサ－他方のペアの第２のダイオードという経路で流れ、これによりコンデンサを充電する。すなわち、回路の磁気エネルギーがコンデンサに蓄積される。電流遮断時の回路の磁気エネルギーは、コンデンサの電圧が上昇して電流がゼロになるまでコンデンサに蓄積される。コンデンサ電流がゼロになるまでコンデンサの電圧が上昇すると、電流の遮断が完了する。この時点で他方のペアには既にＯＮゲートが与えられているため、ＯＮしている半導体素子を通してコンデンサの電荷が負荷側に放電され、コンデンサに蓄積された磁気エネルギーが負荷側に回生される。
　このように、ＭＥＲＳは、４つの半導体素子のうち対角線上に位置する２つの半導体素子からなるペア２つのＯＮ／ＯＦＦのゲート位相を制御することで、ＭＥＲＳの出力電圧の大きさと電流の位相を任意に制御することが可能であり、これにより所望の力率を得ることができる。
特許第３６３４９８２号公報
　ところで、電源に接続された負荷が誘導性負荷の場合、内部のリアクタンスによって電流の位相が電源電圧の位相に対して遅れるため、電源の力率は低下する。力率が低いと、送電側から供給された電力の一部は、そのまま負荷側から送電側に戻されることとなる。すなわち、一部の電力は送電側と負荷側との間を送電線を通して単に行き来するに過ぎない無効電力となってしまう。そして、通常、送電線を通して電力を供給した場合、送電線通る際に電力損失が生じる。
　近年、大気汚染や地球温暖化などの環境問題が特に深刻化してきており、環境問題への取り組みとして、消費エネルギー量の低減（省エネ）が盛んに図られるようになってきている。無駄な電力消費は地球温暖化や大気汚染の一因となるため、環境問題の解決を図る一策として、電力損失の低減が求められる。
　これに対し、電源の力率を改善すれば、同じ電力量を送電する際の無効電力量が低減するため、送電線に流れる電流が少なくなり、そのため送電損失が低減する。電源の力率を改善するためには、負荷に供給する電圧を調整して負荷に流れる電流の位相を進めてやればよい。しかしながら、負荷が照明灯である場合には、照明灯が必要輝度を維持できるように電力を供給する必要があり、また電源の力率の調整による供給電圧の上昇によってかえって無駄な電力消費が増大するおそれがある。そのため、負荷が照明灯の場合には、電源の力率改善を目的として、単純に電流の位相を調整することができない。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の照明灯が接続された電源の力率を改善するとともに、照明灯の調光を行うことができる技術の提供にある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様は照明制御装置であり、この照明制御装置は、誘導性負荷を有する照明灯または誘導性負荷に接続された照明灯を、一つまたは複数含む第１系統と電源との間に接続され、電源から第１系統の照明灯に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第１調整スイッチと、誘導性負荷を有する照明灯または誘導性負荷に接続された照明灯を、一つまたは複数含む第２系統と電源との間に接続され、電源から第２系統の照明灯に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第２調整スイッチと、第１調整スイッチを制御する第１調整部と、第２調整スイッチを制御する第２調整部と、第１調整部および第２調整部に対して電流位相の調整および調光を指示する力率調整指示部と、を備え、力率調整指示部は、第１系統の照明灯に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して進ませ、第２系統の照明灯に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して遅らせて、電源の力率を調整するとともに、第１系統の照明灯および第２系統の照明灯に出力される電圧を調整して第１系統の照明灯および第２系統の照明灯の輝度を調整するように、第１調整部と第２調整部に指示することを特徴とする。
　本発明によれば、複数の照明灯が接続された電源の力率を改善するとともに、照明灯の調光を行うことができる。
ＭＥＲＳ組み込みシステムの基本構成を示す図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、制御部によるＭＥＲＳのスイッチング制御を説明するための図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、制御部によるＭＥＲＳのスイッチング制御を説明するための図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、制御部によるＭＥＲＳのスイッチング制御を説明するための図である。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ＭＥＲＳ組み込みシステムの動作結果を説明するための図である。 ＭＥＲＳの他の態様を示す図である。 ＭＥＲＳの他の態様を示す図である。 実施形態１に係る照明制御装置の構成を示す概略図である。 第１調整部および力率調整指示部の概略構成を説明する機能ブロック図である。
符号の説明
　ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８　逆導通型半導体スイッチ、　Ｄ１、Ｄ２　ダイオード、　１０　ＭＥＲＳ組み込みシステム、　２０　交流電圧源、　３０　磁気エネルギー回生スイッチ（ＭＥＲＳ）、　３０ａ　第１ＭＥＲＳ、　３０ｂ　第２ＭＥＲＳ、　３２、３３、３４、３５、３６　コンデンサ、　４０　制御部、　４０ａ　第１制御部、　４０ｂ　第２制御部、５０　誘導性負荷、　６０、６０ａ～６０ｆ　照明灯、　７０ａ　第１調整部、　７０ｂ　第２調整部、　７２ａ　第１指示取得部、　７２ｂ　第２指示取得部、　８０　力率調整指示部、　８２　位相比較部、　８４　輝度監視部、　８６　指示部、　９０ａ　第１位相検出部、　９０ｂ　第２位相検出部、　１００　照明制御装置、　１１０ａ　第１照度センサ、　１１０ｂ　第２照度センサ。
　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
（実施形態１）
　本実施形態に係る照明制御装置は、誘導性負荷を有する一つあるいは複数の照明灯を含む第１系統と交流電源との間に接続され、交流電源から第１系統の照明灯に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第１調整スイッチと、誘導性負荷を有する一つあるいは複数の照明灯を含む第２系統と交流電源との間に接続され、交流電源から第２系統の照明灯に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第２調整スイッチと、第１調整スイッチを制御する第１調整部と、第２調整スイッチを制御する第２調整部と、第１調整部および第２調整部に対して電流位相の調整および調光を指示する力率調整指示部と、を備える。調整スイッチは、たとえば磁気エネルギー回生スイッチ(Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｓｗｉｔｃｈ：ＭＥＲＳ)（以下、ＭＥＲＳと称する）である。
　力率調整指示部は、第１系統の照明灯に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して進ませ、第２系統の照明灯に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して遅らせて、交流電源の力率を調整するとともに、第１系統の照明灯および第２系統の照明灯に出力される電圧を調整して第１系統の照明灯および第２系統の照明灯の輝度を調整するように、第１調整部と第２調整部に指示する
　まず、調整スイッチとしてのＭＥＲＳの構成および動作を説明する。本実施形態では、ＭＥＲＳを交流電圧源と誘電性負荷との間に直列に接続したＭＥＲＳ組み込みシステムを例に説明する。なお、ＭＥＲＳは交流電圧源に組み込むことで交流電源装置を構成することができ、また誘導性負荷に組み込むことでＭＥＲＳ組み込み負荷を構成することができる。
　図１は、ＭＥＲＳ組み込みシステム１０の基本構成を示す図である。
　図１において、ＭＥＲＳ組み込みシステム１０は、交流電圧源２０と、インダクタンスのある誘導性負荷５０を備える。交流電圧源２０と誘導性負荷５０との間には、ＭＥＲＳ３０が挿入されている。また、ＭＥＲＳ組み込みシステム１０は、ＭＥＲＳ３０のスイッチングを制御する制御部４０を備える。
　ＭＥＲＳ３０は、順逆両方向の電流を制御可能であり、磁気エネルギーをロスなく負荷側に回生できる磁気エネルギー回生スイッチである。ＭＥＲＳ３０は、４つの逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４にて構成されるブリッジ回路と、ブリッジ回路のスイッチ遮断時に回路に流れる電流の磁気エネルギーを吸収するエネルギー蓄積用のコンデンサ３２とを備える。
　ブリッジ回路は、逆導通型半導体スイッチＳＷ１と逆導通型半導体スイッチＳＷ４とが直列に接続され、逆導通型半導体スイッチＳＷ２と逆導通型半導体スイッチＳＷ３とが直列に接続され、それらが並列に接続されて形成されている。
　コンデンサ３２は、逆導通型半導体スイッチＳＷ１と逆導通型半導体スイッチＳＷ３との接続点にある直流端子ＤＣ（Ｐ）と、逆導通型半導体スイッチＳＷ２と逆導通型半導体スイッチＳＷ４との接続点にある直流端子ＤＣ（Ｎ）とに接続されている。また、逆導通型半導体スイッチＳＷ１と逆導通型半導体スイッチＳＷ４との接続点にある交流端子と、逆導通型半導体スイッチＳＷ２と逆導通型半導体スイッチＳＷ３との接続点にある交流端子とには交流電圧源２０と誘導性負荷５０とが直列接続されている。
　ＭＥＲＳ３０に配設された対角線上に位置する逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２からなる第１のペアと、同じく対角線上に位置する逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ４からなる第２のペアが、電源周波数に同期して交互にＯＮ／ＯＦＦされる。すなわち、片方のペアがＯＮのとき他方のペアはＯＦＦとなる。そして、たとえば第１のペアにＯＦＦゲートが与えられ、第２のペアにＯＮゲートが与えられると、順方向に導通していた電流が第２のペアの逆導通型半導体スイッチＳＷ３－コンデンサ３２－逆導通型半導体スイッチＳＷ４という経路で流れ、これによりコンデンサ３２が充電される。すなわち、回路の磁気エネルギーがコンデンサ３２に蓄積される。
　電流遮断時の回路の磁気エネルギーは、コンデンサ３２の電圧が上昇して電流がゼロになるまでコンデンサに蓄積され、コンデンサ電流がゼロになるまでコンデンサ３２の電圧が上昇すると、電流の遮断が完了する。この時点で第２のペアには既にＯＮゲートが与えられているため、ＯＮしている逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ４を通してコンデンサ３２の電荷が誘導性負荷５０に放電され、コンデンサ３２に蓄積された磁気エネルギーが誘導性負荷５０に回生される。
　電流のＯＮ／ＯＦＦ時、誘導性負荷５０にはパルス電圧が印加されるが、電圧の大きさはコンデンサ３２の静電容量に応じて逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４と誘導性負荷５０の耐電圧許容範囲内とすることができる。また、ＭＥＲＳ３０には、従来の直列力率改善コンデンサと異なり、直流のコンデンサを用いることができる。逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４は、たとえばパワーＭＯＳＦＥＴからなり、それぞれゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を有する。逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４のチャネルには、それぞれボディダイオードが並列接続されている。
　ＭＥＲＳ３０には、ボディダイオードに加えて、逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４と逆並列にダイオードを加えてもよい。なお、逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４としては、たとえばＩＧＢＴやダイオードを逆並列接続したトランジスタなどの素子を用いることもできる。
　制御部４０は、ＭＥＲＳ３０の逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４のスイッチングを制御する。具体的には、ＭＥＲＳ３０のブリッジ回路における対角線上に位置する逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２からなるペアのＯＮ／ＯＦＦ動作と、逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ４からなるペアのＯＮ／ＯＦＦ動作とを、一方がＯＮのとき他方がＯＦＦとなるように、半サイクル毎にそれぞれ同時に行うようゲートＧ１～Ｇ４に制御信号を送信する。
　続いて、制御部４０によるＭＥＲＳ３０のスイッチング制御について詳細に説明する。図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）は、制御部４０によるＭＥＲＳ３０のスイッチング制御を説明するための図である。
　まず、コンデンサ３２に充電電圧がない状態で、制御部４０が逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＮにした場合、図２（ａ）に示すように、電流は逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ１を通る経路と、逆導通型半導体スイッチＳＷ２、ＳＷ４を通る経路を流れ、並列導通状態となる。
　次に、交流電圧源２０の電圧が反転する前の所定のタイミング、たとえば約２ｍｓ前に、制御部４０は逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＦＦにする。これにより、図２（ｂ）に示すように、電流は逆導通型半導体スイッチＳＷ３－コンデンサ３２－逆導通型半導体スイッチＳＷ４を通る経路を流れる。その結果、コンデンサ３２に磁気エネルギーが吸収（充電）される。本実施形態では、逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＦＦにするタイミングで、逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ４をＯＮにしている。
　コンデンサ３２の充電が完了すると、すなわちコンデンサ３２の電圧が所定値以上となると、電流は遮断される。そして、交流電圧源２０の電圧が反転すると、逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ４は既にＯＮであり、またコンデンサ３２に充電電圧があるため、図３（ａ）に示すように、電流は逆導通型半導体スイッチＳＷ４－コンデンサ３２－逆導通型半導体スイッチＳＷ３を通る経路を流れる。そして、コンデンサ３２に蓄積した磁気エネルギーが放出（放電）される。
　次に、コンデンサ３２からの放電が終了すると、図３（ｂ）に示すように、電流は逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ３を通る経路と、逆導通型半導体スイッチＳＷ４、ＳＷ２を通る経路を流れ、並列導通状態となる。
　次に、交流電圧源２０の電圧が反転する前の所定のタイミングで、制御部４０は逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ４をＯＦＦにする。これにより、図４（ａ）に示すように、電流は逆導通型半導体スイッチＳＷ１－コンデンサ３２－逆導通型半導体スイッチＳＷ２を通る経路を流れる。その結果、コンデンサ３２に磁気エネルギーが吸収される。本実施形態では、逆導通型半導体スイッチＳＷ３、ＳＷ４をＯＦＦにするタイミングで、逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＮにしている。
　コンデンサ３２の充電が完了すると電流は遮断され、そして交流電圧源２０の電圧が反転すると、逆導通型半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２は既にＯＮであり、またコンデンサ３２に充電電圧があるため、図４(ｂ)に示すように、電流は逆導通型半導体スイッチＳＷ２－コンデンサ３２－逆導通型半導体スイッチＳＷ１を通る経路を流れる。そして、コンデンサ３２に蓄積した磁気エネルギーが放電される。コンデンサ３２からの放電が終了すると、図２（ａ）に示す並列導通状態となり、以後これを繰り返す。このように、ＭＥＲＳ３０は対向するペア２組の逆導通型半導体スイッチを交互に導通状態にすることにより、双方向に電流を流すことができる。
　このようなＭＥＲＳ３０のスイッチング制御により、次のような効果が得られる。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ＭＥＲＳ組み込みシステム１０の動作結果を説明するための図である。図５（ａ）は、ＭＥＲＳ３０が組み込まれていない場合の電源電圧と電流の波形を示し、図５（ｂ）は、ＭＥＲＳ３０が組み込まれた場合の電源電圧、電流、負荷電圧の波形を示している。また、図５（ｃ）はコンデンサ電圧と逆導通型半導体スイッチＳＷ１を流れる電流の波形を示し、図５（ｄ）は逆導通型半導体スイッチＳＷ１がＯＮになるタイミングを示している。
　図５（ａ）に示すように、ＭＥＲＳ３０が組み込まれていない場合、誘導性負荷５０の影響により、電流の位相が電源電圧の位相よりも遅れている。そのため交流電圧源２０の力率は１より小さい。一方、交流電圧源２０と誘導性負荷５０との間にＭＥＲＳ３０を直列に挿入した場合には、図５（ｂ）に示すように電流の位相を進ませることができるため、交流電圧源２０の力率を１とすることが可能である。
　すなわち、ＭＥＲＳ３０は、逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４の対角線上のペア２組のゲート位相を調整することで、誘導性負荷５０の磁気エネルギーをコンデンサ３２に蓄えて、電流の位相を進ませ、これにより交流電圧源２０の力率を１にすることが可能である。また、ＭＥＲＳ３０は、電流の位相を進ませるだけでなく、電流の位相を任意に制御することが可能であり、これにより任意に力率を調整することができる。さらに、誘導性負荷５０の磁気エネルギーをコンデンサ３２に貯え、蓄えた磁気エネルギーを誘導性負荷５０に回生することにより、負荷電圧を無段階に増減させることが可能である。
　また、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、逆導通型半導体スイッチＳＷ１がＯＮになるタイミングでは、コンデンサ電圧は０であり、逆導通型半導体スイッチＳＷ１を流れる電流は、並列導通時に逆導通型半導体スイッチＳＷ１のダイオードを流れる電流である。逆導通型半導体スイッチＳＷ１がＯＦＦになるタイミングにおいてもコンデンサ電圧は０である。すなわち、０電圧、０電流でスイッチングされており、そのためスイッチングによる損失を無くすことができる。他の３つの逆導通型半導体スイッチＳＷ２～ＳＷ４については、逆導通型半導体スイッチＳＷ１と同期してスイッチングしているため、同様の結果となる。
　コンデンサ３２の充放電周期は、誘導性負荷５０とコンデンサ３２との共振周期の半周期分であり、スイッチング周期が誘導性負荷５０とコンデンサ３２との共振周期より長い時には、ＭＥＲＳ３０は常に０電圧０電流スイッチング、すなわちソフトスイッチングが可能である。
　ＭＥＲＳ３０に用いられるコンデンサ３２は、従来の電圧型インバータと異なり、回路にあるインダクタンスの磁気エネルギーを蓄積するためだけのものである。そのため、コンデンサ容量を従来の電圧型インバータの電圧源コンデンサに比べて著しく小さくできる。コンデンサ容量は、負荷との共振周期がスイッチング周波数より短くなるように選定する。
　また、ＭＥＲＳ３０をゲートパルス発生装置として用いた場合、各ＭＥＲＳ３０に固有のＩＤナンバーを付与することができ、これを用いて外部からの制御信号を受信して各ＭＥＲＳ３０を制御することができる。たとえば、インターネットなどの通信回線を利用して無線で制御信号を送り、ＭＥＲＳ３０を無線制御できる。
　上述のＭＥＲＳ組み込みシステム１０では、ＭＥＲＳ３０は４つの逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４で形成されるブリッジ回路と、ブリッジ回路の直流端子間に接続されたコンデンサ３２とからなる構成であったが、ＭＥＲＳ３０は次のような構成であってもよい。
　図６および図７は、ＭＥＲＳ３０の他の態様を示す図である。　
　図６に示すＭＥＲＳ３０は、上述の４つの逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４と１つのコンデンサ３２とからなるフルブリッジ型のＭＥＲＳ３０に対して、２つの逆導通型半導体スイッチと２つのダイオード、および２つのコンデンサで構成される縦型のハーフブリッジ型となっている。
　より詳細には、この縦型ハーフブリッジ構造のＭＥＲＳ３０は、直列に接続された２つの逆導通型半導体スイッチＳＷ５、ＳＷ６と、この２つの逆導通型半導体スイッチＳＷ５、ＳＷ６と並列に設けられた、直列に接続された２つのコンデンサ３３、３４と、この２つのコンデンサ３３、３４それぞれと並列に接続された２つのダイオードＤ１、Ｄ２と、を含んでいる。
　図７に示すＭＥＲＳ３０は、横型のハーフブリッジ型である。横型のハーフブリッジ型ＭＥＲＳは、２つの逆導通型半導体スイッチと２つのコンデンサで構成されている。　
　より詳細には、この横型のハーフブリッジ構造ＭＥＲＳ３０は、第１の経路上に直列に設けられた逆導通型半導体スイッチＳＷ７およびコンデンサ３５と、第１の経路と並列な第２の経路上に直列に設けられた逆導通型半導体スイッチＳＷ８およびコンデンサ３６と、第１、第２の経路に対して並列に結線された配線と、を含んでいる。
　続いて、本実施形態に係る照明制御装置について説明する。　
　図８は、実施形態１に係る照明制御装置の構成を示す概略図である。
　図８に示すように、本実施形態の照明制御装置１００は、照明灯６０ａ～６０ｃと交流電圧源２０との間に第１ＭＥＲＳ３０ａを設け、照明灯６０ｄ～６０ｆと交流電圧源２０との間に第２ＭＥＲＳ３０ｂを設けた構成である。照明灯６０は、誘導性負荷を有する照明灯または誘導性負荷に接続された照明灯である。誘導性負荷を有する照明灯としては、たとえば放電灯などが挙げられる。放電灯は、たとえば蛍光灯、水銀灯、ナトリウム灯、またはネオン灯である。また、誘導性負荷に接続された照明灯としては、誘導性負荷を持たない白熱灯、ＬＥＤなどの光源にリアクトルを接続したものが挙げられる。本実施形態では、照明灯６０に放電灯を用いた場合を例に説明する。また、照明灯６０の数は特に限定されず、第１ＭＥＲＳ３０ａおよび第２ＭＥＲＳ３０ｂのそれぞれに対して少なくとも一つの照明灯６０が接続されていればよい。
　また、照明制御装置１００は、第１ＭＥＲＳ３０ａのゲート位相角を制御して第１ＭＥＲＳ３０ａの出力電圧の大きさと電流の位相を調整するための第１調整部７０ａを備える。また、照明制御装置１００は、第２ＭＥＲＳ３０ｂのゲート位相角を制御して第２ＭＥＲＳ３０ｂの出力電圧の大きさと電流の位相を調整するための第２調整部７０ｂを備える。さらに、照明制御装置１００は、第１調整部７０ａおよび第２調整部７０ｂに電流位相の調整および調光を指示する力率調整指示部８０と、照明灯６０ａ～６０ｃに流れる電流の位相を検出する第１位相検出部９０ａと、照明灯６０ｄ～６０ｆに流れる電流の位相を検出する第２位相検出部９０ｂとを備える。具体的には、第１位相検出部９０ａおよび第２位相検出部９０ｂは、交流電圧源２０の電圧の位相に対する電流の位相を検出する。
　さらに、照明制御装置１００は、照明灯６０ａ～６０ｃの輝度を検知するための第１輝度検知手段として、照明灯６０ａ～６０ｃの照射範囲の照度を検出する第１照度センサ１１０ａを備える。また、照明制御装置１００は、照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度を検知するための第２輝度検知手段として、照明灯６０ｄ～６０ｆの照射範囲の照度を検出する第２照度センサ１１０ｂを備える。第１照度センサ１１０ａおよび第２照度センサ１１０ｂの数は特に限定されず、各系統に１以上あればよい。
　本実施形態の照明制御装置１００では、照明灯６０ａ～６０ｃを含む第１系統と、照明灯６０ｄ～６０ｆを含む第２系統とが同一の交流電源である交流電圧源２０に並列に接続されている。
　図９は、第１調整部７０ａ、第２調整部７０ｂ、および力率調整指示部８０の概略構成を説明する機能ブロック図である。　
　図９に示すように、第１調整部７０ａは、逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４のゲートＧ１～Ｇ４に制御信号を送信し、第１ＭＥＲＳ３０ａの出力電圧の大きさを調整するとともに、同時に電流の位相を調整する第１制御部４０ａを備える。また、第１調整部７０ａは、力率調整指示部８０の後述する指示部８６から指示信号を受信し、第１制御部４０ａに送信する第１指示取得部７２ａを備える。
　また、第２調整部７０ｂは、逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４のゲートＧ１～Ｇ４に制御信号を送信し、第２ＭＥＲＳ３０ｂの出力電圧の大きさを調整するとともに、同時に電流の位相を調整する第２制御部４０ｂを備える。また、第２調整部７０ｂは、力率調整指示部８０の後述する指示部８６から指示信号を受信し、第２制御部４０ｂに送信する第２指示取得部７２ｂを備える。
　力率調整指示部８０は、第１位相検出部９０ａから電流の位相情報を取得し、また第２位相検出部９０ｂから電流の位相情報を取得して、各系統の照明灯６０に流れる電流の位相を比較し、比較結果を指示部８６に送信する位相比較部８２を備える。また、力率調整指示部８０は、第１照度センサ１１０ａの検知結果と第２照度センサ１１０ｂの検知結果を取得して、各系統の照明灯６０の輝度を監視し、監視結果を指示部８６に送信する輝度監視部８４を備える。輝度監視部８４は、照明灯６０の輝度と光照射領域の照度とを対応付けた輝度照度対応テーブルを保持している。また、輝度監視部８４は、図示しないパラメータ保持部を備え、予め規定された照明灯の必要輝度値を保持している。ここで、前記「必要輝度値」は、照明灯６０が設置された領域において必要とされる輝度の下限値と上限値とを含む所定の幅を持った値であり、照明灯６０が設置された場所に応じて適宜設定され、この値は実験的に求めることができる。必要輝度値に上限を設けることで、照明灯６０の輝度の過度の上昇を防ぎ、無駄な電力消費を削減できる。
　さらに力率調整指示部８０は、位相比較部８２から受信した情報に基づいて、あるいは輝度監視部８４から受信した情報に基づいて、第１調整部７０ａおよび第２調整部７０ｂに電流位相の調整および調光を指示する指示部８６を備える。
　続いて、照明制御装置１００の動作について説明する。　
　たとえば、まず、力率調整指示部８０は、第１系統に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して進み位相とするとともに、第１系統に含まれる照明灯６０ａ～６０ｃの輝度が必要輝度値を満たすように、第１調整部７０ａに第１ＭＥＲＳ３０ａの調整を指示する。次に、力率調整指示部８０は、照明灯６０ａ～６０ｃに流れる電流の位相情報を第１位相検出部９０ａから取得し、交流電圧源２０の力率を１とし、もしくは１に近づけるために、第２系統に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して遅れ位相とするよう第２調整部７０ｂに指示する。
　続いて、力率調整指示部８０は、第２系統の照明灯６０ｄ～６０ｆの照射範囲の照度値を第２照度センサ１１０ｂから受信し、輝度照度対応テーブルを参照して、その照度値を照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度値に変換する。ここで、たとえば照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度値が必要輝度値の下限未満であった場合、力率調整指示部８０は、照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度を上げて必要輝度値とするように第２調整部７０ｂに指示する。第２調整部７０ｂは、力率調整指示部８０からの指示を受けて、照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度が上がるように第２ＭＥＲＳ３０ｂの出力電圧の大きさを増大させるが、これにともない電流の位相が進み方向に変化する。そのため、交流電圧源２０の力率が低くなる。
　力率調整指示部８０は、照明灯６０ｄ～６０ｆに流れる電流の位相情報を第２位相検出部９０ｂから取得し、交流電圧源２０の力率が１とし、もしくは１に近づくように、第１系統に流れる電流の位相を遅れ方向に調整する。照明灯６０ａ～６０ｆの輝度値が必要輝度値の上限より大きい場合には、照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度を下げ、これにより第２系統の電流の位相が遅れ方向に変化するため、第１系統の電流の位相を進み方向に調整する。照明制御装置１００は、このようにして、交流電圧源２０の力率を改善することができ、また好ましくは１に近づけることができ、さらに好ましくは１にすることができる。また、それとともに、照明制御装置１００は、第１系統の照明灯６０ａ～６０ｃおよび第２系統の照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度を必要輝度値に調整することができる。
　なお、第１および第２輝度検知手段としては、たとえば照明灯６０に出力される電圧を検知する電圧計であってもい。この場合には、パラメータ保持部に必要輝度値に対応する必要電圧値を保持しておき、第１電圧計および第２電圧計でそれぞれ第１系統および第２系統に出力される電圧を検知し、上限電圧値と下限電圧値の範囲で照明灯６０の輝度を調整してもよい。
　照明制御装置１００は、各照明灯６０の点灯状態においては、たとえば定期的に以下の制御を行う。すなわち、力率調整指示部８０が照明灯６０ａ～６０ｃに流れる電流の位相情報を第１位相検出部９０ａから取得する。また、同様に第２位相検出部９０ｂから照明灯６０ｄ～６０ｆに流れる電流の位相情報を取得する。そして、位相比較部８２が、照明灯６０ａ～６０ｃと照明灯６０ｄ～６０ｆのそれぞれに流れる電流の位相を比較して、比較結果を指示部８６に送信する。
　指示部８６は、この比較結果に基づいて、たとえば第１系統の照明灯６０ａ～６０ｃに流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して進ませるように、第１調整部７０ａに指示する。一方、指示部８６は、第２系統の照明灯６０ｄ～６０ｆに流れる電流の位相を、電源電圧の位相に対して遅らせるように、第２調整部７０ｂに指示する。たとえば、交流電圧源２０に接続された第１系統に流れる電流の位相の進み量と、同じ交流電圧源２０に接続された第２系統に流れる電流の位相の遅れ量を同量にする。これにより、交流電圧源２０における力率を改善することができ、好ましくは１に近づけることができ、さらに好ましくは１とすることができる。
　ここで、第１系統の電流の位相と第２系統の電流の位相を調整して、交流電圧源２０の力率を１近傍に近づけた際に、照明灯６０の輝度が過度に増大し、無駄な電力の消費量が増大してしまうおそれがある。そのため、力率調整指示部８０は第１照度センサ１１０ａおよび第２照度センサ１１０ｂの検知結果から導出される照明灯６０ａ～６０ｆの輝度が所定値を超えた場合には、交流電圧源２０の力率が１近傍でなくてもよいこととし、照明灯６０の輝度が所定値以下となるように調整を行うようにしてもよい。なお、この場合であっても、第１系統の電流の位相と第２系統の電流の位相とを互いに逆相とすることで、交流電圧源２０の力率を改善できる。
　また、通常、照明灯６０は、経年劣化などにより電極が劣化し、電流が流れにくくなって輝度が低下していく。そこで、力率調整指示部８０の輝度監視部８４は、第１系統の照明灯６０ａ～６０ｃの照射範囲の照度値を第１照度センサ１１０ａから受信し、また第２系統の照明灯６０ｄ～６０ｆの照射範囲の照度値を第２照度センサ１１０ｂから受信する。そして、それぞれの照度値から、それぞれの照明灯６０ａ～６０ｆの輝度値を導出し、パラメータ保持部に保持された照明灯の必要輝度値と比較する。
　たとえば、比較の結果、第２系統の照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度が必要輝度を下回っていたとする。この場合、輝度監視部８４は指示部８６に対し、第２調整部７０ｂに輝度の増加を指示するように信号を送信する。指示部８６は、輝度監視部８４から指示を受けると、第２調整部７０ｂに照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度を増加させるように指示を送信する。指示部８６から指示を受けた第２調整部７０ｂは、照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度を増加させるように、第２ＭＥＲＳ３０ｂのゲート位相角を制御して、第２ＭＥＲＳ３０ｂの出力電圧の大きさを増加させる。これにより、各照明灯６０の輝度が増加する。
　一方、第２系統の照明灯６０ｄ～６０ｆの輝度を増大させるために第２ＭＥＲＳ３０ｂの出力電圧の大きさを増加させると、それにともない第２系統に流れる電流の位相も変化する。そこで、力率調整指示部８０は、位相比較部８２にて第１系統および第２系統の電流の位相を比較し、第２系統の電流の位相の変化量に合わせて、第１系統の電流の位相を変化させるように第１調整部７０ａに指示する。これにより、照明灯６０の輝度を調整するとともに、交流電圧源２０における力率を調整することができる。
　なお、照明制御装置１００は、以下のような構成であってもよい。すなわち、第１ＭＥＲＳ３０ａおよび第２ＭＥＲＳ３０ｂに対して個別にアクセスできるように固有のアドレスを設定する。そして、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などのネットワークを介して有線、無線通信によって、力率調整指示部８０が第１調整部７０ａおよび第２調整部７０ｂに電流位相の調整および調光を指示する構成である。
　以上説明した構成による作用効果を総括すると、本実施形態に係る照明制御装置１００では、交流電圧源２０に、照明灯６０ａ～６０ｃを含む第１系統と照明灯６０ｄ～６０ｆを含む第２系統とが接続されている。そして、各系統にはそれぞれ第１ＭＥＲＳ３０ａおよび第２ＭＥＲＳ３０ｂが接続され、力率調整指示部８０が、第１系統に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して進ませ、たとえば第２系統の電流の位相を第１系統の電流の位相の進み量と同量だけ遅らせるように制御する。これにより、第１系統および第２系統が接続された交流電圧源２０における力率を調整することができ、その結果、交流電圧源２０における力率が向上して、送電損失を低減することができる。
　また、各系統の電流の位相を調整するとともに、各系統に含まれる照明灯６０の輝度を監視し、各照明灯６０の輝度が必要輝度を満たすように、ＭＥＲＳ３０の出力電圧の大きさを調整している。すなわち、各照明灯６０の輝度が必要輝度を満たす範囲内で、各系統の電流の位相を調整することで、交流電圧源２０の力率を改善しつつ、照明灯６０の調光を行うことができる。
　また、従来、進相コンデンサを用いて力率を改善する方法が実用化されているが、進相コンデンサはサイズが大きく高価である。一方、本実施形態の照明制御装置１００では、照明灯６０と交流電圧源２０との間にＭＥＲＳ３０を組み込むだけである。そして、ＭＥＲＳ３０の構成は簡単でサイズが小さく、価格は安価であるため、照明制御装置１００を簡単に設けることができるとともに、その導入コストを非常に低く抑えることができる。
　また、ＭＥＲＳ３０の逆導通型半導体スイッチＳＷ１～ＳＷ４が故障した場合は、交流電圧源２０と照明灯６０とが導通状態となるだけであり、ＭＥＲＳ３０の故障によって照明灯６０が点灯不能な状態に陥ることはない。そのため、既存の交流電圧源２０と照明灯６０との間にＭＥＲＳ３０を組み込んでも、それによる安全性の低下などの問題は生じない。
　本実施形態の照明制御装置１００は、配電系統、受電盤、配電盤単位で適用することが可能であり、同一配電系統、受電盤、あるいは配電盤に接続されている複数の照明灯６０の１つの系統に流れる電流を進み位相、他の系統に流れる電流を遅れ位相とすることで、配電系統、受電盤、あるいは配電盤単位で力率を１ないしは１近傍に近づけることができる。照明制御装置１００は、たとえば高速道路、自動車専用道路、あるいは一般道などの既設の照明灯に適用することができる。
　本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
　たとえば、上述の実施形態では、第１系統と第２系統にそれぞれ第１ＭＥＲＳ３０ａと第２ＭＥＲＳ３０ｂとを設けたが、たとえば第１系統のみにＭＥＲＳ３０を設ける構成であってもよい。この場合、照明灯６０内の電気的なリアクタンス成分により、第２系統に流れる電流の位相には遅れが生じるため、この遅れ量に応じた量だけ第１系統に流れる電流の位相を進ませることで、交流電圧源２０における力率を改善することができ、好ましくは１に近づけることができ、さらに好ましくは１とすることができる。
　また、上述の実施形態では交流電圧源２０に第１系統と第２系統が接続された構成としたが、系統の数は特に限定されず、さらに多数の系統が交流電圧源２０に接続されていてもよい。その場合には、それら複数の系統の電流の位相を調整して、交流電圧源２０の力率が向上するように制御する。
　本発明は、照明機器に利用できる。

Claims (11)

  1. 　誘導性負荷を有する照明灯または誘導性負荷に接続された照明灯を、一つまたは複数含む第１系統と交流電源との間に接続され、前記交流電源から前記第１系統の照明灯に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第１調整スイッチと、
    　誘導性負荷を有する照明灯または誘導性負荷に接続された照明灯を、一つまたは複数含む第２系統と前記交流電源との間に接続され、前記交流電源から前記第２系統の照明灯に出力される電圧の大きさと電流の位相を調整する第２調整スイッチと、
    　前記第１調整スイッチを制御する第１調整部と、
    　前記第２調整スイッチを制御する第２調整部と、
    　前記第１調整部および前記第２調整部に対して電流位相の調整および調光を指示する力率調整指示部と、
    を備え、前記力率調整指示部は、前記第１系統の照明灯に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して進ませ、前記第２系統の照明灯に流れる電流の位相を電源電圧の位相に対して遅らせて、前記交流電源の力率を調整するとともに、前記第１系統の照明灯および前記第２系統の照明灯に出力される電圧を調整して前記第１系統の照明灯および前記第２系統の照明灯の輝度を調整するように、前記第１調整部と前記第２調整部に指示することを特徴とする照明制御装置。
  2. 　前記第１調整スイッチおよび前記第２調整スイッチは、少なくとも２つの逆導通型半導体スイッチと、電流遮断時の電流の磁気エネルギーを蓄積して前記照明灯に回生するためのコンデンサと、を有し、前記第１調整スイッチおよび前記第２調整スイッチのゲート位相を制御することで、前記照明灯に出力する電圧の大きさと電流の位相を調整することを特徴とする請求項１に記載の照明制御装置。
  3. 　前記第１系統の照明灯に流れる電流の位相を検出する第１位相検出部と、
    　前記第２系統の照明灯に流れる電流の位相を検出する第２位相検出部と、
    を備え、前記力率調整指示部は、前記第１位相検出部および前記第２位相検出部の検出結果に応じて、前記第１系統の照明灯および前記第２系統の照明灯に流れる電流の位相を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の照明制御装置。
  4. 　前記第１系統の照明灯の輝度を検知する第１輝度検知手段と、
    　前記第２系統の照明灯の輝度を検知する第２輝度検知手段と、
    を備え、前記力率調整指示部は、前記第１輝度検知手段および前記第２輝度検知手段の検知結果に応じて、前記第１系統の照明灯および前記第２系統の照明灯の輝度を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明制御装置。
  5. 　前記力率調整指示部は、前記照明灯の輝度が所定値を超えた場合には、前記第１系統の照明灯および前記第２系統の照明灯の輝度を前記所定値以下に調整することを特徴とする請求項１ないし４に記載の照明制御装置。
  6. 　前記第１調整スイッチおよび前記第２調整スイッチは、
    　４つの逆導通型半導体スイッチで構成されるブリッジ回路と、
    　前記ブリッジ回路の直流端子間に接続され、電流遮断時の電流の磁気エネルギーを蓄積して前記照明灯に回生するためのコンデンサと、を有し、
    　前記調整部は、前記逆導通型半導体スイッチのゲートに制御信号を送り、前記ブリッジ回路の対角線上に位置する２つの逆導通型半導体スイッチからなるペア２組のうち、一方のペアがＯＮの時に他方のペアがＯＦＦとなるように、各ペアの逆導通型半導体スイッチのＯＮ／ＯＦＦ切換を前記交流電源の周波数に同期して行うことで、前記照明灯に供給する負荷電力量を調整することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明制御装置。
  7. 　前記第１調整スイッチおよび前記第２調整スイッチは、
    　直列に接続された２つの逆導通型半導体スイッチと、
    　前記２つの逆導通型半導体スイッチと並列に設けられた、直列に接続された２つのコンデンサと、
    　前記２つのコンデンサそれぞれと並列に接続された２つのダイオードと、
    を含む縦型のハーフブリッジ構造を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明制御装置。
  8. 　前記第１調整スイッチおよび前記第２調整スイッチは、
    　第１の経路上に直列に設けられた逆導通型半導体スイッチおよびコンデンサと、
    　前記第１の経路と並列な第２の経路上に直列に設けられた逆導通型半導体スイッチおよびコンデンサと、
    　前記第１、第２の経路に対して並列に結線された配線と、
    を含む横型のハーフブリッジ構造を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明制御装置。
  9. 　前記誘導性負荷を有する照明灯は、放電灯であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の照明制御装置。
  10. 　前記放電灯は、蛍光灯、水銀灯、ナトリウム灯、またはネオン灯であることを特徴とする請求項９に記載の照明制御装置。
  11. 　前記誘導性負荷に接続された照明灯は、白熱灯またはＬＥＤにリアクトルを接続したものであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の照明制御装置。
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