(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相制御用スイッチ素子を同期信号に基づいてオンさせる交流電源の位相制御によりランプへの供給電力を制御して、前記ランプの調光を行う位相制御調光装置において、
前記交流電源から入力される電源電圧が第１の一定電圧未満のときにオフすることで、そのタイミングで前記同期信号を生成するフォトカプラと、
前記フォトカプラに直列に接続されるツェナーダイオードと、
前記フォトカプラと前記ツェナーダイオードの直列回路に並列に接続される、スイッチ素子と第１の抵抗の直列回路を有するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路と電源間に接続される第２の抵抗と、
前記電源電圧の瞬時値を検出する電圧検出回路と、
前記電源電圧の瞬時値の絶対値が、前記第１の一定電圧以上で第２の一定電圧以下にあることを前記電圧検出回路が検出したとき、前記スイッチ素子をオンする制御回路と、を備えた位相制御調光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電源の位相制御によりランプへの供給電力を制御して、白熱灯等のランプの調光を行う位相制御調光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スイッチ素子を同期信号に基づいてオンさせる交流電源の位相制御によりランプへの供給電力を制御して、白熱灯等のランプの調光を行う位相制御調光装置が知られている。
【０００３】
図１は、従来の位相制御調光装置９の主要な構成を示す回路図である。図２は、従来の位相制御調光装置９の各点a〜ｄにおける電圧波形を示す図である。位相制御調光装置９は、白熱灯を含む被制御回路１０１と、同期信号であるゼロクロス信号に基づいて位相制御を被制御回路１０１に対して行うことにより白熱灯の調光を行う制御回路１００とを備える。被制御回路１０１は、商用電源ＡＣがトライアックを介して白熱灯に接続された回路である。当該ゼロクロス信号は、以下のようにして生成される。
【０００４】
位相制御調光装置９は、商用電源ＡＣから供給されるＡＣ１００Ｖ電源電圧Ｖa（図２（Ａ）参照）をダイオードブリッジ回路ＤＢ１で全波整流する（図２（Ｂ）参照）。全波整流されて抵抗Ｒ２を通過した図２（Ｃ）に示す波形の電源電圧Ｖｃが、ツェナーダイオードＤを介してフォトカプラＰＨに入力される。これにより、入力電圧に応じた電流がフォトカプラＰＨの発光ダイオードに流れて当該発光ダイオードが発光する。一方、図２（Ｃ）に示す波形の電源電圧Ｖｃが０レベルになった時に当該発光ダイオードが消灯する。
【０００５】
商用電源ＡＣから生成される＋５Ｖの電源電圧は、プルアップ抵抗Ｒ３を介してフォトカプラＰＨのフォトトランジスタのコレクタ端子に供給される。制御回路１００には、フォトカプラＰＨのフォトトランジスタがオンしたときにグランドレベルになりオフしたときにハイレベルになるゼロクロス信号（図２（Ｄ）参照）が入力する。
【０００６】
そして、制御回路１００は、このゼロクロス信号に基づいて位相制御を被制御回路１０１に対して行い、白熱灯の調光を行う。
なお、特許文献１においても位相制御調光装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２２３２８４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の位相制御調光装置９では、高調波ノイズやスイッチングノイズを発生し易いＩＨ調理器具等の器具（以下、「ノイズ発生器具」と称する。）が同じ商用電源ＡＣに接続された場合、ｃ点における電源電圧Ｖｃの波形がゼロクロス近辺で乱れることがあった（図２（Ｃ）参照）。そのため、当該電源電圧Ｖｃがゼロクロスした時にフォトカプラＰＨが正確にオフせず、ゼロクロス信号の立ち上がりが乱れたり消失したりすることがあった（図２（Ｅ）参照）。
【０００９】
フォトカプラＰＨが正確にオフしなくなる原因は、上記ノイズ発生器具で発生したノイズが上記電源電圧Ｖｃに重畳されて、ゼロクロス近辺において電流がフォトカプラＰＨに流れ続けるためであると考えられる。
【００１０】
よって、従来の位相制御調光装置９では、ＩＨ調理器具等のノイズ発生器具が同じ商用電源ＡＣに接続された場合、正確なゼロクロス信号に基づいて位相制御を被制御回路１０１に対して行うことができなかった。即ち、白熱灯の調光を正確に行うことができなかった。
【００１１】
この発明の目的は、ノイズの影響があっても、ランプへの供給電力を正確に制御できるよう構成し、ランプの調光を正確に行えるようにした位相制御調光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の位相制御調光装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１３】
位相制御用スイッチ素子を同期信号に基づいてオンさせる交流電源の位相制御によりランプへの供給電力を制御して、前記ランプの調光を行う位相制御調光装置において、
前記交流電源から入力される電源電圧が第１の一定電圧未満のときにオフすることで、そのタイミングで前記同期信号を生成するフォトカプラと、
前記フォトカプラに直列に接続されるツェナーダイオードと、
前記フォトカプラと前記ツェナーダイオードの直列回路に並列に接続される、スイッチ素子と第１の抵抗の直列回路を有するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路と電源間に接続される第２の抵抗と、
前記電源電圧の瞬時値を検出する電圧検出回路と、
前記電源電圧の瞬時値の絶対値が、前記第１の一定電圧以上で第２の一定電圧以下にあることを前記電圧検出回路が検出したとき、前記スイッチ素子をオンする制御回路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、白熱灯やＬＥＤ等のランプの調光を誤動作無く正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の位相制御調光装置９の主要な構成を示す回路図である。
【図２】従来の位相制御調光装置９の各点a〜dにおける電圧波形を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る位相制御調光装置１の主要な構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る位相制御調光装置１の各点a〜dにおける電圧波形を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態に係る位相制御調光装置について以下説明する。
【００１７】
図３は、本発明の実施形態に係る位相制御調光装置１の主要な構成を示す回路図である。図４は、位相制御調光装置１の各点a〜ｄにおける電圧波形を示す図である。位相制御調光装置１は、白熱灯を含む被制御回路１０１と、同期信号であるゼロクロス信号に基づいて位相制御を被制御回路１０１に対して行うことにより白熱灯の調光を行う制御回路１００と、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１から出力される電源電圧Ｖｂの値を検出する電圧検出回路１０５と、ノーマリーオープンのスイッチ素子ＳＷ１と抵抗Ｒ１からなるスイッチ回路１１０とを備える。被制御回路１０１は、商用電源ＡＣがトライアックを介して白熱灯に接続された回路である。当該ゼロクロス信号は、以下のようにして生成される。
【００１８】
位相制御調光装置１は、商用電源ＡＣから供給されるＡＣ１００Ｖ電源電圧Ｖa（図４（Ａ）参照）をダイオードブリッジ回路ＤＢ１で全波整流する（図４（Ｂ）参照）。全波整流されて抵抗Ｒ２を通過した図４（Ｃ）に示す波形の電源電圧Ｖｃ′が、ツェナーダイオードＤを介してフォトカプラＰＨに入力される。これにより、入力電圧に応じた電流がフォトカプラＰＨの発光ダイオードに流れて当該発光ダイオードが発光する。一方、図４（Ｃ）に示す波形の電源電圧Ｖｃ′が０レベルになった時に当該発光ダイオードが消灯する。
【００１９】
商用電源ＡＣから生成される＋５Ｖの電源電圧は、プルアップ抵抗Ｒ３を介してフォトカプラＰＨのフォトトランジスタのコレクタ端子に供給される。制御回路１００には、フォトカプラＰＨのフォトトランジスタがオンしたときにグランドレベルになりオフしたときにハイレベルになるゼロクロス信号（図４（Ｄ）参照）が入力する。
【００２０】
そして、制御回路１００は、このゼロクロス信号に基づいて位相制御を被制御回路１０１に対して行い、白熱灯の調光を行う。詳述すると、制御回路１００は、このゼロクロス信号に基づいてトライアックをオンさせる位相を制御することにより白熱灯への供給電力を制御して、白熱灯の調光を行う。
【００２１】
しかしながら、この実施形態における位相制御調光装置１においても、高調波ノイズやスイッチングノイズを発生し易いＩＨ調理器具等の器具（以下、「ノイズ発生器具」と称する。）が同じ商用電源ＡＣに接続された場合、ｃ´点における電源電圧Ｖｃ′の波形がゼロクロス近辺で乱れることがある（図４（Ｃ）参照）。
【００２２】
そこで、この実施形態における位相制御調光装置１では、ノイズの影響があっても白熱灯への供給電力を正確に制御できるよう、電圧検出回路１０５とスイッチ回路１１０とを設けている。具体的には、以下のように構成している。
【００２３】
電圧検出回路１０５は、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１から出力される電源電圧Ｖｂの瞬時値を検出する。そして、電圧検出回路１０５は、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0（第２の一定電圧）以下になったことを検出した時、その検出信号を制御回路１００に入力する。ここで、所定電圧値Ｖｔｈ0は、例えば＋６０Ｖである。
【００２４】
そして、制御回路１００は、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0以下になったことを示す検出信号を電圧検出回路１０５から受けた時、スイッチ素子ＳＷ１をオンする。
【００２５】
そのため、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0以上である期間は、スイッチ素子ＳＷ１はオフされており、入力電圧に応じた電流がフォトカプラＰＨの発光ダイオードに流れて当該発光ダイオードが発光する。この場合における電源電圧Ｖｃ′の値は、ツェナーダイオードＤのツェナー電圧とフォトカプラＰＨの発光ダイオードの順方向降下電圧とを加算した値となる。
【００２６】
また、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0未満であってフォトカプラＰＨがオンする電圧値（例えば１５Ｖ以上６０Ｖ未満）である期間も、スイッチ素子ＳＷ１はオンするが、入力電圧に応じた電流がフォトカプラＰＨの発光ダイオードに流れて当該発光ダイオードが発光する。この場合における電源電圧Ｖｃ′の値も、ツェナーダイオードＤのツェナー電圧とフォトカプラＰＨの発光ダイオードの順方向降下電圧とを加算した値となる。
【００２７】
そして、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0未満であってフォトカプラＰＨがオフする低い電圧値（例えば１５Ｖ未満。第１の一定電圧）である期間、フォトカプラＰＨがオフする。この期間では、スイッチ素子ＳＷ１がオンしているため、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１から出力されて抵抗Ｒ２を通過した電流は、抵抗Ｒ１へ流れる。そのため、ノイズ発生器具が同じ商用電源ＡＣに接続されて、ノイズ発生器具で発生したノイズが上記電源電圧Ｖｃ′に重畳されても、ノイズ電流が抵抗Ｒ１の方へバイパスされる。よって、ノイズ発生器具が同じ商用電源ＡＣに接続された場合に、ｃ´点における電源電圧Ｖｃ′の波形がゼロクロス近辺で乱れても、当該電源電圧Ｖｃがゼロクロスした時にフォトカプラＰＨが確実にオフ状態となる。
【００２８】
従って、この実施形態における位相制御調光装置１では、ノイズ発生器具が同じ商用電源ＡＣに接続された場合でも、正確なゼロクロス信号に基づいて位相制御を被制御回路１０１に対して行うことができる。即ち、白熱灯の調光を誤動作無く正確に行うことができる。
【００２９】
なお、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0未満であってフォトカプラＰＨがオフする低い電圧値（例えば１５Ｖ未満）である期間、スイッチ素子ＳＷ１がオンしているため、電源電圧Ｖｃ′の値は、電源電圧Ｖｂから抵抗Ｒ２の降下電圧Ｖeを減算した値となる。
【００３０】
ここで、図１に示す従来の位相制御調光装置９において、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0未満であってフォトカプラＰＨがオフする低い電圧値（例えば１５Ｖ未満）である期間、フォトカプラＰＨがオフしているため、電源電圧Ｖｃの値は電源電圧Ｖｂと等しくなる。
【００３１】
よって、上述の電源電圧Ｖｃ′の値は、「Ｖｃ′＝Ｖｃ−Ｖe」で表わされることになる。即ち、電源電圧Ｖｂの値が所定電圧値Ｖｔｈ0以下であってフォトカプラＰＨがオフする低い電圧値（例えば１５Ｖ未満）である期間、位相制御調光装置１では電源電圧Ｖｃ′の値が降下電圧Ｖeの値だけ従来の位相制御調光装置９より低くなる。すなわち、フォトカプラＰＨがオフするときの瞬間のＶｃ´は、Ｖｂが抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１とで分圧されるために、Ｖｃ´＝Ｖｃ−Ｖｅであり、従来のＶｃに比較して低電圧となる。したがって、従来と比較してゼロクロス信号が出るタイミングに変更がない状態でノイズの影響が受けにくくなる。このため、位相制御調光装置１では、ノイズ発生器具で発生したノイズが上記電源電圧Ｖｃ′に重畳されても、降下電圧Ｖeの範囲内であればそのノイズを吸収できる。
【００３２】
なお、上記の実施形態では、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１から出力される電源電圧Ｖｂを検出したが、実施の際は、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１に入力される電源電圧Ｖaを検出しても構わない。この場合、所定電圧値Ｖｔｈ0は、電源電圧Ｖaに対応する値に設定すればよい。
【符号の説明】
【００３３】
１、２、９…位相制御調光装置
１００…制御回路
１０１…被制御回路
１０５…電圧検出回路
１１０…スイッチ回路
【図１】
0005544509.tif 000002
【図２】
0005544509.tif 000003
【図３】
0005544509.tif 000004
【図４】
0005544509.tif 000005