(57)【要約】【課題】  計器用変成器を用いることなく、出力トランスの二次側ライン上における断線や短絡を迅速に行える負荷制御装置を提供する。【解決手段】  負荷制御装置１は、互いに直列接続された複数個の可飽和装置１１と、各可飽和装置１１を介して給電される複数個の負荷１２と、交流電源Ｖｓの出力電圧を位相制御して各負荷１２に給電可能な位相制御手段２と、位相制御手段２の出力を設定するとともに、位相制御手段２の点弧角を電流フィードバック制御することにより設定された出力値に一定化制御し、点弧角が予め設定された下限値以下または上限値以上になると位相制御手段２の出力を停止または低減する制御手段４とを具備している。【選択図】図１
2014130403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列接続された複数個の可飽和装置と；
各可飽和装置を介して給電される複数個の負荷と；
交流電源の出力電圧を位相制御して各負荷に給電可能な位相制御手段と；
この位相制御手段の出力を設定するとともに、前記位相制御手段の点弧角を電流フィードバック制御することにより設定された出力値に一定化制御し、前記点弧角が予め設定された下限値以下または上限値以上になると前記位相制御手段の出力を停止または低減する制御手段と；
を具備していることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
互いに直列接続された複数個の可飽和装置を介して給電される複数個の負荷に対して交流電源の出力電圧を位相制御して給電可能な位相制御手段と；
この位相制御手段の出力を設定するとともに、前記位相制御手段の点弧角を電流フィードバック制御することにより設定された出力値に一定化制御し、前記点弧角が予め設定された下限値以下または上限値以上になると前記位相制御手段の出力を停止または低減する制御手段と；
を具備していることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項３】
前記位相制御手段をバイパスするように減流されたバイパス電流を通流可能なバイパス手段を備え、前記制御手段は、前記位相制御手段の点弧角が前記上限値以下であって前記上限値近傍に設定される所定値以下のときには前記位相制御手段が位相制御する以前から前記バイパス手段によるバイパス電流の通流を開始し、前記位相制御手段の出力を停止または低減するときには前記バイパス手段によるバイパス電流の通流を停止することを特徴とする請求項１または２記載の負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、負荷に流れる電流を定電流制御する負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行場において、例えば滑走路への離着陸を誘導したり、滑走路へ飛行機を誘導したり、着陸した飛行機をターミナルへ誘導したりするために、滑走路、誘導路等に沿って多数の標識灯が設置されている。この標識灯のランプ（灯火）は、直列接続され、目標の光度レベルに応じた定電流が供給されて点灯されている。すなわち、ランプは、定電流電源装置の出力トランスの二次側に互いに直列接続された複数個の可飽和変流器の各二次側に接続されている。そして、出力トランスの一次側には、交流電圧を光度制御信号に応じて位相制御する位相制御手段の位相制御電圧が入力されている。また、出力電流値に応じて位相制御手段をフィードバック制御するようにしている。当該出力電流値は、出力トランスの二次側に設けたカレントトランスで検出している。そして、位相制御電圧が出力トランスで必要に応じて昇圧され、直列接続された可飽和変流器を介してランプに光度制御信号に応じた定電流が流れるようにしている。
【０００３】
そして、標識灯は、空港における安全性を向上させるために、そのランプの断芯などの負荷異常が検出されている（例えば特許文献１参照。）。負荷異常である標識灯は、保守作業において、交換や修理などが行われている。また、出力トランスの二次側ラインにおける断線や短絡が検出されているものがある。この断線や短絡は、出力トランスの二次側に設けたカレントトランスで検出する検出電流に応じて行われているものがある。
【０００４】
一般の電気機器においては、断線や短絡の検出は、例えば、特許文献２に示すように、出力トランスの二次側間の電圧を検出することに行っている。すなわち、その検出電圧が第１の基準値以上であると断線とし、第２の基準値以下であると短絡としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３８６４号公報（第５頁、第１図）
【特許文献２】特開２０１２−１４２３５８号公報（第５頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
出力トランスは、位相制御手段の位相制御電圧を昇圧する昇圧トランスであるので、その二次側の電圧検出または電流検出には、計器用変成器すなわち計器用変圧器（ＶＴ）および変流器（ＣＴ）が必要であり、コストアップするという欠点を有する。
【０００７】
また、カレントトランスによる電流検出は、定電流制御に使用されるものであり、これを前記断線や短絡の検出にも使用すると、制御における処理時間を要して、前記断線または短絡の検出が遅延するという欠点を有する。
【０００８】
本発明の実施形態は、計器用変成器を用いることなく、出力トランスの二次側ライン上における断線や短絡を迅速に行える負荷制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の負荷制御装置は、可飽和装置、負荷、位相制御手段および制御手段を有して構成される。ここで、点弧角とは、位相制御手段が導通する位相角を示す。
【００１０】
可飽和装置は、複数個からなり、互いに直列接続される。負荷は、可飽和装置にそれぞれ接続される複数個からなり、可飽和装置を介して給電される。位相制御手段は、交流電源の出力電圧を位相制御して各負荷に給電可能に形成される。
【００１１】
制御手段は、位相制御手段の出力を設定するとともに、位相制御手段の点弧角を電流フィードバック制御することにより設定された出力値に一定化制御する。そして、位相制御手段の点弧角が予め設定された下限値以下または上限値以上になると、位相制御手段の出力を停止または低減するように形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本実施形態によれば、制御手段は、位相制御手段の点弧角を制御して位相制御手段の出力を設定された出力値に一定化制御するので、位相制御手段の出力側が断線すると点弧角が漸次小さくなるように制御し、点弧角が予め設定された下限値以下となったときに前記断線を検出することとができ、また、位相制御手段の出力側が短絡すると点弧角が漸次大きくなるように制御し、点弧角が予め設定された上限値以上なったときに前記短絡を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す負荷制御装置の概略回路図である。
【図２】同上、位相制御手段およびバイパス手段による出力電流を示す説明図である。
【図３】同上、位相制御手段およびバイパス手段による低レベルの出力電圧を示す説明図である。
【図４】同上、点弧角の減少に対する位相制御電流の変化を示す説明図である。
【図５】同上、点弧角の増加に対する位相制御電流の変化を示す説明図である。
【図６】同上、制御手段による制御を示すフロー図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す負荷制御装置の概略回路図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す負荷制御装置の概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１５】
本実施形態の負荷制御装置１は、例えば、飛行場の誘導路等に設置される灯火を定電流制御するものであり、図１に示すように、位相制御手段２、バイパス手段３および制御手段４を有して構成される。そして、位相制御手段２は、漏洩変圧器５および位相制御回路６を有して形成され、バイパス手段３は、スイッチＳＷおよび漏洩変圧器５を有して形成されている。また、制御手段４は、制御回路７およびカレントトランス８を有して形成されている。
【００１６】
負荷制御装置１は、その入力端子９ａ，９ｂが交流電源Ｖｓに接続され、その出力端子１０ａ，１０ｂが直列接続された複数個の可飽和装置としての可飽和変流器１１に接続されている。各可飽和変流器１１には、例えば電球あるいは発光ダイオードを光源とする標識灯である負荷１２が給電可能に接続されている。負荷制御装置１の入力端子９ａ，９ｂには、交流電源Ｖｓから出力された正弦波の交流電圧（交流電流）が入力される。
【００１７】
位相制御手段２の漏洩変圧器５は、その一次側である一次巻線５ａの両端が入力端子１３ａ，１３ｂに接続され、二次側である二次巻線５ｂの両端が出力端子１４ａ，１４ｂに接続され、三次巻線５ｃの両端が入力端子１３ａ，１３ｃに接続されている。入力端子１３ｂは、負荷制御装置１の入力端子９ｂに接続され、入力端子１３ａは、位相制御回路６を介して負荷制御装置１の入力端子９ａに接続され、入力端子１３ｃは、スイッチＳＷを介して負荷制御装置１の入力端子９ａに接続されている。出力端子１４ａ，１４ｂは、負荷制御装置１の出力端子１０ａ，１０ｂに接続されている。
【００１８】
すなわち、漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂは、位相制御回路６を介して交流電源Ｖｓに接続され、入力端子１３ｃ，１３ｂは、スイッチＳＷを介して交流電源Ｖｓに接続されている。漏洩変圧器５は、入力端子１３ａ（１３ｃ），１３ｂに入力した交流電圧を昇圧して出力端子１４ａ，１４ｂから出力する。
【００１９】
出力端子１０ａ，１０ｂには、可飽和変流器１１の一次巻線１１ａが直列接続されて接続されている。可飽和変流器１１の一次巻線１１ａには、漏洩変圧器５の入力端子１３ａ（１３ｃ），１３ｂに入力する交流電圧に応じた交流電流が流れる。
【００２０】
位相制御回路６は、互いに逆方向となるように並列接続されたサイリスタ１５，１６からなり、入力端子９ａと、漏洩変圧器５の入力端子１３ａとの間に接続されている。サイリスタ１５，１６は、交流電源Ｖｓからの交流電圧を位相制御するものであり、そのゲートに制御回路７からのゲート信号（例えばパルス信号）を入力した時点から交流電圧が零クロスする時点まで（自己保持電流以下になるまで）交流電圧を導通させる。その導通期間によって、交流電圧を位相制御した電圧が漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂ間に入力される。
【００２１】
このように、位相制御手段２は、交流電源Ｖｓの出力電圧（正弦波の交流電圧）を位相制御して、複数個の負荷１２に対して給電可能に形成されている。ここで、位相制御手段２（位相制御回路６）において、点弧角とは、位相制御手段２（位相制御回路６）が導通する位相角であり、具体的に言えば、サイリスタ１５，１６が交流電圧の半周期１８０°に対して零クロス（０°）時点からサイリスタ１５，１６が導通するまでの角度（期間）の値をいう。すなわち、点弧角は、零クロス（０°）時点に対してサイリスタ１５，１６が導通した時点の経過時間となっている。点弧角は、導通角や導通位相角とも呼ばれている。また、位相制御手段２（位相制御回路６）の導通期間とは、交流電圧の半周期１８０°に対してサイリスタ１５，１６が導通してから導通しなくなるまでの期間をいう。
【００２２】
なお、位相制御回路６は、サイリスタ１５，１６による構成に限らず、ダイオードブリッジおよびトランジスタを用いたスイッチ手段やトライアックなど、交流電源Ｖｓの交流電圧を位相制御するものであればよい。この場合の点弧角は、交流電圧の零クロス時点から導通するまでの角度（期間）の値となる。
【００２３】
バイパス手段３のスイッチＳＷは、入力端子９ａと、漏洩変圧器５の入力端子１３ｃとの間に接続されている。すなわち、スイッチＳＷは、位相制御回路６に漏洩変圧器５の三次巻線５ｃを介して並列接続されている。バイパス手段３は、スイッチＳＷおよび漏洩変圧器５の三次巻線５ｃを直列に含んで形成されている。
【００２４】
位相制御手段２が導通していない期間、漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂには、交流電源Ｖｓからの正弦波電圧が三次巻線５ｃを介して入力する。これにより、三次巻線５ｃおよび一次巻線５ａには、減流されたバイパス電流が流れる。スイッチＳＷは、制御手段４の制御回路７によりオンオフ制御され、オン期間に亘って交流電圧を導通させる。本実施形態では、スイッチＳＷは、制御回路７により、通常、オンに制御される。スイッチＳＷは、リレーや半導体スイッチを用いることができる。こうして、バイパス手段３は、交流電源Ｖｓの交流電圧の毎半サイクルの零クロス時点から位相制御手段２をバイパスすることができるように、減流されたバイパス電流を通流可能に形成されている。
【００２５】
負荷１２は、それぞれの可飽和変流器１１の二次側である二次巻線１１ｂの両端間にそれぞれ接続される。負荷１２は、例えば電球あるいは発光ダイオードおよびこの発光ダイオードの点灯制御装置を備えた標識灯である。可飽和変流器１１の一次巻線１１ａに漏洩変圧器５からの出力電流が流れると、二次巻線１１ｂに電流が流れて、負荷１２が点灯する。負荷１２は、漏洩変圧器５からの出力電流に応じて、光度レベルが変化する。こうして、複数個の負荷１２は、互いに直列接続された複数個の可飽和変流器１１を介して給電されて点灯する。
【００２６】
制御手段４において、カレントトランス８は、漏洩変圧器５の二次側である二次巻線５ｂに流れる電流を検出するように設けられている。すなわち、可飽和変流器１１に流れる漏洩変圧器５の出力電流を検出する。漏洩変圧器５の出力電流の検出値は、常時、制御回路７に入力されている。
【００２７】
制御回路７は、マイコンを有して形成され、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にゲート信号（例えばパルス信号）を出力して、漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂに入力する交流電圧の半周期における入力期間を制御し、漏洩変圧器５の出力電流が負荷１２の光度レベルに応じた定電流となるように制御するものである。
【００２８】
制御回路７は、外部から位相制御手段２の出力を設定する信号、すなわち負荷１２の光度レベルを設定する光度制御信号を入力している。そして、制御回路７は、当該光度制御信号に応じて位相制御手段２の出力、すなわち漏洩変圧器５の出力電流（出力電圧）を演算して設定するものである。飛行場における光度制御信号は、通常、５段階に設定されている。すなわち、負荷１２の光度を１００％、２５％、５％、１％、０．２％に変化させる。しかし、本発明は、これに限られない。例えば、光度を連続的に変化させる信号であってもよい。
【００２９】
また、制御回路７は、カレントトランス８から漏洩変圧器５の出力電流の検出値を入力している。すなわち、漏洩変圧器５の出力値を入力している。さらに、図示していないが、入力端子９ａ，９ｂに接続され、交流電源Ｖｓの交流電圧を入力している。制御回路７は、交流電源Ｖｓの交流電圧の零クロスのタイミングを検出している。
【００３０】
そして、制御回路７は、光度制御信号がある光度レベルで負荷１２を点灯する制御信号であるときに、光度制御信号に応じた交流電圧の点弧角を演算して決定し、当該点弧角の交流電圧が漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂに入力するように、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６のゲートに、図２（ｂ）に示すようなゲート信号を出力する。
【００３１】
これにより、導通期間が制御された交流電圧、すなわち位相制御電圧が漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂに入力する。したがって、漏洩変圧器５には、バイパス手段３による電圧と位相制御電圧との和の電圧が入力される。漏洩変圧器５は、この電圧を昇圧して出力端子１４ａ，１４ｂから出力する。この出力電圧に応じて、図２（ｄ）に示すような電流が負荷１２に流れて、負荷１２が点灯する。
【００３２】
また、制御回路７は、図２（ｃ）に示すように、光度制御信号が負荷１２をある光度レベルで点灯する制御信号であるときには、スイッチＳＷをオンにする。漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂ間には、三次巻線５ｃを介した低電圧の交流電圧が入力し、これにより、減流されたバイパス電流が流れる。したがって、出力端子１４ａ，１４ｂ間には、可飽和変流器１１を介して低電流の交流電流が流れるようになる。
【００３３】
位相制御回路６が導通制御された後は、漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂに入力する交流電圧値が大きいので、漏洩変圧器５からの出力電流は、図２（ｄ）に示すように、位相制御回路６が導通制御される前までは、低電流であり、位相制御回路６が導通制御された時点から交流電流の零クロス時点までは、位相制御回路６により位相制御された電流（大電流）となる。
【００３４】
そして、制御回路７は、カレントトランス８が検出する電流が光度制御信号に応じた所定の電流となるように、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の点弧角を制御する。すなわち、制御手段４は、入力した光度制御信号に応じて、位相制御手段２の出力を設定するともに、電流フィードバック制御することにより設定された出力値に一定化制御するように形成されている。これにより、負荷１２は、光度制御信号に応じた光度レベルで点灯される。
【００３５】
また、制御回路７は、位相制御手段２の点弧角が所定値を上回るときに、スイッチＳＷをオフするように形成されている。すなわち、制御手段４は、位相制御手段２の点弧角が所定値以下のときには位相制御手段２が位相制御する以前からバイパス手段３によるバイパス電流の通流を開始し、位相制御手段２の点弧角が所定値を上回るときにはバイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止するようにバイパス手段３を制御するものである。
【００３６】
本実施形態における前記所定値は、前記上限値以下であって前記上限値近傍の点弧角に予め設定されている。ここで、上限値近傍とは、上限値の点弧角から上限値よりも３０°小さい点弧角の範囲に設定されればよい。制御回路７は、例えば、図３（ａ）に示すにように、位相制御手段２の点弧角が所定値以下であって所定値近傍であるときには、位相制御回路６が導通する直前にバイパス電流を通流させ、図３（ｂ）に示すにように、点弧角が所定値を上回るときには、スイッチＳＷをオフしてバイパス電流の通流を停止させている。スイッチＳＷがオフされることにより、漏洩変圧器５の出力電圧（出力電流）は、位相制御回路６の点弧角の制御のみにより変化される。
【００３７】
そして、制御回路７は、光度制御信号が負荷１２を点灯させない光度レベル０％の制御信号であるときには、位相制御手段２の位相制御を停止し、バイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止させるものである。すなわち、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力しなく、スイッチＳＷにオフ信号を出力している。
【００３８】
そして、制御回路７は、位相制御手段２の点弧角が下限値（例えば１０°）以下または上限値（例えば１７０°）以上になると、位相制御手段２の位相制御を停止して位相制御手段２の出力を停止するとともに、バイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止するように形成されている。すなわち、制御回路７は、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力することを停止し、バイパス手段３のスイッチＳＷにオフ信号を出力するものである。下限値および上限値は、予め設定されて、図示しない記憶部または制御回路７を動作させるプログラムに記憶されている。
【００３９】
光度制御信号が負荷１２を光度レベル１００％で点灯させる制御信号であると、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の点弧角は、本実施形態では、例えば７０°に設定されている。制御回路７は、点弧角７０°に対する位相制御手段２の出力、すなわち漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に流れる出力電流値（出力値）を演算して設定するとともに、点弧角７０°の時点においてサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力する。これにより、可飽和変流器１１の一次巻線１１ａに光度レベル１００％に応じた出力電流が流れて、負荷１２が１００％点灯するものである。
【００４０】
そして、制御回路７は、カレントトランス８が検出する出力電流が光度レベル１００％に応じた所定の出力電流となるように、点弧角を演算して、当該点弧角でサイリスタ１５，１６の導通を制御するものである。すなわち、交流電源Ｖｓの電圧変動等に応じて、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間の出力電流が所定の出力電流よりも小さくなると点弧角を小さくし、逆に、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間の出力電流が所定の出力電流よりも大きくなると点弧角を大きくして、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の導通期間を制御するものである。
【００４１】
ここで、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間のラインが断線すると、カレントトランス８が検出する出力電流値が零レベルとなる。制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に所定の出力電流が流れるように、図４（ａ）から図４（ｅ）に示すように、点弧角を漸次小さくして、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にケート信号を出力する。漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に電流が流れないので、点弧角は下限値（例えば１０°）以下となる。このとき、制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間のラインが断線していると判断して、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力することを停止し、バイパス手段３のスイッチＳＷにオフ信号を出力するものである。
【００４２】
また、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間が短絡すると、カレントトランス８が検出する出力電流値が大電流となる。制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に所定の出力電流が流れるように、図５（ａ）から図５（ｅ）に示すように、点弧角を漸次大きくして、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にケート信号を出力する。漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に所定の出力電流が流れると、点弧角は上限値（例えば１７０°）以上となる。このとき、制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間が短絡していると判断して、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力することを停止し、バイパス手段３のスイッチＳＷにオフ信号を出力するものである。
【００４３】
下限値は、光度レベル１００％時の点弧角と零クロス（０°）との間に設定されるものであり、交流電源Ｖｓの電圧変動や各種の特性ばらつきなどを考慮して、１０°ないし３０°の点弧角に設定するとよい。また、上限値は、本実施形態では負荷１２を低レベルの光度で点灯させるので、前記所定値の点弧角と、零クロス（１８０°）との間に設定されるものであり、交流電源Ｖｓの電圧変動等を考慮して、１６０ないし１７５°の点弧角に設定するとよい。
【００４４】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
【００４５】
光度制御信号が負荷１２をある光度レベルで点灯する制御信号であって、位相制御手段２の点弧角が所定値以下であるときには、バイパス手段３のスイッチＳＷは、制御回路７によりオンされるので、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に低電流の出力電流が常に流れる。すなわち、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６が導通していない期間も、可飽和変流器１１に低電流が流れる。したがって、負荷１２が断芯しているときに、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６が導通した時点で、可飽和変流器１１の二次巻線１１ｂの両端間にパルス状の高電圧が発生しなくなる。
【００４６】
そして、制御回路７は、外部からの光度制御信号に応じた位相制御手段２の出力、すなわち漏洩変圧器５の出力電流値を設定するとともに、当該出力電流値が設定された出力値に一定化するように、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の点弧角を電流フィードバック制御する。そして、前記点弧角が所定値を上回るときには、バイパス手段３のスイッチＳＷをオフ制御するので、漏洩変圧器５の出力電流は、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の導通制御のみにより制御される。したがって、負荷１２を低い光度レベルで点灯させることができる。
【００４７】
次に、図６を用いて、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間の断線および短絡に対する制御回路７の制御について述べる。
【００４８】
制御回路７は、外部から光度制御信号を入力すると（ステップＳ１）、光度制御信号が負荷１２をある光度レベルで点灯する制御信号であるか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、負荷１２を点灯しない光度レベル０％であるか否かを判定する。
【００４９】
光度制御信号が光度レベル０％であると、バイパス手段３のスイッチＳＷにオフ信号を出力し（ステップＳ３）、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力しない（ステップＳ４）。これにより、漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂ間に交流電源Ｖｓの交流電圧が入力しなくなり、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に電圧が発生しなくなる。
【００５０】
そして、光度制御信号が負荷１２をある光度レベルで点灯する制御信号であると、バイパス手段３のスイッチＳＷにオン信号を出力し（ステップＳ５）、光度制御信号に応じた位相制御手段２の出力を演算して、設定値（出力値）として設定する（ステップＳ６）。すなわち、漏洩変圧器５の出力電流値が位相制御手段２の出力値として設定される。
【００５１】
そして、設定された設定値（出力電流値）を得るための位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の点弧角を演算して決定し（ステップＳ７）、当該点弧角の時点でサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力する（ステップＳ８）。サイリスタ１５，１６が導通し、交流電源Ｖｓの交流電圧を点弧角で位相制御した位相制御電圧が漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂ間に入力する。これにより、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に光度制御信号に応じた出力電流が流れる。
【００５２】
なお、ステップＳ５におけるスイッチＳＷのオン信号の出力は、サイリスタ１５，１６にゲート信号を出力する直前であってもよく、交流感圧の零クロス時点であってもよく、言うなれば、零クロス時点からゲート信号の出力時点の間であればよい。
【００５３】
漏洩変圧器５の出力電流は、カレントトランス８により検出される。制御回路７は、当該検出値を入力し（ステップＳ９）、当該検出値がステップＳ６において設定した設定値（出力値）と一致するか否かを判断する（ステップＳ１０）。すなわち、漏洩変圧器５の出力電流が光度制御信号に応じた出力電流であるか否かを判断する。
【００５４】
カレントトランス８の検出値が設定値と一致していると、点弧角を変更することなく、当該点弧角の時点でサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力する（ステップＳ８）。一方、カレントトランス８の検出値が設定値と一致していないと、検出値と設定値との大小が比較される（ステップＳ１１）。
【００５５】
制御回路７は、検出値が設定値よりも小さいと、点弧角を減少させる（ステップＳ１２）。すなわち、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の導通期間を長くして、漏洩変圧器５の出力電流を増加させるようにする。ここで、制御回路７は、点弧角を一定数ずつ減少させるようにしてもよく、点弧角を当該点弧角に応じた一定割合で減少させるようにしてもよく、検出値および設定値の差分に相当する点弧角を演算して減じるようにしてもよく、前記差分を一定割合で減少させるなど、適宜の減じる手段で点弧角を減少させればよい。本実施形態では、図４に示すように、検出値および設定値の差分に相当する点弧角を交流電圧の４ないし１０周期で減少させている。
【００５６】
減少された新たな点弧角は、下限値（例えば１０°）と比較される（ステップＳ１３）。そして、点弧角が下限値を上回っていると、新たな点弧角の時点でサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力する（ステップＳ８）。以降、上述のステップＳ９〜Ｓ１１の制御をする。
【００５７】
また、ステップＳ１３において、点弧角が下限値以下であると、制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間が断線していると判断して、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６へのゲート信号の出力を停止し（ステップＳ１４）、バイパス手段３のスイッチＳＷにオフ信号を出力する（ステップＳ１５）。すなわち、制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間の断線を検出すると、位相制御手段２の位相制御回路６の位相制御を停止するとともに、バイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止させる。これにより、漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂ間に交流電源Ｖｓの交流電圧が入力しなくなり、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に電圧（出力）が発生しなくなり、漏洩変圧器５の出力側における安全性が確保される。
【００５８】
また、ステップＳ１１において、制御回路７は、検出値が設定値よりも大きいと、点弧角を増加させる（ステップＳ１６）。すなわち、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の導通期間を短くして、漏洩変圧器５の出力電流を減少させるようにする。ここで、制御回路７は、点弧角を一定数ずつ増加させるようにしてもよく、点弧角を当該点弧角に応じた一定割合で増加させるようにしてもよく、検出値および設定値の差分に相当する点弧角を演算して増やすようにしてもよく、前記差分を一定割合で増加させるなど、適宜の増加手段で点弧角を増加させればよい。本実施形態では、図５に示すように、検出値および設定値の差分に相当する点弧角を交流電圧の４ないし１０周期で増加させている。
【００５９】
増加された新たな点弧角は、上限値（例えば１７０°）と比較される（ステップＳ１７）。そして、点弧角が上限値を下回っていると、新たな点弧角の時点でサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力する（ステップＳ８）。以降、上述のステップＳ９〜Ｓ１１の制御をする。
【００６０】
また、ステップＳ１７において、点弧角が上限値以上であると、制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間が短絡していると判断して、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６へのゲート信号の出力を停止し（ステップＳ１４）、バイパス手段３のスイッチＳＷにオフ信号を出力する（ステップＳ１５）。すなわち、制御回路７は、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間の短絡を検出すると、位相制御手段２の位相制御回路６の位相制御を停止するとともに、バイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止させる。これにより、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間に電圧（出力）が発生しなくなり、漏洩変圧器５の出力側における安全性が確保される。
【００６１】
このように、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の点弧角を予め設定された下限値および上限値と比較することにより、漏洩変圧器５の出力端子１４ａ，１４ｂ間における断線および短絡が検出される。そして、当該断線および短絡が検出されると、位相制御回路６の位相制御を停止するとともに、バイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止させるので、漏洩変圧器５の出力側における安全性が確保される。
【００６２】
本実施形態の負荷制御装置１によれば、制御回路７は、位相制御回路６のサイリスタ１５，１６の点弧角が予め設定された下限値以下となったときに漏洩変圧器５の出力間の断線を検出し、点弧角が予め設定された上限値以上なったときに漏洩変圧器５の出力間の短絡を検出するので、前記断線および短絡を迅速に検出することができて、漏洩変圧器５の出力間における安全性を迅速に確保することができるという効果を有する。また、漏洩変圧器５の出力側に計測用変成器を設けなくすることができ、制御回路７に計器用変成器による検出値の入力手段や処理手段などを設けなくすることができるので、負荷制御装置１を安価に構成することができるという効果を有する。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６４】
本実施形態の負荷制御装置１７は、図７に示すように構成されている。
【００６５】
負荷制御装置１７は、図１に示す負荷制御装置１において、漏洩変圧器５を変圧器１８とインダクタＬ１に構成したものであり、負荷制御装置１と同様の作用、効果を有する。
【００６６】
なお、本実施形態において、変圧器１８を省略して、位相制御手段２と直列接続された可飽和変流器１１とを直結してもよい。この場合、線路に負荷１２側短絡に備えて、限流インピーダンスを接続してもよい。
【００６７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６８】
本実施形態の負荷制御装置２１は、図８に示すように構成される。なお、図８において、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６９】
負荷制御装置２１は、図１に示す負荷制御装置１において、バイパス手段３のスイッチＳＷを位相制御回路２２に置き換えたものである。位相制御回路２２は、互いに逆方向となるように並列接続されたサイリスタ２３，２４からなり、負荷制御装置２１の入力端子９ａと、漏洩変圧器５の入力端子１３ｃとの間に接続されている。サイリスタ２３，２４は、交流電源Ｖｓからの交流電圧を交互に導通させるものであり、そのゲートに制御回路７からのゲート信号（パルス信号）を入力した時点から交流電圧を導通させる。その導通によって、交流電圧を漏洩変圧器５の入力端子１３ａ，１３ｂ間に入力する。
【００７０】
そして、制御回路７は、例えば、図３（ａ）に示すように、位相制御手段２の位相制御回路６のサイリスタ１５，１６にゲート信号を出力する直前に、バイパス手段３の位相制御回路２２のサイリスタ２３，２４にゲート信号を出力するように形成されている。すなわち、制御手段４は、位相制御手段２の点弧角が所定値以下のときには位相制御手段２が位相制御する以前からバイパス手段３によるバイパス電流の通流を開始し、位相制御手段２の点弧角が所定値を上回るときにはバイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止させるものである。
【００７１】
なお、位相制御手段２の点弧角が所定値以下の場合には、バイパス電流を交流電圧の零クロスの時点から流すようにしてもよい。
【００７２】
また、制御手段４は、位相制御手段２の点弧角が予め設定された下限値以下または上限値以上となって位相制御手段２の位相制御が停止されると、バイパス手段３によるバイパス電流の通流を停止するものである。すなわち、位相制御回路２２のサイリスタ２３，２４へのゲート信号の出力が停止される。
【００７３】
本実施形態の負荷制御装置２１によれば、位相制御手段２の出力に断線または短絡が発生し、位相制御手段２の点弧角が下限値以下または上限値以上になると、位相制御手段２の出力の停止とともに、バイパス手段３によるバイパス電流の通流が停止されるので、位相制御手段２の出力側での安全性を迅速に確保できるという効果を有する。
【００７４】
なお、第１〜第３の実施形態において、位相制御手段２の出力に断線または短絡が発生したときに、位相制御手段２の出力を停止させずに、位相制御手段２の出力側での安全性を確保できる程度に、位相制御手段２の出力が低減されるものであってもよい。
【００７５】
また、第１〜第３の実施形態において、負荷制御装置１，１７，２１は、位相制御手段２、バイパス手段３および制御手段４の他に、複数個の可飽和装置としての可飽和変流器１１および複数個の負荷１２を具備して構成されるものも包含される。
【００７６】
また、可飽和装置は、可飽和変流器１１に限らず、可飽和変圧器や可飽和リアクトル、所定電圧を導通する半導体スイッチから構成されるものなどを用いるようにしてもよい。
【００７７】
また、第１〜第３の実施形態において、零クロス時点や零クロスのタイミングなどは、厳密な零クロスに限定されるものではなく、零クロスより若干ずれていることも許容するものである。
【００７８】
また、第１〜第３の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１、１７，２１…負荷制御装置、  ２…位相制御手段、  ３…バイパス手段、  ４…制御手段、  １１…可飽和装置としての可飽和変流器、  １２…負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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