(57)【要約】【課題】  負荷の断芯に伴う高電圧の発生を抑制するとともに交流電源の投入時に負荷に突入電流が流れることを防止する光度制御信号に応じた定電流制御が可能な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１３を介して給電される複数個の負荷１４に対して交流電源Ｖｓの出力電圧を位相制御して給電可能な位相制御手段２と、位相制御手段２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３と、位相制御手段２およびバイパス手段３への交流電源Ｖｓの出力電圧の入力をオンオフする開閉装置４と、開閉装置４がオフからオンしたときに、位相制御手段２の出力が設定された出力値となるように位相制御手段２の点弧角を徐々に減少させた後にバイパス手段３によるバイパス電流の通流を開始する制御手段５と、を具備している。【選択図】図１
2015008063.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；
この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前記負荷に給電可能な位相制御手段と；
前記交流電源の出力電圧の毎半サイクルの零クロス時点から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と；
前記位相制御手段および前記バイパス手段への前記交流電源の出力電圧の入力をオンオフする開閉装置と；
前記位相制御手段の出力を設定するとともに、前記開閉装置がオフからオンしたときに、前記位相制御手段および前記バスパス手段のそれぞれの出力が徐々に増加するように制御する制御手段と；
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と；
この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前記負荷に給電可能な位相制御手段と；
前記交流電源の出力電圧の毎半サイクルの零クロス時点から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と；
前記位相制御手段および前記バイパス手段への前記交流電源の出力電圧の入力をオンオフする開閉装置と；
前記位相制御手段の出力を設定するとともに、前記開閉装置がオフからオンしたときに、前記位相制御手段の出力が設定された出力値となるように前記位相制御手段の点弧角を徐々に減少させた後に前記バイパス手段によるバイパス電流の通流を開始する制御手段と；
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】
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；
前記交流電源の出力電圧の毎半サイクルの零クロス時点から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と；
前記位相制御手段および前記バイパス手段への前記交流電源の出力電圧の入力をオンオフする開閉装置と；
前記位相制御手段の出力を設定するとともに、前記開閉装置がオフからオンしたときに、前記位相制御手段の出力が設定された出力値となるように前記位相制御手段の点弧角を徐々に減少させた後に前記バイパス手段によるバイパス電流の通流を開始する制御手段と；
を具備していることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項４】
互いに直列接続された複数個の可飽和装置と；
この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前記負荷に給電可能な位相制御手段と；
前記交流電源の出力電圧の毎半サイクルの零クロス時点から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と；
前記位相制御手段および前記バイパス手段への前記交流電源の出力電圧の入力をオンオフする開閉装置と；
前記位相制御手段の出力を設定するとともに、前記開閉装置がオフからオンしたときに、前記位相制御手段による前記交流電源の出力電圧の位相制御を停止させるとともに前記バイパス手段によるバイパス電流を徐々に増加させて通流させた後に前記位相制御手段による前記位相制御を開始する制御手段と；
を具備していることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項５】
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；
前記交流電源の出力電圧の毎半サイクルの零クロス時点から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と；
前記位相制御手段および前記バイパス手段への前記交流電源の出力電圧の入力をオンオフする開閉装置と；
前記位相制御手段の出力を設定するとともに、前記開閉装置がオフからオンしたときに、前記位相制御手段による前記交流電源の出力電圧の位相制御を停止させるとともに前記バイパス手段によるバイパス電流を徐々に増加させて通流させた後に前記位相制御手段による前記位相制御を開始する制御手段と；
を具備していることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項６】
前記バイパス手段は、スイッチング手段および減流インピーダンス装置を直列に含んで形成され、前記スイッチング手段が前記制御手段によって導通を制御されることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一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位相制御形の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前記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。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】
直列接続された可飽和変流器のうち、例えば１つの可飽和変流器のランプが断芯すると、位相制御手段のトライアックが点弧(導通)するときに、あるいは点弧した後に、可飽和変流器が飽和することに伴い、可飽和変流器の二次側に高電圧が発生し、可飽和変流器が絶縁破壊する等の問題を生じることがあることが知られている。これを防止するために、トライアックに並列にインダクタ（限流素子）を接続して、交流電圧の毎半サイクルにおいてトライアックが点弧する以前からバイパス電流を流す負荷制御装置が提案されている（例えば特許文献１参照。）。当該負荷制御装置は、バイパス電流を流すことにより、ランプが断芯した可飽和変流器がトライアックの点弧により急激に飽和することを防止でき、高電圧の発生を防止または抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６５９６１号公報（第４〜５頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
負荷制御装置は、開閉器を介して交流電源に接続されている。そして、負荷が長時間に亘って消灯されているときに開閉器をオンすると、負荷制御装置に突入電流が流れることが知られている。すなわち、開閉器がオンされた直後に、交流電源からインダクタおよび出力トランスの一次巻線の経路で過電流が瞬時に流れることが知られている。また、負荷の状態によっても過大電流が流れることがある。
【０００６】
そして、負荷が電球であると、大電流が瞬時であっても、そのフィラメントが断線することがある。また、負荷がＬＥＤであると、その点灯装置において、直流電源形成用のコンデンサや整流装置のダイオードが短寿命になるおそれがある。
【０００７】
本発明の実施形態は、負荷の断芯に伴う高電圧の発生を抑制するとともに交流電源の投入時に負荷に突入電流が流れることを防止する光度制御信号に応じた定電流制御が可能な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】
【０００８】
一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、バイパス手段、開閉装置および制御手段を有して構成される。
【０００９】
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、各可飽和装置に接続された複数個からなり、可飽和装置を介して給電される。
【００１０】
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。バイパス手段は、交流電源の出力電圧の毎半サイクルの零クロス時点から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。そして、開閉装置がオフからオンしたときに、位相制御手段およびバスパス手段のそれぞれの出力が徐々に増加するように制御する。
【００１２】
また、他の一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、バイパス手段、開閉装置および制御手段を有して構成される。
【００１３】
制御手段は、位相制御手段の出力を設定するように形成される。そして、開閉装置がオフからオンしたときに、バイパス手段によるバイパス電流の通流を停止させた状態で、位相制御手段の出力が設定された出力値となるように位相制御手段の点弧角を徐々に減少させ、この後に停止させているバイパス手段によるバイパス電流の通流を開始するように形成される。ここで、点弧角とは、位相制御手段が導通する交流電源の出力電圧（交流電圧）の位相角を示す。
【発明の効果】
【００１４】
本実施形態によれば、開閉装置がオフからオンしたときに、位相制御手段の出力が設定された出力値に向かって徐々に増加された後にバイパス手段によるバイパス電流の通流が開始されるので、交流電源の投入時にバイパス手段を介して位相制御手段に突入電流が流れることを防止することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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を示す説明図である。
【図３】同上、開閉装置の投入後の点弧角の制御を示す説明図である。
【図４】同上、開閉装置の投入後の位相制御手段およびバイパス手段の出力電流の波形図である。
【図５】同上、制御手段による制御を示すフロー図である。
【図６】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７】同上、開閉装置の投入後の位相制御手段およびバイパス手段の出力電流の波形図である。
【図８】同上、制御手段による制御を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
本実施形態の負荷制御装置１は、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、開閉装置４および制御手段５を有して構成されている。そして、位相制御手段２は、漏洩変圧器６および位相制御回路７を有して形成され、バイパス手段３は、スイッチング手段としてのスイッチ８および漏洩変圧器６を有して形成されている。また、制御手段５は、制御回路９およびカレントトランス１０を有して形成されている。
【００１８】
負荷制御装置１は、その入力端子１１ａ，１１ｂが交流電源Ｖｓに接続され、その出力端子１２ａ，１２ｂ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１３に接続されている。各可飽和変流器１３には、例えば発光ダイオードを光源とする標識灯である負荷１４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１１ａ，１１ｂ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。
【００１９】
位相制御手段２の漏洩変圧器６は、その一次側である一次巻線６ａの両端が入力端子１５ａ，１５ｂに接続され、二次側である二次巻線６ｂの両端が出力端子１６ａ，１６ｂに接続され、三次巻線６ｃの両端が入力端子１５ａ，１５ｃに接続されている。入力端子１５ｂは、開閉装置４を介して負荷制御装置１の入力端子１１ｂに接続され、入力端子１５ａは、位相制御回路７および開閉装置４を介して負荷制御装置１の入力端子１１ａに接続され、入力端子１５ｃは、スイッチ８および開閉装置４を介して負荷制御装置１の入力端子１１ａに接続されている。
【００２０】
すなわち、漏洩変圧器６の入力端子１５ａ，１５ｂは、位相制御回路７および開閉装置４を介して交流電源Ｖｓに接続され、入力端子１５ｃ，１５ｂは、スイッチ８および開閉装置４を介して交流電源Ｖｓに接続されている。漏洩変圧器６は、入力端子１５ａ（１５ｃ），１５ｂに入力した交流電圧を昇圧して出力端子１６ａ，１６ｂから出力する。
【００２１】
出力端子１６ａ，１６ｂには、可飽和変流器１３の一次巻線１３ａが直列接続されている。可飽和変流器１３の一次巻線１３ａには、入力端子１５ａ（１５ｃ），１５ｂに入力する交流電圧に応じた交流電流が流れる。
【００２２】
位相制御回路７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１７，１８からなり、開閉装置４を介して入力端子１１ａと漏洩変圧器６の入力端子１５ａとの間に接続されている。サイリスタ１７，１８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９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６の入力端子１５ａ，１５ｂ間に入力される。
【００２３】
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１４に対して給電可能に形成されている。
【００２４】
バイパス手段３のスイッチ８は、開閉装置４を介して入力端子１１ａと、漏洩変圧器６の入力端子１５ｃとの間に接続されている。すなわち、スイッチ８は、位相制御回路７に漏洩変圧器６の三次巻線６ｃを介して並列接続されている。ここで、漏洩変圧器６の三次巻線６ｃは、減流インピーダンス装置となっている。バイパス手段３は、スイッチ８および漏洩変圧器６の三次巻線６ｃを直列に含んで形成されている。
【００２５】
開閉装置４のオン時において、位相制御手段２が導通していない期間、漏洩変圧器６の入力端子１５ａ，１５ｂには、交流電源Ｖｓからの正弦波電圧が三次巻線６ｃを介して入力する。これにより、三次巻線６ｃおよび一次巻線６ａには、減流されたバイパス電流が流れる。スイッチ８は、制御手段５の制御回路９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８は、制御回路９により、通常、オンに制御される。スイッチ８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。
【００２６】
負荷１４は、それぞれの可飽和変流器１３の二次側である二次巻線１３ｂの両端間にそれぞれ接続される。負荷１４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１３の一次巻線１３ａに漏洩変圧器６からの出力電流が流れると、二次巻線１３ｂに電流が流れて、負荷１４が点灯する。負荷１４は、漏洩変圧器６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１４は、互いに直列接続された複数個の可飽和変流器１３を介して給電されて点灯する。
【００２７】
そして、負荷１４が電球である場合には、電球が断芯すると、可飽和変流器１３の二次巻線１３ｂの両端間が開路する。また、負荷１４が発光ダイオードである場合には、発光ダイオードと点灯制御装置とが断線し、または点灯制御装置が故障等の異常状態になると、可飽和変流器１３の二次巻線１３ｂと点灯制御装置との間に設けたリレーや半導体スイッチ等の遮断手段により、可飽和変流器１３の二次巻線１３ｂの両端間が開路されるものである。
【００２８】
位相制御手段２およびバイパス手段３は、開閉装置４を介して入力端子１１ａ，１１ｂに接続されている。開閉装置４は、例えば電磁接触器であり、制御回路９によりオンオフ制御される。開閉装置４がオンすると、交流電源Ｖｓの出力電圧（交流電圧）が位相制御手段２およびバイパス手段３に入力される。開閉装置４がオフすると、位相制御手段２およびバイパス手段３には、交流電源Ｖｓの出力電圧は入力されない。
【００２９】
制御手段５において、カレントトランス１０は、漏洩変圧器６の二次側である二次巻線６ｂ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１３に流れる漏洩変圧器６の出力電流を検出する。漏洩変圧器６の出力電流の検出値は、常時、制御回路９に入力されている。
【００３０】
制御回路９は、マイコンを有して形成され、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号（例えばパルス信号）を出力して、漏洩変圧器６の入力端子１５ａ，１５ｂ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６の出力電流が負荷１４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。
【００３１】
制御回路９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１４の光度レベルを設定する光度制御信号を入力している。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１４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。
【００３２】
また、制御回路９は、カレントトランス１０から漏洩変圧器６の出力電流の検出値を入力している。さらに、図示していないが、入力端子１１ａ，１１ｂ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９は、入力した交流電圧により、動作電源を生成するとともに、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。
【００３３】
そして、制御回路９は、光度制御信号がある光度レベルで負荷１４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６の入力端子１５ａ，１５ｂに入力するように、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８のゲートに、図２（ｂ）に示すようなゲート信号を出力する。ここで、点弧角は、交流電圧（交流電流）の毎半サイクルの始まりの零クロス時点から位相制御回路７のサイリスタ１７，１８が導通するまでの期間をいう。
【００３４】
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６の入力端子１５ａ，１５ｂに入力する。したがって、漏洩変圧器６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６は、この電圧を昇圧して出力端子１６ａ，１６ｂ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１４に流れて、負荷１４が点灯する。
【００３５】
また、制御回路９は、図２（ｃ）に示すように、光度制御信号が負荷１４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８をオンにする。漏洩変圧器６の入力端子１５ａ，１５ｂ間には、三次巻線６ｃ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１６ａ，１６ｂ間には、可飽和変流器１３を介して低電流の交流電流が流れるようになる。
【００３６】
また、制御回路９は、光度制御信号がある光度レベルで負荷１４を点灯する制御信号であるときには開閉装置４をオンにし、光度制御信号が零の光度レベルであり負荷１４を点灯しない制御信号であるときには開閉装置４をオフにするように形成されている。そして、開閉装置４をオフ状態からオンにしたときには、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８に対して点弧角が徐々に減少するようにゲート信号を出力するように形成されている。漏洩変圧器６の一次巻線６ａには、図４に示すように、交流電源Ｖｓからの交流電流が徐々に増加して流れる。すなわち、点弧角が徐々に減少する位相制御された交流電流が流れる。
【００３７】
そして、制御回路９は、図３に示すように、点弧角が所定値以下となった時点でバイパス手段３のスイッチ８をオン制御するように形成されている。これにより、漏洩変圧器６の一次巻線６ａには、図４に示すように、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８が導通する以前から減流されたバイパス電流が流れる。バイパス電流は、交流電流（交流電圧）の毎半サイクルの零クロス時点から流れる。制御回路９は、スイッチ８をオンした後も、外部からの光度制御信号に応じて演算した点弧角までサイリスタ１７，１８に対する点弧角を減少させる。
【００３８】
図３は、光度制御信号が負荷１４を消灯から全光（１００％）点灯させるときの点弧角の減少を示している。制御回路９は、負荷１４を全光点灯させるときの点弧角例えば７０°を演算し、開閉装置４をオンした時点から交流電圧（交流電流）の１０〜２０サイクル例えば１０サイクルを要して、点弧角を１８０°から７０°まで直線的に減少させる。すなわち、点弧角を１１°／サイクルの割合で減少させる。そして、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８が点弧角７０°で導通されるとき、漏洩変圧器６の二次巻線６ｂに流れる出力電流（位相制御手段２の出力）が設定された出力値となる。また、制御回路９は、点弧角が所定値例えば９０°以下となったときにスイッチ８をオンにする。この所定値は、光度制御信号の光度レベルに応じて設定されるものであり、制御回路９は、光度制御信号の光度レベルに応じた所定値を記憶している。
【００３９】
位相制御回路７が導通制御された後は、漏洩変圧器６の入力端子１５ａ，１５ｂに入力する交流電圧値が大きいので、漏洩変圧器６からの出力電流は、図２（ｄ）に示すように、位相制御回路７が導通制御される前までは、低電流であり、位相制御回路７が導通制御された時点から交流電流の終わりの零クロス時点までは、位相制御回路７により位相制御された電流（大電流）となる。
【００４０】
そして、制御回路９は、カレントトランス１０が検出する電流が光度制御信号に応じた設定された出力値（所定の電流）となるように、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８の導通期間（導通位相）を制御する。すなわち、制御手段５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、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１４は、光度制御信号に応じた光度レベルで点灯される。
【００４１】
なお、点弧角は、位相角、導通角や導通位相とも称される。導通期間とは、位相制御手段２、位相制御回路７などの導通を示すものである。また、位相制御回路７は、サイリスタ１７，１８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。
【００４２】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について、図５を用いて説明する。
【００４３】
制御回路９は、常時、外部から光度制御信号を入力している（ステップＳ１）。そして、光度制御信号が負荷１４を消灯または点灯するものかを光度レベルで判断し（ステップＳ２）、負荷１４を消灯させるときには、開閉装置４をオフにする（ステップＳ３）。これにより、交流電源Ｖｓの交流電圧（出力電圧）は、負荷制御装置１の位相制御手段２およびバイパス手段３に入力されない。また、制御回路９は、バイパス手段３のスイッチ８をオフし（ステップＳ４）、位相制御手段２の位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力しないようにしている（ステップＳ５）。
【００４４】
ステップＳ２において、光度制御信号が負荷１４をある光度レベルで点灯する制御信号であるときには、負荷１４の光度レベルの変更であるか否かを判断し（ステップＳ６）、光度レベルの変更であるときには、位相制御手段２の当該光度レベルに応じた出力値を演算して設定する（ステップＳ７）。すなわち、負荷１４の光度レベル（調光率）を設定する。そして、負荷１４を当該光度レベルで点灯させるときの交流電源Ｖｓの交流電圧（交流電流）の点弧角を演算する（ステップＳ８）。例えば、負荷１４の光度レベル１００％のときには、交流電圧を位相制御する点弧角例えば７０°を演算する。
【００４５】
この後、制御回路９は、開閉装置４のオンオフ状態を判断する（ステップＳ９）。そして、開閉装置４がオフ状態のときは、開閉装置４にオン信号を出力して開閉装４をオンさせる（ステップＳ１０）。ここで、制御回路９は、ステップＳ１１ないしステップＳ１３において、交流電源Ｖｓから出力された交流電圧（交流電流）に対して点弧角が徐々に減少するように位相制御する。また、制御回路９は、開閉装置４がオンされるに伴ってバスバス手段３によるバイパス電流を通流させるのではなく、前記点弧角が徐々に減少する交流電流が位相制御手段２に流れた後に、ステップＳ１４においてバイパス手段３によるバイパス電流の通流を開始するように制御する。
【００４６】
ステップＳ１１において、制御回路９は、１８０°からステップＳ８において演算した点弧角まで徐々に減少させる。そして、交流電圧の始まりの零クロス時点から減少させた点弧角となったときに、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力して、位相制御回路７を導通させる（ステップＳ１２）。点弧角の減少およびその点弧角にするゲート信号の出力は、光度制御信号に応じて設定される所定値となるまで繰り返される（ステップＳ１３）。例えば、負荷１４を全光点灯させるとき、図３に示すように、点弧角は、１１°／サイクルの割合で所定値９０°まで減少される。そして、制御回路９は、減少した点弧角が所定値以下となったときにバイパス手段３のスイッチ８にオン信号を出力する（ステップＳ１４）。スイッチ８がオンし、交流電源Ｖｓからの交流電流が減流されてバイパス回路３に流れる。
【００４７】
こうして、開閉装置４がオフからオンされたときに、漏洩変圧器６の一次巻線６ａには、図４に示すように、交流電源Ｖｓからの交流電流が徐々に増加して流れ、その後にバイパス電流が流れる。したがって、開閉装置４がオンしたときに、位相制御手段２に交流電源Ｖｓから突入電流が流れることを防止できる。これにより、負荷１４に過剰なストレスが加わることが防止される。すなわち、負荷１４が電球の場合には、例えばフィラメントの断線が防止され、負荷１４が発光ダイオードの場合には、その点灯装置の短寿命が防止される。
【００４８】
制御回路９は、バイパス手段３によるバイパス電流の通流を開始した後は、ステップＳ１５ないしステップＳ２０において、位相制御手段２の位相制御回路７の点弧角を電流フィードバックすることにより、位相制御手段２の出力がステップＳ７において設定した出力値となるように一定化制御する。
【００４９】
制御回路９は、カレントトランス１０が検出した位相制御手段２の出力電流（漏洩変圧器６の二次巻線６ｂに流れる電流）を入力する（ステップＳ１５）。この検出値がステップＳ７において設定した出力値であると、このときの点弧角となるように位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力する（ステップＳ２０）。そして、カレントトランス１０の検出値が前記設定された出力値と異なるときには、当該検出値と前記出力値との大小が判断される（ステップＳ１７）。
【００５０】
制御回路９は、カレントトランス１０の検出値が前記設定された出力値よりも大きいときには、点弧角を増加させて（ステップＳ１８）、この増加させた点弧角となるように位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力する（ステップＳ２０）。また、カレントトランス１０の検出値が前記設定された出力値よりも小さいときには、点弧角を減少させて（ステップＳ１９）、この減少させた点弧角となるように位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力する（ステップＳ２０）。この位相制御手段２の出力の一定化制御は、ステップＳ２において負荷１４が消灯されなく、ステップＳ６において負荷１４の光度レベルが変更されない限り、継続される。
【００５１】
また、制御回路９は、負荷１４がある光度レベルで点灯しているときに光度レベルが変更されると（ステップＳ６）、位相制御手段２の出力を変更後の光度レベルに応じた出力値に設定し（ステップＳ７）、負荷１４を変更後の光度レベルで点灯させるときの交流電源Ｖｓの交流電圧（交流電流）の点弧角を演算し（ステップＳ８）、この演算した点弧角となるように位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力するものである（ステップＳ２０）。
【００５２】
こうして、制御回路９は、外部からの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ともに、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８の点弧角を電流フ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ている。
【００５３】
そして、光度制御信号が負荷１４をある光度レベルで点灯する制御信号であるときには、バイパス手段３のスイッチ８は、制御回路９によりオンされるので、漏洩変圧器６の出力端子１６ａ，１６ｂ間に低電流の出力電流が常に流れている。すなわち、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８が導通していない期間も、可飽和変流器１３に低電流が流れている。したがって、負荷１４が断芯しているときに、位相制御回路７のサイリスタ１７，１８が導通した時点で、可飽和変流器１３の二次巻線１３ｂの両端間にパルス状の高電圧が発生しなくなる。
【００５４】
本実施形態の負荷制御装置１によれば、開閉装置４がオフからオンしたときに、位相制御手段２の出力が設定された出力値に向かって徐々に増加された後にバイパス手段３によるバイパス電流の通流が開始されるので、交流電源Ｖｓの投入時にバイパス手段３を介して突入電流が流れることを防止することができるという効果を有する。そして、制御回路９は、光度制御信号が負荷１４をある光度レベルで点灯する制御信号であるときには、バイパス手段３のスイッチ８をオンに制御するので、位相制御回路７が導通する以前から漏洩変圧器６の出力端子１６ａ，１６ｂから可飽和変流器１３に電流が流れることになり、負荷１４が断芯していても、位相制御回路７の導通した時点で可飽和変流器１３に高電圧が発生することを防止できるという効果を有する。
【００５５】
また、バイパス手段３は、スイッチング手段としてのスイッチ８および減流インピーダンス装置としての漏洩変圧器６の三次巻線６ｃを直列に含んで形成され、制御回路９によってスイッチ８の導通が制御されることにより、位相制御手段２をバイパスするように減流されたバイパス電流を通流することができるので、簡素な構成により、可飽和変流器１３での高電圧の発生を防止できるとともに、負荷制御装置１を安価に形成することができるという効果を有する。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５７】
本実施形態の負荷制御装置２１は、図６に示すように構成される。なお、図６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。
【００５８】
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８をスイッチング手段としての位相制御回路２２に置き換えたものである。位相制御解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１１ａと、漏洩変圧器６の入力端子１５ｃとの間に接続されている。サイリスタ２３，２４は、交流電源Ｖｓから出力される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９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。制御回路９は、位相制御手段２の位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力するときには、本実施形態では、交流電圧の零クロス（点弧角０°）の時点で位相制御回路２２のサイリスタ２３，２４にゲート信号を出力する。サイリスタ２３，２４の導通によって、交流電源Ｖｓの交流電圧が漏洩変圧器６の三次巻線６ｃを介して入力端子１５ａ，１５ｂ間に入力する。これにより、漏洩変圧器６の一次巻線６ａには、減流されたバイパス電流が流れる。
【００５９】
また、制御回路９は、開閉装置４をオフ状態からオンにしたときには、バイパス手段３の位相制御回路２２のサイリスタ２３，２４に対して、点弧角が１８０°から０°に向かって徐々に減少するように、ゲート信号を出力するように形成されている。点弧角の減少およびその点弧角にするゲート信号の出力は、所定値以下となるまで行われる。ここで、点弧角の減少の割合および所定値は、本実施形態では、位相制御手段２の位相制御回路７を制御するときのものが用いられる。しかし、これとは別に設定されてもよい。漏洩変圧器６の一次巻線６ａには、図７に示すように、バイパス電流が徐々に増加して流れる。すなわち、交流電流の点弧角が徐々に減少する位相制御されたバイパス電流が流れる。
【００６０】
そして、制御回路９は、点弧角が所定値以下となると、バイパス手段３の位相制御回路２２のサイリスタ２３，２４に対して、交流電圧の零クロスの時点（点弧角０°の時点）でゲート信号を出力するとともに、位相制御手段２の位相制御回路７のサイリスタ１７，１８に対して、負荷１４の光度レベルに応じて設定された点弧角となる交流電圧の時点でゲート信号を出力するように形成されている。これにより、漏洩変圧器６の一次巻線６ａには、図７に示すように、開閉装置４がオン制御された時点から徐々に増加するバイパス電流が流れる。そして、バイパス電流を交流電圧の毎半サイクルの零クロス時点から流れるように制御した後に、交流電源Ｖｓの交流電流が位相制御回路７により位相制御されて設定された点弧角の交流電流が流れる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施形態の作用について、図８を用いて説明する。図８における制御回路９による制御は、図５における制御において、開閉装置４をオフからオンしたときが異なる。したがって、図５における制御と同一部分の説明は省略する。
【００６２】
制御回路９は、開閉装置４をオフ状態からオンにすると（ステップＳ１０）、バイパス電流を徐々に増加させて通流させた後に、位相制御手段２の位相制御回路７による交流電源Ｖｓの出力電圧（交流電圧）の位相制御を開始するように制御する。
【００６３】
制御回路９は、交流電圧（交流電流）の点弧角を１８０°からステップＳ８において演算した点弧角まで徐々に減少させる（ステップＳ１１）。そして、位相制御手段２の位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力するのを停止した状態で、交流電圧の零クロス時点（１８０°時点）から減少させた点弧角となったときに、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して、位相制御回路２２を導通させる（ステップＳ２１）。点弧角の減少およびその点弧角にするゲート信号の出力は、光度制御信号に応じて設定される所定値（全光の場合は例えば９０°）となるまで繰り返される（ステップＳ１３）。そして、制御回路９は、減少した点弧角が所定値以下になると、交流電圧の零クロス時点でバイパス手段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し（ステップＳ２２）、ステップＳ８で演算した点弧角となるように位相制御手段２の位相制御回路７のサイリスタ１７，１８にゲート信号を出力する（ステップＳ２０）。位相制御手段２の位相制御回路７が導通するときには、バイパス手段３によるバイパス電流が漏洩変圧器６の一次巻線６ａに流れる。
【００６４】
こうして、開閉装置４がオフからオンされたときに、漏洩変圧器６の一次巻線６ａには、図７に示すように、バイパス電流が徐々に増加して流れ、その後に位相制御回路７により位相制御された交流電流が流れる。したがって、開閉装置４がオンしたときに、位相制御手段２の漏洩変圧器６に交流電源Ｖｓからの突入電流が流れることを防止できる。これにより、負荷１４に過剰なストレスが加わることが防止される。すなわち、負荷１４が電球の場合には、例えばフィラメントの断線が防止され、負荷１４が発光ダイオードの場合には、その点灯装置の短寿命が防止される。
【００６５】
制御回路９は、位相制御手段２による交流電流の位相制御を開始した後は、ステップＳ１５ないしステップＳ２０において、位相制御手段２の位相制御回路７の点弧角を電流フィードバックすることにより、位相制御手段２の出力がステップＳ７において設定した出力値となるように一定化制御する。
【００６６】
本実施形態の負荷制御装置２１によれば、開閉装置４がオフからオンしたときに、バイパス手段３によるバイパス電流が徐々に増加された後に位相制御手段２よる交流電源Ｖｓの交流電圧（交流電流）の位相制御が開始されるので、交流電源Ｖｓの投入時にバイパス手段３を介して突入電流が流れることを防止することができるという効果を有する。そして、制御回路９は、位相制御手段２の位相制御回路７を導通制御する前にバイパス手段３の位相制御回路２２が導通するように制御するので、位相制御回路７が導通する以前から漏洩変圧器６の出力端子１６ａ，１６ｂから可飽和変流器１３に電流が流れることになり、負荷１４が断芯していても、位相制御回路７の導通した時点で可飽和変流器１３に高電圧が発生することを防止できるという効果を有する。
【００６７】
なお、上述した第１および第２の実施形態において、制御回路９（制御手段５）は、開閉装置４をオフからオンしたときに、位相制御手段２およびバイパス手段３のそれぞれの出力を徐々に増加させるように制御してもよい。すなわち、位相制御手段２による位相制御電流が徐々に増加するとともに、バイパス手段３によるバイパス電流が徐々に増加するものであってもよい。
【００６８】
また、上述した第１および第２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。また、漏洩変圧器６は、変圧器と減流インピーダンス装置としてのインダクタに構成したものであってもよい。
【００６９】
また、第１の実施形態の負荷制御装置１において、スイッチ８を位相制御解２２に置き換えることもできる。この場合、制御回路９は、交流電源Ｖｓの交流電圧の例えば零クロスのタイミングで、位相制御回路２２のサイリスタ２３，２４にゲート信号（例えばパルス信号）を出力すればよい。
【００７０】
そして、第１および第２の実施形態の負荷制御装置１，２１は、位相制御手段２、バイパス手段３および制御手段５の他に、複数個の可飽和装置としての可飽和変流器１３および複数個の負荷１４を具備して構成されるものも包含される。また、可飽和装置は、可飽和変流器１３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。
【００７１】
また、第１および第２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、上述した各実施形態の組み合わせ等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】
【００７２】
１、２１…負荷制御装置、  ２…位相制御手段、  ３…バイパス手段、  ４…開閉装置、  ５…制御手段、  ５ｃ…減流インピーダンス装置としての漏洩変圧器の三次巻線、  ８…スイッチング手段としてのスイッチ、  １３…可飽和装置としての可飽和変流器、  １４…負荷、  ２２…スイッチング手段としての位相制御回路
【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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