(57)【要約】  ランプを制御するバラストと結合される調光器構成（１０）は、位相カット手段（２０）をバイパスするバイパス手段（３０）を有する。バイパス手段（３０）は、作動していない場合、位相カット手段（２０）をバイパスし、及び作動している場合、調光時間期間の間、位相カット手段（２０）を起動する。従って、非作動の期間に位相カット手段をバイパスすることにより、殆どの時間、如何なる位相カットも生じない。従って、電磁波妨害と同様に高調波は大幅に低減される。また、位相カットの間、固定カット角のみが用いられる。固定カット角は、望ましくは、最小の検出可能な位相カット角の直ぐ上である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調光器構成であって、
ＡＣ電力供給信号の周期内の位相角をカットする位相カット手段を有し、
前記位相カット手段は、前記ＡＣ電力供給信号を伝達するＡＣ電力供給線と直列に結合され、
前記調光器構成は、前記位相カット手段をバイパスするバイパス手段を有し、
前記バイパス手段は、作動されていない場合、前記位相カット手段をバイパスし、及び作動されている場合、調光時間期間の間、前記位相カット手段を起動することを特徴とする、調光器構成。
【請求項２】
前記位相カット角は、固定されている、請求項１記載の調光器構成。
【請求項３】
前記位相カット手段は、前記ＡＣ電力供給信号の正及び負の半周期をカットするよう構成される、請求項１記載の調光器構成。
【請求項４】
前記位相カット手段は、前記ＡＣ電力供給信号の正又は負の半周期のどちらかをカットするよう構成される、請求項１記載の調光器構成。
【請求項５】
前記バイパス手段は、前記ＡＣ電力供給信号の周波数で前記位相カット手段を起動する第１の作動手段、及び前記ＡＣ電力供給信号の周波数の２倍で前記位相カット手段を起動する第２の作動手段を有し、前記第１及び前記第２の作動手段は直列に結合されることを特徴とする、請求項１記載の調光器構成。
【請求項６】
前記調光時間期間の作動は、前記第１の作動手段又は前記第２の作動手段のどちらかの作動で生じ、及び明るくする期間の作動は、前記第２の作動手段又は前記第１の作動手段のどちらかの作動で生じることを特徴とする、請求項５記載の調光器構成。
【請求項７】
バラストであって、請求項１乃至４の何れか１項記載の調光器構成と組み合わされ、前記バラストは、制御信号で調光を制御する調光制御部を有し、前記調光制御部は、調光時間期間に従い制御信号を調整するよう構成されることを特徴とする、バラスト。
【請求項８】
前記調光制御部は、クロック信号を生成するクロック生成手段を有し、及び前記調光制御部は、前記調光時間期間の間、前記クロック信号のクロック周期を計数することにより、前記制御信号を決定するよう構成されることを特徴とする、請求項７記載のバラスト。
【請求項９】
ランプであって、請求項７記載のバラストを有することを特徴とするランプ。
【請求項１０】
ランプであって、請求項８記載のバラストを有することを特徴とするランプ。
【請求項１１】
ランプソケットであって、請求項７記載のバラストを有することを特徴とするランプソケット。
【請求項１２】
ランプソケットであって、請求項８記載のバラストを有することを特徴とするランプソケット。
【請求項１３】
調光制御方法であって、
電力供給信号の周期内で位相角をカットする段階、
位相カット角を制御信号に変換する段階、及び
前記制御信号に従い調光する段階、を有し、
前記方法は、
調光時間期間の間に前記位相角をカットするのみの段階、
前記調光時間期間に従い前記制御信号を決定する段階、を更に有することを特徴とする調光制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光器構成に関連する。調光器構成は、ＡＣ電力供給信号の周期内の位相角をカットする位相カット手段を有する。位相カット手段は、ＡＣ電力供給信号を伝達するＡＣ電力供給線と直列に結合される。
【０００２】
本発明は、調光器構成を有するバラスト、バラストを有するランプ、及びバラストを有するランプソケットに更に関連する。
【背景技術】
【０００３】
このような調光器構成は、特許文献１から知られている。知られている調光器構成は、ランプ調光において広く用いられている。上述の特許では、位相制御トライアック調光器が提供される。トライアック調光器は、電力供給線と結合される。可変抵抗及びキャパシターを有する直列回路は、トライアックと並列に結合され、任意に選択された導通位相角でトライアックを導通する。ディアック（ｄｉａｃ）は、可変抵抗及びキャパシターの端子、並びにトライアックのゲートの間に結合される。可変抵抗の抵抗値を変化させることにより、ＡＣ電圧の位相角は、制御される。電圧のゼロ交差の直後、調光器は、ＡＣ電圧の各半周期の部分をクリップ又はブロックする。そして半周期の部分又は角度は、調整される。
【０００４】
ＡＣ電圧の位相角は、このトライアック調光器で調整され得る。また異なる位相カット角は、異なる光レベルに対応する。しかしながら、このトライアック調光器で、調光状況では、電源の各半周期は、任意の選択された角度でカットされる。従って、高調波歪み及び電磁波妨害（ＥＭＩ）は、特に選択された角度が大きい場合、回避され得ない。伝導位相角が小さい場合、つまり位相カット角が大きい場合、ランプはちらつく可能性がある。
【特許文献１】米国特許第５５５９３９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高調波歪みの少ない調光器構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため、調光器構成は、位相カット手段をバイパスするバイパス手段を有することを特徴とする。バイパス手段は、作動されない場合、位相カット手段をバイパスし、及び作動されている場合、調光時間期間の間、位相カット手段を起動するために構成される。
【０００７】
本発明は、次の見識に基づく。つまり、非作動の期間に位相カット手段をバイパスすることにより、殆どの時間、如何なる位相カットも生じない。従って、電磁波妨害と同様に高調波は大幅に低減される。また、位相カットの間、固定カット角のみが用いられる。固定カット角は、望ましくは、最小の検出可能な位相カット角である。
【０００８】
本発明による調光器構成の実施例は、位相カット角が固定されていることを特徴とする。固定位相カット角なので、調光器構成により制御されるバラスト回路は、位相カット角を考慮する必要がなく、従って調光時間期間を決定するだけである。妨害を最小限に抑えるために、位相カット角は、調光の最小検出可能角度として選択され得る。
【０００９】
本発明による調光器構成の別の実施例は、位相カット手段が周期の正又は負の半分のどちらかをカットするよう構成されていることを特徴とする。１つの半周期のみを位相カットすることはまた、ＡＣ電力供給周波数が高いという事実によって調光情報を伝達し得る。このように、回路内の高調波歪み及び電磁波妨害は、正及び負の半周期の両方をカットする場合と比較して、調光時間期間の間に更に低減される。
【００１０】
本発明による調光器構成の別の実施例は、バイパス手段が、ＡＣ電力供給信号の周波数で位相カット手段を起動する第１の作動手段、及びＡＣ電力供給信号の周波数の２倍で位相カット手段を起動する第２の作動手段を有し、第１及び第２の作動手段は直列に結合されることを特徴とする。２つの作動手段は、異なる調光情報を転送するために構成される。
【００１１】
本発明による別の実施例は、本発明による調光器構成と組み合わせて、バラストを提供する。バラストは、制御信号で調光を制御する調光制御部を有する。調光制御部は、調光時間期間に従い制御信号を調整するよう構成されることを特徴とする。バラストは、バラストに供給される電力を用いる代わりに、調光時間期間に従い調光を制御する。従って、調光では、ランプに供給される電力の制御は、バラスト回路の入力においてではなく、バラスト回路の出力において実現される。このようにして、バラスト回路内の高調波歪みは低減される。
【００１２】
本発明のこれら及び他の態様は、以下で説明される例である実施例を参照し、及び図を参照した説明から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
複数の図を通じて、同一の参照符号は、類似の部分を示すために用いられる。
【００１４】
図１は、本発明による、調光器構成１０の第１の実施例を示す。調光器構成１０は、調光器２０及びバイパス手段３０を有する。調光器２０は、トライアック調光器、サイリスタ調光器、電源スイッチ調光器又はＭＯＳＦＥＴ調光器のような位相カット調光器である。
【００１５】
通常動作状態下では、バイパス手段３０は、作動されない。結果として、調光器２０は、バイパス手段３０によりバイパスされる。つまり調光器２０は動作不能である。調光状態では、バイパス手段３０は作動される。次に、ＡＣ電流は、調光器２０を通過する。そして調光器２０は、調光時間期間ＤＴＰの間、ＡＣ電力供給信号ＡＣ電源の周波数の位相角をカットする。従って、通常動作状態下で、ＡＣ電力供給信号ＡＣの如何なる位相カットも生じない。また、位相カットから如何なる高調波歪みも生じない。一方で、調光の間、高調波歪みは最小限に保たれる。
【００１６】
図２Ａは、本発明による、調光器構成１１０の第２の実施例を示す。調光器構成１１０は、トライアック調光器１２０及びバイパス手段１３０を有する。トライアック調光器１２０は、抵抗Ｒ１及びＲ２、並びにトライアック１４０と並列に結合されたキャパシターＣ１を有し、伝導位相の間、固定位相カット角ＰＣＡでトライアック１４０を導通する。ディアック（ｄｉａｃ）１５０は、抵抗Ｒ１及びＲ２並びにトライアック１４０のゲートの間に結合される。バイパス手段１３０は、押しボタンＰ１を有する。
【００１７】
通常動作状態下で、ボタンＰ１は作動されない。つまりＡＣ電流は、ボタンＰ１を通過し、そしてトライアック調光器１２０はバイパスされる。従って、ＡＣ電力供給信号ＡＣで如何なる位相カットも生じない。
【００１８】
調光状態で、ユーザーは、所要の照明に従い、調光時間期間ＤＴＰの間、ボタンＰ１を作動する。
【００１９】
調光時間期間ＤＴＰの間、トライアック調光器１２０は、ＡＣ電力供給線Ａに結合される。ＡＣ電力供給信号ＡＣの正の半周期の間、キャパシターＣ１は正に充電される。そしてキャパシターＣ１の両端の電圧は、ディアック（ｄｉａｃ）１５０のトリガー電圧へ上昇する。ディアック（ｄｉａｃ）１５０の正のトリガー電圧で、ＡＣ電力供給信号ＡＣの正の半周期の固定遅延角（つまり位相角ＰＣＡ）の後、トライアック１４０は導通される。ＡＣ電力供給信号ＡＣの負の半周期の間、キャパシターＣ１は負に充電される。そして電圧Ｖｃ１は、ディアック（ｄｉａｃ）１５０の負のトリガー電圧へ下降する。ディアック（ｄｉａｃ）１５０の負のトリガー電圧で、ＡＣ電力供給信号ＡＣの負の半周期の固定遅延角（つまり位相角ＰＣＡ）の後、トライアック１４０は導通される。固定遅延角は、Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１及びディアック（ｄｉａｃ）１５０のトリガー電圧により決定される。
【００２０】
調光器１２０によりカットされたＡＣ電力供給信号ＡＣの電圧波形Ｖｉｎは、電圧ＶＡＢとともに図２Ｂに示される。比較のため、入力電圧Ｖｉｎも図２Ｂに示される。通常動作状態下で、ＶＡＢの電圧波形は、Ｖｉｎの波形と同一である。調光状態では、ＶＡＢの電圧波形の各半周期は、位相カット角ＰＣＡでカットされる。位相カットは、調光時間期間の間、つまりユーザーがボタンＰ１を押す時間期間のみ生じる。調光期間ＤＴＰの外側では、如何なる位相カットもない。つまりＡＣ電力供給信号ＡＣは、完全周期を有する。従って、通常動作状態下で、如何なる高調波歪みも生成されない。更に図２Ｂには、電圧Ｖｓ、ＶＡＢ、Ｖｓ、Ｖｋ、Ｖｆ、Ｖｃ、ＶＤ及び基準電圧Ｖｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２及びＣＬＫが示される。これらは図５及び図６を参照して説明される。
【００２１】
図３Ａは、本発明による、調光器構成２１０の第３の実施例を示す。調光器構成１１０と比較して、調光器構成２１０では、サイリスタ２４０が用いられ、トライアック１４０を置き換えている。また、ダイオード２３２は、ボタンＰ１と並列に配置される。ボタンＰ１が作動されると、ＡＣ電力供給信号ＡＣの正の半周期のそれぞれは、固定位相カット角ＰＣＡで位相カット手段２３０によりカットされる。端子Ａ及びＢにおけるＡＣ電力供給信号ＡＣの電圧は、図３Ｂに示される。サイリスタ２４０及びダイオード２３２が逆方向に結合される場合、ＡＣ電力供給信号ＡＣの負の半周期のそれぞれは、固定位相カット角ＰＣＡで位相カット手段２３０によりカットされる。
【００２２】
図４は、本発明による、調光器構成３１０の第４の実施例を示す。調光器構成１１０と比較して、別のボタンＰ２は、ボタンＰ１と直列に結合され、ダイオード３４２と並列に配置される。ボタンＰ１が作動されると、位相カット手段３２０は、図２Ａに示された位相カット手段１２０と同様に動作する。ボタンＰ２のみが作動されると、位相カット手段３２０は、図２Ａに示された位相カット手段２２０と同様に動作する。このようなボタンＰ１及びＰ２の別個の作動は、ＡＣ電力供給信号ＡＣの異なる位相カットを生じる。
【００２３】
このように、調光時間期間ＤＴＰに基づく異なる情報は、位相カットされたＡＣ電力供給信号ＡＣにより伝達され得る。ボタンＰ１及びＰ２は、ユーザーの異なる要求を表して良い。ボタンＰ１の作動は、明るくすることを表して良い。そして、ボタンＰ２の作動は、暗くすることを表して良い。また、逆でも良い。また、ボタンＰ１の作動は、暗くすることを表して良く、同時にボタンＰ２の作動は、ランプの色調整のような別の機能を表して良い。ボタンＰ１及びＰ２は、ユーザーにより直接操作可能なボタン、又は良く知られている赤外線リモコン機器のようなリモコン装置を通じて遠隔制御可能なスイッチであって良い。
【００２４】
調光器構成の上述の実施例では、可変抵抗は、位相カット角ＰＣＡを調整するために導入されて良い。
【００２５】
図５は、本発明によるバラスト４００のブロック図を示す。バラスト４００は、本発明で提供される調光器構成と組み合わせて用いられる。バラスト４００は、電磁波妨害を濾波するＥＭＩフィルター４１０、ＡＣ電力供給信号ＡＣをＤＣ電力供給信号ＤＣに整流する整流器４２０、力率を制御する力率制御部４３０、インバーターを制御するインバーター制御部４４０、及びＤＣ電圧を高周波数ＡＣ電圧へ変換しランプを作動するインバーター４５０を有する。
【００２６】
バラスト４００はまた、調光を制御する調光制御部４６０を有する。調光制御部４６０は、調光信号Ｄ−ＳＩＧを整流器４２０の出力４２２から抽出する抽出手段４６３、及び調光信号Ｄ−ＳＩＧを制御信号Ｃ−ＳＩＧへ変換する信号処理手段４５６を有する。
【００２７】
整流器４２０の出力４２２、つまり電圧Ｖｓ、ＤＣ電力信号ＤＣは、図２Ｂに示される。調光時間期間ＤＴＰの間、ＤＣ電力信号ＤＣは、固定位相カット角ＰＣＡで調光信号Ｄ−ＳＩＧを伝達する。抽出手段４６３は、図２Ｂに示されるように、ＤＣ電源供給ＤＣから調光信号Ｄ−ＳＩＧ、つまり電圧Ｖｃを抽出する。
【００２８】
信号処理手段４５６は、図２Ｂに示されるクロック信号ＣＬＫを生成するクロック生成器４６８を有する。抽出手段４６３から調光信号Ｄ−ＳＩＧを受信した後、信号処理手段４５６は、例えばパルス信号の数を計数することにより、又は調光信号Ｄ−ＳＩＧの時間期間を計数することにより、クロック信号ＣＬＫに従い調光信号Ｄ−ＳＩＧを処理し、そして図２Ｂに示されるように制御信号Ｃ−ＳＩＧ、つまりＶｄを出力する。
【００２９】
制御信号Ｃ−ＳＩＧは、インバーター制御部４４０に入力される。インバーター制御部４４０は、市場で容易に入手可能なハーフブリッジ制御ＩＣのような従来のインバーター制御ＩＣである。通常状態では、インバーター制御部４４０は、電流信号Ｏ−ＳＩＧでインバーターの周波数を制御する。
【００３０】
調光状態では、制御信号Ｃ−ＳＩＧがインバーター制御部４４０へ入力された後、電流信号Ｏ−ＳＩＧは、制御信号Ｃ−ＳＩＧに従い変更される。通常状態では、インバーター制御部４４０へ入力された制御信号は、ゼロ又はインバーター制御部４４０の電流信号Ｏ−ＳＩＧに如何なる影響も有さない他の値として見なされる。インバーター制御部４４０は、電流信号Ｏ−ＳＩＧに従い動作する。
【００３１】
図６は、本発明による、抽出手段４６３の実施例を示す。抽出手段４６３は、２つの比較器Ａ１及びＡ２、並びに抵抗器Ｒ３及びＲ４及びキャパシターＣ２を有する低域通過フィルターを有する。
【００３２】
電圧ＶＳ、つまり整流器４２０からのＤＣ電力信号ＤＣの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１より低い場合、比較器Ａ１は高位電圧ＶＫを出力する。電圧ＶＳが基準電圧Ｖｒｅｆ１より高い場合、比較器Ａ１は低位電圧ＶＫを出力する。電圧ＶＫの波形は、図２Ｂに示される。
【００３３】
電圧ＶＫがＲ３、Ｒ４及びＣ２により形成される低域通過フィルターを通過する場合、不要なパルス信号は除去される。図２Ｂでは、不要なパルスは、調光時間期間ＤＴＰの外側の比較的狭いパルス、及び調光時間期間ＤＴＰ内の比較的幅広なパルスである。ＶＦの波形、低域通過フィルターの出力は、図２Ｂに示される。低域通過フィルターされたＶＦは、比較器Ａ２で基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較される。次に比較器Ａ２は、調光時間期間ＤＴＰに対応するパルス信号（つまり調光信号）、つまり図２Ｂに示されるようにＶｃを出力する。次にＶｃ、調光信号は、信号プロセッサー４６６へ入力される。
【００３４】
留意すべき点は、以上に説明された実施例は、本発明を制限するものではないことである。当業者は、請求の範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施例を考案できるだろう。請求項では、括弧内の如何なる参照符号も、請求項を制限すると見なされるべきではない。「有する」の表現は、請求項に記載されていない構成要素又は段階の存在を排除するものではない。要素に付される単数表記の語は、当該要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の個別の要素を有するハードウェアにより、及び適切に設定されたコンピューターにより実施され得る。複数の手段を列挙した装置の請求項では、これら複数の手段は、１つ及び同一のハードウェア要素により実施され得る。第１、第２及び第３等の語の利用は、如何なる順序も示さない。これらの語は、名称として解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による、調光器構成１０の第１の実施例を示す。
【図２Ａ】本発明による、調光器構成１１０の第２の実施例を示す。
【図２Ｂ】本発明による、調光器構成及びバラストの複数の特定の電圧信号の波形を示す。
【図３Ａ】本発明による、調光器構成２１０の第３の実施例を示す。
【図３Ｂ】本発明による調光器構成から出力された電圧の波形を示す。
【図４】本発明による、調光器構成３１０の第４の実施例を示す。
【図５】本発明によるバラストのブロック図を示す。
【図６】本発明による、抽出手段４６３の実施例を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2008506226.tif 000011
2008506226.tif 000012
2008506226.tif 000013