(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白熱灯負荷に対する交流電源ライン上に接続されて毎半サイクル位相制御されるサイリスタによる主スイッチ回路と；
２つのダイオードと２つのサイリスタで構成される全波整流回路と、この全波整流回路の正負出力端子間に接続されるとともに前記主スイッチ回路に並列に接続されて活性領域で動作するスイッチング素子としてのトランジスタとを有して前記交流電源と前記白熱灯負荷との間の導通路を形成する補助スイッチ回路と；
前記白熱灯負荷に対する出力電流を検出する電流検出手段と；
前記主回路スイッチと前記補助スイッチ回路との動作を切換制御可能なもので、前記交流電源に同期して前記主スイッチ回路中のサイリスタを点弧させるタイミング信号発生手段を備え、前記補助回路スイッチの動作時に前記電流検出手段により予め設定された所定値以上の出力電流が検出された場合には、前記補助スイッチ回路が有するスイッチング素子の動作を停止させるとともに、前記タイミング信号発生手段によるタイミング信号で前記サイリスタを点弧させるように制御する制御手段と；
を具備し、
前記補助スイッチ回路内に、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合にこの補助スイッチ回路内の導通経路を遮断する遮断手段を設け、この遮断手段は、前記全波整流回路における２つのサイリスタで構成し、これら２つのサイリスタは、前記制御手段からの信号に基づきオン又はオフ制御されるものであって、
前記制御手段は、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合に、前記遮断手段の前記２つのサイリスタをオン又はオフ制御してこの補助スイッチ回路を介して流れる白熱灯負荷への電流の供給を停止させることを特徴とする調光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、舞台やスタジオ等に用いられる照明器具の明るさを制御可能な調光装置に関し、特に回路構成に必要なスイッチング素子の規格縮小化、所望光量への立ち上がり特性の向上化及びシステム全体の低コスト化を図るのに好適の調光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、舞台やスタジオ等に用いられる照明においては、照明の明るさを制御する調光装置を用いることによって、使用目的（シーン）に応じた最適な明るさを得るようにしている。調光装置には、様々なシーンに応じた明るさを得るための機能が複数設けられたものもあり、これらの複数の機能を効果的に活用することによって、シーンに応じた演出をより効果的に図るための明るさの調光制御を可能にする。
【０００３】
このような調光装置においては、照明に白熱灯を用いたものである場合には、この白熱灯に供給する電力を調光レベルに応じて可変させるために、例えば、図６（ａ）に示すように交流電源１のライン上に一対のサイリスタ３，４を逆並列接続して設け、毎半サイクルでゼロクロス検出後に調光信号レベルに応じたタイミングでこれらのサイリスタ３，４を点弧させる位相制御を行い、同図（ｂ）に示すような波形の電力を白熱灯２に供給することにより実現している。
【０００４】
このようなサイリスタ３，４の位相制御では、電流が急峻に変化するため、点弧時の時間変化ｄｉ／ｄｔが大きいので、高周波ノイズ（ＲＦノイズ）が発生する。また、負荷である白熱灯４のフィラメント部分では音響ノイズが発生するという不都合もある。
【０００５】
このため、実際には、図７（ａ）に示すように、サイリスタ３，４に直列にリアクタＬを挿入し、このリアクタＬにより同図（ｂ）に示すように、電流の立ち上がり（サイリスタ３，４の点弧時）を緩やかにする方法が採用されている。しかし、リアクタＬ自体が大型となり、高価である上に、このリアクタＬ自体が音響ノイズとなる唸りを発生してしまい、結果として静粛な環境を阻害する理由から調光装置専用の部屋が必要となり、スタジオ、舞台等の照明用として不向きなものとなる。
【０００６】
このようなことから、ノイズを低減させるための方法として、電流の立上がり及び立下がりの傾斜制御を行うようにした提案もなされている。このような提案では、具体的には、サイリスタに代えて、トランジスタ、ＦＥＴ（電解効果型トランジスタ）、ＩＧＢＴ（ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ）等のスイッチ素子を用いて傾斜制御を行うようにしたものである。
【０００７】
ところが、これらの傾斜制御に用いられるスイッチ素子は、高価であり、オン抵抗が大きいため、発熱が大きいという欠点がある。また、これらのスイッチ素子は、過電流耐量がサイリスタよりも小さいため、電源投入時の低抵抗状態下では過電流により破壊する可能性がある。すなわち、白熱灯負荷の場合、電源投入時のようにフィラメントが冷えているときには、抵抗値が小さく定格電流の数倍〜１０倍程度の電流が数サイクル分流れるが、上記のようなスイッチ素子はこのような突入電流に耐えないものである。かといって、これらのスイッチ素子の破壊を防止するために、供給電流を制限すると、白熱灯に十分電力を供給することができず、白熱灯の立上がりが遅れてしまう。これでは、舞台照明等として演出効果を自由に発揮させることができず、不適なものとなってしまう。
【０００８】
そこで、本出願人は上記問題点に鑑み、特開平６−３３８３９５号公報に記載の発明を提案した。この提案による調光装置の概略構成を図８に示す。
【０００９】
図８に示すように、この提案による調光装置は、照明負荷２に対する交流電源１ａライン上に接続されて毎半サイクル位相制御されるサイリスタ３，４による主スイッチ回路５と、この主スイッチ回路５に並列接続されて活性領域で動作するスイッチング素子８を有する補助スイッチ回路６と、照明負荷２に対する出力電流を検出する電流検出手段１０と、調光レベルに応じたサイリスタ３，４の目標位相角に相当するタイミングでスイッチング素子８を照明負荷２に対する出力電圧が傾斜するように活性領域で徐助に立上げ動作させた後でサイリスタ３，４を点弧パルスで点弧させる制御手段９とで構成され、該制御手段９は、電流検出手段１０による予め設定された所定値Ｉｔｈ以上の出力電流が検出されたときに、交流電源１ａの次の半サイクルでサイリスタ３，４を全導通させるように制御することが特徴である。
【００１０】
このような構成においては、交流電源１ａからの交流電圧に関して、その毎半サイクルでゼロクロスが検出されており、ゼロクロス時点を基準として調光レベルに対応した目標位相角に相当するタイミングで図９（ｃ）に示すようにサイリスタゲート信号からなる点弧パルスが制御部９により生成される。同時に、制御部ではこのようなサイリスタゲート信号出力の直前の区間においてトランジスタ８を活性領域で徐々に立上げ動作させるためのベース信号がトランジスタ８に対して出力し、図９（ｂ）に示すようなベース・エミッタ電圧を得る。すなわち、毎半サイクルにおいて、サイリスタ３またはサイリスタ４の目標位相角に相当するタイミングでトランジスタ８を白熱灯２に対する出力電圧が傾斜立上がるようにオフ領域からオン領域に達した後でサイリスタゲート信号でサイリスタ３またはサイリスタ４を点弧させるもので、白熱灯２に対する出力電圧は図９（ａ）に示すものとなる。
【００１１】
電源投入時、制御部９は、図８（ｂ）に示すように、上述の基本動作に基づき、第１の半サイクル１（図中上段に示す符号）で調光レベルに対応した目標位相角でトランジスタ８をオンさせる。このとき、フィラメントが冷えていればその抵抗値が低いため、通常時よりも大きな電流が流れる。制御部９は、このような大きな出力電流を電流検出手段１０を用いて検出し、予め設定された所定値Ｉｔｈ（図中に示すａ点）を越えると、トランジスタを即座にオフするように制御し、出力電流を遮断する。さらに、制御部９は、この状態を記憶しており、次の半サイクルである第２の半サイクル２ではそのゼロクロス点からサイリスタ３（または４）を１００％点弧位相角で全導通させて白熱灯２に電力を供給する。その後についても制御部９は、第３の半サイクル３から第７の半サイクル７まで、すなわち所定値Ｉｔｈを越える電流となる状態が第７の半サイクルまで生じている期間（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ点参照）、サイリスタ３，４を全導通させるように繰り返し４制御する。第７の半サイクルでは出力電流が所定値Ｉｔｈを越えないため、第８の半サイクル以降は、前述したような通常の位相制御モードに戻る。
【００１２】
これにより、フィラメントが冷えているような段階では、出力電流が大きい点に注目し、このような期間に関してはサイリスタ３，４を全導通させる全導通モードとして立上げるので、白熱灯２な十分な電力を供給して即座に所望の光量に立上げることができる。この場合、サイリスタ３，４は耐ラッシュ電流が大きいため、比較的小さな素子であっても破壊されることはない。一方、このような段階ではトランジスタ８を動作させないため、該トランジスタ８を過電流から防止することも可能となる。
【００１３】
しかしながら、このような調光装置では、設置するスタジオや舞台等の交流電源１ａが通常レベルの電力を供給するものである場合には上述したように動作して最適な効果を得ることができるが、仮に他の照明装置等の設備機器の設置に伴い極めて大きな電力を供給する交流電源１ａを備え、また配線等のインピーダンスが小さいスタジオや舞台等に設置した場合には、立上げを早くし且つトランジスタ８の破壊を防止するために所定値Ｉｔｈ以降、サイリスタ３，４を全導通させて電力を供給していることから、電力の増大に伴い予想より大きな出力電流が白熱灯２に供給されてしまい、結果として白熱灯２の立上げは早くなるものの、点弧を必要としない早い期間で白熱灯２が点灯してしまう虞れがある。つまり、調光操作や調光制御による調光レベルに基づいて照明の明るさを変化させることが必ずしも確実に実現されない場合も発生してしまう。
【００１４】
また、上記調光装置では、ノイズの低減化及び低コスト化のため比較的小さいスイッチング素子であるトランジスタ８を用いているが、例えば調光装置内での異常発生に伴いこのトランジスタ８が短絡状態で破壊された場合を考慮すると、このような場合には、交流電源１ａからの電力がトランジスタ８を介して白熱灯２に常に供給されてしまうため、白熱灯２が点灯状態となってしまい、これをオフさせるためには、調光装置とに接続されるブレーカを切るしか方法はないという不都合もある。
【００１５】
このようなことから、調光装置を設置するスタジオや舞台等の交流電源が大きく、配線等のインピーダンスが小さい場合でも、ノイズの低減化及び低コスト化のため比較的小さいスイッチング素子として設けられたトランジスタ８の破壊を確実に防止し、且つ所望の光量への立上げを早くすることができ、また、仮に上記トランジスタ８が短絡状態で破壊した場合でも、即座に消灯制御可能な調光装置が望まれているが、従来の調光装置ではこのような要求を満足することができないものであった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、従来の調光装置では、音響ノイズの低減化及び低コスト化を図るのため比較的小さいスイッチング素子が用いられているが、このスイッチング素子の破壊を防止し且つ所望の光量への立上がりを早くするために、白熱灯に与える電流が所定値Ｉｔｈを越えた時点でサイリスタを全導通させて電力を供給するように制御する制御方法を採用しているため、設置するスタジオや舞台等の交流電源が通常の電力量よりも大きな場合には、立上がりは早くなるものの、点弧を必要としない早い期間で白熱灯２が点灯してしまう虞れがあり、調光操作や調光制御による調光レベルに基づいて照明の明るさを変化させることが必ずしも確実に実現されないという問題点があった。
【００１７】
また、上記スイッチング素子が仮に調光装置内での異常発生に伴い、短絡状態で破壊された場合には、交流電源１ａからの電力がトランジスタ８を介して白熱灯２に常に供給されてしまうため、白熱灯２が点灯状態となってしまい、これをオフさせるためには、調光装置とに接続されるブレーカを切るしか方法はないという問題点もあった。
【００１８】
そこで、本発明では上記問題点に鑑みてなされたもので、補助回路内の構成を改良することにより、新たな構成を追加することなく補助回路機能と遮断機能とを実現することができるとともに、補助スイッチ回路内のスイッチング素子の破壊により白熱灯が点灯状態となった場合に、調光装置とに接続されるブレーカを切ることなく白熱灯の点灯状態を消灯させるように制御することができる調光装置の提供を目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明による調光装置は、白熱灯負荷に対する交流電源ライン上に接続されて毎半サイクル位相制御されるサイリスタによる主スイッチ回路と；２つのダイオードと２つのサイリスタで構成される全波整流回路と、この全波整流回路の正負出力端子間に接続されるとともに前記主スイッチ回路に並列に接続されて活性領域で動作するスイッチング素子としてのトランジスタとを有して前記交流電源と前記白熱灯負荷との間の導通路を形成する補助スイッチ回路と；前記白熱灯負荷に対する出力電流を検出する電流検出手段と；前記主回路スイッチと前記補助スイッチ回路との動作を切換制御可能なもので、前記交流電源に同期して前記主スイッチ回路中のサイリスタを点弧させるタイミング信号発生手段を備え、前記補助回路スイッチの動作時に前記電流検出手段により予め設定された所定値以上の出力電流が検出された場合には、前記補助スイッチ回路が有するスイッチング素子の動作を停止させるとともに、前記タイミング信号発生手段によるタイミング信号で前記サイリスタを点弧させるように制御する制御手段と；を具備し、前記補助スイッチ回路内に、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合にこの補助スイッチ回路内の導通経路を遮断する遮断手段を設け、この遮断手段は、前記全波整流回路における２つのサイリスタで構成し、これら２つのサイリスタは、前記制御手段からの信号に基づきオン又はオフ制御されるものであって、前記制御手段は、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合に、前記遮断手段の前記２つのサイリスタをオン又はオフ制御してこの補助スイッチ回路を介して流れる白熱灯負荷への電流の供給を停止させることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１記載の発明においては、基本的な作用として、毎半サイクルの出力電流が所定値を越える期間を含むオン区間の大半をオン抵抗の小さいサイリスタによる主スイッチ回路が動作するため、発熱の少ないものとなり、且つその急峻な立上がり部分については、活性領域で動作する補助スイッチ回路のスイッチング素子が動作するため、傾斜状態で立上がってサイリスタのオン区間に移行することとなり、音響ノイズの発生の心配もない。また、この場合、制御手段によって、補助回路スイッチの動作時に前記電流検出手段により予め設定された所定値以上の出力電流が検出された場合には、前記補助スイッチ回路が有するスイッチング素子の動作を停止させるとともに、前記タイミング信号発生手段によるタイミング信号で前記サイリスタを点弧させるように制御することにより、仮に交流電源が高い電力を供給する容量のものである場合にも、最適な期間で所望の光量への立上げを行うことができ、電源投入後に、白熱灯が調光操作に反して点灯することもない。これにより、比較的小さい定格のスイッチング素子を用いても破壊の心配はなく、電源投入時などの照明負荷の低温時にも所望の光量への立ち上がりも早くすることができる。また、前記補助スイッチ回路内に、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合にこの補助スイッチ回路内の導通経路を遮断する遮断手段を設け、この遮断手段は、前記全波整流回路における２つのサイリスタで構成し、これら２つのサイリスタは、前記制御手段からの信号に基づきオン又はオフ制御されるものであって、前記制御手段は、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合に、前記遮断手段の前記２つのサイリスタをオン又はオフ制御してこの補助スイッチ回路を介して流れる白熱灯負荷への電流の供給を停止させる。これにより、補助回路内の構成を改良したことで、新たな構成を追加することなく補助回路機能と遮断機能とを実現することができるとともに、交流電源と白熱灯負荷との間の導通路である補助回路であっても、制御手段による消灯制御によって白熱灯負荷の点灯をオフすることができる。そのため、補助スイッチ回路内のスイッチング素子の破壊により白熱灯が点灯状態となった場合に、調光装置とに接続されるブレーカを切ることなく白熱灯の点灯状態を消灯させるように制御することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る調光装置の一実施形態例を示す回路構成図である。尚、図１に示す装置は、図８に示す装置と同様な構成要素については同様の符号を付している。
【００２８】
本発明に係る実施形態例では、調光装置を設置するスタジオや舞台等の交流電源１ａが高い電力を供給するものである場合にも、ノイズの低減化及び低コスト化が可能な比較的小さいスイッチング素子の破壊を確実に防止し且つ所望の光量への立上げを早くするための制御方法を採用し、構成的にはこのような制御方法を実施可能な制御部に切り換えて設けたことが、図８に示す従来技術と異なる点である。
【００２９】
具体的には、図１に示すように、本発明に係る調光装置は、照明負荷２に対する交流電源１ａライン上に逆並列接続されて毎半サイクル位相制御されるサイリスタ３，４による主スイッチ回路５と、この主スイッチ回路５に並列接続されて活性領域で動作するスイッチング素子８を有する補助スイッチ回路６と、照明負荷２に対する出力電流を検出する電流検出手段１０と、主回路スイッチ５及び補助スイッチ回路６を適宜切換制御することにより、照明負荷２に与える電力を調整可能な制御手段９０とで構成されている。
【００３０】
交流電源１ａは、通常レベルの電力から極めて高い電力を供給することの可能な商業用レベルまでの電力供給が可能であり、このような交流電源１ａが調光装置に接続されている。
【００３１】
主スイッチ回路５は、光量電源１ａライン上に逆並列接続されるサイリスタ３，４を有し、これらのサイリスタ３，４の各ゲートに制御手段としての制御部９０からの制御信号（ゲート信号）が供給されることにより、該ゲート信号に基づきオン／オフすることで毎半サイクル位相制御される。
【００３２】
この主スイッチ回路５に並列接続される補助スイッチ回路６は、４つのダイオードＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ4 で構成される全波整流回路７とその正負出力端子間に接続されたスイッチング素子、例えば通常のトランジスタあるいはＩＧＢＴ（ゲート絶縁型バイボーラトランジスタ）とにより構成され、このトランジスタ８のゲートに制御部９０からの制御信号が供給されることにより、該制御信号に基づきオン／オフが制御される。
【００３３】
電流検出手段１０は、照明負荷としての白熱灯２に対する出力電流を検出する、例えば検出巻線で構成されており、この検出巻線により検出した検出結果を制御部９０に供給するようになっている。これにより、白熱灯２に流れる電流を常時検出することが可能となり、制御部９０はこれを認識することが可能となる。
【００３４】
本実施形態例による制御部９０は、上記サイリスタ３，４及びトランジスタ８の動作を制御するもので、基本的には、電流検出手段１０による予め設定された所定値Ｉｔｈ以上の出力電流が検出される以前はトランジスタ８をオンすることで傾斜状態で電流を白熱灯２に供給させ、所定値Ｉｔｈ以上の出力電流が検出された際には、前記トランジスタ８をオフさせると同時にサイリスタ３，４をオンさせてその出力電流を白熱灯２に供給するように制御し、このような制御状態を毎半サイクル毎に繰り返して行うように傾斜制御する。
【００３５】
このような構成において、図３を参照しながら基本動作を説明する。
【００３６】
先ず、交流電源１ａからの交流電圧に関して、その毎半サイクルでゼロクロスが検出されており、ゼロクロス時点を基準として調光レベルに対応した目標位相角に相当するタイミングで図３（ｃ）に示すようにサイリスタゲート信号からなる点弧パルスが制御部９０により生成される。同時に、制御部９０ではこのようなサイリスタゲート信号出力の直前の区間においてトランジスタ８を活性領域で徐々に立上げ動作させるためのベース信号がトランジスタ８に対して出力し、図３（ｂ）に示すようなベース・エミッタ電圧を得る。すなわち、毎半サイクルにおいて、サイリスタ３またはサイリスタ４の目標位相角に相当するタイミングでトランジスタ８を白熱灯２に対する出力電圧が傾斜立上がるようにオフ領域からオン領域に達した後でサイリスタゲート信号でサイリスタ３またはサイリスタ４を点弧させるもので、白熱灯２に対する出力電圧は図３（ａ）に示すものとなる。
【００３７】
したがって、制御部９０は、図４に示す出力電流におけるタイミングチャートに示すように、立上がる部分については図４（ｂ）に示すベース・エミッタ電圧をトランジスタ８に対して印加することでオンさせ、最適な傾斜で立ち上がるような出力電流（図中（ａ）の斜めに相当する部分）を白熱灯２に供給し、その後検出手段１０からの電流検出結果を基に予め決められた所定値Ｉｔｈを越えた時点、つまり、図４（ｃ）に示すゲート信号のタイミングに基づきサイリスタ３（又は４）をオンさせることにより、オン領域に相当する期間についての出力電流を白熱灯２に供給するように制御する。すなわち、白熱灯２に対する出力電流は図４（ａ）に示すものとなる。
【００３８】
よって、本実施形態例の基本的な効果として、毎半サイクル中オン区間（出力電流の最大値以降の相当する期間）の大半は、オン抵抗の小さいサイリスタ３，４により動作させているため、発熱の小さいものとなり、小型構成が可能となる。また、サイリスタ３，４の急峻な立上がり部分については、これを切り換えてトランジスタ８をオンさせてリニア動作させていることから、出力電圧が適正に傾斜した状態で立上がるため、唸りの発生がなく、音響ノイズの心配のない調光が可能となる。よって、スタジオや舞台等の調光照明として適したものとなる。
【００３９】
次に、電源投入時の動作制御について図２を参照しながら詳細に説明する。図２は図１の装置の特性を示す出力波形図である。
【００４０】
いま、通常より電力量の大きな交流電源１ａからの電源を投入したものとする。すると、制御部９０は、図２に示すように、上述の基本動作に基づき、第１の半サイクル１（図中上段に示す符号）で調光レベルに対応した目標位相角でトランジスタ８をオンさせる。このとき、フィラメントが冷えていればその抵抗値が低いため、通常時よりも大きな電流が流れる。すると、制御部９０は、このような大きな出力電流を電流検出手段１０を用いて検出し、予め設定された所定値Ｉｔｈ（図中に示すａ点であり、定格電流を考慮した値で正負の値を持つが極性は省略する）を越えると、トランジスタ８を即座にオフするように制御し、出力電流を遮断する。
【００４１】
同時に、制御部９０は、出力電流が所定値Ｉｔｈを越えたと確認して上記トランジスタ８をオフすると、即座に図３（ｃ）に示すゲート信号をサイリスタ３（又は４）のゲートに供給してオンさせるように制御して、出力電流を白熱灯２に供給する。
【００４２】
その後、制御部９０は、次の半サイクルである第２の半サイクル２においては、そのゼロクロス点からサイリスタ３（又は４）をオフさせると同時に、再び調光レベルに対応した目標位相角でトランジスタ８をオンさせて、電流検出手段１０による検出出力電流が所定値Ｉｔｈを越えるまで出力電流を白熱灯２に供給する。  そして、検出出力電流を基に出力電流が所定値Ｉｔｈ（図中に示すｂ点）を越えたのを確認すると、再び即座にオフするように制御して出力電流を遮断すると同時に、図３（ｃ）に示すゲート信号をサイリスタ３（又は４）のゲートに供給してオンさせるように制御して、出力電流を白熱灯２に供給する。
【００４３】
その後の第３のサイクル３以降についても、制御部９０は同様に所定の間隔毎、すなわちゲート信号に基づくタイミング毎にトランジスタ８とサイリスタ３，４との動作を切換るように繰り返し制御して、白熱灯２に出力電流を供給する。
【００４４】
図２に示す図示例では、第５の半サイクル５では、出力電流が所定値Ｉｔｈを越えていないため、第６の半サイクル６以降は、通常通りの位相制御モードとなるように制御される。
【００４５】
したがって、本実施形態例によれば、前記所定値Ｉｔｈを仮にトランジスタ８を破壊しない程度の電流値に設定すれば、フィラメントが冷えているような段階においても、トランジスタ８の導通により急峻に出力電流を所定値Ｉｔｈに達する期間まで供給するとともに、所定値Ｉｔｈを越えた場合には、即座にサイリスタ３，４をオンさせて大きな出力電流を供給するように制御することができるので、白熱灯２に十分に電力を供給して即座に所望の光量に立上げることができる。この場合、サイリスタ３，４は耐ラッシュ電流が大きいため、比較的小さな素子であっても破壊されることはない。また、白熱灯２が立上るまでの毎半サイクルについても同様の制御が行われることにより、従来問題となっていた高い交流電源の場合での不要な白熱灯２の点弧、すなわち調光制御操作に反する点灯動作を防止することも可能となり、よって、最適な期間で立上げるとともに、調光制御操作に基づく調光を確実に実現することができる。また、毎半サイクルのオン期間（ゲート信号に基づく期間で所定値Ｉｔｈを越える期間）では、トランジスタ８を動作させないため、該トランジスタ８を過電流から防止することも可能となる。この場合、トランジスタ８は比較的小さい素子定格の用いても十分動作させることが可能であるため、低コスト化にも寄与する。
【００４６】
尚、本実施形態例においては、交流電源１ａが高い電力を供給することの可能な電源として説明したが、勿論、通常レベルの電力を供給する交流電源に接続した場合でも、同様に調光制御することが可能である。また、この場合、制御部９０に本実施形態例における調光制御モードと、従来技術で説明したような調光制御モードとをそれぞれ実行可能な機能を持たせ、ユーザの操作に基づきこれらの調光制御モードを切り換えるようにして最適な調光制御モードを選択するように構成しても良い。これにより、幅広い調光を行うことが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態例では、主スイッチ回路５を逆並列接続された２つのサイリスタ３，４により構成したが、双方向性の１つのサイリスタ（トライアック）により構成しても良く、また、補助スイッチ回路６のスイッチング素子としても通常のトランジスタ８に限らず、ＦＥＴやＩＧＢＴを用いて構成しても良い。これは以下の実施形態例でも同様である。
【００４８】
ところで、本発明では、上記スイッチング素子（トランジスタ８）が仮に調光装置内での異常発生に伴い短絡状態で破壊されてしまい、白熱灯２が点灯状態となった場合でも、調光装置とに接続されるブレーカを切ることなく白熱灯２の点灯状態を消灯させるように制御することも可能である。このような実施形態例を図５に示す。
【００４９】
図５は本発明に係る調光装置の他の実施形態例を示す回路構成図である。尚、図５は図１に示す装置と同様に構成要素については、説明簡略化のために同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００５０】
本実施形態例では、仮に調光装置内での異常発生に伴いスイッチング素子８が短絡状態で破壊された場合に点灯してしまう白熱灯２に対しブレーカを切ることなく消灯制御するために、前記補助スイッチ回路６の全波整流回路７を構成する４つのダイオードＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ4 の内、例えば２つのダイオードＤ3 ，Ｄ4 をサイリスタ３ａ，４ａに代えて構成し、制御部９０によってこれらのサイリスタ３ａ，４ａを制御することで、補助スイッチ回路６の短絡状態を遮断して白熱灯２の点灯を消灯させるようにしたことが前記実施形態例とは異なる点である。
【００５１】
具体的には、図５に示すように本実施形態例における調光装置は、全体構成については図１に示す装置と略同様であり、補助スイッチ回路６ａの構成のみが異なる。つまり、補助スイッチ回路６ａの有する全波整流回路７ａは、２つのダイオードＤ1 ，Ｄ2 については前記実施形態例と同様に接続されているが、該回路６を遮断するための２つのサイリスタ３ａ，４ａが設けられている。これらのサイリスタ３ａ，４ａは、例えば直列に接続されるとともに、トランジスタ８のコレクタ・エミッタ間に挿入されている。また、これらのサイリスタ３ａ，４ａの各ゲートには、制御部９０からのゲート信号が供給されるようになっており、該ゲート信号でオン／オフが制御されるようになっている。
【００５２】
本実施形態例において、いま、スイッチング素子（トランジスタ８）が調光装置内での何らかの異常発生に伴い短絡状態で破壊されてしまったものとする。すると、トランジスタ８が短絡状態となってしまうことから、交流電源１ａからの電力がトランジスタ８を介して白熱灯２に常に供給されてしまい、白熱灯２が点灯状態となる。
【００５３】
すると、制御部９０は、電流検出手段１０からの出力電流の検出により、トランジスタ８が短絡状態であることを認識し、主スイッチ回路５をオフさせるように制御すると同時に、補助スイッチ回路６内の２つのサイリスタ３ａ，４ａの各ゲートにゲート信号を供給して、サイリスタ３ａ，４ａをオフさせる。このため、正極の出力電流は、補助スイッチ回路６ａのダイオードＤ1 ，トランジスタ８を介してサイリスタ３ａへと流れるが、このサイリスタ３ａがオフしているので遮断される。また、負極の出力電流についても同様にサイリスタ４ａがオフしているため、遮断される。すなわち、交流電源１ａと白熱灯２との間の導通路であった補助スイッチ回路６ａを遮断するように制御して、白熱灯２に対する出力電流の供給を停止させる。
【００５４】
これにより、上記調光装置が接続されるブレーカを切ることなく、制御部９０による消灯制御により非常時における白熱灯２の点灯をオフさせることが可能となる。
【００５５】
したがって、本実施形態例によれば、ブレーカ不要で短絡対策を行うことができるため、照明システムを構築する際に、複数の白熱灯毎に上記のような制御が可能な調光装置を分散配置させ、これらの調光装置に接続する電力線と伝送線とで調光操作卓に接続する構成が可能となり、自由度のますものとなる。
【００５６】
尚、本実施形態例においては、図１に示す全波整流回路７を構成する２つダイオードＤ3 ，Ｄ4 をサイリスタ３ａ，４ａに代えた場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば図１に示す全波整流回路７を構成する２つのダイオードＤ2 ，Ｄ3 を２つのサイリスタ３ａ，４ａに代えて直列接続するように構成しても良い。この場合でも制御部９０による制御を実行することが可能となり、同様の効果を得ることが可能である。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、仮に交流電源が高い電力を供給する容量のものである場合にも、スイッチング素子とサイリスタとを切換て動作させていることから、音響ノイズの発生を防止し、最適な期間で所望の光量への立上げを行うことができ、電源投入後に、白熱灯が調光操作に反して点灯することもない。したがって、比較的小さい定格のスイッチング素子を用いても破壊の心配はなく、電源投入時などの照明負荷の低温時にも所望の光量への立ち上がりも早くすることができ、安定した調光制御が可能となる効果を得る。
また、前記補助スイッチ回路内に、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合にこの補助スイッチ回路内の導通経路を遮断する遮断手段を設け、この遮断手段は、前記全波整流回路における２つのサイリスタで構成し、これら２つのサイリスタは、前記制御手段からの信号に基づきオン又はオフ制御されるものであって、前記制御手段は、前記スイッチング素子としての前記トランジスタが短絡した場合に、前記遮断手段の前記２つのサイリスタをオン又はオフ制御してこの補助スイッチ回路を介して流れる白熱灯負荷への電流の供給を停止させる。これにより、補助回路内の構成を改良したことで、新たな構成を追加することなく補助回路機能と遮断機能とを実現することができるとともに、交流電源と白熱灯負荷との間の導通路である補助回路であっても、制御手段による消灯制御によって白熱灯負荷の点灯をオフすることができる。そのため、補助スイッチ回路内のスイッチング素子の破壊により白熱灯が点灯状態となった場合に、調光装置とに接続されるブレーカを切ることなく白熱灯の点灯状態を消灯させるように制御することができる。
【００５８】
請求項３の発明によれば、制御手段によって、前記所定値を少なくとも前記スイッチング素子が正常に動作し且つ出力電流に対して耐えうることの可能な範囲の電流値に設定することで、確実にスイッチング素子を保護することができ、また、比較的小さい定格のスイッチング素子を用いることができるため、回路規模の縮小化及び低コスト化に寄与する。
【００５９】
請求項４の発明によれば、補助スイッチ回路内に、前記スイッチング素子が短絡した場合にこの補助スイッチ回路内の導通経路を遮断する遮断手段を設け、制御手段によって、遮断手段を制御してこの補助スイッチ回路を介して流れていた照明負荷への電流の供給を停止させるように消灯制御することができる。これにより、ブレーカ等を用いることなく、確実に短絡対策をなし得るものとなり、よって各白熱灯毎の調光装置の分散配置も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る調光装置の一実施形態例を示す回路構成図。
【図２】図１の装置の特性を示す出力波形図。
【図３】基本動作を示すタイミングチャート。
【図４】基本動作を示すタイミングチャート。
【図５】他の実施形態例を示す回路構成図。
【図６】従来の調光装置の構成例を説明するための説明図。
【図７】他の調光装置の構成例を説明するための説明図。
【図８】他の調光装置の一例を示す回路構成図。
【図９】図８の装置の基本動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１ａ…交流電源、
２…照明負荷、
３，４，３ａ，４ａ…サイリスタ、
５…主スイッチ回路、
６，６ａ…補助スイッチ回路、
７，７ａ…全波整流回路、
８…スイッチング素子（ＩＧＢＴ）、
１０…電流検出手段、
９０…制御部、
Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ3 …ダイオード。
【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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【図９】
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