(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源と定電流供給用コンデンサと出力変成器の一次側巻線とが直列に接続されていると共に前記出力変成器の二次側巻線に発生する交流定電流の振幅を線形に変化させる複数の入力側切換タップが前記出力変成器の一次側巻線に設けられている複数の定電流発生器を有し、電子発光光源を内装した複数の灯火が直列に接続されている負荷回路が前記複数の定電流発生器の各々の出力変成器の二次側巻線に接続され、前記複数の定電流発生器の各々に具備されているタップ切換制御回路がシリアル通信線で結ばれている電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムであって、
前記複数の定電流発生器が同じアドレスを有し、該アドレスに対応した１つのシリアル伝送信号によって前記複数の定電流発生器が同時に制御されることを特徴とする電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システム。
【請求項２】
前記出力変成器の二次側巻線に発生した交流定電流の振幅を微調整する複数の出力側切換タップが、前記出力変成器の二次側巻線に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システム。
【請求項３】
前記電子発光光源が、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＨＩＤランプ（高輝度放電灯）などの電子発光光源の電源に関し、さらに詳しくは、飛行場灯火のように配線距離が長く広範囲に配設された多数の灯火からなる照明設備を点灯するための電子発光光源用電源制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、飛行場では、天候不順による視界不良時や夜間であっても、航空機を安全に運行させるために、各種飛行場灯火が配設されている。これらの飛行場灯火としては、着陸機に対して、最終進入経路を示す進入灯、滑走路の輪郭を示す滑走路灯、誘導路及びエプロン（飛行機を停めておくエリア）の縁を示す誘導路灯などが挙げられる。
【０００３】
このような飛行場や、高速道路、トンネル、公園などの公共施設では、広範囲にわたってタングステンランプやハロゲンランプなどの熱発光光源を内装した多数の灯火が配設されるため、これらの多数の灯火に対して電力を供給するためには、非常に長い距離の配線が必要となる。そのため、この配線による電力損失を考慮して各灯火の光度を均一に保つ必要があると共に、何れかの灯火に不点灯が発生しても他の灯火を安定して点灯させる灯火システムが必要である。
【０００４】
さらに、前述した灯火システムでは、昼間であるか夜間であるかや、気象状況に応じて灯火の視認性が変化するため、これらの状況の変化に応じて灯火の輝度を調整する必要がある。例えば、周辺照度が高い、すなわち周りが明るい昼間では灯火の視認性が低下するため、灯火の輝度を高くする必要がある。一方、周辺照度が低い、すなわち周りが暗い夜間では灯火の視認性が良好であるため、灯火の輝度を低くすることによって消費電力を削減することができる。
【０００５】
このような用途に適した電源装置として、本発明者は、図４に示したような定電流光度調整装置２００を開発した。この定電流光度調整装置２００は、商用交流電源２１０と、この商用交流電源２１０に直列に接続され、商用交流電源２１０の出力と所定の共振条件を満たす時定数を有し、負荷変動に無関係な一定な正弦波交流電流Ｉを出力する共振回路２２０と、一次側巻線２３０Ｐが共振回路２２０の出力に直列接続された出力変成器２３０とを有している。
【０００６】
さらに、比較的長い距離の配線２８０を介して出力変成器２３０の二次側巻線２３０Ｓにそれぞれ直列接続された複数の熱発光光源５０１からなる負荷回路５００と、任意の期間だけ一次側巻線２３０Ｐに流れる正弦波交流を短絡する分流回路２５０と、電流検出器２７０により検出された出力変成器２３０の二次側電流すなわち負荷電流ＩＬに基づいて、共振回路２２０から出力される正弦波交流電流Ｉの１サイクルを単位として分流回路２５０を短絡制御（サイクル制御）することにより、負荷電流ＩＬの大きさを調整するサイクル制御回路２６０とを有している。
【０００７】
このような定電流光度調整装置２００は、商用交流電源２１０に対して共振回路２２０が直列接続されており、所定の共振条件を満たすように、コンデンサ２２０Ａとリアクトル２２０Ｂとから決定される時定数と、交流電源出力の周波数、電圧、電流とを選択することにより、負荷の変動に無関係な一定の電流Ｉが得られる。この電流Ｉは、出力変成器２３０の一次側巻線２３０Ｐに供給され昇圧され、出力変成器２３０の二次側巻線２３０Ｓに直列接続されたそれぞれの熱発光光源５０１に一定の負荷電流ＩＬとして等しく供給される。
【０００８】
これにより、出力変成器２３０から負荷回路５００への配線２８０が非常に長い場合であっても、負荷回路５００を構成する各熱発光光源５０１には、絶縁トランス５０３を介して等しい電流が供給されるものとなり、各熱発光光源５０１を均一な光度で点灯させることができる。なお、任意の熱発光光源５０１が不点灯となっても絶縁トランス５０３により負荷側の直列回路が断線されることがないので、他の熱発光光源５０１への影響は生じない。また、分流回路２５０は、互いに極性が逆方向となるように並列接続されたサイリスタ２５０Ａ、２５０Ｂから構成されており、短絡動作時には、正弦波交流がプラス側の期間にはサイリスタ２５０Ａがオンとなり、マイナス側の期間にサイリスタ２５０Ｂがオンとなる。
【０００９】
図５は、図４に示した従来の定電流光度調整装置２００の各部の信号を示す信号波形図で有り、ここでは、共振回路２２０から出力される電流Ｉの正弦波８周期分（周期Ｔ１）のうち１周期分（周期Ｔ２）を短絡する場合が例として示されている。サイクル制御回路２６０は、電流検出器２７０を介して検出された負荷電流ＩＬに基づいて、所望の負荷電流ＩＬを得るための波数比Ｒ＝Ｔ２／Ｔ１を算出する。例えば、波数比Ｒ＝１／８の場合には、図５に示すように、電流Ｉの正弦波８周期分（周期Ｔ１）分のうち１周期分（周期Ｔ２）分を短絡するように分流回路２５０を制御する。その結果、負荷回路５００に供給される電流は、７／８に減少する。そして、波数比Ｒを変えることにより負荷回路５００に供給される電流を可変することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３６４４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、前述した従来の定電流光度調整装置２００では、出力変成器２３０の一次側に流れる電流Ｉａを所定の波数比Ｒで短絡させることにより、負荷電流ＩＬの調整を行っているため、例えば、商用交流電源２１０の周波数が５０Ｈｚであるとした場合、負荷電流ＩＬの刻み幅は、２％となり、それ以下の電流調整は不可能であるという課題があった。
また、負荷電流ＩＬを低減させるためには、所定の波数比Ｒで負荷電流ＩＬを短絡させているため、負荷電流ＩＬを低減させていくにつれて熱発光光源５０１がちらつくという課題があった。
しかも、従来の定電流光度調整装置２００では、図４に示したように、共振回路２２０、分流回路２５０、サイクル制御回路２６０などが必要であり、回路構成が複雑となると共に、共振回路２２０が大型のリアクトル２２０Ｂを必要とするため、装置が大型化するという課題があった。
【００１１】
さらに、灯火のグローブ（光源を覆っている部材）に埃が付着し次第に輝度が低下するため、灯火の寿命がまだ尽きていないのに、グローブを磨いたり、光源を交換したりしなくてはならないという保守メンテナンス上の課題があった。
【００１２】
一方、近年、広範囲にわたって多数の灯火を配設する灯火システムにおいては、消費電力やメンテナンス性を考慮し、光源として前述したようなタングステンランプやハロゲンランプなどのフィラメントを用いたランプ、いわゆる熱発光光源ではなく、効率よく所望の発光色が得られ、かつ球切れ（フィラメントの断線）の心配がなく長寿命なＬＥＤやＨＩＤランプなどのフィラメントを有していない、いわゆる電子発光光源の導入が検討されている。
【００１３】
しかしながら、従来用いられていた、タングステンランプやハロゲンランプなどの熱発光光源では、図７及び図８に示すように、負荷電流に対する光源の輝度が三次曲線に沿った電流−輝度特性を有しているため、例えば、負荷電流が６．６Ａの時に輝度が１００％であった場合、０．２％の輝度に調整する場合であっても、２．８Ａの負荷電流が必要であった。その結果、微少な負荷電流量の供給及び調整は必要ではなく、前述したような定電流光度調整装置２００で十分に対応可能であった。
【００１４】
これに対して、光源としてＬＥＤやＨＩＤランプなどの電子発光光源を用いる場合には、負荷電流に対する光源の輝度が一次曲線に沿った電流−輝度特性であるため、例えば、ＬＥＤを用いた場合であって、前述と同様に負荷電流が６．６Ａの時に輝度が１００％とした場合、０．２％の輝度に調整する場合、必要な電流は、０．０１Ａ程度の微少な負荷電流となるため、微少な負荷電流量の供給と調節が要求される。したがって、前述したような定電流光度調整装置２００では、微少な負荷電流量を精度良く調整することができないため、電子発光光源を用いた灯火システムには対応できないという問題があった。
【００１５】
しかも、電子発光光源を用いた灯火システムにおいては、輝度を０．２％に下げた場合、必要な電流は輝度が１００％の時の０．２％で良いのに対して、従来の熱発光光源を用いた灯火システムでは、輝度を０．２％に下げた場合であっても、輝度が１００％の時の４０％以上の電流が必要であり、エネルギー効率がきわめて悪いという問題があった。
【００１６】
また、前述したような従来の定電流光度調整装置２００では、図６に示すように複数の定電流光度調整装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを用いて、それぞれの定電流光度調整装置に接続された負荷回路５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃの輝度を同時に調整しようとした場合、各負荷回路を構成する灯火の数や配線の長さによって決まる負荷の大きさに対応して各定電流光度調整装置のサイクル制御回路による位相制御を個別に行う必要がある。そのため、各定電流光度調整装置をシリアル通信線（図４の符号Ｓで示した部材）で結んで制御を行う場合、各定電流光度調整装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに個別にアドレスを付与し、それぞれのアドレスに対応したアドレス伝送信号と制御内容を表したデータからなるビット伝送信号からなるシリアル伝送信号により、各定電流光度調整装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを順番に制御しなければならず、各定電流光度調整装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの制御に遅れが生じるという問題があった。特に、定電流光度調整装置の台数が増えれば増えるほど制御時間が長期化し、国際規格が要求している制御時間に関する規定を満たすことさえ危ぶまれるほど問題が深刻化していた。一方、各定電流光度調整装置をパラレル通信線で結んで制御を行う場合、通信線が長距離化し資源の無駄が生じると共に、制御システムのコストアップを招いていた。
そこで、複数の定電流電源を用いて負荷回路に電力を供給するシステムにおいて、各定電流電源の制御を遅延なく同時に行うことのできる制御システムの開発が焦眉の急となっていた。
【００１７】
さらに、地球温暖化が深刻な社会問題となっている昨今、省エネルギー化によりＣＯ２排出量削減に寄与する電子発光光源を用いた灯火システムの開発に高い関心が集まっている。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、ＬＥＤやＨＩＤランプなどのいわゆる電子発光光源を用いた複数の灯火が直列に接続されている負荷回路に対して簡単な回路構成で輝度調整の高精度化及び負荷電流低減時における灯火のちらつきを防止を図ると共に、複数の定電流電源に対する制御時間を短縮し、さらに、灯火の保守メンテナンス負担を軽減することができる電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システム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】
【００１９】
まず、本請求項１に係る発明は、商用交流電源と定電流供給用コンデンサと出力変成器の一次側巻線とが直列に接続されていると共に前記出力変成器の二次側巻線に発生する交流定電流の振幅を線形に変化させる複数の入力側切換タップが前記出力変成器の一次側巻線に設けられている複数の定電流発生器を有し、電子発光光源を内装した複数の灯火が直列に接続されている負荷回路が前記複数の定電流発生器の各々の出力変成器の二次側巻線に接続され、前記複数の定電流発生器の各々に具備されているタップ切換制御回路がシリアル通信線で結ばれている電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムであって、前記複数の定電流発生器が同じアドレスを有し、該アドレスに対応した１つのシリアル伝送信号によって前記複数の定電流発生器が同時に制御されることにより、前記課題を解決したものである。
【００２０】
なお、本発明において、「電子発光光源」とは、ＬＥＤやＨＩＤランプなどのフィラメントを有しておらず、負荷電流に対する光源の輝度が一次曲線に沿った電流−輝度特性である光源を総称しているが、耐久性や耐衝撃性、寿命などの点で電子発光光源にＬＥＤを用いることが特に好ましい。また、本発明において、「商用交流電源」とは、電力会社から供給される電圧が１００Ｖ又は２００Ｖで周波数が５０Ｈｚ（東日本）又は６０Ｈｚ（西日本）である電源を意味しているが、周波数が４００Ｈｚ程度以下の低周波交流電源であれば、商用交流電源に換えて利用可能である。さらに、本発明において、「定電流発生器」とは、従来の定電流電源装置のように負荷に対して所定の定電流が流れるように電圧を制御させるものではなく、負荷変動に関係なく、すなわち負荷が短絡状態であっても常に一定の電流を供給可能であるという点で従来の定電流電源装置とは定電流発生原理が全く異なるものを意味している。
【００２１】
そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記出力変成器の二次側巻線に発生した交流定電流の振幅を微調整する複数の出力側切換タップが、前記出力変成器の二次側巻線に設けられていることにより、前記課題をさらに解決したものである。
【００２２】
また、本請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明の構成に加えて、前記電子発光光源が、ＬＥＤであることにより、前記課題をさらに解決したものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムは、出力電圧がＶ（ボルト）である商用交流電源と静電容量Ｃの定電流供給用コンデンサと出力変成器の一次側巻線とが直列に接続されていると共に前記出力変成器の二次側巻線に発生する交流定電流の振幅を線形に変化させる複数の入力側切換タップが前記出力変成器の一次側巻線に設けられた複数の定電流発生器を有し、電子発光光源を内装した複数の灯火が直列に接続されている負荷回路が前記複数の定電流発生器の各々の出力変成器の二次側巻線に接続され、複数の定電流発生器の各々に具備されているタップ切換制御回路がシリアル通信線で結ばれているというきわめて簡単な構成によって、静電容量Ｃは固定であるため、出力変成器の一次側巻線には、静電容量Ｃに対応した定電流Ｉ１が流れるので、前記出力変成器の二次側巻線に直列接続された負荷（点灯する電子発光光源の数や配線の長さになどによって決まる）が増減した場合であっても、例えば、負荷が短絡した場合であっても電源電圧に影響が波及せず、出力変成器の二次側へ常に安定した定電流供給が実現できる。その結果、出力変成器の二次側を短絡させた状態で各定電流発生器の動作状態を点検することができる。また、複数の灯火が一筆書きのように一本の配線で直列に接続されるため、２本の配線で各灯火に電力を供給する場合に比べて配線の量を大幅に削減でき省資源化に貢献する。
【００２４】
さらに、前記一次側巻線に流れる定電流Ｉ１と選択された入力側切換タップまでの巻数Ｔ１との積Ｉ１・Ｔ１（アンペアターン）が、前記二次側巻線に発生する交流定電流Ｉ２と二次側巻線の巻数Ｔ２との積Ｉ２・Ｔ２（アンペアターン）が一定、すなわちＩ１・Ｔ１＝Ｉ２・Ｔ２の関係が成立する。そして、Ｉ１が前述したように一定で、Ｔ２を固定とした場合、各入力側切換タップまでの巻数Ｔ１に比例した交流定電流Ｉ２が前記出力変成器の二次側巻線に発生するので、電子発光光源に通電される負荷電流を１００％通電から、例えば、０．２％という微少な通電まで入力側切換タップの切り換えによって精度良く調整することができる。
【００２５】
しかも、この調整は出力変成器の二次側巻線に発生する正弦波である交流定電流Ｉ２の振幅の大きさを変化させることによって達成されるため、負荷電流を低減させていった場合であっても灯火がちらつくことなく、良好な視認性を発揮させることができる。さらに、電流式のタップ切換は、電圧式のタップ切換と異なり、タップ間に電位差が発生しないため絶縁破壊などの故障の発生が抑制され、装置の安全性が向上する。
【００２６】
加えて、以下のような各請求項に特有の構成に対応した格別の効果を奏することができる。
【００２７】
すなわち、本請求項１に係る電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムによれば、複数の定電流発生器が同じアドレスを有し、このアドレスに対応した１つのシリアル伝送信号によって、前記定電流発生器が同時に制御されるため、定電流発生器の台数が増加したとしても制御時間が長期化することがない。
【００２８】
また、本請求項２に係る電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムによれば、請求項１に係る電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムが奏する効果に加えて、出力変成器の二次側巻線に発生した交流定電流の振幅を微調整する複数の出力側切換タップが、前記出力変成器の二次側巻線に設けられていることにより、灯火のグローブに埃が付着し輝度が低下した場合であっても前記出力側切換タップの切り換えによって灯火に流れる負荷電流を増加させて輝度の低下を補償することができるので、熱発光光源に比べて長寿命である電子発光光源を運用途中で特別な保守を繰り返すことなく、電子発光光源の寿命が尽きるまで安全要求輝度１００％を維持することができる。
【００２９】
また、本請求項３に係る電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムによれば、請求項１又は請求項２に係る電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムが奏する効果に加えて、電子発光光源がＬＥＤであることにより、ＬＥＤは半導体を用いたｐｎ接合と呼ばれる固体構造で作られており、この構造の中で電子の持つエネルギーを直接、光エネルギーに変換することで発光し、巨視的には熱や運動の介在を必要としないので、優れた耐久性や耐衝撃性、長寿命化、高効率化を実現できる。
【００３０】
しかも、ハロゲンランプのような熱発光光源においては、過電流によってフィラメントが溶断することを防ぐために過電流継電器を設置する必要があったが、ＬＥＤは、多少の過電流が流れたとしても素子が溶断することがなく過電流継電器を設置する必要がないので、装置構成の簡略化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムは、商用交流電源と定電流供給用コンデンサと出力変成器の一次側巻線とが直列に接続されていると共に前記出力変成器の二次側巻線に発生した交流定電流の振幅を線形に変化させる複数の入力側切換タップが前記出力変成器の一次側巻線に設けられた複数の定電流発生器と、電子発光光源を内装した複数の灯火が直列に接続されている負荷回路が前記複数の定電流発生器の各々の出力変成器の二次側巻線に接続され、前記複数の定電流発生器の各々に具備されているタップ切換制御回路がシリアル通信線で結ばれており、これらの定電流発生器が同じアドレスを有し、そのアドレスに対応した１つのシリアル伝送信号によって複数の定電流発生器が同時に制御されるものであって、負荷回路に対して簡単な回路構成で輝度調整の高精度化を図ることができ、複数の定電流発生器に接続された各々の負荷回路を同時に制御することができ、さらに、灯火の保守メンテナンス負担を軽減することができるものであれば、その具体的な実施の態様は、如何なるものであっても何ら構わない。
【００３２】
本発明の一実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明の実施例である電子発光光源用定電流発生器システムの主要構成要素の一つである定電流発生器の回路図であり、図２は、電子発光光源用定電流発生器システムの主要構成要素の別の一つである負荷回路の回路図である。図３は、３つの定電流発生器が１つのシリアル伝送信号によって制御される概念を示した概念図である。
【００３３】
本発明の実施例である電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムの主要構成要素の一つである定電流発生器１００は、図１に示すように、商用交流電源１１０と一定の静電容量Ｃを有するコンデンサ１２０と出力変成器１３０の一次側巻線１３０Ｐとが直列に接続されている。そして、出力変成器１３０の二次側巻線１３０Ｓには、図２に示すように電子発光光源を内装した複数の灯火が直列に接続されている負荷回路３００が接続されている。
【００３４】
そして、本発明の実施例である電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムには、図３に示すように、前述した回路構成からなる３台の定電流発生器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃがそれぞれ負荷回路３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃに接続されている。ここで、負荷回路３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃには、例えば、飛行場の進入灯、滑走路灯、誘導路灯などの用途に応じて、適宜必要数の灯火が直列に接続されている。その一例として負荷回路の回路構成を図２に示す。なお本実施例に於いては、灯火を構成する電子発光光源としてＬＥＤを用いている。
【００３５】
図２に示したように、直列に接続された複数の灯火に内装された電子発光光源３０１の任意の一つが不点灯になっても他の電子発光光源３０１が影響を受けないようにするため、負荷回路３００を構成する各灯火には、絶縁トランス３０３を備えている。そして、電子発光光源３０１に加わる逆方向電流を遮断するための逆流防止ダイオード３０２が電子発光光源３０１と直列に接続されている。なお、逆流防止ダイオード３０２を用いて電子発光光源３０１に加わる逆方向電流を遮断することに換えて２つの電子発光光源３０１を互いに極性が逆方向となるように並列接続したものを絶縁トランス３０３の二次側に接続しても良い。この場合、正弦波交流電流の正方向通電時及び逆方向通電時に２つの電子発光光源３０１が交互に点灯し、エネルギー効率が向上すると共に、負荷回路３００を構成する灯火のちらつきが一層低減し、その効果は甚大である。
【００３６】
さらに、出力変成器１３０の二次側巻線１３０Ｓに発生する交流定電流Ｉ２の振幅を線形に変化させるための複数の入力側切換タップ１６１、１６２、１６３、１６４が、出力変成器１３０の一次側巻線１３０Ｐに設けられている。この入力側切換タップは、要求される輝度（％）の変更段階、例えば、図７に示すように、１００％、３０％、２５％、１０％、５％、１％、０．２％と一次側巻線１３０Ｐの巻数が比例関係になるように設けられている。なお、図１においては、５％、１％、０．２％に対応する入力側切換タップは、記載を省略している。
【００３７】
そして、出力変成器１３０における電圧降下は、コンデンサ１２０の端子間電圧に比べて十分に小さいため、商用交流電源１１０の出力電圧がＶ（ボルト）で一定であり、コンデンサ１２０の静電容量がＣ（ファラッド）で固定、例えば、２００μＦであることによって、出力変成器１３０の一次側巻線１３０Ｐには、静電容量Ｃに対応した定電流Ｉ１が流れる。さらに、この定電流Ｉ１と選択された入力側切換タップまでの巻数Ｔ１との積Ｉ１・Ｔ１（アンペアターン）と、二次側巻線１３０Ｓに発生する交流定電流Ｉ２と二次側巻線１３０Ｓの巻数Ｔ２との積Ｉ２・Ｔ２（アンペアターン）とが一定、すなわちＩ１・Ｔ１＝Ｉ２・Ｔ２の関係が成立するため、Ｉ１が前述したように一定で、二次側巻線１３０Ｓの巻数Ｔ２を固定とした場合、各入力側切換タップまでの巻数Ｔ１に比例した交流定電流Ｉ２が出力変成器１３０の二次側巻線１３０Ｓに発生する。
【００３８】
その結果、入力側切換スイッチ１６０によって、所望の入力側切換タップ１６１、１６２、１６３、１６４を選択することにより、出力変成器１３０の二次側巻線１３０Ｓに一次側巻線１３０Ｐの巻数Ｔ１に比例した交流定電流Ｉ２を発生させることができる。例えば、Ｔ１が１０００ターンでありＴ２がＴ１の３倍の３０００ターンとした場合、Ｉ１を２０Ａの定電流とすることによって、Ｉ２としてＩ１の３分の１の６．６Ａの定電流が得られる。そして、Ｔ１を全巻数の３０％である３００ターンに切り替えることによって、Ｉ２として、６．６Ａの３０％である１．９８Ａの定電流が得られる。
【００３９】
また、本実施例を構成する定電流発生器１００は、図１に示すように、出力変成器１３０の二次側巻線１３０Ｓに、例えば、全巻数に対して０％、１％、３％、５％という細かい間隔で巻数を減少させる複数の出力側切換タップ１７１、１７２、１７３、１７４が設けられている。そして、出力側切換スイッチ１７０によって、所望の出力側切換タップ１７１、１７２、１７３、１７４を選択することにより、前述したＩ１・Ｔ１＝Ｉ２・Ｔ２の関係において、二次側巻線１３０Ｓの巻数Ｔ２を若干減少させることができるため、負荷に供給される交流定電流Ｉ２の振幅を微増（数％の上昇）させることができる。これにより、灯火のグローブに埃が付着して輝度が低下した際に初期の輝度を維持するように微調整することができる。ここで、灯火の輝度の微調整用の切換タップを出力変成器１３０の二次側に設ける理由は、一次側に設けた入力側切換タップの巻数の線形関係を変更することなく、負荷電流を微増することができるからである。
【００４０】
ここで、入力側切換スイッチ１６０及び出力側切換スイッチ１７０は、切換タップの切り換え時に全ての切換タップが開放されることがないラップ接点スイッチと呼ばれるものを用いている。そして、これらのスイッチの切換は、タップ切換制御回路１８０によってパソコンなどの操作端末から送信されるシリアル伝送信号によって行われる。図１の符号Ｓで示した部材は、複数の定電流発生器のタップ切換装置を結ぶシリアル通信線である。
【００４１】
次に、本実施例を構成する３台の定電流発生器にそれぞれ接続された負荷回路を制御する方法について、図３に基づき説明する。定電流発生器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの出力変成器の二次側巻線には、それぞれ、負荷回路３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃが接続されている。そして、例えば、これらの負荷回路の輝度を２５％にする場合、要求される電子発光光源電流は、図７に示したように、１．６５Ａであるので、各々の定電流発生器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに対して１．６５Ａを出力するように制御信号を送出する。この場合、定電流発生器は、負荷の大きさにかかわらず、すなわち、各負荷回路を構成する灯火の数がいくつであっても、あるいは各灯火を結ぶ配線の距離がどれほどであっても一定の電流を出力することができる。したがって、同じ制御信号を各定電流発生器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに送出すれば良いため、各定電流発生器に同じアドレスを与え、このアドレスに対応した１つのシリアル伝送信号によって、各定電流発生器を同時に制御することができる。
【００４２】
なお、前述した実施例では、定電流発生器の数が３台のものについて説明しているが、定電流発生器の数は、３台に限定されるものではなく、いくつであっても構わない。むしろ、多ければ多いほど、本発明の複数の負荷回路に対する制御時間を短縮するという効果が一層発揮される。
【００４３】
また、本発明の電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムを構成する定電流発生器１００は、出力変成器１３０の一次側巻線１３０Ｐに設けられた入力側切換タップの設置位置を図７に示した輝度（％）と熱発光光源電流（Ａ）の関係に対応させて設けることによって、従来から用いられている熱発光光源に対しても入力側切換タップの切り換えにより従来の定電流装置と同様に、所望の輝度に対する電流を出力する電源として使用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、静電容量Ｃの定電流供給用コンデンサに定電圧Ｖを印加すると静電容量Ｃに対応した定電流が発生するという原理を応用して、きわめて簡単な構成で負荷の大きさによらず一定の電流を発生することが可能な定電流発生器を構成することができると共に、複数の定電流発生器を１つのシリアル伝送信号によって同時に制御でき、飛行場の灯火システムのみならず、高速道路、トンネル、競技場、公園などの公共施設の照明システムの輝度調整の高精度化、エネルギー効率の高効率化、保守メンテナンス負担の軽減を実現でき、その産業上の利用可能性はきわめて高い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の電子発光光源用定電流発生器システムの定電流発生器の回路図。
【図２】本発明の電子発光光源用定電流発生器システムの負荷回路の回路図。
【図３】３つの定電流発生器が１つのシリアル伝送信号によって制御される概念を示した概念図。
【図４】従来の熱発光光源用の定電流光度調整装置の回路図。
【図５】図４に示した従来の定電流光度調整装置の各部における信号波形図。
【図６】３つの定電流光度調整装置がシリアル伝送信号によって制御される概念を示した概念図。
【図７】電子発光光源と熱発光光源の電流−輝度特性を示した表。
【図８】図７に示した表に基づいたグラフ。
【符号の説明】
【００４６】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ  ・・・  定電流発生器
１１０  ・・・  商用交流電源
１２０  ・・・  コンデンサ
１３０  ・・・  出力変成器
１３０Ｐ・・・  （出力変成器の）一次側巻線
１３０Ｓ・・・  （出力変成器の）二次側巻線
１６０  ・・・  入力側切換スイッチ
１７０  ・・・  出力側切換スイッチ
１８０  ・・・  タップ切換制御回路
３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ  ・・・  負荷回路
３０１  ・・・  （負荷回路３００の）電子発光光源
３０２  ・・・  （負荷回路３００の）逆流防止ダイオード
３０３  ・・・  （負荷回路３００の）絶縁トランス
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ  ・・・  定電流光度調整装置
２１０  ・・・  商用交流電源
２２０  ・・・  共振回路
２２０Ａ・・・  （共振回路の）コンデンサ
２２０Ｂ・・・  （共振回路の）リアクトル
２３０  ・・・  出力変成器
２３０Ｐ・・・  （出力変成器の）一次側巻線
２３０Ｓ・・・  （出力変成器の）二次側巻線
２５０  ・・・  分流回路
２５０Ａ・・・  （分流回路の）サイリスタ
２５０Ｂ・・・  （分流回路の）サイリスタ
２６０  ・・・  サイクル制御回路
２７０  ・・・  電流検出器
２８０  ・・・  配線
５００、５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ  ・・・  負荷回路
５０１  ・・・  （負荷回路５００の）熱発光光源
５０３  ・・・  （負荷回路５００の）絶縁トランス
Ｓ  ・・・  シリアル通信線
【要約】
【課題】電子発光光源を用いた複数の灯火が直列に接続されている負荷回路に対して簡単な回路構成で輝度調整の高精度化を図ると共に、複数の負荷回路に対する制御時間を短縮し、さらに、灯火の保守メンテナンス負担を軽減することができる電子発光光源用定電流発生器シリアル制御システムを提供する。
【解決手段】商用交流電源とコンデンサと出力変成器の一次側巻線とが直列に接続されていると共に前記出力変成器の二次側巻線に発生する交流定電流の振幅を線形に変化させる複数の入力側切換タップが前記出力変成器の一次側巻線に設けられている複数の定電流発生器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃが同じアドレスを有し、該アドレスに対応した１つのシリアル伝送信号によって前記複数の定電流発生器が同時に制御されることによって、前記課題を解決する。
【選択図】図３【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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