(57)【要約】【課題】ノイズの発生を低く抑える。【解決手段】第１の制御部１１の第１のオンオフ制御部１１１は、複数のサイクルの期間からなる一定周期ごとに、第１の計数部１１０で計数された計数サイクル数が設定サイクル数になるまで第１のスイッチ１０をオンにし、第１の計数部１１０で計数された計数サイクル数が設定サイクル数になると第１のスイッチ１０をオフにする。また、第２の制御部１５の第２のオンオフ制御部１５１は、第２の計数部１５０で計数された第２の計数サイクル数に基づいて第２のスイッチ１４のオンデューティ期間を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源とＬＥＤの間に接続され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して前記ＬＥＤに供給する調光器であって、
前記交流電源から前記ＬＥＤへの電力供給路上に挿入される第１のスイッチと、
前記交流電源からの交流電圧のサイクル数を第１の計数サイクル数として計数する第１の計数手段と、
任意に設定されるサイクル数を設定サイクル数として設定するための操作手段と、
複数のサイクルの期間からなる一定周期ごとに、前記計数サイクル数が前記設定サイクル数になるまで前記第１のスイッチをオンにし、前記計数サイクル数が前記設定サイクル数になると前記第１のスイッチをオフにする第１のオンオフ制御手段と、
前記交流電圧を平滑にして前記ＬＥＤに供給する平滑手段と、
前記電力供給路上に前記ＬＥＤと直列に接続される第２のスイッチと、
前記第１のスイッチの前記ＬＥＤ側の交流電圧のサイクル数を第２の計数サイクル数として計数する第２の計数手段と、
前記第２の計数サイクル数に基づいて前記第２のスイッチのオンデューティ期間を制御する第２のオンオフ制御手段と
を備えることを特徴とする調光器。
【請求項２】
前記オンデューティ期間をサイクル数に対応付けて記憶する記憶手段を備え、
前記第２のオンオフ制御手段は、前記第２の計数サイクル数に対応付けられて前記記憶手段に記憶されている前記オンデューティ期間、前記第２のスイッチをオンにする
ことを特徴とする請求項１記載の調光器。
【請求項３】
前記オンデューティ期間をサイクル数に対応付けて記憶するとともに、前記第２の計数サイクル数を記憶する記憶手段を備え、
前記第２のオンオフ制御手段は、前記記憶手段に記憶されている所定数の前記第２の計数サイクル数の平均値を算出し、算出した平均値に対応付けられた前記オンデューティ期間、前記第２のスイッチをオンにする
ことを特徴とする請求項１記載の調光器。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の調光器と、
前記調光器からの電力によって点灯するＬＥＤと
を備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源からの電力をＬＥＤに供給する調光器、及びその調光器を備える照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明負荷を調光する調光器として、位相制御方式を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。位相制御方式は、一般的に交流電源と照明負荷との間に直列に接続された双方向スイッチング素子（例えばトライアックなど）のオンする位相角（点弧位相角）を制御することにより、照明負荷に供給する交流電圧の実効値を可変させて照明負荷を調光制御する方式である。
【０００３】
位相制御方式を用いた最も簡単でよく知られている回路は、双方向スイッチング素子であるトライアックと、トライアックをトリガするダイアックのようなトリガ素子と、可変抵抗とコンデンサで構成できる。この回路では調光装置の“つまみ”を手で回すことによって、つまみに接続された可変抵抗の抵抗値が変化して、コンデンサが充電され、トリガ素子の動作電圧以上の電圧が印加されると、トリガ素子が動作（パルスをトライアックに出力）してトライアックが導通（オン）する。その導通時の交流電源の電圧、すなわち交流電源のゼロクロスのタイミングからの時間（導通位相角）を可変抵抗の抵抗値により制御できる。
【０００４】
トライアックが導通すると、トリガ素子に印加されていた電圧が略ゼロになり、トリガ素子の動作は止まるが、トライアックには保持電流以上の電流が照明負荷を介して流れているため、導通状態を保持する。照明負荷が白熱灯の場合は、交流電源からの入力電圧と負荷電流は同位相のため、電源電圧のゼロクロスポイントで負荷電流もゼロとなり、トライアック電流が保持電流以下となり、トライアックがターンオフする。以上の動作を交流電源の半周期毎に繰り返す。
【０００５】
上記の回路構成では、つまみを回した角度（可変抵抗の抵抗値）と照明負荷に供給する交流電圧の実効値（あるいは白熱灯の光出力）の関係は、構成する部品の定数によって決まり、つまみを動かしても光出力があまり変わらない領域や、少しつまみを動かしただけで光出力が急激に変化する領域があり、操作感が悪い。
【０００６】
そこで、マイコンを利用したデジタル信号処理でトライアックを制御する制御部を備える調光器が存在する。調光器の入力端には交流電源が接続され、出力端には照明負荷が接続されている。調光器の内部には、入力側の交流電源と出力側の照明負荷の間に直列的に接続されたトライアックと、交流電源のゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス電圧検出手段と、調光レベルを調整する調光レベル設定手段と、照明負荷の種類別に調光レベルとトライアックの導通時間の関係（調光テーブル）を記憶した記憶手段と、トライアックを駆動する駆動手段と、上記調光レベル設定手段で設定した調光レベルに対応した導通時間にわたり駆動手段をオン／オフ制御する制御回路と、トライアックから発生するノイズを低減するためのノイズフィルタ回路を備えている。
【０００７】
上記の調光器の動作について説明すると、ゼロクロス電圧検出手段で検出した交流電源のゼロクロスタイミングを基点に、記憶手段に記憶した調光テーブルに基づいて、トライアックのスイッチングのタイミングを変化させることにより照明負荷に印加される実効電圧を変化させて照明負荷の出力を調整する。ここで、トライアックのトリガ信号（駆動手段の出力信号）は、外部ノイズによる誤動作を防止する目的でパルストリガではなく、ＤＣトリガ信号にすることが多い。パルストリガの場合、ノイズによってトライアック電流が保持電流以下になると、トライアックがオフする誤動作の可能性がある。
【０００８】
ところで、近年では、照明負荷としてＬＥＤ（発光ダイオード）を利用する用途が増えている。一般的なＬＥＤでは、交流電源をダイオードで整流した後、電解コンデンサで平滑した直流電圧を電源とするが、基本的に平滑した電源では位相制御調光はできない。なぜなら、整流平滑方式の照明器具では、商用交流電源の山部の期間のみ入力電流が流れるからである。したがって、照明負荷としてＬＥＤを用いる場合、上記調光器は、ダイオードブリッジで全波整流した脈流電源に複数のＬＥＤと電流制限用の抵抗の直列回路を接続した構成にする必要がある。
【０００９】
一方、照明負荷に並列的にコンデンサが接続されている構成で、ＤＣトリガ方式でトライアックを駆動する場合は、コンデンサの容量性によって誤動作することがある。
【００１０】
双方向スイッチであるトライアックとフィルタチョークの直列接続にフィルタコンデンサが並列に接続され、さらに照明負荷側の雑音防止用コンデンサが直列接続される構成である場合、トライアックに流れる電流は商用周波数で使用する場合、容量性要素の影響で電源電圧の位相に対し進相となる場合がある。
【００１１】
また、位相制御信号として、ターンオン時にのみゲート電圧を与えるパルストリガ方式ではなく、ターンオン期間中はゲート電圧を与え続けるＤＣトリガ方式（ベタトリガ方式ともいう）を用いた場合、トライアックは位相制御信号がオフとなった後、保持電流以下の電流となるとオフする素子であるが、上述の進相電流の影響で位相制御信号がオフとなるタイミングで既にトライアックに流れる電流がゼロクロスポイントをまたいで転流しており、位相制御信号がオフの瞬間、保持電流以上の電流が流れていた場合、トライアックをオフできないので、交流電源の次の半周期にわたり、電流がゼロになるまでトライアックはオン状態を維持してしまう。
【００１２】
そこで従来、この問題を解決するために、設計の段階でトライアックに流れる電流がゼロクロスポイントをまたぐ手前で位相制御信号をオフするように時間設定することで進相電流による調光動作の不具合を回避していた。
【特許文献１】特開２００６−３２０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の照明器具には、位相制御方式を用いるため、交流電源のゼロクロス以外のときに、トライアックのオンオフがされることにより、ノイズが発生するという問題があった。
【００１４】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、ノイズの発生を低く抑えることができる調光器及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に係る調光器の発明は、交流電源とＬＥＤの間に接続され、前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換して前記ＬＥＤに供給する調光器であって、前記交流電源から前記ＬＥＤへの電力供給路上に挿入される第１のスイッチと、前記交流電源からの交流電圧のサイクル数を第１の計数サイクル数として計数する第１の計数手段と、任意に設定されるサイクル数を設定サイクル数として設定するための操作手段と、複数のサイクルの期間からなる一定周期ごとに、前記計数サイクル数が前記設定サイクル数になるまで前記第１のスイッチをオンにし、前記計数サイクル数が前記設定サイクル数になると前記第１のスイッチをオフにする第１のオンオフ制御手段と、前記交流電圧を平滑にして前記ＬＥＤに供給する平滑手段と、前記電力供給路上に前記ＬＥＤと直列に接続される第２のスイッチと、前記第１のスイッチの前記ＬＥＤ側の交流電圧のサイクル数を第２の計数サイクル数として計数する第２の計数手段と、前記第２の計数サイクル数に基づいて前記第２のスイッチのオンデューティ期間を制御する第２のオンオフ制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係る調光器の発明は、請求項１の発明において、前記オンデューティ期間をサイクル数に対応付けて記憶する記憶手段を備え、前記第２のオンオフ制御手段は、前記第２の計数サイクル数に対応付けられて前記記憶手段に記憶されている前記オンデューティ期間、前記第２のスイッチをオンにすることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係る調光器の発明は、請求項１の発明において、前記オンデューティ期間をサイクル数に対応付けて記憶するとともに、前記第２の計数サイクル数を記憶する記憶手段を備え、前記第２のオンオフ制御手段は、前記記憶手段に記憶されている所定数の前記第２の計数サイクル数の平均値を算出し、算出した平均値に対応付けられた前記オンデューティ期間、前記第２のスイッチをオンにすることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る照明器具の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の調光器と、前記調光器からの電力によって点灯するＬＥＤとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、調光器とＬＥＤの接続を２線で行うとともに、電力供給を制御する第１のスイッチを交流電源のゼロクロスに同期してオンオフすることができるので、位相制御方式を用いた場合に比べて、ノイズの発生を低く抑えることができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、第２の計数サイクル数に第２のスイッチのオンデューティ期間を対応付けて記憶することによって、自由に調光特性を設定することができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、操作手段での操作があった場合であっても、調光特性を滑らかに変化させることができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、調光器とＬＥＤの接続を２線で行うとともに、調光器において、電力供給を制御する第１のスイッチを交流電源のゼロクロスに同期してオンオフすることができるので、位相制御方式を用いた場合に比べて、ノイズの発生を低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施形態１）
まず、実施形態１の照明器具の構成について図１〜３を用いて説明する。この照明器具は、ＬＥＤ２と、ＬＥＤ２に電力供給する調光器１とを備えている。
【００２４】
調光器１は、交流電源ＶｓとＬＥＤ２の間に接続され、交流電源Ｖｓからの電力をＬＥＤ２に供給するものである。この調光器１は、交流電源ＶｓからＬＥＤ２への電力供給路上に挿入される第１のスイッチ１０と、第１の制御部１１と、任意に設定されるサイクル数を設定サイクル数として設定するための操作器（操作手段）１２と、交流電圧を平滑にしてＬＥＤに供給する電源平滑部（平滑手段）１３と、電力供給路上にＬＥＤ２と直列に接続される第２のスイッチ１４と、第２の制御部１５とを備えている。
【００２５】
本実施形態では、交流電源Ｖｓとして商用電源を用いているが、商用電源に限定されるものではなく、他の交流電源であってもよい。
【００２６】
第１の制御部１１は、交流電源Ｖｓからの交流電圧のサイクル数を第１の計数サイクル数として計数する第１の計数部（第１の計数手段）１１０と、複数のサイクルの期間からなる一定周期ごとに、計数サイクル数が設定サイクル数になるまで第１のスイッチ１０をオンにし、計数サイクル数が設定サイクル数になると第１のスイッチ１０をオフにする第１のオンオフ制御部（第１のオンオフ制御手段）１１１とを備えている。
【００２７】
操作器１２は、ユーザによってつまみを操作されることによって、設定サイクル数が設定する。なお、設定サイクルは、一定周期に含まれるサイクル数を超えない範囲とする。本実施形態では、一定周期に含まれるサイクル数ｎを１６、設定サイクル数ｍを１１としている。
【００２８】
電源平滑部１３は、ＬＥＤ２を点灯するための直流電源を生成する。
【００２９】
第２の制御部１５は、第１のスイッチ１０のＬＥＤ２側の交流電圧のサイクル数を第２の計数サイクル数として計数する第２の計数部（第２の計数手段）１５０と、第２の計数サイクル数に基づいて第２のスイッチ１４のオンデューティ期間を制御する第２のオンオフ制御部（第２のオンオフ制御手段）１５１とを備えている。
【００３０】
調光器１は、操作器１２のつまみの操作量によって、第１の計数部１１０が予め決められたｎ個の周期分（グループ）で交流電源Ｖｓのサイクル数をカウントし、第１のオンオフ制御部１１１がｍ個の周期分第１のスイッチ１０をオンするように制御する。本実施形態では、ｎは１６でありｍは１１の例を示している。
【００３１】
第２の制御部１５では、第２の計数部１５０が予め決められたｎ個の周期中オンとなっている交流電源Ｖｓのサイクル数を計数し、ｍ個のサイクル数を計数する。この計数にしたがって第２のオンオフ制御部１５１がＰＷＭ制御によって第２のスイッチ１４をオンしてＬＥＤ２を点灯させる。なお、本実施形態では、パルス周期を１ｋＨｚとしている。
【００３２】
このように調光器１の操作器１２を操作することによって、ＬＥＤ２の明るさを調光することができる。
【００３３】
以上、本実施形態によれば、調光器１とＬＥＤ２の接続を２線で行うとともに、電力供給を制御する第１のスイッチ１０を交流電源Ｖｓのゼロクロスに同期してオンオフすることができるので、位相制御方式を用いた場合に比べて、ノイズの発生を低く抑えることができる。つまり、従来と同様にＬＥＤ２と２線で接続することができ、さらに、ノイズの発生が少なく、調光特性の優れた調光器１を提供することができる。
【００３４】
（実施形態２）
実施形態２の照明器具は、図３に示すように、調光器１に、オンデューティ期間をサイクル数に対応付けて記憶する記憶部１６を備え、点で、実施形態１の照明器具（図１参照）と相違している。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の第２のオンオフ制御部１５１は、第２の計数サイクル数に対応付けられて記憶部１６に記憶されているオンデューティ期間、第２のスイッチ１４をオンにする。つまり、第２の制御部１５では、第２の計数部１５０が予め決められたｎ個の周期中オンとなっている交流電源Ｖｓのサイクル数を計数し、ｍ個のサイクル数を計数する。この計数にしたがって第２のオンオフ制御部１５１は電力変換テーブルを参照し、第２のスイッチ１４をオンして、ＬＥＤ２を点灯する。本実施形態においても、ｎは１６でありｍは１１の例を示している。
【００３６】
以上、本実施形態によれば、第２の計数サイクル数に第２のスイッチ１４のオンデューティ期間を対応付けて記憶することによって、自由に調光特性を設定することができる。つまり、操作器１２の操作量に応じて自由に調光特性を設定することができる。
【００３７】
（実施形態３）
実施形態３の照明器具は、図３に示すように、第２のオンオフ制御部１５１が、記憶部１６に記憶されている所定数の直近のグループのサイクル数の平均値をサイクル数とする点で、実施形態２の照明器具と相違している。なお、実施形態２と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本実施形態の記憶部１６には、電力変換テーブル（図４参照）が記憶されるとともに、さらに、オンデューティ期間をサイクル数に対応付けて記憶される。つまり、記憶部１６には、過去ｌ個のグループでのカウント数が記憶される。
【００３９】
本実施形態の第２のオンオフ制御部１５１は、記憶部１６に記憶されている所定数の第２の計数サイクル数の平均値を算出し、算出した平均値に対応付けられたオンデューティ期間、第２のスイッチ１４をオンにする。
【００４０】
つまり、本実施形態の第２の制御部１５では、第２の計数部１５０が予め決められたｎ個の周期中オンとなっている交流電源Ｖｓのサイクル数をカウントし、ｍ個のサイクル数を計数する。第２のオンオフ制御部１５１は、記憶部１６から過去ｋ−１個分のデータを読み出し、合計ｋ個分の平均値を求める。この平均値にしたがって第２のオンオフ制御部１５１は電力変換テーブルを参照し、第２のスイッチ１４をオンして、ＬＥＤ２を点灯する。本実施形態では、ｎは２５６でありｋは６の例を示している。
【００４１】
以上、本実施形態によれば、操作器１２での操作があった場合であっても、過去ｋグループ分の平均値を求めているため、調光特性を滑らかに変化させることができる。
【００４２】
なお、実施形態１〜３において、交流電力として交流電源Ｖｓの交流波形をそのままＬＥＤ２に送っているが、交流波形ではなく、全波整流波形や矩形波形であってもよい。上記のように全波整流波形や矩形波形とした場合、電源平滑回路から整流回路を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１の回路図である。
【図２】同上のタイムチャートである。
【図３】実施形態２，３の要部の回路図である。
【図４】実施形態２の電力変換テーブルを示す図である。
【図５】同上のタイムチャートである。
【図６】実施形態３のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  第１のスイッチ
１１  第１の制御部
１１０  第１の計数部
１１１  第１のオンオフ制御部
１４  第２のスイッチ
１５  第２の制御部
１５０  第２の計数部
１５１  第２のオンオフ制御部
【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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