(57)【要約】【課題】ＭＥＲＳに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止する。【解決手段】照明灯２と交流電源３との間に接続され、それぞれ駆動信号に応じてスイッチング動作を行う第１ないし第４ＭＯＳ２１Ａ〜２４Ａ、各ＭＯＳに並列に接続された第１ないし第４ダイオード２１Ｂ〜２４Ｂからなるブリッジ回路２０、及び、ブリッジ回路２０の中点に接続されたコンデンサ２５を有するＭＥＲＳ４と、このＭＥＲＳ４に駆動信号を入力する制御装置１３と、照明灯２の調光量を設定する調光量設定部５とを備え、制御装置１３は、コンデンサ電圧検出部６、負荷電流検出部８、又は、負荷電圧検出部７によって検出されたＭＥＲＳ４の特定の状態に応じて、コンデンサ２５の劣化の有無を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導性負荷としての照明灯と交流電源との間に接続され、それぞれ駆動信号に応じてスイッチング動作を行う第１ないし第４の半導体スイッチング素子及び前記照明灯によって発生される磁気エネルギーを吸収して回生させるコンデンサを有し、前記交流電源の電源電圧を調整して前記照明灯を点灯するための負荷電力を出力する磁気エネルギー回生スイッチと、この磁気エネルギー回生スイッチに駆動信号を入力する制御装置と、前記照明灯の調光量を設定する調光量設定手段とを備え、前記制御装置は、前記調光量設定手段によって設定された調光量に応じた負荷電力を出力させるべく、前記交流電源に対する駆動信号の位相を制御する照明灯制御装置であって、
前記制御装置は、
前記磁気エネルギー回生スイッチの特定の状態を検出する状態検出手段を備え、この状態検出手段によって検出された特定の状態に応じて前記コンデンサの劣化の有無を判定することを特徴とする照明灯制御装置。
【請求項２】
前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチの前記コンデンサの充放電電圧の状態を検出し、前記制御装置は、前記充放電の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定することを特徴とする請求項１記載の照明灯制御装置。
【請求項３】
前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチから前記照明灯に流れる負荷電流の状態を検出し、前記制御装置は、前記負荷電流の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定することを特徴とする請求項１記載の照明灯制御装置。
【請求項４】
前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチから前記照明灯に出力される負荷電圧の状態を検出し、前記制御装置は、前記負荷電圧の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定することを特徴とする請求項１記載の照明灯制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記コンデンサに劣化が有ると判定したときは、前記調光量設定手段によって設定された調光量にかかわらず、前記交流電源に対する駆動信号の位相を変更することを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の照明灯制御装置。
【請求項６】
前記制御装置の制御に応じて、前記交流電源を前記磁気エネルギー回生スイッチに入力するか又は前記照明灯に直接入力するかを切り替える切替手段を備え、前記制御装置は、前記コンデンサに劣化が無いと判定したときは、前記交流電源を前記磁気エネルギー回生スイッチに入力するように前記切替手段を制御し、前記コンデンサに劣化が有ると判定したときは、前記交流電源を前記照明灯に直接入力するように前記切替手段を制御することを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の照明灯制御装置。
【請求項７】
前記制御装置が前記コンデンサに劣化が有ると判定した場合に、その判定結果の情報を表示する情報表示手段を有することを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の照明灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば蛍光灯、水銀灯、ナトリウム灯等を使用した照明灯の調光量を制御する照明灯制御装置に関し、特に、交流電源と照明灯との間に接続され、交流電源から出力される電源電圧を調整して照明灯に出力する磁気エネルギー回生スイッチ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈ  ；  以下、単にＭＥＲＳと称する）と、このＭＥＲＳを制御する制御装置とを備えた照明灯制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このようなＭＥＲＳを備えた装置としては、例えばモータ等の誘導性負荷と交流電源との間に接続され、誘導性負荷に供給する負荷電力を制御する交流電源装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ＭＥＲＳは、直列接続された２個の逆導通型半導体スイッチと、同じく直列接続された２個の逆導通型半導体スイッチとを並列接続して構成するブリッジ回路と、このブリッジ回路の２つの中点を接続するコンデンサとを有し、誘導性負荷（特許文献１では、例えば、誘導電動機）に交流電源を供給するとともに、交流電源の半周期のタイミングの電圧の零クロスポイントごとの電流遮断時に、誘導性負荷に発生する磁気エネルギーをコンデンサに充電（吸収）して、次に誘導負荷に電圧を供給する際に、コンデンサに電荷として蓄積した磁気エネルギーを誘導性負荷に放電（回生）する。各逆導通型半導体スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ及びダイオードで構成され、ＭＥＲＳに入力される交流の電源電圧の位相に対して、４個のＭＯＳＦＥＴのゲートに供給する駆動信号の位相を制御して、誘導性負荷に供給する負荷電力を調整することができる。ＭＥＲＳに駆動信号を供給してＭＥＲＳを制御する制御装置は、電源電圧の零クロスポイント及び、その零クロスポイントの時間差に相当するゲート位相角に基づき、ブリッジ回路を構成する４個の逆導通型半導体スイッチの内、対角上に位置するペアの逆導通型半導体スイッチを同時にＯＮ又はＯＦＦ動作する駆動信号の位相、すなわち、スイッチ切替タイミングを制御することで、ＭＥＲＳから誘導性負荷に供給する負荷電力を調整させるので、負荷における力率を改善することができる。また、誘導電動機の電源として使用する際に、始動トルクを増大させることができる。
【特許文献１】特許第３７３５６７３号公報（「特許請求の範囲」、「発明の効果」及び「発明を実施するための最良の形態」参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような負荷の力率を改善することで、電力の省エネも図ることができるＭＥＲＳを用いた交流電源装置は、その用途が期待されている。一方、ＭＥＲＳを用いた交流電源装置では、大きな電流を高速でスイッチング処理することによって、使用する電子部品の寿命が問題になる。ＭＥＲＳを構成するブリッジ回路のＭＯＳＦＥＴ及びダイオードは半導体部品であるので、ほぼ半永久的な寿命を持っているが、交流電源の半周期ごとに大電流の充放電を繰り返すコンデンサは、ＭＯＳＦＥＴやダイオードに比べると劣化しやすい。例えば、５０Ｈｚの交流電源の周期は２０ｍｓであるので、コンデンサは１０ｍｓごとの電流停止時に大電流の充放電を繰り返すことになる。コンデンサの劣化は容量の低下を招くので、磁気エネルギーを電荷として吸収するコンデンサは、充電のときのピーク電圧が上昇することになる。このピーク電圧は電源電圧に重畳されるので、コンデンサの劣化が進むと負荷電圧が負荷の定格電圧を超える可能性が高くなり、その結果、負荷にかかる負担が大きくなる虞がある。このため、ＭＥＲＳに使用するコンデンサの劣化を適格に判定する必要がある。しかしながら、上記特許文献１においては、ＭＥＲＳに使用するコンデンサの劣化を適格に判定することに関しては記載も示唆もない。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＭＥＲＳに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる交流電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本願請求項１記載の照明灯制御装置は、誘導性負荷としての照明灯と交流電源との間に接続され、それぞれ駆動信号に応じてスイッチング動作を行う第１ないし第４の半導体スイッチング素子及び前記照明灯によって発生される磁気エネルギーを吸収して回生させるコンデンサを有し、前記交流電源の電源電圧を調整して前記照明灯を点灯するための負荷電力を出力する磁気エネルギー回生スイッチと、この磁気エネルギー回生スイッチに駆動信号を入力する制御装置と、前記照明灯の調光量を設定する調光量設定手段とを備え、前記制御装置は、前記調光量設定手段によって設定された調光量に応じた負荷電力を出力させるべく、前記交流電源に対する駆動信号の位相を制御する照明灯制御装置であって、前記制御装置は、前記磁気エネルギー回生スイッチの特定の状態を検出する状態検出手段を備え、この状態検出手段によって検出された特定の状態に応じて前記コンデンサの劣化の有無を判定するようにした。
【０００７】
従って、本願請求項１記載の照明灯制御装置によれば、前記制御装置は、前記状態検出手段によって検出された特定の状態に応じて前記コンデンサの劣化の有無を判定するようにしたので、磁気エネルギー回生スイッチに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０００８】
また、本願請求項２記載の照明灯制御装置は、本願請求項１記載の構成において、前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチの前記コンデンサの充放電電圧の状態を検出し、前記制御装置は、前記充放電の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定するようにした。
【０００９】
従って、本願請求項２記載の照明灯制御装置によれば、前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチの前記コンデンサの充放電電圧の状態を検出し、前記制御装置は、前記充放電の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定するようにしたので、磁気エネルギー回生スイッチに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【００１０】
また、本願請求項３記載の照明灯制御装置は、本願請求項１記載の構成において、前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチから前記照明灯に流れる負荷電流の状態を検出し、前記制御装置は、前記負荷電流の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定するようにした。
【００１１】
従って、本願請求項３記載の照明灯制御装置によれば、前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチから前記照明灯に流れる負荷電流の状態を検出し、前記制御装置は、前記負荷電流の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定するようにしたので、磁気エネルギー回生スイッチに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【００１２】
また、本願請求項４記載の照明灯制御装置は、本願請求項１記載の構成において、前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチから前記照明灯に出力される負荷電圧の状態を検出し、前記制御装置は、前記負荷電圧の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定するようにした。
【００１３】
従って、本願請求項４記載の照明灯制御装置によれば、前記状態検出手段は、前記磁気エネルギー回生スイッチから前記照明灯に出力される負荷電圧の状態を検出し、前記制御装置は、前記負荷電圧の状態があらかじめ設定された基準を超えたときに、前記コンデンサに劣化が有ると判定するようにしたので、磁気エネルギー回生スイッチに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【００１４】
また、本願請求項５記載の照明灯制御装置は、本願請求項１、２、３、又は４記載の構成において、前記制御装置は、前記コンデンサに劣化が有ると判定したときは、前記調光量設定手段によって設定された調光量にかかわらず、前記交流電源に対する駆動信号の位相を変更するようにした。
【００１５】
従って、本願請求項５記載の照明灯制御装置によれば、前記制御装置は、前記コンデンサに劣化が有ると判定したときは、前記調光量設定手段によって設定された調光量にかかわらず、前記交流電源に対する駆動信号の位相を変更するようにしたので、本願請求項１、２、３、又は４記載の効果に加えて、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯を消灯できない状況の場合には、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。
【００１６】
また、本願請求項６記載の照明灯制御装置は、本願請求項１、２、３、又は４記載の構成において、前記制御装置の制御に応じて、前記交流電源を前記磁気エネルギー回生スイッチに入力するか又は前記照明灯に直接入力するかを切り替える切替手段を備え、前記制御装置は、前記コンデンサに劣化が無いと判定したときは、前記交流電源を前記磁気エネルギー回生スイッチに入力するように前記切替手段を制御し、前記コンデンサに劣化が有ると判定したときは、前記交流電源を前記照明灯に直接入力するように前記切替手段を制御するようにした。
【００１７】
従って、本願請求項６記載の照明灯制御装置によれば、前記制御装置の制御に応じて、前記交流電源を前記磁気エネルギー回生スイッチに入力するか又は前記照明灯に直接入力するかを切り替える切替手段を備え、前記制御装置は、前記コンデンサに劣化が無いと判定したときは、前記交流電源を前記磁気エネルギー回生スイッチに入力するように前記切替手段を制御し、前記コンデンサに劣化が有ると判定したときは、前記交流電源を前記照明灯に直接入力するように前記切替手段を制御するようにしたので、本願請求項１、２、３、又は４記載の効果に加えて、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯を消灯できない状況の場合には、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。
【００１８】
また、本願請求項７記載の照明灯制御装置は、本願請求項１、２、３、又は４記載の構成において、前記制御装置が前記コンデンサに劣化が有ると判定した場合に、その判定結果の情報を表示する情報表示手段を有するようにした。
【００１９】
従って、本願請求項７記載の照明灯制御装置によれば、前記制御装置が前記コンデンサに劣化が有ると判定した場合に、その判定結果の情報を表示する情報表示手段を有するようにしたので、本願請求項１、２、３、又は４記載の効果に加えて、磁気エネルギー回生スイッチに使用するコンデンサの劣化を迅速且つ容易に判定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記のように構成された本発明の照明灯制御装置によれば、前記制御装置は、前記状態検出手段によって検出された特定の状態に応じて前記コンデンサの劣化の有無を判定するようにしたので、磁気エネルギー回生スイッチに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づき本発明の照明灯制御装置に関わる第１ないし第４の実施の形態について説明する。図１は各実施の形態に共通する照明灯システム内部の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示す照明灯システム１は、蛍光灯等の誘導性負荷に相当する照明灯２と、電源電圧Ｖを供給する交流電源３と、照明灯２と交流電源３との間に接続され、交流電源３の電源電圧Ｖから照明灯２へ入力する負荷電圧Ｖｌｏａｄを調整して出力するＭＥＲＳ４と、照明灯２のＯＮ／ＯＦＦは勿論のこと、照明灯２の調光量を設定する調光量設定部５と、交流電源３の電源電圧Ｖを検出する電源電圧検出部６と、照明灯２への負荷電圧Ｖｌｏａｄを検出する負荷電圧検出部７と、照明灯２に流れる負荷電流を誘導コイル等のセンサ８Ａによって検出する負荷電流検出部８と、ＭＥＲＳ４内部のコンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧検出部９と、電源電圧Ｖの零クロスポイントを検出して零クロスポイントを基準にした時間差に相当する交流電源３の位相を検出する電源位相検出部１０と、調光量設定部５からの設定コマンド、並びに、電源電圧検出部６、負荷電圧検出部７、負荷電流検出部８、コンデンサ電圧検出部９、及び、電源位相検出部１０のそれぞれから出力される検出信号に応じて、ＭＥＲＳ４にゲート駆動信号Ｇ１ないしＧ４を出力すると共に、交流電源３を切り替えるための切替スイッチ（これについては、後述する）３１、３２、３３に切替信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を出力する制御部１１とを有する。さらに、制御部１１から出力される様々な情報を表示する情報表示部１２を有する。すなわち、電源電圧検出部６、負荷電圧検出部７、負荷電流検出部８、コンデンサ電圧検出部９、電源位相検出部１０及び、制御部１１により、ＭＥＲＳ４を制御すると共に、照明灯システム１全体を制御する制御装置１３を構成する。
【００２３】
尚、調光量設定部５、制御装置１３、及び、情報表示部１２を低電圧（例えば、５ｖ）の直流電源で駆動するために、交流電源３から供給される電源電圧を低い直流電圧に変換する電圧変換回路、整流回路、安定化回路等が設けられているが、広く知られた従来技術であるので、図及び詳細な説明は省略する。また、制御部１１の内部には、電源電圧検出部６、負荷電圧検出部７、負荷電流検出部８、コンデンサ電圧検出部９、電源位相検出部１０のそれぞれから入力されるアナログの検出信号をデジタルに変換するＡ／Ｄコンバータ回路、ＣＰＵ等の中央演算処理回路、制御プログラムや初期データを記憶するＲＯＭ等の不揮発性の記憶回路、中央演算処理回路が処理するデータを一時的に記憶するＲＡＭ等の記憶回路、ＭＥＲＳ４、情報表示部１２、及び後述する切替スイッチを駆動するための駆動信号を出力する出力回路等を有するが、これらの回路も広く知られた従来技術であるので、図及び詳細な説明は省略する。
【００２４】
図１に示すように、ＭＥＲＳ４は、第１ＭＯＳＦＥＴ（以下、単に第１ＭＯＳと称する）２１Ａ、第２ＭＯＳＦＥＴ（以下、単に第２ＭＯＳと称する）２２Ａ、第３ＭＯＳＦＥＴ（以下、単に第３ＭＯＳと称する）２３Ａ、第４ＭＯＳＦＥＴ（以下、単に第４ＭＯＳと称する）２４Ａを有し、ＭＯＳ２２Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａには、それぞれ第１ダイオード２１Ｂ、第２ダイオード２２Ｂ、第３ダイオード２３Ｂ、第４ダイオード２４Ｂがそれぞれ並列に接続され、各ＭＯＳのソースにアノードが接続され、ドレインにカソードが接続されている。また、第１ＭＯＳ２１Ａのソースと第２ＭＯＳ２２Ａのドレインとが接続され、第４ＭＯＳ２４Ａのソースと第３ＭＯＳ２３Ａのドレインとが接続されている。さらに、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａのドレイン同士が接続され、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａのソース同士が接続されている。すなわち、直列接続された第１ＭＯＳ２１Ａ及び第２ＭＯＳ２２Ａと、同じく直列接続された第４ＭＯＳ２４Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａとがさらに並列接続されることにより、ブリッジ回路２０を構成している。
【００２５】
ブリッジ回路２０の入力側である第４ＭＯＳ２４Ａのソース及び第３ＭＯＳ２３Ａのドレインは、入力端子２６に接続され、切替スイッチ３１を介して交流電源３の一方の端子３Ａに接続されている。ブリッジ回路２０の出力側である第１ＭＯＳ２１Ａのソース及び第２ＭＯＳ２２Ａのドレインは、出力端子２７に接続され、その出力端子２７から照明灯２の一方の端子２Ａに接続されている。照明灯２の他方の端子２Ｂは、切替スイッチ３２を介して、交流電源３の他方の端子３Ｂに接続されている。したがって、後述する図２ないし図１０におけるＭＥＲＳ４の制御によってブリッジ回路２０がアクティブ状態で、且つ、切替スイッチ３１及び切替スイッチ３２がＯＮの場合には、交流電源３、切替スイッチ３１、ＭＥＲＳ４、照明灯２、及び、切替スイッチ３２が直列に接続されて閉ループを構成し、調光量設定部５によって設定された調光量、及び、制御装置１３の制御に応じて、交流電源３から照明灯２に負荷電流が供給される。
【００２６】
また、ブリッジ回路２０の２つの中点である第１ＭＯＳ２１Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａのドレインと、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａのソースとの間には、コンデンサ２５が接続されている。コンデンサ２５は、誘導性負荷である照明灯２に供給される負荷電流が遮断した時に、照明灯２に蓄積されている磁気エネルギーを電荷として充電（吸収）して蓄積し、次に照明灯２に負荷電流が供給される時に、蓄積した電荷を照明灯２に放電（回生）する。制御装置１３は、コンデンサ２５の充放電が交流電源３の周期の１／２ごとのタイミングで行われるように、第１ＭＯＳ２１Ａないし第４ＭＯＳ２４ＡのゲートＧ１ないしＧ４に、パルス信号であるゲート駆動信号Ｇ１ないしＧ４を与えて、第１ＭＯＳ２１Ａないし第４ＭＯＳ２４ＡのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００２７】
以下、制御装置１３のＯＮ／ＯＦＦ制御について説明する。制御装置１３は、交流電源３の電源電圧Ｖの零クロスポイント及び、この零クロスポイントを基準にした時間差に相当するゲート位相角αに基づくスイッチ切替タイミングに応じて、ブリッジ回路２０を構成する各ＭＯＳ２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ及び２４Ａの内、対角線上に位置する第１ＭＯＳ２１Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａを同時にＯＮ（又はＯＦＦ）すると共に、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａを同時にＯＦＦ（又はＯＮ）すべく、ＭＥＲＳ４を制御する。
【００２８】
その結果、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａが同時にＯＮした時には、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａが同時にＯＦＦし、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａが同時にＯＦＦした時は、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａが同時にＯＮするので、対角線上のペアのＭＯＳが交互にＯＮ／ＯＦＦすることになる。尚、第１ＭＯＳ２１Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ、第３ＭＯＳ２３Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａは、設定に応じて同時にＯＦＦする期間（デッドタイム）を設けるようにしてもよい。
【００２９】
ＭＥＲＳ４は、ゲート駆動信号に応じて、そのゲート駆動信号に含まれるゲート位相角αに基づき、第１ＭＯＳ２１Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ，第３ＭＯＳ２３Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡをＯＮ／ＯＦＦし、これら各ＭＯＳ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ及び２４ＡのＯＮ／ＯＦＦに応じて、照明灯２へ入力する負荷電圧Ｖｌｏａｄを調整し、照明灯２は、負荷電圧Ｖｌｏａｄに応じた調光量で点灯する。
【００３０】
調光量設定部５は、照明灯２の消灯（ＯＦＦ）は勿論のこと、照明灯２の点灯（ＯＮ）、例えば調光量１００％、すなわち負荷の力率（負荷電圧と負荷電流との位相差をφとしたときのｃｏｓφ）１．０相当の通常点灯から調光量約７０％、すなわち負荷の力率０．７相当の範囲内で所定調光量相当の力率を設定して、電力の省エネを図ることができる。
【００３１】
各ＭＯＳ２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ及び２４Ａは、ゲート駆動信号ＯＮに応じてソース及びドレイン間をスイッチＯＮした場合、ブリッジ回路２０は、電流Ｉを両方向に導通可能とするのに対し、ゲート駆動信号ＯＦＦに応じてソース及びドレイン間をスイッチＯＦＦした場合、ブリッジ回路２０は、ダイオード２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂを通じて電流Ｉをダイオードの順方向のみ導通可能とする。
【００３２】
また、ＭＥＲＳ４は、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａへのゲート駆動信号ＯＮに応じて第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａ側のソース及びドレイン間をスイッチＯＮすると同時に、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａへのゲート駆動信号ＯＦＦに応じて第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａ側のソース及びドレイン間をスイッチＯＦＦする。
【００３３】
また、同様に、ＭＥＲＳ４は、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａへのゲート駆動信号ＯＮに応じて第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａ側のソース及びドレイン間をスイッチＯＮすると同時に、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａへのゲート駆動信号ＯＦＦに応じて第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａ側のソース及びドレイン間をスイッチＯＦＦする。
【００３４】
つまり、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａは同一方向のスイッチ極性、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａは同一方向のスイッチ極性を備え、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａのスイッチ極性は、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａのスイッチ極性と逆方向となる。
【００３５】
尚、請求項記載の照明灯制御装置は照明灯システム１、磁気エネルギー回生スイッチはＭＥＲＳ４、第１ないし第４の半導体スイッチング素子は並列接続された第１ＭＯＳＦＥＴ２１Ａ及び第１ダイオード２１Ｂないし並列接続された第４ＭＯＳＦＥＴ２４Ａ及び第４ダイオード２１Ｂ、調光量設定手段は調光量設定部５、状態検出手段は負荷電圧検出部７、負荷電流検出部８、又は、コンデンサ電圧検出部９、負荷電圧検出手段は負荷電圧検出部７、負荷電流検出手段は負荷電流検出部８、コンデンサ電圧検出手段はコンデンサ電圧検出部９、情報表示手段は情報表示部１２、切替手段は切替スイッチ３１、３２、３３に相当するものである。
【００３６】
本願発明における照明灯制御装置の実施形態である照明灯システム１の動作を説明するに先だって、まず、図２ないし図１０を参照しながらＭＥＲＳ４の基本原理について説明する。
【００３７】
図２は、交流電源３の電源電圧ＶとＭＥＲＳ４を駆動制御するゲート駆動信号との関係を端的に示すタイミング説明図である。図２（ａ）は交流電源３が供給する電源電圧Ｖの時間的な変化を示し、電源電圧Ｖは、零クロスポイントのタイミング“ｔ２”（位相＝０°）から、次の零クロスポイントのタイミング“ｔ２”（位相＝０°）までを１周期Ｔとした正弦波である。尚、説明の便宜上、負電圧から正電圧へ移行する基準となる零クロスポイントのタイミングを“ｔ２”、次の正電圧から負電圧へ移行する零クロスポイントのタイミングを“ｔ４”、更に次の負電圧から正電圧へ再び移行する零クロスポイントのタイミングを“ｔ７”とする。また、電源電圧Ｖの位相とゲート駆動信号の位相との位相差で、この場合は、ゲート駆動信号の立ち上がりが電源電圧Ｖの零クロスポイントのタイミング“ｔ２”（位相＝０°）より先になる位相進みのゲート位相角αとする。
【００３８】
図２（ｂ）及び（ｃ）はゲート位相角αに応じた第１ＭＯＳ２１Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ、第３ＭＯＳ２３Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａへのゲート駆動信号を端的に示すタイミング説明図である。尚、図２（ａ）乃至図２（ｃ）は同一の時間軸で表されている。
【００３９】
図２（ｂ）は、ゲート位相角αを０°＜α≦９０°に設定した場合のゲート駆動信号を端的に示し、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡをＯＦＦからＯＮにするゲート駆動信号のタイミングを、電源電圧Ｖの零クロスポイント（位相＝０°）のタイミング“ｔ２”を基準に、同タイミング“ｔ２”からαだけ位相を進めたタイミング“ｔ１”を、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡをＯＦＦからＯＮにするゲート駆動信号のタイミングとした場合、同タイミング“ｔ１”から電源電圧Ｖの半周期Ｔ／２後のタイミング“ｔ３”を、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡをＯＮからＯＦＦにするゲート駆動信号のタイミングとする。尚、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａのスイッチング位相は、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａとは逆相となるため、タイミング“ｔ１”では第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡをＯＮからＯＦＦするタイミングになり、タイミング“ｔ３”では第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡをＯＦＦからＯＮするタイミングになる。
【００４０】
また、図２（ｃ）は、ゲート位相角αを９０°＜α＜１８０°に設定した場合のゲート駆動信号を端的に示し、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡをＯＦＦからＯＮにするゲート駆動信号のタイミングを、電源電圧Ｖの零クロスポイント（位相＝０°）のタイミング“ｔ２”を基準に、同タイミング“ｔ２”からαだけ位相を進めたタイミング“ｔ０”を、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡをＯＦＦからＯＮにするゲート駆動信号のタイミングとした場合、同タイミング“ｔ０”から電源電圧Ｖの半周期Ｔ／２後のタイミング“ｔ２ｙ”を、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡをＯＮからＯＦＦにするゲート駆動信号のタイミングとする。尚、タイミング“ｔ０”では第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡをＯＮからＯＦＦにするタイミングになり、タイミング“ｔ２ｙ”では第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡをＯＦＦからＯＮするタイミングになる。
【００４１】
また、図示せぬが、ゲート位相角αをα＝１８０°に設定した場合、電源電圧Ｖが正電圧の場合、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮ、電源電圧Ｖが負電圧の場合、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＮ、すなわち第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＦＦである。
【００４２】
また、同様に図示せぬが、ゲート位相角αをα＝０°に設定した場合、電源電圧Ｖ及びゲート駆動信号は同じ位相になり、電源電圧Ｖが正電圧の場合、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＮ、すなわち第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＦＦ、また、電源電圧Ｖが負電圧の場合、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮである。
【００４３】
図３はゲート位相角αを（α＝０°）に設定した場合に関わるＭＥＲＳ４の内部動作を端的に示す説明図である。尚、説明の簡便のために、図３（図５、図６、図８〜図１０も同様）において、スイッチＯＮのＭＯＳは短絡線で表現し、スイッチＯＦＦのＭＯＳは表示を省略している。
【００４４】
ＭＥＲＳ４は、交流電源３の電源電圧Ｖが正電圧の場合、図３（ａ）に示すように、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＮで導通状態、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＦＦ、すなわち第２ダイオード２２Ｂ及び第４ダイオード２４Ｂが順方向で導通状態となるため、コンデンサ２５の両端が短絡状態となる。その結果、電源電圧Ｖは、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００４５】
また、ＭＥＲＳ４は、交流電源３の電源電圧Ｖが負電圧の場合、図３（ｂ）に示すように、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮで導通状態、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂが順方向で導通状態となるため、コンデンサ２５の両端が短絡状態となる。その結果、電源電圧Ｖは、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００４６】
つまり、ＭＥＲＳ４は、ゲート位相角をα＝０°に設定した場合、電源電圧Ｖが、そのまま、照明灯２に対する負荷電圧Ｖｌｏａｄとなるため、交流電源３及び照明灯２間にＭＥＲＳ４を配置しない場合と等価になる。
【００４７】
次にゲート位相角αを０°＜α≦９０°に設定した場合のＭＥＲＳ４の内部動作について説明する。図４は、ゲート位相角（０°＜α≦９０°）に設定した場合の電源電圧Ｖ、ゲート駆動信号、コンデンサ電圧Ｖｃ及び負荷電圧Ｖｌｏａｄ（点線）の関係を端的に示す説明図、図５乃至図６は、ゲート位相角（０°＜α≦９０°）に設定した場合に関わるＭＥＲＳ４の内部動作を端的に示す説明図である。尚、図４の１／２Ｔごとにコンデンサ電圧Ｖｃの正負は反転するが、説明の便宜上、（図７も同様）においては絶対値で示している。
【００４８】
ＭＥＲＳ４は、図４に示すように、ゲート位相角αに設定したゲート駆動信号に応じて第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａと、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａとが交互にＯＮ／ＯＦＦする。
【００４９】
タイミング“ｔ１”の直前においてＭＥＲＳ４は、電源電圧Ｖが負電圧のため、図５（ａ）に示すように、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮで導通状態、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂが順方向で導通状態となるため、コンデンサ２５の両端が短絡状態となる。その結果、第１ダイオード２１Ｂ→第４ＭＯＳ２４Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ→第３ダイオード２３Ｂの電流経路で、コンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃは０Ｖを保持し、電源電圧Ｖが、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００５０】
次にＭＥＲＳ４は、電源電圧Ｖが負電圧のまま、タイミング“ｔ１”に到達すると、図５（ｂ）に示すように、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＮで導通状態、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＦＦ、すなわち、第２ＭＯＳ２２Ａ、第２ダイオード２２Ｂ、第４ＭＯＳ２４Ａ及び第４ダイオード２４Ｂの電流経路は遮断状態となる。尚、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａは、ＯＦＦからＯＮ駆動するに際し、第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂが導通状態であるため、スイッチング損失が生じることなく、零電圧スイッチングを実現している。
【００５１】
その結果、タイミング“ｔ１”〜“ｔ２”の期間において、ＭＥＲＳ４は、第１ＭＯＳ２１Ａ→コンデンサ２５→第３ＭＯＳ２３Ａの経路で電流が流れて、コンデンサ２５の充電動作を開始し、コンデンサ電圧Ｖｃは上昇することになる。
【００５２】
更に負荷電圧Ｖｌｏａｄは、図４に示すように、９０°までの進み位相では電源電圧Ｖにコンデンサ電圧Ｖｃが重畳されることになるため、負荷電圧Ｖｌｏａｄの負電圧の減少は更に加速され、タイミング“ｔ１”を経過した後、電源電圧Ｖの基準点（位相＝０°）のタイミング“ｔ２”に到達する前は、電源電圧Ｖが負電圧であるにもかかわらず、負荷電圧Ｖｌｏａｄは正電圧に反転することになる。
【００５３】
その後、コンデンサ２５の充電電流が徐々に減少し、コンデンサ２５の電圧Ｖｃがピーク電圧になると、電流の向きが反転して（図５（ｂ）内の点線電流方向参照）、コンデンサ２５の放電を開始し、第３ＭＯＳ２３Ａ→コンデンサ２５→第１ＭＯＳ２１Ａの電流経由で放電することになる。また、放電開始に伴ってコンデンサ電圧Ｖｃは降下することになる。
【００５４】
次にＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ２”に到達して、電源電圧Ｖが正電圧に反転した場合、図５（ｃ）に示すように、第３ＭＯＳ２３Ａ→コンデンサ２５→第１ＭＯＳ２１Ａの経路でコンデンサ２５は放電を継続することになる。
【００５５】
更にＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ２ｘ”に到達すると、放電中のコンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなるため、図６（ａ）に示すように、ＯＦＦ中の第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａ側の第２ダイオード２２Ｂ及び第４ダイオード２４Ｂは順方向で導通状態となり、コンデンサ２５の両端が短絡状態となるため、タイミング“ｔ２ｘ”〜“ｔ３”の期間では、第４ダイオード２４Ｂ→第１ＭＯＳ２１Ａ、第３ＭＯＳ２３Ａ→第２ダイオード２２Ｂの電流経路で、電源電圧Ｖは、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００５６】
次に、ＭＥＲＳ４は、電源電圧Ｖが正電圧のまま、タイミング“ｔ３”に到達すると、図６（ｂ）に示すように、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮで導通状態、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち、第１ＭＯＳ２１Ａ、第１ダイオード２１Ｂ、第３ＭＯＳ２３Ａ及び第３ダイオード２３Ｂの電流経路は遮断状態となる。尚、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａは、ＯＦＦからＯＮ駆動するに際し、第２ダイオード２２Ｂ及び第４ダイオード２４Ｂが導通状態であるため、スイッチング損失が生じることなく、零電圧スイッチングを実現している。
【００５７】
その結果、タイミング“ｔ３”〜“ｔ４”の最初の期間においてＭＥＲＳ４は、第４ＭＯＳ２４Ａ→コンデンサ２５→第２ＭＯＳ２２Ａの経路で電流が流れて、コンデンサ２５の充電動作を開始し、負電圧のコンデンサ電圧Ｖｃの絶対値は上昇することになる。
【００５８】
更に負荷電圧Ｖｌｏａｄは、電源電圧Ｖに負電圧のコンデンサ電圧Ｖｃが重畳されることになるため、負荷電圧Ｖｌｏａｄの正電圧の減少は更に加速し、タイミング“ｔ３”を経過した後、タイミング“ｔ４”の前までは、電源電圧Ｖが正電圧であるにもかかわらず、負荷電圧Ｖｌｏａｄは負電圧に反転することになる。
【００５９】
その後、コンデンサ２５の充電電流が徐々に減少し、負電圧のコンデンサ２５の電圧Ｖｃがピーク電圧になると、電流の向きが反転して（図６（ｂ）内の点線矢印参照）、コンデンサ２５は放電を開始し、第２ＭＯＳ２２Ａ→コンデンサ２５→第４ＭＯＳ２４Ａの経由で放電することになる。また、放電開始に伴ってコンデンサ電圧Ｖｃの絶対値は降下することになる。
【００６０】
次にＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ４”に到達して、電源電圧Ｖが負電圧に反転した場合、図６（ｃ）に示すように、第２ＭＯＳ２２Ａ→コンデンサ２５→第４ＭＯＳ２４Ａの経路でコンデンサ２５の放電を継続する。
【００６１】
更にＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ４ｘ”に到達すると、放電中のコンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなるため、図５（ａ）に示すように、ＯＦＦ中の第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａ側の第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂは順方向で導通状態となり、コンデンサ２５の両端が短絡状態となるため、タイミング“ｔ４ｘ”〜“ｔ６”の期間では、第１ダイオード２１Ｂ→第４ＭＯＳ２４Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ→第３ダイオード２３Ｂの電流経路で、電源電圧Ｖは、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００６２】
そして、ＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ６”以降、前述したタイミング“ｔ１”〜“ｔ６”の処理動作を繰り返し継続することになる。
【００６３】
従って、ＭＥＲＳ４は、ゲート位相角を０°＜α≦９０°に設定した場合、誘導性負荷の照明灯２による遅れ位相に対してコンデンサ電圧Ｖｃを進み位相で電源電圧Ｖに重畳することになるため、ゲート位相角αを進めるに連れて力率が改善され、負荷電圧Ｖｌｏａｄ（Ｖｌｏａｄ＝Ｖ＋Ｖｃ）が上昇し、その結果、負荷電力も上昇することになる。
【００６４】
尚、ＭＥＲＳ４内のコンデンサ２５の容量及びゲート位相角αのタイミングに応じてコンデンサ２５が充電から放電に反転するタイミングは異なる場合があることは言うまでもなく、さらに、コンデンサ２５の容量を大きくした場合、コンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖにはならない動作もあり得ることは言うまでもない。
【００６５】
次にゲート位相角αを９０°＜α＜１８０°に設定した場合のＭＥＲＳ４の内部動作について説明する。図７はゲート位相角（９０°＜α＜１８０°）に設定した場合の電源電圧Ｖ、ゲート駆動信号、コンデンサ電圧Ｖｃ及び負荷電圧Ｖｌｏａｄ（点線）の関係を端的に示す説明図、図８乃至図１０はゲート位相角（９０°＜α＜１８０°）に設定した場合に関わるＭＥＲＳ４の内部動作を端的に示す説明図である。
【００６６】
ＭＥＲＳ４は、図７に示すように、ゲート位相角αに設定したゲート駆動信号に応じて第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａと、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａとを交互にＯＮ／ＯＦＦ駆動する。
【００６７】
タイミング“ｔ０”の直前においてＭＥＲＳ４は、電源電圧Ｖが負電圧のため、図８（ａ）に示すように、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮで導通状態、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂが順方向で導通状態となるため、コンデンサ２５の両端が短絡状態となる。その結果、第１ダイオード２１Ｂ→第４ＭＯＳ２４Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ→第３ダイオード２３Ｂの電流経路で、コンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃは０Ｖを保持し、電源電圧Ｖが、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００６８】
次にＭＥＲＳ４は、電源電圧Ｖが負電圧のまま、タイミング“ｔ０”に到達すると、図８（ｂ）に示すように、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＮで導通状態、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＦＦ、すなわち、第２ＭＯＳ２２Ａ、第２ダイオード２２Ｂ、第４ＭＯＳ２４Ａ及び第４ダイオード２４Ｂの電流経路は遮断状態となる。尚、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａは、ＯＦＦからＯＮ駆動するに際し、第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂが導通状態であるため、スイッチング損失が生じることなく、零電圧スイッチングを実現している。
【００６９】
その結果、タイミング“ｔ０”〜“ｔ１ｘ”の最初の期間においてＭＥＲＳ４は、第１ＭＯＳ２１Ａ→コンデンサ２５→第３ＭＯＳ２３Ａの経路で電流が流れて、コンデンサ２５は充電動作を開始し、コンデンサ電圧Ｖｃは上昇することになる。
【００７０】
更に負荷電圧Ｖｌｏａｄは、電源電圧Ｖにコンデンサ電圧Ｖｃが重畳されることになるため、図７に示すように、タイミング“ｔ０”を経過した後、電源電圧Ｖがピークの負電圧になる前に、電源電圧Ｖが負電圧であるにもかかわらず、負荷電圧Ｖｌｏａｄは負電圧から正電圧に反転することになる。
【００７１】
その後、コンデンサ２５の充電電流が徐々に減少し、コンデンサ２５の電圧Ｖｃがピーク電圧になると、電流の向きが反転して（図８（ｂ）内の点線電流方向参照）、コンデンサ２５は放電を開始し、第３ＭＯＳ２３Ａ→コンデンサ２５→第１ＭＯＳ２１Ａの電流経路で放電することになる。また、放電開始に伴ってコンデンサ電圧Ｖｃは降下することになる。
【００７２】
次にＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ１ｘ”に到達すると、コンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖになり、さらに、タイミング“ｔ２”に到達すると、電源電圧Ｖが正電圧に反転することになる。尚、これらタイミング“ｔ１ｘ”〜タイミング“ｔ２”の期間は、電源電圧Ｖの位相が０Ｖに近く、しかも、コンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなるため、負荷電圧Ｖｌｏａｄは、電源電圧Ｖのピーク値に比較して０Ｖに近い電圧となる。図７に示す波形例では電源電圧Ｖが正電圧に反転するタイミング“ｔ２”の前にコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなる。
【００７３】
また、ＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ１ｘ”に到達すると、コンデンサ２５の放電継続に応じてコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなるため、図８（ｃ）に示すように、ＯＦＦ中の第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａ側の第２ダイオード２２Ｂ及び第４ダイオード２４Ｂが順方向で導通状態となり、コンデンサ２５の両端が短絡状態となるため、タイミング“ｔ１ｘ”〜“ｔ２”の期間では、第４ダイオード２１Ｂ→第１ＭＯＳ２１Ａ、第３ＭＯＳ２３Ａ→第２ダイオード２２Ｂの電流経路で、電源電圧Ｖは、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００７４】
次にＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ２”に到達して、電源電圧Ｖが正電圧に反転すると、図９（ａ）に示すように、第２ダイオード２２Ｂ及び第４ダイオード２４Ｂは順方向で導通状態となり、コンデンサ２５の両端が短絡状態となるため、タイミング“ｔ２”〜“ｔ２ｙ”の期間では、第４ダイオード２４Ｂ→第１ＭＯＳ２１Ａ、第３ＭＯＳ２３Ａ→第２ダイオード２２Ｂの電流経路で、電源電圧Ｖは、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００７５】
次にＭＥＲＳ４は、電源電圧Ｖが正電圧のまま、タイミング“ｔ２ｙ”に到達すると、図９（ｂ）に示すように、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮで導通状態、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち、第１ＭＯＳ２１Ａ、第１ダイオード２１Ｂ、第３ＭＯＳ２３Ａ及び第３ダイオード２３Ｂの電流経路は遮断状態となる。尚、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａは、ＯＦＦからＯＮ駆動するに際し、第２ダイオード２２Ｂ及び第４ダイオード２４Ｂが導通状態であるため、スイッチング損失が生じることなく、零電圧スイッチングを実現している。
【００７６】
その結果、タイミング“ｔ２ｙ”〜“ｔ３ｘ”の最初の期間においてＭＥＲＳ４は、第４ＭＯＳ２４Ａ→コンデンサ２５→第２ＭＯＳ２２Ａの経路で電流が流れて、コンデンサ２５の充電動作を開始し、コンデンサ電圧Ｖｃは上昇することになる。
【００７７】
更に負荷電圧Ｖｌｏａｄは、電源電圧Ｖに９０°を超えて進み位相でコンデンサ電圧Ｖｃが重畳されることになるため、図７に示すように、電源電圧Ｖがピークの正電圧になる前に、逆電圧方向でコンデンサ電圧Ｖｃが重畳されることになるため、負荷電圧Ｖｌｏａｄは電源電圧Ｖに比較して減少する。その結果、タイミング“ｔ２ｙ”〜“ｔ３ｘ”間では、電源電圧Ｖが正電圧であるにもかかわらず、負荷電圧Ｖｌｏａｄは正電圧から負電圧に反転することになる。
【００７８】
その結果、ＭＥＲＳ４内のコンデンサ２５に流れる負荷電流の向きが反転して（図９（ｂ）内の点線電流方向参照）、コンデンサ２５は放電を開始し、第２ＭＯＳ２２Ａ→コンデンサ２５→第４ＭＯＳ２４Ａの電流経路で放電することになる。
【００７９】
次にＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ３ｘ”に到達すると、コンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖ、さらに、タイミング“ｔ４”に到達すると、電源電圧Ｖが負電圧に反転することになる。尚、これらタイミング“ｔ３ｘ”〜タイミング“ｔ４”の期間は、電源電圧Ｖの位相が０Ｖに近く、しかも、コンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなるため、負荷電圧Ｖｌｏａｄは、電源電圧Ｖのピーク値に比較して０Ｖに近い電圧となる。図７に示す波形例では電源電圧Ｖが負電圧に反転するタイミング“ｔ４”の前にコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなる。
【００８０】
ＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ３ｘ”に到達すると、コンデンサ２５の放電継続に応じてコンデンサ電圧Ｖｃが０Ｖとなるため、図９（ｃ）に示すように、ＯＦＦ中の第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａ側の第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂが順方向で導通状態となり、コンデンサ２５の両端が短絡状態となるため、タイミング“ｔ３ｘ”〜“ｔ４”の期間では、第１ダイオード２１Ｂ→第４ＭＯＳ２４Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ→第３ダイオード２３Ｂの電流経路で、電源電圧Ｖは、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００８１】
更にＭＥＲＳ２４は、タイミング“ｔ４”に到達すると、電源電圧Ｖが負電圧に反転し、図１０に示すように、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４ＡがＯＮで導通状態、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３ＡがＯＦＦ、すなわち第１ダイオード２１Ｂ及び第３ダイオード２３Ｂが順方向で導通状態となるため、コンデンサ２５の両端が短絡状態となる。その結果、第１ダイオード２１Ｂ→第４ＭＯＳ２４Ａ、第２ＭＯＳ２２Ａ→第３ダイオード２３Ｂの電流経路で、コンデンサ２５のコンデンサ電圧Ｖｃは０Ｖを保持、電源電圧Ｖが、そのまま、負荷電圧Ｖｌｏａｄとなる。
【００８２】
つまり、ＭＥＲＳ４は、タイミング“ｔ４”以降、前述したタイミング“ｔ０”〜“ｔ４”の処理動作を繰り返し継続することになる。
【００８３】
従って、ＭＥＲＳ４は、ゲート位相角を９０°＜α＜１８０°に設定した場合、誘導性負荷の照明灯２に対してコンデンサ電圧Ｖｃを更に９０°を超えた進み位相で電源電圧Ｖに、コンデンサ電圧Ｖｃを逆電圧方向に重畳することになるため、ゲート位相角αを進めるに連れて力率が低下し、負荷電圧Ｖｌｏａｄ（Ｖｌｏａｄ＝Ｖ−Ｖｃ）が減少し、その結果、負荷電力も減少することになる。
【００８４】
次に、本願発明の主眼であるコンデンサ２５の劣化の有無を判定する照明灯システム１の動作について説明する。図１１は、コンデンサが正常な場合のＭＥＲＳ４に入力する駆動信号とコンデンサ電圧Ｖｃとの関係を端的に示す図である。尚、コンデンサ電圧Ｖｃは、半周期ごとに極性が反転するが、図１１及びこの後に説明する図１２ないし図１５においては、説明の便宜上、コンデンサ電圧Ｖｃを絶対値で表している。
【００８５】
図２ないし図１０において説明したように、制御装置１３からは、第１ＭＯＳ２１Ａないし第４ＭＯＳ２４Ａのゲートに対して、交流電源３の周期（例えば、周波数５０Ｈｚでは２０ｍｓ）の１／２の周期（１０ｍｓ）のタイミングでパルス信号Ｇ１ないしＧ４が入力される。ＭＥＲＳ４を介して照明灯２に負荷電流が流れている状態では、誘導性の照明灯２には磁気エネルギーが蓄積される。半周期（１／２Ｔ＝１０ｍｓ）のタイミングで負荷電流が遮断する時には、照明灯２に蓄積された磁気エネルギーがコンデンサ２５に電荷として充電（吸収）される。したがって、図１１に示すように、コンデンサ電圧Ｖｃは０ｖからピーク電圧ＶＰ１まで急激に上昇する。蓄積された電荷は再び照明灯２に放電（回生）されるので、図１１に示すように、コンデンサ電圧Ｖｃはピーク電圧ＶＰ１から０ｖまで急激に降下する。コンデンサ２５が劣化していない正常な場合には、ピーク電圧ＶＰ１は、あらかじめ設定された基準の電圧（例えば、閾値ＴＨ）以下になっている。
【００８６】
ところが、経年変化又はその他の要因により、コンデンサ２５が劣化して容量が低下すると、このピーク電圧が基準の電圧を超えてしまう。その結果、照明灯２に供給される負荷電圧が定格電圧より高くなって照明灯２にかかる負担が大きくなる虞がある。コンデンサ２５の劣化は、蛍光管の劣化のように視覚的且つ定性的に判定することができないので、コンデンサ２５の劣化を定量的に判定することが必要である。以下、本発明の第１の実施の形態ないし第３の実施の形態におけるコンデンサ２５の劣化の判定方法について説明する。
【００８７】
図１２は、第１の実施の形態において、コンデンサ２５の劣化の判定方法を説明するためのＭＥＲＳ４の特定の状態を端的に示す波形図である。図１２において、実線で示された正弦波の信号波形ａは、図１の電源電圧検出部６によって検出される交流電源３の電源電圧である。尚、電源位相検出部１０によって電源電圧の零クロスポイントのタイミングが位相の基準点として検出される。実線で示された信号波形ｂは、負荷電流検出部８によって検出される負荷電流Ｉである。２点鎖線で示される信号波形ｃは、コンデンサ電圧検出部９によって検出されるコンデンサ２５の電圧Ｖｃである。２点鎖線で示される信号波形ｅは、負荷電圧検出部７によって検出される負荷電圧Ｖｌｏａｄである。パルスの信号波形ｆは、制御部１１から第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａに入力されるゲート駆動信号であり、パルスの信号波形ｇは、制御部１１から第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａに入力されるゲート駆動信号であり、それぞれ交流電源３の１／２の周期でＯＮ／ＯＦＦが反転する。
【００８８】
コンデンサ２５の劣化が進むと、磁気エネルギーを電荷として充電するときのピーク電圧ＶＰが基準の電圧を超えてしまう。図１２の例では、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａに入力されるゲート駆動信号である信号波形ｆがＯＮからＯＦＦに反転し、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａに入力されるゲート駆動信号である信号波形ｇがＯＦＦからＯＮに反転するタイミングでは、コンデンサ２５のピーク電圧ＶＰ１は基準の電圧ＴＨ以下である。しかし、第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａに入力されるゲート駆動信号である信号波形ｆがＯＦＦからＯＮに反転し、第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａに入力されるゲート駆動信号である信号波形ｇがＯＮからＯＦＦに反転するタイミングでは、コンデンサ２５のピーク電圧ＶＰ２は基準の電圧ＴＨを超えている。
【００８９】
コンデンサ電圧検出部９は、ＭＥＲＳ４のコンデンサ２５の充放電電圧の状態をそのピーク電圧ＶＰとして検出して制御部１１に入力する。制御部１１は、コンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰがあらかじめ設定された基準の電圧ＴＨを超えたときに、コンデンサ２５に劣化が有ると判定して報知する。したがって、ユーザは、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を適格に判定して、新しいコンデンサに交換することで、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【００９０】
この場合において、制御部１１は、コンデンサ２５に劣化が有ると判定したときは、情報表示装置１２にその判定結果（アラーム）を表示させて、ユーザにそのことを報知する。情報表示装置１２は、例えば、照明灯２の近傍に設けたＬＥＤ（発光ダイオード）のような発光素子で構成し、制御装置１３は、コンデンサ２５に劣化が有ると判定したときは、このＬＥＤを点灯させる。したがって、ユーザは、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を容易に判定することができる。
【００９１】
制御装置１３が、コンデンサ２５に劣化が有ることを情報表示装置１２によって報知した場合でも、ユーザが直ちに交換できる部品及び人員の環境が整っているとは限らない場合もある。あるいは、交換可能な環境が整っていても、直ちに照明灯２を消灯できない状況も考えられる。このような場合には、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰによって照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持する必要がある。
【００９２】
そこで本実施の形態においては、従来、負荷における力率を改善する目的や、誘導電動機の電源として使用する際に始動トルクを増大する目的で開発されたＭＥＲＳ４を利用して、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止する。すなわち、制御装置１３は、ゲート駆動信号Ｇ１〜Ｇ４によってＭＥＲＳ４のゲート位相角αを制御して、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰを下げる。図１３は、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧によって照明灯２にかかる負担が大きくなるのを防止しながら点灯を維持するための説明図である。
【００９３】
図１３（ａ）は、コンデンサ２５に劣化がない場合の交流電源３の電源電圧の信号波形ａ、コンデンサ２５の充放電電圧の信号波形ｃ、ゲート駆動信号Ｇ１、Ｇ３の信号波形ｆ、ゲート駆動信号Ｇ２、Ｇ４の信号波形ｇを表している。この場合のゲート位相角αはα１である。また、コンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰ１は、基準の電圧ＴＨ以下になっている。このゲート位相角αは、調光量設定部５によって設定された調光量に応じて設定されている。
【００９４】
図１３（ｂ）は、コンデンサ２５が劣化した場合の交流電源３の電源電圧の信号波形ａ、コンデンサ２５の充放電電圧の信号波形ｃ、ゲート駆動信号Ｇ１、Ｇ３の信号波形ｆ、ゲート駆動信号Ｇ２、Ｇ４の信号波形ｇを表している。この場合のゲート位相角αはα１のままである。この場合には、コンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰ２は、基準の電圧ＴＨを超えている。そこで、制御装置１３は、調光量設定部５によって設定された調光量にかかわらず、ゲート駆動信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４のゲート位相角αをΔαだけ進めて、α２に設定する（α２＝α１＋Δα）。
【００９５】
図１３（ｃ）は、ゲート位相角αがα２の場合における交流電源３の電源電圧の信号波形ａ、コンデンサ２５の充放電電圧の信号波形ｃ、ゲート駆動信号Ｇ１、Ｇ３の信号波形ｆ、ゲート駆動信号Ｇ２、Ｇ４の信号波形ｇを表している。ゲート位相角αを進めた結果、コンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰ１は、基準の電圧ＴＨ以下に下がる。したがって、ユーザは、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯２を消灯できない状況の場合には、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰによって照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。そして、コンデンサを交換できる環境が整った後や、照明灯２を消灯できる状況になった後に、新しいコンデンサに交換することで、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【００９６】
図１４は、第２の実施の形態において、コンデンサ２５の劣化の判定方法を説明するためのＭＥＲＳ４の特定の状態を端的に示す波形図である。図１４において、図１２の場合と同様に、実線で示された正弦波の信号波形ａは、図１の電源電圧検出部６によって検出される交流電源３の電源電圧である。尚、電源位相検出部１０によって電源電圧の零クロスポイントのタイミングが位相の基準点として検出される。実線で示された信号波形ｂは、負荷電流検出部８によって検出される負荷電流Ｉである。２点鎖線で示される信号波形ｃは、コンデンサ電圧検出部９によって検出されるコンデンサ２５の電圧Ｖｃである。２点鎖線で示される信号波形ｅは、負荷電圧検出部７によって検出される負荷電圧Ｖｌｏａｄである。パルスの信号波形ｆは、制御部１１から第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａに入力されるゲート駆動信号であり、パルスの信号波形ｇは、制御部１１から第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａに入力されるゲート駆動信号であり、それぞれ交流電源３の１／２の周期でＯＮ／ＯＦＦが反転する。
【００９７】
コンデンサ２５の劣化が進むと、図１４に示すように、正の負荷電流のピークＩｍ（＋）と負の負荷電流のピークＩｍ（−）との絶対値が不均一になる。すなわち、正の負荷電流及び負の負荷電流のバランスが悪くなる。負荷電流検出部８は、正の負荷電流のピークＩｍ（＋）及び負の負荷電流のピークＩｍ（−）を検出して制御部１１に入力する。制御部１１は、正の負荷電流及び負の負荷電流のバランスがあらかじめ設定された基準を超えたときには、コンデンサ２５に劣化が有ると判定する。あらかじめ設定された基準としては、Ｉｍ（＋）とＩｍ（−）との絶対値の比率ｒ（Ｉ）が、例えば、０．９≦ｒ（Ｉ）≦１．１の範囲とする。この場合において、制御装置１３は、コンデンサ２５に劣化が有ると判定したときは、照明灯２の近傍に設けたＬＥＤ等の情報表示装置１２にその判定結果（アラーム）を表示させて、ユーザにそのことを報知する。したがって、ユーザは、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を適格に判定して、新しいコンデンサに交換することで、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【００９８】
正の負荷電流及び負の負荷電流のバランスが悪くなる原因は、コンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰが基準の電圧ＴＨを超えたことにあるので、第１の実施の形態と同様に、制御装置１３は、ゲート駆動信号Ｇ１〜Ｇ４によってＭＥＲＳ４のゲート位相角αを制御して、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰを下げることで、ユーザは、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯２を消灯できない状況の場合には、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰによって照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。そして、コンデンサを交換できる環境が整った後や、照明灯２を消灯できる状況になった後に、新しいコンデンサに交換することで、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【００９９】
図１５は、第３の実施の形態において、コンデンサ２５の劣化の判定方法を説明するためのＭＥＲＳ４の特定の状態を端的に示す波形図である。図１５において、図１２の場合と同様に、実線で示された正弦波の信号波形ａは、図１の電源電圧検出部６によって検出される交流電源３の電源電圧である。尚、電源位相検出部１０によって電源電圧の零クロスポイントのタイミングが位相の基準点として検出される。実線で示された信号波形ｂは、負荷電流検出部８によって検出される負荷電流Ｉである。２点鎖線で示される信号波形ｃは、コンデンサ電圧検出部９によって検出されるコンデンサ２５の電圧Ｖｃである。２点鎖線で示される信号波形ｅは、負荷電圧検出部７によって検出される負荷電圧Ｖｌｏａｄである。パルスの信号波形ｆは、制御部１１から第１ＭＯＳ２１Ａ及び第３ＭＯＳ２３Ａに入力されるゲート駆動信号であり、パルスの信号波形ｇは、制御部１１から第２ＭＯＳ２２Ａ及び第４ＭＯＳ２４Ａに入力されるゲート駆動信号であり、それぞれ交流電源３の１／２の周期でＯＮ／ＯＦＦが反転する。
【０１００】
コンデンサ２５の劣化が進むと、図１５に示すように、正の負荷電圧のピーク電圧Ｖｌｄ（＋）と負の負荷電圧のピークＶｌｄ（−）との絶対値が不均一になる。すなわち、正の負荷電圧及び負の負荷電圧のバランスが悪くなる。負荷電圧検出部７は、正の負荷電圧のピーク電圧Ｖｌｄ（＋）及び負の負荷電圧のピークＶｌｄ（−）を検出して制御部１１に入力する。制御部１１は、正の負荷電流及び負の負荷電流のバランスがあらかじめ設定された基準を超えたときには、コンデンサ２５に劣化が有ると判定する。あらかじめ設定された基準としては、Ｖｌｄ（＋）とＶｌｄ（−）との絶対値の比率ｒ（Ｖｌｄ）が、例えば、０．９≦ｒ（Ｖｌｄ）≦１．１の範囲とする。この場合において、制御装置１３は、コンデンサ２５に劣化が有ると判定したときは、照明灯２の近傍に設けたＬＥＤ等の情報表示装置１２にその判定結果（アラーム）を表示させて、ユーザにそのことを報知する。したがって、ユーザは、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を適格に判定して、新しいコンデンサに交換することで、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０１０１】
正の負荷電圧及び負の負荷電圧のバランスが悪くなる原因は、コンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰが基準の電圧ＴＨを超えたことにあるので、第１の実施の形態と同様に、制御装置１３は、ゲート駆動信号Ｇ１〜Ｇ４によってＭＥＲＳ４のゲート位相角αを制御して、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰを下げることで、ユーザは、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯２を消灯できない状況の場合には、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰによって照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。そして、コンデンサを交換できる環境が整った後や、照明灯２を消灯できる状況になった後に、新しいコンデンサに交換することで、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０１０２】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。上記第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態においては、それぞれコンデンサ電圧、負荷電流、負荷電圧の検出によってコンデンサ２５の劣化を判定したときは、調光量設定部５によって設定された調光量にかかわらず、ＭＥＲＳ４に入力するゲート駆動信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４のゲート位相角αを進めて、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰを下げることで、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯２を消灯できない状況の場合には、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰによって照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を維持する暫定的な制御を行う構成にしたが、第４の実施の形態においては、切替スイッチ３１、３２、３３を制御することで、コンデンサ２５が劣化した場合でも、その点灯を暫定的に維持するような制御を行う。
【０１０３】
コンデンサ２５が劣化していない通常の動作においては、制御部１１は、ＭＥＲＳ４を使用して負荷における力率を改善するために、切替スイッチ３１及び３２をＯＮに維持し、切替スイッチ３３をＯＦＦに維持する制御を行うと共に、コンデンサ電圧検出部９、負荷電流検出部８、又は、負荷電圧検出部７のコンデンサ電圧、負荷電流、又は、負荷電圧の検出によって、コンデンサ２５の劣化の有無を判定している。
【０１０４】
制御部１１は、コンデンサ電圧検出部９、負荷電流検出部８、又は、負荷電圧検出部７のコンデンサ電圧、負荷電流、又は、負荷電圧の検出によって、コンデンサ２５の劣化を判定したときは、切替スイッチ３２はＯＮをそのまま維持し、切替スイッチ３１はＯＮからＯＦＦに切り替え、切替スイッチ３３はＯＦＦからＯＮに切り替えるように制御する。
【０１０５】
この結果、ＭＥＲＳ４と交流電源３とは切り離され、交流電源３、切替スイッチ３３、照明灯２、切替スイッチ３２によって閉ループが形成され、交流電源３の電源電圧Ｖが照明灯２に直接供給される。したがって、ユーザは、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯２を消灯できない状況の場合には、基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサ２５の充放電電圧のピーク電圧ＶＰによって照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。そして、コンデンサを交換できる環境が整った後や、照明灯２を消灯できる状況になった後に、新しいコンデンサに交換することで、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０１０６】
本実施の形態によれば、誘導性負荷としての照明灯２と交流電源３との間に接続され、それぞれ制御信号に応じてスイッチング動作を行うＭＥＲＳ４と、このＭＥＲＳ４に駆動信号を入力する制御装置１３と、照明灯２の調光量を設定する調光量設定部５とを備え、制御装置１３は、コンデンサ電圧検出部６、負荷電流検出部８、又は、負荷電圧検出部７によって検出されたＭＥＲＳ４の特定の状態に応じて、コンデンサ２５の劣化の有無を判定するようにしたので、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を適格に判定して、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態によれば、コンデンサ電圧検出部６は、ＭＥＲＳ４のコンデンサ２５の充放電電圧Ｖｃのピーク電圧ＶＰを検出し、制御装置１３は、充放電電圧Ｖｃのピーク電圧ＶＰがあらかじめ設定された基準の電圧ＴＨを超えたときに、コンデンサ２５に劣化が有ると判定するようにしたので、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を適格に判定して、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態によれば、負荷電流検出部８は、ＭＥＲＳ４から照明灯２に流れる正の負荷電流のピークＩｍ（＋）及び負の負荷電流のピークＩｍ（−）を検出し、制御装置１３は、正の負荷電流及び負の負荷電流のバランスがあらかじめ設定された基準を超えたときに、コンデンサ２５に劣化が有ると判定するようにしたので、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を適格に判定して、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態によれば、負荷電圧検出部７は、ＭＥＲＳ４から照明灯２に出力される正の負荷電圧のピーク電圧Ｖｌｄ（＋）及び負の負荷電圧のピークＶｌｄ（−）を検出し、制御装置１３は、正の負荷電圧及び負の負荷電圧のバランスがあらかじめ設定された基準を超えたときに、コンデンサ２５に劣化が有ると判定するようにしたので、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を適格に判定して、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止することができる。
【０１１０】
また、本実施の形態によれば、制御装置１３は、コンデンサ２５に劣化が有ると判定したときは、調光量設定部５によって設定された調光量にかかわらず、交流電源３の電源電圧Ｖに対するゲート駆動信号の位相すなわちゲート位相αを変更するようにしたので、劣化したコンデンサを直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯２を消灯できない状況の場合には、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。
【０１１１】
また、本実施の形態によれば、制御装置１３は、コンデンサ２５に劣化が無いと判定したときは、交流電源３をＭＥＲＳ４に入力するように切替スイッチ３１及び３２をＯＮに制御し、コンデンサ２５に劣化が有ると判定したときは、交流電源１３をＭＥＲＳ４に入力せずに照明灯２に直接入力するように、切替スイッチ３１をＯＮからＯＦＦに切り替え、切替スイッチ３３をＯＦＦからＯＮに切り替えるようにしたので、劣化したコンデンサ２５を直ちに交換できる環境が整っていない場合や、直ちに照明灯２を消灯できない状況の場合には、照明灯２にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながら、その点灯を暫定的に維持することができる。
【０１１２】
また、本実施の形態によれば、制御装置１３がコンデンサ２５に劣化が有ると判定した場合に、その判定結果の情報を表示する情報表示部１２を有するようにしたので、ＭＥＲＳ４に使用するコンデンサ２５の劣化を迅速且つ容易に判定することができる。
【０１１３】
尚、上記各実施の形態においては、調光量設定部５及び情報表示部１２は、別個の構成として説明したが、調光量設定部５及び情報表示部１２を壁等に設けられた操作パネルに一体に組み込むような構成にしてもよい。この場合には、ＬＥＤのみならず、コンデンサ２５の劣化の度合いを数値や画像によって表示可能なＬＣＤ（液晶表示パネル）やその他の画像表示装置によって情報表示部１２を構成することができる。
【０１１４】
また、情報表示部１２として、照明灯２の近傍又は操作パネルにＬＥＤを設けた場合において、コンデンサ２５の劣化を点滅によって報知してもよい。さらに、コンデンサ２５の劣化の度合いをＬＥＤの点滅速度で表すようにしてもよい。この場合には、コンデンサ２５の劣化が進むほど点滅速度が速くなるので、ユーザに対して部品交換の緊急性を適切に報知することができる。
【０１１５】
また、上記各実施の形態においては、負荷電圧検出部８、負荷電圧検出部７、コンデンサ電圧検出部９のいずれか１つの検出信号によってコンデンサ２５の劣化を判定する構成にしたが、コンデンサ電圧検出部６、負荷電流検出部８、及び、負荷電圧検出部７からの３つの検出信号によってコンデンサ２５の劣化を判定するようにしてもよい。この場合には、ＭＥＲＳ４の特定の総合的な状態に応じてコンデンサ２５の劣化の有無を極めて正確に判定することができる。
【０１１６】
また、上記各実施の形態においては、負荷電流や負荷電圧のバランスをピーク値によって比較したが、実効値によってバランスを比較するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の照明灯制御装置によれば、制御装置は、コンデンサ電圧検出部、負荷電流検出部、又は、負荷電圧検出部によって検出された磁気エネルギー回生スイッチの特定の状態に応じてコンデンサの劣化の有無を判定するようにしたので、磁気エネルギー回生スイッチに使用するコンデンサの劣化を適格に判定して、照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止するあらゆるシステムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の照明灯制御装置に関わる実施の形態を示す照明灯システム内部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に関わる交流電源の電源電圧とＭＥＲＳを制御するゲート駆動信号との関係を端的に示すタイミング説明図である。（ａ）電源電圧のタイミング説明図（ｂ）ゲート位相角（０°＜α≦９０°）設定時のゲート駆動信号のタイミング説明図（ｃ）ゲート位相角（９０°＜α＜１８０°）設定時のゲート駆動信号のタイミング説明図
【図３】ゲート位相角（α＝０°）設定時に関わるＭＥＲＳ内部の動作を端的に示す説明図である。
【図４】ゲート位相角（０°＜α≦９０°）設定時に関わる電源電圧、ゲート駆動信号、コンデンサ電圧及び負荷電圧との関係を端的に示す説明図である。
【図５】ゲート位相角（０°＜α≦９０°）設定時に関わるＭＥＲＳ内部の動作を端的に示す説明図である。
【図６】ゲート位相角（０°＜α≦９０°）設定時に関わるＭＥＲＳ内部の動作を端的に示す説明図である。
【図７】ゲート位相角（９０°＜α＜１８０°）設定時に関わる電源電圧、ゲート駆動信号、コンデンサ電圧及び負荷電圧との関係を端的に示す説明図である。
【図８】ゲート位相角（９０°＜α＜１８０°）設定時に関わるＭＥＲＳ内部の動作を端的に示す説明図である。
【図９】ゲート位相角（９０°＜α＜１８０°）設定時に関わるＭＥＲＳ内部の動作を端的に示す説明図である。
【図１０】ゲート位相角（９０°＜α＜１８０°）設定時に関わるＭＥＲＳ内部の動作を端的に示す説明図である。
【図１１】コンデンサが正常な場合のＭＥＲＳに入力する駆動信号とコンデンサ電圧との関係を端的に示す図である。
【図１２】第１の実施の形態においてコンデンサの劣化の判定方法を説明するためのＭＥＲＳの特定の状態を端的に示す波形図である。
【図１３】基準の電圧ＴＨを超えたコンデンサの充放電電圧によって照明灯にかかる負担が大きくなるのを未然に防止しながらその点灯を維持するための説明図である。
【図１４】第２の実施の形態においてコンデンサの劣化の判定方法を説明するためのＭＥＲＳの特定の状態を端的に示す波形図である。
【図１５】第３の実施の形態においてコンデンサの劣化の判定方法を説明するためのＭＥＲＳの特定の状態を端的に示す波形図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  照明灯システム（照明灯制御装置）
２  照明灯
３  交流電源
４  ＭＥＲＳ（磁気エネルギー回生スイッチ）
５  調光量設定部（調光量設定手段）
６  電源電圧検出部
７  負荷電圧検出部（負荷電圧検出手段）
８  負荷電流検出部（負荷電流検出手段）
９  コンデンサ電圧検出部（コンデンサ電圧検出手段）
１０  電源位相検出部
１１  制御部
１２  情報表示部（情報表示手段）
１３  制御装置
３１  切替スイッチ（切替手段）
３２  切替スイッチ（切替手段）
３３  切替スイッチ（切替手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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