特許 6170995 照明機器の電源回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6170995

(24)【登録日】2017年7月7日

(45)【発行日】2017年7月26日

(54)【発明の名称】照明機器の電源回路

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/02 20060101AFI20170713BHJP

   H04B 3/54 20060101ALI20170713BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20170713BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/02 A

   H05B37/02 L

   H04B3/54

   H02J13/00 301B

【請求項の数】3

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-254565(P2015-254565)

(22)【出願日】2015年12月25日

(62)【分割の表示】特願2014-259882(P2014-259882)の分割

【原出願日】2014年12月24日

(65)【公開番号】特開2016-122652(P2016-122652A)

(43)【公開日】2016年7月7日

【審査請求日】2015年12月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】391006072

【氏名又は名称】トヨスター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 篤

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０８２８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１２４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１１８６６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−０９８３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７９７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０４Ｂ ３／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子に接続され、前記発光素子に電源を供給する照明機器の電源回路であって、
交流電源が供給される第１の配線と第２の配線が接続され、前記第１の配線に供給される前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記発光素子の光度を第１の状態に設定するための第１のコマンド信号と、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記発光素子の光度を前記第１の状態と異なる第２の状態に設定するための第２のコマンド信号と、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記第１のコマンド信号及び前記第２のコマンド信号と異なり、前記第１のコマンド信号及び前記第２のコマンド信号を供給していない通常時の第３のコマンド信号を受け、前記第１、第２、第３のコマンド信号を含む前記交流電源を直流電源に変換する変換回路と、
前記交流電源の電圧を検出する検出回路と、
前記検出回路により検出された前記電圧に基づき前記第１のコマンド信号、前記第２のコマンド信号、及び前記第３のコマンド信号を判別し、前記第１のコマンド信号又は前記第２のコマンド信号に基づき、パルス幅変調された第１又は第２の信号を生成する制御部と、
前記変換回路から出力される直流電源と、前記制御部から供給される前記第１又は第２の信号に基づき、前記発光素子を制御する電流制御回路と、
前記電源が切られる前の前記発光素子の明るさコードを記憶するメモリと、
を具備し、
前記制御部は、前記メモリに記憶された前記明るさコードを変更し、変更された明るさコードに従って、パルス幅変調された前記第１又は第２の信号を生成することを特徴とする照明機器の電源回路。

【請求項2】

前記発光素子は、第１の発光色を有する第１の発光素子と、第２の発光色を有する第２の発光素子とを含み、
前記変換回路は、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記第１乃至第３のコマンド信号と異なる第４のコマンド信号と、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記第１乃至第４のコマンド信号と異なる第５のコマンド信号とを受け、前記第１乃至第５のコマンド信号を含む前記交流電源を直流電源に変換し、
前記電流制御回路は、前記第１の発光素子に対応した第１の定電流回路と、前記第２の発光素子に対応した第２の定電流回路を含み、
前記制御部は、前記第４のコマンド信号に対応して前記第１の定電流回路に現在のデューティ比より大きいパルス幅変調された第３の信号を供給し、前記第２の定電流回路に現在のデューティ比より小さいパルス幅変調された第４の信号を供給し、前記第５のコマンド信号に対応して前記第１の定電流回路に現在のデューティ比より小さいパルス幅変調された第５の信号を供給し、前記第２の定電流回路に現在のデューティ比より大きいパルス幅変調された第６の信号を供給し、
前記メモリは、前記電源が切られる前の前記第１の発光素子の第１の明るさコードと、前記第２の発光素子の第２の明るさコードを記憶し、
前記制御部は、前記第４のコマンド信号に対応して前記メモリに記憶された前記第１の明るさコード及び前記第２の明るさコードを変更し、変更された第１の明るさコード及び前記第２の明るさコードに従って、前記第１の定電流回路に現在のデューティ比より大きいパルス幅変調された前記第３の信号を供給し、前記第２の定電流回路に現在のデューティ比より小さいパルス幅変調された前記第４の信号を供給し、前記第５のコマンド信号に対応して前記メモリに記憶された前記第１の明るさコード及び前記第２の明るさコードを変更し、変更された前記第１の明るさコード及び前記第２の明るさコードに従って、前記第１の定電流回路に現在のデューティ比より小さいパルス幅変調された前記第５の信号を供給し、前記第２の定電流回路に現在のデューティ比より大きいパルス幅変調された前記第６の信号を供給することを特徴とする請求項１記載の照明機器の電源回路。

【請求項3】

第１、第２の発光素子に接続され、交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去されたアドレス信号と、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去された第１又は第２のコマンド信号と、前記アドレス信号、前記第１のコマンド信号及び前記第２のコマンド信号を生成していない通常時、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記アドレス信号、前記第１のコマンド信号及び前記第２のコマンド信号と異なるダミーデータとを受け、前記第１、第２の発光素子にそれぞれ電源を供給する第１、第２の電源回路を具備する照明機器の電源回路であって、
前記第１の電源回路は、
前記交流電源が供給される第１の配線と第２の配線が接続され、前記第１の配線に供給される前記アドレス信号、前記第１又は第２のコマンド信号、及びダミーデータを含む前記交流電源を直流電源に変換する第１の変換回路と、
前記交流電源に含まれる前記アドレス信号、及び前記第１又は第２のコマンド信号、及びダミーデータを判別し、前記アドレス信号が前記第１の電源回路に該当するとき、前記第１のコマンド信号又は前記第２のコマンド信号に基づき、パルス幅変調された第１又は第２の信号を生成する第１の制御部と、
前記第１の変換回路から出力される直流電源と、前記第１の制御部から供給される前記第１又は第２の信号に基づき、前記第１の発光素子を制御する第１の電流制御回路と、
を含み、
前記第２の電源回路は、
前記交流電源が供給される前記第１の配線と前記第２の配線が接続され、前記第１の配線に供給される前記アドレス信号、前記第１又は第２のコマンド信号、及びダミーデータを含む前記交流電源を直流電源に変換する第２の変換回路と、
前記交流電源に含まれる前記アドレス信号、及び前記第１又は第２のコマンド信号、及びダミーデータを判別し、前記アドレス信号が前記第２の電源回路に該当するとき、前記第１のコマンド信号又は前記第２のコマンド信号に基づき、パルス幅変調された第３又は第４の信号を生成する第２の制御部と、
前記第２の変換回路から出力される直流電源と、前記第２の制御部から供給される前記第３又は第４の信号に基づき、前記第２の発光素子を制御する第２の電流制御回路と、
を具備し、
前記第１の電源回路は、
前記電源が切られる前の前記第１の発光素子の第１の明るさコードを記憶する第１のメモリをさらに具備し、
前記第１の制御部は、前記交流電源に含まれる前記アドレス信号、及び前記第１又は第２のコマンド信号、及びダミーデータを判別し、前記アドレス信号が前記第１の電源回路に該当するとき、前記第１のコマンド信号又は前記第２のコマンド信号に基づき、前記第１のメモリに記憶された前記第１の明るさコードを変更し、変更された前記第１の明るさコードに従って、パルス幅変調された前記第１又は第２の信号を生成し、
前記第２の電源回路は、
前記電源が切られる前の前記第２の発光素子の第２の明るさコードを記憶する第２のメモリをさらに具備し、
前記第２の制御部は、前記交流電源に含まれる前記アドレス信号、及び前記第１又は第２のコマンド信号、及びダミーデータを判別し、前記アドレス信号が前記第２の電源回路に該当するとき、前記第１のコマンド信号又は前記第２のコマンド信号に基づき、前記第２のメモリに記憶された前記第２の明るさコードを変更し、変更された前記第２の明るさコードに従って、パルス幅変調された前記第３又は第４の信号を生成することを特徴とする照明機器の電源回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を利用した照明機器の光度を調整することが可能な調光システムに適用される照明機器の電源回路に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤ照明の調光器は、交流電源の導通角をスイッチング素子で変化させる所謂位相制御方式を用いて構成されている。（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

【0003】

位相制御方式の調光器は、スイッチング素子がターンオンする時、電源周波数に依存したノイズを発生する。このため、ハイインピーダンス負荷としてのＬＥＤ照明機器の電源回路と調光器をマッチングさせることが難しい。また、複数の調光器を使用した場合、電源配線を介して複数の調光器のノイズが相互に干渉し、調光性能を低下させることがある。このため、調光器内にノイズ防止回路が設けられている。

【0004】

しかし、調光器内のノイズ防止回路とインダクタンス成分を有する例えばＩＨヒータなどの家電製品に含まれるノイズ防止回路とが干渉し、干渉音が発生するという新たな問題も生じている。

【0005】

さらに、調光器自身が発生するＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）の低減が要請されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−１１８２２９号公報

【特許文献2】特開２０１２−１４９５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本実施形態は、ノイズの発生を抑制して確実な調光が可能な照明機器の電源回路を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態の照明機器の電源回路は、発光素子に接続され、前記発光素子に電源を供給する照明機器の電源回路であって、交流電源が供給される第１の配線と第２の配線が接続され、前記第１の配線に供給される前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記発光素子の光度を第１の状態に設定するための第１のコマンド信号と、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記発光素子の光度を前記第１の状態と異なる第２の状態に設定するための第２のコマンド信号と、前記交流電源の複数の半サイクルが前記交流電源のゼロクロス点に対応して除去され、前記第１のコマンド信号及び前記第２のコマンド信号と異なり、前記第１のコマンド信号及び前記第２のコマンド信号を供給していない通常時の第３のコマンド信号を受け、前記第１、第２、第３のコマンド信号を含む前記交流電源を直流電源に変換する変換回路と、前記交流電源の電圧を検出する検出回路と、前記検出回路により検出された前記電圧に基づき前記第１のコマンド信号、前記第２のコマンド信号、及び前記第３のコマンド信号を判別し、前記第１のコマンド信号又は前記第２のコマンド信号に基づき、パルス幅変調された第１又は第２の信号を生成する制御部と、前記変換回路から出力される直流電源と、前記制御部から供給される前記第１又は第２の信号に基づき、前記発光素子を制御する電流制御回路と、前記電源が切られる前の前記発光素子の明るさコードを記憶するメモリと、を具備し、前記制御部は、前記メモリに記憶された前記明るさコードを変更し、変更された明るさコードに従って、パルス幅変調された前記第１又は第２の信号を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る調光システムの一例を概略的に示す構成図。

【図2】図１に示す第１の制御回路の動作を説明するために示すフローチャート。

【図3】図１の各部の動作を示す波形図。

【図4】図１に示す第２の制御回路の動作を説明するために示すフローチャート。

【図5】第２の実施形態に係る調光調色システムの一例を概略的に示す構成図。

【図6】第３の実施形態に係る調光調色システムの一例を概略的に示す構成図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0011】

（第１の実施形態）
（概要）
前述した位相制御方式の調光器は、正弦波交流波形の半サイクル（１８０°）内において、スイッチング素子の導通角を変化させることによりＬＥＤ照明機器の光度（明るさ）を調整している。

【0012】

これに対して、本実施形態に係る調光システムは、正弦波交流波形の半サイクルの導通角を変化させるのではなく、調光器からＬＥＤ照明機器の電源回路に光度の増減を指示するためのコマンド信号を送信する。このコマンド信号は、交流波形の数サイクルのうち、幾つかのサイクルの半サイクルを除去することにより生成される。すなわち、交流波形の半サイクルの波形が無い場合（半サイクルの電圧がゼロレベルの場合）データ“０”、交流波形の半サイクルの波形が有る場合（半サイクルの電圧が有る場合）データ“１”という規則に基づき、光度を増加させるための第１のコマンド信号、又は光度を減少させるための第２のコマンド信号が生成される。これら第１、第２のコマンド信号がＬＥＤ照明機器の電源回路に供給される。ＬＥＤ照明機器の電源回路は、第１、第２のコマンド信号に基づき、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成し、ＬＥＤ照明機器の光度を調整する。

【0013】

（構成）
図１は、第１の実施形態に係り、例えば２線式の調光システム１０を概略的に示している。この調光システム１０は、調光器１１と、ＬＥＤ照明機器２０とにより構成されている。ＬＥＤ照明機器２０は、電源回路３１とＬＥＤ２１を含んでいる場合を示しているが、これに限定されるものではなく、電源回路３１とＬＥＤ２１とを別体構成とすることも可能である。

【0014】

調光器１１は、交流電源１２の一端に接続された配線１３に挿入接続され、ＬＥＤ照明機器２０の電源回路３１は、交流電源１２の一端に接続された配線１３と、交流電源１２の他端に接続された配線１４に接続されている。調光器１１は、電源回路３１と後述する通信フォーマットに従った第１、第２、第３のコマンドを通信し、ＬＥＤ照明機器２０の光度を調整する。

【0015】

調光器１１において、双方向のスイッチング素子、例えばトライアック１５が配線１３に挿入接続されている。トライアック１５の両端には、電源生成回路１６が接続されている。この電源生成回路１６は、整流回路１６ａとレギュレータ回路１６ｂとにより構成され、トライアック１５のオフ期間に直流電源を生成する。整流回路１６ａは、例えば全波整流回路により構成されている。レギュレータ回路１６ｂは、例えばトランジスタ、ツェナーダイオード、複数のコンデンサ、複数の抵抗、及び周知の３端子レギュレータにより構成される。電源生成回路１６の構成は、これに限定されるものではない。

【0016】

レギュレータ回路１６ｂから出力される直流電圧は、第１の制御回路１７及びゼロクロス検出回路１８に電源として供給される。また、整流回路１６ａの出力電圧は、ゼロクロス検出回路１８に供給される。

【0017】

ゼロクロス検出回路１８は、整流回路１６ａから供給される電圧のレベルに基づき、電源電圧のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス検出回路１８は、例えば例えばトランジスタにより構成されている。このトランジスタの電流通路の一端は、レギュレータ回路１６ｂに接続され、このレギュレータ回路１６ｂから電源が供給される。また、トランジスタの電流通路の他端は接地されている。このトランジスタのゲートに全波整流出力が供給される。トランジスタは、全波整流出力がある場合、オンし、電流通路の一端はローレベルとなる。また、全波整流出力がゼロ電位となると、トランジスタがオフし、電流通路の一端はハイレベルとなる。このハイレベルの信号がゼロクロス点を示す信号として第１の制御回路１７に供給される。

【0018】

ゼロクロス検出回路１８は、これに限定されるものではなく、例えば整流回路１６ａの出力電圧と一定の閾値電圧を比較器により比較する構成とすることも可能である。

【0019】

第１の制御回路１７には、第１、第２のスイッチＵＰ、ＤＮが接続されている。第１のスイッチＵＰは、例えば光度の増加を指示するためのスイッチであり、第２のスイッチＤＮは、例えば光度の減少を指示するためのスイッチである。第１、第２のスイッチＵＰ、ＤＮは、例えば押し釦スイッチにより構成されている。第１、第２のスイッチＵＰ、ＤＮは、図示せぬ釦を押して離すと１つのハイレベル信号を出力し、釦を押し続けると、押している間中、例えばハイレベルの信号を出力する。

【0020】

第１の制御回路１７は、第１のスイッチＵＰ、又は第２のスイッチＤＮから供給される信号、及びゼロクロス検出回路１８の出力信号に基づきトライアック１５を制御するための信号を生成する。第１の制御回路１７は、例えばマイクロコンピュータにより構成されている。このマイクロコンピュータは、図示せぬ中央処理装置としてのＣＰＵ、ワークメモリとしての揮発性メモリ、及び不揮発性メモリにより構成されている。第１の制御回路１７の動作は、不揮発性メモリに記憶されたプログラムにより制御される。

【0021】

前述したように、第１の実施形態の調光器１１は、交流波形の半サイクルを単位として、半サイクルの波形が無い場合、データ“０”、有る場合、データ“１”という規則に従って、第１、第２のコマンド信号を生成する。すなわち、調光器１１は、第１のスイッチＵＰの指示に基づき、光度を増加させるための第１のコマンド信号を生成し、第２のスイッチＤＮの指示に基づき、光度を減少させるための第２のコマンド信号を生成する。

【0022】

第１のコマンド信号は、交流波形の例えば２．５サイクルにより構成され、２．５サイクルのうち２つの半サイクルの波形が除去されている。このため、第１のコマンド信号は、例えば“１１０１０”である。

【0023】

また、第２のコマンド信号は、交流波形の例えば３サイクルにより構成され、３サイクルのうち２つの半サイクルの波形が除去されている。このため、第２のコマンド信号は、例えば“１１０１１０”である。

【0024】

また、調光器１１は、前述したように、トライアック１５のオフ期間に第１の制御回路１７の電源を生成する。このため、定期的に、交流波形の半サイクルが無いデータ“０”が必要である。このため、調光用の第１、第２のコマンド信号を電源回路３１に送信していない通常時、トライアック１５は、第３のコマンド信号を出力する。

【0025】

第３のコマンド信号は、交流波形の例えば１．５サイクルにより構成され、１．５サイクルのうち１つの半サイクルが除去されている。このため、第３のコマンド信号は、例えば“１０１”である。トライアック１５は、通常時、第３のコマンド信号を繰り返し出力するように制御される。

【0026】

第１、第２、第３のコマンド信号のパターンは、これに限定されるものではなく、変形可能である。

【0027】

トライアック１５は、電源回路３１に調光を指示するため、上記第１、第２のコマンド信号、及び通常時の第３のコマンド信号を出力する。このため、第１の制御回路１７は、第１、第２のスイッチＵＰ、ＤＮ、及びゼロクロス検出回路１８の出力信号に基づき、トラアック１５を制御するための信号を生成する。

【0028】

具体的には、第１の制御回路１７は、トライアック１５を制御し、第１、第２のコマンド信号、及び通常時の第３のコマンド信号を生成させるための第１、第２、第３の制御信号を生成する。すなわち、第１の制御回路１７は、第１のコマンド信号“１１０１０”に対応して例えば第１の制御信号“１１０１０”を生成し、第２のコマンド信号“１１０１１０”に対応して、例えば第２の制御信号“１１０１１０”を生成し、第３のコマンド信号“１０１”に対応して、例えば第３の制御信号“１０１”を生成する。第１、第２、第３の制御信号のパターンは、これに限定されるものではなく、変形可能である。

【0029】

トライアック１５は、第１の制御回路１７から供給される第１乃至第３の制御信号に従って制御され、第１、第２、第３のコマンド信号の何れかを出力する。

【0030】

一方、ＬＥＤ照明機器２０の電源回路３１は、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２、検出回路３３、第２の制御回路３４、定電流回路３５により構成されている。

【0031】

ＡＣ／ＤＣ変換回路３２は、交流電源１２に接続された配線１３、１４に接続され、トライアック１５から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。変換された直流電圧は定電流回路３５に供給される。

【0032】

検出回路３３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２を介して供給されるトライアック１５から出力された第１、第２のコマンド信号及び通常時の第３のコマンド信号を含む交流電圧からデータ“０”又は“１”（電圧の有無）を検出する。すなわち、検出回路３３は、トライアック１５から出力された交流電圧の規定の時間における電圧を所定の閾値電圧に従って検出し、データ“０”又は“１”を検出する。規定の時間は、ゼロクロスから例えば１ｍｓ経過した時点であり、閾値電圧は、例えば０Ｖ近傍の電圧である。規定の時間と閾値電圧は、これに限定されるものではなく、交流電源の周波数変動や電圧変動を考慮して決定すればよい。

【0033】

第２の制御回路３４は、第１の制御回路１７と同様に例えばマイクロコンピュータ、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどを含んでいる。第２の制御回路３４の動作は、図示せぬ不揮発性メモリに記憶されたプログラムにより制御される。

【0034】

さらに、第２の制御回路３４は、例えばＥＰＲＯＭのような書き換え可能なメモリ３４ａ、及び図示せぬＰＷＭ回路を有している。

【0035】

メモリ３４ａは、例えば明るさコードを記憶している。この明るさコードは、例えばＰＷＭ信号の１周期を１０段階に分割、又は４６段階に分割して得られた値をコード化したものである。

【0036】

具体的には、ＰＷＭ信号の１周期の時間幅を１０段階に分割した場合、各デューティ比におけるＰＷＭ信号のオン時間は、例えば次のようになる。５０μｓ、１５０μｓ、２５０μｓ、３５０μｓ、４５０μｓ、５５０μｓ、…９５０μｓ。これらオン時間をコード化したものが明るさコードであり、このうち中間値としての例えば４５０μｓに対応するコードが初期値としてメモリ３４ａに記憶される。

【0037】

分割の割合は、調光の精度に基づき設定することが可能である。例えば通常モードの場合、上記１０段階に分割され、これより詳細な調光を行なう詳細モードの場合、例えば４６段階に分割される。しかし、これに限定されるものではない。通常モードの場合、第１、第２のコマンド信号に従って、１０段階に光度が調整され、詳細モードの場合、第１、第２のコマンド信号に従って、４６段階に光度が調整される。

【0038】

第２の制御回路３４は、検出回路３３から供給されるデータ“０”又は“１”から第１、第２のコマンド信号及び通常時の第３のコマンド信号を検出し、検出した第１、第２のコマンド信号に従って明るさコードを例えば１段階ずつ変更し、変更された明るさコードに従ってＰＷＭ信号を生成する。第１、第２のコマンド信号の検出、明るさコードの変更、及びＰＷＭ信号の生成の具体的な動作については後述する。第２の制御回路３４から出力されるＰＷＭ信号は、定電流回路３５に供給される。

【0039】

定電流回路３５は、例えばスイッチング電源により構成され、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２から供給される第１、第２のコマンド信号、又は通常時の第３のコマンド信号に従った直流電圧と、第２の制御回路３４から供給されるＰＷＭ信号を受け、ＰＷＭ信号のデューティ比に比例した電流により、ＬＥＤ２１を一定の電圧で駆動する。したがって、ＬＥＤ２１は、第１、第２のコマンド信号に基づき光度が制御される。

【0040】

（調光器１１の動作）
図２は、第１の制御回路１７の動作を示している。図２を参照して図１に示す調光システムの動作について説明する。

【0041】

第１の制御回路１７は、レギュレータ回路１６ｂから供給される電源により駆動され、初期状態において、ゼロクロス検出回路１８から供給されるゼロクロス点を示す信号に同期して、第３の制御信号“１０１”を生成する（Ｓ１１）。この制御信号は、トライアック１５のゲート電極に供給される。このため、トライアック１５は第３の制御信号に従って第３のコマンド信号１０１”を出力する。

【0042】

図３（ａ）は、トライアック１５の一端に供給される交流電圧を示している。トライアック１５のゲート電極に通常時の第３の制御信号“１０１”が供給されると、トライアック１５は、制御信号が“１”のときターンオンし、“０”のときターンオフする。

【0043】

図３（ｂ）は、第３の制御信号に従ったトライアック１５の出力波形を示している。すなわち、トライアック１５の他端からは、第３の制御信号“１０１”に従って、交流電圧の半サイクルが定期的に除去された第３のコマンド信号“１０１”が繰り返し出力される。

【0044】

この状態において、第１の制御回路１７は、第１のスイッチＵＰが押されたかどうかを判別し（Ｓ１２）、第１のスイッチＵＰが押されていない場合、第２のスイッチＤＮが押されたかを判別する（Ｓ１３）。

【0045】

ステップＳ１２において、第１のスイッチＵＰが押されたと判別された場合、第１の制御回路１７は、第１の制御信号“１１０１０”を生成する（Ｓ１４）。すなわち、第１の制御回路１７は、ゼロクロス検出回路１８から供給されるゼロクロス点を示す信号に同期して、第１の制御信号“１１０１０”を生成する。

【0046】

第１の制御回路１７は、第１のスイッチＵＰが連続して押された場合、第１のスイッチＵＰが押されている間、第１の制御信号“１１０１０”と第３の制御信号“１０１”を繰り返し生成する。第１の制御信号と第３の制御信号を繰り返し生成する理由は、後述するように、“１”が３個連続しないとコマンドを識別できないためである。

【0047】

トライアック１５は、第１の制御回路１７から供給される第１の制御信号に従って、ターンオン、又はターンオフが制御され、第１の制御信号に対応する第１のコマンド信号“１１０１０”を出力する。

【0048】

図３（ｃ）は、通常時において、第１のスイッチＵＰが１回押された場合におけるトライアック１５の出力波形を示している。図３（ｃ）に示すように、通常時の第３のコマンド信号“１０１”に続いて、第１のコマンド信号“１１０１０”が出力され、さらに、通常時の第３のコマンド信号“１０１”が出力されている様子を示している。すなわち、通常時において、第１のスイッチＵＰが１回押された場合におけるトライアック１５の出力波形の信号パターンは、例えば“…１０１１１０１０１０１…”となる。

【0049】

一方、ステップＳ１３において、第２のスイッチＤＮが押されたと判別された場合、第１の制御回路１７は、第２の制御信号“１１０１１０”を生成する（Ｓ１５）。すなわち、第１の制御回路１７は、ゼロクロス検出回路１８から供給されるゼロクロス点を示す信号に同期して、第２の制御信号“１１０１１０”を生成する。

【0050】

第１の制御回路１７は、第２のスイッチＤＮが連続して押された場合、第２のスイッチＤＮが押されている間、第２の制御信号“１１０１１０”と第３の制御信号“１０１”を繰り返し生成する。

【0051】

トライアック１５は、第１の制御回路１７から供給される第２の制御信号に従って、ターンオン、ターンオフが制御され、第２の制御信号に対応する第２のコマンド信号“１１０１１０”を出力する。このため、通常時において、第２のスイッチＤＮが１回押された場合におけるトライアック１５の出力波形の信号パターンは、例えば“…１０１１１０１１０１０１…”となる。

【0052】

（電源回路３１の動作）
電源回路３１において、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２は、トライアック１５から供給される交流電源を直流電源に変換する。また、検出回路３３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２を介して供給されるトライアック１５からの交流電圧と閾値電圧とを比較し、データ“０”又は“１”を検出する。この検出回路３３により検出されたデータ“０”又は“１”は、第２の制御回路３４に供給される。

【0053】

第２の制御回路３４は、検出回路３３から供給されるデータ“０”又は“１”に基づき、第１、第２のコマンド信号の何れであるかを判別し、判別した信号に対応してＰＷＭ信号を生成する。

【0054】

図４は、第２の制御回路３４の動作の一例を示している。

【0055】

第２の制御回路３４は、起動時、メモリ３４ａに記憶されている明るさコードを読み出す（Ｓ２１）。この明るさコードは、電源が切られる前にメモリ３４ａに記憶された明るさコードである。

【0056】

第２の制御回路３４は、メモリ３４ａから読み出された明るさコードに基づきデューティ比を計算し、このデューティ比に基づきＰＷＭ信号を生成する（Ｓ２２）。この生成されたＰＷＭ信号は、定電流回路３５に供給される。定電流回路３５は、ＰＷＭ信号のデューティ比に比例した電流により、ＬＥＤ２１を一定の電圧で駆動する。したがって、ＬＥＤ２１は、消灯直前の光度で点灯される。

【0057】

この後、第２の制御回路３４は、検出回路３３から供給されるデータに基づき、コマンド識別部（Ｓ２３）を検出する。すなわち、交流電圧に含まれるデータ“０”又は“１”がコマンド信号であるかどうかは、コマンド識別部に基づき判断される。コマンド識別部は、データ“１１１”である。データ“１１１”を含む以降のデータがコマンド信号である。このため、第２の制御回路３４は、検出回路３３の出力がデータ“１１１”であるかどうかを判別する。

【0058】

データ“１１１”が判別された場合、第２の制御回路３４は、送られて来たコマンドが第１のコマンド信号であるか、第２のコマンド信号であるかを判断する（Ｓ２４、Ｓ２５）。すなわち、データ“１１１”の３つの“１”のうち、２番目の“１”以降のデータがコマンドであり、このデータが第１のコマンド信号であるか、第２のコマンド信号であるかが判断される。

【0059】

具体的には、図３（ｃ）に示すように、検出回路３３からのデータが“…１０１１１０１０１０１…”である場合、コマンド識別部“１１１”のうち、２番目の“１”以降のデータ“１１０１０”がコマンドである。すなわち、このデータの場合、第１のコマンド信号であると判断される。

【0060】

ステップＳ２４において、データが第１のコマンド信号であると判別された場合、前述した現在の明るさコードが“＋１”される（Ｓ２６）。すなわち、１０段階の明るさコードが１段階アップされる。

【0061】

また、ステップＳ２５において、データが第２のコマンド信号であると判別された場合、明るさコードが“−１”される（Ｓ２７）。すなわち、１０段階の明るさコードが１段階ダウンされる。ステップＳ２６、Ｓ２７において変更された明るさコードは、メモリ３４ａに記憶される（Ｓ２８）。

【0062】

この後、制御がステップＳ２２に移行され、変更された明るさコードに従ってデューティ比が計算され、このデューティ比に基づきＰＷＭ信号が生成される。このＰＷＭ信号は定電流回路３５に供給される。

【0063】

定電流回路３５は、ＰＷＭ信号に従って、ＬＥＤ２１を制御する。このため、ＬＥＤ２１は、第１のコマンド信号、又は第２のコマンド信号に従って、光度が調整される。

【0064】

尚、第２の制御回路３４は、第１のコマンド信号と第３のコマンド信号が連続して供給された場合、明るさコードを“＋１”以上に変更し、第２のコマンド信号と第３のコマンド信号が連続して供給された場合、明るさコードを“−１”以上に変更する。このため、ＬＥＤ２１は、より大きく光度が調整される。

【0065】

上記状態において、電源がオフとされた場合、メモリ３４ａには、現在の明るさコードが記憶されている。このため、次に、電源がオンとされた場合、消灯前の明るさを再現することができる。

【0066】

尚、明るさコードをメモリ３４ａに記憶するタイミングは、上記例に限定されるものではなく、例えばデューティ比を計算し、ＰＷＭ信号を出力した後でもよい。

【0067】

（第１の実施形態の効果）
上記第１の実施形態によれば、第１の制御回路は、第１、第２のスイッチＵＰ、ＤＮの指示に従って、交流波形の半サイクルの有無を制御して光度を増加させるための第１の制御信号、光度を減少させるための第２の制御信号、及び調光器の電源を生成するための第３の制御信号を生成し、トライアック１５を制御している。トライアック１５は、第１、第２、第３の制御信号に従って、交流波形の半サイクル毎に電圧がゼロとなるゼロクロス点でターンオン、ターンオフが制御され、交流波形の半サイクルの途中で制御されない。このため、ノイズの発生を抑制することが可能である。

【0068】

また、本実施形態の調光システムは、ノイズの発生を抑制することが可能であるため、インダクタンス成分を含むノイズ防止回路を必要としない。このため、ＩＨヒータなどの電気製品との干渉音の発生を防止することが可能である。しかも、インダクタンス成分を含むノイズ防止回路を必要としないため、損失が少なく、発熱量を抑制することが可能である。したがって、調光器１１の最大負荷容量を向上させることが可能である。

【0069】

さらに、トライアック１５は、ゼロクロスのタイミングで制御されるため、繰り返し突入電流が発生しない。このため、例えば同一電源に複数の調光器が接続されていても、他の調光器との干渉を防止でき、適切な調光を行うことが可能である。しかも、突入電流が発生しないため、トライアックの破壊を防止することが可能である。

【0070】

また、トライアック１５は、通常時、第３のコマンド信号“１０１”を出力するよう制御されている。このため、２線式の調光システムにおいて、第１の制御回路１７を駆動するための電源を生成することが可能である。

【0071】

さらに、トライアック１５は、第１、第２、第３の制御信号に従って第１、第２、第３のコマンド信号を生成し、第１、第２、第３のコマンド信号をＬＥＤ照明機器２０の電源回路３１に供給している。このため、交流電圧を用いて、低ノイズの電力線搬送が可能である。しかも、コマンド信号は、交流波形の半周期の有無により構成されているため、制御が容易である。

【0072】

また、電源回路３１の第２の制御回路３４は、第１、第２のコマンド信号に従って、明るさコードを変化させ、この明るさコードに対応するＰＷＭ信号を生成して定電流回路３５に供給している。この変化された明るさコードはメモリ３４ａに記憶されている。このため、消灯後、再点灯した際に、消灯前の光度を再現することが可能である。

【0073】

（第２の実施形態）
上記第１の実施形態は、調光システムについて説明した。しかし、第１の実施形態をＬＥＤ照明機器の発光色を調整する調色に適用することも可能である。すなわち、調色が可能なＬＥＤ照明機器は、例えば発光色が異なる２つのＬＥＤを有し、これらＬＥＤの光度を調整することにより、ＬＥＤ照明機器の発光色を制御する。つまり、調色は、調光の応用であるため、第１の実施形態に係る調光の技術を用いて調色が可能である。

【0074】

図５は、第２の実施形態に係り、２線式の調光調色システム１０を示している。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【0075】

図５に示すように、ＬＥＤ照明機器４０は、第１の発光色、例えば昼光色の第１のＬＥＤ２１ａと、第２の発光色、例えば電球色の第２のＬＥＤ２１ｂを有している。

【0076】

また、電源回路３１は、第１のＬＥＤ２１ａに対応する第１の定電流回路３５ａと、第２の２１ｂに対応する第２の定電流回路３５ｂを具備している。

【0077】

一方、第１の制御回路１７には、第１、第２のスイッチＵＰ、ＤＮの他に、調色を指示するための第３、第４のスイッチＣＬａ、ＣＬｂが設けられる。第１の制御回路１７は、第３、第４のスイッチＣＬａ、ＣＬｂの操作に従って発光色を制御するための第４、第５の制御信号を生成する。第４、第５の制御信号は、第１、第２、第３の制御信号と同様に、交流電源のゼロクロス点に基づき、交流波形の半サイクルを複数個除去することにより生成される。

【0078】

トライアック１５は、第４、第５の制御信号に従って、第４、第５のコマンド信号を生成する。第４、第５のコマンド信号は、第１、第２、第３のコマンド信号と異なる信号であればよい。具体的には、第４のコマンド信号は、例えば“１１０１１０１０”であり、第５のコマンド信号は、例えば“１１０１１０１１０”である。

【0079】

電源回路３１において、検出回路３３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２を介して供給されるトライアック１５からの交流電圧のデータ“０”又は“１”を検出する。

【0080】

第２の制御回路３４は、メモリ３４ａに第１、第２の明るさコードを記憶している。第１、第２の明るさコードは、第１の実施形態と同様のコードである。第１の明るさコードは、第１のＬＥＤ２１ａ用であり、第２の明るさコードは、第２のＬＥＤ２１ｂ用である。さらに、第２の制御回路３４は、図示せぬ第１、第２のＰＷＭ回路を含んでいる。第１のＰＷＭ回路は、第１のＬＥＤ２１ａ用であり、第２のＰＷＭ回路は、第２のＬＥＤ２１ｂ用である。

【0081】

第２の制御回路３４は、検出回路３３から供給されるデータ“０”又は“１”に基づき、第１、第２のコマンド信号であるか、第４、第５のコマンド信号であるかを判別する。判別方法は、第１の実施形態と同様である。

【0082】

第２の制御回路３４は、コマンド信号が第１のコマンド信号であると判別した場合、第１、第２の明るさコードを共に“＋１”し、第２のコマンド信号であると判別した場合、第１、第２の明るさコードを共に“−１”し、第４のコマンド信号であると判別した場合、第１の明るさコードを“＋１”し、第２の明るさコードを“−１”し、第５のコマンド信号であると判別した場合、第１の明るさコードを“−１”し、第２の明るさコードを“＋１”する。

【0083】

第２の制御回路３４は、第１の明るさコードから第１のデューティ比を計算し、第１のＰＷＭ回路は、第１のデューティ比に基づき第１のＰＷＭ信号を生成する。また、第２の制御回路３４は、第２の明るさコードから第２のデューティ比を計算し、第２のＰＷＭ回路は、第２のデューティ比に基づき第２のＰＷＭ信号を生成する。

【0084】

第１、第２の定電流回路３５ａ、３５ｂは、第１、第２のＰＷＭ信号に基づき、第１、第２のＬＥＤ２１ａ、２１ｂの発光量を調整する。これにより、ＬＥＤ照明機器２０の発光色が第４、第５のコマンド信号に従って調整され、光度が第１、第２のコマンド信号に従って調整される。

【0085】

具体的には、コマンド信号が第１のコマンド信号であると判別された場合、第２の制御回路３４は、第１、第２の明るさコードに従って、現在のデューティ比より共に１段階アップした第１、第２のデューティ比を計算し、第１、第２のＰＷＭ回路は、第１、第２のデューティ比に基づき第１、第２のＰＷＭ信号を生成する。このため、第１、第２の定電流回路３５ａ、３５ｂは、第１、第２のＰＷＭ信号に基づき、第１、第２のＬＥＤ２１ａ、２１ｂの光度を共に１段階増加させる。

【0086】

また、コマンド信号が第２のコマンド信号であると判別された場合、第２の制御回路３４は、第１、第２の明るさコードに従って、現在のデューティ比より共に１段階ダウンした第１、第２のデューティ比を計算し、第１、第２のＰＷＭ回路は、第１、第２のデューティ比に基づき第１、第２のＰＷＭ信号を生成する。このため、第１、第２の定電流回路３５ａ、３５ｂは、第１、第２のＰＷＭ信号に基づき、第１、第２のＬＥＤ２１ａ、２１ｂの光度を共に１段階減少させる。

【0087】

また、コマンド信号が第４のコマンド信号であると判別された場合、第２の制御回路３４は、第１の明るさコードに従って、現在のデューティ比より１段階アップした第１のデューティ比を計算し、第２の明るさコードに従って、現在のデューティ比より１段階ダウンした第２のデューティ比を計算する。第１、第２のＰＷＭ回路は、第１、第２のデューティ比に基づき第１、第２のＰＷＭ信号を生成する。このため、第１の定電流回路３５ａは、第１のＰＷＭ信号に基づき、第１のＬＥＤ２１ａの光度を１段階増加させ、第２の定電流回路３５ｂは、第２のＰＷＭ信号に基づき、第２のＬＥＤ２１ｂの光度を１段階減少させる。

【0088】

また、コマンド信号が第５のコマンド信号であると判別された場合、第２の制御回路３４は、第１の明るさコードに従って、現在のデューティ比より１段階ダウンした第１のデューティ比を計算し、第２の明るさコードに従って、現在のデューティ比より１段階アップした第２のデューティ比を計算する。第１、第２のＰＷＭ回路は、第１、第２のデューティ比に基づき第１、第２のＰＷＭ信号を生成する。このため、第１の定電流回路３５ａは、第１のＰＷＭ信号に基づき、第１のＬＥＤ２１ａの光度を１段階減少させ、第２の定電流回路３５ｂは、第２のＰＷＭ信号に基づき、第２のＬＥＤ２１ｂの光度を１段階増加させる。

【0089】

上記第２の実施形態によれば、第１の制御回路１７は、第３、第４のスイッチＣＬａ、ＣＬｂに従って第４、第５の制御信号を生成し、トライアック１５は、第４、第５の制御信号に従って、交流信号のゼロクロス点に基づき交流波形の複数の半サイクルを除去することにより、第４、第５のコマンド信号を生成する。また、電源回路３１の第２の制御回路３４は、第４、第５のコマンド信号に基づき、互いにデューティ比が異なる第１、第２のＰＷＭ信号を生成し、第１、第２の定電流回路３５ａ、３５ｂは、ＡＣ／ＤＣ変換回路３２の出力電圧と第１、第２のＰＷＭ信号に従って、第１、第２のＬＥＤ２１ａ、２１ｂの出力を制御する。このため、第１の実施形態と同様に、ノイズの発生を抑制してＬＥＤ照明機器２０の調色を行なうことが可能である。

【0090】

（第３の実施形態）
第１、第２の実施形態は、１つの調光器により１つのＬＥＤ照明機器を制御した。これに対して、第３の実施形態は、１つの調光器により複数のＬＥＤ照明機器を制御する場合について説明する。

【0091】

１つの調光器により複数のＬＥＤ照明機器を制御する場合、複数のＬＥＤ照明機器を識別するため、アドレス信号が用いられる。

【0092】

図６は、第３の実施形態を示している。図６において、図１と同一部分には同一符号に添え字を付して示している。

【0093】

調光器１１には、第１、第２のＬＥＤ照明機器２０−１、２０−２が接続されている。第１、第２のＬＥＤ照明機器２０−１、２０−２の構成は、第１の実施形態とほぼ同様である。ＬＥＤ照明機器の数は、２つに限定されるものではない。

【0094】

調光器１１は、第１、第２のＬＥＤ照明機器２０−１、２０−２のアドレスを指示するための第５のスイッチＡＤを有している。この第５のスイッチＡＤは、第１の制御回路１７に接続されている。第５のスイッチＡＤは、例えばデジタルスイッチにより構成され、第１のＬＥＤ照明機器２０−１を指定する場合、例えば“１”に設定され、第２のＬＥＤ照明機器２０−２を指定する場合、例えば“２”に設定される。

【0095】

調光器１１から出力されるコマンド信号とアドレス信号を含む通信フォーマットは、例えば次の通りである。

【0096】

“１１０１ｘｘｘｘ１０ｘｘ”
ここで、
“１１”は、コマンド識別部、
“０１”は、ダミーデータ、
“ｘｘｘｘ”は、アドレス部、
“１０”は、ダミーデータ、
“ｘｘ”は、コマンド部である。

【0097】

コマンド識別部は、前述したように、コマンド信号を他のデータから区別するためのデータである。

【0098】

ダミーデータは、調光器１１の電源を生成するために必要なデータである。

【0099】

コマンド部は、光度を１段階増加する（明るくする）場合、例えば“１０”、１段階減少する（暗くする）場合、例えば“１１０”が設定される。

【0100】

アドレス部は、第１、第２のＬＥＤ照明機器２０−１、２０−２のうちの１つを指定するためのアドレスが設定される。アドレス部は、コマンド識別部と区別するため“１”が２つ以上連続しないデータであればよく、調光器１１の電源が生成できれば“０”が連続していてもよい。

【0101】

第１の制御回路１７は、第１、第２、第５のスイッチＵＰ、ＤＮ、ＡＤの操作に従って、第１乃至第３の制御信号とアドレス制御信号を含み上記通信フォーマットに従った制御信号を生成する。この生成された制御信号は、トライアック１５に供給される。トライアック１５は、制御信号に従ってターンオン、ターンオフが制御され、アドレス信号とコマンド信号を含む交流電圧を第１、第２のＬＥＤ照明機器２０−１、２０−２に供給する。

【0102】

第１、第２のＬＥＤ照明機器２０−１、２０−２の第２の制御部３４−１、３４−２は、対応する検出回路３３−１、３３−２から供給されるデータからアドレス信号を判別する。この結果、自分のアドレスであることが判別された場合、コマンド信号が判別され、このコマンド信号のデータに従って定電流回路３５−１、又は３５−２が制御される。すなわち、アドレスが第１のＬＥＤ照明機器２０−１を指示する場合、第２の制御回路３４−１により定電流回路３５−１が制御され、ＬＥＤ２１−１が調光される。また、アドレスが第２のＬＥＤ照明機器２０−２を指示する場合、第２の制御回路３４−２により定電流回路３５−２が制御され、ＬＥＤ２１−２が調光される。

【0103】

上記第３の実施形態によれば、調光器１１において、アドレス制御信号と第１乃至第３の制御信号に従って交流電圧の波形の半サイクルを制御してアドレス信号とコマンド信号を生成し、第１、第２のＬＥＤ照明機器２０−１、２０−２の第２の制御部３４−１、３４−２は、対応する検出回路３３−１、３３−２から供給されるデータからアドレス信号を判別し、自分のアドレスであることが判別された場合、コマンド信号を判別し、判別されたコマンド信号に従って定電流回路を制御している。したがって、低ノイズにより、複数のＬＥＤ照明機器を調光することが可能である。

【0104】

（第４の実施形態）
上記第１乃至第３の実施形態は、何れも２線式の調光システム、又は調光調色システムについて説明した。しかし、これに限定されるものではなく、第１乃至第３の実施形態を４線式の調光システム、又は調光調色システムに適用することも可能である。

【0105】

４線式の調光システム、又は調光調色システムの場合、第１の制御回路１７の電源を生成するために、第３の制御信号、及び第３のコマンド信号を生成する必要がない。したがって、通常時のデータは“１”であり、正弦波そのものである。また、第１のコマンド信号は、例えば“０１０”、第２のコマンド信号は、例えば“０１１０”とすることにより、上記と同様の動作により調光が可能である。また、第４、第５のコマンドを設定することにより、調色も可能である。

【0106】

その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0107】

１０…調光システム、１１…調光器、１２…交流電源、１５…トライアック、１６…電源生成回路、１７…第１の制御回路、１８…ゼロクロス検出回路、ＵＰ…第１のスイッチ、ＤＮ…第２のスイッチ、２０、２０−１、２０−２…ＬＥＤ照明機器、２１…ＬＥＤ、２１ａ…第１のＬＥＤ、２１ｂ…第２のＬＥＤ、３１…電源回路、３２…ＡＣ／ＤＣ変換回路、３３…検出回路、３４…第２の制御回路、３５…定電流回路、３５ａ…第１の定電流回路、３５ｂ…第２の定電流回路、ＣＬａ、ＣＬｂ…第３、第４のスイッチ、ＡＤ…第５のスイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】