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特許7555048負荷制御装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】負荷制御装置

(51)【国際特許分類】

H05B 45/10 20200101AFI20240913BHJP

H05B 45/375 20200101ALI20240913BHJP

H05B 45/31 20200101ALI20240913BHJP

H05B 45/325 20200101ALI20240913BHJP

H05B 47/19 20200101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

H05B45/10

H05B45/375

H05B45/31

H05B45/325

H05B47/19

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020133301

(22)【出願日】2020-08-05

(65)【公開番号】P2022029794

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-01-16

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮本賢吾

【審査官】塩治雅也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５０２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５４７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１８９８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ３９／００－３９／１０

Ｈ０５Ｂ４５／００－４５／５９

Ｈ０５Ｂ４７／００－４７／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電源及び負荷の直列回路が接続される一対の接続端子と、
前記一対の接続端子の間に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部のオン／オフを制御する制御部を少なくとも含む内部回路と、
前記内部回路に電力を供給するための蓄電部と、
前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータを含み、前記交流電源から前記負荷への電力供給を遮断する遮断状態において前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を前記蓄電部に印加することで前記蓄電部を充電する第１電源部と、
前記交流電源から前記負荷へ電力を供給する給電状態において、前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に、前記第１電源部に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して前記蓄電部を充電する第２電源部と、
前記蓄電部の両端電圧を電圧変換して前記内部回路の動作用の電力を生成する第３電源部と、を備え、
前記蓄電部と前記第３電源部との間に、電流の電流値を所定値以下に制限する電流制限部が接続されており、
前記蓄電部は第１蓄電部であり、
前記第３電源部と前記電流制限部との間に第２蓄電部が接続されており、
前記第２蓄電部の両端間に接続されたツェナーダイオードとスイッチ素子の直列回路を備え、
前記制御部は、前記スイッチ部の導通状態で前記スイッチ素子を導通状態に制御する、
負荷制御装置。

【請求項2】

前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧よりも、前記遮断状態での前記蓄電部の充電電圧の方が低い、
請求項１に記載の負荷制御装置。

【請求項3】

前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧と、前記遮断状態での前記蓄電部の充電電圧との差が、前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧の５０％以下である、
請求項１に記載の負荷制御装置。

【請求項4】

前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧と、前記遮断状態での前記蓄電部の充電電圧とが等しい、
請求項１に記載の負荷制御装置。

【請求項5】

前記電流制限部が定電流回路を含む、
請求項１～４のいずれか１項に記載の負荷制御装置。

【請求項6】

前記内部回路が、無線通信を行う無線通信部を更に含む、
請求項１～５のいずれか１項に記載の負荷制御装置。

【請求項7】

前記負荷が調光可能な照明負荷を含み、
前記制御部は、前記交流電源の交流電圧の各半周期に、前記照明負荷の調光レベルに応じて決定した導通期間に前記スイッチ部をオンに制御し、前記導通期間以外の遮断期間に前記スイッチ部をオフに制御する、
請求項１～６のいずれか１項に記載の負荷制御装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記交流電圧の半周期の始点から前記導通期間が経過するまで前記スイッチ部をオン状態に制御し、前記導通期間の経過後に前記スイッチ部をオフ状態に制御する、
請求項７に記載の負荷制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に負荷制御装置に関し、より詳細には、電源と負荷との間に挿入されるスイッチ部を備える負荷制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、交流電源に対して負荷と直列に接続されたスイッチ部と、制御部と、制御電源部とを備える調光装置（負荷制御装置）を開示する。制御部は、スイッチ部のオン／オフを制御することによって、負荷を点灯させる状態（負荷へ電力を供給する給電状態）と、負荷を消灯させる状態（負荷への電力供給を遮断する状態）と、を切り替える。制御電源部は、交流電源を所定の制御電源に変換する。制御電源部は、制御電源を蓄積する容量性素子（蓄電部）を有する。制御部は、制御電源部から容量性素子を通じて制御電源（内部回路）が供給される。

【0003】

この調光装置では、負荷を点灯する場合、交流電圧の毎半サイクルの期間途中でスイッチ部をオフにして負荷への導通を遮断しており、スイッチ部がオフの期間に制御電源部が交流電源から制御電源を生成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１４９４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の調光装置において、負荷へ電力を供給する給電状態から、負荷への電力供給を遮断する遮断状態へと切り替わる場合に蓄電部に大きな電流が流れると、負荷が一瞬誤動作する可能性があり、負荷の動作が不安定なる可能性があった。

【0006】

本開示の目的は、負荷へ電力を供給する給電状態から負荷への電力供給を遮断する遮断状態に切り替わる場合に負荷の動作が不安定になるのを抑制できる負荷制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様の負荷制御装置は、一対の接続端子と、スイッチ部と、内部回路と、前記内部回路に電力を供給するための蓄電部と、第１電源部と、第２電源部と、第３電源部と、を備える。前記一対の接続端子は、交流電源及び負荷の直列回路が接続される。前記スイッチ部は、前記一対の接続端子の間に接続される。前記内部回路は、前記スイッチ部のオン／オフを制御する制御部を少なくとも含む。前記第１電源部は、前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータを含む。前記第１電源部は、前記交流電源から前記負荷への電力供給を遮断する遮断状態において前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を前記蓄電部に印加することで前記蓄電部を充電する。前記第２電源部は、前記交流電源から前記負荷へ電力を供給する給電状態において、前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に、前記第１電源部に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して前記蓄電部を充電する。前記第３電源部は、前記蓄電部の両端電圧を電圧変換して前記内部回路の動作用の電力を生成する。前記蓄電部と前記第３電源部との間に、電流の電流値を所定値以下に制限する電流制限部が接続されている。前記蓄電部は第１蓄電部である。前記第３電源部と前記電流制限部との間に第２蓄電部が接続されている。前記負荷制御装置は、前記第２蓄電部の両端間に接続されたツェナーダイオードとスイッチ素子の直列回路を備える。前記制御部は、前記スイッチ部の導通状態で前記スイッチ素子を導通状態に制御する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、負荷へ電力を供給する給電状態から負荷への電力供給を遮断する遮断状態に切り替わる場合に負荷の動作が不安定になるのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る負荷制御装置の概略的な回路図である。

【図2】図２は、同上の負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態）
（１）概要
以下、一実施形態に係る負荷制御装置１の概要について、図１を参照して説明する。

【0011】

本実施形態に係る負荷制御装置１は、図１に示すように、交流電源２と負荷３との間に挿入されるスイッチ部１１を備える。本開示でいう「挿入」とは、電気的に接続される二者間への挿入を意味し、スイッチ部１１は、交流電源２と負荷３とで構成される回路において交流電源２と負荷３との間に電気的に接続されることになる。言い換えれば、負荷３は、交流電源２に対し、スイッチ部１１を介して電気的に接続される。

【0012】

スイッチ部１１は、例えば、トランジスタ又は双方向サイリスタ等の半導体スイッチにて実現される。本実施形態では、負荷制御装置１は、スイッチ部１１を電子的に制御することにより、交流電源２と負荷３との間の導通／非導通を電子的に切り替える、いわゆる電子スイッチである。負荷制御装置１は、交流電源２及び負荷３の直列回路が接続される一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２を備えており、スイッチ部１１は、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２の間に電気的に接続されている。言い換えれば、負荷制御装置１の内部において、接続端子ＴＡ１と接続端子ＴＡ２とは、スイッチ部１１を介して電気的に接続されている。一方の接続端子ＴＡ１が交流電源２に接続され、他方の接続端子ＴＡ２が負荷３に接続されることで、交流電源２と負荷３との間にスイッチ部１１が挿入される。

【0013】

このような構成によれば、負荷制御装置１は、交流電源２から負荷３への通電状態（電力の供給状態）を、スイッチ部１１にて制御することできる。基本的には、スイッチ部１１の動作状態が導通状態にあれば、接続端子ＴＡ１と接続端子ＴＡ２との間がスイッチ部１１を介して導通し、スイッチ部１１の動作状態が遮断状態にあれば、接続端子ＴＡ１と接続端子ＴＡ２との間が非導通となる。つまり、スイッチ部１１が導通状態にあれば、負荷制御装置１を介して交流電源２から負荷３への電力の供給が行われる給電状態となる。また、スイッチ部１１が遮断状態にあれば、負荷制御装置１にて交流電源２から負荷３への電力の供給が遮断される遮断状態となる。つまり、本実施形態の負荷制御装置１は、負荷３に電力を供給する給電状態と、負荷３への電力供給を遮断する遮断状態とを切り替えるスイッチとして機能する。なお、負荷制御装置１は、調光レベルに応じてスイッチ部１１がオンするタイミング又はオフするタイミングを制御することによって、照明負荷である負荷３の明るさを調整する調光機能を備えてもよいが、負荷制御装置１が調光機能を備えることは必須ではない。

【0014】

ところで、本実施形態に係る負荷制御装置１は、内部回路１２と、内部回路１２に電力を供給するための蓄電部（第１蓄電部）Ｃ１と、第１電源部１３と、第２電源部１４と、を更に備えている。内部回路１２は、スイッチ部１１を制御する制御部１２１等を含んでいる。

【0015】

第１電源部１３は、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２と蓄電部Ｃ１との間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ１３２を含む。第１電源部１３は、交流電源２から負荷３への電力供給を遮断する遮断状態においてＤＣ／ＤＣコンバータ１３２の出力電圧を蓄電部Ｃ１に印加することで蓄電部Ｃ１を充電する。なお、図中、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２を単に「ＤＣ／ＤＣ」と表記している。

【0016】

第２電源部１４は、交流電源２から負荷３へ電力を供給する給電状態において、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２と蓄電部Ｃ１との間に、第１電源部１３に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して蓄電部Ｃ１を充電する。

【0017】

本実施形態では、内部回路１２に電力を供給するための蓄電部Ｃ１は、遮断状態では第１電源部１３によって充電され、給電状態では第２電源部１４によって充電される。

【0018】

給電状態では蓄電部Ｃ１は第２電源部１４によって充電された状態にあるので、給電状態から遮断状態に切り替わるタイミングで蓄電部Ｃ１に電荷が溜まっていない場合に比べて、蓄電部Ｃ１を充電するために第１電源部１３に大電流が流れるのを抑制できる。これによって負荷３に大電流が流れることが抑制されるから、負荷３が一時的に誤動作する可能性を低減でき、負荷２の動作が不安定になるのを抑制できる。例えば、負荷３が照明負荷である場合、負荷３を点灯状態から消灯状態に切り替えたタイミングで負荷３が一時的に誤点灯する可能性を低減できる。

【0019】

また、給電状態から遮断状態に切り替わるタイミングで蓄電部Ｃ１に電荷が溜まっていない場合に比べて、蓄電部Ｃ１の充電に要する時間を短くできる。したがって、遮断状態において蓄電部Ｃ１を電源として内部回路１２に速やかに動作用の電力を供給することが可能になり、給電状態から遮断状態へスムーズに移行することができる。

【0020】

また、遮断状態では蓄電部Ｃ１は第１電源部１３によって充電された状態にあるので、遮断状態から給電状態に切り替わるタイミングで蓄電部Ｃ１に電荷が溜まっていない場合に比べて、蓄電部Ｃ１の充電に要する時間を短くできる。したがって、給電状態において蓄電部Ｃ１を電源として内部回路１２に速やかに動作用の電力を供給することが可能になり、遮断状態から給電状態へスムーズに移行することができる。

【0021】

また、本実施形態の負荷制御装置１では、交流電源２と負荷３との間にスイッチ部１１を挿入するための一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２から、内部回路１２の動作用の電力を確保している。すなわち、負荷制御装置１は、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２に接続される２本の電線にて、内部回路１２の動作用の電力を確保できる、いわゆる２線式の負荷制御装置である。このような２線式の負荷制御装置１においては、内部回路１２の動作用の電力を供給するための電源端子を、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２とは別に設ける必要がなく、負荷制御装置１を設置する際の配線作業も簡単になる。

【0022】

（２）詳細
（２．１）前提
本実施形態では、負荷制御装置１は、建物の取付対象物に固定される。本開示でいう「取付対象物」は、負荷制御装置１が固定される物体であって、例えば、建物の壁、天井若しくは床等の造営物、又は机、棚、若しくはカウンタ台等の什器（建具を含む）等を含む。負荷制御装置１が設置される建物は、例えば、戸建住宅若しくは集合住宅等の住宅施設、又は事務所、店舗、学校、工場、病院若しくは介護施設等の非住宅施設である。

【0023】

本実施形態では一例として、負荷制御装置１は、住宅の壁からなる取付対象物に取り付けられる、埋込型の配線器具であると仮定する。また、交流電源２は、例えば、単相１００〔Ｖ〕、６０〔Ｈｚ〕の商用の交流電源（系統電源）であると仮定する。さらに、負荷３は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる光源と、光源を点灯させる点灯回路と、を備える照明負荷（照明器具）であると仮定する。この負荷３では、交流電源２からの電力供給時に光源が点灯する。

【0024】

また、負荷制御装置１は、電線を接続するための接続端子ＴＡ１，ＴＡ２を備えており、例えば、壁（取付対象物）内に引き回された電線が接続端子ＴＡ１，ＴＡ２に接続されることで、電線を介して交流電源２及び負荷３に電気的に接続される。電線は、交流電源２（系統電源等）に対しては、直接的に接続されてもよいし、分電盤等を介して間接的に接続されてもよい。

【0025】

また、本開示でいう接続端子ＴＡ１，ＴＡ２等の「端子」は、電線等を接続するための部品でなくてもよく、例えば、電子部品のリード、又は回路基板に含まれる導体の一部等であってもよい。

【0026】

また、本開示において、２値の比較において、「以上」としているところは、２値が等しい場合、及び２値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、２値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、２値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。

【0027】

（２．２）負荷制御装置の全体構成
以下に、本実施形態に係る負荷制御装置１の全体構成について、図１を参照して説明する。

【0028】

負荷制御装置１は、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２と、スイッチ部１１と、制御部１２１を含む内部回路１２と、蓄電部Ｃ１と、第１電源部１３と、第２電源部１４と、を備えている。また、本実施形態では、負荷制御装置１は、第３電源部１５と、電流制限部１６と、充電検出部１７と、レベルシフト回路１８と、ゼロクロス（図中「ＺＣ」と表記）検出部１９１，１９２と、を更に備えている。ここにおいて、第１電源部１３、第２電源部１４、第３電源部１５、電流制限部１６、及び蓄電部Ｃ１等から、給電状態及び遮断状態のそれぞれで内部回路１２の動作用の電力を生成する電源回路２０が構成される。これらの負荷制御装置１の構成部品は、１つの筐体に収納されている。なお、本実施形態では電源回路２０が第３電源部１５を含んでいるが、第３電源部１５は負荷制御装置１に必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。

【0029】

一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２の各々は、電線が電気的かつ機械的に接続される部品である。一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２の各々は、一例として、端子孔から電線を差し込むことによって電線が接続される、電線差込式のいわゆる速結端子である。

【0030】

スイッチ部１１は、交流電源２と負荷３との間に挿入され、交流電源２と負荷３との間の導通／遮断を切り替える。本実施形態では一例として、スイッチ部１１は、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２間において、電気的に直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）Ｑ１，Ｑ２を有している。これら２つのＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２の各々は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。２つのＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２は、ソース端子同士が互いに接続される、つまり、いわゆる逆直列に接続されることにより、双方向の電流について、導通／遮断を切り替える。

【0031】

各ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のゲート端子は、レベルシフト回路１８に電気的に接続されている。レベルシフト回路１８は、後述する制御部１２１からの制御信号Ｓ１が入力されることにより、各ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のゲート端子に制御信号Ｓ２を出力して、各ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２を駆動する。

【0032】

また、上述したように、スイッチ部１１は、その動作状態として、遮断状態と導通状態とを含んでいる。このうちの導通状態とは、スイッチ部１１が連続的に導通している状態だけではなく、スイッチ部１１が間欠的に導通している状態を含む。つまり、本開示において、スイッチ部１１の遮断状態とは、交流電源２から負荷３への電力の供給が遮断される状態であり、スイッチ部１１の導通状態とは、交流電源２から負荷３への電力の供給が行われる状態である。

【0033】

ここでは、スイッチ部１１が非導通の状態で、スイッチ部１１には交流電源２から交流電圧が印加されることと仮定する。つまり、スイッチ部１１が非導通であれば、スイッチ部１１の両端間に印加される電圧（以下、「スイッチ間電圧」ともいう）は、交流電源２からの交流電圧Ｖａｃと略等しくなる。また、以下では、接続端子ＴＡ１が高電位となるスイッチ間電圧の極性を「正極性」、接続端子ＴＡ２が高電位となるスイッチ間電圧の極性を「負極性」という。

【0034】

ゼロクロス検出部１９１，１９２は、スイッチ間電圧の大きさを検出することで、スイッチ間電圧のゼロクロス点を検出するように構成されている。

【0035】

ゼロクロス検出部１９１は、接続端子ＴＡ１に電気的に接続されている。ゼロクロス検出部１９１は、接続端子ＴＡ１－グランド（基準電位点）間電圧の絶対値と基準値（例えば、１０〔Ｖ〕）とを比較することにより、スイッチ間電圧が負極性から正極性に切り替わる際のゼロクロス点を検出する。つまり、ゼロクロス検出部１９１は、正極性のスイッチ間電圧が基準値未満の状態から基準値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。

【0036】

ゼロクロス検出部１９２は、接続端子ＴＡ２に電気的に接続されている。ゼロクロス検出部１９２は、接続端子ＴＡ２－グランド（基準電位点）間電圧の絶対値と基準値（例えば、１０〔Ｖ〕）とを比較することにより、スイッチ間電圧が正極性から負極性に切り替わる際のゼロクロス点を検出する。つまり、ゼロクロス検出部１９２は、負極性のスイッチ間電圧が基準値未満の状態から基準値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。

【0037】

したがって、ゼロクロス検出部１９１，１９２で検出されるゼロクロス点の検出タイミングは、厳密な意味でのゼロクロス点（０〔Ｖ〕）から少し時間が遅れることになる。

【0038】

また、本実施形態では、接続端子ＴＡ１と第１電源部１３及び第２電源部１４との間にダイオードＤ３が接続され、接続端子ＴＡ２と第１電源部１３及び第２電源部１４との間にダイオードＤ４が接続されている。ここにおいて、ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のボディダイオードＤ１，Ｄ２とダイオードＤ３，Ｄ４とで整流器ＤＢ１が構成されている。第１電源部１３及び第２電源部１４には、スイッチ部１１の両端に印加される電圧を全波整流することによって生成された直流電圧が入力される。

【0039】

ここで、本実施形態では、第１電源部１３と第２電源部１４と第３電源部１５とを含む電源回路２０が、スイッチ部１１の両端に印加される電圧から内部回路１２の動作用の電力を生成する。すなわち、電源回路２０は、スイッチ間電圧を入力として、内部回路１２の動作用の電力を生成する。電源回路２０の出力電圧Ｖ２（具体的には、第３電源部１５の出力電圧）が内部回路１２に印加されることで、電源回路２０から内部回路１２に電力が供給されることになる。

【0040】

ここで、第１電源部１３の入力端は、一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２に対してそれぞれダイオードＤ３，Ｄ４を介して電気的に接続されている。第２電源部１４も同様に、その入力端が一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２に対してそれぞれダイオードＤ３，Ｄ４を介して電気的に接続されている。第１電源部１３の出力端は蓄電部Ｃ１に電気的に接続されている。第２電源部１４の出力端はダイオードＤ５を介して蓄電部Ｃ１に電気的に接続されている。蓄電部Ｃ１と第３電源部１５との間には電流制限部１６が接続されており、第３電源部１５と電流制限部１６との間にはコンデンサ（第２蓄電部）Ｃ２が接続されている。これにより、蓄電部Ｃ１の両端電圧ＶＣ１によってコンデンサＣ２が充電され、第３電源部１５は、コンデンサＣ２の両端電圧ＶＣ２を、所定の電圧値の直流電圧である出力電圧Ｖ２に変換する。これにより、第３電源部１５は、第１電源部１３及び第２電源部１４のいずれかによって充電される蓄電部Ｃ１を電源として、内部回路１２に動作用の電力を供給することになる。

【0041】

ところで、本実施形態では、スイッチ部１１の動作状態に応じて蓄電部Ｃ１を充電する電源部が切り替わる。スイッチ部１１の動作状態は、上述したように、交流電源２から負荷３への電力の供給を遮断する遮断状態と、交流電源２から負荷３への電力の供給を行う導通状態と、を含んでいる。ここにおいて、遮断状態では、第１電源部１３によって蓄電部Ｃ１が充電され、導通状態では、第２電源部１４によって蓄電部Ｃ１が充電される。言い換えれば、第１電源部１３は、遮断状態において内部回路１２に電力を供給するための、遮断時用の電源回路である。また、第２電源部１４は、導通状態において内部回路１２に電力を供給するための、導通時用の電源回路である。

【0042】

このように、本実施形態では、スイッチ部１１の動作状態が遮断状態にあるか導通状態にあるかで、内部回路１２の電力の供給元、つまり蓄電部Ｃ１を充電する電源部が、第１電源部１３と第２電源部１４とで切り替わる。要するに、電源回路２０は、蓄電部Ｃ１を充電する電源部として第１電源部１３と第２電源部１４とを含み、これら２つの電源部が、スイッチ部１１の遮断状態と導通状態とで使い分けられる。

【0043】

遮断時用の第１電源部１３と、導通時用の第２電源部１４とでは、要求される特性に差がある。つまり、遮断時用の第１電源部１３においては、スイッチ部１１が遮断状態であるので、電源回路２０を通して一対の接続端子ＴＡ１，ＴＡ２間を流れるリーク電流を低減するべく、相対的に高インピーダンスとなることが要求される。一方、導通時用の第２電源部１４においては、スイッチ部１１が導通状態であるので、電源回路２０にて効率的に電力を生成するべく、相対的に低インピーダンスとなることが要求される。つまり、第２電源部１４は、導通状態において、第１電源部１３に比べて低インピーダンスの充電経路を形成するように回路が構成されている。

【0044】

以下、電源回路２０を構成する各部について詳細に説明する。

【0045】

第１電源部１３は、交流電源２から負荷３への電力供給を遮断する遮断状態で蓄電部Ｃ１を充電する。第１電源部１３は、ドロッパ電源回路１３１と、コンデンサＣ０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２と、を含む。

【0046】

ドロッパ電源回路１３１は、スイッチ部１１の両端に印加される電圧の整流後の電圧を降圧する。ドロッパ電源回路１３１は例えばシリーズレギュレータ等の電源回路で構成されている。ドロッパ電源回路１３１の出力端にはコンデンサＣ０が接続されており、コンデンサＣ０はドロッパ電源回路１３１の出力にて充電される。

【0047】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２は、降圧チョッパなどのスイッチング電源回路を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２は、コンデンサＣ０の両端電圧を降圧することによって、所定電圧値（例えばＤＣ１１Ｖ）の直流電圧を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２の出力端に蓄電部Ｃ１が接続されており、蓄電部Ｃ１はＤＣ／ＤＣコンバータ１３２の出力にて充電される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２の一次側のコンデンサＣ０は、二次側の蓄電部Ｃ１に比較して高電圧で充電され、かつ小容量のコンデンサである。つまり、コンデンサＣ０の両端電圧ＶＣ０は、蓄電部Ｃ１の両端電圧ＶＣ１よりも高くなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２の一次側に流れる電流は低下する。したがって、負荷制御装置１の第１電源部１３が内部回路１２の動作用の電力を生成することによって、負荷３に流れる電流を低減でき、遮断状態において照明負荷である負荷３に流れる電流（リーク電流）を低減することで、負荷３が誤点灯する可能性を低減できる。

【0048】

第２電源部１４は、交流電源２から負荷３へ電力を供給する給電状態で蓄電部Ｃ１を充電する。第２電源部１４は、低インピーダンス回路１４１を含む。

【0049】

低インピーダンス回路１４１は、ダイオードＤ３，Ｄ４の出力端（カソード）と蓄電部Ｃ１との間に挿入されている。低インピーダンス回路１４１は、ダイオードＤ３，Ｄ４の出力端と蓄電部Ｃ１との間に挿入されたバイポーラトランジスタを含むドロッパ電源等で構成されている。低インピーダンス回路１４１は、制御部１３１から入力される制御信号Ｓ３に応じてバイポーラトランジスタを導通させることによって、蓄電部Ｃ１に流れる電流、つまり蓄電部Ｃ１の充電電流を流すための充電経路を形成する。交流電源２から負荷３に電力を供給する給電状態では、制御部１２１がスイッチ部１１を断続的にオン状態に制御する。負荷３の給電状態においてスイッチ部１１がオフ状態となる期間に、低インピーダンス回路１４１のバイポーラトランジスタが導通すると、蓄電部Ｃ１の充電経路が形成される。制御部１２１は、例えば、交流電圧Ｖａｃの各半周期においてゼロクロス検出部１９１，１９２がゼロクロスを検知すると、低インピーダンス回路１４１のバイポーラトランジスタを導通状態に制御し、低インピーダンス回路１４１を介して蓄電部Ｃ１に充電電流を流す。ここで、低インピーダンス回路１４１を介して蓄電部Ｃ１に充電電流が流れる期間では、スイッチ部１１の両端間に印加される電圧が、交流電圧Ｖａｃのピーク電圧に比べて低くなると想定される。そのため、スイッチ部１１の両端間に印加される電圧が相対的に小さい場合でも蓄電部Ｃ１を充電可能なように、低インピーダンス回路１４１は第１電源部１３に比べて低インピーダンスに形成されており、低インピーダンス回路１４１を介して蓄電部Ｃ１を短時間で充電することが可能になる。

【0050】

充電検出部１７は、第２電源部１４による蓄電部Ｃ１の充電状態を検出する。具体的には、充電検出部１７は、低インピーダンス回路１４１の出力端に接続されたツェナダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ１の直列回路に、電気的に接続されている。充電検出部１７は、ツェナダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ１との接続点に接続されており、蓄電部Ｃ１の両端電圧ＶＣ１が閾値（例えばＤＣ１０Ｖ）以上となることをもって、充電検出部１７は蓄電部Ｃ１の充電完了を検出し、充電完了を示す検出信号Ｓ４を制御部１２１に出力する。制御部１２は、充電完了を示す検出信号Ｓ４が充電検出部１７から入力されると、低インピーダンス回路１４１のバイポーラトランジスタを遮断状態に制御して、蓄電部Ｃ１に充電電流を流す充電経路を遮断する。第２電源部１４による蓄電部Ｃ１の充電が終了すると、制御部１２１はスイッチ部１１を導通状態に制御し、例えば交流電圧の半周期が終わると、スイッチ部１１を遮断状態に制御するのである。

【0051】

第３電源部１５は、蓄電部Ｃ１を電源として内部回路１２の動作用の電力を生成する。

【0052】

上述のように本実施形態では、遮断状態では第１電源部１３が蓄電部Ｃ１を充電し、給電状態では第２電源部１４が蓄電部Ｃ１を充電しており、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧よりも、遮断状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧の方が低くなっている。これにより、給電状態から遮断状態に切り替わった場合に第１電源部１３を介して蓄電部Ｃ１に大きな充電電流が流れ込むのを抑制できる。したがって、給電状態から遮断状態に切り替わった場合に電源回路２０を介して流れるリーク電流を抑制でき、点灯状態から消灯状態に切り替わった負荷３（照明負荷）が一時的に誤点灯する可能性を低減できる。

【0053】

なお、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧と、遮断状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧との差が、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧の５０％以下であることが好ましく、スイッチ部１１が給電状態又は遮断状態に切り替えられた場合に蓄電部Ｃ１に大きな充電電流が流れ込むのを抑制でき、負荷３の動作が不安定になるのを抑制できる。なお、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧と、遮断状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧との差が、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧の３０％以下であることがより好ましい。これにより、スイッチ部１１が給電状態又は遮断状態に切り替えられた場合に蓄電部Ｃ１に大きな充電電流が流れ込むのを更に抑制することができる。さらに言えば、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧と、遮断状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧とが等しいことが好ましく、スイッチ部１１が給電状態又は遮断状態に切り替えられた場合に蓄電部Ｃ１に大きな充電電流が流れ込むのを抑制でき、負荷３の動作が不安定になるのを抑制できる。ここにおいて、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧と、遮断状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧とが等しいとは、両者が完全に同じ電圧であることに限定されず、両者の差が給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧の５％以下であることを含み得る。

【0054】

また、本実施形態では、蓄電部Ｃ１と第３電源部１５との間に、電流の電流値を所定値以下に制限する電流制限部１６が接続されている。電流制限部１６の一次側には蓄電部Ｃ１が接続され、電流制限部１６の二次側にはコンデンサＣ２が接続されている。電流制限部１６は、コンデンサＣ２に流れる電流、つまりコンデンサＣ２に充電電流を流すための充電経路を形成する。電流制限部１６は、蓄電部Ｃ１からコンデンサＣ２に流れる電流を所定値以下に制限するので、内部回路１２の消費電力が変動した場合でも、蓄電部Ｃ１からの放電電流の変化を抑制でき、負荷３に流れる電流の変化を抑制することができる。なお、二次側のコンデンサＣ２は、内部回路１２における消費電力の変動を吸収するバッファとして機能する。コンデンサＣ２の両端電圧ＶＣ２は、第３電源部１５に印加される。本実施形態では、電流制限部１６が定電流回路１６１を含み、定電流回路１６１が電流を一定値に制御することで、この電流を所定値以下に制限しているが、電流制限部１６は定電流回路１６１を含むものに限定されず、電流リミッタ回路などを含むものでもよい。

【0055】

なお、コンデンサＣ２の両端間には、ツェナーダイオードＺＤ１とスイッチ素子Ｑ３との直列回路が接続されている。スイッチ素子Ｑ３は、制御部１２１から入力される制御信号Ｓ５によってオン／オフが制御される。スイッチ部１１の導通状態では制御部１２１がスイッチ素子Ｑ３をオン状態に制御しており、コンデンサＣ２の両端間にツェナーダイオードＺＤ１が接続された状態となる。スイッチ素子Ｑ３がオン状態に制御されると、ツェナーダイオードＺＤ１を介して電流が流れるため、定電流回路１６１による定電流制御が常時作動する状態となる。

【0056】

第３電源部１５は、例えば、降圧チョッパのようなＤＣ／ＤＣコンバータ１５１を備える。図中、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１を単に「ＤＣ／ＤＣ」と表記している。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、コンデンサＣ２の両端電圧を、所定の電圧値（例えば３．３Ｖ）の直流電圧である出力電圧Ｖ２に変換し、この出力電圧Ｖ２を内部回路１２に印加する。これにより、第３電源部１５は、第１電源部１３及び第２電源部１４のいずれかによって充電された蓄電部Ｃ１を電源として、内部回路１２に電力を供給することになる。

【0057】

内部回路１２は、制御部１２１と、無線通信部１２２と、操作受付部１２３と、を有している。つまり、内部回路１２は、制御部１２１に加えて、無線通信を行う無線通信部１２２を更に含んでいる。制御部１２１、無線通信部１２２及び操作受付部１２３を含む内部回路１２の動作用の電力は、第３電源部１５にて生成される。言い換えれば、内部回路１２に含まれる制御部１２１、無線通信部１２２及び操作受付部１２３の各々は、第３電源部１５から電力の供給を受けて動作する。

【0058】

制御部１２１は、例えば、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成として備えている。マイクロコントローラは、１以上のメモリに記録されているプログラムを１以上のプロセッサで実行することにより、制御部１２１としての機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、１以上のプロセッサを、制御部１２１として機能させるためのプログラムである。

【0059】

制御部１２１は、少なくともスイッチ部１１をオン／オフ制御する。さらに、制御部１２１は、位相制御（逆位相制御を含む）又はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、単位時間当たりに交流電源２から負荷３へ供給される電力量を調節するように、スイッチ部１１を制御（以下、「負荷制御」ともいう）してもよい。また、制御部１２１は、電源回路２０の各部位についても制御する。

【0060】

具体的には、制御部１２１は、図２に示すように、ゼロクロス検出部１９１，１９２から、それぞれ検出結果を表す検出信号ＺＣ１，ＺＣ２を取得する。同様に、制御部１２１は、充電検出部１７から、検出結果を表す検出信号Ｓ４を取得する。また、制御部１２１は、スイッチ部１１を制御するための制御信号Ｓ１をレベルシフト回路１８に出力する。制御部１２１は、低インピーダンス回路１４１に対して、低インピーダンス回路１４１を制御するための制御信号Ｓ３を出力する。また、制御部１２１は、スイッチ素子Ｑ３に対して、スイッチ素子Ｑ３をオン／オフするための制御信号Ｓ５を出力する。このように、制御部１２１は、検出信号ＺＣ１，ＺＣ２，Ｓ４を適宜取得し、制御信号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５を出力することで、スイッチ部１１及び電源回路２０を制御する。

【0061】

無線通信部１２２は、他の通信装置との間で、直接的に、又は中継器等を介して間接的に、電波を媒体とする無線通信を行う。無線通信部１２２と通信装置との間の通信は、例えば、９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線局（免許を要しない無線局）、Wi-Fi（登録商標）、又はBluetooth（登録商標）等の通信規格に準拠した無線通信である。他の通信装置の一例としては、人感センサ等のセンサ端末、又は人の操作を受け付けるリモートコントローラ等がある。無線通信部１２２が、これらの通信装置と双方向に通信することで、制御部１２１は、通信装置からの無線信号に基づいてスイッチ部１１を制御することが可能になる。

【0062】

操作受付部１２３は、例えばタッチパネルのようなユーザインタフェースを有する。タッチパネルは表示機能及びタッチセンサ機能を有している。この種の操作受付部１２３は、例えば、負荷制御装置１の動作状況等の情報を表示することで人に提示したり、人のタッチ操作を受けて信号を出力したりすることが可能である。このような操作受付部１２３があることで、制御部１２１は、操作受付部１２３に対する人の操作に基づいてスイッチ部１１を制御することが可能になる。

【0063】

（２．３）負荷制御装置の動作
まず、負荷制御装置１は、起動直後、つまり電源供給が開始した直後においては、スイッチ部１１が遮断状態、つまり負荷３が消灯している状態にあり、第２電源部１４の低インピーダンス回路１４１は電流が流れない状態に制御されている。これにより、電源回路２０では第１電源部１３により蓄電部Ｃ１が充電される。すなわち、スイッチ部１１の両端に印加される電圧により、ドロッパ電源回路１３１を介してコンデンサＣ０が充電され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３２がコンデンサＣ０の両端電圧を降圧して蓄電部Ｃ１を充電する。このとき、蓄電部Ｃ１を電源として定電流回路１６１がコンデンサＣ２に充電電流を流し、コンデンサＣ２の両端電圧ＶＣ２をＤＣ／ＤＣコンバータ１５１が降圧して内部回路１２に出力する出力電圧Ｖ２を生成する。これにより、内部回路１２は、電源回路２０から電力の供給を受けて動作を開始する。

【0064】

その後、操作受付部１２３が負荷３を点灯させる操作入力を受け付けると、負荷制御装置１は、負荷３を点灯させる点灯動作を行う。

【0065】

ここで、本実施形態の負荷制御装置１の点灯動作について、図２を参照して説明する。図２には、交流電圧Ｖａｃ、負荷３に印加される負荷電圧Ｖ１、ゼロクロス検出部１９１，１９２の検出信号ＺＣ１，ＺＣ２、ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のゲート端子に入力される制御信号Ｓ２、を示している。ここで、検出信号ＺＣ１はゼロクロス検出部１９１による検出信号であり、検出信号ＺＣ２はゼロクロス検出部１９２による検出信号である。なお、ここでは、検出信号ＺＣ１，ＺＣ２が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することをもって、検出信号ＺＣ１，ＺＣ２が発生したこととする。つまり、検出信号ＺＣ１，ＺＣ２は、ゼロクロス点の検出時に「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化する信号である。

【0066】

まず、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期における負荷制御装置１の動作について説明する。負荷制御装置１は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点をゼロクロス検出部１９１で検出する。交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際には、交流電圧Ｖａｃが正極性の規定値「Ｖｚｃ」に達すると、ゼロクロス検出部１９１が検出信号ＺＣ１を出力する。本実施形態では、検出信号ＺＣ１の発生時点を第１時点ｔ１とし、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間を、第一の期間Ｔ１とする。

【0067】

ここで、半周期の始点ｔ０から第１時点ｔ１までの第一の期間Ｔ１では、制御部１２１はレベルシフト回路１８へスイッチ部１１をオフ（遮断状態）にする制御信号Ｓ１を出力する。レベルシフト回路１８は、この制御信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２として「ＯＦＦ」信号を出力する。これにより、第一の期間Ｔ１では、２個のＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２がいずれもオフになり、スイッチ部１１がオフになる。

【0068】

第１時点ｔ１において制御部１２１に検出信号ＺＣ１が入力されると、制御部１２１は、低インピーダンス回路１４１のバイポーラトランジスタをオンさせる制御信号Ｓ３を低インピーダンス回路１４１に出力する。これにより、第２電源部１４によって蓄電部Ｃ１が充電され、蓄電部Ｃ１から定電流回路１６１を介してコンデンサＣ２に充電電流が流れ、コンデンサＣ２が充電される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１がコンデンサＣ２の両端電圧を降圧して内部回路１２に出力する出力電圧Ｖ２を生成する。ここで、充電検出部１７が蓄電部Ｃ１の充電完了を検出して検出信号Ｓ４を制御部１２１に出力すると、制御部１２１は、低インピーダンス回路１４１のバイポーラトランジスタをオフさせる制御信号Ｓ３を低インピーダンス回路１４１に出力して、第２電源部１４による蓄電部Ｃ１の充電を停止させる。そして、制御部１２１は、スイッチ部１１をオンにする制御信号Ｓ１を出力する。レベルシフト回路１８は、この制御信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２として「ＯＮ」信号を出力する。これにより、スイッチ部１１がオフからオンに切り替えられ、交流電源２から負荷３に電力が供給される。

【0069】

その後、交流電圧Ｖａｃが正極性の規定値「Ｖｚｃ」を下回り、ゼロクロス検出部１９１が検出信号ＺＣ１の出力を停止すると、制御部１２１はレベルシフト回路１８へスイッチ部１１をオフ（遮断状態）にする制御信号Ｓ１を出力する。レベルシフト回路１８は、この制御信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２として「ＯＦＦ」信号を出力する。これにより、２個のＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２がいずれもオフになり、スイッチ部１１がオフになる。したがって、交流電圧Ｖａｃの正極性の半周期では、第１時点ｔ１から、交流電圧Ｖａｃが規定値Ｖｚｃ未満となるタイミングまでの期間Ｔ２において、スイッチ部１１がオンになり、交流電源２から負荷３へ電力が供給されて、負荷３が点灯する。

【0070】

また、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期における負荷制御装置１の動作は、正極性の半周期と基本的に同様の動作となる。

【0071】

負極性の半周期において、交流電圧Ｖａｃが負極性の規定値「－Ｖｚｃ」に達すると、ゼロクロス検出部１９２が検出信号ＺＣ２を出力する。本実施形態では、負極性の半周期の始点ｔ０（ｔ２）から検出信号ＺＣ２の発生時点である第１時点ｔ１までの期間を第一の期間Ｔ１とする。第１時点ｔ１において制御部１２１に検出信号ＺＣ２が入力されると、制御部１２１は、低インピーダンス回路１４１のバイポーラトランジスタをオンさせる制御信号Ｓ３を低インピーダンス回路１４１に出力する。これにより、第２電源部１４によって蓄電部Ｃ１が充電され、蓄電部Ｃ１から定電流回路１６１を介してコンデンサＣ２に充電電流が流れ、コンデンサＣ２が充電される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１がコンデンサＣ２の両端電圧を降圧して内部回路１２に出力する出力電圧Ｖ２を生成する。ここで、充電検出部１７が蓄電部Ｃ１の充電完了を検出して検出信号Ｓ４を制御部１２１に出力すると、制御部１２１は、低インピーダンス回路１４１のバイポーラトランジスタをオフさせる制御信号Ｓ３を低インピーダンス回路１４１に出力して、第２電源部１４による蓄電部Ｃ１の充電を停止させる。そして、制御部１２１は、スイッチ部１１をオンにする制御信号Ｓ１を出力する。レベルシフト回路１８は、この制御信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２として「ＯＮ」信号を出力する。これにより、スイッチ部１１がオフからオンに切り替えられ、交流電源２から負荷３に電力が供給される。

【0072】

その後、交流電圧Ｖａｃが負極性の規定値「－Ｖｚｃ」を上回り、ゼロクロス検出部１９２が検出信号ＺＣ２の出力を停止すると、制御部１２１はレベルシフト回路１８へスイッチ部１１をオフ（遮断状態）にする制御信号Ｓ１を出力する。レベルシフト回路１８は、この制御信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２として「ＯＦＦ」信号を出力する。これにより、２個のＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２がいずれもオフになり、スイッチ部１１がオフになる。したがって、交流電圧Ｖａｃの負極性の半周期では、第１時点ｔ１から、交流電圧Ｖａｃが規定値（－Ｖｚｃ）を上回るタイミングまでの期間Ｔ２において、スイッチ部１１がオンになり、交流電源２から負荷３へ電力が供給されて、負荷３が点灯する。

【0073】

本実施形態の負荷制御装置１は、以上説明した正極性の半周期の動作と負極性の半周期の動作とを交流電圧Ｖａｃの半周期ごとに交互に繰り返すことで、負荷３を点灯させる。なお、正極性の規定値「Ｖｚｃ」及び負極性の規定値「－Ｖｚｃ」が固定値であれば、半周期の始点ｔ０から第１時点（検出信号ＺＣ１又はＺＣ２の発生時点）ｔ１までの時間は、略固定長の時間になる。

【0074】

その後、操作受付部１２３が負荷３を消灯させる操作を受け付けると、制御部１２１は、スイッチ部１１を遮断状態に制御する。スイッチ部１１の遮断状態では、低インピーダンス回路１４１を経由する充電経路が遮断され、第１電源部１３によって蓄電部Ｃ１が充電されるのであるが、本実施形態では、給電状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧よりも、遮断状態での蓄電部Ｃ１の充電電圧の方が低くなっている。これにより、給電状態から遮断状態に切り替わった場合に第１電源部１３を介して蓄電部Ｃ１に大きな充電電流が流れるのが抑制されるから、消灯状態の負荷３に大きな電流が流れることがなく、消灯状態の負荷３が誤点灯する可能性を抑制できる。

【0075】

ところで、負荷制御装置１は、負荷３を所望の調光レベルで点灯させる操作入力を操作受付部１２３が受け付けると、この調光レベルに応じてスイッチ部１１の導通期間を制御することで、照明負荷である負荷３の明るさを調整する調光制御を行ってもよい。

【0076】

まず、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期における負荷制御装置１の動作について説明する。

【0077】

正極性の半周期の始点ｔ０から、ゼロクロス検出部１９１が検出信号ＺＣ１を発生する第１時点ｔ１までの第一の期間Ｔ１では、制御部１２１はスイッチ部１１をオフに制御する。第１時点ｔ１において制御部１２１に検出信号ＺＣ１が入力されると、制御部１２１は、スイッチ部１１をオフからオンに切り替えて、交流電源２から負荷３に電力を供給させる。また、制御部１２１は、スイッチ部１１をオンに切り替えたタイミングから、調光レベルに応じた長さの導通期間（第二の期間）が経過した第２時点において、スイッチ部１１をオンからオフに切り替えて、交流電源２から負荷３への電力の供給を遮断する。制御部１２１は、第２時点においてスイッチ部１１をオフに制御すると、交流電圧Ｖａｃの負極性の半周期の始点をゼロクロス検出部１９２が検出するまで、スイッチ部１１の遮断状態を維持する。

【0078】

また、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期における負荷制御装置１の動作は、正極性の半周期と基本的に同様の動作となる。

【0079】

負極性の半周期の始点ｔ０から、ゼロクロス検出部１９２が検出信号ＺＣ２を発生する第１時点ｔ１までの第一の期間Ｔ１では、制御部１２１はスイッチ部１１をオフに制御する。第１時点ｔ１において制御部１２１に検出信号ＺＣ２が入力されると、制御部１２１は、スイッチ部１１をオフからオンに切り替えて、交流電源２から負荷３に電力を供給させる。また、制御部１２１は、スイッチ部１１をオンに切り替えたタイミングから、調光レベルに応じた長さの導通期間が経過した第２時点において、スイッチ部１１をオンからオフに切り替えて、交流電源２から負荷３への電力の供給を遮断する。制御部１２１は、第２時点においてスイッチ部１１をオフに制御すると、交流電圧Ｖａｃの正極性の半周期の始点をゼロクロス検出部１９１が検出するまで、スイッチ部１１の遮断状態を維持する。

【0080】

負荷制御装置１は、交流電圧Ｖａｃの正極性の半周期の動作と負極性の半周期の動作とを交互に繰り返すことで、交流電圧Ｖａｃの各半周期で調光レベルに応じた導通期間だけスイッチ部１１をオンにして、負荷３を調光点灯させることができる。

【0081】

ところで、本実施形態の負荷制御装置１では、内部回路１２が無線通信部１２２を備えており、無線通信部１２２は無線信号を送信又は受信する場合に大きな電力を消費するため、内部回路１２の消費電力が一時的に増大する可能性がある。ここで、第３電源部１５の前段にはバッファ用の第２蓄電部Ｃ２が接続されているので、第２蓄電部Ｃ２の放電電流によって、内部回路１２での消費電力の一時的な増大を補うことができ、接続端子ＴＡ１，ＴＡ２から電源回路２０への入力電流が増加するのを抑制できる。したがって、内部回路１２の消費電力が一時的に増加したとしても、負荷３に流れる電流の変動を抑制でき、負荷３の動作が不安定になる可能性を低減できる。なお、無線通信部１２２のように、消費電力が比較的大きい回路を内部回路１２が含む場合、第３電源部１５の前段にあるバッファ用の第２蓄電部Ｃ２としては、比較的大容量のコンデンサを用いるのが好ましい。

【0082】

なお、本実施形態の負荷制御装置１の負荷３は調光可能な照明負荷を含んでいる。制御部１２１は、負荷３を調光点灯する場合、交流電源２の交流電圧Ｖａｃの各半周期に、照明負荷の調光レベルに応じて決定した導通期間にスイッチ部１１をオン（導通状態）に制御し、導通期間以外の遮断期間にスイッチ部１１をオフ（遮断状態）に制御する。これにより、負荷制御装置１は、負荷３の調光レベルに応じて負荷３に供給する電力を調整して、負荷３を調光点灯することができる。

【0083】

なお、制御部１２１は、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点から導通期間が経過するまでスイッチ部１１をオン状態（導通状態）に制御し、導通期間の経過後にスイッチ部１１をオフ状態（遮断状態）に制御している。制御部１２１は、交流電圧Ｖａｃの電圧値が比較的低い状態でスイッチ部１１を遮断状態から導通状態に切り替えているので、スイッチ部１１が遮断状態から導通状態に切り替わるタイミングでサージ電圧が発生する可能性を低減できる。

【0084】

（３）変形例
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。例えば、図１に示した具体的な回路は、本開示の負荷制御装置１の一例に過ぎず、設計等に応じて種々の変更が可能である。本開示において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、上記実施形態に係る負荷制御装置１の制御部１２１と同等の機能は、制御方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。

【0085】

また、本開示における負荷制御装置１は、制御部１２１等にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における負荷制御装置１としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

【0086】

また、負荷制御装置１の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていることは負荷制御装置１に必須の構成ではなく、負荷制御装置１の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。例えば、操作受付部１２３は、制御部１２１とは別の筐体に設けられていてもよい。また、制御部１２１等の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ又はクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0087】

また、例えば、ドロッパ電源回路１３１の代わりにスイッチング電源回路が用いられてもよいし、ドロッパ電源回路１３１を省略する等、回路設計に関して適宜の変更が可能である。

【0088】

上記の実施形態では、制御部１２１は、負荷３へ電力を供給する給電状態と負荷３への電力供給を遮断する遮断状態とを切り替える制御を行うが、スイッチ部１１を位相制御することによって負荷３への供給する電力を調整してもよい。上記の実施形態では、制御部１２１がスイッチ部１１を位相制御する場合、制御部１２１がスイッチ部１１を逆位相制御しているが、スイッチ部１１を正位相制御してもよい。つまり、制御部１２１は、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点から遮断期間が経過するまでスイッチ部１１をオフ状態に制御し、遮断期間の経過後にスイッチ部１１をオン状態に制御してもよい。

【0089】

また、上記の実施形態では、交流電源２は、単相１００〔Ｖ〕、６０〔Ｈｚ〕の商用電源であるが、単相１００〔Ｖ〕、５０〔Ｈｚ〕の商用電源であってもよい。また、交流電源２の電圧値は、１００〔Ｖ〕に限らない。

【0090】

また、上記の実施形態では、負荷制御装置１は片切スイッチであるが、他の構成であってもよい。例えば、負荷制御装置１は、３本の配線を接続可能な、いわゆる三路スイッチであってもよい。また、負荷制御装置１は、４本の配線を接続可能な、いわゆる四路スイッチであってもよい。負荷制御装置１が三路スイッチを構成する場合、２つの負荷制御装置１を組み合わせることにより、負荷３への通電状態を、例えば、建物における階段の上階部分と下階部分との２箇所で切り替えることが可能である。

【0091】

また、上記の実施形態では、ゼロクロス検出部１９１は、接続端子ＴＡ１－グランド間電圧が基準値以上になることをもって、スイッチ間電圧が負極性から正極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であるが、逆であってもよい。つまり、ゼロクロス検出部１９１は、接続端子ＴＡ１－グランド間電圧が基準値未満になることをもって、スイッチ間電圧が正極性から負極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であってもよい。同様に、ゼロクロス検出部１９２は、接続端子ＴＡ２－グランド間電圧が基準値以上になることをもって、スイッチ間電圧が正極性から負極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であるが、逆であってもよい。つまり、ゼロクロス検出部１９２は、接続端子ＴＡ２－グランド間電圧が基準値未満になることをもって、スイッチ間電圧が負極性から正極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であってもよい。

【0092】

また、負荷３は、ＬＥＤからなる光源を備える照明装置に限らず、ＬＥＤ以外の光源を備える照明装置であってもよい。さらに、負荷３は、照明負荷に限らず、例えば、換気扇、表示装置、電動シャッタ、空調機器又は防犯機器等の機器（装置、システム及び設備を含む）であってもよい。また、負荷３は、１台の機器に限らず、電気的に直列又は並列に接続された複数台の機器であってもよい。

【0093】

また、負荷制御装置１は、子機を接続するための操作端子を更に備えていてもよい。子機は、例えば、押釦スイッチ等の接点部を備えており、接点部のオン／オフが負荷制御装置１にて検知される。この場合、負荷制御装置１は、子機の動作（接点部のオン／オフ）に応じて、スイッチ部１１の動作状態を切り替えるようにスイッチ部１１を制御する。すなわち、子機において、例えば、押釦スイッチが押されて接点部がオンする度に、スイッチ部１１の遮断状態と、導通状態とが切り替わるように、負荷制御装置１が動作する。要するに、負荷制御装置１では、スイッチ部１１の制御は、無線通信部１２２及び操作受付部１２３の出力に応じて行われるのみならず、子機の動作に応じて行われてもよい。したがって、負荷制御装置１と子機とが、例えば、建物における階段の上階部分と下階部分との２箇所に分かれて設置されることにより、負荷３への通電状態を、２箇所で切り替えることが可能である。

【0094】

また、内部回路１２は、無線通信部１２２及び操作受付部１２３に加えて又は代えて、センサ回路又はタイマ回路等を備えていてもよい。センサ回路は、一例として、人が存在するか否かを検知する人感センサ及び／又は明るさセンサ等を備える。負荷制御装置１は、これらのセンサ回路又はタイマ回路等の出力に基づいてスイッチ部１１の制御を行うことが可能である。

【0095】

また、上記実施形態では、スイッチ部１１は、２つのＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２を有しているが、ＭＯＳＦＥＴに限らず、その他の半導体スイッチであってもよい。例えば、スイッチ部１１は、３端子の双方向サイリスタ（トライアック）にて実現されてもよいし、ＧａＮ（窒化ガリウム）等のワイドバンドギャップの半導体材料を用いたダブルゲート（デュアルゲート）構造の半導体素子を用いて実現されてもよい。

【0096】

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の負荷制御装置（１）は、一対の接続端子（ＴＡ１，ＴＡ２）と、スイッチ部（１１）と、内部回路（１２）と、内部回路（１２）に電力を供給するための蓄電部（Ｃ１）と、第１電源部（１３）と、第２電源部（１４）と、を備える。一対の接続端子（ＴＡ１，ＴＡ２）は、交流電源（２）及び負荷（３）の直列回路が接続される。スイッチ部（１１）は、一対の接続端子（ＴＡ１，ＴＡ２）の間に接続される。内部回路（１２）は、スイッチ部（１１）のオン／オフを制御する制御部（１２１）を少なくとも含む。第１電源部（１３）は、一対の接続端子（ＴＡ１，ＴＡ２）と蓄電部（Ｃ１）との間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ（１３２）を含む。第１電源部（１３）は、交流電源（２）から負荷（３）への電力供給を遮断する遮断状態においてＤＣ／ＤＣコンバータ（１３２）の出力電圧を蓄電部（Ｃ１）に印加することで蓄電部（Ｃ１）を充電する。第２電源部（１４）は、交流電源（２）から負荷（３）へ電力を供給する給電状態において、一対の接続端子（ＴＡ１，ＴＡ２）と蓄電部（Ｃ１）との間に、第１電源部（１３）に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して蓄電部（Ｃ１）を充電する。

【0097】