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技術 照明制御装置

出願人 パナソニック電工株式会社
発明者 谷川哲也七原淳郎
出願日 2005年12月22日 (14年6ヶ月経過) 出願番号 2005-369149
公開日 2007年7月5日 (13年0ヶ月経過) 公開番号 2007-173037
状態 未査定
技術分野 光源の回路一般 放電灯の制御回路及びパルス給電回路
主要キーワード 絶縁入力 蛍光灯インバータ タイマクロック 空間演出 位相制御電圧 PWM信号発生器 負荷電源 同上装置
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この項目の情報は公開日時点(2007年7月5日)のものです。
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図面 (8)

課題

PWM信号により調光制御される照明負荷位相制御により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置において、安価かつ高精度にPWM信号を位相制御信号に変換することのできるものとする。

解決手段

照明制御装置1は、調光操作のための操作部2と、操作部の操作に応じてPWM信号を発生させるPWM信号発生器3と、PWM信号発生器から出力されるPWM信号を位相制御電圧に変換して出力する変換器4とを備え、位相制御電圧により調光制御される照明負荷Aと、PWM信号により調光制御される照明負荷Bとを同一系統で制御するものであって、変換器4は、タイマ部41とマイコン42とを備え、タイマ部41が測定するPWM信号のオンデューティ時間から、マイコン42がPWM信号を位相制御信号に変換して出力する。これにより、変換器4に、従来必要とされたDC変換部が不要となる。

概要

背景

一般に、白熱灯から発せられる光は、空間に暖かみを与え、居住者落ち着きやくつろぎ感を与えてくれる。一方、蛍光灯から発せられる光は、空間全体を均一に明るく照らし出し、居住者に涼しげでさわやかなイメージを与えてくれる。近年では、白熱灯及び蛍光灯の両者の特徴を活かし、同一居住空間に白熱灯及び蛍光灯の、それぞれ複数の照明器具を配置することにより、居住者が空間演出を楽しんだり、より快適な生活空間を作りだすことができるようにする照明ステムの提案がなされている。

上記の照明器具の明るさを変化させる調光制御には複数の方式が知られている。例えば、白熱灯の調光制御については、半導体を用いた位相制御により、ランプ電力直接制御する方式が用いられ、また、蛍光灯の調光制御については、上記位相制御方式のほか、電子安定器にPWM(パルス幅変調)信号を与えて、このPWM信号オンデューティに応じてランプ電流を変化させて調光する方式が一般的に用いられている。特許文献1又は2に示される照明制御装置は、このような、方式の異なる複数の照明負荷を、一つの操作系で一括して扱うことができるものである。前記照明制御装置は、図7に示されるように、操作部(フェーダ102)からの操作に応じて第1の調光信号であるPWM信号を発生させる調光信号発生器PWM調光器101)と、PWM信号を第2の調光信号である位相制御電圧に変換して出力する変換器103と、を備え、PWM信号により調光制御される第1の照明負荷である蛍光灯105と、位相制御電圧により位相制御される第2の照明負荷である白熱灯104と、を同一系統で制御するものである。

前記照明制御装置において、変換器103は、フォトカプラと、DC変換部と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)と、A/Dコンバータと、半導体スイッチ素子と、を備える。PWM調光器101から出力されたPWM信号は、フォトカプラで絶縁入力され、DC変換部で整流・平滑され、A/Dコンバータでデジタル値に変換されて、マイコンに入力される。マイコンは、PWM信号のオンデューティ時間に応じて、半導体スイッチ素子を動作させてゲート信号を出力することで、PWM信号を位相制御電圧に変換する。そして、この位相制御電圧によって白熱灯104は調光制御される。
特開2001-126879号公報
特開平9−282915号公報

概要

PWM信号により調光制御される照明負荷と位相制御により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置において、安価かつ高精度にPWM信号を位相制御信号に変換することのできるものとする。照明制御装置1は、調光操作のための操作部2と、操作部の操作に応じてPWM信号を発生させるPWM信号発生器3と、PWM信号発生器から出力されるPWM信号を位相制御電圧に変換して出力する変換器4とを備え、位相制御電圧により調光制御される照明負荷Aと、PWM信号により調光制御される照明負荷Bとを同一系統で制御するものであって、変換器4は、タイマ部41とマイコン42とを備え、タイマ部41が測定するPWM信号のオンデューティ時間から、マイコン42がPWM信号を位相制御信号に変換して出力する。これにより、変換器4に、従来必要とされたDC変換部が不要となる。

目的

しかしながら、上記特許文献1に示される照明制御装置において、DC変換部には、例えば、ローパスフィルタ等の部品が必要であり、照明制御装置のコストアップとなる可能性がある。また、前記ローパスフィルタに高周波の強い方形波が入力されたとき、高周波成分を完全に取り去るのは困難であり、ノイズによる信号の揺らぎが生じて、PWM信号のオンデューティ時間が正確にマイコンに入力されず、PWM信号から位相制御電圧への変換の精度が不十分となる虞があり、変換器から出力される位相制御電圧が不安定になって、照明負荷がチラツク等により、居住者が安定した照明環境を得られないことがあり得る。本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、PWM信号により調光制御される照明負荷と位相制御電圧により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する装置において、安価かつ高精度にPWM信号を位相制御に変換することができる照明制御装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

調光操作のための操作部と、この操作部の操作に応じてPWM信号を発生させるPWM信号発生器と、このPWM信号発生器から出力されるPWM信号を位相制御電圧に変換して出力する変換器と、を備え、PWM信号により調光制御される照明負荷と、位相制御電圧により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置であって、前記変換器は、PWM信号のオンデューティ時間を計測するタイマ部と、このタイマ部により計測されたオンデューティ時間に基づいて、PWM信号を位相制御信号に変換するマイクロコンピュータと、を備えたことを特徴とする照明制御装置。

技術分野

0001

本発明は、白熱灯蛍光灯等の複数種照明負荷同一系統調光制御する照明制御装置に関する。

背景技術

0002

一般に、白熱灯から発せられる光は、空間に暖かみを与え、居住者落ち着きやくつろぎ感を与えてくれる。一方、蛍光灯から発せられる光は、空間全体を均一に明るく照らし出し、居住者に涼しげでさわやかなイメージを与えてくれる。近年では、白熱灯及び蛍光灯の両者の特徴を活かし、同一居住空間に白熱灯及び蛍光灯の、それぞれ複数の照明器具を配置することにより、居住者が空間演出を楽しんだり、より快適な生活空間を作りだすことができるようにする照明ステムの提案がなされている。

0003

上記の照明器具の明るさを変化させる調光制御には複数の方式が知られている。例えば、白熱灯の調光制御については、半導体を用いた位相制御により、ランプ電力直接制御する方式が用いられ、また、蛍光灯の調光制御については、上記位相制御方式のほか、電子安定器にPWM(パルス幅変調)信号を与えて、このPWM信号オンデューティに応じてランプ電流を変化させて調光する方式が一般的に用いられている。特許文献1又は2に示される照明制御装置は、このような、方式の異なる複数の照明負荷を、一つの操作系で一括して扱うことができるものである。前記照明制御装置は、図7に示されるように、操作部(フェーダ102)からの操作に応じて第1の調光信号であるPWM信号を発生させる調光信号発生器PWM調光器101)と、PWM信号を第2の調光信号である位相制御電圧に変換して出力する変換器103と、を備え、PWM信号により調光制御される第1の照明負荷である蛍光灯105と、位相制御電圧により位相制御される第2の照明負荷である白熱灯104と、を同一系統で制御するものである。

0004

前記照明制御装置において、変換器103は、フォトカプラと、DC変換部と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)と、A/Dコンバータと、半導体スイッチ素子と、を備える。PWM調光器101から出力されたPWM信号は、フォトカプラで絶縁入力され、DC変換部で整流・平滑され、A/Dコンバータでデジタル値に変換されて、マイコンに入力される。マイコンは、PWM信号のオンデューティ時間に応じて、半導体スイッチ素子を動作させてゲート信号を出力することで、PWM信号を位相制御電圧に変換する。そして、この位相制御電圧によって白熱灯104は調光制御される。
特開2001-126879号公報
特開平9−282915号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記特許文献1に示される照明制御装置において、DC変換部には、例えば、ローパスフィルタ等の部品が必要であり、照明制御装置のコストアップとなる可能性がある。また、前記ローパスフィルタに高周波の強い方形波が入力されたとき、高周波成分を完全に取り去るのは困難であり、ノイズによる信号の揺らぎが生じて、PWM信号のオンデューティ時間が正確にマイコンに入力されず、PWM信号から位相制御電圧への変換の精度が不十分となる虞があり、変換器から出力される位相制御電圧が不安定になって、照明負荷がチラツク等により、居住者が安定した照明環境を得られないことがあり得る。本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、PWM信号により調光制御される照明負荷と位相制御電圧により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する装置において、安価かつ高精度にPWM信号を位相制御に変換することができる照明制御装置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

0006

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、調光操作のための操作部と、この操作部の操作に応じてPWM信号を発生させるPWM信号発生器と、このPWM信号発生器から出力されるPWM信号を位相制御電圧に変換して出力する変換器と、を備え、PWM信号により調光制御される照明負荷と、位相制御電圧により調光制御される照明負荷とを同一系統で制御する照明制御装置であって、前記変換器は、PWM信号のオンデューティ時間を計測するタイマ部と、このタイマ部により計測されたオンデューティ時間に基づいて、PWM信号を位相制御信号に変換するマイコンと、を備えたものである。

発明の効果

0007

請求項1の発明によれば、変換器は、タイマ部が測定するPWM信号のオンデューティ時間に基づいて、マイコンがPWM信号を位相制御電信号に変換して、位相制御電圧を出力するため、従来の照明制御装置の変換器において用いられたDC変換部が不要となり、照明制御装置のコストアップを抑えることができる。また、DC変換に伴うノイズによる信号の揺らぎが生じることもなく、PWM信号を正確に読み込んで、精度良く位相制御電圧に変換して出力することができる。

発明を実施するための最良の形態

0008

本発明の一実施形態に係る照明制御装置1について、図1を参照して説明する。本実施形態に係る照明制御装置1は、調光操作のための操作部2と、この操作部2の操作に応じてPWM信号を発生させるPWM信号発生器3と、このPWM信号発生器3から出力されるPWM信号を位相制御信号へと変換して位相制御電圧を出力する変換器4と、を備え、位相制御電圧により位相制御される照明負荷Aと、PWM信号により調光制御される照明負荷Bとを同一系統で制御する照明制御装置である。なお、照明負荷Aには、例えば、白熱灯器具等が、照明負荷Bには、例えば、蛍光灯インバータ器具等が用いられる。図2は、本実施形態における、PWM信号発生器3が出力し、変換器4又は照明負荷Bに入力されるPWM信号の波形の例を示している。PWM信号は、一定周波数電圧信号であり、一定周期Tのパルスにおけるオン期間をPWM信号のオンデューティ時間という。以下、本実施形態による照明制御装置1の具体的詳細を説明する。

0009

変換器4は、図3に示されるように、タイマ部41と、マイクロコンピュータ42(以下、マイコン42という)と、フォトカプラ43と、半導体スイッチ素子44と、から構成される。上記PWM信号発生器3が出力したPWM信号はマイコン42に入力され、マイコン42はPWM信号の立ち上がりエッジを認識して、タイマ部41にタイマカウント開始命令を出す。このタイマカウント開始命令を受けたタイマ部41は、タイマクロックに同期して、カウントアップしていく。

0010

次に、マイコン42はPWM信号の立下りエッジを認識して、タイマ部41にカウント停止命令を出す。そして、タイマ部41は、タイマカウント開始命令からタイマカウント停止までのタイマ時間を記憶する。また、マイコン42は、図4に例示されるように、タイマ時間に応じた、位相制御時間をテーブル化して記憶しており、タイマ部41が記憶したタイマ時間を読み取るとともに、このタイマ時間に応じた位相制御時間のテーブルを参照して、位相制御時間を決定する。そして、決定された位相制御時間の位相制御信号は、フォトカプラ43を通じて半導体スイッチ44へと絶縁入力される。半導体スイッチ44は、入力された位相制御信号のON/OFFに基づき、負荷電源5から照明負荷Aへ供給される位相制御電圧の点弧角を変化させる。また、タイマ部41には、マイコン42の持つタイマ機能を利用することもできる。

0011

また、本実施形態に係る照明制御装置1において、PWM信号発生器3は、図5に示されるように、操作部2から送信されるスイッチのON/OFF、ボリュームアナログ値センサ電圧などの操作信号を読み取り、この操作信号に応じたオンデューティ時間のPWM信号を変換器4又は照明負荷Bへと出力する。操作部2から出力されるスイッチのON/OFF、ボリュームのアナログ値、センサ電圧等の操作信号とPWM信号発生器3が出力するPWM信号のオンデューティ時間との関係は、図6に例示されるように、予めテーブル化して定められており、PWM信号発生器3は、このテーブルに従って、PWM信号のオンデューティ時間を決定する。

0012

本実施形態において、PWM信号発生器3は、複数のPWM信号ドライバを備えており、複数種のPWM信号を適宜に出力することができ、PWM信号は、上記実施形態の変換器4又は照明負荷Bのみに限定して出力されるものではなく、多種類の照明負荷に出力される場合もある。また、PWM信号ドライバは、操作部2からの操作信号に応じて、多様なオンデューティ時間のPWM信号を出力するため、照明負荷Bを調光制御するPWM信号と変換器4に入力されるPWM信号とは、同一のものとなる場合もあれば、異なるものとなる場合もある。

0013

以上のように、本実施形態に係る照明制御装置1は、変換器4は、タイマ部41とマイコン42とを備え、タイマ部41が測定するPWM信号のオンデューティ時間から、マイコン42が、PWM信号を位相制御信号に変換するので、従来の照明制御装置の変換器において用いられたDC変換部が不要となり、照明制御装置1のコストアップを抑えることができる。また、DC変換に伴うノイズによる信号の揺らぎが生じることもなく、PWM信号を正確に読み込んで、精度良く位相制御電圧に変換して出力することができる。これにより、PWM信号のオンデューティ時間が一定であるときは、位相制御電圧が安定し、照明負荷Aがチラツキを生じることもなく、居住者は安定した照明環境を得ることができる。

0014

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、本照明制御装置において、PWM信号により調光制御される照明負荷が白熱灯である場合や、位相制御電圧により位相制御される照明負荷が蛍光灯である場合も想定され、照明負荷には白熱灯や蛍光灯を用いられるのみならず、発光ダイオード等が用いられる場合もある。

図面の簡単な説明

0015

本発明の一実施形態における照明制御装置のブロック図。
PWM信号のオンデューティ時間を説明する図。
同上装置における変換器の動作説明図。
同上装置におけるタイマ時間と位相制御時間との関係を例示する図。
同上装置における操作部及びPWM信号発生器の動作説明図。
同上装置における操作信号とPWM信号のオンデューティ時間との関係を例示する図。
従来の照明制御装置の構成図。

符号の説明

0016

1照明制御装置
2 操作部
3PWM信号発生器
4変換器
41タイマ部
42マイコン
A位相制御電圧により調光制御される照明負荷
BPWM信号により調光制御される照明負荷

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