調光器及びそれを用いた照明システム
【課題】回路の負担を抑えつつ、過渡的な過電流による誤動作を低減させた調光器及びそれを用いた照明システムを提供する。
【解決手段】調光器１は、調光つまみの操作に応じて、調光つまみの移動位置に基づいたデューティ比率のデューティ信号を生成する調光制御回路２１と、照明器具２への調光信号による電流値が第１の閾値電流を超えると調光制御回路２１によるデューティ信号の生成を停止させる過電流検出回路２３と、負荷電流が第２の閾値電流を超えると電源回路部による直流電源の生成を停止させる過電流検出回路１２とを備える。調光制御回路２１は、デューティ信号の各周期ごとに、デューティ信号の立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間、過電流検出回路２３による保護動作を禁止させており、その結果、過電流検出回路２３による誤動作を低減することができる。
【解決手段】調光器１は、調光つまみの操作に応じて、調光つまみの移動位置に基づいたデューティ比率のデューティ信号を生成する調光制御回路２１と、照明器具２への調光信号による電流値が第１の閾値電流を超えると調光制御回路２１によるデューティ信号の生成を停止させる過電流検出回路２３と、負荷電流が第２の閾値電流を超えると電源回路部による直流電源の生成を停止させる過電流検出回路１２とを備える。調光制御回路２１は、デューティ信号の各周期ごとに、デューティ信号の立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間、過電流検出回路２３による保護動作を禁止させており、その結果、過電流検出回路２３による誤動作を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光器及びそれを用いた照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照明器具の調光レベルを調整するための調光信号を出力する調光器と、調光器からの調光信号に基づいて照明器具への電力供給をオン／オフする電源開閉手段とを有し、照明器具の調光レベルを調整する照明システムが提供されている（例えば特許文献１参照）。この照明システムでは、調光器に設けられた調光つまみの操作量に応じてデューティ比率の異なる調光信号が調光器から電源開閉手段に出力され、電源開閉手段は、調光信号のデューティ比率に応じて照明器具への電力供給のオン／オフを切替制御し、また照明器具への供給電力を制御することで照明器具の調光レベルを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８５６０１号公報（段落［００１５］−段落［００６９］、及び、第１図−第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１のような照明システムでは、所定台数以上の照明器具が接続されると、各照明器具への調光信号による電流値の総和が定常的に過電流保護回路の閾値電流を超えることになり、この場合、過電流保護回路を機能させることで調光信号を停止させていた。また、設置状況によっては調光信号線の長さが１００ｍ以上になる場合もあり、その接続方法も多種多様であることから、調光信号線の線間に容量が生じ、この容量によってデューティ信号のパルス立ち上がり時に過渡的な過電流が流れる場合があった。しかしながら、この過渡的な過電流はごく短時間しか流れないものであり、この過電流を検出しないようにしても問題がないことから、過渡的な過電流によって過電流保護回路が働かないように、デューティ信号の立ち上がりから１０μｓｅｃ程度の過電流保護禁止時間を設定した調光器も提案されている。
【０００５】
ところで、調光信号線の線間容量により発生する過渡的な過電流は、システムの設置状態などに応じて変化するものであるため、例えば線間容量が予想以上に増加した場合には、過渡的な過電流が流れる時間が長くなって過電流保護回路が働いてしまう可能性があった。また、上記の不具合を回避するために過電流保護禁止時間を長くすることも考えられるが、この場合、定常的な過電流に対して適切に保護できない可能性があった。以上のことから、オンデューティ時間が最小となるデューティ信号であっても定常的な過電流に対する保護機能が働くように、過電流保護禁止時間を最小のオンデューティ時間以下の短い時間に設定するのが一般的であるが、この場合、定常的な過電流は検出できるものの、過渡的な過電流による誤動作に対して十分に効果が得られるものではなかった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、回路への負担を抑えつつ、過渡的な過電流による誤動作を低減させた調光器及びそれを用いた照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の調光器は、所定の電圧値の直流電源を生成する電源回路部と、所定の範囲内で移動自在に操作可能な操作子を有し、照明器具の調光レベルを調整するための操作手段と、操作子の操作に応じて、操作子の移動位置に基づいたデューティ比率のデューティ信号を生成する調光制御手段と、デューティ信号に応じて、照明器具の調光レベルを調整する調光信号を出力する信号出力手段と、照明器具への調光信号による電流値が第１の閾値電流を超えると調光制御手段によるデューティ信号の生成を停止させる第１の過電流保護手段と、負荷電流が第１の閾値電流以上に設定された第２の閾値電流を超えると電源回路部による直流電源の生成を停止させる第２の過電流保護手段とを備え、調光制御手段は、デューティ信号の各周期ごとに、デューティ信号のパルス立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間、第１の過電流保護手段による保護動作を禁止させており、過電流保護禁止時間をＴ１、デューティ信号の周期をＴ２、デューティ信号の最小オンデューティ時間をＴ３、第１の閾値電流をＩ１、第２の閾値電流をＩ２とすると、過電流保護禁止時間Ｔ１が、Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ１×Ｔ２）／Ｉ２を満たすように設定されることを特徴とする。
【０００８】
この調光器において、調光制御手段は、電源投入後におけるデューティ信号の最初の周期において、パルス立ち上がりから第１の閾値電流以上の電流が継続して流れる時間を計時する計時手段を有し、過電流保護禁止時間が、計時手段による計時時間の整数倍の時間に設定されるのが好ましい。
【０００９】
本発明の照明システムは、上記の調光器と、調光器からの調光信号に応じて光源の調光レベルが調整される照明器具とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
回路への負担を抑えつつ、過渡的な過電流による誤動作を低減させた調光器及びそれを用いた照明システムを提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る照明システムを示す概略回路図である。
【図２】同上の概略構成図である。
【図３】同上を構成する調光器を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は正面図である。
【図４】同上を構成する調光器の電子回路の一例を示す回路図である。
【図５】同上の動作特性を示すグラフである。
【図６】同上を構成する調光器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】同上を構成する調光器の電源特性を示すグラフである。
【図８】（ａ），（ｂ）は同上を構成する調光器の動作を説明するための別のタイミングチャートである。
【図９】同上を構成する別の調光器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る調光器及びこの調光器を用いた照明システムの実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。なお、図１では、調光器１に接続される照明器具２が１台の場合を示しているが、複数台の照明器具２を接続してもよく、この場合、複数の照明器具２を信号線Ｌ１を介して直列的に接続してもいいし、信号線Ｌ１を分岐させて並列的に接続してもよい。
【００１３】
本実施形態の照明システムは、図２に示すように、例えば光源として蛍光灯Ｌａを用い、蛍光灯Ｌａを調光点灯させる点灯制御回路３１を具備する照明器具２と、信号線Ｌ１を介して調光レベルを制御する調光信号を照明器具２へ出力する調光器１とを具備する。この調光信号は、例えば振幅が＋１２Ｖのパルス信号であり、周波数は１ｋＨｚに設定されている。なお、図２中の３は、調光器１及び照明器具２への給電を切り替えるための切替スイッチであり、この切替スイッチ３がオン（図２中の上側の接点に接続）されることによって、調光器１及び照明器具２に対して商用交流電源ＡＣから交流電力が供給されるようになっている。
【００１４】
照明器具２の点灯制御回路３１は、蛍光灯Ｌａの点灯・消灯の切り替えを行うとともに、信号線Ｌ１を介して入力される調光信号のデューティ比率に基づいて、蛍光灯Ｌａの調光レベルを調整する機能を有している。そして、図５に示すように、調光信号のオンデューティ（調光信号の周期に対するオン区間の比率）が５％以下であれば調光レベルが最大となり、オンデューティが９５％以上であれば調光レベルが最小となるように設定されている。また、オンデューティが５％よりも大きく且つ９５％未満の範囲では、オンデューティに対する照度レベルが逆比例となるように設定されている。すなわち、オンデューティが５％のときが照明器具２の調光上限であり、オンデューティが５％よりも低い調光信号が入力された場合であっても、オンデューティが５％のときと同じ調光レベルに設定される。
【００１５】
そのため、調光器１が照明器具２に接続されていない場合であっても、点灯制御回路３１はオンデューティが５％以下の調光信号が入力されていると判断し、蛍光灯Ｌａを点灯（全点灯）させることができるのである。また、調光器１が故障などによって調光信号の出力が行えなくなった場合でも、蛍光灯Ｌａが消灯するのを防止することが可能になる。なお、本実施形態では、調光下限時における調光レベルが、蛍光灯Ｌａが消灯する消灯状態に設定されている。また、図５中の実線ａはオンデューティ比率を表しており、実線ｂは調光レベルを表している。ここに、上記の設定は一例であって、使用形態に合わせて適宜設定することが可能である。
【００１６】
調光器１は、図３（ａ）に示すように、ＪＩＳ等で規格化されたワイドハンドル型スイッチを埋込配設するために用いられる取付枠（図示せず）への取り付けが可能なケース５０を備える。このケース５０は、前面が開口する矩形箱状に形成された合成樹脂製のボディ５１と、このボディ５１の開口を閉塞する形でボディ５１に取り付けられる合成樹脂製のカバー５２とで構成されている。そして、ボディ５１に設けられた各取付突起５１ａを、カバー５２に設けられた各取付爪５２ａにそれぞれ嵌合させることで、カバー５２がボディ５１に取り付けられ、ケース５０が組み立てられる。
【００１７】
また、調光器１は、調光信号を出力する調光制御回路２１（図１参照）が実装された調光回路基板２０と、商用交流電源ＡＣからの供給電力を整流及び降圧する電源回路が実装された電源回路基板１０とを備え、絶縁素材からなる絶縁シート５３を介して各基板１０，２０が前後方向に重ねられた状態でケース５０内に収納されている。電源回路基板１０と調光回路基板２０との間は接続ケーブル５４により電気的に接続されており、この接続ケーブル５４を介して電源回路基板１０から調光回路基板２０に所定の電圧値（本実施形態では１２Ｖ）の直流電力が供給される。
【００１８】
ケース５０の前面側には矩形板状の化粧パネル５５が取り付けられ、さらに後述の可変抵抗器３０に取り付けられる調光つまみ５６が、化粧パネル５５の略中央部に設けられた円形の挿通孔５５ａを通して前方に突出する形で配置されている。また、化粧パネル５５及び調光つまみ５６には、図３（ｂ）に示すように調光つまみ５６の操作量（回転量）を利用者に知らしめるためのガイド表示５５ｂ，５６ａがそれぞれ設けられている。したがって、利用者は、各ガイド表示５５ｂ，５６ａを確認しながら調光つまみ５６を回転操作することで、可変抵抗器３０の抵抗値を変化させて、蛍光灯Ｌａの調光レベルを調整することができる。
【００１９】
なお、調光つまみ５６は、ガイド表示５６ａが取付状態における最下点（図３（ｂ）に示す位置）を０度として、時計回りに約３００度まで回転可能になっており、回転角度が大きいほど可変抵抗器３０の抵抗値が大きくなるように設定されている。そして、本実施形態では、調光つまみ５６の回転角度が０度の位置を消灯位置、３００度の位置を全点灯位置としており、調光つまみ５６が消灯位置に位置する場合には蛍光灯Ｌａが消灯状態（調光レベルが０％）に設定され、調光つまみ５６が全点灯位置に位置する場合には蛍光灯Ｌａが全点灯状態（調光レベルが１００％）に設定される。
【００２０】
電源回路基板１０は、ケース５０に収納された状態でボディ５１の背面に設けられた開口部から露出し、電力線Ｌ２が接続される接続端子１１（図１参照）を有し、電力線Ｌ２を介して商用交流電源ＡＣに接続されている。また、電源回路基板１０には、商用交流電源ＡＣから供給される交流電力を、例えば１２Ｖの直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路（電源回路部）と、負荷電流が所定の電流値（後述する第２の閾値電流）を超えるとＡＣ−ＤＣ変換回路からの直流電力の供給を停止させる過電流検出回路（第２の過電流保護手段）１２とが実装されている。
【００２１】
調光回路基板２０は、ロータリー式の可変抵抗器３０を含む複数の回路部品が実装されており、図１に示すように、各回路部品により構成される調光制御回路（調光制御手段）２１、信号出力回路（信号出力手段）２２、過電流検出回路（第１の過電流保護手段）２３、及び降圧回路２４を備える。そして、この調光回路基板２０には、電源回路基板１０から１２Ｖの直流電力が接続ケーブル５４を介して供給されるようになっている。ここに、本実施形態では、調光つまみ５６と可変抵抗器３０とで操作手段が構成されている。
【００２２】
調光制御回路２１は、降圧回路２４によって例えば５Ｖまで降圧された電力をその動作電力として動作し、可変抵抗器３０の抵抗値に基づいたデューティ比率のパルス波からなるデューティ信号を出力するマイコン２１ａを備える。マイコン２１ａは、可変抵抗器３０の抵抗値が、例えば調光つまみ５６の回転角度が３０度以下となる抵抗値の場合には、デューティ信号のオンデューティを９５％に設定する。また、マイコン２１ａは、調光つまみ５６の回転角度が２７０度以上となる場合には、デューティ信号のオンデューティを５％に設定し、それ以外ではデューティ信号のオンデューティが回転角度に対して逆比例となるように設定する（図５参照）。
【００２３】
信号出力回路２２は、調光制御回路２１からのデューティ信号に応じて、蛍光灯Ｌａの調光レベルを変化させるための調光信号を出力する。この調光信号は、調光制御回路２１からのデューティ信号と同じデューティ比率に設定されたパルス波であり、振幅は電源回路基板１０からの入力電圧である１２Ｖに設定されている。
【００２４】
過電流検出回路２３は、照明器具２への調光信号による電流値が定常的に所定の電流値（後述する第１の閾値電流）を超えると、調光制御回路２１によるデューティ信号の生成を停止させて調光レベルを０％とし、蛍光灯Ｌａを消灯させる機能を有する。
【００２５】
次に、調光器１の調光制御回路２１、信号出力回路２２、過電流検出回路２３、降圧回路２４、及び周辺回路の具体例について、図４を参照しながら説明する。なお、図４中の電圧Ｖｃｃは電源回路基板１０からの入力電圧であり、ここでは＋１２Ｖに設定されている。また、出力端子２５，２５間には、ノイズなどによる誤動作を防止するため、調光信号のインピーダンスを下げるための抵抗Ｒ４が接続されている。
【００２６】
降圧回路２４は、レギュレータＩＣを用いて構成されており、電源回路基板１０からの入力電圧Ｖｃｃを、調光制御回路２１の動作電圧である電圧Ｖｄｄ（例えば＋５Ｖ）まで降圧している。
【００２７】
調光制御回路２１のマイコン２１ａは、電圧Ｖｄｄがその動作電力として印加され、マイコン２１ａには、可変抵抗器３０の調整位置に応じた比較電圧が入力される。そして、マイコン２１ａは、入力された比較電圧に基づいて出力するデューティ信号のデューティ比率を設定する。
【００２８】
信号出力回路２２は、ドライブＩＣなどからなる駆動回路２２ａと、駆動回路２２ａの出力端子が抵抗Ｒ５を介してベース端子に接続されるスイッチング素子Ｑ１とを備える。スイッチング素子Ｑ１は、入力電圧Ｖｃｃがエミッタ端子からコレクタ端子に印加され、駆動回路２２ａの出力がベース端子に入力されるように接続されるとともに、エミッタ端子とベース端子の間が抵抗Ｒ６を介して接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１は、駆動回路２２ａの出力に応じてオン・オフが制御され、これにより調光制御回路２１のマイコン２１ａで生成されたデューティ信号が増幅されて、調光信号として出力端子２５から照明器具２に出力される。
【００２９】
過電流検出回路２３は、過電流検出用の抵抗Ｒ２と、この抵抗Ｒ２の両端間に並列に接続されたフォトカプラＰＣ１と抵抗Ｒ３とからなる直列回路とを備える。この過電流検出回路２３では、信号出力回路２２のスイッチング素子Ｑ１がオンされると抵抗Ｒ２に電流が流れ、この電流値に応じた電圧が抵抗Ｒ２の両端間に発生する。また、この電圧によって抵抗Ｒ２に並列接続されたフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードにも電流が流れるため、フォトカプラＰＣ１の変換効率に応じてフォトトランジスタがオンされ、マイコン２１ａへの入力信号がＬｏｗレベルに設定される。なお、本実施形態では、マイコン２１ａへの入力信号の電圧値が所定の閾値電圧以下になると、デューティ信号の出力を停止させるようになっており、詳細については後述する。
【００３０】
ここで、図示は省略しているが、複数台の照明器具２を調光器１に接続する場合、信号線Ｌ１を介して各照明器具２を直列的に接続したり、信号線Ｌ１を分岐させて各照明器具２を並列的に接続することになり、またこれらの配線方法に応じて信号線Ｌ１の配線長も異なってくる。そして、上述のようにして接続された信号線Ｌ１には浮遊容量が生じることから、デューティ信号のパルス立ち上がり時にこの浮遊容量に流れ込む電流が過渡的に発生する。そのため、過電流検出回路２３により上記の過電流が検出され、調光動作が停止させられる可能性があった。
【００３１】
そこで、本実施形態では、過電流検出回路２３による保護動作を禁止する過電流保護禁止時間を設定し、デューティ信号の各周期において、パルス立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間は過電流検出回路２３による保護動作を禁止させている。以下、図６を参照しながら具体的に説明する。なお、図６中のＴ１は過電流保護禁止時間、Ｔ２は調光信号ＰＷＭの周期、Ｔ４は過電流Ｉｏｃ１が流れる時間をそれぞれ表している。
【００３２】
図６は、信号線Ｌ１に生じた浮遊容量に流れ込む過電流のタイミングチャートを示しており、時刻ｔ１（又は時刻ｔ２）のときに、デューティ信号と同じデューティ比率に設定された調光信号ＰＷＭの立ち上がりに同期して、浮遊容量による過電流Ｉｏｃ１が短時間（図６中の時間Ｔ４の間）流れる。このとき、過電流検出回路２３による検出電圧Ｖａは、過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４の間だけ０Ｖまで低下する。ここで、本実施形態のマイコン２１ａでは、過電流検出回路２３の検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下になるとデューティ信号の出力を停止させ、また検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上になるとデューティ信号の出力を開始するように設定されている。したがって、検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上になるまでの時間（本例では過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４）が過電流保護禁止時間Ｔ１よりも短ければ、この過電流Ｉｏｃ１によっては保護動作は行われないため、誤動作を低減することが可能になる。
【００３３】
図６に示す例では、過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４が過電流保護禁止時間Ｔ１よりも短いことから、この過電流Ｉｏｃ１に対する保護動作は実行されないが、例えばこの過電流Ｉｏｃ１の電流値がさらに大きい場合や、過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４が長い場合には、検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上になるまでの時間が延びるため、保護動作が行われる可能性がある。
【００３４】
ところで、従来では、過電流による電源回路への負担増に伴って発熱や故障などの不具合が懸念されるため、上述した過電流保護禁止時間を比較的短時間に設定していた。具体的には、過電流保護禁止時間をデューティ信号の最小オンデューティ時間以下に設定することで、オンデューティ時間が最小となるデューティ信号で調光させた場合でも、定常的に流れる過電流に対しては保護動作が行われるようになっている。例えば、所定台数以上の照明器具２が接続された場合では、調光信号による電流値の総和が定常的に過電流検出回路２３の閾値電流（第１の閾値電流）Ｉ１（図７参照）を超えることになり、この場合には過電流保護禁止時間Ｔ１の経過後に保護動作（デューティ信号の出力停止）が行われる。しかしながら、過電流保護禁止時間が短い場合には、上述したように、過渡的な過電流Ｉｏｃ１の大きさや流れる時間によって誤動作の可能性が高くなるものであった。
【００３５】
そこで、本実施形態では、過電流保護禁止時間を長くできるように、図７に示す電源特性を備えたＡＣ−ＤＣ変換回路を採用している。このＡＣ−ＤＣ変換回路では、過電流検出回路２３の閾値電流（第１の閾値電流）Ｉ１よりも大きな電流（第２の閾値電流）Ｉ２まで出力することが可能であるが（図７中の実線ｃ参照）、それ以上の電流を必要とする場合には、逆に出力電圧Ｖｂが低下するとともに、この出力電圧Ｖｂの低下に伴って負荷電流Ｉｂも低下する特性となっている（図７中の破線ｄ参照）。つまり、このようなＡＣ−ＤＣ変換回路を採用することによって、過電流検出回路２３が機能するレベルの過電流による負担増を低減することができるため、過電流保護禁止時間をデューティ信号の最小オンデューティ時間よりも長くすることが可能になる。
【００３６】
次に、図８（ａ）に示すように、過電流保護禁止時間Ｔ１を、信号線Ｌ１に流れる過電流Ｉｏｃ１が過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１よりも小さくなるまでの時間に設定した場合には、突入的な過電流Ｉｏｃ１による誤動作を低減できるようになるが、所定台数以上の照明器具２が接続された場合に定常的に流れる過電流に対して安全に保護できない可能性がある。例えば、極端な場合、過電流保護禁止時間Ｔ１を９５％のオンデューティ時間に設定すると、過電流が略全区間に亘って流れ続けることになり、その結果、安全性及び信頼性が損なわれることになる。したがって、定常的に流れる過電流に対しては保護動作が行えるような過電流保護禁止時間Ｔ１に設定する必要がある。
【００３７】
そこで、本実施形態では、図８（ｂ）に示すように過電流保護禁止時間Ｔ１を、デューティ信号の最小オンデューティ時間以上であって、且つ、その区間に流れる各周期の負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以下となるように設定している。つまり、平均値Ｉａｖｅが
Ｉａｖｅ＝（Ｉ２×Ｔ１）／Ｔ２≦Ｉ１ ・・・（１）
を満たすように過電流保護禁止時間Ｔ１が設定され、上記（１）式より過電流保護禁止時間Ｔ１は（２）式のように表すことができる。
【００３８】
Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ１×Ｔ２）／Ｉ２ ・・・・（２）
なお、（２）式中のＴ３はデューティ信号の最小オンデューティ時間である。
【００３９】
本実施形態では、デューティ信号の周波数が１ｋＨｚであることから、周期Ｔ２＝１０００μｓｅｃであり、またデューティ信号の最小オンデューティ時間Ｔ３は、デューティが５％のときでＴ３＝５０μｓｅｃである。そして、上記の閾値電流Ｉ１＝６０ｍＡ、Ｉ２＝１５０ｍＡとすると、過電流保護禁止時間Ｔ１は、
５０μｓｅｃ≦Ｔ１≦（６０ｍＡ×１０００μｓｅｃ）／１５０ｍＡ＝４００μｓｅｃとなり、したがって本実施形態によれば、過電流保護禁止時間Ｔ１を最大で４００μｓｅｃに設定することが可能になる。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以下となるように過電流保護禁止時間Ｔ１を設定しているので、各回路にかかる負担を抑えることが可能になり、しかも過電流保護禁止時間Ｔ１をデューティ信号の最小オンデューティ時間よりも長く設定しているので、過渡的な過電流による過電流検出回路２３の誤動作を低減することができる。また、負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが閾値電流Ｉ１以下に抑えられることからＡＣ−ＤＣ変換回路の負担も抑えることができ、その結果、ＡＣ−ＤＣ変換回路の温度上昇が抑えられて信頼性の高い調光器１を提供することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以下となるように過電流保護禁止時間Ｔ１を設定したが、例えば負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが調光器１の定格負荷電流以下となるように過電流保護禁止時間Ｔ１を設定してもよく、（３）式のように表すことができる。この場合、安全性をさらに高めることが可能になる。
【００４２】
Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ３×Ｔ２）／Ｉ２ ・・・・（３）
なお、（３）式中のＩ３（Ｉ３＜Ｉ１）は調光器１の定格負荷電流（図７中のＩＲＣ２に相当）である。
【００４３】
次に、本発明に係る調光器１の他の例を図９に基づいて説明する。本例の調光器１では、電源投入後におけるデューティ信号の最初の１周期において、パルスの立ち上がりから過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以上の電流が継続して流れる時間を計時する計時機能をマイコン２１ａが備えており、マイコン２１ａによる計時時間のｎ倍（ｎは１以上の整数）の時間に過電流保護禁止時間Ｔ６が設定されるようになっている。ここに、本例では、マイコン２１ａにより計時手段が構成されている。
【００４４】
具体的には、マイコン２１ａが、所定の監視タイミングで検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下であるか否かを監視しており、図９に示す例では検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上となるまでに検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下であることを４回検出している。ここで、マイコン２１ａの監視タイミングを３μｓｅｃとすると、マイコン２１ａによる計時時間Ｔ５＝４×３μｓｅｃ＝１２μｓｅｃであり、例えば過電流保護禁止時間Ｔ６＝２×Ｔ５＝２×１２μｓｅｃ＝２４μｓｅｃに設定される。
【００４５】
本例によれば、実際に計測した計時時間Ｔ５に基づいて過電流保護禁止時間Ｔ６を設定できることから、設置現場に応じた過電流保護禁止時間Ｔ６を設定できるとともに、必要最小限の過電流保護禁止時間Ｔ６の設定が可能になる。その結果、過電流検出回路２３による誤動作を低減できるとともに、定常的な過電流に対する安全性を向上させることができる。また、上述の調光器１を用いることによって、回路への負担を抑えつつ、過渡的な過電流による誤動作を低減させた照明システムを提供することができる。
【００４６】
なお、過電流保護禁止時間Ｔ６は、マイコン２１ａにより計測した計時時間Ｔ５の整数倍であればよく、例えば１倍であってもいいし、３倍以上であってもよい。但し、この場合も上述した（２）式又は（３）式を満たす必要がある。また、計時手段についても本例に限定されるものではなく、検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下である時間を計測できるものであれば他のものでもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ 調光器
２ 照明器具
１２ 過電流検出回路（第２の過電流保護手段）
２１ 調光制御回路（調光制御手段）
２２ 信号出力回路（信号出力手段）
２３ 過電流検出回路（第１の過電流保護手段）
３０ 可変抵抗器（操作手段）
５６ 調光つまみ（操作手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光器及びそれを用いた照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照明器具の調光レベルを調整するための調光信号を出力する調光器と、調光器からの調光信号に基づいて照明器具への電力供給をオン／オフする電源開閉手段とを有し、照明器具の調光レベルを調整する照明システムが提供されている（例えば特許文献１参照）。この照明システムでは、調光器に設けられた調光つまみの操作量に応じてデューティ比率の異なる調光信号が調光器から電源開閉手段に出力され、電源開閉手段は、調光信号のデューティ比率に応じて照明器具への電力供給のオン／オフを切替制御し、また照明器具への供給電力を制御することで照明器具の調光レベルを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８５６０１号公報（段落［００１５］−段落［００６９］、及び、第１図−第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１のような照明システムでは、所定台数以上の照明器具が接続されると、各照明器具への調光信号による電流値の総和が定常的に過電流保護回路の閾値電流を超えることになり、この場合、過電流保護回路を機能させることで調光信号を停止させていた。また、設置状況によっては調光信号線の長さが１００ｍ以上になる場合もあり、その接続方法も多種多様であることから、調光信号線の線間に容量が生じ、この容量によってデューティ信号のパルス立ち上がり時に過渡的な過電流が流れる場合があった。しかしながら、この過渡的な過電流はごく短時間しか流れないものであり、この過電流を検出しないようにしても問題がないことから、過渡的な過電流によって過電流保護回路が働かないように、デューティ信号の立ち上がりから１０μｓｅｃ程度の過電流保護禁止時間を設定した調光器も提案されている。
【０００５】
ところで、調光信号線の線間容量により発生する過渡的な過電流は、システムの設置状態などに応じて変化するものであるため、例えば線間容量が予想以上に増加した場合には、過渡的な過電流が流れる時間が長くなって過電流保護回路が働いてしまう可能性があった。また、上記の不具合を回避するために過電流保護禁止時間を長くすることも考えられるが、この場合、定常的な過電流に対して適切に保護できない可能性があった。以上のことから、オンデューティ時間が最小となるデューティ信号であっても定常的な過電流に対する保護機能が働くように、過電流保護禁止時間を最小のオンデューティ時間以下の短い時間に設定するのが一般的であるが、この場合、定常的な過電流は検出できるものの、過渡的な過電流による誤動作に対して十分に効果が得られるものではなかった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、回路への負担を抑えつつ、過渡的な過電流による誤動作を低減させた調光器及びそれを用いた照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の調光器は、所定の電圧値の直流電源を生成する電源回路部と、所定の範囲内で移動自在に操作可能な操作子を有し、照明器具の調光レベルを調整するための操作手段と、操作子の操作に応じて、操作子の移動位置に基づいたデューティ比率のデューティ信号を生成する調光制御手段と、デューティ信号に応じて、照明器具の調光レベルを調整する調光信号を出力する信号出力手段と、照明器具への調光信号による電流値が第１の閾値電流を超えると調光制御手段によるデューティ信号の生成を停止させる第１の過電流保護手段と、負荷電流が第１の閾値電流以上に設定された第２の閾値電流を超えると電源回路部による直流電源の生成を停止させる第２の過電流保護手段とを備え、調光制御手段は、デューティ信号の各周期ごとに、デューティ信号のパルス立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間、第１の過電流保護手段による保護動作を禁止させており、過電流保護禁止時間をＴ１、デューティ信号の周期をＴ２、デューティ信号の最小オンデューティ時間をＴ３、第１の閾値電流をＩ１、第２の閾値電流をＩ２とすると、過電流保護禁止時間Ｔ１が、Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ１×Ｔ２）／Ｉ２を満たすように設定されることを特徴とする。
【０００８】
この調光器において、調光制御手段は、電源投入後におけるデューティ信号の最初の周期において、パルス立ち上がりから第１の閾値電流以上の電流が継続して流れる時間を計時する計時手段を有し、過電流保護禁止時間が、計時手段による計時時間の整数倍の時間に設定されるのが好ましい。
【０００９】
本発明の照明システムは、上記の調光器と、調光器からの調光信号に応じて光源の調光レベルが調整される照明器具とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
回路への負担を抑えつつ、過渡的な過電流による誤動作を低減させた調光器及びそれを用いた照明システムを提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る照明システムを示す概略回路図である。
【図２】同上の概略構成図である。
【図３】同上を構成する調光器を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は正面図である。
【図４】同上を構成する調光器の電子回路の一例を示す回路図である。
【図５】同上の動作特性を示すグラフである。
【図６】同上を構成する調光器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】同上を構成する調光器の電源特性を示すグラフである。
【図８】（ａ），（ｂ）は同上を構成する調光器の動作を説明するための別のタイミングチャートである。
【図９】同上を構成する別の調光器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る調光器及びこの調光器を用いた照明システムの実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。なお、図１では、調光器１に接続される照明器具２が１台の場合を示しているが、複数台の照明器具２を接続してもよく、この場合、複数の照明器具２を信号線Ｌ１を介して直列的に接続してもいいし、信号線Ｌ１を分岐させて並列的に接続してもよい。
【００１３】
本実施形態の照明システムは、図２に示すように、例えば光源として蛍光灯Ｌａを用い、蛍光灯Ｌａを調光点灯させる点灯制御回路３１を具備する照明器具２と、信号線Ｌ１を介して調光レベルを制御する調光信号を照明器具２へ出力する調光器１とを具備する。この調光信号は、例えば振幅が＋１２Ｖのパルス信号であり、周波数は１ｋＨｚに設定されている。なお、図２中の３は、調光器１及び照明器具２への給電を切り替えるための切替スイッチであり、この切替スイッチ３がオン（図２中の上側の接点に接続）されることによって、調光器１及び照明器具２に対して商用交流電源ＡＣから交流電力が供給されるようになっている。
【００１４】
照明器具２の点灯制御回路３１は、蛍光灯Ｌａの点灯・消灯の切り替えを行うとともに、信号線Ｌ１を介して入力される調光信号のデューティ比率に基づいて、蛍光灯Ｌａの調光レベルを調整する機能を有している。そして、図５に示すように、調光信号のオンデューティ（調光信号の周期に対するオン区間の比率）が５％以下であれば調光レベルが最大となり、オンデューティが９５％以上であれば調光レベルが最小となるように設定されている。また、オンデューティが５％よりも大きく且つ９５％未満の範囲では、オンデューティに対する照度レベルが逆比例となるように設定されている。すなわち、オンデューティが５％のときが照明器具２の調光上限であり、オンデューティが５％よりも低い調光信号が入力された場合であっても、オンデューティが５％のときと同じ調光レベルに設定される。
【００１５】
そのため、調光器１が照明器具２に接続されていない場合であっても、点灯制御回路３１はオンデューティが５％以下の調光信号が入力されていると判断し、蛍光灯Ｌａを点灯（全点灯）させることができるのである。また、調光器１が故障などによって調光信号の出力が行えなくなった場合でも、蛍光灯Ｌａが消灯するのを防止することが可能になる。なお、本実施形態では、調光下限時における調光レベルが、蛍光灯Ｌａが消灯する消灯状態に設定されている。また、図５中の実線ａはオンデューティ比率を表しており、実線ｂは調光レベルを表している。ここに、上記の設定は一例であって、使用形態に合わせて適宜設定することが可能である。
【００１６】
調光器１は、図３（ａ）に示すように、ＪＩＳ等で規格化されたワイドハンドル型スイッチを埋込配設するために用いられる取付枠（図示せず）への取り付けが可能なケース５０を備える。このケース５０は、前面が開口する矩形箱状に形成された合成樹脂製のボディ５１と、このボディ５１の開口を閉塞する形でボディ５１に取り付けられる合成樹脂製のカバー５２とで構成されている。そして、ボディ５１に設けられた各取付突起５１ａを、カバー５２に設けられた各取付爪５２ａにそれぞれ嵌合させることで、カバー５２がボディ５１に取り付けられ、ケース５０が組み立てられる。
【００１７】
また、調光器１は、調光信号を出力する調光制御回路２１（図１参照）が実装された調光回路基板２０と、商用交流電源ＡＣからの供給電力を整流及び降圧する電源回路が実装された電源回路基板１０とを備え、絶縁素材からなる絶縁シート５３を介して各基板１０，２０が前後方向に重ねられた状態でケース５０内に収納されている。電源回路基板１０と調光回路基板２０との間は接続ケーブル５４により電気的に接続されており、この接続ケーブル５４を介して電源回路基板１０から調光回路基板２０に所定の電圧値（本実施形態では１２Ｖ）の直流電力が供給される。
【００１８】
ケース５０の前面側には矩形板状の化粧パネル５５が取り付けられ、さらに後述の可変抵抗器３０に取り付けられる調光つまみ５６が、化粧パネル５５の略中央部に設けられた円形の挿通孔５５ａを通して前方に突出する形で配置されている。また、化粧パネル５５及び調光つまみ５６には、図３（ｂ）に示すように調光つまみ５６の操作量（回転量）を利用者に知らしめるためのガイド表示５５ｂ，５６ａがそれぞれ設けられている。したがって、利用者は、各ガイド表示５５ｂ，５６ａを確認しながら調光つまみ５６を回転操作することで、可変抵抗器３０の抵抗値を変化させて、蛍光灯Ｌａの調光レベルを調整することができる。
【００１９】
なお、調光つまみ５６は、ガイド表示５６ａが取付状態における最下点（図３（ｂ）に示す位置）を０度として、時計回りに約３００度まで回転可能になっており、回転角度が大きいほど可変抵抗器３０の抵抗値が大きくなるように設定されている。そして、本実施形態では、調光つまみ５６の回転角度が０度の位置を消灯位置、３００度の位置を全点灯位置としており、調光つまみ５６が消灯位置に位置する場合には蛍光灯Ｌａが消灯状態（調光レベルが０％）に設定され、調光つまみ５６が全点灯位置に位置する場合には蛍光灯Ｌａが全点灯状態（調光レベルが１００％）に設定される。
【００２０】
電源回路基板１０は、ケース５０に収納された状態でボディ５１の背面に設けられた開口部から露出し、電力線Ｌ２が接続される接続端子１１（図１参照）を有し、電力線Ｌ２を介して商用交流電源ＡＣに接続されている。また、電源回路基板１０には、商用交流電源ＡＣから供給される交流電力を、例えば１２Ｖの直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路（電源回路部）と、負荷電流が所定の電流値（後述する第２の閾値電流）を超えるとＡＣ−ＤＣ変換回路からの直流電力の供給を停止させる過電流検出回路（第２の過電流保護手段）１２とが実装されている。
【００２１】
調光回路基板２０は、ロータリー式の可変抵抗器３０を含む複数の回路部品が実装されており、図１に示すように、各回路部品により構成される調光制御回路（調光制御手段）２１、信号出力回路（信号出力手段）２２、過電流検出回路（第１の過電流保護手段）２３、及び降圧回路２４を備える。そして、この調光回路基板２０には、電源回路基板１０から１２Ｖの直流電力が接続ケーブル５４を介して供給されるようになっている。ここに、本実施形態では、調光つまみ５６と可変抵抗器３０とで操作手段が構成されている。
【００２２】
調光制御回路２１は、降圧回路２４によって例えば５Ｖまで降圧された電力をその動作電力として動作し、可変抵抗器３０の抵抗値に基づいたデューティ比率のパルス波からなるデューティ信号を出力するマイコン２１ａを備える。マイコン２１ａは、可変抵抗器３０の抵抗値が、例えば調光つまみ５６の回転角度が３０度以下となる抵抗値の場合には、デューティ信号のオンデューティを９５％に設定する。また、マイコン２１ａは、調光つまみ５６の回転角度が２７０度以上となる場合には、デューティ信号のオンデューティを５％に設定し、それ以外ではデューティ信号のオンデューティが回転角度に対して逆比例となるように設定する（図５参照）。
【００２３】
信号出力回路２２は、調光制御回路２１からのデューティ信号に応じて、蛍光灯Ｌａの調光レベルを変化させるための調光信号を出力する。この調光信号は、調光制御回路２１からのデューティ信号と同じデューティ比率に設定されたパルス波であり、振幅は電源回路基板１０からの入力電圧である１２Ｖに設定されている。
【００２４】
過電流検出回路２３は、照明器具２への調光信号による電流値が定常的に所定の電流値（後述する第１の閾値電流）を超えると、調光制御回路２１によるデューティ信号の生成を停止させて調光レベルを０％とし、蛍光灯Ｌａを消灯させる機能を有する。
【００２５】
次に、調光器１の調光制御回路２１、信号出力回路２２、過電流検出回路２３、降圧回路２４、及び周辺回路の具体例について、図４を参照しながら説明する。なお、図４中の電圧Ｖｃｃは電源回路基板１０からの入力電圧であり、ここでは＋１２Ｖに設定されている。また、出力端子２５，２５間には、ノイズなどによる誤動作を防止するため、調光信号のインピーダンスを下げるための抵抗Ｒ４が接続されている。
【００２６】
降圧回路２４は、レギュレータＩＣを用いて構成されており、電源回路基板１０からの入力電圧Ｖｃｃを、調光制御回路２１の動作電圧である電圧Ｖｄｄ（例えば＋５Ｖ）まで降圧している。
【００２７】
調光制御回路２１のマイコン２１ａは、電圧Ｖｄｄがその動作電力として印加され、マイコン２１ａには、可変抵抗器３０の調整位置に応じた比較電圧が入力される。そして、マイコン２１ａは、入力された比較電圧に基づいて出力するデューティ信号のデューティ比率を設定する。
【００２８】
信号出力回路２２は、ドライブＩＣなどからなる駆動回路２２ａと、駆動回路２２ａの出力端子が抵抗Ｒ５を介してベース端子に接続されるスイッチング素子Ｑ１とを備える。スイッチング素子Ｑ１は、入力電圧Ｖｃｃがエミッタ端子からコレクタ端子に印加され、駆動回路２２ａの出力がベース端子に入力されるように接続されるとともに、エミッタ端子とベース端子の間が抵抗Ｒ６を介して接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１は、駆動回路２２ａの出力に応じてオン・オフが制御され、これにより調光制御回路２１のマイコン２１ａで生成されたデューティ信号が増幅されて、調光信号として出力端子２５から照明器具２に出力される。
【００２９】
過電流検出回路２３は、過電流検出用の抵抗Ｒ２と、この抵抗Ｒ２の両端間に並列に接続されたフォトカプラＰＣ１と抵抗Ｒ３とからなる直列回路とを備える。この過電流検出回路２３では、信号出力回路２２のスイッチング素子Ｑ１がオンされると抵抗Ｒ２に電流が流れ、この電流値に応じた電圧が抵抗Ｒ２の両端間に発生する。また、この電圧によって抵抗Ｒ２に並列接続されたフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードにも電流が流れるため、フォトカプラＰＣ１の変換効率に応じてフォトトランジスタがオンされ、マイコン２１ａへの入力信号がＬｏｗレベルに設定される。なお、本実施形態では、マイコン２１ａへの入力信号の電圧値が所定の閾値電圧以下になると、デューティ信号の出力を停止させるようになっており、詳細については後述する。
【００３０】
ここで、図示は省略しているが、複数台の照明器具２を調光器１に接続する場合、信号線Ｌ１を介して各照明器具２を直列的に接続したり、信号線Ｌ１を分岐させて各照明器具２を並列的に接続することになり、またこれらの配線方法に応じて信号線Ｌ１の配線長も異なってくる。そして、上述のようにして接続された信号線Ｌ１には浮遊容量が生じることから、デューティ信号のパルス立ち上がり時にこの浮遊容量に流れ込む電流が過渡的に発生する。そのため、過電流検出回路２３により上記の過電流が検出され、調光動作が停止させられる可能性があった。
【００３１】
そこで、本実施形態では、過電流検出回路２３による保護動作を禁止する過電流保護禁止時間を設定し、デューティ信号の各周期において、パルス立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間は過電流検出回路２３による保護動作を禁止させている。以下、図６を参照しながら具体的に説明する。なお、図６中のＴ１は過電流保護禁止時間、Ｔ２は調光信号ＰＷＭの周期、Ｔ４は過電流Ｉｏｃ１が流れる時間をそれぞれ表している。
【００３２】
図６は、信号線Ｌ１に生じた浮遊容量に流れ込む過電流のタイミングチャートを示しており、時刻ｔ１（又は時刻ｔ２）のときに、デューティ信号と同じデューティ比率に設定された調光信号ＰＷＭの立ち上がりに同期して、浮遊容量による過電流Ｉｏｃ１が短時間（図６中の時間Ｔ４の間）流れる。このとき、過電流検出回路２３による検出電圧Ｖａは、過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４の間だけ０Ｖまで低下する。ここで、本実施形態のマイコン２１ａでは、過電流検出回路２３の検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下になるとデューティ信号の出力を停止させ、また検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上になるとデューティ信号の出力を開始するように設定されている。したがって、検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上になるまでの時間（本例では過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４）が過電流保護禁止時間Ｔ１よりも短ければ、この過電流Ｉｏｃ１によっては保護動作は行われないため、誤動作を低減することが可能になる。
【００３３】
図６に示す例では、過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４が過電流保護禁止時間Ｔ１よりも短いことから、この過電流Ｉｏｃ１に対する保護動作は実行されないが、例えばこの過電流Ｉｏｃ１の電流値がさらに大きい場合や、過電流Ｉｏｃ１が流れている時間Ｔ４が長い場合には、検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上になるまでの時間が延びるため、保護動作が行われる可能性がある。
【００３４】
ところで、従来では、過電流による電源回路への負担増に伴って発熱や故障などの不具合が懸念されるため、上述した過電流保護禁止時間を比較的短時間に設定していた。具体的には、過電流保護禁止時間をデューティ信号の最小オンデューティ時間以下に設定することで、オンデューティ時間が最小となるデューティ信号で調光させた場合でも、定常的に流れる過電流に対しては保護動作が行われるようになっている。例えば、所定台数以上の照明器具２が接続された場合では、調光信号による電流値の総和が定常的に過電流検出回路２３の閾値電流（第１の閾値電流）Ｉ１（図７参照）を超えることになり、この場合には過電流保護禁止時間Ｔ１の経過後に保護動作（デューティ信号の出力停止）が行われる。しかしながら、過電流保護禁止時間が短い場合には、上述したように、過渡的な過電流Ｉｏｃ１の大きさや流れる時間によって誤動作の可能性が高くなるものであった。
【００３５】
そこで、本実施形態では、過電流保護禁止時間を長くできるように、図７に示す電源特性を備えたＡＣ−ＤＣ変換回路を採用している。このＡＣ−ＤＣ変換回路では、過電流検出回路２３の閾値電流（第１の閾値電流）Ｉ１よりも大きな電流（第２の閾値電流）Ｉ２まで出力することが可能であるが（図７中の実線ｃ参照）、それ以上の電流を必要とする場合には、逆に出力電圧Ｖｂが低下するとともに、この出力電圧Ｖｂの低下に伴って負荷電流Ｉｂも低下する特性となっている（図７中の破線ｄ参照）。つまり、このようなＡＣ−ＤＣ変換回路を採用することによって、過電流検出回路２３が機能するレベルの過電流による負担増を低減することができるため、過電流保護禁止時間をデューティ信号の最小オンデューティ時間よりも長くすることが可能になる。
【００３６】
次に、図８（ａ）に示すように、過電流保護禁止時間Ｔ１を、信号線Ｌ１に流れる過電流Ｉｏｃ１が過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１よりも小さくなるまでの時間に設定した場合には、突入的な過電流Ｉｏｃ１による誤動作を低減できるようになるが、所定台数以上の照明器具２が接続された場合に定常的に流れる過電流に対して安全に保護できない可能性がある。例えば、極端な場合、過電流保護禁止時間Ｔ１を９５％のオンデューティ時間に設定すると、過電流が略全区間に亘って流れ続けることになり、その結果、安全性及び信頼性が損なわれることになる。したがって、定常的に流れる過電流に対しては保護動作が行えるような過電流保護禁止時間Ｔ１に設定する必要がある。
【００３７】
そこで、本実施形態では、図８（ｂ）に示すように過電流保護禁止時間Ｔ１を、デューティ信号の最小オンデューティ時間以上であって、且つ、その区間に流れる各周期の負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以下となるように設定している。つまり、平均値Ｉａｖｅが
Ｉａｖｅ＝（Ｉ２×Ｔ１）／Ｔ２≦Ｉ１ ・・・（１）
を満たすように過電流保護禁止時間Ｔ１が設定され、上記（１）式より過電流保護禁止時間Ｔ１は（２）式のように表すことができる。
【００３８】
Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ１×Ｔ２）／Ｉ２ ・・・・（２）
なお、（２）式中のＴ３はデューティ信号の最小オンデューティ時間である。
【００３９】
本実施形態では、デューティ信号の周波数が１ｋＨｚであることから、周期Ｔ２＝１０００μｓｅｃであり、またデューティ信号の最小オンデューティ時間Ｔ３は、デューティが５％のときでＴ３＝５０μｓｅｃである。そして、上記の閾値電流Ｉ１＝６０ｍＡ、Ｉ２＝１５０ｍＡとすると、過電流保護禁止時間Ｔ１は、
５０μｓｅｃ≦Ｔ１≦（６０ｍＡ×１０００μｓｅｃ）／１５０ｍＡ＝４００μｓｅｃとなり、したがって本実施形態によれば、過電流保護禁止時間Ｔ１を最大で４００μｓｅｃに設定することが可能になる。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以下となるように過電流保護禁止時間Ｔ１を設定しているので、各回路にかかる負担を抑えることが可能になり、しかも過電流保護禁止時間Ｔ１をデューティ信号の最小オンデューティ時間よりも長く設定しているので、過渡的な過電流による過電流検出回路２３の誤動作を低減することができる。また、負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが閾値電流Ｉ１以下に抑えられることからＡＣ−ＤＣ変換回路の負担も抑えることができ、その結果、ＡＣ−ＤＣ変換回路の温度上昇が抑えられて信頼性の高い調光器１を提供することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以下となるように過電流保護禁止時間Ｔ１を設定したが、例えば負荷電流Ｉｂの平均値Ｉａｖｅが調光器１の定格負荷電流以下となるように過電流保護禁止時間Ｔ１を設定してもよく、（３）式のように表すことができる。この場合、安全性をさらに高めることが可能になる。
【００４２】
Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ３×Ｔ２）／Ｉ２ ・・・・（３）
なお、（３）式中のＩ３（Ｉ３＜Ｉ１）は調光器１の定格負荷電流（図７中のＩＲＣ２に相当）である。
【００４３】
次に、本発明に係る調光器１の他の例を図９に基づいて説明する。本例の調光器１では、電源投入後におけるデューティ信号の最初の１周期において、パルスの立ち上がりから過電流検出回路２３の閾値電流Ｉ１以上の電流が継続して流れる時間を計時する計時機能をマイコン２１ａが備えており、マイコン２１ａによる計時時間のｎ倍（ｎは１以上の整数）の時間に過電流保護禁止時間Ｔ６が設定されるようになっている。ここに、本例では、マイコン２１ａにより計時手段が構成されている。
【００４４】
具体的には、マイコン２１ａが、所定の監視タイミングで検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下であるか否かを監視しており、図９に示す例では検出電圧Ｖａが０．４Ｖｄｄ以上となるまでに検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下であることを４回検出している。ここで、マイコン２１ａの監視タイミングを３μｓｅｃとすると、マイコン２１ａによる計時時間Ｔ５＝４×３μｓｅｃ＝１２μｓｅｃであり、例えば過電流保護禁止時間Ｔ６＝２×Ｔ５＝２×１２μｓｅｃ＝２４μｓｅｃに設定される。
【００４５】
本例によれば、実際に計測した計時時間Ｔ５に基づいて過電流保護禁止時間Ｔ６を設定できることから、設置現場に応じた過電流保護禁止時間Ｔ６を設定できるとともに、必要最小限の過電流保護禁止時間Ｔ６の設定が可能になる。その結果、過電流検出回路２３による誤動作を低減できるとともに、定常的な過電流に対する安全性を向上させることができる。また、上述の調光器１を用いることによって、回路への負担を抑えつつ、過渡的な過電流による誤動作を低減させた照明システムを提供することができる。
【００４６】
なお、過電流保護禁止時間Ｔ６は、マイコン２１ａにより計測した計時時間Ｔ５の整数倍であればよく、例えば１倍であってもいいし、３倍以上であってもよい。但し、この場合も上述した（２）式又は（３）式を満たす必要がある。また、計時手段についても本例に限定されるものではなく、検出電圧Ｖａが０．２Ｖｄｄ以下である時間を計測できるものであれば他のものでもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ 調光器
２ 照明器具
１２ 過電流検出回路（第２の過電流保護手段）
２１ 調光制御回路（調光制御手段）
２２ 信号出力回路（信号出力手段）
２３ 過電流検出回路（第１の過電流保護手段）
３０ 可変抵抗器（操作手段）
５６ 調光つまみ（操作手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電圧値の直流電源を生成する電源回路部と、
所定の範囲内で移動自在に操作可能な操作子を有し、照明器具の調光レベルを調整するための操作手段と、
前記操作子の操作に応じて、前記操作子の移動位置に基づいたデューティ比率のデューティ信号を生成する調光制御手段と、
前記デューティ信号に応じて、前記照明器具の調光レベルを調整する調光信号を出力する信号出力手段と、
前記照明器具への前記調光信号による電流値が第１の閾値電流を超えると前記調光制御手段による前記デューティ信号の生成を停止させる第１の過電流保護手段と、
負荷電流が前記第１の閾値電流以上に設定された第２の閾値電流を超えると前記電源回路部による直流電源の生成を停止させる第２の過電流保護手段とを備え、
前記調光制御手段は、前記デューティ信号の各周期ごとに、前記デューティ信号のパルス立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間、前記第１の過電流保護手段による保護動作を禁止させており、
前記過電流保護禁止時間をＴ１、前記デューティ信号の周期をＴ２、前記デューティ信号の最小オンデューティ時間をＴ３、前記第１の閾値電流をＩ１、前記第２の閾値電流をＩ２とすると、前記過電流保護禁止時間Ｔ１が、
Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ１×Ｔ２）／Ｉ２
を満たすように設定されることを特徴とする調光器。
【請求項２】
前記調光制御手段は、電源投入後における前記デューティ信号の最初の周期において、パルス立ち上がりから前記第１の閾値電流以上の電流が継続して流れる時間を計時する計時手段を有し、
前記過電流保護禁止時間が、前記計時手段による計時時間の整数倍の時間に設定されることを特徴とする請求項１記載の調光器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の調光器と、前記調光器からの調光信号に応じて光源の調光レベルが調整される照明器具とを備えたことを特徴とする照明システム。
【請求項１】
所定の電圧値の直流電源を生成する電源回路部と、
所定の範囲内で移動自在に操作可能な操作子を有し、照明器具の調光レベルを調整するための操作手段と、
前記操作子の操作に応じて、前記操作子の移動位置に基づいたデューティ比率のデューティ信号を生成する調光制御手段と、
前記デューティ信号に応じて、前記照明器具の調光レベルを調整する調光信号を出力する信号出力手段と、
前記照明器具への前記調光信号による電流値が第１の閾値電流を超えると前記調光制御手段による前記デューティ信号の生成を停止させる第１の過電流保護手段と、
負荷電流が前記第１の閾値電流以上に設定された第２の閾値電流を超えると前記電源回路部による直流電源の生成を停止させる第２の過電流保護手段とを備え、
前記調光制御手段は、前記デューティ信号の各周期ごとに、前記デューティ信号のパルス立ち上がりから過電流保護禁止時間が経過するまでの間、前記第１の過電流保護手段による保護動作を禁止させており、
前記過電流保護禁止時間をＴ１、前記デューティ信号の周期をＴ２、前記デューティ信号の最小オンデューティ時間をＴ３、前記第１の閾値電流をＩ１、前記第２の閾値電流をＩ２とすると、前記過電流保護禁止時間Ｔ１が、
Ｔ３≦Ｔ１≦（Ｉ１×Ｔ２）／Ｉ２
を満たすように設定されることを特徴とする調光器。
【請求項２】
前記調光制御手段は、電源投入後における前記デューティ信号の最初の周期において、パルス立ち上がりから前記第１の閾値電流以上の電流が継続して流れる時間を計時する計時手段を有し、
前記過電流保護禁止時間が、前記計時手段による計時時間の整数倍の時間に設定されることを特徴とする請求項１記載の調光器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の調光器と、前記調光器からの調光信号に応じて光源の調光レベルが調整される照明器具とを備えたことを特徴とする照明システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１０６２０（Ｐ２０１１−２１０６２０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８６５６（Ｐ２０１０−７８６５６）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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