JP6035954B2 - インタフェース回路 - Google Patents
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Description
2線式調光器は、トライアックがターンオンする位相を制御するように構成され、白熱電球の調光器として普及している。そのような調光器は、交流電圧のゼロクロスから最大値の間で導通する位相を制御する位相制御の構成と、最大値とゼロクロスとの間で遮断する位相を制御する逆位相制御の構成とが用いられている。そのため、LEDなどの照明光源もこれらの調光器で調光できることが望ましい。
図1は、第1の実施形態に係るインタフェース回路を例示する回路図である。
第1の実施形態のインタフェース回路1は、交流電源2から調光器3を介して供給される交流電圧VCT及び第1の制御信号VB1、第2の制御信号VB2を入力して、直流電圧VDCを、例えば照明機器4などに出力するインタフェース回路である。なお、照明機器4は、例えば発光ダイオード(LED)などの照明光源を有し、インタフェース回路1を介して交流電源2から電力を供給されて点灯する。また、照明機器4は、インタフェース回路1を介して、調光器3により調光することができる。
調光器3aは、電源ラインに直列に挿入されたトライアック12、トライアック12に直列に接続されたインダクタ100と、トライアック12とインダクタ100の直列回路に並列に接続された位相回路13と、トライアック12のゲートと位相回路13との間に接続されたダイアック14と、トライアック12とインダクタ100の直列回路に並列に接続されたフィルタコンデンサ101と、を有する。
位相回路13は、可変抵抗15とタイミングコンデンサ16とで構成され、タイミングコンデンサ16の両端に位相が遅延した電圧を生成する。また、可変抵抗15の抵抗値を変化させると、時定数が変化し、遅延時間が変化する。
位相回路13の時定数を変化させてダイアック14がパルスを生成するタイミングを制御することにより、トライアック12が導通するタイミングを調整することができる。したがって、調光器3aは、交流電圧VCTにおける位相制御の導通期間を調整することができる。
調光器3bは、整流回路34、40と、半導体スイッチ35と、フォトカプラ36と、ダイオード37と、抵抗38と、コンデンサ39と、調光制御回路41とを有する。
整流回路34は、一対の電源ラインの片側に直列に挿入される。半導体スイッチ35は、例えばFETであり、整流回路34の一対の出力端子間に接続される。また、整流回路34の一対の出力端子間に、ダイオード37、抵抗38及びコンデンサ39が直列に接続され、半導体スイッチ35を導通させるバイアス回路を構成している。
図4は、調光器が無い場合のインタフェース回路の主要な信号を例示する波形図であり、(a)は電源電圧VIN、(b)は検出電圧VR、(c)は第1の制御信号VB1、(d)は第2の制御信号VB2、(e)は電流IBである。
なお、本実施形態は、調光器がない構成のため、インタフェース回路1に入力される交流電圧VCTは、交流電源2の電源電圧VINと等しい。
検出電圧VRは、電源電圧VINの絶対値を、抵抗23、31で分割した電圧になり、電源電圧VINに応じて変化する(図4(a)、(b))。
電源電圧VINがゼロクロスして、電源電圧VINの極性が反転して入力端子5側が負極性、入力端子6側が正極性になると、整流素子21がオフする。この場合の動作は、整流素子21、22の動作及び抵抗23、24の動作がそれぞれ入れ替わる点を除いて、上記と同様である。
なお、本実施形態は、位相制御する調光器3aがある構成のため、インタフェース回路1に入力される交流電圧VCTは、調光器3aが導通状態のときに交流電源2の電源電圧VINと等しい。また、交流電源2は、周波数50Hz、電圧100Vの商用電源である。
なお、本実施形態は、逆位相制御する調光器3bがある構成のため、インタフェース回路1に入力される交流電圧VCTは、調光器3bが導通状態のときに交流電源2の電源電圧VINと等しい。また、交流電源2は、周波数50Hz、電圧100Vの商用電源である。
図7は、第2の実施形態に係るインタフェース回路を例示する回路図である。
本実施形態のインタフェース回路1aにおいては、第1の実施形態のインタフェース回路1に、制御回路20が追加されている。インタフェース回路1aにおける制御回路20以外の構成は、インタフェース回路1の構成と同様である。
第1の回路43、第2の回路44は、制御回路20から出力される第1の制御信号VB1、第2の制御信号VB2をそれぞれ入力して、図8に表したように動作する。
このように、本実施形態においては、制御回路20が設けられているため、調光器の有無及び種類に対応することが容易になる。
図9は、第3の実施形態に係るインタフェース回路を例示する回路図である。
本実施形態のインタフェース回路1bにおいては、第2の実施形態のインタフェース回路1aにおける制御回路20の替わりに、制御回路20aが設けられ、さらに電源回路45が追加されている。インタフェース回路1bにおける制御回路20a及び電源回路45以外の構成は、インタフェース回路1aの構成と同様である。
まず、制御回路20aは、検出電圧VRを入力して、傾きdVR/dtを求める(ステップS1)。
次に、求めた傾きdVR/dtの絶対値|dVR/dt|と、所定値とを比較して、傾きの絶対値|dVR/dt|が、所定値以上であるかを求める(ステップS2)。
まず、制御回路20aは、検出電圧VRを入力して、検出電圧VRが規定値V1以下の期間の幅を求める(ステップS11)。
次に、求めた期間の長さと、所定値とを比較して、期間の長さが、所定値以上であるかを求める(ステップS12)。
図2を参照して説明したように、位相制御する調光器3aは、検出電圧VRが規定値V1以下である期間の最小時間幅は、交流電圧VCTの周期(電源電圧VINの半周期)の10%〜25%である。交流電源2の周波数が50Hzの場合においては、半周期は10msであり、最小時間幅は、例えば1ms〜2.5msになる。また、図3を参照して説明したように、逆位相制御する調光器3bは、検出電圧VRが規定値V1以下である期間の最小幅は、交流電圧VCTの周期(電源電圧VINの半周期)の10%〜35%である。交流電源2の周波数が50Hzの場合においては、最小時間幅は、例えば1ms〜2.5msになる。
次に、検出電圧VRが規定値V1以上になった直後の検出電圧VRが所定値以上かを求める(ステップS14)。
Claims (9)
- 一対の入力端子間に入力される交流電圧であって、調光器により位相制御または逆位相制御された交流電圧、または調光器を介さない位相連続した交流電圧を整流する整流回路と、
前記交流電圧を検出して検出電圧として出力する検出回路と、
入力される第1の制御信号に基づいてオンまたはオフに制御され、オンのとき前記一対の入力端子間に第1の電流を流し、オフのとき前記第1の電流を遮断する第1の回路と、
入力される第2の制御信号に基づいてオンまたはオフに制御され、オンのとき前記一対の入力端子間に前記第1の電流よりも大きい第2の電流を流し、オフのとき前記第2の電流を遮断する第2の回路と、
前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを生成する制御回路と、
を備え、
前記調光器によって逆位相制御された前記交流電圧が入力される場合には、
前記第1の回路は、前記検出電圧が規定値よりも小さいときはオンに制御され、前記検出電圧が前記規定値以上のときは、少なくとも前記検出電圧が低下して前記検出電圧が前記規定値以下になるまでオンに制御され、
前記第2の回路は、オフに制御されるインタフェース回路。 - 前記調光器によって位相制御された前記交流電圧が入力される場合には、
前記第1の回路は、前記検出電圧が規定値よりも小さいときはオンに制御され、前記検出電圧が前記規定値以上のときはオフに制御され、
前記第2の回路は、前記検出電圧が前記規定値以上になったときに、所定期間オンに制御される請求項1記載のインタフェース回路。 - 前記調光器を介さずに前記交流電圧が入力される場合には、
前記第1の回路は、オンに制御され、
前記第2の回路は、オフに制御される請求項1記載のインタフェース回路。 - 前記制御回路は、前記検出電圧が規定値より小さいときの期間の長さと、前記検出電圧が前記規定値以上に上昇するときの前記検出電圧の傾き及び前記検出電圧が前記規定値以上に上昇した直後の電圧値の少なくともいずれかに基づいて、前記交流電圧が位相制御、逆位相制御または位相連続しているかを検出して、前記第1の制御信号と第2の制御信号とを出力する請求項2または3に記載のインタフェース回路。
- 一対の入力端子間に入力される交流電圧であって、調光器により位相制御または逆位相制御された交流電圧、または調光器を介さない位相連続した交流電圧を整流する整流回路と、
前記交流電圧を検出して検出電圧として出力する検出回路と、
入力される第1の制御信号に基づいてオンまたはオフに制御され、オンのとき前記一対の入力端子間に第1の電流を流し、オフのとき前記第1の電流を遮断する第1の回路と、
入力される第2の制御信号に基づいてオンまたはオフに制御され、オンのとき前記一対の入力端子間に前記第1の電流よりも大きい第2の電流を流し、オフのとき前記第2の電流を遮断する第2の回路と、
を備え、
前記第1の回路は、前記検出電圧が増加すると前記第1の電流が減少する定電力特性を有するインタフェース回路。 - 前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを生成する制御回路をさらに備え、
前記調光器によって逆位相制御された前記交流電圧が入力される場合には、
前記第1の回路は、前記検出電圧が規定値よりも小さいときはオンに制御され、前記検出電圧が前記規定値以上のときは、少なくとも前記検出電圧が低下して前記検出電圧が前記規定値以下になるまでオンに制御され、
前記第2の回路は、オフに制御される請求項5記載のインタフェース回路。 - 前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを生成する制御回路をさらに備え、
前記調光器によって位相制御された前記交流電圧が入力される場合には、
前記第1の回路は、前記検出電圧が規定値よりも小さいときはオンに制御され、前記検出電圧が前記規定値以上のときはオフに制御され、
前記第2の回路は、前記検出電圧が前記規定値以上になったときに、所定期間オンに制御される請求項5記載のインタフェース回路。 - 前記第1の制御信号と前記第2の制御信号とを生成する制御回路をさらに備え、
前記調光器を介さずに前記交流電圧が入力される場合には、
前記第1の回路は、オンに制御され、
前記第2の回路は、オフに制御される請求項5記載のインタフェース回路。 - 前記制御回路は、前記検出電圧が規定値より小さいときの期間の長さと、前記検出電圧が前記規定値以上に上昇するときの前記検出電圧の傾き及び前記検出電圧が前記規定値以上に上昇した直後の電圧値の少なくともいずれかに基づいて、前記交流電圧が位相制御、逆位相制御または位相連続しているかを検出して、前記第1の制御信号と第2の制御信号とを出力する請求項6〜8のいずれか1つに記載のインタフェース回路。
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