JPH01115096A - 省電力照明制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の対象〕 この発明は照明制御装置に関し、とくに、白熱電灯用ま
たは高圧ナトリウム灯、メタルハライド灯、水銀灯、蛍
光灯などの放電灯用の省電力照明制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来の照明制御装置ではサイリスタ等の半導体スイッチ
により交流電圧を直接位相制御することにより電圧を変
えて照明を制御する方式が提案されている。この方式で
は、照明器に流れる負荷電流が多くの高調波成分を含み
、この高調波電流が照明器の異常音、振動の発生、過熱
、損傷、寿命劣化等の障害をひき起していた。しかも、
高調波電流によって受電電源電圧波形に歪みが発生して
１周辺のコンピュータ等の情報機器や計測制御装置等に
多大の障害を与えていた。サイリスタは毎サイクルにお
いて電圧に同期して点弧されるが、サイリスタの点弧の
ための同期信号は電ｇｗ圧がらとっているので、同期信
号がこの波形歪みのために変動してしまうことがあった
にのため、照明の制御が不安定になったり、場合によっ
ては制御不能となってしまい、安全性ならびに信頼性に
おいて問題があった。これを解決するために、高調波フ
ィルターを設けることが提案されているが、この装置で
は多数の大容量のコンデンサならびにリアクトルを必要
とし、照明制御装置が必然的に大形化するとともに製造
コストが極めて高くなっていた。

さらに、従来の照明制御′！Ａ胃では手動でいったん照
度を設定すると、照明ゾーンに人がいない場合でも設定
した照度を保つように照明器に電力が供給されており、
エネルギーが無駄に消費されていた。また、駅のプラッ
トホーム、工場、学校、病院、エアポート等において、
照明ゾーンが太陽光によって明るく照らされていてその
照明ゾーンの照明器の照度を低くしても支障がない場合
でも、照明器の照度が高いレベルに維持されていてエネ
ルギー消費が大きかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は小形軽量にして省電力効果の高い照明制
御装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的はノイズや正弦波交流波形への歪みを
発生させることのない省電力照明制御装置を提供するこ
とを目的とする。

本発明の他の目的は照明の精密な制御が可能な省電力照
明制御装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は安価で、安定性や信頼性の高い省電
力照明制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明の省電力照明制御装置は交流電源に接続される入
力端と照明負荷に接続される出力端との間に配置され、
前記照明負荷に出力電圧を供給する出力巻線と、前記出
力巻線を制御して前記出力電圧を調整する制御巻線を備
えた単巻変圧樹形電圧調整量と、前記制御巻線に直流励
磁電流を供給する直流励磁電源と、前記制御巻線と前記
直流励磁電源との間に接続され、前記制御巻線に供給さ
れる前記直流励磁電流を制御する半導体スイッチ回路と
、前記照明負荷の第１照度パターン用の第１照度設定信
号を供給する第１照度設定器と、第２照度パターン用の
第２照度設定信号を供給する第２照度設定器と、前記第
１および第２照度設定信号に比例したパルス幅の出力信
号発生回路と、前記第１および第２照度設定器と前記出
力信号発生回路との間に接続された照度切換スイッチと
を備え、前記出力信号に応答して、前記半導体スイッチ
回路の通流率を制御して前記直流励磁電流を調整し、前
記照明負荷の照度を制御する制御回路とを備えたことを
特徴とする。

〔実施例〕

以下１図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、本発明の望ましい実施例による省電力
照明制御装置１０は交流電源１２に接続される入力端１
４．１６と、白熱灯または放電灯等の照明負荷１８に接
続される出力端２０，２２と、照明負荷１８に供給され
る出力電圧を調整する制御巻線２６を備えた単巻度圧器
形電圧調整器２４と、制御巻線２６に直流励磁電流を供
給する直流励磁電源２８と、制御巻線２６と直流励磁電
源２８との間に接続され、制御巻線２６に供給される直
流励磁電流を可変する半導体スイッチ回路３０と、半導
体スイッチ回路３０の通流率を制御して出力電圧を調整
することにより照明負荷１８の照度を制御する制御回路
３４とを備える。

第１〜５図において２単巻変圧器形電圧調整器２４は主
磁束ループ路を構成する第１可飽和鉄心４２と、主磁束
ループ路の一部をバイパスさせるための磁気分路鉄心４
４とを有し、第１可飽和鉄心４２は巻鉄心からなる。

第１可飽和鉄心４２は第１直列巻線４６と１分路巻線４
８し、第２直列巻線５０からなる出力巻線を備える１分
路巻線４８に対する第１直列巻線４６の巻数比は入力電
圧に対して望ましくは出力電圧が１〜２％上昇するよう
な値を選択し、第２直列巻線５０の巻数は出力電圧の制
御範囲に応じて定められる。すなわち、出力電圧をたと
えば１００〜５０％の範囲で制御したいときは、第２直
列巻線の巻数Ｎ＝第１直列巻線および分路巻線の総巻数
×５０％のように定められる。第１直列巻線４６は出力
端２０に接続された高圧端子と入力端１４に接続された
中圧端子との間に接続され、分路巻線４８は第１直列巻
線４６に同一極性で直列接続される０分路巻線４８の下
端部は入力端１６に接続された中性点に接続される。第
２直列巻線５０は分路巻線４８の下端部と出力端２２と
の間において第１直列巻線４６とは逆極性で接続される
。主磁束ループ路の少くとも一部の磁気飽和状態を変え
て、磁気分路鉄心４４の磁束密度を制御するために巻鉄
心からなる第２可飽和鉄心５２が制御巻線２６により後
述の如く制御される。

第２〜３図において、第１可飽和鉄心４２は主磁束ルー
プ路を構成するセンター・レッグ５４とアウター・レッ
グ５６，５８を備える。センター・レッグ５４は磁気分
路鉄心４４により区分された第１コア部５４ａと第２コ
ア部５４ｂを備える。さらに、センター・レッグ５４は
アウター・レッグ５６，５８の外側に延びる延長部、す
なわち、第３コア部５４ｃを備える、センター・レッグ
５４は第１可飽和鉄心４２の上に配置されて、固定具６
０．６２で互いに固定されて一体化される。第２．３．
５図より明らかなように、磁気分路鉄心４４は多枚数の
ケイ素鋼板を積層した断面Ｃ形状の鉄心からなる。磁気
分路鉄心４４の溝４４ａはセンター・レッグ５４と磁気
的に結合するように配置しである。磁気分路鉄心４４の
端部４４ｂ。

４４ｃは第１直列巻線４６および分路巻線４８の第１コ
イルブロツクと第２直列巻線５０の第２コイルブロツク
との間で一定のエアギャップに相当する所要の厚みの間
装物６４．６６を挾んで第１可飽和鉄心４２のアウター
・レッグ５６，５８上に配置され、固定具６８．７０に
よってアウター・レッグ５６，５８に固定されて、各鉄
心は一体化される。磁気分路鉄心６４は主磁束ループ路
の磁束の一部を高リラクタンスをなすギャップ（間装物
６４，６６により形成される）を介してアウター・レッ
グ５６，５８に分路させて出力電圧を調整するとともに
、高調波を減衰させ、出力電圧の波形歪みを少なくする
ように機能する。第２可飽和鉄心５２は磁気分路鉄心５
４の下側において、すなわち、第１直列巻線４６および
分路巻線４８の第１コイルブロツクと第２直列巻線５０
の第２コイルブロツクとの間でセンター・レッグ５４の
第２コア部５４ｂの上部と第３コア部５４ｃの下端部の
上に配置されて、固定具７２．７４によって各鉄心は一
体化されて磁気的に結合される。このように、第２可飽
和鉄心５２は第１可飽和鉄心４２の下半部とオーバーラ
ツプするように配置され、第１可飽和鉄心の一部を磁気
飽和させて第２直列巻線５０の磁束が第１直列巻線４６
と分路巻線４８の磁束に作用しないようにするとともに
、第１直列巻線４６と分路巻線４８の磁束を磁気分路鉄
心４４にシフトさせるように機能する。

第１直列巻線４６および分路巻線４８．第２直列巻線５
ｏならびに制御巻線２６はそれぞれセンター・レッグ５
４の第１〜第３コア部５４ａ、５４ｂ、５４ｃ上に巻か
れて、はぼ同一平面内に配置される。さらに、各巻線の
上面と下面は第２可飽和鉄心５２の上面と第１可飽和鉄
心４２の下面とにそれぞれ整列するように配置される。

すなわち、゛第１直列巻ｌｌＡ４６と分路巻線４８のコ
イル・ブロックと第２直列巻線５０からなる第２コイル
・ブロックと、制御巻線２６の第３コイル・ブロックは
センター・レッグ５４、第１、第２可飽和鉄心４２．５
２の厚み内にほぼ配置される。センター・レッグ５４の
第３コア部５４ｃは第１可飽和鉄心４２の外側に延びて
いて、制御巻線２６はセンター・レッグ５４の下端部５
４ｃ上に巻かれている。第２可飽和鉄心５２は第２直列
巻線５０の第２コイル・ブロックと制御巻線２６の第３
コイル・ブロックを囲んでいる。第２，３図において第
２可飽和鉄心５２の上部と下部はそれぞれ固定具７２．
７４によりセンター・レッグ５４とともに補助磁束ルー
プ路を構成し、制御者＄２６に直流励磁電流が供給され
たときに制御者Ｉ！２６の磁束の通路として機能する。

すなわち、制御巻線２６の磁束はセンター・レッグ５４
の第２コア部５４ｂを部分的に磁気飽和させ、もって第
１直列巻＠４６および分路７？線４８の磁束を主磁束ル
ープから磁気分路鉄心４４を介してアウター・レッグ５
６，５８にシフトさせる。

第１直列巻線４６と分路者＠４８はセンター・レッグ５
４の第１コア部５４ａ上に巻かれて単巻変圧器を構成し
、第２直列巻線５０が第２コア部５４ｂ上に第１直列巻
線４６とは逆極性で巻かれて、いわゆる、差動結合され
る。

上記構成において、入力端１４，１６が交流型ｇ１２に
接続されて、出力端２０，２２が照明負荷１８に接続さ
れると、第１．第２直列巻線４６゜５０に大電流が流れ
、分路巻線４８には入力電流と出力ｌ！流との差電流が
流れる。

第１，２図において、制御巻線２６に直流励磁電流が供
給されないときは、第１直列巻線４６と分路巻線４．８
およびこの分路者Ｉ＠４８に差動結合された第２直列巻
線５０により生じた磁束がセンター・！ノツプ５４から
アウター・レッグ５６，５８を通過して、センター・レ
ッグ５４に＠還する。

このとき、第１直列巻Ｉ！４６と分路巻線４８の生ずる
磁束と第２直列巻線５０の生ずる磁束とは逆方向になっ
ているから、相互磁束全体としては、差になって作用す
る。したがって、このときの出力電圧は最少となる。

つぎに、制御巻線２６に直流励磁電流が供給されると、
第２可飽和鉄心５２はセンター・レッグ５４の第２．第
３コア部５４ｂ、５４ｃとともに磁気飽和されるため、
第１直列巻線４６と分路巻線４８の生ずる磁束は磁気分
路鉄心４４にシフトされる。このとき、磁束は第１コア
部５４ａ、アウター・レッグ５６，５８および磁気分路
鉄心４４を介して循還し、出力端２０．２２の出力電圧
は最大となる。制御者ｌ！２６に供給される直流励磁電
流を少なくすると、それに応じて出力巻線の出力端出力
電圧は低下する、このように、センター・レッグ５４の
第２、第３コア部５４ｂ、５４Ｃの磁気飽和状態を可変
制御することにより、第１直列巻線４６と分路巻線４８
からなる出力巻線に対する第２直列巻線５０の差動結合
状態を変化させて磁気分路鉄心４４にシフトされる第１
直列巻線４６および分路巻線４８の磁束を制御し、出力
端の出力電圧を可変制御できる。

第１図にもどって、直流励磁電源２８は単巻変圧樹形電
圧調整器２４の入力側に接続された変圧器８０と、変圧
器８０の出力側に接続されて交流電流を直流出力電流に
変換する整流器８２を備え、この直流出力電流はコンデ
ンサ８４によって平滑され、制御巻線２６の直流励磁電
流工として用いられる。

半導体スイッチ回路３０は半導体スイッチ８８とドライ
ブ・トランジスタ８９とを備え、この半導体スイッチ８
８は整流器８２の直流出力端子間に直流励磁電流工を制
御するために接続される。半導体スイッチ８８としては
トランジスタやサイリスタを使用することができる。

第１図において、半導体スイッチ８８はインバーテツド
ダーリントン回路を形成する第１と第２の制御用トラン
ジスタ８８ａ、８８ｂを備える。

ここで、インバーテツドダーリントン回路とは、ＰＮＰ
型トランジスタとＮＰＮ型トランジスタを相補的に接続
した回路を云う、すなわち、第１の制御用トランジスタ
８８ａのベース電流を制御するために第２の制御用トラ
ンジスタ８８ｂがインバーテツドダーリントン接続され
、インバーテツドダーリントン回路を形成している。ド
ライブ・トランジスタ８９のコレクタは抵抗Ｒ１，Ｒ２
を介して第１トランジスタ８８ａのコレクタ側に接続さ
れる。第２トランジスタ８８ｂのベースは抵抗Ｒ１，Ｒ
２の接合点に接続される。トランジスタ８９のエミッタ
は抵抗Ｒ３を介して零電位に接続され、トランジスタ８
９のベースは制御回路３４により駆動される。直流励磁
電流工を供給される制御巻線２６には電流吸収回路９０
が並列接続されている。電流吸収回路９０としてはコン
デンサが用いられる。この電流吸収回路９０は半導体ス
イッチ８８がオフ時に整流器８２の直流出力電流と直流
励磁電流との左型流分を吸収する作用をする。電流吸収
回路８８と並列に電圧制限素子９２が接続される。この
電圧制御索子９２は励磁電圧が電圧制限素子９２により
制限される電圧に達すると導通し、半導体スイッチ８８
と電流吸収回路９０に過電圧が加わらないようにするた
めに設けられる。電圧制限素子９２として定電圧ダイオ
ードを用いた場合の実施例が第１図に示されている。第
１図において、電流吸収回路９０としてのコンデンサと
半導体スイッチ８８との間に逆流防止用ダイオード９４
が挿入されている。ダイオード９４は半導体スイッチ８
８のオン時にコンデンサ９０からの放電電流がこの半導
体スイッチ８８を介して流れるのを阻止する。これによ
り半導体スイッチ８８として用いられる例えば図示の如
きトランジスタなどの素子の破壊の危険性を防止する。

第６図において、制御回路３４は複数の調光パターンを
入力するためのキーボードスイッチ１００と、キーボー
ドスイッチ１００により入力さ九た調光パターンを記憶
するためのプログラム装［１０２と、プログラム装［１
０２の出力を周波数／電圧変換して第１照度設定信号を
得るＦ／Ｖ変換器１０４とからなる第１照度設定器１０
６と、マニュアルで調整さ九て第２照度設定信号を供給
する第２照度設定器１０８とを備える。この実施例にお
いては、第２照度設定器１０８の照度設定信号のレベル
は第１照度設定器１０６から入力される調光パターンに
よる照度よりも低目の照度に設定されるように調整され
る。第１および第２照度設定器１０６，１０８はそれぞ
れ照度切換スイッチ１１０の第１、第２端子１１０ａ、
１１０ｂに接続されており、照度切換スイッチ１１０の
第３端子１１０ｃは比較器１１２のプラス入力端に接続
されている。照度切換スイッチ１１０は照明負荷１８の
照明ゾーンに配置された人体センサ１１４により切換制
御される。人体センサは公知の赤外線センサまたは超音
波センサで構成しても良い、すなわち、照明ゾーンに人
が居るときは照度切換スイッチ１１０はコンタクト１１
０ｄにより第１、第３端子１１０ａ、１１０ｃが接続さ
れる位置にホールドされているが、照明ゾーンに人が居
なくなると人体センサ１１４によってコンタクト１１０
ｄが第１端子１１０ａから第２端子１１０ｂに切換わる
ように作動される。比較器１１２のマイナス入力端は基
＄電源ＲＥ上に接続されていて、第１または第２照度設
定Ｊ９１０６゜１０８からの照度設定信号が基準電源と
比較され、その差信号に相当する比較信号Ｃ１を比較器
１１４のマイナス入力端に供給する。比較器１１４はそ
のプラス入力端に三角波発生１１１１６から供給される
三角波信号Ｓ１と比較信号Ｃ１とを比較して、その差に
比例したパルス幅の出力信号Ｐ１を出力端１２８を介し
てドライブ・トランジスタ８９のベースに供給する。

制御回路３４はさらに照明ゾーンに配置されて、この照
明ゾーンの外光に応じた電圧信号を発生する光度センサ
１１８と、基準の照度に対応した基準電圧レベルを設定
する基準照度設定器１２０と、光度センサ１１８の出力
信号と基準照度設定器１２０の基準電圧との差信号Ｃ２
を出力する比較器１２２を備える。差信号Ｃ２は比較器
１２４のマイナス入力端に供給され、一方、三角波発生
器１２６の三角波信号Ｓ２が比較器１２４のプラス入力
端に接続される。比較器１２４は差信号Ｃ２と三角波信
号Ｓ２とを比較して、その差に比例したパルス幅の出力
信号Ｐ２を発生し、出力端１２８からドライブ・トラン
ジスタ８９のベースに供給する。

第７図において、プログラム装置１１０２は電源部１３
０と、基準信号発生回路１３２と、キーボードスイッチ
１００により操作されるＣＰＵ１３４とを備える。キー
ボードスイッチ１００はタイムスケジュールの設定およ
び消却、あるいは記憶しているタイムスケジュールの呼
び出しができる。キーボードスイッチ１００により曜日
や時間に応じた第８図の如き調光パターンをセットする
と、プログラムメモリ１３６を介して調光パターンメモ
リ１３８内にその調光パターンが記憶される。一方、内
臓されている時計機能によって時刻を進めるとともに、
決められたプログラムに従って毎分ごとに調光パターン
メモリ１３８にその時刻に何らかの動作が設定されるか
どうかを捜し、設定されている時刻ではその動作に応じ
た信号をインターフェース回路１４６を通して出力する
。その出力はＦ／Ｖ変換回路１０４により周波数から電
圧信号に変換されて、前述の如く比較器１１４から出力
信号Ｐ１が発生されて、時刻に応じて第８図の照度パタ
ーンが得られる０表示ドライブ部１４２は表示部１４４
を駆動し、表示部１４４は通常は時刻を表示するが、キ
ーボードスイッチｌＯＯによる設定時にはその各状態を
表示するように構成される。バッテリバックアップ１４
０は停電時における調光パターンメモリ１３８をバック
アップする。

つぎに、第１図の省電力照明制御装置の作用を第９図の
電圧電流波形図を参照しながら説明する。

整流器８４の直流出力電流工はいかなる場合でも制御巻
線２６の励磁電流工′の所要値よりも大きくなるように
回路定数が選ばれる。半導体スイッチ８８がオンのとき
には整流器８４の直流出力電流Ｉはこの半導体スイッチ
８８によって分路され、ｌ１ｉｉ磁電流工′は減少して
ゆく、つぎに、半導体スイッチ８８がオフすると、整流
器出力電流Ｉは増加してゆきながら制御巻線２６に流入
する。制御巻線２６のインダクタンスのために励磁電流
工″は徐々にしか増大できないため、左型流分Ｉ−Ｉ’
は電流吸収コンデンサ９０に流入する。このようにして
、励磁電流工′は半導体スイッチ８８のベース信号によ
って目標値に保たれるように瞬時値制御される。

ある瞬時での半導体スイッチ８８の通流率αはオン時間
をＴ　ｏ　ｎ　、周期をＴとすると。

ｏｎ αエ　　□ と表わすことができ、励磁電流工′の平均値１’　ａｖ
は、整流器％ｉカニの平均値工ａｖとすると １’　ａｖ＝α壷１ａｖ なる関係にある。すなわち、平均値としてみると、整流
器出力電流工のうち励磁にはａｒａｖだけ流れ、半導体
スイッチ８８には残りの（１−α）Ｘａｖが分流してい
ることが分かる。このように半導体スイッチ８８は制御
回路３４の出力端子１２８に現われる出力信号に応答す
るドライブ・トランジスタ８９によりオン・オフされて
、制御巻線２６に供給される直流出力電流Ｉ′を制御す
る。このとき、出力端子１２８の出力信号のパルス幅が
狭くなると半導体スイッチ８８の通流率が小さくなって
励磁電流の分流率が小さくなる。したがって、制御巻線
２６に供給される制御電流Ｉ′が多くなって、単巻変圧
樹形電圧調整器２４のセンター・レッグ５４の第２フア
部５４ｂの磁気飽和度が高くなる。このとき、第２図に
おける第１直列巻線４６および分路巻線４８の磁束に対
する第２直列巻線５ｏによる逆極性の磁束により打ち消
される量が少なくなって、電圧調整器２４の出力電圧が
上昇して照明負荷１８の照度が上昇する。つぎに出力端
子１２８の出力信号のパルス巾が大きくなると半導体ス
イッチ８８の通流率が大きくなって励磁電流工′が減少
してセンター・レッグ５４ｂの磁気飽和度が小さくなる
。このとき、第１直列巻線４６および分路者Ｉ＠４８の
磁束に対する第２直列巻線５０による逆極性の磁束の作
用量が大きくなって電圧側１！ｆｉ２４の出力電圧が減
少して照度が低下する。このように、制御回路３４は出
力端子１２８の出力信号を介して半導体スイッチ８８の
通流率をル制御することにより励磁電流工′を制御し、
もって、電圧調整器２４がら照明負荷１８に供給される
出力電圧を可変して照明負荷１８の照度を自動的に制御
する。

第８図に示すように、制御回路３４のプログラム装置１
０２は午前８〜１０時までは照度５０％、午前１０〜１
２時は照度９５％、午後１２〜１５は照度１００％、午
後１５〜１９時は照度９５％、および午後１９〜２０時
は照度５０％からなる照度パターンＡを得るような調光
パターンを記憶しており、一方、マニュアルによる第２
照度設定器１０８は照度パターンＡの高域よりも低照度
の興度パターンＢが得られるようにダイヤル（ＴＡ示せ
ず）が設定されている。この状態において、照明ゾーン
に人が居るときは、第６図において、切換スイッチ１１
０のコンタクト１１０ｄは第１．第３端子１１０ａ、１
１０ｃを接続する位置にホールドされている。

このとき、プログラム装置ｉ！１０２に記憶された調光
パターンに応じた第１照度設定信号がＦ／Ｖ変換器１０
４を介して出力される。この出力は比較器１１２で基準
電圧ＲＥＦと比較され、その差信号Ｃ１が比較器１１４
で三角波信号Ｓ１と比較されて第９図の出力信号Ｐ１が
制御回路３４の出力端子１２８を通ってドライブ・トラ
ンジスタ８９のベースに印加される。

このとき、トランジスタ８９がオンし、トランジスタ８
８ａ、８８ｂがオンする。第９図に示す如く、比較信号
Ｃ１の電圧レベルが高いとき、制御回路３４の出力端子
１２８の出力信号Ｐ１のパルス幅が小さいため、半導体
スイッチ８８の分流率は小さくなって制御巻線２６の直
流励磁電流Ｉ′が増加し、電圧調整器２４の出力電圧が
上昇して、照明負荷１８の照度が上昇する。つぎに、第
９図にて比較信号Ｃ１′が比較信号Ｃ１より低くなると
波形Ｐ１′の如く出力信号のパルス巾が増加して半導体
スイッチ８８の分流率が大きくなる。このとき、制御巻
線２６の直流励磁な流工′が小さくなって、電圧調整器
２４の出力電圧は降下して照明負荷１８の照度は低下す
る。このように、照度はプログラム装Ｗ１１０２に記載
された調光パターンに従って第８図の照度パターンＡが
得られる。

いま、照明ゾーンから人が離れると、第６図の切換スイ
ッチ１１０のコンタクト１１０ｄが人体センサ１１４に
よって第１端子１１０ａから第２端子１１０ｂに切換え
られて第２照度設定器１０８が比較器１１２に接続され
る。第２照度設定４１０８は前述したように照度パター
ンＡの高域レベルより低照度の照度パターンＢを得るよ
うな第２照度設定信号を比較層１１２に供給する。した
がって、制御回路３４の出力信号は波形Ｐ１′の如く広
いパルス幅になるため、半導体スイッチ８８の分流率が
大きくなって、照明負荷１８の出力電圧が低下して照度
は第８図で示す如く８０％となるように調整される。こ
の照度パターンＢのレベルはユーザの必要環境に応じて
下は、たとえば、５０％照度まで調整できる。

つぎに、基準照度設定１１ｉ１２０が第８図の照度パタ
ーンＡの最高照度レベルに設定されている状態において
、照明ゾーンへの入射外光が前記最高照度レベルまで近
づくと、第６図の比較器１２２の比較信号Ｃ２の電圧レ
ベルが小さくなり、したがって、比較４９１１２４の出
力信号Ｐ２のパルス幅が大きくなるため、第１図の半導
体スイッチ８８の分流率が大きくなって。

照明負荷１８の入力電圧が低下して照度が自動的に低く
なる。このように。

第１、第２照度設定器１０６，１０８のセットされた設
定レベルにかかわらず、照明ゾーンの自然光による光度
が高くなった場合は自動的に電圧が低下するために無駄
なエネルギー消費を防止し、大幅な節約が達成できる。

上記説明において、直流励磁電源はトランス８０からな
るものとして説明したが、トランス８０は電圧調整器２
４０２次側に接続しても良い、また、トランスのかわり
に電圧調整＠２４の入力側または出力側に変流器と交流
リアクトルを接続して、負荷電圧成分と負荷電流成分と
を整流器８２でベクトル合成したものを直流励磁電流と
しても良い。

〔発明の効果〕

以上より明らかなように１本発明による省電力照明制御
装置はつぎのような効果をもたらす。

（１）本発明の照明制御装置は第１段階の照度と第２段
階の照度を設定できるようにして、照明ゾーンに人がい
るときとそうでないときとで照度を自動的に切換えるよ
うにしたので省エネルギー効果が高い、しかも、照明ゾ
ーンの光度が自然光によって明るくなると、自動的に照
明器の電圧を下げて照度を下げるようにしたので、無駄
なエネルギー消費が防止される。

そのため、工場、学校、病院、駅、エアポート等に本装
置を取り付ければ、大きな省エネルギー効果が得られる
。

（２）シかも、単巻変圧器構造の電圧調整器の採用によ
り装置全体の著しい小形軽量化と低価格化を図ることが
できる。

（３）大きな負荷容量の照度制御が小さな自己容量の単
巻変圧器で出力電圧の可変が得られるため、低電圧で小
電力の励磁電流で照度の制御が可能となり、制御回路の
構成が非常に簡単となり、大幅な低価格化と小形化が図
れる。

（４）低電圧、小容量の半導体スイッチで電圧調整器の
制御巻線の励磁電流を制御するため、安全で信頼性が高
く、シかも、極めて安価な電子部品で安定化した照度制
御が得られるため、実用上の効果が大きい。

（５）本発明の照明制御装置では交流電圧の位相制御方
式をとらないため、電圧波形に歪みを発生させたり、ノ
イズを発生させないため、周辺のコンピュータ機器や計
測制御装置に障害を与えない。

（６）大きな負荷容量に対して小さな自己容量の電圧調
整器と小電力の制御回路の採用を可能として、エネルギ
ー損失を最少としたため、照明制御第１図は本発明の省
電力照明制御装置の望ましい実施例の結線図、第２図は
第１図の単巻変圧樹形電圧調整器の１例を示す平面図、
第３図は第２図の電圧調整器の側面図、第４図は第２図
の電圧調整器の底面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ線の断
面図、第６図は第１図の制御回路の具体例、第７図は第
６図のプログラム装置のブロック図、第８図は第１図の
照明制御装置の照度パターンを示すグラフ、第９１ｉｑ
は第１図の照明制御装置の各種信号の電圧電流波形図を
それぞれ示す。

２４・・・・・・・・・電圧調整器 ２８・・・・・・・・・直流励磁電源 ３４・・・・・・・・・半導体スイッチ回路８８・・・
・・・・・・制御回路 １０６・・・・・・・・・第１照度設定器１０８・・・
・・・・・・第２照度設定器１１４・・・・・・・・・
人体センサ １１８・・・・・・・・・光度センサ １２０・・・・・・・・・基準照度設定器特許出願人　
アレックス電子工業株式会社奉４凹 禅、５図 爲ｑ［２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）交流電源に接続される入力端と照明負荷に接
   続される出力端との間に配置され、前記照明負荷に出力
   電圧を供給する出力巻線と、前記出力巻線を制御して前
   記出力電圧を調整する制御巻線を備えた単巻変圧器形電
   圧調整器と、 （ｂ）前記制御巻線に直流励磁電流を供給する直流励磁
   電源と、 （ｃ）前記制御巻線と前記直流励磁電源との間に接続さ
   れ、前記制御巻線に供給される前記直流励磁電流を制御
   する半導体スイッチ回路と、 （ｄ）前記照明負荷の第１照度パターン用の第１照度設
   定信号を供給する第１照度設定器と、第２照度パターン
   用の第２照度設定信号を供給する第２照度設定器と、前
   記第１および第２照度設定信号に比例したパルス幅の出
   力信号発生回路と、前記第１および第２照度設定器と前
   記出力信号発生回路との間に接続された照度切換スイッ
   チとを備え、前記出力信号に応答して、前記半導体スイ
   ッチ回路の通流率を制御して前記直流励磁電流を調整し
   、前記照明負荷の照度を制御する制御回路と、を備えた
   省電力照明制御装置。 ２、前記直流励磁電源が前記入力端に接続された変圧器
   と、前記変圧器に接続された整流器を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の省電力照明制御装置
   。 ３、前記半導体スイッチ回路が前記直流励磁電源の直流
   出力端子に接続されて、前記直流励磁電流の一部を前記
   半導体スイッチ回路に分流させたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の省電力照明制御装
   置。 ４、前記半導体スイッチ回路に並列に電流吸収回路が接
   続されたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   省電力照明制御装置。 ５、前記半導体スイッチ回路に並列に電圧制限素子が接
   続されたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   省電力照明制御装置。 ６、前記半導体スイッチ回路がドライブ・トランジスタ
   とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の省電力照明制御装置。 ７、前記第１照度設定器がキーボードスイッチと、前記
   キーボードスイッチにより入力された調光パターンを記
   憶するプログラム装置と、前記プログラム装置の出力側
   と前記照度切換スイッチの入力側との間に接続された出
   力変換装置とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の省電力照明制御装置。 ８、前記制御回路が前記照明負荷の照明ゾーンに配置さ
   れた人体センサを備え、前記照度切換スイッチが前記人
   体センサの出力により切換制御されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第７項記載の省電力照明制
   御装置。 ９、前記制御回路が前記照明負荷の照明ゾーンに配置さ
   れて前記照明ゾーンの外光を検知して前記外光に比例し
   た出力を発生する光度センサと、予じめ定められた光度
   を設定する光度設定器と、前記光度センサと前記光度設
   定器の出力を比較して、その差信号に相当した比較信号
   を発生する比較信号発生回路と前記比較信号に比例した
   パルス幅の出力信号を発生する出力信号発生回路とを備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の省電力照明制御装置。 １０、前記出力巻線が第１直列巻線と、この第１直列巻
   線に直列接続された分路巻線と、この分路巻線とは異な
   る極性で前記分路巻線に直列接続された第２直列巻線と
   を備え、前記電圧調整器が前記出力巻線を有する第１可
   飽和鉄心を備えた主磁束ループと、前記分路巻線と前記
   第２直列巻線との間に配置されて前記主磁束ループ路の
   一部をバイパスさせるためのエアギャップを備えた少く
   とも１つの磁気分路鉄心と、前記磁気分路鉄心と前記第
   ２直列巻線との間の前記第１可飽和鉄心の一部に磁気的
   に結合された第２可飽和鉄心を備えた補助磁束ループ路
   を備え、前記制御巻線が前記第２可飽和鉄心を介して前
   記第１可飽和鉄心の前記一部を磁気飽和させて前記第１
   直列巻線と前記分路巻線の磁束を前記分路鉄心にシフト
   させることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の省電力照明制御装置。 １１、前記第１可飽和鉄心がセンター・レッグとアウタ
   ー・レッグを有する第１巻鉄心を備え、前記補助磁束ル
   ープ略が前記センター・レッグ上に前記第２直列巻線と
   前記制御巻線を囲むように配置された第２巻鉄心とを備
   え、前記センター・レッグが前記第１巻鉄心の外方に延
   びる前記延長部を備え、前記制御巻線が前記延長部に設
   けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
   の省電力照明制御装置。 １２、前記第１巻鉄心と前記センター・レッグとを固定
   する第１の固定具と、前記第２巻鉄心と前記センター・
   レッグとを固定する第２の固定具とをさらに備えたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の省電力照明
   制御装置。 １３、前記センター・レッグの一方の側に前記第１巻鉄
   心が配置され、前記センター・レッグの他方側に前記第
   ２巻鉄心が配置されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１１項ないし第１２項記載の省電力照明制御装置。 １４、前記第１直列巻線および前記分路巻線と、前記第
   ２直列巻線と、前記制御巻線とがほぼ同一平面内に配置
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の
   省電力照明制御装置。