JPH0477437B2 - - Google Patents

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
スイツ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
電流によつて受電電源電圧波形に歪みが発生し
て、周辺のコンピユ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源電
圧からとつているので、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つた。このた
め、照明の制御が不安定になつたり、場合によつ
ては制御不能となつてしまい、安全性ならびに信
頼性において問題があつた。これを解決するため
に、高調波フイ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
高くなつていた。

さらに、従来の照明制御装置では手動でいつた
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、駅のプラツトホーム、工場、学校、
病院、エアポート等において、照明ゾーンが太陽
光によつ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つた。

〔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、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、この分路巻線に
逆極性で直列接続された第２直列巻線とを備え、
前記第１直列巻線および前記分路巻線に対する前
記第２直列巻線の差動結合状態を制御して前記照
明負荷に供給される出力電圧を調整する制御巻線
を備えた磁気制御形電圧調整器と、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
御する半導体スイツチ回路と、前記半導体スイツ
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、図面を参照して本発明を詳細に説明す
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１４，１６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を備えた磁気制御形電圧調整器２
４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ツチ回路３
０と、半導体スイツチ回路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、磁気制御形電圧調整器２
４は主磁束ループ路を構成する第１可飽和鉄心４
２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４４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、分路巻線４８と、第２直列巻
線５０からなる出力巻線を備える。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。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・レツグ５４と
アウター・レツグ５６，５８を備える。センタ
ー・レツグ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・レツグ５４はアウター・
レツグ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・レツ
グ５４は第１可飽和鉄心４２の上に配置されて、
固定具６０，６２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４
４ａはセンター・レツグ５４と磁気的に結合する
ように配置してある。磁気分路鉄心４４の端部４
４ｂ，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ヤツプ
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・レツグ５６，
５８上に配置され、固定具６８，７０によつてア
ウター・レツグ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ヤツ
プ（間装物６４，６６により形成される）を介し
てアウター・レツグ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５４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５
０の第２コイルブロツクとの間でセンター・レツ
グ５４の第２コア部５４ｂの上部と第３コア部５
４ｃの下端部の上に配置されて、固定具７２，７
４によつ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５０ならびに制御巻線２６はそれぞれセ
ンター・レツグ５４の第１〜第３コア部５４ａ，
５４ｂ，５４ｃ上に巻かれて、ほぼ同一平面内に
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直列巻線４６と分路巻線４８のコイ
ル・ブロツクと第２直列巻線５０からなる第２コ
イル・ブロツクと、制御巻線２６の第３コイル・
ブロツクはセンター・レツグ５４、第１、第２可
飽和鉄心４２，５２の厚み内にほぼ配置される。
センター・レツグ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２
６はセンター・レツグ５４の下端部５４ｃ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・ブロツクと制御巻線２６の第
３コイル・ブロツクを囲んでいる。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・レツグ５４
とともに補助磁束ループ路を構成し、制御巻線２
６に直流励磁電流が供給されたときに制御巻線２
６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・レツグ５４の第２コ
ア部５４ｂを部分的に磁気飽和させ、もつて第１
直列巻線４６および分路巻線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・
レツグ５６，５８にシフトさせる。

第１直列巻線４６と分路巻線４８はセンター・
レツグ５４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が交流電
源１２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４
６，５０に大電流が流れ、分路巻線４８には入力
電流と出力電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４８およびこの分路巻線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・レツグ５４からアウター・レツグ５６，５
８を通過して、センター・レツグ５４に循還す
る。このとき、第１直列巻線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
は逆方向になつているから、相互磁束全体として
は、差になつて作用する。したがつて、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・レツグ
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・レツグ５６，５８および磁気分路鉄心４
４を介して循還し、出力端２０，２２の出力電圧
は最大となる。制御巻線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・レツグ５４の第２、第３コア部５４ｂ，５４
ｃ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図にもどつて、直流励磁電源２８は磁気制
御形電圧調整器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によつて平滑
され、制御巻線２６の直流励磁電流Ｉとして用い
られる。

半導体スイツチ回路３０は半導体スイツチ８８
とドライブ・トランジスタ８９とを備え、この半
導体スイツチ８８は整流器８２の直流出力端子間
に直流励磁電流Ｉを制御するために接続される。
半導体スイツチ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、半導体スイツチ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，Ｒ２の接合点に接続される。トランジスタ
８９のエミツタは抵抗Ｒ３を介して零電位に接続
され、トランジスタ８９のベースは制御回路３４
により駆動される。直流励磁電流Ｉ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
イツチ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差電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
に接続される。この電圧制御素子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、半導体スイツチ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ツチ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は半導体スイツチ８８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ツチ８８
を介して流れるのを阻止する。これにより半導体
スイツチ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ツチ１０
０と、キーボードスイツチ１００により入力され
た調光パターンを記憶するためのプログラム装置
１０２と、プログラム装置１０２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１０６
と、マニユアルで調整されて第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
スイツチ１１０の第１、第２端子１１０ａ，１１
０ｂに接続されており、照度切換スイツチ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。照度切換スイツチ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
照度切換スイツチ１１０はコンタクト１１０ｄ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によつてコン
タクト１１０ｄ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１
１２のマイナス入力端は基準電源REFに接続さ
れていて、第１または第２照度設定器１０６，１
０８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１１
４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器１１６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８
９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１２
０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１２
４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１０２は電源
部１３０と、基準信号発生回路１３２と、キーボ
ードスイツチ１００により操作されるCPU１３
４とを備える。キーボードスイツチ１００はタイ
ムスケジユ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ユールの呼び出しができ
る。キーボードスイツチ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ツトする
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つて時刻
を進めるとともに、決められたプログラムに従つ
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
インターフエース回路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１１
４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。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、キーボードスイツチ
１００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。バツテリバツクアツプ１４０は
停電時における調光パターンメモリ１３８をバツ
クアツプする。

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Ｉはいかなる場合で
も制御巻線２６の励磁電流I′の所要値よりも大き
くなるように回路定数が選ばれる。半導体スイツ
チ８８がオンのときには整流器８４の直流出力電
流Ｉはこの半導体スイツチ８８によつて分路さ
れ、励磁電流I′は減少してゆく。つぎに、半導体
スイツチ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
I′は徐々にしか増大できないため、差電流分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I′は半導体スイツチ８８のベ
ース信号によつ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ツチ８８の通流率αは
オン時間をTon、周期をＴとすると、 α＝Ton／Ｔ と表わすことができ、励磁電流I′の平均値I′avは、
整流器出力Ｉの平均値Iavとすると I′av＝α・Iav 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Ｉのうち励磁にはαIavだけ
流れ、半導体スイツチ８８には残りの（１−α）
Iavが分流していることが分かる。このように半
導体スイツチ８８は制御回路３４の出力端子１２
８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に供給される直流励磁電流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ツチ８８の通流率が小さく
なつて励磁電流の分流率が小さくなる。したがつ
て、制御巻線２６に供給される制御電流I′が多く
なつて、磁気制御形電圧調整器２４のセンター・
レツグ５４の第２コア部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５０による逆極性の磁束により打ち消される
量が少なくなつて、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
ると半導体スイツチ８８の通流率が大きくなつて
励磁電流I′が減少してセンター・レツグ５４ｂの
磁気飽和度が小さくなる。このとき、第１直列巻
線４６および分路巻線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
なつて電圧調整器２４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ツチ８８
の通流率を制御することにより励磁電流I′を制御
し、もつて、電圧調整器２４から照明負荷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１０２は午前８〜10時までは照度50％、午
前10〜12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、マニユアルに
よる第２照度設定器１０８は照度パターンＡの高
域よりも低照度の照度パターンＢが得られるよう
にダイヤル（図示せず）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、切換スイツチ１１０のコンタクト
１１０ｄは第１、第３端子１１０ａ，１１０ｃ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１０４
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
を通つてドライブ・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８８ａ，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、半導体スイツチ
８８の分流率は小さくなつて制御巻線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ツチ８８の分流率が大
きくなる。このとき、制御巻線２６の直流励磁電
流I′が小さくなつて、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置１０２に記載され
た調光パターンに従つて第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
切換スイツチ１１０のコンタクト１１０ｄが人体
センサ１１４によつて第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１０
８が比較器１１２に接続される。第２照度設定器
１０８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器１１２に供給する。した
がつて、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、半導体スイツチ８
８の分流率が大きくなつて、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、基準照度設定器１２０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
がつて、比較器１２４の出力信号Ｐ２のパルス幅
が大きくなるため、第１図の半導体スイツチ８８
の分流率が大きくなつて、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のセツ
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つ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８
０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２４の２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器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、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
然光によつて明るくなると、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) しかも、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ツチで電圧調整
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、しかも、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
コンピユ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
御装置の大幅な高効率化と省エネルギー化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

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図の磁気制御形
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ツク図、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９図は第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……半導体スイツチ回路、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。

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、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、この分路巻線に逆極性で直列接続
   された第２直列巻線とを備え、前記第１直列巻
   線および前記分路巻線に対する前記第２直列巻
   線の差動結合状態を制御して前記照明負荷に供
   給される出力電圧を調整する制御巻線を備えた
   磁気制御形電圧調整器と、 (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ツチ回路と、 (d) 前記半導体スイツ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 前記半導体スイツ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ツ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 前記半導体スイツ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 前記半導体スイツ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 前記半導体スイツチ回路がドライブ・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 前記制御回路が前記照明負荷の照度を設定す
   るための照度設定信号を発生する照度設定器と、
   前記照度設定信号に応答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。 ８ 前記照度設定器がマニユアル照度設定器から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の省電力照明制御装置。 ９ 前記制御回路が第１の照度を設定するための
   第１照度設定器と、第２の照度を設定するための
   第２照度設定器と、前記第１および第２照度設定
   器からの照度設定信号に応答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、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
   間に接続されて前記第１および第２照度設定器を
   切換えるための照度切換スイツチを備えたことを
   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 前記第１照度設定器がキーボードスイツチ
   と、前記キーボードスイツ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ツチの
   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９項記載の
   省電力照明制御装置。 １１ 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
   イツ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９項また
   は第１０項記載の省電力照明制御装置。 １２ 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、
   基準の照度に対応した基準電圧レベルを設定する
   基準照度設定器と、前記光度センサと前記基準照
   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。 １３ 前記電圧調整器が前記第１直列巻線、前記
   分路巻線および前記第２直列巻線を有する第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
   ヤツ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とを備
   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磁
   気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。 １４ 前記第１可飽和鉄心がセンター・レツグと
   アウター・レツグを有する第１巻鉄心を備え、前
   記補助磁束ループ路が前記センター・レツグ上に
   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
   ツグが前記第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１３項記載の
   省電力照明制御装置。 １５ 前記第１巻鉄心と前記センター・レツグと
   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・レツグとを固定する第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１４項記載の省電力照明制御装置。 １６ 前記センター・レツ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・レツグの他
   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１４項ないし第１５項記載
   の省電力照明制御装置。 １７ 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１６項記載の省電力照明制御装置。