JP6481943B2 - 調光装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明負荷を調光する調光装置に関する。

従来、照明負荷を調光する調光装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載された調光装置は、一対の端子と、制御回路部と、制御回路部に制御電源を供給する制御電源部と、照明負荷の調光レベルを設定する調光操作部とを備えている。

一対の端子間には、制御回路部及び制御電源部それぞれが並列に接続されている。また、一対の端子間には、交流電源と照明負荷との直列回路が接続される。照明負荷は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子と、各ＬＥＤ素子を点灯させる電源回路とを備えている。電源回路は、ダイオードと電解コンデンサとの平滑回路を備えている。

制御回路部は、照明負荷に供給する交流電圧を位相制御するスイッチ部と、スイッチ部を駆動するスイッチドライブ部と、スイッチドライブ部及び制御電源部を制御する制御部と、を備えている。

制御電源部は、スイッチ部に並列に接続されている。制御電源部は、交流電源の交流電圧を制御電源に変換する。制御電源部は、制御電源を蓄積する電解コンデンサを備えている。

制御部は、制御電源部から電解コンデンサを通じて制御電源が供給される。制御部は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」）を備えている。マイコンは、調光操作部で設定された調光レベルに応じて、交流電圧の半サイクル毎の期間途中で、照明負荷への給電を遮断する逆位相制御を行う。

特開２０１３−１４９４９８号公報

本発明は、より多くの種類の照明負荷に対応可能な調光装置を提供することを目的とする。

本発明の調光装置は、照明負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、前記一対の入力端子間において、双方向の電流の遮断・通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、前記交流電源の交流電圧の位相を検出する位相検出部と、前記照明負荷の光出力の大きさを指定する調光レベルが入力される入力部と、前記一対の入力端子間に電気的に接続され、前記交流電源からの供給電力により制御電源を生成する電源部と、前記制御電源の電圧を検出する電圧検出部と、前記電源部から前記制御電源の供給を受けて動作し、前記位相検出部からの検出信号に基づいて、前記交流電圧の半周期の始点から前記調光レベルに応じた可変時間が経過した切替時点において、前記双方向スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わるように前記双方向スイッチを制御する制御部と、前記切替時点から前記半周期の終点までのオフ期間において、前記電圧検出部で検出される電圧が所定の閾値に達すると、前記電源部での前記制御電源の生成を停止させる停止部と、を備える。

本発明は、より多くの種類の照明負荷に対応可能になる、という利点がある。

実施形態１に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１に係る調光装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態１の変形例１に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態１の他の変形例に係る調光装置の電源部の構成を示す概略回路図である。 実施形態２に係る調光装置の構成を示す概略回路図である。 実施形態２に係る調光装置の動作を示すタイミングチャートである。

（実施形態１）
（１．１）構成
本実施形態の調光装置１は、図１に示すように、一対の入力端子１１，１２と、双方向スイッチ２と、位相検出部３と、入力部４と、電源部５と、電圧検出部５３と、制御部６と、停止部１３と、を備えている。

一対の入力端子１１，１２は、照明負荷（以下、単に「負荷」という）７と交流電源８との間に電気的に接続される。双方向スイッチ２は、一対の入力端子１１，１２間において、双方向の電流の遮断・導通を切り替えるように構成されている。位相検出部３は、交流電源８の交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。入力部４は、負荷７の光出力の大きさを指定する調光レベルが入力される。電源部５は、一対の入力端子１１，１２間に電気的に接続され、交流電源８からの供給電力により制御電源を生成する。電圧検出部５３は、制御電源の電圧を検出する。

制御部６は、電源部５から制御電源の供給を受けて動作する。制御部６では、位相検出部３からの検出信号に基づいて、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点から調光レベルに応じた可変時間が経過した切替時点において、双方向スイッチ２がオン状態からオフ状態に切り替わるように双方向スイッチ２を制御する。停止部１３は、切替時点から半周期の終点までのオフ期間において、電圧検出部５３で検出される電圧が所定の閾値に達すると、電源部５での制御電源の生成を停止させる。

ここでいう「可変時間」は、半周期の始点（ゼロクロス点）から切替時点（双方向スイッチ２がオン状態からオフ状態に切り替わる時点）までの時間であって、調光レベルに応じて長さが変化する時間である。本実施形態では、後述する第一の期間Ｔ１と第二の期間Ｔ２とを合計した時間が「可変時間」に相当する。また、ここでいう「閾値」は一つの値に限らず、複数の値が「閾値」として設定されていてもよい。

なお、ここで「時点Ａから」という表現は、時点Ａを含む意味とする。例えば「第１時点から」は、第１時点を含む意味である。一方、「時点Ａまで」という表現は、時点Ａは含まず、時点Ａの直前までを意味する。例えば「半周期の終点まで」は、半周期の終点は含まず、半周期の終点の直前までを意味する。また、ここでいう「入力端子」は、電線等を接続するための部品（端子）として実体を有しなくてもよく、例えば電子部品のリードや、回路基板に含まれる導体の一部であってもよい。

以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。本実施形態の調光装置１は、図１に示すように、一対の入力端子１１，１２、双方向スイッチ２、位相検出部３、入力部４、電源部５、制御部６、スイッチ駆動部９、ダイオードＤ１，Ｄ２、及び停止部１３を備えている。電圧検出部５３は、電源部５に設けられている。

調光装置１は、２線式の調光装置であって、交流電源８に対して負荷７と電気的に直列に接続された状態で使用される。負荷７は通電時に点灯する。負荷７は、光源としてのＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子を点灯させる点灯回路と、を備えている。交流電源８は、例えば単相１００〔Ｖ〕、６０〔Ｈｚ〕の商用電源である。調光装置１は、一例として壁スイッチ等に適用可能である。

双方向スイッチ２は、入力端子１１，１２間において、双方向の電流の遮断・通過を切り替えるように構成されている。双方向スイッチ２は、例えば、入力端子１１，１２間に電気的に直列に接続された第１のスイッチ素子Ｑ１及び第２のスイッチ素子Ｑ２の２個の素子からなる。例えば、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）からなる半導体スイッチ素子である。

スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２は、入力端子１１，１２間において、いわゆる逆直列に接続されている。つまり、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２はソース同士が互いに接続されている。スイッチ素子Ｑ１のドレインは入力端子１１に接続され、スイッチ素子Ｑ２のドレインは入力端子１２に接続されている。両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のソースは、電源部５のグランドに接続されている。なお、電源部５のグランドは、調光装置１の内部回路にとって基準電位となる。

双方向スイッチ２は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のオン、オフの組み合わせにより、４つの状態を切替可能である。４つの状態には、両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が共にオフである双方向オフ状態と、両スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が共にオンである双方向オン状態と、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の一方のみがオンである２種類の一方向オン状態とがある。一方向オン状態では、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうち、オンの方のスイッチ素子から、オフの方のスイッチ素子の寄生ダイオードを通して一対の入力端子１１，１２間が一方向に導通することになる。例えば、スイッチ素子Ｑ１がオン、スイッチ素子Ｑ２がオフの状態では、入力端子１１から入力端子１２に向けて電流を流す第１の一方向オン状態となる。また、スイッチ素子Ｑ２がオン、スイッチ素子Ｑ１がオフの状態では、入力端子１２から入力端子１１に向けて電流を流す第２の一方向オン状態となる。そのため、入力端子１１，１２間に交流電源８から交流電圧Ｖａｃが印加される場合、交流電圧Ｖａｃの正極性の半周期においては、第１の一方向オン状態が「順方向オン状態」、第２の一方向オン状態が「逆方向オン状態」となる。一方、交流電圧Ｖａｃの負極性の半周期においては、第２の一方向オン状態が「順方向オン状態」、第１の一方向オン状態が「逆方向オン状態」となる。

ここで、双方向スイッチ２は、「双方向オン状態」及び「順方向オン状態」の両状態がオン状態であり、「双方向オフ状態」及び「逆方向オン状態」の両状態がオフ状態である。

位相検出部３は、入力端子１１，１２間に印加される交流電圧Ｖａｃの位相を検出する。ここでいう「位相」には、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点、交流電圧Ｖａｃの極性（正極性、負極性）を含んでいる。位相検出部３は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると検出信号を制御部６に出力するように構成されている。位相検出部３は、ダイオードＤ３１と、第１検出部３１と、ダイオードＤ３２と、第２検出部３２と、を有している。第１検出部３１は、ダイオードＤ３１を介して入力端子１１に電気的に接続されている。第２検出部３２は、ダイオードＤ３２を介して入力端子１２に電気的に接続されている。第１検出部３１は、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際のゼロクロス点を検出する。第２検出部３２は、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期から負極性の半周期に移行する際のゼロクロス点を検出する。

すなわち、第１検出部３１は、入力端子１１を正極とする電圧が規定値未満の状態から規定値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。同様に、第２検出部３２は、入力端子１２を正極とする電圧が規定値未満の状態から規定値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。規定値は０〔Ｖ〕付近に設定された値である。例えば、第１検出部３１の規定値は、＋数〔Ｖ〕程度であり、第２検出部３２の規定値は、−数〔Ｖ〕程度である。したがって、第１検出部３１及び第２検出部３２で検出されるゼロクロス点の検出点は、厳密な意味でのゼロクロス点（０〔Ｖ〕）から少し時間が遅れる。

入力部４は、ユーザによって操作される操作部から、調光レベルを表す信号を受け付け、制御部６に調光信号として出力する。入力部４は、調光信号を出力するのに際して、受け付けた信号を加工してもよいし、しなくてもよい。調光信号とは、負荷７の光出力の大きさを指定する数値等であって、負荷７を消灯状態とする「ＯＦＦレベル」を含む場合もある。なお、操作部は、ユーザの操作を受けて入力部４に調光レベルを表す信号を出力する構成であればよく、例えば可変抵抗器やロータリスイッチ、タッチパネル、リモートコントローラ、あるいはスマートフォン等の通信端末などである。

制御部６は、位相検出部３からの検出信号及び入力部４からの調光信号に基づいて双方向スイッチ２を制御する。制御部６は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々を別々に制御する。具体的には、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１にてスイッチ素子Ｑ１を制御し、第２制御信号Ｓｂ２にてスイッチ素子Ｑ２を制御する。

制御部６は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として備えている。マイコンは、マイコンのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、制御部６としての機能を実現する。プログラムは、予めマイコンのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、コンピュータ（ここではマイコン）を、制御部６として機能させるためのプログラムである。

スイッチ駆動部９は、スイッチ素子Ｑ１を駆動（オン／オフ制御）する第１駆動部９１と、スイッチ素子Ｑ２を駆動（オン／オフ制御）する第２駆動部９２と、を有している。第１駆動部９１は、制御部６から第１制御信号Ｓｂ１を受けて、スイッチ素子Ｑ１にゲート電圧を印加する。これにより、第１駆動部９１はスイッチ素子Ｑ１をオン／オフ制御する。同様に、第２駆動部９２は、制御部６から第２制御信号Ｓｂ２を受けて、スイッチ素子Ｑ２にゲート電圧を印加する。これにより、第２駆動部９２はスイッチ素子Ｑ２をオン／オフ制御する。第１駆動部９１は、スイッチ素子Ｑ１のソースの電位を基準にしてゲート電圧を生成する。第２駆動部９２も同様である。

電源部５は、制御電源を生成する制御電源部５１と、駆動電源を生成する駆動電源部５２と、電圧検出部５３と、を有している。さらに、電源部５は、コンデンサＣ１，Ｃ２を有している。制御電源は、制御部６の動作用の電源である。駆動電源は、スイッチ駆動部９の駆動用の電源である。コンデンサＣ１は、制御電源部５１の出力端子に電気的に接続されており、制御電源部５１の出力電流により充電される。コンデンサＣ２は、駆動電源部５２の出力端子に電気的に接続されており、駆動電源部５２の出力電流により充電される。

電源部５は、ダイオードＤ１を介して入力端子１１に電気的に接続され、ダイオードＤ２を介して入力端子１２に電気的に接続されている。これにより、２個のダイオードＤ１，Ｄ２と、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々の寄生ダイオードとで構成されるダイオードブリッジにて、入力端子１１，１２間に印加される交流電圧Ｖａｃが全波整流されて、電源部５に供給される。したがって、双方向スイッチ２がオフ状態にある場合、電源部５には、全波整流された交流電圧Ｖａｃ（ダイオードブリッジから出力される脈流電圧）が印加されることになる。

駆動電源部５２は、全波整流された交流電圧Ｖａｃが印加されることにより、定電圧の駆動電源を生成してコンデンサＣ２に出力する。駆動電源部５２は、スイッチ駆動部９及び制御電源部５１に、駆動電源を供給する。駆動電源は、例えば１０〔Ｖ〕である。制御電源部５１は、駆動電源部５２から供給された駆動電源を降圧して制御電源を生成し、コンデンサＣ１に出力する。制御電源は、例えば３〔Ｖ〕である。なお、制御電源部５１は、駆動電源部５２を介さず、全波整流された交流電圧Ｖａｃから直接制御電源を生成してもよい。つまり、電源部５は、交流電源８からの供給電力により制御電源及び駆動電源を生成する。

電圧検出部５３は、電源部５のコンデンサＣ２の（両端）電圧Ｖｃ２を、制御電源の電圧として検出する。電圧検出部５３は、例えばコンデンサＣ２の両端間に接続された分圧抵抗であって、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２に相当する電圧を、検出値として制御部６へ出力する。つまり、電圧検出部５３は、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２を検出することで、間接的に制御電源の電圧を検出している。以下では、電圧検出部５３の検出値はコンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２と等しいこととする。ただし、この構成に限らず、電圧検出部５３は、例えばコンデンサＣ１の（両端）電圧Ｖｃ１を検出することにより、直接的に制御電源の電圧を検出する構成であってもよい。

制御部６は、切替時点（双方向スイッチ２がオン状態からオフ状態に切り替わる時点）から交流電圧Ｖａｃの半周期の終点までのオフ期間において、電圧検出部５３の検出値（コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２）と所定の閾値Ｖｔｈ１（図２参照）とを比較する。このとき、検出値（電圧Ｖｃ２）が閾値Ｖｔｈ１に達すると、停止部１３へ出力する遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号から「ＯＦＦ」信号に切り替える。ここで、閾値Ｖｔｈ１は、少なくとも次の切替時点までの制御部６の動作を確保できる程度に、コンデンサＣ２が充電されたときのコンデンサＣ２の両端電圧とする。具体的には、調光レベルによらず、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２が最小値Ｖｍｉｎ（図２参照）を下回らないように、最小値Ｖｍｉｎに所定のマージンを加えた値が閾値Ｖｔｈ１として用いられる。ここでいう「最小値Ｖｍｉｎ」は、制御部６が正常に動作するために必要な電圧Ｖｃ２の最小値である。

停止部１３は、制御部６からの遮断信号Ｓｓ１を受け、遮断信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号である間、電源部５での制御電源の生成を停止させる。本実施形態では、停止部１３は、一対の入力端子１１，１２の少なくとも一方と電源部５との間を電気的に遮断することにより、電源部５での制御電源の生成を停止させる。停止部１３は電源部５と直列回路を構成する。停止部１３と電源部５との直列回路は、上記ダイオードブリッジを介して、一対の入力端子１１，１２間において双方向スイッチ２と、電気的に並列に接続される。

具体的には、停止部１３は、一対のダイオードＤ１，Ｄ２の接続点と、電源部５との間に電気的に接続されたスイッチであって、制御部６からの遮断信号Ｓｓ１を受けてオン／オフする。停止部１３は、遮断信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号であればオンし、入力端子１１，１２に電源部５を電気的に接続する。一方、遮断信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号であれば、停止部１３がオフし、入力端子１１，１２から電源部５を電気的に切り離す。

なお、負荷７の点灯回路は、調光装置１で位相制御された交流電圧Ｖａｃの波形から調光レベルを読み取り、ＬＥＤ素子の光出力の大きさを変化させる。ここで、点灯回路は、一例としてブリーダ回路などの電流確保用の回路を有している。そのため、調光装置１の双方向スイッチ２が非導通となる期間においても、負荷７に電流を流すことが可能である。

（１．２）動作
（１．２．１）起動動作
まず、本実施形態の調光装置１の通電開始時の起動動作について説明する。

上述した構成の調光装置１によれば、入力端子１１，１２間に負荷７を介して交流電源８が接続されると、交流電源８から入力端子１１，１２間に印加される交流電圧Ｖａｃが整流されて駆動電源部５２に供給される。駆動電源部５２で生成された駆動電源はスイッチ駆動部９に供給され、かつ制御電源部５１に供給される。制御電源部５１で生成された制御電源が制御部６に供給されると、制御部６が起動する。

制御部６が起動すると、制御部６は、位相検出部３の検出信号を基に交流電源８の周波数の判定を行う。そして、制御部６は、判定した周波数に応じて、予めメモリに記憶されている数値テーブルを参照し、各種の時間などのパラメータの設定を行う。ここで、入力部４に入力された調光レベルが「ＯＦＦレベル」であれば、制御部６は、双方向スイッチ２を双方向オフ状態に維持することで、一対の入力端子１１，１２間のインピーダンスをハイインピーダンス状態に維持する。これにより、負荷７は消灯状態を維持する。

（１．２．２）調光動作
次に、本実施形態の調光装置１の調光動作について、図２を参照して説明する。図２では、交流電圧Ｖａｃ、第１検出信号ＺＣ１、第２検出信号ＺＣ２、第１制御信号Ｓｂ１、第２制御信号Ｓｂ２、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２、及び遮断信号Ｓｓ１を示している。ここで、第１検出信号ＺＣ１は第１検出部３１による検出信号、第２検出信号ＺＣ２は第２検出部３２による検出信号である。なお、ここでは、第１検出信号ＺＣ１が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することをもって、第１検出信号ＺＣ１が発生したこととする。また、第２検出信号ＺＣ２が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することをもって、第２検出信号ＺＣ２が発生したこととする。つまり、第１検出信号ＺＣ１及び第２検出信号ＺＣ２は、ゼロクロス点の検出時に「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化する信号である。コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２、及び遮断信号Ｓｓ１については、「（１．２．３）制御電源の生成動作」の欄で説明する。

まず、交流電圧Ｖａｃが正極性の半周期における調光装置１の動作について説明する。調光装置１は、位相制御の基準となる交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を位相検出部３で検出する。交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際には、交流電圧Ｖａｃが正極性の規定値「Ｖｚｃ」に達すると、第１検出部３１が第１検出信号ＺＣ１を出力する。本実施形態では、第１検出信号ＺＣ１の発生時点を第１時点ｔ１とし、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０から第１時点ｔ１までの期間を、第一の期間Ｔ１とする。半周期の始点ｔ０から第１時点ｔ１までの第一の期間Ｔ１では、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第一の期間Ｔ１では、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオフになり、双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。第１時点ｔ１において、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にする。

第２時点ｔ２は、第１時点ｔ１から調光信号に応じた長さのオン時間が経過した時点である。第２時点ｔ２においては、制御部６は、第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号に維持したまま、第１制御信号Ｓｂ１を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの第二の期間Ｔ２には、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオンになり、双方向スイッチ２が双方向オン状態となる。そのため、第二の期間Ｔ２には、交流電源８から双方向スイッチ２を介して負荷７へ電力が供給され、負荷７が点灯する。

第３時点ｔ３は、半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４よりも一定時間（例えば３００〔μｓ〕）だけ手前の時間である。第３時点ｔ３においては、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの第三の期間Ｔ３には、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうちスイッチ素子Ｑ１のみがオフし、双方向スイッチ２が逆方向オン状態となる。そのため、第三の期間Ｔ３には、交流電源８から負荷７への電力が断たれる。

第３時点ｔ３から半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４までの第四の期間Ｔ４には、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオフになり、双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。

また、交流電圧Ｖａｃが負極性の半周期における調光装置１の動作は、正極性の半周期と基本的に同様の動作となる。

負極性の半周期において、交流電圧Ｖａｃが負極性の規定値「−Ｖｚｃ」に達すると、第２検出部３２が第２検出信号ＺＣ２を出力する。本実施形態では、半周期の始点ｔ０（ｔ４）から第２検出信号ＺＣ２の発生時点である第１時点ｔ１までの期間を第一の期間Ｔ１とする。また、第２時点ｔ２は、第１時点ｔ１から調光信号に応じた長さのオン時間が経過した時点であり、第３時点ｔ３は、半周期の終点ｔ４（ｔ０）よりも一定時間（例えば３００〔μｓ〕）だけ手前の時間である。

第一の期間Ｔ１では、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第一の期間Ｔ１には双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。そして、第１時点ｔ１において、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＮ」信号にする。これにより、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの第二の期間Ｔ２には、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオンになり、双方向スイッチ２が双方向オン状態となる。そのため、第二の期間Ｔ２には、交流電源８から双方向スイッチ２を介して負荷７へ電力が供給され、負荷７が点灯する。

第２時点ｔ２においては、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１を「ＯＮ」信号に維持したまま、第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。第３時点ｔ３においては、制御部６は、第１制御信号Ｓｂ１及び第２制御信号Ｓｂ２を「ＯＦＦ」信号にする。これにより、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの第三の期間Ｔ３には、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうちスイッチ素子Ｑ２のみがオフし、双方向スイッチ２が逆方向オン状態となる。そのため、第三の期間Ｔ３には、交流電源８から負荷７への電力が断たれる。第３時点ｔ３から半周期の終点ｔ４までの第四の期間Ｔ４には、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２がいずれもオフになり、双方向スイッチ２が双方向オフ状態となる。

本実施形態の調光装置１は、以上説明した正極性の半周期の動作と負極性の半周期の動作とを交流電圧Ｖａｃの半周期ごとに交互に繰り返すことで、負荷７の調光を行う。ここで、「双方向オン状態」はオン状態であり、「逆方向オン状態」はオフ状態であるから、双方向スイッチ２が双方向オン状態から逆方向オン状態に切り替わる時点、つまり第２時点ｔ２は「切替時点」に相当する。そして、第１時点ｔ１から切替時点（第２時点ｔ２）までの時間（オン時間）は、入力部４に入力された調光レベルに応じた時間であるので、半周期において入力端子１１，１２間が導通する時間は、調光レベルに従って規定されることになる。さらに、正極性の規定値「Ｖｚｃ」及び負極性の規定値「−Ｖｚｃ」が固定値であれば、半周期の始点ｔ０から第１時点（第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点）ｔ１までの時間は、略固定長の時間になる。

そのため、半周期の始点ｔ０から切替時点（第２時点ｔ２）までの時間、つまり第一の期間Ｔ１と第二の期間Ｔ２とを合計した時間である「可変時間」は、調光レベルに応じて長さが変化することになる。言い換えれば、可変時間は可変長の時間であって、交流電圧Ｖａｃに対する切替時点（第２時点ｔ２）の位相は調光レベルに応じて変化する。すなわち、負荷７の光出力を小さくする場合には可変時間は短く、負荷７の光出力を大きくする場合には可変時間は長く規定される。そのため、入力部４に入力される調光レベルに応じて、負荷７の光出力の大きさを変えることが可能である。

また、交流電圧Ｖａｃの半周期の後半、具体的には切替時点（第２時点ｔ２）から半周期の終点ｔ４までの期間（第三の期間Ｔ３及び第四の期間Ｔ４）には、双方向スイッチ２がオフ状態（逆方向オン状態又は双方向オフ状態）となる。本実施形態では、第三の期間Ｔ３及び第四の期間Ｔ４を合計した期間が「オフ期間」に相当する。調光装置１は、このオフ期間を用いて交流電源８から電源部５への電力供給を確保できる。電源部５の動作について詳しくは、「（１．２．３）制御電源の生成動作」の欄で説明する。

なお、本実施形態の場合、交流電源８から電源部５への電力供給の確保を優先してオフ期間が設定されるため、入力部４に入力された調光レベルに応じて負荷７へ電力を供給する第二の期間Ｔ２が設定されない場合がある。例えば、ユーザが操作部を負荷７の光出力を最大にするように操作しても、オフ期間（第三の期間Ｔ３及び第四の期間Ｔ４）の設定が優先され、入力部からの調光信号の通りには第二の期間Ｔ２が設定されないことがある。

（１．２．３）制御電源の生成動作
次に、電源部５における制御電源の生成動作について図２を参照して説明する。

本実施形態では、電源部５は、切替時点（第２時点ｔ２）から半周期の終点ｔ４までのオフ期間（第三の期間Ｔ３及び第四の期間Ｔ４）において、交流電源８から電力供給を受けて制御電源を生成する。そのため、切替時点（第２時点ｔ２）からコンデンサＣ２の充電が開始し、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２が徐々に大きくなる。

ここで、制御部６は、オフ期間の始点である切替時点（第２時点ｔ２）においては、停止部１３へ出力する遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号にしている。そして、オフ期間において、制御部６は、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２と閾値Ｖｔｈ１とを比較し、電圧Ｖｃ２が閾値Ｖｔｈ１に達すると、遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号から「ＯＦＦ」信号に切り替える。遮断信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号に切り替えた後、制御部６は、少なくとも次の第１時点（第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点）ｔ１までは、遮断信号Ｓｓ１を「ＯＦＦ」信号に維持する。

遮断信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号である間、停止部１３は、入力端子１１，１２から電源部５を電気的に切り離すことで、電源部５での制御電源の生成を停止させる。そのため、オフ期間であっても、常に電源部５で制御電源が生成されるのではなく、コンデンサＣ２がある程度充電されてコンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２が閾値Ｖｔｈ１に達した以降は、制御電源の生成が停止する。コンデンサＣ２の充電が停止すると、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が制御部６で消費されることにより、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２は徐々に小さくなる。

本実施形態では、制御部６は、第１時点（第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点）ｔ１において、遮断信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号であれば、遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号に切り替える。第１時点ｔ１において遮断信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号であれば、制御部６は、遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号に維持する。これにより、停止部１３は、オフ期間において電源部５での制御電源の生成を停止させた場合、位相検出部３にて交流電圧Ｖａｃの位相（ゼロクロス点）が検出された直後に、電源部５での制御電源の生成を再開させることになる。ただし、第１時点ｔ１から第２時点（切替時点）ｔ２までの第二の期間Ｔ２においては、双方向スイッチ２がオン状態（双方向オン状態）にあって、そもそも交流電源８から電源部５への電力供給を確保できないため、電源部５での制御電源の生成は行われない。

（１．３）比較例との対比
以下、本実施形態から停止部１３を省略した構成（ダイオードＤ１，Ｄ２に電源部５が直接接続された構成）の調光装置を比較例とし、本実施形態と比較例とを対比した場合の、両者の相違点について説明する。ここで示す比較例は、停止部がない点で本実施形態とは異なるものの、その他の回路構成については本実施形態と同じであるため、以下、本実施形態と同様の構成要素については共通の符号を付して説明する。

比較例では、双方向スイッチ２がオフ状態の期間（オフ期間）においても、電源部５が交流電源８からの電力供給を受けて制御電源を生成することにより、電源部５を通して、一対の入力端子１１，１２間に電流が流れることがある。言い換えれば、双方向スイッチ２がオフ状態であっても、電源部５の影響で、入力端子１１，１２間のインピーダンスが低くなる。この状態では、交流電源８の交流電圧Ｖａｃは、調光装置と負荷７とで分圧されることになり、負荷７の種類によっては、一対の入力端子１１，１２間に印加される電圧と交流電圧Ｖａｃとの間に、大幅なずれが生じることがある。したがって、比較例においては、交流電圧Ｖａｃの位相（ゼロクロス点）を位相検出部３で正確に検出できない可能性がある。位相検出部３での交流電圧Ｖａｃの位相の検出精度が低いと、制御部６による双方向スイッチ２の制御に支障をきたすことになり、調光装置の正常な動作が維持できない可能性がある。

これに対して、本実施形態では、オフ期間のうち遮断信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号である期間においては、入力端子１１，１２から電源部５を切り離した分だけ、入力端子１１，１２間のインピーダンスを高く維持できる。つまり、調光装置１は、双方向スイッチ２がオフ状態の期間（オフ期間）に電源部５での制御電源の生成を停止させて、交流電源８から電源部５への電力供給が行われないようにすることで、入力端子１１，１２間のインピーダンスを高く維持できる。この状態では、一対の入力端子１１，１２間に印加される電圧と交流電源８の交流電圧Ｖａｃとの間に、ずれが生じにくくなる。したがって、本実施形態の調光装置１では、比較例に比べて、位相検出部３での交流電圧Ｖａｃの位相（ゼロクロス点）の検出精度が向上する。

（１．４）利点
本実施形態の調光装置１は、停止部１３を備えることにより、双方向スイッチ２がオフ状態の期間（オフ期間）であっても、制御電源の電圧（コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２）が閾値Ｖｔｈ１に達した以降は、電源部５での制御電源の生成を停止させることができる。これにより、停止部１３がない場合に比べて、一対の入力端子１１，１２間に印加される電圧と交流電圧Ｖａｃとの間に、ずれが生じにくくなり、位相検出部３での交流電圧Ｖａｃの位相の検出精度が向上する。位相検出部３での交流電圧Ｖａｃの位相の検出精度が向上すれば、調光装置１の正常な動作が維持されやすくなる。しかも、オフ期間において制御電源の電圧が閾値Ｖｔｈ１に達するまでの間は、電源部５が制御電源を生成するので、調光装置１は、電源部５から制御部６への電源供給を維持できることで、負荷７の点滅や、ちらつきなどの異常動作を防止できる。したがって、本実施形態の調光装置１によれば、より多くの種類の負荷に対応可能になる、という利点がある。

また、調光装置の制御方式には、逆位相制御方式（トレーリングエッジ方式）の他、交流電圧Ｖａｃの半周期の途中からゼロクロス点までの期間に一対の入力端子１１，１２間が導通する、正位相制御方式（リーディングエッジ方式）がある。逆位相制御方式は、光源としてのＬＥＤ素子を備えた負荷７に、ゼロクロス点から電力供給を開始するため、電力供給開始時の電流波形歪みを小さく抑えることができる。これにより、調光装置に接続可能な負荷７の数（灯数）が増えたり、うなり音の発生を抑制できたりする利点がある。

なお、本実施形態の調光装置１は、基本的に逆位相制御方式を採用しつつも、半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０からやや遅れた第１時点（第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点）ｔ１にて負荷７に電力供給を開始している。そのため、ゼロクロス点にて負荷７への電力供給を開始する逆位相制御方式よりも電流波形歪みは大きくなる可能性がある。ただし、第１時点ｔ１での交流電圧Ｖａｃの絶対値はそれほど大きくはないため、電流波形歪みの影響は無視できるほど小さい。

さらに、本実施形態の調光装置１は、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの期間（第三の期間Ｔ３）においては、双方向スイッチ２を逆方向オン状態とするので、位相検出部３の誤検出を低減できる。すなわち、負荷７によっては、負荷７の両端電圧の絶対値が交流電圧Ｖａｃの絶対値を上回り、その結果、交流電圧Ｖａｃとは逆極性の電圧（以下、「逆極性電圧」という）が一対の入力端子１１，１２に印加されることがある。例えば比較的容量の大きなバッファコンデンサが設けられている負荷７など、両端電圧が下がりにくい負荷７の場合に、このような逆極性電圧が発生しやすい。逆極性電圧が発生すると、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点以外のところで、位相検出部３が誤ってゼロクロス点を検出することがある。調光レベルによって逆極性電圧が発生したり発生しなかったりする負荷７もあり、このような負荷７では、調光レベルが変化するとゼロクロス点が急変することになる。第三の期間Ｔ３においては、双方向スイッチ２が逆方向オン状態となることで、このような逆極性電圧の発生が抑制されるので、逆極性電圧に起因した位相検出部３の誤検出を低減することができる。

また、本実施形態のように、電源部５はコンデンサＣ２を有し、電圧検出部５３は、コンデンサＣ２の電圧を検出することが好ましい。この構成によれば、電源部５は、入力端子１１，１２間が非導通となる期間に交流電源８から供給される電力を、コンデンサＣ２に蓄えることができる。したがって、入力端子１１，１２間が導通する期間でも、電源部５は制御部６の制御電源を確保することができる。ただし、電源部５がコンデンサＣ１，Ｃ２を有することは調光装置１に必須の構成ではなく、コンデンサＣ１，Ｃ２の各々は適宜省略されていてもよい。なお。コンデンサＣ１，Ｃ２は寄生容量でもよく、その場合には、別個のコンデンサは無い構成となる。

また、本実施形態のように、停止部１３は、オフ期間において電源部５での制御電源の生成を停止させた場合、位相検出部３にて交流電圧Ｖａｃの位相が検出された後、電源部５での制御電源の生成を再開させるように構成されていることが好ましい。本実施形態では、制御部６は、第１時点（第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点）ｔ１において遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号にするので、位相検出部３にて交流電圧Ｖａｃの位相が検出された直後に、電源部５での制御電源の生成が再開する。この構成によれば、電源部５での制御電源の生成が一旦停止した場合でも、次のオフ期間には、電源部５が制御電源の生成を再開するので、調光装置１は、電源部５から制御部６への電源供給を維持できる。ただし、停止部１３がオフ期間に制御電源の生成を停止させた場合に、位相検出部３にて交流電圧Ｖａｃの位相が検出された直後に制御電源の生成を再開させることは調光装置１に必須の構成ではない。停止部１３は、オフ期間に制御電源の生成を停止させた場合、例えば次のオフ期間の開始後（切替時点以降）に、電源部５での制御電源の生成を再開させてもよい。

本実施形態のように、位相検出部３は、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると検出信号を出力するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、切替時点（第２時点ｔ２）から半周期の終点ｔ４までのオフ期間において、制御電源の電圧（コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２）が閾値Ｖｔｈ１に達した以降は、停止部１３が作動することで、位相検出部３でのゼロクロス点の検出精度が向上する。したがって、本実施形態の調光装置１のように停止部１３を備えることが、とくに有用である。ただし、位相検出部３が交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出することは調光装置１に必須の構成ではなく、位相検出部３はゼロクロス点以外から交流電圧Ｖａｃの位相を検出してもよい。

また、本実施形態のように、制御部６は、検出信号を受信すると、双方向スイッチ２をオフ状態からオン状態に切り替えるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、位相検出部３が交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出するとすぐに、双方向スイッチ２をオフ状態からオン状態に切り替えることができる。この場合において、双方向スイッチ２の制御を確実に行うには位相検出部３でのゼロクロス点の検出精度が重要になるので、本実施形態の調光装置１のように停止部１３を備えることが、とくに有用である。ただし、制御部６が検出信号を受けて双方向スイッチ２をオフ状態からオン状態に切り替えることは調光装置１に必須の構成ではない。

（１．５）変形例
（１．５．１）変形例１
実施形態１の変形例１に係る調光装置１Ａは、図３に示すように、双方向スイッチ２に相当する部分が、実施形態１の調光装置１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本変形例では、双方向スイッチ２Ａが、ダブルゲート構造のスイッチ素子Ｑ３を含む。スイッチ素子Ｑ３は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）などのワイドバンドギャップの半導体材料を用いたダブルゲート（デュアルゲート）構造の半導体素子である。さらに、双方向スイッチ２Ａは、入力端子１１，１２間において、いわゆる逆直列に接続された一対のダイオードＤ３，Ｄ４を含んでいる。ダイオードＤ３のカソードは入力端子１１に接続され、ダイオードＤ４のカソードは入力端子１２に接続されている。両ダイオードＤ３，Ｄ４のアノードは、電源部５のグランドに電気的に接続されている。なお、本変形例では、一対のダイオードＤ３，Ｄ４が、一対のダイオードＤ１，Ｄ２と共にダイオードブリッジを構成する。

本変形例の構成によれば、双方向スイッチ２Ａは、双方向スイッチ２に比較して導通損失のさらなる低減を図ることができる。

（１．５．２）その他の変形例
以下、上述した変形例１以外の実施形態１の変形例を列挙する。

上述した実施形態１及び変形例１の調光装置は、光源としてＬＥＤ素子を用いた負荷７に限らず、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子や放電灯など、様々な光源の負荷７に適用可能である。

双方向スイッチ２の制御においては、「双方向オン状態」の代わりに「順方向オン状態」に制御することも可能であり、逆に「順方向オン状態」の代わりに「双方向オン状態」に制御することも可能である。また、「双方向オフ状態」の代わりに「逆方向オン状態」に制御することも可能であり、「逆方向オン状態」の代わりに「双方向オフ状態」に制御することも可能である。すなわち、双方向スイッチ２が、オン状態又はオフ状態の状態が変わらなければよい。

また、制御部６による双方向スイッチ２の制御方式は、上述した例に限らず、例えば、交流電圧Ｖａｃと同じ周期で第１制御信号と第２制御信号とを交互に「ＯＮ」信号とする方式であってもよい。この場合、２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のうち、交流電圧Ｖａｃの高電位側となるスイッチ素子がオンしている期間に、双方向スイッチ２が導通することになる。つまり、この変形例では、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点から半周期の途中までの期間に一対の入力端子１１，１２間が導通する、いわゆる逆位相制御が実現される。この場合、第１制御信号及び第２制御信号と交流電圧Ｖａｃとの位相差を調節することで、双方向スイッチ２の導通時間を調節することができる。

また、停止部１３は、オフ期間において、電圧検出部５３で検出される電圧Ｖｃ２が閾値Ｖｔｈ１に達すると、電源部５での制御電源の生成を停止させる構成であればよく、制御部６からの遮断信号Ｓｓ１にて停止部１３が制御されることは必須の構成ではない。例えば、電圧検出部５３の検出値を閾値Ｖｔｈ１と比較する機能が停止部１３に付加され、この比較結果により、停止部１３が電源部５での制御電源の生成を停止させてもよい。

また、電圧検出部５３は、電源部５に設けられる構成に限らず、例えば制御部６に設けられていてもよい。この場合、例えば制御部６のＡ／Ｄ変換入力端子にコンデンサＣ２が接続されていれば、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２がアナログ値として制御部６に入力される。

また、スイッチ駆動部９は、調光装置１に必須の構成ではなく、適宜省略されていてもよい。スイッチ駆動部９が省略される場合、制御部６が直接的に双方向スイッチ２を駆動する。スイッチ駆動部９が省略される場合には、駆動電源部５２が省略される。

また、双方向スイッチ２を構成する２個のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々は、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などであってもよい。さらに、双方向スイッチ２において、一方向オン状態を実現するための整流素子（ダイオード）は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の寄生ダイオードに限らず、変形例１のように外付けのダイオードであってもよい。ダイオードは、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各々と同一パッケージに内蔵されていてもよい。

また、第１時点ｔ１は、第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点に限らず、第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２の発生時点から一定の遅延時間（例えば３００〔μｓ〕）が経過した時点であってもよい。遅延時間は３００〔μｓ〕に限らず、０〔μｓ〕〜５００〔μｓ〕の範囲で適宜設定される。

また、第３時点ｔ３は半周期の終点（ゼロクロス点）ｔ４の手前にあればよく、第３時点ｔ３から半周期の終点ｔ４までの長さは適宜設定可能である。例えば、第１時点ｔ１から第３時点ｔ３までの時間長さが、半周期よりも一定の規定時間だけ短い場合、規定時間は３００〔μｓ〕に限らず、１００〔μｓ〕〜５００〔μｓ〕の範囲で適宜設定される。

また、停止部１３は、停止期間において、電源部５での制御電源の生成を停止させる構成であればよく、一対の入力端子１１，１２の少なくとも一方と電源部５との間を電気的に遮断する構成に限らない。例えば、停止部１３は、電源部５の出力（制御電源の出力）を停止することで電源部５の入力インピーダンスを高くし、電源部５での制御電源の生成を停止させる構成であってもよい。

図４に、電源部５での制御電源の生成を停止させるための構成を例示する。この構成では、駆動電源部５２が停止部を兼ねている。駆動電源部５２は、ツェナダイオードＺＤ１及びトランジスタＱ１０を含む定電圧回路を構成する。図４においては、駆動電源部５２は、ツェナダイオードＺＤ１と、トランジスタＱ１０と、第１の抵抗Ｒ１と、第２の抵抗Ｒ２と、ダイオードＤ５と、を有している。この駆動電源部５２は、第３の抵抗Ｒ３と、第４の抵抗Ｒ４と、第３のスイッチ素子Ｑ１１と、第４のスイッチ素子Ｑ１２と、をさらに有している。なお、図４においては、図１とは左右が反転されており、駆動電源部５２が制御電源部５１の左方に位置している。

具体的には、電源入力端子（一対のダイオードＤ１，Ｄ２の接続点）とグランドとの間において、抵抗Ｒ１、トランジスタＱ１０、抵抗Ｒ３、ダイオードＤ５、及びコンデンサＣ２が、電気的に直列に接続されている。抵抗Ｒ２及びツェナダイオードＺＤ１は、電源入力端子とグランドとの間において、電気的に直列に接続されている。トランジスタＱ１０及びスイッチ素子Ｑ１２の各々は、一例として、エンハンスメント形のｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなる。スイッチ素子Ｑ１１は、一例として、ｎｐｎ形のバイポーラトランジスタからなる。

トランジスタＱ１０のゲートは、ツェナダイオードＺＤ１のカソードに電気的に接続されている。ツェナダイオードＺＤ１のアノードはグランドに電気的に接続されている。スイッチ素子Ｑ１１は、トランジスタＱ１０のソースとゲートとの間に電気的に接続されている。スイッチ素子Ｑ１１のエミッタは、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ１０のソースに電気的に接続されている。スイッチ素子Ｑ１１のベースは、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１０のソースに電気的に接続されている。スイッチ素子Ｑ１２は、トランジスタＱ１０のゲートとグランドとの間に電気的に接続されている。スイッチ素子Ｑ１２のゲートは、制御部６に電気的に接続されている。スイッチ素子Ｑ１２は、制御部６からの遮断信号Ｓｓ１を受けてオン／オフする。

上記構成により、制御部６からの遮断信号Ｓｓ１が「ＯＦＦ」信号である間、駆動電源部５２は、交流電源８からの電力供給を受けて、ツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧（降伏電圧）に基づく定電圧にて、コンデンサＣ２を充電する。トランジスタＱ１０のゲートとグランドとの間の電圧は、ツェナダイオードＺＤ１のツェナ電圧にクランプされる。ここで、トランジスタＱ１０を流れる電流（ドレイン電流）が規定値以上になると、抵抗Ｒ３の両端電圧にてスイッチ素子Ｑ１１がオンし、これによりトランジスタＱ１０がオフになる。このとき、コンデンサＣ２の充電経路が遮断され、電源部５での制御電源の生成が停止する。

一方、制御部６からの遮断信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号になると、スイッチ素子Ｑ１２がオンし、これによりトランジスタＱ１０がオフになる。このとき、コンデンサＣ２の充電経路が遮断され、電源部５での制御電源の生成が停止する。つまり、図４の例では、遮断信号Ｓｓ１が「ＯＮ」信号である間、停止部（駆動電源部５２）は、制御電源の出力を停止させる。

なお、実施形態１でのダイオードＤ１，Ｄ２は調光装置１に必須の構成ではなく、ダイオードＤ１，Ｄ２は適宜省略されていてもよい。

また、交流電圧Ｖａｃ及び規定値Ｖｚｃ等の２値間の比較において、「以上」としているところは、２値が等しい場合、及び２値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、２値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、２値が等しい場合を含むか否かは、規定値Ｖｚｃ等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。

（実施形態２）
本実施形態の調光装置１Ｂは、図５に示すように、制御部６Ｂが、１回のゼロクロス点の検出信号に基づいて、半周期以上先の交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を推定するように構成されている点で、実施形態１の調光装置１と相違する。調光装置１Ｂの回路構成は、実施形態１の調光装置１と同じである。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

位相検出部３が、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると検出信号を出力するように構成されている点は、実施形態１と同様である。

本実施形態では、制御部６Ｂは、交流電圧Ｖａｃの周波数に基づいて、位相検出部３から検出信号を受ける度に、交流電圧Ｖａｃの半周期以上先のゼロクロス点を仮想ゼロクロス点として推定し、仮想ゼロクロス点のタイミングで仮想信号を発生する。具体的には、図６に示すように、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１を受けた時点から交流電圧Ｖａｃの１周期に相当する待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第１仮想信号Ｓｉ１を発生する。同様に、制御部６Ｂは、第２検出信号ＺＣ２を受けた時点から交流電圧Ｖａｃの１周期に相当する待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第２仮想信号Ｓｉ２を発生する。図６では、図２と同様の交流電圧Ｖａｃ、第１検出信号ＺＣ１、第２検出信号ＺＣ２、第１制御信号Ｓｂ１、第２制御信号Ｓｂ２、電圧Ｖｃ２、及び遮断信号Ｓｓ１に加え、第１仮想信号Ｓｉ１及び第２仮想信号Ｓｉ２を示している。

ここで、次の第１検出信号ＺＣ１より先に、第１仮想信号Ｓｉ１が発生しないよう、待機時間Ｔｚｃは、交流電圧Ｖａｃの１周期よりやや長く設定されている。また、次の第２検出信号ＺＣ２より先に、第２仮想信号Ｓｉ２が発生しないよう、待機時間Ｔｚｃは、交流電圧Ｖａｃの１周期よりやや長く設定されている。

そして、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１と第１仮想信号Ｓｉ１との論理和を、双方向スイッチ２の制御のタイミングを決定するトリガ信号とする。同様に、制御部６Ｂは、第２検出信号ＺＣ２と第２仮想信号Ｓｉ２との論理和を、双方向スイッチ２の制御のタイミングを決定するトリガ信号とする。したがって、位相検出部３がゼロクロス点を検出し損ねた場合でも、制御部６Ｂは、位相検出部３からの検出信号の代わりに仮想ゼロクロス点で発生させた仮想信号をトリガ信号にして、双方向スイッチ２の制御のタイミングを決定することができる。

なお、制御部６Ｂは、１回のゼロクロス点の検出信号に対して仮想ゼロクロス点を２回以上推定する構成であってもよい。この場合、制御部６Ｂは、検出信号を受けた時点から待機時間Ｔｚｃが経過する度に、仮想信号を発生させる。

また、仮想信号を発生させる待機時間Ｔｚｃは、交流電圧Ｖａｃの半周期を基準にして設定されればよく、１周期の他、半周期、半周期の３倍（つまり１．５周期）、半周期の４倍（つまり２周期）以上を基準に設定されてもいてもよい。待機時間Ｔｚｃが半周期の奇数倍を基準に設定される場合、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１に基づいて待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第２仮想信号Ｓｉ２を発生させる。また、この場合、制御部６Ｂは、第２検出信号ＺＣ２に基づいて待機時間Ｔｚｃが経過した時点で、第１仮想信号Ｓｉ１を発生させる。したがって、制御部６Ｂは、第１検出信号ＺＣ１及び第２検出信号ＺＣ２のいずれか一方のみから、第１仮想信号Ｓｉ１及び第２仮想信号Ｓｉ２を発生させる構成とすることもできる。

本実施形態の調光装置１Ｂによれば、制御部６Ｂが、１回の検出信号に基づいて、半周期以上先の交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を推定するように構成されている。したがって、偶発的なノイズ等の影響で位相検出部３にてゼロクロス点を検出できない場合や、瞬間的な交流電圧Ｖａｃの低下などでゼロクロス点のずれが発生した場合でも、制御部６Ｂは、交流電圧Ｖａｃの周期に同期して安定した逆位相制御を行う。例えば、負荷７の光出力を大きくする場合などには、可変時間が長くなりオフ期間に制御電源の電圧Ｖｃ２が閾値Ｖｔｈ１に到達せず、交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点においても電源部５が制御電源を生成し続ける可能性がある。このような場合に、位相検出部３がゼロクロス点を検出し損ねたとしても、制御部６Ｂは、仮想ゼロクロス点を用いることで交流電圧Ｖａｃの周期に同期して安定した逆位相制御を行うことができる。

ところで、本実施形態においては、図６に示すように、第１の閾値Ｖｔｈ１と第２の閾値Ｖｔｈ２との二つの値が、電圧Ｖｃ２の比較対象である「閾値」として設定されている。一例として、第２の閾値Ｖｔｈ２は最小値Ｖｍｉｎより大きく、第１の閾値Ｖｔｈ１は第２の閾値Ｖｔｈ２よりさらに大きい（Ｖｍｉｎ＜Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１）。ここで、調光レベルによらず、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２が最小値Ｖｍｉｎを下回らないように、最小値Ｖｍｉｎに所定のマージンを加えた値が第２の閾値Ｖｔｈ２として用いられる。

制御部６Ｂは、位相検出部３からの検出信号（第１検出信号ＺＣ１又は第２検出信号ＺＣ２）の受信状況によって、第１の閾値Ｖｔｈ１と第２の閾値Ｖｔｈ２とを使い分ける。具体的には、制御部６Ｂは、位相検出部３からの検出信号を正常に受けた時点から交流電圧Ｖａｃの１周期に相当する待機時間Ｔｚｃが経過するまでの期間（待機時間Ｔｚｃのカウント中）においては、第１の閾値Ｖｔｈ１を使用する。待機時間Ｔｚｃのカウント中以外においては、制御部６Ｂは、第２の閾値Ｖｔｈ２を使用する。

これにより、制御部６Ｂは、図６に示すように、待機時間Ｔｚｃのカウント中には、電圧Ｖｃ２が第１の閾値Ｖｔｈ１に達すると、停止部１３へ出力する遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号から「ＯＦＦ」信号に切り替える。したがって、待機時間Ｔｚｃのカウント中においては、電圧Ｖｃ２が第２の閾値Ｖｔｈ２に達しても、第１の閾値Ｖｔｈ１に達するまでは、電源部５は制御電源の生成を停止しない。一方、待機時間Ｔｚｃのカウント中以外では、電圧Ｖｃ２が第２の閾値Ｖｔｈ２に達すると、制御部６Ｂは、停止部１３へ出力する遮断信号Ｓｓ１を「ＯＮ」信号から「ＯＦＦ」信号に切り替える。したがって、待機時間Ｔｚｃのカウント中以外の期間においては、電圧Ｖｃ２が第２の閾値Ｖｔｈ２に達した時点で、電源部５は制御電源の生成を停止する。

以上説明した構成によれば、待機時間Ｔｚｃのカウント中には、制御電源の生成を停止させるための閾値として大きい方の閾値（第１の閾値Ｖｔｈ１）が適用されることで、ゼロクロス点の検出精度よりも制御電源の確保が優先される。つまり、この状況では、仮に位相検出部３が交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出し損ねても仮想ゼロクロス点を用いて制御部６Ｂが安定した逆位相制御を継続できるので、制御電源の確保を優先することが望ましい。一方、待機時間Ｔｚｃのカウント中以外では、制御電源の生成を停止させるための閾値として小さい方の閾値（第２の閾値Ｖｔｈ２）が適用されることで、停止部１３が作動し、位相検出部３での交流電圧Ｖａｃの位相の検出精度が向上しやすくなる。つまり、この状況では、仮に位相検出部３が交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出し損ねると、制御部６Ｂが安定した逆位相制御を継続できない可能性があるので、制御電源の確保は必要最低限に抑えて、ゼロクロス点の検出精度を優先することが望ましい。

その他の構成及び機能は実施形態１と同様である。なお、本実施形態の構成は、実施形態１（変形例を含む）で説明した各構成と組み合わせて適用可能である。

（その他の実施形態）
上述の実施形態１（変形例を含む）及び実施形態２では、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０の前（第三の期間Ｔ３、第四の期間Ｔ４）において、交流電源８から電源部５への電力供給を確保しているが、これに限られない。

交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０の後（第一の期間Ｔ１）にも、一定時間の間、交流電源８から電源部５への電力供給を確保してもよい。また、交流電圧Ｖａｃの半周期の始点（ゼロクロス点）ｔ０の前後（第一の期間Ｔ１、第三の期間Ｔ３、第四の期間Ｔ４）において、一定時間の間、交流電源８から電源部５への電力供給を確保してもよい。この場合においても、交流電源８から電源部５への電力供給の確保を優先して第一の期間Ｔ１、第三の期間Ｔ３、又は第四の期間Ｔ４が設定されるため、入力部４に入力された調光レベルに応じて負荷７へ電力を供給する第二の期間Ｔ２が設定されない場合がある。例えば、ユーザが操作部を負荷７の光出力を最大にするように操作する場合である。

上記一定時間を、交流電源８から電源部５への電力供給を十分に行えるように設定することで、電流波形歪みを抑制しつつ、制御部６を安定動作させることができる。

１，１Ａ，１Ｂ 調光装置
２，２Ａ 双方向スイッチ
３ 位相検出部
４ 入力部
５ 電源部
６，６Ｂ 制御部
７ 負荷（照明負荷）
８ 交流電源
１１ 入力端子
１２ 入力端子
１３ 停止部
５３ 電圧検出部
Ｃ２ コンデンサ
ｔ０ 半周期の始点（ゼロクロス点）
ｔ２ 第２時点（切替時点）
ｔ４ 半周期の終点（ゼロクロス点）
Ｖａｃ 交流電圧
Ｖｃ２ （制御電源の）電圧
Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２ 閾値
ＺＣ１ 第１検出信号
ＺＣ２ 第２検出信号

Claims (6)

1. 照明負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、
   前記一対の入力端子間において、双方向の電流の遮断・通過を切り替えるように構成されている双方向スイッチと、
   前記交流電源の交流電圧の位相を検出する位相検出部と、
   前記照明負荷の光出力の大きさを指定する調光レベルが入力される入力部と、
   前記一対の入力端子間に電気的に接続され、前記交流電源からの供給電力により制御電源を生成する電源部と、
   前記制御電源の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電源部から前記制御電源の供給を受けて動作し、前記位相検出部からの検出信号に基づいて、前記交流電圧の半周期の始点から前記調光レベルに応じた可変時間が経過した切替時点において、前記双方向スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わるように前記双方向スイッチを制御する制御部と、
   前記切替時点から前記半周期の終点までのオフ期間において、前記電圧検出部で検出される電圧が所定の閾値に達すると、前記電源部での前記制御電源の生成を停止させる停止部と、
   を備える調光装置。
2. 前記電源部はコンデンサを有し、
   前記電圧検出部は、前記コンデンサの電圧を検出する請求項１に記載の調光装置。
3. 前記停止部は、前記オフ期間において前記電源部での前記制御電源の生成を停止させた場合、前記位相検出部にて前記交流電圧の位相が検出された後、前記電源部での前記制御電源の生成を再開させるように構成されている請求項１又は２に記載の調光装置。
4. 前記位相検出部は、前記交流電圧のゼロクロス点を検出すると前記検出信号を出力するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の調光装置。
5. 前記制御部は、前記検出信号を受信すると、前記双方向スイッチをオフ状態からオン状態に切り替えるように構成されている請求項４に記載の調光装置。
6. 前記制御部は、１回の前記検出信号に基づいて、前記半周期以上先の前記交流電圧のゼロクロス点を推定するように構成されている請求項４又は５に記載の調光装置。

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