CN108029183A - 调光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供与更多种类的照明负载兼容的调光装置。双向开关(2)构成为在一对输入端子(11、12)间对双向电流的遮断/通过进行切换。输入部(4)接收指定负载(7)的光输出的大小的调光水平。控制部(6)将双向开关(2)控制为：针对交流电源(8)的交流电压(Vac)的各半周期，使双向开关(2)在位于指定范围内且具有根据调光水平而确定的长度的接通(ON)时间内处于接通状态。修正部(61)将输入至一对输入端子(11、12)的电压与电流中的至少一方的波形作为对象波形，并使用预定的判断条件来判断对象波形是否存在异常，如果对象波形存在异常，则以缩小指定范围的方式修正指定范围。

Description

调光装置

技术领域

本发明是关于对照明负载进行调光的调光装置。

背景技术

以往，已知对照明负载进行调光的调光装置(例如专利文献1)。

专利文献1所记载的调光装置包含：一对端子；控制电路部；控制电源部，其将控制电源供给至控制电路部；以及调光操作部，其设定照明负载的调光水平。

一对端子间分别并联连接有控制电路部及控制电源部。此外，一对端子间连接有交流电源与照明负载的串联电路。照明负载包含：多个LED(Light Emitting Diode；发光二极管)元件；以及电源电路，其使各LED元件点亮。电源电路包含：二极管与电解电容器的平滑电路。

控制电路部包含：开关部，其对供给至照明负载的交流电压进行相位控制；开关驱动部，其对开关部进行驱动；以及控制部，其对开关驱动部与控制电源部进行控制。

控制电源部并联连接至开关部。控制电源部将交流电源的交流电压转换为控制电源。控制电源部具备对控制电源进行储存的电解电容器。

从控制电源部通过电解电容器向控制部供给控制电源。控制部具备微计算机。微计算机根据调光操作部所设定的调光水平，而在交流电压的各半周期的时间段内进行阻断向照明负载的供电的反相控制。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2013－149498号公报

发明内容

本发明的目的为提供可对应更多种类的照明负载的调光装置。

本发明的一方面的调光装置，包括：一对输入端子，其电气连接在照明负载与交流电源之间；双向开关，其配置为在所述一对输入端子间，对双向电流的遮断/通过进行切换；输入部，其配置为接收指定所述照明负载的光输出的大小的调光水平；控制部，其配置为以如下方式控制所述双向开关：针对所述交流电源的交流电压的各半周期，使所述双向开关在位于指定范围内且具有根据所述调光水平而确定的长度的接通时间内处于接通状态；以及修正部，其配置为：使用预定的判断条件来判断对象波形是否存在异常，其中所述对象波形为输入至所述一对输入端子的电压与电流中的至少一方的波形，以及在所述对象波形存在异常的情况下，以缩小所述指定范围的方式修正该指定范围。

附图说明

图1是将根据实施例1的调光装置的构成进行示意性显示的电路图。

图2是将根据实施例1的调光装置的操作进行显示的时间图。

图3是将根据实施例1的变形例1的调光装置的构成进行示意性显示的电路图。

图4是将根据实施例1的其他变形例的调光装置的电源部的构成进行示意性显示的电路图。

图5是将根据实施例2的调光装置的构成进行示意性显示的电路图。

图6是将根据实施例2的调光装置的操作进行显示的时间图。

具体实施方式

以下说明的构成仅为本发明的一示例，本发明不限定于下述实施例。即使在这些实施例以外的实施例中，也可在不脱离本发明的技术思想的范围的情况下根据设计等而进行各种变更。

[实施例1]

[1.1]构成

如图1所示，本实施例的调光装置1包含一对输入端子11和12、双向开关2、相位检测部3、输入部4、电源部5、控制部6、开关驱动部9、及二极管D1和D2。控制部6含有修正部61。对于用以连接电线等的构件(端子)而言，这里所谓的“输入端子”可不具有实体，但是“输入端子”例如也可是电子构件的引脚(Lead)、或电路基板所含的导体的一部分。

调光装置1是二线式调光装置，且以相对于交流电源8与照明负载(以下仅称作“负载”)7电气串联连接的状态使用。负载7在通电时点亮。负载7包含作为光源的LED元件、使LED元件点亮的点亮电路。交流电源8例如是单相100(V)、60(Hz)的市售电源。例如，调光装置1可运用于壁式开关等。

双向开关2例如包括在输入端子11、12间电气串联连接的第一开关元件Q1及第二开关元件Q2等两个元件。例如，开关元件Q1、Q2各自是包括增强型n通道MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor；金属氧化物半导体场效应晶体管)的半导体开关元件。

开关元件Q1、Q2在输入端子11、12间以所谓反向串联的方式连接。即，开关元件Q1、Q2的源极彼此相互连接。开关元件Q1的漏极连接至输入端子11，开关元件Q2的漏极连接至输入端子12。开关元件Q1、Q2两者的源极连接至电源部5的接地端。对于调光装置1的内部电路，电源部5的接地端是基准电位。

双向开关2可利用开关元件Q1、Q2的接通、断开的组合而在四个状态之间切换。该四个状态包括以下状态：开关元件Q1、Q2两者一同断开的双向断开状态；开关元件Q1、Q2两者一同接通的双向接通状态；以及开关元件Q1、Q2中仅一者接通的两种单向接通状态。在单向接通状态中，单向导通是在一对输入端子11、12间，从开关元件Q1、Q2中接通的一个开关元件起通过开关元件Q1、Q2中断开的另一开关元件的寄生二极管而建立的。例如在开关元件Q1接通、开关元件Q2断开的状态下，实现电流从输入端子11朝输入端子12流动的第一单向接通状态。可选的，在开关元件Q2接通、开关元件Q1断开的状态下，实现电流从输入端子12朝输入端子11流动的第二单向接通状态。因此，在交流电压Vac自交流电源8施加至输入端子11、12间的情况下，在交流电压Vac的正极性中、即输入端子11为高电位的半周期中，第一单向接通状态是“正向接通状态”、第二单向接通状态是“反向接通状态”。另一方面，在交流电压Vac的负极性中、即输入端子12为高电位的半周期中，第二单向接通状态是“正向接通状态”、第一单向接通状态是“反向接通状态”。

这里，双向开关2在“双向接通状态”及“正向接通状态”这两种状态下为接通状态，在“双向断开状态”及“反向接通状态”这两种状态下为断开状态。

相位检测部3对施加至输入端子11、12间的交流电压Vac的相位进行检测。这里所谓的“相位”包含交流电压Vac的过零点、交流电压Vac的极性(正极性、负极性)。相位检测部3构成为：在相位检测部3检测出交流电压Vac的过零点的情况下，将检测信号输出至控制部6。相位检测部3具有二极管D31、第一检测部31、二极管D32、和第二检测部32。第一检测部31经由二极管D31而电气连接至输入端子11。第二检测部32经由二极管D32而电气连接至输入端子12。第一检测部31检测交流电压Vac从负极性的半周期转变至正极性的半周期时的过零点。第二检测部32检测交流电压Vac从正极性的半周期转变至负极性的半周期时的过零点。

即，第一检测部31在检测出具有高电位的输入端子11的电压已从小于指定值的状态转变至指定值以上的状态时，判断为过零点，并将第一检测信号ZC1输出至控制部6。同样地，第二检测部32在检测出具有高电位的输入端子12的电压已从小于指定值的状态转变至指定值以上的状态时，判断为过零点，并将第二检测信号ZC2输出至控制部6。指定值是设定为0(V)附近的值(绝对值)。例如第一检测部31的指定值是数(V)左右的值，第二检测部32的指定值是数(V)左右的值。因此，使用第一检测部31及第二检测部32检测出过零点的检测点在时间上稍微晚于严谨意义上的过零点(0(V))。

输入部4从由使用者操作的操作部接收代表调光水平的信号并将该信号作为调光信号而输出至控制部6。在输出调光信号的情况下，输入部4可处理已接收的信号、也可不处理已接收的信号。调光信号是用于指定负载7的光输出的大小的数值等，有时也会包含使负载7成为熄灭状态的“关闭水平”。操作部只要构成为接收使用者操作而将代表调光水平的信号输出至输入部4即可，例如可以为可变电阻器、旋转式开关、触控式面板、远程控制器或诸如智能手机等的通信终端。

控制部6基于来自相位检测部3的检测信号及来自输入部4的调光信号而控制双向开关2。控制部6分别控制开关元件Q1、Q2各自。具体而言，控制部6以第一控制信号Sb1控制开关元件Q1，以第二控制信号Sb2控制开关元件Q2。

控制部6例如包括微计算机作为主要构成。微计算机利用CPU(CentralProcessing Unit；中央处理单元)执行微计算机的存储器所存储的程序，以实现作为控制部6的功能。程序可预先存储在微计算机的存储器中，也可作为诸如存储有程序的存储卡等的记录介质而被提供、或通过电子通信网络而被提供。换句话说，上述程序用于使计算机(此实施例中为微计算机)作为控制部6而发挥功能。

在控制部6从输入部4接收到调光信号后，控制部6从该调光信号中提取出与调光水平相对应的信息。在本实施例中，因为调光信号包含用于指定负载7的光输出的大小的数值等，所以诸如该数值等的信息对应于调光水平。控制部6的存储器存储表示调光水平与接通时间之间的对应关系的表格。控制部6使用该表格来获取与从调光信号中所提取出的调光水平相对应的接通时间。控制部6将开关元件Q1、Q2控制为：在交流电压Vac的各半周期中，使双向开关2在该接通时间内维持接通状态。

在本实施例中，接通时间设定在指定范围内，因此会有不对应于输入至输入部4的调光水平而设定接通时间的情况。例如，有时即使使用者尝试将操作部操作为使负载7的光输出最大，也存在由于接通时间限制在指定范围内、而不依照来自输入部的调光信号而设定接通时间的情况。此时的接通时间为指定范围的上限值。具体而言，例如在将调光水平是95(％)时的接通时间设定为指定范围的上限值的情况下，即使调光水平是96(％)或97(％)，接通时间也限制在该上限值以下。因此，即使调光水平是96(％)或97(％)，也使用与调光水平为95(％)时同样的接通时间。

开关驱动部9包含：第一驱动部91，其驱动开关元件Q1(进行开关元件Q1的接通/断开控制)；以及第二驱动部92，其驱动开关元件Q2(进行开关元件Q2的接通/断开控制)。第一驱动部91从控制部6接收第一控制信号Sb1，而将栅极电压施加至开关元件Q1。由此，第一驱动部91进行开关元件Q1的接通/断开控制。同样地，第二驱动部92从控制部6接收第二控制信号Sb2，而将栅极电压施加至开关元件Q2。由此，第二驱动部92进行开关元件Q2的接通/断开控制。第一驱动部91以开关元件Q1的源极电位为基准而生成栅极电压。这同样适用于第二驱动部92。

电源部5包含：控制电源部51，其生成控制电源；以及驱动电源部52，其生成驱动电源。电源部5还具有电容性元件(电容器)C1、C2。控制电源是控制部6的操作用电源。驱动电源是开关驱动部9的驱动用电源。电容性元件C1电气连接至控制电源部51的输出端子，且利用控制电源部51的输出电流来充电。电容性元件C2电气连接至驱动电源部52的输出端子，且利用驱动电源部52的输出电流来充电。

电源部5经由二极管D1而电气连接至输入端子11，并经由二极管D2而电气连接至输入端子12。由此，包括二极管D1、D2以及开关元件Q1、Q2各自的寄生二极管的二极管桥对施加至输入端子11、12间的交流电压Vac进行全波整流，然后全波整流后的AC电压Vac被供给至电源部5。因此，在双向开关2处于断开状态的情况下，要将全波整流后的交流电压Vac(自二极管桥输出的脉动电压)施加至电源部5。

驱动电源部52通过施加全波整流后的交流电压Vac而生成为恒定电压的驱动电源并将该驱动电源输出至电容性元件C2。驱动电源部52将该驱动电源供给至开关驱动部9及控制电源部51。驱动电源例如是10(V)。控制电源部51对从驱动电源部52供给的驱动电源进行降压而生成控制电源，并将生成的控制电源输出至电容性元件C1。控制电源例如是3(V)。控制电源部51也可不经由驱动电源部52、而从全波整流后的交流电压Vac直接生成控制电源。即，电源部5利用从交流电源8供给的电力而生成控制电源及驱动电源。

修正部61在本实施例中作为控制部6的一功能而与控制部6一体设置。修正部61使用预定的判断条件来判断对象波形是否存在异常，如果对象波形存在异常，则修正部61修正指定范围以缩小指定范围。在本实施例中，对象波形是输入至一对输入端子11、12的电压波形。在“[1.2.3]修正部的操作”栏详细说明判断条件。在本实施例中，修正部61将定期检测出交流电压Vac的过零点作为判断条件。换句话说，修正部61将检测信号从相位检测部3定期输入至修正部61作为判断条件。修正部61基于来自相位检测部3的检测信号而判断对象波形是否存在异常，当检测信号未定期输入至修正部61时，修正部61判断为对象波形存在异常。即，在本实施例中，修正部61使用对象波形的过零点，以简易判断对象波形是否存在异常。

如同上述，指定范围使用上限值与下限值进行指定，因此修正部61利用修正上限值与下限值中的至少一方而修正指定范围。在本实施例中，下限值为固定值，修正部61利用仅修正上限值来修正指定范围。即，如果对象波形存在异常，则修正部61以利用减低上限值而缩小指定范围的方式修正指定范围。在本实施例中，修正部61通过对控制部6所求出的接通时间进行修正以使接通时间落入修正后的指定范围内，从而直接缩小指定范围。

例如，设想在调光水平设定为最大(本实施例中为97(％))的状态下对象波形存在异常的情况。在此情况下，修正部61修正接通时间，使其比控制部6使用表格而求出的与调光水平(这里为97(％))对应的接通时间缩短恰如预定的修正时间的程度。由此，控制部6使用比与调光水平(这里为97(％))对应的接通时间短恰如修正时间的程度的接通时间来控制双向开关2。其结果为指定范围缩小。

另外，本实施例的调光装置1还具备存储部62。存储部62存储指定范围。在本实施例中，存储部62作为控制部6的一功能而与控制部6一体设置。存储部62存储对指定范围进行指定的上限值及下限值。调光装置1在工厂出货时，存储部62存储上限值及下限值作为预设(default)值。

这里，存储部62构成为存储利用修正部61修正后的指定范围。即，在对象波形存在异常、修正部61以减低上限值的方式修正上限值的情况下，修正后的上限值存储在存储部62中。在本实施例中，每当调光水平转变为“关闭水平”时，将存储部62所存储的上限值及下限值重置为预设值。因此，即使对象波形产生异常而修正部61修正指定范围以缩小指定范围，其后只要负载7成为熄灭状态，则将存储部62所存储的上限值及下限值重置为预设值。

其中，本实施例的调光装置1的控制部6设有以下学习功能：在修正部61以指定次数进行指定范围的修正的情况下，维持存储部62的上限值及下限值。即，在修正部61以指定次数进行指定范围的修正的情况下，存储部62中存储的上限值及下限值不重置为预设值，且修正后的指定范围(上限值及下限值)将维持在存储部62中。指定次数例如设定在数次～数十次左右的范围，但不限于该示例，指定次数也可为一次。

负载7的点亮电路从已使用调光装置1进行相位控制的交流电压Vac的波形中读取调光水平，使LED元件的光输出的大小变化。这里，点亮电路例如具有泄放电路等确保电流用电路。因此，即使在调光装置1的双向开关2为非导通的时间段内，也能使电流流过负载7。

[1.2]操作

[1.2.1]起动操作

首先，说明本实施例的调光装置1的通电开始时的起动操作。

在依据上述构成的调光装置1中，当交流电源8经由负载7而连接至输入端子11、12间时，自交流电源8施加至输入端子11、12间的交流电压Vac受到整流而供给至驱动电源部52。在驱动电源部52生成的驱动电源供给至开关驱动部9，并且供给至控制电源部51。当在控制电源部51生成的控制电源供给至控制部6时，控制部6起动。

在控制部6起动时，控制部6以相位检测部3的检测信号为基础进行交流电源8的频率的判断。而且，控制部6基于其所判断出的频率、使用存储器所预先存储的数据表格进行各种时间等参数的设定。这里，如果输入至输入部4的调光水平为“关闭水平”，则控制部6将双向开关2维持为双向断开状态，以将一对输入端子11、12间的阻抗维持为高阻抗状态。由此，将负载7维持为熄灭状态。

[1.2.2]调光操作

其次，参照图2说明本实施例的调光装置1的调光操作。图2示出交流电压“Vac”、第一检测信号“ZC1”、第二检测信号“ZC2”、第一控制信号“Sb1”、及第二控制信号“Sb2”。

在本实施例中，第一检测信号ZC1自“H(高)”水平变为“L(低)”水平定为产生第一检测信号ZC1。另外，第二检测信号ZC2自“H”水平变为“L”水平定为产生第二检测信号ZC2。即，第一检测信号ZC1及第二检测信号ZC2是在检测出过零点时自“H”水平变化为“L”水平的信号。

首先，说明在交流电压Vac处于正极性的半周期中的调光装置1的操作。调光装置1利用相位检测部3来检测用作相位控制的基准的交流电压Vac的过零点。在AC电压Vac从负极性的半周期转变为正极性的半周期的过程中、AC电压Vac达到正极性的指定值Vzc的情况下，第一检测部31输出第一检测信号ZC1。在本实施例中，将第一检测信号ZC1的产生时间点定义为第一时间点t1，并将自正极性的半周期的起点(过零点)t0至第一时间点t1为止的时间段定义为第一时间段T1。在自半周期的起点t0至第一时间点t1为止的第一时间段T1中，控制部6将第一控制信号Sb1及第二控制信号Sb2维持为“关闭”信号。由此，在第一时间段T1中，开关元件Q1、Q2均断开，双向开关2为双向断开状态。在第一时间点t1，控制部6使第一控制信号Sb1及第二控制信号Sb2为“开启”信号。

第二时间点t2是“自第一时间点t1经过了对应于调光信号的长度的接通时间”的时间点。在第二时间点t2，控制部6将第二控制信号Sb2维持为“开启”信号，并直接将第一控制信号Sb1设定为“关闭”信号。由此，在自第一时间点t1至第二时间点t2为止的第二时间段T2中，开关元件Q1、Q2均接通，双向开关2为双向接通状态。因此，在第二时间段T2中，电力自交流电源8经过双向开关2而供给至负载7，因此负载7点亮。

第三时间点t3是相比于半周期的结束时间点(过零点)t4提早特定时间段(例如300(μs))的时间点。即，在将“自第一检测信号ZC1的产生时间点即第一时间点t1起经过从半周期的时间扣除第一时间段T1的时间”的时间点假定为结束时间点t4的情况下，第三时间点t3是相比该结束时间点t4提早特定时间的时间点。此外，在图2的时间图中，第三时间点t3图示为与下述时刻一致：交流电压Vac达到正极性的指定值“Vzc”的时刻；或者交流电压Vac达到负极性的指定值“-Vzc”的时刻，但第三时间点t3是以与交流电压Vac变得等于正极性的指定值“Vzc”或负极性的指定值“-Vzc”的时刻无关的方式决定的。

在第三时间点t3，控制部6将第一控制信号Sb1及第二控制信号Sb2设定为“关闭”信号。由此，在自第二时间点t2至第三时间点t3为止的第三时间段T3中，开关元件Q1、Q2中仅开关元件Q1断开，双向开关2为反向接通状态。因此，在第三时间段T3中，截断自交流电源8朝负载7的电力供给。

在自第三时间点t3至半周期的结束时间点(过零点)t4为止的第四时间段T4中，开关元件Q1、Q2均断开，双向开关2为双向断开状态。

另外，调光装置1在交流电压Vac的负极性的半周期中的操作，与正极性的半周期中的操作基本相同。

在负极性的半周期中，当交流电压Vac达到负极性的指定值“-Vzc”时，第二检测部32输出第二检测信号ZC2。在本实施例中，将自负极性的半周期的起点t0(t4)至第二检测信号ZC2的产生时间点即第一时间点t1为止的时间段定义为第一时间段T1。另外，第二时间点t2是“自第一时间点t1经过对应于调光信号的长度的接通时间”的时间点，第三时间点t3是相比于半周期的结束时间点t4(t0)提早特定时间段(例如300(μs))的时间。

在第一时间段T1中，控制部6使第一控制信号Sb1及第二控制信号Sb2为“关闭”信号。由此，在第一时间段T1中，双向开关2为双向断开状态。而且，在第一时间点t1，控制部6使第一控制信号Sb1及第二控制信号Sb2为“开启”信号。由此，在自第一时间点t1至第二时间点t2为止的第二时间段T2中，开关元件Q1、Q2均接通，双向开关2为双向接通状态。因此，在第二时间段T2中，电力自交流电源8经由双向开关2而供给至负载7，负载7点亮。

在第二时间点t2，控制部6将第一控制信号Sb1维持为“开启”信号，并直接使第二控制信号Sb2为“关闭”信号。在第三时间点t3，控制部6使第一控制信号Sb1及使第二控制信号Sb2为“关闭”信号。由此，在自第二时间点t2至第三时间点t3为止的第三时间段T3中，开关元件Q1、Q2中仅开关元件Q2断开，双向开关2为反向接通状态。因此，在第三时间段T3中，截断自交流电源8朝负载7的电力供给。在自第三时间点t3至半周期的结束时间点t4为止的第四时间段T4中，开关元件Q1、Q2均断开，双向开关2为双向断开状态。

本实施例的调光装置1，在交流电压Vac的各半周期中，交替重复以上说明的正极性的半周期的操作与负极性的半周期的操作，以进行负载7的调光。在本实施例中，“双向接通状态”为接通状态，“反向接通状态”为断开状态，因此双向开关2自双向接通状态切换为反向接通状态的时间点即第二时间点t2对应于“切换时间点”。而且，自第一时间点t1至切换时间点(第二时间点t2)为止的时间(接通时间)对应于输入至输入部4的调光水平，因此半周期中输入端子11、12间导通的时间是依循调光水平而确定的。另外，如果正极性的指定值“Vzc”及负极性的指定值“-Vzc”是固定值，则自半周期的起点t0至第一时间点(第一检测信号ZC1或第二检测信号ZC2的产生时间点)t1为止的时间具有大致固定的长度。

因此，被定义为自半周期的起点t0至切换时间点(第二时间点t2)为止的时间的可变时间(即，第一时间段T1与对应于调光水平而长度可变的接通时间(第二时间段T2)的总和)的长度根据调光水平而改变。换句话说，可变时间是长度可变的时间，且切换时间点(第二时间点t2)处的交流电压Vac的相位对应于调光水平而变化。即，在减小负载7的光输出的情况下，可变时间被设置为短，在加大负载7的光输出的情况下，可变时间被设置为长。因此，能够对应于输入至输入部4的调光水平，而改变负载7的光输出的大小。

另外，在交流电压Vac的半周期的后半部分内，具体而言在自切换时间点(第二时间点t2)至半周期的结束时间点t4为止的时间段(第三时间段T3及第四时间段T4)中，双向开关2为断开状态(为反向接通状态或双向断开状态)。在本实施例中，作为第三时间段T3及第四时间段T4的总和的时间段相当于“断开时间段”。调光装置1能使用此断开时间段而确保自交流电源8朝电源部5的电力供给。另外，在自半周期的起点(过零点)t0至第一时间点t1为止的时间段中，双向开关2也处于断开状态。因此，当着眼于连续的两个半周期时，在自第一个半周期的第二时间点t2至下一个半周期(即第二个半周期)的第一时间点t1为止，双向开关2为断开状态。

这里，所谓“自时间点A”的表述包含时间点A。例如“自第一时间点”包含第一时间点。另一方面，所谓“至时间点A”的表述不包含时间点A，而是至时间点A紧前为止。例如“至半周期的结束时间点”不包含半周期的结束时间点，而指代的是至半周期的结束时间点紧前为止。

[1.2.3]修正部的操作

其次，参照图2说明修正部61的操作。这里，举例显示调光水平设定为最大(本实施例中为97(％))的情况。

在本实施例中，如果未定期检测出交流电压Vac的过零点，则判断为对象波形存在异常，修正部61修正指定范围以缩小指定范围。在图2的示例中，在定期检测出过零点期间，即第一检测信号ZC1及第二检测信号ZC2定期性(每半周期)输入至控制部6期间，接通时间的上限值为“Ton1”。因此，控制部6将双向开关2控制成使双向开关2在自第一时间点t1起的接通时间“Ton1”内为接通状态。

另一方面，当未定期检测出过零点时，即当第一检测信号ZC1及第二检测信号ZC2不再定期性(每半周期)输入至控制部6时，修正部61判断为对象波形存在异常。在此情况下，修正部61将接通时间的上限值自“Ton1”变更为“Ton2”。“Ton2”短于“Ton1”(Ton1＞Ton2)。即，当判断为对象波形存在异常时及以后，接通时间的上限值为“Ton2”。因此，控制部6将双向开关2控制成：使双向开关2在自第一时间点t1起的接通时间“Ton2”内维持接通状态。由此，即使调光水平为最大(本实施例中为97(％))，但因为接通时间变短，所以负载7的光输出变小，且表面上看来调光水平变小。

图2利用对第一检测信号ZC1标注“╳”表示未检测出过零点。

[1.3]优点

本实施例的调光装置1具备修正部61，因此能在对象波形存在异常的情况下，修正指定范围以缩小指定范围，这使负载7持续性点亮。即，视负载7的种类，例如有时在接通时间设定为上限值的情况下，电源部5无法确保控制电源，且不能维持自电源部5朝控制部6的电源供给，而产生诸如负载7的亮灭、闪烁等的异常操作。另外，视负载7的种类，例如有时在接通时间设定为下限值的情况下，电力无法供给至负载7，而产生诸如负载7的亮灭、闪烁等的异常操作。由于在负载7发生这种异常操作的情况下，对象波形常出现某些异常，所以修正部61检测此异常而缩小指定范围。因此，本实施例的调光装置1能抑制在接通时间设定为上限值或下限值的情况下产生的诸如负载7的亮灭、闪烁等的异常操作。因此，本实施例的调光装置1具有能与更多种类的负载兼容的优点。

另外，调光装置的控制方式的示例，包含反相控制方式(尾随边缘方式；TrailingEdge)，此外包含正相控制方式(前导边缘方式；Leading Edge)。正相控制方式在自交流电压Vac的半周期中的时间点至过零点为止的时间段内，在一对输入端子11、12间建立导通。在反相控制方式中，自过零点起对“具备作为光源的LED元件的负载7”开始电力供给，因此能将电力供给开始时的电流波形失真抑制为小。由此，具有可连接至调光装置的负载7的数量(灯数)增加、能抑制蜂鸣音的产生等优点。

本实施例的调光装置1基本上采用反相控制方式，但也是在较半周期的起点(过零点)t0稍晚的第一时间点(第一检测信号ZC1或第二检测信号ZC2的产生时间点)t1，对负载7开始电力供给。因此，也会有电流波形失真大于在过零点开始朝负载7的电力供给的反相控制方式的可能性。然而，因为第一时间点t1的交流电压Vac的绝对值不是非常大，所以对于电流波形失真的影响小至可无视的程度。

另外，如本实施例所述，调光装置1优选还包含将指定范围进行存储的存储部62，且修正部61优选构成为使存储部62存储修正后的指定范围。依据此构成，因为利用修正部61修正的指定范围存储在存储部62中，所以只要修正部61修正指定范围一次，即可持续性使用修正后的指定范围。因此，调光装置1能持续性抑制诸如负载7的亮灭、闪烁等的异常操作。注意，对调光装置1而言，存储部62并非必须的构成，也可适当省略存储部62。

另外，如本实施例所述，优选构成如下：以上限值与下限值定义指定范围，且修正部61利用修正上限值与下限值中的至少一方而修正指定范围。此构成使修正部61能使用仅修正上限值与下限值中的至少一方的较简单的处理而修正指定范围。注意，对调光装置1而言，利用上限值与下限值定义指定范围并非必须的构成。例如，指定范围也可以利用自下限值至上限值的幅度及上限值来指定。

另外，如本实施例所述，调光装置1优选还具备：相位检测部3，其构成为在检测出交流电压Vac的过零点时，将检测信号输出至修正部61；且对象波形优选为电压波形。在此情况下，修正部61优选构成为：以自相位检测部3定期向修正部61输入检测信号作为判断条件，以及在检测信号未定期输入至修正部61时判断为对象波形存在异常。依据此构成，能根据交流电压Vac的过零点而简单、准确地判断出诸如负载7的亮灭、闪烁等的异常操作。注意，对调光装置1而言，对象波形为电压波形并非必须的构成，例如对象波形也可为电流波形。另外，即使在对象波形为电压波形的情况下，修正部61也可不限于利用交流电压Vac的过零点，而是例如可利用波形分析来判断对象波形是否存在异常。

[1.4]变形例

[1.4.1]变形例1

如图3所示，根据实施例1的变形例1的调光装置1A的相当于双向开关2的部分与实施例1的调光装置1不同。以下，对于与实施例1同样的构成标注共同的元件符号而适当省略说明。

在本变形例中，双向开关2A包含具有双栅极(Double Gate)构造的开关元件Q3。开关元件Q3是具有使用诸如GaN(氮化镓)等的宽能隙的半导体材料的双栅(双栅极；DualGate)构造的半导体元件。另外，双向开关2A含有在输入端子11、12间以所谓反向串联连接方式彼此串联的一对二极管D3、D4。二极管D3的阴极连接至输入端子11，二极管D4的阴极连接至输入端子12。二极管D3、D4两者的阳极电气连接至电源部5的接地端。在本变形例中，一对二极管D3、D4与一对二极管D1、D2一同构成二极管桥。

依据本变形例的构成，双向开关2A能实现比双向开关2更低的导通损失。

[1.4.2]其他变形例

以下列举除上述变形例1以外的实施例1的变形例。

上述实施例1及变形例1各自的调光装置不仅可应用于使用LED元件作为光源的负载7，还可应用于配备电容输入型电路、阻抗高、并使用少量电流点亮的光源。此种光源的示例包括有机EL(Electroluminescence；电致发光)元件。另外，调光装置例如可应用于放电灯等的各种光源的负载7。

在双向开关2的控制中，可取代“双向接通状态”而控制为“正向接通状态”，相反而言，也可取代“正向接通状态”而控制为“双向接通状态”。另外，在双向开关2的控制中，可取代“双向断开状态”而控制为“反向接通状态”，且也可取代“反向接通状态”而控制为“双向断开状态”。即，只要双向开关2的接通状态或断开状态相对于上述说明中描述的状态不变化即可。

另外，利用控制部6的双向开关2的控制方式不限于上述示例，例如也可为以下方式：使用与交流电压Vac相同的周期，将第一控制信号与第二控制信号交替设置为“开启”信号。在此情况下，在开关元件Q1、Q2中的与交流电压Vac的高电位侧对应的开关元件接通的时间段内，双向开关2导通。即，此变形例实现了在自交流电压Vac的过零点至半周期中的时间点为止的时间段内，在一对输入端子11、12间建立导通的所谓反相控制。在这种情况下，能利用第一控制信号与交流电压Vac之间的相位差以及第二控制信号与交流电压Vac之间的相位差，来调节双向开关2的接通时间。

另外，双向开关2的控制方式不限于反相控制方式(尾随边缘方式)，也可为正相控制方式(前导边缘方式)。

在双向开关2的控制方式是正相控制方式的情况下，在交流电压Vac的半周期中，控制部6在以下时间点使双向开关2为接通状态：“自半周期的起点(过零点)经过对应于调光信号的长度的断开时间”的时间点。另外，控制部6在以下时间点使双向开关2为断开状态：“自半周期的起点经过从半周期的时间扣除特定时间段的时间”的时间点。即，在正相控制方式中，从“自交流电压Vac的半周期的起点经过对应于调光信号的断开时间的时间点”至半周期的结束时间点(过零点)紧前为止，使双向开关2为接通状态。换句话说，在自交流电压Vac的过零点紧前至经过“向对应于调光信号的长度的断开时间加上特定时间段所获得的时间”的时间点为止的时间段中，双向开关2为断开状态。

另外，只要就结果而言缩小指定范围即可，因此修正部61不限于利用修正接通时间而直接缩小指定范围的构成，例如也可利用修正调光水平而间接缩小指定范围的构成。在此情况下，修正部61将指定范围的上限值转换为调光水平的上限值(以下称作“转换的上限值”)。例如，修正部61从由输入部4输入至控制部6的调光信号取得对应于调光水平的值，并且在该值超过转换的上限值的情况下，将调光水平修正为转换的上限值，以间接减小指定范围的上限值。

就其他的示例而言，修正部61也可为以下构成：例如通过变更调光水平与接通时间的对应关系来间接缩小指定范围。在此情况下，修正部61例如从接通时间的上限值不同的多个表格中，对应于指定范围的上限值而选择出由调光水平求出接通时间时所使用的表格。即，接通时间的上限值视表格而不同，修正部61通过切换所使用的表格来间接变更指定范围的上限值。

另外，修正部61只要修正定义指定范围的上限值及下限值中的至少一方即可，不限于如实施例1地仅修正上限值的构成。即，修正部61也可以为仅修正下限值的构成，或者也可以为修正上限值及下限值两者的构成。

另外，存储部62的上限值及下限值重置为预设值的时刻不限于调光水平转变为“关闭水平”的时刻，例如也可以是自使用修正部61修正指定范围起经过了预定时间的时间点。在此情况下，当修正部61修正指定范围时，使用修正后的指定范围，直至经过预定时间为止，并且在经过预定时间后，使用修正前的指定范围。

另外，依据实施例1的构成，如果对象波形存在异常，则因为接通时间的指定范围缩小，因此负载7的光输出的可调节范围缩小，表面上看来调光水平的可选择范围也缩小。因此，例如相比于如同可变电阻器地存在可动范围的上限及下限的构成，由使用者操作的操作部例如优选构成为如同旋转编码器地不存在可动范围的上限及下限的构成。在此情况下，使用者在未意识到调光水平的上限及下限的情况下对操作部进行操作，因此即使表面上调光水平的可选择范围缩小，也不易产生不自然感。

另外，对调光装置1而言，开关驱动部9并非必须的构成，也可适当省略。在省略开关驱动部9的情况下，控制部6直接驱动双向开关2。在省略开关驱动部9的情况下，省略驱动电源部52。

另外，构成双向开关2的开关元件Q1、Q2各自不限于增强型n通道MOSFET，例如也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor；绝缘栅双极晶体管)等。另外，在双向开关2中，用以实现单向接通状态的整流元件(二极管)不限于开关元件Q1、Q2的寄生二极管，也可是如同变形例1的外加的二极管。二极管也可与开关元件Q1、Q2各自内建在同一封装体中。

另外，第一时间点t1不限于第一检测信号ZC1或第二检测信号ZC2的产生时间点，也可是“自第一检测信号ZC1或第二检测信号ZC2的产生时间点经过一定的延迟时间(例如300(μs))”的时间点。延迟时间不限于300(μs)，也可在0(μs)～500(μs)的范围内适当设定。

另外，第三时间点t3只要处于半周期的结束时间点(过零点)t4紧前即可，自第三时间点t3至半周期的结束时间点t4为止的长度可适当设定。例如在自第一时间点t1至第三时间点t3的时间长度比半周期短固定的指定时间的情况下，该指定时间不限于300(μs)，而是可以相应地设定为100(μs)～500(μs)的范围内的值。

图4举例显示用以使电源部5的控制电源的生成停止的构成。在图4的示例中，驱动电源部52构成恒定电压电路，且此恒定电压电路含有齐纳二极管(ZenerDiode)ZD1及晶体管Q10。在图4中，驱动电源部52包含齐纳二极管ZD1、晶体管Q10、第一电阻器R1、第二电阻器R2、二极管D5。此驱动电源部52还包含第三电阻器R3、第四电阻器R4、第三开关元件Q11、第四开关元件Q12。在图4中，将图1左右颠倒，驱动电源部52位于控制电源部51的左方。

具体而言，电阻器R1、晶体管Q10、电阻器R3、二极管D5、及电容性元件C2电气串联连接在电源输入端子(一对二极管D1、D2的连接点)与接地端之间。电阻器R2及齐纳二极管ZD1电气串联连接在电源输入端子与接地端之间。例如，晶体管Q10及开关元件Q12各自包括增强型n通道MOSFET。例如，开关元件Q11包括npn型双极晶体管。

晶体管Q10的栅极电气连接至齐纳二极管ZD1的阴极。齐纳二极管ZD1的阳极电气连接至接地端。开关元件Q11电气连接至晶体管Q10的源极与栅极之间。开关元件Q11的射极经由电阻器R3电气连接至晶体管Q10的源极。开关元件Q11的基极经由电阻器R4电气连接至晶体管Q10的源极。开关元件Q12电气连接至晶体管Q10的栅极与接地端之间。开关元件Q12的栅极电气连接至控制部6。开关元件Q12接收由控制部6输出的阻断信号Ss1而接通/断开。

利用上述构成，在来自控制部6的阻断信号Ss1为“关闭”信号(例如L水平)的时间段内，驱动电源部52接收来自交流电源8的电力供给，而使用基于齐纳二极管ZD1的齐纳电压(击穿电压)的恒定电压，对电容性元件C2充电。晶体管Q10的栅极与接地端之间的电压受制于齐纳二极管ZD1的齐纳电压。这里，当流在晶体管Q10的电流(漏极电流)为指定值以上时，开关元件Q11因为电阻器R3的两端电压而接通，且由此使晶体管Q10断开。此时，电容性元件C2的充电路径被阻断，电源部5停止生成控制电源。即，当电容性元件C2的充电路径被阻断时，电容性元件C2的电压会一直减少，因此电容性元件C2的电压小于控制电源部51的可操作电压，而停止控制电源部51的控制电源的生成。

另一方面，当来自控制部6的阻断信号Ss1转变为“开启”信号(例如H水平)时，开关元件Q12接通，且由此使晶体管Q10断开。此时，电容性元件C2的充电路径被阻断。此外，在双向开关2为断开(OFF)状态时，阻断信号Ss1成为“关闭”信号，并且驱动电源部52对电容性元件C2充电。

对调光装置1而言，实施例1的二极管D1、D2并非必须的构成，也可适当省略二极管D1、D2。

另外，在诸如关于接通时间及下限值等的两个值间的比较中，“以上”包含两个值相等的情况、以及两个值的一者超过另一者的情况。但是，这里所谓的“以上”不限于上述定义，所谓的“以上”也可与仅包含两个值的一者超过另一者的“大于”同义。即，能按照下限值等的设定而任意变更是否包含两个值相等的情况，因此“以上”或“大于”无技术上的差异。同样地，“小于”也可与“以下”同义。

[实施例2]

如图5及图6所示，实施例2的调光装置1B在以下方面不同于实施例1的调光装置1：控制部6B构成为基于一次的过零点的检测信号而推测至少半周期之后的交流电压Vac的过零点。调光装置1B的电路构成与实施例1的调光装置1相同。以下，对与实施例1同样的构成标注共同的元件符号而适当省略说明。

相位检测部3构成为在检测出交流电压Vac的过零点时，将检测信号输出至修正部61B及控制部6B。本实施例的修正部61B及存储部62B分别相当于实施例1的修正部61及存储部62。

在本实施例中，控制部6B在从相位检测部3接收到检测信号时，基于交流电压Vac的频率将交流电压Vac的至少半周期后的过零点推测为假想过零点，且在假想过零点的时刻产生假想信号。具体而言，如图6所示，在“自接收第一检测信号ZC1的时间点经过相当于交流电压Vac的一周期的待机时间Tzc”的时间点，控制部6B产生第一假想信号Si1。同样地，在“自接收第二检测信号ZC2的时间点经过相当于交流电压Vac的一周期的待机时间Tzc”的时间点，控制部6B产生第二假想信号Si2。图6示出与图2相同的交流电压“Vac”、第一检测信号“ZC1”、第二检测信号“ZC2”、第一控制信号“Sb1”、及第二控制信号“Sb2”，此外图6还示出第一假想信号“Si1”及第二假想信号“Si2”。

在本实施例中，以在下一个第一检测信号ZC1之前不产生第一假想信号Si1的方式，将待机时间Tzc设定为稍长于交流电压Vac的一周期。另外，以在下一个第二检测信号ZC2之前不产生第二假想信号Si2的方式，将待机时间Tzc设定为稍长于交流电压Vac的一周期。

而且，控制部6B将第一检测信号ZC1与第一假想信号Si1的逻辑或，定义为决定双向开关2的控制时刻的触发信号。同样地，控制部6B将第二检测信号ZC2与第二假想信号Si2的逻辑或，定义为决定双向开关2的控制时刻的触发信号。因此，即使在相位检测部3未能检测出过零点的情况下，控制部6B也能取代来自相位检测部3的检测信号、而使用在假想过零点产生的假想信号作为触发信号，来决定双向开关2的控制时刻。

另外，在本实施例中，修正部61B基于以相位检测部3检测的过零点与以控制部6B推测的过零点(假想过零点)两者，而判断是否定期检测出交流电压Vac的过零点。即，修正部61B以来自相位检测部3的检测信号与来自控制部6B的假想信号中的至少一方定期输入至修正部61B作为判断条件，如果检测信号与假想信号均未定期输入至修正部61B则判断为对象波形存在异常。由此，只要有检测信号与假想信号任一者产生，则修正部61B判断为已检测出过零点。因此，如图6所示，即使相位检测部3未能检测出过零点，修正部61B也不立刻判断为对象波形存在异常，而接通时间的上限值仍为“Ton1”。其中，在检测信号未输入，而仅假想信号持续输入指定次数的情况下，修正部61B也可判断为对象波形存在异常。

控制部6B也可为以下构成：针对一次的过零点的检测信号而推测假想过零点两次以上。在这种情况下，每次自控制部6B接收到检测信号的时间点经过了待机时间Tzc时，控制部6B产生假想信号。

另外，产生假想信号所用的待机时间Tzc至少以交流电压Vac的半周期为基准设定，也可以除一周期外的半周期、半周期的三倍(即1.5周期)、半周期的四倍(即2周期)或更多倍为基准设定。在待机时间Tzc设定为半周期的奇数倍的情况下，控制部6B在自第一检测信号ZC1经过待机时间Tzc的时间点，使第二假想信号Si2产生。另外，在这种情况下，控制部6B在自第二检测信号ZC2经过待机时间Tzc的时间点，使第一假想信号Si1产生。因此，也可使控制部6B为以下构成：仅基于第一检测信号ZC1及第二检测信号ZC2中任一者，使第一假想信号Si1及第二假想信号Si2产生。

本实施例的调光装置1B具备：相位检测部3，其在检测出交流电压Vac的过零点时，将检测信号输出至修正部61B及控制部6B。控制部6B基于一次的检测信号而推测出至少半周期后的交流电压Vac的过零点以获得假想过零点，且在假想过零点产生假想信号。另外，修正部61B构成为：以检测信号与假想信号中的至少一方定期输入至修正部61B为判断条件，以及如果检测信号与假想信号均没有定期输入至修正部61B则判断为对象波形存在异常。因此，在以下情况下，控制部6B也与交流电压Vac的周期同步地进行稳定的反相控制：因为偶发噪声等影响而导致相位检测部3无法检测出过零点的情况；以及因为瞬间的交流电压Vac的降低等而导致产生过零点的偏差的情况。另外，即使相位检测部3未能检测出过零点，修正部61B也不会立刻判断为对象波形存在异常，这能抑制频繁地修正指定范围。

其他构成及功能与实施例1同样。本实施例的构成可与实施例1(包含变形例)说明的各构成组合使用。

[其他实施例]

在上述实施例1(包含变形例)及实施例2中，在交流电压Vac的半周期的起点(过零点)t0之前(第三时间段T3、第四时间段T4)确保自交流电源8朝电源部5的电力供给，但上述实施例不限于该构成。

也可在交流电压Vac的半周期的起点(过零点)t0之后(第一时间段T1)，在特定时间内确保自交流电源8朝电源部5的电力供给。另外，也可在交流电压Vac的半周期的起点(过零点)t0的前后(第一时间段T1、第三时间段T3、第四时间段T4)，也在特定时间内确保自交流电源8朝电源部5的电力供给。即能在第一时间段T1、第三时间段T3、及第四时间段T4任一者内确保自交流电源8朝电源部5的电力供给。此外，在使用者将操作部操作为使负载7的光输出为最大的情况下，也能以第一时间段T1、第三时间段T3、及第四时间段T4的确保为优先，且将第二时间段T2控制为短于使光输出为最大的长度的时间段。

通过将上述特定时间设定为可充分进行自交流电源8朝电源部5的电力供给，能够抑制电流波形失真，并且使控制部6稳定操作。

附图标记说明

1、1A、1B 调光装置

2、2A 双向开关

3 相位检测部

4 输入部

5 电源部

6、6B 控制部

7 负载(照明负载)

8 交流电源

9 开关驱动部

11 输入端子

12 输入端子

Si1 第一假想信号

Si2 第二假想信号

Ss1 阻断信号

t0 半周期的起点(过零点)

t4 半周期的结束时间点(过零点)

Vac 交流电压

ZC1 第一检测信号

ZC2 第二检测信号

Claims (5)

1.一种调光装置，包括：

一对输入端子，其电气连接在照明负载与交流电源之间；

双向开关，其配置为在所述一对输入端子间，对双向电流的遮断/通过进行切换；

输入部，其配置为接收指定所述照明负载的光输出的大小的调光水平；

控制部，其配置为以如下方式控制所述双向开关：针对所述交流电源的交流电压的各半周期，使所述双向开关在位于指定范围内且具有根据所述调光水平而确定的长度的接通时间内处于接通状态；以及

修正部，其配置为：

使用预定的判断条件来判断对象波形是否存在异常，其中所述对象波形为输入至所述一对输入端子的电压与电流中的至少一方的波形，以及

在所述对象波形存在异常的情况下，以缩小所述指定范围的方式修正该指定范围。

2.根据权利要求1所述的调光装置，其中，

还包括存储部，其配置为存储所述指定范围，以及

所述修正部在所述存储部中存储修正后的指定范围。

3.根据权利要求1或2所述的调光装置，其中，

所述指定范围利用上限值与下限值来指定，以及

所述修正部配置为通过修正所述上限值与所述下限值中的至少一方来修正所述指定范围。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的调光装置，其中，

还包括相位检测部，其配置为在检测出所述交流电压的过零点的情况下，将检测信号输出至所述修正部，

所述对象波形为电压波形，

所述判断条件为所述检测信号从所述相位检测部周期性地输入至所述修正部，以及

所述修正部配置为在所述检测信号没有周期性地输入至所述修正部的情况下，判断为所述对象波形存在异常。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的调光装置，其中，

还包括相位检测部，其配置为在检测出所述交流电压的过零点的情况下，将检测信号输出至所述修正部和所述控制部；

所述控制部配置为基于一次的所述检测信号来推测出至少半周期后的所述交流电压的过零点以获得假想过零点，并在该假想过零点产生假想信号；

所述判断条件为所述检测信号和所述假想信号中的至少一方周期性地输入至所述修正部；以及

所述修正部配置为在所述检测信号和所述假想信号两者都没有周期性地输入至所述修正部的情况下，判断为所述对象波形存在异常。