JP2000223285A - 位相制御調光装置 - Google Patents

位相制御調光装置

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JP2000223285A
JP2000223285A JP2136599A JP2136599A JP2000223285A JP 2000223285 A JP2000223285 A JP 2000223285A JP 2136599 A JP2136599 A JP 2136599A JP 2136599 A JP2136599 A JP 2136599A JP 2000223285 A JP2000223285 A JP 2000223285A
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JP
Japan
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circuit
phase control
switch element
current
load
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JP2136599A
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English (en)
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Ichiro Tatezawa
一郎 立澤
Koji Soshin
耕児 宗進
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 点灯してから白熱灯のフィラメントが十分に
温まって突入電流が流れなくなるまで、突入電流が片方
向のみに流れるようにすることにより過電流保護の為の
電流検出回路及び保護回路を小型化することができる優
れた位相制御調光装置を提供する。 【解決手段】 半導体であるスイッチ素子を外部からの
交流電源に同期した制御信号にて位相制御動作を行い、
交流電源Eより白熱灯負荷Lに印加する電力を位相制御
して、調光を行う位相制御調光装置において、電流検出
回路cにより点灯開始時のランプ突入電流でスイッチ素
子aが破壊されないように保護動作を行う保護回路dを
有する位相制御調光装置であって、タイマー回路T1
と、リレーRY1と整流ダイオードD1とにより装置起
動時の一定期間は交流電源Eの半波整流した電力を白熱
灯負荷L及びスイッチ素子aに印加することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源を位相制
御して照明負荷に供給する電力を制御して調光を行う機
能を有する位相制御調光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電源を位相制御して白熱灯負荷に供
給する電力を制御して調光を行う位相制御調光を行う
際、白熱灯のフィラメントが冷えた状態で装置を起動す
ると、白熱灯定格の10倍以上にもなる突入電流が流れ
る。
【0003】そこで、電流定格にかなりの余裕のあるス
イッチ素子使わない場合は、突入電流によってスイッチ
素子が破壊を起こさないように、フィラメントが温まる
までオン幅を制限する過電流保護機能を位相制御装置が
有する必要がある。
【0004】その際、オフさせる電流レベルを判定する
には電流検出回路にカレントトランスのような負荷電力
系統と絶縁された構成をとってダイオードブリッジを用
いるか、もしくは保護回路のコンパレータに電源トラン
スのような負荷電力系統と絶縁された構成をとった正負
電源を用いる。
【0005】図7に、このような従来の位相制御装置の
一実施の形態を示す。位相制御装置1はスイッチ素子a
と、制御信号に応じてスイッチ素子aをオンオフする駆
動回路bと、電流検出回路cと保護回路dと、を有して
いる。素子破壊を起こす過電流レベルの電流を電流検出
回路cが検出すると、保護回路dが働き次の0Vまで制
御信号に関わらずオン幅を制御する。つまり、制御信号
を無視してオンしないオン幅制御をする。
【0006】スイッチ素子周辺について、図8に示す。
ここで、スイッチ素子a(Q1,Q2)は、抵抗R1,
R2,R3と、フォトカプラPCとで構成され、外部か
らの制御信号によってオン・オフさせる駆動部bによっ
てオンオフし、白熱灯負荷Lに位相制御された電力を供
給する構成になっている。
【0007】なお、電流検出回路cは図9に示されるカ
レントトランスCTのような負荷電力系統と絶縁の構成
にして、ダイオードブリッジDBなどで構成される全波
整流回路によって正負検出を行わないと、保護回路dの
コンパレータを片電源で使用できない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した過
電流保護機能を有する従来の位相制御調光装置において
は、過電流検出を行う為には当然交流の正負両方向の電
流を検出する必要があり、負荷電力系統と絶縁せずに全
波整流回路あるいは倍電圧回路を用いると回路全体が短
絡してしまい、電流検出部あるいはコンパレータの電源
を負荷電力系統と絶縁された構成を用いる必要がある。
これにより装置が大きくなり、構成部材も高価になると
いう問題があった。
【0009】本発明は、この点を鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは点灯してから白熱灯のフ
ィラメントが十分に温まって突入電流が流れなくなるま
で交流電源より正負どちらか片方だけの電力しか負荷に
供給しなようにして、突入電流が片方向のみに流れるよ
うにすることにより過電流保護の為の電流検出回路及び
保護回路を小型化することができる優れた位相制御調光
装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
整流ダイオードとリレーとタイマー回路により装置起動
時には半波整流した交流電力を印加し、突入電流が片方
向のみにしか流れないようにして片方向のみの過電流保
護動作を行い、白熱灯のフィラメントが温まり過電流保
護動作が必要なくなるのに十分な期間が経過すると、タ
イマー回路がリレーを切り替えて交流電源から整流ダイ
オードを介さずに負荷に交流電力をそのまま印加して通
常の位相制御調光動作を行う。
【0011】請求項2記載の発明は、信号変換回路とリ
レーとタイマー回路により、装置起動時には制御信号を
交流の片方向のみスイッチ素子をオンさせる信号にいっ
たん変換して、突入電流が片方向のみにしか流れないよ
うにして片方向のみの過電流保護動作を行い、白熱灯の
フィラメントが温まり過電流保護動作が必要なくなるの
に十分な期間が経過すると、タイマー回路がリレーを切
り替えて制御信号通りの通常の位相制御調光動作を行
う。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る位相制御調光
装置の第1の実施の形態を図1及び図2に、第2の実施
の形態を図3乃至6に基づいて、夫々詳細に説明する。
【0013】[第1の実施の形態]図1は位相制御調光
装置の配線図であり、図2は位相制御調光装置の回路動
作のタイミングチャートである。
【0014】図1に示される位相制御調光装置はスイッ
チ素子aと、制御信号に応じてスイッチ素子をオンオフ
する駆動回路bと、電流検出回路cと保護回路dと、整
流ダイオードD1と点灯信号を起動信号とするタイマー
回路T1とタイマー回路の出力で接点を切り替えるリレ
ーRY1とから構成される。タイマー回路T1が働く時
間は接続を想定される白熱灯負荷のフィラメントが十分
に温まり負荷電流が過電流レベル以下になる時間が設定
されている。
【0015】なお、調光装置のスイッチ素子は単体では
突入電流でも破壊を起こさないものを選定するものと
し、図示されるMOSFETでなくても、IGBTや、
バイポーラトランジスタや、トライアックのようなサイ
リスタ素子を選定してもかまわない。
【0016】図2のタイミングチャートで具体的な回路
動作を説明する。100%オンの制御信号が位相制御装
置1に与えられている状態で点灯スイッチ2をオンする
と、タイマー回路T1が動作し、交流電源Eからの電力
はダイオードD1とRY1を介して半波整流されたもの
が供給される。故に突入電流も半波のみ流れるこのこと
により電流検出も半波のみでよく、図6に示されるよう
にシャント抵抗C1のような非絶縁構造でシンプルな構
造のものを用いることができ、電流検出回路の小型化が
可能になる。
【0017】[第2の実施の形態]図3は、位相制御調
光装置の配線図であり、図4は位相制御調光装置の信号
変換回路の回路例である。また、図5は位相制御調光装
置の回路動作のタイミングチャートであり、図6は、位
相制御調光装置の電流検出回路と保護回路の回路例であ
る。
【0018】なお、本実施の形態の位相制御調光装置の
基本構成は、第1の実施の形態とよく似ており、同じ部
分については同一の番号を付して、その詳細な説明を省
略する。
【0019】図3に示される位相制御調光装置はスイッ
チ素子aと、制御信号に応じてスイッチ素子をオンオフ
する駆動回路bと、電流検出回路cと保護回路dと、信
号変換回路Sと点灯信号を起動信号とするタイマー回路
T1とタイマー回路の出力で接点を切り替えるリレーR
Y1とから構成される。
【0020】タイマー回路T1が働く時間は接続を想定
される白熱灯負荷のフィラメントが十分に温まり負荷電
流が過電流レベル以下になる時間が設定されている。信
号変換回路Sは、図4に示される電源に同期したカウン
タ信号を発生する信号発生器Zと制御信号との論理和を
とるAND回路Xとを有し、制御信号を交流電源の片方
向は常時オフという信号に変換して出力する。ここで、
タイマー回路T1からタイマー出力がだされている期間
は信号変換回路Sの出力でスイッチ素子を駆動させ、タ
イマーが出力しなくなるとRY1を切り替えて制御信号
で直接スイッチ素子を駆動する。ここで、信号変換回路
Sとタイマー回路T1とリレーRYは、位相制御装置1
が起動して電流を白熱灯負荷Lに流し始める前から電源
供給され動作状態になるように構成されている。
【0021】以上のことにより、図5のタイミングチャ
ートに示されるように点灯直後に流れる突入電流も半波
のみが流れる。
【0022】従がっていかなる場合も一定期間は片側通
電となり、突入電流の電流検出も半波のみでよく、上述
した第1の実施の形態と同様に、図9に示されるように
シャント抵抗のような非絶縁構造でシンプルな構造のも
のを用いることができ検出回路の小型化が可能になる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明にあっては、装置起動時には負荷及びスイッチ素子に
は半波整流された電力しか印加されないので、突入電流
も交流の片方向にしか流れない為突入電流値の判定に用
いるコンパレータは片電源だけで可能であり、電流検出
回路もシャント抵抗のような非絶縁構造を用いることが
できる。このことより従来の調光装置より小型でシンプ
ルな構成の過電流保護回路を実現することができると言
う効果を奏する。
【0024】請求項2記載の発明にあっては、より確実
に装置起動時には信号変換回路により、交流の片方向で
しかスイッチ素子をオンさせないので突入電流も交流の
片方向にしか流れない。故に、請求項1記載の発明の効
果と同様に、突入電流値の判定に用いるコンパレータは
片電源での使用が可能であり、電流検出回路もシャント
抵抗のような非絶縁構造を用いることができる。このこ
とより従来の調光装置より小型でシンプルな構成の過電
流保護回路を実現することができると言う効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態の位相制御調光
装置の配線図である。
【図2】上記位相制御調光装置の回路動作のタイミング
チャートである。
【図3】本発明に係る第2の実施の形態の位相制御調光
装置の配線図である。
【図4】上記位相制御調光装置の信号変換回路の回路例
である。
【図5】上記位相制御調光装置の回路動作のタイミング
チャートである。
【図6】上記位相制御調光装置の電流検出回路と保護回
路の回路例である。
【図7】従来の位相制御調光装置の配線図及び説明図で
ある。
【図8】上記位相制御調光装置スイッチ素子周辺の回路
例である。
【図9】上記位相制御調光装置の電流検出回路と保護回
路の回路例である。
【符号の説明】
1 位相制御調光装置 2 点灯スイッチ a スイッチ素子 b 駆動回路 c 電流検出回路 d 保護回路 D1 整流ダイオード T1 タイマー回路 RY1 リレー L 白熱灯負荷 C1 シャント抵抗 CT カレントトランス DB ダイオードブリッジ
フロントページの続き Fターム(参考) 3K073 AA30 AA92 AB01 AB04 BA09 CF17 CG00 CG09 CG15 CJ14 CJ21 5H430 BB01 BB09 BB10 BB12 BB20 EE06 EE08 EE12 EE17 EE18 FF07 FF12 GG08 HH03 KK02 LA08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体であるスイッチ素子を外部からの
    交流電源に同期した制御信号にて位相制御動作を行い、
    交流電源より白熱灯負荷に印加する電力を位相制御し
    て、調光を行う位相制御調光装置において、電流検出回
    路により点灯開始時のランプ突入電流でスイッチ素子が
    破壊されないように保護動作を行う保護回路を有する位
    相制御調光装置であって、タイマー回路と、リレーと整
    流ダイオードと、により装置起動時の一定期間は交流電
    源の半波整流した電力を負荷及びスイッチ素子に印加す
    ることを特徴とする位相制御調光装置。
  2. 【請求項2】 位相制御信号を片方向のみ通電させる信
    号に変換する信号変換回路を設け、タイマー回路と、信
    号変換回路と、リレーと、により装置起動時の一定期間
    は、交流電源の片方向だけを負荷及びスイッチ素子に印
    加することを特徴とする請求項1記載の位相制御調光装
    置。
JP2136599A 1999-01-29 1999-01-29 位相制御調光装置 Withdrawn JP2000223285A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010521778A (ja) * 2007-03-12 2010-06-24 リバティ ハードウェア マニュファクチュアリング コーポレーション 電力制御調光回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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