JP2000340373A

JP2000340373A - 照明装置

Info

Publication number: JP2000340373A
Application number: JP14735399A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujimoto; 幸司藤本; Kaoru Ataka; 薫安宅
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】スイッチング素子にかかるストレスを低減可
能で、部品を取り替えることなく再動作可能で、小型化
可能な照明装置を低コストで提供する。【解決手段】交流電源１及び白熱灯２及びＤＣ検出回
路からなる閉回路と、ＤＣ検出回路の両端に接続された
制御回路とからなる。ここで、ＤＣ検出回路は、ダイオ
ードＤ１〜Ｄ４でなる全波整流器である。また、制御回
路は、ＤＣ検出回路の両端に接続されたスイッチング素
子Ｑ１及び抵抗Ｒ１からなる直列回路と、抵抗Ｒ１の両
端に接続された抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３の直列回路と、抵
抗Ｒ３の両端に接続されたコンデンサＣ１と、コンデン
サＣ１の両端電圧Ｖｃ１と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較出
力するコンパレータＣＰ１と、スイッチング素子Ｑ１の
制御端子間（ゲート・ソース間）に接続され、コンパレ
ータＣＰ１の出力によりオンオフするＱ２とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は照明装置に関するも
のであり、更に詳しくは、白熱灯の出力制御を行う照明
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係る従来例の回路図を図１４に
示す。

【０００３】これは、交流電源１と白熱灯２とトライア
ックＱ１０とからなる閉回路において、トライアックＱ
１０を制御することにより白熱灯２を点灯するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、以下に示すような問題点が生じてしまう。

【０００５】図１４に示すような回路において、白熱灯
２のフィラメント短絡などの負荷短絡や、過負荷の白熱
灯を誤装着されるなどの過負荷が生じると、トライアッ
クＱ１０に過電流が流れ、トライアックＱ１０などの劣
化が生じてしまう、という第１の問題点が生じる。

【０００６】上記第１の問題点を解決する手段として
は、図１５に示すように、フューズ（ＦＵＳＥ）２０を
挿入するものが考えられる。この様に構成すると、異常
が発生してフューズ２０が切れることにより回路保護を
図ることができる。しかし、フューズ２０が一度切れて
しまうと、再動作させるためにフューズ２０を取り替え
る必要が生じてしまう、という第２の問題点が生じてし
まう。

【０００７】上記第２の問題点を解決する手段として
は、図１６に示すように、トランスＴ１を挿入し、トラ
ンスＴ１の１次巻線を流れる電流を検出することによ
り、トライアックＱ１０を制御するものが考えられる。
この検出回路は、トランスＴ１の２次巻線の両端に接続
されたダイオードＤ１０及び抵抗Ｒ１０の直列回路と、
ダイオードＤ１０を介してトランスＴ１の２次巻線の両
端に接続される検出部３とから構成される。４はトライ
アックＱ１０の制御部である。しかし、トランスＴ１を
設けることにより、装置の大型化、高価格化を招いてし
まう、という第３の問題点が生じてしまう。

【０００８】本発明は上記全ての問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、スイッチング素子
にかかるストレスを低減可能で、部品を取り替えること
なく再動作可能で、小型化可能な照明装置を低コストで
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１記載の発明によれば、白熱灯に流れる交
流電流を整流し検出する異常検出手段と、異常検出手段
の検出出力に応じて白熱灯の出力を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の照明装置において、一定期間は異常検出を停止する
ことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の照明装置において、一定期間経過するまでの検出レ
ベルと、一定期間経過後の検出レベルとは互いに異なる
ことを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の照明装置において、一定期間経過するまでの検出レ
ベルは、一定期間経過後の検出レベルよりも大きいこと
を特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明によれば、白熱灯に流
れる交流電流を整流し検出する第１の異常検出手段と、
白熱灯の両端電圧を検出する第２の異常検出手段とを備
え、第１の異常検出手段の検出出力と第２の異常検出手
段の検出出力との積が略一定になるように制御すること
を特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明によれば、請求項１記
載の照明装置において、白熱灯に流れる電流が略一定に
なるように制御することを特徴とする。

【００１５】請求項７記載の発明によれば、請求項１乃
至請求項６のいずれかに記載の照明装置において、白熱
灯と蛍光灯とを有することを特徴とする。

【００１６】

【実施の形態】（実施の形態１）本発明に係る第１の実
施の形態の回路図を図１に示す。

【００１７】本回路は、交流電源１及び白熱灯２及びＤ
Ｃ検出回路からなる閉回路と、ＤＣ検出回路の両端に接
続された制御回路とからなる。ここで、ＤＣ検出回路
は、ダイオードＤ１〜Ｄ４でなる全波整流器である。ま
た、制御回路は、ＤＣ検出回路の両端に接続された電解
効果トランジスタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）
Ｑ１及び抵抗Ｒ１からなる直列回路と、抵抗Ｒ１の両端
に接続された抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３の直列回路と、抵抗
Ｒ３の両端に接続されたコンデンサＣ１と、コンデンサ
Ｃ１の両端電圧Ｖｃ１と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較出力
するコンパレータＣＰ１と、スイッチング素子Ｑ１の制
御端子間（ゲート・ソース間）に接続され、コンパレー
タＣＰ１の出力によりオンオフするバイポーラトランジ
スタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ２とからな
る。

【００１８】以下、動作を簡単に説明する。通常、白熱
灯２を点灯させるときには、端子Ａをハイレベルとして
スイッチング素子Ｑ１をオンする。スイッチング素子Ｑ
１をオンすることにより、負荷電流は、交流電源１→白
熱灯２→ダイオードＤ１→スイッチング素子Ｑ１→抵抗
Ｒ１→ダイオードＤ４の経路で流れ、また、交流電源１
が反転することにより、交流電源１→ダイオードＤ３→
スイッチング素子Ｑ１→抵抗Ｒ１→ダイオードＤ２→白
熱灯２の経路で流れる。スイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ
１とには、全波整流された直流電流が流れる。

【００１９】例えば負荷短絡や過電流などの異常状態に
なると、負荷電流が上昇するので、抵抗Ｒ１の両端電圧
が上昇し、コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１が上昇す
る。コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１が基準電圧Ｖｒｅ
ｆを越えると、コンパレータＣＰ１の比較出力がハイレ
ベルとなって、スイッチング素子Ｑ２をオンし、スイッ
チング素子Ｑ１をオフする。よって、負荷電流は遮断さ
れる。

【００２０】以上の様に、異常状態を直流にて検出する
様な構成にすることで、スイッチング素子にかかるスト
レスを低減可能で、部品を取り替えることなく再動作可
能で、小型化可能な照明装置を低コストで提供できる。

【００２１】なお、図２に示すように、コンデンサＣ１
の両端電圧Ｖｃ１で直接的にスイッチング素子Ｑ２を制
御するようにしても構わない。

【００２２】（実施の形態２）本発明に係る第２の実施
の形態のブロック構成図を図３に、その一例の回路図を
図４に示す。

【００２３】通常、白熱灯２の点灯始動時にはラッシュ
電流が流れる。この電流値は、図５（ａ）、（ｂ）に示
すように、交流電源１投入時の電源位相（投入角）に影
響されるため、ラッシュ電流を検出するには、その検出
レベルのバラツキが大きくなる。つまり、過負荷の検出
では、定格負荷と誤装着された負荷との差にバラツキが
生じ、その差によっては、検出が難しくなってしまう。
この点を解決したものが本実施の形態である。

【００２４】図１に示した第１の実施の形態と異なる点
は、ＤＣ検出回路の両端に接続された白熱制御部８及び
過電流検出部９と、タイマー部１０とを設けたことであ
り、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号
を付すことにより説明を省略する。

【００２５】ここで、白熱制御部８は、ＤＣ検出回路の
両端に接続された電解効果トランジスタ（以下、スイッ
チング素子と呼ぶ。）Ｑ１及び抵抗Ｒ１からなる直列回
路からなる。また、電流検出部９は、抵抗Ｒ１と、抵抗
Ｒ１の両端に接続された抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３の直列回
路と、抵抗Ｒ３の両端に接続されたコンデンサＣ１と、
スイッチング素子Ｑ１の制御端子間（ゲート・ソース
間）に接続され、コンデンサＣ１が制御端子間（ベース
・エミッタ間）に接続されたスイッチング素子Ｑ２とか
らなる。また、タイマー部１０は、スイッチング素子Ｑ
１の制御端子間（ゲート・ソース間）に接続された抵抗
Ｒ４及び抵抗Ｒ５の直列回路と、抵抗Ｒ５の両端に接続
されたコンデンサＣ２と、コンデンサＣ２の両端電圧Ｖ
ｃ２と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較出力するコンパレータ
ＣＰ２と、コンデンサＣ１の両端に接続され、コンパレ
ータＣＰ２の出力によりオンオフするバイポーラトラン
ジスタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ３とから
なる。

【００２６】以下、動作を簡単に説明する。通常、白熱
灯２を点灯させるときには、端子Ａがハイレベルとなる
と、抵抗Ｒ４、Ｒ５及びコンデンサＣ２の時定数によ
り、コンデンサＣ２の両端電圧Ｖｃ２が徐々に上昇す
る。コンデンサＣ２の両端電圧Ｖｃ２が基準電圧Ｖｒｅ
ｆを越えるまでは、コンパレータＣＰ２の比較出力はハ
イレベルとなって、スイッチング素子Ｑ３をオンしてス
イッチング素子Ｑ２をオフし、スイッチング素子Ｑ１を
オンする。スイッチング素子Ｑ１をオンすることによ
り、負荷電流は、交流電源１→白熱灯２→ダイオードＤ
１→スイッチング素子Ｑ１→抵抗Ｒ１→ダイオードＤ４
の経路で流れ、また、交流電源１が反転することによ
り、交流電源１→ダイオードＤ３→スイッチング素子Ｑ
１→抵抗Ｒ１→ダイオードＤ２→白熱灯２の経路で流れ
る。スイッチング素子Ｑ１、抵抗Ｒ１には全波整流され
た直流電流が流れる。

【００２７】いま、端子Ａをハイレベルとすることによ
り、スイッチング素子Ｑ１がオンし、ラッシュ電流によ
ってコンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１は上昇しようとす
る。しかし、スイッチング素子Ｑ３は、コンパレータＣ
Ｐ２の出力によって、端子Ａがハイレベルになってから
一定期間ｘ１はオンしているために、コンデンサＣ１は
充電されず、一定期間ｘは過電流の検出を行わない。

【００２８】一定期間ｘ１が経過後、コンパレータＣＰ
２の出力によりスイッチング素子Ｑ３がオフされるの
で、コンデンサＣ１の充電が開始され、過電流の検出を
始めることができる。つまり、一定期間ｘ経過後に、例
えば負荷短絡や過電流などの異常状態になると、負荷電
流が上昇するのでコンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１が上
昇する。コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１が一定電圧を
越えると、スイッチング素子Ｑ２をオンしてスイッチン
グ素子Ｑ１をオフする。よって、負荷電流は遮断され
る。

【００２９】以上の様に構成することにより、ラッシュ
電流による影響を低減して、より確実に異常検出を行う
ことができる。

【００３０】（実施の形態３）本発明に係る第３の実施
の形態のブロック構成図を図６に、その動作波形図を図
７に、その一例の回路図を図８に示す。

【００３１】図３に示す第２の実施の形態と異なる点
は、図３に示す過電流検出部９の代わりに、第１の検出
レベルＡで検出する第１の過電流検出部１１と、第２の
検出レベルＢ（ここでは、Ａ＞Ｂ）で検出する第２の過
電流検出部１２とを設けたことであり、その他の第２の
実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説
明を省略する。

【００３２】ここで、第１の過電流検出部１１は、抵抗
Ｒ１と、抵抗Ｒ１の両端に接続された抵抗Ｒ６及び抵抗
Ｒ７の直列回路と、抵抗Ｒ６の両端に接続されたコンデ
ンサＣ３と、スイッチング素子Ｑ１の制御端子間（ゲー
ト・ソース間）に接続され、コンデンサＣ３が制御端子
間（ベース・エミッタ間）に接続されたバイポーラトラ
ンジスタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ４とか
らなる。また、第２の過電流検出部１２は、抵抗Ｒ１
と、抵抗Ｒ１の両端に接続された抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３
の直列回路と、抵抗Ｒ３の両端に接続されたコンデンサ
Ｃ１と、スイッチング素子Ｑ１の制御端子間（ゲート・
ソース間）に接続され、Ｃ１が制御端子間（ベース・エ
ミッタ間）に接続されたスイッチング素子Ｑ２とからな
る。

【００３３】一定時間ｘ経過するまでに、大きなラッシ
ュ電流が流れる場合（例えば、負荷短絡や、定格負荷に
比べて極めて大きな負荷が誤装着された場合）には、第
１の過電流検出部１１が異常検出を行い、一定時間ｘ経
過後は、例えば、定格負荷に比べて差の小さい負荷が誤
装着された場合には、第２の過電流検出部１２が異常検
出を行う。

【００３４】以上の様に構成したことにより、一定期間
ｘ経過後の検出レベルを任意に設定できるので、仮に、
第２の検出レベルＢを小さくすると、スイッチング素子
Ｑ１に電流耐量の低いものを用いることができ、より回
路の小型化を図ることができる。

【００３５】（実施の形態４）本発明に係る第４の実施
の形態のブロック構成図を図９に示す。

【００３６】図３に示す第２の実施の形態と異なる点
は、図３に示す過電流検出部９の代わりに、電流検出部
１３と、白熱灯２の両端に接続された電圧検出部１５
と、電流検出部１３及び電圧検出部１５の検出出力の積
を演算する演算部１４とを設け、演算部１４の演算出力
が略一定になるように白熱制御部８を制御することであ
り、その他の第２の実施の形態と同一構成には同一符号
を付すことにより説明を省略する。

【００３７】電流検出部１３の検出電圧Ｖｉと電圧検出
部１５の検出電圧Ｖｖとの積が略一定になる様に制御す
ることにより、例えば、過電流が流れた場合には白熱灯
２の両端電圧を絞る方向へ制御され、回路にかかるスト
レスを低減することができる。また、検出電圧Ｖｉと検
出電圧Ｖｖとの積（つまり電力）が略一定になるように
制御されるため、白熱灯２には略一定の電力を供給する
ことになり、仮に白熱灯２の種類が変わっても、回路に
かかるストレスを低減すると共に、必要な光出力を得る
ことができる。例えば、本来、定格５Ｗの白熱灯２が装
着されるべきところを、定格７Ｗの白熱灯２が誤装着さ
れた場合にでも、回路にかかるストレスを低減すると共
に、必要な光出力を得ることができる。

【００３８】ここで、例えば、電流検出部１３として
は、図１０に示すような抵抗からなる回路、電圧検出部
１５としては、図１１に示すような整流回路と抵抗とか
らなる回路を用いても良く、他の手段を用いても構わな
い。

【００３９】（実施の形態５）本発明に係る第５の実施
の形態のブロック構成図を図１２に示す。

【００４０】図９に示す第４の実施の形態と異なる点
は、電圧検出部１５を無くし、図９に示す演算部１４の
代わりに、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流が略一定
になる様に白熱制御部８の制御信号を演算する、演算部
１７を設けたことであり、その他の第４の実施の形態と
同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略す
る。

【００４１】以上の様に構成することにより、例えば、
過電流が流れた場合には白熱灯２の出力を絞る方向へ制
御され、回路にかかるストレスを低減することができ
る。例えば、本来、定格５Ｗの白熱灯２が装着されるべ
きところを、定格７Ｗの白熱灯２が誤装着された場合に
でも、回路にかかるストレスを低減すると共に低光出力
（例えば、３．５Ｗ）を得ることができる。

【００４２】なお、前記全ての実施の形態において、ス
イッチング素子Ｑ１の制御は、デューティ制御であって
も周波数制御であっても、その他の手段であっても良
い。また、上記全ての実施の形態は、例えば、図１３に
示すような、蛍光灯５と白熱灯２とを備えた照明器具に
用いてもよい。図１３中の１６は、略円形の平面形状を
有し透光性を有するグローブである。また、上記全ての
実施の形態は、本発明の作用効果を満たすものであれ
ば、適宜組み合わせても良い。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、スイッチ
ング素子にかかるストレスを低減可能で、部品を取り替
えることなく再動作可能で、小型化可能な照明装置を低
コストで提供できる。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、ラッシュ電流による影響を低
減して、より確実に異常検出を行うことが可能な照明装
置を低コストで提供できる。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、一定期間経過後の検出レベル
を任意に設定することが可能な照明装置を低コストで提
供できる。

【００４６】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の効果に加えて、スイッチング素子に電流耐量
の低いものを用いることができ、より回路の小型化を図
ることが可能な照明装置を低コストで提供できる。

【００４７】請求項５記載の発明によれば、スイッチン
グ素子にかかるストレスを低減可能で、部品を取り替え
ることなく再動作可能で、小型化可能な照明装置を低コ
ストで提供できる。また、過電流が流れた場合には白熱
灯の両端電圧を絞る方向へ制御され、回路にかかるスト
レスを低減することができる。また、第１の異常検出手
段の検出出力と第２の異常検出手段の検出出力との積が
略一定になるように制御されるため、白熱灯には略一定
の電力を供給することになり、仮に白熱灯の種類が変わ
っても、回路にかかるストレスを低減すると共に、必要
な光出力を得ることができる。

【００４８】請求項６記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、過電流が流れた場合には白熱
灯の出力を絞る方向へ制御され、回路にかかるストレス
を低減することが可能な照明装置を低コストで提供でき
る。

【００４９】請求項７記載の発明によれば、請求項１乃
至請求項６に記載の発明の効果に加えて、白熱灯と蛍光
灯とを混在した照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の回路図を示
す。

【図２】本発明に係る第１の実施の形態の別の回路図を
示す。

【図３】本発明に係る第２の実施の形態のブロック構成
図を示す。

【図４】本発明に係る第２の実施の形態の回路図を示
す。

【図５】本発明に係る第２の実施の形態の動作波形図を
示す。

【図６】本発明に係る第３の実施の形態のブロック構成
図を示す。

【図７】本発明に係る第３の実施の形態の動作波形図を
示す。

【図８】本発明に係る第３の実施の形態の回路図を示
す。

【図９】本発明に係る第４の実施の形態のブロック構成
図を示す。

【図１０】本発明に係る第４の実施の形態において、電
流検出部１３の一回路図例を示す。

【図１１】本発明に係る第４の実施の形態において、電
圧検出部１５の一回路図例を示す。

【図１２】本発明に係る第５の実施の形態のブロック構
成図を示す。

【図１３】本発明に係る照明器具の一例の模式的な側面
図を示す。

【図１４】本発明に係る従来例の回路図を示す。

【図１５】本発明に係る従来例の別の回路図を示す。

【図１６】本発明に係る従来例の更に別の回路図を示
す。

【符号の説明】

１交流電源２白熱灯５蛍光灯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源により白熱灯を点灯させる照明
装置において、前記白熱灯に流れる交流電流を整流し検出する異常検出
手段と、前記異常検出手段の検出出力に応じて前記白熱
灯の出力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る照明装置。
【請求項２】一定期間は異常検出を停止することを特
徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】一定期間経過するまでの検出レベルと、
一定期間経過後の検出レベルとは互いに異なることを特
徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】一定期間経過するまでの検出レベルは、
一定期間経過後の検出レベルよりも大きいことを特徴と
する請求項３記載の照明装置。
【請求項５】交流電源により白熱灯を点灯させる照明
装置において、前記白熱灯に流れる交流電流を整流し検出する第１の異
常検出手段と、前記白熱灯の両端電圧を検出する第２の
異常検出手段とを備え、前記第１の異常検出手段の検出
出力と前記第２の異常検出手段の検出出力との積が略一
定になるように制御することを特徴とする照明装置。
【請求項６】前記白熱灯に流れる電流が略一定になる
ように制御することを特徴とする請求項１記載の照明装
置。
【請求項７】前記白熱灯と蛍光灯とを有することを特
徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の照明
装置。