JP2002233161A

JP2002233161A - 発振制御回路、放電灯点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JP2002233161A
Application number: JP2001024928A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Shimizu; 恵一清水; Masahiko Kamata; 征彦鎌田; Toshiyuki Hiraoka; 敏行平岡
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単に温度補償が可能な発振制御回路を提供
する。【解決手段】正温度係数電流源22および負温度係数電
流源24の温度特性に従い流れる電流でコンデンサC5を充
電する。コンデンサC5の電圧が抵抗R6，R7の接続点の電
位より高い電圧になると、コンパレータ25がハイレベル
出力しＲ−Ｓフリップフロップ回路27の反転出力端子Ｑ
から出力してトランジスタQ16をオンしてコンデンサC5
を放電させ、出力端子Ｑからローレベル出力する。コン
デンサC5を放電して電圧を低下させ、コンデンサC5の電
圧が抵抗R7，R8の接続点の電位より低い電圧になると、
コンパレータ26がローレベル出力しＲ−Ｓフリップフロ
ップ回路27の出力端子Ｑからハイレベル出力し、反転出
力端子ＱはトランジスタQ16のべース電流をなくしてト
ランジスタQ16をオフしてコンデンサC5を充電させる。
これらの動作を繰り返して、所定周波数の出力をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度補償した発振
制御回路、放電灯点灯装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、放電灯点灯装置は、発振周波数
に温度特性があると、照明器具や安定器の温度上昇に伴
い、発振周波数がドリフトして電気特性が変化してしま
う。そして、温度特性が大きいと、通電後のドリフトも
大きく、電子安定器の調整や検査が困難になる。また、
組立完了時に所望の特性が現れるように調整しても、実
際に使用される状態での温度と異なると、実際に使用さ
れる際にランプ電力が大きくなりすぎたり、反対に、ラ
ンプ電力が小さくなりすぎたりする。そして、ランプ電
力が大きくなりすぎた状態で使用すると、エネルギーの
浪費になるとともに、安定器などを構成する部品の温度
上昇が生じ、短寿命化してしまう。反対に、電力が小さ
すぎた状態で使用すると、所望の光出力を得ることがで
きず、照明器具としての機能を十分に果たしえない。

【０００３】さらに、省エネルギー法では、照明器具の
入力電力は所定の条件にて温度上昇が飽和した状態で測
定することが決められており、温度特性によって入力電
力の値が変化してしまうおそれがある。

【０００４】そこで、従来は、たとえば温度特性による
変化が緩やかな部品を選択して温度補償することなく、
温度に関わらずほぼ一定の出力を得ることができるよう
にしたり、温度補償のために温度特性の大きいたとえば
感温抵抗などの部品を発熱の大きい部品の近傍に位置さ
せて温度に関わらず出力が一定になるようにしたりして
温度補償をしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、温度特
性による変化が緩やかな部品を選択するには温度特性に
よる変化が緩やかな部品を選択することが容易ではない
とともに、温度特性による変化が緩やかな部品は一般的
に高価である。

【０００６】また、温度補償のための感温抵抗などの部
品を付加する場合には、部品変更あるいは実装変更など
試行錯誤的な組み合わせが必要であり、作業が極めて煩
雑になる。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、簡単に温度補償が可能な発振制御回路、放電灯点灯
装置および照明装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発振制御
回路は、正の温度係数で出力が変化する正温度係数電源
と；負の温度係数で出力が変化する負温度係数電源と；
これら正温度係数電源および負温度係数電源の出力に基
づき発振周期を設定する周期設定手段とを具備したもの
で、正の温度係数の正温度係数電源と、負の温度係数の
負温度係数電源とにより、周波数設定手段で発振周期を
容易に設定可能であり、容易に温度補償が可能になる。

【０００９】請求項２記載の発振制御回路は、請求項１
記載の発振制御回路において、正温度係数電源および負
温度係数電源の寄与の割合を変化させて全体としての温
度係数を設定する調整手段を具備したもので、調整手段
で正温度係数電源および負温度係数電源の寄与の割合を
設定することにより、容易に所望の温度係数になる。

【００１０】請求項３記載の発振制御回路は、請求項１
ないし３いずれか記載の発振制御回路において、正温度
係数電源および負温度係数電源は、いずれも電流源で、
周期設定手段は、これら正温度係数電源および負温度係
数電源の電流源によって充電または放電されるタイミン
グ設定用のコンデンサを有するもので、電流源とコンデ
ンサにより容易に周期の設定が可能になる。

【００１１】請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項
１ないし３いずれか記載の発振制御回路と；この発振制
御回路により制御されるスイッチング素子を有し放電ラ
ンプを点灯させる放電灯点灯回路とを具備したもので、
それぞれの作用を奏する。

【００１２】請求項５記載の照明装置は、請求項４記載
の放電灯点灯装置と；この放電灯点灯装置で点灯される
ランプが装着される器具本体とを具備したもので、それ
ぞれの作用を奏する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置の一実施
の形態を図面を参照して説明する。

【００１４】図２は照明装置の外観を示す斜視図で、こ
の図２に示すように、照明装置１は、器具本体２を有
し、この器具本体２は下面に反射面３が形成され、この
反射面３の両端にはランプソケット４，４が配設され、
これらランプソケット４，４間には、放電ランプとして
の蛍光ランプFLが電気的かつ機械的に装着されている。

【００１５】図３は放電灯点灯装置を示す回路図で、こ
の図３に示す放電灯点灯装置５は、図２に示す器具本体
２内に収納されている。この図３に示す放電灯点灯装置
５は、商用交流電源ｅにダイオードなどで構成された全
波整流回路11の入力端子が接続され、この全波整流回路
11の出力端子には平滑用のコンデンサC1が接続されてい
る。また、このコンデンサC1には部分平滑回路12が並列
に接続され、この部分平滑回路12はコンデンサC1に対し
て並列に、インダクタL1、コンデンサC2および逆阻止極
性のダイオードD1の直列回路が接続されるとともに、コ
ンデンサC2およびダイオードD1の接続点にダイオードD2
のアノードが接続されている。

【００１６】そして、この部分平滑回路12には、一石式
のインバータ回路15が接続され、このインバータ回路15
は、インバータトランスTr1の一次巻線Tr1aおよびイン
ダクタL2の直列回路にコンデンサC3が並列に接続された
並列共振回路16が接続され、この並列共振回路16に対し
て直列にスイッチング素子としてのトランジスタQ1のコ
レクタ、エミッタが接続され、このトランジスタQ1のベ
ースには発振制御回路17が駆動回路18を介して接続され
ている。

【００１７】また、インバータトランスTr1の二次巻線T
r1bには、蛍光ランプFLの一方および他方のフィラメン
トFla，FLbの一端が接続され、これらフィラメントFl
a，FLbの他端間には始動用のコンデンサC4が接続されて
いる。

【００１８】ここで、図１は発振回路を示す回路図で、
図１に示すように、発振制御回路17は電源線Ｖcc，Ｖdc
間に、カレントミラー回路21および正温度係数電源とし
ての正温度係数電流源22が接続されるとともに、カレン
トミラー回路23および負温度係数電源としての負温度係
数電流源24が接続されている。また、カレントミラー回
路21は、電源線Ｖccから抵抗R1を介してＰＮＰ型のトラ
ンジスタQ2のエミッタに接続され、このトランジスタQ2
のベースはＰＮＰ型のトランジスタQ3のベースに接続さ
れ、このトランジスタQ3のベースおよびコレクタは短絡
され、コレクタには正温度係数電流源22が接続されてい
る。一方、カレントミラー回路23は、電源線Ｖccから抵
抗R2を介してＰＮＰ型のトランジスタＱ4のエミッタに
接続され、このトランジスタQ4のベースはＰＮＰ型のト
ランジスタQ5のベースに接続され、このトランジスタQ5
のベースおよびコレクタは短絡され、コレクタには負温
度係数電流源24が接続されている。

【００１９】また、トランジスタQ3のエミッタおよびト
ランジスタQ5のエミッタ間には調整手段としての可変抵
抗R3が接続され、抵抗R3には電源線Ｖccが接続されて、
トランジスタQ3およびトランジスタQ5の寄与の割合を変
化させる。

【００２０】さらに、トランジスタQ2のコレクタおよび
トランジスタQ4のコレクタが接続されている。

【００２１】ここで、図４は正温度係数電流源を示す回
路図で、この図４に示すように、正温度係数電流源22
は、一端にＰＮＰ型のトランジスタQ6のエミッタが接続
され、このトランジスタQ6のコレクタはＮＰＮ型のトラ
ンジスタQ7のコレクタに接続され、このトランジスタQ7
のコレクタ、ベースは短絡され、エミッタは他端に接続
されている。また、トランジスタQ6のベースにエミッタ
の面積が十分に広いＰＮＰ型のトランジスタQ8のベース
が接続され、このトランジスタQ8のエミッタは一端に接
続され、このトランジスタQ8のベース、コレクタ間は短
絡されている。さらに、トランジスタQ8のコレクタに
は、ＮＰＮ型のトランジスタQ9のコレクタが接続され、
このトランジスタQ9のエミッタは抵抗R4を介して他端に
接続されている。

【００２２】そして、この正温度係数電流源22は、抵抗
R4の温度が上昇することにより、一端から他端間に流れ
る電流が増加する。

【００２３】一方、図５は負温度係数電流源を示す回路
図で、この図５に示すように、負温度係数電流源24は、
一端にＰＮＰ型のトランジスタQ11のエミッタが接続さ
れ、このトランジスタQ11のコレクタはＮＰＮ型のトラ
ンジスタQ12のコレクタに接続され、このトランジスタQ
12のコレクタ、ベースは短絡され、エミッタはＮＰＮ型
のトランジスタQ13のコレクタに接続され、このトラン
ジスタQ13のコレクタ、ベースは短絡され、エミッタは
他端に接続されている。そして、トランジスタQ11のベ
ースにＰＮＰ型のトランジスタQ14のベースが接続さ
れ、このトランジスタQ14のエミッタは一端に接続さ
れ、このトランジスタQ14のベース、コレクタ間は短絡
されている。さらに、トランジスタQ14のコレクタに
は、ＮＰＮ型のトランジスタQ15のコレクタが接続さ
れ、このトランジスタQ15のエミッタは抵抗R5を介して
他端に接続されている。

【００２４】そして、この負温度係数電流源24は、抵抗
R5の温度が上昇することにより、一端から他端間に流れ
る電流が低下する。

【００２５】また、トランジスタQ2のコレクタおよびト
ランジスタQ4のコレクタと電源線Ｖdc間には、タイミン
グ設定用のコンデンサC5が接続されている。

【００２６】さらに、電源線Ｖccおよび電源線Ｖdc間に
は、抵抗R6、抵抗R7および抵抗R8の直列回路が接続さ
れ、抵抗R6および抵抗R7の接続点にはコンパレータ25の
反転入力端子が接続され、このコンパレータ25の反転入
力端子にはコンデンサC5が接続されている。また、この
コンデンサC5にはコンパレータ26の反転入力端子が接続
され、このコンパレータ26の非反転入力端子は抵抗R7お
よび抵抗R8の接続点に接続されている。

【００２７】また、コンパレータ25の出力端子はＲ−Ｓ
フリップフロップ27のリセット端子Ｒに接続され、コン
パレータ26の出力端子はセット端子Ｓに接続され、反転
出力端子Ｑは抵抗R11を介してトランジスタQ16のベース
に接続され、このトランジスタQ16のコレクタは抵抗R12
を介してコンデンサC5に接続され、エミッタは電源線Ｖ
dcに接続され、周期設定手段28を構成している。

【００２８】なお、破線で囲われている部分は、モノリ
シックＩＣ29により構成すれば容易に構成可能である。

【００２９】そして、この図１に示す発振制御回路17
は、まず、可変抵抗R3により正温度係数電流源22の図６
に示す電流Ｉ₂₂と、負温度係数電流源24の図６に示す電
流Ｉ₂₄の寄与分を連続的に調整し、図６に示す可変領域
Ｉｖの範囲内で合成した温度係数による電流Ｉを設定す
る。この可変抵抗R3を調整することにより、容易に任意
の温度係数の温度特性を得ることができる。なお、一般
的には、正温度係数電流源22に電流が流れる電流と、負
温度係数電流源24に電流が流れるとをほぼ等しい値に設
定する。

【００３０】この状態で、正温度係数電流源22に電流が
流れるとこの正温度係数電流源22の温度特性に従い流れ
る電流がカレントミラー回路21により折り返されてコン
デンサC5に流れ、同様に、負度係数電流源24に電流が流
れるとこの負温度係数電流源24の温度特性に従い流れる
電流がカレントミラー回路23により折り返されてコンデ
ンサC5に流れ、正温度係数電流源22および負温度係数電
流源24のそれぞれの寄与分に従った設定されている温度
特性に従い並列合成でコンデンサC5が充電される。

【００３１】そして、図７に示すように、このコンデン
サC5に充電された電圧が抵抗R6および抵抗R7の接続点の
電位より高い電圧Ｖ_5Uになると、コンパレータ25がハイ
レベル出力しＲ−Ｓフリップフロップ回路27のリセット
端子Ｒに入力し、Ｒ−Ｓフリップフロップ回路27は反転
して非反転出力端子Ｑから出力してトランジスタQ16の
ベースにベース電流を供給してトランジスタQ16をオン
してコンデンサC5を放電させるとともに、出力端子Ｑか
らローレベル出力する。

【００３２】その後、コンデンサC5が放電されて電圧が
低下して、コンデンサC5の電圧が抵抗R7および抵抗R8の
接続点の電位より低い電圧Ｖ_5Lになると、コンパレータ
26がローレベル出力しＲ−Ｓフリップフロップ回路27の
セット端子Ｓに入力し、Ｒ−Ｓフリップフロップ回路27
は反転して出力端子Ｑからハイレベル出力するととも
に、反転出力端子ＱはトランジスタQ16のべース電流を
なくしてトランジスタQ16をオフしてコンデンサC5を充
電させる。なお、コンデンサC5は正温度係数電流源22お
よび負温度係数電流源24以外の電流源で充電させ、正温
度係数電流源22および負温度係数電流源24の出力によっ
て放電させるような回路構成にしてもよい。

【００３３】これらの動作を繰り返すことにより、Ｒ−
Ｓフリップフロップ回路27の出力端子27はハイ、ローの
信号を繰り返す。なお、可変抵抗R3を調整することによ
り温度特性を任意に変化できるので、設計効率が向上す
るとともに調整、検査時の不具合を回避でき、容易に温
度補償が可能になりドリフトも小さくでき、また、所望
の温度係数の正から負までの温度特性で周波数特性を設
定できる。したがって、照明器具１に装着するアタッチ
メントの変更などにより温度特性の変化にも容易に対応
可能である。

【００３４】そして、このような発振をすることによ
り、図１に示す放電灯点灯装置５では、発振制御回路17
の出力端子Ｑから駆動回路18を介してトランジスタQ1の
ベースに所定周期のベース電流が供給されてトランジス
タQ１が動作し、インバータトランスTr１の二次巻線Tr
２に高周波交流を誘起させて、蛍光ランプFLを始動、点
灯させる。

【００３５】なお、上記実施の形態では、可変抵抗R3に
より正温度係数電流源22および負温度係数電流源24の寄
与割合を変化させているが、トランジスタQ3およびトラ
ンジスタQ5のそれぞれのエミッタに別個の抵抗値を接続
しても入力対出力変換比を設定して同様の効果を得るこ
とができる。しかしながら、可変抵抗R3を用いることに
より、正温度係数電流源22および負温度係数電流源24の
合成電流の絶対値をほぼ等しく保った状態で、温度係数
のみを変化できるので調整上は好都合である。

【００３６】次に、他の実施の形態を図８を参照して説
明する。

【００３７】図８は他の実施の形態の放電灯点灯装置を
示す回路図で、図８に示すように、この放電灯点灯装置
５は、商用交流電源ｅに全波整流回路11の入力端子が接
続され、この全波整流回路11の出力端子は力率改善およ
び昇圧用の昇圧チョッパ回路31に接続されている。この
昇圧チョッパ回路31は全波整流回路11の出力端子間に、
インダクタL3およびスイッチング素子としての電界効果
トランジスタQ21のソース、ドレインが直列に接続さ
れ、この電界効果トランジスタQ21のゲートには制御回
路32が接続され、電界効果トランジスタQ21のソース、
ドレイン間にはダイオードD5およびコンデンサC6が直列
に接続されている。

【００３８】また、この昇圧チョッパ回路31には、ハー
フブリッジ型のインバータ回路32が接続されている。こ
のインバータ回路32は、昇圧チョッパ回路31のコンデン
サC6に対して並列に、電界効果トランジスタQ22および
電界効果トランジスタQ23の直列回路が接続されてい
る。そして、電界効果トランジスタQ22のゲート、ドレ
イン間には、抵抗R21およびダイオードD6の並列回路、
コンデンサC7およびトランスTr2の出力巻線Tr2aの直列
回路が接続され、電界効果トランジスタQ23のゲート、
ドレイン間には、抵抗R22およびダイオードD7の並列回
路、コンデンサC8およびトランスTr2の入力巻線Tr2bの
直列回路が接続されている。また、抵抗R22およびコン
デンサC8の接続点には、発振制御回路17が駆動回路18を
介して接続されている。なお、トランスTr2は、電界効
果トランジスタQ22および電界効果トランジスタQ23を一
の駆動回路18より交互にオン、オフ動作させるものであ
る。

【００３９】さらに、電界効果トランジスタQ23には、
直流カット用のコンデンサC9およびインダクタL4を介し
て蛍光ランプFLの一方および他方のフィラメントFla，F
Lbの一端が接続され、これらフィラメントFla，FLbの他
端間には始動用のコンデンサC4が接続されている。

【００４０】また、この図８に示す放電灯点灯装置５
は、商用交流電源ｅの電圧を昇圧チョッパ回路31により
昇圧するとともにアクティブフィルタとして用い、電界
効果トランジスタQ22および電界効果トランジスタQ23を
交互にオン、オフ動作させ、蛍光ランプFLを高周波点灯
させる。

【００４１】そして、この図８に示す放電灯点灯装置５
も、発振制御回路17から所定の周波数で出力することに
より、図３に示す放電灯点灯装置５と同様の効果を生ず
る。

【００４２】なお、電流源に限らず、電圧源を用いても
同様の効果を得ることができる。この場合、温度特性が
正の正温度係数電源の電圧源には、温度係数が負の抵抗
が電圧源に接続された構成でよい。たとえば通常のカー
ボン抵抗であれば−４００ｐｐｍ／℃程度の温度係数で
あり、温度係数を大きくしたければ、抵抗とダイオード
との直列接続とすればよく、サーミスタでもよい。一
方、負の温度特性の電圧源は、正の温度係数の抵抗を使
ったものであればよく、ポジスタでもよい。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発振制御回路によれば、
正の温度係数の正温度係数電源と、負の温度係数の負温
度係数電源とにより、周波数設定手段で発振周期を容易
に設定可能であり、容易に温度補償できる。

【００４４】請求項２記載の発振制御回路によれば、請
求項１記載の発振制御回路に加え、調整手段で正温度係
数電源および負温度係数電源の寄与の割合を設定するこ
とにより、容易に所望の温度係数にできる。

【００４５】請求項３記載の発振制御回路によれば、請
求項１ないし３いずれか記載の発振制御回路に加え、電
流源とコンデンサにより周期の設定を容易にできる。

【００４６】請求項４記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項１ないし３いずれか記載の発振制御回路により制
御されるスイッチング素子を有し放電ランプを点灯させ
る放電灯点灯回路とを具備したので、それぞれの効果を
奏することができる。

【００４７】請求項５記載の照明装置によれば、請求項
４記載の放電灯点灯装置で点灯されるランプが装着され
る器具本体を具備したので、それぞれの効果を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の発振回路を示す回路図
である。

【図２】同上照明装置の外観を示す斜視図である。

【図３】同上放電灯点灯装置を示す回路図である。

【図４】同上正温度係数電源流源を示す回路図である。

【図５】同上負温度係数電源流源を示す回路図である。

【図６】同上正温度係数電源流源の電流と負温度係数電
源流源の電流とを加えた電流を示すグラフである。

【図７】同上動作を示す動作波形図である。

【図８】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【符号の説明】

１照明装置２器具本体 17 発振制御回路 22 正温度係数電源としての正温度係数電流源 24 負温度係数電源としての負温度係数電流源 28 周期設定手段 C5 コンデンサ R3 調整手段としての可変抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平岡敏行東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内Ｆターム(参考） 3K072 AA02 BA03 BA05 BB01 BC01 BC03 CA16 DB03 DD01 EB04 GA01 GA02 GB04 GB12 GC04 HA06 5H007 AA02 AA06 BB03 CA01 CB07 CB09 CB17 CC32 DB03 DB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正の温度係数で出力が変化する正温度係
数電源と；負の温度係数で出力が変化する負温度係数電
源と；これら正温度係数電源および負温度係数電源の出
力に基づき発振周期を設定する周期設定手段と；を具備
したことを特徴とする発振制御回路。
【請求項２】正温度係数電源および負温度係数電源の
寄与の割合を変化させて全体としての温度係数を設定す
る調整手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の
発振制御回路。
【請求項３】正温度係数電源および負温度係数電源
は、いずれも電流源で、周期設定手段は、これら正温度係数電源および負温度係
数電源の電流源によって充電または放電されるタイミン
グ設定用のコンデンサを有することを特徴とする請求項
１ないし３いずれか一記載の発振制御回路。
【請求項４】請求項１ないし３いずれか一記載の発振
制御回路と；この発振制御回路により制御されるスイッ
チング素子を有し放電ランプを点灯させる放電灯点灯回
路と；を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項５】請求項４記載の放電灯点灯装置と；この
放電灯点灯装置で点灯されるランプが装着される器具本
体と；を具備したことを特徴とする照明装置。