JP2005327607A - Phase control type light modulation system - Google Patents
Phase control type light modulation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005327607A JP2005327607A JP2004144778A JP2004144778A JP2005327607A JP 2005327607 A JP2005327607 A JP 2005327607A JP 2004144778 A JP2004144778 A JP 2004144778A JP 2004144778 A JP2004144778 A JP 2004144778A JP 2005327607 A JP2005327607 A JP 2005327607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- inverter
- phase control
- circuit
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Abstract
Description
本発明は、位相制御により出力を制御する位相制御式調光システムに関する。 The present invention relates to a phase control type dimming system that controls output by phase control.
従来の位相制御式調光システムは、図6(a),(b),(c)に示されるように、商用電源1と調光装置2と負荷3とから構成される。商用電源1は50Hzまたは60Hzの交流100Vであり、2線で供給される電源である。調光装置2は商用電源1と負荷3とに接続される。負荷3は一般には白熱電球が用いられる。調光装置2の接続形態は基本的に、図6(a),(b),(c)の3通りが存在する。
A conventional phase control type dimming system includes a
調光装置2は位相制御式の調光装置で、トライアックのようなスイッチ素子により位相制御を行うものである。より具体的には例えば、図7に示すような回路である。この調光装置2は、電源電圧の位相角により動作し、電源電圧が設定されたある位相角になると位相検出回路からスイッチ素子Qにトリガ信号が印加され、スイッチ素子がON(導通)する。スイッチ素子Qは、一旦ONして電流が流れると、電流が流れている間ONを保持する。しかし、電源位相が進み、スイッチ素子Qに流れる電流が保持電流以下になると、スイッチ素子QはOFFする。さらに電源位相が進み、再度設定されたある位相角になるとスイッチ素子Qにトリガ信号Tpが印加され、スイッチ素子QがONする。このような動作により、端子B−B’間の電圧は図8のVbに示されるようなものとなる。Vaは端子A−A’間の商用電源1の波形を示す。設定されたある位相角を変化させることにより、負荷に印加される電圧Vbの実効値が変化し、調光を行うことが可能となる。
The
トリガ信号の波形は図8のTpに示されるパルストリガ方式と図8のTbに示されるベタトリガ方式がある。一般に白熱灯を負荷とする図6(a)の結線方式の調光装置はパルストリガ方式が用いられるが、電子トランスを負荷とするような調光装置や図6(b),(c)の結線方式の調光装置はベタトリガ方式が用いられる。
従来の位相制御式の調光システムは、電子トランスなどのインバータ回路を負荷とする場合、ベタトリガ方式が用いられるが、位相制御用のスイッチ素子に用いられるトライアックの特性上、調光を絞ったときに調光ができなくなったり、電子トランスに接続される負荷の大きさによっては調光できなくなるといった不具合が発生する場合がある。 The conventional phase control dimming system uses a solid trigger method when an inverter circuit such as an electronic transformer is used as a load. However, due to the characteristics of the triac used for the phase control switch element, the dimming is limited. Depending on the size of the load connected to the electronic transformer, there may be a problem that the light cannot be dimmed.
本発明はこのようにトライアックなどを用いた位相制御式の調光装置に白熱電球に代えて電子トランスなどのインバータ回路を負荷として接続した場合に発生する不具合を解消することを目的としてなされたものである。 The present invention has been made for the purpose of eliminating problems that occur when an inverter circuit such as an electronic transformer is connected as a load in place of an incandescent bulb to a phase control type dimmer using a triac or the like. It is.
本発明の位相制御式調光システムにあっては、上記の課題を解決するために、商用電源に接続された位相制御式の調光装置と、前記調光装置により位相制御された交流電圧により動作するインバータとが組み合わされた調光システムにおいて、前記インバータには、容量性の回路と全波整流回路と全波整流回路の出力に接続されたトリガ回路が内蔵されており、トリガ回路はインバータの入力電圧が所定の電圧Vtとなったときに動作しインバータの発振を開始させる構成であって、調光装置の位相制御における最小導通角での商用電源の瞬時電圧をVpとすると、Vp>Vtとなっていることを特徴とするものである。 In the phase control type dimming system of the present invention, in order to solve the above problems, a phase control type dimming device connected to a commercial power source and an AC voltage phase-controlled by the dimming device. In a dimming system combined with an operating inverter, the inverter includes a capacitive circuit, a full-wave rectifier circuit, and a trigger circuit connected to the output of the full-wave rectifier circuit. When the input voltage of the power source becomes the predetermined voltage Vt and starts oscillating the inverter, the instantaneous voltage of the commercial power supply at the minimum conduction angle in the phase control of the dimmer is Vp> Vp> It is characterized by being Vt.
請求項1の発明によると、位相制御式の調光装置の最小調光レベルのピーク電圧を、負荷とするインバータの起動電圧よりも高くするように構成したことにより、軽負荷時に容量性となるインバータ回路を負荷としても調光可能な調光システムを提供することが可能となった。また、請求項3の発明によると、ベタトリガのトリガを切るタイミングを早くすることにより、軽負荷時に容量性となるインバータ回路を負荷としても調光可能な調光システムを提供することが可能となった。さらに、請求項2,4の発明によると、常に抵抗性負荷である白熱電球もしくは軽負荷時に容量性となるインバータ回路のいずれを負荷としても調光可能な調光システムを提供することが可能となった。
According to the first aspect of the present invention, the peak voltage of the minimum dimming level of the phase control type dimming device is configured to be higher than the starting voltage of the inverter serving as a load, so that it becomes capacitive at light load. It has become possible to provide a dimming system capable of dimming even with an inverter circuit as a load. In addition, according to the invention of
(実施形態1)
図1に本発明の実施形態1を示す。商用電源1と調光装置2と負荷3とからなり、調光装置2は、スイッチ素子Qとしてトライアックが用いられて、更にチョークコイルLおよびコンデンサCでフィルター回路が構成されているものである。また、スイッチSW1により調光の下限レベルが切り替えられるようになっている。負荷3は、電子トランスとなっており、電源フィルター4と整流器5とトリガ回路6と発振回路7とランプ8とからなる。発振回路7は数十KHzで発振しており、出力トランスTfを介してランプ8に電力を供給している。負荷3はインバータを構成しているが、平滑回路を持っていないため、各サイクル毎(商用電源の周期の半分の時間)に発振が停止する。そして、各サイクル毎にトリガ回路6により発振が起動される。トリガ回路6は入力電圧がある電圧Vtを超えると瞬時にトリガパルスが発生し、インバータの発振を起動する構成となっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows
トリガ回路6の構成については図示されたものに限定されないが、整流器5の出力電圧(端子C−C’間の電圧)が略ゼロになると、ダイオードD3を介してコンデンサCtの電荷が放電される。この状態から整流器5の出力電圧(端子C−C’間の電圧)が上昇していくと、所定の電圧Vtに達した時点でトリガ素子Qtがブレークオーバーして、コンデンサCt、トリガ素子Qtを介して発振回路7のスイッチング素子Q2の制御電極にトリガパルスが印加される。これにより、発振回路7が自励発振動作を開始する。
The configuration of the
本実施形態では、発振回路7としてハーフブリッジ型のインバータ回路を用いている。整流器5の出力電圧(端子C−C’間の電圧)は、コンデンサC1,C2の直列回路とスイッチング素子Q1,Q2の直列回路に印加されており、コンデンサC1,C2の接続点とスイッチング素子Q1,Q2の接続点の間に、出力トランスTfの1次巻線が接続されている。出力トランスTfの2次巻線にはランプ8が接続されている。スイッチング素子Q1,Q2は図示しない電流帰還回路(例えば、電流帰還トランス)により交互にオンするように自励発振駆動される。すなわち、トリガ回路6によりスイッチング素子Q2の制御電極にトリガパルスが印加されると、スイッチング素子Q2がオンとなり、その後は、スイッチング素子Q1,Q2が交互にオンするように動作する。整流器5の出力電圧(端子C−C’間の電圧)が発振維持電圧以下になると、発振回路7の自励発振動作は停止する。なお、ここでは、発振回路7としてハーフブリッジ型のインバータ回路を例示したが、その他の構成のインバータ回路、例えば、プッシュプル型のインバータ回路などを用いても良い。
In the present embodiment, a half-bridge inverter circuit is used as the
位相制御の動作は、従来例と同じであるので、説明は省略するが、正常に調光されているときの各部の波形を図2に示す。Vaは商用電源の波形を示す。Vbは、位相制御された電圧波形を示す。Ibは調光装置2を流れる電流で、本実施形態の場合は負荷3の電源フィルター4と調光装置2のチョークコイルLにより電流が振動し、電流がゼロレベルを下回り、反転している様子が示されている。もし、トライアックQのゲートトリガが印加されていなければ、トライアックQはOFFするが、図2のVgに示されるようにトライアックQのゲートトリガはゼロクロス付近まで印加されるベタトリガ方式となっているため、トライアックQはONを維持する。Vcは位相制御された電圧が負荷3の整流器5を通り全波整流された電圧波形を示す。調光装置2のトライアックQがONした時に印加される電圧の瞬時値をVpとすると、VpがVtより大きい場合にトリガ回路6が動作し、発振回路7にトリガ信号が印加され発振が開始される。Vdは発振回路7の出力電圧を示す。
Since the operation of the phase control is the same as that of the conventional example, the description is omitted, but the waveforms of the respective parts when the light is normally adjusted are shown in FIG. Va represents the waveform of the commercial power supply. Vb represents a phase-controlled voltage waveform. Ib is a current flowing through the
いま、調光する位相角を調節して負荷3に印加される電圧の実効値を小さくしていくと、VpがVtより小さくなる点が存在する。この場合の各部の波形は図3に示されるようなものになる。Vaは商用電源の波形を示す。Vbは位相制御された電圧波形であり、設定された位相でトライアックQのゲートトリガ信号Vgが印加され、トライアックQがONする。しかし、VpがVtに満たないため、Vdに示されるように、この時点では負荷3の発振回路7は発振しない。負荷3の発振回路7が発振しない場合、調光装置2から見ると負荷3は容量性の負荷となり、電流Ibには進相電流が流れる。従って、図3のIbで示されるように、一旦は電圧と同相の電流が流れるが、負荷3の発振が開始されないため、進相電流となり、逆方向の電流が流れる。この間、Vgで示されるゲートトリガ信号が印加されるため、トライアックQはONを維持する。ここで、逆方向の電流が流れると、次の半周期は進相電流がトライアックQの保持電流となり、トライアックQはONを維持する。結果として、負荷3も次の半周期はVtを超える電圧が印加されるため、発振を開始し、ランプ8が点灯することとなる。
Now, if the effective value of the voltage applied to the
しかし、一旦点灯すると、今度は負荷3が抵抗性の負荷となるため、その半周期で発振を停止する。このように、調光を絞って、VpがVtよりも小さくなると半波点灯の状態になってしまうことがある。そこで、電子トランスを負荷とする場合は、スイッチSW1を切り替えることにより、調光を絞った場合でもVpがVtよりも小さくならないように制御する。すると上記の半波点灯の問題はなくなる。
However, once the lamp is turned on, the
本発明によると、電子トランスを負荷とする場合は、調光装置2の調光レベルを制限するスイッチSW1を切り替えて、VpがVtよりも小さくならないように設定することにより、電子トランスを負荷とする場合でも、半波点灯することのない調光システムを提供することが可能となった。また、白熱灯を負荷とする場合は、前記スイッチSW1を元に戻して調光装置2の調光レベルを制限しないことにより、十分に小さい出力まで絞ることができる。なお、負荷となる電子トランス側のVtをVpよりも低くすることでも同様の効果が得られる。
According to the present invention, when an electronic transformer is used as a load, the switch SW1 that limits the dimming level of the
(実施形態2)
本発明の実施形態2を図4に示す。基本的な構成は図1の回路と同様であるが、本実施形態では、電流の検出回路9が備えられており、調光の下限レベルを切り替えるためのスイッチSW1を自動で切り替えられるようになっている。位相制御の動作は、従来例と同じであるので、説明は省略する。また、正常に調光されているときの各部の波形は、実施形態1と同じであり、図2に示すとおりである。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. Although the basic configuration is the same as that of the circuit of FIG. 1, in this embodiment, a current detection circuit 9 is provided, and the switch SW1 for switching the lower limit level of dimming can be automatically switched. ing. Since the phase control operation is the same as that of the conventional example, description thereof is omitted. Moreover, the waveform of each part at the time of normal light control is the same as
いま、電子トランスに接続されるランプ8の消費電力を小さいものに変更すると、電子トランスの抵抗性が小さくなり、相対的に容量性の負荷に近づいていく。電子トランスに接続されるランプ8がある消費電力以下になると、各部の波形は、図5のようになり、全点灯したまま調光できなくなる。これは、負荷3が容量性の負荷に近づくと、電圧Vbに対して電流Ibの位相が進み、結果として電流のゼロクロスポイントが電圧のゼロクロスよりも早くなるからである。
Now, if the power consumption of the
ベタトリガ方式の調光装置の場合は、ゲートトリガ信号Vgが電圧Vaのゼロクロスに近いところ(ゼロクロス点の約500μ秒前)まで印加されているため、電流Ibのゼロクロスが早くなると、図5の矢印に示すように、まだゲートトリガ信号Vgが印加されている状態で電流Ibのゼロクロスを通過してしまう。すると、トライアックQはOFF出来ずに、次の半サイクルもONを維持することになる。このため、電子トランスは発振し、ランプ8も点灯するが、負荷3の消費電力が小さいため、やはり電流Ibは進相電流になり、ゼロクロスでトライアックQはOFFすることが出来ない。従って、調光レベルに関わらず、この場合は全点灯を維持することになり、調光が出来なくなる。
In the case of the solid-trigger type light control device, the gate trigger signal Vg is applied to a position close to the zero cross of the voltage Va (about 500 μsec before the zero cross point). As shown in FIG. 3, the current Ib passes through the zero cross while the gate trigger signal Vg is still applied. Then, the triac Q cannot be turned off, and the next half cycle is kept on. For this reason, the electronic transformer oscillates and the
そこで、検出回路9により電子トランスに特徴的なピーク電流を検出し、負荷3として電子トランスが接続された場合には、ベタトリガの出力を切るタイミングを通常よりも早く切る(例えばゼロクロス点の1m秒程度以上前に切る)。すると、上述のように全点灯状態になる問題は解消される。
Therefore, when a peak current characteristic of the electronic transformer is detected by the detection circuit 9 and the electronic transformer is connected as the
本発明によると、自励発振回路と高周波トランスを組み合わせた電子トランスに特徴的なピーク電流を検出し、調光装置のベタトリガを切るタイミングを通常よりも早くしたことにより、電子トランスの軽負荷時に全点灯してしまう誤動作をしない、調光システムを提供することが可能となった。 According to the present invention, the peak current characteristic of an electronic transformer combining a self-excited oscillation circuit and a high-frequency transformer is detected, and the timing for turning off the solid trigger of the dimmer is made earlier than usual. It has become possible to provide a dimming system that does not cause a malfunction that would result in full lighting.
1 交流電源
2 調光装置
3 負荷
4 電源フィルター
5 整流器
6 トリガ回路
7 発振回路
8 ランプ
9 検出回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004144778A JP2005327607A (en) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | Phase control type light modulation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004144778A JP2005327607A (en) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | Phase control type light modulation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005327607A true JP2005327607A (en) | 2005-11-24 |
Family
ID=35473783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004144778A Pending JP2005327607A (en) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | Phase control type light modulation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005327607A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008104272A (en) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Phase-control power supply |
WO2015024224A1 (en) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | Liu Xiaofeng | Led constant-current circuit and led lamp |
-
2004
- 2004-05-14 JP JP2004144778A patent/JP2005327607A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008104272A (en) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Phase-control power supply |
WO2015024224A1 (en) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | Liu Xiaofeng | Led constant-current circuit and led lamp |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3795863B2 (en) | Single-stage PFC + ballast control circuit / general-purpose power converter | |
JPH07220889A (en) | Electronic stabilizer | |
JP2009525567A (en) | Voltage supply type inverter for fluorescent lamp | |
JP2009539220A (en) | Lamp drive circuit | |
JP4518475B2 (en) | Interface circuit for the operation of capacitive loads | |
JP2010287499A (en) | Power supply device for lighting | |
WO2000045622A1 (en) | Hid ballast with hot restart circuit | |
JPS59139875A (en) | Converter | |
JP2005327607A (en) | Phase control type light modulation system | |
JP5069573B2 (en) | High pressure discharge lamp lighting device, lighting fixture | |
US7663324B2 (en) | Control circuit and method for driving a gas discharge lamp | |
KR100634481B1 (en) | method for driving of a fluorescent lighting and a ballast stabilizer circuit for performing the same | |
JP3593901B2 (en) | Lighting device | |
JP3304534B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
JP2628158B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
JP4036003B2 (en) | Phase control device | |
JP2021023054A (en) | Ac output power source | |
JP2004048853A (en) | Piezoelectric transformer type series resonance type dc-dc converter | |
KR0150539B1 (en) | Inverter type lamp control circuit using pulse width modulation | |
JPH08237955A (en) | Power converter | |
JPH0845682A (en) | Discharge lamp lighting device | |
JPH09224380A (en) | Inverter | |
JPH07122375A (en) | Fluorescent lamp driving device | |
JP2002216984A (en) | Lighting equipment for illumination | |
JPS5848396A (en) | Device for firing discharge lamp |