JP2507848B2 - 照明灯の調光装置 - Google Patents

照明灯の調光装置

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JP2507848B2
JP2507848B2 JP4107250A JP10725092A JP2507848B2 JP 2507848 B2 JP2507848 B2 JP 2507848B2 JP 4107250 A JP4107250 A JP 4107250A JP 10725092 A JP10725092 A JP 10725092A JP 2507848 B2 JP2507848 B2 JP 2507848B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、照明灯の調光装置に係
り、特に照明灯に印加される交流電圧の位相を制御する
ことにより調光する改良された照明灯の調光装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3により従来の調光装置について説明
する。図3において、1は白熱電球等の照明灯、2a,
2bは逆並列に接続したSCR(シリコン制御整流器)
であり、これら照明灯1および並列接続のSCR2a,
2bは直列にしてAC電源3に接続されている。また、
照明灯1には、SCR2a,2bがターンオン時に発生
する電流サージを吸収するためのインダクタ4が直列に
接続されている。
【0003】5a,5bはSCR2a,2bをAC電源
3の周波数に同期して交互にスイッチングさせるホトカ
プラであり、発光ダイオードとホトサイリスタとから構
成される。ホトカプラ5a,5bの発光ダイオード5a
, 5b1には、AC電源に同期した調光用の制御信号
が加えられるようになっている。ホトカプラ5aのホト
サイリスタ5a2の陽極はダイオード6a,インダクタ
4および照明灯1を介してAC電源3の一端に接続さ
れ、その陰極はSCR2aのゲートに接続されている。
また、ホトカプラ5bのホトサイリスタ5b2の陽極は
ダイオード6bを介してAC電源3の他端に接続され、
その陰極はSCR2bのゲートに接続されている。
【0004】SCR2aのゲート・陰極間には、コンデ
ンサC1と抵抗R1とからなるゲートトリガ回路が接続
され、また、SCR2bのゲート・陰極間にはコンデン
サC2と抵抗R2とからなるゲートトリガ回路が接続さ
れている。
【0005】このように構成された従来の照明灯調光装
置において、ホトカプラ5a,5bの入力端子INにA
C電源3の周波数に同期した調光用の制御信号S1が入
力されると、ホトダイオード5a1,5b1が発光し、
これにより対応するホトサイリスタ5a2,5b2がタ
ーンオフされる。ここで、ホトサイリスタ5a2にAC
電源3の正の半サイクルが加えられると、このホトサイ
リスタ5a2がターンオン時の位相角で導通し、これに
よりゲートトリガ回路を通してSCR2aのゲートに図
4(a)に示すトリガパルスを供給する。このため、S
CR2aはゲートトリガ回路からのトリガパルスに応じ
た位相角で導通するから、照明灯1には位相角に応じた
正の半サイクルの電流が図4(b)に示すように流れ
る。
【0006】また、負の半サイクル時は、ホトサイリス
タ5b2が導通することにより、ゲートトリガ回路から
SCR2bのゲートに図4(a)に示すトリガパルスが
加えられるから、このSCR2bはゲートトリガ回路か
らのトリガパルスに応じた位相角で導通し、この位相角
に応じた図4(b)に示す負の半サイクルの電流が照明
灯1に流れる。これにより照明灯1を調光点灯する。
【0007】一方、位相制御によりSCR2aまたはS
CR2bがターンオンした時点では、di/dtで負荷
電流が急上昇することにより電流サージが発生し、これ
が照明灯1のフィラメントを振動させてうなり音の原因
となるとともに、通信障害の原因となる。しかし、照明
灯1にはインダクタ4が直列に接続されているため、こ
のインダクタ4はSCRのターンオン時の電流の立上り
(di/dt)をゆるやかにし、これにより電流サージ
を抑制する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の調光装置では、SCRターンオン時の電流
サージを照明灯に直列接続したインダクタにより抑制す
るものであるため、負荷電流がインダクタにも流れるこ
とになり、これによって電圧降下が生じるとともに、イ
ンダクタ自体のコアから可聴ノイズが発生し、さらに熱
の発生要因となるほか、インダクタが大型化し、コスト
高になるという問題があった。また、TVスタジオや高
級ステレオなどを使用する場合のように僅かな通信障害
も問題になる場合には、インダクタでは十分に対処でき
ないという問題があった。
【0009】本発明は、上述のような事情に鑑みなされ
たもので、その目的とするところは、スイッチ素子のタ
ーンオン時におけるノイズの発生を効果的に、かつ有効
に抑制できるとともに、小形,低コスト化できる照明灯
の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】上記目的を達成するため
に本発明は、照明灯に直列に接続され、交流電源から照
明灯に供給される電力を制御する逆極性接続の一対のス
イッチ素子と、前記スイッチ素子を交流電源の半サイク
ル毎に交互にトリガするゲートトリガ回路と、前記交流
電源に同期して位相角制御用の信号を半サイクル毎に送
出する制御信号送出回路と、前記制御信号送出回路から
送出される制御信号の立上りをゆるやかにして前記ゲー
トトリガ回路に入力するとともに、該ゲートトリガ回路
から前記スイッチ素子のゲートに入力されるトリガ信号
の立上りをゆるやかにしてスイッチ素子をソフトオンさ
せるソフトスタート回路とを備えてなるものである。
【0011】
【作用】上記の構成により、ゲートトリガ回路から出力
されるゲート信号の立上りがソフトスタート回路でゆる
やかに立上げられる。そして、このゲート信号がスイッ
チ素子のゲートに加えられると、スイッチ素子はゆるや
かにターンオンされ、これによってスイッチ素子のター
ンオン時の電流サージを抑制し、通信障害を防止する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2に
基づいて説明する。図1は、本発明による照明灯調光装
置の回路図を示す。図1において、10はAC電源、1
1はAC電源10に接続した白熱電球等の照明灯であ
る。12a,12bは照明灯1の電源回路に接続された
MOSFET,IGBT(絶縁ゲート・バイポーラトラ
ンジスタ)などからなるスイッチ素子であり、この各ス
イッチ素子12a,12bは逆極性に直列接続され、そ
のドレイン・ソース間には、それぞれダイオード13
a,13bが並列に接続されている。また、スイッチ素
子12a,12bのソースは共通にしてアースに接続さ
れている。
【0013】14はスイッチ素子12a,12bをトリ
ガするゲートトリガ回路で、相補接続したNチャネルト
ランジスタ14aおよびPチャネルトランジスタ14b
を備え、このトランジスタ14aおよび14bのエミッ
タ接続点は制限抵抗14c,14dを介してスイッチ素
子12a,12bのゲートに接続されている。
【0014】15はAC電源に同期した調光用の制御信
号を送出する制御信号送出回路であり、この制御信号送
出回路15には、制御側と強電側間を絶縁するホトカプ
ラ16の発光ダイオード16aが接続され、そして、発
光ダイオード16a発光動作によりオンされるホトトラ
ンジスタ16bのエミッタには、ソフトスタート回路1
7が接続されている。
【0015】ソフトスタート回路17は、ホトトランジ
スタ16bのエミッタとアース間に接続した抵抗R1
と、この抵抗R1とエミッタとの接続点とアース間に可
変抵抗R2を介して接続したコンデンサC1とから構成
され、この可変抵抗R2とコンデンサC1により、ソフ
トスタート回路17から出力される信号の立上りに所定
の傾斜を付ける。また、ソフトスタート回路17から出
力される信号は前記ゲートトリガ回路14のトランジス
タ14a,14bのベースに供給される。
【0016】18はAC電源10に接続したDC電源回
路であり、全波整流回路18aと、抵抗R3,R4およ
びコンデンサC2とからなる平滑化回路18bと、ゲー
トトリガ回路14、制御信号送出回路15およびホトカ
プラ16の動作電圧VDDを設定する電圧設定部18cと
から構成される。
【0017】次に、上記のように構成された本実施例の
動作を図2に示す波形図を参照して説明する。制御信号
送出回路15からは位相角に応じたデューティ比の矩形
波状の制御信号が電源に同期して半サイクル毎に送出さ
れるもので、この制御信号がホトカプラ16の発光ダイ
オード16aに加えられると、発光ダイオード16aが
電源の波形半サイクル毎に信号幅に応じて発光すると同
時にホトトランジスタ16bも同様な周期でオン・オフ
される。そして、ホトトランジスタ16bのオン時に流
れるコレクタ電流は抵抗R2を介してコンデンサC1に
充電され、これにより、ゲートトリガ回路14のトラン
ジスタ14a,14bに加えられる信号を所定の傾斜で
立上げる。この信号がゲートトリガ回路14のトランジ
スタ14a,14bのゲートに加えられると、トランジ
スタ14a,14bがソフト導通して、その出力端に図
2の(b)に示すような台形状のトリガパルスが図2
(a)のAC電源波形の半サイクル毎に発生する。この
トリガパルスがスイッチ素子12a,12bのゲート・
ソース間に加えられると、スイッチ素子12a,12b
はAC電源の半サイクル毎にターンオンされる。
【0018】ここで、図2(a)に示すようにAC電源
の正の半サイクル時の電圧は、スイッチ素子12aに対
し順方向となるため、このスイッチ素子12aが導通し
て正の半サイクルの電流は、スイッチ素子12aおよび
ダイオード13bを通して照明灯11に流れ、照明灯1
1を調光点灯させる。このとき、照明灯11に流れる電
流波形は図2(c)の符号30に示す波形となる。ま
た、このときの正の半サイクル電圧はスイッチ素子12
bに対し逆方向となるため、スイッチ素子12bはオフ
状態におかれる。
【0019】一方、図2の(a)に示す負の半サイクル
の電圧が逆直列接続のスイッチ素子間に加わると、その
半サイクル電圧はスイッチ12bに対し順方向となるた
め、ゲートトリガ回路14からのトリガパルスによりス
イッチ素子12bがターンオンされた時点で導通し、正
の半サイクルの電流はスイッチ素子12bおよびダイオ
ード13aを通して照明灯11に流れ、照明灯11を調
光点灯させる。このとき、照明灯11に流れる電流波形
は図2(c)の符号31で示す波形となる。
【0020】このような本実施例においては、ソフトス
タート回路17により、ゲートトリガ回路14から出力
されるトリガパルスの立上りを傾斜させ、これによりス
イッチ素子12a,12bをソフトオンさせて照明灯に
供給されるAC出力を図2(c)に示すように所定の時
定数でゆるやかに立上げるから、電流サージの発生が抑
制され、照明灯の振動および通信障害を防止できる。
【0021】また、AC出力の立上りをゆるやかにする
ためのソフトスタート回路は抵抗とコンデンサにより構
成できるから、従来のインダクタのような発熱、可聴ノ
イズの発生がないため、TVスタジオや高級ステレオな
どを使用する場合の照明に利用しても通信障害になるこ
とがないほか、小形化、低コスト化が可能になる。な
お、本発明は、上記実施例に示す構成のものに限らず、
請求項を逸脱しない限り、種々に変更することができ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
明灯の電力制御用にMOSFET,IGBTなどのスイ
ッチ素子を利用し、そして、そのゲートトリガ信号の立
上りをソフトスタート回路により傾斜させることで、ス
イッチ素子のターンオンをゆるやかに行うようにしたの
で、スイッチ素子をターンオンするときのノズルの発生
を効果的に、かつ有効に抑制できるとともに、ソフトス
タート回路を抵抗,コンデンサのような回路部品で構成
できるから、低コスト化および小形化できるほか、通信
障害を与えることのない調光を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の調光装置の一例を示す回路構成図であ
る。
【図2】本実施例における各部の説明用波形図である。
【図3】従来の照明灯調光装置の回路構成図である。
【図4】従来例における各部の波形図である。
【符号の説明】
10 AC電源 11 照明灯 12a,12b スイッチ素子 13a,13b ダイオード 14 ゲートトリガ回路 15 制御信号送出回路 16 ホトカプラ 17 ソフトスタート回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照明灯に直列に接続され、交流電源から
    照明灯に供給される電力を制御する逆極性接続の一対の
    スイッチ素子と、前記スイッチ素子を交流電源の半サイ
    クル毎に交互にトリガするゲートトリガ回路と、前記交
    流電源に同期して位相角制御用の信号を半サイクル毎に
    送出する制御信号送出回路と、前記制御信号送出回路か
    ら送出される制御信号の立上りをゆるやかにして前記ゲ
    ートトリガ回路に入力するとともに、該ゲートトリガ回
    路から前記スイッチ素子のゲートに入力されるトリガ信
    号の立上りをゆるやかにしてスイッチ素子をソフトオン
    させるソフトスタート回路とを備えたことを特徴とする
    照明灯の調光装置。
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