JP2628158B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JP2628158B2
JP2628158B2 JP62030871A JP3087187A JP2628158B2 JP 2628158 B2 JP2628158 B2 JP 2628158B2 JP 62030871 A JP62030871 A JP 62030871A JP 3087187 A JP3087187 A JP 3087187A JP 2628158 B2 JP2628158 B2 JP 2628158B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トランジスタインバータにより高周波で
放電灯を点灯させる装置、特に円滑な放電灯の調光を行
う放電灯点灯装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第5図は例えば照明学会研究会資料LS-85-12〜18 P1
7,P20に示された従来の放電灯点灯装置の回路図であ
る。図において、1は直流電源、2は直流電源1の直流
電圧を高周波電圧に変換する負荷電流帰還形の一石自励
式トランジスタインバータ、3は電極3a,3bを有する放
電灯、4は放電灯3のランプ電流を制限するバラストチ
ョーク、5は放電灯3の両端に接続された始動コンデン
サである。次にトランジスタインバータ2の回路構成を
説明する。6はスイッチング動作を行う主トランジスタ
で、エミツタが直流電源1の負極に接続され、また直流
電源1の正極とコレクタ間には出力トランスと共振コン
デンサ8とが並列に接続されている。9は負荷回路に挿
入された一次巻線9a及び二次巻線9bを有する電流変成器
(以下CTという)、10,11,12は直列接続された発振起動
抵抗、抵抗及びダイオードで、直流電源1の正極と主ト
ランジスタ6のベース間に発振起動抵抗10が、また主ト
ランジスタ6のベース・エミツタ間に抵抗11とダイオー
ド12とが接続されている。
このように構成された放電灯点灯装置においては、直
流電源1を投入すると発振起動抵抗10を介して主トラン
ジスタ6にベース電流が供給され、主トランジスタ6が
オン(ON)に移行する。これにより、主トランジスタ6
を介して出力トランス7あるいは負荷回路(バラストチ
ョーク4と電極3a,3bと始動コンデンサ5の直列回路)
に電流が流れ、この負荷電流がCT9を介して主トランジ
スタ6の入力に正帰還され、コンデンサ13が充電されな
がら、主トランジスタ6はオン状態を保つ。そして、こ
の振動性のベース電流が逆方向に流れるようになり、主
トランジスタ6は急速にターンオフする。すなわち、CT
9の二次巻線9bのインダクタンスとコンデンサ13のLC共
振によって主トランジスタ6のON(導通)期間が決定さ
れる。その後は出力トランス7と共振コンデンサ8で構
成されるタンク回路に貯えられた電気エネルギーが共振
し、上記負荷回路に共振電流が流れる。この負荷電流が
CT9を介してダイオード12を流れ、主トランジスタ6が
オフ状態を保つ。そして、共振負荷電流によって再びCT
9の二次巻線9bに主トランジスタ6への正帰還電流が流
れるようになり、主トランジスタ6がターンオンして上
記の動作を繰り返し、例えば20〜50KHz程度の高周波で
主トランジスタ6はスイッチングを行う。この時、始動
コンデンサ5の容量をバラストチョーク4とLC共振する
値に設定してあるので、放電灯3の電極3a,3bに高周波
の共振電流が流れると同時に始動コンデンサ5の両端に
高電圧が生じ、この電圧によって放電灯3が点灯する。
放電灯3が点灯した後は、始動コンデンサ5と並列に放
電灯3のインピーダンスが接続された形となり、これを
負荷回路として上述の動作と同様にトランジスタインバ
ータ2が発振動作を継続し、放電灯3にバラストチョー
ク4で制限される高周波電流が流れる。
上記のような放電灯点灯装置において、放電灯3の調
光方式としては、住宅用照明器具などに多く採用されて
いるバラストチョーク4のインダクタンス値を変化させ
ることによってランプ電流を変化させる方式が知られて
いる。具体的には、第6図の負荷回路図に示すように、
バラストチョーク4と直列に接続された減光用チョーク
14と、この減光用チョーク14と並列に接続されたスイッ
チ15とが追加された構成となる。この調光方式は、これ
らの追加部品が高価であったり、また放電灯5を連続的
に調光するにはあまり適していない。
また、連続的に調光を行う調光方式としては、直流電
源1が第7図に示すよう、商用交流電源16を整流、平滑
する整流器17と平滑コンデンサ18で構成される場合、位
相制御回路19によって商用交流電圧を位相制御する方式
が衆知であるか、平滑コンデンサ18の容量が大きいと、
円滑に調光できなかったり、減光範囲が狭くなる場合が
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の放電灯点灯装置は上記のように構成されている
ため、連続的あるいは段階的に円滑な調光を行うことが
むずかしく、高価な部品を要したり、調光範囲が狭くな
るという問題点があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、簡易且つ安価な構成で円滑な調光を行うこ
とができ、また調光範囲の広い放電灯点灯装置を提供す
るものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明の放電灯点灯装置は、スイッチング動作を行
う主トランジスタと、負荷電流を帰還する電流変成器と
を有し、前記主トランジスタの入力部に接続された前記
電流変成器の二次巻線とコンデンサの直列回路のLC共振
により主トランジスタの導通時間が決定される負荷を含
む主回路にLC共振回路を有する自励式トランジスタイン
バータを備え、このトランジスタインバータにより直流
電圧を高周波電圧に変換して放電灯を点灯させる放電灯
点灯装置において、前記直列回路のコンデンサに並列接
続されるコンデンサを有し、この並列接続されたコンデ
ンサ容量を変化させるか、または並列に接続されたコン
デンサと直列に抵抗値可変の抵抗を設けることによって
前記直列回路の共振周波数を変化させて放電灯を調光す
る調光回路を備えたものである。
〔作用〕
この発明の放電灯点灯装置においては、インダクタン
ス素子とコンデンサの直列回路の共振周波数を変化させ
る調光回路が備えられ、この調光回路によって放電灯の
調光が行われる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の第1実施例を示す回路図であり、
前述した第5図の従来装置と同一の構成要素に対しては
同一符号を付して重複する詳細説明は省略する。トラン
ジスタインバータ2は、主トランジスタ6の入力部に接
続された帰還電源とインダクタンス素子とコンデンサ20
の直列回路のLC共振により、該トランジスタ6の導通期
間が決定される自励式となっており、ここではCT9の二
次巻線9bが帰還電源とインダクタンス素子とになってい
る。そして、上記直列回路のLC共振周波数を変化させる
調光回路21が設けられており、この調光回路21によって
放電灯5の調光が行われる。この調光回路21は、コンデ
ンサ20と並列に接続された複数のコンデンサ22〜24と、
これらのコンデンサ22〜24と直列に接続された複数の調
光スイッチ25〜27とから構成され、各調光スイッチ25〜
27のオン,オフ(OFF)によりコンデンサ22〜24の接続
状態が切り換わり、その合成容量が変化するようになっ
ている。
次にかかる構成の放電灯点灯装置の動作について説明
する。先ず、各調光スイッチ25〜27がONの状態で直流電
源1が投入されると、発振起動抵抗10を介して発振起動
電流が流れ、前述の従来装置と同様の動作でトランジス
タインバータ2が発振し、放電灯3が点灯する。
ここで、例えば調光スイッチ25をOFFにすると、コン
デンサ22が回路から切り離されるので、CT9の二次巻線9
bと直列に接続される合成容量が減少し、上述したLC共
振の周波数が高くなるので、主トランジスタ6のON期間
が短くなる。また、同時にトランジスタインバータ2の
発振周波数が高くなるので、放電灯3はランプ電流が減
少し、減光する。次に、例えば調光スイッチ26をOFFに
すると、同様にLC共振の周波数が更に高くなり、従って
放電灯3が更に減光する。更に、残りの調光スイッチ27
もOFFにすると、同様にして放電灯3が更に減光する。
このようにして段階的に放電灯3の調光を行うことがで
き、また調光スイッチを増加させることにより見掛け上
連続的な調光を行うことができる。
第2図はこの発明の第2実施例を示す回路図である。
この実施例は、調光回路21をコンデンサ20と並列に接続
されたコンデンサ28と、このコンデンサ28と直列に接続
された可変抵抗29とで構成したものである。
上記のような構成の回路において、先ず可変抵抗29の
抵抗値が零の状態で直流電源1を投入すると、上記実施
例と同様の回路動作でトランジスタインバータ2が発振
し、放電灯3が点灯する。そして、可変抵抗29の抵抗値
を大きくすると、それに従ってCT9の二次巻線9bと直列
に接続される等価的な合成容量が連続的に減少するの
で、前述したLC共振の周波数が高くなり、放電灯3が連
続的に減光する。この場合、照明器具あるいは壁などに
可変抵抗29を取り付けることができ、簡単に放電灯3を
連続的に調光できる。
第3図はこの発明の第3実施例を示す回路図であり、
この実施例においては調光回路21がコンデンサ20と並列
に接続されたコンデンサ28と、これに直列接続された複
数の抵抗30〜32と、この複数の抵抗30〜32の合成抵抗値
を切り換える調光スイッチ25〜27とから構成されてい
る。このような回路構成において、先ず全ての調光スイ
ッチ25〜27がON(開)の状態で直流電源1が投入される
とトランジスタインバータ2が発振し、放電灯3が点灯
する。次いで、各調光スイッチ25〜27を、それらの合成
抵抗値が段階的に大きくなるように順次OFF(閉)にし
ていくと、放電灯3は段階的に減光する。
また、第4図はこの発明の第4実施例を示したもの
で、この回路の調光回路21は、コンデンサ20と並列に接
続された複数のコンデンサ22〜24と、この複数のコンデ
ンサに各々直列に接続されたダイオード33〜35とトラン
ジスタ36〜38の並列回路とから構成され、各ダイオード
33〜35とトランジスタ36〜38は逆並列に接続されてい
る。即ちこの調光回路21は、第1図の調光回路21におけ
る各調光スイッチ25〜27をダイオード33〜35とトランジ
スタ36〜38の並列回路で置き換えたものであり、各トラ
ンジスタ36〜38のON,OFFを制御することにより、第1図
の実施例と同様の調光制御を行うことができる。その
際、例えば外部のマイクロコンピュータからの信号によ
りデコーダ等を介して容易にトランジスタ36〜38を制御
することができ、またコンデンサとトランジスタの直列
回路を増加することによって放電灯3を見掛け上ほぼ連
続的に調光することができる。
以上この発明の実施例について述べたが、各実施例と
も段階的、連続的な調光、つまり円滑な調光が可能であ
り、しかも簡易且つ安価な構成となっている。また、ト
ランジスタインバータ2の構成部品、特にコイルやコン
デンサに間欠的な電流を流す方式ではないので、調光時
に騒音が発生することもない。更に調光範囲も容易に広
くすることができ、またトランジスタインバータ2の発
振周波数を例えば赤外線リモートコントローラの変調周
波数の上限値以上に設定しておけば、前述のように放電
灯3を減光させるほどトランジスタインバータ2の発振
周波数がそれより高くなるので、赤外線リモートコント
ローラ応用機器に対して障害を及ぼす確率は低いものと
なる。
なお、上記各実施例ではトランジスタインバータが負
荷電流帰還形の一石式のものについて説明したが、これ
は例えば出力トランスの電圧帰還形のものでもよく、放
電灯の始動方式もトランスによる昇圧式のものでもよ
い。調光回路を構成しているコンデンサ、抵抗、あるい
はスイッチの接続構成もこれらに限ったものではない。
また、放電灯の始動をバラストチョークと始動コンデ
ンサのLC共振を利用している場合、少なくとも直流電源
を投入してから一定時間は(ただし、放電灯の電極を予
熱するのに必要な時間は除く)始動コンデンサの端子電
圧が放電灯を始動するのに充分高くなるように調光スイ
ッチや可変抵抗あるいはトランジスタを設定するか、そ
れとも別にスタート回路を設ける必要がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、主トランジ
スタの入力部に接続された電流変成器の二次巻線とコン
デンサとの直列回路によりLC共振回路を設け、この回路
により放電灯の調光を行うようにしたため、簡易且つ安
価な構成で放電灯の円滑な調光を行うことができ、また
調光範囲を容易に広くとれるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示す回路図、第2図は
この発明の第2実施例を示す回路図、第3図はこの発明
の第3実施例を示す回路図、第4図はこの発明の第4実
施例を示す回路図、第5図は従来の放電灯点灯装置の回
路図、第6図は従来の調光方式における負荷回路図、第
7図は直流電源の別形態を示す回路図である。 1……直流電源 2……トランジスタインバータ 3……放電灯 6……主トランジスタ 9……電流変成器 9b……二次巻線 20……コンデンサ 21……調光回路 22〜24……コンデンサ 25〜27……調光スイッチ 28……コンデンサ 29……可変抵抗 30〜32……抵抗 33〜35……ダイオード 36〜38……トランジスタ なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング動作を行う主トランジスタ
    と、負荷電流を帰還する電流変成器とを有し、前記主ト
    ランジスタの入力部に接続された前記電流変成器の二次
    巻線とコンデンサの直列回路のLC共振により主トランジ
    スタの導通時間が決定される負荷を含む主回路にLC共振
    回路を有する自励式トランジスタインバータを備え、こ
    のトランジスタインバータにより直流電圧を高周波電圧
    に変換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置におい
    て、前記直列回路のコンデンサに並列接続されるコンデ
    ンサを有し、この並列接続されたコンデンサ容量を変化
    させるか、または並列に接続されたコンデンサと直列に
    抵抗値可変の抵抗を設けることによって前記直列回路の
    共振周波数を変化させて放電灯を調光する調光回路を備
    えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】調光回路は、直列回路のコンデンサと並列
    に接続された複数のコンデンサと、この複数のコンデン
    サの接続状態を切り換える調光スイッチとから構成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の放
    電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】調光回路は、直列回路のコンデンサと並列
    に接続されたコンデンサと、このコンデンサと直列に接
    続された複数の抵抗と、この複数の抵抗の合成抵抗値を
    切り換える調光スイッチとから構成されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】調光回路は、直列回路のコンデンサと並列
    に接続された複数のコンデンサと、この複数のコンデン
    サと直列に接続されたダイオードとトランジスタの並列
    回路とから構成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の放電灯点灯装置。
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