JP3400472B2 - 調光用放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調光用放電ランプ点灯
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】調光用放電ランプ点灯装置の従来例とし
ては図１７に示す回路構成のものがある。この調光用放
電ランプ点灯装置は、調光器１と、安定器２とから構成
され、調光器１には商用交流電源ＡＣの位相制御を行な
うスイッチ素子Ｑ₁ と、このスイッチ素子Ｑ₁ を制御す
る制御部ＣＴとで構成され、安定器２へは位相制御され
た商用交流電源ＡＣが入力され、蛍光灯のような放電ラ
ンプ３の出力の制御を行なうのである。この放電ランプ
３のフィラメントｆ₁ ，ｆ₂ には予熱用トランスＦＴに
より一定の予熱電力が供給されている。

【０００３】安定器２は上記予熱用トランスＦＴの１次
巻線に並列に力率改善用コンデンサＣ_ftを接続するとと
もに、リーケージ型トランスＬＴの２次巻線を力率改善
用コンデンサＣ_m を介して放電ランプ３の両端に接続し
ている。また光出力が低くなると、放電ランプ３の安定
点灯を維持する目的でチョークＬ_p 、コンデンサＣ_p、
抵抗Ｒ_p からなるピーキング回路にて商用交流電源ＡＣ
の各半サイクル毎に幅の狭いパルス電圧を放電ランプ３
に印加している。

【０００４】この従来例では次のような問題がある。つ
まり、商用交流電源ＡＣの各半サイクル毎に印加される
ランプ点弧用のパルス電圧により安定器２からの騒音が
大きくなる。また上記問題を回避するために防音処理を
施すとコストアップとなるという問題がある。更に騒音
対策のために安定器２を照明器具より離して設置する
と、放電ランプ３への安定器２よりの電線が長くなり、
そのためパルス減衰が発生して放電ランプ３に光ちらつ
きが生じる。

【０００５】他の従来例としては特開昭６１−２９６６
９５号に示されるものがある。この従来例は図１８に示
すように安定器として他励式インバータ回路４を用い、
その他励式インバータ回路４の負荷としてインダクタＬ
₀ 、コンデンサＣ₀ 、放電ランプ３からなる負荷共振回
路を持ち、再点孤検出回路５により放電ランプ３の再点
孤を検出して制御回路６を通じて他励式インバータ回路
４の動作周波数を変化させ、且つ負荷共振回路の特性を
利用して放電ランプ３に周期的に点孤パルスを印加しよ
うとするものである。この場合においても図１７に示し
た従来例と同様に安定器からの騒音発生という問題があ
る。

【０００６】そこで上述の問題点を解決する手段として
高周波電圧に直流電圧を重畳し、放電ランプの低出力時
においても安定点灯を行なうものとして、特願平１−７
５５７２号として本出願人によりに提案しているものが
ある。この従来例では周期的なランプ点孤パルスを放電
ランプに印加しないため、低い騒音で安定器が構成され
ることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような低い騒音
で安定器が構成される特願平１−７５５７２号のような
調光用放電ランプ点灯装置においても、インバータ制御
による次のような問題点がある。この問題点を図１９に
示す他励式インバータ回路４を用いた調光用放電ランプ
点灯装置（この装置は特願昭６０−１１３７１６号に示
されているものと同じものである。）により詳述する。

【０００８】まず図示する装置に用いられる他励式イン
バータ回路４は、トランジスタＱ₁、Ｑ₂ を直列に接続
したシリーズインバータであって、そのスイッチング制
御は制御回路６により行なわれる。ダイオードＤ₁ 、Ｄ
₂ は夫々帰還電流用ダイオードである。さて直流電源Ｅ
よりのエネルギーはトランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ のインバー
タ動作によりインダクタＬ₁ 、コンデンサＣ₂ 、放電ラ
ンプ３からなる負荷回路に、直流カット用で且つインバ
ータ動作で必要な電源用コンデンサＣ₁ を介して高周波
電力として供給される。

【０００９】負荷への出力制御はトランジスタＱ₁ 、Ｑ
₂ のオン時間により制御される。つまり図２０に示すよ
うにトランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ のオンオフ周期Ｔを一定と
した状態で、トランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ のオン時間の比を
変化させインバータ出力の制御を行なうのである。図２
０（ａ）は最大出力状態を示し、図２０（ｂ）はトラン
ジスタＱ₁ のオン時間を長く、トランジスタＱ₂ のオン
時間を短くしてインバータ出力を低下させた状態を示し
ている。

【００１０】さて放電ランプ３への出力電流を低減させ
ていくと、ランプ特性は一般的に図２１に示すように変
化する。つまりランプ電流Ｉ_Laの低下で、ランプ電圧Ｖ
_Laが増加するという負特性を示すことになる。そして等
価的なランプインピーダンスＺ_Laは図２２のように変化
する。このことにより調光によってランプインピーダン
スＺ_Laが変化すると、他励式インバータ回路４の負荷回
路も変化することは明らかである。

【００１１】例えば図１９の回路において負荷回路のイ
ンピーダンスをＺ_Iaとすると、 Ｚ_Ia＝〔Ｚ_La／（１＋ω² Ｃ₂ ²Ｚ_La ² ）〕＋ｊω｛Ｌ₁
−〔 (Ｃ₂ Ｚ_La ²)／（１＋ω² Ｃ₂ ²Ｚ_La ² ）〕｝ 但しω＝２πｆ、ｆ：インバータ動作周波数 となる。この関係式からも明らかであるが、ランプイン
ピーダンスＺ_Laの変化により振動項である虚数項は変化
し、振動周期が変化することなる。また負荷回路のイン
ピーダンスＺ_Iaの大きさも変化することになる。

【００１２】調光によるランプインピーダンスＺ_Laの変
化が図２２に滑らかな場合、負荷回路のインピーダンス
Ｚ_Iaの変化も滑らかとなり、光出力はインバータ出力の
制御によって連続的に変化する。ここで実用されている
放電ランプのランプ特性の一例を図２３〜図２５に示
す。図２３〜図２５に示す特性はＦＤＬ２７形の放電ラ
ンプのもので、図２３は周囲温度２５℃で、フィラメン
トへの予熱電流を４００ｍＡ（イ）と、５００ｍＡ
（ロ）とに変えて測定したものである。また図２４は周
囲温度５℃で、フィラメントへの予熱電流を３００ｍＡ
（イ）と、４００ｍＡ（ロ）と、５００ｍＡ（ハ）とに
変えて測定したものである。更に図２５は周囲温度１０
℃で、フィラメントへの予熱電流を２００ｍＡ（イ）
と、４００ｍＡ（ロ）と、５００ｍＡ（ハ）とに変えて
測定したものである。

【００１３】図２３から明らかなようにランプインピー
ダンスＺ_Laの変動は図２２の場合のように滑らかに変化
するのではなく、ランプ電流Ｉ_Laの変動に対するランプ
電圧Ｖ_Laの変動が大きくなっている。更にはその変動率
は周囲温度により大きく変化し、図２４、図２５に示す
如く低温度になるに従い、ランプインピーダンスＺ_Laの
変動が大きくなる。

【００１４】ランプインピーダンスＺ_Laの急な変動があ
れば、負荷回路のインピーダンス_Iaが急激に変動するこ
とになる。つまり負荷回路の振動項の変動も急になり、
インバータ出力の変動が大きく変化し、光出力の変動も
大きくなってしまうのである。その結果インバータ制御
による調光に際して、放電ランプ３のスムーズな調光が
困難となるという問題がある。

【００１５】尚図１９の回路では負荷回路は共振回路を
構成しているが、負荷に共振回路を含まない点灯装置に
おいてもランプインピーダンスＺ_Laの急変による光出力
の不連続性は共振回路利用に比して軽微であるが発生す
る。本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、
その目的とするところはランプ点孤パルスによる騒音発
生を無くし、しかも光出力の連続的可変が容易に行なえ
る調光用放電ランプ点灯装置を提供するにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、放電
ランプと、前記放電ランプに高周波電力を供給する高周
波電源と、前記高周波電源の出力を制御して放電ランプ
を調光する調光制御部とを備えた調光用放電ランプ点灯
装置において、ランプインピーダンス変化量がランプ電
流変化量よりも大きな関係が成り立つ動作ポイントから
なる動作期間と、ランプインピーダンス変化量がランプ
電流変化量よりも小さな関係が成り立つ動作ポイントか
らなる動作期間を交互に切り換え、一方の動作期間で放
電ランプへの出力を制御して調光を行なうものである。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ランプ動作ポイントでの前記放電ランプに印加
する電圧を、放電ランプが起動及び放電開始するに必要
な電圧以下としたものである。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【作用】請求項１の発明の構成によれば、放電ランプの
光出力を連続的に可変することができ、光出力の不連続
性を回避することができ、またランプ動作ポイントに、
ランプ安定動作ポイントを含むため、ランプ点弧パルス
が不要で騒音発生を無くすことができる。

【００２２】

【００２３】

【実施例】まず実施例の説明を行なう前に本発明の基本
原理について説明する。放電ランプのランプ電圧Ｖ_La−
ランプ電流Ｉ_La特性は図２６に示すようになるが、本発
明では光出力の制御の際、ランプインピーダンスＺ_Laが
比較的安定なポイントＡと、ランプインピーダンスＺ_La
が急激に変化するポイントＢ（Ｂ₁ 、Ｂ ₂ 、…、Ｂ_n 、
…）を利用することで放電ランプの光出力の連続的な制
御を行なう。

【００２４】例えば、ランプ電流変化量がランプ電圧変
化量より大きな関係が成り立つ安定なポイントＡからな
る動作期間と、急激に変換する、つまりランプ電流変化
量がランプ電圧変化量よりも小さな関係が成り立つ動作
ポイントＢからなる動作期間を図２７（ランプ電流Ｌ _La
の時間変化を示す）に示すように繰り返し、ポイント
Ｂからなる動作期間での出力レベル、つまり放電ランプ
に印加する電圧を可変することで、連続的に光出力制御
を行うのである。連続的に光出力を制御する方法として
は、上述のようにポイントＢを、Ｂ₁、…，Ｂ_n…と変化
させる方法以外に、図２８に示すように、ポイントＡの
動作期間ｔ₁を一定周期Ｔ₁で設定し、且つそのポイント
Ａの動作期間ｔ₁を変化させる方法がある。この方法で
は組み合わせるポイントＢは、Ｂ_nのように低い光出力
レベルが良く、ポイントＢに対する期間一定に保持す
る。

【００２５】更にポイントＡ、ポイントＢでの動作期間
ともランプ電流出力を可変する方法や、ポイントＡ、Ｂ
の動作期間以外に第３の動作ポイントを設定する方法、
更にポイントＡの動作期間を一定とし、ポイントＢの動
作期間を時間的に変化させる（ポイントＢの時間が光出
力に応じて変化する）方法等がある。このように本発明
では多種多様の方法で実現できるが、要するにランプ動
作ポイントを複数利用し、放電ランプの出力連続性を実
現しようとすることである。

【００２６】尚ポイントＡは光出力が最大となるポイン
トでなくても良く、このためポイントＡでランプに供給
される電圧もランプ再点孤パルスでなくても良い。即
ち、ランプ再点孤パルスを用いないため、騒音発生が解
決でき、しかも光出力の連続性も達成できるのである。
更に尚ポイントＡの動作期間と、Ｂの動作期間の繰り返
し周期は少なくともに光出力のちらつきが目で感じられ
ない程度にすることが必要である。またＡ点ポイント以
上、つまりランプインピーダンスＺ_Laが比較的安定して
いるポイントでは上記のような制御をする必要はない。

【００２７】而して上述の本発明の原理に基づく実施例
により本発明を詳述する。 （実施例１）図１は本実施例の回路構成を示しており、
この実施例回路ではインバータ回路からなる高周波電源
１０の出力に限流用インピーダンスＺ₁ を介して放電ラ
ンプ３を接続している。調光制御部１１は高周波電源１
０及び限流用インピーダンスＺ₁ を制御して放電ランプ
３の出力制御を行なう。この出力制御は外部からの調光
信号Ｓ₁ 及びランプ動作ポイント切り換え制御部１２の
制御を受けて行なう。

【００２８】ランプ動作ポイント切り換え制御部１２
は、上記調光信号Ｓ₁ 或いはランプ電流（若しくはラン
プ電圧）検出信号Ｓ₂ を受けて調光制御部１１に与える
制御信号を生成する。直流電源１３はインピダンースＺ
₂ を介して高周波電圧に直流電圧を重畳し、放電ランプ
３の低出力時においても安定点灯が行なえるようにする
ためのもので、調光制御部１１によりインピーダンズＺ
₂ と共に制御させる。勿論この直流電源１３とインピダ
ンースＺ₂ とは設けなくても良い。

【００２９】而して本実施例においては、ランプ動作ポ
イント切り換え制御部１２の働きにより、低出力時に上
述したように安定なポイントＡでの動作期間と、急激に
変化するポイントＢでの動作期間を交互に繰り返して連
続的に光出力制御を行なうのである。図２は本実施例の
具体回路を示しており、この回路はトランジスタＱ₁ 、
Ｑ₂及び帰還電流用ダイオードＤ₁ 、Ｄ₂ 及びコンデン
サＣ₃ 、Ｃ₄ を用いた所謂ハーフブリッジ形インバータ
回路で、高周波電源１０を構成している。トランジスタ
Ｑ₁ 、トランジスタＱ₂ は調光制御部１１よりの制御信
号を受けて、駆動部１４、１５を通じて駆動されるよう
になっている。尚図中１６は制御信号を駆動部１４に絶
縁的に与えるための絶縁信号伝達部である。またＬ₁ は
インダクタ、Ｃ ₅ は予熱用コンデンサ、Ｅは直流電源で
ある。

【００３０】駆動部１４、１５及びトランジスタＱ₁ 、
Ｑ₂ を他励制御する制御回路は特開昭６１ー６１２９６
６９５号や特願昭６３−１２８６９５号等に見られる公
知の回路を用いる。さて調光制御部１１は調光信号Ｓ₁
を受け高周波電源１３の動作周波数を可変することによ
り調光制御を行なうものであり、その動作は次の通りで
ある。

【００３１】放電ランプ３が定格点灯のところから図３
に示すランプインピーダンスＺLaが比較的安定している
ポイントＡまでは動作周波数ｆを上昇させて、限流イン
ピーダンスを大きくし、ランプ電流Ｉ_Laを減少させる。
ポイントＡを過ぎて、ランプインピーダンスＺ_Laが急激
に変化する動作領域となると、図４に示すように周期Ｔ
を一定とした状態で、ポイントＡでのランプ電流Ｉ_LaA
を流す動作期間とポイントＢでのランプ電流Ｉ_LaBを流
す期間とを交互に切り換える制御を、ランプ動作ポイン
ト切り換え制御部１２の制御信号を受けて行なう。ここ
ではポイントＡでのランプ電流Ｉ_LaA を流す動作期間ｔ
を可変とすることにより、連続的に出力制御を行なうの
である。ポイントＢは光出力が低出力の状態で、ランプ
インピーダンスＺ_Laが比較的安定している動作ポイント
である。尚ｆａ、ｆｂはポイントＡ，Ｂにおけるインバ
ータ動作周波数、Ｖ_LaA 、Ｖ_LaB はポイントＡ，Ｂにお
けるランプ電圧を夫々示す。ところで上記の動作ポイン
トの変更で調光が可能な理由を詳説すると、図３，図４
のポイントＡでの光出力をΦＡ、その印鑑時間をＴａ、
ポイントＢでの光出力をΦＢ、その印加時間をＴｂとす
ると、光出力は、（ΦＡ×Ｔａ＋ΦＢ×Ｔｂ）／（Ｔａ
＋Ｔｂ）で表せる。そしてΦＡ＞ΦＢのとき、Ｔａが長
くなると明るくなり、またＴｂが長くなると暗くなり、
結果調光ができることになる。この時更にΦＢ＞ΦＣな
るポイントを動作ポイントとするならば、光出力（Ｔａ
＝Ｔｂ＝Ｔｃとする）は、（ΦＡ×Ｔａ＋ΦＢ×Ｔｂ）
／（Ｔａ＋Ｔｂ）＞（ΦＡ×Ｔａ＋ΦＣ×Ｔｃ）／（Ｔ
ａ＋Ｔｃ）となり、ポイントを変更することにより、調
光ができる。

【００３２】調光制御部１１及びランプ動作ポイント切
り換え制御部１２に与える調光信号Ｓ₁ を設定調光レベ
ルに応じて可変する直流電圧としており、ランプ動作ポ
イント切り換え制御部１２においてポイントＡの検知が
容易に行なえるようになっている。つまり図５に示すよ
うに調光信号Ｓ₁ の信号レベルｅｓと、予めポイントＡ
に対応させて設定した基準電圧Ｖref とをコンパレータ
ＣＰで比較することにより、ポイントＡが検知できるよ
うになっている。

【００３３】ランプ動作ポイント切り換え制御部１２
は、この検知信号を受けて周期発生用タイマ（図示せ
ず）と、調光信号Ｓ₁ の信号レベルｅｓと連動して動作
期間ｔを定めるタイマ（図示せず）とで動作周波数を切
り換える制御信号を調光制御部１１に与えるのである。 （実施例２）図６は本実施例の回路を示しており、この
回路では商用交流電源ＡＣをダイオードブリッジＤＢと
コンデンサＣ₆ とで整流平滑して得られた直流を電源と
するトランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ を用いた自励式のハーフブ
リッジ形インバータからなる高周波電源１０を用いてい
る。

【００３４】この高周波電源１０は出力を放電ランプ
３、コンデンサＣ₇ 、インダクタＬ₂の共振負荷回路に
直流カット用及び電源用のコンデンサＣ₈ を介して供給
するようになっている。高周波電源１０は、電源投入か
ら上昇するコンデンサＣ₉ の電圧がトリガ素子Ｑ₇ のブ
レークオーバ電圧を超えてトリガ素子Ｑ₇ が導通したと
きにトランジスタＱ₂ にベース電流が流れてオンし、こ
のオンによりコンデンサＣ₈ 、Ｃ₇ 、インダクタＬ₂ 、
電流トランスＣＴの１次巻線ｎ₁ 、トランジスタＱ₂ の
回路で電流が流れ、以後電流トランスＣＴの帰還巻線ｎ
₂ 、ｎ₃ の２次出力により、トランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ が
交互にオンオフして高周波電源１０は発振を継続するの
である。

【００３５】一方調光制御部１１では電源投入からコン
デンサＣ₁₀の電圧が一定レベルに達するまでコンパレー
タＣＰ₁ の出力は”Ｌ”となる。つまりコンパレータＣ
Ｐ₂の反転入力端を”Ｌ”とする。一方コンパレータＣ
Ｐ₂ の非反転入力端に接続されているコンデンサＣ₁₁の
充放電を制御するトランジスタＱ₆ は上記の起動により
ベース電流が与えられてオンし、トランジスタＱ₅ はオ
フする。従ってコンデンサＣ₁₁は充電され、コンパレー
タＣＰ₂ は出力を”Ｈ”とする。この”Ｈ”よりトラン
ジスタＱ₄ 、Ｑ₃ がオンし、トランジスタＱ₂ 、Ｑ₆ の
ベース電流をカットする。トランジスタＱ₆ がオフする
と、トランジスタＱ₅ がオンしてコンデンサＣ₁₁の電荷
を放電させる。

【００３６】以上の動作を繰り返して、トランジスタＱ
₂ のオン期間を短くして放電ランプ３にコンデンサＣ₇
を通じて十分な予熱電流を流す。やがて調光制御部１１
のコンデンサＣ₉ が抵抗Ｒ₁ 、Ｒ₂ の分圧電圧を超える
まで充電されると、コンパレータＣＰ₁ の出力が”Ｈ”
に反転する。従ってコンパレータＣＰ₂ の反転入力端に
印加する電圧をコンデンサＣ₁₁の電圧が超えるまでの時
間は反転入力端に印加する電圧によって変化することに
なる。つまりトランジスタＱ₄ ，トランジスタＱ₃ によ
って制御される高周波電源１０のトランジスタＱ₂ のオ
ン期間を上記コンパレータＣＰ₂ の反転入力端に印加す
る電圧によって制御でき、このオン期間を変えることに
より、放電ランプ３への出力を制御し、調光が行なえる
のである。

【００３７】調光制御部１１では調光信号Ｓ₁ の信号レ
ベルｅｓと予め上述したポイントＡに対応して設定して
いる基準電圧Ｅａとを比較するコンパレータＣＰ₃ を備
え、ポイントＡを超えた安定している領域の調光信号Ｓ
₁ の信号レベルｅｓではコンパレタータＣＰ₃ の出力
を”Ｌ”としてトランジスタＱｘをオンさせ、トランジ
スタＱｘを通じて上記調光レベルｅｓを上記コンパレー
タＣＰ₂ の反転入力端に与え、高周波電源１０のトラン
ジスタＱ₂ のオン期間を設定している。

【００３８】そして調光信号Ｓ₁ のレベルｅｓが基準電
圧Ｅａを下回ったときに、コンパレータＣＰ₃ の出力
を”Ｈ”として、トランジスタＱｘをオフして調光信号
Ｓ₁ のレベルｅｓをコンパレータＣＰ₂ の反転入力端に
与えるのを停止させると同時にランプ動作ポイント切り
換え制御部１２の無安定マルチバイブレータからなるタ
イマＴＭにトリガ信号を与えて動作させる。タイマＴＭ
は図７に示すように反転Ｑ出力及びＱ出力を発生する。
従って反転Ｑ出力が”Ｌ”の期間ｔではポイントＡに対
応する基準電圧ＥａをトランジスタＱｙを介してコンパ
レータＣＰ₂ の反転入力端に与えてポイントＡに対応す
る調光出力を高周波電源１０より放電ランプ３に与える
ようにする。一方Ｑ出力が”Ｌ”の期間（Ｔ−ｔ）では
予めポイントＢに対応した出力が得られるように設定し
ている電圧ＥｂをトランジスタＱｚを通じてコンパレー
タＣＰ₂ の反転入力端に与えてポイントＡに対応する出
力を高周波電源１０より放電ランプ３に与えるようにす
る。

【００３９】これにより実施例１と同様に連続的でスム
ーズな光出力の制御ができることになる。尚高周波電源
１０としては１石式、フルブリッジ式、プッシュプル式
等のインバータを用いても良い。 （実施例３）本実施例は請求項１１の発明に対応するも
ので、次のような原理が用いられる。つまり調光用放電
ランプ点灯装置に、調光信号を与えて調光信号に基づい
た出力で放電ランプの光出力を制御する場合、次のよう
な問題がある。

【００４０】つまり図８に示すように調光信号を緩やか
に変化させていった時、α点の周辺で光出力（ランプ電
流Ｉ_La）がβからγへと急激に変化する光出力不連続ポ
イントを呈することである。この光出力不連続ポイント
を回避するために、従来よりランプ電流等の検出による
フィードバック制御が利用されている。図９はこのフィ
ードバック制御を利用した調光用放電ランプ点灯装置１
４のフィードバック制御システムの構成を示しており、
この図示例では調光信号Ｓ₁ を直流電圧のレベルｅｓで
与えている場合を示し、調光信号レベルｅｓに対して放
電ランプ３の光出力（ここではランプ電流検出回路１５
からの検出値ｅｋ）との差をΔｅ（＝ｅｋ−ｅｓ）と
し、更にこのΔｅと調光信号レベルｅｓとの差（ｅ₀ ＝
ｅｓ−ＫΔｅ）を取ることにより、負のフィードバック
制御システムを構成している。この構成によると、図１
０に示す目標値（イ）に対して光出力は収束することに
なる。しかし制御回路系に時間遅れが生じ図９に示すα
点のように光出力が急変する付近ではフィードバックに
よる光出力の変動が生じてちらつく現象が現れることに
なる。

【００４１】この点に鑑みて本実施例はこの光出力が急
変する付近において、光出力（ランプ電流Ｉ_La）を図１
１に示すように減じる方向のみのフィードバックをかけ
て制御するようにしたものである。図１２は本実施例の
構成を示しており、高周波電源を用いた調光用放電ラン
プ点灯装置１７にランプ電流検出回路１８を介して放電
ランプ３を接続してランプ電流検出回路１８からランプ
電流検出値ｅｋを制御回路１６に与え、この制御回路１
６を通じてフードバックをかけるようなっている。

【００４２】この制御回路１６は、Δｅ（＝ｅｋ−ｅ
ｓ）を求める演算部判定部１６ａと、この演算部１６ａ
の出力Δｅと、調光信号レベルｅｓとの差（ｅ₀ ＝ｅｓ
−ＫΔｅ）を求める演算部１６ｂとを備え、正のΔｅが
求められてときのみ目標値に光出力（ランプ電流Ｉ_La）
を収束するようにフィードバックを掛けるための制御出
力を調光用放電ランプ点灯装置１７に与えるようにした
ものである。

【００４３】そして比較的ランプ電流Ｉ_Laが多い安定し
たランプ動作ポイント（上述のポイントＡを含む領域）
では従来と同様にΔｅが正、負のいずれにおいても演算
部１６ａはΔｅを演算部１６ｂに出力し、ランプ電流Ｉ
_Laが少ないランプ動作ポイント（上述のポイントＢを含
む領域）では演算部１６ａは正のΔｅのみを演算部１６
ｂに出力し、光出力（ランプ電流Ｉ_La）を減じる方向の
みのフィードバックをかけるようにするのである。

【００４４】図１３はこの制御を示すもので、図示する
ようにポイントＡと、ポイントＢの動作期間の繰り返し
は、ランプ電流Ｉ_Laと、調光信号レベルｅｓ（調光信号
レベルｅｓはそのままでも、或いは目標値カーブを自由
に作るために一部変更されてもよい。）との比較に基づ
いてランダムに行なわれる。また夫々の動作期間でのラ
ンプ電流Ｉ_Laの値もその光出力のレベルによって変化さ
せることも考えられる。

【００４５】図１４は上記構成を具体化した回路を示し
ており、この回路は図２の回路と同様にトランジスタＱ
₁ 、Ｑ₂ 及び帰還電流用ダイオードＤ₁ 、Ｄ₂ 及びコン
デンサＣ₃ 、Ｃ₄ を用いた所謂ハーフブリッジ形インバ
ータ回路で、高周波電源１０を構成している。トランジ
スタＱ₁ 、トランジスタＱ₂ は調光制御部１１よりの制
御信号を受けて、駆動部１４、１５を通じて駆動される
ようになっている。１６は制御信号を駆動部１４に絶縁
的に与えるための絶縁信号伝達部である。ランプ電流検
出回路１８は、放電ランプ３と限流用インダクタＬ₁ と
の間に挿入している。

【００４６】上記制御回路１６は調光制御部１１内に上
記演算部１６ｂに相当する回路を内蔵し、演算部１６ａ
を調光制御部１１とは別に設けて構成される。尚駆動部
１４、１５及びトランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ を他励制御する
制御回路は特開昭６１ー６１２９６６９５号や特願昭６
３−１２８６９５号等に見られる公知の回路を用いる。
調光制御部１１は図２の回路と同様に調光信号Ｓ₁ を受
け高周波電源１３の動作周波数を可変することにより調
光制御を行なう公知のもので、上述のフーィドバックに
よる調光制御を行なうことにより、ちらつきのないスム
ーズに光出力を連続的に制御することができるのであ
る。

【００４７】（実施例４）図１５は本実施例の回路を示
す。本実施例の回路は基本的な高周波電源１０の構成と
調光制御を行なう回路とは実施例２と同じであるため、
本実施例の特徴点のみについて説明する。まずランプ電
流検出回路１８は放電ランプ３の予熱回路及びランプ電
流回路に逆極性の二つの１次巻線を夫々挿入した電流ト
ランスＣＴ ₀ の２次出力を抵抗Ｒ₁₀、Ｒ₁₁で分圧し、そ
の分圧出力をランプ電流検出値ｅｋとして調光制御部１
１のコンパータＣＰ₄ の反転入力端に与えるようになっ
ている。尚ツェナーダイオードＺＤ₀ はランプ電流検出
値ｅｋを一定レベル以下に押さえるためのものである。
調光制御部１１のコンパレータＣＰ₄ は調光信号レベル
ｅｓを非反転入力端に入力して、ランプ電流検出値ｅｋ
と比較するものである。

【００４８】而してランプ電流Ｉ_Laが大きな安定した動
作ポイントでは、ｅｋ＜ｅｓとなるため、コンパレータ
ＣＰ₄ は出力を”Ｈ”としてトランジスタＱａをオン、
トランジスタＱｂをオフし、調光信号レベルｅｓをその
ままトランジスタＱａを通じてコンパレータＣＰ₂ の反
転入力端に与える。 そして調光信号レベルｅｓを小さく
して調光レベルを低くしていくと、やがて不安定な動作
ポイントとなって、ｅｋ＞ｅｓとなることがおきる。こ
のときコンパレータＣＰ₄ は出力を”Ｌ”に反転し、ト
ランジスタＱａをオフ、トランジスタＱｂをオンする。
従ってトランジスタＱｂを介して〔Ｒ₁₂／（Ｒ₁₂＋
Ｒ₁₃）〕×ｅｓの値が調光信号レベルとしてコンパレー
タＣＰ₂ の反転入力端に与えるとことになり、光出力
（ランプ電流Ｉ_La）を減少させる方向のフィードバック
制御が為されるのである。

【００４９】このフィードバック制御の応答スピードと
しては、放電ランプ３内での励起電子生成消滅の時間と
同等か、それよりも短い時間に設定する必要がある。ま
た上記実施例回路ではフィードバック制御区間を全調光
領域で行なっているが、図１６に示すように光出力が急
激に変化する区間のみ上記のフィードバック制御を行な
うようにしても良い。

【００５０】また高周波電源１０としては１石式、フル
ブリッジ式、プッシュプル式等のインバータを用いても
良い。尚実施例３、４では不安定な動作ポイントにおけ
るフィードバック制御は光出力を減少させる方向のみで
行なうようにしているが、光出力を増加させる方向のみ
で行なうようにしても良い。但し、光出力の連続的変化
をスムーズに実施するにはランプ電流Ｉ_Laを低下させ
て、光出力を減少させる制御のほうが好ましい。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明は、放電ランプと、前記
放電ランプに高周波電力を供給する高周波電源と、前記
高周波電源の出力を制御して放電ランプを調光する調光
制御部とを備えた調光用放電ランプ点灯装置において、
ランプインピーダンス変化量がランプ電流変化量よりも
大きな関係が成り立つ動作ポイントからなる動作期間
と、ランプインピーダンス変化量がランプ電流変化量よ
りも小さな関係が成り立つ動作ポイントからなる動作期
間とを交互に切り替え、一方の動作期間で放電ランプへ
の出力を制御して調光を行うので、放電ランプの光出力
を連続的に可変することができ、光出力の不連続性を回
避することができる。

【００５２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の回路構成図である。

【図２】同上の具体的回路構成図である。

【図３】同上の動作説明用特性図である。

【図４】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図５】同上の要部の回路図である。

【図６】本発明の実施例２の具体回路図である。

【図７】同上のタイマＴＭの動作説明用タイムチャート
である。

【図８】請求項１１の発明の原理説明用の光出力−調光
信号の関係図である。

【図９】同上のフィードバック制御に対応する従来回路
構成図である。

【図１０】図９回路構成の問題点説明用の光出力−調光
信号の関係図である。

【図１１】請求項１１の発明のフィードバック制御の説
明用光出力−調光信号の関係図である。

【図１２】請求項１１の発明に対応した実施例３の回路
構成図である。

【図１３】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図１４】同上の具体回路構成図である。

【図１５】請求項１１の発明に対応した実施例４の具体
回路図である。

【図１６】請求項１１の発明の別のフィードバック制御
の説明用光出力−調光信号の関係図である。

【図１７】従来例の回路構成図である。

【図１８】別の従来例の回路構成図である。

【図１９】他の従来例の回路構成図である。

【図２０】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図２１】同上の動作説明用ランプ電流−ランプ電圧関
係図である。

【図２２】同上の動作説明用ランプ電流−ランプインピ
ーダンス関係図である。ある。

【図２３】放電ランプのランプ電流−ランプ電圧関係図
である。

【図２４】放電ランプのランプ電流−ランプ電圧関係図
である。

【図２５】放電ランプのランプ電流−ランプ電圧関係図
である。

【図２６】本発明の原理説明用のランプ電流−ランプ電
圧関係図である。

【図２７】同上に用いる制御方法の一例の説明図であ
る。

【図２８】同上に用いる制御方法の他の例の説明図であ
る。

【符号の説明】

３ 放電ランプ １０ 高周波電源 １１ 調光制御部 １２ ランプ動作ポイント切り換え制御部 Ｓ₁ 調光信号 Ｓ₂ ランプ電流検出信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−283797（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−3675（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−84898（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 41/39

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電ランプと、前記放電ランプに高周波電
   力を供給する高周波電源と、前記高周波電源の出力を制
   御して放電ランプを調光する調光制御部とを備えた調光
   用放電ランプ点灯装置において、ランプインピーダンス
   変化量がランプ電流変化量より大きな関係が成り立つ動
   作ポイントからなる動作期間と、ランプインピーダンス
   変化量がランプ電流変化量よりも小さな関係が成り立つ
   動作ポイントからなる動作期間を交互に切り換え、一方
   の動作期間で放電ランプへの出力を制御して調光を行な
   うことを特徴する調光用放電ランプ点灯装置。
2. 【請求項２】前記放電ランプに印加する電圧を、放電ラ
   ンプが起動及び放電開始するに必要な電圧以下としたこ
   とを特徴とする請求項１記載の調光用放電ランプ点灯装
   置。