JP3450047B2 - 照明用電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は照明用光源を有する照明
装置に電力を供給する照明用電源装置に係り、特に、ワ
ット数の異なる照明用光源に電力を供給することができ
る照明用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、照明用光源を有する照明装置に電
力を供給する照明用電源装置においては、照明用光源の
ワット数に応じた電力を供給するように専用の電源装置
を構成していた。しかしながら、様々なワット数の照明
装置を用いる場合、ひとつの照明用電源装置を切り換え
て、ワット数の異なる照明装置に電力を供給できるよう
にすることが望まれる。そのためには照明用光源のワッ
ト数に応じて供給電力を切り換えることができるように
照明用電源装置を構成する必要がある。

【０００３】図４に、照明用光源がキセノンランプの場
合の照明用電源装置の基本的な構成を示す。この照明用
電源装置には、照明用光源であるキセノンランプＬＡ１
に対して、キセノンランプＬＡ１のトリガ用高圧を発生
させるトランスＴ１と、キセノンランプＬＡ１を発光さ
せるためのエネルギを蓄積するコンデンサＣ１と、トリ
ガ用高圧発生トランスＴ１を励起するための励起コンデ
ンサＣ２と、切り換え制御するためのスイッチＳＷ１と
が設けられている。

【０００４】スイッチＳＷ１を閉じると、励起コンデン
サＣ２に蓄えられたエネルギが、瞬時にトリガ用高圧発
生トランスＴ１のＮ１側を通じて放電され、これにより
トリガ用高圧発生トランスＴ１のＮ２側、即ちキセノン
ランプＬＡ１のトリガ部に誘導高電圧が発生する。この
ため、キセノンランプＬＡ１内のキセノンガスが誘電さ
れ、蓄積コンデンサＣ１に蓄えられた高電圧のエネルギ
が、キセノンランプＬＡ１で瞬時に放電されて発光す
る。

【０００５】このように、スイッチＳＷ１の１回の開閉
制御によりキセノンランプＬＡ１の１回の発光が起こる
こととなり、スイッチＳＷ１の切り換え制御周波数が高
いほど、キセノンランプＬＡ１の閃光時間が長くなり、
キセノンランプＬＡ１における消費エネルギが増大す
る。したがって、ワット数の異なるキセノンランプＬＡ
１に電力を供給する場合には、スイッチＳＷ１の制御周
波数を変更することにより供給電力を変更するようにし
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キセノ
ンランプＬＡ１のワット数が大きくなると、キセノンラ
ンプＬＡ１の温度上昇を防止するために、冷却用のファ
ンを設ける必要がある。冷却用のファンの電力も、照明
用電源装置から供給しなければならず、そのための別電
源を用意する必要があり、照明用電源装置の構成が複雑
になるという問題があった。

【０００７】また、照明用電源装置の設定と異なる照明
装置を誤って接続したり、照明用電源装置の設定を誤っ
た場合には、照明用光源が点灯しなかったり、場合によ
っては過電力により照明用光源が損傷して重大な事故に
至るという問題があった。本発明の目的は、ワット数の
異なる照明用光源に適合した電力を供給することができ
る照明用電源装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、キセノンラ
ンプを有する照明装置に電力を供給する照明用電源装置
において、前記照明装置に前記キセノンランプを冷却す
る冷却手段が設けられているか否かを検出する検出手段
と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記キセノン
ランプに供給する電力を制御する電力制御手段とを有
し、前記電力制御手段は、前記キセノンランプに対する
電圧の印加回数を制御することによって、前記キセノン
ランプに供給する電力を制御することを特徴とする照明
用電源装置によって達成される。

【０００９】上述した照明用電源装置において、前記照
明装置の前記キセノンランプは、交流電力により駆動さ
れ、前記照明装置の前記冷却手段は、直流電力により駆
動され、前記電力制御手段が前記キセノンランプと前記
冷却手段に共に電力を供給する場合は、交流電力に直流
電力を重畳させて供給するようにすることが望ましい。

【００１０】

【作用】本発明によれば、照明装置にキセノンランプを
冷却する冷却手段が設けられているか否かを検出する検
出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記キ
セノンランプに供給する電力を制御する電力制御手段と
を有し、電力制御手段は、キセノンランプに対する電圧
の印加回数を制御することによって、キセノンランプに
供給する電力を制御するので、冷却手段の有無に応じた
適切な電力を供給することができる。

【００１１】また、キセノンランプに供給する交流電力
と、冷却手段に供給する直流電力を重畳させて供給すれ
ば、新たにケーブルを設けることなく、キセノンランプ
に対して適切な電力を供給することができる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例による照明用電源装置を図
１及び図２を用いて説明する。本実施例の照明用電源装
置は、ファン付きまたはファン無しのキセノンランプＬ
Ａ１を駆動制御する照明用電源装置である。図３に示す
従来の照明用電源装置と同一の構成要素には同一の符号
を付して説明を省略又は簡略にする。

【００１３】図１は照明装置がファン無しのキセノンラ
ンプＬＡ１である場合の回路構成であり、図２は照明装
置がファン付きのキセノンランプＬＡ１である場合の回
路構成である。図１において、駆動制御対象である照明
装置には、キセノンランプＬＡ１とトリガ用高圧発生ト
ランスＴ１だけが設けられており、冷却用のファンは設
けられていない。

【００１４】図２において、駆動制御対象である照明装
置には、キセノンランプＬＡ１とトリガ用高圧発生トラ
ンスＴ１の他に、冷却用のファンＦＡ１と、直流阻止用
ダイオードＤ１とノイズ吸収用の電解コンデンサＣ４と
が設けられている。一方、照明装置に電力を供給する照
明用電源装置は、図１及び図２において共通であって、
照明用電源装置内には、キセノンランプＬＡ１を発光さ
せるためのエネルギを蓄積するコンデンサＣ１と、トリ
ガ用高圧発生トランスＴ１を励起するためのコンデンサ
Ｃ２の他に、励起コンデンサＣ２の充放電を切り換える
ためのスイッチとしてトリガ高電圧発生用サイリスタＳ
１と、サイリスタＳ１のスイッチング制御のための回路
と、ファンＦＡ１を制御するための回路とが設けられて
いる。なお、電解コンデンサＣ３はノイズ吸収用のもの
である。

【００１５】サイリスタＳ１のスイッチング制御のため
の回路としては、ファンＦＡ１の有無によりトリガ周波
数を変更制御するためのスイッチングトランジスタＱ４
と、トランジスタＱ４のベース抵抗Ｒ８と、トリガ入力
周波数制御用の抵抗Ｒ５及びＲ６と、トリガ入力周波数
制御用のコンデンサＣ５と、トリガ周波数制御部ＴＣ
と、サイリスタＳ１のゲートバイアス抵抗Ｒ７が設けら
れている。

【００１６】また、ファンＦＡ１を制御するための回路
としては、トリガ高電圧パルス阻止用のインダクタＬ１
と、ファンＦＡ１用電源の過電流を検出する抵抗Ｒ１
と、ファンＦＡ１作動用電流をオン／オフするスイッチ
ングトランジスタＱ１と、ファンＦＡ１作動用電流の過
電流を検出するトランジスタＱ２と、ファンＦＡ１の有
無を検出し、トランジスタＱ１のオン／オフを制御する
トランジスタＱ３と、トランジスタＱ３起動用抵抗Ｒ２
と、トランジスタＱ１のベースバイアス抵抗Ｒ３と、ト
ランジスタＱ３ベースバイアス抵抗Ｒ４とが設けられて
いる。

【００１７】トリガ周波数制御部ＴＣは、トリガパルス
入力ｔｐｉを入力して、パラメータＲ５、Ｒ６、Ｃ５に
より、サイリスタＳ１のゲートに供給するトリガパルス
ｔｐの周波数を制限するものである。すなわち、トラン
ジスタＱ４がオフの時には、トリガパルスｔｐの周波数
はパラメータＲ５、Ｒ６、Ｃ５の時定数に基づく周波数
Ｆ１以下に制限され、トランジスタＱ４がオンの時に
は、トリガパルスｔｐの周波数はパラメータＲ５、Ｃ５
の時定数に基づく周波数Ｆ２以下に制限される。

【００１８】また、電源として、キセノンランプ陽極高
電圧（例えば、８００〜１０００Ｖ）と、トリガ用高電
圧（例えば、−１４０Ｖ）と、ファン駆動用電圧（例え
ば、２４Ｖ）とがそれぞれ端子ｔ１、ｔ２、ｔ３に供給
される。なお、端子ｔ４は基準電位（０Ｖ）である。次
に、本実施例の照明用電源装置の動作を説明する。

【００１９】先ず、図１に従って、ファン無しのキセノ
ンランプＬＡ１を有する照明装置に電力を供給する場合
について説明する。この場合、ファンＦＡ１を駆動する
ための回路系においては、トランスＴ１のＮ１側のイン
ピーダンスは、直流的にゼロと見做され、ノードｎａの
電位Ｖａも０Ｖと見做される。従って、トランジスタＱ
３のベース電圧も０Ｖとなり、トランジスタＱ３はオフ
状態となり、抵抗Ｒ３に電流は流れない。よって、トラ
ンジスタＱ１もオフ状態となり、電流Ｉ２が流れること
はない。

【００２０】また、キセノンランプＬＡ１のトリガを制
御する回路系においては、コンデンサＣ２に蓄えられた
エネルギが電流Ｉ１の方向に流れ、このとき、コンデン
サＣ２のエネルギは瞬時に放電する。このため、インダ
クタＬ１のインピーダンスは非常に高くなり、電流Ｉ３
の方向には流れず、結果としてトランスＴ１を励起して
高電圧を発生することとなり、キセノンランプＬＡ１が
発光する。

【００２１】また、このとき、ノードｎａの電位Ｖａが
０Ｖであることから、トランジスタＱ４もオフ状態とな
り、パラメータＲ５、Ｒ６、Ｃ５に基づく時定数によ
り、トリガパルスｔｐが低周波数Ｆ１に制限され、キセ
ノンランプＬＡ１の閃光時間も短くなり、ファンＦＡ１
が無い時のキセノンランプＬＡ１の過熱を防ぐことがで
きる。

【００２２】次に、図２に従って、ファン付きのキセノ
ンランプＬＡ１を有する照明装置に電力を供給する場合
について説明する。この場合、ファンＦＡ１を駆動する
ための回路系においては、トランスＴ１のＮ１側のイン
ピーダンスは、直流的にゼロと見做され、ダイオードＤ
１で逆方向の流れが阻止されて、電流がファンＦＡ１に
（Ｉ２の方向に）流れ、ファンＦＡ１を回転させる。
尚、ファンＦＡ１のインピーダンスはノードｎａの電位
Ｖａを０Ｖにしない値を有するものとする。

【００２３】また、キセノンランプＬＡ１のトリガを制
御する回路系においては、コンデンサＣ２に蓄えられた
エネルギが電流Ｉ１の方向に流れ、このとき、コンデン
サＣ２のエネルギは瞬時に放電するため、インダクタＬ
１のインピーダンスは非常に高くなり、電流Ｉ３の方向
には流れず、結果としてトランスＴ１を励起して高電圧
を発生することとなり、キセノンランプＬＡ１が発光す
る。

【００２４】また、このとき、ノードｎａの電位Ｖａは
所定の電位を有することから、抵抗Ｒ８を介して電流が
流れ、トランジスタＱ４がオン状態となり、パラメータ
Ｒ５及びＣ５に基づく時定数により、トリガパルスｔｐ
が高周波数Ｆ２に制限され、キセノンランプＬＡ１の閃
光時間は長くなりキセノンランプＬＡ１は過熱される
が、ファンＦＡ１が設置されているため、冷却されてキ
セノンランプＬＡ１の過熱が防止される。

【００２５】このように、本実施例によれば、照明装置
にファンＦＡ１が設けられている場合には、キセノンラ
ンプＬＡ１に対するトリガ高電圧の印加回数を増やし
て、すなわち、サイリスタＳ１のゲートトリガｔｐの周
波数を高周波数Ｆ２に制限して、より長い閃光時間を持
つように制御し、ファンＦＡ１無しの場合には、キセノ
ンランプＬＡ１に対するトリガ高電圧の印加回数を減ら
して、すなわち、サイリスタＳ１のゲートトリガｔｐの
周波数を低周波数Ｆ１に制限して、より短い閃光時間を
持つように制御する。これにより、操作者が負荷状態に
応じたトリガパルス入力を準備することなく、自動的に
トリガパルスの周波数を所定値以下に制限するので、誤
接続、誤動作等による装置損傷を防止することができ
る。

【００２６】しかも、キセノンランプＬＡ１の他にファ
ンＦＡ１に電力を供給する場合でも、キセノンランプＬ
Ａ１用の交流電力にファンＦＡ１用の直流電力を重畳さ
せているので、ファンＦＡ１用に新たにケーブルを設け
る必要がなく、装置構成が複雑になることはない。本発
明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。

【００２７】例えば、上記実施例では、照明装置にファ
ンが設けられているか否かにより供給する電力を切り換
えたが、ワット数が大きくてもファンを設ける必要がな
い照明装置の場合には、ファンのダミー回路を設けて、
このダミー回路の有無により供給電力を切り換えるよう
にしてもよい。また、上記実施例では、照明用光源がキ
センノンランプであったが、ケイコウランプ、ハロゲン
ランプ、ＬＥＤ等の他の種類の光源であってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、照明装置
にキセノンランプを冷却する冷却手段が設けられている
か否かを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果
に基づいて、前記キセノンランプに供給する電力を制御
する電力制御手段とを有し、電力制御手段は、キセノン
ランプに対する電圧の印加回数を制御することによっ
て、キセノンランプに供給する電力を制御するので、冷
却手段の有無に応じた適切な電力を供給することができ
る。また、キセノンランプに供給する交流電力と、冷却
手段に供給する直流電力を重畳させて供給すれば、新た
にケーブルを設けることなく、キセノンランプに対して
適切な電力を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による照明用電源装置の回路
構成であり、ファン無しのキセノンランプに電力を供給
する場合の回路図である。

【図２】本発明の一実施例による照明用電源装置の回路
構成であり、ファン付きのキセノンランプに電力を供給
する場合の回路図である。

【図３】従来のキセノンランプの駆動照明用電源装置の
回路図である。

【符号の説明】

ＬＤ１…第１種負荷 ＬＤ２…第２種負荷 ＬＡ１…キセノンランプ Ｔ１…トリガ用高圧発生トランス Ｎ１…トリガ用高圧発生トランスの１次側 Ｎ２…トリガ用高圧発生トランスの２次側 ＦＡ１…冷却ファン Ｄ１…直流阻止用ダイオード Ｃ３、Ｃ４…ノイズ吸収用電解コンデンサ Ｃ１…発光エネルギ蓄積コンデンサ Ｃ２…トリガ用高圧発生トランス励起コンデンサ Ｓ１…トリガ高電圧発生用サイリスタ Ｑ４…トリガ周波数変更制御用スイッチングトランジス
タ Ｒ８…トランジスタＱ４のベース抵抗 Ｒ５、Ｒ６…トリガ入力周波数制御用抵抗 Ｃ５…トリガ入力周波数制御用コンデンサ ＴＣ…トリガ周波数制御部 Ｒ７…サイリスタゲートバイアス抵抗 Ｌ１…トリガ高電圧パルス阻止用インダクタ Ｒ１…ファン用電源の過電流検出抵抗 Ｑ１…ファン作動用電流スイッチングトランジスタ Ｑ２…ファン作動用電流の過電流検出トランジスタ Ｑ３…ファン有無検出オン／オフ制御トランジスタ Ｒ２…トランジスタＱ３の起動用抵抗 Ｒ３…トランジスタＱ１のベースバイアス抵抗 Ｒ４…トランジスタＱ３のベースバイアス抵抗 Ｖｃｃ…電源 Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３…電流 ｔｐｉ…トリガパルス入力 ｔｐ…トリガパルス ｔ１…キセノンランプ陽極高電圧印加端子 ｔ２…トリガ用高電圧印加端子 ｔ３…ファン駆動用電圧印加端子 ｔ４…基準電位端子 ＳＷ１…スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 37/02 H05B 41/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キセノンランプを有する照明装置に電力
   を供給する照明用電源装置において、 前記照明装置に前記キセノンランプを冷却する冷却手段
   が設けられているか否かを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記キセノンラン
   プに供給する電力を制御する電力制御手段とを有し、 前記電力制御手段は、前記キセノンランプに対する電圧
   の印加回数を制御することによって、前記キセノンラン
   プに供給する電力を制御することを特徴とする照明用電
   源装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の照明用電源装置におい
   て、 前記照明装置の前記キセノンランプは、交流電力により
   駆動され、 前記照明装置の前記冷却手段は、直流電力により駆動さ
   れ、 前記電力制御手段が前記キセノンランプと前記冷却手段
   に共に電力を供給する場合は、交流電力に直流電力を重
   畳させて供給することを特徴とする照明用電源装置。