JP3538972B2 - 照明装置 - Google Patents
照明装置Info
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Description
給されてインバータ回路により放電灯を高周波点灯させ
る照明装置に関するものであり、特に、交流電源からの
入力電流波形を改善した照明装置に関するものである。
負荷に供給する装置として、インバータ回路を用いた照
明装置が良く知られている。また、特開平5−3816
1号公報には、インバータ回路の入力電流波形を改善す
るための回路方式が提案されている。その具体回路を図
8に示す。この回路は、交流入力電圧からインバータ回
路に供給される交流入力電流波形を休止区間なく交流電
源電圧とほぼ同位相にて流すことができ、入力力率を改
善したものである。以下、その基本動作を説明する。ス
イッチング素子Q1 ,Q2 は高周波で交互にオン・オフ
されるものであり、まず、スイッチング素子Q2 がオン
すると、電解コンデンサC0 を電源として、コンデンサ
C1 、コンデンサC2 、ランプLPとコンデンサC3 の
並列回路、インダクタL1 、スイッチング素子Q2 、コ
ンデンサC0 のループで共振電流iが流れる。そのと
き、コンデンサC1 が共振電流iにて充電されるが、そ
の充電電圧Vc1 と入力電圧Vinの和(Vc1 +Vi
n)が電解コンデンサC0 の電圧Vdcを越えると、電
解コンデンサC0 からの電流iが無くなり、整流器DB
からの入力電流Idが、ダイオードD2 、コンデンサC
2 、ランプLPとコンデンサC3 の並列回路、インダク
タL1 、スイッチング素子Q2 、整流器DBのループで
流れる。このとき、交流電源Eから入力電流が流れるモ
ードとなる。その後、スイッチング素子Q2 がオフする
と、インダクタL1 のエネルギーにより、それまで流れ
ていた電流Idは回生電流としてスイッチング素子Q1
を逆方向に流れ、電解コンデンサC0 を充電する。やが
て、その回生電流が無くなると、コンデンサC2 を電源
として、コンデンサC2 、コンデンサC1 、スイッチン
グ素子Q1 、インダクタL1 、ランプLPとコンデンサ
C3 の並列回路、コンデンサC2 のループで共振電流が
流れる。そのとき、コンデンサC1 の充電電荷が放電さ
れ、その電荷が無くなると、ダイオードD1 を介して共
振電流が流れる動作を行う。このように、スイッチング
素子Q1 、Q2 のオン・オフでインバータ回路に共振電
流が流れ、その共振電流にてコンデンサC1 を充放電さ
せて、その充電電圧Vc1 と入力電圧Vinの和がコン
デンサC0 の電圧Vdcを越えることにより入力電流I
dを流す。これにより、高周波的にパルス電流Idが整
流器DBから流れ込むことになるので、そのパルス電流
をフィルタ回路5にて低域通過させることにより、正弦
波状の入力電流波形を得ることができる。入力電圧Vi
nと、電圧(Vin+Vc1 )と、コンデンサC0 の電
圧Vdcの関係、並びに整流器DBから流れ込むパルス
状の入力電流の波形を図9に示す。
成においては、コンデンサC1 の充放電が入力電流波形
に大きく関与しており、さらに、平滑コンデンサC0 を
充電する充電電流を決定していることが分かる。また、
入力電流波形を改善するための動作をDC−DCコンバ
ータ回路等の特別な回路を必要とせず、インバータ回路
自身に行わせるものであり、簡単な回路にて低コストで
入力電流波形の改善を達成できるものである。
により、負荷としてラピッド蛍光灯40W直管FLR4
0S(一般ランプ)を点灯させた場合、周囲温度が低温
(0〜10℃)になると、ランプ電力が低下し、その光
出力が低下して、暗くなるという特性を有している。日
本においては、冬期、朝点灯するときには、0〜10℃
の低温状態は容易に考えられ、そのとき、照明が暗い
と、いろいろな問題が生じてくる。その対策として、周
囲温度を検出して、低温時に光出力を増加させる制御を
行うことが考えられるが、回路構成が複雑化してしまう
という欠点がある。
値が上昇あるいは低下すると、コンデンサC0 の電圧V
dcが上昇する性質がある。その特性を図3に示す。こ
こで、ランプLPが何かの要因で等価抵抗値が低下する
と、インバータ回路の電源となる平滑コンデンサC0 の
電圧Vdcが上昇する。例えば、ラピッド蛍光灯40W
系のランプで松下製FLR40/36、FPL36、F
ML36等のランプを上記回路に用いると、これらのラ
ンプは、ランプの周囲温度が低下すると、その等価抵抗
値(試験用安定器にて点灯させ、その周囲温度を変化さ
せたときのランプ電流−ランプ電圧より求めた抵抗値)
が低下する特性を有しているため、低温時にインバータ
回路の電源電圧Vdcが上昇することになる。
上述の簡単な構成で入力電流波形を改善するインバータ
回路を用いた照明装置において、適切な放電灯との組み
合わせで、低温時の光出力低下を抑制する方式を提案す
るものである。
は、図1に示すように、交流電源Eと、この交流電源E
からの交流電源電圧を受けて脈流直流電圧を出力する整
流器DBと、この整流器DBの出力を受けて直流電圧V
dcに平滑する平滑コンデンサC0 と、この平滑コンデ
ンサC0 と並列的に接続され、平滑コンデンサC0 の電
圧Vdcを受けてスイッチング素子Q1 ,Q2 のオン・
オフ動作により、高周波電圧を発生する振動要素1と負
荷要素2とからなる負荷回路を含むインバータ回路3と
を備え、前記整流器DBと平滑コンデンサC0 の間に
は、前記振動要素1を構成するインピーダンス素子又は
整流素子が接続された照明装置において、図4に示すよ
うに、前記負荷要素2は、約20℃以下の周囲温度で周
囲温度の増加に対するランプ等価抵抗の増加率が正とな
る蛍光ランプとしたことを特徴とするものである。この
ような特性を示す負荷要素2としては、省エネルギー型
の蛍光灯(例えば松下製ラピッド蛍光灯ランプFLR4
0S/36、FPL36、FML36)を用いることが
できる。
温度が低下すると等価抵抗値が低下する図4に示す特性
のラピッド40W系の省エネルギー型ランプとの組み合
わせで、一般的に言われる20℃以下の低温時に、特に
制御することなく、その光出力をほぼ一定にすることが
できる。
この実施例では、交流電源Eに低域通過フィルタ回路5
を介して整流器DBを接続し、この整流器DBと平滑コ
ンデンサC0 の間に、コンデンサC1 とダイオードD1
の並列回路が、ダイオードD1 のカソードを平滑コンデ
ンサC0 側として接続されている。平滑コンデンサC0
の両端には、第1及び第2のスイッチング素子Q1 ,Q
2 の直列回路が並列接続されている。また、コンデンサ
C1 とダイオードD1 の並列回路と、コンデンサC2 と
インダクタL1 と共振コンデンサC3 に並列に接続され
た負荷Rの直列回路が、第1のスイッチング素子Q1 と
並列に接続されている。負荷Rとしては、図4に示すよ
うに、周囲温度が低温になるにつれて等価抵抗値が低下
する特性を持った負荷要素が用いられる。ここで、等価
抵抗値とは、(負荷要素に印加された電圧)/(負荷要
素に流れる電流)で表されるものであり、試験用安定器
又は高周波電源にて点灯し、周囲温度を変化させて、そ
のときの温度下における負荷電圧/負荷電流により求め
たデータである。この負荷要素であれば、従来例にて説
明した図8の回路構成において、負荷要素の抵抗値が低
下すると、共振電流が増加して、コンデンサC1 の充電
電流が増加し、コンデンサC0 の電圧Vdcが上昇する
性質を示す。これを図3に示す。この図3から分かるよ
うに、逆に負荷抵抗値が増加すれば、インバータ回路の
共振動作が共振ポイントに近付き、共振電流が増加する
ので、同じく、コンデンサC0 の電圧Vdcが上昇する
性質を有している。コンデンサC0 の電圧Vdcが上昇
すると、インバータ回路の共振が強くなり、負荷Rへの
供給電力が増加する。
製ラピッド蛍光灯ランプFLR40S/36、FPL3
6、FML36の場合、これらのランプを試験用安定器
にて点灯させて、その周囲温度を低温にすると、ランプ
電力が低下して、光出力が低下することは一般的に知ら
れていることである。これらのランプを試験用安定器に
て点灯させた場合のランプ等価抵抗と周囲温度の関係を
図4に示す。これらのランプは、周囲温度が低下する
と、等価抵抗値が低下する特性を有している。
回路構成を図5に示す。図5の回路では、2灯のランプ
LP1、LP2をトランスTfにて絶縁して、図6に示
すように、コンデンサC5 ,C6 ,C7 によりそれぞれ
のランプLP1、LP2に予熱電流を供給し、2灯直列
点灯させている。この回路構成において、周囲温度を変
化させたときの平滑コンデンサC0 の充電電圧Vdcの
変化を図7に示す。図中、(a)はFLR40S/36
ランプ、(b)はFPL36ランプ、(c)はFML3
6ランプのデータをそれぞれ示す。このグラフから明ら
かなように、周囲温度が20〜30℃のときのコンデン
サC0 の電圧Vdcを最低として、周囲温度の変化によ
り電圧Vdcが上昇することが分かる。
安定器にて点灯させると、低温時に光出力が低下する
が、この回路方式では、インバータ回路の電源となるコ
ンデンサC0 の電圧Vdcが上昇するために、インバー
タ回路の共振が強くなり、ランプへの供給エネルギーが
増加するので、結果的に光出力が低温時に低下しないと
いう特徴を有している。
り、周囲温度の低下により負荷要素の等価抵抗値が低下
して、その光出力が低下しても、インバータ回路の出力
電圧が上昇して、その出力を増加させる動作を行うの
で、結果として、周囲温度の低下による出力低下を抑制
することができる。
定するものではなく、負荷の抵抗値が低下すると、イン
バータ回路の電源電圧が昇圧する特性を有する回路方式
であれば良く、要するに、交流電源と、この交流電源か
らの交流電源電圧を受けて脈流直流電圧を出力する整流
器と、この整流器の出力を受けて直流電圧に平滑する平
滑コンデンサと、この平滑コンデンサと並列的に接続さ
れ、平滑コンデンサの電圧を受けてスイッチング要素の
オン・オフ動作により高周波電圧を発生する振動要素と
負荷要素とからなる負荷回路を含むインバータ回路と、
前記整流器と平滑コンデンサの間に、前記振動要素を構
成するインピーダンス素子又は整流素子が接続されたイ
ンバータ回路であれば良く、さらに、光出力を検出して
一定化するような特別な制御手段を用いなくても良く、
制御手段については、特に限定しない。
流歪みを改善するように振動要素と負荷要素を備えたイ
ンバータ回路を用いた照明装置において、約20℃以下
の周囲温度で周囲温度が低下すると等価抵抗値が低下す
る省エネルギー型の蛍光ランプを負荷要素として用いる
ことにより、低温時に、特別な制御手段を付加すること
なく、光出力をほぼ一定にすることができるという効果
がある。
る。
の関係を示す図である。
図である。
である。
分の回路図である。
特性を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 交流電源と、この交流電源からの交流
電源電圧を受けて脈流直流電圧を出力する整流器と、こ
の整流器の出力を受けて直流電圧に平滑する平滑コンデ
ンサと、この平滑コンデンサと並列的に接続され、平滑
コンデンサの電圧を受けてスイッチング要素のオン・オ
フ動作により、高周波電圧を発生する振動要素と負荷要
素とからなる負荷回路を含むインバータ回路とを備え、
前記整流器と平滑コンデンサの間には、前記振動要素を
構成するインピーダンス素子又は整流素子が接続された
照明装置において、前記負荷要素は、約20℃以下の周
囲温度で周囲温度の増加に対するランプ等価抵抗の増加
率が正となる蛍光ランプとしたことを特徴とする照明装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16127695A JP3538972B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16127695A JP3538972B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 照明装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0917580A JPH0917580A (ja) | 1997-01-17 |
JP3538972B2 true JP3538972B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=15732034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16127695A Expired - Fee Related JP3538972B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 照明装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3538972B2 (ja) |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16127695A patent/JP3538972B2/ja not_active Expired - Fee Related
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