JP3829286B2

JP3829286B2 - 照明システム

Info

Publication number: JP3829286B2
Application number: JP2003117897A
Authority: JP
Inventors: 健治濱崎; 和彦次田; 徹也小林; 勇小川; 浩治柴田; 弘明西川; 尚起北村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP2003317993A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的に調光できる放電灯点灯装置に係わり、さらに詳しくは、放電灯の調光範囲の下限設定が可能な照明システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯の調光範囲の下限設定については例えばＪＩＳ・Ｃ８１２０−２（１９９９）に記載されている。図３はそのＪＩＳ・Ｃ８１２０−２に記載された調光曲線の概要を示すデューティ・光束出力特性図である。
この図に示すように調光コントローラから送出される調光信号のデューティ（パルス幅）が９０％のときに放電灯の光束出力の下限が４０％になるように、調光信号のデューティが９０％のときにその光束出力の下限が２５％になるように、また、調光信号のデューティが９０％のときに光束出力が５％になるように設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の放電灯点灯装置では、図３に示す特性図からも明らかなように調光範囲の下限が異なる毎に調光曲線が異なっているので、デューティの同じ調光信号で調光を行っても放電灯の光束出力が異なってしまい、そのため、特性の異なる放電灯点灯装置を同一照明システム上に用いる場合には、調光範囲の下限を合わせなければ使用できなかった。
【０００４】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、調光範囲の下限が異なっても、その下限値まで同じ調光曲線になる照明システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る照明システムは、調光コントローラが出力するパルス信号である調光信号に基づき複数の放電灯点灯装置それぞれに接続され、少なくとも一部に異なる特性のものを含む放電灯を調光する照明システムであって、複数の放電灯点灯装置それぞれは、直流電圧を調光制御電圧に対応した高周波電圧に変換して放電灯を点灯灯するインバータ回路と、調光信号のパルス幅に応じて充電電圧が変化するコンデンサを有し、調光信号のパルス幅が大きくなるに従って放電灯の光束出力比を減少させる調光の制御電圧をコンデンサの充電電圧に基づき生成してインバータ回路に出力する調光制御電圧生成回路と、複数の抵抗を有し、複数の抵抗による分圧に基づいて放電灯の調光範囲の下限値を設定する下限制御電圧を生成する調光下限設定回路とを備え、調光信号は、複数の放電灯点灯装置それぞれに接続される放電灯を調光する共通の信号であり、下限制御電圧は、放電灯毎に設定される光束出力比の下限値を出力させる前記制御電圧であり、複数の放電灯点灯装置それぞれの調光制御電圧生成回路は、調光信号のパルス幅に対する放電灯の光束出力比がそれぞれの下限値まで同じになるように制御電圧を生成し、調光信号のパルス幅が放電灯それぞれの光束出力比の下限値に対応するパルス幅よりも大きくなると、それぞれの下限制御電圧を調光制御電圧としてインバータ回路に出力する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の照明システムにおける放電灯点灯装置の調光回路の構成を示す回路図である。
図において、１はブリッジ状に接続された４つのダイオードで、図示せぬ調光コントローラから送出される調光信号（ＰＷＭ信号）のパルス波形の方向を一定にするためである。２はフォトカプラで、調光信号がHighレベルのときに発光する発光ダイオードＬＥＤと、発光ダイオードＬＥＤが発光したときオンするフォトトランジスタＰＴとからなっている。
【０００７】
３は調光制御電圧生成回路で、フォトトランジスタＰＴに並列に接続され、フォトトランジスタＰＴがオンしたときオフするトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１に並列に接続され、トランジスタＱ１がオフのときオンするトランジスタＱ２と、１５Ｖの直流電源ラインとトランジスタＱ２のコレクタ側との間に直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２と、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点とアース側のラインとの間に直列に接続された抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ１とで構成されている。
【０００８】
この調光制御電圧生成回路３は、調光信号がHighレベルのときトランジスタＱ１がオフ、トランジスタＱ２がオンしてコンデンサＣ１に充電された電圧を放電し、調光信号がLow レベルのときはトランジスタＱ１がオン、トランジスタＱ２がオフする。この時、Ａ部に発生する１５Ｖを抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧し、抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に充電する。このコンデンサＣ１の電圧は、トランジスタＱ２のオン期間（調光信号のパルス幅）が長くなるにつれ電圧値が直線的に低下していく。
なお、トランジスタＱ１，Ｑ２の交互のスイッチング動作によって、フォトトランジスタＰＴに生成される調光信号のパルス波形の「なまり」が整形される。
【０００９】
４はダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ２とからなる整流・平滑回路で、トランジスタＱ２のスイッチング動作により充放電を繰り返すコンデンサＣ１の電圧を整流・平滑する。５は平滑されたコンデンサＣ１の電圧を抵抗Ｒ６，Ｒ７で分圧する分圧回路、Ｃ３は分圧回路５によって分圧されたＢ部の電圧をさらに直流化する平滑コンデンサである。
【００１０】
このＢ部に発生する電圧（制御電圧）によってインバータ回路側のスイッチング素子のオン期間が決定され、つまり、コンデンサＣ１の電圧が高くなればインバータ回路側のスイッチング素子のオン期間が長くなり、放電灯の光束が増大する。逆にコンデンサＣ１の電圧が低くなればそのスイッチング素子のオン期間が短くなり、放電灯の光束が減少する。
【００１１】
６は調光下限設定回路で、１５Ｖの直流電源ラインとアース側のラインとの間に直列に接続された抵抗Ｒ４，Ｒ５と、抵抗Ｒ４，Ｒ５の間に挿入されたダイオードＤ２、Ｄ３と、アノードが抵抗Ｒ４とダイオードＤ２の接続点に、カソードが整流・平滑回路４のダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ２の接続点にそれぞれ接続されたダイオードＤ４とで構成されている。
【００１２】
この調光下限設定回路６は、例えば、放電灯の光束出力の下限を４０％とした場合、その出力を得るのに必要な下限制御電圧を抵抗Ｒ４，Ｒ５とダイオードＤ２、Ｄ３とで分圧してＣ部に発生させるようにしたもので、調光信号のデューティによってＤ部に発生する制御電圧が下限制御電圧よりも低いときは、その下限制御電圧によってインバータ回路側のスイッチング素子のオン期間が決定される。つまり、この場合では、放電灯の光束出力の下限が４０％と固定される。
【００１３】
次に、本実施の形態の動作を図２の特性図を参照しながら説明する。図２は実施の形態における調光信号のデューティと放電灯の光束出力の相関を示すデューティ・光束出力特性図である。
デューティが５％の調光信号が入力されているときは、トランジスタＱ２のオン期間が短いので、コンデンサＣ１からトランジスタＱ２側に放電される時間が短く、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ２に充電される時間が長くなる。そのため、Ｂ部に放電灯の光束出力が１００％となる高い制御電圧が発生する。
【００１４】
この状態において、調光信号のデューティを徐々に上げると、トランジスタＱ２のオン期間がそれに伴って徐々に長くなり、コンデンサＣ１からトランジスタＱ２側に放電される時間が徐々に長くなり、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ２に充電される時間が短くなっていき、Ｂ部に印加された制御電圧が低下していく。この時、図２の実線に示すように放電灯の光束出力が徐々に低下する。
【００１５】
そして、Ｄ部に印加される制御電圧が調光下限設定回路６のＣ部に発生している下限制御電圧よりも低下すると、その下限制御電圧によってインバータ回路側のスイッチング素子のオン期間が決定されるので、調光信号のデューティをさらに上げても放電灯の光束出力がその下限制御電圧によって保持される。従って、放電灯の光束出力の下限が４０％となるよう下限制御電圧が設定されていた場合は、図２に示す実線が４０％の所で水平となり、また、放電灯の光束出力の下限が２５％となるよう下限制御電圧が設定されていた場合は、２５％の所で水平となり、また、放電灯の光束出力の下限が５％となるよう下限制御電圧が設定されていた場合は、調光信号のデューティが９０％を超えていても保持される。
【００１６】
また、低温下において低調光を行った際、放電灯の特性上、光束が低下するが、調光下限設定回路６のダイオードＤ２，Ｄ３の温度特性により、Ｃ部に発生する下限制御電圧が上がるので、放電灯の光束出力を確保できる。
【００１７】
このように本実施の形態においては、調光範囲の下限が異なっていてもその下限値までの調光曲線が同じになるよう調光制御電圧生成回路３で行い、しかも、調光範囲の下限値を調光下限設定回路６で行っているので、調光範囲の下限が異なる放電灯点灯装置であっても同一照明システム上に容易に組み合わせることができるという効果がある。
【００１８】
また、低温下で低調光を行う際、常温時と比べ放電灯の光束が低下してチラツキが起きるが、調光下限設定回路６のダイオードＤ２，Ｄ３の温度特性によって下限制御電圧が上がり、これに伴って放電灯の光束出力が上がるため、放電灯のチラツキが起きにくくなるという効果がある。
【００１９】
なお、前述した実施の形態では、調光制御電圧生成回路３と調光下限設定回路６の一部品として抵抗Ｒ１〜Ｒ５を用いたことを述べたが、これに代えてインピーダンスを有する素子例えばインダクタを用いてもよい。また、調光下限設定回路６に低調光時の放電灯のチラツキ防止としてダイオードＤ２，Ｄ３を用いたことを述べたが、同じ温度特性を有する素子例えば負特性のサーミスタ等を用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、調光信号のパルス幅に対する放電灯の光束出力比がそれぞれの下限値まで同じになるように制御電圧を生成するので、調光範囲の下限値が異なってもその下限値までの調光曲線が同一となり、このため、調光範囲の下限値が異なる放電灯点灯装置であっても同一照明システム上に容易に組み合わせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の照明システムにおける放電灯点灯装置の調光回路の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態における調光信号のデューティと放電灯の光束出力の相関を示すデューティ・光束出力特性図である。
【図３】ＪＩＳ・Ｃ８１２０−２に記載された調光曲線の概要を示すデューティ・光束出力特性図である。
【符号の説明】
２フォトカプラ、３調光制御電圧生成回路、４整流・平滑回路、５分圧回路、６調光下限設定回路。

Claims

調光コントローラが出力するパルス信号である調光信号に基づき複数の放電灯点灯装置それぞれに接続され、少なくとも一部に異なる特性のものを含む放電灯を調光する照明システムであって、
前記複数の放電灯点灯装置それぞれは、
直流電圧を調光制御電圧に対応した高周波電圧に変換して前記放電灯を点灯するインバータ回路と、
前記調光信号のパルス幅に応じて充電電圧が変化するコンデンサを有し、前記調光信号のパルス幅が大きくなるに従って前記放電灯の光束出力比を減少させる調光の制御電圧を前記コンデンサの充電電圧に基づき生成して前記インバータ回路に出力する調光制御電圧生成回路と、
複数の抵抗を有し、該複数の抵抗による分圧に基づいて前記放電灯の調光範囲の下限値を設定する下限制御電圧を生成する調光下限設定回路とを備え、
前記調光信号は、前記複数の放電灯点灯装置それぞれに接続される前記放電灯を調光する共通の信号であり、
前記下限制御電圧は前記放電灯毎に設定される光束出力比の下限値を出力させる前記制御電圧であり、
前記複数の放電灯点灯装置それぞれの前記調光制御電圧生成回路は、前記調光信号のパルス幅に対する前記放電灯の光束出力比がそれぞれの前記下限値まで同じになるように前記制御電圧を生成し、前記調光信号のパルス幅が前記放電灯それぞれの光束出力比の前記下限値に対応するパルス幅よりも大きくなると、それぞれの前記下限制御電圧を前記調光制御電圧として前記インバータ回路に出力することを特徴とする照明システム。