JPH01251585A - ハロゲンランプの点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ハロゲンランプの点灯装置に関し、特にハロ
ゲンランプを直流点灯する場合において、ランプ始動時
における低インピーダンス現象による回路の破壊を防止
するとともにランプの起動を適確に行うことができるよ
うにした点灯装置に関する。

［従来の技術］ 第５図は、ハロゲンランプを点灯するための従来の点灯
回路を示す。この回路は、入力コンデンサ１、チョーク
コイル３、双方向性サイリスタすなわちトライアック５
、そしてハロゲンランプ７を備えている。

第５図の回路においては、端子９および１１間に印加さ
れる交流電源をトライアック５の制御端子１３に印加さ
れる制御信号によって位相制御し、ハロゲンランプ７に
対して安定化された電圧を供給していた。すなわち、こ
の回路の出力の電圧−電流特性は第６図に示すように、
素子定格を満足する条件下においては電流Ｉの変化にか
かわらずほぼ一定の電圧Ｖを示すものとなっていた。

ところが、第５図の回路においては、ランプ始動時にお
いても電圧降下を生ずることなく立ち上げることが可能
であるが、交流点灯方式であるため、過電流検出が困難
であり、したがって過電流保護回路は付加されていなか
った。このため、作業員等による人為的なミスによる出
力の短絡が行われると回路が破壊する恐れがあった。ま
た、交流点灯方式であるため、光出力にリップルを生じ
、したがって、高速度の光検出装置と併用して用いた場
合にはこのリップルをも検出してしまうという不都合が
あった。

このため、例えば、第７図に示すようなハロゲンランプ
を直流電圧で点灯させる回路が考えられている。この回
路は入力交流電源を整流する整流回路１５、平滑コンデ
ンサ１７、トランジスタ１つ、ダイオード２１、チョー
クコイル２３、そしてフィードバック回路２５を備えて
いる。この回路においては、端子２７−２９間に入力さ
れた交流電源が整流回路１５および平滑コンデンサ１７
によって整流平滑され、トランジスタ１つ、ダイオード
２１およびチョークコイル２３を有する降圧チョッパ回
路を介してハロゲンランプ７に印加される。そして、ハ
ロゲンランプ７の両端子間型圧がフィードバック回路２
５によって検出されこの電圧に基づき生成された制御信
号がトランジスタ１９のベースに入力されてハロゲンラ
ンプ７に流れる電流の変化に対して安定化された電圧が
出力されるよう制御が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このような従来例の直流点灯回路においては
、回路の出力電流と出力電圧との関係は第６図の点線で
示すように入力端と出力側のインピーダンスの相違およ
び素子の損失により出力電流Ｉの増加に応じて出力電圧
Ｖが減少する特性を示す。このため、ランプ始動時の低
インピーダンス状態では定常時よりも大Ｉｌｌに過大な
電流が流れ出力電圧が降下するが、フィードバック回路
の働きにより出力電圧を一定に維持するべく回路が動作
する。この結果、ランプ始動時にしばしば回路の破壊を
生ずるという不都合があった。また、この破壊を防止す
るためには、回路素子として極めて大容量のものを使用
する必要があり、装置の価格が上昇するという不都合も
あった。

本発明の目的は、前述の従来例の回路装置における問題
点に鑑み、ハロゲンランプなどの直流点灯装置において
、必要以上に大型の素子を使用することなく適確にラン
プの始動および過電流に対する保護ができるようにする
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかわる点灯装置においては、入力交流電源を
整流するための整流回路とこの整流回路の出力からラン
プ負荷に供給される電圧を安定化する定電圧回路と、負
荷回路に流れる電流が所定値以上になったとき垂下型特
性にしたがって出力電圧を低下させる過電流保護回路と
を備えている。

［作用コ このような構成において、ランプ点灯のため入力交流電
源が印加されると、当初はハロゲンランプの低インピー
ダンス特性のため大きな電流が流れるが、前記過電流保
護回路を垂下型特性を有するものとし、ランプ電流が急
激に減少することを防止したため、ランプが十分に暖め
られしたがってランプ起動が正常に行われる。過電流保
護回路の特性をいわゆる）の字型とした場合には、保護
回路の動作によりランプ電流が急速に減少するためラン
プの予熱が十分に行われず従ってランプ始動が適確に行
われないことがある。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係わる点灯装置の概略の
構成を示す。第１図の装置は、入力交流電源を整流する
ための整流回路３１、平滑コンデンサ３３、制御用トラ
ンジスタ３５、ダイオード３７、チョークコイル３９、
過電流検出回路４１、そして制御回路４３を備えている
。また、４５はハロゲンランプのような始動時に低イン
ピーダンスとなるランプ負荷を示している。

第１図の回路においては、端子４７および４９の間に入
力された交流電源が整流回路３１および平滑コンデンサ
３３により整流平滑されて制御用トランジスタ３５のコ
レクタに人力される。該コレクタに人力された直流電圧
はトランジスタ３５、ダイオード３７、およびチョーク
コイル３９を有する降圧チョッパ回路を介してハロゲン
ランプ４５に印加される。交流電源を印加した当初はラ
ンプ４５が低インピーダンスであるため該ランプ４５に
かなり大きな電流が流れ過電流検出回路４１がこの大き
な電流に対応するべく制御回路４３を動作させ、トラン
ジスタ３５のベースに加えられるスイッチング信号のパ
ルス幅を大きくしてランプ４５の両端の電圧が低下する
ことを防止するよう動作する。ところが、ランプ４５に
流れる電流が所定値以上になると過電流検出回路４１は
過電流が負荷回路に流れている旨を示す過電流信号を制
御回路４３に入力する。これにより制御回路４３はトラ
ンジスタ３５のベースに加えられるスイッチング信号の
パルス幅を小さくして出力電圧が減少するよう機能する
。ところが、制御回路４３は負荷回路に過電流が流れた
場合に出力電圧を低下させるが出力電流は急速に低下さ
せないいわゆる垂下型特性を有するよう構成されている
から、過電流保護機能が動作してもランプ４５の電流は
急速には減少しない。

すなわち、第２図に示すように、出力電圧Ｖ対出力電流
Ｉの関係を示す曲線上のＢ点付近すなわち垂下部分付近
においてランプの予熱が十分に行われ、したがってラン
プ４５が点灯する。−旦うンブ４５が点灯すると該ラン
プ４５のインピーダンスが高くなり負荷電流■が減少し
て点Ａに到達する。なお、第１図の回路においてたとえ
ば人為的なミスにより出力端子間すなわちランプ４５の
両端子間が短絡されたような場合には、過電流検出回路
４１および制御回路４３の働きにより出力電圧Ｖが急速
に低下し回路の破壊が防止される。

第３図および第４図は、第１図の点灯装置の詳細な回路
例を示すものである。以下この回路の構成および動作に
つき概略的に説明する。第３図において、ダイオードブ
リッジＤ１０１は入力交流電源を整流する整流回路を構
成するものであり、コンデンサＣ１０７およびＣｌＯ３
は平滑コンデンサであり、サイリスタ５ＣＲ１０１など
は平滑コンデンサＣ１０７およびＣｌＯ３にラッシュ電
流が流れることを防止する回路を構成する。トランジス
タＴＲｌ０Ｉは制御用スイッチングトランジスタであり
ダイオードＤ１０４およびチョークコイルＬ１０２など
とともに降圧チョッパ回路を構成する。また、トランジ
スタＴＲ１０３およびフォトカブラＰＣ１０１などは出
力電圧を検出して制御回路ＩＣｌ０Ｉにフィードバック
する回路を構成する。また、トランジスタＴＲ１０２お
よび抵抗Ｒ１０６などは過電流検出回路を構成し、この
回路によって検出された過電流情報はフォトカブラＰＣ
ＩＯＩを介して制御回路■Ｃ１０１に入力される。制御
回路ＩＣ１０１は、フォトカブラＰＣＩＯＩの出力に応
じてパルス幅変調された信号すなわちＰＷＭ信号を生成
しトランジスタＴＲ１０５をオンオフさせ端子Ａ−Ｂ間
にスイッチング信号を生成して前記制御用スイッチング
トランジスタＴＲ１０１に印加するものである。さらに
、フォトカブラＰＣ１０２、）ランジスタＴＲ１０８、
ユニジャンクショントランジスタＰＵＴ１０１、サイリ
スタ５ＣＲ１０２およびリレーＲＬ１０１などを含む回
路はたとえば出力端子５５および５７間が開放状態とな
った場合などの過電圧の発生を防止する回路を構成する
。

以上のような構成を有する回路において、端子５１およ
び５３間に交流電源が印加されるとこの交流電源は整流
回路Ｄ１０１および平滑コンデンサＣ１０７，ＣｌＯ３
によって整流平滑されトランジスタＴＲ１０１に入力さ
れる。このトランジスタＴＲｌ０Ｉは第４図の回路で生
成される高周波のＰＷＭ信号（Ａ−Ｂ間）によりスイッ
チングされる。トランジスタＴＲ１０１がオンの場合は
、整流回路Ｄ１０１からこのトランジスタＴＲ１０１お
よびチョークコイルＬ１０２を介して図示しない負荷が
接続されている出力端子５５に電流が流れる。また、ト
ランジスタＴＲｌ０Ｉがオフの場合にはダイオードＤ１
０４およびチョークコイルＬ１０２を介して端子５５に
電流が流れる。

このようにしてトランジスタＴＲ１０１、ダイオードＤ
１０４およびチョークコイルし１０２は出力端子５５お
よび５７間に接続された平滑コンデンサＣ１１２ととも
に降圧チョバ回路を構成しハロゲンランプ等の負荷回路
に直流電源を供給する。

このようにして出力端子５５および５７間に生成された
出力電圧は抵抗Ｒ１１７，Ｒ１１６および可変抵抗器Ｖ
ＲＩＯＩを含む回路によって検出されトランジスタＴＲ
１０３に印加される。トランジスタＴＲ１０３はこの出
力電圧の大きさに応じてフォトカブラＰＣＩＯＩの発光
ダイオードを発光させこの発光強度に応じた信号がフォ
トトランジスタのエミッタから制御回路ＩＣｌ０Ｉに入
力される。制御回路ＩＣ１０１はこのようにしてフォト
カブラＰＣ１０１から入力された信号の、大きさに応じ
てそのパルス幅が変化するＰＷＭ信号を生成しこれによ
ってトランジスタＴＲ１０５のスイッチングを行う。し
たがってトランスＴ１０１の出力端からノードＡおよび
Ｂを介して前記トランジスタＴＲ１０１にスイッチング
信号が印加される。これにより、出力端子５５および５
７の電圧が安定化される。

一方、第３図の回路において整流回路Ｄ１０１の負極側
出力端と端子５７との間に挿入された抵抗Ｒ１０６によ
って負荷回路に流れる電流の大きさが検出される。すな
わち負荷回路に流れる電流が所定値以上になるとトラン
ジスタＴＲ１０２がオンとなりフォトカブラＰＣＩＯＩ
を介して制御回路ＩＣｌ０Ｉに過電流状態である旨を示
す信号が入力される。これにより、制御回路ＩＣｌ０Ｉ
は出力電流はほぼ一定に維持しながら出力電圧を低下さ
せる、いわゆる垂下型特性を示すようトランジスタＴＲ
ｌ０Ｉに印加されるスイッチングパルスのパルス幅を制
御する。また、出力端子５５および５７間が開放状態と
なった場合等にこの端子間の電圧が上昇すると、フォト
カブラＰＣ１０２の発光ダイオードが発光しかつフォト
トランジスタがオンとなる。これにより、トランジスタ
ＴＲ１０８がカットオフし、抵抗Ｒ１２９およびコンデ
ンサＣ１１５によって決定される時定数に従って該コン
デンサ０１１５両端の電圧が上昇する。この電圧が所定
値以上になるとユニジャンクショントランジスタＰＵＴ
ＩＯＩがオンとなりサイリスタ５ＣＲ１０２をオンとす
る。これによりリレーＲＬＩＯＩのコイルに電流が流れ
、第３図の回路における入力交流電源を遮断し、出力端
子５５および５７間に過電圧が発生しないよう制御され
る。なお、第４図の回路における端子６１はリモート信
号により制御回路■Ｃ１０１の動作の起動あるいは停止
などを行うために設けられているものである。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、直流点灯方式のハロゲ
ンランプ点灯装置において、ランプ始動時における低イ
ンピーダンス現象による回路の破壊が防止されるととも
にランプの起動を極めて適確に行うことが可能となる。

また、人為的なミスによる出力端子の短絡等によって流
れる過電流に対しても適確に回路を保護することができ
る。さらに、回路素子として必要以上に大きな容量を有
するものを使用する必要がなくなり装置の価格の上昇を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係わる点灯装置の概略の
構成を示すブロック回路図、 第２図は、第１図の装置における出力電圧対出力電流の
関係を示すグラフ、 第３図および第４図は本発明の他の実施例に係わる点灯
装置の詳細な構成を示す電気回路図、第５図は、従来例
のハロゲンランプ点灯回路を示す電気回路図、 第６図は、従来例の点灯回路の出力電圧対出力電流特性
を示すグラフ、そして 第７図は、他の従来例に係わる点灯回路の構成を示すブ
ロック回路図である。 ３１：整流回路、３３：平滑コンデンサ、３５：制御用
トランジスタ、３７：ダイオード、３９：チョークコイ
ル、４１：過電流検出回路、４３二制御回路、４５：ラ
ンプ、 Ｄ１０１＝整流回路、 ５ＣＲＩＯＩ、５ＣＲ１０２：サイリスタ、Ｃ１０７，
ＣｌＯ３：平滑コンデンサ、ＴＲｌ０Ｉ：制御用トラン
ジスタ、 Ｄ１０４：ダイオード、 Ｌ１０２：チョークコイル、 ＰＣＩＯＩ、ＰＣ１０２：フォトカブラ、ＴＲ１０２，
ＴＲ１０３，・・・・・・・・・、　　ＴＲ１０８：ト
ランジスタ、ＩＣｌ０Ｉ：制御回路、ＰＵＴＩＯＩ：ユ
ニジャンクショントランジスタ、ＲＬＩＯＩ：　　　リ
　　し　−　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力交流電源を整流する整流回路と、この整流回路の出
   力からランプ負荷に供給される電圧を安定化する安定化
   回路と、負荷回路に流れる電流が所定値以上になったと
   き垂下型特性に従って出力電圧を低下させる過電流保護
   回路とを具備することを特徴とするハロゲンランプの点
   灯装置。