JPH03254099A - インバータ照明装置 - 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］ この発明は、トリガ周期を時分割で可変することにより
°多段階調光を可能にしたインバータ照明装置に関する
。

［従来の技術］ 第３図に示すインバータ照明装置１は、蛍光管からなる
照明ランプ２に安定器３を介して高周波電源４を接続し
、５０ないし１００　ｋ　Ｈｚ程度の高周波電流をもっ
て照明ランプ２を駆動するいわゆる高周波ドライブ方式
を採用するものであり、商用交流周波数で駆動するこれ
までの方式に比べ、チラッキの少ない照明が可能である
。

照明ランプ２は、フィラメント電極５，６間の放電によ
り点灯するため、改訂状態においては一対のフィラメン
ト電極５．６の抵抗とランプ内抵抗との直列合成抵抗を
等価抵抗とみなすことができる。照明ランプ２には、予
熱コンデンサＣｐが並列接続してあり、始動時に予熱コ
ンデンサＣｐに流れ込む予熱電流によりフィラメント電
極５゜６が予熱される。そして、予熱の進行とともにフ
ィラメント電極５．６から熱電子が放出され、画電極５
，６間に分布する熱電子が一定の濃度に達すると、放電
が開始されて照明ランプ２は点灯に至る。

一方、放電の開始とともに、ランプ内抵抗は低下するが
、照明ランプ２の等価合或抵抗と予熱コンデンサＣｐの
並列接続回路及びこれに直列の安定器３のインダクタン
スとが、直・並列共振回路を形成する。一般に、高周波
電源４の発振周波数は、上記直・並列共振回路の共振周
波数近傍に設定されるため、有効電流はその殆どがラン
プ電流としてフィラメント電極５．６間を流れることに
なる。このため、一般には、高周波電源４の発振周波数
を変えることで照明ランプ２の明るさを可変調整する方
法が取られる。

しかるに、上記の従来のインバータ照明装置１は、高周
波電源４の発振周波数をアナログ回路構成の調光器７に
より可変調整する構成とされていたため、原理上は無段
階調光が可能であるが、実際には発振周波数を一定の精
度をもって連続可変できる周波数範囲が制限されてしま
い、また使用回路部品のバラツキ等による誤差を調整す
るため、かなりの調整作業が要求されるなどの欠点があ
った。

そこで、第４図に示すインバータ照明装置１１のごとく
、調光器１２を調整箇所が少なくて済むディジタル回路
構成とし、実用上不足のない多段階調光を可能にした照
明装置の導入が検討されるに至った。本例に示す調光器
１２は、水晶発振器等（図示せず）から供給される安定
な周波数をもったクロック信号を、トリガ回路１３にて
分周することでトリガ信号を生成するものであり、トリ
ガ回路１３内に設けたロード入力端子付きのカウンタ１
４によりクロック信号を計数させ、その計数値がデコー
ダ１５に設定された計数目標値に一致した時点で、分周
比設定回路１６から与えられるロード値を、計数初期値
としてカウンタ１４にロードする構成をとる。

すなわち、カウンタ１４は、ロード入力端子がハイレベ
ルであるときに、クロック信号の立ち上がりでもってデ
ータ入力端子に与えられたデータをロードされ、ロード
されたデータを計数初期値とし、続いて与えられるクロ
ック信号とともに歩道計数を繰り返す。一方、カウンタ
１４の計数出力を受けるデコーダ１５は、あらかじめ設
定済みのデコード値（計数目標値）とカウンタ■４のロ
ードｇｌ（計数初期値）とを比較し、両者が一致した時
点で、高周波電源４に対しトリガパルスを出力するとと
もに、カウンタ１４に対してはロード信号を供給する。

従って、カウンタエ４に設定するロード値か又はデコー
ダ１５に与えるデコード値のいずれか一方を変えること
で、計数初期値と計数目標値の差に等しいクロック信号
数に相当する分周比をもって、トリガ信号が生成できる
。このため、例えば第５図に示したように、ロード値（
計数初期値）としてＮを、またデコード値（計数目標値
）としてＭを与えた場合、（Ｍ−Ｎ＋１　）クロックを
１周期とするトリガ信号が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のインバータ照明装置１１は、７ビツトのカウ
ンタ１４を用いた場合は、１２９通りの分周比が得られ
るため、無段階調整には及ばないものの、かなりの刻み
をもって段階的な照度制御が可能である。しかし、例え
ば４　Ｍ　Ｈｚのクロック周波数を、仮に分周比５０と
分周比４９で分周した場合、高周波電源４のトリガ周波
数はそれぞれ８０．０ｋＨｚと８１．８ｋＨｚのごとく
、約１．６ｋＨｚの周波数差をもって可変されるわけで
あるが、裏を返せば８０．０ｋＨｚと８１．６ｋＨｚの
中間のトリガ周波数は実現できないことにもなる。この
ため、整数分周比以外の分周比でしか得られないトリガ
周波数がどうしても欲しいような場合に、カウンタ１４
のクロック周波数を４　Ｍ　Ｈｚよりも高くし、分周比
自体も大とする必要があり、その場合、トリガ周波数の
刻みは小さくできる代わりに、カウンタ１４として高速
動作に追従するものが要求され、製造コストの面から支
障を来すことになるといった課題があった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決したものであり、トリガ周
期に応じた周波数で発振する高周波電源と、この高周波
電源に安定器を介して接続された照明ランプと、周波数
が一定のクロック信号を分周し、分周により得られたト
リガパルスにより前記高周波電源をトリガするトリガ回
路と、このトリガ回路が分周する前記クロック信号の分
周比を一定の時間比でもって交互に２通りに切り替える
時分割分周比制御回路とを具備することを特徴とするも
のである。

［作用］ この発明は、照明ランプに接続された高周波電源を、周
波数が一定のクロック信号を分周して得られるトリガパ
ルスによりトリガするとともに、クロック信号の分周比
を一定の時間比でもって交互に２通りに切り替えること
により、トリガパルスの平均周波数を整数分周比の加重
平均に任意に対応させ、無段階調光に近い多段階調光を
可能にする。

［実施例コ 以下、この発明の実施例について、第１，２図を参照し
て説明する。第１図は、この発明のインバータ照明装置
の一実施例を示す回路構成図、第２図は、第１図に示し
た時分割分局比制御回路各部の信号波形図である。

第１図に示すインバータ照明装置２１は、高周波電源４
のためのトリガパルスを生成するトリガ回路１３に、分
周比を周期的に変化させる時分割分周比制御回路２２を
接続したものである。時分割分周比制御回路２２は、ト
リガ回路１３内のカウンタ１４に設定する分周比（計数
初期値）を、一定の時間比をもって分周比Ｎと分周比Ｎ
−１の２通りに周期的に切り替えるものであり、分周比
発生回路２３とこの分周比発生回路２３が発生する分周
比Ｎから１を減算する減算回路２４とを、分周比を選択
するための切り替えスイッチ２５を介して、カウンタ１
４のデータ入力端子に接続しである。切り替えスイッチ
２５は、トリガ信号を分周するためのカウンタ２６の出
力によって切り替えられるが、ここでは、切り替えスイ
ッチ２５を、カウンタ２６の最上位ビットの１又はＯに
対応させて分周比発生回路２３側か減算回路２４側に切
り替えるようにしである。

カウンタ２６は、ロード入力端子付きであり、ロード入
力端子がハイレベルであるときに、トリガ信号の立ち上
がりでもってデータ入力端子に与えられたデータをロー
ドされ、これをデータ出力端子から出力し、続いて分周
比を計数初期値としてクロック信号とともに歩進計数を
繰り返す。

方、カウンタ２６の計数出力は、デコーダ２７に供給さ
れ、デコーダ２７に計数目標値として与えられたデコー
ド値にカウンタ２６の計数値が一致した時点で、デコー
ダ２７がらカウンタ２６に対しロード信号が供給される
。

２８は、時分割周期コントローラであり、トリガ周波数
設定器（図示せず）から与えられるｊビットのデータの
うち、分周比発生回路２３に与えられる下位にビットを
除く上位（ｊ−ｋ）ビットのデータに応じてロード値と
デコード値を発生し、時分割周期を制御する。なお、実
施例では、トリガ回路１３と時分割分周比制御回路２２
が、調光器２９を構成する。

ここで、カウンタ２６として例えば４ビツト構成のもの
を用いるものと仮定し、時分割周期コントローラ２８に
対し、デコード値として１２、ロード値として５を与え
たとする。この場合、第２図に示したように、カウンタ
２６が、ロード値５から３個のトリガパルスを計数し、
その計数値が８（２進数で１０００）に達したとき、す
なわちカウンタ２６の最上位ビット（ＭＳＢ）に１が立
ったときに、切り替えスイッチ２５はロード値発生回路
２３側に切り替えられる。そして、カウンタ２６の計数
値が１２に達するまでは、トリガ回路１３内のカウンタ
１４に対し、分周比としてＮが与えられ続ける。

一方、切り替えスイッチ２５が切り替わった後、カウン
タ２６が５個のトリガパルスを計数し、その計数値が１
２に達すると、カウンタ２６の計数値がデコード値に一
致したことを検知したデコーダ２７の出力が、カウンタ
２６のロード入力端子に供給され、カウンタ２６にはロ
ード値５がロードされる。このため、ロード値として５
（２進数では０１０１）が与えられることで、カウンタ
２６の計数出力の最上位ビットが０に切り替わり、切り
替えスイッチ２５は分周比発生回路２３側から減算回路
２４側に切り替わる。

このように、トリガ回路１３の分周比は、時間比にして
３対５の割合で、例えば分周比Ｎに対応する５０と分周
期比Ｎ−１に対応する４９の２通りに切り替えられるこ
とになる。従って、平均分周比としては、 （５０Ｘ３＋４９Ｘ５）／８＝４９．３７５のごとく、
非整数分周比が得られる。このため、クロック周波数が
４　Ｍ　Ｈｚであれば、高周波電源４の発振周波数は８
１．０ｋＨｚとなる。すなわち、分周比を時分割制御す
ることで、８０．０ｋＨｚと８１．７ｋＨｚの中間のト
リガ周波数を得ることができ、これによりクロック周波
数を高めることなく、平均周波数を細かい刻みをもって
調整することができる。また、トリガ回路１３における
分周比が、整数分周比にのみ限定されていた従来のディ
ジタル調光方式と異なり、無段階調光にきわめて近い多
段階調光が可能であり、しかもアナログ方式のような部
品のバラツキを吸収するための調整が殆ど不要であるか
ら、製造工程における調整箇所を極力減らすことができ
、また苛酷な環境下において長期間使用したとしても、
常に安定な調光が可能である。

なお、時分割周期コントローラ２８に与えるロード値と
デコード値は、希望する平均トリガ周波数に応じて５或
は１２以外に任意に可変することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、照明ランプに接続さ
れた高周波電源を、周波数が一定のクロック信号を分周
して得られるトリガパルスにより。

トリガするとともに、クロック信号の分周比を一定の時
間比でもって交互に２通りに切り替える構成としたから
、トリガパルスの平均周波数を整数分周比の加重平均に
任意に対応させることができ、これにより分周比が整数
分周比にのみ限定されていた従来のディジタル調光方式
と異なり、無段階調光にきわめて近い多段階調光が可能
であり、しかもアナログ方式のような部品のバラツキを
吸収するための調整が殆ど不要であるから、製造工程に
おける調整箇所を極力減らすことができ、また苛酷な環
境下において長期間使用したとしても、常に安定な調光
が可能である等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のインバータ照明装置の一実施例を
示す回路構成図、第２図は、第１図に示した時分割分周
比制御回路各部の信号波形図、第３図は、従来のアナロ
グ調光方式インバータ照明装置の一例を示す回路構成図
、第４，５図は、それぞれ従来のディジタル調光方式イ
ンバータ照明装置の一例を示す回路構成図及び回路各部
の信号波形図である。 ２００．照明ランプ、４．、、高周波電源。 １３、、、トリガ回路、１４．、、カウンタ。 ２１、、、インバータ照明装置、２２．、〜時分割分周
比制御回路。 第４図 １ （Ａ）７０・フ１胡 第　５　図 皿■北Ｕ現　　Ａ」部但耶肛。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トリガ周期に応じた周波数で発振する高周波電源と、こ
   の高周波電源に安定器を介して接続された照明ランプと
   、周波数が一定のクロック信号を分周し、分周により得
   られたトリガパルスにより前記高周波電源をトリガする
   トリガ回路と、このトリガ回路が分周する前記クロック
   信号の分周比を、一定の時間比でもって交互に２通りに
   切り替える時分割分周比制御回路とを具備することを特
   徴とするインバータ照明装置。