JPH0328039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、双方向性３端子サイリスタ（以下
このサイリスタをトライアツクという）を用いた
放電灯の調光制御回路の改良に関する。

放電灯の調光は、白熱電球を負荷とする場合の
ように主回路のトライアツクの位相制御を行つて
単に放電灯の印加電圧を下げるだけの簡単な制御
ではできない。放電灯が定常状態において、放電
を続行するには、商用周波電源の極性反転時に放
電灯管内の励起状態が保たれていて、印加電圧が
再点弧電圧以上でなければならない。この放電灯
管内の励起状態の良否と再点弧電圧との関係は反
比例の関係にある。励起状態が充分に保れていれ
ば、再点弧電圧は低くて済む。ところが、トライ
アツクの位相制御を行つて点弧角を大きくする
と、それだけ休止期間が長くなり管内の励起状態
は悪くなつている。そのため放電灯の調光制御に
は限界があつた。

従来の放電灯の調光制御は、再点弧電圧によつ
て限定される制御範囲を拡げるため蛍光灯の管壁
に近接導体が取付けられた特殊な蛍光灯を用いて
行なわれていたが、それでも０〜100％までの連
続的調光はできないという欠点があつた。しか
も、主回路のトライアツクを位相制御するための
位相制御回路の駆動電圧は、電源から直接抵抗を
介して供給されていたため、抵抗にジユール損を
生じ、効率が悪いという欠点があつた。

この発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
で、普通の蛍光灯を用いても調光範囲が０〜100
％まで可能で、且つまた効率の良い放電灯調光回
路の提供を目的とする。

この発明は、放電灯のフイラメント加熱を二つ
のヒータ巻線で行い位相制御で調光する放電灯調
光回路において、非直線充電特性コンデンサを放
電灯の両端に接続するとともに、位相制御回路の
駆動電圧を前記ヒータ巻線のヒータ電圧から得る
ことを特徴とする。

以下この発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の実施例である放電灯調光回
路の回路図である。

同図において、端子ａ，ｂはスイツチを介して
商用電源に接続される端子であり、ヒータトラン
ス１の100Vの１次巻線に接続されるとともに、
蛍光灯２、トライアツク３、安定器４とも直列に
接続されている。ヒータトランス１の二次側は、
数Ｖの二つのヒータ巻線を有しておりそれぞれ蛍
光灯２のフイラメント電極と接続されている。ま
た、これらのヒータ巻線は、非直線充電特性コン
デンサ５を介して接続されている。そして、一方
のこの接続点とトライアツク３のゲート端子間に
は、抵抗６を介して位相制御回路７が接続されて
いる。

ここで位相制御回路７を説明する。ダイオード
ブリツジ７１の入力端子ｃ，ｄは、抵抗６、トラ
イアツク３のゲート端子にそれぞれ接続されてい
る。出力端子ｅ，ｆは、シリコン制御素子７２
（以下このサイリスタをSCRという）、直列接続
した抵抗７３，７４、可変の中点タツプを有する
可変抵抗７５がそれぞれ並列に接続されている。
トランジスタ７６のベース端子は抵抗７３と７４
の接続点と、エミツタ端子は抵抗７７を介して可
変抵抗７５の中点タツプと、コレクタ端子は
SCR７２のゲート端子とそれぞれ接続されてい
る。また、ダイオードブリツジ７１の出力端子の
ｅ側には、SCR７２のゲート端子に接続された
ゲート電流調整用の抵抗７９と、トランジスタ７
６のエミツタ端子に接続されたコンデンサ７８が
接続されている。

次に以上の構成からなる放電灯調光回路の動作
説明をする。

まず図示してないスイツチが投入されてａ，ｂ
端子に100Vの商用周波電圧が印加されると、ヒ
ータトランス１の二次側の二つのヒータ巻線に電
圧を誘起して、蛍光灯２のヒータ電極に電流が流
れる。同時に位相制御回路７にも抵抗６を介して
駆動電圧が与えられる。ダイオードブリツジ７１
の出力端子ｆからの電流は、抵抗７４，７３を通
つて出力端子ｅに帰す電流分I₁と、可変抵抗７５
を通つて出力端子ｅに帰する電流分I₂と、可変抵
抗７５の中点タツプで分割された抵抗７５′と抵
抗７７を経てコンデンサ７８を充電する電流分I₃
に分流する。コンデンサ７８の充電が進んで抵抗
７３の両端電圧より大きくなると、ただちにトラ
ンジスタ７６がオンして、コンデンサ７８に蓄え
られた電荷はトランジスタ７６のエミツタ、コレ
クタを介してSCR７２のゲート電流として放電
される。

なお、このコンデンサ７８の充電電圧の進行速
度は、可変抵抗７５の中点タツプの位置によつて
決定される。中点タツプを右側に移動すると、コ
ンデンサ７８を充電する電流分I₃が増え、中点タ
ツプを左側に移動すると電流分I₃は減る。即ち、
コンデンサ７８に蓄えられる電荷は、コンデンサ
７８の静電容量ｃと、中点タツプで分割された抵
抗７５′７７との合計値Ｒとで決定される時定数
によつて決まる。

上記のようにゲート電流が流れると、SCR７
２のアノード・カソード間はターンオンしてダイ
オードブリツジ７１の出力端子ｅ，ｆ間は短絡状
態になる。これによつてダイオードブリツジ７１
の入力端子ｄから、トライアツク３のゲートへ電
流が流れる。

一方、両ヒータ巻線間に接続された非直線充電
特性コンデンサ５は、第２図で示すように約80V
を中心に急峻な充放電電流特性を有している。そ
のため、トライアツク３にゲート電流が流れる
と、上記コンデンサ５に約80V位充電される迄ト
ライアツク３および安定器４に短期間に電流が流
れる。しかしコンデンサ５が約80V位に充電され
ると急激にその電流（充電電流）はゼロに低下す
る。このとき安定器４の両端にキツク電圧が発生
し、その電圧によつて蛍光灯２が点弧する。こう
して蛍光灯２は安定器４で生じたキツク電圧で始
動し、半サイクルの間、可変抵抗７５の中点タツ
プの位置によつて決定される点弧角の商用電圧で
点灯する。

商用電圧の極性が反転する次の半サイクルにお
いても、上記と同様な動作を繰返して蛍光灯が再
点弧される。すなわち、可変抵抗７５の中点タツ
プ位置によつて決定される点弧角でトライアツク
３がターンオンすると同時にコンデンサ５が80V
程度迄急速に充電され、その充電直後に蛍光灯２
にキツク電圧が印加されて再点弧される。

以上の動作の繰返しで半サイクル毎にコンデン
サ５と安定器４の作用によつて再点弧され、点灯
が維持されていく。このため位相制御回路７で点
弧角を充分遅らせても再点弧の失敗が防止され、
連続的に明るさを調光することが出来る。そし
て、可変抵抗７５、抵抗７７、コンデンサ７８等
の値を適当に選択することで、トライアツク３の
点弧角を０〜πradまで連続変化させることが出
来、それによつて蛍光灯への電力供給を０〜100
％に連続可変することが可能となる。

第３図は、この発明の他の実施例である多灯式
放電灯調光回路の回路図である。第１図に示した
同一ないし相当部については同一番号を付してい
る。

同図において、ヒータトランス１は複数の蛍光
灯に電力を供給するに充分な容量であり、二次側
の両ヒータ巻線には複数の蛍光灯２が接続されて
いる。そして、複数の蛍光灯２の両フイラメント
電極間には、それぞれ非直線充電特性コンデンサ
５が接続されている。端子ａと各蛍光灯の一方の
フイラメント電極は、トライアツク３を介して接
続されている。端子ｂと各蛍光灯の他方のフイラ
メント電極は、それぞれ安定器４を介して接続さ
れている。そして、非直線充電特性コンデンサ５
の一方の接続点は、抵抗６と位相制御回路７を介
して、トライアツク３のゲート端子に接続されて
いる。

動作説明をすると、まず位相制御回路７の可変
抵抗７５を調整して、トライアツク３の点弧角が
決定される。トライアツク３がターンオンする
と、一斉に各コンデンサ５が充電し、続いて各安
定器４の両端にキツク電圧が発生して、そのキツ
ク電圧によつて各蛍光灯２が点灯する。以下半サ
イクル毎に上記と同様に動作によつて再点弧を繰
返しながら位相制御回路７で決定された点弧角で
調光されていく。

なお第１の実施例では100V用の蛍光灯を使用
したが、200Vの蛍光灯であつてもよく、それに
応じてヒータトランス等の各素子の定格容量を大
きくすればよい。またこの実施例では放電灯とし
て蛍光灯を用いたが、水銀灯などの他の放電灯で
あつても同様に実施できる。

以上の様にこの発明によれば、放電灯が非直線
充電特性コンデンサの急峻な充放電電流特性を利
用することによつて半サイクル毎に確実に再点弧
されるので、放電灯の再点弧電圧の問題は解消さ
れ、普通の蛍光灯でも調光制御が０〜100％まで
可能である。しかも、主回路のトライアツクを制
御する位相制御回路の駆動電圧がヒータトランス
の二次側から供給されるので電力損失が少なくな
り、効率が向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である一灯式の放電
灯調光回路の回路図、第２図は非直線充放電特性
コンデンサの電圧−電流曲線の図、第３図はこの
発明の他の実施例である多灯式の放電灯点灯回路
の回路図である。 １…ヒータトランス、２…蛍光灯、３…双方向
性３端子サイリスタ（トライアツク）、４…安定
器、５…非直線充電特性コンデンサ、７…位相制
御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放電灯のフイラメント加熱をヒータトランス
   の二次側の二つのヒータ巻線で行い位相制御で調
   光する放電灯調光回路において、 非直線充電特性コンデンサを放電灯の両端に接
   続するとともに、 放電灯に直列に接続されたトライアツク等の双
   方向３端子スイツチング素子と、前記ヒータ巻線
   の出力電圧で駆動され、電源の半サイクル毎に任
   意の位相角で前記スイツチング素子に導通パルス
   を与える位相制御回路とを備えたことを特徴とす
   る放電灯調光回路。