JPH04163896A

JPH04163896A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH04163896A
Application number: JP2289452A
Authority: JP
Inventors: Akio Okude; 奥出　章雄; Atsushi Kamioka; 上岡　淳
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-09
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2919046B2

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、放電灯を高周波で調光点灯させる放電灯点灯
装置に関するものである。

［従来の技術〕第７図は従来の調光用放電灯点灯装置の概略構成を示し
ている。商用交流電源ＡＣは、電源スィッチＳＷを介し
て、電源用配置１ｈ、１ｃに給電されている。調光器１
０は、トライアック等の位相制御素子１２とその制御部
１１を含んでおり、位相制御された電圧を調光信号とし
て制御用配線ｌＢと電源用配線１ｃの間に送出する。電
源用配置！　ＩＡ　、　１ｃと制御用配線ＩＢは蛍光灯
点灯用の安定器２ｏに接続されている。安定器２ｏは予
熱トランスＦＴを備えている。この予熱トランスＦＴは
、電源用配線ＩＡ、１１ｃから給電された商用交流電圧
を降圧して、蛍光灯２の各フィラメントに給電するもの
である。

一方、制御用配線ｌＢ上の位相制御された電圧は、リー
ク−シトランスＬＴと力率改善用のコンデンサＣ，＋を
介して蛍光灯２の両端に印加される。インダクタＬｐと
コンデンサＣｐ及び抵抗Ｒｐはピーキング回路を構成し
ており、蛍光灯２に定期的にリーケージトランスＬＴを
介して高圧パルスを印加し、低照度時の安定点灯を図っ
ている。

この種の位相制御式の放電灯点灯装置は、比較的安価に
構成できる反面、位相制御により電源電圧の半サイクル
内を電流通電区間と電流体止区間とに大きく二分するの
で、入力電流波形に歪みか生して高調波成分が増大する
という問題がある。

また、位相制御により電源電圧波形の立ち上がりが急峻
になるため、騒音（及び雑音）レベルが大きくなるとい
う問題がある。さらに、調光器１０がらの出力線ＩＡ、
１日、ｌｃの電位が全て商用交流電圧レベルであるので
、施工時に誤結線する恐れがあり、しかも、調光器１０
を構成する回路素子に耐電圧の高いものが必要となり、
コストアップの原因となるという問題がある。

第８図は、従来の他の放電灯点灯装置のブロック図であ
る。この装置は、外部からの調光信号に応じて放電灯負
荷Ｚの光出力を制御可能な調光用放電灯点灯装ＷＡと、
点灯装置Ａに電源Ａ、Ｃから電力を供給する電力線ＩＡ
、ｉｏと、調光信号Ｓを発生ずる調光装置と、調光信号
Ｓを調光装置から点灯装置Ａに伝送する信号線ｐ、、ｐ
Ｄよりなる。点灯装置Ａの構成は、例えば、特願平０１
−０７５５７２号や特公昭６１−２９６６９６号に開示
されている。

［発明か解決しようとする課題］上述の各従来例において、調光信号がフェートアウト状
態（実質的な消灯状態）である場合において、電源スィ
ッチＳＷがＯＮ／○ＦＦしたときの動作について省察す
る。第７図の従来例ては、トライアック１２で安定器１
０への電力がカットされており、何等問題は無かった。

しかし、第８図の従来例では、電源スィッチＳＷの○Ｎ
１０ＦＦにより、その制御部がリセットされると、放電
灯の起動用電圧が放電灯に印加され、調光信号Ｓが消灯
信号状態であるにも拘わらず、放電灯が一瞬閃光し、不
快感を与える等の問題がある。すなわち、調光信号Ｓが
フェードアウト状態で放電灯負荷２の起動用電圧が放電
灯負荷Ｚに印加されると、放電灯負荷２が消灯でなけれ
ばならないにも拘わらず、放電灯負荷２が発光すること
になる。

本発明は上述のような点に鑑みてなされたものてあり、
その目的とするところは、調光信号がフェードアウト状
態で点灯装置の電源がオン／オフされたときには、放電
灯に起動用電圧が印加されないようにして、放電灯が一
瞬閃光する等の不快感を解消することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の放電灯点灯装置にあっては、上記の課題を解決
するために、第１図に示すように、低圧水銀放電灯２と
、前記放電灯２に点灯用の高周波電力と起動用の高電圧
を供給するランプ起動点灯部１と、外部調光信号を受信
する調光信号受信部５と、受信された調光信号に従って
前記放電灯２を調光点灯制御する点灯制御部４とを備え
る放電灯点灯装置において、電源の入切によるリセット
信号を発生するリセット信号発生部３を備え、前記外部
調光信号による調光状態が最低照度付近のときには、前
記リセット信号よりも前記外部調光信号の優先度を高く
したことを特徴とするものである。

［作用］第１図に示す回路において、ランプ起動点灯部１は、電
源スィッチＳＷを介して交流電源ＡＣより電力を供給さ
れている。このランプ起動点灯部１は点灯制御部４によ
り制御され、放電灯２に電力を供給している。点灯制御
部４は、外部よりの調光信号を調光信号受信部５で受信
して得た制御信号に基づいて、調光信号に見合った出力
を放電灯２に供給するようにランプ起動点灯部１を制御
する。さて、電源リセット信号発生部３では、電源スィ
ッチＳＷのオン／オフを検出し、点灯制御部４にリセッ
ト信号を入力するのであるが、このとき、調光信号の状
態をまず確認し、起動パルスが必要か否かを判定する。

これは電源リセット信号発生部３で判定しても良く、ま
た、点灯制御部４で判定しても良い。調光信号がフェー
ドアウトの状態であれば、起動パルスの発生を止め、調
光信号がフェードアウトの状態以外であれば、起動パル
スを発生させ、放電灯２を点灯させる。これにより、調
光信号がフェードアウトの状態で電源スィッチＳＷをオ
ン／オフしても放電灯２が一瞬閃光を発するような不都
合は生しない。

［実施例］第４図乃至第６図は本発明の一実施例の回路図である。

第４図は点灯回路、第５図は駆動回路、第６図は制御回
路であり、図中の端子“ａ”〜“ｋ”は互いに接続され
ている。

まず、第４図の点灯回路について説明する。電力用配線
から得られる商用交流電圧は、サージ吸収素子ＺＮＲ１
雑音防止用のフィルタコイルＦＣ及びコンデンサＣ１を
介してダイオードブリッジＤＢ、により全波整流され、
コンデンサＣ２により平滑されて、直流電圧に変換され
る。この直流電圧は、パワーＭＯ３ＦＥＴよりなるトラ
ンジスタＱ、、Ｑ２の直列回路に印加されている。トラ
ンジスタＱ１の両端には、直流成分カット用の結合コン
デンサＣ３を介して予熱トランスＴ、の１次巻線が接続
されると共に、インダクタＬ１とコンデンサＣ２よりな
る直列共振回路が接続されている。

コンデンサＣ１の両端には、直流成分カット用の結合コ
ンデンサＣ５を介して放電灯２が並列接続されており、
この放電灯２のフィラメントには予熱トランスＴ１の２
次巻線から予熱電流が通電される。コンデンサＣ５と放
電灯２の接続点は、抵抗Ｒ５とＭＯＳトランジスタＱ３
を介して接地されている。なお、ダイオードブリッジＤ
Ｂ、の交流入力側には、降圧トランスＴ２の１次巻線が
並列接続されており、降圧トランスＴ２の２次巻線出力
はダイオードブリッジＤＢ２により全波整流され、平滑
コンデンサＣ６により平滑され、低圧直流電圧に変換さ
れる。この低圧直流電圧はツェナーダイオードＺＤ、に
より定電圧化され、制御電源電圧Ｖｃｃが得られる。こ
の制御電源電圧Ｖｃｃにより、第５図の駆動回路と第６
図の制御回路が駆動されているものである。

さて、点灯回路におけるインダクタＬ１のインダクタン
ス値をし、コンデンサＣ１の容量値をＣとすると、放電
灯２の不点灯時における共振周波数ｆ。は、ｆｏ＝１／２πＥｒでとなる。本実施例では、トランジスタＱ、、Ｑ２はいわ
ゆる遅相モード（共振周波数ｆ０よりもスイッチング周
波数が高く、共振回路に遅相電流が流れるモート）でス
イッチング動作を行う。このとき、トランジスタＱ、、
Ｑ２のスイッチング周波数が上昇すれば、放電灯２の光
出力は低下する。

次に、第５図の駆動回路について説明する。コンデンサ
ＣＩ５の電位は、タイマー回路ＩＣ５の周波数制御端子
（５番ピン）に入力される。このタイマー回路ＩＣ５は
、汎用タイマーＩＣ（例えば日本電気製μＰＣｌ５５５
）よりなり、抵抗Ｒ，５，Ｒ４Ｇ、コンデンサＣ３３よ
りなる時定数回路が接続されて、無安定マルチバイブレ
ータとして動作する。タイマー回路ＩＣ５の周波数制御
端子（５番ピン）の電圧が高くなると、タイマー回路Ｉ
Ｃ５の発振周波数は低くなる。後述の調光信号のオン・
デユーティが小さくなれば、タイマー回路ＩＣ５の発振
周波数は低くなる。このタイマー回路ＩＣ５の出力端子
（３番ビン）には矩形波信号が出力される。この矩形波
信号は、ＤフリップフロップＩＣ６のクロック入力端子
Ｃに入力されている。ＤフリップフロップＩＣ６のデー
タ入力端子りには反転出力端子ｑが接続されている。し
たがって、ＤフリップフロップＩＣ６はクロック入力端
子Ｃに入力された矩形波信号を分周するカウンタ回路と
して動作する。

ＤフリップフロップＩＣ６の出力端子Ｑ及び反転出力端
子ｑは、それぞれＮＡＮＤ回路Ｇ６及びＧ。

における一方の入力端子に接続され、他方の入力端子に
は、前記クロック信号をＮＯＴ回路回路＜　、　Ｇ　。

により遅延せしめた信号が印加されている。ＮＡＮＤ回
路Ｇ６の出力は、トランジスタＱ　＋　コ＋　Ｑ　ｌ＜
と結合コンデンサＣ１，及び絶縁用駆動トランスＴ１、
抵抗Ｒ，，Ｒ２を介して、高電位側のトランジスタＱ、
ヘトライブ信号として供給される。また、ＮＡＮＤ回路
Ｇアの出力は、ＮＯＴ回路回路に入力され、その出力は
、抵抗Ｒ３、Ｒ＜を介して、低電位側のトランジスタＱ
２ヘトライブ信号として供給される。

以上の動作をまとめると、調光信号のオン・デユーティ
と放電灯２の光出力との関係は、第３図に示すような特
性となる。つまり、調光信号におけるオン・デユーティ
が最小のときは、光出カ設定を最大に、調光信号におけ
るオン・デユーティが最大のときは、光出力設定を最小
にすることかできる。

次に、第６図の制御回路について説明する。前述のタイ
マー回路ＩＣ５の周波数制御端子（５番ピン）には、ト
ランジスタＱｓを介して抵抗Ｒ１５゜Ｒ１６の分圧電圧
が供給されるか、又は、トランジスタＱ７を介して抵抗
Ｒ１ａ、Ｒ＋９の分圧電圧が供給されるか、あるいはト
ランジスタＱ、を介して調光レベル設定電圧が供給され
る。

まず、抵抗Ｒ＋ｓ、Ｒ＋６の分圧電圧の印加について説
明する。この分圧電圧は、電源スィッチＳＷがオフから
オンに変化した後、一定時間だけタイマー回路ＩＣ５に
入力される。すなわち、電源スィッチＳＷがＯＮすると
、端子“ｊ”の交流電圧がダイオードＤ、で半波整流さ
れ、抵抗Ｒ，，Ｒ，により分圧され、コンデンサＣ７で
平滑されて、ツェナーダイオードＺＤ２のアノード電圧
が高くなり、ツェナーダイオードＺＤ２は導通し、トラ
ンジスタＱ、はオンする。これにより、トランジスタＱ
４のコレクタ電位は“Ｌｏｗ”レベルとなり、トランジ
スタＱ５はオフする。したがって、抵抗Ｒ１□を介して
コンデンサＣ８が充電され、その充電電圧が、抵抗Ｒ，
３，Ｒ，，で設定された基準電圧よりも高くなれば、コ
ンパレータＩＣＩの出力は’Ｌｏｗ”レベルとなる。こ
の時間をＴ、とする。つまり、電源スィッチＳＷの投入
後、コンパレータＩＣＩの出力は’Ｈｉｇｈ’“レベル
となり、その後、所定時間Ｔ。

の経過後に“Ｌｏｗ”レベルとなる。この出力は、ＮＯ
Ｔ回＃ｒ　Ｇ＋に入力されて、反転される。よって、電
源投入時から所定時間Ｔ１が経過するまて、トランジス
タＱ６のベース電位は“”Ｌｏｗ”レベルとなり、トラ
ンジスタＱ６はオンし、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６及びＲ１７
で決まる電位が、前述のタイマー回路ＩＣ５の周波数制
御端子（５番ピン）に入力される。このとき、タイマー
回路ＩＣ５の発振周波数は、インバータ回路の共振周波
数ｆ。より遥かに高い周波数とし、放電灯２の両端に高
電圧が印加されることなく、放電灯２のフィラメントを
予熱するものである。

次に、トランジスタＱｓの動作について説明する。トラ
ンジスタＱ、のベースには、ＮＯＴ回路Ｇ１の出力とＮ
ＯＴ回路回路の出力をそれぞれ入力されるＮＡＮＤ回路
Ｇ２の出力が供給されており、ＮＯＴ回路Ｇ１の出力が
’Ｈｉｇｈ”レベル、ＮＯＴ回路回路ｆの出力も°’Ｈ
ｉｇｈ”レベルのときにのみ、ＮＡＮＤ回路Ｇ２の出力
は°″ＬＯ−”レベルとなり、トランジスタＱ、はＯＮ
する。

トランジスタＱ８のエミッタには、以下に説明するよう
な調光レベル設定電圧が印加される。今、入力端子α、
β間に入力される外部調光信号を第２図に示すようなデ
ユーティ信号とする。すなわち、周期Ｔが一定でオン時
間τが変化する信号であるとする。オン時間τでは、調
光信号により抵抗Ｒ２ｓを介してフォトカプラＰＣの発
光素子が発光し、その受光素子が導通状態となるので、
コンデンサＣＩ□の電圧は抵抗Ｒ２７を介してフォトカ
プラＰＣの受光素子により放電される。調光信号がオン
時間τ以外のときには、コンパレータＩＣ２は抵抗Ｒ２
，、Ｒ２＠の分圧比で決まる電位に充電される。この充
放電により、コンデンサＣＩ２の両端電圧は調光信号に
応した電圧に一意的に決められる。このコンデンサＣＩ
２の両端電圧Ｖｓはバッファ用のオペアンプＩＣ２及び
抵抗Ｒ５゜を介して、トランジスタＱ、のエミッタに印
加される。トランジスタＱ、がＱＮのときは、前述のコ
ンデンサＣ１２の電圧Ｖｓがタイマー回路ＩＣ５の周波
数制御端子（５番ピン）に入力されるものである。

次に、放電灯２への起動パルスの印加について説明する
。起動パルスは、トランジスタＱ、のオン時に印加され
る。トランジスタＱ７がオンされたときには、タイマー
回路ＩＣ５の周波数制御端子（５番ピン）の電位は抵抗
Ｒ、ｓ　、　Ｒ、ｉ　、　Ｒ２゜で決まる。このときの
タイマー回路ＩＣ５の発振周波数は、前述の共振回路の
共振周波数ｆ。よりも少し高い周波数に設定される。こ
のとき、放電灯２の両端には回路共振の結果、高電圧が
印加され、放電灯２は起動点灯するものである。

このトランジスタＱ、の制御はタイマー回路■Ｃ７によ
りなされる。このタイマー回路ＩＣ７は汎用のタイマー
■Ｃ（例えば、日本電気製μＰＣｌ５５５）よりなり、
抵抗Ｒ２４、コンデンサＣＩＯで決まる時間だけ圧力端
子（３番ビン）がＨｉｇｈ”レベルとなる。このタイマ
ー動作はトリガ一端子（２番ビン）がｌ　／　３　Ｖ　
ｃｃ以下になった時点から始まるものであり、第６図で
は、ＮＯＴ回路Ｇ１の出力がＨｉｇｈ”レベルになった
瞬間、抵抗Ｒ２１とコンデンサＣ８の微分回路を介して
、トランジスタＱ、が一瞬オンし、トリガーがかかる。

さらに、調光信号による前述の電圧Ｖｓが抵抗Ｒ３□、
Ｒ１２て決まる電圧を越えるとき、トランジスタＱ　ｌ
　ｌがオン状態からオフ状態に変化して、この瞬間、ト
ランジスタＱ　ｌ　２が一瞬オンされた場合にも、トリ
ガーがかかるようになっている。

ところで、電源投入時に調光信号が消灯レベルであると
き、つまり、本実施例では調光信号のオン時間τが長く
、第３図のＤｘ％から１００％の調光範囲となったとき
、コンパレータＩＣ３の出力が’Ｈｉｇｈ”レベルとな
るように、設定しておくと、この調光信号の発生期間中
はトランジスタＱ　Ｉ　Ｏがオン状態となる。トランジ
スタＱ１゜がＯＮであれば、第５図の“ｇ”点は“Ｌｏ
ｗ”レベルとなる。この′８°°点が°’Ｌｏｇ”レベ
ルのとき、タイマー回路工Ｃ７はリセットされ、タイマ
ー動作を行わず、出力端子（３番ピン）は“Ｌｏ−”レ
ベルのままで、放電灯２の起動のためのパルスは発生さ
れない。すなわち、この調光信号の発生期間中に電源ス
ィッチＳＷがオン／オフしても放電灯２には、起動パル
スは印加されず、フェードアウトの状態のままであり、
放電灯２の一瞬閃光は生じない、なお、このフェードア
ウト状態から調光信号が変化し、第３図のＤｘ％を越え
ると、前述のように、トランジスタＱＩ２が一瞬オンし
たときに、放電灯２に起動電圧が印加され、放電灯２は
起動点灯するものである。

なお、第４図の抵抗Ｒ６とトランジスタＱ、は低光束時
の放電灯２の点灯維持のための直流重畳手段てあり、放
電灯２の点灯時にはトランジスタＱ：ｌはオンとなって
おり、直流が放電灯２に重畳されている。このトランジ
スタＱ、は、コンパレータＩＣ４の出力によりＮＯＴ回
路回路を介して制御されており、第３図の調光信号でＤ
ｘ％より大きい範囲（Ｄｘ％〜１００％の間）では、ト
ランジスタＱ３がオフされて、放電灯２への直流重畳が
カットされ、放電灯２が消灯する。

以上のように、本実施例では、調光信号がフェードアウ
ト信号であるときに、放電灯点灯装置の電源スィッチＳ
Ｗがオン／オフされても、放電灯２の起動のための電圧
が印加されず、放電灯２の一瞬閃光がなく、光ちらつき
感がなくなる。

以上の説明では、調光信号として第２図に示すようなデ
ユーティ信号を用いたが、直流電圧や交流電圧の振幅等
を利用するものであっても良い。

つまり、調光信号に対して、放電灯２の光出力が一意的
に決定される放電灯調光制御システムであれば良いので
ある。

さらに、調光信号として、前述の説明では、アナログ信
号を利用したもの、を例示したが、調光信号としてディ
ジタル信号を用いたものであっても、前述のような制御
、つまり、フェードアウト調光信号のときは、電源スィ
ッチのオン／オフ等からのリセット信号よりも調光信号
を優先させる制御とすれば良いのである。

また、本発明の実施例では、ランプ起動点灯部としてハ
ーフブリッジ式のインバータ回路を用いて、調光方式と
して周波数制御方式を用いた。しかし、ランプ起動点灯
部はハーフブリッジ式のインバータ回路に限らず、フル
ブリッジ式インバータ等、他の回路方式であっても良く
、かつ調光方式についても周波数制御方式のみに限定さ
れるものではなく、例えば、放電灯２への印加電圧振幅
制御方式等を用いても良い。

［発明の効果］本発明にあっては、上述のように、放電灯に点灯用の高
周波電力と起動用の高電圧を供給するランプ起動点灯部
を外部からの調光信号によって制御するようにした放電
灯点灯装置において、調光信号がフェードアウト状態で
は放電灯に起動用の高電圧が印加されないようにしたの
で、点灯装置の電源のオン／オフ等による放電灯の−瞬
閃光等の不都合が無くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック回路図、第２
図及び第３図は同上の動作説明図、第４図は本発明の一
実施例に用いる点灯回路の回路図、第５図は同上に用い
る駆動回路の回路図、第６図は同上に用いる制御回路の
回路図、第７区は従来例の回路図、第８図は他の従来例
のブロック回路図である。１はランプ起動点灯部、２は放電灯、３は電源リセット
信号発生部、４は点灯制御部、５は調光信号受信部であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）低圧水銀放電灯と、前記放電灯に点灯用の高周波
電力と起動用の高電圧を供給するランプ起動点灯部と、
外部調光信号を受信する調光信号受信部と、受信された
調光信号に従って前記放電灯を調光点灯制御する点灯制
御部とを備える放電灯点灯装置において、電源の入切に
よるリセット信号を発生するリセット信号発生部を備え
、前記外部調光信号による調光状態が最低照度付近のと
きには、前記リセット信号よりも前記外部調光信号の優
先度を高くしたことを特徴とする放電灯点灯装置。