JPH04342994A

JPH04342994A - 放電灯調光装置

Info

Publication number: JPH04342994A
Application number: JP11593791A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Igarashi; 芳貴五十嵐; Hiroyoshi Yamazaki; 山崎　広義
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-05-21
Filing date: 1991-05-21
Publication date: 1992-11-30

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は蛍光ランプ等の放電ラ
ンプを高周波点灯して調光を行う放電灯調光装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種装置は、インバータに、イ
ンダクタと放電ランプの直列回路を接続し、インバータ
の出力周波数を変えてランプ電流を制御し調光を行って
いる。また例えば特公昭５８−２６６３７号公報記載の
装置は、インバータの出力周波数に応じてデューティを
変えてランプ電流を制御し調光を行っている。

【０００３】更に、例えば特開平２−１７２１９５号公
報には、放電灯点灯装置に用いられるインバータ装置と
して、パルス発振回路の発振周期を変えたり、パルス幅
を変えることにより出力を調整するものが示されている
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の放
電灯調光装置では、広範囲の調光をしようとすると、出
力周波数を広範囲にわたって変化させなければならない
。このため、調光の際、放電条件が悪化し、放電ランプ
が立ち消えしたりちらついたりするといった不安定放電
現象が生じるおそれがある。また、Ｌ，Ｃが放電ランプ
のフィラメントを介して直列接続されるＬＣ直列回路を
用いている装置では、調光のためインバータの出力周波
数を高くすると、コンデンサＣのインピーダンスが低下
しフィラメント電流が大きくなり過ぎて許容値を越える
ことがあり、これによりフィラメントの劣化が速まり、
放電ランプの寿命を短縮させる。

【０００５】この発明は、このような問題を解消するた
めなされたもので、広範囲の調光にかかわらず、放電ラ
ンプに、立ち消え，ちらつき等の不安定放電現象、寿命
短縮の生ずることのない放電灯調光装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明では、前記目的
を達成するため、放電灯調光装置をつぎの（１），（２
）のとおりに構成する。

【０００７】（１）出力周波数，出力デューティ可変の
交流電源と、該交流電源の出力端に接続されたインダク
タ，コンデンサの直列回路と、該コンデンサの両端に設
けられ負荷放電ランプに接続される出力端と、第１の調
光モードおよび第２の調光モードで前記交流電源を制御
する制御手段とを備えた放電灯調光装置であって、前記
第１の調光モードは、前記出力デューティを固定した状
態で、前記出力周波数を前記直列回路の共振周波数より
低い周波数から該共振周波数近傍まで変えるものであり
、前記第２の調光モードは、該出力周波数を該共振周波
数近傍に固定した状態で、該出力デューティを変えるも
のである放電灯調光装置。

【０００８】（２）直列回路は、負荷放電ランプのフィ
ラメントを介して直列接続されるものである前記（１）
記載の放電灯調光装置。

【０００９】

【作用】前記（１），（２）の構成により、交流電源は
、第１の調光モードでは、出力周波数が、直列回路の共
振周波数より低い周波数から共振周波数近傍まで可変さ
れ、第２の調光モードでは、共振周波数近傍で出力デュ
ーティが可変される。前記（２）の構成では、更に、第
２の調光モードでのフィラメント電流の増大が抑えられ
る。

【００１０】

【実施例】以下この発明を実施例にもとづき詳しく説明
する。図１はこの発明の一実施例である“放電灯調光装
置”の回路図であり、図２ないし図６はその動作説明図
である。

【００１１】図１において、１は直流電源であり、３，
４は直流電源１の出力を所要の電圧，周波数，デューテ
ィの交流に変換するハーフブリッジ型インバータ６を構
成するスイッチング素子であり、５はインバータ６を構
成する大容量コンデンサである。２はインバータ６の制
御回路である。

【００１２】７，１０はＬＣ直列回路１１を構成するイ
ンダクタ，コンデンサであり、８はコンデンサ１０に並
列に接続された、当該装置の負荷の放電ランプであり、
９はそのフィラメントである。

【００１３】つぎに動作を説明する。不図示の点灯スイ
ッチをオンすると、制御回路２はインバータ６の出力周
波数（以下単に“出力周波数”という）を前記ＬＣ直列
回路１１の共振周波数ｆ０　と同じ周波数に制御する。放電ランプ８の点灯前は、放電ランプ８のインピーダン
スが大きく、ＬＣ直列回路１１は直列共振状態にあり放
電ランプ８には点灯に充分な電圧ＶＬ　が印加され点灯
する。

【００１４】点灯すると、直ちに制御回路２により、出
力周波数は、共振周波数ｆ０　より低い点灯周波数ｆ１
　に変えられる。このとき、コンデンサ１０は放電ラン
プ８の点灯によりシャントされるので、ＬＣ直列回路１
１は共振がダンプされた状態となる。

【００１５】この状態で出力周波数をｆ１　からｆ０　
（６５ＫＨｚ）近傍のｆ２　まで変えると（ｆ０　＜ｆ
２　＜３／２・ｆ０　）、放電ランプ８に供給される電
流即ちランプ電流は、リアクタ７のインピーダンス増大
により逓減され、全光状態から調光が行われる（以下こ
れを第１の調光モードという）。

【００１６】つぎに出力周波数をｆ２　に固定したまま
、出力デューティを次第に小さくすると、ランプ電流は
更に逓減され、より深い調光を行われる（以下これを第
２の調光モードという）。

【００１７】第２の調光モードでは出力周波数がｆ２　
に固定されているので、周波数のみ可変の従来例に比べ
てフィラメント９の電流増大が抑えられる。

【００１８】つぎにこれらの動作を図２ないし図７で説
明する。図２は点灯前の出力周波数ｆとランプ電圧ＶＬ
　の関係を示す図で、放電ランプ８はインピーダンスが
高いので、図示のように、ＬＣ直列回路１１は共振状態
にある。始動時は出力周波数ｆが共振周波数ｆ０　に制
御されるので、放電ランプ８に点灯に充分な電圧ＶＬ　
を供給することができる。図３は点灯後の出力周波数ｆ
とランプ電圧ＶＬ　の関係を示す図で、図示のように、
前述の共振が放電ランプ８のインピーダンス低下により
ダンプされた状態となっている。しかし、第１の調光モ
ードにおいて出力周波数ｆをｆ１　からｆ２　へと増大
し、ランプ電流を逓減するにしたがい、放電ランプ８の
インピーダンスが増大し、ＬＣ直列回路１１に共振によ
る昇圧作用が生じる。第２の調光モードでは、出力周波
数ｆをｆ２　に固定し、この昇圧作用を維持した状態で
調光が行われるので、放電ランプ８における立ち消え，
ちらつき等の不安定放電現象の発生がさけられる。

【００１９】第２の調光モードにおいて、デューティと
ランプ電圧ＶＬ　の関係は図４の通りとなる。

【００２０】図５は、全光時と調光時におけるインバー
タ６のスイッチング素子３，４の出力電圧波形を示す。ＶＱ１はスイッチング素子３の出力電圧であり、ＶＱ２
はスイッチング素子４の出力電圧である。全光時は、（
ａ），（ｂ）に示すように、周期Ｔ１　（＝１／ｆ１　
），デューティ０．５の固定の波形であり、第１の調光
モードの一番深い調光時は、（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、周期Ｔ２　（＝１／ｆ２　），デューティ０．５の
波形であり、第２の調光モード時は、（ｅ），（ｆ）に
示すように、周期Ｔ２　固定で、ＶＱ１はデューティ０
．５、ＶＱ２はデューティ０．５以下に逓減される。（
ｆ）ではデューティはｔ３　／Ｔ２　となっている。

【００２１】図６は出力周波数ｆをｆ１　からｆ２　を
越えて更に変化させたとき、即ち出力周波数のみ可変で
調光した場合の出力周波数ｆとフィラメント９の電流Ｉ
ｆ　との関係を示し、図７は本実施例におけるフィラメ
ント電流Ｉｆ　の変化を示す。なお、図７の横軸はｆ２
　までは出力周波数ｆを、ｆ２　からｔ′までは出力周
波数ｆ２　固定でデューティ逓減を示す。図６，図７か
ら、本実施例では出力周波数ｆのみで調光する例に比べ
てフィラメント電流Ｉｆ　の増大が抑えられることが判
る。

【００２２】つぎに制御回路２について説明する。図８
は制御回路２のブロック図、図９はその動作説明図であ
る。図８において、２０，２３は電圧比較器、２１はノ
コギリ波電圧発生回路、２２は電圧−周波数変換器であ
る。Ｓ１　，Ｓ２　は、電圧比較器２０の出力により切
り換えられるスイッチ、Ｅ０　，Ｅ１　は所定の直流電
圧、ＥＣＯＮＴは制御用直流電圧である。

【００２３】ＥＣＯＮＴ≦Ｅの範囲は第１の調光モード
で動作し、ＥＣＯＮＴ＞Ｅ０　の範囲は第２の調光モー
ドで動作する。即ち、ＥＣＯＮＴ≦Ｅ０　では、スイッ
チＳ１　はｂ側に、スイッチＳ２　はａ側に切り換えら
れる。よって、電圧比較器２３では、（ａ），（ｃ）に
示すように、直流電圧Ｅ１　と、制御用直流電圧ＥＣＯ
ＮＴに比例した周波数で一定振幅のノゴキリ波電圧Ｖｆ
　が比較され、（ｂ），（ｄ）に示すように、制御用直
流電圧ＥＣＯＮＴの増大の比例して増大する出力周波数
ｆでデューティ一定（０．５に設定）のパルス出力が得
られ、このパルス出力によりインバータ６のスイッチン
グ素子３，４を駆動することにより第１の調光モードで
の制御を行うことができる。

【００２４】ＥＣＯＮＴ＞Ｅ０　の範囲では、スイッチ
Ｓ１　はａ側に、スイッチＳ２　はｂ側に切り換えられ
る。よって、電圧比較器２３では、（ｅ）に示すように
、制御電圧ＥＣＯＮＴと前述のノコギリ波電圧Ｖｆ　が
比較され、（ｆ）に示すように、制御電圧ＥＣＯＮＴの
増大に比例して、周波数がｆ２　一定で、デューティが
０．５より逓減するパルス出力が得られ、このパルス出
力でインバータ６のスイッチ素子４を駆動することによ
り第２の調光モードの調光を行うことができる。

【００２５】なお、出力周波数ｆ２　は、ｆ２　＞ｆ０
に限らず、ｆ０　近傍のｆ２　＜ｆ０　で実施すること
もできる。

【００２６】

【発明の効果】以下説明したように、請求項１，請求項
２の発明によれば、放電ランプに立ち消え，ちらつき等
の不安定放電現象を生ずることなく広い範囲の調光を行
うことができ、請求項２の発明では更にフィラメントの
劣化による寿命短縮をおこすことなく広い範囲の調光を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の回路図

【図２】実施例の点灯前における出力周波数とランプ電
圧の関係を示す図

【図３】実施例の点灯後における出力周波数とランプ電
圧の関係を示す図

【図４】実施例におけるデューティとランプ電圧の関係
を示す図

【図５】調光時のスイッチング素子の出力電圧波形を示
す図

【図６】出力周波数のみ可変で調光する場合のフィラメ
ント電流の変化を示す図

【図７】実施例におけるフィラメント電流の変化を示す
図

【図８】実施例で用いる制御回路のブロック図

【図９】
実施例で用いる制御回路の動作説明図

【符号の説明】

２　　　　制御回路６　　　　インバータ７　　　　インダクタ８　　　　放電ランプ９　　　　フィラメント１０　　　　コンデンサ１１　　　　ＬＣ直列回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　出力周波数，出力デューティ可変の交
流電源と、該交流電源の出力端に接続されたインダクタ
，コンデンサの直列回路と、該コンデンサの両端に設け
られ負荷放電ランプに接続される出力端と、第１の調光
モードおよび第２の調光モードで前記交流電源を制御す
る制御手段とを備えた放電灯調光装置であって、前記第
１の調光モードは、前記出力デューティを固定した状態
で、前記出力周波数を前記直列回路の共振周波数より低
い周波数から該共振周波数近傍まで変えるものであり、
前記第２の調光モードは、該出力周波数を該共振周波数
近傍に固定した状態で、該出力デューティを変えるもの
であることを特徴とする放電灯調光装置。
【請求項２】　　直列回路は、負荷放電ランプのフィラ
メントを介して直列接続されるものであることを特徴と
する請求項１記載の放電灯調光装置。