JPH0448589A

JPH0448589A - 白熱灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0448589A
Application number: JP2158033A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hamahata; 浜端　誠二; Yoshimitsu Hiratomo; 平伴　喜光; Shigeaki Yamazaki; 茂章山崎; Yukio Tamura; 田村　由紀夫
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1992-02-18
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JP2843117B2

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５商用電源から電圧変換（降圧１周波数など）
、又はオンオフ制御を行う点灯装置を介して、ミニハロ
ゲン電球を含む白熱灯を点灯させるための白熱灯点灯装
置に関するものである。

［従来の技術］目的、用途に応じて適正な照明設計を行うためには、配
光設計が容易な光源を使用することが望ましく、最も配
光設計の自由度が大きいのは、点光源である。

その点光源に近い光源として、最近、低電圧ミニハロゲ
ン電球が広く使用されるようになってきた。このランプ
を点灯させるためには、通常、商用電源電圧を降圧して
ランプの定格電圧にするための点灯装置が必要となる。

その点灯装置の例を第７図に示す、この従来例は、商用
電源を点灯装置によって高周波低電圧に変換し、低電圧
ミニハロゲン電球を点灯させるものである。

以下、第７図の説明を行う、商用電源ＡＣをＩＩ流器Ｒ
ｅにて全波整流を行い、自励式ハーフブリッジ構成のイ
ンバータの電源を作っている。インバータの発振を開始
させるため、抵抗Ｒ，を介してコンデンサＣ４に充電し
、トリガ素子Ｑ、（例えば、ＳＢＳなど）のブレークオ
ーバ電圧に達すると、トリガ素子Ｑ、がオンし、発振用
トランジスタＱ２をオンさせる。この時、コンデンサｃ
１に充電された電荷は、降圧トランスＴ１の１次側及び
電流トランスＴ２の１次側を介してトランジスタＱ、に
電流が流れる。

トランジスタＱ２がオンし始めて上記電流が上昇する過
程においては、トランジスタＱ、のベースに接続された
電流トランスＴ２の２次巻線には、トランジスタＱ、を
順バイアスする方向に電流が流れる。やがて、電流トラ
ンスＴ、の１次側の電流は、はぼランプ（低電圧ミニハ
ロゲン電球）Ｌの等価抵抗に相当する電流に制限される
。この時、電流トランスＴｔの２次側は無バイアス状態
となっている。トランジスタＱ、は無バイアスのため、
蓄積時間経過後にオフに向かう、従って、トランジスタ
Ｑ２に流れる電流は減少し始める。

トランジスタＱ２のコレクタ電流が減少すると、電流ト
ランスＴ２によってトランジスタＱ２は逆バイアス、ト
ランジスタＱ、は順バイアス方向に電圧が発生し、やが
てトランジスタＱ２がオフし、他方のトランジスタＱ＋
がオンする。以下、この動作を繰り返し、発振を持続す
る。

尚、本インバータの電源は上述のように脈流を電源とし
ているため、商用周波数の半サイクル毎に抵抗Ｒ３、コ
ンデンサＣ１、トリガ素子Ｑ、などからなる起動回路が
動作し、再点弧させている。

また、第７図に示すダイオードＤ、は、トランジスタＱ
、がオンオフを繰り返している時には、コンデンサＣ４
への充電を防止し、商用半サイクルの谷点においてｔＳ
がなくなり、発振が停止した場合、トランジスタＱ！が
オフしているため、コンデンサＣ１が再充電されて起動
されるものである。

このように、高周波低電圧にて点灯させる方式以外にも
単にトランスを介して商用電源を降圧し点灯させる方式
のものも知られている。

一方、ランプについては、以下のような特徴を有してい
る。白熱灯の場合は、周知のようにタングステンなどの
高融点金属を用いてフィラメントを楕成し、それに電流
を通じることにより熱して発光させるものである。

このような白熱灯を配光制御容易な点光源に近付けよう
とすると、フィラメント長を短くし、フィラメントを被
うバルブ（ガラス）も小さくする必要がある。従って、
更にバルブ表面温度が高くなる０例えば、低電圧ミニハ
ロゲン電球１２■５０Ｗのバルブ表面温度は、約４２０
℃程度となる。

また、低電圧ミニハロゲン電球りは第８図に示すように
、全体を小型化しているため、熱容量も小さくなってお
り、点灯［後の温度上昇の応答も早くなっている。小型
化しない場合でも、バルブ表面の温度は高温になる。

また、原理上フィラメントの消耗が大きいため、その寿
命も１０００〜５０００時間と蛍光灯（５０００〜１０
０００時間）などと比較すると短い、従って、ランプ交
換の頻度も高くなる。

［発明が解決しようとする課１ｆｉｌランプを交換する場合、フィラメントが断線しているラ
ンプを取り外し、新しいランプを再装着することが必要
であるが、断線しているランプは通電中でも当然消灯し
ており、うっがり通電中にランプ交換を行う場合が考え
られる。この時、新しいランプを装着した途端にランプ
は点灯するため火傷する危険性がある。また、照明器具
の場合、比較的高所に取り付ける場合が多いため、単に
火傷だけでなく高所からの落下等人命に拘る事故に発展
する可能性がある。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、ラ
ンプ交換を安全に行うことができる白熱灯点灯装置を提
供することを目的としたしのである。

［課題を解決するための手段］本発明は、無負荷状態を検出し、白熱灯の再装着時に対
して電源を再投入するまで、点灯装置から白熱灯への出
力を制限する制御手段を備えたものである。

［作　用］而して５Ｍ御手段により、無負荷状態を検出し、白熱灯
の再装着時に対して電源を再投入するまで、点灯装置か
ら白熱灯への出力を制限し、通電中にランプ交換を行っ
た際に、白熱灯が高温にならないように保護動作を行う
ようにしている。

［実施例１］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する８本発
明は、フィラメント断線などの無負荷状態を検知し、通
電中にランプ交換しても、再点灯しない、又は、実質火
傷を生じない程度の点灯状態とする構成とすることで、
ランプ交ｍ時の安全性を確保するものである。

第１図に示す実施例１は、フィラメント断線などの無負
荷状態には、インバータの発振を停止し、ランプ再装着
時には、再点灯することを防止して、火傷などの危険を
防止するようにしたものである。第２図は第１図のタイ
ムチャートを示している。

従来例と比べて電流トランスＴ２の１次側に並列に抵抗
Ｒ１を接続したものであり、他の構成は従来と同様であ
る。正常点灯においては、従来例と同様の動作であり、
そのため、その説明は省略する。尚、第２図（ａ）〜（
ｃ）は第１図のａ〜Ｃ点の波形を示している。

まず、正常点灯状態からフィラメント断線などの無負荷
になると、正常状態と比べて電流トランスＴ、の１次巻
線の電流が減少し、更に１次巻線と並列に接続した低抵
抗の抵抗Ｒ４に分流し、そのため、電流トランスＴ２の
２次巻線に流れるトランジスタＱ、、Ｑ、のバイアスｔ
ｉも少なくなり、トランジスタＱ、Ｑｚのオンオフが帰
還しないレベルまで減少させている。従って、無負荷状
態では発振しないようにしである。この状態では、整流
器Ｒｅのａ点の出力電圧は、第２図（ａ）に示すように
、コンデンサＣ，，Ｃ３によって平滑される（ただし、
無負荷時のみ）。

この平滑電源から、抵抗Ｒ３→トリガ素子Ｑ３→トラン
ジスタＱ、のベースにｉｆ流的な電流が流れ続ける。こ
の電流の値は、トリガ素子Ｑ３を保持させるに必要な電
流値を確保している（第２図（ｂ））、従って、トラン
ジスタＱ、は、オン状態のままで、コンデンサＣ１→降
圧トランスＴ、→電流トランスＴ　＊　−トランジスタ
Ｑ、の経路で電流が流れ続ける。この電流は、直流的な
電流であるため、トランスＴ、、Ｔ、のインピーダンス
は無視できる。

従って、この状態から正常なランプＬを再装着しても再
点灯することがない（第２図（ｅ））。

以上のように、非常に容易な手段で、本発明の目的を達
成することができるものである。尚、ランＩＬの交換後
、正常点灯させるためには、を源を一旦オフし、再投入
すれば良い。

［実施例２］第３図に実施例２を示す、先の実施例１では。

無負荷時にトランジスタＱ、、Ｑ、のバイアス電流の低
減手段として、電流トランスＴ、と並列に抵抗を接続し
たものを用いたが、この実施例では、無負荷時のバイア
ス電流低減手段として、降圧トランスＴ、の１次巻線と
並列にコンデンサＣ５を接続することによって、実施例
１と同様の動作をさせている。

第４図は、第３図の降圧トランジスタ周辺の回路を抜き
出し、がっその等価回九を示すものである。降圧トラン
スＴ、の周辺回路の等価回路は第４図（ｂ）のように表
される＊　’Ｉｎ　Ｘｌ及びｒ２＋Ｘ、は、降圧トラン
スＴ、の１次、２次の漏れインピーダンスである。この
漏れインピーダンスは極めて小さいため無視すると、第
４図（ｅ）のように書き直すことができる。第４図（ｃ
）において、点灯時のラン１フイラメントに相当する等
価抵抗ｒ１２Ｒは小さいため、他のインピーダンス「。

、Ｘ、。

Ｃ，の値には殆ど影響されず、はぼｒ＋’Ｈによって定
まる電流が流れる。従って、点灯時には従来例のように
コンデンサＣ５がない場合と同様の動作となる。

無負荷の場合には、トランジスタＱ、、　Ｑｔの動作周
波数に応じて、電流トランスＴ２によって定めるバイア
ス電流を低減するようにコンデンサＣ５を接続している
ため、インバータの発振が停止し、先の実施例１のよう
な発振停止モードとなる。

尚、発振停止手段は、実施例１．２に限らず、例えば、
降圧トランスＴ１のインダクタンスを変えることによっ
ても可能である。

［実施例３］第５図に示す実施例３は、正常負荷時と無負前状態の判
別を入力電圧と整流器Ｒｅの出力端電圧の比較を行うこ
とにより、無負荷時にはインバータの、発振の停止をさ
せるように構成したものである。

第５図に示す実施例で、従来例と同一構成の部分につい
て同一記号を付している。正常点灯の場合には、従来例
と同一動作のため、その説明は省略する。

次に、無負荷の場合は、整流器Ｒｅの出力端電圧は、第
２図（ａ）に示すように商用電圧を平滑した波形となる
。一方、ダイオードＤ、、Ｄ、の接続点電圧は商用電圧
を全波Ｕ流した波形となる。

本実施例では、この両者の電圧を比較することにより、
無負荷の判別を行うようにしている。

すなわち、商用電源の全波整流電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ６で
分圧して得た電圧をＰＵＴ（プログラマブル・ユニジャ
ンクシラン・トランジスタ）Ｑ、のゲートに接続してい
る。他方、整流器Ｒｅの出力端の電圧を抵抗Ｒａ、Ｒｙ
で分圧したものを、ＰＵＴＱ４のアノードに接続してい
る。ＰｔＪＴＱ、は、周知の通り、ゲート電圧■。≧ア
ノード電圧Ｖｋの場合はオフし、Ｖ、＋＜ＶＡのときに
オンし、保持電流以上の電流を供給することにより、オ
ンを持続する。正常点灯時には、Ｖ、＞Ｖあとなるよう
に、また無負荷時には■。くＶＡとなるように抵抗Ｒ４
〜Ｒ７を設定している。従って、無負荷時には、ＰＵＴ
Ｑ４がオンするなめ、そのカソードに接続されたトラン
ジスタＱｓにベース電流が流れ、トランジスタＱ、がオ
ンする。

この時、電流トランスＴ、の巻線ｎ、からダイオードＤ
６を介してトランジスタＱ、へ電流が流れ込む、この電
流は、トランジスタＱ、を無バイアス状態にするため、
発振が停止する。また、トランジスタＱｓのコレクタに
接続されたダイオードＤ、を介してコンデンサＣ４の電
荷を引き抜き、再起動することを防止している。従って
、−旦、無負荷状態にすると、発振を停止し、通電中に
正常ランプを再装着しても再点灯することがない。

尚、正常点灯させるためには、電源を一旦遮断し５再投
入することによって行われる。これは、先の実施例１，
２と同様である。

［実施例４］第６図に示す実施例４では、正常点灯時と無負荷の判別
を回路中の電流の大小に応じて行い、実施例１〜３と同
様の保護動作を行うものである。

本実施例では、電源入力部に電流トランスＴ、を介挿す
ることにより、入力電流を検出し、正常点灯時と無負荷
時との判別を行っている。

正常点灯時には、入力電流が無負荷に比べて大きく、整
流器Ｒｅ２とコンデンサＣ６によって整流平滑された電
圧は、整流器Ｒｅ、の出力を抵抗Ｒ，，Ｒ，で分圧され
た電圧より高く設定されている。尚、抵抗Ｒｓと並列に
接続されたコンデンサＣ５は、電源投入時にＰ　［Ｊ　
Ｔ　Ｑ　４のゲート電圧が低い時に、ＰＵＴＱ、がオン
してしまう誤動作を防止する目的で、抵抗Ｒ９とコンデ
ンサＣｓによって積分回路を構成している。

次に、無負荷状態になると、入力電流が減少するため、
ＰＵＴＱ、のゲート電圧は低下し、アノード電圧より低
くなり、Ｐ　Ｕ　Ｔ　Ｑ　４のゲート電流が流れ始める
と、ＰＵＴＱ、はオンする。ＰＵＴＱ、のカソードは、
トランジスタＱ、のベースに接続されているために、Ｐ
ＵＴＱ、のオンによってトランジスタＱ、もオンする。

トランジスタＱ。

は実施例３と同様の箇所に接続されており、前述の通り
５　トランジスタＱｓのオンによって発振を停止する１
発振を停止すると、整流器Ｒｅ、の出力端は、コンデン
サＣ２，Ｃ，によって平滑されたかのような波形となる
ため、ＰＵＴＱ、がオン状態を保持し得る電流を供給し
続けることができる。

従って、−旦、無負荷状態になると、通電中にランプ交
換を行っても再点灯することを防止している。

尚、本実施例では、商用電源入力部の′＠、流を検出し
、無負荷の判別を行っているが、これに限らず、例えば
、ランプ電流の検出、電流トランスＴ２の２次電圧、あ
るいは抵抗Ｒ２の両端電圧等、回路中のいずれかにラン
プＬの状態に応じて電流変化する箇所であれば、応用可
能である。

先の実施Ｍｌ、２では、無負荷時にスイッチングトラン
ジスタＱ５．Ｑ２のバイアス電流を低減することにより
、無負荷時の発振を停止させる手段を開示した。また、
実施例３では電圧波形、実施例４では、回路電流によっ
て無負荷の判別を行ってインバータの発振を停止する手
段を開示したが、本発明は、発振を停止する手段に限る
ものではなく、発振停止の代わりに、例えば、調光点灯
させるなど、実質火傷などの危険を防止するための保護
動作をさせるようにしても良い、また５実施例では、商
用電源を用いて高周波で低電圧ミニハロゲン電球を点灯
させる装置を中心に例示したが、本発明はこれに限るも
のではなく、ランプ交換時、ランプのバルブ温度の上昇
が早く、且つ高温となり、火傷などの危険が生ずるラン
プを負荷とする点灯装置にも応用可能である。

Ｅ発明の効果］本発明は上述のように、無負荷状層を検出し、白熱灯の
再装着時に対して電源を再投入するまで、点灯装置から
白熱灯への出力を制限する制御手段を備えたものである
から、制御手段により、無負荷状慧を検出し、白熱灯の
再装着時に対して電源を再投入するまで、点灯装置から
白熱灯への出力を制限し、通電中にランプ交換を行った
際に、白熱灯が高温にならないように保護動作を行うよ
うにしているものであり、そのため、不意の点灯による
火傷などの危険を防止でき５安全性が向上する効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の具体回路図、第２図は同上
の動作波形図、第３図は同上の実施例２の具体回路図、
第４図は同上の説明図、第５図は同上の実施例３の具体
回路図、第６図は同上の実施例４の具体回路図、第７図
は従来例の具体回路図、第８図（ａ）（ｂ）は低電圧ミ
ニハロゲン電球の正面図及び側面図である。しはランプ、ＡＣは商用電源である。代理人　弁理士　石　１）長　七第７図第２図第８図（ａ、）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電源と、点灯状態では高温になる白熱灯からなる
負荷と、電源と負荷との間に設けられ負荷を点灯制御す
る点灯装置とを備えた白熱灯点灯装置において、無負荷
状態を検出し、白熱灯の再装着時に対して電源を再投入
するまで、点灯装置から白熱灯への出力を制限する制御
手段を備えたことを特徴とする白熱灯点灯装置。