JPH0448590A - 白熱灯点灯装置 - Google Patents

白熱灯点灯装置

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Publication number
JPH0448590A
JPH0448590A JP2158034A JP15803490A JPH0448590A JP H0448590 A JPH0448590 A JP H0448590A JP 2158034 A JP2158034 A JP 2158034A JP 15803490 A JP15803490 A JP 15803490A JP H0448590 A JPH0448590 A JP H0448590A
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JP
Japan
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lamp
voltage
incandescent lamp
transistor
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2158034A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimitsu Hiratomo
平伴 喜光
Seiji Hamahata
浜端 誠二
Shigeaki Yamazaki
茂章 山崎
Yukio Tamura
田村 由紀夫
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

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、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、用達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−e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を整流器Re
にて全波整流を行い、自動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R3を介してコンデンサC,に充電し、
トリガ素子Q3(IN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Q3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
5に充電された電荷は、降圧トランスT、の1次側及び
電流トランスT、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T、の2次巻線には、トランジスタQ2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T2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T2の2次側は無バイアス状態
となっている。トランジスタQ2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Q、のコレクタ電流が減少すると、電流ト
ランスT7によってトランジスタQ、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Q、がオフし、他方のトランジスタQ、
がオンする。以下、この動作を篩り返し、発振を持続す
る。
尚、本インバータの1S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Q3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D3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C1
への充電を防止し、商用半サイクルの谷点において電源
がなくなり1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C4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構成し、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2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、点灯直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。
し発明が解決しようとする課題] 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、うっか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。
また、安全のため、通電中のランプ交換で点灯しないよ
うにした場合には、複数灯点灯させている時に、−度@
源を切って、そのtiIi、スイッチと接続されている
負荷がすべて消灯されてしまうという不便さがある。
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と共に、ランプ交換
後、電源を一度切ってから再投入しなくても 正常点灯
に移行することができる白熱灯点灯装置を提供すること
を目的としたものである。
[!1題を解決するための手段] 本発明は、電源が印加された状態での白熱灯装着時にお
ける電圧又は電流等の変化を検出する検出手段と、この
検出手段の出力にて一定時間経過後に白熱灯を定格点灯
に移行させる制御手段とを備えたものである。
[作 用] 而して、検出手段により、電源が印加された状態での白
熱灯装着時における電圧又は電流等の変化を検出し、こ
の検出した信号を制御手段にて受けて、一定時間経過後
に白熱灯を定格点灯に移行させるようにして、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1本発
明は、点灯装置に電源が入った状態で点灯装置にランプ
を装着した時の電圧や電流の変化を検出し、一定時間ラ
ンプに印加される電圧を制限し、その後、定格ランプ電
圧、又はそれに近い電圧をランプに印加させるようにし
た構成によって、ランプ交換時の火傷などを防止し、安
全を確保するようにしたものである。ここで、一定時間
とは、ランプ交換作業での人の手がランプに触れている
時間以上をいう。
第1図に実施例1の具体回路図を示す0本実施例はトラ
ンスを介して商用電源を降圧して点灯させる方式を基本
としている。まず、第1図の回n構成について説明する
。商用電源ACの一端にトライアックQ、を介して整流
器Re、の交流端子の一端に接続し、該整流器Re、の
交流端子の他端に降圧トランスTの1次巻線の一端を接
続し、該降圧トランスTの1次巻線の他端を商用電源A
Cに帰還している。降圧トランスTの2次側には低電圧
ミニハロゲン電球等の白熱灯であるランプLが接続しで
ある。上記整流器Re、の直流端子の両端にはトランジ
スタQ1、抵抗R2とR3の直列回路及び抵抗R1が並
列に接続されている。この抵抗R2とR1の接続点には
ツェナーダイオードZD、のカソードが接続され、該ツ
ェナーダイオードZD、のアノードはフリップフロ71
回路IC3のセット端子に接続されると共に、抵抗R1
を介して整流器Re、のマイナス端子に接続されている
フリップフロップ回路IC,の出力端子は、トランジス
タQtのベースに接続され、トランジスタQ2のコレク
タは抵抗R3とリレーRyの制御巻線の直列回路を介し
て直流電源Vecのプラス端子に接続され、該トランジ
スタQ、−のエミッタは、直流電源Veeのマイナス端
子に接続されている。
また、商用電源ACの両端には、抵抗R,とR7の直列
回路が並列に接続され、該抵抗R,の両端は整流器Re
、の交流端子に接続されている。この整流器Re2の直
流端子の両端には、抵抗R6とコンデンサC3の直列回
路が接続され、コンデンサCIの両端にはツェナーダイ
オードZD、、インバータゲートG、、フォトカップラ
ーPT、の発光ダイオード、フォトカップラーPT、の
発光ダイオード、抵抗R1の直列回路が接続されている
。上記フォトカップラーPT、のフォトトランジスタの
コレクタは、抵抗R1゜を介して上記トランジスタQ1
のベースに、また、フォトトランジスタのエミッタはト
ランジスタQ、のコレクタに接続されている。フォトカ
ップラーPT、のフォトトランジスタのコレクタは直流
電源Vceのプラス端子に、また、エミッタは7971
7071回路ICのリセット端子に夫々接続され、また
、抵抗Rを介して直流電源Vceのマイナス端子に接続
されている。
上記トライアックQ、の両端には、抵抗R1!とコンデ
ンサC2の直列回路が接続されており、抵抗R1,の両
端にはリレーRyと抵vLR13が接続され、コンデン
サC7の両端には、SBSからなるトリガ素子Q、と抵
抗R14の直列回路が接続され、トリガ素子Q、と抵抗
R8の接続点は、トライアックQ、のゲートに接続され
ている。
また、上記ツェナーダイオードZD、のアノードは、タ
イマーIC2のトリガ端子Tに接続され、タイマーIC
2のC端子には、抵抗R7,とコンデンサC3のそれぞ
れの一端が接続されている。
抵抗R1,の他端は、直流電源Vccのプラス端子に、
コンデンサC1の他端は、直流電源Vecのマイナス端
子に接続されている。タイマーIC2のQ端子は、トラ
ンジスタQ、のベースに接続され、トランジスタQ、の
コレクタは、トランジスタQ2のベースに、トランジス
タQ、のエミッタはトランジスタQ2のエミッタに夫々
接続されている。
次に、回路動作について第1図及び第2図により説明す
る。尚、第2図の(a)〜(Z)は第1図の8〜1点の
波形を示している。
■ ランプL装着状態で、電源スィッチSWをオフから
オンした場合。
トライア・yりQl、トリガ素子Q4等を含む破線で囲
んだ回路は、一般の位相制御式調光器と同じであり、周
知であるため、詳細な回路動作の説明は省略する。リレ
ーR,yの接点rは常閉接点であるため、電源スィッチ
SWが時刻t、でオンすると、トライアックQ、のゲー
トには、抵抗R12゜R12とコンデンサC7からなる
時定数をもった回路から一定時間遅れてゲート信号が入
力されオンする。これは5商用電源電圧の半サイクル毎
に繰り返される。この時、抵抗R1,を小さい値に設定
しておくことで、リレーR3/が無励磁で接点rが閉成
されている時は、トライアックQ、が広い導通角位相で
オンするために、定格ランプ電圧に近い電圧がランプL
に印加される。従って、ランプしは第2図(1)に示す
ように点灯する。
トライアックQ、がオンすると、抵抗R7の両端に電圧
が印加すると共に、第2[Z(c)に示すように、コン
デンサC1の両端に抵抗R5とコンデンサCIの時定数
からなる充電電圧Ve、が発生する。
この電圧VelがツェナーダイオードZD2のツェナー
電圧v2゜、を越えるまで、インバータゲートG、の出
力がHレベルとなり、フォトカップラーPT、、PT2
がオンする。フォトカップラーPTがオンすることで、
トランジスタQ1がオンして、ランプLが冷えた状態で
の電源投入時に流れる第2図<r>に示すラッシュ電流
が、トランジスタQを介して流れて抵抗R1の両端に電
圧が発生しないために、リレーRyの接点rが第2図(
k)に示すようにオンを維持し続ける。
また、フォトカップラーP T 2のオンにより、第2
図(e)に示すようにリセット信号が出力されて、フリ
ップフロップ回路IC1をリセットして、トランジスタ
Q2をオフとして、検出禁止期間としている。
その後、第2図(c)(d)に示すように、電圧VcI
がツェナー電圧y 、。、を越えると、インバータゲー
トG、の出力はLレベルとなり、フォトカップラーPT
、、PT2はオフし、トランジスタQもオフする。
■ ランプLが寿命で断線後、電源を切らずにラングL
を交換した場合。
を源が印加された状居なので、フォトカップラーPT、
、PTtはオフしていて、トランジスタQ、はオフとな
っている。この時(第2図の時刻t、)、ソケットから
寿命で切れているランプLを抜いて、時刻t、で新しい
ランプLを装着すると、新しいランプLのフィラメント
は冷えていてインピーダンスが小さくなっているので、
第2図<nに示すように、−瞬ラッシュ電流が流れよう
とする。このラッシュ電流により、抵抗R,の両端に電
圧が発生し、この電圧を分圧抵抗R1,R3とツェナー
ダイオードZ D 、で検出して、第2図(l?)に示
す信号をフリップフロップ回路IC,のセット端子に入
力する。このセット信号によりフリップフロップ回路I
C,の出力端を第2図(11)に示すようにHレベルと
して、トランジスタQ、をオンさせて、リレーRyを励
磁して、接点rを第2図(k)に示すように開成する。
この接点rの開成により時定数回路が抵抗R12とコン
デンサC2だけとなってしまう、今、抵抗R12を大き
な値に設定しておくと、この時、トライアックQ3の導
通角位相が小さくなり、ランプLに印加される電圧も小
さくなり、故に、ランプLの管壁温度も低くなる。
この時のトライアックQ、の導通角位相を第3図〈暑)
に示す、トライアックQ5の導通角位相が小さいので、
ランプLを手で触っても、火傷をしない程度のランプ温
度で点灯している。尚、第3区(b)は通常の点灯時の
トライアックQ、の導通角位相の波形を示している。
上記ツェナーダイオードZD、の検出信号は、タイマー
IC2のトリガ端子Tに入力されており2入力されてか
ら抵抗R15とコンデンサC3の時定数で決まる時間後
の時刻t、に、第2図(i)に示すように、C端子をH
レベルにして、トランジスタQ、をオンする。トランジ
スタQ、がオンすると、トランジスタQ2がオフして、
リレーRyへの通電が遮断されて、接点rがオンする(
第2図(k))。
従って、抵抗R12に抵抗R13が並列接続されて時定
数回路が基の状態となり、トライアックQ、の導通角位
相が広くなり、ランプL印加電圧が定格値に近付き、ラ
ンプLが点灯する(第2図(7))。
■ ランプLが装着され、電源スィッチSWはオンで、
ランプL不点状層から電源スィッチSWをオフし、その
後オンした場合。
電源スィッチSWをオン状態から時刻t、で第2図<a
)に示すようにオフにすることで、゛電圧Velが第2
図(c)に示すように下がり、更に、時刻t、で1i源
スイツチSWをオフからオンにして、電圧Vc、が立ち
上がり、フォトカップラーPTPT、がオンする。フォ
トカップラーPT、がオンすることで、リセット信号が
フリップフロップ回11c、のリセット端子に入力され
て、出力端子がHレベルからLレベルになる。このLレ
ベルの信号によりトランジスタQ2がオフして、リレー
Ryは無励磁となり、接点rは第2図(k)に示すよう
にオンし、トライアックQ、を広い導通角位相でオンさ
せて、第2図(Z)に示すように、ランプLをランプ定
格電圧に近い値で点灯させる。この時、電圧VelがV
 t o 2を越えるまでは、フォトカップラーPT、
がオンしているので、トランジスタQ1がオンし、ラッ
シュ電流は検出せず、点灯を維持する。
尚、抵抗R,,R,,R3,ツェナーダイオードZD、
等で検出手段を構成し、また、フリップフロップ回路I
C,、リレーR,y等で制御手段を構成している。
[実施例2] 第4図に実施例2を示す、基本回路である自動式ハーフ
ブリッジ方式のインバータ部分については、従来例と同
一であるので、説明を省略し、ラッシュ電流検出回路5
と導通位相角制御回路3及びタイマー回路4について説
明する。
ラッシュ電流検出回路5は、整流器Reの直流端子の両
端に抵抗R1とR2の直列回路を接続し、該抵抗R4の
両端にコンデンサC7を接続している。
プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタか
らなるトリガ素子Q4のアノードは、インバータの発振
用トランジスタQ、のエミッタと抵抗R1の接続点に接
続され、また、カソードは抵抗R6の一端に接続されて
いる。トリガ素子Q4のゲートは、抵抗R4とR2の接
続点に接続されている。
導通位相角制御回路3は、抵抗R1、フォトカップラー
PT、の発光ダイオード、リレーRyの接点r、サイリ
スタQ、の直列回路を、整流器Reの直流端子の両端に
接続すると共に、サイリスタQ、のゲート・カソード間
に抵抗R1とコンデンサC,の並列回路を接続し、サイ
リスタQsのゲートを上と抵抗R1の他端と接続してい
る。また、起動用抵抗R3の両端には、抵抗R1とトラ
ンジスタQ@の直列回路が接続され、トランジスタQs
のベースは、トランジスタQ、のコレクタに接続されて
いる。上記整流器Reの直流端子の両端には、抵抗Rs
 、 R+。の直列回路が接続され、託抵抗R1とR2
゜の接続点は、トランジスタQ、のベースに接続されて
いる。抵抗R1゜の両端は、上記フォトカップラーPT
、のフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間に接続
されている。
タイマー回路4は、一般のタイマー■C〈例えば、55
5)を用いた回路である。上記サイリスタQ5のゲート
にタイマーIC4aのトリガ端子Tを接続し、直流′@
、源Vccの両端に抵抗R8とコンデンサC2の直列回
路を接続し、抵抗R12とコンデンサC7の接続点をタ
イマーTC4aのC端子に接続し、C端子をリレーR3
/の制御巻線を介して直流電源Vecのマイナス端子に
接続している。
次に、回路動作を第4図及び第5図により説明する。尚
、第5図(a)〜(h)は第4図の8〜11点における
波形を示している。
■ ランプL装着状態で、電源スィッチSWをオフから
オンにした場合。
電源オンによりインバータは起動が掛がり、発振を始め
る。この時、第5図(c)に示すように、ラッシュq4
流検出回路らの基準電圧Vrefは、コンデンサC2を
介して抵抗R5に電圧が発生するため、高い電圧が印加
され、コンデンサC6が充電されると共に徐々に下がっ
ていく、その結果、ランプLが冷えた状態での電源投入
時に発生するラッシュ電流での抵抗R2での検出電圧■
□がトリガ素子Q、で検出されずに済み、第5図(d)
に示すようにサイリスタQ、はオフしたままで、インバ
ータは正常を発振をして第5図(b)に示すようにラン
プLが点灯する。
■ ランプLが寿命で断線後、電源を切らずにランプL
を交換した場合。
電源がオンした状態であるので、基準電圧Vrefは一
定のままで維持し続ける。そこへ第5図(b)に示すよ
うに、新しいランプLを装着すると、ラッシュ′電流が
流れて、同図(e)に示すように検出電圧■1が高くな
り、V R2> V refにおいて、トリガ素子Q、
がオンして(第5図(d))、サイリスタQ、のゲート
に信号が与えられる。サイリスタQ、には、オンすると
抵抗R3から十分な保持電流が供給されてオンが維持さ
れ、フォトカップラーP T lの発光ダイオードに電
流が流れてオンする。
フォトカップラーPT、がオンすると、トランジスタQ
、がオフ、トランジスタQ、がオフする。トランジスタ
Q、がオフすると、起動抵抗はR3のみとなり、コンデ
ンサC4の充電時間が長くなり、その結果、第6図(a
)に示すように、導通角位相が小さくなり、ランプ印加
電圧が低くなる。そのため、ランプLの管壁温度が低く
保たれ、ランプLを手で触っていても、火傷などはしな
いものである。
上記トリガ素子Q、からの信号がタイマー回路4のタイ
マーIC4aのトリガ端子Tに入力されると、抵抗R1
2とコンデンサC2の時定数回路により、一定時間後に
Q端子がHレベルとなり、リレーRyの接点rを第6図
([1)に示すようにオフする。接点rがオフすると、
フォトカップラーPT、がオフしてトランジスタQ、が
オンし、トランジスタQ、がオンして、起動回路の起動
抵抗はR1とR6の合成抵抗となり、コンデンサC1の
充電時間が短くなり、第6図(b)に示すように、導通
角位相が大きくなり、ランプLへの印加電圧は定格値近
くなり、定格点灯に至る(第6図(h))。
以上のように、本実施例は、既存の起動回路の導通位相
路を制御してランプ電圧を制御し、ランプの管壁温度を
制御しているので、回路精成が簡単に、且つ確実に制御
できるものである。
また、回路精成は、ハーフブリッジ式に限ったものでは
なく、このような起動回路を用いたものであれば、どん
なインバータ方式でも良い。
また、本実施例では、ランプ装着〜始動時の一定期間、
ランプ電圧を一定にしているが、一定に限らず、徐々に
昇圧していく方式も含んでいるものである。
し発明の効果] 本発明は上述のように、電源が印加された状態での白熱
灯装着時における電圧又は電流等の変化を検出する検出
手段と、この検出手段の出力にて一定時間経過擾に白熱
灯を定格点灯に移行させる制御手段とを備えたものであ
るから検出手段により、電源が印加された状態での白熱
灯装着時における電圧又は電流等の変化を検出し、この
検出した信号を制御手段にて受けて、一定時間経過後に
白熱灯を定格点灯に移行させるようにして、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
管壁温度を低くする保護動作を行うようにしているもの
であり、そのため、ランプ交換時に火傷や、それに基づ
く災害、例えば、高所でのランプ装着時における落下等
の防止をすることができるという効果を奏するものであ
る。また、一定時間後に定格点灯に移行させる構成であ
るために、電源リセットなどの不便さを解消することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1の具体口ν各図、第2図は同
上の動作波形図、第3図は同上の動作波形図、第4図は
同上の他の実施例の具体1回路図、第5図は同上の動作
波形図、第6図は同上の動作波形図、第7図は従来例の
具体回路図、第8図b)(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。 Lはランプ、ACは商用電源である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第2図 1− ラ、ア A(、−商用電源 第1 ゛ルーRYjセ先 力、−1J           劇灯う−)艷の伏哀
( 第6図 (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、電源が
    印加された状態での白熱灯装着時における電圧又は電流
    等の変化を検出する検出手段と、この検出手段の出力に
    て一定時間経過後に白熱灯を定格点灯に移行させる制御
    手段とを備えたことを特徴とする白熱灯点灯装置。
JP2158034A 1990-06-15 1990-06-15 白熱灯点灯装置 Pending JPH0448590A (ja)

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JP2158034A JPH0448590A (ja) 1990-06-15 1990-06-15 白熱灯点灯装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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