JPH0498797A - 照明負荷制御装置 - Google Patents

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、照明負荷を高周波で調光点灯させる照明負荷
制御装置に関するものである。

【従来の技術】

従来より、第４図に示すような構成の照明負荷制御装置
が提供されている。すなわち、直流電源Ｅ、（交流電源
を整流したものでもよい）より得られる直流電圧を高周
波変換回路１により高周波電圧に変換し、得られた高周
波電圧により放電灯等の照明負荷２を始動、点灯させる
ようにしたものである。高周波変換回路１は、第１の調
光制御回路３および第２の調光制御回路４の出力に呼応
して照明負荷２への出力を制御し、照明負荷２の光出力
のレベルを調節するようになっている。第１の調光制御
回路３は、第１の調光設定部５からの連続調光信号を受
けて照明負荷２の光出力のレベルを連続的に変化させ、
第２の調光制御回路４は、第２の調光設定部６からの段
調光信号を受けて照明負荷２の光出力のレベルを複数段
階で変化させるように構成されている。 第５図は、第４図構成の具体回路例を示すものであって
、高周波変換回路１は、いわゆる直列式のインバータ回
路により構成される。高周波変換回路１は、直流電源Ｅ
ｌの両端間に接続されたスイッチ要素としての一対のト
ランジスタＱ、、Ｑ。 の直列回路を備え、各トランジスタＱ、、Ｑ２のコレク
タ、エミッタ間にはそれぞれダイオードＤＤ、が逆並列
に接続される。一方のトランジスタＱ１の両端間には、
直流成分をカットするための結合コンデンサＣ０、放電
灯よりなる照明負荷２、限流用と共振用とを兼ねたイン
ダクタし、照明負荷２への負荷電流をトランジスタＱ１
に帰還するための電流トランスＣＴの１次巻線ｎ１の直
列回路が接続される。また、照明負荷２の両端間には、
共振用のコンデンサＣ５、共振用と予熱電流通過用とを
兼ねたコンデンサＣ２が並列に接続される。 電流トランスＣＴの２次巻線ｎ２は抵抗Ｒ１と直列接続
され、この直列回路はトランジスタＱ１のベース、エミ
ッタ間に接続される。一方、トランジスタＱ２のコレク
タ、エミッタ間には抵抗Ｒ＋　、　Ｒ２の直列回路が接
続され、両抵抗Ｒ＋　、　Ｒ２の接続点は単安定マルチ
バイブレータＭＵＬのトリガ端子Ｂに接続されており、
トリガ端子Ｂへの入力信号の立ち下がりでトリガされる
ようになっている。 単安定マルチバイブレータＭＵＬには、たとえば、日本
電気製の、ＰＤ４５３８などの汎用の集積回路を用いる
ことができる。単安定マルチバイブレータＭＵＬの非反
転出力端子Ｑの出力レベルが“Ｈ”になる期間（すなわ
ち、反転出力端子Ｑの出力レベルが°′Ｌ”になる期間
）は、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とにより決定される。 非反転出力端子Ｑは、バイアス抵抗Ｒ６を介してトラン
ジスタＱ４のベースに接続され、また、反転出力端子Ｑ
は、バイアス抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ、のベー
スに接続される。両トランジスタＱ、、Ｑ、のコレクタ
、エミッタ間は直列接続されて、この直列回路は直流電
源Ｅ２の両端間に接続される。また、トランジスタＱ４
のエミッタとトランジスタＱ、のコレクタとの接続点は
、バイアス抵抗Ｒ８を介してトランジスタＱ２のベース
に接続される。したがって、単安定マルチバイブレータ
ＭＵＬの非反転出力端子Ｑの出力レベルが“Ｈ”である
期間によって、トランジスタＱ２がオンになる期間が設
定されるのである。 いま、トランジスタＱ２がオンになると、抵抗Ｒ＋　、
　Ｒ２の接続点が°“Ｌ”レベルになるから、単安定マ
ルチバイブレータＭＵＬがトリガされて非反転出力端子
Ｑの出力レベルが所定期間だけ“Ｈ”になり、この期間
はトランジスタＱ２のオン状態が維持されることになる
。トランジスタＱ２がオンになると、直流電源Ｅ１の正
極→結合用コンデンサＣ０→照明負荷２→インダクタし
一電流トランスＣＴの１次巻線ｎ１→トランジスタＱ２
→直流電源Ｅ１の負極という経路で電流が流れ、このと
き、電流トランスＣＴの２次巻線ｎ２にはトランジスタ
Ｑ１のベース、エミッタ間が逆バイアスとなるような電
流が流れるように、１次巻線ｎ、と２次巻線ｎ２との極
性が設定されているから、トランジスタＱ、はオフ状態
を維持する。その後、単安定マルチバイブレータＭＵＬ
の非反転出力端子Ｑの出力レベルが“Ｌ″になるとトラ
ンジスタＱ２は・オフになるが、インダクタしは同じ向
きの電流を流そうとするから、ダイオードＤ、が導通ず
る。 また、電流トランスＣＴの２次巻線ｎ２に逆向きの誘起
電圧が発生し、トランジスタＱ１が順バイアスされてオ
ンになる。ダイオードＤ１に流れる電流がなくなると、
結合用コンデンサＣ８の蓄積電荷を電源としてトランジ
スタＱ、に電流が流れる。この電流によってインダクタ
Ｌのコアが飽和磁束に達すると、トランジスタＱ、のコ
レクタ電流が急激に減少し、電流トランスＣＴの２次巻
線ｎ２に誘起されるトランジスタＱ１のベース電流が減
少してトランジスタＱ、がオフになる。トランジスタＱ
、がオフになった後もインダクタしには同じ向きに電流
が流れようとするから、ダイオードＤ、などを通して流
れる電流によりダイオードＤ２が導通し、抵抗Ｒ＋　、
　Ｒ２の直列−回路の接続点の電位がゼロになって単安
定マルチバイブレータＭＵＬのトリガ端子Ｂにトリガが
かかり、トランジスタＱ２が順バイアスされる。ダイオ
ードＤ２に流れる電流がなくなると、トランジスタＱ２
に電流が流れるのである０以上の動作を繰り返すことに
より、高周波変換回路１が発振動作を行い、照明負荷２
を高周波で点灯させるのである。 上述したように、高周波変換回路１の起動にはトランジ
スタＱ２をオンにすればよく、起動回路７は、直流電源
Ｅ、の両端間に接続された抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ
３の直列回路と、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点
に一端が接続され他端がトランジスタＱ２のベースに接
続されたトリガ素子Ｑ３とによって構成される。したが
って、直流電源Ｅ１が接続されると、抵抗Ｒ１を介して
コンデンサＣ１が充電され、コンデンサＣ１の両端電圧
がトリガ素子Ｑ、のブレークオーバ電圧に達すると、ト
ランジスタＱ、のベースにベース電流が流れて高周波変
換回路１の発振動作を起動することができるのである。 ところで、上記構成の高周波変換回路１では、単安定マ
ルチバイブレータＭＵＬの非反転出力端子Ｑの出力レベ
ルが“Ｈ”である期間を調節することによって、インダ
クタしに蓄積されるエネルギー量を制御すれば、照明負
荷２の光出力のレベルを調節することができる。このよ
うな調光制御を行うために、第１の調光制御回路３およ
び第２の調光制御回路４の出力電圧を抵抗Ｒ４とコンデ
ンサＣ４との接続点に印加し、第１の調光制御回路３や
第２の調光制御回路４の出力電圧を変えることによりコ
ンデンサＣ４の充電時間を変えて、非反転出力端子Ｑの
出力レベルが“Ｈ”である期間を変えることができるよ
うにしである。 第１の調光制御回路３は、第１の調光設定部５からの連
続調光信号を受けて出力電圧を設定するのであって、連
続調光信号には、周波数が一定でオンデユーテイが可変
であるようなパルス信号が用いられている。第１の調光
制御回路３では、このような連続調光信号をノット回路
Ｎ０Ｔ（たとえば、日本電気膜ｕＰＤ４０４９）で反転
し、ノット回路ＮＯＴの出力で抵抗Ｒ１を介してコンデ
ンサＣ５を充電した後、コンデンサＣ９の両端電圧を演
算増幅器ＯＰ１および抵抗Ｒ３゜〜Ｒ１４よりなる差動
増幅器に入力し、コンデンサＣ１の両端電圧と抵抗Ｒ１
２、Ｒｌ　３の接続点の電位との差に比例した出力を得
る。差動増幅器の出力は、演算増幅器ＯＰ　２、抵抗Ｒ
，，、ダイオードＤ４よりなるインピーダンス変換器を
介して出力が低インピーダンスとなるようにして単安定
マルチバイブレータＭＵＬに印加されるのである。した
がって、第１の調光制御回路３の出力電圧Ｖ。は、第６
図に示すように、第１の調光設定部５から得られる連続
調光信号のオンデユーテイが大きくなるほど高くなるの
である。抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との接続点の電位が
高くなれば、コンデンサＣ１の充電時間が短くなるから
、単安定マルチバイブレータＭＵＬの非反転出力端子Ｑ
の出力レベルが“Ｈ”になる期間が短くなり、結果的に
照明負荷２の光出力のレベルが小さくなる。要するに、
連続調光信号のオンデユーテイが大きいほど照明負荷２
の光出力レベルが小さくなるのである。 一方、第２の調光制御回路４は、第２の調光設定部６か
らの段調光信号によって出力電圧を変化させるのであっ
て、第２の調光設定部６は一対のスイッチＳ　Ｗ　１．
　Ｓ　Ｗ　、により構成される。各スイッチｓ’ｗ、、
ｓｗ、には抵抗Ｒ，７，Ｒ，，が直列接続され、両直列
回路を並列に接続した並列回路の一端が直流電源Ｅ２の
正極に接続され、他端がダイオードＤ、を介して抵抗Ｒ
１とコンデンサＣ１との接続点に接続される。したがっ
て、スイッチＳ　Ｗ　＋ＳＷ２の開閉によって、コンデ
ンサＣ１への充電経路に挿入される抵抗値を３段階で変
化させることができるのである（両スイッチｓｗ、、ｓ
ｗ２がオンになる状態は含まないものとする）、その結
果、照明負荷２の光出力レベルを３段階で設定できるの
である。 ここにおいて、第１の調光制御回路３は、第２の調光制
御回路４が照明負荷２の光出力レベルを１００％に設定
している状態で、連続調光信号のオンデユーテイが０％
のときに照明負荷２の光出力レベルを１００％とし、連
続調光信号のオンデユーテイが１００％のときに照明負
荷２の光出力レベルを５０％とするように設定されてい
て、その間、オンデユーテイと光出力レベルとが比例す
るものとする。また、第２の調光制御回路４は、第１の
調光制御回路３が照明負荷２の光出力レベルを１００％
に設定している状態で、両スイ・ソチＳＷ、、ＳＷ２が
オフのときに照明負荷２の光出力レベルが１００％、ス
イッチＳ　Ｗ　＋のみがオンめときに８０％、スイ・ソ
チＳＷ２のみがオンのときに７０％となるようにしであ
るものとする。

【発明が解決しようとする課題１ 上記従来例では、第１の調光制御回路３と第２の調光制
御回路４との出力が、単安定マルチバイブレータＭＵＬ
の時定数を設定する抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１との接続
点に並列的に入力されるものであるから、第７図に示す
ように、照明負荷２の光出力レベルを８０％にする段調
光信号が入力されているときに連続調光信号が入力され
たとすると、連続調光信号のオンデユーテイが０％であ
れば光出力レベルは８０％になり、オンデユーテイが１
００％であれば光出力レベルは４０％になる。また、段
調光信号が７０％の設定であれば、連続調光信号によっ
て３５〜７０％の調光をすることになる。すなわち、連
続調光信号では最小の光出力レベルを５０％に設定しよ
うとしているにもかかわらず、段調光信号を加えたこと
によって、５０％よりも低い光出力レベルになる場合が
生じることになるのである。 このように、光出力レベルが５０％よりも低くなると、
立ち消えが生じやすくなったり、高周波変換回路１の動
作が不安定になったりするという問題が生じる。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、連
続調光と段調光とを行うことができるようにするととも
に、段調光時のどの段階においても連続調光によって得
られる光出力の最小レベルが一是値になるようにした照
明負荷制御装置を提供しようとするものである。 【課題を解決するための手段】 本発明では、上記目的を達成するために、直流電源より
得られる直流電圧を高周波電圧に変換して照明負荷に印
加する高周波変換回路と、照明負荷の光出力レベルを連
続的に設定する第１の調光設定部と、照明負荷の光出力
レベルを複数段階に設定する第２の調光設定部と、照明
負荷の光出力レベルの最小値を一定値に設定するととも
に最大値を第２の調光設定部により複数段階に設定して
照明負荷の光出力レベルを最小値と最大値との間で第１
の調光設定部により連続的に設定するように高周波変換
回路を制御する調光制御部とを設けているのである。

【作用】

上記構成によれば、照明負荷の光出力レベルの最小値を
一定値に設定するとともに最大値を第２の調光設定部に
より複数段階に設定して照明負荷の光出力レベルを最小
値と最大値との間で第１の調光設定部により連続的に設
定するように高周波変換回路を制御する調光制御部とを
設けているので、照明負荷の光出力レベルの最大値が第
２の調光設定部により段階的に設定されるのであり、最
小値が一定値になるのである。また、最小値と最大値と
の間で、第１の調光設定部により連続的に光出力レベル
を変化させることができるのである、その結果、連続調
光と段調光とを行うことができるとともに、段調光時の
どの段階においても連続調光によって得られる光出力の
最小レベルを一定値にすることができるのである。

【実施例】

本実施例の基本構成は、第５図に示した従来構成と同様
であって、第２の調光制御回路４および第２の調光設定
Ｍ６の接続位置のみを変更したものである。すなわち、
第１図に示すように、第２の調光設定部６は一対のスイ
ッチｓｗ、、ｓｗ２よりなり、各スイッチｓｗ、、ｓｗ
２にそれぞれ直列接続された一対の抵抗Ｒ＋ｓ、Ｒ，６
により第２の調光制御回路４が構成される。ここに、第
１の調光制御回路３と第２の調光制御回路４とにより、
請求項における調光制御部が構成される。各スイッチｓ
ｗ、、ｓｗ２と各抵抗Ｒ，１，Ｒ，！どの直列回路は並
列接続されるにの並列回路の一端は直流電源Ｅ２の負極
に接続され、他端は抵抗Ｒ９とコンデンサＣ１との接続
点に接続される。 この構成によれば、コンデンサＣ７の端子電圧の最大値
は、抵抗Ｒｉと第２の調光制御回路４に設けた抵抗Ｒ１
５、Ｒ１ｓとの分圧比によって決定されることになる。 すなわち、第２の調光設定部６を構成するスイッチＳＷ
＋、ＳＷ２のｒ＃ＩｖＩＩ状態に応じて分圧比が決定さ
れるから、スイッチＳＷ、、ＳＷ２の開閉状態によって
コンデンサＣ１の端子電圧の最大値が変化することにな
る。その結果、抵抗Ｒ，５，Ｒ，，を適宜設定すれば、
第２図に示すように、第１の調光制御回路３の出力電圧
■。は、第１の調光設定部５のオンデユーテイに比例し
ながらも、第２の調光設定部６の設定状態に応じて最大
値が変化するように設定できるのであり、第３図に示す
ように、第２の調光設定部６により設定された調光段階
がどの段階であっても、照明負荷２の光出力レベルの最
小値を一定にするように設定することができるのである
。 他の楕或は第５図従来構成と同様であるから説明を省略
する。 なお、上記実施例において、連続調光信号のオンデユー
テイを変化させることによって照明負荷２の光出力レベ
ルを制御するようにしているが、電圧を変化させるよう
な信号でもよく、照明負荷２の光出力レベルを連続的に
変化させることができるものであればどのような形式で
もよい６また。 高周波変換回路１として、直列式（ハーフブリッジ式）
のインバータ回路を示したが、本発明の技術思想を、ス
イッチ要素が１個であるインバータ回路（いわゆるチョ
ッパ回路）や、チョークを備えたプッシュプル式のイン
バータ回路など他のインバータ回路に適用するのを妨げ
るものではない。 さらに、インバータ回路におけるスイッチ要素の制御方
式として、単安定マルチバイブレータＭＵＬによりオン
デユーテイを制御する方法を示したが、周波数制御等の
他の制御方式を用いることもできる。

【発明の効果】

本発明は上述のように、照明負荷の光出力レベルの最小
値を一定値に設定するとともに最大値を第２の調光設定
部により複数段階に設定して照明負荷の光出力レベルを
最小値と最大値との間で第１の調光設定部により連続的
に設定するように高周波変換回路を制御する調光制御部
とを設けているので、照明負荷の光出力レベルの最大値
が第２の調光設定部により段階的に設定されるのであり
、最小値が一定値になるのである。また、最小値と最大
値との間で、第１の調光設定部により連続的に光出力レ
ベルを変化させることができるのである。その結果、連
続調光と段調光とを行うことができるとともに、段調光
時のどの段階においても連続調光によって得られる光出
力の最小レベルを一定値にすることができるという効果
を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図および第
３図は同上の動作説明図、第４図は従来例を示すブロッ
ク図、第５図は同上の回路図、第６図および第７図は同
上の動作説明図である。 １・・・高周波変換回路、２・・・照明負荷、３・・・
第１の調光制御回路、４・・・第２の調光制御回路、５
・・・第１の調光設定部、６・・・第２の調光設定部。 第２図 オ・７デユーテ、（Ｏム） 第３図 代理人　弁理士　石　１）長　七 、Ｔ＞デ、−テ、（・ム） 第４図 第６図 に−／テ゛ニーティ（Ｏん） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源より得られる直流電圧を高周波電圧に変
   換して照明負荷に印加する高周波変換回路と、照明負荷
   の光出力レベルを連続的に設定する第１の調光設定部と
   、照明負荷の光出力レベルを複数段階に設定する第２の
   調光設定部と、照明負荷の光出力レベルの最小値を一定
   値に設定するとともに最大値を第２の調光設定部により
   複数段階に設定して照明負荷の光出力レベルを最小値と
   最大値との間で第１の調光設定部により連続的に設定す
   るように高周波変換回路を制御する調光制御部とを備え
   て成ることを特徴とする照明負荷制御装置。