JPH07296971A - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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JPH07296971A
JPH07296971A JP6086108A JP8610894A JPH07296971A JP H07296971 A JPH07296971 A JP H07296971A JP 6086108 A JP6086108 A JP 6086108A JP 8610894 A JP8610894 A JP 8610894A JP H07296971 A JPH07296971 A JP H07296971A
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JP
Japan
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turned
igbt
thyristor
igbts
lamp
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Withdrawn
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JP6086108A
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English (en)
Inventor
Hideki Nishikura
秀樹 西倉
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 IGBTのオン抵抗による発熱や損失の低減
と、照明負荷が消灯している状態から点灯状態になるま
での応答時間の短縮ができる照明装置を提供する。 【構成】 互いに逆方向に直列接続された2つのIGB
T(InsulatedGate Bipolar T
ransistor)Q1 ,Q2 と、各々のIGBT
(Q1 ,Q2 )に逆並列接続された2つのダイオ−ドD
1 ,D2 と、2つのIGBT(Q1 、Q2 )の各々の両
端に且つ同方向に接続された2つのサイリスタSC
1 ,SCR2 と、交流電源Vacの両端に2つのIGB
T(Q1 ,Q2)の直列回路を介して接続された照明負
荷Laと、2つのIGBT(Q1 ,Q2)の制御回路A
1 ,A2 と、2つのサイリスタSCR1 ,SCR2 の制
御回路A 3 ,A4 とから成る照明装置。 【効果】 IGBTのオン抵抗での発熱と損失を低減
し、IGBTの劣化及び破壊を防止し、且つ白熱灯の消
灯状態から点灯状態までの時間を早くできる照明装置を
提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、照明負荷を点灯制御す
る照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図9に示すこの種の従来例の回路は、互
いに逆方向に直列接続された2つのIGBT(Insu
lated Gate Bipolar Transi
stor)Q1 ,Q2 と、各々のIGBT(Q1
2 )に逆並列接続された2つのダイオ−ドD1 ,D2
と、交流電源Vacの両端に2つのIGBT(Q1
2 )の直列回路を介して接続された照明負荷Laと、
2つのIGBT(Q1 ,Q2 )の制御回路A1 ,A2
から成る照明装置であり、照明負荷Laは白熱灯Laと
する。
【0003】次に動作を簡単に説明する。交流電源Vac
の正の半サイクルの場合、IGBT(Q1 )、ダイオ−
ドD2 を介して白熱灯Laに、図9の中に示す矢印の向
きにランプ電流Ilaが流れることにより白熱灯Laは点
灯し、更にIGBT(Q1 )のオンオフを繰り返すこと
により白熱灯Laの調光を行うことが可能となる。交流
電源Vacの負の半サイクルの場合は上述の場合とは逆
に、IGBT(Q2 )、ダイオ−ドD1 を介して白熱灯
Laに、図9の中に示す矢印とは逆向きにランプ電流I
laが流れることにより白熱灯Laは点灯し、更にIGB
T(Q2 )のオンオフを繰り返すことにより、白熱灯L
aの調光を行うことが可能となる。
【0004】この様な構成の照明装置では、サイリスタ
やトライアックにて照明負荷の電力制御を行う照明装置
とは異なり、IGBTの活性領域を利用してIGBTの
オンオフを行うことにより、ランプ電流の急峻な立ち上
がり、立ち下がりを防ぎ、つまりサイリスタやトライア
ックの立ち上がり時、立ち下がり時に起こる高調波ノイ
ズの低減が可能である。この為、サイリスタやトライア
ックを使用した場合に必要であったチョ−クコイルが不
必要となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、白熱灯Laが
冷えている状態でIGBT(Q1 )もしくはIGBT
(Q2 )をオン状態にすると、IGBT(Q1 ,Q2
のドレイン・ソ−ス間に定格電流値を越える値のランプ
電流Ilaが流れ、IGBTの劣化又は破壊を招くという
問題が生じる。
【0006】この問題を解決する為に、ランプ電流Ila
の値がIGBT(Q1 ,Q2 )のドレイン・ソ−ス間の
定格電流値を越えそうな場合は、IGBT(Q1
2 )をオフするという方法がある。しかし、交流電源
acと白熱灯Laとの導通を断続的に行う様な制御を行
うと、交流電源Vacを投入してからランプ電流Ilaの値
が十分に低下し、白熱灯Laが点灯するまでの時間がか
かってしまうという問題が生じる。また、IGBT(Q
1 ,Q2 )のオン抵抗値は大きいので、オン抵抗による
IGBTの発熱や損失が起こるという問題もある。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、白熱灯が消灯している状
態から点灯状態になるまでの応答時間の短縮と、IGB
Tのオン抵抗による発熱や損失を低減した照明装置を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する為
に、請求項1記載の発明によれば、2つのIGBTの各
々のドレイン・ソ−ス間に同方向に並列接続された2つ
のサイリスタを備え、2つのIGBTを活性領域でオン
させ、飽和領域に達すると2つのIGBTをオフ、サイ
リスタをオンする様に制御する手段を備えることを特徴
とする。
【0009】請求項2記載の発明によれば、照明負荷に
流れるランプ電流値が2つのIGBTの定格電流値に達
すると、2つのIGBTをオフ、2つのサイリスタをオ
ンする様に制御を行う手段を備えることを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明によれば、2つのIGBT
を活性領域でオンさせ、飽和領域に達すると2つのIG
BTをオフ、サイリスタをオンする様に制御することに
より、ランプ電流の立ち上がりを緩やかにし、2つのI
GBTによる発熱と損失を低減することができる。
【0011】請求項2記載の発明によれば、ランプ電流
値が2つのIGBTの定格電流値に達すると2つのIG
BTをオフ、2つのサイリスタをオンする様に制御を行
う手段を備えることにより、2つのIGBTの劣化及び
破壊を防ぎ、且つ白熱灯の消灯状態から点灯するまでの
応答時間が短くできる。
【0012】
【実施例】
(実施例1)図1は本発明に係る第1実施例を示す回路
図であり、図9に示す従来例と異なる構成は、2つのサ
イリスタSCR1 ,SCR2 とその制御回路A3 ,A4
を設けたことである。ここで、サイリスタSCR1 ,S
CR2 は、2つのIGBT(Q1 、Q2 )の各々の両端
に且つ同方向に接続し、ゲ−ト・カソ−ド間に接続され
た制御回路A3 、A4 によりサイリスタSCR1 ,SC
2 のオンオフを行う。尚、先の従来例と同一構成には
同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0013】次に、図2に示す動作波形図を用いて第1
実施例を以下に簡単に説明する。尚、破線は交流電源V
acを、実線はランプ電流Ilaを示している。
【0014】先ず、図2に示すの期間はIGBT(Q
1 ,Q2 ),サイリスタSCR1 ,SCR2 ともオフし
ている期間であり白熱灯Laは消灯しているので、ラン
プ電流Ilaは流れない。次に、図2に示すの期間でI
GBT(Q1 )の活性領域を利用してIGBT(Q1
を徐々にオンさせることにより、ランプ電流Ilaの立ち
上がりをゆっくり行う。IGBT(Q1 )を完全にオン
させた後、図2に示すの期間でIGBT(Q1 )をオ
フ、サイリスタSCR1 をオンすると、ランプ電流Ila
は交流電圧Vacの減少と共に減少していく。交流電圧V
acの正負が反転すると、IGBT(Q1 )の代わりにI
GBT(Q2 )が、サイリスタSCR1の代わりにサイ
リスタSCR2 が同様に動作する。
【0015】以上の様にIGBT(Q1 ,Q2 )の活性
領域を利用することにより、ランプ電流Ilaの立ち上が
りをゆっくり行う様にしたので、急峻なランプ電流Ila
の変化によって起こる高調波ノイズの低減が図られ、ま
た、IGBT(Q1 ,Q2 )を完全にオンさせた後は、
IGBT(Q1 ,Q2 )をオフ、サイリスタSCR1
SCR2 をオンする様にしたので、IGBT(Q1 ,Q
2 )のオン抵抗による損失を低減できる。これは、サイ
リスタの方がIGBTよりもオン抵抗が小さい為であ
る。
【0016】尚、図2に示す乃至の期間の幅を変え
ることにより、白熱灯Laの調光度合を変えることが容
易に可能となり、また、図2に示す全期間乃至にお
いてサイリスタのみをオンすることにより、白熱灯La
の全灯が可能となる。
【0017】(実施例2)図3は本発明に係る第2実施
例を示す動作波形図であり、図3を用いて図1の回路動
作を以下に簡単に説明する。
【0018】時刻t0 で制御回路A3 によりサイリスタ
SCR1 をオンすると、ダイオードD2 を介して交流電
源Vacより白熱灯Laに、図1中の矢印に示す向きにラ
ンプ電流Ilaが流れて白熱灯Laが温められる。この
時、SCR2 ,IGBT(Q1,Q2 )はオフしてい
る。時刻t1 でランプ電流Ilaの値がIGBT(Q1
2 )の定格電流値に達するが、サイリスタSCR1
定格電流値よりは十分に低いので、サイリスタSCR1
の劣化及び破壊の問題はなく、サイリスタSCR1はオ
ンを続け、サイリスタSCR2 ,IGBT(Q1
2 )はオフを続ける。時刻t2 で交流電源Vacの正負
が反転するので、サイリスタSCR1 ,ダイオ−ドD2
がオフされ、制御回路A4 によりサイリスタSCR2
オンし、ダイオードD1 を介して交流電源Vacより白熱
灯Laに、図1中の矢印に示す向きとは逆にランプ電流
laが流れて白熱灯Laが温められる。この時もIGB
T(Q1 、Q2 )はオフしている。時刻t3 でランプ電
流Ilaの値がIGBT(Q1 、Q2)の定格電流値に達
するが、サイリスタSCR2 の定格電流値よりは十分に
低いので、サイリスタSCR1 の劣化及び破壊の問題は
なく、サイリスタSCR1 はオンを続け、サイリスタS
CR1 ,IGBT(Q1 ,Q2 )はオフを続ける。時刻
4 で交流電源Vacの正負が反転するので、サイリスタ
SCR2 ,ダイオ−ドD1 がオフされ、制御回路A3
よりサイリスタSCR1 をオンし、ダイオードD2 を介
して交流電源Vacより白熱灯Laに、図1中の矢印に示
す向きにランプ電流Ilaが流れて白熱灯Laが温められ
る。
【0019】以上の様な動作を繰り返すことにより白熱
灯Laが徐々に温められ、ランプ電流Ilaのピ−ク値が
徐々に小さくなり、時刻t5 を最後に時刻t6 以降はラ
ンプ電流Ilaの値がIGBT(Q1 ,Q2 )の定格電流
値よりも小さくなる。その為、時刻t7 以降ではサイリ
スタSCR1 ,SCR2 をオフし、IGBT(Q1 ,Q
2 )をオンすることにより白熱灯Laの点灯を維持でき
る。
【0020】上記の様に常に白熱灯Laを温め続けるこ
とによりランプ電流Ilaの値を低下する様な制御は、I
GBT(Q1 ,Q2 )のオンオフにより、交流電源Vac
と白熱灯Laとの導通を断続的に行いつつ、白熱灯La
を温め続けることによりランプ電流Ilaの値を低下する
様な制御よりも、白熱灯Laの消灯状態から点灯状態に
なるまでの時間を短縮することができ、且つIGBT
(Q1 、Q2 )の破壊も防ぐことができる。
【0021】(実施例3)図4は本発明に係る第3実施
例を示す動作波形図であり、図3に示す第2実施例と異
なる点は、先ずIGBT(Q1 ,Q2 )をオンさせ、ラ
ンプ電流IlaがIGBT(Q1 ,Q2 )の定格電流値に
なると、サイリスタSCR1 ,SCR2 をオン、IGB
T(Q1 ,Q2 )をオフし、交流電源Vacの正負が反転
すると、サイリスタSCR1 ,SCR2 をオフし、IG
BT(Q1 ,Q2 )をオンする様な動作を、ランプ電流
laのピ−ク値がIGBT(Q1 ,Q2 )の定格電流値
よりも低くなるまで繰り返すことである。尚、本実施例
では先ずIGBT(Q1 ,Q 2 )をオンさせ、ランプ電
流IlaがIGBT(Q1 ,Q2 )の定格電流値になる
と、サイリスタSCR1 ,SCR2 をオンする様な動作
を行う為、白熱灯Laが消灯しているか否かに関わら
ず、本実施例の効果は変わらない。
【0022】(実施例4)図5は本発明に係る第4実施
例を示す動作波形図であり、図3に示す第2実施例と異
なる点は、先ずIGBT(Q1 )をオンさせ、ランプ電
流IlaがIGBT(Q1 )の定格電流値になるとIGB
T(Q1 )をオフし、交流電源Vacが零になるとサイリ
スタSCR2 をオンし、再び交流電源Vacが零になると
サイリスタSCR1 をオン、SCR2 をオフし、ランプ
電流Ilaのピ−ク値がIGBT(Q 1 )の定格電流値に
達しなくなるまで、サイリスタSCR1 ,SCR2 のオ
ンオフを繰り返す様に動作することである。尚、本実施
例ではサイリスタSCR1 ,SCR2 は交流電源Vac
零の時にオンするので、高調波雑音を低減できる。
【0023】(実施例5)図6は本発明に係る第5実施
例を示すものであり、図1に示す第1実施例と異なる点
は、サイリスタSCR1 ,SCR2 の代わりに2つのI
GBT(Q1 ,Q 2 )の直列回路の両端に接続された1
つのトライアックTRC1 を駆動し、トライアックTR
1 の制御はゲ−トと一方の陽極間に接続された制御回
路A5 で行うことであり、第1実施例と同一構成は同一
符号を付すことにより説明を省略する。尚、本実施例で
は第1実施例で示したサイリスタSCR1 ,SCR2
代わりに1つのトライアックTRC1 を用いている為、
サイリスタSCR1 ,SCR 2 を用いた場合に比べて素
子数、制御回路の数が減る為に回路動作が簡素化され且
つ小型化が図れる。
【0024】また、2つのIGBT(Q1 、Q2 )の直
列回路の電圧降下分と、トライアックTRC1 の電圧降
下分の差電圧によりトライアックTRC1 のオン時に発
生するノイズの低減は、トライアックTRC1 に直列に
小さなチョ−クコイルを挿入することにより容易に可能
となる。
【0025】(実施例6)図7は本発明に係る第6実施
例を示すものであり、図1に示す第1実施例と異なる点
は、電流トランスCT1 ,電流検出部B1 を設けたこと
である。
【0026】ここで電流トランスCT1 は、2つのIG
BT(Q1 、Q2 )の直列回路と白熱灯La間に設けら
れ、ランプ電流Ilaを検出するものであり、電流検出部
1は、電流トランスCT1 でのランプ電流Ilaの検出
を受けて、制御回路A1 乃至A4 に信号出力をする様に
構成されたものである。尚、その他は第1実施例と同様
であるので同一構成に同一符号を付すことにより説明を
省略する。また、本実施例に於いては、電流トランスC
1 は電源ライン上であれば何処にあっても本発明の効
果は変わらない。
【0027】(実施例7)図8は本発明に係る第7実施
例を示すものであり、図7に示す第6実施例と異なる点
は、電流トランスCT1 の代わりに抵抗値が小さいシャ
ント抵抗R1 を、電流検出部B1 の代わりに電流検出部
2 を設けたことである。
【0028】ここでシャント抵抗R1 とは、2つのIG
BT(Q1 、Q2 )間に設けられ、ランプ電流Ilaの検
出をするものであり、電流検出部B2 とは、シャント抵
抗R 1 でのランプ電流Ilaの検出を受けて、制御回路A
1 乃至A4 に信号出力をする様に構成されたものであ
る。尚、その他は第6実施例と同様であるので同一構成
に同一符号を付すことにより説明を省略する。尚、本実
施例に於いて、シャント抵抗R1 は電源ライン上であれ
ば何処にあっても本発明の効果は変わらない。
【0029】尚、上記実施例2乃至4に於いて、IGB
T(Q1 ,Q2 )の動作は実施例1に示した様なサイリ
スタSCR1 ,SCR2 との兼用でも本発明の効果は変
わらず、上記実施例1乃至7に於いて、IGBT
(Q1 ,Q2 )、サイリスタSCR 1 ,SCR2 の各々
をオンオフ動作することにより白熱灯Laの調光が容易
に可能であり、上記実施例5乃至7に於いて、回路動作
は第1乃至第4実施例のいづれを適用しても本発明の効
果は変わらず、上記実施例6,7に於いて実施例5の様
な回路に用いても本発明の効果は変わらない。
【0030】
【発明の効果】上記の様に請求項1記載の発明によれ
ば、ランプ電流の立ち上がりを緩やかにすることにより
高調波雑音を低減し、IGBTが飽和領域に達するとI
GBTをオフ、サイリスタをオンする様に動作すること
により、IGBTのオン抵抗での発熱と損失を低減した
照明装置を提供できる。
【0031】請求項2記載の発明によれば、IGBTの
劣化及び破壊を防止し、且つ白熱灯の消灯状態から点灯
状態までの時間を早くできる照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例を示す回路図である。
【図2】上記実施例に係る動作波形を示す図である。
【図3】本発明に係る第2実施例を示す動作波形図であ
る。
【図4】本発明に係る第3実施例を示す動作波形図であ
る。
【図5】本発明に係る第4実施例を示す動作波形図であ
る。
【図6】本発明に係る第5実施例を示す回路図である。
【図7】本発明に係る第6実施例を示す回路図である。
【図8】本発明に係る第7実施例を示す回路図である。
【図9】本発明に係る従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
D ダイオ−ド La 照明負荷 Q IGBT SCR サイリスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに逆方向に直列接続された2つのI
    GBT(Insulated Gate Bipola
    r Transistor)の直列回路と、各々のIG
    BTのドレイン・ソ−ス間に逆並列接続された2つのダ
    イオ−ドと、交流電源の両端に前記2つのIGBTの直
    列回路を介して接続された照明負荷とから成る照明装置
    に於いて、前記2つのIGBTの各々のドレイン・ソ−
    ス間に同方向に並列接続された2つのサイリスタを備
    え、前記2つのIGBTを活性領域でオンさせ、飽和領
    域に達すると前記2つのIGBTをオフ、前記サイリス
    タをオンする様に制御する手段を備えることを特徴とす
    る照明装置。
  2. 【請求項2】 前記照明負荷に流れるランプ電流値が前
    記2つのIGBTの定格電流値に達すると、前記2つの
    IGBTをオフ、前記2つのサイリスタをオンする様に
    制御を行う手段を備えることを特徴とする請求項1記載
    の照明装置。
JP6086108A 1994-04-25 1994-04-25 照明装置 Withdrawn JPH07296971A (ja)

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