JPH08115797A - 放電ランプの自動調光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照明しようとする地域の明るさに従って、放
電ランプに供給される電力を自動的に変化させることに
より、居住者の視力保護、及び消費電力節減を図ること
ができる放電ランプの自動調光装置を提供すること。 【構成】 交流電源電圧を整流して得られた直流電圧を
チョッパ回路にて昇圧し、前記チョッパ回路の出力をイ
ンバータ回路より所定の周波数の交流電圧にて変換し
て、放電ランプを点灯させる装置において、照明地域の
周囲照度を感知するための手段１１０と、望む照度を設
定するための手段ＶＲと、前記感知された周囲照度が設
定された照度以上である時、前記インバータ回路の動作
を遮断させる手段１２０とを具備する構成。また、前記
感知された周囲照度が設定された照度より小さい時、前
記設定照度と前記周囲照度の差に比例して前記チョッパ
回路の出力電圧を変化させる手段１３０を更に設けた構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光灯を含む放電ラン
プの自動調光装置に係わり、特に、照明使用地域の照度
を使用者が任意に設定した照度にて維持させ、放電ラン
プに過電流が印加される時、これを自動的に遮断せしめ
ることができるようにした放電ランプの自動調光装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年に至って、インバータ方式の駆動回
路を採用し、放電ランプの照度を任意に変化させること
ができるようにした調光装置に関して、多様な側面にお
いて改良が成されている。

【０００３】図４は、従来の照度調節機能を設けた放電
ランプの安定器の、概略的なブロック図である。

【０００４】図４に図示した安定器は、放電ランプ２２
と、放電ランプ２２の照度調節用ノブ１０と、所定の周
波数を有する信号を発生させるための発振器１２と、発
振器１２よりの出力信号の周波数を変換させるための周
波数変換器１４と、照度調節用ノブ１０により設定され
たオン・オフデューティサイクルに従って、周波数変換
器１４よりの出力信号のオン・オフデューティサイクル
を変化させる可変パルス幅変調器１６と、可変パルス幅
変調器１６において変調された信号によって、オン又は
オフされるスイッチング素子１８と、スイッチング素子
１８のオン・オフに従って誘起電圧を得る１，２次トラ
ンスフォーマ２０とで構成される。

【０００５】前記した構成によって、放電ランプ２２に
供給される電力が変化されるので、照度調節が可能にな
る。図４に図示した安定器に関する技術は、米国特許番
号4,998,046 号に詳細に開示されているので、さらなる
説明は省略する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した構成
を有する安定器においては、照度調節信号を有線にて伝
送する場合には、別個の信号線が必要となり、無線にて
伝送する場合には、システムの製作原価が上昇する問題
点があり、照明地域の明るさに関係なく、放電ランプに
おいて消費される電力が、使用者によって設定された照
度に従って、固定される問題点があった。

【０００７】ひいては、使用する周波数帯域が遠隔制御
器の周波数帯域と重なって、他の電気機器の誤動作を誘
発する虞があった。

【０００８】本発明は、前述した問題点を解決するため
に案出されたもので、照明しようとする地域の明るさに
従って、放電ランプに供給される電力を自動的に変化さ
せることにより、居住者の視力保護、及び消費電力節減
を図ることができる放電ランプの自動調光装置を提供す
ることを主な目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、放電ランプに過電流
が流れる場合に、放電ランプを駆動する共振部の動作を
自動的に遮断させることにより装置の損傷を防止し、安
全を確保することができる放電ランプの自動調光装置を
提供することにある。

【００１０】本発明の、又、他の目的は、放電ランプに
供給される電力の力率を改善させることにより、放電ラ
ンプの寿命を延長させ、更に、他の電気機器に影響を及
ぼすノイズ信号の発生を抑制することができる放電ラン
プの自動調光装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための、本発明の放電ランプ自動調光装置は、交流電圧
を整流して得られた直流電圧をチョッパ回路にて昇圧
し、前記チョッパ回路の出力をインバータ回路により高
周波数の交流電圧にて変換して、放電ランプを点灯させ
る装置において、照明地域の周囲照度を感知するための
手段と、望む照度を設定するための手段と、前記感知さ
れた周囲照度が設定された照度以上である時、前記イン
バータ回路の動作を遮断させる手段とで構成される。

【００１２】前記した自動調光装置において、前記感知
された周囲照度が設定された照度より小さい時、前記設
定照度と前記周囲照度の差に比例してチョッパ回路の出
力電圧を変化させる手段を更に設ければ、周囲照度に従
って、放電ランプの消費電力が自動的に変化されること
により、電力節減を図ることができる。

【００１３】ひいては、前記放電ランプに流れる電流を
感知するための手段及び、前記感知された電流値が基準
値以上である時、前記インバータ回路の動作を遮断させ
る手段を、更に設ければ過電流による放電ランプの損傷
を防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に伴う放
電ランプの自動調光装置の良好な実施例を詳細に説明す
る。

【００１５】図１は、本発明に伴う放電ランプの自動調
光装置の全体的な構成を概略的に示したブロック図であ
る。

【００１６】図１に図示したところのように、本発明に
伴う放電ランプの自動調光装置は、常用交流電圧を所定
の周波数を有する高周波交流電圧に変換し、放電ランプ
を点灯させる放電ランプ駆動部１４０と、照明地域の周
囲照度を感知し、前記感知された周囲照度が使用者が設
定した照度以上である時、放置ランプへの電源供給を遮
断させる照度感知部１１０及び電源遮断部１２０と、放
電ランプに入力される電圧及び電流を同相にて造り、前
記感知された周囲照度が、使用者が設定した照度より小
さい時、前記二つの値の差に比例して放電ランプに供給
される電力を変更させる力率改善及び照度調節部１３０
と、放電ランプに流れる電流値を感知し、前記感知され
た電流値が、所定の基準値以上である時、放電ランプへ
の電力供給を遮断させる過電流遮断部１５０とで構成さ
れる。

【００１７】図２は、図１に示した自動調光装置の１実
施例に伴う具体的な回路図である。この図２に示すよう
に、放電ランプ駆動部１４０は、大きく常用交流電圧を
全波整流して得られた直流電圧ＶＩを昇圧するためのチ
ョッパ回路１４０Ａと、チョッパ回路１４０Ａの出力を
３０ＫＨｚ程度の高周波数を有する交流電源にて変換し
て、放電ランプＬＡＭＰを点灯させるインバータ回路１
４０Ｂとにより構成される。

【００１８】チョッパ回路１４０Ａは、チョークコイル
Ｌ1 と、還流用ダイオードＤ1 と、電界効果トランジス
タＱ2 と、分圧用抵抗Ｒ8 ，Ｒ9 並びにコンデンサＣ3
により構成される。インバータ回路１４０Ｂは自励式に
て、放電ランプＬＡＭＰと、チョッパ回路１４０Ａの出
力端子間に直列に接続された１対のスイッチングトラン
ジスタＱ3 ，Ｑ4 と、トランジスタＱ3 のベース端子と
エミッタ端子との間に抵抗Ｒ10を介在して接続されたト
ランスコイルＣＴ2 と、トランジスタＱ3 のエミッタ端
子と、放電ランプＬＡＭＰの１側フィラメント端子間に
コイルＬ2 を介在して接続されたトランスコイルＣＴ1
と、トランジスタＱ4 のベース端子，接地端子間に抵抗
Ｒ11を介在して接続されたトランスコイルＣＴ3 と、放
電ランプＬＡＭＰの両フィラメント端子間に挿入される
初期点灯用コンデンサＣ5 と、トランジスタＱ3 のコレ
クタ端子と放電ランプＬＡＭＰのフィラメント端子との
間に並列に接続されたコンデンサＣ6 及びダイオードＤ
2 と、放電ランプＬＡＭＰのフィラメント端子と接地端
子との間に並列に接続されたコンデンサＣ7 及びダイオ
ードＤ3 とで構成される。

【００１９】一方、照度感知部１１０及び電源遮断部１
２０は、照度センサＳ1 と、照度センサＳ1 に直列に連
結された照度設定用の可変抵抗器ＶＲと、この可変抵抗
器ＶＲの両端の電圧値Ｖsen を基準電圧Ｖref1と比較す
る演算増幅器ＯＰ1 と、ベース端子は電流制限抵抗Ｒ1
を介在して演算増幅器ＯＰ1 の出力端子に連結され、コ
レクタ端子は抵抗１１に連結されたトランジスタＱ1 と
で構成される。

【００２０】力率改善及び照度調節部１３０は、周囲照
度に該当する電圧値Ｖsen と所定の基準電圧値Ｅ1 との
差を増幅して出力する演算増幅器ＯＰ2 と、演算増幅器
ＯＰ2 の出力電圧Ｅ3 とチョッパ回路１４０Ａの出力配
分電圧Ｅ4 との大小を比較する演算増幅器ＯＰ3 と、電
波入力電圧ＶＩを適切に分圧させた電圧値と演算増幅器
ＯＰ3 の出力電圧値を積算する乗算器ＭＴと、電界効果
トランジスタＱ2 に流れる電流を電圧にて変換する抵抗
Ｒ7 と、乗算器ＭＴの出力電圧値と抵抗Ｒ7 の両端に印
加される電圧値の大小を比較する演算増幅器ＯＰ5 と、
外部よりのパルス信号の電圧値と所定の基準電圧値Ｅ2
との大小を比較する演算増幅器ＯＰ4 と、演算増幅器Ｏ
Ｐ5 の出力状態の変化を一時的に記憶してトランジスタ
Ｑ2 をオン又はオフさせるラッチ回路Ｇ1 乃至Ｇ4 と、
トランジスタＱ2 のゲートに流れる電流を制限する抵抗
Ｒ5 とで構成される。

【００２１】未説明符号Ｒ6 及びＣ4 は、リーディング
エッジ電流スパイクを除去するための低域通過フィルタ
用抵抗及びコンデンサであり、Ｃ2 は、昇圧チョッパ回
路１４０Ａの出力分配電圧Ｅ4 に含まれたリプルを除去
するためのコンデンサである。

【００２２】力率改善及び照度調節部１３０は、力率改
善ＩＣである、ＫＡ７５１４（三星電子（株）製造）を
利用して、良好に具現され得る。

【００２３】過電流遮断部１５０は、電流検出用トラン
スコイルＴ2 と、トランスコイルＴ2 において検出され
た電流を電圧にて変換する抵抗Ｒ12と、抵抗Ｒ12の両端
の電圧を整流及び平滑して直流電圧Ｅ5 を発生させるダ
イオードＤ4 ，抵抗Ｒ13，及びコンデンサＣ8 と、直流
電圧Ｅ5 が所定の基準電圧Ｖref2より大きい時、インバ
ータ回路１４０Ｂの動作を遮断させる演算増幅器ＯＰ6
とで構成される。

【００２４】以下に、本発明に伴う放電ランプの自動調
光装置の動作を詳細に説明する。この図３は、本発明に
伴う放電ランプの自動調光装置の動作を説明するための
フローチャートである。

【００２５】先ず、使用者が常用交流電源のスイッチ
（図示省略）をオンさせれば、ダイオードブリッジ（図
示省略）を経て、全波整流された電圧ＶＩがチョッパ回
路１４０Ａに入力される。チョッパ回路１４０Ａにおい
ては、トランジスタＱ2 がオン及びオフされる時間に従
って、Ｖｄｄ＝Ｖｉ（Ｔon＋Ｔoff ）／Ｔoff にて決定
される電圧（Ｖｄｄ）が発生される。即ち、トランジス
タＱ2 がオンされる時間中には、コイルＬ1 にエネルギ
ーを蓄積し、トランジスタＱ2 がオフされる時間中に
は、インバータ回路１４０Ｂに電流を流すことにより、
放電ランプＬＭＡＰに供給される平均電力を変化させ
る。

【００２６】インバータ回路１４０Ｂにおいては、コイ
ルＬ2 及びコンデンサＣ6 ，Ｃ7 のエネルギー交換によ
って、トランジスタＱ3 ，Ｑ4 を交番的に動作させて発
生された３０ＫＨｚ程度の交流電圧を放電ランプＬＡＭ
Ｐに供給して、放電ランプＬＡＭＰを駆動させる。

【００２７】一方、使用者は可変抵抗器ＶＲを操作し
て、望む照度を正確に設定することができる。照度セン
サＳ1 はＣｄｓ素子にて良好に具現され得るが、周囲が
明るいほど自体抵抗値が小さくなり、結局、可変抵抗器
ＶＲの両端に印加される、電圧値Ｖsen は大きくなる。
電圧値Ｖsen が、所定の基準電圧値Ｖref1より大きくな
る時（段階Ｓ１００において“ＹＳＥ”である時）演算
増幅器ＯＰ1 においては、高電位信号が出力され、点Ａ
の電位が低くなり、結局トランジスタＱ4 がオフされ、
放電ランプＬＡＭＰが消灯される。

【００２８】即ち、周囲の照度が設定された照度以上に
なり、自然光のみにても設定照度を維持させることがで
きる時には、放電ランプＬＡＭＰを消灯させ、消費電力
を減らすようになる。電圧値Ｖsen が基準電圧値Ｖref1
より小さい時（段階Ｓ１００において“ＮＯ”である
時）、演算増幅器ＯＰ1 においては、低電位の信号が出
力され、トランジスタＱ3 ，Ｑ4 が交番的に動作するこ
とができる状態を許容する。

【００２９】一方、演算増幅器ＯＰ2 においては所定の
基準電圧値Ｅ1 と、電圧値Ｖsen の差電圧Ｅ3 を増幅し
て出力するが（段階Ｓ１１０）、前記差電圧Ｅ3 はイン
バータ回路１４０Ｂに供給される電圧値Ｖｄｄを変化さ
せるのに利用される。これをより詳細に説明すれば、差
電圧Ｅ3 はＥ3 ＝Ｅ1 ((Ｒ2 ＋Ｒ3)/ Ｒ2)−Ｖsen(Ｒ3/
Ｒ2)) によって、決定される。演算増幅器ＯＰ3 におい
ては、差電圧Ｅ3 とチョッパ回路１４０Ａの出力電圧Ｖ
ｄｄを適切に分配させて得られた、電圧Ｅ4 の大小を比
較する（段階Ｓ１２０）。

【００３０】差電圧Ｅ3 が出力配分電圧Ｅ4 より大きい
時（段階Ｓ１２０において“ＮＯ”である時）に、演算
増幅器ＯＰ3 においては、高電位信号が出力されるが、
これに従って、トランジスタＱ2 がオンされ得る条件に
なる。

【００３１】結果的に、周囲照度が高いほど差電圧Ｅ3
は小さくなり、これに従って、インバータ回路１４０Ｂ
に供給される電圧Ｖｄｄが小さくなって、放電ランプＬ
ＡＭＰの出力が小さくなる。

【００３２】一方、インバータ回路１４０Ｂに供給され
る電力の力率を改善するための回路構成の動作を以下に
おいて説明する。

【００３３】先ず、乗算器ＭＴにおいては、演算増幅器
ＯＰ3 の出力電圧及び全波整流電圧Ｖｉを適切に分圧し
て得られた電圧が積算され、演算増幅器ＯＰ5 の非反転
（＋）端子に入力される。乗算器ＭＴの出力は、コイル
Ｌ1 に流れる電流の最大値を制限する役割を果たす。演
算増幅器ＯＰ5 の反転（−）端子には、コイルＬ1 に流
れる電流を電圧にて換算した値（抵抗Ｒ7 の両端に印加
された電圧）が入力されるが、乗算器ＭＴの出力電圧が
前記換算された電圧値より大きい時、演算増幅器ＯＰ5
においては、高電位の信号が出力される。演算増幅器Ｏ
Ｐ5 において、出力された高電位の信号はラッチ回路Ｇ
1 乃至Ｇ4 を経由して、トランジスタＱ2 がオンされ得
る条件を造ってやる。次に、演算増幅器ＯＰ4 の非反転
（＋）端子に入力されるパルス信号が高電位において、
低電位にて成された後、低電位状態を持続する間に、ト
ランジスタＱ2 がオンされて、コイルＬ1 に流れる電流
が、乗算器ＭＴの出力ほど上昇された後に、トランジス
タＱ2 はオフされる。

【００３４】ラッチ回路Ｇ1 乃至Ｇ4 がコイルＬ1 に流
れる電流値が０になるまで、トランジスタＱ2 をオフさ
せるようになる。

【００３５】以上において説明した過程を繰り返すこと
により、インバータ回路１４０Ｂに供給される電圧と電
流が同相になり、力率が改善される。

【００３６】過電流遮断部１５０は、放電ランプＬＡＭ
Ｐに供給される電流を、トランスコイルＴ2 により感知
した後に、電圧変換回路Ｒ12，Ｄ4 ，Ｒ13，Ｃ8 によっ
て対応される電圧Ｅ5 にて変換させて、演算増幅器ＯＰ
6 の非反転（＋）端子に入力させる。演算増幅器ＯＰ6
は電圧Ｅ5 が所定の基準電圧Ｖref2より大きい時（段階
Ｓ１３０において“ＹＥＳ”である時）、点Ａの電位を
低めて、トランジスタＱ4 の動作を中止させる。

【００３７】従って、放電ランプＬＡＭＰに過電流が流
れないように成される。

【００３８】

【発明の効果】以上において説明したところのように、
本発明の放電ランプの自動調光装置によれば、照明しよ
うとする地域の明るさに従って、放電ランプに供給され
る電力を自動的に変化させることにより、居住者の視力
保護及び消費電力節減を図ることができる。

【００３９】更に、放電ランプに過電流が流れないよう
に成すことにより、装置の損傷を防止することができる
し、放電ランプに供給される電力の力率を改善させるこ
とにより、放電ランプの寿命を延長させ、また、他の電
気機器に影響を及ぼすノイズ信号の発生を抑制すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に伴う放電ランプの自動調光装置の、全
体的な構成を概略的に示したブロック図。

【図２】図１に示した放電ランプの自動調光装置の具体
的な回路図。

【図３】本発明に伴う放電ランプの自動調光装置の、動
作を説明するためのフローチャートである。

【図４】従来の照度調節機能を設けた、放電ランプの安
定器の概略的なブロック図。

【符号の説明】

１０ 照度感知部 １２０ 電源遮断部 １３０ 力率改善及び照度調節部 １４０ 放電ランプ駆動部 １４０Ａ 昇圧チョッパ回路 １４０Ｂ インバータ回路 １５０ 過電流遮断部 Ｓ1 照度センサ ＶＲ 照度設定用可変抵抗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源電圧を整流して得られた直流電
   圧をチョッパ回路にて昇圧し、前記チョッパ回路の出力
   をインバータ回路より所定の周波数の交流電圧にて変換
   して、放電ランプを点灯させる装置において、 照明地域の周囲照度を感知するための手段と、 望む照度を設定するための手段と、 前記感知された周囲照度が設定された照度以上である
   時、前記インバータ回路の動作を遮断させる手段とを具
   備することを特徴とするランプの自動調光装置。
2. 【請求項２】 前記感知された周囲照度が設定された照
   度より小さい時、前記設定照度と前記周囲照度の差に比
   例して前記チョッパ回路の出力電圧を変化させる手段を
   更に設けたことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ
   の自動調光装置。
3. 【請求項３】 前記放電ランプに流れる電流を感知する
   手段、及び前記感知された電流値が基準値以上である
   時、前記インバータ回路の動作を遮断させる手段を、更
   に設けたことを特徴とする請求項１又は２項記載の放電
   ランプの自動調光装置。