JPH08124694A

JPH08124694A - 調光装置

Info

Publication number: JPH08124694A
Application number: JP6263593A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kawase; 守川瀬
Original assignee: Kasuga Denki Inc
Current assignee: Kasuga Denki Inc
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な構成で放電灯を連続的に調光すること
が可能になるとともに、水銀灯等にも使用できる調光装
置の提供を目的とする。【構成】インバーター回路４０の出力電圧の周波数は、
周波数設定回路６０での設定周波数に基づき、制御回路
５０によるトランジスタのスイッチング制御によって設
定周波数と同じに調整される。出力電圧の周波数は、安
定器（インダクタ）４５のインピーダンスＺ（＝２πｆ
Ｌ）を増減させ、その変化により水銀灯７０のランプ電
流ＩLを調整する。これにより、インバーター回路４０
の出力電圧の周波数を変化させるだけで水銀灯７０の調
光を連続的に行なうことが可能となる。また、出力電圧
は、水銀灯７０に対して連続的に印加されているので、
電極が冷却されることがなく、水銀灯等にも使用するこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は調光装置に関し、特にそ
の構成の簡易化に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】通常、
調光とは発光体の発する光の照度を変化させる操作をい
い、調光装置は、かかる操作を行なう装置をいう。

【０００３】従来の調光について以下に説明する。従
来、調光は蛍光灯等で行なわれており、インバータ回路
から蛍光灯等へ出力される方形波の位相（導通角）を調
整することで行なわれていた。

【０００４】インバータ回路から蛍光灯へ出力される方
形波の一例を図５Ａに示す。この方形は調光が行なわれ
ていない場合（いわゆる全点灯）の場合の波形である。
調光を行なう場合は、図５Ａに示した方形波の導通角Ｄ
Ｋを位相制御回路により制御する。これにより、蛍光灯
の照度をさげることができる。

【０００５】しかしながら、従来の調光には、次の様な
問題があった。第一に、このような調光を行なおうとす
ると、構造の複雑な位相制御回路が必要となり、調光回
路全体の構造も複雑化してしまうという問題があった。

【０００６】また、上記の調光を水銀灯等に用いた場
合、調光を行なうことができないという問題もあった。
これは、水銀灯等の場合は、電極が温まっていないと点
灯しないからである。上記の調光制御においては、非導
通期間（間隔ＺＤで示す）があるため電極が冷やされて
しまう。したがって、非導通期間が長く（例えば導通角
の１０％以上に）なると、電極の冷却によって点灯が維
持できなくなってしまう。これにより、水銀等灯等にお
いては、調光範囲に制限があり、十分な調光を行なうこ
とができないという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、簡易な構成で放電灯を
連続的に調光することが可能になるとともに、水銀灯灯
にも使用できる調光装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の調光装置は、
出力電圧の周波数の調整が可能なインバータ手段、前記
インバータ手段の出力側回路に設けられたインピーダン
ス手段、前記出力側回路に前記インピーダンス手段と直
列に設けられた放電灯、を有することを特徴としてい
る。

【０００９】請求項２に係る調光装置は、請求項１に係
る調光装置において前記放電灯を複数並列接続し、当該
複数の放電灯を前記インピーダンス手段と直列に設けた
こと、を特徴としている。

【００１０】請求項３の調光装置は、請求項１に係る調
光装置において前記インバータ手段は、出力電圧の周波
数を約３００Ｈｚから約1、８００Ｈｚの範囲内で調整
すること、を特徴としている。

【００１１】請求項４の調光装置は、請求項３に係る調
光装置において前記出力電圧の周波数を約５００Ｈｚか
ら約1、０００Ｈｚの範囲内で調整すること、を特徴と
している。

【００１２】請求項５の調光装置は、請求項３に係る調
光装置において前記インピーダンス手段にインダクタを
用いたこと、を特徴としている。

【００１３】請求項６の調光装置は、請求項５に係る調
光装置において前記インダクタの鉄芯に珪素鋼板を用い
たこと、を特徴としている。

【００１４】

【作用】請求項１に係る調光装置においては、インバー
タ手段の出力電圧の周波数を変えると、インピーダンス
手段のインピーダンスが変化する。これにより、放電灯
の電流を変化させることができる。さらに、放電灯に連
続的に電圧を印加しつつ、電流を変化させることができ
る。

【００１５】請求項２に係る調光装置は、請求項１に係
る調光装置において前記放電灯を複数並列接続し、当該
複数の放電灯を前記インピーダンス手段に直列に設けて
いる。したがって、複数の放電灯を同時に連続調光する
ことができる。

【００１６】請求項３及び請求項４の調光装置は、請求
項１に係る調光装置において前記インバータ手段が、出
力電圧の周波数を約３００Ｈｚから約1、８００Ｈｚの
範囲内又は約５００Ｈｚから約1、０００Ｈｚの範囲内
で調整する。したがって、低周波数用の小型インバータ
ーを用いることができる。

【００１７】請求項５の調光装置は、請求項３に係る調
光装置において前記インピーダンス手段にインダクタを
用い、請求項６の調光装置は、請求項５に係る調光装置
において前記インダクタの鉄芯に珪素鋼板を用いてい
る。したがって、低周波数におけるインダクタの鉄損が
小さくなる。

【００１８】

【実施例】本発明に係る一実施例である調光装置の構成
を説明する。図１に、本実施例の調光装置１００の構成
を示す。本実施例の調光装置１００は、交流電源（図示
せず）に接続される交流入力端子１０、整流回路２０、
平滑回路３０、インバータ手段であるインバーター回路
４０、制御回路５０、周波数設定回路６０、放電灯であ
る水銀灯７０及びインピーダンス手段である安定器４５
から構成されている。

【００１９】交流入力端子１０には、整流回路２０が接
続されており、整流回路２０には、コンデンサ及びコイ
ルを組合せた平滑回路３０が接続されている。また、平
滑回路３０には、インバーター回路４０が接続されてい
る。なお、インバーター回路４０は、トランジスタと整
流器の組合せによって構成されている。

【００２０】インバーター回路４０の出力側には、安定
器４５および水銀灯７０が直列に接続されている。な
お、本実施例の安定器（インダクタ）の鉄芯は、珪素鋼
板を使用している。また、インバーター回路４０の各ト
ランジスタは、制御回路５０に接続されており、制御回
路５０には周波数設定回路６０が接続されている。周波
数設定回路６０は、ボリューム等によって設定値を変更
できるようになっている。

【００２１】次に、本実施の調光装置の動作を説明す
る。交流電源からの交流電圧は、交流端子１０に印加さ
れた後、整流回路２０に与えられ、整流回路２０によっ
て整流される。図２Ａに、整流回路２０によって全波整
流された電圧Ｖａの波形を示す。次に、全波整流された
電圧Ｖａは、平滑回路３０において平滑化される。図２
Ｂに平滑化された電圧Ｖｂの波形を示す。

【００２２】この平滑電圧Ｖｂは、インバーター回路４
０に入力される。インバーター回路４０は、トランジス
タ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを有している。制御
回路５０が、このトランジスタ４２ａ，４２ｂ，４２
ｃ，４２ｄのオン、オフのタイミングを制御することに
より、インバーター回路４０の出力端４４には、図２Ｃ
のような電圧Ｖ_cが出力される。

【００２３】なお、制御回路５０は、周波数設定回路６
０によって設定された周波数にしたがって、オン、オフ
のタイミングを制御し、インバーター回路４０の出力電
圧Ｖcの周波数ｆが、設定周波数に等しくなるように制
御する。つまり、周波数設定回路６０の設定を変えるこ
とにより、出力電圧Ｖ_cの周波数を変化させることがで
きる。

【００２４】インバーター回路４０の出力電圧Ｖ_cは、
安定器４５を介して、水銀灯７０に印加される。したが
って、水銀灯７０には、図２Ｄのような電圧Ｖ_dが印加
される。これにより、水銀灯７０が点灯する。

【００２５】例えば、インバーター回路４０において周
波数ｆが高く調整された場合、安定器（インダクタ）４
５のインピーダンスＺ（＝２πｆＬ）は大きくなる。安
定器４５のインピーダンスが大きくなると、水銀灯７０
に流れる電流（ランプ電流ＩL）は小さくなる。ランプ
電流ＩLが小さくなると、水銀灯７０の明るさが減少
（暗くなる）する。

【００２６】一方、インバーター回路４０において周波
数ｆが低く調整された場合、安定器４５のインピーダン
スＺは、周波数に比例して小さくなる。これにより、ラ
ンプ電流ＩLは大きくなり、水銀灯７０の明るさが大き
く（明るく）なる。

【００２７】このように、周波数設定回路６０による設
定周波数を変えることにより、水銀灯７０の明るさを調
整することができる。なお、この実施例では、５００Ｈ
ｚ〜１０００Ｈｚの範囲で、設定周波数を可変できるよ
うにした。

【００２８】この実施例において、水銀灯７０に印加さ
れる電圧電圧Ｖ_dには、図２Ｄに示すように、図５Ｂに
示すような非導通期間ＺＤがない。したがって、水銀灯
７０の電極に連続的に電圧を印加することができる。つ
まり、光度を下げるように調光を行った場合であって
も、電極を冷やすことなく、点灯状態を保つことができ
る。これにより、広い範囲にわたっての調光が可能とな
る。

【００２９】次に、インバーター回路４０の出力電圧Ｖ
_c、その周波数ｆ、水銀灯の照度及び消費電力の関係を
図３に示す。なお、図３は、本発明に係る調光装置１０
０においてインバーター回路４０からコードを２．５ｍ
延長して水銀灯７０（２５０Ｗの水銀灯を２灯同時に）
を点灯した場合に各々の値を測定した実測値である。ま
た、照度は、水銀灯７０から約１．５ｍ離れた位置にお
いて計測した値である。

【００３０】例えば、インバーター回路４０において周
波数ｆが５００Ｈｚに設定された場合、水銀灯７０の照
度は３、９９０ルクスであり、消費電力は５２１Ｗであ
る。ここで、インバーター回路４０の周波数設定値を７
００Ｈｚに上げると、上記の関係よりインダクタ３０で
のインピーダンスは大きくなり、ランプ電流が小さくな
ることにより水銀灯が暗くなる。すなわち、図３のテー
ブルに示すように、調光が行なわれることで照度は３、
０３０ルクスと低くなり、消費電力は３５３Ｗに低下す
る。

【００３１】さらに、インバーター回路４０の周波数設
定値を１、０００Ｈｚまで上げると、照度は５００Ｈｚ
の場合の約半分の１、８１０ルクスまで低下し、消費電
力においても、５００Ｈｚの場合の半分以下である２５
３Ｗまで低減させることが可能となる。このように、イ
ンバーター回路４０における周波数ｆを任意に設定する
ことで、連続的に調光を行なうことができるとともに、
調光の度合いに応じた消費電力を得ることが出来る。

【００３２】すなわち、本実施例に係る調光装置１００
においては、インバーター回路４０における周波数を任
意に設定するだけで、容易かつ連続的に水銀灯７０を調
光することが可能となり、さらに消費電流の大幅な節約
を図ることが可能となる。

【００３３】また、本実施例に係る調光装置１００にお
いては、上記の様な構造から比較的低い周波数を用いて
調光を行なうことが可能である。したがって、インバー
ター回路４０も、高周波数用の高価なものを使用する必
要がなく、簡易な構成で確実に連続的な調光を行なうこ
とができる。また、周波数が低いので、チョークコイル
（インダクタ）も小型のものを使用するでき、装置の小
型、軽量化を図ることが可能である。さらに、周波数が
低いので、安定器４５による鉄損を小さくすることがで
き、所定の明るさを得るための電力消費を小さくするこ
とができる。また、本実施例においては、安定器４５の
鉄芯に珪素鋼板を用いているので、この点においても、
安定器４５による鉄損を小さくすることができる。

【００３４】次に、本発明に係る調光装置の他の実施例
を説明する。図４に、本実施例に係る調光装置２００の
構成を示す。この調光装置２００は、上述の実施例に係
る調光装置１００の構成とほぼ同様であるが、複数の水
銀灯７０、７１及び７２と各水銀灯に接続される安定器
４５、４６及び４７を並列に接続している。

【００３５】調光装置２００の動作は、調光装置１００
と同じである。すなわち、調光装置２００においても、
周波数設定回路６０により予めインバーターにおける周
波数ｆを任意に設定する。この周波数は、制御回路５０
を通じてインバーター回路４０に与えられ、インバータ
ー回路４０内のトランジスタのスイッチングを制御する
ことで出力周波数が設定周波数に調整される。このよう
な周波数ｆを有する電圧は、各安定器のインピーダンス
を変化させることでランプ電流を増減させている。これ
によって、連続的に水銀灯を調光することが可能とな
る。しかも、調光装置２００では、複数の水銀灯７０、
７１及び７２が並列に接続されているので、周波数設定
回路６０により周波数ｆを任意に設定するだけで、これ
ら水銀灯の全てを同時に連続調光することができる。

【００３６】これにより、各水銀灯ごとにインバーター
を接続することなく、調光を行なうことができるので、
部品の節約を図ることが可能となる。また、これによっ
ても装置の小型、軽量化を図ることも可能となる。

【００３７】なお、上記の各実施例においては、図１及
び図４に示すインバーター回路４０を用いた。しかし、
周波数を任意に設定できるようなものであれば、他の構
成のものを用いるようにしてもよい。

【００３８】また、上記実施例においては、電極を冷却
すると点灯を維持できない放電灯として水銀灯を例にと
って説明したが、メタルハライドランプ等についても同
じ様に適用できる。さらに、電極を冷却しても点灯を維
持できる放電灯、例えば、蛍光灯等についても適用でき
る。

【００３９】なお、図３におけるテーブルにおいては、
インバーター回路４０での周波数を５００Ｈｚ〜１、０
００Ｈｚの範囲で設定することにより、調光を行なっ
た。しかし、調光の程度に応じてこの範囲内（たとえ
ば、５００Ｈｚ〜８００Ｈｚ等）で設定するようにして
もよい。また、調光が行なえ、インダクタの鉄損が大き
くならない範囲であれば、この範囲を越えて調整を行な
うようにしてもよい。例えば、約３００Ｈｚ〜約１８０
０Ｈｚの範囲内で調整するようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に係る調光装置においては、イ
ンバータ手段の出力電圧の周波数を変えると、インピー
ダンス手段のインピーダンスが変化する。これにより、
放電灯の電流を変化させて調光を行なうことができる。
さらに、放電灯に連続的に電圧を印加しつつ、電流を変
化させることができるので、水銀灯等のように電極を冷
却すると発光を維持できなような放電灯に対しても調光
を行なうことができる。すなわち、簡易な構成により調
光を実現できるとともに、水銀灯等に対しても調光を行
なうことが可能となる。

【００４１】請求項２に係る調光装置においては、請求
項１に係る調光装置において前記放電灯を複数並列接続
している。したがって、複数の放電灯を同時に連続調光
することが可能となる。

【００４２】請求項３及び請求項４の調光装置において
は、請求項１に係る調光装置において前記インバータ手
段が、出力電圧の周波数を約３００Ｈｚから約1、８０
０Ｈｚの範囲内又は約５００Ｈｚから約1、０００Ｈｚ
の範囲内で調整する。すなわち、低周波数用の小型イン
バーターを用いることができる。したがって、簡易な構
成で調光を行なうことが可能となる。

【００４３】請求項５の調光装置は、請求項３に係る調
光装置において前記インピーダンス手段にインダクタを
用い、請求項６の調光装置は、請求項５に係る調光装置
において前記インダクタの鉄芯に珪素鋼板を用いてい
る。すなわち、低周波数におけるインダクタの鉄損が小
さくなり、消費電力が節約できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である調光装置の構成を示す
図である。

【図２】図１に示す調光装置における各部における電圧
波形を示す図である。

【図３】インバーター回路で設定された周波数ｆと電
圧、水銀灯の照度及び消費電力の関係を示すテーブルで
ある。

【図４】本発明の他の実施例である調光装置の構成を示
す図である。

【図５】従来の調光装置のインバータ回路から出力され
る方形波の一例を示す図である。

【符号の説明】

４０・・・・・インバーター回路４５・・・・・安定器（インダクタ）５０・・・・・制御回路６０・・・・・周波数設定回路７０・・・・・水銀灯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力電圧の周波数の調整が可能なインバー
タ手段、前記インバータ手段の出力側回路に設けられたインピー
ダンス手段、前記出力側回路に前記インピーダンス手段と直列に設け
られた放電灯、を有することを特徴とする調光装置。
【請求項２】請求項１に係る調光装置において、前記放電灯を複数並列接続し、当該複数の放電灯を前記
インピーダンス手段と直列に設けたこと、を特徴とする調光装置。
【請求項３】請求項１に係る調光装置において、前記インバータ手段は、出力電圧の周波数を約３００Ｈ
ｚから約1、８００Ｈｚの範囲内で調整すること、を特徴とする調光装置。
【請求項４】請求項３に係る調光装置において、前記出力電圧の周波数を約５００Ｈｚから約1、０００
Ｈｚの範囲内で調整すること、を特徴とする調光装置。
【請求項５】請求項３に係る調光装置において、前記インピーダンス手段にインダクタを用いたこと、を特徴とする調光装置。
【請求項６】請求項５に係る調光装置において、前記インダクタの鉄芯に珪素鋼板を用いたこと、を特徴とする調光装置。