JPH09180890A

JPH09180890A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH09180890A
Application number: JP29730696A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kakiya; 勉垣谷; Kenichi Inui; 健一乾
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1996-10-19
Filing date: 1996-10-19
Publication date: 1997-07-11
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JP3029015B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な操作（あるいは共通の制御信号）で放電
灯を点滅および調光でき、かつ、調光信号が送出されな
い非常時には放電灯を点灯して暗黒状態になることを防
止できる放電灯点灯装置を提供すること。【解決手段】インバータ１はスイッチング周波数を制御
されることによって出力を変化する。放電灯７は、イン
バータの出力により付勢され、インバータの出力の変化
に応じて調光点灯される。信号送出手段１０はＰＷＭ信
号を送出し、駆動装置はＰＷＭ信号のオンデューティに
応じてオンデューティが小さくなるにしたがってインバ
ータの出力が増大する関係にスイッチング信号の周波数
を変化する。出力停止装置９はＰＷＭ信号が連続的な信
号のときインバータの出力を放電灯が消灯するように低
下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力を可制御なイ
ンバータを用いて放電灯を付勢する放電灯点灯装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯を調光点灯するために出力
を可制御なインバータを用いて放電灯を点灯するものが
提案されている。たとえば、位相制御装置、チョッパ等
で入力電圧を制御することによって、出力を変化するイ
ンバータにて放電灯を点灯するものが提案されている。

【０００３】また、インバータにおけるスイッチング装
置のスイッチング周波数を変化されることによって出力
を変化するインバータにて放電灯を点灯するものも提案
されている（たとえば特開昭６１−３９４９７号公
報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置は、放電灯を消灯するには電源をオフするようにして
いたため、放電灯を点滅および調光するには異なる操作
（あるいは制御信号出力）を行わなければならない。し
たがって、特に複数の放電灯を個別に点滅あるいは調光
する場合に操作が面倒になったり、信号出力手段が複雑
になったりする問題があった。

【０００５】本発明は、簡単な操作（あるいは共通の制
御信号）で放電灯を点滅および調光でき、かつ、調光信
号が送出されない非常時には放電灯を点灯して暗黒状態
になることを防止できる放電灯点灯装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の放電灯点灯装置
は、スイッチング周波数を制御されることによって出力
を変化可能なインバータと；このインバータの出力によ
り付勢され、インバータの出力の変化に応じて調光点灯
される放電灯と；オンデューティ可変のＰＷＭ信号を送
出する信号送出手段と；信号送出手段からのＰＷＭ信号
のオンデューティに応じてオンデューティが小さくなる
にしたがってインバータ出力が増大する関係にスイッチ
ング信号の周波数を変化する駆動装置と；ＰＷＭ信号が
連続的な信号のときインバータの出力を放電灯が消灯す
るように低下させる出力停止装置と；を具備しているこ
とを特徴とする。

【０００７】本発明において、ＰＷＭ信号が連続的な信
号とは、たとえば単位時間の境界部にわずかな休止期間
を有するものも含むことを意味する。

【０００８】本発明は、ＰＷＭ信号のオンデューティに
応じてインバータのスイッチング周波数を変化し、もっ
て、インバータの出力を変化させる。オンデューティと
インバータの出力とは、オンデューティが小さくなるに
したがってインバータの出力が増大するようになってい
る。このようなインバータの出力変化に応じて放電灯は
調光点灯する。そして、ＰＷＭ信号が連続的（すなわち
オンデューテイがほぼ１００％）な信号のとき、駆動装
置のスイッチング信号出力を停止してインバータの出力
を放電灯が消灯するように低下させる。このようにＰＷ
Ｍ信号のオンデューティを変化することにより放電灯の
点滅および調光が行われる、さらに、信号送出手段の故
障、信号線の断線等の非常時にＰＷＭ信号が送出されな
くなっ場合には放電灯が明るい状態で点灯する。これに
よって、照明がなくなって暗黒状態になることを防止す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。

【００１０】第１図は本発明の一実施形態を示す回路図
である。

【００１１】第２図は同実施形態の作用を示す図であ
る。

【００１２】第１図において、１はインバータで、直流
電源Ｅからの直流電圧をスイッチングするスイッチング
装置２、３を有する。また、本実施形態のインバータ１
はスイッチング装置２、３のスイッチング出力を供給さ
れる共振回路４を有する。本実施形態においてスイッチ
ング装置２、３は電界効果トランジスタであって、直流
電源Ｅの出力端間に互いに直列に接続されている。ま
た、共振回路４はリーケージトランス５とこのトランス
５の出力巻線側に設けられたコンデンサ６とからなり、
前記トランス５のリーケージインダクタンスと前記コン
デンサ６とが直列共振回路を形成している。すなわち、
本実施形態のインバータ１は直列形インバータである。
そして、このインバータ１はスイッチング装置２、３の
スイッチング周波数を制御されることによって、出力を
変化する。このようなインバータ１自体の構成は周知で
ある。

【００１３】７は放電灯たとえばけい光ランプで、前記
インバータ１の出力にて付勢され、インバータ１の出力
の変化に応じて調光点灯される。

【００１４】１０はオンデューティ可変のＰＷＭ信号を
送出する信号送出手段である。

【００１５】８は駆動装置で、インバータ１の各スイッ
チング装置２、３に対してスイッチング信号を送出する
とともに、ＰＷＭ信号のオンデューティに応じて前記ス
イッチング信号の周波数を変化するものである。ＰＷＭ
信号のオンデューティと前記スイッチング信号の周波数
とは、オンデューティが小さくなるにしたがって、イン
バータ１の出力が増大する関係に周波数が変化するよう
に設定されている。このような駆動装置８は、たとえば
ＰＷＭ信号をそのオンデューティに応じてレベルの異な
る直流信号に変換する変換回路およびこの変換回路の出
力に応動するＶ−Ｆコンバータ等により構成することが
できる。

【００１６】９は出力停止装置で、前記ＰＷＭ信号が連
続的な信号であるとき、インバータ１の出力を放電灯７
が消灯するように低下する。本実施形態では、前記駆動
装置８のスイッチング信号の出力を停止させる。このよ
うな出力停止装置９はＰＷＭ信号の単位時間における直
流電圧が所定時間以上継続することを検知する検知手段
およびこの検知手段の検知出力により駆動装置８におけ
る発振部を不作動にする制御手段により構成することが
できる。

【００１７】ＰＷＭ信号の一例を第２図に示す。第２図
（ａ）はオンデューティが０％の場合であり、第２図
（ｂ）はオンデューティが４０％、第２図（ｃ）はオン
デューティが１００％である。そして、本実施形態で
は、第２図（ａ）が１００％点灯、第２図（ｂ）が５０
％調光、第２図（ｃ）が消灯に対応している。

【００１８】つぎに、本実施形態の作用を説明する。Ｐ
ＷＭ信号が第２図（ａ）のとき、駆動装置８はインバー
タ１のスイッチング装置２、３にインバータ１が放電灯
７を１００％点灯できる出力となる周波数のスイッチン
グ信号を出力する。このようなスイッチング信号の周波
数は予め設定可能である。

【００１９】ＰＷＭ信号が第２図（ｂ）のとき、駆動装
置８はスイッチング信号の周波数を第２図（ａ）の場合
と異ならせる。すなわち、前記インバータ１の共振回路
４の固有振動周波数より高い周波数領域に前記１００％
点灯周波数を設定している場合には、スイッチング信号
の周波数を高くする。これによって、インバータ１の出
力は低下し、放電灯７を５０％の調光点灯とする。な
お、１００％点灯周波数を共振回路４の固有振動周波数
より低い領域に設定している場合には、調光時にはスイ
ッチング信号の周波数を低くする。もっとも、固有振動
周波数を越えるような周波数変化も可能であるが、周波
数変化幅が大きくなるとともに、前述したようなＰＷＭ
信号を直流信号に変換したレベルとの正の相関が取れな
くなって、構成が複雑化することが考えられる。

【００２０】ＰＷＭ信号が第２図（ｃ）のとき、出力停
止装置９は、駆動装置８からのスイッチング信号を停止
させる。このため、インバータ１は発振し得なくなって
出力を停止し、放電灯は消灯する。

【００２１】信号送出手段１０の故障、信号線の断線等
によりＰＷＭ信号が送出されなくなった非常時は、駆動
装置８にとっては第２図（ａ）と同じ状態となる。した
がって、駆動装置８は放電灯７を１００％点灯し得るス
イッチング信号を出力する。このように信号送出手段１
０の故障、信号線の断線等の非常時に放電灯７を明るく
点灯できることは、使用者に対しては安全であり、フェ
ールセーフとなる。

【００２２】本発明の他の実施形態を説明する。

【００２３】第３図は本発明の他の実施形態の要部を示
す回路図である。本実施形態の駆動装置８０は、周知の
ＩＣ８１たとえばＩＣ−ＴＬ４９４（テキサスインスツ
ールメント社）を主体として構成されている。さらに、
ＰＷＭ信号に応動するフォトカプラ８２、このフォトカ
プラ８２の受光素子８２ａに導通を制御されるトランジ
スタ８３を有する。そして、前記トランジスタ８３の導
通に応じてＩＣ８１の出力周波数を変化させるものであ
る。

【００２４】一方、出力停止装置９０は、前記フォトカ
プラ８２の受光素子８２ａを共有するとともに、この受
光素子８２ａに導通を制御されるトランジスタ９１を有
する。そして、前記ＰＷＭ信号として連続的な信号を供
給されて、前記トランジスタ９１が継続オフしたとき、
ＩＣ８１の発振を停止するようになっている。

【００２５】なお、本発明は、上記実施形態に限らず各
種の変形を可とする。たとえば、インバータは直列形の
他、一石式インバータ等であってもよく、要はスイッチ
ング周波数の変化により出力を変化可能であればよい。
また、駆動装置および出力停止装置も上記実施形態の
他、適宜採用し得るものであり、当業者であれば容易に
構成し得るものである。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明は、ＰＷＭ信号のオ
ンデューティに応じて、オンデューティが小さくなるに
したがってインバータの出力が増大するように制御して
放電灯を調光点灯するとともに、ＰＷＭ信号が連続的な
ときには、インバータの出力を放電灯が消灯するように
低下させるから、ＰＷＭ信号のオンデューティを変化さ
せるだけで放電灯の点滅および調光を行うことができ
る。したがって、点滅および調光制御の操作あるいは制
御信号等を簡単化できる。

【００２７】また、故障等によりＰＷＭ信号が送出され
ない非常時には、放電灯が点灯するから使用者に対して
暗黒状態になることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す回路図

【図２】同実施形態の作用を示す図

【図３】本発明の他の実施形態の要部を示す回路図

【符号の説明】

１‥‥インバータ、２、３‥‥スイッチング装置、４‥‥共振回路、８、８０‥‥駆動装置、９、９０出力停止装置１０‥‥信号送出手段。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】放電灯点灯装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯を調光点灯するために出力
を可制御なインバータを用いて放電灯を点灯するものが
各種提案されている。たとえば、位相制御装置、チョッ
パ等で入力電圧を制御することによって、出力を変化す
るインバータにて放電灯を点灯するものが周知である
（たとえば特開昭５６−５００９３号公報、特開昭５６
−８８２９９号公報、特開昭５５−８８２９５号公
報）。

【０００３】また、スイッチング周波数を変化されるこ
とによって出力を変化するインバータにて放電灯を点灯
するものも周知である（たとえば特開昭６１−３９４９
７号公報、特開昭５７−１８９４９９号公報、特開昭５
８−５３１９９号公報）。

【０００４】

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の放電灯点灯装置
は、出力を変化可能なインバータと；このインバータの
出力により付勢され、インバータの出力の変化に応じて
調光点灯される放電灯と；オンデューティ可変のＰＷＭ
信号を送出する信号送出手段と；信号送出手段からのＰ
ＷＭ信号のオンデューティに応じてオンデューティが小
さくなるにしたがってインバータ出力が増大する関係に
インバータの出力を変化させる駆動装置と；ＰＷＭ信号
が連続的な信号のときインバータの出力を放電灯が消灯
するように低下させる出力停止装置と；を具備している
ことを特徴とする。

【０００８】本発明は、ＰＷＭ信号のオンデューティに
応じてインバータの出力を変化させる。インバータとし
ては上記周知のものを適宜使用可能である。オンデュー
ティとインバータの出力とは、オンデューティが小さく
なるにしたがってインバータの出力が増大するようにな
っている。このようなインバータの出力変化に応じて放
電灯は調光点灯する。そして、ＰＷＭ信号が連続的（す
なわちオンデューテイがほぼ１００％）な信号のとき、
インバータの出力を放電灯が消灯するように低下させ
る。このようにＰＷＭ信号のオンデューティを変化する
ことにより放電灯の点滅および調光が行われる。さら
に、信号送出手段の故障、信号線の断線等の非常時にＰ
ＷＭ信号が送出されなくなった場合には放電灯が明るい
状態で点灯する。これによって、照明がなくなって暗黒
状態になることを防止する。

【０００９】

【００１０】図１は本発明の一実施形態を示す回路図で
ある。

【００１１】図２は同実施形態の作用を示す図である。

【００１２】図１において、１はインバータで、直流電
源Ｅからの直流電圧をスイッチングするスイッチング装
置２、３を有する。また、本実施形態のインバータ１は
スイッチング装置２、３のスイッチング出力を供給され
る共振回路４を有する。本実施形態においてスイッチン
グ装置２、３は電界効果トランジスタであって、直流電
源Ｅの出力端間に互いに直列に接続されている。また、
共振回路４はリーケージトランス５とこのトランス５の
出力巻線側に設けられたコンデンサ６とからなり、前記
トランス５のリーケージインダクタンスと前記コンデン
サ６とが直列共振回路を形成している。すなわち、本実
施形態のインバータ１は直列形インバータである。そし
て、このインバータ１はスイッチング装置２、３のスイ
ッチング周波数を制御されることによって、出力を変化
する。このようなインバータ１自体の構成は周知であ
る。

【００１５】８は駆動装置で、ＰＷＭ信号のオンデュー
ティに応じてインバータ１の出力を変化するものであ
る。本実施形態では、インバータ１の各スイッチング装
置２、３に対してスイッチング信号を送出するととも
に、ＰＷＭ信号のオンデューティに応じて前記スイッチ
ング信号の周波数を変化するものである。ＰＷＭ信号の
オンデューティと前記スイッチング信号の周波数とは、
オンデューティが小さくなるにしたがって、インバータ
１の出力が増大する関係に周波数が変化するように設定
されている。このような駆動装置８は、たとえばＰＷＭ
信号をそのオンデューティに応じてレベルの異なる直流
信号に変換する変換回路およびこの変換回路の出力に応
動するＶ−Ｆコンバータ等により構成することができ
る。

【００１６】９は出力停止装置で、前記ＰＷＭ信号が連
続的な信号であるとき、インバータ１の出力を放電灯７
が消灯するように低下させる。本実施形態では、前記駆
動装置８のスイッチング信号の出力を停止させる。この
ような出力停止装置９はＰＷＭ信号の単位時間における
直流電圧が所定時間以上継続することを検知する検知手
段およびこの検知手段の検知出力により駆動装置８にお
ける発振部を不作動にする制御手段により構成すること
ができる。

【００１７】ＰＷＭ信号の一例を図２に示す。図２
（ａ）はオンデューティが０％の場合であり、図２
（ｂ）はオンデューティが４０％、図２（ｃ）はオンデ
ューティが１００％である。そして、本実施形態では、
図２（ａ）が１００％点灯、図２（ｂ）が５０％調光、
図２（ｃ）が消灯に対応している。

【００１８】つぎに、本実施形態の作用を説明する。Ｐ
ＷＭ信号が図２（ａ）のとき、駆動装置８はインバータ
１のスイッチング装置２、３にインバータ１が放電灯７
を１００％点灯できる出力となる周波数のスイッチング
信号を出力する。このようなスイッチング信号の周波数
は予め設定可能である。

【００１９】ＰＷＭ信号が図２（ｂ）のとき、駆動装置
８はスイッチング信号の周波数を図２（ａ）の場合と異
ならせる。すなわち、前記インバータ１の共振回路４の
固有振動周波数より高い周波数領域に前記１００％点灯
周波数を設定している場合には、スイッチング信号の周
波数を高くする。これによって、インバータ１の出力は
低下し、放電灯７を５０％の調光点灯とする。なお、１
００％点灯周波数を共振回路４の固有振動周波数より低
い領域に設定している場合には、調光時にはスイッチン
グ信号の周波数を低くする。もっとも、固有振動周波数
を越えるような周波数変化も可能であるが、周波数変化
幅が大きくなるとともに、前述したようなＰＷＭ信号を
直流信号に変換したレベルとの正の相関が取れなくなっ
て、構成が複雑化することが考えられる。

【００２０】ＰＷＭ信号が図２（ｃ）のとき、出力停止
装置９は、駆動装置８からのスイッチング信号を停止さ
せる。このため、インバータ１は発振し得なくなって出
力を停止し、放電灯は消灯する。

【００２１】信号送出手段１０の故障、信号線の断線等
によりＰＷＭ信号が送出されなくなった非常時は、駆動
装置８にとっては図２（ａ）と同じ状態となる。したが
って、駆動装置８は放電灯７を１００％点灯し得るスイ
ッチング信号を出力する。このように信号送出手段１０
の故障、信号線の断線等の非常時に放電灯７を明るく点
灯できることは、使用者に対しては安全であり、フェー
ルセーフとなる。

【００２２】本発明の他の実施形態を説明する。

【００２３】図３は本発明の他の実施形態の要部を示す
回路図である。本実施形態の駆動装置８０は、周知のＩ
Ｃ８１たとえばＩＣ−ＴＬ４９４（テキサスインスツー
ルメント社）を主体として構成されている。さらに、Ｐ
ＷＭ信号に応動するフォトカプラ８２、このフォトカプ
ラ８２の受光素子８２ａに導通を制御されるトランジス
タ８３を有する。そして、前記トランジスタ８３の導通
に応じてＩＣ８１の出力周波数を変化させるものであ
る。

【００２５】なお、本発明は、上記実施形態に限らず各
種の変形を可とする。たとえば、インバータは直列形の
他、一石式インバータ等であってもよく、要は出力を変
化可能であればよい。出力変化手段としても、スイッチ
ング周波数を変化させる他、上記周知の技術を用いるこ
とができる。また、駆動装置および出力停止装置も上記
実施形態の他、適宜採用し得るものであり、当業者であ
れば容易に構成し得るものである。