JPH09266089A - 放電ランプ調光装置および照明装置 - Google Patents

放電ランプ調光装置および照明装置

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JPH09266089A
JPH09266089A JP8077722A JP7772296A JPH09266089A JP H09266089 A JPH09266089 A JP H09266089A JP 8077722 A JP8077722 A JP 8077722A JP 7772296 A JP7772296 A JP 7772296A JP H09266089 A JPH09266089 A JP H09266089A
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JP
Japan
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discharge lamp
voltage
dimming
output voltage
circuit
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JP8077722A
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Sadaji Shimokawa
貞二 下川
Yoshiaki Hara
美昭 原
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】調光可能な範囲を拡大することができ、同時
に、調光時のストライエーションの発生も抑えることが
できる放電ランプ調光装置を提供する。 【解決手段】主として希ガスが封入された冷陰極放電ラ
ンプ2と、1次側巻き線と高周波出力電圧を出力する2
次側巻き線を有する昇圧トランス1と、前記1次側入力
電圧波形を制御して前記放電ランプの調光を行う調光制
御回路3と、重畳直流電圧の値が放電ランプ2への印加
出力電圧尖頭値に対して1%以上の比率となる直流重畳
回路4とを具備する。前記比率の直流成分を重畳させた
高周波出力電圧を放電ランプの電極に印加して点灯させ
ることによって、調光範囲が広く、ストライエーション
の少ない調光を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として希ガスが
封入された放電ランプ調光装置および照明装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、主として希ガスが封入された放電
ランプ、例えば、ネオン(Ne),キセノン(Xe)ラ
ンプでは、高周波交流電源が駆動電源として適用され、
また、熱陰極タイプの放電ランプに対しては、通常、供
給電圧波形がパルス状であるパルス波形電源が適用され
ていた。それらの放電ランプに対して、近年では熱処
理,小型化,低電力化等の要求から効率のよい冷陰極タ
イプの放電ランプの開発が進み、今やそれが主流となり
つつある。
【0003】また、実開昭61−158097号公報に
開示された放電ランプ点灯装置は、インバータの高周波
出力で放電ランプを点灯させる装置において、インバー
タ高周波出力の一部に直流電流、または、高周波電流を
重畳させることによって、入力力率を低下させることな
く、出力効率を改善することが可能な放電ランプ点灯装
置に関するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記冷陰極
タイプの放電ランプは、始動電圧が高く、かつ、管電圧
も高いため、その点灯回路は、高電圧を出力することが
要求されることになり、回路の絶縁処理等に問題点があ
った。また、上記放電ランプを一般の電子機器用のバッ
クライトとして適用する場合、調光機能が必要となる
が、高周波交流出力状態では、調光モード時に希ガス特
有のストライエーションが著しく発生しやすい。また、
パルス電源の場合、必要最小限の点灯エネルギを確保す
るにはパルス幅がある程度必要で、このパルス幅を増減
するPWM制御では、制御範囲が狭くなってしまう。ま
た、パルスの高さを制御する電圧制御の場合は、再点弧
エネルギが不足し、制御範囲が狭くなるという欠点を有
していた。
【0005】上述のように主として希ガスが封入された
放電ランプは、発光量の温度依存性が少ない利点を有し
ながら、調光機能を付加することが困難であるというこ
とから、市場で拡大的に利用されることが少なかった。
なお、上述の実開昭61−158097号公報に開示の
放電ランプ点灯装置は、高周波出力に直流電流、また
は、高周波電流を重畳させることによって、点灯時の出
力効率を向上させるものであって、特に調光範囲を拡大
させることを目的とするものではなかった。
【0006】本発明は、上述の不具合に鑑みてなされた
もので、主として希ガスが封入された放電ランプを点灯
させる装置において、調光範囲が広く、バックライト等
各種の用途に適用が可能で、しかも、小型,軽量,安価
な放電ランプ調光装置とその照明装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
放電ランプ調光装置の発明は、主として希ガスが封入さ
れた放電ランプと;前記放電ランプへの印加する高周波
出力電圧波形を制御して調光を行う調光制御回路と;前
記高周波出力電圧に対して直流電圧を重畳させるための
回路であって、前記重畳直流電圧の値が放電ランプへの
出力電圧尖頭値に対して1%以上の比率である直流重畳
回路と;を具備する。この請求項1記載の発明において
は、高周波出力電圧に直流重畳回路により前記比率の直
流成分を重畳させ、放電ランプに印加することによっ
て、放電ランプの調光可能な範囲を拡大することがで
き、同時に、調光時のストライエーションの発生も抑え
ることができる。なお、前記放電ランプは、例えば、ネ
オン(Ne),キセノン(Xe)等の希ガスを封入する
冷陰極タイプの放電ランプを許容する。
【0008】本発明の請求項2記載の放電ランプ調光装
置の発明は、主として希ガスが封入された放電ランプ
と;電源側である1次側巻き線と前記放電ランプに印加
するための高周波出力電圧を出力する2次側巻き線を有
する昇圧トランスと;前記昇圧トランスの1次側入力電
圧波形を制御して前記放電ランプへの印加電圧を制御
し、調光を行う調光制御回路と;前記昇圧トランスの2
次側に設けられ、前記高周波出力電圧に対して直流電圧
を重畳させるための回路であって、前記重畳直流電圧の
値が前記放電ランプへの出力電圧尖頭値に対して1%以
上の比率である直流重畳回路と;を具備する。この請求
項2記載の発明においては、前記昇圧トランスの高周波
出力電圧に直流重畳回路により前記比率の直流成分を重
畳させ、その直流が重畳された高周波出力電圧を放電ラ
ンプの電極に印加して点灯させるので、放電ランプの調
光可能な範囲を拡大することができ、同時に、調光時の
ストライエーションの発生も抑えることができる。な
お、前記放電ランプは、例えば、ネオン(Ne),キセ
ノン(Xe)等の希ガスを封入する冷陰極タイプの放電
ランプを許容する。
【0009】本発明の請求項3記載の放電ランプ調光装
置の発明は、請求項1、または、請求項2記載の放電ラ
ンプ調光装置において、前記放電ランプに封入される希
ガスがネオンである。この請求項3の発明においては、
放電ランプとして主としてネオンを封入した放電ランプ
を適用することにより、調光可能な範囲を拡大すること
ができ、同時に、調光時のストライエーションの発生も
抑えることができる。
【0010】本発明の請求項4記載の放電ランプ調光装
置の発明は、前記請求項2記載の放電ランプ調光装置に
おいて、前記昇圧トランスの高周波出力電圧が交流電
圧、または、パルス電圧とする。この請求項4に記載の
発明においては、調光を行う場合、高周波電圧が交流電
圧である場合、例えば、位相制御により調光制御が行わ
れる。高周波電圧がパルス電圧である場合、例えば、P
WM制御により調光制御が行われる。そして、何れの場
合も重畳される直流電圧の値は、前記放電ランプへの出
力電圧尖頭値に対して1%以上の比率を有しており、放
電ランプの調光可能な範囲の拡大と、調光時のストライ
エーションの低減を可能にする。
【0011】本発明の請求項5記載の放電ランプ調光装
置の発明は、前記請求項2記載の放電ランプ調光装置に
おいて、直流重畳回路がダイオードと;平滑コンデンサ
と;重畳直流分を制限する直流重畳制限抵抗と;を具備
している。この請求項5記載の発明においては、前記直
流重畳回路により所定の値に設定される直流電圧が前記
高周波出力電圧に重畳されて、放電ランプに印加される
ので、放電ランプの調光可能な範囲を拡大することがで
き、同時に、調光時のストライエーションの発生も抑え
ることができる。
【0012】本発明の請求項6記載の照明装置の発明
は、請求項1乃至請求項5記載の放電ランプ調光装置
と;前記放電ランプ調光装置を収容する照明装置本体
と;を具備している。この請求項6記載の発明において
は、照明装置に調光範囲の広い放電ランプが組み込まれ
る。この照明装置としては、自動車等のバックライトや
複写機等の読み取り用の照明装置を許容する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の
放電ランプ調光装置の構成を示す電気回路図であり、1
は、1次,2次巻き線を有し、電源電圧を放電ランプ2
の点灯可能電圧まで昇圧させる昇圧トランスである。2
は、主に希ガスが封入された冷陰極タイプの放電ランプ
である。C2 は、バラストコンデンサである。4は、昇
圧トランス1を介して供給される交流電圧に直流成分を
重畳させる直流重畳回路であり、直流重畳用ダイオード
D1 とコンデンサC1 と直流重畳制限抵抗R1 を有して
いる。3は、調光制御手段であるPWM制御IC等によ
り昇圧トランス1の出力交流電圧波形を制御し、放電ラ
ンプ2の調光を行う調光制御回路である。なお、この放
電ランプ調光装置は、例えば、自動車のバックライト装
置や複写機の読み取り装置等の照明装置10に組み込ま
れる。
【0014】本実施形態の放電ランプ調光装置において
は、昇圧トランス1の2次側出力であって、バラストコ
ンデンサC2 を介して出力される交流電圧に対して、ダ
イオードD1 とコンデンサC1 の直流重畳回路で生成さ
れた直流電圧が抵抗R1 を介して重畳され、この直流重
畳交流電圧が放電ランプ2に印加される。また、放電ラ
ンプ2の調光制御は、調光制御回路3によって制御され
る。なお、昇圧トランス1の出力電圧である交流電圧
は、パルス電圧であってもよく、この場合の調光は、例
えば、調光制御回路3によりパルスデューティを変化さ
せて調光を行うことになる。
【0015】図2は、正弦波の交流電圧に直流電圧を重
畳したときの出力電圧、すなわち、放電ランプ印加電圧
波形を示した図である。また、図3は、パルス電圧に直
流電圧を重畳したときの出力電圧、すなわち、放電ラン
プ印加電圧波形を示した図である。これらの図におい
て、Vp は、出力電圧尖頭値を示し、E0 は、重畳直流
電圧を示している。
【0016】表1は、図1の放電ランプ調光装置の回路
を用いて供給交流電圧、または、供給パルス電圧に直流
電圧を重畳して調光したときの実験結果の一例であり、
図2,図3に示す重畳する直流電圧値E0 と出力電圧尖
頭値Vp との重畳電圧比E0/Vp(%)に対して、放電
ランプフル発光を100とした調光比X(%)を示した
ものである。なお、この場合、出力電圧尖頭電圧Vp を
2000Vpeak、電源周波数を30KHZ とし、供給電
圧がパルス電圧の場合、パルスデューティを30%とし
た。そして、負荷点灯放電ランプとして管径φ4,管長
400mm,Neガス100%の冷陰極放電ランプを用
いた。
【0017】
【表1】
【0018】前記表1から重畳直流電圧E0 の交流電圧
尖頭値Vp に対する電圧比E0 /Vp がおよそ1%以上
である場合には、調光比が小さくなっていることがわか
り、この条件であれば調光範囲を広げることができる。
なお、重畳する直流電圧の正負極性による調光範囲の差
異は認められず、調光装置において、直流を重畳すると
きの正負極性は特に問題にする必要はない。
【0019】本実施形態の放電ランプ調光装置において
は、上記重畳電圧比E0 /Vp を1%以上となるように
直流重畳回路4を設定して、調光範囲を広げることがで
きる。また、このように直流電圧を重畳して調光するこ
とで、ストライエーションも目視確認できないレベルに
抑えることを可能になる。そして、回路構成自体も図1
に示すような、より簡単な回路で構成することができ
る。
【0020】なお、供給電圧としては、交流電圧よりも
パルス電圧の方が電源部容量等影響を無視すると調光範
囲がさらに拡大させることができる。但し、昇圧トラン
ス1の出力電圧尖頭値を高くする必要があり、耐圧性能
を上げる必要がある。
【0021】次に、本発明の第2の実施形態の放電ラン
プ調光装置について説明する。図4は、本実施形態の放
電ランプ調光装置の主要電気回路図である。この電気回
路においては、昇圧トランス11の1次巻き線に磁気結
合する出力側巻き線として2次巻き線11bの他に3次
巻き線11cを有している。そして、3次巻き線11c
の出力を整流した直流成分を直流重畳分として放電ラン
プ2に印加することを特徴とする。その他の回路構成
は、前記第1の実施形態の回路と同一であり、図1と同
じ符号を付して示す。
【0022】前記図4の電気回路において、3次巻き線
11cの出力はダイオードD11で整流され、コンデンサ
C11で平滑され、制限抵抗R11を通して放電ランプに対
し、2次巻き線11bを介して出力される交流電圧に重
畳されて印加される。その直流電圧の重畳状態は前記図
2の出力電圧波形に示されている。本実施形態の放電ラ
ンプ調光装置によると、3次巻き線11cの巻き数を設
定することにより直流重畳分の電圧E0 (図2参照)の
値を容易に変更することが可能になる。
【0023】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項1
記載の放電ランプ調光装置の発明は、高周波出力電圧に
直流重畳回路により前記所定の比率の直流成分を重畳さ
せ、その直流が重畳された高周波出力電圧を放電ランプ
の電極に印加して点灯させるようにしたので、放電ラン
プの調光可能な範囲を拡大することができ、同時に、調
光時のストライエーションの発生も抑えることができ
る。また、装置の構成も簡単になり、装置の小型化,軽
量化,コスト低減化等が実現できる。
【0024】本発明の請求項2記載の放電ランプ調光装
置の発明は、前記昇圧トランスの高周波出力電圧に直流
重畳回路により前記所定の比率の直流成分を重畳させ、
その直流が重畳された高周波出力電圧を放電ランプの電
極に印加して点灯させるようにしたので、放電ランプの
調光可能な範囲を拡大することができ、同時に、調光時
のストライエーションの発生も抑えることができる。ま
た、装置の構成も簡単になり、装置の小型化,軽量化,
コスト低減化等が実現できる。
【0025】本発明の請求項3記載の放電ランプ調光装
置の発明は、放電ランプとして主にネオンを封入した放
電ランプを適用するものであり、放電ランプの調光可能
な範囲を拡大することができ、同時に、調光時のストラ
イエーションの発生も抑えることができる。
【0026】本発明の請求項4記載の放電ランプ調光装
置の発明は、前記請求項2記載の放電ランプ調光装置に
おいて、前記昇圧トランスの高周波出力電圧が交流電
圧、または、パルス電圧としたものであり、何れの場合
も重畳される直流電圧の値は、前記所定の比率を持つも
のとし、放電ランプの調光可能な範囲を拡大することが
でき、同時に、調光時のストライエーションの発生も抑
えることができる。
【0027】本発明の請求項5記載の放電ランプ調光装
置の発明は、前記請求項2記載の放電ランプ調光装置に
おいて、直流重畳回路により所定の値に設定される直流
電圧が前記高周波出力電圧に重畳されて、放電ランプに
印加されるので、放電ランプの調光可能な範囲を拡大す
ることができ、同時に、調光時のストライエーションの
発生も抑えることができる。
【0028】本発明の請求項6記載の照明装置の発明
は、請求項1乃至請求項5記載の放電ランプ調光装置を
組み込んだ照明装置であり、調光可能な範囲を拡大する
ことができ、同時に、調光時のストライエーションの発
生も抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の放電ランプ調光装置
の主要構成を示す電気回路図。
【図2】図1の放電ランプ調光装置において、高周波電
圧が交流電圧である場合の放電ランプ印加電圧波形とそ
れに重畳される直流電圧を示す図。
【図3】図1の放電ランプ調光装置において、高周波電
圧がパルス電圧である場合の放電ランプ印加電圧波形と
それに重畳される直流電圧を示す図。
【図4】本発明の第2の実施形態の放電ランプ調光装置
の主要構成を示す電気回路図。
【符号の説明】
1,11 ……昇圧トランス 2 ……放電ランプ 3 ……調光制御回路 4 ……直流重畳回路 10……照明装置 C1 ,C11……平滑コンデンサ D1 ,D11……ダイオード R1 ,R11……直流重畳制限抵抗

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主として希ガスが封入された放電ランプ
    と;前記放電ランプへの印加する高周波出力電圧波形を
    制御して調光を行う調光制御回路と;前記高周波出力電
    圧に対して直流電圧を重畳させるための回路であって、
    前記重畳直流電圧の値が放電ランプへの出力電圧尖頭値
    に対して1%以上の比率である直流重畳回路と;を具備
    することを特徴とする放電ランプ調光装置。
  2. 【請求項2】主として希ガスが封入された放電ランプ
    と;電源側である1次側巻き線と前記放電ランプに印加
    するための高周波出力電圧を出力する2次側巻き線とを
    有する昇圧トランスと;前記昇圧トランスの1次側入力
    電圧波形を制御して前記放電ランプへの印加電圧を制御
    し、調光を行う調光制御回路と;前記昇圧トランスの2
    次側に設けられ、前記高周波出力電圧に対して直流電圧
    を重畳させるための回路であって、前記重畳直流電圧の
    値が前記放電ランプへの出力電圧尖頭値に対して1%以
    上の比率である直流重畳回路と;を具備することを特徴
    とする放電ランプ調光装置。
  3. 【請求項3】前記放電ランプに封入される希ガスがネオ
    ンであることを特徴とする請求項1、または、請求項2
    記載の放電ランプ調光装置。
  4. 【請求項4】前記昇圧トランスの高周波出力電圧は、交
    流電圧、または、パルス電圧であることを特徴とする請
    求項2記載の放電ランプ調光装置。
  5. 【請求項5】前記直流重畳回路は、ダイオードと、平滑
    コンデンサと、重畳直流分を制限する直流重畳制限抵抗
    とを具備することを特徴とする請求項2記載の放電ラン
    プ調光装置。
  6. 【請求項6】請求項1乃至請求項5記載の放電ランプ調
    光装置と;前記放電ランプ調光装置を収容する照明装置
    本体と;を具備していることを特徴とする照明装置。
JP8077722A 1996-03-29 1996-03-29 放電ランプ調光装置および照明装置 Withdrawn JPH09266089A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011142731A (ja) * 2010-01-06 2011-07-21 Shindengen Electric Mfg Co Ltd パルス電源

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011142731A (ja) * 2010-01-06 2011-07-21 Shindengen Electric Mfg Co Ltd パルス電源

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