JPH11144888A - 高圧放電管の調光・点灯装置 - Google Patents

高圧放電管の調光・点灯装置

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JPH11144888A
JPH11144888A JP9304481A JP30448197A JPH11144888A JP H11144888 A JPH11144888 A JP H11144888A JP 9304481 A JP9304481 A JP 9304481A JP 30448197 A JP30448197 A JP 30448197A JP H11144888 A JPH11144888 A JP H11144888A
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JP
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circuit
discharge tube
current
pressure discharge
dimming
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JP9304481A
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Akira So
昭 宗
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KYORITSU SANGYO KK
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KYORITSU SANGYO KK
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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】 高圧放電管の調光を行うことができる調光・
点灯装置を提供すること。 【解決手段】 電源回路(2) と、インバータ回路(3)
と、制御回路(4) と、インバータ回路(3) の出力端子(T
1,T2) に接続した高圧放電管(5) とを具備してなる高圧
放電管の点灯装置において、電源回路(2) とインバータ
回路(3) との間に電流検出回路(6) を接続し、しかも、
電流検出回路(6) の電源回路(2) 側には、インバータ回
路(3) の出力端子(T1,T2) に接続した帰還ダイオード(D
5,D6) を接続し、前記電流検出回路(6) によって検出し
た直流電流値に基づいて、インバータ回路(3) を制御し
て高圧放電管(5) の調光を行うべく構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電管の調光
・点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高圧放電管は、屋内外の照明として幅広
く利用されており、発光物質の相違により、水銀ラン
プ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ等の
数種類のランプがある。これらのうち、水銀ランプや高
圧ナトリウムランプにあっては、段階的な調光は行える
ものの微妙な調光は困難であり、また、メタルハライド
ランプにあっては、一般的に調光は困難であるとされて
いる。これらの高圧放電管の調光を可能とした従来の調
光・点灯装置としては、図6に示すものがあった。
【0003】すなわち、従来の調光・点灯装置11は、電
源回路12と、インバータ回路13と、同インバータ回路13
を制御するための制御回路14と、高圧放電管15とを具備
するとともに、電源回路12とインバータ回路13との間に
電流検出回路16を直列に接続していた。図中、17は交流
電源である。
【0004】インバータ回路13は、スイッチング素子Q1
1,Q12,Q13,Q14 をブリッジ状に構成するとともに、出力
端子T11,T12 に高圧放電管15を接続していた。図中、D1
1 〜D14 は保護ダイオードである。
【0005】制御回路14は、スイッチング素子Q11,Q13
にそれぞれゲート制御パルスを交互に送ってスイッチン
グ素子Q11,Q13 を制御するとともに、スイッチング素子
Q12,Q14 にそれぞれ駆動制御パルスを送ってスイッチン
グ素子Q12,Q14 を制御して、高圧放電管15の点灯を行
い、しかも、電流検出回路16によって検出された電流値
に応じて、駆動制御パルスのデューティ比を調節して、
高圧放電管15の調光を行っている。
【0006】電流検出回路16は、電源回路12とインバー
タ回路13との間に電流検出手段18としての抵抗を直列に
接続し、しかも、同電流検出手段18の端子X,Y にダイオ
ードD15 を接続して、同ダイオードD15 によって電流検
出手段18の端子X,Y 間を流れる交流電流を直流電流に変
換した後、同直流電流値と予め設定手段19により設定し
た電流値とを比較して得られた制御信号をインバータ回
路13にフィードバックするようにしている。
【0007】このように、従来の調光・点灯装置11にお
いては、電流検出手段18によって検出した交流電流値に
基づいて、インバータ回路13を制御して高圧放電管15の
調光を行っていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
高圧放電管の調光・点灯装置11にあっては、電流検出手
段18によって交流電流を検出していたため、電流検出回
路16において、交流を直流に変換するためのダイオード
D15 が必要であり、回路構成が複雑なものとなってい
た。
【0009】しかも、かかるダイオードD15 の電圧降下
に起因して、電流検出手段18における電力損失が増大し
ていた。すなわち、ダイオードD15 の電圧降下を0.7Vと
し、電流検出手段18に流れる電流をIs、端子X,Y 間の電
位差をVsとすると、電流検出回路16での電力損失Ploss
は、 Ploss=(Vs+ 0.7)・Is =Vs・Is+ 0.7・Is となり、ダイオードD15 の電圧降下により、 0.7・Isだ
け、電力損失が増大することとなる。具体的には、電流
検出手段18に流れる電流が20A 、抵抗を 0.025Ωとする
と、端子X,Y 間には、電位差0.5Vが生じることとなり、
電力損失は24Wとなる。
【0010】このような電力損失は発熱を意味し、かか
る熱によって、半導体集積回路からなる制御回路14の信
頼性が低下してしまう。一方、熱による影響を受けない
ようにするために、制御回路14と電流検出手段18とを離
して実装すると、スイッチングノイズ等の影響を受けや
すくなり、システムの信頼性が低下してしまう。
【0011】このように、従来の調光・点灯装置11にあ
っては、ダイオード15の存在により、電流検出手段18に
おける電力損失が大きく、それに伴い、装置が大型化・
重量化してしまうとともに、システムの信頼性が低下し
てしまうといった不具合があった。
【0012】さらに、交流を直流に変換するためのダイ
オードD15 は、電圧−電流特性が非線型であるととも
に、一般的に個体差が大きく、調光・点灯装置11を製造
した後に行う電流検出回路16の調整が困難であり、正確
な電流検出が行えないおそれがあった。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、電
源回路と、インバータ回路と、制御回路と、インバータ
回路の出力端子に接続した高圧放電管とを具備してなる
高圧放電管の点灯装置において、電源回路とインバータ
回路との間に電流検出回路を接続し、しかも、電流検出
回路の電源回路側には、インバータ回路の出力端子に接
続した帰還ダイオードを接続し、前記電流検出回路によ
って検出した直流電流値に基づいて、インバータ回路を
制御して高圧放電管の調光を行うべく構成することとし
た。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明に係る高圧放電管の調光・
点灯装置は、電源回路と、インバータ回路と、同インバ
ータ回路を制御するための制御回路と、高圧放電管とを
具備するとともに、電源回路とインバータ回路との間に
電流検出回路を直列に接続したものである。
【0015】インバータ回路は、スイッチング素子をブ
リッジ状に構成したPWM駆動回路とし、インバータ回
路の出力端子には、高圧放電管を接続し、更には、高圧
放電管の帰還ダイオードを電流検出回路の電源回路側に
接続している。
【0016】制御回路は、スイッチング素子にそれぞれ
ゲート制御パルス及び駆動制御パルスを送り、スイッチ
ング素子をPWM制御して、高圧放電管の点灯を行い、
しかも、電流検出回路によって検出された電流値に応じ
て、駆動制御パルスのデューティ比を調節して、高圧放
電管の調光を行っている。
【0017】電流検出回路は、電源回路とインバータ回
路との間に電流検出手段を直列に接続し、同電流検出手
段の端子間の電位差から電流検出手段に流れる電流値を
検出し、同電流値と予め設定手段により設定した電流値
とを比較して得られた制御信号をインバータ回路にフィ
ードバックしている。
【0018】このように、電流検出回路を電源回路とイ
ンバータ回路との間に接続し、しかも、電流検出回路の
電源回路側には、インバータ回路の出力端子に接続した
帰還ダイオードを接続しているため、両帰還ダイオード
を介して流れる交流は、電源回路側へ流れることとな
り、電流検出回路の電流検出手段には、常に直流電流が
流れることとなる。
【0019】そのため、電流検出回路において、交流を
直流に変換する必要がなく、そのための回路が必要なく
なり、電流検出回路の回路構成を簡単なものとすること
ができるとともに、装置製造後の回路調整も正確かつ容
易に行え、高圧放電管の正確な調光を行うことができる
ものである。
【0020】しかも、電流検出手段における電力損失も
低減させることができ、これにより、小型の電源回路を
用いることができ、装置の小型・軽量化を図ることがで
きるとともに、発熱を抑制して、システムの信頼性を向
上させることができるものである。
【0021】
【実施例】本発明の実施例について、添付図面を参照し
て具体的に説明する。
【0022】図1は、本発明に係る高圧放電管の調光・
点灯装置の回路図を示しており、高圧放電管の調光・点
灯装置1は、電源回路2と、インバータ回路3と、同イ
ンバータ回路3を制御するための制御回路4と、高圧放
電管5とを具備するとともに、電源回路2とインバータ
回路3との間に電流検出回路6を直列に接続している。
【0023】電源回路2は、交流電源7を平滑整流し
て、インバータ回路3、制御回路4、電流検出回路6に
それぞれ安定した直流電源を供給している。
【0024】インバータ回路3は、スイッチング素子Q
1,Q2,Q3,Q4 をブリッジ状に構成したPWM駆動回路と
するとともに、出力端子T1,T2 に高圧放電管5を接続
し、更には、高圧放電管5の帰還ダイオードD5,D6 を電
流検出回路6の電源回路2側に接続している。図中、D1
〜D4は保護ダイオード、Lは限流素子としてのコイルで
ある。
【0025】制御回路4は、スイッチング素子Q1,Q3 に
それぞれゲート制御パルスS1,S3 を交互に送り、スイッ
チング素子Q1,Q3 を制御するとともに、スイッチング素
子Q2,Q4 にそれぞれ駆動制御パルスS2,S4 を送り、スイ
ッチング素子Q2,Q4 を制御して、高圧放電管5の点灯を
行い、しかも、電流検出回路6によって検出された電流
値に応じて、駆動制御パルスS2,S4 のデューティ比を調
節して、高圧放電管5の調光を行っている。尚、具体的
な制御方法については後述する。
【0026】電流検出回路6は、電源回路2とインバー
タ回路3との間に電流検出手段8としての抵抗を直列に
接続し、同電流検出手段8の端子A,B 間の電位差から電
流検出手段8に流れる電流値を検出し、同電流値と予め
設定手段9により設定した電流値とを比較して得られた
制御信号S5を制御回路4にフィードバックしている。
【0027】尚、設定手段9としては、可変抵抗を用い
ている。
【0028】高圧放電管5としては、発光効率や演色性
に優れるメタルハライドランプを用いているが、水銀ラ
ンプや高圧ナトリウムランプを用いることもできる。
【0029】高圧放電管の調光・点灯装置1は、以上の
ように構成されており、以下に説明するようにして、高
圧放電管5の調光及び点灯を行う。
【0030】電源を投入すると、電源回路2からインバ
ータ回路3、制御回路4、電流検出回路6に直流電流が
供給され、全回路が動作を開始する。
【0031】制御回路4では、図2に示すように、スイ
ッチング素子Q1,Q3 にそれぞれ 150Hzのゲート制御パル
スS1,S3 を位相を反転させて送るとともに、スイッチン
グ素子Q2,Q4 にそれぞれ6kHzの駆動制御パルスS2,S4 を
送っている。
【0032】これにより、スイッチング素子Q1のON時t1
においては、スイッチング素子Q4に送られた駆動制御パ
ルスS4に応じて、スイッチング素子Q1→高圧放電管5→
スイッチング素子Q4へと電流が流れ、高圧放電管5が点
灯する。
【0033】一方、スイッチング素子Q3のON時t2におい
ては、スイッチング素子Q2に送られた駆動制御パルスS2
に応じて、スイッチング素子Q3→高圧放電管5→スイッ
チング素子Q2へと電流が流れ、高圧放電管5が点灯す
る。
【0034】また、制御回路4では、図3に示すよう
に、スイッチング素子Q1のON時t1とスイッチング素子Q3
のON時t2との間に所定の時間間隔t3を設けて、インバー
タ回路3での誤動作を防止している。
【0035】すなわち、スイッチング素子Q1とスイッチ
ング素子Q2、又は、スイッチング素子Q3とスイッチング
素子Q4とが同時にONすると、電源とグランドとが短絡し
てしまい、スイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4 に大電流が流
れて、スイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4 が破損してしまう
ため、ゲート制御パルスS1,S3 の位相反転のタイミング
を前後にずらし、スイッチング素子Q1のON時t1とスイッ
チング素子Q3のON時t2との間に所定の時間間隔t3を設
け、同時間間隔t3内においては、スイッチング素子Q1と
スイッチング素子Q3とがともにOFF となるようにして、
スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2、又は、スイ
ッチング素子Q3とスイッチング素子Q4とが同時にONする
ことがないようにしている。
【0036】これにより、インバータ回路3での誤動作
を確実に防止し、インバータ回路3の故障を未然に防止
している。尚、駆動制御パルスS2,S4 の位相反転のタイ
ミングも前後にずらし、スイッチング素子Q1とスイッチ
ング素子Q3とがともにOFF となる時間間隔t3では、スイ
ッチング素子Q2とスイッチング素子Q4もともにOFF とな
るようにして、インバータ回路3の動作を安定させてい
る。
【0037】高圧放電管5が点灯を開始すると、電流検
出回路6の電流検出手段8には、高圧放電管5を点灯さ
せるための電流が流れる。そして、この電流を増減させ
るように制御回路4からインバータ回路3へ駆動制御パ
ルスS2,S4 を送ることにより、高圧放電管5の調光を行
っている。
【0038】すなわち、電流検出回路6では、電流検出
手段8の端子A,B 間の電位差から電流検出手段8に流れ
る電流値を検出し、その検出電流値と予め設定手段9に
より設定した設定電流値とを比較し、設定電流値の方が
検出電流値よりも大きい場合には、駆動制御パルスS2,S
4 のデューティ比を増大させるように制御回路4に制御
信号S5を送り、一方、検出電流値の方が設定電流値より
も大きい場合には、駆動制御パルスS2,S4 のデューティ
比を減少させるように制御回路4に制御信号S5を送る。
【0039】そして、制御回路4では、設定電流値の方
が検出電流値よりも大きい場合には、図4に示すよう
に、制御信号S5に応じてデューディ比を増大させた駆動
制御パルスS2,S4 をインバータ回路3に送り、高圧放電
管5に流れる電流を増加させて、高圧放電管5の全光束
を増加させる。これにより、高圧放電管5に流れる電流
が増加し、それに伴い、電流検出手段8に流れる電流も
増加し、設定電流値と検出電流値とが同等となるように
している。
【0040】一方、検出電流値の方が設定電流値よりも
大きい場合には、図5に示すように、制御信号S5に応じ
てデューディ比を減少させた駆動制御パルスS2,S4 をイ
ンバータ回路3に送り、高圧放電管5の発光時間を短縮
して、高圧放電管5の発光輝度を低下させる。これによ
り、高圧放電管5に流れる電流が低下し、それに伴い、
電流検出手段8に流れる電流も低下し、設定電流値と検
出電流値とが同等となるようにしている。
【0041】以上のようにして、高圧放電管の調光・点
灯装置1により、高圧放電管5の点灯を行うとともに、
電流検出回路6により検出した電流値に基づいて高圧放
電管5に流れる電流を制御することにより高圧放電管5
を調光を行っている。
【0042】そして、電流検出回路6を電源回路2とイ
ンバータ回路3との間に接続するとともに、高圧放電管
5の帰還ダイオードD5,D6 を電流検出回路6の電源回路
2側に接続しているため、両帰還ダイオードD5,D6 を介
して流れる電流は、電源回路2側へ流れることとなり、
電流検出回路6の電流検出手段8には、常に直流電流が
流れることとなる。
【0043】そのため、電流検出回路6において、交流
を直流に変換する必要がなく、そのための回路が必要な
くなり、電流検出回路6の回路構成を簡単なものとする
ことができるとともに、装置製造後の回路調整も正確か
つ容易に行え、高圧放電管5の正確で、かつ、線形的な
調光を行うことができる。特に、高圧放電管5に流れる
電流を絞った場合においても、高圧放電管5を正確に、
かつ、線形的に調光することができる。
【0044】しかも、電流検出手段8における電力損失
も低減させることができる。
【0045】すなわち、電流検出手段8に流れる電流を
Is、端子A,B 間の電位差をVsとすると電流検出手段8で
の電力損失Plossは、 Ploss=Vs・Is である。
【0046】これに対し、前述したように、従来の回路
構成における電力損失Plossは、 Ploss=(Vs+ 0.7)・Is =Vs・Is+ 0.7・Is となる。
【0047】従って、本発明では、高圧放電管5の帰還
ダイオードD5,D6 を電流検出回路6の電源回路2側に接
続して、直流電流を検出するようにしているため、 0.7
・Isだけ、電力損失を低減することができる。具体的に
は、電流検出手段8に流れる電流が20A 、抵抗を 0.025
Ωとすると、端子A,B 間には、電位差0.5Vが生じること
となり、本実施例のおける電力損失は10Wであるのに対
し、従来における電力損失は24Wとなり、電力損失を14
Wも低減している。このように、電流検出手段における
電力損失を低減できるため、小型の電源回路2を用いる
ことができ、装置の小型・軽量化を図ることができると
ともに、発熱を抑制して、システムの信頼性を向上させ
ることができる。
【0048】
【発明の効果】本発明は、以上説明してきたような形態
で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0049】すなわち、本発明では、電源回路とインバ
ータ回路との間に電流検出回路を直列に接続するととも
に、高圧放電管の帰還ダイオードを電流検出回路の電源
回路側に接続しているため、電流検出回路において、交
流を直流に変換する必要がなく、そのための回路が必要
なくなり、電流検出回路の回路構成を簡単なものとする
ことができるとともに、装置製造後の回路調整も正確か
つ容易に行え、高圧放電管の正確な調光を行うことがで
きる。
【0050】しかも、電流検出手段における電力損失も
低減させることができ、電源回路を小型なものにでき、
装置の小型・軽量化を図ることができるとともに、発熱
を抑制して、システムの信頼性を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高圧放電管の調光・点灯装置の回
路図。
【図2】PWM制御回路の波形を示す説明図。
【図3】同部分拡大説明図。
【図4】高圧放電管の輝度を増加させた場合のPWM制
御回路の波形を示す説明図。
【図5】高圧放電管の輝度を低下させた場合のPWM制
御回路の波形を示す説明図。
【図6】従来の高圧放電管の調光・点灯装置の回路図。
【符号の説明】
1 高圧放電管の調光・点灯装置 2 電源回路 3 PWM駆動回路 4 PWM制御回路 5 高圧放電管 6 電流検出回路 7 交流電源 8 電流検出手段 9 設定手段 Q1,Q2,Q3,Q4 スイッチング素子 T1,T2 出力端子 D5,D6 帰還ダイオード S1,S3 ゲート制御パルス S2,S4 駆動制御パルス S5 制御信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源回路(2) と、インバータ回路(3)
    と、制御回路(4) と、インバータ回路(3) の出力端子(T
    1,T2) に接続した高圧放電管(5) とを具備してなる高圧
    放電管の点灯装置において、 電源回路(2) とインバータ回路(3) との間に電流検出回
    路(6) を接続し、しかも、電流検出回路(6) の電源回路
    (2) 側には、インバータ回路(3) の出力端子(T1,T2) に
    接続した帰還ダイオード(D5,D6) を接続し、前記電流検
    出回路(6) によって検出した直流電流値に基づいて、イ
    ンバータ回路(3) を制御して高圧放電管(5) の調光を行
    うべく構成したことを特徴とする高圧放電管の調光・点
    灯装置。
JP9304481A 1997-11-06 1997-11-06 高圧放電管の調光・点灯装置 Pending JPH11144888A (ja)

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