JPS5829599B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サイリスク装置を用いて調光する放電灯点灯
装置の周囲温度および電源電圧の変動に対する始動なら
びに点灯特性の改善に関する。

この種放電灯点灯装置においては調光状態における始動
、特に低温時の始動が困難であり、また、電源電圧の変
動によって調光の度合が変化し所望の調光が得られなか
ったり電圧が減少する方向Ｏこ変動した場合には放電灯
が立消えたりするということがあるため、調光の度合特
に常温付近での調光度合を予め緩く設定しなければなら
ないという問題があった。

このため、低温時にはサイリスク装置の導通位相を自動
的に早めて調光度合を緩和させることによって放電灯を
確実に始動、点灯させるとともに、電源電圧の変動に対
してもサイリスク装置の導通位相を早めたりあるいは遅
らせて所望の調光度合を維持させかつ放電灯の立消えを
防止して調光度合を比較的深くできるものが開発された
。

このものは、低温時の始動特性の改善およびある範囲内
の電源電圧変動に対する点灯特性の改善という点では所
期の目的を充分満足するものであった。

しかしながら、周囲温度がある程度以上高くなったり、
電源電圧が一定値を越えて増大したりするとサイリスク
装置の導通位相が遅れすぎることになり、ランプ電流の
休止期間が長くなって放電灯が再点弧不能となったり、
あるいは点灯管などのスタータを用いるものではこのス
タータが再動作することにより放電灯がちらついたり立
消えたりするという不都合があり、この点から調光度合
を深くするというためには不完全であった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
低温時の始動特性の改善、電源電圧変動に対する点灯特
性の改善をできるとともに、周囲温度がある程度以上高
くなったり電源電圧が一定値以上高くなったりした場合
にサイリスク装置の導通位相が遅れることを緩和して放
電灯がちらついたり立消えたりすることを防止して調光
度合の限度を深く設定できる放電灯点灯装置を提供する
ことを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

１は交流電源であり、この電源１から放電灯またとえば
けい光ランプが付勢される。

上記放電灯２の非電源側電極間（こは、点灯管３および
雑音防止用コンデンサ４の並列回路が接続されている。

そして、上記電源１と放電灯２との間にはサイリスク装
置５および安定器６が直列Ｏこ接続されている。

上記サイリスク装置５はたとえばトライアック、逆並列
接続したＳＣＲ等である。

そしてさらに、上記サイリスク装置５に制御回路７が接
続されている。

この制御回路７について詳細に説明する。

まず、一方の入力端を抵抗８および上記サイリスク装置
５の制御極に接続し、他方の入力端を抵抗９に接続して
上記電源１の両端間に両波整流回路１０が接続されてお
り、この整流回路１０の出力端間に後述するスイッチン
グ装置２８を構成するサイリスクを順方向に接続すると
ともにこのサイリスタ１１と並列に分圧回路１２および
定電圧化回路１３を接続している。

本実施例において、前記分圧回路１２は始動時に周囲に
感応して抵抗変化する感温抵抗１４および抵抗１５の直
列回路と、抵抗１６および電圧制限化回路１７の並列回
路とを含み、これらの接続点を分圧点ａとしている。

上記感温抵抗１４はたとえば負特性のサーミスタであっ
て、周囲温度が低いとき抵抗を増大して前期分圧点ａの
電位を低くするものである。

上記電圧制限化回路１７は抵抗１８と定電圧ダイオード
１９との直列回路であり、上記分圧点ａの電位が一定値
を越えたとき動作して分圧点ａの電位の立上りを緩和す
るものである。

すなわら、前記一定値は定電圧ダイオード１９のゼナー
電圧である。

また、前記定電圧化回路１３は抵抗２０および定電圧ダ
イオード２１からなるものである。

そして、この定電圧化回路１３の出力端間すなわち定電
圧ダイオード２１の両端（こは抵抗２２、コンデンサ２
３からなる時定時回路２４が接続されている。

そしてさらにこの時定数回路２４の出力端すと上記分圧
回路１２の分圧点ａとの間にはそれぞれアノードＡ１ゲ
ートＧを接続されてＰＵＴ２５が接続されている。

このＰＵＴ２５のカソードには前記整流回路１０の負極
側端子に抵抗２６を介して接続されているとともに、前
記サイリスタ１１のゲート極に抵抗２７を介して接続さ
れている。

これらＰＵＴ２５および前記サイリスタ１１を主として
前記スイッチング装置２８を構成している。

周知のようにＰＵＴ２５はアノードＡの電位■Ａがゲー
トＧの電位■Ｇに対し所定の値に達したとき、すなわら
本実施例において時定数回路２４の出力端す点の電位が
分圧点ａの電位に対し所定値に達したとき導通するもの
である。

したがって、このときサイリスタ１１はゲートに信号を
与えられ導通ずる。

そして、このサイリス１１の導通によって両波整流回路
１０およびサイリスタ１１の閉回路に短絡電流が流れ、
これによってゲート信号を発生し上記サイリスク装置５
をＯＮさせるものである。

したがって、ゲート信号の発生位相は前記分圧点ａおよ
び時定数回路２４の出力端すの電位によって決定される
ことが容易に理解できる。

しかし、上記分圧点ａの電位は上記分圧点ａの電位は上
記感温抵抗１４の周囲温度の変化による抵抗変化、ある
いは電源電圧の変動によって変化するのに対し、点すの
電位は定電圧化回路１３によって周囲温度の変化および
電源電圧の変動にほとんど影響されないものである。

したがって、分圧点ａの電位が相対的に高くなればＰＵ
Ｔ２５の導通が遅れてゲート信号の発生位相が遅れ、ま
た、逆に分圧点ａの電位が相対的に低くなるとＰＵＴ２
５の導通が早まりゲート信号の発生位相が早まるのであ
る。

しかして、上記分圧点ａの電位は上記電圧制限化回路１
７によって、一定値以上になったとき電位の立上りが抑
制されるから、このときゲート信号の発生位相の遅れは
緩オロされるものである。

これを図示すると第２図のようＯこなる。

第２図は拡大かつ簡略化して示す分圧点ａすなわちゲー
ト電化の変化によるＰＵＴ２５の導通位相の推移である
。

なお、ＰＵＴはアノード電位■Ａがゲート電位■Ｇより
やや高くなったとき導通ずるのであるが、第２図では■
Ａおよび■Ｇが等しくなったとき導通するように示しで
ある。

これから、周囲温度が低いとき感温抵抗１４の抵抗が増
大して分圧点ａの電位を低くしてＰＵＴ２５を早く導通
させること、および電源電圧が変動したとき分圧点ａの
電位が変化してＰＵＴ２５の導通位相を変化させること
、さらには、分圧点ａの電位が一定値を越えると立上が
りを抑制され、ＰＵＴ２５の導通位相換言すればゲート
信号の発生位相の遅れが緩和されることが理解できる。

なお、分圧点ａの電位が一定値を越えてもわずかに立上
がっているのは定電圧ダイオード１９と直列に接続され
た抵抗１８のためである。

要すればこの抵抗１８を不要とすることができる。

また、前記一定値は定電圧ダイオード１９の選定によっ
て任意に選べる。

本実施例では、上記制御回路７の定数を選定し、たとえ
ば周囲温度が３０°Ｃのときを基準としこのとき所望の
調光度合たとえば６０％光束比（同一温度下における全
点灯時の光束との比。

）で始動、点灯し、基準温度より低温のときは調光度合
を緩和して始動、点灯するように上記ＰＵＴ２５の導通
位相換言すればゲート信号の発生位相を決定している。

しかしながら、周知のように制御回路７のたとえば時定
数回路２４等の定数を変化可能にして調光度合を変える
ことは可能である。

そして、電源電圧に変動がなく周囲温度が３０℃すなわ
ち基準温度のとき、分圧点ａの電位が前記定電圧ダイオ
ード１９のゼナー電圧と等しくなるようにしている。

したがって、本実施例では基準温度より周囲温度が高く
なるとゲート信号の発生位相の遅れが緩和され、また、
電源電圧の変動によって分圧点ａの電位が前記ゼナー電
圧より高くなるとゲート信号の発生位相の遅れは緩和さ
れるものである。

なお、制御回路７における抵抗２９は時定数回路２４の
出力端すの電位を直線的に立上がらせるためのいわゆる
コサイン変調のためのものである。

また、サイリスク装置５と並列に接続された抵抗３０お
よびコンデンサ３１の直列回路は、上記点灯管３が動作
したときに発生するサージ電圧から上記サイリスク装置
５を保護するためのものである。

次に作用を説明する。

上述のように光束比６０％の調光度に設定された調光点
灯状態であつｔ上記放電灯２の始動時において周囲温度
が３０℃であるときは、交流電源１からサイリスク装置
５によって位相制御され減衰した電力が供給され、上記
放電灯２は上記設定された所望の６０％光束比で始動、
点灯する。

このとき、電源電圧が減少する方向に変動しても上記ゲ
ート信号の発生位相が電圧の減少に応じて変化しサイリ
スク装置５のＯＮする位相を早めるから、放電灯２はや
はり６０％光束比の調光度合を維持して始動、点灯する
。

また、電源電圧が増大する方向に変動すると、上記電圧
制限化回路１７によって分圧点ａの電位の立上がりが抑
制されサイリスク装置５のＯＮする位相の遅れは緩和さ
れるから、調光度合がほとんど変化することがないとと
もに、ランプ電流の休止期間を長くして放電灯２を立消
えさせるようなことがない。

したがって、電圧変動によって調光度合が大幅に変化し
たり、放電灯２が立消えたりすることがない。

しかして、始動時における周囲温度が３０℃すなわち基
準の温度より低い場合には、上記感温抵抗１４の抵抗が
増大して上記分圧点ａの電位が低くなるから、ゲート信
号の発生位相が早まる。

したがって、サイリスク装置５は前記基準の温度３０℃
のときより早い位相でＯＮするので、上記放電灯２には
位相制御が緩和された電力が供給されて始動、点灯する
。

すなわら、このとき放電灯２は６０％光束比より調光度
合が緩和された光束比で始動、点灯する。

感温抵抗１４は周囲温度に感応して抵抗が変化しこれに
伴って分圧点ａの電位が変化するものであるから、周囲
温度が低温になるに従ってゲート信号の発生位相が早ま
り、これとともに調光度合が緩和されていくものである
。

したがって、周囲温度が低い場合でも上記放電灯２は始
動困難になることはなく、確実に始動できる。

また、この場合に電源電圧が変動しても前記のように電
圧の増大あるいは減少に応じてサイリスク装置５をＯＮ
させる位相を遅らせたり早めたりあるいは遅れを緩和す
るので、上記ランプ２の始動、点灯に何んら支障はない
。

また、周囲温度が基準温度より高いときには、電圧制限
化回路１７によって分圧点ａの電位の立上がりが抑制さ
れ、ゲート信号の発生位相の遅れが緩和されてサイリス
ク装置５のＯＮする位相の遅れも緩和されるから、ラン
プ電流の休止期間が長くなって放電灯２が立消えたり、
点灯管３が基動作したりすることがない。

この場合電源電圧変動があっても、上述のように放電灯
２の始動、点灯には伺んら支障がなく、調光度合もほと
んど変化しない。

なお、上記実施例において電圧制限化回路は、たとえば
第３図のように構成することができる。

１９’、１９“はそれぞれゼナー電圧の異なる定電圧ダ
イオードである。

このように構成すると、分圧回路の分圧点の電位すなわ
ｔＥ、ＰＵＴのゲート電位を第４図のように立上がらせ
ることができ、周囲温度が高くなったとき、あるいは電
源電圧が増大したときのゲート信号の発生位相を一層正
確に制御することができる。

すなわち、調光度合をほとんど変化させずかつ放電灯が
立消えたりスクータが再動作したりすることを防止でき
るようになる。

上記感温抵抗は実質的に上記安定器あるいは放電灯の管
壁の温度に感応するように配設することができる。

このように配設すると、始動時において周囲温度に感応
して低温のときには分圧点の電位を低くしてサイリスク
装置を早い位相でＯＮさせることができるとともに、放
電灯の点灯後点灯に起因して発生する熱すなわち安定器
あるいは管壁の温度上昇に伴って昇温し抵抗変化して上
記分圧点の電位を高めサイリスク装置のＯＮする位相を
所望の調光度合となるように遅らせることができる。

また、感温抵抗は負特性のサーミスタの他、正特性のサ
ーミスタ等を用いることができる。

要は、分圧回路内にあって、周囲温度が低温のとき分圧
点の電位を低くするようなものであればよい。

さらに、放電灯は１灯だけでなく、並列に多数接続すれ
ば、１個のサイリスク装置を共用して多数灯を一斉に調
光点灯できる。

さらにまた、基準となる周囲温度およびこのときの調光
度合は任意に設定できる。

なお、従来、調光装置において、サイリスク装置のゲー
ト回路にサーミスタ等の感温抵抗を設けたものが提案さ
れたが、これはある照明レベルから他の照明レベルに転
換する場合に、使用者に柔和な雰囲気を与えるよう緩動
的に照明レベルを転換するためのものであって、本発明
のように低温時における始動特性を改善することを目的
とするものとは無関係である。

また、定電圧ダイオードを用いた定電圧化回路とＰＵＴ
とを組合わせたパルス発振回路も従来提案されているが
、この従来のものは発振の位相を固定化することによっ
て、電源電圧の変動によっても一定の位相でパルスを発
振しようとするものであって、本発明のように電源電圧
の変動に応じてゲート信号の発生位相を変えるものと無
関係である。

以上詳述したように本発明は、サイリスク装置を用いて
調光するものにおいて、上記サイリスク装置の導通を制
御する制御回路を、周囲温度が低いときおよび電源電圧
が減少したとき上記サイリスク装置の導通する位相を自
動的に早めるとともに周囲温度が高いときおよび電源電
圧が増大したとき上記サイリスク装置の導通位相を予め
制限された一定値内において遅らせかつ上記一定値を越
れたとき導通位相の遅れを緩和するようにしたから、低
温時でも放電灯を確実に始動、点灯できるとともに、電
源電圧変動があっても調光度合が大幅に変化したり放電
灯が立消えたりすることのない放電灯点灯装置を提供で
きるものである。

また、このように温度補償および電源電圧変動補償でき
ることによって調光度合の限度を予め深く設定できるも
のである。

しかも、比較的簡単に構成できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図の主要部の電圧を簡単かつ拡大して示す波形図、第３
図は他の実施例の一部を示す回路図、第４図は第３図の
波形図である。 １・・・・・・交流電源、２・・・・・・放電灯、５・
・・・・・サイリスク装置、６・・・・・・安定器、７
・・・・・・制御回路、１０・・・・・・両波整流器、
１２・・・・・・分圧回路、１３・・・・・・定電圧化
回路、１４・・・・・・感温抵抗、１７・・・・・・電
圧制限化回路、２４・・・・・・時定数回路、２５・・
・・・・ＰＵＴ１２８・・・・・・スイッチング装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源と； この電源から付勢される放電灯と； 上記電源および放電灯の間に接続されたサイリスク装置
   および安定器と： 上記放電灯の始動時における周囲温度および上記電源の
   電圧変動に感応して周囲温度が低いときおよび上記電源
   電圧が減少したとき上記サイリスク装置の導通位相を早
   めるとともに周囲温度が高いときおよび上記電源電圧が
   増大したとき（こは上記サイリスク装置の導通位相を予
   め制限された一定値内において遅らせかつ上記一定値を
   越えたとき導通位相の遅れを緩和する制御回路と；を具
   備したことを特徴とする放電灯装置。 ２ 前記制御回路は、上記電源の交流電圧を整流する両
   波整流回路と； この両波整流回路の出力端間にそれぞれ並列接続された
   定電圧回路、始動時に周囲温度に感応して抵抗変化する
   感温抵抗および電圧制限化回路を含む分圧回路と； 上記定電圧回路の出力端間に接続された時定数回路と； この時定数回路の出力端の電位が上記分圧回路の分圧点
   り電位に対し所定の値に達したとき導通して上記サイリ
   スク装置をＯＮさせるゲート信号を発生するスイッチン
   グ装置と； を含んで構成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の放電灯点灯装置。 ３ 前記感温抵抗は周囲温度が低いとき抵抗変化のため
   に上記分圧点の電位を低くして上記ゲート信号の発生位
   相を早めるとともに、点灯後は点灯に起因して発生する
   熱によって昇温しこれに伴う抵抗のために上記分圧点の
   電位を高め上記ゲート信号の発生位相を上記一定値内に
   おいて遅らせるように接続されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の放電灯点灯装置。 ４ 前記感温抵抗は正特性サーミスタまたは負特性のサ
   ーミスタであることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   または第３項記載の放電灯点灯装置。 ５ 前記電圧制限化回路は上記分圧回路の出力端間に接
   続され上記分圧点の電位が予め設定された値に達したと
   き動作して、分圧点の電位の立上がりを抑制することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の放電灯点灯装置
   。 ６ 前記電圧制限化回路は抵抗および定電圧ダイオード
   の直列回路からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項または第５項記載の放電灯点灯装置。 ７ 前記スイッチング装置は、アノードを上記時定数回
   路の出力端に接続しゲートを上記分圧回路の分圧点に接
   続したＰＵＴと； 上記ＰＵＴのカソードにゲートを接続し両生極を上記両
   波整流回路の出力端間に順方向に接続したＳＣＲと； を含み、上記ＳＣＲは上記ＰＵＴの導通に伴って導通し
   て上記両波整流回路と閉回路を形成し、このとき流れる
   短絡電流によって上記ゲート信号を発生することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の放電灯装置。