JPS59165400A

JPS59165400A - 調光用放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPS59165400A
Application number: JP3960183A
Authority: JP
Inventors: 次田　和彦; 清水　和崇; 山崎　広義; 良司皆川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-03-09
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1984-09-18
Also published as: JPH0252399B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、電源電圧を位相制御することにより放電灯
を調光させる調光用放電灯点灯装置に関する。

第１図は、放電灯を高周波で点灯し、この放電灯を位相
制御方式によって調光する従来の放電灯点灯装置の一例
を示す回路図である。

この第１図において、１は商用交流電源、２はこの商用
交流電源１を位相制御する位相制御回路で、周知のよう
にトライアック３と制御回路４から成っている。

この位相制御回路２の出力電圧は整流器５で整流して、
平滑回路６で平滑するようになっている。

この平滑回路６はコンデンサ７により構成されている。

この平滑回路６で平滑された直流電圧はインバータ８に
加えられるようになっている。このインバータ８は平滑
回路６で平滑された直流電圧を数１０ＫＨｚ　程度の高
周波電圧に変換する自励発振式のプッシュプル形トラン
ジスタインバータである。

このインバータ８において、漏洩型の出カドランス１１
の１次巻線１１ａとｌｌｂとの中点は高周波チョークコ
イル１０を介して平滑回路６の正側の出力端に接続され
ている０出力ドランス１１０１次巻線１１＆、Ｉｌｂは
直列に接続されている。この１次巻線１１ａ、ｌｌｂの
各一端はトランジスタ１２ａ、１２ｂの各コレクタに接
続されている。

トランジスタ１２ａ、１２ｂのエミッタは共通にして、
平滑回路６の負側の出力端に接続されている。トランジ
スタ１２ａ、１２ｂの各ベースはそれぞれベース抵抗１
３ａ、１３ｂを介して平滑回路６の正側の出力端に接続
されているとともに、出カドランス１１０ベース巻線ｌ
ｉｅの両端に接続されている。また、トランジスタ１２
ａ、、１２ｂの両コレクタ間には、共振用のコンデンサ
１４が接続されている。

出カドランス１１の出力巻線ｌｉｄの両端には、放電灯
９が接続されている。この放電灯９はインバータ８の高
周波出力電圧を入力として点灯する放電灯である。

次に、以上のように構成された従来の放電灯点灯装置の
動作について説明する。商用交流電源１が印加されると
、商用交流電圧が整流器５で整流され、平滑回路６で平
滑される。

この平滑回路６で平滑さ昨た直流電圧はインバータ８に
印加される。この直流電圧は高周波チョークコイル１０
と１次巻線１１ａあるいはｌｌｂを通して、トランジス
タ１２ａ、１２ｂのコレクタ・エミッタ間に印加される
。

これと同時に、整流器５の正側の出力端からベース抵抗
１３ａ、１３ｂを介してトランジスタ１２ａ。

１２ｂにベース電流が供給される。

この際、回路のわずかなアンバランスによりトランジス
タ１２ａ、１２ｂのいずれか一方にコレクタ電流が流れ
始め、ベース巻線ｌｉｅの作用によってインバータ８は
自励発振動作を行ない、出カドランス１１の各巻線には
、例えば２０　ＫＨｚ〜４０　ＫＨｚ程度の高周波電圧
を発生し、放電灯８が点灯する。

また、位相制御回路２によって商用交流電圧を位相制御
することにより放電灯９を調光する。

ところで、第２図は放電灯９を全光点灯させた場合の第
１図の各部波形図である。また、第３図、第４図は調光
点灯させた場合の波形図で、第４図は第３図の場合よシ
も減光させた場合を示している。

第２図〜第４図において、（ａ）　、　（ｂ）　、　（
Ｃ）はそれぞれ位相制御回路２の出力電圧波形、インバ
ータ８０入力電圧波形、それから、放電灯９０ランプ電
流波形（点線は高周波電流の包路線を示している）であ
り、これらは、第１図のコンデンサ７が比較的大きな容
量の場合について示している。

また、図中φは制御位相角を示している。

第２図〜第４図より、位相角φが００〜９０°の範囲で
は、インバータ８の入力電圧値がほとんど減少しないた
めに、放電灯９は調光できず、位相角φが９０°を越え
たあたシから減光が始まることがわかる。

第５図の特性ａはこのときの位相角φの変化に対する、
全党に対する光束比の変化の概略を示したグラフである
。図中、位相角φ、は放電灯９が立ち消える位相を示し
ている。

以上のように従来の放電灯点灯装置では、特に平滑回路
のコンデンサ容量を比較的大きく設定した場合、調光可
能な位相角φの範囲が９０°を越えたあたシから放電灯
９が立ち消える位相φ、までの狭い範囲のために、位相
角と光束比の設定が難かしかったり、調光の下限値を余
シ小さく設定できない問題点があった。

また、同じ位相制御回路に平滑回路を有する装置と、平
滑回路を有していない、つまりインバータの入力電圧が
脈流の直流電圧となる装置が混在している場合などには
、調光度がばらつくという問題点があった。

この発明は、上記のような従来の欠点を除去するために
なされたもので、整流器の出力端にコンデンサを含む平
滑回路が挿入されている場合でも、商用交流電源の位相
制御による放電灯の調光特性が平滑回路が挿入されてい
ない場合とほぼ同じようにできる調光用放電灯点灯装置
を得ることを目的としている。

以下、この発明の調光用放電灯点灯装置の一実施例を第
６図〜第９図とともに説明する。第６図は、この発明の
調光用放電灯点灯装置の一実施例を示す回路図であり、
第７図〜第９図は第６図の回路動作を示すための波形図
であって、図中第１図と同一符号は同一部分または相当
部分を示している。

第６図において、第１図と同一部分は重複を避けるため
にその説明を省略し、第１図とは異なる部分を重点的に
述べることにする。この第６図を第１図と比較しても明
らかなように、第６図では、平滑回路６とインバータ８
に補助直流電源１６を設けた点が第１図の構成とは異な
るものである。

すなわち、平滑回路６において、整流器５の正側の出力
端と負側の出方端間には、抵抗２７と２８との直列回路
が接続されている。この抵抗２７と２８との接続点は定
電圧ダイオード２９を介してトランジスタ２２のベース
に接続されている。

トランジスタ２２のエミッタはラインＬ１に接続されて
いる。ラインＬ１は整流器５の負側の出力端に接続され
ている。このラインＬ１は第１図の場合と同様に、イン
バータ８のトランジスタ１２ａ。

１２ｂのエミッタに接続されている。

トランジスタ２２のコレクタは抵抗３ｏを介してトラン
ジスタ２１０ベースに接続されているとともＫ、抵抗２
４を介して接続点Ｐ１に接続されている。

トランジスタ２１のエミッタはラインＬ１に接続され、
コレクタは定電圧ダイオード２６を介してトランジスタ
２００ベースに接続されているとともに、コンデンサ２
５を介してラインＬ１に接続されている。また、トラン
ジスタ２１のコレクタは抵抗２３を通して接続点ＰＩに
接続されて・いる。

トランジスタ２０のエミッタはラインＬ１に接続されて
おり、コレクタはチョークコイル１８およびコンデンサ
７を介して接続点Ｐ２に接続されている。また、トラン
ジスタ２０のエミッタはダイオード１９を経て、コンデ
ンサ７とチョークコイル１８との接続点に接続されてい
る。

さらに、上記整流器５の正側の出力端はダイオード１７
を通して接続点Ｐ２に接続されている。

かくして、平滑回路６が構成されている。

上記接続点Ｐ２は高周波チョークコイル１０を通して出
カドランス１１の１次巻線１１ａ、ｌｌｂの中点に接続
されているとともに、ベース抵抗１３ａ。

１３ｂを介してトランジスタ１２　ａ　、　１’２　ｂ
のベースに接続されている。

高周波チョークコイル１０には、補助巻線１０ａが設け
られている。この補助巻線１０ａの一端はダイオード１
４を通して接続点Ｐ１に接続されている０補助巻線１０
　ａの他端はコンデンサ１５を介して接続点Ｐ１に接続
されている。かくして、補助直流電源１６が構成されて
いる。

また、上記平滑回路６において、トランジスタ２０〜２
２、定電圧ダイオード２６．２９、抵抗２２．２３．２
４．２７．２８、ダイオード１７゜１９、コンデンサ２
５、チョークコイル１８の回路はコンデンサ７の充電を
制御する制御回路を構成している。

なお、その他の構成は第１図と同様である。

次に、以上のように構成されたこの発明の調光用放電灯
点灯装置の動作について説明する。商用交流電源１が投
入されると、第１図で説明したのとまったく同様に、イ
ンバータ８は自励発振を開始し、放電灯９が高周波で点
灯する。

ところで、第７図は放電灯９を全光点灯させた場合の第
６図の各部波形図である。また第８図、第９図は調光点
灯させた場合の波形図で、第９図は第８図の場合よりも
減光させた場合を示している。

第７図〜第９図において、（ａ）は位相制御回路２の出
力電圧波形、（ｂ）は抵抗２８の端子電圧波形、（Ｃ）
はトランジスタ２２のコレクターエミッタ間の電圧波形
、（ｄ）はコンデンサ２５の端子電圧波形、（ｅ）はト
ランジスタ２０のオン、オフを示す図、（ｆ）はインバ
ータ８の入力電圧波形、（ｇ）は放電灯９のランプ電流
波形である。

さらに、図中Ｖｚｎ、　、　ＶＺＤ２はそれぞれ定電圧
ダイオード２９．２６のツェナー電圧を示しておシ、ま
た、（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）　、　（ｆ）に関
しては基準電位を整流器５の負側と出力端としている。

これらの波形図かられかるように、全党から調光してゆ
くにしたがって、商用交流電源１の電圧波形の各半サイ
クルにおいて、補助直流電源１６から抵抗２３を通して
コンデンサ２５に充電され始める位相が、後に移ってゆ
く。

これによって、コンデンサ２５の電位がツェナー電圧Ｖ
ｚＤ２に達する位相が遅れてゆき、トランジスタ２０が
オンし始める位相が、図では９０°（ピーク）付近から
後に移ってゆき、第９図においてはオンする期間がなく
なっている。

第５図の特性すはこのときの位相角φの変化に対する、
全光に対する光束比の変化の概略を示した図であるが、
この図かられかるように、調光できる位相角φの範囲が
広く、調光の下限が小さくなっておシ、この調光特性は
、平滑回路６がない場合の特性と似ている。

次に、この発明の他の実施例について第１０図〜第１３
図とともに説明する。第１０図は平滑回路６の部分だけ
を示した回路図であシ、その他の回路は第６図と同様で
ある。平滑回路６において、第６図と異っている部分は
、平滑用のコンデンサ７．３１と、このコンデンサに充
電方向のダイオード３２を直列に接続するとともに、コ
ンデンサ７．３１のそれぞれの両端に放電方向のダイオ
ード３３．３４が整流器５の出力端子間に接続されてい
る点である。この場合は、第６図のダイオード１７は必
要ない。

以上のような回路構成において、インバータ８の発振動
作およびトランジスタ２０のオン、オフする位相関係も
第６図と同様である。

第１１図は第７図に対応した全光時の波形図、第１２図
、第１３図はそれぞれ第８図、第９図に対応した調光時
の波形図であり、図中、（ａ）は位相制御回路２の出力
電圧波形、（ｂ）はインノぐ−（８の入力電圧波形、（
ｃ）は放電灯９のランプ電流波形を示している。

整流器５の出力電圧をコンデンサ７．３１で分割した形
となっているため、第１１図（ｂ）でわかるように全光
時のインバータ８０入力電圧の平滑電圧値はピーク値よ
りも低くなっている。

以上の二つのこの発明の実施例において、入力力率を高
力率（８５チ以上）とし、また、調光を行なった場合の
入力電流を全光時と比べてほとんど増加しないようにす
る必要がある場合は、平滑回路６として、第１０図の場
合を用いる方が充電電流制限用のチョークコイル１８の
インダクタンスが小さくて済む利点がある。

ところで、この発明において、平滑回路６は第６図ある
いは第１０図に限るものではなく、例えば、充電制御用
のスイッチング素子としてサイリスタを用いてもよい。

また、インバータ８は一方式のものでもよく、さらに、
他励式のものでもよい。

以上のように、この発明の調光用放電灯点灯装置によれ
ば、放電灯の全党時では、平滑回路の平滑用のコンデン
サに充電する位相を商用交流電源の正弦波交流電圧波形
の各半サイクルにおいて９０゜よりも後の位相とし、ま
た、放電灯を減光するに比例して平滑用のコンデンサに
充電する位相を、全光時の位相に対して後に遅らせてい
くようにしたので、整流器の出力端にコンデンサを含む
平滑回路が挿入されている場合でも、平滑回路が挿入さ
れていない場合とほぼ同様な調光特性が得られる。

これにともない、従来よりも調光できる位相角の範囲が
広く、また調光の下限を小さくできる利点がある。

さらに、平滑回路を有している装置と平滑回路を有して
いない装置が同じ位相制御回路に混在して接続されてい
る場合でも、調光度をほぼ等しくできるという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯装置の回路図、第２図（ａ）ない
し第２図（ｃ）から第４図（ａ）ないし第４図（ｃ）は
第１図の回路動作を説明するための波形図、第５図は調
光特性を示すグラフ、第６図はこの発明の調光用放電灯
点灯装置の一実施例を示す回路図、第７図（ａ）ないし
第７図Ｑ）から第９図（ａ）ないし第９図（ｇ＞は第６
図の調光用放電灯点灯装置の動作を説明するための波形
図、第１０図はこの発明の調光用放電灯点灯装置の他の
実施例における平滑回路を示す回路図、第１１図（ａ）
ないし第１１図（ｅ）から第１３図（ａ）ないし第１３
図（ｅ）は第１０図の平滑回路の動作を説明するための
波形図である。工・・・商用交流電源、２−・位相制御回路、５・・・
整流器、６・・・平滑回路、７，１４，１５，２５．３
１−・・コンデンサ、８・・・インバータ、９・・・放
電灯、１０・・・高周波チョークコイル、工１−・・出
カドランス、１２ａ、１２ｂ、２０〜２２−）ランジス
タ、１７．１９．３２〜３４・・・ダイオード、１８・
・・チョークコイル、２６．２９・・・定電圧ダイオー
ド。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。代理人　　葛　野　信　− 第２図第３図　　　第４図、（ｂ）０□　　　　Ｏ□ 第１１図（ｂ）　、ｌ＼１−ｚ）い　（ｂ）Ｏ□ 第１２図　　　第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）商用交流電源と、この商用交流電源を位相制御す
る位相制御回路と、この位相制御回路の出力電圧を整流
する整流器と、直流電圧を所定の高周波電圧に変換する
インバータと、このインバータの出力電圧で点灯する放
電灯と、上記整流器の出力電圧をコンデンサで平滑して
上記インバータに上記直流電圧を印加するとともに上記
放電灯の全光時では上記コンデンサに充電する位相を上
記商用交流電源の正弦波交流電圧波形の半サイクルにお
いて９０°よりも後の位相としかつ上記位相制御回路に
よって上記放電灯を減光するのに比例して上記コンデン
サに充電する位相を上記全光時の位相に対して後に遅ら
せていくように制御する制御回路を含む平滑回路とより
なる調光用放電灯点灯値↑ｄ０
（２）平滑回路のコンデンサと直列にチョークコイルを
挿入した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）平滑回路がコンデンサ２個と、このコンデンサに
充電方向のダイオードとを直列に接続するとともに、上
記２個のそれぞれのコンデンサの両端を放電方向のダイ
オードを介して同一極方向に接続した回路であることを
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
。