JPS5927498A

JPS5927498A - 調光装置

Info

Publication number: JPS5927498A
Application number: JP13598382A
Authority: JP
Inventors: 山崎　広義; 良司皆川; 清水　和崇; 次田　和彦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-08-04
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1984-02-13
Also published as: JPH0328797B2

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】本発明は、蛍光ランプ等の放電灯を高周波で点灯し、か
つ調光を行なう装置に関する。

高周波点灯に於ける調光は光のチラッキが少ないという
利点があり、従来から、トランジスタインバータ等の高
周波変換装置の入力を制御することにより出力を変化し
、負荷の放電灯を調光する装置として第１図に示す様々
装置があった。この装置は、調光の度合にかかわらず、
インバータ等の変換装置の動作を不安定にすることが々
く、また放電灯のフィラメントの予熱電流を減少させる
ことも々い装置である。第１図に於て、（１）は交流電
源であり、たとえば商用交流電源である。（２）は整流
装置で入力端子を前記交流電源（１）に接続し。

脈流の整流電圧を出力するものである。（３）はこの整
流装置（２）に接続した変換装置たとえばプッシュプル
形のトランジスタインバータである。この変換装置（３
）はインバータトランス（４）を有し、このインバータ
トランス（４）は後述する放電灯（５）のフィラメント
予熱巻線（４ｆ１）、　　（４ｆ２）を有している。前
記放電灯（５）は前記変換装置（３）の出力端子間に限
流インピーダンス（６）と、後述する位相制御装置（７
）とを介して接続され、変換装置（３）の出力によって
付勢されるものである。まだ、この放電灯（５）のフィ
ラメント（ｆｌ）、（＋２）はそれぞれ前記予熱巻線（
４ｆ１）、（４ｆ２）に生じる電圧によって予熱回路（
Ｌｌ）　ｌ　（Ｌ２）を介し予熱電流を供給されるもの
である。前記位相制御装置（７）は、前記放電灯（５）
への供給電力を制御するもので、つぎのように構成され
ている。す彦わち、前記放電灯（５）の一方のフィラメ
ン）（＋２）の電源側端子と限流インピーダンス（６）
との間には全波整流器（８）の入力端子が接続されてお
り、この全波整流器（８）の出力端子間にはサイリスタ
（９）が接続されている。このサイリスタ（９）のゲー
ト・カソード間にはパルストランス０１の２次巻線が設
けられている。一方、前記交流電源ｆｌ）の出力端子間
には全波整流器ａυが設けられており。

との全波整流器１１１の出力端子間には時定数可変の時
定数回路（Ｌａ、ユニジャンクショントランジスタ（１
３，前記パルストランスｉ１４の１次巻線が設けられて
いて交流電源（１）の各半サイクルに同期するし張発振
回路を構成している。

つぎに作用を説明する。電源（１）の投入により変換装
置（３）は作動し２て、たとえば数十ＫＨ２の高周波電
力を出力する。この変換装置（３）の出力の包路線は、
入力が第２図（ａ）のように脈流であるため、第２図（
ｂ）のように、交流電源（１）の半サイクルに対応１、
て高電圧、低電圧を繰返す等５のである。位相制御装置
（７）は前期交流電源＋１）の半サイクルに応じてし張
発振回路が信号を出力し、パルストランスａＱからパル
ス信号を出力してサイリスタ（９）を導通させる。した
がって、放電灯（５）にはサイリスタ（９）によって位
相制御されたたとえば第２図示（ｃ）の電圧が印加され
る。このとき、サイリスタ（９）が高周波電圧の一サイ
クル内において電流が零になるときにオフし々いのけ、
サイリスタ（９）のターンオフ時間が高周波電流の半サ
イクル時間よシ長いためである。【７たがって、第２図
（Ｃ）に示すように、交流電源（＋１の半サイクルに対
応して高周波電圧の包路線が低下し、零電圧付近になる
とき捷でオンし続けるのである。王妃のように、放電灯
（５）には位相制御された高周波電圧が印加され、放電
灯（５）は始動２点灯する。したがって放電灯（５）に
は第２図（ｃ）の電圧が印加され続け、調光点灯する。

調光度合は位相制御装置（７）の時定数回路０２の時定
数を変え。

前記サイリスタ（９）の導通位相をかえることによって
自由に選べるものである。このよう々高周波電力を供給
するものにおいて調光点灯すると、たとえば商用交流電
源の場合に比し、光のちらつきが少ないものである。前
記変換装置（３）のトランジスタ（Ｔｒｌ）、（Ｔｒ２
）のベース電流′および入力電流は位相制御装置（７）
の制御に何んら関係なく、初期の設計値のままである。

したがって１発振が異常になったりすることはない。

捷だ、第３図は同じ〈従来装置の異なる例を示し、第１
図と同じ部分には同一符号を付して説明を省略する。第
３図において意相制御装置（７′）の整流（８つおよび
サイリスタ（９′）は放電灯（５）と並列的に設けてい
る。したがって、この第３図の装置では、サイリスタ（
９つの不導通期間だけ放電灯（５）に電力を供給してい
る。この様に従来の装置、第１図及び第３図の装置では
、前記放電灯（５）の始動時および点灯時において放電
灯（５）のフィラメント（ｆｌ　）、　（＋２）を予熱
する電力は何んら位相制御装置（７）によって制御され
ることがないものである。しだがって、放電灯（５）の
フィラメント（ｆｌ）、（＋２）には予め設定された十
分な予熱電流が位相制御装置（７）の作動にかかわらず
供給されるのである。このため、予熱不足となって始動
が困難に万ったり、立消えたりさらにはフィラメント（
ｆｌ）、（＋２）を過度に損耗させて放電灯（５）の寿
命を劣化させることがない。したがって２以上のことよ
り２位相制御装置（７）の導通角を小さくして、調光度
合を大きくすることができることが明らかである。

しかし、上記の様にして調光を行々つでも次の様な不都
合がある。すなわち、調光を行ない、その度合を深くし
てゆくと、第４図（ａ）に示す様に。

放電灯（５）のフィラメント（ｆｌ）、（＋２）の温度
は。

放電灯電流が減少する為にその温度が低下して行く。こ
の時、従来の装置では、第４図（ｂ）の破線に示す様に
調光度すなわち放電灯の電流に関係なくフィラメントの
予熱電流は一定である。従って。

フィラメントの温度は２例えば、調光度を深くした時に
も適切な温度に維持しようとして予熱電流の大きさを設
定すると、調光を行なわない全光状態では、逆にフィラ
メント（ｆｌ）（＋２）の温度が高過ぎて１〜−１い、
かつ不要な電力をフィラメント（ｆ、　）　（＋２）で
消費するという欠点があった。

本発明は上記欠点を除去しようとするものであり、す々
わち、放電灯の調光度に応じてフィラメントの予熱電流
を変化させることのできる装置を提供することを目的と
するものである。

以下２本発明による装置の動作の説明を行なう。

第５図は本発明の一実施例を示す回路図、第６図はその
動作の説明の為の図である。

第５図に於て（１１は交流電源、（２）は整流装置、（
３）はトランジスタインバータで構成された変換装置で
ある。（５）は放電灯ｒ　　（ｆｌ）、（＋２）はフイ
ラメン）、＋７）は位相制御装置　（ａ／）は全波整流
器１（９’）はサイリスタであり、（Ｉ４１は位相制御
装置（７）の位相を制御する制御回路である。α■はフ
ィラメント（ｆｌ）ｙ　　（＋２）を予熱する予熱巻線
（１９ａ）　、　　（１９ｂ）を備えた予熱トランスで
ある。また、インバータ（３）は、その出カドランス（
４ａ）がリーケージトランスで構成され、コレクタ巻線
（４Ｎ）の両端に共振用コンデンサ（ＩＳを備え、（４
Ｂ）はベース帰還巻線であり、　ａｓ、　（Ｌｎはベー
ス抵抗、α［有］はインダクタである。また位相制御装
置（７）は例えば第１図に示す装置と同様に構成され、
サイリスタ（８′）を導通制御するものとする。また、
第６図（ａ）は変換装置（３）の入力電圧、（ｂ）は放
電灯（５）が点灯していない時の出カドランス（４ａ）
の出力巻線（４日）の電圧。

（Ｑ）は同じ状態で、サイリスタ（９つが導通した時の
出力巻線（４Ｓ）の電圧、（ｄ）は予熱トランス員の予
熱巻線（１９ａ）　、　　（１９ｂ）の電圧を示す。

以上の様に構成された装置に於て、交流電源（１）が投
入されると変換装置（３）のインバータはベース帰還巻
線（４Ｂ）の作用により周知の如く自励発振を行ない、
出カドランス（４ａ）の出力巻線（４Ｓ）に高周波電圧
を発生し、放電灯（５）に印加してこれを点灯する。こ
こで位相制御装置（７）のサイリスタ（９′）を導通開
始させる位相を変化させることによシ、放電灯（５）の
電流を加減し、調光を行なうわけである。

いま、サイリスタ（９つを第６図（Ｃ）のθで導通させ
ていたとする。すると、放電灯（５）の両端には。

略予熱トランス員の端子に印加される電圧しか印加され
々くなり、放電を維持しなくなる。ここで予熱トランス
Ｑｌの端子電圧は、インバータ（３）の出カドランス（
４ａ）のリーケージインダクタンスと。

予熱トランス員のインピーダンスの比および、出力巻線
（４Ｓ）の開放電圧等によって定まる。従って、予熱ト
ランスＨのインピーダンスを、その端子電圧が放電灯（
５）を放電維持するに必要な電圧以下となる様に設定し
ておけば円滑に調光できる。

サイリスタ（９′）の導通位相をθから第６図（ｃ）に
図示する様に矢印方向へ進めていくと、放電灯電流が減
少し、調光度が深くなる。ところが、予熱トランス員の
予熱巻線（１９ａ）　、　　（１９ｂ）の出力電圧は逆
に増加する。

この関係を図示したものが第４図（ｂ）の実線であリ、
放電灯電流を減少すると、逆に予熱電流が増加し、第４
図（ａ）に示す様な、放電灯電流の減少によるフィラメ
ント温度の低下を補償しようとする作用を行なう。

第５図の実施例では、変換装置（３）の入力電圧が脈流
の直流であり、調光を行なわせる手段として位相制御装
置（７）を放電灯（５）と並列に接続し、全波整流器（
８′）とサイリスタ（９つを使用しだが、この代わシに
トライアックと称される双方向サイリスタを使用しても
あるいは他の半導体スイッチ装置を使用してもよく、制
御装置０４も、適当女位相制御信号を発生するものであ
ればよいことはもち論である。第８図は２本発明による
。他の実施例を示し、第７図はその動作の説明の為の図
である。

第７図の（ａ）は変換装置（３）の入力電圧であり、こ
こでは第５図の装置と異なり、リップルの少ない直流電
圧である。（ｂ）は放電灯（５）が点灯している時の変
換装置（３）の出カドランス（４ａ）の出力巻線電圧。

（Ｃ）は予熱トランスα優の予熱巻線（１９ａ）　、　
　（１９ｂ）の電圧を示す。第８図に於て（７ａ）は第
５図に於け（１１）る位相制御装置と異なり、適宜な周期で繰返し。

ある期間導通状態を維持するスイッチ装置である。

すなわち、スイッチ装置（７ａ）が第７図（ｂ）に示す
周期（Ｔ１）で繰返しくＴ２）なる期間導通すれば、前
記の場合と同様にして、放１に灯（５）には（Ｔ２）な
る期間は電流が流れず、逆に（Ｃ）に示す様に（Ｔ２）
なる期間は予熱トランスａｌから予熱電流が流れる。

ここで例えば（Ｔ１）を一定とした（Ｔ２）の期間を変
えることにより調光ができることは明らかである。

放電灯（５）に電流を流さない期間（Ｔ２）を一定とし
。

周期（Ｔ１）を変えても調光ができる。壕だ、　　（Ｔ
１）。

（Ｔ２）の両方を変える様にスイッチ装置（７ａ）を構
成してもよい。この時、　　（Ｔ１）　、　（Ｔ２）は
、あまり長い期間にするとチラッキとして入間に感じら
れることがあるので、変換装置（３）の発生する高周波
電圧の一周期より長ければ、不必要に長くすることはよ
くない。

第８図の装置に使用可能なスイッチ装ｆｉｆｆｉ　（７
ａ）の−例を第９図に示す。第９図に於て、スイッチ装
！　（７ａ）は、トランジスタ（７）の導通、非導通で
行な（１２）い、このトランジスタ（イ）の開閉を制御する制御回路
（１４ａ）としては、まず周期（Ｔ１）を設定するだめ
のクロックパルス発生回路と、トランジスタ（４）の導
通期間すガわち（Ｔ２）を設定する例えば単安定マルチ
バイブレータなどにより構成し、　（Ｔ２）の期間は。

単安定マルチバイブレータの動作時間を変化させるとと
Ｋかり容易に変えることができる。

次に本発明によるさらに他の実施例について説明する。

第１０図は他の実施例のスイッチ装置（７ｂ）を示し２
図に於て、（２Ｉはトランジスタ、（１４’）は制御回
路であり９例えば第９図に示す制御回路（１４ａ）と、
タイマー装置Ｃυから構成されているとする。

以上の様に構成されていれば、交流電源ｆｌｌの投入時
、すなわち放電灯（５）の始動時、所定時間は。

タイマー装置Ｃυから発生する信号により、トランジス
タ（至）を連続的に導通維持せしめ、放電灯（５）のフ
イラメン）　（、ｆ’１）　、　（Ｔ２）を予熱する。

その後、所定時間を経過するとタイマー装置Ｑυの信号
が停止し、スイッチ装置（７ｂ）のトランジスタ（イ）
は、制御（１３）回路（１４ａ）の信号により制御されるので、第９図の
実施例と同様にして放電灯（５）を調光する。この放電
灯（５）の始動時にタイマー装置Ｑυを備え、放電灯（
５）のフィラメント（ｆｌ）（Ｔ２）を予め予熱し。

その後、放電開始させ点灯する装置は、第５図に示す様
な変換装置（３）の入力電圧が脈流の直流でも。

第７図の説明で示す様なリップルの少ない直流電圧でも
、いずれにでも適用できる。

また、始動時にタイマー装置Ｃυの信号でスイッチ装置
ｉｔ　（７ｂ’）あるいは位相制御装置（７）を動作さ
せる時、前記の説明では例えばトランジスタ（イ）を連
続的に導通維持させたが、第７図（ｂ）の（Ｔ２）なる
期間に相当する期間を適度に長くすることにより、放電
灯（５）を予熱し、かつ放電開始させない状態に設定し
てもよい。この様に適当な期間（Ｔ２）に設定するとフ
ィラメント（ｆ、）（Ｔ２）の予熱電流を適宜な値に設
定し易い利点がある。これは２位相制御装置（７）のサ
イリスタ（９りの導通開始位相を適当な位相に設定する
ことでもよい７、次に、タイマー装置Ｑυの限時動作が終了した後（１４
）についての応用例を述べる。第１０図の説明では。

タイマー装置０υの動作が終了した後は、トランジスタ
翰は予め制御回路（１４ａ）で設定された調光度に応じ
て導通する。しかし、調光度を非常に深く設定しである
と、放電灯（５）を放電開始させることが出来ない場合
がある。、従って、タイマー装置０υの動作が終了した
後、制御回路（１４ａ）の設定とは別に、トランジスタ
翰を、所定期間非導通状態にして放電開始を容易にさせ
ることも可能である。

以上の説明では、変換装置（３）としてプッシュプル形
トランジスタインバータの場合について説明したが、他
のインバータでも、よいことは明らかである。壕だ、放
電灯（５）も１灯だけでなく２灯以上の多灯の場合にで
も適用できることはもち論である、さらに予熱トランス
ＯＩは同、様に複数個でもよいし、あるいはさらに直列
にインピーダンスが接続されてもよい。

この発明は以上説明したとうり、放電灯と並列に、予熱
トランスと導通制御をおこなうスイッチ装置との直列回
路を設けることによυ、放放電電電１５）流が減するのに応じて予熱電流を増加させることができ
、フィラメントの損傷が少なくなるとともに、放電灯の
調光度の如何にかかわらず、変換装置の出力電流がほぼ
一定と）−るので変換装置の動作が安定でかつ騒音の発
生が少ないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は従来の装置を示し、第２図はその動作
の説明のだめの図であり、第５図、第８図。第９図、第１０図は本発明による装置の各々異なる実施
例を示し、第４図、第６図、第７図は動作の説明のだめ
の図である。図において＋１）は交流電源、（２）は整流装置、（３
）は変換装置、　（４ａ、）は出カドランス、（５）は
放電灯。（ｆｌ）（＋２）はフィラメントｔ　（７１（７ａ）　
（７ｂ）はスイッチ装置、　（＋４）　（１４ａ）（１
４’）は制御回路、翰は予熱トランス、　　（１９ａ）
　（１９ｂ）は予熱巻線、Ｑｌ）はタイマ装置である。なお各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−（１６）事１　ρ 寥２　恥ネ３　Ｑ茎＋　色（α）（ト）（勧傭３０　　　　　　　　　　（電ヲ呻ネ、！：１ｍ率７　ρ 率？　６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　直流電圧を高周波電圧に変換し放電灯を点灯
する変換装置と、この変換装置の出力側に前記放電灯と
並列にスイッチ装置を接続し、前記スイッチ装置の導通
制御を行なって前記放電灯の調光を行なう装置に於て、
前記スイッチ装置と直列に予熱トランスを接続しかつ、
前記スイッチ装置の導通時にこの予熱トランスに設けた
予熱巻線の出力で前記放電灯のフィラメントを予熱する
ことを特徴とした調光装置。
（２）放電灯の始動時に、スイッチ装置を所定時間、前
記放電灯が放電を開始しない様に導通期間を増加し、前
記放電灯のフィラメントを予熱してその後、前記放電灯
を点灯させることを特徴とする特許請求の範囲第（１１
項記載の調光装置。
（３）放電灯の始動時にフィラメントの予熱を所定時間
性々っだ後、スイッチ装置の非導通期間を増加して放電
灯を放電開始させ、その後、予め設定した調光状態へな
る様にスイッチ装置を導通制御することを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項。または第（２）項記載の調光装置。
（４）直流電圧が、交流電源を全波整流した脈流の直流
であシ、スイッチ装置が２位相制御を行なうザイリスタ
と位相制御回路とを備えていることを特徴とする特許請
求の範囲第（１１項乃至第（３）項の何れかに記載の調
光装置。
（５）直流電圧がリップルの少ない直流であり。スイッチ装置を繰返し周期Ｔ、と導通期間Ｔ２とで導通
制御する制御回路を備え、Ｔ１あるいはＴ２の少なくと
も何れか一方を変化させることにより放電灯の調光を行
なうことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第
（３）項の何れかに記載の調光装置。
（６）変換装置が、リーケージトランスの特性を有する
出カドランスを備えていることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項乃至第（６）項の倒れかに記載の調光装
置。