JPS60182694A - 白熱電球点灯装置 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は白熱電球点灯装置に関する。

［発明の技術的背景］ 白熱電球、例えばハロゲン電球のような低電圧（１２ｖ
又は２４■）用の白熱電球は１００■用の白熱電球に比
べてコイル（発光）部が小さいことから、ミラー付の集
光（スポット）照明によく使用されている。このような
低電圧用の白熱電球点灯装置として近年ではチョッパ回
路やインバータ回路の使用が盛んに行われている。

従来、チョッパ回路やインバータ回路を使用した白熱電
球点灯装置としてはランプ電流を検出してチョッパ回路
やインバータ回路のスイッチング素子例えばトランジス
タをスイッチング制御するもので、電球に点灯中に所望
の負荷特性が得られるようにＰＷＭ　（パルス幅変調）
制御やＦＭ（周波数変調）制御をかけており、また、こ
のような回路の場合、短絡詩に大きな電流が流れないよ
うに制御されている。

［背景技術の問題点］ しかしながら、このようなＰＷＭＩＩＩＩｌｔｌやＦＭ
制御を行なうものでは例えば４０Ｗ以上で１２Ｖ用のハ
ロゲン電球を使用した場合、この電球はランプ抵抗値が
４Ω以下でかつランプ冷抵抗（点灯前の抵抗値）がその
抵抗の１７５以下となるため短絡時の抵抗弁とそれ程差
がなく、このため始動時のインラッシュ電流と短絡電流
との差が小さく、始動時にＰ　Ｗ　Ｍ制御やＦ　Ｍ制御
により短絡保護動作が行われ例えばＰ　Ｗ　Ｍ制御の場
合には第１図の＜ａ）に示すようにランプ電流（ＩＬ）
の流れる区間が相対的に短くなり、このためランプ電流
の実効値が定常点灯時に比べて小さくなってランプ電力
が小さくなり、第１図の（ｂ）に示すようにランプ光束
（１ｍ）の立上がりが悪い欠点があった。

［発明の目的］ この発明はこのような欠点を除去するために為されたも
ので、半導体スイッチング素子のスイッチングデユーテ
ィ比を始動時のみ上げる機能を付加することによってた
とえインラッシュ電流が流れても白熱電球に流れる電流
の実効値を高めることができ、始動時におけるランプ光
束の立上がりを良好にできる白熱電球点灯装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の概要］ この発明は、電源と、この電源に接続される高周波変換
回路と、この高周波変換回路により付勢される電球とを
有し、高周波変換回路は、電球に流れるランプ電流をス
イッチング制御する半導体スイッチング素子と、ランプ
電流値に対応する信号を検出する検出回路と、半導体ス
イッチング素子の制御端子側に接続され、検出回路によ
って得られた信号に基づいて半導体スイッチング素子の
スイッチング時のデユーティ比を制御するスイッチング
制御回路と、このスイッチング制御回路による半導体ス
イッチング素子のスイッチングデユーティ比を始動時の
み上げるデユーティ比増加回路とを含むものである。

［発明の実施例］ 以下、この発明のＰ　Ｗ　Ｍ制御方式を用いた一実施例
を図面を参照して説明する。

第２図に示すように、交流Ｎ源１に全波整流ダイオード
ブリッジ回路２を介して平滑コンデンサ３を接続し、直
流電源を形成している。前記平滑コンデンサ３に高周波
変換回路４を接続し、その高周波変換回路４の出力端子
に限流コイル５を介して白熱電球６とコンデンサ７との
並列回路を接続している。前記高周波変換回路４の出力
端子にはまた図示極性にダイオード８を接続している。

前記高周波変換回路４は半導体スイッチング素子として
のＮＰＮ形トランジスタ９、ランプ電流値に対する信号
を検出する検出回路としての抵抗１０１この抵抗１０に
よって得られた信号にもとずいて前記トランジスタ９の
スイッチング時のデユーティ比を制御するスイッチング
制御回路１１及びこのスイッチング制御回路１１による
前記トランジスタ９のスイッチングデユーティ比を始動
時のみ上けるデユーティ比増加回路１２で構成されてい
る。前記スイッチング制御回路１１は例えば市販されて
いるＴＬ４９４　（テキサスインスツルメント社製）と
いうスイッチングレギュレータ用のＩＣを用いたＰ　Ｗ
、Ｍ　ＩＩＪ　１回路からなり、このＩＣに内蔵されて
いる発振器ｏｓｃ０′）’ｉ子Ｃ１と接地間にコンデン
サ１３を接続し、かつ端子ＲＴと接地間に抵抗１４及び
抵抗１５とＮＰＮ形トランジスタ１６との直列回路から
なる並列回路を接続している。そして制御回路用の電源
端子Ｖｉ１１と接地間に抵抗１７．１８の直列回路を接
続し、その抵抗１７．１８の接続点をコンデンサ１９を
介して前記トランジスタ１６のベースに接続している。

前記Ｉ抵抗１５．１７．１８、トランジスタ１６及びコ
ンデンサ１９は前記デユーティ比増加回路１２を構成し
ている。前記発振器Ｏ８Ｃは外部接続されたコンデンサ
１２と抵抗１３．１４によってその発振周期が決定され
るものである。また、前記ＩＣは誤差増幅器の入力端子
Ａ　ｉｎｌに前記スイッチングトランジスタつと抵抗１
０との接続点を接続し、かつ誤差増幅器の入力端子Ａ１
ｎ２に抵抗２０．２１の直列回路からなる基準電圧発生
回路からの基準電圧を供給している。また、フィードバ
ック端子Ｆｂと前記誤差増幅器の入力端子Ａ１ｎ２との
間にフィードバック用の抵抗２２を接続している。この
ＩＣにおいては発振器Ｏ８Ｃの端子ＣＴに現われるのこ
ぎり波と誤差増幅器からのコントロール信号とを比較し
、のこぎり波がコントロール信号より大きい期間のみ出
力トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を導通状態にするもので
、コントロール信号が大きくなるにつれてのこぎり波が
コントロール信号より大きい期間が減り、出力パルスの
幅は減少してくる。前記出力トランジスタＴｒ１、Ｔｒ
２のコレクタは制御回路用の電源端子ｖｉｎに接続され
、エミッタは抵抗２３を介して前記スイッチングトラン
ジスタ９のベースに接続される。

このように構成された本発明実施例装置においては始動
時、コンデンサ１９を介してトランジスタ１６にベース
電流が流れ、そのトランジスタ１６がオンする。これに
より抵抗１４に抵抗１５が並列に接続され、発振周期Ｔ
はＴ　ｎ■Ｃ１３Ｘ　Ｒ１４・Ｒ１５／　（Ｒ１４＋　
Ｒ１５）となり、抵抗１５が無いときの発振周期Ｔ’　
ｃｃｃ１３ｘＲ１４より短くなって発振周波数は増加す
る。なお、Ｃ１３はコンデンサ１３の容量、Ｒ１４は抵
抗１４の抵抗値、Ｒ１５は抵抗１５の抵抗値である。そ
の後コンデンサ１９に電荷が徐々に蓄えられるに従って
トランジスタ１６は徐々にオフ方向へ移行して周波数が
低下し、定常点灯時にはトランジスタ１６は完全にオフ
状態となり、スイッチングトランジスタ９は本来の周波
数でスイッチング制御されるようになる。すなわち、デ
ユーティ比増加回路１２が電気的に切り離されることに
なる。従って電球６に流れるランプ電流は第３図の（ａ
）に示すように始動時にはＰ　Ｗ　Ｍ　Ｉｌｌ　ｉｌｌ
が動作して短時間で切られるがそのスイッチング周期が
短いので単位時間当りの通電くり返し回数が多くなり、
従ってデユーティ比が上がりこれによりランプ電流（Ｉ
　ｒ−）の実効値が増加してランプ光束（１ｍ）は第３
図の（ｂ）に示すように早く立上がり白熱電球６の立上
がり特性を良好にすることができる。また、定常点灯時
においては従来と同様にスイッチング周期を長くしてい
るので、短絡状態が発生した場合、その周期でランプ電
流が短くカットされ、回路破壊を充分に防止することが
できる。

次にこの発明のＰ　Ｗ　Ｍ　ｉｌｌ　ＩＩ方式を用いた
他の実施例を図面を参照して説明する。なお、前記実施
例と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省
略する。

これは第４図に示すように２個のスイッチングトランジ
スタ２４．２５と発振トランス２６を有するプッシュプ
ル形のインバータ回路を使用したもので、前記発振トラ
ンス２６の２次巻線に検出回路としての抵抗２７を介し
て白熱電球６を接続している。

このものにおいてもスイッチング制御回路１１は抵抗２
７の両端間電圧を検出して各スイッチングトランジスタ
２４．２５を交互にかつ周期的にスイッチング制御し、
かつ始動時にはそのスイッチング周期を短し、従ってデ
ユーティ比を高めているので１前記実施例と同様の効果
が得られるものである。

なお、上記二つの実施例においては制御方式としてＰ　
Ｗ　Ｍ　Ｉｌ、ＩＪ　ＩＩＩ方式を用いているが、例え
ばスイッチング制御回路にテキサスインスツルメント社
製のＴＬ４９７などのＩＣを使用したＦＭ制御方式を用
いて始動時のデユーティ比を上げてもよい。

この場合、ＦＭ制御方式であるからトランジスタの１周
期におけるオン幅が一定となりオフ幅がランプ電流値に
応じて変化する。しかして、始動時にこのオフ幅を短く
するようにしてデユーティ比を上げれば上記実施例と同
様の効果が得られる。

また、同じくＦＭｆｆｉ＋制御であってもオフ幅を一定
にし、オン幅を電流値に応じて変化させてもよい。

しかして、この場合には始動時オン幅を長くしてデユー
ティ比を上げれば上記実施例と同様の効果が得られる。

さらに、前記実施例においては抵抗の両端電圧からラン
プ電流を検出するものについて述べたが必ずしもこれに
限定されるものではなく、例えば電流トランスを使用し
て非接触でランプ電流を検出するものを使用してもよい
。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、半導体スイッチ
ング素子のスイッチングデユーティ比を始動時のみ上げ
る機能を付加することによってたとえインラッシュ電流
が流れても白熱電球に流れる電流の実効値を高めること
ができ、始動時におけるランプ光束の立上がりを良好に
できる白熱電球点灯装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来におけるランプ電流制御波形及び光束の立
上がり特性を示す図、第２図はこの発明の一実施例を示
す回路図、第３図は同実施例におけるランプ電流制御波
形及び光束の立上がり特性を示す図、第４図はこの発明
の他の実施例を示す回路図である。 １・・・交流電源、４・・・高周波変換回路、６・・・
白熱電球、９・・・トランジスタ、１０・・・抵抗、１
１・・・スイッチング制御回路、１２・・・デユーティ
比増加回路。 声願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源と、この電源に接続される高周波変換回路と、この
   高周波変換回路により付勢される電球とを有し、前記高
   周波変換回路は、前記電球に流れるランプ電流をスイッ
   チング制御する半導体スイッチング素子と、ランプ電流
   値に対応する信号を検出する検出回路と、前記半導体ス
   イッチング素子の制御ｌｆＭ子側に接続ぎれ、前記検出
   回路によって得られた信号に基づいて前記半導体スイッ
   チング素子のスイッチング時のデユーティ比を制御す１
   スイッチング制御回路と、このスイッチング制御回路に
   よる前記半導体スイッチング素子のスイッチングデユー
   ティ比を始動時のみ上げるデユーティ比増加回路とを含
   むことを特徴とする白熱電球点灯装置。