JPS61135097A - 放電灯調光装置 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、放電灯調光装置に関するものである。

〔冑景技術〕

従来の放電灯調光装置にあっては、その調光手段として
、例えば、 ■　交流電源の位相制御による手段 ■　放電灯に印加される電圧を調整する手段■　インバ
ータの発振周波数を＃Ａ整して限流用インピーダンスを
調整する手段 ■　例えば、可飽和インダクタンスを用いて、そのイン
ダクタンス値を調整するなどして限流用インピーダンス
を調整する手段 などがある。

しかし、■の位相側ｊ１１や■の印加電圧調整では、低
レベルまで調光を行うと、放電灯の点灯状態を維持する
ことが困難となり、放を灯の立ち消え。

ちらつき、あるいは、騒音という問題を生じてい凱 また、■の発振周波数調整では、周波数を広範囲（例え
ば、数１０Ｋｔｌｚ〜数１００ＫＨｚ）にわたって調整
する必要があり、制御部が複雑化したり、高価な部品を
必要とするなどの問題があった。

また、■のように、放電灯の限流要素として可飽和イン
ダクタンスを用いた場合には、低レベルまで調光を行う
ためには、インダクタンス値を広範囲に！ｊ！整する必
要があり、可飽和インダクタンスが大型化するという問
題があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、前記従来例の問題点の解消を図り、
低レベルまでの調光の安定性および滑らかさが良く、比
較的小型で低度な放電灯調光装置を提供することである
。

〔発明の開示〕

この発明の放電灯調光装置は、交流電ａｍ圧を直流電圧
に変換する整流平滑部と、この整流平滑部の直流出力電
圧を高周波電圧に変換するインハーク部と、このインバ
ータ部を放を灯に接続する限流要素と、インバータ部発
振周波数変更型の第１の調光手段と、インバータ部発振
周波数非変更型の第２の調光手段と、前記第１の調光手
段と第２の調光手段とを同時的に動作させる手段とを備
えたものである。

この構成において、インバータ部発振周波数非変更型の
第２の調光手段をより具体的にいうと、この第２の調光
手段は、（１）限流要素のインピーダンスを調整する手
段、（１１）整流平滑部の直流出力電圧をチヨツパなど
によって調整する手段、（ｉｉｉ　）交流電源を位相制
御■する手段などである。

この発明の前記構成によれば、つぎの作用がある。

ｆａ＋　　調光手段を、インバータ部発振周波数変更型
の第１の調光手段と、インバータ部発振周波数非変更型
の第２の調光手段とに分けであるとともに、これらの画
調光手段を同時的に動作させるように構成しであるため
、従来のように単一の調光手段で深い調光を行うように
構成する場合に比べて、装置全体としての小型化と低廉
化とを達成することができるし、殊に同時動作によって
調光範囲の全域にわたって滑らかな調光を行うことがで
きるという顕著な利点がある。

ｆｂｌ　　従来の単純な位相制御に比べて、低レベルの
調光時でも放電灯に印加される電圧が十分に高いため、
低レベル調光時の放電灯の立ち消え、ちらつき、あるい
は、騒音を防止することができる。

実施例 この発明の基本的な構成に係る実施例の１例を第１図に
示す。

図において、■は交流電源、３は整流平滑部、４はイン
バータ部、５は磁気増幅器（Ｉ＋１飽和イ／ダクタンス
）、６は放電灯、７は調光制御部、７Ａは第１の調光手
段、７Ｂは第２の調光手段である。

第１の調光手段７Ａと第２の調光手段７Ｂとは同時的に
動作するように構成されている。

第１図には、第１の調光手段７Ａおよび第２の調光手段
７Ｂの好ましいａｍの一例を示しである。

すなわち、第１の調光手段７Ａと第２の調光手段７Ｂと
を同時に動作させる手段１１が、制御用直流電源２と、
このｌ＃Ｉ御用直流電源２の電源電圧を人力して可変出
力を送出する電圧可変回Ｂ８とから構成されている。

また、第１の調光手段７Ａは、インバータ部４の発振周
波数を変更して調光するものであり、前記電圧可変回路
８の出力を受けてその出力の変化に応じてインバータ部
４の発振周波数を変化させるインバータＩＩ御回路９で
構成されている。

また、第２の調光手段７Ｂは、インバータ部４の発振周
波数を変更せずに磁気増幅器５を制御して調光するもの
であり、前記電圧可変回路８の出力を受けてその出力の
変化に応して出力電流を変化させる可変電流ａｌＯで構
成されているこの発明のより具体的な実施例を第２図お
よび第３図に基づいて説明する。第２図は回路図、第３
［ｉｌＵは各部の波形図である。

第２図（Ａ）において、ＤＢは交流を源１に接続した整
流平滑部としてのダイオードブリフジ、Ｉｎはダイオー
ドブリフジＤＢの出力端子間に接続されたハーフブリッ
ジインバータ回路、Ｔは１次＠線ｎ１をインバータ回路
Ｉｎに接続した発振トランス、Ｌｌは、発振トランスＴ
の２次巻線ｎ２と放電灯６からなる放電灯回路Ｄ１に、
その２次巻線が挿入された磁気増幅器としての可飽和イ
ンダクタンスである。

インバータ回路１ｎは、２石のスイッチングトランジス
タＴ　ｒ　＋。Ｔ　ｒ　２と２つの逆流防止用のダイオ
ードＤ、、Ｄ２と分圧用コンデンサＣ１゜Ｃ２から構成
されている。ダイオードＤ、、Ｄ２の接続点と分圧用コ
ンデンサＣＩ、ｃ２の接続点とが発振トランスＴの１次
巻線ｎ１を介して＠続されている。

第２図ＣＢ）において、巳は制ｉｌｌ用直ｉ！電源、Ｉ
Ｃ，およびＩＣ，は、汎用タイマ用１ｃ”５５５°から
構成された無安定マルチハイブレークであり、ＩＣ３は
汎用タイマ用ＩＣ“５５５”から構成された単安定マル
チバイブレークである。

無安定マルチハイブレークＩＣ１の発振周波数は、抵抗
Ｒ３，Ｒ４の抵抗値、コンデンサＣ３の静電容量および
制御入力端子５ビンへの直流電圧によって決定される。

この発振周波数のもとに、インバータ回路Ｉｎのトラン
ジスタＴ　ｒ　しＴ　ｒ　２を交互にオン・オフさせて
放電灯６に高周波電力を供給する。

また、無安定マルチバイブレークＩＣ１は、制御入力端
子５ビンに入力される直流電圧によって出力端子３ビン
からの出力パルスのデユーティ比および周波数を変化さ
せるものであり、直流電圧が低くなるに従って出力パル
スの周波数が高（なるものである。

その直流電圧は、可変抵抗ＶＲ，によって調整される。

すなわち、ＭＪＢ用直流を源Ｅの電圧を巳とすると、５
ビンへの入力電圧は、はぼ、 Ｅ　　（Ｒ２＋ＶＲ，）／　（Ｒ，＋Ｒ２＋ＶＲ，）で
与えられる。可変抵抗ＶＲ，の抵抗値を最大値から徐々
に残少しでいくと、５ビンの入力電圧が残少していく。

これに伴って、無安定マルチハイブレークＩＣ，の２ピ
ンのトリガレヘルおよび６ピンのスレノノヲルドレベル
が変化し、出力端子３ピンの出力パルスの周波数が増加
する。

ＩＣ２はＴ型フリップフロップであり、これは、無安定
マルチハイブレークＩＣ，の出力パルスを制御信号とし
て、無安定マルチハイブレークＩＣ。

の出力パルスが”Ｈ”レベル状態になるごと定出力Ｑ、
　Ｑが反転するものである。

Ｑ出力と無安定マルチバイブレークＩＣ，の３ピンとが
アンド回路ＡＮＤ、の入力端子に接続され、Ｑ出力と無
安定マルチバイブレークＩｃｌの３ビンとがアンド回路
ＡＮＤ２の入力端子に接続されている。

アンド回路ＡＮＤ、の出力端子は、トランジスタＴ　ｒ
　３のベースに接続され、そのコレクタは発振トランス
Ｔ、のＩ次＠線を介して制御用直流電源已に接続されて
いる。発振トランスＴ１の２次＠線はインバータ回路Ｉ
ｎのトランジスタＴ　ｒ　Ｈのベース・エミッタ間に接
続されている。

アンド回路ＡＮＤ２の出力端子は、トランジスタＴｒ４
のベースに接続され、そのコレクタは発振トランスＴ２
の１次巻線を介して制御用直／ｌ！を電７１Ｈに接続さ
れている。発振トランスＴ２の２次巻線はインパーク回
路１ｎのトランジスタＴ　ｒ　２のベース・エミッタ間
に接続されている。

無安定？ルチハイブレーク【Ｃ１から発振トランスＴ、
、Ｔ２までの回路は、可変抵抗ＶＲ，の抵抗値を大−小
へ変化させることによって、無安定マルチバイブレーク
ＩＣ，の５ビンへの直流電圧を高−低に変化させて周波
数を低−高に変化させ、インバータ回路Ｉｎの発振周波
数を低−高に変化させる６そして、インバータ回路Ｉｎ
の発振周波数の低−高の変化に伴って、放電灯６のラン
ブ電流が減少するのである。

以上の回路部分がインバータ制御回路９を構成している
。

図中、Ｂ１．Ｂ２はハソコアであり、このノ飄７フアＢ
、、Ｂ２と可変抵抗ＶＲ，などが電圧可変回路８を構成
している。

そして、このインバータ制御回路９が、発明の構成にい
う「インバータ部発振周波数変更型の第１の調光手段？
ＡＪの一例である。

無安定マルチハイブレークＩＣ，は、単安定マルチバイ
ブレークＩＣ３の発振周波数を決定するためのものであ
る。

単安定マルチバイブレークＩＣ３は、可変抵抗ＶＲ，と
抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ８およびコンデンサＣ７の時定数に
よって、その出力端子３ピンの出力波形のデユーティ比
および周波数を変化させるものである。

すなわち、可変抵抗ＶＲ，の抵抗値を次第に減少するに
従って、無安定マルチバイブレークＩＣ。

の入力電圧が低下すると同時に、単安定マルチバイブレ
ータｌｃ３の５ピノへの入力端子も次第に低下する。

そして、単安定マルチバイブレータｌＣ３の６ビンのス
レノノヨルドレベルが変化して出力端子３ピンの出力パ
ルスのオン・デユーティが小さくなる。

この３ビンにトランジスタＴｒ６のベースが接続されて
おり、このトランジスタＴ　ｒ　（、にベースが接続さ
れたトランジスタＴ　ｒ　５−チコークし２、ダイオー
ドＤ３およびコンデンサＣ８は、チョッパ回路ｃｈを構
成している。

チョッパ回路ｃｈのコンデンサＣ８に接続したダイオー
ドＤ４の両端が可飽和インダクタンスＬ１の１次巻線に
接続されている。

華安定マルチバイブレークｌＣ３の出力波形のデユーテ
ィ比の変化によってトランジスタＴ　ｒ　６　。

Ｔ　ｒ　５のオン・デユーティが変化すると、チョッパ
回路ｃｈの出力電圧も変化する。これによって、可飽和
インダクタンスＬ２のインダクタンス値を調整する。

すなわち、可変抵抗ＶＲ，の抵抗値が大−小に変化する
に従って、可変抵抗ＶＲ，とコンデンサＣ７などによる
時定数が増加し、単安定マルチバイブレークＩＣ３の出
力波形のオン・デユーティが減少するため、トランジス
タＴｒ６．Ｔｒ５のオン・デユーティも減少する。つま
り、トランジスタＴ　ｒ　６は、単安定マルチバイブレ
ークＩＣ３の出力電圧が“Ｈ”レベルのときにオンとな
るためである。

したがって、チョッパ回路ｃｈの出力電圧も低下し、可
飽和インダクタンスＬ２の１次側の制御電圧が低下する
ため、可飽和インダクタンスＬ２の２次巻線のインダク
タンス値が増加して、放電灯６のランプ電流を減少する
。

以上の無安定マルチバイブレークＩＣ，から可飽和イン
ダクタンスＬ２までの回路部分が、可変を流′ａ１０を
構成している。

そして、前記可変電流源ＩＯが、発明の構成にいう［イ
ンバータ部発振周波数非変更型の第２の調光手段７ＢＪ
の一例である。

また、前記制御用直流型ｄＱ２および電圧ｔり変回路８
が発明の構成にいう「第１および第２の調光手段を同時
的に動作させる手段Ｉｌ」の−例である。

以上をまとめると、第１の調光手段７Ａに基づくインバ
ータ回路Ｉｎの発振周波数の調整による調光と、第２の
調光手段７Ｂに基づく可飽和インダクタンスＬ、（［気
増幅器）のインダクタンス値の調整による調光とを同時
的に行うため、調光の浅いところから深いところまでの
調光の全領域にわたって安定したスムーズな調光を行う
ことができる。

つぎに動作を説明する。

■　放電灯６の全点灯状態から可変抵抗ＶＲ。

の抵抗値を最大値から次第に減少しでいくと（第３図（
Ａ））、無安定マルチハイブレークＩＣ１および単安定
マルチバイブレークＩＣ３の各入力端子５ピンの入力電
圧が次第に降下していく　（第３図（Ｂ））。

■　無安定マルチハイブレークＩＣ，の５ビノの入力電
圧の降下に伴って、無安定マルチバイブレータＩＧ、の
出力端子３ピンの出力電圧のオン・デユーティが次第に
短くなるとともに、発振周波数が次第に高くなる（第３
図（Ｃ））。

このため、フリップフロップＩＣ２のＱ出力およびＱ出
力も、アンド回路ＡＮＤ、、ＡＮＤ２の出力電圧も同様
に、オン・デユーティが次第に短くなるとともに、周波
数が次第に高くなる（第３図（Ｄ）〜（Ｇ））。

■　したがって、トランジスタＴ　ｒ　３．　Ｔ　ｒ　
４のオン・デユーティが次第に戚少し、スイッチング周
波数が次第に高くなる。これにより、インバータ回路Ｉ
ｎの発振周波数が高くなり、放電灯回路において、ラン
プを流を減少して調光することになる。

■　一方、上記■〜■と同時進行的に、単安定マルチハ
イブレークＩＣ３の入力端子が次第に降下していき、そ
の出力端子３ピンの出力パルスのオン・デユーティが次
第に短くなっていく　（第３図（１））。

■　３ピンの出力パルスのオン・デユーティが減少する
と、チョッパ回路ｃｈにおけるトランジスタＴ　ｒ　５
のオン・デユーティも減少しでいく（第３図（（Ｊ）　
）　。

し、たがって、チョッパ回路ｃｈのコンデンサＣ８の両
端電圧すなわち可飽和インダクタンスＬ１の制御電圧も
次第に降下していく　（第３図くＫ））。

■　コンデンサＣ８の両端電圧の降下に従って、可飽和
インクリタンスし１の２次側のインダクタンス値が次第
に増加していき（第３図（し））、ランプを流を減少し
て調光する。

この発明は、第４図（Ａ）〜（Ｃ）のような態様をも含
む。

図（Ａ）は、電圧可変回路８の後段に、インバータ制御
回路９に相当する電圧−周波数可変回路９ａを設け、そ
の出力をインバータ回路Ｉｎに入力するとともに、電圧
−周波数可変回路９ａの後段に、可変を流源ＩＯに相当
するオン・デユーティ可変回路］、　Ｏａを設けたもの
である。

図（Ｂ）は、電圧可変回路８の後段に、可変電１ｉ１１
ｔｏに相当するオン・デユーティ可変回路１０ｂを設け
、その出力を可飽和インダクタンスし、に入力するとと
もに、オン・デユーティ可変回路１０ｂの後段に、イン
バータ制御回路９に相当する電圧−周波数可変回路９ｂ
を設けたものである。

図（Ｃ）は、電圧可変回路８の後段に電圧可変回路８の
出力を直接、可飽和インダクタンスＬ１に人力するとと
もに、電圧可変回路８の後段にインバータ制御ｎ回路９
に相当する電圧−周波数可変回路９Ｃを設けたものであ
る。

これらは、いずれも上記の実施例とほぼ同様の動作をす
る。なお、電圧可変回路８をｔｆＬ可変回路に代えても
よい。

第５図の回路は、第４図（Ａ）の具体例であり、フリ、
７ブフロノブｌＣ２のＱ出力を単安定マルチハイブレー
クｌＣ３に入力しているものである。

第６図の回路は、第４図（Ｂ）の具体例であり、可飽和
インダクタンスＬ、への入力電圧を直接に変化する可変
電圧源８′を有し、可飽和インダクタンスＬ１の出力側
の抵抗Ｒ１１＝Ｒ１□の分圧電圧を無安定マルチバイブ
レータＩＣ，に入力したものである。

第７図の回路は、第４図（Ｃ）の具体例であり、可変抵
抗ＶＲ２をもって可変電圧源としたものである。その他
は第６図と同様である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、つぎの効果がある。

＋ａ＋　　調光手段を、インバータ部発振Ｉ′！ｉＩ＄
、政変更型の第１の調光手段と、インバータ部発振周波
数非変更型の第２の調光手段とに分けであるとともに、
これらの画調光手段を同時的に動作させるように構成し
であるため、従来のように隼−の調光手段で慄い調光を
行うように構成する場合に比べて、’Ｉｔ’ｌｌ全体と
しての小型化と低廉化とを達成することができる。

殊に同時動作によって調光範囲の全域にわたって安定的
かつスムーズに調光を行うことができるという顕著な利
点がある。

ｆｂｌ　　従来の単純な位相ＩＩ　＜Ｈに比べて、低レ
ベルの調光時でも放電灯に印加される電圧が十分に高い
ため、低レベル調光時の放電灯の立ち消え、ちらつき、
あるいは、騒音を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本的な構成に係る実施例のブロッ
ク図、第２図はこの発明のより具体的な実施例の回路図
、第３図は各部の波形図、第４図（Ａ）、　　（Ｂ）、
　　（Ｃ）はそれぞれこの発明の他のｗ末的構成のブロ
ック図、第５図ないし第７図はそれらの具体的な回路図
である。 １・・・交流を源、３・・・整流平滑部、４・・・イン
バータ部、５・・・磁気増幅器、６・・・放電灯、７・
・・調光制１ｉ１１部、７Ａ・・・第１の調光手段、７
Ｂ・・・第２の調光手段、８・・・電圧可変回路、９・
・・インバータ制御回路、１０・・・可変電流源、ｌｌ
・・・第１および第２の調光手段を同時的に動作させる
手段、ＤＢ・・・ダイオードブリッジ、ｉｎ・・・イン
バータ回路、Ｌｌ・・・可飽和インダクタンス、Ｅ・・
・制ｊＴ５直流電源第１図 ／１ｎ （Ａ） （Ｂ） ｊＩ　２　図 第３図 手続補正書（眺 昭和６０年１０月３０日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源電圧を直流電圧に変換する整流平滑部と
   、この整流平滑部の直流出力電圧を高周波電圧に変換す
   るインバータ部と、このインバータ部を放電灯に接続す
   る限流要素と、インバータ部発振周波数変更型の第１の
   調光手段と、インバータ部発振周波数非変更型の第２の
   調光手段と、前記第１の調光手段と第２の調光手段とを
   同時的に動作させる手段とを備えた放電灯調光装置。
2. （２）前記限流要素が可飽和インダクタンスであり、前
   記インバータ部発振周波数非変更型の第２の調光手段が
   、前記可飽和インダクタンスのインピーダンスを調整す
   る手段である特許請求の範囲第（１）項記載の放電灯調
   光装置。
3. （３）前記第１の調光手段と第２の調光手段とを同時的
   に動作させる手段が、制御用直流電源と、この制御用直
   流電源の電源電圧を入力して可変出力を送出する電圧可
   変回路とからなり、前記インバータ部発振周波数変更型
   の第１の調光手段が、前記電圧可変回路の出力を受けて
   その出力の変化に応じて前記インバータ部の発振周波数
   を変化させるインバータ制御回路であり、前記インバー
   タ部発振周波数非変更型の第２の調光手段が、前記電圧
   可変回路の出力を受けてその出力の変化に応じて出力電
   流を変化させる可変電流源とから構成されている特許請
   求の範囲第（１）項記載の放電灯調光装置。