JPS61248397A - 放電灯点灯装置 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、高周波変換回路部に複数の照明器具（放電
灯、限流要素を含む）を接続してなり、負荷灯数の変化
によるランプ電流変動補償制御および調光制御を行う放
電灯点灯装置に関するものである。

〔背景技術〕

放電灯、特に蛍光灯などの低圧放電灯は数十ＫＨｚの高
周波で点灯すれば、放電灯の発光効率が最大となり、点
灯装置効率が向上するとともに、装置の小型・軽量化が
図れることは周知であり、加えて器具組込回路を薄く小
さくして器具デザインの自由度を増すために高周波変（
負回路部を別置し、各照明器具内には放電灯と限流要素
と予熱回路のみを収納し、複数の照明器具に電力を供給
することで放電灯の多灯点灯を行う方法があるが、この
方法においては負荷灯数が変った場合に高周波変換回路
部の出力電圧が変化してランプ電流が変化するという問
題があり、それらの問題に対して負荷灯数を出力電圧に
対応する電気量と出力１ｉ流に対応する電気量との差を
もって検出する負荷灯数検出回路と、この負荷灯数検出
回路の出力に基づいて前記高周波変換回路部の出力電圧
を負荷灯数に応して負荷電流が一定になるように、入力
電圧を制御する制御回路とを設け、ランプ電流を一定に
保っている。

第８図は、この発明の基礎となる放電灯点灯装置（特願
昭５９−１７４８０９号）の回路図を示している。この
放電灯点灯装置は、交流電源ＩにコンデンサＣ１とチョ
ークコイルＬ１とコンデンサＣ２とからなるフィルタ回
路Ｆｉが接続され、フィルタ回路Ｆｉにダイオードブリ
ッジＤＢ、が接続されている。ダイオードブリッジＤＢ
、の正の出力端にサイリスタＳ１のアノードを接続し、
カソードを定電流チョークコイルＬ２に接続している。

アノードとカソードとの間に抵抗Ｒ３を接続している。

また、カソードとゲートは制御回路ＣＯＮにおけるパル
ストランスＰＴの出力端子に接続されている。定電流チ
ョークコイルＬ２は発振トランスＴの１次巻線ｎ１の中
間タップに接続され、１次巻線ｎ１の両端間にコンデン
サＣ８を接続している。スイッチングトランジスタＱ１
゜Ｑ２のコレクタをそれぞれコンデンサＣ８の各端子に
接続し、エミッタはダイオードブリッジＤＢ。

の負の出力端に接続している。発振トランスＴの巻線ｎ
３は発振電圧を帰還する帰還巻線であり、スイッチング
トランジスタＱ、、Ｑ２のベース端子間に接続されてい
る。

発振トランスＴの２次巻線ｎ２に、チョークコイルなど
の限流要素Ｌ３と放電灯りの直列回路の複数組を並列に
接続している。スイッチングトランジスタＱ、、Ｑ２の
ベースに抵抗Ｒ，，Ｒ２を接続し、抵抗Ｒ１，Ｒ２の他
端を互いに接続し、この接続点とエミッタとの間にバイ
アス電圧を印加するための直流を源Ｅ、を接続している
。

サイリスタＳ１のカソードと直流電源Ｅ、の正極端子と
を起動抵抗Ｒ８を介して接続している。

また、直流電源Ｅ、の負極端子とダイオードブリッジＤ
Ｂ、の負の出力端とを接続している。ここまでの回路が
高周波変換回路ＩＮである。

制御回路ＣＯＮは、交流電源１にダイオードブリッジＤ
Ｂ、を接続し、ダイオードブリッジＤＢ４の出力端に抵
抗Ｒ１８，Ｒ１７の直列回路を接続している。抵抗ＲＩ
６．ＲＩ□の接続点をトランジスタＱ６のへ一ス端に接
続し、エミッタをダイオードブリッジＤＢ、の負端子（
以下「マイナスライン」という）に接続している。トラ
ンジスタＱ６のコレクタを単安定マルチバイブレーク３
ｂに入力接続し、Ｑ出力を制御回路ＣＯＮのトランジス
タＱ４のベース端に接続している。トランジスタＱ４の
ベース・エミッタ間に抵抗ＲＩＧを接続している。

ＶＲ，は単安定マルチバイブレータ３ｂの時定数を設定
する可変抵抗である。

トランジスタＱ４のエミッタはマイナスラインに接続さ
れ、コレクタ・エミッタ間にコンデンサＣ３を接続し、
コレクタにプログラマブル・ユニジャンクション・トラ
ンジスタ（以下ＰＵＴと記載する）２のアノードを接続
している。ＰＵＴ２（ＤＩ＞ソードを抵抗Ｒ９を介して
マイナスラインに接続し、ＰＵＴ２のカソードをトラン
ジスタＱ５のベースにつなぎ、トランジスタＱ５のエミ
ッタをマイナスラインに接続している。トランジスタＱ
、のコレクタ・エミッタ間にコンデンサＣ７とパルスト
ランスＰＴの１次コイルを接続している。

負荷灯数検出回路ＤＴは、高周波変換回路ＩＮの出力端
に設けられたトランスＴ、より２次コイルをダイオード
ブリッジＤＢ２に接続し、ダイオードブリッジＤＢ２の
負端子をマイナスラインに接続している。正端子に抵抗
ＲＩＧを接続し、抵抗Ｒ１゜の他端をコンデンサＣ５に
接続している。コンデンサＣ５の両端にツェナーダイオ
ードＺＤのカソードより抵抗Ｒ１８，Ｒ７，Ｒ８をそれ
ぞれ介してトランジスタＱ６．Ｑ４．Ｑ５のコレクタに
接続している。

また、ダイオードブリッジＤＢ２の出力端に抵抗ＲＩｌ
＝ＲＩ□の直列回路を接続し、対抗Ｒ１，の両端にコン
デンサＣ４を接続している。高周波変換回路ＩＮの出力
端に設けられたカレントトランスＴ２の２次巻線をダイ
オードブリッジＤＢ３に接続している。ダイオードブリ
ッジＤＢ３の出力端に抵抗ＲＩ３．ＲＩ４の直列回路を
接続し、抵抗ＲＩ４の両端にコンデンサＣ６の負端子を
抵抗Ｒ１５を介してＰＵＴ２のゲートにつなぐ。

なお、ＰＵＴ２およびその周辺の回路は灯数検出回路か
らの灯数変動補償制御信号に応じて設定時間が変化する
第１のタイマ回路ＴＭ、を構成し、また、巣安定マルチ
バイブレーク３ｂおよびその周辺の回路は調光制御を行
う第２のタイマ回路ＴＭ２を構成し、サイリスクＳ１は
、交流電ａ１の各半サイクルのゼロ位相から第１および
第２のタイマ回路ＴＭ、、ＴＭ２の各設定時間の和だけ
遅れた位相で導通ずることになる（詳しくは後述する）
。

つぎに、この放電灯点灯装置の動作について説明する。

交流電源１を投入すると、抵抗Ｒ３および起動抵抗Ｒ８
を通じてスイッチングトランジスタＱ１゜Ｑ２にベース
電流が流れ、両方のトランジスタＱ１Ｑ２が導通しよう
とするが、トランジスタＱ１゜Ｑ２の直流増幅率ｈｙｉ
のばらつき等トランジスタでＱ、、Ｑ２のコレクタ電流
が異なると発振トランスＴの１次巻線ｎ１に電圧が誘起
される。このため帰還巻線ｎ３によってトランジスタＱ
１．Ｑ２のベース端子にこの電圧が帰還され、コレクタ
電流の多い方のトランジスタをオンさせ、他方のトラン
ジスタをオフする。こうして高周波変換回路ＩＮは起動
され１次巻ｖＡｎ＋とコンデンサＣ８でＬＣ発振を行な
い、２次巻線ｎ２に高周波電圧を得、放電灯りを点灯さ
せる。

°　一方、制御回路ＣＯＮにおいて、トランジスタＱ６
のコレクタ電圧は電源電圧Ｖ、（第９図（＾））に同期
して、第９図（Ｂ）のような波形となる。

この電圧を単安定マルチバイブレーク３ｂの人力信号と
すると、単安定マルチバイブレータ３ｂのＱ出力は第９
図（Ｃ）のようになる。この単安定マルチバイブレータ
３ｂのＱ出力が立下がる位相は、調光用の可変抵抗ＶＲ
，によって自由に変え、　ることができる。単安定マル
チバイブレーク３ｂのＱ出力がロウレベルにあるとき、
トランジスタＱ４はオフとなり　（第９図（Ｄ）はトラ
ンジスタＱ４のコレクタ・エミッタ間電圧を示す）、コ
ンデンサＣ３の充電を開始し、コンデンサＣ３の充電電
圧（第９図（Ｅ））が基準電圧■□、より高くなるとＰ
ＵＴ２が導通し、トランジスタＱ、にベース電流を与え
これをオンさせる。これにより、コンデンサＣ７に蓄積
された電荷をパルストランスＰＴを通じて放電させ、サ
イリスタＳ１に電源電圧■８のゼロ位相より一定位相遅
延させて第９図（Ｆ）のトリガパルスを与え導通させ、
高周波変換回路ＩＮの発振を開始させ、放電灯■、に高
周波電力を供給する。この際、可変抵抗ＶＲ，の抵抗値
を変えてトリガパルスの発生位相を変えることで放電灯
りの調光を行うことができる。

高周波変換回路ＩＮの発振周期はコンデンサＣ０と発振
トランスＴの１次巻線ｎ１側からみた負荷のインダクタ
ンス成分との共振周波数で決定されるため、間引き点灯
や放電灯寿命末期での不点等による灯数低減により負荷
のインダクタンス成分が増え、周波数が低下し、また出
力電流低減により発振トランスＴの洩れインダクタンス
での電圧降下が低減するため出力電圧■が増加し、放電
灯りのランプ電流が増加して残りの放電灯りの明るさが
変化しようとするが、上記出力電圧Ｖに対応する電気量
と出力電流に対応する電気量との差をもって動作負荷量
を検出し、この動作負荷量の検出結果に基づいて検出動
作負荷量に応して負荷電流がほぼ一定になる状態に前記
スイッチング素子をスイッチング制御することでインバ
ータＩＮの出力電圧を一定に制御して、各放電灯りのラ
ンプ電流をほぼ一定に保っている。

しかし、このような従来の放電灯点灯装置においては、
電源電圧位相に対し、まず単安定マルチバイブレータ３
ｂおよびそれに付加されている可変抵抗ＶＲ，等よりな
る第２のタイマ回路ＴＭ。

で調光制御を行い、その単安定マルチバイブレーク３ｂ
のＱ出力を、灯数変動補償制御用のトランジスタＱ４に
トリガ入力として与えて、灯数変動補償制御用の第１の
タイマ回路ＴＭ、を動作させているためにタイマ回路が
２Ｍｉ（ＴＭ、、７Ｍ２）必要となり、制御回路ＣＯＮ
の回路素子数を増やし、回路を大型化、複雑化してコス
トを増やしているといった問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、１個のタイマ回路を使用するだけで、位相
制御素子による灯数変動補償制御と調光制御とを行うこ
とができ、回路素子数を削減でき、小形化、低コスト化
を図ることができる放電灯点灯装置を提供することを目
的とする。

〔発明の開示〕

この発明の放電灯点灯装置は、高周波変換回路と、この
高周波変換回路への入力電源を位相制御する位相制御素
子と、前記高周波変換回路の出力端に複数組並列接続さ
れた放電灯および限流要素の直列回路と、前記高周波変
換回路の出力端に接続された放電灯数に応じた灯数変動
補償制御信号を発生する負荷灯数検出回路と、前記放電
灯の調光制御信号を発生する調光回路と、前記灯数変動
補償制御信号および前記調光制御信号を合成した信号に
応じて設定時間が変化するタイマ回路を有し前記入力＠
Ｂの各サイクルの所定位相から前記タイマ回路の設定時
間遅れた位相で前記位相制御Ｂ素子にトリガ信号を与え
る制御回路とを備える構成にしたものである。

このように、灯数変動補償制御信号と調光制御信号とを
合成し、この合成信号によってタイマ回路の設定時間を
変化させるように、タイマ回路の出力に応じて位相制御
素子をトリガするようにしたため、１個のタイマ回路を
用いるだけで灯数変動補償制御および調光制御を行うこ
とができ、回路素子数を削減でき、小形化および低コス
ト化を図ることができる。

実施例 この発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。この放電灯点灯装置は第１図に示すように
、第８図の制御回路ＣＯＮに代えて、制御回路ＣＯＮ、
を用いたもので、その他の構成は第８図のものと同じで
ある。

制御回路ＣＯＮ、は、交流電源１にダイオードブリッジ
ＤＢ、を接続し、ダイオードブリッジＤＢ４の出力端に
准抗ＲＩａ、ＲＩ７の直列回路を接続している。抵抗Ｒ
１１１，ＲＩ７の接続点をトランジスタＱ６のベース端
に接続し、エミッタをマイナスラインに接続している。

トランジスタＱ６のコレクタをトランジスタＱ４のベー
ス端に接続し、トランジスタＱ４のエミッタはマイナス
ラインに接続され、コレクタ・エミッタ間にコンデンサ
Ｃ３を接続し、コレクタにＰＵＴ２のアノードを接続し
ている。

ＰＵＴ２のカソードを抵抗Ｒ９を介してマイナスライン
に接続し、ＰＵＴ２のカソードを抵抗Ｒ９を介してマイ
ナスラインに接続し、ＰＵＴ２のカソードをトランジス
タＱ、のベースにつなぎ、トランジスタＱ５のエミッタ
はマイナスラインに接続している。トランジスタＱ５の
コレクタ・エミッタ間にコンデンサＣ７とパルストラン
スＰＴの１次コイルを接続している。負荷灯数検出回路
ＤＴのツェナーダイオードＺＤのカソードより抵抗Ｒ４
８゜Ｒ７，Ｒ８をそれぞれ介してトランジスタＱ６゜Ｑ
、、Ｑ、のコレクタに接続している。

ダイオードブリッジＤＢＳの負極端子とマイナスライン
の間に抵抗ＲＩ５．’ｈｌと可変抵抗■Ｒ２の直列回路
を接続し、抵抗ＲＩＳとＲ２，の接続点をＰＵＴ２のゲ
ートにつないでいる。

なお、ＰＵＴ２およびその周辺の回路は、灯数変動補償
制御信号と調光制御信号とを合成してなる信号に応じて
設定時間が変化するタイマ回路Ｔ？Ｉ３を構成している
。

つぎに動作について説明する。高周波変換回路ＩＮおよ
び負荷灯数液出回路の動作は第８図のものと同じである
。

制御回路ＣＯＮ、において、トランジスタＱ６のコレク
タ電圧は電源電圧Ｖ、＜第３図（Ａ））に同期して第３
図（Ｂ）のような波形になり、その結果、トランジスタ
Ｑ４のコレクタ電圧が第３図（Ｃ）のような信号波形と
なり、トランジスタＱ４がオフすると同時にコンデンサ
Ｃ３の充電が開始し、コンデンサＣ３の充電電圧（第３
図（Ｄ））が基準電圧ｖ＊！ｒより高（なるとＰＵＴ２
が導通し、トランジスタＱ、にベースｉ！流を与え、こ
れをオンさせる。これにより、コンデンサＣ７に蓄積さ
れた電荷をパルストランスＰＴを通じて放電させ、サイ
リスクＳ１に電源電圧Ｖ、の半サイクル毎のゼロ位相よ
り一定位相遅延させたトリガパルス（第３図（Ｅ））を
与えて導通させる。この時の基準電圧■１Ｆは第２図に
示すように負荷灯数検出回路ＤＴの出力電圧■３と調光
用の可変抵抗■Ｒ２の抵抗値とによって決まる。

第２図は電圧ｖＫと可変抵抗■Ｒ２の抵抗値と基準電圧
Ｖ　ＪＩＦＦの関係を示し、基準電圧Ｖ□、は電圧■Ｋ
に比例し、可変抵抗ｖＲ２の抵抗値に応じて斜線で示す
範囲内で変化することになる。ｖＲ２（ｍｉｎ）は可変
抵抗ｖＲ２の抵抗値が最小のときの電圧ｖＫ、！：ｍｓ
電圧Ｖ　ＩＩＥＦの関係を示し、ｖＲ２（ｍａｘ）は可
変抵抗■Ｒ２の抵抗値が最大のときの電圧■３と基準電
圧の関係を示している。

このように、負荷灯数検出回路ＤＴの出力電圧ｖＫを調
光用の可変抵抗ｖＲ２とで、１つの信号電圧を作り、そ
れを基準電圧Ｖ□、としてＰＵＴ２に入力することで、
単安定マルチパイプレーク３ｂとＰＵＴ２との２段のタ
イマ回路ＴＭ１．ＴＭ２で調光および灯数変動補償制御
のために電源電圧■３のゼロ位相から位相を遅らせてい
たのが、ＰＵＴ２を１個用いるだけで調光制御および灯
数変動補償制御を行うことができるようになる。この結
果、回路素子数を減らすことができ、制御回路ＣＯＮ、
の小形化、低コスト化を実現できるとともに回路ロスを
低減することができる。

この発明の第２の実施例を第４図および第５図に基づい
て説明する。この放電灯点灯装置は、第４図に示すよう
に、第１図の制御回路ＣＯＮ、に代えて、制御回路ＣＯ
Ｎ２を用いたもので、その他は第１の実施例と同じであ
る。なお、この実施例は、灯数変動補償制御および調光
制御ともに電圧を制御信号としている。

ＴＭ５は、第１の実施例の同様の機能を有するタイマ回
路である。

この実施例において、第１の実施例と異なる点は、具体
的には、可変抵抗ＶＲ２がない代りに可変直流電源ＶＤ
の負極を抵抗ＲＩＳとＲ２，の接続点に接続し、同正極
をＰＵＴ２のゲートにつないだ点である。

この実施例の動作も第１の実施例と同様に、基準電圧Ｖ
□、の可変によるものであるが、基準電圧Ｖ　ＩＥＦは
調光制御、灯数変動補償制御ともにそれぞれ■。、■え
の直流電圧で構成されている。

したがって、電圧Ｖ、、Ｖ、と基準電圧Ｖ　ＩＩＥＦの
関係は第５図のようになる。すなわち、基準電圧Ｖ　Ｉ
ＩＥＦは電圧■えに比例し、電圧■。に応じて斜線で示
す範囲内で変化すことになる。Ｖ　Ｄ　（ｎ＋ｉｎ）は
電圧■。が最小のときの電圧■３と基準電圧■１．の関
係を示し、ＶＤ　（ｍａｘ）は電圧ＶＤが最大のときの
電圧ｖＫと基準電圧Ｖ　１ｌｔＦの関係を示している。

この実施例の効果は、第１の実施例と同様である。

この発明の第３の実施例を第６図および第７図に基づい
て説明する。この放電灯点灯装置は、基準電圧Ｖ　ＩＩ
ＥＦを一定に保ち、コンデンサＣ３の充電電圧の時間特
性を可変にして導通位相角を制御した場合を示し、制御
回路ＣＯＮ、に代えて制御回路Ｃ０Ｎ３を用いており、
高周波変換回路ＩＮ。

負荷灯数検出回路ＤＴは第１図のものと同じである。

制御回路ＣｏＮ３において、第１の実施例と異なる点は
、負荷灯数検出回路ＤＴのダイオードブリッジＤＢ３の
負極端子が調光用の可変抵抗■Ｒ３を介してコンデンサ
Ｃ３に接続されて、ツェナーダイオードＺＤの両端に抵
抗ＲＩＳ、Ｒ２，の直列回路が接続されていて、その抵
抗ＲＩＳ、Ｒ２，の接続点とＰＵＴ２のゲートがつなが
れている点である。

この第３の実施例の動作で高周波変換回路ＩＮおよび負
荷灯数検出回路ＤＴは従来例と同しである。制御回路Ｃ
０Ｎ３において、基準電圧Ｖ　ＩＩＥＦは一定に保たれ
て、それに対してコンデンサＣ３の充電電圧の時間特性
を灯数検出電圧■、および調光用の可変抵抗■Ｒ３で変
化させてＰＵＴ２の導通位相角を制御してパルストラン
スＰＴからのトリガパルスの出力位相を制御してサイリ
スクＳ１の導通位相角を制御して、調光制御および灯数
変動補償制御を行っている。

第７図は上記の動作を示す各部の波形図であり、（Ａ）
は電源電圧■、を、（Ｂ）はトランジスタＱ６のコレク
タ電圧を、（Ｃ）はトランジスタＱ４のコレクタ電圧を
、（Ｄ）はコンデンサＣ３の充電電圧を、（Ｅ）はトリ
ガパルスをそれぞれ示している。第７図（Ｄ）において
、破線、一点鎖線は可変抵抗■Ｒ３の抵抗値を変えたと
きのコンデンサＣ３の充電電圧の変化を示し、立上がり
の違いによってトリガパルスの発生位相が変化している
。

この実施例の効果は第１の実施例と同様である。

以上、トリガ素子としてＰＵＴを用いた実施例を示した
が、コンデンサ、抵抗の充放電時間を用いたタイマ回路
であれば、その他のものでも良い。

〔発明の効果〕

この発明の放電灯点灯装置は、灯数変換補償制御信号と
調光制御信号とを合成し、この合成信号によってタイマ
回路の設定時間を変化させるように、タイマ回路の出力
に応じて位相制御素子をトリガするようにしたため、１
個のタイマ回路を用いるだけで灯数変動補償制御および
調光制御を行うことができ、回路素子数を削減でき、小
形化および低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の回路図、第２図はそ
の電圧Ｖ　ＲＥＦと電圧■３の関係を示す図、第３図は
第１図の各部の波形図、第４図はこの発明の第２の実施
例の回路図、第５図はその電圧■□、と電圧■えの関係
を示す図、第６図はこの発明の第３の実施例の回路図、
第７図はその各部の波形図、第８図は従来の放電灯点灯
装置の回路図、第９図はその各部の波形図である。 ＩＮ・・・高周波変換回路、ＤＴ・・・負荷灯数検出回
路、７Ｍ３・・・タイマ回路、ＣＯＮ、・・・制御回路
、Ｌ・・・放電灯、Ｌ３・・・限流要素 Ｖに 第２図 第３図 第　５　図 第　７ｒＩＡ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波変換回路と、この高周波変換回路への入力電源を
   位相制御する位相制御素子と、前記高周波変換回路の出
   力端に複数組並列接続された放電灯および限流要素の直
   列回路と、前記高周波変換回路の出力端に接続された放
   電灯数に応じた灯数変動補償制御信号を発生する負荷打
   数検出回路と、前記放電灯の調光制御信号を発生する調
   光回路と、前記打数変動補償制御信号および前記調光制
   御信号を合成した信号に応じて設定時間が変化するタイ
   マ回路を有し前記入力電源の各サイクルの所定位相から
   前記タイマ回路の設定時間遅れた位相で前記位相制御素
   子にトリガ信号を与える制御回路とを備えた放電灯点灯
   装置。