JPS62283599A - 放電灯の点灯方法及びその点灯装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は放電灯を高周波点灯するとともにその放電灯
の点灯周波数よりも低い周波数のチョッピング信号でＰ
ＷＭ制御することによりその放電灯を調光制御する放電
灯の点灯方法及びその点灯装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の放電灯点灯装置としては例えば第５図に
示すものが知られている。これは直流電源にコイル１を
介して接続される高周波インバータ回路２を設け、その
インバータ回路２の出力端子に限流チョーク３を介して
放電灯４の各フィラメント電極の一端を接続している。

前記インバータ回路２は１次巻線、２次巻線及びベース
巻線を有する出カドランス５、この出カドランス５の１
次巻線の両端にそれぞれコレクタを接続した１対のスイ
ッチングトランジスタ６．７及びこのトランジスタ６．
７のコレクタ間に接続されたコンデンサ８で構成されて
いる。なお、トランジスタ６のベースはベース巻線の一
端に接続されるとともに抵抗を介して１次巻線の中間点
に接続され、またトランジスタ７のベースは抵抗を介し
てベース巻線の他端に接続されるとともに抵抗を介して
１次巻線の中間点に接続されている。

そして放電灯４の各フィラメント電極の他端にはダイオ
ードブリッジ回路９のアノード、カソード接続点の２点
が接続され、そのダイオードブリッジ回路９のアノード
、アノード接続点とカソード、カソード接続点との間に
はスイッチングトランジスタ１０が接続されている。

この装置においてはインバータ回路２が動作しそのイン
バータ回路２からの高周波出力が放電灯４に印加される
。一方、トランジスタ１０のベース、エミッタ間にはＰ
ＷＭ制御のために第６図の（ａ）に示すようなチョッピ
ング信号が入力される。このチョッピング信号の周波数
はインバータ回路２から出力される高周波に比べて低く
なっている。例えば放電灯４の基本点灯周波数は１０〜
１５０ＫＨ２程度であるのに対してチョッピング信号の
周波数はチラッキを感じない１００Ｈｚ程度となってい
る。

今、チョッピング信号がハイレベルであればトランジス
タ１０がオンし、これにより放電灯４の各フィラメント
電極の他端間がダイオードブリッジ回路９のダイオード
及びトランジスタ１０を介して短絡されるので各フィラ
メント電極には第６図の（Ｃ）に示すように予熱電流が
流れる。また、チョッピング信号がローレベルであれば
トランジスタ１０がオフし、これにより放電灯４の各フ
ィラメント電極間に第６図の（ｂ）に示すランプ電流が
流れ放電灯４は高周波点灯する。

このようにチョッピング信号によって放電灯４をオン（
点灯）、オフ（予熱）制御し、そのチョッピング信号の
デユーティ比を可変することによって放電灯４へのラン
プ入力、すなわち放電灯４の光量を可変できるようにし
ている。

ところで放電灯４が点灯を開始する場合、その当初にお
いて第６図の（ｂ）にイで示すようにランプ電流の波高
値が高くなる現象が発生する。このためデユーティ比が
小さいときには放電灯４の点灯時に流れる全体のランプ
電流に対する波高値の高い部分の占める割合いが大きく
なり、この結果デユーティ比とランプ入力、光量の関係
は第７爾にグラフＡで示すように１対１の関係にはなら
ず、特にデユーティ比の小さい部分でランプ入力、すな
わち光量が大きく増大する傾向となる問題があった。す
なわち、デユーティ比対ランプ入力、光量の特性の直線
性が得られず、このため良好な調光特性が得られない問
題があった。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来装置ではチョッピング信号のデユーティ
比対放電灯のランプ入力、すなわち光量の特性に直線性
が得られない問題があった。

この発明はこのような問題を解決するために為されたも
ので、チョッピング信号のデユーティ比対放電灯のラン
プ入力、すなわち光量の特性に略１対１で変化する直線
性を持たせることができ、を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） この発明は、放電灯を高周波点灯すると゛ともにその放
電灯の点灯周波数よりも低い周波数のチョッピング信号
でＰＷＭ制御することによりその放電灯を調光制御する
ものにおいて、チョッピング信号で放電灯をオン制御す
る場合に、その信号入力に対して所定の時間的遅れをも
って放電灯をオン動作することにある。

またこの発明は、チョッピング信号の入力に応動してオ
ン、オフ動作する発光ダイオードを有するフォトカプラ
と、このフォトカプラのフォトトランジスタのスイッチ
ング動作に応動して前記放電灯をオン、オフ制御するス
イッチング回路とを設けたものである。

（作用） このような点灯方法の本発明においては、チョッピング
信号で放電灯をオン制御する場合に信号の入力タイミン
グに対して放電灯のオン動作を遅らせることによりラン
プ入力の低下、すなわち光量を低下させることができる
。そしてこの光量の低下は放電灯のオン時間に対する遅
れ時間の割合いがデユーティ比が小さい程大きくなるの
で、デユーティ比が小さい程ランプ入力低下、すなわち
光量低下が顕著となり、その結果デユーティ比対ランプ
入力の特性、すなわちデユーティ比対光量の特性を１対
１で変化する直線的な特性にすることができる。

また、このような点灯装置の本発明においては、チョッ
ピング信号の入力に対してフォトカプラのスイッチング
動作の遅れで放電灯のオン動作に所定の遅れ時間をもた
せることができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示すように、直流電源にコイル２１を介して高
周波インバータ回路２２を接続している。そして前記イ
ンバータ回路２２の出力端子に限流チョーク２３を介し
て放電灯２４の各フィラメント電極２４ａ、２４ｂの一
端を接続している。

前記インバータ回路２２は１次巻線２５ｐ１２次巻線２
５ｓ１．２５ｓ２及びベース巻線２５ｂを有する出カド
ランス２５、この出カドランス２５の１次巻線２５ｐの
両端にそれぞれコレクタを接続した１対のＮＰＮ形のス
イッチングトランジスタ２６．２７及びこの各トランジ
スタ２６．２７のコレクタ間に接続されたコンデンサ２
８で構成されている。前記トランジスタ２６は、そのベ
ースをベース巻線２５ｂの一端に接続するとともに抵抗
２９を介して１次巻線２５ｐの中間点に接続し、またそ
のエミッタを直流電源の負極端子に接続している。また
前記トランジスタ２７はそのベースを抵抗３０を介して
ベース巻線２５ｂの他端に接続するとともに抵抗３１を
介して１次巻線２５ｐの中間点に接続し、またそのエミ
ッタを直流電源の負極端子に接続している。

前記出カドランス２５の２次巻線２５ｓ１には前記限流
チョーク２３を介して前記放電灯２４が接続されている
。

前記放電灯２４の各フィラメント電極２４ａ。

２４ｂの他端にはダイオードブリッジ回路３２の各ダイ
オードのアノード、カソード接続点の２点がそれぞれ接
続されている。前記ダイオードブリッジ回路３２の各ダ
イオードのアノード、アノード接続点及びカソード、カ
ソード接続点にはＮＰＮ形のスイッチングトランジスタ
３３が接続されている。

前記出カドランス２５の２次巻線２５Ｓ２には整流用ダ
イオード３４を介して平滑コンデンサ３５が接続されて
いる。そしてこの平滑コンデンサ３５にフォトカプラ３
６のフォトトランジスタ３６Ｔのコレクタ、エミッタを
それぞれ抵抗３７゜３８を介して並列に接続している。

前記抵抗３８は前記スイッチングトランジスタ３３のベ
ース、エミッタ間にも接続されている。

また、ＰＷＭ制御のためのチョッピング信号Ｓの入力端
子に可変抵抗３９を介して前記フォトカプラ３６の発光
ダイオード３６Ｄが接続されている。

前記フォトカプラ３６のフォトトランジスタ３６Ｔの負
荷抵抗とスイッチング時間との関係は第２図に示すよう
に、フォトトランジスタ３６Ｔのオン時間ｔＯＨに対し
てオフ時間ｔＯＦＦは長く、しかもオフ時間ｔＯＦＦは
負荷抵抗が大きくなりに従って長くなることが知られて
いる。例えば負荷抵抗をＩＯＫΩとした場合、オフ時間
ｔＯＦＦは約７０μｓとなる。

このような構成の本実施例装置では、第３図の（ａ）に
示すチョッピング信号Ｓが入力されると、チョッピング
信号Ｓがハイレベルのときには可変抵抗３９を介して発
光ダイオード３６Ｄに電流が流れ発光ダイオード３６Ｄ
から光が出力される。

しかしてこの光をフォトトランジスタ３６Ｔが受光しそ
のトランジスタ３６Ｔはオン状態となる。

フォトトランジスタ３６Ｔがオンするとスイッチングト
ランジスタ３３がオン動作し、放電灯２４の各フィラメ
ント電極２４ａ、２４ｂの他端間がダイオードブリッジ
回路３２のダイオード、スイッチングトランジスタ３３
を介して短絡され、各フィラメント電極２４ａ、２４ｂ
Ｉ：第３図の（ｃ）に示す予熱電流が流れる。このとき
放電灯２４はオフ状態、すなわち非点灯状態となる。

この状態でチョッピング信号Ｓが反転してローレベルに
なると発光ダイオード３６Ｄからの発光が停止し、フォ
トトランジスタ３６Ｔがターンオフする。このときトラ
ンジスタ３６Ｔは完全にオフするまでの時間が遅れる。

しかしてチョッピング信号Ｓがローレベルとなってから
放電灯２４が点灯を開始するまでには第３図の（ｂ）に
示すように時間Ｂの遅れが生じる。そして放電灯２４が
点灯を開始すると第３図の（ｂ）に示すようなランプ電
流が流れる。この放電灯２４の点灯時間はチョッピング
信号Ｓが次に反転してハイレベルとなるまで継続される
。そしてチョッピング信号Ｓが再度ハイレベルになると
フォトカプラ３６のフォトトランジスタ３６Ｔは比較的
早い時間でターンオンし放電灯２４を非点灯状態にして
各フィラメント電極２４ａ、２４ｂに予熱電流を流すよ
うになる。従って放電灯２４にランプ電流が流れる時間
はチョッピング信号Ｓがローレベルとなっている期間よ
りも略時間Ｂだけ短くなる。すなわち放電灯２４へのラ
ンプ入力が低下し、放電灯２４の光量が減少することに
なる。

そしてこのランプ入力、光量の減少はチョッピング信号
Ｓのデユーティ比が小さくなる程大きく影響する。これ
は遅れ時間Ｂは一定であり、これに対してチョッピング
信号Ｓのローレベル期間はデユーティ比の変化によって
変化するためである。

従ってチョッピング信号Ｓのデユーティ比が小さいとき
に放電灯２４の点灯開始当初に現われるランプ電流の波
高値の増大の影響はこの遅れ時間Ｂによるランプ入力の
減少によって丁度抑制されるようになる。この結果第４
図にグラフＣで示すようにチョッピング信号Ｓのデユー
ティ比が１０％〜９０％の範囲においてデユーティ比と
ランプ入力、光量との関係が略１対１で直線的に変化す
る良好な特性が得られることになる。なお、デユーティ
比が１０％以下では遅れ時間Ｂによるランプ入力の減少
が波高値の増大によるランプ入力の増加よりも大きく影
響るようになり、またデユーティ比が９０％以上では遅
れ時間Ｂによるランプ入力の減少は全体のランプ入力に
対してほとんど影響を与えなくなり充分な直線性は得ら
れなくなる。しかし、チョッピング信号Ｓのデユーティ
比を変化して調光を行なう場合には光量が１０〜９０％
の範囲で可変できれば充分である。

このようにチョッピング信号Ｓのデユーティ比を１０〜
９０％に変化した場合に放電灯２４のランプ入力、光量
もそれに比例して略１０〜９０％の範囲で変化するよう
になり、放電灯２４を良好に調光制御できるようになる
。

また、可変抵抗３９を操作すれば発光ダイオード３６Ｄ
に流れる電流を可変することができるので、これによっ
てもフォトトランジスタ３６Ｔのオフ時間ｔＯＦＦを変
化させることができる。従って、可変抵抗３９によって
デユーティ比全体にわたって光量レベルを可変すること
ができ、用途に応じた光量設定ができる。

なお、前記実施例ではフォトカプラを使用してチョッピ
ング信号の入力があってから放電灯が点灯を開始するま
での遅れ時間を設定してか必ずしもこれに限定されるも
のではなく、フォトカプラを使ｍせずスイッチングトラ
ンジスタ３３としてスイッチング時間の長い素子、特に
ターンオフ時間の長い素子を使用しても遅れ時間の設定
は可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、チョッピング信
号のデユーティ比対放電灯のランプ入力すなわち光量の
特性に略１対１で変化する直線性を持たせることができ
、デユーティ比を可変しる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１図は回路図、第２図はフォトカプラの負荷抵抗に対す
るスイッチング時間の特性を示すグラフ、第３図は各部
の動作波形を示す波形図、第４図はデユーティ比に対す
るランプ入力、光量の特性を示すグラフ、第５図〜第７
図は従来例を示すもので、第５図は回路図、第６図は各
部の動作波形を示す波形図、第７図はデユーティ比に対
するランプ入力、光量の特性を示すグラフである。 ２２・・・高周波インバータ回路、２４・・・放電灯、
３３・・・スイッチングトランジスタ、３６・・・フォ
トカプラ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　３　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電灯を高周波点灯するとともにその放電灯の点
   灯周波数よりも低い周波数のチョッピング信号でＰＷＭ
   制御することにより前記放電灯を調光制御するものにお
   いて、チョッピング信号で放電灯をオン制御する場合に
   、デューティ比に対するランプ入力の特性が略１対１の
   直線性を有するようにその信号入力に対して所定の時間
   的遅れをもって放電灯をオン動作することを特徴とする
   放電灯の点灯方法。
2. （２）放電灯を高周波点灯するとともにその放電灯の点
   灯周波数よりも低い周波数のチョッピング信号でＰＷＭ
   制御することにより前記放電灯を調光制御するものにお
   いて、チョッピング信号の入力に応動してオン、オフ動
   作する発光ダイオードを有するフォトカプラと、このフ
   ォトカプラのフォトトランジスタのスイッチング動作に
   応動して前記放電灯をオン、オフ制御するスイッチング
   回路とを設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。