JPS63245898A

JPS63245898A - 放電灯点灯装置における調光方法

Info

Publication number: JPS63245898A
Application number: JP7909387A
Authority: JP
Inventors: 勉垣谷; 湯原　恒平; 以清延原
Original assignee: Toshiba Electric Equipment Corp
Current assignee: Toshiba Electric Equipment Corp
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-12

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】産業上の利用分野本発明は、自励・他励式インバータを問わず、シリーズ
インバータ構成の放電灯点灯装置における調光方法に関
する。

従来の技術従来、この種のシリーズインバータ（ハーフブリッジ）
を用いた放電灯点灯装置では、第７図に示すように調光
機能を持たせたものがある。まず、交流電源１には全波
整流回路２が接続され、その直流出力端子間にはコンデ
ンサＣ０が接続されているとともに、インバータ回路３
が接続されている。このインバータ回路３は駆動回路４
により交互にオン・オフ駆動されて発振動作する直列接
続したそ個のスイッチングトランジスタ５ａ、ｊｂを主
要部として構成されている。この他、これらのトランジ
スタ５ａ、５ｂに並列で接続中点同志を接続した２個の
整流用ダイオードＩ）、、　Ｄ、と、トランジスタ５ａ
、５ｂに並列な２個の直流カットコンデンサＣＩ、Ｃ２
とが直流電源ライン間に設けられている。そして、負荷
としての放電灯６が設けられ、この放電灯６のフィラメ
ント６ａ、６ｂを介して限流インダクタ用のチョークＬ
とコンデンサＣとが、ダイオードＤ、、　Ｄ、の接続中
点とコンデンサＣ□、Ｃ２の接続中点との間において直
列に接続され、Ｌｃ直列共振回路が形成されている。

このよう′な構成により、交互にオン・オフするスイッ
チングトランジスタ５ａ、５ｂに従い、ＬＣ直列共振回
路には正弦波が流れ、放電灯６の点灯後にはＬＣ直列共
振回路のＱが低下して共振状態ではなくなるため、三角
波が供給される。

ここに、放電灯６を調光状態で点灯させるために、従来
は駆動回路４に対する外部直流信号Ｓのレベルをコント
ロールすることにより、駆動回路４を介してスイッチン
グトランジスタ５ａ、５ｂに印加する点灯周波数を全光
点灯用周波数から調光用周波数に変更させるようにして
いる。

即ち、この種の負荷である放電灯６を考えた場合、その
等価回路としては抵抗成分とキヤバタンス成分との並列
回路に対してインダクタ成分を直列接続したものとして
考えることができる。これにより、インバータ回路３に
おける動作周波数ｆと放電灯６における２次電圧との間
には、第８図に示すような共振カーブ特性がある。ｆｏ
が共振周波数である。この結果、例えば全光点灯状態時
は点灯周波数をｆ、として点灯させるが、調光点灯時に
は点灯周波数をｆ２のように高くして点灯させるもので
ある。これにより、第９図に示すように、放電灯６の２
次電圧が全光点灯時のＶ、に比べて■２で示すように低
下し、明るさも低下することにより、調光点灯状態とな
るものである。

発明が解決しようとする問題点ところで、放電灯６を調光点灯させる使用態様としては
、放電灯６の始動時に徐々に全光状態にするために調光
させる場合が多い。即ち、調光始動である。しかるに、
従来の調光方式によると、第８図及び第９図に示したよ
うに、外部直流信号Ｓの直流レベルを制御して点灯周波
数を調光用に高くすると、２次電圧も低下してしまう。

この結果、始動時に調光を行なうと、その調光レベルが
低すぎれば（周波数が高すぎれば）始動点灯に必要な２
次電圧が得られず、結局、調光レベル（具体的には、５
０％以下の調光レベル）によっては調光始動させること
はできないものである。

問題点を解決するための手段駆動回路により前記スイッチング素子に印加する点灯周
波数として全光点灯用周波数状態と調光用周波数状態と
を交互に周期的に切換えて前記放電灯の点灯状態を調光
する。

作用調光時には点灯周波数として調光用周波数の状態での印
加状態を確保するが、調光用周波数状態のみとはせず、
全光点灯用周波数の状態での印加状態も周期的に含ませ
ることにより、高い２次電圧が確保される。よって、始
動に際して調光しても、始動し得る２次電圧が確保され
る。

実施例本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して説明す
る。第７図で示した部分と同一部分は同一符号を用いて
示す。本実施例は、調光点灯時に際して、調光用周波数
（例えば、ｆ、）にて点灯させる期間を確保するものの
、その全期間中、調光用周波数ｆ２を点灯周波数として
用いる（直流電圧のレベルコントロール）のではなく、
全光点灯用周波数（例えば、ｆ、）をも用い、点灯周波
数としてこれらの全光点灯用周波数状態と調光用周波数
状態とを交互に周期的に切換えて放電灯６を調光点灯さ
せるものである。

ここに、例えば比較的周波数の低い全光点灯用周波数ｆ
１を点灯周波数として用いる期間なｔｌとし、比較的周
波数の高い調光用周波数ｆ２を点灯周波数として用いる
期間をｔ２とした場合、１．十ｊ２＝一定周期ｔとなる
状態下で、期間１．．１２の比率（デユーティ比）を変
えることにより、調光状態を制御するものである。

そして、このように点灯周波数としてこれらの全光点灯
用周波数ｆ１　による状態と調光用周波数ｆ２　による
状態とを交互に周期的に切換え、かつ、それらの期間１
．、　１．のデユーティ比も一定周期を内で適宜変更さ
せるための外部調光信号として、本実施例ではＰＷＭ信
号（パルス幅変調信号）を用い、このＰＷＭ信号を駆動
回路４に外部から入力させてスイッチングトランジスタ
５ａ、５ｂに対して印加する点灯周波数を制御し、放電
灯６を調光状態で点灯させるものである。

第１図（ａ）は全光点灯時（明るさ１００％）の外部調
光信号（ＰＷＭ信号）、放電灯６に流れるランプ電流Ｉ
Ｌ及び２次電圧■の上位を示すものである。この場合、
ＰＷＭ信号はＯレベルのままであり、点灯周波数は全光
点灯用の比較的低い点灯周波数ｆ、である。

しかして、第１図（ｂ）は明るさが全光点灯時の５０％
となる調光時を示すものであり、ＰＷＭ信号は一定周期
を内でＨ，Ｌレベルが等間隔で繰返す信号状態である。

これにより、ランプ電流ＩＬ及び２次電圧■に示すよう
に、期間ｔ１と期間ｔ２とが同一長さの期間とされてい
る。ここに、期間ｔ、は全光点灯用周波数ｆ１による点
灯期間であり、比較的周波数の低い状態であるため、第
８図及び第９図からも理解し得るように、大きなランプ
電流ＩＬが得られ、かつ、２次電圧■も■、の如く高い
期間である。一方、期間ｔ２は調光用周波数ｆ２による
点灯期間であり、比較的周波数の高い状態であるため、
ランプ電流ＩＬは低くなり、かつ、２次電圧Ｖも■２の
如く低くなる期間である。このような期間１．．１．が
同一の割合で交互に繰返されるため、全体の点灯状態は
調光点灯状態（５０％）となる。そして、このような調
光状態で始動させたとしても、期間ｔ、が周期的に含ま
れ、高い２次電圧■、の発生する状態が確保されるので
、放電灯６は確実に始動し得るものとなる。

第１図（ｃ）は更に調光レベルを大きくし、例えば明る
さが全光点灯時の２５％とさせる場合を示し、期間１．
．１．の比率がｔ、：　ｔ、＝１　：　３となるような
ＰＷＭ信号により制御するものである。

このようにして、調光時であっても、全光点灯用周波数
を周期的に混在させる状態で用いることにより、調光始
動させる際に始動に必要な大きな２次電圧■、が確実に
確保されるので、調光始動が可能となるものである。実
験によれば、９０％程度の調光レベルまで調光始動が可
能となったものである。

ところで、このような本実施例による調光方法を用いた
具体的な回路構成例を第３図ないし第５図により説明す
る。

具体的回路例１自励式インバータの場合であり、第３図に示す。

即ち、駆動回路４として、まず、ＬＣ直列共振回路に直
列な自励用の電流トランス７が設けられている。そして
、スイッチングトランジスタ５ａ。

５ｂ毎に区分けされて電流トランス７のトランス巻線７
ａ、７ｂが設けられ、これらのトランス巻線７ａ、７ｂ
を介して各々のスイッチングトランジスタ５ａ、５ｂに
対するベース駆動回路８ａ。

８ｂが設けられている。ここに、例えばベース駆動回路
８ａ側はトランジスタ９ａ、ツェナダイオード１０ａ等
を含んで構成され、更に、フォトトランジスタｌｌａと
フォトダイオード１２ａとによるフォトカプラ１３ａに
より駆動状態が制御されるものである。ベース駆動回路
８ｂ側も同様の構成であり、添字ｒａＪに対応させて添
字「ｂ」を付して示す。又、スイッチングトランジスタ
５ａ。

５ｂ間にはダイアック１４が設けられ、交互駆動動作が
確保される。しかして、この具体的回路例１では、フォ
トカプラ１３　ａ、　　１３　ｂ中のフォトダイオード
１２ａ、１２ｂが直列に接続され、これらのフォトダイ
オード１２ａ、１２ｂに対して流す電流を外部制御信号
としてのＰＷＭ信号によりコントロールさせ、フォトト
ランジスタ１１ａ。

１１ｂを介して各々のベース駆動回路８ａ、８ｂをコン
トロールし、第１図及び第２図で説明したような調光点
灯を行なわせるものである。

具体的回路例２他励式インバータの場合であり、第４図に示す。

即ち、各々のスイッチングトランジスタ５ａ、５ｂのベ
ース側に他励用トランス１５ａ、１５ｂを設け、これら
の他励用トランス１５ａ、１５ｂの二次側をベース側に
接続し、−次側には各々トランジスタ１６　ａ、　　１
６　ｂを直列に設け、ＩＣ回路１７によってこれらのト
ランジスタ１６ａ、１６ｂのオン・オフ、従って他励用
トランス１５ａ。

１５ｂによるベース駆動を制御するものである。

この際、ＩＣ回路１７の制御端子に対してトランジスタ
１８を介して外部制御信号としてＰＷＭ信号を入力させ
、このＩＣ回路１７に基づくトランジスタ］、６ａ、１
６ｂのオン・オフの比率を変えることにより、前述の如
く調光制御をなすものである。

具体的回路例３第３図の場合と同様に自励式インバータの例ではあるが
、第５図に示すように可飽和電流トランス１９を用いた
ものである。又、電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ　　
ＦＥＴ）がスイッチング素子２０ａ、２０ｂとして用い
られている。そして。

可飽和電流トランス】９には各々のトランジスタ２０ａ
、２０ｂに対するトランス巻１ｉ１９ａ、１９ｂの他に
、外部制御信号としてのＰＷＭ信号を入力させるための
人力巻線１９ｃも設けられている。

又、放電灯６を含む負荷回路構成としても、例えば第６
図（ａ）に示すように複数個の放電灯６を直列接続した
ものであってもよい。第６図（ａ）の例では、これらの
放電灯６はトランス２１を介してチョークＬのラインに
対して接続されている。

又、コンデンサＣはコンデンサＣａ、Ｃｂの２個に分け
られている。又、第６図（ｂ）に示すように複数個の放
電灯６を並列接続させて設けてもよい。

更には、同図（、ｉ）に示すように直流カットコンデン
サＣＩ　を省略し、直流カットコンデンサＣ１のみとし
たものでも同様に適用できる。・発明の効果本発明は、上述したように駆動回路によりスイッチング
素子に印加する点灯周波数として全光点灯用周波数状態
と調光用周波数状態とを交互に周期的に切換えて放電灯
の点灯状態を調光させるようにしたので、調光時には点
灯周波数として周波数の比較的高い調光用周波数の状態
での印加状態を確保するが、調光用周波数状態のみと゛
はせず、周波数の比較的低い全光点灯用周波数の状態で
の印加状態も周期的に含ませることにより、少なくとも
高い２次電圧状態を周期的に確保することができ、よっ
て、調光状態で始動させようとする際にも始動に必要な
電圧を確保することができ、広範な調光レベル分まで含
めて容易に調光始動させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動作を示す波形図、第２図
は回路図、第３図は具体的回路例１を示す回路図、第４
図は具体的回路例２を示す回路図、第５図は具体的回路
例３を示す回路図、第６図は負荷回路の変形例を示す回
路図、第７図は従来例を示す回路図、第８図は周波数−
２次電圧特性図。第９図は点灯周波数−２次電圧・明るさ特性図である。５ａ、５ｂ・・スイッチングトランジスタ、６・・・放
電灯、２０ａ、２０ｂ・・・スイッチングトランジスタ
、ｆｌ　・・・全光点灯用周波数、ｆ２・・・調光用周
波数、ｔ・・・一定周期出　願　人　　　東芝電材株式会社ｆｏ　ｆｉ　干１点１１周う嫉、戯］職数−一

Claims

【特許請求の範囲】

直列接続した２個のスイッチング素子を駆動回路により
交互に駆動させて発振動作させ放電灯を点灯させる放電
灯点灯装置において、前記駆動回路により前記スイッチ
ング素子に印加する点灯周波数として全光点灯用周波数
状態と調光用周波数状態とを交互に周期的に切換えて前
記放電灯の点灯状態を調光することを特徴とする放電灯
点灯装置における調光方法。