JPH01294399A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、出力を負荷電圧と負荷電流の双方に基づいて
制御する放電灯点灯装置に関し、特に、点灯するランプ
の明るさを切り換えたり、複数種類（定格）のランプを
それぞれ適切な明るさで点灯させ得る放電灯点灯装置に
関する。

［従来の技術］ 従来、螢光ランプ等の放電灯（ランプ）を点灯する放電
灯点灯装置（電子安定器）は、ランプの種類（４０Ｗ、
１１０Ｗ、・・・・・・・・・等）ごとに異なる安定器
を必要としていた。また、同種のランプを用いた照明器
具であっても、例えば下面開放時はランプを１００％の
明るさで点灯し、ルーバー取りつけ時は下面開放時と同
程度の明るさを得るためにランプを１５０％の明るさで
点灯するというように、ランプを調光する場合、従来は
、専用の調光器を必要としていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、１種類で複数種類（定格）のランプを点灯可
能であり、また専用の調光器なしにランプを複数段階の
明るさで調光点灯することが可能な放電灯点灯装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため本発明では、負荷電圧および負
荷電流を検出しこれらの負荷電圧の検出電圧と負荷電流
の検出電圧との論理和の電圧をフィードバックして上記
負荷電圧および負荷電流を制御する放電灯点灯装置にお
いて、上記負荷電流を検出するための検出利得を切り換
えるスイッチ手段を設けている。

［作用］ 上記構成からなる本発明によると、ランプが点灯してい
ないときは負荷電圧が大きく負荷電流が小さいため、上
記論理和の電圧として負荷電圧がフィードバックされ、
この負荷電圧が一定となるように出力が制御される。こ
れにより、ランプ始動時の各都電圧、したがって回路の
各素子に印加される電圧が制限され、このため、各回路
素子のマージンが少なくて足りるため、装置を小形かつ
安価に構成することができる。一方、ランプが点灯して
いるときは負荷電流が大きく負荷電圧が小さいため、上
記論理和の電圧として負荷電流の検出電圧がフィードバ
ックされ、この負荷電流が一定となるように出力が制御
される。これにより、ランプ電流が定電流化され、ラン
プはほぼ定輝度点灯される。上記のように出力を制御す
るこの放電灯点灯装置の出力特性曲線は、第２図に示す
ように矩形となる。そして、スイッチ手段を切り換えて
、出力電流の検出利得を高くすれば出力電流は第２図に
点線Ａで示すように小さくなり、検出利得を低くすれば
出力電流は第２図に実線Ｂで示すように大きくなる。し
たがって、ランプ点灯時、ランプ電流および輝度はこの
検出利得により決定されることになる。

［実施例の説明］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回路
図を示す。同図の装置は、交流電源１からの交流入力を
整流平滑回路２で直流化し、この直流化出力よりインバ
ータ３で発生した高周波出力を出カドランスＴｌを介し
て放電灯（ランプ）ＦＬ、例えば螢光ランプに供給する
ことにより、ランプＦＬを点灯するようにしたものであ
る。

同図において、インバータ３は、いわゆるハーフブリッ
ジ形の他励式インバータ（他励式シリーズインバータ）
を用いたもので、５ＥＰＰ　（シングル・エンデッド・
プッシュプル）接続された電界効果トランジスタ（ＭＯ
ＳＦＥＴ）Ｑｌ　、Ｑ２と、これらのトランジスタＱ１
．０２を駆動する出力制御回路４を備え、トランジスタ
Ｑ１とＱ２との接続点Ｊ１と整流平滑回路２の直流出力
端ａ。

ｂとの間に出カドランスＴ１の１次巻線Ｗｐを交流的に
接続し、この出カドランスＴ１の２次巻線Ｗｓに負荷で
あるランプＦＬを接続している。コンデンサＣＯ，Ｃ７
は直流遮断用コンデンサである。また、出カドランスＴ
１には、ランプＦＬのフィラメント加熱用巻線Ｗｆ’ｌ
、　Ｗｆ’２およびランプ電圧検出巻線Ｗｄが設けられ
ている。さらに、出カドランスＴ１の２次巻線Ｗｓには
並列に共振用コンデンサＣ８が接続されている。

負荷電圧検出回路６は、出カドランスＴ１のランプ電圧
検出巻線Ｗｄに誘起される高周波電圧を整流・平滑・分
圧してランプ電圧に比例する検出電圧ｖ１を発生する。

負荷電流検出回路７は、ランプＦＬのランプ電流検出用
の変流器ＣＴの２次巻線に誘起される高周波電圧を整流
・平滑・分圧してランプ電流に比例する検出電圧Ｖ２を
発生する。

これらの検出回路６．７の出力電圧Ｖｌ、Ｖ２はダイオ
ードＤ９１．　　Ｄ９２からなるオア回路９１こより高
い方の電圧が選択され、出力制御回路４に供給される。

出力制御回路４は、オア回路９からの入力電圧に応じて
周波数が変化するパルスを発生してトランジスタＱ１と
Ｑ２とを同時にオンする期間がないように駆動する。こ
のような出力制御回路４としては、ＶＣＯ（ボルテージ
コンドロールドオシレータ）を用いることができる。ま
た、スイッチングレギュレータ等に用いられる市販のＩ
ＣであるＴＬ４９４やＭ８３７５９等を用いるようにし
てもよい。

上述したように、出カドランスＴ１の２次巻線Ｗｓには
共振用コンデンサＣ８が並列に接続されている。このた
め、トランジスタＱ１．Ｑ２のオン・オフ周波数がこの
出カドランスＴ１の２次巻線Ｗｓのインダクタンスと共
振用コンデンサＣ８のキャパシタンスとによる共振周波
数に近付けばこの２次巻線Ｗｓに誘起される電圧が高く
なり、ランプ電圧および電流が増加する。また、トラン
ジスタＱｌ、Ｑ２のオン・オフ周波数が上記共振周波数
から離れれば上記２次巻線Ｗｓに誘起される電圧が低く
なり、ランプ電圧および電流は減少する。したがって、
トランジスタＱｌ、Ｑ２のオン・オフ周波数を可変する
ことにより、ランプ電圧および電流を制御することがで
きる。

次に、第１図の装置の作用を説明する。

第１図の装置において交流電源１が投入されると、整流
平滑回路２から直流電圧が出力されてインバータ３のト
ランジスタＱｌおよびＱ２の直列回路に印加される。ま
た、出力制御回路４が動作を開始してトランジスタＱ１
およびＱ２のゲートを駆動する。これにより、インバー
タ３が起動してインバータ３の出力端Ｊｌに出力制御回
路４により周波数を制御された高周波出力が発生する。

まず、図示しないソフトスタート回路の動作により、ラ
ンプＦＬへの印加電圧がこのランプＦＬの放電開始電圧
に達しない電圧となるように負荷（ランプ）電圧が設定
される。

電源投入直後は、ランプＦＬは放電可能状態に達してい
ないので、出カドランスＴｌの２次巻線Ｗｓは負荷開放
状態となっている。このため、出カドランスＴ１の各巻
線には通常点灯時より高い電圧が誘起されることになる
。これにより、ランプＦＬのフィラメントは比較的大き
な電流が供給され、予熱される。なお、この場合、負荷
電圧検出回路６には検出巻線Ｗｄの誘起電圧に応じた検
出電圧Ｖ１が発生しているが、負荷電流検出回路７の出
力電圧ｖ２は実質的に０である。したがって、この場合
、出力制御回路４は、負荷電圧検出回路６から出力され
る検出電圧■１が入力され、この負荷電圧（ランプ電圧
）が上記設定された電圧となるようにトランジスタＱｌ
、Ｑ２のオン・オフ周波数を制御する。

電源投入後所定の時間が経過すると、前記ソフトスター
トが解除され、上記負荷電圧がランプＦＬの放電開始電
圧より高い電圧に設定される。

これに応じて出力制御回路４はインバータの出力周波数
を前記共振周波数に近くなるように切り換える。これに
より、ランプＦＬへの印加電圧が上記放電開始電圧を超
えランプＦＬが放電を開始する。すなわち、ランプＦＬ
は、フィラメントが充分に予熱されるまで、放電を抑制
され、コールドスタートが防止されるとともに、予熱後
は直ちに点灯される。

ランプＦＬが放電を開始すると、ランプ電圧が低下する
ため、負荷電圧検出回路６の出力ｖ１は低下する。一方
、ランプ電流が流れるため、負荷電流検出回路７の出力
電圧Ｖ２が上昇し、Ｖｌ＜Ｖ２となる。これにより、オ
ア回路９では、ダイオードＤ９１がオフしてダイオード
９２がオンし、出力制御回路４へは負荷電流検出回路７
の出力電圧ｖ２が入力されることになる。したがって、
この場合、出力制御回路４は、負荷電流検出回路７から
出力される検出電圧Ｖ２が入力され、この負荷（ランプ
電流）が所定の値となるようにトランジスタＱｌ、Ｑ２
のオン・オフ周波数（インバータ３の出力周波数）を制
御する。

スイッチ回路８は、負荷電流検出回路７の検出利得を切
り換えるためのもので、例えば変流器ＣＴの出力を分圧
する分圧比を切り換えるものである。この分圧比を大き
くして検出利得を下げると、負荷電流検出回路７の出力
電圧は同じ負荷電流に対しては低くなる。したがって、
負荷電流は大きい側、第２図で言えば実線Ｂの側になる
。また、分圧比を小さくして検出利得を上げると、負荷
電流検出回路７の出力電圧は同じ負荷電流に対しては高
くなる。したがって、負荷電流は小さい側、第２図で言
えば点線Ａの側になる。

したがって、ルーバーの着脱が可能な照明器具に用いら
れる高出力型電子安定器としてこの放電灯点灯装置を適
用する場合、スイッチ回路８のスイッチＳＷオフ（検出
利得高い方）で１００％の明るさ、スイッチＳＷオン（
検出利得低い方）で１５０％の明るさとなるように前記
分圧比（検出利得）を設定することにより、ルーバーを
取り外した下面開放状態では、スイッチＳＷをオフして
ランプを１００％の明るさで点灯し、ルーバー取付時に
は、スイッチＳＷをオンしてランプを１５０％の明るさ
で点灯して下面開放時と同じ明るさを確保することがで
きる。すなわち、スイッチＳＷのオン・オフだけの簡単
な操作で１００％の明るさと１５０％の明るさに段調光
することができる。

また、スイッチＳＷオフ（検出利得高い方）時の負荷（
ランプ）電流を４０Ｗランプの定格電流値に、スイッチ
ＳＷオン（検出利得低い方）時の負荷（ランプ）電流を
１１０Ｗランプの定格電流値に設定しておくことにより
、スイッチＳＷをオフすれば４０Ｗランプを点灯するこ
とができ、スイッチＳＷをオンすれば１１０Ｗランプを
点灯することができる。すなわち、１つの電子安定器を
４０Ｗランプと１１０Ｗランプとに共用することができ
る。

第３図は、本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の
回路構成を示す。同図の装置は、２本のランプを直列点
灯するものであるが、ＡＣ２４２Ｖの交流電源からサー
ジ吸収回路１１およびノイズ防止回路１２を介して入力
された交流入力を全波整流回路ＲＥＩにより整流し、部
分平滑回路２１により平滑して得られる直流出力を５Ｅ
ＰＰ）ランリスクＱｌ、Ｑ２からなるシリーズインバー
タ３に入力して高周波出力に変換し、これを出カドラン
スＴ１を介してランプＦＬＩとＦＬ２の直列回路に供給
して点灯するもので、基本的には第１図の装置と同様の
ものである。

部分平滑回路２１は、交流電源の周波数の２倍の周波数
における全波整流回路ＲＥＩの脈流出力の電圧が高い期
間にコンデンサＣ２，ダイオードＤ３．　コンデンサＣ
３，抵抗Ｒ３３およびサイリスクＳＣＲの経路でコンデ
ンサＣ２およびＣ３を前記脈流出力のピーク電圧のほぼ
１／２の電圧に充電し、前記脈流出力の電圧が例えば前
記ピーク電圧の１７２より低い期間に、コンデンサＣ２
からはダイオードＤｉ、Ｄｉｅを介して、コンデンサＣ
３からはダイオードＤ１ＢおよびＤ２を介してインバー
タ３に供給するものである。この部分平滑回路２１は、
出力波形が脈流出力のピーク電圧の約１／２より低い谷
の部分がコンデンサＣ２，Ｃ３の放電電荷で埋められた
形となるため、谷埋平滑回路とも呼ばれている。この放
電灯点灯装置は、このような部分平滑回路２１を用いる
ことによって、コンデンサ入力型としたときのような入
力力率の低下を防いで高入力力率を保持するとともに、
高周波出力の休止期間を無くしてランプＦＬＩ。

ＦＬ２を効率良く点灯させるようにしている。

部分平滑回路２１のサイリスタＳＣＲは、電源投入時、
充電電荷０のコンデンサＣ２，Ｃ３への突入電流を防止
するためのものである。すなわち、電源投入時はサイリ
スタＳＣＲはオフしているため、コンデンサＣ２，Ｃ３
の充電回路に直列に抵抗Ｒ３９が挿入される。したがっ
て、交流電源、全波整流回路ＲＥ１、コンデンサＣ２，
Ｃ３およびダイオードＤ３等からなる経路に流れる電流
は抵抗Ｒ３９により制限される。すなわち電源投入時、
上記経路に流れる突入電流が防止され、全波整流回路Ｒ
ＥＩ　、コンデンサＣ２，Ｃ３およびダイオードＤ３等
の素子が保護される。インバータ３が動作を開始し、出
カドランスＴ１の制御巻線Ｗｅに高周波電圧が誘起され
ると、この高周波電圧がダイオードＤ６で整流され、コ
ンデンサＣ１７で平滑されて抵抗Ｒ３Ｂを介してサイリ
スクＳＣＨのゲートに印加される。これにより、サイリ
スタＳＣＲがオンして抵抗Ｒ８９が短絡され、前記コン
デンサＣ２，Ｃ３の充電経路の直列抵抗は微小なＲ３３
のみとなって、突入電流防止動作が解除される。

ハイブリッド集積回路ＨＩＣは、第１図における出力制
御回路４の全部または要部およびオア回路９等を集積し
たものである。

次に、第３図の装置の動作を説明する。

ＡＣ２４２Ｖの交流電源が投入されると、このＡＣ２４
２Ｖはサージ吸収回路１１およびノイズ防止回路１２を
介して全波整流回路ＲＥＩに入力される。部分平滑回路
２１は、この全波整流回路ＲＥＩの脈流出力（整流出力
）を部分平滑した直流出力をインバータ３およびＨＩＣ
に供給する。

電源投入直後は、ソフトスタート回路６１のコンデンサ
Ｃ１３の端子電圧は０であり、トランジスタＱ４はオフ
している。このため、負荷電圧検出回路６の抵抗Ｒ２１
，Ｒ２２，Ｒ２９および可変抵抗器ＶＶＲにより定まる
分圧比は低い側に設定されている。すなわち、検出利得
が高＜、シたがって負荷電圧設定値はより低い側に設定
されている。

ここでは、ランプＦＬＩへの印加電圧がランプＦＬ１の
放電開始電圧より低くなるように設定しである。

また、この電源投入直後は、ランプＦＬＩ。

ＦＬ２が放電可能状態に達していないので、出カドラン
スＴ１の２次巻線Ｗｓは負荷開放状態となっている。こ
のため、出カドランスＴｌの各巻線には通常点灯時より
高い電圧が誘起されることになる。これにより、ランプ
ＦＬＩ、ＦＬ２の各フィラメントは各フィラメント巻線
Ｗｆ１．　Ｗ［２゜ＷＦ２から比較的大きな電流が供給
され、予熱される。なお、この場合、負荷電圧検出回路
６には検出巻線Ｗｄの誘起電圧に応じた検出電圧Ｖｌが
発生しているが、負荷電流検出回路７の出力電圧Ｖ２は
実質的に０である。したがって、この場合、出力制御回
路４は、負荷電圧検出回路６から出力される検出電圧Ｖ
ｌが入力され、この負荷電圧（ランプ電圧）が上記設定
電圧となるようにトランジスタＱｌ、Ｑ２のオン・オフ
周波数を制御する。

電源投入後インバータ３が動作すると、出カドランスＴ
１の制御巻線Ｗｅに高周波電圧が誘起され、この高周波
電圧がダイオードＤＢで整流され、コンデンサＣ１７で
平滑されて直流電圧が発生する。

この直流電圧は、前述のように部分平滑回路２１の抵抗
Ｒ３Ｂを介してサイリスタＳＣＲのゲートに印加され、
サイリスクＳＣＲがオンして前記突入電流防止動作を解
除するとともに、ソフトスタート回路６１の抵抗Ｒ２４
を介してコンデンサＣ１３を充電する。そして、このコ
ンデンサＣ１３が充電されてその端子電圧がゼナーダイ
オードＺＤ２のゼナー電圧を超えるとトランジスタＱ４
はベース電流を供給されてオンする。これにより、負荷
電圧検出回路６の検出利得は低い側に切り換わり、ラン
プ電圧設定値が高い側に切り換わってソフトスタート動
作が解除する。

ランプＦＬ２にはシーケンシャルコンデンサＣ１０が並
列に接続されているため、ランプＦＬＩおよびＦＬ２が
両方ともオフしているとき出カドランスＴｌの２次巻線
Ｗｓの誘起電圧は実質的に全部がランプＦＬＩに印加さ
れる。したがって、前記ソフトスタート動作の解除によ
り、前記２次巻線Ｗｓの誘起電圧がランプＦＬＩの放電
開始電圧より高くなると、ランプＦＬ１が放電を開始す
る。すると、今度は、コンデンサＣＩＯおよびランプＦ
Ｌ２に比べてランプＦＬ１のインピーダンスが極めて低
くなるため、前記２次巻線Ｗｓの誘起電圧は実質的に全
部ランプＦＬ２に印加され、ランプＦＬ２が放電を開始
（点灯）する。

このようにして、ランプＦＬＩ、ＦＬ２が順次に放電を
開始すると、ランプ電圧が低下するため、負荷電圧検出
回路６の出力ｖ１は低下する。一方、ランプ電流が流れ
るため、変流器ＣＴの出力を整流・平滑・分圧する負荷
電流検出回路７の出力電圧ｖ２が上昇し、Ｖｌ　＜Ｖ２
となる。これにより、ＨＩＣ内のオア回路では、負荷電
流検出回路７の出力電圧ｖ２を選択して出力制御回路４
へ入力する。したがって、この場合、出力制御回路４は
、負荷電流が負荷電流検出回路７の抵抗Ｒ１９，Ｒ２０
および可変抵抗器ＩＶＲ等により設定された値となるよ
うな周波数でトランジスタＱｌ、Ｑ２をオン・オフ駆動
する。

スイッチＳＷと抵抗Ｒ８１は、第１図に示したと同様の
スイッチ回路８を構成している。第３図の装置における
スイッチＳＷの状態と出力特性または使用ランプとの関
係は下表のようになる。

■　４０Ｗ、１１０Ｗランプ共用型電子安定器第３図に
おいて、負荷電圧検出回路６の双方向性トリガダイオー
ドＳＢＳは、無負荷時またはランプの寿命末期における
過電力時にインバータ３の出力を停止して回路を保護す
る安全回路を形成している。すなわち、無負荷時または
寿命末期の片道放電等により出カドランスＴＩの検出巻
線Ｗｄに異常電圧が誘起されると、このトリガダイオー
ドＳＢＳがオンしてインバータ３のトランジスタＱｌ、
Ｑ２の駆動用パルス信号の発生を禁止する。これにより
、インバータ３の出力が停止し、回路の保護が図られる
。

［効果］ 本発明によれば、ランプ点灯時の負荷（ランプ）電流を
定電流化するとともに、この負荷電流値を切り換えるた
めのスイッチ手段を設けているため、例えば高出力型電
子安定器を用いた照明器具において、下面開放で用いる
ときはランプを１００％の明るさで点灯するとともに、
ルーバーを取り付けて用いるときはランプを１５０％の
明るさで点灯するというように、明るさの切り換えが簡
単にできる。また、４０Ｗと１１０Ｗというように、異
なったランプを使用する場合にも安定器に取り付けたス
イッチ手段により簡単にランプ電流値の切換ができる。

すなわち１つの安定器を定格の異なるランプに共用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回
路構成図、 第２図は、第１図の装置の出力特性図、第３図は、本発
明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の回路構成図であ
る。 １：交流電源、２：整流平滑回路、 ３：インバータ、４：出力制御回路、 ５：負荷回路、６：負荷電圧検出回路、７：負荷電流検
出回路、８：スイッチ回路、９：オア回路、ＳＷ：スイ
ッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷電圧を検出して該負荷電圧に応じた第１の検出
   電圧を発生する負荷電圧検出回路と、負荷電流を検出し
   て該負荷電流に応じた第２の検出電圧を発生する負荷電
   流検出回路と、これら第１および第２の検出電圧の論理
   和の電圧に応じて上記負荷への出力を制御する出力制御
   回路とを具備する放電灯点灯装置において、 上記負荷電流検出回路の検出利得を切り換えるスイッチ
   手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。