JPH02144895A - 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】 【Ｒ業上の利用分野１ 本発明は、調光可能なインバータ式の放電灯点灯装置に
おけるランプフィラメントの予熱制御に関するものであ
る。 ［従来の技術１ 調光可能な従来の放電灯点灯装置としては、第１２図に
示す米国特許Ｎｏ、４６６３５７０に示されたものがあ
る。この放電灯点灯装置は、交流型［ＡＣをダイオード
ブリツノＤＢ″Ｃｈ整流して得た直流電源を電源として
動作する一石インパータ１を用い、ホトカブ’７ＰＣ，
を介して入力される調光信号Ｓに応じてインバータ１の
制御回路２でトランジスタＱ１のスイッチングを制御し
て、ランプ！を所望の明るさに調光するもので、トラン
スＴ、Ｌｆ）２次側に設けられた予熱巻線り、、Ｌ、で
ランプｊのフィラメントＦを予熱している。この放電灯
点灯装置では、調光が深くなると、フンプｌのフイラメ
ン）Ｆに供給される予熱電力が減少する。ここで、最も
深い調光状態でフイラメン）Ｆを予熱するのに必要な予
熱電力を供給できるように設計した場合、調光レベルが
浅くなるに従って予熱電力が増加する。しかしながら、
全点灯時及び浅い調光時には予熱なしであってもランプ
寿命に影響を与えることはなく、上述のように設計する
と予熱電力は無駄に消費される上、予熱電力が大き過ぎ
るために却ってランプ寿命を短くするという問題がある
。 また、従来よりフィラメントＦの予熱を調光レベルの変
化に対しても常にほぼ一定になるようにした定電流予熱
方式の放電灯点灯装置が提案されている。この放電灯点
灯装置を第１３図に示す。 この放電灯点灯装置は特開昭６１−６４１００号に示さ
れたもので、調光制御部３によりトランスＴ、の２次巻
線に直列に接続されたトランスＴ２のインダクタンス値
を可変して調光を行い、フイラメン）Ｆの予熱電力をト
ランスＴ、の予熱巻線ＬｌｔＬ２から供給しである。 第１４図の放電灯点灯装置も常時定電流予熱を行うもの
で、インバータ１が調光信号Ｓに応じてランプｌへの供
給電力を制御（例えば、スイッチング周波数あるいはオ
ン時間を可変）して調光を行い、フイラメン）Ｆの予熱
は別個に設けた予熱用インバータ４の高周波出力をトラ
ンスＴ３を介してランプｌのフイラメン）Ｆに供給して
行っており、フィラメントＦの予熱は調光レベルの変化
に対してもほぼ一定になる。 ところが、このようにフイラメン）Ｆの予熱を調光レベ
ルの変化に対してほぼ一定にしても、全、く灯時や浅い
調光時に無駄に電力が消費され、インバータ効率が低下
するという問題は残る。 調光可能な他の放電灯点灯装置としては第１５図に示す
ものがあり、これは交流型ａＡＣとインバータ１との間
に接続された調光器（多くは双方向スイッチであるトラ
イアックを使用している。）５によ、って位相制御され
た電源をインバータ１に入力し、ランプｌの調光を行う
ものである。この場合にも調光が深くなると予熱電力が
減少するという第１２図の放電灯点灯装置と同様の問題
がある。 そこで、上記問題点を解、決したものとして第１６図及
び第１７図に示すものがある。これは特開昭５７−１１
３５９８号の放電灯点灯装置であり、調光器５による位
相制御状態を位相角から位相角検出回路６で検出し、こ
の位相角検出回路６の出力でスイッチ素子７のオン、オ
フ期間を変化させ、調光レベルに応じた予熱制御を行っ
ている。なお、同様の構成の放電灯点灯装置が特開昭５
８−５４５９５号あるいは特開昭５８−５４５９６号等
で提案されている。 さらに、上記調光が深くなると予熱電力が減少するとい
う問題点を解決した別の放電灯点灯装置としては第１８
図に示すものらある。この放電灯点灯装置は特開昭５８
−５４５４７号に示されたもので、位相角検出回路６の
出力で予熱用インバータ４を適正に駆動して調光レベル
に合った予熱を行うようにしである。 ところが、上記第１６図乃至第１８図に示す放電灯点灯
装置においても以下に示す問題があった。 この放電灯点灯装置では調光器５でインバータ１の入力
電力の位相制御を行っているため、高調波による入力歪
みが大きくなる。また、予熱制御のために調光器５によ
る位相制御状態を検出する位相角検出回路６を必要とす
るため、回路が複雑になり、コストアップにもなる。さ
らに、放電灯点灯装置に供給される電力は調光が深くな
るに従って低下し、これに反して予熱電力は調光が深く
なることによって一般に増加させる必要があるため、十
分な予熱を行うには予熱制御用のスイッチ素子７等への
ストレスが増加するという問題があった。 ［発明が解決しようとする課題１ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、ランプの調光状態に応じて最適な予
熱特性を与えることができ、且つ調光制御、が円滑に行
えると共に、ランプ寿命も向上させることができ、しか
も無駄に電力を消費することがなく、さらに構成が簡単
でコストも安い放電灯点灯装置を提供することにある。 ［課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、本発明は調光信号に応じて
ランプのフィラメントの予熱を制御する予熱制御手段を
備えている。 ［作用１ 本発明は、上述のように予熱制御手段が調光信号に応じ
てランプのフィラメントの予熱を制御することにより、
調光状態に応じて適確にランプのフィラメントの予熱が
できるようにし、この最適な予熱により円滑な調光制御
を可能とすると共に、ランプ寿命を向上させ、しかも全
照灯時等には予熱を行わないようにすることもできるよ
うにして、無駄な電力渭豐をなくし、さらに調光信号に
よって予熱制御を行うことにより、調光状態を検出する
手段が必要なく、構成を簡素化することができ、コスト
の低下を図ることができるようにしたものである。 ［実施例ＩＪ 本発明の一実施例を第１図に示す０本実施例では、交流
電源ＡＣをグイオードブリッジＤＢｔ’整流して得た直
流電源を電源として動作するインバータ１を備え、調光
レベル設定部９から出力される調光信号に応じて上記イ
ンバータ１でランプｌの調光を行う、そして、本実施例
では予熱電源１１によってランプｌのアイ２／ン）Ｆに
予熱電力を供給すると共に、この予熱電源１１からフィ
ラメントＦに供給される予熱電力を調光レベル設定部９
の調光信号に応じて予熱制御回路１ｏが制御して、最適
な予熱特性を得るようにしたものである。 本実施例の具体回路を第２図に示す、この第２図におい
ては、インバータ１としてＦＥＴＱ＋−Ｑｌ、ダイオー
ドＤ、、Ｄ、、コンデンサＣ，，Ｃ，及び制御回路２か
らなるハーフブリッジ構成のものを用いである。−この
インバータ１の電源は、ダイオードＤ　Ｉ−Ｄ　を及び
上記インバータ１と共用するコンデン、すＣ，、Ｃ，で
構成された倍電圧整流回路で交流電源ＡＣを倍電圧整流
して得ている。なお、上記倍電圧整流回路と交流電源Ａ
Ｃとの闇には、フィルタコイルＦＣＩぴコンデンサＣ＋
　−Ｃｚで構成された雑防フィルタ１２を設けである。 インバータ１の負荷回路は、ランプｌと、このランプｌ
に並列に接続されたコンデンサＣ，と、ランプｌと直列
に接続されたチク−クコイルＣＨ，とで構成されている
。なお、コンデンサＣ２は直流カット用のコンデンサで
ある。 ランプｌの調光制御はインバータ１の制御回路２によっ
て行う、この制御回路２は調光レベル設定部９の出力に
応じてＦ　Ｅ　Ｔ　Ｑ　＋　−Ｑ　ｚのスイッチング周
波数を変える所謂周波数制御型のもので、スイッチング
周波数に応じた周波数の信号を発振する汎用ＩＣ（例え
ば、μＰＣ４９４等）１３と、このＩＣｌ３の出力に応
じてＦ　Ｅ　Ｔ　Ｑ　＋　、Ｑ　２を夫々駆動する駆動
部１４と、調光レベル設定部９の出力に応じてＩＣｌ３
の発振出方を可変する調光制御部１５とで構成しである
。調光制御部１５は、入カインビーグンスを高くして調
光信号（この第２図では直流電圧）の電圧レベルが変化
することを防止するバッフｒＢ、と、このバッフ７−Ｂ
ｌの出力を増幅するアンプＡ　＋　ｔ　Ａ　２とで構成
してあり、ＩＣｌ３の制御端子■の電位を変えることに
より、ＩＣＩ　３の出力信号（端子■、■）の周波数を
変えるように制御する。駆動部１４は、インバータバッ
フｒｌいＦＥＴＱｉ及びトランスＴ５と、インバータバ
ッフ７Ｉ２、ＦＥＴＱ、及びトランスＴ、とで夫々構成
しである。なお、この制御回路２及び後述する予熱制御
回路１０を構成する各回路は、雑防フィルタ１２の出力
をトランスＴ１４で降圧し、ダイオードブリフッＤＢ、
及び平滑コンデンサＣ１゜で整流平滑して得た直流電圧
を、さらに定電圧用ＩＣＩ　６で定電圧化した電圧Ｖｃ
ｃを電源として動作している。 今、所定の調光レベルに調光レベル設定部９を設定する
と、この調光レベル設定部９の出力がパフ７　ｒ　Ｂ　
＋及び７ンプＡ　＋　−Ａ　２　ｅ介してＩＣｌ３の制
御端子■に印加され、ＩＣＩ　３はこのときの制御端子
■の電位に応じた周波数の信号を出方する。 このＩＣＩ　３の端子■、■からの出力信号に応じて駆
動部１４がトランツスタＱ、、Ｑ、を交互にオンオ７し
て高周波出力をランプｌに供給する。 次に、予熱制御を行う予熱電源１１と予熱制御回路１０
とについて説明する。予熱電源１１はコンデンサＣ６と
チ層−クコイルＣＨ，との直列回路の両端に１次側が接
続された予熱用トランスＴ４から得ている。つまり、こ
の予熱用トランスＴ４の１次側にインバータ１から印加
される交流電圧の波高値はインバータ１のスイッチング
周波数の変化に対しでも一定の値となるので、予熱電源
１１として用いることができる。予熱電源１１は予熱制
御回路１０を介してフイラメン）Ｆに供給される。予熱
制御回路１０は、予熱電源１１とフイラメン）Ｆとの間
に接続された可変インダクタＴ２．Ｔ、と、この可変イ
ンダクタＴ　ｔ　−Ｔ　ｓのインダクタンス値を制御す
る制御部１７とで構成しである。 可変インダクタＴ□Ｔ、とじては一般に良く用いられる
可飽和チー−りを用いてあり、制御部１７で可変インダ
クタＴ、、Ｔ・の１次側に直流電流を流しでインダクタ
ンス値を制御するようにしである。制御部１７は、調光
信号の電圧レベルが変化することを防止するバッファＢ
２、三角波発生用ＩＣ（例えばμＰＣＩ　５５５）１８
、コンパレータＣＰいインバータバッファ■、及びトラ
ンジスタＱ、で構成しである。 上記可変インダクタＴ、、Ｔ、は１次側に直流電流を流
すと、コアが飽和して２次側のインダクタンス値が非常
に小さくなり、予熱電源１１がフイラメン）Ｆに供給さ
れる。そして、１次側に直流電流が流れない状態では、
２次側のインダクタンス値が太き（なり、交流に対して
高いインピーダンスを持ち、予熱電源１１からフィラメ
ントＦに供給される予熱電流は小さくなるか、あるいは
カットされる。そこで、この可変インダクタＴ　ｔ　＝
　Ｔ　＠の１次側に直流電流を流す期間を制御部１７で
制御すれば、予熱電流を適正な値に制御することができ
る。ｊｌｌｌち、この第２図回路では可変インダクタＴ
、、Ｔ、をスイッチ素子として用いていることになる。 。 制御部１７の動作は次のようになる。ＩＣｌ３からは第
３図（ａ）の実線で示す三角波信号が出力され、この出
力がコンパレータＣＰｌの反転入力側に入力される。ま
た、バッフ　ｒ　Ｂ　ｚを介すると共に、抵抗Ｒ２１ｔ
Ｒ２２で分圧された第３図（ａ）の破線で示す調光信号
に応じた信号がコンパレータＣＰ、の非反転入力側に入
力される。これら信号をフンパレータＣＰ、で比較した
出力は第３図（ｂ）に示すようオンデユーテイ比が変化
する信号となる。 このコンパレータＣＰＩの出力はインバータバッファ■
、で反転され（同図（ｅ）に示す）、トランジスタＱ、
に入力される。つまり、トランジスタＱ、のオン期間に
可変インダクタＴ、、Ｔ、の１次側に直流電流が流れ、
この期間にフイフメン）Ｆに予熱電流が供給されること
になる。ここで、調光信号のレベルが低くなるＣｍｌ光
状態が深（なる）と、インバータバッファ■３の出力が
ハイレベルとなる期間が長くなり、予熱電流をフイラメ
ン）Ｆに供給する時間が長くなる。また、調光信号のレ
ベルが高くなる（調光状態が浅くなる）と、インバータ
バッフ　ｒ　Ｉ　ｓの出力がハイレベルとなる期間が短
くなり、予熱電流をフイラメン）Ｆに供給する時間が短
くなる。上記予熱制御回路１０による調光度と予熱量と
の関係を第４図に示す、このように本実施例では調光度
が増加すると、予熱量は低下するようにしである。なお
、第４図は調光信号の変化に対する調光度と予熱量との
変化の仕方の一例を示したに過ぎず、調光度と最適予熱
量との関係はランプの種別等に応じて適宜設定すれば良
く、同図のように直線変化である必要はない、このよう
に本実施例によれば、予熱制御回路１０が調光信号に応
じてフイフメン）Ｆの予熱を制御するので、調光状態に
応じて適確にフイラメン）Ｆの予熱ができる。しかも、
このように最適にフイラ／ン）Ｆが予熱されると、円滑
な調光制御を行うことが可能となり、またランプｌの寿
命を向上させることもできる。さらに、全点灯時等には
予熱を行わないようにすることもできるので、無駄な電
力消費をなくすことも可能である。さらにまた、調光信
８号によって予熱制御を行うことにより、第１６図乃至
第１８図回路のように位相状態を検出する位相角検出回
路等の回路が必要なくなり、構戒を簡単にすることがで
き、コストも安くできる。 ところで、従来の調光器を用いてインバータ１に供給す
る電力の位相制御を什う調光方式では入力高調波歪みが
生じる問題があったが、インバータ１の電源にチ１ツバ
回路を用いれば、入力高調波歪みを防止できる。そこで
、第１図のグイオードプリツノＤＢとインバータ１との
間にチ儒ツバ回路を設け、このチ覆ツバ回路のスイッチ
ング素子を調光信号によって制御するようにすれば、イ
ンバータ１に供給される電力の位相制御を行う調光、方
式にも本発明を適用することができる。 ［実施例２］ 第５図に本発明の他の実施例を示す０本実施例では、第
１図の予熱制御回路１０の代わりに予熱用インバータ４
を用い、２ンプｌに電力を供給するインバータ１と上記
予熱用インバータ４に夫々調光信号を入力して、インバ
ータ１で調光制御を行うと共に、予熱用インバータ４で
予熱制御を行うようにしたものである。インバータ１と
予熱用インバータ４とは、交流電源ＡＣをグイオードプ
リツノＤＢで整流して得た直流電源を電源として動作し
ている。＊た、予熱用インバータ４は予熱トランスＴ、
を介してフィラメントＦに予熱電流を供給している。 本実施例の具体回路を第６図に示す、予熱用インバータ
４は、ＦＥＴＱａｐＱｔ及びダイオードＤ１１ｔＤＩ２
で構成し、インバータ１と同様のハーフブリッジ構成と
してあも、なお、制御回路２は上述の第１の実施例のも
のと同一のもので、また予熱用インバータ４の制御回路
１８も上記インバータ１と路間−構成であり、インバー
タ１と同様に制御回路１８でＦＥＴＱｓｔＱ丁のスイッ
チング周波数を変化させて、調光度と予熱量との関係が
上述の第１の実施例の予熱制御回路１０と同様になるよ
うに動゛作させる。このようにすれば、本実施例も第１
の実施例と同様の効果が得られる。 【実施例３】 第７１図はさらに他の実施例を示す図であり、ランプ！
のフイフメン）Ｆの非電ｉ［Ｉｌに予熱電力を制御する
予熱制御素子１９を設け、この予熱制御素子１９の動作
制御を調光信号に応じて行うようにしたものである。 上記第７図の具体回路を第８図に示す、この具体回路は
予熱制御素子１９として可変インダクタＴ９を用いたも
ので、第２図回路の制御ＷＳ１７と路間−構成の制御部
２０で可変イングクタＴ嘗の１次側の直流電流を制御し
て、アイ２メン）Ｆの非電源側に接続された２次側のイ
ンダクタンスを変化させて予熱電力を制御するようにし
である。 ［実施例４Ｊ さらに別の実施例を第９図に示す０本実施例はランプｌ
に供給する電力を制御して調光を行う調光制御素子２１
と、予熱電力を制御して予熱制御を什う予熱制御素子２
２とを用いたらので、調光制御素子２１及１予熱制御素
子２２の動作制御を調光信号に応じて行うようにしであ
る。 第９図の具体回路を第１０図に示す０本実施例ではイン
バータ１としてトランゾスタＱ、、Ｑ、、トランスＴｌ
＋等で構成されたプツシニブルインバータを用いである
。また、調光制御素子としてトランスＴ１１の２次側に
ランプｌと直列に接続されたす勝−クコイルＣＨ，を用
い、このチ１−クコイルＣＨ，の両端に接続されたスイ
ッチＳＷを調光信号に応じてオン、オフして調光制御を
行う。 さらに、予熱制御素子２２としては可変インダクタＴ、
。を用い、この可変インダクタＴＩ０の２次側に予熱ト
ランスＴ１□ｔＴＩ３の１次側を夫々直列に接続すると
共に、インバータ１のトランスＴ、の２次側に上記可変
イングクタＴＩＯ及１予熱トランスＴｌ２ｔＴＩ３を接
続し、第２図の制御部２と路間−構成である調光・予熱
制御部２３で可変インダクタＴ、。の２次側のインダク
タンス値を可変して、予熱トランスＴ１□ｆｆ　Ｔ　＋
　３の２次側に流れる予熱電流を制御して予熱制御を行
う、なお、調光・予熱制御部２３は調光信号に応じて上
記スイッチＳＷをオン、オフする回路を一体に備えてい
る。 ところで、上述の説明では調光信号がアナログ信号で、
ある場合について説明したが、勿論ディノタル信号であ
る場合にも本発明を適用できる。また、第１１図に示す
ように調光信号をホトカプラＰＣを介して各調光制御あ
るいは予熱制御を行う制御部２４に入力して絶縁を施し
ても良い、なお、調光信号を光リモコンや無線による送
信あるいは電力線搬送によって放電灯点灯装置に送るよ
うにしても良い、さらに、上述の説明の予熱制御は一例
を示したものであり、調光信号による予熱制御であれば
、いかなる方法を用いても良い。 ［発明の効果１ 本発明は上述のように、予熱制御手段が調光信号に応じ
てランプのフィラメントの予熱を制御するので、調光状
態に応じて適確にランプのフィラメントの予熱ができ、
この最適な予熱により円滑な調光制御を可能とすると共
に、ランプ寿命を向上させることができる効果がある。 しかも、全点灯時等には予熱を行わないようにすること
もでき、従って無駄な電力消費をなくすことも可能であ
る。 さらに、調光信号によって予熱制御を行うことにより、
調光状態を検出する手段が必要なくなるので、構成が簡
単になりコストも安くできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の回路構成を示すブロッ
ク図、第２図は同上の具体回路図、第３図は同上の動作
説明図、第４図は同上の特性説明図、第５図は第２の実
施例の回路構成を示すブロック図、第６図は同上の具体
回路図、第７図は第３の実施例の回路構成を示すブロッ
ク図、第８図は同上の要部の具体回路図、第９図は第４
の実施例の回路構成を示すブロック図、第１０図は同上
の具体回路図、＃１１１図は調光信号の伝送経路に絶縁
を施した場合の回路図、第１２図乃至第１８図は夫々従
来例を示す回路図である。 １はインバータ、２は制御回路、４は予熱用インバータ
、１０は予熱制御回路、１９．２２は予熱制御素“子、
２１は調光制御素子、ｌはランプ、Ｆはフィラメント、
Ｔ、、Ｔ、。は可変インダクタ、ＣＨコはチー−クツイ
ルである。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第３図 第４医 第５図 第６図 ゴー ８１４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ランプに高周波電力を供給して点灯するインバー
   タと、調光信号に応じて調光制御を行う調光制御手段と
   、上記調光信号に応じてランプのフィラメントの予熱を
   制御する予熱制御手段とを備えた放電灯点灯装置。
2. （２）上記インバータとして他励式インバータを用いる
   と共に、上記他励式のインバータの制御回路で調光制御
   を行う請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. （３）上記インバータとして他励式インバータを用いる
   と共に、上記他励式のインバータの制御回路で調光制御
   を行い、予熱制御手段として上記インバータとは別の他
   励式インバータを用いた請求項１記載の放電灯点灯装置
   。
4. （４）上記調光制御手段としてランプに供給する電力を
   制御する制御素子を用いると共に、予熱制御手段として
   予熱電力を制御する制御素子を用いた請求項１記載の放
   電灯点灯装置。