JPH0328040B2

JPH0328040B2 -

Info

Publication number: JPH0328040B2
Application number: JP57074261A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Myajima
Original assignee: Kuroi Electric Co Ltd
Current assignee: Kuroi Electric Co Ltd
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1991-04-17
Also published as: JPS58192297A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、双方向性３端子サイリスタ（以下
このサイリスタをトライアツクという）を用いた
放電灯の調光制御回路に関し、特には連動スイツ
チを用いて０〜140％程度まで調光範囲を拡げた
放電灯調光回路の改良に関する。

放電灯の調光は、調光範囲が０〜100％までで
も、白熱電球を負荷とする場合のように主回路の
トライアツクの位相制御を行つて単に放電灯の印
加電圧を下げるだけの簡単な制御ではできない。
放電灯が定常状態において、放電を続行するに
は、商用周波電源の極性反転時に放電灯管内の励
起状態が保たれていて、印加電圧が再点弧電圧以
上でなければならない。この放電灯管内の励起状
態の良否と再点弧電圧との関係は反比例の関係に
ある。励起状態が充分に保れていれば、再点弧電
圧は低くて済む。ところが、トライアツクの位相
制御を行つて点弧角を大きくすると、それだけ休
止期間が長くなり管内の励起状態は悪くなつてい
る。そのため放電灯の調光制御は、０〜100％ま
での幅を持つこともできなかつた。そこで従来の
放電灯の調光制御は、再点弧電圧によつて限定さ
れる制御範囲を拡げるため蛍光灯の管壁に近接導
体が取付けられた特殊な蛍光灯を用いて行なわれ
ていたが、それでも０〜100％までの連続的調光
はできないという欠点があつた。また従来の放電
灯回路では、放電灯が点灯するとフイラメント電
極のヒータ回路が遮断され、放電電流がフイラメ
ント電極の一部分だけを流れる構成にあるため、
100％を越える範囲の放電灯の調光は、フイラメ
ント寿命つまり放電灯の寿命の見地から出来なか
つた。

さらに、従来の放電灯調光回路の主回路のトラ
イアツクを位相制御するための位相制御回路の駆
動電圧は、電源から直接抵抗を介して供給されて
いたため。抵抗にジユール損を生じ、効率が悪い
という欠点があつた。

この発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
で、普通の蛍光灯を用いても連続的に０〜140％
程度まで調光可能で、尚且つ効率の良い放電灯調
光回路の提供を目的とする。

この発明を要約すれば、非直線充電特性コンデ
ンサを放電灯の両端に接続するとともに、位相制
御回路の駆動電圧をヒータ巻線のヒータ電圧から
得、且つヒータトランスの一次巻線を電源に接続
しまたは短絡する第１のスイツチと、このスイツ
チに連動して同スイツチが一次巻線を電源接続状
態にするときOFFし、前記第１のスイツチが一
次巻線を短絡状態にするときONして放電灯と直
列に接続された安定器のインダクタンスを減少さ
せる第２のスイツチとを有することを特徴とする以下この発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の実施例である放電灯調光回
路の回路図である。

同図において、端子ａ，ｂは図示しない電源ス
イツチを介して商用電源に接続される端子であ
り、ヒータトランス１の100Vの一次巻線にスイ
ツチS₁を介して接続されるとともに、蛍光灯２、
トライアツク３、安定器４とも直列に接続されて
いる。スイツチS₁は端子ａに接続される接点Ａと
端子ｂに接続される接点Ｂとを有し、通常時は接
点Ｂに設定されている。また、スイツチS₁に連動
するスイツチS₂が、安定器４の中点タツプと蛍光
灯２の一方のフイラメント電極に接続されてい
る。ヒータトランス１の二次側は、数Ｖの二つの
ヒータ巻線を有しておりそれぞれ蛍光灯２のフイ
ラメント電極と接続されている。そして、これら
のヒータ巻線は、非直線充電特性コンデンサ５を
介して接続されており、一方のこの接続点とトラ
イアツク３のゲート端子間には、抵抗６を介して
位相制御回路７が接続されている。

ここで位相制御回路７を説明する。ダイオード
ブリツジ７１の入力端子ｃ，ｄは、抵抗６、トラ
イアツク３のゲート端子にそれぞれ接続されてい
る。出力端子ｅ，ｆには、シリコン制御素子７２
（以下この制御素子をSCRという）、直列接続し
た抵抗７３，７４、可変中点タツプを有する可変
抵抗７５がそれぞれ並列に接続されている。トラ
ンジスタ７６のペース端子は抵抗７３，７４の接
続点と、エミツタ端子は抵抗７７を介して可変抵
抗７５の中点タツプと、コレクタ端子はSCR７
２のゲート端子とそれぞれ接続されている。ま
た、ダイオードブリツジ７１の出力端子のｅ側に
は、SCR７２のゲート端子に接続されたゲート
電流調整用の抵抗７９と、トランジスタ７６のエ
ミツタ端子に接続されたコンデンサ７８が接続さ
れている。

次に以上の構成からなる放電灯調光回路の動作
説明をする。

まず、点灯前の連動スイツチS₁，S₂は、S₁を接
点Ａ側にON、S₂をOFFの状態にしておく。次に
図示してない電源スイツチが投入されてａ，ｂ端
子に100Vの商用周波電圧が印加されると、ヒー
タトランス１の二次側の二つのヒータ巻線に電圧
を誘起して、蛍光灯２のフイラメント電極に電流
が流れる。同時に位相制御回路７にも抵抗６を介
して駆動電圧が与えられる。そしてダイオードブ
リツジ７１の出力端子ｆからの電流の一部は、可
変抵抗７５の中点タツプで分割された抵抗７５と
抵抗７７を経てコンデンサ７８を充電する。コン
デンサ７８の充電が進んでほぼ抵抗７３の両端電
圧より大きくなると、直ちにトランジスタ７６が
オンして、コンデンサ７８に蓄えられた電荷はト
ランジスタ７６のエミツタ、コレクタを介し
SCR７２のゲート電流として放電する。なお、
このコンデンサ７８の充電電圧の充電速度は、可
変抵抗７５の中点タツプの位置によつて決定され
る。中点タツプを右側に移動すると、コンデンサ
７８を充電する電流分が増え、中点タツプを左側
に移動すると同電流分は減る。即ち、コンデンサ
７８に蓄えられる電荷は、コンデンサ７８の静電
容量ｃと、中点タツプで分割された抵抗７５′と
抵抗７７との合計値Ｒとで決定される時定数によ
つて決まる。

上記のようにゲート電流が流れると、SCR７
２のアノード・カソード間はターンオンしてダイ
オードブリツジの出力端子ｅ，ｆ間が短絡状態に
なる。これによつてダイオードブリツジ７１の入
力端子ｄから、トライアツク３のゲートへ電流が
流れる。

一方、両ヒータ巻線間に接続された非直線充電
特性コンデンサ５は、第２図に示すように約80V
を中心に急峻な充放電電流特性を有している。そ
のため、トライアツク３にゲート電流が流れる
と、上記コンデンサ５に約80V位充電される迄ト
ライアツク３および安定器４を介して短期間電流
が流れる。しかしコンデンサ５が約80V位に充電
されると急激にその電流（充電電流）はゼロに低
下する。この電流変化が安定器４の両端にキツク
電圧を発生させ、その電圧によつて蛍光灯２が点
弧する。こうして蛍光灯２は安定器４で生じたキ
ツク電圧で始動し、半サイクルの間、可変抵抗７
５の中点タツプの位置によつて決定される点弧角
の商用電圧で点灯する。

商用電源の極性が反転する次の半サイクルにお
いても、上記と同様な動作を繰返して蛍光灯が再
点弧される。即ち、可変抵抗７５の中点タツプの
位置によつて決定される点弧角でトライアツク３
がターンオンすると同時にコンデンサ５が約80V
程度迄急速に充電され、その充電直後に蛍光灯２
にキツク電圧が印加されて再点弧される。

以上の動作の繰返しで半サイクル毎にコンデン
サ５と安定器４の作用によつて再点弧され、点灯
が維持されていく。このため位相制御回路７で点
弧角を充分遅らせても再点弧の失敗が防止され、
連続的に明るさを０〜100％まで調光できる。

次に100％を越す調光を行う場合の動作につい
て述べる。

まず蛍光灯２の点灯は100％以下で行い、蛍光
灯２の管内の励起状態を確保する。そして、連動
スイツチS₁を接点Ｂ側にON、S₂をONに切り換
える。すると安定器４のインダクタンスは減少し
て、その減少分に相当する放電電流の増加があ
る。即ちこの増加分によつて蛍光灯２の明るさを
140％程度にすることが出来る。なお、この実施
例では安定器４の中点タツプを放電灯２の明るさ
がほぼ140％となるように固定の中点タツプを定
めたが、スライダツク等にように中点タツプが可
変できるインダクタであれば100〜140％まで明る
さを連続的に調光できる。

ところで上記のようにして放電電流が増して蛍
光器２が明るくなつても、一次側のヒータトラン
ス１がスイツチS₁の接点Ｂ側への接続によつて遮
断されているだけで二次側のヒータ回路は接続さ
れている。そのため、フイラメント電極に到達し
た放電電流はフイラメント電極途中から二つに分
流して、ヒータ巻線を経て合流し、電源に帰還す
る。従つてフイラメント電極は全長に渡つて電流
が流れる。そしてこのときの二次側巻線のインピ
ーダンスは、一次側巻線が短絡されているため非
常に小さい。この結果、放電電流が減少すること
がなく、しかも140％程度の放電を行つてもその
放電電流はフイラメント全体を流れてから合流す
るためフイラメントの過熱を防止出来、蛍光灯の
劣化を防ぐことが出来る。

第３図は、この発明の他の実施例である多灯式
放電灯調光回路の回路図である。第１図に示した
同一ないし相当部分については同一番号を付して
いる。

図示において、ヒータトランス１は複数の蛍光
灯に電力を供給するに充分な容量を有し、二次側
の両ヒータ巻線には複数の蛍光灯２が接続されて
いる。そして、複数の蛍光灯２の両フイラメント
電極には、それぞれ非直線充電特性コンデンサ５
が接続されている。端子ａと各蛍光灯２の一方の
フイラメント電極は、トライアツク３を介して接
続されている。端子ｂと各蛍光灯２の他方のフイ
ラメント電極は、それぞれ中点タツプを有する安
定器４を介して接続されている。そして、ヒータ
トランス１の一次側には連動スイツチS₁が、二次
側のヒータ巻線と安定器４の中点タツプ間にはS₁
と連動して反対動作するスイツチS₂が上記の実施
例と同様にして接続されている。さらに、スイツ
チS₁に連動するスイツチS₃がトライアツク３の両
端子間に接続されている。また、非直線充電特性
コンデンサ５の一方の接続点は、抵抗６と位相制
御回路７を介して、トライアツク３のゲート端子
に接続されている。

動作説明をすると、まず位相制御回路７の可変
抵抗７５を調整してトライアツク３の点弧角が決
定される。トライアツク３がターンオンすると、
一斉に各コンデンサ５が充電し、続いて各安定器
４の両端にキツク電圧が発生して、そのキツク電
圧によつて各蛍光灯２が一斉に点灯する。以下半
サイクル毎に上記と同様の動作によつて再点弧を
繰返しながら位相制御回路７で決定された点弧角
で調光されていく。

100％を越える調光は、100％以下で蛍光灯２を
点灯した後、連動スイツチS₁を接点Ｂ側にON、
スイツチS₂をONおよびスイツチS₃をONに切り
換えて行なわれる。

なお、第１の実施例では100V用の蛍光灯を使
用したが、200Vの蛍光灯であつてもよく、それ
に応じてヒータトランス等の各素子の定格容量を
大きくすればよい。またこの実施例では放電灯と
して蛍光灯を用いたが、水銀灯などの他の放電灯
であつても同様に実施例できる。

また、連動スイツチS₁、S₂、S₃のON、OFF動
作は、主回路のON、OFFを意味しリレー回路等
を応用することによつて、連動スイツチS₁、S₂、
S₃のON、OFFを反転させて主回路のON、OFF
を行なわせることもできる。

以上の様にこの発明によれば、放電灯が非直線
充電特性コンデンサの急峻な充放電電流特性を利
用することによつて半サイクル毎に確実に再点弧
されるので、放電灯の再点弧電圧の問題は解消さ
れ０〜100％まで連続的に調光できる。また、100
〜140％程度の調光において、放電電流がフイラ
メント電極の一部分に偏ることはないので、放電
灯の寿命を縮めることはない。しかも、０〜100
％の調光時において、主回路のトライアツクを制
御する位相制御回路の駆動電圧がヒータトランス
の二次側から供給されるので電力損失が少なくな
り、効率が向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である一灯式放電灯
調光回路の回路図、第２図は非直線充放電特性コ
ンデンサの電圧一電流曲線の図、第３図はこの発
明の他の実施例である多灯式放電灯調光回路の回
路図である。１…ヒータトランス、２…蛍光灯、３…双方向
性３端子サハスタ（トライアツク）、４…安定器、
５…非直線充電特性コンデンサ、７…位相制御回
路。

Claims

【特許請求の範囲】１放電灯のフイラメント加熱をヒータトランス
の二次側の二つのヒータ巻線で行い位相制御で調
光する放電灯回路において、非直線充電特性コンデンサを放電灯の両端に接
続するとともに、放電灯に直列に接続されたトライアツク等の双
方向３端子スイツチング素子と、前記ヒータ巻線
の出力電圧で駆動され、電源の半サイクル毎に任
意の位相角で前記スイツチング素子に導通パルス
を与える位相制御回路とを備え、且つ前記ヒータトランスの一次巻線を電源に接
続しまたは短絡する第１のスイツチと、このスイ
ツチに連動して同スイツチが一次巻線を電源接続
状態にするときOFFし、前記第１のスイツチが
一次巻線を短絡状態にするときONして放電灯と
直列に接続された安定器のインダクタンスを減少
させる第２のスイツチとを有することを特徴とす
る放電灯調光回路。