JPH04109596A - 可変色放電灯点灯装置 - 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】

本発明は、複数の発光色の混合比率を調節することによ
り所窒の混色を得ることができる可変色放電灯点灯装置
に関するものである。

【従来の技術】

従来より、発光色が互いに異なる複数個の放電灯を用い
るとともに、各発光色の混合比率を調節することにより
調色を行うようにした可変色放電灯点灯装置が提供され
ている。 この種の可変色放電灯点灯装置としては、第７図に示す
ように、互いに異なる発光色（たとえば、加法混色の原
色）の単色の放電灯し、〜Ｌ、にそれぞれスイッチング
素子８１〜Ｓ、を接続し、各スイッチング素子８１〜Ｓ
３をオン、オフ制置するものがある（特開昭６２−１０
０９９７号公報）。各スイッチング素子Ｓ、〜Ｓ３は点
灯制御回路３の出力により制御される。また、各放電灯
し１〜Ｌ、はインバータ回路１より出力される交流出力
をブリッジ整流口Ｈ＠ＲＢで整流した直流電力によって
点灯する。 点灯制御回路３は、一定周期で矩形波を出力する発振回
路３１を備え、発振回路３１の出力により単安定マルチ
バイブレータ３２．がトリガされる。単安定マルチバイ
ブレータ３２．は出力の立ち下がり時に、単安定マルチ
バイブレータ３２２をトリガし、さらに単安定マルチバ
イブレータ３２２は出力の立ち下がり時に単安定マルチ
バイブレータ３２．をトリガする。このようにして、第
８図（ａ）〜（ｃ）に示すように、各単安定マルチバイ
ブレータ３２１〜３２３に設定された時定数に相当する
オン期間を有したパルスが順次出力されるのである。こ
れらのパルスはそれぞれスイッチング素子Ｓ、〜Ｓ、に
入力され各スイッチング素子Ｓ〜Ｓ、のオン期間が設定
されるのである。したがって、各放電灯し１〜Ｌ、は順
に点灯することになる。 各単安定マルチバイブレータ３２．〜３２３の出力は、
それぞれ立ち上がり検出回路３３１〜３３゜にも入力さ
れており、各単安定マルチバイブレータ３２、〜３２つ
の出力の立ち上がりに対応して短時間だけ“Ｌｏ“レベ
ルになる出力が得られるようになっている。各立ち上が
り検出回路３３．〜３３３の出力はアンド回路３４に入
力されて、第８図（ｄ）のように５各単安定マルチバイ
ブレータ３２１〜３２、の出力が立ち上がるごとに“Ｌ
、゛レベルになる信号が得られる。この信号によってタ
イマ回路３５がトリガされ、第８図（ｅ）のように各単
安定マルチバイブレータ３２１〜３２３の出力が立ち上
がるたびに、一定時間のオン期間ｔｃを有するパルスが
出力されるのである。 一方、インバータ回路１の出力端にはコンデンサＣとス
イッチング素子Ｓとブリッジ整流回路ＲＢ５との直列回
路が接続され、スイッチング素子Ｓがオンになると、コ
ンデンサＣの充放電がなされるようにしである。このス
イ・ソチング素子Ｓは、上述したタイマ回路３５により
オン、オフ制御されるのであって、各放電灯し１〜Ｌ、
を点灯させるためにスイッチング素子８１〜Ｓ、をオン
にすると、スイ・ソチング素子Ｓが一定時間ｔｃだけオ
ンになる。その結果、放電灯Ｌ１−Ｌ、のランプ電圧が
低いとコンデンサＣからの放電によって放電灯Ｌ〜Ｌ、
が再始動用のエネルギーを得られやすいようにし、印加
電圧が高いとコンデンサＣに充電することによりランプ
電圧を下げるように作用するのである。 第７図は、放電灯りとトランジスタＱとの間に、ブリッ
ジ整流回路ＲＢａを挿入したものであり、放電灯りとト
ランジスタＱとの直列回路の両端は漏洩トランスＴの出
力端に接続されている。また、トランジスタＱのベース
−コレクタ間にはフォトカプラＰＣの受光素子が接続さ
れ、フォトカブラＰＣの発光素子に通電される電流に応
じてトランジスタＱの抵抗値が変化するようにしである
。すなわち、フォトカプラＰＣに入力される電流を変化
させることによって、放電灯りのランプを流を制御して
調光を行うものである（特開昭６２−５１１９７号公報
）。

【発明が解決しようとする課題】

ｆｓ７図の構成によれば、スイッチング素子Ｓ〜Ｓ、が
オンになったときには、放電灯し１〜Ｌ。 には点灯電圧が印加されるのであって、各放電灯し１〜
Ｌ、がすべて消灯する休止期間を設けていないから、各
放電灯し１〜Ｌ、に対して点灯電圧よりも高い始動電圧
が印加されに＜＜、各放電灯Ｌ〜夏−３の再始動が不安
定になりやすいという問題がある。とくに、ランプ電流
を絞るとちらつきが発生することになる。 また、第９図の構成を採用すれば、漏洩トランスＴの出
力端に高電圧が発生したときに、フォトカブラＰＣへの
入力電流を制御することにより放電灯りのランプ電流を
制限して調光を行うことができるが、複数の放電灯し１
〜Ｌ、を順次点灯させるものにこの構成を採用したとし
ても、第７図構成と同様に、ランプ電流を絞った場合に
各放電灯し１〜１−３の再始動時にちらつきが発生ずる
という問題は解消されない。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、各
放電灯が再始動する際に、十分な再始動電圧を放電灯に
印加できるようにして各放電灯の再始動が安定して行わ
れるようにし、しかも、再始動時に印加される高電圧が
安定化されるようにすることにより、放電灯のちらつき
を少なくして発光色を安定させることができる可変色放
電灯点灯装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明では、上記目的を達成するために、発光色の異な
る複数の放電灯と、各放電灯にそれぞれ直列接続したス
イッチング素子と、各スイッチング素子のオン期間の比
率を制御して所望の混色を得る制御回路とを備えた可変
色放電灯点灯装置において、制御回路は、各スイッチン
グ素子がオンになる点灯期間の前にすべてのスイッチン
グ素子がオフになる休止期間を設定するように制御し、
休止期間において放電灯とスイッチング素子との各直列
回路に印加される電圧を安定化するバイパス回路を、各
スイッチング素子にそれぞれ並列に接続しているのであ
る。

【作用】

上記構成によれば、各スイッチング素子がオンになる点
灯期間の前にすべてのスイッチング素子がオフになる休
止期間を設定しているので、各休止期間にはスイッチン
グ素子と放電灯との直列回路に印加される電圧が放電灯
の点灯時よりも高くなるのであり、放電灯の再始動が容
易になるのである。また、スイッチング素子と並列にバ
イパス回路を設けて再始動動作を安定化させているから
、放電灯のちらつきが少なくなって発光色が安定するの
である。

【実施例１】 第１図に示すように、高周波出力が得られるインバータ
回ｊ’１ｌｌｌの出力を点灯回路２に供給して放電灯し
１〜Ｌ３を点灯させるようになっている。 インバータ回路１は、商用交流電源ＡＣを、ダイオード
Ｄ　＋　、　Ｄ　２およびコンデンサＣｓ　、　Ｃ？を
用いて整流して得た直流電源の両端間に、一対のスイッ
チング素子Ｓ、、Ｓ５の直列回路を接続し、両スイッチ
ング素子Ｓ、、Ｓ５が交互にオンになるように制御する
ものである。インバータ回路１の出力は、両スイッチン
グ素子Ｓ、、Ｓ、の接続点に接続された直流遮断用のコ
ンデンサＣ１と、コンデンサＣ５およびチョークコイル
ＣＨからなる共振回路とを通して点灯回路２に入力され
る。 点灯回路２は、互いに異なる発光色を有する単色の蛍光
ランプを用いた放電灯Ｌ　、〜Ｌ、に、スイッチング素
子８１〜Ｓ、をそれぞれ直列接続した３個の直列回路を
並列接続し、この並列回路に対してインバータ回路１の
出力をブリッジ整流回路ＲＢを通して供給するように構
成される。また、各スイッチング素子８１〜Ｓ、には、
それぞれバイパス回路となる抵抗Ｒ１〜Ｒ１が並列に接
続されている。各放電灯り、〜Ｌ、は、たとえば加法混
色の原色（Ｒ，Ｇ、Ｂ）に設定されており、スイッチン
グ素子Ｓ、〜Ｓ、３を制御して各放電灯し１〜Ｌ、を循
環的に点灯させるとともに、各放電灯Ｌ１〜Ｌ、の点灯
時間の比率を調節することにより、任意の混色が得られ
るようにしである。ここに、各放電灯Ｌ〜Ｌ３が１度ず
つ点灯する時間は、たとえば１０１１１ｓｅｃ以下に設
定されており、人の目には各色の放電灯し、〜Ｌ３が同
時に発光しているように見えて混色として認識されるよ
うにしである。 インバータ回路１および点灯回路２の各スイッチング素
子ＳＩ〜Ｓ、は、制御回路より出力される制御信号によ
ってオン、オフされる。制御回路は、点灯回路２のスイ
ッチング素子Ｓ、〜Ｓ、を制御する点灯制御回路３と、
インバータ回路１のスイッチング素子Ｓ　４　、　Ｓ　
ｓを制御するインバータ駆動回路４とからなる。ここに
、第１図（ｂ）に示す点灯制御回路３の出力端子ｏｌ〜
０．は、それぞれ点灯回路２およびインバータ回路１の
入力端子ｉ、〜ｉ３に接続される。 点灯制御回路３は、第２図（ａ）に示すように一定の発
振周期ｔ。の出力が得られる発振回路１１を備え、発振
回路１１の出力の立ち上がりによりトリガされる単安定
マルチバイブレータ１２．を備えている。単安定マルチ
バイブレータ１２．は、発振回路１１の出力によりトリ
ガされると、第２図（ｂ）のように、可変抵抗器ＶＲ，
およびコンデンサＣ１により決定されるオン期間ｔ１を
有したパルスを出力する。単安定マルチバイブレータ１
２の出力は遅延回路１３を通して第２図（ｅ）のように
遅延時間ｔａだけ遅延された後、微分回路１４に入力さ
れて立ち下がりが検出される。すなわち、微分回路］４
の出力は第２図（ｄ）のようになって、微分回路１４の
出力の立ち上がりにより単安定マルチバイブレータ１２
２がトリガされる。単安定マルチバイブレータ１２．は
、第２図（ｅ）のように、可変抵抗器ＶＲ２とコンデン
サＣ７とによって設定されたオン期間ｔ２を有したパル
スを出力する。 この単安定マルチバイブレータ１２．の出力は、さらに
遅延回路１５と微分回路１６とを通して単安定マルチバ
イブレータ１２．をトリガする。ここに、遅延回路１５
による遅延時間ｔａは、遅延回路１３とほぼ同じに設定
される。単安定マルチバイブレータ１２．は、第２図＜
ｆ）のように、可変抵抗器ＶＲ，とコンデンサＣ１とに
より設定されたオン期間ｔ、を有したパルスを出力する
。したがって、発振回路１１の出力が立ち上がると、各
羊安定マルチバイブレータ１２１〜１２３が順次トリガ
されるのである。各単安定マルチバイブレータ１２１〜
１２．の出力のオン期間１．〜ｔ３と、遅延回路１３．
１５の遅延時間ｔａとの合計（ｔ１＋ｔ２＋ｔ　３＋２
・ｔａ）は、発振回路１１の発振周期ｔ。 と同しかそれ以下に設定される。各単安定マルチバイブ
レータ１２．〜１２３は、それぞれタイマ用として市販
されている集積回路（たとえば１．ＰＣｌ５５５Ｃ）　
Ｉ　ＣＩ〜ＩＣ３を用いて構成されている。 羊安定マルチバイブレータ１２１の出力と遅延回路１３
の出力とは、アンド回１？８１７を通して論理積がとら
れ、第２図（ｇ＞のように、単安定マルチバイブレータ
１２１の出力の立ち上がりから時間ｔａだけ遅れて立ち
上がり、単安定マルチバイブレータ１２１の立ち下がり
と同時に立ち下がるパルスが出力される。このパルスの
オン期間にスイッチング素子Ｓ１がオンになるのである
。また、他の単安定マルチバイブレータ１２２，１２１
の出力のオン期間に、スイッチング素子Ｓ！、Ｓ）がそ
れぞれオンになる。また、単安定マルチバイブレータ１
２　ｌの出力と遅延回路１３の出力とはノア回路１９．
．１９２にも入力され、ノア回路１９．には単安定マル
チバイブレータ１２．の出力も入力される。各ノア回路
１９．．１９．の出力は、それぞれ集積回路ＩＣ，〜Ｉ
Ｃ，のりセット用の端子■に入力されるのであって、単
安定マルチバイブレータ１２１の出力の立ち上がりから
遅延口＃ｒ１３の出力の立ち下がりまでは、単安定マル
チバイブレータ１２２，１２３が動作しないようにし、
また、単安定マルチバイブレータ１２２の出力のオン期
間に単安定マルチバイブレータ１２３が動作しないよう
にしているのであって、各出力端０１〜０３の出力が同
時にオンになるのを確実に防止できるようにしている。 インバータ駆動回路４は、インバータ回路１の各スイッ
チング素子Ｓ　４．　Ｓ　ｓを交互にオン、オフする信
号を出力し、パルストランスＴ　１．　Ｔ　２などを介
してスイッチング素子Ｓ、、Ｓ５に入力されるのである
。 以上説明したように、各放電灯し、〜Ｌ、にそれぞれ直
列接続したスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ、がオンになる前
に、すべてのスイッチング素子８１〜Ｓ、がオフになる
一定の休止期間を設けているのである。一方、各放電灯
Ｌ１〜Ｌ、への印加電圧は、点灯時と無負荷時との共振
特性の相違によって異なる電圧となることが知られてお
り、第２図（ｈ）に示すように休止期間には点灯期間よ
りも高い電圧になる。すなわち、休止期間にはパルス幅
がｔａである高電圧になり、各放電灯し１〜Ｌ、に対し
て再始動時に必要な電圧を印加することができるのであ
る。また、各スイッチング素子８１〜Ｓ３にはバイパス
回路となる抵抗Ｒ１〜Ｒ３が接続されているから、抵抗
値を適宜選択すれば、休止期間におけるパルス電圧を安
定化させることができ、ランプ電流を絞った場合のちら
つきを防止することができるのである。すなわち、各ス
イッチング素子Ｓ、〜Ｓ、に対して、第３図（ａ）〜（
ｅ）のような制御信号を入力しているものとすれば、ブ
リッジ整流回路ＲＢの出力端間の電圧波形は、抵抗Ｒ６
〜Ｒ３が存在しないときには第３　ＩＮ　（ｄ）のよう
になり、抵抗Ｒ１〜Ｒ３が存在するときには第３図（ｅ
）のようになるのである。このように、波形が安定化さ
れてちらつきが防止されるのである。その結果、各放電
灯し１〜Ｌつから安定した発光色が得られ、混色光の色
も安定するのである。 また、抵抗Ｒ４〜Ｒ１の抵抗値を適宜設定すれば、各放
電灯Ｌ　、〜Ｌ３の休止期間において微放電が行われる
ことになり、再点弧時のパルス電圧のピーク値が低くな
るとともに、パルス電圧の立ち上がりが緩やかになるの
であって、インバータ回路１のスイッチング素子Ｓ、、
ＳＳのストレスが軽減され、しかも放電灯し、〜Ｌ３の
寿命も長くなるのである。

【実施例２】 実施例１では、ブリッジ整流回路Ｒ，Ｂが各放電灯り、
〜Ｌ、に対して共用されていたのに対して、本実施例で
は、第４図のように、各放電灯し１〜Ｌ３とスイッチン
グ素子Ｓ］〜Ｓ３との間にそれぞれブリッジ整流回路Ｒ
Ｂ、〜ＲＢ、を挿入した構成としている。したがって、
実施例１では放電灯Ｌ〜し、が直流点灯であったのに対
して、本実施例では、放電灯り、〜Ｌ３がインバータ回
路１の出力により交流点灯する点で異なるのである。ま
た、バイパス回路を、抵抗Ｒ１〜Ｒ３とコンデンサＣ〜
Ｃ１ｆｆとの直列回路とている。 このように、抵抗Ｒ１〜Ｒ３とコンデンサＣ１，〜Ｃ１
３とを直列接続したバイパス回路を各スイッチング素子
８１〜Ｓ３に並列接続しているので、スイッチング素子
８１〜Ｓ、がオン、オフする際にコンデンサ０１１〜Ｃ
７，が充放電を繰り返すことになるが、抵抗Ｒ１〜Ｒ３
を設けていることによって、スイッチング素子８１〜Ｓ
、をコンデンサＣ１１〜ＣＩ３の放電を流から保護する
ことができる。また、スイッチング素子８１〜Ｓ３がオ
フになったときに、スイッチング素子８１〜Ｓ３の電圧
は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３とコンデンサＣ８，〜Ｃ１３どの時
定数によって緩やかに立ち上がるから、負荷の変動が緩
やかになり、騒音が低減されるのである。 上記構成を採用したことにより、スイッチング素子Ｓｌ
〜Ｓ：ｌを第５図６）〜（ｅ）のような制御信号でオン
、オフさせているものとすれば、インバータ回Ｂ１の出
力波形は、バイパス回路がない場合には第５図（ｄ）の
ようになるのに対して、バイパス回路を設けることによ
って第５図（ｅ）のように安定した波形になるのである
。他の構成および動作は実施例１と同様である。

【実施例３】 本実施例は、各スイッチング素子８１〜Ｓ、にそれぞれ
並列接続されるバイパス回路を、インダクタＣＨ，〜Ｃ
Ｈ，とコンデンサＣＩｌ〜ＣＩ５との直列回路としたも
のである。他の構成および動作は実施例２と同様である
。 上記各実施例では、バイパス回路を、それぞれ抵抗、抵
抗とコンデンサ、インダクタとコンデンサにより構成し
ているが、放電灯し、〜Ｌ、の休止期間においてパルス
電圧を安定化させる作用があれば、抵抗、コンデンサ、
インダクタの他の組み合わせや他の素子を用いる構成を
採用してもよい。 また、インバータ回路１としては、上記構成に限定され
るものてはなく、ハーフブリッジ形、プッシュプル形、
−石式インバータなどを採用することを妨げるものでは
ない。放電灯り、〜Ｌ、としては、白色光の蛍光ランプ
にカラーフィルタを用いたものでもよく、また、３原色
に限らず、たとえば、白色、昼白色、電球色を組み合わ
せてもよい。 さらに、負荷電力の異なる放電灯を組み合わせてもよい
。

【発明の効果】

本発明は上述のように、各スイッチング素子がオンにな
る点灯期間の前にすべてのスイッチング素子がオフにな
る休止期間を設定しているので、各休止期間にはスイッ
チング素子と放電灯との直列回路に印加される電圧が放
電灯の点灯時よりも高くなるのであり、放電灯の再始動
が容易になるのである。また、スイッチング素子と並列
にバイパス回路を設けて再始動動作を安定化させている
から、放電灯のちらつきが少なくなって発光色が安定す
るという利点を有するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す回路図、第２図および
第３図は同上の動作説明図、第４図は本発明の実施例２
を示す要部回路図、第５図は同上の動作説明図、第６図
は本発明の実施例３を示す要部回路図、第７図は従来例
を示す回路図、第８図は同上の動作説明図、第９図は他
の従来例を示す要部回路図である。 １−・・インバータ回路、２・・・点灯回路、３・・点
灯制御回路、４・・・インバータ駆動回路、ｌ−１〜Ｌ
、・・放電灯、Ｒ２−Ｒ１・・・抵抗、８１〜Ｓ３・・
・スイッチング素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光色の異なる複数の放電灯と、各放電灯にそれ
   ぞれ直列接続したスイッチング素子と、各スイッチング
   素子のオン期間の比率を制御して所望の混色を得る制御
   回路とを備えた可変色放電灯点灯装置において、制御回
   路は、各スイッチング素子がオンになる点灯期間の前に
   すべてのスイッチング素子がオフになる休止期間を設定
   するように制御し、休止期間において放電灯とスイッチ
   ング素子との各直列回路に印加される電圧を安定化する
   バイパス回路を、各スイッチング素子にそれぞれ並列に
   接続して成ることを特徴とする可変色放電灯点灯装置。