JPH0433299A

JPH0433299A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0433299A
Application number: JP13741990A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Uchihashi; 聖明内橋; Koji Nishimura; 西村　広司
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1992-02-04

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〕この発明は、サイリスタを用いて高圧放電ランプ等の放
電ランプの連続調光を行う放電灯点灯装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第７図は一般的な位相制御式調光機能を有した放電灯点
灯装置の回路図を示している。第７図において、１は商
用電源等の交流電源、２は位相制御を行う双方向性サイ
リスタ、３はインダクタンス要素、４は放電ランプ、５
は双方向性サイリスタ２のトリガ制御回路である。

この放電灯点灯装置では、トリガ制御回路５から交流電
源１の電圧に同期したトリガ信号によって双方向性サイ
リスタ２を半サイクル毎の所定位相で点弧する構成であ
り、双方向性サイリスタ２の点弧位相を変化させること
で、放電ランプ４を連続調光するようにしている。

第８図は第７図におけるトリガ制御回路５の具体的な回
路図を示している。第８図において、端子Ａ−Ｄは第７
図の端子Ａ−Ｄとそれぞれ対応している。Ｔ１は交流電
源１の電圧を降圧する電源トランス、ＤＢ、は電源トラ
ンスＴ１の二次電圧を全波整流する全波整流器である。

ＩＣ，は汎用タイマ集積回路（例えば、ＮＥＣ製のμＰ
Ｃｌ５５５）である、Ｄｌはダイオード、Ｃ３はコンデ
ンサで、これらは全波整流器ＤＢ、の出力電圧を直流化
して汎用タイマ集積回路ＩＣ，等に電源電圧を供給する
、Ｒ１、Ｒ，は全波整流器ＤＢ、の出力電圧を分圧する
抵抗で、それらの接続点の電圧■１は汎用タイマ集積回
路ＩＣ，のトリガ用の２番端子に加えられている。Ｒ１
は抵抗、ＶＲ，は可変抵抗、Ｃ２はコンデンサであり、
汎用タイマ集積回路ＩＣ，のタイマ時間は上記の抵抗Ｒ
ｓ、可変抵抗ＶＲ，およびコンデンサＣ２による時定数
で決まる。

Ｒ４は抵抗、Ｃ４はコンデンサ、Ｄ２はダイオードであ
り、これらの直列回路がコンデンサＣ＋に並列接続され
、抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ４の接続点が汎用タイマ
集積回路ＩＣ，の出力用の３番端子に接続されている。

そして、ダイオードＤ、の両端間にパルストランスＰＴ
、の一次巻線が接続され、その二次巻線に端子Ｃ，Ｄが
設けられている。Ｃ１はコンデンサである。

以上のような構成のトリガ制御回路５の動作を第９図（
ａｌ〜（ｄ）のタイムチャートを参照しながら以下に説
明する。

交流電源１から端子Ａ、Ｂ間に加えられた電圧が電源ト
ランスＴＩおよび全波整流器ＤＢ、にて十数Ｖの脈流電
圧に変換され、さらに抵抗Ｒ１゜Ｒ１の直列回路で分圧
される。この分圧電圧Ｖ。

（第９図（ａｌ参照）が汎用タイマ集積回路ＩＣ＋のト
リガ用の２番端子に加えられる。この汎用タイマ集積回
路ＩＣ＋は、電圧■１が８番端子に加えられる電源電圧
の１／３以下に低下すると、トリガされて出力用の３番
端子の電圧ｖ２が第９図（ｂｌのようにハイレベルとな
る。この後、可変抵抗Ｖ　Ｒ＋　、抵抗Ｒ１およびコン
デンサＣｔの時定数回路で決まる一定期間だけ、出力用
の３番端子の電圧■８がハイレベルを維持し、その後ロ
ーレベルとなる。

上記汎用タイマ回路ＩＣ，の３番端子の電圧Ｖ２がハイ
レベルからローレベルに変化すると、抵抗Ｒ４，コンデ
ンサＣ４およびダイオードＤｔの時定数回路にて、コン
デンサＣ４に蓄積されていた電荷がコンデンサＣ４−汎
用タイマ集積回路ＩＣ。

−パルストランスＰＴ、の一次巻線→コンデンサＣ４の
閉回路で放出される。このとき、パルストランスＰＴ、
の二次巻線には、第９図ｆｃｌに示すように、パルス状
の電圧Ｖ、が生して双方向性サイリスタ２をトリガし、
双方向性サイリスタ２を導通させる。この結果、インダ
クタンス要素３と放電ランプ４の直列回路に加わる電圧
Ｖ０は第９図＋ｄ＋に示すように休止期間のある波形と
なり、可変抵抗■ＲＩの抵抗値を変化させることにより
、双方向性サイリスタ２のトリガ位相を前後させて休止
期間の幅を増減させることができる。これによって、放
電ランプ４の調光度を変化させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような調光方式の放電灯点灯装置で、ラ
ンプ電圧が寿命とともに上昇するような放電ランプを点
灯させる場合について考える。このような放電ランプを
点灯させる場合において、調光度を深めたとき（双方向
性サイリスタ２の休止期間を長くしたとき）に、放電が
不安定となったり、放電ランプ４が立ち消えしやすくな
る。これは、調光のために設けた休止期間が長くなると
、放電ランプ４の再点弧電圧が上昇するためである。

このことは、放電ランプ４のランプ電圧が寿命とともに
上昇するので、使用開始当初には放電が安定して立ち消
えが生しるようなことがなくても、寿命末期になると、
放電が不安定となったり立ち消えが生じやすくなる。

上記のような問題を解消するために、例えば双方向性サ
イリスタ２に並列にインピーダンス要素を接続して、双
方向性サイリスタ２の不導通期間にも若干の電流を流す
ことも考えられるが、ランプ電圧が高く、かつ調光度が
深まると、ランプ電流が減少し、放電ランプ４のアーク
が不安定となり、ちらつき、立ち消えが生じる場合があ
り、双方向性サイリスタ２にインピーダンス要素を並列
接続することでは、上記の問題は解消されない。

第１０図に交流電源工の電圧がある値のときの第７図の
放電灯点灯装置の電圧−電流特性および放電ランプ４の
動作点を示している。第１０図において、破＆ｌ　Ａ　
Ｉ　〜人、は調光度が異なる場合の電圧−電流特性をそ
れぞれ示し、実線り、〜Ｌ４はランプ電圧が異なる放電
ランプの電圧−電流特性をそれぞれ示している０点３１
〜点ａ４は全点灯時（最大出力時）のそれぞれの放電ラ
ンプの動作点を示し、点す、〜点ｂ４はある調光度Ａ、
におけるそれぞれの放電ランプの動作点を示している。

この第１０図から明らかなように、同じ調光度であって
もランプ電圧が高いほど、ランプ電流が少ないため、ラ
ンプ電圧が高く状態で調光度が深まると、ランプ電流が
極端に減少し、放電が不安定となり、立ち消えが生じる
おそれがある。

この発明の目的は、放電ランプが寿命末期等になってラ
ンプ電圧が上昇した場合において、調光度を深めること
による放電ランプの放電不安定。

立ち消えの発生を防止することができる放電灯点灯装置
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の放電灯点灯装置は、放電ランプへの供給電力
を位相制御素子によって変化させる調光手段を備えたも
のにおいて、放電ランプのランプ電圧を検出する検出手
段を設け、放電ランプのランプ電圧の上昇に伴って調光
手段の下限調光度を高める下限調光度可変手段を設けて
いる。

〔作　　　用〕

この発明の構成によれば、検出手段により放電ランプの
ランプ電圧の上昇を検出すると、これに伴って下限調光
度可変手段が調光手段の下限調光度を高めることになる
ので、寿命末期等になって放電ランプのランプ電圧が高
（なった場合において、調光度を深くしたときにその下
限が制限されることになり、放電ランプを安定に点灯さ
せることができるランプ電流が確保される。

（実　施　例〕以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

！土生夾胤斑第１図はこの発明の第１の実施例の放電灯点灯装置の回
路図を示している。この放電灯点灯装置は、第７図の構
成に、ランプ電圧の上昇をランプ電流の減少として検出
するカレントトランス（特許請求の範囲における検出手
段に相当する）６を追加するとともに、放電ランプ４の
ランプ電圧の上昇に伴ってトリガ制御回路５　（特許請
求の範囲における調光手段に相当する）の下限調光度を
高める下限調光度可変回路（特許請求の範囲における下
限調光度可変手段に相当する）７を追加している。その
他の構成は第７図と同様である。

第２図は下限調光度可変回路７の具体回路構成示してい
る。第２図において、端子ＥおよびＦはそれぞれ第１図
の端子Ｅ、Ｆに対応する。ＤＢ。

は全波整流器、Ｃ２は平滑用のコンデンサ、Ｒ２−Ｒ１
はそれぞれ抵抗、ＩＣｇＡは演算増幅器、ＩＣ＊＊はコ
ンパレータ、ＩＣｓはＡＮＤゲートである。

第３図は上記実施例の構成における電圧−電流特性を示
している。この実施例では、第３図に示すように、放電
ランプ４のランプ電圧が高くなるにつれて下限調光度を
高くし、寿命末期等になって放電ランプ４のランプ電圧
が高くなった場合において、調光度を深くしたときに、
放電ランプ４を安定に点灯させることができる一定のラ
ンプ電流を確保するようにしている。つまり、ランプ電
圧が低い場合、例えば実ＨＬ、の特性では、破線Ａ１か
ら破線Ａ＆（ｉＪ！光度の下限）までの範囲で放電ラン
プ４を調光することが可能で、放電ランプ４の動作点は
点ａ１から点ｃ、までの範囲を動く、また、実線Ｌ２の
特性では、調光範囲は破線Ａ１から破線Ａ、までで、放
電ランプ４の動作点は点ａ２から点Ｃ！の範囲を動（。

また、実線り。

の特性では、調光範囲は破線Ａ１から破線Ａ４までで、
放電ランプ４の動作点は点ａ３から点Ｃ２までの範囲を
動く。また、実！ＩＬ４の特性では、調光範囲は破線Ａ
１から破ｖＡＡｓまでで、放電ランプ４の動作点は点ａ
４から点Ｃ４までの範囲を動く。

ここで、第１図および第２図の動作を第４図（ａｌ〜（
ｆｌを参照して説明する。

第４図（ａｌ、　（ｂｌ（７）電圧ｖ、、Ｖｔは第９図
（ａｌ、　（ｂｌと同しである。

一方、カレントトランス６の二次電圧が全波整流器ＤＢ
ｘ、平滑用のコンデンサＣ１によって整流・平滑される
ことで、コンデンサＣ２の両端間には、ランプ電流の略
平均値に相当する電圧が生じる。そして、この電圧が演
算増幅器ＩＣ２Ａおよび抵抗Ｒｓ　”　Ｒｑで増幅され
、増幅後の電圧■。

（第４図（Ｃ）参照）がコンパレータＩＣ，、の一方の
入力端子に加えられる。コンパレータＩＣ，、の他方の
入力端子には、汎用タイマ集積回路ＩＣ，の６番端子（
または７番端子）の電圧Ｖ！　　（第４図（Ｃ）参照）
が加えられる。この電圧ｖ６は、汎用タイマ集積回路Ｉ
Ｃ，がトリガされて電圧ｖ２がハイレベルとなったとき
に可変抵抗ＶＲ，，抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ８の時
定数で上昇し、その値が汎用タイマ集積回路ＩＣ８の内
部の基準電圧を超えた時点で零となり、これによって電
圧ｖ２をローレベルとするものである。

コンパレータＩＣ１ｌは、上記両電圧Ｖ、、Ｖ。

を比較する。この結果、コンパレータＩＣ□の出力電圧
Ｖ、は、第４図（ｄｌに示すように、Ｖ、＞Ｖ。

のときにハイレベルとなり、逆の場合にローレベルとな
る。

ＡＮＤゲー）　Ｉ　Ｃ３は、汎用タイマ集積回路ＩＣ＋
　の出力電圧ｖ２とコンパレータＩＣｚｍの出力電圧Ｖ
？とを入力とし、それらの論理積をとるので、ＡＮＤゲ
ートＩＣｓの出力電圧■４は、第４図ｔｅｌに示すよう
に、電圧Ｖ２の立ち上がりでハイレベルとなり、電圧■
７の立ち下がりでローレベルとなる。そして、この電圧
Ｖ４の立ち下がりで従来例と同様にパルストランスＰＴ
、の二次巻線に第４図（ｆｌに示すように、パルス状の
電圧Ｖ。

が生じて双方向性サイリスタ２をトリガし、双方向性サ
イリスタ２を導通させる。

上記のような動作において、ランプ電流が減少すると、
ランプ電流平均値に略比例した電圧ＶＢも低下していき
、コンパレータＩＣ□の出力電圧■、のハイレベル期間
が短くなり、この結果ＡＮＤゲー）　Ｉ　Ｃ３の出力電
圧■４のハイレベル期間も短くなる。したがって、双方
向性サイリスタ２をトリガする電圧Ｖ、の発生位相も前
にずれていき、可変抵抗ＶＲ，の設定が同じであっても
、調光度が段々浅くなっていく。

以上のような動作でもって、ランプ電圧が比較的低い場
合には、可変抵抗ＶＲ，の調整により調光度を深めてい
き、ランプ電流を減少させていっても、ランプ電流は元
々大きい値をとっているので、演算増幅器ＩＣ，の出力
電圧ＶＳは、汎用タイマ集積回路ＩＣ，０６番端子（ま
たは７番端子）の電圧■６より高い状態を維持し、可変
抵抗ＶＲで設定される位相で双方向性サイリスタ２がト
リガされることになる。

一方、ランプ電圧が高くなると、それに伴ってランプ電
流が減少するので、可変抵抗ＶＲ，を絞って調光度を深
めていった場合、あるところで電圧Ｖ＆が電圧Ｖ、を超
える状態が生じ、このような状態になると、可変抵抗Ｖ
Ｒ，で設定した位相よりも早い位相で電圧ｖ８が発生し
、可変抵抗Ｖ　Ｒ＋をそれ以上絞ってもトリガ位相は遅
れず、調光度の下限値が制限されることになる。

上記以外の回路動作は従来例と同様である。

この実施例の放電灯点灯装置は、ランプ電圧の上昇に伴
ってトリガ制御回路５によるトリガ位相を進めて下限調
光度を高めるので、寿命末期等になって放電ランプ４の
ランプ電圧が高くなった場合において、調光度を深くし
たときに、放電ランプ４を安定に点灯させることができ
るランプ電流を確保することができ、放電ランプ４の放
電不安定、立ち消えの発生を防止することができる。

星叢皇叉旅斑第５図はこの発明の第２の実施例の放電灯点灯装置の回
路図を示している。この放電灯点灯装置は、放電ランプ
４にランプ電圧検出用の抵抗ＲＩ＋Ｒ９の直列回路を並
列に接続し、抵抗Ｒ１の電圧に応じて下限調光度可変回
路９がトリガ制御回路５によるトリガ位相を第１の実施
例と同様に制御するようにしている。また、双方向性サ
イリスタ２の不導通期間に若干の電流を流すためのイン
ピーダンス要素８を双方向性サイリスタ２に並列接続し
ている。その他は第１の実施例と同様である。

第６図は第５図における下限調光度可変回路９の主要部
の回路構成を示している。第６図において、端子Ｅ’、
Ｆ’はそれぞれ第５図の端子Ｅ′Ｆ′に対応する。ＤＢ
、は全波整流器、Ｃ４は平滑用のコンデンサ、Ｒ１゜〜
ＲＩＳはそれぞれ抵抗、ＩＣｚｃは演算増幅器、ＶＣＣ
は電源電圧である。そして、図示は省略しているが、演
算増幅器ＩＣｔｃの出力端子がコンパレータＩＣ！ｌの
一方の入力端子に加えられ、コンパレータＩＣｚｍの他
方の入力端子には６番端子（または７番端子）の電圧が
加えられる。また、コンパレータＩＣ１の出力電圧と汎
用タイマ集積回路ＩＣ，の出力電圧とがＡＮＤゲートＩ
Ｃ！に加えられる（第２図参照）。

この実施例では、ランプ電圧を抵抗Ｒｅ、Ｒｑ（特許請
求の範囲における検出手段に相当する）で検出し、その
分圧電圧、つまり抵抗Ｒ９の電圧を全波整流器ＤＢ、と
コンパレータＣ６と演算増幅器ＩＣｔｃおよび抵抗Ｒ１
゜〜ＲＩ５からなる差動増幅回路によりランプ電圧の略
反比例した電圧Ｖ。

を作り、この電圧■、を第２図の場合と同様に電圧■。

とコンパレータＩＣ□で比較するようにしている。その
タイムチャートは第４図と同様である。つまり、ランプ
電圧が上昇すると、電圧■。

（第４図参照）が減少し、下限調光度が高くなる。

なお、双方向性サイリスタ２に並列接続したインピーダ
ンス要素８は、ランプ電流の休止期間をなくすことで、
放電ランプ４の放電不安定、立ち消えを一層確実に防止
するものである。

この実施例の効果は第１の実施例と同様である。

〔発明の効果〕

この発明の放電灯点灯装置によれば、ランプ電圧の上昇
に伴って調光手段の下限調光度を高めるので、寿命末期
等になって放電ランプのランプ電圧が高くなった場合に
おいて、調光度を深くしたときに、放電ランプを安定に
点灯させることができるランプ電流を確保することがで
き、放電ランプの放電不安定、立ち消えの発生を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の放電灯点灯装置の回
路図、第２図は第１図の要部の具体回路図、第３図は第
１図の実施例の電圧−電流特性図、第４図は第１図およ
び第２図の回路の各部のタイムチャート、第５図はこの
発明の第２の実施例の放電灯点灯装置の回路図、第６図
は第５図の要部の具体回路図、第７図は放電灯点灯装置
の従来例の回路図、第８図は第７図の要部の具体回路図
、第９図は第７図および第８図の各部のタイムチャート
、第１０図は従来例の電圧−電流特性図である。ｌ・・・交流を源、２・・・双方向性サイリスタ、３・
・・インダクタンス要素、４・・・放電ランプ、５・・
・トリガ制御回路（調光手段）、６・・・カレントトラ
ンス（検出手段）、７・・・下限調光度可変回路（下限
調光度可変手段）第３ｍＡ６Ａ５Ａ４Ａ３　Ａ２　Ａ。 φ廃１→ 第４図 −参県〉

Claims

【特許請求の範囲】放電ランプへの供給電力を位相制御素子によって変化さ
せる調光手段を備えた放電灯点灯装置において、前記放電ランプのランプ電圧を検出する検出手段を設け
、前記放電ランプのランプ電圧の上昇に伴って前記調光
手段の下限調光度を高める下限調光度可変手段を設けた
ことを特徴とする放電灯点灯装置。