JPH0433300A

JPH0433300A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0433300A
Application number: JP13741890A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishimura; 西村　広司; Masaaki Uchihashi; 聖明内橋
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、段調光を行うことができる放電灯点灯装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図に段調光を行うことができる放電灯点灯装置の回
路図を示す。第５図において、■１は交流電源、Ｌｌ、
Ｌ２はそれぞれインダクタンス要素、ＤＬは高圧放電ラ
ンプであり、これらにより主たる点灯回路を形成してい
る。

Ｓｌは調光用リレーＲＹ１の接点で、接点Ｓ１のオン時
に全点灯モードとなるとともに、接点Ｓ１のオフ時に調
光点灯モードとなるように、その開閉状態が設定されて
いる。

Ｖつは調光命令発生用の１ｔＢで、訓光制御スイッチＳ
、のオン時（投入時）に調光用リレーＲＹ。

が励磁されて接点Ｓ１がオフとなるように設定されてい
る。

第６図は第５図に示した放電灯点灯装置の主要特性を示
している。第６図において、縦軸は電圧Ｖ、横軸は電流
Ｉである。実＆ｉＢＦは全点灯モードすなわち接点Ｓ１
のオン時の点灯回路の負荷特性、実線ＢＤは調光点灯モ
ードすなわち接点Ｓ１のオフ時の点灯回路の負荷特性で
ある。実線Ａ１は高圧放電ランプＤＬ自身の安定点灯時
の特性である。

したがって、第５図の放電灯点灯装置は、全点灯モード
においては、高圧放電ランプＤＬが実線ＢＦと実ｋｇ　
Ａ　ｔとの交点ＦＬにて安定点灯状態となる。また、調
光点灯モードにおいては、高圧放電ランプＤＬが実線Ｂ
Ｄと実線Ａ１との交点ＤＭにて安定点灯状態となる。

Ｖ、、Ｖ、、ＩＦ、Ｉゎは上記の全点灯モードおよび調
光点灯モードのそれぞれの安定点灯時の管電圧および管
電流を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図の放電灯点灯装置は、基本的には上記のように動
作するものであるが、交流電源■１の投入直後から調光
点灯モードで高圧放電ランプＤＬを点灯させたいという
要望があり、これに対し種々の方法が考えられている。

最も簡単な方法は、交流電源■１の投入と同時に調光制
御用スイッチＳＤ　も投入（オン）してお（方法である
。その場合の点灯回路の負荷特性は第６図の実線ＢＤで
表されるので、高圧放電ランプＤＬの動作点は点ＤＳか
ら実線矢印で示すように点ＤＭへ移動し、交流電源■１
の投入直後の高圧放電ランプＤＬＯ管電流Ｉとしては、
第７図（第６図の再掲）において、点ＤＳにおいて、電
流■。が流れる。この電流ＩＤ３は、第７図から明らか
なように、全点灯モードの点灯回路の負荷特性において
交流電源Ｖ１の投入直後に高圧放電ランプＤＬに流れる
点ＦＳの電流ｔｒｓに比べて大幅に小さい値となってい
る。このため、交流電源■１の投入直後より調光点灯モ
ードの点灯回路の負荷特性で高圧放電ランプＤＬを始動
・点灯させると、電ｆｉｒｍｓが小さいことから、高圧
放電ランプＤＬの発光管の温度上昇が遅く、点ＤＭに達
するまでにきわめて長時間を要するという難点があった
。

つまり、交流電源■１の投入後高圧放電ランプＤＬが調
光光束に到達するまでの調光光束達成時間が長いという
問題があった。

つぎに、考えられる方法としては、交流電源■１の投入
直後から調光点灯モードで点灯させたいという要望であ
っても、前述の調光光束達成時間が長くなるという難点
を解消するために、交流電源ｖ１の投入直後は全点灯状
態の負荷特性で点灯回路を動作させ、高圧放電ランプＤ
Ｌの動作点を点ＦＳから実線ＢＦ上を移動させ、少なく
とも点ＦＬに達した後に点灯回路の負荷特性を調光点灯
状態の負荷特性（実線ＢＤ）に切り替えるという方法で
ある。

第８図にその場合の高圧放電ランプＤＬの挙動を示す、
すなわち、調光点灯モードにおいて、交流電源ｖ１の投
入後、調光制御用スイッチＳ。を強制的にオフにして高
圧放電ランプＤＬの始動時に一時的に点灯回路の負荷特
性を全点灯状態とする。これによって、交流電源■１の
投入直後に高圧放電ランプＤＬの動作点が点ＦＳとなり
、高圧放電ランプＤＬに電流ＩＦＳが流れる。その後、
高圧放電ランプＤＬの動作点は、点ＦＳから実線ＢＦ上
を実線矢印■に沿って移動し、これに従って点灯状態が
変化する。そして、ある時間の経過後に点ＦＬに到達す
る。

さらに、少なくとも高圧放電ランプＤＬの動作点が点Ｆ
Ｌに達した後、調光制御用スイッチＳＤをオンにすると
いう操作によって、高圧放電ランプＤＬの動作点が、破
線矢印■で示すように、実線ＢＤ上の点ＤＭ０へ瞬時に
移動し、その後実線矢印■で示すように、実線ＢＤ上を
点ＤＭへ移動して調光点灯モードでの安定点灯状態とな
る。

ここで、高圧放電ランプＤＬの動作点が点ＤＭではなく
点ＤＭ、へ移動する理由について説明する。これは、点
ＦＬでの点灯状態においては、高圧放電ランプＤＬの発
光管内圧力が点ＤＭにおける発光管内圧力に比べて高く
、そのような状態のまま負荷特性だけを実線ＢＤに切り
替えると、当該発光管内圧力に応じた実線ＢＤ上の電圧
Ｖ、電流！の組み合わせの点に動作点が移動するからで
あり、その点が先にのべた点ＤＭ０である。−船釣には
、上記のような全点灯から調光点灯への急激な切替時に
、管電圧はいったん上昇し、管電流はいったん急減し、
その後管電圧が下降し、管電流が増加する。

なお、このような動作は、調光用リレーＲＹ１に遅延タ
イマ等を組み合わせることによって容易に達成できるの
で、達成手段の具体例は記載を省略している。

上記の第８図に示した方法は、高圧放電ランプＤＬの始
動過程で大電流を流すことができるので、第７図に示し
た方法に比べて、交流電源ｖ１の投入から最終的な設定
値である点ＤＭに到達するまでの調光光束達成時間を短
縮することが可能となる。

しかしながら、第８図かられかるように、実線ＢＦから
実線ＢＤへの切替直後において、動作点が点ＤＭ、を通
るので、点ＦＳから点ＤＭへ至る過程において、高圧放
電ランプＤＬの管電圧が瞬間的ではあるが、高（なり、
これによって高圧放電ランプＤＬが立ち消えするおそれ
があった。

一方、立ち消えが起こりにくいような実線ＢＤの設計に
しようとすれば、調光比を小さくしなければならない等
、設計上の難点を有するものであった。

また、点灯回路の負荷特性の切替時に高圧放電ランプＤ
Ｌに流れる電流が急減し、このことが周辺機器に悪影響
を与えるおそれがあった。

この発明の目的は、調光光束達成時間が短く、調光点灯
モードでの始動時の高圧放電ランプの立ち消えの発生を
防止でき、しかも周辺機器への悪影響を低減することが
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、高圧放電ランプの点灯モ
ードを全点灯モードおよび調光点灯モードに切替可能で
あって、調光点灯モード選択時に、電源投入直後に点灯
回路の負荷特性を全点灯状態にして前記高圧放電ランプ
を始動させ、前記高圧放電ランプの管電力が調光点灯モ
ードにおける安定点灯状態の管電力に略到達した時点で
管電力を略一定に維持しながら前記点灯回路の負荷特性
を全点灯状態から調光点灯状態へ徐々に移行させるよう
にしている。

〔作　　　用〕

この発明の構成によれば、調光点灯モード選択時におい
ては、電源投入直後は点灯回路の負荷特性を全点灯状態
にして高圧放電ランプを始動させるので、電源投入直後
に高圧放電ランプに大電流を流すことができ、調光光束
達成時間が短くなる。

また、高圧放電ランプの管電力が調光点灯モードにおけ
る安定点灯状態の管電力に略到達した時点で管電力を略
一定に維持しながら点灯回路の負荷特性を全点灯状態か
ら調光点灯状態へ徐々に移行させるので、点灯回路の負
荷特性が全点灯状態から調光点灯状態へ移行するときに
、高圧放電ランプの管電圧が高くなることはない、しか
も、そのときに、点灯回路の電流の急減はない。

〔実　施　例〕

以下、この発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照
しながら説明する。

第１図にこの発明の一実施例の放電灯点灯装置の回路図
を示す、第１図において、Ｑｌは双方向性サイリスタ、
ＰＣは双方向性サイリスタの導通角を制御する位相制御
回路であり、これらが第５図における調光用リレーＲＹ
、および接点Ｓ、に代わるものであり、全点灯モードで
は双方向性サイリスタＱ１が全導通し、調光点灯モード
では安定点灯時に双方向性サイリスタＱ１が完全に遮断
し、調光点灯モードにおける始動過程において、双方向
性サイリスタＱ１が最初は一定期間全導通状態にあり、
その後全導通状態から完全遮断状態へ徐々に移行するよ
うに設定されている。その他の構成は第５図の従来例と
同様である。

第２図に第１図における位相制御回路ｐｃの具体例の回
路図を示す、第２図において、Ｔｆ、は変圧器、ＤＢｌ
、ＤＢ２はそれぞれ全波整流器、Ｒ１ないしＲ９はそれ
ぞれ抵抗、Ｃ１ないしＣ４はそれぞれコンデンサ、ＩＣ
１は汎用タイマ集積回路（例えば、ＮＥＣ製のμＰＣｌ
５５５等）、Ｃ２ないしＱ、はそれぞれトランジスタ、
Ｄ１Ｄ２はそれぞれダイオード、ＺＤｌはツェナーダイ
オードである。

第３図は第１図および第２図の回路の各部のタイムチャ
ートであり、（ａｌは交流１ｔａｖ１の電圧波形を示し
ている。Ｃｂ）は汎用タイマ集積回路ＩＣ１の内部に存
在する基準電圧Ｖ５と同６番端子の電圧■６とを示し、
（Ｃ１は汎用タイマ集積回路ＩＣ１の出力電圧を示し、
（ｄｌは双方向性サイリスタＱ１のゲートに流れるゲー
ト電流の状態を示し、＋８１は双方向性サイリスタＱ１
に流れる電流を示し、以上の（ｂｌ〜ｆａ）の波形は全
点灯モードのタイムチャートである。また、（ｆｌは汎
用タイマ集積回路ＩＣ１の内部に存在する基準電圧Ｖ５
と同６番端子の電圧Ｖ、とを示し、（幻は汎用タイマ集
積回路ＩＣ１の出力電圧を示し、（目は双方向性サイリ
スタＱ１のゲートに流れるゲート電流の状態を示し、（
１１は双方向性サイリスタＱ１に流れる電流を示し、以
上のｉｆ）〜（１）の波形は調光点灯モードにおける始
動過程のある時点のタイムチャートである。

つぎに、第２図の位相制御回路ｐｃの動作を第３図のタ
イムチャートを参照して説明する。

占　モードの交流電源■１が投入されると、その電圧が変圧器Ｔｆ、
で降圧された後、全波整流器ＤＢ１で全波整流されて抵
抗Ｒ，，Ｒ２の直列回路の両端に印加される。また、こ
の電圧はダイオードＤＩおよびコンデンサＣ１で汎用タ
イマ集積回路ＩＣ１およびその他の回路部分の駆動用電
源電圧となる。

一方、高圧放電ランプＤＬを全点灯させるために、調光
制御用スイッチＳｏをオフにすると、コンデンサＣ４に
電圧が発生しないので、トランジスタＱ４がオフで、ト
ランジスタＱ５がオンとなり、したがってトランジスタ
Ｑ２がオフとなる。

この状態では、汎用タイマ集積回路ＩＣ，の６番端子の
電圧Ｖ、は抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ２の時定数によ
り決まる勾配で上昇する。

以上のような状態において、交流電源■、の電圧（第３
図＋５１）参照）を全波整流器ＤＢ、で全波整流して抵
抗Ｒ１，Ｒ，で分圧した電圧が汎用タイマ集積回路■Ｃ
１の２番端子（リセット端子）に加えられているので、
交流電源ｖ１の電圧の各半サイクル毎の時刻ｔ０で汎用
タイマ集積回路■Ｃ１がリセットされる。リセット後は
、汎用タイマ集積回路■Ｃ１の出力電圧（７番端子の電
圧）は、第３図１０）に示すようにハイレベルとなる。

一方、汎用タイマ集積回路ＩＣ，の６番端子の電圧ｖ６
は、第３図（ｂｌに示すように、抵抗Ｒ４およびコンデ
ンサＣ２による時定数で上昇し、電圧■６が基準電圧ｖ
５を超えた時点（各半サイクル毎の時刻１１）で汎用タ
イマ集積回路ＩＣ，の出力電圧が第３図＋５１に示すよ
うに、ローレベルとなる。この結果、時刻ｔ１で、双方
向性サイリスタＱ、のゲートに抵抗Ｒ８を通して第３図
１ｄｌに示すようなゲート電流が流れ、双方向性サイリ
スタＱ１は全導通し、第３図＋５１に示すような休止区
間のない電流が流れることになる。したがって、高圧放
電ランプＤＬには、双方向性サイリスタＱ１およびイン
ダクタンス要素Ｌ２の直列回路を流れる電流とインダク
タンス要素Ｌ１を流れる電流とを合成した電流が管電流
となる全点灯状態となる。

なお、上記のように双方向性サイリスタＱｌを全導通さ
せるためには、第３図＋５１の電流が反転する前に、双
方向性サイリスタＱ１に第３図＋ｄ）に示すゲート電流
を流すように、抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ２の時定数
を設定する必要がある。

ｉ　　占　モードの交流型＠Ｖ１を投入し、かつ高圧放電ランプＤＬを調光
点灯させるために、調光制御用スイッチＳｏをオンにす
ると、電源■。の電圧が全波整流器ＤＢ２およびコンデ
ンサＣ４で全波整流および平滑され、コンデンサＣ４の
両端に所定の直流電圧が発生する。この直流電圧は、抵
抗Ｒ９を介してトランジスタＱ４のベースに加えられる
ので、トランジスタＱ４がオンとなり、したがってトラ
ンジスタＱ３がオフとなる。この結果、コンデンサＣ３
の電圧が抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ３の時定数で上昇
し、その電圧が略ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー
電圧を超えると、トランジスタＱ２がオンとなってコン
デンサＣ２に抵抗Ｒ６が並列接続されることになり、汎
用タイマ集積回路ＩＣ１の６番端子の電圧ｖ６の上昇の
時定数が全点灯状態に比べて十分に小さくなり、つぎの
半サイクルの時刻ｔ１で汎用タイマ集積回路ＩＣ１がリ
セットされるまでに、電圧ｖ６が基準電圧■。

を超えることがなくなり、汎用タイマ集積回路ＩＣ１の
出力電圧がハイレベルを保持し、双方向性サイリスタＱ
１にゲート電流が流れず、双方向性サイリスタＱ、が完
全な遮断状態となる。したがって、高圧放電ランプＤＬ
には、インダクタンス要素Ｌ１を通る電流のみが管電流
として流れる調光点灯状態となる。

なお、電圧■６が基準電圧Ｖ、をつぎの時刻ｔ１までに
超えないように抵抗Ｒ５の抵抗値を設定することは容易
である。

ここで、交流電源Ｖ１の投入直後からの高圧放電ランプ
ＤＬの始動過程について説明する。

調光制御用スイッチＳ！ｌがオンとなった状態で交流電
源ｖ１が投入される調光点灯モードを考える。！Ｉｉ光
制御用スイッチＳＤがオンとなっているので、トランジ
スタＱ４がオン、トランジスタＱ８がオフの状態にある
。この状態で、交流電源ｖ１が投入されると、コンデン
サＣ３は抵抗Ｒ７を通して充電が始まるが、このコンデ
ンサＣ８の電圧が略ツェナーダイオードＺＤ１のツェナ
ー電圧に達するまでの間はトランジスタＱ２がオフ状態
にあり、前記した全点灯状態と同じ動作をし、あたかも
全点灯モードで始動し、つまり双方向性サイリスタＱ１
が全導通した状態で高圧放電ランプＤＬが始動して安定
点灯状態へ向かう。

そして、交流電源Ｖ、の役人後時間の経過とともに、コ
ンデンサＣ３の電圧が上昇し、その値が略ツェナーダイ
オードＺＤ、のツェナー電圧を超えた時点でトランジス
タＱ２のベースに僅かずつベース電流が供給され始め、
トランジスタＱ２はあたかも可変抵抗のように振る舞い
、抵抗Ｒ４を通したコンデンサＣ２の充電の時定数が徐
々に大きくなる方向のモードとなる。この状態のある時
点をとらえたタイムチャートが第３図（ｆｌ〜＋１１で
ある。

この時点では、交流電源ｖ１の電圧（第３図ｔａｌ参照
）を全波整流器ＤＢ１で全波整流して抵抗Ｒ１，Ｒ２で
分圧した電圧が汎用タイマ集積回路ＩＣ，の２番端子（
リセット端子）に加えられているので、交流電源■１の
電圧の各半サイクル毎の時刻ｔ０で汎用タイマ集積回路
ＩＣ１がリセットされる。リセット後は、汎用タイマ集
積回路ＩＣ，の出力電圧（７番端子の電圧）は、第３図
（ｇｌに示すようにハイレベルとなる。

一方、汎用タイマ集積回路ＩＣ，の６番端子の電圧■６
は、第３図（ｆｌに示すように、抵抗Ｒ４Ｒ５およびコ
ンデンサＣ２による時定数で全点灯時に比べて緩やかな
勾配で上昇し、電圧ｖ６が基準電圧Ｖ５を超えた時点（
各半サイクル毎の時刻１２）で汎用タイマ集積回路ＩＣ
１の出力電圧が第３図（幻に示すように、ローレベルと
なる。この結果、時刻ｔ２で、双方向性サイリスクＱＩ
のゲートに抵抗Ｒ８を通して第３図（川に示すようなゲ
ート電流が流れ、双方向性サイリスタＱ１は第３図（１
）に示すような休止区間のある電流が流れ、この双方向
性サイリスタＱ１を流れる電流は、インダクタンス要素
Ｌ１を流れる電流と合成されて高圧放電ランプＤＬの管
電流となる。

この場合、高圧放電ランプＤＬの管電流は、時間の経過
とともに双方向性サイリスタＱ１の休止期間が長くなっ
てついには完全遮断となるので、調光点灯状態へ移行す
る。

上記において、ツェナーダイオードＺＤ、のツェナー電
圧は、高圧放電ランプＤＬが全点灯の定常点灯状態へ移
行する前であって、高圧放電ランプＤＬの始動後金点灯
状態の負荷特性（実線ＢＦ）上の高圧放電ランプＤＬの
点灯状態が、調光点灯状態の定常点灯電力に略達する時
点でツェナーダイオードＺＤ、が導通して双方向性サイ
リスタＱ１を通る電流の絞りを開始するように設定され
る。

このように、ツェナーダイオードＺＤ、のツェナー電圧
を設定すると、高圧放電ランプＤＬの始動過程は、第８
図のように変化するのではなく、第４図のように変化す
ることになる。すなわち、第４図において、点ＦＳから
矢印■のように実線ＢＦ上の点ＦＬ０まで移動しく全点
灯状態の負荷特性）、トランジスタＱ２の作用でつづい
て矢印■のように点ＦＬｏから管電力を一定に維持しな
がら徐々に点ＤＭまで移動して、安定な調光点灯状態と
なる。

以上のように、第１図および第２図に示した実施例の放
電灯点灯装置は、調光点灯モードにおいて第８図に示し
たように動作し、高圧放電ランプＤＬの始動初期には、
全点灯モードの負荷特性上を高圧放電ランプＤＬの動作
点が移動するので、高圧放電ランプＤＬの発光管温度の
上昇が速く、さらに調光点灯モードの安定点灯状態の管
電力に略到達した点ＦＬｏより管電力を一定に維持しな
がら点ＤＭへ直接高圧放電ランプＤＬの動作点を移動さ
せるので、第７図および第８図の場合に比べて調光光束
達成時間が短くなり、また十分に発光管内圧力が上昇し
ないうちに調光点灯モードへの切替を行うので、切替時
の管電圧急上昇による高圧放電ランプＤＬの立ち消えを
回避することができる。さらに、同時に切替および高圧
放電ランプＤＬの動作点の点ＤＭへの到達を急激な変化
なく行うことができ、電流急減による周辺機器への悪影
響も回避することができる。

なお、第２図の構成では、高圧放電ランプＤＬの動作点
の実線ＢＦから実線ＢＤへの切替タイミングを、交流電
源Ｖ１の投入後のコンデンサＣ８の充電時定数とツェナ
ーダイオードＺＤ、のツェナー電圧の組み合わせにて設
定しているが、高圧放電ランプＤＬの電圧、電流、を力
等を検出し、それに基づいて切替タイミングを決定する
構成でもよい。

〔発明の効果〕

この発明の放電灯点灯装置によれば、調光点灯モード選
択時においては、電源投入直後は点灯回路の負荷特性を
全点灯状態にして高圧放電ランプを始動させるので、電
源投入直後に高圧放電ランプに大電流を流すことができ
、調光光束達成時間を短くすることができる。

また、高圧放電ランプの管電力が調光点灯モードにおけ
る安定点灯状態の管電力に略到達した時点で管電力を略
一定に維持しながら点灯回路の負荷特性を全点灯状態か
ら調光点灯状態へ徐々に移行させるので、点灯回路の負
荷特性が全点灯状態から調光点灯状態へ移行するときに
、高圧放電ランプの管電圧が高くなることはなく、始動
時の高圧放電ランプの立ち消えの発生を防止できる。し
かも、そのときに点灯回路の電流の急減ばないので、周
辺機器への悪影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一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
および第２図の回路動作を示すタイムチャート、第４図
は第１図の放電灯点灯装置の動作特性図、第５図は放電
灯点灯装置の従来例の回路図、第６図、第７図および第
８図はそれぞれ従来例の動作特性図である。ｖｌ・・・交流電源、ＤＬ・・・高圧放電ランプ、ＰＣ
・・・位相制御回路、Ｑ、・・・双方向性サイリスタ、
３つ・・・調光制御用スイッチ、Ｌ、、Ｌ２・・・イン
ダクタンス要素 ↑ 第４図４！まｌ− ↑ 第図し！Ｄ第図１゜Ｆ（１［− ↑ 第図ｏｓＦＳｔ１− 會ｔ１−

Claims

【特許請求の範囲】高圧放電ランプの点灯モードを全点灯モードおよび調光
点灯モードに切替可能な放電灯点灯装置において、調光点灯モード選択時に、電源投入直後に点灯回路の負
荷特性を全点灯状態にして前記高圧放電ランプを始動さ
せ、前記高圧放電ランプの管電力が調光点灯モードにお
ける安定点灯状態の管電力に略到達した時点で管電力を
略一定に維持しながら前記点灯回路の負荷特性を全点灯
状態から調光点灯状態へ徐々に移行させるようにしたこ
とを特徴とする放電灯点灯装置。