JPH0448592A - 白熱灯点灯装置 - 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１ 本発明は、商用電源を位相制御する調光装置の出力を整
流した後、高周波に変換し、高周波電力によって白熱電
球を点灯させるようにした白熱灯点灯装置に関するもの
である。 【従来の技術】 従来より白熱電球を高周波点灯させる点灯装置１として
、第６図に示すような構成のものが知られている。すな
わち、商用電源ＡＣによって低電圧ミニハロゲン電球の
ような定格電圧の低い白熱電球りを点灯させる場合に、
商用電源ＡＣを高周波に変換した後に降圧して白熱電球
りに給電するようにしているのである。このように商用
電源ＡＣを高周波に変換すれば、降圧トランス等を小型
化できるという利点がある。 この点灯装ｍｌでは、整流回路Ｒｅａの出力端間にスイ
ッチ要素である一対のトランジスタＱ−１Ｑ２と各トラ
ンジスタＱ　１．　Ｑ　２のエミッタにそれぞれ接続さ
れた一対の抵抗Ｒ，，Ｒ，との直列回路、容量比が１対
１の一対のコンデンサＣ＋　、　Ｃｔの直列回路が接続
される。各トランジスタＱ、、Ｑ２および抵抗Ｒ＋　、
　Ｒ２の直列回路には、それぞれ還流用のダイオードＤ
　５．　Ｄ　２が逆並列に接続されている１両コンデン
サＣ，，Ｃ，の接続点と、抵抗Ｒ１およびトランジスタ
Ｑ、のコレクタの接続点との間には、降圧トランスＴ、
の１次巻線および帰還トランスＴ２の１次巻線の直列回
路が接続される。 降圧トランスＴ、の２次巻線には白熱電球りが接続され
、帰還トランスＴ、の一対の２次巻線の両端はそれぞれ
各トランジスタＱ、、Ｑ２のベース−エミッタ間と抵抗
Ｒ，，Ｒ２との直列回路の両端間に＃続される。Ｍ還ト
ランスＴ２の両２次巻線は、各トランジスタＱ、、Ｑ、
に対して互いに逆相になるように接続されている。また
、整流回路Ｒｅａの前段にはコンデンサＣ１およびチョ
ークコイルＣＨよりなるノイズフィルタが設けられる。 この構成では、整流回路Ｒｅａの出力によってコンデン
サＣ＋　、　Ｃｚが充電されている状態で、トランジス
タＱ、をオンにすると、コンデンサＣ２に充電されてい
る電荷が、降圧トランスＴＩの１次巻線→帰還トランス
Ｔ、の１次巻線→トランジスタＱ２という経路で放出さ
れる。トランジスタＱ。 がオンになり始めてからトランジスタＱ、に流れる電流
が増加する過程では、帰還トランスＴ、の２次巻線には
トランジスタＱ２を順バイアスする向きの電流が流れる
（したがって、トランジスタＱ、は逆バイアスされてオ
フになっている）、その後、帰還トランスＴ、の１次巻
線に流れる電流は、白熱電球りの等価抵抗に相当する電
流に制限されて、帰還トランスＴ、の２次巻線には電流
が流れなくなり、トランジスタＱ、の蓄積時間が経過す
ると、トランジスタＱ２はオフに向かうことになる。し
たがって、トランジスタＱ、に流れる電流が減少し始め
、帰還トランスＴ、の２次巻線には、トランジスタＱ２
を逆バイアスし、トランジスタＱ、を順バイアスする電
流が流れることになる。 その結果、トランジスタＱ、がオフになり、トランジス
タＱ１がオンになってコンデンサＣ１にＭｆｌされた電
荷が、トランジスタ帰還トランスランスＴ２の１次巻線
→降圧トランスＴ１の経路で放出されるようになる。そ
の後、トランジスタＱｚがオンになった場合と同様に、
帰還トランスＴ、の１次巻線に流れる電流が、白熱電球
りの等価抵抗に相当する電流に制限されるのであり、上
記動作を繰り返して発振動作を行うことになる。すなわ
ち、整流回路Ｒｅａの出力である脈流を高周波に変換す
るのであり、この高周波電力によって白熱電球りを点灯
させることができるのである。 ところで、上述した発振動作を起動するには、いずれか
一方のトランジスタＱ、、Ｑ２をオンにする必要があり
、また、整流回路Ｒｅａの出力は脈流であるから、商用
電源の半サイクル毎に起動させる必要がある。この目的
のために抵抗Ｒ３、コンデンサＣ２，トリガ素子Ｑ、（
ＳＢＳ等）よりなる起動回路Ｓが設けられる。すなわち
、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回路が、コンデン
サＣＣ２の直列回路の両端間に接続されており、コンデ
ンサＣ，，Ｃ，の両端間が所定電圧以上になり、抵抗Ｒ
コを介してコンデンサＣ５の端子がトリガ素子Ｑ３のブ
レークオーバ電圧になるまで充電されると、トリガ素子
Ｑ、が導通してトランジスタＱ。 をオンにするように構成されている。このような起動回
路Ｓを設けていることにより、商用電源のゼロクロス付
近で整流回路Ｒｅａの出力電圧が発振を継続できない程
度まで低下しても再起動させることができるのである。 ここにおいて、グイオードＤ、は、トランジスタＱ２が
オン、オフを繰り返している間、コンデンサＣ３への充
電を防止するために設けられており、発振動作が停止し
たときには、コンデンサＣ１への再充電が行われるよう
になっている。 一方、このような点灯装置１を用いて白熱電球りを調光
しようとすれば、第７図に示すように、商用電源ＡＣと
点灯袋Ｗ１との間に、位相制御による調光袋３！２を挿
入することが考えられる。 この種の調光装置！ｆ２は、トライアック等の位相制御
素子Ｑ、と、位相制御素子Ｑ、をターンオンさせるため
のトリガ回路と、位相＠御素子Ｑ、から発生するＭｉ音
の外部への漏洩を防止するノイズフィルタとを備える。 トリガ回路は、抵抗Ｒ１５、コンデンサＣ＠、トリガ素
子Ｑ、により構成され、コンデンサＣｍが充電されて端
子電圧がトリガ素子Ｑｇのブレークオーバ電圧に達する
と、トリガ素子Ｑ、が導通して位相制御素子Ｑ、がター
ンオンされるのである０位相制御素子Ｑ、の点弧角は抵
抗ＲＩ５により調節される。ノイズフィルタは、チョ−
クコイルＣＨ，、コンデンサＣ２により構成される。

【発明が解決しようとする課題】

上記従来構成では、点灯装置１の前段に調光装置２が設
けられているので、調光装置２の位相制御素子Ｑ５がタ
ーンオンするたびに位相制御素子Ｑｓにラッシュ電流が
流れ、位相制御素子Ｑｓとしてサージ電流耐量の大きい
ものが必要になる。また、位相制御素子Ｑ、は雑音源に
もなる。 さらに、位相制御素子Ｑｓがターンオンした後に点灯装
置ｆｌが起動されるから、起動回路Ｓによる遅れ時間が
大きいと、入力電流が大きく変化して振動電流になる。 このような振動電流が発生すると、振動電流のゼロクロ
ス付近で位相制御素子Ｑｓがターンオフすることになり
、ちらつきの原因になるという問題が生じる。したがっ
て、起動回路Ｓの遅れ時間を小さくし、かつ、位相制御
素子Ｑ、を点弧するトリガパルスの時間幅を長くして、
振動を流が生じても位相制御素子Ｑ、がオン状態を継続
できるようにする必要がある。しかしながら、これらの
対策を施すとコスト高につながるという問題が発生する
。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、調
光装置にラッシュ電流が流れず、ちらつき等の以上が生
じないようにして調光することができるようにした白熱
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、商用電源を全
波整流した出力を電源として高周波発振を行うことによ
り得られた高周波出力によって白熱電球を点灯させる点
灯装置と、商用電源に同期して商用電源の電圧波形の半
サイクル中の一部をオン期間とし残りをオフ期間と設定
した調光信号を発生する調光装置とを具備し、点灯装置
は上記調光信号のオン期間とオフ期間とに対応して発振
動作の始動と停止とを行う制御部を備えているのである
。

【作用】

上記構成によれば、点灯装置に設けた制御部によって発
振動作の始動と停止とを行うようにし、制御部に対して
調光装置から制御信号を与えるようにしているので、調
光を行うにあたって、従来のように位相制御素子を用い
る必要がなく、また、調光装置が点灯装！と商用電源と
の間に挿入されることもないのであって、調光装置にラ
ッシュ電流が流れることがないのである。また、調光装
置は、点灯装置の発振動作の始動と停止とを指示する調
光信号を制御部に与えるのみであるから、位相制御素子
を用いている場合のような白熱電球のちらつきが発生し
ないのである。

【実施例１】 本実施例における点灯装置Ｉは、第６図に示した構成と
ほぼ同じである。 本実施例では、帰還トランスＴ、に制御巻線を付加し、
制御巻線の一端をトランジスタＱ、にバイアスを与える
２次巻線の一端に接続している。 ここに、制御巻線と２次巻線とは誘起電流の向きが逆に
なるように巻回しである。制御巻線の他端はダイオード
Ｄ４のアノードに接続され、ダイオードＤ、のカソード
はフォトカブラＰＣの受光素子ＰＤを介して整流回路Ｒ
ｅａの出力端の負極に接続しである。さらに、ダイオー
ドＤ、のカソードには、アノードが起動回路Ｓのコンデ
ンサＣｓの一端に接続されたダイオードＤ、のカソード
を接続しである。 したがって、受光素子ＰＤがオンになると、制御巻線に
誘起された電流がダイオードＤ４と受光素子ＰＤとを介
して流れ、他の２次巻線に電流が流れなくなり、点灯装
置１の発振が停止することになる。また、コンデンサＣ
３の電荷がダイオードＤ５と受光素子ＰＤとを介して抜
かれることになり、起動回路Ｓによる再起動ができなく
なる。 要するに、受光素子ＰＤがオンになれば点灯装置１の発
振が停止し、受光素子ＰＤがオフになれば点灯装置１は
発振可能になるのである。すなわち５点灯装置１の発振
動作を制御する制御部が制御巻線等によって構成される
のであり、この制御部に対してフォトカプラＰＣを介し
て調光装置２からの調光信号を与えることによって調光
することができるのである。 点灯装置１は発”振動作の開始と停止とを繰り返すから
、受光素子ＰＤをオン、オフさせる調光信号に対して、
起動回路Ｓによる時間遅れが無視できるように起動回路
Ｓの定数が設定されている。 また、起動回路Ｓとしては、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３
とを用いる代わりに、コンデンサの直列回路を用いても
よい。 受光素子ＰＤは、調光装置２から出力される調光信号に
よって点滅する発光素子ＰＥと対向して配置される。！
１１光装置２は、抵抗Ｒ＝　、　Ｒｓおよびコンデンサ
Ｃ５よりなる時定数回路を備え、時定数回路の出力を抵
抗Ｒ６を介してコンパレータＣＰ１に入力して基準電圧
■、と比較するようになっている０時定数回路は、第２
図（ｂ）に示すように、所定の時定数で充電されており
（実際は充放電であるが、全体としては充電方向である
）、コンデンサＣ５の端子電圧が基準電圧Ｖ、を越える
とコンパレータＣＰ、の出力が“Ｈ”になるようにしで
ある、また、調光装置２では、商用電源ＡＣを全波ｌｌ
流する整流回路Ｒｅｂの出力電圧（第２図（ａ）参照）
を一対の抵抗Ｒｔ　、　Ｒ暢の直列回路により分圧し、
第２図（ｅ）のように、抵抗Ｒ，，Ｒ，の接続点の電位
と基準電圧ｖ２とをコンパレータＣＰ　！で比較するこ
とにより、整流回路Ｒｅｂの出力電圧の谷点付近でコン
パレータＣＰ２の出力が“Ｌ″になるようにしである。 このコンパレータＣＰ、の出力端は、抵抗Ｒ１とともに
コンパレータＣＰ　＋の入力端に接続され、コンパレー
タＣＰ　２の出力が“Ｌ”になると、上記時定数回路の
コンデンサＣ１の電荷を弓き抜いて時定数回路を初期化
するようになっている。したがって、コンパレータＣＰ
、の出力は、商用電源ＡＣの各半サイクルのゼロクロス
付近（整流回路Ｒｅｂの出力電圧波形の谷点付近）で“
Ｌ”になった後、その半サイクル内で“Ｈ”になること
を縁り返すのであって、“Ｌ”から“Ｈ”になる時点は
抵抗Ｒ４により調節される。 コンパレータＣＰ、の出力は、ベースが抵抗Ｒ１を介し
てプルアップされているスイッチングトランジスタＱ４
のベースに入力されるのであって、スイッチングトラン
ジスタＱ、のコレクタと電源の正極との間には抵抗Ｒ１
゜と発光素子ＰＥとの直列回路が挿入されている。した
がって、スイッチングトランジスタＱ、は、第２図（ｄ
）のように、コンパレータＣＰｌの出力が“Ｌ“である
ときにオフになり（すなわち、コレクタが“Ｈ”になる
）、このとき発光素子ＰＥは消灯するから、受光素子Ｐ
Ｄはオフになる。すなわち、第２図（ｅ＞に示すように
、商用電源ＡＣのゼロクロス付近から時定数回路による
艮定時間は点灯装３ｆ１の発振動作が可能になる。その
後コンパレータＣＰ、の出力が“Ｈ”になると、スイッ
チングトランジスタＱ、がオンになって点灯装置１の発
振動作が停止するのである。 上述したように、時定数回路が初期化されてからコンパ
レータＣＰｌの出力が“Ｈ”になるまでの時間は、時定
数回路の抵抗Ｒ４により調節できるから、点灯装置１の
発振時間を変化させることによって調光することができ
るのである。′１．た、本実施例では、商用電源ＡＣの
電圧波形のゼロクロス付近から点灯装置１ｆｌの発振動
作を開始させているので、白熱電球りに特有なラッシュ
電流を低く押えることができるのである。

【実施例２］ 本実施例の調光装置２では、第３図に示すように５全波
整流を行う整流回路Ｒｅｂの出力電圧を分圧する一対の
抵抗Ｒ，，，Ｒ目の接続点の電位を基準電圧Ｖ、と比較
するコンパレータＣＰ３の出力によって、スイッチング
トランジスタＱ、をオン、オフ制御する。コンパレータ
ＣＰ、への基準電圧■、は、一対の抵抗Ｒ１５，ＲＩ４
により直流電源を分圧して得られ、抵抗Ｒ５４の抵抗値
を調節することによって調節できるようにしである。ス
イッチングトランジスタＱ、は、実施例１と同様にベー
スが抵抗Ｒ１を介して電源の正極に接続され、コレクタ
と電源の正極との間には抵抗Ｒ１゜と発光素子ＰＦ、と
の直列回路が挿入される。 したがって、皿抗Ｒ＋　＋　、　Ｒ１２の接続点の電位
が基準電圧■、を越えるとく第４図（ａ）参照）、コン
パレータＣＰ、の出力が“Ｈ″になって、第４１１（ｂ
）のように、スイッチングトランジスタＱ、がオンにな
り（すなわち、コレクタが“Ｌ”になる）、このときに
は発光素子ＰＥが消灯するのである。すなわち、第４図
（ｅ）に示すように、整流回路Ｒｅｂの出力電圧の谷点
の前後で点灯装置１が発振動作を行うのである。 他の構成および動作については実施例１と同様であるか
ら説明を省略する。 【実施例３】 上記各実施例において、１台の調光装置２に対して複数
の点灯袋Ｗ１を設ける場合には、フォトカプラＰＣの発
光素子ＰＥを複数個並列に接続することが考えられる。 しかしながら、発光素子ＰＥを並列接続すると、スイッ
チングトランジスタＱ４への通電量が増加するから、電
流容量の大きなスイッチングトランジスタＱ４が必要に
なり、コスト高につながる場合がある。 本実施例では、点灯装置１を増設する場合に、第５図に
示すように、フォトカプラＰＣの受光素子ＰＤの出力に
ブリッジ整流回路よりなる整流回ｊｌｌＦＲｅの直流側
端を接続し、整流回路Ｒｅの交流側端を調光装置２の出
力端とし、また、点灯装置１、では、フォトカプラＰＣ
の受光素子ＰＥをフォトカプラＰＣＩの発光素子ＰＥ、
に置換した構成としている。すなわち、実施例１や実施
例２におけるフォトカプラＰＣの受光素子ＰＥの両端を
、整流回路Ｒｅの両端として接続すればよいのである６
点灯装置１．をさらに増設するには、フォトカプラＰＣ
１の受光素子ＰＤ、に整流回路Ｒｅ、を介して次段の点
灯装置１２を接続すればよいのであって、以後、同様に
して点灯装置１を増設することができるのである。 このように構成すれば、スイッチングトランジスタＱ４
は１個のフォトカプラＰＣを駆動するのに十分な電流容
量であればよく、点灯装置１の増設数がスイッチングト
ランジスタＱ、の電流容量によって制限されることがな
くなるのである。また、フォトカプラＰＣの受光素子Ｐ
Ｄはブリッジ整流回路よりなる整流回路Ｒｅを介して点
灯装置１１に接続されているから、フォトカプラＰＣ１
の発光素子ＰＥ、の極性は調光装置２とは無関係にする
ことができ、点灯装置１．と調光装置２との配線、およ
び、点灯装置１１．１２同士の配線は無極性とすること
ができるのである。

【発明の効果】

本発明は上述のように、点灯装置に設けた制御部によっ
て発振動作の始動と停止とを行うようにし、制御部に対
して調光装置から制御信号を与えるようにしているので
、調光を行うにあたって、従来のように位相ＩＩＪ御素
子を用いる必要がなく、また、調光装置が点灯装置と商
用電源との間に挿入されることもないのであって、調光
装置にラッシュを流が流れることがないという利点があ
る。 また、調光装置は、点灯装置の発振動作の始動と停止と
を指示する調光信号を＃＃部に与えるのみであるから、
位相制御素子を用いている場合のような白熱電球のちら
つきが発生しないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を糸す回路図、第２図は同上
の動作説明図、第３図は本発明の実施例実施例２を示す
要部回路図、第４図は同上の動作説明図、第５図は本発
明の実施例３を示す要部回路図、第６図は従来例を示す
回路図、第７図は他の従来例を示す回路図である。 １・・・点灯装置、２・・・調光装置。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図 ■ｅ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源を全波整流した出力を電源として高周波
   発振を行うことにより得られた高周波出力によって白熱
   電球を点灯させる点灯装置と、商用電源に同期して商用
   電源の電圧波形の半サイクル中の一部をオン期間とし残
   りをオフ期間と設定した調光信号を発生する調光装置と
   を具備し、点灯装置は上記調光信号のオン期間とオフ期
   間とに対応して発振動作の始動と停止とを行う制御部を
   備えて成ることを特徴とする白熱灯点灯装置。