JPH06251891A

JPH06251891A - 放電灯の点灯制御装置

Info

Publication number: JPH06251891A
Application number: JP5061006A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Doke; 隆博道家; Hidetoshi Tsuji; 秀敏辻; Nobuyuki Yamada; 信幸山田
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】調光量を定格以下に設定している場合にも点
灯を開始することのできる放電灯の点灯制御装置を提供
する。【構成】出力輝度調節器の設定値が電力調節装置の電
圧／電流特性Ｆ４に相当する値に設定されている場合
に、点灯開始時にはチョッパ制御回路が定格電圧／電流
特性Ｆ１に従って制御を行なう。そして、点Ｑ１におい
てアーク放電が開始されたことを確認すると、チョッパ
制御回路における設定が定格電圧／電流特性Ｆ１から特
性Ｆ４に変更され、点灯条件が点Ｑ１から点Ｑ２に変更
される。この後、特性Ｆ４に沿って点Ｑ２から点Ｐ４に
向かってランプ特性が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
等の放電灯を点灯及び調光するための放電灯の点灯制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放電灯を点灯するには、交流を通電する
必要があるが、従来より、こうした放電灯を点灯及び調
光するための調光装置付き放電灯点灯装置として、特開
平２−１９７０９３号公報に示す技術がある。この放電
灯点灯装置は、商用の交流電源からの交流を整流器によ
り直流に変換し、この直流をフルブリッジ形のインバー
タ回路に送って、該インバータ回路のゲート端子に、交
流制御信号を送ることにより、上記直流から交流の矩形
波を形成し、この矩形波で放電灯を点灯するように構成
されている。

【０００３】そして、上記放電灯点灯装置には、調光装
置として、インバータ回路のゲート端子に交流制御信号
を送る制御回路を備えている。すなわち、制御回路は、
インバータ回路のオンオフ動作中に、減光量に応じたオ
フ時間を重畳させて、実質的に周波数制御を行なうこと
により調光を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】放電灯の点灯開始時に
グロー放電からアーク放電に移行させるには、定常点灯
時に比べてかなり大きな電流を必要とする。しかし、調
光機能を有する点灯制御装置を使用する場合に、調光量
を定格以下に設定すると、アーク放電に移行させるため
に十分大きな電流が得られないという問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来の技術の問題点を解決
するためになされたものであり、調光量を定格以下に設
定している場合にも点灯を開始することのできる放電灯
の点灯制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】請求項１に係
わる放電灯の点灯制御装置は、第１の交流電力を直流電
力に変換するコンバータと、前記直流電力を第２の交流
電力に変換して放電灯に前記第２の交流電力を供給する
インバータと、前記インバータを制御するインバータ制
御回路と、前記放電灯の出力を設定する電力量設定手段
とを含む電力制御手段と、前記放電灯の点灯を開始する
ための点灯開始手段とを備えた放電灯の点灯制御装置に
おいて、点灯前には前記電力制御手段の電圧／電流特性
を点灯開始用の所定の第１の特性に設定するとともに、
点灯後には前記電力制御手段の電圧／電流特性を前記電
力量設定手段に設定された設定値に対応した第２の特性
に切換える制御特性切換手段を備えることを特徴とす
る。この点灯制御装置では、点灯前には点灯開始用の所
定の第１の特性に従って電力制御手段が制御を行なうの
で、電力量設定手段における設定値に係わらず点灯を開
始できる。

【０００７】請求項２に係わる点灯制御装置では、制御
特性切換手段が、放電灯の出力を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出信号のレベルと所定の基準値とを比
較して、その比較結果を示す切換信号を出力する比較手
段と、前記比較手段から与えられる切換信号に応じて、
電力制御手段の電圧／電流特性を第１の特性から第２の
特性に切換える切換手段と、を備える。ここで、「放電
灯の出力」とは、放電灯の電圧または電流のことを言
う。この装置では、点灯が開始されて放電灯の出力と所
定の基準値との大小関係が逆転すると、電流制御手段の
制御特性が第１の特性から第２の特性に切換えられる。

【０００８】請求項３に係わる点灯制御装置では、第１
の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記直
流電力を第２の交流電力に変換して放電灯に前記第２の
交流電力を供給するインバータと、前記インバータを制
御するインバータ制御回路と、前記放電灯の出力を設定
する電力量設定手段とを含む電力制御手段と、前記放電
灯の点灯を開始するための点灯開始手段とを備えた放電
灯の点灯制御装置において、前記電力量設定手段におけ
る設定値が所定の第１の基準値未満の場合には、点灯前
において前記電力制御手段の電圧／電流特性を点灯開始
用の所定の第１の特性に設定するとともに、点灯後には
前記電力制御手段の電圧／電流特性を前記電力量設定手
段に設定された設定値に対応した第２の特性に切換え、
一方、前記電力量設定手段における設定値が前記第１の
基準値を越える場合には、点灯の前後を通じて前記電力
制御手段の電圧／電流特性を前記第２の特性に設定する
制御特性切換手段を備えることを特徴とする。電力量設
定手段における設定値が第１の基準値以上の場合にはそ
の設定値に応じた第２の特性に従って電力制御手段が制
御することにより、点灯を開始することができる。一
方、電力量設定手段における設定値が第１の基準値未満
の場合には、第２の特性では点灯を開始できないことが
あるので、第１の特性で点灯を開始し、その後、第１の
特性から第２の特性に切換えられる。

【０００９】請求項４に係わる点灯制御装置は、制御特
性切換手段が、放電灯の出力を検出する検出手段と、電
力量設定手段の設定値と第１の基準値とを比較して、そ
の比較結果を示す第１の切換信号を出力する第１の比較
手段と、前記検出手段の検出信号のレベルと所定の第２
の基準値とを比較して、その比較結果を示す第２の切換
信号を出力する第２の比較手段と、前記第１と第２の切
換信号に応じて、電力制御手段の電圧／電流特性を第１
の特性または第２の特性の一方に切換える切換手段と、
を備える。この装置では、電力量設定手段の設定値が第
１の基準値未満の場合にのみ第１の特性で点灯を開始
し、点灯が開始されて放電灯の出力と所定の第２の基準
値との大小関係が逆転すると、電流制御手段の制御特性
が第１の特性から第２の特性に切換えられる。

【００１０】請求項５に係わる点灯制御装置では、第１
の特性が、放電灯の定格電圧／定格電流を与える特性で
ある。こうすれば、電力量設定手段の設定値に係わら
ず、確実に点灯を開始することができる。

【００１１】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図１は本発明の一実施例に係る放電灯の電力調
節装置を示す。図１において、放電灯の電力調節装置１
は、チョッパ回路及びインバータ回路を中心とし、これ
らの回路を制御する各種の制御回路等を備えて構成され
ている。

【００１２】図１において、１０はＡＣ１００Ｖで、５
０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用交流電源である。この商用
交流電源１０には、整流器２０が接続されている。整流
器２０は、ダイオードをブリッジに構成した周知の回路
であり、図示しない変圧器を内蔵している。上記整流器
２０の両端には、矩形波の直流電流を平滑な直流とする
平滑コンデンサ２５が接続されている。また、整流器２
０の出力端子には、チョッパ回路４０が接続されてい
る。チョッパ回路４０は、サイリスタやトランジスタ等
のスイッチング素子を有し、後述するチョッパ制御回路
１３０からの制御信号をゲート端子４１に入力すること
でオンオフして、１００ｋＨｚのパルス状の電圧波形に
変換することにより、その電流値を一定に保持する定電
流回路のスイッチ要素を構成する回路である。

【００１３】チョッパ回路４０の出力端子には、直流リ
アクトル５０が直列に接続されている。また、直流リア
クトル５０の入力側にはフリーホイールダイオード５５
が並列に接続され、出力側には平滑コンデンサ２６が並
列に接続されている。直流リアクトル５０と平滑コンデ
ンサ２６は、チョッパ回路４０から出力されるリップル
を含んだ直流電流を平滑化するものである。

【００１４】直流リアクトル５０の出力側には、後述す
る電流検出器１１０を介してインバータ回路７０が接続
されている。インバータ回路７０は、チョッパ回路４０
から出力された直流電流を５０Ｈｚ〜１２０Ｈｚの交流
電流に変換する直流交流変換器であり、４個のスイッチ
ングトランジスタ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄをフ
ルブリッジ型に接続し、かつ各スイッチングトランジス
タ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄの間に還流ダイオー
ド７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７１Ｄを接続して構成され
ている。また、インバータ回路７０には、各スイッチン
グトランジスタ７１Ａと７１Ｄ及び７１Ｂと７１Ｃとを
交互に所定周期でオンオフ制御するインバータ制御回路
８０が接続されている。インバータ制御回路８０は、発
振器（図示省略）で所定周期の矩形波を作成し、この矩
形波をスイッチングトランジスタ７１Ａ〜７１Ｄに送る
ことにより、各インバータ回路７０から矩形波の交流を
出力させるものである。

【００１５】インバータ回路７０の出力端子には、高圧
放電灯１００が接続されている。高圧放電灯１００は、
例えば、２５０Ｗのメタルハライドランプであり、５０
Ｈｚ〜１２０Ｈｚの周波数で点灯させることが適してい
る。

【００１６】高圧放電灯１００には、点灯用イグナイタ
９０が接続されている。この点灯用イグナイタ９０は、
スイッチ回路９１の開閉により高圧放電灯１００に高電
圧を印加し（２７ｋＶ以上のパルス電圧）、点灯させ、
高圧放電灯１００が点灯した後、パルス電圧の印加を停
止する。

【００１７】上述した高圧放電灯１００への電力量を調
節する回路は、電流検出器１１０、出力輝度調節器１２
０及びチョッパ制御回路１３０によって構成されてい
る。すなわち、チョッパ回路４０の出力側には、電流検
出器１１０が接続されており、その検出信号は、チョッ
パ制御回路１３０に入力される。チョッパ制御回路１３
０には、出力輝度調節器１２０からの信号も入力され
る。

【００１８】出力輝度調節器１２０は、高圧放電灯１０
０の明るさを調節するためのものであり、例えば、調節
つまみ（図示省略）の角度を調節することにより、高圧
放電灯１００の輝度レベルに対応した設定電流値を出力
するものである。

【００１９】チョッパ制御回路１３０は、例えば、発振
器からの周波数信号を分周することにより異なった周波
数のパルス信号を発生する周波数発生器を備え、出力輝
度調節器１２０で設定された設定電流値を出力するよう
に、電流検出器１１０にて検出される検出電流をフィー
ドバックしながら、チョッパ回路４０のゲート端子４１
に対して、オンオフ制御信号を出力して、チョッパ回路
４０を定電流制御する。したがって、上記チョッパ回路
４０、電流検出器１１０及びチョッパ制御回路１３０に
より、出力輝度調節器１２０で設定された設定電流値を
保持するように定電流回路を構成すると共に、出力輝度
調節器１２０の設定電流値の変更により、出力電流の出
力レベルを変更することができるように構成されてい
る。

【００２０】次に、上記放電灯の電力調節装置１の動作
について、図２に示す波形図を併用して説明する。図２
の（Ａ）に示す商用交流電源１０からの交流は、整流器
２０に内蔵される変圧器によって変圧され、その変圧さ
れた出力電圧が直流に整流される（図２（Ｂ））。さら
に、整流された波は平滑コンデンサ２５により平滑化さ
れた直流になってチョッパ回路４０に入力される（図２
（Ｃ））。

【００２１】チョッパ回路４０は、チョッパ制御回路１
３０により作成されたオンオフ信号（１００ｋＨｚ）を
ゲート端子４１に受けて、チョッパ回路４０からの直流
電圧を、オンオフ制御信号の周期に応じたパルス状の電
圧出力に変換して出力する（図２（Ｄ））。このとき、
チョッパ制御回路１３０は、出力輝度調節器１２０で設
定された設定電流値を出力するように、電流検出器１１
０にて検出される検出電流をフィードバックしながら、
チョッパ回路４０の制御端子に対して、オンオフ制御信
号を出力する。よって、チョッパ回路４０から出力され
る電流は、設定電流値を出力することになる。この電流
出力は、直流リアクトル５０と平滑コンデンサ２６によ
り平滑化されて（図２（Ｅ））、インバータ回路７０側
に送られる。

【００２２】インバータ回路７０は、インバータ制御回
路８０からスイッチングトランジスタ７１Ａと７１Ｄ及
びスイッチングトランジスタ７１Ｂと７１Ｃとに交互に
所定周波数（５０Ｈｚ〜１２０Ｈｚ）の交流制御信号を
受けることにより、直流リアクトル５０からの直流を所
定の周波数の矩形波の交流電流に変換して、これを高圧
放電灯１００に供給する（図２（Ｆ））。

【００２３】ここで、高圧放電灯１００に供給される電
流は、インバータ回路７０により変換された所定周期の
交流であるが、その電流値の制御は、出力輝度調節器１
２０の設定値を変更することにより行なえる。すなわ
ち、出力輝度調節器１２０により設定値を変更すると、
該変更された設定値がチョッパ制御回路１３０に入力さ
れる。チョッパ制御回路１３０は、電流検出器１１０か
らの検出電流をフィードバックしながら、上記設定値に
対応した周期のオンオフ制御信号をチョッパ回路４０の
ゲート端子４１に出力する。チョッパ回路４０は、上記
オンオフ制御信号を受けることにより、その出力電流値
を変更する。なお、図２では、事例として、時点Ｔ１及
び時点Ｔ２にて設定値を下げる調節が行なわれている。

【００２４】したがって、放電灯の電力調節装置１の電
力量の調整は、チョッパ回路４０による電流制御により
行なわれ、インバータ回路７０による周波数の制御によ
り行なわれない。よって、供給される電力は、その交流
電流のレベル値だけが変更され、その周期は変わらな
い。その結果、高圧放電灯１００に供給される電力は、
立ち消えの原因となるような休止時間の重畳が行なわれ
ず、広い調光範囲で高圧放電灯１００を点灯させること
ができる。

【００２５】また、上記の回路は、電流調節手段の電流
値を変更するという回路であり、インバータ回路の周波
数は一定であり、従来のインバータ回路の周波数を変更
する回路より、簡単な回路構成ですむという効果もあ
る。

【００２６】さらに、高圧放電灯１００は、一定の低い
周波数にて制御するので、従来の技術で説明したよう
に、共鳴現象を生じて立ち消えすることもない。

【００２７】図３は、高圧放電灯１００の代わりに純抵
抗負荷を電力調節装置１に接続して、出力電圧と出力電
流の関係を調べた結果を示すグラフである。図３に示す
ように、純負荷特性Ｆ１は、一定の無負荷電圧Ｖ０（こ
こでは２５０Ｖ）を切片とする負の勾配の直線である。
また、出力輝度調節器１２０の設定値を変えることによ
って、純負荷特性の直線の傾きがＦ１〜Ｆ３に示すよう
に変化する。このとき電圧／電流特性Ｆ１〜Ｆ３の短絡
電流値Ｉｓ１〜Ｉｓ３（電圧／電流特性直線と横軸との
交点）が出力輝度調節器１２０の設定値に応じて直線的
に変化する。

【００２８】図４は、高圧放電灯１００を接続した場合
の特性を示すグラフであり、曲線Ｇ１は高圧放電灯１０
０の負荷特性である。定常状態では、放電灯１００の出
力電圧／出力電流間の位相のズレはほとんど無いので、
放電灯１００を近似的に純抵抗と見なすことが可能であ
る。従って、電力調節装置１の電圧／電流特性Ｆ１との
交点Ｐ１が点灯維持条件となる。ここで、電力調節装置
１の電圧／電流特性Ｆ１は、定格ランプ電圧Ｖｒと定格
ランプ電流Ｉｒを与える定格電圧／電流特性である。

【００２９】放電灯の負荷特性Ｇ１は、図４に示すよう
に定格ランプ電圧Ｖｒの付近ではランプ電流が変化して
もランプ電圧はほとんど変化せず、点Ｐ１と点Ｐ４の間
の範囲ＲＬではランプ電圧はほぼ一定である。また、電
力調節装置１の電圧／電流特性Ｆ１，Ｆ４における短絡
電流値Ｉｓ１，Ｉｓ４は出力輝度調節器１２０の設定値
に応じて直線的に変化するので、点Ｐ１と点Ｐ４の範囲
ＲＬにおけるランプ電流は出力輝度調節器１２０の設定
値に比例する。

【００３０】放電灯１００の輝度はランプ電圧が一定の
場合にはランプ電流に比例する。従って、図４の範囲Ｒ
Ｌで放電灯１００の出力を制御すれば、出力輝度調節器
１２０における設定値に応じて放電灯１００の輝度を直
線的に変化させることが可能である。すなわち、出力輝
度調節器１２０の設定値（例えば調節つまみの角度）に
応じて直線的に調光することが可能である。

【００３１】直線的調光範囲ＲＬにおいて、出力輝度調
節器１２０の設定値に応じて放電灯１００の輝度を直線
的に変化させることが可能なのは、次の３つの事実に起
因している。（１）電力調節装置１の電圧／電流特性
が、無負荷電圧Ｖ０が一定で傾きが変化する直線で表わ
されること、（２）出力輝度調節器１２０の設定値に応
じて電力調節装置１の電圧／電流特性の短絡電流値Ｉｓ
が直線的に変化すること、及び、（３）ランプを近似的
に純抵抗と見なせること。

【００３２】図５は、出力輝度調節器１２０の設定電流
値を変化させてランプの電圧／電流特性を測定した実験
結果を示すグラフである。ランプ電流が１．３Ａ以上の
条件では、ランプ電圧はほぼ一定に保たれている。な
お、ランプ電圧が定格ランプ電圧の１３０％以上で点灯
を維持するとランプの寿命が短くなるので、ランプ電圧
が定格ランプ電圧の１００〜１３０％の範囲で点灯する
のが好ましい。

【００３３】図６は、高圧放電灯（２５０Ｗのメタルハ
ライドランプ）１００を調光させてその照度を測定する
ための実験装置を示す概念図である。高圧放電灯１００
を、窓１６２付きのボックス１６０で覆って、窓１６２
から出る光の照度を照度計１５０により測定した。その
結果を図７に示す。ここで、図７の横軸は高圧放電灯１
００に供給される電力値を示し、縦軸は照度の値であ
る。放電灯と照度計の距離は０．５ｍである。この結果
によれば、上記放電灯の電力調節装置１を用いることに
より、電力値と照度との間に直線関係（相関係数０．９
８９）をもたせることが可能となり、しかも、５〜１０
０％の範囲にて、安定して調光させることができた。

【００３４】図８は、ランプ定格電圧が８０Ｖの高圧放
電灯１００を使用した場合の直線的調光範囲ＲＬを示す
グラフである。図４と図８とを比較すれば解るように、
同じ電力調節装置１を使用していても、異なる定格電圧
の放電灯を使用すると直線的調光範囲ＲＬも異なる。な
お、放電灯１００の定格電圧の範囲としては、７０〜１
３０Ｖのものが好ましい。

【００３５】以上の特性はランプが定常状態にある場合
のものであり、点灯開始時から定常状態に至るまではラ
ンプの電流／電圧の関係は異なる挙動を示す。図９は、
ランプの点灯開始時の挙動を示すグラフである。点灯用
イグナイタ９０（図１）によって点灯を開始させるとま
ずグロー放電が起こり、次いでアーク放電に移行する
と、点Ｑ１のように大きな電流がながれ始める。その
後、点Ｑ１から特性Ｆ１を逆にをたどって定格点Ｐ１に
至り、定常状態となる。このように、グロー放電からア
ーク放電に移行させるには初期に大きな電流を必要と
し、図９の例では点Ｑ１における電流値（約５Ａ）はラ
ンプ定格電流Ｉｒの約２倍である。

【００３６】出力輝度調節器１２０の設定値を定格（電
圧／電流特性Ｆ１）に設定して点灯を開始した場合に
は、点Ｑ１のように大きな初期電流値を確保することが
できるので確実に点灯を開始することができる。一方、
電圧／電流特性Ｆ４のように、出力輝度調節器１２０の
設定値を低く設定している場合には、点灯開始時の電流
が約３Ａしか流れず、点灯を開始できない場合がある。

【００３７】図１０は、出力輝度調節器１２０の設定値
を低くした場合にも確実に点灯を開始できるようにした
動作を示すグラフである。図１０においては、出力輝度
調節器１２０の設定値が特性Ｆ４に相当する値に設定さ
れていても、点灯開始時にはチョッパ制御回路１３０が
定格電圧／電流特性Ｆ１に従って制御を行なっている。
そして、点Ｑ１においてアーク放電が開始されたことを
確認すると、チョッパ制御回路１３０における設定が定
格電圧／電流特性Ｆ１から特性Ｆ４に変更され、点灯条
件が点Ｑ１から点Ｑ２に変更される。この後、特性Ｆ４
に沿って点Ｑ２から点Ｐ４に向かってランプ特性が変化
する。こうして、点Ｐ４において定常状態でランプの点
灯が維持される。

【００３８】図１１は図１０の動作を実現するための回
路を示すブロック図である。図１１の回路は、図１にお
ける電流検出器１１０と出力輝度調節器１２０とチョッ
パ制御回路１３０とを含む部分に、切換スイッチ１４０
とコンパレータ１４２を追加したものである。切換スイ
ッチ１４０の一方の入力端子には、出力輝度調節器１２
０の設定信号Ｓｓが入力されており、他方の入力端子に
は定格電圧／電流特性Ｆ１に相当する基準電圧Ｖ１が入
力されている。コンパレータ１４２は、所定の基準電圧
Ｖ２と電流検出器１１０からの検出信号Ｓｄとを比較す
る。検出信号Ｓｄのレベルが基準電圧Ｖ２未満の場合に
はコンパレータ１４２の出力はＬレベルであり、検出信
号Ｓｄのレベルが基準電圧Ｖ２以上の場合にはコンパレ
ータ１４２の出力がＨレベルになる。

【００３９】コンパレータ１４２の基準電圧Ｖ２は、グ
ロー放電からアーク放電に移行した際の電流検出器１１
０の信号レベルよりも小さな値に設定される。グロー放
電でのランプ電流は数十ｍＡであり、アーク放電では数
Ａである。従って、基準電圧Ｖ２としては、例えば電流
検出器１１０における電流値で約０．５〜１Ａに相当す
る電圧に設定すればよい。

【００４０】電流検出器１１０からの検出信号Ｓｄのレ
ベルが基準電圧Ｖ２未満の場合には基準電圧Ｖ１がチョ
ッパ制御回路１３０に入力され、チョッパ制御回路１３
０は定格電圧／電流特性Ｆ１に従って制御を行なう。一
方、電流検出器１１０からの検出信号Ｓｄのレベルが基
準電圧Ｖ２以上の場合にはコンパレータ１４２の出力が
Ｈレベルになって切換スイッチ１４０が切換えられ、出
力輝度調節器１２０の設定値がチョッパ制御回路１３０
に入力される。これに応じて、チョッパ制御回路１３０
は電圧／電流特性Ｆ４に従って制御を行なう。この結
果、図１０の点Ｑ１，Ｑ２，Ｐ４をたどって点灯が開始
される。

【００４１】なお、上述のように電流検出器１１０にお
ける電流値に応じて電力制御特性を切換える代わりに、
ランプ電圧の測定値に応じて電力制御特性を切換えるよ
うにしてもよい。この場合には、ランプ電圧が所定のレ
ベル（例えば定格電圧の１／５）に達した時に、電力制
御特性を切換えるようにすればよい。

【００４２】上記の例では、出力輝度調節器１２０の設
定値に係わらず、点灯開始時には定格電圧／電流特性Ｆ
１で制御するようにしていたが、定格電圧／電流特性Ｆ
１よりも低い電圧／電流特性で点灯するようにしてもよ
い。図１２は、点灯開始時の設定可能範囲を斜線で示し
ている。ランプ定格電流Ｉｒの１．５倍の短絡電流値を
示す特性Ｆ５と定格電圧／電流特性Ｆ１との間が点灯開
始時の設定可能範囲（基準電圧Ｖ１のレベルに相当す
る）である。点灯初期の特性をこの斜線の範囲に設定し
ておけば、出力輝度調節器１２０における設定値をこれ
よりも低くした場合にも確実に点灯を開始することが可
能である。

【００４３】また、出力輝度調節器１２０の設定値が図
１２の斜線の範囲内に入っている場合にはその設定値に
応じた電圧／電流特性で点灯を開始し、一方、出力輝度
調節器１２０の設定値が斜線の範囲外の場合には、斜線
内にある所定の電圧／電流特性（例えば定格特性）で点
灯を開始するようにしてもよい。

【００４４】図１３は、このように電圧／電流特性を切
換えるための回路を示すブロック図である。図１３の回
路は、図１１の回路にコンパレータ１４４とＯＲゲート
１４６とを加えた回路である。コンパレータ１４４は出
力輝度調節器１２０の設定信号Ｓｓのレベルと基準電圧
Ｖ３とを比較する。設定信号Ｓｓのレベルが基準信号Ｖ
３未満の場合にはコンパレータ１４４の出力はＬレベル
になり、一方、設定信号Ｓｓのレベルが基準信号Ｖ３以
上の場合にはコンパレータ１４４の出力はＨレベルにな
る。ＯＲゲート１４６には、第１と第２のコンパレータ
１４２，１４４の出力が与えられており、ＯＲゲート１
４６の出力は切換スイッチ１４０に与えられている。第
２のコンパレータ１４４の基準電圧Ｖ３は、図１２に示
す電圧／電流特性Ｆ５に相当する。

【００４５】電流検出器１１０からの検出信号Ｓｄのレ
ベルが第１のコンパレータ１４２の基準電圧Ｖ２未満で
あって、かつ、出力輝度調節器１２０の設定信号Ｓｓの
レベルが第２のコンパレータ１４４の基準電圧Ｖ３未満
の場合には、切換スイッチ１４０は基準電圧Ｖ１側に切
換えられる。一方、電流検出器１１０からの検出信号Ｓ
ｄのレベルが第１のコンパレータ１４２の基準電圧Ｖ２
以上か、または、出力輝度調節器１２０の設定信号Ｓｓ
のレベルが第２のコンパレータ１４４の基準電圧Ｖ３以
上の場合には、切換スイッチ１４０が出力輝度調節器１
２０の設定信号Ｓｓ側に切換えられる。図１３の回路を
使用した場合にも、図１１の回路と同様に、出力輝度調
節器１２０の設定値に係わらずに確実に点灯を開始する
ことができる。

【００４６】なお、上記実施例に係る放電灯の電力調節
装置では、電流調節手段としては、外部入力により設定
電流値に一致するように作動する定電流回路であって、
かつその電流値を変更可能な回路であれば、上記実施例
に説明したチョッパ回路のほか、フライバックコンバー
タ等の直流−直流変換器であってもよい。

【００４７】また、半導体スイッチ（サイリスタなど）
を有するコンバータを用いて、電流検出器１１０で検出
された電流に応じて半導体スイッチの位相を制御するよ
うにしてもよい。この場合にはチョッパ回路４０は不要
である。図１４は、図１の電力調節装置１における整流
器２０と平滑コンデンサ２５とチョッパ制御回路１３０
の代わりに、サイリスタを有するコンバータ１７０と、
サイリスタの位相を制御するコンバータ制御回路１８０
とを用いた電力調節装置１ａを示すブロック図である。
この電力調節装置１ａも図１の装置と同様な効果があ
る。

【００４８】上記実施例では、直流交流変換手段として
フルブリッジ型のインバータ回路を用いたが、これに限
らず、プッシュプル等の各種のインバータ回路等を用い
ることができる。

【００４９】なお、ＨＩＤランプ高輝度放電灯として
は、フィラメントを内蔵する蛍光灯等を除く放電灯であ
ればよく、例えば、メタルハライドランプ、水銀ラン
プ、キセノンランプ、高圧ナトリウムランプ等の放電ラ
ンプであればよい。

【００５０】上記実施例の電力調節装置１では、図３に
示すように、直線状の電圧／電流特性の切片（無負荷電
圧Ｖ０）が一定で、出力輝度調節器１２０の設定値に応
じて直線の傾きが変化するものとしていた。しかし、出
力輝度調節器１２０の設定値に応じて、電圧／電流特性
直線の傾きが一定で切片が変化するようにチョッパ制御
回路１３０を構成しても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係わる
発明によれば、点灯前には点灯開始用の所定の第１の特
性に従って電力制御手段が制御を行なうので、電力量設
定手段における設定値に係わらず点灯を開始できるとい
う効果がある。

【００５２】また、請求項２に係わる発明によれば、切
換手段の働きによって点灯前後の電流制御手段の制御特
性を第１の特性から第２の特性に切換えることができる
という効果がある。

【００５３】請求項３に係わる発明によれば、電力量設
定手段の設定値に相当する電力制御手段の制御特性（第
２の特性）に従って点灯を開始できる場合には、その第
２の特性に従って点灯を開始することができる。また、
第２の特性に従って点灯を開始できない可能性が大きい
場合には第１の特性に従って点灯を開始することができ
るという効果がある。

【００５４】また、請求項４に係わる発明によれば、切
換手段の働きによって点灯前後の電流制御手段の制御特
性を第１の特性と第２の特性のいずれか一方に切換える
ことができるという効果がある。

【００５５】請求項５に係わる発明によれば、電力量設
定手段の設定値に係わらず、確実に点灯を開始すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る放電灯の電力調節装置
を示す構成図。

【図２】同実施例に係る電力調節装置の動作を示す波形
図。

【図３】同実施例に係る電力調節装置に純抵抗を接続し
たときの電圧と電流との関係を示す特性図。

【図４】放電灯と電力調節装置の電圧／電流特性を示す
特性図。

【図５】放電灯の電圧、電流及び電力量の実験結果を示
す特性図。

【図６】同実施例に係る電力調節装置の電力と照度との
関係を調べるための実験装置を示す説明図。

【図７】電力調節装置の電力と照度との関係を示す特性
図。

【図８】放電灯と電力調節装置の電圧／電流特性の他の
例を示す特性図。

【図９】定格設定時の放電灯の点灯開始時の動作を示す
特性図。

【図１０】調光時の放電灯の点灯開始時の動作を示す特
性図。

【図１１】放電灯の点灯開始時において電力調節装置の
電圧／電流特性を変換するための回路を示すブロック
図。

【図１２】放電灯の点灯開始時において設定可能な電力
調節装置の電圧／電流特性の範囲を示す特性図。

【図１３】点灯開始時において電力調節装置の電圧／電
流特性を変換するための他の回路を示すブロック図。

【図１４】本発明の他の実施例に係る放電灯の電力調節
装置を示す構成図。

【符号の説明】

１…電力調節装置１０…商用交流電源２０…整流器２５，２６…平滑コンデンサ４０…チョッパ回路４１…ゲート端子５０…直流リアクトル５５…フリーホイールダイオード７０…インバータ回路７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ…スイッチングトラン
ジスタ７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ…還流ダイオード８０…インバータ制御回路９０…点灯用イグナイタ９１…スイッチ回路１００…高圧放電灯１１０…電流検出器１２０…出力輝度調節器１３０…チョッパ制御回路１４０…切換スイッチ１４２，１４４…コンパレータ１４６…ＯＲゲート１５０…照度計１６０…ボックス１６２…窓１７０…コンバータ１８０…コンバータ制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の交流電力を直流電力に変換するコ
ンバータと、前記直流電力を第２の交流電力に変換して
放電灯に前記第２の交流電力を供給するインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御回路と、前記
放電灯の出力を設定する電力量設定手段とを含む電力制
御手段と、前記放電灯の点灯を開始するための点灯開始
手段とを備えた放電灯の点灯制御装置において、点灯前には前記電力制御手段の電圧／電流特性を点灯開
始用の所定の第１の特性に設定するとともに、点灯後に
は前記電力制御手段の電圧／電流特性を前記電力量設定
手段に設定された設定値に対応した第２の特性に切換え
る制御特性切換手段を備えることを特徴とする放電灯の
点灯制御装置。
【請求項２】請求項１記載の放電灯の点灯制御装置で
あって、制御特性切換手段は、放電灯の出力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号のレベルと所定の基準値とを比
較して、その比較結果を示す切換信号を出力する比較手
段と、前記比較手段から与えられる切換信号に応じて、電力制
御手段の電圧／電流特性を第１の特性から第２の特性に
切換える切換手段と、を備える放電灯の点灯制御装置。
【請求項３】第１の交流電力を直流電力に変換するコ
ンバータと、前記直流電力を第２の交流電力に変換して
放電灯に前記第２の交流電力を供給するインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御回路と、前記
放電灯の出力を設定する電力量設定手段とを含む電力制
御手段と、前記放電灯の点灯を開始するための点灯開始
手段とを備えた放電灯の点灯制御装置において、前記電力量設定手段における設定値が所定の第１の基準
値未満の場合には、点灯前において前記電力制御手段の
電圧／電流特性を点灯開始用の所定の第１の特性に設定
するとともに、点灯後には前記電力制御手段の電圧／電
流特性を前記電力量設定手段に設定された設定値に対応
した第２の特性に切換え、一方、前記電力量設定手段に
おける設定値が前記第１の基準値を越える場合には、点
灯の前後を通じて前記電力制御手段の電圧／電流特性を
前記第２の特性に設定する制御特性切換手段を備えるこ
とを特徴とする放電灯の点灯制御装置。
【請求項４】請求項３記載の放電灯の点灯制御装置で
あって、制御特性切換手段は、放電灯の出力を検出する検出手段と、電力量設定手段の設定値と第１の基準値とを比較して、
その比較結果を示す第１の切換信号を出力する第１の比
較手段と、前記検出手段の検出信号のレベルと所定の第２の基準値
とを比較して、その比較結果を示す第２の切換信号を出
力する第２の比較手段と、前記第１と第２の切換信号に応じて、電力制御手段の電
圧／電流特性を第１の特性または第２の特性の一方に切
換える切換手段と、を備える放電灯の点灯制御装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の放
電灯の点灯制御装置であって、第１の特性は、放電灯の定格電圧／定格電流を与える特
性である放電灯の点灯制御装置。