JPH0729688A

JPH0729688A - 光束補償装置

Info

Publication number: JPH0729688A
Application number: JP5175736A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishimura; 広司西村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】回路構成が簡単で、負荷特性や始動用パルス特
性への影響が全く無く、広範な放電灯に対し一品種で対
応することによる共用化が図れ、光束補償装置と負荷と
の間の配線距離での長さ制限が無く、高圧放電灯のタイ
プにかかわらず、３線配線が可能な光束補償装置を提供
する。【構成】高圧放電灯ＤＬと、定電圧形の直流電源ＤＣ
と、インバータ回路Ｂ₃₀とで構成された高圧放電灯点灯
装置に併設され、電源からスイッチング要素Ｑ₁₁を介し
て即時点灯可能な補助光源ＩＬを備え、前記スイッチン
グ要素は前記高圧放電灯が不点灯か高圧放電灯の始動過
程の光束量が比較的少ない期間のみ閉成するようにした
光束補償装置Ａにおいて、インバータ回路Ｂ₃₀への入力
電流を検出することにより高圧放電灯の状態を検出する
手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高圧放電灯の点灯装置と
併用される光束補償装置に関するものであり、高圧放電
灯の光束が低い状態で白熱灯などの補助光源により光束
を補償するために用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の光束補償機能付きの高圧放
電灯点灯装置の回路図である。図中、Ｖ₁は商用交流電
源、ＤＬは高圧放電灯であって、Ｂは商用交流電源Ｖ₁
と高圧放電灯ＤＬの間に介在した安定器である。Ｂは入
力端子Ｂ₁，Ｂ₂、出力端子Ｂ ₃，Ｂ₄を有し、Ｌ₀₁は
インダクタンス要素、Ｃ₀₁は力率改善用のコンデンサで
ある。

【０００３】図６は、前記商用交流電源Ｖ₁、安定器
Ｂ、高圧放電灯ＤＬにて形成される高圧放電灯点灯装置
において、高圧放電灯ＤＬを点灯した状態を示すタイム
チャートである。図６（ａ）の０、１は商用交流電源Ｖ
₁の印加状態を表し、商用交流電源Ｖ₁はｔ₀において
投入され、ｔ₂において開放され、比較的短時間後のｔ
₃において再投入されたことを意味する。図６（ｂ）
は、高圧放電灯ＤＬに流れる電流Ｉｄを表し、Ｉ₂₁は高
圧放電灯ＤＬの始動時電流、Ｉ₂₂は高圧放電灯ＤＬの定
格電流であり、ｔ₀後、ｔ₁にて略安定している状態を
示す。また、ｔ₂にて商用交流電源Ｖ₁が開放される
と、高圧放電灯ＤＬは消灯し、高圧放電灯ＤＬがまだ熱
い状態、即ち、高圧放電灯ＤＬの発光管内蒸気圧が比較
的高い状態にあるｔ₃にて、商用交流電源Ｖ₁が再投入
されても高圧放電灯ＤＬは始動せず、前記蒸気圧が充分
に低下したｔ₄にて高圧放電灯ＤＬが再始動しているこ
とを表しており、以降ｔ₅にて略安定する。図６（ｃ）
は高圧放電灯ＤＬの両端電圧Ｖｄを表し、Ｖ₂₀は高圧放
電灯ＤＬに電流Ｉｄが流れていない時の管電圧Ｖｄであ
って、実質的にＶ₂₀＝Ｖ₁である。また、Ｖ₂₂は高圧放
電灯ＤＬの定格電圧であり、ｔ₀後、ｔ₁にて略安定状
態に到る。ｔ₂にて商用交流電源Ｖ₁が開放されると高
圧放電灯ＤＬは消灯し、前記と同様にｔ₄まで高圧放電
灯ＤＬは始動しないので、管電圧ＶｄはＶ₂₀のまま維持
される。ｔ₄にて高圧放電灯ＤＬが再始動すると、管電
圧Ｖｄは比較的低い値から徐々にＶ₂₂に到ることを示し
ている。図６（ｄ）は光束Φ₂の状態を示し、ｔ₀より
徐々に増加し、ｔ₁にて略定格光束Φ ₂₂に達している。
ｔ₂にて高圧放電灯ＤＬの消灯後、ｔ₄にて高圧放電灯
ＤＬが再始動すると、光束Φ₂は比較的低い値より始ま
り、ｔ₅にて略定格光束Φ₂₂に達している。図６（ｅ）
は入力電流Ｉ₁を示し、ｔ₀以降ｔ₁までＩ₁₁からＩ₁₂
に漸減し、以降ｔ₂まで定格入力電流Ｉ₁₂にて略安定し
ている。ｔ₁にて、商用交流電源Ｖ₁が開放され、ｔ₃
にて商用交流電源Ｖ₁が再投入されるまでは入力電流Ｉ
₁は０であるが、ｔ₃以降ｔ₄までは高圧放電灯ＤＬに
は電流は流れないが、コンデンサＣ₀₁は回路に接続され
ているので、コンデンサＣ₀₁への電流のみが流れる。図
６（ｅ）のＩ₁₀は、このコンデンサＣ₀₁へ流れ込んでい
る電流である。

【０００４】図５において、商用交流電源Ｖ₁、安定器
Ｂ、高圧放電灯ＤＬにて形成される高圧放電灯点灯装置
は前記のごとき特性を呈するが、図６（ｄ）よりも明ら
かなように、高圧放電灯ＤＬの各種状態に対し、光束Φ
₂が極めて低い期間や商用交流電源Ｖ₁が投入されてい
るにもかかわらず光束Φ₂が全く出ていない期間が存在
する。このように、高圧放電灯ＤＬに固有の特性により
比較的暗い状態が長時間存在することは照明としての機
能が不十分であると言わざるを得ず、特に安全上好まし
くない。図５の光束補償装置Ａ及び白熱灯ＩＬは上述の
ごとく高圧放電灯固有の弱点、すなわち電源が供給され
ているのにもかかわらず、光束が低い状態が存在するこ
とを防止するために付加される要素である。

【０００５】光束補償装置Ａは、入力端子Ａ₁，Ａ₂、
高圧放電灯ＤＬの状態検出用端子Ａ ₃，Ａ₄、白熱灯Ｉ
Ｌへの接続端子Ａ₅，Ａ₆を有する。Ｑ₁₁はトライアッ
クであり、白熱灯ＩＬと直列に接続される。Ｒ₁〜Ｒ₉
は抵抗、Ｃ₁〜Ｃ₃はコンデンサ、Ｑ₁₃，Ｑ₁₅〜Ｑ₁₇は
トランジスタ、Ｑ₁₂，Ｑ₁₄は電圧応答スイッチ、Ｄ
Ｂ ₁，ＤＢ₂は全波整流器、Ｄ₁はダイオード、Ｚ
Ｄ₁，ＺＤ₂はツェナーダイオード、Ｔ₁は高圧放電灯
ＤＬの管電圧検出トランス、Ｌ₁は管電圧検出トランス
Ｔ₁の１次巻線との間で電圧分担要素として作用するイ
ンダクタンス要素で図のごとく接続される。

【０００６】図７は図５の光束補償装置Ａ及び白熱灯Ｉ
Ｌの動作を説明するための要部タイムチャートである。
図７（ａ）の０，１は商用交流電源Ｖ₁の印加状態を表
し、図６（ａ）の再掲である。図７（ｂ）は高圧放電灯
ＤＬの両端電圧Ｖｄを表し、図６（ｂ）の再掲である。
図７（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）はそれぞれトラン
ジスタＱ₁₇，Ｑ₁₆，Ｑ₁₅，Ｑ₁₃の開閉状態を表し、１は
開成状態、０は閉成状態を表す。図７（ｇ）は白熱灯Ｉ
Ｌの点滅状態を表し、１は点灯状態、０は不点灯状態で
ある。以下、図７を参照しながら図５の光束補償装置Ａ
及び白熱灯ＩＬの動作を説明する。

【０００７】ｔ₀にて商用交流電源Ｖ₁投入と同時に高
圧放電灯ＤＬが点灯すると、高圧放電灯ＤＬの電圧は低
い電圧から漸増しようとする。ツェナーダイオードＺＤ
₂のツェナー電圧を管電圧Ｖｄに換算して、図７（ｂ）
のＶ₂₃に選ぶことによりトランジスタＱ₁₇は開成状態と
なり、ツェナーダイオードＺＤ₁のツェナー電圧を管電
圧Ｖｄに換算して、図７（ｂ）のＶ₂₄に選ぶことにより
トランジスタＱ₁₆は開成状態となり、したがって、トラ
ンジスタＱ₁₅は抵抗Ｒ₅、ダイオードＤ₁、抵抗Ｒ₄を
介してドライブされ、閉成状態となる。そのとき、トラ
ンジスタＱ₁₃は開成状態であるので、トライアックＱ₁₁
のトリガ回路（抵抗Ｒ₁、コンデンサＣ ₁、電圧応答ス
イッチＱ₁₂）は正規の動作をして、トライアックＱ₁₁が
閉成状態となる。白熱灯ＩＬには商用交流電源Ｖ₁、ト
ライアックＱ₁₁を介して電流が供給され、図７（ｇ）に
示すごとく、白熱灯ＩＬが点灯する。管電圧Ｖｄが徐々
に上昇し、図７（ｂ）のｔ₆において、Ｖ₂₄を越える
と、トランジスタＱ₁₆はツェナーダイオードＺＤ₁を介
してドライブされ、トライアックＱ₁₁は閉成する。トラ
ンジスタＱ₁₆の閉成により、トランジスタＱ₁₅は開成
し、トランジスタＱ₁₅の開成により、トランジスタＱ₁₃
は抵抗Ｒ₃，電圧応答スイッチＱ₄を介してドライブさ
れ、トランジスタＱ₁₃が閉成する。トランジスタＱ₁₃の
閉成によりコンデンサＣ₁は抵抗Ｒ₂、ダイオードブリ
ッジＤＢ₁を介して短絡されるので、トライアックＱ₁₁
のトリガ回路が正規の動作を行わず、トライアックＱ₁₁
は開成する。以降、ＶｄがＶ₂₄＜Ｖｄ＜Ｖ₂₃の範囲にあ
るとき、トライアックＱ₁₁は閉成せず、高圧放電灯ＤＬ
よりの光束のみが出ている状態となる。

【０００８】次に、ｔ₂において、商用交流電源Ｖ₁が
開放され、比較的短時間後のｔ₃にて商用交流電源Ｖ₁
が再投入された場合を考える。ｔ₃では高圧放電灯ＤＬ
はその発光管内蒸気圧がまだ高い状態であり、再始動で
きない。このとき、Ｖｄは図７（ｂ）に示すように、Ｖ
₂₀と高く、Ｖ₂₀＞Ｖ₂₃であるので、トランジスタＱ₁₇は
ツェナーダイオードＺＤ₂を介してドライブされ、閉成
される。トランジスタＱ₁₇の閉成で、トランジスタＱ₁₆
は開成し、トランジスタＱ₁₅が閉成し、トランジスタＱ
₁₃は開成するので、トライアックＱ₁₁のトリガ回路が正
規な動作を行い、トライアックＱ₁₁は閉成して、白熱灯
ＩＬが点灯状態に入る。ｔ₄にて高圧放電灯ＤＬの発光
管内蒸気圧が始動に十分な値まで下がり、高圧放電灯Ｄ
Ｌは再始動する。高圧放電灯ＤＬの再始動後は、前記高
圧放電灯ＤＬの始動時と等価な動作が行われ、高圧放電
灯ＤＬの管電圧ＶｄがＶ₂₄に達するｔ₇まで白熱灯ＩＬ
は点灯を維持する。

【０００９】図５の光束補償装置Ａ及び白熱灯ＩＬは前
記のごとく動作するので、図６（ｄ）で表される高圧放
電灯ＤＬの光束Φ₂が低い期間において、図７（ｇ）で
示すように、白熱灯ＩＬよりの光束で高圧放電灯ＤＬの
光束を補償することができ、安全上も極めて有効な光束
補償の手段となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図５の点灯装置は前記
のごとく極めて有効な点灯装置であるが、光束補償装置
Ａ及び白熱灯ＩＬを中心に下記の不都合がある。高圧放電灯ＤＬの状態に対し、白熱灯ＩＬを点灯した
いのは、高圧放電灯ＤＬの不点状態及び高圧放電灯ＤＬ
の始動過程であるが、その状態を高圧放電灯ＤＬの管電
圧Ｖｄで検出するには、図７（ｂ）に示すように、管電
圧ＶｄがＶ₂₄、Ｖ₂₃の２つの検出レベルのそれぞれの上
下どちらにあるかによって白熱灯ＩＬの点滅を決めてや
らなければならず、いわゆる３値検出が必要となり、回
路的に複雑となる。具体的には、図５において、トラン
ジスタＱ₁₆，Ｑ₁₇及びその周辺回路が必要となり、さら
に、それらを論理的に統合するトランジスタＱ₁₅及びそ
の周辺回路が必要となる。

【００１１】高圧放電灯ＤＬが同一ワットであっても
定格管電圧が異なると、光束補償装置Ａの設計が異な
り、品種増となる。つまり、図７（ｂ）におけるＶ₂₄の
設定を定格管電圧に対応させて、設計する必要があるた
めである。

【００１２】高圧放電灯ＤＬが同一定格管電圧であっ
ても、それぞれのランプの始動のための高圧パルスの要
否によっても光束補償装置Ａの設計が異なり、これも品
種増の要因となる。これらを解消するために、光束補償
装置Ａによる高圧放電灯ＤＬの状態検出を図５のように
安定器Ｂの出力側より行うのでなく、入力側で行えない
か、ということも考えられるが、以下のような問題があ
る。

【００１３】図６（ｅ）に示す入力電流を見ても、特
にｔ₃以降の高圧放電灯ＤＬの不点時におけるＩ₁₀はＩ
₁₂に近似しているので、図６（ｃ）で示す管電圧Ｖｄに
よる検出に比べて、高圧放電灯ＤＬの点灯と不点灯の区
別が極めて困難である。なお、このＩ₁₀は図６（ｅ）で
はＩ₁₂より少し小さい値として示しているが、高圧放電
灯ＤＬの種類によっては、（特に定格管電圧と無負荷２
次電圧の比が小さい組合せの場合）、Ｉ₁₁を上回るもの
も存在し、両者の場合をカバーできる検出論理を作るの
が極めて困難である。以上の理由により、光束補償装置
Ａによる高圧放電灯ＤＬの状態検出を入力側で行うこと
は現実的でない。また、実際にそのようなことは行われ
ていない。

【００１４】次に、いわゆるインバータ式点灯装置への
展開上の課題について説明する。最近、高圧放電灯にも
いわゆるインバータ式点灯装置を適用した照明装置が市
場に出回り始めている。図８、図９はその従来例であ
り、図８は低周波矩形波点灯、図９は高周波点灯の点灯
装置の要部を示している。図８、図９の回路は周知であ
るので、簡単に説明する。まず、図８において、Ｖ₁は
交流電源、ＤＢ₀は全波整流器、Ｌ₀はインダクタ、Ｑ
₀はトランジスタ、Ｄ₀はダイオード、Ｃ₀はコンデン
サであり、全体で周知の昇圧形のチョッパー回路ＤＣを
形成し、コンデンサＣ₀の両端に直流電圧を発生するよ
うに構成されている。Ｑ₁，Ｑ₂，Ｑ₃，Ｑ₄はトラン
ジスタ、Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄はダイオード、Ｌ₁₀，
Ｌ₁₁はインダクタであり、特に、インダクタＬ₁₁はイグ
ナイタＩＧに発生したパルス電圧を高圧パルスに昇圧す
るパルストランスの役目も兼ねている。Ｃ₁₀はコンデン
サであり、全体で矩形波点灯回路Ｂ₁₀が構成されてい
る。

【００１５】ここで、矩形波点灯回路Ｂ₁₀について、も
う少し説明を加えると、トランジスタＱ₁，Ｑ₃は高周
波（例えば、４０ＫＨｚ）、トランジスタＱ₂，Ｑ₄は
低周波（例えば、１００Ｈｚ）でそれぞれ交互に開閉す
るが、トランジスタＱ₁の開閉動作はトランジスタＱ₄
の閉成時、トランジスタＱ₃の開閉動作はトランジスタ
Ｑ₂の閉成時にのみ行うものである。トランジスタＱ₁
の開閉動作時、すなわち、トランジスタＱ₄の閉成時に
ついて考える。チョッパー回路ＤＣ、トランジスタ
Ｑ₁、インダクタＬ₁₀，Ｌ₁₁、コンデンサＣ₁₀、高圧放
電灯ＤＬ、トランジスタＱ₄、ダイオードＤ₂の部分に
着目すると、当該部分は所謂降圧形チョッパー回路を形
成しており、インダクタＬ₁₀には鋸歯状波の電流が流れ
ていることになり、その電流はコンデンサＣ₁₀、インダ
クタＬ₁₁で構成されるフィルター的要素で高周波成分と
直流成分に分流されるので、インダクタＬ₁₁側、すなわ
ち高圧放電灯ＤＬには直流成分が流れることになる。次
に、トランジスタＱ₂の閉成時において、トランジスタ
Ｑ₃、インダクタＬ₁₁、コンデンサＣ₁₀、高圧放電灯Ｄ
Ｌ、インダクタＬ₁₀、トランジスタＱ₂、ダイオードＤ
₄の部分で同様の動作が生じるので、高圧放電灯ＤＬに
は、トランジスタＱ₂，Ｑ₄の開閉周期に対応した略矩
形波の電流が流れる。

【００１６】次に、図９の回路について説明する。図８
の回路と同一要素には同一記号を付して説明は省略す
る。Ｑ₁，Ｑ₂はトランジスタ、Ｄ₁，Ｄ₂はダイオー
ド、Ｃ ₂₀，Ｃ₂₁はコンデンサ、Ｌ₂₀はインダクタであ
り、全体で高周波点灯回路Ｂ₂₀が構成されている。この
高周波点灯回路Ｂ₂₀は、トランジスタＱ₁，Ｑ₂が高周
波（例えば、２００ＫＨｚ）で交互に開閉するいわゆる
ハーフブリッジ形のインバータ回路であって、その動作
は極めて周知であるので、説明は省略する。

【００１７】このような電子式の点灯回路において、前
述の光束補償装置を追加する場合を想定する。図５で説
明した方法、すなわち、図５の安定器Ｂの出力端子
Ｂ₃，Ｂ ₄に相当する図８の矩形波点灯回路Ｂ₁₀又は図
９の高周波点灯回路Ｂ₂₀の出力端子Ｂ₃，Ｂ₄より光束
補償装置における高圧放電灯ＤＬの点灯状態を検出しよ
うとすると、次のような不都合がある。まず、図８の従
来例において、本来、このような点灯装置を採用する目
的は、点灯装置の小型・軽量化にあり、したがって、各
部品もその電気的容量は極めて小さく設計されるもので
ある。インダクタＬ ₁₁についても例外ではなく、高圧放
電灯ＤＬの始動時に、イグナイタＩＧによって発生した
高圧放電灯ＤＬの始動用パルスを昇圧したインダクタＬ
₁₁の高圧パルス電圧はその周波数が例えば２００ＫＨｚ
程度と高く、もともと矩形波点灯回路Ｂ₁₀と高圧放電灯
ＤＬの間の配線距離は、前記高圧パルス電圧の配線によ
る減衰を制約するため、あまり長くすることができなか
った。そのような状態において、新たに光束補償装置の
ために、高圧放電灯ＤＬの点灯状態検出回路を出力端子
Ｂ₃，Ｂ₄に付加することは、それだけで高圧放電灯Ｄ
Ｌの始動用高圧パルス電圧の大幅な減衰を招き、まし
て、光束補償装置を矩形波点灯回路Ｂ₁₀より離して使用
するとなると、出力端子Ｂ₃，Ｂ₄よりの配線長が追加
されるので、前記の不都合がより顕著になり、使用上の
制約も極めて大きなものとなる。

【００１８】次に、図９の従来例においては、前述のご
とく、その点灯周波数が高く、本来、出力端子Ｂ₃，Ｂ
₄から高圧放電灯ＤＬまでの配線長は雑音上の理由によ
り制約されていた。つまり、前記配線長は、雑音的見地
から言うと、アンテナの役割もするわけで、出来る限り
短いことが望まれるものであった。さらに、トランジス
タＱ₁，Ｑ₂の動作周波数が数百ＫＨｚと高い場合を想
定すると、出力端子Ｂ ₃，Ｂ₄から高圧放電灯ＤＬへの
配線長が長いと、それ自身が回路定数的役割を演じ、高
周波点灯回路Ｂ₂₀の本来の動作が行えないなどの不都合
もある。そのような状況の中で、新たに光束補償装置の
ために、高圧放電灯ＤＬの点灯状態検出回路を出力端子
Ｂ₃，Ｂ₄に付加することは、前記不都合を更に強調す
ることになり、実質的に不可能であった。

【００１９】以上のように、図８又は図９に示される電
子式の点灯装置においても、図５に示すようないわゆる
銅鉄式の点灯装置と同様に、光束補償装置を適用するた
めに、高圧放電灯ＤＬの点灯状態検出を点灯装置の出力
側より行うことができないという基本的難点があった。
前記基本的難点を解消する手段として、次のような手段
が考えられる。すなわち、図８の矩形波点灯回路Ｂ₁₀、
図９の高周波点灯回路Ｂ₂₀のトランジスタの制御におい
て、高圧放電灯ＤＬの不点灯時、始動過程、定常点灯の
それぞれの状態は、何らかの方法で監視する必要がある
ので、その監視のための電気的検出量を高圧放電灯ＤＬ
の点灯状態検出信号として光束補償装置において利用す
るという考え方である。

【００２０】図１０は前記内容を実現するための要部回
路の一例を示すものであって、図８に関連して代表的に
示したものである。図１０の回路において、図８の回路
と同一要素には同一記号を付して説明は省略する。Ｒ₀
はインダクタＬ₁₀に流れる電流を検出する抵抗、ＨＦ，
ＬＦはそれぞれフリップフロップを主体とした高周波、
低周波信号発生回路、ＨＤ，ＬＤはそれぞれ高周波動作
トランジスタＱ₁，Ｑ ₃と低周波動作トランジスタ
Ｑ₂，Ｑ₄用のドライバであって、ドライバＨＤ，ＬＤ
の出力ａ，ｂ，ｃ，ｄはトランジスタＱ₁，Ｑ₂，
Ｑ₃，Ｑ₄のベースａ，ｂ，ｃ，ｄに接続される。
Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃は抵抗、Ｃ₅はコンデンサ、Ｑ₁₀はト
ランジスタ、Ｄ₅はダイオードであり、全体として抵抗
Ｒ₀に流れる電流を検出するための回路を構成してお
り、等価的に高圧放電灯ＤＬの状態検出部を構成してい
る。以下、これを便宜上、点灯判別部と称する。図１０
の矩形波点灯回路Ｂ₁₀において、図８に相当する部分を
除いた回路がいわゆる制御部である。Ｖｃｃは制御部用
の直流電源を表す。なお、抵抗Ｒ₀に流れる電流は高圧
放電灯ＤＬの不点時には極めて小さく、高圧放電灯ＤＬ
の始動過程では最大で、高圧放電灯ＤＬの定常点灯時は
或る一定の値を示すので、抵抗Ｒ₀の電流を検出するこ
とで、高圧放電灯ＤＬの状態を判別することが可能であ
る。

【００２１】このような点灯装置に光束補償装置Ａを付
加するにあたり、図１０の点灯判別部の信号を利用しよ
うとする点について図１０に示した。図１０の光束補償
装置Ａは、図５のものと同一機能を有するが、図５の光
束補償装置Ａと異なる点は、図５ではＡ₃，Ａ₄端子が
高圧放電灯ＤＬの両端より採られていたのに対し、図１
０では前記点灯判別部のコンデンサＣ₅より採られてい
る点である。各端子Ａ ₁〜Ａ₆の意味は図５と同じであ
る。

【００２２】図８、図９で示す電子式の点灯装置におい
て、前述のごとく、高圧放電灯ＤＬの状態検出を高圧放
電灯ＤＬの両端から検出することが困難なため、図１０
のごとく、点灯装置の点灯判別部より点灯判別信号を得
る方法が考えられ、当該手段によると、図１０の例で
は、高圧放電灯ＤＬの状態検出信号、すなわち、端子Ｂ
₅，Ｂ₆よりの出力信号は略直流であるため、高圧放電
灯ＤＬの両端からの検出時の難点は解消される。しかし
ながら、図１０で示すような状態検出方法を採ると、コ
ンデンサＣ₅から端子Ｂ₅への配線及び端子Ｂ₆への接
地配線等、新たな配線又はプリント基板パターンの追加
が必要であり、かつ端子Ｂ₅，Ｂ₆を設ける必要があ
り、点灯装置全体のスペース的な追加が必要となる。さ
らに、電子式の点灯装置すべてにこのような光束補償装
置が必要ではないので、前記の配線及び端子の追加が一
般品に対しては無駄な追加になるが、もし２種類の点灯
装置を作るとすれば、品種が増えてしまうという難点を
有するものであった。

【００２３】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、高圧放電灯と併設して白熱灯を点灯できる
ようにし、高圧放電灯が不点灯又は始動過程の高圧放電
灯本来の光束が出ていない場合に白熱灯を点灯するよう
に構成された光束補償装置に関し、前記高圧放電灯用点
灯装置として等価的な直流電源とインバータとで形成さ
れたものに適用され、回路構成が簡単で、負荷特性や始
動用パルス特性への影響が全く無く、広範な放電灯に対
し一品種で対応することによる共用化が図れ、光束補償
装置と負荷との間の配線距離での長さ制限が無く、高圧
放電灯のタイプにかかわらず、３線配線が可能な光束補
償装置を提供することを目的とするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、高圧放電
灯ＤＬと、前記高圧放電灯を点灯するための定電圧形の
直流電源ＤＣと、前記直流電源と前記高圧放電灯の間に
介在し、前記直流電源より前記高圧放電灯に供給する電
流の限流機能を有するインバータ回路Ｂ₃₀とで構成され
た高圧放電灯点灯装置に併設され、電源からスイッチン
グ要素を介して即時点灯可能な補助光源ＩＬを備え、前
記スイッチング要素は前記高圧放電灯が不点灯か高圧放
電灯の始動過程の光束量が比較的少ない期間のみ閉成す
るようにした光束補償装置Ａにおいて、前記インバータ
回路への入力電流を検出することにより高圧放電灯の状
態を検出する手段を備えることを特徴とするものであ
る。

【００２５】

【作用】本発明によれば、高圧放電灯用電子式点灯装置
の動作への悪影響を与えず、及び点灯装置の回路方式を
選ばず、光束補償装置よりの配線長が比較的自由に設定
でき、点灯装置の内部回路を追加したり修正する必要が
なく、高圧放電灯の始動用高圧パルスの要否及び定格管
電圧の大小にかかわらず同一仕様の光束補償装置とする
ことができ、且つ、検出も２値検出が可能など、極めて
簡便であり、光束補償装置よりの配線数も銅鉄式の安定
器よりも１本減らすことができる場合もある。

【００２６】

【実施例】図１は本発明の一実施例であり、図８又は図
９と同一要素には同一記号を付して説明は省略する。図
１において、ＤＣは図８又は図９と同一のチョッパー回
路であり、Ｂ₃₀は図８における矩形波点灯回路Ｂ₁₀、図
９における高周波点灯回路Ｂ₂₀のいずれでも良く、一般
的な電子式点灯回路であれば良い。図１の光束補償装置
Ａにおいて、ＺＤ₃はツェナーダイオード、Ｒ₁₀，Ｒ₁₁
は抵抗、Ｃ₄はコンデンサ、Ｒ₀は入力電流検出用抵
抗、Ｔ₁は抵抗Ｒ₀の電圧を制御に必要な電圧に変換す
るためのトランスである。

【００２７】図２は図１の回路の動作を説明するための
要部波形図であり、図２（ａ）は前述の図７（ａ）の再
掲であり、交流商用電源Ｖ₁の状態を表す。図２（ｂ）
は図１のチョッパー回路ＤＣの出力端子からの出力電力
を表す。図２（ｃ）は図１のチョッパー回路ＤＣへの入
力電流を表し、図２（ｂ）と略相似的である。図２
（ｄ）は白熱灯ＩＬの点滅状態を表し、１は点灯状態、
０は不点灯状態である。ｔ ₀にて商用交流電源Ｖ₁の投
入と同時に高圧放電灯ＤＬが点灯すると、高圧放電灯Ｄ
Ｌへの電力は極めて低い状態から漸増して行く。このと
き、チョッパー回路ＤＣからの出力電力も図２（ｂ）の
ごとく漸増して行く。さらに、商用交流電源Ｖ₁は定電
圧電源であるため、チョッパー回路ＤＣへの入力電流も
図２（ｃ）のごとく、図２（ｂ）と相似的な特性を呈す
る。ｔ₁にて高圧放電灯ＤＬが定常点灯状態になると、
図２（ｃ）に示すように入力電流もＩ₁₂で安定する。こ
の電流Ｉ₁₂が定格入力電流に相当する。図１の抵抗Ｒ₀
は入力電流検出用の抵抗であるので、検出された入力電
流に比例する抵抗Ｒ₀の電圧はトランスＴ₁にて変圧さ
れ、ダイオードブリッジＤＢ₂で整流されて、抵抗Ｒ₁₀
を介してコンデンサＣ₄に充電される。したがって、コ
ンデンサＣ₄の電圧は入力電流に比例的となる。商用交
流電源Ｖ₁の投入後、コンデンサＣ₄の電圧がツェナー
ダイオードＺＤ₃のツェナー電圧に達するまでは、トラ
ンジスタＱ₁₃は開成状態となり、トライアックＱ₁₁のト
リガ回路（抵抗Ｒ₁、コンデンサＣ₁、電圧応答スイッ
チＱ₁₂）は正常に動作し、トライアックＱ₁₁は閉成状態
となり、白熱灯ＩＬは点灯する。前記ツェナーダイオー
ドＺＤ₃のツェナー電圧を図２（ｃ）に示したしきい値
Ｉ₁₃に対応するコンデンサＣ₄の電圧に設定することに
より、白熱灯ＩＬは図２（ｄ）のごとくｔ₀〜ｔ₆間で
点灯する。なお、図２（ｃ）に示したしきい値Ｉ₁₃は、
定格入力電流Ｉ₁₂よりも小さい値に選ばれる。

【００２８】次に、図２（ａ）のｔ₂にて商用交流電源
Ｖ₁が開放されて、比較的短時間後のｔ₃にて商用交流
電源Ｖ₁が再投入された場合について、ｔ₃以降の動作
を説明する。ｔ₃にて商用交流電源Ｖ₁が投入されても
高圧放電灯ＤＬの発光管が始動するに十分な温度に低下
するｔ₄まで始動しない。このｔ₃〜ｔ₄の間におい
て、高圧放電灯ＤＬは実質的に電力を消費していないの
で、電子式点灯回路Ｂ₃₀への入力電力、すなわち、チョ
ッパー回路ＤＣからの出力電力も実質的に略零であり、
したがって、チョッパー回路ＤＣへの入力電流も図２
（ｃ）に示すごとく略零である。さらに、ｔ₄にて高圧
放電灯ＤＬが始動すると、高圧放電灯ＤＬへの電力はや
はり低い値から漸増して行く。このときの入力電流も同
様に漸増傾向を呈する。この入力電流はやがてｔ₇にて
Ｉ₁₃を通過することになるが、ｔ₃以降で入力電流がＩ
₁₃より小さい期間、すなわち、ｔ₇まで図１のトライア
ックＱ ₁₁が導通し、図２（ｄ）のごとく白熱灯ＩＬが点
灯する。

【００２９】なお、ｔ₀以降の入力電流がしきい値Ｉ₁₃
を越える期間、すなわち、ｔ₆〜ｔ ₂及びｔ₇以降にあ
っては、コンデンサＣ₄の電圧がツェナーダイオードＺ
Ｄ₃のツェナー電圧を越えるので、トランジスタＱ₁₃は
閉成し、トリガー回路のコンデンサＣ₁が抵抗Ｒ₂、ダ
イオードブリッジＤＢ₁を介して短絡されるので、トラ
イアックＱ₁₁は開成し、白熱灯ＩＬは不点状態となる。

【００３０】図３は本発明の他の実施例の回路図であ
る。図１の回路と同一要素には同一記号を付して説明を
省略する。本実施例では、直流電源ＤＣとして、全波整
流器ＤＢ₀とコンデンサＣ₀のみより成る整流平滑電源
を用いている。直流電源ＤＣへの入力電流と高圧放電灯
ＤＬの点灯状態との間には図１の実施例で述べた内容と
全く同一の関係があるので、図１の実施例と全く同一の
効果を奏する。

【００３１】図４は本発明の別の実施例の回路図であ
る。図１の回路と同一要素に同一記号を付して説明を省
略する。図１の実施例と異なる点は、高圧放電灯ＤＬの
点灯状態をチョッパー回路ＤＣの出力側で検出している
点である。チョッパー回路ＤＣの出力電流にあっても、
チョッパー回路ＤＣがいわゆる定電圧形の直流電源であ
る限り、高圧放電灯ＤＬの点灯状態に対応する値は図１
又は図３の実施例と同様であるので、前記と同様の効果
を奏する。この実施例は、例えば、チョッパー回路ＤＣ
と点灯回路Ｂ₃₀を別ケースに入れるなどの手段により構
造的に分離した場合に適用される可能性がある。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、高圧放電灯の入力電流
により点灯状態判別を行うので、点灯装置そのものを設
計変更する必要がなく、点灯装置の負荷特性や始動用パ
ルス特性に全く影響を与えずに、光束補償装置の追加が
可能であり、同時に光束補償装置と高圧放電灯の間の配
線長さが比較的自由に設定でき、更に、光束補償装置と
点灯装置の組合せにおいて、高圧放電灯の始動用高圧パ
ルスの要否や定格管電圧の違いなどによって光束補償装
置の設計を変える必要がなく、光束補償装置よりの配線
数を最小にすることができる。また、高圧放電灯の点灯
状態を検出するのに、放電灯不点時、始動時、定常点灯
時を通じて定常点灯時が最大の値を示す入力電流を応用
することにより、１つのしきい値のみで白熱灯の点滅制
御が行えるので、従来例に比べて回路構成が極めて簡単
になるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】本発明の一実施例の動作波形図である。

【図３】本発明の他の実施例の回路図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例の回路図である。

【図５】従来例の回路図である。

【図６】従来例における高圧放電灯の状態を示す動作波
形図である。

【図７】従来例における白熱灯の状態を示す動作波形図
である。

【図８】他の従来例の回路図である。

【図９】さらに他の従来例の回路図である。

【図１０】別の従来例の回路図である。

【符号の説明】

ＤＬ高圧放電灯ＩＬ白熱灯Ｖ₁ 商用交流電源Ａ光束補償装置ＤＣチョッパー回路Ｂ₃₀ 電子式点灯回路Ｒ₀ 電流検出用抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧放電灯と、前記高圧放電灯を点灯
するための定電圧形の直流電源と、前記直流電源と前記
高圧放電灯の間に介在し、前記直流電源より前記高圧放
電灯に供給する電流の限流機能を有するインバータ回路
とで構成された高圧放電灯点灯装置に併設され、電源か
らスイッチング要素を介して即時点灯可能な補助光源を
備え、前記スイッチング要素は前記高圧放電灯が不点灯
か高圧放電灯の始動過程の光束量が比較的少ない期間の
み閉成するようにした光束補償装置において、前記イン
バータ回路への入力電流を検出することにより高圧放電
灯の状態を検出する手段を備えることを特徴とする光束
補償装置。
【請求項２】前記直流電源は交流電源を整流平滑し
て直流化する整流平滑回路よりなり、前記高圧放電灯の
状態を検出する手段は、前記交流電源からの交流入力電
流を検出することにより高圧放電灯の状態を検出する手
段であることを特徴とする請求項１記載の光束補償装
置。
【請求項３】前記高圧放電灯の状態を検出する手段
により検出した電気量と、予め設定した１つのしきい値
との大小関係のみで前記スイッチング要素の開閉を設定
するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記
載の光束補償装置。