JPH08264284A - 点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 商用電源電圧を高周波に変換し白熱灯等のラ
ンプを点灯させる点灯装置。 【構成】 商用電源電圧を位相制御素子Ｑ４により位相
制御する調光回路２と、この調光回路２の出力を整流器
Ｒｅで整流し、ハーフブリッジ型トランジスタインバー
タにより高周波に変換して白熱灯ＬＰに給電する点灯回
路１とから、点灯装置が構成される。点灯回路１は、位
相制御素子Ｑ４のターンオン時にトランジスタインバー
タを起動するための起動回路Ｓを有する。この起動回路
Ｓは、トリガ素子Ｑ３への入力電流を調整する抵抗Ｒ３
と、電源の各半波において抵抗Ｒ３を通じ充電されるコ
ンデンサＣ３と、このコンデンサＣ３の充電電圧でター
ンオンされるトリガ素子Ｑ３とを有する。位相制御素子
Ｑ４のターンオン時におけるコンデンサＣ３の充電時間
を短縮するため、抵抗Ｒ３に並列に、抵抗値の小さい抵
抗Ｒ７と直流カット用コンデンサＣ６との直列回路が設
けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、商用電源電圧を高周波
に変換し、高周波電力によって白熱灯等のランプを点灯
させる点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来例に係る白熱灯点灯装置の回
路図である。

【０００３】白熱灯点灯装置は、点灯回路１と調光回路
２とから構成されている。

【０００４】点灯回路１は、整流器Ｒｅとハーフブリッ
ジ型トランジスタインバータ回路とから構成される。即
ち、整流器Ｒｅの出力端間に、スイッチ要素である一対
のトランジスタＱ１、Ｑ２と各トランジスタＱ１、Ｑ２
のエミッタにそれぞれ接続された一対の抵抗Ｒ１、Ｒ２
との直列回路と、一対のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回
路とが並列に接続される。各トランジスタＱ１、Ｑ２お
よび抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路には、それぞれ還流用の
ダイオードＤ１、Ｄ２が逆並列に接続される。両コンデ
ンサＣ１、Ｃ２の接続点と、抵抗Ｒ１およびトランジス
タＱ２のコレクタの接続点との間には、降圧トランスＴ
１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。

【０００５】降圧トランスＴ１の２次巻線には白熱灯
（ランプ）ＬＰが接続され、帰還トランスＴ２の一対の
２次巻線の両端はそれぞれ各トランジスタＱ１、Ｑ２の
ベース−エミッタと各抵抗Ｒ１、Ｒ２との直列回路の両
端間に接続される。また、帰還トランスＴ２の両２次巻
線は、各トランジスタＱ１、Ｑ２に対して互いに逆相に
なるように接続されている。整流器Ｒｅの前段にはコン
デンサＣ４およびチョークコイルＣＨよりなるノイズフ
ィルタが設けられている。

【０００６】また、点灯回路１には、抵抗Ｒ３、コンデ
ンサＣ３、トリガ素子（ＳＢＳ等）Ｑ３よりなる起動回
路Ｓが設けられている。即ち、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ
３との直列回路が、コンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路の
両端間に接続されており、コンデンサＣ１、Ｃ２の両端
間が所定電圧以上になり、抵抗Ｒ３を介してコンデンサ
Ｃ３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Ｑ３が導通してトラン
ジスタＱ２をオンにするように構成されている。

【０００７】なお、ダイオードＤ３は、トランジスタＱ
２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
止した時には、コンデンサＣ３への再充電が行われるよ
うになっている。

【０００８】一方、商用電源ＡＣの位相制御を行う調光
回路２は、商用電源ＡＣと点灯回路１との間に設けられ
ており、トライアック等の位相制御素子Ｑ４と、位相制
御素子Ｑ４をターンオンさせるためのトリガ回路とを備
え、トリガ回路は、抵抗Ｒ４〜Ｒ６、コンデンサＣ５、
トリガ素子Ｑ５により構成されている。

【０００９】そして、コンデンサＣ５が充電されて端子
電圧がトリガ素子Ｑ５のブレークオーバ電圧に達する
と、トリガ素子Ｑ５が導通して位相制御素子Ｑ４がター
ンオンされるようになっている。なお、位相制御素子Ｑ
４の点弧角は抵抗Ｒ５により調節される。

【００１０】次にその動作を説明する。

【００１１】調光回路２の位相制御素子Ｑ４がターンオ
ンすると、ＡＣ電源電圧は整流器Ｒｅで全波整流され、
コンデンサＣ１、Ｃ２およびＣ３が充電される。コンデ
ンサＣ１、Ｃ２が充電された状態で起動回路Ｓにより
（コンデンサＣ３の充電電圧により）、トランジスタＱ
２が起動（オン）されると、コンデンサＣ２に充電され
ている電荷が降圧トランスＴ１の１次巻線→帰還トラン
スＴ２の１次巻線→トランジスタＱ２という経路で放出
されることになる。

【００１２】この時、帰還トランスＴ２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
（従って、トランジスタＱ１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Ｔ２の１次巻線に
流れる電流が、白熱灯ＬＰの等価抵抗に相当する電流に
制限されて、帰還トランスＴ２の２次巻線には電流が流
れなくなり、トランジスタＱ２はオフに向かうことにな
る。従って、帰還トランスＴ２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Ｑ１を順バイ
アスする電流が流れることになり、その結果、トランジ
スタＱ１がオンになってコンデンサＣ１に蓄積された電
荷が、トランジスタＱ１→帰還トランス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。

【００１３】この動作が繰り返されて発振動作が行われ
る。即ち、整流器Ｒｅの出力である脈流を高周波に変換
し、この高周波電力によって白熱灯ＬＰを点灯させる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、抵抗Ｒ３
は、トリガ素子Ｑ３の入力電流制限抵抗であり、大きめ
の抵抗値のものを選択する必要がある。また、コンデン
サＣ３は、トリガ素子Ｑ３のブレークオーバにより起動
するトランジスタＱ２が十分オンできる時間を確保でき
る時定数にする必要があり、また、トリガ素子Ｑ３を十
分ブレークオーバできるだけの電荷が蓄えられる容量に
する必要がある。

【００１５】従来は、このような意図で選択された抵抗
Ｒ３、コンデンサＣ３からなる大時定数回路によって、
コンデンサＣ３が充電されるため、位相制御素子Ｑ４が
ターンオンしてから、起動回路ＳがトランジスタＱ２を
起動させるまでの遅れ時間が大きくなる。そして、この
遅れ時間において、白熱灯点灯回路の突入電流が大きく
変化して振動電流となり、振動電流のゼロクロス付近で
位相制御素子Ｑ４がターンオフし、ちらつきを発生させ
るという問題がある。

【００１６】本発明はこのような背景に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、調光回路の位相
制御素子がターンオンした直後に起動回路を起動させる
ことで入力電流の振動を抑え、安定した調光を行うこと
ができる点灯装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、交流電源を高周波に変換してランプに供給
する高周波変換回路と、交流電源の各半波毎に高周波変
換回路を起動する起動回路とを備えた点灯装置におい
て、起動回路が、交流電源の各半波を受けてコンデンサ
を充電するコンデンサ充電回路と、このコンデンサ充電
回路の充電電圧によりターンオンされて高周波変換回路
を起動するトリガ素子と、コンデンサの充電初期時にコ
ンデンサの充電時定数を低下させる時定数調整回路とを
有することを特徴とする。

【００１８】好適な実施例では、コンデンサ充電回路
が、トリガ素子をターンオンさせるためのコンデンサ
と、このコンデンサに直列接続され、トリガ素子の入力
電流制限を行う第１の抵抗とを有し、時定数調整回路
が、第１の抵抗より小さな抵抗値を有する第２の抵抗
と、この第２の抵抗に直列接続された直流カットコンデ
ンサとを有し、第２の抵抗と直流カットコンデンサとの
直列接続体が第１の抵抗と並列に接続されている。

【００１９】

【作用】本発明においては、起動回路に電源電圧の半波
が印加されると、コンデンサが充電されて、その充電電
圧がトリガ素子のブレークオーバ電圧に達すると、高周
波変換回路が起動する。その際、半波が印加された当初
のコンデンサの初期充電時定数が、時定数調整回路によ
って低められるため、コンデンサの充電が早められ迅速
に充電電圧がブレークオーバ電圧に達する。従って、こ
の点灯装置の入力側に調光回路を設けてその位相制御素
子により電源を位相制御した場合、位相制御素子がター
ンオンして電源の半波が起動回路に加わった時点で、速
やかにコンデンサが充電されてトリガ素子が直ちにター
ンオンし、高周波変換動作が起動する。

【００２０】従って、位相制御素子のターンオンからト
リガ素子のターンオンまでの遅れ時間が短縮され、振動
電流の発生が抑制され、ひいてはランプのちらつきが低
減される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、図３に示す従来例と同一個所には同一符号
を付して重複する説明は省略する。

【００２２】図１は本発明の一実施例に係る白熱灯点灯
装置の回路図である。

【００２３】図１に示すように、この実施例装置の基本
的構成、つまり、商用電源ＡＣの任意の位相で位相制御
素子Ｑ４を導通させるタイプの調光回路２と、調光回路
２を通過した商用電源電圧を整流してハーフブリッジ型
トランジスタインバータで高周波に変換し白熱灯ＬＰに
供給する点灯回路１とから成る基本構成は、図３に示し
た従来装置と同様である。

【００２４】この実施例装置の従来装置とは異なる構成
上の特徴は、点灯回路１内の起動回路Ｓにある。即ち、
コンデンサＣ３への充電時間を極力短縮して、調光回路
２の位相制御素子Ｑ４がターンオンした直後に、トリガ
素子Ｑ３をターンオンさせるように、抵抗Ｒ３（第１の
抵抗）より小さい抵抗値を持つ抵抗Ｒ７（第２の抵抗）
が、コンデンサＣ３に直列に且つ抵抗Ｒ３と並列に設け
られている。

【００２５】更に、直流カットのためのコンデンサＣ６
が、第２の抵抗Ｒ７に直列に付加されている。このコン
デンサＣ６は、トリガ素子Ｑ３への入力電流量に第２抵
抗Ｒ７が影響を及ぼさないようにするためのものであ
る。

【００２６】尚、第１の抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３の定
数は、図３に示した従来の起動回路のそれと同様な意図
で定められている。即ち、既に述べたように、第１の抵
抗Ｒ３の抵抗値は、トリガ素子Ｑ３の入力電流制限抵抗
であり、この目的を達成するのに充分な大きさに選択さ
れている。また、コンデンサＣ３の容量は、トリガ素子
Ｑ３のブレークオーバにより起動するトランジスタＱ２
が十分オンできる時間を確保できる時定数をもち、か
つ、トリガ素子Ｑ３を十分ブレークオーバできるだけの
充分な電荷が蓄えられる容量値に選択されている。

【００２７】図２は、本実施例のトリガ素子Ｑ３の起動
タイミングとコンデンサＣ３の充放電特性を図３の従来
例と比較して示す説明図である。

【００２８】この図において、破線で示す特性は従来例
を示し、実線で示す特性は本実施例を示している。ま
た、縦軸はコンデンサＣ３の充電電圧Ｅを示し、Ｅ１は
トリガ素子Ｑ３のブレークオーバ電圧を示している。ま
た横軸は時間を示し、そのうちｔ０は調光回路２の位相
制御素子Ｑ４のターンオンタイミングを、またｔ１は本
実施例のトリガ素子導通タイミングを、さらにｔ２は従
来例のトリガ素子導通タイミングを示している。

【００２９】この図に示すように、位相制御素子Ｑ４が
ターンオンした直後、主として抵抗値の小さい抵抗Ｒ７
及びコンデンサＣ６を通じ、瞬時にコンデンサＣ３に電
荷が蓄えられるので、トリガ素子Ｑ３がブレークオーバ
するタイミングｔ１は従来のタイミングｔ２に比べて格
段に早くなる。これによって、位相制御素子Ｑ４がター
ンオンした後、速やかに起動回路Ｓが起動し、トランジ
スタＱ２がオンして高周波発振が開始されるため、入力
電流の振動が抑制される。従って、ちらつきのない安定
した白熱灯ＬＰの調光が可能となる。

【００３０】なお、抵抗Ｒ７を介して、トリガ素子Ｑ３
のブレークオーバ電圧付近までコンデンサＣ３が高速充
電された後は、電源電圧が低下するまで、抵抗Ｒ３を通
じコンデンサＣ３に電荷が供給され、トリガ素子Ｑ３の
オン状態が維持される。この時、コンデンサＣ６は電荷
が飽和状態であり、抵抗Ｒ７及びコンデンサＣ６の経路
には電流は流れない。

【００３１】尚、白熱灯の点灯装置を実施例として説明
したが、白熱灯以外のランプの点灯装置にも本発明は適
用できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
調光回路を接続した場合でもランプのちらつきを防止で
きる信頼性の高い点灯装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る白熱灯点灯装置の回路
図である。

【図２】トリガ素子の起動タイミングとコンデンサの充
放電特性を示す比較説明図である。

【図３】従来例に係る白熱灯点灯装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 点灯回路 ２ 調光回路 Ｓ 起動回路 Ｒ３、Ｒ７ 抵抗 Ｃ３、Ｃ６ コンデンサ Ｑ３ トリガ素子 Ｑ４ 位相制御素子 ＬＰ 白熱灯 Ｒｅ 整流器

フロントページの続き (72)発明者 道家 隆博 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 明石 正 東京都台東区根岸３丁目18番16号 東京ト ランス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を高周波に変換してランプに供
   給する高周波変換回路と、交流電源の各半波毎に前記高
   周波変換回路を起動する起動回路とを備えた点灯装置に
   おいて、 前記起動回路が、前記交流電源の各半波を受けてコンデ
   ンサを充電するコンデンサ充電回路と、このコンデンサ
   充電回路の充電電圧によりターンオンされて前記高周波
   変換回路を起動するトリガ素子と、前記コンデンサの充
   電初期時に前記コンデンサの充電時定数を低下させる時
   定数調整回路とを有することを特徴とする点灯装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記コンデンサ充電回路が、前記コンデンサと、このコ
   ンデンサに直列接続され、前記トリガ素子の入力電流制
   限を行う第１の抵抗とを有し、 前記時定数調整回路が、前記第１の抵抗より小さな抵抗
   値を有する第２の抵抗と、この第２の抵抗に直列接続さ
   れた直流カットコンデンサとを有し、前記第２の抵抗と
   前記直流カットコンデンサとの直列接続体が前記第１の
   抵抗と並列に接続されていることを特徴とする点灯装
   置。