JPS58181299A - 放電灯調光装置 - 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】 本発明は放電灯調光装置に関するものであり、その目的
とするところは低光束調光時にあっても放電灯の始動を
確実に行うことができ、しかも高光束調光時にＬＣ昇圧
回路にょる過昇圧を防止した放電灯調光装置を提供する
ことにある。

従来、この種の放電灯調光装置は第１図に示すようにな
っており、１１１　ｔｉｔ交流電源、（２）は双方向性
３ｆ＠子サイリスタ（３）（以下サイリスタ（３）と称
する）を用いた位相制御回路、（４）はタイオードブリ
ッジのような整流回路（６）および整流回路（６）出力
を入力とするインバータ回路（６）よりなる高周波変換
回路、（７）は放電灯であり、交流電源ｉｌｌを位相制
御回路（２）を介して高周波変換回路（４）に入力し、
高周波変換回路（４）出力にて放電灯１７）を点灯する
ようになっており、位相制御回路（２）にてサイリスタ
（３）の点弧位相角を調整することにより、放電灯（７
）を調光するものである。第２図はインバータ回路＋６
１の具体回路図を示すもので、（Ｌ＋）はチョークコイ
ル、（Ｑ、ＲＱｓ）はトラシジスタ、（Ｃ１）はコンデ
ンサ、（Ｒ１）（Ｒ＊）は抵抗、（ＯＴ）は発振トラシ
スであり、いわゆるブツシュづ矩型インバータ回路を構
成している。なお、このインバータ回路（６）の動作は
衆知であるので説明は省略する。第３図（ａ）　（ｂ）
は上記従来例の位相制御時の位相制御回路（２）の出力
電圧（Ｖｓ）および高周波変換回路（４）の出力電圧（
ｖ４）を示すもので、（イ）は放電灯（７）がフル点灯
する１００％調光時、（ｏｌは放電灯（７）の光束がフ
ル点灯時の５０チとなる５０％調光時、０９は放電灯（
７）の光束がフル点灯時の２０チとなる２〇−脚光時に
おける各電圧波形を示している。図中、４にｍＶ！交流
電源電圧（Ｖｌ）を示すものであり、（ｖｆ）は始動可
能電圧である◇ ところで、このような従来例において、高周波変換回路
（４）の出力電圧（ｖ４）と放電灯（７）の始動可能電
圧（Ｖ４）との関係が第３図のように設定されていると
、放電灯（７）を１００％調光、５０％調光する場合に
は放電灯（７）は始動するが、２０チ調光では始動が不
可能であった。もちろん高周波変換回路（４）の出力電
圧（ｖ４）を大きくして２０％調光時にあっても始動可
能電圧ＣＶｆ　）を確保することは可能であるが、イン
バータ回路（６）のトランジスタ（Ｑｓ）　（Ｑ、）と
して高耐圧のものを用いる必要がある上、発振トランス
（ＯＴ）が大型化し、コストが高くしかも大型化すると
いう問題があった。また、位相制御回路（２）にタイマ
機能を持たせ、交流電源ｉｌｌの投入後放電灯（７）の
始動に必要な一定期間だけ調光レベルに関係なくサイリ
スタ（３）をフル導通させる方法も考えられているが、
位相制御回路（２）と高周波変換回路（４）との間に放
電灯（７）を点滅する点滅スイッチを挿入した場合、上
記方法はとり得ないという問題があった。本発明は上記
の点に鑑みて為されたものである。

以下、実施例について図を用いて説明する。第４図は本
発明の基本例を示すもので、上述の従来例と同様の放電
灯調光装置において、チョークコイル（Ｌｍ）　、コン
ダンサ（Ｃ１）の直列回路よりなるＬＣ昇圧回路（８）
を設け、整流回路（５）の出方電圧（Ｖｓ）をＬＣ共振
にて昇圧するようになっている。図中、（Ｄｓ）は］コ
ンデンサＣｓ）の電荷放電用のタイオードである。

第５図（ａ）〜（Ｃ）は２ｏチ調光時における位相制御
回路（２）の出力電圧（ｖｉ）、高周波変換回路（４）
の出方電圧（■４）、コンデンサ（Ｃ８）の両端電圧（
ｖｃ、）を示すものである。但し、同図（ａ）の破線は
交流電源電圧（Ｖｌ）、同図（ｂ）の破線で示す包結線
は第１図従来例の高周波変換回路（４）の出力電圧（Ｖ
４）　、同図（ｃ）の破線は整流回路（５）の出力電圧
（Ｖ　Ｓ）である〇いま、第５図（ａ）で示すような位
相制御回路（２）の出力電圧（Ｖりが高周波変換回路（
４）に入力されると、交流電源電圧（Ｖｌ）の各半サイ
クルのｔｏ時点からインバータ回路（６）が動作開始し
、先ずインバータ回＠　（６１は従来例と同様に動作す
る。したがって、放電灯（７）には同図（ｂ）に示すよ
うに短時間従来例と同様の高周波電圧が印加される。一
方、同時にＬＣ昇圧回路（８）のコンデンサ（Ｃ？）は
チョークコイル（Ｌ倉）を介して振動的に充電されはじ
め、コンデンサ（Ｃ２）の両端電圧（Ｖ（＊）が整流口
１ｉ！　ｆ５）の出力電圧（ｖ６）を超えたｊｓ時点か
らタイオード（Ｄｌ）を介して放電経路が形成され、コ
ンゲン＋ｊ（Ｃｇ）の両端電圧（Ｖｃ　＊　）が上昇し
、同図（Ｃ）に示すような電圧波形となる口したがって
、インバータ回路（６）には整流回路（６）の出力電圧
（ｖｉ）とコンダンサ（Ｃｍ）の両端電圧（ｖｃｌ）の
うち電圧の高い方が印加されることになるＯこの場合−
コンデンサ（Ｃｘ）はチョークコイル（１，１）を介し
て充電されるためコンデンサ（Ｃ宵）の両端電圧（ＶＣ
りは振動電圧となっており、整流回路（６）の出力電圧
（Ｖｉ）のピーク値よりも充分高くすることが可能であ
り、インバータ回路（８）の出力電圧すなわら高周波変
換回路（４）の出力電圧（ｖ４）はインバータ回路１６
）への入力電圧に比例するので、同図（ｂ）に実線で示
す包絡線の如く、高周波変換回路（４）の出力電圧（ｖ
４）のピーク値を放電灯１７）の始動可動電圧（Ｖ４　
）よりも高くすることができ、２０１Ｍ光時にあっても
確実に放電灯（７）を始動することができることになる
。したがって、基本例にあってはチョークコイル（Ｌり
　、コンデンサ（ｃｔ）ｂよびタイオード（Ｄｌ）より
なる簡単な回路構成のＬＣ昇圧回路（８）を付加するだ
けで低光束調光時の始動性能が改善でき、インバータ回
路（６）の高出力化、発振トランス（ＯＴ）の大型化な
どを回避することができ、小型で安価な放電灯調光装置
を提供できることになるという特長を有している。

ところで、上記基本例にあっては、高光束調光時Ｃ５０
’１６前後の調光時）においてＬＣ昇圧回路（８）によ
る過昇圧が発生し、インバータ回路（６）のトランジス
タ（Ｑ＋）（Ｃｂ）として高耐圧のものが必要となり、
インバータ回路（６）が高価格化するという問題があっ
た。すなわち、第３図（ａ）　（ｂ）の（イ）　（０）
　ｔＡ）の調光状態（１００チ、５０％、２０チ）に対
応する各部の電圧波形は第６図（！Ｌ）　（ｂ）の（イ
）　（０）　（ＩＮのようになり、５０チ前後の調光時
における高周波変換回路（４）の出力電圧（Ｃ４）は始
動可能電圧（Ｖｆ　）よりもはるかに太き（なり＼イン
バータ回路（６）の入力電圧（コンデンサ（Ｃ？）の両
端電圧（Ｖｃ２）が太き過ることを示してνす、このよ
うに入力電圧が大きくなり過ぎる（ＬＣ昇圧回路（８）
による過昇圧）と、インバータ回ｆ＠　（６）のトラン
ジスタ（Ｑ、）（Ｑ雪）の耐圧を必要以上に大きくしな
ければならずインバータ回路（６）が高価格化するとい
う問題があった０木発明は上記の点をも考慮して為され
たものであり、第７図は本発明一実施例を示すものであ
る。図中（９）は交流電源ｆ１）の半サイクルの９０°
以後の予め設定された定位相（Ｃ１）でオンする双方向
性３端子サイリスタ（Ｓ＋）　Ｃ以下、サイリスタ（Ｓ
Ｓ）と略称する）とサイリスタ（Ｓｌ）　Ｋ並列接続さ
れた放電用タイオード（Ｄａ’）とで形成された昇圧制
御回路であり、実施例は第４図基本例においてＬＣ昇圧
回路（８）を制御する昇圧側（財）回Ｗ！ｒｆ９）を付
加したものとなっている〇以下、実施例の動作について
説明する。但し、基本動作は前述の第４図基本例と全く
同じであるので説明を省略する。いま、実施例にあって
は、サイリスタ（Ｓｌ）の点弧位相角（Ｃ１）は制光下
限時におけるサイリスタ（２）の点弧位相角（θ。）と
略一致させてあり、例えば２０％調光時を調光下限とす
れば、１１０Ｗ螢光灯の場合点弧位相角（θＩ）は１０
０〜１２０°に設定される０第８図（ａ）　（ｂ）は第
６図（ａ）　（ｂ）に対広する各部の電圧波形を示すも
ので、ＬＣ昇圧回路（８）による昇圧が開始される時点
（ｔｓ）’は　調光状態に拘らずサイリスタ（Ｓ＋）の
点弧位相角（Ｃ１）より若干遅れた定位相となり、同図
（ｂ）のようにＬＣ昇圧回路（８）による外圧が定量化
されるので、５０チ前後の調光νよび調光下限（２０％
）における高周波変換回路（４）の出力電圧（Ｃ４）の
ピーク値が同図（ａ）に示すように略一定となる。した
がって、インバータ回９Ｉｒ＋６１に高耐圧のトランジ
スタ（Ｑ、）（Ｑ黛）を用いる必要がないことになりイ
ンバータ回路（６）を低価格化することができる０また
、発振トランス（ＯＴ）も大塵化する必要がなく、イン
バータ回路（６）を小型にすることができる。

ｗｃｅ図は他の実施例を示すもので、位相制御回路（２
）と整流回路１ｆｉ）との間に直列に挿入されたチョー
クコイル（Ｌ糞）′と１？／デンサ（ＣりとでＬＣ昇圧
回路（８）を形成したもので、昇圧動作は前記実施例と
全く同様であり、チョークコイル（Ｌ＊）’を雑音防止
、突入電流防止用のチョークコイルに兼用したものであ
る。

第１０図はさらに他の実施例を示すもので、第９図実施
例にνいて、インバータ回ｆ＠［１の発振トランス（Ｏ
Ｔ）として予熱巻線を有するものを用いて予熱型放電灯
（７）を点灯できるようにするとともに、タイマ接点（
Ｓりおよびバイパス抵抗（ＲＢ）よりなる先行予熱回路
ｔｉｏ＋を設け、さらにインバータ回路（６）の入力に
コンデンサ（Ｃ３）（Ｃ４）、タイオード（Ｄｓ）　（
Ｄ４）　（Ｄｓ）およびタイマ接Ｉ：Ｌ（ｓｓ）よりな
る部分平滑回路（＋Ｉ）を設けたものである。

いま、タイマ接点（Ｓりは第１１図に示すように交流電
源＋１１の投入時Ｑ　（’ｒｏ）から一定時間後（Ｔｌ
）　Ｖｃオンし、タイマ接点（Ｓｓ）はさらに一定時間
後（Ｔ２）にオンする工うになって釦り、昇圧制御回路
（９）のサイリスタ（Ｓ＋）は１１時点からＴ倉時点ま
での始動期間に点弧位相角（θＩ）が定位相となるよう
に位相制御され、他の期間はオフとなっている。したが
って、交流電源ｆｉｌが投入されてからタイマ接点（Ｓ
２）がオンするまでの間（Ｔｏ→Ｔｓ）整流回路（５）
の出力電圧（ｖｓ）がバイパス抵抗（ＲＢ）を介してイ
ンバータ回路（６）に入力されることになってインバー
タ回路（６）の出力が抑圧され、高周波変換回路（４）
の出力電圧（Ｃ４）のピーク値が始動可能電圧（Ｖｆ）
を超えることがないため、この期間は放電灯（７）の始
動が行なわれず放電灯（７）のフィラメントのみが加熱
され、いわゆる先行予熱が行なわれる。次に、タイマ接
点（Ｓｓ）がオンしてからタイマ接点（Ｓ　ｓ）がオン
する筐での間（Ｔｌ−Ｔり　、ｆｉｇ　ｅ図実施例と全
く同様にして先行予熱された放電灯（７）の始動が行な
われる。次に、タイマ接点（Ｓｓ）がオンした後（Ｔ２
以後）はＬＣ昇圧回路（８）のサイリスタ（Ｓｌ）がオ
フして昇圧動作が停止されるとともに、インバータ回路
（６）の入力に部分平滑回路（１１）が並列接続され通
常の調光点灯状態に移行する。この場合、部分平滑回路
１１１）は整流回路（６）の出力電圧（ｖ６）の谷部を
第１２図に示すように部分的に平滑して安定器要素であ
るところのインバータ回路（６）を高力率に医らつり放
電灯制光装置の高効率を達成するためのものである。

纂１３図はさらに他の実施例を示すもので、整流回Ｗｒ
ｆｉ＋とインバータ回路（６）との間に直列接続された
逆阻止型３＃！子サイリスタ（Ｓ＋）　’　（以下サイ
リスタ（Ｓ）′と略称する）にて昇圧制御回路（９）を
形成するものであり、サイリスタ（Ｓｓ）’は第１４図
に示すように交流電源＋１）の投入時点（１＋１）から
タイマ接点（Ｓｌ）がオンするまでの一定時間（ＴＯ−
Ｔ＋’　）だけ第９図実施例と同様に点弧位相角（θｌ
）が定位相となり、一定時間（Ｔ１）後に全導通（点弧
位相角（θＩ）が０）するようになっている。したがっ
て、交流電源ｆｌ）の投入後タイマ接点（Ｓｓ）がオン
するまでの間（Ｔｏ　−Ｔｔ’　）、ＬＣ昇圧回路（８
）の昇圧動作が行なわれる始動期間となるが、この場合
、始動期間における高周波変換回路（４）の出力電圧（
ｖ４）のピーク値をフィラメントが予熱された放電灯（
７）の始動可能電圧ＣＶｆ　）　’よりも若干高くなる
ように設定しておけば、交流ｔ１１！源ｆ１）の投入直
後には放電灯（７）が始動されずに放電灯＋７１のフィ
ラメントが予熱され、放電灯（７）のフィラメントが予
熱されるにつれて徐々に始動過程に移行し、緩やかな始
動が行われる。ここＫｆｆｌ’！分乎障回路（川のコン
デンサ（Ｃｍ）（Ｃ４〕はＬＣ昇圧回路（８）の動作に
悪影響を与えるので、タイマ接点（Ｓｌ）はオフされて
いる。次に、タイマ接点（Ｓｓ）がオンした後’ＣＴ＋
時点以後）はサイリスタ（Ｓ、）’が全導通し、インバ
ータ回路（６）の入力に部分平滑回路（１１）が並列接
続され、放電灯（７）は通常の調光点灯に移行する。こ
の場合、ＬＣ昇圧回路（８）は動作状態のままとなるが
部分平滑回路、’ｕ）のコンデンサ（Ｃｍ）（Ｃ４）の
影響によって正常な昇圧動洞をしないことになり、定常
点灯時に始動時の高電圧が印加され続けることがない。

また、ＬＣ昇圧回路（８）のコンデンサ（Ｃりの値は部
分平滑回路（１１）のコンデンサ（Ｃｍ）（Ｃ４）（Ｃ
ｍ）の値よりもはるかに小さいので、コンデンサ（Ｃ８
）が部分平滑回路ｊ＋＋）の動作に与える影響は無視で
きる。

以上のようにｗ、１３図実施例にあっては第１０図実施
例におけるタイマ接点（Ｓ：）を省略することができ回
路構成が簡単にでき、また、交流電源ｆｌの投入からタ
イマ接点（Ｓｓ）がオンするまでの始動期間において放
電灯（７）の予熱過程から徐々に始動過程に移行させる
ようになっているので、第９図実施例のようにタイマ接
点（Ｓｓ）（Ｓｓ）によって予熱期間、始動期間を設定
する場合に比べて始動所要時間が短縮できる（実験によ
れば、３．０ｓｅｃ−１，５ｗに短縮できる）という効
果がある。

本発明は上述のように交流電源を位相制御回路を介して
整流回路および整流回路出力を入力とするインバータ回
路よりなる高周波変換回路に入力し、高周波変換回路出
力にて放電灯を点灯するようにした放電灯脚光装［にお
いて、位相制御回路出力あるいは整流回路出力をＬＣ共
振にて昇圧するＬＣ昇圧回路を設けたものであり、低光
束脚光時にあっても放電灯の始動を確実に行なうことが
でき、また、従来例のようにインバータ回路を変更（発
振トランスの大型化など）することなくＬＣ共振回路よ
りなるＬＣ昇圧回路を付加するだけであるので、小製で
かつ安価になるという利点があり、また、交流電源の半
サイクルの９０°以後の予め設定された定位相で該ＬＣ
昇圧回路を作動させる昇圧制御回路を設けたので、高光
束調光時（５０％前後の調光時）にＬＣ昇圧回路による
過昇圧を防止することができ、したがってインバータ回
路を構成するトランジスタなどの電子部品の耐圧を高く
する必要がなく、インバータ回路を低価格化することが
できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のブロック回路図、第２図は同上の要部
回路図、第３図６）（ｂ）は同上の動作説明図、第４図
は本発明の基本例のブロック回路図、第５図（ａ）　〜
（Ｃ）および第６図（ａ）　（ｂ）　Ｉｄ同上の動作説
明図、第７図は本発明−実施例のブロック回路図、第８
図（ａ）　（ｂ）は同上の動作説明図、第９図は他の実
施例のブロック回路図、第１０図はさらに他の実施例の
ブロック回路図、第１１図（ａ）〜（Ｃ）および第１２
図は同上の動作説明図、第１３図はさらに他の実施例の
ブロック回路図、第１４図（ａ）　（ｂ）は同上の動作
説明図である。 ｆ４）は交流電源、（２）は位相制御回路、（４）は高
周波変換回路、（６）は整流回路、（６）はインバータ
回路・（７）は放電灯、（８）はＬＣ昇圧回路、（３）
は昇圧制御回路である。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 第７図 領只図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ｌ　　交流電源を位相制御回路を介して整流回路およ
   び整流回路出力を入力とするインバータ回路よりなる高
   周波変換回路に入力し、高周波変換回路出力にて放電灯
   を点灯するようにした放電灯調光装置において、位相制
   御回路出力あるいは整流回路出力をＬＣ共振にて昇圧す
   るＬＣ昇圧回路を投けるとともに、交流電源の半サイク
   ルの９０°以後の予め設定された定位相で該ＬＣ昇圧回
   路を作動させる昇圧制御回路を設けたことを特徴とする
   放電灯点灯装置。