JPS5856479B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、双方向性３端子サイリスタ（以下このサイ
リスタをトライアックという）を用いた主として室内照
明装置に関し、特には必要に応じて明るさを増減出来る
様にした照明装置の改良に関するものである。

照明装置には、照明灯の明るさを連続的に変化出来る様
にした調光回路を内蔵したものと、切換スイッチによシ
２〜３種類の明るさに調光する制御回路を内蔵したもの
がある。

これらは用途によってそれぞれ使い分けられるが、前者
の照明装置は調光操作部に可変ボリュームを使用しなけ
ればならないので、操作上の不便さがあるとともに必要
とする一定の明るさを直ちに得ることが出来ない不都合
がある。

これに対し後者の照明装置は連続調光は不可能であって
も常に一定の明るさを簡単な操作で直ちに得られるとい
う利点がある。

その最も典型的な照明装置としては、豆球とけい光灯を
同一セード内に配置し、プルスイッチでそれらの照明部
を選択する様にした家庭用の照明器具がある。

また、複数の照明ランプを並列若しぐは直列に配設し、
切換スイッチにより任意数のランプを点灯させて所望の
明るさを得る様にした照明装置も実用されている。

しかしながら、従来のその様な照明装置では照明用のラ
ンプが複数個必要であるとともに、切換スイッチも複数
個装したり、しかも照明のバシンスが悪くなるという欠
点があった。

それ故にこの発明の主な目的は、１つの照明ランプを簡
単な操作で２段者の明るさに設定し得る様にした照明装
置を提供することにある。

この発明を要約すれば、照明ランプの明るさの設定をト
ライブックで行う様にするとともに、その位相回路を二
つ設け、更に入力電圧をオフした後再たびオンする迄の
時間によってインピーダンス１直が異なる様にしたイン
ピーダンス変動回路を設け、この回路のインピーダンス
［直の大キサによって上記二つの位相回路のうちいずれ
かを有効づける様にして照明ランプの明るσを２段階に
設定出来る様にしたものである。

以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の実施ψＵである照明装置のブロック
図である。

同図において、１は商用電極で、その一方の端子に半回
路開閉型のスイッチ２が直列に接続宮れている。

前記電源１にはスイッチ２を介してけい光灯３とトライ
アック４が直列に接続されるとともに、トライアック４
に対してトリガパルスを供給する第１の位相回路５と第
２の位相回路６が並列に接続され、それぞれはスイッチ
２を介して電源１に接続されている。

前記位相回路５訃よび６はそれぞれ充電用抵抗５１．６
１と充電用コンデンサ５２．６２の直列回路で構成宮れ
、時定数は位相回路５が位相回路６に比して小さく設定
されている。

また、位相回路５のａ点とトライアック４のゲート間に
、および位相回路６のｂ点とトライアック４のゲート間
に、５ＢＳ−？ＤＩＡＣ等のトリガ素子７，８が接続さ
れる。

なお、位相回路５によって決まるトライアック４のター
ンオン位相は概ねゼロとなる様に、また、位相回路６に
よるターンオン位相は概ね一程度遅れる様に位相回路５
，６の各定数（直およびトリガ素子７，８の特性が適当
に選択されている。

従ってトライアック４のターンオンに位相回路５が作用
する時は、けい光灯３は１００係点灯状態となり、反対
にトライアック４のターンオンに位相回路６が作用する
時ばけい光灯３は概ね５０φ点灯状態になる。

前記位相回路５の充電用コンデンサ５２には、更にイン
ピーデンス変動回路９が並列に接続され、コンデンサ５
２の両端の見かけ上インピーダンスがその変動回路９の
状態によって高低のいずれかの呟となる様にされる。

このインピーダンス変動回路９は、後に詳述する様にそ
の回路への供給電圧をオフした後間たびオンする迄の時
間の長短によって、その回路の端子間のインピーダンス
を高インピーダンスと低インピーダンスのいずれかの状
態にする回路であシ、更にこの例では電圧供給端子とイ
ンピーダンス変動端子が同一となる様に宮れている。

従って、その端子をコンデンサ５２の端子に接続するこ
とによって、インピーダンス変動回路９をコンデンサ５
２の充電電圧により作動させ得ると同時に、そのコンデ
ンサ５２のａ点の電位の最大匝をインピーダンス変動回
路９の状態に対応して二つの匝のいずれかにすることが
出来る。

そして低い方の１直はトリガ素子７のブレークオーバ電
圧よりも小さく設定され、また高い方の［直はトリガ素
子７のブレークオーバ電圧よりも太きく設定されている
。

それ故、インピーダンス変動回路９のインピーダンス１
直を適宜選択することで、けい光灯３の点灯状態を１０
０％点灯と５０多点灯の２段階に設定出来ることになる
。

次に第２図を参照し、上記インピーダンス変動回路９の
一例につき説明する。

同図はこの照明装置に最も適したインピーダンス変動回
路の回路図である。

端子Ｃｏ ｄはダイオードブリッジ９１の入力端に接続
され、同ブリッジ９１の出力側にはコンデンサ９２と高
抵抗９３が並列に接続でれるとともに、そのプラス側端
子にツェナーダイオード９４のカソードとＮゲートサイ
リスタ９５のゲート抵抗９６が、マイナス側端子にコン
デンサ９７と低抵抗９８の一端が接続され、また、ツェ
ナーダイオード９４のアノードは抵抗９９を介してコン
デンサ９７の他端とサイリスタ９５のアノードに、サイ
リスタ９５のカソードは抵抗９８の他端にそれぞれ接続
されている。

今、この回路に位相回路１０を介して電源を供給したと
する。

電源１の供給はスイッチ２をオンすることによってスタ
ートするが、コンデンサ９２およびコンデンサ９７に充
電電荷の無い初期の段階では、コンデンサ９２の充電が
開始されるとともに、ツェナーダイオード９４および抵
抗９９を介してコンデンサ９７への充電も行われる。

そしてこの状態が継続する限り、即ちスイッチ２がオフ
されない限りＮゲートサイリスタ９５のアノード、ゲー
ト間に順方向電流が流れないから同サイリスタ９５はオ
フ状態に維持し、それ故端子ｃ−ｄ間の人力インピーダ
ンスは高抵抗９３の（直に概ね一致する。

従って端子ｃ−ｄ間のインピーダンスは高インピーダン
スを維持する。

次にスイッチ２をオフした場合、即ちインピーダンス変
動回路９への電源供給を断った場合の動作を説明すると
、先ず、回路９への電源供給が断たれた瞬間からコンデ
ンサ９２の充電電荷が高抵抗９３を介して放電する一方
、コンデンサ９７の充電電荷によってＮゲートサイリス
タ９５のアノード、ゲート間に順方向電流が流れ同サイ
リスタ９５がターンオンする。

即ち、放電経路イおよび口が形成される。

そうすると端子ｃ−ｄより見た入力インピーダンスは非
常に小さくなり、その状態はコンデンサ９７の充電電荷
が全て放電されてＮゲートサイリスタ９５がオフ状態に
なる迄維持される。

しかしこの場合、もし上記の放電が完了する前に再度ス
イッチ２がオンされると、抵抗間の降下電圧分によって
コンデンサ９７か充電されるから放電経路口は継続して
閉回路を構成し、つまりＮゲートサイリスタ９５のアノ
ード、ゲート間は継続して順方向バイアスされ、その結
果同サイリスタ９５はターンオフしない腫ま導通状態を
保持する。

即ち、端子ｃ−ｄ間は低インピーダンス状態を保持した
ままとなる。

以上の動作はスイッチ２の操作によって常に繰り返して
行い得ることはいうまでも無く、スイッチ２のオフ時間
をコンデンサ９７の充電電荷が全て放電される迄の時間
より小さくするなら、端子ｃ−ｄ間のインピーダンスは
常に低い［直を維持する。

そして、スイッチ２のオフ時間をコンデンサ９７の充電
電荷が全て放電される迄の時間より大きくした時、端子
ｃ−ｄ間のインピーダンスか高い１直になる。

この様にして、スイッチ２のオフからオンにする迄の時
間を一定の大きさ以下にすれば端子０６間を低インピー
ダンスに、それ以上にすれば高インピーダンスにいずれ
かを容易に選択設定することが出来る。

インピーダンス変動回路９がこの様な特注を有すること
から、第１図に示す様に端子ｃｏｄをコンデンサ５２の
両端に接続することにより、既述した様にそのインピー
ダンスを高低に切換えることでトリガ素子７をターンオ
ンし得る状態に設定したり、或いはターンオンし得ない
状態に設定することが出来る。

そしてその状態の選択はスイッチ２をオフした後オンに
切換える寸での時間によって決定される。

要するに、１００俸点灯状態から５０多点灯状態へ移行
したい場合には、スイッチ２を一旦オフし、一定の時間
以内に再たびオンにすれは良く、５０優点灯状態から１
００％点灯点灯へ移行したい場合には、スイッチ２を一
旦オフし、一定の時間経過後に再たびオンすれば良い。

なち・、上記一定の時間は操作上、概ね０．５秒〜１程
度度に設定するのが望ましく、その呟はコンデンサ９７
．抵抗９３，９６，９９の瞳を適当に選べばよい。

第３図は上記照明装置の具体的な回路図であり、第１図
及至第２図に示した部分と同一部分には同一番号を付し
ている。

同図にあ−いて、ダイオードブリッジ９１の一方の入力
端子は直接位相回路に接続されず、コンデンサ１１とト
ライアック′１２のトリガ素子である５ＢＳ１３に接続
されており、また主電流制御用のトライアック４に並列
に抵抗１４とコンデンサ１５の直列回路が接続されると
ともに、そのコンデンサ１５の両端に前記トライアック
１２の端子Ｔ１ とＴ２が接続されている。

上記構成において、コンデンサ１５は主電流制御用のト
ライアック４の順電圧上昇率ｄ ｖ ／ ｄ ｔを制限
するためのもので、抵抗１４はＬ負荷であるけい光灯３
と上記コンデンサ１５とによって振動するのを防止する
ためのものである。

また、負荷がけい光灯であって、５０多点灯する場合等
の休止期間の比較的長い場合には管内のイオン励起状態
の活性度低下によって再点弧電圧が大きくなるという不
都合があり、都合によっては再点弧出来なくなるという
ことから、サイリスタ１２が抵抗１４に直列に接続され
、けい光灯３が５０％点灯点灯った場合にそのサイリス
タ１２を導通宮せてけい光灯３の休止期間にも微少電流
を流す様に作動宮せている。

即ち、１００％点灯の場合は、コンデンサ５２の両端電
圧か高抵抗９３とコンデンサ１１とに分圧笛れるから、
コンデンサ１１の両端電圧は低く５ＢＳ１３がターンオ
ンせず、従ってトライアック１２も導通しないが、５０
φ点灯の場合は、Ｎゲートサイリスタ９５が導通するか
ら、コンデンサ１１の両端電圧が高くなり、５Ｂ８１３
がターンオンとしてトライアック１２が導通する。

その結果抵抗１４を介してけい光灯３の休止期間にも微
少電流が流れて、フィラメント余熱か行われることにな
る。

こうして、５０％点灯点灯合であってもけい光灯の再点
弧に失敗することなく、確実に点灯を維持することが出
来る。

な勢、この様にしてトライアック１２を導通されている
場合は、主電流制御用のトライアック４に加わるｄｖ／
ｄｔが制限されるため、それと並列にコンデンサを接続
する必要がない。

トライアック１２がコンデンサ１５に接続されているの
はその様な理由からである。

従って、抵抗１４は振動体止と休止期間のフィラメント
余熱電流形成の二つの機能を兼ねている。

以上の動作によってけい光灯３の点灯状態が１００％点
灯であっても５０％点灯点灯っても、常に安定した状態
で点灯維持がなされ、また、既述した動作から、スイッ
チ２のオフ、オンタイミングを切換えることでそのいず
れかの点灯状態を直ちに形成することが出来る。

なお、第３図にかいて、位相回路に接続するトリガ素子
は、ブレークオーバ電圧の比較的大きいＤＩＡＣ７１と
ブレークオーバー電圧の比較的小でい５ＢＳ８１である
。

また、上記実施例では点灯状態を１００俤点灯と５０嶺
点灯の二つに設定したが、位相回路の定数を変更すれば
これらの点灯比率を任意のものに設定し得ることはいう
までもない。

更に照明ランプとしてけい光灯を例示したが、これに限
られることは無く、白熱ランプであっても良い。

以上の様に、この発明によれば、半回路開閉型の単一の
スイッチ等を用いて入力端子のオン、オフを切換えるだ
けで、照明ランプを予め設定した２段階の明る築のいず
れかの状態にすることが出来、操作性の極めて優れた照
明装置とすることが出来る。

しかも、照明ラングとその制御素子（トライアック）は
それぞれ１個づつで良いため、小型化とともに低価格化
を図れる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である照明装置のブロック図
を示し、第２図はインピーダンス変動回路の回路図、第
３図は前記照明装置の具体的な回路図である。 １・・・・・・電源、２・・・・・・スイッチ、３・・
・・・・けい光灯、４・・・・・・双方向性３端子サイ
リスタ（トライアラ蜀、５・・・・・・第１の位相回路
、６・・・・・・第２の位相回路、７．８・・・・・・
トリガ素子、９・・・・・・インピーダンス変動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 照明ランプに直列的に接続された双方向性３端子サ
   イリスタと、このゲートに接続される、トリガ位相の異
   なる二つの位相回路と、入力端子をオフした後再たびオ
   ンする迄の時間の長短によってインピーダンス１直が異
   なるインピーダンス変動回路とを有し、 このインピーダンス変動回路と前記位相回路とを関連づ
   けて、前記インピーダンス［直によっていずれかの位相
   回路が前記サイリスタのターンオン用の位相回路となる
   様にし、入力電歪のオン、オフ切換えの時間を変えるこ
   とによって調光し得る様にしたことを特徴とする、照明
   装置。