JPS5866294A - 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】 本発明け、放電灯をインバータによって駆動し、このイ
ンバータには交流電源からの出力を位相制御回路に・よ
って位相制御して与えるようにした放電灯調光装置に関
する。

第１図は、先行技術のブロック図である。放電灯１＃′
ｉ、放電電極２．３を有、シ、この放電灯１にはインバ
ータ４から高周波電力が供給される。インバータ４は当
業者によく知られておシ、トランス５、コンデンサ６、
トランジスタ７．８、チョークコイル９、全波整流回路
１０およびトランジスタ７．８を制御する回路１９．２
０を含む。インバータ４には、商用交流電源１１からの
正弦波出力が位相制御回路１２によって位相制御されて
ライン１３．１４から与えられる。位相制御回路１２Ｈ
１）ライアツク１５と、そのトライアック１５０制御端
子１６に位相制御のだめの制御信号を発生するパルス発
生回路１７とを含む。位相制御回路１２とインバータ４
との同のライン１３には、建物の壁などに設けられて操
作されふスイツチ１８が介在さ力、る。

、　開用交流電源１１は、第２図（１）で示される電圧
波形を有する電力を位相制御回路１２に与える。

インバータ４は、放電灯１の放電電極２ｊ３間に第２図
（２）および餡２図（３）で示される高周波電圧を印加
する。第２図（２）の電圧波形は、照明灯１が最も明る
く点灯するように調光されている状態における電圧波形
であり、トライアック１５が遮断している角度θ１ｔ／
またとえば３０度である。すなわち位相制御回路１２の
トライ１ツク１５は、商用交流電源１１の各半サイクル
において、零度〜３０度で遮断し、３０度〜１８０度に
おいて導通している。第２図（３）の電圧波形ではθ２
　＝　１２０°であり、放電灯１は第２図（２）の点灯
状態よりも暗くＷ４光される。トライアック１５け商用
交流電源１１の各半サイクルにおいて零度〜１２０度に
おいて遮断しており、１２０度〜１８０度において導通
する。

第３図は、トライアック１５が遮断している角度θと調
光比０Ｄとの囲体を示すグラフである。

第２図（２）および第２図（３）における角度θ１．θ
２を総括して角度θで表わす。調光比りＤは、放電灯１
が最も明るい調光状態における光出力を１００としたと
きの光出力の百分率である。矢符ｌ！１の実線で示す曲
線＃−ｉ第１図にて調光したときである。トライアック
１５が遮断している角度θが大きくなるＫつれて、調光
比＃Ｄが低下することが判る。

角度θが商用交流電源１１の各半サイクルの零度〜９０
度の範囲にあるときには、第２図（２）で示されるよう
に放電灯ＩＫはインバータ４の出力電圧の最大値■１が
印加される。これに対して角度θが９０度〜１８０度の
範囲に選ばれるときには、ｇｇ２図１３）で示すように
インバータ４から放電灯ＩＫは最大値ｖ１よりも小さい
電圧ｖ２が印加される。したがってＶｌを放電灯ｌの放
電開始電圧に定めると、角度θが９０度〜１８０度の範
囲では放電灯１には放電開始させるに充分な電圧が印加
されない。角度θが９０度〜１８０度の範囲で選ばれた
場合においても放電灯１の放電を開始させるには、調光
にあたって採用される角度θの最大値におけるインバー
タ４の出力電圧の最大値、たとえば第２図（３）では最
大値ｖ２が放電灯１の放電開始電圧以上に定められなけ
ればな゛らない。そのようにすると、角度θが零度〜９
０度の範囲で選ばれたとき、放電灯１にはむやみに高い
電圧がインバータ４によって印加されることになってし
甘う。そのため放電灯１の寿命が短くなり、またトラン
ス５はむやみに高い耐電圧を必要とするので大型化し、
しかも電力損失が増大し、さらにまた放電灯１のだめの
ソケットは耐電圧が高いものが必要になる。

このような問題を解決するために、角度βが９０度〜１
８０度の範囲で選ばれるときには放電灯１の始動時にの
み電源投入に応答して第２図（２）で示されるような電
圧を印加して角度θ＝９０°時における電圧の最大値ｖ
１が放電灯ｌに与えられるように、位相制御回路１２を
改良することも考えられる。このような構成によれば、
スイッチ１８が位相制御回路１５とインバータ４との間
に介在されている場合には、位相制御回路１２のこのよ
うな改良は意味がないものになる。

本発明の目的は、放電灯の調光比を小さく制御した場合
においても放電を開始することができ、しかもその放電
灯に与えられる電圧を可及的に低くすることができるよ
うにした放電灯調光装置を提供することである。

本発明の他の目的は、位相制御回路とインバータとの間
にスイッチが介在されている場合においても、回路構成
を特別に変更する必要な−しに放電灯の始動を行なうこ
とができる放電灯調光装置を提供することである。

ｇｇ４図は本発明の一実施例の電気回路図である。

第１図に関連して述べた先行技術の対応する部分には同
一の参照符を付す。放電灯１は、放電電極２．３を有し
、インバータ４からの出力によって電力付勢される。イ
ンバータ４Ｖｉ、トランス５、コンデンサ６、トランジ
スタ７．８、チョークコイル９、全波整流回路１０およ
びトランジスタ７゜８を制御する回路１９．２０を含む
。インバータ４には商用交流電源１１からの正弦波出力
が位・相制御回路１２からライン１３．１４を介して与
えられる。位相制御回路１２は、トライアック１５とそ
のトライアック１５の制御端子１６に制御信号を与える
パルス発生回路１７とを含む。位相制御回路１２とイン
バータ４との間のライン１３には、建物の壁などに設け
られて操作されるスイッチ１８が介在される。

本発明に従えば、放電電極２，３間には、スイッチング
素子としてのトライアック２２が接続される。インバー
タ４に含まれている余波整流回路１０からの出力は°、
トライアック２２を制御するための信号を導出するため
の制御回路２３に与えられる。この制御回路２３には、
コンデンサ２４と抵抗２５とから直る直列回路２６が設
けられる。

ライン２７．２８同には、トランジスタ２９を介して、
コンデンサ３　（１、３１から成る直列回路が接続され
る。コンデンサ３０には放電のための抵抗３２が並列に
接続される。コンデンサ３０，３１の接続点３３は、ダ
イオード３４およびシリコンパイラテラルスイッチ（略
称Ｓ　Ｂ　Ｓ　）　、３５が接続される。ライン２７．
２８にはまた、抵抗３６゜３７および発光ダイオード３
８が直列に接続されており、抵抗３６．３７の接続点３
９には、シリコンパイラテラルスイッチ３５が接続され
る。発光ダイオード３８からの光を受光するホトトラン
ジスタ４２け、トランス４０に直列に接続される。

トランス４０からの出力は、トライアック２２の制御端
子４１に与えられる。

位相制御回路１２において、パルス発生回路１７は、商
用交流電源１１の出力電圧が零度から９０度に達するま
での間の時刻でトライアック１５が導通するように制御
信号を発生する。

第５図Ｔ’ｌ　）け、全波整流回路１０からライン２７
゜２８間に導出される電圧の波形を示す。トライアック
１５け、商用交流電源１１の各半サイクル毎の出力電圧
が零度から９０度に達するまでの間の角度θ３における
時刻で導通される。コンデンサ２４と抵抗２５とから成
る直列回路２６の接続点４２には、角度θ３における時
刻でコンデン？２４の働きによる微分波形が発生される
。これによってトランジスタ２９は一瞬間零通する。こ
のトランジスタ２９の瞬時的な導通によって、コンデン
サ３１はコンデンサ３０．３１の容量によって定まる分
圧された電圧まで充電され、その後、そのコンデンサ３
１の端子電圧■３が維持される。

ｖＪ５図＋２）Ｖｃ、Ｖｉ、コンデンｆ３１１）出力電
圧Ｖ３１７）波形が示されている。一方、抵抗３６．３
７の接続点３９にに、＠５図（２）に示される電圧■４
が現われる。放電灯１の放電を行なっている期間Ｖｉ第
５図（３）に示されている。ｖ３≦■４　の範囲では、
ダイオード３４の働きによってシリコンノくイラテラル
スイッチ３５は遮断したままである。Ｖ３＞Ｖ４となり
、その差（Ｖ３−Ｖ４）　　がシリコンノぐイラテラル
スイッチ３５のプレークォーツ々ｉ［圧ＶＢＯになる角
度αｌＫ達すると、シリコンノくイラテラルスイッチ３
５が導通する。そのためコンデンサ３１の放電電流は接
続点３３からダイオード３４、シリコンパイラテラルス
イッチ３５、接続点３９、抵抗３７および発光ダイオー
ド３８に瞬時的に流れる。これによって発光ダイオード
３８が点灯し、ホトトランジスタ４２が導通する。その
ためトランス４０からトライアック２２の制御端子４１
に制御信号が与えられ、角度α１〜１８０度の範囲にお
いで、トライアック２２が第５図（４）のように導通す
る。そのため放電灯１は角度α１以降は消灯する。こう
して放電灯１に、角度（α１−０３）の範囲で点灯して
いる。

位相制御回路１２において、トライアック１５が商用交
流電源１１の９０度付近の角度θ４（ただしθ４〉θ３
）において導通した場合を想定する。この場合ＶＣ＃−
ｉ、余波整流回路１０からライン２７．２８にけ、第６
図（りに示される電圧波形が得られる。コンデンサ３１
の端子電圧、すなわち接続Ｑ３３における電圧ｖ３およ
び抵抗３６，３７の接続点３９における電圧ｖ４は、第
６図（２）に示されているとおりである。トライアック
２２が導通する角度α２は、第５図の場合に比べて早い
。

したがって放電灯１け、第６図（３）のように角度θ４
の時刻から角度α２の時刻までの間の比較的矩い時間だ
け、電力付勢され、トライアック２２は角度α２〜１８
０度の間で第６図′（４）のように導通される。このよ
うにして位相制御回ｗ！ｒ１２に含まれるトライアック
１５の導通する角度θ３．θ４が商用交流電源１１の出
力電圧の各半サイクルの零度側に近付くにつれて、遅い
時刻でトライアック２２が導通さハ、る。Ｊ：、記構成
による調光比０Ｄと位相制御角θとの関係の一例を第３
図において参照符１２をｌ＝ｔ　した破線で示す。

トライアック１５　、　’２２に代えて他の制御端子を
有するスイッチング素子、たとえばティリスク等が用い
られてもよい。インバータ４は他の構成であってもよい
。

以上のように本発明によれば、位相制御回路は交流電源
の各半サイクル毎の出力電圧が零度から９０度に達する
壕での向の時刻で導通するように構成されているので、
インバータを介して放電灯には交流電源の出力電圧の最
大値に対応した電圧が常に与えられることになる。した
がってその最大値を、放電を開始する電圧に選べばよく
、インバータから放電灯に与えられる電圧を調光時にお
いてむやみに高く設定する必＃はない。放電灯にむやみ
に高い電圧が与えられることが無くなるので、放電灯の
寿命は長くなり、また放電灯に関連する構成要素の耐電
圧を低下することができる。

また放電灯の放電電極間１ｃはスイッチング素子が接続
されており、このスイッチング素子は位相制御回路の導
通時刻が零度側に近付くにつれて９０度〜１８．０度の
範囲で遅い時刻で導通されるので、位相制御回路とイン
バータとの同に放電灯の点灯、消灯を制御するためのス
イッチが介在されても位相制御回路およびインバータの
構成をなんら変更する必要はなく、前述の先行技術に開
運して述べたような問題は生ぜず、したがって施工が容
易である。

【図面の簡単な説明】

！１図に先行技術のブロック図、第２図は第１図に示す
先行技術の動作を説明するための電圧波形図、第３図は
トライアック１５が遮断する角度θと調光比りＤとの関
係を示す図、第４図は本発明の一実施例の電気回路図、
第５図および第６図はｗＪ４図に示す一実施例の動作を
説明するための波形図である。 １・・・放電灯、２，３・・・放電電極、４・・・イン
ノ（−タ、１１・・・商用交流電源、１２・・・位相制
御回路、１５・・・トライアック、１８・・・スイッチ
、２２・・・トライアック 代理人　　　弁理士　西教圭一部 第５図　　　　第６図 （４）ｍ　　（４）ｍユ 手続補正書 昭和５７年４月５日 １１事件の表示 特願昭５６−１６５２７６ ２、発明の名称 放電灯調光装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　出願人 住所　大阪府門真市大字門真１１１４８番地名称　（５
８３）松下電工株式会社 代表者　　小　林　　　郁 ４、代理人 住所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興産ビ
ル６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の梱および図面７、補正の内
容 ＋１）明細４ｉ第３頁第６行目において「照明灯ｌ」と
あるを、「放電灯１」に訂正する。。 （２）明細４Ｆ第５頁第２０行目において「位相制御回
路１５」とあるを、「位相制御回ｖＩｉ１２Ｊに訂正す
る１、 （３）明昶１書第８貞第２０行目において「４２」とあ
るを、「４３」にＷ１止する。 （４）明細柵第１１頁第１１行目において「サイリスタ
」とあるヲ、［トランジスタ」に訂正する。 （５）図面の第４図を、す１］紙のとおり訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電源から位相制御回路を介する出力をインバータを
   介して放電灯に与えるようにした放電灯調光装置におい
   て、 位相制御回路は、交流電源の各半サイクル毎の出力電圧
   が零度から９０度に達するまでの間の時刻で導通するよ
   うに構成され、 制御端子を有し放電灯の放電電極間に接続されたスイッ
   チング素子と、 位相制御回路からの出力に応答し、交流電源の各半サイ
   クルの９０度を超えて１８０度になるまでの間の時刻で
   スイッチング素子の制御端子に信号を与えてスイッチン
   グ素子を導通させ、位相制御回路の導通時刻がその位相
   制御回路の出力電圧の零度側に近付くにつれて遅い時刻
   でスイッチング素子を導通させるスイッチング制御回路
   とを含むことを特徴とする放電灯調光装置。