JPS59897A - 低電圧白熱電球容量性安定器 - 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】 光　　明　　の　　背　　蒙 本発明は安定器、特に白熱電球に低電圧を与える容重性
安定化回路（こ関する。

当業界で周知のように、公称電圧約１２０ボルトＣ作動
りる白熱電球は、もつと低い電圧レヘル（作動りる白熱
電球ど較べて、同じワット数で同程度の効率、即らルー
メン／ワットを発揮しない。

このような一層低い電圧動作を行わせる従来の回ｖ８は
いずれも望ましくないコスト、体積、重量まｊこは高レ
ベルの電磁干渉を早する。特に、白熱電球用の従来の低
電圧給電装置のなかには、変圧のだめに磁性部品を使用
したものがあった。このような磁性部品のコストのため
に、得られる給電装置は経済的に魅力あるものとはなり
にくかった。

他の給電装置は位相制御技術を利用して４３す、この技
術では、非常に幅狭のパルスが要求され、高す−ジ電流
が負荷に流れ、しばしば電磁干渉を起し信頼性の低下を
招いた。

本出願人による１９８２年５月１８日出願の米国特許出
願第３７９４１２号に開示されているような、白熱電球
負荷と直列の主］ンデン４）　ａ３　Ｊ、びこの主コン
デンサと並列に電気接続されｌこ１個または複数個の補
助コンデンサよりなる白熱電球用容量性安定器は、上述
した諸問題を解決したものである。しかし、上記出願に
開示されている、各補助コンデンサを主コンデンサと電
気並列関係に切換えるトライアック（ｔｒｉａｃ　）の
ようなスイッチング装置には、望ましい値より高い」ス
トおよび低い最高作動温度など幾つかの欠点がある。

発　　明　　の　　要　　旨 上述したところに従って、本発明の目的は、−ｌストか
比較的低くかつ最高作動温度が比較的高い、容量ヤ１安
定化低゛市）■白熱電球に用いる新規な改良されＩごス
イッチング装置を提供することにある。

この１」的Ｊ３よび他の目的を達成する本発明は、前掲
米国持直出願に開示されているような、１個よＩこは複
数個の補助」ンデン４ノを主コンデンサと並列に電気接
続するスイッチング装置を有りる。

さらに詳しくは、各スイッチング装置は単方向導通装置
ｔｌ、ｉよびこれと電気的に並列接続された能動スイッ
チング装置よりなり、これらの組合けが補助」ンデンリ
゛と電気的に直列接゛続されている。さらに各１１シ仙
スイツチング装置は好適例におい−Ｃは制御論理装置か
らの他船に応答する。

光　　明　　の　　詳　　述 第１図に本発明を組込んだ低電圧白熱電球容重ｆ１安定
器の回路図を示づ。第１図に示すように、安定器１０は
負荷、好ましくは白熱電球１１に交流（△０）電源１２
から電力を供給づる。この際゛η定器］０はへ〇電源１
２から負荷１１に供給される電流を制御りる。負荷１１
は、例えば約２４〜３６ボルトの範囲の電圧で作動づる
低電圧白熱電球とすることができる。安定器１０は、電
球負荷１１が選択可能な一定の電力出力ぐ比較的狭い範
囲の輝度で作動できるようにする。このような用途では
、ＡＣ電ｉｉ２の電流が所定の範囲、例えば約２・０％
の範囲にわたつ゛Ｃ変動しでも、比較的狭い範囲に電球
電圧を維持することができる。

安定器１０は容量性電圧］ンバニタを構成し、電球に流
れる最小電流がコンデンサＣＩ（以下、主コンデンサと
称す）に流れる電流１＋ｆ”ある。

電球電流の追加成分は、１個または複数個の１ンデンサ
０２（以下、補助コンデンサと称す）に流れる電流１２
に基づく。従って、補助コンデンサＣ２に電流が流れな
いとき、即ち安定器１０の容量性リアクタンスが最大の
とき、最小の電球電流および電力が生じる。逆にコンデ
ンサ電流１２がリーベての補助コンデンサＣ２に流れる
とき、Ｉｌｌら安定器の容量性リアクタンスが最小にな
るとき、最大の電球電流および電力が生じる。電流Ｉ２
が補助コンデンサＣ２のすべてぐはなく幾つか（こ流れ
るとき、中間の大きさの電球電流および電力が得られる
。従って、主コンデンサＣ１と並列な補助］ンデーンザ
Ｃ２の数を変えることにより、負荷電流、１５よび電力
が調節される。

ＡＣ１源１２および電球１１はそれぞれ端子１３−１４
および１’５−１６に電気接続されている。

主コンデンサＣ１は端子１３および１５間に接続されＣ
いる。各補助コンデンサＣ２ごとに、スイッチング装＠
１７が端子１５と各補助コンデンサＣ２の１端子の間に
電気接続されて設けられている。各補助コンデンサＣ２
の残りの端子は端子１３に接続されている。端子１４お
よび１６は互に直接電気接続されている。

各スイッチング装置１７は、端子１５と各補助コンデン
サＣ２の端子１３とは反対側の端子との間に低抵抗双方
向導通通路を設定する。具体的には、スイッチング装＠
１７は、単方向導通装置１８、即ち整流器、例えばダイ
オードを能動スイッチング装置１９と並列にｉ気接続し
て構成される。

（− 能動スイッチング装置１９は単方向導通装置１８とは反
対方向または双方向に導通する能動装置なら何でもよい
。好ましくは、能動スイッチング装置１９を、制御論理
装置２０からの制御信号に応答して導通状態および非導
通状態に切換えるべきである。このような制御論理装置
は当業界でよく知られている。各能動スイッチング装置
１９は５ＣＲ（シリコン制御整流器）２１またはトラン
ジスタ、例えば接合または電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）、２２とすることができるが、これらに限定されな
い。

各スイッチング装置１７に望ましくない電流が流れるの
を防止しまたスイッチング装置１７に流れる電流を制限
するために、主］ンデン゛すＣ１の両端間の電圧■１お
よび補助コンデンサＣ２の両端間の電圧Ｖ２がはず等し
くなるか、はずＡＣ電源１２の波形の最大電圧になるか
、またはその両方となり、これにより補助コンデンサＣ
２および主コンデンサＣ１間に流れる循環電流が実質的
に　・なくなるときにのみ、各スイッチング装＠１７を
制御論理装置２０により制御可能に「オン］に切換える
のが好ましい。

、さらに、能動スイッチング装置１９としてトランジス
タを使用した各スイッチング装置１７は、最高動作温度
が約１００℃であるトライアックのような従来装置と比
較して、１３０℃以上の温度ｅ動作可能である。即ち、
代表的なトライアックは約１００℃以上の温度では、ゲ
ート信号がなく（も導通状態に切換わり、導通状態を維
持し、その結果１−ライアックの動作は許容し冑ないも
のとなる。

前述したように、本発明の安定器１０は、白熱電球１１
と直列な容量を変えることによって、白熱電球１１への
イｊ（給電力を制御する。具体的には、白熱電球１１と
直列な容量の合計は、主コンデンサＣ１と導通状態のス
イッチング装置１７を介する補助」ンデンサＣ２ずべて
との並列組合けに等しい。従って、関連するスイッチン
グ装置１７が導通状態になっている補助コンデンサＣ２
の数を変えることにより、白熱電球１１と直列な合計容
ωを変えることができ、かくして白熱電球１１への供給
電力を調整して、電球フィラメント温度を調整する安定
器１０が得られる。

さらに、各スイッチング装置１７はＡＣ電８１Ａ　１２
の波形の１サイクルまたは複数のザイクルの間補助コン
デンサを主コンデンサと並列に電気接続したり切離した
りするように切換えることがＣきる。

複数の補助コンデンサＣ２は互に同じまたは異なる容量
を持ち得ることにも留意すべきである。

各補助コンデンサを互に独立に切換えることもぐきる。

好適例においては、主コンデンサＣ１が容量約２５マイ
クロフアラツド、補助コンデンサＣ２の合計容輯が約２
５マイクロフアラツド、ＡＣ電源１２が約１２０ボルト
、６０　Ｈｚであり、電球１１が約３６ボルト、６０ワ
ツトで動作する。

主コンデンサＣ１と並列に電気接続された補助＝ｌンデ
ンサの数および各コンデンサの容量は、ＡＣ電源１２の
電圧の大きさ、所望の電球電流、電球輝度、電球動作電
圧など多数の因子に従って変わる。

従っＣ１上述し′た通りの本発明はＡＣ電源のミル変動
を補正することがぐきる。即ち、ＡＣ電源１２の電圧の
大きさが増加または減少するにつれ（、補助コンデンサ
Ｃ２の数を減少または増加しＣ電球１１に対し実質的に
一定な電流および／または電力を維持りる。

さらに、負荷電流、電力および輝度は各能動スイッチン
グ装置１９を手でまたは自動的に調節することにより設
定することができる。具体的には、制御論理回路２０を
用いて、これからフィードバック信号を、例えばＳＣＲ
ま）〔はＦＥＴのゲートに送つ−（能動スイッチング装
置を導通または非導通状態に切換え、これにより端子１
３と１５の間の合δＩ＠量を自動的に調節することがひ
きる。このようなフィードバック信号を、例えば負荷１
１に流れる電流に応じた信号とすることができる。

またさらに、前述の米国特許出願に開示されているよう
に、電球１１に低電圧を印加する容量性安定器を用いる
本発明によって、従来技術とは対照的に、望ましくない
程高いレベルの電磁干渉を回避できる。その上、また前
記特許出願とは対照的に、本発明は低いコストで製作で
き、特に能動スイッチング装置としてトランジスタを用
いた場合には、最高動作温度をより高くとることができ
る。

本発明をその好適実施例について図示し説明したが、当
業者には他の実施例やその変更例が明らかであり、これ
らも本発明の範囲内に入る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだ低電圧白熱電球容量性安定器
の回路図である。 主な符号の説明 １０・・・・・・安定器、 １１・・・・・・白熱電球、 １２・・・・・・ＡＣ劃側 １３〜１６・・・・・・端子、 １７・・・・・・スイッチング装置、 １８・・・・・・単方向導通装置、 １９・・・・・・能動スイッチング装置、２０・・・・
・・制御論理装置、 ２１・・・・・・５ＣＲ１ ２２・・・・・・ｒ：　Ｅ　−ｒ　。 Ｃ１・・・・・・主コンデンサ、 Ｃ２・・・・・・補助コンデンサ。 特許出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理人　（７６
３０）　　生　沼　徳　二Ｆ７ｇ、／ 旭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電源から白熱電球への電力を交流電源波形１１
   よりも低い大ぎさの電圧に制御する安定器におい（、 （ａ　）安定器入力端子間に前記電球と直列に電気接続
   されｔこ第１容Ｍ性素子、 （ｂ）１個または複数個の補助容品性素子、および （Ｃ）交流電源波形の１サイクルまたは複数のリイクル
   にわたって前記補助容量性素子それぞれを前記第１容吊
   性素子と並列に電気接続層るスイッチング装置を具え、
   各補助容量性素子が単方向導通装置と能動スイッチング
   装置どを並列に電気接わｃしくなるスイッチング手段に
   直列接続されていることを１４徴とりる安定器。 ２、前記ＬｔｉＩｊ向尋通装置がダイオードである特６
   ’ｌ　１ｉｌｌ求の範囲第１１０記載の安定器。 ３、前記能動スイッチング装置が５ＣＨ１接合トランジ
   スタまたは電界効果トランジスタぐある特許請求の範囲
   第１項記載の安定器。 ４、前記能動スイッチング装置の各々が制御信号に応答
   して導通状態および非導通状態に切換えられる特許請求
   の範囲第１項記載の安定器。 ５、前記制御信号が前記白熱電球に流れる電流に応じて
   発生される特許請求の範囲第４Ｉｊｆ記載の安定器。 ６、前記スイッチング装置がそれぞれ独立に切換えられ
   る特許請求の範囲第１項記載の安定器。 ７、各補助容量性素子が前記第１容量性素子と並列に電
   気接続されるときに、前記第１容母性素子と並列に電気
   接続されている１べての補助容品性素子の両端間の電圧
   が前記第１容量性素子の両端間の電圧とはず同じである
   特許請求の範囲第１項記載の安定器。 ８、前記能動スイッチング装置としてトランジスタを右
   し、前記スイッチング装置が１３０℃以上の温度で動作
   し得る特許請求の範囲第１項記載の安定器。 ０．前記白熱電球が約３６ボルト、６０ワットＣ作動し
   、前記第１容量性素子が約２５マイクロノー・ラッドの
   容量を右し、前記１個または複数個のｈｌｉ助容吊容量
   子が約２５マイクｕフアラツドの含、１１容Ｍを有し、
   前記交流電源電圧が６０　Ｈｚで約１２０ポル１−であ
   る特許請求の範囲第１項記載の安定器。