JPS63301493A - 放電灯の電力制御方法及びその方法に使用する電子バラスト - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、主としてフィルム写真撮影、フィルム映画撮
影、テレビカメラ撮影等を行なう際に照明器具として用
いられる放電灯の電力制御方法及びその方法に使用する
電子バラストに関する。

（従来の技術） 一般にこの種放電灯としては、メタルハロゲンランプ、
クセノンランプ等があり、これらランプを放電せしめる
装置としては、基本的に第４図（ａ）に示すようなもの
がある。このものは、例えば交流２００ＶＡｃの電源に
接続される入力端子１．１と、力率補償コンデンサ２と
、リアクトル３と、イクナイタ４と、イグナイタ４のス
タートボタン５とからなり、スタートボタン５をＯＮＬ
／てイクナイタ４を作動させ、ランプＬの両電極間に高
電圧を発生してランプＬを起動させ、その後２００　Ｖ
　ＡＣの電源によってランプＬを放電せしめるようにな
っている。しかし、この装置によって得られるランプＬ
の放電状態ては、同図（ｂ）に示すようにフリッカＦを
生じるという問題かある（同図において縦軸にはランプ
Ｌの輝度（ｃｄ／ｍ２）を、横軸には時間ｔをとっであ
る）。フリッカか生しると、その瞬間瞬間によって輝度
か異なり、適正な写真あるいは像を得ることかてきない
。

そこで、このような問題点を解決するものとして、現在
では第５図に示すように定電流回路１０と矩形波発生回
路２０とを備えたメタルハロゲンランプ用の電子バラス
トを用いて電力を定電流に制御し、仕つ矩形波によって
放電せしめるようにしたものがある。

定電流回路ｌＯは、フリッシ整流器１１と、トランジス
タＴｒｉと、フィルタ１２と、電流検出抵抗１３と、コ
ントロール回路１４とを備え、このコントロール回路１
４は第６図に示すように２つの抵抗Ｒ＋　、　Ｒ２と、
これら抵抗ＲＩ、　Ｒ２の間から基？Ｆ！電圧を入力す
ると共に前記電流検出抵抗１３の電圧を入力してこれら
の電圧差に応して、次段の矩形波発生回路２０に供給さ
れる電流値か予め設定された所定値になるようにパルス
幅変調回路１４１を制御するアンプＡ３と、このアンプ
Ａ３からの制御信号により前記トランジスタＴｒｉを作
動させるパルス幅を決定するパルス幅変調回路１４１と
からなっている。これによって定電流回路１０は、予め
設定された値の定電流を次段の矩形波発生回路２０に供
給するようになっている。　矩形波発生回路２０は、４
つの１−ランシスタＴｒ２．Ｔｒ３．Ｔｒ４．Ｔｒ５か
らなるスイッチング回路２１と、このスイッチング回路
２１の各トランジスタＴｒ２．Ｔｒ３．Ｔｒ４゜Ｔｒ５
のベースのトライツ回路２２とからなり、第７図に示す
ような矩形波をランプＬに供給してランプＬを放電せし
めるようになっている。

従って以上のようなメタルハロゲンランプ用の電子バラ
ストによれば、定電流且つ矩形波による放電かなされる
ので、フリッカのない放電状ＦＢ（いわゆるフリウカフ
リー）か得られる。

更に最近ては第８図に示すように、上述した第５図にお
けるコントロール回路１４に代るコントロール回路１５
として、矩形波発生回路２０に印加される電圧Ｖをもモ
ニタする、ＩＣ等て構成した乗算器を用いた定電力型の
電力供給回路１０゜を備え、定電力制御を行なうように
した電子バラストもある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の電力制御法及び電子バラスｔ〜のうち、
第５図に示したものには、次ぎのような問題点かある。

即ち、ランプＬの放電電圧には各メーカにより、或いは
同一メーカてあっても各ランプの固体差によりバラツキ
があり、更に同一ランプてあっても放電電圧は、第９図
に示すように、その総合使用時間の増大と共に上昇し、
寿命末期においては大きなものとなる。第９図は、適正
放電電圧が１００ｖのランプについて、その総合使用時
間と放電電圧との関係を示しており、寿命末期における
放電電圧は１２０Ｖに達している。

第５図に示した制御法及び電子バラストは、定電流型で
あるため、上記放電電圧のバラツキによって各ランプの
出力にもバラツキか生じ、所望の輝度及び色温度を得る
ことができない場合がある６又、ランプの寿命末期にお
いて放電電圧が上昇するとランプの出力か定格電力を越
えてブローアツプする虞れがあるので、この種電子バラ
ストにおける定電流値は低めに設定するのか一般である
。例えば定格か１００Ｖｘ　ｌ　２Ａて１２００Ｗのラ
ンプであれば、第９図に示したように寿命末期における
放電電圧は１２０Ｖとなって出力は１２０Ｖｘ１２Ａ＝
１４４０Ｗ（＞１２００Ｗ）となり、ブローアツプの虞
れかあるので、このようなランプについては定電流値を
ＩＩＡに設定して安全性を確保している。しかしながら
このように定電流値を低く設定したのでは、使用初期に
おいてランプは出力不足となり、所定の輝度及び色温度
を得ることができない。

更に、放電灯の立上り特性は、一般に第１Ｏ図に示すよ
うになるが、定電流型であると、起動時に十分な起動電
流を供給てきないため、起動性能が悪いという問題があ
る。

これに対し、第８図に示した従来の定電力型の制御法及
び電子バラストは、定電力回路１０′により、供給する
電力自体を一定に制御しているのて、以上のような定電
流型の持つ問題点は解消されている。

しかしこの定電力型電子バラストは、ＩＣ等て構成した
乗算器を用いているので、回路構成か複雑て信頼性か低
いという問題があり、又高価格になるという問題かある
。更に、回路の調整か困難であるという問題がある。

本発明の目的は、以上のような従来技術の問題点を解決
し、各ランプについて所望の輝度及び色温度を得ること
かできてブローアツプを生しることのない電力制御法を
提供し、さらにその制御法に使用する、構成か簡単でし
かも調整か容易な電子バラストを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、放電灯に供給する電
力即ち電流Ｉ×主電圧を一定とするためのＩ−Ｖ曲線を
、各放電灯の固体差又は経時変化に基づき変動する放電
電圧値の該変動範囲において直線て近似し、この直線で
表わされる電流値と電圧値とで放電灯に供給する電力な
略一定に制御する放電灯の電力制御方法を構成すると共
に、この方法に使用する電子バラストとして、放電灯に
供給される電力の電圧値をモニタし、該電圧値に反比例
した値の電流を出力する電力供給回路を備えた電子バラ
ストを構成した。

尚、ここでいう「経時変化」には、先に第９図を参照し
て説明した総合使用時間による放電電圧の変化と、第１
０図を参照して説明した放電灯作動時における放電電圧
の変化とを含んている。

（作用効果） 放電灯に供給する電力即ち電流ｌｘ主電圧か一定となる
場合のＩ−Ｖ曲線は、例えば第３図に示すような双曲線
となる。

ここで本発明の電力制御方法は、各放電灯の固体差又は
総合使用時間等に基づき変動する放電電圧値の該変動範
囲において前記Ｉ−Ｖ曲線を直線Ｌ１で近似し、この直
線Ｌ１で表わされる電流値と電圧値とて放電灯に供給す
る電力を制御するようにしたので、次のような作用効果
を奏する。

即ち、上記放電電圧値の変動範囲内においては、Ｉ−Ｖ
曲線を直線で近似したとしても、その誤差は小さいため
、この直線に基づいて制御される供給電力は略一定とな
る。

従って仮に各放電灯において放電電圧にバラツキかあっ
たとしても放電灯の出力は略一定となり、所望の輝度及
び色温度を得ることがてき、ブローアツプを生じること
もない。

そして本発明の制御方法は、直線に基づく制御であるの
て、放電灯に供給される電力の電圧値をモニタし、該電
圧値に反比例した値の電流を出力する電力供給回路で実
現でき、曲線に基づく制御を行なう場合に比べて構成か
簡単でしかも調整が容易な電子バラストを提供すること
かできる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

本発明の電力制御方法は、第３図に示すように、放電灯
に供給する電力即ち電流Ｉ×主電圧か一定となる場合の
Ｉ−Ｖ曲線を、各放電灯の固体差又は経時変化に基づき
変動する放電電圧値の該変動範囲において直線で近似し
、この直線で表わされる電流値と′ＩＥ圧値とで放電灯
に供給する電力を略一定に制御する方法である。第３図
は、定格電力か１２００Ｗのランプに供給する電力を制
御する場合のＩ−Ｖ曲線と、これを近似した直線Ｌｉと
を示してあり、Ｉ−Ｖ曲線上の（１００Ｖ、１２Ａ）点
及び（１２０Ｖ、ｌ０Ａ）点の２点を通る直線で近似し
ている。

この直線Ｌｉで表わされる電流値と電圧値とて制御され
る供給電力の代表例を示めせば次表のとおりである。

ランプの放電電圧か、第９図に示したように総合使用時
間の増大によって上昇し、寿命末期において１２０Ｖに
達するとしても、上記の表からも分かるように、総合使
用時間の増大による放電電圧値の変動範囲（即ち１００
ｖ〜１２０■の範囲）内における最大誤差は １１０ＶＸ　ＩＩＡ　＝　１２１０Ｗ　　　（誤差＋Ｉ
ＯＷ　）の点に生し、＋０．８３％の誤差に過ぎない。

従って本方法によれば、仮に各放電灯において放電電圧
にバラツキがあったり、放電電圧が経時的に変化したと
しても放電灯の出力は略一定となり、所望の輝度及び色
温度を得ることかてき、ブローアツプを生しることもな
い。しかも、上記総合使用時間の増大による変動範囲外
においても、定格出力以下に制御されるのて、ブローア
ツプの危険性がない。

上記方法は、放電灯に供給される電力の電圧値をモニタ
し、該電圧値に反比例した値の電流を出力する電力供給
回路で実現てきる。

第１図は同電力供給回路の一実施例の要部を示す回路図
である。

本実施例は、第８図に示したコントロール回路１５の代
りに第１図に示す回路を採用しである。

第１図において、３０は本回路駆動用の補助電源入力端
子、■は電圧モニタ用の入力端子（第８図参照）、Ｃは
コモン端子（第８図参照）、■は電流モニタ用の入力端
子（第８図参照）である。

Ａｌは、インピーダンスを下げるためのバッファを構成
するアンプである。３１はこのアンプＡｌ及び後述′す
るアンプＡ２のために入力電圧を下げるための可変抵抗
てあり、前記入力端子Ｖからの電圧を例えば１／２０に
落してアンプＡｌに入力する。

３４は反転回路であり、アンプＡ２と、トランジスタＴ
ｒ６と、トランジスタＴｒ６の保護用の整流器Ｄ２及び
抵抗Ｒ１ｏと、帰還抵抗Ｒ７１と、入力抵抗Ｒ１□とか
らなる。そして、アンプＡ２は電圧ｖｏ２を基準電圧と
して前記アンプＡｌからの出力■１を反転し、前記入力
端子Ｖからの入力電圧に反比例した電流に比例した電圧
かトランジスタＴｒ６のエミッタ電圧ｖ８として出力さ
れるようになっている。　即ちこの反転回路３４は、ラ
ンプに供給される電力の電圧値をモニタして該電圧値に
反比例した電流値を設定するように作用する。第２図に
この反転回路３４の入出力特性な示す。

前記トランジスタＴｒ６のエミッタ電圧ｖ６は、電流検
出抵抗１３に流すべき電流によって該電波検出抵抗１３
の両端に発生する電圧と同じ値の電圧を抵抗Ｒ２の両端
に発生させる。

Ａ３は、第６図に示したアンプＡ３と同様なアンプてあ
り、前記トランジスタＴｒ６のエミッタ電圧Ｖヤにて設
定された抵抗Ｒ２の両端の電圧値と、電流検出抵抗１３
の両端の電圧値とを比較して、これら両電圧値か同じに
なるようなパルスかパルス幅変調回路１４１（第６図参
照）によって発生されるように制御する。そして、パル
ス幅変調回路１４１からのパルスは第８図に示したトラ
ンジスタＴｒｉを開閉してチッパ−回路からの出力電流
を所定値になるようにしている。

Ｒ４は、６００Ｗのランプを使用するときに用いる抵抗
、Ｒ，、Ｒ，は、それぞれ電力調整用（即ち色温度調整
用）の可変抵抗である。ＲＳ。

Ｒ６は、それぞれ本例ではＩＫΩとしである。

ＳＷＩは１２００Ｗのランプを使用するときにＯＮＬ、
て出力を増強するためのスイッチ、ＳＷ２．ＳＷ３は起
動時にＯＮＬ、て定格電力を供給するためのスイッチで
ある。

３３は電流リミッタであり、モニタ電圧か低いときに、
前記トランジスタＴｒ６のエミッタ電圧ｖ６の上昇を抑
えて過剰の電流が流れるのを防止するためものである。

図中（Ｖ＋）、（Ｖ−）はそれぞれのアンプの十の電源
と−の電源である。

以上本発明の一実施例について説明したか、発明は上記
実施例に限定されるものてはなく、発明の要旨の範囲内
において適宜変形実施可能であることは言うまでもない
。

例えば、Ｉ−Ｖ曲線を直線で近似するに際し、その直線
をＩ−Ｖ曲線の接線としてもよい。

また、アンプＡ２の電源電圧を低くしてリミッタ３３の
代りとすることかできる。この場合、トランジスタＴｒ
６、トランジスタＴｒ６の保護用の整流器Ｄ２及び抵抗
ＲＩｏは不要となる。

更に、反転回路３４の入力電流による誤差な無視すれば
、アンプＡ１によるバッファは不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子バラストに用いる電力供給回
路の一実施例の要部を示す回路図、第２図は同上作用説
明図、第３図は本発明に係る制御方法の説明図、第４図
（ａ）（ｂ）は基本的な放電灯装置の回路図と放電状態
を示す図、第５図は従来の定電流型電子バラストの回路
図、第６図は同上要部の回路図、第７図は同上出力波形
を示す図、第８図は従来の定電力型電子バラストの回路
図、第９図はランプの総合使用時間と放電電圧との関係
を示した図、第１０図は一般的な放電灯の立上り特性を
示した図である。 第２図 ネｈ助・εオ。 第１図 第４図 第７図 を 第１０図 手続補正古（自発） 昭和６２年６月２日 １、事件の表示 昭和６２年５月３０日提出の特許願 ２、発明の名称 放電灯の電力制御方法及びその方法に使用する電子バラ
スト３、補正をする者 弱性との関係　　　特許出願人 住　所　　　　東京都北区赤羽西４−４６−３名称　　
穀野　晩成 ５、補正命令の日付　　自　発 ６、補正の対象 図面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電灯に供給する電力即ち電流Ｉ×電圧Ｖを一定
   とするためのＩ−Ｖ曲線を、各放電灯の固体差又は経時
   変化に基づき変動する放電電圧値の該変動範囲において
   直線で近似し、この直線で表わされる電流値と電圧値と
   で放電灯に供給する電力を略一定に制御する放電灯の電
   力制御方法。
2. （２）放電灯に供給される電力の電圧値をモニタし、該
   電圧値に反比例した値の電流を出力する電力供給回路を
   備えた電子バラスト。