JPS6330757B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高圧ナトリウム灯、水銀灯等の高圧
放電灯の調光点灯装置に関するもので、その目的
とするところは、放電灯の製造のばらつきあるい
は使用中の電極劣化等により管電圧が上昇したも
のを点灯して調光したときに立消えさせることな
く安定に調光させることにあり、他の目的とする
ところは、構成簡単で確実に調光できるようにす
ることにある。

従来の放電灯調光点灯装置は、第１図のよう
に、交流電源Ｅに交流制御素子S₁、限流インダク
タンス素子CH₂、放電灯Ｌを直列に接続したもの
を接続する。交流制御素子S₁の両端には、限流補
助インダクタンス素子CH₁、および抵抗R₁₉とコ
ンデンサC₇の直列回路を夫々接続する。

次に交流制御素子S₁を制御する制御回路につい
て説明する。１は交流電源Ｅの電圧より一定位相
進んだ電圧を発生させる基準電圧発生回路であ
る。交流電源Ｅに抵抗R₁、コンデンサC₁の直列
回路を接続する。抵抗R₁とコンデンサC₁の接続
点とコンデンサC₁の他端（以下アースラインと
いう。）の間に、抵抗R₂、コンデンサC₂の直列回
路を接続する。抵抗R₂とコンデンサC₂の接続点
とアースラインの間に、抵抗R₃とコンデンサC₃
の直列回路を接続する。コンデンサC₃の両端に
全波整流ブリツジDB₁の入力端を接続する。全波
整流ブリツジDB₁の出力端には抵抗R₄を接続す
る。このようにして、抵抗R₄の両端には、第２
図ｂのような第２図ａに示す交流電源Ｅ電圧より
一定位相進んだ電圧V₁が発生する。２′は、放電
灯Ｌの両端電圧を検出する放電灯電圧検出回路で
ある。放電灯Ｌの両端にトランスT₁の１次側を
接続し、トランスT₁の２次側は全波整流ブリツ
ジDB₂の入力端に接続する。全波整流ブリツジ
DB₂の正の出力端に抵抗R₁₅を接続し、抵抗R₁₅の
他端と全波整流ブリツジDB₂の負の出力端に抵抗
R₁₄、およびコンデンサC₅を接続する。また、全
波整流ブリツジDB₂の負の出力端と、全波整流ブ
リツジDB₁の負の出力端を接続する。（以下この
ラインをマイナス側という。）以上のようにして、
コンデンサC₅の両端には第２図ｃのような整流
された直流の出力電圧V₂が発生する。３は、基
準電圧発生回路１で発生した電圧V₁と放電灯電
圧検出回路２′で発生した出力電圧V₂とを比較
し、交流制御素子S₁を制御するトリガパルスを発
生させる比較パルス発生回路である。放電灯電圧
検出回路２′のコンデンサC₅と抵抗R₁₅の接続点
にダイオードD₁のアノードを接続し、ダイオー
ドD₁のカソードには、抵抗R₁₃、およびダイオー
ドD₂のカソードを接続する。抵抗R₁₃の他端は、
マイナス側に接続する。ダイオードD₂のアノー
ドは、トランジスタTr₁のベースに接続され、ト
ランジスタTr₁のコレクタは、抵抗R₁₀、抵抗R₁₁
の直列回路に接続される。抵抗R₁₁の他端は、マ
イナス側に接続される。トランジスタTr₁のエミ
ツタは基準電圧発生回路１の全波整流ブリツジ
DB₁の正の出力端に接続され、トランジスタTr₁
のエミツタとベースの間に抵抗R₁₂が接続され
る。抵抗R₁₀と抵抗R₁₁の接続点にトランジスタ
Tr₂のベースを接続し、エミツタはマイナス側
に、コレクタはトランジスタTr₃のベースと抵抗
R₉に接続される。トランジスタTr₃のエミツタは
マイナス側に接続され、コレクタは抵抗R₈およ
びトランジスタTr₄のベースに接続される。トラ
ンジスタTr₄のエミツタはマイナス側に接続さ
れ、コレクタは抵抗R₇とコンデンサC₄の接続点
に接続する。抵抗R₇，R₈，R₉の他端はともに接
続される。コンデンサC₄の他端はパルストラン
スT₂の１次側に接続され、この１次側の他端は
マイナス側に接続される。コンデンサC₄と、抵
抗R₇の接続点にはプログラマブル・ユニジヤン
クシヨン・トランジスタ（以下PUTという。）S₂
のアノードを接続しPUTS₂のカソードはマイナ
ス側へ、ゲートは抵抗R₅と抵抗R₆の接続点に接
続する。抵抗R₆の他端はマイナス側に接続され
る。４は電源部で、比較パルス発生回路３に電源
を供給する。交流電源Ｅ電圧にトランスT₃の１
次側を接続し、２次側は全波整流ブリツジDB₃の
入力端に接続する。全波整流ブリツジDB₃の正の
出力端に抵抗R₁₆と抵抗R₁₇の直列回路を接続し、
抵抗R₁₆と抵抗R₁₇の接続点と全波整流ブリツジ
DB₃の負の出力端との間に、コンデンサC₆を接続
する。抵抗R₁₇の他端と、全波整流ブリツジCB₃
の負の出力端との間にツエーダイオードZD₁を接
続する。全波整流ブリツジDB₃の負の出力端はマ
イナス側に接続する。抵抗R₁₆の接続点と比較パ
ルス発生回路３の抵抗R₅の他端を接続し、電源
部４の抵抗R₁₇とツエナーダイオードZD₁との接
続点には、比較パルス発生回路３の抵抗R₇、抵
抗R₈、抵抗R₉の接続点を接続する。

交流制御素子S₁のゲートにはダイオードD₃の
アノードを、交流制御素子S₁のカソードには抵抗
R₁₈を接続し、ダイオードD₃のカソードと抵抗
R₁₈の他端は比較パルス発生回路３のパルストラ
ンスT₂の２次側に接続する。５〕は調光回路で、
交流電源Ｅの両端に調光スイツチS₃、リレーRy
の直列回路を接続する。また、リレーRyのメー
ク接点（リレーRyがオンしたとき導通する側）
は、放電灯電圧検出回路２′の出力端に設けたツ
エナーダイオードZD₂、抵抗R₂₀の直列回路と直
列に挿入される。尚、交流電源Ｅの両端に接続さ
れているコンデンサC₀は力率改善用コンデンサ
である。

次に、この従来例の動作を説明する。

基準電圧発生回路１で発生した基準電圧V₁と、
放電灯電圧検出回路２′で発生した出力電圧V₂と
が、比較パルス発生回路３のダイオードD₁，D₂
と抵抗R₁₃のＴ形に接続された回路で比較され
る。もし、V₁＞V₂ならばダイオードD₂のアノー
ドからカソードにむかつて電流が流れて、トラン
ジスタTr₁がオンする。したがつて、トランジス
タTr₂もオン、トランジスタTr₃はオフ、トラン
ジスタTr₄はオンとなり、コンデンサC₄は抵抗R₇
を通じて充電されない。しかるに、V₁≦V₂とな
ればダイオードD₂のアノードからカソードへ電
流が流れなくなるため、トランジスタTr₁がオフ
し、上述と反対にトランジスタがスイツチングさ
れトランジスタTr₄がオフする。すると、抵抗R₇
を通じ、コンデンサC₄が充電されはじめる。（第
２図ｄ）このコンデンサC₄の電圧をVC₄とする。
一方、PUTS₂のゲートには抵抗R₅、抵抗R₆によ
つて分圧された電圧がかかつている。電圧V_C4が
このゲート電圧より高くなつた瞬間にPUTS₂が
オンし、コンデンサC₄に充電されていた電荷が
PUTS₂とパルストランスT₂の１次側を通じて放
電し、パルストランスT₂の２次側のａ〜ｂ間に、
第２図ｅようなトリガパルスを生じ、これでもつ
て交流制御素子S₁をトリガする。このものにあつ
ては、放電灯Ｌが始動した直後は放電Ｌのコンダ
クタンスが大きく、したがつて、放電灯Ｌの両端
電圧が低く、したがつて出力電圧V₂が低い。よ
つて基準電圧V₁と出力電圧V₂の交点はおくれ、
交流制御素子S₁の点弧位相がおくれることにより
放電灯Ｌに過大な電流が流入することを防止す
る。放電灯Ｌが定格点灯に移行するにつれ、放電
灯Ｌのコンダクタンスは減少し、管電圧が上昇す
る。それにつれて、出力電圧V₂が上昇し、基準
電圧V₁との交点はすすみ、交流制御素子S₁の点
弧位相角が進み、放電灯Ｌに流入する電流を制御
する。

次に、放電灯Ｌを調光する場合、調光スイツチ
S₃をオンにすると、リレーRyのコイルに電流が
流れ、メーク接点が閉じてツエナーダイオード
ZD₂、抵抗R₂₀の直列回路がコンデンサC₅に並列
に接続される。この回路が挿入されることにより
放電灯電圧検出回路２′の出力電圧V₂は、ツエナ
ーダイオードZD₂および抵抗R₂₀できまる電圧ま
で引き下げられる。よつて第２図ｂの基準電圧
V₁との交点が右へ移行し、したがつてトリガパ
ルスの位相が遅れ、交流制御素子S₁がトリガされ
る位相が遅れることにより、放電灯Ｌに供給され
るエネルギーが減少し、放電灯Ｌが調光される。

しかしながら、本従来例において、放電灯管電
圧の高いもの例えば、放電灯Ｌの製造のばらつ
き、あるいは使用中に電極劣化などにより管電圧
が上昇したものなど点灯し、これを調光したと
き、交流制御素子S₁の点弧位相が調光スイツチS₃
をオンにしたと同時に、急激に位相が遅れるた
め、放電灯Ｌに流入する電流が急激に絞り込まれ
ることとなる。この結果、放電灯Ｌの発光管内部
のコンダクタンスが急激に下降し、放電灯管電圧
が急上昇する。このため交流電源Ｅ電圧によつ
て、放電灯Ｌの点灯を維持できるだけのエネルギ
ーが与えられず、放電灯Ｌが立消えしてしまうと
いう欠点があつた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、以
下実施例により詳細に説明する。

第３図において、１は基準電圧発生回路、３は
比較パルス発生回路、４は電源部で、これらは第
１図ものと同じである。５は調光回路で、交流電
源Ｅに調光スイツチS₃を介してトランスT₄の一
次巻線を接続する。トランスT₄の２次巻線は、
全波整流ブリツジDB₄の入力端に接続する。DB₄
の負の出力端はマイナス側に接続し、正の出力端
とマイナス側との間に抵抗R₂₁、コンデンサC₈の
直列回路を接続する。抵抗R₂₁とコンデンサC₈と
の交点にダイオードD₄のアノードを接続し、ダ
イオードD₄のカソードは抵抗R₂₂を介してトラン
ジスタTr₇のベースおよびトランジスタTr₆のコ
レクタに接続し、抵抗R₂₃を介してトランジスタ
Tr₅のベースに接続する。トランジスタTr₅，
Tr₆，Tr₇のエミツタはすべてマイナス側に接続
する。トランジスタTr₅とトランジスタTr₇のコ
レクタはそれぞれ抵抗R₂₄，R₂₅を介してツエナ
ーダイオードZD₃のアノードに接続する。ツエナ
ーダイオードZD₃のカソードは放電灯電圧検出回
路２の正の出力端に接続する。トランジスタTr₆
のコレクタはトランジスタTr₇のベースに接続
し、トランジスタTr₆のベースは抵抗R₂₆を介し
てツエナーダイオードZD₄のアノードへ接続さ
れ、ツエナーダイオードZD₄のカソードは放電灯
電圧検出回路２₁の抵抗R₁₅と全波整流ブリツジ
DB₂の正の出力端との接続点に接続する。調光回
路５の入力端側にコンデンサC₉を接続する。

放電灯Ｌが定常点灯した後の全波整流ブリツジ
DB₂の出力端波形は第４図ａのようになる。実線
は定格の管電圧の放電灯Ｌを点灯した場合で、破
線が管電圧の高い放電灯Ｌを点灯した場合の波形
である。ツエナーダイオードZD₄のツエナー電圧
を第４図ａのVZ₄に選んでおく。

今、放電灯Ｌが点灯すると、ツエナーダイオー
ドZD₄には第４図ａのような電圧が印加されるか
ら、ツエナーダイオードZD₄のツエナー電圧VZ₄
を越えた時点でZD₄が導通する。この時、トラン
ジスタTr₆のコレクタに電圧が印加されると、ト
ランジスタTr₆が第４図ｂのように動作する。一
方、調光スイツチS₃がONされると、コンデンサ
C₈の両端に直流電圧が発生し、トランジスタTr₅
がONする。これと同時にトランジスタTr₇のベ
ースにもバイアス電流が流れ、トランジスタTr₆
がONの場合にトランジスタTr₇が第４図ｃのよ
うにONする。したがつて、トランジスタTr₇が
OFFした時は放電灯電圧検出回路２の正の出力
端からツエナーダイオードZD₃および抵抗R₂₄，
R₂₅のを通じて電流がマイナス側に流れ、トラン
ジスタTr₇がOFFのときは、ツエナーダイオード
ZD₃および抵抗R₂₄を通つてのみ流れる。このた
め、ツエナーダイオードZD₃のカソード端の電圧
はトランジスタTr₆のON、OFFの状態によつて
電圧が異なるが、コンデンサC₉によつて平滑さ
れ、ほぼ直流電圧となつて比較パルス発生回路３
に供給されている。

さて、管電圧の高い放電灯Ｌを調光した場合を
考えると、第４図ａのようにVZ₄より大なる部分
が増加するため、トランジスタTr₆は第４図ｄの
ような動作となり、t₁〜t₄，t₅〜t₈，t₉〜t₁₂でON
する。よつてトランジスタTr₇は同期間OFFし、
ツエナーダイオードZD₃から抵抗R₂₄へ流れ込む
期間が長くなる。したがつて、抵抗R₂₄をR₂₅よ
り大にしておけば、管電圧の高い放電灯Ｌの場
合、ツエナーダイオードZD₃のカソード電圧が大
きく下がらず、すなわち、第２図ｃの電圧V₂が
大きく下がらず、基準電圧V₁との交点が大きく
おくれない。よつて交流制御素子S₁の点弧位相が
急激におくれず、放電灯Ｌのコンダクタンスが急
変しないため管電流が大きく絞り込まれない。し
たがつて、放電灯Ｌの管電圧が急上昇せず立消え
をおこさない。調光操作後、放電灯Ｌが安定にな
るにつれて電圧が下降してくると、トランジスタ
Tr₆の動作が第４図ｂの方に遷移し、それにつれ
てV₂も下降し、良好な調光特性を得ることがで
きる。

叙上のように本発明は、放電灯電圧検出回路の
出力により放電灯の管電圧を検出し、その再点弧
電圧に応動してデユーテイが変化するスイツチ素
子と定電圧素子の直列回路を調光回路に設けたか
ら、放電灯の製造ばらつきあるいは使用中の電極
劣化等により管電圧が上昇したものを点灯して調
光したとき、立消えさせることなく安定に調光で
き、又、再点弧電圧に応動してデユーテイが変化
するスイツチ素子に並列に調光制御信号によつて
完全導通する別のスイツチ素子を抵抗を介して接
続し、前記デユーテイが変化するスイツチ素子を
放電灯電圧検出回路に設けたツエナーダイオード
により動作させる如くしたから、構成簡単で、確
実に調光できるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯調光点灯装置の回路図、
第２図ａ〜ｅは同上の要部電圧波形図、第３図は
本発明の一実施例の回路図、第４ａ〜ｅは同上の
要部電圧信号波形図である。 １……基準電圧発生回路、２……放電灯電圧検
出回路、３……比較パルス発生回路、４……電源
部、５……調光回路、Ｅ……交流電源、S₁……交
流制御素子、CH₂……限流インダクタンス素子、
Ｌ……放電灯、ZD₃……定電圧素子としてのツエ
ナーダイオード、Tr₅，Tr₇……スイツチ素子と
してのトランジスタ、R₂₄，R₂₅……抵抗、ZD₄…
…ツエナーダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源に交流制御素子、限流インダクタン
   ス素子および放電灯の直列回路を接続し、交流電
   源の電圧より一定位相進んだ電圧を発生する基準
   電圧発生回路と、放電灯両端電圧を検出する放電
   灯電圧検出回路と、基準電圧発生回路の出力と放
   電灯電圧検出回路の出力とを比較してパルスを出
   力する比較パルス発生回路とを具備し、比較パル
   ス発生回路の出力パルスにより前記交流制御素子
   の点弧位相を変化させて調光を行う放電灯調光点
   灯装置において、前記放電灯電圧検出回路の出力
   により放電灯の管電圧を検知し、その再点弧電圧
   に応じてオンオフデユーテイを変えるスイツチ素
   子、定電圧素子と、前記スイツチ素子のオン時と
   オフ時とによつて抵抗値を変える抵抗要素との直
   列回路からなり、前記管電圧が一定レベル以上の
   時前記放電灯電圧検出回路の出力電圧を増加させ
   るように前記スイツチ素子を制御する調光回路を
   設けて成ることを特徴とする放電灯調光点灯装
   置。 ２ 再点弧電圧に応動してデユーテイが変化する
   スイツチ素子に並列に調光制御信号によつて完全
   導通する別のスイツチ素子を抵抗を介して接続
   し、前記デユーテイが変化するスイツチ素子を放
   電灯電圧検出回路に設けたツエナーダイオードに
   より動作させるようにして成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の放電灯調光点灯装
   置。