JP3861315B2

JP3861315B2 - 調光用放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP3861315B2
Application number: JP9286996A
Authority: JP
Inventors: 泰蒲原; 和吉佃; 秀樹中井; 啓光安
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2016-04-15
Also published as: JPH09283294A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯のフィラメントに予熱電流を流して、低照度における安定調光点灯を行う調光用放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に示すように、外部から供給される調光信号を各安定器１の制御部２に入力して、インバータのスイッチング素子Ｑ₁ ，Ｑ₂ の動作周波数等を制御し、放電灯Ｒを所望の照度で調光点灯させる装置（特願平１−３０６９３０号）が知られている。以下、その構成を説明すると、商用電源ＡＣはフィルタコイルＦＴとコンデンサＣｆ₁ ，Ｃｆ₂ よりなるフィルタ回路を介してダイオードブリッジＤＢにより全波整流され、コンデンサＣ₁ により平滑される。コンデンサＣ₁ に得られた直流電圧は、抵抗Ｒ₁ を介して制御部２に動作電源を供給すると共に、スイッチＳＷを介してインバータ回路のスイッチング素子Ｑ₁ ，Ｑ₂ の直列回路に供給される。スイッチング素子Ｑ₁ ，Ｑ₂ は制御部２により交互にオン・オフされ、スイッチング素子Ｑ₂ の両端には、コンデンサＣ₂ を介してトランスＴｆの１次巻線が接続されると共に、チョークＬとコンデンサＣ₃ の直列回路が接続されている。チョークＬとコンデンサＣ₃ は共振回路を構成しており、コンデンサＣ₃ の両端に生じる共振電圧は、コンデンサＣ₄ を介して放電灯Ｒに供給されている。また、放電灯Ｒには、抵抗Ｒ₂ とダイオードＤ₃ を介して直流電圧が印加されている。この装置では、端子ａ〜ｄを介してトランスＴｆから放電灯Ｒのフィラメントに予熱電流を流しているが、放電灯Ｒを消灯すると、スイッチＳＷを開いて、消灯後のフィラメント予熱電流を停止することにより、放電灯Ｒの消灯後の不必要な予熱電力ロスを低減している。しかしながら、近年、調光用放電灯点灯装置が演出用途、省エネルギー用途など、多目的に使われるようになり、消灯後の放電灯のフィラメント予熱に関する要求も増えてきた。
【０００３】
基本的には、放電灯Ｒの消灯時には、フィラメント予熱電力を極力低くして、予熱電力ロスを低減し、省エネルギーを計りたい。一方、演出用途では、先行予熱時問を省き、且つ所定の光束からの速やかな始動・調光始動を実現したい。さらに、センサを用いた点滅始動では、放電灯Ｒの消灯時の予熱電力ロスは低減し、且つ先行予熱時間等は短くしたい。さらに、いずれの場合においても、フィラメント寿命に大きく影響を与えないようにしたいなど、多くの制約が出てきた。ところが、省エネルギーのためにフィラメントの予熱電流を少なくすると、所定の光束からの速やかな調光始動は難しく、また、フィラメントの寿命に悪い影響を与える。しかるに、フィラメントの予熱電流を少なくしないと、消灯時の予熱電力ロスの低減は難しいという問題が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、消灯時には不要な予熱電力を低減し、且つ速やかな始動・調光始動を行うために、調光信号に応じて予熱電流を制御し、点灯を行うための予熱電流を少なくした省エネルギー予熱電流モードと、即時点灯可能な即時点灯予熱電流モードを安定器側に設けることにより、省エネルギー、即時点灯、及びフィラメント寿命の改善を実現しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、調光信号により、放電灯の始動、点灯、消灯を制御できる調光用放電灯点灯装置において、放電灯の消灯前は調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じてフィラメント予熱電流を増加方向に連続的に制御すると共に放電灯の消灯後は調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じてフィラメント予熱電流を減少方向に連続的に制御する制御手段を有し、放電灯の消灯後に調光が深まる方向へ変化する調光信号を与えて、この調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じて消灯中のフィラメント予熱電流を減少方向に連続的に制御することを特徴とするものである。また、請求項２の発明によれば、調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じて消灯中のフィラメント予熱電流を減少方向に段階的に制御する制御手段を有し、段階的に制御される予熱電流モードとして、即時点灯可能な大きさの予熱電流を流す即時点灯予熱電流モードと、即時点灯可能な大きさよりも予熱電流を少なくした省エネルギー予熱電流モードとを設けることにより、状況に応じて即時点灯可能としたり、あるいは、予熱電力ロスを低減して省エネルギーを実現するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の調光用放電灯点灯装置の一つの実施の形態を図１に示す。交流電源ＡＣを整流部ＤＢにより整流し、スイッチング素子Ｑ₁ ，Ｑ₂ のインバータ回路により高周波電力に変換した後、直流カット用のコンデンサＣ₂ を介して、チョークＬとコンデンサＣ₃ を含む共振回路を励振し、放電灯Ｒを点灯するものである。インバータ回路の発振周波数は、外部の調光器３からの調光信号により変化する。本実施例では、調光器３からの調光信号は０〜１２ＶのＤＣ電圧であり、これが放電灯点灯装置に入力されると、インバータ制御部２のＶ・ｆ変換部６により調光信号の電圧に応じた周波数に変換され、ドライブ回路５を通じてスイッチング素子Ｑ₁ ，Ｑ₂ を駆動し、インバータ回路の発振周波数をコントロールする。この発振周波数が変わることにより、共振電圧が変化してランプ電力をコントロールし、放電灯Ｒを調光する。
【０００７】
調光信号電圧が抵抗Ｒ３，Ｒ４の分電圧以上になると、コンパレータＩＣ１によりタイマー回路８が起動し、スイッチＱ₃ を一定時間ＯＦＦし、インバータ回路の発振停止を行い、放電灯Ｒを消灯する。その後、スイッチＱ₃ は再びＯＮとなる。今、放電灯Ｒを点灯させ、調光信号を０Ｖから１２Ｖまで変化させると、０〜１０Ｖまでは、調光信号電圧の増加につれてインバータ回路の発振周波数が上昇し、共振電圧が減少して放電灯Ｒは調光して行く。調光信号電圧が１０Ｖのとき、調光信号電圧が抵抗Ｒ３，Ｒ４の分電圧以上となり、スイッチＱ₃ を一定時間ＯＦＦし、インバータ回路の発振停止を行い、放電灯Ｒを消灯する。その後、スイッチＱ₃ は再びＯＮとなり、インバータ回路は発振するが、放電灯Ｒが開路する電圧には至らず、消灯したままで、コンデンサＣ₃ にのみ電流が流れて、ランプフィラメントを十分予熱するものとなる。調光信号を１０Ｖから１２Ｖまで変化させると、コンデンサＣ₃ に流れるランプフィラメント予熱電流も発振周波数が上昇することにより共振電圧が減少するため、減少して行く。
【０００８】
図２は調光信号電圧Ｖと発振周波数ｆの関係、図３はランプ消灯後の調光信号電圧Ｖと予熱電流Ｉｆの関係、図４は調光信号電圧と光出力の関係を示す。調光信号電圧が１２Ｖ付近では省エネルギーモードであり、ランプ消灯後に再点灯するまでの消費電力を節約することができる。また、ランプ消灯後に省エネルギーモードでしばらく待機した後、調光信号電圧を１０Ｖ付近まで下げると、予熱電流Ｉｆが増加すると共に、ランプ再点灯が十分にできる電圧が得られて、即時点灯が可能となる。従って、再点灯モードで十分にランプフィラメントを予熱して調光信号電圧を１０Ｖ以下にしたとき、放電灯Ｒは先行予熱をすることなく点灯できる。
【０００９】
本発明の第２の実施例の回路図を図５に示す。第１の実施例の回路図と同様な部分についての説明は省略する。図６は調光信号電圧Ｖと発振周波数ｆの関係、図７はランプ消灯後の調光信号電圧Ｖと予熱電流Ｉｆの関係、図８は調光信号電圧と光出力の関係を示す。スイッチＱ₅ と抵抗Ｒ７，Ｒ８は、消灯後の再点灯モードにおいて、ランプフィラメント予熱を行うための回路であり、調光信号電圧が抵抗Ｒ３，Ｒ４の分電圧以上になると、スイッチＱ₄ をＯＦＦ、スイッチＱ₅ をＯＮする。これにより、インバータ回路の発振停止後は、抵抗Ｒ７とＲ８の分電圧がＶ・ｆ変換されることになる。このとき、即時点灯予熱電流モードとなり、抵抗Ｒ７とＲ８の分電圧では発振周波数ｆ２、予熱電流Ｉ２となる。この予熱電流Ｉ２では、即時点灯が可能である。
【００１０】
その後、調光信号電圧を上げて行くと、コンパレータＩＣ３が動作する。抵抗Ｒ５，Ｒ６の分電圧（ここでは１１Ｖ）以上まで調光信号電圧が上がると、コンパレータＩＣ３がオンし、Ｖ・ｆ変換部６に入力される調光信号電圧は抵抗Ｒ７とＲ８の分電圧よりも高くなる。このときの予熱電流Ｉ３は、予熱電力のロスを防止する省エネルギーモードとなる。
【００１１】
したがって、本実施例では、放電灯を点灯させ、調光信号電圧を０Ｖから１２Ｖまで変化させると、まず、０〜１０Ｖの範囲では、調光信号電圧を上昇させるにつれて、インバータ回路の発振周波数が上昇し、共振電圧が減少するので、放電灯Ｒは調光して行く。調光信号電圧が１０Ｖのとき、調光信号電圧は抵抗Ｒ３，Ｒ４の分電圧以上となり、コンパレータＩＣ１が動作して、タイマー回路８によりスイッチＱ₃ を一定時間ＯＦＦし、インバータの発振一時停止を行い、放電灯Ｒを消灯する。その後、スイッチＱ₃ は再びＯＮとなり、調光信号電圧が１０Ｖ〜１１Ｖの範囲では、即時点灯が可能な予熱電流Ｉ２となる。また、調光信号電圧が１１Ｖ〜１２Ｖの範囲では、放電灯Ｒの予熱電流をＩ３に抑え、予熱電力のロスを防止する。省エネルギーモードでしばらく待機した後、調光信号電圧を１０Ｖ付近まで下げて、再点灯モードで十分にランプフィラメントを予熱して調光信号電圧を１０Ｖ以下にすると、放電灯Ｒは先行予熱することなく点灯できる。この実施例では、通常点灯モード、即時点灯予熱電流モード、省エネルギーモード、再点灯モードという、各モードでの調光信号電圧の範囲が広いため、ラッチ時間を設けたり、任意にホールドすることがより容易となる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、放電灯の消灯時には、不要な予熱電力を低減する省エネルギーモードと、即時点灯可能な即時点灯モードを安定器側に設けて、調光信号によりこれらの二つのモードをコントロールすることにより、放電灯の消灯時には、不要な予熱電力を低減し、且つ速やかな始動・調光始動ができる安定器を提供できる。本発明は、プログラムにより調光信号でコントロールする調光システムにおいて特に大きな効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施例の調光信号と発振周波数の関係を示す特性図である。
【図３】本発明の第１の実施例の調光信号と予熱電流の関係を示す特性図である。
【図４】本発明の第１の実施例の調光信号と光出力比の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第２の実施例の回路図である。
【図６】本発明の第２の実施例の調光信号と発振周波数の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第２の実施例の調光信号と予熱電流の関係を示す特性図である。
【図８】本発明の第２の実施例の調光信号と光出力比の関係を示す特性図である。
【図９】従来例の回路図である。
【符号の説明】
Ｑ₁ スイッチング素子
Ｑ₂ スイッチング素子
Ｃ₂ コンデンサ
Ｃ₃ コンデンサ
Ｌチョーク
Ｒ放電灯

Claims

放電灯の始動、点灯、消灯を安定器の外部から与えた調光信号により制御できる調光用放電灯点灯装置において、放電灯の消灯前は調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じてフィラメント予熱電流を増加方向に連続的に制御すると共に放電灯の消灯後は調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じてフィラメント予熱電流を減少方向に連続的に制御する制御手段を有し、放電灯の消灯後に調光が深まる方向へ変化する調光信号を与えて、この調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じて消灯中のフィラメント予熱電流を減少方向に連続的に制御することを特徴とする調光用放電灯点灯装置。
放電灯の始動、点灯、消灯を安定器の外部から与えた調光信号により制御できる調光用放電灯点灯装置において、放電灯の消灯後に調光が深まる方向へ変化する調光信号を与えて、この調光信号が調光が深まる方向へ変化するのに応じて消灯中のフィラメント予熱電流を減少方向に段階的に制御する制御手段を有し、段階的に制御される予熱電流モードとして、即時点灯可能な大きさの予熱電流を流す即時点灯予熱電流モードと、即時点灯可能な大きさよりも予熱電流を少なくした省エネルギー予熱電流モードとを有することを特徴とする調光用放電灯点灯装置。
省エネルギー予熱電流モードと即時点灯予熱電流モードに任意にホールド可能としたことを特徴とする請求項２の調光用放電灯点灯装置。