JPH07106090A

JPH07106090A - 放電灯点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JPH07106090A
Application number: JP24536593A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kitamura; 紀之北村; Keiichi Shimizu; 恵一清水; Tsutomu Kakiya; 勉垣谷; Yuji Takahashi; 雄治高橋
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】放電ランプの調光量と視覚の変化を対応させ
て放電灯点灯装置を提供する。【構成】調光制御する際には、調光量を設定してＰＷ
Ｍ調光設定回路35により設定した調光量に従い調光す
る。ＰＷＭ調光設定回路35により、発光ダイオードLED1
を発光させ、この発光に従いフォトトランジスタPTr1を
オンする。調光制御手段37では、フォトトランジスタPT
r1がオフしている場合は、抵抗R2およびコンデンサC5に
より充電カーブを設定し、フォトトランジスタPTr1がオ
ンしている場合は、可変抵抗R1およびコンデンサC5によ
り放電カーブを設定する。調光量に対応させた電圧を調
光制御手段37により出力する。設定する調光量とインバ
ータ回路の出力は直線的に変化するのではなく、自然対
数的に変化するので、調光量と視覚による蛍光ランプFL
の明るさとを直線的に変化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電ランプを調光でき
る放電灯点灯装置および照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置は、所望
の調光量に設定しこの設定された調光量に従いＰＷＭ信
号を直流電圧に変換してＰＷＭ信号の幅により直流電圧
を変化させることにより、インバータ回路の出力電圧を
変化させて放電ランプを調光している。そして、調光量
を設定する調光設定手段で設定した調光量に対して直線
的に、インバータ回路の放電ランプへの電力を変化させ
ている。

【０００３】ところが、インバータ回路の出力を調光量
に対して直線的に変化させているため、インバータ回路
の出力が全光付近の大きい場合には、多少の調光では放
電ランプの光の変化量は小さく感じ、また、インバータ
回路の出力が小さい場合には、少しの調光でも放電ラン
プの光の変化量は大きく感ずる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、調光量
に従いインバータ回路の出力を直線的に変化させた場合
には、インバータ回路の出力の大きい部分では放電ラン
プの光の変化を感じにくく、反対に、インバータ回路の
出力の小さい部分では少しの出力の変化で光の変化を大
きく感ずるというように、調光量と光の変化量が視覚に
対応しないという問題を有している。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、放電ランプの調光量と視覚の変化を対応させた放電
灯点灯装置および照明装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の放電灯点
灯装置は、電源からの電力を放電灯点灯手段により調光
設定手段で設定する任意の出力に変換して放電ランプを
調光可能に点灯させる放電灯点灯手段を備えた放電灯点
灯装置において、前記放電灯点灯手段は、調光設定手段
で設定された調光量に従い、前記放電ランプに対する出
力が大きい部分では相対的に大きく出力を可変して前記
放電ランプを調光し、前記放電ランプに対する出力が小
さい部分では相対的に小さく出力を可変して前記放電ラ
ンプを調光するものである。

【０００７】請求項２記載の放電灯点灯装置は、請求項
１記載の放電灯点灯装置において、放電灯点灯手段は、
調光設定手段で設定される調光量に対して自然対数的に
出力を変化させて放電ランプを調光するものである。

【０００８】請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項
１または２記載の放電灯点灯装置において、調光設定手
段にフォトカップリングされ、この調光設定手段で設定
される調光量に従い調光出力を制御する調光制御手段を
備え、前記調光制御手段は、時定数回路を有し、この時
定数回路は充放電のそれぞれの時間を変化させて放電灯
点灯手段の調光出力を設定するものである。

【０００９】請求項４記載の照明装置は、器具本体に、
請求項１ないし３いずれか記載の放電灯点灯装置を設け
たものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の放電灯点灯装置は、放電灯点灯
手段が、調光設定手段で設定された調光量に従い、放電
ランプに対する出力が大きい部分では相対的に大きく出
力を可変して放電ランプを調光し、放電ランプに対する
出力が小さい部分では相対的に小さく出力を可変して放
電ランプを調光するため、視覚の変化を感じにくい出力
の大きな部分では同じ調光量でも出力が大きく変化する
ため十分に調光を感じることができ、視覚の変化を感じ
やすい出力の小さな部分では同じ調光量でも出力が小さ
く変化するため必要以上に調光を感じないので、調光量
と視覚を対応できる。

【００１１】請求項２記載の放電灯点灯装置は、請求項
１記載の放電灯点灯装置において、放電灯点灯手段は、
調光設定手段で設定される調光量に対して自然対数的に
出力を変化させて放電ランプを調光するので、調光量と
視覚を対応できる。

【００１２】請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項
１または２記載の放電灯点灯装置において、調光制御手
段が、時定数回路の充放電のそれぞれの時間を変化させ
て放電灯点灯手段の調光出力を設定するので、簡単な構
成で温度による影響を受けずに調光量を変化できる。

【００１３】請求項４記載の照明装置は、器具本体に、
請求項１ないし３いずれか記載の放電灯点灯装置を設け
たので、調光量と視覚を対応できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の放電灯点灯装置の一実施例を
図面を参照して説明する。

【００１５】図２に示すように、器具本体11の長手方向
の両端にランプソケット12，12が設けられ、これらラン
プソケット12，12間に放電ランプとしての蛍光ランプFL
が挟持されており、器具本体11内には図１に示す放電灯
点灯装置15が内蔵されている。

【００１６】この放電灯点灯装置15は、図１に示すよう
に、商用交流電源Ｅに整流平滑回路21が接続され、この
整流平滑回路21は商用交流電源Ｅに全波整流器22の入力
端子が接続され、この全波整流器22の出力端子に平滑用
コンデンサC1が接続されている。

【００１７】また、整流平滑回路21にはプリレギュレー
タ回路である昇圧チョッパ回路23が接続され、この昇圧
チョッパ回路23は平滑コンデンサC1の両端子間に、イン
ダクタL1および電界効果トランジスタQ1のドレイン、ソ
ースが接続され、この電界効果トランジスタQ1のドレイ
ン、ソース間には、ダイオードD1およびコンデンサC2の
直列回路が接続されている。

【００１８】さらに、昇圧チョッパ回路23には放電灯点
灯手段としてのハーフブリッジ型のインバータ回路24が
接続され、このインバータ回路24は電界効果トランジス
タQ2のドレイン、ソースおよび電界効果トランジスタQ3
のドレイン、ソースが直列に接続されている。

【００１９】また、インバータ回路24の電界効果トラン
ジスタQ3のドレイン、ソース間には、直流カット用のコ
ンデンサC3、チョークコイルL2、蛍光ランプFLのフィラ
メントFL1 ，FL2 および電流トランスCTの入力巻線CT1
が接続されている。そして、蛍光ランプFLのフィラメン
トFL1 ，FL2 間には、始動用のコンデンサC4が接続され
ている。また、電流トランスCTには、蛍光ランプFLのラ
ンプ電流を検出する検出巻線CT2 が設けられている。

【００２０】さらに、蛍光ランプFLにはこの蛍光ランプ
FLのランプ電圧を検出し、このランプ電圧をフィードバ
ックする電圧フィードバック回路31、ランプ電圧を検出
することにより蛍光ランプFLの点灯状態を検出する点灯
検出回路32、および、ランプ電圧および検出巻線CT2 に
より検出されたランプ電流に基づき電力を検出する定電
力フィードバック回路33が接続されている。また、電圧
フィードバック回路31には、蛍光ランプFLの始動時に各
フィラメントFL1 ，FL2 を予熱してから、蛍光ランプFL
を点灯させるソフトスタート回路34が接続されている。

【００２１】一方、図示しない調光設定つまみなどによ
り調光量を設定し、この設定量に従いＰＷＭ出力する調
光設定手段としてのＰＷＭ調光設定回路35が設けられ、
このＰＷＭ調光設定回路35は、発光ダイオードLED1およ
びフォトトランジスタPTr1からなるフォトカプラ36を介
して、調光制御手段37に接続されている。

【００２２】そして、この調光制御手段37は、フォトト
ランジスタPTr1のコレクタ、エミッタ間に、可変抵抗R1
およびコンデンサC5の直列回路が接続され、これら可変
抵抗R1およびコンデンサC5の接続点には、一端が電源Ｖ
CCに接続された抵抗R2が接続され、コンデンサC5には抵
抗R3とコンデンサC6および抵抗R4の並列回路とが接続さ
れ、電流フィードバック回路を構成するコンパレータ38
の反転入力端子に接続され、このコンパレータ38の非反
転入力端子は検出巻線CT2 に接続されている。なお、抵
抗R2の抵抗値は、可変抵抗R1の抵抗値より大きく設定さ
れ、可変抵抗R1の抵抗値と抵抗R2の抵抗値との比率を変
化させることにより、図４に示すように、コンデンサC6
の電圧ＶC6とオンデューテイの特性が変化する。また、
調光量と電圧が自然対数的に変化するので、調光量と蛍
光ランプFLの視覚との関係を直線的にできる。

【００２３】さらに、このコンパレータ38の出力端子に
は、電圧を周波数に変換するＶＦＯ39が接続され、この
ＶＦＯ39の出力端子は、電界効果トランジスタQ2，Q3の
ゲートに接続され、各電界効果トランジスタQ2，Q3を制
御する。また、昇圧チョッパ回路23およびインバータ回
路24を停止させる発振停止回路40が接続されている。

【００２４】また、蛍光ランプFLのフィラメントFL1 ，
FL2 には、これらフィラメントFL1，FL2 が装着されて
いるかを検出するランプ装着検出回路41が接続され、こ
のランプ装着検出回路41は発振停止回路40に接続されて
いる。

【００２５】さらに、ランプ電圧が異常の場合に発振を
停止させる安全回路42が接続され、この安全回路42は発
振停止回路40に接続されている。

【００２６】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００２７】まず、商用交流電源Ｅの電圧を全波整流器
22で全波整流し、平滑コンデンサC1で平滑する。そし
て、ソフトスタート回路34により電圧フィードバック回
路31を介してＶＦＯ39により電界効果トランジスタQ2，
Q3を発振させてインバータ回路24を駆動し、低い電圧で
あるソフトスタートによりで蛍光ランプFLを予熱する。
そして、所定時間経過後に、ソフトスタート回路34によ
りソフトスタートを終了し、ＶＦＯ39によりインバータ
回路24の出力電圧を増加して蛍光ランプFLを点灯始動さ
せる。また、昇圧チョッパ回路23を始動させて、入力高
調波電流を減少させる。

【００２８】そして、蛍光ランプFLを全光点灯させる場
合には、その後、ランプ電圧が増加すると、定電力フィ
ードバック回路33によりＶＦＯ39を制御して、インバー
タ回路24を定電力制御する。さらに、ランプ電圧が低下
すると、コンパレータ38によりＶＦＯ39を制御してイン
バータ回路24を定電力制御する。なお、全光点灯時に
は、ＰＷＭ調光設定回路35は出力しないオン幅無の状態
で、調光制御手段37の出力電圧は最も高く設定される。

【００２９】また、調光制御する際には、図示しないつ
まみなどにより調光量を設定し、ＰＷＭ調光設定回路35
により設定された調光量に従い調光する。そして、ＰＷ
Ｍ調光設定回路35により、発光ダイオードLED1を発光さ
せ、この発光に従いフォトトランジスタPTr1をオンす
る。

【００３０】さらに、調光制御手段37では、フォトトラ
ンジスタPTr1がオフしている場合は、抵抗R2およびコン
デンサC5により図３に示す充電カーブを設定し、フォト
トランジスタPTr1がオンしている場合は、可変抵抗R1お
よびコンデンサC5により図３に示す放電カーブを設定す
る。すなわち、ＰＷＭ調光設定回路35によりパルス出力
がなされている場合には、コンデンサC5の電荷を放電
し、パルス出力がなされていない場合には、コンデンサ
C5の電荷を充電する。そして、コンデンサC6により図３
に示す三角波を平滑して、調光量に対応させた電圧を調
光制御手段37により出力する。そして、ランプ電流と調
光制御手段37からの出力とを比較して、フィードバック
により蛍光ランプFLのランプ電流を一定にした状態で、
調光制御する。

【００３１】そして、設定する調光量とインバータ回路
24との関係は、インバータ回路24の出力が小さい場合に
は、調光量の変化に対して相対的に小さく出力電圧が変
化し、インバータ回路24の出力が大きい場合には、調光
量の変化に対して相対的に大きく出力電圧が変化する、
すなわち自然対数的に変化するので、調光量と視覚とを
直線的に対応させることができる。

【００３２】また、ランプ装着検出回路41でフィラメン
トFL1 ，FL2 の装着を検出し、蛍光ランプFLが装着され
ていない場合には、発振停止回路40により昇圧チョッパ
回路23およびインバータ回路24を停止させる。

【００３３】さらに、ランプ電圧が上昇した場合には、
たとえば蛍光ランプFLの寿命末期であるので、同様に、
発振停止回路40により昇圧チョッパ回路23およびインバ
ータ回路24を停止させる。

【００３４】上記実施例では、フォトカプラにより行な
っていて、その動作は電流が小さいために飽和領域で行
なわれるので、温度による特性の変化やばらつきを軽減
させることができる。

【００３５】なお、上記実施例では、インバータ回路と
しては、ハーフブリッジ型以外の任意のインバータ回路
を用いることができ、プリレギュレータ回路としても、
昇圧チョッパ回路以外の任意のプリレギュレータ回路を
用いることができる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の放電灯点灯装置によれ
ば、放電灯点灯手段が、調光設定手段で設定された調光
量に従い、放電ランプに対する出力が大きい部分では相
対的に大きく出力を可変して放電ランプを調光し、放電
ランプに対する出力が小さい部分では相対的に小さく出
力を可変して放電ランプを調光するため、視覚の変化を
感じにくい出力の大きな部分では同じ調光量でも出力が
大きく変化するため十分に調光を感じることができ、視
覚の変化を感じやすい出力の小さな部分では同じ調光量
でも出力が小さく変化するため必要以上に調光を感じな
いので、調光量と視覚を対応できる。

【００３７】請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項１記載の放電灯点灯装置に加え、放電灯点灯手段
は、調光設定手段で設定される調光量に対して自然対数
的に出力を変化させて放電ランプを調光するので、調光
量と視覚を対応できる。

【００３８】請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項１または２記載の放電灯点灯装置に加え、調光制
御手段が、時定数回路の充放電のそれぞれの時間を変化
させて放電灯点灯手段の調光出力を設定するので、簡単
な構成で温度による影響を受けずに調光量を変化でき
る。

【００３９】請求項４記載の照明装置によれば、器具本
体に、請求項１ないし３いずれか記載の放電灯点灯装置
を設けたので、調光量と視覚を対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図である。

【図２】同上照明装置の外観を示す斜視図である。

【図３】同上ＰＷＭ出力と調光制御手段37の充放電との
関係を示す波形図である。

【図４】同上抵抗R1および抵抗R2の関係とオンデューテ
ィとの関係を示す特性図である。

【符号の説明】

11 器具本体 24 放電灯点灯手段としてのインバータ回路 35 調光設定手段としてのＰＷＭ調光設定回路 37 調光制御手段Ｅ商用交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋雄治東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源からの電力を放電灯点灯手段により
調光設定手段で設定する任意の出力に変換して放電ラン
プを調光可能に点灯させる放電灯点灯手段を備えた放電
灯点灯装置において、前記放電灯点灯手段は、調光設定手段で設定された調光
量に従い、前記放電ランプに対する出力が大きい部分で
は相対的に大きく出力を可変して前記放電ランプを調光
し、前記放電ランプに対する出力が小さい部分では相対
的に小さく出力を可変して前記放電ランプを調光するこ
とを特徴とした放電灯点灯装置。
【請求項２】放電灯点灯手段は、調光設定手段で設定
される調光量に対して自然対数的に出力を変化させて放
電ランプを調光することを特徴とした請求項１記載の放
電灯点灯装置。
【請求項３】調光設定手段にフォトカップリングさ
れ、この調光設定手段で設定される調光量に従い調光出
力を制御する調光制御手段を備え、前記調光制御手段は、時定数回路を有し、この時定数回
路は充放電のそれぞれの時間を変化させて放電灯点灯手
段の調光出力を設定することを特徴とした請求項１また
は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】器具本体に、請求項１ないし３いずれか
記載の放電灯点灯装置を設けたことを特徴とする照明装
置。