放電灯点灯制御装置
【課題】 発電機の変動にかかわらず出力電力を一定に保持する。
【解決手段】 発電機Ｇの交流出力をこれよりも高い周波数の交流出力にインバータＩＮＶで変換してメタルハライドランプ（放電灯）Ｌに印加点灯する。発電機Ｇの交流電力の電圧Ｖinと周波数ｆinを検出手段ＤＩＶ，ＤＩＦで検出し、Ｖin，ｆinによりテーブルＣＲＯＭを参照して適正変調度を求め、これと設定変調度とを比較し（ＣＭＰ），設定変調度が適正変調度に近づくように設定変調度を修正し（ＡＪ），その設定変調度に、インバータＩＮＶに対する制御信号のＰＷＭ変調度がなるようにし、放電灯Ｌに印加される電力が一定に保持される。
【解決手段】 発電機Ｇの交流出力をこれよりも高い周波数の交流出力にインバータＩＮＶで変換してメタルハライドランプ（放電灯）Ｌに印加点灯する。発電機Ｇの交流電力の電圧Ｖinと周波数ｆinを検出手段ＤＩＶ，ＤＩＦで検出し、Ｖin，ｆinによりテーブルＣＲＯＭを参照して適正変調度を求め、これと設定変調度とを比較し（ＣＭＰ），設定変調度が適正変調度に近づくように設定変調度を修正し（ＡＪ），その設定変調度に、インバータＩＮＶに対する制御信号のＰＷＭ変調度がなるようにし、放電灯Ｌに印加される電力が一定に保持される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は漁船などの魚を集めるための集魚灯として用いられるメタルハライドランプなどの放電灯の点灯状態を制御する放電灯点灯制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、漁場では白熱ランプ式の集魚灯に対して、高輝度で発光効率が高いメタルハライドランプ（放電灯）が多く用いられている。例えば、ある漁船では１００灯近いメタルハライドランプを用いているため、その点灯装置の重量が問題となる。この点から交流発電機の出力をインバータにより高い周波数の交流電力に変換して放電灯に印加することが行われている。このようにすれば昇圧用トランスを小形、軽量なものとすることができ、全体の構成も、小形、軽量化することができる。
【０００３】この場合、発電機にも高い周波数の電流が流れることになり、発電機の力率が低下し、実効出力容量が下がる。更にロータコイル等に局部的な発熱を招くため大幅に負荷率を低減させる必要がある。つまり、みかけの負荷容量より電力容量の大きい発電機を用いなくてはならなくなる。このような点から、次のようにすることが提案されている。即ち、図４に示すように、交流発電機Ｇの出力が印加される受電端子ＴI ，ＴI と、これら端子ＴI ，ＴI から受電した商用周波数を持つ交流電力を整流する整流回路ＲＥＣと、この整流回路ＲＥＣで整流した整流電力を平滑する平滑回路Ｗと、この平滑回路Ｗの平滑出力電力を商用周波数より高い周波数の交流電力に変換するインバータＩＮＶと、このインバータＩＮＶが出力する交流電力の電圧を昇圧する昇圧トランスＴと、この昇圧された電力の波形を正弦波形に近づけるフィルタＦと、負荷となる放電灯（メタルハライドランプ）Ｌを起動させるための起動回路ＳＴと、負荷となる放電灯ＬにインバータＩＮＶで発生した交流電力を供給するための送電端子ＴO と、インバータＩＮＶに駆動信号を与える駆動信号発生手段ＯＳとによってインバータ電子ユニット１０が構成される。このインバータ電子ユニット１０を並列運転させるため、端子Ｔ1 に波形整形回路ＷＦＯが接続され、これより発生した同期信号が駆動信号発生手段ＯＳに印加される。
【０００４】インバータＩＮＶは周知のように、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢＴと称す）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を２本ずつ直列接続した直列回路を並列接続し、その直列接続したＩＧＢＴ Ｑ１とＱ２及びＱ３とＱ４の各接続点間に昇圧トランスＴの一次コイルを接続し、ＩＧＢＴ Ｑ１とＱ４を導通させる状態と、Ｑ２とＱ３を導通させる状態を交互に繰り返して昇圧トランスＴに交流電力を印加するように動作する。
【０００５】ＩＧＢＴは、例えば正極性のパルスをゲート電極に印加している間だけオンの状態となる。従って、インバータＩＮＶを構成する各ＩＧＢＴ Ｑ１〜Ｑ４の各ゲート電極Ｇ１〜Ｇ４に図５に示す駆動信号ＳG1〜ＳG4を供給する。つまり、駆動信号ＳG1とＳG4を同位相でＩＧＢＴ Ｑ１とＱ４のゲート電極Ｇ１とＧ４に与え、駆動信号ＳG2とＳG3をＩＧＢＴ Ｑ２とＱ３のゲート電極Ｇ２とＧ３に与える。駆動信号ＳG1，ＳG4とＳG2，ＳG3の発生時間Ｔ１とＴ２によって負荷となる放電灯Ｌに印加される交流電力の周波数ｆ0 が決定される。この例では交流電力源（この例では発電機Ｇ）が発生する交流電力の周波数を６０Ｈz とし、その６倍の周波数３６０Ｈz を負荷に供給される交流電力の周波数ｆ0 とした場合を説明する。各駆動信号ＳG1〜ＳG4は時間Ｔ１とＴ２の間にパルス幅変調（ＰＷＭ）された複数のパルスを発生して構成される。パルス幅変調は出力電流が正弦波に近づくように時間Ｔ１とＴ２の各中央部分で最大パルス幅となるように正弦波形に従ってパルス幅変調する。
【０００６】駆動信号発生手段ＯＳには、例えば図５Ａに示した駆動信号ＳG1〜ＳG4が１周期分（Ｔ１＋Ｔ２）だけアドレス順に記憶した波形メモリが設けられ、この波形メモリが、リングカウンタにより先頭アドレスから最終アドレスまで繰り返し読み出される。例えば発電機Ｇの交流電力の周波数が６０Ｈz ，放電灯Ｌに図５Ｃに示す正弦波状出力電流ＩO が流れ、この電流ＩO の周波数は周期Ｔ１＋Ｔ２で決まり、例えばｆ0 ＝３６０Ｈz とすると、インバータＩＮＶの入力側には図５Ｄに示すように出力電流ＩO を両波整流した脈流電流ＩDCが流れ、整流回路ＲＥＣの入力側、つまり発電機Ｇにはその発生交流電力ＡＣ（図６Ａ）の正の半サイクルと、負の半サイクルの双方で２ｆ0 の周波数の電流ＩAC（図６Ｂ）が流れる。
【０００７】発電機Ｇにこのように高い周波数２ｆ0 の電流ＩACが流れるため、力率が低下し、また負荷率を低減させる必要がある。この問題を解決するため、図４では二つのインバータ電源ユニット１０を設けて、発電機Ｇでこれらを並列駆動しているが、その一方のインバータ電源ユニット１０には発電機Ｇの分岐出力を遅延回路ＤＹ１を通じて駆動信号発生手段ＯＳへ入力し、これら２台のインバータ電源ユニット１０を約９０°の位相差を持たせて動作させる。これにより両インバータ電源ユニット１０の負荷放電灯Ｌに流れる電流は位相が９０°異なり、平滑回路Ｗに流れる整流電流は半周期位相がずれ、共通の発電機Ｇに流れる合成電流は相互に谷の部分が埋め合ってリップル分が小さい電流となる。
【０００８】なお、発電機Ｇの周波数が変動した場合に、その周波数変動にかかわらず、これにインバータＩＮＶの出力周波数が同期するように、つまり図６Ａ，Ｂに示す関係が保持されるように、駆動信号発生手段ＯＳ内のＣＰＵで、発電機Ｇの周期を求め、これに応じたｆ0 が得られるように波形メモリの読み出しクロック周波数を演算している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】発電機Ｇから供給される交流電力の電圧（以後入力電圧と記す）や周波数は商用電源の電圧及び周波数ほど安定していなく、比較的大きく変動している。このため、例えば入力電圧２２５Ｖで出力電力が1.８Kwとなるようにインバータ電源ユニット１０が設定されていても、入力電圧が２２５Ｖに変動すると、出力電力は2.０Kwに増加する。また発電機Ｇの出力交流電力の周波数が高くなると、その周期が短くなるが、インバータＩＮＶのスイッチング素子のＯＮ時間の長さが一定であるため、ＯＮ時間がＯＦＦ時間に対して相対的に長くなり、それに比例する電流Ｉが増加し、出力電力が増加する。インバータのスイッチング素子のＯＮ時間の長さの割合を、ＰＷＭ変調度または単に変調度と呼ぶ。
【００１０】このように出力電力が増加すると、インバータ電源ユニット１０からの発熱量も増加するため、インバータ電源ユニット１０の温度が上がり、インバータ電源ユニット１０を構成する素子に負担がかかり、寿命が短くなる。特にイカ釣り漁船などは多数の放電灯を点灯させる必要があり、それらに対するインバータ電源ユニット１０は全て密閉されたエンジンルーム内に配置されるため、その室内温度が５０度以上にもなる。そのような環境で、インバータ電源ユニット１０が用いられるため、その構成素子の寿命は多少の温度上昇によっても、大きく影響を受ける。
【００１１】また逆に、入力電圧、周波数の変動で出力電力が低下すると、放電灯の発光輝度が低下するという問題が生じる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、発電機よりの交流電力の電圧と周波数が検出され、これら検出された電圧と周波数から適正な変調度が求められる。インバータの制御信号に対する設定ＰＷＭ変調度と、求められた適正変調度とが比較され、その比較結果にもとづき、設定ＰＷＭ変調度が適正変調度に近づくように修正される。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示し、図４と対応する部分に同一符号を付けてある。この発明では入力端子ＴI に電圧検出手段ＤＩＶと、周波数検出手段ＤＩＦが接続され、これらにより発電機Ｇの出力交流電力の電圧Ｖinと周波数ｆinが検出される。これら検出電圧Ｖinと周波数ｆinにもとづき、適正変調度検出手段ＣＲＯＭにて、電圧、周波数の各値にかかわらず、インバータ電源ユニット１０からほぼ一定な出力電力が得られるような適正変調度が求められる。この適正変調度検出手段ＣＲＯＭは、例えば図２に示すように、入力電圧Ｖinと周波数ｆinをアドレスとして変調度が読み出されるメモリとして構成される。このメモリの内容から理解されるように、例えば入力電圧Ｖinが増加すると、変調度を小さくしてＯＮ時間を短くして電流を小とし、出力電力の上昇を押さえ、一定出力電力となり、また周波数ｆinが高くなると、ＯＮ信号を出すタイミングが速くなるが、ＯＮ時間が一定であるため、出力電力が大きくなるが、変調度を小さくしてその出力電力上昇を押さえ、一定出力電力となるように、入力電圧Ｖin，周波数ｆinと変調度の関係が決められる。これは計算によっても求めることができるが、実測により求めた方が確実なものとなる。
【００１４】駆動信号発生手段ＯＳ内のＰＷＭ制御手段ＣＯＮに対する設定器Ｒに設定された変調度と、先のようにして得られた適正変調度とが比較手段ＣＭＰで比較され、その比較結果にもどつき、修正手段ＡＪにより設定器Ｒ内の設定変調度に対する修正が行われる。以下に、この修正の手順の例を図３を参照して説明する。
【００１５】まず、入力電圧Ｖinと周波数ｆinが検知され（Ｓ１），これらＶinとｆinを用いて適正変調度が求められる（Ｓ２）。この適正変調度と設定変調度が比較され（Ｓ３），等しい場合はタイマーをリセットし（Ｓ４），変更フラグを０とし（Ｓ５），そのときの設定変調度を設定器Ｒに設定してステップＳ１に戻る（Ｓ６）。この場合は設定変調度の変更は行われない。
【００１６】ステップＳ３で適正変調度が設定変調度より小さい場合は、変更フラグが１か０，または２かを調べ（Ｓ７），変更フラグが０または２であれば、タイマーをリセットした後（Ｓ８），タイマーをセットし（Ｓ９），変更フラグを１としてステップＳ６に移る（Ｓ１０）。この場合は設定変調度は変更されないでステップＳ１に戻ることになる。同様のことが行われ、このときも適正変調度の方が小さい場合はステップＳ７で変更フラグが１であるから、ステップＳ１１に移り、タイマーがタイムアップしたかがチェックされる。タイムアップしなければステップＳ６に移り、再び設定変調度は変更されないで、更にステップＳ１に戻る。
【００１７】ステップＳ１１でタイマーがタイムアップしていると、設定変調度が一段階下げられる（Ｓ１２），例えば現在の設定変調度が0.９５で、入力電圧Ｖinが２３２Ｖ，入力周波数ｆinが６3.０Ｈz に変動したとすると、図２から適正変調度は0.７０が求まる。図２から、0.９５より一段階低い変調度0.９３が新たな設定変調度として求められ、その後タイマーがリセットされて（Ｓ１３）、新たな設定変調度が設定器Ｒに設定（出力）される（Ｓ６）。つまり、ステップＳ９，Ｓ１１の処理により、この適正変調度の方が小さい状態がタイマーの設定時間、例えば５秒間継続すると、タイムアップして設定変調度に対する修正更新が行われることになる。
【００１８】ステップＳ３で適正変調度の方が大きい場合は、変更フラグが２か０または１かが調べられ（Ｓ１４），０か１であればタイマーがリセットされた後（Ｓ１５），タイマーがセットされ（Ｓ１６），変更フラグが２とされ（Ｓ１７），ステップＳ６に移る。この場合も設定変調度の変更は行われない。ステップＳ１４で変更フラグが２であれば、タイマーがタイムアップしたかが調べられ（Ｓ１８），タイムアップしてなければステップＳ６を経てステップＳ１へ戻り、ステップＳ１８でタイムアップしていれば、現在の設定変調度が一段階上昇され（Ｓ１９），タイマーがリセットされてステップＳ６に移る（Ｓ２０）。つまり、適正変調度の方が大きく、かつその状態が所定時間継続すれば、設定変調度が一段階上げられる。
【００１９】また、先の数値例と、上記処理手順から理解されるように、適正変調度の方が小さく、設定変調度が一段階下げられ、0.９３とされ、その後においても適正変調度の方が小さいことが所定時間継続すると、設定変調度が図２の例では、0.９３から0.９０に修正変更され、以下同様に一段階ずつの修正変更が行われ、適正変調度0.７０に近づくようにされる。このような処理の過程において、適正変調度はその都度求められているため、設定変調度が0.７０になる前に適正変調度と等しくなることもある。なお、一段階ずつの修正ではなく、一挙に設定変調度を適正変調度に変更してもよい。
【００２０】上述したように、適正変調度と設定変調度との大小関係の状態が一定時間継続すると、設定変調度を修正する場合は、短時間の突発的変動にそのまま追従して誤った変調度の修正を行うおそれはない。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、入力電圧、入力周波数を検出し、これらに応じた適正変調度を求め、設定変調度が適正変調度になるように設定変調度を修正するため、出力電力がほぼ一定に保持され、インバータ電源ユニットの温度が異常に高くなるおそれがなく、各素子の負担が軽く、長寿命のものとなる。また出力電力がほぼ一定に保持されるため、放電灯Ｌの発光輝度が低下するおそれもない。
【００２２】また、突発的な入力変動に対しても、それが継続するか否かを確認して設定変調度を変更する場合は、突発的な変動の影響を受けない。更に段階的に設定変調度を適正変調度に近づけることにより、ハンチングが生じるおそれがない。また素子に過大な負担がかからず、素子の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す図。
【図２】図１中の適正変調度検出手段の具体例を示す図。
【図３】この発明の動作手順の例を示す流れ図。
【図４】提案されている放電灯点灯装置を示す図。
【図５】図４の装置における動作の各部の波形を示す図。
【図６】図４の動作説明に用いる波形図。
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は漁船などの魚を集めるための集魚灯として用いられるメタルハライドランプなどの放電灯の点灯状態を制御する放電灯点灯制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、漁場では白熱ランプ式の集魚灯に対して、高輝度で発光効率が高いメタルハライドランプ（放電灯）が多く用いられている。例えば、ある漁船では１００灯近いメタルハライドランプを用いているため、その点灯装置の重量が問題となる。この点から交流発電機の出力をインバータにより高い周波数の交流電力に変換して放電灯に印加することが行われている。このようにすれば昇圧用トランスを小形、軽量なものとすることができ、全体の構成も、小形、軽量化することができる。
【０００３】この場合、発電機にも高い周波数の電流が流れることになり、発電機の力率が低下し、実効出力容量が下がる。更にロータコイル等に局部的な発熱を招くため大幅に負荷率を低減させる必要がある。つまり、みかけの負荷容量より電力容量の大きい発電機を用いなくてはならなくなる。このような点から、次のようにすることが提案されている。即ち、図４に示すように、交流発電機Ｇの出力が印加される受電端子ＴI ，ＴI と、これら端子ＴI ，ＴI から受電した商用周波数を持つ交流電力を整流する整流回路ＲＥＣと、この整流回路ＲＥＣで整流した整流電力を平滑する平滑回路Ｗと、この平滑回路Ｗの平滑出力電力を商用周波数より高い周波数の交流電力に変換するインバータＩＮＶと、このインバータＩＮＶが出力する交流電力の電圧を昇圧する昇圧トランスＴと、この昇圧された電力の波形を正弦波形に近づけるフィルタＦと、負荷となる放電灯（メタルハライドランプ）Ｌを起動させるための起動回路ＳＴと、負荷となる放電灯ＬにインバータＩＮＶで発生した交流電力を供給するための送電端子ＴO と、インバータＩＮＶに駆動信号を与える駆動信号発生手段ＯＳとによってインバータ電子ユニット１０が構成される。このインバータ電子ユニット１０を並列運転させるため、端子Ｔ1 に波形整形回路ＷＦＯが接続され、これより発生した同期信号が駆動信号発生手段ＯＳに印加される。
【０００４】インバータＩＮＶは周知のように、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢＴと称す）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を２本ずつ直列接続した直列回路を並列接続し、その直列接続したＩＧＢＴ Ｑ１とＱ２及びＱ３とＱ４の各接続点間に昇圧トランスＴの一次コイルを接続し、ＩＧＢＴ Ｑ１とＱ４を導通させる状態と、Ｑ２とＱ３を導通させる状態を交互に繰り返して昇圧トランスＴに交流電力を印加するように動作する。
【０００５】ＩＧＢＴは、例えば正極性のパルスをゲート電極に印加している間だけオンの状態となる。従って、インバータＩＮＶを構成する各ＩＧＢＴ Ｑ１〜Ｑ４の各ゲート電極Ｇ１〜Ｇ４に図５に示す駆動信号ＳG1〜ＳG4を供給する。つまり、駆動信号ＳG1とＳG4を同位相でＩＧＢＴ Ｑ１とＱ４のゲート電極Ｇ１とＧ４に与え、駆動信号ＳG2とＳG3をＩＧＢＴ Ｑ２とＱ３のゲート電極Ｇ２とＧ３に与える。駆動信号ＳG1，ＳG4とＳG2，ＳG3の発生時間Ｔ１とＴ２によって負荷となる放電灯Ｌに印加される交流電力の周波数ｆ0 が決定される。この例では交流電力源（この例では発電機Ｇ）が発生する交流電力の周波数を６０Ｈz とし、その６倍の周波数３６０Ｈz を負荷に供給される交流電力の周波数ｆ0 とした場合を説明する。各駆動信号ＳG1〜ＳG4は時間Ｔ１とＴ２の間にパルス幅変調（ＰＷＭ）された複数のパルスを発生して構成される。パルス幅変調は出力電流が正弦波に近づくように時間Ｔ１とＴ２の各中央部分で最大パルス幅となるように正弦波形に従ってパルス幅変調する。
【０００６】駆動信号発生手段ＯＳには、例えば図５Ａに示した駆動信号ＳG1〜ＳG4が１周期分（Ｔ１＋Ｔ２）だけアドレス順に記憶した波形メモリが設けられ、この波形メモリが、リングカウンタにより先頭アドレスから最終アドレスまで繰り返し読み出される。例えば発電機Ｇの交流電力の周波数が６０Ｈz ，放電灯Ｌに図５Ｃに示す正弦波状出力電流ＩO が流れ、この電流ＩO の周波数は周期Ｔ１＋Ｔ２で決まり、例えばｆ0 ＝３６０Ｈz とすると、インバータＩＮＶの入力側には図５Ｄに示すように出力電流ＩO を両波整流した脈流電流ＩDCが流れ、整流回路ＲＥＣの入力側、つまり発電機Ｇにはその発生交流電力ＡＣ（図６Ａ）の正の半サイクルと、負の半サイクルの双方で２ｆ0 の周波数の電流ＩAC（図６Ｂ）が流れる。
【０００７】発電機Ｇにこのように高い周波数２ｆ0 の電流ＩACが流れるため、力率が低下し、また負荷率を低減させる必要がある。この問題を解決するため、図４では二つのインバータ電源ユニット１０を設けて、発電機Ｇでこれらを並列駆動しているが、その一方のインバータ電源ユニット１０には発電機Ｇの分岐出力を遅延回路ＤＹ１を通じて駆動信号発生手段ＯＳへ入力し、これら２台のインバータ電源ユニット１０を約９０°の位相差を持たせて動作させる。これにより両インバータ電源ユニット１０の負荷放電灯Ｌに流れる電流は位相が９０°異なり、平滑回路Ｗに流れる整流電流は半周期位相がずれ、共通の発電機Ｇに流れる合成電流は相互に谷の部分が埋め合ってリップル分が小さい電流となる。
【０００８】なお、発電機Ｇの周波数が変動した場合に、その周波数変動にかかわらず、これにインバータＩＮＶの出力周波数が同期するように、つまり図６Ａ，Ｂに示す関係が保持されるように、駆動信号発生手段ＯＳ内のＣＰＵで、発電機Ｇの周期を求め、これに応じたｆ0 が得られるように波形メモリの読み出しクロック周波数を演算している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】発電機Ｇから供給される交流電力の電圧（以後入力電圧と記す）や周波数は商用電源の電圧及び周波数ほど安定していなく、比較的大きく変動している。このため、例えば入力電圧２２５Ｖで出力電力が1.８Kwとなるようにインバータ電源ユニット１０が設定されていても、入力電圧が２２５Ｖに変動すると、出力電力は2.０Kwに増加する。また発電機Ｇの出力交流電力の周波数が高くなると、その周期が短くなるが、インバータＩＮＶのスイッチング素子のＯＮ時間の長さが一定であるため、ＯＮ時間がＯＦＦ時間に対して相対的に長くなり、それに比例する電流Ｉが増加し、出力電力が増加する。インバータのスイッチング素子のＯＮ時間の長さの割合を、ＰＷＭ変調度または単に変調度と呼ぶ。
【００１０】このように出力電力が増加すると、インバータ電源ユニット１０からの発熱量も増加するため、インバータ電源ユニット１０の温度が上がり、インバータ電源ユニット１０を構成する素子に負担がかかり、寿命が短くなる。特にイカ釣り漁船などは多数の放電灯を点灯させる必要があり、それらに対するインバータ電源ユニット１０は全て密閉されたエンジンルーム内に配置されるため、その室内温度が５０度以上にもなる。そのような環境で、インバータ電源ユニット１０が用いられるため、その構成素子の寿命は多少の温度上昇によっても、大きく影響を受ける。
【００１１】また逆に、入力電圧、周波数の変動で出力電力が低下すると、放電灯の発光輝度が低下するという問題が生じる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、発電機よりの交流電力の電圧と周波数が検出され、これら検出された電圧と周波数から適正な変調度が求められる。インバータの制御信号に対する設定ＰＷＭ変調度と、求められた適正変調度とが比較され、その比較結果にもとづき、設定ＰＷＭ変調度が適正変調度に近づくように修正される。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示し、図４と対応する部分に同一符号を付けてある。この発明では入力端子ＴI に電圧検出手段ＤＩＶと、周波数検出手段ＤＩＦが接続され、これらにより発電機Ｇの出力交流電力の電圧Ｖinと周波数ｆinが検出される。これら検出電圧Ｖinと周波数ｆinにもとづき、適正変調度検出手段ＣＲＯＭにて、電圧、周波数の各値にかかわらず、インバータ電源ユニット１０からほぼ一定な出力電力が得られるような適正変調度が求められる。この適正変調度検出手段ＣＲＯＭは、例えば図２に示すように、入力電圧Ｖinと周波数ｆinをアドレスとして変調度が読み出されるメモリとして構成される。このメモリの内容から理解されるように、例えば入力電圧Ｖinが増加すると、変調度を小さくしてＯＮ時間を短くして電流を小とし、出力電力の上昇を押さえ、一定出力電力となり、また周波数ｆinが高くなると、ＯＮ信号を出すタイミングが速くなるが、ＯＮ時間が一定であるため、出力電力が大きくなるが、変調度を小さくしてその出力電力上昇を押さえ、一定出力電力となるように、入力電圧Ｖin，周波数ｆinと変調度の関係が決められる。これは計算によっても求めることができるが、実測により求めた方が確実なものとなる。
【００１４】駆動信号発生手段ＯＳ内のＰＷＭ制御手段ＣＯＮに対する設定器Ｒに設定された変調度と、先のようにして得られた適正変調度とが比較手段ＣＭＰで比較され、その比較結果にもどつき、修正手段ＡＪにより設定器Ｒ内の設定変調度に対する修正が行われる。以下に、この修正の手順の例を図３を参照して説明する。
【００１５】まず、入力電圧Ｖinと周波数ｆinが検知され（Ｓ１），これらＶinとｆinを用いて適正変調度が求められる（Ｓ２）。この適正変調度と設定変調度が比較され（Ｓ３），等しい場合はタイマーをリセットし（Ｓ４），変更フラグを０とし（Ｓ５），そのときの設定変調度を設定器Ｒに設定してステップＳ１に戻る（Ｓ６）。この場合は設定変調度の変更は行われない。
【００１６】ステップＳ３で適正変調度が設定変調度より小さい場合は、変更フラグが１か０，または２かを調べ（Ｓ７），変更フラグが０または２であれば、タイマーをリセットした後（Ｓ８），タイマーをセットし（Ｓ９），変更フラグを１としてステップＳ６に移る（Ｓ１０）。この場合は設定変調度は変更されないでステップＳ１に戻ることになる。同様のことが行われ、このときも適正変調度の方が小さい場合はステップＳ７で変更フラグが１であるから、ステップＳ１１に移り、タイマーがタイムアップしたかがチェックされる。タイムアップしなければステップＳ６に移り、再び設定変調度は変更されないで、更にステップＳ１に戻る。
【００１７】ステップＳ１１でタイマーがタイムアップしていると、設定変調度が一段階下げられる（Ｓ１２），例えば現在の設定変調度が0.９５で、入力電圧Ｖinが２３２Ｖ，入力周波数ｆinが６3.０Ｈz に変動したとすると、図２から適正変調度は0.７０が求まる。図２から、0.９５より一段階低い変調度0.９３が新たな設定変調度として求められ、その後タイマーがリセットされて（Ｓ１３）、新たな設定変調度が設定器Ｒに設定（出力）される（Ｓ６）。つまり、ステップＳ９，Ｓ１１の処理により、この適正変調度の方が小さい状態がタイマーの設定時間、例えば５秒間継続すると、タイムアップして設定変調度に対する修正更新が行われることになる。
【００１８】ステップＳ３で適正変調度の方が大きい場合は、変更フラグが２か０または１かが調べられ（Ｓ１４），０か１であればタイマーがリセットされた後（Ｓ１５），タイマーがセットされ（Ｓ１６），変更フラグが２とされ（Ｓ１７），ステップＳ６に移る。この場合も設定変調度の変更は行われない。ステップＳ１４で変更フラグが２であれば、タイマーがタイムアップしたかが調べられ（Ｓ１８），タイムアップしてなければステップＳ６を経てステップＳ１へ戻り、ステップＳ１８でタイムアップしていれば、現在の設定変調度が一段階上昇され（Ｓ１９），タイマーがリセットされてステップＳ６に移る（Ｓ２０）。つまり、適正変調度の方が大きく、かつその状態が所定時間継続すれば、設定変調度が一段階上げられる。
【００１９】また、先の数値例と、上記処理手順から理解されるように、適正変調度の方が小さく、設定変調度が一段階下げられ、0.９３とされ、その後においても適正変調度の方が小さいことが所定時間継続すると、設定変調度が図２の例では、0.９３から0.９０に修正変更され、以下同様に一段階ずつの修正変更が行われ、適正変調度0.７０に近づくようにされる。このような処理の過程において、適正変調度はその都度求められているため、設定変調度が0.７０になる前に適正変調度と等しくなることもある。なお、一段階ずつの修正ではなく、一挙に設定変調度を適正変調度に変更してもよい。
【００２０】上述したように、適正変調度と設定変調度との大小関係の状態が一定時間継続すると、設定変調度を修正する場合は、短時間の突発的変動にそのまま追従して誤った変調度の修正を行うおそれはない。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、入力電圧、入力周波数を検出し、これらに応じた適正変調度を求め、設定変調度が適正変調度になるように設定変調度を修正するため、出力電力がほぼ一定に保持され、インバータ電源ユニットの温度が異常に高くなるおそれがなく、各素子の負担が軽く、長寿命のものとなる。また出力電力がほぼ一定に保持されるため、放電灯Ｌの発光輝度が低下するおそれもない。
【００２２】また、突発的な入力変動に対しても、それが継続するか否かを確認して設定変調度を変更する場合は、突発的な変動の影響を受けない。更に段階的に設定変調度を適正変調度に近づけることにより、ハンチングが生じるおそれがない。また素子に過大な負担がかからず、素子の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す図。
【図２】図１中の適正変調度検出手段の具体例を示す図。
【図３】この発明の動作手順の例を示す流れ図。
【図４】提案されている放電灯点灯装置を示す図。
【図５】図４の装置における動作の各部の波形を示す図。
【図６】図４の動作説明に用いる波形図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 発電機よりの交流電力をインバータで高い周波数の交流電力に変換し、その変換された交流電力を放電灯に印加して点灯する放電灯点灯制御装置において、上記発電機よりの交流電力の電圧を検出する手段と、上記発電機の交流電力の周波数を検出する手段と、上記検出した電圧と上記検出した周波数とから適正な変調度を求める手段と、上記求めた適正変調度と、上記インバータの制御信号に対する設定ＰＷＭ変調度とを比較する手段と、その比較結果にもとづき、上記設定ＰＷＭ変調度を修正する手段と、を具備する放電灯点灯制御装置。
【請求項２】 上記設定ＰＷＭ変調度の修正は、上記適正変調度との設定ＰＷＭ変調度の差が所定値以上の状態が所定時間継続したことを検出して行う手段であることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯制御装置。
【請求項３】 上記設定ＰＷＭ変調度の修正は段階的に適正変調度に近づける手段であることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯制御装置。
【請求項１】 発電機よりの交流電力をインバータで高い周波数の交流電力に変換し、その変換された交流電力を放電灯に印加して点灯する放電灯点灯制御装置において、上記発電機よりの交流電力の電圧を検出する手段と、上記発電機の交流電力の周波数を検出する手段と、上記検出した電圧と上記検出した周波数とから適正な変調度を求める手段と、上記求めた適正変調度と、上記インバータの制御信号に対する設定ＰＷＭ変調度とを比較する手段と、その比較結果にもとづき、上記設定ＰＷＭ変調度を修正する手段と、を具備する放電灯点灯制御装置。
【請求項２】 上記設定ＰＷＭ変調度の修正は、上記適正変調度との設定ＰＷＭ変調度の差が所定値以上の状態が所定時間継続したことを検出して行う手段であることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯制御装置。
【請求項３】 上記設定ＰＷＭ変調度の修正は段階的に適正変調度に近づける手段であることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０００−１８２７９０（Ｐ２０００−１８２７９０Ａ）
【公開日】平成１２年６月３０日（２０００．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−３５４０７７
【出願日】平成１０年１２月１４日（１９９８．１２．１４）
【出願人】（０００１４４５４４）株式会社三陽電機製作所 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年６月３０日（２０００．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年１２月１４日（１９９８．１２．１４）
【出願人】（０００１４４５４４）株式会社三陽電機製作所 (179)
【Ｆターム（参考）】
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