説明

調光安定器

【課題】長寿命、低ノイズで緻密な調光制御が可能な調光安定器を提供する。
【解決手段】調光安定器は、放電ランプFLR1,FLR2に交流電圧を供給する漏洩変圧器Tと、第1のコンデンサC0とを有する銅鉄型の調光安定器である。さらに、調光安定器は、第1のコンデンサC0と並列に接続された第2のコンデンサC1,C2と、第1のコンデンサC0と第2のコンデンサC1,C2との接続を選択的に切断可能な制御手段である省エネユニット2とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蛍光灯などの放電ランプを安定的に点灯させると共に調光制御する銅鉄型の調光安定器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、法規制や地球環境保全の観点から電力節減の要求が高くなっており、その中でも照明設備は即効性があるため、電力節減の主要テーマとなっている。従来、事務所や工場における照明用電力節減の方法としては、(A)個々の照明器具にスイッチを設けて手動で消灯する、(B)人がいなくなる夜間に照度を低くする、(C)電子部品で構成された電子安定器によって調光制御を行う等の方法がある。このうち(A)の手動で消灯する方法では、1つのスイッチで限られた数の照明しか消すことができず、電力節減効果が薄いという問題点があった。また、(B)の夜間に照度を低くする方法では、全光または半減光のオン/オフ制御で調光制御が大雑把であるという問題点があった。
【0003】
一方、(C)の電子安定器は、PWM制御の直流チョッパー回路の出力をフルブリッジ型スイッチング回路の電源とし、フルブリッジ型スイッチング回路の負荷として放電ランプを接続し、放電ランプの電流方向を数百Hz以内の低周波周期で切り換えることにより、高効率で調光範囲の安定した制御を実現するようにしたものである(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】特開2004−127874号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
以上のように、電子安定器は、効率や調光範囲の面で優れているが、多数の電子部品で構成されているため、建物の法定耐用年数の15年に比べて、寿命が例えば8年程度と短いという問題点があった。また、スイッチング電源を用いるために、ノイズによる障害が発生する可能性があった。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、長寿命、低ノイズで緻密な調光制御が可能な調光安定器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、放電ランプに交流電圧を供給するコイルと、前記放電ランプと前記コイルとの間に直列に挿入された第1のコンデンサと、この第1のコンデンサと並列に接続された複数の第2のコンデンサと、前記第1のコンデンサと前記複数の第2のコンデンサとの接続を選択的に切断可能な制御手段とを有するものである。
また、本発明の調光安定器の1構成例において、前記第1のコンデンサの容量値は、所定の最大調光状態を実現可能な値に設定されるものである。
【0008】
また、本発明は、放電ランプに交流電圧を供給するコイルと、前記放電ランプと前記コイルとの間に直列に挿入された第1のインピーダンス素子と、この第1のインピーダンス素子と前記放電ランプとの間に直列に挿入された複数の第2のインピーダンス素子と、これら複数の第2のインピーダンス素子を選択的に短絡可能な制御手段とを有するものである。
また、本発明の調光安定器の1構成例において、前記第1のインピーダンス素子と前記複数の第2のインピーダンス素子との和のインピーダンスは、所定の最大調光状態を実現可能な値に設定されるものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、銅鉄型の調光安定器を使用することにより、電子安定器に比べて調光安定器の寿命を長くすることができる。また、本発明では、調光用の第2のコンデンサ(又は第2のインピーダンス素子)と制御手段とを追加することで、従来の銅鉄型安定器では2段階であった調光制御を4段階以上に緻密にすることができる。また、銅鉄型の調光安定器を使用することにより、電子安定器に比べて高周波障害が発生する可能性を低減することができる。
【0010】
また、本発明では、第1のコンデンサの容量値を最大調光状態を実現可能な値に設定するか、あるいは第1のインピーダンス素子と複数の第2のインピーダンス素子との和のインピーダンスを最大調光状態を実現可能な値に設定することにより、放電ランプの放電を安定的に維持可能な最低条件を満たすことができるので、放電ランプの立ち消えが起きないようにすることができ、また制御手段が故障した場合でも放電ランプの点灯状態を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る調光安定器の構成を示す回路図である。調光安定器は、調光安定器本体1と、制御手段である省エネユニット2とからなる。調光安定器本体1は、漏洩変圧器Tと、コンデンサC0,C1,C2とを有する。省エネユニット2は、リレーRL1,RL2を有する。また、図1におけるFLR1,FLR2は蛍光灯などの放電ランプ、C3,C4は雑音防止用コンデンサである。なお、調光安定器本体1と省エネユニット2は一体化してもよい。
【0012】
漏洩変圧器Tの1次巻線P1には、交流電源電圧Vinが供給される。そして、交流電源電圧Vinが与えられると、漏洩変圧器Tの電極予熱用巻線P2によって放電ランプFLR1,FLR2の電極が予熱され、同時に漏洩変圧器Tの2次巻線P3からコンデンサC0(またはコンデンサC0とC1、コンデンサC0とC2、コンデンサC0とC1とC2の何れかの組み合わせ)を介して放電ランプFLR1,FLR2に電圧が印加されるので、放電ランプFLR1,FLR2が点灯する。
【0013】
このような放電ランプFLR1,FLR2の点灯において、放電ランプFLR1,FLR2の消費電力を下げるためには、放電ランプFLR1,FLR2に流れる電流を下げればよい。そこで、本実施の形態の省エネユニット2は、漏洩変圧器Tと放電ランプFLR1,FLR2との間に挿入されるコンデンサの数(コンデンサのインピーダンス)を変更することで調光制御を実現する。なお、本実施の形態では、コンデンサC1の容量値よりもコンデンサC2の容量値を大きくしている。
【0014】
放電ランプFLR1,FLR2を全光点灯状態にするには、省エネユニット2の調光制御端子DC1,DC2をオープン状態(OFF)にする。この場合、リレーRL1,RL2のコイルには電流が流れないので、リレーRL1,RL2の接点CT1,CT2は閉状態のままとなる。この結果、漏洩変圧器Tと放電ランプFLR1,FLR2との間には並列接続のコンデンサC0とC1とC2が挿入されることになる。
【0015】
また、放電ランプFLR1,FLR2を全光点灯状態から減光状態(例えば78%点灯)にするには、調光制御端子DC1を電源端子DCCに接続し(ON)、調光制御端子DC2をオープン状態にする。この場合、電源端子DCCからリレーRL1のコイルに電流が流れるので、リレーRL1の接点CT1が開状態となる。一方、リレーRL2の接点CT2は閉状態を維持する。この結果、漏洩変圧器Tと放電ランプFLR1,FLR2との間には並列接続のコンデンサC0とC2が挿入され、全光点灯状態に比べてコンデンサのインピーダンスが高くなるので、放電ランプFLR1,FLR2に流れる電流が減少し、放電ランプFLR1,FLR2は減光状態となる。
【0016】
また、放電ランプFLR1,FLR2を更なる減光状態(例えば64%点灯)にするには、調光制御端子DC2を電源端子DCCに接続し、調光制御端子DC1をオープン状態にする。この場合、リレーRL2の接点CT2が開状態となる。一方、リレーRL1の接点CT1は閉状態を維持する。この結果、漏洩変圧器Tと放電ランプFLR1,FLR2との間には並列接続のコンデンサC0とC1が挿入され、78%点灯の場合に比べてコンデンサのインピーダンスが更に高くなるので、放電ランプFLR1,FLR2に流れる電流が更に減少し、放電ランプFLR1,FLR2の照度が低下する。
【0017】
また、放電ランプFLR1,FLR2を半減光状態(50%点灯)にするには、調光制御端子DC1,DC2を電源端子DCCに接続にする。これにより、リレーRL1,RL2の接点CT1,CT2が開状態となり、漏洩変圧器Tと放電ランプFLR1,FLR2との間にはコンデンサC0が挿入される。この結果、コンデンサのインピーダンスが最大となり、放電ランプFLR1,FLR2に流れる電流は最低となる。コンデンサC0は放電ランプFLR1,FLR2を調光する場合の最低条件を維持するための素子である。一般照明用として50%以下の調光状態は人間の視覚的にも暗い感じを与えてしまい、照明としては適当でなく、また安定放電と言う観点からも50%調光を最大調光とした。
【0018】
本実施の形態は、所謂、銅鉄型の調光安定器である。銅鉄型の調光安定器は、一般に漏洩変圧器Tと第1のコンデンサC0で構成されている。これに対して、本実施の形態では、調光用の第2のコンデンサC1とC2を追加し、4段階の調光制御を実現している。調光用のコンデンサを例えば3個にすれば8段階の調光制御が可能であり、調光用のコンデンサを4個にすれば16段階の調光制御が可能であるが、蛍光灯や高輝度放電灯が本来持っている許容範囲を考えると、緻密過ぎる制御は余り意味がない。したがって、本実施の形態では、調光用のコンデンサを2個としている。
【0019】
このように、本実施の形態では、銅鉄型の調光安定器を使用することにより、電子安定器に比べて電子部品の点数を大幅に抑えることができ、調光安定器の寿命を例えば20年程度に長くすることができる。さらに、本実施の形態では、調光用のコンデンサと制御手段である省エネユニットとを追加することで、従来の銅鉄型安定器では2段階であった調光制御を4段階以上に緻密にすることができる。また、銅鉄型安定器は電子安定器のような高周波のスイッチングを行っておらず、電子安定器に比べて電流波形が整っているため、高周波障害が発生する可能性を低減することができる。
【0020】
また、本実施の形態では、第1のコンデンサC0の容量値を、所定の最大調光状態を実現可能な値に設定している。最大調光時にコンデンサC0を固定的に残すことによって、放電ランプFLR1,FLR2の放電を安定的に維持可能な最低条件を満たすことができるので、放電ランプFLR1,FLR2の立ち消えが起きないようにすることができ、また制御手段が故障した場合でも放電ランプFLR1,FLR2の点灯状態を確保することができる。
【0021】
なお、省エネユニット2の操作は手動で行ってもよいが、人の存在を検知するセンサと組み合わせて、省エネユニット2の制御端子DC1,DC2をセンサからの信号で制御し、調光制御を自動で行うようにしてもよい。
【0022】
また、本実施の形態では、制御手段(省エネユニット2)内の接点としてリレーRL1,RL2を用いたが、電子的な無接点素子を用いてもよい。
また、本実施の形態では、放電ランプFLR1,FLR2に交流電圧を供給するコイルとして漏洩変圧器を用いたが、これに限るものではなく、絶縁型の変圧器や、チョークコイルと変圧器を用いた分離型を用いてもよい。
【0023】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は本発明の第2の実施の形態に係る調光安定器の構成を示す回路図である。なお、図2では記載を簡略化するために、省エネユニット2と漏洩変圧器Tの電極予熱用巻線P2を省略している。第1の実施の形態では、放電ランプFLR1,FLR2に流れる電流を制御する素子としてコンデンサC0,C1,C2を用いたが、本実施の形態は、抵抗やコイル等のインピーダンス素子R0,R1,R2を用いたものである。
【0024】
抵抗やコイル等のインピーダンス素子を用いる場合には、図2に示すように放電ランプFLRと漏洩変圧器Tとの間に複数のインピーダンス素子R0,R1,R2を直列に挿入する。図示しない制御手段による接点CT1,CT2の制御の仕方は第1の実施の形態と逆で、接点CT1,CT2を閉じた状態で最大調光状態となり、接点CT1,CT2を開いた状態で全光点灯状態となる。本実施の形態では、第1のインピーダンス素子R0と第2のインピーダンス素子R1,R2との和のインピーダンスが、放電ランプFLRの放電を安定的に維持可能な最低条件を満たすようにする。こうして、本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0025】
本発明は、蛍光灯などの放電ランプの調光制御に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る調光安定器の構成を示す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る調光安定器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【0027】
1…調光安定器本体、2…省エネユニット、T…漏洩変圧器、C0,C1,C2,C3,C4…コンデンサ、RL1,RL2…リレー、FLR1,FLR2…放電ランプ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
放電ランプに交流電圧を供給するコイルと、
前記放電ランプと前記コイルとの間に直列に挿入された第1のコンデンサと、
この第1のコンデンサと並列に接続された複数の第2のコンデンサと、
前記第1のコンデンサと前記複数の第2のコンデンサとの接続を選択的に切断可能な制御手段とを有することを特徴とする調光安定器。
【請求項2】
請求項1記載の調光安定器において、
前記第1のコンデンサの容量値は、所定の最大調光状態を実現可能な値に設定されることを特徴とする調光安定器。
【請求項3】
放電ランプに交流電圧を供給するコイルと、
前記放電ランプと前記コイルとの間に直列に挿入された第1のインピーダンス素子と、
この第1のインピーダンス素子と前記放電ランプとの間に直列に挿入された複数の第2のインピーダンス素子と、
これら複数の第2のインピーダンス素子を選択的に短絡可能な制御手段とを有することを特徴とする調光安定器。
【請求項4】
請求項3記載の調光安定器において、
前記第1のインピーダンス素子と前記複数の第2のインピーダンス素子との和のインピーダンスは、所定の最大調光状態を実現可能な値に設定されることを特徴とする調光安定器。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2008−177110(P2008−177110A)
【公開日】平成20年7月31日(2008.7.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−11145(P2007−11145)
【出願日】平成19年1月22日(2007.1.22)
【出願人】(000006666)株式会社山武 (1,808)
【Fターム(参考)】