(57)【要約】【課題】簡単な電子ユニットによって三段調光機能を達成する放電ランプの三段調光回路を提供する。【解決手段】第一接点１１、第二接点１３、第三接点１５、第一全波整流回路２１および第二全波整流回路３１を備える。選択回路４１は、第一抵抗Ｒ１、第二抵抗Ｒ２、第三抵抗Ｒ３および第一電流制御スイッチＱ１を有し、第一抵抗Ｒ１の両端は第二接点１３及び第二抵抗Ｒ２の一端に別々に接続され、第二抵抗Ｒ２の他端は第三接点１５に接続され、第三抵抗Ｒ３は一端が第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との接点に接続され、他端が第二全波整流回路３１に接続され、第一電流制御スイッチＱ１は制御端Ｇおよび二つの導通端Ａを有し、制御端Ｇは第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との接点に接続され、二つの導通端Ａは第二全波整流回路３１に接続される。第一全波整流回路２１と第二全波整流回路３１にハーフブリッジ出力ユニット５１が接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源における第一接点との接続に用いられる第一接点と、
交流電源における第二接点との接続に用いられる第二接点と、
前記交流電源における第二接点との接続に用いられる第三接点と、
前記第一接点と前記第三接点とに接続され、交流を直流に変える機能を提供する第一全波整流回路と、
前記第一接点と前記第二接点とに接続され、交流を直流に変える機能を提供する第二全波整流回路と、
第一抵抗、第二抵抗、第三抵抗および第一電流制御スイッチを有し、前記第一抵抗の両端は前記第二接点及び前記第二抵抗の一端に別々に接続され、前記第二抵抗の他端は前記第三接点に接続され、前記第三抵抗は一端が前記第一抵抗と前記第二抵抗との接点に接続され、他端が前記第二全波整流回路に接続され、前記第一電流制御スイッチは制御端および二つの導通端を有し、前記制御端は前記第一抵抗と前記第二抵抗との接点に接続され、二つの導通端は前記第二全波整流回路に接続される選択回路と、
前記第一全波整流回路と前記第二全波整流回路とに接続され、かつ放電ランプとの接続に用いられ、かつ互いに直列に繋がる第二電流制御スイッチと第三電流制御スイッチとを有し、前記第二電流制御スイッチと前記第三電流スイッチとは制御端を別々に有し、該制御端は発振ユニットに別々に接続されるハーフブリッジ出力ユニットと、
を備えることを特徴とする放電ランプの調光回路。
【請求項２】
前記第一全波整流回路は、第一ダイオード、第二ダイオード、第三ダイオードおよび第四ダイオードから構成されたブリッジ整流器を有し、前記第一接点は前記第一ダイオードと前記第二ダイオードとの間の接点に接続され、前記第三接点は前記第三ダイオードと前記第四ダイオードとの間の接点に接続されることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプの調光回路。
【請求項３】
前記第二全波整流回路は、前記第一ダイオード、前記第二ダイオード、第五ダイオードおよび第六ダイオードから構成されたブリッジ整流器を有し、前記第二接点は前記第五ダイオードと前記第六ダイオードとの間の接点に接続されることを特徴とする請求項２に記載の放電ランプの調光回路。
【請求項４】
前記第二全波整流回路は、第一コンデンサーと第二コンデンサーとを有し、前記第一コンデンサーの両端は前記第一ダイオードと前記第五ダイオードとに別々に接続され、前記第二コンデンサーの両端は前記第六ダイオードと前記第二ダイオードとに別々に接続されることを特徴とする請求項３に記載の放電ランプの調光回路。
【請求項５】
選択回路は、さらにトリガダイオードを有し、トリガダイオードの両端は、前記第一電流制御スイッチの制御端、および前記第一抵抗と前記第二抵抗とが互いに接続した接点に別々に接続されることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプの調光回路。
【請求項６】
前記発振ユニットは、抵抗とインダクタとを直列に繋ぐことによって構成されるＲＬ発振回路であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプの調光回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプの調光装置に関し、詳しくは、市販の多段式調光器に対応する放電ランプの三段調光回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電ランプの調光回路の多くは、制御ＩＣ（集積回路）または周波数可変機能を有する複雑な電子回路を介して異なる出力効率を制御することにより、放電ランプの輝度を制御する。しかし、制御ＩＣまたは周波数可変機能を採用する電子回路は単価が比較的高いため、消費者から受け入れられる程度に至っていない。
【０００３】
また、一部の人は多段式（例えば三段）調光ＩＣチップと調光器とを組み合わせて使用する方法を提示したが、このような方法は、回路が複雑でコストが高いため、調光回路の価格を下げることが困難になる。従って、調光機能を有する放電ランプはまた高額商品に属し、未だ普及できていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、チップを使用せず簡単な電子ユニットによってのみ三段調光機能を達成し、かつ低コストを実現させることを可能にする放電ランプの三段調光回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明による放電ランプの三段調光回路は、第一接点、第二接点、第三接点、第一全波整流回路、第二全波整流回路、選択回路及びハーフブリッジ出力ユニットを備える。第一接点は、交流電源（商用電源）の第一接点との接続に用いられ、第二接点と第三接点は、交流電源（商用電源）の第二接点との接続に用いられる。第一全波整流回路は、交流を直流に変える機能を提供するため第一接点と第三接点に接続される。第二全波整流回路は、交流を直流に変える機能を提供するため第一接点と第二接点に接続される。選択回路は、第一抵抗、第二抵抗、第三抵抗および第一電流制御スイッチを有する。第一抵抗の両端は第二接点及び第二抵抗の一端に別々に接続され、第二抵抗の他端は第三接点に接続され、第三抵抗は一端が第一抵抗と第二抵抗との接点に接続され、他端が第二全波整流回路に接続される。第一電流制御スイッチは制御端および二つの導通端を有し、制御端は第一抵抗と第二抵抗との接点に接続され、二つの導通端は第二全波整流回路に接続される。ハーフブリッジ出力ユニットは互いに直列に繋がる第二電流制御スイッチと第三電流制御スイッチを有し、第二電流制御スイッチと第三電流スイッチは制御端を別々に有し、制御端は発振ユニットに別々に接続される。またハーフブリッジ出力ユニットは第一全波整流回路と第二全波整流回路に接続される。かつハーフブリッジ出力ユニットは放電ランプに接続される。本発明は三つの抵抗によって効率を選択し、かつ簡単な電子ユニットによって効率選択機能を達成するため、簡略化およびコストの削減を実現させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態による放電ランプの三段調光回路１０は、第一接点１１、第二接点１３、第三接点１５、第一全波整流回路２１、第二全波整流回路３１、選択回路４１及びハーフブリッジ出力ユニット５１を備える。
【０００７】
第一接点１１は、交流電源の第一接点（図中未表示）との接続に用いられる。第二接点１３と第三接点１５は、交流電源の第二接点（図中未表示）との接続に用いられる。
第一全波整流回路２１は、交流を直流に変える機能を提供するため第一接点１１と第三接点１５に接続される。本実施形態において、第一全波整流回路２１は、第一ダイオードＤ１、第二ダイオードＤ２、第三ダイオードＤ３および第四ダイオードＤ４から構成されたブリッジ整流器を有する。第一接点１１は第一ダイオードＤ１と第二ダイオードＤ２との間の接点に接続される。第三接点１５は第三ダイオードＤ３と第四ダイオードＤ４との間の接点に接続される。
【０００８】
第二全波整流回路３１は、交流を直流に変える機能を提供するため第一接点１１と第二接点１３に接続される。本実施形態において、第二全波整流回路３１は、第一ダイオードＤ１、第二ダイオードＤ２、第五ダイオードＤ５および第六ダイオードＤ６から構成されたブリッジ整流器を有する。第二接点１３は第五ダイオードＤ５と第六ダイオードＤ６との間の接点に接続される。かつ第二全波整流回路３１は、第一コンデンサーＣ１および第二コンデンサーＣ２を有する。本実施形態において、第一コンデンサーＣ１と第二コンデンサーＣ２とは電解コンデンサーであり、第一コンデンサーＣ１の両端は第一ダイオードＤ１と第五ダイオードＤ５に別々に接続され、第二コンデンサーＣ２の両端は第六ダイオードＤ６と第二ダイオードＤ２に別々に接続される。
【０００９】
選択回路４１は、第一抵抗Ｒ１、第二抵抗Ｒ２、第三抵抗Ｒ３、第一電流制御スイッチＱ１およびトリガダイオードＤ９を有する。第一抵抗Ｒ１の両端は第二接点１３及び第二抵抗Ｒ２の一端に別々に接続され、第二抵抗Ｒ２の他端は第三接点１５に接続され、第三抵抗Ｒ３は一端が第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との接点に接続され、他端が第二全波整流回路３１に接続される。第一電流制御スイッチＱ１は制御端Ｇおよび二つの導通端Ａを有し、制御端ＧはトリガダイオードＤ９の一端に接続され、トリガダイオードＤ９の他端は第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との接点に接続され、二つの導通端Ａは第五ダイオードＤ５と第一コンデンサーＣ１に接続される。
【００１０】
ハーフブリッジ出力ユニット５１は、互いに直列に繋がる第二電流制御スイッチＱ２と第三電流制御スイッチＱ３を有する。第二電流制御スイッチＱ２と第三電流スイッチＱ３は制御端Ｇを別々に有し、制御端Ｇは発振ユニット５３に別々に接続される。発振ユニット５３は抵抗ＲとインダクタＬを直列に繋ぐことにより構成されるＲＬ発振回路である。またハーフブリッジ出力ユニット５１は第一全波整流回路２１と第二全波整流回路３１に接続される。かつハーフブリッジ出力ユニット５１は放電ランプ９９に接続される。
【００１１】
本実施形態は使用の際、商用電源（交流電源）に接続し、かつ多段式スイッチ（例えばオフ、低輝度、中輝度、高輝度などの四段スイッチ）（図中未表示）を第一接点、１１、第二接点１３と第三接点１５に接続する。多段式スイッチを低輝度に切り替えると、第一接点１１と第三接点１５とは商用電源に接続される。多段式スイッチを中輝度に切り替えると、第一接点１１と第二接点１３とは商用電源に接続される。多段式スイッチを高輝度に切り替えると、第一接点１１と第三接点１５とは商用電源に接続されると同時に、第一接点１１と第二接点１３とも商用電源に接続される。多段式スイッチをオフに切り替えると、第一接点１１、第二接点１３および第三接点１５は商用電源に接続されていない。また使用の際、放電ランプ９９をハーフブリッジ出力ユニット５１に接続することも必要である。
【００１２】
続いて、本実施形態の作動について説明する。
作動状態を低輝度に切り替える（即ち第一接点１１と第三接点１５とは商用電源に接続される）場合、第二抵抗Ｒ２と第三抵抗Ｒ３との間の分圧電圧はトリガダイオードＤ９を駆動するには足りないため、第一電流制御スイッチＱ１は導通しない。このとき本発明による回路と図２に示す回路図とは効果が同等である。流れ込んだ交流電流は第一全波整流回路２１を通過し、整流された電源はハーフブリッジ出力ユニット５１に流れ込み、放電ランプ９９へ出力される。このときハーフブリッジ出力ユニット５１から出力された効率は比較的低い効率であるため、放電ランプ９９は低輝度の状態を呈する。
【００１３】
作動状態を中輝度に切り替える（即ち第一接点１１と第二接点１３とは商用電源に接続される）場合、第一抵抗Ｒ１と第三抵抗Ｒ３との間の分圧電圧はトリガダイオードＤ９を駆動するには足りないため、第一電流制御スイッチＱ１は導通しない。このとき本発明による回路と図３に示す回路図とは効果が同等である。流れ込んだ交流電流は第二全波整流回路３１を通過し、整流された電源はハーフブリッジ出力ユニット５１に流れ込み、放電ランプ９９へ出力される。かつ第二全波整流回路３１は第一コンデンサーＣ１と第二コンデンサーＣ２によって補正放電を行うため、整流された効率は比較的高くなり、中効率を呈することが可能であり、放電ランプ９９は中輝度の状態を呈することが可能である。
【００１４】
作動状態を高輝度に切り替える（即ち第一接点１１と第三接点１５とは商用電源に接続され、かつ第一接点１１と第二接点１３とも商用電源に接続される）場合、電流は第二接点１３と第三接点１５に流れ込み、第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２は並列接続状態を呈し、並列接続の総抵抗値を小さくするため、第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２を並列に接続した後の抵抗と第三抵抗Ｒ３との間の分圧電圧は比較的大きくなり、トリガダイオードＤ９を駆動するに足り、かつ第一電流スイッチＱ１を導通させることが可能である。このとき第一全波整流回路２１、第二全波整流回路３１、第一コンデンサーＣ１および第二コンデンサーＣ２は倍電圧整流回路を構成することが可能である（このとき第三ダイオードＤ３と第四ダイオードＤ４は作動しないため、図４に示す等価回路は表示されない）。整流された電源のすべてはハーフブリッジ出力ユニット５１に流れ込み、かつハーフブリッジ出力ユニット５１から出力された効率は高効率であるため、放電ランプ９９は高輝度の状態を呈する。
【００１５】
上述したとおり、本実施形態では二つの全波整流回路２１、３１および選択回路４１の三つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって出力効率を選択するため、使用者が効率を所定の効率に切り替えれば、本発明による回路は三つの接点１１、１３、１５と電源（商用電源）との接続関係に基づき、それに対応する効率を放電ランプ９９に出力することが可能である。制御ＩＣまたは複雑な周波数可変回路によって制御を行う従来の技術と比べて、本発明は、三つの抵抗によってのみ効率を選択し、かつ簡単な電子ユニットによって効率選択機能を達成することが可能であるため、一大進歩を有し、コストが極めて低くなるだけでなく、消費者から受け入れられる程度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による放電ランプの三段調光回路の構造図である。
【図２】本発明の一実施形態による放電ランプの三段調光回路の一部分の回路の構造図、即ち表示輝度を低輝度にする等価回路の構造図である。
【図３】本発明の一実施形態による放電ランプの三段調光回路の一部分の回路の構造図、即ち表示輝度を中輝度にする等価回路の構造図である。
【図４】本発明の一実施形態による放電ランプの三段調光回路の一部分の回路の構造図、即ち表示輝度を高輝度にする等価回路の構造図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０：放電ランプの三段調光回路、  １１：第一接点、  １３：第二接点、  １５：第三接点、  ２１：第一全波整流回路、  ３１：第二全波整流回路、  ４１：選択回路、  ５１：ハーフブリッジ出力ユニット、  ５３：発振ユニット、  ９９：放電ランプ、  Ａ：導通端、  Ｃ１：第一コンデンサー、  Ｃ２：第二コンデンサー、  Ｄ１：第一ダイオード、  Ｄ２：第二ダイオード、  Ｄ３：第三ダイオード、  Ｄ４：第四ダイオード、  Ｄ５：第五ダイオード、  Ｄ６：第六ダイオード、  Ｄ９：トリガダイオード、  Ｇ：制御端、  Ｌ：インダクタ、Ｑ１：第一電流制御スイッチ、  Ｑ２：第二電流制御スイッチ、  Ｑ３：第三電流制御スイッチ、  Ｒ：抵抗、  Ｒ１：第一抵抗、  Ｒ２：第二抵抗、  Ｒ３：第三抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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