專利名稱：調(diào)光裝置及用于演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種調(diào)光裝置及用于演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)。
利用閘流體進(jìn)行的相位控制是一種正相控制方式，在以交流電壓半波的中間的期望相位使閘流體進(jìn)行接通動(dòng)作后，接通動(dòng)作持續(xù)到該半波的末相位，并從交流電壓半波的末相位向初相位形成導(dǎo)通相位角。而且，由于接通動(dòng)作時(shí)的電流的上升陡急(di/dt)，所以存在負(fù)載的白熾燈泡的燈絲產(chǎn)生雜音的問題。為了防止該問題，需要采取例如在負(fù)載電路中串聯(lián)插入電感器而減少di/dt等特殊的對(duì)策。
有鑒于此，一種在正相控制中采用IGBT(絕緣柵雙極晶體管)等自我消弧式控制元件，同時(shí)可緩和接通動(dòng)作時(shí)的電流的上升，即進(jìn)行被稱作傾斜控制和線形等開通動(dòng)作的調(diào)光裝置被提出。而且，還提出一種采用借由從交流電壓波形的上升開始進(jìn)行接通動(dòng)作、在波形的中間的期望相位進(jìn)行斷開動(dòng)作，而進(jìn)行從初相位向末相位形成導(dǎo)通相位角的相位控制的反相控制方式的調(diào)光裝置。借由利用這些調(diào)光裝置，可解決雜音的問題。
另一方面，在演播室、劇場(chǎng)等所裝備的調(diào)光系統(tǒng)中，可將多個(gè)調(diào)光裝置并聯(lián)接續(xù)而演出多樣的調(diào)光場(chǎng)面。在原來的這種調(diào)光系統(tǒng)中，采用將實(shí)質(zhì)上多個(gè)調(diào)光裝置的全部統(tǒng)一為反相控制方式及正相控制方式的任一種的構(gòu)成。
可是，當(dāng)將白熾燈泡在冷卻狀態(tài)下點(diǎn)燈時(shí)，由于燈絲的構(gòu)成材料即鎢的電阻一溫度特性具有比較大的斜率的正特性，所以在數(shù)周期內(nèi)會(huì)流過額定傾斜電流的數(shù)倍至數(shù)十倍的沖流。
對(duì)此，閘流體被設(shè)計(jì)得能夠承受如上述的沖流，但是目前的情況是IGBT(絕緣柵雙極晶體管)等自我消弧式控制元件并不能承受此沖流。所以，為了使自我消弧式控制元件能夠容許上述的沖流，需要采用具有較額定傾斜電流大很多的額定電流的大型的元件，在成本和體積方面都極為不利。對(duì)此，也考慮過在反饋負(fù)載電流而沖流產(chǎn)生的際，控制負(fù)載電流以強(qiáng)制縮小在最大瞬間容許電流以下。然而，如采用這種構(gòu)成，在電源接通時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間才能接入所要的電力，白熾電流的光束上升變得遲緩，存在不能使作為舞臺(tái)照明等的演出效果自由地發(fā)揮的問題，是不實(shí)用的。
而且，在原來的演播室、劇場(chǎng)等裝備有多個(gè)調(diào)光裝置的調(diào)光系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)調(diào)光裝置的接通動(dòng)作的相位如

圖17(a)所示，集中在例如90°時(shí)，電源電壓有時(shí)會(huì)瞬間錯(cuò)亂。即，在調(diào)光裝置為正相控制方式的場(chǎng)合，如同(b)中s2所示，電源電壓瞬間下降。而且，在正相控制方式的場(chǎng)合，當(dāng)如同(c)進(jìn)行相位控制時(shí)，如(d)中s1所示，電源電壓瞬間上升。借由這種電源電壓波形的錯(cuò)亂，調(diào)光裝置和接續(xù)于同一電源的其它電器有時(shí)會(huì)被破壞。
本發(fā)明的目的是提供一種不存在雜音的問題，同時(shí)也沒有負(fù)載的上升延遲的問題的調(diào)光裝置及利用此裝置的演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種接續(xù)于調(diào)光系統(tǒng)所接續(xù)的電源的其它電器難以被破壞的調(diào)光裝置及利用此裝置的演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)。
在本發(fā)明及以下的各發(fā)明中，只要未作特別指定的用語的定義及技術(shù)的含意如下。本發(fā)明的調(diào)光裝置是關(guān)于將相位控制電路及直接控制此電路的控制裝置作為構(gòu)成要件的電源電路部分即所謂的調(diào)光單元的構(gòu)成的，實(shí)際上多附加演出照明的調(diào)光控制電路部分而使用。但是，本發(fā)明并不限定于這種組合。
<關(guān)于第1相位控制電路>第1相位控制電路具備自我消弧式控制元件，借由后述的控制裝置被控制，借由反相控制或正相控制而進(jìn)行相位控制。作為自我消弧式控制元件可使用例如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)、MOSFET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、SIT(靜電感應(yīng)晶體管)等。相位控制可為反相控制及正相控制的任一種，或?qū)烧哌m當(dāng)組合。另外，在正相控制時(shí)，可使電流的上升傾斜增加，即進(jìn)行傾斜控制也就是線形的接通動(dòng)作。而且，在反相控制的際，可在電流的下降時(shí)使電流傾斜降低，即進(jìn)行所謂的傾斜控制。第1相位控制電路中的相位控制動(dòng)作借由后述的控制裝置被控制。
用于對(duì)交流電源電壓進(jìn)行相位控制的電路構(gòu)成，并不限定于特定的電路。例如，可采用將一對(duì)自我消弧式控制元件反極性串聯(lián)接續(xù)，并在一對(duì)自我消弧式控制元件上分別反極性并聯(lián)接續(xù)二極管的構(gòu)成和在二極管電橋的對(duì)向的一對(duì)頂點(diǎn)間接續(xù)一個(gè)自我消弧式控制元件的構(gòu)成等。
<關(guān)于第2相位控制電路>第2相位控制電路具備有被插入交流電源線中，在交流電壓半波的期望相位進(jìn)行接通動(dòng)作的閘流體。因此，在第2相位控制電路的相位控制為正相控制。另外，相位控制借由后述控制裝置被控制。
用于對(duì)交流電源電壓進(jìn)行相位控制的電路構(gòu)成，并不限定于特定的電路。比較典型的可采用將一對(duì)閘流體進(jìn)行反向并聯(lián)接續(xù)的構(gòu)成等。
<關(guān)于負(fù)載電流檢測(cè)裝置>負(fù)載電流檢測(cè)裝置就是如字面所示的檢測(cè)負(fù)載電流的裝置。用于檢測(cè)負(fù)載電流的具體的裝置并不限定于特定的構(gòu)成。例如，可適當(dāng)采用電流變壓器、電流檢測(cè)用電阻器、半導(dǎo)體電流檢測(cè)器等。而且，負(fù)載電流檢測(cè)裝置的插入位置只要能檢測(cè)負(fù)載電流即可，并不限定于特定的電路位置。例如，最好是串聯(lián)插入調(diào)光裝置的輸出端和第1及第2相位控制電路之間。但是，如果需要的話，也可借由將一對(duì)電流檢測(cè)裝置分別串聯(lián)接續(xù)于第1及第2相位控制電路而分散配置。
然后，負(fù)載電流檢測(cè)裝置的檢測(cè)輸出向后述控制裝置控制輸入，進(jìn)行所要的控制動(dòng)作。
<關(guān)于控制裝置>控制裝置根據(jù)負(fù)載電流檢測(cè)裝置的檢測(cè)輸出進(jìn)行動(dòng)作，在電源接通時(shí)及穩(wěn)定時(shí)協(xié)調(diào)控制第1及第2相位控制電路的相位控制動(dòng)作。即，將第1及第2相位控制電路進(jìn)行相關(guān)地控制，以對(duì)電源電壓半波在最初進(jìn)行借由第1相位控制電路的相位控制，同時(shí)當(dāng)借由負(fù)載電流檢測(cè)裝置所檢測(cè)的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)，取代第1相位控制電路而在第2相位控制電路進(jìn)行相位控制。因此，當(dāng)流過第1相位控制電路的負(fù)載電流為所定值以下時(shí)，在該半周期的全期間只有第1相位控制電路進(jìn)行動(dòng)作，第2相位控制電路不動(dòng)作。
而且，控制裝置也可對(duì)第1相位控制電路進(jìn)行控制以選擇反相控制及正相控制的任一動(dòng)作形態(tài)使其動(dòng)作。例如，可進(jìn)行控制以在電源接通時(shí)的最初的半周期使反相控制進(jìn)行，而從下一半周期開始使正相控制進(jìn)行。然后，當(dāng)在負(fù)載中流通的電流達(dá)到所定值時(shí)，使第1相位控制電路的相位控制動(dòng)作停止，而使第2相位控制電路動(dòng)作。而且，當(dāng)電源接通時(shí)沖流平息，或穩(wěn)定時(shí)超過所定值的負(fù)載電流借由調(diào)光操作被縮小，使負(fù)載電流在中途變得小于所定值時(shí)，則只有第1相位控制電路動(dòng)作，進(jìn)行相位控制。此時(shí)可從負(fù)載電流變得小于所定值的時(shí)刻的下一半周期開始，使第1相位控制電路切換為反相控制。但是，如果需要，也可控制以繼續(xù)進(jìn)行借由傾斜控制的正相控制層控制。
另外，電流的所定值被設(shè)定于不超過最大瞬間容許電流值的范圍內(nèi)。
接著，控制裝置對(duì)第2相位控制電路在負(fù)載電路所流通的電流不超過所定值的范圍內(nèi)進(jìn)行正相控制。即，在電源接通時(shí)，繼第1相位控制電路的相位控制的后，從最初的半周期或下一半周期開始在超過所定值的范圍內(nèi)繼續(xù)相位控制。
<關(guān)于本發(fā)明的作用>在本發(fā)明中，第1及第2相位控制電路借由控制裝置被控制而相互協(xié)調(diào)動(dòng)作。即，在電源電壓的各半周期中，最初第1相位控制電路動(dòng)作，對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行相位控制。例如，在負(fù)載的白熾燈炮為冷卻狀態(tài)的情況下對(duì)調(diào)光裝置接通交流電源的瞬間即電源接通時(shí)，有沖流通過，所以當(dāng)流過第1相位控制電路的負(fù)載電流達(dá)到所定值，且負(fù)載電流檢測(cè)裝置檢測(cè)到此情況時(shí)，控制裝置使第1相位控制電路的動(dòng)作停止，代的以使第2相位控制電路動(dòng)作。所以，超過所定值的負(fù)載電流變成流經(jīng)第2相位控制電路。
控制裝置可在電源接通時(shí)的最初的半周期，使第1相位控制電路進(jìn)行反相控制動(dòng)作。在這種情況下，雖然負(fù)載電流形成突入電流而變大，但由于電流呈正弦波狀增加，電流的上升變緩，所以能夠非常良好地抑制來自白熾燈泡的雜音產(chǎn)生。
但是，在本發(fā)明中，也容許控制裝置進(jìn)行控制以使第1相位控制電路從最初的半周期開始正相控制的情況，但是即使在這種情況下，由于第1相位控制電路在具備自我消弧式控制元件的同時(shí)被傾斜控制，所以在反相控制時(shí)雖然達(dá)不到最佳標(biāo)準(zhǔn)但是仍可良好地抑制雜音產(chǎn)生。
電源接通時(shí)的沖流由于燈絲的電阻值小而變大，當(dāng)達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的接近最大瞬間容許電流值的所定值時(shí)，負(fù)載電流檢測(cè)裝置檢出此情況并向控制裝置進(jìn)行控制輸入。此時(shí)控制裝置使第1相位控制電路的動(dòng)作停止，接著使第2相位控制電路動(dòng)作。然后，第2相位控制電路從最初的半周期或下一半周期開始在超過所定值的范圍內(nèi)進(jìn)行正相控制動(dòng)作。
在從最初的半周期開始第2相位控制電路進(jìn)行動(dòng)作的場(chǎng)合，當(dāng)?shù)?相位控制電路借由反相控制時(shí)，不超過所定值的負(fù)載電流在半周期的前半期間流過，超過所定值部分的電流在后半期間流過。而且，當(dāng)?shù)?相位控制電路進(jìn)行正相控制時(shí)，繼所定值的電流的后，借由第2相位控制電路的超過所定值部分的電流繼續(xù)流過。
在從下一半周期開始第2相位控制電路進(jìn)行動(dòng)作的場(chǎng)合，在該半周期中最初第1相位控制電路進(jìn)行動(dòng)作使不超過所定值的電流通過，當(dāng)超過所定值時(shí)，第2相位控制電路進(jìn)行動(dòng)作使超過所定值部分的電流繼續(xù)流過。
即使電源接通時(shí)的沖流在數(shù)周期平息而變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)，也是在不超過所定值時(shí)由第1相位控制電路負(fù)責(zé)相位控制，當(dāng)超過所定值時(shí)，第2相位控制電路負(fù)責(zé)相位控制。當(dāng)負(fù)載電流超過所定值時(shí)，進(jìn)行控制以使第1相位控制電路進(jìn)行正相控制為佳。借此，不超過所定值的負(fù)載電流在傾斜接通動(dòng)作下流過，接著借由第2相位控制電路的上升的急陡電流通過，但是由于后者的電流能夠較小，所以對(duì)雜音產(chǎn)生帶來的影響變小。
而且，在電源接通時(shí)及穩(wěn)定時(shí)的任一情況下，當(dāng)負(fù)載電流在所定值以下時(shí)，只有第1相位控制電路進(jìn)行動(dòng)作。在這種場(chǎng)合，可進(jìn)行控制以使第1相位控制電路進(jìn)行反相控制。借此，能夠更加良好地控制白熾燈泡的雜音產(chǎn)生。
雖然有以上的說明，但是在本發(fā)明中，將所定值設(shè)定為何值是任意的。即，既可在超過穩(wěn)定時(shí)的最大負(fù)載電流的范圍例如將沖流設(shè)定為所定值，也可在最大負(fù)載電流以下設(shè)定所定值。在前者的場(chǎng)合，第1相位控制電路負(fù)責(zé)穩(wěn)定時(shí)的負(fù)載電流，第2相位控制電路負(fù)責(zé)沖流。而且，在后者的場(chǎng)合，第1相位控制電路負(fù)責(zé)穩(wěn)定時(shí)的負(fù)載電流中的低電流電平的區(qū)域。第2相位控制電路負(fù)責(zé)包括沖流在內(nèi)的高電流電平的區(qū)域。
以上所說明的本發(fā)明具有以下特征。
1.白熾燈泡不產(chǎn)生雜音。
在電源接通時(shí)及穩(wěn)定時(shí)的任一情況，在電源電壓的各半波，最初由第1相位控制電路在不超過負(fù)載電流的所定值的范圍內(nèi)負(fù)責(zé)相位控制，因第1相位控制電路具備自我消弧式控制元件，所以借由反相控制或傾斜控制的正相控制，負(fù)載電流的上升變得緩和(di/dt小)，白熾燈泡變得不產(chǎn)生雜音。
2.負(fù)載的上升的延遲不發(fā)生。
當(dāng)流過第1相位控制電路的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)，第1相位控制電路的動(dòng)作被停止，代之以第2相位控制電路繼續(xù)進(jìn)行相位控制動(dòng)作，所以在電源接通時(shí)可迅速接入所要的電力，負(fù)載的上升不會(huì)延遲。
3.自我消弧式控制元件不易損壞。
由于在電源接通時(shí)及穩(wěn)定時(shí)總是能夠在最大瞬間容許電流值以下使用自我消弧式控制元件，所以自我消弧式控制元件難以損壞。
4.可采用額定電流值比較小的自我消弧式控制元件。
只要在借由進(jìn)行利用傾斜控制的接通動(dòng)作可抑制白熾燈泡的雜音產(chǎn)生的范圍內(nèi)，可將第1相位控制電路負(fù)責(zé)的負(fù)載電流設(shè)定得盡可能的小。因此，可采用額定電流值比較小的自我消弧式控制元件。
況且，本發(fā)明的調(diào)光裝置的特征是具備接續(xù)于交流電源的輸入端；接續(xù)負(fù)載的輸出端；帶有對(duì)交流電壓波形進(jìn)行相位控制的自我消弧式控制元件，同時(shí)被串聯(lián)插入輸入端及輸出端之間的第1相位控制電路；帶有對(duì)交流電壓波形進(jìn)行相位控制的閘流體，同時(shí)并聯(lián)接續(xù)于第1相位控制電路的第2相位控制電路；檢測(cè)流過輸出端的負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測(cè)裝置；對(duì)電源電壓半波最初進(jìn)行借由第1相位控制電路的反相控制或借由傾斜控制的正相控制，同時(shí)當(dāng)利用負(fù)載電流檢測(cè)裝置所檢測(cè)的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)，取代第1相位控制電路而在第2相位控制電路進(jìn)行正相控制的控制裝置。
又，本發(fā)明的調(diào)光裝置的特征是在上述的調(diào)光裝置中，第1相位控制電路具備有彼此呈反極性串聯(lián)接續(xù)的一對(duì)自我消弧式控制元件及與自我消弧式控制元件分別反向并聯(lián)接續(xù)的一對(duì)二極管。
本發(fā)明規(guī)定第1相位控制電路的適宜的電路構(gòu)成。如利用本發(fā)明的構(gòu)成，可使第1相位控制電路容易集成化，并謀求成本降低及小型化。
又，本發(fā)明的調(diào)光裝置的特征是具備采用可有選擇地進(jìn)行反相控制及正向控制的構(gòu)成的相位控制電路；將交流電壓半波的前半部電壓和后半部電壓進(jìn)行比較，當(dāng)前半部電壓較后半部電壓大時(shí)在相位控制電路進(jìn)行反相控制，當(dāng)后半部電壓較前半部電壓大時(shí)進(jìn)行正相控制的控制裝置。
相位控制電路既可由單一構(gòu)成的相位控制電路構(gòu)成進(jìn)行反相控制及正向控制的部分，也可采用各不相同的相位控制電路構(gòu)成。前者可借由例如具備自我消弧式控制型元件的相位控制電路而構(gòu)成。后者可采用自我消弧式控制型元件構(gòu)成反相控制電路，采用閘流體構(gòu)成正相控制電路。因此，可采用本發(fā)明所規(guī)定的調(diào)光裝置，附加本發(fā)明后述的控制形態(tài)。
控制裝置將電流電壓半波的前半部和后半部進(jìn)行比較，當(dāng)前半部的電壓高時(shí)，使相位控制電路進(jìn)行反相控制動(dòng)作。而且，當(dāng)后半部的電壓高時(shí)，使其進(jìn)行正向控制動(dòng)作。
可借由第1至第3裝置構(gòu)成控制裝置。第1裝置將電流電壓半波的前半部和后半部進(jìn)行比較。第2裝置判定兩者的電壓。第3裝置根據(jù)判定結(jié)果按規(guī)定控制相位控制電路。另外，為了簡(jiǎn)潔地構(gòu)成這些裝置，可采用微型機(jī)。此時(shí)，第1控制裝置為了比較電流電壓半波的前半部和后半部，可具備有存儲(chǔ)前半部的電壓值的存儲(chǔ)器。而且，可在存儲(chǔ)器中預(yù)先存儲(chǔ)用于從存儲(chǔ)器讀出電壓半波的前半部的電壓值，并與后半部的電壓進(jìn)行比較運(yùn)算的程序。第2裝置可在存儲(chǔ)器中預(yù)先存儲(chǔ)實(shí)行判定的程序、用于與運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)照而決定判定結(jié)果即控制內(nèi)容的表格數(shù)據(jù)。第3裝置可在存儲(chǔ)器中預(yù)先存儲(chǔ)根據(jù)判定結(jié)果實(shí)行所要的控制的程序。
而且，在演播室、劇場(chǎng)等設(shè)置有多個(gè)調(diào)光裝置的設(shè)施中，借由使用至少一部分較佳為半數(shù)以上的本發(fā)明的調(diào)光裝置，可使基于正相控制的負(fù)載電流和基于反相控制的負(fù)載電流分別為大約一半。所以，可借由相位控制將電源電壓產(chǎn)生的錯(cuò)亂降低至最小限度。以下對(duì)此做更詳細(xì)的說明。
即，當(dāng)電源電壓的前半部的電壓高時(shí)，就意味著借由反相控制的調(diào)光的負(fù)載少。在這種場(chǎng)合下，進(jìn)行控制以使借由本發(fā)明的調(diào)光裝置進(jìn)行反相控制動(dòng)作。這樣一來，借由反相控制的負(fù)載電流增加，與借由正相控制的負(fù)載電流取得平衡。反之，當(dāng)電源電壓的后半部的電壓高時(shí)，就意味著借由正相控制的調(diào)光的負(fù)載少。在這種場(chǎng)合下，進(jìn)行控制以使本發(fā)明的調(diào)光裝置進(jìn)行正相控制動(dòng)作。這樣一來，借由正相控制的負(fù)載電流增加，與借由反相控制的負(fù)載電流取得平衡。
如借由正相控制的負(fù)載電流和借由反相控制的負(fù)載電流取得平衡，則當(dāng)導(dǎo)通角集中于90°時(shí)，借由導(dǎo)通時(shí)電壓瞬間下落的正相控制的電源電壓的錯(cuò)亂和借由導(dǎo)通時(shí)電壓瞬間升高的反相控制的電源電壓的錯(cuò)亂彼此相互抵消，所以電源電壓的錯(cuò)亂消除。而且，當(dāng)導(dǎo)通角集中于90°以外的角度時(shí)，在上述的每個(gè)相位，電源電壓的錯(cuò)亂分散。所以，電壓的錯(cuò)亂變小，對(duì)接續(xù)于同一電源的其它電器的影響變小。
本發(fā)明的用于演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)，其特征是混有進(jìn)行反相控制的第1調(diào)光裝置和進(jìn)行正相控制的第2調(diào)光裝置。
在第1調(diào)光裝置中，可采用只進(jìn)行反相控制的構(gòu)成的調(diào)光裝置。但是，如果需要，也可采用本發(fā)明上述所規(guī)定的調(diào)光裝置。
在第2調(diào)光裝置中，可采用只進(jìn)行正相控制的構(gòu)成的調(diào)光裝置。但是，如果需要，也可采用本發(fā)明上述所規(guī)定的調(diào)光裝置。
因此，在采用本發(fā)明上述所規(guī)定的調(diào)光裝置的場(chǎng)合，全部或過半數(shù)的調(diào)光裝置可應(yīng)用本發(fā)明上述所規(guī)定的調(diào)光裝置。
第1及第2調(diào)光裝置的構(gòu)成比例分別為50％最為適宜。但是，一般來說不超過30～70％的范圍是被允許的，在40～60％的范圍較為合適。
而且，在本發(fā)明中，借由使接續(xù)于同一電源的多個(gè)調(diào)光裝置采用上述的構(gòu)成，即使在復(fù)數(shù)個(gè)調(diào)光裝置的導(dǎo)通角集中于特定的角度時(shí)，也可使電源電壓波形的錯(cuò)亂抵消解除，或在半波的相位期間的前后進(jìn)行分散，所以電源電壓波形的錯(cuò)亂減輕。結(jié)果，可降低接續(xù)于同一電源的其它的電器的破壞。
圖2為同第1相位控制電路的電路圖。
圖3為同第2相位控制電路的電路圖。
圖4為同負(fù)載電流波形圖。
圖5為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第2實(shí)施形態(tài)的負(fù)載電流波形圖。
圖6為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第3實(shí)施形態(tài)的負(fù)載電流波形圖。
圖7為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第4實(shí)施形態(tài)的負(fù)載電流波形圖。
圖8為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第5實(shí)施形態(tài)的第1相位控制電路的電路圖。
圖9為表示本發(fā)明的調(diào)光裝置的第6實(shí)施形態(tài)的電路框圖。
圖10為同流程圖。
圖11為表示本發(fā)明的調(diào)光裝置的第7實(shí)施形態(tài)的電路框圖。
圖12為表示本發(fā)明的用于演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的調(diào)光系統(tǒng)整體的電路框圖。
圖13為表示同第2調(diào)光裝置的電路框圖。
圖14為同第1及第2調(diào)光裝置的導(dǎo)通角為90°的場(chǎng)合的各部分的電壓波形圖。
圖15為同導(dǎo)通角為150°的場(chǎng)合的各部分的電壓波形圖。
圖16為同導(dǎo)通角為30°的場(chǎng)合的各部分的電壓波形圖。
圖17為表示原來的演播室、劇場(chǎng)等設(shè)置多個(gè)調(diào)光裝置的調(diào)光系統(tǒng)的電源電壓錯(cuò)亂的波形圖。
符號(hào)說明AS 交流電源BB 配線母線CB 負(fù)載斷路開關(guān)CC 控制裝置CD 電流檢測(cè)裝置D1、D2 二極管DM 調(diào)光裝置IL 負(fù)載MB 主斷路開關(guān)PC1 第1相位控制電路PC2 第2相位控制電路Q1、Q2 自我消弧式控制元件T1、T2 閘流體VD 電源電壓檢測(cè)裝置11、12 交流電源線+pv、-pv 電流所定值
t1 輸入終端t2 輸入終端t3 輸出終端t4 輸出終端圖1至圖4表示本發(fā)明的調(diào)光裝置的第1實(shí)施形態(tài)，圖1為電路框圖，圖2為第1相位控制電路的電路圖，圖3為第2相位控制電路的電路圖，圖4為負(fù)載電流波形圖。
在圖1中，AS為交流電源，DM為調(diào)光裝置，IL為負(fù)載。
交流電源AS由商用交流電源等構(gòu)成。
調(diào)光裝置DM由輸入終端t1、t2、第1相位控制電路PC1、第2相位控制電路PC2、電流檢測(cè)手段CD、輸出終端t3、t4及控制裝置CC構(gòu)成。
輸入終端t1、t2接續(xù)于交流電源AS，在調(diào)光裝置DM的內(nèi)部接續(xù)于交流電流線11、12。
第1相位控制電路PC1具備有串聯(lián)插入一交流電源線11、對(duì)交流電壓進(jìn)行相位控制的自我消弧式控制元件。在本實(shí)施形態(tài)中，如圖2所示，由一對(duì)自我消弧式控制元件Q1、Q2及一對(duì)二極管D1、D2構(gòu)成。而且，一對(duì)自我消弧式控制元件Q1、Q2由如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)構(gòu)成，彼此呈反極性，且串聯(lián)接續(xù)于交流電源線11。一對(duì)二極管D1、D2分別與自我消弧式的控制元件Q1、Q2反向并聯(lián)接續(xù)。
第2相位控制電路PC2具備有串聯(lián)插入一交流電源線11，因此與第1相位控制電路PC1并聯(lián)接續(xù)并對(duì)交流電壓進(jìn)行相位控制的閘流體。在本實(shí)施形態(tài)中，如圖3所示，由一對(duì)閘流體T1、T2構(gòu)成。而且，一對(duì)閘流體T1、T2彼此反向并聯(lián)接續(xù)。
負(fù)載電流檢測(cè)裝置CD由電流變壓器構(gòu)成，在第1及第2相位控制電路PC1、PC2和輸出終端t3之間與交流電源線11磁結(jié)合。而且，檢測(cè)負(fù)載電流，并向后述的控制裝置CC進(jìn)行控制輸入。
輸出終端t3在第1及第2相位控制電路PC1、PC2的輸出端一側(cè)與交流電源線11接續(xù)。輸出終端t4經(jīng)由另一個(gè)交流電源線12接續(xù)于輸入終端t2。
控制裝置CC為含有微型機(jī)的構(gòu)成，受交流電源AS的推動(dòng)而動(dòng)作，進(jìn)行控制以使第1及第2相位控制電路DM1、DM2相互協(xié)調(diào)。即，對(duì)電源電壓半波在最初進(jìn)行借由第1相位控制電路PC1的相位控制。當(dāng)借由負(fù)載電流檢測(cè)裝置CD所檢測(cè)的負(fù)載電流到達(dá)所定值時(shí)，取代第1相位控制電路PC1而在第2相位控制電路PC2進(jìn)行相位控制。
負(fù)載IL由白熾燈泡構(gòu)成。
接著，參照?qǐng)D1及圖4，關(guān)于本實(shí)施形態(tài)的調(diào)光裝置的電路動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)在負(fù)載IL為冷卻狀態(tài)的情況下接通對(duì)調(diào)光裝置DM的交流電源AS時(shí)，控制手段CC在最初的電源電壓半波使第1相位控制電路PC1進(jìn)行反相控制動(dòng)作。由于負(fù)載IL為冷卻狀態(tài)，所以燈絲的電阻變小，因而大的沖流將以正弦波狀流過。
然而，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定的所定值-pv時(shí)，借由來自電流檢測(cè)裝置CD的控制輸入，控制裝置CC將第1相位控制電路PC1的反相控制動(dòng)作切換為正相控制動(dòng)作。借由第1相位控制動(dòng)作PC1的正相控制，采用在基于利用自我消弧式控制元件Q1、Q2的傾斜控制的接通動(dòng)作下進(jìn)行的構(gòu)成。而且，當(dāng)?shù)?相位控制電路PC1開始正相控制動(dòng)作時(shí)，在最初的半波中又有沖流通過。
但是，當(dāng)流過第1相位控制電路PC1的負(fù)載電流盡管傾斜上升仍達(dá)到所定值-pv時(shí)，控制裝置CC使第1相位控制電路PC1的相位控制動(dòng)作停止。然后，使第2相位控制裝置PC2繼續(xù)動(dòng)作。
第2相位控制裝置PC2與第1相位控制電路PC1的相位控制動(dòng)作連續(xù)，從最初的半波開始正相控制動(dòng)作，所以只需負(fù)責(zé)超過所定值-pv的范圍的負(fù)載電流。
結(jié)果，以不超過所定值-pv的傾斜向上的負(fù)載電流，使超過所定值-pv的陡急上升的負(fù)載電流從輸出終端t3、t4向負(fù)載IL供給。負(fù)載IL的白熾燈泡借由不超過所定值-pv的傾斜上升的負(fù)載電流而使雜音產(chǎn)生被極大地抑制。
如以上說明，在最初的半波中有基于反相控制的正弦波狀上升的不超過所定值的負(fù)載電流和基于正相控制的所定值以上的沖流。
接著，當(dāng)電源電壓的極性反轉(zhuǎn)時(shí)，又由第1相位控制電路PC1進(jìn)行正相控制動(dòng)作，當(dāng)不超過所定值+pv的傾斜上升的負(fù)載電流通過時(shí)，控制裝置CC使第1相位控制電路PC1的動(dòng)作停止。同時(shí)使第2相位控制電路PC2的動(dòng)作開始。
結(jié)果，由不超過所定值的傾斜上升的基于正相控制的電流和與此接續(xù)的陡急上升的基于正相控制的超過所定值的電流所構(gòu)成的沖流被向負(fù)載IL供給。而且，在從最初的半波開始的數(shù)周期間有沖流通過時(shí)，第1及第2相位控制電路PC1、PC2協(xié)調(diào)交互地進(jìn)行相位控制動(dòng)作。
當(dāng)沖流衰減而使負(fù)載電流在所定值+pv、-pv以下時(shí)，只由第1相位控制電路PC1專門進(jìn)行相位控制動(dòng)作。而且，從負(fù)載電流在所定值+pv、-pv以下的下一半波開始，控制裝置CC將第1相位控制電路PC1切換為反相控制動(dòng)作。
以下，參照?qǐng)D5至圖9說明本發(fā)明的其它實(shí)施形態(tài)。在各圖中，關(guān)于與圖1至圖4為同一部分的，付以同一符號(hào)而省略說明。
圖5為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第2實(shí)施形態(tài)的負(fù)載電流波形圖。本實(shí)施形態(tài)采用在電源接通時(shí)的最初的半波，借由控制裝置CC被控制，只由第1相位控制電路PC1進(jìn)行反相控制的構(gòu)成。
圖6為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第3實(shí)施形態(tài)的負(fù)載電流波形圖。本實(shí)施形態(tài)借由與圖4的對(duì)比而容易理解，但是其采用當(dāng)沖流衰減而負(fù)載電流在所定值+pv、-pv以下時(shí)，只由第1相位控制電路PC1專門進(jìn)行相位控制動(dòng)作，此時(shí)控制裝置CC繼第1相位控制電路PC1之后繼續(xù)進(jìn)行正相控制動(dòng)作的構(gòu)成。
圖7為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第4實(shí)施形態(tài)的負(fù)載電流波形圖。本實(shí)施形態(tài)借由與圖5的對(duì)比而容易理解，但是其采用在電源接通時(shí)的最初的半波，借由控制裝置CC被控制，第1相位控制電路PC1只進(jìn)行反相控制的構(gòu)成，同時(shí)采用當(dāng)沖流衰減而負(fù)載電流在所定值+pv、-pv以下時(shí)，只由第1相位控制電路PC1專門進(jìn)行相位控制動(dòng)作，此時(shí)控制裝置CC繼第1相位控制電路PC1的后繼續(xù)進(jìn)行正相控制動(dòng)作的構(gòu)成。
圖8為本發(fā)明的調(diào)光裝置的第5實(shí)施形態(tài)的第1相位控制電路的電路圖。在本實(shí)施形態(tài)中，第1相位控制電路PC1由二極管電橋電路DB及單一的自我消弧式控制元件構(gòu)成。即，在二極管電橋DB的一對(duì)向頂點(diǎn)間接續(xù)自我消弧式控制元件Q，將另一對(duì)向頂點(diǎn)間串聯(lián)插入交流電源線11。另外，電路動(dòng)作與圖2是同樣的。
以下，參照?qǐng)D9至圖16，關(guān)于本發(fā)明的調(diào)光裝置的其它的實(shí)施形態(tài)及本發(fā)明的用于演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。另外，關(guān)于與圖1至圖3為同一部分的，付以同一符號(hào)而省略說明。
圖9及圖10表示本發(fā)明的調(diào)光裝置的第6實(shí)施形態(tài)，圖9為電路框圖，圖10為流程圖。在圖示中，PC為相位控制電路，VD為電源電壓檢測(cè)裝置。
相位控制電路PC采用將圖2及圖8所示的自我消弧式控制元件及二極管作為主體，可有選擇地進(jìn)行反相控制及正相控制的構(gòu)成。
電源電壓檢測(cè)裝置VD檢測(cè)電源電壓，并向控制裝置CC控制輸入。
控制裝置CC將借由電源電壓檢測(cè)手段VD所檢測(cè)的電源電壓的前半部和后半部進(jìn)行比較，并依據(jù)其差選擇相位控制電路PC為反相控制及正向控制的任一個(gè)。即，如圖10的流程圖所示，將電源電壓進(jìn)行A/D變換后，判定電源電壓的前半部V(0-90°)是否較后半部V(90-180°)高。結(jié)果，當(dāng)前半部V(0-90°)較后半部V(90-180°)高時(shí)，使相位控制電路PC進(jìn)行反相控制動(dòng)作。反的，當(dāng)后半部的一方高時(shí)，使相位控制電路PC進(jìn)行正相控制動(dòng)作。
圖11為表示本發(fā)明的調(diào)光裝置的第7實(shí)施形態(tài)的電路框圖。借由使反相控制電路PCa及正相控制電路PCb并聯(lián)接續(xù)而構(gòu)成相位控制電路PC。
而且，當(dāng)相位控制電路PC進(jìn)行反相控制動(dòng)作時(shí)，正相控制電路PCb的電路動(dòng)作借由控制裝置CC被停止。反的，當(dāng)相位控制電路PC進(jìn)行正相控制動(dòng)作時(shí)，反相控制電路PCa的電路動(dòng)作借由控制裝置CC被停止。
圖12至圖16表示本發(fā)明的用于演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)的一實(shí)施形態(tài)，圖12是表示調(diào)光系統(tǒng)的全體的電路框圖，圖13是表示第2調(diào)光裝置的電路框圖，圖14是第1及第2調(diào)光裝置的導(dǎo)通角為90°的場(chǎng)合的各部的電壓波形圖，圖15是同導(dǎo)通角為150°的場(chǎng)合的各部的電壓波形圖，圖16是同導(dǎo)通角為30°的場(chǎng)合的各部的電壓波形圖首先，參照?qǐng)D12說明調(diào)光系統(tǒng)的全體。在圖示中，AS為3相星形接線交流電源，MB為主斷路開關(guān)，BB為配線母線，CB為負(fù)載斷路開關(guān)，DM1為第1調(diào)光裝置，DM2為第2調(diào)光裝置，IL為負(fù)載。
3相星形接線交流電源AS，R、S、T為3相的各相線，N為中性線。
主斷路開關(guān)MB介于3相星形接線交流電源AS和后述的配線母線BB之間。
配線母線BB經(jīng)由主斷路開關(guān)MB，與3相星形接線交流電源AS的R、S、T及中性線N相接續(xù)。
負(fù)載斷路開關(guān)CB介于第1及第2調(diào)光裝置DM1、DM2和配線母線BB之間，將各調(diào)光裝置DM1、DM2個(gè)別開閉。
第1調(diào)光裝置DM1是進(jìn)行反相控制的調(diào)光裝置。第1調(diào)光裝置DM1具備有與圖9所示的相同的電路構(gòu)成，依據(jù)多個(gè)第1及第2調(diào)光裝置DM1、DM2的全體的可動(dòng)狀況，不只是進(jìn)行反相控制，也根據(jù)場(chǎng)合進(jìn)行正相控制動(dòng)作。
第2調(diào)光裝置DM2是進(jìn)行正相控制的調(diào)光裝置。而且，其電路構(gòu)成如圖13所示，將由一對(duì)閘流體T1、T2的反向并聯(lián)電路構(gòu)成的正相控制電路PCb和電感器L串聯(lián)接續(xù)的，插入一條交流電源線11。正相控制電路PCb借由控制裝置CC被控制。
負(fù)載IL分別接續(xù)于各調(diào)光裝置DM1、DM2。
接著，一面參照?qǐng)D13至圖16所示的各部的電壓波形圖一面關(guān)于調(diào)光系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。另外，在各圖示中，(a)為第1調(diào)光裝置DM1的輸出電壓波形，(b)為第2調(diào)光裝置DM2的輸出電壓波形，(c)為電源電壓波形。
如圖14所示，在多個(gè)調(diào)光裝置DM1、DM2集中以90°的導(dǎo)通角使用的場(chǎng)合，第1調(diào)光裝置DM1從初相位開始導(dǎo)通，以相位角90°進(jìn)行斷開動(dòng)作。在斷開動(dòng)作時(shí)電源電壓瞬間增大。對(duì)此，第2調(diào)光裝置DM2從初相位開始處于斷開狀態(tài)，在90°時(shí)進(jìn)行接通動(dòng)作。屆時(shí)，電源電壓瞬間下降。第1調(diào)光裝置DM1如在圖9中所說明的，依據(jù)前半部和后半部的電源電壓的差而將反相控制動(dòng)作和正相控制動(dòng)作自動(dòng)地切換，所以將調(diào)光系統(tǒng)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)中的調(diào)光裝置平衡性良好地平分為反相控制和正相控制，因而使上述的電源電壓波形的錯(cuò)亂被抵消。
如圖15所示，在多個(gè)調(diào)光裝置DM1、DM2集中以如150°的導(dǎo)通角使用的場(chǎng)合，第1調(diào)光裝置DM1在相位角150°進(jìn)行斷開動(dòng)作，第2調(diào)光裝置DM2在相位角30°進(jìn)行接通動(dòng)作，所以電源電壓的增大錯(cuò)亂s1和下降錯(cuò)亂s2在相位角150°和30°進(jìn)行分散而變小。
如圖16所示，在多個(gè)調(diào)光裝置DM1、DM2集中以如30°的導(dǎo)通角使用的場(chǎng)合，第1調(diào)光裝置DM1在相位角30°進(jìn)行斷開動(dòng)作，第2調(diào)光裝置DM2在相位角150°進(jìn)行接通動(dòng)作，所以電源電壓的增大錯(cuò)亂s1和下降錯(cuò)亂s2在相位角30°和150°進(jìn)行分散，同樣地變小。
依照本發(fā)明的特征，借由具備帶有自我消弧式控制元件的第1相位控制電路；帶有閘流體的第2相位控制電路；負(fù)載電流檢測(cè)裝置；對(duì)電源電壓半波最初進(jìn)行基于第1相位控制電路的反相控制或基于傾斜控制的正相控制、同時(shí)當(dāng)由負(fù)載電流檢測(cè)裝置所檢測(cè)的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)、取代第1相位控制電路而在第2相位控制電路進(jìn)行正相控制的控制裝置，能夠提供沒有雜音的問題同時(shí)也沒有負(fù)載的上升延遲的問題的調(diào)光裝置。
依照本發(fā)明的特征，借由具備帶有輸入端、輸出端、自我消弧式控制元件，同時(shí)被串聯(lián)插入輸入端及輸出端間的第1相位控制電路；帶有閘流體，同時(shí)與第1相位控制電路并聯(lián)接續(xù)的第2相位控制電路；負(fù)載電流檢測(cè)裝置；對(duì)電源電壓半波最初進(jìn)行基于第1相位控制電路的反相控制或基于傾斜控制的正相控制、同時(shí)當(dāng)由負(fù)載電流檢測(cè)裝置所檢測(cè)的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)、取代第1相位控制電路而在第2相位控制電路進(jìn)行正相控制的控制裝置，能夠提供沒有雜音的問題同時(shí)也沒有負(fù)載的上升延遲的問題的調(diào)光裝置。
依照本發(fā)明的特征，借由使第1相位控制電路具備彼此呈反極性串聯(lián)接續(xù)的一對(duì)自我消弧式控制元件及與自我消弧式控制元件分別反向并聯(lián)接續(xù)的一對(duì)二極管，能夠提供使第1相位控制電路容易集成化，謀求成本下降和小型化的調(diào)光裝置。
依照本發(fā)明的特征，借由具備采用可有選擇地進(jìn)行反相控制及正相控制的構(gòu)成的相位控制電路；將交流電壓半波的前半部電壓和后半部電壓進(jìn)行比較、當(dāng)前半部電壓較后半部電壓大時(shí)在相位控制電路進(jìn)行反相控制、當(dāng)后半部電壓較前半部電壓大時(shí)進(jìn)行正相控制的控制裝置，能夠提供使電源電壓波形的錯(cuò)亂降低，抑制接續(xù)于同一電源的電器的破壞的調(diào)光裝置。
依照本發(fā)明的特征，借由混有進(jìn)行反相控制動(dòng)作的第1調(diào)光裝置和進(jìn)行正相控制的第2調(diào)光裝置，能夠提供使電源電壓波形的錯(cuò)亂降低，抑制接續(xù)于同一電源的電器的破壞的用于演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)光裝置，其特征在于包括具有被插入交流電源線而對(duì)交流電壓進(jìn)行相位控制的自我消弧式控制元件的第1相位控制電路；具有被插入交流電源線而對(duì)交流電壓進(jìn)行相位控制的閘流體的第2相位控制電路；檢測(cè)負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測(cè)裝置；以及一個(gè)控制裝置，對(duì)電源電壓半波最初進(jìn)行第1相位控制電路的反相控制或傾斜控制的正相控制，且當(dāng)負(fù)載電流檢測(cè)裝置所檢測(cè)的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)，在第2相位控制電路進(jìn)行正相控制以取代第1相位控制電路。
2.一種調(diào)光裝置，其特征在于包括接續(xù)于交流電源的輸入端；接續(xù)負(fù)載的輸出端；具有對(duì)交流電壓波形進(jìn)行相位控制的自我消弧式控制元件，同時(shí)被串聯(lián)插入輸入端及輸出端之間的第1相位控制電路；具有對(duì)交流電壓波形進(jìn)行相位控制的閘流體，同時(shí)并聯(lián)接續(xù)于第1相位控制電路的第2相位控制電路；檢測(cè)流過輸出端的負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測(cè)裝置；以及對(duì)電源電壓半波最初進(jìn)行第1相位控制電路的反相控制或傾斜控制的正相控制，且當(dāng)利用負(fù)載電流檢測(cè)裝置所檢測(cè)的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)，在第2相位控制電路進(jìn)行正相控制的控制裝置以取代第1相位控制電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的調(diào)光裝置，其特征是第1相位控制電路具備有彼此呈反極性串聯(lián)接續(xù)的一對(duì)自我消弧式控制元件及與自我消弧式控制元件分別反向并聯(lián)接續(xù)的一對(duì)二極管。
4.一種調(diào)光裝置，其特征在于包括采用可選擇地進(jìn)行反相控制及正向控制的相位控制電路；以及一個(gè)控制裝置，將交流電壓半波的前半部電壓和后半部電壓進(jìn)行比較，當(dāng)前半部電壓較后半部電壓大時(shí)，在相位控制電路進(jìn)行反相控制，當(dāng)后半部電壓較前半部電壓大時(shí)，進(jìn)行正相控制。
5.一種調(diào)光系統(tǒng)，應(yīng)用于演播室及劇場(chǎng)，其特征是混有進(jìn)行反相控制動(dòng)作的第1調(diào)光裝置；以及進(jìn)行正相控制的第2調(diào)光裝置。
全文摘要
提供一種沒有雜音的問題同時(shí)也沒有負(fù)載的上升延遲的問題的調(diào)光裝置及利用此裝置的演播室、劇場(chǎng)等的調(diào)光系統(tǒng)，調(diào)光裝置(DM)具備帶有被插入交流電源線(l1)而對(duì)交流電壓進(jìn)行相位控制的自我消弧式控制元件的第1相位控制電路(PC1)、帶有被插入交流電源線(l1)而對(duì)交流電壓進(jìn)行相位控制的閘流體的第2相位控制電路(PC2)、檢測(cè)負(fù)載電流的負(fù)載電流檢測(cè)裝置(CD)、對(duì)電源電壓半波最初進(jìn)行借由第1相位控制電路(PC1)的相位控制，同時(shí)當(dāng)利用負(fù)載電流檢測(cè)裝置(CD)所檢測(cè)的負(fù)載電流達(dá)到所定值時(shí)，取代第1相位控制電路(PC1)而在第2相位控制電路(PC2)進(jìn)行相位控制的控制裝置(CC)。
文檔編號(hào)H05B39/04GK1472997SQ0314583
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月10日
發(fā)明者右田幸司, 井手勝幸, 高坂啟太郎, 關(guān)根幸明, 太郎, 幸, 明 申請(qǐng)人:東芝照明技術(shù)株式會(huì)社