CN102415218A - 高压放电灯点灯装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种小型且结构简单的利用起动光源使高压放电灯点灯的高压放电灯点灯装置。其中，具有向高压放电灯提供交流电力的点灯电路，高压放电灯包括发光管和设置在其附近以辅助发光管起动的起动光源，起动光源具有一对电极，电极之间电容耦合，点灯电路包括由进行灯电流的反相动作的电桥部、限制灯电流的电流限制部、和产生起动电压的触发部，在起动时将包含比发光管通常点灯时的点灯频率高的频率成分的电压施加到起动光源。

Description

高压放电灯点灯装置
技术领域
本发明涉及一种用于使高压放电灯点灯的高压放电灯点灯装置。
背景技术
一直以来，辅助高压放电灯起动的起动光源为人所知(例如专利文献1)。该文献中记载了如下起动光源：高压放电灯由作为主光源的发光管及辅助性的起动光源构成，起动光源具有一对电极，一对电极中的一个是内部电极，另一个是外部电极。电极之间电容耦合，施加较高电压时产生绝缘破坏从而开始辉光放电，产生紫外线。该紫外线激起发光管内部的起动气体，高压放电灯变得易于起动。
图7表示现有的高压放电灯点灯装置。在该图中，高压放电灯50由发光管51及起动光源52构成。装置由降压斩波电路20、全桥电路30及共振电路80构成。
在发光管51通常点灯时，通过降压斩波电路20控制流入到发光管51的电流，通过全桥电路30，该电流交流反相，较低频率(例如50～400Hz左右)的交流电流被提供到发光管51。
在发光管51起动时，全桥电路30以共振电路80的共振频率或接近共振频率的奇数分之一的频率被驱动，在共振电路80中产生数kV的高压。通过该高压使起动光源52发光，通过该紫外线照射及高压，进行发光管51的起动。
图8是在上述例子中施加到起动光源52的电压波形。该图是使全桥电路30的驱动频率为电感器81和电容器82的共振频率的1/3时的波形。
其中，共振电路80中使用的电感器81和其他电路元件相比误差(电感波动)较大，因此共振电路80的共振频率也大幅变动。如图9所示，在起动时，即使全桥电路30的动作频率相同，在共振电路80中产生的电压也象V0、V1、V2一样大幅变动。因此，在现有例中(例如专利文献2)，在发光管51起动时，使全桥电路30的动作频率细微变动的同时，检测共振电路80中产生的电压，将其结果反馈到控制电路(未图示)，调整全桥电路30的动作频率以使共振电路80中产生的电压最佳。
专利文献1：日本专利特开平1-134848号公报
专利文献2：日本专利特表2005-520294号公报
发明内容
在现有的高压放电灯点灯装置(图7)中，使电感器81和电容器82构成的共振电路80在大致共振的状态下动作，因此高压施加到电感器81和电容器82则产生大电流。所以为使电感器81不饱和，需要使芯的尺寸较大，并且需要使电容器82高耐压化，所以串联多个电容器等。
并且，因共振电路80产生的高压的能量较大，所以为了防止高压放电灯点灯装置内的绝缘破坏、防止着火事故，必须将沿面距离/空间距离设计得较大。这样一来存在装置大型化的问题。
并且如上所述，在现有例中，为调整全桥电路30的动作频率需要设置反馈电路等，存在装置结构复杂且成本高的问题。
因此，本发明的目的是提供一种小型且结构简单的利用起动光源使高压放电灯点灯的高压放电灯点灯装置。
根据本发明，提供一种高压放电灯点灯装置，具有向高压放电灯(50)提供交流电力的点灯电路。在本发明的高压放电灯装置中，高压放电灯包括发光管(51)和设置在其附近以辅助发光管起动的起动光源(52)，起动光源具有一对电极，电极之间电容耦合，点灯电路包括进行灯电流的反相动作的电桥部(30、70)、限制灯电流的电流限制部(20、75)、和产生起动电压的触发部(40)，在起动时将包含比发光管通常点灯时的点灯频率高的频率成分的电压施加到起动光源。
其中，起动光源与发光管并联连接，触发部具有变压器(41)和电容器(42)，变压器与高压放电灯串联连接，电容器与变压器和高压放电灯的串联电路并联连接。
进一步，电桥部由全桥电路(30)构成，高压放电灯点灯装置具有连接在电桥部和触发部之间的电感器(60)。
附图说明
图1是表示本发明第1实施例的高压放电灯点灯装置的图。
图2是说明本发明第1实施例的图。
图3是表示本发明第2实施例的高压放电灯点灯装置的图。
图4是说明本发明第2实施例的图。
图5是表示本发明第3及第4实施例的高压放电灯点灯装置的图。
图6是说明本发明第3实施例的图。
图7是表示现有的高压放电灯点灯装置的图。
图8是说明现有例的图。
图9是说明现有例的图。
附图标号说明
10直流电源
20降压斩波电路
30全桥电路
40触发电路
50高压放电灯
51发光管
52起动光源
60电感器
70半桥电路
75电感器
具体实施方式
在现有技术中，对高压放电灯50(即发光管51及起动光源52)施加高压以确保起动动作。但是，由于起动光源52产生的紫外线的量依赖于流入到其中的电流，因此重点不在于提高施加的电压，而在于增大流入的电流。具体而言，由于起动光源52是电容性的，因此通过提高施加的电压(流入电流)的频率可增加其电流。
高压放电灯点灯装置大致由进行灯电流的反相动作的电桥部、限制灯电流的电流限制部、及产生起动电压的触发部构成，在起动时，将含有比发光管51通常点灯时的点灯频率高的频率成分的电压施加到起动光源52。
实施例1
图1表示第1实施例的高压放电灯点灯装置的电路构成图。该图的装置具有作为电流限制部的降压斩波电路20、作为电桥部的全桥电路30、及触发器40。
在通常点灯时全桥电路30被驱动器(未图示)以数十Hz到数百Hz驱动，起动时以数百Hz到数十kHz驱动。即，施加到起动光源52的电压是图2所示的波形。
起动时，通过触发器40的输出电压使起动光源52绝缘破坏。之后，通过全桥电路30提供的电压使起动光源52的辉光放电持续。起动光源52的一对电极一旦绝缘破坏则变为电容耦合的状态。因此，从全桥电路30提供的电压的频率成分越高，电流越易于流入到起动光源52，有效地产生紫外线。从起动光源52产生的紫外线量越大，则发光管51的内部的起动气体越多地被激励，即使较低的起动电压也变为可起动发光管51的状态。
通过有效的紫外线照射，发光管51变为易起动的状态，因此对于触发电路40产生的输出电压，和现有例的共振电路(例如图8的共振电路80)产生的起动用电压相比，能量较小即可。即，可使触发电路小型化，较为有利。
实施例2.
图3表示第2实施例的电路构成图。该图的高压放电灯点灯装置具有作为电流限制部的降压斩波器20、作为电桥部的全桥电路30、电感器60、及触发器40。
起动时，全桥电路30被驱动器(未图示)以电感器60和电容器42的共振频率的偶数分之一左右驱动。图4表示起动时施加到起动光源52的电压。该图是使全桥电路30的驱动频率是电感器60和电容器42的共振频率的1/4时的波形。
电感器60和电容器42以共振频率振动，因此比全桥电路30的动作频率高的频率成分的电压施加到起动光源52，从而使电流较多流入到电容耦合状态的起动光源52，可获得高效的紫外线发光。
在本实施例中，电感器60和电容器42中产生的电压及流入的电流较小，因此这些部件可使用小型且廉价的材料。
并且，即使电感器60的值有波动，全桥电路30的驱动频率也距电感器60和电容器42的共振频率较远，因此产生的电压波动较少。所以无需细微调整全桥电路30的动作频率，可使控制结构简化，较为有利。
实施例3.
图5表示第3实施例的电路构成。该图的高压放电灯点灯装置具有作为电桥部的半桥电路70、作为电流控制部的电感器75、及触发电路40。
在发光管51通常点灯时，在断开(OFF)开关元件72的状态下，以高频使开关元件71接通-断开(ON-OFF)时，电流从发光管51向变压器41的线圈41b的方向流动。相反在断开开关元件71的状态下，以高频使开关元件72接通-断开时，电流从线圈41b向发光管51的方向流动。通过交互使开关元件71和72动作的频率使发光管51交流点灯。
在发光管51起动时，开关元件71及72被驱动器(未图示)以电感器75和电容器42的共振频率的奇数分之一左右驱动。在进行从开关元件71接通的状态到开关元件72接通的状态的动作切换后，或在进行从开关元件72接通的状态到开关元件71接通的状态的动作切换后，通过电感器75和电容器42产生振动电压。
结果如图6所示，向起动光源52施加高频成分叠加的矩形波电压，通过该高频成分，电流较多流入到电容性的起动光源，可获得高效的紫外线发光。
在开关元件71和72之间动作切换时，通过电感器75和电容器42产生的振动电压与现有例的共振电路不同，不变为高压，因此电感器75及电容器42均是小型部件即可。
进一步，在发光管51起动时，如果使开关元件71和72交互动作的频率比通常点灯时较高，则可进一步向起动光源52施加高频成分，可促进起动动作。
实施例4.
本实施例的电路构成和实施例3的图5相同，但开关元件71及72的动作不同。
在发光管51起动时，开关元件71及72被未图示的驱动器以电感器75和电容器42的共振频率的偶数分之一左右驱动，交互接通-断开。施加到起动光源52的电压和实施例2的图4相同。
和实施例2一样，通过电感器75和电容器42产生高频的振动电压，但该电压较小，两个部件也较小型，较为有利。
通过上述构成，可通过简单的电路及控制，且使用小型、廉价的部件来构成高压放电灯点灯装置。

Claims (3)

1.一种高压放电灯点灯装置，具有向高压放电灯(50)提供交流电力的点灯电路，其中，
该高压放电灯包括发光管(51)和设置在该发光管附近以辅助该发光管起动的起动光源(52)，该起动光源具有一对电极，该电极之间电容耦合，
上述点灯电路包括进行灯电流的反相动作的电桥部(30、70)、限制该灯电流的电流限制部(20、75)、和产生起动电压的触发部(40)，在起动时将包含比上述发光管通常点灯时的点灯频率高的频率成分的电压施加到上述起动光源。
2.根据权利要求1所述的高压放电灯点灯装置，其中，
上述起动光源与上述发光管并联连接，
上述触发部具有变压器(41)和电容器(42)，该变压器与上述高压放电灯串联连接，该电容器与该变压器和该高压放电灯的串联电路并联连接。
3.根据权利要求2所述的高压放电灯点灯装置，其中，
上述电桥部由全桥电路(30)构成，该高压放电灯点灯装置具有连接在该电桥部和上述触发部之间的电感器(60)。
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