CN1472999A - 放电灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

一种放电灯点灯装置，在电解电容器上没有大冲击电流流入，可以利用小开关对放电灯反复进行点灯和熄灭。其中包括：直流电源(1)，具有将此直流电源(1)供给的直流变换为高频电流的一对开关元件(2、3)的反相电路，具有扼流圈(5)及放电灯(6)的放电灯负载电路L100，其特征在于还包括：经二极管(22)供电、使上述反相电路启动的启动电路(ST100)，针对输入信号输出ON、OFF状态交互反转的2个输出信号的切换信号输出电路(33)，以及连接到上述启动电路(ST100)的上述二极管(22)的阳极侧使上述开关元件(3)的栅驱动信号无效的锁存电路(La)。

Description

放电灯点灯装置

技术领域

本发明涉及利用反相电路通过高频电力点灯的放电灯点灯装置的ON、OFF电路。

背景技术

图5示出现有的放电灯点灯装置的电路图。在图中，1是工业电源等经直流平滑而得到的直流电源；2、3是构成反相电路的由MOSFET组成的开关元件2、3；11是与开关元件2并联的电阻；L100是放电灯负载电路；由扼流圈5、放电灯6、与放电灯并联的电容器7和耦合电容器8构成。

5a及5b是扼流圈5的2次绕组，以图示标记的极性经电阻13、14连接到开关元件2、3的栅和源之间以使开关元件2、3交互地ON和OFF。

为了表示扼流圈5的1次及2次间的结合，在图中以虚线示出。

另外，在开关元件2及3的漏·源间内置的等效二极管在图中省略未示出。ST100是启动电路，其中包括一端和直流电源1的正极相连接的电阻15；与电阻15的另一端和直流电源1的负极之间相连接的电容器16；一端与电阻15和电容器16的连接点相连接的触发二极管17(比如，NEC制的N413或与其相当的器件)；与触发二极管17和开关元件3的栅之间相连接的电阻18；以及阳极与电阻15和电容器16的连接点相连接，而阴极与开关元件3的漏相连接的二极管19。

另外，从工业电源得到直流电源的场合的构成例示于图6。

在图中，50是工业电源；51是用来ON、OFF工业电源的电源开关；由二极管电桥52进行全波整流后由电容器53平滑作为直流电源输出到负载电路。

下面说明图5、6所示的现有例的动作。在图中，如果电源开关51为ON，直流电源1接通，则电容器16由直流电源1经电阻15充电。如电容器16的充电电压超过触发二极管17的电压，则电流从电容器16经电阻18、电阻13、扼流圈5的2次绕组5b流过，由于电阻13和2次绕组5b发生的电压开关元件3变为ON。

此时，经电阻11对电容器7、8充电的电荷通过扼流圈5、开关元件3的通路放电，此时在扼流圈5的2次绕组5b中发生的电压还也使开关元件3处于ON状态，而由于在2次绕组5a中发生的电压，开关元件2变为OFF状态。

另一方面，电容器16的电压，因为通过使开关元件3变为ON而放电，触发二极管17变为OFF。另外，流过扼流圈5的电流，在由放电灯放电灯负载电路L100的电路常数等决定的周期之后，流过的电流的方向反转，由此这一次开关元件2变为ON，开关元件3转为OFF。之后，开关元件2、3交互地利用高频驱动使放电灯6点灯。

另外，因为电容器16的电压，每当开关元件3为ON时，经二极管19放电，如适当选择电阻15，电容器16的值，在振荡继续中不会是触发二极管17变为ON。

此处，如果使电源开关51变为OFF，利用对电容器53充电的电压使放电灯6点灯后，如电容器53的电压降低，放电灯6将熄灭。之后，如再度使电源开关51变为ON，充电电流经交流电源50、电源开关51、二极管电桥52流入电解电容器53。

发明内容

但是，在上述现有的放电灯点灯装置中，放电灯6熄灭后，如再度使电源开关51变成ON，充电电流经交流电源50、电源开关51、二极管电桥52流入电解电容器53。

可是，此时的充电电流，因为交流电源50和电解电容器53之间的电流限制阻抗小，变为具有与稳定点灯状态的流入电流相比很大的峰值的冲击电流流过电源开关51和二极管电桥52。

因此，就存在电源开关51，二极管电桥52必须是能够耐受巨大冲击电流的大而高价的部件的问题。

另外，在对电源开关51进行频繁ON、OFF的场合，存在接点寿命缩短的问题。

另外，也存在由于电源开关51为大型使照明器具的构思设计受到的制约和开关操作感到沉重的问题。

此外，在由于长时间的点灯使放电灯6的灯丝的放电物质消耗的场合，存在伴随由于整流放电引起的闪烁放电及开关元件2、3的损失增大而使温度上升造成劣化的问题。

本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种电解电容器上没有大冲击电流流入，可以利用小开关对放电灯反复进行点灯和熄灭，同时可利用同一电路在放电灯寿命末期时自动地停止反相电路的振荡的具有保护电路功能的点灯装置。

本发明的放电灯点灯装置，在其构成包括直流电源，具有将此直流电源供给的直流变换为高频电流的一对开关元件的反相电路，具有扼流圈及放电灯的放电灯负载电路的放电灯点灯装置中，设置有经二极管供电、使上述反相电路启动的启动电路，针对输入信号输出ON、OFF状态交互反转的2个输出信号的切换信号输出电路，以及连接到上述启动电路的上述二极管的阳极侧使上述开关元件的栅驱动信号无效的锁存电路，并且使上述切换信号输出电路的上述2个输出信号的一方成为上述锁存电路的置位信号，而另一方为复位信号。

另外，在包括直流电源，具有将此直流电源供给的直流变换为高频电流的一对开关元件的反相电路，具有扼流圈及放电灯的放电灯负载电路的放电灯点灯装置中，设置有经上述放电灯的灯丝及二极管供电、使上述反相电路启动的启动电路，针对输入信号输出ON、OFF状态交互反转的2个输出信号的切换信号输出电路，以及连接到上述启动电路的上述二极管的阳极侧使上述开关元件的栅驱动信号无效的锁存电路，并且使上述切换信号输出电路的上述2个输出信号的一方成为上述锁存电路的置位信号，而另一方为复位信号。

另外，其构成中还包括设置于放电灯负载电路的扼流圈中的发生交互地驱动开关元件为ON、OFF的电压2次绕组，以及检测在此2次绕组中发生的上述电压并在上述检测电压超过预定值的场合使锁存电路动作的锁存动作控制电路。

附图说明

图1为示出本发明的实施方式1的放电灯点灯装置的电路图。

图2为示出本发明的实施方式1的放电灯点灯装置的直流电源的构成的电路图。

图3为用来说明示出本发明的实施方式1的放电灯点灯装置的电路的动作的波形图。

图4为示出本发明的实施方式2的放电灯点灯装置的电路图。

图5为示出现有的放电灯点灯装置的构成的电路图。

图6为示出现有的放电灯点灯装置的直流电源的构成的电路图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1为示出本发明的实施方式1的放电灯点灯装置的电路图。图2为直流电源的电路图，图3为用来说明动作的波形图。

在图1中，1是工业电源等经直流平滑而得到的直流电源；2、3是构成反相电路的由MOSFET组成的开关元件2、3；11是与开关元件2并联的电阻；L100是放电灯负载电路；由扼流圈5、放电灯6、与放电灯并联的电容器7和耦合电容器8构成。5a及5b是上述扼流圈5的2次绕组，以图示的·印记的极性经电阻14、13连接到开关元件2、3的栅和源之间以使开关元件2、3交互地ON和OFF。为了表示扼流圈5的1次及2次间的结合，在图中以虚线示出。另外，在开关元件2及3的漏·源间内置的等效二极管在图中省略未示出。

9是阳极与直流电源1的负极相连接，而阴极与耦合电容器8和放电灯6的灯丝的连接点相连接的二极管，10是阴极与直流电源1的正极相连接，而阳极与耦合电容器8和放电灯6的灯丝的连接点相连接的二极管。ST100是反相电路的启动电路，其中包括一端与放电灯6和电容器7的连接点相连接，另一端与二极管22的阳极相连接的电阻21；一端与二极管22的阴极和电容器16的连接点相连接，另一端经电阻18与开关元件3的栅相连接的触发二极管17(比如，NEC制的N413或与其相当的器件)；以及阳极与二极管22的阴极相连接，阴极与开关元件3的漏相连接的二极管19。

La100是使开关元件3的栅驱动信号无效的锁存电路，其中包括阳极与开关元件3的栅相连接的二极管23；阳极与二极管23的阴极及启动电路ST100的二极管22的阳极侧相连接，而阴极与直流电源1的负极相连接的晶闸管24；与晶闸管24的栅和阴极之间相连接的电阻27；与电阻27串联的电容器26；以及一端与晶闸管24的栅相连接，另一端与二极管28的阴极相连接的电阻25。

二极管28的阳极，与后述的切换信号输出电路33的输出端子Q’相连接。

33是针对输入信号输出ON、OFF状态交互反转的2个输出信号的切换信号输出电路，经电阻42与直流电源1相连接，设置有输入端子IN、复位输入端子R以及输出端子Q和Q’。

39是与切换信号输出电路33并联的电容器；38是齐纳二极管，其阴极与电阻42和电容器39的连接点相连接，而阳极与直流电源1的负极相连接。43是一端与齐纳二极管38的阴极相连接，而另一端与经电阻44与直流电源1的负极相连接的电容器。电容器43和电阻44的连接点与切换信号输出电路33的复位输入端子R相连接。40是开关，用手指接触电极a、b之间可使电极间的阻抗减小，或是设置使电极a、b间ON、OFF的开关(图中未示出)使阻抗减小。

41是电阻，其一端与齐纳二极管38的阴极相连接，而另一端与开关40的端子a相连接。开关40的端子b经电阻37与切换信号输出电路33的输入端子IN相连接。电阻34连接到切换信号输出电路的输入端子IN和直流电源1之间。

35是二极管，其阳极与直流电源1的负极，阴极与切换信号输出电路33的输入端子IN相连接；36是二极管，其阳极与二极管35的阴极相连接，阴极与齐纳二极管38的阴极相连接。切换信号输出电路33的另一个输出端子Q经电容器31、电阻32、电阻29与直流电源1的负极相连接。30是晶体管，其基极与电阻32和电阻29的连接点相连接，其发射极与直流电源1的负极相连接，而其集电极与二极管22的阳极相连接。

另外，从工业电源得到直流电源的场合的构成示于图2，在图中，50是工业电源，由二极管电桥52进行全波整流之后经电解电容器53平滑而作为直流电源输出。

下面利用图1、2、3对实施方式1的动作予以说明。

在对整体动作说明之前，对切换信号输出电路的动作予以说明。切换信号输出电路33的输入端子IN，复位输入端子R的电压变化和输出端子Q和Q’的关系，如图3所示，特性为当在复位输入端子R上输入高电平电压(以下称其为H电平)时(图3(2))，输出端子Q上为低电平电压(以下称其为L电平)时(图3(3))，输出端子Q’变为L电平(图3(4))。另外，其特性为每当输入端子IN的电压从L电平变为H电平(图3(1))时，输出端子Q和Q’的电压的H、L电平交互切换(图3(3)、(4))。

下面，对整体动作予以说明。在图2中，工业电源50接通时，在电解电容器53上得到直流电源。

下面，将此直流电源作为直流电源1进行说明。在时间t1，直流电源1接通时，在电阻42、电容器43、电阻44的通路中有电流流过，如图3(2)所示，在切换信号输出电路33的复位输入端子R上得到H电平的复位信号，输出端子Q变为L电平，输出端子Q’变为H电平。

如输出端子Q’变为H电平，则晶闸管24的栅上有电流流过，晶闸管24变为ON。在变为ON的晶闸管24上有保持电流从直流电源1经电阻11、扼流圈5、放电灯6的灯丝、电阻21、晶闸管24的通路流过，晶闸管24锁存为ON的状态。另外，开关元件3的栅，因为经ON状态的晶闸管24与直流电源1的负极相连接，变为OFF状态。

在此状态下，放电灯6不能点灯而变为熄灭状态。如果在下一个时间t2，在开关40的电极a、b间有手指接触，使其间的阻抗降低，切换信号输出电路33的输入端子IN从L电平变为H电平，则输出端子Q变为H电平，输出端子Q’变为L电平。如输出端子Q变为H电平，在电容器31、电阻32、电阻29的通路中有电流流过，由于在电阻29中发生的电压晶体管30在T1周期中变为ON。

如电压晶体管30变为ON，因为晶闸管24的保持电流流过变为ON的晶体管30，晶闸管24变为OFF。

另外，因为切换信号输出电路33的输出端子Q’为H电平，晶闸管24不能再变为ON。

于是，如果T1周期过去，则从直流电源1经电阻11、扼流圈5、放电灯6的灯丝、电阻21和二极管22对电容器16充电。

如电容器16的充电电压超过触发二极管17的电压，则电流从电容器16经电阻18、电阻13、扼流圈5的2次绕组5b流过，由于在电阻13和2次绕组5b中发生的电压的作用，切换信号输出电路33变为ON。此时，经电阻11对电容器7、8充电的电荷在扼流圈5、开关元件3的通路中放电，此时，由于在扼流圈5的2次绕组5b中发生的电压的作用，开关元件3再次变为ON，开关元件2变为OFF。

另一方面，由于电容器16的电压，因为开关元件3变为ON而放电，触发二极管17变为OFF。

另外，流过扼流圈5的电流，在放电灯负载电路L100的电路常数确定之后，流过的电流的方向反转，由此这一次开关元件2变为ON，开关元件3转为OFF。之后，开关元件2、3交互地利用高频驱动使放电灯6点灯(图3(8))。

在时间t3，如接触开关40的手指离开，切换信号输出电路33的输入端子IN从H电平变为L电平，因为由于上面说明的切换信号输出电路33的特性，输出端子Q和Q’上的输出电平不会发生的变化，放电灯6维持点灯状态。

在时间t4，如手指再度接触开关40的电极a、b，切换信号输出电路33的输入端子IN从L电平变为H电平，该输出端子Q从H电平变为L电平，输出端子Q’从L电平变为H电平。

如切换信号输出电路33的输出端子Q’变为H电平，晶闸管24变为ON，开关元件2、3的振荡停止，放电灯6变为熄灭状态。如晶闸管24变为ON，经电阻11、扼流圈5、放电灯6的灯丝、和电阻21的通路有保持电流流过，ON的状态继续。另外，在此状态下，因为对构成启动电路ST100的电容器16的充电电流也不存在，开关元件不能转为ON。

就是说，放电灯6保持熄灭状态。以后，每次利用手指接触开关40，都可以使放电灯6反复点灯和熄灭。

如上所述，根据本实施方式1，可以获得不必使用大型电源开关而对放电灯6进行点灯和熄灭的操作的效果。另外，因为开关40是利用操作者的手指等接触其电极的结构，不会像现有实施例的开关51那样有很大的冲击电流流过使开关电极受损，就是说，通过轻触可以进行ON、OFF操作。

另外，最初，除了在交流电源50接通时，对电解电容器53一直充电，所以每次放电灯6点灯、熄灭时，在二极管电桥52、电解电容器53上不会有很大的冲击电流。

另外，因为开关40可以小型化，可以减少对照明器具的构思设计的制约。

另外，在本实施方式1中，在启动电路ST100中，示出的是经放电灯6的灯丝、电阻21及二极管22供电，但也可以不经过放电灯6的灯丝，从电源1的正极经电阻21及二极管22供电。

另外，也可以像现有实施例一样增加电源开关51。

另外，切换信号输出电路33、锁存电路La100、启动电路ST100等也可不限于图1所示的构成，也可以是具有与其同样作用的构成。

另外，开关40也不限于在电极a、b间以手指接触的构成，也可以是使用接触件进行开关的构成。

(实施方式2)

图4为示出本发明的实施方式2的放电灯点灯装置的电路图。在图中，与实施方式1的图1相同的部分赋予的标号相同，其说明省略。

在图中，51是阳极连接到扼流圈5的2次绕组和电阻13的连接点的二极管，其阴极经电阻52、电容54与直流电源1的负极相连接。53是阴极与电阻52和电容54的连接点相连接的齐纳二极管53，其阳极经二极管55的阳极与二极管28阴极相连接。

上述的二极管51、电阻52、电容54、齐纳二极管53及二极管55构成锁存动作控制电路。

下面利用图4对本实施方式2的动作予以说明。

在图中，在接通直流电源1之后，操作开关40可使放电灯6点灯和熄灭，与实施方式1相同。

此处，由于放电灯6的灯丝的放电物质的消耗等理由，当放电灯6到寿命时，由于放电灯6的放电维持电压变大，随之扼流圈5的电压也变大。由此，扼流圈5的2次绕组5b的电压也变大，而电容54的电压升高。

此处，如果选择齐纳二极管53的齐纳电压使其比在放电灯6正常放电的场合电容54上得到的电压更高，比在放电灯6的寿命末期时在电容54上得到的电压低，并且使晶闸管24变为ON，则在放电灯6的寿命末期其维持电压高的场合，晶闸管24变为ON。

因为一旦晶闸管24变为ON，其状态可以维持，就可以避免放电灯6到寿命末期时引起的闪烁等异常状态下的动作继续的效果。另外，二极管10及二极管9，在耦合电容器8的电压超过直流电源1的电压产生振荡的场合，可防止由于其电压返回到直流电源1而引起的放电灯负载电路有过大功率流入。

如果在由于放电灯6的异常放电晶闸管24维持ON的状态下将放电灯6从点灯装置中拔去，进入晶闸管24的保持电流变为零，晶闸管24变为OFF。于是，如果将放电灯6以正常放电的放电灯替换重装，在启动电路ST100的电容器16上有充电电流流入，反相电路再启动而使放电灯6点灯。

如上所述，根据本实施方式2，除了实施方式1的效果之外，共用放电灯6的点灯熄灭中所使用的锁存电路La100，在避免放电灯6的寿命末期时等的异常放电状态的动作继续的同时，在将异常放电的放电灯以正常放电的放电灯置换的场合，可自动再启动。

此发明，如上所述，在包括直流电源、具有将此直流电源供给的直流变换为高频电流的一对开关元件的反相电路、具有扼流圈及放电灯的放电灯负载电路的放电灯点灯装置中，设置有经二极管供电、使上述反相电路启动的启动电路，针对输入信号输出ON、OFF状态交互反转的2个输出信号的切换信号输出电路，以及连接到上述启动电路的上述二极管的阳极侧使上述开关元件的栅驱动信号无效的锁存电路，并且使上述切换信号输出电路的上述2个输出信号的一方成为上述锁存电路的置位信号，而另一方为复位信号，所以可以不必使用大型电源开关而对放电灯进行点灯和熄灭的操作。

另外，因为开关是利用操作者的手指等接触其电极的结构，不会有很大的冲击电流流过使开关电极受损，通过所谓的轻触可以进行ON、OFF操作。

另外，每次放电灯点灯、熄灭时，在二极管电桥、电解电容器上不会有很大的冲击电流。

另外，因为开关可以小型化，可以减少对照明器具的构思设计的制约。

Claims (3)

1.一种放电灯点灯装置，包括：直流电源、具有将此直流电源供给的直流变换为高频电流的一对开关元件的反相电路、具有扼流圈及放电灯的放电灯负载电路，其特征在于包括：

经二极管供电、使上述反相电路启动的启动电路，

针对输入信号输出ON、OFF状态交互反转的两个输出信号的切换信号输出电路，以及

连接到上述启动电路的上述二极管的阳极侧使上述开关元件的栅驱动信号无效的锁存电路，且

使上述切换信号输出电路的上述两个输出信号中的一个成为上述锁存电路的置位信号，而另一个为复位信号。

2.一种放电灯点灯装置，包括：直流电源、具有将此直流电源供给的直流变换为高频电流的一对开关元件的反相电路、具有扼流圈及放电灯的放电灯负载电路，其特征在于包括：

经上述放电灯的灯丝及二极管供电、使上述反相电路启动的启动电路，

针对输入信号输出ON、OFF状态交互反转的两个输出信号的切换信号输出电路，以及

连接到上述启动电路的上述二极管的阳极侧使上述开关元件的栅驱动信号无效的锁存电路，并且

使上述切换信号输出电路的上述两个输出信号中的一个成为上述锁存电路的置位信号，而另一个为复位信号。

3.如权利要求1或2所述的放电灯点灯装置，其特征在于包括：

设置于放电灯负载电路的扼流圈中的、发生交互地驱动开关元件为ON、OFF的电压的2次绕组，以及

检测在该2次绕组中发生的上述电压，并在上述检测电压超过预定值的场合使锁存电路动作的锁存动作控制电路。

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