JP2000331787A - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予熱電極がない放電ランプの暗所での初始動
や、長期間放置後の初始動を円滑に行なうこと。 【解決手段】 直流電源Ｅにチョ−クコイルＬａ、コン
デンサＣの直列共振回路を接続し、パワ−ＭＯＳＦＥＴ
Ｑを制御回路ＣＴａからの信号で動作させてトランスＴ
の二次側に接続された放電ランプＦＬを点灯する。Ｚは
始動時連続発振指令回路で、電圧比較器ＣＰ、分圧抵抗
ｒａ、ｒｂ、ＣＲ時定数回路ｒｃ、Ｃｏを有しており、
指令信号ｄｓを制御回路ＣＴに入力する。スイッチＳを
オンにするとＣＲ時定数回路で設定された所定時間経過
までの間は電圧比較器ＣＰから制御回路ＣＴａに対する
指令信号ｄｓは連続発振を指令する信号となる。所定時
間経過後は指令信号ｄｓが反転して間歇発振を指令する
信号となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極放電ランプ、ま
たは金属ハロゲン化物等を封入して高周波放電により点
灯する無電極ランプのように、予熱電極がない放電ラン
プを点灯する放電ランプ点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】予熱電極がない放電ランプ、例えば冷陰
極放電ランプや金属ハロゲン化物等を封入して高周波放
電により点灯する無電極ランプは、放電開始を可能にす
る初期電子を当該放電ランプが配置された周囲の光エネ
ルギー等を利用して点灯するようにされている。

【０００３】図４は、このような放電ランプのインバ−
タ回路を用いた点灯回路の一例を示す回路図である。図
４において、Ｅは直流電源、Ｓはスイッチ、Ｌａはチョ
−クコイル、Ｃはコンデンサ、Ｄはダイオ−ド、Ｑはパ
ワ−ＭＯＳＦＥＴ、Ｔはトランス、ＦＬはトランスＴの
二次側巻線に接続される放電ランプ、ＣＴは制御回路で
ある。

【０００４】次に、図４の回路の動作について説明す
る。スイッチＳをオンにしてから、制御回路ＣＴの制御
信号でパワ−ＭＯＳＦＥＴのＱをオンにすると、チョ−
クコイルＬａと、トランスＴの一次巻線のリアクタンス
を通じて直線的に電流が上昇する。パワ−ＭＯＳＦＥＴ
のＱをオフにすると、チョ−クコイルＬａに蓄積された
エネルギ−が放電され、この放電電流がコンデンサＣに
流れて直列共振する。

【０００５】その後、コンデンサＣの共振電圧が最大値
になるとコンデンサＣの電荷が放電し、パワ−ＭＯＳＦ
ＥＴのＱに逆並列に接続されたダイオ−ドＤを通じて、
直流電源Ｅに回生電流が流れる。このような動作を繰り
返すことにより発振が継続され、トランスＴの二次側巻
線に接続されている放電ランプＦＬに所定の周波数の高
電圧が印加される。

【０００６】制御回路ＣＴには、マルチバイブレ−タ等
が設けられており、その制御信号でパワ−ＭＯＳＦＥＴ
のＱのスイッチング周波数を設定する。制御回路ＣＴの
回路定数を適宜選定することにより、インバ−タ回路の
発振周波数が定められる。

【０００７】図５は、放電ランプＦＬの時間−電流の特
性を示す特性図である。図５に示すように、時刻ｔａで
インバ−タ回路の発振が開始されると電流Ｉは急峻に立
上り、ピ−ク値に達すると次第に減衰する。時刻ｔｂで
放電ランプが点灯すると、特性Ａのように以後一定電流
が流れる。点灯できなかった場合には、特性Ｂのように
ピ−ク電流が継続する。

【０００８】ところで、図４に示すように主回路にＬＣ
直列共振回路が設けられている場合には、無負荷時や、
始動時等において、負荷のインピ−ダンスにより過電流
が流れる場合がある。過電流を放置しておくと回路部品
等を損傷してしまうので、何等かの対応策が必要にな
る。次に、このような過電流の対応策についての具体例
を図６の電流−時間の特性図により説明する。

【０００９】図６（ａ）は、過電流に対する耐性が大き
い回路素子を用いた場合の特性を示している。図５で説
明したＡの特性で放電ランプＦＬが点灯動作時に、時刻
ｔｃで過電流が流れたとすると、電流特性はピ−ク値か
ら減少した後にＣａのように大きな電流値で平坦な特性
となる。

【００１０】図６（ａ）のように過電流に対する耐性が
大きい回路素子を用いた場合には、コストが高くなり、
装置が大型になるという問題がある。図６（ｂ）は、時
刻ｔｃで過電流が流れた際に、時刻ｔｄで発振を停止す
るものである。この場合には、コストの増加が避けら
れ、装置の大型化も生じない利点がある。

【００１１】しかしながら、図６（ｂ）の場合には、ノ
イズ等による瞬間的な特性変化を過電流と誤認して発振
を停止することがあり、このような誤動作によって放電
ランプＦＬが消灯してしまうという問題がある。図６
（ｃ）は、時刻ｔｃで過電流が流れた際に、時刻ｔｄか
ら間歇発振を行なう例である。

【００１２】このような間歇発振を行なうと、コストも
それほど増加せず、ノイズ等による誤動作も防止でき
る。また、放電ランプの点灯を継続することもできるの
で、前記制御回路ＣＴには、インバ−タ回路を間歇発振
で制御する装置が設けられている。この間歇発振は、例
えば発振時間を２ｍｓ、停止時間を１００ｍｓとするも
のである。

【００１３】冷陰極放電ランプ、または金属ハロゲン化
物等を封入して高周波放電により点灯する無電極ランプ
のように、予熱電極がない放電ランプにおいては、放電
ランプが配置された周囲が暗黒状態になると放電ランプ
内に放電開始を可能にする初期電子が得難くなり、この
状態では放電ランプを点灯することができなくなること
がある。また、長期間放電ランプを放置しておいた後に
も、同様に初始動時の点灯できなくなるという問題があ
る。

【００１４】図７は、このような放電ランプの始動時の
点灯不能に対処する例の特性図である。図７（ａ）は、
放電ランプの始動時に通常の印加電圧Ｖａよりも高い電
圧Ｖｂを印加するものである。このような高電圧を印加
すると、放電が促進されて暗黒な雰囲気での初始動や、
長期間放置後の初始動においても放電ランプを点灯させ
ることができる。

【００１５】図７（ａ）による場合には、耐電圧の大き
な回路素子を用いる必要があり、コストが増加し装置が
大型になるという問題がある。図７（ｂ）は、時刻ｔｘ
−ｔｙ間の発振時間を長くした電圧特性Ｖｃを用いた例
である。この場合には、放電エネルギ−が増大されるの
で、前記のような放電ランプの点灯時の問題に対処する
ことができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発振時
間を長くすると回路素子に対する電流の流通時間と電圧
印加時間が増大するので、回路素子には電流、電圧によ
るストレスが加わり、回路素子が劣化しやすく破損する
ことがあるという問題があった。

【００１７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、コストを高めることなく、また回路素子の劣化を
招来することなく、暗所での初始動や長期間放置後の初
始動を円滑に行なう、予熱電極がない放電ランプ点灯装
置の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、放
電ランプ点灯装置を、直流電源と、インバータ回路と、
予熱電極がない放電ランプと、インバータ回路の発振周
波数を制御する制御回路とを備え、インバータ回路を間
歇発振させて前記放電ランプを点灯させる放電ランプ点
灯装置において、始動時の発振時間を定常動作時の発振
時間よりも長く設定する手段を設ける構成とすることに
より達成される。

【００１９】本発明の上記特徴によれば、始動時にイン
バ−タ回路の発振時間を長くしているので放電ランプの
放電エネルギ−が増大し、暗所での初始動や長期間放置
後の初始動においても、予熱電極がない放電ランプを円
滑に点灯させることができる。しかも、発振時間を長く
するのは、初始動時のみであるので、回路素子を電流や
電圧のストレスで劣化させる恐れがない。また、特別に
耐電圧や耐電流を考慮することなく通常の回路素子で対
応できるので、コストの増大を避けることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る予熱電極がな
い放電ランプの放電ランプ点灯装置の例を図を参照して
説明する。図２は、インバ−タ回路を間歇発振で動作さ
せた場合の電圧−時間特性を示す特性図である。本発明
においては、放電ランプの制御において定常時には、例
えば時刻ｔｏ−ｔｐ間の発振時間を２ｍｓに、時刻ｔｐ
−ｔｑ間の停止時間を１００ｍｓとする間歇発振でイン
バ−タ回路を制御することを基本的な構成としている。
この際に、放電ランプに印加される電圧は例えば５００
Ｖに設定している。

【００２１】図３は、暗所での初始動や長期間放置後の
初始動を行なう際の電圧−時間特性を示す特性図であ
る。このような初始動時においては、発振開始時刻のｔ
ｒから所定時間経過後の時刻ｔｓ間は、定常状態の場合
よりも発振時間を長く設定し、その後は通常の間歇発振
でインバ−タ回路を制御するものである。前記発振時間
を長くする時間は、例えば１秒に設定する。

【００２２】図３に示すように、インバ−タ回路の発振
時間を長くしているので放電ランプの放電エネルギ−が
増大し、暗所や長期間放置後に初始動を行なう際にも円
滑に点灯させることができる。しかも、発振時間を長く
するのは、初始動時のみであるので、回路素子を電流や
電圧のストレスで劣化させる恐れがない。また、特別に
耐電圧や耐電流を考慮することなく、通常の回路素子で
対応できるのでコストの増大を避けることができる。

【００２３】図１は、本発明の実施の形態に係る予熱電
極がない放電ランプ点灯装置の例を示す回路図である。
図４の従来例と同じ部分または対応するところには同一
の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

【００２４】図１においては、始動時連続発振指令回路
Ｚを設け、始動時連続発振指令回路Ｚからの指令信号ｄ
ｓを制御回路ＣＴに入力する構成としている。始動時連
続発振指令回路Ｚには、電圧比較器ＣＰを設けている。
ｒａ、ｒｂは、直流電源Ｅの電圧を分圧する分圧抵抗で
ある。また、抵抗ｒｃとコンデンサＣｏはＣＲ時定数回
路を形成している。

【００２５】分圧抵抗ｒａ、ｒｂの接続点の電位は、電
圧比較器ＣＰの（＋）側端子に入力される。また、ＣＲ
時定数回路の抵抗ｒｃ、コンデンサＣｏの接続点の電位
は電圧比較器ＣＰの（−）側端子に入力される。

【００２６】スイッチＳをオンにすると、電圧比較器Ｃ
Ｐの（＋）側端子には、直流電源Ｅの電圧を分圧抵抗ｒ
ａ、ｒｂで分圧した電圧が入力される。この際に、電圧
比較器ＣＰの（−）側端子には、ＣＲ時定数回路の特性
で立ち上がるコンデンサＣｏの充電電圧が入力される。
スイッチＳをオンにしてから所定時間経過までの間は、
（＋）側端子の電位の方が高いので、電圧比較器ＣＰか
ら制御回路ＣＴａに対する指令信号ｄｓは、連続発振を
指令する信号となる。

【００２７】ＣＲ時定数回路で設定された所定の時間が
経過して、コンデンサＣｏの充電電位が最大値に達する
と、電圧比較器ＣＰの（−）側端子の電位が（＋）側端
子の電位よりも高くなり、電圧比較器ＣＰから制御回路
ＣＴａに対する指令信号ｄｓが反転して、間歇発振を指
令する信号となる。

【００２８】ＣＲ時定数回路は、図３の発振開始時刻の
ｔｒから時刻ｔｓまでの時間を、例えば１秒とするよう
に抵抗ｒｃの抵抗値とコンデンサＣｏの容量値を選定す
る。このように、発振開始から所定時間は連続発振で、
その後は間歇発振でインバ−タ回路を制御することによ
り、予熱電極がない放電ランプの暗所の初始動や、長期
間放置後の初始動を円滑に行なうことができる。

【００２９】なお、インバ−タ回路は、図１の構成には
限定されず、ハ−フブリッジ回路やフルブリッジ回路で
構成されるインバ−タ回路にも適用することができる。
また、直流電源として、商用電源の交流を整流、平滑
し、チョッパ回路で所定の直流電圧に変換するものも含
まれる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したようにように、本発明によ
れば、始動時にインバ−タ回路の発振時間を長くしてい
るので放電ランプの放電エネルギ−が増大し、予熱電極
がない放電ランプの暗所での初始動や、長期間放置後の
初始動においても円滑に点灯させることができる。

【００３１】しかも、発振時間を長くするのは初始動時
のみであるので、回路素子を電流や電圧のストレスで劣
化させる恐れがない。また、特別に耐電圧や耐電流を考
慮することなく、通常の回路素子で対応できるのでコス
トの増大を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電ランプ点灯装置の一例を示す
回路図である。

【図２】放電ランプ点灯装置の電圧−時間特性を示す特
性図である。

【図３】放電ランプ点灯装置の始動時の電圧−時間特性
を示す特性図である。

【図４】従来例の放電ランプ点灯装置の一例を示す回路
図である。

【図５】放電ランプの電流−時間特性を示す特性図であ
る。

【図６】過電流が流れた場合の電流−時間の特性図であ
る。

【図７】放電ランプの始動時の点灯不能に対処する例の
特性図である。

【符号の説明】

Ｅ 直流電源 Ｓ スイッチ Ｌａ チョ−クコイル Ｃ コンデンサ Ｄ ダイオ−ド Ｑ パワ−ＭＯＳＦＥＴ Ｔ トランス ＦＬ トランス ＣＴａ 制御回路 Ｚ 始動時連続発振指令回路 ＣＰ 電圧比較器 ｒａ、ｒｂ 分圧抵抗 ｒｃ、Ｃｏ ＣＲ時定数回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、インバータ回路と、予熱電
   極がない放電ランプと、インバータ回路の発振周波数を
   制御する制御回路とを備え、インバータ回路を間歇発振
   させて前記放電ランプを点灯させる放電ランプ点灯装置
   において、始動時の発振時間を定常動作時の発振時間よ
   りも長く設定する手段を設けたことを特徴とする放電ラ
   ンプ点灯装置。