JP2001284070A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大きな予熱電流を流すことができ、点灯時に予
熱電流を小さくすることができ、小型化やコストの低減
を図ることのできる放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 入力する直流電圧に応じた交流電圧を出
力するインバータ２３と、前記交流電圧が一次巻線３１
に印加される出力トランス３０と、この出力トランス３
０の二次側巻線３２に接続された放電灯３５とを備え、
放電灯３５が点灯しているときインバータ２３に所定電
圧を入力させておく放電灯点灯装置において、放電灯３
５のフィラメント４０,４１に予熱電流を流す予熱巻線
３３,３４を出力トランス３０に設け、先行予熱時に前
記所定電圧より高い入力電圧をインバータ２３に入力さ
せるとともに、この入力電圧を所定電圧まで時間の経過
とともに低下させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フィラメントの
予熱を行って放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図４および図５に示す放電灯
点灯装置が知られている。図４に示す放電灯点灯装置
は、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ
１と、放電灯２のフィラメント３,４間に接続されたコ
ンデンサ５等とを備えている。この放電灯点灯装置は、
先行予熱時にインバータ１から出力される交流電圧の周
波数を高くしてフィラメント３,４に流れる予熱電流を
大きくし、放電灯２の点灯後にはその周波数を低くして
予熱電流を小さくさせている。

【０００３】図５に示す放電灯点灯装置は、予熱用のト
ランス７を設け、このトランス７の二次巻線７Ａ,７Ｂ
と放電灯２のフィラメント３,４とを接続するとともに
コンデンサＣｂ1,Ｃｂ2を介在させたものである。

【０００４】この放電灯点灯装置は、トランス７の一次
巻線とこれに接続したコンデンサ８とによる共振動作や
二次側のコンデンサＣｂ1,Ｃｂ2による周波数特性を利
用して、先行予熱時に予熱電流が大きくなるように所定
周波数の交流電圧をインバータ１から出力させ、放電灯
２の点灯後には所定周波数より低い周波数の交流電圧を
インバータ１から出力させて予熱電流を小さくさせてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高周波
専用の放電灯など、放電灯の点灯電圧が高くなると図４
に示す放電灯点灯装置では、点灯時の予熱電流を小さく
することができず、放電灯の寿命を損なうという問題が
あった。

【０００６】また、図５に示す放電灯点灯装置では、ト
ランス７等の予熱回路が必要であり、コストアップや装
置が大型化してしまう等の問題があった。この問題を解
決するために、先行予熱時に予熱電圧を高くする方法が
考えられているが、その電圧の切換時に制御回路が誤動
作したり、放電灯の発光出力が急変して不快感を与えて
しまう等の問題がある。

【０００７】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、先行予熱時に大きな予熱電流を流
すことができ、点灯電圧の高い放電灯であっても点灯時
には予熱電流を小さくすることができ、しかも、小型化
やコストの低減を図ることができ、さらに、制御回路の
誤動作や放電灯の発光出力の急変が生じることのない放
電灯点灯装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、入力する直流電圧に応じた交流
電圧を出力するインバータと、前記交流電圧が一次巻線
に印加されるトランスと、このトランスの二次側巻線に
接続された放電灯とを備え、前記インバータに所定電圧
を入力させて放電灯を点灯させておく放電灯点灯装置に
おいて、前記放電灯のフィラメントに予熱電流を流す予
熱巻線を前記トランスに設け、先行予熱時に前記所定電
圧より高い入力電圧をインバータに入力させるととも
に、この入力電圧を所定電圧まで時間の経過とともに低
下させていくことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、交流電圧を整流すると
ともに平滑して直流電圧を出力する整流手段と、この整
流手段から出力される直流電圧を断続させるチョッパー
と、その断続された断続電圧を平滑する平滑手段とを有
し、前記チョッパは、先行予熱時に平滑後の電圧の検出
比を低くし、この検出比を時間の経過とともに高くして
いくことを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、前記インバータの出力
周波数を、先行予熱時に高くし、この先行予熱時の後低
くすることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる放電灯用
点灯装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１２】図１において、２０は交流電圧を全波整流
するとともに平滑して直流電圧を出力する整流回路（整
流手段）、２１は整流回路２０から出力される直流電圧
を断続させて出力するチョッパーである。

【００１３】チョッパー２１の出力端子２１a,２１b間
には直列接続された抵抗Ｒ1,Ｒ2が接続されており、抵
抗Ｒ1,Ｒ2の接続点Ｍ1はチョッパー２１の入力端子２１
cに接続されている。また、抵抗Ｒ2には抵抗Ｒ3とコン
デンサＣ1の直列回路が並列接続されている。チョッパ
ー２１は、入力端子２１cの電圧が所定値になるように
断続電圧をそのオン・オフの時間を変えて出力端子２１
a,２１bから出力するようになっている。

【００１４】また、図１において、２２はチョッパー２
１の出力端子２１a,２１b間に出力される断続電圧を平
滑するコンデンサ（平滑手段）、２３はコンデンサ２２
で平滑された直流電圧Ｖdcを交流電圧に変換するインバ
ータである。このインバータ２３は、先行予熱の間は周
波数ｆ0の交流電圧を出力し、予熱終了後は周波数ｆ1ま
たはｆ2（ｆ1＜ｆ2＜ｆ0）の交流電圧を出力するように
なっている。

【００１５】すなわち、インバータ２３は、所定時間だ
け周波数ｆ0の交流電圧を出力し、その後周波数ｆ1また
はｆ2の交流電圧を出力するように設定されている。ま
た、その交流電圧の大きさは入力電圧Ｖdcに応じた電圧
となるように設定されている。

【００１６】３０は出力トランスであり、この出力トラ
ンス３０には一次,二次巻線３１,３２の他に予熱巻線３
３,３４が設けられている。一次巻線３１の一端はコン
デンサＣaを介してインバータ２３の出力端子２３aに接
続され、一次巻線３１の他端はインバータ２３の出力端
子２３bに接続されている。

【００１７】出力トランス３０の二次巻線３２の一端は
放電灯３５のフィラメント４０の一端に接続され、二次
巻線３２の他端は放電灯３５のフィラメント４１の一端
に接続されている。また、予熱巻線３３の一端はコンデ
ンサＣb1を介してフィラメント４０の一端に接続され、
予熱巻線３３の他端はフィラメント４０の他端に接続さ
れている。同様に、予熱巻線３４の一端はコンデンサＣ
b2を介してフィラメント４１の一端に接続され、予熱巻
線３４の他端はフィラメント４１の他端に接続されてい
る。

【００１８】次に、上記の放電灯用点灯装置の動作を図
３のタイムチャートを参照しながら説明する。

【００１９】先ず、図示しない電源スイッチを入れる
と、整流回路２０は交流電圧を直流電圧に変換して出力
し、この直流電圧がチョッパー２１によって断続されて
出力端子２１aから断続電圧が出力される。このチョッ
パー２１は入力端子２１cの電圧が所定値になるように
断続電圧を出力していくものである。なお、抵抗Ｒ3と
コンデンサＣ1による時定数ＣＲは出力パルス（断続電
圧）の幅Ｔ1（Ｔ1《ＣＲ）より大きく設定され、抵抗Ｒ
3とコンデンサＣ1とがチョッパー２１から出力されて平
滑された電圧Ｖdcを変更する出力変更手段４５を構成し
ている。

【００２０】チョッパー２１の出力端子２１aからパル
スが出力されると、図３に示すように、インバータ２３
に入力する電圧Ｖdcは、コンデンサＣ1の充電電流によ
り入力端子２１cの電圧が、 Ｖdc・Ｒ／（Ｒ1＋Ｒ） ただし、Ｒ＝Ｒ2・Ｒ3／（Ｒ2
＋Ｒ3） となることにより高くなり、コンデンサＣ1の充電電流
の減少により時間の経過とともにＲがＲ2に近づくの
で、Ｖdcが徐々に低下し、Ｃ1の充電電流がなくなると
（ｔ＞ｔ2）、チョッパー２１の入力端子２１cの電圧
が、Ｖdc・Ｒ2／（Ｒ1＋Ｒ2）となり、一定となる。こ
のため、Ｖdcも一定となる。

【００２１】先行予熱時（ｔ＜ｔ1）には、インバータ
２３の出力発信周波数ｆを高くする（ｆ＝ｆ0にす
る）。インバータ２３に入力される電圧Ｖdcは前記時定
数ＣＲより時間が短いことにより、所定電圧Ｖaより大
きい電圧となっている。このため、インバータ２３から
電圧の高い、しかも高い周波数ｆ0の交流電圧が出力さ
れてトランス３０の一次巻線３１に印加する。

【００２２】一次巻線３１に印加する交流電圧が高いこ
とにより、トランス３０の予熱巻線３３,３４には周波
数ｆ0の大きな予熱交流電圧が発生する。そして、この
予熱交流電圧の周波数ｆ0が高いことによりコンデンサ
Ｃb1のインピーダンスが小さくなり、放電灯３５のフィ
ラメント４０,４１には大きな電流が流れる。すなわ
ち、フィラメント４０,４１には大きな予熱電流Ｉ0が流
れ、先行予熱時に大きな予熱電流Ｉ0を流すことができ
ることになる。この予熱電流Ｉ0により予熱が行われ
る。

【００２３】この予熱のときの周波数ｆ0では、放電灯
３５に印加される電圧は出力トランス３０の二次巻線３
２とコンデンサＣcとによるインピーダンスにより図２
に示すように低くなる。このため、フィラメント４０,
４１を傷めることがない。

【００２４】そして、所定の先行予熱周期が終了すると
（時点ｔ1）、すなわち所定時間（ｔ0〜ｔ1）が経過す
るとインバータ２３は出力する交流電圧の周波数をｆ1
に変更して一次巻線３１に印加する。インバータ２３の
入力電圧が低くなっていることにより予熱巻線３３,３
４に生じる予熱交流電圧は小さく、また、交流電圧の周
波数ｆ1も低いことにより、コンデンサＣb1のインピー
ダンスが大きくなり、フィラメント４０,４１に流れる
予熱電流Ｉ1は小さなものとなる。

【００２５】周波数がｆ0からｆ1に切り換わるまでの間
に、放電灯３５の印加電圧ＶHは図２の不点灯時印加電
圧曲線Ｇ1に沿って上昇し、放電灯始動電圧ＶH1以上に
なると放電灯３５が点灯する。放電灯３５が点灯する
と、点灯曲線Ｇ2に示すように周波数ｆに対して印加電
圧ＶHが変化する。

【００２６】また、調光点灯する場合には、時点ｔ2
（ｔ2＞ｔ1）で周波数をｆ2に変更する。

【００２７】このように、高周波専用の放電灯であって
も点灯時にはインバータ２３から出力される電圧と周波
数ｆ1,ｆ2は低いので、フィラメント４０,４１に流れる
予熱電流を小さくすることができ、また、点灯時（時点
ｔ1）における放電灯３５の印加電圧ＶHも低く、急激に
変化していない。このため、制御回路が誤動作したり、
放電灯３５の発光出力が急変して不快感を与えてしまう
こともない。

【００２８】また、上記実施形態によれば、フィラメン
ト４０,４１に予熱電流を流すための予熱巻線３３,３４
を出力トランス３０に設けているので、装置の小型化や
コストの低減を図ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、先行予熱時に大きな予熱電流を流すことができ、高
周波専用の放電灯であっても点灯時には予熱電流を小さ
くすることができ、しかも、小型化やコストの低減を図
ることのでき、さらに、制御回路の誤動作や放電灯の発
光出力の急変が生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る放電灯点灯装置の具体的構成を
示した回路図である。

【図２】放電灯に印加される電圧と周波数の関係を示し
た説明図である。

【図３】放電灯点灯装置の動作を示したタイムチャート
である。

【図４】従来の放電灯点灯装置の構成を示した回路図で
ある。

【図５】他の従来の放電灯点灯装置の構成を示した回路
図である。

【符号の説明】

２３ インバータ ３０ 出力トランス ３１ 一次巻線 ３２ 二次巻線 ３３ 予熱巻線 ３４ 予熱巻線 ３５ 放電灯 ４０ フィラメント ４１ フィラメント ４５ チョッパー出力変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA02 BA05 DB02 DC06 DE06 GB01 HA06 3K098 DD22 EE03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力する直流電圧に応じた交流電圧を出力
   するインバータと、前記交流電圧が一次巻線に印加され
   るトランスと、このトランスの二次側巻線に接続された
   放電灯とを備え、前記インバータに所定電圧を入力させ
   て放電灯を点灯させておく放電灯点灯装置において、 前記放電灯のフィラメントに予熱電流を流す予熱巻線を
   前記トランスに設け、 先行予熱時に前記所定電圧より高い入力電圧をインバー
   タに入力させるとともに、この入力電圧を所定電圧まで
   時間の経過とともに低下させていくことを特徴とする放
   電灯点灯装置。
2. 【請求項２】交流電圧を整流するとともに平滑して直流
   電圧を出力する整流手段と、この整流手段から出力され
   る直流電圧を断続させるチョッパーと、その断続された
   断続電圧を平滑する平滑手段とを有し、 前記チョッパは、先行予熱時に平滑後の電圧の検出比を
   低くし、この検出比を時間の経過とともに高くしていく
   ことを特徴とする請求項１の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】前記インバータの出力周波数を、先行予熱
   時に高くし、この先行予熱時の後低くすることを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の放電灯点灯装置。