JP2003347087A - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常にインバータ回路の起動をスムーズにす
る。 【解決手段】 ＮＰＮ型トランジスタ１５及び出力トラ
ンス１２を設けた１石式インバータ回路１０によって放
電灯１９，２１を点灯制御する放電灯点灯装置におい
て、出力トランスの２次巻線から流れる電流をカレント
トランス２０の１次巻線で検出し、このカレントトラン
スの２次巻線に出力される電流をコンデンサ２５及びダ
イオード２６のみを介してＮＰＮ型トランジスタのベー
ス、エミッタ間にベース電流として流すトランジスタ駆
動回路と、ＮＰＮ型トランジスタをトランジスタ駆動回
路による制御用電流の非通電時に同期してオフ制御する
ＦＥＴ２８と、ＮＰＮ型トランジスタを介して出力トラ
ンスの１次側に流れる電流を検出するための電流検出用
抵抗１６とを備え、電流検出用抵抗をトランジスタ駆動
回路とは別にして接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、１石式インバー
タ回路によって放電灯を点灯制御する放電灯点灯装置及
びこの放電灯点灯装置を使用した照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、１石式インバータ回路によって
放電灯を点灯制御する放電灯点灯装置としては、図６に
示すものが知られている。これは、商用交流電源１に、
サージ吸収回路２や雑音防止回路３を介して全波整流ダ
イオードブリッジ回路４の交流入力端子を接続してい
る。全波整流ダイオードブリッジ回路４の全波整流出力
端子にコンデンサ５を並列に接続し、このコンデンサ５
に、平滑コンデンサ６とインダクタ７との直列回路にダ
イオード８を図示極性にして並列に接続した並列回路と
図示極性のダイオード９との直列回路を並列に接続し、
この直列回路に１石式インバータ回路１０を並列に接続
している。

【０００３】インバータ回路１０は、平滑コンデンサ６
とインダクタ７との直列回路に、ダイオード１１を図示
極性に介して、出力トランス１２の１次巻線１２ｐとイ
ンダクタ１３との直列回路のコンデンサ１４を並列に接
続した並列回路を並列に接続し、前記ダイオード９に、
前記ダイオード１１を介して、スイッチングトランジス
タとしてＮＰＮ型トランジスタ１５のコレクタ、エミッ
タと電流検出用抵抗１６との直列回路を並列に接続して
いる。前記電流検出用抵抗１６に抵抗１７とコンデンサ
１８との直列回路を並列に接続している。

【０００４】前記出力トランス１２の２次巻線１２ｓの
一端に第１放電灯１９の一方のフィラメント電極１９ａ
の一端を接続し、前記２次巻線１２ｓの他端にカレント
トランス２０の１次巻線２０ｐを介して第２放電灯２１
の他方のフィラメント電極２１ｂの一端を接続してい
る。前記出力トランス１２にフィラメント予熱用巻線２
２を設け、この予熱用巻線２２の一端に、コンデンサ２
３を介して前記第１放電灯１９の他方のフィラメント電
極１９ｂの一端を接続し、予熱用巻線２２の他端に、前
記第２放電灯２１の一方のフィラメント電極２１ａの一
端を接続している。前記第１放電灯１９の他方のフィラ
メント電極１９ｂの他端を前記第２放電灯２１の一方の
フィラメント電極２１ａの他端に接続している。前記第
１放電灯１９の一方のフィラメント電極１９ａの他端と
前記第２放電灯２１の他方のフィラメント電極２１ｂの
他端との間にコンデンサ２４を接続している。

【０００５】前記カレントトランス２０の２次巻線２０
ｓの一端を、コンデンサ２５を直列に介し、ダイオード
２６を図示極性に介して前記ＮＰＮ型トランジスタ１５
のベースに接続し、また、前記カレントトランス２０の
２次巻線２０ｓの他端を、前記電流検出用抵抗１６を介
して前記ＮＰＮ型トランジスタ１５のエミッタに接続
し、さらに、前記カレントトランス２０の２次巻線２０
ｓに前記コンデンサ２５を介してダイオード２７を図示
極性にして並列に接続し、トランジスタ駆動回路を形成
している。

【０００６】前記ＮＰＮ型トランジスタ１５のベース、
エミッタ間に、前記電流検出用抵抗１６を介して制御用
トランジスタとしてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
２８を接続している。そして、前記ＦＥＴ２８のゲート
を、ＩＣを内蔵した制御回路２９のＮ5端子に抵抗３０
を介して接続している。

【０００７】前記出力トランス１２の３次巻線１２ｔの
一端を、ダイオード３１を図示極性に介して平滑コンデ
ンサ３２の一端に接続し、３次巻線１２ｔの他端を、前
記平滑コンデンサ３２の他端に接続している。そして、
前記平滑コンデンサ３２の両端から電源Ｖccを取り出
し、これを前記制御回路２９に電源として供給してい
る。すなわち、制御回路２９のＮ1端子とＮ2端子に供給
している。前記３次巻線１２ｔの他端は、前記全波整流
ダイオードブリッジ回路４の全波整流出力端子の負極側
にも接続されている。

【０００８】前記全波整流ダイオードブリッジ回路４の
交流入力端子の一端を、抵抗３３，３４を直列に介して
前記平滑コンデンサ３２の正極端子に接続し、前記全波
整流ダイオードブリッジ回路４の交流入力端子の他端
を、抵抗３５、３６を直列に介して前記制御回路２９の
Ｎ3端子に接続している。そして、前記制御回路２９の
Ｎ3端子とＮ2端子との間に抵抗３７を接続し、Ｎ3端子
とＮ4端子との間に電解コンデンサ３８とダイオード３
９との並列回路を接続している。前記抵抗１７とコンデ
ンサ１８との接続点を前記制御回路２９のＮ6端子に接
続している。

【０００９】この放電灯点灯装置は、交流電源１が投入
されると、抵抗３３、３４を介して制御回路２９に初期
電源が与えられ、制御回路２９が動作を開始するように
なる。制御回路２９はＮ5端子からの信号によってＦＥ
Ｔ２８をオン、オフ制御するようになる。制御回路２９
が動作を開始すると、インバータ回路１０が発振動作を
開始するが、その場合に、ＦＥＴ２８のオフ期間におい
てカレントトランス２０の１次巻線２０ｐがインバータ
回路１０の出力トランス１２の２次巻線Ｓから流れる電
流を検出し、２次巻線２０ｓに電圧を発生させる。これ
により、ＮＰＮ型トランジスタ１５のベース、エミッタ
間にベース電流が流れ、トランジスタ１５がオン動作す
る。そして、所定時間経過後にＦＥＴ２８が制御回路２
９によりオン動作されてＮＰＮ型トランジスタ１５が強
制的にオフ動作される。その後、出力トランス１２の２
次巻線Ｓから流れる電流が停止され、カレントトランス
２０ｓに発生する電圧も停止される。

【００１０】その後、インバータ回路１０の発振に伴っ
て出力トランス１２の２次巻線Ｓにから再び電流が流れ
るようになる。そして、この電流が流れる前に制御回路
２９はＦＥＴ２８をオフ制御する。こうして、カレント
トランス２０の２次巻線２０ｓに電圧が発生し、ＮＰＮ
型トランジスタ１５のベース、エミッタ間にベース電流
が流れ、トランジスタ１５が再びオン動作する。以降、
このような動作が繰り返されることでインバータ回路１
０は発振動作を継続するようになる。

【００１１】そして、動作中に、ＮＰＮ型トランジスタ
１５に流れる電流が増加することがあると、電流検出用
抵抗１６の両端間に発生する電圧が大きくなるので、制
御回路２９はこれをＮ6端子で検出し、ＦＥＴ２８をオ
ン、オフする周期を早める。すなわち、インバータ回路
１０の発振周波数を高めてインバータ回路１０の出力を
低下させる。また、逆に、ＮＰＮ型トランジスタ１５に
流れる電流が減少することがあると、電流検出用抵抗１
６の両端間に発生する電圧が小さくなるので、制御回路
２９はこれをＮ6端子で検出し、ＦＥＴ２８をオン、オ
フする周期を遅くする。すなわち、インバータ回路１０
の発振周波数を低めてインバータ回路１０の出力を増大
させる。このようにして、インバータ回路１０の出力が
常に一定になるように制御している。

【００１２】また、インバータ回路１０の発振動作中に
何らかの原因でＮＰＮ型トランジスタ１５に流れる電流
が異常に大きくなると、電流検出用抵抗１６の両端間に
発生する電圧が異常に大きくなるので、制御回路２９は
これをＮ6端子で検出し、インバータ回路１０の発振周
波数を充分に高めて回路に異常電流が流れるのを防止す
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、この
ような構成の放電灯点灯装置においては、トランジスタ
駆動回路内に電流検出用抵抗１６を介在させているの
で、ＮＰＮ型トランジスタ１５のベース、エミッタ間に
流れるベース電流がこの電流検出用抵抗１６によって消
費されることになる。このため、起動時のようにカレン
トトランス２０の２次巻線２０ｓに発生する電圧が小さ
いときに、ＮＰＮ型トランジスタ１５のベース、エミッ
タ間に充分なベース電流が流れなくなってインバータ回
路１０の起動がスムーズにできなくなるという問題があ
った。そこで、本発明は、常にインバータ回路の起動を
スムーズにできる放電灯点灯装置及びこの放電灯点灯装
置を使用した照明器具を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】 本発明は、スイッチン
グトランジスタ及び出力トランスを設けた１石式インバ
ータ回路と、このインバータ回路の出力トランスの２次
側に接続された放電灯と、出力トランスの２次側に流れ
る電流を１次巻線で検出するカレントトランスと、この
カレントトランスの２次側に流れる電流をスイッチング
トランジスタにオン動作用の制御用電流として通電する
トランジスタ駆動回路と、スイッチングトランジスタを
トランジスタ駆動回路による制御用電流の非通電時に同
期してオフ制御する制御用トランジスタと、トランジス
タ駆動回路とは別にして接続され、スイッチングトラン
ジスタを介して出力トランスの１次側に流れる電流を検
出するための電流検出用抵抗とを備えたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）なお、この実施の形態における放
電灯点灯装置の構成は基本的には前述した図６の構成と
同じである。従って、同一の部分には同一の符号を付
し、異なる部部について述べる。

【００１６】図１に示すように、カレントトランス２０
の２次巻線２０ｓの一端を、コンデンサ２５を直列に介
し、ダイオード２６を図示極性に介してＮＰＮ型トラン
ジスタ１５のベースに接続し、また、前記カレントトラ
ンス２０の２次巻線２０ｓの他端を前記ＮＰＮ型トラン
ジスタ１５のエミッタに接続し、さらに、前記カレント
トランス２０の２次巻線２０ｓに前記コンデンサ２５を
介してダイオード２７を図示極性にして並列に接続し、
トランジスタ駆動回路を形成している。すなわち、電流
検出用抵抗１６をトランジスタ駆動回路とは別にして接
続している。また、制御回路として前述した制御回路２
９とは若干制御が異なる制御回路２９１を使用してい
る。

【００１７】この構成においては、カレントトランス２
０の２次巻線２０ｓに電圧が発生することでＮＰＮ型ト
ランジスタ１５のベース、エミッタ間に流れる電流は、
コンデンサ２５、ダイオード２６を介してのみ流れ、電
流検出用抵抗１６に流れることはない。従って、ベース
電流が電流検出用抵抗１６によって消費されることはな
く、起動時のようにカレントトランス２０の２次巻線２
０ｓに発生する電圧が小さくてもＮＰＮ型トランジスタ
１５には充分なベース電流が流れるので、インバータ回
路１０の起動が常にスムーズにできるようになる。

【００１８】また、放電灯１９、２１のいずれか一方、
あるいは両方が離脱されることがあると、インバータ回
路１０の出力が低下し、平滑コンデンサ３２に発生する
電圧Ｖccが低下する。これにより、制御回路２９１内の
ＩＣの動作が不安定になる。すなわち、制御回路２９１
内のＩＣ動作と電圧Ｖccとの関係は、図２に示すよう
に、電圧ＶccがＶ1以上のときにはＩＣは起動し、Ｖ2以
下に低下するとＩＣの動作は停止する。すなわち、ＩＣ
は一旦起動すると電圧ＶccがＶ2以下に低下しないと動
作を停止することはない。そして、電圧ＶccがＶ1以上
になるとＩＣが起動してインバータ回路１０が発振動作
を開始し、この発振は電圧ＶccがＶ2以下になるまで継
続する。このように放電灯の離脱によりインバータ回路
１０の出力が低下すると、インバータ回路１０は間欠発
振を繰り返すようになる。

【００１９】ところで、装置の動作時とインバータ回路
１０の発振周波数の関係は、図３に示すように、予熱時
には発振周波数は高く、始動時、点灯時になるに従って
発振周波数は徐々に低下する。発振周波数とインバータ
回路１０の出力との関係は、発振周波数が高ければ出力
が小さく、発振周波数が低下すると出力は大きくなる。
そして、従来は、間欠発振になると、図中点線で示すよ
うに発振周波数が点灯時よりもさらに低下し、このた
め、インバータ回路１０の出力が増大し、ＮＰＮ型トラ
ンジスタ１５等に過度の負担を掛けるという問題があっ
た。

【００２０】そこで、この実施の形態においては、イン
バータ回路１０が間欠発振するようになると、そのとき
の電圧Ｖccの変化を制御回路２９１が検出してＦＥＴ２
８をオン、オフ制御するタイミングを変化させ、図中実
線で示すようにインバータ回路１０の発振周波数を、予
熱時の発振周波数と始動時の発振周波数の範囲になるよ
うに高くする。これにより、インバータ回路１０の出力
が低下され、ＮＰＮ型トランジスタ１５等に過度の負担
が掛かるのを防止する。

【００２１】（第２の実施の形態）なお、前述した実施
の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は
省略する。図４に示すように、出力トランス１２に設け
たフィラメント予熱用巻線２２を無くし、出力トランス
１２の３次巻線１２ｔの一端を、第１放電灯１９の他方
のフィラメント電極１９ｂ、第２放電灯２１の一方のフ
ィラメント電極２１ａ、ダイオード３１を直列に介して
平滑コンデンサ３２の正極端子に接続している。

【００２２】前記ダイオード３１と平滑コンデンサ３２
の直列回路にコンデンサ４０と抵抗４１との直列回路を
並列に接続している。また、抵抗３３、３４を無くし、
代わって前記第１放電灯１９の一方のフィラメント電極
１９ａの他端を、抵抗４２、４３を直列に介し、さら
に、ダイオード４４を図示極性に介して前記平滑コンデ
ンサ３２の正極端子に接続している。

【００２３】この構成においては、放電灯１９の他方の
フィラメント電極１９ｂ及び放電灯２１の一方のフィラ
メント電極２１ａの、いずれか一方、あるいは両方が離
脱されることがあると、平滑コンデンサ３２への通電路
が断たれるので、電圧Ｖccが直ちに低下し、その結果、
制御回路２９はＦＥＴ２８をオフ制御してインバータ回
路１０の発振を直ちに停止させる。また、フィラメント
予熱用巻線を無くしているので、出力トランス１２を小
形化できる。

【００２４】なお、この実施の形態においてもカレント
トランス２０の２次巻線２０ｓをコンデンサ２５、ダイ
オード２６のみを介してＮＰＮ型トランジスタ１５のベ
ース、エミッタ間に接続しているので、前述した実施の
形態と同様、インバータ回路１０の起動を常にスムーズ
にすることができる。

【００２５】なお、前述した各実施の形態においては、
スイッチングトランジスタとして、ＮＰＮ型トランジス
タを使用したがこれに限定するものではなく、ＦＥＴを
使用してもよい。

【００２６】（第３の実施の形態）この実施の形態は前
述した各実施の形態の放電灯点灯装置を組み込んだ照明
器具について述べる。図５は、照明器具１００を示し、
この照明器具１００は、照明器具本体１０１のソケット
１０２，１０３にそれぞれ放電灯１０４、１０５を取付
け、内部に前述した各実施の形態のいずれかの放電灯点
灯装置１０６を組み込み、この放電灯点灯装置１０６に
よって放電灯１０４、１０５を点灯するようになってい
る。

【００２７】このようにして、前述した実施の形態の放
電灯点灯装置を組み込んだ照明器具が実現できる。すな
わち、放電灯点灯装置１０６は常にインバータ回路の起
動をスムーズにできるので、照明器具としてスムーズな
点灯ができる。なお、前述した各実施の形態は、２灯点
灯用の放電灯点灯装置について述べたがこれに限定する
ものではなく、１灯点灯用のものであっても３灯以上の
点灯用のものであってもよい。

【００２８】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、インバータ
回路はスムーズに起動することができる。また、請求項
２の発明によれば、インバータ回路の起動をスムーズに
できる放電灯点灯装置を使用し、これによりスムーズな
点灯ができる照明器具を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す放電灯点灯
装置の回路構成図。

【図２】 同実施の形態において、制御回路内のＩＣの
動作が不安定なときのＩＣ動作と電圧Ｖccとの関係を示
すグラフ。

【図３】 同実施の形態における、予熱時、始動時、点
灯時及び間欠発振時のインバータ回路の発振周波数を示
すグラフ。

【図４】 本発明の第２の実施の形態を示す放電灯点灯
装置の回路構成図。

【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す照明器具の
構成図。

【図６】 従来例を示す回路構成図。

【符号の説明】

１０…インバータ回路、１２…出力トランス、１５…Ｎ
ＰＮ型トランジスタ（スイッチングトランジスタ）、１
６…電流検出用抵抗、１９，２１…放電灯、２０…カレ
ントトランス、２８…ＦＥＴ（制御用トランジスタ）、
２９，２９１…制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチングトランジスタ及び出力トラ
   ンスを設けた１石式インバータ回路と；このインバータ
   回路の出力トランスの２次側に接続された放電灯と；前
   記出力トランスの２次側に流れる電流を１次巻線で検出
   するカレントトランスと；このカレントトランスの２次
   側に流れる電流を前記スイッチングトランジスタにオン
   動作用の制御用電流として通電するトランジスタ駆動回
   路と；前記スイッチングトランジスタを前記トランジス
   タ駆動回路による制御用電流の非通電時に同期してオフ
   制御する制御用トランジスタと；前記トランジスタ駆動
   回路とは別にして接続され、前記スイッチングトランジ
   スタを介して前記出力トランスの１次側に流れる電流を
   検出するための電流検出用抵抗と；を備えたことを特徴
   とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の放電灯点灯装置と；この
   放電灯点灯装置を収容する照明器具本体と；を備えたこ
   とを特徴とする照明器具。