JP2004047234A - Discharge lamp lighting device and illuminating system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路により放電ランプを点灯させる放電灯点灯装置および照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の放電灯点灯装置としては、たとえば特開2000−58284号公報に記載の構成が知られている。この特開2000−58284号公報に記載の放電灯点灯装置は、電源に昇圧チョッパ回路を接続し、この昇圧チョッパ回路にインバータ回路を接続し、このインバータ回路により始動時には始動パルスを高圧放電ランプに印加し、始動、点灯させるものである。
【0003】
そして、始動時には高圧放電ランプの放電を開始させるため、放電電圧より高い電圧の始動パルスを高圧放電ランプに印加する必要があり、昇圧チョッパ回路の出力を最大にした状態でインバータ回路に電力を供給し、高圧放電ランプに始動パルスを印加している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チョッパ回路の出力を大きくしている状態で、インバータ回路により始動パルスを出力すると、チョッパ回路のストレスが大きくなりチョッパ回路を大型化する必要が生じる問題を有している。
【0005】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、放電ランプを確実に始動できる放電灯点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の放電灯点灯装置は、電極および始動補助体を備え電極および始動補助体間に浮遊容量を有する放電ランプが接続され、共振インダクタおよび共振コンデンサを有し、共振コンデンサの容量は放電ランプの浮遊容量の100倍以上の容量であるLC共振回路を含む主回路と;この主回路が出力側に接続されこの主回路を介して放電ランプを始動、点灯させ、主回路のLC共振回路の無負荷時の共振周波数で動作するインバータ回路とを具備したもので、共振コンデンサの容量を放電ランプの浮遊容量の100倍以上の容量としたため、放電ランプの浮遊容量にばらつきが生じていても、共振コンデンサおよび共振インダクタの共振に影響を与えずに、放電ランプの点灯していない無負荷時の共振周波数が変化しないため、インバータ回路は無負荷時の共振周波数で動作する。
【0007】
請求項2記載の放電灯点灯装置は、電極および始動補助体を備え電極および始動補助体間に浮遊容量を有する放電ランプが接続され、共振インダクタを有し放電ランプの浮遊容量および共振インダクタで共振するLC共振回路を含む主回路と;この主回路が出力側に接続されこの主回路を介して放電ランプを始動、点灯させ、主回路のLC共振回路の無負荷時の共振周波数で動作するインバータ回路とを具備したもので、放電ランプの電極および始動補助体の間の浮遊容量で共振させることにより、LC共振回路の共振コンデンサが不要になり回路構成を簡単にして確実に動作するとともに、放電ランプが接続されていない状態ではLC共振回路は共振せず、不要なストレスなどが生じない。
【0008】
請求項3記載の照明装置は、請求項1または2記載の放電灯点灯装置と;この放電灯点灯装置で点灯される放電ランプが取り付けられる器具本体とを具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の照明装置の一実施の形態を図面に示すスポットライトを参照して説明する。
【0010】
図1は放電灯点灯装置を示す回路図、図2はスポットライトを示す断面図、図3は高圧放電ランプの一部を切り欠いて示す側面図、図4は高圧放電ランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【0011】
図2に示すように、照明装置としてのスポットライト1は器具本体としてのスポットライト本体2を備え、このスポットライト本体2は天井などに取り付けられる天井取付部3を有し、この天井取付部3にアーム4が設けられている。また、アーム4には前面が開口し内部が中空なケース体5が取り付けられ、このケース体1の前面の開口に臨んでライト部6が設けられている。そして、このライト部6は、筒状の基体部7を有し、この基体部7の基端側には回転反射面が形成された反射体8が取り付けられ、この反射体8の基端側にはランプソケット11が設けられ、基体部7の先端には開口を閉塞する前面ガラス12が設けられている。さらに、ランプソケット11にはたとえば20Wセラミックメタルハライドランプなどの高圧放電ランプ15が装着され、この高圧放電ランプ15の先端部分には筒状の遮光体16が間隙を介して取り付けられている。そして、このランプソケット11には、スポットライト本体2とは別個で配設された図1に示す放電灯点灯装置18が電気的に接続される。
【0012】
また、高圧放電ランプ15は、図3に示すように、ランプ基体21を有し、このランプ基体21にはランプソケット11に電気的および機械的に接続される口金22が形成され、先端側には透光性を有する先端が円弧状に閉塞され内部が真空の筒状の外管23を有している。そして、外管23内には、発光管24が収納されており、この発光管24は透光性セラミック容器の放電容器25を有し、この放電容器25は断面がほぼ真円のほぼ球状の包囲部26と、この包囲部26の上下方向にそれぞれ曲面で連続して形成されたキャピラリといわれる小径筒部27,28が上下対称に形成されている。また、それぞれの小径筒部27,28の先端はシール31,32により閉塞され、小径筒部27のシール31には上部側の上部導入導体33が挿入され、小径筒部28のシール32には下部側の下部導入導体34が挿入されている。さらに、上部導入導体33には口金22に電気的に接続された外部接続端子35が電気的に接続され、この外部接続端子35は下側の小径筒部28の周囲に巻回された始動補助体としての金属コイル36に電気的に接続されるとともに、ゲッタ37が支持されている。また、下部導入導体34には上側の小径筒部27の周囲に巻回された始動補助体としての金属コイル38が電気的に接続され、下部導入導体34も外部接続端子35とは電気的に絶縁された状態で口金22に電気的に接続されている。そして、電極41,44および金属コイル36,38などの間で浮遊容量を形成している。
【0013】
さらに、放電容器25の内部には、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)などの始動ガスを含む放電ガスが封入され、上側の小径筒部27内には上部導入導体33に電気的に接続された上部側の電極41が取り付けられ、この電極41は上部導入導体33に接続された軸部42および包囲部26内に位置し軸部42の先端に取り付けられたコイル部43を有しており、一方、下側の小径筒部28内には下部導入導体34に電気的に接続された下側の電極44が上部側の電極41に対向して設けられ、この下部側の電極44は下部導入導体34に接続された軸部45および包囲部26内に位置し軸部45の先端に取り付けられ上側のコイル部43に対向する下側のコイル部46を有している。そして、電極41に対して極性の異なる金属コイル36が対向し、電極44に対しても同様に極性の異なる金属コイル38が対向し、電極41,44および金属コイル36,38などの間で浮遊容量を形成している。
【0014】
次に、放電灯点灯装置18を図1を参照して説明する。
【0015】
まず、商用交流電源eにヒューズF、抵抗R1を介してノイズフィルタ回路51が接続され、このノイズフィルタ回路51はコンデンサC1およびトランスTr1が接続されて形成され、チョッパ回路52に接続されている。
【0016】
このチョッパ回路52は、トランスTr1にダイオードD1〜D4の全波整流手段としてのダイオードブリッジ53の交流入力端子が接続され、このダイオードブリッジ53の出力端子には平滑手段となる平滑用のコンデンサC2が接続され、このコンデンサC2にはチョッパ部54が接続されている。また、チョッパ部54は、コンデンサC2に対して並列にインダクタL1、スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ1および電流検出用の抵抗R2の直列回路が接続され、電界効果トランジスタQ1および抵抗R2の直列回路にはダイオードD5およびコンデンサC3の直列回路が接続されている。
【0017】
さらに、コンデンサC2に対して並列に、入力電圧を検出する分圧用の抵抗R4および抵抗R5の直列回路が接続され、これら抵抗R4および抵抗R5の接続点にはチョッパ回路制御手段となるたとえばSTマイクロ社製型番L6561のIC55の3番ピンに接続されている。また、同様に、コンデンサC2に対して並列に、抵抗R6、抵抗R7およびコンデンサC4の時定数回路で構成される起動回路となるとともに電源を構成する直列回路が接続され、抵抗R7およびコンデンサC4の接続点はIC55の8番ピンに接続されている。さらに、インダクタL1には、インダクタL1に流れる電流を検出する検出巻線L2が磁気的に結合され、この検出巻線L2は抵抗R3を介してIC55の5番ピンに接続されるとともに、IC55の6番ピンおよびダイオードブリッジ53の負極に接続される。また、検出巻線L2および抵抗R3の接続点は、コンデンサC5、抵抗R8、ダイオードD6およびコンデンサC6の直列回路を介してダイオードブリッジ53の負極に接続され、ダイオードD6およびコンデンサC6の直列回路に対して並列にツェナダイオードZD1が接続され、ダイオードD6およびコンデンサC6の接続点にはIC55の8番ピンが接続されている。
【0018】
また、IC55の1番ピンおよび2番ピンの間にはコンデンサC7が接続され、IC55の3番ピンはコンデンサC8を介してダイオードブリッジ53の負極に接続されている。さらに、IC55の4番ピンは電界効果トランジスタQ1および抵抗R2の接続点に接続され、IC55の7番ピンは抵抗R9を介して電界効果トランジスタQ1のゲートに接続されている。
【0019】
なお、チョッパ回路52のIC55を起動する起動回路の抵抗R6、抵抗R7、コンデンサC4およびコンデンサC6の時定数を1秒ないし3秒、好ましくは2秒程度に設定している。
【0020】
さらに、コンデンサC3に対して並列に出力設定回路56が接続されている。この出力設定回路56は、コンデンサC3に対して並列に抵抗R11、抵抗R12および抵抗R13の直列回路が接続され、抵抗R11および抵抗R12の接続点は逆極性のダイオードD7を介して、抵抗R12および抵抗R13の接続点は順極性のダイオードD8を介して、それぞれIC55のフィードバック用の1番ピンに接続されている。なお、この1番ピンに入力される電圧により、電界効果トランジスタQ1の動作を制御して、チョッパ回路52が一定の出力電圧になるように制御する。
【0021】
そして、チョッパ回路52には、ハーフブリッジ形のインバータ回路61が接続され、このインバータ回路61はスイッチング素子としての電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3の直列回路を有し、電界効果トランジスタQ3には、直流カット用のコンデンサC11には主回路62が接続され、この主回路62は、直流カット用のコンデンサC11、共振インダクタとしてのバラストL3、共振コンデンサとしてのコンデンサC12およびコンデンサC13の直列回路のLC共振回路63、および、抵抗R14および抵抗R14に対して並列に接続されたダイオードD12およびダイオードD11の直列回路の電流検出回路64が接続されている。なお、LC共振回路63の共振周波数は、20kHzから500kHzの範囲のいずれかの周波数であり、共振コンデンサとしてのコンデンサC12およびコンデンサC13の合成容量は、高圧放電ランプ15の電極41,44および金属コイル36,38などの間の浮遊容量より100倍程度大きな容量である。
【0022】
また、インバータ回路61は制御回路65を有し、この制御回路65はダイオードD5および電界効果トランジスタQ2の接続点から抵抗R15および抵抗R16の直列回路が接続され、進相発振検出手段およびパルス波高制御回路としても機能するインバータ回路制御手段としてのたとえばフィリップスセミコンダクタ社製型番UBA2021のIC66の13番ピンに接続され、このIC66の5番ピンおよび7番ピン間にコンデンサC15が接続され、抵抗R15、抵抗R16およびコンデンサC15の時定数回路で構成される起動回路が形成され、このコンデンサC15に対して並列にダイオードD15およびダイオードD16の直列回路が接続され、ダイオードD15およびダイオードD16の接続点は、コンデンサC16を介して電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3の接続点に接続され、コンデンサC16、ダイオードD15、ダイオードD16およびコンデンサC15でIC66の電源を構成している。
【0023】
さらに、抵抗R16は電界効果トランジスタQ4のゲートに接続され、この電界効果トランジスタQ4のソース、ドレイン間には抵抗R17および抵抗R18の直列回路が接続され、抵抗R17および抵抗R18の接続点は抵抗R19を介してIC66の10番ピンに接続され、抵抗R18および抵抗R19の直列回路に対して並列にコンデンサC17が接続されている。また、電界効果トランジスタQ4のソースはコンデンサC18を介してIC66の14番ピンに、コンデンサC19を介してIC66の12番ピンに、コンデンサC20を介してIC66の8番ピンに、そのままIC66の11番ピンに接続されている。
【0024】
また、IC66の5番ピンおよび9番ピンの間には抵抗R21が接続され、IC66の9番ピンおよび7番ピンの間には抵抗R22が接続され、IC66の1番ピンおよび3番ピンの間にはコンデンサC21が接続され、このIC66の3番ピンは電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3の接続点に接続されている。そして、インバータ回路61の電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3を高圧放電ランプ15が点灯していない無負荷共振時の共振周波数である上述の20kHzから500kHzの範囲の設定されている周波数で動作させる。
【0025】
さらに、IC66の2番ピンには電界効果トランジスタQ2のゲートが接続され、IC66の6番ピンには電界効果トランジスタQ3のゲートが接続され、電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3を交互に、オン、オフする。
【0026】
なお、インバータ回路61のIC66を起動する起動回路の抵抗R15、抵抗R16およびコンデンサC15の時定数を1秒以内に設定し、チョッパ回路52のIC55を起動する起動回路の抵抗R6、抵抗R7、コンデンサC4およびコンデンサC6の時定数の2秒程度より短くすることにより、電源投入後設定された時間が経過した後にまずIC66が動作してインバータ回路61が出力し、その後、IC55が動作してチョッパ回路52が出力するようにしている。
【0027】
また、バラストL3およびコンデンサC12の接続点には、高圧放電ランプ15の一端が接続され、この高圧放電ランプ15の他端はランプ電力検出回路67を介して電界効果トランジスタQ3および抵抗R14の接続点に接続されている。
【0028】
そして、ランプ電力検出回路67は、高圧放電ランプ15に対して直列に比較的抵抗値の小さい電流検出用の抵抗R31が接続され、高圧放電ランプ15に対して並列に抵抗R31に比べてそれぞれ十分に抵抗値が高い抵抗R32および抵抗R33の直列回路が並列に接続されている。また、抵抗R32および抵抗R33の接続点はダイオードD17および抵抗R34を介してダイオードD7およびダイオードD8の接続点に接続され、ダイオードD17および抵抗R34の接続点はコンデンサC21を介して電界効果トランジスタQ3および抵抗R14の接続点に接続されている。
【0029】
また、高圧放電ランプ15およびランプ電力検出回路67に対して並列に始動パルス発生回路68を接続し、この始動パルス発生回路68は高圧放電ランプ15および抵抗R31に対して並列に、抵抗R36および抵抗R37の直列回路を接続し、抵抗R36および抵抗R37の接続点にコンデンサC22を接続し、このコンデンサC22にダイオードD21およびダイオードD22を介してそれぞれコンデンサC23の両端に接続している。さらに、コンデンサC23に対して並列に、ツェナダイオードZD2およびコンデンサC24の直列回路を接続し、コンデンサC24に対して並列に抵抗R38を接続し、ツェナダイオードZD2およびコンデンサC24の接続点を電界効果トランジスタQ5のゲートに接続し、この電界効果トランジスタQ5のドレイン、ソースをIC66の5番ピンおよび7番ピンにそれぞれ接続する。
【0030】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【0031】
まず、商用交流電源eを投入すると、ダイオードブリッジ53で全波整流し、コンデンサC2で平滑してチョッパ回路52に直流電圧を印加する。さらに、コンデンサC3で平滑され、インバータ回路61に直流電圧を印加する。IC55は電源投入後2秒程度動作しないので、チョッパ回路57は動作せず昇圧しないコンデンサC3の電圧のそのままの出力電圧を出力している状態である。
【0032】
そして、IC66は電源投入後1秒以内に動作を開始するため、チョッパ回路52が動作を開始する前にLC共振回路63の無負荷共振周波数で電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3を交互にオン、オフさせ、LC共振回路63により共振した電圧を高圧放電ランプ15に印加する。なお、電流検出回路64により主回路62の電流を検出してIC66の進相発振検出手段としての機能により、インバータ回路61が進相領域の周波数で発振している場合には、無負荷共振周波数付近の周波数で動作するように制御する。そして、高圧放電ランプ15は、点灯していない無負荷状態であるため電圧が高い状態であり抵抗R36および抵抗R37の電圧も上昇し、ツェナダイオードZD2がオンし、コンデンサC24を充電する。このコンデンサC24が充電されると電界効果トランジスタQ5をオンし、IC66の5番ピンおよび7番ピン間を短絡してコンデンサC15を短絡させて、IC66の出力を停止させて電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3のいずれもオフ状態にする。すなわち、IC66のオンしている状態ではインバータ回路61から高周波交流を出力し、IC66のオフしている状態ではインバータ回路61の出力を停止して、始動パルスを高圧放電ランプ15に印加する。このとき抵抗R14に流れる電流を検出してIC66は電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3のオン、オフを制御し、始動パルスの波高が一定になるように制御する。なお、始動パルスのオン時間はコンデンサC24の充電時間で設定し、オフ時間はコンデンサC24の放電時間、および、抵抗R15、抵抗R16およびコンデンサC15で決まるIC66の電源の充電時定数を用いて設定する。
【0033】
そして、高圧放電ランプ15がグロー放電を開始する電源投入後2秒程度たった後、チョッパ回路52のIC55が動作を開始し、高圧放電ランプ15がグロー放電を開始すると高圧放電ランプ15の電圧が低下し、抵抗R32および抵抗R33の電圧が低下するとともに抵抗R31の電圧が上昇し、これらの加算された電圧が高圧放電ランプ15の電力でありダイオードD7およびダイオードD8の接続点に印加されるが、高圧放電ランプ15が点灯していない状態と比較してダイオードD7およびダイオードD8の電圧は低下するため、ダイオードD8を介して電流をIC55の1番ピンに入力してIC55は電界効果トランジスタQ1をオン、オフさせ、出力設定回路56で設定されている最大の電圧でチョッパ回路52を動作させて昇圧し、インバータ回路61に昇圧した電圧を印加して、この昇圧した電圧によりインバータ回路61は動作し、高圧放電ランプ15に電圧を印加して、グローアーク転移を確実にする。なお、高圧放電ランプ15の電流を検出するのも抵抗R31であり、電圧を検出するのも抵抗R32,R33であり、いずれも抵抗成分であるため、電流および電圧を同相で検出できるため、電流および電圧を加算することにより、高圧放電ランプ15の電力を検出できる。このように、インバータ回路61が動作した後の所定時間にチョッパ回路52が動作するので、特にネオン(Ne)、アルゴン(Ar)を用いた高圧放電ランプ15では、アーク転移のために1秒ないし3秒程度は高い開放電圧が印加されてグロー放電時間を確保してグローアーク転移時間を適切にでき、高圧放電ランプ15にストレスがかかることを防止する。
【0034】
また、チョッパ回路52は、入力電圧に対応する抵抗R4および抵抗R5の電位、および、高圧放電ランプ15の電力に対応するダイオードD7およびダイオードD8の電位に基づき、出力設定回路56で設定される出力電圧の範囲内でチョッパ回路52の出力電圧を制御する。
【0035】
さらに、抵抗R15および抵抗R16により電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3に印加される電圧を検知して、電界効果トランジスタQ4のソース、ドレイン間の見掛け上の抵抗値を変化させて、電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3の周波数を制御して、インバータ回路61の出力を制御する。
【0036】
上記実施の形態によれば、共振コンデンサであるコンデンサC12およびコンデンサC13の合成容量を高圧放電ランプ15の浮遊容量の100倍以上にしたため、高圧放電ランプ15の浮遊容量にばらつきがあっても高圧放電ランプ15の浮遊容量を無視でき、LC共振回路63の共振周波数に影響を与えないため、高圧放電ランプ15が点灯していない無負荷状態でインバータ回路61により生ずる始動パルスの電圧をLC共振回路63の共振により高くすることができ、高圧放電ランプ15を確実に始動できる。
【0037】
そして、グロー放電時間を確保することにより、高圧放電ランプ15のいずれの電極41,44も十分に加熱昇温させることができるため、いずれか一方の電極41,44のみがアンバランスに昇温して半波アークが生ずることがなくなり、グロー側となった電極41,44のスパッタが促進され、点滅黒化特性が低下して、発光効率が低下することを防止する。
【0038】
さらに、始動パルスの発生している状態では、チョッパ回路52を動作させないことにより、チョッパ回路52にかかるストレスも小さくできるため、電界効果トランジスタQ1その他の部品の耐電圧を低くでき、チョッパ回路52の小型化も図れる。
【0039】
なお、上記実施の形態では、インバータ回路61が起動した後チョッパ回路52が起動するまでの間の所定時間は、チョッパ回路52を動作させていないが、出力設定回路56により始動パルスが出力されている状態で、チョッパ回路52の出力電圧で設定できる最低の電圧で一定の状態にするようにしてもよい。
【0040】
次に、他の実施の形態を図5を参照して説明する。
【0041】
図5は他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図で、基本的には図1に示す放電灯点灯装置18と同様の回路で、共振コンデンサとしてのコンデンサC12およびコンデンサC13が除かれ、高圧放電ランプ15の浮遊容量および共振インダクタとしてのバラストL3により共振させる。なお、高圧放電ランプ15は、外管23と発光管24の二重間構造であり、外管23内が真空であるため、浮遊容量間に充分に高い電圧を発生できる。
【0042】
そして、基本的な動作も図1に示す放電灯点灯装置18と同様であるが、高圧放電ランプ15およびバラストL3などの共振によりLC共振回路63の無負荷時の共振周波数が決定され、仮に高圧放電ランプ15の浮遊容量にばらつきがあったとしても、IC66の進相発振検出機能によりIC66はインバータ回路61の発振周波数を常に無負荷共振周波数に合わせて発振するため、LC共振回路63により確実に共振させることができ、インバータ回路61により十分に高い電圧の始動パルスを得ることができる。
【0043】
また、高圧放電ランプ15が外れている状態では、共振コンデンサとなる高圧放電ランプ15がなくなり、LC共振回路63は共振しないため共振電圧が生じず、高い電圧の始動パルスを発生しないため、インバータ回路61などにストレスを与えたり、雑音が発生することを防止する。
【0044】
さらに、高圧放電ランプ15が寿命末期などで外管23内に発光管24からガスが流出した場合、あるいは、外管23がリークした場合には、比較的低い電圧で浮遊容量間で放電が起こり、電極41,44間で放電を開始させることができなくなり、異常放電を防止する。
【0045】
【発明の効果】
請求項1記載の放電灯点灯装置によれば、共振コンデンサの容量を放電ランプの浮遊容量の100倍以上の容量としたため、放電ランプの浮遊容量にばらつきが生じていても、共振コンデンサおよび共振インダクタの共振に影響を与えずに、放電ランプの点灯していない無負荷時の共振周波数が変化しないため、インバータ回路は無負荷時の共振周波数で確実に動作できる。
【0046】
請求項2記載の放電灯点灯装置によれば、放電ランプの電極および始動補助体の間の浮遊容量で共振させることにより、LC共振回路の共振コンデンサが不要になり回路構成が簡単して確実に動作できるとともに、放電ランプが接続されていない状態ではLC共振回路は共振せず、不要にストレスなどが生じることを防止できる。
【0047】
請求項3記載の照明装置によれば、請求項1または2記載の放電灯点灯装置で点灯される放電ランプが取り付けられる器具本体を具備したので、それぞれの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放電灯点灯装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図2】同上スポットライトを示す断面図である。
【図3】同上高圧放電ランプの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図4】同上高圧放電ランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【図5】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図である。
【符号の説明】
1 照明装置としてのスポットライト
2 器具本体としてのスポットライト本体
15 高圧放電ランプ
18 放電灯点灯装置
36,38 始動補助体としての金属コイル
41,44 電極
61 インバータ回路
62 主回路
63 LC共振回路
C12,C13 共振コンデンサ
L3 共振インダクタとしてのバラスト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device and a lighting device for lighting a discharge lamp by an inverter circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a discharge lamp lighting device of this type, for example, a configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-58284 is known. In the discharge lamp lighting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-58284, a step-up chopper circuit is connected to a power supply, and an inverter circuit is connected to the step-up chopper circuit. Apply, start and light.
[0003]
At the time of starting, in order to start the discharge of the high-pressure discharge lamp, it is necessary to apply a starting pulse of a voltage higher than the discharge voltage to the high-pressure discharge lamp, and supply power to the inverter circuit with the output of the boost chopper circuit maximized. Then, a starting pulse is applied to the high-pressure discharge lamp.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a starting pulse is output by the inverter circuit in a state where the output of the chopper circuit is increased, there is a problem that the stress of the chopper circuit is increased and the size of the chopper circuit needs to be increased.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a discharge lamp lighting device and a lighting device that can reliably start a discharge lamp.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A discharge lamp lighting device according to
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a discharge lamp lighting device including an electrode and a starting auxiliary body, wherein a discharge lamp having a stray capacitance is connected between the electrode and the starting auxiliary body, and a resonant inductor is provided. A main circuit including an LC resonance circuit that operates; an inverter that is connected to the output side, starts and lights a discharge lamp through the main circuit, and operates at a resonance frequency of the LC resonance circuit of the main circuit when no load is applied. Circuit, and resonates with the stray capacitance between the electrode of the discharge lamp and the starting auxiliary body, eliminating the need for a resonance capacitor in the LC resonance circuit, simplifying the circuit configuration, and ensuring reliable operation. In a state where the lamp is not connected, the LC resonance circuit does not resonate and unnecessary stress does not occur.
[0008]
A lighting device according to a third aspect includes the discharge lamp lighting device according to the first or second aspect; and a fixture main body to which a discharge lamp to be lighted by the discharge lamp lighting device is attached, and has respective functions. .
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a lighting device of the present invention will be described with reference to a spotlight shown in the drawings.
[0010]
1 is a circuit diagram showing a discharge lamp lighting device, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a spotlight, FIG. 3 is a side view showing a part of the high-pressure discharge lamp cut away, and FIG. FIG.
[0011]
As shown in FIG. 2, a
[0012]
As shown in FIG. 3, the high-
[0013]
Further, a discharge gas including a starting gas such as neon (Ne) or argon (Ar) is sealed in the
[0014]
Next, the discharge
[0015]
First, a
[0016]
In the
[0017]
Further, a series circuit of a voltage dividing resistor R4 and a resistor R5 for detecting an input voltage is connected in parallel with the capacitor C2, and a connection point of the resistor R4 and the resistor R5 serves as a chopper circuit control means such as an ST microcontroller. It is connected to the No. 3 pin of IC55 of model number L6561. Similarly, in parallel with the capacitor C2, a starting circuit composed of a time constant circuit of the resistors R6, R7 and the capacitor C4 and a series circuit constituting a power supply are connected, and the resistor R7 and the capacitor C4 are connected. The connection point is connected to the eighth pin of the
[0018]
A capacitor C7 is connected between the first and second pins of the
[0019]
The time constant of the resistor R6, the resistor R7, the capacitor C4, and the capacitor C6 of the starting circuit for starting the
[0020]
Further, an
[0021]
A half-bridge
[0022]
The
[0023]
Further, the resistor R16 is connected to the gate of the field effect transistor Q4, a series circuit of the resistors R17 and R18 is connected between the source and the drain of the field effect transistor Q4, and the connection point of the resistors R17 and R18 is connected to the resistor R19. Is connected to the 10th pin of the
[0024]
A resistor R21 is connected between the fifth and ninth pins of the
[0025]
Further, the gate of the field effect transistor Q2 is connected to the second pin of the
[0026]
The time constant of the resistor R15, the resistor R16 and the capacitor C15 of the starting circuit for starting the
[0027]
One end of the high-
[0028]
In the lamp
[0029]
A starting
[0030]
Next, the operation of the above embodiment will be described.
[0031]
First, when the commercial AC power supply e is turned on, full-wave rectification is performed by the
[0032]
Since the
[0033]
Then, about two seconds after the power supply at which the high-
[0034]
The
[0035]
Further, the voltage applied to the field effect transistor Q2 and the field effect transistor Q3 is detected by the resistors R15 and R16, and the apparent resistance value between the source and the drain of the field effect transistor Q4 is changed. The output of the
[0036]
According to the above embodiment, the combined capacitance of the capacitors C12 and C13, which are resonance capacitors, is set to be 100 times or more the stray capacitance of the high-
[0037]
Then, by securing the glow discharge time, any one of the
[0038]
Further, in the state where the starting pulse is generated, the stress applied to the
[0039]
In the above embodiment, the
[0040]
Next, another embodiment will be described with reference to FIG.
[0041]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a discharge lamp lighting device according to another embodiment. The circuit is basically the same as that of the discharge
[0042]
The basic operation is the same as that of the discharge
[0043]
Further, when the high-
[0044]
Further, when gas flows out of the
[0045]
【The invention's effect】
According to the discharge lamp lighting device of the first aspect, since the capacitance of the resonance capacitor is set to be 100 times or more the stray capacitance of the discharge lamp, even if the stray capacitance of the discharge lamp varies, the resonance capacitor and the resonance inductor can be used. Since the resonance frequency at the time of no load when the discharge lamp is not lit does not change without affecting the resonance of the discharge lamp, the inverter circuit can reliably operate at the resonance frequency at the time of no load.
[0046]
According to the discharge lamp lighting device according to the second aspect, by resonating with the stray capacitance between the electrode of the discharge lamp and the starting auxiliary body, the resonance capacitor of the LC resonance circuit is not required, and the circuit configuration is simple and reliable. In addition to operation, the LC resonance circuit does not resonate when the discharge lamp is not connected, thereby preventing unnecessary stress or the like from occurring.
[0047]
According to the lighting device of the third aspect, since the apparatus main body to which the discharge lamp lit by the discharge lamp lighting device of the first or second aspect is attached, each effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the same spotlight.
FIG. 3 is a side view showing the high pressure discharge lamp with a part cut away.
FIG. 4 is a side view showing the arc tube of the high-pressure discharge lamp cut away.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a discharge lamp lighting device according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
この主回路が出力側に接続されこの主回路を介して放電ランプを始動、点灯させ、主回路のLC共振回路の無負荷時の共振周波数で動作するインバータ回路と;
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。A discharge lamp having a stray capacitance is connected between the electrode and the starting auxiliary body, and has a resonance inductor and a resonance capacitor. The capacitance of the resonance capacitor is 100 times or more the stray capacitance of the discharge lamp. A main circuit including an LC resonance circuit;
An inverter circuit connected to the output side for starting and lighting the discharge lamp via the main circuit, and operating at a no-load resonance frequency of the LC resonance circuit of the main circuit;
A discharge lamp lighting device comprising:
この主回路が出力側に接続されこの主回路を介して放電ランプを始動、点灯させ、主回路のLC共振回路の無負荷時の共振周波数で動作するインバータ回路と;
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。A main circuit including an electrode and a starting auxiliary body, a discharge lamp having a stray capacitance connected between the electrode and the starting auxiliary body, including a resonant inductor, and an LC resonant circuit resonating with the stray capacitance of the discharge lamp and the resonant inductor;
An inverter circuit connected to the output side for starting and lighting the discharge lamp via the main circuit, and operating at a no-load resonance frequency of the LC resonance circuit of the main circuit;
A discharge lamp lighting device comprising:
この放電灯点灯装置で点灯される放電ランプが取り付けられる器具本体と;
を具備したことを特徴とする照明装置。A discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2;
An appliance body to which a discharge lamp to be lit by the discharge lamp lighting device is attached;
A lighting device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002201769A JP2004047234A (en) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Discharge lamp lighting device and illuminating system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JP2004047234A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7230388B2 (en) | 2004-09-14 | 2007-06-12 | Seiko Epson Corporation | Lighting of discharge lamp by frequency control |
JP2008545245A (en) * | 2005-07-06 | 2008-12-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Gas discharge lamp ignition |
JP2009534801A (en) * | 2006-04-27 | 2009-09-24 | フエン、ワイケイ | Electronic driver for fluorescent lamp |
-
2002
- 2002-07-10 JP JP2002201769A patent/JP2004047234A/en active Pending
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