JP2532714Y2 - 交流放電ランプ点灯装置 - Google Patents
交流放電ランプ点灯装置Info
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- JP2532714Y2 JP2532714Y2 JP12671890U JP12671890U JP2532714Y2 JP 2532714 Y2 JP2532714 Y2 JP 2532714Y2 JP 12671890 U JP12671890 U JP 12671890U JP 12671890 U JP12671890 U JP 12671890U JP 2532714 Y2 JP2532714 Y2 JP 2532714Y2
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- Japan
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- circuit
- signal
- voltage
- discharge lamp
- current
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はメタルハライドランプのような放電ランプの
点灯装置に関するものである。
点灯装置に関するものである。
放電ランプ、例えばメタルハライドランプを点灯する
には、一般にバラストと呼ばれる点灯装置が必要にな
る。このバラストは昔は大重量で大型であったが、最近
では半導体素子を使って小型で軽量になっている。そし
てより一層、小型で軽量が要求されている。
には、一般にバラストと呼ばれる点灯装置が必要にな
る。このバラストは昔は大重量で大型であったが、最近
では半導体素子を使って小型で軽量になっている。そし
てより一層、小型で軽量が要求されている。
第１図は従来の交流放電ランプ点灯装置を構成したも
のである。図中、１はメタルハライドランプ等の高圧放
電ランプであり、例えば90V、160W、400Hzで点灯する。
（以下単にランプと称する）７は交流電源であり、その
両端子にスイッチ70を介して整流用ダイオード61と平滑
用コンデンサ62を含む整流平滑回路６が接続されてい
る。この整流平滑回路６が直流電源として機能する。こ
の直流電源の出力端にはチョッパー回路３が接続されて
いる。この中では高周波で開閉制御するMOSFET31を有す
る。MOSFET31は第１のスイッチング素子として機能し
て、約50KHzの高周波で開閉される。そしてオフの時は
チョークコイル13に蓄積されたエネルギーによって電流
が流れる。チョッパー回路３がチョッパー駆動制御回路
４で制御される。このMOSFET31の出力端には転流ダイオ
ード32とインダクタンス要素13とコンデンサ15及びチョ
ークコイル14よりなる平滑回路10が接続されている。高
周波リップルが除去された平滑回路10からの直流出力は
極性切替回路２に入力される。極性切替回路２では第２
のスイッチング素子として、MOSFET21〜24がフルブリッ
ジ型に接続されて、その低周波出力（約400Hz）がコン
デンサ及び起動器12を介してランプ１に供給している。
のである。図中、１はメタルハライドランプ等の高圧放
電ランプであり、例えば90V、160W、400Hzで点灯する。
（以下単にランプと称する）７は交流電源であり、その
両端子にスイッチ70を介して整流用ダイオード61と平滑
用コンデンサ62を含む整流平滑回路６が接続されてい
る。この整流平滑回路６が直流電源として機能する。こ
の直流電源の出力端にはチョッパー回路３が接続されて
いる。この中では高周波で開閉制御するMOSFET31を有す
る。MOSFET31は第１のスイッチング素子として機能し
て、約50KHzの高周波で開閉される。そしてオフの時は
チョークコイル13に蓄積されたエネルギーによって電流
が流れる。チョッパー回路３がチョッパー駆動制御回路
４で制御される。このMOSFET31の出力端には転流ダイオ
ード32とインダクタンス要素13とコンデンサ15及びチョ
ークコイル14よりなる平滑回路10が接続されている。高
周波リップルが除去された平滑回路10からの直流出力は
極性切替回路２に入力される。極性切替回路２では第２
のスイッチング素子として、MOSFET21〜24がフルブリッ
ジ型に接続されて、その低周波出力（約400Hz）がコン
デンサ及び起動器12を介してランプ１に供給している。
極性切替回路２においてはMOSFET21とMOSFET24、MOSF
ET22とMOSFET23の一対の直列接続された第２のスイッチ
ング素子が交互に開閉する。例えばMOSFET21とMOSFET24
がオンでMOSFET22とMOSFET23がオフの時は、MOSFET21→
ランプ→MOSFET24の閉回路が形成されて、MOSFET21とMO
SFET24がオフでMOSFET22とMOSFET23がオンの時は、MOSF
ET22→ランプ１→MOSFET23の閉回路が形成される。MOSF
ET21〜24の駆動は図示略の極性切替駆動回路に制御され
る。12はランプ１の点灯始動時に高圧パルスを発生させ
ランプ１を絶縁破壊させるもので点灯開始後は停止す
る。コンデンサ11は高圧パルスのノイズを吸収するもの
である。
ET22とMOSFET23の一対の直列接続された第２のスイッチ
ング素子が交互に開閉する。例えばMOSFET21とMOSFET24
がオンでMOSFET22とMOSFET23がオフの時は、MOSFET21→
ランプ→MOSFET24の閉回路が形成されて、MOSFET21とMO
SFET24がオフでMOSFET22とMOSFET23がオンの時は、MOSF
ET22→ランプ１→MOSFET23の閉回路が形成される。MOSF
ET21〜24の駆動は図示略の極性切替駆動回路に制御され
る。12はランプ１の点灯始動時に高圧パルスを発生させ
ランプ１を絶縁破壊させるもので点灯開始後は停止す
る。コンデンサ11は高圧パルスのノイズを吸収するもの
である。
チョッパー回路３はMOSFET31がオン、オフすることに
よってランプ１に適当な電流を流すわけであるが、MOSF
ET31がオンの時は、極性切替回路２に図示IL1の電流が
流れ、オフの時はインダクタンス要素13に蓄えられたエ
ネルギーによって図示IL2の電流が流れる。一方チョッ
パー回路３内には電流検出器として抵抗５を有すること
になる。この抵抗５はMOSFET31がオンの時に流れる電流
のみを検出することになる。このオン−オフ制御（開閉
制御）はチョッパー駆動制御回路で行われる。
よってランプ１に適当な電流を流すわけであるが、MOSF
ET31がオンの時は、極性切替回路２に図示IL1の電流が
流れ、オフの時はインダクタンス要素13に蓄えられたエ
ネルギーによって図示IL2の電流が流れる。一方チョッ
パー回路３内には電流検出器として抵抗５を有すること
になる。この抵抗５はMOSFET31がオンの時に流れる電流
のみを検出することになる。このオン−オフ制御（開閉
制御）はチョッパー駆動制御回路で行われる。
第４図にMOSFET31がオン−オフする状態を示してい
る。時間T0においてオンするわけであるが、この時流れ
る電流はインダクタンス要素13によって決まるある傾き
をもって増加する。
る。時間T0においてオンするわけであるが、この時流れ
る電流はインダクタンス要素13によって決まるある傾き
をもって増加する。
そしてピーク電流値IPに達した時（時間T1）にオフす
る。そして所定のスイッチング周期T2になった時に再び
オンする。すなわちこの周期T2で繰り返す。このピーク
電流値IPは所定の値として適宜設定することができる。
このようにMOSFET31に流れる電流のピーク値とスイッチ
ング周期のみを検出することによって、ランプ１には、
常にほぼ一定のエネルギーを供給することができる。
る。そして所定のスイッチング周期T2になった時に再び
オンする。すなわちこの周期T2で繰り返す。このピーク
電流値IPは所定の値として適宜設定することができる。
このようにMOSFET31に流れる電流のピーク値とスイッチ
ング周期のみを検出することによって、ランプ１には、
常にほぼ一定のエネルギーを供給することができる。
このような回路は、簡単な制御回路でできるととも
に、電圧変換用のトランスがないため低価格である。
に、電圧変換用のトランスがないため低価格である。
そしてランプにほぼ一定のエネルギーを供給すること
により、実質的には略定電力制御することができる。
により、実質的には略定電力制御することができる。
ところが、ランプの点灯電圧は点灯中に変動する。と
くにメタルハライドランプは使用時間に伴って点灯電圧
が上昇する。例えば前述の定格90V160Wのランプの場
合、80〜100Vの間で変動する。この時、第１図の従来回
路では第１のスイッチング素子に流れる電流のみで制御
していた。このためランプ電圧の変動を補償しきれず、
結果として点灯電力を上昇させて、点灯状態を不安定に
してしまう。
くにメタルハライドランプは使用時間に伴って点灯電圧
が上昇する。例えば前述の定格90V160Wのランプの場
合、80〜100Vの間で変動する。この時、第１図の従来回
路では第１のスイッチング素子に流れる電流のみで制御
していた。このためランプ電圧の変動を補償しきれず、
結果として点灯電力を上昇させて、点灯状態を不安定に
してしまう。
また点灯開始直後も点灯電圧は大きく変動する。第５
図において、ランプを絶縁破壊（時間t0）すると時間t1
まではグロー放電状態である。この時は点灯電圧は比較
的高く約230Vである。そしてアーク放電状態に移行する
（時間t1〜t2）点灯電圧は非常に低くなる。例えば10V
である。その後点灯電圧は徐々に上昇して安定する。
図において、ランプを絶縁破壊（時間t0）すると時間t1
まではグロー放電状態である。この時は点灯電圧は比較
的高く約230Vである。そしてアーク放電状態に移行する
（時間t1〜t2）点灯電圧は非常に低くなる。例えば10V
である。その後点灯電圧は徐々に上昇して安定する。
このような状態では、従来のピーク電流制御では十分
に制御できないという問題がある。本発明はランプの点
灯電圧の変動に対しても、常に安定点灯することができ
る放電ランプの点灯装置を提供することを目的とする。
に制御できないという問題がある。本発明はランプの点
灯電圧の変動に対しても、常に安定点灯することができ
る放電ランプの点灯装置を提供することを目的とする。
このような問題点を解決するために、本考案の放電ラ
ンプ点灯装置は、直流電源に接続され、第１のスイッチ
ング素子を有するチョッパー回路と、このチョッパー回
路の出力側に接続され、第２スイッチング素子がフルブ
リッジ型に接続された極性切替回路と、この極性切替回
路の出力側に接続されて交流点灯する放電ランプと、該
チョッパー回路と、該極性切替回路の間に接続される第
１の電流検出手段と、該放電ランプの電圧を検出する電
圧検出手段と、該第１のスイッチング素子を高周波でオ
ン−オフ制御するチョッパー駆動制御回路と、電流検出
手段からの信号と電圧検出手段からの信号によって電力
信号を作るとともに、この電力信号を基準値と比較制御
して、さらにその出力信号をチョッパー駆動制御回路に
送る定電力制御回路と、放電ランプが絶縁破壊した直後
から、アーク放電状態に移行したのち、所定の点灯電圧
に上昇するまでの間、電圧検出手段からの信号を零に設
定するスイッチ回路とを有することを特徴として、さら
に好ましい好ましい構成としては、第１のスイッチング
素子に流れる電流を検出する第２の電流検出手段を有
し、チョッパー駆動制御回路は、第２の電流検出手段か
らの信号によって所定のピーク電流値を検出するピーク
電流制御を行い、定電力制御回路からの信号によって、
所定のピーク電流値を変えることによって、放電ランプ
への入力電力を制御する手段を具備したものがよい。
ンプ点灯装置は、直流電源に接続され、第１のスイッチ
ング素子を有するチョッパー回路と、このチョッパー回
路の出力側に接続され、第２スイッチング素子がフルブ
リッジ型に接続された極性切替回路と、この極性切替回
路の出力側に接続されて交流点灯する放電ランプと、該
チョッパー回路と、該極性切替回路の間に接続される第
１の電流検出手段と、該放電ランプの電圧を検出する電
圧検出手段と、該第１のスイッチング素子を高周波でオ
ン−オフ制御するチョッパー駆動制御回路と、電流検出
手段からの信号と電圧検出手段からの信号によって電力
信号を作るとともに、この電力信号を基準値と比較制御
して、さらにその出力信号をチョッパー駆動制御回路に
送る定電力制御回路と、放電ランプが絶縁破壊した直後
から、アーク放電状態に移行したのち、所定の点灯電圧
に上昇するまでの間、電圧検出手段からの信号を零に設
定するスイッチ回路とを有することを特徴として、さら
に好ましい好ましい構成としては、第１のスイッチング
素子に流れる電流を検出する第２の電流検出手段を有
し、チョッパー駆動制御回路は、第２の電流検出手段か
らの信号によって所定のピーク電流値を検出するピーク
電流制御を行い、定電力制御回路からの信号によって、
所定のピーク電流値を変えることによって、放電ランプ
への入力電力を制御する手段を具備したものがよい。
このような回路であるので、点灯電圧の変動を定電力
制御回路によってフィードバックすることができる。そ
して点灯開始直後もスイッチ回路の働きにより良好に制
御することができる。
制御回路によってフィードバックすることができる。そ
して点灯開始直後もスイッチ回路の働きにより良好に制
御することができる。
以下、実施例を用いて本考案を具体的に説明する。第
２図は本考案の交流放電ランプの点灯装置の回路図を示
す。第１図と同一部分の説明は省略する。VTは平滑回路
10と極性切替回路２の間に接続され、ランプ１の点灯電
圧を検出する電圧検出手段の検出点を示す。同じくITは
点灯電流を検出する電流検出手段としての検出点を示
す。抵抗Ｒは電流量を電圧降下として検出する素子であ
る。これら検出点からの信号は抵抗を介して定電力制御
回路８に入力される。この定電力制御回路８は演算増幅
回路等より構成される。第３図に定電力制御回路８を示
す。電圧検出手段からの信号と電流検出手段からの信号
は、加算されてオペアンプOPに入力される。オペアンプ
では基準値Vref1が設定されていて、基準値に近づくよ
うに制御されている。そしてその出力は抵抗R5を介して
フォトカプラPC1によってチョッパー駆動制御回路４に
伝達される。
２図は本考案の交流放電ランプの点灯装置の回路図を示
す。第１図と同一部分の説明は省略する。VTは平滑回路
10と極性切替回路２の間に接続され、ランプ１の点灯電
圧を検出する電圧検出手段の検出点を示す。同じくITは
点灯電流を検出する電流検出手段としての検出点を示
す。抵抗Ｒは電流量を電圧降下として検出する素子であ
る。これら検出点からの信号は抵抗を介して定電力制御
回路８に入力される。この定電力制御回路８は演算増幅
回路等より構成される。第３図に定電力制御回路８を示
す。電圧検出手段からの信号と電流検出手段からの信号
は、加算されてオペアンプOPに入力される。オペアンプ
では基準値Vref1が設定されていて、基準値に近づくよ
うに制御されている。そしてその出力は抵抗R5を介して
フォトカプラPC1によってチョッパー駆動制御回路４に
伝達される。
一方、チョッパー駆動制御回路４では、第１の電流検
出手段としての抵抗５による電圧降下値から、電流信号
を検出して、分圧した信号をIC（US3843N ユニトロー
ド製）の３番ピンに入力する。そしてこの入力値より所
定のピーク電流値IPを検出すると６番ピンの出力をオフ
してMOSFET31の駆動を停止させる。一方８番ピンからの
安定直流出力が抵抗R3とコンデンサC3で三角波信号に変
わり４番ピンに入力する。この信号によって所定のスイ
ッチング周期を検出して６番ピンの出力をオンさせる。
出手段としての抵抗５による電圧降下値から、電流信号
を検出して、分圧した信号をIC（US3843N ユニトロー
ド製）の３番ピンに入力する。そしてこの入力値より所
定のピーク電流値IPを検出すると６番ピンの出力をオフ
してMOSFET31の駆動を停止させる。一方８番ピンからの
安定直流出力が抵抗R3とコンデンサC3で三角波信号に変
わり４番ピンに入力する。この信号によって所定のスイ
ッチング周期を検出して６番ピンの出力をオンさせる。
ここで８番からの出力は抵抗R3とは並列にホトカプラ
PC′も接続されている。すなわち定電力制御回路８から
の信号を受けている。この信号はピーク電流値IPを変化
させる。すなわち点灯電圧の変動を補償する信号を定電
力制御回路８から受ける。そしてピーク電流値IPを変化
させてフィードバック制御している。
PC′も接続されている。すなわち定電力制御回路８から
の信号を受けている。この信号はピーク電流値IPを変化
させる。すなわち点灯電圧の変動を補償する信号を定電
力制御回路８から受ける。そしてピーク電流値IPを変化
させてフィードバック制御している。
一方、ランプ１が絶縁破壊した直後は、グロー放電状
態で点灯電圧は高い。ところがアーク放電状態に移行す
ると点灯電圧は低くなり、そこから徐々に上昇する。
態で点灯電圧は高い。ところがアーク放電状態に移行す
ると点灯電圧は低くなり、そこから徐々に上昇する。
そして所定の電圧で安定するわけであるが、その間は
電流の変動（特にグロー放電状態における電流の減少）
を避けるために定電力制御を停止させている。
電流の変動（特にグロー放電状態における電流の減少）
を避けるために定電力制御を停止させている。
この具体的な回路は、第３図に示すように、電圧検出
手段からの検出点VTからR6とR4の間に、スイッチ回路Ｓ
を構成するトランジスタTR等のスイッチング素子を接続
する方法がある。そしてこのトランジスタTRのベースに
はタイマが接続される。すなわちランプ１が点灯開始し
てからタイマに設定された時間だけトランジスタTRをオ
ンさせて、電圧の検出を短絡することができる。
手段からの検出点VTからR6とR4の間に、スイッチ回路Ｓ
を構成するトランジスタTR等のスイッチング素子を接続
する方法がある。そしてこのトランジスタTRのベースに
はタイマが接続される。すなわちランプ１が点灯開始し
てからタイマに設定された時間だけトランジスタTRをオ
ンさせて、電圧の検出を短絡することができる。
この電圧検出の短絡により、OPでは電流の検出のみが
行われ、加算された電力信号は当然低くなる。そしてラ
ンプ１には電圧値が零に近い値に対応する電流値を流し
続けることになる。このためスイッチ回路Ｓに設定され
た一定時間だけ大電流を流し続けることができ、ランプ
１を早く安定させることができる。このときの大電流は
例えば4Aである。そして一定期間は例えば0.5秒であ
る。このようにして、絶縁破壊直後から、アーク放電状
態に移行して、その後点灯電圧が安定するまでの間は比
較的大電流を流し続けて、安定するかもしくはその直前
より定電力制御に切り換えて制御することができる。
行われ、加算された電力信号は当然低くなる。そしてラ
ンプ１には電圧値が零に近い値に対応する電流値を流し
続けることになる。このためスイッチ回路Ｓに設定され
た一定時間だけ大電流を流し続けることができ、ランプ
１を早く安定させることができる。このときの大電流は
例えば4Aである。そして一定期間は例えば0.5秒であ
る。このようにして、絶縁破壊直後から、アーク放電状
態に移行して、その後点灯電圧が安定するまでの間は比
較的大電流を流し続けて、安定するかもしくはその直前
より定電力制御に切り換えて制御することができる。
ランプ１に所定の大電流を流し続ける時間（タイマの
設定時間）はランプ１の点灯電圧を検出して、所定の値
まで上昇するまで設定する方法や、あるいは本考案のよ
うに所定の電圧値まで上昇したであろう時間を予め設定
することができる。
設定時間）はランプ１の点灯電圧を検出して、所定の値
まで上昇するまで設定する方法や、あるいは本考案のよ
うに所定の電圧値まで上昇したであろう時間を予め設定
することができる。
以上、説明したように本考案の交流放電ランプ点灯装
置によれば、通常点灯時は定電力制御をすることによっ
て良好に制御することができるとともに、点灯開始直後
でアーク放電状態からの所定時間は点灯電圧の検出を停
止させて制御することができる。
置によれば、通常点灯時は定電力制御をすることによっ
て良好に制御することができるとともに、点灯開始直後
でアーク放電状態からの所定時間は点灯電圧の検出を停
止させて制御することができる。
第１図は、従来の交流放電ランプの点灯装置の回路図を
示す。 第２図は、本考案の交流放電ランプの点灯装置の回路図
を示す。 第３図は、本考案の定電力制御回路とチョッパー駆動制
御回路を示す。 第４図は、従来の点灯装置の制御を示す説明用の図であ
る。 第５図は、放電ランプの点灯開始直後の点灯電圧の変化
を示した図である。 図中、 1:放電ランプ、2:極性切替回路、3:チョッパー回路、4:
チョッパー駆動制御回路、5:第２の電流検出手段、8:定
電力制御回路、31:第１のスイッチング素子、21〜24:第
２のスッチング素子、
示す。 第２図は、本考案の交流放電ランプの点灯装置の回路図
を示す。 第３図は、本考案の定電力制御回路とチョッパー駆動制
御回路を示す。 第４図は、従来の点灯装置の制御を示す説明用の図であ
る。 第５図は、放電ランプの点灯開始直後の点灯電圧の変化
を示した図である。 図中、 1:放電ランプ、2:極性切替回路、3:チョッパー回路、4:
チョッパー駆動制御回路、5:第２の電流検出手段、8:定
電力制御回路、31:第１のスイッチング素子、21〜24:第
２のスッチング素子、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−60885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−301493（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114496（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−192694（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−125397（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−153777（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−19593（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−24919（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】直流電源に接続され、第１のスイッチング
素子を有するチョッパー回路と、 このチョッパー回路の出力側に接続され、第２スイッチ
ング素子がフルブリッジ型に接続された極性切替回路
と、 この極性切替回路の出力側に接続されて、交流点灯され
る放電ランプと、 チョッパー回路と、極性切替回路の間に接続される電流
検出手段と、 放電ランプの電圧を検出する電圧検出手段と、 第１のスイッチング素子を高周波でオン−オフ制御する
チョッパー駆動制御回路と、 電流検出手段からの信号と、電圧検出手段からの信号に
よって、電力信号を作るとともに、この電力信号を基準
値と比較制御して、さらにその出力信号をチョッパー駆
動制御回路に送る定電力制御回路と、 放電ランプが絶縁破壊した直後から、アーク放電状態に
移行したのち、所定の点灯電圧に上昇するまでの間、前
記電圧検出手段からの信号を零に設定するスイッチ回路
とを 有することを特徴とする交流放電ランプ点灯装置。 - 【請求項２】請求項第（１）項記載の交流放電ランプ点
灯装置において、 前記第１のスイッチング素子に流れる電流を検出する第
２の電流検出手段と有し、 前記チョッパー駆動制御回路は、 前記第２の電流検出手段からの信号によって、所定のピ
ーク電流値を検出するピーク電流制御を行い、 前記定電力制御回路からの信号により、該所定のピーク
電流値を変えることによって該放電ランプへの入力電力
を制御する 手段を具備したことを特徴とする交流放電ランプ点灯装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12671890U JP2532714Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 交流放電ランプ点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12671890U JP2532714Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 交流放電ランプ点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485698U JPH0485698U (ja) | 1992-07-24 |
| JP2532714Y2 true JP2532714Y2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=31874259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12671890U Expired - Lifetime JP2532714Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 交流放電ランプ点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532714Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP12671890U patent/JP2532714Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0485698U (ja) | 1992-07-24 |
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