JP2552282B2

JP2552282B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2552282B2
Application number: JP7277087A
Authority: JP
Inventors: 勝己佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JPS63237398A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、放電灯を高周波で点灯させる放電灯点灯装
置に関するものである。

（背景技術）第16図は従来の放電灯点灯装置の回路図である。この
回路は、商用電源ACを整流平滑回路５により整流平滑し
て得られた直流電力を、他励式インバータ回路1aにより
高周波電力に変換して放電灯DLを始動点灯させる周知の
放電灯点灯装置である。他励式インバータ回路1aの制御
回路２は、第17図に示すような周波数制御を行ってい
る。ここで、区間T_Aは放電灯DLを点灯させずにインダク
タンスL₁、コンデンサC₃を介して放電灯DLのフィラメン
トを予熱する、いわゆる先行予熱期間であり、区間T
_Bは、その後、徐々に周波数を変化させて放電灯DLを始
動させる区間であり、放電灯DLは、この区間T_Bにおいて
始動される。区間T_Cは放電灯DLが定格点灯されている期
間である。また、スイッチSWは、そのオン／オフ状態に
よって放電灯DLを定格点灯するか、あるいは、ランプ電
流が絞られたいわゆる調光状態とするかを選択するため
のスイッチであり、したがって、第16図に示す回路は段
調光機能を有している。

このような放電灯点灯装置において、周囲温度が低い
状態（例えば０℃）において、電源電圧が低下した（例
えば定格の90％電圧となった）場合、即ち、放電灯DLが
非常に始動しにくい環境下に置かれた場合には、部品定
数のばらつきや放電灯のガス圧のばらつきによって、調
光状態では放電灯DLが始動及び点灯維持できなくなると
いう問題が生じる。これは、調光状態になると、第16図
及び第17図に示す従来例では、インバータ回路1aの動作
周波数が高く設定され、インダクタンスL₁を介して放電
灯DLに供給される電力が低下するためである。例えば、
段調光比（入力電力比）を60％に設定した場合に、上記
の問題が生じてくる。

第16図に示す回路においては、放電灯DLと並列に接続
されたコンデンサC₃により、点灯中にもフィラメント電
流が流れ続けており、フィラメントにおける電力損失が
発生している。したがって、点灯維持性能を上げるため
には、フィラメント部における電力損失を抑えて、ラン
プ電流を増すようにすれば良く、コンデンサC₃の容量を
低くしてインピーダンスを高くするとか、コンデンサC₃
の代わりに予熱スイッチを設けて、点灯中は予熱スイッ
チを開いて予熱電流をカットすることが考えられる。と
ころが、前者の場合には、コンデンサC₃のインピーダン
スが増加するために、先行予熱電流が不足し、ランプ寿
命に悪影響を及ぼす。また、後者の場合には、予熱スイ
ッチを含めた予熱回路が高価になるという欠点がある。

点灯維持性能を改善するための別の手段として、１つ
は、段調光比を高くする（例えば入力電力比を定格点灯
時の70〜80％とする）方法が考えられるが、この方法に
よれば、段調光による省電力効果が低下すると共に、定
格点灯時に調光点灯時とで光出力の差が小さくなるた
め、段調光を行う意味が小さくなる。

さらに別の手段として、周囲温度を検知してオン・オ
フする感度リードスイッチ等を利用する方法も考えられ
る。すなわち、周囲温度が高い場合には段調光比が60％
になるように、インバータの動作周波数を設定してお
き、低温になると、放電灯が点灯維持できるような動作
周波数に設定すれば、上記のような低温時において点灯
維持が困難になるという問題は解決される。しかし、こ
の方法においては、回数定数のばらつきや電源変動に対
しての検知は行っていないため、これらの条件も考慮し
て低温時において点灯維持できる周波数を設定する必要
がある。したがって、回路定数や電源状態を本来60％の
調光状態で十分に点灯維持できる場合でも、低温である
ために感温リードスイッチが働き、更に点灯維持しやす
い周波数で点灯される、すなわち、調光比が60％よりも
高い設定地で点灯されることになり、前述の調光比を大
きくする方法と同様の問題が生じる。また、周囲温度が
感度リードスイッチの動作温度近辺にある場合、電源投
入時は、感度リードスイッチが低温を検知して、点灯維
持を保持した動作周波数で点灯・調光され、その後、部
品の発熱等により感温リードスイッチの周囲温度が上が
った場合、調光比が60％の動作周辺数に切替わるため、
光出力が不連続的に変化し、照明器具の使用者に不快感
を与えるという問題が生じる。

以上述べたように、従来例では、回路定数のばらつき
や電源変動によっては、低温時において、調光状態での
始動・点灯維持が困難となり、低温時での始動・点灯維
持を可能にするために各種の対策を施しても、各々前述
のような問題が生じていた。

（発明の目的）本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、回転定数のばらつきや電
源変動があっても、特に調光点灯時において、放電灯を
安定に始動・点灯維持できるようにした放電灯点灯装置
を提供するにある。

（発明の開示）本発明に係る放電灯点灯装置にあっては、上記の目的
を達成するために、第１図に示すように、高周波で繰り
返し導通制御される主スイッチ素子を有し、放電灯DLを
高周波点灯させる点灯回路１と、放電灯DLに印加される
電圧を徐々に増加させていくように、主スイッチ素子の
繰り返し導通期間を制御する制御回路２とを有する放電
灯点灯装置において、放電灯DLが点灯したことを検出す
る点灯検出回路３と、点灯検出回路３からの点灯検出新
語により、主スイッチ素子の繰り返し導通期間を固定す
る導通期間決定回路４とを有して成るものである。

ここで、制御回路２は、電源投入後、徐々に放電灯DL
の印加電圧を増して行く機能を有するものであり、点灯
検出回路３は、放電灯DLが点灯したことを検出して、導
通期間決定回路４に点灯検出信号を送出するものであ
る。導通期間決定回路４は、点灯検出信号を受け取った
後、制御回路２に、点灯回路１の主スイッチ素子の導通
期間を決めるための信号を送出するものである。

実施例１第２図は、本発明の一実施例の回路図である。本発明
例にあっては、交流電源ACの電源電圧は、ダイオードブ
リッジDBにて整流され、コンデンサC₀にて平滑され、直
流電圧とされる。この直流電圧は、発振トランスOTの１
次側とトランジスタTr₁との直列回路に印加される。発
振トランスOTの２次側には、コンデンサC₂を介して放電
灯DLが接続され、放電灯DLの非電源側にはコンデンサC₃
が接続され、放電灯フィラメントの予熱回路が構成され
ている。トランジスタTr₁には、ダイオードD₁が逆並列
接続されている。また、回路のインダクタンス成分と共
振状態を呈するコンデンサC₁をトランジスタTr₁の両端
に並列接続する。このコンデンサC₁の接続される位置
は、発振トランスOTの１次コイルの両端でも構わない。
トランジスタTr₁のベースには、制御回路２の発振出力
が、抵抗R₁とコンデンサC₄の並列回路によりなるスピー
ドアップ回路を介して入力されている。

トランジスタTr₁がオンされると、発振トランスOTの
１次側を介して、トランジスタTr₁に電流が流れる。ト
ランジスタTr₁がオフされると、回路のLC成分に蓄えら
れたエネルギーのために、発振トランスOTはコンデンサ
C₁と共振し、共振コンデンサ電流が流れ、トランジスタ
Tr₁の両端には、共振電圧が生じる。この共振電圧がゼ
ロになると、共振電流はダイオードD₁を介して流れ、ま
た、ダイオード電流がゼロになると、トランジスタTr₁
が前サイクルと同様にオンして、発振を継続して行く。
そして、この共振によって発振トランスOTの２次側に生
じる電圧を発振トランスOTのリーケージインダクタンス
とコンデンサC₂を介して放電灯DLに印加して、点灯させ
る。

制御回路２において、tm₁,tm₂は汎用のタイマーIC（N
EC製μPD15555）である。このタイマーICは、周知のよ
うに、トリガ端子（２番端子）が1/3Vcc以下になうと、
トリガされて出力端子（３番端子）が“High"レベルと
なり、放電端子（７番端子）は高インピーダンスとな
る。また、スレショルド端子（６番端子）が2/Vccにな
ると出力端子（３番端子）が“Low"レベルとなり、放電
端子（７番端子）も“Low"レベルとなる。なお、８番端
子は電源端子、１番端子はアース端子、４番端子はリセ
ット端子、５番端子は周波数制御端子である。

タイマーICtm₁の時定数回路を構成する抵抗R₈,R₉とコ
ンデンサC₇の直列回路には、制御部電源電圧Vccが印加
されている。抵抗R₈と抵抗R₉の接続点は、タイマーICtm
₁の放電端子（７番端子）に接続されている。抵抗R₉と
のコンデンサC₇の接続点は、タイマーICtm₁のスレショ
ルド端子（６番端子）及びトリガ端子（２番端子）に接
続されている。これによって、タイマーICtm₁は、制御
信号の周期を決める無安定マルチバイブレータを構成し
ている。

抵抗R₆と抵抗R₇の直列回路には、制御部電源電圧Vcc
が印加されている。抵抗R₆と抵抗R₇との接続点の電圧
は、オペアンプOP₁の非反転入力端子に入力されてい
る。オペアンプOP₁の反転入力端子には、オペアンプOP₁
の出力電圧が帰還されている。オペアンプOP₁の出力電
圧は、タイマーICtm₁の５番端子に入力されている。

タイマーICtm₂の時定数回路を構成する抵抗R₁₀とコン
デンサC₈の直列回路には、制御部電源電圧Vccが印加さ
れている。抵抗R₁₀とコンデンサC₈の接続点は、タイマ
ーICtm₂のスレショルド端子（６番端子）及び放電端子
（７番端子）に接続されている。タイマーICtm₂のトリ
ガ端子（２番端子）は、タイマーICtm₁の出力端子（３
番端子）に接続されている。タイマーICtm₂の出力端子
（３番端子）は、インバータI₂と、前述のスピードアッ
プ回路を介してトランジスタTr₁のベースに印加されて
いる。これによって、タイマーICtm₂は、トランジスタT
r₂のオフ期間を決める単安定マルチバイブレータを構成
している。

抵抗R₂とコンデンサC₅の直列回路には、制御部電源電
圧Vcc印加されている。コンデンサC₅の端子電圧はイン
バータI₁の入力に印加されている。インバータI₁の出力
は、全てのＤフリップフロップFF₁〜FF₅のリセット入力
Ｒに接続されている。制御部電源電圧Vccが投入される
と、一定時間はコンデンサC₅の電圧が低レベルであるの
で、インバータI₁の出力は高レベルであり、全てのＤフ
リップフロップFF₁〜FF₅がリセットされる。前記一定時
間の経過後は、コンデンサC₅の端子電圧が高くなるの
で、インバータI₁の出力は低レベルに保持される。抵抗
R₂には、電源オフ時にコンデンサC₅の電荷を放電するた
めのダイオードD₃が並列接続されている。

放電灯DLに流れるランプ電流はカレントトランスCTに
て検出される。カレントトランスCTの２次出力は、ダイ
オードD₂を介してコンデンサC₆に充電される。コンデン
サC₆に抵抗R₃が並列接続されている。コンデンサC₆の端
子電圧は、コンバータCP₁の非反転入力端子に印加され
ている。コンパレータCP₁の反転入力端子には、電源電
圧Vccを抵抗R₄,R₅にて分圧した電圧が印加されている。
コンパレータCP₁の出力は、ＤフリップフロップFF₁〜FF
₅のクロック入力Ｃに接続されている。各Ｄフリップフ
ロップFF₁〜FF₅のデータ入力Ｄにてタイマー〜の出
力が接続されている。タイマー〜の出力は、また、
ORゲートG₂,G₄,G₆,G₈,G₁₀の一方の入力が接続されてい
る。ORゲートG₂,G₄,G₆,G₈,G₁₀の他方の入力には、ANDゲ
ートG₁,G₃,G₅,G₇,G₉の出力が接続されている。

スイッチSWは、オン時に定格点灯モード、オフ時に調
光点灯モードを選択するための切換スイッチである。こ
のスイッチSWの一端はアースされ、他端は抵抗R₁₁を介
して電源電圧Vccのラインに接続されている。抵抗R₁₁と
スイッチSWとの接続点の電圧は、スイッチSWのオン時は
“Low"レベル、オフ時には“High"レベルとなり、この
電圧はANDゲートG₁,G₃,G₅,G₇,G₉の一方の入力に印加さ
れている。ANDゲートG₁,G₃,G₅,G₇,G₉の他方の入力に
は、ＤフリップフロップFF₁〜FF₅のＱ出力がそれぞれ接
続されている。タイマー〜の出力は、抵抗を介して
トランジスアTr₂〜Tr₄のベースに接続されている。ORゲ
ートG₂,G₄,G₆,G₈,G₁₀の出力は、抵抗を介してトランジ
スタTr₅〜Tr₉のベースに接続されている。各トランジス
タTr₂〜Tr₉は夫々抵抗を介して、抵抗R₇の両端に並列接
続されている。タイマー〜は、第４図に示すように
動作しており、電源投入後、全てのタイマー〜の出
力が“High"レベルとなり、時間T₀の経過後に、タイマ
ーの出力が“Low"レベルとなり、その後、時間T₁が経
過する毎に、順番にタイマー，，…がオフ状態とな
る。

以下、本実施例の動作について説明する。

まず、スイッチSWがオン状態である場合を考える。こ
の場合には、ANDゲートG₁,G₃,G₅,G₇,G₉の片側の入力が
“Low"レベルであるから、その出力は“Low"レベルとな
る。したがって、タイマー〜の出力により、トラン
ジスタTr₂〜Tr₉が駆動される。第４図において、期間T₀
においては全てのタイマー〜の出力が“High"がレ
ベルであるから、トランジスタTr₂〜Tr₃は全てオン、し
たがって、各トランジスタTr₂〜Tr₉のコレクタに接続さ
れている抵抗が全て、抵抗R₇と並列に接続され、オペア
ンプOP₁の非反転入力端子の電圧は、最も低い値に設定
される。時間T₀の経過後に、タイマーの出力が“Low"
レベルとなるので、トランジスタTr₂がオフ、したがっ
て、トランジスタTr₂のコレクタが接続された抵抗が抵
抗R₇か切り離された状態となり、オペアンプOP₁の非反
転入力端子電圧がやや上昇する。その後、時間T₁が経過
する毎にトランジスタTr₃〜Tr₉が順次オフして行き、非
反転入力端子電圧が上昇して行く。全てのトランジスタ
Tr₂〜Tr₉がオフになると、オペアンプOP₁の非反転入力
端子電圧は、R₇・Vcc/（R₆＋R₇）となる。ここで、オペ
アンプOP₁はインピーダンス変換器として動作してお
り、非反転入力端子電圧がそのまま出力電圧となり、タ
イマーICtm₁の５番端子に印加される。

タイマーICtm₁は、５番端子電圧が上昇するに従い、
出力として得られる動作周波数が低くなるものがある。
タイマーICtm₁の動作周波数が低くなると、第３図にお
いて、タイマーICtm₂の３番端子電圧が“Low"レベルで
ある期間が長くなり、トランジスタTr₁のオン区間が長
くなる。したがって、トランジスタTr₂〜Tr₉が全てオフ
である状態を放電灯DLの定格点灯状態に設定しておけ
ば、第５図に示すように、電源投入後、予熱状態から始
動区間（徐々に出力電圧を増加させる区間）を経て、定
格点灯状態に至る。

次に、スイッチSWがオフ状態の場合を考える。この場
合にも、前述のように、予熱期間T₀の経過後に、タイマ
ー〜が順次オフして行く。したがって、放電灯DLは
第５図に示す始動区間のどこかで放電を開始する。例え
ば、タイマーがオフした後に放電灯DLが点灯したとす
ると、カレントトランスCTに高周波電圧が発生し、コン
デンサC₆に電圧が発生する。抵抗R₄,R₅により、コンパ
レータCP₁の反転入力端子電圧を適当に決めておけば、
このとき、コンパレータCP₁の非反転入力端子電圧が反
転入力端子電圧よりも高くなり、コンパレータCP₁の出
力が“High"レベルとなる。したがって、Ｄフリップフ
ロップFF₁〜FF₅のクロック入力Ｃが“Low"レベルから
“High"レベルに立ち上がり、このときのＤ入力がＱ出
力にセットされる。ここでは、タイマーがオフした後
に点灯したと仮定しているので、ＤフリップフロップFF
₁のＤ入力は“Low"レベル、ＤフリップフロップFF₂〜FF
₅のＤ入力は“High"レベルである。このため、Ｄフリッ
プフロップFF₁のＱ出力は“Low"レベル、Ｄフリップフ
ロップFF₂〜FF₅のＱ出力は“High"レベルとなる。ま
た、今、スイッチSWはオフ状態であるから、ANDゲートG
₁の出力は“Low"レベル、ANDゲートG₃,G₅,G₇,G₉の出力
は“High"レベルとなり、タイマー〜の出力の状態
に拘わらず、トランジスタTr₂〜Tr₅はオフ状態、トラン
ジスタTr₆〜Tr₉はオン状態となる。ここで、Ｄフリップ
フロップFF₁〜FF₅は、クロック入力Ｃの立上り時にＤ入
力にセットされている“High"レベル又は“Low"レベル
の状態がＱ出力にセットされるものであり、その後、ク
ロック入力が入らない限り、Ｑ出力はそのまま保持され
る。したがって、タイマー〜の出力が、全て“Low"
レベルになっても、ＤフリップフロップFF₁〜FF₅のＱ出
力は、放電灯DLが点灯したときの状態を保持している。
ここでは、ＤフリップフロップFF₂〜FF₅のＱ出力が“Hi
gh"レベルに保持されているから、前述のように、トラ
ンジスタTr₂〜Tr₅はオフ状態、トランジスタTr₆〜Tr₉が
オン状態のまま保持され、この状態で、放電灯DLが点灯
維持されることになる。

ここで、第２図に示すように、タイマー〜の出力
は、抵抗を介して直接トランジスタTr₂〜Tr₄のベースに
入力されている。これは、タイマー〜の出力が“Hi
gh"レベルの状態のときに、放電灯DLが点灯しても、ト
ランジスタTr₂〜Tr₄は順番にオフして行き、トランジス
タTr₅〜Tr₉がオン状態に保持するように動作させるため
である。この意味は、回路定数のばらつきや電源状態、
周囲温度等により、放電灯DLが点灯しやすい状態になっ
ているときに、タイマーの出力が“Low"レベルになる
まで点灯に至っても、光出力を確保するために、強制的
に調光状態をトランジスタTr₂〜Tr₄がオフで、トランジ
スタTr₅〜Tr₉がオンの状態にしているものである。すな
わち、この状態が例えば調光比がほぼ60％になる状態で
あり、回路定数や放電灯のガス圧が標準値で、電源電圧
が定格値、周囲温度が例えば25℃の時の調光状態となる
ように設定されている。そして、回路定数や放電灯のガ
ス圧のばらつき、電源変動、周囲温度の変化等により、
放電灯が始動・点灯維持を行いにくくなると、タイマー
の出力が“Low"レベルになっても点灯せず、タイマー
〜のいずれかの出力が“Low"レベルになったときに
点灯し、その場合には、ＤフリップフロップFF₁〜FF₅に
より点灯したときの状態を記憶保持し、以後、その状態
で調光時の点灯維持を行うようになっている。

第６図は調光状態で点灯した後に、スイッチSWをオン
・オフ操作したときの動作説明図である。調光状態にお
いて、スイッチSWがオンになると、ANDゲートG₁,G₃,G₅,
G₇,G₉の出力は全て“Low"レベルとなるので、トランジ
スタTr₂〜Tr₉は全てオフとなり、放電灯は定格点灯状態
となる。また、その後、スイッチSWが再びオフになる
と、このときは、ＤフリップフロップFF₁〜FF₅が点灯検
出時の状態を記憶しているので、その記憶している状態
に応じてトランジスタTr₅〜Tr₉がオン、オフいずれかに
設定され、点灯検出時の調光状態で放電灯DLが点灯され
る。

以上の動作説明で分かるように、スイッチSWがオフの
状態で電源投入された場合においては、当初設定された
調光状態（例えば調光比60％の状態、つまり、トランジ
スタTr₂〜Tr₄がオフ、トランジストTr₅〜Tr₉がオンの状
態）で、放電灯が始動されない場合には、放電灯が点灯
した状態で以後の調光点灯を行うようにしているため、
回路定数のばらつきや電源変動、周囲温度に拘わらず、
確実に調光点灯維持を行うことができるものである。

実施例２第７図は本発明の他の実施例の回路図である。第７図
の回路において、第２図の回路と同じ要素は、同一の符
号で示すか、または、回路の図示を省略している。本実
施例にあっては、２灯の放電灯DL₁,DL₂をバランサーBT
を介して並列接続して、並列点灯させている。放電灯DL
₁,DL₂の非電源側には、コンデンサC₃,C₃′が並列接続さ
れている。バランサーBTは、片方の放電灯が点灯する
と、そのランプ電流で誘起される電圧により、もう一方
の放電灯も点灯させるものである。２本の放電灯が共に
点灯すると、バランサーBTに発生する電圧が打ち消し合
うように働き、インダクタンス成分を持たないようにな
るものである。

タイマー〜は、第４図に示したものと同様の動作
を行う。タイマーは、ＤフリップフロップFF₇のＱ出
力が“High"レベルになった後、一定時間後に出力を“H
igh"レベルにするものである。タイマー〜の出力
は、ORゲートO₁〜O₈の一方の入力に接続されている。OR
ゲートO₁〜O₄の他方の入力には、ANDゲートA₃〜A₆の出
力が夫々接続されており、ORゲートO₅〜O₈の他方の入力
には、ANDゲートA₇の出力が接続さている。ANDゲートA₁
〜A₇の第１の入力には、抵抗R₁₁とスイッチSWの接続点
の電圧が印加されており、第２の入力には、タイマー
の出力が接続されており、第３の入力には、Ｄフリップ
フロップFF₁〜FF₇のＱ出力が夫々接続さている。Ｄフリ
ップフロップFF₁〜FF₆のＤ入力はタイマー〜の出力
に夫々接続されており、ＤフリップフロップFF₇のＤ入
力は電源電圧Vccのラインに接続されている。ORゲートO
₁〜O₈の出力は抵抗を介してトランジスタTr₄〜Tr₁₁のベ
ースに夫々接続されている。ANDゲートA₁,A₂の出力は抵
抗を介してトランジスタTr₂,Tr₃のベースに夫々接続さ
れている。

以下、本実施例の動作について説明する。

まず、スイッチSWがオン状態である場合を考えると、
ANDゲートA₁〜A₇の出力は、全て“Low"レベルであるか
ら、タイマー〜の出力により、トランジスタTr₄〜T
r₁₁が順番にオフしていき、放電灯DL₁,DL₂は定格点灯に
至る。

周波数の移行は、前述の第５図に示す通りである。こ
こで、トランジスタTr₂,Tr₃は常にオフとなっている。

次に、スイッチSWがオフ状である場合を考える。タイ
マーの出力が“Low"レベルになった時に放電灯が点灯
したと仮定すると、コンパレータCP₁の出力信号が“Lo
w"レベルから“High"レベルに変化したときのＤフリッ
プフロップFF₁〜FF₃のＤ入力は“Low"レベル、Ｄフリッ
プフロップFF₄〜FF₇のＤ入力は“High"レベルであるか
ら、ＤフリップフロップFF₁〜FF₃のＱ出力は“Low"レベ
ル、ＤフリップフロップFF₄〜FF₇のＱ出力は“High"レ
ベルとなる。また、タイマーは、Ｄフリップフロップ
FF₇のＱ出力が“High"レベルになった後、一定時間後に
出力を“High"レベルにするものである。したがって、
上記タイマーの出力が“High"レベルになった後に、
トランジスタTr₅〜Tr₁₁がオンとなり、このときの周波
数で放電灯が調光点灯される。以上の動作を第８図に示
す。

第８図に見れば分かるように、点灯検出したときの周
波数に対して、実際に調光点灯しているときの周波数の
方が高くなっている。これは、放電灯の始動に要する電
圧よりも点灯維持に要する電圧の方が低くて済むため、
放電灯が始動した後、点灯検出を行ったときの周波数よ
りも高い周波数で放電灯が点灯維持できるからである。
また、タイマーを設けているのは、点灯検出後、放電
が安定するまでの待ち時間を設けて、点灯維持を容易に
するためである。

なお、タイマー〜の出力が全て“High"レベルの
状態（すなわち、予熱状態）では、トランジスタTr₂,Tr
₃はオフであるが、タイマーがオンの状態で放電が開
始すると、ＤフリップフロップFF₁〜FF₇の全てのＱ出力
が、“High"レベルとなり、トランジスタTr₂〜Tr₁₁が全
てオン状態となり、このときの動作周波数で放電灯が調
光点灯される。この状態が放電灯が比較的始動しやすい
条件の下で設定される調光状態であり、このときの動作
周波数は、予熱時の動作周波数よりも高い状態である。
これは、前述のように、放電灯の始動電圧は点灯維持電
圧よりも高くなるためであり、調光比を低く設定した場
合において、始動しやすい条件のときに、このように状
態が起こる。

以上のように、この実施例においても、点灯検出によ
り調光時の点灯維持を行っているので、前述の実施例１
と同様に、回路定数のばらつき電源変動、周囲温度に拘
わらず、確実に調光点灯維持を行うことができるもので
ある。

実施例３第９図及び第10図は本発明の更に他の実施例の要部回
路図である。これは、第２図に示す実施例に対し、AND
ゲートA₈、インバータI₃、コンデンサC₉、抵抗R₁₂によ
る立下り検出回路を付加して、タイマー〜にリセッ
ト機能を追加したものであり、第２図の実施例と同一の
部分については図示を省略してある。この実施例によれ
ば、電源投入時に点灯検出が行われたときの電源状態に
対し、調光点灯時の電源状態が電源変動等により低下し
た場に、点灯検出回路により設定された調光状態で放電
灯が点灯維持しにくくなり、立ち消えしたときに、再び
点灯検出回路を動作させて、放電灯が消灯してしまうこ
とを防止したものである。この場合のタイマー回路の具
体例を汎用タイマー用IC（NEC製μPD15555）により構成
した例を第10図に示す。

以下、本実施例の動作について説明する。まず、電源
投入時に、コンパレータCP₁の出力は、“Low"レベルか
ら“High"レベルに移行するので、ANDゲートA₈の出力は
“Low"レベルのままであり、トランジスタTr₁₂はオフの
ままである。ここで、タイマーICtm₃は単安定マルチバ
イブレータであり、２番端子電圧が電源電圧Vccの1/3以
下になると、トリガーが掛かり、抵抗R₁₅とコンデンサC
₁₀の時定数により出力が“High"レベルとなる期間が決
まる。したがって、電源投入時には、抵抗R₁₃、コンデ
ンサC₁₁により直ちにトリガーが掛かり、タイマーICtm₃
の出力が“High"レベルとなる。また、調光点灯時にお
いて、電源電動等により放電灯が立ち消えすると、コン
パレータCP₁の出力が“High"レベルから“Low"レベルに
変化する。このため、ANDゲートA₈の出力が、第11図に
示すように、一瞬“High"レベルとなり、この区間は抵
抗R₁₂、コンデンサC₉の時定数で決まる。ANDゲートA₈の
出力によりトランジスタTr₁₂が一瞬オンして、タイマー
〜がトリガーされ、再び動作を開始すると共に、各
Ｄフリップフロップがリセットされて、点灯検出動作が
再度行われる。

実施例４第12図は本発明の別の実施例の腰部回路図である。本
実施例は、第２図に示す実施例において、論理ゲートが
一部追加されたものである。すなわち、第12図におい
て、ANDゲートG₁₁〜G₁₅、NANDゲートG₁₆、及び、インバ
ータI₃が追加されている。第２図に示す実施例において
は、スイッチSWがオンの状態（定格点灯状態）で、電源
投入されると、始動過程で放電灯が始動した後、定格点
灯に至るまで、光出力が段階的に変化していく。このと
き、第４図における区画T₁の長さにもよるが、この区間
T₁を、例えば数10msec以上に設定すると、光出力の変化
が目視でき、チラツキ感になる場合がある。

第12図の実施例においては、スイッチSWがオンの状態
で電源投入されると、インバータI₃の出力は“High"レ
ベルとなっている。放電灯が点灯していない間は、コン
パーレータCP₁の出力は“Low"レベルだから、NANDゲー
トG₁₆の出力は“High"レベルである。その後、放電灯が
点灯すると、コンパレータCP₁の出力が“High"レベルと
なり、NANDゲートG₁₆の出力が“Low"レベル、したがっ
て、トランジスタTr₂〜Tr₃の全てがオフとなり、始動過
程の途中で定格点灯に移行する。その故、光出力が段階
的に変化することなく、第13図に示すように、一気に定
格点灯状態に移行するため、前述のようにチラツキ感が
発生することを防止することができる。

実施例５第14図は本発明のさらに別の実施例の回路図である。
本実施例は、トランジスタTr₁,Tr₁′が交互にオン・オ
フを繰り返すことにより放電灯DL₁,DL₂を高周波点灯す
る他励式ハーフブリッジインバー回路を用いており、図
を見れば分かるように、並列点灯用である。

交流電源ACはダイオードD₄,D₅及び平滑コンデンサC₀,
C₀′にて倍電圧整流及び平滑されて直流電源を形成す
る。トランジスタTr₁,Tr₁′の直列回路は、この直列電
源に接続されている。各トランジスタTr₁,Tr₁′は制御
回路２によって交互に導通する。トランジスタTr₁の両
端には、コンデンサC₂とイングクタンスL₁及びバランサ
ーBTを介して放電灯DL₁,DL₂が並列接続されている。各
トランジスタTr₁,Tr₁′の両端には、ダイオードD₁,D₁′
が逆並列接続されている。

バランサーBTは、片方の放電灯が点灯すると、そのラ
ンプ電流で誘起される電圧により、もう一方の放電灯も
点灯されるものである。２本の放電灯が共に点灯する
と、バランサーBTに発生する電圧が打ち消し合うように
働き、インダクタンス成分を持たないようになるもので
ある。片方の放電灯が点灯した後、もう一方の放電灯が
点灯されるまでの一瞬の間、バランサーBTには高電圧が
発生する。本実施例で、このバランサーBTに発生する電
圧を点灯検出に利用している。すなわち、放電灯が点灯
する瞬間、第15図に示すように、バランサーBTには一瞬
高電圧が発生し、それにより、コンパレータCP₁の非反
転入力電圧が一瞬高レベルになる。したがって、コンパ
レータCP₁の出力が一瞬“High"レベルとなり、それによ
り、RSフリップフロップFFのＱ出力が“High"レベルと
なり、これが点灯検出信号となる。この点灯検出信号を
利用することにより、前記各実施例と同様の効果が期待
できる。

（発明の効果）本発明は上述のように、点灯回路における主スイッチ
素子の繰り返し導通期間を徐々に増加させて行き、放電
灯を始動点灯させる点灯装置において、放電灯が点灯し
たことを検出して、その時の状態によりスイッチ素子の
繰り返し導通期間を決定しているため、回路定数のばら
つきや、電源変動、周囲温度の変化に対して、安定に始
動・点灯維持を行うことができるという効果がある。

なお、調光状態での始動点灯時に本発明を利用すれ
ば、放電灯の始動が容易な条件下では、比較的小さい調
光比を確保できるため、段調光による省電力効果も期待
できる。また、放電灯のフィラメントに、常時、余熱電
流を通電する方式の点灯回路に本発明を用いた場合に
も、先行予熱電流を低減することなく、調光時の始動・
点灯維持が可能になるため、ランプ寿命も改善すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック回路図、第２
図は本発明の一実施例の回路図、第３図及び第４図は同
上の動作波形図、第５図及び第６図は同上の動作説明
図、第７図は本発明の他の実施例の回路図、第８図は同
上の動作波形図、第９図及び第10図は本発明の更に他の
実施例の要部回路図、第11図は同上の動作波形図、第12
図は本発明の別の実施例の要部回路図、第13図は同上の
動作波形図、第14図は本発明のさらに別の実施例の回路
図、第15図は同上の動作波形図、第16図は従来例の回路
図、第17図は同上の動作波形図である。１は点灯回路、２は制御回路、３は点灯検出回路、４は
導通期間決定回路、DLは放電灯である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波で繰り返し導通制御される主スイッ
チ素子を有し、放電灯を高周波点灯させる点灯回路と、
放電灯に印加される電圧を徐々に増加させていくよう
に、主スイッチ素子の繰り返し導通期間を制御する制御
回路とを有する放電灯点灯装置において、放電灯が点灯
したことを検出する点灯検出回路と、点灯検出回路から
の点灯検出信号により、主スイッチ素子の繰り返し導通
期間を固定する導通期間決定回路とを有して成ることを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】点灯回路は他励式のインバータ回路から成
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯
点灯装置。