JP2552296B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、複数灯の放電灯をバランサーを用いて並列
点灯する放電灯点灯装置に関するものである。

（背景技術） 第８図は従来の放電灯点灯装置（特開昭59−121795号
公報）の回路図である。商用電源ACの交流電圧は、点灯
回路１の電源回路1aにて直流電圧に変換され、さらにイ
ンバータ回路1bにより高周波電圧に変換される。インバ
ータ回路1bの出力は、バランサーT₁を介して放電灯l₁,l
₂に印加され、放電灯l₁,l₂を並列点灯させる。この従来
例は、バランサーT₁の巻数比をアンバランスとし、異な
る高周波電流を複数の放電灯l₁,l₂に流すことにより、
定格電流の異なる放電灯を同時に点灯したり、同種類の
放電灯に異なる電流を流して相異なる光出力を得るもの
である。

ところが、この従来例にあっては、放電灯の予熱電流
に関しては、インバータ回路1bの出力トランスにフィラ
メント予熱用の出力巻線を設けるようになっており、新
たに出力巻線が必要になるという問題があった。また、
インバータ回路1bとして出力トランスを備えない回路を
用いたような場合には、放電灯の予熱電流を取ることが
できないという問題があった。そこで、放電灯の非電源
側に予熱経路を設けることも考えられるが、この場合に
は、バランサーの巻数比のアンバランスにより、予熱電
流のアンバランスが生じ、各々の放電灯に適正な予熱電
流を供給することができないという問題があった。

第９図は本発明の前提となる放電灯点灯装置の回路図
である。同図の回路は、タイマー回路２により、電源投
入時から一定時間はトランジスタＱをオフ状態とし、リ
レーRyの常閉接点S₁,S₂を閉じておくことにより、放電
灯l₁,l₂の非電源側を短絡して放電灯l₁,l₂のフィラメン
トを先行予熱し、その後、接点S₁,S₂を開いて放電灯l₁,
l₂を始動させる。このような方式の回路において、定格
電力が異なる複数の放電灯l₁,l₂を点灯させ、両方共
に、定格電流を流すためには、上述のように、バランサ
ーT₁の巻数比を変えれば良い。放電灯l₁の定格電力が、
放電灯l₂の定格電力よりも大きく、両者の定格電流が同
じである場合（例えば、FCL40とFCL32の場合）には、バ
ランサーT₁の巻線n₂の巻数を巻線n₁の巻数よりも多く設
定して、巻線n₂の側にインピーダンスを持たせるもので
ある。ところが、このようにバランサーT₁の巻数比を変
えると、リレーRyのリレー接点S₁,S₂を閉じて先行予熱
を行う場合に、放電灯l₂の予熱電流は放電灯l₁の予熱電
流よりも小さくなり、放電灯l₁の予熱電流が多過ぎた
り、逆に、放電灯l₂の予熱電流が少な過ぎたりして、放
電寿命が短くなったり、始動しにくくなるという問題が
あった。

（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、定格電力や定格電流の異
なる複数の放電灯をバランサーを用いて並列点灯する装
置において、各々の放電灯に適正な予熱電流を供給し
て、良好に始動・点灯維持され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、前記の目的
を達成するために、第１図に示すように、夫々個別の放
電灯l₁,l₂が接続される第１及び第２の出力端子及びこ
れら両出力端子からの巻数が異なる位置に設けられた入
力タップを備える電流平衡トランス（バランサーT₁）
と、放電灯l₁,l₂に交流電力を供給する点灯回路１とを
備え、前記入力タップを前記点灯回路１の出力端に接続
して前記点灯回路１の出力電流を異なる割合で前記放電
灯l₁,l₂に分配供給するようにした放電灯点灯装置にお
いて、夫々の放電灯₁1,l₂の非電源側に予熱経路を設け
ると共に、夫々の放電灯l₁,l₂に適正な予熱電流を供給
するように予熱電流を調整するためのインピーダンスＺ
を少なくとも一方の予熱経路に付加したものである。

本発明は、このように、予熱電流のアンバランスを解
消するためのインピーダンスＺを予熱経路に挿入したも
のであるから、バランサーT₁の巻数n₁,n₂のアンバラン
スに拘わらず、適正な予熱電流を通電させることができ
るものである。また、インピーダンスＺは予熱経路中に
挿入されているので、定常点灯時においては、放電灯電
流に対して影響を与えないものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１図は本発明の第１実施例の回路図である。第１図
の回路において、従来例と同一の機能を有する部分には
同一の符号を付して重複する説明は省略する。商用電源
ACが投入されると、インバータ式の点灯回路１により、
高い高周波電圧が出力されると同時に、タイマー回路２
が計時動作を開始する。電源投入時から一定時間はタイ
マー回路２の出力は“Low"レベルであり、トランジスタ
Ｑはオフとなり、リレーRyは励磁されず、リレー接点
S₁,S₂はNC側にある。これにより、放電灯l₁及びl₂はそ
の両端が短絡され、点灯回路１から、チョークコイル
L₁、バランサーT₁の巻線n₁、インピーダンスＺを通る経
路で放電灯l₁にフィラメント電流が流れ、また、チョー
クコイルL₁、バランサーT₁の巻線n₂を通る経路で放電灯
l₂のフィラメント電流が流れる。

ここで、巻線n₂の巻数は巻線n₁の巻数よりも多いの
で、巻数n₁のインピーダンスは打ち消され、巻線n₂の側
にインピーダンスが生じるので、放電灯l₁の予熱経路に
は大きな予熱電流が流れ、放電灯l₂の予熱経路には小さ
な予熱電流が流れるはずであるが、放電灯l₁の予熱経路
に予熱電流調整用のインピーダンスＺを挿入したため、
放電灯l₁に予熱電流が流れ過ぎるのを防止することがで
き、放電灯l₁,l₂共に適正な予熱電流を流すことができ
るものである。

次に、一定時間後にタイマー回路２の出力は“High"
レベルになり、トランジスタＱがオンし、リレーRyが励
磁されて、その接点S₁,S₂はNO側に切替わる。これによ
り放電灯l₁及びl₂のフィラメント予熱電流はカットさ
れ、放電灯l₁,l₂の両端には高い高周波電圧が印加さ
れ、いずれかの放電灯が先に始動する。今、仮に、放電
灯l₁が先に始動したとすると、バランサーT₁の作用によ
り、放電灯l₂には、（巻線n₁に発生した電圧）×（n₁＋
n₂）/n₁）＋（放電灯l₁の電圧）が印加され、放電灯l₂
も始動する。

なお、ここでは、予熱電流調整用のインピーダンスＺ
を限流要素として説明したが、逆に、予熱電流を増加さ
せるようなインピーダンスＺを放電灯l₂の予熱経路に挿
入してもよい。例えば、巻線n₂側に生じるインダクタン
スをL₂とし、予熱電流調整用のインピーダンスＺをコン
デンサＣとし、予熱経路の合成インビーダンスｊω（L₁
＋L₂）＋1/jωＣの共振周波数ｆ＝1/2π｛（L₁＋L₂）
Ｃ｝^1/2の近傍に予熱時の発振周波数を設定すればよ
い。この際、予熱期間中の発振周波数の変更は、タイマ
ー回路２からインバータ式の点灯回路１に入力される信
号により行えば良い。

実施例２ 第２図は本発明の第２実施例の回路図である。商用電
源ACの電源電圧は、電源回路1aにて整流平滑され、トラ
ンジスタQ₁,Q₂の直列回路に印加される。各トランジス
タQ₁,Q₂のコレクタ・エミッタ間には、それぞれ、ダイ
オードD₁,D₂が逆並列接続されている。また、各トラン
ジスタQ₁,Q₂のベースには、駆動回路1cにより交互に“H
igh"レベルとなる駆動信号が入力されている。放電灯
l₁,l₂はバランサーT₁を介して並列接続されており、こ
の並列接続回路は、限流用のチョークコイルL₁と直流成
分カット用のコンデンサC₁との直列回路を介して、トラ
ンジスタQ₂のコレクタ・エミッタ間に接続されている。
各放電灯l₁,l₂の非電源側には、それぞれ、予熱電流通
電用のコンデンサC₂,C₃が並列接続されている。

以下、第２図回路の動作について説明する。商用電源
ACが投入されると、電源回路1aにより整流平滑された直
流電圧が、トランジスタQ₁,Q₂の直列回路の両端に印加
される。トランジスタQ₁,Q₂のベースには、駆動回路1c
により、交互に“High"レベルとなる駆動信号が与えら
れ、トランジスタQ₁,Q₂は交互にオン、オフを繰り返
す。これにより、Ａ点の電圧は矩形波状の電圧となり、
この矩形波状の電圧は、負荷回路に印加される。負荷回
路には、チョークコイルL₁とコンデンサC₂及び巻線n₁側
に換算した巻線n₂のインダクタンスL₂₁による第１の直
列共振回路と、チョークコイルL₁とコンデンサC₃及び巻
線n₂のインダクタンスL₂₂による第２の直列共振回路が
構成される。コンデンサC₁は直流成分カット用のコンデ
ンサであり、コンデンサC₂,C₃に比べてかなり大容量で
あるので、共振には関与しない。

今、仮に、放電灯l₁の定格電力が放電灯l₂の定格電力
よりも大きく、両者の定格電流は同じである場合（例え
ば、放電灯l₁がFCL40で、放電灯l₂がFCL32であるような
場合）を仮定すると、バランサーT₁の巻線n₂の巻数は巻
線n₁の巻数よりも多くする必要がある。この場合、巻線
n₁のインピーダンスは打ち消されて小さくなる。このと
き、第１の直列共振回路による放電灯l₁側の予熱インピ
ーダンスと、第２の直列共振回路による放電灯l₂側の予
熱インピーダンスとが等しくなるように、コンデンサC₂
の容量はコンデンサC₃の容量よりも大きく設定しておく
ものである。

ここで、予熱時の駆動回路1cの発振周波数を、両方の
放電灯l₁,l₂に対して適正な予熱電流が供給できるよう
に設定すると、上述のように、放電灯l₁,l₂の予熱回路
のインピーダンスは略等しいため、同等の予熱電流が得
られる。一定時間の予熱動作の後、駆動回路1cの発振周
波数を下げて、直列共振回路の共振周波数に近付けて行
けば、予熱用のコンデンサC₂,C₃の両端電圧は上昇し、
いずれかの放電灯が先に始動する。このときバランサー
T₁に発生する電圧により、他方の放電灯もほぼ同時に始
動する。

ここで、始動時の動作は、駆動回路1cを他励式と仮定
して、その発振周波数を変化させる方法で説明したが、
自励式であっても良く、また、発振周波数の制御に代え
て、デューティ制御を行っても良い。

なお、第１図及び第２図の回路においては、放電灯
l₁,l₂の定格電力が異なり、定格電流は等しい場合を仮
定したが、放電灯l₁,l₂の定格電力も定格電流も共に異
なる放電灯（例えば、放電灯l₁がFCL32（32W,435mA）、
放電灯l₂がFCL30（30W,600mA）という組み合わせ）の場
合には、バランサーT₁の巻線n₁,n₂の巻数比は逆転し、
巻線n₁の巻線が巻線n₂の巻数よりも多くなる。この場合
においても、第１図回路における予熱電流調整用のイン
ピーダンスＺの挿入の考え方は同じであり、予熱電流が
適正となるように、予熱電流制限用又は予熱電流増加用
のインピーダンスを挿入すれば良い。また、第２図回路
における予熱コンデンサの容量についても、考え方は同
じであり、バランサーT₁の巻数の少ない方の出力端子に
接続された放電灯の予熱コンデンサの容量を大きく設定
すれば良いものである。

実施例３ 第３図は本発明の第３実施例の回路図である。この実
施例は同一定格の放電灯l₁,l₂,l₃をバランサーT₁を介し
て奇数個並列点灯させる場合に適用されるものである。
同図の回路においては、１灯の放電灯l₁と、これと同一
定格の放電灯l₂,l₃の２灯直列回路とを並列接続してあ
る。

点灯回路１は、電源回路1aとインバータ回路1bとから
成る。電源回路1aは、商用電源ACを整流平滑して直流電
源を得る回路である。インバータ回路1bは、電源回路1a
によって得られた直流電源電圧を、スイッチング素子の
スイッチング動作により、高周波電力に変換して、負荷
回路３に高周波電力を供給する回路である。負荷回路３
は、バランサーT₁と、同一定格の放電灯l₁,l₂,l₃、カレ
ントトランスT₂、及び、始動用スイッチS₁,S₂により構
成され、バランサーT₁の入力タップｃは、前記インバー
タ回路1bの一方の出力端ｍに接続されている。始動用ス
イッチS₁,S₂は、電源投入後一定時間だけONとなるスイ
ッチであり、リレー接点のような機械的なスイッチでも
良いし、トライアックのような電子的なスイッチでも良
い。前記バランサーT₁は出力端子a,b,d,eを有してお
り、出力端子ａには放電灯l₁の一端が接続されている。
出力端子ｂには放電灯l₂,l₃の２灯直列回路の一端が接
続されている。出力端子ａと入力タップｃとの間に巻線
n₁、及び、出力端子ｂと入力タップｃとの間の巻線n
₂は、出力端子d,e間の巻線n₃と磁気回路的に結合してい
る。巻線n₁,n₂,n₃の巻数を便宜上n₁,n₂,n₃とすると、n₁
＞n₂、且つ、n₁＝n₂＋n₃の関係となっている。

負荷回路３は、放電灯l₁,l₂,l₃の寿命を考慮した場
合、放電灯に始動電圧を印加する前に放電灯l₁,l₂,l₃の
各フィラメントを予熱するための予熱回路を有する。放
電灯l₁の予熱回路は、前記バランサーT₁の巻線n₁と、ス
イッチS₁と、前記バランサーT₁の巻線n₃と、放電灯l₁の
フィラメントf₁,f₂で構成され、スイッチS₁のON時に
は、巻線n₁、フィラメントf₁、スイッチS₁、巻線n₃、フ
ィラメントf₂の直列回路を構成する。同様に、放電灯
l₂,l₃の予熱回路は、放電灯l₂,l₃のフィラメントを各々
f₃,f₄及びf₅,f₆とすると、巻線n₂、フィラメントf₃、カ
レントトランスT₂の１次巻線n₄、スイッチS₂、フィラメ
ントf₆の直列回路と、フィラメントｆ、カレトトランス
T₂の２次巻線n₅、フィラメントf₅の閉回路で構成され
る。ここで、カレントトランスT₂の１次巻線n₄の巻数と
２次巻線n₅の巻数は、同じになっている。そして、放電
灯l₁のフィラメントf₂及び放電灯l₃のフィラメントf₆に
おける一方の端子は、前述の予熱回路に接続されている
が、他方の端子は、共に前記インバータ回路1bの出力端
ｎに接続されている。

以下、本実施例の動作について説明する。商用電源AC
が投入されると、スイッチS₁とS₂とが一定期間オン状態
となり、この間、放電灯のフィラメントが予熱される予
熱状態となる。一定時間（例えば、約１秒）経過後に、
スイッチS₁及びS₂を開くことにより、インバータ回路1b
の出力端m,n間に発生している高周波電圧は、バランサ
ーT₁を介して放電灯l₁及び放電灯l₂,l₃に印加される。
これにより、放電灯l₁,l₂,l₃が点灯する。このように、
商用電源ACを投入して放電灯l₁,l₂,l₃が点灯する前の所
定期間に、フィラメントに予熱電流を流し、フィラメン
トf₁,f₂,…,f₆を加熱した後、放電灯l₁,l₂,l₃を点灯す
るようにして放電灯l₁,l₂,l₃の寿命を損なわないように
している。

定常点灯時において、放電灯l₁,l₂,l₃の定格放電灯電
流は等しいから、放電灯l₁に流れる電流Ila₁と、放電灯
l₂,l₃に流れる電流Ila₂とは等しくなければならない。
つまり、放電等l₁,l₂,l₃の定格放電灯電流をIlaとする
と、 Ila₁＝Ila₂＝Ila となることが必要である。また、各放電灯l₁,l₂,l₃の管
電圧をVa,Vb,Vcとすると、これらは等しくなければなら
ない。つまり、放電灯l₁,l₂,l₃の定格管電圧をVlaとす
ると、 Va＝Vb＝Vc＝Vla となることが必要である。したがって、１灯の放電灯l₁
に加わる電圧と２灯の放電灯l₂,l₃の直列回路に加わる
電圧とは異なる。ここで、バランサーT₁の巻線n₁,n₂に
誘起される電圧を夫々Ea,Ebとすると、 Ea＋Va＝Eb＋Vb＋Vc …（１） ∴Ea−Eb＝Vc＝Vla …（２） となり、放電灯１本分の管電圧がバランサー巻線n₁,n₂
の巻数差（n₁−n₂）に誘起される電圧に相当するよう
に、バランサーT₁は設計される。従って、巻数n₁,n₂に
ついては、n₁＞n₂の関係で設計される。

ここで、スイッチS₁及びS₂がオンしている予熱時にお
いては、スイッチS₁,S₂により、放電灯l₁,l₂,l₃のフィ
ラメントを介して、放電灯l₁,l₂,l₃を短絡することにな
る。フィラメントの抵抗は数Ω程度の低抵抗であるた
め、フィラメントによる電圧降下は殆どなく、Ea−Eb＝
０となるようなバランサーT₁の設計をしなければならな
い。しかし、本実施例においては、（２）式を満足する
ようにバランサーを設計しているために、巻数差（n₁−
n₂）を相殺する巻線を設けなければならない。これをバ
ランサーT₁の巻線n₃に設けたのが本実施例の特徴であ
る。巻線n₃は、ｅ点を巻き始めとして、n₃＝n₁−n₂の巻
数を巻回してある。予熱電流がインバータ回路1bの出力
端ｍから、巻線n₁、放電灯l₁のフィラメントf₁、スイッ
チS₁、バランサーT₁の巻線n₃、放電灯l₁のフィラメント
f₂、インバータ回路1bの出力端ｎに流れることにより、
巻線n₃には矢印の向きに誘起電圧Ecが発生する。この誘
起電圧Ecと巻線n₂に発生する誘起電圧Ebとの和で巻線n₁
に発生する誘起電圧Eaを相殺し、予熱時には、バランサ
ーT₁に生じる誘起電圧を無くすことにより、放電灯l₁と
放電灯l₂,l₃のフィラメントf₁〜f₆に均一な予熱電流を
供給するものである。本実施例は、このように、予熱時
において、バランサーT₁の誘起電圧を相殺し合う構成に
してあるので、巻線n₁,n₂のアンバランス設計により生
じる誘起電圧によるバランサーT₁のコアロス（鉄損）も
なくなり、コアの発熱を無くすことができるという効果
もある。予熱時においては、放電灯の始動性向上のため
に多大な電流を流すので、巻線ロス（銅損）によるバラ
ンサーT₁の巻線の発熱が大きく、このときに、コアの発
熱を防止できることの利益は頗る大きい。なお、定常点
灯時には、スイッチS₁がオフされることにより、巻線n₃
が切り離されるので、巻線n₃は定常点灯時の動作には影
響を与えない。

なお、負荷回路３の構成は、本実施例では同一定格の
放電灯３灯による直並列点灯回路を例示したが、例え
ば、同一定格の放電灯５灯或いは７灯による直並列点灯
回路の場合にも容易に適用でき、一般に同一定格の放電
灯の奇数灯にる直並列点灯回路に適用できる。さらに、
同一定格の放電灯に限らず、定格放電灯電流と予熱電流
が等しい放電灯の種々の組み合わせについても容易に適
用できる。

実施例４ 第４図は本発明の第４実施例の回路図である。電源回
路1aは、商用電源ACの電圧を整流平滑して得た直流電源
電圧を、インバータ回路1bに供給している。インバータ
回路1bの高周波出力は、発振トランスOTの１次巻線N₁に
供給され、その２次巻線N₂に発生する高周波電圧により
放電灯l₁,l₂,l₃を始動点灯させている。放電灯l₁,l₂,l₃
は、定格電力及び定格放電灯電流が同一な放電灯３灯を
１灯−２灯の直並列点灯回路として接続している。

本実施例においても、実施例３と同様に、定常点当時
においては、バランサーT₁の巻線差（n₁−n₂）に生じる
起電力が放電灯１本分の管電圧に相当するように、バラ
ンサーT₁を設計しなければならず、また、予熱時におい
ては、バランサーT₁の巻線差（n₁−n₂）に生じる起電力
を打ち消すような電圧を発生させる必要がある。

そこで、本実施例にあっては、発振トランスOTに起電
力相殺用の巻線N₃を設け、これをスイッチS₂と直列に接
続している。巻線N₃の巻数は、放電灯l₃のフィラメント
側を巻き初めとして、放電灯１本分の管電圧に相当する
巻数とする。つまり、点灯時にはバランサーT₁の巻線差
（n₁−n₂）に放電灯１本分の起電力Ec＝Ea−Ebを持た
せ、予熱時には、発振トランスOTに設けられた巻線N₃に
生じる起電力によりバランサーの巻線差（n₁−n₂）分の
起電力を相殺している。また、巻線N₃は、発振トランス
OTの巻線N₂に発生する起電力をEcだけ低減させ、予熱時
に全体のフィラメント電流（If₁＋If₂）を増加させる効
果もあり、放電灯l₁,l₂,l₃の始動性向上に大きな効果を
発揮するものである。

実施例５ 第５図は本発明の第５実施例の回路図である。本実施
例は、自励式ハーフブリッジ回路を用いた放電灯点灯装
置に本発明を適用した例である。商用電源ACの電源電圧
は、正の半サイクルにおいて、ダイオードD₅を介してコ
ンデンサC₅に充電され、負の半サイクルにおいて、ダイ
オードD₆を介してコンデンサC₆に充電される。コンデン
サC₅とC₆の直列回路の両端には、商用電源電圧のピーク
値の２倍の直流電源電圧が得られる。この直流電源電圧
は、トランジスタQ₁,Q₂の直列回路の両端に印加されて
いる。トランジスタQ₁のコレクタ・エミッタ間には、結
合用のコンデンサC₁と、電流帰還トランスT₃の１次巻線
を介して、コンデンサC₄とインダクタンスT₄よりなるLC
直列共振回路が接続されており、コンデンサC₄の両端に
は負荷回路が並列に接続されている。結合用のコンデン
サC₁は、２つのトランジスタQ₁,Q₂が交互にオン・オフ
動作した時に、負荷回路に供給される電圧の極性を反転
させたり、直流成分をカットして、負荷回路に交流成分
（高周波電力）を供給する作用をなすものである。ま
た、コンデンサC₁,C₄はC₁≫C₄の関係を満たしている。
尚、LC直列共振回路を構成するコンデンサC₄は、負荷回
路の端子間に存在する浮遊容量であっても良く、また、
負荷を放電灯とした場合には、インダクタンスT₄は安定
器によって構成されても良い。電流帰還トランスT₃の一
対の２次巻線は、抵抗R₂,R₃を介してトランジスタQ₁,Q₂
のベースに夫々接続されている。電流帰還トランスT₃の
２次巻線は、互いに逆極性となるように接続されてお
り、トランジスタQ₁,Q₂を交互にオン・オフさせる構成
となっている。この電流帰還トランスT₃及びその付属回
路をもって、トランジスタQ₁,Q₂のドライバ回路を構成
している。

一方、コンデンサC₅,C₆の直列回路と並列に、抵抗R₁
とコンデンサC₇の直列回路を接続してあり、更に、コン
デンサC₇と抵抗R₁の接続点と、トランジスタQ₁,Q₂の接
続点との間には、ダイオードD₃を接続している。このダ
イオードD₃は、図示のように、アノードを抵抗R₁とコン
デンサC₇の接続点に、カソードをトランジスタQ₁,Q₂の
接続点に接続している。そして、抵抗R₁とコンデンサC₇
の接続点とトランジスタQ₂のベースとの間には、ダイア
ックQ₃を接続してあり、これらによってインバータ回路
の起動回路を構成している。抵抗R₁とコンデンサC₇の直
列回路はダイアックQ₃のトリガ回路を構成し、ダイオー
ドD₃はダイアックQ₃がブレークオーバーした後に、直流
電源Ｅから抵抗R₁を介して供給される電流をトランジス
タQ₂に直接導くバイパス回路を構成する。

負荷回路は、バランサーT₁により、放電灯l₁,l₂,l₃を
１灯−２灯の直並列点灯回路として接続してある。負荷
回路については第４図の回路と同じで、本発明の特徴と
なるバランサーT₁の巻線差（n₁−n₂）分の起電力を相殺
する巻線n₇をLC直列共振回路のインダクタンスT₄に設け
たものである。インダクタンスT₄の２次巻線n₇は、巻き
初めを放電灯l₃のフィラメント側から巻回し、その巻き
終わりをスイッチS₂に直列に接続してある。また、この
巻線により発生する起電力により、インダクタンスT₄の
１次巻線に生じる起電力を矢印の向きに示すように相殺
し、LC直列共振回路の１次巻線n₆の起電力が減少するた
めに負荷回路の共振電流が増加して、予熱電流If₁,If₂
が増加し、放電灯l₁,l₂,l₃の始動性が良好になるという
効果もある。

本実施例の説明では、放電灯３灯の１灯−２灯直並列
点灯回路について説明したが、３灯に限らず任意の複数
灯でもよく、放電灯電流が等しく、放電灯電力が異なる
複数灯の放電灯をバランサーにて並列点灯する場合に適
用することができ、放電灯電力、放電灯電流が同一定格
の放電灯の場合においては、本実施例の説明のように、
奇数灯をバランサーにて左右非対称に直並列点灯した場
合にも適用される。

実施例６ 第６図は本発明の第６実施例の回路図である。これ
は、トランジスタQ₁を制御部４からの信号で繰り返しオ
ン・オフさせることで、放電灯l₁,l₂を高周波並列点灯
させる一石他励式の放電灯点灯装置である。この回路の
負荷として、定格電流が異なる２灯の放電灯l₁,l₂がバ
ランサーT₁を介して並列に接続されている。また、各放
電灯l₁,l₂には予熱用コンデンサC₂,C₃が並列に接続され
ている。

商用電源ACの電源電圧は、ダイオードブリッジDBにて
整流され、直流電圧とされる。この直流電圧は、発振ト
ランスOTの１次側と半導体スイッチ素子Q₁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C₁を介して、放電灯l₁,l₂がバランサーT₁にて並列接
続されている。放電灯l₁,l₂の非電源側には、予熱電流
通電用のコンデンサC₂,C₃が並列接続されている。半導
体スイッチ素子Q₁には、ダイオードD₁が逆並列接続され
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C₀をスイッチ素子Q₁の両端に並列接続す
る。このコンデンサC₀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。半導体スイッチ
素子Q₁の制御極には、制御部４からの出力信号が入力さ
れている。

半導体スイッチ素子Q₁がオンされると、発振トランス
OTの１次側を介して、半導体スイッチ素子Q₁に電流が流
れる。半導体スイッチ素子Q₁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C₀と共振し、共振コンデンサ電流が流れ、
半導体スイッチ素子Q₁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、
半導体スイッチ素子Q₁に全サイクルと同様に電流が流れ
る。このようにして、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C₁を介して放電灯l₁,l₂に印加し、点灯させる。

今、放電灯l₁,l₂の定格電流Ila₁,Ila₂にIla₁＞Ila₂の
関係があるときには、バランサーT₁の放電灯l₁側の巻線
n₁と、放電灯l₂側の巻線n₂の巻数を、n₁＜n₂となるよう
に設定し、放電灯l₁,l₂に並列接続されたコンデンサC₂,
C₃の容量を、C₂＞C₃となるように設定する。n₁＜n₂であ
るから、バランサーT₁の放電灯l₁側のインダクタンスは
打ち消されて小さくなるが、バランサーT₁の放電灯l₂側
のインダクタンスは打ち消されない部分が残り、大きな
値となる。この時、放電灯l₁側と放電灯l₂側のインピー
ダンスZ₁,Z₂は、回路の抵抗分をＲ、インダクタンス分
をＬ、キャパシタンス分をＣとすると、|Z|＝R²＋（ω
Ｌ−1/ωＣ）^２であるから、Z₁＜Z₂となるはずである
が、上述のように、C₂＞C₃とすることでZ₁とZ₂の差を小
さくし、放電灯l₁側と放電灯l₂側の予熱電流を近付けて
いる。次に放電灯点灯時においては、バランサーT₁から
放電灯l₁,l₂へと電流が流れるので、Z₁＜Z₂となり、放
電灯l₁側の電流値が大きくなる。

このように、一石他励式の放電灯点灯装置により、異
なる定格電流の放電灯を並列点灯させるときに、バラン
サーT₁の巻線n₁,n₂と予熱用のコンデンサC₂,C₃を上記の
ように設定することで、放電灯l₁側と放電灯l₂側で放電
灯電流、予熱電流を設定することができる。

具体的な仕様を次に例示する。

・放電灯l₁:FCL30（定格電流600［mA］rms） ・放電灯l₂:FCL32（定格電流435［mA］rms） ・バランサー巻線 n₁:66ターン n₂:70ターン ・並列コンデンサ C₂:0.0082［μＦ］ C₃:0.0078［μＦ］ この時、商用電源ACの電源電圧が交流100V、トランジ
スタTr₁の動作周波数が48.3KHzの条件下において、 ・放電灯l₁の予熱電流:1.8［Ａ］ｐ−ｐ 同上の放電灯電流 :138［mA］rms ・放電灯l₂の予熱電流:1.7［Ａ］ｐ−ｐ 同上の放電灯電流 :506［mA］rms が得られた。

なお、第６図の回路構成において、放電灯の定格電流
が同じで、定格電圧が異なるとき、或いは、定格電流、
定格電圧共に異なる場合においても、バランサーT₁の巻
線n₁,n₂の差によるインピーダンスの差を並列コンデン
サC₂,C₃の容量で補正することができ、上記と同様の効
果が得られる。

又、第６図の回路において、コンデンサC₂,C₃の容量
を同じにしたままで、コンデンサC₂,C₃と直列に、第２
のバランサーの１次巻線と２次巻線をそれぞれ接続し、
第２のバランサーにて予熱電流のバランスを取るように
構成しても良い。

実施例７ 第７図は本発明の第７実施例の回路図である。同図の
回路は、トランジスタQ₁を制御部４からの信号で繰り返
しオン、オフさせることで、放電灯l₁,l₂を高周波点灯
させる一石他励式の放電灯点灯装置である。同図に示す
回路の負荷には、定格電流が異なる２等の放電灯l₁,l₂
がバランサーT₁の巻線n₁,n₂を介して並列に接続されて
いる。また、各放電灯l₁,l₂の非電源側には、予熱用の
コンデンサC₂,C₃が並列に接続されており、さらに、放
電灯l₁側のコンデンサC₂には、バランサーT₁の巻線n₃が
直列に接続されている。

放電灯点灯時には、放電灯l₁側では、巻線n₁から放電
灯l₁へと電流が流れ、放電灯l₂側では、巻線n₂から放電
灯l₂へと電流が流れる。例えば、放電灯l₁がFCL30（600
mA）で、放電灯l₂がFCL32（435mA）である場合には、巻
線n₁,n₂の巻数をn₁＜n₂となるように設定する。この場
合、巻線n₁のインダクタンスは巻線n₂により打ち消され
て、そのインダクタンス分は小さくなり、巻線n₂のイン
ダクタンスは巻線n₁によって十分には打ち消されないの
で、その巻線差（n₂−n₁）に相当するインダクタンス分
が残る。したがって、放電灯l₁には大きな電流が流れ、
放電灯l₂には小さな電流が流れる。

放電灯予熱時には、放電灯l₁側では巻線n₁、巻線n₃、
コンデンサC₂を介して電流が流れ、放電灯l₂側では巻線
n₂、コンデンサC₃を介して電流が流れ、放電灯l₂側では
巻線n₂、コンデンサC₃を介して電流が流れる。この時、
コンデンサC₂,C₃の値はC₂＝C₃とし、巻線n₁,n₃と巻線n₂
との間で予熱電流のアンバランスを解消するように、巻
数を設定する。このように、巻線n₁,n₂による放電灯電
流の設定とは別に、巻線n₃によって予熱電流を設定する
ことができる。また、予熱経路のインピーダンスは、放
電灯l₁側、放電灯l₂側、各々で設定することができる。

なお、第７図の回路構成において、放電灯の定格電流
が同じで定格電圧が異なる場合、あるいは、定格電流、
定格電圧共に異なる場合においても、バランサーT₁の巻
線n₁,n₂の巻数の差によるインピーダンスの差を、放電
灯の並列コンデンサC₂に直列に接続されている巻線n₃で
補正することができる。

（発明の効果） 本発明は上述のように、電流平衡トランスの第１及び
第２の出力端子に接続された放電灯に、点灯回路の出力
電流を異なる割合で分配供給するようにした放電灯点灯
装置において、夫々の放電灯の非電源側に予熱経路を設
けると共に、夫々の放電灯に適正な予熱電流を供給する
ように予熱電流を調整するためのインピーダンスを少な
くとも一方の予熱経路に付加したものであるから、簡単
な構成でありながら、各々の放電灯に適正な予熱電流を
供給することができ、放電灯寿命の改善と始動性能の改
善が図れるという効果があり、また、インピーダンスは
予熱経路に挿入したので、定常点灯時における放電灯電
流には影響を与えないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の回路図、第２図は本発明
の第２実施例の回路図、第３図は本発明の第３実施例の
回路図、第４図は本発明の第４実施例の回路図、第５図
は本発明の第５実施例の回路図、第６図は本発明の第６
実施例の回路図、第７図は本発明の第７実施例の回路
図、第８図は従来例の回路図、第９図は他の従来例の回
路図である。 T₁はバランサー、n₁,n₂,n₃は巻線、l₁,l₂,l₃は放電灯、
Ｚはインピーダンスである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 迫 浩行 門真市大字門真1048番地 松下電工株式 会社内 (72)発明者 山本 彰 門真市大字門真1048番地 松下電工株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭55−102197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−163799（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−21398（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭57−21277（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】夫々個別の放電灯が接続される第１及び第
   ２の出力端子及びこれら両出力端子からの巻数が異なる
   位置に設けられた入力タップを備える電流平衡トランス
   と、放電灯に交流電力を供給する点灯回路とを備え、前
   記入力タップを前記点灯回路の出力端に接続して前記点
   灯回路の出力電流を異なる割合で前記放電灯に分配供給
   するようにした放電灯点灯装置において、夫々の放電灯
   の非電源側に予熱経路を設けると共に、夫々の放電灯に
   適正な予熱電流を供給するように予熱電流を調整するた
   めのインピーダンスの少なくとも一方の予熱経路に付加
   したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】前記電流平衡トランスにおける巻数の少な
   い方の出力端子に接続された放電灯の非電源側に大容量
   のコンデンサを、巻数の多い方の出力端子に接続された
   放電灯の非電源側に小容量のコンデンサを夫々接続して
   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。