JP2562586Y2 - 高周波点灯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、一石他励方式とハー
フブリッジ回路方式の各インバータ照明装置に適合する
高周波点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すインバータ照明装置１は、商
用交流電源に電源スイッチ２を介して接続した直流電源
回路３により正電源＋Ｂと負電源−Ｂを生成し、高周波
点灯装置４により互いに逆動作で開閉されるスイッチ
５，６を介して照明ランプ７に交播通電するものであ
り、上下対称回路の上半分と下半分が交互に橋絡される
ことから、ハーフ・ブリッジ方式と呼ばれる。スイッチ
５と６の接続点とアース間に接続された照明ランプ７に
は、予熱コンデンサＣｐが並列に、また限流素子として
のコイル８が直列に接続されており、予熱コイルＣｐと
コイル８が形成する直列共振回路が、照明ランプ７の点
灯条件や調光条件を決定する。本例の場合、直列共振回
路の共振周波数ｆｏを４５ｋＨｚに設定してあり、この
ため高周波点灯装置４では４５ｋＨｚから１００ｋＨｚ
に及ぶ高周波の駆動パルスを生成する必要があり、互い
に逆相で２５％デューティの一対の駆動パルスを用いる
ことにより、商用交流周波数で駆動する他の方式に比べ
てチラツキの少ない照明を行うことができる。

【０００３】図５に示すインバータ照明装置１１は、１
石他励方式と呼ばれるものであり、照明ランプ１２に安
定器１３を介してコイルＬとコンデンサＣ及びスイッチ
１４を接続し、高周波点灯装置１５が５０ないし１００
ｋＨｚ程度でスイッチ１４を断続することでコイルＬと
コンデンサＣの並列接続回路を励振させ、励振に伴って
発生する高周波電流により照明ランプ１２を点灯駆動す
る。照明ランプ１２には、予熱コンデンサＣｐが並列接
続してあり、始動時に予熱コンデンサＣｐに流れ込む予
熱電流によりフィラメント電極が予熱される。そして、
予熱の進行とともにフィラメント電極から熱電子が放出
され、両電極間に分布する熱電子が一定の濃度に達する
と、放電が開始されて照明ランプ１２は点灯に至る。点
灯状態にあっては、一対のフィラメント電極の抵抗とラ
ンプ内抵抗との直列合成抵抗を等価抵抗とみなすことが
でき、放電の開始とともにランプ内抵抗は低下するが、
照明ランプ１２の等価合成抵抗と予熱コンデンサＣｐの
並列接続回路及びこれに直列の安定器３のインダクタン
スとが、直・並列共振回路を形成する。高周波点灯装置
１５の発振周波数は、上記直・並列共振回路の共振周波
数近傍に設定されるため、有効電流はその殆どがランプ
電流としてフィラメント電極間を流れることになる。な
お、照明ランプ２の明るさは、高周波点灯装置１５の発
振周波数を可変することで調整される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ハーフブリッジ方式イ
ンバータ照明装置１と１石他励方式インバータ照明装置
１１は、いずれも高周波点灯装置４或は１５から出力さ
れる高周波の駆動パルスによって駆動され、しかも予熱
時やその後の定常状態における明るさ調整にさいして駆
動パルスの周波数を切り替える点で共通している。しか
し、ハーフブリッジ方式インバータ照明装置１では、ス
イッチ５，６に対して互いに逆相で同じデューテイをも
った駆動パルスを供給するため、高周波点灯装置４は２
相駆動パルスを生成することが前提条件であるのに対
し、１石他励方式インバータ照明装置１１の高周波点灯
装置１５は、単相でしかも広範囲に周波数が切り替えら
れるような駆動パルスを生成する必要がある。しかも、
高周波点灯装置１５の出力駆動パルスには、励振回路を
構成するコンデンサＣやコイルＬ或は直・並列共振回路
を構成する安定器１３や予熱コンデンサＣｐといった各
種回路素子の回路定数に応じた最適なデューテイが存在
するため、ハーフブリッジ方式用の高周波点灯装置４を
１石他励方式用の高周波点灯装置１５に転用したり、或
はまたその逆に１石他励方式用の高周波点灯装置１５を
ハーフブリッジ方式用の高周波点灯装置４に転用するな
どの工夫が検討されたことは一度もなく、ハーフブリッ
ジ方式用と１石他励方式用とで高周波点灯装置が互いに
一線を画してまったく別個に製造されていたため、メー
カサイドにおいてもまたユーザサイドにおいても部品管
理が煩雑化しやすく、また資源の有効活用といった観点
から問題を残すといった課題を抱えていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この考案は、上記課題を
解決したものであり、インバータ照明装置を高周波点灯
する高周波点灯装置であって、周期が一定のクロック信
号を分周し、指定された任意の分周比とデューテイをも
ったパルスを生成する分周手段と、この分周手段により
分周されたパルスを駆動パルスとして出力する単相駆動
パルス出力手段と、前記分周手段により分周させた５０
％デューテイのパルスから互いに逆相で同じデユーティ
をもったパルスを生成し、これらを一対の駆動パルスと
して出力する２相駆動パルス出力手段とを具備すること
を特徴とするものである。

【０００６】

【作用】この考案は、１石他励方式インバータ照明装置
には、分周手段により分周されたパルスを駆動パルスと
して出力する単相駆動パルス出力手段の出力を用い、ハ
ーフブリッジ方式インバータ照明装置には、分周手段に
より分周させた５０％デューテイのパルスから互いに逆
相で同じデユーティをもった一対の駆動パルスを生成す
る２相駆動パルス出力手段の出力を用いることにより、
方式が異なるインバータ照明装置による共用を可能にす
る。

【０００７】

【実施例】以下、この考案の実施例について、図１ない
し図３を参照して説明する。図１は、この考案の高周波
点灯装置の一実施例を示す概略回路構成図、図２，図３
は、それぞれ図１に示した回路各部に信号波形図であ
る。

【０００８】図１に示す高周波点灯装置２１は、１石他
励方式とハーフブリッジ方式の両方のインバータ照明装
置に適用できるよう構成したものであり、前述した１石
他励方式インバータ照明装置１１のスイッチ１４に対し
単相駆動パルスを出力する出力端子２２と、ハーフブリ
ッジ方式インバータ照明装置１のスイッチ５，６に対し
２相駆動パルスを出力する出力端子２３，２４を備える
ものである。実施例に示した高周波点灯装置２１は、一
定周期のクロック信号を発生するクロック発生回路２５
と、外部からロードされるロード値Ｌを計数初期値と
し、計数限界に続く計数値の更新を経て循環的にクロッ
ク信号を計数するカウンタ２６と、外部から設定された
デコード値Ｄとカウンタの計数値を比較し、両者が一致
した時点でカウンタ２６に対しロード指令を与えるデコ
ーダ２７を有しており、予熱・点灯制御回路２８が設定
するロード値Ｌとデコード値Ｄに応じて分周比と出力パ
ルスのデューテイを可変することができる。

【０００９】実施例の場合、デコーダ２７の出力は、そ
のまま出力端子に導かれる一方、２相駆動パルス生成回
路２９を介して出力端子２３，２４に導かれる。この２
相駆動パルス生成回路２９は、デコーダ２７の出力を受
けてトグル動作を行うＴ型フリップフロップ回路３０
と、このＴ型フリップフロップ回路３０のＱ出力を一方
の入力とし、デコーダ２７の出力を他方の入力とするノ
アゲート回路３１と、Ｔ型フリップフロップ回路３０の
Ｑバー出力を一方の入力とし、デコーダ２７の出力を他
方の入力とするノアゲート回路３２からなり、一対のノ
アゲート回路３１，３２から得られる互いに逆相でデユ
ーティが２５％のパルスを、それぞれ駆動パルスとして
出力端子２３，２４に供給する。

【００１０】カウンタ２６は、計数初期値が与えられる
ロード入力端子が付いた７ビットカウンタであり、ロー
ド値Ｌとして設定される計数初期値から計数限界値Ｍ
（＝１２８）まで計数し、その時点で計数値を０に更新
され、引き続きデコード値Ｄまで計数する動作を繰り返
す。また、カウンタ２６とともに分周手段を構成するデ
コーダ２７は、カウンタ２６の計数値を外部から与えら
れたデコード値Ｄと比較し、両者が一致した時点でデコ
ード出力をロウレベルに切り替え、同時にまたカウンタ
２６に対しロード指令を発する。実施例の場合、図２
（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、カウンタ２６の計数値
がロード値Ｌから計数限界値Ｍまでの間にあるときは、
デコーダ２７の出力はハイレベルであり、カウンタ２６
の計数値が０に更新されてデコード値Ｄに達するまで
は、デコーダ２７の出力はロウレベルである。従って、
予熱・点灯制御回路２８を介してカウンタ２６に設定す
るロード値Ｌか又はデコーダ２７に設定するデコード値
Ｄのいずれか少なくとも一方を変えることで、分周比を
可変することができる。すなわち、（Ｍ−Ｌ＋１＋Ｄ）
分のクロックがデコーダ２７の１出力周期となるため、
これがそのまま分周手段の分周比となり、例えばクロッ
ク周波数４．５ＭＨｚを５０分周した場合には、単相駆
動パルスとして９０ｋＨｚが得られる。

【００１１】また、１石他励方式インバータ照明装置１
１の場合、前述のごとく、励振回路を構成するコンデン
サＣやコイルＬ或は直・並列共振回路を構成する安定器
１３や予熱コンデンサＣｐといった各種回路素子の回路
定数に応じた最適なデューテイが存在するが、カウンタ
２６の計数値がロード値Ｌから計数限界値Ｍまでの間に
あるときは、デコーダ２７の出力はハイレベルであり、
カウンタ２６の計数値が０更新されてデコード値Ｄに達
するまでは、デコーダ２７の出力はロウレベルであるた
め、デコーダ出力のデューティは（Ｍ−Ｌ＋１）／（Ｍ
−Ｌ＋１＋Ｄ）である。従って、デューティについて
も、ロード値Ｌとデコード値Ｄを変えることで、出力駆
動パルスのデューティを随意可変することができ、ロー
ド値Ｌを増やした分だけデコード値Ｄを増やした場合に
は、分周比を変えずに出力駆動パルスのデューティだけ
を変えることもできる。

【００１２】一方また、高周波点灯装置１５をハーフブ
リッジ方式インバータ照明装置１に適用する場合は、デ
コーダ２７の出力がデューティ５０％であることが前提
となるため、にカウンタ１４に設定するロード値Ｌとカ
ウンタの計数限界値Ｍとの差に１を加えた値Ｍ−Ｌ＋１
が、デコーダ１５に与えるデコード値Ｄに常に一致する
よう配慮しなければならない。すなわち、ロード値Ｌと
デコード値Ｄの和Ｌ＋Ｄを、常にカウンタ１４の計数限
界値Ｍに１を加えたＭ＋１に一致させる必要があるが、
この原則を守りさえすれば、２相駆動パルスの周波数を
可変しても、デコーダ出力のデューティは常に５０％に
保つことができる。そして、この場合、図３（Ａ）〜
（Ｄ）に示したように、２相駆動パルス生成回路２９内
の一対のノアゲート回路３１，３２から、デューティが
２５％で互いに逆相の駆動パルスを得ることができる。

【００１３】なお、予熱・点灯制御回路２８は、スイッ
チ５，６を駆動するデコーダ２７の出力発振周波数を、
非点灯時には照明ランプ７が点灯するに至らない予熱周
波数ｆｐとし、点灯指令を受けたときに、直列共振回路
に固有の共振周波数ｆｏに切り替える働きをする。すな
わち、照明ランプ７が点灯待機状態にあるときは、予熱
・点灯制御回路２８が、例えばロード値Ｌを１０４に、
そしてデコード値Ｄを２５に設定する。このため、カウ
ンタ２６の分周比は５０であり、クロック周波数４．５
ＭＨｚに対し発振周波数は予熱周波数ｆｐ（＝９０ｋＨ
ｚ）となる。従って、照明ランプ７は点灯に至らない高
周波の予熱電流をもって予熱され続けることになる。一
方、予熱・点灯制御回路２８に対し点灯指令を与える
と、予熱・点灯制御回路２８は、ロード値Ｌを７９に、
そしてデコード値Ｄを５０に設定する。その結果、カウ
ンタ２６の分周比は、一気にそれまでの２倍の１００に
高められ、発振周波数は共振周波数ｆｏ（＝４５ｋＨ
ｚ）に切り替えられる。しかし、照明ランプ７は、点灯
待機中からずっと予熱されているため、十分に予熱され
たフィラメント電極間の熱電子はただちに一定濃度を越
えて放電を引き起こし、間髪を入れずに照明ランプ７は
点灯に至る。なお、一旦照明ランプ７が点灯すると、有
効電流はその殆どがランプ電流としてフィラメント電極
間を流れるため、直列共振状態はごく短時間で終わりを
告げ、ランプ電流は一定の点灯電流に落ち着く。

【００１４】このように、高周波点灯装置２１は、１石
他励方式インバータ照明装置１１に適用した場合は、単
相駆動パルスのデューテイを、装置に固有の回路定数に
合わせて最適のものを選択することで、安定した発振を
持続させることができ、一方ハーフブリッジ方式インバ
ータ照明装置１に適用した場合は、デコーダ２７の出力
をデューティ５０％に保った上で、互いに逆相で同じデ
ユーティをもった一対の駆動パルスを生成し、安定した
発振を持続させることができる。また、ロード値Ｌとデ
コード値Ｄをカウンタ２６の計数限界値Ｍに近付けるほ
ど、出力パルスの周期を短縮して駆動パルスを高周波化
することができ、その逆にロード値Ｌとデコード値Ｄを
カウンタ２６の計数限界値Ｍから遠ざけるほど、出力パ
ルスの周期を延ばして駆動パルスを低周波化することが
でき、さらにまたロード値Ｌから計数限界値Ｍまでと、
更新直後の計数値からデコード値Ｄまでの計数期間の比
に応じて出力パルスのデューテイが可変できるので、周
波数を保ったまま或は周波数を変えながら任意のデュー
テイの出力パルスを生成することができ、これにより互
いに逆相で同じデューテイの一対の駆動パルスにより駆
動されるハーフブリッジ方式や、回路定数によって最適
のデューティが異なる１石他励方式のインバータ照明装
置等に、安心して適用することができる。

【００１５】

【考案の効果】以上説明したように、この考案は、１石
他励方式インバータ照明装置には、分周手段により分周
されたパルスを駆動パルスとして出力する単相駆動パル
ス出力手段の出力を用い、ハーフブリッジ方式インバー
タ照明装置には、分周手段により分周させた５０％デュ
ーテイのパルスから互いに逆相で同じデユーティをもっ
た一対の駆動パルスを生成する２相駆動パルス出力手段
の出力を用いる構成としたから、駆動パルスによりトリ
ガされて励振し、装置に固有の共振周期と励振周期の相
対関係に応じて調光されるインバータ照明装置に適用し
たときに、１石他励方式インバータ照明装置であれば、
単相駆動パルスのデューテイを、装置に固有の回路定数
に合わせて最適のものを選択することで、安定した発振
を持続させることができ、一方ハーフブリッジ方式イン
バータ照明装置に適用したときは、分周手段の出力をデ
ューティ５０％に保った上で、互いに逆相で同じデユー
ティをもった一対の駆動パルスを生成し、安定した発振
を持続させることができ、方式の異なるインバータ照明
装置を、共通の高周波点灯装置により確実に駆動するこ
とができる等の優れた効果を奏する。

【００１６】また、この考案は、一定周期のクロック信
号を発生するクロック発生回路と、外部からロードされ
るロード値を計数初期値とし、計数限界に続く計数値の
更新を経て循環的にクロック信号を計数するカウンタ
と、外部から設定されたデコード値と前記カウンタの計
数値を比較し、両者が一致した時点でカウンタに対しロ
ード指令を与えるデコーダにより分周手段を構成したの
で、ロード値とデコード値をカウンタの計数限界値に近
付けるほど、出力パルスの周期を短縮して駆動パルスを
高周波化することができ、その逆にロード値とデコード
値をカウンタの計数限界値から遠ざけるほど、出力パル
スの周期を延ばして駆動パルスを低周波化することがで
き、さらにまたロード値から計数限界値までと、更新直
後の計数値からデコード値までの計数期間の比に応じて
出力パルスのデューテイが可変できるので、周波数を保
ったまま或は周波数を変えながら任意のデューテイの出
力パルスを生成することができ、これにより互いに逆相
で同じデューテイの一対の駆動パルスにより駆動される
ハーフブリッジ方式や、回路定数によって最適のデュー
ティが異なる１石他励方式のインバータ照明装置等に、
安心して適用することができる等の優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の高周波点灯装置の一実施例を示す概
略回路構成図である。

【図２】図１に示した回路各部の信号波形図である。

【図３】図２に示した回路各部の信号波形図である。

【図４】従来のハーフブリッジ方式インバータ照明装置
の一例を示す概略回路構成図である。

【図５】従来の１石他励方式インバータ照明装置の一例
を示す概略回路構成図である。

【符号の説明】

２１ 高周波点灯装置 ２５ クロック発生回路 ２６ 分周手段（カウンタ） ２７ 分周手段（デコーダ） ２９ ２相駆動パルス生成回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｌ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータ照明装置を高周波点灯する高
   周波点灯装置であって、周期が一定のクロック信号を分
   周し、指定された任意の分周比とデューテイをもったパ
   ルスを生成する分周手段と、この分周手段により分周さ
   れたパルスを駆動パルスとして出力する単相駆動パルス
   出力手段と、前記分周手段により分周させた５０％デュ
   ーテイのパルスから互いに逆相で同じデユーティをもっ
   たパルスを生成し、これらを一対の駆動パルスとして出
   力する２相駆動パルス出力手段とを具備することを特徴
   とする高周波点灯装置。
2. 【請求項２】前記分周手段は、一定周期のクロック信号
   を発生するクロック発生回路と、外部からロードされる
   ロード値を計数初期値とし、計数限界に続く計数値の更
   新を経て循環的に前記クロック信号を計数するカウンタ
   と、外部から設定されたデコード値と前記カウンタの計
   数値を比較し、両者が一致した時点で前記カウンタに対
   しロード指令を与えるデコーダからなり、前記ロード値
   とデコード値に応じて分周比と前記出力パルスのデュー
   テイを可変することを特徴とする請求項１記載の高周波
   点灯装置。