JP2604296Y2 - 放電灯用点灯回路 - Google Patents
放電灯用点灯回路Info
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- JP2604296Y2 JP2604296Y2 JP1992043481U JP4348192U JP2604296Y2 JP 2604296 Y2 JP2604296 Y2 JP 2604296Y2 JP 1992043481 U JP1992043481 U JP 1992043481U JP 4348192 U JP4348192 U JP 4348192U JP 2604296 Y2 JP2604296 Y2 JP 2604296Y2
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- Japan
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- discharge lamp
- voltage
- circuit
- reactor
- fets
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案はメタルハライドランプ
（ＨＩＤランプ）、水銀灯等の放電灯用点灯回路に関す
るものである。
（ＨＩＤランプ）、水銀灯等の放電灯用点灯回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の放電灯用点灯回路は例えば図５に
示すように、複数のスイッチング素子としての第１〜第
４のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３〜６で構成され
たブリッジ回路の出力端子１５、１６間にリアクトル８
と放電灯７とが直列に接続されている。放電灯７にはト
リガ発生回路９が並列に接続されている。
示すように、複数のスイッチング素子としての第１〜第
４のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３〜６で構成され
たブリッジ回路の出力端子１５、１６間にリアクトル８
と放電灯７とが直列に接続されている。放電灯７にはト
リガ発生回路９が並列に接続されている。
【０００３】ブリッジ回路の入力端子１、２間に直流電
圧を印加すると共に第１及び第４のＦＥＴ３、６と第２
及び第３のＦＥＴ４、５とを交互にオン・オフ動作させ
てブリッジ回路の出力端子１５、１６間に矩形波電圧を
発生させる。これと同時にトリガ発生回路９により４ｋ
Ｖ以上のトリガパルス電圧を放電灯７に印加して放電灯
７を点弧させ、放電灯７及びリアクトル８に矩形波電流
を流して放電灯７を点灯させる。リアクトル８は放電灯
７に流れる矩形波電流の高周波成分を阻止して放電灯７
の光出力の安定化を図るものである。
圧を印加すると共に第１及び第４のＦＥＴ３、６と第２
及び第３のＦＥＴ４、５とを交互にオン・オフ動作させ
てブリッジ回路の出力端子１５、１６間に矩形波電圧を
発生させる。これと同時にトリガ発生回路９により４ｋ
Ｖ以上のトリガパルス電圧を放電灯７に印加して放電灯
７を点弧させ、放電灯７及びリアクトル８に矩形波電流
を流して放電灯７を点灯させる。リアクトル８は放電灯
７に流れる矩形波電流の高周波成分を阻止して放電灯７
の光出力の安定化を図るものである。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】ところで、従来の放電
灯用点灯回路では、放電灯７を点弧させるために４ｋＶ
以上のトリガパルス電圧を発生するトリガ発生回路９を
別個に必要とするので、回路構成が複雑で部品点数が多
くなり、小型化及び軽量化が困難である欠点があった。
この欠点は製造コスト低減の障害となっており、好まし
くない。
灯用点灯回路では、放電灯７を点弧させるために４ｋＶ
以上のトリガパルス電圧を発生するトリガ発生回路９を
別個に必要とするので、回路構成が複雑で部品点数が多
くなり、小型化及び軽量化が困難である欠点があった。
この欠点は製造コスト低減の障害となっており、好まし
くない。
【０００５】そこで、本考案は回路構成を簡素化できか
つ部品点数を削減できる放電灯用点灯回路を提供するこ
とを目的とする。
つ部品点数を削減できる放電灯用点灯回路を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本考案による放電灯用点
灯回路は、複数のスイッチング素子で構成されたブリッ
ジ回路の出力端子間にリアクトルと放電灯とを直列に接
続し、前記リアクトルにコンデンサを接続して形成した
共振回路を前記ブリッジ回路のスイッチング素子と並列
に接続する。
灯回路は、複数のスイッチング素子で構成されたブリッ
ジ回路の出力端子間にリアクトルと放電灯とを直列に接
続し、前記リアクトルにコンデンサを接続して形成した
共振回路を前記ブリッジ回路のスイッチング素子と並列
に接続する。
【０００７】
【作用】複数のスイッチング素子で構成されたブリッジ
回路の入力端子間に直流電圧を印加すると共に複数のス
イッチング素子をそれぞれ交互にオン・オフ動作させて
ブリッジ回路の出力端子間に矩形波電圧を発生させる
と、矩形波電圧の立ち上り時及び立ち下がり時に同期し
たインパルス電流がリアクトル及びコンデンサで構成さ
れた共振回路に流れる。このインパルス電流によって共
振回路が共振して高圧のトリガパルスを発生し、放電灯
に印加される。これによって、放電灯が点弧されると同
時に放電灯及びリアクトルに矩形波電流が流れ、放電灯
が点灯する。このため、高圧のトリガパルスを発生する
別個の回路が不要となり、回路構成を簡素化できかつ部
品点数を削減することができる。また、共振回路を構成
するコンデンサを通る電流は１つのスイッチング素子に
流れるのみで、複数のスイッチング素子に同時に流れな
いので、電力ロスを低減できる。
回路の入力端子間に直流電圧を印加すると共に複数のス
イッチング素子をそれぞれ交互にオン・オフ動作させて
ブリッジ回路の出力端子間に矩形波電圧を発生させる
と、矩形波電圧の立ち上り時及び立ち下がり時に同期し
たインパルス電流がリアクトル及びコンデンサで構成さ
れた共振回路に流れる。このインパルス電流によって共
振回路が共振して高圧のトリガパルスを発生し、放電灯
に印加される。これによって、放電灯が点弧されると同
時に放電灯及びリアクトルに矩形波電流が流れ、放電灯
が点灯する。このため、高圧のトリガパルスを発生する
別個の回路が不要となり、回路構成を簡素化できかつ部
品点数を削減することができる。また、共振回路を構成
するコンデンサを通る電流は１つのスイッチング素子に
流れるのみで、複数のスイッチング素子に同時に流れな
いので、電力ロスを低減できる。
【０００８】
【実施例】以下、本考案による放電灯用点灯回路の実施
例を図１〜図３に基づいて説明する。但し、図１では図
５に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付し、その
説明を省略する。本実施例の放電灯用点灯回路は、図１
に示すように、入力端子１、２間に第１及び第２のＦＥ
Ｔ（電界効果トランジスタ）３、４の直列回路が接続さ
れ、第１及び第２のＦＥＴ３、４の直列回路と並列に第
３及び第４のＦＥＴ５、６の直列回路が接続されてい
る。これによって、第１のＦＥＴ３のソース端子と第２
のＦＥＴ４のドレイン端子との接合点及び第３のＦＥＴ
５のソース端子と第４のＦＥＴ４のドレイン端子との接
合点を出力端子１５、１６とするブリッジ回路が形成さ
れる。第１〜第４のＦＥＴ３〜６はスイッチング素子と
して使用し、それぞれのＦＥＴのゲート端子に電圧を印
加することによりオフ状態からオン状態となる。本実施
例では、図２(Ａ)、(Ｂ)に示すように第１及び第２のＦ
ＥＴ３、４を２００Ｈz程度の周波数、即ち５ｍsの周期
で交互にオン・オフ動作させ、図２(Ｃ)、(Ｄ)に示すよ
うに第３及び第４のＦＥＴ５、６を３０kＨz程度の周波
数、即ち３３.３μsの周期で交互にオン・オフ動作させ
ている。第１〜第４のＦＥＴ３〜６のドレイン−ソース
間電圧ＶDS1〜ＶDS4は０ＶのときはＦＥＴがオン状態を
示し、高レベル電圧のときはＦＥＴがオフ状態を示して
いる。このようにして、ブリッジ回路の出力端子１５、
１６間に２００Ｈz程度の矩形波電圧を発生させる。な
お、図２に示すように、第１及び第２のＦＥＴ３、４と
第３及び第４のＦＥＴ５、６のそれぞれのオン・オフ切
り替わり時に同時にオン状態、即ち電源短絡状態となる
ことを防止するために、ＦＥＴ３、４とＦＥＴ５、６を
それぞれ一定時間同時にオフ状態とするデッドタイム２
０、２１を設けている。また、出力端子１５、１６間に
はリアクトル１２の１次巻線１０と放電灯７とが直列に
接続されている。放電灯７には、例えばビデオプロジェ
クタ用ランプとして使用されるメタルハライドランプ
（ＨＩＤランプ）や水銀灯等の放電電極を有するものが
使用される。出力端子１５及び入力端子２間にはリアク
トル１２の２次巻線１１とコンデンサ１３が直列に接続
され共振回路を形成している。リアクトル１２の１次巻
線１０と２次巻線１１の巻回方向は互いに逆、即ち相互
インダクタンスが負の値となる巻回方向である。また、
１次巻線１０と２次巻線１１の巻数比はＮ1：Ｎ2であ
り、Ｎ1＞Ｎ2の関係がある。
例を図１〜図３に基づいて説明する。但し、図１では図
５に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付し、その
説明を省略する。本実施例の放電灯用点灯回路は、図１
に示すように、入力端子１、２間に第１及び第２のＦＥ
Ｔ（電界効果トランジスタ）３、４の直列回路が接続さ
れ、第１及び第２のＦＥＴ３、４の直列回路と並列に第
３及び第４のＦＥＴ５、６の直列回路が接続されてい
る。これによって、第１のＦＥＴ３のソース端子と第２
のＦＥＴ４のドレイン端子との接合点及び第３のＦＥＴ
５のソース端子と第４のＦＥＴ４のドレイン端子との接
合点を出力端子１５、１６とするブリッジ回路が形成さ
れる。第１〜第４のＦＥＴ３〜６はスイッチング素子と
して使用し、それぞれのＦＥＴのゲート端子に電圧を印
加することによりオフ状態からオン状態となる。本実施
例では、図２(Ａ)、(Ｂ)に示すように第１及び第２のＦ
ＥＴ３、４を２００Ｈz程度の周波数、即ち５ｍsの周期
で交互にオン・オフ動作させ、図２(Ｃ)、(Ｄ)に示すよ
うに第３及び第４のＦＥＴ５、６を３０kＨz程度の周波
数、即ち３３.３μsの周期で交互にオン・オフ動作させ
ている。第１〜第４のＦＥＴ３〜６のドレイン−ソース
間電圧ＶDS1〜ＶDS4は０ＶのときはＦＥＴがオン状態を
示し、高レベル電圧のときはＦＥＴがオフ状態を示して
いる。このようにして、ブリッジ回路の出力端子１５、
１６間に２００Ｈz程度の矩形波電圧を発生させる。な
お、図２に示すように、第１及び第２のＦＥＴ３、４と
第３及び第４のＦＥＴ５、６のそれぞれのオン・オフ切
り替わり時に同時にオン状態、即ち電源短絡状態となる
ことを防止するために、ＦＥＴ３、４とＦＥＴ５、６を
それぞれ一定時間同時にオフ状態とするデッドタイム２
０、２１を設けている。また、出力端子１５、１６間に
はリアクトル１２の１次巻線１０と放電灯７とが直列に
接続されている。放電灯７には、例えばビデオプロジェ
クタ用ランプとして使用されるメタルハライドランプ
（ＨＩＤランプ）や水銀灯等の放電電極を有するものが
使用される。出力端子１５及び入力端子２間にはリアク
トル１２の２次巻線１１とコンデンサ１３が直列に接続
され共振回路を形成している。リアクトル１２の１次巻
線１０と２次巻線１１の巻回方向は互いに逆、即ち相互
インダクタンスが負の値となる巻回方向である。また、
１次巻線１０と２次巻線１１の巻数比はＮ1：Ｎ2であ
り、Ｎ1＞Ｎ2の関係がある。
【０００９】次に、図１の放電灯用点灯回路の動作を図
２及び図３に基づいて説明する。入力端子１、２に２０
０〜３００Ｖ程度の直流電圧を印加し、第１及び第４の
ＦＥＴ３、６をオン状態にすると、第１のＦＥＴ３、リ
アクトル１２の２次巻線１１、コンデンサ１３の経路で
電流が流れる。この電流の波形はインパルス波形であ
り、極めて僅かな時間しか流れない。このインパルス電
流がリアクトル１２の２次巻線１１及びコンデンサ１３
に流れて共振することにより、リアクトル１２の２次巻
線１１の両端には図３(Ａ)に示すように、最大波高値が
印加電圧に等しい交流電圧３０が発生する。また、第２
及び第３のＦＥＴ４、５がオン状態に切り替わる時に
は、コンデンサ１３に蓄えられたエネルギをリアクトル
１２の２次巻線１１、第２のＦＥＴ４の経路で放出する
ため、最大波高値が印加電圧に等しく交流電圧３０とは
逆位相の交流電圧３１が発生する。このとき、リアクト
ル１２の１次巻線１０の両端には図３(Ｂ)に示すよう
に、図３(Ａ)とは逆位相で最大波高値が印加電圧のＮ1
／Ｎ2倍（Ｎ1／Ｎ2＞１）の交流電圧３２、３３が発生
する。リアクトル１２の１次巻線１０の両端に発生した
交流電圧３２、３３により高圧のトリガパルスが生成さ
れ、放電灯７に印加されて放電灯７が点弧される。
２及び図３に基づいて説明する。入力端子１、２に２０
０〜３００Ｖ程度の直流電圧を印加し、第１及び第４の
ＦＥＴ３、６をオン状態にすると、第１のＦＥＴ３、リ
アクトル１２の２次巻線１１、コンデンサ１３の経路で
電流が流れる。この電流の波形はインパルス波形であ
り、極めて僅かな時間しか流れない。このインパルス電
流がリアクトル１２の２次巻線１１及びコンデンサ１３
に流れて共振することにより、リアクトル１２の２次巻
線１１の両端には図３(Ａ)に示すように、最大波高値が
印加電圧に等しい交流電圧３０が発生する。また、第２
及び第３のＦＥＴ４、５がオン状態に切り替わる時に
は、コンデンサ１３に蓄えられたエネルギをリアクトル
１２の２次巻線１１、第２のＦＥＴ４の経路で放出する
ため、最大波高値が印加電圧に等しく交流電圧３０とは
逆位相の交流電圧３１が発生する。このとき、リアクト
ル１２の１次巻線１０の両端には図３(Ｂ)に示すよう
に、図３(Ａ)とは逆位相で最大波高値が印加電圧のＮ1
／Ｎ2倍（Ｎ1／Ｎ2＞１）の交流電圧３２、３３が発生
する。リアクトル１２の１次巻線１０の両端に発生した
交流電圧３２、３３により高圧のトリガパルスが生成さ
れ、放電灯７に印加されて放電灯７が点弧される。
【００１０】放電灯７が点弧されると同時に、図２(Ａ)
〜(Ｄ)に示すように第１〜第４のＦＥＴ３〜６をオン・
オフ動作させると、図２(Ａ)の最初の半周期（２.５ｍ
s）には、第１のＦＥＴ３、リアクトル１２の１次巻線
１０、放電灯７、第４のＦＥＴ６の順で経由する方向の
電圧が出力端子１５、１６間に発生する。ここで、この
方向の電圧を正方向の電圧とすると、図２(Ａ)の次の半
周期には、第３のＦＥＴ５、放電灯７、リアクトル１２
の１次巻線１０、第２のＦＥＴ４の順で経由する方向の
電圧、即ち負方向の電圧が出力端子１５、１６間に発生
する。これによって、２００Ｈz程度の矩形波交流電圧
が出力端子１５、１６間に発生し、放電灯７及びリアク
トル１２の１次巻線１０に矩形波交流電流が流れ、放電
灯７が点灯する。このときに放電灯７に印加される電圧
は出力端子１５、１６間の電圧からリアクトル１２の１
次巻線１０の電圧降下分（図３(Ｂ)）を差し引いた電圧
であるから、放電灯７の電圧の最大波高値は次の式で与
えられる。図３(Ｃ)に放電灯７の両端の電圧波形３４を
示す。
〜(Ｄ)に示すように第１〜第４のＦＥＴ３〜６をオン・
オフ動作させると、図２(Ａ)の最初の半周期（２.５ｍ
s）には、第１のＦＥＴ３、リアクトル１２の１次巻線
１０、放電灯７、第４のＦＥＴ６の順で経由する方向の
電圧が出力端子１５、１６間に発生する。ここで、この
方向の電圧を正方向の電圧とすると、図２(Ａ)の次の半
周期には、第３のＦＥＴ５、放電灯７、リアクトル１２
の１次巻線１０、第２のＦＥＴ４の順で経由する方向の
電圧、即ち負方向の電圧が出力端子１５、１６間に発生
する。これによって、２００Ｈz程度の矩形波交流電圧
が出力端子１５、１６間に発生し、放電灯７及びリアク
トル１２の１次巻線１０に矩形波交流電流が流れ、放電
灯７が点灯する。このときに放電灯７に印加される電圧
は出力端子１５、１６間の電圧からリアクトル１２の１
次巻線１０の電圧降下分（図３(Ｂ)）を差し引いた電圧
であるから、放電灯７の電圧の最大波高値は次の式で与
えられる。図３(Ｃ)に放電灯７の両端の電圧波形３４を
示す。
【数１】 なお、図２(Ａ)の１周期（５ｍs）間では、図２(Ｃ)及
び(Ｄ)に示すように第３及び第４のＦＥＴ５、６が３
３.３μsの周期で交互にオン・オフ動作しているが、リ
アクトル１２の１次巻線１０の自己誘導作用により出力
端子１５、１６間の電圧が断続的になることはない。
び(Ｄ)に示すように第３及び第４のＦＥＴ５、６が３
３.３μsの周期で交互にオン・オフ動作しているが、リ
アクトル１２の１次巻線１０の自己誘導作用により出力
端子１５、１６間の電圧が断続的になることはない。
【００１１】上記のように、本実施例では高圧のトリガ
パルスを発生する回路をリアクトル１２の２次巻線１１
及びコンデンサ１３で構成できるので、回路構成を簡素
化することが可能となり部品点数を削減することができ
る。
パルスを発生する回路をリアクトル１２の２次巻線１１
及びコンデンサ１３で構成できるので、回路構成を簡素
化することが可能となり部品点数を削減することができ
る。
【００１２】本考案の実施態様は前記の実施例に限定さ
れず種々の変更が可能である。例えば、図示の例では、
第１及び第２のＦＥＴ３、４と第３及び第４のＦＥＴ
５、６をそれぞれ２００Ｈz、３０kＨz程度の周波数で
交互にスイッチング動作させる例を示したが、第１及び
第３のＦＥＴ３、５と第２及び第４のＦＥＴ４、６をそ
れぞれ２００Ｈz、３０kＨz程度の周波数で交互にスイ
ッチング動作させてもよい。それぞれのスイッチング周
波数が２００Ｈz、３０kＨz程度に限定されないことは
云うまでもない。第１〜第４のＦＥＴ３〜６のスイッチ
ング周波数を全て同一としてもよい。また、ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）の代わりに、通常の接合型パワー
トランジスタ、ＳＣＲ（逆阻止３端子サイリスタ）等の
他のスイッチング素子を使用してもよい。更に、前記の
実施例では、１次巻線１０及び２次巻線１１を有するリ
アクトル１２を使用する例を示したが、図４に示すよう
に、中間タップを有するリアクトル１４を使用して中間
タップにコンデンサ１３を接続してもよい。
れず種々の変更が可能である。例えば、図示の例では、
第１及び第２のＦＥＴ３、４と第３及び第４のＦＥＴ
５、６をそれぞれ２００Ｈz、３０kＨz程度の周波数で
交互にスイッチング動作させる例を示したが、第１及び
第３のＦＥＴ３、５と第２及び第４のＦＥＴ４、６をそ
れぞれ２００Ｈz、３０kＨz程度の周波数で交互にスイ
ッチング動作させてもよい。それぞれのスイッチング周
波数が２００Ｈz、３０kＨz程度に限定されないことは
云うまでもない。第１〜第４のＦＥＴ３〜６のスイッチ
ング周波数を全て同一としてもよい。また、ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）の代わりに、通常の接合型パワー
トランジスタ、ＳＣＲ（逆阻止３端子サイリスタ）等の
他のスイッチング素子を使用してもよい。更に、前記の
実施例では、１次巻線１０及び２次巻線１１を有するリ
アクトル１２を使用する例を示したが、図４に示すよう
に、中間タップを有するリアクトル１４を使用して中間
タップにコンデンサ１３を接続してもよい。
【００１３】
【考案の効果】本考案によれば、回路構成が簡素で部品
点数の少ない放電灯用点灯回路を得ることができるの
で、点灯回路を、小電力化、小型化及び軽量化して製造
コストを低減することが可能となる。
点数の少ない放電灯用点灯回路を得ることができるの
で、点灯回路を、小電力化、小型化及び軽量化して製造
コストを低減することが可能となる。
【図１】 本考案の実施例を示す放電灯用点灯回路の電
気回路図
気回路図
【図２】 各ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のドレイ
ン−ソース間の電圧を示す波形図
ン−ソース間の電圧を示す波形図
【図３】 １次巻線、２次巻線及び放電灯の各両端の電
圧を示す波形図
圧を示す波形図
【図４】 本考案の他の実施例を示す放電灯用点灯回路
の電気回路図
の電気回路図
【図５】 従来の放電灯用点灯回路を示す電気回路図
１、２．．入力端子、３〜６．．第１〜第４のＦＥＴ
（スイッチング素子）、７．．放電灯、８、１２、１
４．．リアクトル、９．．トリガ発生回路、１３．．コ
ンデンサ、１５、１６．．出力端子
（スイッチング素子）、７．．放電灯、８、１２、１
４．．リアクトル、９．．トリガ発生回路、１３．．コ
ンデンサ、１５、１６．．出力端子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/14 - 41/24
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のスイッチング素子で構成されたブ
リッジ回路の出力端子間にリアクトルと放電灯とを直列
に接続した放電灯用点灯回路において、 前記リアクトルにコンデンサを接続して形成した共振回
路を前記ブリッジ回路のスイッチング素子の１つと並列
に接続したことを特徴とする放電灯用点灯回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992043481U JP2604296Y2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 放電灯用点灯回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992043481U JP2604296Y2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 放電灯用点灯回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065191U JPH065191U (ja) | 1994-01-21 |
| JP2604296Y2 true JP2604296Y2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=12664920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992043481U Expired - Fee Related JP2604296Y2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 放電灯用点灯回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604296Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1558064B1 (en) * | 2002-10-28 | 2014-07-09 | Panasonic Corporation | High-pressure discharge lamp operation device and illumination appliance having the same |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP1992043481U patent/JP2604296Y2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065191U (ja) | 1994-01-21 |
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