JP2638618B2 - 放電ランプ非常灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は放電ランプ非常灯点灯装置に係り、停電など
の非常時に放電ランプをバッテリ電源で点灯させる装置
において、交流電源で放電ランプを点灯させている間に
前記非常時の電源のバッテリに充電する装置に関する。

（従来の技術） 従来の放電灯点灯装置においては、非常時の電源のバ
ッテリに充填させるには、例えば、特開昭53−114273号
公報に記載されているように、発振回路の出力トランス
の他に充電用トランスを使用し、交流電源による放電ラ
ンプの点灯時にバッテリに充電させる構造が採られてい
た。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の放電ランプ非常灯装置では、バッテリの充
電のみに使用する充電専用のトランスを用いなくてはな
らず、コストが高く、また充電用のトランスを組込むた
め、重量が大きく、また充電用のトランスを組込むため
のスペースを必要とし、器具が大きくなるなどの問題が
あった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、通常の交
流電源によって放電ランプを点灯させている間には、バ
ッテリ電源の出力で作動される第１の発振回路の出力ト
ランスの一次巻線に誘起された電圧を整流してバッテリ
に充電させるようにし、充電専用のトランスを省き、安
価で、軽量で小形に組込むことができる放電ランプ非常
灯点灯装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の放電ランプ非常灯点灯装置は、バッテリ電源
からなる第１の直流電源装置と、この第１の直流電源装
置の入力により出力トランスの二次巻線側に高周波出力
を発生する第１の発振回路と、交流電源を平滑整流して
直流電源を出力する第２の直流電源装置と、この第２の
直流電源装置の入力により出力トランスの二次巻線側に
高周波出力を発生する第２の発振回路と、前記出力トラ
ンスの二次巻線側に接続され第１または第２の発振回路
のいずれかの高周波出力により点灯される放電ランプ
と、前記第２の直流電源装置が遮断された際に第１の直
流電源装置により第２の発振回路に代えて第１の発振回
路を発振させる切換手段とを具備し、前記第１の発振回
路の発振トランジスタと並列に充電用ダイオードを有す
る充電回路を設けたことを特徴としたものである。

（作用） 本発明の放電ランプ非常灯点灯装置は、通常時には交
流電源の出力を第２の直流電源装置にて平滑整流して第
２の発振回路に供給し、この第２の発振回路の発振作用
により第１の発振回路の出力トランスの二次巻線側に出
力される高周波出力で放電ランプを点灯させる。そして
第１の発振回路の出力トランスの一次巻線側に誘起され
る電圧を発振トランジスタと並列に接続した充電回路の
整流用ダイオードにて整流してバッテリに脈流を充電す
る。そして交流電源が供給されない時には、バッテリ電
源の第１の直流電源装置からの出力で第１の発振回路を
動作させ、出力トランスの二次巻線側に誘起される高周
波出力で放電ランプを点灯させる。

（実施例） 本発明の一実施例の構成を図面第１図について説明す
る。

１は第１の直流電源装置で、バッテリ電源２を有し、
このバッテリ電源２の＋極側には入力インダクタ、例え
ば、入力チョークコイル３を介して出力トランス４の一
次巻線５の中間タップ６が接続されている。この出力ト
ランス４の一次巻線５の両端は第１の発振回路となる自
励発振回路７に接続され、この自励発振回路７は前記バ
ッテリ電源２の−極側に接続されている。

前記自励発振回路７は前記出力トランス４の一次巻線
５の両端にそれぞれコレクタを接続したNPN形発振トラ
ンジスタ8,9を有し、この各発振トランジスタ8,9の各エ
ミッタは共通接続されて前記バッテリ電源２の−極側に
接続されている。またこの各発振トランジスタ8,9の各
ベースは軌道抵抗10,11を介して前記バッテリ電源２の
＋極側に接続されるとともに各発振トランジスタ8,9の
各ベースは前記出力トランス４の帰還巻線12の両端に接
続されている。また前記出力トランス４の一次巻線５と
並列に共振用コンデンサ13が接続されている。

また14は放電ランプで、この放電ランプ14のフィラメ
ント15,16は前記出力トランス４の二次巻線17にバラス
トインダクタ、例えば、バラストトランス18の一次巻線
を介して接続され、さらに前記出力トランス４の二次側
予熱巻線19,20はそれぞれ予熱制御トランス21,22を介し
て前記放電ランプ14のフィラメント15,16に接続した予
熱回路23,24に接続されている。この予熱制御トランス2
1の一次巻線22,22は互いに巻方向が逆になり、この予熱
制御トランス21とこの二次巻線に接続された閉回路にて
形成される予熱制御回路25には予熱制御スイッチ手段と
なるスイッチ素子26が接続され、この予熱制御トランス
21,22は予熱制御スイッチ素子26が開放された場合に同
一電流方向に対しては互いに逆方向の起電力が生じ、打
ち消し合う関係にあり、また予熱制御スイッチ素子26が
短絡の場合は、予熱制御トランス21の一次巻線22,22の
インダクタンスが減少されるようになっている。そして
この予熱制御スイッチ素子26は、前記放電ランプ14の点
灯により開放されるもので、例えば、スイッチ駆動信号
によって作動されるリレー、またはインダクタを用い、
予熱時の発振周波数に低い周波数を設定し、点灯時には
高い発振周波数を設定しスイッチング作用させる。また
この予熱制御スイッチ素子26は放電ランプ14の点灯時の
ランプ電流を検出する回路を付勢するか、または放電ラ
ンプ14の点灯時、電圧を検出する回路を付勢することに
より、その信号をトリガーとしてスイッチング作用させ
るリレー、半導体を用いることができる。

また27は商用交流電源で、この交流電源27には、この
交流電源27からの電力を全波整流して直流に変換する整
流回路28とこの整流回路28の両端に接続され、この整流
回路28の出力を平滑する平滑コンデンサ29とからなる第
２の直流電源装置30が構成されている。

この第２の直流電源装置30の両極間には第２の発振回
路となる他励発振回路32が接続されている。この他励発
振回路32は前記第２の直流電源装置30の両極間に直列に
接続した電源供給抵抗33と電源安定化コンデンサ34とを
有し、この電源供給抵抗33と電源安定化コンデンサ34と
の接続点と前記第２の直流電源装置30の−極側との間に
スイッチング制御IC35が接続されている。この制御IC35
には発振トランイスタ36のベースが接続され、この発振
トランジスタ36のコレクタは前記放電ランプ14の一方の
フィラメント15と出力トランス４の二次巻線の一端との
接続点に接続され、またエミッタは前記第２の直流電源
装置30の−極側に接続されている。さらにこの第２の直
流電源装置30の＋極側は前記放電ランプ14の他方のフィ
ラメント16と出力トランス４の二次巻線の他端との接続
点に接続されている。

また37は充電回路で、前記自励発振回路７の発振トラ
ンジスタ8,9のエミッタ・コレクタ間に直列に接続した
整流ダイオード38,39と限流抵抗40,41がそれぞれ接続さ
れている。

また79は前記第２の直流電源装置30の出力を検出し、
この第２の直流電源装置30が出力している間は第１の発
振回路７の発振を停止し、第２の直流電源装置30の出力
が遮断された際に第１の発振回路７を動作させる切換手
段である。

次はこの実施例の作用を説明する。

通常時には、図示しない電源スイッチの閉成で、商用
交流電源27からの交流入力が直流電源装置30にて全波整
流されて出力される直流電源は他励発振回路32に与えら
れ、制御IC回路35が作動し、発振トランジスタ36が導通
される。また第２の直流電源装置30から出力される直流
電源は＋極側から放電ランプ14を経て他励発振回路32の
導通されている発振トランジスタ36を経て第２の直流電
源装置30の−極側に流れ、他励発振回路32の発振による
高周波出力で放電ランプ14は点灯される。そしてこの放
電ランプ14の点灯時、出力トランス４の一次巻線５に誘
起される電圧を限流抵抗40,41、充電用ダイオード38,39
を流れる脈流をバッテリ電源に充電する。また第２の直
流電源装置30が遮断されると、切換手段79によって直流
電源装置１のバッテリ電源２から出力される直流電源が
自励発振回路７に与えられ、起動抵抗10,11を経て発振
トランジスタ8,9のベースからエミッタに電流が流れ、
発振トランジスタ8,9は発振動作され、出力トランス５
の二次巻線17に誘起された高周波電圧は放電ランプ14に
印加されて、放電ランプ14は点灯される。なお放電ラン
プ14の始動に際しては、予熱回路23,24にて放電ランプ1
4のフィラメント15,16にそれぞれ電圧が加えられる。こ
の時、予熱制御回路25の予熱制御スイッチ素子26は閉成
されているため、予熱回路23,24の予熱制御トランス21
の一次巻線22,22のインダクタンスが減少されており、
放電ランプ14のフィラメント15,16に予熱電流が流れ
る。このフィラメント15,16が予熱されると、放電ラン
プ15には出力トランス５の二次巻線17の両端にバラスト
トランス18を介して接続した放電ランプ14の両フィラメ
ント15,16間で放電が開始され、放電ランプ14は点灯さ
れる。

そして放電ランプ14が点灯されると、予熱制御回路25
の予熱制御スイッチ素子26は前記放電ランプ14の点灯信
号により駆動されて開放され、この予熱制御トランス21
の一次巻線22,22には互いに逆方向の起電力が生じ、打
消し合って一次巻線のインダクタンスが増大し、予熱電
流の流れが阻止される。

次に本発明の具体的実施例の構成を図面第２図につい
て説明する。

前記第１図に示す構成に同様に、バッテリ電源２を有
する第１の直流電源装置１に、入力チョークコイル３、
出力トランス４、第１の発振回路となる自励発振回路
７、放電ランプ14、予熱回路23,24、予熱制御回路25、
第２の直流電源回路30、第２図の発振回路となる他励発
振回路32および充電回路37を有した放電灯点灯回路にお
いて、前記第１の発振回路となる自励発振回路７の各発
振トランジスタ8,9の各ベースは起動抵抗10,11を介して
後述の切換手段79の発振停止回路45の出力側に接続され
ている。

また商用交流電源27には、ヒューズ46を介してこの交
流電源27からの電力を全波整流して直流に変換する整流
回路28とこの整流回路28の両端に接続され、この整流回
路28の出力を平滑する平滑コンデンサ29とからなる第２
の直流電源装置30が構成さている。そしてこの平滑コン
デンサ29には放電抵抗47が並列に接続されている。

この第２の貯留電源装置30の両極側には他励発振回路
32が接続されている。この他励発振回路32は前記第２の
直流電源装置30の両極間に直列に接続した電源供給抵抗
33と電源安定化コンデンサ34とを有し、この電源供給抵
抗33と電源安定化コンデンサ34との接続点と前記直流電
源装置30の−極側との間にスイッチング制御IC35が接続
されている。この制御IC35には前記直流電源装置30−極
側に接続したパルス幅調整用可変抵抗48と発振周波数決
定用時定数コンデンサ49とが接続されている。またこの
制御IC35にはバイアス抵抗50が接続され、このバイアス
抵抗50および前記電源供給抵抗33と電源安定化コンデン
サ34との接続点とにNPN形メイントランジスタ51のコレ
クタが接続され、このメイントランジスタ51のエミッタ
にPNP形ドライブトランジスタ52のエミッタが接続さ
れ、このドライブトランジスタ52のコレクタは前記第２
の直流電源装置30の−極側に接続され、さらにこの両ト
ランジスタ51,52のベースは共通接続されて前記制御IC3
5に接続されている。またこの両トランジスタ51,52のベ
ースの接続点およびエミッタの接続点間にバイアス抵抗
53が接続され、さらにこの両トランジスタ51,52のエミ
ッタの接続点にドライブ用ベース抵抗54を介して発振ト
ランジスタ36のベースが接続され、このドライブ用ベー
ス抵抗54と並列に引き抜き用ダイオード55が接続されて
いる。また発振トランジスタ36のベースとドライブ用ベ
ース抵抗54との接続点に前記第２の直流電源装置30の−
極側に接続したバイアス抵抗57が接続されている。また
この発振トランジスタ36のエミッタは前記直流電源装置
30の−極側に接続され、またこの発振トランジスタ36の
コレクタとエミッタ間に並列にスナバ抵抗58とスバナコ
ンデンサ59とが直列に接続されている。また前記発振ト
ランジスタ36のコレクタは逆流阻止用ダイオード60とク
ランプ回路用ダイオード61との接続点に接続され、この
クランプ回路用ダイオード61にクランプ回路用コンデン
サ62が接続され、このクランプ回路用コンデンサ62に並
列にクランプ回路用抵抗63が接続され、このクランプ回
路用コンデンサ62は前記第２の直流電源装置30の−極側
に接続されている。

さらに前記制御IC35にIC発振用周波数決定時定数抵抗
64,65が接続され、このIC発振用周波数決定時定数抵抗6
5に発振周波数切替え用トランジスタ66のエミッタが接
続され、この発振周波数切替え用トランジスタ66のコレ
クタに前記IC発振用周波数決定時定数抵抗64,65の接続
点が接続され、さらにこの発振周波数切替え用トランジ
スタ66のベースにバイアス抵抗67が接続され、さらにこ
の発振周波数切替え用トランジスタ66のベースとエミッ
タ間にバイアス抵抗68が接続されている。

また前記バラストトランス18の二次巻線は整流ダイオ
ード69を介して前記発振周波数切替え用トランジスタ66
のベースに接続したバイアス抵抗67に接続され、このバ
ラストトランス18の二次巻線の他端は前記発振周波数切
替え用トランジスタ66のエミッタに接続されている。ま
たこのバラストトランス18の二次巻線とそれぞれ並列に
放電抵抗70と平滑コンデンサ71とが接続されている。

また充電回路37は前記バッテリ電源２の＋極から前記
出力トランス４の一次巻線の中間タップ６、この一次巻
線５の両端にそれぞれ接続され前記自励発振回路７の各
非常発振トランジスタ8,9のコレクタ・エミッタ間にそ
れぞれ並列に接続された充電用ダイオード38,39と減流
抵抗40,41、前記バッテリ電源２の−極に至る回路にて
形成されている。

さらに72は切換手段79の交流電源入力検出回路で、前
記第２の直流電源装置30の＋極側に接続した電源供給抵
抗33と電源安定化コンデンサ34との接続点と前記第２の
直流電源装置30の−極側との間に直列に接続した切替え
用ツェナーダイオード73、ツェナーダイオードバイアス
抵抗74、フォトカプラ発光子75にて形成されている。

さらに前記発振停止回路45は、前記バッテリ電源２の
＋極側に接続された入力チョークコイル３と前記自励発
振回路７の発振トランジスタ8,9のベースに接続した起
動抵抗10,11の接続点との間にPNP形切替え用トランジス
タ76のエミッタ・コレクタ間にバイアス抵抗77が接続さ
れている。またこの切替え用トランジスタ76のエミッタ
・ベースとの間にフォトカプラ受光子78のコレクタ・エ
ミッタが接続されている。

このように切換手段79は発振停止回路45と交流電源入
力検出回路72とにて構成されている。

次にこの実施例の作用を説明する。

通常時には、図示しない電源スイッチの閉成で、商用
交流電源27からの交流入力が第２の直流電源装置30にて
全波整流されて出力される直流電源は他励発振回路32に
与えられ、制御IC回路35が作動し、メイントランジスタ
51とドライブトランジスタ52が導通し、発振トランジス
タ36が導通される。また第２の直流電源装置30から出力
される直流電源は出力トランス４の二次巻線17に印加さ
れ、この出力トランス４の予熱巻線19,20に誘起された
電圧が放電ランプ14のフィラメント15,16にそれぞれ加
えられる。この時、予熱制御回路25の予熱制御スイッチ
素子26は閉成されているため、予熱回路23,24の予熱制
御トランス21の一次巻線22,22のインダクタンスが減少
されており、放電ランプ14のフィラメント15,16に予熱
電流が流れる。このフィラメント15,16が予熱されると
放電ランプ14は放電され、前記第２の直流電源装置30の
＋極側から供給された直流電源は、バラストトランス1
8、放電ランプ14の一方のフィラメント15から他方のフ
ィラメント16、他励発振回路32の導通されている発振ト
ランジスタ36を経て第２の直流電源装置30の−極側に流
れ、放電ランプ14は点灯される。この放電ランプ14の点
灯で、バラストトランス18の二次巻線に誘起される電圧
で発振周波数切替え用トランジスタ66が誘導され、他励
発振回路32はIC発振用発振周波数決定時定数コンデンサ
49とIC発振用周波数決定時定数抵抗64,65の時定数によ
って決定される周波数で発振され、放電ランプ14に他励
発振回路32から出力される高周波出力で点灯される。ま
たこの放電ランプ14が点灯されると、予熱制御回路25の
予熱制御スイッチ素子26は前記放電ランプ14の点灯信号
によって駆動されて開放され、予熱制御トランス21の一
次巻線22,22には互いに逆方向の起電力が生じ、打消し
合って一次巻線のインダクタンスが増大し、予熱電流の
流れが阻止される。

また前記放電ランプ14の点灯時には、発振トランジス
タ36のスイッチング作用により出力トランス４の一次巻
線５に誘起された電圧は充電用ダイオード38,39に全波
整流され、出力トランス４の一次巻線５の中間タップ６
から入力チョークコイル３、バッテリ電源２、減流抵抗
40、充電用ダイオード38または減流抵抗41、充電用ダイ
オード39を経て出力トランス４の一次巻線５の両端に至
る充電回路37にて前記バッテリ電源２に脈流を供給して
充電する。このとき、共振用コンデンサ13と出力トラン
ス４にて決定される自励発振回路７の発振周波数とIC発
振用発振周波数決定時定数コンデンサ49とIC発振用周波
数決定時定数抵抗64,65の時定数によって決定される他
励発振回路32の周波数に差があり、バラントトランス18
のインピーダンスの調整により他励発振回路32の発振で
放電ランプ14は点灯を継続する。また直流電源装置30か
ら直流が供給されている常時には、交流電源入力検出回
路２のフォトカプラ発光子75の発光で、発振停止回路45
のフォトカプラ受光子78が非導通となっており、切替え
用トランジスタ76の非導通で自励発振回路７にバッテリ
電源２の直流電源が供給されず、発振トランジスタ8,9
は発振されることなく、自励発振回路７は作動されな
い。

また停電など非常時には、交流電源27の電圧がなくな
ると、第２の直流電源装置30からの出力がなくなり、交
流電源入力検出回路72のフォトカプラ発光子75が発振停
止回路45のフォトカプラ受光子78を導通し、切替え用ト
ランジスタ76の導通で自励発振回路７にバッテリ電源２
の直流電源が供給され、発振トランジスタ8,9のいずれ
かが導通し、自励発振回路７が発振し、帰還巻線12に発
生する出力により一対のトランジスタ8,9が帰還制御さ
れて交互に導通、非導通となり、出力トランス４の二次
巻線17に共振用コンデンサ13と出力トランス４にて決定
される周波数の高周波出力がバラストトランス18を介し
て発生し、放電ランプ14は点灯される。

なおこの非常点灯時には充電回路37の充電用ダイオー
ド66,67および充電用抵抗68,69は自励発振回路７の作動
により発生するサージ吸収作用を有している。

なお、バッテリ電源２で始動する場合には、図示しな
い電源スイッチの閉成で、自励発振回路７にバッテリ電
源２の直流電源が供給され、発振トランジスタ8,9のい
ずれかが導通し、自励発振回路７が発振し、帰還巻線12
に発生する出力により一対のトランジスタ8,9が帰還制
御されて交互に導通、非導通となり、出力トランス４の
二次巻線17に共振用コンデンサ13と出力トランス４にて
決定される周波数の高周波出力がバラストトランス18を
介し放電ランプ14に供給される。このとき、出力トラン
ス４の二次巻線17に印加されると、出力トランス４の予
熱巻線19,20に誘起された電圧が放電ランプ14のフィラ
メント15,16にそれぞれ加えられる。この時、予熱制御
回路25の余熱制御スイッチ素子26は閉成されているた
め、予熱回路23,24の予熱制御トランス21の１次巻線22,
22のインダクタンスが減少されているおり、放電ランプ
14のフィラメント15,16に予熱電流が流れる。そして、
フィラメント15,16の予熱で放電ランプ14が点灯する
と、予熱制御回路25の予熱制御スイッチ素子26は前記放
電ランプ14の点灯により開放され、この予熱制御トラン
ス21の一次巻線22,22には互いに逆方向の起電力が生
じ、打消し合って一次巻線22,22のインダクタンスが増
大し、予熱電流の流れが阻止される。

また前記実施例では、充電回路37は前記バッテリ電源
２の＋極から前記出力トランス４の一次巻線５の中間タ
ップ６、この一次巻線５の両端にそれぞれ接続され前記
自励発振回路７の各非常用発振トランジスタ8,9のコレ
クタ・エミッタ間にそれぞれ並列に接続された充電用ダ
イオード38,39と減流抵抗40,41、前記バッテリ電源２の
−極に至る回路にて形成したが、第３図に示すように、
充電回路37は前記バッテリ電源２の＋極から自励発振回
路７の各非常用発振トランジスタ8,9のコレクタ・エミ
ッタ間にそれぞれ並列に接続された充電用ダイオード3
8,39と減流抵抗40,41、前記出力トランス４の一次巻線
５の両端、この一次巻線５の中間タップ６、前記バッテ
リ電源２の−極に至る回路にて形成することもできる。

なお前記実施例では、非常用点灯回路に第１の発振回
路として自励発振回路７を用い、常時点灯回路に第２の
発振回路として他励発振回路32を用いたが、非常用点灯
回路に他励発振回路を用い、常時点灯回路に自励発振回
路を用いることもでき、また発振回路の発振トランジス
タは一個でも二個でもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、通常時には交流電源の出力を平滑整
流した直流電源装置の出力で放電ランプを点灯し、停電
などの非常時には通常の点灯時に充電されているバッテ
リ電源で点灯できるようにした放電ランプ非常灯点灯装
置において、充電用の専用のトランスを用いずに、出力
トランスを利用して非常時の直流電源装置となるバッテ
リに充電でき、安価で、軽量で小形に組立てることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す放電灯点灯装置の回路
図、第２図は具体的実施例を示す放電灯点灯装置の回路
図、第３図は他の実施例を示す充電回路部の配線図であ
る。 １……第１の直流電源装置、２……バッテリ電源、４…
…出力トランス、５……一次巻線、７……第１の発振回
路、8,9……発振トランジスタ、14……放電ランプ、17
……二次巻線、27……交流電源、30……第２の直流電源
装置、32……第２の発振回路、37……充電回路、38,39
……整流用ダイオード。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリ電源からなる第１の直流電源装置
   と、この第１の直流電源装置の入力により出力トランス
   の二次巻線側に高周波出力を発生する第１の発振回路
   と、交流電源を平滑整流として直流電源を出力する第２
   の直流電源装置と、この第２の直流電源装置の入力によ
   り出力トランスの二次巻線側に高周波出力を発生する第
   ２の発振回路と、前記出力トランスの二次巻線側に接続
   され第１または第２の発振回路のいずれかの高周波出力
   により点灯される放電ランプと、前期第２の直流電源装
   置が遮断された際に第１の直流電源装置により第２の発
   振回路に代えて第１の発振回路を発振させる切換手段と
   を具備し、 前記第１の発振回路の発振トランジスタと並列に充電用
   ダイオードを有する充電回路を設けたことを特徴とした
   放電ランプ非常灯点灯装置。