JP3010970B2

JP3010970B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP3010970B2
Application number: JP5103242A
Authority: JP
Inventors: 浩史鈴木; 雅人佐野
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 2000-02-21
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JPH06310290A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハーフブリッジ形イン
バータ回路を使用した放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置としては
図１３に示すものが知られている。

【０００３】これは商用交流電源ＥにインダクタＬ1 及
びコンデンサＣ1 の直列回路からなる雑音防止回路１を
接続し、この雑音防止回路１のコンデンサＣ1 の両端子
間にダイオードブリッジからなる全波整流回路２の入力
端子を接続している。そして、全波整流回路２の出力端
子にチョークコイルＬ2 を介してトランジスタＱ1 のコ
レクタ、エミッタを接続し、トランジスタＱ1 のコレク
タ、エミッタ間に、ダイオードＤ1 を順極性に介して平
滑用のコンデンサＣ2 を接続し、またトランジスタＱ1
のベースに制御回路３を接続している。

【０００４】そして、チョークコイルＬ2 、トランジス
タＱ1 、ダイオードＤ1 及びコンデンサＣ2 にて昇圧チ
ョッパ回路４を形成している。

【０００５】また、コンデンサＣ2 の両端には、変形ハ
ーフブリッジ形の高周波インバータ回路５の一対のトラ
ンジスタＱ2 ，Ｑ3 を直列に接続するとともに、これら
トランジスタＱ2 ，Ｑ3 に還流用のダイオードＤ2 ，Ｄ
3 を並列に接続している。

【０００６】そして、トランジスタＱ2 のコレクタ、エ
ミッタ間にコンデンサＣ3 、バラストチョークＬ3 及び
放電灯ＦＬを直列に接続してなる点灯回路を接続してい
る。放電灯ＦＬに対して始動用のコンデンサＣ4 を並列
に接続している。

【０００７】この装置は商用交流電源Ｅが投入される
と、トランジスタＱ1 が制御回路３により高周波スイッ
チング動作し、トランジスタＱ1 がターンオンのとき
に、全波整流回路２にて整流された脈流電圧から供給さ
れる電流によりチョークコイルＬ2 へ磁気エネルギーが
蓄積され、トランジスタＱ1 がターンオフのときに、チ
ョークコイルＬ2 の磁気エネルギーが全波整流回路２か
らの脈流電圧に重畳し、ダイオードＤ1 を介してコンデ
ンサＣ2 に充電される。

【０００８】また、トランジスタＱ1 のスイッチング動
作が連続して行われることにより、コンデンサＣ2 の充
電電圧は平滑され、脈流電圧に対応した包絡線をピーク
として電流がチョークコイルＬ2 に流れる。

【０００９】この場合、トランジスタＱ1 のスイッチン
グ電流は、雑音防止回路１で交流電源Ｅと同相の正弦波
電流となるので、入力電流は奇数高調波が少なく、かつ
高力率の波形となる。

【００１０】そして、コンデンサＣ2 の充電電圧は、イ
ンバータ回路５の電源となり、一対のトランジスタＱ2
，Ｑ3 の高周波スイッチング動作により、バラストチ
ョヘクＬ3 とコンデンサＣ4 とが共振し、コンデンサＣ
4 の両端に高電圧が発生して、放電灯ＦＬが始動点灯す
る。

【００１１】この従来装置においては、インバータ回路
５及び放電灯ＦＬなどの損失分により、直流の入力ライ
ン電流を脈流電圧のすべての区間連続的に供給するた
め、たとえばトランジスタＱ2 ，Ｑ3 などの各素子のエ
ネルギー処理量が大きく、素子の大容量化、すなわち大
形化及び高価格化を招く。

【００１２】また、トランジスタＱ1 をスイッチング制
御する制御回路３は、瞬時値が常に変化する脈流の直流
電圧に対して常に連続的に、かつチョークコイルＬ2 へ
のエネルギー蓄積が残らないように、トランジスタＱ1
を１サイクル毎にスイッチングするための制御方法が要
求されるために構成が複雑化し、大形化する。また電源
Ｅの投入時に平滑用のコンデンサＣ2 に対して過大な突
入電流が流れ込むため、電源ラインに接続される部品の
容量を大きくしなければならず、この点においても大形
化する。

【００１３】さらにトランジスタＱ1 のスイッチング損
失が大きく、またスイッチングによって流れる電流も連
続的な三角波となるため、ノイズの発生が多くなる。

【００１４】そこで本発明者はこのような問題を解決す
る装置の提案を行い出願した。（特願平４−２８４６０
９号）これは図１４に示すように、全波整流回路２の出力端子
に、第１のコンデンサＣ11を並列に接続するとともに、
ダイオードＤ11を順極性に介して第２のコンデンサＣ12
を並列に接続している。そして第２のコンデンサＣ12の
両端間に平滑用の第３のコンデンサＣ13とチョークコイ
ルＬ11との直列回路を並列に接続するとともに、変形ハ
ーフブリッジ形のインバータ回路５の一対のトランジス
タＱ2 ，Ｑ3 の直列回路を並列に接続している。各トラ
ンジスタＱ2 ，Ｑ3 に還流用のダイオードＤ2 ，Ｄ3 を
並列に接続している。

【００１５】そしてトランジスタＱ3 のコレクタ、エミ
ッタ間に、直流カット用のコンデンサＣ3 、バラストチ
ョークコイルＬ3 及び放電灯ＦＬを直列に接続してなる
点灯回路を接続し、放電灯ＦＬに対して始動用のコンデ
ンサＣ4 を並列に接続している。

【００１６】バラストチョークコイルＬ3 と始動用のコ
ンデンサＣ4 で第１の共振回路を構成し、第２、第３の
コンデンサＣ12、Ｃ13とチョークコイルＬ11で第２の共
振回路を構成している。

【００１７】この装置では第１、第２の共振回路の動作
は、インバータ回路５の各トランジスタＱ2 ，Ｑ3 のオ
ン、オフ動作に同期して行われ、第３のコンデンサＣ13
は常に第１の共振回路により充電される。これにより全
波整流回路２を介して電源Ｅから３次高調波を多く含む
充電電流が流れるのを防止でき、また第２の共振回路に
より常に交流電源Ｅから電流を流入させることができ、
小形化、低価格化及び構成の簡単化を図ることができる
とともにノイズ発生量の減少も実現できる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの先願のもの
では、放電灯ＦＬの始動点灯時において、第１の共振回
路のバラストチョークＬ3 及び第２の共振回路のチョー
クコイルＬ11の磁気エネルギーが第２のコンデンサＣ12
に放出され、また各チョークコイルと第２のコンデンサ
Ｃ12が共振して、インバータ回路５の各トランジスタＱ
2 ，Ｑ3 の両端間に高電圧が発生する。

【００１９】このため各トランジスタＱ2 ，Ｑ3 が破壊
される虞があるので、各トランジスタとして高耐圧のも
のが必要となり、小形化及び低価格化を充分に図ること
ができなかった。

【００２０】そこで本発明は、充分な小形化及び低価格
化を図ることができ、しかも構成の簡単化及びノイズ発
生量の低減化を図ることができる放電灯点灯装置を提供
しようとするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
交流電源を整流する整流回路と、この整流回路の出力端
子に並列的に接続された比較的容量の大きい第１のコン
デンサ並びに第１のダイオードと比較的容量の小さい第
２のコンデンサの直列回路と、第２のコンデンサの両端
間に第１、第２のスイッチング素子の直列回路を並列的
に接続してなるハーフブリッジ形インバータ回路と、各
スイッチング素子の少なくとも一方のスイッチング素子
の両端間に接続された第１のＬＣ共振回路及び放電灯を
含む点灯回路と、各スイッチング素子の直列回路に並列
的に接続され、第２のコンデンサと共に第２のＬＣ共振
回路を形成する平滑コンデンサとチョークコイルとの直
列回路と、第１のダイオードに並列的に接続された第３
のスイッチング素子と、放電灯の両端間に発生する電圧
を検出し、その電圧が定常点灯時の電圧よりも高いとき
第３のスイッチング素子をオン動作させる電圧検出回路
とを設けたものである。

【００２２】請求項２対応の発明は、交流電源を整流す
る整流回路と、この整流回路の出力端子に並列的に接続
された比較的容量の大きい第１のコンデンサ並びに第１
のダイオードと比較的容量の小さい第２のコンデンサの
直列回路と、第２のコンデンサの両端間に第１、第２の
スイッチング素子の直列回路を並列的に接続してなるハ
ーフブリッジ形インバータ回路と、各スイッチング素子
の少なくとも一方のスイッチング素子の両端間に接続さ
れた第１のＬＣ共振回路及び放電灯を含む点灯回路と、
各スイッチング素子の直列回路に並列的に接続され、第
２のコンデンサと共に第２のＬＣ共振回路を形成する平
滑コンデンサとチョークコイルとの直列回路と、第１の
ＬＣ共振回路のコイルに発生する磁気エネルギーを第１
のコンデンサを介して放出させるエネルギー放出回路と
を設けたものである。

【００２３】

【作用】請求項１対応の発明においては、放電灯の始動
点灯時には放電灯の両端間には大きな始動電圧が発生す
るので、電圧検出回路が動作して第３のスイッチング素
子をオン動作させる。これにより第１のダイオードが短
絡され、第１のＬＣ共振回路のコイル及び第２のＬＣ共
振回路のチョークコイルに蓄積された磁気エネルギーは
第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを介して放出さ
れる。そして第１のコンデンサは第２のコンデンサに比
べて容量が大きいので、第１のＬＣ共振回路のコイル及
び第２のＬＣ共振回路のチョークコイルと第２のコンデ
ンサは共振することはなく、第１、第２のコンデンサの
両端間に発生する電圧は低減される。これにより始動点
灯時に各スイッチング素子の両端間に発生する電圧が低
減される。

【００２４】また請求項２対応の発明においては、第１
のＬＣ共振回路のコイルに蓄積された磁気エネルギーは
スイッチング素子のターンオフ時に第１のコンデンサに
放出される。これにより第２のコンデンサと第１のＬＣ
共振回路のコイルとで共振動作が生じることはない。そ
して第１のコンデンサは第２のコンデンサに比べて容量
が大きいので、第１のＬＣ共振回路のコイルと第１のコ
ンデンサとの共振のＱは低下し、第１、第２のコンデン
サの両端間に発生する電圧は低減される。これにより始
動点灯時に各スイッチング素子の両端間に発生する電圧
が低減される。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００２６】図１に示すように商用交流電源Ｅにインダ
クタＬ21及びコンデンサＣ21の直列回路からなる雑音防
止回路１１を並列に接続し、この雑音防止回路１１のコ
ンデンサＣ21の両端子間にダイオードブリッジからなる
全波整流回路１２の入力端子を接続している。そして、
全波整流回路１２の出力端子に、比較的容量の大きい第
１のコンデンサＣ23を並列に接続するとともに、ダイオ
ードＤ21を順極性に介して比較的容量の小さい第２のコ
ンデンサＣ24を並列に接続している。

【００２７】前記第２のコンデンサＣ24の両端間に、チ
ョークコイルＬ22と平滑用の第３のコンデンサＣ25との
直列回路を並列に接続して第２のＬＣ共振回路１３を形
成している。

【００２８】また前記第２のコンデンサＣ24の両端間
に、変形ハーフブリッジ形のインバータ回路１４を接続
している。前記インバータ回路１４は、スッチング素子
である第１、第２のトランジスタＱ21，Ｑ22の直列回路
を前記第２のコンデンサＣ24の両端間に並列に接続して
いる。そして前記各トランジスタＱ21，Ｑ22に還流用の
ダイオードＤ22，Ｄ23を並列に接続している。

【００２９】前記第２のトランジスタＱ22のコレクタ、
エミッタ間に、直流カット用のコンデンサＣ26及びバラ
ストチョークコイルＬ23を直列に介して放電灯ＦＬの各
フィラメント電極の一端を接続し点灯回路を構成してい
る。そして前記放電灯ＦＬの各フィラメント電極の他端
間に始動用のコンデンサＣ27を並列に接続している。前
記バラストチョークコイルＬ23と始動用のコンデンサＣ
27で第１のＬＣ共振回路１５を形成している。

【００３０】前記ダイオードＤ21にチョークコイルＬ24
を介して第３のスイッチング素子である単方向性３端子
サイリスタＳＣＲをダイオードＤ21とは逆極性にして並
列に接続している。そして前記サイリスタＳＣＲのゲー
ト、カソード間に抵抗Ｒ21とコンデンサＣ28との並列回
路を接続している。

【００３１】前記放電灯ＦＬに電圧検出回路１６を並列
に接続している。前記電圧検出回路１６は、前記放電灯
ＦＬの各フィラメント電極の一端間にコンデンサＣ29、
Ｃ30の直列回路を並列に接続し、そのコンデンサＣ30の
両端間にダイオードＤ24、Ｄ25、平滑コンデンサＣ31、
抵抗Ｒ22からなる倍電圧整流平滑回路を接続している。
そして前記倍電圧整流平滑回路の出力端子の正極端と前
記サイリスタＳＣＲのゲートとの間に定電圧ダイオード
ＺＤと抵抗Ｒ23との直列回路を接続している。

【００３２】このような構成の実施例においては、第
１、第２のＬＣ共振回路１５，１３の動作は、インバー
タ回路１４の各トランジスタＱ21，Ｑ22のオン、オフ動
作に同期して行われ、平滑コンデンサＣ25は常に第１の
ＬＣ共振回路１５により充電される。

【００３３】この動作おいて第１のコンデンサＣ23の両
端間電圧は図２の(a) に示すようになる。

【００３４】ここで第１のコンデンサＣ23の両端間電圧
がピークとなるＡ点での動作電流について述べると、イ
ンバータ回路１４のトランジスタＱ21がターンオン（ト
ランジスタＱ22はオフ状態）すると、図４の(a) に示す
ように第２のコンデンサＣ24より電流が供給され、コン
デンサＣ24→トランジスタＱ21→コンデンサＣ26→チョ
ークコイルＬ23→放電灯ＦＬ及びコンデンサＣ27→コン
デンサＣ24のループで電流が流れる。

【００３５】第２のコンデンサＣ24の容量はインバータ
回路１４に電力を供給するには不十分なため、第２のコ
ンデンサＣ24の両端電圧は低下する。そして第２のコン
デンサＣ24の電圧レベルが第１のコンデンサＣ23の電圧
レベルまで低下すると、第１のコンデンサＣ23よりイン
バータ回路１４への電力の供給が開始される。そして第
１のコンデンサＣ23の放電エネルギーは交流電源Ｅから
直接補充される。すなわち交流電源Ｅから電流が流入す
る。

【００３６】この状態でトランジスタＱ21がターンオフ
すると、図４の(b) に示すようにバラストチョークＬ23
から磁気エネルギーが、バラストチョークＬ23→放電灯
ＦＬ及びコンデンサＣ27→ダイオードＤ23→コンデンサ
Ｃ26→バラストチョークＬ23の還流ループで放出され、
その後トランジスタＱ22がターンオンする。

【００３７】トランジスタＱ22がターンオンすると、図
４の(c) に示すようにトランジスタＱ21のターンオン時
に充電されたコンデンサＣ26から電力が供給され、コン
デンサＣ26→トランジスタＱ22→放電灯ＦＬ及びコンデ
ンサＣ27→バラストチョークＬ23→コンデンサＣ26のル
ープで電流が流れ、放電灯ＦＬは点灯を維持される。

【００３８】次にトランジスタＱ22がターンオフする
と、図４の(d) に示すようにバラストチョークＬ23の磁
気エネルギーが、バラストチョークＬ23→コンデンサＣ
26→ダイオードＤ22→コンデンサＣ24、チョークコイル
Ｌ23、コンデンサＣ25の並列回路→放電灯ＦＬ及びコン
デンサＣ27→バラストチョークＬ23の還流ループで放出
される。

【００３９】このときバラストチョークＬ23と第２のコ
ンデンサＣ24は共振し、さらにその共振電圧は整流出力
電圧に重畳され、その結果、第２のコンデンサＣ24及び
チョークコイルＬ22と平滑コンデンサＣ25の直列回路の
両端電圧を昇圧させる。従って第１のコンデンサＣ23の
電圧レベルより第２のコンデンサＣ24の電圧レベルの方
が高くなり、また平滑コンデンサＣ25はこの共振電圧に
より充電される。その結果交流電源Ｅからは３次高調波
を多く含む充電電流が流入しなくなる。

【００４０】その後トランジスタＱ21が再びターンオン
すると図４の(a) と同様な動作が繰り返される。

【００４１】この動作におけるトランジスタＱ21のコレ
クタ、エミッタ間電圧ＶCEは図３の(a) に示すように変
化し、トランジスタＱ22のコレクタ、エミッタ間電圧Ｖ
CEは図３の(b) に示すように変化し、トランジスタＱ21
のコレクタ電流ＩC は図３の(c) に示すように変化す
る。またダイオードＤ22に流れる電流ＩD2は図３の(d)
に示すように変化する。

【００４２】次に第１のコンデンサＣ23の両端間電圧が
ゼロとなるＢ点での動作電流について述べると、インバ
ータ回路１４のトランジスタＱ21がターンオンすると、
図５の(a) に示すように第２のコンデンサＣ24より電流
が供給され、コンデンサＣ24→トランジスタＱ21→コン
デンサＣ26→チョークコイルＬ23→放電灯ＦＬ及びコン
デンサＣ27→コンデンサＣ24のループで電流が流れる。

【００４３】このとき前記同様に第２のコンデンサＣ24
の両端電圧は低下しゼロレベルに達する。Ａ点において
は第１のコンデンサＣ23よりエネルギーの補充を行った
がＢ点においては第１のコンデンサＣ23の電圧レベルも
ゼロレベルのためエネルギーの補充は行われない。

【００４４】この状態でトランジスタＱ21がターンオフ
すると、図５の(b) に示すようにバラストチョークＬ23
から磁気エネルギーが、バラストチョークＬ23→放電灯
ＦＬ及びコンデンサＣ27→ダイオードＤ23→コンデンサ
Ｃ26→バラストチョークＬ23の還流ループで放出され、
その後トランジスタＱ22がターンオンする。このとき平
滑コンデンサＣ25はトランジスタＱ21のターンオン時に
電荷を放電し切った第２のコンデンサＣ24を充電する。
この充電動作によりチョークコイルＬ22と第２のコンデ
ンサＣ24は共振し、第２のコンデンサＣ24の両端に共振
電圧が印加される。

【００４５】次にトランジスタＱ22がターンオンする
と、図５の(c) に示すようにトランジスタＱ21のターン
オン時に充電されたコンデンサＣ26から電力が供給さ
れ、コンデンサＣ26→トランジスタＱ22→放電灯ＦＬ及
びコンデンサＣ27→バラストチョークＬ23→コンデンサ
Ｃ26のループで第１のＬＣ共振回路１５による共振電流
が流れ、放電灯ＦＬは点灯を維持される。この時点にお
いても平滑コンデンサＣ25は第２のコンデンサＣ24を充
電している。

【００４６】次にトランジスタＱ22がターンオフする
と、図５の(d) に示すようにバラストチョークＬ23の磁
気エネルギーが、バラストチョークＬ23→コンデンサＣ
26→ダイオードＤ22→コンデンサＣ24、チョークコイル
Ｌ23、コンデンサＣ25の並列回路→放電灯ＦＬ及びコン
デンサＣ27→バラストチョークＬ23の還流ループで放出
される。

【００４７】このときバラストチョークＬ23と第２のコ
ンデンサＣ24は共振し、その共振電圧がチョークコイル
Ｌ22と第２のコンデンサＣ24による共振電圧に重畳し、
第２のコンデンサＣ24の両端電圧をさらに昇圧させる。

【００４８】その後トランジスタＱ21が再びターンオン
すると図５の(a) と同様な動作が繰り返される。

【００４９】この動作におけるトランジスタＱ21のコレ
クタ、エミッタ間電圧ＶCEは図３の(e) に示すように変
化し、トランジスタＱ22のコレクタ、エミッタ間電圧Ｖ
CEは図３の(f) に示すように変化する。

【００５０】以上がＡ点とＢ点の動作であるが、Ａ点、
Ｂ点以外の動作についてはバラストチョークＬ23とコン
デンサＣ27等の第１のＬＣ共振回路１５と平滑コンデン
サＣ25、チョークコイルＬ22及び第２のコンデンサＣ24
の第２のＬＣ共振回路１３による昇圧作用のレベルが異
なるが基本的にはＡ点及びＢ点と同様な動作を行う。

【００５１】従って全波整流回路１２の出力電圧に沿っ
て以上の動作を繰り返すことにより、第２のコンデンサ
Ｃ24の両端電圧は図２の(b) に示すように第１のコンデ
ンサＣ23の両端電圧に振動電圧が重畳したものとなる。

【００５２】これにより第２のコンデンサＣ24の両端電
圧は第１のコンデンサＣ23より高く維持され、平滑コン
デンサＣ25には交流電源Ｅより３次高調波を多く含む充
電電流が流れ込むことはない。すなわち交流電源Ｅから
流入する電流波形Ｉ1 は図７に示すような正弦波とな
り、電源電圧波形Ｖ1 と略同位相となり奇数高調波が少
なくなる。

【００５３】また、振動電圧により第２のコンデンサＣ
24の両端電圧のレベルが低下すると、第１のコンデンサ
Ｃ23が補充し、さらにその補充分を交流電源Ｅより流入
させる。また、交流電源Ｅの電圧波形のゼロクロス付近
において、第２のコンデンサＣ24の両端電圧は昇圧され
るため、放電灯ＦＬの電流波形も高くなり、放電灯発光
効率が向上し、インバータ回路１４の損失も低減でき
る。

【００５４】次に始動電圧発生時及び放電灯寿命末期時
の動作について述べる。

【００５５】このときには放電灯ＦＬの両端電圧が上昇
し、放電灯ＦＬの両端に接続された電圧検出回路１６の
倍電圧整流平滑回路の出力端子、すなわち平滑コンデン
サＣ31の両端電圧が上昇し、定電圧ダイオードＺＤが導
通するようになる。定電圧ダイオードＺＤが導通すると
サイリスタＳＣＲのゲートにトリガ電流が流れサイリス
タＳＣＲが導通する。これによりダイオードＤ21が短絡
される。

【００５６】これにより図６に示すように、バラストチ
ョークＬ23及びチョークコイルＬ22の磁気エネルギーは
第１のコンデンサＣ23及び第２のコンデンサＣ24を介し
て放出され、また共振等は発生せず、第２のコンデンサ
Ｃ24の両端電圧は昇圧しない。

【００５７】また、サイリスタＳＣＲに直列に接続され
たチョークコイルＬ24は、サイリスタのリセット用で、
放電灯点灯検出時にチョークコイルＬ24の逆起電力によ
りサイリスタＳＣＲの保持電流を遮断する。

【００５８】以上の動作により、始動電圧発生時におい
てはトランジスタＱ21、Ｑ22のコレクタ、エミッタ間に
印加される電圧を低く押さえることができ、従ってトラ
ンジスタＱ21、Ｑ22として比較的低耐圧のものが使用で
き、従って小形化及び低価格化を充分に図ることができ
る。また先願と同様にトランジスタＱ21、Ｑ22のスイッ
チング損失を小さくできてノイズの発生を抑制でき、ま
た構成も簡単となる。

【００５９】次に本発明の他の実施例を図面を参照して
説明する。なお、前記実施例と同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。

【００６０】図８に示すものは、第１のコンデンサＣ23
にダイオードＤ31を順極性に介して第２のコンデンサＣ
24を接続し、その第２のコンデンサＣ24にダイオードＤ
32を逆極性に介して平滑コンデンサＣ25とチョークコイ
ルＬ22の直列回路を並列に接続している。また、ダイオ
ードＤ22のカソードを全波整流回路１２の出力端子の正
極端に接続している。さらにチョークコイルＬ22とダイ
オードＤ32のカソードとの接続点をダイオードＤ33を順
極性に介してダイオードＤ22のアノードとダイオードＤ
23のカソードの接続点に接続している。さらに電圧検出
回路１６を省略している。

【００６１】この実施例においては、第１のコンデンサ
Ｃ23の両端間電圧がピークとなる点での動作電流につい
て述べると、インバータ回路１４のトランジスタＱ21が
ターンオンすると、図９の(a) に示すように第２のコン
デンサＣ24より電流が供給され、コンデンサＣ24→トラ
ンジスタＱ21→コンデンサＣ26→チョークコイルＬ23→
放電灯ＦＬ及びコンデンサＣ27→コンデンサＣ24のルー
プで電流が流れる。

【００６２】第２のコンデンサＣ24の容量はインバータ
回路１４に電力を供給するには不十分なため、第２のコ
ンデンサＣ24の両端電圧は低下する。そして第２のコン
デンサＣ24の電圧レベルが第１のコンデンサＣ23の電圧
レベルまで低下すると、第１のコンデンサＣ23よりイン
バータ回路１４への電力の供給が開始される。そして第
１のコンデンサＣ23の放電エネルギーは交流電源Ｅから
直接補充される。すなわち交流電源Ｅから電流が流入す
る。

【００６３】この状態でトランジスタＱ21がターンオフ
すると、図９の(b) に示すようにバラストチョークＬ23
から磁気エネルギーが、バラストチョークＬ23→放電灯
ＦＬ及びコンデンサＣ27→ダイオードＤ23→コンデンサ
Ｃ26→バラストチョークＬ23の還流ループで放出され、
その後トランジスタＱ22がターンオンする。

【００６４】トランジスタＱ22がターンオンすると、図
９の(c) に示すようにトランジスタＱ21のターンオン時
に充電されたコンデンサＣ26から電力が供給され、コン
デンサＣ26→トランジスタＱ22→放電灯ＦＬ及びコンデ
ンサＣ27→バラストチョークＬ23→コンデンサＣ26のル
ープで電流が流れ、放電灯ＦＬは点灯を維持される。ま
た、このとき平滑コンデンサＣ25は電源Ｅにより、ダイ
オードＤ31→平滑コンデンサＣ25→チョークコイルＬ22
→ダイオードＤ33→トランジスタＱ22のループで充電さ
れる。これにより平滑コンデンサＣ25は、トランジスタ
Ｑ22のターンオン時に充電を行い、電源電圧の包絡線に
沿った充電電流を流し、チョークコイルＬ22との分圧電
圧により充電される。

【００６５】次にトランジスタＱ22がターンオフする
と、図９の(d) に示すようにバラストチョークＬ23の磁
気エネルギーが、バラストチョークＬ23→コンデンサＣ
26→ダイオードＤ22→コンデンサＣ23並びにダイオード
Ｄ31とコンデンサＣ24の直列回路→放電灯ＦＬ及びコン
デンサＣ27→バラストチョークＬ23のループで放出され
る。第１のコンデンサＣ23は第２のコンデンサＣ24に比
べて容量が大きいため昇圧することなく還流エネルギー
が放出される。

【００６６】その後トランジスタＱ21が再びターンオン
すると図９の(a) と同様な動作が繰り返される。

【００６７】次に第１のコンデンサＣ23の両端間電圧が
ゼロとなる点での動作電流について述べると、インバー
タ回路１４のトランジスタＱ21がターンオンすると、図
１０の(a) に示すように第２のコンデンサＣ24より電流
が供給され、コンデンサＣ24→トランジスタＱ21→コン
デンサＣ26→チョークコイルＬ23→放電灯ＦＬ及びコン
デンサＣ27→コンデンサＣ24のループで電流が流れる。

【００６８】このとき前記同様に第２のコンデンサＣ24
の両端電圧は低下しゼロレベルに達する。ピーク点にお
いては第１のコンデンサＣ23よりエネルギーの補充を行
ったがゼロ点においてはエネルギーの補充は行われな
い。

【００６９】この状態でトランジスタＱ21がターンオフ
すると、図１０の(b) に示すようにバラストチョークＬ
23から磁気エネルギーが、バラストチョークＬ23→放電
灯ＦＬ及びコンデンサＣ27→ダイオードＤ23→コンデン
サＣ26→バラストチョークＬ23の還流ループで放出さ
れ、その後トランジスタＱ22がターンオンする。このと
き平滑コンデンサＣ25はトランジスタＱ21のターンオン
時に電荷を放電し切った第２のコンデンサＣ24を充電す
る。この充電動作によりチョークコイルＬ22と第２のコ
ンデンサＣ24は共振し、第２のコンデンサＣ24の両端に
共振電圧が印加される。

【００７０】次にトランジスタＱ22がターンオンする
と、図１０の(c) に示すようにトランジスタＱ21のター
ンオン時に充電されたコンデンサＣ26から電力が供給さ
れ、コンデンサＣ26→トランジスタＱ22→放電灯ＦＬ及
びコンデンサＣ27→バラストチョークＬ23→コンデンサ
Ｃ26のループに第１のＬＣ共振回路１５により共振電流
が流れ、放電灯ＦＬは点灯を維持される。この時点にお
いても平滑コンデンサＣ25は第２のコンデンサＣ24を充
電している。

【００７１】次にトランジスタＱ22がターンオフする
と、図１０の(d) に示すようにバラストチョークＬ23の
磁気エネルギーが、バラストチョークＬ23→コンデンサ
Ｃ26→ダイオードＤ22→第１のコンデンサＣ23とダイオ
ードＤ31、第２のコンデンサＣ24の直列回路との並列回
路→放電灯ＦＬ及びコンデンサＣ27→バラストチョーク
Ｌ23の還流ループで放出される。

【００７２】このときも第２のコンデンサＣ24の両端電
圧を昇圧すること無く磁気エネルギーは放出される。

【００７３】従って始動電圧発生時や放電灯寿命末期時
においても同様な動作が行われ、トランジスタＱ21、Ｑ
22の両端電圧が高くなることはなく、前記実施例と同様
トランジスタＱ21、Ｑ22として低耐圧のものが使用でき
る。

【００７４】また図１１に示すものは、トランジスタＱ
21のエミッタを、コンデンサＣ26及びバラストチョーク
Ｌ23を介して放電灯ＦＬの一方のフィラメント電極の一
端に接続し、コレクタを、ダイオードＤ34を順極性に介
して前記放電灯ＦＬの他方のフィラメント電極の一端に
接続している。また前記放電灯ＦＬの他方のフィラメン
ト電極の一端をダイオードＤ35を順極性に介して全波整
流回路１２の出力端子の正極端に接続している。

【００７５】この実施例においてもバラストチョークＬ
23の磁気エネルギーをダイオードＤ35を介して第１のコ
ンデンサＣ23に放出できるので、前記実施例と同様の効
果が得られるものである。

【００７６】さらに図１２に示すものは、ダイオードＤ
32、Ｄ33を省略して第２のコンデンサＣ24にチョークコ
イルＬ22と平滑コンデンサＣ25の直列回路を並列に接続
し、またダイオードＤ22のカソードを全波整流回路１２
の出力端子の正極端に接続したものである。

【００７７】この実施例においてもバラストチョークＬ
23の磁気エネルギーをダイオードＤ22を介して第１のコ
ンデンサＣ23に放出できるので、前記実施例と同様の効
果が得られるものである。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、イ
ンバータ回路のスイッチング素子として耐圧の比較的小
さいものが使用でき、従って充分な小形化及び低価格化
を図ることができ、しかも構成の簡単化及びノイズ発生
量の低減化を図ることができる放電灯点灯装置を提供で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図。

【図２】同実施例における第１のコンデンサと第２のコ
ンデンサの両端電圧波形図。

【図３】同実施例において第１のコンデンサ電圧のピー
ク点近傍でのインバータ回路のトランジスタＱ21、Ｑ22
のコレクタ、エミッタ間電圧、トランジスタＱ21のコレ
クタ電流、ダイオードＤ22の電流及び第１のコンデンサ
電圧のゼロ点近傍でのトランジスタＱ21、Ｑ22のコレク
タ、エミッタ間電圧を示す波形図。

【図４】同実施例において第１のコンデンサの両端電圧
のピーク点近傍での動作を説明するための回路図。

【図５】同実施例において第１のコンデンサの両端電圧
のゼロ点近傍での動作を説明するための回路図。

【図６】同実施例における始動電圧発生時や放電灯寿命
末期時の動作を説明するための回路図。

【図７】同実施例における入力電流波形及び入力電圧波
形を示す図。

【図８】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図９】同実施例において第１のコンデンサの両端電圧
のピーク点近傍での動作を説明するための回路図。

【図１０】同実施例において第１のコンデンサの両端電
圧のゼロ点近傍での動作を説明するための回路図。

【図１１】本発明の別の他の実施例を示す回路構成図。

【図１２】本発明のさらに別の他の実施例を示す回路構
成図。

【図１３】従来例を示す回路構成図。

【図１４】先願を説明するための回路構成図。

【符号の説明】

Ｅ…商用交流電源１２…全波整流回路１３…第２のＬＣ共振回路Ｃ23…第１のコンデンサＣ24…第２のコンデンサＣ25…平滑コンデンサＬ22…チョークコイル１４…インバータ回路Ｑ21，Ｑ22…トランジスタ（第１、第２のスイッチング
素子）１５…第１のＬＣ共振回路Ｌ23…バラストチョーク１６…電圧検出回路ＦＬ…放電灯ＳＣＲ…サイリスタ（第３のスイッチング素子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−78496（ＪＰ，Ａ) 特開平４−87564（ＪＰ，Ａ) 特開平３−210795（ＪＰ，Ａ) 特開平４−137499（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−136494（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 41/24 - 41/29

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源を整流する整流回路と、この整
流回路の出力端子に並列的に接続された比較的容量の大
きい第１のコンデンサ並びに第１のダイオードと比較的
容量の小さい第２のコンデンサの直列回路と、前記第２
のコンデンサの両端間に第１、第２のスイッチング素子
の直列回路を並列的に接続してなるハーフブリッジ形イ
ンバータ回路と、前記各スイッチング素子の少なくとも
一方のスイッチング素子の両端間に接続された第１のＬ
Ｃ共振回路及び放電灯を含む点灯回路と、前記各スイッ
チング素子の直列回路に並列的に接続され、前記第２の
コンデンサと共に第２のＬＣ共振回路を形成する平滑コ
ンデンサとチョークコイルとの直列回路と、前記第１の
ダイオードに並列的に接続された第３のスイッチング素
子と、前記放電灯の両端間に発生する電圧を検出し、そ
の電圧が定常点灯時の電圧よりも高いとき前記第３のス
イッチング素子をオン動作させる電圧検出回路とを設け
たことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】交流電源を整流する整流回路と、この整
流回路の出力端子に並列的に接続された比較的容量の大
きい第１のコンデンサ並びに第１のダイオードと比較的
容量の小さい第２のコンデンサの直列回路と、前記第２
のコンデンサの両端間に第１、第２のスイッチング素子
の直列回路を並列的に接続してなるハーフブリッジ形イ
ンバータ回路と、前記各スイッチング素子の少なくとも
一方のスイッチング素子の両端間に接続された第１のＬ
Ｃ共振回路及び放電灯を含む点灯回路と、前記各スイッ
チング素子の直列回路に並列的に接続され、前記第２の
コンデンサと共に第２のＬＣ共振回路を形成する平滑コ
ンデンサとチョークコイルとの直列回路と、前記第１の
ＬＣ共振回路のコイルに発生する磁気エネルギーを前記
第１のコンデンサを介して放出させるエネルギー放出回
路とを設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。