JP3050256B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JP3050256B2
JP3050256B2 JP29011392A JP29011392A JP3050256B2 JP 3050256 B2 JP3050256 B2 JP 3050256B2 JP 29011392 A JP29011392 A JP 29011392A JP 29011392 A JP29011392 A JP 29011392A JP 3050256 B2 JP3050256 B2 JP 3050256B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電源を整流して得
られる電力に基づき、点灯回路により放電ランプを点灯
させる放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、商用交流電源の電圧を整流回路で
整流し、この整流された電圧をインバータ回路で高周波
に変換して放電ランプを点灯させる放電灯点灯装置が知
られている。
【0003】そして、放電ランプに供給する電圧を一定
に保つために、商用交流電源の電圧の変動にかかわら
ず、インバータ回路の出力電圧を一定に保つようにして
いる。
【0004】このインバータ回路の出力電圧を一定に保
つ方法として、商用交流電源の電圧を検出し、商用交流
電源の電圧が低下した場合には、インバータ回路の出力
を増加させてインバータ回路の出力電圧を上昇させ、反
対に、商用交流電源の電圧が上昇した場合には、インバ
ータ回路の出力を低下させて、インバータ回路の出力電
圧を常に一定に保つようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の放電灯点灯装置の場合には、負荷変動としてたとえ
ば放電ランプの予熱時あるいは2次短絡時などの状況に
対応できず、インバータ回路の出力電圧が上昇して、イ
ンバータ回路内のたとえば半導体スイッチング素子など
を破壊したり、ストレスを生じさせたりする問題を有し
ている。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、放電ランプの予熱時あるいは2次短絡時にも、点灯
回路などに負担を生じさせない放電灯点灯装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の放電灯点灯装置
は、交流電源を整流する整流回路と、この整流回路の出
力間に接続された第1のコンデンサと、この第1のコン
デンサの一端に接続された整流素子と、この整流素子を
順極性に介して前記第1のコンデンサに対して並列に接
続された第2のコンデンサと、この第2のコンデンサの
両端子間に接続され放電ランプを点灯させる点灯回路
と、前記第2のコンデンサの電圧を検出する電圧検出回
路と、この電圧検出回路で検出された電圧に基づき前記
点灯回路の出力を可変する制御回路とを具備したもので
ある。
【0008】
【作用】本発明は、交流電源を整流回路で整流し、第1
のコンデンサを充電するとともに、整流素子を順極性に
介して第2のコンデンサを充電し、これら第1のコンデ
ンサおよび第2のコンデンサを電源として点灯回路に電
力を供給し、点灯回路にて放電ランプを点灯させる。ま
た、電圧検出回路で第2のコンデンサの電圧を検出し、
この電圧検出回路で検出された電圧に基づき制御回路で
点灯回路の出力を可変するため、放電ランプの状態が現
れる第2のコンデンサの電圧に基づき、点灯回路の出力
を制御できるので、点灯回路に負担が生ずることを防止
できる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の放電灯点灯装置の一実施例を
図面を参照して説明する。
【0010】図1において、Eは商用交流電源で、この
商用交流電源Eにはこの商用交流電源Eの交流電圧を整
流する整流回路1が接続され、この整流回路1には、サ
ージ吸収素子としてたとえばセラミックバリスタTNR1が
設けられている。
【0011】そして、このセラミックバリスタTNR1に対
して並列に平滑回路2が接続されている。この平滑回路
2は、セラミックバリスタTNR1に対して並列に、第1の
コンデンサC1が接続され、この第1のコンデンサC1の正
極側に整流素子としてのダイオードD1のアノードが接続
され、ダイオードD1を順極性に介した第1のコンデンサ
C1の両端子間には、第2のコンデンサC2が接続されてい
る。また、この第2のコンデンサC2の両端子間には、イ
ンダクタL1、充電用コンデンサC3およびダイオードD2
の、谷埋め平滑を行なう直列回路が接続されている。さ
らに、充電用コンデンサC3およびダイオードD2の接続点
には、ダイオードD3のアノードが接続されている。
【0012】また、第2のコンデンサC2の両端子間に、
点灯回路としてのインバータ回路3が接続されている。
このインバータ回路3は、インダクタL1および充電用コ
ンデンサC3の両端子間にダイオードD3を介して、インバ
ータトランスTr1 の1次巻線Tr1aおよび共振用コンデン
サC4の並列回路を接続し、これら1次巻線Tr1aおよびコ
ンデンサC4の接続点と、整流回路1の負極との間に、ト
ランジスタQ1のコレクタ、エミッタが接続されている。
さらに、ダイオードD1のカソードとトランジスタQ1のベ
ースとの間には起動用の抵抗R1が接続されている。ま
た、インバータトランスTr1 の2次巻線Tr1bの一端に
は、直流カット用のコンデンサC5および電流検出用の電
流トランスCT1 の検出巻線CT1aの直列回路が接続され、
これらコンデンサC5および検出巻線CT1aの直列回路に対
して抵抗R2が接続されている。
【0013】さらに、インバータトランスTr1 の2次巻
線Tr1bと抵抗R2および検出巻線CT1aの接続点との間に
は、放電ランプとしての蛍光ランプFLのフィラメントFL
a ,FLb が接続され、これらフィラメントFLa ,FLb 間
には、始動用のコンデンサC6が接続されている。
【0014】そして、トランジスタQ1のベース、エミッ
タ間には、制御回路4が接続されている。すなわち、ト
ランジスタQ1のベース、エミッタ間には、電流トランス
CT1の制御巻線CT1b、コンデンサC7および容量可変用の
電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソースの直列回路
が接続されている。また、コンデンサC7および電界効果
トランジスタQ2のドレイン、ソース間には、コンデンサ
C8およびコンデンサC9の直列回路が接続されている、さ
らに、コンデンサC8に対して並列にダイオードD4および
ダイオードD5が逆並列に接続され、コンデンサC9に対し
て並列にダイオードD6が接続されている。また、トラン
ジスタQ1のベース、エミッタ間には、ダイオードD7およ
び抵抗R3の直列回路が接続されている。
【0015】一方、整流回路1の出力端子には、電圧検
出回路5が接続されている。そして、この電圧検出回路
5は、整流回路1の出力端子間に、抵抗R4および平滑用
のコンデンサC11 の直列回路が接続され、コンデンサC1
1 に対して並列に定電圧用のツェナダイオードZD1 が接
続され、このツェナダイオードZD1 の両端子間には、抵
抗R5、トランジスタQ3のエミッタ、コレクタ、抵抗R6お
よび抵抗R7の直列回路が接続されている。また、ダイオ
ードD1を介した整流回路1の両端子間には、抵抗R8およ
び平滑用のコンデンサC12 の直列回路が接続され、この
コンデンサC12に対して並列に定電圧用のツェナダイオ
ードZD2 が接続されている。さらに、ツェナダイオード
ZD2 に対して並列に、抵抗R9および可変抵抗R10 の直列
回路が接続されている。そして、抵抗R8および抵抗R9の
接続点には、トランジスタQ3のベースが接続されてい
る。
【0016】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
【0017】まず、商用交流電源Eが投入されると、整
流回路1で全波整流を行ない、第1のコンデンサC1およ
び第2のコンデンサC2には脈流が印加される。そして、
インバータ回路3は、第2のコンデンサC2から供給され
た直流電圧を、抵抗R1を介してトランジスタQ1のベース
に供給してトランジスタQ1が起動する。また、トランジ
スタQ1を高周波でスイッチング制御し、インバータトラ
ンスTr11の1次巻線Tr1aのインダクタンスとコンデンサ
C4のキャパシタンスとで共振した電圧が2次巻線Tr1bに
誘起され、蛍光ランプFLに供給される。そして、コンデ
ンサC6が蛍光ランプFLのフィラメントFLa ,FLb を予熱
し、同時にコンデンサC6の発生電圧を蛍光ランプFLに印
加し、蛍光ランプFLを始動、点灯させる。
【0018】その後の定常時の動作を、第1のコンデン
サC1の電圧値が、充電用コンデンサC3の電圧値より高い
期間と、低い期間とに分けて説明する。
【0019】まず、充電用コンデンサC3の電圧より第1
のコンデンサC1の電圧が低い期間では、インバータ回路
3のトランジスタQ1がオンされると、第2のコンデンサ
C2から、インバータトランスTr1 の1次巻線Tr1aに電力
が供給される
【0020】また、第2のコンデンサC2の容量は、イン
バータ回路3の発振を維持するには十分ではないため徐
々に電圧値が低下し、この第2のコンデンサC2の電圧値
が第1のコンデンサC1の電圧値に達すると、第1のコン
デンサC1からも電力が供給される。さらに、トランジス
タQ1がオフした状態では、充電用コンデンサC3の電荷は
放電され、インダクタL1およびコンデンサC4で共振し
て、正弦波状に第2のコンデンサC2を充電する。
【0021】次に、充電用コンデンサC3の電圧より第1
のコンデンサC1の電圧が高い期間では、インバータ回路
3のトランジスタQ1がオンされると、第1のコンデンサ
C1および第2のコンデンサC2から、インバータトランス
Tr1 の1次巻線Tr1aに電力が供給される。トランジスタ
Q1がオフすると、インバータトランスTr1 の1次巻線Tr
1aおよびコンデンサC4が振動し、インバータトランスTr
1 の2次巻線Tr1bに振動電圧が発生する。
【0022】また、このとき電圧検出手段5では、整流
回路1の出力端子間に接続された抵抗R4およびコンデン
サC11 からなる時定数回路に電圧が生じ、抵抗R5を介し
てトランジスタQ3にエミッタ電圧として加えられる。同
時に、トランジスタQ3のベースには、抵抗R8およびツェ
ナダイオードZD2 によって決まる電圧から、抵抗R8R
9R10 の分圧でベース信号が与えられる。このため
ランジスタQ3はエミッタとベースとの電位差によりオ
ン動作し、抵抗R6R7に通電するので、抵抗R7に電圧が
生じ、電界効果トランジスタQ2のゲートに加わってこれ
をオン動作させる。
【0023】電界効果トランジスタQ2がオン動作する
と、コンデンサC7が並列接続されたこととなり、合成容
量が大きくなるので、インバータ回路3用の周波数が低
くなり、インバータ回路3の充分な出力を得て、これを
蛍光ランプFLに供給することができる。
【0024】一方、電界効果トランジスタQ2のベース回
路に設けた可変抵抗R10 を操作することによりベース電
位が変化し、トランジスタQ3のコレクタ電流も変化し
て、電界効果トランジスタQ2のゲート電圧を変化させる
ので、インバータ回路3の出力を変化させることができ
る。たとえば、可変抵抗R10 の抵抗値を大きくし、ト
ンジスタQ3のベース電位を高くするとエミッタとの電位
差が減少し、コレクタ電流が減少するので、電界効果ト
ランジスタQ2のゲート電圧も低下する。このため、電界
効果トランジスタQ2を流れる電流値が減少し、コンデン
サC7、コンデンサC8およびコンデンサC9の合成容量が小
さくなり、トランジスタQ1のベース電流が小さくなり、
インバータ回路3の周波数が上昇し、インバータ回路3
の出力が低下する。すなわち、インバータ回路3から蛍
光ランプFLに供給される出力が減少する。
【0025】これらの動作から、通常時は、可変抵抗R1
0 により設定された出力を得るべくインバータ回路3が
駆動され、蛍光ランプFLに対する出力の供給が行なわれ
る。
【0026】そして、蛍光ランプFLのランプ電流を電流
トランスCT1 の検出巻線CT1aで検出し、制御巻線CT1bの
出力により、トランジスタQ1のベース電流を制御し、ト
ランジスタQ1の発振を制御する。
【0027】また、整流回路1からの出力が上昇し、電
圧検出回路5で検出された電圧が上昇した場合には、ト
ランジスタQ3のベース電流が増加し、電界効果トランジ
スタQ2のゲート電圧を低下させて、トランジスタQ1のス
イッチングを速くしてインバータ回路3の出力を低下さ
せる。
【0028】一方、整流回路1からの出力が低下し、電
圧検出回路5で検出された電圧が低下した場合には、ト
ランジスタQ3のベース電流が低下し、電界効果トランジ
スタQ2のゲート電圧を増加させて、トランジスタQ1のス
イッチングを遅くしてインバータ回路3の出力を増加さ
せる。
【0029】このように、整流回路1の出力電圧が増加
すると、インバータ回路3の出力を低下させ、反対に、
整流回路1の出力電圧が低下すると、インバータ回路3
の出力を増加させるため、インバータ回路3の出力を常
に一定に保つことができる。
【0030】さらに、正常点灯時には、第2のコンデン
サC2の両端電圧は、図2に示すように、整流回路1の出
力とほぼ同波形、すなわち商用交流電源Eの2倍の周波
数になっている。そして、この場合は図4Aに示すよう
に、トランジスタQ3のベース電圧が低下し、トランジス
タQ1のベース容量が増加してインバータ回路3は通常の
発振を行ない、通常通りに蛍光ランプFLを点灯させる。
【0031】また、長時間予熱状態であったり、2次側
短絡などの異常時には、第2のコンデンサC2の電圧は、
整流回路1の電圧に高周波が重畳された電圧となる。そ
して、この場合は図4Bに示すように、トランジスタQ3
のベース電圧が上昇し、トランジスタQ1のベース容量が
低下してインバータ回路3は出力が低下するので、トラ
ンジスタQ1などの部品にかかるストレスが低減され、ト
ランジスタQ1などの半導体部品などをストレスから保護
することができる。
【0032】
【発明の効果】本発明の放電灯点灯装置によれば、電圧
検出回路で第2のコンデンサの電圧を検出し、この電圧
検出回路で検出された電圧に基づき制御回路で点灯回路
の出力を可変するため、放電ランプの状態が現れる第2
のコンデンサの電圧に基づき、点灯回路の出力を制御で
きるので、点灯回路に負担が生ずることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図である。
【図2】同上通常時の第2のコンデンサの電圧波形図で
ある。
【図3】同上異常時の第2のコンデンサの電圧波形図で
ある。
【図4】同上トランジスタQ1のベース容量とトランジス
タQ3のベース電位との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 整流回路 3 点灯回路としてのインバータ回路 4 制御回路 5 電圧検出回路 C1 第1のコンデンサ C2 第2のコンデンサ E 商用交流電源 FL 放電ランプとしての蛍光ランプ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−137499(JP,A) 特開 平4−217878(JP,A) 特開 平6−141549(JP,A) 特開 平5−336755(JP,A) 特開 平5−284757(JP,A) 特開 平5−211774(JP,A) 特開 平5−161366(JP,A) 特開 平5−89987(JP,A) 特開 平5−64430(JP,A) 特開 平3−285295(JP,A) 特開 平3−89494(JP,A) 特開 平3−65064(JP,A) 特開 平3−29298(JP,A) 特開 平2−192695(JP,A) 特開 平1−252175(JP,A) 特開 昭60−189899(JP,A) 特開 昭59−181967(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/14 - 41/298

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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間に接続された第1のコンデンサ
    と、 この第1のコンデンサの一端に接続された整流素子と、 この整流素子を順極性に介して前記第1のコンデンサに
    対して並列に接続された第2のコンデンサと、 この第2のコンデンサの両端子間に接続され放電ランプ
    を点灯させる点灯回路と、 前記第2のコンデンサの電圧を検出する電圧検出回路
    と、 この電圧検出回路で検出された電圧に基づき前記点灯回
    路の出力を可変する制御回路とを具備したことを特徴と
    する放電灯点灯装置。
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