JP3051753B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JP3051753B2
JP3051753B2 JP24335090A JP24335090A JP3051753B2 JP 3051753 B2 JP3051753 B2 JP 3051753B2 JP 24335090 A JP24335090 A JP 24335090A JP 24335090 A JP24335090 A JP 24335090A JP 3051753 B2 JP3051753 B2 JP 3051753B2
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久義 太田
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は蛍光灯等の放電灯を高周波点灯する装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a device for lighting a discharge lamp such as a fluorescent lamp at a high frequency.

<従来の技術> 蛍光灯等の放電灯を高周波で点灯することにより点灯
装置を小形軽量化でき、発光効率も向上できることは周
知である。
<Prior Art> It is well known that lighting a discharge lamp such as a fluorescent lamp at a high frequency makes it possible to reduce the size and weight of a lighting device and improve luminous efficiency.

この種、点灯装置としては、例えば第8図に示すよう
に、いわゆる一石自励式インバータ回路を用いたものが
ある。これは商用交流電源11に接続された整流器RF2
平滑用コンデンサC11を接続して、整流平滑した直流電
圧を出力するようにした直流電源回路12と、これの出力
端子間に、共振用コンデンサC12と発振トランスT2の1
次巻線T2aの並列回路をスイッチングトランジスタQ2
コレクタ・エミッタ間を介して接続し、上記1次巻線T
2aの端子間に、一対の電極Fa,Fb間に予熱用コンデンサC
13を挿入した放電灯FL2を、一方はチョークコイル
11を、他方は交流結合用のコンデンサC14を介して接続
し、上記発振トランスT2のベース巻線T2bの一端を抵抗R
12とコンデンサC15を介してスイッチングトランジスタQ
2のベースに接続し、ベース巻線T2bの他端を上記直流電
源回路12の負側出力端に接続し、直流電源回路12の正側
出力端を起動用抵抗R11を介してスイッチングトランジ
スタQ2のベースに接続した点灯回路13とから構成されて
いる。
As a lighting device of this type, there is one using a so-called one-stone self-excited inverter circuit as shown in FIG. 8, for example. This connects the rectifier smoothing capacitor C 11 to the RF 2 which is connected to a commercial AC power source 11, a DC power supply circuit 12 to output the rectified and smoothed DC voltage, between which the output terminals, resonance 1 of the capacitor C 12 and the oscillation transformer T 2
A parallel circuit of primary winding T 2a is connected via the collector-emitter of the switching transistor Q 2, the primary winding T
Preheating capacitor C between a pair of electrodes Fa and Fb between terminals 2a
Discharge lamp FL 2 with 13 inserted, one choke coil
11, the other is connected via a capacitor C 14 for AC coupling, the resistance of the one end of the base winding T 2b of the oscillation transformer T 2 R
Switching transistor Q via 12 and capacitor C 15
Connected to second base, the other end of the base winding T 2b connected to the negative side output terminal of the DC power supply circuit 12, the switching transistor a positive side output terminal via the starting resistor R 11 of the DC power supply circuit 12 and a lighting circuit 13 which is connected to the base of Q 2.

そして、商用交流電源11が図示しない電源スイッチの
投入により直流電源回路12に供給されると、直流電源回
路12は、整流器RF2と平滑用コンデンサC11により、交流
入力を全波整流し、これを平滑した直流電圧を出力す
る。この直流電圧により、起動用抵抗R11を介してスイ
ッチングトランジスタQ2にベース電流が流れ、スイッチ
ングトランジスタQ2がオン状態となる。このとき、トラ
ンジスタQ2のコレクタ電流は、C11→T2a→Q2→C11の経
路で流れる。発振トランスT2のベース巻線T2bには、ト
ランジスタQ2をオンさせる方向に電圧が誘起されるた
め、トランジスタQ2はオン状態を維持する。
When the commercial AC power source 11 is supplied to the DC power supply circuit 12 by turning on the power switch (not shown), the DC power supply circuit 12, a rectifier RF 2 and smoothing capacitor C 11, an AC input full-wave rectified, this Is output as a smoothed DC voltage. This DC voltage, base current flows to the switching transistor Q 2 through a starting resistor R 11, the switching transistor Q 2 is turned on. At this time, the collector current of the transistor Q 2 is, through a path of C 11 → T 2a → Q 2 → C 11. The base winding T 2b of the oscillation transformer T 2, the voltage in a direction to turn on the transistor Q 2 is induced, the transistor Q 2 is kept on.

この際、上記ベース巻線T2bに発生した誘起電圧によ
り抵抗R12を介してコンデンサC15がCR時定数で図示極性
に充電され、この充電の進行に伴なって充電電流が減少
し、これにつれてトランジスタQ2のベース電流も減少し
てオフする方向となり、これにつれてコレクタ電流も減
少し飽和に向うため、ベース巻線T2bの誘起電圧もオフ
する方向となって、コンデンサC15がその電荷をC15→T
2b→Q2のエミッタ・ベース→C15の経路で放電し、トラ
ンジスタQ2が急速にオフ状態となる。オフ状態になる
と、直流電源回路12の出力により起動用抵抗R11を介し
てトランジスタQ2に再びベース電流が流れ、トランジス
タQ2は以降同じ動作を繰り返して、高周波発振を行う。
At this time, the capacitor C 15 through the resistor R 12 by the induced voltage generated in the base winding T 2b is charged to the polarity shown in the CR time constant, the charging current decreases becomes accompanied with the progress of the charging, which decreases also the base current of the transistor Q 2 as the result the direction of turning off, which the collector current is also directed to the reduced saturation as, so the direction in which the induced voltage off base winding T 2b, the capacitor C 15 is the charge C 15 → T
Discharging the path of the emitter-base → C 15 of 2b → Q 2, transistor Q 2 is rapidly turned off. When turned off, the output again by the base current flows through the transistor Q 2 through a starting resistor R 11 of the DC power supply circuit 12, the transistor Q 2 is repeated the same operation thereafter, performs high-frequency oscillation.

そして、上記トランジスタQ2がオフ状態になると、ト
ランジスタQ2のオン期間に発振トランスT2とチョークコ
イルL11に蓄えられたエネルギーが共振用コンデンサ
C12、予熱用コンデンサC13、交流結合用コンデンサC14
との間で、一方は並列共振し、他方は直列共振する。そ
の結果、発振トランスT2の1次巻線T2aに高周波の共振
電圧が発生し、この共振電圧が放電灯FL2の電極Fa,Fb間
に印加され、放電灯FL2が点灯する。放電灯FL2が点灯す
ると、放電灯FL2の電極Fa,Fb間のインピーダンスが低下
し、このインピーダンスは予熱用コンデンサC13のイン
ピーダンスより十分小さいため、チョークコイルL11
流れる電流は、略々放電灯FL2に流れることになる。
Then, the transistor when Q 2 is turned off, the oscillation during the ON period of the transistor Q 2 transformer T 2 and energy resonance capacitor accumulated in the choke coil L 11
C 12 , Preheating capacitor C 13 , AC coupling capacitor C 14
One resonates in parallel and the other resonates in series. As a result, the high frequency of the resonance voltage is generated in the primary winding T 2a of the oscillation transformer T 2, electrodes Fa of the resonance voltage discharge lamp FL 2, is applied between Fb, the discharge lamp FL 2 is turned. When the discharge lamp FL 2 is lit, the electrodes Fa of the discharge lamp FL 2, the impedance between Fb decreases, because this impedance is sufficiently smaller than the impedance of the preheating capacitor C 13, the current flowing through the choke coil L 11 is approximately It flows to the discharge lamp FL 2.

<発明が解決しようとする課題> しかし乍ら、上記のように構成されたものにあって
は、共振要素が並列共振と直列共振の2つとなるため、
共振波形がくずれ易くなり、共振電圧のピーク値が低下
して不点灯となったり、共振周波数が低下して可聴帯域
に入り、電磁音等の異音を発生したりするおそれがある
という問題を有している。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the above-described configuration, since the resonance elements are two, that is, parallel resonance and series resonance,
There is a problem that the resonance waveform is likely to be distorted, the peak value of the resonance voltage is lowered and the lamp is not lit, or the resonance frequency is lowered to enter an audible band and generate abnormal noise such as electromagnetic noise. Have.

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、そ
の目的とするところは簡略化した構成で上記課題を解決
し、かつ経済的に製することができる点灯装置を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a lighting device which can solve the above-mentioned problems with a simplified configuration and can be manufactured economically.

<課題を解決するための手段> 本発明は、上記目的を達成するため、直流電源回路の
出力端に、電極相互間に予熱用コンデンサを挿入し、か
つ、電極の一方に交流結合用コンデンサを接続した放電
灯と、磁気的に結合した第1,第2の巻線のいずれか一方
の巻線と、コレクタが上記一方の巻線に接続されたスイ
ッチングトランジスタとを直列に接続し、上記放電灯の
電極間に、ダイオードで、そのアノードが上記直流電源
回路の出力端と接続した上記放電灯の電極に接続された
順方向ダイオードと上記交流結合用コンデンサとを介し
て、上記第1,第2の巻線のいずれか他方の巻線を接続し
て、上記スイッチングトランジスタのオフ時、一方の巻
線に蓄積したエネルギーを他方の巻線を介して反転放出
するように構成したことを特徴とする。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention provides that a preheating capacitor is inserted between electrodes at an output end of a DC power supply circuit, and an AC coupling capacitor is connected to one of the electrodes. A connected discharge lamp, one of the first and second windings magnetically coupled, and a collector connected in series to a switching transistor having a collector connected to the one winding are connected in series. Between the electrodes of the lamp, a diode, the anode of which is connected to the output terminal of the DC power supply circuit, a forward diode connected to the electrode of the discharge lamp, and the AC coupling capacitor, through the first and the second. The other of the two windings is connected, and when the switching transistor is turned off, the energy accumulated in one of the windings is inverted and discharged through the other winding. I do.

<作用> 直流電源回路の出力により、スイッチングトランジス
タのオン時、放電灯の電極、予熱用コンデンサ、交流結
合用コンデンサを介して一方の巻線に電流を流し、上記
一方の巻線に蓄積したエネルギーを、上記スイッチング
トランジスタのオフ時、上記、順方向ダイオードを介し
て他方の巻線に反転放出して直列共振により発生した共
振電圧によって、放電灯を点灯させる。
<Operation> By the output of the DC power supply circuit, when the switching transistor is turned on, a current flows through one of the windings via the discharge lamp electrode, the preheating capacitor, and the AC coupling capacitor, and the energy stored in the one winding. When the switching transistor is turned off, the discharge lamp is turned on by the resonance voltage generated by the series resonance by inverting and discharging the current to the other winding via the forward diode.

<実 施 例> ここで先ず、本発明における交流高電圧の発生を第2
図乃至第5図によって説明する。第2図において、今、
スイッチSを閉じると、直流電源Eから+E→Ca→Cb→
La→S→−Eの経路で電流が流れはじめる。このとき、
巻線Lbにはアノードが直流電源Eの正極側に接続された
ダイオードDaを逆バイアスする極性の電圧eLbが誘起さ
れるので、第2図は第3図と等価となり、LCは直列回路
となって、スイッチSオン時の電流iONで示され、電流iONは正弦波状に流れる。コンデンサCa,
Cbの充電電圧をecab、巻線Laの電圧降下をeLaとおく
と、 で示され、ecab,eLaいずれも正弦波状となる。
<Embodiment> First, generation of AC high voltage in the present invention is described in the second.
This will be described with reference to FIGS. In FIG. 2,
When switch S is closed, DC power supply E switches to + E → Ca → Cb →
Current starts to flow through the path of La → S → −E. At this time,
Since a voltage e Lb having a polarity for reversely biasing the diode Da whose anode is connected to the positive electrode of the DC power supply E is induced in the winding Lb, FIG. 2 is equivalent to FIG. 3, and LC is a series circuit. And the current i ON when the switch S is on is And the current i ON flows in a sinusoidal waveform. Capacitor Ca,
Assuming that the charging voltage of Cb is e cab and the voltage drop of the winding La is e La , , And both e cab and e La are sinusoidal.

今、巻線LaとLbの巻線を同一とすると、巻線Lbの誘起
電圧eLbは巻線Laの電圧降下eLaと同じになり、他方、直
列となったコンデンサCa,Cbの両端電圧ecabは上記
(2)式のように示されるので、ダイオードDaを逆バイ
アスする極性の電圧が印加されており、その値は、上記
コンデンサCa,Cbの両端電圧ecabと巻線Laの電圧降下eLa
との差(ecab−eLa)の電圧に等しく、スイッチSオン
直後に最大となり、その後時間とともに正弦波状に減少
し、やがて零をクロスしてダイオードDaを順バイアスす
る。
Now, assuming that the windings La and Lb are the same, the induced voltage e Lb of the winding Lb becomes the same as the voltage drop e La of the winding La, while the voltage across the capacitors Ca and Cb connected in series is obtained. Since e cab is expressed as in the above equation (2), a voltage having a polarity for reversely biasing the diode Da is applied, and its value is determined by the voltage e cab across the capacitors Ca and Cb and the voltage of the winding La. Descent e La
(E cab −e La ), and becomes the maximum immediately after the switch S is turned on, then decreases in a sinusoidal manner with time, and eventually crosses zero to forward bias the diode Da.

そして、ダイオードDaが順バイアスする時点は、巻線
LaとLbの巻数が同じの場合、上記電圧ecab,eLaが直流電
源Eの1/2となる点である。巻線LaとLbの巻線比(Lb/L
a)がnの場合、巻線Lbの誘起電圧eLbは巻線Laの電圧e
Laのn倍となり、この条件下で、上記電圧eLbとecab
同じ値となる時点でダイオードDaが順バイアスされるの
で、上記電圧ecabが直流電源Eの の点でダイオードDaが順バイアスされ、巻線Lbに電流が
流れはじめることになる。即ち、巻線La,Lbの巻線をNa,
Nbとすると、巻線比nは となり、ダイオードDaのオン(順バイアス)は、 で示され、上記電圧eLbとecabが同じ値となる時点でス
イッチSを開くと、巻線La,Lbには電流を維持して流そ
うとする作用が生じ、巻線La,Lbに電圧が誘起されるこ
とになるが、スイッチSが開いているため、巻線Laから
は電流が流れず、この結果、電流iOFFはLb→Cb→Ca→Da
→Lbの経路で流れ、第2図は第4図と等価となる。
The time when the diode Da is forward-biased is
The point is that when the number of turns of La and Lb is the same, the above-mentioned voltages e cab and e La are 1/2 of the DC power supply E. Winding ratio of winding La and Lb (Lb / L
When a) is n, the induced voltage e Lb of the winding Lb is equal to the voltage e of the winding La.
Becomes n times La, under this condition, since the voltage e Lb and e cab diode when the same value Da is forward biased, the voltage e cab is of the direct current power supply E At this point, the diode Da is forward-biased, and a current starts to flow through the winding Lb. That is, the winding of the winding La, Lb is Na,
Assuming Nb, the turns ratio n is And the on (forward bias) of diode Da is When the switch S is opened at the time when the voltages e Lb and e cab have the same value, an action of maintaining the current in the windings La and Lb and trying to flow the current occurs, and the windings La and Lb Although a voltage is induced, no current flows from the winding La because the switch S is open, and as a result, the current i OFF changes from Lb → Cb → Ca → Da
→ It flows on the route of Lb, and FIG. 2 is equivalent to FIG.

上記巻線LaとLbの巻数が同じ場合(Na=Nb)スイッチ
Sが開く直前に流れていた電流と同じ値でLb→Cb→Ca→
Da→Lbの経路で回生電流が流れ、このとき併せて、スイ
ッチSが閉じていたときに充電されたコンデンサCa・Cb
の電荷qも放電し、コンデンサCa,Cbを第4図の図示極
性に充電していく。
When the number of windings of the windings La and Lb is the same (Na = Nb), Lb → Cb → Ca →
A regenerative current flows through the path of Da → Lb. At this time, the capacitor Ca / Cb charged when the switch S was closed
Is discharged, and the capacitors Ca and Cb are charged to the polarity shown in FIG.

スイッチSが閉じているとき、巻線La及びコンデンサ
Ca,Cbに蓄積されたエネルギーの全てがスイッチSが開
いているときに巻線Lbを介して反転放出し、コンデンサ
Ca,Cbを逆極性に充電するものとすれば、巻線Laの蓄積
エネルギーPLとコンデンサCa,CbのエネルギーPCであるから、反転放出後の巻線LaとコンデンサCa,Cbの
全エネルギーはWLaとWcabの和となる。
When the switch S is closed, the winding La and the capacitor
All of the energy stored in Ca and Cb is released in reverse via winding Lb when switch S is open,
Ca, if that charge the Cb in opposite polarity accumulated energy P L and the capacitor Ca of the winding La, energy P C of Cb is Therefore, the total energy of the winding La and the capacitors Ca and Cb after inversion emission is the sum of W La and W cab .

LC回路放電で、任意時刻における電荷qと電流iは q=Acos ωt+Bsin ωt ……(14) i=ω(Bcos ωt−Asin ωt) ……(15) で示され、これは第4図と同じ状態であるので、直列と
なったコンデンサCa,CbをCとおくと初期条件t=0,q=
Q,i=−ionpと上記(14)、(15)式より Q=Acos 0+Bsin 0 よってA=Q −ionp=ω(Bcos 0−Asin 0) 従って、(14),(15)式より、Cの電荷qとLC回路に
流れる電流iOFFは、 となり、上記(6)、(7)式から、 即ち、スイッチSが開いているときの電圧、電流もすべ
て正弦波関数となる。
In the LC circuit discharge, the charge q and the current i at an arbitrary time are represented by q = Acosωt + Bsinωt (14) i = ω (Bcosωt−Asinωt) (15), which is the same as FIG. Since the capacitors Ca and Cb in series are denoted by C, the initial condition t = 0, q =
Q, i = -ionp the above (14), (15) from equation Q = Acos 0 + Bsin 0 Therefore A = Q -i onp = ω ( Bcos 0-Asin 0) Therefore, from the expressions (14) and (15), the electric charge q of C and the current i OFF flowing in the LC circuit are expressed as follows. From the above equations (6) and (7), That is, the voltage and the current when the switch S is open are all sinusoidal functions.

従って、スイッチSの開閉時におけるコンデンサCa,C
bの回路に流れる電流、電圧波形は、第5図に示すよう
に交流波形となり、特に電流iは正負対称となった波形
となる。
Therefore, when the switch S is opened and closed, the capacitors Ca, C
The current and voltage waveforms flowing through the circuit b are AC waveforms as shown in FIG. 5, and the current i is a waveform symmetrical between positive and negative.

以下、本発明の実施例を第1図によって説明する。同
図において、1は商用交流電源、2は直流電源回路で、
上記商用交流電源1に接続された整流器RF1の出力端子
間に、平滑用コンデンサC1を挿入して、コンデンサC1
端子間から整流平滑した直流電圧を出力するようになっ
ている。3は上記直流電源回路2の出力端に接続端子P,
Nを介して接続された点灯回路である。これは、接続端
子Pに一対の電極Fa・Fbを有する放電灯FL1の一方の電
極Faの一端を接続し、この電極Faの他端と他方の電極Fb
の一端との間に(即ち電極相互用に)予熱用コンデンサ
C2を挿入し、上記他方の電極Fbの他端に交流結合用コン
デンサC3を介して、磁気的に結合して第1、第2の巻線
T1a,T1bとベ−ス巻線T1cと第3の巻線T1dとを巻装して
なる発振トランスT1の上記第1の巻線T1aの一端を接続
し、この第1の巻線T1aの他端と上記接続端子Nとの間
に、スイッチングトランジスタQ1のコレクタ・エミッタ
間を挿入し、このスイッチングトランジスタQ1のベース
に上記放電灯FL1の電極Faの他端に接続された起動用抵
抗R1を接続すると共に、該トランジスタQ1のエミッタに
一端を接続した発振トランスT1のベース巻線T1cの他端
を、抵抗R2とコンデンサC4を介して接続し、上記放電灯
FL1の電極Faの他端と電極Fbの他端との間に、アノード
が電極Faの他端に接続されたダイオードD1と上記交流結
合用コンデンサC3を介して、上記第2の巻線T1bを挿入
して、接続端子P、Nに直流電圧が印加されると、起動
用抵抗R1を通してトランジスタQ1にベ−ス電流が流れて
オン状態となり、これにより2→Fa→C2→Fb→C3→T1a
→Q1→2の経路で電流が流れ、ベ−ス巻線T1cにトラン
ジスタQ1をオンする方向の誘起電圧が発生し、抵抗R2
コンデンサC4を介してトランジスタQ1にベ−ス電流を流
して、トランジスタQ1のオン状態を維持し、上記コンデ
ンサC4がC4R2時定数で充電されることにより充電電流が
減少し、これにつれてトランジスタQ1のベース電流も減
少し、これに伴ってコレクタ電流も減少し、トランジス
タQ1がオフし、コンデンサC4はその電荷をC4→R2→T1c
→Q1のエミッタ・ベ−ス→C4の経路で放電して、トラン
ジスタQ1を急速にオフし、トランジスタQ1のオフより、
巻線T1aに蓄積されたエネルギーをT1b→C3→Fb→C2→D1
→T1bの経路に反転放出させると共に、コンデンサC3、C
2の電荷も上記経路で同時に放電させ、直列共振により
発生した共振電圧により放電灯FL1を点灯させるように
なっている。なお、アノードが接続端子Nに接続された
ダイオードD2はスイッチングトランジスタQ1の保護用で
ある。又、接続端子PN間には、発振トランスT1の第1、
第2の巻線T1a,T1bと磁気的に結合させた第3の巻線T1d
をカソードが接続端子Pに接続されたダイオードD3を介
して接続して、上記第1の巻線T1aに蓄積されたエネル
ギーを放出するために電圧が発生したとき、その電圧と
巻数に比例した電圧を誘起させるよう形成し、上記第1
の巻線T1aに発生した電圧が、トランジスタQ1のコレク
タ最大電圧を超えようとしたとき、ダイオ−ドD3を導通
して直流電源側に電流を流して、トランジスタQ1の過電
圧破壊を防止するようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is a commercial AC power supply, 2 is a DC power supply circuit,
Between the output terminals of the commercial AC power source 1 to the rectifier coupled RF 1, by inserting the smoothing capacitor C 1, and outputs a DC voltage obtained by rectifying and smoothing the inter-terminal capacitor C 1. 3 is a connection terminal P,
This is a lighting circuit connected via N. This is the connection terminal P connected to one end of one electrode F a of the discharge lamp FL 1 having a pair of electrodes F a · F b, the other end and the other electrode F b of the electrode F a
Preheating capacitor between one end (ie, for mutual electrode use)
Insert the C 2, via an AC coupling capacitor C 3 to the other end of the other electrode F b, first, second winding magnetically coupled
T 1a, T 1b and base - connecting one end of the scan winding T 1c and the third formed by winding a winding T 1d oscillation transformer T 1 of the above first winding T 1a, the first the other end of the between the other end and the connection terminal N of the winding T 1a, the switching transistor inserted between the collector and the emitter of Q 1, the electrodes Fa of the discharge lamp FL 1 to the base of the switching transistor Q 1 with connecting connected with starting resistor R 1, the other end of the base winding T 1c of the transistor to Q 1 oscillation transformer T 1 having one end connected to the emitter via a resistor R 2 and capacitor C 4 Connect the above discharge lamp
Between the other ends of the electrode F b of the electrode F a of FL 1, via a diode D 1 and the AC coupling capacitor C 3 having an anode connected to the other end of the electrode Fa, the second insert the winding T 1b, connection terminals P, when a DC voltage is applied to the N, transistor Q 1 through a starting resistor R 1 base - turned on by the scan current flows, thereby 2 → F a → C 2 → F b → C 3 → T 1a
→ A current flows through the path of Q 1 → 2, and an induced voltage in the direction of turning on the transistor Q 1 is generated in the base winding T 1c , and the base voltage is applied to the transistor Q 1 via the resistor R 2 and the capacitor C 4. by flowing a scan current, maintains the on-state transistor Q 1, the charging current by the capacitor C 4 is charged with C 4 R 2 time constant decreases, which as the base current of the transistor Q 1 is also reduced also it reduces the collector current accordingly, the transistor Q 1 is turned off, the capacitor C 4 is the charge C 4 → R 2 → T 1c
→ Q 1 of the emitter-base - to discharge the path of the scan → C 4, rapidly turning off the transistor Q 1, than off of transistor Q 1,
The energy stored in the winding T 1a is converted into T 1b → C 3 → F b → C 2 → D 1
→ Invert and discharge to the path of T 1b and capacitors C 3 and C
Second charge also is simultaneously discharged by the path, so as to light the discharge lamp FL 1 by the resonance voltage generated by the series resonance. The diode D 2 whose anode is connected to the connection terminal N is the protection of the switching transistor Q 1. Also, between the connection terminals PN, the first of the oscillation transformer T1,
Second winding T 1a, T 1b and a third winding T 1d which magnetically coupled
The cathode is connected via a diode D 3 connected to the connection terminal P, when the voltage in order to release the energy stored in the first winding T 1a occurs, proportional to the voltage and the number of turns The first voltage is formed to induce the applied voltage.
The voltage generated in the winding T 1a is, when an attempt to exceed the collector maximum voltage of the transistor Q 1, diode - by applying a current to the DC power supply side to conduct de D 3, an overvoltage breakdown of the transistor Q 1 To prevent it.

次にその動作について説明する。図示しない電源スイ
ッチの投入により、商用交流電源1をうけた直流電源回
路2は、全波整流しこれを平滑した直流電圧を出力す
る。これを放電灯FL1の電極Faと起動用抵抗R1を通して
うけたトランジスタQ1はベ−ス電流が流れてオンし、こ
のオン動作によって発振トランスT1の巻線T1aに2→Fa
→C2→Fb→C3→T1a→Q1のコレクタ・エミッタ→2の経
路で電流が流れ、放電灯FL1の電極Fa、Fbが予熱される
と共にベ−ス巻線T1cにトランジスタQ1をオンする方向
に誘起電圧が発生し、T1C→R2→C4→Q1のベ−ス・エミ
ッタ→T1Cの経路で電流が流れて、トランジスタQ1のオ
ン状態を維持するが、コンデンサC4がC4R2時定数を有し
て図示極性に充電されるため、充電につれてトランジス
タQ1のベ−ス電流が減少し、これに伴ってコレクタ電流
も減少し、トランジスタQ1がオフし、コンデンサC4はそ
の電荷をC4→R2→T1C→Q1のエミッタ・ベ−ス→C4の経
路で放電してトランジスタQ1を急速にオフする。
Next, the operation will be described. When a power switch (not shown) is turned on, the DC power supply circuit 2 receiving the commercial AC power supply 1 outputs full-wave rectified and smoothed DC voltage. Transistor Q 1 This was received through the electrode F a and the start-up resistor R 1 of the discharge lamp FL 1 Baie - to scan current flows to turn on, 2 → F to the winding T 1a of the oscillation transformer T 1 by the ON operation a
→ C 2 → F b → C 3 → T 1a → Current flows through the collector / emitter path of Q 1 → 2, and the electrodes Fa and F b of the discharge lamp FL 1 are preheated and the base winding T 1c induced voltage in a direction that turns on the transistor Q 1 is generated, T 1C → R 2 → C 4 → for Q 1 base - scan emitter → a current flows through a path of T 1C, the on-state transistor Q 1 to maintain, but because the capacitor C 4 is charged in the shown polarity having a C 4 R 2 time constant, the transistor Q 1 base as charge - scan current decreases, the collector current is also decreased with this , the transistor Q 1 is turned off, the capacitor C 4 is the charge C 4 → R 2 → T 1C → Q 1 emitter Baie - discharging the path of the scan → C 4 rapidly off the transistor Q 1 and.

上記トランジスタQ1のオフにより、巻線T1aに蓄積さ
れたエネルギ−はT1b→C3→Fb→C2→D1→T1bの経路に反
転放出すると共に、コンデンサC2、C3の電荷も同時に放
電して、コンデンサC2、C3は図示極性と逆極性に充電さ
れ、放電灯FL1はその電極Fa、Fb間に直列共振による共
振電圧が印加される。
The off of the transistor Q 1, the energy stored in the winding T 1a - with the inverted release the path of T 1b → C 3 → F b → C 2 → D 1 → T 1b, capacitor C 2, C 3 to discharge also the charge at the same time, the capacitor C 2, C 3 is charged to the illustrated polarity opposite the discharge lamp FL 1 is the electrode F a, the resonance voltage by the series resonance between F b is applied.

そして、上記トランジスタQ1がオフすると、起動用抵
抗R1を通して、トランジスタQ1に再びベ−ス電流が流れ
てオンし、上述同様の動作の繰り返しによって、放電灯
FL1はその電極に予熱と共振電圧の印加とが繰り返し行
われて、電極Fa、Fbが放電し、放電灯FL1が点灯する。
点灯後は電極Fa、Fb間のインピ−ダンスがコンデンサC2
のインピ−ダンスより十分小さくなるので、流れる電流
は略々電極Fa、Fb間に流れ、点灯を維持する。
When the transistor Q 1 is turned off, through a starting resistor R 1, again base transistor Q 1 - scan current is turned on to flow, by repeated the above similar operation, the discharge lamp
In the FL 1 , the preheating and the application of the resonance voltage are repeatedly performed on the electrode, the electrodes F a and F b are discharged, and the discharge lamp FL 1 is turned on.
After lighting the electrode F a, Inpi between F b - dance capacitor C 2
Of Inpi - since sufficiently smaller than dance, the current flowing substantially electrode F a, flows between F b, maintaining the lighting.

この際、電極Fa、Fb間に流れる電流は正負対称の波形
となるため、電極の黒化を防止して長期に亘って点灯を
維持することになる。また、トランジスタQ1のスイッチ
ング周波数はコンデンサC4と抵抗R2のC4R2時定数によっ
て定まることになり、かつ共振要素は直列共振のみであ
るので、周波数の低下をきたすことなく放電灯の高周波
点灯動作が行われることになる。そして、巻線T1d
は、トランジスタQ1のオン時、巻線T1aと巻数に比例し
てダイオ−ドD3を逆バイアスする方向の電圧が誘起さ
れ、トランジスタQ1のオフ時、上記巻線T1aに蓄積され
たエネルギ−を放出するために発生する電圧に比例して
ダイオ−ドD3を順バイアスする方向の電圧が誘起され
る。このため、トランジスタQ1のオフ時におけるコレク
タ最大電圧を超える電圧が巻線T1aに発生しようとした
ときは、巻線T1dに誘起される電圧によりダイオ−ドD3
を介して、直流電源回路2に電流を流して、直流電源回
路2の出力電圧にいわゆるクランプすることになり、ト
ランジスタQ1の破壊を防止する。換言すればトランジス
タQ1を過電圧から保護する。
At this time, the current flowing between the electrodes F a and F b has a positive-negative symmetric waveform, so that blackening of the electrodes is prevented and lighting is maintained for a long time. The switching frequency of the transistor Q 1 is will be determined by C 4 R 2 time constant of the capacitor C 4 and the resistor R 2, and the resonance element is only the series resonance, the discharge lamp without causing a reduction in the frequency The high-frequency lighting operation is performed. Then, the winding T 1d, at the time of the on transistors Q 1, in proportion to the winding T 1a and turns diode - the direction of the voltage of the de D 3 reverse bias is induced at the time of the off-transistor Q 1, the energy stored in the winding T 1a - in proportion to the voltage generated in order to release the diode - direction of the voltage of the de D 3 to forward bias is induced. Therefore, when a voltage exceeding the collector maximum voltage at the time of the off transistor Q 1 is attempted to generate the winding T 1a is diode by a voltage induced in the winding T 1d - de D 3
Through, by applying a current to the DC power source circuit 2, it will be called clamping the output voltage of the DC power source circuit 2, to prevent destruction of the transistor Q 1. In other words protecting transistor Q 1 from the overvoltage.

次に、放電灯FL1を点灯前に外した場合は、直流電源
回路2から直流電圧が出力されても点灯回路3は応動し
ない。
Then, when removing the discharge lamp FL 1 before lighting, the lighting circuit 3 even if a DC voltage is outputted from the DC power source circuit 2 is not responding.

また、放電灯FL1を点灯後に外した場合は巻線T1aに蓄
積されたエネルギ−を放出しようとして電圧が発生する
がその電圧がトランジスタQ1のコレクタ最大電圧を越え
ようとしたときは、これに比例した電圧が巻線T1dに誘
起されて上述同様過電圧保護動作を行う。
Further, the energy stored in the winding T 1a when disconnecting the discharge lamp FL 1 after lighting - when the voltage trying releasing occurs a voltage that is about to exceed the collector maximum voltage of the transistor Q 1 is, performing the above same overvoltage protection operation voltage proportional thereto is induced in the winding T 1d.

第6図及び第7図は、上記点灯回路3の他の実施例を
示したもので、上述同様に動作するので、対応する部材
に同一符号を付して説明を省略する。
FIGS. 6 and 7 show another embodiment of the lighting circuit 3 and operate in the same manner as described above.

本発明は上記実施例に限定するものではなく、要旨を
変更しない範囲で種々変更できることは言うまでもな
い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without changing the gist.

〔発明の効果〕 本発明によれば、直流電源回路の出力端に、電極相互
間に予熱用コンデンサを挿入し、電極の一方に交流結合
用コンデンサを接続した放電灯と、磁気的に結合した第
1、第2の巻線のいずれか一方の巻線とコレクタが上記
一方の巻線に接続されたスイッチングトランジスタを直
列に接続し、上記放電灯の電極間に、ダイオードで、そ
のアノードが上記直流電源回路の出力端と接続した上記
放電灯の電極に接続された順方向ダイオードと上記交流
結合用コンデンサとを介して、上記第1、第2の巻線の
いずれか他方の巻線を接続し、スイッチングトランジス
タのオン時に上記一方の巻線に蓄積したエネルギ−を上
記他方の巻線に予熱用、交流結合用両コンデンサを介し
て反転放出するようにして、放電灯を点灯するようにし
てあるので、共振要素を直列共振のみで形成することが
でき、周波数を低下せしめることなく安定した共振電圧
を発生させて放電灯を点灯せしめることができる。しか
も、LC直列共振のためのコンデンサは放電灯の予熱用と
交流結合用の両コンデンサを兼用して行うことができる
ので、部品数を減少し、簡略化した回路で小型軽量化を
図つて構成することができる。また、第1,第2の巻線の
いずれか一方の巻線に蓄積したエネルギ−を上記他方の
巻線に予熱用、交流結合用の両コンデンサを介して反転
放出するようにしてあるので、回路に流れる電流を正負
対称波形にすることができ、放電灯の黒化を防止して長
期に亘って安定した点灯を行うことができる。しかも、
放電灯の電極を介して第1,第2の巻線のいずれか一方の
巻線にスイッチングトランジスタをオンさせて電流を流
すようにしてあるので、点灯中に放電灯を外しても、負
荷の変動によりインバ−タの出力を制御する必要は全く
なく、また制御することによって周波数を上昇せしめる
ことなく、安定した高周波帯域を維持せしめることがで
きる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a preheating capacitor is inserted between electrodes at the output end of a DC power supply circuit, and a discharge lamp having an AC coupling capacitor connected to one of the electrodes is magnetically coupled. One of the first and second windings and the collector are connected in series with a switching transistor connected to the one winding, and a diode is provided between the electrodes of the discharge lamp, and the anode is the anode. The other one of the first and second windings is connected via a forward diode connected to an electrode of the discharge lamp connected to the output terminal of the DC power supply circuit and the AC coupling capacitor. Then, when the switching transistor is turned on, the energy stored in the one winding is reversely discharged to the other winding via both capacitors for preheating and AC coupling, so that the discharge lamp is turned on. Ah Therefore, the resonance element can be formed only by series resonance, and a stable resonance voltage can be generated without lowering the frequency, and the discharge lamp can be turned on. In addition, since the capacitor for LC series resonance can be used as both the capacitor for preheating the discharge lamp and the capacitor for AC coupling, the number of components is reduced, and the circuit is simplified and reduced in size and weight. can do. Also, since the energy stored in one of the first and second windings is reversely discharged to the other winding via both the capacitor for preheating and the capacitor for AC coupling, The current flowing in the circuit can have a symmetrical positive and negative waveform, and blackening of the discharge lamp can be prevented, and stable lighting can be performed for a long time. Moreover,
The switching transistor is turned on to either one of the first and second windings via the electrodes of the discharge lamp to allow current to flow, so even if the discharge lamp is removed during lighting, the load There is no need to control the output of the inverter due to the fluctuations, and the control can maintain a stable high-frequency band without increasing the frequency.

さらに、点灯回路の入力端子間に上記第1,第2の巻線
と磁気的に結合させた第3の巻線を、ダイオードで、そ
のカソードが上記放電灯の電極と接続した出力端子に接
続された逆方向ダイオードを介して接続して形成すれ
ば、第1,第2の巻線のいずれか一方の巻線に蓄積された
エネルギ−の放出のために発生する電圧に比例した電圧
を誘起させることができるので、直流電源側に帰還せし
めることができ、スイッチングトランジスタの過電圧破
壊を防止してインバ−タの保護を図ることができる。
Further, a third winding magnetically coupled to the first and second windings between input terminals of the lighting circuit is connected to an output terminal having a cathode connected to an electrode of the discharge lamp by a diode. In this case, a voltage proportional to the voltage generated due to the release of energy stored in one of the first and second windings is induced. Therefore, feedback can be made to the DC power supply side, and overvoltage damage of the switching transistor can be prevented to protect the inverter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図乃至
第5図は本発明の交流電圧の発生原理を説明したもの
で、第2図乃至第4図はその回路図、第5図はその電
圧,電流波形図である。 第6図及び第7図は第1図の点灯回路の他の実施例を示
す回路図、第8図は従来例を示すブロック図である。 2:直流電源回路、3:点灯回路 FL1:放電灯、Fa、Fb:電極 T1:発振トランス、T1a:第1の巻線 T1b:第2の巻線、T1C:ベ−ス巻線 T1d:第3の巻線 D1,D2,D3:ダイオ−ド Q1:スイッチングトランジスタ C2:予熱用コンデンサ C3:交流結合用コンデンサ
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 illustrate the principle of generation of an AC voltage according to the present invention. FIGS. 2 to 4 are circuit diagrams thereof and FIG. The figure shows the voltage and current waveforms. 6 and 7 are circuit diagrams showing another embodiment of the lighting circuit of FIG. 1, and FIG. 8 is a block diagram showing a conventional example. 2: DC power supply circuit, 3: lighting circuit FL 1: discharge lamp, Fa, Fb: electrodes T 1: the oscillation transformer, T 1a: first winding T 1b: second winding, T 1C: base - scan Winding T 1d : Third winding D 1 , D 2 , D 3 : Diode Q 1 : Switching transistor C 2 : Preheating capacitor C 3 : AC coupling capacitor

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流電源回路の出力端に、電極相互間に予
熱用コンデンサを挿入し、電極の一方に交流結合用コン
デンサを接続した放電灯と、磁気的に結合した第1,第2
の巻線のいずれか一方の巻線と、コレクタが上記一方の
巻線に接続されたスイッチングトランジスタとを直列に
接続し、上記放電灯の電極間に、ダイオードで、そのア
ノードが上記直流電源回路の出力端と接続した上記放電
灯の電極に接続されたダイオードと上記交流結合用コン
デンサとを介して、上記第1,第2の巻線のいずれか他方
の巻線を接続し、上記スイッチングトランジスタのオフ
時、上記一方の巻線に蓄積したエネルギーを他方の巻線
を介して反転するように構成したことを特徴とする放電
灯点灯装置。
1. A discharge lamp in which a preheating capacitor is inserted between electrodes at an output terminal of a DC power supply circuit and an AC coupling capacitor is connected to one of the electrodes, and first and second magnetically coupled discharge lamps.
One of the windings, and a collector connected in series with a switching transistor having a collector connected to the one winding, and a diode between the electrodes of the discharge lamp, the anode of which is the DC power supply circuit. The other one of the first and second windings is connected via a diode connected to an electrode of the discharge lamp connected to the output terminal of the discharge lamp and the AC coupling capacitor, and the switching transistor Wherein the energy stored in one of the windings is inverted via the other winding when the device is turned off.
【請求項2】上記直流電源回路の出力端子間に、上記第
1,第2の巻線と磁気的に結合した第3の巻線を、ダイオ
ードで、そのカソードが上記放電灯の電極と接続した出
力端子に接続されたダイオードを介して接続したことを
特徴とする請求項第1項記載の放電灯点灯装置。
2. The method according to claim 1, further comprising the step of:
1, wherein a third winding magnetically coupled to the second winding is connected to a diode via a diode whose cathode is connected to an output terminal connected to the electrode of the discharge lamp. The discharge lamp lighting device according to claim 1.
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