JP3106643B2 - 放電灯点灯装置およびこの点灯装置を用いた照明器具 - Google Patents

放電灯点灯装置およびこの点灯装置を用いた照明器具

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JP3106643B2 JP03359421A JP35942191A JP3106643B2 JP 3106643 B2 JP3106643 B2 JP 3106643B2 JP 03359421 A JP03359421 A JP 03359421A JP 35942191 A JP35942191 A JP 35942191A JP 3106643 B2 JP3106643 B2 JP 3106643B2
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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、カレントトランスを用
いた自励式インバータによって放電灯を点灯させる放電
灯点灯装置およびこの放電灯点灯装置を用いた照明器具
に関し、特に放電灯の寿命末期時の半波放電現象によっ
てインバータが誤動作しないように改善したものに関す
る。
【0002】
【従来の技術】自励式インバータを用いた放電灯点灯装
置としては、たとえば図6に示すようなものが知られて
いる。この図で、商用交流電源1を直流電源に変換して
取り出す整流回路2の出力は、自励式インバータ3に入
力され、この自励式インバータ3で高周波に変換され
る。この自励式インバータ3は、コンデンサ4とインダ
クタ5の並列共振回路6にスイッチング用の出力トラン
ジスタ7を直列に接続することで構成される。トランジ
スタ7にはダイオード16が並列に接続される。この自
励式インバータ3の一側の出力端子である並列共振回路
6と出力トランジスタ7の接続点は、カレントトランス
8の一次巻線8a、バラストインダクタ9および直流カ
ット用コンデンサ10の直列回路を介して放電灯11の
一端に接続され、この放電灯11の他端がインバータ3
の他側の出力端子に接続される。また放電灯11の各フ
ィラメント11a,11bの両端間にはフィラメント用
コンデンサ12,13がそれぞれ接続され、両フィラメ
ント11a,11bの非電源側端子間には始動用コンデ
ンサ14が接続されている。カレントトランス8の二次
巻線8bの一端はコンデンサ15を介して出力トランジ
スタ7のベースに接続され、この二次巻線8bの他端は
エミッタ側に接続される。この放電灯点灯装置では、カ
レントトランス8の二次側出力が出力トランジスタ7の
ベースにスイッチング用の制御信号として入力されるこ
とで、出力トランジスタ7が自励的にオン・オフを繰り
返し、並列共振回路6を含むインバータ3で直流電圧が
高周波に変換される。この高周波出力が、バラストイン
ダクタ9と直流カット用コンデンサ10を介して放電灯
11に供給されることで、放電灯11の負荷が高周波点
灯される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
放電灯点灯装置では放電灯11が寿命末期に至ると、半
波放電状態となり、たとえばフィラメント11aからフ
ィラメント11b方向に整流されることで、直流カット
用コンデンサ10には図6に示すような極性で電荷が充
電される。この充電によってコンデンサ両端電圧が高ま
ると、この高電圧が加わる放電灯11が絶縁破壊され、
コンデンサ10の充電電荷がバラストインダクタ9、カ
レントトランス8の一次巻線8a、放電灯11を通って
半波放電とは逆方向に放電される。このような放電電流
がカレントトランス8の一次巻線8aに流れると、二次
巻線出力が入力される出力トランジスタ7のオン時間が
長くなってしまい、並列共振回路6に過剰なエネルギが
蓄積されて、出力トランジスタ7のつぎの発振サイクル
に共振回路6から高電圧が加わり、出力トランジスタ7
が破壊されることがある。また従来は、放電灯11の両
端にかかるランプ電圧を検出する場合、別途ランプ電圧
検出回路を設ける必要があり、点灯装置の構成が複雑化
するという問題があった。
【0004】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、放電灯の
寿命末期時に生じる半波放電現象で、自励式インバータ
の動作が不安定となり、インバータを構成する素子が破
壊されるような不具合を防止できるとともに、簡単な構
成でランプ電圧を検出できる放電灯点灯装置およびこの
放電灯点灯装置を用いた照明器具を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、直流電圧を高周波に変換する自励式インバ
ータの出力端子間に、カレントトランスの一次巻線、バ
ラストインダクタ、直流カット用コンデンサおよび放電
灯の直列回路を接続するとともに、この放電灯に並列に
始動用コンデンサを接続し、上記カレントトランスの二
次巻線を上記自励式インバータのスイッチング素子の制
御端子に接続し、この自励式インバータからの高周波出
力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、
上記放電灯の寿命末期時の半波放電現象によって上記直
流カット用コンデンサに充電された高電圧を放電するた
めのバイパス用コンデンサを、上記カレントトランスの
一次巻線とバラストインダクタの直列回路に並列に接続
した構成となっている。
【0006】また本発明の放電灯点灯装置は、放電灯の
寿命末期時の半波放電現象によって上記直流カット用コ
ンデンサに充電された高電圧を放電するためのバイパス
用コンデンサを、上記直流カット用コンデンサと放電灯
の直列回路に並列に接続した構成となっている。
【0007】また本発明の放電灯点灯装置は、放電灯の
寿命末期時の半波放電現象によって上記直流カット用コ
ンデンサに充電された高電圧を放電するための第1のバ
イパス用コンデンサと第2のバイパス用コンデンサの直
列回路を、上記直流カット用コンデンサと放電灯の直列
回路に並列に接続するとともに、これら第1および第2
のバイパス用コンデンサの接続点から放電灯のランプ電
圧を検出する構成となっている。
【0008】また本発明による照明器具は、これらの構
成の放電灯点灯装置が器具本体に内蔵され、器具本体に
装着された放電灯の負荷をこの放電灯点灯装置の出力に
より点灯させる構成となっている。
【0009】
【作用】上述した請求項1に対応する構成によれば、カ
レントトランスの一次巻線とバラストインダクタに対し
て並列にバイパス用コンデンサを接続したので、放電灯
の寿命末期時に直流カット用コンデンサに充電された高
電圧を、カレントトランスの一次巻線に通さずに、この
バイパス用コンデンサを介して放電させることができ
る。
【0010】また請求項2に対応する構成によれば、直
流カット用コンデンサと放電灯に対して並列にバイパス
用コンデンサを接続したので、放電灯の寿命末期時に直
流カット用コンデンサに充電された高電圧を、カレント
トランスの一次巻線に通さずに、このバイパス用コンデ
ンサを介して放電させることができる。
【0011】また請求項3に対応する構成によれば、直
流カット用コンデンサと放電灯に対して並列に接続され
た第1および第2のバイパス用コンデンサの直列回路に
よって、放電灯の寿命末期時に直流カット用コンデンサ
に充電された高電圧を、カレントトランスの一次巻線に
通さずに放電させることができるとともに、第1および
第2のバイパス用コンデンサの接続点から放電灯のラン
プ電圧を取り出すことができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明による放電灯点灯装置およびこ
の点灯装置を用いた照明器具の具体的な実施例を図面に
基づき詳細に説明する。図1のブロック図に、この放電
灯点灯装置の一実施例を示す。なお、従来例のものと同
様部分には同一符号を付し、重複する部分の説明を一部
省略する。この図で、商用交流電源1を整流・平滑する
整流回路2の出力は、自励式インバータ3に供給され、
この自励式インバータ3で直流電圧が高周波に変換され
る。この自励式インバータ3の出力端子の両端には、カ
レントトランス8の一次巻線8a、バラストインダクタ
9、直流カット用コンデンサ10および放電灯11の直
列回路が接続され、放電灯11には並列に始動用コンデ
ンサ14が接続される。カレントトランス8の二次巻線
8bは、自励式インバータ3のスイッチング素子である
出力トランジスタ7のベースに接続される。またカレン
トトランス8の一次巻線8aとバラストインダクタ9の
直列回路には、バイパス用コンデンサ17が並列に接続
されている。
【0013】このように構成される放電灯点灯装置で
は、バイパス用コンデンサ17をカレントトランス8の
一次巻線8aとバラストインダクタ9に対して並列に設
けたことで、放電灯11の寿命末期時の半波放電現象に
よって直流カット用コンデンサ10に充電された直流高
電圧が、このバイパス用コンデンサ17を介して放電さ
れるようになる。したがって、半波放電時にコンデンサ
10の充電電圧によって時々逆方向に流れる放電電流
が、カレントトランス8の一次巻線8aを流れなくな
り、インバータ3の動作を安定化できる。
【0014】つぎに、図2に示す他の実施例の放電灯点
灯装置を説明する。この実施例では、放電灯11および
これに直列に接続された直流カット用コンデンサ10に
対して、バイパス用コンデンサ18が並列に接続されて
おり、直流カット用コンデンサ10、バイパス用コンデ
ン18サおよび放電灯11のループの中にカレントトラ
ンス8の一次巻線8aが入らないようにされている。こ
のバイパス用コンデンサ18は、始動用コンデンサ14
に比べて容量の非常に小さなものを用いることができ
る。
【0015】この構成では、放電灯11の寿命末期時の
半波放電現象で直流カット用コンデンサ10に充電され
た高電圧による逆方向の放電電流が、バイパス用コンデ
ンサ18を介して放電されるようになり、カレントトラ
ンス8の一次巻線8aには流れないため、インバータ3
のドライブ条件が変わることでインバータ動作が不安定
となるような不具合を解消できる。
【0016】つぎに、図3に示すさらに他の実施例の放
電灯点灯装置を説明する。この実施例では、直流カット
用コンデンサ10と放電灯11の直列回路に対して、第
1および第2のバイパス用コンデンサ19,20の直列
回路が並列に接続されている。 またバイパス用コンデ
ンサ19,20の接続点からランプ電圧を検出するため
に、この接続点側をカソードとする整流用ダイオード2
1が第2のパイパス用コンデンサ20に並列に接続さ
れ、さらにこの接続点が整流用ダイオード22によって
出力端子24に接続されている。またこの出力端子24
と接地間には平滑用コンデンサ23が接続されている。
【0017】この構成では、半波放電時に直流カット用
コンデンサ10に充電された高電圧が、第1および第2
のバイパス用コンデンサ19,20の直列回路を介して
放電されるようになり、カレントトランス8の一次巻線
8aには流れないため、インバータ3の動作の安定化を
図れる。またコンデンサ19,20の接続点からは、負
荷側に接続される直流カット用コンデンサ10と放電灯
11の直列回路の交流分に対する分圧電圧を取り出すこ
とができ、この分圧電圧をダイオード21,22で整流
し、コンデンサ23で平滑することにより、出力端子2
4からはランプ電圧に比例した検出電圧が得られる。
【0018】つぎに、図4に示すさらに他の実施例の放
電灯点灯装置を説明する。この実施例は、本発明を自励
式のハーフブリッジインバータに適用したものである。
この図で、整流回路2から直流電源が供給される自励式
ハーフブリッジインバータ25は、スイッチング素子の
出力トランジスタ26,27が直列に接続され、各トラ
ンジスタ27,28に並列にダイオード28,29がそ
れぞれ接続されている。自励式ハーフブリッジインバー
タ25の出力端子間には、カレントトランス30の一次
巻線30a、バラストインダクタ9、始動用コンデンサ
10および放電灯11の直列回路が接続され、カレント
トランス30の二次巻線30b,30cが出力トランジス
タ26,27のベースにそれぞれ接続される。また半波
放電時に直流カット用コンデンサ10に充電された高電
圧をバイパスして放電させるためのバイパス用コンデン
サ31が、バラストインダクタ9と直流カット用コンデ
ンサ10の接続点と出力トランジスタ26のコレクタ側
に接続されている。
【0019】この構成によれば、放電灯11の寿命末期
時にコンデンサ10に高電圧が充電されて、半波放電方
向とは逆方向の放電電流が流れたとしても、この放電電
流はカレントトランス30の一次巻線30aを流れず
に、バイパス用コンデンサ31を介して流れるため、イ
ンバータ25の動作を安定化できる。
【0020】なお、自励式ハーフブリッジインバータに
適用した一つの例だけを図4に示したが、本発明のそれ
ぞれを自励式ハーフブリッジインバータにも適用でき
る。
【0021】つぎに、上述した各実施例の放電灯点灯装
置を用いた照明器具を図5に基づいて説明する。この図
で、天井32に取り付けられる器具本体33内には上述
した自励式インバータから構成される放電灯点灯装置U
が内蔵されており、この放電灯点灯装置Uから延びる接
続ケーブルがソケットを介して蛍光灯からなる放電灯1
1に接続される。図中、34は反射板であり、35はル
ーバである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
電灯の寿命末期時に生じる半波放電現象で直流カット用
コンデンサに高電圧が充電されて、半波放電とは逆方向
の放電電流が流れたとしても、この放電電流をバイパス
用コンデンサを介して流すことができるため、カレント
トランスの一次巻線にはこのときの放電電流が流れなく
なる。これにより、カレントトランスの一次巻線に放電
電流が流れることにより、ドライブ条件が変化し、イン
バータの動作が不安定となってスイッチング素子が破壊
されるような不具合を防止でき、放電灯点灯装置とこの
放電灯点灯装置を用いた照明器具の信頼性を向上でき
る。また直流カット用コンデンサと放電灯に対して並列
に接続したバイパス用コンデンサの接続点から、放電灯
両端のランプ電圧を取り出せるので、従来のように別途
ランプ電圧検出回路を設ける必要がなく、放電灯点灯装
置の構成を簡単化できるとともに、照明器具の小形化が
図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放電灯点灯装置の一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】他の実施例の放電灯点灯装置を示すブロック図
である。
【図3】さらに他の実施例の放電灯点灯装置を示すブロ
ック図である。
【図4】さらに他の実施例の放電灯点灯装置を示すブロ
ック図である。
【図5】本発明による放電灯点灯装置を用いた照明器具
の概略構成図である。
【図6】従来の放電灯点灯装置を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
U 放電灯点灯装置 1 商用交流電源 2 整流回路 3,25 自励式インバータ 6 並列共振回路 7,26,27 出力トランジスタ 8,30 カレントトランス 8a,30a カレントトランスの一次巻線 9 バラストインダクタ 10 直流カット用コンデンサ 11 放電灯 14 始動用コンデンサ 12,13 フィラメント用コンデンサ 17,18,19,20 バイパス用コンデンサ 21,22 整流用のダイオード 23 平滑コンデンサ 33 器具本体 35 ルーバ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−109870(JP,A) 特開 平4−87564(JP,A) 特開 平4−126397(JP,A) 特開 平3−116690(JP,A) 特開 平3−70478(JP,A) 特開 平2−148696(JP,A) 特開 平2−162700(JP,A) 特開 平1−130499(JP,A) 特開 平1−315996(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧を高周波に変換する自励式イン
    バータの出力端子間に、カレントトランスの一次巻線、
    バラストインダクタ、直流カット用コンデンサおよび放
    電灯の直列回路を接続するとともに、この放電灯に並列
    に始動用コンデンサを接続し、上記カレントトランスの
    二次巻線を上記自励式インバータのスイッチング素子の
    制御端子に接続し、この自励式インバータからの高周波
    出力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置におい
    て、 上記放電灯の寿命末期時の半波放電現象によって上記直
    流カット用コンデンサに充電された高電圧を放電するた
    めのバイパス用コンデンサを、上記カレントトランスの
    一次巻線とバラストインダクタの直列回路に並列に接続
    したことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 直流電圧を高周波に変換する自励式イン
    バータの出力端子間に、カレントトランスの一次巻線、
    バラストインダクタ、直流カット用コンデンサおよび放
    電灯の直列回路を接続するとともに、この放電灯に並列
    に始動用コンデンサを接続し、上記カレントトランスの
    二次巻線を上記自励式インバータのスイッチング素子の
    制御端子に接続し、この自励式インバータからの高周波
    出力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置におい
    て、 上記放電灯の寿命末期時の半波放電現象によって上記直
    流カット用コンデンサに充電された高電圧を放電するた
    めのバイパス用コンデンサを、上記直流カット用コンデ
    ンサと放電灯の直列回路に並列に接続したことを特徴と
    する放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 直流電圧を高周波に変換する自励式イン
    バータの出力端子間に、カレントトランスの一次巻線、
    バラストインダクタ、直流カット用コンデンサおよび放
    電灯の直列回路を接続するとともに、この放電灯に並列
    に始動用コンデンサを接続し、上記カレントトランスの
    二次巻線を上記自励式インバータのスイッチング素子の
    制御端子に接続し、この自励式インバータからの高周波
    出力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置におい
    て、 上記放電灯の寿命末期時の半波放電現象によって上記直
    流カット用コンデンサに充電された高電圧を放電するた
    めの第1のバイパス用コンデンサと第2のバイパス用コ
    ンデンサの直列回路を、上記直流カット用コンデンサと
    放電灯の直列回路に並列に接続するとともに、これら第
    1および第2のバイパス用コンデンサの接続点から放電
    灯のランプ電圧を検出することを特徴とする放電灯点灯
    装置。
  4. 【請求項4】 器具本体内に請求項1または請求項2ま
    たは請求項3記載の放電灯点灯装置を内蔵し、器具本体
    に装着された放電灯の負荷をこの放電灯点灯装置の出力
    により点灯させることを特徴とする放電灯点灯装置を用
    いた照明器具。
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