JP3211245B2 - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents

放電ランプ点灯装置

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JP3211245B2 JP24679590A JP24679590A JP3211245B2 JP 3211245 B2 JP3211245 B2 JP 3211245B2 JP 24679590 A JP24679590 A JP 24679590A JP 24679590 A JP24679590 A JP 24679590A JP 3211245 B2 JP3211245 B2 JP 3211245B2
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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、インバータ装置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。
(従来の技術) 従来、この種の放電灯点灯装置は、商用交流電源の出
力を全波整流し、平滑して得られる直流出力を基に、イ
ンバータ装置により高周波出力を生じさせ、放電ランプ
を点灯させている。この場合、インバータ装置の出力
を、始めは放電ランプの予熱に適する小出力に制御し、
この後に点灯用の大出力に制御するソフトスタート回路
が用いられる。このソフトスタート回路は、所定の時定
数で充電されるコンデンサの充電電圧を用い、その上昇
に従ってインバータの出力を制御するものである。
そして、従来のソフトスタート回路は、ソフトスター
ト用の電源を商用交流電源からとっているため、電源を
オフ操作した場合にはコンデンサを十分に放電させ、次
のソフトスタートに備えることができるが、電源を切ら
ずに通電中のまま放電ランプを取り外した場合にはコン
デンサは十分に放電されない。このため、再度放電ラン
プを取り付けた際、コンデンサの放電が十分でないた
め、放電ランプに対して直ちに大出力が加わることにな
り、放電ランプの電極が劣化する。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来の放電灯点灯装置では、通電中に放
電ランプを交換すると、交換後にソフトスタート用のコ
ンデンサが十分にリセットされないまま放電ランプを始
動させてしまい、放電ランプに悪影響を与えてしまうと
いう問題を有している。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、放電ラ
ンプの交換時に、ソフトスタート用のコンデンサを確実
にリセットし、交換後は確実にソフトスタートできる放
電灯点灯装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明の放電灯点灯装置は、電源の電圧を変換して点
灯時の出力およびこの点灯時の出力より小さいソフトス
タートの出力に可変可能で放電ランプをソフトスタート
させて点灯させるインバータ装置と;インバータ装置お
よび放電ランプに対して直列接続された一次巻線および
二次巻線を有し、インダクタンスの変化によりインバー
タ装置の出力を点灯時の出力とソフトスタート出力に可
変させる可飽和変流器と;放電ランプの両端電圧に従っ
た電圧が印加されこの放電ランプの両端電圧に対応する
電圧で充電されるコンデンサ、および、電源のオフ時ま
たは放電ランプの取り外し状態にこのコンデンサの電荷
を放電する放電回路を有する時定数回路と;可変飽和変
流器の二次巻線を基準電源とし可飽和変流器のインダク
タンスを変化させオフ時にインバータ装置の出力をソフ
トスタートにさせるスイッチング素子を有し、時定数回
路のコンデンサの充電電圧が所定電圧以下であるとスイ
ッチング素子がオフしてインバータ装置の出力をソフト
スタートの出力にするか、または、電源のオフ時にスイ
ッチング素子はオフ状態となってソフトスタートの出力
から開始させる出力制御回路とを具備したものである。
(作用) 本発明の放電灯点灯装置は、電源をオフしたり放電ラ
ンプを取り外すことにより時定数回路のコンデンサは確
実に放電され、放電ランプが取り付けられると時定数回
路のコンデンサは放電完了状態から再び充電されるの
で、通常の電源オン時にはコンデンサの電圧が所定電圧
に達するまで出力制御回路のスイッチング素子はオフし
て可飽和変流器のインダクタンスを変化させてインバー
タ装置は放電ランプの予熱に適した小出力状態のソフト
スタート出力に制御し、コンデンサが所定電圧に達した
後にスイッチング素子がオンして可飽和変流器のインダ
クタンスを変化させてインバータ装置の出力を点灯時の
出力とし、いわゆるソフトスタートが実行される。ま
た、時定数回路の充電電圧の上昇に伴って、スイッチン
グ素子は可飽和変流器の二次巻線から基準電源を取るよ
うにしたので、電源をオフすると瞬時に可飽和変流器の
二次巻線の電圧が低下してスイッチング素子がオフする
ことにより、電源をオフした後すぐにオンして時定数回
路のコンデンサが放電を完了する前であっても出力制御
回路のスイッチング素子によりソフトスタートとする状
態になるので、スイッチング素子はオフ状態から始まり
可飽和変流器のインダクタンスを変化させてインバータ
回路の出力をソフトスタート出力にするため、再始動時
に、必ずソフトスタートでき、確実に再始動できる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例の放電灯点灯装置を図面を参
照して説明する。
第1図において、11は直流電源で、この直流電源11
は、図示しない商用交流電源の出力をブリッジなどの全
波整流器によって整流し、コンデンサなどによって平滑
して直流出力する。また、直流電源11にはインバータ装
置16が接続され、このインバータ装置16は直流電源11の
直流出力を基に高周波出力を生じ、放電ランプ17に供給
する。この放電ランプ17に対してはコンデンサ18および
始動用のコンデンサ19が並列接続され、この放電ランプ
17とインバータ装置16との間には、インダクタ20および
コンデンサ21と、インバータ装置16の駆動に用いられる
可飽和変流器22の一次巻線22aとがそれぞれ接続されて
いる。
また、インバータ装置16は、直流電源11の出力端間に
2つのNPN型のメイントランジスタ23,23を設けたもの
で、ベース・エミッタ間には、それぞれダイオード24お
よび抵抗25の直列回路と、可飽和変流器22の駆動巻線22
bおよびコンデンサ26の直列回路とがそれぞれ並列接続
され、いわゆる自励式インバータを構成している。な
お、2つのメイントランジスタ23,23のコレクタ・エミ
ッタ間にはそれぞれダイオード27,27が接続されてい
る。
さらに、ソフトスタート用の時定数回路30は、抵抗3
1、コンデンサ61、ダイオード32、抵抗59およびコンデ
ンサ33を直列接続されるとともに放電回路を構成する抵
抗57,58およびダイオード60が接続されて構成され、コ
ンデンサ33が放電ランプ17の両端電圧により、所定の時
定数で充電されるように構成されている。
また、スイッチング素子としての電界効果トランジス
タ37のドレイン・ソース間は、可飽和変流器22の二次巻
線22cの回路に設けられた全波整流器38の直流側に抵抗3
9を介して接続されている。これに対して、電界効果ト
ランジスタ37のゲートは、抵抗50を介して全波整流器38
の正極出力端子側に接続するとともに、ツェナダイオー
ド51およびコンデンサ52を各別に介して、NPN型のトラ
ンジスタ53のエミッタと接続され、インバータ装置16に
対する出力制御回路を構成する。そして、電界効果トラ
ンジスタ37は、コンデンサ33の充電電圧の上昇により、
ツェナダイオード51の電圧であるゲート・ソース間電圧
VGSが高くなり、オン電圧VTHを越すことによりオンとな
り、可飽和変流器22の二次巻線の回路のインピーダンス
を低下させる。なお、トランジスタ53のコレクタは全波
整流器38の負極出力側端子に接続するとともに、インバ
ータ装置16側の直流電源11の正極出力側端子とも抵抗54
を介して接続している。また、このトランジスタ53のコ
レクタ・エミッタ間は抵抗55を介して接続されており、
ベースにはソフトスタート用のコンデンサ33の両端電圧
VCが印加されるように構成されている。
次に、上記実施例の動作について説明する。
まず、図示しない電源スイッチをオン操作することに
より、インバータ装置16には直流入力電圧VINが印加さ
れ、図示しない起動回路により発振動作が開始する。こ
のとき、コンデンサ33は充電されていないため可飽和変
流器22の二次巻線22cの回路側に設けた電界効果トラン
ジスタ37のゲートには電圧が印加されず電界効果トラン
ジスタ37はオフ状態であり、可飽和変流器22の二次側の
インピーダンスは大きく、見掛け上の可飽和変流器22の
インダクタンスが変化してインバータ装置16の発振周波
数は高くなり、放電ランプ17の予熱に適した小出力であ
るいわゆるソフトスタート出力に制御される。すなわ
ち、ランプ電圧VLは第2図(c)で示すように低い値か
ら徐々に上昇し、放電ランプ17の電極を予熱する。ま
た、このランプ電圧VLにより時定数回路30のコンデンサ
33は充電され、その両端電圧VCは第2図(b)で示すよ
うに徐々に上昇する。
このように、このランプ電圧VLによりコンデンサ33が
チャージアップされ、このコンデンサ33の両端電圧VC
第3図(d)で示すように徐々に上昇する。このコンデ
ンサ33の両端電圧VCの上昇によりトランジスタ53がオン
になると第3図(c)で示すように、電界効果トランジ
スタ37のVGSが急激に上昇し、電界効果トランジスタ37
のVGSも徐々に上昇するが、VGSも急激に増大し、電界効
果トランジスタ37はオン状態となり、可飽和変流器22の
二次巻線22cに電流が流れ、可飽和変流器22の二次側の
インピーダンスを低下させる。このように可飽和変流器
22は二次巻線22cに電流が流れることにより見掛け上の
インダクタンスが変化して飽和しにくくなり、発振周波
数は低くなって出力は増大して、インバータ回路16の出
力は点灯時の出力に増加する。このため、ランプ電圧VL
は上昇し、放電ランプ17は点灯状態となる。放電ランプ
17が点灯するとランプ電圧VLは低い値に落ち着く。
次に、放電ランプ17を消灯すべく電源スイッチをオフ
操作した場合、あるいは、放電ランプ17の点灯中ではあ
るが、放電ランプ17を交換するために電源スイッチを切
らずに、すなわちオフ操作せずに放電ランプ17を取り外
した場合は、コンデンサ33は抵抗58,59を介して放電
し、コンデンサ33が所定電圧以下になると電界効果トラ
ンジスタ37のゲート電圧が低下して電界効果トランジス
タ37はオフ状態になる。
したがって、再び放電ランプ17を点灯すべく電源スイ
ッチをオン操作した場合、あるいは、新しい放電ランプ
17を取り付けた場合は、いずれもコンデンサ33の放電が
完了し、電界効果トランジスタ37がオフ状態になってい
るため、前述した始動時と同様に、電界効果トランジス
タ37はオフ状態で可飽和変流器22の二次巻線22Cのイン
ピーダンスが高い状態であるので、インバータ装置16は
始め予熱に適したいわゆるソフトスタート状態の小出力
に制御され、コンデンサ33の充電により電界効果トラン
ジスタ37のゲート電圧が上昇して電界効果トランジスタ
37がオンすることにより、可飽和変流器CT22の二次巻線
22Cのインピーダンスが低下して、インバータ装置16は
点灯時の出力となる。
このように、電源オフ時はもちろん、通電状態のまま
で放電ランプ17を取り外しても、時定数回路30のコンデ
ンサ33は確実に放電されるので、放電ランプ17の再点灯
時、または、新たな放電ランプ17の取り付け時であって
も必ずソフトスタートが実行される。したがって、従来
のように、ソフトスタートが実行されないために放電ラ
ンプ17が損傷を受けることはない。また、一般にVINとV
Lとの関係は、VIN>VLであるため、電源を作るための抵
抗の負担を軽くできる。
また、電源スイッチを高速でオフ−オン操作した場
合、電界効果トランジスタ37は電源スイッチがオフ状態
になったことにより、基準電源となる可飽和変流器22の
二次巻線22Cの電圧が低下し、ゲート、ソース間電圧VGS
が第3図(c)で示すようにゼロとなるため、瞬時にリ
セットされる。この動作は、第3図(d)で示すよう
に、コンデンサ33の放電が完了せず、コンデンサ33の両
端電圧VCが十分低下していなくても、関係なく実行され
る。このため、再度電源スイッチがオン操作されると、
その操作間隔がいかに短くとも、電界効果トランジスタ
37はオフ状態から始動される。したがって、電界効果ト
ランジスタ37がオン状態のままであったためにメイント
ランジスタ23のドライブ電流が不足して、インバータ装
置16が発振できなくなることはなく、放電ランプ17を確
実に再始動できる。
なお、インバータ装置16の出力制御方式として、可変
容量を用いたものでも構わない。
〔発明の効果〕
本発明の放電灯点灯装置によれば、電源をオフしたり
放電ランプを取り外すことにより時定数回路のコンデン
サは確実に放電され、放電ランプが取り付けられると時
定数回路のコンデンサは放電完了状態から再び充電され
るので、通常の電源のオン時にはコンデンサの電圧が所
定電圧に達するまで出力制御回路のスイッチング素子は
オフして可飽和変流器のインダクタンスを変化させてイ
ンバータ装置は放電ランプの予熱に適した小出力状態の
ソフトスタート出力に制御し、コンデンサが所定電圧に
達した後にスイッチング素子がオンして可飽和変流器の
インダクタンスを変化させてインバータ装置の出力を点
灯時の出力とし、いわゆるソフトスタートが実行され、
また、時定数回路の充電電圧の上昇に伴って、スイッチ
ング素子は可飽和変流器の二次巻線から基準電源を取る
ようにしたので、電源をオフすると瞬時に可飽和変流器
の二次巻線の電圧が低下してスイッチング素子がオフす
ることにより、電源をオフした後すぐにオンして時定数
回路のコンデンサが放電を完了する前であっても出力制
御回路のスイッチング素子によりソフトスタートとする
状態になるので、スイッチング素子はオフ状態から始ま
り可飽和変流器のインダクタンスを変化させてインバー
タ回路の出力をソフトスタート出力にするため、再始動
時に、必ずソフトスタートでき、確実に再始動でき、イ
ンバータ装置の始動不良を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図、第2図は第1図で示した装置の動作を説明するため
の波形図、第3図は同上第1図で示した装置の動作を説
明するための波形図である。 11……直流電源、16……インバータ装置、17……放電ラ
ンプ、22……可飽和変流器、22a……一次巻線、22c……
二次巻線、30……時定数回路、33……コンデンサ、37…
…スイッチング素子としての電界効果トランジスタ。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24 - 41/298

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源の電圧を変換して点灯時の出力および
    この点灯時の出力より小さいソフトスタートの出力に可
    変可能で放電ランプをソフトスタートさせて点灯させる
    インバータ装置と; インバータ装置および放電ランプに対して直列接続され
    た一次巻線および二次巻線を有し、インダクタンスの変
    化によりインバータ装置の出力を点灯時の出力とソフト
    スタート出力に可変させる可飽和変流器と; 放電ランプの両端電圧に従った電圧が印加されこの放電
    ランプの両端電圧に対応する電圧で充電されるコンデン
    サ、および、電源のオフ時または放電ランプの取り外し
    状態にこのコンデンサの電荷を放電する放電回路を有す
    る時定数回路と; 可飽和変流器の二次巻線を基準電源とし可飽和変流器の
    インダクタンスを変化させオフ時にインバータ装置の出
    力をソフトスタートにさせるスイッチング素子を有し、
    時定数回路のコンデンサの充電電圧が所定電圧以下であ
    るとスイッチング素子がオフしてインバータ装置の出力
    をソフトスタートの出力にするか、または、電源のオフ
    時にスイッチング素子はオフ状態となってソフトスター
    トの出力から開始させる出力制御回路と; を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
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