JP3277511B2 - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプなどの放電
ランプを高周波インバータで点灯させる放電ランプ点灯
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、放電ランプ点灯装置は、高効率・
軽量化の面から、半導体素子で構成した高周波インバー
タによって点灯させる方式が多く採用されるようになっ
てきた。特に最近はコンパクトな蛍光ランプが発売され
るなど、これら高周波インバータによる点灯装置も、よ
り小型のものが望まれる状況にある。

【０００３】以下、従来の放電ランプ点灯装置について
図面を参照しながら説明する。図３は従来例の放電ラン
プ点灯装置の回路図を示すもので、１は電源回路、２は
インバータ回路、３は放電ランプ負荷回路である。電源
回路１は交流電源４と整流回路５とコンデンサ６で構成
されている。インバータ回路２の構成について説明する
と、トランジスタ７のエミッタは整流回路５のマイナス
側に、コレクタは共振用のコンデンサ８を介して整流回
路５のプラス側に接続されている。

【０００４】また、トランジスタ７のコレクタは、共振
用のインダクタ９を通して放電ランプ負荷回路３に接続
されている。共振用のインダクタ９には、帰還巻線１０
が設けられ、その一方の端子は整流回路５のマイナス側
に、他方はインダクタ１１とコンデンサ１２の直列回路
を通してトランジスタ７のベースに接続されている。ま
たベースと整流回路５のプラス側との間には起動用の抵
抗１３が接続され、トランジスタ７のエミッタからベー
スに向けてダイオード１４と抵抗１５を直列にしたもの
が接続されている。放電ランプ負荷回路３の放電ランプ
１６の一方のフィラメント電極１７ａは整流回路５のプ
ラス側に、他方のフィラメント電極１７ｂはインダクタ
９に接続されている。

【０００５】また、フィラメント電極１７ａ，１７ｂの
非給電側の端子側には予熱始動して点灯後の放電を安定
させるためのコンデンサ１８と、起動電流を流し点灯時
に放電ランプに流れる直流成分をバイパスするインダク
タ１９が並列に接続されている。

【０００６】以上のように構成された従来の放電ランプ
点灯装置について以下その動作を説明する。

【０００７】交流電源４が印加されると、整流回路５で
整流され、コンデンサ６で平滑された直流がインバータ
回路２に供給される。電源回路１のプラス側から抵抗１
３を通してトランジスタ７のベースに流れてトランジス
タ７は導通するので、整流回路５のプラス側から、放電
ランプ１６のフィラメント電極１７ａを通り、インダク
タ１９，フィラメント電極１７ｂ，インダクタ９を経て
トランジスタ７のコレクタに電流が流れる。

【０００８】一方、トランジスタ７のベースには、イン
ダクタ９の帰還巻線１０から、インダクタ１１とコンデ
ンサ１２の直列共振回路を介してインダクタ９に流れる
電流の変化を正帰還させるよう接続されており、電源が
投入されるとインバータ回路２は発振状態となる。発振
状態において、ダイオード１４と抵抗１５はトランジス
タ７がオフ時にコンデンサ１２の電荷を放電させる目的
で接続されている。

【０００９】インバータ回路２が動作を開始すると、動
作直後は放電ランプは放電せず高周波電流は、放電ラン
プ１６のフィラメント電極１７ａ、両電極間非給電側に
接続したコンデンサ１８、フィラメント電極１７ｂを経
て流れる。この電流により放電ランプ１６の両フィラメ
ント電極１７ａ，１７ｂが予熱される。十分な予熱状態
になると電極からの電子の放出が盛んになって放電し易
くなり、やがて放電が開始して放電ランプ１６は点灯す
る。

【００１０】点灯すると、フィラメント電極１７ａと１
７ｂの間の電圧は放電ランプ１６の管電圧となるため、
コンデンサ１８を流れる高周波電流は大幅に減少して放
電ランプ１６は点灯状態となる。このとき、インダクタ
１９には、発振状態を維持するに必要な電源からの直流
分の大部分がバイパスして流れ、ランプの放電電流とし
ては流れない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、放電ランプ１６が寿命末期でエミッタレ
スとなったとき放電ランプ１５の管電圧が上昇して入力
電力が増大し、インダクタ９とインダクタ１９に流れる
電流が増大してこれらを焼損したり、放電ランプ１６の
フィラメント電極１７ｂ側のエミッタが消耗した場合
は、発振波形が悪化するためトランジスタ７の熱損失が
増大して破損するなどの不都合が発生し、使用していた
放電ランプが異常状態になった場合放電ランプ点灯回路
の機能を破壊に至らしめるという問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の放電ランプ点灯
装置は、コンデンサと第一のインダクタからなる共振回
路とスイッチング素子とで構成された高周波インバータ
の前記第一のインダクタに放電ランプの両電極端子を直
列に接続して共振電流が直接前記放電ランプの両電極端
子に流れるように構成するとともに、前記放電ランプの
両電極端子間に、第二のインダクタと正特性サーミスタ
とが直列に接続され、前記放電ランプの両電極端子間の
非電源側に第二のコンデンサが接続されたものである。

【００１３】

【作用】本発明は前記した構成により、放電ランプが正
常なときには管電圧が低く、放電ランプの両電極端子間
に接続した第２のインダクタと正特性サーミスタの直列
回路に流れる電極は小さいので、正特性サーミスタの温
度は上昇することなく点灯状態を維持する。一方、放電
ランプ１５が寿命末期でエミッタが無くなったとき放電
ランプ１５の管電圧が上昇して正特性サーミスタに流れ
る直流電流が増大することとなり、自己発熱によって温
度が上昇してついにはキューリ点に達して正特性サーミ
スタが高抵抗に変化する。その結果、インダクタに流れ
る電流が大幅に減少して共振回路に十分なエネルギを供
給できなくなるため、発振勢力が極端に弱くなり放電ラ
ンプの点灯状態を維持できなくなり停止する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例の放電ランプ点灯装置に
ついて、図１および図２を参照して説明をする。

【００１５】図１は本発明の実施例の放電ランプ点灯装
置である。構成については従来例との重複説明を避ける
ために、従来例の回路図と同一部分には同一符号を付す
るに止め、異なる部分について述べる。異なる部分は、
放電ランプ負荷回路３において放電ランプ１６のフィラ
メント電極１７ａ，１７ｂの非給電側の端子間に接続し
たインダクタ１９に直列に正特性サーミスタ２０を接続
した点である。以上のように構成された従来の放電ラン
プ点灯装置について以下その動作を説明する。

【００１６】交流電源４が印加されると、従来例と同様
に、整流回路５で整流され、コンデンサ６で平滑された
直流がインバータ回路２に供給される。すると、電源回
路１のプラス側から抵抗１３を通してトランジスタ７の
ベースに流れてトランジスタ７は導通し、整流回路５の
プラス側から放電ランプ１６のフィラメント電極１７ａ
を通り、インダクタ１９，正特性サーミスタ２０，フィ
ラメント電極１７ｂ，インダクタ９を通して、トランジ
スタ７のコレクタに電流が流れる。一方、トランジスタ
７のベースには、インダクタ９の帰還巻線１０から、イ
ンダクタ１１とコンデンサ１２の直列共振回路を介して
インダクタ９に流れる電流の変化を正帰還させるよう接
続されており、インバータ回路２は発振状態となる。イ
ンダクタ１９には、発振状態を維持するに必要な電源か
らの直流分の大部分がバイパスして流れ、ランプの放電
電流としては流れない。

【００１７】発振状態になると、従来例と同様な動作で
放電ランプ灯１６は点灯状態となる。放電ランプ１６が
正常であればインダクタ１９と正特性サーミスタ２０の
直列回路に流れる電流は図２の（ａ）ような電流とな
る。一方、寿命末期でエミッタがなくなったり割れたり
して異常状態になると、正常な場合に比べて管電圧が上
昇して入力電力も増加し、インダクタ１９と正特性サー
ミスタ２０の直列回路に流れる電流は増加して図２の
（ｂ）ような電流となる。そこでこの正特性サーミスタ
２０の特性を、放電ランプ１６が正常なときの電流では
動作することはなく、寿命末期等の異常なときの電流で
キューリ点まで温度が上昇し動作するように設定する。
放電ランプ１６が正常な場合は、正特性サーミスタ２０
の抵抗値はほとんど変化しないので点灯状態を維持する
が、異常な場合は、増加して流れる電流で自己発熱す
る。やがて温度がキュリー点まで上昇すると、正特性サ
ーミスタ２０の抵抗値が大幅に増加して高抵抗になる。
そして、インダクタ１９に流れる電流の直流分が極端に
少なくなって共振回路に十分なエネルギーが供給できな
くなり、発振勢力が極端に弱くなってしまう。

【００１８】この結果、放電ランプ１６の点灯状態を維
持することができなくなり停止する。停止後は入力電力
が２ワット程度の極弱い発振状態となり、保護動作の状
態となる。この状態から、放電ランプ点灯装置の機能を
回復させるには、一旦電源をオフして正常な放電ランプ
に取り替え、再度電源をオンすれば良い。

【００１９】なお、この実施例では、インダクタ１９と
正特性サーミスタ２０の直列回路が放電ランプ１６の非
給電側の電極間に接続された実施例について述べたが、
給電側に接続した場合についても同じ効果を得ることが
出来る。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、コンデンサと第一のイン
ダクタからなる共振回路とスイッチング素子とで構成さ
れた高周波インバータの前記第一のインダクタに放電ラ
ンプの両電極端子を直列に接続して共振電流が直接前記
放電ランプの両電極端子に流れるように構成するととも
に、前記放電ランプの両電極端子間に、第二のインダク
タと正特性サーミスタとが直列に接続され、前記放電ラ
ンプの両電極端子間の非電源側に第二のコンデンサが接
続されていることによって、放電ランプが寿命末期等で
異常状態になったときに回路の破壊を防止する保護機能
をもった放電ランプ点灯装置を、簡単でかつ小型で安価
な構成で供給することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例の放電ランプ点灯装置の
回路図

【図２】（ａ）は正常な放電ランプを点灯したとき同装
置のインダクタ１９に流れる電流波形図 （ｂ）は異常放電ランプを点灯したとき同装置のインダ
クタ１９に流れる電流波形図

【図３】 従来例の放電ランプ点灯装置の回路図

【符号の説明】

１ 電源回路 ２ インバータ回路 ３ 放電ランプ負荷回路 ４ 交流電源 １６ 放電ランプ １７ａ，１７ｂ フィラメント電極 １８ コンデンサ １９ インダクタ ２０ 正特性サーミスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサと第一のインダクタからなる
   共振回路とスイッチング素子とで構成された高周波イン
   バータの前記第一のインダクタに放電ランプの両電極端
   子を直列に接続して共振電流が直接前記放電ランプの両
   電極端子に流れるように構成するとともに、前記放電ラ
   ンプの両電極端子間に、第二のインダクタと正特性サー
   ミスタとが直列に接続され、前記放電ランプの両電極端
   子間の非電源側に第二のコンデンサが接続されているこ
   とを特徴とする放電ランプ点灯装置。