JP3633645B2 - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents
放電ランプ点灯装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3633645B2 JP3633645B2 JP7235694A JP7235694A JP3633645B2 JP 3633645 B2 JP3633645 B2 JP 3633645B2 JP 7235694 A JP7235694 A JP 7235694A JP 7235694 A JP7235694 A JP 7235694A JP 3633645 B2 JP3633645 B2 JP 3633645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- discharge lamp
- lighting
- voltage
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、メタルハライドランプ等の高圧放電ランプを始動・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】
メタルハライドランプ等の高圧放電ランプを始動・点灯させる放電ランプ点灯装置に、図5に示す回路構成のものが知られている。この場合、直流電源1にパワースイッチ2を介して接続された昇圧直流電源回路3の直流出力端子a,b間にインバータ回路4が接続され、インバータ回路4の出力端子間にメタルハライドランプ等からなる高圧放電ランプ5が、パルストランス6の二次巻線7a,7bを介して接続されている。パルストランス6は始動回路8を構成している。
【0003】
昇圧直流電源回路3の昇圧トランス9の一次巻線は、パワースイッチ2およびFET(以下スイッチ素子という)10を介して直流電源1に接続されており、スイッチ素子10のゲートにドライブ回路11が接続されている。また、昇圧トランス9の二次巻線に、ダイオード12およびコンデンサ13からなる整流・平滑回路が接続されており、その出力端子間に電圧検出回路14が、電流検出用抵抗15を介して接続されている。直流出力端子a,b間に直流出力電圧Vdが出力される。
【0004】
インバータ回路4は、ブリッジ接続された4個のFET(以下スイッチ素子という)16〜19と、2個のスイッチ素子16,17の各ゲートに接続されたドライブ回路20と、2個のスイッチ素子18,19の各ゲートに接続されたドライブ回路21とを備え、インバータ回路4の負荷たる高圧放電ランプ5とパルストランス6の二次巻線7a,7bとの直列接続体に、コンデンサ22が並列に接続されている。
【0005】
パルストランス6の一次巻線7cには、FET(以下スイッチ素子という)23およびコンデンサ24が接続されており、コンデンサ24に直流出力端子a,b間の直流出力電圧Vdが、ダイオード25を通じて印加される。スイッチ素子23のゲートにドライブ回路26が接続されており、電圧検出回路14および電流検出用抵抗15の各検出信号を入力としてドライブ回路11,20,21,26のそれぞれに制御信号を出力する点灯制御回路27が設けられている。
【0006】
点灯制御回路27から制御信号を受けたドライブ回路11は、スイッチ素子10を繰り返しオン・オフ動作させるので、昇圧トランス9の二次巻線に矩形波交流電圧が誘起され、この交流電圧はダイオード12およびコンデンサ13によって整流・平滑化される。
【0007】
インバータ回路4の両ドライブ回路20,21は、点灯制御回路27から制御信号を受けることによって、放電ランプ5に音響的共鳴現象を起こさせない400Hz程度の低い周波数で互いに逆位相で動作する。すなわち、スイッチ素子16,19がともにオン(またはオフ)となれば、スイッチ素子17,18がともにオフ(またはオン)となるスイッチ動作が、所定の休止期間(デッドタイム)を間に挟んで、繰り返される。
【0008】
スイッチ素子16,19がオン状態を保つ期間、直流出力端子aからスイッチ素子16、パルストランス6の二次巻線7a、高圧放電ランプ5、パルストランス6の二次巻線7bおよびスイッチ素子19を通じて端子bに至る経路で電流が流れる。そして、スイッチ素子17,18がオン状態を保つ期間は、直流出力端子aからスイッチ素子18、パルストランス6の二次巻線7b、高圧放電ランプ5、パルストランス6の二次巻線7aおよびスイッチ素子17を通じて端子bに至る経路で電流が流れる。このため、直流出力端子a,b間の直流出力電圧Vdを交番させた矩形波電圧が、高圧放電ランプ5に印加されることになる。
【0009】
点灯制御回路27からドライブ回路26に始動開始の制御信号が送り込まれると、ドライブ回路26はスイッチ素子23を繰り返しオン・オフ動作させる。このため、パルストランス6はフライバックトランスとして動作し、高圧放電ランプ5に始動用高圧パルスを繰り返し印加する。始動直前のコンデンサ22の両端子間電圧は、無負荷時の直流出力電圧Vdにほぼ等しい値に充電されている。
【0010】
スイッチ素子23のオン期間Tonに一次巻線7cを流れる電流はVd/Lpの傾きで増加し続け(Lpは一次巻線7cのインダクタンス)、そのピーク電流はTon・Vd/Lpとなる。スイッチ素子23がオフ状態に転じると、パルストランス6の一次巻線7cに蓄えられていたエネルギーが二次巻線7a,7bに伝達され、二次巻線7a,7bに誘起された10数KV以上の高圧パルスが、高圧放電ランプ5に起動パルスとして印加される。高圧パルス電流はコンデンサ22を通じて還流するので、インバータ回路4に逆流することはない。
【0011】
図6に示すように、前記起動パルスによって導通性となった高圧放電ランプ5はグロー放電状態に入るが、その後も高圧パルスが印加され続けるので、再点弧を繰り返してアーク放電状態に移行する。そして、直流出力電圧の低下を検出した点灯制御回路27からドライバ回路26に制御信号が送り込まれると、始動回路8の動作が停止し、高圧放電ランプ5はインバータ回路4から供給された矩形波交流電力で安定に点灯を続けることになる。
【0012】
パルストランス6の二次巻線7a、7bのインピーダンスは非常に小さく、かつ、400Hz程度の低い周波数で放電ランプ5を点灯させるので、二次巻線7a,7bによる電流制限作用はほとんどない。そこで、昇圧直流電源回路3の定電流出力機能によって放電ランプ5を安定に点灯させることができる。
【0013】
高圧放電ランプ5が起動パルスによって導通性となる直前の直流出力電圧Vdは無負荷状態であるので、最大値を示す。この定電圧動作期間での直流出力電圧Vdは、電圧検出回路14によって点灯制御回路27に伝達され、点灯制御回路27はドライブ回路11を制御する。ドライブ回路11は直流出力電圧Vdを所定値に保持すべく、スイッチ素子10のオン・オフのデューティを制御する。この定電圧動作期間の直流出力電圧Vdは、導通状態に突入する直前の高圧放電ランプ5にとって、主電極の熱電子放出を促すエネルギー源となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
定電圧動作期間における直流出力電圧Vdは、高圧放電ランプ5の管内状態に関係なく一定であるので、とくに管内に封入されている水銀やメタルハライド等の封入物の圧力が高くなる再点弧時などに、ランプ電流やランプ電圧の極性反転に伴い立ち消えを繰り返えさせることになり、これが、始動時の光のちらつき現象や、点灯不良につながるという課題があった。
【0015】
したがって本発明の目的は、立ち消えを起こすことなくスムーズに始動し点灯できる放電ランプ点灯装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上述した目的を達成するために、昇圧直流電源回路と、この昇圧直流電源回路の出力端子間に接続されて高圧放電ランプに点灯電力を供給するインバータ回路と、前記昇圧直流電源回路の出力電圧および出力電流を検出して前記高圧放電ランプの点灯を制御する点灯制御回路と、前記インバータ回路の出力端子とこのインバータ回路の出力端子間に接続されている前記高圧放電ランプとの間に接続されている二次巻線を含むパルストランスを有し、かつ前記高圧放電ランプに起動パルスを印加する始動回路とを備え、前記パルストランスの一次巻線にはこのパルストランスに前記起動パルスを発生させるためのスイッチ素子およびコンデンサが接続され、前記点灯制御回路には前記高圧放電ランプの消灯時間を検出する消灯時間検出器と、検出した前記消灯時間が短いほど前記高圧放電ランプの点灯直前における前記昇圧直流電源回路の出力電圧を大きくするバイアス回路とを含む消灯時間検出回路とが付属されており、前記コンデンサにはこの消灯時間に応じた前記昇圧直流電源回路の出力電圧が印加されることを特徴とする放電ランプ点灯装置が提供される。
【0017】
【作用】
本発明においては、高圧放電ランプの消灯時間を検出し、高圧放電ランプの点灯直前における昇圧直流電源回路の出力電圧を検出した消灯時間が短いほど大きくしているので、始動時の高圧放電ランプの主電極に十分な熱電子放出エネルギーを与えることができ、立ち消えのない良好な始動特性をもつ放電ランプ点灯装置を得ることができる。
【0018】
【実施例】
つぎに、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1に示す回路構成が図5に示した回路構成と基本的に異なるところは、符号28で示した点灯制御回路に、消灯時間検出回路29が付属している点である。その他の構成に基本的な相違点はないので、対応するものには同一符号を付してある。
【0020】
ただし、点灯制御回路28によって制御を受けるドライブ回路11は、電圧検出回路14が検出した直流出力電圧Vdの変動に伴い、スイッチ素子10のオン・オフのデューティを変化させる。これによって、昇圧直流電源回路3の出力電圧Vdが所定値に制御されるのであるが、昇圧直流電源回路3の出力電流が所定の上限を越えて流れないように、スイッチ素子10のオン・オフデューティを決める機能をも有している。
【0021】
本実施例では、昇圧直流電源回路3の出力電流の定電流化機能が、出力電圧の定電圧化機能に優先して働き、スイッチ素子10のオン・オフデューティが決まる。すなわち、ある状態の負荷に対して昇圧直流電源回路3の出力電流が上限値以下である場合は、昇圧直流電源回路3は定電圧化動作をする。しかし、昇圧直流電源回路3の負荷の状態が変化して出力電流制限値を越える電流が流れようとすると、出力電圧は設定値未満となっても定電流化動作が働き、設定値を越える出力電流は流さない。
【0022】
点灯制御回路28および消灯時間検出回路29の各要部の構成を図2に示す。この場合、点灯制御回路28はスイッチングレギュレータ用の集積回路30、点灯判別回路31および設定電圧回路32,33を有している。そして、昇圧直流電源回路3の電圧検出回路14および電流検出用抵抗15の各出力端子が、集積回路30の誤差増幅器EA1の正入力端子と、誤差増幅器EA2の負入力端子とにそれぞれ接続されている。また、集積回路30の発振出力端子E1,E2が昇圧直流電源回路3のドライブ回路12に接続されている。
【0023】
集積回路30は、昇圧直流電源回路3の出力電流および出力電圧を設定電圧回路32,30の設定電圧と比較し、設定レベルを越えない範囲で発振出力E1,E2の各デューティ比を制御する。また、点灯判別回路31は昇圧直流電源回路3の電圧検出回路14の検出電圧を受けて、高圧放電ランプ5の点灯時に「H」の信号を、消灯時には「L」の信号をそれぞれ出力する機能を有している。
【0024】
一方、消灯時間検出回路29は、点灯判別回路31の出力信号を受けて高圧放電ランプ5の消灯時間を検出する消灯時間検出器34と、消灯時間検出器34の出力信号を受けて誤差増幅器EA1の正入力端子電位を制御するタイマー付きバイアス回路35とを有している。
【0025】
消灯時間検出器34は、数10秒単位の時定数でもって消灯時間を電圧に変換し、消灯時間が短いほど高い電圧を出力する。また、バイアス回路35は消灯時間検出器34の出力信号を受けて、電圧検出回路14の出力信号に負のバイアスをかける機能を有している。
【0026】
高圧放電ランプ5が導通性になるまでの無負荷時(定電圧動作時)における出力電圧Vdが、誤差増幅器EA1によって制御される。これは、出力電圧Vdを検出する電圧検出回路14で分圧された電圧値が、設定電圧回路33の出力値に達した時点で決まる。つまり、電圧検出回路14で抵抗分圧された電圧値に負のバイアスをかけることによって、定電圧動作時における出力電圧Vdが底上げされることになる。バイアス回路35のリセット端子には点灯判別回路31の出力端子が接続されており、高圧放電ランプ5が点灯するとリセットがかかり、バイアス値は0となる。
【0027】
図3に、点灯制御回路28および消灯時間検出回路29の動作タイミングを示している。点灯判別回路31の出力信号は点灯時に「H」、消灯時は「L」となる。この信号を消灯時間検出回路29が積分反転増幅し、図示のような波形の出力を生成する。再点灯時における出力は消灯時間の長短によってA,Bで示す2つのケースが想定される。消灯時間の短いBは、消灯時間の長いAに比べて大きい出力となることがわかる。
【0028】
図4は、定電圧動作時における昇圧直流電源回路3の出力電圧Vdの変化を示したものである。消灯時間の長いAに比べて消灯時間の短いBの方が、電圧検出回路14の出力電圧に対して大きい負バイアスがかかるため、定電圧動作時における出力電圧Vdが高くなる。これは、高圧放電ランプ5の消灯時間が短く、かつ、ランプ内に封入されているメタルハライド等の金属封入物の圧力が高いときほど、高圧放電ランプ5の主電極に対してより十分な熱電子放出エネルギーを与え得ることを意味し、立ち消えのない良好な始動特性をもった放電ランプ点灯装置を得ることが可能となる。
【0029】
上述した実施例では、昇圧直流電源回路3にフライバック方式のDC/DCコンバータを用いたがフォワード方式、プッシュプル方式などのDC/DCコンバータを用いることができる。また、インバータ回路4はフルブリッジ型でなくてもよく、ハーフブリッジ型のものであってもよい。さらに、ランプ負荷に対する電圧や、電流を検出するのに抵抗以外のものを用いることができるほか、スイッチ素子にEFT以外の半導体素子を用いることができる。また、放電ランプの始動手段にFETやパルストランスを用いる代わりに、放電ギャップなどを用いてもよい。
【0030】
また、上述した実施例では、スイッチングレギュレータ用集積回路の誤差増幅器の正入力端子電位を制御したが、このような構成によらずに、ランプ電圧供給回路の出力電圧を制御してもよいのは勿論である。
【0031】
さらに、400Hzの低い周波数の矩形波電圧で放電ランプを点灯させる事例を示したが、放電ランプが電気泳動や音響的共鳴などの有害な現象を起こさないのであれば、高周波点灯にも適用できる。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、放電ランプの始動時における消灯時間を検出して、放電ランプの点灯直前における出力電圧を検出した消灯時間が短いほど大きくし、放電ランプをスムーズにアーク放電状態に移行させ得るようにしたものであり、立ち消えのない良好な始動特性をもつ放電ランプ点灯装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の放電ランプ点灯装置の電気回路図
【図2】本発明の一実施例の放電ランプ点灯装置の主要部における電気回路図
【図3】本発明の一実施例の放電ランプ点灯装置の主要部の出力波形図
【図4】本発明の一実施例の放電ランプ点灯装置のランプ電圧波形図
【図5】従来の放電ランプ点灯装置の電気回路図
【図6】従来の放電ランプ点灯装置のランプ電圧・ランプ電流の波形図
【符号の説明】
3 昇圧直流電源回路
4 インバータ回路
5 高圧放電ランプ
8 始動回路
28 点灯制御回路
29 消灯時間検出回路
30 集積回路
31 点灯判別回路
34 消灯時間検出器
35 バイアス回路
Claims (1)
- 昇圧直流電源回路と、この昇圧直流電源回路の出力端子間に接続されて高圧放電ランプに点灯電力を供給するインバータ回路と、前記昇圧直流電源回路の出力電圧および出力電流を検出して前記高圧放電ランプの点灯を制御する点灯制御回路と、前記インバータ回路の出力端子とこのインバータ回路の出力端子間に接続されている前記高圧放電ランプとの間に接続されている二次巻線を含むパルストランスを有し、かつ前記高圧放電ランプに起動パルスを印加する始動回路とを備え、前記パルストランスの一次巻線にはこのパルストランスに前記起動パルスを発生させるためのスイッチ素子およびコンデンサが接続され、前記点灯制御回路には前記高圧放電ランプの消灯時間を検出する消灯時間検出器と、検出した前記消灯時間が短いほど前記高圧放電ランプの点灯直前における前記昇圧直流電源回路の出力電圧を大きくするバイアス回路とを含む消灯時間検出回路とが付属されており、前記コンデンサにはこの消灯時間に応じた前記昇圧直流電源回路の出力電圧が印加されることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7235694A JP3633645B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 放電ランプ点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7235694A JP3633645B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 放電ランプ点灯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07282985A JPH07282985A (ja) | 1995-10-27 |
JP3633645B2 true JP3633645B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=13486960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7235694A Expired - Lifetime JP3633645B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 放電ランプ点灯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3633645B2 (ja) |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP7235694A patent/JP3633645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07282985A (ja) | 1995-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5384518A (en) | Power source device | |
US5381076A (en) | Metal halide electronic ballast | |
JP3224948B2 (ja) | 放電灯の点灯回路 | |
US4525650A (en) | Starting and operating method and apparatus for discharge lamps | |
US20060226793A1 (en) | Discharge lamp lighting device | |
JP2001006890A (ja) | 放電灯点灯回路 | |
JP3633645B2 (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
JP3326955B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JPH0513185A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JPH07335388A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
JPH07282986A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
JPH07302688A (ja) | 高輝度放電灯点灯装置 | |
JP2002051548A (ja) | 電源装置および放電灯点灯装置 | |
JPH05266984A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
JPH08237961A (ja) | 電源装置 | |
JPH0574589A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JP4040518B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JP2859365B2 (ja) | 交流放電ランプ点灯装置 | |
JP2003109788A (ja) | 高圧放電灯点灯装置 | |
JP2940652B2 (ja) | 交流放電ランプ点灯装置 | |
JP3582749B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JP3582749B6 (ja) | メタルハライドランプ点灯装置 | |
JP3571126B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JPH05266983A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
JP2532714Y2 (ja) | 交流放電ランプ点灯装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041018 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20041221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080107 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130107 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130107 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |