JP3885392B2

JP3885392B2 - 放電灯点灯装置

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Publication number: JP3885392B2
Application number: JP34030598A
Authority: JP
Inventors: 忠博河野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000173790A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯管内に相互に間隔をおいて配設された２つの加熱陰極（フィラメント）を有する放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来例の回路図である。以下、その回路構成について説明する。商用交流電源Ｖｓが整流器ＤＢの交流入力端子に接続されており、整流器ＤＢの直流出力端子には直流電源回路１が接続され、直流電圧Ｅを出力している。直流電源回路１の出力端にはインバータ回路２が接続され、インバータ回路２の出力端には、直流カット用コンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻線ｎ１の直列回路が接続されている。リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ２の両端には、コンデンサＣ２、フィラメントｆ１、コンデンサＣ３、フィラメントｆ２の直列回路が接続されている。ここで、コンデンサＣ２は直流カット用コンデンサ、コンデンサＣ３は共振用コンデンサである。リーケージトランスＴ１、コンデンサＣ２、Ｃ３、放電灯ＬＡにてインバータ負荷回路が構成される。Ｔ１はリーケージトランスであるため、漏れ磁束によるインダクタンスがあり、この漏れインダクタンスとコンデンサＣ３により共振回路が構成されている。
【０００３】
次に、無負荷検出回路の構成について説明する。直流電源回路１の高圧側出力端子ａから抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ２とフィラメントｆ１との接続点ｂに接続され、フィラメントｆ１、抵抗Ｒ２、フィラメントｆ２の直列回路を経て、２次巻線ｎ２の一端とフィラメントｆ２の接続点ｃから抵抗Ｒ３、ツェナーダイオードＺＤ１が直列に接続され、抵抗Ｒ３とツェナーダイオードＺＤ１との接続点からダイオードＤ１を介してコンデンサＣ４と抵抗Ｒ４の並列回路が接続されている。このコンデンサＣ４の電圧Ｖｃ４が無負荷検出回路の検出出力であり、無負荷検出部３に入力される。無負荷検出部３はコンパレータＣＯＭＰ１を有しており、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃ４を基準電圧Ｖｋと比較している。
【０００４】
次に図８の回路動作について図９を基に説明する。図９は共振用コンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３の周波数特性である。図９中の曲線１は放電灯ＬＡが点灯していない場合の電圧特性、曲線２は放電灯ＬＡが点灯した場合の電圧特性である。また、周波数ｆｏはリーケージトランスＴ１の漏れインダクタンスとコンデンサＣ３との固有共振周波数である。
【０００５】
まず、商用交流電源Ｖｓが印加された時点で、ある一定期間だけ制御回路４から周波数ｆａ近傍の高周波信号がインバータ回路２に出力される。インバータ回路２中のスイッチング素子は前記高周波信号を受けてＯＮ／ＯＦＦ動作し、インバータ負荷回路に高周波矩形波電圧を供給する。インバータ負荷回路は前記高周波矩形波電圧を受けて、コンデンサＣ３の両端に高周波電圧Ｖｃ３ａを出力する。フィラメントｆ１，ｆ２には電圧Ｖｃ３ａで決まる電流が流れ、加熱される。以上を「先行予熱時」と呼ぶことにする。
また、本回路においては、コンデンサＣ３に流れる共振電流が、先行予熱時のフィラメント電流であり、その意味では共振回路のコンデンサＣ３が予熱回路も兼用していることになる。
【０００６】
次に、先行予熱時が終わると、制御回路４から周波数ｆｂ近傍の高周波信号がインバータ回路２に出力される。これにより、コンデンサＣ３の両端には、共振作用により高い電圧Ｖｃ３ｂが出力される。これにより、放電灯ＬＡは放電開始する。以上を「始動時」と呼ぶことにする。
次に、始動時が終わると、放電灯ＬＡから所望の光出力を出すために、制御回路４から周波数ｆｃが出力される。これを、「通常点灯時」と呼ぶことにする。
【０００７】
次に、無負荷検出回路について説明する。まず、放電灯ＬＡが装着されている場合、直流電源Ｅから抵抗Ｒ１を介し、フィラメントｆ１、抵抗Ｒ２、フィラメントｆ２、抵抗Ｒ３、ダイオードＤ１、コンデンサＣ４の直列回路を介してコンデンサＣ４を充電する。コンデンサＣ４の電圧Ｖｃ４が無負荷検出部３内のコンパレータＣＯＭＰ１の基準電圧Ｖｋよりも高い場合には、無負荷検出部３は放電灯ＬＡがあると判断して、“Ｈ”レべルを出力する。制御回路４はそれを受けてインバータ回路２のスイッチング素子駆動用の高周波信号を出力する。また、放電灯ＬＡのフィラメントのうち少なくとも１つが装着されていない場合には、上記無負荷検出回路の抵抗Ｒ１、フィラメントｆ１、抵抗Ｒ２、フィラメントｆ２、抵抗Ｒ３、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ４を充電する直列回路が遮断されるので、直流電源ＥからコンデンサＣ４への充電はなく、よって、コンデンサＣ４の電圧Ｖｃ４は基準電圧Ｖｋよりも低くなる。これにより、無負荷検出部３は放電灯ＬＡが無いと判断し、“Ｌ”レべルを出力する。制御回路４はこれを受けてインバータ回路２内のスイッチング素子をＯＦＦ状態にする。つまり、インバータ回路２の発振動作を停止した状態を維持するものである。
【０００８】
このように、本従来例は、先行予熱時において放電灯のフィラメントを予め加熱することで、放電灯の寿命がコールドスタート点灯時よりも長くなるとともに、始動性能も良好な放電灯点灯装置であり、また、無負荷検出回路を具備しているので、放電灯が装着されていない場合には、インバータの発振動作を停止させることで、装置内の電子部品に対するストレスを低減することができ、安全で信頼性の高い放電灯点灯装置となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来例に関する課題について説明する。図１０は、予熱、始動、点灯時におけるコンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３と、フィラメントｆ１及びｆ２に流れるフィラメント電流Ｉｆ１，Ｉｆ２の経時変化を示す。まず、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３であるが、予熱時及び始動時においては、正負のゼロ・ピーク値がアンバランスとなっている。つまり、Ｖｃ３の正側のゼロ・ピーク値をＶｏｐ１、負側のゼロ・ピーク値をＶｏｐ２とすると、Ｖｏｐ１＞Ｖｏｐ２となっている。これは、図８の回路では、無負荷検出回路が具備されており、コンデンサＣ３の両端には直流電源Ｅを抵抗Ｒ１〜Ｒ４で分圧した直流電圧成分が重畳されているためである。
【００１０】
点灯時にはＶｏｐ１＝Ｖｏｐ２となり、正負のバランスがとれているが、これは放電灯ＬＡが点灯することで、抵抗Ｒ２の両端の抵抗分が等価的に小さくなり、直流電圧の分圧値が小さくなるためである。また、フィラメント電流Ｉｆ１，Ｉｆ２については、どちらもコンデンサＣ３に流れる共振電流であるので、予熱時から点灯時において、Ｉｆ１＝Ｉｆ２という関係が成り立つ。
【００１１】
以上、予熱時／始動時において、Ｖｏｐ１＞Ｖｏｐ２及びＩｆ１＝Ｉｆ２という関係があることを踏まえた上で、次に放電灯ＬＡが始動点灯する瞬間のことを考える。放電灯ＬＡには高周波電圧Ｖｃ３が印加されているが、これはつまり、Ｖｏｐ１及びＶｏｐ２が交互に印加されていることに等しい。ここで、放電灯ＬＡが放電開始する場合を考えると、放電灯ＬＡの放電開始は殆どの確率でＶｏｐ１が印加された時である。なぜなら、Ｉｆ１＝Ｉｆ２であるため、フィラメントｆ１及びｆ２のフィラメント温度はほぼ等しく、よって熱電子放出量も略等しい状態において、Ｖｏｐ１＞Ｖｏｐ２であるため、Ｖｏｐ１が印加された方がより始動しやすいからである。このように、放電灯ＬＡが殆どの確率でＶｏｐ１が印加された時に放電開始することについて懸念されることは、フィラメントｆ１及びｆ２が受ける損傷のことである。
【００１２】
ここで、フィラメントの劣化について簡単に説明する。フィラメントの劣化にはエミッタレス（通称エミレス）と断線とがある。エミッタレスとはフィラメントに塗布された電子放射物質（エミッタ）が無くなる状態をいい、原因としては、フィラメント電流が比較的多い場合に発生する蒸発と、フィラメント電流が比較的少ない場合に発生する飛散（スパッタ）とがある。エミレス状態になると、フィラメントからの熱電子放出量が少なくなるため、放電の維持が困難になる。また、フィラメント断線については、これも放電管内の荷電粒子による飛散（スパッタ）にて発生するものと考えられている。
【００１３】
以上、フィラメントの劣化には各種あるが、ここで従来例のように放電灯ＬＡが殆どの確率でＶｏｐ１が印加された時に放電開始する場合、つまり、フィラメントｆ１は正極側の時、フィラメントｆ２は負極側の時に放電開始する場合には、フィラメントｆ１とｆ２が受ける劣化のメカニズムはそれぞれ異なると考えられる。フィラメントの劣化メカニズムが異なると、当然のことながらどちらか片方のフィラメントが早く寿命を迎えるといったことも発生する。
【００１４】
事実、当方で得られたデータにおいても、放電灯が始動開始する方向の極性がかなりの確率で偏っている場合には、放電灯両端のフィラメントの劣化度合いはそれぞれ異なっている。しかも、この現象はフィラメントに対して厳しい点灯条件にて始動させる場合、例えばコールドスタート状態であったり、グロー放電からアーク放電への移行時間が長い場合等において顕著に現れている。
【００１５】
図６は従来例の回路における発振電圧Ｖｃ３の経時変化の波形であるが、予熱時においてグロー放電期間が１００ｍｓｅｃ程度あることが分かる。これにより、フィラメントに与えられるダメージはかなり大きいものと考えられる。また、この時の放電灯の点滅寿命を表１に示す。表１より、劣化の著しいフィラメントはｆ２に偏っており、寿命回数も２万回程度と短いことが分かる。
【００１６】
以上をまとめると、従来例の課題は、放電灯が始動開始する方向の偏極性により、放電灯両端のフィラメントの劣化が異なり、その結果、片方のフィラメントだけが早期に寿命を迎えるといったランプ寿命の短寿命化が挙げられる。
【００１７】
【表１】

【００１８】
以上より、従来例の課題は、放電灯の始動電圧のゼロ・ピーク値の正負アンバランスであるという理由により、放電しやすい方向と放電しにくい方向とがあり、結果として、放電灯両端のフィラメントに与えるダメージが異なるが故に、放電灯の寿命が短くなるという課題がある。
【００１９】
従って、本発明においては、上記の課題を解決し、放電しやすさの違いによるフィラメントの劣化のかたよりを低減し、放電灯の寿命を向上することのできる放電灯点灯装置を提供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、上記の課題を達成するために、図３に示すように、交流電源Ｖｓを直流電源Ｅに変換する直流電源回路１と、上記直流電源Ｅを高周波に変換して直流カット用コンデンサＣ２と放電灯ＬＡの直列回路から成る負荷回路に高周波電力を供給するインバータ回路２と、上記交流電源Ｖｓが印加されてから少なくともある所定期間は上記放電灯ＬＡのフィラメントｆ１，ｆ２に電流を流してフィラメントｆ１，ｆ２を加熱する予熱回路とを有し、少なくとも上記放電灯ＬＡの軽負荷時に上記放電灯ＬＡに印加される高周波電圧の振幅が正負非対称な放電灯点灯装置において、少なくとも上記放電灯ＬＡの軽負荷時に、上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントｆ１に流れる電流Ｉｆ１よりも、負極側となる方のフィラメントｆ２に流れる電流Ｉｆ２の方を小さく設定し、両フィラメントｆ１，ｆ２に流れる電流Ｉｆ１，Ｉｆ２の大きさは、両フィラメントｆ１，ｆ２に流れる電流Ｉｆ１，Ｉｆ２の大きさを等しく設定した場合に比べると上記放電灯ＬＡに印加される上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率と低い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率とが略同じとなるように設定した放電灯点灯装置であって、上記正極性となる方のフィラメントｆ１に流れる電流は、上記放電灯ＬＡと並列に接続された共振用のコンデンサＣ３を介する電流源と上記インバータ回路２に接続されたトランスＴ１の２次巻線ｎ３を介する電流源から供給されており、上記２つの電流源の電流位相は略同相であることを特徴とするものである。
【００２１】
なお、上記負極性となる方のフィラメントｆ２側に図３のフィラメントｆ１と同等の巻線予熱回路を並列接続した場合には、勿論、巻線電流の電流位相はコンデンサＣ３の共振電流と略逆相となるように設定する必要がある（請求項２，３）。また、図４に示すように、２灯の放電灯ＬＡ１，ＬＡ２が直列に接続されている場合には、シーケンスコンデンサＣ６の並列接続されてない放電灯ＬＡ１について、正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントｆ１に流れる電流Ｉｆ１よりも、負極側となる方のフィラメントｆ２に流れる電流Ｉｆ２の方を小さく設定すれば良く（請求項４）、上記正極側となる方のフィラメントｆ１に流れる電流Ｉｆ１は上記放電灯ＬＡ１，ＬＡ２の直列回路と並列に接続された共振用のコンデンサＣ４を介して供給し、上記負極側となる方のフィラメントｆ２に流れる電流は上記インバータ回路に接続されたトランスＴ１の２次巻線ｎ３から供給すれば良い（請求項５）。さらに、図１のように、放電灯ＬＡの各フィラメントｆ１，ｆ２の電流Ｉｆ１，Ｉｆ２が、いずれもインバータ回路２に接続されたトランスＴ１の２次巻線ｎ３，ｎ４から供給されている場合には、Ｉｆ１＞Ｉｆ２の関係を成立させるために、例えば、実施例１で述べるように、トランスＴ１の２次巻線ｎ３，ｎ４に発生する電圧Ｖｎ３，Ｖｎ４について、Ｖｎ３＞Ｖｎ４となるように設定すれば良い（請求項６）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の回路図である。図１の回路は従来例の回路図（図８）から以下の点が変更されている。まず、リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ２の両端には、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２の直列回路が接続されており、抵抗Ｒ２の両端にはコンデンサＣ３が並列接続されている。また、フィラメントｆ１及びｆ２のそれぞれ一端がコンデンサＣ３の両端にそれぞれ接続され、これにより放電灯ＬＡがコンデンサＣ３に並列接続される。フィラメントｆ１，ｆ２にはそれぞれコンデンサＣ５，Ｃ６を介してリーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ３，ｎ４が並列接続され、予熱回路を構成している。
【００２３】
無負荷検出回路は、直流電源Ｅから抵抗Ｒ１を介してフィラメントｆ１のｂ点（リーケージトランスＴ１と反対側の端子）に接続され、抵抗Ｒ１、フィラメントｆ１、抵抗Ｒ２、フィラメントｆ２を介し、フィラメントｆ２のｃ点（リーケージトランスＴ１と反対側の端子）から抵抗Ｒ３を介してダイオードＤ１とツェナーダイオードＺＤ１との接続点に接続されている。
【００２４】
本実施例においては、予熱時のフィラメント電流は、コンデンサＣ３を流れる共振電流ではなく、リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ３，ｎ４に発生する電圧源から供給されている。本実施例では、Ｉｆ１＞Ｉｆ２の関係を成立させるために、リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ３，ｎ４に発生する電圧Ｖｎ３，Ｖｎ４について、Ｖｎ３＞Ｖｎ４という関係になるように設定する。
【００２５】
これにより、軽負荷時（予熱時／始動時）において放電灯ＬＡの両端に高周波電圧Ｖｃ３が印加された場合、ゼロ・ピーク値の高い電圧Ｖｏｐ１が印加された場合でも、フィラメントｆ２の温度がフィラメントｆ１に比べて低いため、始動しにくくなり、その結果、ゼロ・ピーク値の高い電圧Ｖｏｐ１が印加された時に放電開始する確率も従来例に比べて低くなる。換言すれば、ゼロ・ピーク値の低い電圧Ｖｏｐ２が印加された時に放電開始する確率が従来例に比べて高くなる。これはつまり、放電灯ＬＡの両端のフィラメントｆ１，ｆ２に加わるダメージが、各フィラメントｆ１，ｆ２に対して、より均等に加わることになるため、放電灯のどちらか片方のフィラメントのみが先に寿命を迎えるといったことが改善でき、ランプ寿命を向上できる。
【００２６】
本実施例における、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３と、フィラメント電流Ｉｆ１，Ｉｆ２の経時変化を図２に示す。図２において、フィラメント電流Ｉｆ１，Ｉｆ２が予熱時／始動時において時間の経過と共に減衰しているのは、フィラメントの抵抗値が温度上昇と共に高くなるためである。
【００２７】
図７は効果確認のために図８の従来例においてフィラメントｆ２の電流を一部バイパスすることでＩｆ１＞Ｉｆ２とした別構成の回路における実機でのコンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３の波形である。従来例と同じ発振電圧においても予熱時にグロー放電しないことが分かる。その結果、表１のように、放電灯の点滅寿命も７万回にまで向上している。本実施例の効果も同様である。
【００２８】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２の回路図である。図３の回路は従来例の回路図（図８）から以下の点が変更されている。まず、フィラメントｆ１の両端にはコンデンサＣ５を介してリーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ３が並列接続されており、フィラメントｆ１のフィラメント電流は、コンデンサＣ３の共振電流と、２次巻線ｎ３からの巻線電流の合成電流となっている。また、フィラメントｆ２のフィラメント電流は、コンデンサＣ３の共振電流のみとなっている。以上が予熱回路となる。
【００２９】
無負荷検出回路は、直流電源Ｅから抵抗Ｒ１を介して、フィラメントｆ１のｂ点（リーケージトランスＴ１と反対側の端子）とコンデンサＣ３との接続点に接続され、フィラメントｆ１、抵抗Ｒ２、フィラメントｆ２を介し、フィラメントｆ２のｃ点（リーケージトランスＴ１と反対側の端子）から抵抗Ｒ３を介してダイオードＤ１とツェナーダイオードＺＤ１との接続点に接続されている。
【００３０】
本実施例においては、フィラメントｆ２に流れるフィラメント電流がコンデンサＣ３の共振電流Ｉｃ３のみであるのに対し、フィラメントｆ１に流れるフィラメント電流は、コンデンサＣ３の共振電流Ｉｃ３と、２次巻線ｎ３からの巻線電流Ｉｃ５との合成電流であるため、Ｉｆ１＞Ｉｆ２が成立する。ただし、ここで注意することは、コンデンサＣ３の共振電流Ｉｃ３と２次巻線ｎ３からの巻線電流Ｉｃ５の電流位相が略同相に近い状態であることが条件として挙げられる。もし、逆相の場合は、Ｉｆ１＜Ｉｆ２という関係となり、全くの逆効果となる。図３の回路動作及び効果は実施例１と同様である。また、もしフィラメントｆ２側にフィラメントｆ１と同等の巻線予熱回路を並列接続した場合には、勿論、巻線電流の電流位相はコンデンサＣ３の共振電流Ｉｃ３と略逆相となるように設定する必要がある。
【００３１】
（実施例３）
図４は本発明の実施例３の回路図である。図４の回路構成は、いわゆるチャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータであり、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２を直列に接続した直列２灯の放電灯点灯装置である。以下、その回路構成について説明する。交流電源Ｖｓは全波整流器ＤＢの交流入力端子に接続されている。全波整流器ＤＢの直流出力端子には、小容量のコンデンサＣ１が並列接続されている。全波整流器ＤＢの高圧側の出力端子は電源用のコンデンサＣ９の高圧側の端子に接続されている。電源用のコンデンサＣ９の低圧側の端子はグランドに接続されており、インバータ回路の基準電位とされている。全波整流器ＤＢの低圧側の出力端子と電源用のコンデンサＣ９の低圧側の端子との間には、ダイオードＤ１とＤ２の直列回路が接続されている。ダイオードＤ２の両端にはコンデンサＣ２が並列接続されている。電源用のコンデンサＣ９の両端には、インバータ回路のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とダイオードＤ１，Ｄ２の接続点の間には、カップリング用のコンデンサＣ３を介して、リーケージトランスＴ１の１次巻線が接続されている。リーケージトランスＴ１の２次巻線には、放電灯ＬＡ１，ＬＡ２が接続されている。また、ダイオードＤ３，Ｄ４、インダクタＬ１、平滑コンデンサＣ８からなる回路は、スイッチング素子Ｑ２のＯＮ時にダイオードＤ３、インダクタＬ１を介して平滑コンデンサＣ８を充電し、整流器ＤＢの出力電圧がコンデンサＣ８の充電電圧より低い期間はダイオードＤ４を介して平滑コンデンサＣ８の充電電圧がインバータ回路の電源回路として作用するものであり、これは降圧チョッパ回路を構成している。
【００３２】
チャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータについては、特願平７−２７９５１４号に示されているため、詳細な回路動作については説明を省略するが、スイッチング素子Ｑ１とＱ２とが交互にＯＮ・ＯＦＦを繰り返すことにより、負荷である放電灯を高周波点灯させると共に、第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２及びコンデンサＣ２の並列回路により、交流電源Ｖｓの１周期のほぼ全区間にわたりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ・ＯＦＦに応じて交流電源Ｖｓからインバータ回路２の負荷回路を介して入力電流が流れることにより、入力電流波形を略正弦波状にすることが可能であり、従って、入力力率が高力率で且つ入力電流波形歪み改善も可能となる。
【００３３】
次に、リーケージトランスＴ１の２次側回路について説明する。リーケージトランスＴ１の２次側端子には、直流カットコンデンサＣ５、放電灯ＬＡ１のフィラメントｆ１、共振用コンデンサＣ４、放電灯ＬＡ２のフィラメントｆ４の直列回路が接続されている。また、リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ３の両端子には直流カット用コンデンサＣ７、放電灯ＬＡ１のフィラメントｆ２、放電灯ＬＡ２のフィラメントｆ３の直列回路が接続されている。フィラメントｆ３と２次巻線ｎ３との接続点と、フィラメントｆ４とコンデンサＣ４との接続点との間には、順次点灯のためのシーケンスコンデンサＣ６が接続されている。
【００３４】
以上がリーケージトランスＴ１の２次側主回路の構成であり、共振要素はリーケージトランスＴ１の漏れインダクタンスとコンデンサＣ４、予熱回路は、フィラメントｆ１，ｆ４についてはコンデンサＣ４の共振電流、フィラメントｆ２とｆ３については２次巻線ｎ３による巻線電流により予熱するようになっている。
【００３５】
無負荷検出回路は、抵抗Ｒ２，Ｒ３がそれぞれフィラメントｆ１，ｆ２とフィラメントｆ３，ｆ４のリーケージトランスＴ１側の端子に接続されており、直流電源Ｅから抵抗Ｒ１を介し、フィラメントｆ１、抵抗Ｒ２、フィラメントｆ２、フィラメントｆ３、抵抗Ｒ３、フィラメントｆ４の直列回路を介して、フィラメントｆ４とコンデンサＣ４との接続点ｃから抵抗Ｒ４を介してダイオードＤ５とツェナーダイオードＺＤ１との接続点に接続されている。無負荷検出回路の動作については、従来例と同様である。
【００３６】
次に、本実施例の予熱から点灯までの過程を、図５を基に説明する。図５は、リーケージトランスＴ１の２次電圧であるコンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４と、フィラメントｆ１，ｆ２に流れるフィラメント電流Ｉｆ１，Ｉｆ２について、予熱、始動、点灯における経時変化を示している。
【００３７】
なお、放電灯ＬＡ１，ＬＡ２の点灯順序であるが、シーケンスコンデンサＣ６が放電灯ＬＡ２に並列に接続されているため、放電灯ＬＡ１，ＬＡ２が共に放電開始していない状態においては、コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４の過半数の電圧が放電灯ＬＡ１側に印加され、そのため放電灯ＬＡ１が放電灯ＬＡ２よりも先に点灯する。よって、ここでは放電灯ＬＡ１の点灯までの過程について説明する。
【００３８】
まず、コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４についてであるが、リーケージトランスＴ１の２次側には、無負荷検出回路が接続されているため、従来例のように、予熱時、始動時においては、Ｖｃ４のゼロ・ピーク値は正負アンバランスになっている。ここで、Ｖｃ４のゼロ・ピーク値の高い方の電圧をＶｏｐ１、低い方の電圧をＶｏｐ２とする。また、フィラメント電流Ｉｆ１，Ｉｆ２については、Ｉｆ１の方はコンデンサＣ４に流れる共振電流であるため、予熱時、始動時ともにほぼ一定となっている。つまり、フィラメントｆ１の温度上昇による抵抗値増加の影響は殆ど無い。一方、Ｉｆ２の方は２次巻線ｎ３による巻線電流であるため、フィラメントの温度上昇による抵抗値増加の影響をかなり受けることになり、予熱時、始動時ともに時間の経過と共に電流値が減衰する。つまり、フィラメントｆ１は定電流源から、フィラメントｆ２は定電圧源からのフィラメント電流供給という構成になっている。以上より、本実施例においてはＶｏｐ１＞Ｖｏｐ２という発振電圧の関係のもと、Ｉｆ１＞Ｉｆ２の関係が成立する。これにより得られる効果は、実施例１と同様である。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１〜６の発明によれば、インバータ回路を用いてフィラメントを有する放電灯を所定期間の予熱後に高周波点灯させる放電灯点灯装置であって、少なくとも上記放電灯の軽負荷時に、上記放電灯に印加される高周波電圧の振幅が正負非対称な放電灯点灯装置において、少なくとも上記放電灯の軽負荷時に、上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうちで高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントに流れる電流よりも、負極側となる方のフィラメントに流れる電流の方を小さく設定し、両フィラメントに流れる電流の大きさは、両フィラメントに流れる電流の大きさを等しく設定した場合に比べると上記放電灯に印加される上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率と低い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率とが略同じとなるように設定したので、放電灯が始動しやすい、始動しにくいという偏った始動方向極性を改善し、ランプ両端のフィラメントを一様に劣化させることで、ランプ寿命の更なる向上が可能な放電灯点灯装置を提供することができる。
【００４０】
請求項１〜３の発明によれば、放電灯と並列に接続された共振用のコンデンサを介する電流源とインバータ回路に接続されたトランスの２次巻線を介する電流源からフィラメントに供給される電流位相を略同相又は略逆相とすることにより、さらに、請求項４，５の発明によれば、放電灯が２灯直列接続され、一方の放電灯にシーケンスコンデンサが並列接続されている場合に、上記シーケンスコンデンサが並列接続されていない方の放電灯について、正極側となる方のフィラメントに流れる電流は上記放電灯の直列回路と並列に接続された共振用のコンデンサを介して供給し、負極側となる方のフィラメントに流れる電流は上記インバータ回路に接続されたトランスの２次巻線から供給することにより、簡単な回路構成で、フィラメント電流をアンバランスにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の回路図である。
【図２】本発明の実施例１の動作説明図である。
【図３】本発明の実施例２の回路図である。
【図４】本発明の実施例３の回路図である。
【図５】本発明の実施例３の動作説明図である。
【図６】従来例におけるインバータ出力電圧の経時変化を示す波形図である。
【図７】本発明におけるインバータ出力電圧の経時変化を示す波形図である。
【図８】従来例の回路図である。
【図９】従来例の動作説明のための周波数特性図である。
【図１０】従来例の課題を説明するための動作説明図である。
【符号の説明】
ＬＡ放電灯
ｆ１フィラメント
ｆ２フィラメント
ｎ３２次巻線

Claims

交流電源を直流電源に変換する直流電源回路と、
上記直流電源を高周波に変換して直流カット用コンデンサと放電灯の直列回路から成る負荷回路に高周波電力を供給するインバータ回路と、
上記交流電源が印加されてから少なくともある所定期間は上記放電灯のフィラメントに電流を流してフィラメントを加熱する予熱回路とを有し、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に上記放電灯に印加される高周波電圧の振幅が正負非対称な放電灯点灯装置において、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に、上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントに流れる電流よりも、負極側となる方のフィラメントに流れる電流の方を小さく設定し、両フィラメントに流れる電流の大きさは、両フィラメントに流れる電流の大きさを等しく設定した場合に比べると上記放電灯に印加される上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率と低い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率とが略同じとなるように設定した放電灯点灯装置であって、
上記正極性となる方のフィラメントに流れる電流は、上記放電灯と並列に接続された共振用のコンデンサを介する電流源と上記インバータ回路に接続されたトランスの２次巻線を介する電流源から供給されており、上記２つの電流源の電流位相は略同相であることを特徴とする放電灯点灯装置。
交流電源を直流電源に変換する直流電源回路と、
上記直流電源を高周波に変換して直流カット用コンデンサと放電灯の直列回路から成る負荷回路に高周波電力を供給するインバータ回路と、
上記交流電源が印加されてから少なくともある所定期間は上記放電灯のフィラメントに電流を流してフィラメントを加熱する予熱回路とを有し、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に上記放電灯に印加される高周波電圧の振幅が正負非対称な放電灯点灯装置において、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に、上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントに流れる電流よりも、負極側となる方のフィラメントに流れる電流の方を小さく設定し、両フィラメントに流れる電流の大きさは、両フィラメントに流れる電流の大きさを等しく設定した場合に比べると上記放電灯に印加される上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率と低い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率とが略同じとなるように設定した放電灯点灯装置であって、
上記負極性となる方のフィラメントに流れる電流は、上記放電灯と並列に接続された共振用のコンデンサを介する電流源と上記インバータ回路に接続されたトランスの２次巻線を介する電流源から供給されており、上記２つの電流源の電流位相が略逆相であることを特徴とする放電灯点灯装置。
交流電源を直流電源に変換する直流電源回路と、
上記直流電源を高周波に変換して直流カット用コンデンサと放電灯の直列回路から成る負荷回路に高周波電力を供給するインバータ回路と、
上記交流電源が印加されてから少なくともある所定期間は上記放電灯のフィラメントに電流を流してフィラメントを加熱する予熱回路とを有し、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に上記放電灯に印加される高周波電圧の振幅が正負非対称な放電灯点灯装置において、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に、上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントに流れる電流よりも、負極側となる方のフィラメントに流れる電流の方を小さく設定し、両フィラメントに流れる電流の大きさは、両フィラメントに流れる電流の大きさを等しく設定した場合に比べると上記放電灯に印加される上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率と低い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率とが略同じとなるように設定した放電灯点灯装置であって、
少なくとも一方のフィラメントに流れる電流は、上記放電灯と並列に接続された共振用のコンデンサを介する電流源と上記インバータ回路に接続されたトランスの２次巻線を介する電流源から供給されており、該フィラメントが上記正極側となる方のフィラメントであるときには、上記２つの電流源の電流位相は略同相であり、該フィラメントが上記負極側となる方のフィラメントであるときには、上記２つの電流源の電流位相が略逆相であることを特徴とする放電灯点灯装置。
交流電源を直流電源に変換する直流電源回路と、
上記直流電源を高周波に変換して直流カット用コンデンサと放電灯の直列回路から成る負荷回路に高周波電力を供給するインバータ回路と、
上記交流電源が印加されてから少なくともある所定期間は上記放電灯のフィラメントに電流を流してフィラメントを加熱する予熱回路とを有し、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に上記放電灯に印加される高周波電圧の振幅が正負非対称な放電灯点灯装置において、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に、上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントに流れる電流よりも、負極側となる方のフィラメントに流れる電流の方を小さく設定し、両フィラメントに流れる電流の大きさは、両フィラメントに流れる電流の大きさを等しく設定した場合に比べると上記放電灯に印加される上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率と低い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率とが略同じとなるように設定した放電灯点灯装置であって、
上記放電灯が２灯直列接続されており、一方の放電灯にシーケンスコンデンサが並列接続されている場合に、上記正極側となる方のフィラメントに流れる電流よりも、負極側となる方のフィラメントに流れる電流の方を小さく設定されるのは、シーケンスコンデンサが並列接続されていない方の放電灯であることを特徴とする放電灯点灯装置。
上記シーケンスコンデンサが並列接続されていない方の放電灯について、上記正極側となる方のフィラメントに流れる電流は上記放電灯の直列回路と並列に接続された共振用のコンデンサを介して供給し、上記負極側となる方のフィラメントに流れる電流は上記インバータ回路に接続されたトランスの２次巻線から供給することを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
交流電源を直流電源に変換する直流電源回路と、
上記直流電源を高周波に変換して直流カット用コンデンサと放電灯の直列回路から成る負荷回路に高周波電力を供給するインバータ回路と、
上記交流電源が印加されてから少なくともある所定期間は上記放電灯のフィラメントに電流を流してフィラメントを加熱する予熱回路とを有し、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に上記放電灯に印加される高周波電圧の振幅が正負非対称な放電灯点灯装置において、
上記予熱回路は上記インバータ回路に接続されたトランスの２次巻線を介する電流源を各フィラメント毎に有しており、上記放電灯の各フィラメントに流れる電流はいずれも、上記インバータ回路に接続されたトランスの２次巻線を介する電流源からそれぞれ供給されており、
少なくとも上記放電灯の軽負荷時に、上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに正極側となる方のフィラメントに流れる電流よりも、負極側となる方のフィラメントに流れる電流の方を小さく設定し、両フィラメントに流れる電流の大きさは、両フィラメントに流れる電流の大きさを等しく設定した場合に比べると上記放電灯に印加される上記高周波電圧の正負非対称な振幅のうち高い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率と低い方の電圧が印加されたときに放電開始する確率とが略同じとなるように設定したことを特徴とする放電灯点灯装置。