JPH01143191A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は放電灯点灯装置に係り、特に予熱時及び放電
灯寿命末期の過大電流に対処できる放電灯点灯装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、放電灯点灯装置としては第６図に示すものが知ら
れている。これは直流電源１に１対のＮＰＮ形トランジ
スタ２．３の直列回路を並列に接続するとともに１対の
コンデンサ４，５の直列回路を並列に接続している。

また電流帰還用トランス６を設け、そのトランス６の１
次巻［１６１）の一端を前記各トランジスタ２．３の接
続点に接続し、また１対の２次巻線６Ｓｔ　、６８２を
それぞれベース電流ｔＪ１限抵抗７゜８を介して前記各
トランジスタ２，３のオン、オフ用制御端子であるベー
ス・エミッタ間に接続している。前記各トランジスタ２
．３のコレクタ・エミッタ間にはそれぞれバイパス用ダ
イオード９゜１０が並列に接続されている。前記各トラ
ンジスタ２，３及び電流帰還用トランス６はインバータ
回路を構成するものである。

前記トランス６の１次巻線６ｐの他端はインダクタンス
素子であるチョークコイル１１を介して放電灯１２の一
方の予熱電極１２ａの一端に接続している。この放電灯
１２の他方の予熱電極１２ｂの一端は前記各コンデンサ
４．５の接続点に接続されている。前記放電灯１２の各
予熱電極１２ａ、１２ｂの他端間にはコンデンサ１３が
接続されている。

この装置においては電流帰還用トランス６の２次巻線６
Ｓｔ　、６５２に発生する電圧によって各トランジスタ
２．３のベースに交互にベース電流が流れ、各トランジ
スタが交互のオン、オフ動作する。これにより高周波出
力がチョークコイル１１、コンデンサ１３．４又はコン
デンサ１３゜５によって構成される直列共成回路に供給
され、共成電流が放電灯１２の各予熱電極１２ａ。

１２ｂに予熱電流として流れる。またコンデンサ１３の
両端間には放電開始電圧以上の高電圧が発生し放電灯１
２は始動点灯される。なお、コンデンサ４．５は充放電
用コンデンサであり、電源電圧Ｅを分割し、各トランジ
スタ２．３のオン、オフ動作に応じて充放電し、放電灯
１２に放電電流を供給するようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような装置では放電灯１２の明るさを充分得るため
にランプ電流が最適になるようにチョークコイル１１や
各、コンデンサ３．４．１３の値を設定しているが、放
電灯１２の点灯中のランプ電流を最適値に設定すると予
熱電流が過大になり過ぎ予熱電１１２ａ、１２ｂの消耗
を早め、またランプ黒化をも早め、その結果放電灯の寿
命低下を招く問題があった。これは点灯時に比べて予熱
時の回路の共成度Ｑが高くなり電流が流れ易くなるため
である。

また放電灯１２の寿命末期には点滅をくり返すようにな
るが、このとき過大な回路電流のためチョークコイル１
１、各トランジスタ２，３、各ダイオード９，１０の温
度が異常上昇するので、これらの回路部品を大容量にす
るか、大きな放熱板を使用るかの対策が必要となり、装
置が高価となったり、大形化する問題があった。これを
解決すめため従来チョークコイル１１やトランジスタ２
゜３に熱感応スイッチを密着して取付は寿命末期の過大
電流による発熱によって熱感応スイッチを動作させて回
路を遮断するものもあるが、熱感応スイッチは動作感度
がそれ程高くないため動作遅れによるトランジスタ等の
素子破壊があり、やはりこのようにしても発熱対策のた
めに回路部品をある程度大容量にしなければならない問
題は残った。

そこで本発明は、予熱時の予熱電流を抑制して放電灯の
寿命低下を防止でき、また放電灯寿命末期の回路電流を
抑制して回路部品が発熱するのを極力防止し、装置が大
形化し、かつ高価となるのを防止できる放電灯点灯装置
を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、トランジスタをオン、オフするための制御
１１１Ｍ流をトランスで制御しそのトランジスタのスイ
ッチング動作により高周波出力を行なうインバータ回路
の出力端子にインダクタンス素子を介して予熱電極を有
する放電灯を接続するとともにその放電灯に並列にコン
デンサを接続し、インダクタンス素子及びコンデンサを
含む直列共振回路により共振電流を予熱電流として放電
灯の予熱電極に通電して放電灯を始動点灯する放電灯点
灯装置において、放電灯に流れる負荷電流を検出する負
荷電流検出手段と、この負荷電流検出手段による負荷電
流の壜入検出によりトランスを制御してトランジスタへ
の制御電流を低減制御する電流制御手段を設けたもので
ある。

［作用コ このような構成の本発明においては、放電灯の始動点灯
時その放電灯の予熱電極に流れる予熱電流が増大すると
それを負荷電流検出手段が検出し、それによりトランス
を制御してトランジスタのオン、オフ用制ａｌｌ端子に
流れる電流を低減する。これによりトランジスタを流れ
る電流が絞られるので予熱電流が抑制されることになる
。

また放電灯の寿命末期においても同様に回路電流が増大
するとそれを負荷電流検出手段が検出し、それによりト
ランスを制御してトランジスタのオン、オフ用制御端子
に流れるＴｉ流を低減する。これによりトランジスタを
流れる電流が絞られるので回路電流が抑制されることに
なる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示すように、直流電源２）に１対のＮＰＮ形ト
ランジスタ２２．２３の直列回路を並列に接続するとと
もに１対のコンデンサ２４゜２５の直列回路を並列に接
続している。

またトランスとして電流帰還用トランス２６を設け、そ
のトランス２６の１次巻線２６Ｄの一端を前記各トラン
ジスタ２２．２３の接続点に接続し、またそのトランス
２６の１対の２次巻線２６Ｓｔ　、２６８２をそれぞれ
ベース電流制限抵抗２７．２８を介して前記各トランジ
スタ２２゜２３のオン、オフ用制御Ｎａ子であるベース
・エミッタ間に接続している。

前記各トランジスタ２２．２３のコレクタ・エミッタ間
にはそれぞれバイパス用ダイオード２９゜３０が並列に
接続されている。

前記各トランジスタ２２．２３及び電流帰還用トランス
２６はインバータ回路を構成するものである。

前記トランス２６の１次巻線２６Ｄの他端はインダクタ
ンス素子であるチョークコイル３１を介して放電灯３２
の一方の予熱電極３２Ｈの一端に接続している。この放
電灯３２の他方の予熱電極３２ｂの一端は前記各コンデ
ンサ２４．２５の接続点に接続されている。

前記放電灯３２の各予熱電極３２ａ、３２ｂの他端間に
はコンデンサ３３が接続されている。

前記トランス２６にはまた負荷電流検出手段を構成する
検出巻線３４が設けられ、その検出巻線３４を制御回路
３５の入力端子に接続している。

この制御回路３５は前記検出巻線３４の検出出力に応動
して負帰還出力を可変インピーダンス素子３６に印加し
その素子３６を可変制御するようになっている。前記可
変インピーダンス素子３６は前記トランス２６の１次巻
線２６ｐに並列に接続されている。

前記制御回路３５及び可変インピーダンス素子３６はベ
ース電流制御手段を構成するもので、具体的には第２図
に示すように構成されている。すなわち制御回路３５は
、前記検出巻線３４から検出される電圧をダイオード３
７で整流した侵コンデンサ３８で平滑し、その平滑した
電圧を抵抗３９を介して誤差増幅器４０の反転入力端子
（＝）に入力している。

前記誤差増幅器４０の非反転入力端子（＋）にはツェナ
ーダイオード４１によって過大電流検出のための基準と
なる基準電圧が供給されている。

すなわち前記コンデンサ２５の両端間にダイオード４２
を介してコンデンサ４３を並列に接続し、そのコンデン
サ４３に抵抗４４を介して前記ツェナーダイオード４１
を並列に接続している。そして前記ツェナーダイオード
４１のカソードを前記誤差増幅器４０の非反転入力端子
（＋）に接続している。なお、ツェナーダイオード４１
のアノードは前記平滑コンデンサ３８の負極端子にも接
続されている。

前記誤差増幅器４０の出力端子はＰＮＰＮ上形ンジスタ
４５のベースに接続されている。前記トランジスタ４５
はそのコレクタを前記ツェナーダイオード４１のアノー
ドとコンデンサ４３との接続点に接続し、そのエミッタ
を前記可変インピーダンス素子３６を構成するトランス
４６の１次巻線４６ｐの一端に接続している。この１次
巻線４６Ｄの他端は抵抗４７を介して前記ダイオード４
２とコンデンサ４３との接続点に接続されている。

前記トランス４６の２次巻ｌ１１４６Ｓは前記トランス
２６の１次巻線２６０に並列に接続されている。

このような構成の本実施例においては、負荷、すなわち
放電灯３２側に流れる電流や＠買電流が通常に流れてい
るときには検出巻線３４によって検出される電圧は比較
的小さく、従って誤差増幅器４０の反転入力端子（−）
に入力される電圧はツェナーダイオード４１によって設
定される基準電圧より小さくなっている。従ってトラン
ジスタ４５はオフ状態にあり、トランス４６の１次巻線
４６Ｃ）に電流は流れない。

このためトランス４６の２次巻線４６ｓには通常はイン
バータ回路のトランス２６の１次巻線２６ｐに発生する
電圧が印加されている。

しかし放電灯３２の始動時に予熱電極３２ａ。

３２ｔ）に過大な予熱電流が流れるときには検出巻線３
４に発生する電圧が高くなり、誤差増幅器４０の反転入
力端子クー）に入力される電圧が非反転入力端子（＋）
に入力される基準電圧以上になる。これにより誤差増幅
器４０の出力が反転してローレベルとなりトランジスタ
４５がオンする。

こうして可変インピーダンス素子３６を構成するトラン
ス４６の１次巻線４６ｐにコンデンサ４３から抵抗４７
及びトランジスタ４５を介して直流電流が流れる。これ
によりトランス４Ｇは直流偏磁されて交流インピーダン
スが低下する。−方、インバータ回路のトランス２６の
１次巻線２６＋）にはランプ点灯回路で定まるインピー
ダンスによる回路電流が流れており、この電流を検知し
た電圧が発生しているが、トランス４６が並列に接続さ
れているためにその合成インピーダンスは低下し、その
結果発生する電圧も低下する。

同時にトランス２６の各２次巻線２６８１　。

２６Ｓ２に発生する電圧も低下することになる。

従ってインバータ回路の各トランジスタ２２゜２３のコ
レクタ電流が抑制されることになり、放電灯３２の各予
熱電極３２ａ、３２ｂに流れる予熱電流は抑制されるこ
とになる。

従ってこの抑制された予熱電流がランプ起動に最適とな
るように制御回路３５の回路定数を設定すれば放電灯３
２の始動点灯が確実にでき、しかも予熱電極３２ａ、３
２ｂの急速な消耗や黒化を充分に防止することができる
ことになる。すなわち放電灯の寿命低下を防止できる。

以上は放電灯の始動点灯時における予熱電流の場合につ
いて述べたが放電灯の寿命末期における放電灯の点滅に
よる回路電流の増大時においても同様の制御が行われる
ので、トランジスタ２２゜２３やチョークコイル３１等
の回路部品に流れる電流が過大になることはなく、従っ
て異常発熱することはない。従ってトランジスタ等を大
容量にしたり、大きな放熱板を取付ける必要がないので
装置が大形化したり、高価となる問題は発生しない。

次にこの発明の他の実施例を図面を参照して説明する。

なお、前記実施例と同一の部分には同一符号を付して詳
細な説明は省略する。

第３図に示すものはインバータ回路を構成するトランジ
スタとしてＭＯ８形ＦＥＴ　（電界効果トランジスタ）
５２”、５３を使用したもので、この各ＭＯＳ形ＦＥＴ
５２，５３のオン、オフ用制御端子であるゲート・ソー
ス間には抵抗５４．５５とコンデンサ５６．５７との直
列回路がそれぞれ接続される。またバイパスダイオード
２９．３０は無くてよい。

このようにＭＯ８形ＦＥＴ５２．５３を使用した場合は
、トランス２６の各２次巻線２６Ｓｔ　。

２６Ｓ２に発生する電圧を前記実施例のトランジスタ２
２．２３を使用したものに比べて高く設定する必要はあ
るが、制御電流容量は小さくてすむ。

そしてこの実施例においても可変インピーダンス素子３
６のインピーダンス変化によってトランス２６の各２次
巻線２６８１．２６８２に発生する電圧が可変され、そ
れによりＭＯ８形ＦＥＴ５２゜５３のゲート・ソース間
に印加される電圧が可変されて過大電流発生時にその電
流を抑制するようになるので、前記実施例と同様の効果
が得られるものである。

また第４図に示すものは、インバータ回路を他励制御方
式にしたもので、他励制御回路５９を設け、この他励制
御回路５９によってベーストランス５８を制御するよう
にしている。すなわち、他励制御回路５９は１対のＮＰ
Ｎ形トランジスタ６０．６１を設け、これを前記トラン
ス５８の１次巻線５８ｐに接続し、前記各トランジスタ
６０゜６１をフリップフロップ等で構成されるスイッチ
ング回路６２によって交互にオン、オフ制御し、これに
よりトランス５日の各２次巻線５８Ｓｔ　。

５８Ｓ２から各トランジスタ２２．２３に極性の反転す
るベース制御信号を供給してその各トランジスタ２２．
２３を交互にオン、オフ動作させている。

また前記他励制御回路５９にはＮＰＮ形トランジスタ６
３を設け、このトランジスタ６３のコレクタ・エミッタ
を介して前記トランス５８の１次巻線５８ｐの中点に直
流電源Ｅ２からの電圧が印加されるようになっている。

一方、放電灯３２側に流れる電流を負荷電流検出手段を
構成するカレントトランス６４で検出し、その検出出力
をダイオード６５を介して整流し、さらにコンデンサ６
６で平滑し、その平滑した直流電圧を抵抗６７を介して
誤差増幅器６８の反転入力端子（−）に入力している。

前記誤差増幅器６８の非反転入力端子（＋）にはツェナ
ーダイオード６９によって基準電圧が供給されている。

前記誤差増幅器６８の出力端子はＰＮＰ形トランジスタ
７０のベースに接続されている。前記トランジスタ７０
はそのコレクタを前記直流７１！１ｌｌＥ２の負極端子
に接続し、そのエミッタを抵抗７１を介して前記トラン
ジスタ６３のベースに接続している。

前記トランジスタ６３、ダイオード６５、コンデンサ６
６、抵抗６７、誤差増幅器６８、ツェナーダイオード６
９、トランジスタ７０で構成される回路はベースＮ流制
御手段を構成するものである。

このものはスイッチング回路６２によってトランジスタ
６０．６１が交互にオン、オフ動作することによってト
ランス５８の各２次巻線５Ｂ５ｔ　。

５８Ｓ２に交互に電圧が発生しトランジスタ２２゜２３
が交互にオン、オフ動作する。こうしてインバータ回路
から高周波出力が放電灯３２に供給されるようになる。

そして放電灯３２へ供給される電流量をカレントトラン
ス６４によって検出されそれがダイオード６５とコンデ
ンサ６６で整流かつ平滑されて誤差増幅器６８に供給さ
れる。

従って予熱時や放電灯寿命末期において過大電流が流れ
ると誤差増幅器６８の反転入力端子（−）に供給される
電圧が大きくなるので誤差増幅器６８の出力は変化しト
ランジスタ７０を制御してトランジスタ６３を介してト
ランス５８の１次巻Ｎ！１５８ｔ）に印加される直流電
源Ｅ２からの電圧が低減されるようになる。これにより
そのトランス５８の各２次巻１１５８ｓｔ　、５８！３
２　に発生Ｌ６電圧が低減されインバータ回路から放電
灯３２に供給される電流量が低減される。

従ってこの実施例においても前記実施例と同様の効果が
得られるものである。

なお、この実施例においてもトランジスタ２２゜２３を
ＭＯ８形ＦＥＴに代えることは可能である。

さらに第５図に示すものは、充放電用のコンアンサ２５
を省略したもので、このようにしても動作上回等支障は
ない。

なお、前記各実施例ではインバータ回路として２石式の
ものについて述べたが必ずしもこれに限定されるもので
はなく、１石式のものであってもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、予熱時の予熱電
流を抑制して放電灯の寿命低下を防止でき、また放電灯
寿命末期の回路電流を抑制して回路部品が発熱するのを
極力防止し、装置が大形化し、かつ高価となるのを防止
できる放電灯点灯装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は同
実施例の制御回路及び可変インピーダンス素子の具体的
回路図、第３図、第４図及び第５図はこの発明の他の実
施例を示す回路図、第６図は従来例を示す回路図である
。 ２）・・・直流電源、２２．２３・・・トランジスタ、
２６・・・トランス、３１・・・チョークコイル、３２
・・・放電灯、３３・・・コンデンサ、３４・・・検出
巻線、３５・・・制御回路、３６・・・可変インピーダ
ンス素子。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源と、この直流電源に接続され、トランジ
   スタをオン、オフする制御電流をトランスで制御しその
   トランジスタのスイッチング動作により高周波出力を行
   なうインバータ回路と、このインバータ回路の出力端子
   にインダクタンス素子を介して接続された予熱電極を有
   する放電灯と、この放電灯に並列に接続されたコンデン
   サを有し、前記インダクタンス素子及びコンデンサを含
   む直列共振回路により共振電流を予熱電流として前記放
   電灯の予熱電極に通電して放電灯を始動点灯する放電灯
   点灯装置において、前記放電灯に流れる負荷電流を検出
   する負荷電流検出手段と、この負荷電流検出手段による
   負荷電流の増大検出により前記トランスを制御して前記
   トランジスタをオン、オフする制御電流を低減制御する
   電流制御手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置
   。
2. （２）トランスの２次巻線をトランジスタのオン、オフ
   用制御端子に接続し、電流制御手段は、前記トランスの
   １次巻線に並列に可変インピーダンス素子を接続し、負
   荷電流の増大検出時その可変インピーダンス素子のイン
   ピーダンスを低下させることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の放電灯点灯装置。
3. （３）インバータ回路は、１対のトランジスタの直列回
   路を直流電源に並列に接続し、またトランスとして電流
   帰還用トランスを使用してその１対の２次巻線をそれぞ
   れ前記各トランジスタのオン、オフ用制御端子に接続す
   るとともにその１次巻線を前記各トランジスタの接続点
   とインダクタンス素子の一端との間に接続し、さらに前
   記直流電源に１対のコンデンサの直列回路を並列に接続
   し、放電灯を前記インダクタンス素子の他端と前記各コ
   ンデンサの接続点との間に接続したことを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の放電灯点
   灯装置。