JPH01143192A - 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〕 この発明は、高周波インバータを用いた高輝度放電灯の
点灯装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、放電灯を商用電源で点灯する場合、鉄鋼式のり一
ケージトランスを用いて点灯していたが、このリーケー
ジトランスは大型で重量があるため、近年は電流制限機
能を持った高周波インバータによって小型軽量化を計っ
た電子式の安定器を用いて放電灯を点灯するようになっ
てきている。

ところがメタルハライドランプや高圧ナトリウムランプ
等の高輝度放電灯に、上記のような電子式の安定器を用
い高周波電圧を加えて点灯させた場合、放電灯の発光管
形状によっては音響共鳴現象を起こす可聡性がある。そ
のため、従来、第４図に示すように高周波インバータ１
０２を用い、咳高周波インバータ１０２の出力を整流器
１０３で整流して放電灯１０５を直流で点灯させ、音響
共鳴現象を避ける方法、あるいは音響共鳴現象を起こさ
ないような周波数を選んで点灯させる方法が提案されて
いる。なお第４図において、１０１は直流電源、１０４
は平滑用コンデンサである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、高周波インバータ出力を整流して直流で点灯さ
せた場合は、放電灯の発光箇所がどちらか一方の電極に
偏ってしまうカタホμシス現象を生じるため、極く一部
の放電灯、例えばアーク長の短い放電灯にしか適用でき
ないという問題点がある。また、周波数を選んで点灯さ
せる方法は放電灯によって安定に点灯できる周波数範囲
が非常に狭かったり、あるいは放電灯価々のばらつきに
よっても安定周波数が異なるなど、実用化は困難である
という問題点があった。

本発明は、従来の高周波インバータを用いた放電灯点灯
装置における上記問題点を解消するためになされたもの
で、音響共鳴現象やカタホμシス現象を発生させること
なく放電灯を安定に点灯できるようにした、高周波イン
バータを利用した放電灯の点灯装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記問題点を
解決するため、本発明は、直流電源と、該直流電源を高
周波に変換するためのトランスを用いた高周波インバー
タと、該高周波インバータの出力を該インバータの出力
の一端を基準とした正の出力と負の出力と前記基準の出
力の３つの出力に変換する整流回路と、前記正の出力と
基準の出力の間及び前記基準の出力と負の出力の間にそ
れぞれ接続された平滑コンデンサと、前記正の出力と負
の出力との間に直列に接続された２つのスイッチング素
子と、該２つのスイッチング素子の接続点と前記基準の
出力との間に接続された放電灯と、前記２つのスイッチ
ング素子を低周波で交互にオン・オフ動作を繰り返すよ
うに駆動する駆動回路とで放電灯点灯装置を構成するも
のである。

このように構成することにより、高周波インバータの出
力の一端を基準とした正、負の出力を取り出し、該正、
負の出力間に直列に接続した２つのスイッチング素子を
交互に低い周波数でオン。

オフを繰り返すことにより、放電灯には低周波の矩形波
電圧が印加され、交互に逆向きの電流が供給されて点灯
が行われる。それにより放電灯の高周波点灯により生ず
る音響共鳴現象や、直流点灯により生ずるカタホμシス
現象の発生を阻止して安定した点灯を行わせることが可
能となる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
放電灯点灯装置の一実施例の回路構成図である０図にお
いて、ｌは直流電源、２は出力周波数が数十ＫＨｚ程度
の高周波インバータで、例えば第２図に示すように、ス
イッチング素子２１．２２、限流機能を有するリーケー
ジ出カドランス２３、コンデンサ２４等で構成されてい
る。　３１．３２は高周波インバータ２の出カドランス
２３の２次巻線の一端ａに、それぞれカソード及びアノ
ードが接続された整流素子であり、４１．４２は前記整
流素子３１．３２のアノード及びカソードとインバータ
２の出カドランス２３の２次巻線の他端すとの間にそれ
ぞれ接続された平滑コンデンサで、それぞれ正の出力及
び負の出力が生じるようになっている。　５１．５２は
前記整流素子３１のアノードと整流素子３２のカソード
間に直列に接続されたスイッチング素子である。

そして前記スイッチング素子５１．５２の相互の接続点
と前記高周波インバータ２の出カドランス２３の２次巻
線の他端すとの間には高輝度放電灯６が接続されている
。また前記スイッチング素子５１．５２は、図示してい
ない駆動回路により交互に低い周波数、例えば５０Ｈｚ
で繰り返しオン・オフ制御されるように構成されている
。

次にこのように構成された放電灯点灯装置の動作につい
て説明する。直流電源１より直流電力を供給された限流
機能を有する高周波インバータ２は、その出カドランス
２３の２次巻線に高周波電圧を発生する。この高周波イ
ンバータ２の高周波出力は、その出カドランス２３の２
次巻線の一端ａに接続された整流素子３１．３２によっ
て整流され、平滑コンデンサ４１．４２で平滑化されて
、高周波インバーク２の出カドランス２３の２次巻線の
他端すの電位を基準とすると、コンデンサ４１には正の
電位、コンデンサ４２には負の電位が発生する。

このような状態において、図示しないスイッチング素子
駆動回路からの制御信号により、スイッチング素子５１
をオン、スイッチング素子５２をオフにすると、整流素
子３１及びコンデンサ４１により整流平滑された正の電
位から、スイッチング素子５１を通して放電灯６に対し
て直流電流が矢印Ａ方向に流れる。すなわち高周波イン
バータ２の出力は、整流素子３１．コンデンサ４１によ
り半波整流され、その直流電流がスイッチング素子５１
がオン期間中、放電灯６に対して矢印Ａ方向に供給され
ることになる。

ある一定時間経過後、例えば１０ＩＩｌｓｅｃ経過した
後、駆動回路の制御信号によりスイッチング素子５１を
オフ、スイッチング素子５２をオンにすると、高周波イ
ンバータ２の出力は、整流素子３２及びコンデンサ４２
により整流し平滑化されて、その直流電流が放電灯６に
対して矢印Ａ方向とは逆向きに供給される。以後同様に
して、スイッチング素子５１゜５２を低い周波数で交互
にオン、オフさせることにより、放電灯６には低周波の
矩形波電圧が印加され、交互に逆向きの電流が供給され
て点灯が行われる。

以上のように本実施例においては、高周波インバータを
構成するトランスにリーケージトランスを用いて限流機
能を持たせ、限流素子の小型化を計りつつ、しかも高周
波点灯による音響共鳴現象や、直流点灯によるカタホレ
シス現象を生じさせない安定した点灯が得られる。

なお高周波インバータの代わりにトランスを用いないチ
ョッパ回路を用いて、同様に放電灯に低周波の矩形波電
圧を印加して点灯させることも可能である。しかしチョ
ッパ回路を用いた場合は、入出力用の絶縁が困難である
ばかりでなく、電源がバフテリのように低圧電源の場合
には放電灯を点灯させるのは困難である。更に、ランプ
電圧の低い放電灯を点灯させる場合のように、人出方間
の電圧差が大きい場合には、負荷電力に対して大きな電
力容量を必要とし、電源利用効率が非常に低下する欠点
が、ある。これに対し本発明のようにトランス式の高周
波インバータを用いた場合には、上記チョッパ回路を用
いた点灯方式における問題点は全て解消することができ
る。

第３図は、本発明の第２実施例を示す回路構成図である
。この実施例は高周波インバータ２の出カドランス２３
の２次巻線に中間タップＣを設け、該中間タップＣを放
電灯６の一端に接続する基準出力とし、２次巻線の両端
ａ、ｂには高周波インバータ２の出力を全波整流するた
めの整流素子３１゜３２及び３３．３４をそれぞれ接続
して構成したもので、他の構成は第１図に示した実施例
と同一である。

このように構成された実施例においては、スイッチング
素子５１をオン、スイッチング素子５２をオフとしたと
き、高周波インバータ２の出力は整流素子３１及び３３
により全波整流され、コンデンサ４１により平滑されて
スイッチング素子５１を通り、放電灯６に対して矢印Ａ
方向に直流電流が供給される。次に一定時間後、スイッ
チング素子５１をオフ、スイッチング素子５２をオンと
したとき、放電灯６に対しては矢印へ方向とは反対方向
に直流電流が供給される。以後同様にしてスイッチング
素子５１゜５２を低い周波数で交互にオン、オフさせる
ことにより、第１実施例と同様に動作して放電灯６の点
灯が行われる。

この実施例は全波整流方式を利用しているためトランス
の利用率が向上するだけでなく、直流出力電流の高周波
リプルが約１／２になり、平滑用コンデンサの容量を小
さくすることができるという効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、トランスを用いた高周波インバータの出力の一端を基
準とした正と負の出力を取り出し、該正と負の出力間に
直列に接続した２つのスイッチング素子を低い周波数で
交互にオン、オフを繰り返し、放電灯に低周波の矩形波
電圧を印加して点灯を行うように構成したので、限流素
子の小型化を計りつつ高周波点灯による音響共鳴現象や
、直流点灯によるカタホμシス現象を生じない安定した
点灯が得られる放電灯点灯装置を実現することができる
。

またトランス式の高周波インバータを用いているため、
入出力間を絶縁することができるばかりでなく、バッテ
リ等の低圧電源を用いて容易に放電灯を点灯させること
ができ、更に入出力間の電圧差が大となる放電灯を点灯
した場合でも電源の利用効率を低下させないで済む等の
利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１回は、本発明に係る放電灯点灯装置の一実施例の回
路構成図、第２図は、高周波インバータの一例を示す回
路構成図、第３図は、本発明の他の実施例を示す回路構
成図、第４図は、従来の高周波インバータを用い直流点
灯させるようにした放電灯点灯装置の一例を示す回路構
成図である。 図において、１は直流電源、２は高周波インバータ、３
１．３２．３３．３４は整流素子、４１．４２はコンデ
ンサ、５１．５２はスイッチング素子、６は放電灯を示
す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源と、該直流電源を高周波に変換するため
   のトランスを用いた高周波インバータと、該高周波イン
   バータの出力を該インバータの出力の一端を基準とした
   正の出力と負の出力と前記基準の出力の３つの出力に変
   換する整流回路と、前記正の出力と基準の出力の間及び
   前記基準の出力と負の出力の間にそれぞれ接続された平
   滑コンデンサと、前記正の出力と負の出力との間に直列
   に接続された２つのスイッチング素子と、該２つのスイ
   ッチング素子の接続点と前記基準の出力との間に接続さ
   れた放電灯と、前記２つのスイッチング素子を低周波で
   交互にオン・オフ動作を繰り返すように駆動する駆動回
   路とを備えた放電灯点灯装置。
2. （２）前記高周波インバータは、限流機能を有するリー
   ケージトランスを用いて構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。