JPH01144598A - 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） 本発明は蛍光灯等の放電灯を高周波により点灯させる放
電灯点灯装置に関する。

（従来の技術） 放電灯を高周波で点灯することにより、点灯装置を小型
、軽量化でき、放電灯の発光効率を向上できることは従
来より知られている。

従来のこの種の放電灯点灯装置として第６図に示すよう
なものがある　（例えば特開昭６ｌ−２２９９）。

同図において、１は直流電源回路で、商用電源２に接続
された整流器３、突入電流防止用抵抗４、平滑用コンデ
ンサ５を備える。６は共振用コンデンサ、７は共振用イ
ンダクタンス、８はトランジスタで、これらにより自励
式インバータ回路が構成されている。９は蛍光灯等の放
電灯、１０は予熱用コンデンサ、１１は電流制限用イン
ダクタンスである。１２は電流変成器で、１次巻線１２
ａと２次巻線１２ｂとを備える。１４はバイアス回路で
、起動抵抗１５、ダイオード１６、抵抗１７、バイアス
用コンデンサ１８を備える。１９はサージアブソーバ、
２０は雑音防止用コンデンサである。

次に動作を説明する。交流電源２の電圧を整流器３で整
流し、突入電流防止用抵抗４を介して平滑用コンデンサ
５を充電する。始動時の自動式インバータ回路の動作は
、まず起動抵抗１５を介してトランジスタ８のベースに
電流がわずかに流れることにより、トランジスタ８がオ
ン状態となろうとする。

その結果、電源回路１の正側から、トランジスタ８のコ
レクタには、共振用インダクタンス７を介して流れる電
流Ｉ！と、電流制限用インダクタンス１１、放電灯９の
一方のフィラメント、予熱用コンデンサ１０．他方のフ
ィラメント及び電流変成器１２の１次巻線１２ａを介し
て流れる電流Ｉａとの和に相当するコレクタ電流１ｃが
流れる。

このとき、電流変成器１２の１次巻線１２ａを流れる電
流Ｉａにより、電流変成器１２の２次巻線１２ｂに発生
する帰還電流、すなわちトランジスタ８のベース電流Ｉ
ｂが流れトランジスタ８は完全にオンする。その後ベー
ス電流Ｉｂは２次巻線１２ｂのインダクタンスとコンデ
ンサ１８とで直列共振する。すなわち一定期間順方向に
ベース電流が流れた後、逆方向にベース電流が流れる。

その結果、トランジスタ８はオフする。

トランジスタ８がオフ状態となると、トランジスタ８の
オン期間に、共振用インダクタンス７、電流制限用イン
ダクタンス１１に蓄えられたエネルギーが、共振用コン
デンサ６、予熱用コンデンサ１０との間で共振をおこす
。その結果１次巻線１２ａに流れる電流は共振につれ極
性が変化し、再びトランジスタ８がオンする。この状態
で放電灯９のフィラメントが予熱され放電灯９の両端に
はコンデンサ１０の電圧が印加される。

放電灯９が点灯すると、放電灯９のインピーダンスが低
下し、電流制限用インダクタンス１１、放電灯９、電流
変成器１２の１次巻線１２ａに管電流Ｉａが流れる。点
灯中の放電灯９のインピーダンスはコンデンサ１０のイ
ンピーダンスよりも充分小さい為、電流制限用インダク
タンス１１を流れる電流は略すべで放電灯９を流れる。

点灯中のトランジスタ８のオン期間は、定格の管電流が
流れるように決定される。

そして、点灯時のトランジスタ８のコレクタ、エミッタ
間電圧ＶＣｔｚコレクタ電流１ｃ、及び１次巻線１２ａ
の電流Ｉａは第７図に示すような波形になり、予熱時の
トランジスタ８のコレクタ、エミッタ間電圧ＶＣ！、コ
レクタ電流１ｃ及び１次巻線１２ａの電流Ｉａは第８図
に示すような波形になる。

また、他の従来の放電灯点灯装置として、第９図に示す
ように電流変成器１２の代りに電流制限用インダクタン
ス１１に２次巻線２３を追加し、直列共振用インダクタ
ンス２１、ダイオード２２を設けたものがある。この回
路動作は前記第６図の回路の動作と略同様である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の場合、フィラメント予熱時のオン期間
と点灯時のオン期間が同一の為、点灯状態でオン期間を
設定すると、予熱始動時のオン期間が長すぎ、前記のよ
うにトランジスタ８のコレクターエミッタ間に高い電圧
がかかるという問題があった。即ち、予熱状態でトラン
ジスタ８がオンしている期間が長（なる様に例えばコン
デンサ１８の容量を大きくすると、インダクタンス７．
１１に蓄えられているエネルギーが大きくなり、予熱電
流が多く、予熱用コンデンサ１０の電圧が太き（なり、
始動し易くなるが、オン期間を長くしすぎると、電流が
大きくなりすぎ、トランジスタ８の遮断時にトランジス
タ８のコレクターエミッタ間に高い電圧がかかる。従っ
て、トランジスタ８には耐圧の高いトランジスタを必要
とする。又場合によってはこの高電圧、大電流により、
故障をすることがあった。

また、トランジスタ８のオン期間がバイヤス用コンデン
サ１８．２次巻線１２ｂ１直列共振用インダクタンス２
１の時定数で決まる為、トランジスタ８のオン期間を変
化させることが困難であった。

さらに、第６図の場合は電流変成器１２、第９図の場合
は直列共振用インダクタンス２１の形状が大きく、何れ
の場合も装置の小型化が困難であった。

本発明は上記問題点に鑑み、予熱始動時と点灯時とのト
ランジスタ８がオンする期間を別々に設定できるように
し、予熱始動時にトランジスタ８に高電圧がかからない
ようにすると共に、良好な点灯がなし得、しかもトラン
ジスタ８のオン期間を容易で可変できると共に、装置の
小型化が図り得るようにしたものである。

（問題点を解決するための手段） この技術的課題を解決する本発明の第１の技術釣手段は
、直流電源回路１と、共振用コンデンサ６と、共振用イ
ンダクタンス７と、トランジスタ８とを備え、前記共振
用インダクタンス７の両端に、電流制限用インダクタン
ス１１を介して放電灯９が接続され、放電灯９に予熱用
コンデンサ１０が並列に接続され、前記トランジスタ８
を、前記コンデンサ６．１０及びインダクタンス７．１
１の共振によりオンオフさせ、トランジスタ８のオン時
に予熱用コンデンサｌＯに電流を流して放電灯９を予熱
させた後、放電灯９に管電流を流して該放電灯９を点灯
させるようにした放電灯点灯装置において、前記直流電
源回路１と共振用インダクタンス７と前記トランジスタ
８及び共振用コンデンサ６の並列回路とが直列に接続さ
れ、共振用インダクタンス７に流れる電流Ｉｊ２が直流
電源回路１に対して順方向になるときに直流電源２７に
より充電される制御用コンデンサ３３と、該制御用コン
デンサ３３の電圧と制御電圧Ｅ、とを比較して制御用コ
ンデンサ３３の電圧が高いときに駆動信号を出力する第
２比較器３５と、共振用コンデンサ６に流れる電流ｒｂ
が直流電源回路１に対して順方向になるときに駆動信号
を出力する第３比較器３７と、前記第２及び第３比較器
３５．３７が共に駆動信号を出力するときにトランジス
タ８にベース電流を流すベース駆動回路４３とが設けら
れている点にある。第２の技術的手段は、直流電源回路
１と、共振用コンデンサ６と、共振用インダクタンス７
と、トランジスタ８とを備え、前記共振用インダクタン
ス７の両端に、電流制限用インダクタンス１１を介して
放電灯９が接続され、放電灯９に予熱用コンデンサ１０
が並列に接続され、前記トランジスタ８を、前記コンデ
ンサ６．１０及びインダクタンス７．１１の共振により
オンオフさせ、トランジスタ８のオン時に予熱用コンデ
ンサ１０に電流を流して放電灯９を予熱させた後、放電
灯９に管電流を流して該放電灯９を点灯させるようにし
た放電灯点灯装置において、前記直流電源回路１と共振
用インダクタンス７と前記トランジスタ８及び共振用コ
ンデンサ６の並列回路とが直列に接続され、共振用イン
ダクタンス７に流れる電流１［が直流電源回路１に対し
て順方向になるときに直流電源２７により充電される制
御用コンデンサ３３と、該制御用コンデンサ３３の電圧
と制御電圧Ｅ１とを比較して制御用コンデンサ３３の電
圧が高いときに駆動信号を出力する第２比較器３５と、
共振用コンデンサ６に流れる電流Ｉｂが直流電源回路１
に対して順方向になるときに駆動信号を出力する第３比
較器３７と、共振用インダクタンス７に直流電源回路１
に対して順方向の電圧が発生しているとき駆動信号を出
力する第４比較器３８と、前記第２乃至第４比較器３５
．３７．３８が共に駆動信号を出力するときにトランジ
スタ８にベース電流を流すベース駆動回路４３とが設け
られている点にある。第３の技術的手段は、直流電源回
路１と、共振用コンデンサ６と、共振用インダクタンス
７と、トランジスタ８とを備え、前記共振用インダクタ
ンス７の両端に、電流制限用インダクタンス１１を介し
て放電灯９が接続され、放電灯９に予熱用コンデンサ１
０が並列に接続され、前記トランジスタ８を、前記コン
デンサ６．１０及びインダクタンス７．１１の共振によ
りオンオフさせ、トランジスタ８のオン時に予熱用コン
デンサ１０に電流を流して放電灯９を予熱させた後、放
電灯９に管電流を流して該放電灯９を点灯させるように
した放電灯点灯装置において、 前記直流電源回路ｌと共振用インダクタンス７と前記ト
ランジスタ８及び共振用コンデンサ６の並列回路とが直
列に接続され、共振用インダクタンス７に流れる電流Ｉ
２が直流電源回路１に対して順方向になるときに直流電
源２７により充電される制御用コンデンサ３３と、該制
御用コンデンサ３３の電圧と制御電圧Ｅ、とを比較して
制御用コンデンサ３３の電圧が高いときに駆動信号を出
力する第２比較器３５と、共振用コンデンサ６に流れる
電流Ｉｂが直流電源回路１に対して順方向になるときに
駆動信号を出力する第３比較器３７と、前記第２及び第
３比較器３５．３７が共に駆動信号を出力するときにト
ランジスタ８にベース電流を流すベース駆動回路４３と
、放電灯９の予熱巻線に流れる電流Ｉａのレベルが一定
以上になると高電圧を出力して前記制御用コンデンサ３
３を充電する第５比較器３９とが設けられている点にあ
る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す基本回路でありと同図
において、３１は抵抗である。３２は抵抗、３３は制御
用コンデンサ、２７は直流電源で、これらによりノコギ
リ波発生回路２６を構成している。３０はダイオード、
３４は第１比較器で、共振用インダクタンス７に流れる
電流Ｉｎが直流電源回路１に対して順方向になると、第
１比較器３４の出力が高電圧になるように構成されてい
る。３５は第２比較器で、制御用直流電源２８の制御電
圧Ｅ１とコンデンサ３３のコンデンサ電圧Ｖ３３とを比
較し、制御電圧Ｅ、が大のとき、高電圧となる駆動信号
イを出力するように構成されている。３６は抵抗により
構成した共振電流検出回路、３７は第３比較器で、共振
用コンデンサ６を流れる電流Ｉｂが直流電源回路１に対
して順方向になるとき、高電圧になる駆動信号口を出力
するように構成されている。３８は第４比較器で、共振
用インダクタンス７の両端から電圧を入力し、共振用イ
ンダクタンス７に直流電源回路１に対して順方向の電圧
が発生しているとき高電圧となる駆動信号具を出力する
ように構成されている。３９は第５比較器で、直流電源
２９の制御電圧Ｅ２と抵抗３１の電圧とを比較し、放電
灯９の予熱巻線に流れる電流Ｉａのレベルが一定以上に
なると高電圧を出力するように構成されている。４０．
４１はアンド回路、４２はベース電流回路であり、アン
ド回路４１が高電圧を出力するとき、トランジスタ８に
ベース電流を供給して、該トランジスタ８をオンするよ
うに構成されており、このベース電流回路４２及びアン
ド回路４０．４１によってベース駆動回路４３が構成さ
れている。

前記第１比較器３４、第３比較器３７及び第４比較器３
８は、共振用コンデンサ６及び共振用インダクタンス７
の共振がないときに、第１比較器３４の出力が低電圧に
なりかつ第３及び第４比較器３７．３８の出力が高電圧
になるように条件設定されており、これにより電源投入
時の共振がないときでもトランジスタ８が確実にオンす
るになっている。

次に動作を説明する。第１図の回路の場合、第４比較器
３８の出力である駆動信号具、コンデンサ５のコンデン
サ電圧Ｖ６、トランジスタ８のコレクタ、エミッタ間電
圧ｖｃ！、放電灯９の予熱巻線に流れる電流Ｅａ、共振
用コンデンサ６に流れる電流Ｉｂ、共振用インダクタン
ス７に流れる電流ＩＮ、直流電源２８の制御電圧ＥＩ、
制御用コンデンサ３３のコンデンサ電圧ｖ３３、第２比
較器３５の出力である駆動信号イ、第３比較器３７の出
力である駆動信号口、アンド回路４０の出力信号ハは、
第２図に示すような波形になる。

即ち、電流■２が０レベル以下の時は（電流Ｉ２が直流
電源回路１に対して逆方向になるとき）直流電源２７よ
り抵抗３２を介して流れる電流をダイオード３０、第１
比較器３４へ分流しているが、電流ｌｆｆ１が０レベル
以上になると（電流Ｉｎが直流電源回路１に対して順方
向になると）、第１比較器３４の出力は高電圧になり、
制御用コンデンサ３３が直流電源２７により充電され、
そのコンデンサ電圧Ｖ３３は上昇する。このコンデンサ
電圧Ｖ３３とトランジスタ８のオン期間を決定する制御
用直流電源２８の直流電圧ＥＩとが、第２比較器３５で
比較され、直流電圧Ｅ、がコンデンサ電圧Ｖ３３より大
の期間、第２比較器３５が高電圧になる駆動信号イを出
力する。

一方、電流Ｉｂがマイナスレベルの期間（電流Ｉｂが直
流電源回路１に対して逆方向になる期間）では第３比較
器３７の出力が低電圧になるが、電流Ｉｂがプラスレベ
ルになると（電流Ｉｂが直流電源回路１に対して順方向
になると）第３比較器３７が高電圧となる駆動信号口を
出力する。

従って、アンド回路４０は、直流電圧Ｅ１がコンデンサ
電圧ｖ、１３より大でかつ電流Ｉｂがプラスレベルのと
きにのみ高電圧となる駆動信号ハを出力し、これにより
トランジスタ８のオン時期、及び直流電圧Ｅ１の値によ
って変化可能なトランジスタ８のオン期間が得られる。

また、第３比較器３７及び第４比較器３８の出力は第３
図に示すように共に１１．１．°＋　ｊ１″で電圧レベ
ルが変化している為、アンド回路４０の出力が短期間高
電圧になることがあり、トランジスタ８のコレクタ、エ
ミッタ間に電圧が印加された状態で、トランジスタ８が
不測にオンし電力損が生じることがあるが、コンデンサ
５のコンデンサ電圧Ｖ、とトランジスタ８の電圧、即ち
共振用インダクタンス７の両端の電位を第４比較器３８
で比較し、コンデンサ電圧Ｖ、が高い場合に、第４比較
器３８が高電圧となる駆動信号二を出力し、この第４比
較器３８の出力とアンド回路４０の出力とをアンド回路
４１に入力するので、上記の如くアンド回路４０の出力
が短期間高電圧になっても、この高電圧出力によってト
ランジスタ８が不測にオンすることはなくなる。

また、電流Ｉａのレベルが一定レベル以上になると、第
５比較器３９が高電圧を出力し、これにより制御用コン
デンサ３３を急速に充電するので、コンデンサ３３のコ
ンデンサ電圧Ｖ３３が直流電圧Ｅ、よりも大になる期間
がはやくなり、トランジスタ８をより早くオフさせ、直
流電源２９の直流電圧Ｅ２によりトランジスタ８のピー
ク電流値を制御して、トランジスタ８のオン期間を制御
する。

なお、前記実施例では第４比較器３８の入力端を共振用
インダクタンス７の両端に接続しているが、これに代え
、第３図に示すように共振用インダクタンス７に２次巻
線４５を設け、この２次巻線４５の両端に第４比較器３
８の入力端を接続し、第４比較器３８によって２次巻Ｉ
！４５の極性を検出するようにしてもよい。また、前記
実施例では共振用コンデンサ６に流れる電流を共振電流
検出回路３６により検出しているが、第４図に示すよう
に抵抗３１によって検出するようにしてもよい。ただし
、この場合アンド回路４０の出力信号は信号ハから信号
ハ゛に変化する。これはトランジスタ８の逆コレクタ電
流と共振用コンデンサ６の電流との区別がつかない為で
ある。

第５図は他の実施例を示し、トランジスタ８をバイポー
ラトランジスタに代えてＭＯＳ）ランジスタを使用して
いる。また制御用直流電源２８に代えて、コンデンサ４
７及び第６比較器４８等を設け、電源投入時に第６比較
器４８により制御電圧Ｅ、を低くしておくことによって
、２次電圧を低くして予熱時間を長くし、放電灯９の寿
命がながくなるようにしている。さらに第３比較器３７
としてトランジスタを使用している。その他の点は前記
実施例上同様の構成であり、前記実施例と同様の作用効
果を奏する。

（発明の効果） 本発明によれば、制御電圧Ｅ８等の値等を変えることに
よってトランジスタ８のオン期間を極めて容易に変更す
ることができ、このオン期間の調整によって、良好な放
電灯９の予熱始動及び点灯維持が得られる。また、トラ
ンジスタ８が不測に短期間オンして無駄な電力損が生じ
るような不都合もなくなる。さらに、放電灯９の予熱巻
線に流れる電流Ｉａが一定レベル以上になると、トラン
ジスタ８のオン期間を短かくできるため、予熱時におけ
る電流Ｉａが点灯時よりも大きくなることをうまく利用
して、予熱始動時のトランジスタ８のオン期間を点灯時
よりも短かくすることができ、従って点灯時にはより一
層良好な点灯を維持できるし、また予熱始動時はトラン
ジスタ８に高電圧がかからないようになる。従って、ト
ランジスタ８が耐圧の低いもので済むし、またトランジ
スタ８が高電圧、大電流によって故障する惧れもなくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は動作
説明用の波形図、第３図乃至第５図は夫々他の実施例を
示す回路図である。第６図は従来例を示す回路図、第７
図及び第８図は同点灯時及び予熱時の波形図、第９図は
他の従来例を示す回路図である。 ■・・・直流電源回路、６・・・共振用コンデンサ、７
・・・共振用インダクタンス、８・・・トランジスタ、
９・・・放電灯、１０・・・予熱用コンデンサ、１１・
・・電流制限用インダクタンス、２７・・・直流電源、
３３・・・制御用コンデンサ、３５・・・第２比較器、
３７・・・第３比較器、３８・・・第４比較器、３９・
・・第５比較器、４２・・・ベース駆動回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源回路１と、共振用コンデンサ６と、共振
   用インダクタンス７と、トランジスタ８とを備え、前記
   共振用インダクタンス７の両端に、電流制限用インダク
   タンス１１を介して放電灯９が接続され、放電灯９に予
   熱用コンデンサ１０が並列に接続され、前記トランジス
   タ８を、前記コンデンサ６，１０及びインダクタンス７
   ，１１の共振によりオンオフさせ、トランジスタ８のオ
   ン時に予熱用コンデンサ１０に電流を流して放電灯９を
   予熱させた後、放電灯９に管電流を流して該放電灯９を
   点灯させるようにした放電灯点灯装置において、 前記直流電源回路１と共振用インダクタンス７と前記ト
   ランジスタ８及び共振用コンデンサ６の並列回路とが直
   列に接続され、共振用インダクタンス７に流れる電流Ｉ
   ｌが直流電源回路１に対して順方向になるときに直流電
   源２７により充電される制御用コンデンサ３３と、該制
   御用コンデンサ３３の電圧と制御電圧Ｅ＿１とを比較し
   て制御用コンデンサ３３の電圧が高いときに駆動信号を
   出力する第２比較器３５と、共振用コンデンサ６に流れ
   る電流Ｉｂが直流電源回路１に対して順方向になるとき
   に駆動信号を出力する第３比較器３７と、前記第２及び
   第３比較器３５，３７が共に駆動信号を出力するときに
   トランジスタ８にベース電流を流すベース駆動回路４３
   とが設けられていることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. （２）直流電源回路１と、共振用コンデンサ６と、共振
   用インダクタンス７と、トランジスタ８とを備え、前記
   共振用インダクタンス７の両端に、電流制限用インダク
   タンス１１を介して放電灯９が接続され、放電灯９に予
   熱用コンデンサ１０が並列に接続され、前記トランジス
   タ８を、前記コンデンサ６，１０及びインダクタンス７
   ，１１の共振によりオンオフさせ、トランジスタ８のオ
   ン時に予熱用コンデンサ１０に電流を流して放電灯９を
   予熱させた後、放電灯９に管電流を流して該放電灯９を
   点灯させるようにした放電灯点灯装置において、 前記直流電源回路１と共振用インダクタンス７と前記ト
   ランジスタ８及び共振用コンデンサ６の並列回路とが直
   列に接続され、共振用インダクタンス７に流れる電流Ｉ
   ｌが直流電源回路１に対して順方向になるときに直流電
   源２７により充電される制御用コンデンサ３３と、該制
   御用コンデンサ３３の電圧と制御電圧Ｅ＿１とを比較し
   て制御用コンデンサ３３の電圧が高いときに駆動信号を
   出力する第２比較器３５と、共振用コンデンサ６に流れ
   る電流Ｉｂが直流電源回路１に対して順方向になるとき
   に駆動信号を出力する第３比較器３７と、共振用インダ
   クタンス７に直流電源回路１に対して順方向の電圧が発
   生しているとき駆動信号を出力する第４比較器３８と、
   前記第２乃至第４比較器３５，３７，３８が共に駆動信
   号を出力するときにトランジスタ８にベース電流を流す
   ベース駆動回路４３とが設けられていることを特徴とす
   る放電灯点灯装置。
3. （３）直流電源回路１と、共振用コンデンサ６と、共振
   用インダクタンス７と、トランジスタ８とを備え、前記
   共振用インダクタンス７の両端に、電流制限用インダク
   タンス１１を介して放電灯９が接続され、放電灯９に予
   熱用コンデンサ１０が並列に接続され、前記トランジス
   タ８を、前記コンデンサ６，１０及びインダクタンス７
   ，１１の共振によりオンオフさせ、トランジスタ８のオ
   ン時に予熱用コンデンサ１０に電流を流して放電灯９を
   予熱させた後、放電灯９に管電流を流して該放電灯９を
   点灯させるようにした放電灯点灯装置において、 前記直流電源回路１と共振用インダクタンス７と前記ト
   ランジスタ８及び共振用コンデンサ６の並列回路とが直
   列に接続され、共振用インダクタンス７に流れる電流Ｉ
   ｌが直流電源回路１に対して順方向になるときに直流電
   源２７により充電される制御用コンデンサ３３と、該制
   御用コンデンサ３３の電圧と制御電圧Ｅ＿１とを比較し
   て制御用コンデンサ３３の電圧が高いときに駆動信号を
   出力する第２比較器３５と、共振用コンデンサ６に流れ
   る電流Ｉｂが直流電源回路１に対して順方向になるとき
   に駆動信号を出力する第３比較器３７と、前記第２及び
   第３比較器３５，３７が共に駆動信号を出力するときに
   トランジスタ８にベース電流を流すベース駆動回路４３
   と、放電灯９の予熱巻線に流れる電流Ｉａのレベルが一
   定以上になると高電圧を出力して前記制御用コンデンサ
   ３３を充電する第５比較器３９とが設けられていること
   を特徴とする放電灯点灯装置。