JPH01289095A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は放電灯を高周波電圧にて点灯する放電灯点灯装
置に関するものである。

（従来の技術） けい光ランプ等の放電灯はその寿命末期時に半波放電す
ることが知られている。この半波放電が継続すると、高
周波発生装置にとって過入力となり、トランジスタ等の
スイッチング素子を破壊したり、放電灯のフィラメント
が赤熱されて垂下り、管壁に触れて放電灯を破損したり
する不都合が生じることがある。そこで、このような半
波放電の問題を解決するために、特開昭５６−２２５８
３号公報のものが提案されている。このものは、放電灯
が半波放電したときには、高周波発生装置たとえばイン
バータを実質的に停止させることによって、前記高周波
発生装置への過入力を防止しようとするものである。

また、他の従来技術として特開昭５４−３０６８２＠公
報のものも提案されている。このものは、放電灯の始動
時において、放電灯の一対のフィラメントが適正に予熱
されているか否かを検出し、フィラメント予熱が適正に
行われれていないときには、放電灯に始動電圧を印加し
ないようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記特開昭５６−２２５８３号公報には、放電灯の半波
放電を検出する手段として各種のものが示されており、
その中には半波放電時におけるランプ電圧の上昇を検知
するものがある。このランプ電圧の上昇を検知するもの
は比較的構成が簡単であり、かつ、半波放電の検知が確
実である。しかしながら、特開昭５６−２２５８３号公
報のものは、高周波発生装置の出力トランスに半波放電
検出のための検出巻線を格別に設けているため、その分
出力トランスの巻線数、タップ数が増え、出力トランス
そのものの構成および巻線作業を複雑化し、高価格化し
ていた。

上記特開昭５４−３０６８２号公報には、放電灯の始動
時におけるフィラメント巻線の出力電圧を検出し、この
検出電圧からフィラメントが適正に予熱されているか否
かを判別するものが示されている。しかし、このものは
、放電灯の点灯中においては前記フィラメント巻線の電
圧検出を停止するようにしているので、点灯中に正常点
灯から半波放電に至った場合には、高周波発生装置に対
し継続して過入力となる虞がある。

本発明は、上記従来装置の問題点を解決するためになさ
れたもので、放電灯の点灯中における半波放電を確実に
検出して、高周波発生装置への過入力を防止し、もって
、高周波発生装置や放電灯の破壊を防止でき、しかも、
格別な検出巻線を不要に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。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、高周波発生装置における出力トランスの巻線
とフィラメント巻線とを密結合させるとともに、前記フ
ィラメント巻線から放電灯のフィラメント加熱電力を、
前記出力巻線から点灯電力を供給するようにし、ざらに
、放電灯の点灯中における前記フィラメント巻線の出力
電圧が所定値を越えたとき、放電灯への点灯電力の供給
を停止または低減するようにしたことを構成上の特徴と
するものである。

なお、本発明において、実際に放電灯が点灯していると
きにおけるフィラメント巻線の出力電圧を所定値と比較
するものを含むことはもちろんであるが、放電灯が始動
から点灯に至るまでの所要時間を経過した後は放電灯の
点灯の有無にかかわらず、フィラメント巻線の出力電圧
を所定値と比較するものも含むものである。

（作用） 本発明において、高周波発生装置における出力トランス
の出力巻線とフィラメント巻線とは密結合しているので
、放電灯が半波放電してそのランプ電圧が上昇すると、
出力巻線の電圧が上昇し、フィラメント巻線の出力電圧
も上昇する。したがって、放電灯の点灯中における前記
フィラメント巻線の出力電圧を予め設定された所定値と
比較することによって、放電灯の半波放電を検出できる
ものである。

放電灯の点灯前は、出力トランスの出力巻線に無負荷電
圧が発生しており、したがって、フィラメント巻線の出
力電圧も点灯時より高く、上記所定値より高くなる。こ
のため、本発明は、放電灯の点灯前のフィラメント巻線
電圧によっては放電灯に供給する点灯電力を停止または
低減しないようにしている。このように、放電灯の点灯
前に点灯電力の供給を停止または低減しないようにする
には、フィラメント巻線の出力電圧検出手段、所定値と
の比較手段、点灯電力を停止または低減する制御手段等
のいずれか−もしくは二双上を放電灯が点灯してから作
用させるか、あるいは放電灯が点灯するまでに要する時
間を越えてから作用させるかによって達成できる。そし
て、これらは、周知のランプ電流検出手段、タイマ手段
等を用いて実施し得ることが容易に理解されるであろう
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

１は高周波発生装置で、たとえば−石式のトランジスタ
インバータである。この高周波発生装置１は、トランジ
スタ２、入力巻線３ａを前記トランジスタ２に直列接続
された出力トランス３、前記トランジスタ２のスイッチ
ング制御装置４および共振コンデンサ５から構成されて
いる。また、前記出力トランス３は、前記入力巻線３ａ
と相対的に疎結合された出力巻線３ｂ、この出力巻線３
ｂと相対的に密結合された一対のフィラメント巻線３ｃ
。

３ｄを有している。これら高周波発生装置１．出力トラ
ンス３それぞれ自体の構成は周知である。６は放電灯で
、前記各フィラメント巻線３ｃ、３ｄからフィラメント
加熱電力を、前記出力巻線３ｂから点灯電力を供給され
て、たとえば２０ＫＨ２〜１００ＫＨ２にて高周波点灯
されるものである。本実施例では前記出力トランス３の
入力巻線３ａと、出力巻線３ｂおよび一対のフィラメン
ト巻線３ｃ、３ｄとの間に形成されるリーケージインダ
クタンス成分が前記放電灯６の限流インピーダンスとし
て作用するようになされている。しかし、放電灯６のラ
ンプ電圧に応じて出力巻線３ｂの電圧を変化させ）８る
範囲であれば、出力巻線３ｂと放電灯６との間に補助限
流インピーダンス装置のようなインピーダンス装置を介
挿させてもよい。

７は点灯制御装置で、前記放電灯６の点灯中における前
記フィラメント巻線３ｄの出力電圧が予め設定された所
定値を越えたとき、前記放電灯６に供給される点灯電力
を停止または低減するものである。本実施例では、フィ
ラメント巻線３ｄの出力電圧を検出する検出回路８．こ
の検出回路８からの出力を所定時間遅延させる遅延回路
９．この遅延回路９を介して供給される前記検出回路８
の出力と予め設定された所定値１０とを比較し検出出力
が大きいとき信号を出力する比較回路１１．この比較回
路１１からの信号に応動して前記高周波発生装置１の出
力を低減する制御手段１２から構成されている。

前記遅延回路９は、前記放電灯６が始動時に点灯するま
でに要する時間（通常２秒未満）より長いたとえば５秒
とか１０秒とかの間、前記検出回路８の出力を遅延させ
るように設定されている。また、制御手段１２はたとえ
ば前記比較回路１１の出力に応じて発光する発光素子１
２ａからの光に応じて導通を制御される発光素子１２ｂ
とから構成され、前記発光素子１２ｂの導通によって前
記スイッチング制御装置４の回路定数を変化することに
よって、このスイッチング制御装置４からの出力の周波
数、パルス幅等を制御するものである。したがって、高
周波発生装置１は、前記フィラメント巻線３ｄが前記遅
延回路９の遅延時間経過後に所定値１０を越えると、比
較回路１１．制御手段１２およびスイッチング制御装置
４の作用により、たとえば前記フィラメント巻線３ｄの
出力電圧が一定となるように制御される。

なお、１３は直流電源装置で、本実施例では交流電源１
４、この交流電源１４の出力を整流する整流回路１５お
よび平滑コンデンサ１６から構成されている。

つぎに、本実施例の作用を説明する。直流電源装置１３
から直流電圧を供給すると、高周波発生装置１はトラン
ジスタ２をスイッチング制御装置４によりオン、オフさ
れ、２０にＨ７〜１００ＫＨｚの高周波電圧を出力する
。放電灯６はこの高周波電圧を出力巻線３ｂおよびフィ
ラメント巻線３ｃ、３ｄを介して供給され、点灯する。

前記出力巻線３ｂおよびフィラメント巻線３ｃ、３ｄの
出力電圧は前記放電灯６の点灯前においては無負荷電圧
であって相対的に高く、点灯後は出力巻線３ｂの電圧が
ランプ電圧にまで低下し、フィラメント巻線３ｃ、３ｄ
の電圧もそれに応じて低下する。しかし、点灯制御装置
７においては、遅延回路９が所定時間（たとえば５秒。

１０秒）は検出回路８の出力を比較回路１０に供給しな
いから、前記点灯前の高いフィラメント巻線３ｄの電圧
に応じて高周波発生装置１の出力を低減することがない
。したがって、放電灯６を確実に点灯し得る。なお、前
記所定時間を経過しても放電灯６が点灯せず、フィラメ
ント巻線３ｄの出力電圧が低下しないときには、高周波
発生装置１の出力を低減させるが、この場合には放電灯
６が異常のため点灯しないのであるから、不都合はなく
、むしろ、無負荷のままの高い電圧が発生し続けるのを
防止できるので、有益である。これは、放電灯６が装着
されていないような場合も同様である。

放電灯６が点灯中に正常点灯から半波放電になると、放
電灯のランプ電圧が上昇する。このため、出力巻線３ｂ
、フィラメント巻線３ｃ、３ｄも高くなり、点灯制御装
置７はこのフィラメント巻線３ｄの出力電圧を所定値１
０と比較し、高周波発生装置１の出力を低減する。この
結果、高周波発生装置１への入力が過大になることがな
く、トランジスタ等を破壊させたり、放電灯６を破損さ
せたりすることがない。

なお、上記所定時間は放電灯６が通常点灯するまでに要
する時間より長く、半波放電の継続をトランジスタ２等
の破壊等の点から許容できる最大時間より短い範囲内で
あれば、任意に設定し得ることが容易に理解されるであ
ろう。また、前記所定値も正常点灯時におけるフィラメ
ント巻線３ｄ７’）１らの検出信号より高く、半波放電
時におけるフィラメント巻線３ｄからの検出信号より低
いものであれば、ある程度任意に設定し得ることが容易
に理解されるであろう。

本発明の他の実施例を第２図を参照して説明する。本実
施例において高周波発生装置２０は、−石自励形のトラ
ンジスタインバータである。すなわち、出力トランス２
１の出力巻線２１ｂと放電灯２３との間にたとえば可飽
和形の変流器２４の入力巻線を介挿し、この変流器２４
の出力巻線およびコンデンサ２５の直列回路をトランジ
スタ２のベース・エミッタ間に設けている。また、前記
コンデンサ２５にはダイオード２６、抵抗２７および抵
抗２８からなる放電回路が設けられている。このような
高周波発生装置２０の自励発振動作は、まず、トランジ
スタ２のオン時においては変流器２４の出力巻線−トラ
ンジスタ２のベース・エミッターコンデンサ２５の経路
にてトランジスタ２にベース電流を供給し、変流器２４
が飽和した時点でトランジスタ２にベース電流が供給さ
れずトランジスタ２がオフするものである。このトラン
ジスタ２のオフ期間は後述する共振回路の共振周波数に
て決定されるものである。そして、このオフ期間に前記
コンデンサ２５の充電負荷は抵抗２８−抵抗２７−ダイ
オード２６−変流器２４の出力巻線を介して放電される
。

また、本実施例における高周波発生装置２０はソフトス
タート回路３０を有する。すなわち、直流電源装置１３
の出力端子間に積分回路３１を設けるとともに、前記抵
抗２８と並列にトランジスタ３２を設け、このトランジ
スタ３２のベースと前記積分回路３１の出力端子との間
に抵抗３３および定電圧素子３４を直列に設けている。

したがって、このソフトスタート回路３０は、直流電源
装置１３からの直流電圧供給後、積分出力が前記定電圧
素子３４の導通電圧に達するまではトランジスタ３２を
オフし、定電圧素子３４の導通電圧を越えた後はトラン
ジスタ３２をオンさせる。このため、前記コンデンサ２
５の放電時定数が変化し、トランジスタ３２がオフして
いるときは放電時定数が長く、オンしているときは放電
時定数が短くなる。コンデンサ２５の放電時定数が長い
ときには、トランジスタ２のオフ時にコンデンサ２５が
その充電電荷を放電し切れず、つぎにトランジスタ２が
オンしたときの端子電圧の立上りが早くなる。したがっ
て、変流器２４の飽和タイミングも早くなるので、トラ
ンジスタ２のオン期間を相対的に短くでき、この結果高
周波発生装置２０の出力を低減できる。本実施例のソフ
トスタート回路３０は上述のように作用するので、放電
灯２２．２３の始動時にそのフィラメントが十分に予熱
されるまで、高周波発生装置２０を低減して放電灯２２
．２３をソフトスタートでき、放電灯２２．２３の寿命
劣化を防止できる。

放電灯２２．２３は互いに直列接続され、前記出力トラ
ンス２１の出力巻線２１ｂから点灯電力を供給されるよ
うになされている。また、これら放電灯２２．２３の対
向側のフィラメントは、共通のフィラメント巻線２１Ｃ
に並列接続され、非対向側フィラメントはその非電源側
端子間にコンデンサ３５を接続されている。このコンデ
ンサ３５は、前記放電灯２２．２３の点灯前において出
力トランス２１のインダクタンス（主としてリーケージ
インダクタンス）と共振して、放電灯２２．２３のフィ
ラメントに十分な予熱電流を流すものである。また、こ
のコンデンサ３５は高周波発生装置２０の共振コンデン
サ５および出力トランス２１のインダクタンスとともに
共振回路を形成して、前記トランジスタ２のオフ時に共
振するものである。３６は遂次始動用のコンデンサであ
る。

本実施例における点灯制御装置４０は、前記フィラメン
ト巻線２１ｃの出力電圧を倍電圧整流する整流回路４１
．この整流回路４１からの出力を所定時間遅延させる遅
延回路４２．この遅延回路４２の出力端子間に直列接続
された定電圧素子４３および発光素子４４．上記ソフト
スタート回路３０における積分回路３１の出力端子間に
設けられ、前記発光素子４４にて導通を制御される受光
素子４５を有してなるものである。前記整流回路４１は
周知であるので説明を省略し、前記遅延回路４２につい
て以下説明する。

この遅延回路４２は、コンデンサ４２１および抵抗４２
２を前記整流回路４１の出力端子間に接続し、これらコ
ンデンサ４２１および抵抗４２２の中間にベースを接続
されたトランジスタ４２３を前記整流回路４１の出力端
子間に接続している。また、整流回路４１の出力端子間
に抵抗４２４を接続するとともに、前記抵抗４２２にダ
イオード４２５を並列接続して、これら抵抗４２４オよ
びダイオード４２５にて前記コンデンサ４２１の放電回
路を形成している。このような遅延回路４２は、整流回
路４１の出力を供給された当初にはトランジスタ４２３
がオンして、整流回路４１の出力電圧が定電圧素子４３
および発光素子４４の直列回路に印加しないようにする
。つぎに、所定時間が経過してコンデンサ４２１が充電
されると、トランジスタ４２３のベース電位が低下し、
このトランジスタ４２３をオフするものである。この結
果、整流回路４１の出力が前記定電圧素子４３および発
光素子４４の直列回路に印加されるようになる。したが
って、この状態において、フィラメント巻線３Ｃの出力
電圧が正常時より高くなると、定電圧素子４３は導通し
て、発光素子４４を発光素子４５は、この発光素子４４
からの光を受けて導通し、ソフトスタート回路３０のト
ランジスタ３２をオフさせるので、高周波発生装置２０
の出力は低減する。なお、このとき、高周波発生装置２
０が出力が低減しても、放電灯２２．２３は既に点灯し
ているため、放電灯２２．２３は立消えることなく、継
続点灯する。もちろん、立消えさせることも可能で、こ
のようにするには、高周波発生装置２０におけるトラン
ジスタ２１のベース・エミッタを短絡する等により容易
に構成できることが容易に理解されるであろう。　なお
、本実施例において、第１図と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。また、本実施例の作用も既に
述べたことから容易に理解されるので、説明を省略する
。

本発明のざらに他の実施例を第３図を参照して説明する
。本実施例において、高周波発生装置５０は、いわゆる
ハーフブリッジ形のトランジスタインバータであり、周
知のものである。本実施例の出力トランス５１は、出力
巻線５１ｂとフィラメント巻線５１ｃ、　５１ｄとが密
結合しているのは上述の実施例と同じであるが、さらに
、入力巻線５１ａとも同程度に密結合している。したが
って、本実施例においては、放電灯５２の限流インピー
ダンス装置としてインダクタ５３を設けている。また、
本実施例の点灯制御装置６０は、基本的には第１図また
は第２図のものと同様なもので、検出回路６１．遅延回
路６２．所定値６３．比較回路６４を有している。しか
し、本実施例では、高周波発生装置５０におけるトラン
ジスタをオン・オフ制御するために、分離形の駆動トラ
ンス６５を有しているため、第１，２図のような発光素
子、受光素子が格別必要ではない。

６６は比較回路６４からの出力に応じて出力周波数を変
化する制御回路、６７はこの制御回路６６の出力にて作
動される駆動回路である。本実施例の作用は、既述のこ
とから容易に理解されるであろう。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明は、高周波発生装置における出
力トランスを、出力巻線とフィラメント巻線とが密結合
となるように形成するとともに、前記フィラメント巻線
から放電灯にフィラメント加熱電力を供給し、かつ、前
記出力巻線から点灯電力を供給するようにし、前記放電
灯が始動時に点灯するまでに要する時間を経過した後に
おける前記フィラメント巻線の出力電圧が所定値を越え
たときには、前記放電灯への点灯電力供給を停止または
低減するようにしたので、放電灯が半波放電したときの
高周波発生装置への過入力を防止でき、もって、高周波
発生装置や放電灯の破壊を防止でき、しかも、フィラメ
ント巻線の出力電圧を半波放電の検出に利用しているの
で格別な検出巻線を不用にでき、その分、出力トランス
等の構成を簡単にして、安価にできるものである。また
、前記フィラメント巻線の出力電圧に応じて点灯電力の
供給を制限するのは、放電灯が実際に点灯している期間
あるいは点灯すべき期間であるので、放電灯始動時の無
負荷電圧には誤動作することがなく、点灯中の半波放電
は確実に検出できるものである。４、図面の簡単な説明 第１図〜第３図はそれぞれ本発明の異なる実施例を示す
回路図である。

１．２０．５０・・・高周波発生装置、　３，２１．５
１・・・出力トランス、　７，４０．６０・・・点灯制
御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力巻線にフィラメント巻線を密結合させた出力
   トランスを有してなる高周波発生装置と；上記出力巻線
   から点灯用電力を供給されるとともに、上記フィラメン
   ト加熱電力を供給される放電灯と； この放電灯が始動時に点灯するまでに要する時間の経過
   後において、上記フィラメント巻線の出力電圧が所定値
   を越えたときには上記放電灯に供給する点灯用電力を停
   止または低減する点灯制御装置と； を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。