JPH0155758B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は放電灯を高周波で点灯させる放電灯
点灯装置、特にその始動時における電極の予熱お
よび放電灯点灯方式に関するものである。

第１図は従来の放電灯点灯装置を示す回路図で
ある。

第１図において、１は商用交流電源、２はこの
商用交流電源１を入力とし交流電圧を整流する整
流器、３はこの整流器２の出力である脈流の直流
電圧を高周波電圧に変換する自励発振式のプツシ
ユプル式トランジスタインバータ、４はこのトラ
ンジスタインバータ３の高周波出力電圧を入力と
して点灯するフイラメント４ａ，４ｂを有する蛍
光灯、５は前記フイラメント４ａ，４ｂと直列接
続された半導体制御素子である双方向性三端子制
御素子（以下、トライアツクと記す）、６は前記
商用交流電源１の印加時から前記トライアツク５
をオンさせて設定した一定時間後トライアツク５
の制御信号をオフさせるタイマ回路、７は前記交
流電源１を入力とする電源トランスである。

次に、前記トランジスタインバータ３の構成を
説明する。

８は高調波チヨークコイルで、この高調波チヨ
ークコイル８を介して前記整流器２の正の出力端
は漏洩型の出力トランス９の１対の１次巻線９
ａ，９ｂ間に接続されており、一方、前記整流器
２の負の出力端は１対の主スイツチングトランジ
スタ１０ａ，１０ｂのエミツタに接続されてい
る。

この主スイツチングトランジスタ１０ａ，１０
ｂのベースは前記出力トランス９のベース巻線９
ｃの両端に接続されていると共に、それぞれベー
ス抵抗１１ａ，１１ｂを介して整流器１２の正の
出力端に接続されている。この整流器１２は電源
トランス７の二次巻線７ｂの交流出力電圧を整流
しており、負の出力端は前記整流器２の負の出力
端に接続されている。

前記主スイツチングトランジスタ１０ａ，１０
ｂのコレクタはそれぞれ１次巻線９ａ，９ｂの一
端に接続されており、この両主スイツチングトラ
ンジスタ１０ａ，１０ｂのコレクタ間には、共振
用のコンデンサ１３が接続されている。

また、前記出力トランス９は２次側に前記蛍光
灯４を点灯させるための出力巻線９ｄを有してお
りその両端には蛍光灯４のフイラメント４ａ，４
ｂの片側が接続されている。フイラメント４ａ，
４ｂのそれぞれのもう一端には前記トライアツク
５のT₁端子、T₂端子がそれぞれ接続されている。

また、前記タイマ回路６はコンデンサ１４、抵
抗１５、プログラマブルユニジヤンクシヨントラ
ンジスタ（以下PUTと略記する）１６、抵抗１
７，１８から構成されており、コンデンサ１４、
抵抗１７の接点はダイオード１９、抵抗２０を介
して整流器２１の正の出力端に接続されている。
この整流器２１は電源トランス７の２次巻線７ｃ
の交流出力電圧を整流しており、負の出力端は、
前記抵抗１５，１８、PUT１６のカソードの接
点に接続されており、同時にトランジスタ２２の
エミツタに接続されている。そしてこのトランジ
スタ２２のベースは抵抗２３を介して抵抗１７，
１８の接点間に接続され、コレクタはトライアツ
ク５のゲートに接続されている。前記整流器２１
の出力端間には平滑用コンデンサ２４が接続され
ている。また、前記ダイオード１９のアノードは
トライアツク５のT₁端子に接続されている。

以上の構成に基づき、従来の放電灯点灯装置の
動作について第２図と共に説明する。なお、第２
図は従来装置各部の動作波形を示すものである。
商用交流電源１が投入されると、第２図ａに示す
如き商用交流電源１の交流電圧が整流器２で整流
され、第２図ｂに示す如き脈流の直流電圧がトラ
ンジスタインバータ３に入力し、高調波チヨーク
コイル８と１次巻線９ａあるいは９ｂを通して主
スイツチングトランジスタ１０ａ，１０ｂのコレ
クタ・エミツタ間に印加される。これと同時に電
源トランス７の２次巻線７ｂに生じた交流電圧が
整流器１２によつて整流され、この整流器１２の
正の出力端からベース抵抗１１ａあるいはベース
抵抗１１ｂを介して主スイツチングトランジスタ
１０ａ，１０ｂにベース電流が供給される。そし
て回路のわずかなアンバランスにより、主スイツ
チングトランジスタ１０ａ，１０ｂのいずれか一
方にコレクタ電流が流れ始めベース巻線９ｃの作
用によつてトランジスタインバータ３は自励発振
動作を行い、出力トランス９の各巻線に第２図ｃ
に示す如くたとえば20KHz〜50KHz程度の高周波
電圧を発生する（点線は高周波の包絡線を示して
おり、以下もこれに従う）。

一方、商用交流電源１の投入と同時に、電源ト
ランス７の２次巻線７ｃに生じた交流電圧が整流
器２１によつて整流、コンデンサ２４によつて平
滑され、この直流電圧が抵抗２０、ダイオード１
９を介してタイマ回路６に印加され、CR時定数
でもつて電源投入後t₁秒間は蛍光灯４を点灯させ
ないで、そのフイラメント４ａ，４ｂを予熱する
回路を構成する。すなわち、電源投入時PUT１
６のデート電圧がアノード電圧より高く、PUT
１６はオフしておりトランジスタ２２には整流器
２１の正の出力端から抵抗２０、ダイオード１
９、抵抗１７，２３を介してベース電流が供給さ
れ、トランジスタ２２がオンする。従つて、トラ
イアツク５はゲート電流が供給されオンするの
で、前記した出力トランス９の出力巻線９ｄに発
生している高周波電圧によつて出力巻線９ｄ−フ
イラメント４ａ−トライアツク５−フイラメント
４ｂ−出力巻線９ｄの閉回路に電流が流れてフイ
ラメント４ａ，４ｂを予熱する。

そして、電源投入後t₁秒後（例えば１秒〜３秒
程度）、コンデンサ１４の充電により、PUT１６
のゲート電圧がアノード電圧よりも低くなり、
PUT１６がオンしてトランジスタ２２がオフし、
第２図ｃに示す位相φ₁においてトライアツク５
にゲート電流が流れなくなりトライアツク５はオ
フしようとする。そして、このトライアツク５に
流れる高周波電流が零となるのでトライアツク５
がオフする条件の１つである保持電流以下となる
時点は存在して満されるが、もう１つの条件であ
るその直後の電圧の立上り勾配（dv／dt）ｃは非常 に大きく、通常のトライアツクの性能６〜10v／
useeでは不十分で、オフできずにオン状態とな
る。つぎのサイクルにおいても同様な条件となり
オン状態を継続する。しかし、位相φ₁に近づく
につれてトライアツク５に流れる電流が保持電流
以下になつた直後の電圧の立上り勾配（dv／dt）ｃ は次第に小さくなり、トライアツク５の（dv／dt） ｃ耐量以下になつた位相でトライアツク５はオフ
する。従つて、出力トランス９の出力巻線９ｄに
生じている高周波２次電圧が蛍光灯４に印加され
て蛍光灯４が点灯する。点灯後の蛍光灯４のラン
プ電流、ランプ電圧の波形はそれぞれ第２図ｄ，
ｅに示す如くになる。よつて、蛍光灯４が点灯後
トライアツク５に印加される電圧は第２図ｅに示
したランプ電圧波形となるが、通常のトライアツ
クの阻止電圧の立上り勾配（dv／dt）＝100〜200v／ useeは実際上十分満足させることが可能で安定に
蛍光灯４を点灯し続けることができる。

ところで、以上説明したような従来の放電灯点
灯装置では、トランジスタインバータ３に入力さ
れる電圧が、直流電圧、例えば交流電源の交流電
圧を整流器で整流し、平滑コンデンサで平滑した
電圧、あるいは衆知のバツテリなどの場合には、
前記したトライアツク５の特性上ゲート電流が流
れなくなつて、トライアツク５に流れる電流が保
持電流以下になつても、その直後の電圧の立上り
勾配（dv／dt）ｃが小さくなる位相が存在しないた めにトライアツク５はオフできないという欠点が
あつた。

この発明は前記欠点を除去したものであり、前
記トライアツクの制御信号がオフした後に設定し
た一定時間インバータの発振を停止させることに
よつて、インバータの入力が直流電圧の場合でも
放電灯の電極を十分予熱した後半導体制御素子で
あるトライアツクを確実にオフさせて放電灯を点
灯させることができる放電灯点灯装置を提供する
ことを目的とする。

以下、この発明の放電灯点灯装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第３図はその一実施
例の構成を示す回路図、第４図はこの回路図の動
作を説明するための波形図である。

第３図において、１〜２４は前記従来装置と全
く同一のものである。２５は整流器２の出力端に
接続された平滑用コンデンサ、２６，２７，２８
は、整流器１２の出力端に接続されたそれぞれ平
滑用コンデンサ、抵抗、発振一時停止制御回路で
ある。この発振一時停止制御回路２８はダイオー
ド２９のアノードが整流器２９の正の出力端に、
カソードがコンデンサ３０、抵抗３１の並列回路
の一端に接続され、この並列回路のもう一端はサ
イリスタ３２のアノードに接続され、カソードは
整流器２９の負の出力端に接続されている。ま
た、抵抗３３の一端が整流器２９の正の出力端
に、もう一端がコンデンサ３４に接続され、コン
デンサ３４のもう一端は整流器２９の負の出力端
に接続されている。そして、抵抗３３とコンデン
サ３４の接点に定電圧ダイオード３５のカソード
が、サイリスタ３２のゲートにアノードが接続さ
れている。

次に、以上のように構成された放電灯点灯装置
の動作について図面に基づき説明する。第４図は
回路動作を説明するための波形図である。

商用交流電源１が時間（t₀）で投入されると、
トランジスタインバータ３には、平滑用コンデン
サ２５の作用で平滑された直流電圧が入力され、
前記従来装置で説明したと同様の回路動作によ
り、出力トランス９の出力巻線９ｄには第４図ｅ
で示す如く高周波電圧が発生する。また、これと
同時に前記従来装置で説明した同様のタイマ回路
などの回路動作により、トライアツク５には第４
図ａに示す如くゲート電流が流れ、トライアツク
５がオンし、蛍光灯４のフイラメント４ａ，４ｂ
に予熱電流が流れ始める。

一方、電流投入と同時に、整流器１２の出力を
平滑用コンデンサ２６で平滑した直流電圧が発振
一時停止制御回路２８に印加され、抵抗３３を介
してコンデンサ３４が第４図ｂに示す如く充電さ
れ始める。この時、サイリスタ３２はゲート電流
が流れないのでオフしている。

そして、タイマ回路６の作用によつて時間t₁で
トライアツク５に流れていたゲート電流がオフす
るのでトライアツク５はオフしようとするが、前
記したようにトライアツク５に流れる電流が保持
電流以下になつた直後の電圧の立上り勾配
（dv／dt）ｃが耐量以下にならないためトライアツ ク５はオフできない。しかし、時間t₂になるとコ
ンデンサ３４の電圧が定電圧ダイオード３５のツ
エナー電圧V_Zを越えサイリスタ３２はオンし、
コンデンサ３０は第４図ｃに示す如く充電され始
める。よつて、主スイツチングトランジスタ１０
ａ，１０ｂに供給されていたベース電流が第４図
ｄに示す如く一時遮断されトランジスタインバー
タ３の発振が停止し、トライアツク５に流れてい
た予熱電流が流れなくなるのでトライアツク５は
オフする。そして、時間t₃でコンデンサ３０の充
電が終り、主スイツチングトランジスタ１０ａ，
１０ｂにベース電流が流れ始め、再びトランジス
タインバータ３は発振し、出力巻線９ｄに発生す
る高周波電圧によつて蛍光灯４が点灯する。この
場合、（t₃−t₂）の時間が、t₁までにヒートアツプ
された蛍光灯４のフイラメント４ａ，４ｂの温度
が余り下がらない程度に短くなるように抵抗３
３、コンデンサ３４のCR時定数を選ぶことによ
つてフイラメント４ａ，４ｂが十分予熱された状
態で蛍光灯４を点灯させることができる。

ところで、前記この発明のタイマ回路６はこの
実施例のものに限る必要はなく電源投入後設定し
た一定時間だけトライアツク５にゲート電流が流
せるものであればよく、また、発振一時停止制御
回路２８もこの実施例のものに限る必要もない
し、ベース回路に挿入される必要もなく、トライ
アツク５のゲート電流がオフした後トランジスタ
インバータ３の発振を設定した短い一定時間停止
できるものであればよい。一方、トランジスタイ
ンバータ３の入力は完全に平滑された直流電圧で
なくてもよい。

この発明は以上説明したとうり、インバータに
印加される電圧が平滑された直流電圧の場合で
も、従来の装置に、簡単な回路部品で構成される
発振一時停止制御回路を付加することにより、電
源投入後放電灯のフイラメントを十分予熱した後
確実に放電灯を点灯することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置を示す回路図、
第２図は第１図の回路の各部動作波形図、第３図
はこの発明の一実施例を示す放電灯点灯装置の回
路図、第４図は第３図の回路動作を説明するため
の波形図である。 図において、１は商用交流電源、２，１２，２
１は整流器、３はトランジスタインバータ、４は
蛍光灯、５はトライアツク、６はタイマ回路、７
は電源トランス、９は出力トランス、１０ａ，１
０ｂは主スイツチングトランジスタ、２８は発振
一時停止制御回路である。なお、各図中同一符号
は同一または相当部分を示すものとする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電源とこの直流電圧を高周波電圧に変換
   する出力トランスを有するインバータと、この出
   力トランスの出力巻線と直列接続された予熱陰極
   放電灯と、この放電灯のフイラメントと前記出力
   巻線との直列回路に直列接続された半導体制御素
   子と、前記商用交流電源投入時から前記半導体制
   御素子をオンさせて前記放電灯のフイラメントに
   予熱電流を流し設定した一定時間後この半導体制
   御素子の制御信号をオフさせるタイマ回路を備え
   て成る放電灯点灯装置において、前記半導体制御
   素子の制御信号がオフした後、設定した一定時間
   前記インバータの発振を停止させることによつて
   前記放電灯電灯を点灯させる発振一時停止制御回
   路を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。