JPH0227694A - 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、インバータ回路を用いて放電灯を点灯する放
電灯点灯装置に関するものである。

［従来の技術〕 一般に、この種の放電灯点灯装置として、小型、軽量化
のため、高周波スイッチング素子を用いた高周波インバ
ータ点灯方式や、ＤＣチョッパ点灯方式の点灯回路を用
いたものがあった。また、これらの放電灯点灯装置の入
力力率の改善、入力電圧の安定化などを図るために、入
力段にチＥ　ツバ回路を設けてこのチョッパ回路の出力
を点灯回路の入力電源とするようにしたものがあった。

第６図は、上述の従来例の回路構成を示すもので、この
回路では、交流電源１を全波整流器２によって全波整流
するとともに、この全波整流によって得られた脈流電圧
を昇圧チョッパ回路３により高周波チョッピングして平
滑用コンデンサ７の両端に平滑された直流電源電圧■。

を発生さぜる直流電源部を備え、この直流電源部から出
力される直流電源電圧■。にて次段のインバータ回路よ
りなる点灯回路１０を動作させて放電灯１７を点灯させ
るようになっている。

ここに、昇圧チョッパ回路３は、入力される脈流電圧を
トランジスタ４で高周波チョッピングし、トランジスタ
４のオン時に交流電源１→インダクタンス素子５→トラ
ンジスタ４→交流電源１の回路に電流を流し、トランジ
スタ４のオフ時にインダクタンス素子５に蓄積されたエ
ネルギをインダクタンス素子５→ダイオード６→平滑用
コンデンサ７→全波整流器２→インダクタンス素子５の
回路で放出させ、この動作を繰り返して行うことにより
平滑用コンデンサ７を充電し、その両端に平滑された直
流電源電圧ｖ０を発生させるようになっている。この直
流電源電圧■。をチョッパ出力電圧検出回路８にて検出
し、その検出電圧に応じて上記トランジスタ４のドライ
ブ回路９を制御する。

チョッパ出力電圧検出回路８は、抵抗８ａ〜８ｄおよび
オペアンプ８ｅにて形成され、検出電圧が所定電圧より
も大きければトランジスタ４のオンデユーテイを小さく
し、検出電圧が所定電圧よりも小さければオンデユーテ
イが大きくなるように制御することにより、昇圧チョッ
パ回路３から出力される直流電源電圧■。を一定に保つ
ようになっている。

また、昇圧チョッパ回路３から給電される点灯回路１０
は、トランジスタｌｌａ、ｌｌｂ、１２ａ　　１２ｂ、
ダイオード１３ａ、１３ｂ、１４ａ１４ｂ、インダクタ
ンス素子１５、コンデンサ１６、放電灯１７および電流
検出用抵抗１８にて構成されている。

第７図は主要部の動作波形を示すタイムチャートであり
、同図（ａ）はトランジスタｌｌａ、１１ｂ、１２ａ、
１２ｂのオン、オフ状態を示すもので、トランジスタｌ
ｌａ、ｌｌｂは高周波でオン、オフし、トランジスタ１
２ａ、１２ｂはトランジスタｌｌａ、ｌｌｂのスイッチ
ング周波数よりも十分低い周波数で゛オン、オフされる
。また、トランジスタｌｌａのオン、オフ動作は、トラ
ンジスタ１２ａのオン時のみ、トランジスタｌｌｂのオ
ン、オフ動作はトランジスタ１２ｂのオン時のみ行われ
るように制御される。

トランジスタｌｌａ、ｌｌｂ、１２ａ、１２ｂを制御す
る制御回路２０は、高周波発振回路２１、低周波発振回
路２２、ノアゲーｔ−２３ａ、２３ｂおよびドライブ回
路２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂにて構成されている
。また負荷電流検出回路１つは、抵抗１９ａ、１９ｂお
よびオペアンプ１９Ｃにて形成されており、負荷電流検
出抵抗１８にて検出された負荷電流に基づいて高周波発
振回路２１のオンデユーテイを制御し、負荷電流を略一
定に保つようになっている。

放電灯点灯判別回路２６は、コンパレータ２６ａ、トラ
ンジスタ２６ｄ、抵抗２６ｃ、２６ｅにて形成されてお
り、負荷電流検出回路１つ出力が基準電源２６ｂにて設
定される所定値以上になると、コンパレータ２６ａ出力
がＨ′″になってトランジスタ２６ｄをオンさせ、チョ
ッパ出力電圧検出回路８の抵抗８Ｃに抵抗２６ｅを並列
接続し、オペアンプ８ｅの基準値を下げるようになって
いる。つまり、放電灯１７が始動するまではチョッパ回
路３から出力される直流電源電圧Ｖ０を放電灯１７の点
灯時よりも高く設定し、始動が容易に行えるようにして
いる。

次に、トランジスタｌｌａ、ｌｌｂ、１２ａ１２ｂが前
述のように動作すると、トランジスタ１１ａ、１２ａの
動作期間およびトランジスタ１１ｂ、ｉ２ｂの動作期間
において、それぞれチョッパ回路が形成され、トランジ
スタ１２ａ、１２ｂが交互に動作するので、２つのチョ
ッパ回路を介してインダクタンス素子１５を流れる電流
ＩＬＬは第７図（ｂ）に示すような波形となる。インダ
クタンス素子１５にこのような電流ＩＬＩが流れた場合
、バイパスフィルタ機能を有するコンデンサ１６には、
電流Ｉ　Ｌｌの高周波成分を主体とした第７図（ｃ）に
示すような電流Ｉｃ＋が流れるので、放電灯１７には電
流ＩＬＩから電流１ｃ＋を引いた第７図（ｄ）に示す電
流Ｉ。Ｌが流れる。

点灯回路１０は上述のように動作し、放電灯１７には、
第８図に示すように、トランジスタ１２ａ　　１２ｂの
スイッチング周波数で交番する矩形波状の電流ＩＩが流
れるようになっている。この場合、限流要素を高周波動
作領域で使用しているため、限流要素を小さくすること
ができ、放電灯点灯装置の小型化が図れるようになって
いる。また、放電灯１７の点灯周波数は比較的任意に設
定できるので、放電灯１７を高周波点灯した場合に発生
する音響共鳴現象を容易に回避することができるように
なっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例において、チョッパ回路３
のチョッパ周波数よりも点灯回路１０の点灯周波数が十
分低い場合、負荷電流に基づいてトランジスタ４のオン
デユーテイを制御して直流電源電圧Ｖ０を低下させる場
合、ある程度の時間遅れが生じるという問題があった。

また、点灯状慧から不点となった場合には、逆に直流電
源電圧Ｖ。を上昇させることになるが、この場合にも、
直流電源電圧ｖ０が不点状態の高い電圧値に戻るのに時
間遅れが生じるという問題があった。

したがって、放電灯１７の始動直後や寿命末期において
、半波点灯期間が生じると、第８図に示すように、負荷
電流Ｉｌが流れない期間において、直流電源電圧Ｖ０が
高い電圧値よりも低くなってより始動し難くなるという
問題が生じる。そこで、この時間遅れを考慮して予め直
流電源電圧■。を高く設定する方法が考えられるが、こ
の場合、無負荷状態での電力損失が増大するという問題
があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり。

その目的とするところは、半波点灯期間を少なくして正
常点灯への移行を早めることができ、しがも無負荷状態
での電力損失が増大することがない放電灯点灯装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の放電灯点灯装置は、交流電源を′Ｐｉ流して少
なくとも１個のスイッチング要素により高周波電源に変
換し、この高周波電源そ整流平滑して直流電源を形成す
る直流電源部と、上記直流電源部から出力される直流電
源を前記スイッチング要素によるスイッチング周波数よ
りも低い周波数の交流電源に変換して放電灯を点灯させ
るインバータ回路よりなる点灯回路とを具備してなる放
電灯点灯装置において、放電灯の半波点灯を検出する半
波点灯検出手段と、半波点灯期間に前記直流電源部の直
流ｔＭ比出力正常点灯時よりも高くなるように制御する
電源制御手段を設けたものである。

［作　用］ 本発明は上述のように構成されており、交流電源を整流
して高周波電源に変換した後、この高周波電源を整流平
滑した直流電源を、直流電源部のスイッチング要素によ
るスイッチング周波数よりも低い周波数の交流電源に変
換するインバータ回路よりなる点灯回路に入力し、放電
灯を点灯させるようにした放電灯点灯装置において、放
電灯の半波点灯を半波点灯検出手段にて検出し、電源制
御手段にて、半波点灯期間に前記直流電源部の直流電源
出力が正常点灯時よりも高くなるように制御したので、
半波点灯期間を少なくして正常点灯への移行を早めるこ
とができ、しかも無負荷状態での電力損失が増大するこ
とがない放電灯点灯装置を提供できる。

［実施例］ 第１図は本発明一実施例を示すもので、交流電源１を仝
波整流回路２にて全波整流するとともに、少なくとも１
個のスイッチング要素を用いたチョッパ回路３により高
周波電源に変換し、この高周波電源を整流平滑して直流
電源を形成する直流電源部と、上記直流電源部から出力
される直流電源を前記スイッチング要素によるスイッチ
ング周波数よりも低い周波数の交流電源に変換して放電
灯１７を点灯させるインバータ回路よりなる点灯回路１
０とを具備してなる従来例と同様の放電灯点灯装置にお
いて、放電灯１７の半波点灯を検出する半波点灯検出手
段と、半波点灯期間に前記直流電源部の直流電源電圧■
。が正常点灯時よりも高くなるように制御する電源制御
手段を設けたらのである。実施例にあっては、従来例の
放電°灯点灯判別回路２６に汎用タイマーＩＣ（ＮＥＣ
社製μｐｃ５５５）よりなるタイマー回路２６ｉを付加
した回路２６゛にて半波点灯検出手段および電源制御手
段を形成しており、その他の構成は第６図従来例と全く
同様である。

第２図は各部の動作を示すタイムチャートであり、放電
灯１７のランプ電流Ｉｔ’が流れると、負荷電流検出回
路１９出力はランプ電流１１が流れている期間だけ直流
電源電圧Ｖ０よりも大きくなり、コンパレータ２６ａ出
力には第２図（ｂ）に示すようになる。コンパレータ２
６ａ出力には汎用タイマーＩＣよりなるタイマー回路２
６ｉのトリガ端子に入力されており、タイマー回路２６
１はコンパレータ２６ａ出力にの立ち下がりでトリガさ
れ、その時点からタイマー回路２６ｉの出力しは”Ｈ”
となり、抵抗２６ｆ、コンデンサ２６ｇとで決まる時定
数により一定時間後に”Ｌ”になる、この一定時間中に
半波点灯が解消されなければ、再びコンパレータ２６ａ
出力Ｋが”Ｌ“になって、その立ち下がりでタイマー回
路２６ｉが再度トリガされて出力りが”Ｌ“になる。

次に、ランプ電流■ｌが正常となって全波点灯となると
、コンパレータ２６ａ出力には”し”のままとなってタ
イマー回路２６ｉがトリガされないので、タイマー回路
２６ｉ出力Ｌ４．ｔ”Ｌ”を維持する。

ここに、タイマー回路２６ｉの出力りとコンパレータ２
６ａの出力にとは、ノアゲート２６ｊの入力端に接続さ
れており、ノアゲート２６Ｊの出力端Ｍの電圧波形は第
２図（ｄ）に示すようになり、放電灯１７の仝波点灯時
だけ”Ｈ”になってトランジスタ２６ｄをオンさせ、チ
ョッパ回路３から出力される直流電源電圧■。を第２図
（ｅ）に示すように低下させる。

第３図は他の実施例を示すもので、タイマー回路２６１
の出力りをインバータ２６ｋによって反転し、その反転
出力により抵抗２６１を介してトランジスタ２６ｍをド
ライブし、チョッパ出力電圧検出回路８の抵抗８ｂに直
列にトランジスタ２６ｍと抵抗２６ｎの並列回路を接続
したものである。

以下、実施例の動作について説明する。第４図は動作を
示すタイムチャートであり、半波点灯期間にタイマー回
路２６ｉ出力しは”Ｈ”になってトランジスタ２６ｍが
オフとなる。したがって、電源投入後の無負荷状態のと
き、トランジスタ２６ｄはオフ、トランジスタ２６ｍは
オフ状態になり、抵抗８ｂ、８ｄによってオペアンプ８
ｅの増幅率Δ、が決定される。一方、半波点灯期間にお
いては、トランジスタ２６ｄ、２６ｍが共にオフになる
ので、抵抗８ｅ、２６ｎ、８ｄにてオペアンプ８ｅの増
幅率Ａ、が決定される。さらに、放電灯１７が正常点灯
した後は、トランジスタ２６ｄ、２６ｍが共にオンする
ので、抵抗８ｂ、２６ｅ、８ｄにて増幅率Ａ３が決定さ
れる。ここに、増幅率ＡＩ、Ａ２．Ａｙは １＜Ａ、＜Ａ。

となっているので、チョッパ回路３から出力される直流
電源電圧■。は第４図（ｅ）に示すようになる。

つまり、直流電源電圧ｖ０は半波点灯期間のみ無負荷時
よりも大きくなり、半波点灯期間をより短くすることが
できるようになっている。

第５図はさらに他の実施例を示すもので、トランジスタ
２７、ダイオード２８、インダクタンス１５、コンデン
サ１６により降圧チョッパ回路を形成し、その出力を低
周波で交番するトランジスタ１２ａ〜１２ｄで構成され
るブリッジインバータで極性を反転させた例で、インダ
クタンス素子１５および放電灯１７に流れる電流は第８
図（ｅ）（ｄ）に示す電流と同様である。

なお、チョッパ回路３よりなる直流電源部およびインバ
ータ回路よりなる点灯回路１０は、実施例回路に限定さ
れるものではなく、直流電源部のスイッチング要素のス
イッチング周波数よりも十分低い周波数の交流電源を発
生するように点灯回路１０を形成すれば良い。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、交流電源を整流
して高周波電源に変換した後、この高周波電源を整流平
滑した直流電源を、直流電源部のスイッチング要素によ
るスイッチング周波数よりも低い周波数の交流電源に変
換するインバータ回路よりなる点灯回路に入力し、放電
灯を点灯させるようにした放電灯点灯装置において、放
電灯の半波点灯を半波点灯検出手段にて検出し、電源制
御手段にて、半波点灯期間に前記直流電源部の直流電漏
出力が正常点灯時よりも高くなるように制御したので、
半波点灯期間を少なくして正常点灯への移行を早めるこ
とができ、しかも無負荷状態での電力損失が増大するこ
とがない放電灯点灯装置を提供できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の要部回路図、第２図は同上の
動作説明図、第３図は他の実施例の要部回路図、第４図
は同上の動作説明図、第５図はさらに他の実施例の要部
回路図、第６図は従来例の回路図、第７図および第８図
は同上の動作説明図である。 １は交流電源、２は全波整流回路、３はチョッパ回路、
１０は点灯回路である。 代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源を整流して少なくとも１個のスイッチン
   グ要素により高周波電源に変換し、この高周波電源を整
   流平滑して直流電源を形成する直流電源部と、上記直流
   電源部から出力される直流電源を前記スイッチング要素
   によるスイッチング周波数よりも低い周波数の交流電源
   に変換して放電灯を点灯させるインバータ回路よりなる
   点灯回路とを具備してなる放電灯点灯装置において、放
   電灯の半波点灯を検出する半波点灯検出手段と、半波点
   灯期間に前記直流電源部の直流電源出力が正常点灯時よ
   りも高くなるように制御する電源制御手段を設けたこと
   を特徴とする放電灯点灯装置。