JPH0227695A - 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】 し産業上の利用分野］ 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。

し従来の技術］ 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
力段にチョッパ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４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を仝波箔流器２によって仝波箔流
するとともに、この仝波箔流によって得られた！Ｒ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■
。を発生させ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Ｖ０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Ｖ０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、１４ａ。

１４ｂ、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５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Ｉｌｂ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、ノアゲート：ｚ３ａ、−ａ３ｂ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。

次に、トランジスタｌｌａ、ｌｌｂ、１２ａ。

１２ｂ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、１２ｂ
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１．．１は第５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■、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ＩＬＩの高周波成分を主体とした第５図
（ｃ）に示すような電流Ｉｃ、が流れるので、放電灯１
７には電流ＩＬＩから電流１ｃ＋を引いた第５図（ｄ）
に示す電流Ｉ　ＤＬ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、
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［’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１
７として高圧放電灯を用い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Ｊ！！］ しかしながら、上述の従来例において、放電灯１７の始
動初期や寿命末期になると、半波点灯状態が生じること
があり、正常点灯状態に移行するのに時間がかかったり
、半波点灯状態が継続したりすることがある。このよう
な不都合を解消するために、チョッパ回路３から出力さ
れる直流電源電圧■。を予め高く設定し、正常点灯状態
に移行し易くすることが考えられるが、この場合、正常
点灯時の電力損失が増大するという問題があった。

また、正常点灯後に直流電源電圧■。を低下させる方法
も考えられるが、その場合でも、無負荷状態や半波点灯
期間の電流が流れているサイクル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、しかも電力損失を少なく
することができる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、半波点灯期間の点灯していない期間のみ
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ものである
。

〔作　用〕

本発明は上述のようにｍ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、半波点灯期間の点灯していない期間のみに
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、しかも電力損失を
少なくすることができるようになっている。

［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を全
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、半波点灯期間の点灯していない期間のみに前記直
流電源部の直流電源電圧Ｖ。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ものである。実
施例にあっては、半波点灯検出手段および電源制御手段
は、コンパレータ２６ａ、基準を源２６ｂ、汎用タイマ
ーＩＣ（ＮＥＣ社製μｐｃ５５５）よりなるタイマー回
路２６ｅ、アンドゲート２６ｇ、トランジスタ２６１、
コンデンサ２６ｄ、２６ｆ、抵抗２６ｃ、２６ｈ、２６
ｊよりなる回路にて形成されており、他の構成は第４図
従来例と同様である。

第２図は各部の動作波形を示すタイムチャートであり、
第２図（ａ）に示すように放電灯１７のランプ電流Ｉ／
が流れると、負荷電流検出回路１９出力はランプ電流Ｉ
Ｎ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“Ｌ”になる、一方、ランプ電流１１が流れてい
ない場合は”Ｈ”になる、コンパレータ２６ａ出力には
汎用タイマーＩＣよりなるタイマー回路２６ｅのトリガ
端子に入力されており、タイマー回路２６ｅはコンパレ
ータ２６ａ出力にの立ち下がりでトリガされ、第２図（
ｃ）に示すように、その時点からタイマー回路２６ｅの
出力しは”Ｈ“となり、抵抗２６ｃ、コンデンサ２６ｄ
とで決まる時定数により一定時間後に”し”になる。

次に、コンパレータ２６ａ出力にとタイマー回路２６ｅ
出力りとが入力されるアンドゲート２６ｇ出力Ｍは第２
図（ｄ）に示すようになり、負荷電流が流れ始めてから
半波点灯期間の点灯していない期間〈負荷電流が流れて
いない期間）のみ、出力Ｍが”Ｌ”になる、この出力Ｍ
は、抵抗２６ｈを介してトランジスタ２６ｉのベースに
入力されており、電源投入後、ランプ電流１１が流れ始
めるまでの無負荷期間およびランプ電流Ｉｌが流れてい
る期間においてトランジスタ２６ｉがオン状態になり、
チョッパ電圧検出回路８中の抵抗８Ｃに並列に抵抗２６
ｊが接続される。逆に、半波点灯期間のランプ電流Ｉｌ
が流れていない期間にはトランジスタ２６１はオフする
。したがって、トランジスタ２６ｉのオフ時には、オペ
アンプ８ｅの増幅率が小さくなり、チョッパ回路３から
出力される直流電源電圧■。は第２図（ｅ）に示すよう
に正常点灯時よりも高く設定される。このようにして半
波点灯期間のランプ電流１１が流れていない期間のみ直
流電源電圧■。が上昇して始動し易くすることにより半
波点灯期間の短縮が図られる。

また、半波点灯期間の点灯していない期間のみ直流電源
電圧ｖ０を上昇させるので、始めから直流電源電圧■。

を高く設定した場合に比べて電力損失の低減を図ること
ができる。ところで、前述のタイマー回路２６ｅ出力り
の”Ｈ”期間は、抵抗２６ｃおよびコンデンサ２６ｄの
時定数で任意に決められるが、出力りの”Ｈ”期間に半
波点灯が解消されなくてもタイマー回路２６ｅは、コン
パレータ２６ａ出力にの立ち下がりでトリガされ、再び
タイマー回路２６ｅ出力が”■−ビとなって直流電源電
圧■。の上昇が継続される。

第３図は他の実施例を示すもので、第１図実施例では、
時定数回路の抵抗２６ｃとコンデンサ２６ｄの接続点を
タイマー回路２６ｅの７番ビンに接続し、一定時間後に
コンデンサ２６ｄの電荷を放電させて発振を継続させて
いるが、本実施例では、７番ビンへの接続をなくすこと
により一定時間経過してもコンデンサ２６ｄの電荷を放
電させないようにしているので、その後発振が停止して
タイマー回路２６ｅ出力しは”Ｌ”状態を継続する。

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を形成すれば良く、また、
実施例では昇圧形チョッパ回路３を用いているが、降圧
形のものを用いても良い。

Ｕ発明の効果コ 本発明はト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、半波点灯期間の点灯していない期間のみに
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
なるように制御しなので、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、しかも電力損失を
少なくすることが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
は従来例の回路図、第５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。 第３図 １ｇ４図

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
   灯期間の点灯していない期間のみ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
   。