JPH02284388A - 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、直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯を点
灯させる放電灯点灯装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯を点灯さ
せるようにしたこの種の放電灯点灯装置は、第９図に示
すように、直流電源Ｅ１の両端に電源スィッチＳＷを介
して直列接続された一対のスイッチング素子（トランジ
スタＱ１．Ｑｚ）と、このスイッチング素子の少なくと
も一方にコンデンサＣ０を介して並列接続され、インダ
クタＬ、及び負荷ｌの直列回路を含む負荷回路Ｚと、こ
の負荷回路に流れる振動電流を一方のスイッチング素子
（トランジスタＱ、）の制御端にのみ帰還し、上記振動
電流で決まる所定周期で上記一方のスイッチング素子の
みをオン・オフ制御する帰還手段（帰還巻線ｎｚ）と、
少なくとも上記一方のスイッチング素子（トランジスタ
Ｑ、）のオフ期間に動作するタイマー回路３により他方
のスイッチング素子（トランジスタＱ、）をオン・オフ
制御する制御回路とを備えたものがあり、上記制御回路
は、異常検知回路４から異常検知信号Ａが出力されたと
きに動作するタイマー回路ＴＭ、と、調光信号Ｂが発生
されたときに動作するタイマー回路ＴＭ２と、全点灯信
号が発生されたときに動作するタイマー回路ＴＭ、と、
各タイマー回路ＴＭ、、ＴＭ２　、　Ｔ　Ｍ　ｓ出力に
てオン、オフされるスイッチＳＷ１＋　ＳＷ、、ｓｗ、
にて形成されていた。なお、上記従来例のインバータ回
路の動作は、後述する実施例と同一であるので、詳細な
動作説明は省略する。

いま、放電灯ｌが寿命末期になって半波放電状態となり
、負荷電流が異常になると、トランスＴ１によって異常
電流が検出され、異常検知信号ＡがＨ”レベルになり、
タイマー回路ＴＭ、が動作してトランジスタＱ２を制御
し、異常状態となったときの放電灯！および回路素子＜
Ｑ＋、　Ｑｚ、　ＬＣ＋、Ｃｏなど）のストレス、温度
上昇などを保護するようになっている。

次に、調光信号Ｂが”　Ｈ”になると、タイマー回路Ｔ
　Ｍ　ｘが動作してトランジスタＱ２を制御し、放電灯
ｌが調光点灯状態となり、全点灯信号ＣがＮ　Ｈ１１に
なると、タイマー回路ＴＭ、が動作して放電灯ｌが全点
灯状態になる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例にあっては、制御したい負
荷の状態の数（上記例ではＡ、Ｂ、Ｃの３通り）だけ、
タイマー回路ＴＭ、、ＴＭ、、ＴＭ、が必要となる上、
同数だけスイッチｓｗ、、ｓｗ２＋　ＳＷ、も必要とな
るので、回路構成が複雑にな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、負荷の状態の数が多くなっても回路
構成が簡単でコストが安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、直流電源が両端に印加され
直列接続された一対のスイッチング素子と、両スイッチ
ング素子の少なくとも一方にコンデンサを介して並列接
続されインダクタおよび放電灯の直列回路を含む負荷回
路と、放電灯の点灯状態が異常になったときに異常検知
信号を発生する異常検知回路と、放電灯のランプ電流を
減少させる調光信号および放電灯に定格ランプ電流を渡
す全点灯信号を発生する信号発生回路と、上記各信号が
発生しているかを判別して異常検知信号、調光信号、全
点灯信号の順に出力する判別回路と、判別回路から出力
される信号を受けてスイッチング素子を制御して放電灯
の点灯状態を制御する制御回路とを具備したものである
。

［作　用］ 本発明は上述のように構成されており、異常検知信号、
調光信号、全点灯信号が発生しているかどうかを判別し
て異常検知信号、調光信号、全点灯信号の順に出力する
判別回路と、判別回路から出力される信号を受けてスイ
ッチング素子を制御して放電灯の点灯状態を制御する制
御回路とを設けたものであり、負荷の状態の数が多くな
っても回路構成が簡単でコストが安い放電灯点灯装置を
提供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、直流電源Ｅ１の
両端に直列接続された一対のスイッチング素子（トラン
ジスタＱ、、Ｑ２）と、このスイッチング素子の少なく
とも一方（トランジスタＱ、）にコンデンサＣ０を介し
て並列接続され、インダフタＬ１及び負荷ｌの直列回路
を含む負荷回路Ｚと、この負荷回路に流れる振動電流を
一方のスイッチング素子の制御端にのみ帰還し、上記振
動電流で決まる所定周期で上記一方のスイッチング素子
のみをオン・オフ制御する帰還手段（帰還巻線ｎｚ）と
、少なくとも上記一方のスイッチング素子のオフ期間に
動作するタイマー回路３により他方のスイッチング素子
（トランジスタＱ２）をオン・オフ制御する制御回路Ｙ
とを備えたものである。なお、第１図に示す制御回路Ｙ
においては、検出回路１によりトランジスタＱ、のオフ
時点を検出しており、このオフ時点でトリガー回路２に
よりタイマー回路３を動作させ、このタイマー回路３出
力によりトランジスタＱ２を一定時間オンさせるように
している。また、信号Ａは放電灯ｌの点灯状態が異常に
なったときに異常検知回路４から出力される異常検知信
号、信号Ｂは放電灯ｌのランプ電流を減少させる調光信
号、信号Ｃは放電灯ｌに定格ランプ電流を流す全点灯信
号であり、信号Ｂ、Ｃは信号発生回路５の調光信号発生
部５ａ、全点灯信号発生部５ｂにてそれぞれ発生される
。

これらの信号Ａ、Ｂ、Ｃは判別回路６によって判別され
、異常検知信号Ａ、調光信号Ｂ、全点灯信号Ｃの順に出
力されるようになっており、それぞれの状態によってタ
イマー回路３のタイマー時間を制御し、タイマー回路３
出力にてトランジスタＱ２のオン期間を制御するように
なっている。

このように、一方のスイッチング素子（トランジスタＱ
、）は帰還手段（帰還巻線ｎ２）により負荷回路Ｚの振
動電流に応じてオン・オフ制御され、他方のスイッチン
グ素子（トランジスタＱ２）はタイマー回路３を含む制
御回路Ｙによりオン・オフ制御されるので、簡単な構成
で発振を行うことができ、しかもタイマー回路３の時定
数に応じてトランジスタＱ２のオン・デユーティを変え
ることができるので、インバータ装置の出力調整を容易
に行うことができるものである。

第２図は本発明一実施例の具体回路図であり、本実施例
にあっては、インダクタＬ１の２次巻線ｎ２が帰還手段
として使用されており、一方のトランジスタＱ、にのみ
負荷回路Ｚの振動電流を帰還している。他方のトランジ
スタＱ２は単安定マルチバイブレータＭＶ、によりオン
、オフされている。この単安定マルチバイブレータＭＶ
、は汎用の集積回路（例えば日本電気膜μＰＤ４５３８
）よりなり、立ち下がりトリガー入力端子Ｂが”Ｈ”レ
ベルから”Ｌ″レベル変化した後、一定時間は出力端子
Ｑが”Ｈ”レベル、出方端子石が”Ｌ”レベルとなる０
本実施例にあっては、トランジスタＱ２の両端電圧ＶＱ
□を抵抗Ｒ，、Ｒ２の直列回路で分圧することにより検
出し、単安定マルチバイブレータＭＶ、のトリガー信号
としている。

単安定マルチバイブレータＭＶ、の出力端子Ｑが”　Ｈ
”レベルになる時間（出力端子句が”Ｌ”レベルになる
時間）は、抵抗Ｒ９〜Ｒ０とコンデンサＣ４の時定数で
決定される。出力端子Ｑは抵抗Ｒ８を介して駆動用のト
ランジスタＱ４のベースに接続され、出力端子Ｑは抵抗
ＲＩｓを介して駆動用のトランジスタＱ、のベースに接
続されている。

トランジスタＱ４のコレクタは直流電源Ｅ２の正極に、
トランジスタＱ５のコレクタは直流電源Ｅ２の負極に、
それぞれ接続され、トランジスタＱ４のエミッタとトラ
ンジスタＱｓのコレクタは、抵抗Ｒ２を介してトランジ
スタＱ２のベースに接続されている。したがって、単安
定マルチバイブレータＭ　’Ｖ　＋は、トランジスタＱ
２のオン期間τ１を決めるためのタイマー回路３として
動作する。単安定マルチバイブレータＭＶ、の時定数設
定用の抵抗Ｒ９〜Ｒ１１を後で述べる判別回路６によっ
て切り替え、設定状態によってインバータ装置の出力調
整が行えるようになっている。

第３図は負荷回路Ｚが誘導性である場合についての本実
施例の動作波形図である。同図（ａ）はインダクタＬＩ
に流れる負荷電流Ｉを示し、図中工。ｌ＋Ｉ＠１はトラ
ンジスタＱ１．Ｑ２に流れるコレクタ電流、■。、Ｉ０
２はダイオードＤ、、Ｄ２に流れる電流を示している。

また、同図（ｂ）はトランジスタＱ１のコレクタ・エミ
ッタ問電圧Ｖ□、同図（Ｃ）はトランジスタＱ２のコレ
クタ・エミッタ間電圧ＶＱ２、同図（ｄ）はトランジス
タＱ、のベース・エミッタ間電圧Ｖｌｌ□、同図（ｅ）
（ｆ）は単安定マルチバイブレータＭＶ、の出力端子Ｑ
。

Ｑの出力信号をそれぞれ示している。

以下、第３図の動作波形図を参照しながら本実施例の動
作について説明する。いま、電源スィッチＳＷを投入す
ると、起動回路ＳＴによりトランジスタＱ２がオンとな
り、その両端電圧ＶＱ２（第３図（Ｃ））が”Ｌ”レベ
ルになるので、単安定マルチバイブレータＭＶ、のトリ
ガー入力端子ＢはＨ”レベルから”Ｌ″レベル変化する
。これにより、単安定マルチバイブレータＭＶ、はトリ
ガーされて、その出力端子Ｑは”Ｈ”レベル、出力端子
Ｑは”Ｌ”レベルとなる（第３図（ｅ）（ｆ））、した
がって、駆動用のトランジスタＱ４はオン、トランジス
タＱｓはオフとなり、電源Ｅ２からトランジスタＱ１、
抵抗Ｒ２を通してトランジスタＱ２にベース電流が供給
され、トランジスタＱ２のオン状態が維持される。トラ
ンジスタＱ２がオンすると、ダイオードＤ、が導通して
、コンデンサＣ２は充電されなくなるので、起動回路Ｓ
Ｔは停止する。このとき、インダクタＬ１の２次巻線ｎ
２は、トランジスタＱ、のベース・エミッタ間に逆バイ
アスの電圧を印加するような極性に巻かれ、トランジス
タＱ１はオフ状態を維持する。

次に、抵抗Ｒ９〜Ｒ１１とコンデンサＣ１で決まる所定
時間ｔの経過後に、単安定マルチバイブレータＭＶ、の
出力端子Ｑは”Ｌ“レベル、出力端子Ｑは”Ｈ″レベル
なり１．トランジスタＱ、はオフ、トランジスタＱ、は
オンになる。このため、トランジスタＱ２はオフ状態に
なる。第３図（ａ）に示すＡ点でトランジスタＱ２がオ
フすると、トランジスタＱ２のコレクタ電流ＩＱ２が減
少することによりインダクタＬ１の残留インダクタンス
は逆の誘起電圧を発生し、インダクタし、に流れる振動
電流Ｉは同一方向に流れようとするので、ダイオードＤ
、が導通し、電流上。、が流れる。また、インダクタＬ
１の２次巻線ｎ、が逆の誘導電圧を発生することにより
、第３図（ｄ）に示すように、トランジスタＱ１が順バ
イアスされて、トランジスタＱ、はオン状態となる。ダ
イオードＤ１の電流ＩＤＩがゼロになると、コンデンサ
ｃｏの蓄積電荷を電源としてトランジスタＱ１に電流Ｉ
ＱＩが流れる。このとき、インダクタし、のコアは飽和
磁束に向かって直線的に磁化される。やがて、コアが飽
和磁束に達すると、インダクタンスは急激にゼロの方向
に向かい、その結果、トランジスタＱ１のコレクタ電流
上。、の時間変化分は無限大となる。

トランジスタＱ、のコレクタ電流ＩＱ＋がベース電流の
ｈｆｅ倍に達すると、トランジスタＱ１は不飽和状態と
なり、インダクタＬ１の各巻線の誘起電圧は減少するか
ら、帰還されるベース電流も減少してトランジスタＱ、
はオフする。トランジスタＱ、がオフした後も、インダ
クタＬ、に流れる振動電流Ｉは同一方向に流れようとす
るので、ダイオードＤ２が導通し、電流ＩＤ２が負荷回
路Ｚ、コンデンサＣ０、直流電源Ｅ１の経路で流れる。

ダイオードＤ２が導通すると、トランジスタＱ２の電圧
■Ｑ２はゼロになるので、単安定マルチバイブレータＭ
Ｖ、の立ち下がりトリガー入力端子ＢはＩＩ　Ｈ”レベ
ルからＮＬＩＩレベルに変化し、単安定マルチバイブレ
ータＭＶ、の出力端子Ｑは”Ｈ”レベルになり、駆動用
のトランジスタＱ、がオンして、トランジスタＱ２は順
バイアスされる。ダイオードＤ２に流れる振動電流上。

２がゼロになった後は、直流電源Ｅ、より、コンデンサ
Ｃ０、負荷回路Ｚ、トランジスタＱ２の経路でコレクタ
電流１．□が流れる。以下、上述の動作を繰り返すこと
により、インバータの発振動作が継続される。

第２図の異常検知信号Ａは、放電灯ｌが寿命末期に、半
波放電状態となり、負荷が異常状態となるのを異常検知
回路４で検出し、この出力を′Ｈ”レベルとするもので
ある。調光信号Ｂは外部より調光操作信号が入力された
時、その出力を°°Ｈ”レベルとするものである。全点
灯信号Ｃは外部より全点灯（全負荷状態の時）操作信号
が入力された時、その出力を′”Ｈ″レベルするもので
ある。

第４図は、判別回路６に入力される信号Ａ、Ｂ、Ｃに対
する出力信号Ａ’　、Ｂ’　、Ｃ’の関係を示している
。いま、信号Ａが°Ｈ”レベル時には、信号Ｂ、Ｃに関
係なく信号Ａ′のみ”Ｈ”レベルとなる。

次に、信号Ａが”Ｌ”レベル、信号Ｂが°°Ｈ″レベル
の時には、信号Ｃのレベルに関係なく信号Ｂ′のみ”Ｈ
″レベルなる。

次に、信号Ａ、Ｂが°′Ｌ”レベルで、信号Ｃが”Ｈ″
レベル時には、信号Ｃ゛は″Ｈ″レベルとなる。

次に、すべての信号Ａ、Ｂ、Ｃが”Ｌ”レベルの時には
、信号Ａ’　、Ｂ’　、Ｃ’はすべてＩＩＬＩＩレベル
となる。

以上のように、信号Ａ、Ｂ、Ｃが入力される判別回路６
では、信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃの順に優先されて、各信
号Ａ、Ｂ、Ｃに対応した信号Ａ′Ｂ’　、Ｃ’が出力さ
れる。

ここで、信号Ａ°が”Ｈ”レベルになると、前に述べた
ようにトランジスタＱ２がオンして単安定マルチバイブ
レータＭ　Ｖ　＋のトリガー入力端子Ｂは”Ｈ″レベル
ら”Ｌ″レベル変化して、単安定マルチバイブレータＭ
Ｖ、の出力端子Ｑが”Ｈ”レベルとなる期間は、Ｒ９・
Ｃ１の時定数で決まる。

同様に、信号Ｂ°が”　Ｈ″レベルなると、単安定マル
チバイブレータＭＶ、の出力端子Ｑが”Ｈ”レベルとな
る期間は、抵抗ＲＩＧ、コンデンサＣ１の時定数で決ま
る。

また、信号Ｃ′が”Ｈ”レベルになると、単安定マルチ
バイブレータＭＶ、の出力、端子Ｑが°°Ｈ”レベルと
なる期間は、抵抗Ｒ０、コンデンサＣ４で決まる。但し
、各時定数は、 Ｒ１・Ｃ，＜Ｒ，。・Ｃ，＜Ｒ，、・Ｃ１の関係に設定
されるものとする。

第５図は異常検知信号Ａが”Ｈ”レベルになったときの
インダクタＬ１の電流■を示すもので、このとき、トラ
ンジスタＱ２の導通期間が最も小さく設定されており、
負荷電流が最も絞られた小さな電流となるので、放電灯
！および回路素子（ＱＩｎ　Ｑ＊、Ｌ＋）に流れる電流
が抑えられてストレス、温度上昇が抑制され、信頼性を
向上させることができる。

第６図は調光信号Ｂが”Ｈ”レベルになったときのイン
ダクタＬ１に流れる電流■を示すもので、第６図は全点
灯信号Ｃが”Ｈ”レベルになったときにインダクターＬ
１に流れる電流■を示すものである。この場合、トラン
ジスタＱ２の導通期間は、第６図の場合よりも第５図の
場合の方が小さくなっており、負荷電流が小さくなって
放電灯ｌは調光点灯状態になる。また、信号Ａ、Ｂ、Ｃ
が共に”Ｌ”レベルになると、トランジスタＱ２をオン
、オフする信号がなくなるので、インバータ動作が停止
され、負荷回路Ｚの両端には出力電圧が印加されない。

以上のように、本発明にあっては、判別回路６から出力
される信号を、異常検知信号Ａ、調光信号Ｂ、全点灯信
号Ｃの順に優先順位を付け、異常検知信号Ａが”Ｈ″レ
ベルなると、トランジスタＱ、の導通期間を第５図に示
すように制御して信頼性を向上させ、続いて、調光信号
Ｂが”Ｈ”になると、優先して調光点灯させるようにし
たものであり、負荷の各状態に対応してタイマー回路お
よびスイッチを設けていた従来例に比べ制御回路Ｙの構
成が簡単になってコストを安くすることができる。また
、全信号Ａ、Ｂ、Ｃがすべて°′Ｌ”になると、トラン
ジスタＱ２の制御信号が出力され、なくなって負荷回路
の両端には電圧が発生しないので、簡単な回路構成でイ
ンバータ動作の停止が行えることになる。

なお、実施例にあっては、一方のトランジスタＱ２のみ
を制御して出力を調整するようにしているが、両トラン
ジスタＱ、、Ｑ、を他励式で制御し、両方の動作周波数
および導通期間を制御するようにしても良い。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、異常検知信号、
調光信号、全点灯信号が発生しているかどうかを判別し
て異常検知信号、調光信号、全点灯信号の順に出力する
判別回路と、判別回路から出力される信号を受けてスイ
ッチング素子を制御して放電灯の点灯状態を制御する制
御回路とを設けたものであり、負荷の状態の数が多くな
っても回路構成が簡単でコストが安い放電灯点灯装置を
提供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概略構成図、第２図は同上の
具体回路図、第３図乃至第７図は同上の動作説明図、第
８図は他の実施例の概略構成図、第９図は従来例の概略
構成図である。 Ｅｌは電源、Ｑｌ、Ｑ２はスイッチング素子、ｌは放電
灯、Ｌｌはインダクタ、Ｃ０はコンデンサ、４は異常検
知回路、５は信号発生回路、６は判別回路である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源が両端に印加され直列接続された一対の
   スイッチング素子と、両スイッチング素子の少なくとも
   一方にコンデンサを介して並列接続されインダクタおよ
   び放電灯の直列回路を含む負荷回路と、放電灯の点灯状
   態が異常になったときに異常検知信号を発生する異常検
   知回路と、放電灯のランプ電流を減少させる調光信号お
   よび放電灯に定格ランプ電流を流す全点灯信号を発生す
   る信号発生回路と、上記各信号が発生しているかを判別
   して異常検知信号、調光信号、全点灯信号の順に出力す
   る判別回路と、判別回路から出力される信号を受けてス
   イッチング素子を制御して放電灯の点灯状態を制御する
   制御回路とを具備したことを特徴とする放電灯点灯装置
   。
2. （２）上記３つの信号がすべて発生されていないときに
   、スイッチング素子の制御を停止して負荷回路に出力電
   圧を印加しないようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の放電灯点灯装置。
3. （３）負荷回路に流れる振動電流を一方のスイッチング
   素子の制御端にのみ帰還し、上記振動電流に基づいて決
   定される所定周期で上記一方のスイッチング素子のみを
   オン、オフ制御する帰還手段と、少なくとも一方のスイ
   ッチング素子のオフ期間に動作するタイマー回路により
   他方のスイッチング素子をオン、オフ制御し、上記タイ
   マー回路のタイマー時間を３つの信号にて設定するよう
   に制御回路を構成したことを特徴とする請求項１記載の
   放電灯点灯装置。