JPH0261116B2

JPH0261116B2 -

Info

Publication number: JPH0261116B2
Application number: JP57041021A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishimura
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-03-15
Publication date: 1990-12-19
Also published as: JPS58175296A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子回路よりなるスタータを有する放
電灯点灯装置に関するものである。

第１図は従来の放電灯点灯装置の構成を示す回
路図であり、V₁は交流電源、Ｌは限流要素たる
インダクタンス、Ｆは放電灯、Ｓは電子回路より
なるスタータである。スタータＳは放電灯Ｆのフ
イラメントＨを予熱する予熱回路部Ａと始動用の
高圧パルスを発生する高圧パルス発生部Ｂとから
構成されている。予熱回路部Ａにはサイリスタ
Q₁が設けられており、このサイリスタQ₁を位相
制御することにより、放電灯Ｆのフイラメントに
対する予熱電流を制御できるようになつている。
高圧パルス発生部Ｂは高圧パルスを発生させるた
めのパルストランスPTと、このパルストランス
PTを駆動するためのコンデンサC₁と、シリコン
シンメトリカルスイツチ（いわゆるSSS）Q₂、ダ
イオードD₁，D₂、および抵抗R₁などを有してい
る。第２図ａ〜ｄは第１図回路の動作波形を示す
ものであり、第２図ａは交流電源の電圧波形、同
図ｂは放電灯Ｆの予熱電流波形、同図ｃは放電灯
Ｆの始動時における放電灯Ｆの両端電圧波形、同
図ｄは放電灯Ｆが始動状態から定常点灯状態に移
行する際の半波点灯維持状態における放電灯Ｆ両
端電圧波形をそれぞれ示している。第２図ａ〜ｄ
を参照しながら第１図回路の動作について簡単に
説明すると、まず交流電源V₁の投入によつてサ
イリスタQ₁が時刻t₁で導通し、放電灯Ｆの各フイ
ラメントには第２図ｂのような予熱電流Iphが流
れ始める。この予熱電流Iphが再びゼロとなる時
刻t₂においてサイリスタQ₁は非導通状態に復帰す
る。時刻t₂においては交流電源V₁は時刻t₁の場合
と逆極性となつており、この時刻t₂以降は、高圧
パルス発生部Ｂに交流電源V₁の電圧が印加され
ることになる。この印加電圧はダイオードD₁に
対して順方向であるので、コンデンサC₁は抵抗
R₁およびパルストランスPTの１時巻線N₁、２次
巻線N₂を介して充電されるものであり、このコ
ンデンサC₁の充電電圧がシリコンシンメトリカ
ルスイツチQ₂のブレークオーバ電圧に達すると、
コンデンサC₁の電荷はダイオードD₂およびシリ
コンシンメトリカルスイツチQ₂を介してパルス
トランスPTの１次巻線N₁に放電される。このと
きパルストランスPTの２次巻線N₂には高圧パル
ス電圧が発生し、放電灯Ｆの両端に印加されるも
のである。コンデンサC₁の電荷が完全に放電さ
れると、シリコンシンメトリカルスイツチQ₂は
非導通状態に復帰し、以後上述と同様に、交流電
源V₁より抵抗R₁を介してコンデンサC₁の充電が
始まり、コンデンサC₁の放電によつて繰り返し
高圧パルス電圧を発生するものである。次に交流
電源V₁の電圧が反転すると、コンデンサC₁への
充電はダイオードD₁によつて阻止され、サイリ
スタQ₁は次の半サイクルの時刻t₁によつて導通
し、以後同じ動作を繰り返す。放電灯Ｆのフイラ
メントは第２図ｂに示すような予熱電流Iphによ
つて予熱され、同時に放電灯Ｆの両端には第２図
ｃに示すような高圧パルス電圧が加わるので放電
灯Ｆは始動し、定常点灯に移行するものである。

ところで放電灯Ｆの周囲温度が低い場合には、
放電灯Ｆの一般的な性質として始動が困難にな
り、第２図ｄに示した放電灯Ｆの両端電圧波形の
ように、いわゆる半波点灯状態に陥ることがあ
る。この第２図ｄの状態は交流電源V₁の非パル
ス発生側の半サイクルにおいて放電灯Ｆに放電電
流が流れ、交流電源V₁のパルス発生側の半サイ
クルにおいては放電灯Ｆに放電電流が流れない状
態となつている。このような場合放電灯Ｆにはサ
イリスタQ₁を介して予熱電流が供給されなくな
るので、放電灯Ｆは半永久的に定常点灯に移行し
ないか、または定常点灯に移行するまできわめて
長い時間を必要とするという問題があつた。

本発明は従来例のこのような問題点を解決する
ために為されたものであり、放電灯が始動状態か
ら定常点灯状態に移行する際に、放電灯が半波点
灯状態に陥ることを防止して、始動特性を改善し
た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。

以下本発明の構成を図示実施例について説明す
る。第３図は本発明の一実施例の回路図を示すも
のであり、同図においてＹは放電灯Ｆの状態を検
出し、３端子サイリスタQ₁の導通位相角を放電
灯Ｆの状態に応じて制御できるようにした予熱電
流制御手段である。両フイラメントＨ，Ｈの他端
部間に接続されている高圧パルス発生部Ｂは、印
加された電圧に比例的な高圧パルスを発生させよ
うになつている。また、予熱電流制御手段Ｔには
交流電源V₁の投入後、放電が開始するまでの期
間内におけるサイリスタQ₁の導通位相角を進相
状態に設定し、その後に徐々に遅らせるように制
御されるように、サイリスタQ₁のゲート回路と
して設けているダイオードD₃、抵抗R₂、コンデ
ンサC₂およびシリコンバイラテラルスイツチQ₃
よりなる時定数回路の時定数を可変とする導通位
相角制御手段Ｙを予熱電流制御手段Ｔに付設して
いる。しかして、本実施例にあつては、交流電源
V₁の投入直後の状態においてはサイリスタQ₁の
導通開始時間が早くなり、このため交流電源V₁
の非パルス発生側の極性における放電灯Ｆの管電
圧は低くなり、したがつて交流電源V₁の非パル
ス発生側の極性において放電電流が流れ始めるこ
とがなく、予熱電流を十分確保することができる
ので、放電灯Ｆの始動特性が良好になる。また、
サイリスタQ₁の導通位相角を徐々に遅らせると
きに、少なくとも交流電源電圧の各半サイクルの
ピーク値までの間は高圧パルス発生部Ｂの発生高
圧パルスのレベルを徐々に高くすることができ、
予熱不足の段階で過大な高圧パルスが印加される
ことによるランプ寿命の短命化を防止することが
できる。

第４図は上記実施例の具体回路図を示すもの
で、導通位相角制御手段Ｙは、トランジスタQ₇、
ダイオードD₅、抵抗R₈〜R₁₀およびコンデンサC₆
にて形成されている。また、実施例にあつては、
高圧パルス発生部Ｂは、非線形型のコンデンサ
C₅とシリコンシンメトリカルスイツチQ₆との直
列回路を放電灯Ｆに並列に接続してある。しかし
て交流電源V₁のある半サイクルにおいてサイリ
スタQ₁を介して予熱電流が流れ終つた後、次の
半サイクルにおいてシリコンシンメトリカルスイ
ツチQ₆が導通し、非線形型のコンデンサC₅の作
用によつてシリコンシンメトリカルスイツチQ₆
を流れる電流を急速に減少させることによつてイ
ンダクタンスＬにパルス状の電圧を発生させるよ
うにしたものである。この実施例にあつては、サ
イリスタQ₁の導通位相角を決定する時定数回路
に、トランジスタQ₇と抵抗R₈〜R₁₀、ダイオード
D₅、及びコンデンサC₆よりなり導通位相角制御
手段Ｙを加えたものでり、この導通位相角制御手
段ＹのコンデンサC₆は交流電源V₁を投入すると、
徐々に充電されて行き、それにつれてトランジス
タQ₇はオフ状態からオン状態に移行して行く。
このため交流電源V₁の投入直後の状態において
はコンデンサC₂は急速に充電されるが、電源投
入後しばらく経過するとコンデンサC₂の充電速
度はトランジスタQ₇への放電電流のために遅く
なり、したがつてサイリスタQ₁の導通開始時期
は徐々に遅くなるものである。

第５図ａ〜ｇはかかる第４図回路の動作波形を
示すものであり、第５図ａは交流電源V₁の電圧
波形、第５図ｂ，ｄ，ｆは放電灯Ｆに対する予熱
電流Iphの波形、第５図ｃ，ｅ，ｇは放電灯Ｆの
両端電圧波形をそれぞれ示している。第５図ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ、およびｆ，ｇは交流電源V₁の投入
後の時間経過に伴う変化を示しており、時刻t₁₁、
t₁₂、t₁₃はサイリスタQ₁の導通開始時期を、また
時刻t₂₁、t₂₂、t₂₃はサイリスタQ₁の非導通復帰時
期をそれぞれ示している。まず第５図ｂ，ｃは交
流電源V₁の投入直後の状態を示しており、この
状態においてはコンデンサC₆の電圧はほとんど
０であり、トランジスタQ₇は非導通状態である
ので、サイリスタQ₁は抵抗R₂とコンデンサC₂と
の時定数によつて定まる比較的早い時期t₁₁に導
通を開始する。次に第５図ｄ，ｅはコンデンサ
C₆の電圧上昇過程を示しており、トランジスタ
Q₇はオン状態とオフ状態との中間状態にあり、
この状態においてはコンデンサC₂の充電電荷の
一部がトランジスタQ₇を介して放電するので、
コンデンサC₂の電圧上昇は遅くなり、サイリス
タQ₁の導通開始時期t₁₂は若干遅れる。さらに第
５図ｆ，ｇはコンデンサC₆の電圧上昇終了時の
状態を示しており、この状態においてはトランジ
スタQ₇は完全に導通状態になるので、サイリス
タQ₁は抵抗R₂、R₈、およびコンデンサC₂によつ
て定まる比較的遅い時期t₁₃に導通を開始する。
したがつて第５図ｂ，ｄ，ｆに示すように予熱電
流Iphは時間の経過と共に徐々に減少するように
なつているものである。しかしてかかる予熱電流
Iphが流れ終ると、シリコンシンメトリカルスイ
ツチQ₆には交流電源V₁の電圧が印加されるから、
非線形型のコンデンサC₅が直速に充電される。
この非線形型のコンデンサC₅はある電圧まで充
電されると急激にその容量が減少するようになつ
ており、このため充電電流が急速に減少してイン
ダクタンスＬに逆起電力が生じ、したがつて放電
灯Ｆの両端には第５図ｃ，ｅ，ｇに示すような高
圧パルス電圧HVが印加されるものである。かか
る高圧パルス電圧HVの波高値は、コンデンサC₅
への充電電流の大きさに比例するものであり、し
たがつて第５図ｅの場合のように交流電源V₁の
電圧が最も高くなる点でサイリスタQ₁がオフす
るような場合において高圧パルス電圧HVの波高
値が最も高くなるものである。

なお、交流電源V₁のピーク電圧を過ぎた場合
には、第５図ｇに示すように、若干低い高圧パル
ス電圧HVが印加される。

しかして交流電源V₁の投入後、第５図ｆ，ｇ
に示す状態に移行するまでの時間を0.5〜５秒程
度に設定しておくと、交流電源V₁の投入直後は
予熱電流Iphが大きく、かつ高圧パルス電圧HV
が小さいために、放電灯Ｆがいわゆる冷陰極放電
を行なうようなことがなく、したがつて充分な予
熱が行なわれてから第５図ｄ，ｅに示すような状
態に移行して始動することになるので、放電灯Ｆ
の寿命が縮められるようなことはない。また交流
電源V₁の投入当初の状態においては、サイリス
タQ₁の導通開始時期が早いので、交流電源V₁の
非パルス発生側の極性において放電電流が流れ始
めるようなことがなく、予熱電流Iphを充分に確
保することができるために始動特性が改善される
ものである。

次に第６図は本発明のさらに他の実施例の回路
図を示すものであり、本実施例は第４図実施例の
トランジスタQ₇の代わりに、シリコンバイラテ
ラルスイツチQ₃のゲートを利用して、サイリス
タQ₁の導通開始時期を制御し得るようにしたも
のである。すなわち本実施例にあつては、交流電
源V₁の投入直後の状態においては、コンデンサ
C₆の電圧はほとんど０の状態であるので、シリ
コンバイラテラルスイツチQ₃の両端電圧がブレ
ークオーバ電圧に達する前に、ゲート電流によつ
てシリコンバイラテラルスイツチQ₃をターンオ
ンせしめて、コンデンサC₂の電荷をサイリスタ
Q₁のゲートに供給するようにしたものである。
そして交流電源V₁の投入後、暫時経過して、コ
ンデンサC₆の充電電圧が充分に高くなると上記
ゲート電流が流れなくなるから、シリコンバイラ
テラルスイツチQ₃の両端電圧がブレークオーバ
電圧に達するまでコンデンサC₂が充電されてか
らサイリスタQ₁が導通することになるので、サ
イリスタQ₁の導通開始時期は徐々に遅れること
になる。

なお、シリコンバイラテラルスイツチQ₃のブ
レークオーバ電圧VbおよびコンデンサC₆の両端
電圧Vc₆は第７図に示すように連続的に変化し、
時間ｔは0.5〜5sec程度であるので、コンデンサ
C₂の交流電源V₁の半サイクル中の充電時間にお
ける上記ブレークオーバ電圧Vbの変化は極めて
緩やかである。したがつて、交流電源V₁の各半
サイクル間におけるブレークオーバ時期は微視的
にはステツプ変化となるものの、実質的には徐々
に変化する。

したがつて第４図実施例の回路と同じ機能を達
成することができるものであり、しかも第４図実
施例において定常点灯時に抵抗R₂およびR₈を介
して流れる電流によつて消費される電力を節約す
ることができるものである。

本発明は上述のように、放電灯の両フイラメン
トの各一端部を限流要素を介して交流電源に接続
し、両フイラメントの他端部間に３端子サイリス
タを接続し、放電灯の始動時における交流電源の
一方の半サイクル中に上記３端子サイリスタを所
定の導通位相角にて位相制御して両フイラメント
に予熱電流を供給し、放電灯の始動後には放電灯
の管電圧の低下を検出して上記予熱電流を停止す
る予熱電流制御手段を設けるとともに、両フイラ
メントの他端部間に接続され印加された電圧に比
例的な高圧パルスを発生する高圧パルス発生手段
を設けて成る放電灯点灯装置において、交流電源
の投入後、放電灯の放電が開始するまでの期間内
における上記３端子サイリスタの所定の導通位相
角を進相状態から除々に遅らせる導通位相角制御
手段を上記予熱電流制御手段に設け、上記３端子
サイリスタの導通位相角の遅れに応じて少なくと
も交流電源電圧の各半サイクルのピーク値までは
高圧パルスのレベルが徐々に高くなるように制御
するものであり、交流電源の投入直後の状態にお
いてはサイリスタの導通開始時期が早くなり、こ
のため交流電源の非パルス発生側の極性における
放電灯の管電圧は低くなり、したがつて交流電源
の非パルス発生側の極性において放電電流が流れ
始めることがなく、予熱電流を十分確保すること
ができるので、放電灯の始動特性が良好になると
いう効果がある。また、導通位相角を徐々に高く
しているので、予熱不足の段階で過大な高圧パル
スが印加されることによるランプ寿命の短命化を
防止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図は従来例の回路図、第２図ａ〜ｄは同上
の動作波形図、第３図は本発明の一実施例の回路
図、第４図は同上の具体回路図、第５図は同上の
動作波形図、第６図は他の実施例の具体回路図、
第７図は同上の動作説明図である。Ｆは放電灯、Ｌはインダクタンス、Q₁はサイ
リスタ、Ｈはフイラメント、V₁は交流電源、
TMはタイマ回路部である。

Claims

【特許請求の範囲】

１放電灯の両フイラメントの各一端部を限流要
素を介して交流電源に接続し、両フイラメントの
他端部間に３端子サイリスタを接続し、放電灯の
始動時における交流電源の一方の半サイクル中に
上記３端子サイリスタを所定の導通位相角にて位
相制御して両フイラメントに予熱電流を供給し、
放電灯の始動後には放電灯の管電圧の低下を検出
して上記予熱電流を停止する予熱電流制御手段を
設けるとともに、両フイラメントの他端部間に接
続され印加された電圧に比例的な高圧パルスを発
生する高圧パルス発生手段を設けて成る放電灯点
灯装置において、交流電源の投入後、放電灯の放
電が開始するまでの期間内における上記３端子サ
イリスタの所定の導通位相角を進相状態から徐々
に遅らせる導通位相角制御手段を上記予熱電流制
御手段に設け、上記３端子サイリスタの導通位相
角の遅れに応じて少なくとも交流電源電圧の各半
サイクルのピーク値までは高圧パルスのレベルが
徐々に高くなるように制御することを特徴とする
放電灯点灯装置。