JPH0261117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自励式電圧帰還形トランジスタインバ
ータの発振出力で予熱形放電灯を点灯するインバ
ータ形放電灯点灯装置に関する。特にインバータ
におけるスイツチング用トランジスタの起動に必
要な起動補助抵抗の電力損失を軽減することを目
的とする。

この種の電圧帰還形インバータにおいては、起
動補助抵抗を通してスイツチング用トランジスタ
のベース回路に起動電流を供給し、該トランジス
タのターンオンを促す。これにともない、直流電
源の電圧がトランジスタを介して発振トランスに
印加する。一方、発振トランスからの帰還出力で
トランジスタを付勢する。かくして、トランジス
タのベース電流も次第に増加し、完全な発振状態
となるが、放電灯の予熱電極が負荷として接続さ
れていると、以下の点が問題となる。

予熱電極は当初は低温の低インピーダンス負荷
となる。このため発振トランスに発生する電圧が
減少してしまい、トランジスタのベース回路に帰
還がかかり難くなる。したがつて、どうしても起
動補助抵抗の値を小さくし、起動電流を大きくし
なければならず、起動補助抵抗による電力損失が
大きくなる。

本発明は以上の難点を除き、起動補助抵抗によ
る電力損失を少なくしたものである。

本発明においては、インバータ起動時に予熱電
流を止め、インバータの起動を容易にする。一
方、インバータの出力電圧を検出してインバータ
起動後に予熱電流を流す。その後、放電灯は始動
し点灯する。以上の結果、インバータ起動時にお
ける予熱のための負担が軽減する。このため起動
補助抵抗を大きくし、それによる電力損失を少く
することができる。

以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。第１図のインバータは直流電源１と、スイツ
チング用トランジスタ２，３と発振トランス６を
主体としたトランジスタインバータであつて、直
流電源１の電圧をトランジスタ２，３を介して発
振トランス６の入力巻線６１に印加する。６３は
発振トランス６から帰還出力を取るための帰還巻
線であつて、この電圧をベース抵抗５を含むトラ
ンジスタ２，３のベース回路に印加し、トランジ
スタ２，３のスイツチングを制御する。したがつ
て、このインバータは自励式電圧帰還形のもので
ある。また、第１図の実施例は一対のトランジス
タ２，３をもち、それらを交互に動作させる２石
式のプツシユプル形のものである。１３は発振ト
ランス６の出力巻線６２に生ずる高周波の発振出
力を受けて点灯する予熱形放電灯である。点灯安
定用のバラストインピーダンスを省いたのは、こ
の実施例では出力巻線６２のリーケージインダク
タンスでそれを賄うためである。

第１図の４は起動補助抵抗である。直流電源１
はこの起動補助抵抗４を介してトランジスタ２，
３のベース回路へ接続される。起動補助抵抗４を
流れる起動電流はその抵抗値と直流電源１の電圧
でほぼ決まるが、それが帰還巻線６３を介してト
ランジスタ２，３のベース・エミツタ接合に流れ
込む。トランジスタ２，３の特性上のアンバラン
スからそのいずれか一方がターンオンに向かい、
帰還巻線６３の助勢を得て最初のターンオンを完
了する。しかし、その後も起動補助抵抗４に不所
望な電力損失がともなうので、インバータとして
の起動が可能な範囲で、できるだけ高い抵抗値の
ものとすることが望ましい。

第１図の７〜１２は予熱形放電灯１３のための
予熱回路である。その中の全波整流器７、トラン
ジスタ９の部分は前記予熱回路を開閉するための
常開形スイツチング素子として機能する。また、
１０〜１２は常開形スイツチング素子７，９のた
めの制御回路として機能し、発振トランス６に発
振出力電圧が検出されたときに該スイツチング素
子７，９をターンオンさせる。

以下、第１図の予熱回路についてもう少し詳し
く説明する。８はフイラメントトランスで、その
出力コイル８２は予熱形放電灯１３の図外の予熱
電極に接続される。フイラメントトランス８の入
力巻線８１は常開形スイツチング素子７，９を介
して発振トランス６の出力巻線６２の一部に接続
される。常開形スイツチング素子７，９の主体と
なるのはトランジスタ９である。トランジスタ９
は直流特性のものであるが、全波整流器７がとも
なうため、全体としては交流特性のスイツチング
素子となる。トランジスタ９はターンオフするま
ではオフの状態に保たれる常開特性のスイツチ要
素であるから、インバータ起動時における少なく
とも初期の段階ではスイツチング素子７，９全体
は開路特性を示し、それによつて前記予熱回路は
オフの状態となる。制御回路１０〜１２の構成部
品のうち、１０はツエナーダイオード、１１はコ
ンデンサ、１２は普通のダイオードである。ツエ
ナーダイオード１０の出力側はトランジスタ９の
ベース回路に接続され、ダイオード１２の入力側
は発振トランス６に巻かれた補助巻線６４に接続
される。

第１図回路のトランジスタ２，３ならびにスイ
ツチング素子７，９は常開特性のものである。こ
のため、直流電源１を投入しても、当初は発振ト
ランス６に電圧が生じない。また、この段階では
予熱回路はオフの状態であり、予熱形放電灯１３
も低負荷の状態である。したがつて、トランジス
タインバータの起動には好都合な、ほとんど無負
荷の状態となる。その後、起動補助抵抗４の作用
でトランジスタ２，３がわずかなターンオン傾向
を示したときに、発振トランス６の帰還巻線６３
からベース回路を付勢するに足る正帰還出力を取
り出すことができる。かくして、高抵抗値の起動
補助抵抗４のもとでも、インバータとしての発振
は確立する。

一方、この発振にともない、補助巻線６４に発
振電圧が発生する。この電圧がダイオード１２を
通してコンデンサ１１に印加し、これを充電す
る。コンデンサ１１の充電電圧がツエナーダイオ
ード１０のツエナー電圧以上になると、コンデン
サ１１からツエナーダイオード１０を通してトラ
ンジスタ９にベース電流が供給され、トランジス
タ９は導通する。かくして常開形スイツチング素
子７，９がターンオンし、これを通してフイラメ
ントトランス８の入力巻線８１に電圧が印加さ
れ、予熱形放電灯１３の予熱電極を予熱する。予
熱開始直後は予熱電極が低温低インピーダンスの
高負荷として作用するが、この段階では十分な正
帰還によりインバータとしての発振がすでに確立
しているため、発振は止まらない。

特に低温の状況下では、トランジスタ２，３の
当初の電流増幅率が低く、また予熱電極のインピ
ーダンスが小さいため、トランジスタ２，３に対
する正帰還が不足し発振が停止することがある。
この場合には、発振トランス６の出力電圧が低下
し、コンデンサ１１の電圧も低下するので、トラ
ンジスタ９を含む予熱回路は再び開路する。その
後、改めて起動補助抵抗４を通してインバータが
起動し、かかる動作を何回か繰り返しているうち
に、トランジスタ２，３の自己発熱による電流増
幅率の上昇および予熱電極の温度上昇が起り、や
がては正常な起動および点灯が可能となる。

予熱形放電灯１３が点灯すると、発振トランス
６の出力電圧は発振トランス６のリーケージイン
ダクタンス分により放電灯管電圧まで低下する。
同時に、コンデンサ１１の電圧も低下する。この
実施例ではかかる電圧変化をツエナーダイオード
１０で検知できるようにそのツエナー電圧を定め
てある。したがつて、点灯後にツエナーダイオー
ド１０がターンオフし、トランジスタ９がターン
オフし、予熱電流が停止する運びとなるが、ツエ
ナーダイオード１０前段のコンデンサ１１による
時間遅れのために、点灯した後なおしばらくの間
は予熱が継続するので、いわゆる半波点灯現象が
起り難くい。

第２図は他の実施例である。第１図のものと同
符号の同等部品についての説明は割愛する。この
実施例は常開形スイツチング素子７，９の主体と
なるトランジスタ９に対して、トランジスタ９の
ターンオン後はオン状態に、ターンオフ後はオフ
状態に保持され易くなるヒステリシス特性を付与
したものである。この特性は電圧変動にともなう
オン・オフ繰返しの防止を目的としたものである
が、かかる特性をもたせるためにスイツチング素
子制御回路に、トランジスタ１５，１６および抵
抗１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，
２４を加える。

以下、第２図回路の動作を順を追つて説明す
る。コンデンサ１１の電圧が高くなり、抵抗１
７，１８により分圧された電圧がツエナーダイオ
ード１０のツエナー電圧を上回わると、抵抗２１
に電流が流れる。トランジスタ１５のベース電圧
が上昇してトランジスタ１５がターンオンし、抵
抗２２，２３，２４に電流が流れる。抵抗２２に
流れる電流により、トランジスタ１６にベース電
圧が加わる。抵抗１９を通してトランジスタ１６
にコレクター電流が流れ、抵抗１７，１８より分
圧された抵抗１８側の電圧が上昇して、トランジ
スタ１５の導通を確かなものとする。このように
して、トランジスタ１５と１６は正帰還し合つて
オンとなり、たとえば直流電源１の電圧変動の影
響でコンデンサ１１の電圧が多少変化しても、ト
ランジスタ９にベース電流が抵抗２２，２３およ
びトランジスタ１５を通して供給され続ける。

第２図において、予熱形放電灯１３が点灯しコ
ンデンサ１１の電圧が大きく下がると、トランジ
スタ１５のベース電流が減少し、そのコレクター
電流が減少し、抵抗２２の電圧が下り、トランジ
スタ１６のコレクター電流も減少する。このた
め、トランジスタ１５，１６が正帰還しあつて、
互いにオフとなり、常開形スイツチング素子７，
９の主体となるトランジスタ９もオフとなる。

第２図回路によれば、かなりの電圧変動があつ
ても、トランジスタ９（ないしは常開形スイツチ
ング素子７，９）はオンかオフかの２つの安定状
態に保持される。このため、トランジスタ９の異
常発熱（オン、オフを繰返えすことにともなうス
イツチングロスによる発熱）を防ぐことができ
る。

第２図回路においては、常開形スイツチング素
子７，９の動作電圧を点灯後の予熱形放電灯１３
の管電圧以上の電圧でオフし、予熱形放電灯１３
の始動電圧以下でオンするように設定する。ま
た、直流電源１の電圧を断続的に印加することに
より調光を行なうことも可能であるが、この場合
には予熱形放電灯１３を流れる管電流が減少する
とともに管電圧のピーク値が高くなり、予熱電極
の温度が低下して黒化の問題を生ずるが、これに
対しては常開形スイツチング素子７，９の制御回
路で管電圧を検知し、管電圧と連動する管電流が
定格電流の50〜80％以下になつたときに常開形ス
イツチング素子７，９をターンオンして電極加熱
を再開するように設定することが有効であり、こ
れによつて黒化の問題が軽減する。

本発明は以上説明したように、インバータ起動
の際には予熱回路を開らいておき、起動後にこれ
を閉じるようにしたものである。これによれば、
インバータ起動時の負荷が軽くなるため、起動補
助抵抗の抵抗値を大きくしてそれによる電力損失
を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す回路図、
第２図は他の実施例を示す回路図である。 １……直流電源、２……トランジスタ、３……
トランジスタ、４……起動補助抵抗、６……発振
トランス、７……全波整流器、８……予熱回路を
形成するためのフイラメントトランス、９……常
開形スイツチング素子の主体となるトランジス
タ、１０……制御回路中のツエナーダイオード、
１１……コンデンサ、１２……ダイオード、１３
……予熱形放電灯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電源の電圧をスイツチング用のトランジ
   スタを介して発振トランスへ印加し、前記発振ト
   ランスからの帰還出力を前記トランジスタのベー
   ス回路へ供給して該トランジスタを制御する自励
   式電圧帰還形トランジスタインバータを備え、前
   記発振トランスの発振出力を受けて点灯する予熱
   形放電灯電灯を備え、前記直流電源の出力を前記
   トランジスタのベース回路へ起動電流として供給
   するための起動補助抵抗を設け、前記発振トラン
   スの発振出力の一部を前記予熱形放電灯の予熱電
   極へ供給するための予熱回路を備えたインバータ
   形放電灯点灯装置において、前記予熱回路を開閉
   するための常開形スイツチング素子を設け、前記
   発振トランスの発振出力電圧を検出してその発振
   後に前記常開形スイツチング素子をターンオンさ
   せるスイツチング素子制御回路を設けたことを特
   徴とするインバータ形放電灯点灯装置。