JPH0290498A - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明はインバータを用いた放電灯点灯装置の改良に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、インバータを用いて放電灯に高周波電力を供給し
放電灯を点灯とすると共に、その供給される高周波電力
を制御し放電灯の調光が行えるようにした放電灯点灯装
置としては、特開昭６’ｌ−２７１７９２号公報または
昭和６０年照明学会全国大会講演論文集第３５頁に記載
されたものが知られている。

第１０図は上記講演論文集第３５頁に示されたもので、
放電灯（５）にはコイル（４）を介して高周波電力が供
給されている。すなわち、この図においてインバータの
スイッチング素子（２ａ）　（２ｂ）の動作周波数を上
昇させると、出カドランス（３）の出力電圧の周波数が
上昇し、コイル（４）のインピーダンスが上昇するので
放電灯（５）の電流が減少する。

逆にインバータのスイッチング素子（２ａ）　（２ｂ）
の動作周波数を下降させれば、放電灯（５）の電流は増
加することになる。したがってインバータの出力電圧の
周波数を変化するごとにより放電灯の調光を実施するこ
とができる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように従来の装置は、放電灯の調光つまり出力制
御をインバータの出力電圧周波数を変化することにより
行うので、調光範囲を広く取るためにはインバータの出
力周波数を広範囲に変化させることが必要となる。

このため、インバータとしては共振回路を備えた効率の
高いインバータすなわち共振形インバータを使用するこ
とが難しく、また使用したとしても調光のため周波数を
上昇させるとスイッチング素子のスイッチング損失が増
加してしまうので、使うことの意味が薄らぐという問題
点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、インバータとして共振的な動作を備えたいわゆ
る効率の高いインバータを使用しながら、インバータの
スイッチング素子のスイッチング損失の増加を少なくし
て、放電灯の調光を行えるようにした放電灯点灯装置を
得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の放電灯点灯装置は、直流を高周波に変換して
放電灯に高周波電力を供給するインバータと、このイン
バータをその共振回路の共振的な周波数で動作させる手
段と、このインバータの動作を繰返し停止させる手段を
備えてなるものである。

［作　用］ この発明に係る放電灯点灯装置は、インバータの出力を
繰返し停止して間欠動作を行うことにより放電灯の調光
を得るとともに、その停止毎の停止期間を所定時間内に
設定することにより、インバータの出力停止による放電
灯への悪影響をおさえ、放電灯を安定に点灯することが
できる。

［実施例］ 以下この発明の実施例を図に基づいて説明する。

すなわち、第１図はこの発明の一実施例になる放電灯点
灯装置を示し、この図において（１）は直流電源、（２
ａ）　（２ｂ）はインバータのスイッチング素子であり
、ここではトランジスタで構成している。

（５）は蛍光灯などの放電灯、（６）はコンデンサ（７
）とともに共振回路を形成するコイル、（８）はコンデ
ンサ、（９）は制御回路であり、その具体的な構成の一
例を第２図に示している。第２図において、（９１）は
クロックパルスを発生する発振回路、（９２）はフリッ
プフロップ、（９３）はアンド回路、（９４）はインバ
ータのスイッチング素子を駆動するための駆動回路、（
９５）はカウンター、（９６）は限時回路であり、ここ
では単安定マルチバイブレータで構成している。（９８
）はコンデンサであり、可変抵抗（９９）により、その
出力パルスの時間が設定できる様になっている。（９７
）は限時回路（９６）の出力信号により、発振回路（９
１）の動作制御（発振開始及び停止）を行なうゲートで
ある。（ｉｏｏ）は連続状態（全光）と調光の切換スイ
ッチである。

以上のように構成された装置に於て、切換スイッチ（１
００）が図示の極性に接続されているとし、例えばカウ
ンター（９５）が５番目のクロックパルスで動作すると
すれば、第３図（ロ）の出力を生じ、これにより限時回
路（９６）の単安定マルチバイブレータがトリガされ設
定期間ｔ２なるパルスを発生するので、この期間は、イ
ンバータが動作を停止する。従って、放電灯（５）に流
れる電流は第３図（ニ）に示すようにｔ□の期間で電流
が流れ、その後、ｔ２の期間停止する。このｔ２を変化
すること、すなわち限時回路（９６）の発生する信号の
設定時間を変化することにより出力を制御できる。一方
、インバータの動作時においては、共振回路に適切な周
波数で動作させることが可能となるので、スイッチング
素子の損失の増加をおさえることができる。

次に上記したｔ２の停止期間について第４図および第５
図を用いて詳述すると、放電灯に間欠的に負荷電流を流
した場合、放電灯の電圧、電流波形は第４図に示すごと
くなり、点灯の周波数が高いと、つまり放電灯への電力
供給停止期間が短がいと、第４図（イ）のように次のサ
イクルの点灯時にはまだ放電灯内にイオンがかなり残っ
ているので、放電灯は容易に電流を流し始めることがで
きる。ところが第４図（ロ）のように電力供給停止期間
が長くなると、放電灯内のイオンは消滅してしまうので
、次のサイクルの点灯時には（Ａ）部のごとく放電灯の
電圧に高いピークが生じてしまい、好ましくない結果が
発生する。

第５図の（イ）〜（ハ）はこの放電灯への電力供給の停
止期間を変化させた時の、放電灯の電圧のピーク値（再
点弧電圧）を調べた結果を示す説明図である。この第５
図において、放電灯の電圧が定常値に達した時の放電灯
電圧をｖＰとすると、再点弧電圧は、（ハ）の停止期間
ｔ２≦０．２ｍｓであわば、殆ど急激な上昇はしないこ
とがわかった。

第６図はこの発明の他の実施例を示し、第１図のものと
異なる点を説明すると、第６図に於て、（３）は出カド
ランスであり、ここではり一ケージトランスで構成され
る。（７）は共振回路のコンデンサ、（１０）は高調波
コイルである。

第７図、第８図はさらに他の異なる実施例を示し、これ
らの図に於て、コイル（１２）及びコンデンサ（１１）
は共振回路を構成し、（１３）はダイオードである。こ
の実施例では、スイッチング素子（２ａ）が１個であり
、制御回路（９）の構成は第２図より若干変更（駆動回
路（９４）が１個でよいなど）してもよいが、トランジ
スタ（２ａ）のＯＮ期間とＯＦＦ期間を略等しい時間長
さに設定したとすれば、このトランジスタの電流は第９
図（イ）（ハ）、電圧は同図（ロ）（ニ）のごとくなり
、第１図の実施例と類似の動作により動作停止期間ｔ２
を、第９図（ハ）のごとく設けて出力制御を行なうこと
ができる。この出力制御は、トランジスタ（２ａ）の電
流を流す期間１ｏを殆ど変えずに行なうことができる。

この実施例では、制御回路（９）の発振回路（９１）と
してスイッチング素子（２ａ）の通電電流期間である、
デユーティ−サイクルを５０％或はこれに近い（６０％
程度）矩形波出力のものを使用すればよく、フリップフ
ロップ（９２）は不要である。この時、制御回路（９）
の動作停止期間ｔ２は、たとえばカウンター（９５）相
当部を２番目のタロツクパルスの立上りで動作するよう
にしておけば設定できる。なお、この第９図の動作波形
で示されるタイプのインバータは、電圧共振形インバー
タと称されるものである。この発明になる放電灯点灯装
置としては電圧共振形インバータより、第１図に示すよ
うな電流共振形インバータに対して、より適合している
。

しかし、いずれのタイプのものであっても放電灯に対す
る電力供給の停止期間を所定値以下つまり０．２ｍｓ以
下とすれば、インバータの負荷回路が放電灯負荷であっ
ても、その点灯中はほぼ一定のインピーダンスを有する
負荷として扱うことができるので、回路設計が容易にな
る。

また、インバータは実施例以外の変形も可能であり、直
流電源（１）についても商用交流電源を整流平滑するも
の以外でも使用可能であり、負荷である放電灯も複数た
とえば直列または並列に夫々コイルを接続するなどして
設けてもよい。スイッチング素子は通常のトランジスタ
以外でもよく、放電灯に電流を流す期間も、第３図の説
明ではｔｌとして４半サイクル分の場合を示したが他の
設定でもよい。さらに、切換スイッチ（１００）は必ず
しも無くてもよい。

なお、上記した実施例では、限時回路（９６）の可変抵
抗（９９）で動作停止期間ｔ２を設定したが、制御回路
（９）に対し、外部から信号を供給し、例えば発振回路
（９１）の動作を制御するものでもよく、この場合、外
部でｔいｔ２なる期間の信号を作っであるので、カウン
タ（９５）、限時回路（９６）などは。

内部に不要となる。

また、放電灯の始動時の電極の劣化を軽減するため、始
動時は動作停止期間ｔ２を長くして、放電灯のコールド
スタートを防ぎ、この間に電極を予熱する様にしてもよ
い。この電極の予熱手段は、コンデンサ（７）を使用す
るもの以外でもよい。

［発明の効果コ この発明によれば、インバータの出力を繰返し停止して
間欠動作を行うことにより放電灯の調光を得るとともに
、その停止毎の停止期間を適切に設定することにより、
インバータの出力停止による放電灯の悪影響をおさえる
ことができ、さらにインバータとして共振回路を有する
共振形インバータを使用しても、その出力制御時にイン
バータの損失増加を少なくすることができる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例になる放電灯点灯装置を示
す回路図、第２図はその制御回路の一構成例を示す回路
図、第３図は制御回路の動作を説明する説明図、第４図
および第５図はインバータの出力停止期間を設定するた
めの説明図、第６図、第７図及び第８図はいずれもこの
発明の他の実施例を示す回路図、第９図はこれら他の実
施例の場合の動作を説明する説明図、第１ｏ図は従来の
放電灯点灯装置を示す回路図である。 図中同一符号は同一または相当部分を示し、（１）は直
流電源、（２ａ）　（２ｂ）はスイッチング素子、（５
）は放電灯、（９）は制御回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流を高周波に変換して放電灯に高周波電力を供給する
   インバータと、このインバータをその共振回路の共振的
   な周波数で動作させる手段と、このインバータの動作を
   繰返し停止させる手段を備えてなることを特徴とする放
   電灯点灯装置。