JPH029436B2 - - Google Patents

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JPH029436B2
JPH029436B2 JP58068491A JP6849183A JPH029436B2 JP H029436 B2 JPH029436 B2 JP H029436B2 JP 58068491 A JP58068491 A JP 58068491A JP 6849183 A JP6849183 A JP 6849183A JP H029436 B2 JPH029436 B2 JP H029436B2
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JP
Japan
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discharge lamp
circuit
converter
transistor
capacitor
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JP58068491A
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Maruchinusu Yohanesu Byorude Adorianusu
Arunodo Igunachiusu Merai Henri
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS58192296A publication Critical patent/JPS58192296A/ja
Publication of JPH029436B2 publication Critical patent/JPH029436B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • H05B41/298—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2981—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2985—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal lamp operating conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/02—High frequency starting operation for fluorescent lamp
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスおよび／または蒸気放電灯を交
流電流で点弧しかつ交流電流を供給するDC／AC
コンバータであつて、直流電源に接続する２個の
入力端子を有し、該２個の入力端子を、少なくと
も第１トランジスタと、作動状態において放電灯
を含む負荷回路と、コンデンサとを有する第１直
列回路を介して互に接続し、負荷回路と少なくと
もコンデンサに第２トランジスタを並列接続し、
負荷回路には放電灯と並列の回路素子および放電
灯と直列のリアクタンス素子を設け、更に、第１
および第２トランジスタを交互に導通させる制御
装置を備え、該制御装置に設けた可変時定数のタ
イミング回路により、DC／ACコンバータのスイ
ツチオン後であつて放電灯が未だ点弧されない場
合、第１および第２トランジスタを交互に導通さ
せる周波数を放電灯の作用状態における周波数と
は相達させて起動電流を制限する放電灯用DC／
ACコンバータに関する。
なお本明細書において用語“トランジスタ”は
制御電極を介して非導通状態にすることができる
半導体回路素子を意味する。
この種のDC／ACコンバータは本件出願人のオ
ランダ国特許出願第8102364号に記載されている
が、このDC／ACコンバータは、ほぼ一定の初期
期間後に、点弧された放電灯のための作動周波数
での作動を開始するという欠点がある。点弧が極
めて緩慢に行われるかまたは放電灯に欠陥がある
場合には、DC／ACコンバータに大きい電流が流
れるという状態が起り、これによりDC／ACコン
バータが損傷を受ける。
本発明の目的は、放電灯が点弧された後だけ作
動周波数で作動するDC／ACコンバータを提供す
るにある。このようにすることにより、大電流に
よりDC／ACコンバータが損傷を受けるおそれが
極めて小さくなる。
本発明は、ガスおよび／または蒸気放電灯を交
流電流で点弧しかつ交流電流を供給するDC／AC
コンバータであつて、直流電源に接続する。２個
の入力端子を有し、該２個の入力端子を、少なく
とも第１トランジスタと、作動状態において放電
灯を含む負荷回路と、コンデンサとを有する第１
直列回路を介して互に接続し、負荷回路と少なく
ともコンデンサに第２トランジスタを並列接続
し、負荷回路には放電灯と並列の回路素子および
放電灯と直列のリアクタンス素子を設け、更に、
第１および第２トランジスタを交互に導通させる
制御装置を備え、該制御装置に設けた可変時定数
のタイミング回路により、DC／ACコンバータの
スイツチオン後であつて放電灯が未だ点弧されな
い場合、第１および第２トランジスタを交互に導
通させる周波数を放電灯の作動状態における周波
数とは相違させて起動電流を制限する放電灯用
DC／ACコンバータにおいて、負荷回路が放電灯
と直列に変成器の１次巻線を備え、タイミング回
路を変成器の２次巻線の両端間に接続し、該タイ
ミング回路の時定数が電圧に依存する構成とした
ことを特徴とする。
本発明のDC／ACコンバータの利点は、放電灯
が点弧された場合だけ、作動周波数が実現される
ことである。従つて、大電流によりDC／ACコン
バータが損傷されるおそれが極めて小さくなる。
次に、更に説明すると、放電灯は点弧に際して
は、点弧された状態（作動状態）とは異なる電荷
として作動する。点弧に際し実際上放電灯は点弧
された状態におけるより高いインピーダンスを有
する。放電灯を点弧するためには、作動状態にお
ける放電灯の作動電圧より一般に高い電圧（点弧
電圧）を放電灯に供給する必要がある。放電灯に
予熱電極を設けた場合には、一般に点弧電圧を、
ある遅延時間後に放電灯に供給する必要がある。
このようにして放電灯が過度に冷い陰極と共に点
弧されるのが防止される。実際上かかる冷状態で
の点弧により放電灯の寿命が短かくなる。
本発明は特に、放電灯が既に点弧されているか
どうかを、放電灯と直列の電流変成器１次巻線と
共に測定するという着想を基礎としている。放電
灯が未だ点弧されない場合には、リアクタンス素
子および放電灯に並列の回路素子に比較的大きい
電流が流れる。しかし、電流変成器の１次巻線に
おける電流の増大により電流変成器の２次巻線に
直ちに大きい電圧が誘起される。更に本発明は、
この大きい電圧と共にタイミング回路の時定数を
変化させ、従つてタイミング回路の作動に影響さ
せるという着想を基礎としている。これにより、
２個のトランジスタの制御周波数を変化させて、
DC／ACコンバータの作動周波数を実現するよう
にする。
放電灯が点弧された場合、電流変成器２次巻線
の誘起電圧が減少し、従つてタイミング回路の作
動時定数が得られる。従つてDC／ACコンバータ
は作動周波数で作動する。
なお前記オランダ国特許出願第8102364号に記
載のDC／ACコンバータのタイミング回路の（可
変）時定数はほぼ時間に依存している。
また米国特許第4259614号には放電灯の点弧お
よび給電のため数個のトランジスタを設けた
DC／ACコンバータが記載されており、これにお
いても起動周波数が作動周波数とは相違するが、
負荷電流はトランジスタの制御回路の一部を介し
て流れるので、制御回路をこの電流に対して設計
する必要がある。本発明のDC／ACコンバータに
おいては変成器によつて負荷回路およびトランジ
スタの制御回路の間を分離する。
放電灯は例えばナトリウムランプまたは水銀ラ
ンプとする。このランプは高圧形または低圧形と
することができる。
放電灯と直列のリアクタンス素子は例えばコイ
ルとし、放電灯と並列の回路素子は例えばコンデ
ンサとする。放電灯に予熱電極を設けた場合、放
電灯と並列の回路素子例えばコンデンサは電源か
ら遠い方の電極の端部の間に接続することができ
る。その場合点弧動作に際しこの並列回路素子に
はこれら電極に対する予熱電流も流れる。
タイミング回路は例えば電圧応動抵抗（VDR）
を備える。
本発明のDC／ACコンバータの好適な実施例で
は、タイミング回路が抵抗およびコンデンサの直
列回路を備え、該抵抗の並列枝路にツエナーダイ
オードを設ける。
この実施例の利点は、制御回路が簡単になりか
つ高信頼度で作動できることである。これは特
に、ツエナーダイオードの閾電圧が一般にほぼ一
定であるためである。
以下、図面につき本発明の実施例を説明する。
図面は本発明のDC／ACコンバータの実施例お
よびこのコンバータに対する給電装置を示す。給
電装置は交流電源に接続する２個の入力端子１お
よび２を備け、これら入力端子は４個のダイオー
ド４〜７を有する整流器ブリツジ３に接続する。
更に、例えば入力端子１および２とブリツジ３と
の間にフイルタを接続することができる。ブリツ
ジ３の一方の出力端子をコンバータの入力端子Ａ
に接続し、かつブリツジ３の他方出力端子をコン
バータの入力端子Ｂに接続する。
次に、本例コンバータを説明する。入力端子Ａ
およびＢはコンデンサ１０を介して互に接続し、
かつ第１トランジスタ１１、電流変成器の１次巻
線１２、負荷回路１３（その詳細は後述）および
コンデンサ１４の直列回路を介して互に接続す
る。
負荷回路１３はほぼ等しい２個の並列枝路を備
え、一方の並列枝路は約50ワツトの低圧水銀蒸気
放電灯１５およびコイルとして構成したリアクタ
ンス素子１６の直列回路とし、他方の並列枝路は
約50ワツトの低圧水銀蒸気放電灯１５′およびコ
イルとして構成したリアクタンス素子１６′の直
列回路とする。各放電灯は２個の予熱電極を有
し、これら放電灯の交流電源から遠方端における
予熱電極は互に接続し、かつ放電灯１５の予熱電
極はコンデンサ１７を介して互に接続し、放電灯
１５′の予熱電極はコンデンサ１７′を介して互に
接続する。従つてこれらコンデンサ１７および１
７′は放電灯１５および１５′の並列素子を構成す
る。
電流変成器の１次巻線１２、負荷回路１３およ
びコンデンサ１４の直列回路に第２トランジスタ
２０を並列接続する。トランジスタ１１，２０は
NPN形とする。トランジスタ１１のコレクタは
コンバータの正入力端子Ａに接続し、そのエミツ
タはトランジスタ２０のコレクタに接続し、トラ
ンジスタ２０のエミツタはコンバータの負入力端
子Ｂに接続する。
１次巻線１２を有する電流変成器は２個の２次
巻線３０，３１を有し、２次巻線３０はトランジ
スタ１１の制御装置の入力回路に接続する。２次
巻線３１はトランジスタ２０の制御装置の入力回
路に接続する。これら制御装置は互にほぼ等し
い。２次巻線３０の両端は抵抗３２およびコンデ
ンサ３３の直列回路を備えるタイミング回路を介
して互に接続する。更にタイミング回路は抵抗３
２に並列接続したダイオード３４およびツエナー
ダイオード３５の直列回路を備える。これと対応
するタイミング回路３２′〜３５′により２次巻線
３１の両端を互に接続する。ダイオード３４およ
びツエナーダイオード３５の共通接続点は２個の
直列抵抗３６，３７を介してトランジスタ１１の
ベースに接続する。抵抗３７にはコンデンサ３８
を並列接続する。抵抗３６，３７の共通接続点お
よびトランジスタ１１のエミツタの間に同じく
NPN形の補助トランジスタ４０を接続する。抵
抗３２およびコンデンサ３３の共通接続点は抵抗
４１を介してトランジスタ４０のベースに接続す
る。
トランジスタ１１に対し図示の極性でダイオー
ド５０を並列に接続し、トランジスタ２０に対し
図示の極性でダイオード５０′を並列に接続する。
更にトランジスタ１１に対し抵抗５１およびコン
デンサ５２を並列に接続する。
更に、DC／ACコンバータの起動回路を設け
る。この起動回路は直列接続した抵抗６０および
コンデンサ６１、並にこれと並列接続したコンデ
ンサ１０を備える。抵抗６０およびコンデンサ６
１の共通接続点は双方向性閾素子（ダイアツク
（Diac））６２の一端に接続し、その他端はトラ
ンジスタ２０の制御装置の抵抗３６′およびダイ
オード３４′の共通接続点に接続する。また抵抗
６０およびコンデンサ６１の共通接続点はダイオ
ード６４のアノードにも接続し、このダイオード
６４のカソードは抵抗６５を介してトランジスタ
２０のコレクタに接続する。
上述した回路の動作は次の通りである。端子
１，２を例えば約220V、50Hzの交流電源に接続
する。その結果、整流器ブリツジ３を介して
DC／ACコンバータの端子ＡおよびＢ間に直流電
圧が供給される。従つて、まず端子Ａから抵抗５
１、電流変成器の１次巻線１２、負荷回路１３お
よびコンデンサ１４を介して端子Ｂへ電流が流
れ、これによりコンデンサ１７，１７′，１４が
充電される。更に、コンデンサ６１が抵抗６０を
介して充電される。次いで閾素子６２の閾電圧に
到達するとコンデンサ６１は抵抗６３，３６′，
３７′およびトランジスタ２０のベース／エミツ
タ接合を介して放電する。この放電によりトラン
ジスタ２０が初めて導通する。従つてコンデンサ
１４が回路１４，１３，１２，２０，１４におい
て放電する。この放電電流は電流変成器の１次巻
線１２を流れるから、２個の２次巻線３０，３１
に電圧が誘起する。２次巻線３１の誘起電圧はト
ランジスタ２０の導通状態を維持する極性を有す
る。タイミング回路３２′〜３５′は所定期間の後
に補助トランジスタ４０′を導通させる。従つて、
コンデンサ３８′の作用によりトランジスタ２０
は非導通状態になる。従つて負荷回路１３の電流
はダイオード５０およびコンデンサ５２の並列回
路並にコンデンサ１０を介してコンデンサ１４に
流れる。この電流の瞬時値は減少し、その零通過
点の近くでトランジスタ１１が２次巻線３０、ダ
イオード３４、抵抗３４および３７を介して導通
状態となる。トランジスタ２０の導通／非導通ス
イツチング動作につき先に述べたのと同一態様
で、ある時間の後にトランジスタ１１が再び非導
通状態となる。かくしてDC／ACコンバータが起
動され、トランジスタ１１および２０が順次導通
する。その場合回路６４，６５は起動回路６２，
６３を不作動ならしめる。
その場合放電灯１５および１５′は未だ点弧さ
れていない。この場合負荷回路１３は直列接続し
たコイル１６およびコンデンサ１７並に直列接続
したコイル１６′およびコンデンサ１７′から成る
２個の実際上等しい枝路の並列回路を含む。この
回路の放電灯による減衰（ダンピング）は未だ行
われない。タイミング回路においてツエナーダイ
オード３５，３５′が存在しない場合には負荷回
路１３を流れる電流の周波数は実際上この回路の
共振周波数に調整され、放電灯１５および１５′
が冷陰極と共に点弧される様な大きさの電圧が放
電灯１５および１５′の両端間に供給される。ま
たこれら放電灯に欠陥がある場合には、極めて大
きい電流のため負荷回路１３には電気的に許容で
きない状態が生じる。
しかし、電流変成器の１次巻線１２における電
流が増大した場合、２次巻線３０には既に比較的
高い電圧が誘起しており、これによりツエナーダ
イオード３５（および３５′）に供給される電圧
がツエナー電圧に到達する。従つて実際上タイミ
ング回路３２〜３５，３２′〜３５′の（電圧応
動）時定数は、抵抗３２および３２′がそれぞれ
導通状態のツエナーダイオード３５および３５′
を含む回路を並列接続されることによつて影響を
受ける。その結果、コンデンサ３３の電圧は補助
トランジスタ４０が導通する値に一層迅速に到達
し、従つてコンデンサ３８および補助トランジス
タ４０の回路は主トランジスタ１１を一層迅速に
非導通状態ならしめる。これによりDC／ACコン
バータの周波数が一層高くなる。この一層高い周
波数によりコイル１６および１６′の端子電圧が
一層高くなり、従つて放電灯１５および１５′の
端子電圧が一層低くなる。従つて放電灯１５およ
び１５′はコンデンサ１７および１７′を介してそ
の電極を予熱する機会を有することとなる。従つ
て放電灯が過度に冷い陰極と共に点弧されるおそ
れがなくなる。電極が充分予熱された場合だけ、
放電灯の端子電圧は放電灯を点弧するに充分な電
圧となる。その場合、負荷回路従つて電流変成器
の１次巻線１２を流れる電流は、放電灯の減衰が
達成されるから、高い値になるおそれが最早やな
くなる。これにより、２次巻線３０，３１に誘起
される電圧は比較的小さくなるので、ツエナーダ
イオード３５，３５′のツエナー電圧には最早や
達しなくなる。これは、コンデンサ３３の充電に
一層時間がかかり、従つてトランジスタ４０も一
層後の瞬時にだけ導通状態になることを意味す
る。従つて、コンデンサ３８および補助トランジ
スタ４０の回路により、主トランジスタ１１も後
の段階においてだけ導通状態となる。これはトラ
ンジスタ２０の制御装置についても成立つ。この
ことは、DC／ACコンバータの作動周波数が放電
灯点弧時の周波数より低いことを意味する。
本発明の具体的における回路素子の値を次に示
す。
コンデンサ１０ 約47μF 〃 １４ 約0.5μF 〃 １７および１７′ 約12nF 〃 ３３および３３′ 約22nF 〃 ３８および３８′ 約10μF 〃 ５２ 約3.3nF 〃 ６１ 約100nF コイル１６および１６′ 約２ｍＨ 電流変成器の転送比（12：30：31）約１：５：５ 抵 抗３２および３２′ 約1.5KΩ 〃 ３６および３６′ 約22Ω 〃 ３７および３７′ 約100Ω 〃 ４１および４１′ 約100Ω 〃 ５１ 約1MΩ 〃 ６０ 約680KΩ 〃 ６３ 約100Ω 〃 ６５ 約10KΩ 放電灯１５および１５′の動作電圧は約145Vで
ある。点弧に当りこれら放電灯の端子には約
300Vの電圧をそれぞれ供給する。
かかる構成の起動周波数は約40kHzである。作
動周波数即ちこの場合点弧された放電灯１５およ
び１５′の周波数は約25KHzである。
所要に応じ、タイミング回路部分３２および３
３並に３２′および３３′は可変回路素子によつて
置換して可変とすることができ、この場合には放
電灯１５および１５′を薄明るくする調光が可能
となる。
上述した構成の利点は、放電灯が良好に予熱さ
れた電極と共に点弧されること、およびDC／AC
コンバータにおいて大きい電流の生じる可能性が
僅かになることである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例の回路図である。 １，２……入力端子、３……整流器ブリツジ、
１３……負荷回路、１５，１５′……放電灯、６
２……双方向性閾素子、Ａ，Ｂ……コンバータ入
力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ガスおよび／または蒸気放電灯を交流電流で
    点弧しかつ交流電流を供給するDC／ACコンバー
    タであつて、直流電源に接続する２個の入力端子
    を有し、該２個の入力端子を、少なくとも第１ト
    ランジスタと作動状態において放電灯を含む負荷
    回路と、コンデンサとを有する第１直列回路を介
    して互に接続し、負荷回路と少なくともコンデン
    サに第２トランジスタを並列接続し、負荷回路に
    は放電灯と並列の回路素子および放電灯と直列の
    リアクタンス素子を設け、更に、第１および第２
    トランジスタを交互に導通させる制御装置を備
    え、該制御装置に設けた可変時定数のタイミング
    回路により、DC／ACコンバータのスイツチオン
    後であつて放電灯が未だ点弧されない場合第１お
    よび第２トランジスタを交互に導通させる周波数
    を放電灯の作動状態における周波数とは相違させ
    て起動電流を制限する放電灯用DC／ACコンバー
    タにおいて、 負荷回路が放電灯と直列に変成器の１次巻線を
    備え、タイミング回路を変成器の２次巻線の両端
    間に接続し、該タイミング回路の時定数が電圧に
    依存する構成としたことを特徴とする放電灯用
    DC／ACコンバータ。 ２ タイミング回路が抵抗およびコンデンサの直
    列回路を備え、該抵抗の並列枝路にツエナーダイ
    オードを設ける特許請求の範囲第１項記載の放電
    灯用DC／ACコンバータ。
JP58068491A 1982-04-20 1983-04-20 放電灯用ｄｃ／ａｃコンバ−タ Granted JPS58192296A (ja)

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NL8201631 1982-04-20
NL8201631A NL8201631A (nl) 1982-04-20 1982-04-20 Gelijkstroom-wisselstroomomzetter voor het ontsteken en met wisselstroom voeden van een gas- en/of dampontladingslamp.

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Publication Number Publication Date
JPS58192296A JPS58192296A (ja) 1983-11-09
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US (1) US4525648A (ja)
EP (1) EP0093469B1 (ja)
JP (1) JPS58192296A (ja)
AT (1) ATE24989T1 (ja)
CA (1) CA1225693A (ja)
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