JPH03116685A

JPH03116685A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH03116685A
Application number: JP25474289A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Takagi; 高木　儀夫
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-05-17

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、放電灯に対する電源供給を改良した放電灯点
灯装置に関する。

（従来の技術）各種の照明設備に用いられる放電灯（例えばメタルハラ
イドランプ）の点灯装置は、従来、放電灯を高圧パルス
電圧により始動し、点灯させていた。すなわち、この場
合、放電灯の始動は交流出力に高圧パルス電圧を重畳す
ることによって行われるので、連続印加電圧にならず、
アーク放電による点灯状態への移行が難しかった。

このような問題点を解決すべく、直流出力により、放電
灯を始動および点灯させることが考えられた。しかし、
始動後も直流出力により点灯させると、ランプ電極の一
方（正極側）のみに大きな負担がかかり、その結果、ラ
ンプとしての寿命が短くなってしまうという問題が生じ
た。

（発明が解決しようとする課題）上記のように、直流出力により放電灯を始動かつ点灯さ
せると、ランプ電極の一方のみに大きな負担がかかった
り、また、点灯時におけるアーりの太さが不均一になっ
たり、さらには、色や温度に変化が生じたりしていた。

本発明の目的は、始動が容易で、アーク放電による点灯
状態に移行し易く、しかも長寿命で、良好な点灯状態を
得ることができる放電灯点灯装置を提供することにある
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明による放電灯点灯装置は、フルブリッジインバー
タ回路を用いている。このフルブリッジインバータ回路
は、入力端子側に直流電源が接続され、かつ出力端子側
は放電灯に接続されており、それぞれ対を成す２組のス
イッチング素子にて構成されたものである。このフルブ
リッジインバータ回路に対して、前記放電灯の始動時に
前記２組のスイッチング素子のうちこの放電灯を介して
直列接続関係となるいずれか１組にオン指令を与えるタ
イミング制御回路を設けると共に、前記放電灯が点灯状
態になると前記２組のスイッチング素子に対し各組毎に
交互にかつ繰返しオン・オフ指令を与えるように前記タ
イミング制御回路を切換える切換手段を設けている。

（作用）本発明では、放電灯に対し、始動時に直流出力を供給す
ることによって、電流連続印加状態として、グロー発生
からアーク放電への移行を容易にし、かつその後は、交
流出力を供給することにより、ランプ電極に対する負担
を軽減し、アークの太さや色、温度等の点灯状態を良好
に保つようにしている。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図において、１１はフルブリッジインバータ回路で、そ
の入力端子には直流電源１２が接続され、また出力端子
には放電灯１３が接続されている。

上記直流電源１２は、交流電源回路１５、整流回路１６
および倍電圧回路１７によって概略構成される。

交流電源回路１５は、交流電源端子Ｒ，Ｔに接続される
２つの電路を有しており、一方の電路は、ヒユーズＦお
よびチョークＴＩの一方のコイルを介して外部に導出さ
れる。また、他方の電路はチョークＴ１の他方のコイル
を介して外部に導出される。

さらに、上記両電路間には、定電圧素子ＴＮＲ、コンデ
ンサＣ１，Ｃ２、およびコンデンサＣ３，Ｃ４の直列回
路がそれぞれ接続されている。

整流回路１６は直列接続された２つの整流器ＲＥＣＩ、
　ＲＥＣ２を持っており、前記交流電源回路Ｉ５の端子
子側の電路は、これら整流器ＲＥＣＩ、　ＲＥＣ２の中
間接続点に接続されている。また、端子Ｒ側の電路は、
コンデンサＣ５を介して正極側の電路Ｐに接続すると共
に、コンデンサＣ６を介して負極側の電路Ｎとも接続し
ている。これらコンデンサＣ５Ｃ６に対してはそれぞれ
抵抗Ｒ１，Ｒ２の対応するものが並列に接続されている
。このため、電路Ｐ、Ｎ間には、交流の半波が２つ重ね
られた、平滑された直流電圧が生じる。

倍電圧回路１７は、前記正極側の電路Ｐと、負極側の電
路Ｎとを導入しており、電路Ｐは、スイッチング素子（
ＭＯＳ型のＦＥＴを使用）　Ｑｌ、リアクトルＬｌ、　
Ｌ２．　Ｌ３を介して前記フルブリッジインバータ回路
１１の一方の入力端子１１に接続し、ここに十電位を印
加する。また、負極側の電路Ｎは抵抗Ｒ３を介して、前
記フルブリッジインバータ１１の他方の入力端子１２に
接続し、ここに−電位を印加する。

前記スイッチング素子Ｑ１のドレイン・ソース間には、
コンデンサＣ７と、ダイオードＤ１および抵抗Ｒ４の並
列回路とが直列に接続されている。また、このスイッチ
ング素子ＱｌのソースΦゲート１間には、ツェナーダイ
オードｚ１およびダイオードＤ２が図示極性で接続され
ており、さらに、これらに対して並列にコンデンサＣ８
、抵抗Ｒ５，Ｒ６の直列回路が接続されている。また、
上記抵抗Ｒ６に対して抵抗Ｒ７およびダイオードＤ３の
直列回路が図示極性で並列接続されている。

前記スイッチング素子Ｑ１のソースと電路Ｎとの間には
、２つの素子から成るダイオードＤ４が図示極性で接続
されている。

前記リアクトルＬ１を経た電路Ｐと、抵抗Ｒ４を経た電
路Ｎとの間には、抵抗ＲＦ、、　Ｒ９，Ｒ１０が直列接
続されており、また、上記抵抗Ｒ９，ＲＩＧに対しては
、コンデンサＣ９およびツェナーダイオードｚ２が、そ
れぞれ並列接続されている。また、上記電路Ｐ、Ｎ間に
はコンデンサＣＩＯと図示極性のダイオードＤ５がそれ
ぞれ個別に接続されている。

前記リアクトルＬ３の両端間には、図示極性のダイオー
ドＤ６と、抵抗Ｒ１１およびコンデンサＣＩＯの並列回
路とが直列に接続されている。また、前記フルブリッジ
インバータ回路１１の一方の入力端子＋１側電路と、前
記スイッチング素子Ｑｌのドレインとの間は図示極性の
ダイオードを介して接続されている。

これら交流電源回路１５、整流回路１６、倍電圧回路１
７は、それぞれ従来から放電灯に対する直流電源１２と
して用いられているもので、ここでは詳細な動作説明は
省略するが、要するに、交流電源を元に、所定電圧の平
滑された直流出力を、フルブリッジインバータ回路１１
の入力端子１１．　１２間に供給するものである。

フルブリッジインバータ回路１１は、それぞれ対を成す
２組のスイッチング素子（いずれもＭＯ３型ＦＥＴを使
用）　Ｑ２．Ｑ５とＱ３．　Ｑ４とを四辺形状に接続し
たもので、前記一方の入力端子１１はスイッチング素子
Ｑ２．　Ｑ３のドレイン側に設けられ、また、他方の入
力端子１２は、スイッチング素子Ｑ４．Ｑ５のソース側
に設けられる。また出力端子の一方０１は、スイッチン
グ素子Ｑ２のソース側（Ｑ４のドレイン側でもある）に
、他方０２は、スイッチング素子Ｑ３のドレイン側（Ｑ
５のソース側でもある）にそれぞれ設けられるこれら出力端子０１，０２間には、放電灯１３が、後述
する高圧パルス発生回路１８の出カドランスＴＲＩの２
次巻線を介して接続される。なお、前記各スイッチング
素子Ｑ２．　Ｑ３．　Ｑ４．　Ｑ５のソース・ドレイン
間には、それぞれコンデンサＣＩｌ、　ＣＩ２．　Ｃ１
３Ｃ１４の対応するものが接続されている。また、入力
端子１１．１２間には、直列接続されたツェナーダイオ
ード２３．２４が、図示極性で接続されている。

さらに、各スイッチング素子Ｑ２．　Ｑ３．　Ｑ４．　
Ｑ５には、これらにオン・オフ指令を与えるための信号
端子Ａｉ、　Ｂｉ、　Ｃｉ、　Ｄｉ、　Ｅｉ、　Ｆｉが
設けられている。

前記高圧パルス発生回路１８は、従来から放電灯用とし
て用いられているものと同様のもので、前記直流電源１
２の電路Ｐ、Ｎ間に抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ１５、ス
イッチＳを直列接続している。また、上記コンデンサＣ
１５の両端間には、昇圧トランスＴＲ２の１次巻線が接
続されており、さらにその２次巻線は、ダイオードＤ７
を介して前記出カドランスＴＲＩの１次巻線に接続され
ている。なお、この出カドランスＴＲＩの１次巻線間に
はコンデンサＣ１６が接続されている。そして、前記ス
イッチＳをオン・オフ動作させることにより、出カドラ
ンスＴＲＩを介して放電灯１３の電極間に高圧パルスを
印加する。

１９はタイミング制御回路で、前記フルブリッジインバ
ータ回路１１の各スイッチング素子Ｑ２．　Ｑ３゜Ｑ４
．　Ｑ５をオン・オフ制御するために、それらの信号端
子Ａｉ、　Ｂｉ、　Ｃｉ、　Ｄｉ、　Ｅｉ、　Ｆｉに接
続される信号出力端子＾ｏ、　Ｂｏ、　Ｃｏ、　Ｄｏ、
　Ｅｏ、　Ｆｏを有する。この久」′ミング制御回路１
９は、切換手段２０からの切換指令により、制御モード
が切換えられるものである。

すなわち、放電灯１３に対する点灯指令が、図示しない
点灯指令装置から加わると、タイミング制御回路１９は
始動モードとなり、まず、フルブリッジインバータ回路
１１の、２組のスイッチング素子Ｑ２．Ｑ５とＱ３．　
Ｑ４のうち、前記放電灯１３を介して直列接続関係とな
るいずれか１組のスイッチング素子（この場合Ｑ２．Ｑ
５）をオンさせるべくオン指令を与える。このため、放
電灯１３には直流出力が供給される。

その後、放電灯１３が点灯状態になると、切換手段２０
がこれを検出してタイミング制御回路１９に対して切換
指令を与える。このため、タイミング制御回路１９は点
灯モードとなり、フルブリッジインバータ回路１１の、
２組のスイッチング素子Ｑ２゜Ｑ５とＱ３．　Ｑ４に対
し、これらが各組毎にオン・オフ動作を繰り返すように
オン・オフ指令を与える。

この動作により、放電灯１３には交流（矩形波）出力が
供給される。

ここで、タイミング制御回路１９を始動モードから点灯
モードに切換える手段としては、例えば、前記切換手段
２０にタイマーを用い、始動開始から所定時間後にタイ
ミング制御回路１９に切換指令を与えるようにすればよ
い。このほか、放電灯１３の点灯状態検出回路を別に設
け、その点灯状態検出信号を入力したことにより切換手
段２０からタイミング制御回路１９に切換指令を与える
ようにしてもよい。

上記構成において、放電灯１３に対する点灯指令が加わ
ると、タイミング制御回路１９は、始動モードにより、
フルブリッジインバータ回路１１の、２組のスイッチン
グ素子Ｑ２．Ｑ５　とＱ３．　Ｑ４のうち、前記放電灯
１３を介して直列接続関係となるいずれか１組のスイッ
チング素子Ｑ２．　Ｑ５をオンさせるべくオン指令を与
える。このとき、フルブリッジインバータ回路１１の入
力端子１１，１２間には、直流電源から所定電圧の直流
出力が加わっているので、上記スイッチング素子Ｑ２．
　Ｑ５のオン動作により、放電灯１３には直流出力が供
給される。また、同時に高圧パルス発生回路１８も動作
し、その出カドランスＴＲＩを介して放電灯１３の電極
間に高圧パルスを印加する。このため、放電灯１３内に
グロー発生が生じ、アーク放電に移行して点灯状態とな
る。

ここで、上記グロー発生からアーク放電への移行時、放
電灯１３には前述のように直流出力が供給されているの
で、直流による連続印加電圧状態となり、アーク放電へ
の移行が容易となる。すなわち、始動状態から点灯状態
に移行し易くなる。

このようにして、放電灯１３が点灯状態になった後は、
切換手段２０の動作により、タイミング制御回路１９は
点灯モードとなり、フルブリッジインバータ回路１１の
、２組のスイッチング素子Ｑ２．（１５とＱ３．　Ｑ４
に対し、これらが各組毎にオン・オフ動作を繰り返すよ
うにオン・オフ指令を与える。この動作により、放電灯
１３には交流（矩形波）出力が供給される。すなわち、
点灯状態では、交流出力が供給されるので、直流出力の
まま点灯させた場合のように、ランプ電極の一方に大き
な負担をかけて寿命を縮めたり、アークの太さが不均一
となったり、色や温度の変化が生じたりすることはなく
、長寿命で良好な点灯状態を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、放電灯の寿命を縮めるこ
となく、しかも良好な点灯状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図である。１１・・フルブリッジインバータ回路、１２・直流電源
、１３・・放電灯、１９・・タイミング制御回路、２０
・・切換手段、Ｑ２．　Ｑ５およびＱ３．　Ｑ４対をな
すスイッチング素子、１１．＋２　　　・入力端子、０
１０２　　・出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力端子側に直流電源が接続され、かつ出力端子
側は放電灯に接続されており、それぞれ対を成す２組の
スイッチング素子にて形成されたフルブリッジインバー
タ回路と、前記放電灯の始動時に前記２組のスイッチン
グ素子のうちこの放電灯を介して直列接続関係となるい
ずれか１組にオン指令を与えるタイミング制御回路と、前記放電灯が点灯状態になると前記２組のスイッチング
素子に対し各組毎に交互にかつ繰返しオン・オフ指令を
与えるように前記タイミング制御回路を切換える切換手
段と、を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。