JPH03116693A - 放電灯の点灯装置 - 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〕 本発明はメタルハライドランプのような高輝度放電灯を
低周波の矩形波電流で点灯する放電灯の点灯装置の改良
に関する。

〔従来の技術〕

一般に、メタルハライドランプのような高輝度放電灯を
点灯する場合、従来は鉄鋼式のり一ケージトランスを使
用して点灯していたが、これは大きくて重いために、近
年では、電子式安定器を使用して点灯するようになって
いる。特に、この種の電子式安定器として、高周波で動
作する降圧チョッパ回路と低周波で動作するフルブリッ
ジ回路とを用いて放電灯を低周波の矩形波電流で点灯さ
せるものが有力視されている。

ところで、前記のような電子式安定器を用いて放電灯を
点灯する場合、不点灯状態にある放電灯を始動させる方
法としては、放電灯と直列にパルストランスの一次巻線
を接続し、このパルストランスの二次巻線にパルス電流
を流し、−次巻線に高圧パルス電圧を誘起させて放電灯
を絶縁破壊させる方法が一般的である。この場合、パル
ストランスには開磁路のものと閉磁路のものと二種類が
あるが、電波障害などの問題を考慮した場合には、電磁
装置から発生する洩れ磁束は極力小さくしなければなら
ず、パルス電圧を発生させるパルストランスには閉磁路
のものが使用されている。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記のように、放電灯を低周波の矩形波
電流で点灯する方式をとり、パルストランスを閉磁路に
すると、放電灯とパルストランスの一次巻線との直列回
路を流れる矩形波電流が反転する際に、パルストランス
の鉄心に発生する磁気エネルギが急激に変化して、鉄心
の接合部分からうなりが発生するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、パルストランスから発生するうなりを
少なくし、放電灯を安定して点灯させることができるよ
うにした放電灯の点灯装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、直流電源と、こ
の直流電源に接続され高周波で動作するチョッパ回路と
、このチョッパ回路に接続され低周波で動作するスイッ
チイング素子からなるブリッジインバータ回路と、この
ブリッジインバータ回路の出力側にパルストランスを介
して接続された放電灯を含む負荷回路と、前記チョッパ
回路を駆動する第１の駆動回路と、ブリッジインバータ
回路のスイッチイング素子を駆動する第２の駆動回路と
を備える放電灯の点灯装置において、ブリッジインバー
タ回路のスイッチイング素子のオン、オフの切替え時期
に同期し、チョッパ回路から供給される電流を減少させ
るように第１の駆動回路を制御する制御回路を備えるよ
う構成される。

第１の駆動回路はＰＭＷ制御によりチョッパ回路を駆動
するよう構成されることが望ましい。

制御回路は切替え時期にてピークを持つ所定幅の三角波
信号を形成する手段を有し、第１の駆動回路は三角波信
号のレベルに応じてＰＭＷ制御を行う手段を有するよう
構成されることが望ましい。

〔作　用〕

本発明によれば、第１の駆動回路、及び第２の駆動回路
の同期を得るための制御回路を設け、この制御回路によ
り、ブリッジインバータ回路のスイッチイング素子のオ
ン、オフの切替え時期に同期して、チョッパ回路から供
給される電流を減少させるよう制御するので、ブリッジ
インバータ回路に接続された負荷回路に供給される電流
は、徐々に変化し反転するので、負荷回路中のパルスト
ランスの磁気変化は緩やかになり、パルストランスから
発生するうなりは少なくなる。

〔実施例〕

以下、本発明による放電灯の点灯装置の一実施例を添付
図面を参照して説明する。

第１図において、符号１は直流電源を示し、この直流電
源１には降圧チョッパ回路２が接続されている。この降
圧チョッパ回路２は、スイッチング素子２１と、インダ
クタンス２２と、整流素子２３と、コンデンサ２４とに
より構成されている。

この降圧チョッパ回路２には電流検出用抵抗５を介して
ブリッジインバータ回路３が接続されている。このイン
バータ回路３は、４つのスイッチング素子３１〜３４か
らなり、各スイッチング素子３１〜３４には夫々駆動回
路６１〜６４が接続されている。また、ブリッジインバ
ータ回路３には負荷回路４が接続され、この負荷回路４
は、第２図に示すように、放電灯４１とパルストランス
４２とバイパスコンデンサ４３とにより構成されている
。この実施例にあっては放電灯４１を始動するに際し、
パルストランス４２の二次巻線ｎ２にパルス電流を流し
、その−次巻線ｎｌに高圧パルス電圧を誘起して、放電
灯４１を絶縁破壊させる。コンデンサ４３は高圧パルス
をバイパスさせるものである。

降圧チョッパ回路２にはスイッチング素子２１を駆動す
るための第１の駆動回路７が接続されている。この第１
の駆動回路７は、第３図に示すように、ＰＭＷ制御を行
う制御用ＩＣ７１を備えている。この制御用ＩＣ７１は
、発振器Ｏ８Ｃからの三角波電圧と、誤差増幅器７２に
入力される電圧Ｖｉ及び基準電圧Ｖｒの電圧差と、をコ
ンパレータ７３によって比較し、入力される電圧Ｖｉが
基準電圧Ｖｒよりも大きいときにはパルス幅を小さくす
るように、反対に小さいときにはパルス幅を大きくする
ように制御を行い、降圧チョッパ回路２のスイッチング
素子２１を高周波で駆動する。

降圧チョッパ回路２から供給される電流は、電流検出用
抵抗５により電圧Ｖｉに変換され、制御用ＩＣ７１の誤
差増幅器７２にフィードバックされ、この制御用ＩＣ７
１は、定電流を供給するように降圧チョッパ回路２のス
イッチング素子２１を駆動する。すなわち第１の駆動回
路７はＰＭＷ制御により降圧チョッパ回路２を駆動する
。

ブリッジインバータ回路３には第２の駆動回路８が接続
され、この第２の駆動回路８からは、駆動回路６１〜６
４に低周波の信号が発振される。

この第２の駆動回路８は、第４図に示すように、低周波
で発振する単安定マルチバイブレータ８５と、パルスの
立ち下がりで動作するフリップフロップ８６と、バッフ
ァ８７．８８と、フォトカプラ８１〜８４とにより構成
されている。単安定マルチバイブレータ８５は、第５図
のＡのように、低周波、例えば周波数２００Ｈｚで発振
して、この周期より充分に短いパルス幅、例えばパルス
幅２００μｓ程度のパルスを発振する。この出力パルス
の立ち下がりでフリップフロップ８６がトリガされ、フ
リップフロップ８６から、第５図のＢｌＣのような１０
０Ｈｚの信号が出力される。この出力信号はバッファ８
７．８８を通じて駆動回路６１．６４中のフォトカプラ
の発光ダイオード８１．８４、及び駆動回路６２．６３
中のフォトカプラの発光ダイオード８２．８３に加えら
れる。

従って、発光ダイオード８１．８４及び８２゜８３は、
信号Ｂ、　Ｃと同様の周波数１００Ｈｚ。

デユーティ比５０％で交互にＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、
光信号を出力する。この信号により、上記駆動回路６１
〜６４が駆動され、第１図に示すように、スイッチング
素子３１．３４がＯＮのときにはスイッチング素子３２
．３３がＯＦＦになり、反対に、スイッチング素子３１
．３４がＯＦＦのときにはスイッチング素子３２．３３
がＯＮになるように切替えられる。結局、ブリッジイン
バータ回路３のスイッチング素子３１〜３４のＯＮ。

ＯＦＦの動作によって負荷回路４には矩形波の電流が供
給される。

第１の駆動回路７と第２の駆動回路８との同期を得るた
めの制御回路９は、第４図に示すように、単安定マルチ
バイブレータ８５の出力電圧Ａがバッファ９１を介して
加えられる抵抗９２と、コンデンサ９３との直列回路を
備えている。コンデンサ９３は信号へのレベルに応じて
充放電を繰り返し、その電圧は第５図のＤのように三角
波形となる。その周期は２００Ｈｚ、幅は４００μｓで
ある。この電圧りは整流素子９４を介して制御用ＩＣ７
１の誤差増幅器７２に入力される。制御用ＩＣ７１は三
角波の電圧りに応じて第５図のＥのようにパルス幅を変
化させる。その結果、降圧チョッパ回路２から供給され
る電流は、第５図のＦのように、単安定マルチバイブレ
ータ８５から出力されるパルスＡの立上がりから減少を
開始し、パルスＡの立下がり、すなわち２００μｓで最
少となり、つぎの２００μｓの間に増加し、その後は一
定電流に制御される。また、単安定マルチバイブレータ
８５からつぎのパルスが出力されるまで一定電流が流れ
つづけ、再びパルスが現れたら上記の動作を繰り返し、
その後、再び一定電流に制御される。

以上のように構成したので、第２の駆動回路８の単安定
マルチバイブレータ８５から出力されるパルスＡの立ち
下がりにより、ブリッジインバータ回路３のスイッチイ
ング素子が、ＯＮ、ＯＦＦされ、このＯＮ、ＯＦＦの瞬
間に、それに同期して、降圧チョッパ回路２から供給さ
れる電流が減少するので、放電灯４１を含む負荷回路４
には立ち上がり立ち下がりの緩やかな、第５図のＧのよ
うな矩形波の電流が供給されることになる。しかして、
本実施例によれば、ブリッジインバータ回路３の動作と
同期を得て降圧チョッパ回路２の電流を一時的に減少さ
せているので、負荷回路４に供給される電流を徐々に変
化させ反転させることができ、その結果、負荷回路４の
中のパルストランス４２の磁気変化を緩やかにすること
ができ、よってパルストランス４２から発生するうなり
を確実に抑えることができるという効果を奏する。

第６図は他の実施例を示している。この実施例では、第
２の駆動回路８の発振器にタイマ用ＩＣ８９が使用され
ている。このタイマ用ＩＣ８９からは、第７図のＢ、Ｃ
のような、１００Ｈｚの信号が出力される。この出力信
号はフォトカプラの発光ダイオード８１．８４及び発光
ダイオード８２．８３に加えられる。これら発光ダイオ
ード８１．８４及び８２；８３は、信号Ｂ、　　Ｃと同
様の周波数１００Ｈｚ、デユーティ比５０％で交互にＯ
Ｎ、ＯＦＦを繰り返し、光信号を出力する。

また、タイミングコンデンサ８１０に現れる電圧は、第
７図のＡのように三角波形になり、コンパレータ９５，
９６で構成されるウィンドコンパレータに入力されて、
第７図のＤのようなパルス電圧になる。このパルス電圧
りを、抵抗９２と直列に接続されたコンデンサ９３と、
抵抗９７との並列回路に加わえ、さらに整流素子９４を
介して制御用ＩＣ７１の誤差増幅器７２に入力すると、
降圧チョッパ回路２から第７図のＦのような電流が供給
される。

この場合に、第７図の８１Ｃに示す信号の立ち上がりと
立ち下がりは、降圧チョッパ回路２からの第７図のＦに
示す電流最小値と同期が得られていない。しかしながら
、第７図のＥに示す三角波形の所定のレベルで、降圧チ
ョッパ回路２の電流を零にすることにより遅れの問題は
解消される。

また、この電流を徐々に零にすれば、ブリッジインバー
タ回路３のスイッチング素子３１〜３４の切替えロスを
零にすることができ、損失を少なく抑えることができる
。なお、抵抗９２．９７とコンデンサ９３とを上記の実
施例と同様にバッファ、抵抗、及びコンデンサで構成し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第１
の駆動回路、及び第２の駆動回路の同期を得るための制
御回路を設け、この制御回路により、ブリッジインバー
タ回路のスイッチイング素子のオン、オフの切替え時期
に同期して、チョッパ回路から供給される電流を減少さ
せるよう制御しているので、ブリッジインバータ回路に
接続された負荷回路に供給される電流は、徐々に変化し
反転されるので、負荷回路中のパルストランスの磁気変
化は緩やかになり、放電灯に直列接続されたパルストラ
ンスからのうなりの発生は抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１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、第２図は同じく負荷回路を示す回路図、第３図
は同じく制御回路を示す回路図、第４図は同じく信号回
路を示す回路図、第５図は同じく各部の電圧及び電流を
示すタイムチャート図、第６図は他の実施例を示す回路
図、第７図は同じく各部の電圧及び電流を示すタイムチ
ャート図である。 ２・・・降圧チョッパ回路、２１・・・スイッチング素
子、３・・・ブリッジインバータ回路、３１〜３４・・
・スイッチング素子、４・・・負荷回路、６１〜６４・
・・駆動回路、７・−・第１の駆動回路、７１・・・制
御用ＩＣ，７２・・・誤差増幅器、８・・・第２の駆動
回路、８１〜８４・・・発光ダイオード、８５・・・単
安定マルチバイブレータ、８９・・・タイマ用ＩＣ，９
・・・制御回路、９５．９６・・・コンパレータ。 第２図 第４図 く の し」 匡 く ■ し」 し−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．直流電源と、この直流電源に接続され高周波で動作
   するチョッパ回路と、このチョッパ回路に接続され低周
   波で動作するスイッチイング素子からなるブリッジイン
   バータ回路と、このブリッジインバータ回路の出力側に
   パルストランスを介して接続された放電灯を含む負荷回
   路と、前記チョッパ回路を駆動する第１の駆動回路と、
   前記ブリッジインバータ回路のスイッチイング素子を駆
   動する第２の駆動回路とを備える放電灯の点灯装置にお
   いて、前記ブリッジインバータ回路のスイッチイング素
   子のオン、オフの切替え時期に同期し、前記チョッパ回
   路から供給される電流を減少させるように前記第１の駆
   動回路を制御する制御回路を備えることを特徴とする放
   電灯の点灯装置。
2. ２．前記第１の駆動回路はＰＭＷ制御により前記チョッ
   パ回路を駆動することを特徴とする請求項１に記載の放
   電灯の点灯装置。
3. ３．前記制御回路は切替え時期にてピークを持つ所定幅
   の三角波信号を形成する手段を有し、前記第１の駆動回
   路は三角波信号のレベルに応じてＰＭＷ制御を行う手段
   を有することを特徴とする請求項１に記載の放電灯の点
   灯装置。