JPH0312439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１つの負荷回路又は並列接続された
複数の負荷回路に給電するためのインバータに関
する。

〔従来の技術〕

負荷回路に備える放電ランプに給電するための
インバータは英国特許第2061037号明細書により
知られている。そのインバータは、放電ランプが
持続的に点灯不能のときには双安定スイツチング
素子によつて遮断状態に制御される。この遮断状
態はインバータに対する電源を遮断することによ
つてしか終了させることができない。それ故故障
したランプを交換した後、所属のインバータを短
時間遮断し、再び投入しなければならない。これ
は、個々のランプが大規模な照明装置、例えば大
型の事務室の照明装置に属する場合には全照明装
置を短時間でも遮断しなければならないため、甚
だ好ましくない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、従来のものの上述のような欠
点を除き、故障したランプを交換した後自動的に
再び動作し得るようなインバータを得ることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明のインバー
タにおいては、 各負荷回路は直列共振回路と加熱電極を有する
放電ランプを備え、放電ランプの加熱電極は直列
共振回路のコンデンサが放電ランプの両加熱電極
間に配置されるように負荷回路内に置かれ、 交互に周期的に開閉する２つのスイツチを備
え、その一方のスイツチは負荷回路と直流電源と
の間に挿入され、他方のスイツチは負荷回路に並
列に挿入され、 １つの動作状態と１つの遮断状態とを有する双
安定スイツチング素子を備え、 双安定スイツチング素子に対する制御回路を備
え、この制御回路内に抵抗コンデンサ回路が並列
に配置され、この抵抗・コンデンサ回路は負荷回
路に結合され、かつ放電ランプが点灯しないとき
双安定スイツチング素子が遮断状態に切り換りイ
ンバータを遮断するように構成され、 双安定スイツチング素子をその遮断状態に保持
する保持回路を備え、保持回路は各負荷回路の放
電ランプの一方の電極を介して導かれるものであ
る。

〔作用〕

本発明においては、故障したランプが取り除か
れると双安定スイツチング素子の保持回路が遮断
され、その結果双安定スイツチング素子は再び動
作状態に復帰することができ、それ故インバータ
は新しいランプを挿入すると、電源を遮断する必
要なしに、直ちに再び動作を開始する。

〔実施例〕

次に本発明を２つの実施例により詳細に説明す
る。

入力側において図示されていないフイルタを介
して交流電源（220V／50Hz）より給電される両
波整流器Ｇと、整流器Ｇに接続され充電リアクト
ルＬ、充電ダイオードＤ、充電スイツチＴ１，Ｔ
２および充電コンデンサＣを有するDC−DCコン
バータとは、可制御直流電圧を有する直流電源を
形成する。充電コンデンサＣには、インバータの
交互に導通する２つのトランジスタよりなる直列
回路が接続されている。その充電ダイオードＤに
隣接するトランジスタＴ３は以下２次トランジス
タと称し、他のトランジスタＴ１は１次トランジ
スタと称する。２次トランジスタＴ３に並列に、
放電ランプＥと直列共振回路コンデンサ、リアク
トルＣ２，Ｌ２と振動コンデンサＣ１と可飽和変
圧器の１次巻線Ｌ３０との直列回路からなる負荷
回路が接続され、その直列共振回路のコンデンサ
Ｃ２は放電ランプＥの両予熱電極間に置かれ、放
電ランプＥは一方の電極で充電コンデンサＣに直
接接続されている。

可飽和変圧器は２つの２次巻線Ｌ３１，Ｌ３２
と遮断巻線Ｌ３３とを有する。２次巻線Ｌ３１，
Ｌ３２は、１次トランジスタＴ１，２次トランジ
スタＴ３の制御回路中に、これら両トランジスタ
がそれぞれ可飽和変圧器の反転磁化時間中交互に
導通制御されるように接続されている。この場
合、可飽和変圧器はそれによつて決まるインバー
タの運転周波数が直列共振回路の共振周波数の若
干上にあるように構成されている。そうすること
によつて、相前後する導通制御パルス間に間隙が
生じるので、１次トランジスタと２次トランジス
タとの同時導通が避けられ、したがつて充電コン
デンサＣにおける電圧の短絡が避けられる。両ト
ランジスタの同時阻止中における通流のために、
トランジスタのそれぞれに並列に帰還電流ダイオ
ードＤ１，Ｄ２が設けられている。１次トランジ
スタＴ１の導通時間中、充電コンデンサＣの電圧
が負荷回路に加わり、振動コンデンサＣ１は図示
極性で充電される。１次トランジスタＴ１が阻止
状態となつた後２次トランジスタＴ３が導通する
までは、電流は負荷回路を介して流れ、直列共振
回路のリアクトルＬ２によつて駆動されて帰還電
流ダイオードＤ２を介して流れ続ける。それから
２次トランジスタＴ３が再び阻止状態となるま
で、振動コンデンサＣ１が２次トランジスタＴ３
および負荷回路を介して放電する。その後負荷電
流は同じ方向に充電コンデンサＣおよび帰還電流
ダイオードＤ１を介して１次トランジスタＴ１の
新たな導通まで流れ続ける。

インバータの運転時において充電コンデンサＣ
から取り出されるエネルギーは、整流器Ｇから充
電リアクトルＬおよび充電ダイオードＤを介して
充電コンデンサＣに供給される。第１図による実
施例ではこのために１次トランジスタＴ１および
充電サイリスタＴ２が直列接続されて充電スイツ
チを形成しており、この充電スイツチを介して充
電リアクトルＬが整流器Ｇに並列に接続されてい
る。

充電サイリスタＴ２はインバータの切換動作に
同期して制御される。そのためにこの充電サイリ
スタＴ２の制御区間がトリガダイオードＤ９を介
して遅延コンデンサＣ６に並列接続され、この遅
延コンデンサＣ６は一方では放電ダイオードＤ８
を介して２次トランジスタＴ３に並列に接続され
ており、また１次トランジスタＴ１、可調整放電
抵抗Ｒ１および逆流阻止ダイオードＤ７を介して
制御電源に接続されている。制御電源は制御トラ
ンジスタＴ５およびこれに並列に設けられている
蓄積コンデンサＣ５からなり、このコンデンサＣ
５はダイオードＤ５および分圧コンデンサＣ７と
共に１次トランジスタＴ１に並列にある分圧器を
構成している。

始動コンデンサＣ８に蓄えられたエネルギーが
トリガダイオードＤ１３を介して１次トランジス
タＴ１の制御区間に加えられ、それにより１次ト
ランジスタＴ１が導通するような値に始動コンデ
ンサＣ８の電圧が到達したときにはじめて、振動
形インバータが動作し始め、続いてDC−DCコン
バータが動作し始める。このために始動コンデン
サＣ８は一方では抵抗Ｒ２，Ｒ４およびランプＥ
の一方の電極を介して充電コンデンサＣに接続さ
れており、他方ではダイオードＤ１０を介して１
次トランジスタＴ１のスイツチング区間に並列に
接続されている。整流器Ｇに交流電源電圧を印加
した後、充電コンデンサＣが充電リアクトルＬお
よび充電ダイオードＤを介して充電され、そして
それにともなつて始動コンデンサＣ８も１次トラ
ンジスタＴ１が導通されるまで充電される。それ
から、同時に始動コンデンサＣ８はダイオードＤ
１０を介して再び放電され、その結果この始動回
路はインバータの周期的な振動中はもはや関与し
得ない。

放電ランプＥが持続的に始動し得ない状態にあ
る場合、すなわち繰り返し無駄な始動が行われる
だけの場合にインバータを遮断するために、１つ
の遮断状態と１つの動作状態とを有する停止サイ
リスタＴ４の形の双安定スイツチング素子と、制
御回路と、保持回路とが設けられている。停止サ
イリスタＴ４のスイツチング区間はダイオードＤ
１１，Ｄ１２を介して可飽和変圧器の遮断巻線Ｌ
３３に並列接続され、また抵抗Ｒ２を介して始動
コンデンサＣ８に並列接続されている。停止サイ
リスタＴ４のスイツチング区間はさらに充電コン
デンサＣに隣接する側の放電ランプの電極および
直列抵抗Ｒ４と直列の保持回路中に挿入されてい
る。

遮断巻線Ｌ３３には又RC要素Ｒ３，Ｃ９を有
する制御回路がダイオードＤ１１を介して並列接
続され、このRC要素はトリガダイオードＤ１４
を介して停止サイリスタＴ４の制御区間に並列接
続されている。この回路の機能および構成は、放
電ランプを有する負荷回路を介して流れ遮断巻線
Ｌ３３によつて検出される電流の振幅が、ランプ
が点灯されていない場合（共振状態）においては
ランプが点灯されている場合（共振回路の減衰状
態）におけるよりも著しく大きいということを基
礎においている。その構成によつてあらかじめ与
え得る無駄な始動回数後に、停止サイリスタＴ４
がトリガダイオードＤ１４を介して点弧し遮断巻
線Ｌ３３を短絡するほどにコンデンサＣ９を充電
する。これによりインバータのトランジスタに対
する制御電圧がなくなり、インバータの運転が遮
断される。しかしながら、正常な点灯動作および
正常なランプ電流はいずれもこのような遮断を生
じない。なぜならば、この場合にはコンデンサＣ
９における電圧がトリガダイオードＤ１４を導通
させるに必要な値に達しないからである。

インバータのスイツチにおける矩形波電圧に依
存したDC−DCコンバータの同期制御のために、
DC−DCコンバータは自動的にインバータと共に
遮断され、かつインバータの始動後に再投入され
る。

インバータは、停止サイリスタＴ４の保持回路
が遮断されそれ故停止サイリスタＴ４が再び阻止
状態に移行することができるまで遮断されたまま
である。このために、例えば交流電源電圧を遮断
することができる。しかし、電源電圧の遮断なし
に行うことのできる欠陥ランプの交換の結果の遮
断は極めてしばしば存在する。始動コンデンサＣ
８の電流回路もランプの電極を介して供給される
ため、インバータは新たなランプのセツト後自動
的に再び振動を始める。

第２図による第２の実施例を以下にそれが第１
図の実施例のインバータ部分が異なるところのみ
説明する。

インバータ（接続点Ｐ４，Ｐ８，Ｐ９を有する
鎖線の右側）はこの実施例ではそれぞれランプ
Ｅ，E′および付属の直列共振回路Ｃ２，Ｌ２，Ｃ
２′，Ｌ２′を備えた２つの並列接続された負荷回
路を有する。この場合に振動コンデンサＣ１が両
ランプの電極接続点に接続されている負荷回路の
対称的な給電が重要である。これに対して、停止
サイリスタＴ４の保持回路および始動コンデンサ
Ｃ８のための充電回路は抵抗Ｒ４，Ｒ４′および
直接に互いに直列接続されたランプ電極を経由す
る。

ランプが持続的に点灯不能状態にあるときに遮
断を行うために、ここでは直列共振回路のリアク
トルＬ２，Ｌ２′における電圧が評価され、分圧
器および回り込み防止ダイオードＤ２２，Ｄ２３
を介してORゲート形式にてRC要素Ｃ９，Ｒ３に
導かれる。これらの電圧はランプが持続的に点灯
不能状態にあるとき（共振時）非常に大きいの
で、停止サイリスタＴ４がトリガダイオードＤ１
４を介して点弧され、停止サイリスタＴ４は欠陥
のあるランプが交換されるまで導通し続ける。こ
れにより停止サイリスタＴ４は可飽和変圧器の遮
断巻線Ｌ３３′をダイオードＤ１１および始動コ
ンデンサＣ８を介して短絡し、インバータを遮断
する。ダイオードＤ２２およびＤ２３はORゲー
ト形式によりRC要素Ｒ３，Ｃ９に接続されてい
るので、遮断条件は並列接続された両ランプのそ
れぞれによつて（または同時に両者によつて）も
たらされ得る。

遮断状態は両ランプの１つが交換され、それに
よつてサイリスタＴ４の保持回路が遮断されるま
で維持される。新しいランプのセツトにより始動
コンデンサＣ８が抵抗Ｒ２，Ｒ４および両ランプ
Ｅ，E′の直列接続電極を介して充電され、その結
果まずインバータが再始動される。その直後にコ
ンデンサＣ５においてDC−DCコンバータにとつ
て十分大きな運転電圧が得られるので、DC−DC
コンバータも自動的に運転を再開する。

古くなつたランプは、前もつて極性が固定して
いることがなければ整流器と同様にふるまうであ
ろう。したがつて振動コンデンサＣ１には非常に
高い約1000Vの正または負の電圧が現れ、これに
よつて監視回路、特に停止サイリスタＴ４が危険
にさらされるであろう。それ故サイリスタＴ４と
直列のダイオードＤ２４はコンデンサＣ１に負の
過電圧がかかつたときの保護に役立つ。これに対
してダイオードＤ２５は正の過電圧がかかつたと
きに電位を充電コンデンサＣにおける電圧値に保
つ。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ランプが故障した場合、新し
いランプと交換するだけで電源をなんら操作する
ことなくランプは自動的に点灯し、従来のように
ランプを交換した際いつたん電源を遮断し再投入
するといつた煩雑な操作をする必要がなく、特に
複数のランプを使用した大規模な照明設備の場合
に用いて極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の異なる
実施例の接続図である。 Ｇ……整流器、Ｌ……充電リアクトル、Ｄ……
充電ダイオード、Ｃ……充電コンデンサ、Ｅ，
E′……放電ランプ、Ｌ２……直列共振回路リアク
トル、Ｃ２……直列共振回路コンデンサ、Ｔ１…
…１次トランジスタ（インバータのスイツチ）、
Ｔ３……２次トランジスタ（インバータのスイツ
チ）、Ｔ４……停止サイリスタ（双安定スイツチ
ング素子）、Ｒ３……抵抗・コンデンサ回路の抵
抗、Ｃ９……抵抗・コンデンサ回路のコンデン
サ、Ｃ８……始動コンデンサ、Ｒ４……抵抗、Ｌ
３０……可飽和変圧器、Ｌ３３……可飽和変圧器
の遮断巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １つの負荷回路又は並列接続された複数の負
   荷回路に給電するためのインバータにおいて、 各負荷回路は直列共振回路と加熱電極を有する
   放電ランプＥ，E′とを備え、放電ランプの加熱電
   極は直列共振回路のコンデンサＣ２が放電ランプ
   の両加熱電極間に配置されるように負荷回路内に
   接続され、 交互に周期的に開閉する２つのスイツチＴ１，
   Ｔ３を備え、その一方のスイツチＴ１は負荷回路
   と直流電源との間に直列に接続され、他方のスイ
   ツチＴ３は負荷回路に並列に接続され、 一方のスイツチＴ１に並列に接続され、かつ負
   荷回路の放電ランプＥ，E′の電極を介して直流電
   源より充電される始動コンデンサＣ８を備え、 始動コンデンサＣ８に並列に接続され、一つの
   動作状態と一つの遮断状態とを有する双安定スイ
   ツチング素子Ｔ４を備え、この双安定スイツチン
   グ素子Ｔ４は制御回路と保持回路とを有し、 制御回路は並列に配置された抵抗・コンデンサ
   回路Ｒ３，Ｃ９を有し、この抵抗・コンデンサ回
   路は負荷回路に結合され、放電ランプＥ，E′が点
   灯しないとき双安定スイツチング素子Ｔ４が導通
   状態に切り換りインバータを遮断するように構成
   され、 保持回路は各負荷回路の放電ランプＥ，E′の一
   方の電極を介して双安定スイツチング素子Ｔ４に
   接続され、双安定スイツチング素子Ｔ４をその導
   通状態に保持するように構成された ことを特徴とするインバータ。 ２ 始動コンデンサＣ８を備え、その充電回路は
   各負荷回路の放電ランプＥ，E′の電極を介して導
   かれ、始動コンデンサＣ８はトリガダイオードＤ
   １３を介してインバータのスイツチＴ１の制御区
   間に並列に接続され、放電ダイオードＤ１０を介
   してインバータのスイツチＴ１のスイツチング区
   間に並列に接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のインバータ。 ３ 双安定スイツチング素子として停止サイリス
   タＴ４が用いられ、そのスイツチング区間は保持
   回路内に配置され、その制御区間はトリガダイオ
   ードＤ１４を介して抵抗・コンデンサ回路Ｒ３，
   Ｃ９に接続され、停止サイリスタＴ４のスイツチ
   ング区間は減結合ダイオードＤ１１，Ｄ２１を介
   して抵抗・コンデンサ回路Ｒ３，Ｃ９及びインバ
   ータのスイツチを制御する可飽和変圧器Ｌ３０の
   遮断巻線Ｌ３３′の短絡を行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のインバ
   ータ。 ４ 保持回路内において停止サイリスタＴ４に保
   護ダイオードＤ２４が直列接続され、保護ダイオ
   ードＤ２４と停止サイリスタＴ４とからなる直列
   回路はダイオードＤ２５を介して直流電源に並列
   接続され、ダイオードＤ２５は停止サイリスタに
   かかる電圧が直流電源の電圧に制限されるような
   極性を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載のインバータ。