JPH03147294A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は放電灯を高周波発生装置を用いて高周波点灯す
る放電灯点灯装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種装置として、たとえば第６図のものが提案
されている。このものは、交流電源ｌの出力を整流する
整流装置２、この整流装置の出力側に設けられた平滑装
置たとえば部分平滑装置３を有し、これら整流装置２お
よび部分平滑装置３の出力を高周波発生装置４に供給す
るようにしている。高周波発生装置４は、たとえばハー
フブリッジ形のインバータであって、互いに直列接続さ
れた一対のスイッチング装置５．６および直列共振回路
７を備えている。コンデンサ８．９は電圧分割作用を行
うためのものである。１０は放電灯たとえばけい光ラン
プであり、前記直列共振回路の共振要素の少なくとも一
部たとえばコンデンサ７１と並列的に設けられている。

このものは、高周波発生装置４の出力にて放電灯ＩＯを
高周波点灯でき、効率がよく、装置の小形化を図れるも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このものは、高周波発生装置４の負荷特
性が第７図中（イ）のように、はとんど定電流特性を有
していないため、放電灯１０の電圧−電流特性（ロ）と
の交点Ａは両者の交わりが鋭角的であり、したがって、
動作点が安定化し難く、点灯状態が不安定になりがちで
あった。特に、放電灯１０を調光点灯した場合の負荷特
性は、第７図中の破線（へ）のようになり、交点Ｂでの
交わりがさらに鋭角的になって、−層、点灯状態が不安
定になるという問題があった。

このような問題を解決するためには、高周波発生装置４
の負荷特性に定電流特性を持たせればよい。このために
、直列共振回路７に電流検出装置１１を挿入し、この電
流検出装置の検出信号に応じて、スイッチング装置５．
６を放電灯ＩＯに対する供給電流が一定化されるように
制御することが考えられる。しかしながら、この場合、
単に直列共振回路７に電流検出装置を挿入してもすなわ
ち放電灯１０に直列に設けても、放電灯１０のランプ電
流を検出することができない。この理由は、直列共振回
路７には、放電灯１０のランプ電流と共振要素であるコ
ンデンサ７１の電流との和の電流が流れるためである。

このため、ランプ電流のみを検出するには第８図に示す
ような格別な変流器１１を用いる必要があった。この変
流器１１は、コンデンサ７１への電流をキャンセルする
ための巻線１１１を設けることによって、検出巻線１１
２にてランプ電流を検出できるようにしたものである。

しかしながら、このものは、前記電流検出装置Ｉｆとし
て、高価な変流器を用いるため、装置全体が高価になっ
てしまう点で満足できるものではなかった。前記変流器
は、放電灯が２灯、３灯と増えればそれに伴って、数を
増やさなければならない。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、比較的簡単、かつ、安価で点灯状態が安
定な放電灯点灯装置を提供することを目的とするもので
ある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、スイッチング装置および直列共振回路を備え
てなる高周波発生装置の入力端に平滑装置を設けた放電
灯点灯装置にあっては、前記放電灯のランプ電流値と前
記平滑装置への充電電流との間に密接な関係があるとい
う知見に基づいてなされたもので、前記平滑装置と整流
装置との間に電流検出装置を設けて少なくとも前記充電
電流を検出できるようにし、この電流検出装置の検出信
号に応じて前記スイッチング装置のスイッチングを前記
放電灯への供給電流が一定化されるように制御するよう
にしたことを構成上の特徴とするものである。

（作用） 本発明は、放電灯の点灯期間中に検出装置が少なくとも
平滑装置への充電電流を検出する。この充電電流は、入
力端子が一定であるとみなすと、ランプ電流値とほぼ同
じ関係で変化する。したがって、この検出信号に応じて
前記スイッチング装置のスイッチングを負帰還的に制御
することにより、高周波発生装置の出力電流すなわち放
電灯のランプ電流を一定化できる。この結果、負荷特性
に定電流性を持たすことができ、放電灯の電圧−電流特
性との交わりを直角に近づけることができるので、点灯
状態を安定化できる。特に、放電灯を調光点灯して放電
灯のランプ電圧が上昇した場合でも、前述のように高周
波発生装置が定電流特性を有するから、点灯状態を安定
化できる。

電流検出装置は、平滑装置への入力電流を検出するもの
で、たとえば抵抗等のインピーダンス素子を用いて構成
することができるから、簡単で安価に構成できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

２０は交流電源２１の出力を整流する整流装置である。

この整流装置２０の出力側には、平滑装置２またとえば
部分平滑装置が設けられている。この平滑装置２２は、
２個のコンデンサ２２１，２２２　、これらコンデンサ
２２１および２２２の間に前記整流装置２０の出力と同
極性になるように介挿されたダイオード２２３、前記各
コンデンサ２２１，２２２の放電路を形成するダイオー
ド２２４．２２５を有してなるものである。このような
平滑装置２２は周知であるが、簡単にその作用を説明す
る。まず、充電は、前記整流装置２０の出力電圧の各サ
イクル（交流電源電圧の半サイクル）期間中の出力電圧
波高値が大きい期間に、前記整流装置２０の出力によっ
て、整流装置２０−コンデンサ２２１−ダイオード２２
３−コンデンサ２２２−後述する電流検出装置２７−整
流装置２０の経路で行われる。放電は、前記整流装置２
０の出力電圧が前記コンデンサ２２１，２２２それぞれ
の両端電圧より低くなったときに、後述する高周波発生
装置２５に対して行なわれる。

前記高周波発生装置２５は、たとえばノ＼−フブリッジ
形のトランジスタインバータである。すなわち、一対の
スイッチング装置２５１，２５２　、直列共振回路２５
３お・よび電圧分割用のコンデンサ２５４，２５５を備
えている。前記直列共振回路２５３はたとえばチョーク
コイル２５６とコンデンサ２５７との直列回路からなり
、前記スイッチング装置２５１，２５２の中間と、前記
電圧分割用のコンデンサ２５４，２５５の中間との間に
設けられている。２６は前記コンデンサ２５７に並列的
に設けられた放電灯たとえばけい光ランプである。

前記電流検出装置２７は、たとえば抵抗であり、前記整
流装置２０と前記平滑装置２２との間に設けられている
。したがって、前記整流装置２０の出力電流換言すれば
、高周波発生装置２５への入力電流を検出可能である。

この入力電流は、直列共振回路２５３の各共振要素が単
に無効電流のやりとりを行っているだけであるから、入
力電圧が一定とみなせるのであれば、負荷すなわち放電
灯２６の状態に応じて変化することは、容易に理解され
ることである。ここで、普通、電源電圧の変動として±
ｌＯ％が考慮されるが、仮に、入力電圧が±１０％程度
変動しても、前記入力電流が負荷状態に密接に追随する
ことも容易に理解されるであろう。

２８はスイッチング制御装置であって、前記電流検出装
置２７の検出信号を供給され、前記高周波発生装置２５
のスイッチング装置２５１．２５２のスイッチングを前
記放電灯２Ｂのランプ電流が一定化されるように制御す
るものである。本実施例では、前記電流検出装置２７の
検出信号をダイオード２８１を介して一方の入力端子に
入力され、他方の入力端子に基準電圧源２８２からの基
準電圧を入力される誤差増幅器２８３と、この誤差増幅
器２８３の出力に応じて出力周波数を変化させる電圧−
周波数変換装置２８４と、この変換装置２８４の出力を
受けて上記高周波発生装置２５のスイッチング装置２５
１．２５２のオン、オフを制御するドライブ装置２８５
とを有してなるものである。

つぎに、本実施例の作用を説明する。放電灯２Ｂの状態
変化等により、そのランプ電流が変化しようとすると、
高周波発生装置２５の入力電流も変化しようとする。し
たがって、この変化分は電流検出装置２７にて検出され
、誤差増幅器２８３に人力される。誤差増幅器２８３は
この検出信号と基準電圧とを比較し、その差が小さくな
るように出力周波数を変化する。すなわち、ランプ電流
が増加したときには出力周波数を高くし、ランプ電流が
減少したときには出力周波数を低くする。高周波発生装
置２５は、直列共振回路２５３の固有振動周波数との関
係により、スイッチング装置２５１，２５２のオン、オ
フ周波数が高くなると出力を減少し、低くなると出力を
増大するように構成されている。（７たがって、高周波
発生装置２５はその負荷特性に定電流特性を有すること
になり、放電灯２６の電圧−電流特性との交わりが直角
に近づくようになる。このため、放電灯２６の点灯状態
を安定にできる。この作用は、放電灯２６を調光点灯す
ることによって、そのランプ電圧が上昇しても同様であ
るから、調光点灯時も点灯状態を安定にできる。

なお、高周波発生装置２５を、その直列共振回路２５３
の固有振動周波数との関係により、スイッチング装置２
５１，２５２のオン、オフ周波数が高くなる走出力が増
大し、低くなると減少するように構成することも可能で
ある。この場合は、スイッチング制御装置２８の出力を
上記と逆の関係にすればよい。

第２図を参照して本発明の他の実施例を説明する。本実
施例において、平滑装置３０は一個のコンデンサからな
るものである。また、電流検出装置３１として、高周波
雑音が交流電源２１側に漏れるのを防止するフィルタ３
２の一部であるインダクタが兼用されている。コンデン
サ３３は前記フィルタ３２を構成するものである。さら
に、本実施例では２個の放電灯３５．３８を並列点灯す
るものを示し、したがって、２個の直列共振回路３７．
３８が設けられている。その他、第１図に示した実施例
と同じあるいは対応する部分には、同じ符号を付して説
明を省略するとともに、作用も上記構成および第１図の
実施例に関する説明から容易に理解されるので、説明を
省略する。

さらに、本発明の他の実施例を第３図を参照して説明す
る。本実施例においても、第１図と同じ部分には同じ符
号を付して、説明を省略する。本実施例の電流検出装置
４０は、平滑装置２２の入力端子のみを検出するもので
あり、平滑装置２２の一方のコンデンサ２２２と整流装
置２０の負極側出力端との間に介挿されている。

本実施例においては、電流検出装置４０が平滑装置２２
の入力電流しか検出しないから、放電灯２６のランプ電
流との関係が若干薄れ、定電流制御の精度が第１図の実
施例より劣るが、この電流検出装置４０による消費電力
を大幅に低減できるものである。また、電流検出装置４
０により電源投入時の平滑装置２２への突入電流を低減
することも可能である。その他の作用については、容易
に理解されることであるので、説明を省略する。

さらに、本発明の他の実施例を第４図を参照して説明す
る。本実施例の高周波発生装置５０は、いわゆる自励形
のハーフブリッジ形トランジスタインバータであり、１
次巻線５１１を直列共振回路５２に介挿され、各２次巻
線５１２．５１３を各スイッチング装置５８．５４のベ
ース・エミッタ間に設けられた変流器５１にて自励発振
するものである。また、始動回路５５を備えている。

また、本実施例のスイッチング制御装置６０は、放電灯
２Ｂの両端電圧を検出し、この両端電圧に応じて高発生
装置５０のスイッチング装置５３．５４のオン、オフを
制御することによって、高周波発生装置５０の負荷特性
に定電圧特性を持たせるようにしている。すなわち、放
電灯２Ｂの両端電圧を検出する電圧検出回路６１を設け
、この検出回路２６の検出信号を電流検出回路２７の検
出信号とオア回路６２を介して誤差増幅器６８に人力す
るようにしている。

なお、電流検出回路２７に対応させて、誤差増幅器Ｂ３
の入力側に平滑回路６４を設けている。前記誤差増幅器
６３は、トランジスタ８３１を主として構成され、その
出力にて出力回路６５のトランジスタ６５１の導通を制
御するようになっている。前記出力回路６５は、前記ト
ランジスタ６５１に直列接続された発光素子１１１５２
，６５３を有する。上記高周波発生装置５０の各スイッ
チング装置５３．５４のベース・エミッタ間には、それ
ぞれトランジスタ１３６．６７が設けられ、これらトラ
ンジスタ８８　、６７にてスイッチング装置５３．５４
のオン、オフを制御するようにしている。そして、前記
各トランジスタ１３８．８７のベース回路に前記発光素
子６５２．６５３にてその導通を制御される受光素子６
８．６９が設けられている。

本実施例の基本的な作用は、上記構成および第１図の実
施例の説明から容易に理解されるので、その説明は省略
する。なお、本実施例においては、放電灯２Ｂの両端電
圧を検出して出力を制御しているため、高周波発生装置
５０の負荷特性は第５図のようになる。すなわち、（イ
）は負荷特性を示し、（ロ）は放電灯２Ｂの電圧−電流
特性を示す。また、（ハ）は調光点灯時の負荷特性、Ａ
、Ｂは第７図と同様に動作点を示している。第５図から
も明らかなように、調光点灯時も含めて交点Ａ、Ｂでの
交わりが第７図に比して直角に近付いており、点灯状態
が安定化されている。

本発明は、上記実施例に限られるものではない。

たとえば、高周波発生装置はたとえば直列共振回路を備
えた一方式のインバータであってもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、少なくとも平滑装置への
充？［流を検出することによって、高周波発生装置の負
荷特性に定電流特性を持たせることができ、もって、前
記負荷特性と放電灯の電圧−電流特性との交わりを直角
に近付けることができるので、点灯状態の安定化を図れ
るものである。

しかも、電流検出装置として、格別な変流器を必要とし
ないから、安価に提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はそれぞれ本発明の異なる実施例を示す
回路図、第５図は第４図に示した実施例の作用を示す特
性図、第６図は従来装置を示す回路図、第７図は従来装
置の作用を示す特性図、第８図は従来装置に用いられた
電流検出装置の使用例を示す回路図である。 ２０・・・整流装置、２２．３０・・・平滑装置、２５
．５０・・・高周波発生装置、２７．３１・・・電流検
出装置、２８．８０・・・スイッチング制御装置。 Ｐ →工 牙ヒｍ オ６ ９ り７１遇 １ερ 手粘′Ｉ！祁１正２２ く　自発） ２、発明の名称 放電灯点灯装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 東京都港区三田１丁目４番２８号 （３７５）東芝ライチック株式会社 代表者　　鶴　尾　　勉 ４、代理人 〒２３７ 神奈川県横須賀市船越町１丁目２０１番地ノ１第 ４ 図 一一一■ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電圧を整流する整流装置と； この整流装置の出力を平滑する平滑装置と；スイッチン
   グ装置および直列共振回路を有し、上記整流装置および
   平滑装置の出力を供給されて高周波電圧に変換する高周
   波発生装置と； この高周波発生装置の直列共振回路の共振要素の少なく
   とも一部と並列的に設けられた放電灯と；上記整流装置
   および上記平滑装置の間に介挿され、少なくとも上記平
   滑装置への充電電流を検出する電流検出装置と； この電流検出装置の検出値に応じて上記高周波発生装置
   のスイッチング装置のスイッチングを上記放電灯への供
   給電流が一定化するように制御するスイッチング制御装
   置と； を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。