JPH0319680B2 - - Google Patents

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、放電灯を高周波電力で付勢する放電
灯点灯装置に関する。

（従来の技術） 近時、放電灯の点灯装置として、従来の鉄−胴
安定器に代つて高周波インバータ等を用いた電子
化されたものが用いられるようになつてきた。ま
た、この種放電灯点灯装置において、交流電源電
圧を整流した脈流電圧を高周波発生装置に供給す
るとともに、上記高周波発生装置の出力により充
電され脈流電圧の低レベル期間すなわち零電圧点
近傍にて前記高周波発生装置に電圧を供給するコ
ンデンサを設けたものが提案されている（特願昭
54−125664号（特開昭56−49682号）、U.S.
P.4017785号）。このものは、従来の整流装置の出
力側に平滑用コンデンサを設けるものに比して電
源力率を高めることができ、しかも、高周波発生
装置ひいては放電灯に連続的に電力を供給して放
電灯を連続的に点灯できるから、効率を高めるこ
とができるものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このものにおいて、上記高周波発生装
置は、放電灯の点灯、非点灯にかかわらず上記コ
ンデンサの作用によつて、脈流電圧の低レベル部
分を持上げられた包絡線を有する高周波電圧を出
力する。周知のように放電灯はランプ電圧に比し
て高い始動電圧を必要とするから、上記高周波発
生装置の出力電圧のピーク値は上記始動電圧以上
に設定されるが、上述のようにコンデンサによつ
て低圧部分を持上げられることにより無負荷時の
実効値は高いものとなる。すなわち、無負荷時に
おいては上記コンデンサにとつても実質的に無負
荷になり、コンデンサの端子電圧すなわち高周波
発生装置への供給電圧が負荷時より高くなる。こ
のため、規制上格別な接地を必要とすることがあ
つた。この実効値を下げようとすると、ピーク値
も下がり放電灯の始動を困難にする。

この様な問題点を解決するものとして、本願出
願人は、放電灯が点灯していない無負荷時には、
前記コンデンサの充電を制御するかあるいは疑似
負荷にて充電電荷を消費させるものを提案した
（特願昭55−100094号（特公昭60−36080号））。こ
のものは、上述のように構成したため、無負荷時
におけるコンデンサの両端電圧の上昇を制御で
き、もつて、高周波発生装置からの出力電圧の実
効値を低くできるものである。

本発明は、このように無負荷時における出力電
圧の実効値を低く抑えるようにしたものに関し、
部品を減少して装置全体の低廉化および小形化を
図れる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］ （問題を解決するための手段） 本発明は、交流電圧を整流する整流装置と、こ
の整流装置の出力を供給される高周波発生装置
と、この高周波発生装置の出力により付勢される
放電灯と、少なくともコンデンサおよび一方向性
のスイッチング素子の直列回路を含んで構成され
上記高周波発生装置の入力端子間に設けられて上
記整流装置の出力電圧値が自己の電圧値より低レ
ベルの期間に上記コンデンサの充電電荷を上記高
周波発生装置に供給可能な補助直流電源と、上記
整流装置の出力電圧の波高値より低い電圧を出力
して上記補助直流電源のコンデンサをこのコンデ
ンサの非放電期間に充電する充電用電源と、上記
放電灯の点灯を検知する検知装置と、この検知装
置の出力に応動して上記放電灯が非点灯時には前
記スイツチング素子をオフさせ、点灯時にはオン
させる制御装置と、を備えたことを構成上の特徴
とするものである。

（作用） 本発明は、放電灯が点灯していないときには、
制御装置が補助直流電源のスイツチング素子をオ
フして、コンデンサの充電電荷を高周波発生装置
に供給しない。したがつて、非点灯時における高
周波発生装置への入力は、整流装置の出力のみと
なり、高周波発生装置からの出力電圧の実効値を
高めることがない。放電灯が点灯すると、検知装
置からの検知出力に応じて制御装置がスイツチン
グ素子をオンさせる。したがつて、コンデンサは
このスイツチング素子を介して充電電荷を高周波
発生装置に供給し、高周波発生装置の出力を脈流
電圧の谷部を持上げた包絡線を有するものにす
る。このとき、前記スイツチング素子は、整流装
置から前記コンデンサに流れようとする充電電流
を阻止する逆流防止用素子として作用するので、
従来必要であつた逆流防止用のダイオードを不要
にできる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照
して説明する。

１は整流装置で、入力端子を交流電源２に接続
されたものである。なお、本実施例においては位
相制御装置３を設けてなるもので、前記整流装置
１は位相制御装置３の出力を入力するものであ
る。このように本発明は交流電源２と整流装置１
との間に他の装置を介在することを可とする。１
０は高周波発生装置たとえばインバータで、プシ
ユプル接続された一対のNPN形トランジスタ１
２ａ，１２ｂ及びこれらトランジスタ１２ａ，１
２ｂのコレクタを両端に接続した１次巻線を有す
る出力トランス１３を有する。また、前記整流装
置１の正極出力端子を上記出力トランス１３の１
次巻線の中間部に接続するとともに、負極出力端
子をインダクタ１４を介して前記トランジスタ１
２ａ，１２ｂのエミツタに共通接続する。そし
て、前記トランジスタ１２ａのベースと前記整流
装置１の正極側との間には始動抵抗１５を接続
し、また、前記各トランジスタ１２ａ，１２ｂの
ベースには前記出力トランス１３に設けられた帰
還巻線１６の異なる端部を接続する。しかし、前
記トランジスタ１２ａ，１２ｂのベースに発振器
を設けていわゆる他励発振としてもよい。１７は
放電灯で、前記出力トランス１３の２次側に接続
する。

前記高周波発生装置１０入力端子間には、補助
直流電源４０が設けられている。本実施例の補助
直流電源４０は一方向性のスイツチング素子１８
たとえばサイリスタと、コンデンサ１９との直列
回路とから構成されている。前記コンデンサ１９
の図示下部端子を１対のダイオード２０ａ，２０
ｂのアノードに接続し、それぞれのダイオード２
０ａ，２０ｂのカソードをインダクタ２１ａ，２
１ｂを介して、出力トランス１３の１次巻線の中
間タツプ１３ｔ１又は１３ｔ２に接続する。すな
わち、本実施例において、前記コンデンサ１９
は、上記高周波発生装置１０の出力の一部を整流
した電圧を出力する充電用電源５０にて充電され
る。そして、上記コンデンサ１９は、前記整流装
置１の出力電圧値が自己の電圧値より低レベルの
期間に上記スイツチング素子１８を介して上記高
周波発生装置１０に充電電荷を供給することによ
り、交流電源２の力率を低下させることなしに前
記放電灯１７に連続的な包絡線を有する高周波電
圧を供給できる。

３２は検知装置で、上記放電灯１７の点灯を検
知するものである。本実施例においては上記放電
灯１７のランプ電流を検出する変流器にて構成さ
れている。３０は制御装置で、前記検知装置３２
の検知出力に応じて、前記スイツチング素子１８
のオン、オフを制御するものである。本実施例で
は、前記検知装置３２の出力を整流平滑して前記
スイツチング素子１８の制御端子に供給する整流
平滑回路３１を主として構成されるものである。
しかし、放電灯１７の点灯、非点灯を検出するも
のとしては、光、電圧あるいは熱であつてもよ
い。

つぎに作用を述べる。出力トランス１３に放電
灯１７が接続されていると、高周波発生装置１０
により出力トランス１３に生じる高周波電力は検
知装置３２を介して放電灯１７に印加し、これを
高周波点灯させる。この場合、放電灯１７が点灯
する以前、放電灯１７が寿命等で点灯し得ない状
態あるいは放電灯１７が装着されていない状態に
おいては、制御装置３０がスイツチング素子１８
をオンさせることがないから、コンデンサ１９は
充電電荷を高周波発生装置１０に放電することが
ない。したがつて、高周波発生装置１０は整流装
置１の出力のみを供給され、第２図に示すような
高周波電圧（位相制御装置１３が全導通の場合。）
を出力する。これに対して、スイツチング素子１
８、検知装置３２および制御装置３０を設けなけ
れば、無負荷時における高周波発生装置１０の出
力電圧は、コンデンサ１９の作用により第３図の
ようになることは、上述したことから明らかであ
る。第２図と第３図とを比較すると、第２図のも
のは同じピーク値を得ながら、第３図のものより
実効値を小さくできることが理解できる。また、
このことは実効値を同じにするならば、第２図の
ものの方が高いピーク値を得られることを意味す
る。このように高いピーク値をえられることは本
実施例のように位相制御装置３を設けて調光する
場合の放電灯１７の始動に対して特に有効であ
る。

放電灯１７が点灯すると、検知装置３２がラン
プ電流を検出する。この検知信号により制御装置
３０がスイツチング素子１８をオンさせるから、
コンデンサ１９はこのスイツチング素子１８を介
して充電電荷を高周波発生装置１０に供給する。
このときの高周波発生装置１０の出力電圧は第４
図のようになる（位相制御装置３が全導通の場
合。）。放電灯１７は点灯すると、この放電灯１７
にて電力が消費され、このときコンデンサ１９の
充電電荷も消費されて減衰するから高電圧のまま
保持されることがない。したがつて、実効値も低
下して無負荷時のように高くなることはない。ま
た、一方向性のスイツチング素子１８は、整流装
置１の出力電圧値がコンデンサ１９の電圧値より
高レベルの間、整流装置１からコンデンサ１９に
流れようとする充電電流を阻止する。

なお、その他の高周波発生装置１０の発振動作
は周知であるので、説明を省略する。

本実施例の実験結果を示すとつぎのとおりであ
つた。

位相制御装置３が全導通時において、出力トラ
ンス１３の１次巻線両端子間の電圧が480V（実効
値…以下同じ。）であり、中間タツプ１３ｔ１，
１３ｔ２それぞれの電圧を120Vとし、コンデン
サ１９を150μFとしたとき、スイツチング素子１
８および制御装置３０等を設けることによつて非
点時の出力電圧を600Vにできた。これに対して、
スイツチング素子１８および制御装置３０等を設
けないものでは710Vであつた。また、スイツチ
ング素子１８を設けない場合には、耐圧が400V、
容量が1A程度の逆流防止用ダイオードが必要で
あつた。

第５図は他の実施例を示すものである。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。本実施例において、コンデンサ１９の充電用
電源５０′は、交流電源２を整流して得るもので
ある。この場合、交流電源２の電圧を降圧した後
整流してコンデンサ１９を充電するが、充電電圧
は点灯時を想定して相当高く設定されることがあ
る。このため、非点灯時には高周波発生装置１
０′の出力電圧の実効値が高くなろうとするが、
本実施例においても第１図に示した実施例と同様
に制御装置３０等によりこれを防止できるもので
ある。

なお、本発明は上記実施例のものに限られるも
のではなく種々の変形を可とする。たとえば高周
波発生装置は他の周知のものを用いることができ
る。また、高周波発生装置に対してコンデンサの
充電電荷を供給する期間は任意に設定可能であ
る。たとえば放電回路にスイツチング装置を設
け、このスイツチング装置の導通を所望に制御す
ればよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、交流電圧の整流化脈流
電圧の低電圧部分を補助直流電源の放電電圧で補
償するものであつて、前記補助直流電源をコンデ
ンサおよびスイツチング素子の直列回路を含むよ
うに構成するとともに、放電灯の点灯状態を検知
し、放電灯の非点灯時には前記スイツチング素子
をオフして、前記コンデンサの前記高周波発生装
置に対する放電を制御するようにしたので、前記
高周波発生装置の２次無負荷電圧の実効値を低く
押えることができる。したがつて、従来のように
特別の接地を行う必要性を少なくできながら放電
灯の始動に必要なピーク値を確保できる。しか
も、前記スイツチング素子が逆流防止用素子とし
て作用するので、従来必要であつた逆流防止用の
ダイオードを不要にして、装置全体の低廉化およ
び小形化を図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第５図はそれぞれ本発明の異なる
一実施例を示す回路図、第２図ないし第４図は作
用を説明するための電圧波形図である。 １……整流装置、１０，１０′……高周波発生
装置、１７……放電灯、１８……スイツチング素
子、１９……コンデンサ、４０……補助直流電
源、３０……制御装置、３２……検知装置、５
０，５０′……充電用電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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供給される高周波発生装
   置と； この高周波発生装置の出力により付勢される放
   電灯と； コンデンサおよび一方向性のスイツチング素子
   の直列回路を含み、上記高周波発生装置の入力端
   子間に設けられて、上記整流装置の出力電圧値が
   自己の電圧値より低いレベルの期間に上記コンデ
   ンサの充電電荷を上記高周波発生装置に供給可能
   な補助直流電源と； 上記整流装置の出力電圧の波高値より低い電圧
   を出力して、上記補助直流電源のコンデンサをこ
   のコンデンサの非放電期間に充電する充電用電源
   と； 上記放電灯の点灯状態を検知する検知装置と； この検知装置の出力に応動して上記放電灯が非
   点灯時には上記スイツチング素子をオフさせ、点
   灯時にはオンさせる制御装置と； を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。