JPH03283392A - 放電ランプ点灯装置 - 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〕 本発明は半導体スイッチング素子のオン、オフ制御によ
って点灯する放電ランプの点灯装置に関するものであり
、特にインバータ回路内に電圧返還用のトランスを有し
ないものに関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に放電ランプを点灯するためには、通称バラストと
呼ばれる点灯装置か使用される。このバラストは、従来
は大重量という大きな欠点を持つものであったか最近で
は半導体スイッチング方式により、超小型で軽量のバラ
ストか開発されている。そしてスイッチング方式のなか
でも、より一層小型、軽量で低価格のバラストか要求さ
れている。

一方、このスイッチング方式においても種々のものかあ
るか、例えば特開昭６３−１８７５９８に示すように、
フライバック方式のインバータ回路を有し、トランスの
一次側に流れる電流の１パルスにおけるピーク電流値と
一定のスイッチング周期を検出して制御するいわゆるピ
ーク電流制御方式等がある。この方式は制御回路か比較
的簡単という大きな利点を有するか、インバータ回路内
にトランスを有するため、回路全体か高価格になってし
まうという問題点がある。

またこのピーク電流制御方式は、ランプに対しては疑似
的に定電力制御せしめているか、ランプ電圧か高い時な
どは、ランプ電流は低くなってしまい、点灯不安定にな
ったりひどい時は立ち切れを生じるということもある。

このような現象は特にランプ点灯初期に多く現れるか、
通常点灯時においてもランプ電圧か大きく変動すること
はある。

一般に対策としてはエネルギー蓄積素子としてのチコー
クコイルのインダクタンスを大きくすることか考えられ
るか、装置全体か大きくなってしまうため好ましくない
。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
て、簡単な制御回路で構成するとともに、インバータ回
路内に電圧変換用のトランスを有しない低価格であって
、さらにランプ電圧か大きく変動してもランプか点灯不
安定になったり立ち切れを生じることのない放電ランプ
点灯装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を解決するために、この発明の放電ランプ点
灯装置は、直流電源に接続された半導体スイッチング素
子を有するチョッパー回路と、このチョッパー回路の出
力側に接続されたインダクタンス要素及び転流ダイオー
ド及びコンデンサよりなる平滑回路と、この平滑回路の
出力に接続された放電ランプと、該半導体スイッチング
素子に流れる電流を検出する第１の電流検出器と、この
第１の電流検出器の信号に基づき該半導体スイッチング
素子の１パルスにおけるピーク電流値と一定のスイッチ
ング周期を制御する第１の制御手段を有する電力制御回
路と、該放電ランプに流れる電流を検出する第２の電流
検出器と、この第２の電流検出器から信号を受け所定の
電流を放電ランプに供給するように制御する第２の制御
手段を有するランプ電流制御回路とを有する放電ランプ
点灯装置において、前記電力制御回路は前記ランプ電流
制御回路からの信号を受けて、前記１パルスにおけるピ
ーク値の基準値を変化させる手段を具備したことを特徴
とする。

〔作用〕

上記の構成であるためこの点灯回路は半導体スイッチン
グ素子かオンの時に流れる電流値を検出して、この電流
値か！パルスにおいて所定のピーク値に達した時オフせ
しめる。このため常に所定のエネルギーをランプに供給
することになり擬似的には定電力制御している。一方ラ
ンプに流れる電流値も検出しており、ランプの点灯電圧
か変動した時には、上記疑似定電力制御におけるピーク
値の基準値を変化させるため、上記疑似的な定電力制御
の影響を受けることなしに所定の電流をランプに供給で
きる、実質的には定電流制御せしめた点灯装置を簡単な
制御回路で構成することかてきる。

〔実施例〕

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。第一
図は本発明の点灯装置の一実施例の概略図である。図中
１は放電ランプであり、例えは２０Ｖ３００Ｗのノヨー
トアーク型のキセノンランプか点灯される。２は交流電
源て例えは１００Ｖ５０１１ｚの電源かここより供給さ
れている。交流電源２の出力端にはノイズフィルター１
３か接続されて、その出力側には突入電流Ｆ７＋止回路
１２を経て整流平滑回路１１か接続される。この整流平
滑回路１１は図示路であるかその内部に整流用ダイオー
ドブリッジと平滑用電解コンデンサか接続されている。

この整流平滑回路１１の出力は直流となるため、この回
路は直流電源として機能する。

この整流平滑回路１１の一方の出力端には半導体スイッ
チング素子３１を有するチョッパー回路３が接続されて
いる。半導体スイッチング素子３１としてはＭＯＳＦＥ
Ｔか接続されている。ＭＯＳＦＥＴのトレインは整流平
滑回路１１の出力端に接続されて、ソースは平滑回路１
０に接続されている。一方整流平滑回路ＩＩの他方の出
力端には第１の電流検出器５としてカレントトランスか
接続されている。この第１の電流検出器５は後述するか
半導体スイッチング素子３１かオンの時、そこに流れる
電流のみを検出している。この第１の電流検出器５の出
力端は平滑回路ＩＯに接続されている。この平滑回路１
０は、その内部に転流ダイオード７のカソードかＭＯＳ
ＦＥＴのソースに、アノードかカレントトランスに接続
されている。

また転流ダイオード７のカソードにはインダクタンス要
素８として例えばチョークコイルか接続され、その他端
にコンデンサ９か接続されている。

この転流ダイオード７、インダクタンス要素８、コンデ
ンサ９によって平滑回路ｌＯか構成されている。この平
滑回路１０の両出力端に放電ランプ１とこの放電ランプ
ｌの点灯電流を検出する第２に電流検出器６０か直列に
接続されている。この第２の電流検出器としては例えば
抵抗か適用される。さらに第１の電流検出器５からはそ
の検出値の信号か電力制御回路４に人力される。そして
その出力かドライブ回路６に入力されて、ドライブ回路
６の出力■かＭＯＳＦＥＴの各々のゲートに接続されて
スイッチング駆動する。突入電流防止回路１２は点灯始
動時のみ働くものて、急激に整流平滑回路ＩＩに電流か
流れないように抵抗等を介す回路である。この信号はイ
ンダクタンス要素８の２次側巻線より電流が流れ始めた
信号■を受けている。−吉事２の電流検出器６０からの
信号は、ランプ電流制御回路５０に入力されている。

このランプ電流制御回路５の出力は電力制御回路４に入
力される。

次にこの回路の動作を具体的に説明すると、図示時のス
イッチを閉じると、交流電源２からノイズフィルター回
路１３、整流平滑回路１１、チョッパー回路３、平滑回
路ＩＯを経て、放電ランプ１に電流か供給される。この
時チョッパー回路３内のＭＯＳＦＥＴかオン、オフする
ことによってランプに適当な電流が流れるわけであるか
、ＭＯＳＦＥＴかオンの時は、放電ランプｌに図示ＩＬ
Ｉの電流か流れて、オフに時にインダクタンス要素８に
蓄えられたエネルギーによって図示ＩＬ２の電流か流れ
る。すなわち第１の電流検出器５であるカレントトラン
スはＭＯＳＦＥＴかオンの時に流れる電流ＩＬＩのみを
検出していることになる。この制御に関しては第２図に
示すように、ＭＯＳＦＥＴかオンしている期間Ｔ１にお
いてはインダクタンス要素１３によって決まるある傾き
をもって電流値は増加して、そして１パルスの中でかピ
ク電流値ＩＰに達した時ＭＯ３ＦＥＴをオフする。

そして一定のスイッチング周期Ｔ２になった時に再びＭ
ＯＳＦＥＴをオンさせる。このピーク値は所定の値とし
て適宜設定することかでき、またスイッチング周期も用
途に応して設定することかできる。このようにＭＯＳＦ
ＥＴに流れる１パルスのピーク電流値とスイッチング周
期のみを検出することによって、放電ランプには常に一
定のエネルギーを供給するとともに疑似的に定電力制御
することかできる。この場合の擬似的とはＭＯＳＦＥＴ
かオフの時流れる電流ＩＬ２は現実にはインダクタンス
要素８に蓄えられたエネルギーを使い果たすわけてはな
く、それ以前に周期Ｔ２になってしまいＭＯＳＦＥＴか
再びオンするので完全には定電力制御されているわけて
はない。又その電力制御回路４としては極めて簡単に構
成することかできる。この電力制御回路４としては特に
限定されないか、ピーク電流値ｔｐを基準値にもつ比較
器やその比較器の出力に接続されたパルス幅変調回路や
スイッチング周期をメモリーしたタイマー回路等によっ
て構成される。この電力制御回路４からの出力に応して
ドライブ回路６か働いて半導体スイッチング素子３１で
あるＭＯＳＦＥＴを駆動する。この電力制御回路４によ
る制御を第１の制御手段と称する。

一方第２の電流検出器６０は、ＭＯＳＦＥＴかオンの時
に流れる電流ＩＬＩとオフの時に流れる電流ＩＬ２の両
方を検出することになり、ランプの点灯電流を検出して
いる。ランプ電流制御回路５０は、常に一定の電流を供
給するためにフィードバック制御しているもので、例え
ば何らかの原因でランプ電圧が変動してしまうと、前述
の如く電力制御回路４で疑似定電力制御しているので、
ランプ電流も変動してしまう。とくにランプ電圧か上昇
した時には、ランプ電流は減少してしまい点灯不安定や
立ち切れを生じる。ランプ電流制御回路５０からの信号
を電力制御回路４に人力してピーク値の基準値（すなわ
ち第２図における１１）を変化させる。このようにして
ランプ電圧か変動しても定電力制御の影響を受けること
なしに一定の電流をランプに供給することかできる。こ
のため実質的には定電流制御といえる。ランプ電流制御
回路５０は第１図ではブロック図で示しているかその構
成は特に限定されるものではなく、所定の電流値を基準
とする比較器など用いて構成することかできる。

なお以上の実施例では直流電源としての整流平滑回路１
１は交流電源２を整流平滑したものであるが電池等を用
いても良い。またチョッパー回路３内の半導体スイッチ
ング素子としてはＭＯＳＦＥＴを用いたか、他にトラン
ジスター等を用いても良い。さらには実施例においては
ＭＯＳＦＥＴを並列に２つ接続させたか、２つに限定さ
れるものではな（，１つても３つ以上でも良い。また電
流検出器５はカレントトランスを用いたか、抵抗等電流
か検出てきるものであれば、特に限定されない。　以上
説明したように、本発明の放電ランプ点灯装置によれば
、チョッパ一方式の放電ランプの点灯回路であって、半
導体スイッチング素子に流れる電流のピーク値と一定の
スイッチング周期のみを制御することによって、簡単に
制御回路を構成することかできるとともに、インバータ
回路内には電圧変化用のトランスを有しないため、小型
で定価格の点灯装置を提供することかできる。

〔効果〕

以上説明したように、本発明の放電ランプ点灯装置によ
れば、チョッパ一方式の放電ランプの点灯回路であって
、半導体スイッチング素子に流れる電流のピーク値と一
定のスイッチング周期のみを制御することによって、簡
単に制御回路を構成することかできるとともに、インバ
ータ回路内には電圧変化用のトランスを有しないため、
小型で定価格の点灯装置を提供することかできる。さら
には制御回路で放電ランプに対して疑似的に定電力制御
することかできるか、ランプ電流は常に一定の電流を供
給できるため実質的には定電流制御をしており、ランプ
の電圧か変動しても点灯不安定になったり立ちきれ生し
るということはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電ランプ点灯装置の概略回路図の一
例であり、第２図は半導体スイッチング素子のオン、オ
フのパルス輻の状態を示す図である。 図中 ｌ：放電ランプ ２：交流電源 ３：チョッパー回路 ４：電力制御回路 ５、第１の電流検出器 ＩＯ＝平滑回路 ５０：ランプ電流制御回路 ６０：第２の電流検出器 ←１→ １−一゛−一−１ 手 続 補 正 書（方式） ％式％ 事件の表示 平成２年 特許願 第０８０８４８号 ２゜ 発明の名称 放電ランプ点灯装置 ３゜ 補正をする者 事件どの関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源に接続された半導体スイッチング素子を有する
   チョッパー回路と、このチョッパー回路の出力側に接続
   されたインダクタンス要素及び転流ダイオード及びコン
   デンサよりなる平滑回路と、この平滑回路の出力に接続
   された放電ランプと、該半導体スイッチング素子に流れ
   る電流を検出する第１の電流検出器と、この第１の電流
   検出器の信号に基づき該半導体スイッチング素子の１パ
   ルスにおけるピーク電流値と一定のスイッチング周期を
   制御する第１の制御手段を有する電力制御回路と、該放
   電ランプに流れる電流を検出する第２の電流検出器と、
   この第２の電流検出器から信号を受け所定の電流を放電
   ランプに供給するように制御する第２の制御手段を有す
   るランプ電流制御回路とを有する放電ランプ点灯装置に
   おいて、前記電力制御回路は前記ランプ電流制御回路か
   らの信号を受けて、前記１パルスにおけるピーク電流値
   の基準値を変化させる手段を具備したことを特徴とする
   放電ランプ点灯装置。