JPH0335796B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は放電灯が整流点灯する異常状態から
放電灯、点灯装置を保護する保護装置に関する。

第１図は従来の放電灯点灯装置の構成を示す回
路図、第２図はこの回路の動作を説明するための
動作図である。

第１図において、１は交流電源、２は交流電源
１を全波整流する整流器。

３は保護回路４を含む放電灯の点灯回路であり
整流器２の出力の脈動電圧を高周波電力に変換
し、放電灯５に印加し、これを点灯する。放電灯
５は電極５Ａ，５Ｂを有している。

次に点灯回路３の構成を説明する。整流器２の
正の端子はチヨークコイル７を介して、出力トラ
ンス６の１次巻線６Ｃの中点に接続され、負の端
子はトランジスタ８Ａ，８Ｂのエミツタに接続さ
れている。このトランジスタ８Ａ，８Ｂのベース
は出力トランス６のベース巻線６Ｂの両端に接続
されているとともに、それぞれ抵抗９Ａ，９Ｂを
介して抵抗９Ｃに接続されている。またトランジ
スタ８Ａ，８Ｂのコレクタはそれぞれ１次巻線６
Ｃの各１端に接続されており、これらコレクタ間
にはコンデンサ１０が接続され、チヨークコイル
７を備えたプツシユプル形のトランジスタインバ
ータを構成している。

また、前記出力トランス６は漏洩型であり、出
力側に２次巻線６Ｓと電極５Ａ，５Ｂを予熱する
２つの予熱巻線６Ｆと検出巻線６Ｇとを有してい
る。

一方保護回路４は検出巻線６Ｇの出力を全波整
流する整流器１１の正の出力端子に定電圧ダイオ
ード１２のカソードを、そのアノードに抵抗１３
を、そして抵抗１３の他端にコンデンサ１４と抵
抗１５とを接続し、コンデンサ１４の他端は整流
器１１の負の出力端に接続されている。一方抵抗
１５の他端はトランジスタ１６のベースに接続さ
れている。そしてそのコレクタは抵抗９Ｃを介し
て整流器２の正の出力端に、エミツタは整流器１
１の負の出力端とともに整流器２の負の出力端に
接続されている。

次に以上のように構成された装置の動作につい
て説明する。

交流電源１が印加されると整流器２で全波整流
された脈動電圧が点灯回路３に印加され、抵抗９
Ｃ及び９Ａ，９Ｂを介してトランジスタ８Ａ，８
Ｂにベース電流が供給されるとともに、チヨーク
コイル７を介して直流電圧が出力トランス６の１
次巻線６Ｃに印加されているために、出力トラン
ス６のベース巻線６Ｂの作用によりトランジスタ
８Ａ，８Ｂは交互に開閉を繰り返して、発振を開
始する。この発振動作により出力トランス６の各
巻線に高周波電圧を発生する。この時放電灯５は
電極５Ａ，５Ｂが出力トランス６の予熱巻線６Ｆ
により予熱されるとともに、２次巻線６Ｓに発生
した高電圧が印加されるために点灯する。このと
き放電灯５が正常に点灯しているときは２次巻線
６Ｓの電圧は出力トランス６が漏洩型であるため
放電灯５のランプ電圧となり、無負荷電圧に比較
して約1/3〜1/5に低下する。したがつて検出巻線
６Ｇの電圧も２次巻線６Ｓの電圧と同じ割合で低
下し、その値は定電圧ダイオード１２のツエナー
電圧以下となりトランジスタ１６はオフとなつて
放電灯５は点灯を続ける。

ここで放電灯５が寿命末期になつて例えば電極
５Ａの電子放射物質が消耗すると整流点灯する。
放電灯５が整流点灯すると電極５Ａが陽極になる
極性では正常点灯とほぼ等しい放電電流が流れる
が極性が反転した電極５Ｂが陽極になる極性では
放電電流はほとんど流れなくなる。すなわち２次
巻線６Ｓの電圧及び検出巻線６Ｇの電圧は電極５
Ａが陽極になる極性では低く、電極５Ｂが陽極に
なる極性では高くなり、無負荷電圧程度となる。
このようにして検出巻線６Ｇに高い電圧が発生す
ると定電圧ダイオード１２のツエナー電圧以上の
電圧で抵抗１３を介してコンデンサ１４を充電
し、その電圧は第２図イに示すようになる。そし
てこのコンデンサ１４の電圧はトランジスタ１６
のベースに印加されており時刻t₁でトランジスタ
１６のオン電圧e_ONに達し、トランジスタ８Ａ，
８Ｂに流れていたベース電流がトランジスタ１６
に流れるようになり点灯回路３の発振が停止し出
力トランス６の各巻線の電圧が零になり、放電灯
５は消灯しコンデンサ１４への充電は止まる。

その後T_Oの期間にコンデンサ１４の電荷は抵
抗１５を介してトランジスタ１６のベース電流と
して放電され、トランジスタ１６はオンを続け
る。そして時刻t₂にコンデンサ１４の電圧がトラ
ンジスタ１６のオフ電圧e_OFFに達すると、再びト
ランジスタ８Ａ，８Ｂにベース電流が供給され、
出力トランス６の各巻線に電圧を発生し、放電灯
６を整流点灯し、検出巻線６Ｇの電圧で再びコン
デンサ１４を充電し前記の動作を繰り返しトラン
ジスタ１６のコレクタ電圧は第２図ロのようにな
る。コのようにして放電灯５が整流点灯すると整
流点灯と消灯を繰り返して点灯回路３及び放電灯
５を保護するものである。

ところでこのようにして点滅を繰り返して点灯
回路３及び放電灯５を保護するようにすると整流
点灯による出力トランス６、トランジスタ８Ａ，
８Ｂ放電灯５は過熱からは保護することができる
が、整流点灯と消灯を繰り返し行なつてさらに放
電灯５の寿命末期になると電極５Ａ，５Ｂとも電
子放射物質を消耗し、電極５Ａ，５Ｂの断線等に
より放電灯５の始動電圧が上昇するとともに放電
灯５の放電が不安定になり交流電源１のピーク付
近など放電灯５に印加される電圧が高いところで
だけ放電をするなど点灯回路３が動作して放電灯
５を点灯しようとするt₂〜t₁の期間内で間欠的に
放電が発生する。この間欠的に発生する放電は点
灯回路３に異常な状態を生じ易く特にトランジス
タ８Ａ，８Ｂには高い電圧が印加され、これを破
壊する恐れがあつた。

この発明は上記欠点を除去するためになされた
もので放電灯が整流点灯したときにこれを検出
し、点灯回路の入力電圧が所定値以上の期間で発
振を停止し、トランジスタに印加される異常電圧
を抑制するようにした装置を提供しようとするも
のである。

以下実施例に従つて本発明の詳細について説明
する。

第３図は本発明の一実施例を示す回路図、第４
図は動作説明のための動作図である。第３図にお
いて第１図と同一または相当部分には同一符号を
付して、その説明を省略し、第１図と異なる部分
を重点的に述べることにする。第３図と第１図を
比較して明らかなように第１図における点灯回路
３内に放電灯が整流点灯する異常状態を検出する
検出回路４ａとこの検出回路４ａの出力で動作す
る制御回路１７とによりなる保護回路４を構成し
たものである。制御回路１７は整流器２の出力端
に並列に抵抗２０，２１の直列回路を接続し、こ
の抵抗２０及び２１の接続点にカソードが接続さ
れた定電圧ダイオード２２からなる比較部と、そ
の定電圧ダイオード２２のアノードにベースが接
続され、コレクタが抵抗９Ａ，９Ｂ，９Ｃの共通
接続点に接続されたトランジスタ２３からなる遮
断部により構成されている。トランジスタ１９の
コレクタは定電圧ダイオード２２のカソードに、
ベースは抵抗１８を介して整流器２の正の出力端
子に接続されるとともに、検出回路４ａのトラン
ジスタ１６のコレクタに接続される。一方エミツ
タはトランジスタ２３のエミツタとともに整流器
２の負の出力端子に接続されている。

次に詳細な動作について説明する。交流電源１
が印加されると、第１図に示す従来例と同様にし
て放電灯５が点灯する。ここで放電灯５が寿命末
期に整流点灯すると検出巻線６Ｇには従来例と同
様に半サイクルが無負荷状態とほぼ同じ高い電圧
となり、この電圧が定電圧ダイオード１２のツエ
ナー電圧を越えて抵抗１３を介してコンデンサ１
４を充電し、この電圧が上昇し、異常検出信号と
してトランジスタ１６のオン電圧に達すると、ト
ランジスタ１６が導通し、トランジスタ１９がオ
フする。トランジスタ１９がオフすると整流器２
の出力を抵抗２０及び２１で分圧した電圧が定電
圧ダイオード２２を介してトランジスタ２３のベ
ース電流として供給される。整流器２の出力電圧
を抵抗２０及び２１で分圧した電圧が定電圧ダイ
オード２２のツエナー電圧以下となる位相すなわ
ち、第４図イに示す位相θ₀からθ₁及びθ₂からθ₀の
期間ではトランジスタ２３がオフとなるため、ト
ランジスタ８Ａ，８Ｂのベース電流は抵抗９Ｃ及
び９Ａ，９Ｂを介して供給されるため、点灯回路
３は発振し、放電灯５に電圧が印加され放電々流
が流れる。一方整流器２の出力電圧を抵抗２０及
び２１で分圧した電圧が定電圧ダイオード２２の
ツエナー電圧以上となる第４図イに示す位相θ₁か
らθ₂のT₁の期間は比較信号としてのベース電流
によりトランジスタ２３はオンし、トランジスタ
８Ａ，８Ｂに流れていたベース電流はトランジス
タ２３に流れるようになり、点灯回路３は発振動
作を停止し、放電灯５への電圧の印加も停止され
る。すなわち、放電灯５に印加される電圧は、第
４図ロに示すように、整流器２の出力電圧が所定
の電圧e₁以下になる位相θ₀からθ₁及びθ₂からθ₀ま
での期間となり、整流器２の出力電圧が高く、放
電灯５に印加される電圧が高くなるT₁の期間で
は発振動作を停止し、放電灯５への電圧印加も停
止される。

このようにして放電灯５が整流点灯すると整流
器２の出力電圧が低い期間だけ発振動作を行なう
ため、例えば放電灯５が間欠的に放電を発生し、
点灯回路３のトランジスタ８Ａ，８Ｂに異常電圧
が印加されても、その異常電圧は低いものであ
る。また放電灯５がさらに寿命末期になり始動電
圧が上昇すると放電灯５に印加される電圧が高い
期間は発振しないため、放電灯５は放電しなくな
り、間欠的に発生する放電を防止できるため、点
灯回路３に異常が発生しにくくなり、トランジス
タ８Ａ，８Ｂへの異常電圧の印加を防止できる。

また交流電源１の電圧が上昇しても放電灯５が
整流点灯時は、放電灯５に印加される電圧と最大
値は一定であり、入力電圧の上昇による異常も防
止できる。

以上の説明では点灯回路３に印加される電圧が
交流を単に全波整流した場合であつたが、調光装
置等を使用し、位相制御された交流電圧でも、こ
れを整流器２で全波整流した第５図イに示すよう
な電圧であれば、放電灯５に印加される電圧は第
５図ロのようになり、この発明の装置が適用でき
ることは明らかであり、また点灯回路３に印加さ
れる電圧が第３図で整流器２の出力にコンデンサ
を接続して或る程度平滑し、比較的リツプルの少
ない直流電圧の場合でも第５図ハに示すように直
流電圧が所定値以上で点灯回路３の発振動作を停
止するようにすれば、放電灯５に印加される電圧
は第５図ニのようになり、この発明の装置が適用
できることは明らかである。特に、実効値を同一
としたときに、完全に平滑された直流電圧を用い
るときより、脈動電圧を点灯回路３に印加して高
周波点灯を行うときの方が間欠放電等による異常
電圧の値は高くなり、トランジスタ８Ａ，８Ｂが
破壊される可能性が大きいが、この発明によれば
その破壊は防止される。

また上記の説明では、放電灯が１灯の場合につ
いて示したが放電灯は２灯以上でもよく、さらに
放電灯２灯以上を直列点灯し、放電灯と並列に始
動補助インピーダンスを備えたものにおいては点
灯回路の出力電圧が高く、また始動時放電灯１灯
に始動補助インピーダンスを介して出力電圧の全
てが印加されるため間欠放電等の異常が発生し易
いため、この発明を適用することは特に効果があ
る。

さらに保護回路４は出力トランス６の２次側に
設けた検出巻線６Ｇに発生する電圧の大きさによ
つて動作するように構成すると、放電灯５がソケ
ツトの接続が不完全であつたり、温度が低い等に
より点灯しないときにも、保護回路４が放電灯５
が整流点灯した場合と同様に動作し、無負荷時に
予熱巻線６Ｆに発生する高い予熱電圧による電極
５Ａ，５Ｂの劣化を抑制し、電極５Ａ，５Ｂに印
加される予熱電圧へ最大値も低くなるために、電
極の両端で発生するエンドグローを防止し、予熱
巻線６Ｆの過熱をも防止できる利点がある。

また、点灯回路３、検出回路４ａ、制御回路１
７は実施例に限定されるものではなく、この発明
の目的が達せられるものであればよい。

以上述べたように、この発明によれば放電灯が
整流点灯すると、この整流点灯を検出し、その検
出時に点灯回路に印加される脈動電圧が所定値以
上の期間だけ放電灯への電圧の印加を停止するよ
うにしたので、脈動電圧を用いて高周波点灯する
放電灯の間欠放電等の異常を抑制するとともに、
間欠放電等の異常により点灯回路に異常電圧が発
生するような状態になつてもこの異常電圧を抑制
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の構成を示す回路図、第２
図はその動作説明図、第３図はこの発明による装
置の一実施例の構成を示す回路図、第４図はこの
第３図に示したものの動作の説明図、第５図はこ
の発明による他の実施例の動作の説明図である。 図において、１は交流電源、２は整流器、３は
点灯回路、４は保護回路、４ａは検出回路、５は
放電灯、５Ａ，５Ｂは電極、６は出力トランス、
６Ｆは検出巻線、１７は制御回路である。なお、
各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源を全波整流した脈動電圧をトランジ
   スタのスイツチングによつて高周波電力に変換す
   る点灯回路と、この点灯回路の出力に付勢されて
   点灯する放電灯と、この放電灯の整流点灯時に上
   記点灯回路に生ずる異常電圧を検出して検出信号
   を出力する検出回路と、この検出回路の検出信号
   により動作し、上記脈動電圧と基準電圧とを比較
   して上記脈動電圧の瞬時値が基準電圧以上のとき
   に比較信号を出力する比較部、およびその比較信
   号により動作し上記点灯回路のトランジスタのベ
   ース電流を遮断する遮断部からなる制御回路とを
   備えた放電灯点灯装置。 ２ 点灯装置に印加される脈動電圧が交流電源を
   位相制御した電圧を全波整流した電圧であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯
   点灯装置。