JPH0351277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は蛍光灯や希ガス放電灯などの低圧放電
灯（以下ランプと称する。）を高周波でかつ各半
サイクルに休止期間を与えて点灯する高周波点灯
装置に関する。

〔従来技術〕

従来、実公昭51−8160号公報には、休止期間を
有する矩形波状の交流電流を蛍光ランプに流すと
ランプ効率が向上することが開示されている。こ
れは休止期間で冷却されたランプ内の電子が印加
期間で急速に加速され、高温の電子の密度が直流
点灯時や商用周波点灯時よりも高くなるためとさ
れている。また、本発明者らが休止期間を有する
高周波交流電圧で蛍光ランプのような低圧水銀蒸
気放電灯を点灯することを種々研究した結果、実
公昭51−8160号公報に示された値より更にランプ
効率を向上させることができることが明らかにな
つた。

しかし、実公昭51−8160号公報に限定された、
四辺にトランジスタを配置したブリツジ回路の対
角線にランプを接続し、上記ブリツジ回路の入力
端に設けた他のトランジスタで休止期間を形成す
る装置などの矩形波状の出力電圧を発生するイン
バータを用いた装置では、例えランプ効率が向上
しても装置全体の総合効率が不十分であつたり装
置の容量が大きくなり易く、あるいはラジオノイ
ズが大きかつたりした。

本発明者らはそれらの点を改善するものとして
第１図に示したような装置を先に提案した。次に
この装置について簡単に説明する。図において、
１１は平滑化直流電源で、交流電源１２、整流器
１３およびコンデンサ１４を備えている。１５は
周知の自励式プツシユプル形トランジスタインバ
ータで、チヨークコイル１７、トランス１８、コ
ンデンサ２０、トランジスタ２１ａ，２１ｂ、抵
抗２２ａ，２２ｂおよびチヨークコイル２３を有
しており、トランス１８の２次側にはほぼ正弦波
状の高周波出力電圧が発生する。１６はインバー
タ１５の出力端間に接続された低圧放電灯である
蛍光ランプ、１８ｆ，１８ｆはランプ１６の電極
１６ｆ，１６ｆを夫々予熱する予熱巻線であり、
チヨークコイル２３はランプ１６の電流を所定値
に保つための限流インピーダンスである。Ａはラ
ンプ１６と並列に設けたスイツチ装置で、交流端
がランプ１６と並列に接続された全波整流回路２
４とこの整流回路２４の直流端に配置したトラン
ジスタ２５とにより構成される。１９はトランジ
スタ２５の動作を制御する制御装置である。３３
は変流器で、インバータ１５の出力電流を検出し
て制御装置１９に入力する。

第２図は制御装置１９の構成を示し、３４は変
流器３３の出力抵抗、３５は変流器３３の出力を
整流する全波整流器、３１は定電圧ダイオード、
３６は駆動用の直流電源で例えばインバータ１５
のトランス１８に設けた補助巻線の出力を整流、
平滑するなどによつて構成できる。２９はトラン
ジスタ、３０，３２は抵抗である。又、第３図イ
は全波整流器３５の出力電圧を示し、第３図ロは
変流器３３の出力電圧を示し、これらは当然なが
らインバータ１５の出力電流とほぼ同位相で相似
波形である。

上記構成において、電源１１が投入されると、
周知のようにインバータ１５のトランジスタ２１
ａ，２１ｂは交互に開閉してインバータ１５は自
励発振を開始し、高周波電圧を発生する。ランプ
１６が放電を開始すると変流器３３は出力電圧を
発生し、このとき定電圧ダイオード３１の作用に
より第３図ロに示すように、インバータ１５の出
力電流の最大瞬時値を含む期間T_1aでトランジス
タ２９が導通し、トランジスタ２５を遮断する。
従つて、期間T_1aで第３図ハのハツチング部に示
すようにランプ１６の放電電流が流れる。このよ
うにインバータ１５の出力電流の最大瞬時値近傍
の電流がランプ１６に流れるようにすると、そう
でない場合に比し、装置の容量を小さくでき、ま
た装置の効率が向上するという効果が得られる。

ところが、上記の従来装置では各半サイクルで
ランプ１６に電流が流れ始めた時のランプ電流瞬
時値A₁が電源電圧等の変動にかかわらず一定値
になるという利点を有するが、下記のような不都
合もあつた。即ち、インバータ１５の入力直流電
圧がリツプルの多い場合、例えば第６図イ，ハの
ような電圧がインバータ１５で発生する場合を考
えると、出力電圧ピーク値の高い期間ではランプ
電流ピークも高く、またランプに電流の流れる期
間T_1aも長くなる。このため、交流電源１２の電
圧がが上昇した場合、ランプ１６の消費電力はそ
れ以上に大きく増加し、いわゆる電源電圧変動特
性が悪くなり、又交流電源１２が変動しなくても
インバータ１５の入力直流電圧のリツプルが多い
場合には高周波の各半サイクルのランプ消費電力
が大きく変化してしまう。

〔発明の概要〕

本発明は上記のような欠点を除去しようとする
ものであり、ランプに電流を供給する期間をイン
バータの出力電流の大きさあるいはインバータの
入力直流電圧の瞬時変化にかかわらずほぼ一定と
し、各半サイクルのランプ消費電力の変化を少く
させることができる放電灯点灯装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。第４図において、制御装置１９は従来の全波
整流器３５、直流電源３６の他に抵抗３９，４
０、出力端子Ｌを有するトランジスタ４１、所定
期間出力を発生する出力端子Ｍ，Ｎを夫々有する
単安定マルチバイブレータ４２，４３、抵抗４４
〜４６、コンデンサ４７，４８およびトランジス
タ４９を有し、スイツチ装置Ａのトランジスタ２
５の駆動制御を行う。他の構成は従来と同様であ
る。

第５図ア〜オは夫々第４図に示した出力端子Ｋ
〜Ｏに対応した信号を示し、第５図カはインバー
タ１５の出力電流を示しそのハツチング部はラン
プ１６に流れる電流を示す。今、インバータ１５
が高周波電圧を発生してランプ１６が放電を開始
したとする。インバータ１５の出力電流はスイツ
チ装置Ａ又はランプ１６のいずれかに流れてお
り、変流器３３の出力電圧を全波整流した電圧は
第５図アのようになる。この電圧の瞬時値の低い
期間においてトランジスタ４１は遮断し、出力端
子Ｌには第５図イのような同期信号が得られる。
ここで、単安定マルチバイブレータ４２，４３は
入力信号の立下がり（図示↓部）でトリガされ、
限時動作を行うタイプのものとする。従つて、単
安定マルチバイブレータ４２，４３は夫々所定の
限時動作を行い、夫々の出力端子Ｍ，Ｎには第５
図ウ，エのような出力電圧を発生する。この電圧
はトランジスタ４９により反転され、出力端子Ｏ
の電圧は第５図オに示すようになつてスイツチ装
置Ａのトランジスタ２５を駆動する。これによつ
て、ランプ１６には第５図カのハツチング部の電
流が流れる。この電流の流れる期間は単安定マル
チバイブレータ４３の限時動作で定まるので、イ
ンバータ１５の出力電流にかかわらず略一定にす
ることができる。ここで、交流電源を投入した最
初の状態を説明する。電源の投入によりインバー
タ１５が動作を開始してトランス１８に出力電圧
が発生する。この電圧の印加によりランプ１６は
放電を開始する。一度、放電々流が流れ始めるこ
とにより変流器３３は出力を生じ、この状態から
本来の制御状態に入り、これを継続する。ただ
し、ランプ１６は放電々流が流れていない状態で
あつても、直流電源３６から抵抗４５，４６を介
してトランジスタ２５にベース電流が供給され、
トランジスタ２５がオンしてスイツチ装置Ａが導
通する。これにより、変流器３３は出力を発生
し、この状態から本来の制御動作に入る。又、ス
イツチ装置Ａの遮断期間の長さを一定になるよう
に制御しているが、これをより詳細に説明する
と、まずインバータ１５の出力高周波電圧の各半
サイクルのほぼ零電圧位相近くで第５図イの同期
信号を発生する。この信号はインバータ１５の入
力直流電源電圧により僅かに変化する可能性があ
るが、単安定マルチバイブレータ４２，４３はこ
のような電源電圧変化によらず一定の限時動作を
行うので、ランプ１６に電流が流れる期間（第５
図エ）は上記の同期信号の幅の変化により多少位
置は変化してもその長さ（時間）は略一定に維持
できる。

上記実施例では変流器３３を用いて同期信号を
発生させたが、ランプ１６に流れる電流がインバ
ータ１５の出力電流のピーク値近傍を含むように
スイツチ装置Ａを動作させかつ略一定期間動作で
きるものであれば他の手段を用いても良い。又、
スイツチ装置Ａは実施例では整流回路２４とトラ
ンジスタ２５の組合せであつたが、電界効果トラ
ンジスタその他のスイツチング素子を用いたもの
でも同様の効果が得られる。また、スイツチ装置
Ａの接続は上記実施例以外でも可能であり、例え
ばトランスの二次巻線１８Ｓと逆極性の付加巻線
を設けこれを介してスイツチ装置Ａを接続した
り、チヨークコイル２３を用いずにトランス１８
がリーケージトランスとして構成されている場合
では二次巻線１８Ｓに中間タツプを設け、この中
間タツプで形成される低圧電路に接続したり、あ
るいは別の巻線を低圧電路としても良い。さら
に、スイツチ装置Ａと直列にインピーダンスを接
続し、スイツチ装置Ａに流れる電流を減少させる
ようにしても良い。又、ランプ１６と並列にその
電極１６ｆ，１６ｆを介してスイツチ装置Ａを接
続し、その導通時に予熱電流を流しても良い。ま
た、ランプ１６の始動時に電極１６ｆ，１６ｆの
予熱を行つたり放電開始を容易にするなどの目的
で、スイツチ装置Ａの導通、遮断動作を通常の点
灯時と異らせるようにする手段を付加しても良
い。又、インバータ１５の入力直流電圧は上記実
施例のように整流平滑した電源を用いる外に、第
６図イに示すように脈流の直流電圧、あるいは第
６図ハに示すようにピーク値の低い適当な補助電
源と組合せて構成した直流電圧なども使用でき
る。また、このようにリツプルの多い電圧の場
合、Ｋ端子の電圧レベルを検知しトランジスタ４
９を制御することにより第６図ニに示すようにあ
る電流値A_Lより低いピーク値を有するサイクル
ではスイツチ装置Ａは遮断状態のままとし、それ
以上のピーク値を有するサイクルでのみ本発明装
置の動作を行わせるようにしても良い。又、逆に
A_Lより低い期間でのみスイツチ装置Ａを動作さ
せるとスイツチ装置の耐圧が低くても良い。一
方、インバータ１５は出力端子にほぼ正弦波状の
出力電圧を発生し、ランプ電流を設定する限流イ
ンピーダンスとして容量性又は誘導性リアクタン
スを用いたものであれば良いが、例えば直列イン
バータやブリツジ形インバータで出力トランスを
備えたものでも良い。又、インバータ１５の周波
数には特に触れていないが、特願昭56−110369号
に開示されている点の他、可聴騒音防止とインバ
ータのスイツチングトランジスタとしてバイポー
ラ型トランジスタを使用する場合の損失、ノイズ
などの観点から17KHz以上100KHz以下が好まし
い。さらに、前記実施例ではランプ１６が一灯の
場合について述べたが、二灯以上の場合にも適用
でき、低圧放電灯としては蛍光ランプ以外でもネ
オンやクリプトンなどを含む希ガス放電灯にも適
用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては、インバータの
入力電圧が変動したり、リツプルが大きい場合で
もスイツチ装置の定常動作時はランプに電流を流
す期間を略一定に維持させるので、ランプ電力の
変化を少くすることができるという利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は従来の制
御装置の構成図、第３図は従来装置の動作波形
図、第４図は本発明装置の構成図、第５図は本発
明装置の動作波形図、第６図は本発明装置に適用
可能な直流電源の各列における波形図である。 １１……直流電源、１５……インバータ、１６
……ランプ、１９……制御装置、Ａ……スイツチ
装置。尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源を整流平滑した平滑化直流電源と、
   この直流電源の直流電圧をほぼ正弦波状の高周波
   電圧に変換するインバータと、このインバータの
   出力をリアクタンス性の限流インピーダンスを介
   して入力される低圧放電灯と、インバータの出力
   に対して低圧放電灯と並列に接続されたスイツチ
   装置と、インバータの出力電流の各半サイクルの
   零電流近傍で所定幅のパルスを発生する第１の発
   振器と第１の発振器の出力を受けてインバータの
   出力電流の各半サイクルのピーク値近傍を含む所
   定期間パルスを発生してこの期間スイツチ装置を
   遮断する第２の発振器からなる制御装置を備えた
   ことを特徴とする放電灯点灯装置。 ２ インバータが自励発振を行うトランジスタイ
   ンバータで、かつ出力トランスがリーケージトラ
   ンスで構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。