JPH0373119B2

JPH0373119B2 -

Info

Publication number: JPH0373119B2
Application number: JP57043929A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Minagawa; Hiroyoshi Yamazaki; Shunichi Morimoto; Kazutaka Shimizu; Kazuhiko Tsugita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-03-19
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1991-11-20
Also published as: JPS58161298A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、インバータを用いて直流電源の電
力を高周波に変換し、螢光灯などの放電灯に印加
して点灯させる装置に関する。

直流電源の電力をインバータにより、数ＫHz以
上の高周波に変換し、螢光灯の放電灯を点灯する
装置として本発明者らは先に第１図に示す様な装
置を提案した。

第１図において、１は商用周波数の交流電源、
２は全波整流装置、３はインバータであり、ここ
では出力トランス６を備えた自励式のトランジス
タインバータで構成される。４はこのインバータ
３の動作を制御する制御装置である。５は放電灯
であり、５Ａ，５Ｂは電極である。

なお、インバータ３はコレクタ巻線６Ｃ、ベー
ス帰還巻線６Ｂ、フイラメント巻線６Ｆ、二次巻
線６Ｓの各巻線を有し、リーケージトランスから
構成される出力トランス６、コレクタ巻線６Ｃの
中間点と上記全波整流装置２の出力側とに接続さ
れたインダクタンス７、トランジスタ８Ａ，８
Ｂ、上記トランジスタ８Ａ，８Ｂのベース抵抗９
Ａ，９Ｂ、コレクタ巻線６Ｃと並列に接続された
コンデンサ１０とから構成されている。

また、制御装置４は上記交流電源１に接続され
たトランス１３、このトランス１３の出力を整流
する全波整流器１４、この全波整流器１４の両出
力端に接続された抵抗１５とコンデンサ１６、こ
の抵抗１５とコンデンサ１６の接続点に一方の端
子が接続されたトリガ素子１７、このトリガ素子
１７の他方端子にアノードが接続されたダイオー
ド１８、アノードが上記トランジスタ８Ａにエミ
ツタにカソードが上記全波整流器１４の負端子
に、ゲートがこのダイオード１８のカソードに接
続されたスイツチ素子としてのサイリスタ１９と
タイマー装置２０とで構成され、この制御装置４
の出力信号は上記抵抗９Ａ，９Ｂを介して、上記
トランジスタ８Ａ，８Ｂのベースに入力される。

さらに、タイマー装置２０は、上記全波整流器
１４の出力端に接続されたダイオード２１と電解
コンデンサ２２の直列回路と、この電解コンデン
サ２２と並列に接続された抵抗２３とコンデンサ
２４の直列回路およびこのコンデンサ２４と抵抗
２３の接続点ならびに上記サイリスタ１９のゲー
ト間に接続されたツエナーダイオード２５とダイ
オード２６の直列回路から構成される。

次に詳細な動作について説明する。交流電源１
が供給されると、インバータ３には全波整流器２
を介して第２図イの様な電圧が印加される。また
同時に制御装置４のトランス１３にも所定の電圧
が発生し、全波整流器１４からやはり全波整流さ
れた脈流の直流電圧が供給される。抵抗１５及び
コンデンサ１６、トリガ素子１７は、周知の位相
制御パルス発生装置と同様の動作を行ない、交流
電源１の各半サイクル毎に所定の位相で、例えば
第２図イのθ₁に示す位相で、トリガパルスを発生
する。この為、スイツチ素子１９、（ここではサ
イリスタで構成されている。）は、位相θ₁で導通
し、抵抗９Ａ，９Ｂを介して、インバータ３のト
ランジスタ８Ａ，８Ｂにベース電流を、位相θ₀付
近まで供給し続ける。

このベース電流が供給されている期間は、イン
タクタンス７を介して出力トランス６のコレクタ
巻線６Ｃに全波整流装置２の直流出力が印加され
ており、出力トランス６のベース帰還巻線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、発振を開始しその出力トランス６
の各巻線には、第２図ロに示す様な高周波交流電
圧を発生する。

この時、放電灯５の電極５Ａ，５Ｂは出力トラ
ンス６に設けられたフイラメント巻線６Ｆの出力
電圧によつて予熱される。しかし、二次巻線６Ｓ
から放電灯５の両端に印加される電圧は、放電灯
５を放電開始させるには不十分であるので、まだ
放電灯５は点灯しない。

この電極５Ａ，５Ｂへの予熱が開始された後、
所定期間経過すると、制御装置４のタイマー装置
２０のコンデンサ２４へ抵抗２３を通じて充電さ
れた電圧が、ツエナーダイオード２５のツエナー
電圧を越える。この為、サイリスタ１９は、ダイ
オード２６を介して、連続的なトリガ信号を受け
るので、サイリスタ１９は、交流電源１の殆んど
全期間にわたつて導通している。したがつて、イ
ンバータ３のトランジスタ８Ａ，８Ｂもこれに対
応して動作し、出力トランス６の各巻線には第２
図ハに示す様に電圧が発生する。この時、放電灯
１０の電極５Ａ，５Ｂは既に十分予熱されてお
り、放電灯５は点灯する。

この様にして、放電灯５を点灯させるものであ
るが、タイマ装置２０の動作が終了し、インバー
タ３が第２図ハに示すように、交流電源１の殆ん
ど全期間にわたつて発振し、放電灯５を点灯しよ
うとするが、放電灯５の周囲温度が低下して放電
開始電圧が上昇したり、交流電源１の電圧が低下
してインバータの出力トランス６の二次巻線６Ｓ
の電圧が低下した場合は、放電灯５が点灯しない
ことがある。この場合、インバータ３が第２図ロ
に示すθ₁からθ₀なる期間発振し、放電灯５の電極
５Ａ，５Ｂを予熱しているときの予熱電圧が電極
５Ａ，５Ｂの予熱に十分な電圧に設定した場合
は、インバータ３が交流電源１の殆んど全期間に
わたつて発振すると予熱巻線６Ｆに発生する電圧
も交流電源１の殆んど全期間となり、電極５Ａ，
５Ｂの予熱電圧としては過大となり、電極５Ａ，
５Ｂに急激な損傷をもたらす場合があつた。

本発明は、上記欠点を除去しようとするもので
あり、放電灯が何らかの原因により始動しなかつ
た場合でも電極への印加電圧が過大になることを
防止する装置を提供するものである。

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
図であり、第４図、第５図は本発明の動作説明図
である。第３図において、構成の説明に際し、第
１図と同一又は相当部分には同一符号を付て、そ
の部分の説明を省略し、第１図と異なる部分を重
点的に述べることにする。この第３図と第１図を
比較して明らかなように制御装置４を第３図に示
すように新たな構成とするとともにインバータ３
の出力トランス６の二次側に検出巻線６Ｐを設け
たものである。

制御装置４は、交流電源１に接続されたトラン
ス１３とこのトランス１３の出力を整流する全波
整流器１４の両出力端に接続された抵抗１５とコ
ンデンサ１６、この抵抗１５とコンデンサ１６の
接続点に一方の端子が接続されたトリガ素子１
７、このトリガ素子１７の他の端子にアノードが
接続されたダイオード１８、アノードが全波整流
装置２の負端子に、カソードが全波整流器１４の
負端子に、ゲートがこのダイオード１８のカソー
ドに接続されたスイツチ素子としてのサイリスタ
１９、及び、全波整流器１４の両出力端に接続さ
れた抵抗１５Ｂ、コンデンサ１６Ｂ及び抵抗１５
Ｂとコンデンサ１６Ｂの接続点に一方の端子を接
続したトリガ素子１７Ｂ、スイツチ素子１９と並
列接続されゲートがトリガ素子１７Ｂの他端子に
接続されたスイツチ素子としてのサイリスタ１９
Ｂ、タイマ装置２０、検出装置２７及びタイマ装
置２０にアノードを接続し、カソードをそれぞれ
スイツチ素子１９のゲート、検出装置に接続した
ダイオード２６，３４、コンデンサ１６Ｂに並列
接続され、ベースを抵抗３５を介して検出装置２
７に接続されたトランジスタ３６及び抵抗１５と
コンデンサ１６の接続点にアノードを接続しカソ
ードを検出装置２７に接続したダイオード３３で
構成されている。

さらにタイマ装置２０は、上記全波整流器１４
の出力端に接続されたダイオード２１と電解コン
デンサ２２の直列回路とこの電解コンデンサ２２
と並列に接続された抵抗２３とコンデンサ２４の
直列回路およびこれらの接続点にカソードを接続
し、アノードを出力とするツエナーダイオード２
５で構成され、検出装置２７に検出巻線６Ｐに並
列にダイオード３０とコンデンサ３１の着列回路
とこの接続点にカソードを接続し、コレクタを抵
抗２９を介して全波整流器１４の正の出力側にエ
ミツタを負の出端に接続したトランジスタ２８の
ベースにアノードを接続したツエナーダイオード
３２から構成されている。

次に詳細な動作について説明する。まず交流電
源が供給されると第１図に示す従来装置と同様に
インバータ３には全波整流装置２を介して第４図
イの様な電圧が供給される。また、制御装置４の
トランス１３にも所定の電圧が発生し、全波整流
器１４から全波整流された脈流の直流電圧が供給
される。トランジスタ２８は遮断され抵抗１５及
びコンデンサ１６、トリガ素子１７は周知の位相
制御パルス発生装置と同様の動作を行ない、交流
電源１の各半サイクル毎に所定の位相で、例えば
第４図イのθ₁に示す位相でトリガパルスを発生す
る。

このときトランジスタ３６は導通しておりトリ
ガ素子１７Ｂは動作しない。この為スイツチ素子
１９（ここではサイリスタで構成されている）は
位相θ₁で導通し、抵抗９Ａ，９Ｂを介してトラン
ジスタ８Ａ，８Ｂにベース電流を位相θ₀付近まで
供給し続ける。従つてインバータは第１図に示す
従来装置と同様の原理により動作し、その出力ト
ランス６の各巻線には第４図ロに示す様な高周波
電圧が発生する。

この状態では検出巻線６Ｐに発生する電圧も低
いため検出装置２７は動作しない。したがつてト
ランジスタ２８は遮断状態を続ける。

この時、放電灯５の電極５Ａ，５Ｂは出力トラ
ンス６の出力側に設けられたフイラメント巻線６
Ｆの出力電圧によつて予熱される。しかし二次巻
線６Ｓから放電灯５の両端に印加される電圧は、
放電灯５を放電開始させるには不十分であるの
で、放電灯５は点灯しない。

この電極５Ａ，５Ｂへの予熱が開始された後所
定時間が経過すると、第１図に示す従来装置と同
様に制御装置４のタイマー装置２０のコンデンサ
２４へ抵抗２３を介して充電された電圧が、ツエ
ナーダイオード２５のツエナー電圧を越える。こ
の為、サイリスタ１９は、ダイオード２６を介し
て連続的なトリガ信号を受けるので、交流電源１
の殆んど全期間的にわたつて導通し、インバータ
３のトランジスタ８Ａ，８Ｂもこれに対応して動
作するため、出力トランス６の各巻線には第４図
ハに示す様な電圧が発生する。この時、放電灯５
の電極５Ａ，５Ｂは既に十分予熱されており、放
電灯１０は点灯しようとするが例えば放電灯５の
周囲温度が低下している場合は放電灯５は点灯し
ない。したがつて各巻線に発生する電圧は高くな
る。したがつて検出巻線６Ｐに発生する電圧も高
くなり、ダイオード３０で整流、コンデンサ３１
で平滑された電圧がツエナーダイオード３２のツ
エナー電圧に達するとトランジスタ２８にベース
電流が供給されトランジスタ２８が導通する。ト
ランジスタ２８が導通すると、コンデンサ１６は
ダイオード３３を介して短絡されてトリガ素子１
７は不動作となりまたツエナーダイオード２５を
介して連続的にスイツチ素子１９のゲートに供給
されるゲート電流もダイオード３４を介して短絡
される。したがつてスイツチ素子１９は遮断状態
となる。一方トランジスタ３６は遮断状態となり
抵抗１５Ｂ、コンデン１６Ｂ、トリガ素子１７Ｂ
は周知の位相制御パルス発生装置と同様の動作を
行ない交流電源１の各半サイクル毎に所定の位相
で例えば第４図イに示すθ₂に示す位相でトリガパ
ルスを発生する。この為、スイツチ素子１９Ｂは
位相θ₂で導通し、抵抗９Ａ，９Ｂを介して、イン
バータ３のトランジスタ８Ａ，８Ｂにベース電流
を位相θ₀付近まで供給し続ける。従つてインバー
タ３は第４図ニに示す様に位相θ₂からθ₀まで発振
する。この状態にあつても検出巻線６Ｐの発生電
圧はツエナーダイオード３２のツエナー電圧より
高く設定されており、安定に動作する。したがつ
てフイラメント巻線６Ｆの発生する電圧はインバ
ータ３が位相θ₁からθ₀まで発振していた期間に比
較すれば上昇するものの電極５Ａ，５Ｂを急激に
損傷するような電圧には達していない。

その後放電灯５が点灯しない原因が除去され例
えば周囲温度が上昇しすると放電灯５は点灯す
る。放電灯５が点灯すると二次巻線６Ｓに電流が
流れ出力トランス６の二次側に設けられた各巻線
の電圧は、周知のリーケージトランスの作用によ
り低下する。したがつて検出巻線６Ｐの電圧も低
下しツエナーダイオード３２のツエナー電圧以下
となり、トランジスタ２８は遮断され、トランジ
スタ３６は導通する。したがつて、スイツチ素子
１９のゲートにはタイマ装置２０から連続的にゲ
ート電流が供給され、交流電源１の殆んど全期間
にわたつて発振し、放電灯５を設定された明るさ
で点灯する。

第３図の実施例では、インバータ３の出力トラ
ンス６に高周波交流電圧が発生する期間は第４図
イに示す位相θ₁からθ₀付近の様に設定した。しか
し、これを例えば、位相θ₁からθ₃の様に交流電源
１の電圧の瞬時値が低い期間に設定された装置に
おいても有効である。

さらに放電灯５が予熱状態のときはトランジス
タ８Ａ，８Ｂに供給するベース電流を減少して、
出力トランス６の二次巻線６Ｓの発生電圧を減少
させコールドスタートを避けながら電極５Ａ，５
Ｂを予熱し、その後ベース電流を増加して放電灯
を点灯するようにした装置においても有効であ
る。

また、第５図に示す放電灯５の放電開始電圧と
発振開始位相の関係より発振開始位相が90°以上
になると放電開始電圧が急激に上昇するため、放
電灯５が点灯しなかつたときの発振開始位相を
90°以上に設定すると放電灯５は、点灯しない原
因が除去されても点灯しない場合が発生するた
め、発振開始位相は90°付近に設定することが有
効である。

以上の説明では、インバータ３に供給される直
流電圧が脈流の全波整流の場合であつたが、調光
装置等を使用し、位相制御された交流電圧を供給
される場合も、全波整流装置２で全波整流した電
圧、第６図の様な状態を考えると、本発明の装置
が適用できることは明らかである。

本発明の実施例では、放電灯５の電極５Ａ，５
Ｂを予熱する装置としてリーケージトランスで構
成された出力トランス６の出力側に設けたフイラ
メント巻線６Ｆで行なつたが、フイラメント巻線
６Ｆと直列にインダクタンス、コンデンサ等のイ
ンピーダンスを接続してもよいことはもち論であ
る。

上記の説明では、放電灯が１灯の場合について
示したが２灯以上の場合も同様に適用できること
は勿論である。

さらに、インバータ３はインダクタンス７を備
えたプツシユプル形トランジスタインバータの場
合について説明したが、この他のインバータでも
適用できるのはもち論である。

以上述べたように、本発明によれば、例えば寿
命末期の放電灯が不点灯のとき、放電灯を新品と
交換するだけで点灯でき、放電灯が接続されてい
るスイツチを一度オフして、再び投入する必要が
ないため放電灯を大量に設置した事務所などでは
居住者に不快感を与えることがないという効果を
奏する。

【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
図はその動作の説明図、第３図は本発明による装
置の一実施例の構成を示す回路図、第４図は第３
図に示したものの動作の説明図、第５図は放電灯
の放電開始電圧と発振開始位相の関係を示す図、
第６図は本発明の装置が適用できる他の波形を示
す。図において、１は交流電源、２ば全波整流装
置、３はインバータ、４は制御装置、５は放電
灯、５Ａ，５Ｂは電極、６は出力トランス、６Ｆ
はフイラメント巻線、２７は検出装置である。
尚、図中同一符号は同一或いは相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１商用交流電源を全波整流する直流電源と、こ
の直流電源から供給される脈流出力を高周波交流
に変換するインバータと、このインバータに接続
され、その出力で点灯される放電灯と、この放電
灯始動時の所定予熱時間にわたり、前記インバー
タの出力する高周波交流の電圧値が前記放電灯の
点灯開始電圧より小さくなる期間で前記インバー
タから高周波交流を出力させて前記放電灯の点灯
開始前に前記放電灯の電極を余熱するとともに、
前記所定予熱時間経過後に前記インバータから全
期間高周波交流を出力させて前記放電灯の点灯を
開始する制御装置と、この制御装置による前記所
定予熱時間経過後の放電灯点灯開始後に放電灯の
未点灯状態を検出し、放電灯未点灯検出時に前記
インバータの高周波交流を前記予熱時間における
高周波交流出力期間より長くかつ前記脈流出力周
期の全期間より短い期間で周期的に出力させる検
出装置とを備え、放電灯が点灯できない時でも放
電灯が破壊されない程度でかつ始動開始可能な電
圧を印加しておくことを特徴とする放電灯点灯装
置。