JPH04118790U - 高周波点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １石他励方式インバータ照明装置とハーフブ
リッジ方式インバータ照明装置に共用できるようにす
る。 【構成】 １石他励方式インバータ照明装置には、カウ
ンタ２６とデコーダ２７からなる分周手段により分周さ
れたパルスを供給するとともに、ハーフブリッジ方式イ
ンバータ照明装置には、前記分周手段により分周させた
５０％デューテイのパルスから２相駆動パルス生成回路
が生成した互いに逆相で同じデユーティをもった一対の
駆動パルスを供給することにより、方式が異なるインバ
ータ照明装置による共用を可能にする

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、一石他励方式とハーフブリッジ回路方式の各インバータ照明装置 に適合する高周波点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４に示すインバータ照明装置１は、商用交流電源に電源スイッチ２を介して 接続した直流電源回路３により正電源＋Ｂと負電源−Ｂを生成し、高周波点灯装 置４により互いに逆動作で開閉されるスイッチ５，６を介して照明ランプ７に交 播通電するものであり、上下対称回路の上半分と下半分が交互に橋絡されること から、ハーフ・ブリッジ方式と呼ばれる。スイッチ５と６の接続点とアース間に 接続された照明ランプ７には、予熱コンデンサＣｐが並列に、また限流素子とし てのコイル８が直列に接続されており、予熱コイルＣｐとコイル８が形成する直 列共振回路が、照明ランプ７の点灯条件や調光条件を決定する。本例の場合、直 列共振回路の共振周波数ｆｏを４５ｋＨｚに設定してあり、このため高周波点灯 装置４では４５ｋＨｚから１００ｋＨｚに及ぶ高周波の駆動パルスを生成する必 要があり、互いに逆相で２５％デューティの一対の駆動パルスを用いることによ り、商用交流周波数で駆動する他の方式に比べてチラツキの少ない照明を行うこ とができる。

【０００３】 図５に示すインバータ照明装置１１は、１石他励方式と呼ばれるものであり、 照明ランプ１２に安定器１３を介してコイルＬとコンデンサＣ及びスイッチ１４ を接続し、高周波点灯装置１５が５０ないし１００ｋＨｚ程度でスイッチ１４を 断続することでコイルＬとコンデンサＣの並列接続回路を励振させ、励振に伴っ て発生する高周波電流により照明ランプ１２を点灯駆動する。照明ランプ１２に は、予熱コンデンサＣｐが並列接続してあり、始動時に予熱コンデンサＣｐに流 れ込む予熱電流によりフィラメント電極が予熱される。そして、予熱の進行とと もにフィラメント電極から熱電子が放出され、両電極間に分布する熱電子が一定 の濃度に達すると、放電が開始されて照明ランプ１２は点灯に至る。点灯状態に あっては、一対のフィラメント電極の抵抗とランプ内抵抗との直列合成抵抗を等 価抵抗とみなすことができ、放電の開始とともにランプ内抵抗は低下するが、照 明ランプ１２の等価合成抵抗と予熱コンデンサＣｐの並列接続回路及びこれに直 列の安定器３のインダクタンスとが、直・並列共振回路を形成する。高周波点灯 装置１５の発振周波数は、上記直・並列共振回路の共振周波数近傍に設定される ため、有効電流はその殆どがランプ電流としてフィラメント電極間を流れること になる。なお、照明ランプ２の明るさは、高周波点灯装置１５の発振周波数を可 変することで調整される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ハーフブリッジ方式インバータ照明装置１と１石他励方式インバータ照明装置 １１は、いずれも高周波点灯装置４或は１５から出力される高周波の駆動パルス によって駆動され、しかも予熱時やその後の定常状態における明るさ調整にさい して駆動パルスの周波数を切り替える点で共通している。しかし、ハーフブリッ ジ方式インバータ照明装置１では、スイッチ５，６に対して互いに逆相で同じデ ューテイをもった駆動パルスを供給するため、高周波点灯装置４は２相駆動パル スを生成することが前提条件であるのに対し、１石他励方式インバータ照明装置 １１の高周波点灯装置１５は、単相でしかも広範囲に周波数が切り替えられるよ うな駆動パルスを生成する必要がある。しかも、高周波点灯装置１５の出力駆動 パルスには、励振回路を構成するコンデンサＣやコイルＬ或は直・並列共振回路 を構成する安定器１３や予熱コンデンサＣｐといった各種回路素子の回路定数に 応じた最適なデューテイが存在するため、ハーフブリッジ方式用の高周波点灯装 置４を１石他励方式用の高周波点灯装置１５に転用したり、或はまたその逆に１ 石他励方式用の高周波点灯装置１５をハーフブリッジ方式用の高周波点灯装置４ に転用するなどの工夫が検討されたことは一度もなく、ハーフブリッジ方式用と １石他励方式用とで高周波点灯装置が互いに一線を画してまったく別個に製造さ れていたため、メーカサイドにおいてもまたユーザサイドにおいても部品管理が 煩雑化しやすく、また資源の有効活用といった観点から問題を残すといった課題 を抱えていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記課題を解決したものであり、インバータ照明装置を高周波点 灯する高周波点灯装置であって、周期が一定のクロック信号を分周し、指定され た任意の分周比とデューテイをもったパルスを生成する分周手段と、この分周手 段により分周されたパルスを駆動パルスとして出力する単相駆動パルス出力手段 と、前記分周手段により分周させた５０％デューテイのパルスから互いに逆相で 同じデユーティをもったパルスを生成し、これらを一対の駆動パルスとして出力 する２相駆動パルス出力手段とを具備することを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

この考案は、１石他励方式インバータ照明装置には、分周手段により分周され たパルスを駆動パルスとして出力する単相駆動パルス出力手段の出力を用い、ハ ーフブリッジ方式インバータ照明装置には、分周手段により分周させた５０％デ ューテイのパルスから互いに逆相で同じデユーティをもった一対の駆動パルスを 生成する２相駆動パルス出力手段の出力を用いることにより、方式が異なるイン バータ照明装置による共用を可能にする。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の実施例について、図１ないし図３を参照して説明する。図１ は、この考案の高周波点灯装置の一実施例を示す概略回路構成図、図２，図３は 、それぞれ図１に示した回路各部に信号波形図である。

【０００８】 図１に示す高周波点灯装置２１は、１石他励方式とハーフブリッジ方式の両方 のインバータ照明装置に適用できるよう構成したものであり、前述した１石他励 方式インバータ照明装置１１のスイッチ１４に対し単相駆動パルスを出力する出 力端子２２と、ハーフブリッジ方式インバータ照明装置１のスイッチ５，６に対 し２相駆動パルスを出力する出力端子２３，２４を備えるものである。実施例に 示した高周波点灯装置２１は、一定周期のクロック信号を発生するクロック発生 回路２５と、外部からロードされるロード値Ｌを計数初期値とし、計数限界に続 く計数値の更新を経て循環的にクロック信号を計数するカウンタ２６と、外部か ら設定されたデコード値Ｄとカウンタの計数値を比較し、両者が一致した時点で カウンタ２６に対しロード指令を与えるデコーダ２７を有しており、予熱・点灯 制御回路２８が設定するロード値Ｌとデコード値Ｄに応じて分周比と出力パルス のデューテイを可変することができる。

【０００９】 実施例の場合、デコーダ２７の出力は、そのまま出力端子に導かれる一方、２ 相駆動パルス生成回路２９を介して出力端子２３，２４に導かれる。この２相駆 動パルス生成回路２９は、デコーダ２７の出力を受けてトグル動作を行うＴ型フ リップフロップ回路３０と、このＴ型フリップフロップ回路３０のＱ出力を一方 の入力とし、デコーダ２７の出力を他方の入力とするノアゲート回路３１と、Ｔ 型フリップフロップ回路３０のＱバー出力を一方の入力とし、デコーダ２７の出 力を他方の入力とするノアゲート回路３２からなり、一対のノアゲート回路３１ ，３２から得られる互いに逆相でデユーティが２５％のパルスを、それぞれ駆動 パルスとして出力端子２３，２４に供給する。

【００１０】 カウンタ２６は、計数初期値が与えられるロード入力端子が付いた７ビットカ ウンタであり、ロード値Ｌとして設定される計数初期値から計数限界値Ｍ（＝１ ２８）まで計数し、その時点で計数値を０に更新され、引き続きデコード値Ｄま で計数する動作を繰り返す。また、カウンタ２６とともに分周手段を構成するデ コーダ２７は、カウンタ２６の計数値を外部から与えられたデコード値Ｄと比較 し、両者が一致した時点でデコード出力をロウレベルに切り替え、同時にまたカ ウンタ２６に対しロード指令を発する。実施例の場合、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示 したように、カウンタ２６の計数値がロード値Ｌから計数限界値Ｍまでの間にあ るときは、デコーダ２７の出力はハイレベルであり、カウンタ２６の計数値が０ に更新されてデコード値Ｄに達するまでは、デコーダ２７の出力はロウレベルで ある。従って、予熱・点灯制御回路２８を介してカウンタ２６に設定するロード 値Ｌか又はデコーダ２７に設定するデコード値Ｄのいずれか少なくとも一方を変 えることで、分周比を可変することができる。すなわち、（Ｍ−Ｌ＋１＋Ｄ）分 のクロックがデコーダ２７の１出力周期となるため、これがそのまま分周手段の 分周比となり、例えばクロック周波数４．５ＭＨｚを５０分周した場合には、単 相駆動パルスとして９０ｋＨｚが得られる。

【００１１】 また、１石他励方式インバータ照明装置１１の場合、前述のごとく、励振回路 を構成するコンデンサＣやコイルＬ或は直・並列共振回路を構成する安定器１３ や予熱コンデンサＣｐといった各種回路素子の回路定数に応じた最適なデューテ イが存在するが、カウンタ２６の計数値がロード値Ｌから計数限界値Ｍまでの間 にあるときは、デコーダ２７の出力はハイレベルであり、カウンタ２６の計数値 が０更新されてデコード値Ｄに達するまでは、デコーダ２７の出力はロウレベル であるため、デコーダ出力のデューティは（Ｍ−Ｌ＋１）／（Ｍ−Ｌ＋１＋Ｄ） である。従って、デューティについても、ロード値Ｌとデコード値Ｄを変えるこ とで、出力駆動パルスのデューティを随意可変することができ、ロード値Ｌを増 やした分だけデコード値Ｄを増やした場合には、分周比を変えずに出力駆動パル スのデューティだけを変えることもできる。

【００１２】 一方また、高周波点灯装置１５をハーフブリッジ方式インバータ照明装置１に 適用する場合は、デコーダ２７の出力がデューティ５０％であることが前提とな るため、にカウンタ１４に設定するロード値Ｌとカウンタの計数限界値Ｍとの差 に１を加えた値Ｍ−Ｌ＋１が、デコーダ１５に与えるデコード値Ｄに常に一致す るよう配慮しなければならない。すなわち、ロード値Ｌとデコード値Ｄの和Ｌ＋ Ｄを、常にカウンタ１４の計数限界値Ｍに１を加えたＭ＋１に一致させる必要が あるが、この原則を守りさえすれば、２相駆動パルスの周波数を可変しても、デ コーダ出力のデューティは常に５０％に保つことができる。そして、この場合、 図３（Ａ）〜（Ｄ）に示したように、２相駆動パルス生成回路２９内の一対のノ アゲート回路３１，３２から、デューティが２５％で互いに逆相の駆動パルスを 得ることができる。

【００１３】 なお、予熱・点灯制御回路２８は、スイッチ５，６を駆動するデコーダ２７の 出力発振周波数を、非点灯時には照明ランプ７が点灯するに至らない予熱周波数 ｆｐとし、点灯指令を受けたときに、直列共振回路に固有の共振周波数ｆｏに切 り替える働きをする。すなわち、照明ランプ７が点灯待機状態にあるときは、予 熱・点灯制御回路２８が、例えばロード値Ｌを１０４に、そしてデコード値Ｄを ２５に設定する。このため、カウンタ２６の分周比は５０であり、クロック周波 数４．５ＭＨｚに対し発振周波数は予熱周波数ｆｐ（＝９０ｋＨｚ）となる。従 って、照明ランプ７は点灯に至らない高周波の予熱電流をもって予熱され続ける ことになる。一方、予熱・点灯制御回路２８に対し点灯指令を与えると、予熱・ 点灯制御回路２８は、ロード値Ｌを７９に、そしてデコード値Ｄを５０に設定す る。その結果、カウンタ２６の分周比は、一気にそれまでの２倍の１００に高め られ、発振周波数は共振周波数ｆｏ（＝４５ｋＨｚ）に切り替えられる。しかし 、照明ランプ７は、点灯待機中からずっと予熱されているため、十分に予熱され たフィラメント電極間の熱電子はただちに一定濃度を越えて放電を引き起こし、 間髪を入れずに照明ランプ７は点灯に至る。なお、一旦照明ランプ７が点灯する と、有効電流はその殆どがランプ電流としてフィラメント電極間を流れるため、 直列共振状態はごく短時間で終わりを告げ、ランプ電流は一定の点灯電流に落ち 着く。

【００１４】 このように、高周波点灯装置２１は、１石他励方式インバータ照明装置１１に 適用した場合は、単相駆動パルスのデューテイを、装置に固有の回路定数に合わ せて最適のものを選択することで、安定した発振を持続させることができ、一方 ハーフブリッジ方式インバータ照明装置１に適用した場合は、デコーダ２７の出 力をデューティ５０％に保った上で、互いに逆相で同じデユーティをもった一対 の駆動パルスを生成し、安定した発振を持続させることができる。また、ロード 値Ｌとデコード値Ｄをカウンタ２６の計数限界値Ｍに近付けるほど、出力パルス の周期を短縮して駆動パルスを高周波化することができ、その逆にロード値Ｌと デコード値Ｄをカウンタ２６の計数限界値Ｍから遠ざけるほど、出力パルスの周 期を延ばして駆動パルスを低周波化することができ、さらにまたロード値Ｌから 計数限界値Ｍまでと、更新直後の計数値からデコード値Ｄまでの計数期間の比に 応じて出力パルスのデューテイが可変できるので、周波数を保ったまま或は周波 数を変えながら任意のデューテイの出力パルスを生成することができ、これによ り互いに逆相で同じデューテイの一対の駆動パルスにより駆動されるハーフブリ ッジ方式や、回路定数によって最適のデューティが異なる１石他励方式のインバ ータ照明装置等に、安心して適用することができる。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案は、１石他励方式インバータ照明装置には、分 周手段により分周されたパルスを駆動パルスとして出力する単相駆動パルス出力 手段の出力を用い、ハーフブリッジ方式インバータ照明装置には、分周手段によ り分周させた５０％デューテイのパルスから互いに逆相で同じデユーティをもっ た一対の駆動パルスを生成する２相駆動パルス出力手段の出力を用いる構成とし たから、駆動パルスによりトリガされて励振し、装置に固有の共振周期と励振周 期の相対関係に応じて調光されるインバータ照明装置に適用したときに、１石他 励方式インバータ照明装置であれば、単相駆動パルスのデューテイを、装置に固 有の回路定数に合わせて最適のものを選択することで、安定した発振を持続させ ることができ、一方ハーフブリッジ方式インバータ照明装置に適用したときは、 分周手段の出力をデューティ５０％に保った上で、互いに逆相で同じデユーティ をもった一対の駆動パルスを生成し、安定した発振を持続させることができ、方 式の異なるインバータ照明装置を、共通の高周波点灯装置により確実に駆動する ことができる等の優れた効果を奏する。

【００１６】 また、この考案は、一定周期のクロック信号を発生するクロック発生回路と、 外部からロードされるロード値を計数初期値とし、計数限界に続く計数値の更新 を経て循環的にクロック信号を計数するカウンタと、外部から設定されたデコー ド値と前記カウンタの計数値を比較し、両者が一致した時点でカウンタに対しロ ード指令を与えるデコーダにより分周手段を構成したので、ロード値とデコード 値をカウンタの計数限界値に近付けるほど、出力パルスの周期を短縮して駆動パ ルスを高周波化することができ、その逆にロード値とデコード値をカウンタの計 数限界値から遠ざけるほど、出力パルスの周期を延ばして駆動パルスを低周波化 することができ、さらにまたロード値から計数限界値までと、更新直後の計数値 からデコード値までの計数期間の比に応じて出力パルスのデューテイが可変でき るので、周波数を保ったまま或は周波数を変えながら任意のデューテイの出力パ ルスを生成することができ、これにより互いに逆相で同じデューテイの一対の駆 動パルスにより駆動されるハーフブリッジ方式や、回路定数によって最適のデュ ーティが異なる１石他励方式のインバータ照明装置等に、安心して適用すること ができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の高周波点灯装置の一実施例を示す概
略回路構成図である。

【図２】図１に示した回路各部の信号波形図である。

【図３】図２に示した回路各部の信号波形図である。

【図４】従来のハーフブリッジ方式インバータ照明装置
の一例を示す概略回路構成図である。

【図５】従来の１石他励方式インバータ照明装置の一例
を示す概略回路構成図である。

【符号の説明】

２１ 高周波点灯装置 ２５ クロック発生回路 ２６ 分周手段（カウンタ） ２７ 分周手段（デコーダ） ２９ ２相駆動パルス生成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小川 康則 大阪府大阪市中央区城見一丁目４番24号 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータ照明装置を高周波点灯する高
   周波点灯装置であって、周期が一定のクロック信号を分
   周し、指定された任意の分周比とデューテイをもったパ
   ルスを生成する分周手段と、この分周手段により分周さ
   れたパルスを駆動パルスとして出力する単相駆動パルス
   出力手段と、前記分周手段により分周させた５０％デュ
   ーテイのパルスから互いに逆相で同じデユーティをもっ
   たパルスを生成し、これらを一対の駆動パルスとして出
   力する２相駆動パルス出力手段とを具備することを特徴
   とする高周波点灯装置。
2. 【請求項２】前記分周手段は、一定周期のクロック信号
   を発生するクロック発生回路と、外部からロードされる
   ロード値を計数初期値とし、計数限界に続く計数値の更
   新を経て循環的に前記クロック信号を計数するカウンタ
   と、外部から設定されたデコード値と前記カウンタの計
   数値を比較し、両者が一致した時点で前記カウンタに対
   しロード指令を与えるデコーダからなり、前記ロード値
   とデコード値に応じて分周比と前記出力パルスのデュー
   テイを可変することを特徴とする請求項１記載の高周波
   点灯装置。