JPH04141993A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、直流電源と放電ランプとの間に、可飽和変流
器により自励発振するインバータを設けた放電ランプ点
灯装置に関する。

（従来の技術） 照明器具等に用いられる放電ランプの点灯装置として、
直流電源と放電ランプとの間に、可飽和変流器により自
励発振するインバータを設けた装置が広く用いられるよ
うになった。この種の装置は、上記可飽和変流器に制御
巻線を設け、この制御巻線に流れる制御電流の大きさに
よりインバータの出力を制御するように構成されている
。

従来、この種の装置では、放電ランプが点灯した後の点
灯中も、点灯前の２次電圧発生時も、共に同一の制御電
流で動作するように構成されている。

ここで、可飽和変流器の飽和レベルはこの制御電流によ
って決まるため、これを一定にすると、必要な２次電圧
を得るためには、放電ランプと並列に接続される予熱用
のコンデンサの値を調節しなければならない。しかし、
このコンデンサは点灯中の予熱電圧に大きく影響するの
で、これを簡単に変更することは困難である。このため
、これら２つを満足しようとすると、回路設計上の自由
度が大幅に狭められてしまう。

（発明が解決しようとする課ＩＩ） このように、点灯中も、２次電圧発生時も、同一の制御
電流で動作させることは回路設計上の自由度が狭められ
てしまうという問題を有している。

本発明の目的は、可飽和変流器の制御巻線に流れる制御
電流の値を制御可能としたことにより、設計の自由度が
増し、ひいてはコストダウンに繋がり、応用設計も簡単
に行うことができる放電うンブ点灯装置を提供すること
にある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 請求項１記載の放電ランプ点灯装置は、直流電圧をスイ
ッチングするスイッチング素子を負荷回路に設けられた
可飽和変流器の出力にてオン・オフ制御してなるインバ
ータによって放電ランプを付勢する放電ランプ点灯装置
において、前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設け
られ、この制御巻線に流れる電流を制御する制御素子と
、前記放電ランプが点灯状態になったことを検出する点
灯検出回路と、この点灯検出回路の検出信号に応じて、
前記制御素子を制御することによって、前記放電ランプ
の始動前および始動後における制御巻線に流れる電流を
異ならせる制御回路とを備えたものである。

請求項２記載の放電ランプ点灯装置は、直流電圧をスイ
ッチングするスイッチング素子を負荷回路に設けられた
可飽和変流器の出力にてオン・オフ制御してなるインバ
ータによって放電ランプを付勢する放電ランプ点灯装置
において、前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設け
られ、この出力側に流れる電流を制御する制御素子とし
て、ドレイン・ソース間が前記制御巻線の出力側に直列
に設けられ、かつゲートおよびソースに前記直流電源電
圧を基にしたバイアスが加わるように構成された電界効
果トランジスタを用いると共に、前記放電ランプを全光
から調光に切換える調光回路を設け、全光時には電界効
果トランジスタのゲート・ソース間電圧を、前記インバ
ータが全光状態の出力を生ずるように設定し、調光時に
は電界効果トランジスタのゲート電位が低下するように
構成されたものである。

請求項３記載の放電ランプ点灯装置は、直流電圧をスイ
ッチングするスイッチング素子を負荷回路に設けられた
可飽和変流器の出力にてオン・オフ制御してなるインバ
ータによって放電ランプを付勢する放電ランプ点灯装置
において、前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設け
られ、この出力側に流れる電流を制御する制御素子を有
し、この制御素子のバイアス端子の低電位側には前記直
流電源電圧に基づく可変電圧を加えたものである。

請求項４記載の放電ランプ点灯装置は、直流電圧をスイ
ッチングするスイッチング素子を負荷回路に設けられた
可飽和変流器の出力にてオン・オフ制御してなるインバ
ータによって放電ランプを付勢する放電ランプ点灯装置
において、前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設け
られ、この制御巻線に流れる電流を制御する制御素子と
して、ドレイン・ソース間が前記制御巻線の出力側に設
けられた電界効果トランジスタを用いると共に、前記放
電ランプの両端電圧の異常上昇を検出する異常検出回路
を設け、さらにオン動作により前記電界効果トランジス
タのゲートに対するバイアスを短絡するスイッチング素
子を設け、前記異常検出回路の動作出力により上記スイ
ッチング素子をオン動作させ、前記電界効果トランジス
タをオフ動作させるように構成したものである。

請求項５記載の放電ランプ点灯装置は、直流電圧をスイ
ッチングするスイッチング素子を負荷回路に設けられた
可飽和変流器の出力にてオン・オフ制御してなるインバ
ータによって放電ランプを付勢する放電ランプ点灯装置
において、前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設け
られ、この制御巻線に流れる電流を制御する制御素子を
有し、この制御素子のバイアス端子の低電位側には前記
直流電源電圧に基づく可変電圧を加えて、前記放電ラン
プ点灯時のインバータ出力を得る前記制御素子の制御レ
ベルを設定すると共に、前記放電ランプが点灯状態にな
ったことを検出する点灯検出回路を設け、この点灯検出
回路の検出結果から、放電ランプが点灯前の予熱状態の
ときに前記制御レベルを切り離し、前記低電位側に予熱
時に適した別の制御レベルを加える切換回路を設けたも
のである。

（作用） 請求項１記載の放電ランプ点灯装置では、前記可飽和変
流器の制御巻線の出力側に制御素子を設け、点灯検出回
路で放電ランプの点灯を検出し、この制御素子を、放電
ランプの点灯前は大電流を流すように制御し、放電ラン
プの点灯後は小電流を流すように制御し、制御巻線に同
一の制御電流を流すものに比べ、設計の自由度およびコ
ストダウンを図る。

請求項２記載の放電ランプ点灯装置は、制御素子として
用いられる電界効果トランジスタのゲート電位を、調光
回路の動作に従って調光時は低下するようにしたので、
全光・調光の切換が少ない部品で可能となり、かつ電源
電圧の変動補償を容易に行える。

請求項３記載の放電ランプ点灯装置は、制御素子のバイ
アス端子の低電位側に可変電圧を加えたので、制御素子
のゲインの設計が容易になり、部品点数が減少してコス
トを特徴する 請求項４に記載の放電ランプ点灯装置は、制御素子とし
て電界効果トランジスタを用いたのでそのオン・オフ制
御が電圧動作形となり、その結果、従来のように制御素
子に対する動作電流が充分確保できないために不動作と
なることはなく、確実に動作を特徴する 請求項５に記載の放電ランプ点灯装置は、制御素子のバ
イアスとして、放電ランプ点灯時のインバータ出力を得
る制御レベルを設定すると共に、点灯前の予熱状、態の
ときには前記制御レベルを切り離し、前記低電位側に予
熱時に適した別の制御レベルを加えるので、適正な予熱
および確実な始動が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１１は直流電源で、交流電源Ｉ２から
の交流出力を全波整流器１３により整流し、かつコンデ
ンサＣ１により平滑して直流出力を生じる。

１５はインバータで、このインバータ１５は２つのＮＰ
Ｎ型トランジスタ旧、Ｑ２を持っており、これらのコレ
クターエミッタ間は、前記直流電源１１の出力端間に直
列接続されている。これらトランジスタＱ１．Ｑ２の中
間点は、コンデンサｃ２、インダクタＬ１および可飽和
変流器ＣＴＩの１次巻線ＣＴＩｍを介して放電ランプＦ
Ｌの一方のフィラメントＦＬａに接続されている。また
、放電ランプＦＬの他方のフィラメントＦＬｂは、前記
トランジスタＱ２のエミッタと接続されており、さらに
、この放電ランプＦＬの両フィラメントＦＬＩ、　ＦＬ
ｂ間には、始動用のコンデンサＣ３が接続されている。

上記各トランジスタＱｌ、Ｑ２のベース・エミッタ間に
は、可飽和変流器ＣＴＩの駆動巻線ＣＴｌｂＣＴＩｃの
対応して、それぞれコンデンサＣ４，Ｃ５を介して接続
されている。さらに、各トランジスタ旧。

Ｑ２のベース◆エミッタ間には図示極性のダイオードＤ
Ｉ、Ｄ２および抵抗１１１．Ｒ２がそれぞれ接続されて
いる。

すなわち、インバータ１５は、放電ランプＦＬとの間に
可飽和変流器ＣＴ１を設けており、この可飽和変流器Ｃ
ＴＩにより自励発振し、高周波出力を放電ランプＦＬに
供給する。また、この可飽和変流器ＣＴＩは制御巻線Ｃ
Ｔ１ｄを有しており、この制御巻線ＣＴＩｄに流れる電
流値によりインバータ１５の出方が制御される。この制
御巻線ＣＴｌｄには、その電流値を設定すべく、全波整
流器１６を介して制御素子。３が接続されている。この
制御素子Ｑ３は定電流制御回路として機能するもので、
例えば、ＮＰＮ型のトランジスタを用い、そのコレクタ
は前記全波整流器１６の正極端子に接続され、エミッタ
は全波整流器１６の負極端子に抵抗Ｒ３を介して接続さ
れる。

上記制御素子であるトランジスタＱ３の制御用として制
御回路１７を設ける。この制御回路１７は、抵抗Ｒ４，
Ｒ５，１１６を直列接続したもので、その一端は抵抗Ｒ
７を介して前記直流電源１１の正極側電路に接続され、
他端は直流電源１１の負極側電路に接続されている。そ
して、上記抵抗Ｒ４，ｇｓｍを前記トランジスタＱ３の
ベースに接続し、この点に生じる電圧ｖｃをトランジス
タＱ３のベースに印加する。なお、この制御回路１７に
対しては、図示極性のツェナーダイオードＺ０１および
ソフトスタート用のコンデンサＣ６が、それぞれ並列接
続されている。

Ｉｌｌは点灯検出回路で、この点灯検出回路１８は放電
ランプＦＬの図示上端電位を大刀し、その電位の変化に
よって放電ランプＦＬが点灯状態になったことを検出し
、出力を生じる。この点灯検出回路１８の出力端子は、
ＮＰＮ型トランジスタＱ４のベースに接続されており、
前記検出出力によりこのトランジスタＱ４をオン動作さ
せる。このトランジスタＱ４は、そのコレクタを前記抵
抗Ｒ６の一端に、エミッタをこの抵抗Ｒ６の他端に接続
しており、そのオン動作によって抵抗Ｒ６を短絡し、前
記トランジスタＱ３のベースに加わる電圧Ｖｃを低下さ
せる。

上記構成において、放電ランプＦＬの始動時、図示しな
い電源スィッチをオンさせると、インバータ１５は可飽
和変流器ＣＴＩにより自励発振を開始し、コンデンサＣ
６によりソフトスタートする。このとき、始動用コンデ
ンサＣ３はバラストのインダクタと共振し、高電圧を発
生して放電ランプＦＬのフィラメントＦＬｒ、　ＦＬｂ
を予熱する。また、点灯検出回路１８はこのとき不動作
状態であり、トランジスタＱ４はオフ状態であるので、
制御素子であるトランジスタＱ３のベースに加わる電圧
は高＜、トランジスタＱ３は、その定電流制御機能によ
り、可飽和変流器ＣＴＩの制御巻線ＣＴＩｄに比較的大
電流を流すように動作する。このとき制御巻線ＣＴＩＩ
に流れる電流の大きさによりインバータ１５の出力電圧
が決定される。

上記動作により、放電ランプＦＬが点灯すると、これを
点灯検出回路１８が検出し、トランジスタＱ４をオン動
作させる。このため、トランジスタＱ３のベースに加わ
る電圧は低くなり、トランジスタＱ３は、その定電流制
御機能により、可飽和変流器ＣＴＩの制御巻線ＣＴＩｄ
に比較的小電流を流すように動作する。このとき制御巻
線ＣＴ１ｄに流れる電流の大きさにより点灯時に放電ラ
ンプＦＬに流れる電流値ｌ、が決定される。

このように、制御素子であるトランジスタＱ３のベース
に加わる電圧ｖｃのレベルを変えるだけで、回路の動作
を決定することができる。したがって、主回路の設計に
自由度が増す。

なお、第１図におけるトランジスタＱ４に代えて、第２
図に示すように、ＰＮＰ型のトランジスタＱ５を用い、
そのエミッタを抵抗Ｒ４の一端に、コレクタを抵抗Ｒ４
の他端にそれぞれ接続し、かつベースを点灯検出回路１
８の出力端子に接続しても良い。この場合は、放電ラン
プＦＬが点灯したら、制御電圧が高くなり、点灯中に多
くの電流を流す動作となる。

この第２図に示すように構成した場合、放電ランプＦＬ
が点灯していないときはトランジスタＱ５はオフ状態で
あり、抵抗Ｒ４が短絡されていないためトランジスタＱ
３のベースに加わる電圧ｖｃは低く、トランジスタＱ３
は、その定電流制御機能により、可飽和変流器ＣＴＩの
制御巻線ＣＴＩｄに比較的大電流を流すように動作する
。これに対し、放電ランプＦＬが点灯すると、点灯検出
回路１８が動作するため、トランジスタＱ５はオン状態
となり、抵抗Ｒ５の短絡状態されるためトランジスタＱ
３のベースに加わる電圧ｖｃは高（なり、トランジスタ
Ｑ３は、その定電流制御機能により、可飽和変流器ＣＴ
Ｉの制御巻線ＣＴ１ｄに比較的小電流を流すように動作
する。すなわち、第１図の回路と同様の制御機能が得ら
れる。

第３図で示す実施例では、インバータ１５と放電ランプ
ＦＬとの間に変圧器Ｔｔｌを介在させて絶縁タイプとし
ている。また、放電ランプＦＬの点灯検出は、インダク
タＬと直流電源１１の負極側電路との間に直列に設けら
れた２つのコンデンサＣ７，Ｃ８と、このコンデンサＣ
８にダイオードＤ３を介して並列接続されたコンデンサ
Ｃ９を用い、放電ランプＦＬの点灯前の２次電圧発生時
は、このコンデンサＣ９の端子電圧値が高くなり、点灯
後はこのコンデンサＣ９の端子電圧値が低くなるように
して、点灯状態を検出するようにしている。なお、前記
コンデンサＣ８には図示極性のダイオードＤ４も並列接
続されている。

放電ランプＦＬの点灯状態により端子電圧が変化する上
記コンデンサＣ９の図示上端は、制御素子としてのトラ
ンジスタＱ３に対する制御回路１７の図示上端に接続す
る。この制御回路１７は、抵抗Ｒ８゜Ｒ９により前記コ
ンデンサＣ９の端子電圧を分圧するものであり、これら
の中間点に生じる電圧Ｖ、がトランジスタＱ３のベース
に印加される。

この実施例は放電ランプＦＬの端子電圧Ｖ０．の変化に
合わせて、制御素子Ｑ３に対する基準電圧Ｖｃが変動す
ることを利用したもので、放電ランプＦＬが点灯する以
前の２次電圧が発生されているときは、前述のようにコ
ンデンサＣ９の端子電圧が高くなり、従ってトランジス
タＱ３のベースに印加される電圧ｖｃも高くなる。トラ
ンジスタＱ３は、その定電流制御機能により、可飽和変
流器ＣＴＩの制御巻線ＣＴＩｄに比較的大電流を流すよ
うに動作する。これに対し、放電ランプＦＬが点灯する
と、コンデンサＣ９の端子電圧が低くなり、トランジス
タＱ３のベースに加わる電圧ｖｃも低くなる。トランジ
スタＱ３は、その定電流制御機能により、可飽和変流器
ＣＴＩの制御巻線ＣＴ１ｄに比較的小電流を流すように
動作する。

第４図の例は、第３図における制御回路１７のとコンデ
ンサＣ９との間に図示極性のツェナダイオードＺ０２お
よびダイオードＤ５を直列に設けると共に、コンデンサ
Ｃ９に対して抵抗Ｒ１１および図示極性のツェナダイオ
ードｚＤ３からなる直列回路を並列接続し、さらに上記
ツェナダイオードｚＤ３のカソードと前記ダイオードＤ
５のカソードとの間を図示極性のダイオードＤ６で接続
したものである。

この回路の場合、放電ランプＦＬの点灯前の２次電圧発
生時は、コンデンサＣ９の端子電圧が高くなるので、抵
抗Ｒ１＋に生じる電圧によりツェナーダイオードｚＤ２
をオン動作させ、トランジスタＱ３のベースに加わる電
圧ｖｃの値を高くしている。

これに対し放電ランプＦＬの点灯時は、コンデンサＣ９
の端子電圧が低くなり、トランジスタＱ３のベースに加
わる電圧Ｖ、も低く不安定となるが、これをツェナダイ
オードｚＤ３により安定化させている。

第５図の例は、第３図における制御回路１７のとコンデ
ンサＣ９の間に抵抗Ｒ１２を設けると共に、制御回路１
７に対して抵抗ＲＩ３およびツェナダイオード２Ｄ４か
らなる直列回路を並列接続している。

この構成では、前記コンデンサＣ９の端子電圧が変化す
ると、ツェナダイオードｚＤ４に流れる電流が変化する
ので、この電流を抵抗Ｒ１３により電圧値として検出し
、トランジスタＱ３のベースに加わる電圧値■、を変化
させようとするものである。

第６図の回路は、制御素子Ｑ３として、ドレイン・ソー
ス間が前記制御巻線ＣＴＩＩの出力側に直列に設けられ
電界効果トランジスタを用いている。

すなわち、電界効果トランジスタＱ３のドレインを抵抗
Ｒ１４を介して全波整流器１６の正極端子に接続すると
共に、ソースは抵抗ＲＩ５を介して同整流器１６の負極
端子に接続している。

上記電界効果トランジスタＱ３に対するバイアス回路は
、次のように構成する。すなわち、まず、抵抗Ｒ１６の
一端を直流電源１１の正極側電路に接続すると共に、他
端はツェナダイオードｚＤ５を介してアースに接続し、
定電圧回路を構成する。このツェナダイオードＸＤ５の
カソード側を、抵抗Ｒ１？、調光用可変抵抗Ｒ１８、全
光用可変抵抗！１１９を介して前記直流電源１１の負極
側電路に接続する。そして、上記抵抗Ｒ１７と調光用可
変抵抗Ｒ１ｇとの間を電界効果トランジスタＱ３のゲー
トに接続し、また、調光用可変抵抗Ｒ］８と全光用可変
抵抗Ｒ１９との間を電界効果トランジスタＱ３のソース
に接続する。

なお、この調光用可変抵抗Ｒ＋８と全光用可変抵抗Ｈ９
との間と直流電源１１の正極側電路との間に可変抵抗Ｒ
２Ｇを設ける。

２１は調光回路で、この調光回路２１は商用交流電源１
２との間に設けられたスイッチＳＷＩをオン操作するこ
とにより動作し、放電ランプＦＬの点灯状態を全光状態
から調光状態に切換えるための出力を生じる。この切換
出力は、ＮＰＮ型トランジスタＱ６のベースに出力され
、このトランジスタＱ６をオン動作させる。このトラン
ジスタＱ６は調光切換用のもので、コレクタは前記調光
用可変抵抗ＲＩ８の可変接触子に接続し、エミッタは全
光用可変抵抗Ｒ１９に接続される。なおインバータ１５
の両トランジスタＱｌ、Ｑ２には、それぞれダイオード
ＤＩ、Ｄ２を図示極性で並列接続する。また、放電ラン
プＦＬに対し、コンデンサＣ１ｌを並列接続する。

上記構成において、放電ランプＰＬを全光状態で点灯さ
せているとき、トランジスタＱ６はオフ状態であり、電
界効果トランジスタｑ３に対しては、調光用可変抵抗Ｒ
Ｉ８からゲートに電圧が印加され、また全光用可変抵抗
ＲＩ９より調整された電圧がソースに印加される。この
ゲート・ソース間電圧は、インバータ１５が、放電ラン
プＦＬの全光状態を満足する出力を生じるように設定さ
れる。

これに対し、調光を行う場合は、スイッチＳＷＩをオン
操作し、調光回路２１を動作させ、トランジスタＱ６を
オン動作させる。この動作により、調光用可変抵抗ＲＩ
８の可変接触子から負極側電路に至る部分（全光用可変
抵抗Ｒ１９を含む）、すなわち、ゲート・ソース間電圧
設定用抵抗の一部が短絡されるので、ゲートの電位は低
くなり、調光状態となる。

この構成では、電源電圧の変動が生じても、バイアス回
路自体でその変動補償を行うので、電源電圧の変動に容
易に対応することができ、特別の変動補償回路を設ける
必要はない。また、全光状態から調光状態への切換えを
トランジスタＱ６のみで行うことができ、一般に良く用
いられる反転機能用のトランジスタを別に設ける必要は
なく、少ない部品点数が可能となった。

次に第７図で示す例を説明する。この例は、電源電圧の
変動を制御素子Ｑ３の動作により補償しようとするもの
である。すなわち、前述のように、可飽和変流器ＣＴＩ
の制御巻線ＣＴＩｄのインピーダンスを小さくし、そこ
に流れる電流を大きくすると、インバータ１５の出力は
増大する。また反対に、制御巻線ＣＴＩｄのインピーダ
ンスを大きくシ、そこに流れる電流を小さくすると、イ
ンバータ１５の出力は減少する。そこで、この現象を利
用し、直流電源１１の出力電圧が変動してもインバータ
１５の出力電圧が変化しないように補償することが考え
られる。例えば、直流電源１１の電圧が上昇した場合は
、制御巻線ＣＴ１ｄに流れる電流値を絞るべく、その出
力側回路に設けられた制御素子Ｑ３を制御する。反対に
、直流電源１１の電圧が低下した場合は、制御巻線ＣＴ
Ｉｄに流れる電流値を絞るべく、その出力側回路に設け
られた制御素子Ｑ３を制御する。

このように制御素子Ｑ３を制御するためには、通常、ト
ランジスタ等を用いた反転回路を用いる必要がある。例
えば、電源電圧が上昇した場合は制御素子Ｑ３のバイア
ス電圧を低下させる必要があるため、上記反転回路によ
り信号関係を反転させる必要がある。

しかし、反転回路を設けることはトランジスタ等の部品
点数が増大することを意味し、回路構成の複雑化および
コストアップを招（。

そこで、このような反転回路を用いること無く、電源電
圧の変動を補償しようとするのが第７図に示す回路であ
る。

この回路では、制御素子Ｑ３として電界効果トランジス
タを用いている。そして、この制御素子Ｑ３のバイアス
端子の高電位側であるゲートには、一定電圧を加える固
定バイアスとする。すなわち、抵抗Ｒ１６およびツェナ
ダイオードｚＤ５からなる直列回路を、前記直流電源１
１の正極側電路とアース間に接続し、上記ツェナダイオ
ード２Ｄ５のカソード側に生じる一定電圧をアースとの
間に接続された抵抗Ｒ２＋、　Ｒ２２で分圧し、制御素
子である電界効果トランジスタｑ３のゲートに加えてい
る。

これに対し、制御素子Ｑ３のバイアス端子の低電位側で
あるソースには、前記直流電源１１の電圧変動に基づく
可変電圧を加える。すなわち、直流電源１１の正極側電
路と負極側電路との間に抵抗Ｒ２３と調整抵抗Ｒ２４を
直列接続し、これら抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，間に生じる電
圧をダイオードＤ６を介して電界効果トランジスタＱ３
のソースに加える。なお、上記調整抵抗Ｒ２４に対して
は抵抗Ｒ２５およびコンデンサＣＩ２をそれぞれ並列接
続し、安定化を計っている。

上記構成において、例えば、直流電源１１の出力電圧が
上昇した場合、制御素子である電界効果トランジスタＱ
３のゲートに加わる電圧はツェナダイオードＺＤ５の働
きにより変化することはない。

これに対し、ソースに加わる電位は、直流電源１１の出
力電圧の上昇に従って上昇するので、結果的に電界効果
トランジスタＱ３のゲート・ソース間電位は低下し、電
界効果トランジスタＱ３に流れる電流は絞られ、インバ
ータ１５の出方は低下する。反対に、直流電源１１の出
方電圧が低下した場合は、電界効果トランジスタＱ３の
ゲートに加わる電圧は同様に変化しないが、ソースに加
わる電位は、直流電源１１の出力電圧の低下に伴って低
下するので、結果的に電界効果トランジスタＱ３のゲー
ト・ソース間電位は上昇し、電界効果トランジスタＱ３
に流れる電流は増え、インバータ１５の出力は上昇する
。

このように電源電圧の変動を制御素子Ｑ３の動作により
補償することができるのでインバータ１５の出力を常に
一定に制御することができる。

第８図の例は、制御素子Ｑ３としてＮＰＮ型のトランジ
スタを用いているが、基本的に第７図で示したものと同
じである。すなわち、制御素子Ｑ３のバイアス端子の高
電位側であるベースは固定バイアスとし、低電位側であ
るエミッタには調整抵抗Ｒ２４に生じる電圧、つまり直
流電源１１の電圧変動に基づ（可変電圧を加える。

この構成によっても、電源電圧の変動を、制御素子であ
るトランジスタＱ３の動作により補償することができる
ので、インバータ１５の出力を常に一定に制御すること
ができる。

次に、放電ランプＦＬに異常が生じたため、制御素子を
オフ方向に動作させ、インバータ１５の出力を絞る場合
を説明する。放電ランプＰＬの異常は、その端子電圧■
、の上昇として生じるので、この電圧■、を監視し、そ
の上昇によって制御素子Ｑ３をオフ方向に制御すればよ
い。ここで、制御素子Ｑ３としてＮＰＮ型のトランジス
タを用いていた場合、このトランジスタＱ３は、通常点
灯時におけるインバータ１５の出力を維持するため、所
定の電流を流しているので、インバータ１５の出力を絞
るためにはこの制御素子としてのトランジスタＱ３のコ
レクタ電流をオフ方向に制限する必要があり、このトラ
ンジスタＱ３のベース電流をゼロ方向に低下させる必要
がある。このため、放電ランプＦＬの端子電圧ｖＬの上
昇に伴い、制御素子としてのトランジスタのベース・エ
ミッタ間に設けた別のトランジスタをオンさせ、この別
のトランジスタにより、制御素子としてのトランジスタ
Ｑ３のベース電流をバイパスさせて、ベース電流を低下
させることが考えられる。

しかし、放電ランプＦＬの端子電圧ＶＬの検出回路から
みた電源インピーダンスが高いため、この検出回路に供
給される電流値が少なく、上記バイパス用のトランジス
タＱ３をオン動作させるに充分なベース電流を確保する
ことが難しい。このため、電圧ＶＬの検出回路以降をダ
ーリントン構成にしたり、或いはバッファを入れて電流
増幅しなければならず、回路構成の複雑化やコスト上昇
を招くことになった。

第９図に示す回路は、このような問題が生じないように
構成したもので、放電ランプＦＬの端子電圧ｖＬを、抵
抗Ｒ３１，Ｒ３２、）　ンテン？　Ｃ１６，Ｃ１７、ダ
イオードＤＩ１．ＤＩ２を図示のように構成して検出し
、この電圧Ｖ、の異常上昇時に抵抗Ｒ３３を介して異常
検出回路を構成するコンデンサＣＩ８が充電されるよう
に構成している。コンデンサＣＩ８はツェナダイオード
ｚＤｌＯを介してスイッチング素子としてのＮＰＮ型ト
ランジスタＱｌｌのベースに接続されている。また、こ
のトランジスタＱｌｌのベース・エミッタ間には抵抗Ｒ
３４が接続されている。

この回路では、制御素子ｑ３として電界効果トランジス
タを用いており、そのドレイン・ソース間は、制御巻線
ＣＴＩｄの出力回路側に直列に接続されている。また、
ゲートには直流電源１１の出力電圧を、図示のように構
成された抵抗Ｒ３５，Ｒ３６とツェナダイオード２Ｄ１
＋とで分圧した電圧が印加される。ここで、制御素子Ｑ
３としての電界効果トランジスタは、電圧制御型なので
、上記抵抗Ｒ３５，１３６は高抵抗値でよい。前記トラ
ンジスタＱ１１は電界効果トランジスタＱ３のゲートに
対するバイアスを短絡するスイッチング素子として機能
するもので、そのコレクタは電界効果トランジスタＱ３
のゲートに接続し、またエミッタは電界効果トランジス
タＱ３のソース側に接続する。

上記構成において、放電ランプＦＬに異常が発生し、そ
の端子電圧ｖＬが異常上昇すると、コンデンサＣ１８の
電圧が上昇し、ツェナダイオードＸＤＩＩをオン状態に
し、スイッチング素子としてのトランジスタＱｌｌをオ
ン動作させる。このトランジスタＱ１１のオン動作によ
り抵抗Ｒ３６は短絡され、電界効果トランジスタＱ３の
ゲート電圧は低下し、可飽和変流器ＣＴＩの制御巻線Ｃ
Ｔｌｄに流れる電流を絞る。このため、インバータ１５
の出力はを低下し、安全機能が達成される。

ここで、前述のように抵抗Ｒ３６は高抵抗値であるため
、トランジスタＱｌｌのコレクタ電流は少なく、従って
このトランジスタＱ１１のベース電流も極めて僅かでよ
く、ツェナダイオード２ＤＩ＋を通って流れる電流、す
なわち、電圧ｖＬの検出によって供給される電流が少な
くてもトランジスタＱｌｌを確実にオン動作させること
ができる。

次に第１０図で示す例を説明する。ここで、本発明で用
いているインバータ１５は可飽和変流器ＣＴＩを用いて
自励発振させるものである。インバータ１５としてはこ
の他に他励のものがあり、この他励のものでは、負荷の
条件が異なっても任意の周波数に制御することが可能で
ある。しかし、自励発振によるものは、負荷の条件によ
り周波数が変化してしまう。負荷が放電ランプＦＬの場
合、予熱時に点灯時と同じ電圧を制御素子Ｑ３に与えて
も、可飽和変流器ＣＴＩの１次巻線ＣＨＩ側に流れる電
流が増大するため、周波数が低下してしまう。これは、
可飽和変流器ＣＴＩの飽和速度が早くなるためである。

このように周波数が低下すると出方電圧も低下してしま
い、放電ランプＦＬの始動時に必要な電圧が得られなく
なってしまう。

したがって、放電ランプＦＬの予熱時には、点灯時とは
違ったレベルの電圧を制御素子Ｑ３に与える必要がある
。そのためには、−旦、点灯時のレベルを切ってから別
の予熱用のレベルを作る必要がある。第１０図の回路は
このような機能を満足するものである。

図において、制御素子Ｑ３としては電界効果トランジス
タを用いている。この制御素子Ｑ３のバイアス端子の高
電位側、すなわち、電界効果トランジスタＱ３のゲート
には、直流電源１１の出力電圧を抵抗Ｒ４１とツェナダ
イオード２ＤＩ２で分圧した一定電圧が印加され、固定
バイアスとなっている。また、制御素子Ｑ３のバイアス
端子の低電位側、すなわち、電界効果トランジスタＱ３
のソース側には、直流電源１１の出力電圧を抵抗Ｒ４２
，Ｒ４３で分圧した電圧、すなわち、直流電源１１の出
力電圧の変化に対応した可変電圧が、ダイオードＤ１６
を介して印加される。

２２は放電ランプＦＬの端子電圧ｖＬを検出するランプ
電圧検出回路で、その出力端子（放電ランプＦＬが点灯
前の予熱状態のとき高レベルになる）は、抵抗Ｒ４７お
よびツェナダイオード２０１６を介してＮＰＮ型トラン
ジスタＱｌｌのベースに接続されている。このトランジ
スタＱｌｌのベース・エミッタ間には抵抗Ｒ４４が接続
され、また、そのコレクタ・エミッタ間は前記抵抗Ｒ４
３に並列接続されている。

前記ランプ電圧検出回路２２の出力端子は、ダイオード
０１７および抵抗Ｒ４５を介して、前記ダイオード０１
６のカソード側にも接続している。また、電界効果トラ
ンジスタＱ３のソースとアースとの間には抵抗Ｒ４６を
接続する。

上記構成において、放電ランプＦＬが点灯前の予熱状態
の場合、電圧ＶＬは高レベルであり、ツェナダイオード
２０１６を介してトランジスタＱｌｌはオン状態になっ
ている。このため抵抗Ｒ４３は短絡され、抵抗Ｒ４２と
抵抗Ｒ４３とで分圧されていた点灯時の制御レベルはダ
イオードＲ１６により逆阻止される。そして、電圧ｖＬ
を基にした予熱用の制御レベルが電界効果トランジスタ
Ｑ３のソースに印加される。従って、ダイオード０１６
が切換回路として機能する。この予熱用の制御レベルは
前記点灯時の制御レベルより低く設定してあり、またゲ
ート電位は固定バイアスにより一定であるので、電界効
果トランジスタＱ３のゲート・ソース間電圧は高くなり
、可飽和変流器ＣＨの制御巻線ＣＴｌｄにはより多くの
電流が流れ、インバータ１５の出力を増大させる。この
ため放電ランプＦＬの始動に適した充分な電圧を供給す
ることができる。

放電ランプＦＬが点灯状態になると、電圧Ｖ。

が低下するので、ツェナダイオード２ＤＩ６の働きによ
りトランジスタＱ１１はオフ状態となる。すなわち、こ
のツェナダイオード２０１６およびトランジスタＱ１１
が点灯検出回路として機能する。トランジスタＱｌｌが
オフ状態になると、電界効果トランジスタＱ３のソース
には、直流電源１１の出力電圧を抵抗Ｒ４２，Ｒ４３で
分圧した電圧が点灯時の制御レベルとして加わる。この
点灯時の制御レベルは、前記予熱時の制御レベルより高
く設定しであるので、電界効果トランジスタＱ３のゲー
ト・ソース間電位は低くなり、制御巻線ＣＴｌｄに流れ
る電流値を制限する。このためインバータ１５は、前記
予熱時の出力より低い、点灯時の所定の出力を生じる。

このように、自励型のインバータ１５であっても、負荷
である放電ランプＰＬの予熱時と点灯時とで、制御素子
Ｑ３に加わる制御レベルを切換えることにより、予熱お
よび点灯にそれぞれ適した出力を得ることができる。

第１１図の回路は、基本的に上述した第１０図の例と同
様であるが、これに調光機能を加えている。

図において、制御素子である電界効果トランジスタＱ３
のゲートには、図示しない定電圧電源の出力電圧Ｖ　＊
　ｔ　Ｆを抵抗！１５１．１１５２．　Ｒ５３により分
圧する分圧回路の、前記抵抗Ｒ５１と抵抗Ｒ５２との間
が接続してあり、一定電圧による固定バイアスを受ける
。

また上記抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５３との間は、電界効果ト
ランジスタＱ３のソースに接続されている。この電界効
果トランジスタｑ３のソースは、直流電源１１の出力端
子間に接続された抵抗Ｒ５４と全光用調整抵抗Ｒ５５と
の間にタイオード０２１を介して接続しており、電圧Ｖ
ＣＣをこれら抵抗Ｒ５４，Ｒ５５およびＲ５３により分
圧した値が印加される。また上記抵抗Ｒ５４と全光用調
整抵抗Ｒ５５との間は、ダイオードＤ２２および点灯検
出用トランジスタＱ１１を介してアースに接続している
。

調光回路２１は第６図で示したものと同様に、スイッチ
ＳＷ１をオン操作することにより調光信号ヲ出力し、ト
ランジスタＱ４をオン動作させるものテする。このトラ
ンジスタＱ４のコレクタは電界効果トランジスタＱ３の
ゲートに接続し、エミッタはアースに接続している。な
お、このトランジスタＱ４のベース・エミッタ間には抵
抗Ｒ５６が接続されている。また、このトランジスタＱ
４のベースはダイオードＤ２３を介して前記トランジス
タＱｌｌのコレクタと接続している。

上記構成において、放電ランプＦＬが点灯前の予熱状態
の場合、電圧ＶＬは高レベルであり、ツェナダイオード
ｚＤ１６を介してトランジスタＱｌｌはオン状態になっ
ている。このため、抵抗１１５５は短絡され、抵抗Ｒ５
４，Ｒ５５，Ｒ５３で分圧されていた点灯時の制御レベ
ルは切換回路としてのダイオード０２１により逆阻止さ
れる。そしてこれに代って、電圧Ｖ□、を基にした予熱
用の制御レベルが抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５３との間から電
界効果トランジスタＱ３のソースに印加される。この予
熱用の制御レベルは前記点灯時の制御レベルより低く設
定してあり、またゲート電位は固定バイアスにより一定
であるので、電界効果トランジスタＱ３のゲート・ソー
ス間電圧は高くなり、可飽和変流器ＣＴＩの制御巻線Ｃ
ＴＩｄにはより多くの電流が流れ、インバータ１５の出
力を増大させる。このため放電ランプＦＬの始動に適し
た充分な電圧を供給することができる。

放電ランプＦＬが点灯状態になると電圧Ｖ、が低下する
ので、ツェナダイオードｚＤＩ６の働きによりトランジ
スタＱ１１はオフ状態となる。このようにトランジスタ
Ｑｌｌがオフ状態になると、電界効果トランジスタＱ３
のソースには、電圧ＶＣＣを抵抗Ｒ５４Ｒ５５、Ｒ５３
で分圧した電圧が点灯時の制御レベルとして加わる。こ
の点灯時の制御レベルは、前記予熱時の制御レベルより
高く設定しであるので、電界効果トランジスタＱ３のゲ
ート・ソース間電位は低くなり、制御巻線ＣＴ１ｄに流
れる電流値を制限する。このためインバータ１５は、前
記予熱時の出力より低い、点灯時の所定の出力を生じる
。

調光回路２１が動作すると調光信号によりトランジスタ
Ｑ４オン動作し、電界効果トランジスタＱ３のベース電
位を低下させ、制御巻線ＣＴＩｄの電流値を減少させ、
インバータ１５の出力を調光状態に対応した出力に制御
する。

なお、前述した予熱状態において、調光回路２１を動作
させ、調光信号を出力しても、この調光信号はダイオー
ドＤ２３によりトランジスタＱ１１を介してアースされ
るので、調光用のトランジスタＱ４が動作することはな
い。したがって予熱状態で誤って調光回路２１を動作さ
せても、インバータ１５の出力が低下することはなく、
放電ランプＦＬを始動し、点灯させることができる。

すなわち、制御回路１７は、２次電圧発生時と放電ラン
プＦＬの点灯の出力を変化させるもの、あるいは、異な
る値をあらかじめ別個に設定するもののいずれでもよい
。

〔発明の効果〕

以上のように請求項１記載の放電ランプ点灯装置によれ
ば、インバータの出力を制御する可飽和変流器の制御巻
線の出力側に、制御電流値を変化させる制御素子を設け
たので、放電ランプの始動前と始動後とで、制御電流値
を変化させることができ、設計の自由度が広がると共に
コストダウンが可能となり、応用設計も容易となる。

請求項２記載の放電ランプ点灯装置では、電界効果トラ
ンジスタのゲート電位を、調光回路の動作に従って調光
時は低下するようにしたので、全光・調光の切換えが少
ない部品で可能となり、電源電圧の変動に対する補償も
容易に行うことができる。

請求項３記載の放電ランプ点灯装置では、全光時には電
界効果トランジスタのゲート・ソース間電圧を、インバ
ータが全光状態の出力を生ずるように設定し、調光時に
は電界効果トランジスタのゲート電位が低下するように
構成されたので、電源電圧の変動に対して、反転回路等
を用いること無く、簡単な回路構成により確実に補償を
行うことができる。

請求項４記載の放電ランプ点灯装置では、放電ランプの
両端電圧の異常上昇を異常検出回路で検出し、スイッチ
ング素子をオン動作させ、バイアスを短絡させて、電界
効果トランジスタをオフ動作させるので、放電ランプの
異常を検出した場合、その検出回路からの供給電流が少
なくても確実に動作して、インバータの出力を低下させ
ることができる。

請求項５に記載の放電ランプ点灯装置では、点灯検出回
路により、放電ランプの点灯を検出し放電ランプの予熱
時に、点灯時とは別の予熱に適した制御レベルを制御素
子に与えるようにしたので、点灯時および予熱時のそれ
ぞれに対応した出力を行なうインバータ出力を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明の一実施例を示す回路図で、第１図
、第２図、第３図、第４図および第５図は請求項１記載
の発明の一実施例を示し、第６図は請求項２記載の発明
の一実施例を示し、第７図および第８図は請求項３記載
の発明の一実施例を示し、第９図は請求項４記載の発明
の一実施例を示し、第１０図および第１１図は請求項５
記載の発明の実施例を示している。 １５・・インバータ、１７・・制御回路、１８・・点灯
検出回路、２１・・調光回路、１１４　・・切換回路を
構成するダイオード、ＣＴＩ　　・・可飽和変流器、Ｃ
ＴＩｄ・・制御巻線、Ｃ１０・・異常検出回路を構成す
るコンデンサ、Ｑｌｌ　　・・スイッチング素子として
のトランジスタ、Ｑｌｌ　、　ＸＤ１６・・点灯検出回
路として機能するトランジスタおよびツェナダイオード
、ＰＬ・・放電ランプ、Ｑ３・・制御素子であるトラン
ジスタ、電界効果トランジスタ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を
   負荷回路に設けられた可飽和変流器の出力にてオン・オ
   フ制御してなるインバータによって放電ランプを付勢す
   る放電ランプ点灯装置において、 前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設けられ、この
   制御巻線に流れる電流を制御する制御素子と、 前記放電ランプが点灯状態になったことを検出する点灯
   検出回路と、 この点灯検出回路の検出信号に応じて、前記制御素子を
   制御することによって、前記放電ランプの始動前および
   始動後における制御巻線に流れる電流を異ならせる制御
   回路と を備えたことを特徴とする放電ランプ点灯 装置。
2. （２）直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を
   負荷回路に設けられた可飽和変流器の出力にてオン・オ
   フ制御してなるインバータによって放電ランプを付勢す
   る放電ランプ点灯装置において、 前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設けられ、この
   出力側に流れる電流を制御する制御素子として、ドレイ
   ン・ソース間が前記制御巻線の出力側に直列に設けられ
   、かつゲートおよびソースに前記直流電源電圧を基にし
   たバイアスが加わるように構成された電界効果トランジ
   スタを用いると共に、前記放電ランプを全光から調光に
   切換える調光回路を設け、 全光時には電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
   圧を、前記インバータが全光状態の出力を生ずるように
   設定し、調光時には電界効果トランジスタのゲート電位
   が低下するように構成された ことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
3. （３）直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を
   負荷回路に設けられた可飽和変流器の出力にてオン・オ
   フ制御してなるインバータによって放電ランプを付勢す
   る放電ランプ点灯装置において、 前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設けられ、この
   出力側に流れる電流を制御する制御素子を有し、この制
   御素子のバイアス端子の低電位側には前記直流電源電圧
   に基づく可変電圧を加えたことを特徴とする放電ランプ
   点灯装置。
4. （４）直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を
   負荷回路に設けられた可飽和変流器の出力にてオン・オ
   フ制御してなるインバータによって放電ランプを付勢す
   る放電ランプ点灯装置において、 前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設けられ、この
   制御巻線に流れる電流を制御する制御素子として、ドレ
   イン・ソース間が前記制御巻線の出力側に設けられた電
   界効果トランジスタを用いると共に、前記放電ランプの
   両端電圧の異常上昇を検出する異常検出回路を設け、さ
   らにオン動作により前記電界効果トランジスタのゲート
   に対するバイアスを短絡するスイッチング素子を設け、
   前記異常検出回路の動作出力により上記スイッチング素
   子をオン動作させ、前記電界効果トランジスタをオフ動
   作させるように構成した ことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
5. （５）直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を
   負荷回路に設けられた可飽和変流器の出力にてオン、オ
   フ制御してなるインバータによって放電ランプを付勢す
   る放電ランプ点灯装置において、 前記可飽和変流器の制御巻線の出力側に設けられ、この
   制御巻線に流れる電流を制御する制御素子を有し、この
   制御素子のバイアス端子の低電位側には前記直流電源電
   圧に基づく可変電圧を加えて、前記放電ランプ点灯時の
   インバータ出力を得る前記制御素子の制御レベルを設定
   すると共に、前記放電ランプが点灯状態になったことを
   検出する点灯検出回路を設け、この点灯検出回路の検出
   結果から、放電ランプが点灯前の予熱状態のときに前記
   制御レベルを切り離し、前記低電位側に予熱時に適した
   別の制御レベルを加える切換回路を設けた ことを特徴とする放電ランプ点灯装置。