JPH04154098A - 放電灯点灯装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯を高
周波点灯すると共に、制御手段により放電灯への供給電
力を制御して放電灯の調光点灯を可能としたインバータ
回路と、ランプ電流が所定レベル以下の場合にインバー
タ回路の発振動作を停止させる発振停止回路とを備える
放電灯点灯装置に関するものである。

［従来の技術］ 片口金小形蛍光う〉・プは昭和６０年に製品イヒされ、
以来着実に需要が増加し、このランプを使用した照明器
具も多様化してきた。そこで、この動きに呼応してラン
プの標準化が進み、平成元年１１月にはＪ　Ｉ　５−Ｃ
７６０１において規格化され、本格的な普及の基盤が作
られるに至った。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、Ｊ　Ｉ　５−Ｃ７６０１規格に準拠する片口
金小形蛍光ランプは管径が細いため、点灯直後の電流値
と安定時のｔｆｆｉ値がかなり異なる。しかも、この電
流値は点灯方法によっても変化するため、第１１図に示
すように点灯直後の電流値にはかなりの大きな差が生じ
る。

このような点灯直後の電流値と安定時の電流値がかなり
異なる放電灯を高周波点灯すると共に、制御手段により
放電灯への供給電力を制御して放電灯の調光点灯を可能
としたインバータ回路と、ランプ電流が所定レベル以下
の場合にインバータ回路の発振動作を停止させる発振停
止回路とを備える放電灯点灯装置により点灯するものが
ある。

しかしながら、この種の放電灯に用いられるインバータ
回路は低温時に出力が低下する温度特性を持つものが多
いため、周囲温度が低温であるときの点灯直後のランプ
電流はさらに小さなものとなり、ランプ電流が安定する
までに時間がかかる傾向がある８しかも、上述のように
調光機能を有する放電灯点灯装置では低温時に調光状態
で始動する（始動後直ぐにランプ電流を小さくして調光
した場合も含む）ことがあり（第１２図に上述の場合の
ランプ電流を示す）、放電灯がグロー放電からアーク放
電に移行しランプ電流が安定するまでの始動過程におい
て、第１３図に示すように、発振停止回路の発振停止レ
ベル■、よりもランプ電流ｌｆｆ１ａが低下して発振停
止回路が働いてしまい（図中のｔで示す期間に働く）、
放電灯点灯装置及び放電灯が共に正常であるにもかかわ
らず放電灯を点灯することができないという問題を生じ
ることがあった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり。

その目的とするところは、低温時における放電灯の始動
過程においても放電灯を確実に点灯する二とができる放
電灯点灯装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は少なくとも放電灯
がグロー放電からアーク放電に移行しランプ電流が安定
するまでの始動過程において、発振停止回路でインバー
タ回路の発振動作を停止するレベルよりもランプ電流を
大きくする方向にインバータ回路の動作を補正する補正
手段を備えている。

なお、上記制御手段が少なくとも主スイッチング素子の
オンデユーテイを変化させて出力制御を行うものである
場合においては、補正手段が主スイッチング素子のオン
デユーテイを決定する制御手段の基準電圧レベルを変化
させ、始動過程における発振停止回路でインバータ回路
の発振動作を停止するレベルよりもランプ電流を大きく
する方向にインバータ回路の動作を補正するようにすれ
ばよい。

また５上記補正手段が少なくと５始動過程におけるラン
プ電流に応じて発振停止回路でインバータ回路の発振動
作を停止するレベルよりもランプ電流を大きくする方向
にインバータ回路の動作を補正するようにすることもで
きる。

さらに、上記補正手段が始動過程においてランプ電流を
安定期のランプ電流よりも大きくなるようにインバータ
回路の動作を補正してもよい。

さらにまた、少なくとも放電灯がグロー放電からアーク
放電に至ってランプ電流が安定するまでの始動過程にお
いて、発振停止回路でインバータ回路の発振動作を停止
するレベルよりもランプ電流を大きくする方向に発振停
止回路の発振停止レベルを補正するようにしても同様の
効果を期待できる。

なお、上記の放電灯点灯装置は放電灯がＪＩＳ−Ｃ７６
０１規格に準拠する片口金小形蛍光ランプである場合に
特に適するものである。

［作用］ 本発明は、上述のように少なくとも放電灯がグロー放電
からアーク放電に移行しランプ電流が安定するまでの始
動過程において１発振停止回路でインバータ回路の発振
動作を停止するレベルよりもランプ電流を大きくする方
向にインバータ回路の動作を補正する補正手段を備えて
いることにより、放電灯のランプ電流が減少する低温時
における始動過程で発振停止回路が動作することと防止
して、低温時における始動であっても放電灯を確実に点
灯させることができるようにしたものである。

［実施例１］ 第１図に本発明の基本回路構成を示す。本発明の放電灯
点灯装置は、直流電源Ｅから供給される電圧を高周波電
圧に変換するインバータ回路１を備え、このインバータ
回路１の出力で放電灯ｅａを高周波点灯し、制御回路３
によりインバータ回路１の動作制置を行って放電灯ムに
供給する電力を可変して放電灯１ａを調光点灯でき、ラ
ンプ電流が所定レベル以下の場合にインバータ回路１の
発振動作を停止させる発振停止回路８を備えたものであ
る。そして、本発明においては、少なくとも放電灯＆ａ
がグロー放電からアーク放電に移行しランプ電流が安定
するまでの始動過程（第２図中にＴで示す）において、
発振停止回路８でインバータ回路１の発振動作を停止す
るレベルよりもランプ電流と大きくする方向にインバー
タ回路１の動作を補正する補正手段Ａを備えている点に
特徴を有する。

上記第１図の具体回路を第３図に示す。本実施例の放電
灯点灯装置は、交流電源Ｖｓをダイオードブリッジ等の
整流器Ｒｅｃ及び平滑コンデンサＣ４で整流平滑して得
た直流電圧をインバータ回路１に電源として供給してお
り、インバータ回路１として平滑コンデンサＣ０の両端
にトランジスタＱ　７．　Ｑ　ｔを直列接続し、トラン
ジスタＱ、の両端に、カップリングコンデンサＣ４、放
電灯１ｈ、ランプ電流検出用のトランスＴ、の１次巻線
ｆｉ１．インダクタンス素子Ｌ１、トランジスタＱ　１
．　Ｑ　ｚに電流を帰還して交互にオン、オフする電流
トランスＣＴの１次巻線Ｚ２１を直列接続したいわゆる
直列共振型のものを用いである。ここで、放電灯ｅａの
フィラメントの非電源側にはインダクタンス素子りと共
に直列共振回路を構成して放電灯ｌａに高電圧を印加し
て始動点灯すると共に、放電灯１ａのフィラメントに予
熱電流を流すコンデンサＣ２をトランスＴ、の２次巻線
ｉ１２と直列に接続しである。また、トランジスタＱ　
７．　Ｑ　ｚの両端には夫々逆並列にフライホイールダ
イオードＤ、；Ｄ２を接続しである。電流トランスＣＴ
は、２つの２次巻線１２２゜１２’Ｊを備え、夫々の２
次巻線１２□、１２．に誘起される電圧によりベース抵
抗Ｒ，，Ｒ，を介してトランジスタＱ、、Ｑ、に夫々ベ
ース電流を供給し、電源投入時には起動回路２によりト
ランジスタＱ２にベース電流を供給してインバータ回路
１に起動をかけるようにしである。なお、カップリング
コンデンサＣ１の容量はコンデンサＣ２の容量に比べて
十分に大きくしてあり、共振に寄与しないようにしであ
る。

上記インバータ回路１の動作制御は制御回路３でトラン
ジスタＱ２のオン、オフを制御して行う。

二の制御回路１は、Ｓ源を制ｗ電源Ｖｃｃから得ており
、基本的には、単安定マルチバイブレータ４と、脈波発
生回路５と、脈波発生回路５の出力と基準電圧とを比較
するコンパレータＣＰ、と、制５９　＠　Ｊ　Ｖ　ｃｃ
の電圧を分圧して基準電圧を作成する抵抗Ｒ１と可変抵
抗ＶＲ，からなる：Ｍ準電圧作成回路６と、上記単安定
マルチバイブレータ４の動作周期（出力Ｑが反転してか
ら安定状態に戻る周期）を設定する抵抗Ｒ６とコンデン
サＣ８とからなる時定数回路７とからなる。こ二で、単
安定マルチバイブレータ４は、抵抗Ｒ，，Ｒ，の分圧電
圧が入力される電圧検出端子＜Ｂ）でトランジスタＱ２
の両端電圧を検出しており、基本的にはトランジスタＱ
２の両端電圧がローレベルに立ち上がった時点で出力Ｑ
が時定数回路７の時定数で決まる期間ハイレベルとなる
６また、調波発生回路５は出力Ｑがローレベルである期
間に調波信号を出力するものであり、単安定マルチバイ
ブレータ４は基準電圧よりも脈波発生回路５の出力が高
くなった際のコンパレータＣＰｌの出力が立ち下がると
リセットされ（ＣＤがリセット端子）、トランジスタＱ
２のオン期間を短く調整できるようにしである。つまり
、基準電圧作成回路６の可変抵抗ＶＲ，の設定に応じて
基準電圧を可変設定し、こめ際に脈波発生回路５の出力
が基準電圧を上回る湖面が時定数回＃７の時定数よりも
短くなれば、トランジスタＱ２のオンｗｉ閏を短く設定
して放電灯１ｈを調光できるようになっている。なお、
単安定マルチバイブレータ４にリセットがかかると、出
力Ｑがハイレベルとなるので、これにより脈波発生回路
５から調波信号が出力されなくなり、コンパレータＣＰ
１の出力がハイレベルに戻り、単安定マルチバイブレー
タ４のリセット状態は解除される。

上記制御回路３には上記トランジスタＱ２のオン、オフ
を制御する回路の他に、ランプ電流が所定値以下である
際にインバータ回路１の発振動作を停止させる発振停止
回路８を設けてあり、この発振停止回路８を、制御電源
Ｖｃｃの電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ５で分圧して作成した基準
電圧と、トランスＴ１の３次巻線１！１．の出力をダイ
オードＤＪ及びコンデンサＣ１で整流平滑して得た電圧
とを比較するコンパレータＣＰ２、このコンパレータｃ
Ｐ２の出力を反転するインバータゲートＧ１、インバー
タゲートＧ、の出力とコンパレータｃＰ、の出力とのア
ンドをとるアンドゲートＧ２で構成しである。

なお、コンパレータｃＰ２では出力と非反転入力との間
にダイオードＤ４を接続して、−旦ａＳが検出されると
、そのときの出力状態を保持するように基準電圧を上げ
る構成としである。

この放電灯点灯装置では、交流電源ＶＳが投入され、整
流器Ｒｅｃ及び平滑コンデンサｃ１による整流平滑して
得られた直流電圧が所定値に達すると、起動回路２から
トランジスタＱ２にベース電流を供給して、トランジス
タＱ２をオンすることにより、インバータ回路１に起動
をかけ、その侠は制御回路３に応じてトランジスタＱ２
をオン、オフ制御し、このトランジスタＱ２のオン、オ
フに応じて電流トランスＣＴによりトランジスタＱ、に
電流を帰還してトランジスタＱ、、Ｑ２を交互にオン、
オフすることにより直流電圧を高周波電圧に変換して放
電灯ｔａに印加する。ここで、放電灯ｌａに供給される
高周波を流の周波数はコンデンサＣ２とインダクタンス
素子り、の共振周波数に応じて決まる。

今、制御回路３の可変抵抗ＶＲ，で設定された基準電圧
に脈波発生回路５の出力が達する時間を時定数回路７の
時定数以上に設定しである場合には、時定数回路７の出
力に応じた単安定マルチバイブレータ４の出力Ｑに従っ
てトランジスタＱ２のオンデユーテイが制御される。逆
に、可変抵抗ＶＲ，で設定された基準電圧に脈波発生回
路５の出力が達する時間が時定数回路７の時定数よりも
短い場合にはコンパレータＣＰ、の出力に応じて。

つまりは可変抵抗ＶＲ，の設定に応じてトランジスタＱ
２のオンデユーテイが設定され、これにより放電灯１ａ
に供給される電力が減少して放電灯１ａが調光点灯され
る。

ところで、放電灯１ａに供給される電流が所定値以上で
ある場合にはランプ電流検出用のトランスＴ、の３次巻
線ｅＡ３に誘起される電圧を整流平滑して得た直流電圧
は基準電圧よりも高くなるように抵抗Ｒｓ　、　Ｒｓを
設定しであるので、コンパレータＣＰ　、の出力はロー
レベルであり、このコンノくレータＣＰ、の出力を反転
するインバータゲートＧの出力はハイレベルとなり、発
振停止回路８は制御回路３の動作に影響を与えないよう
になっている。

今、上記ランプ電流が所定値以下に低下した場合には、
コンパレータＣＰ２の圧力がハイレベルとなり、インバ
ータゲートＧ１の出力がローレベルとなる。なお、この
ときダイオードＤ４によりコンパレータＣＰ　＋の出力
はハイレベルに保持されるため、アンドゲートＧ２の出
力はローレベルに固定され、単安定マルチバイブレータ
４の出力Ｑがローレベル状態を保持し、このためトラン
ジスタＱ２がオフ状態に固定されて発振が停止される。

ところで、この種のインバータ回路１を用いた放電灯点
灯装置ではトランジスタＱ、、Ｑ、のｈＦＥ等により上
述したように周囲温度が低いと出力が小さくなる特性を
持っている。しかも、この放電灯点灯装置では制御回路
３て放電灯ｅａを調光点灯する機能を有するため、放電
灯１ａが暗くなるように調光した状態で、放電灯１ａが
グロー放電状態からアーク放電に移行する過程、つまり
は放電灯１ａの点灯直後から安定点灯に至る期間におい
て５発振停止回路８が動作し、放電灯点灯装置及び放電
灯ｅａに何ら異常がないにもかかわらず放電灯ｅａが点
灯しないという問題を生じる。

そこで、本実施例では基準電圧作成回路６の可変抵抗Ｖ
Ｒ，と直列に補正手段としてのダイオードＤ５を挿入し
、周囲温度が低く、トランジスタＱ２のオン期間を短く
設定したいわゆる調光状態を深くした状態で、発振停止
回路８が動作することを防止している。つまり、ダイオ
ードは周囲温度が低くなると、オン電圧が高くなるので
、基準電圧発生回路６からコンパレータＣＰ１に加えら
れる基準電圧が高くなり、このため放電灯ｆａの点灯前
の状態で放電灯点灯装置及び放電灯ムが共に冷えており
、しかも調光状態の深い状態に設定してあっても、第４
図＜ｂ＞に示すようにダイオードＤ、のオン電圧の変化
分だけトランジスタＱ２のオン期間を長くするようにし
て一発振停止回路８の異常検出レベルよりもランプ電流
を高くするようにしたものである。

［実施例２］ 第５図に本発明の他の実施例を示す。本実施例では上述
した第１の実施例のように基準電圧作成回路６において
温度に応じた基準電圧の補正を行うのではなく、放電灯
ｌａの点灯直後から安定点灯に至る期間には単安定マル
チバイブレータ４によるトランジスタＱ２のオン期間の
設定を長くしてランプ電流が発振停止回路８の異常検知
レベル以下とならないようにしたものである。具体的に
は、第５図に示すように、放電灯１ａの点灯直後から安
定点灯に至る期間（実験的に測定すると約１０分間）の
間に出力がハイレベルとなるタイマ回路９を設け、この
タイマ回路９の出力を逆流阻止用のダイオードＤ、を介
して単安定マルチバイブレータ４のリセット端子（ＣＤ
）に印加しである。このようにすれば、放電灯ｅａの点
灯直後から安定点灯に至る期間には単安定マルチバイブ
レータ４にリセ・γトがかからなくなり、可変抵抗ＶＲ
，の設定による調光制御状態に関係なく、時定数回路７
の時定数に応じて単安定マルチバイブレータ４を動作さ
せることができ、発振停止回路８の異常検出レベルより
もランプ電流が低下することがない。

なお、第６図に示すように時定数回路６に基づいて動作
している際の出力Ｑのハイレベル期間を、放電灯Ｌａが
安定点灯時の単安定マルチバイブレータ４の出力Ｑのハ
イレベル期間よりもさらに長くなるように設定してやる
と、発振停止回路８の異常検出レベル以下にランプ電流
が低下する恐れをさらに少なくすることができて効果的
である。

［実施例３］ 第７図に本発明のさらに他の実施例を示す０本実施例も
第１の実施例と同様にコンパレータＣＰ、の基準電圧を
補正するようにしたものであるが、本実施例の場合には
ランプ電流が基準電圧の設定値よりも小さい場合に所定
のランア＠流が得られるように基準電圧を高くするフィ
ードバック回路１０を設けたもので５このフィードハ・
ツク回路１０をオペアンプｏＰ、と抵抗Ｒ１ｏで構成し
である。

つまり５本実施例の場合には常温におけるランプの定常
点灯状態で可変抵抗ＶＲ，の設定に応じた基準電圧で所
定のランプｔｆＪＬが得られるようにフィードバック回
路１０を設定しておけば、低温時にランプ電流が設定さ
れた基準電圧以下である場合には第８図（ｂ）に示すよ
うに基準電圧が高くなり、このためトランジスタＱ２の
オン期間を長くして第１の実施例と同様に始動期に発振
停止回路８が動作することを防止できるのである。

［実施例４コ 第９図に本発明のさらに他の実施例を示す。本実施例の
場合には始動期においてはその始動期のランプ電流が異
常検出レベル以下にならない状態で徐々に発振停止回路
８の異常検出レベルを変化させ、ランプ電流が所定レベ
ルに達すると通常異常検出レベルで発振停止回路８が動
作するようにしたものである。このために、本実施例で
はランプ電流が所定レベルに達するまでは、ランプを流
検出用のトランスＴ１の３次巻線ｅｌ）に誘起される電
圧を整流平滑して得た直流電圧に応し、つまりはランプ
電流に応じてコンパレータＣＰ、の基準電圧を増加させ
るオペアンプ○Ｐ２及び抵抗Ｒで構成されたアンプＡ１
と、このアンプＡ１の出力が所定レベルに達したときに
コンパレータＣＰ２の基準電圧を抵抗Ｒ，２，Ｒ，，で
決まる一定電圧に固定するコンパレータＣＰ、とて補正
手段を構成しである。ここで、ダイオードＤ　７　、　
Ｄ　ｌｌは逆流阻止用である。第１０図が本実施例によ
るコンパレータＣＰ、の基準電圧の変化を示すもので、
始動期においてコンパレータＣＰ３でランプ電流が所定
レベルに達したことが検出されるまではアンプＡ１の出
力に応じてコンパレータＣＰ、の基準電圧が増加し、ラ
ンプ電流が所定レベルに達した時点でコンパレータＣＰ
、の基準電圧が固定されることを示す。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、少なくとも放電灯がグロー放電
がちアーク放電に移行しランプ電流が安定するまでの始
動過程において、発振停止回路でインバータ回路の発振
動作を停止するレベルよりもランプ電流を大きくする方
向にインバータ回路の動作を補正する補正手段を備えて
いるので２放電灯のランプ電流が減少する低温時におけ
る始動過程で発振停止回路が動作することを防止でき、
このため低温時における始動であっても放電灯を確実に
点灯させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本回路構成を示すブロック図、第２
［ｌｌは同上における補正手段の動作期間を示す説明図
、第３図は一実施例の具体回路図、第４図は同上の動作
説明図、第５区は他の実施例の具体回路図、第６図は同
上の要部動作の説明図、第７区は更に他の実施例の具体
回路図、第８図は同上の動作説明図、第９図はさらに他
の実施例の具体回路図、第１０図は同上の動作説明図、
第１１図乃至第１３図は従来の問題点の説明図である。 １はインバータ回路、３は制御回路、８は発振停止回路
、９はタイマ回路、１０はフィードバック回路、１１は
補正回路、ｌａは放電灯、Ｑ２はトランジスタ、Ｄ、は
ダイオードである。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第１図 第２ 図 Ｔ　　　　　１周 第４図 ＠６図 第８図 第１ｏ図 第１Ｉ図 第１２図 ｆＦ周 第１３図 時局

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯を高周波
   点灯すると共に、制御手段により放電灯への供給電力を
   制御して放電灯の調光点灯を可能としたインバータ回路
   と、ランプ電流が所定レベル以下の場合にインバータ回
   路の発振動作を停止させる発振停止回路とを備える放電
   灯点灯装置であつて、少なくとも放電灯がグロー放電か
   らアーク放電に移行しランプ電流が安定するまでの始動
   過程において、発振停止回路でインバータ回路の発振動
   作を停止するレベルよりもランプ電流を大きくする方向
   にインバータ回路の動作を補正する補正手段を備えて成
   ることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. （２）上記制御手段が少なくとも主スイッチング素子の
   オンデューティを変化させて出力制御を行うものである
   場合において、補正手段が主スイッチング素子のオンデ
   ューティを決定する制御手段の基準電圧レベルを変化さ
   せ、始動過程における発振停止回路でインバータ回路の
   発振動作を停止するレベルよりもランプ電流を大きくす
   る方向にインバータ回路の動作を補正して成ることを特
   徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. （３）上記補正手段が少なくとも始動過程におけるラン
   プ電流に応じて発振停止回路でインバータ回路の発振動
   作を停止するレベルよりもランプ電流を大きくする方向
   にインバータ回路の動作を補正して成ることを特徴とす
   る請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. （４）上記補正手段が始動過程においてランプ電流を安
   定期のランプ電流よりも大きくなるようにインバータ回
   路の動作を補正して成ることを特徴とする請求項１記載
   の放電灯点灯装置。
5. （５）直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯を高周波
   点灯すると共に、放電灯への供給電力を制御して放電灯
   の調光点灯を可能とする制御手段を有するインバータ回
   路と、ランプ電流が所定レベル以下の場合にインバータ
   回路の発振動作を停止させる発振停止回路とを備える放
   電灯点灯装置であって、少なくとも放電灯がグロー放電
   からアーク放電に至ってランプ電流が安定するまでの始
   動過程において、発振停止回路でインバータ回路の発振
   動作を停止するレベルよりもランプ電流を大きくする方
   向に発振停止回路の発振停止レベルを補正する補正手段
   を備えて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
6. （６）上記放電灯がＪＩＳ−Ｃ７６０１規格に準拠する
   片口金小形蛍光ランプであることを特徴とする請求項１
   乃至第５項記載の放電灯点灯装置。