JPH04223098A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィラメントを有する
熱陰極型の放電灯を点灯するための放電灯点灯装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＣ共振を用いた高周波点灯式の
放電灯点灯装置において、その動作周波数を変化させて
、負荷である放電灯を調光することが提案されている。 このような点灯装置においては、放電灯を流れる電流が
大きい場合は、そのフィラメント加熱電流を少なく、ま
た、放電灯を流れる電流が少ない場合は、そのフィラメ
ント加熱電流を多くすることが放電灯の寿命の面から要
求される。これは、放電灯を流れる電流が多い場合、そ
の放電管内を流れる電子が多く、それだけフィラメント
に衝突する電子が多くなるので、フィラメントが加熱さ
れ、フィラメント加熱電流が少なくて良いという理由に
基づく。また、放電灯を流れる電流が少ない場合は、そ
の逆の理由でフィラメント加熱電流が多く必要である。

【０００３】さて、このようなフィラメント加熱制御を
特に専用のスイッチング素子等を用いずに行うために、
従来、図１０に示すような共振予熱方式を用いた点灯装
置が提案されている。この点灯装置において、高周波矩
形波発生回路２は、商用電源Ｖｓを高周波の交流矩形波
に変換する回路であり、その発振周波数ｆは、動作周波
数制御回路３によって決定される。そして、放電灯１に
流れる電流は、インダクタＬ１　とコンデンサＣ１　よ
りなる共振系Ｋ１　と、その発振周波数ｆにより決定さ
れ、放電灯１のフィラメント負荷に流れる電流は、イン
ダクタＬ１　とコンデンサＣ２　によって決まる共振系
Ｋ２　と、その発振周波数ｆによって決定される。各共
振系Ｋ１　，Ｋ２　の共振カーブを図１１に示す。図中
、ｆ１　，ｆ２　はそれぞれ共振系Ｋ１　，Ｋ２　の共
振周波数であり、動作周波数ｆはｆ１　＜ｆ＜ｆ２　と
なるように設定する。このように設定すれば、動作周波
数ｆを高めると、ランプ負荷に流れる電流は減るが、フ
ィラメント負荷に流れる電流は増加することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような共振予熱方式の点灯装置では、フィラメント電流
の大きな変化が得られないという欠点があった。図１２
は、全点灯時のランプ電流Ｉａ１　とフィラメント電流
Ｉｆ１　、及び調光時のランプ電流Ｉａ２　　とフィラ
メント電流Ｉｆ２　の波形を示す。この図に示すように
、全点灯時のフィラメント電流Ｉｆ１　にも調光時のフ
ィラメント電流Ｉｆ２　にも休止区間は無く、その実効
値は大きくは変化しない。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、フィラメント電流
を大幅に変化させることが可能なフィラメント加熱回路
を備える放電灯点灯装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の放電灯点灯装置
においては、上記の課題を解決するために、図１に示す
ように、所定の電圧レベルで飽和する交流電圧源により
コンデンサＣ３　，Ｃ４　を直列的に介して放電灯１の
フィラメントＡ，Ｂを加熱するフィラメント加熱回路を
有することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明にあっては、フィラメントＡ，Ｂを正弦
波交流電源により加熱するのではなく、所定の電圧レベ
ルで飽和する交流電圧源によりコンデンサＣ３　，Ｃ４
　を直列的に介して加熱するようにしたので、交流電圧
が飽和している区間では、フィラメント加熱電流が休止
し、交流電圧が変化している区間でのみフィラメント加
熱電流が流れる。したがって、本発明では、交流電圧の
周波数が変化すると、フィラメント加熱電流の休止区間
が変化することになり、フィラメント加熱電流は大きく
変化する。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。放電灯１に
は、高周波矩形波発生回路２で発生した電流をインダク
タＬ１　とコンデンサＣ１　により共振させて、高周波
正弦波電流を流している。トランスＴ１　は１次側巻数
ｎ１　と２次側巻数ｎ２　の比率で決定される２次電圧
を２次側に供給する、いわゆる定電圧トランスである。 一般に、この種のトランスでは、１次側と２次側の結合
度を良くするために、磁心にはギャップを設けないよう
に構成されている。ただし、現実には結合度が１である
トランスを作ることは不可能なため、完全な定電圧トラ
ンスでなくても良いことは言うまでもない。また、コン
デンサＣ３　，Ｃ４　は通常の共振用コンデンサと比較
すると、大きな電気容量を有するものであり、事実上、
フィラメント電流は共振電流とならないものとする。

【０００９】以上のような構成とすることにより、トラ
ンスＴ１　の２次側には高周波の矩形波電圧が現れる。 まず、ａ点の電位がｂ点よりも高い場合を考えると、最
初、フィラメントＡにはフィラメント抵抗Ｒにより制限
された電流が流れる。しかし、それと同時にコンデンサ
Ｃ４　に電荷が蓄えられる。そして、コンデンサＣ４　
のｃ点側の電位がトランスＴ１　の２次側のａ点と同じ
になると、電流は流れなくなり、フィラメント加熱電流
は流れなくなる。次に、極性が反転し、ｂ点の電位がａ
点より高くなると、まず、コンデンサＣ４　に蓄えられ
た電荷が放出されるため、先の場合と逆の向きにフィラ
メント電流が流れ、次にトランスＴ１　よりコンデンサ
Ｃ４　のｄ点の電位がトランスＴ１　の２次側のｂ点と
同じになるまで電流が流れることとなる。以上の説明は
フィラメントＡに流れるフィラメント電流について述べ
たが、フィラメントＢに流れるフィラメント電流につい
ても同様である。

【００１０】さて、本発明では、以上述べたようにフィ
ラメント電流が流れる区間と、流れない区間とがあるた
め、これを利用して大きなフィラメント電流変化幅を持
たせることができる。すなわち、電流の流れる区間は一
定であるため、周波数を高くすると、電流の流れない区
間は短くなり、その実効値は大きくなる。逆に周波数を
低くすると、電流の流れない区間は長くなり、その実効
値は小さくなる。

【００１１】この動作を図２及び図３に示す。図２は動
作周波数が低周波である場合、図３は動作周波数が高周
波である場合について、トランスＴ１　の２次側電圧Ｖ
ａｂ、コンデンサＣ４　の両端電圧Ｖｃｄ、フィラメン
ト加熱電流Ｉｆをそれぞれ示している。動作周波数が高
周波である場合（図３）のフィラメント加熱電流Ｉｆの
実効値は、動作周波数が低周波である場合（図２）の約
１．５倍となっている。このように、本発明を利用すれ
ば、動作周波数の変化に対するフィラメント電流の変化
幅を大きくすることが可能となる。

【００１２】本発明の他の実施例を図４に示す。まず、
図４の回路動作を簡単に説明する。商用交流電源Ｖｓは
ダイオードブリッジＤＢにより全波整流され、電解コン
デンサＣ０　により平滑されて、直流電圧に変換される
。 そして、パワーＭＯＳＦＥＴより成るスイッチング素子
Ｑ１　，Ｑ２　は制御回路Ｓにより交互にＯＮ／ＯＦＦ
状態を高周波で繰り返す、いわゆるインバータ発振動作
を行っている。スイッチング素子Ｑ１　がＯＮのときに
は電解コンデンサＣ０　を電源として、スイッチング素
子Ｑ１　、コンデンサＣ５　、インダクタＬ１　、コン
デンサＣ１　及び放電灯１の経路で電流が流れ、スイッ
チング素子Ｑ２　がＯＮのときにはコンデンサＣ５　を
電源として、スイッチング素子Ｑ２　、コンデンサＣ１
　及び放電灯１、インダクタＬ１　の経路で電流が流れ
る。

【００１３】ここで、コンデンサＣ５　は電源用のコン
デンサであるため、比較的電気容量の大きいものを用い
る。また、インダクタＬ１　は、放電灯１に流れる電流
を制限するものであり、さらに、コンデンサＣ１　と共
振させることにより、放電灯１に高周波正弦波電力を供
給するものである。さて、トランスＴ１　及びコンデン
サＣ３　，Ｃ４　は図１で示したものと同様のものであ
る。トランスＴ１　の１次巻線側の両端電圧Ｖ１　の波
形を図５に示す。コンデンサＣ５　の容量やスイッチン
グ素子Ｑ１　，Ｑ２　の同時ＯＦＦ区間等の関係もある
が、ほぼ矩形波高周波電圧波形が現れる。このため、図
１の実施例について説明したように、制御回路Ｓにより
スイッチング素子Ｑ１　，Ｑ２　の動作周波数を高くし
て放電灯１を調光した場合、フィラメント加熱電流を大
きくすることが可能となる。

【００１４】ところで、本発明では、図１や図４の実施
例で説明したような高周波矩形波を用いる必要性は特に
無く、要するに、交流電圧で且つ所定の電圧レベルで飽
和するような電圧であれば、本発明の効果は得られる。 また、放電灯も交流で点灯するものに限らず、直流で点
灯させる直流放電灯であっても構わない。例えば、光放
射電子管の点灯装置に本発明を適用した実施例を図６に
示す。本実施例では、交流飽和電圧発生回路４により所
定の電圧レベルで飽和する交流電圧を発生させ、この交
流飽和電圧Ｖ４　をコンデンサＣ７　を介して光放射電
子管１０のフィラメントに供給している。また、矩形波
発生回路２が発生する矩形波電圧はインダクタＬ２　を
介してトランスＴ２　の１次側に印加されており、トラ
ンスＴ２　の２次側に発生する矩形波電圧はダイオード
Ｄ１　，Ｄ２　により全波整流され、コンデンサＣ６　
により平滑されて、光放射電子管１０に直流電力が供給
される。

【００１５】図６に示す実施例の動作波形を図７及び図
８に示す。図７は全点灯時、図８は調光時について、そ
れぞれランプ電流Ｉａ、交流飽和電圧Ｖ４　及びフィラ
メント電流Ｉｆを示している。

【００１６】なお、本発明では、図９に示すように、同
一の実効値を持つ通常の正弦波のフィラメント電流Ｉｓ
と比べると、休止区間を有するフィラメント電流Ｉｆの
波高値は高くなっている。このことは、フィラメント両
端間電圧のピーク値を高くすることとなるため、放電灯
の始動性が向上するという効果もある。

【００１７】

【発明の効果】本発明の放電灯点灯装置によれば、所定
の電圧レベルで飽和する交流電圧源によりコンデンサを
直列的に介して放電灯のフィラメントを加熱するフィラ
メント加熱回路を有するものであるから、交流電圧源の
周波数を変えることにより、フィラメントに流れる予熱
電流の休止区間の長さを変えることができ、これにより
広い範囲で予熱電流を変化させることができるという効
果がある。また、その予熱電圧波形のピーク値が高いた
め、放電灯の始動性向上という副次的な効果も得られる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】本発明の一実施例の低周波動作時の動作波形図
である。

【図３】本発明の一実施例の高周波動作時の動作波形図
である。

【図４】本発明の他の実施例の回路図である。

【図５】本発明の他の実施例の動作波形図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例の回路図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例の全点灯時の動作波
形図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例の調光時の動作波形
図である。

【図９】従来例と本発明の予熱電流波形を示す波形図で
ある。

【図１０】従来例の回路図である。

【図１１】従来例の共振特性を示す特性図である。

【図１２】従来例の動作波形図である。

【符号の説明】

１　　　　　　放電灯 ２　　　　　　高周波矩形波発生回路 Ａ　　　　　　フィラメント Ｂ　　　　　　フィラメント Ｃ１　　　　　コンデンサ Ｃ３　　　　　コンデンサ Ｃ４　　　　　コンデンサ Ｌ１　　　　　インダクタ Ｔ１　　　　　トランス Ｖｓ　　　　商用交流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の電圧レベルで飽和する交流電圧
   源によりコンデンサを直列的に介して放電灯のフィラメ
   ントを加熱するフィラメント加熱回路を有することを特
   徴とする放電灯点灯装置。