JPH04251576A - 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】本発明は放電灯点灯装置に関し、
特に、ＨＩＤランプ等を点灯させるための放電灯点灯装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＨＩＤ（Ｈｉｇｈ　Ｉｎｔｅｎｓ
ｉｔｙ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプとしては、メタル
ハライドランプ、水銀ランプ及び高圧ナトリウムランプ
等が商品化されている。これらのＨＩＤランプにおいて
は、音響的共鳴現象を防止するために、通常点灯装置は
矩形波を採用している。

【０００３】図３はこのようなＨＩＤランプを点灯させ
る従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。

【０００４】商用交流電源１からの交流電源電圧は全波
ブリッジ整流回路２及び平滑コンデンサ３によって整流
されて、電子バラストとしての降圧型チョッパ４に与え
られる。降圧型チョッパ４はＦＥＴ５、ダイオード６及
びコイル７によって構成されており、整流された電源電
圧から所定電流の直流電流を発生する。この直流電流が
ＦＥＴＱ１　乃至Ｑ４　及び抵抗Ｒ１　乃至Ｒ８　によ
って構成されるブリッジインバータ８に与えられる。

【０００５】降圧型チョッパ４の正極性出力端はＦＥＴ
Ｑ１　のドレイン・ソース路及びＦＥＴＱ３　のドレイ
ン・ソース路を介して基準電位点に接続されると共に、
ＦＥＴＱ２　のドレイン・ソース路及びＦＥＴＱ４　の
ドレイン・ソース路を介して基準電位点に接続される。 ＦＥＴＱ１　のゲートとソースとの間には端子９，１０
に供給される制御信号が抵抗Ｒ１　，Ｒ２　によって分
圧されて与えられる。同様に、端子１１，１２、端子１
３，１４及び端子１５，１６にも夫々制御信号が与えら
れ、これらの制御信号は夫々抵抗Ｒ３　，Ｒ４　、抵抗
Ｒ５　，Ｒ６　及び抵抗Ｒ７　，Ｒ８　を介してＦＥＴ
Ｑ２　乃至Ｑ４　のゲートに与えられる。ＦＥＴＱ１　
，Ｑ２のソース相互間にはＨＩＤランプ１７が接続され
る。

【０００６】これらの制御信号は駆動回路１８から絶縁
ドライブトランス１９を介して供給されている。商用交
流電源１からの交流電源電圧は全波ブリッジ整流回路２
０及び平滑コンデンサ２１によって整流されて駆動回路
１８に与えられる。駆動回路１８は電源電圧から周波数
が５０乃至６０Ｈｚ　の矩形波を発生して、絶縁ドライ
ブトランス１９の１次巻線２２に与える。絶縁ドライブ
トランス１９の２次巻線２３，２６は１次巻線２２に対
して減極性であり、２次巻線２４，２５は１次巻線２２
に対して加極性である。２次巻線２３乃至２６に誘起す
る電圧は制御信号として夫々ＦＥＴＱ１　乃至Ｑ４　の
ゲートに与えられる。

【０００７】すなわち、ＦＥＴＱ１　，Ｑ４　は同時に
オンとなり、また、ＦＥＴＱ２　，Ｑ３　も同時にオン
となる。 ＦＥＴＱ１　，Ｑ４　とＦＥＴＱ２　，Ｑ３　とでオン
，オフが矩形波周期で切換わる。こうして、ＨＩＤラン
プ１７は、周波数が５０乃至６０Ｈｚ　の矩形波の定電
流が供給されて点灯する。

【０００８】また、図４に示す装置が採用されることも
ある。すなわち、駆動回路１８に供給される直流電圧の
正極性側は抵抗Ｒ９　を介して絶縁ドライブトランス２
７の１次巻線２８の中点にも与えられる。駆動回路１８
の正極性出力端と基準電位点との間の電圧が制御信号と
してＦＥＴＱ４　に与えられ、駆動回路１８の負極性出
力端と基準電位点との間の電圧が制御信号としてＦＥＴ
Ｑ３　に与えられる。２次巻線２３，２４は図３と同一
構成である。こうして、ＦＥＴＱ１　，Ｑ４　には同一
極性制御信号が与えられ、ＦＥＴＱ２　，Ｑ３　にも同
一極性制御信号が与えられる。また、ＦＥＴＱ１　，Ｑ
４　とＦＥＴＱ２　，Ｑ３　とは相互に極性が異なる制
御信号が与えられることになる。したがって、この図４
においても、図３と同様に、ＨＩＤランプ１７は矩形波
の定電流が供給されて点灯する。

【０００９】ところで、ＦＥＴＱ１　，Ｑ２　とＦＥＴ
Ｑ３　，Ｑ４　とではソース電位が異なるので、絶縁を
考慮して、制御信号を印加するためにトランスを採用し
ている。しかしながら、絶縁ドライブトランスは極めて
大きく、重量も重い。このため、設置に際して制限が多
く、取付けが比較的困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の放電灯点灯装置においては、絶縁を考慮して、比
較的大きく重量が重い絶縁ドライブトランスを使用しな
ければならず、装置が大型化してしまうという問題点が
あった。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、小型軽量に構成することができる放電灯点
灯装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る放電灯点灯
装置は、商用交流電源からの交流電圧を整流して直流電
圧を得る整流手段と、前記直流電圧から定電流を発生す
る定電流発生手段と、この定電流発生手段の正極性出力
端と基準電位点との間に並列接続される第１及び第３の
スイッチング素子から成る直列回路並びに第２及び第４
のスイッチング素子から成る直列回路を有するブリッジ
インバータと、前記第１及び第３のスイッチング素子の
接続点と前記第２及び第４のスイッチング素子の接続点
との間に接続される放電灯と、前記第３及び第４のスイ
ッチング素子に相互に位相が異なる制御信号を与えてオ
ン，オフ制御する駆動回路と、前記第１及び第２のスイ
ッチング素子をオンさせるためのオン電圧を供給する電
源回路と、前記第３及び第４のスイッチング素子のオン
，オフに基づいてオン，オフすることにより夫々前記第
１及び第２のスイッチング素子への前記電源回路からの
オン電圧の供給を阻止する第１及び第２のフォトカプラ
とを具備したものである。

【００１３】

【作用】本発明において、第３及び第４のスイッチング
素子は駆動回路によって交互にオン，オフする。第３の
スイッチング素子がオンすると、第１のフォトカプラに
よって電源回路からの第１のスイッチング素子へのオン
電圧の供給が阻止され、第１のスイッチング素子はオフ
となる。同様に、第４のスイッチング素子のオン期間に
は第２のスイッチング素子はオフとなる。すなわち、第
１及び第４のスイッチング素子は同時にオンし、第２及
び第３のスイッチング素子は同時にオンし、第１及び第
４のスイッチング素子と第２及び第３のスイッチング素
子とは交互にオンする。一方、ブリッジインバータには
定電流発生手段から定電流が供給されており、したがっ
て、放電灯は制御信号周期の矩形波の定電流が流れて点
灯する。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係る放電灯点灯装置の一実
施例を示す回路図である。

【００１５】商用交流電源１からの交流電源電圧は全波
ブリッジ整流回路２に与えられる。全波ブリッジ整流回
路２には並列に平滑コンデンサ３が接続されている。平
滑コンデンサ３の一端はスイッチング用のＦＥＴ５のド
レイン・ソース路を介してコイル７の一端に接続される
。ＦＥＴ５のゲートには駆動パルスが供給されており、
また、コイル７の一端はダイオード６を介して基準電位
点にも接続されている。これらのＦＥＴ５、ダイオード
６及びコイル７によって、電子バラストとして機能する
定電流発生手段としての降圧型チョッパ４が構成される
。

【００１６】降圧型チョッパ４の正極性出力端としての
コイル７の他端は、ブリッジインバータ３１の正極性入
力端としてのＦＥＴＱ１　，Ｑ２　のドレインに接続さ
れる。 ブリッジインバータ３１の正極性入力端と基準電位点と
の間にはＦＥＴＱ１　のドレイン・ソース路及びＦＥＴ
Ｑ３　のドレイン・ソース路が接続されると共に、ＦＥ
ＴＱ２　のドレイン・ソース路及びＦＥＴＱ４　のドレ
イン・ソース路が接続される。ＦＥＴＱ１　，Ｑ２　の
ソース相互間にはＨＩＤランプ１７が接続されている。

【００１７】本実施例においては、ＦＥＴＱ３　のゲー
トとソースとの間に抵抗Ｒ１１が接続され、ゲートには
抵抗Ｒ１２を介して駆動回路１８から制御信号が供給さ
れるようになっている。また、ＦＥＴＱ３　のゲートは
抵抗Ｒ１２，Ｒ１３及びフォトカプラの発光ダイオード
３２ａを介して基準電位点に接続されており、発光ダイ
オード３２ａはＦＥＴＱ３　をオンにするハイレベル（
以下、“Ｈ”という）の制御信号によって発光する。ま
た、同様に、ＦＥＴＱ４　のゲートとソースとの間には
抵抗Ｒ１４が接続されており、ゲートには駆動回路１８
から抵抗Ｒ１５を介して制御信号が供給される。また、
ＦＥＴＱ４　のゲートは抵抗Ｒ１５，Ｒ１６及びフォト
カプラの発光ダイオード３３ａを介して基準電位点に接
続されており、発光ダイオード３３ａはＦＥＴＱ４　を
オンにする“Ｈ”の制御信号によって発光する。なお、
駆動回路１８は周波数が５０乃至６０Ｈｚ　の定電圧の
矩形波を発生している。駆動回路１８はこの矩形波を夫
々抵抗Ｒ１２，Ｒ１５を介してＦＥＴＱ３　，Ｑ４　の
ゲートに相互に逆位相で与えている。

【００１８】一方、ＦＥＴＱ１　のゲートとソースとの
間には抵抗Ｒ１７及びフォトカプラのフォトトランジス
タ３２ｂが並列接続される。フォトトランジスタ３２ｂ
は発光ダイオード３２ａが発光することによってオンと
なる。ＦＥＴＱ１　のゲートは抵抗Ｒ１８，Ｒ１９及び
ダイオードＤ１　を介して電源電圧が供給されるように
なっている。すなわち、交流電源３５からの交流電圧は
全波ブリッジ整流回路３６に与えられる。全波ブリッジ
整流回路３６は交流電圧を整流する。全波ブリッジ整流
回路３６の正極性出力端と基準電位点との間には平滑コ
ンデンサ３７が接続されており、この正極性出力端には
定電圧の電源電圧が発生するようになっている。抵抗Ｒ
１８，Ｒ１９の接続点はコンデンサＣ１　及びツェナー
ダイオードＤ３　の並列回路を介してＦＥＴＱ１　のソ
ースに接続される。これにより、フォトトランジスタ３
２ｂのオフ期間にはＦＥＴＱ１　のゲートにはＦＥＴＱ
１　をオンにするためのオン電圧が供給されるようにな
っている。

【００１９】同様に、ＦＥＴＱ２　のゲートとソースと
の間には抵抗Ｒ２０及びフォトカプラのフォトトランジ
スタ３３ｂが並列接続される。フォトトランジスタ３３
ｂは発光ダイオード３３ａが発光することによってオン
となる。ＦＥＴＱ２　のゲートは抵抗Ｒ２１，Ｒ２２及
びダイオードＤ２　を介して全波ブリッジ整流回路３３
の正極性出力端から電源電圧が供給される。抵抗Ｒ２１
，Ｒ２２の接続点はコンデンサＣ２及びツェナーダイオ
ードＤ４　の並列回路を介してＦＥＴＱ２　のソースに
接続される。これにより、フォトトランジスタ３３ｂの
オフ期間にはＦＥＴＱ２　のゲートにはＦＥＴＱ２　を
オンにするためのオン電圧が供給されるようになってい
る。

【００２０】次に、このように構成された放電灯点灯装
置の動作について図２のタイミングチャートを参照して
説明する。図２（ａ）はＦＥＴＱ３　のゲートに供給さ
れる制御信号を示し、図２（ｂ）はＦＥＴＱ４　のゲー
トに供給される制御信号を示し、図２（ｃ）は発光ダイ
オード３２ａのオン，オフを示し、図２（ｄ）は発光ダ
イオード３３ａのオン，オフを示し、図２（ｅ）はフォ
トトランジスタ３２ｂのオン，オフを示し、図２（ｆ）
はフォトトランジスタ３３ｂのオン，オフを示している
。

【００２１】商用交流電源１からの交流電源電圧は全波
ブリッジ整流回路２及び平滑コンデンサ３によって整流
されて、降圧型チョッパ４に与えられる。ＦＥＴ５がオ
ンすることによりコイル７に電流が流れ、ＦＥＴ５がオ
フするとコイル７に蓄積されているエネルギによってコ
イル７からダイオード６を介して電流が流れる。こうし
て、降圧型チョッパ４の正極性出力端と基準電位点との
間に接続されたブリッジインバータ３１に定電流が供給
される。

【００２２】一方、駆動回路１８は定電圧の矩形波を発
生し、この矩形波を図２（ａ）に示す制御信号として抵
抗Ｒ１２を介してＦＥＴＱ３　のゲートに与えると共に
、この制御信号と位相が反転した制御信号（図２（ｂ）
）を抵抗Ｒ１５を介してＦＥＴＱ４　のゲートに与える
。これにより、ＦＥＴＱ３　，Ｑ４　は矩形波周期で交
互にオン，オフする。

【００２３】また、図２（ａ），（ｃ）に示すように、
“Ｈ”の制御信号がＦＥＴＱ３　に与えられることによ
り、発光ダイオード３２ａはオンとなる。そうすると、
フォトトランジスタ３２ｂもオンとなり、ＦＥＴＱ１　
のゲートにはオン電圧が供給されず、ＦＥＴＱ１　はオ
フとなる。逆に、図２（ｂ），（ｄ）に示すように、“
Ｈ”の制御信号がＦＥＴＱ４　に与えられることにより
、発光ダイオード３３ａはオンとなる。そうすると、フ
ォトトランジスタ３３ｂもオフとなりＦＥＴＱ２　のゲ
ートにはオン電圧が供給されず、ＦＥＴＱ２　はオフと
なる。すなわち、ＦＥＴＱ３　のオン期間にはＦＥＴＱ
１　はオフとなり、ＦＥＴＱ４　のオン期間にはＦＥＴ
Ｑ２　はオフとなる。

【００２４】逆に、ＦＥＴＱ３　のオフ期間には、発光
ダイオード３２ａはオフとなり、フォトトランジスタ３
２ｂもオフである。この期間には、ＦＥＴＱ１　のゲー
トには全波ブリッジ整流回路３６の正極性出力端からの
電源電圧がダイオードＤ１　を介して抵抗Ｒ１９，Ｒ１
８、コンデンサＣ１　及びツェナーダイオードＤ３　に
よってオン電圧に変換されて供給される。これにより、
ＦＥＴＱ１　はオンとなる。一方、ＦＥＴＱ４　のオフ
期間には、フォトトランジスタ３３ｂはオフである。し
たがって、全波ブリッジ整流回路３６の正極性出力端か
らの電源電圧はダイオードＤ２　を介して抵抗Ｒ２２，
Ｒ２１、コンデンサＣ２　及びツェナーダイオードＤ４
　によってオン電圧に変換されてＦＥＴＱ２　のゲート
に与えられる。これにより、ＦＥＴＱ２　はオンとなる
。

【００２５】すなわち、ＦＥＴＱ１　，Ｑ４　は同時に
オンとなり、ＦＥＴＱ２　，Ｑ３　は同時にオンとなり
、ＦＥＴＱ１　，Ｑ４　とＦＥＴＱ２　，Ｑ３　とは矩
形波周期で交互にオン，オフする。これにより、ＨＩＤ
ランプ１７には矩形波の定電流が与えられて点灯する。

【００２６】このように、本実施例においては、ソース
が基準電位点に接続されたＦＥＴＱ３　，Ｑ４　に直接
制御信号を供給してオン，オフ制御し、この制御信号に
よってオン，オフするフォトカプラを利用して、ＦＥＴ
Ｑ１　，Ｑ２　のオン，オフを制御しており、大きくて
重いトランスを使用する必要がなく、装置を著しく小型
軽量にすることができる。

【００２７】ところで、ＦＥＴＱ１　，Ｑ２　に供給す
るオン電圧を降圧型チョッパ４の正極性出力端から得る
ことも考えられる。しかしながら、そうすると、負荷変
動によってオン電圧が変化してしまう。特に、ＨＩＤラ
ンプにおいては、無負荷時においてランプ端子電圧が高
くなり、始動直後に瞬間的に負荷短絡状態となって電源
電圧が低下することがある。そうすると、ＦＥＴＱ１　
，Ｑ２　に与えるオン電圧も低下し、ＦＥＴＱ１　，Ｑ
２　はオフ状態となって、ＨＩＤランプは点灯しない。 これに対し、本実施例においては、ＦＥＴＱ１　，Ｑ２
　に供給するオン電圧は、ブリッジインバータ３１の電
源とは別個の電源、すなわち、負荷変動の影響を受けな
い交流電源３５、全波ブリッジ整流回路３６及び平滑コ
ンデンサ３７から成る電源から得ている。したがって、
負荷変動に拘らず、安定した動作が可能となるという利
点もある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、交
互にオン，オフする第３及び第４のスイッチング素子に
応じて、第１及び第２のフォトカプラが夫々第１及び第
２のスイッチング素子へのオン電圧の供給を阻止して、
第１乃至第４のスイッチング素子をオン，オフさせてい
るので、絶縁トランスを必要とせず、小型軽量に構成す
ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の一実施例を示す
回路図。

【図２】実施例の動作を説明するためのタイミングチャ
ート。

【図３】従来の放電灯点灯装置を示す回路図。

【図４】従来の放電灯点灯装置を示す回路図。

【符号の説明】

１…商用交流電源 ２…全波ブリッジ整流回路 ３…平滑コンデンサ ４…降圧型チョッパ １７…ＨＩＤランプ １８…駆動回路 ３２ａ，３２ｂ…フォトカプラ ３３ａ，３３ｂ…フォトカプラ Ｑ１　〜Ｑ４　…ＦＥＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　商用交流電源からの交流電圧を整流し
   て直流電圧を得る整流手段と、前記直流電圧から定電流
   を発生する定電流発生手段と、この定電流発生手段の正
   極性出力端と基準電位点との間に並列接続される第１及
   び第３のスイッチング素子から成る直列回路並びに第２
   及び第４のスイッチング素子から成る直列回路を有する
   ブリッジインバータと、前記第１及び第３のスイッチン
   グ素子の接続点と前記第２及び第４のスイッチング素子
   の接続点との間に接続される放電灯と、前記第３及び第
   ４のスイッチング素子に相互に位相が異なる制御信号を
   与えてオン，オフ制御する駆動回路と、前記第１及び第
   ２のスイッチング素子をオンさせるためのオン電圧を供
   給する電源回路と、前記第３及び第４のスイッチング素
   子のオン，オフに基づいてオン，オフすることにより夫
   々前記第１及び第２のスイッチング素子への前記電源回
   路からのオン電圧の供給を阻止する第１及び第２のフォ
   トカプラとを具備したことを特徴とする放電灯点灯装置
   。