JPH04269499A - 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、調光機能を有する放電
灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の放電灯点灯装置の回路図で
ある。以下、その回路構成について説明する。商用の交
流電源Ｖａｃの両端には、スイッチＳＷ１を介して整流
器ＤＢ、平滑用のコンデンサＣ１　が接続されている。 コンデンサＣ１　の両端には、主スイッチング素子たる
トランジスタＱ１　，Ｑ２　が直列接続され、各トラン
ジスタＱ１　，Ｑ２　にはそれぞれダイオードＤ２　，
Ｄ３　が逆並列接続されている。トランジスタＱ１　の
両端には、直流成分をカットするための結合コンデンサ
Ｃ３　と、負荷電流を帰還するための電流トランスＣＴ
１　とを介して、負荷回路Ｚが接続されている。負荷回
路Ｚは、インダクタＬ１　、コンデンサＣ４　及び放電
灯ＬａよりなるＬＣ共振回路にて構成されており、負荷
電流は振動電流となる。 この振動電流は電流トランスＣＴ１　の１次巻線ｎ１　
を介して流れる。したがって、電流トランスＣＴ１　の
２次巻線ｎ２　が帰還手段として使用され、一方のトラ
ンジスタＱ１　にのみ負荷回路Ｚの振動電流を帰還して
いる。抵抗Ｒ１　，Ｒ２　は、それぞれトランジスタＱ
１　，Ｑ２　のベース抵抗である。他方のトランジスタ
Ｑ２　は、図１０に示す制御回路により他励制御されて
いる。

【０００３】図９に示す放電灯点灯装置に用いる従来の
制御回路を図１０に示す。図９に示す回路と図１０に示
す回路は、端子ａ，ｂ，ｃで接続されている。ＩＣ１　
はトランジスタＱ２　をオン・オフ制御するための単安
定マルチバイブレータである。単安定マルチバイブレー
タＩＣ１　は汎用の集積回路（例えば、日本電気製μＰ
Ｄ４５３８）よりなり、立ち下がりトリガー入力端子Ｂ
がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化した後、一定
時間は出力端子ＱがＨｉｇｈレベル、反転出力端子Ｑ’
がＬｏｗレベルとなる。この従来例では、トランジスタ
Ｑ２　の両端電圧を抵抗Ｒ３　，Ｒ４　の直列回路で分
圧することにより検出し、端子ｂを介して単安定マルチ
バイブレータＩＣ１　のトリガー信号としている。単安
定マルチバイブレータＩＣ１　の出力端子ＱがＨｉｇｈ
レベルになる時間（出力端子Ｑ’がＬｏｗレベルになる
時間）は、抵抗Ｒ６　とコンデンサＣ６　の時定数で決
定される。出力端子Ｑは抵抗Ｒ９　を介して駆動用のト
ランジスタＱ４　のベースに接続され、出力端子Ｑ’は
、抵抗Ｒ１０を介して駆動用のトランジスタＱ５　のベ
ースに接続されている。整流器ＤＢの正極から端子ａ、
抵抗Ｒ５　、コンデンサＣ５　、整流器ＤＢの負極を介
する経路でコンデンサＣ５　を充電し、コンデンサＣ５
　の両端に直流電源Ｅ１　を得ている。 ツェナーダイオードＺＤ１　は、直流電源Ｅ１　を定電
圧にするものである。トランジスタＱ４　のコレクタは
直流電源Ｅ１　の正極に、トランジスタＱ５　のエミッ
タは直流電源Ｅ１　の負極に、それぞれ接続され、トラ
ンジスタＱ４　のエミッタとトランジスタＱ５　のコレ
クタは、端子ｃ、抵抗Ｒ２　を介してトランジスタＱ２
　のベースに接続されている。したがって、単安定マル
チバイブレータＩＣ１　はトランジスタＱ２　のオン時
間τ１　を決めるためのタイマー回路として動作する。

【０００４】次に、先行予熱時間を設定するタイマー回
路Ｔ１　を構成するコンパレータＩＣ２　（例えば、日
本電気製μＰＣ４５１）の正入力端子には、抵抗Ｒ１６
，Ｒ１７の各一端が接続され、それぞれの他端は直流電
源Ｅ１　の正極と負極に接続されている。また、コンパ
レータＩＣ２　の負入力端子には、抵抗Ｒ１８とコンデ
ンサＣ８　の各一端が接続され、それぞれの他端は、直
流電源Ｅ１　の正極と負極に接続されている。コンパレ
ータＩＣ２　の出力端Ａは抵抗Ｒ８　、ダイオードＤ５
　を介して抵抗Ｒ６　とコンデンサＣ６　の接続点に接
続されている。直流電源Ｅ１　の正極は、調光用スイッ
チＳＷ２　と抵抗Ｒ７　の直列回路よりなる調光回路Ｄ
の一端に接続され、調光回路Ｄの他端は、ダイオードＤ
４　を介して抵抗Ｒ６　、コンデンサＣ６　の接続点に
接続されている。

【０００５】次に、電源投入時、調光回路Ｄを一定時間
不動作にするタイマー回路Ｔ２　を構成するコンパレー
タＩＣ３　（例えば、日本電気製μＰＣ４５１）の正入
力端子には、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の各一端が接続され、
それぞれの他端は直流電源Ｅ１　の正極と負極に接続さ
れている。 また、コンパレータＩＣ３　の負入力端子には、抵抗Ｒ
１５とコンデンサＣ７　の各一端が接続され、それぞれ
の他端は、直流電源Ｅ１　の正極と負極に接続されてい
る。コンパレータＩＣ３　の出力端Ｂは抵抗Ｒ１１を介
してトランジスタＱ６　のベースに接続されている。ト
ランジスタＱ６　のコレクタは、調光回路Ｄの抵抗Ｒ７
　とダイオードＤ４　の接続点に接続され、エミッタは
、直流電源Ｅ１　の負極に接続されている。トランジス
タＱ６　のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ１２が並列接
続されている。

【０００６】この放電灯点灯装置は、電源スイッチＳＷ
１　をオンし、商用の交流電源Ｖａｃが印加されたとき
に、発振動作を開始するための起動回路ＳＴを備えてい
る。この起動回路ＳＴは電源投入によりコンデンサＣ２
　が抵抗Ｒ１９を介して充電され、その充電電圧が２端
子サイリスタＱ３　のブレークオーバー電圧に達すると
、２端子サイリスタＱ３　がオンし、トランジスタＱ２
　のベースに２端子サイリスタＱ３　を介してベース電
流を流して、トランジスタＱ２　を最初にオン動作させ
るものである。

【０００７】以下、上記回路の動作について説明する。 スイッチＳＷ１　を投入すると、整流器ＤＢ、コンデン
サＣ１　により整流・平滑された電圧がコンデンサＣ１
　の両端に発生し、起動回路ＳＴによりトランジスタＱ
２　がオンとなり、その両端電圧がＬｏｗレベルになる
ので、単安定マルチバイブレータＩＣ１　のトリガー入
力端子ＢはＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する
。これにより、単安定マルチバイブレータＩＣ１　はト
リガーされて、その出力端子ＱはＨｉｇｈレベル、出力
端子Ｑ’はＬｏｗレベルとなる。したがって、駆動用ト
ランジスタＱ４　はオン、トランジスタＱ５　はオフと
なり、電源投入と同時に得られる直流電源Ｅ１　からト
ランジスタＱ４　、抵抗Ｒ２　を通してトランジスタＱ
２　のベース電流が供給され、トランジスタＱ２　のオ
ン状態が維持される。トランジスタＱ２　がオンすると
、ダイオードＤ１　が導通して、コンデンサＣ２　は充
電されなくなるので、起動回路ＳＴは停止する。このと
き、電流トランスＣＴ１　の２次巻線ｎ２　はトランジ
スタＱ１　のベース・エミッタ間に逆バイアスの電圧を
印加するような極性に巻かれ、トランジスタＱ１　はオ
フ状態を維持する。

【０００８】次に、抵抗Ｒ６　，Ｒ７　，Ｒ８　、コン
デンサＣ６　で決まる所定時間ｔの経過後に、単安定マ
ルチバイブレータＩＣ１　の出力端子ＱはＬｏｗレベル
、出力端子Ｑ’はＨｉｇｈレベルとなり、トランジスタ
Ｑ４　はオフ、トランジスタＱ５　はオンとなる。この
ため、トランジスタＱ２　はオフ状態となる。トランジ
スタＱ２　がオフすると、トランジスタＱ２　のコレク
タ電流が減少することにより、電流トランスＣＴ１　の
２次巻線ｎ２は逆の誘起電圧を発生し、電流トランスＣ
Ｔ１　に流れる振動電流は同一方向に流れようとするの
で、ダイオードＤ２　が導通し、電流が流れる。また、
電流トランスＣＴ１　の２次巻線ｎ２　が逆の誘起電圧
を発生することにより、トランジスタＱ１　が順バイア
スされて、トランジスタＱ１　はオン状態となる。ダイ
オードＤ２　の電流がゼロになると、コンデンサＣ３　
の蓄積電荷を電源としてトランジスタＱ１　に電流が流
れる。このとき、電流トランスＣＴ１　のコアは飽和磁
束に向かって直線的に磁化される。やがて、コアが飽和
磁束に達すると、インダクタンスは急激にゼロの方向に
向かい、トランジスタＱ１　のコレクタ電流の時間変化
分は無限大となる。トランジスタＱ１　のコレクタ電流
がベース電流のｈｆｅ倍に達すると、トランジスタＱ１
は不飽和状態となり、電流トランスＣＴ１　の２次巻線
ｎ２　の誘起電圧は減少するから、帰還されるベース電
流が減少して、トランジスタＱ１　はオフする。トラン
ジスタＱ１　がオフした後も、電流トランスＣＴ１　の
１次巻線ｎ１　に流れる振動電流は同一方向に流れよう
とするので、ダイオードＤ３　が導通し、負荷回路Ｚ、
コンデンサＣ３　、コンデンサＣ１　の経路で電流が流
れる。ダイオードＤ３　が導通すると、トランジスタＱ
２　の両端電圧はゼロになるので、単安定マルチバイブ
レータＩＣ１　の立ち下がりトリガー入力端子ＢはＨｉ
ｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化し、単安定マルチバ
イブレータＩＣ１　の出力端子ＱはＨｉｇｈレベルにな
り、駆動用のトランジスタＱ４　がオンして、トランジ
スタＱ２　は順バイアスされる。ダイオードＤ３　に流
れる振動電流がゼロになった後は、コンデンサＣ１　、
コンデンサＣ３　、負荷回路Ｚ、トランジスタＱ２　の
経路でトランジスタＱ２　のコレクタ電流が流れる。以
下、上述の動作を繰り返すことにより、インバータの発
振動作が継続される。

【０００９】次に、始動時の動作について説明する。 ａ）調光用スイッチＳＷ２　がオフのとき（全点灯状態
）スイッチＳＷ１　が投入されると、起動回路ＳＴによ
りインバータ回路の発振動作が始まる。このとき、先行
予熱時間を設定するタイマー回路Ｔ１の出力Ａは、抵抗
Ｒ１８、コンデンサＣ８　の時定数と、抵抗Ｒ１６，Ｒ
１７の分圧比によって決定され、図２の信号Ａのように
、時間ｔ１　だけＨｉｇｈレベルになる。この時間ｔ１
　の間、単安定マルチバイブレータＩＣ１　の時定数は
抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ８　、コンデンサＣ６　で決定される
。このときは、放電灯Ｌａを点灯させないインバータ回
路の出力電圧に設定され、放電灯Ｌａを先行予熱する。 時間ｔ１　を過ぎると、単安定マルチバイブレータＩＣ
１　の時定数は抵抗Ｒ６　とコンデンサＣ６　の時定数
のみで決定され、全点灯状態となる。なお、タイマー回
路Ｔ２　のコンパレータＩＣ３　の出力Ｂを図２に示し
たが、調光用スイッチＳＷ２　はオフしているので、調
光回路Ｄを不動作にするタイマー回路Ｔ２　は、関与し
ない。このときの放電灯Ｌａに流れる電流Ｉは、図２に
示すような波形となっている。

【００１０】ｂ）調光用スイッチＳＷ２　がオンのとき
（調光点灯状態） スイッチＳＷ１　が投入されると、起動回路ＳＴにより
インバータ回路の発振動作が始まる。このとき、タイマ
ー回路Ｔ１　の出力Ａは、調光用スイッチＳＷ２　がオ
フのときと同じように、時間ｔ１　だけＨｉｇｈレベル
となる（図４の信号Ａ参照）。タイマー回路Ｔ２　のコ
ンパレータＩＣ３　の出力Ｂは、抵抗Ｒ１５、コンデン
サＣ７　の時定数と、抵抗Ｒ１３とＲ１４の分圧比によ
って決定され、図４の信号Ｂの一点鎖線で示す時間ｔ２
　’（＞ｔ１）だけＨｉｇｈレベルとなるように設定し
ている。よって、電源投入から時間ｔ２　’の間は、ト
ランジスタＱ６　がオンしているので、調光回路Ｄは動
作せず、時間（ｔ２　’−ｔ１　）の間はＦＵＬＬ点灯
（全点灯）状態となり、時間ｔ２　’後にＤＩＭ点灯（
調光点灯）状態となる。つまり、調光始動の場合は、電
源投入、先行予熱、ＦＵＬＬ点灯、ＤＩＭ点灯という順
序で制御されるものである。このとき、放電灯Ｌａに流
れる電流Ｉは図４の一点鎖線に示す動作波形となってい
る。なお、調光始動時に一度ＦＵＬＬ点灯状態に戻して
いるのは、インバータ回路の出力電圧を稼ぎ、放電灯Ｌ
ａを点灯維持させるためである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の図９及び図１０
に示す従来例にあっては、調光始動時、つまり調光用の
スイッチＳＷ２　がオン状態でスイッチＳＷ１　が投入
されたとき、電源投入、先行予熱、ＦＵＬＬ点灯、ＤＩ
Ｍ点灯という順序で動作する。ここで、低温時（例えば
、−１０度Ｃ）において、放電灯Ｌａを点灯維持させる
ためには、ＦＵＬＬ点灯の時間として図４に示す時間（
ｔ２　’−ｔ１　）が必要であるとすると、常温（２５
度Ｃ）においては、この時間（ｔ２　’−ｔ１　）より
も短い時間でも点灯維持が可能であるけれども、低温時
の調光始動を考慮すると、常温時においても、時間（ｔ
２　’−ｔ１　）という長い時間が必要となるという問
題があった。つまり、この時間（ｔ２　’−ｔ１）が短
いと、低温時の調光始動において放電灯Ｌａが点灯維持
できない場合があるので、常温時にはＦＵＬＬ点灯の時
間が不必要に長くなるという問題があった。

【００１２】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、低温時の調光始動
が可能で、常温時の調光始動において全点灯状態に戻す
時間を極力短くできる放電灯点灯装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る放電灯点灯
装置にあっては、上記の課題を解決するために、例えば
、図１の実施例に示すように、タイマー回路Ｔ２　にお
いて充電時定数を決定する抵抗Ｒ１５に温度特性を有す
る抵抗体Ｒｔｈを直列的に介挿することにより、低温時
の調光始動時に全点灯状態に戻す時間を常温時よりも長
くし、常温時の調光始動時に全点灯状態に戻す時間を出
来るだけ短くしたものである。

【００１４】

【作用】本発明にあっては、このように調光始動におい
て、周囲温度に応じてタイマー回路Ｔ２　の動作時間を
可変設定できるので、従来のように、低温時と常温時の
タイマー回路Ｔ２　の動作時間が同じである場合に比べ
ると、常温時の調光始動時に全点灯状態に戻す時間が長
くなるということがない。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に用いる制御回路
の回路図である。放電灯点灯装置の主回路の構成につい
ては、図９に示す従来例と同様である。また、図１に示
す制御回路の主要な構成については図１０に示す従来例
と同じであるので、同一の機能を有する部分には同一の
符号を付して重複する説明は省略する。本実施例にあっ
ては、タイマー回路Ｔ２　の抵抗Ｒ１５と直列に負温度
特性の抵抗体Ｒｔｈを挿入している。すなわち、調光始
動時（スイッチＳＷ２　がオンでスイッチＳＷ１　を投
入したとき）において、調光回路Ｄの調光機能を不動作
にする時間は、充電時定数ｔ０　＝Ｃ７　×（Ｒ１５＋
Ｒｔｈ）、及び抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の分圧比によって決
まるので、（Ｒ１５＋Ｒｔｈ）に図３に示すような温度
特性を持たせる。これにより、調光機能を不動作にする
時間ｔ（＝ｔ２　〜ｔ２　’）からタイマー回路Ｔ１　
で決まる先行予熱時間ｔ１　を引いた時間（ｔ−ｔ１　
）は図６の特性■に示すように温度に対応して変化させ
ることができる。その理由は、２５度Ｃにおける充電時
定数ｔ０　は、−１０度Ｃにおける充電時定数ｔ０　よ
りも小さいからである。

【００１６】図４は、調光始動時におけるタイマー回路
Ｔ１　のコンパレータＩＣ２　の出力信号Ａと、タイマ
ー回路Ｔ２　のコンパレータＩＣ３　の出力信号Ｂ、及
び放電灯Ｌａに流れる電流ＩのスイッチＳＷ１　投入か
らＤＩＭ点灯（調光点灯）状態になるまでの時間経緯を
示す波形図である。

【００１７】図５からも分かるように、調光始動時にお
いて、ＦＵＬＬ点灯状態に戻る時間は、常温時（２５度
Ｃ）は実線■で示すように（ｔ２　−ｔ１　）、低温時
（−１０度Ｃ）は一点鎖線■で示すように（ｔ２　’−
ｔ１　）と、常温時よりも長くなる。そして、低温時の
調光始動時に放電灯Ｌａが立ち消えしない温度の時間（
ｔ２　’−ｔ１　）を設定することにより、常温時の調
光始動時にＦＵＬＬ点灯状態に戻る時間（ｔ２　−ｔ１
　）は従来例よりも短くなる。

【００１８】図７及び図８は本発明の第２及び第３の実
施例の部分回路図であり、タイマー回路Ｔ２　の一部を
示している。図７の実施例にあっては、抵抗Ｒ１４と直
列に負温度特性の抵抗体Ｒｔｈを挿入し、図８の実施例
にあっては、抵抗Ｒ１３と直列に正温度特性の抵抗体Ｒ
ｔｈを挿入している。すなわち、タイマー回路Ｔ２　の
抵抗Ｒ１３と抵抗（Ｒ１４＋Ｒｔｈ）の分圧比あるいは
抵抗（Ｒ１３＋Ｒｔｈ）と抵抗Ｒ１４の分圧比を周囲温
度に対応して変化させるものである。その他の構成及び
動作については、第１の実施例と同じである。

【００１９】なお、調光始動時においてＦＵＬＬ点灯状
態に戻す時間と周囲温度の関係は、図６の特性■、■に
示すように変化させても良く、必ずしも特性■のように
滑らかな直線的に変化させる必要は無い。また、タイマ
ー回路Ｔ１　は必ずしも必要ではない。

【００２０】最後に、従来回路と本実施例回路について
、常温時（２５度Ｃ）におけるタイマー回路Ｔ２　の出
力ＢがＨｉｇｈレベルになる時間を同じとしたとき、調
光始動時の周囲温度が２５度Ｃと−１０度Ｃの場合の放
電灯点灯の可否を比較実験した結果を表１に示す。実験
に使用した放電灯は、松下電器産業製ＦＬＲ４０Ｓ／Ｍ
−Ｘであり、表中のデータｎ／ｍは、ｎ＝点灯した本数
、ｍ＝試料数を意味している。

【００２１】

【表１】

【００２２】この結果からも分かるように、低温時の調
光起動は、ＦＵＬＬ点灯状態に戻す時間が長いほど、始
動特性が良くなることは明らかである。

【００２３】

【発明の効果】本発明の放電灯点灯装置にあっては、調
光始動機能を有するインバータ式の放電灯点灯装置にお
いて、始動時に調光機能を一定時間不動作にするタイマ
ー回路の動作時間を周囲温度に応じて可変としたから、
常温時に調光機能が不動作となる時間を従来例に比べる
と、短くすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に用いる制御回路の回路
図である。

【図２】本発明の第１の実施例の全点灯始動時の動作波
形図である。

【図３】本発明の第１の実施例に用いる抵抗の温度特性
を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施例の調光始動時の動作波形
図である。

【図５】本発明の第１の実施例の動作説明図である。

【図６】本発明の第１の実施例に用いるタイマー回路の
温度特性を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施例の主要部分の回路図であ
る。

【図８】本発明の第３の実施例の主要部分の回路図であ
る。

【図９】従来の放電灯点灯装置の主回路の回路図である
。

【図１０】従来の放電灯点灯装置の制御回路の回路図で
ある。

【符号の説明】

Ｔ１　　　　　先行予熱用のタイマー回路Ｔ２　　　　
　調光始動用のタイマー回路Ｒｔｈ　　　　温度特性を
有する抵抗体ＳＷ１　　　　　電源スイッチ ＳＷ２　　　　　調光スイッチ Ｇ　　　　　　インバータ回路 Ｌａ　　　　放電灯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　直流電源と、この直流電源に接続され
   て放電灯に高周波電圧を印加する調光機能付きのインバ
   ータ回路と、電源投入時に一定時間調光機能を不動作と
   するタイマー回路とを有する放電灯点灯装置において、
   周囲温度の高／低に対応して前記タイマー回路の動作時
   間を短／長に変化させる手段を設けたことを特徴とする
   放電灯点灯装置。