JPH04322095A - 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、インバータ回路を使用
した放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の放電灯点灯装置としては図２に
示すものが知られている。これは交流電源１に全波整流
ダイオードブリッジ回路２を介して平滑コンデンサ３を
接続し、その平滑コンデンサ３に自励式の１石式電圧共
振型インバータ回路４を接続している。

【０００３】インバータ回路４は、共振用コンデンサ５
と出力トランス６との並列回路とスイッチングトランジ
スタ７を直列に接続し、出力トランス６の両端間にカレ
ントトランス８の１次巻線及びチョークコイル９を直列
に介して放電灯１０の各フィラメント電極の一端を接続
している。なお、放電灯１０の各フィラメント電極の他
端間には始動コンデンサ１１が接続されている。

【０００４】カレントトランス９の２次巻線はコンデン
サ１２を介してスイッチングトランジスタ７のベース、
エミッタに接続されている。スイッチングトランジスタ
７のベース、エミッタにはまた抵抗１３とダイオード１
４との直列回路が接続されている。スイッチングトラン
ジスタ７のベースと平滑コンデンサ３の正極端子との間
に起動抵抗１５が接続されている。

【０００５】この回路においては、電源１が投入される
と、起動抵抗１５を介してトランジスタ７のベースに電
流が流れそのトランジスタ７がオンされる。これにより
出力トランス６並びに放電灯１０のフィラメント電極、
始動コンデンサ１１、チョークコイル９及びカレントト
ランス８の１次巻線の負荷回路に電流が流れる。そして
カレントトランス８の２次巻線に発生する電圧によりト
ランジスタ７のベースに電流が正帰還され、コンデンサ
１２が充電されつつトランジスタ７はオン状態を保持す
る。その後この振動性のベース電流が逆方向に流れるよ
うになり、トランジスタ７は急速にターンオフする。こ
れにより出力トランス６と共振用コンデンサ５で構成さ
れるタンク回路に蓄えられた電気エネルギーが共振し、
負荷回路に共振電流が流れる。そしてこの共振電流によ
りカレントトランス８の２次巻線に電圧が発生し、電流
がカレントトランス８の２次巻線からコンデンサ１２、
抵抗１３、ダイオード１４を介して流れ、トランジスタ
７のオフ状態を保持する。その後トランジスタ７のベー
スに正帰還電流が流れるようになりトランジスタ７は再
びタ−ンオンする。

【０００６】以降この動作が繰り返され、放電灯１０の
各フィラメント電極には始動コンデンサ１１を介して高
周波の共振電流が流れると同時にその始動コンデンサ１
１の両端間に高電圧が発生し、放電灯１０は始動点灯さ
れる。

【０００７】このような放電灯点灯装置では、インバー
タ回路４への入力直流電圧は平滑コンデンサ３により略
完全平滑されており、このため放電灯１０のランプ電流
の休止区間がなく、ランプ発光効率が最大となる利点が
ある。しかしながら交流電源１の入力力率が低力率とな
る問題があった。

【０００８】この問題を解決する、すなわち入力力率を
高力率とし、しかもランプ発光効率をできるだけ低下さ
せない方法として、インバータ回路４への入力直流電圧
波形を部分的に平滑する部分平滑方式が知られている。 例えばショットニー分圧型整流回路を応用したコンデン
サ２分割方式を使用した例として図３に示すものが知ら
れている。

【０００９】これは全波整流ダイオードブリッジ回路２
の出力端子に第１の平滑コンデンサ１６、アノードを正
極側にしたダイオード１７及び第２の平滑コンデンサ１
８の直列回路を並列に接続し、前記第１の平滑コンデン
サ１６とダイオード１７との直列回路にダイオード１９
をそのカソードを正極側にして並列に接続し、前記ダイ
オード１７と第２の平滑コンデンサ１８の直列回路にダ
イオード２０をそのカソードを正極側にして並列に接続
して直流電源を形成している。そしてこの直流電源にイ
ンバータ回路４を接続している。

【００１０】このような直流電源を使用した場合、交流
電源波形が図４の（ａ）　に示す波形であるのに対して
、直流電源からの出力電圧波形は図４の（ｂ）　に示す
ようになる。この図４の（ｂ）　の波形において部分平
滑された区間を含む区間をＡ区間、それ以外の区間をＢ
区間として示している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの部分平滑方
式を採用したものでは、定格ランプ電圧が高い放電灯ほ
どＡ区間において放電維持が困難となり、放電灯１０が
立消えしたり、始動コンデンサ１１に共振電流が流れる
ようになってトランジスタ７のスイッチング損失が増加
する問題があった。

【００１２】そこで本発明は、高いランプ発光効率が得
られるとともに入力力率を高力率にでき、また高い電圧
を放電灯に印加できてランプの立消えやスイッチング素
子のスイッチング損失の増加を防止でき、しかも小形化
を図ることができる放電灯点灯装置を提供しようとする
ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源に接
続された全波整流ダイオードブリッジ回路と、スイッチ
ング素子を設けた１石式インバータ回路と、このインバ
ータ回路の出力端子に接続された放電灯と、ダイオード
ブリッジ回路の出力端子間に第１のダイオードを順方向
に介し、さらにインバータ回路のスイッチング素子を介
して接続されたチョークコイルと、ダイオードブリッジ
回路の出力端子間にチョークコイルを介し、さらに第２
のダイオードを順方向に介して接続され、インバータ回
路に電力を供給するた平滑コンデンサを設けたものであ
る。

【００１４】

【作用】スイッチング素子がオンすると全波整流ダイオ
ードブリッジ回路から第１のダイオード、チョークコイ
ル、スイッチング素子を介して電流が流れ、チョークコ
イルに電磁エネルギーが蓄えられる。そしてスイッチン
グ素子がオフするとチョークコイルに蓄えられた電磁エ
ネルギーが第２のダイオードを介して平滑コンデンサに
放出される。こうして平滑コンデンサには入力直流電圧
にチョークコイルからの電磁エネルギーが重畳され完全
平滑で昇圧される。そしてこの平滑コンデンサからイン
バータ回路に電力が供給される。

【００１５】

【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。

【００１６】図１に示すように交流電源２１に全波整流
ダイオードブリッジ回路２２の入力端子を接続している
。前記ダイオードブリッジ回路２２の出力端子に第１の
チョークコイル２３及び第１のダイオード２４を直列に
介して自励式の１石式電圧共振型インバータ回路２５の
スイッチング素子であるＮＰＮ形トランジスタ２６を並
列に接続している。また前記ダイオードブリッジ回路２
２の出力端子に前記第１のチョークコイル２３及び第２
のダイオード２７を直列に介して平滑コンデンサ２８を
並列に接続している。

【００１７】前記インバータ回路２５は前記平滑コンデ
ンサ２８の両端に前記トランジスタ２６を介して共振用
コンデンサ２９と出力トランス３０との並列回路を接続
し、かつ前記トランジスタ２６にダイオード３１をその
カソードをトランジスタ２６のコレクタ側にして並列に
接続している。前記トランジスタ２６のベース、エミッ
タ間にダイオード３２と抵抗３３との直列回路を、その
ダイオード３２のカソードをトランジスタ２６のベース
側にして接続している。前記トランジスタ２６のベース
、コレクタ間に起動抵抗３４を接続している。

【００１８】前記インバータ回路２５の出力端子、すな
わち前記出力トランス３０の両端に第２のチョークコイ
ル３５及びカレントトランス３６の１次巻線を介して放
電灯３７の各フィラメント電極の一端を接続している。 そして前記放電灯３７の各フィラメント電極の他端間に
始動コンデンサ３８を接続している。前記カレントトラ
ンス３６の２次巻線をコンデンサ３９を介して前記トラ
ンジスタ２６のベース、エミッタに接続している。

【００１９】このような構成の実施例においては、電源
２１が投入されると、ダイオードブリッジ回路２２から
の全波整流電圧が第１のチョークコイル２３、第１のダ
イオード２４及び起動抵抗３４を介してトランジスタ２
６のベース、エミッタ間に印加されトランジスタ２６の
ベースにベース電流が流れる。これによりトランジスタ
２６はオンされる。またダイオードブリッジ回路２２か
らの全波整流電圧が第１のチョークコイル２３及び第２
のダイオード２７を介して平滑コンデンサ２８に印加さ
れ充電される。

【００２０】トランジスタ２６がオンすると、出力トラ
ンス３０並びに第２のチョークコイル３５、放電灯３７
の各フィラメント電極、始動コンデンサ３８、カレント
トランス３６の１次巻線の負荷回路に電流が流れる。そ
してカレントトランス３６の２次巻線に発生する電圧に
よりトランジスタ２６のベースに電流が正帰還され、コ
ンデンサ３９が充電されつつトランジスタ２６はオン状
態を保持する。また第１のチョークコイル２３、第１の
ダイオード２４及びトランジスタ２６を介して電流が流
れ、第１のチョークコイル２３に電磁エネルギーが蓄え
られる。

【００２１】その後カレントトランス３６の２次巻線に
流れる振動性の電流が逆方向に流れるようになり、トラ
ンジスタ２６は急速にターンオフする。これにより第１
のチョークコイル２３に蓄えれた電磁エネルギーが第２
のダイオード２７、平滑コンデンサ２８、ダイオードブ
リッジ回路２２のダイオードを介して放出され平滑コン
デンサ２８の充電レベルが昇圧される。すなわち平滑コ
ンデンサ２８には入力直流電圧に第１のチョークコイル
２３に蓄えれた電磁エネルギーが重畳され完全平滑で昇
圧される。

【００２２】一方、トランジスタ２６がオフすると、出
力トランス３０と共振用コンデンサ２９で構成されるタ
ンク回路に蓄えられた電気エネルギーが共振し、負荷回
路に共振電流が流れる。そしてこの共振電流によりカレ
ントトランス３６の２次巻線に電圧が発生し、電流がカ
レントトランス３６の２次巻線からコンデンサ３９、抵
抗３３、ダイオード３２を介して流れ、トランジスタ２
６はオフ状態が保持される。その後共振電流によりトラ
ンジスタ２６のベースに正帰還電流が流れるようになり
トランジスタ２６は再びタ−ンオンされる。

【００２３】以降この動作が繰り返され、放電灯３７の
各フィラメント電極には始動コンデンサ３８を介して高
周波の共振電流が流れると同時にその始動コンデンサ３
８の両端間に高電圧が発生し、放電灯３７は始動点灯さ
れる。

【００２４】このように第１のチョークコイル２３、第
１、第２のダイオード２４，２７、トランジスタ２６に
よって昇圧型チョッパ回路が形成されて平滑コンデンサ
２８の充電電圧を昇圧させるので、放電灯３７に対して
常に高い電圧を印加でき、放電灯３７が立消えになった
り、それにより始動コンデンサ３８に共振電流が流れて
トランジスタ２６のスイッチング損失が増大するという
問題は発生しない。またチョッパ回路の作用により入力
力率は高力率となる。また平滑コンデンサ２８により完
全平滑された電圧がインバータ回路２５に印加されるの
で、放電灯３７のランプ発光効率は高い効率となる。

【００２５】またランプ発光効率を高めることができる
ので、ランプ電流を低減でき、出力トランス３０や第２
のチョークコイル３５として電流容量の小さなものが使
用でき小形化を図ることができる。さらにインバータ回
路２５のトランジスタ２６を昇圧型チョッパ回路のスイ
ッチング素子にも兼用しているので使用するトランジス
タは１個でよい。

【００２６】なお、前記実施例では第１のチョークコイ
ル２３をダイオードブリッジ回路２２の出力端子の正極
側に介挿したが必ずしもこれに限定されるものではなく
、出力端子の負極側に介挿したものであってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
いランプ発光効率が得られるとともに入力力率を高力率
にでき、また高い電圧を放電灯に印加できてランプの立
消えやスイッチング素子のスイッチング損失の増加を防
止でき、しかも小形化を図ることができる放電灯点灯装
置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図。

【図２】従来例を示す回路図。

【図３】従来例を示す回路図。

【図４】同従来例における交流電源及び直流電源の出力
波形図。

【符号の説明】

２１…交流電源、２２…全波整流ダイオードブリッジ回
路、２３…第１のチョークコイル、２４…第１のダイオ
ード、２５…インバータ回路、２６…トランジスタ（ス
イッチング素子）、２７…第２のダイオード、２８…平
滑コンデンサ、３７…放電灯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　交流電源に接続された全波整流ダイオ
   ードブリッジ回路と、スイッチング素子を設けた１石式
   インバータ回路と、このインバータ回路の出力端子に接
   続された放電灯と、前記ダイオードブリッジ回路の出力
   端子間に第１のダイオードを順方向に介し、前記インバ
   ータ回路のスイッチング素子を介して接続されたチョー
   クコイルと、前記ダイオードブリッジ回路の出力端子間
   に前記チョークコイルを介し、第２のダイオードを順方
   向に介して接続され、前記インバータ回路に電力を供給
   するた平滑コンデンサを設けたことを特徴とする放電灯
   点灯装置。