JPH0461794A - 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〕 この発明は、蛍光ランプ等の放電ランプを高周波点灯さ
せる放電灯点灯装置に関するものである。

〔従　来　の　技　術〕

放電ランプを高周波で点灯させることにより、放電灯点
灯装置の小型化、軽量化を図り、放電ランプの発光効率
を向上させることができるのは、従来よりよく知られて
いる。

従来のこの種の放電灯点灯装置として、第２図に示すよ
うなものがある（例えば、特開昭６１２２９９号公報参
照）。同図において、１は直流電源回路で、商用電源２
に接続された整流器３゜突入電流防止用抵抗４および平
滑用コンデンサ５を備える。６は共振用コンデンサ、７
は共振用インダクタで、これらは共振回路を構成する。

８はトランジスタからなるスイッチング要素であり、こ
のスイッチング要素８と共振用コンデンサ６および共振
用インダクタ７よりなる共振回路とで、自助式インバー
タ回路が構成されている。

９は蛍光ランプ等の放電ランプ、１０は予熱用コンデン
サ、１１は電流制限用インダクタである。

１２は電流変成器で、１次巻線１２ａと２次Ｓ線１２ｂ
とを備える。

１４はバイアス回路で、起動抵抗１５．ダイオード１６
．抵抗１７およびバイアス用コンデンサ１８を備える。

１９はサージアブソーバ、２０は雑音防止用コンデンサ
、２１はサーマルプロテクタである。

つぎに、この放電灯点灯装置の動作を説明する。

交流電源２の電圧を整流器３で全波整流し、突入電流防
止用抵抗４を介して平滑用コンデンサ５を充電する。

始動時の自励式インバータ回路の動作は、まず起動抵抗
１５を介してスイッチング要素８のへ一スに電流がわず
かに流れることにより、スイッチング要素８がオン状態
になろうとする。この結果、直流電源回路ｌの正側から
、スイッチング要素８のコレクタには、共振用インダク
タ７を通して流れる電流ＩＬと、１ｉ流制限用インダク
タ１１．放電ランプ９の一方のフィラメントｒ２．予熱
用コンデンサ１０．他方のフィラメントｆ２および電流
変成器１２の１次巻線１２ａを通して流れる電流■８と
の和に相当するコレクタ電流Ｉ。が流れこのとき、電流
変成器１２の１次巻線１２ａを流れる電流ＩＡにより、
電流変成器１２の２次巻線１２ｂに発生する帰還電流、
すなわちスイッチング要素８のベース電流Ｉ８が流れ、
スイッチング要素８が完今にオンとなる。その後、ヘー
ス電ｍＩ　Ｂは２次巻線１２ｂのインダクタンス成分と
バイアス用コンデンサ１８とで直列共振する。すなわち
、一定期間順方向にベース電流が流れた後、逆方向にベ
ース電流が流れる。その結果、スイッチング要素８はオ
フ状態となる。

スイッチング要素８がオフ状態となると、スイッチング
要素８のオン期間に、共振用インダクタ７および電流制
限用インダクタ１１に蓄えられたエネルギーが共振用コ
ンデンサ７および予熱用コンデンサ１０との間で共振を
起こす。その結果、電流変成器１２の１次巻線１２ａに
流れる電流は共振につれて極性が変化し、再びスイッチ
ング要素８がオンとなる。この状態で放電ランプ９のフ
ィラメントｆ、、ｆ２が予熱され、放電ランプ９の両端
には予熱用コンデンサ１０の電圧が印加される。

放電ランプ９が点灯すると、放電ランプ９のインピーダ
ンスが低下し、電流制限用インダクタ１１、放電ランプ
９および電流変成器１２の１次巻線１２ａに管電流ＩＡ
が流れる６点灯中の放電ランプ９のインピーダンスはコ
ンデンサ１０のインピーダンスよりも十分に小さいため
、電流制限用インダクタ１１を流れる電流は略すべで放
電ランプ９を流れる０点灯中のスイッチング要素８のオ
ン期間は、定格の管電流が流れるように決定される。

また、他の従来例として、特開昭６４−４０００号公報
に開示されているように、１石式のインバータ回路にお
いて、スイッチング要素である主トランジスタのコレク
タ電流と同位相の電流だけをトランジスタのベースに帰
還させ、タイマ回路の計時終了時点でトランジスタのベ
ース電流の供給を遮断する構成のものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような放電灯点灯装置において、放電ランプ９が
寿命末期となると、放電ランプ９の放電状態が異常にな
る。例えば、フィラメン）ｆ、。

ｆ２の片方のみが劣化した状態（エミッタ消耗状Ｂ）に
なると、放電ランプ９が半波放電となる。

このような状況になると、共振用インダクタ７に流れる
直流電流成分が増大し、共振用インダクタ７の偏磁が進
み、ロスが増加する。また、共振用インダクタ７の偏磁
が進むと、飽和するおそれもあり、この場合に共振用イ
ンダクタ７のインピーダンスが減少してスイッチング要
素８に流れる電流のピーク値が増加し、スイッチングロ
スも増加する。また、これらのロスの増加によって、共
振用インダクタ７およびスイッチング要素８が発熱する
。

ここで、放電ランプ９の半波放電時における放電灯点灯
装置の動作について説明する。

まず、放電ランプ９が正常な場合は、放電ランプ９には
、第３図において、実線矢印で示す方向の電流と破線矢
印で示す方向の電流とが交互に流れるつこのときに、共
振用インダクタ７に流れる電流■、は第４図において実
線で示すようなレー、ルになる。

今、仮に放電ランプ９のフィラメントｒ１が劣化した場
合は、放電ランプ９を流れる電流は、第３図において実
線矢印で示す方向のみとなり、放電ランプ９に印加され
る電圧には、第３図において、実線矢印の両端に付した
＋、−の符号の極性の直流電圧成分が重畳される。この
直流電圧成分は、共振用インダクタフに対しては電流■
１を減少させる方向となり、共振用インダクタ７に流れ
る電流■１は第４図において一点鎖線で示すようになり
、正常時の電流Ｉ０、より少な（なるので、共振用イン
ダクタ７の偏磁による飽和の問題は生じない。

ところが、放電ランプ９のフィラメントｒ２が劣化した
場合は、放電ランプ９を流れる電流は、第３図において
破線矢印で示す方向のみとなり、放電ランプ９に印加さ
れる電圧には、第３図において、破線矢印の両端に付し
た＋、−の符号の極性の直流電圧成分が重畳される。こ
の直流電圧成分は、共振用インダクタ７に対しては電流
ＩＬを増加させる方向となり、共振用インダクタ７に流
れる電流■１、は第４図において破線で示すようになり
、正常時の電流■、より多くなる。

共振用インダクタ７は、放電ランプ９の正常時の電流Ｉ
Ｌに対して適切な設計がなされるので、上記のように電
流■１．が増加する異常が発生したときに、共振用イン
ダクタ７の偏磁が進んで飽和するおそれがある。このよ
うな電流に対しても十分なインダクタンス値を得るには
、共振用インダクタフのインダクタンス値を必要以上に
大きくせざるを得ず、大型化するとともに高価になると
いう問題があった。

そこで、このような放電ランプ９の半波放電に伴うロス
の増大およびこれに伴う発熱を、共振用インダクタフの
インダクタンス値を大きくすることなく防止するために
、サーマルプロテクタ２１を交流電源１から整流器２へ
の給電経路中に介挿するとともに、サーマルプロテクタ
２１を発熱源となる共振用インダクタ７　（スイッチン
グ要素８でもよい）と熱結合し、放電ランプ９が寿命末
期の半波放電状態となって共振用インダクタ７　（もし
くはスイッチング要素８）が発熱し、その温度が所定値
を超えたときに、サーマルプロテクタ２１を開放させて
例えば交流電源１からの給電を遮断するようにしている
。

しかしながら、サーマルプロテクタ２１を用いると、い
ったん共振用インダクタ７等の発熱を検知してサーマル
プロテクタ２１が開放すると、温度が下がるまでサーマ
ルプロテクタ２１が開放状態を継続し、例えばランプ交
換を行っても、すぐには点灯させることができない等の
問題があった。

この発明の目的は、共振用インダクタのインダクタンス
値を大きく設定することなく放電ランプの寿命末期の半
波放電による共振用インダクタおよびスイッチング要素
のロスの増大・発熱を抑制することができ、しかもラン
プ交換後直ちに放電ランプを点灯させることができる放
電灯点灯装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の放電灯点灯装置は、直流電源回路に対し共振
用コンデンサおよび共振用インダクタからなる共振回路
をスイッチング要素を介して接続し、共振用インダクタ
の両端間に電流制限用インダクタを介して放電ランプを
接続している。

そして、共振用インダクタに流れる電流を検出する電流
検出要素を共振用インダクタと直列に設け、電流検出要
素による検出値が所定値を超えたことを判別する判別回
路を設け、この判別回路の出力に応答してスイッチング
要素のスイッチング動作を抑制または停止させる制御回
路を設けている。

〔作　　　用〕

この発明の構成によれば、共振用インダクタに流れる電
流を電流検出要素が常時検出している。

放電ランプが寿命末期の半波放電状態となって、共振用
インダクタに流れる電流が増加すると、電流検出要素に
よる検出値が所定値を超えることになる。この結果、判
別回路がそれを判別し、制御回路は、判別回路の出力に
基づいてスイ・ノチング要素のスイッチング動作を抑制
または停止させる。

これによって共振用インダクタに流れる電流が減少し、
放電ランプの寿命末期の半波放電における共振用インダ
クタの偏磁・飽和による共振用インダクタおよびスイッ
チング要素のロスの増大・発熱が抑制される。

〔実　施　例〕

この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。この
放電灯点灯装置は、第１図に示すように、直流電源回路
ｌに対し共振用コンデンサ６および共振用インダクタ７
からなる共振回路を、トランジスタからなるスイッチン
グ要素８を介して接続し、共振用インダクタフの両端間
に電流制限用インダクタ１１を介して放電ランプ９を接
続し、放電ランプ９の両非電源側電極端子間に予熱用コ
ンデンサ１０を接続している。この構成は従来例と同様
である。

そして、共振用インダクタフに流れる電流ＩＬを検出す
る電流検出要素３１を共振用インダクタと直列に設け、
電流検出要素３１による検出値が所定値を超えたことを
判別する判別回路３２を設け、この判別回路３２の出力
に応答してスイッチング要素８のスイッチング動作を抑
制または停止させる制御回路２２を設けている。

この場合、電流検出要素３１は、共振用インダクタ７と
直列に設けた抵抗２３と、抵抗２３に並列接続した整流
用ダイオード２４およびコンデンサ２５の直列回路とか
らなり、共振用インダクタ７を矢印の方向に流れる流れ
る電流■。に比例した電圧をコンデンサ２５の両端に生
しる。

また、判別回路３１は、ホトカプラ２６と抵抗２７とか
らなり、ホトカプラ２６の発光素子と抵抗２７の直列回
路がコンデンサ２５に並列接続され、コンデンサ２５の
充電電圧が所定値を超えたときにホトカプラ２６の発光
素子が点灯して、ホトカプラ２６の受光素子が導通ずる
。

制御回路２２は、例えば第２図の従来例におけるバイア
ス回路１４のようなスイッチング要素８のドライブ回路
を含み、ホトカプラ２６の受光素子の遮断時はスイッチ
ング要素８に通常のオンオフ動作を行わせ、ホトカプラ
２６の受光素子が導通時にスイッチング要素８の導通期
間を短くしたり、またはスイッチング要素８を完全にオ
フに保持することで、スイッチング要素８のスイッチン
グ動作を抑制または停止させ、共振用インダクタ７へ流
れる電流ＩＬを減少または零にする。当然、放電ランプ
９のランプ電流も減少または零となる。

つぎに、この放電灯点灯装置の動作を説明する。

この放電灯点灯装置は、スイッチング要素８のスイッチ
ングによって共振回路に共振エネルギーが蓄積され、こ
れが電流制限用インダクタ１１を介して放電ランプ９お
よび予熱用コンデンサ１０に供給されて、放電ランプ９
のフィラメント「１゜ｆ２が予熱されて点灯に至るのは
、従来例と同様である。

また、共振用インダクタフに流れる電流を電流検出要素
３１が常時検出しており、その検出値が判別回路３２へ
供給されている。

放電ランプ９が正常に点灯しているときは、電流検出要
素３１による検出値が小さい。つまり、コンデンサ２５
の両端電圧が低い。このため、判別回路３２は、動作し
ない。つまり、ホトカプラ２６の発光素子が点灯しない
。したがって、ホトカプラ２６の受光素子が遮断状態で
あり、制御回路２２は、スイッチング要素８を通常の状
態で周期的にオンオフ動作させて放電ランプ９を点灯さ
せる。

ところが、放電ランプ９が寿命末期の半波放電状態とな
って、共振用インダクタ９に流れる電流が増加すると、
電流検出要素３１による検出値が所定値を超えることに
なる。つまり、コンデンサ２５の両端電圧が所定値を超
えることになる。この結果、判別回路３２がそれを判別
し、ホトカプラ２６の発光素子が点灯し、その受光素子
が導通する。これによって、制御回路２２は、判別回路
３２の出力に基づいてスイッチング要素８のスイッチン
グ動作を抑制（導通期間の短縮）または停止（オンオフ
動作の停止）させる。これによって共振用インダクタ７
に流れる電流が減少または零となり、放電ランプ９の寿
命末期の半波放電に伴う共振用インダクタ７の偏磁・飽
和による共振用インダクタ７およびスイッチング要素８
のロスの増大・発熱が抑制される。

この後、放電ランプ９を交換すれば、電流検出要素３１
による検出値が少ない状態となり、コンデンサ２５の両
端電圧が前記の所定値を超えないので、制御回路２２は
スイッチング要素８を通常の状態でオンオフさせる。こ
のように、放電ランプ９の半波放電の発生を電気的に検
出してスイッチング要素８のスイッチング動作を抑制ま
たは停止させるので、放電ランプ９を正常なものに交換
すれば、直ちに元の状態に復帰させることができる。

しかも、この放電灯点灯装置では、スイッチング要素８
のスイッチング動作を抑制または停止させることで、共
振用インダクタ７およびスイッチング要素８のロス・発
熱の増大を抑制しているので、偏磁・飽和抑制のために
共振用インダクタ７のインダクタンス値を大きく設定す
ることは不要であり、大型化したり高価になるというこ
とはない。

また、共振用インダクタ７の電流としては、方向の電流
を検出するのみでよいので、電流検出要素３１および判
別回路３２の構成も簡単である。

なお、この発明は、放電ランプの寿命末期の半波放電で
、共振用インダクタが偏磁して飽和する可能性のある回
路なら、１石インバータに限らず、他の形式のインバー
タにも適用可能である。

〔発　明　の　効　果〕

この発明の放電灯点灯装置によれば、共振用インダクタ
に流れる電流を検出し、その検出値が所定値を超えたと
きにスイッチング要素のスイッチング動作を抑制または
停止させるようにしたので、共振用インダクタのインダ
クタンス値を大きく設定することなく放電ランプの寿命
末期の半波放電による共振用インダクタおよびスイッチ
ング要素のロスの増大・発熱を抑制することができ、し
かもランプ交ＷＡ後直ちに放電ランプを点灯させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の放電灯点灯装置の構成を
示す回路図、第２図は従来の放電灯点灯装置の構成を示
す回路図、第３図は放電灯点灯装置の動作説明のための
概略回路図、第４図は放電ランプの正常時および半波放
電時に共振用インダクタに流れる電流を示す波形図であ
る。 ■・・・直流Ｔ１．８回路、６・・・共振用コンデンサ
、７・・・共振用インダクタ、８・・・スイッチング要
素、９・・・放電ランプ、１０・・・予熱用コンデンサ
、１１・・・電流制限用インダクタ、２２・・・制御回
路、３１・・・１流検出要素、３２・・・判別回路 特許出願人　　松下電工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　直流電源回路に対し共振用コンデンサおよび共振用イ
   ンダクタからなる共振回路をスイッチング要素を介して
   接続し、前記共振用インダクタの両端間に電流制限用イ
   ンダクタを介して放電ランプを接続した放電灯点灯装置
   において、 前記共振用インダクタに流れる電流を検出する電流検出
   要素を前記共振用インダクタと直列に設け、前記電流検
   出要素による検出値が所定値を超えたことを判別する判
   別回路を設け、この判別回路の出力に応答して前記スイ
   ッチング要素のスイッチング動作を抑制または停止させ
   る制御回路を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。