JPH05135888A

JPH05135888A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH05135888A
Application number: JP29935091A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Uchihashi; 聖明内橋
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1991-11-15
Publication date: 1993-06-01

Abstract

(57)【要約】【目的】人為的なオン／オフ動作におけるグロー放電
の継続といった不具合を解消し、できるだけ安価、小型
化を図ること。【構成】放電灯ＤＬを高圧パルスで始動させるイグナ
イタＩＧＮを設ける。イグナイタＩＧＮを制御するオア
ゲートＧ₈等を設ける。放電灯ＤＬを再始動させる場
合、電源を再投入してからの時間により始動に要するエ
ネルギーが異なる。再投入後の一定期間内は始動に大き
なエネルギーを要する。そこで、電源が再投入された時
にコンデンサＣ_{5 1}の放電による電位をコンパレータＩ
Ｃ₁，ＩＣ₂で比較する。この電位がＶｘ以上、又はＶ
ｙ以下の場合に、Ｆ点をＨレベルとしてイグナイタＩＧ
Ｎを駆動する。このＶｘ，Ｖｙの間は大きな始動エネル
ギーを要し、この間は高圧パルスの発生を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯に高圧パルスを
印加して始動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５に従来の放電灯点灯装置の原理説明
用の回路図を示す。交流電源Ｖ₁には、限流要素たるチ
ョークコイルＬ₁を介して放電灯ＤＬが接続されてい
る。チョークコイルＬ₁は、巻線の途中にタップを備え
ており、放電灯ＤＬの始動用の高圧パルスを発生するた
めのパルストランスを兼用している。

【０００３】巻線Ｎ₁及びＮ₂は夫々上記パルストラン
スの１次巻線及び２次巻線に相当する。１次巻線Ｎ
₁は、コンデンサＣ₁及びトライアックＱ₁を介して交
流電源Ｖ ₁に接続されている。放電灯ＤＬの両端には、
抵抗Ｒ₁及びコンデンサＣ₂の直列回路が接続されてい
る。電圧応答スイッチング素子Ｑ₂は、コンデンサＣ₂
の充電電圧が所定値以上となったときにオンして、トラ
イアックＱ₁のゲートをトリガするものである。

【０００４】図５に示す回路の動作を図６の波形図を参
照しながら簡単に説明する。図６（ａ）は放電灯ＤＬの
両端電圧、同図（ｂ）はコンデンサＣ₂の充電電圧を夫
々示しており、実線は放電灯ＤＬの始動前の状態、破線
は放電灯ＤＬの定常点灯時の状態を示している。放電灯
ＤＬの始動前においては、放電灯ＤＬの両端には交流電
源Ｖ₁の電源電圧（便宜上Ｖ₁とする）と略等しい電圧
が印加されており、コンデンサＣ₂は電源電圧Ｖ₁の各
半サイクルの初期より抵抗Ｒ₁を介して充電され、コン
デンサＣ ₂の充電電圧がスイッチング素子Ｑ₂の応答電
圧に達すると、スイッチング素子Ｑ₂がオンし、コンデ
ンサＣ₂の充電電荷がトライアックＱ₁のゲートに放電
されて、トライアックＱ₁がオンする。

【０００５】これによって、交流電源Ｖ₁、チョークコ
イルＬ₁の１次巻線Ｎ₁、コンデンサＣ₁の閉回路が形
成され、１次巻線Ｎ₁には急峻な電流が流れて、パルス
状電圧が発生する。このパルス状電圧は、２次巻線Ｎ₂
にも誘起され、電源電圧Ｖ₁と重畳されて、始動用高圧
パルスとして放電灯ＤＬの両端に印加される。これ以
後、電源電圧Ｖ₁の当該半サイクルの終期まで、スイッ
チング素子Ｑ₂はオン状態を維持する。そして、上記半
サイクルの終期で、電源電圧Ｖ₁の極性が反転すること
により、スイッチング素子Ｑ₂はオフする。

【０００６】電源電圧Ｖ₁の次の半サイクルにおいて
も、上記の動作が繰り返され、放電灯ＤＬには、電源電
圧Ｖ₁の各半サイクルに１回づつ始動用の高圧パルスが
電源電圧Ｖ₁と重畳された形で印加されることになる
（図６（ａ）の実線参照）。放電灯ＤＬが上記の始動用
高圧パルスによって始動すると、放電灯ＤＬの両端電圧
は図６（ａ）の破線に示すようになる。一般に、放電灯
ＤＬの点灯状態における両端電圧は、電源電圧Ｖ₁の約
半分程度になるので、コンデンサＣ₂の充電電圧は、ス
イッチング素子Ｑ₂の応答電圧に達せず、図６（ｂ）の
破線に示すようになり、従って、放電灯ＤＬの点灯状態
においては、トライアックＱ₁がトリガされず、前述の
ような始動用の高圧パルスは発生しない。

【０００７】図５の回路は上記の如く動作するものであ
って、放電灯ＤＬを始動させるための高圧パルス発生回
路（所謂イグナイタＩＧＮ）は、放電灯ＤＬが点灯状態
になったときにのみ動作を停止する。従って、放電灯Ｄ
Ｌが放電灯点灯装置から切り離されている状態（所謂無
負荷状態）にあっても、また、放電灯ＤＬの寿命等で放
電灯ＤＬが接続されているにも関わらず、放電灯ＤＬが
定常点灯に移行できない状態にあっても、イグナイタＩ
ＧＮは動作を継続し、交流電源Ｖ₁が投入されている間
中、放電灯ＤＬの両端には、高圧パルスの印加が継続さ
れる。

【０００８】このような長時間に亘るイグナイタＩＧＮ
の動作は、電気雑音の継続的発生をもたらし、音響機器
やコンピュータ機器への悪影響の可能性が増大するとい
う問題がある。また、図５の回路において、イグナイタ
ＩＧＮと放電灯ＤＬとの間に送り配線（所謂、管灯回
路）が介在するような場合には、イグナイタＩＧＮの発
生する継続的な高圧パルスの印加により送り配線が劣化
したり、最悪の場合には焼損する可能性もある。

【０００９】そこで、イグナイタＩＧＮの動作を放電灯
ＤＬの状態に応答させるのではなく、タイマーを使用し
て、ある一定の時間で強制的にイグナイタＩＧＮの動作
を停止させることが考えられる。ところで、放電灯とし
て高圧放電灯を用いた場合、一旦、定常点灯状態に入っ
た後、何らかの原因（代表的には瞬時停電）で立ち消え
すると、その後、再始動するまでには、例えば、５〜２
０分程度の時間を要するのが一般的である。これは、放
電灯の定常点灯時にあっては、発光管が極めて高温にな
っており、この発光管温度が充分に低い温度に下がるま
では、前述の始動用高圧パルスでは放電灯を始動させる
ことができないからである。

【００１０】従って、前述のイグナイタＩＧＮを停止さ
せるまでの、ある一定の時間としては、代表的には２０
分程度とするのが妥当である。しかしながら、２０分も
の時間にわたって、高圧パルスの印加が継続されるので
は、前述のような電気雑音の継続的発生や送り配線の劣
化、焼損といった問題を充分に解決することはできな
い。

【００１１】そこで、放電灯ＤＬの初始動（上記立ち消
え直後の再始動と区別する意味で、最初の始動を「初始
動」と称する）に充分な時間のみ、イグナイタＩＧＮを
動作させるタイマーを設け、当該時間づつのイグナイタ
動作を周期的に繰り返すことが考えられる。放電灯ＤＬ
の初始動に充分なイグナイタＩＧＮの動作時間とは、代
表的には７〜１０秒であり、この短時間のイグナイタ動
作を、例えば、２分毎に繰り返すことにより、前述の再
始動にも充分に対応できると考えられる。

【００１２】しかしながら、このような方式でも、所謂
無負荷の場合においては、７〜１０秒の断続的な電気雑
音の発生が２分毎にいつまでも繰り返されることにな
り、また、前述の送り配線の劣化についても、短期的な
実効ストレスについては軽減されるものの、長時間にわ
たって高圧パルスの印加によるストレスを積算していけ
ば、必ずしも有効とは言い切れない面がある。

【００１３】そこで、前述の高圧パルス印加の強制的解
除の思想のそれぞれの特徴を最大限に生かしながら、パ
ルス発生期間を考えられる最小値にすることによって、
前述の難点の解消を図ることが考えられる。図７に示す
回路では、放電灯ＤＬの初始動に必要な時間（代表的に
は１０秒）を計時する第１のタイマーＴＭ₁を設け、こ
の第１のタイマーＴＭ₁が一定周期（代表的には２分）
で間欠的に動作するように、第２のタイマーＴＭ₂を設
け、これら第１及び第２のタイマーＴＭ₁，ＴＭ₂が少
なくとも放電灯ＤＬの再始動に充分な時間（代表的には
２０分）以上動作するように、第３のタイマーＴＭ₃を
設けており、第１のタイマーＴＭ₁の計時時間中にのみ
イグナイタＩＧＮを動作させ、第３のタイマーＴＭ₃の
計時時間の経過後は、イグナイタＩＧＮを動作させない
ように構成してある。

【００１４】この回路にあっては、放電灯ＤＬの点灯状
態継続中に何らかの原因（例えば、瞬時停電）により立
ち消えを起こした後、放電灯ＤＬの発光管が熱い状態よ
り再始動する場合においても、放電灯ＤＬの始動用の高
圧パルス発生が間欠的に行われるので、再始動するまで
継続的に高圧パルスを発生させる方式に比べて、電気雑
音の発生による音響機器やコンピュータ機器への悪影響
の確率が低減でき、また、イグナイタＩＧＮと放電灯Ｄ
Ｌとの間の送り配線（所謂、管灯回路）の劣化や焼損の
可能性を低減できる。のみならず、放電灯ＤＬが初始
動、再始動共に不可の状態（例えば、球切れ）に陥った
としても、タイマーＴＭ₃の存在により上記の間欠的な
高圧パルスの発生が、再始動に要する時間より長く継続
されることはないものである。

【００１５】ところで、放電灯ＤＬとしてやはり高圧放
電灯を対象として考察すると、放電灯ＤＬの立ち消えが
生じる原因の１つは、前述のように、交流電源Ｖ₁の瞬
時停電であり、これは、放電灯ＤＬの立ち消えの一大要
因である。また、高圧放電灯の場合、例えば、同一の電
源ラインに接続された別の大容量負荷の投入時に生じる
電源電圧Ｖ₁の瞬時電圧降下によっても立ち消えが生
じ、これが、放電灯ＤＬの立ち消えが生じる別の一大要
因となっている。

【００１６】前者の場合、電源電圧Ｖ₁が一旦ゼロにな
るので、前述の各種のタイマーは、その都度、リセット
され、イグナイタ動作が再開されるが、後者の場合、電
源電圧Ｖ₁が一旦ゼロになるものではなく、従って、前
述の各種タイマーはリセットされず、イグナイタＩＧＮ
が動作を再開することはない。このように、電源電圧Ｖ
₁の瞬時電圧降下により、放電灯ＤＬが立ち消えを起こ
すと、電源電圧Ｖ₁を一旦遮断し、その後、再投入しな
い限り、放電灯ＤＬは不点灯状態を維持することにな
る。

【００１７】従って、例えば、多灯並列点灯した店舗な
どにおいて、１灯だけが後者の原因により立ち消えした
ような場合には、その１灯の放電灯ＤＬの再点灯のため
に、電源電圧Ｖ₁を遮断して、全灯を消灯する必要があ
り、このようなことは実質的には実行できないという問
題がある。一方、このような問題を解決しようとして、
図５の回路で用いたような電圧応答型の点灯判別によっ
て、図７の回路のタイマーリセットを行うという考え方
では、タイマーを設けること自体の意味がなくなる。何
故なら、放電灯ＤＬが点灯不能状態である場合には、タ
イマーＴＭ₃は設定時間が経過する度にリセットが繰り
返され、電源電圧Ｖ₁が投入されている限り、イグナイ
タＩＧＮの動作が継続するので、電気雑音や配線の劣
化、焼損等の防止という技術的課題が全く解決されない
ことになるからである。

【００１８】そこで、電源電圧が投入されているのにも
関わらず、放電灯の立ち消えが生じた場合においても、
放電灯の再始動が可能で、しかも、始動用の高圧パルス
の継続的印加による不都合を解消した従来例を図９に示
す。図９に示すように、始動に高圧パルスを要する放電
灯ＤＬを負荷とし、上記高圧パルス発生用のイグナイタ
ＩＧＮを備え、少なくとも上記放電灯ＤＬの再始動に充
分な時間を計時し、該計時時間中にのみ上記イグナイタ
ＩＧＮを動作可能とするタイマーＴＭ₃と、少なく電源
電圧投入状態における放電灯ＤＬの点灯状態から消灯状
態への変化を検出する立ち消え検出回路ＤＴとを設け、
上記立ち消え検出回路ＤＴの検出出力を上記タイマーＴ
Ｍ₃のリセット入力に接続したものである。

【００１９】次に、この図９に示す従来例を説明する。
尚、図５及び図７と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。交流電源Ｖ₁
の電源電圧は、電源トランスＴｆ₁にて降圧され、全波
整流回路ＤＢ₁及びコンデンサＣ₃にて整流平滑され
て、第１乃至第３のタイマーＴＭ₁〜ＴＭ₃並びに立ち
消え検出回路ＤＴの制御用電源電圧が得られる。コンデ
ンサＣ₃の正極及び負極は、それぞれ、制御用電源回路
の電源ライン及びアースラインとなる。

【００２０】第１のタイマーＴＭ₁は、汎用のタイマー
ＩＣtm₁（例えば、ＮＥＣのμＰＣ１５５５）と、この
タイマーＩＣtm₁の制御素子たる抵抗Ｒ_{1 1}，Ｒ_{1 2}及
びコンデンサＣ_{1 1}〜Ｃ_{1 3}より構成されている。第２
のタイマーＴＭ₂は、汎用のタイマーＩＣtm₂（例え
ば、ナショナルＡＮ６７８０）と、このタイマーＩＣtm
₂の制御素子たる抵抗Ｒ_{2 1}及びコンデンサＣ_{2 1}，Ｃ
_{2 2}より構成されている。

【００２１】第３のタイマーＴＭ₃は、汎用のタイマー
ＩＣtm₃（例えば、ナショナルＡＮ６７８０）と、この
タイマーＩＣtm₃の制御素子たる抵抗Ｒ_{3 1}，Ｒ_{3 2}及
びコンデンサＣ_{3 1}〜Ｃ_{3 3}より構成されている。トラ
イアックＱ₁のトリガ用のコンデンサＣ₂には、全波整
流回路ＤＢ₂の交流側端子を接続し、全波整流回路ＤＢ
₂の直流側端子には、第１のタイマーＴＭ ₁の出力端が
接続されている。タイマーＴＭ₁の動作開始のためのト
リガは、第２のタイマーＴＭ₂の出力により行われ、タ
イマーＴＭ₂の動作開始のためのトリガは、第３のタイ
マーＴＭ₃の出力により行われる。

【００２２】図８は図９のイグナイタＩＧＮの動作状況
を説明するための動作波形図である。図８（ａ）は、タ
イマーＩＣtm₃の出力端子（６番ピン）から得られるタ
イマーＴＭ₃の出力信号であって、電源電圧Ｖ₁の投入
後、抵抗Ｒ_{3 1}及びコンデンサＣ_{3 1}で決まる時刻ｔ₂
までタイマーＴＭ₃の出力信号が発生していることを示
している。

【００２３】タイマーＩＣtm₃は、ストップ端子（２番
ピン）がＨレベルで、リセット端子（３番ピン）がＨレ
ベルという条件下で発振し、リセット端子（３番ピン）
は出力端子（６番ピン）に接続されているので、電源電
圧Ｖ₁の投入後、時刻ｔ₂にて出力端子（６番ピン）が
Ｌレベルになった状態で発振を停止し、その後、その状
態を維持する。

【００２４】図８（ｂ）は、タイマーＩＣtm₂の出力端
子（６番ピン）から得られるタイマーＴＭ₂の出力信号
であって、電源電圧Ｖ₁の投入後、抵抗Ｒ_{2 1}とコンデ
ンサＣ_{2 2}の値で決まる発振周期Ｔ₂で出力信号が発生
していることを示している。ストップ端子（２番ピン）
は、常にＨレベルであり、リセット端子（３番ピン）は
前述の時刻ｔ₂のタイミングまでＨレベルを維持する。

【００２５】図８（ｃ）は、タイマーＩＣtm₁の出力端
子（３番ピン）から得られるタイマーＴＭ₁の出力信号
であって、電源電圧Ｖ₁の投入後、タイマーＩＣtm₁の
トリガ端子（２番ピン）がＬレベルに落ちる度に、抵抗
Ｒ_{1 2}とコンデンサＣ_{1 3}の値で決まる時間Ｔ₁で出力
信号がＨレベルとなっていることを示している。尚、電
源電圧Ｖ₁の投入直後のタイマーＩＣtm₂の出力は、Ｈ
レベルであるが、抵抗Ｒ_{1 1}とコンデンサＣ_{1 1}の存在
により、コンデンサＣ_{1 1}の端子電圧は極めて短時間
（コンデンサＣ_{1 1}がタイマーＩＣtm₁の電源電圧の１
／３以上に充電されるまでの間）は、Ｌレベルとなって
いるので、電源電圧Ｖ₁の投入直後、タイマーＩＣtm₁
はトリガされ、時間Ｔ₁の間、タイマーＩＣtm₁の出力
端子（３番ピン）はＨレベルとなる。

【００２６】図９のタイマーＴＭ₁〜ＴＭ₃は上述のよ
うに動作するが、抵抗Ｒ₁とコンデンサＣ₂及びスイッ
チング素子Ｑ₂で構成されるトライアックＱ₁のトリガ
回路に着目すると、タイマーＴＭ₁の出力がＬレベルの
期間においては、タイマーＩＣtm₁の出力端子（３番ピ
ン）とアース端子（１番ピン）との間のバイパス回路の
存在により、コンデンサＣ₂の両端がショートされてい
ることになり、抵抗Ｒ ₁を介してコンデンサＣ₂への充
電は行われず、コンデンサＣ₂の充電電圧は上昇しな
い。

【００２７】従って、トライアックＱ₁はオフ状態を維
持し、放電灯ＤＬの状態が如何なる場合においても、始
動用の高圧パルスの発生は起こらない。また、タイマー
ＴＭ₁の出力がＨレベルの期間においては、上記トリガ
回路は前述の従来例と同様の動作を行い、放電灯ＤＬが
始動した場合においては、その時点で放電灯ＤＬの始動
用高圧パルスの発生は停止され、もし、放電灯ＤＬが点
灯装置から実質的に取り外されているような場合には、
所謂無負荷状態にあっても、放電灯ＤＬの始動用高圧パ
ルスは、図８（ｃ）の期間Ｔ₁にのみ発生するものであ
り、しかも、少なくとも図８（ｃ）の時刻ｔ₂以降にお
いては、放電灯ＤＬがどのような状態であっても、始動
用高圧パルスの発生は行われない。

【００２８】立ち消え検出回路ＤＴは、インバータ
Ｇ₁，Ｇ₂，Ｇ₄、ノアゲートＧ₃、Ｄフリップフロッ
プＦＦ₁、トランジスタＱ₃、ダイオードＤ_{4 1}、抵抗
Ｒ_{4 1}〜Ｒ_{4 4}、コンデンサＣ_{4 1}，Ｃ_{4 2}、及び電流
検出トランスＣＴより構成されている。放電灯ＤＬの管
電流経路には、電流検出トランスＣＴが挿入されてい
る。電流検出トランスＣＴの検出巻線の一端は、制御用
電源回路のアースラインに直接接続されており、他端
は、整流用のダイオードＤ_{4 1}、限流用の抵抗Ｒ_{4 2}、
及び平滑用のコンデンサＣ_{4 1}に直列回路を介して制御
用電源回路のアースラインに接続されている。

【００２９】コンデンサＣ_{4 1}の両端には、抵抗Ｒ_{4 3}
を介してトランジスタＱ₃のベース・エミッタ間が接続
されている。トランジスタＱ₃のコレクタは、抵抗Ｒ
_{4 1}を介して制御用電源回路の電源ラインに接続されて
いる。トランジスタＱ₃のコレクタは、インバータＧ₁
の入力に接続されている。インバータＧ₁に出力は、Ｄ
フリップフロップＦＦ₁のＤ入力に接続されると共に、
ノアゲートＧ₃の一方の入力に接続されている。ノアゲ
ートＧ₃の他方の入力には、ＤフリップフロップＦＦ₁
のＱＢ（ＢはＱの反転の意味）出力が接続されている。

【００３０】ＤフリップフロップＦＦ₁のＳ入力及びＲ
入力は、共に制御用電源回路のアースラインに接続され
ている。ＤフリップフロップＦＦ₁のクロック入力Ｃに
は、インバータＧ₄の出力が接続されている。インバー
タＧ₄の入力は、タイマーＴＭ₃の出力に接続されてい
る。ノアゲートＧ₃の出力は、コンデンサＣ_{4 2}と抵抗
Ｒ_{4 4}との並列回路に一端に接続され、この並列回路の
他端はインバータＧ₂の入力に接続されている。インバ
ータＧ₂の出力は、タイマーＩＣtm₃のリセット端子
（３番ピン）に接続されている。

【００３１】図１０は、図９の回路の動作波形図であ
る。以下、この図１０を参照しながら、図９の回路の動
作を説明する。電源電圧Ｖ₁の投入により、タイマーＴ
Ｍ₁〜ＴＭ₃が図７の回路と同様に動作を開始し、イグ
ナイタＩＧＮはタイマーＴＭ₁の出力信号がＨレベルで
ある期間内において、放電灯ＤＬの始動用高圧パルスを
発生する。

【００３２】放電灯ＤＬに電流が流れ始めるまでの間
は、電流検出トランスＣＴの検出巻線には電流が流れ
ず、コンデンサＣ_{4 1}の充電電圧は、ほぼゼロであるの
で、トランジスタＱ₃にはベース電流が流れず、トラン
ジスタＱ₃はオフ状態である。従って、トランジスタＱ
₃のコレクタ電位Ｖ_{4 2}（図１０（ｄ）参照）は、抵抗
Ｒ _{4 1}を介して制御用電源回路の電源ラインの電圧によ
りプルアップされ、インバータＧ₁の入力はＨレベルと
なり、インバータＧ₁の出力はＬレベルとなっている
（図１０（ｅ））。

【００３３】時刻ｔ₁にて放電灯ＤＬに電流が流れる
と、電流検出トランスＣＴの検出巻線に電流が流れる。
この電流はダイオードＤ_{4 1}にて整流され、限流用の抵
抗Ｒ₄ ₂を介してコンデンサＣ_{4 1}に流れる。これによ
って、コンデンサＣ_{4 1}の充電電圧が上昇し、抵抗Ｒ
_{4 3}を介してトランジスタＱ₃にベース電流が流れ、ト
ランジスタＱ₃はオンする。

【００３４】従って、トランジスタＱ₃のコレクタ電位
は低下し、インバータＧ₁の入力がＬレベルとなるの
で、インバータＧ₁の出力はＨレベルとなる。その後、
放電灯ＤＬが点灯している限り、電流検出トランスＣＴ
の検出巻線には電流が流れるので、インバータＧ₁の出
力はＨレベルの状態に維持される。タイマーＴＭ₃の計
時動作が終了する時刻ｔ₂にてタイマーＩＣtm₃の出力
端子（６番ピン）はＨレベルからＬレベルに変化する
（図１０（ｂ））が、このとき、インバータＧ₄の出
力、すなわち、ＤフリップフロップＦＦ₁のクロック入
力Ｃは、ＬレベルからＨレベルに反転する（図１０
（ｃ））。このとき、ＤフリップフロップＦＦ₁の出力
ＱＢは、Ｌレベルである（図１０（ｆ））。

【００３５】この状態で、ある時刻ｔ₃にて、電源電圧
Ｖ₁の急減等により、電源電圧Ｖ₁が投入されたままの
状態で放電灯ＤＬが立ち消えしたとすると、インバータ
Ｇ₁の出力がＨレベルからＬレベルに反転する。従っ
て、ノアゲートＧ₃の一方の入力は、Ｌレベルとなる。
このとき、ノアゲートＧ₃の他方の入力となるＤフリッ
プフロップＦＦ₁の出力ＱＢはＬレベルであるので、ノ
アゲートＧ₃の出力は、ＬレベルからＨレベルに反転す
る（図１０（ｇ））。ノアゲートＧ₃の出力は、抵抗Ｒ
_{4 4}とコンデンサＣ_{4 2}との並列回路よりなる微分回路
を介してインバータＧ₂に入力される。

【００３６】従って、インバータＧ₂の入力は、短い時
間だけＨレベルとなり、その後、Ｌレベルとなる。イン
バータＧ₂の出力としては、図１０（ｈ）に示すよう
に、短い時間だけＬレベルとなり、その後、Ｈレベルに
戻る信号が得られる。これがタイマーＩＣtm₃のリセッ
ト信号となる。タイマーＴＭ₃は時刻ｔ₃でリセットさ
れ、イグナイタＩＧＮは、時刻ｔ₃にて放電灯ＤＬの立
ち消えと同時に動作を再開する。このとき、放電灯ＤＬ
の発光管は熱い状態であるので、即時には始動せず、あ
る時間が経過した後、時刻ｔ₄にて再始動する。

【００３７】時刻ｔ₄にて放電灯ＤＬの再始動により、
インバータＧ₁の出力は再び、ＬレベルからＨレベルと
なるので、ノアゲートＧ₃の出力はＨレベルからＬレベ
ルへと反転する。やがて、タイマーＴＭ₃の計時動作が
終了し、時刻ｔ₅になると、インバータＧ₄の出力（Ｄ
フリップフロップＦＦ₁のクロック入力Ｃ）は、Ｌレベ
ルからＨレベルへと反転するが、ノアゲートＧ₃のＤ入
力（インバータＧ₁の出力）は、既にＨレベルとなって
いるので、ＤフリップフロップＦＦ₁の出力ＱＢは、依
然としてＬレベルを維持し、ノアゲートＧ₃の出力も依
然としてＬレベルを維持する。

【００３８】次に、放電灯ＤＬが点灯途中で球切れ等に
より点灯不能になった場合を想定する。時刻ｔ₆で点灯
不能になったとすると、時刻ｔ₆にてインバータＧ₁の
出力はＨレベルからＬレベルに反転する。このとき、Ｄ
フリップフロップＦＦ₁の出力ＱＢはＬレベルであるの
で、ノアゲートＧ₃の出力はＬレベルからＨレベルへ反
転し、インバータＧ₂の出力には、図１０（ｈ）に示す
ように、タイマーＴＭ ₃のリセット信号が発生し、タイ
マーＴＭ₃はリセットされ、イグナイタＩＧＮは時刻ｔ
₆にて動作を再開する。

【００３９】放電灯ＤＬはもはや点灯不能状態であるの
で、インバータＧ₁の出力は、時刻ｔ₆以降はＬレベル
を維持する。その後、タイマーＴＭ₃の計時動作が終了
し、時刻ｔ₇に達すると、タイマーＴＭ₃の出力はＨレ
ベルからＬレベルへと反転し、イグナイタＩＧＮは動作
を停止する。このとき、インバータＧ₄の出力（Ｄフリ
ップフロップＦＦ₁のクロック入力Ｃ）は、Ｌレベルか
らＨレベルに反転するが、ＤフリップフロップＦＦ₁の
Ｄ入力、すなわち、インバータＧ₁の出力はＬレベルで
あるので、ＤフリップフロップＦＦ₁の出力ＱＢはＬレ
ベルからＨレベルに反転する。

【００４０】従って、時刻ｔ₇におけるノアゲートＧ₃
の一方の入力はＬレベル、他方の入力はＨレベルとなる
ので、ノアゲートＧ₃の出力はＬレベルとなり、インバ
ータＧ₂の出力にリセット信号は発生しない。これ以
降、タイマーＴＭ₃がリセットされることはなく、従っ
て、放電灯ＤＬの点灯不能状態におけるイグナイタＩＧ
Ｎの動作は少なくとも時刻ｔ₆〜ｔ₇の期間のみで終了
する。

【００４１】このように図９に示す従来例においては、
電源電圧Ｖ₁が投入されているにも関わらず、放電灯Ｄ
Ｌの立ち消えが生じた場合には、放電灯ＤＬの再始動の
ために、イグナイタＩＧＮの動作が直ちに再開され、ま
た、再始動に必要な時間が経過しても放電灯ＤＬが再始
動しない場合には、放電灯ＤＬが点灯不能であると判断
して、タイマーＴＭ₃で設定した時間の経過後にイグナ
イタＩＧＮの動作を停止するので、イグナイタ動作の継
続による不都合が解消できる。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高圧放電灯
の場合、安定点灯後、電源をオフし、直ぐに電源を再投
入しても、高圧放電灯が充分冷えている場合に比べて、
始動に要するエネルギーが大となり、かなり大きなパル
スエネルギーを印加しなければ直ぐに点灯しない。よっ
て、瞬時に再始動させる為には、高圧パルス発生回路の
大型化、コストアップ、安全上の問題など多くの課題が
存在する。

【００４３】安定点灯時に電源をオフしてから再投入す
るまでの時間ｔと始動に要するエネルギーの関係は、一
般的に図１１のようになっている。つまり、電源オフ直
後からｔ₁時に最も大きな始動エネルギーを要し、その
後、放電灯が冷えるに従い始動エネルギーは減少してい
く。従って、電源変動等で放電灯の立ち消え時にそれを
検知し、瞬時に再始動させるには、始動に要するエネル
ギーはｘ₁でよい。

【００４４】一般に始動エネルギーは印加される高圧パ
ルスのピーク値とパルス幅で規定でき、放電灯を放電破
壊させ、グロー放電させるだけであれば、ある一定以上
のピーク値Ｖopがあればよい。電源オフ直後のグロー放
電に必要なピーク値Ｖopと、始動エネルギーが最大とな
るｔ₁後のピーク値Ｖopは差は少なく、むしろグロー放
電からアーク放電に移行させるために、ｔ₁ではパルス
幅を大きくし、グロー放電移行へのエネルギーを増大さ
せる必要がある。

【００４５】よって、上記の如く、放電灯の立ち消え時
に再始動に必要なエネルギーｘ₁で設計した場合、人為
的に電源をオフし、ｔ₁後に再投入された場合は、グロ
ー放電を維持し、アーク放電に移行せず、正常点灯しな
いという不都合が生じ、それをもカバーしようとすれ
ば、最大エネルギーｘ₂で設計しなければならなくな
り、高圧パルスが大型化する。

【００４６】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、放電灯の立ち消え時には瞬時に再点灯しうる始
動エネルギーを持った高圧パルス発生回路にあって、か
かる人為的なオン／オフ動作におけるグロー放電の継続
といった不具合を解消し、できるだけ安価、小型化を目
的とした放電灯点灯装置を提供するものである。

【００４７】

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧パルス発
生回路を有し、電源投入後、放電灯が点灯するまでの期
間、上記高圧パルス発生回路から高圧パルスを発生させ
て放電灯を始動させるようにした放電灯点灯装置におい
て、放電灯の安定点灯中の電源オフ後、始動に必要なエ
ネルギーが最大となる時間までは電源がオンされても上
記高圧パルス発生回路の動作を停止させる制御手段を設
けたものである。

【００４８】また、請求項２では、放電灯の安定点灯中
の電源オフ直後の略必要始動エネルギー以上となる期間
は、電源がオンされても上記高圧パルス発生回路の動作
を停止させる制御手段を設けたものである。

【００４９】

【作用】而して、制御手段により、放電灯の安定点灯中
の電源オフ後、始動に必要なエネルギーが最大となる時
間までは電源がオンされても上記高圧パルス発生回路の
動作を停止させることで、電源変動や人為的な電源オフ
からオン操作等による放電灯の立ち消え時に、瞬時に放
電灯を始動させるのに必要なエネルギーのみをもった高
圧パルス発生回路であっても、グロー放電が継続して正
常点灯に移行しないという不具合は解消でき、より小型
の高圧パルス発生回路を提供できる。

【００５０】また、請求項２では、放電灯の安定点灯中
の電源オフ直後の略必要始動エネルギー以上となる期間
は、電源がオンされても上記高圧パルス発生回路の動作
を停止させる制御手段を設けていることにより、放電灯
が電源変動等にて立ち消えしても、必要なエネルギーの
みの高圧パルスで放電灯を始動させることができ、瞬時
に放電灯を始動させるのに必要なエネルギーのみをもっ
た高圧パルス発生回路であっても、グロー放電が継続し
て正常点灯に移行しないという不具合は解消でき、より
小型の高圧パルス発生回路を提供できる。

【００５１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本発明は放電灯の立ち消え時には瞬時に始動に必
要な高圧パルスを印加し、人為的に電源がオフ／オンさ
れた場合は、グロー放電を継続するような期間には強制
的に高圧パルスを印加させないようにしたことを特徴と
するものである。

【００５２】図１に本発明の具体的実施例を示す。尚、
従来例の図９と同一の機能を有する部分には同一符号を
付して重複する説明は省略する。また、図２は図１の動
作タイムチャートである。図１に示すように、グロー放
電を継続するような期間には強制的に高圧パルスを印加
させないように制御する制御手段は、トランジスタＱ
_{5 1}、コンデンサＣ _{5 1}、コンパレータＩＣ₁，Ｉ
Ｃ₂、抵抗Ｒ_{5 1}〜Ｒ_{5 7}、インバータＧ₅、アンドゲ
ートＧ₆，Ｇ₇、オアゲートＧ₈等で構成されている。

【００５３】次に、動作を図２を参照しながら説明す
る。電源投入後、放電灯ＤＬが点灯するまで、タイマー
ＩＣtm₁の出力端子（３番ピン）のＡ点はＨレベルとな
り（図２（ｂ））、インバータＧ₅の出力はＬレベルと
なり、トランジスタＱ_{5 1}はオフ状態である。放電灯Ｄ
Ｌが点灯すると、Ａ点はＬレベルとなり、インバータＧ
₅の出力はＨレベルとなり、抵抗Ｒ_{5 1}を介してトラン
ジスタＱ_{5 1}を駆動し、抵抗Ｒ_{5 2}を介してコンデンサ
Ｃ_{5 1}を充電させる。

【００５４】コンデンサＣ_{5 1}の両端電圧Ｖ_C51は、抵
抗Ｒ_{5 6}とＲ_{5 7}の分圧電圧ＶｘでコンパレータＩＣ₁
で比較され、コンパレータＩＣ₁の出力端Ｂは、図２
（ｄ）に示すように、電圧Ｖ_C51が大の時Ｈレベルとな
る。一方、コンデンサＣ_{5 1}の両端電圧Ｖ_C51と、抵抗
Ｒ₅₄，Ｒ_{5 5}の分圧電圧ＶｙとをコンパレータＩＣ₂
で比較し、コンパレータＩＣ₂の出力端Ｃは、図２
（ｅ）に示すように、電圧Ｖ_C51が小の時Ｈレベルとな
る。

【００５５】そして、Ａ点の信号とＢ点の信号とがアン
ドゲートＧ₆に入力され、その出力端Ｄは図２（ｆ）に
示すように、両信号がＨレベルのときはＨレベルとな
り、また、Ｄ点の信号とＥ点の信号とをオアゲートＧ₈
に入力し、その出力端Ｆは図２（ｈ）に示すようにな
り、Ｆ点を全波整流回路ＤＢ₂に接続してある。このＦ
点がＨレベルの時のみ、高圧パルスが発生するようにな
る。つまり、放電灯ＤＬが不点の場合、トランジスタＱ
₅₁がオフとなり、コンデンサＣ_{5 1}は充電されず、抵
抗Ｒ_{5 3}で電荷が放電され、電圧Ｖ_C51は低下する。

【００５６】例えば、点灯中に電源変動等で放電灯ＤＬ
が立ち消えした場合には、瞬時に高圧パルスが発生し、
Ｖ_C51がＶｘ以下になるまでは、高圧パルスを発生し続
け、Ｖ_C51がＶｘ以下に低下しても、放電灯ＤＬが点灯
しなければ、さらにＶ_C51がＶｙ以下になるまで、高圧
パルスの発生は停止される。一方、図２に示すように、
点灯中に一方的に電源電圧Ｖ₁をオフし、一定期間後に
再投入した場合、その間コンデンサＣ_{5 1}の電荷は抵抗
Ｒ_{5 3}を介して放電し続け、電源電圧Ｖ₁を投入後、Ｖ
_C51がＶｘ以上若しくはＶｙ以下でなければ高圧パルス
は発生しない。

【００５７】つまり、電源電圧Ｖ₁オフ後、再投入され
るまでの期間が短く、電源電圧Ｖ₁投入時点でのＶ_C51
がＶｘより大であれば、電源電圧Ｖ₁投入時に瞬時に高
圧パルスを発生させ、もし、再投入されるまでの期間が
長く、電源電圧Ｖ₁投入時Ｖ _C51がＶｘ以下で、Ｖｙ以
上であれば高圧パルスは発生せず、Ｖ_C51がＶｙ以下に
なるまで高圧パルスは停止し続ける。

【００５８】よって、本実施例においては、放電灯ＤＬ
が不点後、図１１に示すように、Ｖ _C51がＶｘまで低下
する時間ｔｘとし、Ｖ_C51がＶｙまで低下する時間ｔｙ
とすると、ｔｘからｔｙの始動エネルギーが大の期間、
高圧パルスを発生させないようにし、前述の如き、グロ
ー放電が継続してアーク放電に移行しないという不都合
を解消することができる。

【００５９】上記のｔｙを少なくとも始動エネルギーが
最大となる時間ｔ₁以降にしておくと、ｔ₁時に必要な
始動エネルギーより低いエネルギーで高圧パルス発生回
路（イグナイタＩＧＮ）を設計してもかかる不都合は生
じず、より小型な高圧パルス発生回路を提供できる。更
に、ｔｙを放電灯ＤＬの不点直後に必要な始動エネルギ
ーと略同じになる時間ｔ₂以上に設定すると、立ち消え
時や放電灯ＤＬが充分冷えた状態では、瞬時に点灯せし
めるのに必要な始動エネルギーだけを備えたより小型の
高圧パルス発生回路を提供できるものである。

【００６０】（実施例２）図３は実施例２を示し、図４
はその動作タイムチャートを示している。コンパレータ
ＩＣ₂の出力端ＣをＤ形のフリップフロップＩＣ₃のク
ロック入力端Ｃに接続し、フリップフロップＩＣ₃の出
力端ＱＢは、クロック入力がＬレベルからＨレベルへの
立ち上がり信号が入力した時にＨレベルを継続するもの
である。

【００６１】フリップフロップＩＣ₃の出力端ＱＢの信
号とＡ点の信号とをアンドゲートＧ ₉に入力し、その出
力ＦがＨレベルのときのみ高圧パルスを発生するもので
ある。今、図４に示すように、電源電圧Ｖ₁をオフする
と、コンデンサＣ_{5 1}の電荷は抵抗Ｒ_{5 3}を介して放電
していく過程で、電源電圧Ｖ₁を再投入してもＶ_C51が
基準電圧Ｖｙより高ければコンパレータＩＣ₂の出力Ｃ
はＬレベルである。しかし、電荷が放電していき、Ｖ
_C51はＶｙより低くなると、コンパレータＩＣ₂の出力
ＣはＨレベルとなり（図４（ｄ））、フリップフロップ
ＩＣ₃の出力端ＱＢの出力Ｇが図４（ｅ）に示すように
Ｈレベルとなり、この信号がＡ点のＨレベルの信号によ
りアンドゲートＧ₉の出力ＦがＨレベルとなり、高圧パ
ルスを発生させる。

【００６２】

【発明の効果】本発明は上述のように、高圧パルス発生
回路を有し、電源投入後、放電灯が点灯するまでの期
間、上記高圧パルス発生回路から高圧パルスを発生させ
て放電灯を始動させるようにした放電灯点灯装置におい
て、放電灯の安定点灯中の電源オフ後、始動に必要なエ
ネルギーが最大となる時間までは電源がオンされても上
記高圧パルス発生回路の動作を停止させる制御手段を設
けたものであるから、制御手段により、放電灯の安定点
灯中の電源オフ後、始動に必要なエネルギーが最大とな
る時間までは電源がオンされても上記高圧パルス発生回
路の動作を停止させることで、電源変動や人為的な電源
オフからオン操作等による放電灯の立ち消え時に、瞬時
に放電灯を始動させるのに必要なエネルギーのみをもっ
た高圧パルス発生回路であっても、グロー放電が継続し
て正常点灯に移行しないという不具合は解消でき、より
小型の高圧パルス発生回路を提供できるという効果を奏
するものである。

【００６３】また、請求項２では、放電灯の安定点灯中
の電源オフ直後の略必要始動エネルギー以上となる期間
は、電源がオンされても上記高圧パルス発生回路の動作
を停止させる制御手段を設けていることにより、放電灯
が電源変動等にて立ち消えしても、必要なエネルギーの
みの高圧パルスで放電灯を始動させることができ、瞬時
に放電灯を始動させるのに必要なエネルギーのみをもっ
た高圧パルス発生回路であっても、グロー放電が継続し
て正常点灯に移行しないという不具合は解消でき、より
小型の高圧パルス発生回路を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の具体回路図である。

【図２】同上の図１の動作波形図である。

【図３】同上の他の実施例の要部回路図である。

【図４】同上の図３の動作波形図である。

【図５】従来例の回路図である。

【図６】同上の図５の動作波形図である。

【図７】他の従来例の具体回路図である。

【図８】同上の図７の動作波形図である。

【図９】更に他の従来例の具体回路図である。

【図１０】同上の図９の動作波形図である。

【図１１】同上の電源を再投入するまでの時間と始動に
要するエネルギーの関係を示す図である。

【符号の説明】

ＤＬ放電灯ＩＧＮイグナイタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧パルス発生回路を有し、電源投入
後、放電灯が点灯するまでの期間、上記高圧パルス発生
回路から高圧パルスを発生させて放電灯を始動させるよ
うにした放電灯点灯装置において、放電灯の安定点灯中
の電源オフ後、始動に必要なエネルギーが最大となる時
間までは電源がオンされても上記高圧パルス発生回路の
動作を停止させる制御手段を設けたことを特徴とする放
電灯点灯装置。
【請求項２】放電灯の安定点灯中の電源オフ直後の略
必要始動エネルギー以上となる期間は、電源がオンされ
ても上記高圧パルス発生回路の動作を停止させる制御手
段を設けたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯
装置。