JPH05242981A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 始動用のスイッチング素子等の耐圧が低減で
きる放電灯点灯装置を提供する。 【構成】 交流電源１の両端に限流用のインダクタ２を
介して放電灯３が接続され、前記限流用のインダクタ２
の所定の位置に中間タップ５が設けられ、前記交流電源
１の両端に前記中間タップ５を介してコンデンサＣ１と
スイッチング素子Ｑ１との直列回路が接続され、前記交
流電源１の毎半サイクル毎に交流電源１位相の６０°乃
至９０°の範囲で一回以上、交流電源１位相の６０°乃
至９０°以外の範囲で一回以上、前記スイッチング素子
Ｑ１に駆動信号が出力されるように制御回路Ｔが設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯を点灯する放電
灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、交流電源から限流用インダクタを
介して放電灯に電力を供給する放電灯点灯装置がよく用
いられていた。そして、前記放電灯が高圧放電灯等の場
合には始動又は再始動用として高圧パルス電圧を放電灯
に印加するように構成されている。

【０００３】第６図に示すものは、このようなパルス発
生手段を有する放電灯点灯装置の一例であり、その構成
は、交流電源１と、限流用インダクタ２と、この交流電
源１の両端に限流用インダクタ２を介して接続される放
電灯３と、前記限流用インダクタ２の所定の位置に設け
られた中間タップ５と、前記交流電源１の両端に前記中
間タップ５を介して接続されるコンデンサＣ１とスイッ
チング素子Ｑ１との直列回路と、前記交流電源１の毎半
サイクル毎に前記スイッチング素子Ｑ１に駆動信号を印
加する制御回路Ｔ１とより成るものである。

【０００４】ここで、中間タップ５は、限流用インダク
タ２をインダクタＬ１とインダクタＬ２とに分割する任
意の箇所に設けられているものである。そして、インダ
クタＬ１の両端に発生されたパルス電圧が巻数比に応じ
てインダクタＬ２両端に伝達され、これらのインダクタ
Ｌ１、Ｌ２の両端に発生した電圧が交流電源１の交流電
圧Ｖ１に加算され、放電灯３の両端に印加する。

【０００５】以下、動作状態を図７に示す動作説明図を
用いて説明する。まず、交流電源１が入力されると、図
７(a) の示す如く、交流電圧Ｖ１の電圧零Ｖより所定の
位相角θ１遅れて制御回路Ｔ１から駆動信号（同図
（ｂ）に示す）が発生する。この駆動信号は、スイッチ
ング素子Ｑ１の制御端子間に入力され、スイッチング素
子Ｑ１をオフ状態からオン状態に移行させる。

【０００６】スイッチング素子Ｑ１がオン状態になる
と、交流電源１から限流用インダクタ２の中間タップ５
→コンデンサＣ１→オン状態のスイッチング素子Ｑ１→
交流電源１に至る閉回路にインダクタＬ１とコンデンサ
Ｃ１等による振動電流が流れる。その直後、スイッチン
グ素子Ｑ１の制御端子間に駆動信号が印加されなくな
り、しかも、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流が保持
電流以下になると、スイッチングＱ１はオン状態からオ
フ状態に移行することになる。

【０００７】このようなスイッチング素子Ｑ１のオンオ
フ動作は、交流電源１の毎半サイクル毎に繰り返し行わ
れ、コンデンサＣ１、スイッチング素子Ｑ１のそれぞれ
の両端電圧は、同図（ｃ）及び同図（ｄ）の如くなる。

【０００８】そして、放電灯３の両端には、交流電圧Ｖ
１にインダクタＬ１両端に発生した高圧パルス電圧が重
畳した同図（ｅ）に示すような始動又は再始動用の高圧
パルス電圧が発生し、放電灯１が始動又は再始動する。

【０００９】以上のような動作状態においては、コンデ
ンサＣ１の両端電圧が高く、素子の大型化を招く問題が
あった。これについて、以下に説明する。

【００１０】スイッチング素子Ｑ１がオン状態になる
と、コンデンサＣ１の両端電圧は電圧Ｖａまで上昇す
る。その直後にスイッチング素子Ｑ１がオフ状態にな
り、コンデンサＣ１の電荷は図７（ｃ）に示す如く並列
接続される抵抗Ｒ１１に放電され、コンデンサＣ１の両
端電圧は電圧Ｖｂまで低下する。一般的に放電灯３をよ
り早く確実に点灯させるためには、高圧パルス電圧のパ
ルス幅を広く、波高値を高くする必要があり、そのため
に、コンデンサＣ１の両端電圧は高い電圧Ｖａまで上昇
してしまい、同図（ｄ）に示す如くスイッチング素子の
耐圧が問題となる。

【００１１】このスイッチング素子Ｑ１の耐圧を低減す
るためには、コンデンサＣ１の両端電圧を低くすること
が有効である。

【００１２】まず、コンデンサＣ１の耐圧を低くするた
めの一手段として、並列抵抗Ｒ１１の抵抗値を低く設定
して、電圧Ｖｂの値を低くすることが考えられるが、こ
の場合には、抵抗Ｒ１１での電力ロスが大きくなり、抵
抗Ｒ１１の大型化、放電灯点灯装置の損失の増大という
新たな問題が発生する。

【００１３】次に、他の手段として、スイッチング素子
Ｑ１の両端電圧ＶＱ１＝（交流電圧Ｖ１−コンデンサＣ
１電圧ＶＣ１）の関係に着目し、スイッチング素子Ｑ１
がオン状態になる点弧位相を交流電圧Ｖ１の零Ｖ付近と
することも考えられるが、この場合には、一般的に放電
灯３の始動を確実に早くする点弧位相は約６０°乃至９
０°付近が好ましいとされており、前記０°付近の点弧
位相による高圧パルス電圧の発生では始動又は再始動性
能上問題となる場合が発生する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する問題点は、始動又は再始動性能を良好にするとコン
デンサ及びスイッチング素子の耐圧が高くなる点と、こ
れらの耐圧を軽減しようとすれば装置の損失が増大する
点と、さらに、点弧位相を交流電圧の零Ｖ付近に設定し
て解決を図ろうとすれば、同一の高圧パルスエネルギに
おける始動又は再始動性能が悪化するという不都合があ
った。本発明の目的とするところは、始動用のスイッチ
ング素子等の耐圧が低減できる放電灯点灯装置を提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源の両
端に限流用インダクタを介して接続される放電灯と、前
記限流用インダクタの所定の位置に設けられた中間タッ
プと、前記交流電源の両端に前記中間タップを介して接
続されるコンデンサとスイッチング素子との直列回路
と、前記交流電源の毎半サイクル毎に交流電源位相の６
０°乃至９０°の範囲で一回以上前記スイッチング素子
に駆動信号を印加する制御回路とを備えて成る放電灯点
灯装置において、前記制御回路は、交流電源位相の６０
°乃至９０°以外の範囲で少なくとも一回以上前記スイ
ッチング素子に駆動信号を印加するように構成されてい
る。

【００１６】

【作用】本発明は、交流電源位相の６０°乃至９０°以
外の範囲で少なくとも一回以上スイッチング素子に駆動
信号が印加されるように制御回路が構成されているの
で、放電灯の始動を良好にできるとともに、部品の増加
を招くことなく、スイッチング素子の耐圧を低減できる
という効果を奏する。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例を示してい
る。先の従来例を示す図６と異なる構成は、並列に接続
される抵抗が省略されたコンデンサＣ１と、交流電源１
位相の６０°乃至９０°以外の範囲で少なくとも一回以
上スイッチング素子Ｑ１に駆動信号が印加されるように
構成した制御回路Ｔとを備えて成る点である。なお、同
一構成には、同一符号を付して重複する説明を省略す
る。

【００１８】以下、動作状態を図２に示す動作説明図を
用いて説明する。ここで、図２（ａ）に交流電源１の交
流電圧Ｖ１波形を示し、同図（ｂ）に駆動信号を示し、
同図（ｃ）にコンデンサＣ１の両端電圧波形を示し、同
図（ｄ）にスイッチング素子Ｑ１の両端電圧波形を示
し、同図（ｅ）に放電灯３の両端に印加される電圧波形
を示している。

【００１９】まず、交流電源１が入力されると、交流電
圧Ｖ１の電圧零Ｖより位相の６０°乃至９０°の範囲で
一回以上、制御回路Ｔから駆動信号（同図（ｂ）に示
す）が発生する。この駆動信号は、スイッチング素子Ｑ
１の制御端子間に入力され、スイッチング素子Ｑ１をオ
フ状態からオン状態に移行させる。

【００２０】そして、スイッチング素子Ｑ１がオン状態
になると、交流電源１から限流用インダクタ２の中間タ
ップ５→コンデンサＣ１→オン状態のスイッチング素子
Ｑ１→交流電源１に至る閉回路にインダクタＬ１とコン
デンサＣ１等による振動電流が流れる。

【００２１】次に、前記駆動信号が発生している所定時
間経過後には、スイッチング素子Ｑ１の制御端子間に駆
動信号が印加されなくなり、スイッチングＱ１はオン状
態からオフ状態に移行することになる。

【００２２】さらに、再度、交流電源１の半サイクルの
間に、制御回路Ｔから交流電源１位相の６０°乃至９０
°以外の範囲で少なくとも一回以上スイッチング素子に
駆動信号が印加され、同図（ｄ）に示す如くスイッチン
グ素子Ｑ１をオン状態に移行させる。

【００２３】このように、交流電源１の半サイクルの間
に、制御回路Ｔから交流電源１位相の６０°乃至９０°
以外の範囲で少なくとも一回以上スイッチング素子に駆
動信号を印加して、再度、スイッチング素子Ｑ１をオン
状態に移行させることにより、コンデンサ両端電圧ＶＣ
１が交流電圧Ｖ１よりも上昇する場合にコンデンサＣ１
の電荷を放出させることができ、同図（ｃ）に示す如く
コンデンサ両端電圧ＶＣ１を減少させることができるの
である。

【００２４】従って、制御回路Ｔから発生する駆動信号
の位相を調整するだけで、従来例に示すようにコンデン
サＣ１に抵抗を並列接続して、コンデンサＣ１の両端電
圧を電圧Ｖａから電圧Ｖｂまで抵抗で消費させながら減
衰させる必要がなく、抵抗等の部品の増大、損失の増加
を防ぐことができる。

【００２５】図３は、本発明の第２の実施例を示してい
る。先の第１の実施例と異なる構成は、制御回路Ｔから
交流電源１位相の６０°乃至９０°以外の範囲で二回ス
イッチング素子に駆動信号を印加するようにして成る点
である。なお、回路構成図は同一のため省略する。

【００２６】制御回路Ｔは、駆動信号の発生が、パルス
電圧発生のために６０°乃至９０°の範囲内で一回と、
コンデンサＣ１の電荷を放出させるために０°乃至６０
°の範囲内で一回と９０°乃至１８０°の範囲内で一回
との二回発生するように構成されている。従って、先の
第１の実施例の場合より、より効果的にコンデンサＣ１
の電荷を放出させることができるのである。

【００２７】図４は、本発明の第３の実施例を示してい
る。先の第１の実施例と異なる構成は、交流電源１の両
端に昇圧又は降圧するトランス４を接続して成る点であ
る。なお、同一構成には、同一符号を付して重複する説
明を省略する。このように構成することにより、第１の
実施例と同様の効果が得られるものである。

【００２８】図５は、本発明の第４の実施例を示してい
る。先の第３の実施例と異なる構成は、交流電源１の両
端に接続されるトランスを磁気漏れのトランス４にして
成る点である。なお、同一構成には、同一符号を付して
重複する説明を省略する。このように構成することによ
り、第１の実施例と同様の効果が得られるものである。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、交流電源の両端に限流用イン
ダクタを介して接続される放電灯と、前記限流用インダ
クタの所定の位置に設けられた中間タップと、前記交流
電源の両端に前記中間タップを介して接続されるコンデ
ンサとスイッチング素子との直列回路と、前記交流電源
の毎半サイクル毎に交流電源位相の６０°乃至９０°の
範囲で一回以上前記スイッチング素子に駆動信号を印加
する制御回路とを備えて成る放電灯点灯装置において、
前記制御回路は、交流電源位相の６０°乃至９０°以外
の範囲で少なくとも一回以上前記スイッチング素子に駆
動信号を印加するように構成されているので、放電灯の
始動を良好にできるとともに、部品の増加を招くことな
く、スイッチング素子の耐圧を低減できるという顕著な
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例を説明するための各部波
形を示した説明図である。

【図３】本発明の第２の実施例を説明するための各部波
形を示した説明図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図５】本発明の第４の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図６】本発明の従来例を示す回路構成図である。

【図７】本発明の従来例を説明するための各部波形を示
した説明図である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 限流用インダクタ ３ 放電灯 ５ 中間タップ Ｃ１ コンデンサ Ｑ１ スイッチング素子 Ｔ 制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と、この交流電源の両端に限流
   用インダクタを介して接続される放電灯と、前記限流用
   インダクタの所定の位置に設けられた中間タップと、前
   記交流電源の両端に前記中間タップを介して接続される
   コンデンサとスイッチング素子との直列回路と、前記交
   流電源の毎半サイクル毎に交流電源位相の６０°乃至９
   ０°の範囲で一回以上前記スイッチング素子に駆動信号
   を印加する制御回路とを備えて成る放電灯点灯装置にお
   いて、前記制御回路は、交流電源位相の６０°乃至９０
   °以外の範囲で少なくとも一回以上前記スイッチング素
   子に駆動信号を印加するように構成されたことを特徴と
   する放電灯点灯装置。