JPH053093A

JPH053093A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH053093A
Application number: JP3153452A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamada; 晃司山田; Hiroyuki Nishino; 博之西野; Akio Okude; 章雄奥出; Yukio Yamanaka; 幸男山中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JP3010789B2

Abstract

(57)【要約】【目的】放電灯をインバータ装置により高周波点灯させ
る放電灯点灯装置において、放電灯の寿命末期等の異常
時にインバータ装置の発振を停止させた状態に保持する
回路を簡単な構成で実現し、低電力損失で且つ確実な動
作を得る。【構成】ＣＲ時定数回路とトリガー素子を利用したイン
バータ装置の起動回路のコンデンサの両端に、インバー
タ装置を発振停止及び保持させる回路を接続した。【効果】新たな電力損失を生じさせることがなく、しか
も放電灯の交換時には起動回路により確実にインバータ
装置を再始動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ装置により
放電灯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。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電灯点灯装置の回路図を図３に
示す。この回路は自励式の直列共振型インバータであ
り、直流電源ＥにはダイオードＤ₁，Ｄ₂をそれぞれ逆
並列接続されたスイッチング用のトランジスタＱ₁，Ｑ
₂の直列回路が接続されており、各トランジスタＱ₁，
Ｑ₂のエミッタには、それぞれ抵抗Ｒ₂，Ｒ₃が直列的
に挿入されている。これらの抵抗Ｒ₂，Ｒ₃は、通称エ
ミッタ抵抗と呼ばれる負帰還抵抗であり、トランジスタ
Ｑ₁，Ｑ₂のオーバードライブ防止用である。トランジ
スタＱ₂のコレクタと直流電源Ｅの正端子の間には、駆
動トランスＴ₁の１次巻線とインダクタＬ₁及びコンデ
ンサＣ₂を介して、放電灯Ｆ₁のフィラメントの電源側
端子が接続されている。放電灯Ｆ₁のフィラメントの非
電源側端子間には、コンデンサＣ₄と抵抗Ｒ₇の並列回
路が接続されている。コンデンサＣ₄とインダクタＬ₁
は直列共振回路を構成している。コンデンサＣ₂は直流
成分カット用のカップリングコンデンサ（反転用コンデ
ンサ）であり、その容量はコンデンサＣ₄に比べて充分
に大きく、共振には殆ど寄与しない。駆動トランスＴ₁
は２つの２次巻線を備えている。一方の２次巻線は抵抗
Ｒ₄，Ｒ₂を介してトランジスタＱ₁のベース・エミッ
タ間に接続されている。また、他方の２次巻線は抵抗Ｒ
₅，Ｒ₃を介してトランジスタＱ₂のベース・エミッタ
間に接続されている。以上により自励式のインバータ装
置が構成されている。

【０００３】次に、抵抗Ｒ₁とコンデンサＣ₁及びトリ
ガー素子Ｑ₃は起動回路を構成している。電源投入時、
直流電源Ｅの電圧が上昇すると、抵抗Ｒ₁を介してコン
デンサＣ₁が充電される。コンデンサＣ₁の電圧がトリ
ガー素子Ｑ₃のブレークオーバー電圧に達すると、トリ
ガー素子Ｑ₃が導通し、コンデンサＣ₁の電荷でトラン
ジスタＱ₂にベース電流を流してインバータ装置を起動
させるものである。なお、インバータが起動した後は、
ダイオードＤ₁を介してコンデンサＣ₁の電荷が放電さ
れるので、起動回路は起動パルス発生動作を停止するも
のである。

【０００４】次に、異常時の発振停止のための制御回路
について説明する。トランジスタＱ ₂のエミッタ抵抗Ｒ
₃の電位は異常検出回路１に入力されている。コンデン
サＣ ₂と放電灯Ｆ₁の接続点の電位は、抵抗Ｒ₁₃とＲ₁₅
により分圧されて、リセット回路３に入力されている。
異常検出回路１の出力は保持回路２のセット入力とさ
れ、リセット回路３の出力は保持回路２のリセット入力
とされている。保持回路２の出力は抵抗Ｒ₂₀を介してト
ランジスタＱ₉のベースに入力されている。トランジス
タＱ₉のコレクタとエミッタは、トランジスタＱ₂のベ
ースと直流電源Ｅの負端子の間に接続されている。

【０００５】この制御回路の動作電源は、コンデンサＣ
₀から得ている。すなわち、直流電源Ｅから抵抗ドロッ
パＲ₀を介してコンデンサＣ₀を充電し、過電圧防止用
のツェナダイオードＺＤで電圧規制して、コンデンサＣ
₀の両端に低圧の直流電圧を得ている。この直流電圧
は、異常検出回路１と保持回路２とリセット回路３を含
む制御回路に動作電源電圧として供給されている。

【０００６】以下、図３の回路の動作について簡単に説
明する。電源投入後、起動回路によりトランジスタＱ₂
にオン信号が入ると、直流電源ＥからコンデンサＣ₂，
Ｃ₄、インダクタＬ₁、駆動トランスＴ₁、トランジス
タＱ₂及び抵抗Ｒ₃を介して共振電流が流れ、駆動トラ
ンスＴ₁によりトランジスタＱ₁，Ｑ₂が自励でオン・
オフを繰り返し、インバータ装置が発振を開始する。ま
た、放電灯Ｆ₁が寿命末期等になると、抵抗Ｒ₃に流れ
る異常電流が異常検出回路１により検出され、その信号
が保持回路２に入力され、トランジスタＱ₉がオンし、
インバータ装置の発振が停止する。発振が停止すると、
異常検出信号が無くなるが、トランジスタＱ₉はオンし
続ける必要があるため、保持回路２が必要となる。ま
た、放電灯Ｆ₁を交換したときには、保持回路２をリセ
ットするために、リセット回路３が必要となる。さら
に、上記の制御を行うために、抵抗Ｒ₀とコンデンサＣ
₀及びツェナダイオードＺＤよりなる制御電源が必要と
なる。この回路では、異常検出は抵抗Ｒ₃により検出し
ているが、他の検出方法を用いても良い。

【０００７】この従来例では、制御電源が必要となり、
この制御電源を作るためのドロッパ抵抗Ｒ₀の電力損失
が大きく、また、保持回路２とリセット回路３を備える
ため、制御回路が複雑になるという問題点がある。

【０００８】そこで、このような問題点を解決するため
に、従来、図４に示すような放電灯点灯装置が提案され
ている（特公平３−１２４３９号公報参照）。以下、そ
の回路構成と動作について説明する。入力側において図
示されていないフィルタを介して交流電源（２２０Ｖ／
５０Ｈｚ）より給電される両波整流器Ｇと、整流器Ｇに
接続され、充電リアクトルＬ、充電ダイオードＤ、充電
スイッチＴ１，Ｔ２及び充電コンデンサＣを有するＤＣ
−ＤＣコンバータとは、可制御直流電圧を有する直流電
源を形成する。充電コンデンサＣには、インバータの交
互に導通する２つのトランジスタよりなる直列回路が接
続されている。その充電ダイオードＤに隣接するトラン
ジスタＴ３は以下２次トランジスタと称し、他のトラン
ジスタＴ１は１次トランジスタと称する。２次トランジ
スタＴ３に並列に、放電ランプＥと直列共振回路コンデ
ンサＣ２、リアクトルＬ２と振動コンデンサＣ１と可飽
和変圧器の１次巻線Ｌ３０との直列回路からなる負荷回
路が接続され、その直列共振回路のコンデンサＣ２は放
電ランプＥの両予熱電極間に置かれ、放電ランプＥは、
一方の電極で充電コンデンサＣに直接接続されている。

【０００９】可飽和変圧器は、２つの２次巻線Ｌ３１，
Ｌ３２と遮断巻線Ｌ３３とを有する。２次巻線Ｌ３１，
Ｌ３２は、１次トランジスタＴ１、２次トランジスタＴ
３の制御回路中に、これら両トランジスタがそれぞれ可
飽和変圧器の反転磁化時間中、交互に導通制御されるよ
うに接続されている。この場合、可飽和変圧器は、それ
によって決まるインバータの運転周波数が直列共振回路
の共振周波数の若干上にあるように構成されている。そ
うすることによって、相前後する導通制御パルス間に間
隙が生じるので、１次トランジスタと２次トランジスタ
との同時導通が避けられ、したがって、充電コンデンサ
Ｃにおける電圧の短絡が避けられる。両トランジスタの
同時阻止中における通流のために、トランジスタのそれ
ぞれに並列に帰還電流ダイオードＤ１，Ｄ２が設けられ
ている。１次トランジスタＴ１の導通時間中、充電コン
デンサＣの電圧が負荷回路に加わり、振動コンデンサＣ
１は図示極性で充電される。１次トランジスタＴ１が阻
止状態となった後、２次トランジスタＴ３が導通するま
では、電流は負荷回路を介して流れ、直列共振回路のリ
アクトルＬ２によって駆動されて帰還電流ダイオードＤ
２を介して流れ続ける。それから２次トランジスタＴ３
が再び阻止状態となるまで、振動コンデンサＣ１が２次
トランジスタＴ３及び負荷回路を介して放電する。その
後、負荷電流は同じ方向に充電コンデンサＣ及び帰還電
流ダイオードＤ１を介して１次トランジスタＴ１の新た
な導通まで流れ続ける。

【００１０】インバータの運転時において充電コンデン
サＣから取り出されるエネルギーは、整流器Ｇから充電
リアクトルＬ及び充電ダイオードＤを介して充電コンデ
ンサＣに供給される。図４の回路では、このために１次
トランジスタＴ１及び充電サイリスタＴ２が直列接続さ
れて充電スイッチを形成しており、この充電スイッチを
介して充電リアクトルＬが整流器Ｇに並列に接続されて
いる。

【００１１】充電サイリスタＴ２はインバータの切換動
作に同期して制御される。そのために、この充電サイリ
スタＴ２の制御区間がトリガーダイオードＤ９を介して
遅延コンデンサＣ６に並列接続され、この遅延コンデン
サＣ６は一方では放電ダイオードＤ８を介して２次トラ
ンジスタＴ３に並列に接続されており、また、１次トラ
ンジスタＴ１、可調整放電抵抗Ｒ１及び逆流阻止ダイオ
ードＤ７を介して制御電源に接続されている。制御電源
は、制御トランジスタＴ５およびこれに並列に設けられ
ている蓄積コンデンサＣ５からなり、このコンデンサＣ
５はダイオードＤ５及び分圧コンデンサＣ７と共に１次
トランジスタＴ１に並列にある分圧器を構成している。

【００１２】始動コンデンサＣ８に蓄えられたエネルギ
ーがトリガーダイオードＤ１３を介して１次トランジス
タＴ１の制御区間に加えられ、それにより、１次トラン
ジスタＴ１が導通するような値に始動コンデンサＣ８の
電圧が到達したときに始めて、振動型インバータが動作
し始め、続いてＤＣ−ＤＣコンバータが動作し始める。
このために始動コンデンサＣ８は一方では抵抗Ｒ２，Ｒ
４及びランプＥの一方の電極を介して充電コンデンサＣ
に接続されており、他方ではダイオードＤ１０を介して
１次トランジスタＴ１のスイッチング区間に並列に接続
されている。整流器Ｇに交流電源電圧を印加した後、充
電コンデンサＣが充電リアクトルＬ及び充電ダイオード
Ｄを介して充電され、そして、それに伴って始動コンデ
ンサＣ８も１次トランジスタＴ１が導通されるまで充電
される。それから、同時に始動コンデンサＣ８はダイオ
ードＤ１０を介して再び放電され、その結果、この始動
回路はインバータの周期的な振動中はもはや関与し得な
い。

【００１３】放電ランプＥが持続的に始動し得ない状態
にある場合、すなわち、繰り返し無駄な始動が行われる
だけの場合にインバータを遮断するために、１つの遮断
状態と１つの動作状態とを有する停止サイリスタＴ４の
形の双安定スイッチング素子と、制御回路と、保持回路
とが設けられている。停止サイリスタＴ４のスイッチン
グ区間はダイオードＤ１１，Ｄ１２を介して可飽和変圧
器の遮断巻線Ｌ３３に並列接続され、また、抵抗Ｒ２を
介して始動コンデンサＣ８に並列接続されている。停止
サイリスタＴ４のスイッチング区間はさらに充電コンデ
ンサＣに隣接する側の放電ランプの電極および直列抵抗
Ｒ４と直列の保持回路中に挿入されている。

【００１４】遮断巻線Ｌ３３にはまた、ＲＣ要素Ｒ３，
Ｃ９を有する制御回路がダイオードＤ１１を介して並列
接続され、このＲＣ要素はトリガーダイオードＤ１４を
介して停止サイリスタＴ４の制御区間に並列接続されて
いる。この回路の機能及び構成は、放電ランプを有する
負荷回路を介して流れ、遮断巻線Ｌ３３によって検出さ
れる電流の振幅が、ランプが点灯されていない場合（共
振状態）においてはランプが点灯されている場合（共振
回路の減衰状態）におけるよりも著しく大きいというこ
とを基礎においている。その構成によって予め与え得る
無駄な始動回数後に、停止サイリスタＴ４がトリガーダ
イオードＤ１４を介して点弧し遮断巻線Ｌ３３を短絡す
るほどにコンデンサＣ９を充電する。これによりインバ
ータのトランジスタに対する制御電圧が無くなり、イン
バータの運転が遮断される。しかしながら、正常な点灯
動作及び正常なランプ電流はいずれもこのような遮断を
生じない。なぜならば、この場合にはコンデンサＣ９に
おける電圧がトリガーダイオードＤ１４を導通させるに
必要な値に達しないからである。

【００１５】インバータのスイッチにおける矩形波電圧
に依存したＤＣ−ＤＣコンバータの同期制御のために、
ＤＣ−ＤＣコンバータは自動的にインバータと共に遮断
され、かつインバータの始動後に再投入される。

【００１６】インバータは、停止サイリスタＴ４の保持
回路が遮断され、それ故、停止サイリスタＴ４が再び阻
止状態に移行することができるまで、遮断されたままで
ある。このために、例えば、交流電源電圧を遮断するこ
とができる。しかし、電源電圧の遮断なしに行うことの
できる欠陥ランプの交換の結果の遮断は極めてしばしば
存在する。始動コンデンサＣ８の電流回路もランプの電
極を介して供給されるため、インバータは新たなランプ
のセット後、自動的に再び振動し始める。

【００１７】この回路の構成にすれば、制御用の電源を
作らなくてもランプ寿命末期等の異常時にサイリスタを
用いてインバータ装置の発振を停止させて、ランプ交換
時に再起動させることができる。この従来例の特徴を要
約すると、ランプの一方のフィラメントを介して起動ル
ープを構成し、異常時にサイリスタを用いて駆動トラン
スを短絡させ、そのサイリスタの保持電流を起動抵抗か
ら得ることで、異常時には発振停止を維持し、ランプ交
換時には保持電流をカットして、再度、放電灯が装着さ
れた時にインバータ装置が起動されるというものであ
る。

【００１８】この従来例では、ランプの一方のフィラメ
ントを介して起動回路が接続されていることになり、図
４の予熱電極ｅ１が断線した場合は、電源投入しても発
振開始されないが、予熱電極ｅ２が断線した場合には、
起動回路が働き、起動パルスが常に与えられた状態とな
る。また、図５に示すような並列点灯方式の回路構成と
した場合には、予熱電極ｅ１とｅ２が断線した場合で、
予熱電極ｅ１が断線の場合は発振停止し、予熱電極ｅ２
が断線の場合は、ランプＥ’が正常であれば、一点灯で
点灯するという２つの現象が起こることになる。ランプ
装着時においても、予熱電極ｅ１が先に挿入されてから
予熱電極ｅ２を挿入する場合、予熱電極ｅ２が挿入され
る時には起動パルスは既に発生しており、１灯点灯して
いる可能性があり、予熱電極ｅ２を挿入する場合、過大
な共振電流が流れて、スイッチング素子にストレスを加
える。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
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、放電灯をインバータ装置により高周波点灯させる放
電灯点灯装置において、放電灯の寿命末期等の異常時に
インバータ装置の発振を停止させた状態に保持する回路
を簡単な構成で実現し、低電力損失で且つ確実な動作を
得ることにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、放電灯を
点灯させるインバータ装置の起動回路にコンデンサＣ₁
と抵抗Ｒ₁の時定数回路と前記コンデンサＣ₁の電圧で
ブレークオーバーするトリガー素子Ｑ₃を有する放電灯
点灯装置において、放電灯の少なくとも寿命末期を含む
異常時にインバータ装置を発振停止及び保持させる回路
を前記コンデンサＣ₁の両端に接続し、放電灯の交換時
に前記保持回路をリセットする手段を設けたことを特徴
とするものである。

【００２１】

【作用】本発明では、ＣＲ時定数回路Ｃ₁，Ｒ₁とトリ
ガー素子Ｑ₃を利用したインバータ装置の起動回路に着
目し、この起動回路のコンデンサＣ₁の両端に、インバ
ータ装置を発振停止及び保持させる回路を接続したの
で、新たな電力損失を生じさせることがなく、しかも放
電灯の交換時には起動回路により確実にインバータ装置
を再始動させることができるものである。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の回路図である。以
下、その回路構成について説明する。直流電源Ｅの正端
子はトランジスタＱ₁のコレクタに接続されている。ト
ランジスタＱ₁のエミッタは抵抗Ｒ₂を介してトランジ
スタＱ₂のコレクタに接続されている。トランジスタＱ
₂のエミッタは抵抗Ｒ₃を介して直流電源Ｅの負端子に
接続されている。直流電源Ｅの両端には、ダイオードＤ
₂，Ｄ₃の直列回路が逆極性に接続されており、ダイオ
ードＤ₂，Ｄ₃の接続点はトランジスタＱ₂のコレクタ
に接続されている。トランジスタＱ₂のコレクタには、
駆動トランスＴ₁の１次巻線ｎ₁とインダクタＬ₁を介
して放電灯Ｆ₁の第１のフィラメントｆ₁₁の一端が接続
され、放電灯Ｆ₁の第２のフィラメントｆ₁₂の一端はコ
ンデンサＣ₂を介して直流電源Ｅの負端子に接続されて
いる。放電灯Ｆ₁のフィラメントｆ₁₁，ｆ₁₂の各他端に
はコンデンサＣ₄と抵抗Ｒ₇が並列に接続されている。
駆動トランスＴ₁の１次巻線ｎ₁とインダクタＬ₁の接
続点は、抵抗Ｒ₆を介して直流電源Ｅの正端子に接続さ
れると共に、インダクタＬ₂を介して放電灯Ｆ₂の第１
のフィラメントｆ₂₁の一端に接続され、放電灯Ｆ₂の第
２のフィラメントｆ₂₂の一端はコンデンサＣ₃を介して
直流電源Ｅの負端子に接続されている。放電灯Ｆ₂のフ
ィラメントｆ₂₁，ｆ₂₂の各他端にはコンデンサＣ₅と抵
抗Ｒ₈が並列に接続されている。駆動トランスＴ₁の第
１の２次巻線ｎ₂は、抵抗Ｒ₄，Ｒ ₂を介してトランジ
スタＱ₁のベース・エミッタ間に接続されており、第２
の２次巻線ｎ₃は、抵抗Ｒ₅，Ｒ₃を介してトランジス
タＱ₂のベース・エミッタ間に接続されている。第２の
２次巻線ｎ₃と逆極性に巻かれた第３の２次巻線ｎ₄の
一端は直流電源Ｅの負端子に接続され、他端はダイオー
ドＤ₄を介してサイリスタＱ₄のアノードに接続されて
いる。

【００２３】コンデンサＣ₂の両端には、抵抗Ｒ₁₃，Ｒ
₁₅の直列回路が並列に接続されており、その接続点には
ダイオードＤ₆のカソードが接続されている。同様に、
コンデンサＣ₃の両端には、抵抗Ｒ₁₄，Ｒ₁₆の直列回路
が並列に接続されており、その接続点にはダイオードＤ
₅のカソードが接続されている。ダイオードＤ₅，Ｄ ₆
の各アノードは、トランジスタＱ₈のベースに接続され
ている。トランジスタＱ₈のコレクタ・エミッタは、コ
ンデンサＣ₁の両端に並列接続されている。

【００２４】次に、抵抗Ｒ₁とコンデンサＣ₁及びトリ
ガー素子Ｑ₃は起動回路を構成している。電源投入時、
直流電源Ｅの電圧が上昇すると、抵抗Ｒ₁を介してコン
デンサＣ₁が充電される。コンデンサＣ₁の電圧がトリ
ガー素子Ｑ₃のブレークオーバー電圧に達すると、トリ
ガー素子Ｑ₃が導通し、コンデンサＣ₁の電荷でトラン
ジスタＱ₂にベース電流を流してインバータ装置を起動
させるものである。なお、インバータが起動した後は、
ダイオードＤ₁を介してコンデンサＣ₁の電荷が放電さ
れるので、起動回路は起動パルス発生動作を停止するも
のである。また、インバータが停止しているときでも、
トランジスタＱ₈が導通状態である場合には、コンデン
サＣ₁が充電されないので、起動回路は起動パルスを発
生しない。

【００２５】放電灯Ｆ₁のフィラメントｆ₁₁とインダク
タＬ₁の接続点は、コンデンサＣ₆と抵抗Ｒ₉，Ｒ₁₀を
介して直流電源Ｅの負端子に接続されている。同様に、
放電灯Ｆ₂のフィラメントｆ₂₁とインダクタＬ₂の接続
点は、コンデンサＣ₇と抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を介して直流電
源Ｅの負端子に接続されている。抵抗Ｒ₉，Ｒ₁₀の接続
点には、抵抗Ｒ₁₉の一端が接続されると共に、トランジ
スタＱ₆のエミッタとトランジスタＱ７のベースが接続
されており、抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₁₂の接続点には、抵抗Ｒ₁₉の
他端が接続されると共に、トランジスタＱ₇のエミッタ
とトランジスタＱ₆のベースが接続されている。トラン
ジスタＱ₆，Ｑ₇の各コレクタはダイオードＤ₈のアノ
ード・カソード間を介してコンデンサＣ₈の一端に接続
されており、コンデンサＣ₈の他端は直流電源Ｅの負端
子に接続されている。コンデンサＣ₈の一端は、抵抗Ｒ
₁₈とトリガー素子Ｑ₅を介してサイリスタＱ₄のゲート
に接続されている。サイリスタＱ₄のゲート・カソード
間には抵抗Ｒ₁₇が並列接続されている。起動回路のコン
デンサＣ₁と抵抗Ｒ₁の接続点は、ダイオードＤ₇のア
ノード・カソード間を介して、サイリスタＱ₄のアノー
ドに接続されている。

【００２６】以上の回路構成において、放電灯の有無検
出回路は、直流電源Ｅに対し、放電灯Ｆ₁については、
抵抗Ｒ₆、インダクタＬ₁、フィラメントｆ₁₁、抵抗Ｒ
₇、フィラメントｆ₁₂、抵抗Ｒ₁₃，Ｒ₁₅の直流電流回路
で構成されており、放電灯Ｆ ₂については、抵抗Ｒ₆、
インダクタＬ₂、フィラメントｆ₂₁、抵抗Ｒ₈、フィラ
メントｆ₂₂、抵抗Ｒ₁₄，Ｒ₁₆の直流電流回路で構成され
ており、各放電灯Ｆ₁，Ｆ₂の各フィラメントｆ₁₁，ｆ
₁₂，ｆ₂₁，ｆ₂₂のいずれの断線も検出可能である。ま
た、放電灯の寿命末期等の異常検出回路は、ランプ電圧
の電圧差を検出する方式であり、その差がコンデンサＣ
₈に充電される。インバータの発振停止回路としては、
駆動トランスＴ₁の２次巻線ｎ₄からダイオードＤ₄を
介してサイリスタＱ₄が接続されており、さらにサイリ
スタＱ₄のアノードはダイオードＤ ₇を介して起動回路
のコンデンサＣ₁に接続されている。

【００２７】以下、本実施例の動作について説明する。（Ａ）まず、放電灯が正常な場合について説明する。放
電灯Ｆ₁，Ｆ₂は同じワット数とする。電源が投入され
ると、抵抗Ｒ₁を介してコンデンサＣ₁を充電しようと
する。しかしながら、コンデンサＣ₁にトランジスタＱ
₈が並列接続されており、このトランジスタＱ₈のベー
ス電位を決定する抵抗Ｒ₁₃，Ｒ₁₅及び抵抗Ｒ₁₄，Ｒ₁₆の
分圧電圧は、コンデンサＣ₂，Ｃ₃の充電電圧によって
決まり、その電圧上昇は抵抗Ｒ₁とコンデンサＣ₁の時
定数よりも遅いために、結局、コンデンサＣ₁の充電電
位は放電灯の有無検出回路の時定数に従って充電され
る。抵抗Ｒ₁₃，Ｒ₁₅の分圧電圧は、直流電源Ｅに対し
て、抵抗Ｒ₆、インダクタＬ₁、抵抗Ｒ₇，Ｒ₁₃，Ｒ₁₅
とコンデンサＣ₂の時定数によって決まる。また、抵抗
Ｒ₁₄，Ｒ₁₆の分圧電圧は、直流電源Ｅに対して、抵抗Ｒ
₆、インダクタＬ₂、抵抗Ｒ₈，Ｒ₁₄，Ｒ₁₆とコンデン
サＣ₃の時定数によって決まる。故に、抵抗Ｒ₁₃，Ｒ₁₅
及びＲ₁₄，Ｒ₁₆の分圧電圧をトリガー素子Ｑ₃のブレー
クオーバー電位よりも高く設定しておけば、トリガー素
子Ｑ₃は必ずオンする。トリガー素子Ｑ₃がオンすれ
ば、トランジスタＱ₂にオン信号が入り、コンデンサＣ
₂，Ｃ₃を電源として、コンデンサＣ₄，Ｃ₅とインダ
クタＬ₁，Ｌ₂に直列共振電流が流れ、発振を開始す
る。放電灯Ｆ₁，Ｆ₂が正常に点灯している場合には、
ランプ電圧に差は無く、コンデンサＣ₈には殆ど電圧は
充電されない。よって、サイリスタＱ₄もオフしてい
る。

【００２８】（Ｂ）フィラメント断線又は一方のフィラ
メントが外れている場合この場合、本実施例では、１つのフィラメントでも外れ
ていると、放電灯Ｆ₁の場合、直流電源Ｅ、抵抗Ｒ₆、
インダクタＬ₁、フィラメントｆ₁₁、抵抗Ｒ₇、フィラ
メントｆ₁₂、抵抗Ｒ₁₃，Ｒ₁₄の直流電流回路が遮断さ
れ、放電灯Ｆ₁₂の場合、直流電源Ｅ、抵抗Ｒ₆、インダ
クタＬ₂、フィラメントｆ₂₁、抵抗Ｒ₈、フィラメント
ｆ₂₂、抵抗Ｒ₁₄，Ｒ₁₆の直流電流回路が遮断されるた
め、抵抗Ｒ₁₃，Ｒ₁₅又はＲ₁₄，Ｒ₁₆のいずれかの分圧電
圧が０となり、トランジスタＱ₈がオンして、起動用の
コンデンサＣ₁には電荷は蓄積されず、よって、起動パ
ルスが発生しないので、インバータ装置は起動しない。

【００２９】（Ｃ）正常な放電灯が寿命末期になり、発
振停止後、交換する場合インバータ装置が正常な状態で発振している場合、トラ
ンジスタＱ₂が高周波でオン・オフし、ダイオードＤ₁
を介してコンデンサＣ₁の電荷を抜いているため、コン
デンサＣ₁の電圧はほとんど０Ｖとなる。次に、一方の
放電灯が寿命末期になると、半波放電状態となり、放電
灯の両端電圧の波形に差が生ずる。その電圧差がダイオ
ードＤ₈を介してコンデンサＣ₈に充電される。コンデ
ンサＣ₈の電圧が一定以上になると、ダイアックＱ₅が
オンする。ダイアックＱ₅がオンすると、サイリスタＱ
₄がターンオンして、駆動トランスＴ₁の２次巻線ｎ₄
がダイオードＤ₄を介して短絡され、インバータ装置の
発振が停止する。発振が停止すると、異常検出信号は無
くなり、ダイアックＱ₅はオフするが、そのときには、
直流電源Ｅから抵抗Ｒ₁とダイオードＤ₇を介してサイ
リスタＱ₄に保持電流が流れるので、サイリスタＱ₄は
導通状態に保持される。したがって、起動用のコンデン
サＣ₁には起動用の電荷が蓄積されず、起動パルスが発
生しないので、インバータ装置は発振停止状態を維持す
る。

【００３０】そこで、放電灯を交換する。放電灯が外さ
れると、放電灯の有無検出用の直流電流回路が遮断され
るため、抵抗Ｒ₁₃，Ｒ₁₅又はＲ₁₄，Ｒ₁₆の分圧電圧が低
下し、ダイオードＤ₅又はＤ₆を介してトランジスタＱ
₈のエミッタ・ベース間に電流が流れて、トランジスタ
Ｑ₈がオンとなる。このとき、サイリスタＱ₄の保持電
流がカットされて、サイリスタＱ₄がターンオフし、駆
動トランスＴ₁の２次巻線ｎ₄ が開放されるので、イン
バータ装置の発振停止がリセットされる。しかし、この
場合は、放電灯が外れているため、トランジスタＱ₈が
オンのままであり、起動用のコンデンサＣ₁の電圧は上
昇しない。その後、正常な放電灯が挿入されて始めて、
起動用のコンデンサＣ₁の電圧がトリガー素子Ｑ₃のブ
レークオーバー電位に達し、トランジスタＱ₂をオンさ
せる起動パルス信号を与え、インバータ装置の発振が開
始される。

【００３１】図２は本発明の他の実施例の回路図であ
る。本実施例では、２００Ｖの交流電源ｅを全波整流器
ＤＢで整流し、インダクタＬ₁₀とトランジスタＱ₁₀及び
ダイオードＤ₁₀を含む昇圧型のチョッパー回路で昇圧し
て、ＤＣ４００Ｖの直流電圧を平滑コンデンサＣ₉に充
電している。制御回路ＳはトランジスタＱ₁₀のオン・オ
フを制御するものである。トランジスタＱ₁₀のオン時に
インダクタＬ₁₀に蓄積されたエネルギーが、トランジス
タＱ₁₀のオフ時にダイオードＤ₁₀を介して平滑コンデン
サＣ₉に充電される。平滑コンデンサＣ₉に充電された
ＤＣ４００Ｖは、トランジスタＱ₁，Ｑ₂の直列回路に
印加されている。各トランジスタＱ₁，Ｑ ₂のエミッタ
には抵抗Ｒ₂，Ｒ₃がそれぞれ直列的に挿入されてい
る。トランジスタＱ₂のコレクタと平滑コンデンサＣ₉
の正端子の間には、直流成分カット用のカップリングコ
ンデンサＣ₂と、駆動トランスＴ₁の１次巻線とインダ
クタＬ ₁を介して、放電灯Ｆ₁のフィラメントの電源側
端子が接続されている。放電灯Ｆ₁のフィラメントの非
電源側端子にはコンデンサＣ₄と抵抗Ｒ₇が並列接続さ
れている。コンデンサＣ₄とインダクタＬ₁は直列共振
回路を構成している。駆動トランスＴ₁はインダクタＬ
₁とコンデンサＣ₄の固有振動周波数よりも少し高い周
波数で発振するように設計されている。起動回路は整流
後の電圧を入力として、抵抗Ｒ₁とコンデンサＣ₁、ダ
イオードＤ₁、トリガー素子Ｑ₃及びトランジスタＱ₁₁
より構成されている。トランジスタＱ₁₁は放電灯の有無
を検出してオン・オフするものである。放電灯検出回路
は、抵抗Ｒ₇，Ｒ₂₁，Ｒ₂₃，Ｒ₂₄とダイオードＤ₁₁で構
成されており、放電灯が挿入されている場合にトランジ
スタＱ₁₁がオン状態となる。異常検出回路は、コンデン
サＣ₁₁，Ｃ₁₂、抵抗Ｒ₂₅，Ｒ ₂₆、ダイオードＤ₁₂，Ｄ₁₃
及びコンデンサＣ₁₃で構成され、その出力がサイリスタ
Ｑ₄を含む発振停止回路に接続されている。

【００３２】以下、本実施例の動作について説明する。
まず、昇圧型のチョッパー回路については、電源投入
後、一定時間後に動作するものとする。これにより、平
滑コンデンサＣ₉には直流電圧が得られる。次に、放電
灯が正常な場合と、断線時、並びに再装着時の動作につ
いて説明する。

【００３３】（ａ）放電灯が正常な場合電源が投入されると、平滑コンデンサＣ₉に得られた直
流電源Ｅから、コンデンサＣ₂を介して、ダイオードＤ
₁₁、抵抗Ｒ₂₃，Ｒ₂₄の経路で電流が流れる。正常な放電
灯が挿入されていれば、Ｘ点の電位は、ほぼＥ×（Ｒ₂₃
＋Ｒ₂₄）／（Ｒ ₂₁＋Ｒ₇＋Ｒ₂₃＋Ｒ₂₄）まで充電され
る。このとき、抵抗Ｒ₂₄に得られる電圧により、トラン
ジスタＱ₁₂がオンし、抵抗Ｒ₂₂に流れる電流によりトラ
ンジスタＱ ₁₁がオンする。これによって、起動回路が動
作可能となり、抵抗Ｒ₁を介してコンデンサＣ₁を充電
する。コンデンサＣ₁の電圧がトリガー素子Ｑ₃のブレ
ークオーバー電圧を越えると、トランジスタＱ₂に起動
パルス信号が与えられ、トランジスタＱ₂がオンして、
インバータ装置が発振開始する。なお、放電灯が正常な
場合は、異常検出回路のコンデンサＣ₁₃の電圧は低く設
定されており、ツェナダイオードＺＤ₁はオンしない。
よって、サイリスタＱ₄もオフである。

【００３４】（ｂ）放電灯が断線又は一方のフィラメン
トが外れている場合この場合、直流電源Ｅから抵抗Ｒ₂₁、駆動トランスＴ₁
の１次巻線、インダクタＬ₁、放電灯Ｆ₁の一方のフィ
ラメント、抵抗Ｒ₇、放電灯Ｆ₁の他方のフィラメント
を通る直流電流回路が遮断されるので、コンデンサＣ₂
と並列の放電ループが無くなり、電源投入時に、Ｘ点の
電位は０Ｖとなる。このため、抵抗Ｒ₂₃，Ｒ₂₄の分圧電
圧も０Ｖとなり、トランジスタＱ₁₂がオフ、トランジス
タＱ₁₁もオフとなる。したがって、起動用のコンデンサ
Ｃ₁の充電経路を遮断し、インバータ装置の発振を開始
させない。

【００３５】（ｃ）放電灯が寿命末期になり、発振停止
後、放電灯を交換する場合正常点灯状態から放電灯が寿命末期になると、放電灯は
半波放電状態となり、その場合、放電灯の両端電圧のピ
ーク対ピーク値が高くなり、異常検出回路のコンデンサ
Ｃ₁₃の電位が高くなり、ツェナーダイオードＺＤ₁がオ
ンする。ツェナーダイオードＺＤ₁がオンすると、サイ
リスタＱ₄がオンし、コンデンサＣ₁₃に蓄えられた電荷
は、抵抗Ｒ₂₈、サイリスタＱ₄、トランジスタＱ₉のベ
ース・エミッタ間を介して放電し、トランジスタＱ₉が
オンし、トランジスタＱ₂のベースをクランプして、イ
ンバータ装置の発振を停止させる。この場合、コンデン
サＣ₁₃の放電時定数により、トランジスタＱ₉のオンし
得る期間をインバータ装置の主回路のトランジスタ
Ｑ₁，Ｑ₂のスイッチング周期よりも充分に長く設定し
てあるので、インバータ装置の発振は停止する。なお、
発振停止回路のサイリスタＱ₄のカソード側に直列に挿
入された抵抗Ｒ₂₇は、トランジスタＱ₉のベースに対し
ては大きいインピーダンスに設定されている。

【００３６】また、サイリスタＱ₄が一旦オンすると、
電源から、トランジスタＱ₁₁、抵抗Ｒ₁、ダイオードＤ
₇、サイリスタＱ₄、抵抗Ｒ₂₇の経路でも電流が流れ、
この電流が保持電流となって、サイリスタＱ₄がオンし
続ける。サイリスタＱ₄が上記電流経路でオン状態を維
持すると、起動回路のコンデンサＣ₁の電圧は、トリガ
ー素子Ｑ₃をブレークオーバーさせるだけの電圧には達
せず、起動回路が動作しない。故に、発振停止状態が維
持される。次に、交換のために放電灯を外すと、コンデ
ンサＣ₂が直流電源Ｅの電圧まで充電されるため、放電
灯検出のためのＸ点の電位が０Ｖとなり、トランジスタ
Ｑ₁₂がオフし、起動回路のトランジスタＱ₁₁もオフす
る。このため、抵抗Ｒ₁を介して流れる保持電流が無く
なり、サイリスタＱ₄はオフする。次に、新しい放電灯
が挿入されると、上記（ａ）で説明した放電灯が正常な
場合と同様に、Ｘ点の電位がほぼＥ×（Ｒ₂₃＋Ｒ₂₄）／
（Ｒ ₂₁＋Ｒ₇＋Ｒ₂₃＋Ｒ₂₄）まで充電され、抵抗Ｒ₂₃，
Ｒ₂₄の分圧電圧が上昇するので、トランジスタＱ₁₂がオ
ンし、トランジスタＱ₁₁がオンして、起動回路が動作
し、発振が開始され、点灯状態となる。

【００３７】本実施例では、昇圧型のチョッパー回路を
用いて平滑コンデンサＣ₉の直流電圧を上げているの
で、電力損失を低減するために起動回路は整流器ＤＢの
出力端に接続している。また、発振停止時も保持電流を
流し続けるために、負荷が非常に軽い状態では充分に平
滑できる程度の容量のコンデンサＣ₁₀を整流器ＤＢの出
力端に接続している。

【００３８】なお、図１の実施例にも示した通り放電灯
は複数本としても良く、その場合でも、放電灯の有無検
出回路が複雑になることはなく、オア回路で簡単に構成
できるので、特に多灯点灯などの場合でも全てのフィラ
メントが装着されてから発振を開始させることができ
る。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の放電灯点灯装置では、起動回
路のコンデンサの両端にインバータ装置の発振停止及び
保持回路を接続したので、特別な電源を新たに設けなく
ても、異常時に発振停止状態に保持することができ、し
かも、放電灯の交換時には起動回路の動作により確実に
発振を再開することができるという効果がある。

【００４０】請求項２の放電灯点灯装置では、抵抗とコ
ンデンサとトリガー素子及びダイオードよりなる汎用の
起動回路を用いたので、既存の回路を大きく設計変更す
ることなく、本発明の機能を実現できるという効果があ
る。

【００４１】請求項３の放電灯点灯装置では、保持回路
として起動用のコンデンサの両端にサイリスタを並列接
続し、起動回路の抵抗を利用して保持電流を流すように
したので、特別な電源が無くても保持機能が実現でき、
電力損失の増大を防止できるという効果がある。

【００４２】請求項４の放電灯点灯装置では、サイリス
タの保持電流を遮断するためのスイッチング素子を起動
回路のコンデンサと並列又は直列に接続したので、スイ
ッチング素子の開閉により容易のサイリスタの保持機能
をリセットすることができるという効果がある。

【００４３】請求項５の放電灯点灯装置では、１つ又は
複数の放電灯のうち、１つのフィラメントでも非接続に
なると、インバータ装置の発振を停止させることができ
るので、スイッチング素子等に過大なストレスが加わる
ことがなく、信頼性が高くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】本発明の他の実施例の回路図である。

【図３】従来例の回路図である。

【図４】他の従来例の回路図である。

【図５】別の従来例の回路図である。

【符号の説明】

Ｅ直流電源Ｑ₁ トランジスタＱ₂ トランジスタＱ₃ トリガー素子Ｑ₄ サイリスタＦ₁ 放電灯Ｆ₂ 放電灯Ｒ₁ 抵抗Ｃ₁ コンデンサＤ₁ ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山中幸男大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯を点灯させるインバータ装置の
起動回路に抵抗とコンデンサの時定数回路と前記コンデ
ンサの電圧でブレークオーバーするトリガー素子を有す
る放電灯点灯装置において、放電灯の少なくとも寿命末
期を含む異常時にインバータ装置を発振停止及び保持さ
せる回路を前記コンデンサの両端に接続し、放電灯の交
換時に前記保持回路をリセットする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】前記インバータ装置は交互にオン・オ
フされる２個のスイッチング素子の直列回路を直流電源
に接続して構成され、前記起動回路は抵抗とコンデンサ
の直列回路を前記直流電源に並列接続すると共に、抵抗
とコンデンサの接続点と一方のスイッチング素子の制御
電極間に電圧応答型のトリガー素子を接続して構成さ
れ、前記一方のスイッチング素子のオン時に前記コンデ
ンサの電荷を放電するように前記コンデンサをダイオー
ドを介して前記一方のスイッチング素子の主電極間に並
列接続したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯
装置。
【請求項３】前記インバータ装置を発振停止及び保
持させる回路は前記コンデンサの両端に並列接続された
サイリスタよりなり、前記起動回路の抵抗は前記サイリ
スタの保持電流供給路を構成していることを特徴とする
請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】前記サイリスタの保持電流を遮断する
ためのスイッチング素子を前記起動回路のコンデンサと
並列又は直列に接続したことを特徴とする請求項３記載
の放電灯点灯装置。
【請求項５】前記直流電源から放電灯の各フィラメ
ントを経由する直流電流回路の有無により放電灯の有無
を検出する手段を更に備えることを特徴とする請求項１
記載の放電灯点灯装置。