JPH0572096U - 放電灯駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 始動直後に発生する放電灯の光出力の減少時
に、放電灯へ供給する電力を増加させ、上記放電灯の光
出力を増加させ、放電灯の光出力の低下を防止する。 【構成】 電源投入直後に過大な突入電流を流し込み、
その後上記突入電流より低い定常電流に切り換えて放電
灯を始動点灯させる放電灯駆動回路において、始動直後
に発生する上記放電灯の光出力の減少時に、上記放電灯
へ供給する電力を増加させ、上記放電灯の光出力を増加
させ、放電灯の光出力の低下を防止する補償回路を設け
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、放電灯駆動回路に関し、さらに詳しくは補償回路を有する放電灯 駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の放電灯点灯装置としては、例えば図５の等価回路で示すようなものがあ る。この等価回路で示される放電灯点灯装置５１はＬＣ共振式高周波点灯方式で あり、ドライバトランスＴ１とパワトランジスタＱ１，Ｑ２、出力トランスＴ２ とで自励式インバータ回路の一種であるジェンセン型インバータ回路５２を構成 している。

【０００３】 また、出力トランスＴ２の出力は、チョークコイルＬと共振コンデンサＣＳ， ＣＬとから構成される直列共振回路５３を介してドライバトランスＴ１に入力側 へ正帰還されている。共振コンデンサＣＬには放電灯（メタルハライドランプ） ５４が並列に接続されている。

【０００４】 この放電灯点灯装置５１は、チョークコイルＬと共振コンデンサＣＳ，ＣＬと から構成される直列共振器４３の共振周波数および抵抗Ｒ１，Ｒ２によるバイア ス電流により発振周波数が変化することに特徴がある。

【０００５】 スイッチＳを閉じると、この放電灯点灯装置５１は発振を開始する。放電灯５ ４は最初点灯しておらず高入力インピーダンスであるから、出力トランスＴ２の 出力電流Ｉは出力トランスＴ２→共振コンデンサＣＳ→チョークコイルＬ→共振 コンデンサＣＬ→ドライバトランスＴ１の順に流れ、このときの発振周波数ｆ１ は、（１）式に示す直列共振回路５３に共振周波数ｆ１に近い値となる。

【０００６】 ｆ１＝（１／２）π√｛Ｌ・（ＣＳ・ＣＬ）／（ＣＳ＋ＣＬ）｝…（１）

【０００７】 また、ドライバトランスＴ１の入力側に正帰還される電流は直列共振回路５３ を流れるので、このときの電流値は出力トランスＴ２の出力電圧と出力トランス Ｔ２およびチョークコイルＬの内部抵抗ｒとにより決定される大きな値となる。

【０００８】 放電灯５４と並列に接続されている共振コンデンサＣＬの値を共振コンデンサ ＣＳに比べて十分小さく設定しておくと、共振コンデンサＣＬによるリアクタン ス分は大きくなり、この結果、共振コンデンサＣＬの共振電圧は非常に高くなり 、高電圧が放電灯５４に印加され、放電灯５４は点灯を開始する。 放電灯５４が点灯を開始すると、放電灯５４のインピーダンスは極端に低下す るからＣＬは短絡に近い状態となる。 この場合の発振周波数ｆ２を（２）式に示す。

【０００９】 ｆ２＝（１／２）π√（Ｌ・ＣＳ）・・・・・・・・・・・・・・（２）

【００１０】 また、点灯初期のランプ温度が低い状態では放電灯５４のインピーダンスは非 常に小さく、この結果、放電灯５４を流れる電流は定格動作時に比べて大きくな る。

【００１１】 図６は、放電灯５４の起動時の特性を示す起動特性曲線図である。

【００１２】 この図において、時刻ｔｏにて点火するとランプ電圧ＶＬはすぐに２０Ｖ〜３ ０Ｖになり、ランプ電流ＩＬは定格値の数倍程度流れる。このときの放電は主と してランプ内に封入されたキセノンガスによるものである。時間の経過と共に放 電灯５４は加熱され、放電アークのバス成分がキセノン→水銀→ナトリウム・メ タルハライドへと移行していき、それに伴ってランプ電圧ＶＬも高くなっていく 。

【００１３】 光出力φについてみると、急速に立ち上がった後ディップ（急激な立ち下がり ）が生じている。これは、アーク放電を起こす各ガス成分の発光効率が異なるた めである（水銀よりメタルハライドの方が高い）。 また、点灯初期におけるキセノン放電時に光出力の立ち上がり時間を速くする ために、定格値の数倍程度の電力を印加することになる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の放電灯駆動回路にあっては、放電灯に供給さ れる電力が初期放電の後に一定値に達してしまう構成となっていたため、放電ア ークのガス成分がキセノン→水銀→ナトリウム・メタルハライドへと移行してい く過程で放電灯の光出力にディップが生じ、光出力がすみやかに一定値とはなら ず、息をついたように一度減少してから再度増加する現象が生じてしまうという 問題点があった。

【００１５】 この考案は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、始動直後の 放電灯の光出力低下時に上記放電灯へ供給する電力を増加させることにより上記 問題点を解決することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

この考案の放電灯駆動回路は、電源投入直後に過大な突入電流を流し込み、そ の後上記突入電流より低い定常電流に切り換えて放電灯を始動点灯させる放電灯 駆動回路において、始動直後の上記放電灯の光出力低下時に上記放電灯へ供給す る電力を増加させ上記放電灯の光出力の低下分を補償する補償回路を設ける。

【００１７】

【作用】

この考案における放電灯駆動回路は、始動直後の放電灯の光出力低下時に上記 放電灯へ供給する電力を増加させ上記放電灯の光出力の低下分を補償し、始動直 後の光出力の低下を防止する。

【００１８】

【実施例】 以下、この考案を図面に基づいて説明する。 図１は、この考案の放電灯駆動回路の一実施例の構成を示す電気回路図である 。

【００１９】 まず構成を説明すると、この放電灯駆動回路１はＬＣ共振式高周波点灯方式で あり、ドライバトランスＴ１とパワトランジスタＱ１，Ｑ２、出力トランスＴ２ とで自励式インバータ回路の一種であるジェンセン型インバータ回路２を構成し ている。

【００２０】 共振コンデンサＣＳとチョークコイルＬとコンデンサＣＬ，コンデンサＣ１に より直列共振回路ＳＲが構成されており、出力トランスＴ２の出力は、共振コン デンサＣＳとチョークコイルＬとコンデンサＣＬ，コンデンサＣ１とから構成さ れる直列共振回路ＳＲを介してドライバトランスＴ１の入力側へ正帰還されてい る。

【００２１】 また、コンデンサＣＬとコンデンサＣ１との直列回路には放電灯３が並列に接 続されている。

【００２２】 コンデンサＣＬとコンデンサＣ１との接続点は、カップリングコンデンサＣｃ を介して整流回路４に接続されている。

【００２３】 整流回路４は、コンパレータ５の非反転入力端子に接続されている。コンパレ ータ５の反転入力端子は、ランプ電圧の検出電圧を設定する検出電圧設定部６に 接続されている。

【００２４】 検出電圧設定部６により設定される検出電圧Ｅｒは、放電灯３の始動特性から 放電灯３の光出力が落ち始める時点（図３の時刻ｔ１）におけるランプ電圧ＶＬ １を予め求め、このランプ電圧ＶＬ１に対応するものである。

【００２５】 コンパレータ５の出力端子はシュミットトリガゲート回路７に接続されている 。シュミットトリガゲート回路７の出力端子はモノステーブルマルチバイブレー タ回路８に接続されている。

【００２６】 モノステーブルマルチバイブレータ回路８の出力端子は応答補正回路９に接続 されている。 この応答補正回路９の特性は、図２に示すように抵抗ＲｔとコンデンサＣｔと による積分特性とコンデンサＣｄと抵抗Ｒｄとによる微分特性との総合的な 特性により表される。

【００２７】 図１に戻り、応答補正回路９の出力端子はバッファアンプ１０に接続されてい る。バッファアンプ１０の出力端子は、電流制限用抵抗Ｒｏを介して制御トラン ジスタＱ３のベース端子に接続されている。

【００２８】 制御トランジスタＱ３はジェンセン型インバータ回路２のトランジスタＱ１， Ｑ２のトライブ信号とバイアス量を制御するものであり、抵抗Ｒ２に並列接続さ れている。

【００２９】 次に作用を説明する。

【００３０】 まずスイッチＳを閉じると、この放電灯点灯装置１は発振を開始する。放電灯 ３は最初点灯しておらず高入力インピーダンスであるから、出力トランスＴ２の 出力電流Ｉは出力トランスＴ２→共振コンデンサＣＳ→チョークコイルＬ→コン デンサＣＬ→コンデンサＣ１→ドライバトランスＴ１の順で流れ、このときの発 振周波数ｆ１は、直列共振回路ＳＲの共振周波数に近い値となる。

【００３１】 また、ジェンセン型インバータ回路２の入力側に正帰還される電流値は、出力 トランスＴ２の出力電圧と出力トランスＴ２およびチョークコイルＬの内部抵抗 ｒとにより決定される大きな値となる。

【００３２】 放電灯３と並列に接続されているコンデンサＣＬおよびコンデンサＣ１の直列 容量を共振コンデンサＣＳに比べて十分小さく設定しておくと、コンデンサＣＬ とコンデンサＣ１による直列容量のリアクタンス成分は大きくなり、この結果、 コンデンサＣＬとコンデンサＣ１の直列回路の両端の端子電圧は非常に高くなり 、この高電圧が放電灯３に印加され、放電灯３は点灯を開始する。

【００３３】 点灯を開始した放電灯３の端子電圧はコンデンサＣＬとコンデンサＣ１により 分圧され、ランプ電圧に比例したコンデンサＣ１の端子電圧がカップリングコン デンサＣｃを介して整流回路４に供給される。

【００３４】 整流回路４は、ランプ電圧に比例した電圧を整流し、コンパレータ５に出力す る。 コンパレータ５は、整流回路４から供給されたランプ電圧と検出電圧設定部６ により設定された検出電圧Ｅｒとを比較し、整流回路４から供給された電圧が検 出電圧Ｅｒを越えると‘Ｈ’レベルのパルス信号を出力する。 すなわちこのパルス信号は、図３に示す光出力φが落ち始めた時点ｔ１で出力 される。

【００３５】 コンパレータ５から出力されたパルス信号はシュミットトリガゲート回路７に 供給され、波形成形された後、さらにモノステーブルマルチバイブレータ回路８ に供給される。

【００３６】 モノステーブルマルチバイブレータ回路８はシュミットトリガゲート回路７か ら供給されたパルス信号によりトリガされ、所定の時間幅（放電灯３の光出力が 安定するまでの時間に対応する）のパルス信号を出力する。

【００３７】 このパルス信号は応答補正回路９に供給される。応答補正回路９は、前段の抵 抗ＲｔとコンデンサＣｔにより図２のに示すような積分特性で立ち上がり、続 いて後段のコンデンサＣｄと抵抗Ｒｄによりに示すような微分特性で立ち下が るに示すような特性を有しているので、応答補正回路９の出力はこの特性を介 した信号出力となる。この場合、Ｒｔ《Ｒｄ、ＲｔＣｔ《ＲｄＣｄの関係が必要 である。

【００３８】 応答補正回路９から出力されたパルス信号は、入力を反転して出力するバッフ ァアンプ１０に供給され、電流増幅された後、電流制限抵抗Ｒｂを通じて制御ト ランジスタＱ３を駆動する。

【００３９】 制御トランジスタＱ３は、バッファアンプ１０の出力電流に応じて抵抗Ｒ２を バイパスし、ジェンセン型インバータ回路２のトランジスタＱ１，Ｑ２のバイア ス電流を調整するからジェンセン型インバータ回路２の出力電流Ｉは、図３に示 すように時刻ｔ１〜ｔ２の間、再度増加することになる。この場合、時刻ｔ１〜 ｔ２の間の出力電流Ｉの増加は、図２に示す応答補正回路９の特性に従ったもの となる。

【００４０】 この結果、図３に示すように、放電灯３の光出力φが時刻ｔｏから急激に立ち 上がった後、下降を開始した時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、ジェンセン型インバー タ回路２の出力電流Ｉは再度増加することになるので、この間の光出力は増加し 、放電灯３の光出力の低下分が補償される。

【００４１】 時刻ｔ２以後は、制御トランジスタＱ３は無バイアスとなりオフする結果、抵 抗Ｒ２にはバイアス回路が存在しなくなるので従来の定常状態における光出力の 値に集束する。

【００４２】 図４には、他の実施例の放電灯駆動回路における応答補正回路の構成を示す。 この実施例は、応答補正回路の構成を受動回路から能動回路に変更したもので あり、応答補正回路を受動回路により構成した場合の条件式、Ｒｔ《Ｒｄおよび ＲｔＣｔ《ＲｄＣｄのうちＲｔ《Ｒｄの条件が不要となるとともに、図２に示す 応答補正回路の特性が安定したものとなる。

【００４３】

【考案の効果】

以上説明してきたように、この考案によれば、始動直後の放電灯の光出力低下 時に放電灯へ供給する電力を補償回路を設けて増加させ、光出力を増加させる構 成としたため、放電灯の光出力の低下を防止することができるという効果が得ら れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の放電灯駆動回路の構成を
示す電気回路図である。

【図２】この考案の一実施例における応答補正回路の特
性を示す特性曲線図である。

【図３】この考案の一実施例における放電灯の起動時の
特性を示す総合起動特性曲線図である。

【図４】この考案の他の実施例における応答補正回路の
構成を示す電気回路図である。

【図５】従来の放電灯点灯装置の等価回路図である。

【図６】従来の放電灯点灯装置における放電灯起動時の
特性を示す総合起動特性曲線図である。

【符号の説明】

１ 放電灯駆動回路 ３ 放電灯 ４ 整流回路（補償回路）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源投入直後に過大な突入電流を流し込
   み、その後上記突入電流より低い定常電流に切り換えて
   放電灯を始動点灯させる放電灯駆動回路において、始動
   直後の上記放電灯の光出力低下時に上記放電灯へ供給す
   る電力を増加させ上記放電灯の光出力を増加させ、放電
   灯の光出力の低下を防止する補償回路を設けたことを特
   徴とする放電灯駆動回路。