JPH0665180B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH0665180B2
JPH0665180B2 JP60138655A JP13865585A JPH0665180B2 JP H0665180 B2 JPH0665180 B2 JP H0665180B2 JP 60138655 A JP60138655 A JP 60138655A JP 13865585 A JP13865585 A JP 13865585A JP H0665180 B2 JPH0665180 B2 JP H0665180B2
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JP
Japan
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discharge lamp
circuit
preheating
frequency
voltage
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勝己 佐藤
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、蛍光ランプなどの放電ランプを周波数を変
えることにより調光点灯させる高周波点灯型の放電灯点
灯装置に関するもので、特に放電ランプの予熱に係るも
のである。
〔背景技術〕 従来の放電灯点灯装置は、第4図に示すように、電圧V
ACの商用電源1およびダイオードブリッジDB1よりなる
直流電源Iと、コンデンサC1,C2,トランジスタTr1,Tr2,
ダイオードD1,D2よりなる他励式のインバータ回路II
と、ドライブ回路3と発振回路4と動作周波数調整用の
可変抵抗VR1とからなる高周波電源IIIの出力端、すなわ
ちインバータ回路IIの出力端,間に、インダクタL1
と蛍光ランプなどの放電ランプ2およびコンデンサC4
並列回路との直列回路からなる点灯用共振回路IVを直流
カット用のコンデンサC3を介して接続し、この点灯用共
振回路IVと並列にトランスT1の1次巻線を接続し、トラ
ンスT1の2次巻線を放電ランプ2の各フィラメントに接
続している。
この放電灯点灯装置は、電源投入すると、発振回路4お
よびドライブ回路3によってトランジスタTr1,Tr2が交
互にオンオフしてインバータ回路IIの出力端,間に
矩形波の高周波電圧が生じる。この高周波電圧が点灯用
共振回路IVのインダクタL1およびコンデンサC4の直列回
路による共振作用により昇圧されて放電ランプ2の両端
間に印加され、放電ランプ2が点灯する。放電ランプ2
が点灯するとインダクタL1およびコンデンサC4による共
振条件がくずれてインダクタL1によって決まるランプ電
圧が放電ランプ2に加えられる。すなわち、インダクタ
L1で決まるランプ電流が流れることになる。
この際、始動時の動作周波数はインダクタL1,コンデン
サC4の共振周波数に近い周波数に選ばれる。
放電ランプ2の点灯後、インバータ回路IIの可変抵抗VR
1を調整して動作周波数を変化させると、インダクタL1
のインピーダンスが変化し、放電ランプ2が調光される
ことになる。
一方、放電ランプ2のフィラメントは、トランスT1によ
って常時予熱されており、インバータ回路IIの動作周波
数にかかわらず、ほぼ一定の予熱電圧となる。この理由
は、インバータ回路IIの出力端,間の電圧が矩形波
であり、そのピーク値が動作周波数にかかわらず、ほぼ VACとなるためである。なお、コンデンサC3は、直流カ
ット用のものであり、コンデンサC3の分担電圧は小さ
く、無視できるものである。したがって、インバータ回
路IIの動作周波数を変えて放電ランプ2を調光する際
に、フィラメントの予熱は一定になる。
しかし、一般的に、放電ランプ2を調光するときの予熱
方法は、調光度が増すにつれて予熱電流を増加させるの
が望ましいことが知られている。これは、放電ランプ2
の定格点灯時の電力ロスを低減するとともに、調光によ
って予熱不足でランプ寿命が短くなるのを防止するため
である。
したがって、上記の一定予熱方式では上記効果が期待で
きないことになる。
〔発明の目的〕
この発明は、放電ランプの調光度に応じて適正な予熱を
行って定格点灯時における電力ロスを低減できるととも
にランプ寿命が短くなるのを防止できる放電灯点灯装置
を提供することを目的とする。
〔発明の開示〕
この発明の放電灯点灯装置は、動作周波数可変の高周波
電源と、この高周波電源に接続されたインダクタとコン
デンサおよび放電ランプの並列回路との直列回路からな
る点灯用共振回路と、この点灯用共振回路に並列接続さ
れ前記放電ランプに予熱電流を供給する予熱用直列共振
回路とを備え、前記予熱用直列共振回路の共振周波数を
前記高周波電源の最高動作周波数より高く設定したもの
である。
このように、予熱用直列共振回路から放電ランプに予熱
電流を供給するようにし、かつ予熱用直列共振回路の共
振周波数を高周波電源の最高動作周波数より高く設定す
ると、動作周波数を高めて放電ランプを調光したときに
(インダクタのインピーダンス増加による)、この動作
周波数は予熱用直列共振回路の周波数に近づくことにな
って予熱用直列共振回路から放電ランプへ供給される予
熱電流が増加することになる。
この結果、定格点灯時の予熱電流を少くして電力ロスを
低減でき、調光点灯時における予熱電流を多くして放電
ランプの寿命が短くなるのを防止できる。
実施例 この発明の第1の実施例を第1図および第2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、電圧VACの商用電源1およびダイオードブリッジDB1
よりなる直流電源Iと、コンデンサC1,C2,トランジスタ
Tr1,Tr2,ダイオードD1,D2よりなる他励式のインバータ
回路IIとドライブ回路3と発振回路4と動作周波数調整
用の可変抵抗VR1とからなる高周波電源IIIの出力端、す
なわちインバータ回路IIの出力端,間に、インダク
タL1と蛍光ランプなどの放電ランプ2およびコンデンサ
C4の並列回路との直列回路からなる点灯用共振回路IVを
直流カット用のコンデンサC3を介して接続し、この点灯
用共振回路IVと並列にコンデンサC5とトランスT1の1次
巻線の直列回路を接続するとともにトランスT1の2次巻
線を放電ランプ2のフィラメントに接続してなる予熱用
直列共振回路Vを設けている。
第2図は第1図の回路の各部の電圧変化をインバータ回
路IIの動作周波数を横軸にとって示したものである。f0
はインダクタL1とコンデンサC4により決まる点灯用共振
回路IVの共振周波数で、f0′はコンデンサC5とトランス
T1の1次巻線のインダクタンスL2とで決まる予熱用直列
共振回路Vの共振周波数で、それぞれ である。f1はインバータ回路IIの最低動作周波数、f2
インバータ回路IIの最高動作周波数であり、共振周波数
f0′はインバータ回路IIの最高動作周波数f2より高い周
波数に設定している。
実線X1は放電ランプ2の不点灯時のコンデンサC4の両端
電圧の変化を示し、破線X2は放電ランプ2の点灯時のコ
ンデンサC4の両端電圧の変化を示し、一点鎖線X3はトラ
ンスT1の1次巻線の両端電圧の変化を示している。
以下、第2図を参照して動作説明を行うことにする。
この放電灯点灯装置は、電源投入すると、発振回路4お
よびドライブ回路3によってトランジスタTr1,Tr2が交
互にオンオフしてインバータ回路IIの出力端,間に
矩形波の高周波電圧が生じる。この高周波電圧が点灯用
共振回路IVのインダクタL1およびコンデンサC4の直列回
路による共振作用により昇圧されて放電ランプ2の両端
間に印加され、放電ランプ2が点灯する。放電ランプ2
への点灯前の印加電圧は、インバータ回路IIの動作周波
数に応じて決まる第2図中の実線X1上のいずれかの値と
なる。放電ランプ2が点灯するとインダクタL1およびコ
ンデンサC4による共振条件がくずれてインダクタL1によ
って決まるランプ電圧、すなわち動作周波数に応じて決
まる第2図の破線X2上のいずれかの電圧が放電ランプ2
に加えられ、インダクタL1で決まるランプ電流が流れる
ことになる。
この際、始動時の動作周波数はインダクタL1,コンデン
サC4の共振周波数f0に近い周波数に選ばれる。
放電ランプ2の点灯後、インバータ回路IIの可変抵抗VR
1を調整して動作周波数をf1〜f2の範囲で変化させる
と、インダクタL1のインピーダンスが変化し、これによ
ってコンデンサC4の両端電圧(第2図の破線X2)、すな
わちランプ電圧が変化し、放電ランプ2が調光されるこ
とになる。
一方、第1図中の′,点間の電圧としては、放電ラ
ンプ2の点灯,不点灯にかかわらず、矩形波の一定電圧
が現われており、放電ランプ2が点灯してもコンデンサ
C5とトランスT1の1次巻線のインダクタンスL2とによる
共振条件は維持され、トランスT1の1次巻線の両端電圧
は、放電ランプ2の点灯,不点灯にかかわらず、インバ
ータ回路IIの動作周波数の変化に対して第2図の一点鎖
線X3のように変化する。そして、このトランスT1によっ
て常時予熱される放電ランプ2のフィラメントの予熱電
圧は、周波数f1〜f2の範囲では動作周波数が高くなるに
つれて高くなる。
したがって、動作周波数f1からf2に徐々に高めていくに
つれてランプ電圧が低下して調光され、逆に予熱電圧は
上昇して予熱電流が増加することになる。
この実施例は、放電ランプの予熱を予熱用直列共振回路
Vで行うようにし、かつこの予熱用直列共振回路Vの共
振周波数をインバータ回路IIの最高動作周波数より高い
値に設定したため、動作周波数を高めて放電ランプ2の
調光度を増すにつれて予熱用直列共振回路Vの共振周波
数に動作周波数が近づくことになって予熱電流を増加さ
せることができる。
この結果、定格点灯時の予熱電流を少くして電力ロスを
低減でき、調光点灯時における予熱電流を多くして放電
ランプ2の寿命が短くなるのを防止できる。
この発明の第2の実施例を第3図に基づいて説明する。
この放電灯点灯装置は、第1図における予熱用直列共振
回路Vに代えて、予熱用直列共振回路V′を用いたもの
である。
予熱用直列共振回路V′は、コンデンサC5とインダクタ
L2とカレントトランスT1A,T1Bの各1次巻線の直列回路
を点灯用共振回路IVに並列接続してなり、カレントトラ
ンスT1A,T1Bの2次巻線を放電ランプ2のフィラメント
にそれぞれ接続してなり、共振周波数がコンデンサC5
インダクタL2とにより決まるようにしたものである。
以下、ドライブ回路3および発振回路4について詳しく
説明する。
無安定マルチバイブレータIC1は、抵抗R5,R6,コンデン
サC6及び5番端子の入力電圧により、発振周波数が決定
される。DフリップフロップIC2は、データ入力端子D
と出力端子を接続することにより、分周器として働
く。そして、ゲートG3,G4の出力が各々トランジスタT
r3,Tr4のゲート入力となっており、トランジスタTr3,Tr
4が交互にオンオフする。トランジスタTr3がオンする
と、駆動トランスT2には、図中実線で示す方向に電圧が
誘起され、トランジスタTr1はオフとなる。一方、トラ
ンジスタTr3がオフすると、駆動トランスT2には、図中
点線で示す方向にフライバック電圧が発生し、それによ
りトランジスタTr1がオンとなる。
トランジスタTr1のオン後は、そのエミッタ電流がベー
スに帰還され、オン状態を保持する。トランジスタTr3
がオンすると、再びトランジスタTr1はオフとなる。以
上の様な動作で、トランジスタTr1,Tr2が交互にオンオ
フを繰り返す。
ところで、調光は可変抵抗VR1によって行なわれ、可変
抵抗VR1の抵抗値が下がると、演算増幅器IC3の非反転入
力端子電圧が減少し、無安定マルチバイブレータIC1
5番端子電圧が下がり、無安定マルチバイブレータIC1
の発振周波数が上昇するようになっている。
ここで、演算増幅器IC3は、いわゆるインピーダンス変
換として用いられており、非反転入力端子電圧がそのま
ま出力電圧として得られるようになっている。(演算増
幅器IC3の増幅度が1であると考えれば良い)。すなわ
ち、可変抵抗VR1の抵抗値によって放電ランプ2が調光
される。
なお、この実施例においては、コンデンサC4の電流を検
出することによる異常対策が付加されている。例えば、
放電ランプ2が接続されていない、いわゆる無負荷状態
であるとか、放電ランプ2の管にひび割れが生じている
場合、あるいは、放電ランプ2がエミッタ消耗状態とな
っている場合に、インバータ回路IIの動作周波数がイン
ダクタL1とコンデンサC4の共振周波数近傍にあると、コ
ンデンサC4の両端電圧は高電圧となり、またトランジス
タTr1,Tr2に流れる電流も増大し、破壊に至ることがあ
る。従って、コンデンサC4の電流を検出し、何らかの異
常によりコンデンサC4の電流が増大すると、インバータ
回路IIの動作周波数をインダクタL1,コンデンサC4の共
振周波数から離している。その動作は次の通りである。
コンデンサC4の電流をカレントトランスT4で検出し、ダ
イオードブリッジDB2で整流するとコンデンサC8には平
滑された電圧が発生する。この電圧が、抵抗R10,R11
よって決まる電圧値より大きくなると、比較器IC4の出
力電圧が高レベルとなり、トランジスタTr5がオンす
る。トランジスタTr5がオンすると、可変抵抗VR1の抵抗
値がゼロの状態と同じになり、インバータ回路IIの動作
周波数を最低レベル調光時の動作周波数に移行させ、動
作周波数をインダクタL1,コンデンサC4の共振周波数か
ら離して異常時の保護を行なう。
この実施例は、放電ランプ2の異常時にインバータ回路
IIの動作周波数を最低レベル調光の周波数に移行させる
ので、インバータ回路IIの構成部品の破壊を防止でき
る。その他の効果は第1の実施例と同様である。
〔発明の効果〕
この発明の放電灯点灯装置は、予熱用直列共振回路から
放電ランプに予熱電流を供給するようにし、かつ予熱用
直列共振回路の共振周波数を高周波電源の最高動作周波
数より高く設定したため、動作周波数を高めて放電ラン
プを調光したときに(インダクタのインピーダンス増加
による)、この動作周波数は予熱用直列共振回路の周波
数に近づくことになって予熱用直列共振回路から放電ラ
ンプへ供給される予熱電流が増加することになる。
この結果、定格点灯時の予熱電流を少くして電力ロスを
低減でき、調光点灯時における予熱電流を多くして放電
ランプの寿命が短くなるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例の回路図、第2図はそ
の各部の電圧の周波数特性図、第3図はこの発明の第2
の実施例の回路図、第4図は従来の放電灯点灯装置の回
路図である。 III……高周波電源、IV……点灯用共振回路、V,V′……
予熱用直列共振回路、L1……インダクタ、C4……コンデ
ンサ、2……放電ランプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】動作周波数可変の高周波電源と、この高周
    波電源に接続されたインダクタとコンデンサおよび放電
    ランプの並列回路との直列回路からなる点灯用共振回路
    と、この点灯用共振回路に並列接続され前記放電ランプ
    に予熱電流を供給する予熱用直列共振回路とを備え、前
    記予熱用直列共振回路の共振周波数を前記高周波電源の
    最高動作周波数より高く設定した放電灯点灯装置。
JP60138655A 1985-06-25 1985-06-25 放電灯点灯装置 Expired - Lifetime JPH0665180B2 (ja)

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JPS61296697A JPS61296697A (ja) 1986-12-27
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