JPH069157B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH069157B2
JPH069157B2 JP11371985A JP11371985A JPH069157B2 JP H069157 B2 JPH069157 B2 JP H069157B2 JP 11371985 A JP11371985 A JP 11371985A JP 11371985 A JP11371985 A JP 11371985A JP H069157 B2 JPH069157 B2 JP H069157B2
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JP
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discharge lamp
winding
current
turned
lighting device
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明則 平松
太志 岡本
晃司 山田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、トランジスタインバータの高周波出力にて放
電灯を点灯するようにした放電灯点灯装置に関するもの
である。
〔背景技術〕
第7図は従来の高周波放電灯点灯装置の回路構成を示す
図であり、直流電源(交流電源の整流電圧も含む)Eに
直列にトランジスタQ1、Q2が接続されて、このトランジ
スタQ1、Q2に対して図示の極性でダイオードD1、D2が並
列に接続される。(但し、ダイオードD1、D2はかならず
しも必要ない)。トランジスタQ1と並列にコンデンサ
C1、放電灯lを含む共振回路A、駆動トランスT1の1次
巻線n1の直列回路が接続されている。このような構成に
て直列形インバータ回路あるいはハーフブリツジ形イン
バータ回路が構成されている。1次巻線n1を有する駆動
トランスT1は2次巻線n2、n3を有し、2次巻線n2はトラ
ンジスタQ1の制御抵抗R1に接続してあり、2次巻線n3
トランジスタQ2の制御抵抗R2に接続してある。共振回路
AはインダクタンスL1、コンデンサC2、放電灯lとから
なつている。更にインバータ回路の起動回路を設けてい
る。この起動回路は直列接続した抵抗R3およびコンデン
サC3、並に抵抗R3とコンデンサC3の接続点は例えばダイ
アツクのような双方向性素子Q3の一端に接続し、その他
端はトランジスタQ2の制御端子であるベース端子に接続
している。また抵抗R3、コンデンサC3の接続点はダイオ
ードD3のアノードに接続し、カソードはトランジスタQ2
のコレクタに接続されている。
上述した回路の動作は次の通りである。すなわち、電源
スイツチSWがオンするとコンデンサC3が抵抗R3を介し
て充電される。次いでコンデンサC3の電圧がダイアツク
Q3のブレークオーバー電圧に達するとコンデンサC3はト
ランジスタQ2のベース・エミツタ接合を介して放電す
る。この放電によりトランジスタQ2が初めて導通する。
従つて直流電源E→コンデンサC1→共振回路A→駆動ト
ランスT1の1次巻線n1→トランジスタQ2→直流電源Eを
介して電流が流れてコンデンサC1を充電する。この電流
は駆動トランジスタT1の1次巻線n1を流れるから、2個
の2次巻線n2、n3に電圧が誘起する。2次巻線n3の誘起
電圧はトランジスタQ2の導通状態を維持する極性(順電
圧)を有する。その後コンデンサC1を充電しようとして
電流は増加するが、充電が進むにつれて電流は次第に減
少し、やがて零に近づいた時に、駆動トランスT1による
帰還電圧がトランジスタQ1には順電圧、トランジスタQ2
には逆電圧となつてトランジスタQ2はオフし、トランジ
スタQ1はオンする。すると共振回路A、トランスT1の1
次巻線n1とトランジスタQ1とで閉回路ができてコンデン
サC1は放電をはじめる。このコンデンサ放電による振動
で以後トランジスタQ1をオフしトラジスタQ2をオンさせ
るというようにコンデンサの充放電を繰返すことによつ
て両トランジスタQ1Q2を交互にオンオフして共振回路A
に電流を流し、コンデンサC2の電圧を放電灯lに印加し
て放電灯lを点灯させる。しかし、放電灯lの寿命を考
慮した場合放電灯lに始動電圧を印加する前に放電灯l
のフイラメントを予熱する必要がある。この構成を第8
図に示す。リレー、トライアツクなどの機械式又は半導
体からなるスイツチS1と、カレントトランスT2T3との直
列回路を放電灯lのフイラメントf1f2の非電源側端子に
接続してある。電源投入時はスイツチS1が閉じフイラメ
ントf1f2およびトランスT2T3の1次巻線を介して電流I1
を流す。従来、この電流I1による電流だけでは必要な予
熱電流が得られないためカレントトランスT2T3により電
流I2I3を重畳して所望の電流を得ていた。約1秒後タイ
マーTによりスイツチS1を開いて放電灯lを点灯させ
る。このように、電源を投入して放電灯lが点灯する前
の所定期間にフイラメント電流を流し、フイラメントf1
f2を加熱した後、放電灯lを点灯するようにして放電灯
lの寿命を損なわないようにしているものである。しか
し、従来の予熱方式では別のトランスT2T3を必要とし、
構成が複雑となつていた。
〔発明の目的〕
本発明は上述の点に鑑みて提供したものであつて、簡単
な構成で所望の予熱電流が得ることができる放電灯点灯
装置を提供することを目的とするものである。
〔発明の開示〕
以下、本発明の一実施例を図面により詳述する。第1図
は具体回路図を示すものであり、駆動トランスT1に例え
ば数ターンほどからなる巻線n4を設け、この巻線n4と上
記スイツチS1との直列回路を放電灯lのフイラメントf1
f2の非電源側端子に並列に接続したものであり、他の構
成は第7図と同様である。第2図は第1図の本実施例と
比較説明するために示した従来の回路であり、駆動トラ
ンスT1に巻線n4を設けていないものであつて他は第1図
と同様である。
以下、本発明の動作を巻線n4がない第2図のと比較しな
がら説明する。予熱状態においては予熱用スイツチS1
より回路が短絡されるためコンデンサC2には電流がほと
んど流れずインバータ回路の発振状態はチヨークL1、放
電灯lの両フイラメント抵抗と駆動トランスT1によるト
ランジスタQ1Q2のベース電流によりほぼ決定される。駆
動トランスT1に巻線n4がない場合のトランジスタQ1Q2
ベース電流はチヨークL1により限流されるため第3図に
示すように小さな値の電流となる。つまり、第2図の回
路では、予熱用スイツチS1がオフして放電灯lが点灯し
ている場合、コンデンサC1、C2、チヨークL1、放電灯l
の共振回路と、駆動用トランスT1の巻線n1、n2、n3およ
び抵抗R1、R2で決定される所定の周波数で動作し、放電
灯lには所定の電流を供給する。
上記、放電灯lが点灯して所定のランプ電流を流すよう
な設計値とする条件は、予熱用スイツチS1がオンして、
所定の予熱電流を供給する条件とは、かならずしも同一
にならない場合がある。
すなわち、スイツチS1がオフして放電灯lを点灯してい
る時のランプ電流が所定値に合つている時(又は合つて
いない時)必要な予熱電流と合つていない場合(又は合
つている場合)があり、ランプ電流と予熱電流を所定の
条件に、合致するには第2図の従来構成ではきわめて困
難である欠点がある。
つまり、任意のランプ電流と任意の予熱電流に設定する
ことは点灯時と予熱時のトランジスタQ1Q2を駆動する回
路構成が同じであるので難かしいということである。
ところが、本発明の第1図においては次のように動作す
る。尚、巻線n4とn1とは同極性としておき、従つて、巻
線n4には巻線n1とほぼ同位相の電流が流れるのでトラン
ジスタQ1、Q2はより大きなベース電流でバイアスされる
ことになる。(第4図)。すなわち、第1図で予熱用ス
イツチS1がオフして、放電灯lが点灯している場合、コ
ンデンサC1、C2、チヨークL1、放電灯lの共振回路と、
駆動用トランスT1の巻線n1、n2、n3および抵抗R1、R2
決定される所定の周波数で動作し、放電灯lには所定の
電流を供給する。(スイツチS1がオフしている場合、第
2図と同一の動作し、ランプ電流を所定値に設定され
る。) ここで、予熱用スイツチS1がオンすると、E→SW→C1
lの一方のフイラメントf1→S1→n4→lの他方のフイラ
メントf2→L1→T1のn1→Q2を介してフイラメント電流が
流れる。
ここで駆動トランスT1の巻線n1に流れる電流をIn1、巻
線n2、n3に流れる電流In2、In3とする。スイッチS
オンした時の巻線n、放電灯lの両端のフィラメント
電圧が小さいと、実質的にコンデンサCをスイッチS
で短絡することとなり、コンデンサCに流れる電流
が小さい。従って、InがスイッチSおよび巻線n
に流れている。
この場合、トランジスタQ1、Q2のベース電流はIn2、In3
はIn1とN2、N3およびN1+N4の巻数比倍となり、 となる。但し、上式は巻線n1、n4が第1図に示す極性の
場合であり、第1図と逆の極性では、 となる。
また、スイツチS1がオンした時、N1+N4とN2、N3の比に
よつて決定される動作周波数は第2図の場合のN1とN2
N3の比によつて決定される動作周波数とは当然異なる。
従来に比べてスイツチS1がオンした時の動作周波数は巻
線n4の巻数N4を変えることによつて任意に設定でき、予
熱電流を所定値に設定することができる。又、スイツチ
S1がオフすると巻線n4には電流が流れないので、第2図
と同じような所定のランプ電流を設定することができ
る。
すなわち、第1図で、スイツチS1がオンした時コンデン
サC1、C2、放電灯lのフイラメントf1、f2の抵抗、チヨ
ークL1の固有振動周波数より、駆動トランスT1の巻線
n1、n4およびn2、n3で決定されるトランジスタQ1、Q2
スイツチング周波数が高くなるように設定される時、
C1、S1、n4、L1、n1に流れる電流は遅相電流が流れる。
これはコンデンサC1、C2、放電灯lのフイラメント抵
抗、チヨークL1は誘導性となるからである。
この場合、巻線n4があると、トランジスタQ1、Q2のバイ
アス電圧は の比で小さくなるので、より遅れてトランジスタQ1、Q2
がオン、オフするようになる。その結果、トランジスタ
Q1、Q2の動作周波数が低くなり、上記、コンデンサC1
C2、放電灯lのフイラメント抵抗、チヨークL1が誘導性
に設定されると、放電灯lのフイラメントf1、f2に流れ
る電流は大きくなる。したがつて第2図の巻線n4がない
場合に比べて(但しスイツチS1がオフして放電灯lが点
灯した時のランプ電流がほぼ等しく設定されている時に
おいて)フイラメント電流は、任意に大きく設定でき
る。すなわち、表1のような特性が得られる。
上記と逆に巻線n4の極性が第2と逆の場合、フイラメン
ト電流は小さくなる。又、コンデンサC1、C2、放電灯l
のフイラメント抵抗、チヨークL1が容量性に設定される
時、第1図の駆動トランスT1の巻線n4の極性で、トラン
ジスタQ1、Q2の動作周波数が低くなると、容量性のイン
ピーダンスは大きくなるので、放電灯lのフイラメント
f1、f2に流れる電流は小さくなり、駆動トランスT1の巻
線n4の極性が反対になると、逆に放電灯lのフイラメン
トf1、f2に流れる電流は大きくなる。
尚、第1図でスイツチS1と直列に接続した巻線n1に対し
て加極、減極として作用させていたが、トランジスタ
Q1、Q2のベース巻線n2、n3の一方、あるいは両方に加
極、減極となる別の巻線を設けてもよい。このように、
コンデンサC1、C2、チヨークL1、放電灯lのフイラメン
トf1、f2が誘導性に設定され、第1図のように巻線n4
極性が設定されている場合においては、上記表1に示す
ように、フイラメント予熱時における発振周波数を低下
させて予熱電流を増加させることができ、放電灯lの寿
命を改善することができるものであり、また、駆動トラ
ンスT1の巻線n1、n2、n3、n4の巻数比を適宜設定するこ
とで、予熱時のフイラメント電流と、点灯時のランプ電
流を任意に設定できるので、設計が容易となるものであ
る。また、コンデンサC1、C2、放電灯l、チヨークL1
主回路によつて決定される条件(例えば誘導性、容量性
など)下における所定のランプ電流値に対して、ランプ
電流値と無関係に任意の予熱電流を設定できるので設計
が容易となる。また、点灯中は予熱用スイツチS1により
巻線n4は回路から切り離されるので、他に何ら影響を及
ぼさない。つまり、点灯中は、コンデンサC1、C2、放電
灯l、チヨークL1と、巻線n1、n2、n3で決定される動作
周波数で動作し、所定のランプ電流を流すことになる。
また巻線n4は駆動トランスT1に数ターン巻けばよいので
構成も非常に簡単なものである。
第5図及び第6図は他の実施例を示し、第5図はプツシ
ユプルインバータ回路、第6ゥはシングルエンドインバ
ータ回路による放電灯点灯装置である。夫々駆動トラン
スT1の巻線n4とスイツチS1との直列回路を放電灯lのフ
イラメントf1、f2の非電源側端子間に並列に接続構成し
たものであり、上記実施例と同様の働きをして同様の効
果を得るため説明は省略する。
〔発明の効果〕
本発明は上述のように、放電灯点灯装置において、イン
バータ回路の発振周波数の決定要素の一つとなる巻線を
上記駆動トランスに設け、この巻線と電源投入後所定時
間オンし、所定時間経過後にオフするスイツチ要素との
直列回路を放電灯のフイラメントの非電源側端子に接続
したものであるから、電源投入後の所定期間の間はスイ
ツチ要素がオンすることで、駆動トランスの巻線によつ
てインバータ回路の発振周波数を、スイツチ要素がオフ
している時とは異ならしめ、従つて、放電灯のフイラメ
ントの電源側端子に接続されているインピーダンス素子
が例えば誘導性であれば、予熱時つまりスイツチ要素が
オンしている間は発振周波数を巻線によつて低下させれ
ば、イピーダンス素子のインピーダンス成分が小さくな
つて、フイラメントに流れる電流を大きくすることがで
きるものであり、放電灯の寿命を改善させることができ
る効果を奏し、しかも、従来のように別途カレントトラ
ンスを用いることもなく、単に駆動トランスに巻線を形
成するだけであるから、構成も非常に簡単にできる効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の具体回路図、第2図は説明
用とした従来例の具体回路図、第3図は従来の動作波形
図、第4図は本発明の動作波形図、第5図及び第6図は
同上の夫々他の実施例の具体回路図、第7図は従来例の
具体回路図、第8図は他の従来例の具体回路図である。 Q1Q2はトランジスタ、lは放電灯、f1f2はフイラメン
ト、T1は駆動トランス、n1は1次巻線、n4は第3の巻
線、S1はスイツチ要素、L1はチヨークを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−74296(JP,A) 特開 昭58−128697(JP,A) 特開 昭59−160998(JP,A) 特開 昭58−189994(JP,A) 特開 昭60−50895(JP,A) 実開 昭57−176100(JP,U) 特公 昭57−48839(JP,B2)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発振用スイツチング素子と、放電灯のフイ
    ラメントの電源側端子に接続された限流用インピーダン
    ス素子と、インピーダンス素子あるいは放電灯に流れる
    電流を流す1次巻線及びスイツチング素子の制御端子に
    接続してスイツチング素子を駆動する2次巻線とを有す
    る駆動トランスとでインバータ回路を形成し、該インバ
    ータ回路の高周波出力にて放電灯を点灯するようにした
    放電灯点灯装置において、インバータ回路の発振周波数
    の決定要素の一つとなる第3の巻線を上記駆動トランス
    に設け、この第3の巻線と電源投入後所定時間オンし、
    所定時間経過後にオフするスイツチ要素との直列回路を
    放電灯のフイラメントの非電源側端子に接続して成るこ
    とを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】上記インピーダンス素子が誘導性の時、駆
    動トランスの1次巻線の誘起電圧と第3の巻線の誘起電
    圧とを加算するようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】上記インピーダンス素子が容量性の時、駆
    動トランスの1次巻線の誘起電圧と第3の巻線の誘起電
    圧とを減算するようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の放電灯点灯装置。
JP11371985A 1985-05-27 1985-05-27 放電灯点灯装置 Expired - Lifetime JPH069157B2 (ja)

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