JPH0770355B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流電源の電力をインバータにより高周波
電力に変換し、この高周波電力で放電ランプを点灯させ
る放電灯点灯装置に係り、特に放電ランプ交換時の再始
動を確実にした放電灯点灯装置に関するものである。

（従来の技術） 第２図は本発明者が先に提案した放電ランプの点灯装置
（実願平１−53543号の明細書及び図面参照）を２灯用
に適用した回路図である。同図において、１は直流電
源、20は電源スイッチ、2a,2bは直流電源１の直流電力
を高周波電力に変換する複数（ここでは２個）のトラン
ジスタインバータで、互いに並列接続されている。3a,3
bはフィラメント（余熱陰極）3a₁，3a₂，3b₁，3b₂を有
する蛍光ランプ（放電ランプ）、4a,4bは蛍光ランプ3a,
3bのランプ電流を制限するバラストチョーク、5a,5bは
それぞれ蛍光ランプ3a,3bの両端に接続された始動コン
デンサである。

次に、上記トランジスタインバータ2a,2bの回路構成を
説明する。6a,6bはスイッチングを行う主トランジスタ
で、エミッタが直流電源１の負極に接続され、また直流
電源１の正極とコレタク間に単巻の出力トランス（蛍光
ランプ3a,3bが低圧用のときはインダクタ）7a,7bと共振
コンデンサ8a,8bとが並列に接続されている。9a,9bは負
荷回路に挿入された電流変成器（以下CTと略記する）
で、このCT9a,9bの一次巻線9a₁，9b₁はバラストチョー
ク4a,4bと直列に接続され、二次巻線9a₂，9b₂には直列
にコンデンサ10a,10bとコンデンサ13a,13bが接続されて
いる。また、主トランジスタ6a,6bのベース・エミッタ
間に抵抗11a,11bとダイオード12a,12bの直列回路が接続
され、さらに抵抗14a,14bが直流電源１と主トランジス
タ6a,6bのベースとの間に接続されている。そして、発
振周波数制御回路15が電源スイッチ20と蛍光ランプ3aの
片側のフィラメント3a₁を介して直流電源１に接続され
ている。

次に、発振周波数制御回路15の回路構成を説明する。16
は抵抗21,22,26、コンデンサ23、定電圧ダイオード24、
トランジスタ25,34で構成された始動制御回路で、定電
圧ダイオード24はトランジスタ25のベースに接続されて
いる。17は抵抗27,28、コンデンサ29、定電圧ダイオー
ド30で構成された予熱制御回路で、定電圧ダイオード30
は抵抗36a,36bを介してトランジスタ31a,31bのベースに
接続され、コンデンサ13a,13bと直列にトランジスタ31
a,31bとダイオード32a,32bの逆並列回路が接続されてい
る。18はトランジスタインバータ2a,2bの発振周波数を
制御して調光を行うための調光信号端子で、抵抗35を介
してトランジスタ33のベース及びトランジスタ34のコレ
クタに接続されており、調光スイッチ19によって直流電
源１と接続されている。

上記のように構成された放電灯点灯装置において、先ず
電源スイッチ20が投入されると、直流電源１から抵抗14
a,14bを介して主トランジスタ6a,6bにベース電流が供給
され、主トランジスタ6a,6bは導通状態に移行する。こ
れにより、主トランジスタ6a,6bを介して出力トランス7
a,7bあるいは負荷回路（バラストチョーク4a,4bとフィ
ラメント3a₁，3a₂，3b₁，3b₂と始動コンデンサ5a,5bの
直列回路）に電流が流れ、その負荷電流がCT9a,9bを介
して主トランジスタ6a,6bの入力（ベース回路）に正帰
還され、コンデンサ10a,10bが充電されながら、主トラ
ンジスタ6a,6bはオン状態を保つ。そして、この振動性
のベース電流が逆方向に流れるようになり、主トランジ
スタ6a,6bのジャンクションの蓄積電荷が消去される
と、主トランジスタ6a,6bは急速にターンオフする。そ
の後は出力トランス7a,7bと共振コンデンサ8a,8bで構成
されるタンク回路に蓄えられた電気エネルギーが共振
し、上記負荷回路に共振電流が流れる。この負荷電流が
CT9a,9bを介してダイオード12a,12bを流れ、主トランジ
スタ6a,6bはオフ状態を保つ。そして、振動性の負荷電
流によって再びCT9a,9bの二次巻線9a₂，9b₂に主トラン
ジスタ6a,6bのベースへの正帰還電流が流れるようにな
り、主トランジスタ6a,6bがターンオンして上記の動作
を繰り返し、例えば20〜50kHz程度の高周波で主トラン
ジスタ6a,6bはスイッチングを行う。

この時、トランジスタ31a,31bはオフしており、始動コ
ンデンサ5a,5bとバラストチョーク4a,4bの直列共振によ
る始動コンデンサ5a,5bの端子電圧が抑制されるよう
に、トランジスタインバータ2a,2bの発振周波数を設定
してあるので、蛍光ランプ3a,3bは始動せずにフィラメ
ント3a₁，3a₂，3b₁，3b₂に予熱電流が流れ、予熱状態と
なる。

一方、電源スイッチ20の投入時から抵抗27を介してコン
デンサ29が充電されており、このコンデンサ29の電圧が
定電圧ダイオード30のツェナー電圧に達すると、トラン
ジスタ31a,31bがオンする。これにより、コンデンサ13
a,13bがコンデンサ10a,10bと並列接続された状態とな
り、トランジスタインバータ2a,2bの発振周波数が低く
なり、上記直列共振によるフィラメント3a₁，3a₂，3
b₁，3b₂の予熱電流と始動コンデンサ5a,5bの端子電圧が
上昇し、例えば約１秒の予熱時間後に蛍光ランプ3a,3b
が全光状態で始動する。

また、電源スイッチ20の投入時から抵抗21を介してコン
デンサ23も充電されており、このコンデンサ23の電圧が
定電圧ダイオード24のツェナー電圧に達すると、例えば
３秒の始動時間後にトランジスタ25がオン、トランジス
タ34がオフする。

次に、調光動作について説明する。調光スイッチ19をオ
ンすると直流電源１が調光信号端子18に接続され、トラ
ンジスタ33がオン、トランジスタ31a,31bがオフする。
これにより、主トランジスタ6a,6bのオン期間が短くな
り、トランジスタインバータ2a,2bの発振周波数が高く
なると共に、蛍光ランプ3a,3bのランプ電流が減少し、
減光状態となる。なお、上記始動時間内に調光スイッチ
19がオンされた場合は、トランジスタ34がオン状態とな
っており、トランジスタ33はオンできないため、蛍光ラ
ンプ3a,3bは上記始動時間までは全光状態を継続し、そ
の後調光状態に移行する。すなわち、始動制御回路16は
調光信号端子18からの入力信号（調光信号）を始動時間
内に受け付けない機能を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、以上のような回路構成をもつ点灯装置をその
まま上記のような２灯用の放電灯点灯装置に適用した場
合、２本の蛍光ランプ3a,3bの内発振周波数制御回路15
が接続された蛍光ランプ3aを交換する時は、調光スイッ
チ19がオン，オフいずれの状態においても電源スイッチ
20がオンした状態のままでも交換した蛍光ランプ3aが正
常に始動する。すなわち、電源スイッチ20と調光スイッ
チ19が両方共オンしたままの状態で放電ランプ3aを交換
する場合を考えると、先ず放電ランプ3aをソケットから
取り外すとフィラメント3a₁が回路から切り離されるた
め、発振周波数制御回路15が直流電源１から切り離され
る。これにより、コンデンサ23とコンデンサ29にチャー
ジアップされていた電荷がそれぞれ抵抗22と抵抗28を通
して放電する。次に、新しい放電ランプ3aをソケットに
装着すると、この時コンデンサ23,29が放電しているの
で、電源スイッチ20をオンした時とまったく同様な発振
周波数制御回路15の回路動作により、フィラメント3
a₁，3a₂が予熱された後確実に放電ランプ3aが全光始動
する。そして、上記始動時間が経過すると、調光状態に
移行する。

しかしながら、発振周波数制御回路15が接続されていな
い蛍光ランプ3bを交換する場合には次のような不具合が
生じる。すなわち、電源スイッチ20と調光スイッチ19が
両方共オンしている状態で新しい蛍光ランプ3bをセット
した時、上記のようにトランジスタ33がオン、トランジ
スタ31bがオフしているため、蛍光ランプ3bは予熱状態
を継続し、始動できない。また、発振周波数制御回路15
が接続されている蛍光ランプ3aを外した状態で電源スイ
ッチ20をオン，オフした場合、予熱制御回路17の抵抗27
が直流電源１と切り離され、コンデンサ29がチャージア
ップされないため、トランジスタ31bが常にオフ状態と
なり、蛍光ランプ3bは予熱状態を継続し、始動できない
という問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、電源スイッチが投入されているまでランプを交換
してもランプが正常に始動でき、かつ１灯のみでもラン
プが正常に始動、調光動作できる放電灯点灯装置を得る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源の電力を互
いに並列接続された複数のインバータにより高周波電力
に変換し、この高周波電力で各インバータに接続された
放電ランプを点灯させる放電灯点灯装置において、イン
バータの発振周波数を制御して放電ランプの調光を行う
ための調光信号端子と、直流電源の投入時からコンデン
サを用いたタイマによる所定時間その調光信号端子から
の信号を受け付けずに放電ランプを始動させる始動制御
回路とを有する発振周波数制御回路を、直流電源に直接
接続すると共に、始動制御回路のタイマ用コンデンサを
所定時間放電させるリセット回路を、各インバータに接
続された各放電ランプの片側の予熱陰極を介して直流電
源に互いに並列接続したものである。

〔作用〕

この発明の放電灯点灯装置においては、発振周波数制御
回路を直流電源に直接接続したので、どの放電ランプが
外されていても電源投入後直ちに予熱状態から脱して始
動することができ、また、各インバータに接続された放
電ランプの片側の予熱陰極を介して直流電源に接続され
たリセット回路を設けたので、ランプ交換の際ランプを
セットした瞬間に始動制御回路のタイマ用コンデンサが
放電されてリセットされる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例による放電灯点灯装置の
回路図である。

第１図において、第２図の装置と異なる点は発振周波数
制御回路15が電源スイッチ20を介して直流電源１と直接
接続されていること、および電源スイッチ20と予熱陰極
であるフィラメント3a₁あるいはフィラメント3b₁のいず
れか片側を介してそれぞれリセット回路37a,37bが直流
電源１に接続されていることである。このリセット回路
37a,37bは、始動制御回路16のタイマ用コンデンサ23の
両端にトランジスタ41a,41bが接続され、このトランジ
スタ41a,41bの入力部に抵抗38a,38b、39a、39b、42a,42
bおよびコンデンサ40a,40bが接続された構成を有してい
る。そして、以上の２点以外は第２図の装置と同様であ
るため、対応する部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

次に第１図の点灯装置の動作について説明する。

電源スイッチ20が投入されると、第２図の回路と同様に
直流電源１から抵抗14a,14bを介して主トランジスタ6a,
6bにベース電流が供給され、トランジスタインバータ2
a,2bが発振起動し、蛍光ランプ3a,3bが点灯する。一
方、リセット回路37a,37bは、電源スイッチ20が投入さ
れると、直流電源１→電源スイッチ20→フィラメント3a
₁，3b₁→抵抗38a,38b→コンデンサ40a,40b→トランジス
タ41a,41b→直流電源１の経路でトランジスタ41a,41bに
ベース電流が供給され、該トランジスタ41a,41bがオン
する。そして、その電流によってコンデンサ40a,40bが
チャージアップされると、トランジスタ41a,41bのベー
ス電流が遮断され、トランジスタ41a,41bはオフする。
この時、コンデンサ40a,40bがチャージアップされる時
間は、始動制御回路16の時定数と比べて短く設定されて
いる。そして、このコンデンサ40a,40bがチャージアッ
プされた後の回路動作については、第２図の装置と同様
である。

ここで、電源スイッチ20をオンしたままの状態でランプ
交換する場合を考える。

先ず、蛍光ランプ3aあるいは蛍光ランプ3b、または蛍光
ランプ3a,3b両方共外すと、発振周波数制御回路15は直
流電源１に直接接続されているのでコンデンサ29がチャ
ージアップされたままとなっており、トランジスタ31a,
31bはオンしている。また、コンデンサ23もチャージア
ップされたままとなっているので、トランジスタ25がオ
ン、トランジスタ34がオフしており、従って調光スイッ
チ19がオンの場合はトランジスタ33がオン、調光スイッ
チ19がオフの場合はトランジスタ33がオフとなってい
る。一方、リセット回路37a,37bは直流電源１と切り離
されているため、コンデンサ40a,40bの電荷は該コンデ
ンサ40a,40b→抵抗39a,39b→抵抗42a,42b→コンデンサ4
0a,40bの閉ループで放電する。

そして、新しい蛍光ランプ3aあるいは蛍光ランプ3bを装
着すると、前述のように直流電源１→電源スイッチ20→
フィラメント3a₁，3b₁→抵抗38a,38b→コンデンサ40a,4
0b→トランジスタ41a,41b→直流電源１の経路でトラン
ジスタ41a,41bにベース電流が供給され、該トランジス
タ41a,41bがオンし、瞬間的にコンデンサ23にチャージ
アップされていた電荷が放電する。これによって、トラ
ンジスタ25がオフ、トランジスタ34がオンとなり、調光
スイッチ19がオン，オフ何れの状態であっても再びコン
デンサ23がチャージアップされる所定時間まではトラン
ジスタ33がオフとなる。従って、新しい蛍光ランプ3aあ
るいは蛍光ランプ3bを装着してから所定時間まではトラ
ンジスタ31a,31bがオンを継続できるので、上記第２図
の装置で説明したのと同様蛍光ランプ3aあるいは蛍光ラ
ンプ3bは全光状態で始動する。

次に、蛍光ランプ3aあるいは蛍光ランプ3bの何れか一方
が外されている場合を考える。この場合、発振周波数制
御回路15が電源スイッチ20を介して直流電源１と直接接
続されているため、電源スイッチ20が投入されると、第
２図の回路と同様に直流電源１から抵抗14a,14bを介し
て主トランジスタ6a,6bにベース電流が供給され、トラ
ンジスタインバータ2aあるいは2bが発振起動し、蛍光ラ
ンプ3aあるいは蛍光ランプ3bが点灯する。そして、調光
スイッチ19のオン，オフによってトランジスタインバー
タ2aあるいはトランジスタインバータ2bの発振周波数が
変化することにより、蛍光ランプ3aあるいは蛍光ランプ
3bが調光点灯する。

なお、上記実施例では直流電源を用いているが、この直
流電源１は商用交流電源を整流，平滑した電源を用いて
もよく、その平滑するためのコンデンサが例えば倍電圧
整流ということで複数個直列接続されている場合は、そ
の一部を直流電源としてもよい。

また、トランジスタインバータ2a,2bは、上述の如く発
振周波数制御回路15を有しているものなら、例えば二石
式のものでもよい。さらに、発振周波数制御回路15に予
熱回路17が含まれている必要はなく、例えばコンデンサ
29と定電圧ダイオード30がない構成でもよい。そして、
始動制御回路16,調光信号端子18と調光スイッチ19,リセ
ット回路37a,37bの構成も上記実施例に限定されるもの
ではない。

また、上記実施例では、トランジスタインバータ，蛍光
ランプ，リセット回路が２組の場合を示したが、３組以
上の場合も同様に制御できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、直流電源にイ
ンバータと放電ランプの組を複数台接続した構成の放電
灯点灯装置において、電源スイッチが投入されている
（調光スイッチはオンあるいはオフ）状態において、ど
の放電ランプを交換した場合でも確実に放電ランプを始
動，点灯させることができるという効果があり、また、
複数の放電ランプの内、どの放電ランプが外されている
状態においても、電源スイッチおよび調光スイッチの操
作によって残りの装着されている放電ランプを正常に始
動，点灯あるいは調光動作させることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による放電灯点灯装置の回
路図、第２図は従来例を示す回路図である。 １……直流電源 2a,2b……トランジスタインバータ 3a,3b……蛍光ランプ（放電ランプ） 3a₁，3a₂……フィラメント（予熱陰極） 3b₁，3b₂……フィラメント（予熱陰極） 6a,6b……主トランジスタ 15……発振周波数制御回路 16……始動制御回路 17……予熱制御回路 18……調光信号端子 37,37b……リセット回路 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源の電力を互いに並列接続された複
   数のインバータにより高周波電力に変換し、この高周波
   電力で各インバータに接続された放電ランプを点灯させ
   る放電灯点灯装置において、上記インバータの発振周波
   数を制御して放電ランプの調光を行うための調光信号端
   子と、直流電源の投入時からコンデンサを用いたタイマ
   による所定時間その調光信号端子からの信号を受け付け
   ずに放電ランプを始動させる始動制御回路とを有する発
   振周波数制御回路を、上記直流電源に直接接続すると共
   に、上記始動制御回路のタイマ用コンデンサを所定時間
   放電させるリセット回路を、各インバータに接続された
   各放電ランプの片側の予熱陰極を介して直流電源に互い
   に並列接続したことを特徴とする放電灯点灯装置。