JPH0785662B2 - トランジスタインバ−タ - Google Patents

トランジスタインバ−タ

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JPH0785662B2
JPH0785662B2 JP61108004A JP10800486A JPH0785662B2 JP H0785662 B2 JPH0785662 B2 JP H0785662B2 JP 61108004 A JP61108004 A JP 61108004A JP 10800486 A JP10800486 A JP 10800486A JP H0785662 B2 JPH0785662 B2 JP H0785662B2
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JP
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transistor
main transistor
oscillation
turned
main
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和彦 次田
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流電圧を高周波電圧に変換するトランジ
スタインバータに係わり、とくに異常時における回路保
護に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は例えば照明学会研究会資料LS−85−12〜18P1
7、P20に示された従来の放電灯点灯装置の回路図であ
る。この第3図において、(1)は直流電源、(2)は
直流電源(1)の直流電圧を高周波電圧に変換する負荷
電流帰還形の一石式トランジスタインバータ、(3)は
電極(3a)、(3b)を有する放電灯、(4)は放電灯
(3)のランプ電流を制限するパラストチョーク、
(5)は放電灯(3)の両端に接続された始動コンデン
サである。次にトランジスタインバータ(2)の回路構
成を説明する。(6)はスイッチングを行う主トランジ
スタで、エミツタが直流電源(1)の負極に接続され、
また直流電源(1)の正極とコレクタ間には出力トラン
スと共振コンデンサ(8)とが並列に接続されている。
(9)は負荷回路に挿入された電流変成器(以下、CTと
略記する)、(10)、(11)、(12)は直列接続された
発振起動抵抗、抵抗およびダイオードで、直流電源
(1)の正極と主トランジスタ(6)のベース間に発振
起動抵抗(10)が、また主トランジスタ(6)のベース
・エミツタ間に抵抗(11)とダイオード(12)とが接続
されている。このように構成された放電点灯装置は、ま
ず直流電源(1)を投入すると発振起動抵抗(10)を介
して主トランジスタ(6)にベース電流が供給され主ト
ランジスタ(6)がオンに移行する。これにより主トラ
ンジスタ(6)を介して出力トランス(7)あるいは負
荷回路(バラストチョーク(4)と電極(3a)、(3b)
と始動コンデンサ(5)の直列回路)に電流が流れ、こ
の負荷電流がCT(9)を介して主トランジスタ(6)の
入力に正帰還され、コンデンサ(13)が充電されなが
ら、主トランジスタ(6)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(6)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(6)は急速にターンオフす
る。その後は出力トランス7と共振コンデンサ(8)で
構成されるタンク回路に貯えられた電気エネルギーが振
動し、上記負荷回路に共振電流が流れる。この負荷電流
がCT(9)を介してダイオード(12)を流れトランジス
タ(6)がオフ状態を保つ。そして、振動性の負荷電流
によって再びCT(9)の2次巻線(9b)に主トランジス
タ(6)への正帰還電流が流れるようになり、主トラン
ジスタ(6)がターンオフ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(6)
はスイッチングを行う。この時、始動コンデンサ(5)
の容量をバラストチョーク(4)とLC共振する値に設定
してあるので、放電灯(3)の電極(3a)、(3b)に高
周波の共振電流が流れると同時に始動コンデンサ(5)
の両端に高電圧が生じ、この電圧によって放電灯(3)
が点灯する。放電灯(3)が点灯した後は始動コンデン
サ(5)と並列に放電灯(3)のインピーダンスが接続
された形となり、これを負荷回路として上述したのと同
様にトランジスタインバータ(2)が発振動作を継続
し、放電灯(3)にバラストチョーク(4)で制限され
る高周波電流が流れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来のトランジスタインバータ(2)では
直流電源(1)が投入されていてCT(9)に負荷電流が
流れない状態例えば無負荷時にはトランジスタインバー
タ(2)は発振せずに、主トランジスタ(6)が直流電
源(1)から発振起動抵抗(10)を介して供給されるベ
ース電流によって直流バイアスされ、このベース電流の
hfe(直流電流増幅率)倍のコレクタ電流が直流電源
(1)から出力トランス(7)を介して供給される。そ
してこれによって主トランジスタ(6)の温度が徐々に
上昇→hfeが上昇→コレクタ電流が増加→主トランジス
タ(6)の温度がさらに上昇する正帰還によって主トラ
ンジスタ(6)が熱破壊に至る問題点があった。
また、負荷の異常状態、例えば第3図においては放電灯
の整流点灯時あるいは予熱継続時においてはトランジス
タインバータ(2)の発振が異常となり例えば主トラン
ジスタ(6)の電力ロスの増加による熱破壊に至る問題
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、上記異常時においても簡単で安価な回路構成で回
路部品の保護が図れるトランジスタインバータを得るこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るトランジスタインバータは、直流電源か
ら発振起動抵抗を介して流れる電流によって起動する主
トランジスタを有し、出力端に接続された負荷回路から
帰還される負荷電流の入力に基づいて前記主トランジス
タがオン・オフし、直流電源の電圧を高周波電圧に変換
するトランジスタインバータにおいて、前記主トランジ
スタのベースと前記発振起動抵抗との間に設けられ、直
流電源投入時にオンしてその主トランジスタを起動させ
る第1スイッチングトランジスタ、直流電源投入から所
定時間経過後に信号を出力するタイマー回路および該タ
イマー回路の出力信号が入力されたときに前記第1スイ
ッチングトランジスタをオフする第2スイッチングトラ
ンジスタを有する発振起動遮断手段と、前記主トランジ
スタのコレクタに接続され、その主トランジスタの温度
が所定温度以上のときにオフし、主トランジスタの温度
が所定温度を下回ったときにオンに復帰するサーマルプ
ロテクタからなる発振停止手段とを備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、直流電源投入時、発振起動遮断手
段は、発振起動抵抗を介して流れる電流を主トランジス
タのベースに供給して起動させ、所定時間経過後にはそ
の発振起動抵抗を主トランジスタから切り離す。これに
より、出力端に接続された負荷回路から帰還される負荷
電流の入力に基づいて前記主トランジスタがオン・オフ
して、直流電源の電圧を高周波電圧に変換する。このと
き、異常発振が発生した場合には主トランジスタに大き
な電流が流れ温度が上昇するが、発振停止手段が、所定
温度以上を検知すると、主トランジスタのコレクタをオ
フにし、その主トランジスタを異常温度から保護する。
そして、主トランジスタの温度が所定温度を下回ったと
きに復帰する。このとき、発振起動遮断手段によって発
振起動抵抗と主トランジスタとが切り離されているの
で、直流電源が再投入されるまで主トランジスタは再び
発振することはない。また、無負荷の状態で直流電源が
投入されても、前述したように発振起動遮断手段が、所
定時間経過後に発振起動抵抗と主トランジスタとを切り
離すので、主トランジスタが保護される。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す放電灯を負荷とした
場合のトランジスタインバータの回路図である。
図中、(1)〜(13)は従来装置と同様であるため対応
する部分に同一符号を付してその説明を省略する。ま
た、(14)は発振起動遮断手段、(15)は発振停止手段
で、主トランジスタ(6)の異常発熱を検知して動作す
る復帰形サーマルプロテクタ(16)で構成されている。
発振起動遮断手段(14)は次のように構成されている。
抵抗(17)とコンデンサ(18)、定電圧ダイオード(1
9)でタイマー回路が構成され、発振起動抵抗(10)が
トランジスタ(20)を介して主トランジスタ(6)のベ
ースに接続されている。また、抵抗(21)とトランジス
タ(22)の直列回路がトランジスタインバータの入力端
子接続され、トランジスタ(22)のコレクタ、ベースが
それぞれトランジスタ(20)のベースと定電圧ダイオー
ド(19)のアノードに接続されている。
次にかかる構成のトランジスタインバータの動作につい
て説明する。直流電源(1)が投入されると直流電源
(1)から発振起動抵抗(10)とトランジスタ(20)を
介して発振起動電流が流れ従来装置と同様な動作でトラ
ンジスタインバータ(2)が発振し、放電灯(3)が点
灯する。
一方、直流電源(1)の投入と同時に、直流電源(1)
から抵抗(17)を介してコンデンサ(18)が充電されて
おり、このコンデンサ(18)の端子電圧が定電圧ダイオ
ード(19)のツェナー電圧を超えるとトランジスタ(2
2)がON、トランジスタ(20)がOFFとなり発振起動抵抗
(10)が主トランジスタ(6)の入力部から切離され
る。ただし、主トランジスタ(6)のベース電流はCT
(9)から供給されるのでトランジスタインバータ
(2)の発振は継続する。
次に放電灯(3)の寿命末期における整流点灯時あるい
は、予熱継続時を考えると、始動コンデンサ(5)に放
電灯(3)の正常点灯時よりも大きな負荷電流が継続し
て流れ、主トランジスタ(6)が電力ロスの増加によっ
て異常に温度上昇する。この異常温度上昇によってサー
マルプロテクタ(16)の接点が開きトランジスタインバ
ータ(2)の発振が停止する。この後主トランジスタ
(6)の温度は下降するのでサーマルプロテクタ(16)
の接点が再び閉じるこの時、上記のように発振起動抵抗
(10)は主トランジスタ(6)の入力部から切離されて
いるので直流電源(1)が再投入されるまでは主トラン
ジスタ(6)は再び発振することはなく完全にトランジ
スタインバータ(2)を保護できる。
次に直流電流(1)が投入されていてCT(9)に負荷電
流が流れない状態例えば無負荷時を考えると、上記した
ように主トランジスタ(6)が発振起動抵抗(10)によ
って直流バイアスされるが、発振起動遮断手段(14)を
直流電流(1)の投入時から短時間、例えば1秒以内に
動作させるように設定することによって主トランジスタ
(6)の温度が上昇し始める前に直流バイアスが停止さ
れトランジスタインバータ(2)を保護できる。
このように上記実施例では、トランジスタインバータ
(2)の構成部品の異常温度上昇を検出し発振を停止す
る手段として、比較的大きな電流を流す経路に挿入する
必要がある機械的接点を有する復帰形サーマルプロテク
タを用いることができる利点がある。
次に、第2図は上記第1図で示した実施例における発振
停止手段(15)を抵抗(23)と主トランジスタの温度上
昇を検出するPTC(正特性サーミスタ)(24)直列回路
と、定電圧ダイオード(25)、主トランジスタ(6)の
入力端子間を短絡するトランジスタ(26)で構成したも
のである。
第2図における発振起動動作あるいは、発振起動遮断手
段(14)の回路動作については第1図と同様であるので
ここでは発振停止手段(15)の回路動作のみを説明す
る。上記したように例えば主トランジスタ(6)の温度
が異常に温度上昇した場合、PTC(24)の抵抗値が徐々
に上昇し、そして、このPTC(24)の端子間電圧が定電
圧ダイオード(25)のツェナー電圧を超えるとトランジ
スタ(26)がONしトランジスタインバータ(2)の発振
が停止する。この後主トランジスタ(6)の温度が下降
し、PTC(24)の抵抗値が下がり、ついにはトランジス
タ(26)がOFFとなるが第1図の実施例と同様、トラン
ジスタインバータ(2)は直流電源(1)が再投入され
るまでは再発振しない。
このように上記実施例では第1図の実施例と比較して、
発振停止手段(15)に機械的利点を有する部品を用いて
いないため、発振停止手段(15)の信頼性が高く寿命が
長い利点がある。
なお、上記各実施例ではトランジスタインバータ(2)
が負荷電流帰還形の一石式トランジスタインバータにつ
いて説明したが、これは例えば出力トランスの電圧帰還
形のものでもよく、また二石式のものでもよい。また、
発振起動遮断手段あるいは発振停止手段もこの実施例に
限ったものではない。また、直流電源は商用交流電源を
整流平滑したものでもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、直流電源投入から一
定時間後に発振起動インピーダンスを、スイッチングを
行う主トランジスタの入力部から切離す発振起動遮断手
段と、異常発振発生時に発振を停止させる発振停止手段
とを設けるという簡単で安価な回路構成でもって、回路
構成部品のヒートサイクルによる劣化や故障を防止でき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例による放電灯を負荷と
したトランジスタインバータの回路図、第2図はこの発
明の第2の実施例による放電灯を負荷としたトランジス
タインバータの回路図、第3図は従来の放電灯点灯装置
の回路図である。 図において、(1)は直流電源、(6)は主トランジス
タ、(10)は発振起動抵抗、(14)は発振起動遮断手
段、(15)は発振停止手段、(16)はサーマルプロテク
タである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源から発振起動抵抗を介して流れる
    電流によって起動する主トランジスタを有し、出力端に
    接続された負荷回路から帰還される負荷電流の入力に基
    づいて前記主トランジスタがオン・オフし、直流電源の
    電圧を高周波電圧に変換するトランジスタインバータに
    おいて、 前記主トランジスタのベースと前記発振起動抵抗との間
    に設けられ、直流電源投入時にオンしてその主トランジ
    スタを起動させる第1スイッチングトランジスタ、直流
    電源投入から所定時間経過後に信号を出力するタイマー
    回路および該タイマー回路の出力信号が入力されたとき
    に前記第1スイッチングトランジスタをオフする第2ス
    イッチングトランジスタを有する発振起動遮断手段と、 前記主トランジスタのコレクタに接続され、その主トラ
    ンジスタの温度が所定温度以上のときにオフし、主トラ
    ンジスタの温度が所定温度を下回ったときにオンに復帰
    するサーマルプロテクタからなる発振停止手段と を備えたことを特徴とするトランジスタインバータ。
  2. 【請求項2】前記発振停止手段は、前記主トランジスタ
    のベース・エミッタ間に設けられた第3スイッチングト
    ランジスタと、前記直流電源に並列に接続され前記主ト
    ランジスタの温度に応じて電圧を発生するサーミスタと
    を有し、さらに、そのサーミスタの電圧が所定値を越え
    たときに前記第3スイッチングトランジスタをオンし
    て、主トランジスタのベース回路を遮断する定電圧ダイ
    オードを有することを特徴とする請求項1記載のトラン
    ジスタインバータ。
JP61108004A 1986-05-12 1986-05-12 トランジスタインバ−タ Expired - Lifetime JPH0785662B2 (ja)

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JPS62264600A JPS62264600A (ja) 1987-11-17
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57160371A (en) * 1981-03-27 1982-10-02 Toshiba Electric Equip Corp Transistor inverter device
JPS6129096A (ja) * 1984-07-19 1986-02-08 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 放電灯点灯装置

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