JPH08288076A

JPH08288076A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH08288076A
Application number: JP8943195A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Mitsunaga; 守光永
Original assignee: YOSHITAKE KK; Yoshitake Inc
Current assignee: YOSHITAKE KK; Yoshitake Inc
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】高周波を用いた放電灯点灯装置において、周
波数変換部を共用化することによって装置全体のコスト
を低下させ、かつ保守作業を容易とし、電源高調波対策
を安価にかつ容易になし得ると共に、余熱点灯によって
放電管の寿命を伸ばすことができる簡単な構成の安定器
を用いた放電灯点灯装置を提供する。【構成】インバータ３と給電線５を介して接続された
放電灯６を有する複数の灯具８からなる放電灯点灯装置
１において、インバータ３は二つの周波数の高周波の一
方を選択して発振する働きを具備し、各灯具８には放電
灯８に直列に接続されたインダクタ７１と放電灯８に並
列に接続されたコンデンサ７２からなる安定器２を備え
た。インダクタ７１とコンデンサ７２は、インバータの
発振周波数の一方の周波数で共振し、他方の発振周波数
には共振しないように回路定数を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光灯等の放電灯点灯
装置に関する。さらに詳しくは、高周波で点灯させるよ
うにした高周波放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の放電灯を高周波電源で駆動する放
電灯点灯装置は、例えば特開昭５６−１５５９８号公報
に記載されるように、既に提案されている。この放電灯
点灯装置は、高周波インバータ回路の出力が、複数の一
次巻線が直列接続された第２，第３，第４のトランスの
二次巻線に接続された複数放電灯付加回路へ供給され
て、複数の放電灯を点灯するように構成されている。し
かしながらこの放電灯点灯装置は、複数の放電灯のいず
れかが故障したり取り外されるとインバータが動作しな
くなり他の放電灯を点灯できなくなるものであった。

【０００３】また、放電灯を高周波で点灯させ、放電灯
のちらつきを防止して、安定器を小型化させた放電灯点
灯装置は既に提案されている。このような放電灯点灯装
置の例を図３に示す。放電灯点灯装置１´は、インバー
タ３と、トランス４と、放電灯６と、誘導性の限流素子
７３からなる安定器とから構成されており、これらの構
成部品を放電灯の灯具８内に配置して、商用電源２に接
続されていた。インバータ４は、商用電源を整流して直
流とした後平滑したリップルの少ない直流電圧によっ
て、発振回路を動作させ、例えば５０ＫＨｚの高周波電
力を出力する。トランス４は、１次巻線４１と、管電圧
を出力する第１の２次巻線４２と、それぞれフィラメン
ト６１を加熱する加熱電流を出力する第２の２次巻線４
３と第３の２次巻線４４とから構成される。限流素子７
３は、放電灯６が点灯した後電流を制限して放電灯を安
定して動作させる働きを持つ。放電灯を複数点灯すると
きには、上記のようなそれぞれインバータ３および変圧
器４ならびに限流素子７３等を具備した灯具８を複数個
商用電源２に並列に接続していた。このような方式で
は、整流回路およびインバータならびに変圧器、高周波
安定器等からなる点灯手段を各灯具ごとに設ける必要が
有り、灯具の値を引き上げる要因となっていた。

【０００４】一方、商用電源に多数の非正弦波負荷が接
続されるようになるに伴い、各負荷に対して高調波に対
する対策を施こすことが要求されている。上に述べたよ
うな高周波放電灯点灯装置において高調波対策を施すと
きには、高調波の発生源となるインバータに高調波対策
を施さなければならず、各灯具にインバータを有する構
成では灯具の価格を押し上げる原因となっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高周波を用
いた放電灯点灯装置において、高調波対策を安価にかつ
容易になし得るとともに、簡単な構成の安定器を用いた
放電灯点灯装置を提供し、さらに、施工時および保守点
検時に取り扱いやすくかつ設置の自由度のある放電灯点
灯装置を提供することを目的とする。

【０００６】さらに、本発明は、放電灯の起動時には高
い周波数の電圧を供給して放電灯のフィラメントに電流
を流して余熱し、所定時間後周波数を下げることによっ
て共振によってフィラメント間に高電圧を印加して放電
を開始させるようにした放電灯点灯装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成るため
に、本発明は、インバータと該インバータに接続された
放電灯を有する複数の灯具からなる放電灯点灯装置にお
いて、前記インバータを二つの周波数の高周波の一方を
選択して発振するインバータとし、前記各灯具はそれぞ
れ並列に接続されると共にインダクタとコンデンサから
なる安定器を有し、前記インバータと前記各灯具は離れ
て別体に設置した。

【０００８】さらに、本発明は、安定器のインダクタを
放電灯に直列に接続し、安定器のコンデンサを放電灯に
並列に接続した。

【０００９】また、本発明は、安定器のインダクタとコ
ンデンサを、インバータの発振周波数の一方の周波数で
共振し、他方の発振周波数には共振しないように回路定
数を設定した。

【００１０】加えて、本発明は、インバータを、電源投
入時に高い周波数で発振し、所定時間が経過した後、低
い周波数で発振するように構成した。

【００１１】本発明は、インバータの発振装置にタイマ
ーを具備させるとともに、インバータと各灯具を絶縁ト
ランスを介して接続した。

【００１２】本発明は、給電線を誘電率の低い絶縁材料
で被覆するとともに、遮蔽シースで被覆した。

【００１３】

【作用】本発明は、上記の構成を具備したことによっ
て、一つの大容量の高周波インバータ装置を用いて複数
の放電灯を点灯できる。さらに、インバータ装置から離
れた箇所に設置された複数の灯具を設置できる。

【００１４】さらに、本発明は、安定器を放電灯に直列
に接続されたインダクタと放電灯に並列に接続されたフ
ィラメント余熱用兼共振用コンデンサから構成し、イン
バータを二つの発振周波数を有する構成としたので、放
電灯のフィラメントを余熱する起動時には高い周波数を
印加してインダクタとコンデンサを共振させないでフィ
ラメントを余熱し、放電灯の点灯時には低い周波数でイ
ンダクタとコンデンサを共振させて放電灯を点灯するこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、図１および図２を用いて本発明の実施
例を説明する。図１は、本発明に係る放電灯点灯装置の
構成１実施例を示す概念図であり、図２は本発明に用い
るインバータの構成の１実施例を示す回路図である。

【００１６】本発明の放電灯点灯装置１は、例えば商用
電源２に接続されたインバータ３と、１次巻線４１と２
次巻線４２を有する絶縁トランス４と、給電線５と、放
電灯６および安定器７を含む灯具８から構成される。絶
縁トランス４の２次巻線４２には、複数の灯具８が並列
に接続される。インバータ３は、後述するように複数の
周波数で発振されるようにされ、起動時には、例えば５
０ＫＨｚの高い周波数で発振し、点灯時には、例えば２
５ＫＨｚの低い周波数で発振されるように構成されてお
り、複数の灯具８に電力を供給できる大容量のインバー
タとされている。

【００１７】インバータ３の出力は、絶縁トランス４か
ら給電線５を介して各灯具８に供給される。各灯具８
は、インバータ３に対して並列に接続されている。イン
バータ３から供給された電力は、安定器７のインダクタ
７１を介して放電灯６の二つのフィラメント６１，６１
間に印加される。このフィラメント６１，６１に直列に
かつ放電灯６に並列にフィラメント余熱用兼共振用コン
デンサ７２が接続されている。

【００１８】各灯具８には、それぞれ放電灯６と安定器
７が設置されており、例えば屋外に設置された広告板に
設置されたり、室内の天井に設置されており、灯具は軽
量化されている。インバータ３および絶縁トランス４
は、各灯具８から離れた室内に設置された操作盤付近ま
たは室内の壁面に設置されており、インバータ等の保守
点検を行ない易いようにされている。このように、各灯
具８は、インバータ３および絶縁トランス４から離れて
設置されており、各等具８と絶縁トランス４の出力との
間は給電線５によって長い距離引き回されている。した
がって、給電線５には、浮遊容量による損失を低減させ
るために誘電率の低い、例えば架橋ポリエチレン等の材
質の絶縁被覆材を用いて被覆したものを用いた。さら
に、高周波電流が供給される給電線を長い距離引き回す
ことによって発生する放射雑音に対する対策として、給
電線を遮蔽シースで覆ったシールド線としたり、電線を
途中でツイストしたツイスト線を用いた。

【００１９】インバータ３は、複数のダイオードをブリ
ッジ接続した整流回路３１と、平滑コンデンサ３２と、
例えば大容量のＦＥＴ（ＩＧＢＴ）等のスイッチング素
子３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄをブリッジ接続した
スイッチング回路３３と、このスイッチング回路３３の
各スイッチング素子を所定の周波数および所定の関係で
オン−オフ制御する制御回路３４と、制御回路の発振周
波数を決定する発振周波数変更回路３５と、発振周波数
変更回路３５の動作時間を制御するタイマ３６と、光ト
ランジスタ３７１と発光ダイオード３７２から構成され
るフォトカプラ３７と、コンデンサ３７１と誘導巻線３
７２とからなる電源帰還ノイズフィルタ３８から構成さ
れる。スイッチング回路３３の出力端子は、絶縁トラン
ス４の１次巻線４１に接続される。

【００２０】発振周波数変更回路３５は、発振用コンデ
ンサ３５１と発振用抵抗３５２が並列に接続され、さら
に発振用抵抗３５２には第２の発振用抵抗３５３とフォ
トカプラ３７の光トランジスタ３７１の直列接続体が並
列に接続されている。タイマ３６は、時定数用抵抗３６
１とフォトカプラ３７の発光ダイオード３７２と時定数
用コンデンサ３６２が直列に接続された時定数回路を有
するとともに、時定数用抵抗３６１と発光ダイオード３
７２には並列に回復用ダイオード３６３が接続されてい
る。回復用ダイオード３６３は、電源投入の後直ぐに電
源が遮断され、再度電源が投入されるような状況のとき
に、コンデンサ３５１に蓄積した電荷を放電して、タイ
マの働きを回復させる。

【００２１】インバータ３からは入力電圧とほぼ同じ電
圧の高周波電圧が出力される。安定器に１００Ｖの電圧
が供給されればよいので、トランス４は絶縁手段として
働く。入力電圧が１００Ｖ以外のとき、トランス４は絶
縁と変圧を兼ねる。

【００２２】以下、このように構成されたインバータ３
の動作を説明する。まず、電源が投入されると、タイマ
３６の時定数回路には電圧Ｒｖが印加され、抵抗値（Ｒ
３）とコンデンサの容量（Ｃ４）によって定まる時定数
用コンデンサ３６２を充電する電流が流れて発光ダイオ
ード３７２が発光する。すると、この光を受けた発振周
波数変換回路３５の光トランジスタ３７１が導通して、
発振用抵抗３５２に並列に第２の発振用抵抗３５３が接
続され、二つの発振用抵抗の合成抵抗値は、（Ｒ１×Ｒ
２／Ｒ１＋Ｒ３）となり発振用抵抗３５２の抵抗値（Ｒ
１）より小さな値となる。したがって、制御回路３４の
発振周波数を決定する発振周波数変更回路３５の時定数
は、コンデンサ３５１の容量（Ｃ３）と上記合成抵抗値
（Ｒ１×Ｒ２／Ｒ１＋Ｒ３）とで定まる所定の値とな
り、制御回路３４は、第１の高い周波数、例えば５０Ｋ
Ｈｚで発振してスイッチング回路３３の所定のスイッチ
ング素子を選択して動作させる。スイッチング回路３３
は、５０ＫＨｚの出力電圧を絶縁トランス４の一次巻線
４１へ出力する。

【００２３】この高い第１の周波数の出力電圧は、各灯
具８に取り付けられた放電灯６に供給され、インダクタ
７１、フィラメント６１、フィラメント余熱用兼共振用
コンデンサ７２、第２のフィラメント３１を介してフィ
ラメント余熱電流が流れ、フィラメント６１を余熱す
る。この周波数では、安定器７のインダクタ７１とコン
デンサ７２は共振せず、かつ、放電灯６の管電圧は低い
ので放電灯６は点灯しない。

【００２４】所定の時間が経過して、タイマ３６の時定
数回路のコンデンサ３６２が充電されると、この時定数
回路には電流が流れなくなり、発光ダイオード３７２は
発光を停止する。すると、発振周波数変更回路３５の光
トランジスタ３７１は、非導通となり、二つの発振用抵
抗の抵抗値は（Ｒ１）となる。このとき、制御回路３４
の発振周波数を決定する発振周波数変更回路３５の時定
数は、コンデンサ３５１の容量（Ｃ３）と抵抗値（Ｒ
１）とで定まる所定の値となり、制御回路３４の発振周
波数を第２の周波数、例えば２５ＫＨｚで発振してスイ
ッチング回路３３の所定のスイッチング素子を選択して
動作させる。スイッチング回路３３は、２５ＫＨｚの出
力電圧を絶縁トランス４の一次巻線４１へ出力する。

【００２５】この低い第２の周波数の出力電圧は、各灯
具８に取り付けられた放電灯６に供給され、インダクタ
７１とフィラメント余熱用兼共振用コンデンサ７２から
なる共振回路を共振させ、放電灯６に高い管電圧を印加
して放電させる。

【００２６】安定器７を構成するインダクタ７１の容量
を１．８ｍＨとし、共振用コンデンサ７１の容量を０．
０２２μＦとすると、５０ＫＨｚの高周波電圧が供給さ
れる余熱時には共振は起こらず、２５ＫＨｚの高周波が
供給される点灯時には、インダクタ７１とコンデンサ７
２は共振してＱはおよそ４〜５となり、放電感６のフィ
ラメント６１，６１間にはおよそ４００Ｖの電圧が印加
され、管は放電を開始する。放電灯が点灯すると管電圧
は１００Ｖ程度に低下し安定する。

【００２７】なお、インバータ３の発振周波数は、余熱
時に低い周波数で発振し、点灯時にた快周波数で発振す
るものとしてもよい。この場合には、発振周波数変更回
路３５の発振用抵抗３５２と発振用抵抗３５３を直列に
接続し、一方の発振用抵抗に並列に光トランジスタ３７
１を接続すればよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インバ
ータと灯具とを別体に設けるとともに並列に接続した複
数の灯具を長い給電線を介して接続したので、一つのイ
ンバータによって、複数の放電灯を点灯することができ
る。したがって、一つのインバータに対して高調波対策
を施せばすむので、低廉な経費で高調波の発生に対処す
ることができる。

【００２９】また、インバータを、高低二つの周波数を
選択して発振することができるように構成するととも
に、安定器を放電灯に直列に接続されたインダクタと放
電灯に並列に接続されたフィラメント余熱用兼共振用コ
ンデンサとで構成するようにしたので、電源投入時に
は、共振回路が共振しない高い周波数でインバータを発
振させてコンデンサを介してフィラメントを余熱し、所
定時間経過の後、インバータの発振周波数を下げること
によって共振回路を共振させ管に印加される電圧を上昇
させて、放電を開始するようにした。したがって、フィ
ラメントを余熱した後点火するので放電管の寿命を伸ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の構成を示す図。

【図２】本発明の放電灯点灯装置に道いるインバータの
概要を示す概念図。

【図３】従来の放電灯点灯装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１放電灯点灯装置２商用電源３インバータ４絶縁トランス５給電線６放電灯７安定器８灯具３１整流回路３２平滑コンデンサ３３スイッチング回路３４制御回路３５発振周波数変更回路３６タイマ３７フォトカプラ３８電源帰還ノイズフィルタ４１１次巻線４２２次巻線４３，４４フィラメント用２次巻線６１フィラメント７１インダクタ７２フィラメント余熱用兼共振用コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インバータと該インバータに給電線を介
して接続された放電灯を有する複数の灯具からなる放電
灯点灯装置において、前記インバータは二つの周波数の
高周波の一方を選択して発振するインバータであり、前
記各灯具はそれぞれ並列に接続されると共にインダクタ
とコンデンサからなる安定器を有し、前記インバータと
前記各灯具は離れて別体に設置されたことを特徴とする
放電灯点灯装置。
【請求項２】安定器のインダクタは放電灯に直列に接
続され、安定器のコンデンサは放電灯に並列に接続され
た請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】安定器のインダクタとコンデンサは、イ
ンバータの発振周波数の一方の周波数で共振し、他方の
発振周波数には共振しないように回路定数が設定されて
いる請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】インバータは、電源投入時に高い周波数
で発振し、所定時間が経過した後、低い周波数で発振す
るように構成された請求項１〜請求項３のいずれかに記
載の放電灯点灯装置。
【請求項５】インバータは、発振装置にタイマーを有
している請求項１〜請求項４のいずれかに記載の放電灯
点灯装置。
【請求項６】インバータと各灯具は、絶縁トランスを
介して接続されている請求項１〜請求項５のいずれかに
記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】給電線は誘電率の低い絶縁材料を用いて
被覆されている請求項１〜請求項６のいずれかに記載の
放電灯点灯装置。
【請求項８】給電線は遮蔽シースで覆われている請求
項１〜請求項７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。