JPH0896972A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH0896972A
JPH0896972A JP23153994A JP23153994A JPH0896972A JP H0896972 A JPH0896972 A JP H0896972A JP 23153994 A JP23153994 A JP 23153994A JP 23153994 A JP23153994 A JP 23153994A JP H0896972 A JPH0896972 A JP H0896972A
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JP
Japan
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discharge lamp
capacitor
voltage
lighting device
switching element
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Withdrawn
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JP23153994A
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English (en)
Inventor
Hiroyasu Eriguchi
裕康 江里口
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電灯の始動時にスイッチング素子に印加さ
れるストレスを低減する放電灯点灯装置を提供する。 【構成】 直流電源Eから供給される電力をインバ−タ
回路1で高周波電力に変換して、その高周波電力で高圧
放電灯DLを始動・点灯する。ここでインバ−タ回路1
は、直流電源Eの出力端にスイッチング素子Q1 ,Q2
を直列接続すると共に、スイッチング素子Q2 の両端に
直流成分カット用のコンデンサC2 を介してインダクタ
ンス素子L1 とコンデンサC1 とからなる直列共振回路
を接続し、制御回路2でスイッチング素子Q1 ,Q2
交互にオンオフする他励式ハ−フブリッジ式インバ−タ
回路である。 【効果】 放電灯の始動・点灯時にインバ−タ回路を構
成するスイッング素子に印加されるストレスを低減可能
な放電灯点灯装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放電灯を点灯させる放
電灯点灯装置に関するものであり、更に詳しくは高圧放
電灯(例えば水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタ
ルハライドランプ)を点灯させる放電灯点灯装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】本発明の従来例を図1の回路に、その動
作波形を図7に示す。
【0003】本回路は、直流電源Eから供給される電力
をインバ−タ回路1で高周波電力に変換して、その高周
波電力で高圧放電灯DLを始動・点灯するものである。
【0004】ここで直流電源Eは、交流電源ACをダイ
オ−ドブリッジDBで全波整流して平滑コンデンサC0
で平滑するものである。またインバ−タ回路1は、直流
電源Eの出力端にスイッチング素子Q1 ,Q2 を直列接
続すると共に、スイッチング素子Q2 の両端に直流成分
カット用のコンデンサC2 を介してインダクタンス素子
1 とコンデンサC1 とからなる直列共振回路を接続
し、制御回路2でスイッチング素子Q1 ,Q2 を交互に
オンオフする他励式ハ−フブリッジ式インバ−タ回路で
ある。
【0005】次に、図7を用いて本回路の動作を簡単に
説明する。インバ−タ回路1に於いて、スイッチング素
子Q1 がオン、スイッチング素子Q2 がオフすると直流
電源E→スイッチング素子Q1 →コンデンサC2 →イン
ダクタンス素子L1 →コンデンサC1 と高圧放電灯DL
とから成る並列回路→直流電源Eの順で電流が流れる。
スイッチング素子Q1 がオフ、スイッチング素子Q 2
オンすると、スイッチング素子Q1 がオン、スイッチン
グ素子Q2 がオフ時に充電されたコンデンサC2 を電源
として、コンデンサC2 →スイッチング素子Q2 →コン
デンサC1 と高圧放電灯DLとから成る並列回路→イン
ダクタンス素子L1 →コンデンサC2 の順で、スイッチ
ング素子Q1 がオン、スイッチング素子Q2 がオフ時と
は逆向きの電流が流れる。この様な動作を繰り返すこと
により、高圧放電灯DLに交流の高周波電力を供給す
る。なお、スイッチング素子Q1,Q2 の寄生ダイオ−
ドD1 ,D2 はインダクタンス素子L1 に蓄積されたエ
ネルギ−を回生する働きを有する。そして、上述の様に
動作して、図7(c),(d)に示す様なスイッチング
素子Q1 ,Q2 のドレイン電流ID1,ID2が流れ、図7
(e)に示す様にインダクタンス素子L1 に電流IL1
流れる。また、コンデンサC1 の両端には図7(f)に
示す様な、高圧放電灯DLを始動させる為の略正弦波状
の高電圧VC1が発生する。
【0006】なお、始動時などの高圧放電灯DLの非点
灯時にはインダクタンス素子L1 とコンデンサC1 とか
らなる直列共振回路の共振周波数に近いスイッチング周
波数で、スイッチング素子Q1 ,Q2 を交互にオンオフ
してコンデンサC1 の両端に高電圧VC1を発生させて、
高電圧VC1で高圧放電灯DLを始動させる。高圧放電灯
DL始動後はスイッチング素子Q1 ,Q2 のスイッチン
グ周波数を、高圧放電灯DLに適正な電力を供給できる
値に設定する。更に、非点灯時と点灯時とに於いては、
スイッチング素子Q1 ,Q2 やインダクタンス素子
1 ,コンデンサC 1 などへのストレスを低下させる為
に、スイッチング素子Q1 ,Q2 のスイッチング周波数
を、インバ−タ回路1が誘導性振動領域で動作できる値
に設定する。
【0007】ところで、高圧放電灯DLの点灯状態及び
非点灯状態に応じてスイッチング素子Q1 ,Q2 のスイ
ッチング周波数を変化させる為に、高圧放電灯DLの点
灯状態及び非点灯状態を検出する、つまり高圧放電灯D
Lに流れるランフ電流を検出するランプ電流検出回路3
を、高圧放電灯DLを介してコンデンサC1 の両端に接
続する。そして、ランプ電流検出回路3で検出した情報
を制御回路2に送信して制御回路2によりスイッチング
素子Q1 ,Q2 のスイッチング周波数を制御する。
【0008】図8に示す時刻t1 に於いて、高電圧VC1
が絶縁破壊電圧VBDに達して、高圧放電灯DLが絶縁破
壊を起こして始動すると、図8(f)に示す様にコンデ
ンサC1 に充電されていた電荷は瞬時に高圧放電灯DL
に供給されて高電圧VC1は零になり、その後高圧放電灯
DLは略短絡状態になる。高圧放電灯DLが絶縁破壊を
起こすまではインダクタンス素子L1 に電流IL1が流れ
てエネルギ−を蓄えられていたので、時刻t1 後はイン
ダクタンス素子L1 を電源として、インダクタンス素子
1 →高圧放電灯DL→ランプ電流検出回路3→寄生ダ
イオ−ドD2 →コンデンサC2 →インダクタンス素子L
1 という閉ル−プに電流が流れる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
於いては、以下に示す様な問題点が生じる。
【0010】非点灯時のスイッチング素子Q1 ,Q2
スイッチング周波数は、インダクタンス素子L1 とコン
デンサC1 とからなる直列共振回路の共振周波数に近づ
けているので、共振電流は大きな値を有するが、図8に
示す時刻t1 の後(高圧放電灯DLの絶縁破壊の後)
は、上記閉ル−プでの単位時間当たりのエネルギ−消費
が少なく、インダクタンス素子L1 に蓄えられたエネル
ギ−を完全に放電するには時間を要してしまう。その為
に、インダクタンス素子L1 に蓄えられたエネルギ−を
完全に放電する前に、スイッチング素子Q1 をオンする
と、図8(c),(d)に示す様に直流電源E→スイッ
チング素子Q1 →寄生ダイオ−ドD2 →直流電源Eとい
う閉ル−プで大きな値の電源短絡電流が流れて、スイッ
チング素子Q1 ,Q2 に大きなストレスを印加してしま
う、という問題がある。
【0011】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、放電灯の始動時にスイッ
チング素子に印加されるストレスを低減する放電灯点灯
装置を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する為
に、請求項1記載の発明によれば、放電灯と、直流電源
を交流の高周波電力に変換して放電灯に供給する、少な
くとも1対のスイッチング素子の直列回路、並びにスイ
ッチング素子の直列回路の出力端に接続された少なくと
もインダクタンス素子及びコンデンサから成る共振回路
で構成されるインバ−タ回路とを備える放電灯点灯装置
に於いて、インダクタンス素子に流れる電流値が略零の
時に、放電灯を絶縁破壊することを特徴とする。
【0013】請求項2記載の発明によれば、放電灯を絶
縁破壊するのに必要な最小絶縁破壊電圧は、放電灯の非
点灯時に於いて、コンデンサの両端電圧を下回ると共
に、コンデンサの両端電圧と略等しくすることを特徴と
する。
【0014】請求項3記載の発明によれば、放電灯の一
端に直列接続された放電ギャップを設けると共に、放電
灯を絶縁破壊するのに必要な最小絶縁破壊電圧は、放電
灯の非点灯時に於いて、コンデンサの両端電圧と放電ギ
ャップの放電開始電圧との差電圧を下回ると共に、差電
圧と略等しくすることを特徴とする。
【0015】請求項4記載の発明によれば、放電灯と、
直流電源を交流の高周波電力に変換して放電灯に供給す
る、少なくとも1対のスイッチング素子の直列回路、並
びにスイッチング素子の直列回路の出力端に接続された
少なくともインダクタンス素子及びコンデンサから成る
共振回路で構成されるインバ−タ回路とを備える放電灯
点灯装置に於いて、放電灯の一端に直列接続される双方
向性スイッチング素子を設け、放電灯の非点灯時に於い
て、インダクタンス素子に流れる電流が略零の時に、双
方向性スイッチング素子をオンして放電灯を始動させ
て、放電灯の始動・点灯後は、双方向性スイッチング素
子をオンし続ける様にしたことを特徴とする。
【0016】
【作用】請求項1記載の発明によれば、インダクタンス
素子に流れる電流値が略零になる時に、放電灯に並列接
続されたコンデンサに充電された高電圧を、放電灯に供
給して放電灯を始動・点灯させて、スイッチング素子に
印加されるストレスを略零にする。
【0017】請求項2記載の発明によれば、インダクタ
ンス素子に流れる電流値が略零になる時に、放電灯の絶
縁破壊電圧よりも僅かに高いピ−ク値を有すると共に、
放電灯に並列接続されたコンデンサに充電された高電圧
を、放電灯に供給して放電灯を始動・点灯させて、スイ
ッチング素子に印加されるストレスを略零にする。
【0018】請求項3記載の発明によれば、インダクタ
ンス素子に流れる電流値が略零になる時に、放電灯の絶
縁破壊電圧と放電ギャップの放電開始電圧との総和より
も僅かに高いピ−ク値を有すると共に、放電灯に並列接
続されたコンデンサに充電された高電圧を、放電灯に供
給して放電灯を始動・点灯させて、スイッチング素子に
印加されるストレスを略零にする。
【0019】請求項4記載の発明によれば、放電灯が非
点灯時に於いては、インダクタンス素子に流れる電流が
略零になる時のみに、双方向性スイッチング素子をオン
してスイッチング素子に印加されるストレスを略零に
し、放電灯に並列接続されたコンデンサに充電された高
電圧を、放電灯に供給して放電灯を始動・点灯させると
共に、放電灯が始動・点灯後に於いては、双方向性スイ
ッチング素子をオンし続けて放電灯の点灯を維持する。
【0020】
【実施例】
(実施例1)図1は本発明に係る第1実施例の回路図、
図2はその動作波形図を示し、上記従来例と異なる点
は、高電圧VC1のピ−ク値VP(C1) と絶縁破壊電圧VBD
との関係を、 VP(C1) >VBD 且つ VP(C1) ≒VBD ・・・・・・・・・・・・(1) としたことであり、その他の従来例と同一構成には同一
符号を付すことにより説明を省略する。
【0021】ここで、VP(C1) ≒VBDとしたので、高圧
放電灯DLは高電圧VC1のピ−ク値VP(C1) 近傍で絶縁
破壊を起こし、且つ高電圧VC1のピ−ク値VP(C1) 近傍
では電流IL1は略零であるので、スイッチング素子に印
加されるストレスは略零になる。
【0022】(実施例2)図3は本発明に係る第2実施
例の回路図を示し、図1に示した第1実施例の回路図と
異なる点は、高圧放電灯DLとランプ電流検出回路3と
の間に高圧放電灯DLと直列に、高圧放電灯DLの放電
開始電圧VG 以上の電圧が、高圧放電灯DLの両端に印
加されると導通し、一定時間高圧放電灯DLに流れる電
流が零になると非導通となる放電ギャップGを設けて、
高電圧VC1のピ−ク値VP(C1) と絶縁破壊電圧VBDと放
電開始電圧VG との関係を、 VP(C1) >VG +VBD 且つ VP(C1) ≒VG +VBD ・・・・・・(2) としたことであり、その他の第1実施例と同一構成には
同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0023】ここで、高圧放電灯DLには放電ギャップ
Gが直列接続されているので、高電圧VC1が放電開始電
圧VG 以下であり、且つ電流IL1が大きい場合では、高
圧放電灯DLは絶縁破壊できないので、スイッチング素
子に印加されるストレスは略零になる。
【0024】(実施例3)図4は本発明に係る第3実施
例の回路図を示し、図1に示した第1実施例の回路図と
異なる点は、高圧放電灯DLとランプ電流検出回路3と
の間に高圧放電灯DLと直列に双方向性スイッチング素
子Q3 を接続し、インダクタンス素子L1の1次巻線n
1 に流れる電流を検出する為のインダクタンス素子L1
の2次巻線n2 を設けると共に、2次巻線n2 に流れる
電流とランプ電流検出回路3の出力とを受けて双方向性
スイッチング素子Q3 を制御するQ3 制御回路4とを設
けたことであり、その他の第1実施例と同一構成には同
一符号を付すことにより説明を省略する。
【0025】次に、動作を簡単に説明する。ランプ電流
検出回路3により高圧放電灯DLが非点灯と判別された
場合は、Q 3 制御回路4は電流IL1が零近傍になると双
方向性スイッチング素子Q3 をオンする。この時、高電
圧VC1は高圧放電灯DLが絶縁破壊を起こすのに十分な
値を有している。ランプ電流検出回路3により高圧放電
灯DLが点灯と判別された場合は、Q3 制御回路4は双
方向性スイッチング素子Q3 をオンし続ける。ここで、
電流IL1が零近傍になる場合のみ高圧放電灯DLは絶縁
破壊を起こすことが可能となる。
【0026】よって、上記第1から第3実施例に示した
様に構成したことにより、高電圧V C1のピ−ク値V
P(C1) 近傍では電流IL1は略零であるので、高圧放電灯
DLの絶縁破壊直後のインダクタンス素子L1 に蓄えら
れたエネルギ−は小さい。よって、インダクタンス素子
1 →高圧放電灯DL→ランプ電流検出回路3→寄生ダ
イオ−ドD2 →コンデンサC2 →インダクタンス素子L
1 という閉ル−プに電流が流れる時間は短くなり、この
時間内にスイッチング素子Q1 がオンされることはな
く、スイッチング素子Q1 ,Q2 に電源短絡電流が流れ
ることを防ぐことが容易に可能となる。
【0027】なお、上記第1から第3実施例に示したイ
ンバ−タ回路1は、図5に示す様な、少なくとも直流電
源E,スイッチング素子Q1 ,Q2 ,コンデンサCA
B,インダクタンス素子L1 ,コンデンサC1 ,高圧
放電灯LDから構成されるハ−フブリッジ方式でも、図
6に示す様な、少なくとも直流電源E,スイッチング素
子Q1 ,Q2 ,スイッチング素子QA ,QB ,インダク
タンス素子L1 ,コンデンサC1 ,高圧放電灯LDから
構成されるフルブリッジ方式でも、その他のインバ−タ
回路でも良い。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、放電灯の始動・点灯時
にインバ−タ回路を構成するスイッング素子に印加され
るストレスを低減可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例を示す回路図である。
【図2】上記実施例に係る動作波形図である。
【図3】本発明に係る第2実施例を示す回路図である。
【図4】本発明に係る第3実施例を示す回路図である。
【図5】本発明に係る回路方式の別の例を示す回路図で
ある。
【図6】本発明に係る回路方式の更に別の例を示す回路
図である。
【図7】本発明に係る従来例を示す動作波形図である。
【図8】上記従来例に係る絶縁破壊時の動作波形図であ
る。
【符号の説明】
1 インバ−タ回路 C コンデンサ DL 放電灯 E 直流電源 G ギャップ L インダクタンス素子 Q スイッチング素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電灯と、直流電源を交流の高周波電力
    に変換して前記放電灯に供給する、少なくとも1対のス
    イッチング素子の直列回路、並びに前記スイッチング素
    子の直列回路の出力端に接続された少なくともインダク
    タンス素子及びコンデンサから成る共振回路で構成され
    るインバ−タ回路とを備える放電灯点灯装置に於いて、 前記インダクタンス素子に流れる電流値が略零の時に、
    前記放電灯を絶縁破壊することを特徴とする放電灯点灯
    装置。
  2. 【請求項2】 前記放電灯を絶縁破壊するのに必要な最
    小絶縁破壊電圧は、前記放電灯の非点灯時に於いて、前
    記コンデンサの両端電圧を下回ると共に、前記コンデン
    サの両端電圧と略等しくすることを特徴とする請求項1
    記載の放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 前記放電灯の一端に直列接続された放電
    ギャップを設けると共に、前記放電灯を絶縁破壊するの
    に必要な最小絶縁破壊電圧は、前記放電灯の非点灯時に
    於いて、前記コンデンサの両端電圧と前記放電ギャップ
    の放電開始電圧との差電圧を下回ると共に、前記差電圧
    と略等しくすることを特徴とする請求項1記載の放電灯
    点灯装置。
  4. 【請求項4】 放電灯と、直流電源を交流の高周波電力
    に変換して前記放電灯に供給する、少なくとも1対のス
    イッチング素子の直列回路、並びに前記スイッチング素
    子の直列回路の出力端に接続された少なくともインダク
    タンス素子及びコンデンサから成る共振回路で構成され
    るインバ−タ回路とを備える放電灯点灯装置に於いて、 前記放電灯の一端に直列接続される双方向性スイッチン
    グ素子を設け、前記放電灯の非点灯時に於いて、前記イ
    ンダクタンス素子に流れる電流が略零の時に、前記双方
    向性スイッチング素子をオンして前記放電灯を始動させ
    て、前記放電灯の始動・点灯後は、前記双方向性スイッ
    チング素子をオンし続ける様にしたことを特徴とする放
    電灯点灯装置。
JP23153994A 1994-09-27 1994-09-27 放電灯点灯装置 Withdrawn JPH0896972A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002110379A (ja) * 2000-09-26 2002-04-12 Iwasaki Electric Co Ltd Hidランプの点灯回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002110379A (ja) * 2000-09-26 2002-04-12 Iwasaki Electric Co Ltd Hidランプの点灯回路
JP4724908B2 (ja) * 2000-09-26 2011-07-13 岩崎電気株式会社 Hidランプの点灯回路

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