JPH0896984A

JPH0896984A - 放電灯点灯装置および照明器具

Info

Publication number: JPH0896984A
Application number: JP6234753A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ueda; 明弘上田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】放電灯を直流点灯する際、放電を安定化でき
る放電灯点灯装置を提供する。【構成】放電灯１０に直流電力を供給する直流電源回
路２と、放電灯１０の放電状態を検出し、アーク転移後
放電が不安定なときに検出信号を出力する電圧検出回路
３と、この検出信号を受けて放電灯１０に印加される直
流電源の極性を反転して、少なくとも１回以上放電方向
を変える放電方向変換回路５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯を直流で点灯す
る放電灯点灯装置およびこの点灯装置を用いた照明器具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドの様な種々の金属を封入
した高圧放電灯では、色分離の観点から交流で点灯する
ことを基本としてきた。しかし、近年直流で点灯するこ
とにより、ランプの失透が防止できたり、寿命（光束維
持率）が延びることが明らかになり、上記のようなラン
プにおいても直流で点灯することが研究されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なランプを直流点灯すると、点灯時放電ポイントが形成
されず、放電路が安定しない現象がみられる。これは、
直流点灯によりバルブ内の封入物の片寄りが生じたり、
陰極の放電核が確定しないことによる。この様な放電が
安定しない現象により、チラツキが見えたり、チラツキ
が見えなくとも、電子機器の光学系として使用する場
合、光学設計をできなくすることがある。一方、特開平
５−１８２７７２号の公報では、放電管極性切替器が提
案されているが、この発明では、放電管を直流点灯する
場合、電極の消耗を防止するようにしたものであり、放
電路を安定化しようとする発明とは異なる。

【０００４】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、放電灯を
直流点灯する際、放電を安定化できる放電灯点灯装置お
よびこの点灯装置を用いた照明器具を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による放電灯点灯装置は、放電灯に直流電力を
供給する直流電源回路と、放電灯の放電状態を検出し、
アーク転移後放電が不安定なときに検出信号を出力する
センサ手段と、上記検出信号を受けて、上記放電灯に印
加される直流電源の極性を反転して、少なくとも１回以
上放電方向を変える放電方向変換回路とを有する構成と
してある。

【０００６】また、本発明による照明器具は、器具本体
に上記構成の放電灯点灯装置が内蔵され、この放電灯点
灯装置により放電灯を点灯するようになっている。

【０００７】

【作用】上述した構成によれば、アーク転移後放電が不
安定なときに、少なくとも１回以上放電方向を変えるこ
とができるので、放電ポイントが確定され、ランプの放
電を安定化することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１のブロック図に、本発明による放電灯点
灯装置の一実施例を示す。この図で、商用交流電源１
は、直流電源回路２で直流に変換され、放電方向変換回
路５に供給される。この放電方向変換回路５は、直流電
源のプラス端子とマイナス端子の間に、制御回路４によ
って開閉されるスイッチ６と、コンデンサ７とトランス
８の一次巻線８ａの並列回路とが直列に接続されてい
る。トランス８の二次巻線８ｂは、逆電圧が発生するよ
うに巻かれており、この二次巻線８ｂの一端は、直流電
源のプラス端子に接続されている。トランス８の二次巻
線８ｂの他端は、始動回路であるイグナイタ９を介して
放電灯１０の一方の電極に接続されている。直流電源の
マイナス端子は、放電灯１０の他方の電極に接続され
る。ランプ電圧は、センサ手段である電圧検出回路３で
検出され、その検出信号が制御回路４に供給される。制
御回路４では、電圧検出回路３でランプ電圧を検出する
ことにより、放電開始後、または放電が不安定なとき
に、スイッチ６を１回以上開閉して、放電方向を変える
制御を行ない、ランプの放電を安定化させる。

【０００９】つぎに、このように構成される放電灯点灯
装置の動作を説明する。まず、図示しない電源スイッチ
がオンされると、商用交流電源１が直流電源回路２で直
流に変換される。この直流電源はイグナイタ９に供給さ
れることにより、このイグナイタ９で図２に示すように
３０ｋＶ程度の始動用の高電圧ＨＶが形成され、放電灯
１０に印加される。ランプ点灯直後（アーク転移後）
は、放電ポイントが形成されず、放電が不安定になるた
め、制御回路４では、電圧検出回路３でランプ電圧を検
出することにより、その検出信号に基づき放電方向変換
回路５のスイッチ６を１回以上（この実施例では２回）
開閉して、放電方向を変える。直流点灯に対する逆極側
の放電時間ｔは、１回当たり１秒以内に設定されてい
る。逆極側の放電時間ｔを短くするのは、一般に直流点
灯においては、陽極側はスポットが形成されるため太い
電極が使用され、陰極は細い電極が使用されており、陰
極側で長時間点灯することは不利なことによる。放電方
向の入れ替えは、放電の場所の確定を意図しており、逆
極側の放電時間は、短くてよい。この様な制御を行なう
ことにより、放電ポイントが良好に形成されて放電が安
定し、ランプのチラツキが防止できる。

【００１０】なお、放電方向変換回路５は、ハーフブリ
ッジ・インバータ回路やフルブリッジ・インバータ回路
により構成することもできる。また、センサ手段から制
御回路４に送る検出信号は、ランプの光出力を検出した
ものでもよい。

【００１１】つぎに、上記放電灯点灯装置を用いた照明
器具を図３に基づき説明する。この照明器具では、器具
本体１２内に図１に示した放電灯点灯装置１１が内蔵さ
れており、この放電灯点灯装置１１により、ソケット１
３に装着された放電灯１０が点灯されるようになってい
る。

【００１２】つぎに、図４に示す他の実施例の放電灯点
灯装置を説明する。この図で、スイッチング素子のトラ
ンジスタ１４，１５は、プッシュプル型に接続されてお
り、トランジスタ１４，１５のコレクタとトランス１７
の一次巻線１７ａの中間タップの間に直流電源１６が接
続されている。トランス１７の二次巻線１７ｂは、巻線
１８を介して放電灯２１に接続されている。また、二次
巻線１７ｂには並列にコンデンサ１９が接続されてい
る。巻線１８には始動回路２０が結合している。ここ
で、巻線１８とコンデンサ１９は、共振回路を構成して
いる。

【００１３】このように構成される放電灯点灯装置は、
プッシュプル接続された２つのトランジスタ１４，１５
が、交互にオン・オフされＰＷＭコントロールされてい
る。このコントロールは、図示しないランプ状態検出回
路の信号を受けて、図示しない制御回路により行なわれ
る。図５で、（ａ）はトランジスタ１４のスイッチング
状態を示し、（ｂ）はトランジスタ１５のスイッチング
状態を示す。巻線１８とコンデンサ１９による共振回路
が設けられていない場合は、トランス１７の二次側出力
には電流休止区間ができてしまうが、共振回路に蓄積さ
れたエネルギにより休止区間に電流を流すことができ、
出力波形が図５（ｃ）に示すように略正弦波となり、歪
みが少なくなる。また、色ムラやカタホリシスを防止で
きる。この効果は、プッシュプル動作をランプ負荷時の
共振周波数近くへもっていくと高められる。また、始動
時はランプ無負荷状態の共振周波数へ合わせるように切
り替え、出力電圧のピーク値を大きくとることにより、
始動性を高める。

【００１４】つぎに、図６に示す他の実施例の放電灯点
灯装置を説明する。この実施例では、コンデンサ２４乃
至２７とダイオード２８乃至３１からなる４倍圧のシュ
ンケル回路を用い、スパークギャップ２３を動作させ
て、始動用高圧パルスを発生させている。巻線２２とコ
ンデンサ１９が共振回路を構成している。

【００１５】つぎに、図７に示す他の実施例の放電灯点
灯装置を説明する。この図で、高周波点灯回路３２は、
トランス３４の一次巻線３４ａを介して放電灯３５に接
続されている。また、高周波点灯回路３２には、コンデ
ンサ３７乃至３９とダイオード４０乃至４３からなる４
倍圧のシュンケル回路の高圧発生回路３６が接続され、
コンデンサ３３に蓄えられた始動用高電圧が放電灯３５
に印加されるようになっている。トランス３４の二次巻
線３４ｂには、高周波点灯回路４４と放電灯４５の直列
回路が接続されている。

【００１６】このように構成される放電灯点灯装置で
は、放電灯３５は、高圧発生回路３６から放電灯３５に
直列に接続されたコンデンサ３３に充電された高電圧に
よって始動する。また、放電灯４５は放電灯３５が始動
するとき流れる突入電流を利用し、トランス３４に発生
するパルス電圧により始動する。これにより、１つの始
動回路で２つの高圧放電灯３５，４５を同時に始動する
ことができる。

【００１７】つぎに、図８に示す他の実施例の放電灯点
灯装置を説明する。この図で、４６は高圧放電灯安定器
の制御ＩＣである。この制御ＩＣ４６の基準電圧入力端
子４７には、直列接続された抵抗４９と電力コントロー
ル用可変抵抗５０の接続点が抵抗６０を介して接続され
ている。また、可変抵抗５１とダイオード５２の並列回
路と、抵抗５３とコンデンサ５４の直列回路とが直列に
接続され、これら直列回路が抵抗４９に並列に接続され
ている。また、抵抗５５とダイオード５６の並列回路
と、コンデンサ５７とが直列に接続され、これら直列回
路が抵抗４９に並列に接続されている。また、端子４８
はコンデンサ５８を介して接地され、端子４８からは抵
抗５９を介して電力コントロール信号が取り出される。

【００１８】このように構成される放電灯点灯装置で
は、始動時は抵抗５５からコンデンサ５７へと充電され
るとともに、ダイオード５２からコンデンサ５４へと充
電され、この間出力電力は、図９（ａ）に実線で示すよ
うにＭＡＸ出力から定格出力へと滑らかに変化する。定
格出力時は、コンデンサ５４，５７ともフル充電する。
消灯されると、コンデンサ５７の電圧はダイオード５６
を通じて瞬時に放電する。コンデンサ５４は、可変抵抗
５１を通じて時間を掛けて放電する。短時間で再始動さ
れると、図９（ａ）に破線で示すようにコンデンサ５７
により一瞬大電力となり、アークを安定させたあと、ほ
ぼ定格電力となる。消灯が長いと、この時間に従いオン
時間が増大する。これは、コンデンサ５４の放電具合に
よる。

【００１９】この放電灯点灯装置では、コンデンサ容量
をランプの熱容量に合わせて設定することにより、消灯
時間によらず図９（ｂ）に示すようにほぼフラットに光
出力を立ち上げることができる。さらに再始動のアーク
安定性を増すことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、点
灯時放電ポイントが形成されず放電が不安定なときに、
１回以上放電方向を変えるように制御しているので、放
電が安定し、ランプのチラツキを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電灯点灯装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】図１の放電灯点灯装置の特性図である。

【図３】図１の放電灯点灯装置を用いた照明器具の構成
図である。

【図４】他の実施例の放電灯点灯装置を示す回路図であ
る。

【図５】図４の放電灯点灯装置の動作を説明するための
波形図である。

【図６】さらに他の実施例の放電灯点灯装置を示す回路
図である。

【図７】さらに他の実施例の放電灯点灯装置を示す回路
図である。

【図８】さらに他の実施例の放電灯点灯装置を示す回路
図である。

【図９】図８の放電灯点灯装置の特性図である。

【符号の説明】

１商用交流電源２直流電源回路３電圧検出回路４制御回路５放電方向変換回路６スイッチ７コンデンサ８トランス９イグナイタ１０放電灯１１放電灯点灯装置１２器具本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯に直流電力を供給する直流電源回
路と、放電灯の放電状態を検出し、アーク転移後放電が不安定
なときに検出信号を出力するセンサ手段と、上記検出信号を受けて、上記放電灯に印加される直流電
源の極性を反転して、少なくとも１回以上放電方向を変
える放電方向変換回路とを有することを特徴とする放電
灯点灯装置。
【請求項２】器具本体に請求項１記載の放電灯点灯装
置が内蔵され、この放電灯点灯装置により放電灯を点灯
することを特徴とする照明器具。