JPH09238480A - 電源装置、放電ランプ点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最も効率のよいスイッチング条件を設定する
ことができてスイッチング効率を向上させること。 【解決手段】 電源が投入されると、抵抗Ｒ３を通して
トランジスタＱ１のベースに電流が流れ、このトランジ
スタＱ１がスイッチングを開始する。トランジスタＱ１
がオフの時、コンデンサＣ２、Ｃ３の放電電流が抵抗Ｒ
１、ダイオードＤ１を通して過飽和トランスＣＴをリセ
ットする。又、コンデンサＣ１の放電電流がコンデンサ
Ｃ５、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ２を通してトランジスタ
Ｑ１のベース・コレクタ間に流れて蓄積される。このた
め、上記したリセット電流量を抵抗Ｒ１で、上記したコ
レクタ・エミッタ間の蓄積電流量を抵抗Ｒ２でそれぞれ
最適に決めることができ、トランジスタＱ１のスイッチ
ングロスを最小にして、回路の効率を向上させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一石自励式インバー
タ回路を有する放電源装置、この電源回路を用いた放電
ランプ点灯装置及びこの放電ランプ点灯装置を組み込ん
だ照明機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一石自励式インバータ回路を有する
電源装置を用いた放電ランプ点灯装置は、例えば図１に
示すような構成を有している。電源を投入すると、直流
電流が、抵抗Ｒ３を通してトランジスタＱ１のベースに
流される。これにより、トランジスタＱ１がオンをし
て、トランジスタＱ１のスイッチングが開始される。一
度トランジスタＱ１のスイッチングが開始されると、後
は過飽和トランスＣＴの２次側にこの過飽和トランスが
飽和するまで発生する電圧とこの電圧の発生停止によっ
て、トランジスタＱ１がオンオフされる。

【０００３】始動時、抵抗Ｒ４を通してコンデンサＣ４
には充電されるが、この充電電圧が上昇すると、ツェナ
ーダイオードＺＤ１がオンするため、電源の投入後、約
１秒間はツェナーダイオードＺＤ１がオフである。又、
電源投入後の放電ランプ４の異常時、放電ランプ４の端
子電圧は高く、これを安全回路検出部５が検出して、受
光素子５１をオンすることにより、コンデンサＣ４の端
子電圧をほぼゼロにすることによって、ツェナーダイオ
ードＺＤ１をオフとすると共に、トランジスタＱ３のゲ
ート電位をローレベルにすることにより、トランジスタ
Ｑ３をオフにしている。

【０００４】ここで、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２及びダイオー
ド１の直列回路とトランジスタＱ２は抵抗値可変回路を
構成している。上記のようにトランジスタＱ１のスイッ
チング開始時、トランジスタＱ２がオフであると、前記
直列回路の抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２）が大きくなっており、
しかも、この時は、トランジスタＱ３もオフであるた
め、コンデンサＣ３がトランジスタＱ１のベース回路か
ら外れている。これにより、トランジスタＱ１のオフ時
にコンデンサＣ２の充電電流のみが、前記直列回路とダ
イオードＤ１を通して過飽和トランスＣＴの２次側に流
れて、これをリセットする。このため、リセット電流が
小さくリセットが浅くなって、この過飽和トランスＣＴ
が飽和し易くなり、トランジスタＱ１のスイッチング周
波数が高くなる。これにより、放電ランプ４に供給する
高周波電力の出力が低下する。

【０００５】次に、始動電圧発生時、放電ランプ点灯
時、安全回路検出部５は受光素子５１をオフするため、
ツェナーダイオードＺＤ１がオンして、トランジスタＱ
２、Ｑ３をオンさせて、上記した直列回路の抵抗値（Ｒ
１）を小さくすると共に過飽和トランスＣＴのリセット
電流をコンデンサＣ２、Ｃ３から供給することにより、
過飽和トランスのリセットを深くする。これにより、過
飽和トランスＣＴを飽和しにくくして、トランジスタＱ
１のスイッチング周波数を低くし、放電ランプ４に供給
する高周波電力の出力を上げていた。

【０００６】ところで、トランジスタＱ１がオフの時、
コンデンサＣ１の充電電流はコンデンサＣ５及び上記し
た直列回路を通してトランジスタＱ１のベース・コレク
タ間に電流を供給して、このベース・コレクタ間に電荷
を蓄積して、次のトランジスタＱ１のオンに備える。こ
の場合、前記直列回路の抵抗値によって、トランジスタ
Ｑ１の電荷の蓄積量を制御しているため、上記したトラ
ンジスタＱ２による前記直列回路の抵抗値の切り替え
は、トランジスタＱ１のドライブ動作に最適なものであ
る必要があるが、前記直列回路はリセット電流の切り替
えも兼用しているため、通常は以下に述べるようにＲ
１、Ｒ２の抵抗値が決められていた。即ち、過飽和トラ
ンスＣＴの巻き数、コンデンサＣ２、Ｃ３の容量、抵抗
Ｒ１の値が決まった後、放電ランプ４の予熱時の電圧か
ら抵抗Ｒ２を決めることになる。これにより、例えば、
Ｒ１＜＜Ｒ２と設定されていると、Ｒ１＝５．６Ω、Ｒ
２＝１ＫΩとなる。

【０００７】しかし、上記した直列回路は過飽和トラン
スＣＴのリセット電流量と、トランジスタＱ１のベース
・コレクタ間の電荷蓄積量を兼用で切り替えているた
め、双方に最も最適な抵抗Ｒ２の値を決定することがで
きない。例えば、Ｒ２が大きすぎると、上記した蓄積量
が低下するので、予熱時のスイッチングロスが大きくな
ると共に、発信が停止する恐れもあって十分な信頼性を
確保できない。一方、抵抗Ｒ２が小さすぎた場合、上記
した蓄積量が大きすぎて、コンデンサＣ２の放電電流だ
けではトランジスタＱ１の電荷を抜けきれず、やはりス
イッチングロスが大きくなってしまうという不具合が生
じる。尚、図２（Ａ）はトランジスタＱ１の良好なスイ
ッチング時の波形で、図２（Ｂ）はＲ２が大きすぎる場
合のロスの大きなスイッチング時の波形で、図２（Ｃ）
はＲ２が小さすぎる場合のロスの大きなスイッチング時
の波形を示している。但し、図中ＩＢはトランジスタＱ
１のベース電流を、ＩＣはコレクタ電流を、ＶＣＥはコ
レクタ・エミッタ間電圧を示している。

【０００８】又、上記した従来のトランジスタＱ１のベ
ース回路のコンデンサの容量（Ｃ１、Ｃ２）の切り替え
は、トランジスタＱ３やツェナーダイオードＺＤ等の高
価な部品を用いて行っているため、回路のコストが高く
なるという不具合があった。更に、電源投入遮断を高速
で行った時、コンデンサＣ４の端子電圧が高くなり、ト
ランジスタＱ１がスイッチング開始直後にも、ツェナー
ダイオードＺＤがオンして前記直列回路の抵抗値が低く
なると共に、コンデンサＣ３もコンデンサＣ２に並列接
続した状態で、トランジスタＱ１のスイッチングが行わ
れてしまうため、放電ランプ４が予熱時にも拘らず大き
な高周波出力が供給されて過出力スタートとなって、ト
ランジスタＱ１の破壊や寿命の短縮化が起きるという不
具合があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の一石自励式イン
バータ回路を有する電源装置では、トランジスタＱ１の
スイッチング周波数を変化させるために、過飽和トラン
スＣＴのリセット量を切り替える抵抗Ｒ１、Ｒ２及びト
ランジスタＱ２から構成される抵抗値可変回路が、トラ
ンジスタＱ１のオフ時の電荷の蓄積量の切り替えも行っ
ているため、双方を最適に切り替えることができず、最
も効率のよいスイッチング条件を設定することができな
いので、トランジスタＱ１のスイッチングロスが大きく
なるという不具合があった。又、上記した従来のトラン
ジスタＱ１のベース回路のコンデンサの容量の切り替え
はトランジスタＱ３やツェナーダイオードＺＤ等の高価
な部品を用いて行っているため、高周波出力の切替回路
のコストが高くなるという不具合があった。更に、電源
投入遮断を高速で行った時、コンデンサＣ４の端子電圧
は高いままであり、放電ランプ４が予熱時にも拘らず大
きな高周波出力が供給されて過出力スタートとなって、
トランジスタＱ１の破壊や放電ランプの寿命の短縮化が
起きるという不具合があった。

【００１０】そこで本発明は上記のような課題を解決す
るためになされたもので、最も効率のよいスイッチング
条件を設定することができてスイッチング効率を向上さ
ることができる電源装置、この電源装置を用いた効率の
よい放電ランプ点灯装置及びこの放電ランプ点灯装置を
用いた照明機器を提供することを第１の目的とし、過出
力スタートを防止でき、高周波出力の切替回路コストを
低下させることができる電源装置、この電源装置を用い
た安価な放電ランプ点灯装置及びこの放電ランプ点灯装
置を用いた照明機器を提供することを第２の目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直流
電源と；直流電源からの出力電圧をスイッチングするス
イッチングトランジスタと；スイッチングトランジスタ
のスイッチングに基づいた高周波交流電圧を出力して負
荷を付勢する出力回路と；トランジスタを起動する起動
回路と；出力回路に１次側が挿入され、２次側からスイ
ッチングトランジスタをオンオフさせる制御信号をこの
トランジスタのベース回路に供給する過飽和トランス
と；スイッチングトランジスタのベース回路に接続され
る第１のコンデンサと；スイッチングトランジスタのベ
ース・エミッタ間に並列に接続されてスイッチングトラ
ンジスタのオフ時に第１のコンデンサの充電電圧を放電
させる第１のダイオードと第１の抵抗の直列接続回路
と；スイッチングトランジスタのベース・コレクタ間に
設けられた第２のダイオードと第２の抵抗の直列接続回
路と；を具備している。

【００１２】このような構成により、起動回路によりト
ランジスタが起動してスイッチングが開始されると、出
力回路に高周波の高電圧が発生する。この時、過飽和ト
ランスの２次側に発生する制御電圧によりトランジスタ
がオンし、過飽和トランスが飽和して制御電圧の発生が
なくなると、スイッチングトランジスタがオフするが、
この時、第１のダイオードと第１の抵抗の直列接続回路
を通して第１のコンデンサの充電電流が過飽和トランス
の２次側に流れて、このトランスをリセットし、次の制
御電圧の発生に備える。又、この時、第２のコンデンサ
の放電電流が第２のダイオードと第２の抵抗の直列接続
回路を通してスイッチングトランジスタのベース・エミ
ッタ間に充電され、次のオンに備える。

【００１３】請求項２の発明は、直流電源と；直流電源
からの出力電圧をスイッチングするスイッチングトラン
ジスタと；スイッチングトランジスタのスイッチングに
基づいた高周波交流電圧を出力して負荷を付勢する出力
回路と；出力回路に１次側が挿入され、２次側からスイ
ッチングトランジスタをオンオフさせる制御信号をこの
トランジスタのベース回路に供給する過飽和トランス
と；スイッチングトランジスタのベース回路に接続さる
第１のコンデンサ群と；前記直流電源から供給される直
流で充電される第２のコンデンサと；この第２のコンデ
ンサの端子電圧の上昇によりオンしてこのコンデンサの
充電電流を前記トランジスタのベースに流して起動する
トリガダイオードと；この第２のコンデンサの充電電流
を前記トランジスタのコレクタ側に流す第１のダイオー
ドと；この第２のコンデンサの端子電圧によってオンオ
フすることにより前記第１のコンデンサ群の容量を切り
替える第２のダイオードと；前記トランジスタのオフ時
に前記第１のコンデンサ群の充電電流を前記過飽和トラ
ンスに流してこれをリセットする第３のダイオードと第
２の抵抗の直列接続回路とを具備している。

【００１４】このような構成により、電源をオンする
と、直流電源は第２のコンデンサを充電する。この第２
のコンデンサの端子電圧が上昇すると、トリガダイオー
ドがオンして、この第２のコンデンサの放電電流がトリ
ガダイオードを通してスイッチングトランジスタのベー
スに流れ、このトランジスタを起動する。その後、第２
のコンデンサの放電電流は第１のダイオードを通してス
イッチングトランジスタ側に放電して、その端子電圧が
低下する。第２のコンデンサの端子電圧が高から低に変
化すると、第２のダイオードがオフからオンに変化す
る。これにより、前記第１のコンデンサ群の容量が小か
ら大へ切り替わるため、第３のダイオードと抵抗の直列
接続回路を通して前記過飽和トランスに流れるリセット
電流量が小から大へ変化する。これにより、スイッチン
グトランジスタのオンデューティが小から大へ変化する
ため、当初、前記トランジスタの周波数は高く、その
後、低くなるように変化して、出力回路から発生する高
周波電力の出力を調整する。

【００１５】請求項３の発明は、直流電源と；直流電源
からの出力電圧をスイッチングするスイチングトランジ
スタと；スイッチングトランジスタのスイッチングに基
づいた高周波交流電圧を出力して負荷を付勢する出力回
路と、トランジスタを起動する起動回路と、出力回路に
１次側が挿入され、２次側からスイッチングトランジス
タをオンオフさせる制御信号をこのトランジスタのベー
ス回路に供給する過飽和トランスと；スイッチングトラ
ンジスタのベース回路に接続され、過飽和トランスが発
生する制御信号で充電される第１のコンデンサ群と；直
流電源から供給される直流で充電される第２のコンデン
サと；第２のコンデンサの端子電圧の上昇によりオンし
てこのコンデンサの放電電流をスイッチングトランジス
タのベースに流して起動するトリガダイオードと；第２
のコンデンサの充電電流をスイッチングトランジスタの
コレクタ側に流す第１のダイオードと；第２のコンデン
サの端子電圧によってオンオフすることにより前記第１
のコンデンサ群の容量を切り替える第２のダイオード
と；スイッチングトランジスタのオフ時に第１のコンデ
ンサ群の放電電流を前記過飽和トランスに流してこれを
リセットする第３のダイオードと第２の抵抗の直列接続
回路とを具備している。

【００１６】このような構成により、電源をオンする
と、直流電源は第２のコンデンサを充電する。この第２
のコンデンサの端子電圧が上昇すると、トリガダイオー
ドがオンして、この第２のコンデンサの放電電流がトリ
ガダイオードを通してスイッチングトランジスタのベー
スに流れ、このトランジスタを起動する。その後、第２
のコンデンサの放電電流は第１のダイオードを通してス
イッチングトランジスタ側に放電して、その端子電圧が
低下する。第２のコンデンサの端子電圧が高から低に変
化すると、第２のダイオードがオフからオンに変化す
る。これにより、前記第１のコンデンサ群の容量が小か
ら大へ切り替わるため、第３のダイオードと抵抗の直列
接続回路を通して前記過飽和トランスに流れるリセット
電流量が小から大へ変化する。これにより、スイッチン
グトランジスタのオンデューティが小から大へ変化する
ため、当初、スイッチングトランジスタの周波数は高
く、その後、低くなるように変化して、出力回路から発
生する高周波電力の出力を調整する。

【００１７】請求項４の発明は、前記第１のコンデンサ
群は、前記トランジスタのベース・エミッタ間に前記過
飽和トランスの２次側を介して並列接続された第３のコ
ンデンサと第４のコンデンサの直列接続回路で構成さ
れ、前記第２のダイオードのアノードは前記第３コンデ
ンサと第４のコンデンサの接続点に接続されると共にそ
のカソードは前記第２のコンデンサの正極端子に接続さ
れ、前記第２のコンデンサの負極端子は前記トランジス
タのエミッタ側に接続され、且つ、前記第４のコンデン
サに並列接続した第４のダイオードを設けたことを特徴
とする。

【００１８】このような構成により、電源をオンする
と、前記直流電源は第１の抵抗を通してトランジスタの
ベースに電流を流すことにより、このトランジスタを起
動すると共に、第２のコンデンサを充電する。その後、
第２のコンデンサの放電電流は第１のダイオードを通し
て前記トランジスタ側に放電して、その端子電圧が低下
する。第２のコンデンサの端子電圧が高から低に変化す
ると、第２のダイオードがオフからオンに変化する。こ
れにより、前記第１のコンデンサ群の容量が小から大へ
切り替わるため、第３のダイオードと第２の抵抗の直列
接続回路を通して前記過飽和トランスに流れるリセット
電流量が小から大へ変化する。これにより、前記トラン
ジスタのオンデューティが小から大へ変化するため、当
初、前記トランジスタの周波数は高く、その後、低くな
るように変化して、出力回路から発生する高周波電力の
出力を調整する。

【００１９】請求項５の発明は、前記出力回路からの出
力電圧又は電流が所定値以上になったことを検出する電
圧又は電流検出回路と；前記直流電源により供給される
直流を充電する第５のコンデンサと；前記電圧検出回路
が前記高周波電圧が所定値以上になったことを検出する
と、この第５のコンデンサの正極側の端子電圧を前記第
２のダイオードのカソードに印加するスイッチとを具備
したことを特徴とする。

【００２０】このような構成により、第２のコンデンサ
の端子電圧が高いと、第２のダイオードはオフするた
め、第３のコンデンサと第４のコンデンサの直列接続回
路の容量の放電電流が前記過飽和トランスに流れるリセ
ット電流量となる。第２のコンデンサの端子電圧が低い
と、第２のダイオードがオンするため、第３のコンデン
サと第２のコンデンサの直列接続回路の容量の放電電流
が前記過飽和トランスに流れるリセット電流量となり、
前記リセット電流を供給するコンデンサの容量が切り替
わる。

【００２１】請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれ
か１項記載の電源装置と；この電源装置の出力回路によ
り発生される高電圧により点灯する放電ランプとを具備
したことを特徴とする。

【００２２】このような構成により、請求項１乃至８い
ずれか１項記載の放電ランプ点灯用電源回路の出力回路
から高電圧の高周波が放電ランプに供給されて、この放
電ランプを点灯する。

【００２３】請求項７の発明は、請求項４記載の放電ラ
ンプ点灯装置と照明器具本体とを具備している。

【００２４】このような構成により、照明器具本体に組
み込まれた請求項９記載の放電ランプ点灯装置の放電灯
が点灯する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図３は本発明の電源装置を用いた
放電ランプ点灯装置の第１の実施の形態を示した回路図
である。１は商用電源、２は商用電源１側に高周波が漏
洩するのを防止する高周波漏洩防止用フィルタ、３はダ
イオードブリッジから成る整流回路、４は例えば蛍光ラ
ンプのような放電ランプ、５は放電ランプの端子電圧が
高くなったことを検出する安全検出回路、６はトランジ
スタＱ１により発生された１次側に流れるスイッチング
電流を２次側の出力回路に供給するトランス、５１は安
全検出回路５の受光素子、Ｃ１はトランジスタＱ１のベ
ース・コレクタ間に流す電流を充電するコンデンサ、Ｃ
２、Ｃ３は過飽和トランスＣＴのリセット用の電流を充
電するコンデンサ、Ｃ４はトランジスタＱ３のバイアス
電圧を充電するコンデンサ、Ｃ５は平滑用コンデンサ、
Ｃ６はトランス６の２次側と共に出力回路を構成するコ
ンデンサ、Ｃ７はＰＦ回路を構成するコンデンサ、Ｄ
１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は電流路形成用のダイオー
ド、ＬはＰＦ回路を構成するコイル、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
３、Ｒ４は電流制限用抵抗、Ｒ５は分圧回路を構成する
抵抗、Ｑ１はスイッチングすることによりトランス６の
１次側にスイッチング電流を流すトランジスタ、Ｑ２は
トランジスタＱ１のベース回路のコンデンサ容量を切り
替えるトランジスタ、ＶＲは分圧回路を構成するボリュ
ームである。但し、整流回路３、コンデンサＣ５は直流
電源を、トランジスタＱ１はスイッチングトランジスタ
を、ツェナーダイオードＴＤは起動回路を、コンデンサ
Ｃ６とトランス６の２次側は出力回路を、コンデンサＣ
２、Ｃ３は第１のコンデンサを、ダイオードＤ１と抵抗
Ｒ１は第１のダイオードは第１の抵抗を、コンデンサＣ
１は第２のコンデンサを、ダイオードＤ２と抵抗Ｒ２は
第２のダイオードと第２の抵抗を、ダイオードＤ３は第
３のダイオードを、安全検出回路５は電圧検出回路を、
コンデンサＣ４は第５のコンデンサを、受光素子５１は
スイッチをそれぞれ構成している。

【００２６】次に本実施の形態の動作について説明す
る。電源を投入すると、整流回路３及びコンデンサＣ５
から出力される直流電流が、抵抗Ｒ３を通してトランジ
スタＱ１のベースに流れる。これにより、トランジスタ
Ｑ１がオンをして、トランジスタＱ１のスイッチングが
開始される。一度トランジスタＱ１のスイッチングが開
始されると、トランス６の２次側に高周波電圧が発生し
て放電ランプを点灯する。この際、過飽和トランスＣＴ
の１次側に流れる電流により２次側に制御電圧が発生す
るが、この電圧は過飽和トランスＣＴが飽和するまで発
生し、この電圧の発生、発生停止により、トランジスタ
Ｑ１がオンオフされる。

【００２７】過飽和トランスＣＴの２次側に発生した制
御電圧による電流はトランジスタＱ１のベース、エミッ
タ間に流れて、このトランジスタＱ１をオンにする。そ
の後、過飽和トランスＣＴが飽和して、２次側に発生電
圧がなくなると、このトランジスタＱ１がオフになる。
このトランジスタＱ１がオフになると、コンデンサＣ
１、Ｃ３の放電電流が抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１を通っ
て過飽和トランスＣＴの２次側に流れることにより、こ
の過飽和トランスＣＴをリセットする。又、トランジス
タＱ１がオフになると、コンデンサＣ１の放電電流がコ
ンデンサＣ５、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ２を通ってトラ
ンジスタＱ１のベース・コレクタ間に流れて、このベー
ス・コレクタ間を充電する。

【００２８】尚、電源を投入した時、上記直流電流が抵
抗Ｒ４を通してコンデンサＣ４を充電するが、このコン
デンサＣ４の充電電圧が上昇するまでの１秒間、抵抗Ｒ
５とボリュームＶＲの分圧電圧は低く、トランジスタＱ
３のゲート印加電圧が低いため、トランジスタＱ３はオ
フである。このトランジスタＱ３がオフの期間、過飽和
トランスＣＴをリセットする電流はコンデンサＣ２の電
流のみになって、リセットが浅く、トランジスタＱ１の
スイッチング周波数が高くなるため、放電ランプ４に供
給する高周波電力の出力は低下する。

【００２９】その後、コンデンサＣ４の充電電圧が上昇
し、放電ランプ４への高電圧発生期間になると、抵抗Ｒ
５とボリュームＶＲの分圧電圧は高くなり、トランジス
タＱ３のゲート印加電圧が高くなって、トランジスタＱ
３はオンする。このため、過飽和トランスＣＴをリセッ
トする電流はコンデンサＣ２、Ｃ３の電流になって、リ
セットが深く、トランジスタＱ１のスイッチング周波数
が低くなるため、放電ランプ４に供給する高周波出力は
上昇し、ランプが始動点灯に至る。ランプが寿命末期に
なるとランプ電圧の上昇を安全回路５が検出し、受光素
子５１がＯＮし、Ｃ４充電を低くする。Ｑ３はＯＦＦと
なり、ランプ４に供給する高周波出力は低くなる。な
お、安全回路５のランプ電圧検出は、遅れ要素を持たせ
ており、ランプ電圧が一定時間以上高い場合に５１をＯ
Ｎさせる構成となっている。

【００３０】ここで、過飽和トランスＣＴのリセット電
流はダイオードＤ１と抵抗Ｒ１の経路で、トランジスタ
Ｑ１のベース・コレクタ間の蓄積電流はダイオードＤ２
と抵抗Ｒ２の経路で流れるため、放電ランプ４に供給す
る高周波出力の制御はコンデンサＣ２、Ｃ３、過飽和ト
ランスＣＴの巻き数と抵抗Ｒ１の値によりほぼ決定で
き、一方、トランジスタＱ１のスイッチングを最適にす
る為には、抵抗Ｒ２の値を別途決めればよいが、この値
は５６Ω程度の小さな値でよいことが分かった。図４は
１００Ω用４０Ｗ２ＣＴにおける本例と従来例の確定数
の比較で、かなり違っていることが分かる。

【００３１】本実施の形態によれば、リセット電流量は
抵抗Ｒ１の値により、トランジスタＱ１のベース・コレ
クタ間の蓄積電流量は抵抗Ｒ２の値により、それぞれ別
々に調整することができるため、上記したリセット電流
量と、ベース・コレクタ間の蓄積電流量を最適に調整す
ることができ、トランジスタＱ１のスイッチングロスを
最小にした最も効率のよいスイッチングを行わせること
ができ、電源変換効率を向上させることができる。

【００３２】図５は本発明の電源装置を用いた放電ラン
プ点灯装置の第２の実施の形態を示した回路図である。
１は商用電源、２は商用電源１側に高周波が漏洩するの
を防止する高周波漏洩防止用フィルタ、３はダイオード
ブリッジから成る整流回路、４は例えば蛍光ランプのよ
うな放電ランプ、５は放電ランプ４の端子電圧が高くな
ったことを検出する安全検出回路、６はトランジスタＱ
１Ｃ１、トランスの１次側により発生した１次側出力電
流を２次側の出力回路に供給するトランス、５１は安全
検出回路５の受光素子、Ｃ１はトランスの１次巻線と１
次側出力回路を構成するコンデンサ、Ｃ５は平滑用コン
デンサ、Ｃ６はトランス６の２次側と共に２次側出力回
路を構成するコンデンサ、Ｃ８、Ｃ９は過飽和トランス
ＣＴのリセット用の電流を充電するコンデンサ、Ｃ１０
は安全検出回路５の動作用のコンデンサ、Ｃ１１はトラ
ンジスタＱ１のベース回路の容量切り替え用のコンデン
サ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６は電流路形成用のダ
イオード、Ｄ４はベース回路の容量切り替え用のダイオ
ード、ＴＤはトランジスタＱ１を起動するトリガダイオ
ード、Ｒ１、Ｒ６、Ｒ１２は電流制限用抵抗、Ｒ８、Ｒ
９は分圧回路を構成する抵抗、Ｑ１はスイッチングする
ことによりトランス６の１次側にスイッチング電流を流
すトランジスタである。但し、整流回路３、コンデンサ
Ｃ５は直流電源を、トランジスタＱ１はスイッチングト
ランジスタを、トリガダイオードＴＤは起動回路を、コ
ンデンサＣ６とトランス６の２次側は出力回路（共振回
路）を、コンデンサＣ８、Ｃ９は第１のコンデンサ群
を、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ１は第３のダイオードと第
２の抵抗を、ダイオードＤ６は第１のダイオードを、ダ
イオードＤ４は第２のダイオードを、コンデンサＣ１は
第２のコンデンサを、ダイオードＤ５は第４のダイオー
ドを、安全検出回路５は電圧検出回路を、コンデンサＣ
１０は第５のコンデンサを、受光素子５１はスイッチを
それぞれ構成している。

【００３３】次に本実施の形態の動作について説明す
る。電源が投入されると、抵抗Ｒ６、Ｒ１１を通してコ
ンデンサＣ１１に放電電流が流れ、これを充電する。コ
ンデンサＣ１１の端子電圧が上昇すると、トリガダイオ
ードＴＤがオンして、トランジスタＱ１のベースに電流
を流し、このトランジスタＱ１をオンにして、起動す
る。こうして、トランジスタＱ１のスイッチングが開始
される。

【００３４】トランジスタＱ１のスイッチングが開始さ
れた当初１秒間くらい、放電ランプ４は予熱モードにな
るが、この時、コンデンサＣ１１の電荷はトリガダイオ
ードＴＤのオンだけでは吐き切れておらず、その端子電
圧が高いため、ダイオードＤ４はオフとなって、コンデ
ンサＣ８、Ｃ９の直列接続回路を電流が流れるため、ト
ランジスタＱ１のベース回路の容量はＣ８＞＞Ｃ９であ
るため、ほぼＣ９の値となって、小さくなる。従って、
この間、過飽和トランスＣＴのリセット量は浅くなり、
トランジスタＱ１のスイッチング周波数は高くなって、
高周波出力は小さくなる。

【００３５】コンデンサＣ１１の電荷が抵抗Ｒ１１、ダ
イオードＤ６及びトランジスタＱ１を通して放出される
と、その端子電圧が低下して、ダイオードＤ４がオンに
なる。これにより、電流はコンデンサＣ８、ダイオード
Ｄ４、コンデンサＣ１１を流レル経路が形成され、トラ
ンジスタＱ１のベース回路の容量はＣ１１＞＞Ｃ８であ
るためほぼＣ８になって、大きくなる。この期間は、放
電ランプ４に対する高電圧発生期間であり、過飽和トラ
ンスＣＴのリセット量が深くなり、トランジスタＱ１の
スイッチング周波数は低くなって、高周波出力は大きく
なる。その後、放電ランプ４が点灯し、点灯期間になる
が、コンデンサＣ１１の端子電圧は低いままであるた
め、ダイオードＤ４がオン状態を保持して、高周波出力
は大きいままとなる。

【００３６】図６は図５に示した回路の各部の電圧波形
を示した波形図である。図６（Ａ）は整流回路３及びコ
ンデンサＣ５から出力される直流電圧、図６（Ｂ）はダ
イオードＤ４のカソードに掛かる電圧、図６（Ｃ）はト
ランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ電圧、図６（Ｄ）
は放電ランプ４に印加される高周波出力電圧である。

【００３７】ところで、放電ランプ４が寿命末期とな
り、半皮点灯していたり、点灯していないような場合、
安全検出回路５は放電ランプ４の端子電圧が高くなって
いることを検出して、受光素子５１をオンにする。受光
素子５１がオンになると、コンデンサＣ１０の充電電圧
がダイオードＤ４に印加されるため、ダイオードＤ４は
オフとなり、トランジスタＱ１のベース回路の容量は小
さくなって、高周波出力を小さくするため、トランジス
タＱ１の過負荷による破壊をなどを防止することができ
る。

【００３８】図７は上記したトランジスタＱ１のベース
回路の容量の切り替えを一覧表にした図である。この場
合の、コンデンサＣ８、Ｃ９、Ｃ１１の容量値は例え
ば、２、２μＦ、０．１５μＦ、１０μＦとなる。

【００３９】本実施の形態によれば、予熱時、高電圧発
生時、点灯時などの放電ランプ４の状態よるトランジス
タＱ１のベース回路の容量の切り替えを高価なＦＥＴな
どのトランジスタを用いず、安価なダイオードＤ４のオ
ンオフで行っているため、回路が簡単化すると共に、そ
のコストを低減することができる。又、電源を高速にオ
ンオフとしたような場合、トランジスタＱ１のスイッチ
ングが止まると、コンデンサＣ１１の端子電圧が上昇す
るため、ダイオードＤ４はオフとなって、高周波出力は
小さくなるため、過出力スタートによるトランジスタＱ
１の破壊や放電ランプの寿命の短縮化を防止することが
できる。

【００４０】図８は本発明の電源装置を用いた放電ラン
プ点灯装置の第３の実施の形態を示した回路図である。
本例は、電源投入時、抵抗Ｒ６、Ｒ１０を通してトラン
ジスタＱ１のベースに直流電圧が印加されて、このトラ
ンジスタＱ１を起動して、スイッチングを開始させる。
又、電源投入時、抵抗Ｒ６、Ｒ７を通して、コンデンサ
Ｃ１１に直流電流が充電される。従って、スイッチング
開始直後の放電ランプ４の予熱時、コンデンサＣ１１の
端子電圧は高く、ダイオードＤ４はオフしているため、
トランジスタＱ１のベース回路の容量はＣ８＞＞Ｃ９で
あるため、ほぼＣ９の値となって、小さくなり、トラン
ジスタＱ１のスイッチング周波数は高くなって、高周波
出力は小さくなる。但し、抵抗Ｒ６、Ｒ１０は起動回路
を構成している。

【００４１】その後、コンデンサＣ１１の電荷が抵抗Ｒ
７とダイオードＤ６を通って、トランジスタＱ１側に放
電すると、コンデンサＣ１１の端子電圧が低下して、ダ
イオードＤ４がオンになる。これにより、高電圧発生時
及び点灯時、Ｃ１１＞＞Ｃ８トランジスタＱ１のベース
回路の容量はほぼＣ８になって、大きくなり、トランジ
スタＱ１のスイッチング周波数は低くなって、高周波出
力は大きくなる。

【００４２】又、安全回路５が働いた時には、受光素子
５１がオンになって、ダイオードＤ４のカソードにコン
デンサＣ１０の電圧を印加するため、ダイオードＤ４が
オフになって、トランジスタＱ１のベース回路の容量を
ほぼＣ９にして、小さくすることにより、高周波出力を
小さくする。本実施の形態も図４に示した第２の実施の
形態と同様の効果があるが、特に起動回路が抵抗Ｒ６、
Ｒ１０等の安価な部品で構成され、回路のコストを低減
させる効果がある。

【００４３】図９は本発明の照明器具の一実施の形態を
示した斜視図である。９１は照明器具本体で、この照明
器具本体９１に取り付けてあるソケット９２に放電ラン
プ９３が装着されている。図３〜図８で説明した電源装
置を有する放電ランプ点灯装置が照明器具本体９１に内
蔵されている。電源をオンにすると、放電ランプ点灯用
装置が動作して、放電ランプ９３に高電圧を供給して、
これを点灯する。

【００４４】

【発明の効果】以上記述した如く請求項１の発明によれ
ば、最も効率のよいスイッチング条件を設定することが
できてスイッチング効率を向上さることができる。

【００４５】請求項３乃至５記載の発明によれば、高周
波出力の切替回路コストを低下させることができる。

【００４６】請求項６記載の発明によれば、発熱等のロ
スを少なくして効率よく放電ランプを点灯させることが
できると共に、装置のコストを低減させることができ
る。

【００４７】請求項７記載の発明によれば、器具を安価
で省電力とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の放電ランプ点灯装置の構成例を示した回
路図。

【図２】図１に示したトランジスタＱ１のスイッチング
動作波形例を示した波形図。

【図３】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施の形
態を示した回路図。

【図４】図３に示したトランジスタＱ１のベース回路を
構成する抵抗とコンデンサの本例の値と従来の値の比較
例を示した表図。

【図５】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施の形
態を示した回路図。

【図６】図５に示した回路の各部の電圧波形例を示した
波形図。

【図７】図５に示したトランジスタＱ１のベース回路の
容量の切り替えを一覧表にした表図。

【図８】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施の形
態を示した回路図。

【図９】本発明の照明器具の一実施例を示した斜視図。

【符号の説明】

１…商用電源 ２…高周波漏洩防止用フィルタ ３…整流回路（直流電源を構成） ４…放電ランプ ５…安全検出回路（電圧検出回路） ６…トランス（出力回路を構成） １２…カバー（照明器具本体構成） １３…グローブ（照明器具本体構成） １４…プリント基板 ５１…受光素子（スイッチ） Ｃ１…コンデンサ（第２のコンデンサ） Ｃ２、Ｃ３…コンデンサ（第１のコンデンサを構成） Ｃ５…コンデンサ（直流電源を構成） Ｃ６…コンデンサ（出力回路を構成） Ｃ８、Ｃ９…コンデンサ（第１のコンデンサ群で第３の
コンデンサと第４のコンデンサに相当する） Ｃ１０…コンデンサ（第５のコンデンサ） Ｃ１１…コンデンサ（第２のコンデンサ） Ｄ１…ダイオード（第１又は第３のダイオード） Ｄ２…ダイオード（第２のダイオード） Ｄ３…ダイオード（第３のダイオード） Ｄ４…ダイオード（第２のダイオード） Ｄ５…ダイオード（第４のダイオード） Ｄ６…ダイオード（第１のダイオード） Ｌ…コイル Ｑ１…トランジスタ（スイッチングトランジスタ） Ｑ２…トランジスタ Ｒ１…抵抗（第１又は第２の抵抗） Ｒ２…抵抗（第２の抵抗） Ｒ３、Ｒ１０…抵抗 Ｒ５…抵抗 ＴＤ…トリガダイオード（起動回路を構成） ＶＲ…ボリューム

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と；直流電源からの出力電圧を
   スイッチングするスイッチングトランジスタと；スイッ
   チングトランジスタのスイッチングに基づいた高周波交
   流電圧を出力して負荷を付勢する出力回路と；トランジ
   スタを起動する起動回路と；出力回路に１次側が挿入さ
   れ、２次側からスイッチングトランジスタをオンオフさ
   せる制御信号をこのトランジスタのベース回路に供給す
   る過飽和トランスと；スイッチングトランジスタのベー
   ス回路に接続される第１のコンデンサと；スイッチング
   トランジスタのベース・エミッタ間に並列に接続されて
   スイッチングトランジスタのオフ時に第１のコンデンサ
   の充電電圧を放電させる第１のダイオードと第１の抵抗
   の直列接続回路と；スイッチングトランジスタのベース
   ・コレクタ間に設けられた第２のダイオードと第２の抵
   抗の直列接続回路と；を具備したことを特徴とする電源
   装置。
2. 【請求項２】 直流電源と；直流電源からの出力電圧を
   スイッチングするスイッチングトランジスタと；スイッ
   チングトランジスタのスイッチングに基づいた高周波交
   流電圧を出力して負荷を付勢する出力回路と；出力回路
   に１次側が挿入され、２次側からスイッチングトランジ
   スタをオンオフさせる制御信号をこのトランジスタのベ
   ース回路に供給する過飽和トランスと；スイッチングト
   ランジスタのベース回路に接続さる第１のコンデンサ群
   と；前記直流電源から供給される直流で充電される第２
   のコンデンサと；この第２のコンデンサの端子電圧の上
   昇によりオンしてこのコンデンサの充電電流を前記トラ
   ンジスタのベースに流して起動するトリガダイオード
   と；この第２のコンデンサの充電電流を前記トランジス
   タのコレクタ側に流す第１のダイオードと；この第２の
   コンデンサの端子電圧によってオンオフすることにより
   前記第１のコンデンサ群の容量を切り替える第２のダイ
   オードと；前記トランジスタのオフ時に前記第１のコン
   デンサ群の充電電流を前記過飽和トランスに流してこれ
   をリセットする第３のダイオードと第２の抵抗の直列接
   続回路とを具備したことを特徴とする電源装置。
3. 【請求項３】 直流電源と；直流電源からの出力電圧を
   スイッチングするスイチングトランジスタと；スイッチ
   ングトランジスタのスイッチングに基づいた高周波交流
   電圧を出力して負荷を付勢する出力回路と、 トランジスタを起動する起動回路と、 出力回路に１次側が挿入され、２次側からスイッチング
   トランジスタをオンオフさせる制御信号をこのトランジ
   スタのベース回路に供給する過飽和トランスと；スイッ
   チングトランジスタのベース回路に接続され、過飽和ト
   ランスが発生する制御信号で充電される第１のコンデン
   サ群と；直流電源から供給される直流で充電される第２
   のコンデンサと；第２のコンデンサの端子電圧の上昇に
   よりオンしてこのコンデンサの放電電流をスイッチング
   トランジスタのベースに流して起動するトリガダイオー
   ドと；第２のコンデンサの充電電流をスイッチングトラ
   ンジスタのコレクタ側に流す第１のダイオードと；第２
   のコンデンサの端子電圧によってオンオフすることによ
   り前記第１のコンデンサ群の容量を切り替える第２のダ
   イオードと；スイッチングトランジスタのオフ時に第１
   のコンデンサ群の放電電流を前記過飽和トランスに流し
   てこれをリセットする第３のダイオードと第２の抵抗の
   直列接続回路とを具備したことを特徴とする電源装置。
4. 【請求項４】 前記第１のコンデンサ群は、前記トラン
   ジスタのベース・エミッタ間に前記過飽和トランスの２
   次側を介して並列接続された第３のコンデンサと第４の
   コンデンサの直列接続回路で構成され、前記第２のダイ
   オードのアノードは前記第３のコンデンサと第４のコン
   デンサの接続点に接続されると共にそのカソードは前記
   第２のコンデンサの正極端子に接続され、前記第２のコ
   ンデンサの負極端子は前記トランジスタのエミッタ側に
   接続され、且つ、前記第４のコンデンサに並列接続した
   第４のダイオードを設けたことを特徴とする請求項２又
   は３記載の電源装置。
5. 【請求項５】 前記出力回路からの出力電圧又は電流が
   所定値以上になったことを検出する電圧又は電流検出回
   路と；前記直流電源により供給される直流を充電する第
   ５のコンデンサと；前記電圧検出回路が前記高周波電圧
   が所定値以上になったことを検出すると、この第５のコ
   ンデンサの正極側の端子電圧を前記第２のダイオードの
   カソードに印加するスイッチとを具備したことを特徴と
   する請求項２又は３記載の電源装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５いずれか１項記載の電源
   装置と；この電源装置の出力回路により発生される高電
   圧により点灯する放電ランプとを具備したことを特徴と
   する放電ランプ点灯装置。
7. 【請求項７】 請求項４記載の放電ランプ点灯装置と照
   明器具本体とを具備したことを特徴とする照明器具。