JPH09266080A - 光源点灯装置 - Google Patents

光源点灯装置

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JPH09266080A
JPH09266080A JP8077926A JP7792696A JPH09266080A JP H09266080 A JPH09266080 A JP H09266080A JP 8077926 A JP8077926 A JP 8077926A JP 7792696 A JP7792696 A JP 7792696A JP H09266080 A JPH09266080 A JP H09266080A
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JP
Japan
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circuit
switching element
capacitor
preheating
discharge lamp
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Application number
JP8077926A
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English (en)
Inventor
Fumio Ueno
文男 上野
Kazutaka Harada
一孝 原田
Kensho Hara
憲昭 原
Ichiro Ota
一郎 大田
Shozo Kataoka
省三 片岡
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/295Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S315/07Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】主にスイッチング素子、コンデンサ等の小型、
軽量な回路素子を用いて点灯回路が実現でき、しかもち
らつきのないない良好な視環境のもとで放電灯を点灯で
きる光源点灯装置を提供するにある。 【解決手段】点灯回路4はトランジスタQ1 がオンする
と平滑回路3→ダイオードD1 →トランジスタQ1 →コ
ンデンサC1 →平滑回路3へと電流が流れ、コンデンサ
1 が充電され、トランジスタQ1 がオフし、代わって
トランジスタQ 3 ,Q6 がオンすると、コンデンサC1
→ダイオードD2 →トランジスタQ3 →放電灯9→トラ
ンジスタQ6 →コンデンサC1 の回路でコンデンサC1
の電荷が放電する。トランジスタQ3 ,Q6 がオフして
トランジスタQ4 ,Q5 がオンすると、コンデンサC1
→ダイオードD3 →トランジスタQ5 →放電灯9→トラ
ンジスタQ4 →コンデンサC1 の回路でコンデンサC1
の残りの電荷が放電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】従来のこの種のものとして
は、特開平5−174987号公報、特開平3−110
625号公報、米国特許第5,159,244号明細書
及び米国特許第5,481,447号に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】特開平5−174987号公報、特開平
3−110625号公報には、光源を臨界融合周波数以
上の周波数でちらつくなく連続発光させるための光源点
灯装置を、チョークコイルやトランスを使用しないてよ
り小型且つ軽量化、薄型化すると共に、効率の高い光源
点灯装置を提供するものであった。
【0003】そのために特開平5−174987号公報
の装置は、光源の点灯電圧よりも電圧の高い直流電源に
充電用スイッチを介してコンデンサを接続するととも
に、該コンデンサに放電用スイッチを介して負荷の光源
を接続し、充電用スイッチと放電用スイッチを交互にオ
ンオフしてコンデンサの充電と放電を行い、コンデンサ
からの放電電流により光源を臨界融合周波数以上の周波
数でちらつきなく、連続発光させるためのようになって
おり、光源の点灯電圧よりも高い電圧をコンデンサに充
電するため、或いは高い電圧の直流電源から光源の点灯
電圧よりも高い電圧をコンデンサに充電するため、或い
は高い電圧の直流電源から光源の点灯電圧により近い電
圧をコンデンサに充電するためにコンデンサとスイッチ
を組み合わせた昇圧開路や降圧回路を用い、また光源を
直流電圧のみでなく交流電圧でも点灯できるようにスイ
ッチをブリッジ接続した回路を点灯回路に用いていた。
また蛍光灯等予熱を必要する予熱型放電灯についての予
熱回路を備えている。
【0004】他方、特開平3−109474号では、コ
ンデンサからの放電を第2のコンデンサと放電灯の直列
回路に放電し、第2のコンデンサの充電電荷を放電する
ことにより放電灯に交流電流を流して点灯させるもので
あった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】光源を直流電源からチ
ョークコイル、トランスを使用しないで点灯する点灯装
置を、予熱、始動、極性反転回路、更にスイッチの制御
回路、点灯シーケンスを加え、しかも切り替えを簡略化
したより具体化した実用的な点灯装置を提供する必要が
ある。
【0006】急峻なパルス状の交流電源がランプに流れ
てランプ寿命を損なうことが無いようにする。限定され
た値の商用電源電圧から整流平滑した直流電圧から所望
の点灯電圧を有する光源を点灯する場合、上記コンデン
サの放電時の電圧と光源の点灯電圧との関係からランプ
電流が流れ過ぎるなど不都合が発生する。
【0007】本願発明は、上記の点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは主にスイッチング素子、
コンデンサ等の小型、軽量な回路素子を用いて点灯回路
が実現でき、しかもちらつきのないない良好な視環境の
もとで放電灯を点灯できる光源点灯装置を提供するにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明では、直流電源と、直流電源に充電用
スイッチング素子を介して並列に接続されたエネルギ蓄
積用コンデンサと、エネルギ蓄積用コンデンサの両端に
接続されてエネルギ蓄積用コンデンサの電圧を放電灯の
両端に極性を交互に反転させて印加する極性反転回路
と、放電灯に始動用の高圧電圧を印加するランプ始動用
高圧発生回路とを備えるととに、極性反転回路の極性反
転周波数を臨界融合周波数以上とするように制御する制
御回路を備えたことを特徴とする。
【0009】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、極性反転回路を、エネルギ蓄積用コンデンサに並
列に接続された第1のスイッチング素子と第2のスイッ
チング素子の直列回路並びに第3のスイッチング素子と
第4のスイッチング素子の直列回路からなり、第1のス
イッチング素子と第2のスイッチング素子の中点と、第
3のスイッチング素子と第4のスイッチング素子の中点
との間に予熱型放電灯を接続した回路により構成すると
ともに、第1のダイオードと予熱型放電灯の一方のフィ
ラメントと第2のスイッチング素子との直列回路と第2
のダイオードと予熱型放電灯の他方のフィラメントと第
4のスイッチング素子との直列回路とを並列に接続し、
該並列回路を予熱用スイッチング素子と予熱電流制御用
素子の直列回路を介して直流電源に並列接続した予熱回
路を付加し、制御回路は、始動時に第2、第4のスイッ
チング素子及び予熱用スイッチング素子を一定期間オン
させて予熱型放電灯の両フィラメントに予熱電流を流
し、一定期間経過後にランプ始動用高圧発生回路からの
高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加させて始動させる
とともに、第1乃至第4のスイッチング素子が全てオフ
期間中充電用スイッチング素子をオンさせてエネルギ蓄
積用コンデンサを充電し、充電用スイッチング素子がオ
フ期間中に第1、第4のスイッチング素子と第2、第3
のスイッチング素子とを交互にオンオフして予熱型放電
灯に臨界融合周波数以上の電流を流して点灯させる制御
を行うことを特徴とする。
【0010】請求項3の発明では、請求項1の発明にお
いて、極性反転回路を、エネルギ蓄積用コンデンサに並
列に接続された第1のスイッチング素子と第2のスイッ
チング素子の直列回路並びに第1のコンデンサと第2の
コンデンサの直列回路からなり、第1のスイッチング素
子と第2のスイッチング素子の中点と、第1のコンデン
サと第2のコンデンサの中点との間に予熱型放電灯を接
続した回路で構成するとともに、第1のダイオードと予
熱型放電灯の一方のフィラメントと第2のスイッチング
素子との直列回路と第2のダイオードと予熱型放電灯の
他方のフィラメントと第2のコンデンサ素子との直列回
路とを並列に接続し、該並列回路を予熱用スイッチング
素子と予熱電流制御用素子の直列回路を介して直流電源
に並列接続した予熱回路を備え、制御回路は、始動時に
第2のスイッチング素子及び予熱用スイッチング素子を
一定期間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメントに予
熱電流を流し、一定期間経過後にランプ始動用高圧発生
回路からの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加させて
始動させるとともに、第1、第2のスイッチング素子が
オフ期間中充電用スイッチング素子をオンさせてエネル
ギ蓄積用コンデンサを充電し、充電用スイッチング素子
がオフ期間中に第1、第2のスイッチング素子を交互に
オンオフして予熱型放電灯に臨界融合周波数以上の電流
を流して点灯させる制御を行うことを特徴とする。
【0011】請求項4の発明では、請求項3の発明にお
いて、第1若しくは第2のコンデンサを廃したことを特
徴とする。請求項5の発明では、請求項1の発明におい
て、極性反転回路を、エネルギ蓄積用コンデンサに並列
に接続された第1のスイッチング素子と第2のスイッチ
ング素子の直列回路並びに第1のコンデンサと第2のコ
ンデンサの直列回路からなり、第1のスイッチング素子
と第2のスイッチング素子の中点と、第1のコンデンサ
と第2のコンデンサの中点との間に予熱型放電灯を接続
した回路で構成するとともに、第1のダイオードと予熱
型放電灯の一方のフィラメントと第2のスイッチング素
子との直列回路と第2のダイオードと予熱型放電灯の他
方のフィラメントと第2のコンデンサ素子との直列回路
とを並列に接続し、該並列回路を予熱用スイッチング素
子と予熱電流制御用素子の直列回路を介して直流電源に
並列接続した予熱回路を備え、制御回路は、始動時に第
2のスイッチング素子及び予熱用スイッチング素子を一
定期間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメントに予熱
電流を流し、一定期間経過後にランプ始動用高圧発生回
路からの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加させて始
動させるとともに、第2のスイッチング素子と、第1の
スイッチング素子とを交互にオンオフさせ、第2のスイ
ッチング素子のオン時にエネルギ蓄積用コンデンサを充
電し、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素
子の交互のオンオフにより予熱型放電灯に臨界融合周波
数以上の電流を流して点灯させることを特徴とする。
【0012】請求項6の発明では、請求項5の発明にお
いて、第1若しくは第2のコンデンサを廃したことを特
徴とする。請求項7の発明では、請求項5の発明におい
て、充電用スイッチング素子を廃し、極性反転回路の第
1及び第2のスイッチング素子をエネルギ蓄積用コンデ
ンサの充電用スイッチング素子と共用させ、エネルギ蓄
積用コンデンサを第1及び第2のコンデンサと共用させ
たことを特徴とする。
【0013】請求項8の発明では、請求項7の発明にお
いて、第1若しくは第2のコンデンサを廃したことを特
徴とする。請求項9の発明では、直流電源と、直流電源
の両端に第1の充電用スイッチング素子を介して並列に
接続された第1のエネルギ蓄積用コンデンサと、直流電
源の両端に第2の充電用スイッチング素子を介して接続
された第2のエネルギ蓄積用コンデンサと、第1のエネ
ルギ蓄積用コンデンサに並列に第1のスイッチング素子
と第2のスイッチング素子との直列回路を接続し、第2
のエネルギ蓄積用コンデンサに並列に第3のスイッチン
グ素子と第4のスイッチング素子との直列回路を接続
し、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子
の中点と、第3のコンデンサと第4のコンデンサの中点
との間に放電灯を接続した極性反転回路と、放電灯に高
圧を印加して始動させるランプ始動用高圧発生回路と、
ランプ始動用高圧発生回路からの高圧電圧を放電灯の両
端に印加させて始動させるとともに、第1の充電用スイ
ッチング素子及び第2、第3のスイッチング素子と、第
2の充電言うスイッチング素子及び第1、第4のスイッ
チング素子とを交互にオンオフさせて予熱型放電灯に臨
界融合周波数以上の電流を流して点灯させる制御を行う
制御回路とを備えたことを特徴とする。
【0014】請求項10の発明では、請求項1乃至請求
項7の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサは複数
のコンデンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充
電時に並列に接続し、放電時に直列に接続して電源電圧
より高い電圧を出力する昇圧回路を構成したことを特徴
とする。請求項11の発明では、請求項1乃至請求項7
の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサは複数のコ
ンデンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充電時
に直列に接続し、放電時に並列に接続して電源電圧より
低い電圧を出力する降圧回路を構成したことを特徴とす
る。
【0015】請求項12の発明では、請求項1乃至11
の発明において、放電灯として複数用いたことを特徴と
する。請求項13の発明では、請求項1乃至12の発明
において、エネルギ蓄積用コンデンサの放電時の電圧を
ランプ電圧のピーク値の1乃至5倍に設定する。請求項
14の発明では、請求項1乃至13の発明において、極
性反転回路のスイッチング素子のオンデューティを制御
して予熱型放電灯のランプ電流を安定化するとともに調
光制御することを特徴とする。
【0016】請求項15の発明では、請求項1乃至13
の発明において、極性反転回路のスイッチング素子のオ
ンデューティを制御して点灯時の予熱型放電灯のランプ
電流を安定化するとともに予熱時のスイッチング素子の
オンデューティを点灯時のオンデュテーティとは変えて
予熱電流を制御することを特徴とする。請求項16の発
明では、請求項1乃至13の発明において、ランプ始動
用高圧発生回路は、コッククロフトウォルトン回路と該
コッククロフトウォルトン回路のコンデンサの充電を制
御するスイッチング素子とにより構成したことを特徴と
する。
【0017】請求項17の発明では、請求項1乃至13
の発明において、スイッチング素子にMOSFETを用
いるとともに、該MOSFETの寄生ダイオードに対し
て逆方向のダイオードを当該スイッチング素子に直列に
接続したので、寄生ダイオードによる回り込みを防いで
安定した動作が得られる。請求項18の発明では、請求
項1乃至13の発明において、極性反転回路はエネルギ
蓄積用コンデンサに並列に接続された第1のスイッチン
グ素子と第2のスイッチング素子の直列回路並びに第3
のスイッチング素子と第4のスイッチング素子の直列回
路からなり、第1のスイッチング素子と第2のスイッチ
ング素子の中点と、第3のスイッチング素子と第4のス
イッチング素子の中点との間に予熱型放電灯を接続し、
予熱型放電灯のフィラメントに予熱電流を流す予熱用電
源を極性反転回路のスイッチング素子の両端電圧より得
ることを特徴とする。
【0018】請求項19の発明では、請求項1乃至13
の発明において、放電灯として予熱型放電灯を用いると
ともに、ランプ始動用高圧発生回路をコッククロフトウ
ォルトン回路により構成し、該ランプ始動用高圧発生回
路を構成する一部のコンデンサの電圧を予熱型放電灯の
フィラメントに予熱電流を流す予熱用電源として用いる
ことを特徴とする。
【0019】請求項20の発明では、請求項6の発明に
おいて、コッククロフトウォルトン回路のコンデンサの
充電を制御するスイッチング素子を極性反転回路のスイ
ッチング素子と共用したことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明を実施形態により説明す
る。 (実施形態1)図5は本実施形態の基本的な回路構成を
示すもので、図示するように交流電源1から整流回路2
を介して平滑用コンデンサC05からなる平滑回路3を接
続し、その出力端a,b間に直流電圧発生する。平滑回
路3の出力端a,b間には点灯回路を構成する点灯回路
4を接続するとともに、点灯回路4を介してその制御回
路5を接続し、その点灯回路4の出力側には切換回路6
を介して負荷となる蛍光灯等の予熱型放電灯9を光源と
して接続している。
【0021】一方、平滑回路3の出力端a,bから予熱
回路7、ランプ始動用高圧発生回路8を夫々接続し、夫
々の出力を切換回路6に接続している。この回路の動作
を図6に基づいて説明する。まず図6(a)に示すよう
に時間t01において、予熱回路7からの切換回路6を介
して予熱型放電灯9の予熱を行い、その始動電圧を低く
して始動を容易にする。予熱時間は約1秒程度であっ
て、この予熱時間を経過した後、図6(b)に示すよう
に時間t02においてランプ始動用高圧発生回路8を動作
させて予熱型放電灯9を図6(c)に示すように時間t
03にて始動点灯させるものである。
【0022】予熱型放電灯9がラピッドスタート蛍光灯
等の光源にあっては点灯後も幾分予熱を継続する場合も
あるが、一般には点灯後予熱及び始動用高圧発生回路8
はその動作を停止する。図1は上記基本的回路の具体回
路を示しており、交流電源1を整流する整流回路2はダ
イオードブリッジDBと、雑音防止及びサージ吸収用コ
ンデンサC01〜C04とから構成される。平滑回路3は平
滑用コンデンサC05からなり、その平滑用コンデンサC
05の両端である出力端a,b間に直流電圧Eを発生す
る。出力端a,b間にはダイオードD1 、MOSFET
からなるトランジスタQ1 、エネルギ蓄積用コンデンサ
1 の直列回路が並列に接続され、エネルギ蓄積用コン
デンサC1 の両端にはダイオードD2 、MOSFETか
らなるトランジスタQ3 ,Q 4 の直列回路が、またダイ
オードD3 ,MOSFETからなるトランジスタQ5
6 の直列回路が夫々並列に接続され、またトランジス
タQ3 とQ4 の接続点と、トランジスタQ5 とQ6 の接
続点との間には蛍光灯からなる予熱型放電灯9の両フィ
ラメントf1 ,f2 の一端が接続されている。トランジ
スタQ3 乃至トランジスタQ6 は予熱型放電灯9の両端
に印加される電圧の極性を反転させる極性反転回路を構
成しており、この極性反転回路は図6の切換回路6を兼
ねるとともにダイオードD1 、トランジスタQ1 、エネ
ルギ蓄積用コンデンサC1 とで点灯回路4を構成してい
る。
【0023】平滑回路3の出力端aには更に予熱回路7
のMOSFETからなるトランジスタQ9 が接続され、
トランジスタQ9 からは予熱抵抗RP 及びダイオードD
4 の順方向から予熱型放電灯9の両フィラメントf1
一端に接続され、また予熱型放電灯9の両フィラメント
2 の一端にも予熱抵抗RP からダイオードD5 の順方
向を介して接続されている。
【0024】更に平滑回路3の出力端a,b間にはラン
プ始動用高圧発生回路8のMOSFETからなるトラン
ジスタQ7 ,Q8 の直列回路が並列に接続され、前記ト
ランジスタQ5 ,Q6 間にはランプ始動用高圧発生回路
8の出力が接続されている。ランプ始動用高圧発生回路
8は出力端aと、トランジスタQ5 ,Q6 との間に、ダ
イオードDS1〜DS6を順方向に直列に接続した直列回路
と抵抗R1 との直列回路を接続し、ダイオードDS1とコ
ンデンサCS1の直列回路には並列にトランジスタQ7
接続し、ダイオードDS1,DS2の直列回路に並列にコン
デンサCS2を接続し、またダイオードDS2,DS3の直列
回路に並列にコンデンサCS3を接続し、というように接
続してコンデンサCS1〜CS6とダイオードDS1〜DS6
で4倍圧のコッククロフトウォルトン回路を構成してい
る。
【0025】トランジスタQ1 乃至トランジスタQ9
制御する制御回路5は図2に示すように予熱タイマTP
Hと、予熱パルス発生回路PG1と、駆動信号発生用タ
イマTPGと、ランプ始動用高圧発生回路8の駆動信号
発生用タイマTPG2と、駆動信号発生回路PG2及び
PG3とからなる。次に本実施形態の動作を図3,図4
に基づいて説明する。
【0026】今電源が時間t01で投入されると、制御回
路5の予熱タイマTPH、駆動信号発生用タイマTPG
が動作を開始する。予熱タイマTPHは限時動作を開始
するともに同時にその出力を図3(a)に示すようオン
し、駆動信号発生用タイマTPGは同図(c)に示すよ
うに出力をオフ状態のまま限時動作を開始する。予熱タ
イマTPHのオン出力を受けてオン出力の発生期間中予
熱パルス発生回路PG1はトランジスタQ4 ,Q6 及び
9 のゲートに駆動信号を出力する。これによりトラン
ジスタQ4 ,Q6 及びQ9 がオンし、平滑回路3の出力
端a→トランジスタQ9 →抵抗RP →ダイオードD4
予熱型放電灯9の一方のフィランメントf1 →トランジ
スタQ4 →平滑回路3の出力端bの経路及び平滑回路3
の出力端a→トランジスタQ9 →抵抗RP →ダイオード
5 →予熱型放電灯9の他方のフィランメントf2 →ト
ランジスタQ6 →平滑回路3の出力端bの経路で電流が
流れてフィラメントf1 ,f2 が共に予熱される。
【0027】さて予熱タイマTPHが時間t02でタイム
アップすると出力がオフして、予熱パルス発生回路PG
1からの駆動信号が発生しなくなり、トランジスタ
4 ,Q 6 及びQ9 がオフする。図3(b)は予熱期間
を示す。一方駆動信号発生用タイマTPGは予熱タイマ
TPHのタイプアップと同様に時間t02でタイムアップ
してその出力をオンする。このオンに伴って駆動信号発
生用タイマTPG2が限時動作を図3(d)に示すよう
に開始してその出力をオンする。このオンにより駆動信
号発生回路PG2は図3(e)に示すように動作してト
ランジスタQ7 ,Q8 を交互にオン、オフする駆動信号
を発生させてトランジスタQ7 ,Q8 のゲートに印加す
る。
【0028】ランプ始動用高圧発生回路8ではトランジ
スタQ8 がオンすると平滑回路3の出力端a→ダイオー
ドDS1→コンデンサCS1→トランジスタQ8 →平滑回路
3の出力端bに電流が流れてコンデンサCS1が充電され
る。次にトランジスタQ8 がオフしてトランジスタQ7
がオンすると、コンデンサCS1に蓄えられた電荷がダイ
オードDS2→コンデンサCS2→トランジスタQ7 →コン
デンサCS1と流れて、コンデンサCS2が充電される。次
ににトランジスタQ7 がオフしてトランジスタQ8 がオ
ンすると、平滑回路3の出力端aからコンデンサCS2
ダイオードDS3→コンデンサCS3→コンデンサCS1→ト
ランジスタQ8 →平滑回路3の出力端bへと電流が流れ
てコンデンサCS3が充電される。
【0029】このようにしてトランジスタQ7 ,Q8
交互にオンオフを繰り返すことにより、コンデンサCS6
とダイオードDS6との接続点には平滑回路3の出力端a
の電圧Eの4倍の電圧が発生し、予熱型放電灯9のフィ
ラメントf2 の一端に印加される。上記時間t02では駆
動信号発生回路PG3が図3(f)に示すように動作を
開始して、トランジスタQ3 ,Q5 と、Q4 ,Q6 とを
交互にオンオフさせる駆動信号を発生させるとともに、
トランジスタQ3 ,Q5 ,Q4 ,Q6 が共にオフする期
間を設定してこの期間にトランジスタQ1 をオンする駆
動信号を発生させる。
【0030】図4(a)はトランジスタQ1 の動作を、
図4(b)乃至(e)はトランジスタQ3 乃至Q6 の動
作を夫々示している。而して図4の時間t1 でトランジ
スタQ1 がオンすると平滑回路3の出力端aからダイオ
ードD1 →トランジスタQ1 →エネルギ蓄積用コンデン
サC1 →平滑回路3の出力端bへと電流が流れ、エネル
ギ蓄積用コンデンサC1 が充電される。次の時間t2
なると、トランジスタQ1 がオフし、代わってトランジ
スタQ 3 ,Q6 がオンすることにより、エネルギ蓄積用
コンデンサC1 →ダイオードD 2 →トランジスタQ3
予熱型放電灯9→トランジスタQ6 →エネルギ蓄積用コ
ンデンサC1 の回路でコンデンサC1 の電荷が放電しよ
うとする。
【0031】更に時間t3 に達すると、トランジスタQ
3 ,Q6 はオフしてトランジスタQ 4 ,Q5 がオンする
ことにより、エネルギ蓄積用コンデンサC1 →ダイオー
ドD 3 →トランジスタQ5 →予熱型放電灯9→トランジ
スタQ4 →エネルギ蓄積用コンデンサC1 の回路でコン
デンサC1 の残りの電荷が放電しようとする。このよう
に予熱型放電灯9には制御回路5の働きにより極性が交
互に代わる数十KHz以上の高周波電圧が予熱型放電灯
9の両端に印加される。このときランプ始動用高圧発生
回路8により抵抗R1 を介して高電圧が予熱型放電灯9
の両端に印加されているので、予熱型放電灯9は図3
(g)に示すように時間t03にて始動する。そしてエネ
ルギ蓄積用コンデンサC1 からの放電電流が十数KHz
の高周波に変換されて予熱型放電灯9に流れて臨界融合
周波数以上の周波数で予熱型放電灯9は点灯する。図4
の時間t4 以降は先程の時間t1 からの動作を繰り返
す。図4(f)はエネルギ蓄積用コンデンサC1 の両端
電圧を変化を、また同図(g)はトランジスタQ3 ,Q
6 に流れる電流を、同図(h)はトランジスタQ4 ,Q
5 に流れる電流を、同図(i)はランプ電流を示す。
【0032】予熱型放電灯9が点灯した後は最早ランプ
始動用高圧発生回路8からの高電圧は必要ないので、駆
動信号発生用タイマTPG2は図3の時間t04でタイム
アップして出力をオフし、このオフによって駆動信号発
生回路PG2が動作を停止し、トランジスタQ7 ,Q8
のゲートへの駆動信号の出力が無くなる。従ってトラン
ジスタQ7 ,Q8 がオフし、ランプ始動用高圧発生回路
8からの高電圧出力が無くなる。
【0033】このように図3に示す如く時間t01で電源
が電源投入されると蛍光灯のような予熱型放電灯9のフ
ィラメントf1 ,f2 に数秒間電流を流して予熱し、フ
ィラメントf1 ,f2 からの熱電子放出を容易にして予
熱型放電灯9の始動電圧を下げ、数十KHzの高周波が
予熱型放電灯9に印加される時間t02以降に予熱型放電
灯9を始動点灯させる(時間t03)ものであり、予熱型
放電灯9が点灯後最早必要でない、予熱回路7及びラン
プ始動用高圧発生回路8を時間t02,t04で夫々動作を
停止させる。
【0034】本実施形態は、上述のようにチョークコイ
ルやトランスを全く使用せず主としてコンデンサとトラ
ンジスタようなスイッチング素子、ダイオード等の半導
体部品のみで構成しているので、小型軽量薄型の光源点
灯装置が実現でき、また磁性部品を使用していないの
で、コンピュータ等への磁気ノイズの影響が少なくな
り、更に予熱型放電灯9を数十KHzで点灯するので蛍
光灯の場合、特に発光効率が高くなり全体として総合効
率の高い光源点灯装置を得ることができる。
【0035】また高周波なのでコンデンサC1 ,CS1
S6の容量が小さくて良く、そのためコンデンサを半導
体基板上に半導体素子と共に形成することにより、超薄
型の点灯装置を実現できるとともに、斬新な意匠の照明
器具を作ることも可能となり、更に資源の節約にもつな
がるという利点がある。 (実施形態2)本実施形態は上記実施形態1に於ける極
性反転回路のトランジスタQ5 ,Q6を図7に示すよう
にコンデンサC4 ,C3 に置き換えて所謂ハーフブリッ
ジ型の極性反転回路を構成したもので、本実施形態の場
合トランジスタの数が減少して極性反転回路が簡単にな
るとともに、エネルギ蓄積用コンデンサを上記コンデン
サC4 ,C3 で構成することによりエネルギ蓄積用コン
デンサを別個に設ける必要がなくなり、そのためトラン
ジスタQ1 も不要となり、また制御回路(図7では省略
してある。)の構成も簡単になって安価に回路を構成す
ることができる利点がある。
【0036】而して図7の回路では制御回路(図示せ
ず)によりトランジスタQ3 ,Q4 を交互にオンオフさ
せる。トランジタQ3 が今オンしたとすると、平滑回路
3の出力端a→ダイオードD 2 →トランジスタQ3 →予
熱型放電灯9→コンデンサC3 →平滑回路3の出力端b
へとコンデンサC3 の充電電流兼予熱型放電灯9のラン
プ電流が流れる。次にトランジスタQ3 がオフし、トラ
ンジスタQ4 がオンすると、平滑回路3の出力端a→コ
ンデンサC4 →予熱型放電灯9→トランジスタQ4 →平
滑回路3の出力端bへとコンデンサC4 の充電電流兼予
熱型放電灯9のランプ電流が先の場合とは逆方向に流れ
る。更に先程充電されたコンデンサC3 の電荷がコンデ
ンサC3→予熱型放電灯9→トランジスタQ4 →コンデ
ンサC3 へと重畳して流れ、予熱型放電灯9のランプ電
流を増加させる。
【0037】更に次の区間、即ち、トランジスタQ3
オン、Q4 がオフの状態になると、平滑回路3の出力端
a→ダイオードD2 →トランジスタQ3 →予熱型放電灯
9→コンデンサC3 →平滑回路3の出力端bへとコンデ
ンサC3 の充電電流兼予熱型放電灯9のランプ電流が流
れると同時に、先程トランジスタQ4 がオンの時に充電
されていたコンデンサC4 の電荷がコンデンサC4 →ダ
イオードD2 →トランジスタQ3 →予熱型放電灯9→コ
ンデンサC4 へと放電して予熱型放電灯9に流れる電流
に重畳させ、予熱型放電灯9のランプ電流を増加させ
る。以下この動作を繰り返し、予熱型放電灯9に交互に
極性が反転する融合臨界周波数以上の高周波電流が流れ
て点灯を維持する。
【0038】尚ランプ始動用高圧発生回路8から抵抗R
1 を介してトランジスタQ3 ,Q4を夫々オンデュティ
制御してランプ電流のアンバランス補正と安定化及び調
光を行うこともできる。 (実施形態3)本実施形態は図8に示すように実施形態
1に於けるダイオードD3 を無くすとともに、トランジ
スタQ5 ,Q6 の代わりに一つのコンデンサC3 に置き
換え、更にランプ始動用高圧発生回路8の高圧出力を抵
抗R1 を介してトランジスタQ 3 とQ4 との接続点に接
続した点で実施形態1と相違する。尚整流回路2、予熱
回路7、ランプ始動用高圧発生回路8、制御回路につい
ては実施形態1と具体回路が同じであるが、図8では省
略してある。
【0039】次に本実施形態の動作を図9に基づいて説
明する。まずトランジスタQ1 ,Q3 ,Q4 は制御回路
5からの駆動信号により制御され、トランジスタQ1
図9(a)(c)に示すようにトランジスタQ4 と同時
にオン、オフし、トランジスタQ3 は図9(d)に示す
ようにトランジスタQ1,Q4 に対して交互にオン、オ
フする。
【0040】さて電源投入から制御回路5の制御の下で
予熱回路7の働きにより予熱型放電灯9のフィラメント
1 ,f2 が十分に予熱された後、時間t1 にてトラン
ジスタQ1 ,Q4 がオンすると、平滑回路3の出力端a
→ダイオードD1 →トランジスタQ1 →エネルギ蓄積用
コンデンサC1 →平滑回路3の出力端bへと電流が流れ
てエネルギ蓄積用コンデンサC1 が充電される。次に時
間t2 において、トランジスタQ1 ,Q4 がオフし、ト
ランジスタQ3 がオンすると、エネルギ蓄積用コンデン
サC1 を電圧Eまで充電した電荷が、エネルギ蓄積用コ
ンデンサC1 →ダイオードD2 →トランジスタQ3 →予
熱型放電灯9→コンデンサC3 →エネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 の回路で放電し、予熱型放電灯9のランプ電流
を形成するとともに、コンデンサC3 を充電する。
【0041】時間t3 になると、トランジスタQ1 ,Q
4 がオンし、トランジスタQ3 がオフするため再びコン
デンサC1 が充電される。一方コンデンサC3 に先程充
電された電荷はコンデンサC3 →予熱型放電灯9→トラ
ンジスタQ4 →→コンデンサC3 へと放電して上述の場
合とは逆の極性のランプ電流を形成する。時間t4 以降
は上記動作を繰り返すことにより、蛍光灯からなる予熱
型放電灯9に対して数十KHz以上、つまり臨界融合周
波数以上の高周波電流が流れて予熱型放電灯9を効率良
く点灯させる。
【0042】図9(d)はエネルギ蓄積用コンデンサC
1 の両端電圧、同図(e)はトランジスタQ3 に流れる
電流、同図(f)はトランジスタQ4 に流れる電流、同
図(g)はランプ電流を夫々示す。上述の本実施形態
は、トランジスタQ1 ,Q3 ,Q4 を数十KHzの高速
でオンオフしているため、予熱型放電灯9のランプ電流
を形成する為のコンデンサC 1 ,C3 は小容量のもので
良く、又磁性部品を使用しない為、実施形態1と同様の
利点がある。
【0043】更に本実施形態では、実施形態1のトラン
ジスタQ5 ,Q6 、ダイオードD3が不要で代わりに小
容量のコンデンサC3 の追加ので良いので、実施形態1
より更に小型、安価に構成できる利点があり、実施形態
1のようにトランジスタQ1がオンの期間中での予熱型
放電灯9のランプ電流が休止することがなく、従ってラ
ンプ電圧の上昇が無く、予熱型放電灯9をより効率良く
点灯させることができる等の利点がある。
【0044】ところで、図8において、ダイオード
1 、トランジスタQ1 を除去短絡するとともに、コン
デンサC1 を除去開放してトランジスタQ3 とQ4 とを
交互にオンオフさせることにより、図10に示す如く図
7と同様に回路の更なる簡略化が可能となり、安価で実
用的な装置が実現できる。即ち、図10の回路は、トラ
ンジスタQ3 がオン状態では、平滑回路3の出力端a→
ダイオードD2 →トランジスタQ3 →予熱型放電灯9→
コンデンサC3 →平滑回路3の出力端bへとコンデンサ
3 の充電電流兼予熱型放電灯9のランプ電流が流れ
る。次にトランジスタQ3 がオフしトランジスタQ4
オンするとコンデンサC3 に蓄えられた電荷がコンデン
サC3 →予熱型放電灯9→トランジスタQ4 →コンデン
サC3 へと放電して先程のランプ電流とは逆方向のラン
プ電流を予熱型放電灯9に流し、予熱型放電灯9を高周
波点灯する。
【0045】尚予熱型放電灯9にはランプ始動用高圧発
生回路8からの高電圧が抵抗R1 を介してトランジスタ
4 がオフの期間に予熱型放電灯9の両端に加わり、予
熱型放電灯9は始動・点灯する。 (実施形態4)上記実施形態1,3ではエネルギ蓄積用
コンデンサC1 の1回の充電に対して2回の放電が行わ
れる結果として1回目と2回目の放電では放電初期のコ
ンデンサ電圧が異なり、そのため予熱型放電灯9には高
周波電流が流れるものの、正負の電流に幾分アンバラン
スが生じる。管長の短い放電灯などでは大した問題とな
らず、アンバランスによって却って移動縞が防止できる
ので良いが、管長の長い放電灯の場合には、管の一端が
暗くなる暗端効果を生じる恐れがある。
【0046】この電流のアンバランスを防ぐ方法とし
て、図1の回路では制御回路5の構成が少し複雑にな
り、予熱型放電灯9のランプ電流休止区間が増えるが、
エネルギ蓄積用コンデンサC1 の充電1回につき、放電
を1回にする手段と、エネルギ蓄積用コンデンサC1
1回の充電に対して2回放電の放電順序を交互に変えて
やる方法がある。後者の方法はランプ電流休止区間の増
大は無い。また前者は図1において、トランジスタQ1
をオンしてエネルギ蓄積用コンデンサC1 を充電し、次
にトランジスタQ3 ,Q6 をオンして予熱型放電灯9を
介してエネルギ蓄積用コンデンサC1 の電荷を放電す
る。そして次にトランジスタQ1 をオンしてエネルギ蓄
積用コンデンサC1 を充電し、次いでトランジスタ
5 ,Q4 をオンし、予熱型放電灯9を介してエネルギ
蓄積用コンデンサC1 の電荷を放電する方法である。従
って、トランジスタQ1 がオンしてエネルギ蓄積用コン
デンサC1 を充電する期間はランプ電流が流れないの
で、休止区間が増加する。
【0047】後者は、図1の回路において、まずトラン
ジスタQ1 をオンしてエネルギ蓄積用コンデンサC1
充電する。続いてトランジスタQ1 のオフの時エネルギ
蓄積用コンデンサC1 の電荷を、エネルギ蓄積用コン
デンサC1 →ダイオードD2→トランジスタQ3 →予熱
型放電灯9→トランジスタQ6 →エネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 の経路と、エネルギ蓄積用コンデンサC1
ダイオードD3 →トランジスタQ5 →予熱型放電灯9→
トランジスタQ4 →エネルギ蓄積用コンデサC 1 の経路
とでの順により先ず放電し、エネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 の充電後、次回放電時に順序をに変えて放
電し、つまりランプ電流のアンバランスを防ぐのであ
る。
【0048】従ってランプ電流の休止区間はエネルギ蓄
積用コンデンサC1 の充電時のみで済む。図8の回路構
成でのランプ電流がアンバランスは、デュティ制御によ
り解決が可能である。勿論デュティ制御によりランプ電
流を適正化するとともに電流波形を平坦化することもで
できる。
【0049】そこで本実施形態では図11に示すように
エネルギ蓄積用コンデンサを二つのコンデンサC1 ,C
2 で構成し、夫々をスイッチング素子Q1 ,Q2 及びダ
イオードD1 を介して平滑回路3の出力端a、b間に接
続するとともに、コンデンサC1 にダイオードD3 を介
して極性反転回路のトランジスタQ5 ,Q6 の直列回路
を並列接続し、コンデンサC2 にダイオードD2 を介し
てトランジスタQ3 ,Q4 の直列回路を接続してある点
で実施形態1と異なるとともに、制御回路5では図12
に示すように実施形態1の制御回路5と基本的には同じ
構成となっているが、駆動信号発生回路PG3が電源投
入と同時に動作して、極性反転回路を構成するトランジ
スタQ4 ,Q5 及びQ1 と、Q3 ,Q6 及びQ2 とを交
互にオンオフさせる駆動信号を出力し、また予熱パルス
発生回路PG1は予熱回路7のトランジスタQ9 のゲー
トのみに駆動信号を出力するようになっている点で実施
形態1と異なっている。
【0050】尚予熱回路7及びランプ始動用高圧発生回
路8の具体構成構成は実施形態1と同じ構成となってい
る。次に本実施形態の動作を図13、図14に基づいて
説明する。今電源が図13の時間t01で投入されると、
制御回路5の予熱タイマTPH、駆動信号発生用タイマ
TPG及び駆動信号発生回路PG3が動作を開始する。
予熱タイマTPHは限時動作の開始と同時にその出力を
図13(a)に示すようにオンし、駆動信号発生用タイ
マTPGは同図(c)に示すように出力をオフ状態のま
ま限時動作を開始する。
【0051】予熱タイマTPHのオン出力を受けてオン
出力の発生期間中予熱パルス発生回路PG1はトランジ
スタQ9 のゲートに駆動信号を出力する。一方駆動信号
発生回路PG3じゃトランジスタQ1 (図14(a))
及びQ3,Q6 (図14(c))と、Q2 (図14
(b))及びQ4 ,Q5 (図14(d))とを図示する
ように駆動する駆動信号を夫々のゲートに出力する。
【0052】従って図14の時間t1 でトランジスタQ
1 ,Q3 ,Q6 と予熱回路7のトランジスタQ9 とが同
時にオンすると、平滑回路3の出力端a→トランジスタ
9→抵抗RP →ダイオードD5 →予熱型放電灯9のフ
ィラメントf2 →トランジスタQ6 →平滑回路3の出力
端bの経路で電流が流れると同時に、トランジスタQ 1
がオンしてコンデンサC1 を充電する。トランジスタQ
3 もオンしているが、電源投入当初はトランジスタQ2
がオフの為にエネルギ蓄積用コンデンサC2 の電荷は無
く、トランジスタQ3 に電流が流れることはない。
【0053】次に図14の時間t2 において、トランジ
スタQ1 ,Q3 ,Q6 がオフしてトランジスタQ2 ,Q
4 ,Q5 がオンすると、トランジスタQ9 がオンのた
め、平滑回路3の出力端a→トランジスタQ9 →抵抗R
P →ダイオードD4 →予熱型放電灯9のフィラメントf
1 →トランジスタQ4 →平滑回路3の出力端bに経路で
電流が流れる。つまり予熱型放電灯9のフィラメントf
1 ,f2 にはトランジスタQ4 ,Q6 が交互にオンオフ
する毎に予熱電流が流れて交互に予熱されることにな
る。
【0054】トランジスタQ2 がオンすると、エネルギ
蓄積用コンデンサC2 が充電されるがトランジスタQ3
がオフのため、エネルギ蓄積用コンデンサC2 の放電電
流は流れない。一方先に充電されていたエネルギ蓄積用
コンデンサC1 の電荷はトランジスタQ5 ,Q4 がオン
の為、エネルギ蓄積用コンデンサC1 →ダイオードD 3
→トランジスタQ5 →予熱型放電灯9→トランジスタQ
4 →エネルギ蓄積用コンデンサC1 の回路で放電しよう
とするが、このとき予熱型放電灯9にランプ始動用高圧
発生回路8からの始動に必要な高電圧が出ていないた
め、予熱型放電灯9が点灯せず、エネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 ,C2 の電荷により予熱型放電灯9の両端には
交互に極性が反転する高周波電圧が印加される。
【0055】図13の時間t02にてトランジスタQ9
オフして予熱電流が遮断されるのと同時に駆動信号発生
回路PG2の出力によりランプ始動用高圧発生回路8の
トランジスタQ7 ,Q8 が実施形態1で説明した如く動
作し、抵抗R1 を通して高電圧が予熱型放電灯9に印加
され、時間t03で予熱型放電灯9が数十KHz以上、つ
まり臨界融合周波数以上の高周波で実施形態1のように
ランプ電流の休止期間なく点灯を続ける。
【0056】このように本実施形態ではエネルギ蓄積用
コンデンサC1 ,C2 が交互に充電と放電を繰り返すの
で、エネルギ蓄積用コンデンサC1 ,C2 の容量を同一
に設定することにより、予熱型放電灯9に流れるランプ
電流の正負のバランスがとれ、管長が長い放電灯での暗
端効果を生じることがない。また移動縞については非常
に僅かの非対称電流を流せば防止できるため、エネルギ
蓄積用コンデンサC1,C2 の容量をほんの僅かだけ異
ならして防止することができる。
【0057】またエネルギ蓄積用コンデンサC1 ,C2
に交互に充電しているので、電源からの電流が連続的に
流れ、電源の利用率が向上する。ところで本実施形態
は、実用的にも優れた装置であるが、電源電圧Eとラン
プ電圧との関係において、全ての組合せを満足するには
不足な点がある。即ち、光源点灯維持に必要なランプ電
圧以上の電圧を各半サイクルに於いて予熱型放電灯9に
印加しなければならず、エネルギ蓄積用コンデンサ
1 ,C2 の容量値を調節して所要のランプ電流を流そ
うとすると、図15に示すようにエネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 (C2 )の容量の大小によってランプ電流が大
きく変わったり、ランプ電流がパルス状になる等の問題
が生じる。
【0058】図16は半サイクル期間でのランプ電流の
デューティサイクルを制御する場合のランプ電流波形を
示したもので、斜線を施した部分がランプ電流となり、
エネルギ蓄積用コンデンサC1 (C2 )のばらつきに対
しても安定した、鋭いパルスでなく平坦なランプ電流を
与えることができる。次の実施形態5はその点に鑑みて
為されたものである。
【0059】(実施形態5)本実施形態は図11の回路
構成のランプ始動用高圧発生回路8内のトランジスタ
(図1のトランジスタQ7 ,Q8 に相当)の代わりに図
17に示すように極性反転回路のトランジスタQ5 ,Q
6 で兼用させ、且つ極性反転回路のトランジスタQ3
4 との間に予熱型放電灯9のフィラメントf2 を挿入
し、トランジスタQ5 とQ6 との間に予熱型放電灯9の
フィラメントf1 を挿入し、トランジスタQ3 ,Q4
同時にオンすることによりフィラメントf2 に電流を流
し、またトランジスタQ5 ,Q6 を同時にオンすること
によりフィラメントf1 に電流を流して夫々を予熱する
ようになっている。つまり予熱回路を極性反転回路の一
部を利用して構成している。
【0060】制御回路5は図18に示すように予熱タイ
マTPHと、発振器と双安定マルチバイブレータとから
なる駆動信号発生回路PG22と、点灯コントロール回
路CT1と、オンデュティコントロール回路CT2と、
単安定マルチバイブレータMM1,MM2と、バッファ
B1と、ノットゲートB2と、ドライバDr1 乃至Dr
6 とからなる。
【0061】次に本実施形態の動作を図19により説明
する。まず時間t01で電源投入があると、図19(e)
に示すように制御回路5が動作を開始し、図19(a)
に示すように予熱タイマTPHは限時動作を開始して出
力をオンする。また電源投入と同時に点灯コントロール
回路CT1が働き、この点灯コントロール回路CT1の
制御の下で駆動信号発生回路PG22は一定周期のパル
ス信号を発生する。一方点灯コトロール回路CT1の制
御の下で、予熱タイマTPHの出力がオン期間中オンデ
ュティコントロール回路CT2は単安定マルチバイブレ
ータMM1,MM2の出力パルスのオンデュティを狭く
するように単安定マルチバイブレータMM1,MM2の
時定数を設定する。
【0062】従ってパルス発生回路PG22からのパル
ス信号がバッファB1を通じて単安定マルチバイブレー
タMM1のトリガ信号となり単安定マルチバイブレータ
MM1は一定周期のパルス信号を発生する。これにより
トランジスタQ1 ,トランジスタQ3 及びトランジスタ
6 がオンして、フィラメントf2 に予熱電流を流す。
またパルス発生回路PG22からのパルス信号がノット
ゲートB2を通じて単安定マルチバイブレータMM2の
トリガ信号となり単安定マルチバイブレータMM2は一
定周期のパルス信号を発生する。これによりトランジス
タQ2 ,トランジスタQ4 及びトランジスタQ5 がオン
して、フィラメントf1 に予熱電流を流す。両フィラメ
ントf1 ,f2 に電流が流れる期間はノットゲートB2
を通じて単安定マルチバイブレータMM2がトリガされ
るため交互に設定される。
【0063】さてこのようにして予熱タイマTPHの出
力がオン期間中図19(b)に示すように予熱期間が設
定され、予熱タイマTPHが時間t02でタイムアップし
て出力がオフすると同時にランプ始動用高圧発生回路8
の入力端がスイッチング素子S1 を介してダイオードD
3 とトランジスタQ5 の直列回路に並列接続され、ラン
プ始動用高圧発生回路8が図19(c)に示すように動
作を開始して高圧を発生させる。このスイッチンブ素子
1 は半導体スイッチング素子からなり、例えば制御回
路5に設けた始動用タイマ(図示せず)を予熱タイマT
PHの出力の立ち下がりから一定時間限時動作させ、そ
の限時動作期間中オンするようなものであり、このオン
期間がランプ始動用高圧発生回路8から発生する高電圧
が抵抗R 1 を介して予熱型放電灯9の両端に印加され期
間(図19(d))となり、例えばこの期間(t02−t
04) 中の例えば時間t03で放電灯9は図19(f)に示
すように点灯することになる。
【0064】そして上記始動用タイマ(図示せず)がタ
イムアップしてスイッチンブ素子S 1 がオフすると、以
後制御回路5は点灯モードに制御動作を移行し、点灯コ
ントロール回路CT1及びオンデュティコントロール回
路CT2の働きにより単安定マルチバイブレータMM
1,MM2の出力パルスのオンデュティを拡げる。図2
0は点灯モード下における各部の動作波形を示してお
り、同図(a)はトランジスタQ1 の動作を、また同図
(b)はトランジスタQ2 の動作を、更に同図(c)は
トランジスタQ3 ,Q6 の動作を、同図(d)はトラン
ジスタQ4 ,Q5 の動作を示し、時間t1 −t11ではト
ランジスタQ1 ,Q3 ,Q6 がオンし、時間t2 −t21
ではトランジスタQ2 ,Q4 ,Q5 がオンするというよ
うに高周波の各半サイクルにおいて交互にオンするよう
にトランジスタQ1 〜Q6 を制御する。これによりコン
デンサC1 の両端電圧は同図(e)に示すように、また
コンデンサC2 の両端電圧は同図(f)に示すように充
放電により変化する。そして極性反転回路を構成するト
ランジスタQ4 ,Q5 には同図(g)に示すように電流
が流れ、またトランジスタQ3 ,Q6 には同図(h)に
示すように電流が流れ、予熱型放電灯9には同図(i)
に示すようにランプ電流が流れる。 尚エネルギ蓄積用
コンデンサC1 ,C2 の充電、放電のデュティを変える
為トランジスタQ1 とQ3 ,Q6 或いはQ2 とQ4 ,Q
5 のオン区間を変えてランプ電流値を更に広範囲に可変
することも可能である。
【0065】また予熱、始動については上記各実施形態
の方法によっても良い。更に制御回路5の構成も図18
の構成に特に限定されるものではない。以上のように構
成された本実施形態では予熱用のトランジスタを省略す
ることができて安価な構成が得られ、またトランジスタ
3 〜Q6 のオンデュティは点灯時より更に狭くし過大
な予熱を防ぐことができる。
【0066】また管長の長い高いランプ電圧が必要な蛍
光灯を用いた場合にも安定し且つ平坦なランプ電流とす
ることができる。更にランプ始動用高圧発生回路8のト
ランジスタとして極性反転回路のトラジスタを兼用させ
ているため、予熱用のトランジスタの省略と併せてコス
ト低減と構成の簡略化が図れる。更に点灯後において、
トランジスタQ3 〜Q6 のオンデュティの調整により調
光も可能となる。
【0067】(実施形態6)本実施形態は図21に示す
ように蛍光灯からなる予熱型放電灯を2本点灯させる点
灯回路4を備えたもので、各予熱型放電灯91、92に
対応して極性反転回路と、エネルギ蓄積用コンデンサを
設けたもので、トランジジタQ1 とダイオードD11,D
12を通じてエネルギ蓄積用コンデンサC11,C21を夫々
充電し、トランジスタQ2 とダイオードD13,D14を通
じてエネルギ蓄積用コンデンサC12,C21を夫々充電
し、コンデンサC11には放電灯91に対応する極性反転
回路のトランジスタQ31,Q41の直列回路をダイオード
2aを介して並列接続し、コンデンサC12にはダイオー
ドD3aを通じてトランジスタQ51,Q61の直列回路を並
列接続し、またコンデンサC21には放電灯92に対応す
る極性反転回路のトランジスタQ52,Q62の直列回路を
ダイオードD3bを介して並列接続し、コンデンサC 22
はトランジスタQ32,Q42の直列回路をダイオードD2b
を介して並列接続し、ランプ始動用高圧発生回路8の出
力を抵抗R1 を介してトランジスタQ51とQ 61の接続点
に、また抵抗R2 を介してトランジスタQ52とQ62の接
続点に接続してある。
【0068】つまり本実施形態は図11で示した点灯回
路4に一灯分極性反転回路を増やすとともに、該極性反
転回路にエネルギ供給を行うためのエネルギ蓄積用コン
デンサを増加させたもので、各放電灯91,92に対応
して設けた予熱回路71,72は図11の予熱回路7と
同じ構成のものであり、また制御回路は図21では省略
してあるが、増設した極性反転回路のトランジスタ
32,Q42,Q52,Q62に対応するように駆動信号発生
回路を図12の回路に増加させたものを使用する。
【0069】而して本実施形態では図11の回路と同様
に夫々の極性反転回路に対応せるエネルギ蓄積用コンデ
ンサC11,C12及びC21,C22の電荷を充放電させると
ともに、極性反転回路によって各放電灯91,92に印
加される電圧の極性を反転させることにより、各放電灯
91,92を並行点灯させることができる。尚基本的に
は図11の回路と同じであるため、ここでは各部の詳細
な説明は省略する。
【0070】(実施形態7)本実施形態は図22に示す
ように図11の回路におけるエネルギ蓄積用コンデンサ
1 の代わりに、充電時にはダイオードD21を介して直
列に接続され、放電時にはダイオードD22,D23を通じ
て並列に接続されるコンデンサCa1 ,Cb1 を用い、
またエネルギ蓄積用コンデンサC2 の代わりに、充電時
にはダイオードD31を介して直列に接続され、放電時に
はダイオードD32,D33を通じて並列に接続されるコン
デンサCa2 ,Cb2 を用いたもので、その他の構成は
図11の回路と同じ構成となっている。
【0071】つまり本実施形態では100乃至120V
の交流電源1から整流平滑して141〜170Vの直流
電圧を得、この直流電圧を用いて蛍光灯FML27Wを
点灯する場合の例であり、蛍光灯FML27Wのランプ
電圧はピーク値で約70V弱であり、直流141〜17
0Vから点灯し、定格ランプ電流0.61アンペアに合
わせると図15で示したようにエネルギ蓄積用コンデン
サC1 が小の場合と同様にピーク値の鋭いランプ電流波
形となって、ランプ寿命を損なう恐れがあり、またトラ
ンジスタQ3 〜Q6 に電流定格の大きいものを使用しな
ければならない。そこで本実施形態ではそれを改善する
為にエネルギ蓄積用コンデンサを1/2降圧回路構成の
コンデンサ群により構成したのである。
【0072】而して本実施例では、トランジスタQ1
オンすると、コンデンサCa1 ,Cb1 が直列接続され
た状態で充電され、その両端電圧は平滑回路3の両端電
圧に等しくなる。同様にトランジスタQ2 がオンする
と、コンデンサCa2 ,Cb2が直列接続された状態で
充電され、その両端電圧は平滑回路3の両端電圧Eに等
しくなる。そして極性反転回路に対して放電する際に
は、コンデンサCa1 、Cb1 が並列に、またコンデン
サCa2 、Cb2 が並列に接続された形となるため、極
性反転回路に印加される電圧は平滑回路3の両端電圧E
の1/2となる。
【0073】従って予熱型放電灯9に印加される電圧は
平滑回路3の両端電圧E(141〜170V)の1/2
となり、ランプ電圧に見合った電圧で予熱型放電灯9を
点灯させることができ、またランプ電流値も安定して平
坦な波形のランプ電流を流すことができる。このように
本実施形態では、エネルギ蓄積用コンデンサの放電時の
電圧とランプ電圧とを旨く調整することにより、チョー
クコイルやリーケジトランス等のバラスト要素を用いる
ことなく、ランプ電流の安定化が図れる。
【0074】尚図22では制御回路は省略しているが図
11の回路と同様な制御回路(図12に示す)を用い
る。 (実施形態8)上述した図21の回路は放電灯91,9
2を並列点灯させるために夫々に対応した極性反転回路
を設けていたが、本実施形態では100〜120Vの交
流電源を用いて、40Wの蛍光灯からなる2灯の予熱型
放電灯を一つの極性反転回路で点灯できるようにしたも
のである。つまり図23に示すように点灯回路4の極性
反転回路を構成するトランジスタQ3 ,Q4 の間に一方
の放電灯91のフィラメントf11を挿入し、トランジス
タQ5 ,Q6 の間に他方の放電灯92のフィラメントf
22を挿入し、両放電灯92のフィラメントf12,f21
一端同士を接続し、他端を夫々コンデンサCp1 、Cp
2 を介してフィラメントf11,f22の一端に接続してあ
る。
【0075】また蓄積用コンデンサとしては、充電時に
は並列的に充電され放電時には直列接続される昇圧回路
構成のコンデンサ群より構成しており、具体的にはトラ
ンジスタQ1 がオンすると、ダイオードD41を通じて充
電されるコンデンサCa1 とダイオードD42及びトラン
ジスタQa1 を通じて充電されるコンデンサCb1 とを
備え、放電時には両コンデンサCa1 ,Cb1 をトラン
ジスタQb1 を通じて直列に接続し、該直列接続された
状態で極性反転回路のトランジスタQ5 ,Q6の直列回
路にダイオードD3 を通じて印加する昇圧回路構成と、
トランジスタQ 2 がオンすると、ダイオードD51を通じ
て充電されるコンデンサCa2 とダイオードD52及びト
ランジスタQa2 を通じて充電されるコンデンサCb2
とを備え、放電時には両コンデンサCa1 ,Cb1 をト
ランジスタQb2 を通じて直列に接続し、該直列接続さ
れた状態で極性反転回路のトランジスタQ3 ,Q4 の直
列回路にダイオードD2 を通じて印加する昇圧回路構成
とを図11におけるエネルギ蓄積用コンデンサC1 ,C
2 の代わりに用いている。
【0076】制御回路は図23では図示していないが、
各トランジスタQ1 ,Q2 、Q3 〜Q6 を制御するとと
もにトランジスタQa1 ,Qa2 を充電時にオンし、Q
1,Qb2 を放電時にオンするように制御するものを
用いる。而して本実施形態では、トランジスタQ1 がオ
ンしている時には、トランジスタQa1 もオンして、コ
ンデンサCa1 ,Cb1 を並列的に充電する。この時の
コンデンサCa1 ,Cb1 の両端電圧は平滑回路3の出
力電圧Eとなる。同様にトランジスタQ2 がオンしてい
る時には、トランジスタQa1 もオンして、コンデンサ
Ca2 ,Cb2 を並列的に充電する。この時のコンデン
サCa2 ,Cb2の両端電圧は平滑回路3の出力電圧E
となる。そして極性反転回路に対して放電を行う場合に
はトランジスタQa1 がオフし、トランジスタQb1
オンして、コンデンサCa1 ,Cb1 を直列的に接続し
て放電させる。この時のコンデンサCa1 ,Cb1 の直
列回路の両端電圧は平滑回路3の出力電圧Eの2倍とな
る。同様にトランジスタQa2 がオフし、トランジスタ
Qb2 がオンして、コンデンサCa2 ,Cb2 を直列的
に接続して放電させる。この時のコンデンサCa2 ,C
2 の直列回路の両端電圧は平滑回路3の出力電圧Eの
2倍となる。
【0077】つまり平滑回路3の出力電圧(約140乃
至170V)の倍の電圧(約280〜340V)の電圧
が極性反転回路を通じて予熱型放電灯91,92の直列
回路の両端に印加されることになる。ここで予熱型放電
灯91,92が40Wの蛍光灯の場合、ランプ電圧のピ
ーク値が約130Vであるから2灯直列の場合約260
Vより高い電圧を必要とするが、本実施形態では約28
0〜340Vの電圧を予熱型放電灯91,92の直列回
路の両端に印加し、しかもその電圧は高すぎることも無
いので、両放電灯91,92を安定良く点灯することが
できることになる。
【0078】放電灯91,92のフィラメントf11,f
12、f21,f22の予熱電流は、極性反転回路のトランジ
スタQ3 ,Q6 がオンした時にはダイオードD2 →トラ
ンジスタQ3 →フィラメントf11→コンデンサCp1
フィラメントf12→フィラメントf21→コンデンサCp
2 →トランジスタQ6 の経路で流れ、極性反転回路のト
ランジスタQ4 ,Q5 がオンした時にはダイオードD3
→トランジスタQ5 →フィラメントf22→コンデンサC
2 →フィラメントf21→フィラメントf12→コンデン
サCp1 →トランジスタQ4 の経路で流れる。
【0079】尚ランプ始動用高圧発生回路8の構成は基
本的には実施形態1に準ずるものであるが、2灯直列の
放電灯91,92を始動させるのに十分な電圧が得られ
るように構成されているのは勿論である。 (実施形態9)本実施形態は、図11の回路における予
熱回路7を変えたもので、図24に示すように極性反転
回路のトランジスタQ4 ,Q6 が交互にオンオフするこ
とを利用し、コンデンサCp1 と予熱型放電灯9のフィ
ラメントf1 との直列回路をトランジスタQ4 を介して
平滑回路3の出力端a,b間に接続し、またコンデンサ
Cp2 と予熱型放電灯9のフィラメントf2 との直列回
路をトランジスタQ6 を介して平滑回路3の出力端a,
b間に接続して予熱回路を構成し、トランジスタQ4
オンしたときには平滑回路3の出力端a→コンデンサC
1 →フィラメントf1 →トランジスタQ4 →平滑回路
3の出力端bの経路でコンデンサCp1 の充電電流が流
れ、トランジスタQ4 がオフしトランジスタQ1 がオン
した時にはコンデンサCp1 の電荷をコンデンサCp1
→平滑回路3の出力端a→ダイオードD1 →トランジス
タQ1 →コンデンサC1 →コンデンサC2 →ダイオード
2→トランジスタQ3 →フィラメントf1 →コンデン
サCp1 で放電させてフィラメントf1 の予熱を常時行
う。
【0080】またトランジスタQ6 がオンしたときには
平滑回路3の出力端a→コンデンサCp2 →フィラメン
トf2 →トランジスタQ6 →出力端bの経路でコンデン
サCp2 の充電電流が流れ、トランジスタQ6 がオフし
トランジスタQ2 がオンした時にはコンデンサCp2
電荷をコンデンサCp2 →平滑回路3の出力端a→ダイ
オードD1 →トランジスタQ2 →コンデンサC2 →コン
デンサC1 →ダイオードD3 、→トランジスタQ5 →フ
ィラメントf2 →コンデンサCp2 の経路で放電させて
フィラメントf2 の予熱を常時行う。
【0081】各予熱電流はコンデンサC1 又はC2 の容
量を適宜選定することにより適切な値に設定することが
できる。尚図21は予熱にかかる要部のみ示しており、
その他の構成は図11の回路に準ずる。 (実施形態10)本実施形態は図25に示すようにコン
デンサCp1 ,CP2 をトランジスタQ 4 ,Q6 に予熱
型放電灯9のフィラメントf1 ,f2 を介して並列に接
続した点で実施形態9と相違する。
【0082】本実施形態では、トランジスタQ3 がオン
しトランジスタQ4 がオフしたときに、フィラメントf
1 を通じてコンデンサCp1 に充電電流を流し、トラン
ジスタQ3 がオフしトランジスタQ4 がオンしたとき
に、コンデンサCp1 の電荷をコンデンサCp1 →フィ
ラメントf1 →トランジスタQ4 →コンデンサCp1
経路で放電させてフィラメントf1 に予熱電流を流す。
同様にトランジスタQ5がオンしトランジスタQ6 がオ
フしたときに、フィラメントf2 を通じてコンデンサC
2 に充電電流を流し、トランジスタQ5 がオフしトラ
ンジスタQ6 がオンしたときに、コンデンサCp2 の電
荷をコンデンサCp2 →フィラメントf2→トランジス
タQ6 →コンデンサCp2 の経路で放電させてフィラメ
ントf2 に予熱電流を流す。
【0083】このように本実施形態ではトランジスタQ
4 ,Q6 が交互にオンオフする時にコンデンサCp1
Cp2 が充放電してフィラメントf1 ,f2 に予熱電流
を流す。尚図25は予熱にかかる要部のみ示しており、
その他の構成は図11の回路に準ずる。
【0084】(実施形態11)本実施形態は図26に示
すようにランプ始動用高圧発生回路8のトランジスタを
極性反転回路のトランジスタで兼用させた回路構成にお
いて、ランプ始動用高圧発生回路8を構成するコンデン
サの両端電圧の変化を利用して予熱型放電灯9のフィラ
メントf1 ,f2 に予熱電流を流そうとするものであ
り、予熱型放電灯9のフィラメントf1 の一端を極性反
転回路のトランジスタQ3 とQ4 の接続点に、またフィ
ラメントf2 の一端をトランジスタQ5 とQ6 の接続点
に接続し、ランプ始動用高圧発生回路8のコンデンサC
S1の両端をコンデンサCp3 を介してフィラメントf2
に接続し、またコンデンサCS5の両端をコンデンサCp
1 及びCp2 を介してフィラメントf1 に接続してあ
る。
【0085】尚図26には制御回路を示していないが図
17の回路に準ずるものを使用する。従って本実施形態
ではランプ始動用高圧発生回路8のコンデンサCS1の両
端電圧によりフィラメントf 2 に予熱電流が流れ、また
ランプ始動用高圧発生回路8のコンデンサCS5の両端電
圧によりフィラメントf 1 に予熱電流が流れるのであ
る。
【0086】以上のように実施形態9乃至11では予熱
型放電灯9のフィラメントf1 ,f 2 の予熱を適切に行
うことができる。尚各実施形態1乃至11での説明を省
略したが、ダイオードD1 乃至D3 、D 11乃至D14、D
2a,D2b,D3a,D3bは逆流防止コンデンサであり、回
路動作原理上必ずしも必要でない場合もあるが、それぞ
れの回路動作を安定化して寄生ダイオードによる回り込
み、誤動作を防止すると共に、電力損失を低減する作用
がある。またトランジスタの耐圧が低減できる等の利点
を負荷する。ランプ始動用高圧発生回路8からはトラン
ジスタ等スイッチング素子を介することなく、抵抗
1 ,R2 により直接接続することにより回路部品を削
減し、安価な構成が得られるように図っている。
【0087】予熱用の抵抗RP を図1等の回路では1個
としているが、予熱型放電灯の各フィラメント毎に1個
づつ接続して予熱電流が予熱型放電灯の左右でアンバラ
ンスとならないようにすることもできる。更にスイッチ
ング素子としてはMOSFETのようなトランジスタを
使用しているが、高速スイッチ昨日を有するスイッチン
グ素子であれば使用可能である。
【0088】またエネルギ蓄積用コンデンサとして用い
た降圧回路構成や昇圧回路構成は実施形態の構成に特に
限定されるものではない。更に各実施形態では予熱型放
電灯を光源として用いているが、高輝度放電灯、冷陰極
放電灯等の放電灯の点灯装置として用いても良く、この
場合予熱回路が省略できる。更に放電灯以外の光源、ハ
ロゲン電球、LED、フラットパネルディスプレイ、E
Lランプの点灯駆動源としても用いることができる。
【0089】
【発明の効果】請求項1の発明は、直流電源と、直流電
源に充電用スイッチング素子を介して並列に接続された
エネルギ蓄積用コンデンサと、エネルギ蓄積用コンデン
サの両端に接続されてエネルギ蓄積用コンデンサの電圧
を放電灯の両端に極性を交互に反転させて印加する極性
反転回路と、放電灯に始動用の高圧電圧を印加するラン
プ始動用高圧発生回路とを備えるととに、極性反転回路
の極性反転周波数を臨界融合周波数以上とするように制
御する制御回路を備えたので、特に請求項2の発明は、
請求項1の発明において、極性反転回路を、エネルギ蓄
積用コンデンサに並列に接続された第1のスイッチング
素子と第2のスイッチング素子の直列回路並びに第3の
スイッチング素子と第4のスイッチング素子の直列回路
からなり、第1のスイッチング素子と第2のスイッチン
グ素子の中点と、第3のスイッチング素子と第4のスイ
ッチング素子の中点との間に予熱型放電灯を接続した回
路により構成するとともに、第1のダイオードと予熱型
放電灯の一方のフィラメントと第2のスイッチング素子
との直列回路と第2のダイオードと予熱型放電灯の他方
のフィラメントと第4のスイッチング素子との直列回路
とを並列に接続し、該並列回路を予熱用スイッチング素
子と予熱電流制御用素子の直列回路を介して直流電源に
並列接続した予熱回路を付加し、制御回路は、始動時に
第2、第4のスイッチング素子及び予熱用スイッチング
素子を一定期間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメン
トに予熱電流を流し、一定期間経過後にランプ始動用高
圧発生回路からの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加
させて始動させるとともに、第1乃至第4のスイッチン
グ素子が全てオフ期間中充電用スイッチング素子をオン
させてエネルギ蓄積用コンデンサを充電し、充電用スイ
ッチング素子がオフ期間中に第1、第4のスイッチング
素子と第2、第3のスイッチング素子とを交互にオンオ
フして予熱型放電灯に臨界融合周波数以上の電流を流し
て点灯させる制御を行うので、従来のように点灯回路に
必要なチョークコイルやトランス等の大型で重い部品を
使用することなく、主としてスイッング素子、コンデン
サ等の小型、軽量な回路素子で点灯回路を実現でき、そ
のため装置全体の小型、軽量、薄型化が図れるとともに
コストも安価となるという効果があり、しかも点灯周波
数が臨界融合周波数以上を使用するのでちらつきがな
く、良好な視環境のもとで点灯できるという効果があ
る。更に点灯周波数を高くすることによりエネルギ蓄積
用コンデンサの容量を小さくすることが可能となって半
導体基板上にスイッチング素子等の半導体部品とともに
一体形成でき、より小型の点灯回路の実現が図れる。そ
の上磁性部品を使用しないことによって、磁界の影響を
受けやすいコンピュータ等の機器に対する危険が無くな
るという効果もある。また点灯回路の小型化に伴って点
灯回路を使用する照明器具の意匠の自由度が増し、更に
薄型化にともなって器具本体、反射板等を一体形成する
ことも可能になる上に点灯回路の放熱も容易になり、更
に点灯回路を収納する筐体を照明器具の一部を利用する
ことも可能なり、照明器具全体のコストの低減が図れる
という効果がある。また磁性部品を使用しないことによ
って、磁界の影響を受けやすいコンピュータ等の機器に
対する危険が無くなるという効果もある。
【0090】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、極性反転回路を、エネルギ蓄積用コンデンサに並列
に接続された第1のスイッチング素子と第2のスイッチ
ング素子の直列回路並びに第1のコンデンサと第2のコ
ンデンサの直列回路からなり、第1のスイッチング素子
と第2のスイッチング素子の中点と、第1のコンデンサ
と第2のコンデンサの中点との間に予熱型放電灯を接続
した回路で構成するとともに、第1のダイオードと予熱
型放電灯の一方のフィラメントと第2のスイッチング素
子との直列回路と第2のダイオードと予熱型放電灯の他
方のフィラメントと第2のコンデンサ素子との直列回路
とを並列に接続し、該並列回路を予熱用スイッチング素
子と予熱電流制御用素子の直列回路を介して直流電源に
並列接続した予熱回路を備え、制御回路は、始動時に第
2のスイッチング素子及び予熱用スイッチング素子を一
定期間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメントに予熱
電流を流し、一定期間経過後にランプ始動用高圧発生回
路からの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加させて始
動させるとともに、第1、第2のスイッチング素子がオ
フ期間中充電用スイッチング素子をオンさせてエネルギ
蓄積用コンデンサを充電し、充電用スイッチング素子が
オフ期間中に第1、第2のスイッチング素子を交互にオ
ンオフして予熱型放電灯に臨界融合周波数以上の電流を
流して点灯させる制御を行うので、上記の効果に加えて
極性反転回路のスイッチング素子の数を減らせて、制御
回路の簡略化及びコストの低減が図れる。
【0091】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、第1若しくは第2のコンデンサを廃したので、回路
構成をより簡略化でき、一層の小型、軽量、薄型化が図
れ且つ、コストの低減が図れる。請求項5の発明は、請
求項1の発明において、極性反転回路を、エネルギ蓄積
用コンデンサに並列に接続された第1のスイッチング素
子と第2のスイッチング素子の直列回路並びに第1のコ
ンデンサと第2のコンデンサの直列回路からなり、第1
のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の中点
と、第1のコンデンサと第2のコンデンサの中点との間
に予熱型放電灯を接続した回路で構成するとともに、第
1のダイオードと予熱型放電灯の一方のフィラメントと
第2のスイッチング素子との直列回路と第2のダイオー
ドと予熱型放電灯の他方のフィラメントと第2のコンデ
ンサ素子との直列回路とを並列に接続し、該並列回路を
予熱用スイッチング素子と予熱電流制御用素子の直列回
路を介して直流電源に並列接続した予熱回路を備え、制
御回路は、始動時に第2のスイッチング素子及び予熱用
スイッチング素子を一定期間オンさせて予熱型放電灯の
両フィラメントに予熱電流を流し、一定期間経過後にラ
ンプ始動用高圧発生回路からの高圧電圧を予熱型放電灯
の両端に印加させて始動させるとともに、第2のスイッ
チング素子と、第1のスイッチング素子とを交互にオン
オフさせ、第2のスイッチング素子のオン時にエネルギ
蓄積用コンデンサを充電し、第1のスイッチング素子と
第2のスイッチング素子の交互のオンオフにより予熱型
放電灯に臨界融合周波数以上の電流を流して点灯させる
ので、充電用スイッチング素子を極性反転回路のスイッ
チング素子で兼用させるため、回路構成の簡略化が図
れ、小型、軽量、薄型化とコストの低減が可能となる。
【0092】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、第1若しくは第2のコンデンサを廃したので、請求
項5の発明の効果に加えて、より一層の回路構成の簡略
化と小型、軽量、薄型化及びコストの低減が図れる。請
求項7の発明は、請求項5の発明において、充電用スイ
ッチング素子を廃し、極性反転回路の第1及び第2のス
イッチング素子をエネルギ蓄積用コンデンサの充電用ス
イッチング素子と共用させ、エネルギ蓄積用コンデンサ
を第1及び第2のコンデンサと共用させたので、更に一
層の回路構成の簡略化と小型、軽量、薄型化及びコスト
の低減が図れる。
【0093】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、第1若しくは第2のコンデンサを廃したので、更に
また一層の回路構成の簡略化と小型、軽量、薄型化及び
コストの低減が図れる。請求項9の発明は、直流電源
と、直流電源の両端に第1の充電用スイッチング素子を
介して並列に接続された第1のエネルギ蓄積用コンデン
サと、直流電源の両端に第2の充電用スイッチング素子
を介して接続された第2のエネルギ蓄積用コンデンサ
と、第1のエネルギ蓄積用コンデンサに並列に第1のス
イッチング素子と第2のスイッチング素子との直列回路
を接続し、第2のエネルギ蓄積用コンデンサに並列に第
3のスイッチング素子と第4のスイッチング素子との直
列回路を接続し、第1のスイッチング素子と第2のスイ
ッチング素子の中点と、第3のコンデンサと第4のコン
デンサの中点との間に放電灯を接続した極性反転回路
と、放電灯に高圧を印加して始動させるランプ始動用高
圧発生回路と、ランプ始動用高圧発生回路からの高圧電
圧を放電灯の両端に印加させて始動させるとともに、第
1の充電用スイッチング素子及び第2、第3のスイッチ
ング素子と、第2の充電言うスイッチング素子及び第
1、第4のスイッチング素子とを交互にオンオフさせて
予熱型放電灯に臨界融合周波数以上の電流を流して点灯
させる制御を行う制御回路とを備えたので、交流電源か
らの入力電流が連続的になって電源の利用率が向上し、
しかも放電灯に流れるランプ電流も正負のアンバランス
が無く、暗端効果を生じずないという効果がある。
【0094】請求項10の発明は、請求項1乃至請求項
7の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサは複数の
コンデンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充電
時に並列に接続し、放電時に直列に接続して電源電圧よ
り高い電圧を出力する昇圧回路を構成したので、予熱型
放電灯を直列点灯させることができる。請求項11の発
明は、請求項1乃至請求項7の発明において、エネルギ
蓄積用コンデンサは複数のコンデンサ素子からなり、こ
れらコンデンサ素子を充電時に直列に接続し、放電時に
並列に接続して電源電圧より低い電圧を出力する降圧回
路を構成したので、電源電圧より低いランプ電圧の放電
灯を安定良く点灯させることができる。
【0095】請求項12の発明は、請求項1乃至11の
発明において、放電灯として複数用いたので、複数点灯
の照明器具が実現できる。請求項13の発明は、請求項
1乃至12の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサ
の放電時の電圧をランプ電圧のピーク値の1乃至5倍に
設定するので、1灯乃至複数の直列点灯が可能となる。
【0096】請求項14の発明は、請求項1乃至13の
発明において、極性反転回路のスイッチング素子のオン
デューティを制御して予熱型放電灯のランプ電流を安定
化するとともに調光制御するので、安定点灯が図れる上
に調光点灯も行える。請求項15の発明は、請求項1乃
至13の発明において、極性反転回路のスイッチング素
子のオンデューティを制御して点灯時の予熱型放電灯の
ランプ電流を安定化するとともに予熱時のスイッチング
素子のオンデューティを点灯時のオンデュテーティとは
変えて予熱電流を制御するので、通常点灯時には安定点
灯が行え且つ予熱時には適切な予熱が行える。
【0097】請求項16の発明は、請求項1乃至13の
発明において、ランプ始動用高圧発生回路は、コックク
ロフトウォルトン回路と該コッククロフトウォルトン回
路のコンデンサの充電を制御するスイッチング素子とに
より構成したので、パルストランス等を設けることなく
コンデンサとスイッチング素子により始動器が実現で
き、そのため装置全体の小型、軽量、薄型化に寄与でき
る。
【0098】請求項17の発明は、請求項1乃至13の
発明において、スイッチング素子にMOSFETを用い
るとともに、該MOSFETの寄生ダイオードに対して
逆方向のダイオードを当該スイッチング素子に直列に接
続したので、MOSFETの寄生ダイオードによる回り
込みが防げて安定した回路動作が得られる。請求項18
の発明は、請求項1乃至13の発明において、極性反転
回路はエネルギ蓄積用コンデンサに並列に接続された第
1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の直列
回路並びに第3のスイッチング素子と第4のスイッチン
グ素子の直列回路からなり、第1のスイッチング素子と
第2のスイッチング素子の中点と、第3のスイッチング
素子と第4のスイッチング素子の中点との間に予熱型放
電灯を接続し、予熱型放電灯のフィラメントに予熱電流
を流す予熱用電源を極性反転回路のスイッチング素子の
両端電圧より得るので、別個に予熱回路を設ける必要が
なく回路構成の簡略化、小型、軽量、薄型化及びコスト
の低減が図れる上に、しかも常時予熱が行える。
【0099】請求項19の発明は、請求項1乃至13の
発明において、放電灯として予熱型放電灯を用いるとと
もに、ランプ始動用高圧発生回路をコッククロフトウォ
ルトン回路により構成し、該ランプ始動用高圧発生回路
を構成する一部のコンデンサの電圧を予熱型放電灯のフ
ィラメントに予熱電流を流す予熱用電源として用いるの
で、予熱回路の電源供給路を特別に設ける必要がなくな
り、回路の簡略化が図れる。
【0100】請求項20の発明は、請求項6の発明にお
いて、コッククロフトウォルトン回路のコンデンサの充
電を制御するスイッチング素子を極性反転回路のスイッ
チング素子と共用したので、スイッチング素子の個数を
削減でき、回路構成の簡略化、小型、軽量、薄型化及び
コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一部省略した実施形態1の回路図であ
る。
【図2】同上に用いる制御回路の回路ブロック図であ
る。
【図3】同上の制御回路の動作説明用タイムチャートで
ある。
【図4】同上の点灯時の動作説明用タイムチャートであ
る。
【図5】本発明の基本的構成を示す回路ブロック図であ
る。
【図6】同上の動作説明用タイムチャートである。
【図7】本発明の一部省略した実施形態2の回路図であ
る。
【図8】本発明の一部省略した実施形態3の回路図であ
る。
【図9】同上の点灯時の動作説明用タイムチャートであ
る。
【図10】本発明の一部省略した実施形態3の改良例の
回路図である。
【図11】本発明の一部省略した実施形態4の回路図で
ある。
【図12】同上に用いる制御回路の回路ブロック図であ
る。
【図13】同上の制御回路の動作説明用タイムチャート
である。
【図14】同上の点灯時の動作説明用タイムチャートで
ある。
【図15】同上のエネルギ蓄積用コンデンサの容量とラ
ンプ電流の関係説明図である。
【図16】同上のエネルギ蓄積用コンデンサの放電時間
とランプ電流の関係説明図である。
【図17】本発明の一部省略した実施形態5の回路図で
ある。
【図18】同上に用いる制御回路の回路ブロック図であ
る。
【図19】同上の制御回路の動作説明用タイムチャート
である。
【図20】同上の点灯時の動作説明用タイムチャートで
ある。
【図21】本発明の一部省略した実施形態6の回路図で
ある。
【図22】本発明の一部省略した実施形態7の回路図で
ある。
【図23】本発明の一部省略した実施形態8の回路図で
ある。
【図24】本発明の一部省略した実施形態9の回路図で
ある。
【図25】本発明の一部省略した実施形態10の回路図
である。
【図26】本発明の一部省略した実施形態11の回路図
である。
【符号の説明】 1 交流電源 2 整流回路 3 平滑回路 4 点灯回路 7 予熱回路 8 ランプ始動用高圧発生回路 9 予熱型放電灯 C1 エネルギ蓄積用コンデンサ CS1〜CS6 コンデンサ C01〜C05 コンデンサ D1 〜D3 ダイオード DS1〜DS6 ダイオード Q1 ,Q3 〜Q9 トランジスタ R1 ,RP 抵抗
【手続補正書】
【提出日】平成8年12月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項9
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項10
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項11
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項15
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項16
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項17
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項18
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項19
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項20
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】特開平5−174987号公報、特開平
3−110625号公報には、光源を臨界融合周波数以
上の周波数でちらつくなく連続発光させるための光源点
灯装置を、チョークコイルやトランスを使用しない
り小型且つ軽量化、薄型化すると共に、効率の高い光源
点灯装置を提供するものであった。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】請求項8の発明では、請求項7の発明にお
いて、第1若しくは第2のコンデンサを廃したことを特
徴とする。請求項9の発明では、直流電源と、直流電源
の両端に第1の充電用スイッチング素子を介して並列に
接続された第1のエネルギ蓄積用コンデンサと、直流電
源の両端に第2の充電用スイッチング素子を介して接続
された第2のエネルギ蓄積用コンデンサと、第1のエネ
ルギ蓄積用コンデンサに並列に第1のスイッチング素子
と第2のスイッチング素子との直列回路を接続し、第2
のエネルギ蓄積用コンデンサに並列に第3のスイッチン
グ素子と第4のスイッチング素子との直列回路を接続
し、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子
の中点と、第3のコンデンサと第4のコンデンサの中点
との間に放電灯を接続した極性反転回路と、放電灯に高
圧を印加して始動させるランプ始動用高圧発生回路と、
ランプ始動用高圧発生回路からの高圧電圧を放電灯の両
端に印加させて始動させるとともに、第1の充電用スイ
ッチング素子及び第2、第3のスイッチング素子と、第
2の充電スイッチング素子及び第1、第4のスイッチ
ング素子とを交互にオンオフさせて予熱型放電灯に臨界
融合周波数以上の電流を流して点灯させる制御を行う制
御回路とを備えたことを特徴とする。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】請求項10の発明では、請求項1乃至請求
の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサは複数
のコンデンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充
電時に並列に接続し、放電時に直列に接続して電源電圧
より高い電圧を出力する昇圧回路を構成したことを特徴
とする。請求項11の発明では、請求項1乃至請求項
の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサは複数のコ
ンデンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充電時
に直列に接続し、放電時に並列に接続して電源電圧より
低い電圧を出力する降圧回路を構成したことを特徴とす
る。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】請求項15の発明では、請求項1乃至1
の発明において、極性反転回路のスイッチング素子のオ
ンデューティを制御して点灯時の予熱型放電灯のランプ
電流を安定化するとともに予熱時のスイッチング素子の
オンデューティを点灯時のオンデュテーティとは変えて
予熱電流を制御することを特徴とする。請求項16の発
明では、請求項1乃至1の発明において、ランプ始動
用高圧発生回路は、コッククロフトウォルトン回路と該
コッククロフトウォルトン回路のコンデンサの充電を制
御するスイッチング素子とにより構成したことを特徴と
する。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】請求項17の発明では、請求項1乃至1
の発明において、スイッチング素子にMOSFETを用
いるとともに、該MOSFETの寄生ダイオードに対し
て逆方向のダイオードを当該スイッチング素子に直列に
接続したので、寄生ダイオードによる回り込みを防いで
安定した動作が得られる。請求項18の発明では、請求
項1乃至1の発明において、極性反転回路はエネルギ
蓄積用コンデンサに並列に接続された第1のスイッチン
グ素子と第2のスイッチング素子の直列回路並びに第3
のスイッチング素子と第4のスイッチング素子の直列回
路からなり、第1のスイッチング素子と第2のスイッチ
ング素子の中点と、第3のスイッチング素子と第4のス
イッチング素子の中点との間に予熱型放電灯を接続し、
予熱型放電灯のフィラメントに予熱電流を流す予熱用電
源を極性反転回路のスイッチング素子の両端電圧より得
ることを特徴とする。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】請求項19の発明では、請求項1乃至1
の発明において、放電灯として予熱型放電灯を用いると
ともに、ランプ始動用高圧発生回路をコッククロフトウ
ォルトン回路により構成し、該ランプ始動用高圧発生回
路を構成する一部のコンデンサの電圧を予熱型放電灯の
フィラメントに予熱電流を流す予熱用電源として用いる
ことを特徴とする。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】請求項20の発明では、請求項1乃至15
の発明において、コッククロフトウォルトン回路のコン
デンサの充電を制御するスイッチング素子を極性反転回
路のスイッチング素子と共用したことを特徴とする。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】
【発明の実施の形態】本発明を実施形態により説明す
る。 (実施形態1)図5は本実施形態の基本的な回路構成を
示すもので、図示するように交流電源1から整流回路2
を介して平滑用コンデンサC05からなる平滑回路3を接
続し、その出力端a,b間に直流電圧発生する。平滑
回路3の出力端a,b間には点灯回路を構成する点灯回
路4を接続するとともに、点灯回路4を介してその制御
回路5を接続し、その点灯回路4の出力側には切換回路
6を介して負荷となる蛍光灯等の予熱型放電灯9を光源
として接続している。
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】予熱型放電灯9がラピッドスタート蛍光灯
等の光源にあっては点灯後も幾分予熱を継続する場合も
あるが、一般には点灯後予熱及び始動用高圧発生回路8
はその動作を停止する。図1は上記基本的回路の具体回
路を示しており、交流電源1を整流する整流回路2はダ
イオードブリッジDBと、雑音防止及びサージ吸収用コ
ンデンサC01〜C04とから構成される。平滑回路3は平
滑用コンデンサC05からなり、その平滑用コンデンサC
05の両端である出力端a,b間に直流電圧Eを発生す
る。出力端a,b間にはダイオードD1 、MOSFET
からなるトランジスタQ1 、エネルギ蓄積用コンデンサ
1 の直列回路が並列に接続され、エネルギ蓄積用コン
デンサC1 の両端にはダイオードD2 、MOSFETか
らなるトランジスタQ3 ,Q 4 の直列回路が、またダイ
オードD3 ,MOSFETからなるトランジスタQ5
6 の直列回路が夫々並列に接続され、またトランジス
タQ3 とQ4 の接続点と、トランジスタQ5 とQ6 の接
続点との間には蛍光灯からなる予熱型放電灯9の両フィ
ラメントf1 ,f2 の一端が接続されている。トランジ
スタQ3 乃至トランジスタQ6 は予熱型放電灯9の両端
に印加される電圧の極性を反転させる極性反転回路を構
成しており、この極性反転回路は図の切換回路6を兼
ねるとともにダイオードD1 、トランジスタQ1 、エネ
ルギ蓄積用コンデンサC1 とで点灯回路4を構成してい
る。
【手続補正19】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】さて予熱タイマTPHが時間t02でタイム
アップすると出力がオフして、予熱パルス発生回路PG
1からの駆動信号が発生しなくなり、トランジスタ
4 ,Q 6 及びQ9 がオフする。図3(b)は予熱期間
を示す。一方駆動信号発生用タイマTPGは予熱タイマ
TPHのタイプアップと同様に時間t02でタイムアップ
してその出力を図3(c)に示すようにオンする。この
オンに伴って駆動信号発生用タイマTPG2が限時動作
を図3(d)に示すように開始してその出力をオンす
る。このオンにより駆動信号発生回路PG2は図3
)に示す区間動作してトランジスタQ7 ,Q8 を交
互にオン、オフする駆動信号を発生させてトランジスタ
7 ,Q8 のゲートに印加する。
【手続補正20】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】このようにしてトランジスタQ7 ,Q8
交互にオンオフを繰り返すことにより、コンデンサCS6
とダイオードDS6との接続点には平滑回路3の出力端a
の電圧Eの4倍の電圧が発生し、予熱型放電灯9のフィ
ラメントf2 の一端に印加される。上記時間t02では駆
動信号発生回路PG3が図3()に示すように動作を
開始して、トランジスタQ3 ,Q5 と、Q4 ,Q6 とを
交互にオンオフさせる駆動信号を発生させるとともに、
トランジスタQ3 ,Q5 ,Q4 ,Q6 が共にオフする期
間を設定してこの期間にトランジスタQ1 をオンする駆
動信号を発生させる。
【手続補正21】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】更に時間t3 に達すると、トランジスタQ
3 ,Q6 はオフしてトランジスタQ 4 ,Q5 がオンする
ことにより、エネルギ蓄積用コンデンサC1 →ダイオー
ドD 3 →トランジスタQ5 →予熱型放電灯9→トランジ
スタQ4 →エネルギ蓄積用コンデンサC1 の回路でコン
デンサC1 の残りの電荷が放電しようとする。このよう
に予熱型放電灯9には制御回路5の働きにより極性が交
互に代わる数十Hz以上の高周波電圧が予熱型放電灯
9の両端に印加される。このときランプ始動用高圧発生
回路8により抵抗R1 を介して高電圧が予熱型放電灯9
の両端に印加されているので、予熱型放電灯9は図3
)に示すように時間t03にて始動する。そしてエネ
ルギ蓄積用コンデンサC1 からの放電電流が十数Hz
の高周波に変換されて予熱型放電灯9に流れて臨界融合
周波数以上の周波数で予熱型放電灯9は点灯する。図4
の時間t4 以降は先程の時間t1 からの動作を繰り返
す。図4(f)はエネルギ蓄積用コンデンサC1 の両端
電圧を変化を、また同図(g)はトランジスタQ3 ,Q
6 に流れる電流を、同図(h)はトランジスタQ4 ,Q
5 に流れる電流を、同図(i)はランプ電流を示す。
【手続補正22】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】このように図3に示す如く時間t01で電源
が電源投入されると蛍光灯のような予熱型放電灯9のフ
ィラメントf1 ,f2 に数秒間電流を流して予熱し、フ
ィラメントf1 ,f2 からの熱電子放出を容易にして予
熱型放電灯9の始動電圧を下げ、数十Hzの高周波が
予熱型放電灯9に印加される時間t02以降に予熱型放電
灯9を始動点灯させる(時間t03)ものであり、予熱型
放電灯9が点灯後最早必要でない、予熱回路7及びラン
プ始動用高圧発生回路8を時間t02,t04で夫々動作を
停止させる。
【手続補正23】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】本実施形態は、上述のようにチョークコイ
ルやトランスを全く使用せず主としてコンデンサとトラ
ンジスタようなスイッチング素子、ダイオード等の半導
体部品のみで構成しているので、小型軽量薄型の光源点
灯装置が実現でき、また磁性部品を使用していないの
で、コンピュータ等への磁気ノイズの影響が少なくな
り、更に予熱型放電灯9を数十Hzで点灯するので蛍
光灯の場合、特に発光効率が高くなり全体として総合効
率の高い光源点灯装置を得ることができる。
【手続補正24】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】尚ランプ始動用高圧発生回路8から抵抗R
1 を介してトランジスタQ3 ,Q 4の接続点に接続して
いるが、代わりにコンデンサC3 ,C4 の接続点に接続
しても良い。またトランジスタQ3 ,Q4 を夫々オンデ
ュティ制御してランプ電流のアンバランス補正と安定化
及び調光を行うこともできる。 (実施形態3)本実施形態は図8に示すように実施形態
1に於けるダイオードD3 を無くすとともに、トランジ
スタQ5 ,Q6 の代わりに一つのコンデンサC3 に置き
換え、更にランプ始動用高圧発生回路8の高圧出力を抵
抗R1 を介してトランジスタQ 3 とQ4 との接続点に接
続した点で実施形態1と相違する。尚整流回路2、予熱
回路7、ランプ始動用高圧発生回路8、制御回路につい
ては実施形態1と具体回路が同じであるが、図8では省
略してある。
【手続補正25】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】次に本実施形態の動作を図9に基づいて説
明する。まずトランジスタQ1 ,Q3 ,Q4 は制御回路
5からの駆動信号により制御され、トランジスタQ1
図9(a)(c)に示すようにトランジスタQ4 と同時
にオン、オフし、トランジスタQ3 は図9()に示す
ようにトランジスタQ1,Q4 に対して交互にオン、オ
フする。
【手続補正26】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】時間t3 になると、トランジスタQ1 ,Q
4 がオンし、トランジスタQ 1 がオフするため再びコン
デンサC1 が充電される。一方コンデンサC3 に先程充
電された電荷はコンデンサC3 →予熱型放電灯9→トラ
ンジスタQ4 →→コンデンサC3 へと放電して上述の場
合とは逆の極性のランプ電流を形成する。時間t4 以降
は上記動作を繰り返すことにより、蛍光灯からなる予熱
型放電灯9に対して数十KHz以上、つまり臨界融合周
波数以上の高周波電流が流れて予熱型放電灯9を効率良
く点灯させる。
【手続補正27】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】図9(d)はエネルギ蓄積用コンデンサC
1 の両端電圧、同図(e)はトランジスタQ3 に流れる
電流、同図(f)はトランジスタQ4 に流れる電流、同
図(g)はランプ電流を夫々示す。上述の本実施形態
は、トランジスタQ1 ,Q3 ,Q4 を数十Hzの高速
でオンオフしているため、予熱型放電灯9のランプ電流
を形成する為のコンデンサC 1 ,C3 は小容量のもので
良く、又磁性部品を使用しない為、実施形態1と同様の
利点がある。
【手続補正28】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0048
【補正方法】変更
【補正内容】
【0048】従ってランプ電流の休止区間はエネルギ蓄
積用コンデンサC1 の充電時のみで済む。図8の回路構
成でのランプ電流アンバランスは、デュティ制御によ
り解決が可能である。勿論デュティ制御によりランプ電
流を適正化するとともに電流波形を平坦化することも
きる。
【手続補正29】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0051
【補正方法】変更
【補正内容】
【0051】予熱タイマTPHのオン出力を受けてオン
出力の発生期間中予熱パルス発生回路PG1はトランジ
スタQ9 のゲートに駆動信号を出力する(図13
(b))。一方駆動信号発生回路PG3(図13
(f))はトランジスタQ1 (図14(a))及び
3 ,Q6 (図14(c))と、Q2 (図14(b))
及びQ4 ,Q 5 (図14(d))とを図示するように駆
動する駆動信号を夫々のゲートに出力する。
【手続補正30】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正内容】
【0055】図13の時間t02にてトランジスタQ9
オフして予熱電流が遮断されるのと同時に駆動信号発生
回路PG2の出力によりランプ始動用高圧発生回路8の
トランジスタQ7 ,Q8 が実施形態1で説明した如く動
作し、抵抗R1 を通して高電圧が予熱型放電灯9に印加
され、時間t 03(図13(g))で予熱型放電灯9が数
Hz以上、つまり臨界融合周波数以上の高周波で実
施形態1のようにランプ電流の休止期間なく点灯を続け
る。
【手続補正31】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0059
【補正方法】変更
【補正内容】
【0059】(実施形態5)本実施形態は図11の回路
構成のランプ始動用高圧発生回路8内のトランジスタ
(図1のトランジスタQ7 ,Q8 に相当)の代わりに図
17に示すように極性反転回路のトランジスタQ5 ,Q
6 で兼用させ、且つ極性反転回路のトランジスタQ3
4 との間に予熱型放電灯9のフィラメントf2 を挿入
し、トランジスタQ5 とQ6 との間に予熱型放電灯9の
フィラメントf1 を挿入し、トランジスタQ3 ,Q4
短い区間同時にオンすることによりフィラメントf 1
電流を流し、またトランジスタQ5 ,Q6 短い区間
時にオンすることによりフィラメントf 2 に電流を流し
て夫々を予熱するようになっている。つまり予熱回路を
極性反転回路の一部を利用して構成している。
【手続補正32】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0061
【補正方法】変更
【補正内容】
【0061】次に本実施形態の動作を図19により説明
する。まず時間t01で電源投入があると、図1に示す
ように制御回路5が動作を開始し、図19(a)に示す
ように予熱タイマTPHは限時動作を開始して出力をオ
ンする。また電源投入と同時に点灯コントロール回路C
T1が働き、この点灯コントロール回路CT1の制御の
下で駆動信号発生回路PG22は一定周期のパルス信号
を発生する。一方点灯コトロール回路CT1の制御の下
で、予熱タイマTPHの出力がオン期間中オンデュティ
コントロール回路CT2は単安定マルチバイブレータM
M1,MM2の出力パルスのオンデュティを狭くするよ
うに単安定マルチバイブレータMM1,MM2の時定数
を設定すると共に、発振器と双安定マルチバイブレータ
とからなる駆動信号発生回路PG22からの同期信号を
点灯コントロール回路CT1を介して受けて単安定マル
チバイブレータMM1、MM2から同時に狭いオンデュ
ーティ出力パルスを出す。
【手続補正33】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0062
【補正方法】変更
【補正内容】
【0062】従ってパルス発生回路PG22からのパル
ス信号がバッファB1を通じて単安定マルチバイブレー
タMM1のトリガ信号となると共にオンデュティコント
ロール回路CT2からの信号がトリガ信号とに加わり、
単安定マルチバイブレータMM1は一定周期のパルス信
号を発生する。またパルス発生回路PG22からのパル
ス信号がノットゲートB2を通じて単安定マルチバイブ
レータMM2のトリガ信号となると共にオンデュティコ
ントロール回路CT2からの信号がトリガ信号とに加わ
り、単安定マルチバイブレータMM2は一定周期のパル
ス信号を発生する。これによりトランジスタQ 1 ,トラ
ンジスタQ 5 及びトランジスタQ 6 がオンして、フィラ
メントf 2 に予熱電流を流すと共に、トランジスタ
2 ,トランジスタQ3 及びトランジスタQ4 がオンし
て、フィラメントf2 に予熱電流を流す。両フィラメン
トf1 ,f2 に電流が流れる期間は予熱タイマTPHの
出力がオン期間の約1秒である。
【手続補正34】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0063
【補正方法】削除
【手続補正35】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0064
【補正方法】変更
【補正内容】
【0064】後制御回路5は点灯モードに制御動作を
移行し、点灯コントロール回路CT1及びオンデュティ
コントロール回路CT2の働きにより単安定マルチバイ
ブレータMM1,MM2の出力パルスのオンデュティを
拡げると共にドライバDr1乃至Dr3 とドイラバDr
4 乃至Dr6 が交互に出力パルスを出す(図19
(f)。同時にランプ始動用高圧発生回路8の入力端が
スイッチング素子S1 を介してダイオードD3 とトラン
ジスタQ5 の直列回路に並列接続され、ランプ始動用高
圧発生回路8が図19(c)に示すように動作を開始し
て高圧を発生させる。このスイッチンブ素子S1 は半導
体スイッチング素子からなり、例えば制御回路5に設け
た始動用タイマ(図示せず)を予熱タイマTPHの出力
の立ち下がりから一定時間限時動作させ(図19
(d))、その限時動作期間中オンするようなものであ
り、このオン期間がランプ始動用高圧発生回路8から発
生する高電圧が抵抗R1 を介して予熱型放電灯9の両端
に印加され期間(図19(e))となり、例えばこの期
間(t02−t04) 中の例えば時間t03で放電灯9は図1
9(g)に示すように点灯することになる。。図20は
点灯モード下における各部の動作波形を示しており、同
図(a)はトランジスタQ1 の動作を、また同図(b)
はトランジスタQ2 の動作を、更に同図(c)はトラン
ジスタQ3 ,Q6 の動作を、同図(d)はトランジスタ
4 ,Q5 の動作を示し、時間t1 −t11ではトランジ
スタQ1 ,Q3 ,Q6 がオンし、時間t2 −t21ではト
ランジスタQ2 ,Q4 ,Q5 がオンするというように高
周波の各半サイクルにおいて交互にオンするようにトラ
ンジスタQ1 〜Q6 を制御する。これによりコンデンサ
1 の両端電圧は同図(e)に示すように、またコンデ
ンサC2 の両端電圧は同図(f)に示すように充放電に
より変化する。そして極性反転回路を構成するトランジ
スタQ4 ,Q5 には同図(g)に示すように電流が流
れ、またトランジスタQ3 ,Q6 には同図(h)に示す
ように電流が流れ、予熱型放電灯9には同図(i)に示
すようにランプ電流が流れる。 尚エネルギ蓄積用コン
デンサC1 ,C2 の充電、放電のデュティを変える為ト
ランジスタQ1 とQ3 ,Q6 或いはQ2 とQ4 ,Q5
オン区間を変えてランプ電流値を更に広範囲に可変する
ことも可能である。
【手続補正36】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0065
【補正方法】変更
【補正内容】
【0065】また予熱、始動については上記各実施形態
の方法によっても良い。更に制御回路5の構成も図18
の構成に特に限定されるものではない。以上のように構
成された本実施形態では予熱用のトランジスタを省略す
ることができて安価な構成が得られ、またトランジスタ
3 〜Q 6 同時オンのオンデュティは点灯時より更に狭
くし過大な予熱を防ぐことができる。
【手続補正37】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0067
【補正方法】変更
【補正内容】
【0067】(実施形態6)本実施形態は図21に示す
ように蛍光灯からなる予熱型放電灯を2本点灯させる点
灯回路4を備えたもので、各予熱型放電灯91、92に
対応して極性反転回路と、エネルギ蓄積用コンデンサを
設けたもので、トランジジタQ1 とダイオードD11,D
12を通じてエネルギ蓄積用コンデンサC11,C21を夫々
充電し、トランジスタQ2 とダイオードD13,D14を通
じてエネルギ蓄積用コンデンサC12,C 22 を夫々充電
し、コンデンサC11には放電灯91に対応する極性反転
回路のトランジスタQ 51 ,Q 61 の直列回路をダイオード
3a を介して並列接続し、コンデンサC12にはダイオー
ドD 2a を通じてトランジスタQ 31 ,Q 41 の直列回路を並
列接続し、またコンデンサC21には放電灯92に対応す
る極性反転回路のトランジスタQ52,Q62の直列回路を
ダイオードD3bを介して並列接続し、コンデンサC 22
はトランジスタQ32,Q42の直列回路をダイオードD2b
を介して並列接続し、ランプ始動用高圧発生回路8の出
力を抵抗R1 を介してトランジスタQ51とQ 61の接続点
に、また抵抗R2 を介してトランジスタQ52とQ62の接
続点に接続してある。
【手続補正38】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0081
【補正方法】変更
【補正内容】
【0081】各予熱電流はコンデンサC1 又はC2 の容
量を適宜選定することにより適切な値に設定することが
できる。尚図2は予熱にかかる要部のみ示しており、
その他の構成は図11の回路に準ずる。 (実施形態10)本実施形態は図25に示すようにコン
デンサCp1 ,C 2 をトランジスタQ 4 ,Q6 に予熱
型放電灯9のフィラメントf1 ,f2 を介して並列に接
続した点で実施形態9と相違する。
【手続補正39】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0085
【補正方法】変更
【補正内容】
【0085】尚図26には制御回路を示していないが図
の回路に準ずるものを使用する。従って本実施形態
ではランプ始動用高圧発生回路8のコンデンサCS1の両
端電圧によりフィラメントf 2 に予熱電流が流れ、また
ランプ始動用高圧発生回路8のコンデンサCS5の両端電
圧によりフィラメントf 1 に予熱電流が流れるのであ
る。
【手続補正40】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0086
【補正方法】変更
【補正内容】
【0086】以上のように実施形態9乃至11では予熱
型放電灯9のフィラメントf1 ,f 2 の予熱を適切に行
うことができる。尚各実施形態1乃至11での説明を省
略したが、ダイオードD1 乃至D3 、D 11乃至D14、D
2a,D2b,D3a,D 3b,D41,D42,D51,D52 は逆流
防止コンデンサであり、回路動作原理上必ずしも必要で
ない場合もあるが、それぞれの回路動作を安定化して寄
生ダイオードによる回り込み、誤動作を防止すると共
に、電力損失を低減する作用がある。またトランジスタ
の耐圧が低減できる等の利点を負荷する。ランプ始動用
高圧発生回路8からはトランジスタ等スイッチング素子
を介することなく、抵抗R1 ,R2 により直接接続する
ことにより回路部品を削減し、安価な構成が得られるよ
うに図っている。
【手続補正41】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0087
【補正方法】変更
【補正内容】
【0087】予熱用の抵抗RP を図1等の回路では1個
としているが、予熱型放電灯の各フィラメント毎に1個
づつ接続して予熱電流が予熱型放電灯の左右でアンバラ
ンスとならないようにすることもできる。更にスイッチ
ング素子としてはMOSFETのようなトランジスタを
使用しているが、高速スイッチ機能を有するスイッチン
グ素子であれば使用可能である。
【手続補正42】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0089
【補正方法】変更
【補正内容】
【0089】
【発明の効果】請求項1の発明は、直流電源と、直流電
源に充電用スイッチング素子を介して並列に接続された
エネルギ蓄積用コンデンサと、エネルギ蓄積用コンデン
サの両端に接続されてエネルギ蓄積用コンデンサの電圧
を放電灯の両端に極性を交互に反転させて印加する極性
反転回路と、放電灯に始動用の高圧電圧を印加するラン
プ始動用高圧発生回路とを備えるととに、極性反転回路
の極性反転周波数を臨界融合周波数以上とするように制
御する制御回路を備えたので、特に請求項2の発明は、
請求項1の発明において、極性反転回路を、エネルギ蓄
積用コンデンサに並列に接続された第1のスイッチング
素子と第2のスイッチング素子の直列回路並びに第3の
スイッチング素子と第4のスイッチング素子の直列回路
からなり、第1のスイッチング素子と第2のスイッチン
グ素子の中点と、第3のスイッチング素子と第4のスイ
ッチング素子の中点との間に予熱型放電灯を接続した回
路により構成するとともに、第1のダイオードと予熱型
放電灯の一方のフィラメントと第2のスイッチング素子
との直列回路と第2のダイオードと予熱型放電灯の他方
のフィラメントと第4のスイッチング素子との直列回路
とを並列に接続し、該並列回路を予熱用スイッチング素
子と予熱電流制御用素子の直列回路を介して直流電源に
並列接続した予熱回路を付加し、制御回路は、始動時に
第2、第4のスイッチング素子及び予熱用スイッチング
素子を一定期間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメン
トに予熱電流を流し、一定期間経過後にランプ始動用高
圧発生回路からの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加
させて始動させるとともに、第1乃至第4のスイッチン
グ素子が全てオフ期間中充電用スイッチング素子をオン
させてエネルギ蓄積用コンデンサを充電し、充電用スイ
ッチング素子がオフ期間中に第1、第4のスイッチング
素子と第2、第3のスイッチング素子とを交互にオンオ
フして予熱型放電灯に臨界融合周波数以上の電流を流し
て点灯させる制御を行うので、従来のように点灯回路に
必要なチョークコイルやトランス等の大型で重い部品を
使用することなく、主としてスイッング素子、コンデン
サ等の小型、軽量な回路素子で点灯回路を実現でき、そ
のため装置全体の小型、軽量、薄型化が図れるとともに
コストも安価となるという効果があり、しかも点灯周波
数が臨界融合周波数以上を使用するのでちらつきがな
く、良好な視環境のもとで点灯できるという効果があ
る。更に点灯周波数を高くすることによりエネルギ蓄積
用コンデンサの容量を小さくすることが可能となって半
導体基板上にスイッチング素子等の半導体部品とともに
一体形成でき、より小型の点灯回路の実現が図れる。そ
の上磁性部品を使用しないことによって、磁界の影響を
受けやすいコンピュータ等の機器に対する危険が無くな
るという効果もある。また点灯回路の小型化に伴って点
灯回路を使用する照明器具の意匠の自由度が増し、更に
薄型化にともなって器具本体、反射板等一体形成する
ことも可能になる上に点灯回路の放熱も容易になり、更
に点灯回路を収納する筐体を照明器具の一部を利用する
ことも可能なり、照明器具全体のコストの低減が図れる
という効果がある
【手続補正43】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0093
【補正方法】変更
【補正内容】
【0093】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、第1若しくは第2のコンデンサを廃したので、更に
また一層の回路構成の簡略化と小型、軽量、薄型化及び
コストの低減が図れる。請求項9の発明は、直流電源
と、直流電源の両端に第1の充電用スイッチング素子を
介して並列に接続された第1のエネルギ蓄積用コンデン
サと、直流電源の両端に第2の充電用スイッチング素子
を介して接続された第2のエネルギ蓄積用コンデンサ
と、第1のエネルギ蓄積用コンデンサに並列に第1のス
イッチング素子と第2のスイッチング素子との直列回路
を接続し、第2のエネルギ蓄積用コンデンサに並列に第
3のスイッチング素子と第4のスイッチング素子との直
列回路を接続し、第1のスイッチング素子と第2のスイ
ッチング素子の中点と、第3のコンデンサと第4のコン
デンサの中点との間に放電灯を接続した極性反転回路
と、放電灯に高圧を印加して始動させるランプ始動用高
圧発生回路と、ランプ始動用高圧発生回路からの高圧電
圧を放電灯の両端に印加させて始動させるとともに、第
1の充電用スイッチング素子及び第2、第3のスイッチ
ング素子と、第2の充電スイッチング素子及び第1、
第4のスイッチング素子とを交互にオンオフさせて予熱
型放電灯に臨界融合周波数以上の電流を流して点灯させ
る制御を行う制御回路とを備えたので、交流電源からの
入力電流が連続的になって電源の利用率が向上し、しか
も放電灯に流れるランプ電流も正負のアンバランスが無
く、暗端効果を生じずないという効果がある。
【手続補正44】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0094
【補正方法】変更
【補正内容】
【0094】請求項10の発明は、請求項1乃至請求項
の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサは複数の
コンデンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充電
時に並列に接続し、放電時に直列に接続して電源電圧よ
り高い電圧を出力する昇圧回路を構成したので、予熱型
放電灯を直列点灯させることができる。請求項11の発
明は、請求項1乃至請求項の発明において、エネルギ
蓄積用コンデンサは複数のコンデンサ素子からなり、こ
れらコンデンサ素子を充電時に直列に接続し、放電時に
並列に接続して電源電圧より低い電圧を出力する降圧回
路を構成したので、電源電圧より低いランプ電圧の放電
灯を安定良く点灯させることができる。
【手続補正45】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0095
【補正方法】変更
【補正内容】
【0095】請求項12の発明は、請求項1乃至11の
発明において、放電灯として複数用いたので、複数点灯
の照明器具が実現できる。請求項13の発明は、請求項
1乃至12の発明において、エネルギ蓄積用コンデンサ
の放電時の電圧をランプ電圧のピーク値の1乃至5倍に
設定するので、1灯乃至複数の直列点灯が可能となる共
に、ランプ電流の平坦化が図れランプ寿命を長くするこ
とができる。
【手続補正46】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0096
【補正方法】変更
【補正内容】
【0096】請求項14の発明は、請求項1乃至13の
発明において、極性反転回路のスイッチング素子のオン
デューティを制御して予熱型放電灯のランプ電流を安定
化するとともに調光制御するので、安定点灯が図れる上
に調光点灯も行える。請求項15の発明は、請求項1乃
至1の発明において、極性反転回路のスイッチング素
子のオンデューティを制御して点灯時の予熱型放電灯の
ランプ電流を安定化するとともに予熱時のスイッチング
素子のオンデューティを点灯時のオンデュテーティとは
変えて予熱電流を制御するので、通常点灯時には安定点
灯が行え且つ予熱時には適切な予熱が行える。
【手続補正47】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0097
【補正方法】変更
【補正内容】
【0097】請求項16の発明は、請求項1乃至1
発明において、ランプ始動用高圧発生回路は、コックク
ロフトウォルトン回路と該コッククロフトウォルトン回
路のコンデンサの充電を制御するスイッチング素子とに
より構成したので、パルストランス等を設けることなく
コンデンサとスイッチング素子により始動器が実現で
き、そのため装置全体の小型、軽量、薄型化に寄与でき
る。
【手続補正48】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0098
【補正方法】変更
【補正内容】
【0098】請求項17の発明は、請求項1乃至1
発明において、スイッチング素子にMOSFETを用い
るとともに、該MOSFETの寄生ダイオードに対して
逆方向のダイオードを当該スイッチング素子に直列に接
続したので、MOSFETの寄生ダイオードによる回り
込みが防げて安定した回路動作が得られる。請求項18
の発明は、請求項1乃至1の発明において、極性反転
回路はエネルギ蓄積用コンデンサに並列に接続された第
1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の直列
回路並びに第3のスイッチング素子と第4のスイッチン
グ素子の直列回路からなり、第1のスイッチング素子と
第2のスイッチング素子の中点と、第3のスイッチング
素子と第4のスイッチング素子の中点との間に予熱型放
電灯を接続し、予熱型放電灯のフィラメントに予熱電流
を流す予熱用電源を極性反転回路のスイッチング素子の
両端電圧より得るので、別個に予熱回路を設ける必要が
なく回路構成の簡略化、小型、軽量、薄型化及びコスト
の低減が図れる上に、しかも常時予熱が行える。
【手続補正49】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0099
【補正方法】変更
【補正内容】
【0099】請求項19の発明は、請求項1乃至1
発明において、放電灯として予熱型放電灯を用いるとと
もに、ランプ始動用高圧発生回路をコッククロフトウォ
ルトン回路により構成し、該ランプ始動用高圧発生回路
を構成する一部のコンデンサの電圧を予熱型放電灯のフ
ィラメントに予熱電流を流す予熱用電源として用いるの
で、予熱回路の電源供給路を特別に設ける必要がなくな
り、回路の簡略化が図れる。
【手続補正50】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0100
【補正方法】変更
【補正内容】
【0100】請求項20の発明は、請求項1乃至15
発明において、コッククロフトウォルトン回路のコンデ
ンサの充電を制御するスイッチング素子を極性反転回路
のスイッチング素子と共用したので、スイッチング素子
の個数を削減でき、回路構成の簡略化、小型、軽量、薄
型化及びコストの低減が図れる。
【手続補正51】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正52】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正53】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正54】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正55】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図18
【補正方法】変更
【補正内容】
【図18】
【手続補正56】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図21
【補正方法】変更
【補正内容】
【図21】
【手続補正57】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図22
【補正方法】変更
【補正内容】
【図22】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 省三 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源と、直流電源に充電用スイッチン
    グ素子を介して並列に接続されたエネルギ蓄積用コンデ
    ンサと、エネルギ蓄積用コンデンサの両端に接続されて
    エネルギ蓄積用コンデンサの電圧を放電灯の両端に極性
    を交互に反転させて印加する極性反転回路と、放電灯に
    始動用の高圧電圧を印加するランプ始動用高圧発生回路
    とを備えるととに、極性反転回路の極性反転周波数を臨
    界融合周波数以上とするように制御する制御回路を備え
    たことを特徴とする光源点灯装置。
  2. 【請求項2】極性反転回路を、エネルギ蓄積用コンデン
    サに並列に接続された第1のスイッチング素子と第2の
    スイッチング素子の直列回路並びに第3のスイッチング
    素子と第4のスイッチング素子の直列回路からなり、第
    1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の中点
    と、第3のスイッチング素子と第4のスイッチング素子
    の中点との間に予熱型放電灯を接続した回路により構成
    するとともに、第1のダイオードと予熱型放電灯の一方
    のフィラメントと第2のスイッチング素子との直列回路
    と第2のダイオードと予熱型放電灯の他方のフィラメン
    トと第4のスイッチング素子との直列回路とを並列に接
    続し、該並列回路を予熱用スイッチング素子と予熱電流
    制御用素子の直列回路を介して直流電源に並列接続した
    予熱回路を付加し、制御回路は、始動時に第2、第4の
    スイッチング素子及び予熱用スイッチング素子を一定期
    間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメントに予熱電流
    を流し、一定期間経過後にランプ始動用高圧発生回路か
    らの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加させて始動さ
    せるとともに、第1乃至第4のスイッチング素子が全て
    オフ期間中充電用スイッチング素子をオンさせてエネル
    ギ蓄積用コンデンサを充電し、充電用スイッチング素子
    がオフ期間中に第1、第4のスイッチング素子と第2、
    第3のスイッチング素子とを交互にオンオフして予熱型
    放電灯に臨界融合周波数以上の電流を流して点灯させる
    制御を行うことを特徴とする請求項1記載の光源点灯装
    置。
  3. 【請求項3】極性反転回路を、エネルギ蓄積用コンデン
    サに並列に接続された第1のスイッチング素子と第2の
    スイッチング素子の直列回路並びに第1のコンデンサと
    第2のコンデンサの直列回路からなり、第1のスイッチ
    ング素子と第2のスイッチング素子の中点と、第1のコ
    ンデンサと第2のコンデンサの中点との間に予熱型放電
    灯を接続した回路で構成するとともに、第1のダイオー
    ドと予熱型放電灯の一方のフィラメントと第2のスイッ
    チング素子との直列回路と第2のダイオードと予熱型放
    電灯の他方のフィラメントと第2のコンデンサ素子との
    直列回路とを並列に接続し、該並列回路を予熱用スイッ
    チング素子と予熱電流制御用素子の直列回路を介して直
    流電源に並列接続した予熱回路を備え、制御回路は、始
    動時に第2のスイッチング素子及び予熱用スイッチング
    素子を一定期間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメン
    トに予熱電流を流し、一定期間経過後にランプ始動用高
    圧発生回路からの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加
    させて始動させるとともに、第1、第2のスイッチング
    素子がオフ期間中充電用スイッチング素子をオンさせて
    エネルギ蓄積用コンデンサを充電し、充電用スイッチン
    グ素子がオフ期間中に第1、第2のスイッチング素子を
    交互にオンオフして予熱型放電灯に臨界融合周波数以上
    の電流を流して点灯させる制御を行うことを特徴とする
    請求項1記載の光源点灯装置。
  4. 【請求項4】第1若しくは第2のコンデンサを廃したこ
    とを特徴とする請求項3記載の光源点灯装置。
  5. 【請求項5】極性反転回路を、エネルギ蓄積用コンデン
    サに並列に接続された第1のスイッチング素子と第2の
    スイッチング素子の直列回路並びに第1のコンデンサと
    第2のコンデンサの直列回路からなり、第1のスイッチ
    ング素子と第2のスイッチング素子の中点と、第1のコ
    ンデンサと第2のコンデンサの中点との間に予熱型放電
    灯を接続した回路で構成するとともに、第1のダイオー
    ドと予熱型放電灯の一方のフィラメントと第2のスイッ
    チング素子との直列回路と第2のダイオードと予熱型放
    電灯の他方のフィラメントと第2のコンデンサ素子との
    直列回路とを並列に接続し、該並列回路を予熱用スイッ
    チング素子と予熱電流制御用素子の直列回路を介して直
    流電源に並列接続した予熱回路を備え、制御回路は、始
    動時に第2のスイッチング素子及び予熱用スイッチング
    素子を一定期間オンさせて予熱型放電灯の両フィラメン
    トに予熱電流を流し、一定期間経過後にランプ始動用高
    圧発生回路からの高圧電圧を予熱型放電灯の両端に印加
    させて始動させるとともに、第2のスイッチング素子
    と、第1のスイッチング素子とを交互にオンオフさせ、
    第2のスイッチング素子のオン時にエネルギ蓄積用コン
    デンサを充電し、第1のスイッチング素子と第2のスイ
    ッチング素子の交互のオンオフにより予熱型放電灯に臨
    界融合周波数以上の電流を流して点灯させることを特徴
    とする請求項1記載の光源点灯装置。
  6. 【請求項6】第1若しくは第2のコンデンサを廃したこ
    とを特徴とする請求項5記載の光源点灯装置。
  7. 【請求項7】充電用スイッチング素子を廃し、極性反転
    回路の第1及び第2のスイッチング素子をエネルギ蓄積
    用コンデンサの充電用スイッチング素子と共用させ、エ
    ネルギ蓄積用コンデンサを第1及び第2のコンデンサと
    共用させたことを特徴とする請求項5記載の光源点灯装
    置。
  8. 【請求項8】第1若しくは第2のコンデンサを廃したこ
    とを特徴とする請求項7記載の光源点灯装置。
  9. 【請求項9】直流電源と、直流電源の両端に第1の充電
    用スイッチング素子を介して並列に接続された第1のエ
    ネルギ蓄積用コンデンサと、直流電源の両端に第2の充
    電用スイッチング素子を介して接続された第2のエネル
    ギ蓄積用コンデンサと、第1のエネルギ蓄積用コンデン
    サに並列に第1のスイッチング素子と第2のスイッチン
    グ素子との直列回路を接続し、第2のエネルギ蓄積用コ
    ンデンサに並列に第3のスイッチング素子と第4のスイ
    ッチング素子との直列回路を接続し、第1のスイッチン
    グ素子と第2のスイッチング素子の中点と、第3のコン
    デンサと第4のコンデンサの中点との間に放電灯を接続
    した極性反転回路と、放電灯に高圧を印加して始動させ
    るランプ始動用高圧発生回路と、ランプ始動用高圧発生
    回路からの高圧電圧を放電灯の両端に印加させて始動さ
    せるとともに、第1の充電用スイッチング素子及び第
    2、第3のスイッチング素子と、第2の充電言うスイッ
    チング素子及び第1、第4のスイッチング素子とを交互
    にオンオフさせて予熱型放電灯に臨界融合周波数以上の
    電流を流して点灯させる制御を行う制御回路とを備えた
    ことを特徴とする光源点灯装置。
  10. 【請求項10】エネルギ蓄積用コンデンサは複数のコン
    デンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充電時に
    並列に接続し、放電時に直列に接続して電源電圧より高
    い電圧を出力する昇圧回路を構成したことを特徴とする
    請求項1乃至請求項7記載の光源点灯装置。
  11. 【請求項11】エネルギ蓄積用コンデンサは複数のコン
    デンサ素子からなり、これらコンデンサ素子を充電時に
    直列に接続し、放電時に並列に接続して電源電圧より低
    い電圧を出力する降圧回路を構成したことを特徴とする
    請求項1乃至請求項7記載の光源点灯装置。
  12. 【請求項12】放電灯として複数用いたことを特徴とす
    る請求項1乃至11記載の光源点灯装置。
  13. 【請求項13】エネルギ蓄積用コンデンサの放電時の電
    圧をランプ電圧のピーク値の1乃至5倍に設定すること
    を特徴とする請求項1乃至12記載の光源点灯装置。
  14. 【請求項14】極性反転回路のスイッチング素子のオン
    デューティを制御して予熱型放電灯のランプ電流を安定
    化するとともに調光制御することを特徴とする請求項1
    乃至13記載の光源点灯装置。
  15. 【請求項15】極性反転回路のスイッチング素子のオン
    デューティを制御して点灯時の予熱型放電灯のランプ電
    流を安定化するとともに予熱時のスイッチング素子のオ
    ンデューティを点灯時のオンデュテーティとは変えて予
    熱電流を制御することを特徴とする請求項1乃至13記
    載の光源点灯装置。
  16. 【請求項16】ランプ始動用高圧発生回路は、コックク
    ロフトウォルトン回路と該コッククロフトウォルトン回
    路のコンデンサの充電を制御するスイッチング素子とに
    より構成したことを特徴とする請求項1乃至13記載の
    光源点灯装置。
  17. 【請求項17】スイッチング素子にMOSFETを用い
    るとともに、該MOSFETの寄生ダイオードに対して
    逆方向のダイオードを当該スイッチング素子に直列に接
    続したことを特徴とする請求項1乃至13記載の光源点
    灯装置。
  18. 【請求項18】極性反転回路はエネルギ蓄積用コンデン
    サに並列に接続された第1のスイッチング素子と第2の
    スイッチング素子の直列回路並びに第3のスイッチング
    素子と第4のスイッチング素子の直列回路からなり、第
    1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の中点
    と、第3のスイッチング素子と第4のスイッチング素子
    の中点との間に予熱型放電灯を接続し、予熱型放電灯の
    フィラメントに予熱電流を流す予熱用電源を極性反転回
    路のスイッチング素子の両端電圧より得ることを特徴と
    する請求項1乃至13記載の光源点灯装置。
  19. 【請求項19】放電灯として予熱型放電灯を用いるとと
    もに、ランプ始動用高圧発生回路をコッククロフトウォ
    ルトン回路により構成し、該ランプ始動用高圧発生回路
    を構成する一部のコンデンサの電圧を予熱型放電灯のフ
    ィラメントに予熱電流を流す予熱用電源として用いるこ
    とを特徴とする請求項1乃至13記載の光源点灯装置。
  20. 【請求項20】コッククロフトウォルトン回路のコンデ
    ンサの充電を制御するスイッチング素子を極性反転回路
    のスイッチング素子と共用したことを特徴とする請求項
    6記載の光源点灯装置。
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