JPH10106785A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH10106785A
JPH10106785A JP8253584A JP25358496A JPH10106785A JP H10106785 A JPH10106785 A JP H10106785A JP 8253584 A JP8253584 A JP 8253584A JP 25358496 A JP25358496 A JP 25358496A JP H10106785 A JPH10106785 A JP H10106785A
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JP
Japan
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discharge lamp
circuit
lamp
chopper circuit
discharge
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Application number
JP8253584A
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English (en)
Inventor
Naoki Komatsu
直樹 小松
Noriyuki Fukumori
律之 福盛
Hiroshi Noro
浩史 野呂
Koji Yamashita
浩司 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高圧放電灯の再始動時における始動性の悪化を
防止すると共に、エネルギー効率の改善、ノイズの低
減、ソケット・電線などの小型・軽量化を可能とした放
電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】交流電源を整流する整流回路1と、整流回
路の出力端に接続されたチョッパー回路2と、チョッパ
ー回路の出力端に接続され放電灯に電力を供給し安定に
点灯させるインバータ回路3と、始動用の高圧パルスを
発生して放電灯に印加する始動装置4と、高圧放電灯L
aとからなる放電灯点灯装置において、ランプ再始動時
には、チョッパー回路2のスイッチング素子を、間欠的
にON・OFFさせることで、このチョッパー回路2か
ら電力を供給されているインバータ回路3及びイグナイ
タ回路4も同時に間欠動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョッパー回路と
インバータ回路により高圧放電灯を点灯させる放電灯点
灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】HIDランプ、特に、メタルハライドラ
ンプや高圧ナトリウムランプは始動電圧が非常に高いた
め、始動時・再始動時に高圧パルスによって始動させる
必要がある。また、従来、HID安定器は銅鉄型安定器
が主流であり、大型で重量も大きいといった問題があっ
た。しかし、近年電子化が急速に進み、小型、軽量の電
子安定器が市場に出るようになった。電子化されたHI
D安定器の一例をブロック図を用いて図10に示す。こ
れは、商用電源を直流にする整流回路1と、整流回路の
出力端に接続した少なくともスイッチング要素とインダ
クタ要素から成るチョッパー回路2と、チョッパー回路
の出力端に接続されてランプに電力を供給し安定に点灯
させるインバータ回路3と、ランプLaを始動させるた
めに高圧パルスを発生する始動装置4と、高圧放電ラン
プLaから構成される。
【0003】図11は従来の高圧放電灯点灯装置の具体
回路図を示す。チョッパー回路2は昇圧型のチョッパー
回路であり、一定の直流電圧を出力する。また、インバ
ータ回路3はフルブリッジインバータ構成であり、高周
波スイッチング素子Q1 、Q 2 、低周波スイッチング素
子Q3 、Q4 、限流素子L1 、高周波バイパス用のコン
デンサC1 から構成される。イグナイタ回路4は、イン
バータ回路3の無負荷2次電圧を電源としてパルストラ
ンスPTを介してランプLaに高圧パルスを印加し、ラ
ンプLaを始動させるようにしている。
【0004】また、制御回路5ヘの電源供給は直流を分
圧したもので構成されている。制御回路5は、チョッパ
ー回路2のスイッチング素子Q5 のON・OFFの制御
を行う第1の制御回路6と、インバータ回路3のスイッ
チング素子Q1 〜Q4 のON・OFF制御を行う第2の
制御回路7とで構成されている。フルブリッジ構成のイ
ンバータ回路3は、第2の制御回路7によりスイッチン
グ素子Q1 〜Q4 が交互にON・OFFされ、ランプL
aに矩形波の電圧を印加する。
【0005】イグナイタ回路4は、ランプ消灯時にコン
デンサC2 、C3 に蓄えられたエネルギーがLC共振に
より高圧パルスとなりランプLaに印加されるものであ
る。その時のスイッチング波形、インバータ回路3の出
力電圧波形、ランプ消灯時の無負荷2次電圧波形を図1
2に示す。図12に見られるように、インバータ回路3
の出力電圧波形は矩形波となる。これは、HIDランプ
特有の音響的共鳴現象と呼ばれる放電アークが揺らいだ
り、立ち消えする不安定な放電現象を回避する為であ
る。また、本回路構成では、ランプ消灯時の無負荷2次
電圧より高圧パルスが連続的に印加されていることがわ
かる。
【0006】一般に高圧放電ランプは点灯中において高
温となり、ランプ発光管内の蒸気圧も高くなっている。
したがって、ランプ消灯後直ちに点灯しようとしてもラ
ンプ始動電圧が高くなっているため、点灯することは困
難である。そのため、ランプ消灯後のランプ発光管温度
を下げ、ランプ始動性の向上を考慮した高圧パルスの間
欠発振も行われている。図13にそのような放電灯点灯
装置の具体回路図を示す。この回路は、インバータ回路
3の出力電圧を電源としてコンデンサに蓄えられたエネ
ルギーをパルストランスPTを介して高圧パルスとして
ランプに印加し、ランプを始動させるイグナイタ回路4
に、チョッパー回路2の出力を電源としたタイマー回路
8を付加した構成となっている。前記タイマー回路8に
よりランプ再始動時、ランプに印加する高圧パルスを間
欠発振させる。その時の無負荷2次電圧波形を図14に
示す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例におい
て、ランプ始動時及び再始動時には、高電圧パルスがラ
ンプの両端に印加される。特に、ランプが温まっている
状態での再始動時には数分間、高電圧パルスがランプの
両端に印加されるので、安全上の問題や部品の信頼性の
向上のため、ある時間、高電圧パルスが出続けると、上
記タイマー回路8により高電圧パルスを停止させてい
た。しかし、高電圧パルスの停止時にもチョッパー回路
2が動作しているため、エネルギー効率の悪化、ノイズ
増大、ソケット・電線などの大型化といった問題があっ
た。
【0008】そこで、本発明の目的は、高圧放電灯の再
始動時における始動性の悪化を防止すると共に、エネル
ギー効率の改善、ノイズの低減、ソケット・電線などの
小型・軽量化を可能とした放電灯点灯装置を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、再始動時はチョッパー回路を間欠的に動
作させている。すなわち、ランプ再始動時には、チョッ
パー回路のスイッチング素子を、間欠的にON・OFF
させることで、このチョッパー回路から電力を供給され
ているインバータ回路及びイグナイタ回路も同時に間欠
動作させることができる。したがって、従来のようにイ
グナイタ回路からの高圧パルスのみを間欠発振させるの
ではなく、同時にチョッパー回路も間欠発振させること
で、ランプの始動性の向上、ノイズの低減、省エネルギ
ー性を確保でき、上記課題を解決した放電灯点灯装置を
得ることができる。
【0010】
【実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形態とし
て図1〜図9の実施例を説明する。図1に示す実施例1
では、商用交流電源を直流に整流する整流回路1と、一
定の直流電圧を出力する少なくともスイッチング素子と
インダクタンス要素から成るチョッパー回路2と、チョ
ッパー回路の出力端に接続しランプに電力を供給し安定
に点灯させるインバータ回路3と、ランプを始動させる
ために高圧パルスを発生するイグナイタ回路4と、チョ
ッパー回路を制御する制御回路6と、前記チョッパー回
路のインダクタンス要素から電力の供給を受けてインバ
ータ回路を制御する制御回路7とを有する点灯装置にお
いて、ランプ再始動時にランプ発光管内の蒸気圧及びラ
ンプ発光管温度を低下させ、ランプ始動性を向上させる
ために付加されたタイマー回路8を、チョッパー回路を
制御する制御回路6の側に付加することにより、チョッ
パー回路2を間欠動作させる。チョッパー回路2を間欠
動作させることにより、チョッパー回路2の2次側出力
を電源としているインバータ回路3及びイグナイタ回路
4は、それぞれ間欠動作を行う。そのときのチョッパー
回路2の出力電圧波形、インバータ回路4の出力電圧波
形、イグナイタ回路4からの高圧パルス波形を図2に示
す。
【0011】次に、本発明の実施例2の具体回路図を図
3に示す。ランプ再始動時には、イグナイタ回路4から
発生する高圧パルスによりランプ発光管内にグロー放電
が誘起される。このグロー放電が或る一定時間継続する
と、ランプ発光管温度が上昇し、ランプ発光管内の蒸気
圧も上昇し、ランプ始動電圧が高くなり、ランプ始動性
が悪くなる。本発明ではランプ再始動時に、図3の回路
図中のグロー放電検出回路9によりランプ発光管温度を
検出する。そして、ランプ消灯後の高温時から予め設定
しておいたアーク放電移行可能温度までチョッパー回路
2を停止させ、前記チョッパー回路2の2次電圧を電源
としているインバータ回路3及びイグナイタ回路4を停
止させる。そうすることによりランプ発光管温度を下降
させ、ランプ始動性の向上を図る。ランプ温度がアーク
放電移行可能温度まで下降すると、チョッパー回路2は
再び動作し、ランプにインバータ回路3の出力電圧及び
イグナイタ回路4からの高圧パルスが印加される。アー
ク放電に移行せずランプが点灯しない場合、再びグロー
放電によりランプ発光管温度が上昇する。ランプ温度が
予め設定しておいたアーク放電移行不可能温度になる
と、チョッパー回路2を停止させ、再び同様の動作を繰
り返す。そのときの各部の波形を図4に示す。
【0012】次に、本発明の実施例3を説明する。本実
施例の点灯装置自体の構成は、図3に示した実施例2と
ほぼ同様であり、ランプ始動時には、イグナイタ回路4
から発生する高電圧パルスによりランプにグロー放電が
誘起される。このグロー放電が或る一定時間継続する
と、ランプ温度が上昇し、ランプ始動性が悪化する。そ
して、やがて立ち消えする。そこで、本実施例では、再
始動時に検出回路9によりランプ温度を検出する。ラン
プ消灯後の高温時から予め設定しておいたアーク放電移
行可能温度までチョッパー回路2を停止させ、それを電
源としているインバータ回路3及びイグナイタ回路4を
停止させる。そうすることにより、ランプ温度を下降さ
せ、ランプ始動性の向上を図る。
【0013】ランプ温度がアーク放電移行可能温度まで
下降すると、チョッパー回路2は動作し、ランプにイン
バータ回路3の出力電圧及びイグナイタ回路4からの高
電圧パルスが印加される。また、アーク放電に移行せ
ず、ランプが点灯しない場合、再びグロー放電によりラ
ンプ温度が上昇する。ランプ温度が予め設定しておいた
アーク放電不可能温度になると、チョッパー回路2を停
止させ、再びランプ温度をアーク放電移行可能温度まで
下降させる。このときのアーク放電移行可能温度は、先
の設定温度よりも低く設定している。以下、ランプが点
灯しないときは、同じ動作を繰り返す。このときの各部
波形を図5に示す。
【0014】次に、本発明の実施例4の具体回路図を図
6に示す。実施例1では、タイマー回路8によりチョッ
パー回路2を間欠動作させ、ランプ再始動時のインバー
タ回路3の出力と、イグナイタ回路4からの高電圧パル
スの発生を同時に間欠動作させていた。本実施例4で
は、イグナイタ回路4からの高電圧パルスによるグロー
放電を検出回路9を用いて検出し、グロー放電が或る一
定時間続くようであれば、アーク放電移行不可能と判断
し、実施例1で行ったようにチョッパー回路2を停止さ
せ、同時にインバータ回路3からの出力、イグナイタ回
路4からの高電圧パルスの発生を停止させようというも
のである。
【0015】一般に高圧放電灯はランプ内の封入物の蒸
気圧が高くなると、始動電圧が高くなり、点灯しにくく
なる。この封入物の蒸気圧を上昇させる原因の1つが高
電圧パルスによるグロー放電である。そこで、図3で示
したように、イグナイタ回路4からの高電圧パルスによ
るグロー放電電流を検出し、アーク放電移行可能かどう
かを見極める検出回路9を設けて、チョッパー回路2を
間欠動作させる。このときの各部波形を図7に示す。こ
こでは、高電圧パルスの発生に伴い、ランプにグロー放
電電流が発生した時間を検出し、予め設定しておいた時
間T1 でチョッパー回路2を停止させる。また、このと
きのチョッパー回路2の停止時間も、予め設定しておい
た時間T2 で行う。
【0016】次に、本発明の実施例5の具体回路図を図
8に示す。本回路は、商用電源を直流に変換する整流回
路1と、その整流出力端に接続され少なくともスイッチ
ング素子とインダクタンス要素から成り一定の直流電圧
を出力するチョッパー回路2と、チョッパー回路の出力
端に接続されてランプに電力を供給し安定に点灯させる
インバータ回路3と、ランプを始動させるために高電圧
パルスを発生するイグナイタ回路4と、チョッパー回路
2を制御する制御回路6と、チョッパー回路2のインダ
クタンス要素から電力の供給を受けてインバータ回路3
を制御する制御回路7とを有する点灯装置において、ラ
ンプ再始動時には、これまでの実施例で述べてきたよう
に、チョッパー回路2は停止させる。そのため、次にチ
ョッパー回路2が動作すると、チョッパー回路2の出力
である直流電圧もゆっくりと上昇する。この上昇に応じ
て、インバータ回路3を動作させることで、ランプが最
も点灯しやすい電圧値で点灯させることができ、電極の
摩耗を低減でき、長寿命にすることができる。本実施例
の各部波形を図9に示す。
【0017】
【発明の効果】本発明は、直流電源を電源とするチョッ
パー回路と、このチョッパー回路の出力を電源としラン
プに電力を供給して安定に点灯させるインバータ回路
と、このインバータ回路の無負荷2次電圧を電源として
高圧放電灯に高電圧パルスを印加して始動させるイグナ
イタ回路とを有する点灯装置において、ランプ再始動時
に、前記イグナイタ回路からの高電圧パルスを間欠的に
発生させる手段として、チョッパー回路を間欠発振させ
ることで、ノイズの低減、エネルギー効率の改善、ラン
プ始動性の向上の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の回路図である。
【図2】本発明の第1実施例の動作波形図である。
【図3】本発明の第2実施例の回路図である。
【図4】本発明の第2実施例の動作波形図である。
【図5】本発明の第3実施例の動作波形図である。
【図6】本発明の第4実施例の回路図である。
【図7】本発明の第4実施例の動作波形図である。
【図8】本発明の第5実施例の回路図である。
【図9】本発明の第5実施例の動作波形図である。
【図10】従来の電子バラストのブロック図である。
【図11】従来の高圧放電灯点灯装置の回路図である。
【図12】図11の回路の動作波形図である。
【図13】従来の再始動時間欠動作型の高圧放電灯点灯
装置の回路図である。
【図14】図13の回路の動作波形図である。
【符号の説明】
La 高圧放電灯 1 整流回路 2 チョッパー回路 3 インバータ回路 4 イグナイタ回路 5 制御回路 6 チョッパー制御回路 7 インバータ制御回路 8 タイマー回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 浩司 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源と、交流電源を整流する整流
    回路と、整流回路の出力端に接続され少なくともスイッ
    チング要素とインダクタンス要素から成り所定の直流電
    圧を出力するチョッパー回路と、チョッパー回路の出力
    端に接続され放電灯に電力を供給し安定に点灯させるイ
    ンバータ回路と、始動用の高圧パルスを発生して放電灯
    に印加する始動装置と、高圧放電灯とからなる放電灯点
    灯装置において、放電灯の初始動時には、前記チョッパ
    ー回路は放電灯が点灯するまで充分な時間にわたり動作
    し、前記始動回路により高圧パルスを放電灯に印加する
    ように動作し、放電灯の再始動時には、発光管の内気圧
    及び発光管温度を下げて始動電圧を低下させるように前
    記チョッパー回路は所定の時間にわたり動作を停止さ
    せ、前記始動回路による高圧パルスの印加を停止させる
    ことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の放電灯点灯装置におい
    て、放電灯がグロー放電からアーク放電に移行可能な状
    態を検出する検出手段を備え、放電灯の再始動時に、前
    記検出手段からアーク放電移行可能信号を受けたときに
    前記チョッパー回路を動作させて前記始動回路による高
    圧パルスを放電灯に印加し、前記検出手段からアーク放
    電移行不可能信号を受けたときには前記チョッパー回路
    は動作を停止することを特徴とする放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の放電灯点灯装置におい
    て、放電灯がグロー放電からアーク放電へ移行せず放電
    灯が立ち消えした際は、前記チョッパー回路及び始動回
    路によるパルス停止時間を長くする方向へ前記検出手段
    の検出レベルを変化させることを特徴とする放電灯点灯
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の放電灯点灯装置におい
    て、放電灯の再始動時に、高圧パルスによるグロー放電
    を検出する手段を備え、グロー放電が予め設定された時
    間以上継続されれば、グロー放電による始動性の低下を
    防ぐように前記チョッパー回路及び始動回路による高圧
    パルスの印加を所定の時間にわたり停止させるタイマー
    回路を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の放電灯点灯装置におい
    て、放電灯の初始動時及び再始動時のチョッパー回路の
    出力電圧の上昇に応じて、インバータ回路により放電灯
    に印加する2次電圧値を上昇させることを特徴とする放
    電灯点灯装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458423B1 (ko) * 2001-02-08 2004-11-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 방전등 점등 장치
WO2011022116A3 (en) * 2009-08-18 2011-04-14 Osram Sylvania Inc. Method of starting an hid lamp and ballast incorporating same

Cited By (3)

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KR100458423B1 (ko) * 2001-02-08 2004-11-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 방전등 점등 장치
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