JPH10134978A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH10134978A
JPH10134978A JP30374096A JP30374096A JPH10134978A JP H10134978 A JPH10134978 A JP H10134978A JP 30374096 A JP30374096 A JP 30374096A JP 30374096 A JP30374096 A JP 30374096A JP H10134978 A JPH10134978 A JP H10134978A
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JP
Japan
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discharge lamp
voltage
inverter
impedance
lamp
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JP30374096A
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English (en)
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Takashi Kanda
隆司 神田
Masahiro Naruo
誠浩 鳴尾
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】入力電流歪を抑制できインバータ部の電源とな
る平滑コンデンサの電圧上昇を低減することができる放
電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】全波整流器Dの出力端にはダイオード
1 ,D2 を介して平滑コンデンサ回路C0 が接続され
る。平滑コンデンサにはインバータ部INVが接続され
る。インバータ部Iんは、スイッチング素子Q1
2 、直流カット用のコンデンサC1 、インダクタ
1 、放電灯FLと、コンデンサC2 とで構成される。
両ダイオードD1 ,D2 の接続点と、インダクタL1
放電灯Fの電源側端の接続点との間にインピーダンス要
素Z1 が接続されている。放電灯FLとして、口金部を
除く単位長さ当たりのランプインピーダンスが8Ω/c
m以上のランプを用いている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源を整流平
滑して得られる直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯
に供給する放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、交流電源を全波整流器によっ
て整流し、その出力を平滑コンデンサにて平滑すること
によって直流電源を得て、この直流電源をインバータ部
により高周波電圧に変換して放電灯に供給するいわゆる
コンデンサ入力型の放電灯点灯装置が知られている。し
かしながら、この種の放電灯点灯装置では、交流電源側
から流れる入力電流の休止期間が長くなって力率が低く
なり、入力電流の高調波歪が大きくなるという問題があ
る。このため、全波整流器の出力端と平滑コンデンサと
の間に大きなインダクタを挿入したり、入力段にチョッ
パ回路を入れたりして、入力高調波歪を抑制するものも
提案されているが、装置自体が大型化してしまうととも
にコストが高くなってしまうという問題がある。
【0003】この種の問題を解決するために、図16に
示すような放電灯点灯装置(特開平4−193067号
公報参照)が提案されている。図16に示す放電灯点灯
装置は、平滑コンデンサ回路C0 に接続されたインバー
タ部INVの振動要素(実際にはLC共振回路)Z2
一端と、全波整流器DBの出力端の高電位側端とを電源
帰還用のインピーダンス要素Z1 を介して接続して、交
流電源ACから全波整流器DB−インピーダンス要素Z
1 −インバータ部INVの振動要素Z2 −インバータ部
INVのスイッチング素子Q2 の電流経路を設けたこと
に特徴がある。
【0004】図17に、この放電灯点灯装置の具体回路
例を示す。インバータ部INVは、平滑コンデンサC0
の両端間に接続されたMOSFETよりなるスイッチン
グ素子Q1 ,Q2 の直列回路と、一端が両スイッチング
素子Q1 ,Q2 の接続点に接続された直流カット用のコ
ンデンサC1 とインダクタL1 との直列回路と、この直
列回路を介してフィラメントF1 ,F2 の電源側端がス
イッチング素子Q2 の両端間に接続された放電灯FL
と、放電灯FLのフィラメントF1 ,F2 の非電源側端
に接続されたコンデンサC2 とで構成してある。ここ
で、コンデンサC2 は、フィラメントF1 ,F2 の予熱
電流の通電経路を構成しているが、インダクタL1 とL
C共振回路を構成する共振用コンデンサも兼ねている。
なお、スイッチング素子Q1 ,Q2 それぞれの制御端に
はスイッチング素子Q1 ,Q2 のオンオフを制御する制
御部(図示せず)が接続されている。また、コンデンサ
1 とインダクタL1 との直列回路により図16におけ
るインバータ部INVの振動要素Z2 を構成している。
【0005】以下、図17の放電灯点灯装置の動作を簡
単に説明する。この放電灯点灯装置は、前記制御部によ
ってスイッチング素子Q1 ,Q2 を高速で交互にオンオ
フすることにより放電灯FLを高周波点灯させるもので
ある。ところで、この装置は、全波整流器DBの出力端
の高電位側端と平滑コンデンサC0 との間にダイオード
1 ,D2 の直列回路が接続され、インダクタL1 と放
電灯FLとの接続点を、電源帰還用のインピーダンス要
素Z1 を介して両ダイオードD1 ,D2 の接続点に接続
してあり、インダクタL1 と放電灯FLとの接続点の電
位(高周波電圧の振幅)に応じて、インピーダンス要素
1 側への入力電流の引込み及び平滑コンデンサC0
の充電が行なわれる。すなわち、全波整流器DBの出力
端の高電位側端の電位をVdb、両ダイオードD1 ,D2
の接続点の電位をVb 、インバータ部INVとインピー
ダンス要素との接続点aの電位(帰還電源の電圧)、つ
まりインダクタL1 と放電灯FLとの接続点の電位をV
a とすると、Va がVb よりも低下した時にはVb とV
a との差の電圧がインピーダンス要素Z1 に印加され、
インピーダンス要素Z1 に電荷が蓄積される。一方、V
a がVb よりも大きくなった時にはインピーダンス要素
1 に蓄積された電荷がダイオードD2 を通して平滑コ
ンデンサC0 に充電される。このような動作が交流電源
ACの商用周期の全区間にわたって繰り返されるので、
入力電流が常に流れるようになり、その結果、入力力率
が高くなり、入力電流の高調波歪が改善されるのであ
る。したがって、図17の放電灯点灯装置は、インピー
ダンス要素Z1 を設けることによって、全波整流器DB
の出力端と平滑コンデンサC0 との間に大きなインダク
タを挿入したり入力段にチョッパ回路を入れたりする必
要がなくなるから、装置が大型化することなく入力高調
波歪を抑制できるのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図17に示
す放電灯点灯装置において平滑コンデンサC0 の両端電
圧をVDCとすると、VDCは、入力電流の量と、放電灯F
Lの消費電力とのバランスにより決まり、一般に、全点
灯時に放電灯FLの点灯に最適な電圧をインバータ部I
NVに供給できるように設定される。ここで、入力電流
の量は、VdbとVa との電位差及びインピーダンス要素
1 のインピーダンスにより決まり、Va(つまり放電
灯FLに印加される交流電圧)の振幅が大きくてインピ
ーダンス要素Z1 のインピーダンスが小さいほど一般に
は大きくなる。また、Va の大きさは、インダクタ
1 、コンデンサC2 の共振特性と、スイッチング素子
1 ,Q2 の駆動周波数の関係及び放電灯FLの状態
(消灯時、調光点灯時、全点灯時)により決まり、例え
ば図18に示すようになる。
【0007】以下、図18について説明する。図示しな
い電源スイッチ等により電源を投入すると、スイッチン
グ素子Q1 ,Q2 が上述の制御部によってオンオフ制御
される。消灯時においてスイッチング素子Q1 ,Q2
駆動周波数はまずインダクタL1 とコンデンサC2 とに
より決まる共振周波数よりも十分に大きな周波数fph
なる。駆動周波数がfphの時は、放電灯FLのフィラメ
ントF1 ,F2 の非電源側端に接続されたコンデンサC
2 の端子電圧が放電灯FLを始動するのに必要な電圧ま
で上昇することはなく、フィラメントF1 ,F2 が予熱
される(この時のフィラメントF1 ,F2 間の電圧Va
をVaph とする)。その後、駆動周波数がインダクタL
1 とコンデンサC2 とにより決まる共振周波数に近づけ
られ周波数fstになると、コンデンサC2 の両端電圧が
上昇して放電灯FLが始動点灯し、さらに駆動周波数が
周波数ff になると全点灯状態になる(この時のフィラ
メントF1 ,F2 間の電圧Va をVafとする)。全点灯
から調光点灯への移行時には、駆動周波数が周波数fdm
まで引き上げられる(この時のフィラメントF1 ,F2
間の電圧Va をVadm とする)。ここで、フィラメント
1 ,F2 間の電圧Va は、Vaf<Vadm <Vaph とな
り、全点灯時のVa は予熱時や調光点灯時のVa に比べ
て小さな値となる。
【0008】放電灯FLとしては管径が28mm〜3
2.5mmのランプや25.5mmの高周波点灯用ラン
プを用いるのが一般的であるが、全点灯時にはランプイ
ンピーダンスが低く、予熱時や調光点灯時に比べて消費
電力が大きいので、全点灯時の特性に合わせてインピー
ダンス要素Z1 のインピーダンスを設定すると、予熱時
や調光点灯時に平滑コンデンサC0 の両端電圧VDCが上
昇しすぎてしまうという不具合があった。
【0009】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、入力電流歪を抑制できインバータ部
の電源となる平滑コンデンサの電圧上昇を低減すること
ができる放電灯点灯装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、交流電源を全波整流する全波整
流器と、前記全波整流器の出力端にダイオードを介して
接続される平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの電
圧を高周波電圧に変換するインバータ部と、前記インバ
ータ部からの高周波電圧が供給される放電灯負荷と、前
記高周波電圧の一部を前記ダイオードを通る経路で前記
平滑コンデンサの入力側に帰還する帰還手段とを備える
放電灯点灯装置であって、前記放電灯は口金部を除く単
位長さ当たりのランプインピーダンスが8Ω/cm以上
であることを特徴とするものであり、口金部を除く単位
長さ当たりのランプインピーダンスが8Ω/cmよりも
小さな従来のランプを用いる場合に比べて、消費電力が
大きな全点灯時のランプ電圧を大きくすることができ、
全点灯時に平滑コンデンサの電圧が上がりやすくなるの
で、全点灯時に平滑コンデンサの電圧が適切な値になる
ように帰還手段によって入力電流の量を少なくすること
ができ、もともと消費電力が少なくランプインピーダン
スが高い予熱時や調光点灯時における平滑コンデンサの
電圧上昇を低減することができる。
【0011】請求項2の発明は、交流電源を全波整流す
る全波整流器と、前記全波整流器の出力端にダイオード
を介して接続される平滑コンデンサと、前記平滑コンデ
ンサの両端間に接続され交互にオンオフする第1、第2
のスイッチング素子の直列回路及び前記第2のスイッチ
ング素子の両端間に接続されたLC共振回路及び放電灯
負荷を含む負荷回路からなるインバータ部と、一端が前
記全波整流器の出力端と前記ダイオードとの間に接続さ
れ他端が前記インバータ部の出力側に接続される電源帰
還用のインピーダンス要素とを備え、前記インバータ部
の電圧の一部を帰還電源として前記インピーダンス要素
を介して前記平滑コンデンサの入力側に帰還する放電灯
点灯装置であって、前記放電灯は口金部を除く単位長さ
当たりのランプインピーダンスが8Ω/cm以上である
ことを特徴とするものであり、口金部を除く単位長さ当
たりのランプインピーダンスが8Ω/cmよりも小さな
従来のランプを用いる場合に比べて、消費電力が大きな
全点灯時のランプ電圧を大きくすることができ、全点灯
時に平滑コンデンサの電圧が上がりやすくなるので、全
点灯時に平滑コンデンサの電圧が適切な値になるように
電源帰還用のインピーダンス要素のインピーダンスを大
きくして入力電流の量を少なくすることができ、もとも
と消費電力が少なくランプインピーダンスが高い予熱時
や調光点灯時における平滑コンデンサの電圧上昇を低減
することができる。
【0012】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、LC共振回路と放電灯負荷との間に第2のLC共振
回路を挿入し、前記LC共振回路の出力を帰還電源にす
るとともに、前記第2のLC共振回路を介して前記放電
灯負荷へ供給するので、前記帰還電源の電圧振幅と放電
灯負荷に供給する高周波電圧の振幅とを独立に制御する
ことができるから、予熱時に帰還電源の電圧振幅を低減
することによって平滑コンデンサの電圧上昇を抑制する
ことができる。
【0013】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、第3のLC共振回路を構成する第2、第3のインピ
ーダンス要素の直列回路を第2のスイッチング素子に並
列的に接続して前記第2、第3のインピーダンス要素同
士の接続点の電圧を帰還電源にするので、前記第2、第
3のインピーダンス要素のインピーダンス比を変えるこ
とによってランプ電圧と独立して帰還電源の振幅を可変
することができるから、前記インピーダンス比を適切な
値に設定することにより、予熱時、調光時の帰還電源の
電圧振幅を低減することができ、平滑コンデンサの電圧
上昇を抑制することができる。
【0014】請求項5の発明は、請求項2の発明におい
て、LC共振回路と放電灯負荷との間に第4のインピー
ダンス要素を接続し、前記LC共振回路の出力を帰還電
源にするので、ランプ電圧と帰還電源の電圧とを独立に
設定できるから、予熱時のランプ電圧の振幅を低減する
ことにより、平滑コンデンサの電圧上昇を抑制すること
ができる。
【0015】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、インバータ部は放電灯負荷の点灯状態に応じてスイ
ッチング素子の駆動周波数を制御するものであって、第
4のインピーダンス要素は、LC並列共振回路を含み、
前記放電灯負荷の予熱時におけるスイッチング素子の駆
動周波数において出力電圧が極小値に近くなるような出
力周波数特性に設定されているので、予熱時にランプ電
極間の電圧を低減することができる。
【0016】請求項7の発明は、請求項1乃至請求項6
の発明において、放電灯のフィラメント電流を供給する
フィラメントインバータ部を設けたので、フィラメント
インバータからフィラメント電流を供給することによっ
て、予熱時における帰還電源の電圧を小さくすることが
でき、その結果、平滑コンデンサの電圧上昇を抑制する
ことができる。
【0017】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、フィラメントインバータ部は、インバータ部と第
1、第2のスイッチング素子を共有し且つ前記インバー
タ部と異なる出力周波数特性を有するので、予熱時にイ
ンバータ部がフィラメント電流を供給する必要がないた
め、予熱時における帰還電源の電圧を低減することがで
き、平滑コンデンサの電圧上昇を抑制することができ
る。
【0018】請求項9の発明は、請求項7の発明におい
て、フィラメントインバータ部が、インバータ部の共振
電流経路に一次巻線が接続されたトランスを介して電力
を取り込むので、フィラメントインバータの一次巻線が
インバータ部の構成要素を兼ねるから備品点数の削減を
図ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 (実施形態1)本実施形態は、図1に示すように、図1
6に示した従来構成と基本構成は同様であり、その基本
動作も略同じなので、特徴となる点についてのみ説明す
る。
【0020】ところで、近年、照明器具の小型化、ラン
プの高効率化、省資源化のため蛍光ランプが細径化する
傾向にある。この種のランプの口金部を除く単位長さ当
たりのランプインピーダンスは、図2に示すように同種
のランプ(例えばFL20SとFL20SS/18)で
比較すると、管径が細くなるほど大きくなる傾向にあ
る。特に管径が16mmのT5−14,T5−21,T
5−28,T5−35等のT5ランプ(あるいは、’T
L’5:フィリップス社の商品名)は、口金部を除く単
位長さ当たりのランプインピーダンスが8Ω/cm以上
の値であり、管径が28mm〜32.5mmのランプ
(例えば、FL20S,FL20SS/18,FL30
S,FL40S/38,FL40SS/37等)あるい
は25.5mmの高周波点灯用ランプ(例えば、FHF
16,FHF16−23,FHF32,FHF32−4
5等)のような従来のランプと比べて大きなランプイン
ピーダンスを有する。そこで、発明者は、放電灯FLの
口金部を除く単位長さ当たりのランプインピーダンスの
大きさに注目して本発明を行なった。
【0021】本実施形態は、図1に示す放電灯点灯装置
の放電灯FLとして、口金部を除く単位長さ当たりのラ
ンプインピーダンスの大きなT5ランプを用いている点
に特徴がある。本実施形態では、放電灯FLとしてT5
ランプを用いていることにより、消費電力が多い全点灯
時のランプ電圧が高いため、全点灯時に平滑コンデンサ
0 の電圧VDCが上がりやすくなる。したがって、全点
灯時に電圧VDCが適切な値になるように電源帰還用のイ
ンピーダンス要素Z1 を大きくして入力電流の量を少な
くすることができるので、もともと消費電力が少なくラ
ンプインピーダンスが高い予熱時や調光点灯時にも電圧
DCが上昇しにくくなるのである。
【0022】(実施形態2)本実施形態も放電灯FLと
してT5ランプを用いており、基本構成及び基本動作は
実施形態1と略同じであり、放電灯FLの両フィラメン
トF1 ,F2 の非電源側端間にコンデンサC2 を接続す
る替わりに、図3に示すようにフィラメントF1 ,F2
に予熱用のフィラメントインバータ部10’を接続した
点で異なる。
【0023】フィラメントインバータ部10’は、スイ
ッチング素子Q1 ,Q2 をインバータ部INVと共用す
るとともに平滑コンデンサC0 を電源として共有してお
り、また、トランスT1 の一次巻線が、コンデンサC5
とインダクタL2 とコンデンサC4 との直列回路を介し
てスイッチング素子Q2 のドレイン・ソース間に接続さ
れ、トランスT1 の2個の二次巻線が、放電灯FLのフ
ィラメントF1 ,F2に接続されている。なお、インバ
ータ部INVは、平滑コンデンサC0 の両端間に接続さ
れたMOSFETよりなるスイッチング素子Q1 ,Q2
の直列回路と、一端が両スイッチング素子Q1 ,Q2
接続点に接続された直流カット用のコンデンサC1 とイ
ンダクタL1 との直列回路と、この直列回路を介してフ
ィラメントF1 ,F2 の電源側端がスイッチング素子Q
2 の両端間に接続された放電灯FLと、フィラメントF
1 ,F2 の電源側端に接続された共振用のコンデンサC
12とで構成してある。
【0024】本実施形態では、インバータ部INVとフ
ィラメントインバータ部10’とは、独立した共振特性
を持たせることができ、例えば図4に示すようなランプ
電流の共振特性に対してフィラメント電流にはに示
すような共振特性を持たせてある。したがって、フィラ
メントインバータ部10’は、予熱時には十分な大きさ
の予熱電流を供給し、全点灯時や調光点灯時にはフィラ
メント電流を低減することができるのである。
【0025】ところで、本実施形態では、実施形態1の
インピーダンス要素Z1 としてコンデンサC3 を用いて
いるが、このコンデンサC3 はインバータ部INVのイ
ンダクタL1 とフィラメントF1 の電源側端との接続点
に一端が接続されているものであって、フィラメントイ
ンバータ部10には直接接続していない。このため、フ
ィラメントインバータ部10は、平滑コンデンサC0
充電には寄与しない。実施形態1では、フィラメントF
1 ,F2 の非電源側端間に接続されたコンデンサC2
両端電圧により予熱を行なうため、インバータ部INV
によってフィラメント電流を供給する必要があったが、
本実施形態では、インバータ部INVによってフィラメ
ント電流を供給する必要がない。このため、本実施形態
は、予熱時のランプ間電圧Va を実施形態1よりも小さ
くすることができるので、予熱時における両ダイオード
1 ,D2 の接続点の電位と、インダクタL1 、フィラ
メントF1 の接続点の電位との電位差を小さくすること
ができ、その結果、平滑コンデンサC0 の電圧VDCの上
昇を更に抑えることができるのである。
【0026】(実施形態3)本実施形態の基本構成及び
基本動作は実施形態1及び実施形態2と略同じであり、
図5に示すように、トランスT1 の一次巻線がコンデン
サC1 とインダクタL1 との間に直列接続され(つま
り、トランスT1 の一次巻線がインバータ部INVの共
振電流経路に接続されている)、トランスT1 の2個の
二次巻線がそれぞれコンデンサC6 ,C7 を介してフィ
ラメントF1 ,F2 に接続されたフィラメントインバー
タ部10’を有する点で異なる。つまり、本実施形態
は、インバータ部INVのインダクタL1 の経路からト
ランスT1 によりフィラメント電流を取り出してインバ
ータ部INVと独立にフィラメント電流特性を設定する
ものである。ここで、本実施形態では、トランスT1
2個の二次巻線を、それぞれコンデンサC6 ,C7 を介
してフィラメントF1 ,F2 に接続することにより、イ
ンバータ部INVとは異なる共振特性を持たせてある。
したがって、本実施形態は、実施形態2と同様に点灯時
のフィラメント電流を低減することができるのである。
また、T5ランプ等のような単位長さ当たりのランプイ
ンピーダンスの大きなランプを用いることにより、予熱
時や調光点灯時にも平滑コンデンサC0の電圧VDCの上
昇を更に抑えることができるのである。
【0027】なお、トランスT1 をリーケージトランス
とすることにより、トランスT1 の一次巻線とインダク
タL1 とを共用することもできる。 (実施形態4)本実施形態の基本構成は実施形態3と略
同じであり、図6に示すように、放電灯FLのフィラメ
ントF1 ,F2 の電源側端間に接続される共振用のコン
デンサC2 に直列にトランスT1 の一次巻線を接続した
点が実施形態3と異なる。本実施形態も実施形態3と同
様に、トランスT1 の2個の二次巻線をそれぞれコンデ
ンサC6 ,C7 を介してフィラメントF1 ,F2 に接続
して、インバータ部INVとフィラメントインバータ部
10’とに別々の共振特性を持たせてある。つまり、フ
ィラメントインバータ部10’で独立にフィラメント電
流を設定することができる。したがって、本実施形態で
も、実施形態2及び実施形態3と同様に点灯時のフィラ
メント電流を低減することができるのである。
【0028】また、本実施形態も、実施形態1と同様
に、T5ランプ等のような単位長さ当たりのランプイン
ピーダンスの大きなランプを用いることにより、予熱時
や調光点灯時における平滑コンデンサC0 の電圧VDC
上昇を抑えることができ、しかも、点灯時のフィラメン
ト電流を低減することができる。 (実施形態5)本実施形態の基本構成は実施形態1と略
同じであって、図7に示すように放電灯FLとインバー
タ部INVとの間に、インダクタL22とコンデンサC22
とからなる第2の共振回路12を設けた点に特徴があ
る。ここで、実施形態1における電源帰還用のインピー
ダンス要素Z1 としてのコンデンサC3 は、一端が両ダ
イオードD1 ,D2 の接続点に接続され、他端がインダ
クタL1 、コンデンサ12の接続点に接続されている。つ
まり、インダクタL1 、コンデンサ12の接続点の電圧を
帰還電源としている。なお、コンデンサC22は、放電灯
FLのフィラメントF1 ,F2 の電源側端に接続されて
いる。また、放電灯FLのフィラメントF1,F2 に接
続されているフィラメント予熱回路10は、実施形態1
のような予熱用のコンデンサC2 でもよいし、実施形態
2乃至実施形態4に示したフィラメントインバータ1
0’であってもよい。
【0029】而して、本実施形態では、ランプ電圧Vl
aと独立に帰還電源としてのコンデンサC12の電圧Va
を設定できるので、フィラメントF1 ,F2 の予熱時に
aの振幅を低減することができ、平滑コンデンサC0
の電圧VDCの上昇を更に抑えることができるのである。
また、放電灯FLとして、T5ランプ等の単位長さ当た
りのランプインピーダンスの大きなランプを用いている
ので、従来のランプを接続した時に比べて全点灯時のラ
ンプ間電圧を大きくでき、全点灯時と、予熱、調光点灯
時のランプ間電圧Vlaの差が小さくなり、第2の共振
回路12のインピーダンスを小さくすることができる。
したがって、インダクタL22を小さくすることができ
る。また実施形態1と同様に、帰還のインピーダンス要
素Z1 たるコンデンサC3 のインピーダンスを大きくで
きるので、コンデンサC3 として小型のものを用いるこ
とができる。
【0030】(実施形態6)本実施形態の基本構成及び
基本動作は実施形態1と略同じであって、図8に示すよ
うにインダクタL1 とコンデンサC12との直列回路に並
列に、第2のインピーダンス要素Z5 と第3のインピー
ダンス要素Z6 との直列回路を接続し、両インピーダン
ス要素Z5 ,Z6 の接続点と、両ダイオードD1 ,D2
の接続点との間にコンデンサC3 を接続した点に特徴が
ある。本実施形態は、ランプ電圧Vla(放電灯FLの
電源側端間の電圧)と独立に帰還電源としての両インピ
ーダンス要素Z5 ,Z6 の接続点の電圧Va を設定でき
るので、両インピーダンス要素Z5 ,Z6 のインピーダ
ンスを適切に選ぶことにより、調光時や予熱時にVa
振幅を小さくして平滑コンデンサC0 の電圧VDCの上昇
を抑制することができる。
【0031】本実施形態は、T5ランプのように予熱時
にフィラメントに供給する電力が大きく、その時のラン
プ電極間電圧の上限が規定されているようなランプを負
荷に用いる場合に有効である。例えば、VlaとVa
の周波数特性が図9(a)に示すような関係になるよう
にインピーダンス要素Z5 ,Z6 を選ぶと、VlaとV
a とは独立に設定できる。ここで、フィラメントF1
2 の予熱時におけるスイッチング素子Q1 ,Q2 の駆
動周波数f2 は、図9(a)中の点Aがランプ電極間電
圧Vlaの上限値以下で、かつVaの振幅がVDCの上昇
を抑制できる大きさになるような周波数に設定される。
なお、図9(b)は本実施形態におけるフィラメント電
流の周波数特性を示す。
【0032】図10に示す回路図は、図8に示す回路の
具体回路例であって、インダクタL15、トランスT1
一次巻線の直列回路と、この直列回路に並列接続された
コンデンサC15とでインピーダンス要素Z5 を構成し、
コンデンサC16によりインピーダンス要素Z6 を構成し
てある。また、フィラメント予熱回路10は、トランス
1 の2個の二次巻線が、それぞれコンデンサC6 ,C
7 を介して放電灯FLのフィラメントF1 ,F2 に接続
してある。図10の回路構成にすることにより、図9
(a),(b)のような周波数特性を達成することがで
きる。
【0033】(実施形態7)本実施形態の基本構成及び
基本動作は実施形態1及び実施形態6と略同じであり、
図11に示すようにインバータ部INVの共振回路を構
成しているコンデンサC12と並列に、インピーダンス要
素Z5 ,Z6 の直列回路を接続し、両インピーダンス要
素Z5 ,Z6 の接続点と、両ダイオードD1 ,D2 の接
続点との間にコンデンサC3 を接続した点で異なる。
【0034】本実施形態も実施形態6と同様に、放電灯
FLの電源側端間のランプ電圧Vlaと独立にインバー
タ部INVとコンデンサC3 との接続点の電位Va であ
る帰還電源を設定できるので、インピーダンス要素
5 ,Z6 を適切に選ぶことにより、調光時、先行予熱
時にVa の振幅を低減してVDCの上昇を抑制することが
できる。また、T5ランプのように先行予熱時にフィラ
メントに供給する電力が大きくその時のランプ電極間電
圧の上限が規定されているようなランプを負荷を用いる
場合に有効である。
【0035】(実施形態8)本実施形態の基本構成及び
基本動作は実施形態1と略同じであり、図12に示すよ
うにインダクタL1 と放電灯FLとの間に第4のインピ
ーダンス要素Z7 を挿入し、両ダイオードD1 ,D2
接続点と、インダクタL1 ,第4のインピーダンス要素
7 の接続点との間にコンデンサC3 を接続したもので
ある。本実施形態も、ランプ電圧Vlaと独立に、イン
バータ部INVと電源帰還用のインピーダンス要素Z1
たるコンデンサC3 との接続点の電位Va を設定できる
ので、予熱時におけるVa の振幅を小さくすることがで
きるから、平滑コンデンサC0の電圧VDCの上昇を抑制
することができる。また、本実施形態においても、放電
灯FLとしてT5ランプ等の単位長さ当たりのランプイ
ンピーダンスの高いランプを用いているので、実施形態
1と同様にコンデンサC3 のインピーダンスを大きくで
きるからコンデンサC3 として小型のものを用いること
ができる。
【0036】なお、放電灯FLのフィラメントF1 ,F
2 には図示しないフィラメント予熱回路が接続されてい
るが、このフィラメント予熱回路は、実施形態1の予熱
用のコンデンサC2 、実施形態2乃至実施形態4のフィ
ラメントインバータ10’であっても同様の効果が得ら
れる。 (実施形態9)本実施形態は、図13に示すような回路
構成であって、実施形態8における第4のインピーダン
ス要素Z7 を、インダクタL17とトランスT1 の一次巻
線との直列回路にコンデンサC17を並列接続した回路に
より構成している。ここで、トランスT1 の2個の二次
巻線は、それぞれコンデンサC6 ,C7 を介してフィラ
メントF1 ,F2 に接続してある。
【0037】本実施形態では、T5ランプのように先行
予熱時にフィラメントに供給する電力が大きく、そのと
きのランプ間電圧の上限が規定されているようなランプ
を負荷に用いる場合に有効である。本実施形態において
は、ランプ電圧Vla、インバータ部INVとコンデン
サC3 との接続点の電位Va の周波数特性を図14に示
すように設定し、この周波数特性を利用して予熱を行な
う周波数f2 付近にVlaの極小点をとる周波数(反共
振周波数)がくるように回路各部のパラメータを選ぶこ
とで、ランプ電極間電圧の上限値を抑制するようなVa
の振幅を設定することができる。
【0038】なお、Va 、Vlaの反共振周波数の設定
によって平滑コンデンサC0 の電圧上昇を抑制するよう
なVa の振幅を設定することができる。 (実施形態10)本実施形態は、図15に示すような回
路構成であって、実施形態9における直流カット用のコ
ンデンサC1 を設ける替わりに、インダクタL1 と第4
のインピーダンス要素Z7 との間にコンデンサC14を接
続し、インダクタL1 とコンデンサC14との接続点と、
スイッチング素子Q2 のソース端子の間にダイオードD
7を接続したものであり、実施形態9と同様の効果を有
する。
【0039】
【発明の効果】請求項1の発明は、交流電源を全波整流
する全波整流器と、前記全波整流器の出力端にダイオー
ドを介して接続される平滑コンデンサと、前記平滑コン
デンサの電圧を高周波電圧に変換するインバータ部と、
前記インバータ部からの高周波電圧が供給される放電灯
負荷と、前記高周波電圧の一部を前記ダイオードを通る
経路で前記平滑コンデンサの入力側に帰還する帰還手段
とを備える放電灯点灯装置であって、前記放電灯は口金
部を除く単位長さ当たりのランプインピーダンスが8Ω
/cm以上であるので、口金部を除く単位長さ当たりの
ランプインピーダンスが8Ω/cmよりも小さな従来の
ランプを用いる場合に比べて、消費電力が大きな全点灯
時のランプ電圧を大きくすることができ、全点灯時に平
滑コンデンサの電圧が上がりやすくなるから、全点灯時
に平滑コンデンサの電圧が適切な値になるように帰還手
段によって入力電流の量を少なくすることができ、もと
もと消費電力が少なくランプインピーダンスが高い予熱
時や調光点灯時における平滑コンデンサの電圧上昇を低
減することができるという効果がある。
【0040】請求項2の発明は、交流電源を全波整流す
る全波整流器と、前記全波整流器の出力端にダイオード
を介して接続される平滑コンデンサと、前記平滑コンデ
ンサの両端間に接続され交互にオンオフする第1、第2
のスイッチング素子の直列回路及び前記第2のスイッチ
ング素子の両端間に接続されたLC共振回路及び放電灯
負荷を含む負荷回路からなるインバータ部と、一端が前
記全波整流器の出力端と前記ダイオードとの間に接続さ
れ他端が前記インバータ部の出力側に接続される電源帰
還用のインピーダンス要素とを備え、前記インバータ部
の電圧の一部を帰還電源として前記インピーダンス要素
を介して前記平滑コンデンサの入力側に帰還する放電灯
点灯装置であって、前記放電灯は口金部を除く単位長さ
当たりのランプインピーダンスが8Ω/cm以上である
ので、口金部を除く単位長さ当たりのランプインピーダ
ンスが8Ω/cmよりも小さな従来のランプを用いる場
合に比べて、消費電力が大きな全点灯時のランプ電圧を
大きくすることができ、全点灯時に平滑コンデンサの電
圧が上がりやすくなるから、全点灯時に平滑コンデンサ
の電圧が適切な値になるように電源帰還用のインピーダ
ンス要素のインピーダンスを大きくして入力電流の量を
少なくすることができ、もともと消費電力が少なくラン
プインピーダンスが高い予熱時や調光点灯時における平
滑コンデンサの電圧上昇を低減することができるという
効果がある。請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、LC共振回路と放電灯負荷との間に第2のLC共振
回路を挿入し、前記LC共振回路の出力を帰還電源にす
るとともに、前記第2のLC共振回路を介して前記放電
灯負荷へ供給するので、前記帰還電源の電圧振幅と放電
灯負荷に供給する高周波電圧の振幅とを独立に制御する
ことができるから、予熱時に帰還電源の電圧振幅を低減
することによって平滑コンデンサの電圧上昇を抑制する
ことができるという効果がある。
【0041】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、第3のLC共振回路を構成する第2、第3のインピ
ーダンス要素の直列回路を第2のスイッチング素子に並
列的に接続して前記第2、第3のインピーダンス要素同
士の接続点の電圧を帰還電源にするので、前記第2、第
3のインピーダンス要素のインピーダンス比を変えるこ
とによってランプ電圧と独立して帰還電源の振幅を可変
することができるから、前記インピーダンス比を適切な
値に設定することにより、予熱時、調光時の帰還電源の
電圧振幅を低減することができ、平滑コンデンサの電圧
上昇を抑制することができるという効果がある。
【0042】請求項5の発明は、請求項2の発明におい
て、LC共振回路と放電灯負荷との間に第4のインピー
ダンス要素を接続し、前記LC共振回路の出力を帰還電
源にするので、ランプ電圧と帰還電源の電圧とを独立に
設定できるから、予熱時のランプ電圧の振幅を低減する
ことにより、平滑コンデンサの電圧上昇を抑制すること
ができるという効果がある。
【0043】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、インバータ部は放電灯負荷の点灯状態に応じてスイ
ッチング素子の駆動周波数を制御するものであって、第
4のインピーダンス要素は、LC並列共振回路を含み、
前記放電灯負荷の予熱時におけるスイッチング素子の駆
動周波数において出力電圧が極小値に近くなるような出
力周波数特性に設定されているので、予熱時にランプ電
極間の電圧を低減することができるという効果がある。
【0044】請求項7の発明は、請求項1乃至請求項6
の発明において、放電灯のフィラメント電流を供給する
フィラメントインバータ部を設けたので、フィラメント
インバータからフィラメント電流を供給することによっ
て、予熱時における帰還電源の電圧を小さくすることが
でき、その結果、平滑コンデンサの電圧上昇を抑制する
ことができるという効果がある。
【0045】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、フィラメントインバータ部は、インバータ部と第
1、第2のスイッチング素子を共有し且つ前記インバー
タ部と異なる出力周波数特性を有するので、予熱時にイ
ンバータ部がフィラメント電流を供給する必要がないた
め、予熱時における帰還電源の電圧を低減することがで
き、平滑コンデンサの電圧上昇を抑制することができる
という効果がある。
【0046】請求項9の発明は、請求項7の発明におい
て、フィラメントインバータ部が、インバータ部の共振
電流経路に一次巻線が接続されたトランスを介して電力
を取り込むので、フィラメントインバータの一次巻線が
インバータ部の構成要素を兼ねるから備品点数の削減を
図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示す回路構成図である。
【図2】各種ランプのランプインピーダンスの説明図で
ある。
【図3】実施形態2を示す回路構成図である。
【図4】同上の動作説明図である。
【図5】実施形態3を示す回路構成図である。
【図6】実施形態4を示す回路構成図である。
【図7】実施形態5を示す回路構成図である。
【図8】実施形態6を示す概略回路構成図である。
【図9】同上の動作説明図である。
【図10】同上の具体回路構成図である。
【図11】実施形態7を示す回路構成図である。
【図12】実施形態8を示す回路構成図である。
【図13】実施形態9を示す回路構成図である。
【図14】同上の動作説明図である。
【図15】実施形態10を示す回路構成図である。
【図16】従来例を示す概略回路図である。
【図17】同上の具体回路構成図である。
【図18】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
AC 交流電源 DB 全波整流器 C0 平滑コンデンサ C1 コンデンサ C2 コンデンサ L1 インダクタ Q1 ,Q2 スイッチング素子 D1 ,D2 ダイオード INV インバータ部 FL 放電灯 F1 ,F2 フラメント

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を全波整流する全波整流器と、
    前記全波整流器の出力端にダイオードを介して接続され
    る平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの電圧を高周
    波電圧に変換するインバータ部と、前記インバータ部か
    らの高周波電圧が供給される放電灯負荷と、前記高周波
    電圧の一部を前記ダイオードを通る経路で前記平滑コン
    デンサの入力側に帰還する帰還手段とを備える放電灯点
    灯装置であって、前記放電灯は口金部を除く単位長さ当
    たりのランプインピーダンスが8Ω/cm以上であるこ
    とを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 交流電源を全波整流する全波整流器と、
    前記全波整流器の出力端にダイオードを介して接続され
    る平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの両端間に接
    続され交互にオンオフする第1、第2のスイッチング素
    子の直列回路及び前記第2のスイッチング素子の両端間
    に接続されたLC共振回路及び放電灯負荷を含む負荷回
    路からなるインバータ部と、一端が前記全波整流器の出
    力端と前記ダイオードとの間に接続され他端が前記イン
    バータ部の出力側に接続される電源帰還用のインピーダ
    ンス要素とを備え、前記インバータ部の電圧の一部を帰
    還電源として前記インピーダンス要素を介して前記平滑
    コンデンサの入力側に帰還する放電灯点灯装置であっ
    て、前記放電灯は口金部を除く単位長さ当たりのランプ
    インピーダンスが8Ω/cm以上であることを特徴とす
    る放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 LC共振回路と放電灯負荷との間に第2
    のLC共振回路を挿入し、前記LC共振回路の出力を帰
    還電源にするとともに、前記第2のLC共振回路を介し
    て前記放電灯負荷へ供給することを特徴とする請求項2
    記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 第3のLC共振回路を構成する第2、第
    3のインピーダンス要素の直列回路を第2のスイッチン
    グ素子に並列的に接続して前記第2、第3のインピーダ
    ンス要素同士の接続点の電圧を帰還電源にすることを特
    徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】 LC共振回路と放電灯負荷との間に第4
    のインピーダンス要素を接続し、前記LC共振回路の出
    力を帰還電源にすることを特徴とする請求項2記載の放
    電灯点灯装置。
  6. 【請求項6】 インバータ部は放電灯負荷の点灯状態に
    応じてスイッチング素子の駆動周波数を制御するもので
    あって、第4のインピーダンス要素は、LC並列共振回
    路を含み、前記放電灯負荷の予熱時におけるスイッチン
    グ素子の駆動周波数において出力電圧が極小値に近くな
    るような出力周波数特性に設定されていることを特徴と
    する請求項5記載の放電灯点灯装置。
  7. 【請求項7】 放電灯のフィラメント電流を供給するフ
    ィラメントインバータ部を設けたことを特徴とする請求
    項1乃至請求項6記載の放電灯点灯装置。
  8. 【請求項8】 フィラメントインバータ部は、インバー
    タ部と第1、第2のスイッチング素子を共有し且つ前記
    インバータ部と異なる出力周波数特性を有することを特
    徴とする請求項7記載の放電灯点灯装置。
  9. 【請求項9】 フィラメントインバータ部は、インバー
    タ部の共振電流経路に一次巻線が接続されたトランスを
    介して電力を取り込むことを特徴とする請求項7記載の
    放電灯点灯装置。
JP30374096A 1996-10-28 1996-10-28 放電灯点灯装置 Withdrawn JPH10134978A (ja)

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JP30374096A JPH10134978A (ja) 1996-10-28 1996-10-28 放電灯点灯装置
US08/958,326 US5920155A (en) 1996-10-28 1997-10-27 Electronic ballast for discharge lamps

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JP30374096A JPH10134978A (ja) 1996-10-28 1996-10-28 放電灯点灯装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000025207A (ko) * 1998-10-09 2000-05-06 구자홍 직류전원장치의 전원 안정화 회로

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000025207A (ko) * 1998-10-09 2000-05-06 구자홍 직류전원장치의 전원 안정화 회로

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