JPH10326685A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH10326685A
JPH10326685A JP13720997A JP13720997A JPH10326685A JP H10326685 A JPH10326685 A JP H10326685A JP 13720997 A JP13720997 A JP 13720997A JP 13720997 A JP13720997 A JP 13720997A JP H10326685 A JPH10326685 A JP H10326685A
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discharge lamp
lamp
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transformer
discharge
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Yasuhiro Kudo
康宏 工藤
Wakichi Tsukuda
和吉 佃
Naokage Kishimoto
直景 岸本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線予熱方式を有し、ランプ線長に関係な
く、また、放電灯の数に関係なく、放電灯を確実に始動
点灯させることが可能な放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 直流電圧を高周波電圧に変換するインバ
ータ回路INVと、インバータ回路INVの出力端に接
続されるインダクタLo1とコンデンサCoとの直列接
続でなる直列共振回路と、1次巻線n1がインバータ回
路INVの出力端に接続されるトランスT1と、コンデ
ンサCoの両端に接続されると共に2次巻線n21、n
22の両端にランプ線を介してフィラメントが接続され
る放電灯Lmpoとを備え、2次巻線n21、n22に
予熱カット用コンデンサC3l、C32を直列接続する
と共に、予熱カット用コンデンサC3l、C32の容量
リアクタンス値は、ランプ線が有する誘導リアクタンス
値に近づく方向に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は放電灯点灯装置に関
するものであり、更に詳しくは、少なくとも1灯の放電
灯を単一の安定器にて点灯する放電灯点灯装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】複数の放電灯を単一の安定器で点灯する
場合、放電灯を直列接続、並列接続あるいは直並列接続
するが、直列接続の場合、複数の放電灯を同時に始動す
るためには、安定器は、放電灯1灯当たりの始動に必要
な電圧に放電灯の数を掛けた非常に高い電圧を供給する
必要がある。一方、並列接続の場合、安定器は、放電灯
1灯当りの始動電圧に略等しい電圧を供給すればよいは
ずであるが、ランプ線の配線長が長くなる放電灯におい
ては、ランプ線の配線長の限流作用等により、始動に必
要な電圧が印加されなくなり、始動性能の劣化が生じて
しまう、という第1の問題点が生じてしまう。
【0003】一方、放電灯の予熱手段としては、各々の
放電灯の非電源側端子間にコンデンサを接続し、該コン
デンサを介して予熱電流を供給する、コンデンサ予熱方
式と呼ばれるものがある。該手段を用いた場合、複数の
放電灯を直列接続し単一の安定器で始動すると、各放電
灯に並列にかかるキャパシタンス成分により電圧が各放
電灯で分圧されてしまい、始動に必要な電圧が印加され
なくなり、始動性能の劣化が生じてしまう、という第2
の問題点が生じてしまう。
【0004】上記第2の問題点を解決する手段として、
図6に示す第1従来例、図7に示す第2従来例がある。
図6、図7に示す回路は、単一の電子安定器BLSTで
複数(ここでは4灯)の放電灯Lmp1、Lmp2、L
mp3、Lmp4を直列接続し、各々の放電灯の非電源
側端子間に予熱用のコンデンサC21、C22、C2
3、C24を接続すると共に、各放電灯Lmp1、Lm
p2、Lmp3、Lmp4を確実に始動させる為に、コ
ンデンサC21、C22、C23、C24の容量を、電
子安定器BLSTに近くランプ線の短い放電灯に接続さ
れたコンデンサから小さくなる様にしたものである。な
お、ここでは、C21<C22、C23、C24とし
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第1、第
2従来例に示すものは、上述の様なコンデンサ予熱方式
についての解決手段であり、本発明に係る第3従来例と
して図8に示す様な、トランスT1の2次巻線n21、
n22の各々の両端に放電灯Lmpoのフィラメントf
1、f2を接続し、トランスT1の2次巻線n21、n
22を介して予熱電流を供給する、巻線予熱方式と呼ば
れるものに対して適用することは困難である、という第
3の問題点が生じてしまう。
【0006】また、巻線予熱方式では、以下に示す様な
第4の問題点も生じてしまう。ここで、図8に示す回路
は、交流電源Eを整流する整流回路DBと、整流回路D
Bの出力端に接続され整流回路DBの直流電圧出力を交
流の高周波電圧に変換するインバータ回路INVと、イ
ンバータ回路INVの出力端に接続されるインダクタL
o1とコンデンサCoとの直列接続でなる直列共振回路
と、コンデンサCoの両端に接続される放電灯Lmpo
と、インバータ回路INVの出力端に1次巻線n1が接
続されるトランスT1とから構成され、トランスT1の
2次巻線n21、n22の各々の両端に放電灯Lmpo
の両フィラメントf1、f2が接続されている。また、
整流器DB、インバータ回路INV、インダクタLo
1、コンデンサCo、トランスT1で構成される電子安
定器BLSTは器具l内に有り、放電灯Lmpoは器具
n内に設置されている。
【0007】図8に示す様な巻線予熱方式では、器具l
から器具nまでのランプ線の配線長を長くすると、ラン
プ線によるインダクタンス成分Lo2が増加し、合成イ
ンダクタンス成分はLo1+Lo2となる。一方、該ラ
ンプ長を短くすると、合成インダクタンス成分はLo1
である。その為、図9に示す様に、ランプ長の違いによ
り共振周波数に違いが生じ、トランスT1の2次電圧つ
まりランプ電圧VLaにも大きな違いが生じる。ランプ
長が短い場合の共振周波数fo1及びランプ長が長い場
合の共振周波数fo2は、 fo1=1/2π√(Lo1×Co)・・・・・・・・(1) fo2=1/2π√{(Lo1+Lo2)×Co}・・(2) fo1>fo2・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) となる。また、インバータ回路INVの発振周波数f1
に対する、ランプ長が短い場合の2次電圧Vo1及びラ
ンプ長が長い場合の2次電圧Vo2は、 Vo1>Vo2・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) となる。つまり、ランプ長が長くなる程、同一周波数に
対するランプ電圧VLaが低下してしまい、放電灯Lm
poを始動するのに十分な電圧を得ることが困難になっ
てしまう。
【0008】本発明は、上記全ての問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、巻線予熱方
式を有し、ランプ線の配線長に関係なく、また、放電灯
の数に関係なく、放電灯を確実に始動点灯させることが
可能な放電灯点灯装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明によれば、直流電圧を交流の
高周波電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回
路の出力端に接続される共振回路と、少なくとも1つの
2次巻線を有し1次巻線がインバータ回路の出力端に接
続されるトランスと、共振回路の出力端に接続されると
共にトランスの2次巻線の両端にランプ線を介してフィ
ラメントが接続される放電灯とを備え、トランスの2次
巻線に予熱カット用コンデンサを直列接続すると共に、
予熱カット用コンデンサの容量リアクタンス値は、ラン
プ線が有する誘導リアクタンス値に近づく方向に設定す
ることを特徴とする。
【0010】請求項2記載の発明によれば、容量リアク
タンス値は、誘導リアクタンス値に略等しいことを特徴
とする。
【0011】請求項3記載の発明によれば、複数の放電
灯を並列接続することを特徴とする。
【0012】請求項4記載の発明によれば、複数の放電
灯を直列接続することを特徴とする。
【0013】
【実施の形態】
(実施の形態1)本発明の第1の実施の形態に係る回路
図を図1に示す。
【0014】図8に示した従来例と異なる点は、トラン
スT1の2次巻線n21、n22の各々の一端に直列に
予熱カット用コンデンサC3l、C32を接続し、予熱
カット用コンデンサC3l、C32の各々を介してトラ
ンスT1の2次巻線n21、n22の各々の両端に、放
電灯Lmpoの両フィラメントを接続したことであり、
その他の従来例と同一構成には同一符号を付すことによ
り説明を省略する。
【0015】本回路において、ランプ線によるインダク
タンス成分Lo2の増加にも関わらず、ランプの始動性
を確保するためには、フィラメントに流れる予熱電流を
増加させれぱよく、その点について図2に示す等価回路
を用いて以下に説明する。
【0016】図2に示す回路は、トランスT1の2次巻
線n21あるいは2次巻線n22からフィラメントまで
の間を等価回路として示したものであり、トランスT1
の2次側電圧をE2、予熱カット用コンデンサの容量リ
アクタンス値をXC=1/ωC、器具lから器具nまで
延ぱしたランプ線のインダクタンス成分Lo2による誘
導リアクタンス値をXL=ωLo2、放電灯Lmpoの
フィラメント抵抗をRfとすると、全インピーダンスZ
は、 Z=√{(Rf×Rf+(XL−XC)×(XL−XC)}・・(5) となる。ここで、ランプ線の配線長をl、ランプ線の許
容配線長をlmaxとすると、 0くl≦lmax・・・・(6) の配線長lにおいて、全インピーダンスZが小さくなる
ような容量値(あるいは容量リアクタンス値)を予熱カ
ット用コンデンサとして選択し、更に、XLとXCとが
互いにキャンセルするような(共振ボイント)容量値を
予熱カット用コンデンサとして選択することにより、 Z=Rf・・・・・・・・(7) と全インピーダンスZは最小となり、つまり予熱電流は
最大となる。
【0017】以上の様に構成したことにより、ランプ線
の配線長lが大きくなる程ランプの始動時に必要な電圧
は小さくなるが、予熱カット用コンデンサの容量値(あ
るいは容量リアクタンス値)の設定により予熱電流を増
加することができるので、始動性能を向上させることが
できる。
【0018】(実施の形態2)本発明に係る第2の実施
の形態の回路図を図3に示す。
【0019】本回路は、並列多灯用として構成したもの
であり、図1に示す第1の実施の形態と異なる点は、ト
ランスT1の2次巻線n23、n24とバランサBTと
を設け、トランスT1の2次巻線n23、n24の各々
の一端に直列に予熱カット用コンデンサCn、Cn−1
を接続し、予熱カット用コンデンサCn、Cn−1の各
々を介してトランスT1の2次巻線n23、n24の各
々の両端に、放電灯Lmpnの両フィラメントを接続
し、バランサBTを介してコンデンサCoの両端に放電
灯Lmp1と放電灯Lmpnとを並列接続したことであ
り、その他の第1の実施の形態と同一構成には同一符号
を付すことにより説明を省略する。ここで、バランサB
Tは、ランプ抵抗によるバラツキで放電灯を順次点灯さ
せることができる。
【0020】(実施の形態3)本発明に係る第3の実施
の形態の回路図を図4に示す。
【0021】本回路は、直列多灯用として構成したもの
であり、図1に示す第1の実施の形態と異なる点は、ト
ランスT1の2次巻線n23を設け、トランスT1の2
次巻線n22、n23の各々の一端に直列に予熱カット
用コンデンサCn−1、Cnを接続し、予熱カット用コ
ンデンサCn−1、Cnの各々を介してトランスT1の
2次巻線n22、n23の各々の両端に、放電灯Lmp
nの両フィラメントを接続し、コンデンサCoの両端に
放電灯Lmp1と放電灯Lmpnとを直列接続したこと
であり、その他の第1の実施の形態と同一構成には同一
符号を付すことにより説明を省略する。
【0022】(実施の形態4)本発明に係る第4の実施
の形態の回路図を図5に示す。
【0023】本回路は、図4に示す回路図の具体例を示
したものであり、以下の様に動作する。
【0024】入力フィルター部Fを介して交流電源Eを
整流回路DBで整流し、整流回路DBの直流電圧出力に
より電解コンデンサC10を充電する。電解コンデンサ
C10の充電後、制御回路1からの信号により電界効果
トランジスタ(以下、スイッチング素子と呼ぶ。)Q
1、Q2が交互にオンオフを繰り返すことにより、トラ
ンスT2の1次巻線n1に電流が流れてトランスT2の
2次巻線n21、n22、n23に2次電圧が生じ、ト
ランスT2の2次巻線n21、n22、n23の各々か
ら、予熱カット用コンデンサC5、C6、C7を介し、
放電灯Lmp1、Lmp2の両フィラメントは予熱され
る。放電灯Lmp1、Lmp2の両フィラメントが十分
に予熱された後、スイッチング素子Q1、Q2のスイッ
チング周波数を小さくすることにより、トランスT1の
1次巻線n1のインダクタンス及びトランスT1の1次
巻線n1に並列接続されたコンデンサC2による共振回
路にて、放電灯Lmp1、Lmp2が始動するのに充分
な電圧が発生し、ランプが点灯する。なお、本方式を高
周波充電点灯方式と呼ぶ。
【0025】以上、複数の放電灯を直列接続あるいは並
列接続した回路をしめしたが、直並列接続したものであ
っても構わない。また、放電灯の灯数はいくつでも構わ
ない。
【0026】
【発明の効果】請求項1乃至請求項4に記載の発明によ
れば、巻線予熱方式を有し、ランプ線の配線長に関係な
く、また、放電灯の数に関係なく、放電灯を確実に始動
点灯させることが可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態の回路図を示
す。
【図2】上記実施の形態に係る等価回路図を示す。
【図3】本発明に係る第2の実施の形態の回路図を示
す。
【図4】本発明に係る第3の実施の形態の回路図を示
す。
【図5】本発明に係る第4の実施の形態の回路図を示
す。
【図6】本発明に係る第1従来例のブロック構成図を示
す。
【図7】本発明に係る第2従来例のブロック構成図を示
す。
【図8】本発明に係る第3従来例のブロック構成図を示
す。
【図9】上記従来例に係る2次電圧の周波数特性図を示
す。
【符号の説明】
C コンデンサ INV インバータ回路 Lmp 放電灯 T トランス XC 容量リアクタンス値 XL 誘導リアクタンス値

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧を交流の高周波電圧に変換する
    インバータ回路と、前記インバータ回路の出力端に接続
    される共振回路と、少なくとも1つの2次巻線を有し1
    次巻線が前記インバータ回路の出力端に接続されるトラ
    ンスと、前記共振回路の出力端に接続されると共に前記
    トランスの2次巻線の両端にランプ線を介してフィラメ
    ントが接続される放電灯とを備える放電灯点灯装置にお
    いて、 前記トランスの2次巻線に予熱カット用コンデンサを直
    列接続すると共に、前記予熱カット用コンデンサの容量
    リアクタンス値は、前記ランプ線が有する誘導リアクタ
    ンス値に近づく方向に設定することを特徴とする放電灯
    点灯装置。
  2. 【請求項2】 前記容量リアクタンス値は、前記誘導リ
    アクタンス値に略等しいことを特徴とする請求項1記載
    の放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 複数の前記放電灯を並列接続することを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の放電灯点灯
    装置。
  4. 【請求項4】 複数の前記放電灯を直列接続することを
    特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の放
    電灯点灯装置。
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