JPH11238589A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- JPH11238589A JPH11238589A JP4247098A JP4247098A JPH11238589A JP H11238589 A JPH11238589 A JP H11238589A JP 4247098 A JP4247098 A JP 4247098A JP 4247098 A JP4247098 A JP 4247098A JP H11238589 A JPH11238589 A JP H11238589A
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Abstract
各放電灯に流れるランプ電流が等しくなるような回路構
成とすることによって、放電灯間の光出力の差を少なく
した放電灯点灯装置を提供することにある。 【解決手段】負荷回路40を構成する各放電灯41…に
対してインバータ部2と第1の共振回路3に用いられ、
部品点数の削減と、装置の小型化を実現している。ま
た、第2の共振回路8は負荷回路40の複数の放電灯4
1…を各ランプ電流が等しくなるように接続することに
よって、放電灯間の光出力の差を小さくしている。
Description
波で点灯させ、かつ、その光出力を可変とする調光用の
放電灯点灯装置に関する
来の放電灯点灯装置の一例(第1の従来例)を示す。本
回路は商用電源ACを整流回路1により整流平滑して得
られる直流電圧を、発振制御部5が発振する例えば周波
数約45kHzの高周波信号で駆動回路6を通じてイン
バータ部2のスイッチング素子Q1,Q2をスイッチン
グさせることによって、高周波電圧に変換し、この高周
波電圧をチョークコイル(インダクタ)CH及びコンデ
ンサC2によって構成される共振回路3を介して放電灯
4に供給する。コンデンサC1は直流カット用のコンデ
ンサであり、その容量は、通常、共振回路3のコンデン
サC2の容量に対して比較的大きな値(C2≪C1)と
なるように設定される。
電灯4を調光させる場合には、スイッチング素子Q1,
Q2のスイッチング周波数(発振周波数)を変化させる
周波数調光方式がよく用いられる。この場合調光信号7
を発振制御部5に与え発振制御部5の発振周波数を変化
させることによって共振回路3のインピーダンスを変化
させ、放電灯4に流れるランプ電流を変えることによ
り、放電灯4を調光する。
灯4を調光させる場合の出力電圧の周波数特性を示す。
放電灯4の等価インピーダンスをR、チョークコイルC
HのインダクタンスをL1とすると、共振回路3のイン
ピーダンスZは次式で表される。 Z=jωL1 +{1
/〔(1/R)+jωC2)〕}よって、共振回路3の
固有振動周波数は、全点灯時、及び調光点灯時の等価イ
ンピーダンスをそれぞれRfull、Rdim とすると(Rfu
ll<Rdim )、次のようになる。
得られる。これに対して、インバータ部2の発振周波数
は、スイッチング素子Q1,Q2のストレス軽減のた
め、図のように、固有振動周波数よりも大きな値に設定
される。全点灯時(a)、及び調光点灯時(b)の発振
周波数をそれぞれft,full 、ft,dimとすると(ftdim >
ftfull>f0 )、この時の動作点は図21のD点とE点
になる。
ランプ電流が小さくなるほどランプ電圧が大きくなると
いう負特性を持っているため、放電灯点灯装置の特性と
しては、調光するほど出力電圧が大きくなるような特性
でなければ、調光時に放電灯4を安定に点灯させること
ができない。図20の放電灯点灯装置では、調光点灯時
(b)の出力電圧を大きくするには発振周波数ft,dimを
無負荷時(c)の固有振動周波数に近付ければ良いが、
調光点灯時(b)の発振周波数は調光が深くなるほど大
きくなり、無負荷時(c)の固有振動周波数f0 との差
が大きくなるため、調光時の出力電圧を大きくするには
限界がある。このため、特に、調光比が30%以下の深
調光時には、放電灯4がちらついたり、立消えしてしま
うという問題がある。
光比30%以下の低光束まで安定した点灯状態を得る事
のできる放電灯点灯装置として、図23に示す放電灯点
灯装置が既に提案されている。この第2の従来例では、
従来のチョークコイルCHとコンデンサC2で構成され
る共振回路3(第1の共振回路)の他に、放電灯4と直
列にコンデンサC3(第2の共振回路)を挿入すること
によって、放電灯4の調光点灯時の発振周波数を共振回
路3の固有振動周波数に近付け、出力電圧を大きくして
いる。
圧の周波数特性を示したものである。全点灯時、及び調
光点灯時の固有振動周波数を(第1の従来例)の場合と
同様に求めると、以下の式で与えられる。
全点灯時(a)と調光点灯時(b)の放電灯4の等価イ
ンピーダンスをそれぞれ次式のように近似している。 Rfull≒0、Rdim ≒∞ つまり、チョークコイルCHのインダクタンスL1とコ
ンデンサC1、C3の容量の設定によって、全点灯時
(a)と調光点灯時(b)の固有振動周波数を任意に設
定することができるため、調光点灯時(b)の発振周波
数を無負荷時(c)の固有振動周波数に近付けることに
よって調光時の出力電圧を大きくすることができ、放電
灯4を安定に点灯させることができるのである。
%以下の調光点灯時においても安定した点灯状態を得る
ことができる。この場合、放電灯4に流れるランプ電流
の直流成分はコンデンサC3でカットできるため、直流
カット用のコンデンサC1は削除しても問題ない。
装置で複数の放電灯を点灯させる場合を考える。この場
合、図25や図26に示すような放電灯点灯装置が考え
られる。図25の回路は、インバータ部2が共通で、各
放電灯41…に対応してコンデンサC21…,チョーク
コイルCH1…からなる第1の共振回路31…を備える
とともに、各放電灯41…に対応して第2の共振回路を
構成するコンデンサC31…を備え、また直流カット用
コンデンサC11…を夫々に対応して設けたものであ
る。
41…で共有するようにしたものであるに対して、図2
6回路は、各放電灯41…に対応してスイッチング素子
Q11…,Q21及び駆動回路61…からなるインバー
タ部21…を設けたもので、各インバータ部21…で発
振制御部5を共有している。しかし、いずれの場合も一
つの放電灯に対して一つの共振回路が必要となるため、
チョークコイルCH1…のインダクタンスや、コンデン
サC21…の容量等の部品のバラツキによって各放電灯
41…に流れるランプ電流が異なり、放電灯4…間の光
出力にバラツキを生じるという問題点がある。
独立しているため、各放電灯41…毎に発振周波数を設
定可能であるから、各放電灯41…のランプ電流を検出
して、各ランプ電流が等しくなるようにインバータ部2
1…の発振周波数をフィードバック制御することもでき
るが、この場合、インバータ部21…の制御が複雑にな
り、また、部品点数が増えることによって放電灯点灯装
置が大型化し、放電灯点灯装置のコストアップになると
いう問題がある。
で、その目的とするところは2つの共振回路を設け、調
光点灯時にはインバータ部の発振周波数を第1の共振回
路の固有振動周波数の近傍で動作させることによって、
放電灯の安定した点灯に必要な電圧を供給し、そのイン
バータ部と第1の共振回路の一部を共用することによっ
て、部品点数を削減して装置の小型化を図り、且つ各放
電灯に流れるランプ電流が等しくなるような回路構成と
することによって、放電灯間の光出力の差を少なくした
放電灯点灯装置を提供することにある。
に請求項1の発明では、直流電源に接続され、この直流
電圧を高周波電圧に変換するインバータ部と、このイン
バータ部の出力段に接続され、インダクタとコンデンサ
が直列に接続されている第1の共振回路と、少なくとも
1つのコンデンサを有する第2の共振回路と、複数の放
電灯からなる負荷回路と、インバータ部の発振周波数を
変化させることにより放電灯を調光点灯させる発振制御
部を備えた放電点灯装置において、第1の共振回路のコ
ンデンサの両端には、第2の共振回路と負荷回路が直列
に接続され、第2の共振回路と負荷回路が、各放電灯の
ランプ電流が等しくなるように構成されており、かつ、
調光点灯時のインバータ部の発振周波数を第1の共振回
路の固有振動周波数の近傍に設定したことを特徴とす
る。
いて、第2の共振回路は各放電灯に流れるランプ電流を
等しくするバランサを有して成ることを特徴とする。請
求項3の発明では、請求項1の発明において、放電灯の
フィラメントに予熱電流を供給する予熱回路を備え、予
熱回路の電源は、第1の共振回路のチョークコイルの2
次側より供給することを特徴とする。
いて、発振制御部は、電源投入後の経過時間を計測する
タイマ回路と、タイマ回路の出力に応じて、先行予熱時
と、始動時、及び点灯時の発振周波数を切り替える手段
と、調光下限時発振周波数>始動時の発振周波数>第1
の共振回路の固有振動周波数の関係となるようにしたこ
とを特徴とする。
いて、第2の共振回路はバランサを有し、1灯点灯時の
等価回路の固有振動周波数が、第1の共振回路の固有振
動周波数の近傍の値となるようにバランサのインダクタ
ンスを設定したことを特徴とする。請求項6の発明で
は、請求項4の発明において、第2の共振回路はバラン
サを有し、1灯点灯時の等価回路の固有振動周波数が、
1灯点灯時固有振動周波数>始動時発振周波数>第1の
共振回路の固有振動周波数の関係となるようにしたこと
を特徴とする。
いて、長方形のプリント基板の長手方向に対して両端に
入力端子と出力端子を有し、入力端子側から第2の共振
回路、第1の共振回路、出力端子の順に部品を実装した
ことを特徴とする。請求項8の発明では、請求項2の発
明において、少なくともインバータ部のスイッチング素
子部からなる出力段と第1の共振回路のインダクタの間
にバランサを配置したことを特徴とする。
す。本発明では、負荷回路40を構成する各放電灯41
…に対してインバータ部2と第1の共振回路3を共通と
することによって部品点数を削減し、装置の小型化を実
現している。また、第2の共振回路8は負荷回路40の
複数の放電灯41…の各ランプ電流が等しくなるように
構成することによって、放電灯間の光出力の差を小さく
している。全点灯時、及び嗣光点灯時の発振周波数は、
それぞれの状態での固有振動周波数f0 ,f0 ’に対し
て、上述の第2の従来例の図24に示すような条件で動
作させ、調光点灯時おいても放電灯の安定点灯に必要な
2次電圧を供給するものである。尚図1中インバータ部
2は直流電源DCを入力してスイッチング部により高周
波に変換するようになっていおり、スイッチング部のス
イッチング素子を駆動する駆動回路を内蔵し、この駆動
回路に対して発振信号を供給する発振制御部5を付設し
てある。
明する。 (実施形態1)本実施形態は、2灯の放電灯41,42
を直列点灯させるようになっているもので、インバータ
部2に入力する直流電源は商用電源ACを平滑回路を備
えた整流回路1によって整流平滑して得る。
スイッチング素子Ql、Q2を駆動回路6により交互に
スイッチングすることによって高周波電圧に変換する。
スイッチング素子Q2の両端には、第1の共振回路3を
構成するチョークコイルCHと、コンデンサC2を接続
している。この第1の共振回路3はスイッチング素子Q
1の両端に接続してもよい。
8のコンデンサC3と2灯の放電灯41,42を直列に
接続している。つまり放電灯41,42の直列回路から
なる負荷回路40をコンデンサC3と第1の共振回路3
を介してインバータ部2の出力段に接続してある。イン
バータ部2の発振周波数は発振制御部5によって決定さ
れ、その発振周波数でスイッチング素子Q1、Q2を交
互にスイッチングさせる。この発振周波数を調光信号7
に応じて変化させることによって、放電灯41,42に
流れるランプ電流を変化させ、放電灯41,42を調光
する。
例と同様に、全点灯時と調光点灯時の固有振動周波数を
それぞれ任意に設定することができるため、図24に示
すような出力電圧の周波数特性を得ることができ、調光
点灯時においても高い2次電圧を供給することができ
る。また、2灯の放電灯41,42に流れるランプ電流
は直列点灯であるため等しくなり、2灯問の光出力差は
共振回路の部品の定数のバラツキの影響を受けることは
ない。
が、3灯以上の複数の場合であっても効果は同じであ
る。また整流回路1は所定の直流電圧が得られればどの
ような回路構成でもよく、例えば昇圧チョッパ回路のよ
うに、スイッチング回路を用いて完全平滑してもよい。
回路としているが、一石式や、ハーフプリッジ型の他の
回路構成でもよい。第2の共振回路8は、全点灯時の固
有振動周波数f0'が調光点灯時の固有振動周波数f0 よ
りも小さくなり、図24に示すような出力電圧の周波数
特性が得られれば、例えば、図3のようにインダクタL
3にコンデンサC3を直列接続したLC共振回路のよう
な構成であってもよい。 (実施形態2)図4に本実施形態の回路構成を示す。本
実施形態は2灯の放電灯41,42を並列接続した負荷
回路40を用いて放電灯41,42を並列点灯させるも
のである。
1,42を直列点灯としているため、装置の出力電圧と
してはランプ電圧の2倍の電圧が必要となり、ランプ管
長が比較的長く、高いランプ電圧を必要とする放電灯に
は適していない。しかし、放電灯を並列接続すれば出力
電圧はランプ電圧に等しくなるが、2灯に同じ電圧を印
加しても放電灯のバラツキによってランプ電流に差が生
じる場合がある。
電灯41,42に直列に接続するコンデンサC31,3
2の他にバランサ9を設けており、これによって2灯の
放電灯41,42に流れるランプ電流を等しくなるよう
にしている。本実施形態の構成によれば、実施形態1と
同等の効果が得られる。尚整流回路1、インバータ部
2、第1の共振回路3の構成は(実施形態1)と同様
に、どのような構成であってもよい。 (実施形態3)図5に本実施形態の回路構成を示す。
のバランサ9の出力段からそれぞれコンデンサC31,
32を介して負荷回路40内の放電灯41,42に電流
が流る構成である。この構成では、仮に、放電灯41,
42のランプ電流にバラツキが生じた場合に、そのラン
プ電流の差によってバランサ9にインダクタンスが発生
し、そのインダクタンスとコンデンサC31,32によ
ってそれぞれ共振回路を構成することになる。この共振
動作によってランプ電流の差がさらに大きくなり、光出
力の差が大きくなることがある。
8の入力側からコンデンサC3、バランサ9の順で配置
している。この構成であれば、仮に、放電灯41,42
にバラツキが生じた場合でも、バランサ9とコンデンサ
C3の共振動作の影響がランプ電流の差に影響すること
がなくなる。尚整流回路1、インバータ部2、第1の共
振回路3の構成は実施形態1と同様に、どのような構成
であってもよい。 (実施形態4)図6に本実施形態の回路構成を示す。本
実施形態は4灯の放電灯41〜44を並列接続した負荷
回路40を用いて、各放電灯41〜44を並列点灯させ
るものである。直列点灯では、放電灯の灯数が増える
と、その分点灯装置の出力電圧を高くすることが必要と
なり、特に、高いランプ電圧を必要とする放電灯を適合
負荷とする点灯装置においては装置のストレスが大きく
なるため、使用部品を大型化する必要があり、装置の小
型化には不利である。
2の共振回路8に91乃至93のバランサを3つ用いる
ことによって実現してある。つまり第1のバランサ91
に、二つのバランサ92,93を接続し、この二つのバ
ランサ92,93にコンデンサC31〜34を介して放
電灯41〜44を夫々接続してある。このような構成で
あれば、各放電灯41〜44に流れるランプ電流を等し
くすることができ、放電灯間の光出力差を小さくするこ
とができる。
のバランサとコンデンサの位置を入れ替えても効果は同
じである。この場合コンデンサはC3の一つのみとな
る。尚整流回路1、インバータ部2、第3の共振回路3
の構成は実施形態Iと同様に、どのような構成であって
もよい。 (実施形態5)図8に本実施形態の回路構成を示す。
が増えるため、ランプ電圧が比較的低い放電灯を適合負
荷とする点灯装置にあっては、装置の小型化には逆に不
利となることがある。よって、放電灯の負荷回路構成を
直並列回路にすれば、バランサの数を少なくでき、装置
の小型化に有利である。そこで本実施形態では4灯の放
電灯41〜44の内2灯づつ直列に接続した負荷回路4
0を用い、それぞれの2灯の直列回路を共振回路8のコ
ンデンサC31,32を介してバランサ9に接続してあ
る。
のバランサ9とコンデンサの位置を入れ替えても効果は
同じである。この場合コンデンサはC3の一つのみとな
る。尚整流回路1、インバータ部2、第1の共振回路3
の構成は実施形態1と同様に、どのような構成であって
もよい。 (実施形態6)図10に本実施形態の基本回路構成を示
す。
合、通常、予熱回路が必要となる。この回路の目的は、
放電灯の始動時に始動電圧を印カロする前に放電灯のフィ
ラメントに予熱電流を流すことによって、フィラメント
の温度を上昇させて熱電子が放出しやすい状態にして、
エミッタの飛散を防止し、放電灯の長寿命化を図るもの
である。また、放電灯の調光点灯時においては、ランプ
電流が減少することによりフィラメントのスポット温度
が低下するため、予熱電流を流すことによってフィラメ
ント温度を上昇させ、放電灯の安定した点灯状態を得る
と共に、始動時と同様にエミッタの飛散を防止して放電
灯の長寿命化を図るものである。
を第1の共振回路3のチョークコイルCHに2次巻線を
設けてこの2次巻線から供給するようにしたものであ
る。この場合、上述のように、放電灯の調光点灯時には
2次電圧(共振電圧)が大きくなるため、予熱回路に供
給される電圧も大きくなり、鋼光時の予熱電流を全点灯
時よりも大きくすることが容易となる。
す。ここでは、蛍光ランプからなる2灯の放電灯41,
42を直列接続した負荷回路40を用いてこれら放電灯
41,42を直列点灯させている。この場合、予熱回路
10は、図11に示すように3つの予熱経路で構成する
ことができる。つまり共通接続した両放電灯41,42
のフィラメントは共通の予熱経路で予熱を行ない、直列
回路の両端側のフィラメントは別々の予熱経路で予熱を
行なう。
チョークコイルCHの1次巻線と2次巻線の巻数比と、
予熱用のコンデンサC41〜C43の容量を、調光点灯
時に最適な予熱電流が得られるように設定してある。上
記のような本実施形態の構成であれば、予熱回路10と
して新たに予熱トランスを設ける必要が無く、部品点数
を削減でき、装置の小型化を実現することができる。
灯41,42を並列接続した負荷回路40を用いて両放
電灯41,42を並列に点灯きせる場合の具体例を示
す。この場合の予熱回路10は図示するように第1の共
振回路3のチョークコイルCHに設けた2次巻線に予熱
用のコンデンサC41〜44を介して各放電灯41,4
2のフィラメントを夫々接続した構成となっている。
が得られ、部品点数を削減することができる。尚各例の
整流回路1、インバータ部2、第1の共振回路3の構成
は実施形態1と同様に、どのような構成であってもよ
い。また第2の共振回路8、及び負荷回路40の構成
は、実施形態1から実施形態5に示すどの回路構成であ
ってもよい。 ( 実施形態7)図13に本実施形態の基本回路構成を示
す。
おいては、先述のように、始動時に、まずフィラメント
を充分に予熱し、その後、放電灯の放電開始に必要な電
圧を印加し、放電灯が放電を開始すると、所定のランプ
電流が流れるように出力を制御する必要がある。このた
め、通常の放電灯点灯装置では、図10の構成に上記の
制御を行うためにタイマ回路11を設けて、始動時に先
行予熱、始動、点灯の出力の切り替えを行う制御回路が
設けられている。
電灯点灯装置においてよく用いられている始動方法は先
行予熱時の発振周波数、始動時の発振周波数及び点灯時
の発振周波数をタイマ回路11によって切り替える方式
である。このような制御を追加した場合の本実施形態の
回路構成を図14に示し、当該装置の出力電圧の周波数
特性を図15に示す。本実施形態の発振制御部5は、タ
イマ回路11からの出力によって周波数設定部50に入
力される信号が切り替えられ、先行予熱時、始動時、及
び点灯時の発振周波数はそれぞれの周波数設定部51〜
53の信号で決定される。点灯周波数設定部53には調
光信号7が入力され、調光信号に応じて信号を変化させ
るようにする。
放電を開始していないため、放電灯の等価インピーダン
スは非常に大きな値(Rla≒∞)となっており、点灯装
置の出力電圧の周波数特性は、図21の無負荷時(c)
のカーブと同様に、図15の(a)に示すカーブとな
る。ここで、この時の発振周波数をfyとすると、動作
点は図15のA点となる。この時の2次電圧Vy は、放
電灯がコールドスタートしない電圧となるように設定さ
れ、且つこの時の予熱電流はフィラメントのエミッタが
飛散しないように、タイマ回路11で設定された先行予
熱時間内にフィラメント温度が充分に上昇するような電
流を供給しなければならない。
波数を下げて放電灯の始動に充分な電圧まで出力電圧を
大きくする。この時の発振周波数をfsとすると、動作
点は図15のB点となる。この時の2次電圧Vsが放電
灯の始動電圧以上の電圧となるように発振周波数fsを
設定する。放電灯が放電を開始するとランプの等価イン
ピーダンスは小さくなり、点灯時の出力電圧の周波数特
性は図15の(b) に示すカーブヘと変化する。
時間を経過すると、発振周波数は可変となり、発振周波
数に応じて放電灯の光出力を変化できるようにする。全
点灯時(E点)の発振周波数をft,full 、放電灯の光出
力が最も小さくなる調光下限(D点)での発振周波数
を、 ft,dimとすると、発振制御部5の出力周波数をこの
ft,full とft,dimの間で調光信号に応じて変化させれ
ば、放電灯の光出力を変化させ、調光することことがで
きる。
負荷時の固有振動周波数よりも大きく、且つ調光下限に
おける発振周波数( 点灯時の発振周波数の最大値) より
も小さくなるように、共振回路3,8の各部品定数と発
振制御部5の出力周波数を設定することを特徴とする。
つまり、各周波数の関係は次の通りである。 f0 <fs<ft,dim 始動時の発振周波数が無負荷時の固有振動周波数よりも
小さくなると、インバータ部2は進相モードで動作する
ことになり、スイッチング素子に過大なストレスが印加
されることになる。
ける発振周波数よりも大きくすると、放電灯が放電を開
始した直後には調光下限よりも更に小さい光出力で点灯
させることになり、チラツキが生じて点灯状態が不安定
になり、放電灯が立ち消えしてしまうことが考えられ
る。よって、発振周波数を上記のように設定することに
よって、この問題点を回避することができ、調光点灯時
においても安定した始動をすることができる。
振回路3の構成は実施形態1と同様に、どのような構成
であってもよい。また第2の共振回路8及び負荷回路4
0の構成は、実施形態1から実施形態5に示すどの回路
構成であってもよい。 ( 実施形態8)図16は本実施形態の装置の出力電圧の
周波数特性を示したものである。本実施形態の回路構成
は実施形態7と同じであるので、ここでは省略する。
灯の放電灯41,42を並列点灯させる場合にはバラン
サ9が良く用いられる。バランサ9は上述の2灯のラン
プ電流を等しくなるようにする機能のほかに、始動時に
おいて双方の放電灯41,42に充分な始動電圧を供給
する機能が有る。これは、通常、放電灯の始動時には、
2灯の放電灯41,42の始動電圧のバラツキなどによ
って、どちらか一方の放電灯が先に放電を開始する。こ
の時、点灯した放電灯の等価インピーダンスが小さくな
ることによって、バランサ9が無い場合には、もう一方
の放電灯に始動するのに充分な電圧を得ることができず
に、一方の放電灯のみしか点灯させることができなくな
る。ここで、バランサ9を挿入することによって、一方
の放電灯が先に放電を開始した時に、バランサ9には点
灯した方の放電灯に接続された巻線に電流が流れること
によって電圧が発生し、もう一方の巻線に電圧が誘起さ
れることによって、もう一方の放電灯にも充分な始動電
圧を供給することができるのである。
数特性の変化の一例を図16に示す。図16の(a)と
(c)に示したカーブは先の実施形態7の図15に示し
たカーブと同じである。始動時に一方の放電灯が先に点
灯すると、放電灯の等価インピーダンスが小さくなるこ
とによって、放電灯を含む共振回路3,8の等価回路は
図17に示す回路となり、バランサの巻線のインダクタ
ンスL2とコンデンサC3によって、先行予熱時とは異
なる新たな共振回路が生じることになる。この1灯点灯
の状態での装置の出力電圧の周波数特性は図16の
(b)に示すカーブとなる。この時の動作点はB点から
B’点へと変化し、出力電圧もに変化する。
0"を無負荷時の固有振動周波数f0に近づけ、2次電圧
Vs' が放電灯の始動電圧以上の値となるようにバラン
サ9のインダクタンスを設定すれば、1灯のみが放電を
開始した後も、発振周波数fsを変化させることなくも
う一方の放電灯に始動電圧を印加することができる。こ
れにより、発振制御部5の回路を複雑にすることなく放
電灯41,42を2灯とも確実に始動させることがで
き、部品点数を削減できる。
振回路3の構成は実施形態1と同様に、どのような構成
であってもよい。第2の共振回路3、及び負荷回路40
の構成は、実施形態2から実施形態5に示すどの回路構
成であってもよい。尚E点は全点灯時、C点は始動点を
示す。 (実施形態9)実施形態8において無負荷時と1灯点灯
時の固有振動周波数を等しくなるようにバランサ9のイ
ンダクタンスを設定した場合、共振回路3,8の部品定
数によっては、バランサ9のインダクタンスが非常に大
きな値になる場合が有る。この場合、バランサ9の形状
が大きくなり、装置の小型化に適さなくなる。
灯時にはインバータ部2の発振周波数を1灯点灯時の固
有振動周波数よりも小さな値で動作させることを特徴と
する。つまり、各周波数の関係は次式の通りである。 f0 <fs<f0 ” この場合、1灯点灯時にインバータ部2のスイッチング
素子Q1,Q2のストレスが大きくなることが考えられ
る。しかし図18に示すようにl灯点灯時においても始
動時と同様に充分な始動電圧が得られる周波数特性とな
っていれば、一方の放電灯が点灯した直後にもう一方の
放電灯にも充分な始動電圧が印加され、瞬時に2灯の放
電灯41,42とも点灯させることができ、点灯時の
(c) のカーブに移行するため、スイッチング素子Q
1,Q2のストレスが瞬間的に大きくなるだけである。
よって、この時のストレスがスイッチング素子Q1,Q
2の耐圧以内であれば、装置が破壊に至る恐れはない。
このような条件でインバータ部2を動作させれば、バラ
ンサ9のインダクタンスを大きくする必要がない為、バ
ランサ9のインダクタンスを小さくしてバランサ9を小
型化することができ、これによって装置を小型化するこ
とができる。
振回路3の構成は実施形態1と同様に、どのような構成
であってもよい。第2の共振回路8及び負荷回路40の
構成は、実施形態2から実施形態5に示すどの回路構成
であってもよい。尚図18の(a)〜(c)の各カーブ
及びB点、C点は上述した同様な特性図に準ずる。 (実施形態10)図19(a)乃至(c)は図14の放
電灯点灯装置をプリント基板20上に部品実装し、パタ
ーン配線を施した時の状態の一例を示す。
3に示す1灯用の放電灯点灯装置を長方形のプリント基
板に実装する場合、図19(c)に示すようにチョーク
コイルCHと出力端子30との間に多数の長いパターン
P1が必要となり、パターンP1を配線するプリント基
板20の長手方向に対して両端に入力端子(電源端子)
(図示せず)と出力端子30を設け、 長手方向に沿って
インバータ部2から、第1の共振回路3、第2の共振回
路8の順で部品実装する場合が多い。このような順序で
実装することによって、放電灯4ヘと供給する電流を最
短のパターン長で配線することができ、プリント基板2
0を小型化する上で非常に有利である。
1の共振回路3のチョークコイルCHの2次巻線から2
灯の放電灯41,42のフィラメントへ予熱回路10を
介して電流を供給しているため、 従来の部品配置では、
図19(b)に示すようにチョークコイルCHと出力端
子30の間に多数の長いパターンP1が必要となり、パ
ターンを配線する上で大きな制約を受ける。この制約は
放電灯の灯数が増えるほど厳しくなる。
示すように、第1の共振回路3と第2の共振回路8の位
置を入れ替えることを特徴とする。このような配置にす
ることによって、第1の共振回路3のチョークコイルC
Hを出力端子30の近くに実装することができ、 多数必
要である放電灯4のフィラメントヘのパターン配線を短
くすることができるため、部品実装の上で有利となり、
点灯装置の小型化を実現できる。また発熱体であるチョ
ークコイルCHをインバータ部2のスイッチング素子Q
1,Q2から遠くに配置することができ、半導体部品の
温度も低減できる。
振回路3の構成は実施形態1と同様に、どのような構成
であってもよい。第2の共振回路8及び負荷回路40の
構成は、実施形態1から実施形態5に示すどの回路構成
であってもよい。
れ、この直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ部
と、このインバータ部の出力段に接続され、インダクタ
とコンデンサが直列に接続されている第1の共振回路
と、少なくとも1つのコンデンサを有する第2の共振回
路と、複数の放電灯からなる負荷回路と、インバータ部
の発振周波数を変化させることにより放電灯を調光点灯
させる発振制御部を備えた放電点灯装置において、第1
の共振回路のコンデンサの両端には、第2の共振回路と
負荷回路が直列に接続され、第2の共振回路と負荷回路
が、各放電灯のランプ電流が等しくなるように構成され
ており、かつ、調光点灯時のインバータ部の発振周波数
を第1の共振回路の固有振動周波数の近傍に設定したの
で、複数の放電灯を低光束まで安定に点灯させることが
でき、且つ放電灯間の光出力差を小さくすることができ
るという効果がある。
て、第2の共振回路は各放電灯に流れるランプ電流を等
しくするバランサを有しているので、請求項1の発明と
同様にバランサにより放電灯間の光出力差を小さくする
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1の発明において、放電灯のフィラメントに予熱電
流を供給する予熱回路を備え、予熱回路の電源は、第1
の共振回路のチョークコイルの2次側より供給するの
で、予熱回路の部品を共振回路の部品と共有するので装
置の小型化が図れるという効果がある。
て、発振制御部は、電源投入後の経過時間を計測するタ
イマ回路と、タイマ回路の出力に応じて、先行予熱時
と、始動時、及び点灯時の発振周波数を切り替える手段
と、調光下限時発振周波数>始動時発振周波数>第1の
共振回路の固有振動周波数とするので、インバータ部の
スイッチング素子に過大なストレスを与えることなく、
また放電灯の放電開始直後の不安定状態を回避でき、調
光点灯時においても安定とした始動ができるという効果
がある。
て、第2の共振回路はバランサを有し、1灯点灯時の等
価回路の固有振動周波数が、第1の共振回路の固有振動
周波数の近傍の値となるようにバランサのインダクタン
スを設定してあるので、始動時の発振周波数を変化させ
ることなく全ての放電灯を確実に点灯させることができ
るという効果がある。
て、第2の共振回路はバランサを有し、1灯点灯時の等
価回路の固有振動周波数が、1灯点灯時固有振動周波数
>始動時発振周波数>第1の共振回路の固有振動周波数
の関係となるようにしたので、インバータ部のスイッチ
ング素子のストレスを始動時の瞬間的なものとすること
ができ、そのためバランサのインダクタンスを大きくす
る必要がなく、結果小型なバランサを用いることがで
き、装置の小型化が図れるという効果がある。
て、長方形のプリント基板の長手方向に対して両端に入
力端子と出力端子を有し、入力端子側から第2の共振回
路、第1の共振回路、出力端子の順に部品を実装してい
るので、多数接続される放電灯のフィラメントへのパタ
ーン配線を短くすることができて、部品の実装上で有利
となり、装置の小型化が図れるという効果がある。
て、少なくともインバータ部のスイッチング素子部から
なる出力段と第1の共振回路のインダクタの間にバラン
サを配置したので、発熱体である第1の共振回路のイン
ダクタをインバータ部のスイッチング素子から離れた位
置に配置することができ、半導体部品であるスイッチン
グ素子の温度を低減できるという効果がある。
る。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】直流電源に接続され、この直流電圧を高周
波電圧に変換するインバータ部と、このインバータ部の
出力段に接続され、インダクタとコンデンサが直列に接
続されている第1の共振回路と、少なくとも1つのコン
デンサを有する第2の共振回路と、複数の放電灯からな
る負荷回路と、インバータ部の発振周波数を変化させる
ことにより放電灯を調光点灯させる発振制御部を備えた
放電点灯装置において、第1の共振回路のコンデンサの
両端には、第2の共振回路と負荷回路が直列に接続さ
れ、第2の共振回路と負荷回路が、各放電灯のランプ電
流が等しくなるように構成され、且つ調光点灯時のイン
バータ部の発振周波数を第1の共振回路の固有振動周波
数の近傍に設定することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 【請求項2】第2の共振回路に各放電灯に流れるランプ
電流を等しくするバランサを備えたことを特徴とする請
求項1記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項3】放電灯のフィラメントに予熱電流を供給す
る予熱回路を備えるとともに、予熱回路の電源を第1の
共振回路のチョークコイルの2次側より供給することを
特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項4】発振制御部に、電源投入後の経過時間を計
測するタイマ回路と、タイマ回路の出力に応じて、先行
予熱時、始動時及び点灯時の発振周波数を切り替える手
段とを備え、調光下限時の発振周波数>始動時の発振周
波数>第1の共振回路の固有振動周波数の関係となるよ
うにしたことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装
置。 - 【請求項5】第2の共振回路にバランサを備え、1灯点
灯時の等価回路の固有振動周波数が、第1の共振回路の
固有振動周波数の近傍の値となるようにバランサのイン
ダクタンスを設定したことを特徴とする請求項1記載の
放電灯点灯装置。 - 【請求項6】第2の共振回路にバランサを備え、1灯点
灯時の等価回路の固有振動周波数が、1灯点灯時の固有
振動周波数>始動時の発振周波数>第1の共振回路の固
有振動周波数の関係となるようにしたことを特徴とする
請求項4記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項7】長方形のプリント基板の長手方向に対して
両端に入力端子と出力端子を有し、入力端子側から第2
の共振回路、第1の共振回路、出力端子の順に部品を実
装したことを特徴とする請求項3記載の放電灯点灯装
置。 - 【請求項8】少なくともインバータ部のスイッチング素
子部からなる出力段と第1の共振回路のインダクタの間
にバランサを配置したことを特徴とする請求項2記載の
放電灯点灯装置。
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