JPH1174092A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯に印加する始動パルス電圧の大きさ
を、外部から任意に可変設定して放電灯を点灯させる放
電灯点灯装置を得る。 【解決手段】 放電灯点灯装置は、交流電源１からの交
流電圧を昇圧して直流電圧に変換するアクティブフィル
タ２、放電灯３２に流れる電流を制御する限流回路３、
アクティブフィルタ２からの直流電圧を低周波電力に変
換するインバータ４、放電灯３２に始動パルスを印加す
る始動パルス発生回路５、パルス用コンデンサ５ｃの充
電電圧を検出する電圧検出回路６、始動パルス発生回路
５などを制御する制御回路７、放電灯３２の形状を適切
に設定する放電灯の形状設定手段８から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、放電灯に印加す
る始動パルス電圧の大きさを、外部から任意に可変設定
して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】図５は、特開平４−２９８９９７号公報
に開示されている従来の放電灯点灯装置の回路構成を示
すブロック図である。図５において、２０は交流電源、
２１は交流電源２０に並列接続する整流回路であり、整
流回路２１の出力端には平滑用コンデンサ２２、チョッ
パ制御回路２３で制御される電界効果トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）２４、さらに平滑用インダクタ２５を介してフル
ブリッジ型のインバータ回路２６が接続されている。フ
ルブリッジ型のインバータ回路２６は、スイッチング素
子である第１のトランジスタ２７、第２のトランジスタ
２８、第３のトランジスタ２９、第４のトランジスタ３
０から構成する。インバータ回路２６の出力端にはパル
ストランス３１および放電灯３２が接続される。さら
に、インバータ回路２６を構成する第１のトランジスタ
２７および第２のトランジスタ２８の両端には第１のダ
イオード３３、電圧検出手段３４がそれぞれ接続され
る。

【０００３】また、整流回路２１の出力端にはインバー
タ回路２６を制御する駆動回路３５、抵抗３６、第１の
コンデンサ３７が接続される。この第１のコンデンサ３
７には第１のスイッチ３８および第２のスイッチ３９介
してパルス発生回路４０が並列接続され、このパルス発
生回路４０はトランス４１、第２のダイオード４２、第
２のコンデンサ４３、第３のコンデンサ４４、第４のコ
ンデンサ４５から構成される。

【０００４】次に、図５を参照しながら放電灯点灯装置
の動作について説明する。交流電源２０からの交流電圧
は整流回路２１により全波整流され、全波整流の電圧が
平滑用コンデンサ２２および平滑用インダクタ２５で平
滑されて直流電圧となり、この直流電圧即ち直流電力が
インバータ回路２６に供給される。このとき、チョッパ
制御回路２３で電界効果トランジスタ２４をチョッパ制
御することにより、インバータ回路２６に供給される前
述の直流電力を可変制御することができる。そして、こ
の直流電力はインバータ回路２６によって低周波電力に
変換され、変換された低周波電力がパルストランス３１
を介して放電灯３２に供給される。これによって、放電
灯３２は安定した点灯状態となる。

【０００５】また、放電灯３２の始動時において、駆動
回路３５は最初に第１のトランジスタ２７および第４の
トランジスタ３０のベース（図５中のａ個所，ｂ個所）
に電流を供給し、さらにこれと同時に第１のスイッチ３
８をＯＮさせる。なお、第２のスイッチ３９は予めＯＮ
状態である。そして、パルス発生回路４０から発生した
始動パルスがパルストランス３１に印加され、その後に
パルストランス３１から発生した始動パルスが放電灯３
２に印加される。これにより、放電灯３２は最初にグロ
ー放電を行い、その後にアーク放電へと移行していく。
そして、電圧検出手段３４により放電灯３２の放電電圧
が低下して、ある所定値に至ったときに始動パルスの発
生を停止するように第２のスイッチ３９をＯＦＦさせ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般的に放電灯の形状
は、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように幾通りかに分
類される。そして、放電灯の形状の相違により放電灯の
始動時に印加するパルス電圧が異なってくる。例えば、
図６（ａ）に示す口金タイプの放電灯は始動パルス電圧
が３ＫＶ、図６（ｂ）に示す一方向のピン電極タイプの
放電灯は４ＫＶ、図６（ｃ）に示す両方向のピン電極タ
イプの放電灯は５ＫＶである。従来の放電灯点灯装置は
始動時のパルス電圧の大きさを任意に可変制御する手段
を有しておらず、即ち固定設定方式である。したがっ
て、前述の放電灯を始動させるためには放電灯の形状に
対応するパルス電圧発生回路を内蔵した点灯装置を設計
する必要があり、このために設計効率が非常に悪く、点
灯装置が高価格になってしまうという問題点があった。

【０００７】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、放電灯の形状に対応した始動時
のパルス電圧を外部から任意に設定するように構成し、
放電灯の形状に制約を受けない点灯装置、即ち各形状の
放電灯に対して互換性を有する低価格の放電灯点灯装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる放電灯
点灯装置は、放電灯を設け、放電灯に低周波電力を供給
するインバータ回路を設け、インバータ回路の動作を制
御する制御手段を設けると共に、放電灯の始動時にパル
ス電圧を発生するためのトランスと、トランスにスイッ
チング素子を介して並列接続するコンデンサと、コンデ
ンサを充電する充電回路とを含むパルス電圧発生手段を
設け、パルス電圧発生手段より発生したパルス電圧の大
きさを、外部から任意に可変設定するパルス電圧可変設
定手段を設けるようにしたものである。

【０００９】また、パルス電圧可変設定手段は充電回路
で充電されたコンデンサの充電電圧を検出する電圧検出
手段を設け、電圧検出手段で検出した充電電圧が所定値
に達した場合に、スイッチング素子をＯＮ状態にさせて
コンデンサの充電電圧をトランスに印加する印加手段を
設け、所定値を外部から任意に可変設定する可変設定手
段を設けるようにしたものである。

【００１０】また、制御手段はパルス電圧発生手段で発
生するパルス電圧の発生タイミングを起点とし、この起
点から所定時間経過後にインバータ回路より放電灯に低
周波電力が供給されるようにしたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明による放電灯点灯装置
の実施の形態を説明する回路ブロック図である。図１に
おいて、１は交流電源、２は交流電源１からの交流電圧
を昇圧した後で直流電圧に変換するアクティブフィルタ
ー（Ａ／Ｆ）、３は放電灯３２に流れる電流を制御する
限流回路、４はアクティブフィルタ２からの直流電圧を
低周波電圧、即ち低周波電力に変換するインバータ、５
は放電灯３２に始動パルスを印加する始動パルス発生回
路であり、この始動パルス発生回路５はトランス５ａ、
トランス５ａの一次巻線側に接続するサイリスタ５ｂ、
パルス用コンデンサ５ｃ、一方向電流ダイオード５ｅ、
パルス用抵抗５ｄから構成される。６は始動パルス発生
回路５の一部品であるパルス用コンデンサ５ｃに並列接
続する電圧検出回路、７はアクティブフイルター２、限
流回路３、インバータ４、始動パルス発生回路５をそれ
ぞれ制御する制御回路、８は放電灯３２の形状を第１の
設定スイッチ８ａ、第２の設定スイッチ８ｂ、第３の設
定スイッチ８ｃで適切に設定して、この形状に対応した
パルス電圧が放電灯３２に印加されるように制御回路７
へ信号を送り出す放電灯の形状設定手段である。９は放
電灯３２にトランス５ａの二次巻線を介して並列接続す
る始動用コンデンサである。

【００１２】次に、この発明による放電灯点灯装置の動
作を説明する。図１において、制御回路７はアクティブ
フイルタ２を動作させ、これによって交流電源１からの
交流電圧がアクティブフィルタ２で昇圧された後に直流
電圧に変換される。そして、この直流電圧は限流回路３
を介してインバータ４に供給されることにより、低周波
電圧即ち低周波電力に変換される。次に、この低周波電
力が放電灯３２に供給されることになる。また、アクテ
ィブフィルタ２からの直流電圧は、始動パルス発生回路
５に供給される。これにより、直流電圧即ち直流電荷は
始動パルス発生回路５を構成する一方向電流ダイオード
５ｅからパルス用抵抗５ｄを介してパルス用コンデンサ
５ｃを所定の時定数で充電する。

【００１３】次に、パルス用コンデンサ５ｃの充電電圧
は、電圧検出回路６を介して制御回路７に読み込まれ
る。そして、制御回路７は放電灯の形状設定手段８から
送り出された出力信号に応じて、サイリスタ５ｂをＯＮ
状態とさせる。サイリスタ５ｂをＯＦＦ状態からＯＮ状
態にするタイミングは、第１の設定スイッチ８ａ〜第３
の設定スイッチ８ｃによって決定される。これにより、
パルス用コンデンサ５ｃの充電電圧はサイリスタ５ｂを
通じてトランス５ａの一次巻線に印加される。そして、
トランス５ａの二次巻線は一次巻線のｎ倍の巻数で構成
されているので、二次巻線には一次巻線の印加電圧×ｎ
の電圧、即ち昇圧された始動電圧が発生することにな
る。これにより、放電灯３２には始動用コンデンサ９を
介して前述の始動電圧が印加され、放電灯３２が始動す
ることになる。

【００１４】また、図２は放電灯の形状設定手段８によ
り放電灯３２の形状を設定した場合の、パルス用コンデ
ンサ５ｃの充電過程におけるサイリスタ５ｂの駆動（Ｏ
Ｎ状態）タイミングチャート図である。図２において、
パルス用コンデンサ５ｃの充電電圧はアクティブフィル
タ２の動作開始後、経過時間に応じて徐々に上昇してい
く。そして、例えば図６（ａ）に示す口金タイプの放電
灯３２（以下、Ａ放電灯と呼ぶ）を放電灯の形状設定手
段８の第１の設定スイッチ８ａで設定した場合は、経過
時間ｔ１（ｍｓ）時点の充電電圧ａレベルでサイリスタ
５ｂをＯＮ状態とさせる。また、図６（ｂ）に示す一方
向のピン電極タイプの放電灯３２（以下、Ｂ放電灯と呼
ぶ）を放電灯の形状設定手段８の第２の設定スイッチ８
ｂで設定した場合は、経過時間ｔ２（ｍｓ）時点の充電
電圧ｂレベルでサイリスタ５ｂをＯＮ状態とさせる。さ
らに、図６（ｃ）に示す両方向のピン電極タイプの放電
灯３２（以下、Ｃ放電灯と呼ぶ）を放電灯の形状設定手
段８の第３の設定スイッチ８ｃで設定した場合は、経過
時間ｔ３（ｍｓ）時点の充電電圧Ｃレベルでサイリスタ
５ｂをＯＮ状態とさせる。こうした、サイリスタ５ｂの
一連のＯＮ動作を制御回路７によって制御する。以上の
ように、サイリスタ５ｂの駆動タイミングを放電灯３２
の形状に応じて制御回路７で制御することにより、図３
に示すように始動パルス発生回路５から発生するパルス
電圧の大きさが、例えばＡ放電灯の場合はＡＰ（Ｖ）、
Ｂ放電灯の場合はＢＰ（Ｖ）、Ｃ放電灯の場合はＣＰ
（Ｖ）に設定される。

【００１５】次に、図４は始動パルス発生回路５からパ
ルス電圧が発生する前後における、インバータ４より放
電灯３２に供給する電圧のタイミングチャート図であ
る。図４（ａ）は、放電灯の形状設定手段８によりＡ放
電灯を設定した場合の放電灯３２に供給される電圧の特
性である。始動パルス発生回路５よりパルス電圧ＡＰ
（Ｖ）を発生させるまでの経過領域、即ちアクティブフ
ィルタ２の動作を開始してからｔ１（ｍｓ）に至るまで
の経過領域は、インバータ４より放電灯３２には直流電
圧を供給する。そして、パルス電圧ＡＰ（Ｖ）が発生し
た以降は放電灯３２に矩形波の低周波電圧（例えば、１
００〜４００ＨＺ）が供給されるようにインバータ４を
制御回路７で制御する。このとき、パルス電圧ＡＰ
（Ｖ）が発生した時点から、例えば５ｍｓ後に放電灯３
２に供給される電圧が極性反転を起こすように、インバ
ータ４を制御回路７で制御することが肝要である。ま
た、図４（ｂ）は放電灯の形状設定手段８によりＢ放電
灯を設定した場合、さらに図４（ｃ）は放電灯の形状設
定手段８によりＣ放電灯を設定した場合の放電灯３２に
供給される電圧の特性である。図４（ｂ），（ｃ）にお
いて、Ｂ放電灯あるいはＣ放電灯への電圧の供給方法お
よびインバータ４の制御方法は前述のＡ放電灯と全く同
様であるので、ここでは説明を省略する。こうした放電
灯３２への電圧の供給方法により放電灯３２の点灯を安
定状態にさせて、立ち消えを未然に防ぐことができる。

【００１６】以上のように、放電灯３２の始動時におけ
るパルス電圧を放電灯の形状設定手段８の第１の設定ス
イッチ８ａ〜第３の設定スイッチ８ｃで任意に設定する
ことにより、パルス用コンデンサ５ｃの充電電圧の大き
さを制御することができる。この充電電圧をサイリスタ
５ｂを通じてトランス５ａの一次巻線に印加させる。こ
のために、放電灯３２の形状に対応したパルス電圧を適
切に設定することができる。したがって、放電灯３２の
形状に制約を受けない互換性を有する低価格の放電灯点
灯装置を提供できる。また、パルス電圧ＡＰ，ＢＰ，Ｃ
Ｐの発生前では放電灯３２に直流電圧を供給させ、発生
後では所定時間を経過した直後に放電灯３２に低周波電
圧を供給させるようにしたので、放電灯３２が立ち消え
することが殆どない、安定した点灯を確保する放電灯点
灯装置を提供できる。

【００１７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１８】この発明に係わる放電灯点灯装置は、放電
灯を設け、放電灯に低周波電力を供給するインバータ回
路を設け、インバータ回路の動作を制御する制御手段を
設けると共に、放電灯の始動時にパルス電圧を発生する
ためのトランスと、トランスにスイッチング素子を介し
て並列接続するコンデンサと、コンデンサを充電する充
電回路とを含むパルス電圧発生手段を設け、パルス電圧
発生手段より発生したパルス電圧の大きさを、外部から
任意に可変設定するパルス電圧可変設定手段を設けるよ
うにしたので、放電灯の形状に対応したパルス電圧を適
切に設定することができる。したがって、放電灯の形状
に制約を受けない互換性を有する低価格の放電灯点灯装
置を得ることができる。

【００１９】また、パルス電圧可変設定手段は充電回路
で充電されたコンデンサの充電電圧を検出する電圧検出
手段を設け、電圧検出手段で検出した充電電圧が所定値
に達した場合に、スイッチング素子をＯＮ状態にさせて
コンデンサの充電電圧をトランスに印加する印加手段を
設け、所定値を外部から任意に可変設定する可変設定手
段を設けるようにしたので、放電灯の形状に対応したパ
ルス電圧を放電灯の形状設定手段の第１の設定スイッチ
〜第３の設定スイッチで適切に設定することができる。
このために、放電灯の形状に制約を受けない、即ち互換
性を有する低価格の放電灯点灯装置を得ることができ
る。

【００２０】また、制御手段はパルス電圧発生手段で発
生するパルス電圧の発生タイミングを起点とし、この起
点から所定時間経過後にインバータ回路より放電灯に低
周波電力が供給されるようにしたので、放電灯が供給電
圧の極性反転によって立ち消えすることが殆どない、安
定した点灯を確保する放電灯点灯装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による放電灯点灯装置の実施の形態
１を示す回路ブロック図である。

【図２】 実施の形態１の一構成部品であるコンデンサ
の充電特性図である。

【図３】 実施の形態１におけるパルス電圧の特性を示
す図である。

【図４】 実施の形態１における放電灯の供給電圧のタ
イミングングチャート図である。

【図５】 従来の放電灯点灯装置の回路図である。

【図６】 放電灯の各形状を示した図である。

【符号の説明】

１ 交流電源、２ アクティブフィルタ、３ 限流回
路、４ インバータ、５始動パルス発生回路、５ａ ト
ランス、５ｂ サイリスタ、５ｃ パルス用コンデン
サ、５ｄ パルス用抵抗、５ｅ 一方向電流ダイオー
ド、６ 電圧検出回路、７ 制御回路、８ 放電灯の形
状設定手段、８ａ 第１の設定スイッチ、８ｂ 第２の
設定スイッチ、８ｃ 第３の設定スイッチ、９ 始動用
コンデンサ、３２ 放電灯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲あさ▼山 正臣 神奈川県横浜市西区北幸２丁目８番29号 オスラム・メルコ株式会社内 (72)発明者 大和田 文武 神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱 電機照明株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電灯と、この放電灯に低周波電力を供
   給するインバータ回路と、このインバータ回路の動作を
   制御する制御手段とを備えると共に、放電灯の始動時に
   パルス電圧を発生するためのトランスと、このトランス
   にスイッチング素子を介して並列接続するコンデンサ
   と、このコンデンサを充電する充電回路とを含むパルス
   電圧発生手段と、このパルス電圧発生手段より発生した
   パルス電圧の大きさを、外部から任意に可変設定するパ
   ルス電圧可変設定手段とを具備したことを特徴とする放
   電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記パルス電圧可変設定手段は、前記充
   電回路で充電された前記コンデンサの充電電圧を検出す
   る電圧検出手段と、この電圧検出手段で検出した充電電
   圧が所定値に達した場合に、前記スイッチング素子をＯ
   Ｎ状態にさせてコンデンサの充電電圧を前記トランスに
   印加する印加手段と、前記所定値を外部から任意に可変
   設定する可変設定手段とを含む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】 前記制御手段は、前記パルス電圧発生手
   段で発生するパルス電圧の発生タイミングを起点とし、
   この起点から所定時間経過後に前記インバータ回路より
   放電灯に低周波電力が供給され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。