JPS58119197A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高周波で放電灯を点灯し、かつ調光可能にし
た放電灯点灯装置に関する。

交流電源を位相制御などによって制御し、その出力を全
波整流し九直流電圧をインバータの入力とし、螢光灯な
どの放電灯をインバータを使用して２〜３　ｋＨｚ以上
の高周波で点灯し、かつ位相角の変化によって調光を行
うことはチラッキの少ない良好な調光が得られる点−な
どから従来より試みられていた。このような装置として
従来外ら第１図に示す装置が知られている。

この第１図において、１１ｄ交流電源、２は交流電源１
の電圧を位相制御して調光する調光装置で１）双方向性
サイリスタ３．およびこれの導通開始位相を制御する制
御装置４からなっている。

ｌはインバータであシ、ここでは共振回路を有するプッ
シュプル形トランジスタインバータで構成され、その入
力は調光装置２の出力を全波整流装置５で整流した直流
電圧を入力としてとしている。ＴＦｉ螢光灯などの予熱
電極７ｆを有する放電灯である。

前記インバータ６は出力巻線６８．コレクタ巻線ｌｃ、
　、　ｌｅ２．ベース帰還巻線８１３．フィラメン）巻
Ｍ８ｆを有し、リーケージトランスで構成される出カド
ランス８とスイッチングトランジスタ”ｊ”ｐ高周波チ
ョークコイル１０、共振コンデンサー１．バイアス抵抗
１２ａ。

１２ｔ１などより構成されている。

すなわち、コレクタ巻線＄１ａ、８ｅ２の中点は全波整
流装置５の正側の出力端に接続されている。この出力端
はベースバイアス抵抗１２ａ。

１２１）を介してスイッチングトランジスターａ。

９ｂの各ベースに接続されている。スイッチングトラン
ジスタ９ａ、９ｂのベースはベース帰還巻線８ｂの両端
に接続されている。スイッチングトランジスタｇａ、ｇ
ｂの各コレクタはコレクタ巻線ａａ１．　Ｂｅ２の各一
端に接続されている。このコレクタ巻線８ｃ、８ｃ２の
両端には共振コンデンサー１が接続されている。

スイッチングトランジスターａ、ｌｂの両エミッタは共
通にして高周波チョークコイル１０を介して全波整流装
置５の負側の出力端に接続されている。また、出カドラ
ンス８０２次巻線８＃の両端は放電灯Ｔに接続されてお
シ、この放電灯ＴＯ予熱電極７ｆにはそれぞれフィラメ
ントｍａｓｔが接続されている。

一方、１３は補助直流電源であ夛、出カドランス８の補
助巻線１に、整流回路１４．コンデンサ１６．ダイオー
ド１ｓよ）構成されている。

すなわち、この補助巻線８にの両端は整流回路１４の入
力端に接続されておル、その正側の出力端と負側の、出
力端間にζコンデンサ１６が接続されている。また、／
、正側の出力端はダイオード１５を介して全波整流装置
Ｓの正側の出力端に接続され、全波整流装置Ｓの負側の
出力端と整流回路１４の負側の出力端は共通に接続され
ている。

次に２以上のように構成された第１図の放電灯点灯装置
の動作について説明する。交流電源１が投入されると双
方向性サイリスタ３は制御装置４の信号によって導通開
始位相をたとえば第２図←）のように０１なる位相にす
るとインバータ６には全波整流装置５を介してＴ、なる
期間直流電力が供給される。

Ｔ、なる期間インバータＩはバイアス抵抗１２ａ。

１２１）よ〕ベース電流が供給され、ベース帰還巻線８
′ｂなどの作用によフ周知のととく自励発振を行い、出
カドランス８の各巻線に高周波電圧を発生し、フィラメ
ント巻線１ｆで予熱電極７ｆを予熱し、放電灯７を点灯
する。

また、調光の度合は調光装置２によって導通開始位相０
．を変化して行う４のである。Ｔ２なる期間はインバー
タ６へ調光装置２からの直流電力が供給されないため、
調光装置２から直流電力が供給されているＴ、の期間に
補助巻１１１１にの電圧を整流回路１４を介してコンデ
ンサ１＠を充電し、その端子電圧Ｖ。ＰをＴ２の期間に
インバータ６０入力に供給するようになっておシ、イン
バータ６０入力電圧は第２図ピ〕に示すように（号◎ このコンデンサＩＩＣ）電圧がインバータ６に印加され
ていゐτ−期間は、放電灯Ｔは消灯するようにコンデン
サ１６の端子電圧Ｖ。Ｐを設定しであるため、放電灯１
は消灯し、放電灯ＴＯ予熱電極Ｔｆ嬬フィラメント巻線
８ｆにより予熱され、予熱電圧線第２図に）に示すよう
になる。

なお第２図（ロ）は放電灯ＴＯ放箪々交流示す。

以上のよりにして、コンデンサ１１の端子電圧Ｖ　と容
量を適切に設定することにより、放Ｆ 電々流の休止期間も予熱電極７ｆの予熱も行うことがで
きるた−め、放電灯１０調光を円滑にすることができる
とともに、予熱電極１ｆの消耗を抑制し、放電灯Ｔの長
寿命化を図ろうとするものである。

しかし、このような従来の放電灯点灯装置においては調
光装置１１２からの直流電圧が低くなってインバータ８
０入力電圧がコンデンサ１６の電圧になったとき、交流
電源１の変動などでコンデンサ１６の電圧が高くなって
いると放電灯ＴＯ放電は休止しないで継続してしまい易
０゜放電が継続してしまうと、調光が円滑に行えないば
かりか、コンデンサ１１の充電々荷が急激に放電してし
まい、その端子電圧が急激に低くなシ、十分に予熱電極
７ｆの予熱を行うことができなくなってしｉう。ま九コ
ンデンサ１Ｇの電圧を低く設定し、放電が継続しないよ
うにすると、インバータ６の入力電圧が下ってフィラメ
ント巻線８ｆの電圧が下って予熱電極１ｆの予熱を十分
に行うことができなくなってしまう。

さらに、コンデンサ１６は大容量の電解コンデンサを必
要とするため点灯装置が大形になシ易く、また電解コン
デンサは寿命が短くなシ易いものであった。

この発明は、上記従来の欠点を除去し、インバータへ調
光装置から直流電力が供給されている期間に十分な予熱
を行うことによって２円滑な調光を行うことのできる放
電灯点灯装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の放電灯点灯装置の実施例を図面に基づ
いて説明する。第３図はその一実施例の構成を示す回路
図であシ、この第３図において、構成の説明に際し、第
１図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し
、第１図とは異なる部分を重点的に述べる。ことにする
。

この第３図を第１図と比較しても明らかなように、第１
図における補助直流電源１３を除去して、新たに符号１
Ｔ以降で示す部分が第１図の回路に付加されているもの
である。

すなわち、ＩＴは予熱制御回路であル、調光装置２（）
ｔＢ力を降圧整流平滑して得る直流電源１１と、抵抗１
μ〜１１１１．）ランジスタ１１８から成るトリガ回路
１ｍと、トリガ回路１９の出力が「１」から「亘」に変
化するときに遅延動作を開始し、所定の遅延時間を有す
る単安定マルチバイブレータなどから成る遅延回路２ｏ
と抵抗２１＆〜２１Ｃ、）ランジスタ２１１１から成る
出力回路２１で構成されている。

すなわち、抵抗ｔＳａと１ｅａ　ａ全波整流装置５の正
側の出力端と負側の出力端間に画列に接続されておシ、
この抵抗１ｓａと１！ＩＣとの接続点は抵抗ｔｓｂを介
してトランジスタ１ｓ・のベースに接続されている。ト
ランジスタｔｓｅのコレクタは抵抗１１（ｌを介して直
流電源１８の正極に接続されているとともに、遅延回路
２０にトリガ信号を出力するようになっている。トラン
ジスタ１８８のエミッタは直流電源１＠の負極に接続さ
れている。

遅延回路２０は直流電源ＩＩの電圧が印加されその出力
は出力回路２１のトランジスタ２１ｍ！のペースに抵抗
２１＆を介して接続されている。

トランジスタ２１１１のコレクタは抵抗２１ａを介して
直流電源１８の正極に接続されるとともに予熱回路２２
に出力している。またトランジスタ２１（ｌのエミッタ
は直流電源Ｉｌｌの負極へ接続されている。

予熱回路２２はフィラメント巻線２４ｆを有する予熱ト
ランスとインバータ６の出カドランス虐０１次側に設け
られた予熱巻線２５および予熱制御回路１７の出力によ
り動作して予熱トランス２４に印加される予熱巻線２５
の電圧を断続するスイッチ素子である双方向性サイリス
タ２３（以下サイリスタと称す）で構成されている。

すなわち予熱回路２２においては、予熱トランス２４の
１次巻線２４０の一端はインバータ６の出カドランス８
に設けられた予熱巻線２５の一端へ接続され、予熱トラ
ンス２４の１次巻線２４６の他の−ｊｌａ：サイリスタ
２３を介して予熱巻ｌＩ２５の他の一端に接続されてい
る。予熱トランス２４のフィラメント巻線２４ｆと出カ
ドランスのフィラメント巻線８５はそれぞれ直列接続さ
れて放電灯ＴＯ予熱電極７ｆに接続されている。一方サ
イリスタ２３の一ゲート端子は出力回路２１０抵抗２１
０へ、Ｔ、端子は直流電源１８の正極にそれぞれ接続さ
れている。

次に２以上のように構成されたこの発明の放電灯点灯装
置の動作について説明する。第４図（イ）〜第４図（ロ
）はその動作を説明す今ための図であり、ｊ［４図（ｙ
）＃ｉインバータ６０入力電圧、第４図←）は出カドラ
ンス８のコレクタ巻線８Ｃ１゜ｌａ、の電圧、第４図（
ロ）は放電灯７の予熱電極７ｆの電圧である。

いま、交流電源１が印加されると双方向性サイリスタ３
は制御装置４からの信号によシ導通開始位相が第４図の
に示す０．にすると、インバータ６には〒、なる時間脈
流の直流電力が供給される。この期間ではスイッチング
トランジスタｌａ、９ｂにバイアス抵抗ｆ２＆　、　１
２１）を介してベース電流が供給され、ベース帰還巻線
８ｂなどの作用によシ周知のごとく自励発振を行い。

出カドランス８の各巻線に高周波電圧を発生し。

放電灯７を点灯するものである。

また、調光の度合は調光装置２によって導通開始位相θ
、を変化して行うものである。このとき、フィラメント
巻線８ｆの電圧は予熱ト、ランス２４の予熱巻線２４ｆ
を介して予熱電極７ｆに印加され、放電灯７に流れる電
流と同期した電圧で予熱電極７ｆを予熱する。

一方、予熱制御回路１Ｔでは、直流電源１ｓとともにイ
ンバータ６０入力電圧がトリが回路１１に印加される。

トリが回路１１は入力電圧を反転するためトリガ回路１
９の出力は９位相−戸らθ、ｔで「ＨＪ、ｅ、から−０
のテ、なる期間「Ｌ」とな〕、出力の変化は位相０゜で
「ＬＪから「五」となる。

遅延回路２０にはトリガ回路１！の出力が印加されＵＳ
力が「Ｌ」から「■」に変化するθ。

なる位相（交流電源１の電圧がはＶＯＶになる位相）で
遅延動作を開始する。遅延回路２０の遅延時間は第４図
（ロ）に示すτ、に設定されてお少。

テ、の期間経過後遅延動作を終了し、０２の位相で遅１
ｇ回路２１ｏｔＢ力が「■」となシ１次にトリガが印加
されるまでの！４なる期間出力は「■」を継続する。

遅延回路２０の出力がｆ−ＨＪになると出力回路２１の
トランジスタ２１１１が導通し直流電源１８から抵抗２
１ｅを介してサイリスタ２３にゲート電流が供給されサ
イリスタ２３が導通する。す（９Ｘり２３が導通すると
出カドランス８に設けられた予熱巻線２５の電圧が予熱
トランス２４の１次巻線２４ｅに印加される。このとき
予熱トランス２４の予熱巻線２４ｆ　Ｋ　ｉｉ出カドラ
ンス８に設けられたフィラメント巻線８ｆと同期し大電
圧が発生し、それぞれのフィラメント巻線８ｆ、２４ｆ
ｔｊ：直列接続されているので予熱電極７ｆの電圧はそ
れぞれの発生電圧の和となる。

このようにして、第４図（９）のように予熱電極７ｆは
インバータ６に直流電圧が印加されると同時に出カドラ
ンス８のフィラメント巻線ｉｆの電圧Ｖ、で？３なる期
間予熱され、その後交流電源１がはゾＯｖになるまでの
期間’ｒ／ｊ出カドランス８のフィラメント巻線８ｆの
電圧Ｖ、と予熱トランス２４の予熱巻線２４の電圧Ｖ、
の和の電圧で予熱され予熱電極７ｆの温度は高くなる。

したがって、インバータ６に印加される直流電圧がはＶ
ＯＶになる０゜なる位相で放電灯Ｔが消灯し、予熱電極
７ｆの予熱が停止した直後。

予熱電極ＴｆＩ／′ｉ、十分高温に達してお夛、放電々
流の休止期間が終了し、再びインバータ６に直流電圧が
印加されて、放電々流が流れ始めようとするときの予熱
電極７ｆを放電灯１が容易に放電開始するような温度に
することができる。

ま九、インバーターに直流電圧が印加されると同時にフ
ィラメント巻線８ｆで予熱を開始する九め、予熱電極７
４の消耗を抑制し、調光装置２からインバータ６へ直流
電力が供給されていない期間は確実に放電を停止し２円
滑な調光を行なうことができる。

また予熱電極７ｆを予熱する位相が調光度合に関係なく
一定であるために予熱電圧をはシ一定にすることができ
るとともに予熱電極７ｆの予熱電圧と放電灯７を流れる
電流が同期している丸め、予熱電極７ｆに形成されるス
ポットが安定し調光度合を深クシ、放電灯Ｔに流れる電
流が少なくなった状態でも安定した点灯状態が得られる
とともに放電灯Ｔの寿命は従来の装置と同等にすること
ができる。

また上記実施例で鉱、予熱巻線２５は出カドランスの入
力側、フィラメント巻線８ｆはその出力側に設けた場合
について述べたがこれに限定されるものではない。しか
し出カドランス８をリーケージトランスで構成した場合
は予熱巻線２５．フィラメント巻線８ｆを出力側に設け
ることによシ放電灯Ｔが予熱状態になっているときの予
熱電極７ｆの予熱電圧を高くすることができ予熱時間を
短縮して速く点灯させることができる。

さらに上記の実施例では予熱回路２１の動作開始位相を
調光装置２の導通開始位相にかかわらず一定とし、動作
終了位相を交流電源１がはぼＯｖになる位相とする場合
について説明したが、予熱回路２１の動作間・始、終了
位相は、インバータ６に直流電圧が印加されてばる期間
内であればいつでもよく、調光装置２の導通開始位相に
応じて変化するようにしてもよいことは言うまでもない
が、上、記の実施例のように動作開始位相を一定とし、
終了位相を交流電源１が＃よゾＯｖになる位相とした場
合が、放電灯ＴＯ休体期間終了後再び放電開始するとき
の予熱電憔７ｒＯＩｉｊ［を容易に高くすることができ
るとともに、調光の範囲を広くすることができる。

なお前記実施例では放電灯Ｔを調光する場合について述
べ九が調光しない場合にも有効であることに勿論である
。

また調光装置２としては、交流電源１と全波整流装置の
間に介在し位相制御によってインバータ・に印加される
直流電源の休止期間を変化して放電灯７に流れる電流の
休止期間を変化する方法について述べたがこの方法に限
定されるものではなく、インバータ６に電源が連続的に
印加されてもインバータＣのトランジスタ９ａ。

９′ｂに供給されるベース電流に休止期間を設け。

この休止期間を変化することにょ夛インバータ６の発振
を断続して、放電灯７に流れる電流の休止期間を変化し
放電灯Ｔを調光する方法等放電灯に流°れる電流に休止
期間を設け、その休止期・間を変化して調光する方法に
は特に有効である。

また放電灯Ｔの点灯装置として交流電源１を全波整流装
置５で整流した脈流の直流電圧を入力とするインバータ
６が発生する高周波交流電圧によシ放電灯Ｔを点灯する
装置について示し九がこの装置に限定されるものではな
く、放電灯Ｔに印加される電圧は交流電源１０周波数と
した装置でもよく、この場合筒１の予熱回路および第２
の予熱回路から予熱電極に印加される予熱電圧も交流電
源１０周波数にすることは勿論である。

点灯装置をインバータ６で構成する場合はインバータ６
に印加される電圧は第３図の実施例の交流電源１を全波
整流した脈流電圧の他派流電圧を平滑、あるいは電流保
持回路等にょ〕リップルの少ない直流電圧の場合でも有
効であシ。

インバータ６は高周波チョークコイル１ｏを備えたブツ
シュグル形インバータについて説明し九がこの他のイン
バータでも適用できる。点灯装置に電源が印加されてい
る期間点灯装置が発生する電圧と同期した電圧で予熱し
その一部の期間で予熱電圧を高くする方法として第３図
の実施例に示す予熱制御回路ＩＴ第１の予熱回路である
フィラメント巻線８ｆ第２の予熱回路２２を示したがこ
の目的を実現できる手段であれば実施例に限定されない
。

さらに予熱回路２２のスイッチ素子としてのサイリスタ
２３は双方向性サイリスタに限定されるものではなくト
ランジスタとダイオードブリッジの組合せ等この目的を
実現できる手段であればよい。しかし第３図の実施例に
示した双方向性サイリスタの場合が最も安価に構成でき
るＯ さらに、放電灯Ｔは１灯を点灯する場合だけでなく、２
灯以上を点灯するようにしてもよい。

ま九、上記実施例では調光装置１個にインノく一夕１ｇ
Ａが対応しているが、複数のインバータまたはインバー
タと全波整流装置５を１個の調光装置あるいは全波整流
装置５に接続してもよいことは勿論である。

以上述べたようにこの発明によれば点灯装置に電源が印
加されている期間放電灯の予熱電極を点灯装置の発生す
る電圧と同期した電圧で予熱し、さらにその期間の１部
の期間で予熱電圧を高くしたので予熱電極の温度の低下
を抑制し。

予熱電極の消耗も抑制して安定な放電が得られる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図、第
２図（イ）ないし第２図に）はそれぞれ従来の放電灯点
灯装置の動作説明のための図、第３−はこの発明の放電
灯点灯装置の一実施例の構成を示す回路図、第４図（ト
）ないし第４図（ロ）はそれぞれこの発明の放電灯点灯
装置の動作を説明するための図である。 １・−・交流電源、２・・−調光装置、５・・・全波整
流装置、６・・・インバータ、Ｔ−・放電灯、　７　ｔ
　−・・予熱電極、８・・・出カドランス、　ｌ　ｆ　
−フィラメント巻線、ｌａ、ｌｂ・・・スイッチングト
ランジスタ、１７・・・予熱制御回路、１８・−直流電
源。 １９・・・トリが回路、２０・−・遅延回路、２２＝−
予熱回路、２３・−・双方向性サイリスタ、　２４−・
予熱トランス、２５・−予熱巻線 図中、同一符号は同−或いは相当部分を示す。 代理人　弁理士葛野信−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　予熱電極を有する放電灯、前記放電灯を点灯
   する点灯装置、前記点灯装置に電源が印加されている期
   間前記点灯装置の発生する電圧と同期した電圧で前記放
   電灯の予熱電極を予熱する第１の予熱回路、前記第１の
   予熱回路と同期した予熱電圧を発生する第２の予熱回路
   及び前記第１の予熱回路の予熱期間の１部の期間予熱電
   圧が高くなるように第２の予熱回路を動作させる予熱制
   御回路を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. （２）　　点灯装置は出力手段としてトランスを備え。 かつ第１の予熱回路は前記トランスに設けられたフィラ
   メント巻線から附勢され、第２の予熱回路は前記トラン
   スに設けられた予熱巻線から附勢されるフィラメント巻
   線を有する予熱トランスおよび前記予熱巻線と予熱トラ
   ンスの間に介在し、予熱制御回路の出力によシ制御され
   るスイッチ素子から構成され、かつ第１の予熱回路の出
   力と第２の予熱回路の出力が直列接続されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。
3. （３）　　前記点灯装置は前記放電灯に流れる電流の休
   止期間を変化することによシ調光する調光装置を備えた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の放電灯点灯装置。
4. （４）　　予熱制御回路は第２の予熱制御回路の動作終
   了位相を放電灯に流れる電流の休止期間開始の直前にな
   るように設定されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の放電灯点灯装置。
5. （５）前記点灯装置は高周波交流電圧で前記放電灯を点
   灯するように構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないしａＳ項のいずれかに記載の放電灯点
   灯装置。