JPS58204496A - 放電灯高周波点灯装置 - 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】 エネル也−の節約が叫ばれる今日、省エネルギーの波は
照明分野にも押し寄せ、消費富力の低減が・盛んに進め
られている。

照明の省電力化の手法として、（月　光源の発光効率の
向上、点灯装置の雷力償の低減、器具効率の上昇等によ
るデバイスの高効率化、（２）　　照明設計、照明制御
等のソフトウェアによるシステマキックな運用管理、（
３）　　明るき感の（ロ）上のようないわゆる視覚的効
率の上昇の３つの方法が考えられている。中ても、デバ
イスの高効率化は省電力化の根幹をなすもので、最も重
要な要素の１つであるＯ 本来高効率光源であるけい光灯は省エネルキ一時代にマ
ツチした光源と穐えるが、更にそれ自身の発光効率の向
上を目脂して雀１カランプが開発され実用化されている
。一方、点灯装置の′４重力化の方法として安定器のｉ
カ伽を低減する方法があり、便釆よりの鉄と銅よりなる
安定器の材質変更による省富力安定器、商用周波数での
ランプ電流安定化インヒータンスと始動点灯維持用の一
部回路を半導体装置き換えたハイフリット重子安定器が
あるが、いずれも電力損の低減には喉りがある。

このような背景のもとにけい光灯の１周波点灯は上記２
つの省常力効釆をもつものとして近年特Ｋｇｌ目されて
いる。叶い光灯な高周波で点灯すると商用周波点灯時よ
りもランプの発光効率か約ｌＯ〜２０チ上昇することは
使釆より知られていたが。

点灯装置の技術的問題とフストバフ≠−マンスにより１
部の特殊用途にのみ限定されていた。しかしながら、最
近の半４体技術σ′ノ進歩により、特にパワトランジス
タに高耐圧、高信頼性のものが開発され、又、高＃ｌ吸
磁心材軒の改良がなされ、笑現の可能性が高１つつりあ
る。

この点に着目した促来例として、第１図に示すような定
電流形プツシコブルトランジスタインバータによる放電
灯高周波点灯装置が知られている。

゛・ミＩ 停止回路、５は放電灯である。まず交流電源ｌよ゛り出
力される商用交流はタイオードブリッジ６より電流され
る。遡常この恢に平滑用ｗ粛コンテンサが接続されるが
、これを除き、脈流で動作させることにより９０％以上
の高力率を達成している。

この脈動雪圧は定電流インタクタ７及びトランジスタ８
，９を介してインバータトランス１０の１次巻線１１に
目ノＤＤされる。１次巻巖１】の両端にはコンデンサ１
２が接続されており、並列共振（ロ）路を構成している
。トランシフタのベースは、インバータトランスの帰還
巻線１３に接続され帰還作用により発振動作を行なうと
ともにバイアス抵抗１４　、１５．１６゜１７　ＩＣよ
りベース電流が供給される。１８はベースドライブ抵抗
で、タイオード１９．コンデンサ加と共にベースドライ
ズ′Ｗ流用の低電圧供給回路を形成し、ベース電流を適
正にすると共忙、ベースドライブ抵抗による損失の低減
をはかっている。巻線１３　ｏ）帰還作用によりトラン
ジスタ８，９が交互にオン・オフを繰返すと巻線１１　
Ｋは正弦波交流電圧が発生する。−万、トランジスタの
コレクタ相流は、定電流イ／〃クタ７の効果により、台
形波状となり、ピーク１ｇ流か小さくなることにより、
Ｖａｘ（８，ｔ）による損失が小さくなる。又、並列共
振のため、コレクタを圧が正弦波状になり、コレクタ雪
圧が零ハ時点でスイッチングするためスイッチングジス
が非常に小さくなるという特徴かある。

しかしながらこの反面、上記の装置では出力に商用のリ
ップルを含みけい光灯の発光効率が上がらないはかりか
ちらつとの原因となる。また、絶縁トランスを採用して
（・るため−次二次の結合か問題となり、構造によって
は、かなりの損失になる恐れがある。さらにけい光灯フ
ィラメントには二次巻線の一部が常に接続されているた
め、点灯時にもフィラメント電流が流れ熱損失となって
効率の低下原因となっている。

この発明は上記の欠点を除去して、より胃効率な放電灯
高周波点灯装置を提供することを目的とする。

この目的は本発明によれは、交流電源と、入力端を上記
電源に接続した直流変換回路と、この変換回路の出力な
卜周波に変換する周波数変換器と、この変換器の出力に
より付勢される放電灯にコンデンサを並列に接続してな
る直列共振回路とを備えることにより達成される。

便って本発明に係る放電灯高同仮点灯装＆においては、
直列共振回路を用いγ二ことにより、出力をかなり正弦
波に近い値にすることかでき、発光効率が向上される。

更〈負荷となる放電灯にはコンデンサが並列に接続され
ており、この放電灯は始動時に高インピータンスとなる
ため、負荷に流れる電流は極めて小さく直列共振回路を
構成するコンデンサとりアクドルの細枠な直列共振とな
っ萌 直流、高電圧か発生し放電灯の始動を容易にすることが
できると共に、安定な放電を維持することか可能となる
。

以下、不発明の構成ケ第２図の実施例回路を参照し−（
説明する。

まず２１の又流聾源Ｙ、ノイスフィルタ２２を介して直
流変換回路２３に入力する。直流変換回路２３は入力側
よりクイオードブｊｌヮジ２４からなる整流回路と、リ
アクトル５、トランジスタ２６、及びトランジスタ２６
のオン・オフを制碩１するパルス制御手段２７からなる
チョッパー回路と、タイオード路、と コンデンサ２９からなる平滑回路とから構成されている
。

直流変換回路おの次段には、例えばトランジスその出力
１１１ｊには、コンデンサ３３走りアクドルあからなる
直列共振回路がｖＲ成されている。すなわちこの直夕、
・共振回路に磨夕１１に驚勉トランスあを入れ共振）流
に匠った二次重圧を発生させ、トランジスタ３０．３１
を交互にオン・オフするようにしである。これにより直
列共振が連続する。

直列共振３回路を構成するコンデンサあの両端には放電
灯あが付勢され、この共振室圧で点灯するようにしであ
る。また一対のフィラメント３７．３８すなわちコンデ
ンサあの両端には、タイオード３９．４０がそれぞれそ
の事件を対向して接続之れ、フィラメント電流が交互に
流れるようにしである。

タイオート３９．４０にそれぞれ１列に接続されたコン
デンサ４１．４２は７１′ラメントが断線した際、ある
いは異常重圧が生じた際の回路株籐手段として作用する
。更にフリーホイール用にタイオード招４４を、タン／
・−用に比較的容量の大きｔｒコンテンサ４５を接続し
ている。

次にこのよ５に＃＋成された装置の動作を第３図の動作
波形を用いて説明する。

算３図においてａ′は全波管流後のｅ形、ｂはチョッパ
ー波形、Ｃは板形すの拡大図、ｄは平滑さされた直流電
圧波形、ｅは直列共振型インバータの出力波形で放電灯
あの両端波形を示す。

交流１源２１の出力を、ノイスフィルタ２２を介してタ
イオード７リツノ２４′にて第３図ａＫ示すように全波
整流する。全波整流した直流−圧を、同図す乃全ｃＫ示
すようにトランジスタ２６の２４通時にり７クトル２５
に、エネル？−を蓄積し、達断時に放出するチョッパー
回路にてチョッピングする。更にこれをタイオード２８
．コンデンサ２９からなる平滑（ロ）路に又平滑し、同
図ｄＶＣ示すような同流言圧に１ろ０上紀運べた直航変
換回路によれば、人力今 の全坂繁茄瞥圧を直接返ヨッピ／グして平滑しているた
め、電像側ρ・らシた商用インピータンスが〜１くｔＣ
Ｉ′１力率が同上すると共に、リップルが極めて少ない
為、後段に接続される放電灯のちらつきが除去される。

また高周波であるためコンデンサ２９σ）各町が小さく
なり、平滑回路が小形で低価格になる。更にトランジス
タ２６の４通期間ＴＩを可変することにより、直翔冨圧
の大きさＤＣを自由に変えることかで芦、加街灯におけ
る調光を無段階に変えることか可能とｆｃるとンもに、
高容賃の叶い電灯も点灯でぐる。

次に、上記変換回路の出力を供給されて高周波に変換す
る周波数変換器を直列共振回路とともに説明する。

上記回路では２つのスイッチング手段としてのトランジ
スタ３０．３１は完全に平衡していないので起動回路物
から信号がトランジスタ３１のベースに出力されるとト
ランジスタ３１は導通して、コンデンサ４５−タイオー
ド３９−コンデンサ３３−フィラメントあ−１７クトル
あ一飽和トランス３５−トランジスタ３１のコレクター
エミッタを介して電流が流れる０するとトランジスタ３
１のヘースハホ卸トランス３５の二次巻線４７に接続系
れているため自＠動作が行なわれる。一方、蝦和トラン
ス３５により二次巻線絽に誘起される重圧は、トランジ
スタ加を遮断する方向であるからオフに保つ。こののち
トランジスタ３１のコレクタ電流がどんどん壇していく
と、飽和トランス３５に生じる磁束も時間とともに増し
ていく。ところがト→ンス３５に、生じる磁束の大？さ
け砲和出束で頭打ちして、それ以上ふえない・このため
飽和トー＝ンスあの二次１圧は誘起されなくなって、ト
ランジスタ３１ニオフする０そ次に、この電流が直列共
振回路の作用により逆方向Ｋｆわると同様にしてトラン
ジスタ園がオンし、調和トランス３５−リアクトルあ一
タイオード４０−コンデンサお一フィラメント３７−コ
ンデンサ４５−トランジスタ加で構成される閉回路に電
流を流す。

このようにして、スイッチング手段としてのトランジス
タが交互にオン・オフを繰り返し、直列共振型インか−
タ動作となって昼周波の交流電圧を発生する。

この直列共振のコンデンサあの両端には、９荷となる？
電灯３６が接続されているため正弦故にほぼ近い交流電
圧が印加芒れ、発光効率を向上している。呼た、放ボ幻
妬劾時にはフィラメントの予Ｖ−雷流と、商い故嵜畠圧
か必要となるが、放電灯は始動１ｉｖＣ高インヒー・ア
ンスのためム富灯に流れる電流は極めてホモく、コンデ
ンサおとりアクドル３４の純粋な直列共振となって高電
流、高１圧か発生し放電灯の始動を容易にすることがで
きる。

このため瞬時点灯が可能となる０ また、フィラメント３７．３８の両端にタイオート３９
．４０をＷ欣し、フィラメントに交互に電流を流して損
失を半減しているため、特に点灯足時にはフィラメント
熱袖矢を減らすことかで穴るというあ 効果かちる。

更にまた、トランジスタ３０．３１は負荷が共振電流で
あるため、４通時に電流が流れ丁償失が非常忙小びくな
っている。

尚、第２図の実施ｆＩｌ　［ｉＩ回路において、直ｌ５
１１．変換回路から複数の周波数変換器を並列に接続す
ることＫよって、鼻なる定格を有する放電灯を同時に点
灯させることも９罷であり、前述したトランジスタ２６
の４通期間を可ｆすることに伴５〃市灯の無段階−光作
用も相まってさせさオな多様性が要求される娠庭屡内熱
明（例えはシャンテリア等）において顕著な効果が期待
される。

以上の説明から明らかな様に本発明によれば、Ｌ−Ｃ直
列共振回路にて正弦波に近い交流電圧を発生さぞ、直列
共振回路な構成するコンデンサの両端に負荷となる放電
灯を接続してｔ＠飢１を容易にす・己と決に安定な放に
を維持イるため、番のて効率の良い放！幻の点灯装置か
比救的翫ＪｌｉＬ［博取されるというｆｆ１４上極めて
子犬な効果を有するものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は促米の放富灯高ｆ￥扱点灯蚊直の回路図、＄２
図は本発明の一実Ｍ例を説明する回路図、第３図は本発
明を説明するたのの各部汲形図である。 ２］：交流１１源、２３二直流ｌｌ路、３＋３．３’ｌ
　：トランジスタ、３２：周波数変換器１．３３＝コン
テンサ、３４：　リアクトル、３５：昭和トランス、３
６：放電灯。 ’ｔ’ｌ　　圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）交流電源と、入力端を前記電源に接続した直流変換
   （ロ）路と、この変換回路の出力を高周波に変換する周
   波数変換器と、この変換器の゛出力により付勢される放
   電灯にコンデンサを並列に接続してなる直列共撮回路と
   を備えることを特徴とする放言灯高周波点灯装Ｌ ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、周波数
   変換器はインバータ回路を有してなるものであることを
   特徴とする放電灯高周波点灯装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、直流変
   換回路は入力側よりＩｉ流−路、チョッパー回路、平滑
   回路からなることを特徴とする放電灯高周波点灯装置。 ４）　％許請求の範囲第１項記載のものにおいて、直列
   共撮回路を構成するコンデンサの両端にはタイオートか
   七ねそれその極付を対向して接続され、各々イオードに
   はｋ　ｔ　ｔ」のフィラメントかそれぞれ並列に接続さ
   れていることを特徴とする放電灯′Ｐ、周波点灯映責。 ５）ｌ＃許請求の範囲第１項記載のものにおいて、直流
   変換回路には周波数変換回路が複数連列に接続され、該
   変換回路にはそれぞれ故富灯にコンテ