JPS58225599A

JPS58225599A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPS58225599A
Application number: JP10791182A
Authority: JP
Inventors: 和彦伊藤; 小沢　正孝; 小山　和孝; 和正能見; 「あ」林　正勝
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1983-12-27

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】本発明は、放電灯点灯装置、特に放電灯に高圧パルスを
印加して、始動点灯させる放電灯点灯装置における高圧
パルス停止装置に関するものである。

従来、放電灯の無接点始動装置を備えだ点灯装置として
、第１図に示す構成の装置が知られている。

第１図において、１は交流電源、２は電源スィッチ、３
は誘導性安定器、４は予熱始動形放電灯（以下単に放電
灯と称す）、６．６’はフィラメント電極、６は非直線
性誘電体素子、７はダイオ−とド８メ一方向性二端子サイリスタ９（以下単にサイリス
タと称す）とからなる予熱用スイッチ回路、１０はトラ
ンジスタ、１１は抵抗器である。

この点灯装置において、電源スィッチが投入されると、
第２図（ａ）に破線で示す交流電圧ｖｓが誘導性安定器
３を介して放電灯４のフィラメント電極　　　　　　１
５．６′間に印加される。このとき、交流電源１の端子
ａが正の半サイクルであると、予熱用スイッチ回路７の
１１＠方向に電圧が印加される。サイリスタ９の端子電
圧の瞬時値が、そのブレークオーバ電圧未満であるとき
には、サイリスタ９はオフ状態であるが、ブレークオー
バ電圧を超えると、第２図（ａ）に示すように位相θ４
でオ／して予熱電流ＩＰ＋（が、誘導性安定器３．予熱
用スイッチ回路７を通して流れ、フィラメント５，５′
を予熱する。この予熱電流”ｎは、遅相電流とカシ、次
の半サイクルまで流れる。この電流ＩＰＨが低下し、サ
イリスタがオフになると電流が停止し、この無接点始動
装置に端子ａが負である半サイクルの電源電圧が印加さ
れる。この半サイクルでは、ダイオード８のために予熱
用スイッチ回路７は非導通状態を保持するため、電源電
圧が誘導性安定器３．フィラメントコイル５，５′およ
び抵抗器１１を通して非直線性誘電体素子６に印加され
、その充電電流ＩＮＬＣが非直線性誘電体素子６．トラ
ンジスタ１゜のベース・エミッタ接合、および誘導性安
定器３を通して流れる。このため、トランジスタ１０が
オンとなり、そのベースからエミッタへ流れる電流に応
じたコレクタ電流ＩＣが誘導性安定器３を通して流れる
。非直線性誘電体素子６の電圧Ｖと電荷Ｑとの関係は、
第３図に示すような可飽和特性を有している。そのだめ
、非直線性誘電体素子６の特性を電源電圧波高値以下で
可飽和領域に入るようにする。このことより、非直線性
誘電体素子６に流れる電流ＩＮＬＣは急減する。それに
応じて前記コレクタ電流ＩＣも急減するうそのだめ、誘
導性安定器３に流れている電流も急減するので、この誘
導性安定器３０両端に高圧パルスＶ、が誘起される。こ
の高圧パルスｖＰが、放電灯４に印加される。

パルス発生後は、サイリスタ９が再びオンするま゛で、
放電灯４には電源電圧ｖ８が印加される。またこのとき
、サイリスタ９がオンする少し前には、非直線性誘電体
素子６は、次のサイクルで充電電流工にｔ、ｃ　（第３
図矢印Ａ）を流すため、前のサイクルで蓄えられた電荷
の放電および逆充電（第３図矢印Ｂ）を行なう。

以上の予熱および高圧パルス印加は、毎ザイクル繰り返
されて放電灯４は点灯する。

ランプ点灯後は、放電灯４にはランプ電圧Ｖ１２Ｌが発
生し、この電圧が前記無接点始動装置へ印加される。こ
のとき、ランプ電圧Ｖｉａがフィラメント電極５が正と
なる半サイクルである時、予熱用スイッチ回路７の順方
向にこの電圧が印加されるが、サイリスタ９のブレーク
オーバ電圧をこの電圧Ｖｉａよりも高く設定しであるの
で、予熱用スイッチ回路７はオンとならず、放電灯４は
点灯を続ける。一方、ラング電圧Ｖｌａが前記と逆の負
の半サイクルであるとき、予熱用スイッチ回路７に対し
ては逆方向電圧であり、阻止されるだめ、ランプ電圧Ｖ
ｌａは非直線性誘電体素子６に印加され、放電灯点灯前
と同じ回路動作により、ランプ電圧印加直後に高圧パル
スを放電灯４へ印加する。そして、印加後、放電灯４は
点灯を続ける。これらの動作は、放電灯点灯中毎サイク
ル繰り返される、しかし、このように点灯中も毎サイク
ル高圧パルスを発生し、放電灯４へ印加することは、安
定器や無接点始動装置の各電子部品などが熱および高電
圧により特性劣下および破壊を引き起こす原因となる。

また、放電灯４の電子放射物質の飛散を７増加させ寿命
を短くすることにもなる。さらに、点灯中に無接点始動
装置から雑音を発生させ、また、損失も増加するなどの
問題点があった。そのだめ、これまでにも無点始動装置
全体、まだは高圧パルス発生回路全体を放電灯点灯中に
一括してしゃ断して高圧パルスを停止させることも考え
られていたが、この方法では大きな電流を制御しなけれ
ばならないだめ素子が発熱１やすく、容量の大きな大型
の高価な素子を用いなければならないなどの欠点があっ
た。

本発明は、トランジスタを非直線性素子で駆動する無接
点始動装置において、放電灯点灯後に効率よく高圧パル
スの発生を停止または、その電圧を低く抑えることを目
的としている。

すなわち、本発明の放電灯点灯装置は、誘導性安定器を
介して交流電源に接続されると、ころの放電灯に、並列
的に接続されたトランジスタスイッチ回路、充電電流が
トランジスタスイッチ回路の　　　　　　４ベース電流
となるようそのコレクタ・ベース間に接続された非直線
性誘電体素子、および、放電灯の端子間電圧を検出し、
その点灯前には非直線性誘電体素子の放電回路となるよ
う導通し、点灯中には非導通となるパルス停止用スイッ
チ回路を有し、このパルス停止用スイッチ回路を非直線
性誘電体素子を介して放電灯に並列的に接続したもので
あり、これによって、上述の目的を実現することができ
る。

以下、その実施例につき、図面を用いて説明する。

第４図（ａ）は本発明の一実施例の放電灯点灯装置の構
成を示す図である。図において、１は交流電源、２は電
源スィッチ、３は誘導性安定器、４は予熱始動形放電灯
（以下単に放電灯４と称す）、５、ぼけフィラメント電
極、６は非直線性誘電体素子、７はダイオード８および
一方向性二端子サイリスタ９（以下単にサイリスタ９と
称す）壱からなる予熱用スイッチ回路、１０はトランジ
スタ、１２は無接点始動装置、２０はパルス停止用スイ
ッチ回路、４０は雑音防止用コンデンサである。

この装置の動作を説明する。電源スィッチ２が投入され
て放電灯４が点灯するまでの間のうち、第４図における
フィラメント電極６が正、ｄが負となる正の半サイクル
では、まず第２図（ａ）における位相θ２において、無
接点始動装置１２に電圧が印加され始める。このとき、
電圧は予熱用スイッチ回路７のサイリスタ９の順方向に
印加されるとともに、トランジスタ１．０の逆方向およ
びパルス停止用スイッチ回路２ｏに印加されるが、いず
れも電流は阻止されている。また、このとき、非直線性
誘電体素子６は、電荷が順方向（パルス発生方向）に充
電された状態（第３図点ａ）にある。

その後、しだいに電圧が上昇し、パルス停止用スイッチ
回路２０に印加される（またはこのスイッチ回路２０の
制御端子に印加される）電圧ｖ２ｏが、このスイッチ回
路２０のブレークオーバー電圧ｖＢｏ１を超えると、こ
のスイッチ回路２ｏが導通状態となる（第２図中）にお
けるθ３）。そして、誘導性安定器３．フィラメント電
極５・５′、非直線性誘電体素子６およびパルス停止用
スイッチ回路２０を通して電流１ｚｏ（第２図（０）に
おけるθ３〜θ４）が流れるため、非直線性誘電体素子
６は、放電し、さらには逆方向に充電する。このとき、
非直線性誘電体素子６は、第３図において１−＋　ｂ−
＋Ｃへと状態が移る。そして、非直線性誘電体素子６が
ほぼ飽和し、電流工、。が少なくなり、また、電源電圧
ｖｓが上昇すると、今度は予熱用スイッチ回路７のサイ
リスタ９に、そのブレークオーバ電圧ＶＢＣＮ以上の電
圧が印加されるようになシ、予熱用スイッチ回路７が導
通状態となり、予熱電流ＸＰＢが誘導性安定器を通して
流れる（第２図におけるθ４）。

次に、予熱電流ＸＰＨが減少し第２図（ａ）におけるθ
５でサイリスタ９がオフになると、このとき電源電圧ｖ
ｓは次のサイクルに入っておυ、無接点始動装置１２に
印加される。その後の動作は従来例と同じである。この
とき、非直線誘電体素子６はｄ→ｅ→ｆへと状態が移シ
、パルスが発生してｆ　−＋　ｇ→ａとなり、初めの状
態にもどることになる。

次に放電灯４が点灯すると、放電灯４にラング電圧Ｖｉ
ａが発生し、その電圧が無接点始動装置１２に印加され
る。このときランプ電圧Ｖｉａは、予熱用スイッチ回路
７およびパルス停止用スイッチ回路２０の順方向へ印加
されるが、両スイッチ回路７．２０のブレークオーバー
電圧ＶＢＯ１，ＶＢＯ２は、ＶＩ１０２　　＞　　ＶＢ
Ｏｌ　　＞５：／プ電圧Ｖｉａと設定しであるため、両
スイッチ回路７，２０はブレークオーバーせず、放電灯
４は点灯を続ける。

このとき、パルス停止用スイッチ回路２０およびトラン
ジスタ１０によりこのラング電圧が耐重されるので、非
直線性誘電体素子６には電圧が印加されない。そのため
、その状態は第３図においてａ〜ｆ−ｇ間の一点にとど
まっており、放電および逆充電はない。次にランプ電圧
Ｖｉａが次の半サイクルとなり、前記方向と逆方向に印
加される場合、ランプ電圧Ｖｉａはトランジスタ１０お
よび非直線性誘電体素子６に印加される。非直線性誘電
体素子６の状態は、すでに順方向に充電された状態とな
°″″Ｃ”す・第３図にｐ　′ｐ　（＆　’−＋　ｆ　
−＋　ｇへ移　　　　　　（動するだけである。したが
って電荷の移動がほとんどなく、トランジスタ１００ベ
ース電流ｉＢは流れない。そのため、トランジスタ１ｏ
は非導通のままである。その結果パルスは発生せず、結
局、無接点始動装置１２が動作しないだめ放電灯４は点
灯を続ける。

以上に記述したごとく、小さな電流Ｉ２０を制御するだ
けで、放電灯点灯中の高圧パルスを減少、または完全に
停止することができ、高圧パルスによる前記悪影響を防
止することができる。また、この方式によれば高圧パル
ス発生時の電圧波形（第２図（ａ））は、従来と同じに
することができ予熱電流を減少させることなく、パルス
を電源電圧の最大時に発生させることができる。まだ、
この第４図（→に示す回路の場合、パルス停止用スイッ
チ回路２０のスイッチ素子として第４図（ｂ）、　（Ｃ
）に示すｐｎｐｎサイリスタやＳＯＲなどの逆阻市半導
体スイッチ素子や、逆導通サイリスタやＳＳＳに直列に
ダイオードを接続した等価回路を用いることもできる。

また、このスイッチ回路２ｏを流れる電流Ｉ２０は小さ
いので、商品名ダイアックなどの小容量のトリガ素子な
どを用いて回路を小型化できる。また、保持電流の大き
な半導体スイッチ素子を用いる場合は、このスイッチ回
路２Ｑに並列にコンデンサなどの保持電流補償回路を附
加して用いることもできる。パルス停止用スイッチ回路
２０を通して流れる電流Ｉ２Ｄは非直線性誘電体素子６
の電荷を放電しさえすればよいので、限流インピーダン
スを放電路に挿入してもよい。まだ、このスイッチ回路
２０は、第５図（ｂ）の位置２ｏ’にあっても同様の効
果を得ることができる。ただしこの場合には、抵抗器１
１より非直線性誘電体素子６の方向のときには、前記の
スイッチング動作を行ない、その逆方向では導通状態で
なければならない。その場合、そのスイッチング素子と
して第５図（ｂ）、　（ｃ）のように、逆導通サイリス
タやＳＣＲやｐｎｐｎサイリスクに並列にダイオードを
接続した等価回路などを用いることができる。

次に、３端子半導体スイッチを用いた本発明の他の実施
例を第６図に示す。ここで、２１は５ＣＲ１２２は抵抗
分圧器、２３はトランジスタ１ｏのコレクタ側にカソー
ドを接続し、アノードを抵抗器４′：器２２の入力端の
一つに接続したダイオードである。また、符号１〜１２
，２０．４０は、第４図に示した装置に付した符号の要
素に対応している。この図に示すように、５ＣＲ２１の
ゲート電流を前記抵抗分圧器２２の出力端よシ導くこと
により、パルス停止用スイッチ回路２ｏに順方向電圧の
印加される半サイクルのみにその制御電流を流すので、
抵抗分圧器２２で発生する損失を減らすとともに、ダイ
オード２３によって５ＣＲ２１のゲートに、高電圧が印
加されるのを防止することができる。また、第６図に示
すように、放電灯が特に予熱始動形放電灯であり、予熱
用スイッチ回路７を有する場合には、そのスイッチング
素子にＳＯＲやトライアックなどの商品名の３端子半導
体スイッチを用いて、その制御端子を前記抵抗分圧器の
出力端の一つに接続して、仁れより制御電流を得てスイ
ッチングさせることもできる。この場合箋両スイッチ回
路のブレークオーバー電圧ｖｇｏｔ、　ＶＢＯ２をＶＢＯ２＞　　　Ｖｎｏ＋と設定しやすく動作が確実になる。

さらに、放電灯が特に予熱始動型放電灯である場合、ダ
イオード２３を予熱用スイッチ回路のダイオード８堵共
用することができる。この場合の実施例を第７図に示す
。２２′は抵抗分圧器であり、その入力端を予熱用スイ
ッチ回路７のスイッチ素子９の両端に接続し、出力端を
パルス停止用スイッチ回路２０のスイッチ素子２１′の
制御端子に接続する。このことよシ、部品数を少なくで
きるとともに、スイッチ素子９の保護抵抗器とすること
ができる。まだこの場合、分圧抵抗器２２′の入力端の
いずれか一方に、コンデンサを直列に接続することがで
き、簡単な構成で予熱始動型放電灯４０点灯時ランプ電
圧の判別範囲を広げることができ、スイッチ素子９およ
び２１′の誤動作をなくし、予熱始動型放電灯４を安定
に点灯させることができる。

本発明の実施例では、予熱用スイッチ回路７に一方向性
二端子サイリスタ９とダイオード８の直列回路を用いた
ものについて述べたが、本発明はこれに限らず、他の半
導体素子を用いだ１サイクル中の半サイクルにおいて、
一方向のみ導通する予熱用スイッチ回路であってもよい
。さらに、本実施例では、安定器に単一チヨーク形安定
器を用いだが、これに限らずリーケージ形など他の誘導
性安定器であってもよい。また、以上の実施例において
は放電灯４を予熱始動形放電灯としだが、この放電灯以
外の放電灯にあっては、放電灯と並列にトランジスタ回
路を接続し、非直線性誘電体素子の充電電流をトランジ
スタのベース電流としてトランジスタを駆動するように
、非直線性誘電体素子を、トランジスタのコレクタおよ
びベース間に接続するとともに、パルス停止用スイッチ
回路を介して非直線性誘電体素子の放電を行なわせるよ
うに放電灯と並列的にパルス停′止用スイッチ回路を接
続することにより、高圧パルスを放電灯に印加して点灯
させ、点灯後に高圧パルスを停止させる回路であっても
同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、次の効果がある。

（１）小さな電流を制御するだけで、放電灯点灯後に、
高圧パルスが発生することを減少または停止させること
ができ、高圧パルス電圧による障害を除去または軽減す
ることができる。

し）制御電流が小さくてすむので、スイッチング素子と
して容量の小さいものまで用いることができ、回路全体
を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置の一例を示す回路図、第
２図は放電灯点灯装置の動作波形図、第３図は非直線性
誘電体素子の特性曲線図、第４図は本発明にかかる放電
灯点灯装置の一実施例の回路図、第５図、第６図および
第７図はそれぞれ他の実施例の回路図である。１・・・・・・交流電源、３・・・・・・誘導性安定器
、４・・・・・予熱始動形放電灯、６・・・・・・非直
線性誘電体素子、γ・・・・・・予熱用スイッチ回路、
１０・・・・・・トランジスタ、２０・・・・・・パル
ス停止用スイッチ回路、４０＝−・・・雑音防止用コン
デンサ。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図１２第３図第４図２にノ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘導性安定器を介して交流電源に接続される放電
灯と並列的に接続されたトランジスタスイッチ回路、充
電電流が前記トランジスタスイッチ回路のベース電流と
なるよう前記トランジスタスイッチ回路のコレクタ・ベ
ース間に並列的に接続された非直線性誘電体素子、およ
び、前記放電灯のランプ電圧を検出し、放電灯点灯前ま
では前記非直線性誘電体素子の放電回路となるよう導通
し、放電灯点灯中には非導通となるパルス停止用スイッ
チ回路を有し、前記パルス停止用スイッチ回路が前記非
直線性誘電体素子を介して前記放電灯に並列的に接続さ
れることを特徴とする放電灯点灯装置。
（２）パルス停止用スイッチ回路がトランジスタのベー
ス・エミッタ間に並列的に接続され、かつ、そのスイッ
チング素子が逆阻止サイリスクであることを特徴とする
特許請求の範１１１項記載の放電灯点灯装置。
（３）パルス停止用スイッチ回路がトランジスタのベー
ス・コレクタ間に非直線性誘電体素子と直列に接続され
るとともに、前記トランジスタのベース・エミッタ間に
非直線性誘電体素子の放電回路となるよう接続された抵
抗器を備え、かつ、前記パルス停止用スイッチ回路のス
イッチング素子が、前記非直線性誘電体素子から第１の
前記抵抗器への方向は導通し、その逆方向へはスイッチ
ングしゃ断動作を行なう逆導通サイリスタであることを
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
。
（４）パルス停止用スイッチ回路において、そのスイッ
チ素子が制御端子付サイリスタであり、かつ、抵抗分圧
器の入力端の一つとダイオードのアノードを接続し、こ
のダイオードのカソードを前記トランジスタのコレクタ
側に、かつ、前記抵抗分圧器の他の入力端を前記トラン
ジスタのエミッタ側にそれぞれ接続するとともに、前記
抵抗分圧器の出力端より前記パルス停止用スイッチ回路
のスイッチング素子の制御電流を得ることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。
（５）放電灯が予熱始動形放電灯であり、前記予熱始動
形放電灯の予熱フィラメントの電源端子側とは反対側の
端子間に、トランジスタスイッチ回路と導通方向が逆に
なるように、並列に接続された、一方向に導通する予熱
用スイッチ回路を備え、かつ、前記パルス停止用スイッ
チ回路電灯点灯装置。
（６）予熱用スイッチングの半導体スイッチ素子と並列
に抵抗分圧器を接続するとともに、この抵抗分圧器の出
力端より前記パルス停止用スイッチ回路のスイッチ素子
の制御電流を得ることを特徴とする特許請求の範囲第５
項記載の放電灯点灯装置。