JPS5854549A - 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、高周波で放電灯管点灯し、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Ｋよって制御しその出力を全波
整流した直流電圧をインバータの入力とし、蛍光灯など
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５な装置として従来
から第１図に示す装置が“知られている。

この第１図において、１は交流電源、２は交流電源１の
電圧を位相制御する調光装置であり、双方向性サイリス
タ３およびこれの導通開始位相音制御する制御装置４か
らなっている。６はインノ（−タであり、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ノ（−夕
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いる。

インバータ６は出力壱［８８９コレクタ巻線８ＣＩ１８
ｃ４．ペース帰還巻線Ｂｂ、フィラメント巻線８ｆ１゜
８ｆ、とを有し、リーケージトランスで構成される出力
Ｆランス８とスイッチングトランジスタ９ｍ。

９ｂ、高周波チョークコイル１０、共振コンデンサ１１
、バイアス抵抗１２ｍ、１２ｂなどより構成されている
。

すなわち、出カドランス８の、、コレクタ巻１ｓ８ｃｌ
。

８ちの各一端は全波整流装置５の正側の出力端に接続さ
れており、このコレクタ巻線８Ｃ１１８（４の各他端は
スイッチングトランジスタ９ａ、９ｂのコレクタに接続
されているとともに、共振用コンデンサ１１が接続され
ている。スイッチングトランジスタ９ｍ、９ｂのエミッ
タは高周波チョークコイル１０管介して全波整流装ｇＩ
５の負側の出力端に接続されている。

スイッチングトランジスタ９ａ、９ｂの各ベースはバイ
アス抵抗１２ａ、１２ｂｔ−介して全波整流装置５の正
側の出力端に接続されているとともに、ベース帰還巻１
ｓｂに接続されている。

ｉだ、出カドランス８のフィラメント巻線８ｆ１゜８ｆ
、は蛍光灯などの放電灯７の予熱電極７ｆ１，７ｆ。

に接続され、出力巻線８Ｓは放電灯７に接続されている
　かくして、インバータロが構成されている。

出カド２ンス８には補助巻線８にも設けられており、こ
の補助巻線８にの両端は整流回路１４０入力端に接続さ
れている。この整流回路１４の正側および負側の出力端
間にはコンデンサ１６が接続されており、また、整流回
路１４の正側の出力端はダイオード１ｓｔ−介して全波
整流装置５の正側の出力端に接゛続されている。全波整
流装置５の負側の出力端に整流回路１４の負側の出力端
が接続されている。かくして、補助巻＠８　ｋ、整流回
路１４、・ダイオード１５、コンデンサ１６とにより補
助直流電源１３が構成さ詐ている。

次に、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（ロ）のようにへなる位相に
すると、インバータ６には全波整流装置５ｔ−介して川
なる“期間直蒜電力が供給される。

男なる期間インバータ６のスイッチングトランジスタ９
ｍ、９ｂのベースにはバイアス抵抗１２ａ。

１２ｂよりベース電流が供給され、ベース帰還巻線８ｂ
などの作用により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８ｆ、　、８ｆ、で予熱電極７ｆ１゜７４を予熱し
、放電灯７ｔ一点灯する。

また、調光の度合は調光装置２によって導通開始位相θ
ｓｔ−変化して行うものである。

−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
れている川の期間に補助巻線８にの電圧を整流回路１４
ｔ−介してコンデンサ１６を充電し、その端子Ｍａｐ　
（第２図（ａ）　）　ｔ　Ｔ、の期間にインバータ６の
入力に供給するようになっており、インバータ６の入力
電圧は第２図Φ）に示すようになる。

このコンデンサ１６の電圧がインバータ６に印加されて
いる川の期間は放電灯７は消灯するようにコンデンサ１
６の端子電圧ＶＯＰを設定しであるため放電灯７は消灯
し、弊電灯７の予熱電極７ｆ１゜７４はフィラメント巻
線８ｆ１，８ｆ、により予熱され予熱電圧は第２図値）
に示すようになる。なお、第２図（Ｃ）は放電灯７−の
放電々流を示す。

以上のよ５Ｋして７、＝ンデンサ１６の端子電圧Ｙａｐ
と容量を適切に設定することにより放電々流の休止期間
も予熱電極７１１，７１．の予熱を行うことができるた
め、放電灯７の調光を円滑にすることができるとともに
、電極の消耗を抑制し、放電灯７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２からの直流電圧が低くなってインバータ６０
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７の放電は休止しないで継続してしまい易
い。

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１６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り十分に予熱電極７ｆ１
＊　７　ｆ雪の予熱を行うことができなくなってしまう
。

また、コンデンサ１６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８ｆｔ＠８ｆ、の電圧が下って予熱電極７
ｆ、　、７ｆ、の予熱管十分に行うことができな（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り易（、ま
た電解コンデンサの寿命が短（なり易いも゛のであった
。

この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、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
図であり、この第３図において、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Ｋする。この第３図では、交
流電源１、調光装置２、全波整流装置５、インバータ６
の部分は第１図と同様であり、第１図における補助直流
電源１３ｔ−省略して、新たに予熱制御回路１７および
予熱回路２３が付加されている。

すなわち、予熱制御゛回路１７は調光装置２の導通開始
位相でトリガ信号を発生するトリガ回路１８と、インバ
ータ６に印加される電圧を検′出する電圧検出回路１９
と、電圧検出回路１９の出力電圧に応じて遅延時間が変
化する遅延回路２０と、遅延回路２０の出力がｌ’−Ｈ
ＪからｒＬＪに変化したときの信号により遅延動作を開
始する予熱時間設定回路２１と、直流電源２２で構成さ
れている。

上記全波整流装置５の正側の出力端と負側の出力端間に
コンデンサ１８１と抵抗１８ｂとの直列回路が接続され
ており、このコンデンサ１８ｍと抵抗１８ｂとの接続点
は抵抗１８ｃを介してトランジスタ１８ｅのベースに接
続されている。トランジスタ１８ｅのエミッタは直流電
源２２の負極に接続されている。この負極は全波整流装
置５の負側の出力端に接続されている− トランジスタ１８ｅのコレクタは抵抗１８ｄを介して直
流電源２２の正極に接続されているとともに、ダイオー
ド１８ｆを通して遅延回路２０の抵抗２０ａとコンデン
サ２０ｃとの接続点に接続されており、か（して、トリ
ガ回路１８が構成されている。

次に、電圧検出回路１９について述べる。全波整流装置
５の正側の出力端と負側の出力端間には、抵抗１９ｇと
１９ｂの直列回路が接続されている。

この抵抗１９ｍと１９ｂとの接続点は抵抗１９ｃヲ介し
てトランジスタ１９ｆのベースに接続されているととも
に、抵抗１９ｂに並列に接続されている。トランジスタ
１９ｆのエミッタは直流電源２２の負極に接続され、コ
レクタは抵抗１９ｄを介して直流電源２２の正極に接続
されている、かくして、電圧、検出回路１９が構成され
ている。

上記トランジスタ１９ｆのコレクタは遅延回路２０の抵
抗２０ｍとコンデンサ２０ｃｔ−介して直流電源２２の
負極に接続されている。この抵抗２０ａとコンデンサ２
００との接続点はツェナーダイオード２０ｄを介して、
トランジスタ２０ｅのベースに接続されている。トラン
ジスタ２０　’ｅ’のエミッタは直流電源２２の負極に
接続されている。

トランジスタ２０ｅのコレクタは抵抗２０ｂを介して直
流電源２２の正極に接続され、以上のよ５にして遅延回
路２０が接続され【いる。

トランジスタ２０ｅのコレクタは予熱時間設定回路２１
の入力端に接続されている。この予熱時間設定回路２１
の電源端子は直流電源２２の正極および負極にそれぞれ
接続されている。予熱時間設定回路２１の出力は予熱回
路２３のトランジスタ２５のベースに接続されている。

トランジスタ２５のコレクタは直流電源２２の正極に接
続され、エミッタは発振回路２４を介し【直流電源２２
の負極に接続され【いる。発振回路２４の出力はトラン
ジスタ２６のベースに供給するようＫなっている。トラ
ンジスタ２６のエミッタは直流電源２２の負極に接続さ
れている。トランジスタ２６のコレクタは予熱トランス
２７のコレクタ巻線２７Ｃｔ−介して全波整流装置５の
正側の出力端に接続されている。予熱トランス２７は二
つのフィラメント巻線２？ｆ１，２７ｆｔを有１゜てお
り、これらのフィラメント巻線２７　ｆｒ　ｔ２７ｆｔ
は放電灯７の予熱電、極’ｒｆ、　、’ｉｆ、に接続さ
れている。

かくして、予熱回路２３が、構）成されている。

次に、以上のように構成されたこの発明の放電灯点灯装
置の動作について第４図（ａ）〜第４図（ｆ）の波形図
を参照して説明する。第４図（ａ）、第４図棹）はイン
バータ６の入力電圧を示し、第４図中）、第４図（ｅ）
は予熱制御回路１７の出力電圧を示す。さらに、第４図
（Ｃ）、第４図（ｆ）はフィラメント巻＠２７ｆ、　、
　２７　ｆ、の電圧である。

いま、交流電源１が投入されると、双方向性サイリスタ
３は制御回路４の信号により所定の位相で導通開始する
。インバータ６には位相制御された電圧を全波整流した
脈流が印加される。

インバータ６は直流電圧が印加されている期間では、バ
イアス抵抗１２ｍ、１２ｂによりトランジスタ９ａ、９
ｂにベース電流が供給され、ベース帰還巻線８ｂの作用
により周知のととく自励発振し、出カドランス８の各巻
線に交流電圧を発生し放電灯７を点灯するものである。

一方、予熱制御回路１７は直流電源２２が印加され動作
管開始する、たとえば、調光装置２の導通開始が第４図
（ａ）のように０１なる位相になると、男なる期間イン
バータ６に電力が供給されると同時に、同じ電圧が予熱
制御回路１７、予熱回路２３に印加される。

トリガ回路１８はコンデンサ１８ａ１抵抗１８ｂの微分
回路とトランジスタ１８ｅによりθｌなる位相でトラン
ジスタ１８ｅが一度導通してトリガ信号を発生し、遅延
回路２０のコンデンサ２０ｃの電荷をダイオード１８ｆ
を介して放電し、遅延回路２０をリセットするとともに
遅延動作管開始させる。

電圧検出回路１９は抵抗１９１とコンデンサ１９Ｃの積
分回路でインバータ６の入力電圧を平均値として検出し
トランジスタ１９ｆで増幅し、出力電圧を遅延回路２０
に印加する。この電圧検出回路１９は入力電圧が高くな
ると出力電圧は低下するように動作する。

遅延回路２０では、コンデンサ２０ｃが抵抗２０ａを介
して電圧検出回路１９の出力電圧で充電され、その端子
電圧がツェナーダイオード２０ｄの動作電圧に達すると
、トランジスタ２０ｅが導通し、出力がｒＨＪからｒＬ
ＪＫ変化する。この；ンデンサ２０ｃの端子電圧がツェ
ナーダイオード２０ｄの動作電圧に違するまでの時間が
遅延時間となり、電圧検出回路１９の出力電圧によって
充電速度が変化し、遅延時間を制御している。

すなわち、第４図（ａ）、第４図の）のように調光装置
２の導通開始位相がθ、のときは、遅延回路２０は０Ｉ
から遅延動作を開始し、遅延時間用が経過したへなる位
相で出力がｒＨＪからｒＬＪに変化する。遅延回路２０
の出力がｒＨＪから「Ｌ」に変化ｊると単安定マルチパ
イプレークなどで構成され、所定の遅延時間を有する予
熱時間設定回路２１が動作し、第４図か）Ｋ示すように
、出力電圧はＴｓの期間出力が発生し、予熱回路２３に
印加する。

予熱回路２３では、Ｔｓなる期間トランジスタ部が導通
し、トランジスタ２５を通して発振回路２４に直流電源
２２が印加され、発振回路２４が動作してトランジスタ
２６をスイッチングさせる、トランジスタ２６のスイッ
チングにより予熱トランス２７の各巻ＩＩＫ交流電圧が
発生し、フィラメント巻線２７　ｆ、　、　２７４に発
生した電圧で予熱電極”　ｓ７４　ｔ−予熱する。Ｌな
る予熱期間が経過すると、予熱時間設定回路２１の出力
が遮断されて予熱回路２３も動作を停止する。このよう
に第４図（Ｃ）に示すように予熱電極７ｆ、　、７ｆ！
ｋｔ位相０．力）らθ、の１なる期間予熱される。

ここで、調光装置２の導通開始位相が第４図（ａ）の０
１のように早く交流電源１のほぼ全周期インノ（−タ６
に電圧が印加されると、電圧検出回路１９の出力電圧が
低下し、遅延回路２０の遅延時間が川と長くなって、予
熱回路２３の動作する位相は遅くなる。

また、予熱回路２３に印加されている電圧もインバータ
６に印加されている電圧と同じ脈流のため、予熱回路２
３が動作する位相では電圧が低くなっており、予熱回路
２３の電源電圧が低下し、フィラメント巻！Ｉ２７　ｆ
、２７　ｆ、に発生する電圧、すなわち予熱電極７ｆｓ
、７ｆｔの予熱電圧も低くなる。

さらに、調光装置２の導通開始位相を遅くし、第４図（
ｄ）　Ｋ示すようにへにすると電圧検出回路１９の出力
電圧が高くなり、遅延回路２０の遅延時間が第４図（ｅ
）に示すように−と短くなる。したがって、予熱開始位
相は脈流電圧の最大値付近となり予熱回路２３の電源電
圧が高くなり、予熱電極７ｆ、。

７ｆ、の予熱電圧も第４図（ｆ）に示すように高くなる
。

このときの予熱期間は前記と同じＬである。

このように、予熱回路２３の電源電圧を脈流とし、調光
装置２の導通開始位相に応じて予熱電極７ｆｌ　５７ｆ
ｔ　を予熱する位相変化することにより予熱電圧を変化
することができる。この動作によって調光装ｆ１２の導
通開始位相が早くインバータ６に電力が供給されない休
止期間が短い場合は放電灯７の放電々流の休止期間も短
いため放電々流によって予熱電極７ｆｓ、７ｆ、が加熱
され、予熱回路２３から印加する予熱電圧が低くても予
熱電極７ｆｌ。

７４ｔ−所定の温度圧することができる。

また、調光装置２の導通開始位相が遅くなりインバータ
６に電力が供給されない休止期間が長（なると、放電灯
７の放電々流の休止期間も長（なり、放電々流による予
熱電極７ｆ、、７ｆ、の加熱が少なくなるが、予熱回路
２３の動作位相が脈流電圧の最大値に近くなるため、予
熱回路２３から印加する電圧が高くなって予熱電極７ｆ
、　、７ｆ、を所定の温度にすることができる。

このよ５Ｋｔ、て、予熱電極７　ｆｓ　＊　７　ｆｔは
調光装置２の導通開始位相に関係なく所定の温度となる
。

また、調光装置２からインノ（−夕６へ電力が供給され
ない休止期間は放電灯７へ放電々流が流れることなく円
滑な調光を行うことができる。

第５図はこの発明の放電灯点灯装置の他の実施例管示す
回路図である。この第５図において、第３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３図とは異
なる部分のみについて述べる。この第５図では、予熱回
路２３が出カドランス８のコレクタ巻線ｓｃ、　、８ｃ
４の各他端より電圧を予熱トランス３０のコレクタ巻＠
３０Ｃを介して整流回路２９に加えるとともに、この整
流回路２９とトランジスタ２８から成るスイッチ回路を
制御して予熱トランス３０に印加するよ５Ｋしており、
それ以外は前記の第３図に示す実施例と同様である。な
お、予熱トランスは３０として示され”ＣＬ・るＯ 第６図（ａ）〜第６図（ｆ）はこの実施例の動作を示す
・図であり、第６図（ａ）、第６図（ｄ）はインバータ
６の入力電圧、第６図に）、第６図（ｅ）はコレクタ巻
ＩＩ８負。

８ｃ４の電圧、第６図（Ｃ）、第６図（ｆ）はフィラメ
ント巻線３０　ｆ、　、　３０　ｆｔの電圧を示す。

以上のように構成された第６図の放電灯点灯装置におい
て、交流電源１が印加され、調光装置２で位相制御され
た電圧がインバータ６に印加され、その導通開始位相が
第６図（ａ）のように０１であると前記の実施例と同様
圧してＴ、なる期間放電灯７が点灯する。

一方、予熱制御回路１７も前記の実施例と同様にして動
作し、位相０！からθ、の１なる時間出力が発生し、予
熱回路２３のトランジスタ２８ｔ−導通させる。

トランジスタ２８が導通すると、予熱トランス３０のコ
レクタ巻線３０ｃに整流回路２９ｔ−介して出カドラン
ス２８の＝レフタ巻線８０１．８Ｃ２の電圧が印加され
、フィラメント巻１ｉ　３０　ｆｌ　ｔ　３０　ｆｔに
発生する電圧で予熱電極７ｆ、、７ｆ、を予熱する。

このとき、；レクタ巻線８ｃｌ、８（４に発生する電圧
の包結線はインバータ６に供給される脈流電圧にしたが
って変化しているため、前記の実施例と同様に予熱回路
２３が動作する位相によって予熱電極７ｆ、−、’Ｉｆ
、の予熱電圧を変化することができる。

第６図（Φ、第６図（ｅ）、第６図（ｆ）は調光装置２
の導通開始位相かへと遅くなった場合を示すもので前記
の実施例と同様に予熱回路２３の動作位相が脈流電圧の
最大値付近となってフィラメント巻線３０　ｆ、　、３
０　ｆｔの電圧が高くなり、放電々流の休止期間が長く
なって、放電電流による予熱電極７ｆ１゜７ちの加熱が
少なくなっても予熱電極７１＠　１７　ｆｔの温度を一
定にすることができる。

以上の各実施例の説明では、インバータ６として高周波
チョークコイル１０ｔ−備えたプッシュプル形トランジ
スタインバータの場合について述べたが、この他のイン
バータでも適用できる。

また、調光装置２から直弾電力がインバータ６に印加さ
れている期間で調光装置２の導通開始位相に応じて、一
定の予熱時間内の予熱電圧を変化する方法として、第３
図、第５図に予熱制御回路１７、予熱回路２３ｆ：示し
たが、この目的を実現できる手段であれは上記各実施例
に限定されるものではない。

また、上記各−施例では、放電灯７が１灯の場合につい
て述べたがこれに限定されるものではなく、２灯以上を
点灯するようにしてもよい。

さらに、上記各実施例では調光装置１個にインバータ１
個が対応しているが、複数のインバータまたは複数のイ
ンバータと金波整流装置′ｆ：１個の調光装置あるいは
全波整流装置に接続してもよい。

以上述べたように、この発明の放電灯点灯装置によれば
、調光装置から直流電力がインバータに印加されて、放
電灯が点灯している期間の一部の期間で予熱電極を予熱
し、調光装置の導通開始位相に応じて予熱時間會一定と
し、この予熱時間内での予熱電圧を制御する。ようにし
たので、予熱電極の温度を一定にすることができ、それ
Ｋともない放電灯の電極の消耗を少なくし、かつ円滑な
調光をすることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置の回路図、第２図（ａ）
ないし第２図（ｄ）は第１図の放電灯点灯装置の動作を
説明するための図、第３図はこの発明の放電灯点灯装置
の一実施例の回路図、第４図（ａ）ないし第４図（ｆ）
は第３図の放電灯点灯装置の動作を説明するまための図
、第５図はこの発明の放電灯点灯装置の他の実施例の回
路図、第６図（ａ）ないし第６図げ）は第５図の放電灯
点灯装置を説明するだめの図である。 １・・・交流電源、２・・・調光装置、５・・・全波整
流装置、６・・・インバータ、７・・・放電灯、７ｆ、
　、７ｆ２−・・予熱電極、８・・・出カドランス、９
　ａ　、　９　ｂ−・・スイッチングトランジスタ、１
７−・・予熱制御回路、１８・・・トリガ回路、１９・
・・電圧検出抵抗、２０−・・遅延回路、２１・・・予
熱時間設定回路、２２・・・直流電源、２３　・・・予
熱回路、２４　・・・発振回路、１８ｅ、１９ｆ。 ２０ｅ、２５．２６・・・トランジスタ、２７・・・予
熱トランス。 なお、１図中同一符号は同一または相当部分を示すＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）交流電源の電圧を全波整流した脈流の直流電圧を
   入力とするインバータと、このインバータの出力交流電
   圧によって点灯する予熱電極含有する放電灯と、前記交
   流電源と前記インバータの間に介在して位相制御により
   前記放電灯の調光管行う調光装置と、前記予熱電極管予
   熱する予熱回路と、前記調光装置からインバータに直流
   電力が印加されている期間内の一定期間で前記調光装置
   の導通開始位相に応じて前記予熱回路に対して予熱電圧
   を変化させるように動作する予熱制御回路とを備えたこ
   とを特徴とする放電灯点灯装置。 儲）前記予熱回路は前記交流電源と同期した脈流または
   包絡線が脈流である電圧を電源としかつ予熱制御回路は
   前記調光装置の導通開始位相に応じ【予熱開始位相を変
   化するようにすることを特徴とする特許請求の範囲＃！
   １項記載の放電灯点灯装置。 （３）予熱制御回路は前記調光装置の導通開始位相でＦ
   リガ信号を発生するトリガ回路と、前記インバゞりに印
   加される電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出
   回路の出力電圧に応じて遅延時間が変化する遅延回路と
   、この遅延回路の出力が１゛Ｈ」レベルからｒＬＪレベ
   ルに変化したときの信号により遅延動作を開始する予熱
   時間設定回路とから構成されることｔ−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。