JPS59132597A - 放電灯用インバ−タ - Google Patents

放電灯用インバ−タ

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JPS59132597A
JPS59132597A JP58234911A JP23491183A JPS59132597A JP S59132597 A JPS59132597 A JP S59132597A JP 58234911 A JP58234911 A JP 58234911A JP 23491183 A JP23491183 A JP 23491183A JP S59132597 A JPS59132597 A JP S59132597A
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Siemens AG
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    • H05B41/2981—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2985—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal lamp operating conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、直列共振回路と放電灯とを負荷回路に含むイ
ンバータに関する。
〔従来技術とその問題点〕
交互に導通する２個の可制御スイッチと、第１の可制御
スイッチに並列に接続される負荷回路とを備え、前記負
荷回路は、第２の可制御スイッチを介して直流電源に接
続され、かつ、反転コンデンサと、リアクトルおよびコ
ンデンサからなる直列共振回路と、加熱電極を有する放
電灯とから構成され、前記放電灯の両電極は負荷回路内
にあり、かつ直列共振回路のコンデンサを介して互に接
続されており、可制御スイッチを交互にしゃ断するため
の制御ユニットを備え、直列共振回路の共振周波数は放
電灯が点弧していない状態で制御ユニットによって決定
されるインバータの運転周波数より低い値にあるインバ
ータにおいて、西独特許出願公開筒３１１２　’２８１
号明細書によって公知のものにおいては、交互に導通す
る２個の可制御スイッチは、たとえ短時間であっても決
して同時に導通するようなことがあってはならない。
そのような同時導通は直流電源を短絡することになるか
らである。特に半導体スイッチを用いている場合にはこ
の条件を守ることが重要である。それ故上述のようなイ
ンバータにおいては、例えば可飽和変圧器によって決定
されるインバータの運転周波数は点弧運転のときは直列
共振回路の共振周波数よりも高い。その場合、インバー
タは誘導性に負荷されており、電圧が零点を通り、それ
に関係して他方のスイッチが導通制御される前に、電流
は一方のスイッチによって強制的に零になる。
種々の理由、例えば複数の放電灯のうちの１個が故障し
たり、複数の回路部品の製造誤差が好ましくない向きに
助長されたりすると、インバータの運転周波数が共振周
波数に近接し、そのため、特に直列共振回路の部品の損
失が少ない場合、相応して高電圧が発生し、それがイン
バータの構成部品のみならず、放電灯器具に触って作業
している人間にも危害を及ぼすことがある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前述の好ましくない過電圧を防止する
手段を提供することにある。
〔発−明の構成〕
この目的を達成するため本発明によれば、上述のインバ
ータにおいて、電圧に依存する抵抗を単独でまたは分圧
器の一部として第２の分圧器要素に直列にして、直列共
振回路のりアクドルまたはコンデンサに対して並列分路
を形成するように設けたことを特徴とするものである。
このインバータがそれぞれに直列共振回路を有する複数
個の放電灯に並列運転状態で給電する場合には、各直列
共振回路に上述した電圧に依存する抵抗を有する並列分
路が所属する。
電圧に依存する抵抗の特性曲線は、所定の限界電圧まで
は実質的に電流を流さない第１の領域を持っている。そ
れに続いて、できるだけ急傾斜を阻止特性を持ち、それ
を超える電圧に対しては非常に小さい抵抗しか持たない
。この電圧に依存する抵抗の限界電圧をインバータおよ
びその負荷回路の仕様に適当に合わせれば、電圧に依存
する抵抗が放電灯の点弧運転時に導通領域で動作するよ
うにすることができる。その場合、直列共振回路の構成
部品に許容限度以上の高電圧がかかろうとすると、電圧
に依存する抵抗が共振回路の抑制手段を形成し、それが
電ＦＦ、の立上がりを低減させる結果となる。
さらに電圧に依存する抵抗は、放電灯が点弧したとき実
質的に電流を流さないようにその特性が決定される。そ
の場合、直列共振回路は放電灯により抑制されるか、ま
たは全く無効状態になる。
負荷回路の構成部品にかかる電圧は放電灯の比較的低い
通常放電電圧に制限される。
電圧に依存する抵抗は、原則として、単独でまたは他の
分圧器要素と直列にして、直列共振回路のコンデンサま
たはりアクドルに並列に接続される。しかし、この電圧
に依存する抵抗を、共振回路のりアクドルとインバータ
の第２の可制御スイッチに並列に設けるのが特に有利で
ある。すなわちそのようにすれば、電圧に依存する抵抗
を介して、インバータを電流に依存して遮断するための
信号を特に容易に得ることができる。
電圧に依存する抵抗とコンデンサとで構成される直列回
路を用いろと特に有利である。すなわち、電圧に依存す
る抵抗に電流が流れている場合、したがって点弧運転状
態にあるとき、直列共振回路の共振周波数が変えられる
。その場合、電圧に依存する抵抗が適当に急傾斜の特性
曲線を持つ場合には、別の領域においてインバータの運
転周波数が変化する場合でも放電灯の点弧電工の変化を
極めてわずかにすることができる。それに応して、大き
な製造１τ（差を有する構成部品を使用することが可能
になり、さらに、それに応じて耐電圧強度の低いチ１１
６成部品を使用することが可能になる。
〔発明の実施例〕
次に実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
第１図において、インバータＷは端子ｗ　］　、ｗ２を
介して整流ｉ７ｇＨに接続されている。整流７ｉ１Ｔは
交流系統から給電され、インバータＷに直流型ＩＦ。
を供給する。両端子Ｗ］、、Ｗ２間に、極めて大きなキ
ャパシタンスを有するコンデンサＣＩ＋と、トランジス
タ八７１．八１２の形の２個の可制御スイッチの直列回
路とが接続されている。第１のトランジスタ■１に並列
に、反転コンデンサＣ１、加熱電極ｅ１．．ｅ２を消゛
する放電灯Ｅ、ＩＪアクドルＬ１および可飽和変圧器Ｔ
の一次巻線ｔ１の直列回路からなる負荷回路が接続され
ている。放電灯Ｅの両電極ｅ１．．ｃ２はコンデンサＣ
を介して直列に接続されている。このコンデンサＣとリ
アクトルＬが共振周波数ｆ。を決定する。
両トランジスタＶ］、、Ｖ２は制御ユニットＳによって
交互に導通制御される。この制御ユニットＳは可飽和変
圧器Ｔの２組の二次巻線１２．ｔ３を含んで・おり、そ
れからトランジスタｙ１．Ｖ２に対する制御電圧が取り
出される。インバータの運転周波数ｆＢは、イン共−夕
およびその負荷回路の寸法に対応して可飽和変圧器ゴの
寸法を定めることによって決定される。この運転周波数
は常に負荷回路の共振周波数よりも高くなければならな
い。そうすることによって、一方のト）ンジスクの阻止
制御と他方のトランジスタの導通制御との間に無電流が
保証される。
電圧に依存する抵抗Ｒ１はコンデンサＣ・１と直列にし
て一つの並列分路を形成し、この並列分路は、リアクト
ルＬ１可飽和変圧Ｒ？ｒ　Ｔ　％およびインバータの第
２のトランジスタｖ２からなる直列回路に対して並列に
接続されている。コンデンサ（ｌはトランジスタ■２が
導通しているときにコンデンサＣおよびＣ１を介してコ
ンデンサＣ６から充電され、電圧に依存する抵抗Ｒ１の
限界電圧を超えるや否や、トランジスタ■１が導通して
いると同じ経路で再充電される。
コンデンサＣ４にはインバータを電流に依存して遮断す
るための監視装置が接続されている。その遮断のために
サイリスタｖ３が用いられる。す、イリスタ■３は放電
灯Ｅの電極ｅ１を介して直流電源に接続され、かつ、ダ
イオードＤ３を介して可飽和変圧器Ｔの別の二次巻線１
　ｌ＋に並列に接続されている。サイリスタ■３の制御
端子はスイッチングダイオードＤ２を介して抵抗Ｒ３お
よびこれに並列のコンデンサＣ５からなるＲＣ回路に並
列に接続されている。このＲＣ回回路体は抵抗Ｒ２およ
びダイオードＤ１を介して前述のコンデンサＣ４に並列
に接続されている。コンデンサＣ５Ｑ電圧がダイオード
Ｄ２によって決定されろ限界値に達すると、サイリスタ
ｖ３が導通して巻線ｔ４が短絡され、その結果、インバ
ータの両トランジスタＶｌ、Ｖ２はもはや制御電圧を得
られなくなる。それと同時に、サイリスタｖ３に並列に
接続されていて、その充電電圧によりスイッチングダイ
オードＤ４を介してインバータを始動させる点弧コンデ
ンサＣ３も短絡される。この状態は放電灯Ｅの交換によ
りサイリスタ■３の保持電流回路が断たれるときまで維
持される。
電圧に依存する抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ４の作用を
説明するために第２図を参照する。第２図において縦軸
には放電灯Ｅの管電圧ＵＥが示されている。この管電圧
ＵＢは同時に直列共振回路のコンデンサＣの電圧でもあ
る。横軸には周波数ｆが示されている。
まず特性曲線Ｋ　Ｒ１で点灯運転時の放電灯Ｅないしコ
ンデンサＣの電圧変化が示されている。ただし、これは
すべての回路部品が計算値どおりの特性値を持っている
場合である。この場合インバータは運転周波数ｆＩｌｌ
で動作し、このときの管電圧はＵ８、である。共振周波
数はｆ。、であるとする（なお、損失を有する恭振回路
では、共振周波数は図示の値からやや右側にあり、−コ
ンデンサの電圧の最高値にはない）。しかし、この共振
周波数は電圧に依存する抵抗Ｒ１およびコンデンサｃ４
の作用により、曲１（２で示すように、管電圧Ｕ。
の関数ｆ。−ｆ（Ｕｏ）になる。これがら右側へ平行に
シフトした曲ｉＫ１が導かれる。この曲線に１は、背型
ｒＪ′、Ｕｏと運調波数ｆ。との関係を示す。
例えば運転周波数ｆＢ１　　の代りに、より低い周波数
ｆＢ’２に調整するとすれば（その場合１本発明によら
なければそれに応じた高い管電圧となる）、管電圧は曲
線に１に沿って値Ｕ。２にほんの少しだけ上昇する。と
いうのは、同時に共振周波数が曲線に２に沿って値ｆ。
２に減少し、そのため曲線Ｋｈ２が規準となるからであ
る〇 運転周波数の反対方向へのシフトは曲線Ｋ　ＲＧで示さ
れる限界値ｆＢＧまで許される。構成部品の寸法は、考
えられる最高運転周波数がこの限界値ｆＢＧを超えるこ
とがなく、シたがって、動作点が電圧に依存する抵抗Ｒ
１の特性曲線の導通領域内に保証されるように行われる
。
放電灯Ｅの点灯後は、その通常管電圧ＵＢＢはほぼ一定
である。したがって、放電灯が点灯しているときのイン
バータの通常運転中は、電圧に依存する抵抗Ｒ１は実際
上無電流であり、それに損失を生ずることはない。
〔発明の効果〕
本発明によればインバータに過電圧を生ずることがなく
、放電灯器具を取扱う者にも危険を及ぼすことは全くな
くなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の回路接続図、第２図は放電
灯の周波数と電圧との関係を示す特性線図である。 Ｈ・・・整流器、Ｗ・・・インバータ、Ｖｌ、Ｖ２・・
・トランジスタ、Ｅ・・・放電灯、ｅｌ、Ｃ２・・・電
極、Ｌ・・・リアクトル、Ｃ，Ｃ，１，Ｃ３，Ｃ４，’
　Ｃ’５゜ＣＧ・・・コンデンサ、Ｔ・・・可飽和変圧
器、ｔｌ・・・−次巻線、ｔ２．ｔ３．ｔ４・・・二次
巻線、Ｒ１・・・電圧に依存する抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）交互に導通する２個の可制御スイッチ（Ｖｌ、Ｖ２
    ’）と、第１の可制御スイッチ（■１）に並列に接続さ
    れる負荷回路とを備え、前記負荷回路は、第２の可制御
    スイッチ（■２）を介して直流電源（、Ｈ）に接続され
    、かつ、反転コンデンサ（Ｃ１，）と、リアクトル（Ｌ
    ＞およびコンデンサ（Ｃ）からなる直列共振回路と、加
    熱電ｗｉ、（ｅ　１　、　ｅ、２　）を有する放電灯１
    ）とから構成され、放電灯（Ｅ）の両電極（ｅ’ｌ、Ｃ
    ２）は負荷回路内にあり、かつ直列共振回路のコンデン
    サ（Ｃ）を介して互に接続されており、可制御スイッチ
    （Ｖｌ、Ｖ２）を交互にしゃ断するための制御ユニット
    （Ｓ）を備え、直列共振回路（Ｌ、Ｃ’）の共振周波数
    （ｆｏ）は放電灯（Ｅ）が点列していない状態で制御ユ
    ニツ）（Ｓ）によって決定されるインバータ（Ｗ）の運
    転周波数（ｆＢ）より低い値にあ＾灯用インバータにお
    いて、電圧を制限するために、電圧に依存する抵抗（Ｒ
    １）を設け、この抵抗（Ｒ］）は単独でまたは分圧器の
    一部として、第２の分圧器要素（Ｃ４）に直列にして並
    列分路を形成し、この並列分路は直列共振回路のりアク
    ドル（Ｌ）またはコンデンサ（Ｃ）に対して並列に接続
    されていることを特徴とする放電灯用インバータ。 ２）電圧に依存する抵抗（Ｒ１）および第２の分圧器要
    素（Ｃ４）を有する並列分路は、直列共振回路のりアク
    ドル（Ｌ）およびインバータの第２の可制御スイッチ（
    ■２）からなる直列回路に並列に接続されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインバｊＯ ３）インバータ（Ｗ）を電流に依存して遮断する監視装
    置が設けられ、この監視装置は第２の分圧器要素（Ｃ４
    ）の電圧によって制御されることを特徴とする特許請求
    の範囲第２項記載のインバータ。 ４）第２の分圧器要素がオーム抵抗であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１〜３項のうちのいずれかに記載
    のインバータ。 ５）第２の分圧器要素がコンデンサ（Ｃ／１．　）であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のうちの
    いずれかに記載のインバータ。 ６）電圧に依存する抵抗（Ｒ１）の動作点は、インバー
    タの最高運転周波数において、放電灯の点弧運転時には
    常に特性曲線の導通領域内にあり、放電灯が点弧されて
    いるときのみ特性曲線の無電流領域内にあるように回路
    定数が設定されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第５項記載のインパーク。 ７）制御ユニット（Ｓ）は可飽和変圧器を含んでおり、
    その二次巻線（ｔ２．ｔ３）から可制御スイッチ（Ｖｌ
    ’、Ｖ２）に対する制御電圧が引き出され、可飽和変圧
    器の一次巻線（ｔｌ）は負荷回路内に設けられているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のインバータ
    。
JP58234911A 1982-12-15 1983-12-12 放電灯用インバ−タ Granted JPS59132597A (ja)

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EP (1) EP0113451B1 (ja)
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AT (1) ATE30290T1 (ja)
DE (2) DE3246454A1 (ja)
DK (1) DK159038C (ja)
FI (1) FI77135C (ja)
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