JPS59167997A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS59167997A
JPS59167997A JP4087583A JP4087583A JPS59167997A JP S59167997 A JPS59167997 A JP S59167997A JP 4087583 A JP4087583 A JP 4087583A JP 4087583 A JP4087583 A JP 4087583A JP S59167997 A JPS59167997 A JP S59167997A
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JP
Japan
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circuit
voltage
transistor
discharge lamp
switch
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JP4087583A
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Inventor
和彦 伊藤
小山 和孝
小沢 正孝
和正 能見
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は半導体素子を用いて放電灯を始動し、点灯させ
る放電灯点灯装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、放電灯点灯装置は、半導体化が促進されてきてい
る。
以下に従来の放電灯点灯装置について説明する。
第1図は従来の放電灯点灯装置の回路図を示すものであ
り、1は交流電源、2は誘導性安定器、3は予熱始動形
放電灯(以下、放電灯3と記す)、4はダイオード5お
よび逆阻止二端子サイリスタ6からなる予熱回路、7は
ダイオード、8は第1のトランジスタ、9は抵抗1oと
ダイオード11とコンデンサ′12とツェナーダイオー
ド13とからなる直流電源回路、14は抵抗15,17
.19とトランジスタ16.18とダイオード20.2
1とからなる電圧検出回路、22は積分回路23(抵抗
24とコンデンサ26とから構成される)とコンパレー
タ26と分圧抵抗27.28とアンドゲート29とから
なるタイマ回路、30はトランジスタ31と抵抗32と
からなる駆動回路、33は抵抗34とコンパレータ35
と分圧抵抗36゜37とインバータゲート38とダイオ
ード39とからなる電流検出回路、4oは制御回路、4
1はトランジスタスイッチ回路である。なお、コンノく
レータ26,35およびインバータゲート38およびア
ンドゲート29は直流電源回路の出力を電源として動作
するものである。
以下、第1図の従来例の動作について説明する。
交流電源1が投入されると、第2図(1)の点線で示す
波形のような交流電源電圧v3が安定器2を介して放電
灯3の電極間および非放電側端子cd間に印加される。
このとき、端子すが正の半サイクルであると、予熱回路
4の順方向に電圧が印加され、第2図(1)のθ。から
θ1 までの期間、すなわち、サイリスタ6のブレーク
オーバ電圧未満ではしゃ断状態であるが、第2図(1)
のθ1 でサイリスタ6が導通すると、第2図(2)に
示す予熱電流工PHが、交流電源1から安定器2および
放電灯3の電極を介して予熱回路4を流れる。この予熱
電流IPf(は、安定器が誘導性のため遅相電流となり
、次の半サイクルまで流れ続ける。やがて予熱電流が低
下し、サイリスタ6が第2図03でOFFすると、今度
は端子すが負であるので予熱回路の逆方向に電圧が印加
され、ダイオード6、またはサイリスタ6により・阻止
される。そのため、電源電圧は、放電灯3と並列的に接
続され、かつ、前記予熱回路4と導通方向が逆となるト
ランジスタスイッチ回路41に印加され、この電圧によ
り、直流電源回路9に充電電流が、交流電源1より流れ
る。直流電源回路9においてツェナーダイオード13は
直流電圧出力を一定の電圧以下に制限し、制御回路およ
び駆動回路の回路素子に高い直流電圧が印加されな呼よ
うにしている。この充電の際に、直流電源回路9に流れ
込む充電電流は安定器2および抵抗1oで制限されてい
るので、コンデンサ12の充電電圧は瞬時に高くなるこ
とはないが、制御回路4oに必要な直流電圧をすべて直
流電源回路9から供給するようにしているので直流電圧
が低いときには制御回路4oが動作せず、制御信号を出
さないので、駆動回路3oも動作せず、直流電源回路9
からトランジスタ8のベース電流として大きな電流を流
すことがない。そのため、トランジスタ8は導通せず、
トランジスタ8のCE間には電源端子aが正となるθ3
からθ。の期間電源電圧Vsが印加され、直流電源回路
9は少なくとも制御回路4oが動作する電圧まではすみ
やかに充電される。
直流電源回路9の出力電圧が、少なくとも制御回路4o
の動作する電圧に達した後の制御回路40の動作を説明
する。
トランジスタスイッチ回路41に順方向に電圧が印加さ
れると、この電圧により電圧検出回路14における抵抗
15を介してトランジスタ16のベースに電流が流れ、
トランジスタ16は導通する。
トラン−ジスタ16のコレクタはトランジスタ18のベ
ースと接続されるとともに直流電源回路9の出力と抵抗
17を介して接続されているため、トランジスタ18は
導通状態(以下○Nと記す)から不導通状態(以下OF
Fと記す)となる。ところで、トランジスタ18は、そ
のコレクタが抵抗19およびトランジスタ18に順方向
に接続されたダイオード20を介して直流電源回路9の
出力に並列に接続されるとともに、直流電源回路9の出
力に並列に接続されている抵抗24とコンデンサ26か
らなる積分回路23のコンデンサ25と並列にトランジ
スタ18に順方向の向きのダイオード21を介して接続
されている。そのため、電圧検出回路14に電圧が印加
されていない場合、タイマ回路22の積分回路23のコ
ンデンサ2巨はトランジスタ18によって短絡され、コ
ンデンサ26の充電電圧は低い電圧レベルになっている
。次いで、電圧を検知し、トランジスタ18がOFFに
なると、トランジスタ18のコレクタは抵抗19を介し
て高い電圧レベルとなり、コンデンサ25は、充電可能
となる。
次にタイマ回路22の動作を説明する。電圧検出回路1
4が電圧を検出する前は、コンデンサ25の電圧vc2
6は低い電圧レベルとなっている。そのため直流電源回
路9の出力端に並列に接続された分圧抵抗27.28の
出力電圧vREF1を参照電圧とし積分回路23のコン
デンサ電圧vc2.を入力電圧とするコンパレータ26
の出力は高い電圧レベルである。また、この電圧とトラ
ンジスタ18のコレクタ電圧であるダイオード20のア
ノード電圧(この場合、低い電圧レベルである)を入力
とするアンドゲート29の出力電圧すなわちタイマ回路
22の出力電圧は低い電圧レベルとなっている。次いで
、電圧検出回路14が電圧を検知すると、トランジスタ
18のコレクタ電圧が高い電圧レベルとなる。そのため
、積分回路23のコンデンサ25は抵抗24を介して徐
々に充電され始める。しかし、この抵抗24を介する充
電電流による充電時間すなわち、この充電電流によりコ
ンデンサ25の電圧”C25が■c26≧vREF1に
なるまでの時間の間、コンパレータ26の出力は高い電
圧レベルのままである。そのため、この間、この電圧ど
トランジスタ18のコレクタ電圧を入力とするアンドゲ
ート29の出力すなわちタイマ回路22の出力は高い電
圧レベルとなっている。
駆動回路30においては、電圧検出回路14が、電圧検
出する前までは、タイマ回路の出力が低い電圧レベルで
ありその電圧をベース入力とするトランジスタ31はO
FFである。
トランジスタ31のコレクタは抵抗32を介して直流電
源回路9の出力に接続されており、また、トランジスタ
31のエミッタはトランジスタ8のベースに接続されて
いる。そのため、トランジスタ8はOFFである。
次いで、電圧検出回路14が電圧を検出するとタイマー
回路22の出力は積分回路23の充電時間の間高い電圧
レベルとなるため、トランジスタ31がONとなるため
トランジスタ8に直流電源回路9よりベース電流が供給
されてトランジスタ8がOFFからONになり、トラン
ジスタ8に安定器2店放電灯3の電極を介して交流電源
1より電流Icが流れ始める。ところでトランジスタ8
に流れる電流は、時間と共に増加し、その電流は、電流
検出回路33の抵抗34を通る。この電流により抵抗3
4で発生する電圧を入力とし、直流電源回路9の出力端
に並列に接続された分圧抵抗36.37による出力電圧
vREF2を参照電圧とするコンパレータ35は、この
コレクタ電流が設定値に達したことを検出すると、その
出力は高い電圧レベルから低い電圧レベルとなる。その
ため、このコンパレータ36の出力電圧を入力とするイ
ンバータゲート38の出力は低い電圧レベルから高い電
圧レベルとなる。インバータゲート38の出力はダイオ
ード39のアノードに接続され、そのカンードは、タイ
マ回路22のコンデンサ26へ接続されている。ここで
、積分回路23の抵抗24を介して流れ込む充電電流の
みによ” VC25≧■   となる時刻を、電流検出
回路33がトEF1 ランジスタ電流ICが設定値に達しだことを検出する時
刻よりも後に設定しておく。このため、インバータゲー
ト38の出力が高い電圧レベルになるとダイオード39
を介してコンデンサ25へ電流が流れてコンデンサ26
は急速に充電され、その電圧は急速に上昇し、コンパレ
ータ26の参照電圧■REF1以上になる。このため、
コンパレータ26の出力は反転し低い電圧レベルとなり
、アンドゲート29の出力も反転し低い電圧レベルとな
り、タイマー回路22の時限動作が完了することになる
。そのため、トランジスタ31はOFFとなるため、ト
ランジスタ8のベース電流が急速にしゃ断され、トラン
ジスタ8がしゃ断されて安定器2にキックパルスが発生
する。このように、常に安定器2に流れる電流が、一定
値に達した時にしゃ断されるため、発生するキック/ク
ルレス電圧を電源電圧変動、トランジスタのhFF ノ
(ラツキなどによらず一定範囲内におさめることができ
る。
パルス発生後は、積分回路23のコンデンサ25が、充
電されたままになっているため、トランジスタ8もしや
゛断状態を維持しており、交流電源電圧が印加されてい
る。そのため、この期間に直流電源回路9を有効に充電
することができる。また、トランジスタスイッチ回路4
1に印加される電圧が一旦ゼロになると、電圧検出回路
14のトランジスタ18が導通するためコンデンサ25
が短絡されタイマ回路22は毎サイクルリセットされる
そのため、次の交流電源サイクルでは、上記の動作を繰
り返すことができ、放電灯3を点灯することができる。
しかしながら、上記従来例においては、たとえば、予熱
始動形放電灯の寿命末期において、フィラメント電極上
の電子放射物質が飛散してなくなると、゛点灯せず、前
記放電灯点灯装置が連続して動作しつづける。この場合
、予熱回路および、安定器や他の配線に大きな予熱電流
IPHが流れて、それらの温度上昇を招き、絶縁劣下や
熱破壊を誘発しやすいという問題点を有していた。また
、他の従来例としては、タイマ回路を別途設けて一定時
間後に予熱を停止する方法もある。しかし、この方法で
は、素子バラツキによって停止時間が長くなったり、短
くなったりし、また、短くなった場合には、点灯可能で
あるのに先に停止したりするので停止時間を長くしたり
する。そのため、停止時間が不要に長くなり素子や安定
器の温度がかなり上昇してから停止することになるとい
う問題があった。さらに、この場合、高温雰囲気中であ
ると、一定時間内に温度が上昇しすぎて熱破壊を発生す
る恐れもあった。
発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消す名もので、放電灯
点灯装置の安全性および信頼性を向上させた放電灯点灯
装置を提供することを目的とする。
発明の構成 本発明は交流電源に少なくとも誘導性要素を含む安定器
を介して接続された予熱始動形放電灯と、前記放電灯の
フィラメント電極の非電源側端子間に並列的に接続され
た逆阻止制御端子付半導体スイッチ素子(以下、パルス
用スイッチと記す)と、パルス用ス牢ツチの両端に接続
され出力端子をパルス用スイッチの制御端子と接続し交
流電源の半サイクル中でパルス用スイッチの両端に電圧
が印加された後パルス用スイッチを0N−OFF Lそ
の後少なくとも同−半サイクル中はしゃ断状態を維持す
る制御回路とを備えるとともに、少なくとも前記パルス
用スイッチと逆方向で並列的に接続した逆阻止半導体ス
イッチ素子を含む前記放電灯と並列的に接続される制御
端子付半導体スイッチ回路(以下、予熱用スイッチと記
す)と、前記構成中の発熱部と熱的結合してその温度を
検出して信号を出力し直接または前記制御回路を介して
予熱用スイッチを停止するごとく接続された温度検出用
スイッチ回路とを備えた放電灯点灯装置であり、温度検
出用スイッチ回路出力により予熱動作を停止しようとす
るものでおる。
実施例の説明 第3図は本発明の実施例における放電灯点灯装置の回路
図を示すものである。第3図において、1から3までと
7から41までは第1図従来例と同じ構成で同様の動作
を行なうものである。
第3図において第1図従来例と異なるのは、予熱回路4
′と温度検出用スイッチ回路42である。
予熱回路4′において、6はダイオード、6′は点灯判
別スイッチ回路である。また、点灯判別スイッチ回路6
′において、43はトライアック、44.4Bは分圧抵
抗、46はコンデンサ、47はSBSである。また、温
度検出用スイッチ回路42において、48.49は分圧
抵抗、60はトランジスタ、61は抵抗、62はインバ
ータゲート、53はダイオード、54.57は抵抗、6
5はトランジスタ、66はダイオードである。まだ、イ
ンバータゲート52は直流電源回路9を電源とする。以
下に本実施例の放電灯点灯装置について、以下その動作
を説明する。
交流電源1が投入されて、端子すが正の半サイクルであ
るとき、従来例と同様に、交流電源電圧■sが安定器2
を介して放電灯3の電極間および非電源側端子cd間に
印加されると、予熱回路4′に、ダイオード5の順方向
に電圧が印加される。
このとき、点灯判別用スイッチ回路6′に電圧が印加さ
れ、トライアック43のトリガ回路の分圧抵抗44.4
5および抵抗46に並列に接続されたコンデンサ46に
ダイオード5を介して電流が流れ、抵抗46端の電圧V
、/すなわち、5BS62に加わる電圧が増加し、この
5BS47のブレークオーバ電圧を超えると、これが導
通し、トライアック43のゲート電流が流れて、トライ
アック43が導通し、ダイオード6を介して予熱電流工
PHが流れる。このとき、点灯判別用スイッチ回路6′
のブレークオーバー電圧を、放電灯点灯時ランプ電圧ピ
ーク値以上でかっ、電源電圧ピーク値以下にしておくこ
とにょ9、放電灯3の点灯時にトライアック43を不動
作にできる。次に、トライアック43が、第2図θ3で
OFFすると、今度は4h子すが負であるので、予熱回
路4′においては、逆方向に電圧が印加されダイオード
6にょシ阻止される。そのため、電源電圧はトランジス
タスイッチ回路41に順方向に印加されると同時に、点
灯判別用スイッチ6′に印加される。
このとき、直流電源回路9を介して、トライアック43
のトリガ回路に電流が流れ、前半サイクルの時と同様に
して、トライアック43が導通し、トラ大ジスタスイッ
チ回路41が、第1図従来例と同様の動作を行ない、第
1のトランジスタ8はOFF状態を維持する。
次に、温度検出用スイッチ回路42の動作を以下圀示す
。電源投入直後、直流電源回路9に出力電圧が発生する
と、この出力に並列に接続された分圧抵抗48.49に
も電圧が発生する。この分圧抵抗48.49による分圧
電圧はトランジスタ60のベースに入力される。トラン
ジスタ50は、コレクタを抵抗51を介して直流電源回
路9の出力に接続し、エミッタ抵抗49に発生する電圧
がベース入力となるように抵抗49の一端に接続しであ
る。また、トランジスタ6oは、直流電源回路9の抵抗
1oと熱的に結合しである。一般にトランジスタは■B
E■T(温度)となっている。そのため本実施例の場合
、抵抗10に発生する熱に比例してトランジスタ6oの
温度が変化し、それに比例し、てトランジスタ6oに電
流が流れるのに必要なりBEも変化する。電源投入後の
初期の状態では抵抗10の温度も低く、トランジスタ6
oの温度も第4図の本実施例の動作波形図の(6)のよ
うに低い。そのため、トランジスタ6oにおいて電流が
流れるのに必要なVBEは高く、分圧抵抗48゜490
分圧電圧よりも高くなっている。そのため、トランジス
タ60は、初期にはOFFとなっておりそのコレクタは
高い電圧レベルにある。トランジスタ60のコレクタは
、また、インバータゲート62の入力に接続されている
。そのためインバータゲート62の出方は低い電圧レベ
ルである。この出力は、抵抗64を介してダイオード5
3のアノードに接続され、ダイオード63のカソードは
積分回路23のコンデンサ25に接続されている。
そのため、電源投入初期には、温度検出用スィッチ回路
42i制御回路4oに影響を与えない。また、インバー
タゲート52の出力は、抵抗67を介してトランジスタ
65のベースに接続さレテいる。そのため、トランジス
タ66はこのとき、OFFである。トランジスタ66の
コレクタは、ダイオード660カソードに接続され、ダ
イオード66のアノードは、点灯判別スイッチ回路6′
のゲート回路の分圧抵抗44,45の分圧出力端子δに
接続されている。そして、トランジスタ65は、ダイオ
ード66を介して抵抗46に並列に接続されている。電
源投入初期はトランジスタ65がOFFのため、このと
き、温度検出用スイッチ回路42は、点灯判別スイッチ
回路4′には影響を与えない。以上により電源投入初期
におけるトランジスタ60の温度が高くならない期間に
おいては、毎サイクル、パルス発生および予熱動作を行
なうことができる。次に、放電灯3°が点灯せず時間が
経過すると、抵抗1oの温度が徐々に増加し、温度検出
用スイッチ回路42のトランジスタ60の温度Tが上昇
する。そして、トランジスタ60に電流が流れるのに必
要なりBEが分圧抵抗48゜49の分圧電圧よシも低く
なり、トレンジスタロ。
がONするようになる温度TA(第4図(6)に示す)
になる。温度TAになるとトランジスタ6oがONのた
めインバータゲート62のλカが低す電圧レベルであシ
、その出力は高い電圧レベルとなる。
すなわち、温度検出用スイッチ回路42の出力が発生す
ることになる。インバータゲート52の出力電圧が高く
なると、ダイオード53を介してタイマ回路22のコン
デンサ26へ電流が流れる。
この場合、トランジスタスイッチ回路41に順方向に電
圧の印加される期間において、コンデンサ25は温度検
出用スイッチ回路の出力により、急速に充電される。電
圧検出回路14が電圧を検出すると、トランジスタ18
がOFFされて、トランジスタ8がONして電流Ic 
が流れようとするが、急速にコンデンサ26の電圧をコ
ンパレータ26の参照電圧■REF1以上にする。その
ため、タイマ回路22の出力が低い電圧レベルになるた
め、トランジスタ8は0FFL、電流■cをしゃ断する
このようにトランジスタ8にはほとんど電流は流れない
のでパルスは発生せず第4図0)に示すごとく電源電圧
■sが印加されたままとなる。また、予熱回路4′に順
方向に電圧が印加されている場合すなわち、vfが正電
位の場合、インバータゲート62の出力が高い電圧レベ
ルにあるので抵抗67を介してトランジスタ65はベー
ス電流が流れてONとなっている。そのため、この場合
ダイオード66を介して分圧抵抗45が短絡されて第4
図(4)に示すとと(SBS47のON電圧が発生せず
にいるので、トライアック43はOFFのま甘である。
そのだめ、予熱動作は行なわれない。
また、温度検出用スイッチ回路42が温度TAに達した
ことを検出し、)くルス発生動作および予熱動作を停止
した後、抵抗10を流れる電流が減少するが、減少した
後の電流によって一定の温度を保つように発熱量を設定
しておくと、トランジスタ50はON状態を維持できる
。そのため、ノくルス発生および予熱動作を停止した後
も、停止状態を維持することができる。
以上の実施例において、温度検出用スイッチ回。
路42が出力を発生する温共TAは、少なくとも放電灯
点灯装置全体のうち、予熱動作が連続することにより温
度が上昇するものの中で、最も早く熱破壊を起こす、ま
たは、劣下しやすい部品の限界の温度以下に設定してお
く。そのため、確実に、部品の熱破壊および異常な早期
劣下を防ぐことができる。
以上のように本実施例によれば、温度検出回路42が温
度TAを検出するまでは、毎サイクル、パルス発生およ
び予熱動作を行ない、その後、パルス発生動作の停止に
加えて、予熱動作の停止も行なうことだ できる。その
ため、放電灯点灯回路において、温度上昇による劣下や
熱破壊を効果的にふせぐまたは、減少させることができ
る。また周囲温度の変化に対しても追従できる。すなわ
ち、周囲温度が高い場合には、予熱お゛よびパルス発生
動作を停止するのが早くなり、確実に部品を保護し、周
囲温度が低い場合には停止するのが遅くなり、放電灯3
が点灯しにくく長い時間予熱が必要な低温の場合でも対
応できる。そのため、動作を停止する時間も必要最小限
のものとすることができ、熱破壊や劣下を効率良く防ぐ
ことができる。
なお、本実施例において、トランジスタ60と抵抗10
とを熱的結合したが、抵抗10のかわりに、本放電灯点
灯装置の中で、電源投入により温度が上昇するものであ
れば、どの部品と熱的結合しても良く、別に発熱素子を
設けてこれと熱的結合しても良い。また、温度検出用ス
イッチ回路42においては、構成は他のものでも良い。
また、本実施例においては、検出温度によって出力が変
わるようになっているが、シュミットトリガやフリツプ
フロツプなどの回路により、設定温度に一度達すれば、
出力を出し、以後保持するようにすれば、より停止動作
を確実にすることができる。また温度検出用スイッチ回
路42は、制御回路内に含まれても良いし、他の回路と
兼用しても良い。
本実施例では、温度検出用スイッチ回路42により予熱
回路を直接に制御したが、一度、制御回路40に信号を
送り、制御回路により予熱回路を制御しても良い。また
、温度検出用スイッチ回路自身が発熱体で自己発熱によ
り温度検知動作をするようにしても良い。また、トラン
ジスタスイッチ回路41および予熱回路4′および安定
器3は他の構成でも良いのは言うまでもない。
発明の効果 以上実施例の説明よシ明らかなように本発明の放電灯点
灯装置は、温度検出用スイッチ回路を設けて、連続予熱
動作を停止することにより、部品の熱破壊を確実に防止
でき、さらに、部品の絶縁劣下を減少させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の放電灯点灯装置の回路図、第2図は動作
波形図、第3図は本発明の実施例における放電灯点灯装
置の回路図、第4図は動作波形図である。 1・・・・・・交流電源、2・・・・・・安定器、3・
・・・・・予熱始動形放電灯、4′・・・・・・予熱回
路、41・・・・・・トランジスタスイッチ回路、42
・・・・・・温度検出用スイッチ回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 θ3 θ。′

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交流電源に少なくとも誘導性要素を含む安定器を介して
    接続された予熱始動形放電灯と、前記放電灯のフィラメ
    ント電極の非電源側端子間に並列的に接続された逆阻止
    制御端子付半導体スイッチ素子(以下、パルス用スイッ
    チと記す)と、パルス用スイッチの両端に接続され出力
    端子をパルス用スイッチの制御端子と接続し交流電源の
    半サイクル中でパルス用スイッチの両端に電圧が印加さ
    れた後パルス用スイッチを0N−OFF  j、その後
    少なくとも同−半サイクル中はしゃ断状態を維持する制
    御回路とを備えるとともに、少なくとも前記パルス用ス
    イッチと逆方向で並列的に接続した逆阻止半導体スイッ
    チ素子を含む前記放電灯と並列的に接続される制御端子
    付半導体スイッチ回路(以下、予熱用スイッチと記す)
    と、前記構成中の発熱部と熱的結合してその温度を検出
    して信号を出力し直接または前記制御回路を介して予熱
    用スイッチを停止するごとく接続された温度検出用スイ
    ッチ回路とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
JP4087583A 1983-03-11 1983-03-11 放電灯点灯装置 Pending JPS59167997A (ja)

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JP4087583A Pending JPS59167997A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 放電灯点灯装置

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JP (1) JPS59167997A (ja)

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