JPS5917117Y2

JPS5917117Y2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPS5917117Y2
Application number: JP2448778U
Authority: JP
Inventors: 宏美安達
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 1978-02-27
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1984-05-18
Also published as: JPS54128378U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、スタータに半導体スイッチを用いる放電灯
点灯装置に関するものである。

半導体スイッチを用いたスタータは種々の回路が考案さ
れ、実用化が試みられたが、いずれも従来のグロースタ
ータに比べて高価なため広く普及するには至っていない
。

第１図は半導体スイッチを用いた場合の基本的な回路構
成を示すもので、１は放電管、例えば螢光ランプ、２は
誘導性安定器、３は半導体スイッチ、４は非線形可飽和
コンテ゛ンサ、Ｕ、Ｖは電源端子で、前記ランプ１は
フィラメント１０１ａ、１０１ｂを有している。

また、半導体スイッチ３は逆阻止３端子サイリスタ３０
１．ツェナーダイオード３０２、抵抗３０３ａ、３
０３ｂ、コンテ゛ンサ３０４からなる。

上記構成の点灯回路では、電源端子Ｕ−Ｖ間に第２図に
点線で示す波形のような交流電圧ｅが印加される。

起動初期においては、サイリスタ３０１が電源電圧の正
の半サイクルの適当な位相θ１でターンオンし、安定器
２〜フイラメンｌ−１０１ａ〜サイリスタ３０１〜フイ
ラメンｌ−１０１ｂの経路で電流が流れてフイラメン）
１０１ａ、１０１ｂが予熱される。

サイリスタ３０１のターンオンはデー１〜回路に接続さ
れたツェナーダイオード３０２、分圧ゲート回路抵抗３
０３ａ、３０３ｂ、平滑コンテ゛ンサ３０４によ
って行われる。

このようにしてランプ１に予熱電流が流れた後、電源電
圧の負の半サイクルの位相＾でサイリスク電流が零とな
ると、サイリスタ３０１はターンオフする。

このとき、コンデンサ４の電圧が零で、電源電圧ｅが負
の波高値近傍にあるから、安定器２を介してコンデンサ
４が図示極性に充電される。

コンデンサ４は電圧■と電荷Ｑとの関係が第３図に示す
ような可飽和特性を有している。

従って、電源電圧波高値以下で可飽和領域に入るように
コンデンサ特性を選定すれば、コンデンサ４への充電電
流は急減し、かつ安定器２に誘導性安定器を使用してい
るので、コンデンサ４の充電電圧は急上昇し、第２図ａ
に■１、として示す値のように電源電圧の波高値よりも
はるかに高いパルス状電圧となってランプ１に印加され
る。

パルス発生後はサイリスタ３０１が再度ターンオンする
までランプ１には電源電圧ｅが印加され、この状態がラ
ンプ点灯まで継続される。

ランプ１は上記予熱電流によりフイラメンｌ−１０１１
，１０１ｂか加熱され、かつ正方向電圧Ｖ１□と負方向
電圧■１□が印加されることにより放電開始となる。

ランプ１が点灯すれば、ランプ電圧は電源電圧より小さ
くなり、サイリスタ３０１はターンオンできなくなる。

なお、ランプ電圧はコンテ゛ンサ４の充電作用により第
２図ａの電圧Ｖ１０．■１□′の如く電源電圧波高値程
度まで上昇するが、平滑コンデ゛ンサ３０４の働きによ
り上記電圧Ｖ１□′ではサイリスタ３０１はターンオン
しない。

以上のように螢光ランプ１は半導体スイッチ３により点
灯されるが、ここで点灯後のランプ１の状態を考えてみ
る。

ランプ１にはコンテ゛ンサ４が並列に接続されており、
このコンテ゛ンサ４は容量が０．０１μＦ程度であれば
、雑音防止コンデンサとして有用に働くが、高いパルス
電圧■１□を得るにはそれ以上の大容量コンデンサが必
要となる。

その結果、点灯後にコンデンサ４に第２図すに示すよう
に充放電電流が流れ、電力消費が増大する。

即ち、ランプ１の再点弧の際、ランプ電圧の急激な−Ｌ
界時に電源からコンテ゛ンサ４へ充電電流１２２が流ｔ
Ｌ込み、逆にランプ１が放電開始すると、コンデンサ４
からランプ１へ放電電流１２＋が流れ込む。

この放電電流１２］によりランプ１の消費電力は、コン
デンサ４を切り離した状態に比べてがなり増加するとい
う不都合を生じる。

この不都合を解消したものとしては第４図に示す回路構
成のものがある。

図中、３′は双方向性の半導体スイッチ、５は前記非線
形可飽和コンデンサ４と並列に接続されたダイオードで
あり、半導体スイッチ３′とコンデンサ４は直列接続と
なっている。

また、半導体スイッチ３′は双方向性３端千サイリスタ
３０５、ＳＢＳ、ダイアック等のトリカ゛素子３０６、
抵抗３０３ａ、３０３ｂ、コンテ゛ンサ３０４か
らなる。

上記の回路ではランプ端子間電圧波形は第５図ａに示す
ようになる。

即ち、起動初期時においては、電源の正の半サイクルの
位相θ１でサイリスタ３０５はターンオンし、フィラメ
ント予熱電流が安定器２〜フイラメント１０１ａ〜ダイ
オード５〜サイリスタ３０５〜フイラメンｌ−１０１ｂ
の経路で゛流れ、フィラメント１０１ａ、１０１
ｂが予熱される。

この後電源電圧の負の半サイクルの位相ぬです２イリス
ク電流が零となり、サイリスク３０５はターンオフし、
ランプ両端には電源電圧が印加される。

更に位相へでサイリスタ３０５はトリガ素子３０６によ
りターンオンし、コンテ゛ンサ４は電源よりサイリスタ
３０５を通じ図示極性に充電される。

この充電電圧は前述の基本的な回路例で説明した如く電
源電圧ｅよりも高く充電され、負方向のパルス電圧Ｖｌ
ｌとしてランプ１に印加される。

コンテ゛ンサ４への充電電流が位相θ４においてサイリ
スタ３０５の保持電流以下になれば、再びサイリスタ３
０５はターンオフし、以後正サイクルの位相ぬまでラン
プ両端には電源電圧が印加される。

位相へにおいてサイリスタ３０５はターンオンし、再び
予熱電流を流すと同時に、コンテ゛ンサ４の電荷を放電
させる。

以後同様の動作が繰返される。このように正負両方向の
電圧Ｖ１□、Ｖ１゜と予熱電流によりランプ１は放電を
開始する。

放電後のランプ電圧は、電源電圧ｅよりも下がり、サイ
リスタ３０５はターンオンせず、ランプ電圧は全てサイ
リスタ３０５に印加されてコンデンサ４には印加されな
い。

即ち、前述の基本例で見られたコンデンサ４の充放電は
一切なくなる。

このようにコンテ゛ンサ４の放電により電力消費が増大
するという不都合は第４図の回路構成によって解消され
るが、新たな問題が生じる。

この問題点を第５図すに示す波形図を参照しながら説明
する。

第５図すはサイリスタ３０５の端子間電圧Ｖ。

とコンテ゛ンサ４の端子間電圧■。

の波形図である。位相へにおいてサイリスタ３０５がタ
ーンオンし、コンデンサ４が急激に充電され、サイリス
タ３０５を流れる充電電流が保持電流以下になると、位
相θ４にてサイリスタ３０５はターンオフするが、この
瞬間にサイリスタ３０５の両端にはコンデンサ充電電圧
ＶＨと略電源電圧ｅの波高値ｅ１の差の電圧（Ｖｏ
ｅＩ）が印加される。

この電圧はＶｌ、を６００ＶＮｅＩを１４０Ｖとすれ
ば、（６００−１４０）＝４６０Ｖという非常に
高い電圧になり、しかも電源電圧が正サイクルに入った
位相へで′は更に高い電圧となる。

これはサイリスタ３０５に非常に高い耐電圧が要求され
ることになり、回路構成上高価なものとなるという欠点
を有する。

この考案は上記の欠点を除去し、消費電力が少なく、か
つ安価な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

以下この考案を図示の実施例に基づいて説明する。

第６図はこの考案の一実施例を示すもので、第４図に示
す回路と異なるのは半導体スイッチ３′と並列に、ダイ
オード７及び抵抗６の直列回路をコンデンサ４の放電回
路として接続したことであり、他は第４図と同一構成で
゛あるので゛、同一または相当部分に同一符号を付し
てその説明は省略する。

上記点灯装置の動作を第７図ａ、ｌ）を参照しなが
ら説明する。

起動初期時においては電源電圧ｅの正サイクルの位相θ
１でサイリスタ３０５はターンオンし、安定器２〜フイ
ラメンＩ−１０１ａ〜ダイオード５〜サイリスタ３０５
〜フイラメンｌ−１０１ｂの経路を予熱電流が流れる。

そして、予熱電流の零となる電源電圧ｅの負サイクルの
位相＾でサイリスタ３０５はターンオフし、その後位相
へにてトリガ素子３０６により再びターンオンし、コン
デンサ４へ充電電流がサイリスタ３０５を通じて流れ込
む。

このとき、コンデンサ４は非線形であるがら従来例で説
明した如く電源電圧ｅより高く充電され、負方向のパル
ス電圧Ｖ１□としてランプ１に印加される。

コンテ゛ンサ４への充電電流が位相色においてサイリス
タ３０５の保持電流以下になれば、再びサイリスタ３０
５はターンオフし、以後位相へまでランプ両端には電源
電圧が印加される。

位相へにおいてサイリスタ３０５はターンオンし、これ
によって予熱電流が流れる。

なお、このとき、コンテ゛ンサ４の充電電荷は放電抵抗
６を通じて放電されており、零電位になっている。

以後毎サイクル同様の動作が繰返され、ランプ１は放電
する。

放電後のランプ電圧は、電源電圧ｅよりも下がり、サイ
リスタ３０５はターンオンせず安定した放電状態が続く
。

また、ランプ電圧は全てサイｌＪ７゜夕３０５の両端に
かかり、コンデンサ４の印加電圧は零となるので、前述
の基本例の欠点で゛あったコンデンサ４の充放電はなく
なる。

一方、予熱時のサイリスタ３０５の端子間電圧Ｖ。

を第７図すの波形図を参照しながら検討すると、位相へ
においてコンテ゛ンサ４はサイリスタ３０５を通して急
激に充電されるが、コンデンサ電圧が最大電圧Ｖ１□に
達した後は、ダイオード７、抵抗６を通じて略ランプ端
子間電圧に近似した波形にて放電する。

即ち、前記従来例で見られた位相θ４においてのサイリ
スタ３０５への高電圧印加は非常に低減された形となっ
て現われる。

また、ダイオード７によってサイリスタ３０５がターン
オフする位相Ｑ〜へ間にコンデンサ４が充電されること
が防止され、コンテ゛ンサ４を零電位より急激充電させ
て所要の高圧パルスを得る機能が確保される。

第８図はこの考案の他の実施例を示すもので、コンデン
サ４とサイリスタ３０５の間にダイオード８を挿入して
いる。

二のような構成とすると、上記実施例で電源電圧の負半
サイクル中にサイリスタ３０５に印加された電圧は、全
てダイオード８に印加され、サイリスク３０５に印加さ
れる電圧は電源電圧の正サイクルの電流電圧のみとなり
、サイリスタ３０５の印加電圧が更に低減される。

また、本実施例ではサイノスタ３０５に正の電源電圧し
か印加されないので、半導体スイッチ３′として双方向
性２端子サイノスタを使用しても、位相８４〜０５間で
双方向性サイリスタはターンオンせず、第７図ａに示す
ランプ端子間電圧と同じ波形が得られる。

以上説明したようにこの考案によれば、ランプに並列に
挿入した非線形可飽和コンテ゛ンサの優秀なパルス発生
特性を損うことなく、従来の欠点であった非線形コンデ
ンサの放電電流によるランプ消費電力の増大、高耐電圧
双方向性サイリスタの使用によるコスト上昇を除去する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図はそれぞれ従来例を示す回路図、第２
図ａ、ｌ）、第５図ａ、ｌ）はその動作説明の
ための波形図、第３図は非線形可飽和コンデンサの特性
図、第６図はこの考案による放電灯点灯装置の一実施例
を示す回路図、第７図ａ、ｌ）はその動作説明のた
めの波形図、第８図はこの考案の他の実施例を示す回路
図である。１・・・ランプ、２・・・誘導性安定器、３′・・・半
導体スイッチ、４・・・非線形可飽和コンテ゛ンサ、５
．７．８・・・ダイオード、６・・・抵抗、１０１
ａ、１０１ｂ・・・フィラメント、３０３ａ、
３０３ｂ・・・抵抗、３０４・・・コンデンサ、３
０５・・・双方向性３端子サイリスタ、３０６・・・ト
リガ素子。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

放電電極を兼ねるフィラメントを有する放電管１と、こ
の放電管１と直列に接続された誘導性安定器２と、前記
放電管１の放電に要する高電圧を充電される非線形可飽
和コンテ゛ンサ４と第１のダイオード５との並列回路と
、コンデンサ４の放電回路となる第２のダイオード７お
よび抵抗６の直列回路とコンデンサ４の充電回路となる
双方向性半導体スイッチ３′との並列回路とを備え、前
記二つの並列回路を直列に接続するとともにこの直列回
路を放電管１に対して並列に接続したことを特徴とする
放電灯点灯装置。