JPS5949196A - 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】 この発明は放電灯が整流点灯する異常状態から放電灯、
点灯装置を保護する保護装置に関する。

第１図は従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図、第
２図はこの回路の動作を説明するための動作図である。

第１図において、（１）は交流電源、（２）は交流電源
（１）を全波整流する整流器。

（３）は保護回路（４）を含む放電灯の点灯回路であり
整流器（２）の出力の脈動電圧を高周波電力に変換し、
放電灯（５）に印加し、これを点灯する。放電灯（５）
は電極（５Ａ）（５Ｂ）を有している。

次に点灯回路（３）の構成を説明する。整流器（２）の
正の端子はチョークコイル（７）を介して、出力トラン
ス（６）の１次巻線（６Ｃ）の中点に接続され、負の端
子はトランジスタ（８Ａ）（８Ｂ）のエミッタに接続さ
れている。このトランジスタ（８Ａ）（８Ｂ）のベース
は出力トランス（６）のベース巻線（６Ｂ）の両端に接
続されているとともに、それぞれ抵抗（９Ａ）（９Ｂ）
を介して抵抗（９Ｃ）に接続されている。またトランジ
スタ（８Ａ）（８Ｂ）のコレクタはそれぞれ１次巻線（
６Ｃ）の各１端に接続されており、これらコレクタ間に
はコンデンサ（１０）が接続され、チョークコイル（７
）を備えたプッシュプル形のトランジスタインバータを
構成している。

また、前記出力トランス（６）は漏洩型であり、出力側
に２次巻線（６Ｓ）と電極（５Ａ）（５Ｂ）を予熱する
２つの予熱巻線（６Ｆ）と検出巻線（６Ｇ）とを有して
いる。

一方保護回路（４）は検出巻線（６Ｇ）の出力を全波整
流する整流器（１１）の正の出力端子に定電圧ダイオー
ド（１２）のカソードを、そのアノードに抵抗（１３）
を、そして抵抗（１３）の他端にコンデンサ（１４）と
抵抗（１５）とを接続し、コンデンサ（１４）の他端は
整流器（１１）の負の出力端に接続されている。一方抵
抗（１５）の他端はトランジスタ（１６）のベースに接
続されている。そしてそのコレクタは抵抗（９Ｃ）を介
して整流器（２）の正の出力端に、エミッタは整流器（
１１）の負の出力端とともに整流器（２）の負の出力端
に接続されている。

次に以上のように構成された装置の動作について説明す
る。

交流電源（１）が印加されると整流器（２）で全波整流
された脈動電圧が点灯回路（３）に印加され、抵抗（９
Ｃ）及び（９Ａ）（９Ｂ）を介してトランジスタ（８Ａ
）（８Ｂ）にベース電流が供給されるとともに、チョー
クコイル（７）を介して直流電圧が出力トランス（６）
の１次巻線（６Ｃ）に印加されているために、出力トラ
ンス（６）のベース巻線（６Ｂ）の作用によりトランジ
スタ（８Ａ）、（８Ｂ）は交互に開閉を繰り返して、発
振を開始する。

この発振動作により出力トランス（６）の各巻線に高周
波電圧を発生する。この時放電灯（５）は電極（５Ａ）
（５Ｂ）が出力トランス（６）の予熱巻線（６Ｆ）によ
り予熱されるとともに、２次巻線（６Ｓ）に発生した高
電圧が印加されるために点灯する。このとき放電灯（５
）が正常に点灯しているときは２次巻線（６Ｓ）の電圧
は出力トランス（６）が漏洩型であるため放電灯（５）
のランプ電圧となり、無負荷電圧に比較して約１／３〜
１／５に低下する。したがって検出巻線（６Ｇ）の電圧
も２次巻線（６Ｓ）の電圧と同じ割合で低下し、その値
は定電圧ダイオード（１２）のツェナー電圧以下となり
トランジスタ（１６）はオフとなって放電灯（５）は点
灯を続ける。

ここで放電灯（５）が寿命末期になって例えば電極（５
Ａ）の電子放射物質が消耗すると整流点灯する。

放電灯（５）が整流点灯すると電極（５Ａ）が陽極にな
る極性では正常点灯とほぼ等しい放電電流が流れるが極
性が反転した電極（５Ｂ）が陽極になる極性では放電電
流はほとんど流れなくなる。すなわち２次巻線（６Ｓ）
の電圧及び検出巻線（６Ｇ）の電圧は電極（５Ａ）が陽
極になる極性では低く、電極（５Ｂ）が陽極になる極性
では高くなり、無負荷電圧程度となる。このようにして
検出巻線（６Ｇ）に高い電圧が発生すると定電圧ダイオ
ード（１２）のツェナー電圧以上の電圧で抵抗（１３）
を介してコンデンサ（ｌ４）を充電し、その電圧は第２
図（イ）に示すようになる。そしてこのコンデンサ（１
４）の電圧はトランジスタ（１６）のベースに印加され
ており時刻ｔ＿１でトランジスタ（１６）のオン電圧ｅ
＿Ｏ＿Ｎに達し、トランジスタ（８Ａ）（８Ｂ）に流れ
ていたベース電流がトランジスタ（１６）に流れるよう
になり点灯回路（３）の発振が停止し出力トランス（６
）の各巻線の電圧が零になり、放電灯（５）は消灯しコ
ンデンサ（１４）への充電は止まる。

その後Ｔ＿ｏの期間にコンデンサ（１４）の電荷に抵抗
（１５）を介してトランジスタ（１６）のベース電流と
して放電され、トランジスタ（１６）はオンを続ける。

そして時刻ｔ＿２にコンデンサ（１４）の電圧がトラン
ジスタ（１６）のオフ電圧ｅ＿Ｏ＿Ｆ＿Ｆに達すると、
再びトランジスタ（８Ａ）、（８Ｂ）にベース電流が供
給され、出力トランス（６）の各巻線に電圧を発生し、
放電灯（６）を整流点灯し、検出巻線（６Ｇ）の電圧で
再びコンデンサ（１４）を充電し前記の動作を繰り返し
トランジスタ（１６）のコレクタ電圧は第２図（ロ）の
ようになる。コのようにして放電灯（５）が整流点灯す
ると整流点灯と消灯を繰り返して点灯回路（３）及び放
電灯（５）を保護するものである。

ところでこのように点滅を繰り返して点灯回路（３）及
び放電灯（５）を保護するようにすると整流点灯による
出力トランス（６）、トランジスタ（８Ａ）（８Ｂ）放
電灯（５）は過熱からは保護することができるが、整流
点灯と消灯を繰り返し行なってさらに放電灯（５）の寿
命末期になると電極（５Ａ）（５Ｂ）とも電子放射物質
を消耗し、電極（５Ａ）（５Ｂ）の断線等により放電灯
（５）の始動電圧が上昇するとともに放電灯（５）の放
電が不安定になり交流電源（１）のピーク付近など放電
灯（５）に印加される電圧が高いところでだけ放電をす
るなど点灯回路（３）が動作して放電灯（５）を点灯し
ようとするｔ＿２〜ｔ＿１の期間内で間欠的に放電が発
生する。この間欠的に発生する放電は点灯回路（３）に
異常な状態を生じ易く特にトランジスタ（８Ａ）（８Ｂ
）には高い電圧が印加され、これを破壊する恐れがあっ
た。

この発明は上記欠点を除去するためになされたもので放
電灯が整流点灯したときにこれを検出し、点灯回路の入
力電圧が所定値以上の期間で発振を停止し、トランジス
タに印加される異常電圧を抑制するようにした装置を提
供しようとするものである。

以下実施例に従って本発明の詳細について説明する。

第３図は本発明の一実施例を示す回路図、第４図は動作
説明のための動作図である。第３図において第１図と同
一または相当部分には同一符号を付して、その説明を省
略し、第１図と異なる部分を重点的に述べることにする
。第３図と第１図を比較して明らかなように第１図にお
ける点灯回路（３）内に保護回路（４）の出力で動作す
る制御回路（１７）を追加したものである。制御回路（
１７）は整流器（２）の出力端に並列に抵抗（２０）（
２１）の直列回路を接続し、この抵抗（２０）及び（２
１）の接続点に定電圧ダイオード（２２）のカソードを
接続しアノードをトランジスタ（２３）のベースに接続
する。トランジスタ（２３）のコレクタは抵抗（９Ａ）
（９Ｂ）（９Ｃ）の共通接続点に接続されている。トラ
ンジスタ（１９）のコレクタは定電圧ダイオード（２２
）のカソードに、ベースは抵抗（１８）を介して整流器
（２）の正の出力端子に接続されるとともに、保護回路
（４）のトランジスタ（１６）のコレクタに接続される
。一方エミッタはトランジスタ（２３）のエミッタとと
もに整流器（２）の負の出力端子に接続されている。

次に詳細な動作について説明する。交流電源（１）が印
加されると、第１図に示す従来例と同様にし、て放電灯
（５）が点灯する。ここで放電灯（５）が寿命末期に整
流点灯すると検出巻線（６Ｇ）には従来例と同様に半サ
イクルが無負荷状態とほぼ同じ高い電圧となり、この電
圧が定電圧ダイオード（１２）のツェナー電圧を越えて
抵抗（１３）を介してコンデンサ（１４）を充電し、こ
の電圧が上昇してトランジスタ（１６）のオン電圧に達
すると、トランジスタ（１６）が導通し、トランジスタ
（１９）がオフする。トランジスタ（１９）がオフする
と整流器（２）の出力を抵抗（２０）及び（２１）で分
圧した電圧が定電圧ダイオード（２２）を介してトラン
ジスタ（２３）のベース電流として供給される。整流器
（２）の出力電圧を抵抗（２０）及び（２１）で分圧し
た電圧が定電圧ダイオード（２２）のツェナー電圧以下
となる位相すなわち、第４図（イ）に示す位相θ＿０か
らθ＿１及びθ＿２からθ＿０の期間ではトランジスタ
（２３）がオフとなるため、トランジスタ（８Ａ）（８
Ｂ）のベース電流は抵抗（９Ｃ）及び（９Ａ）、（９Ｂ
）を介して供給されるため、点灯回路（３）は発振し、
放電灯（５）に電圧が印加され放電々流が流れる。

一方整流器（２）の出力電圧を抵抗（２０）及び（２１
）で分圧した電圧が定電圧ダイオード（２２）のツェナ
ー電圧以上となる第４図（イ）に示す位相θ＿１からθ
＿２のＴ＿１の期間はトランジスタ（２３）はオンし、
トランジスタ（８Ａ）（８Ｂ）に流れていたベース電流
はトランジスタ（２３）に流れるようになり、点灯回路
（３）は発振動作を停止し、放電灯（５）への電圧の印
加も停止される。すなわち、放電灯（５）に印加される
電圧は、第４図（ロ）に示すように、整流器（２）の出
力電圧が所定の電圧ｅ＿１以下になる位相θ＿０からθ
＿１及びθ＿２からθ＿０までの期間となり、整流器（
２）の出力電圧が高く、放電灯（５）に印加される電圧
が高くなるＴ＿１の期間では発振動作を停止し、放電灯
（５）への電圧印加も停止される。

このようにして放電灯（５）が整流点灯すると整流器（
２）の出力電圧が低い期間だけ発振動作を行なうため、
例えば放電灯（５）が間欠的に放電を発生し、点灯回路
（３）のトランジスタ（８Ａ）（８Ｂ）に異常電圧が印
加されても、その異常電圧は低いものである。

また放電灯（５）がさらに寿命末期になり始動電圧が上
昇すると放電灯（５）に印加される電圧が高い期間は発
振しないため、放電灯（５）は放電しなくなり、間欠的
に発生する放電を防止できるため、点灯回路（３）に異
常が発生しにくくなり、トランジスタ（８Ａ）（８Ｂ）
への異常電圧の印加を防止できる。

また交流電源（１）の電圧が上昇しても放電灯（５）が
整流点灯時は、放電灯（５）に印加される電圧の最大値
は一定であり、入力電圧の上昇による異常も防止できる
。

以上の説明では点灯回路（３）に印加される電圧が交流
を単に全波整流した場合であったが、調光装置等を使用
し、位相制御された交流電圧でも、これを整流器（２）
で全波整流した第５図（イ）に示すような電圧であれば
、放電灯（５）に印加される電圧は第５図（ロ）のよう
になり、この発明の装置が適用できることは明らかであ
り、また点灯回路（３）に印加される電圧が第３図で整
流器（２）の出力にコンデンサを接続して或る程度平滑
し、比較的リップルの少ない直流電圧の場合でも第５図
（ハ）に示すように直流電圧が所定値以上で点灯回路（
３）の発振動体を停止するようにすれば、放電灯（５）
に印加される電圧は第５図（ニ）のようになり、この発
明の装置が適用できることは明らかである。

また上記の説明では、放電灯が１灯の場合について示し
たが放電灯は２灯以上でもよく、さらに放電灯２灯以上
を直列点灯し、放電灯と並列に始動補助インピーダンス
を備えたものにおいては点灯回路の出力電圧が高く、ま
た始動時放電灯１灯に始動補助インピーダンスを介して
出力電圧の全てが印加されるため間欠放電等の異常が発
生し易いため、この発明を適用することは特に効果があ
る。

さらに保護回路（４）は出力トランス（６）の２次側に
設けた検出巻線（６Ｇ）に発生する電圧の大きさによっ
て動作するように構成すると、放電灯（５）がソケット
の接続が不完全であったり、温度が低い等により点灯し
ないときにも、保護回路（４）が放電灯（５）が整流点
灯した場合と同様に動作し、無負荷時に予熱巻線（６Ｆ
）に発生する高い予熱電圧による電極（５Ａ）（５Ｂ）
の劣化を抑制し、電極（５Ａ）（５Ｂ）に印加される予
熱電圧へ最大値も低くなるために、電極の両端で発生す
るエンドグローを防止し、予熱巻線（６Ｆ）の過熱をも
防止できる利点がある。

また、点灯回路（３）、保護回路（４）、制御回路（１
７）は実施例に限定されるものではなく、この発明の目
的が達せられるものであればよい。

以上述べたように、この発明によれば放電灯が整流点灯
すると、この整流点灯を検出し、点灯回路に印加される
入力電圧が所定値以上の期間で放電灯への電圧の印加を
停止したので、放電灯の間欠放電等の異常を抑制すると
ともに、間欠放電等の異常により点灯回路に異常電圧が
発生してもこの異常電圧を抑制できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の構成を示す回路図、第２図はその
動作説明図、第３図はこの発明による装置の一実施例の
構成を示す回路図、第４図はこの第３図に示したものの
動作の説明図、第５図はこの発明による他の実施例の動
作の説明図である。 図において、（１）は交流電源、（２）は整流器、（３
）は点灯回路、（４）は保護回路、（５）は放電灯、（
５Ａ）、（５Ｂ）は電極、（６）は出力トランス、（６
Ｆ）は検出巻線、（１７）は制御回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）変流電源を全波整流した脈動電圧を高周波電力に
   変換する点灯回路と、この点灯回路の出力に付勢されて
   点灯する放電灯と、この放電灯が整流点灯する異常状態
   を検出する保護回路と、この保護回路の出力により上記
   点灯回路に印加される上記脈動電圧の瞬時値が所定値以
   上の期間で、上記点灯回路の出力を停止する制御回路と
   を備えた放電灯点灯装置。
2. （２）点灯回路に印加される脈動電圧が交流電源を位相
   制御した電圧を全波整流した電圧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。