JPS5960890A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS5960890A
JPS5960890A JP16949582A JP16949582A JPS5960890A JP S5960890 A JPS5960890 A JP S5960890A JP 16949582 A JP16949582 A JP 16949582A JP 16949582 A JP16949582 A JP 16949582A JP S5960890 A JPS5960890 A JP S5960890A
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voltage
circuit
capacitor
discharge lamp
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以清 延原
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Toshiba Denzai KK
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Toshiba Electric Equipment Corp
Toshiba Denzai KK
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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】 本発明は、放電灯点灯装置に関し、特に交流電源と負荷
との間に直列に挿入された位相制御素子を非導通にして
消灯を行なうリモートコントロール式調光器に接続され
て良好な調光点灯を行なうようにした放電灯点灯装置に
関する。
従来、放電灯点灯装置として、始動時のみフィラメント
電流を流して予熱し点灯後はフィラメント電流をカット
して消費電力を節約するものが知られている。この装置
は、上記のフィラメント電力カットまでの余熱時間を計
時するため、あるいは放電灯始動時の一定時間放電灯両
端電圧を点弧電圧より低く保持して予熱を行ない放電灯
の寿命に悪影響を及ぼすコールドスタートを防止するい
わゆるソフトスタート時間を計時するため等電源投入後
の経過時間を計時する1または複数のタイマを備えてい
る。このタイマは時定数要素として電源遮断時に電荷が
放電するコンデンサおよび抵抗を具備している。
第1図はこのような放電灯点灯装置を位相制御形調光器
に接続してなる放電灯調光装置の構成を示す。同図の装
置は、商用電源等の交流電源1から位相制御された交流
出力を発生する調光器2と、この調光器2に2線引配線
され、この調光器出力に応動して放電灯3を調光点灯す
る放電灯点灯装置(電子安定器)4とを具備する。
調光器2は、交流電源1と電子安定器4との間に直列に
挿入された位相制御素子例えばトライアックQ、この調
光器の外部に設けられたコントローラ5からのリモート
コントロール入力により選択された位相でゲートパルス
を発生してトライアックQを点弧するゲート回路6、お
よび交流電源1からの雑音等による1〜ライアツクQの
誤動作防止のためトライアックQに並列接続されたスナ
バ回路と称される抵抗RとコンデンサCとの直列回路を
具備する。この調光器2はリモートコントロールにより
消灯可能なもので消灯時はゲート回路6はトライアック
Qにゲート信号を与えないようになっている。
電子安定器4は、後述するように、調光器2の出力から
高周波出力を発生する高周波発生装置例えばインバータ
を含んでいる。
ところで、この調光器2においては上述のj;うにトラ
イアックQを非導通することにより消灯を行なうもので
あるが、このトライアックQには誤動作防止用のスナバ
回路が並列に接続されており、しかもこのスナバ回路の
インピーダンスは電子安定器4の起動抵抗値と同程度以
下であるため、トライアックQを非導通にした場合でも
電子安定器4を構成するインバータはスナバ回路を介し
て電力を供給され動作を継続づ゛ることになる。このた
め、電子安定器4におけるタイマ要素としてのコンデン
サが消灯時に完全に放電されず、従って電源投入後の時
間が設定値より短くなったりまたはタイマが動作しない
などの誤動作を生じ、放電灯が充分予熱されないため点
灯しなかったり、ソフトスタートが充分動作せず]−ル
ドスタートを生じて放電灯の寿命を短縮するという不都
合があった。
第2図はトライアックQを非導通にした場合の等何回路
を示す。ここでR,Cは前記スナバ回路を構成する抵抗
RおよびコンデンサC,R8は電子安定器4におけるイ
ンバータの起動抵抗、Rfはフィラメント負荷をインバ
ータ入力側に換算したものである。この場合、インバー
タ回路の入出力電圧は直線的に比例するものと仮定する
と、インバータ回路の出力は全光時(R=O,C=oo
>の ・・・・・・ (1) 倍となり、このようにフィラメントが常時接続されてい
るものにおいて例えば200V16Aの調光器に40W
X2灯器具1台を接続した場合インバータ発振電圧は全
光時の1/10程度であり、特に問題は生じない。
しかし、電子安定器4として前述の始動後フィラメント
電力をカットするものを用いた場合、第2図および(1
)式においてRf−ωとなり、イ5− ンバータ回路の出力は全光時の 倍となり、これは例えば上述と同様200V16Aの調
光器に40WX2灯器具1台を接続した場合、発振電圧
は全光時の1/3程度となる。
第3図はフィシメン1〜カツトまたはラフ1〜スタート
等に用いるタイマ回路を示1゜この回路はインバータト
ランスの3次巻線出力をダイオードDおよびコンデンサ
O3で整流平滑した電圧すなわちインバータの出力トラ
ンジスタのベースドライブ電圧Voを電源としている。
同図において、コンデンサCSは高周波平滑用コンデン
サ、抵抗RtおよびコンデンサC【は時定数要素であり
、コンデンサC(は抵抗Rtを通して第4図に示すよう
に充電される。このコンデンサCtの電圧がゼナーダイ
オードZDのゼナー電圧VZoを越えるとオペアンプA
の出力は“L″レベルなりトランジスタT「はオフして
フィラメント電力を力6一 ツトし、J:たはソフトスタートを解除する。
このような構成のCR充充電全タイマおいて電源を遮断
した場合、コンデン+JCtの電荷は抵抗R[を通して
ドライブ回路へ放電されるが、インバータが発振してコ
ンデンサC8に電圧V offが生じているような場合
は、コンデンサCtの電圧はコンデンサCsの両端電圧
V off以下にはならない。従ってこの電荷の残った
状態で調光器のトライアックQをオンさせて電源を投入
1゛ると第4図に示すようにトランジスタTrはコンデ
ンサC[の電荷が零の場合の時間ToJ:り短い時間T
1でオフし、また、vz o > VOrfの場合は、
タイマ回路は動作しない。Vz o > VOffに設
定すればタイマが動作しないという最悪状態は回避でき
るが、コンデンサCsの両端電圧V offは接続した
器具台数で異なるため、タイマ時間は接続した器具台数
ににっで変化する。また電源を図示しないブレーカ−な
どの接点スイッチで開閉した場合と調光器2のトライア
ックQをスイッチとして入切した場合とでも変ってしま
う。すなわち、従来のフィラメントカット形の電子安定
器においてはタイマが動作しなかったり、動作時間が一
定しない等の誤動作が生じていた。
本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
放電灯始φガ後の少なくとも全光時はフィラメント電力
を遮断するとともに交流電源とこの放電灯点灯装置との
間に直列に挿入された位相制御素子によって電源が入切
される放電灯点灯装置において、電源遮断時前記位相制
御素子と並列に接続されたスナバ回路を介して流入する
電力によるタイマ回路の誤動作を防止しもって放電灯の
不点およびコールドスター1〜さらにはランプ寿命の短
縮を防止することにある。
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第5図は本発明の1実施例に係るベースドライブカット
回路およびタイマ回路を示す。この回路は第3図のタイ
マ回路に本発明の特徴とするベースドライブカット回路
7を付加したものである。
この放電回路7はダイオードDI 、 D2 、コンデ
ンサCI 、 C2、ゼナーダイオード7D1、抵抗R
1、R2、R3、R4およびトランジスタTr1゜Tr
2を具備し、調光器2の出力電圧とほぼ比例する前述の
ドライブ電圧V[)を検出する。そして、しきい値電圧 Vjh =Vbe1 (R1+R2) / R2+Vz
 o 1・・・・・・(1) (但し、Vbe1はトランジスタTr1のベース・エミ
ッタ間オン電圧、Vz o 1はゼナーダイオードのゼ
ナー電圧) をランプ点灯時の電圧VDより小さく、かつ調光器スイ
ッチ「切」位置すなわちサイリスタ非導通でのランプ消
灯時の電圧VOより大きくなるように選択されている。
従って、調光器スイッチ「入」位置でインバータが発振
しているときすなわち調光時および全光時はトランジス
タTr1がオンし、トランジスタTr2はオフしている
。一方、調光器スイッチ「切」位置でインバータが発振
している場合はトランジスタTr1はオフし、トランジ
スタTr2がオンするためインバータのベースドライブ
電圧が零になり出力トランジスタのベース電流が9− カットされる。このため、インバータは発振を停。
止し、インバータトランスの各巻線の出力はいずれも零
になる。Jると、コンデンサCsの両端間電圧も零にな
るが、トランジスタ王r2はコンデンサC2により時定
数R3C2、トランジスタlr2のベース・エミッタ間
オン電圧および電源遮断検出時のコンデンサC2の両端
間電圧等によって定まる時間オンを続ける。次にこのコ
ンデンサC2が放電してトランジスタTr2を駆動でき
なくなると、このインバータの起動抵抗を介して出力ト
ランジスタにベース電流が供給され、インバータは発振
を再開し、インバータトランス3次巻線に電圧が発生づ
る。そして、この電圧が調光器スイッチ「切」のもので
あれば前述のように1−ランジスタTr2がオンして再
びインバータがオフし、以下同様のサイクルを繰り返ず
。従ってこのようにインバータトランス3次巻線出力で
電源遮断を検出してベートライブ回路をカッ1〜する場
合、インバータは間欠的に発振を繰り返すことになる。
このようにインバータを間欠動作をさせコンデ−1〇− ンサC5の両@i電圧の時間的平均値を引き下げること
によりタイマ要素コンデンサCtの電圧をタイマ時間の
バラツキにあまり影響を与えないレベルまで下げている
。コンデンサ01両端間電圧はコンデンサC3の両端間
電圧のピーク値となり、コンデンサC2の両端間電圧は
コンデンサO3の電圧の平均値となるが、これは応答時
間をコンデンサC2の方がコンデンサC1より遅くなる
よう意図している。コンデンサC2はトランジスタTr
2のベース電流供給用であるが、コンデンサC2、抵抗
R4の値を調整し、コンデンサC2の立上りをコンデン
サC1の電圧の立上りより充分遅くする。これは調光器
を「切」から「入」にして、トライアックQが動作した
時、仮に]ンデン+jC2の立上りがコンデンサC1よ
り速いとトランジスタTr2はトランジスタTr1より
先にオンしドライブ回路への電流をシャントしてしまい
トランジスタTr2はコンデンサC2の電荷がなくなる
までオン状態を続はインバータは停止し電荷がなくなる
とインバータは再動作するというように間欠動作を繰り
返してしまうことを防ぐためである。
コンデンサC1の立上りがコンデンサC2より速いとト
ランジスタTriがトランジスタTr2より先にオンし
インバータは正常動作するとともにコンデンサC1の電
圧が設定値より下がるとインバータは間欠動作する。
第6図は本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の回
路構成を示す。同図において、1は商用電源等の交流電
源、2は交流電源1から位相制御された交流出力を発生
する調光器、3aおよび3bは放電灯、4はこの調光器
2に2線引配線され、この調光器出力を入力して放電灯
3a 、 3bを点灯する放電灯点灯装置である。
放電灯点灯装置4は、整流回路8、高周波発生回路9、
フィラメン1〜制御回路10、ラフ1〜スター8回路1
1および本発明の特徴とするベースドライブカット回路
12を具備する。
次に放電灯点灯装置4の詳細動作を述べる。
今、交流電源1が投入されると調光器2を介して放電灯
点灯装置4に交流出力が供給される。この放電灯点灯装
置4は高周波発生装M9として例えば特開昭56−12
5970号公報に示されているプッシュプルインバータ
を用いたもので、整流回路8として全波整流回路を含み
、この整流回路8の発生する非平滑直流(整流出力)か
ら高周波出力を発生するものである。全波整流回路8の
発生する整流出力はインダクタL1を介して出力トラン
ジスタQ1 、Q2および出カドランスT1を有ゴるイ
ンバータ9に与えられる。これによりインバータ9では
、前記整流出力がコンデンサC11〜C14、起動抵抗
R11、ダイオード1)11、ソフトスタート回路11
のIC2およびバイアス抵抗R12,R13を介してト
ランジスタQ1 、Q2にベース電流として与えられる
。するとトランジスタQ1.Q2はわずかなアンバラン
スにより一方が先にオンするが、今トランジスタQ1が
先にオンすると出カドランスT1の1次巻線T11に電
流が流れる。従って、この状態で1次巻線Tllのイン
ダクタンス分と共振コンデンサC15,016により振
動電圧が発生し、これがベース巻線Tlbに起電13− 力を生じ今度は1〜ランジスタQ2をオンする。従って
以下同様にしてトランジスタQl 、Q2が交互にオン
オフされて発振することになる。なお、発振開始後は、
出カドランスT1の3次巻線T13の誘起出力をダイオ
ードD12およびコンデンサC17により整流平滑した
ドライブ電圧Voをバイアス抵抗R12,R13に与え
ている。これによりトランジスタQl 、Q2にはこの
インバータ9の出カドランスT1の1次巻線T11の電
圧に比例するバイアス電流が供給される。従って、この
インバータ9においては、インバータへの入力電圧が高
いときすなわち負荷電力が大ぎいときはドライブ電流を
上昇させ、一方、負荷電力が小さいときはドライブ電流
を低下させることにより、最適なドライブ電流をパワー
トランジスタQ1 、Q2に与え、スイッチングロスお
よびサチュレーションロスの増加を防いでいる。また、
前記出カドランスT1の1次巻線T11の誘起出力によ
り限流トランスT2およびダイオード[)13.D14
からなる整流回路を介して整流出力が発生し、この出力
がフィ14− −ドパツク出力としてコンデンサC11〜14に与えら
れる。これにより、コンデンサC11〜14は所定方向
に充電される。また、このコンデンサC11〜14は整
流回路8の整流出力が半サイクル毎に所定電圧すなわち
本実施例においてコンデンサC11〜14の充電電圧以
下になると放電され、この放電出力をインバータ9に与
える。これによりインバータ9の出カドランスT1の2
次巻線T11、従って3次巻線T13側には休止区間の
ない高周波出力が発生される。なお、ダイオード[)1
5はコンデンサC11〜14の充電電圧が整流回路8の
整流出力より低い場合にコンデンサC11〜14を回路
から切り離すためのアイソレート用である。
次にフィラメント制御回路10の詳細動作を述べる。こ
の制御回路10は、包絡線検波回路31、微分回路32
、タイマ回路33、スイッチング回路34、N源回路3
5を含んでおり、出カドランスT1の3次巻線出力を整
流平滑した電圧および前記ドライブ電圧VDをNWAお
よび入力信号として動作するようになっている。
電源回路35はダイオードD21、抵抗R21およびコ
ンデンサC21からなり、出カドランス3次巻線T13
の出力電圧を整流・平滑した平滑直流出力を発生しスイ
ッチング回路34に電力を供給する。
タイマ回路33のタイマ要素はコンデンサC23、抵抗
R24,R25,R26であり、コンデンサC23はド
ライブ電圧VDにより抵抗R24,R25,R26を介
して充電される。なお、抵抗26はインバータINV1
の保護用であり、その抵抗値は抵抗25゜26に比べて
無視しうる程度のものである。、インバータINV2の
入力端子は抵抗R24,R25の接続点にゼナーダイオ
ードZD23を介して接続されている。コンデンサC2
4はノイズによる誤動作防止用である。またインバータ
INV2.INV3抵抗Rf、R28およびゼナーダイ
オード、71)23の閉ループはノイズによる誤動作防
止のためのものである。
今、電源を投入したとすると、コンデンサC23の端子
電圧すなわらインバータINV2の入力端子電圧は0で
あるからインバータINV2は入力が” L ”従って
出力が゛]−ド′である。このためインバータINV3
の出力はII L 11となり、トランジスタTrfは
抵抗Rfを介して駆動されオンする。
このトランジスタTrfは同じスイッチング回路34の
ダイオードD31〜34からなる全波整流回路36の直
流端子間を短絡し、従ってこの整流回路36の交流端子
間が短絡される。このため、インバータ9の高周波出力
が出カドランスT1のフィラメント巻l1lT1fおよ
びフィラメント1〜ランスT3を介して放電灯3a、3
bのフィラメントに供給され、フィラメントが予熱され
る。そして、フィラメントが充分に予熱されると、放電
灯3a。
3bは出カドランス2次巻線はT12から供給されてい
る休止区間のない高周波出力によって放電を開始する。
一方、ドライブ電圧Voはダイオード[)36、抵抗R
35およびコンデンサC,26からなる包絡線検波回路
31において包絡線検波され、この包絡線波形はコンデ
ンサC27、R37およびオープンコレクタのインバー
タINV1の入力インピーダンスか17− らなる微分回路32において微分される。この微分波形
は放電灯3a 、3bを全光点灯する場合はピーク値が
低い。従ってインバータrNV1のコレクタはオープン
になっており、コンデンサC23はインバータINV1
に何ら影響されることなくドライブ電圧Voから抵抗R
24,R25,R26を介して充電される。抵抗24と
抵抗25の接続点から右側をみたインピーダンスを■と
仮定するとこの接続点の電圧Vinは、 Vin=Vc3+ (V[) −Vc3) X (R2
5+R26) /(R24+R25+ R26)・・・
・・・(3)(但し、ドライブ電圧Voの包絡線電圧、
Vc3はコンデンサC23のタイマ動作時の充電電圧)
である。このため全光時においては所定の時間が経過し
コンデンサr)23の端子間電圧VC3が上野して(3
)式で示される電圧vinがゼナーダイオードZ[)2
3のゼナー電圧とインバータTNV2のスレッショルド
電圧との和より高くなるとインバータINV2i7)出
力が’l−” 、インバータI NV3の出力が“H″
となってトランジスタTrfがオフ18− になりフィラメント電流がカットされる。また、調光時
は前述のように微分回路出力のピーク値は高い。従って
インバータINV1の出力は’ L ”となり、コンデ
ンサC23は放電されてタイマ回路33はリセットされ
、上述の電源投入時と同様、フィラメントに電力が供給
される。なお、ダイオードl’)37は電源オフ時にコ
ンデンサC23を急速に放電して次の電源投入に備える
ためのものである。
ソフトスタート回路11はソフトスタート用rc(rc
2>を備えている。このIC2はコンデンサC31およ
びIC2に内蔵された抵抗をタイマ要素とするタイマ、
このタイマがタイムアツプした後導通して抵抗R31を
短絡しドライブ巻線すなわち出カドランス3次巻線T1
3からトランジスタQl 、Q2に供給でるベースドラ
イブ電流を地加するスイッチング素子等を含み、前記タ
イマのタイムアツプ前の放電灯予熱中においてはトラン
ジスタQ1 、Q2に供給するドライブ電流を減少しド
ライブ不足とすることによってインバータ9の出力電圧
すなわち放電灯3a 、3bに印加される電圧を点弧電
圧以下に保持している。これに」、り放電灯が予熱不足
のまま点灯するコールドスタートが防止され、もってラ
ンプ寿命の短絡を防止することができる。
フィラメントhツ1−キャンセル回路12は第5図にお
けるフィラメントカッ1〜キャンセル回路7と同一の構
成のものである。
このようにソフトスタート用タイマ要素としCのコンデ
ンサC31を電源遮断時インバータ9が発振している場
合にリセットしておくことによつ゛Cソフ1へスター1
へ用タイマの誤動作すなわち]−ルドスタ−1〜を防1
することができ、ひいてはランプ寿命の短縮を防止覆る
ことができる。
なお、上述においてはプッシュプル式自励インバータを
用いているが(III励またはシングル式のインバータ
を用いてもよい。また、上)本においては2灯式放電灯
点灯装置を用いたが、1灯式のものを用いてもよい。ま
た、タイマ要素はフィラメント制御またはソフトスター
ト用に限るものではなく電源遮断時にリセッ1−される
電子式のものであれば用途は問わない。また、フィラメ
ント制御回路としてはランプの光出力あるいは管壁温度
を検出してフィラメント電力をカットする方式のものを
用いてもよい。さらに、上述の実施例においてはドライ
ブ電圧(なわち出力1〜ランスの3次巻線電圧から電源
遮断を検出したが、この放電灯点灯装置すなわち整流回
路の入力電圧・電流または整流回路出力常圧・電流等に
基づいC電源遮断を検出してもよい。この場合、前記入
力電圧等高周波成分のレベルがOまたは極めて少ない信
号を用いる場合、包絡線検波回路は省略できる。
以上のように本発明によると、位相制御素子による電源
・遮断時スナバ回路を通って供給される常圧が所定レベ
ル以下であればタイマ用コンデンサを実質的にリセット
しているため、タイマ回路の誤動作を防止することがで
きる。従ってソフトスタート用タイマの誤動作によるコ
ールドスタートによるランプ寿命の短縮やフィラメント
制御用タイマの誤動作による予熱不足または予熱不能に
よる放電灯の不点等を防止することができる。
21−
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な放電灯調光装置の回路構成図、第2図
は第1図の装置におけるトライアックを非導通にした場
合の等価回路図、第3図は第1図の調光装置における放
電灯点灯装置に含まれるタイマ回路の回路図、第4図は
第3図のタイマ回路におけるタイマ要素コンデンサの充
放電曲線図、第5図は第3図のタイマ回路に本発明のコ
ンデンサ放電回路を適用した回路図、第6図は本発明の
他の実施例に係る放電灯点灯装置の回路図である。 1・・・交流電源、 2・・・調光器、 3・・・放電
灯、4・・・放電灯点灯装置(N子女定器)、5・・・
リモートコントローラ、  6・・・ゲート回路、7・
・・ベースドライブカット回路、8・・・整流回路、9
・・・インバータ、10・・・フィラメント制御回路、
11・・・ソフトスタート回路、 12・・・ベースドライブカット回路、33・・・タイ
マ回路、 Q・・・位相制御素子、R・・・抵抗、22− C,Ct 、 C23,C31・・・コンデンサ、T1
・・・出カドランス、 TI3・・・出カドランス3次巻線。 特許出願人  東芝電材株式会社 代理人  弁理士 伊東辰雄 代理人  弁理士 伊東竹垣 23− 407−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、抵抗とコンデンサとの直列回路が並列に接続された
    位相制御素子を介して交流電源に接続され、この位相制
    御素子出力から整流出力を発生する整流回路と、この整
    流回路から高周波出力を発生する高周波発生装置と、電
    源遮断時放電されるコンデンサを時定数要素とし電源投
    入後の経過時間を計時する1または複数のタイマを備え
    、放電灯始動後の少なくとも全光時はフィラメント電力
    を遮断するとともに、前記位相制御素子が非導通となる
    ことによって電源が遮断される放電灯点灯装置において
    、前記高周波発生装置の入力電圧または出カドランスの
    1次もしくは3次巻線出力電圧のうちいずれかを検出し
    この検出電圧が所定の電圧以下のとき前記トランジスタ
    のベースドライブ電流をカットするベースドライブカッ
    ト回路を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
JP16949582A 1982-09-30 1982-09-30 放電灯点灯装置 Pending JPS5960890A (ja)

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