JPS5987796A - 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】 〔発明の利用分野〕　本発明は放電灯、たとえは低圧水
銀蒸気放電灯を点ｔｌする電子回路に関し、なかでもコ
ンデンサを安定器とし高周波で動作する電子点灯回路に
関するものであるｉ 〔従来技術〕　放電灯は低周波において電圧電流特性が
負性抵抗を呈するので、放電電流を安定に保つために、
抵抗、インダクタンス、キャパシタンスなとのインピー
ダンスを放電灯と直列に接続し−ご点灯する。このイン
ピーダンスは通常安定器とかバラストと呼ばれている。

直流の放電灯に′ＸＪ　Ｌ−Ｃは抵抗が安定器として用
いられるが、放電灯の人力にほぼ等しい電力が安定器で
消費されるため効率が悪く好ましくない。

交流の放電灯に対してはインダクタンスが主に用いられ
ている。商用周波数に対するインダクタンスとしては、
チョークコイルと呼ばれる珪素鋼板の積層鉄心にコイル
を巻いたインダクタンスが使用される。チョークコイル
は放電灯の特性によく適合し、不燃で安全性にすぐれて
いる反面、重量、体積が大きく、チョークコイルで消費
される電力も少くない。チョークコイルの電力損失は銅
損と鉄損とからなり、２０Ｗの蛍光灯用安定器の電力損
失は５〜′６ワツトに達する。近年小形の蛍光ランプに
電球の１」金をつけて、電球とＩ−Ｌ換性かある電力節
約形光源が開発され普及し−）つある。この光源にはチ
ョークコイルが安定器として組込まれているが、このた
めランプが利く大きくなり、電球の多くの用途を代替で
きない原１木１とｌ、ｉっている。またランプの寿命か
くると、ランプ、１＝ともに鉄と銅のかたまりである安
定器も廃棄することになり、資源節約］二からも好まし
くない。

また放電灯を高周波で点灯することにより、安定器とし
てのインダクタンスの小形化、軽量化と損失の低減をは
かったインバータ、スイッチングレギュレータなとの電
子点灯回路が開発され、実用化されはじめている。この
種の安定器の損失はチョークコイルに比べると低減され
ているが、まだ無視できるほど小さくない。このような
電子点す１１回路は、複雑で価格が高くなるという欠点
がある。

商用周波数の交流電源にス・１してコンデンサを安定器
として用いた放電灯点灯装置の例もある。この場合には
コンデンサの容量７を１０マイクロファラント゛以」二
にすることが必要であり、安定器の体積が大きくなるこ
とは避けられない。電解コンデンサを用いると比較的小
形になるが、誘電損失によるコンデンサの発熱と効率の
低下を生しる。コンデンサを安定器とし商用周波数より
高い周波数で動作する放電灯点灯装置としては、米国特
許第Ｌｉ、４２８，８６２号に記載されている公知例か
ある。この公知例は１個のコンデンサ安定器によって２
本の放電灯を点灯するものであるか、コンデンサの充電
と放電とが異なる放電灯を経由して行われているために
、各放電灯には交互に放電を休止する期間が生じ発光効
率が低下するという欠点がある。

〔発明の目的〕　本発明の目的は小形軽量かつ安価で効
率が高い電子点灯装置を得ることにあり、とりわけ上記
点灯装置を小形化軽量化するｔこめ１こ半導体集積化に
適した構造を求めることを目的とする。

〔発明の概要〕　本発明は放電灯の電子点灯装置カライ
ンダクタンスを排除しコンデンサと半導体スイッチで一
１１記電子点灯装置を構成するために、電源、コンデン
サ、放電灯が複数の半導体スイッチを介して結合し、制
御回路が指定する組合せと順序にしたがって、半導体ス
イッチの開閉状態がクロックパルスに同期して変化し、
放電灯を介して」−記コンデンサが周期的に充電および
放電し、その結果放電灯に交流の電流を流し放電灯を点
灯するものである。したがって本発明はコ７デ＞’ｄを
安定器とした電子点灯装置といえる。

本発明の放電灯点灯装置によって放電灯に供給される電
力Ｐを検討するとっぎのようになる。電源電圧をＶ、安
定器となるコンデンサの容量をＣ１安定器の数をｎ、動
作周波数をｒとすれば、前の半サイクルの間に１個のコ
ンデンサを放電灯を介して充電すると放電灯には、ＴＣ
Ｖ　　のエネルギが供給され、次の半サイクルでコンデ
ンサに蓄えらｔｌた＋ＣＶ２のエネルギを放電灯を介し
て放電すると、−１サイクルにはＣＶ２のエネルギが放
電灯に供給される４、シたがって放電灯に供給される電
力Ｐは次式でりえられる。

Ｐ−ｎｆＣＶ２ 実際に２０ワツトの電力を１個のコンデンサ安定器によ
って１００ボルトの電源がら５ｏキロヘルツの動作周波
数で供給するとき、コンデンサの容量は００４マイクロ
フアラツドとなる。

上記のようにランプ電力が与えられ、電源電圧と動作周
波数が決れば安定器としてのコンデンサの容量の合計が
決まり、コンデンサの大きさがほぼ決まる。コンデンサ
の容量はランプ電力を一定にすれば動作周波数に反比例
して小さくすることができる。したがって高周波化する
ことによって安定器の小形化が可能である。また電源電
圧と安定器の容量を一定にしたまま、動作周波数を変え
ることによってランプ電力を変えることができる。

すなわち動作周波数を切換えることによって調光か可能
である。さらに電源電圧の変動により放電灯の明るさか
変化する場合には、電源電圧の変化に応して動作周波数
を変え、一定の光出力が得ら第１図は本発明による放電
灯点灯装置の第１の実施例を示す図で、ｉａｌは１本の
蛍光ランプである放電灯を１個のコンデンサ安定器を用
いて点灯した場合の回路図、＋ｂｌは」〕記回路の制御
回路を示すブロック図、（Ｃ１は」二記回路の動作を示
す波形図である。第１図ｔａｌに示す放電灯点灯装置は
１個の安定器であるコンデンサ１０５を放電灯１０３あ
るいは放電灯電極ａ、ｌ）を介して所定の動作周波数で
充放電することにより、放電灯電極ａ、ｂの予熱、始動
電圧の印加、定常の点灯動作をすべて行うものである。

図において１０１は直流あるいは整流された電源、１０
２はスイッチの開閉を制御する制御回路で、１１１〜１
１４は半導体たとえはバイポーラトランジスタで構成さ
れたスイッチである。」１記制御回路１０２は第１図（
１））のブロック図に示すように発振器１０２１、遅延
回路１０２２、タイマ１ｏ２３、ゲート回路１０２４で
構成され、発振器１ｏ２１は第１図＋Ｃ１の波形図てイ
に示す電圧波形の５０キロヘルツのクロックパルスを発
生する。該クロックパルスは遅延回路１０２″、）で同
図口、ハに示す２相のクロックパルスに変形される。こ
の２組のクロックパルスの間にはオンで重なり合う期間
がないから、第１図（ａｌの２個の直列に接続された半
導体スイッチ１１１．１１２および１１３．１１４が同
時に導通して電源１０１から大きな過電流が流れること
はない。タイマ１ｏ２３は単安定マルチバイブレータと
シフトレンスタなどで構成され、始動時に電極ａ、ｂを
予熱する時間と、その後の各半導体スイッチ１１１〜１
１４の開閉動作のタイミングを決める。ゲート回路１０
２４はタイマ１０２３からの信号によ−って各半導体ス
イッチを制御するために、半導体スイッチ１１１〜１１
４に与える第１図ｉｃ）の二〜トに示す波形の信号を出
ノＪする。上記図のチは放電灯１０３を予熱するときに
電極ａ、１〕を流れる電流波形、同図りは放電灯１０３
のランプ電流波形である。放電灯１０３を始動するため
には半導体スイッチ１１４にトの波形の電圧を印加して
導通させ、半導体スイッチ１１３にへの波形の電圧を印
加して開放したまま、半導体スイッチ１１１および１１
２にはそれぞれ二およびホの波形の電圧を印加して交互
に開閉する。半導体スイッチ１１１が導通し１１２か開
放するときに電流は電源１０１−半導体スイッチ１１１
−コンデンサ１０５−電極ａ　−半導体スイッチ１１４
−電極すのように流れ、半導体スイッチ１１１が開放し
１１２が導通するときは、電流がコンデンサ１０５−半
導体スイッチ１１２−電極す一半導体スイッチ１１４−
電極ａのように流れるから、放電灯１０３の電極ａおよ
びｂにはそれぞれ交流電流か流れて予熱される。これら
の電極ａｂが加熱される期間である第１図＋Ｃ１のｔｌ
は０．１〜１秒である。つぎの期間には半導体スイッチ
１１１と１１４を開放し１１２と１１３を導通させて、
電源１０１から電流を半導体スイッチ１１３−電極ａ−
コンデンサ１０５−半導体スイッチ１１２の順に流し、
コンデンサ１０５を通常と逆の極性に充電した後半導体
スイッチ１１２．１１３．１１４を開放し１１１のみを
導通させると、放電灯１０３には」ユ記コンデンサ１０
５に充電された電圧−と電源電圧の和、すなわち電源電
圧のほぼ２倍の始動電圧が印加されて放電を開始する。

ついで半導体スイッチ１１３，１１４を開放した状態で
定常の点灯動作に移り、半導体スイッチ１１１、！−１
１２を交互に開閉する。半導体スイッチ１１１が導通し
１１２が開放するときは、電源１０１から流れる電流は
半導体スイッチ１１１、コンデンサ１０５を経て放電灯
１０３内で電極ａからｂに流れ、半導体スイッチ１１１
が開放し１１２が導通するときは、コンデンサ１０５に
蓄積された電荷が半導体スイッチ１１２を経て電流を放
電灯１０３の電極すからａに流れる。このような状態が
繰返されて放電灯１０３の電極ａ、ｂ間に交流電流が流
れ、第１図ｔｃ＋のｔ３に示す点灯状態か維持される。

第２図は本発明の第２の実施例を示す図で、１木の放電
灯を２個のコンデンサ安定器を使って点灯した放電灯点
灯装置である。この実施例では２個のコンデンサ２０５
．２０６を用いることによって放電灯２０３に印加する
始動電圧を電源電圧の３倍に増加することができる。第
２図において２０１は直流あるいは整流された電源、２
０２は半導体ス不、ソチの開閉動作を指示する制御回路
、２ｔ１〜２１８は半導体スイッチ、２２１および２２
２は電流の逆流を１ｇ７止するタイオートである。放電
灯２０：３を始動するには半導体スイッチ２１７を導通
させ２１８を開放し、他の半導体スイッチを第１群２１
１．２１４、ニジ１６と第２群２１２．２１３．２１５
とに分け、第１群および第２群の半導体スイッチには上
記制御回路２０２から第１図ｔｃＩの二およびホに示す
信号波形の電圧を印加し、これら第１群と第′２群の半
導体スイッチを交互に導通と開放を繰返す。第１半サイ
クルで第１訂の半導体スイッチが導通するときは電源２
０１から半導体スイッチ２１１−コンデンサ２０５−放
電灯２０３の電極ａ−半導体スイッチ２１７−放電灯２
０３の電極１〕−半導体スイッチ２１６へと電流か流れ
、第２半サイクルで第２群の半導体スイ・ソチが導通す
るときは電源２０１から半導体スイッチ２１２−コンデ
ンサ２０６−電極す一半導体スイ・ソチ２１７−を極ａ
−半導体スイッチ２１５へと電流が流れる。一方コンデ
ンサ２０５に蓄積された電荷により電流力≦半導体スイ
ッチ２１３−　ダイオード２２１−電極す一半怪体スイ
ッチ２１７−　電極ａに流れる。次の半サイクル〜で第
１群半導体スイ、ソチが導通する時（こ（ま上記第１半
サイクルの電流とともにコンデンサ２０６に蓄積された
電荷が半導体スイッチ２１４−タイオード２２２−電極
ａ−半導体スイ・フチ２１フー電極すを経て流れる。こ
のようにして放電灯２０３の電極ａ、ｂには交流電流が
流れ、両電極ａとｂは予熱される。電極ａとｂが中分子
熱された状態で半導体スイッチ２１１．２１３．２１４
．２１５を導通させ２１２．２１６．２１７．２１８を
開放すれば、電源２０１から半導体スイッチ２１１を経
てコンデンサ２０５、半導体スイッチ２１５と電流が流
れコンデンサ２０５を充電するとともに、半導体ス仁、
チ２１１から半導体スイッチ２１３−タイオート２２１
−コンデンサ２０６−半導体スイッチ２１４−タイオー
ト２２２−半導体スイッチ２１５へ電流が流れ、コンデ
ンサ２０６を通常とは逆の極性に充電する。この充電が
電源電圧（こ達するまで十分充電された後、半導体スイ
ッチ２１２と２１８とに第１図＋Ｃ１のへに示す信号波
形の電圧を印加して導通し、他の半導体スイッチには第
１図［ＣＩのトに示す信号波形の電圧を印加して開放す
ると、放電灯２０３にはコンデンサ２０５の蓄積された
電圧とコンデンサ２０６の蓄積された電圧に電源電圧を
加えた電源電圧の３倍の電圧が印加され放電灯２０３は
放電を開始する。その後は半導体スイッチ２１７．２１
８を開放したま声、上記半導体スイッチの第１君イと第
２群とを交互に導通と開放を繰返せば、第１の半サイク
ルで」二記第１群が導通するときは電源２０１から半導
体スイッチ２１１−コンデンサ２０５−電極ａ−主電極
一半導体スイッチ２１６に電流が流れ、次の半サイクル
で第２群が導通するときは電源２０１から半導体スイッ
チ２１２−　コンデンサ２０６−−電極す一電極ａ−半
導体スイッチ２１５に電流が流れるとともに、前半サイ
クルでコンデンサ２０５に充電された電荷が半導体スイ
ッチ２１３−ダイオード２２１−電極ｂ　、−電極ａに
電流として流れる。同様にして次の第１群が導通すると
きには上記第１群導通時の電流とともに、次の半サイク
ルにコンデンサ２０６に充電された電荷が半導体スイッ
チ２１１１−ダイオーート２２２−電極ａ−電極すに電
流として流れ、これらが繰返されて放電灯２０３に交流
電流が流れ点灯が維持される。

第３図は本発明による第３の実施例を示す図で、補助電
極を有する放電灯を２個のコンデンサ安定器によって点
灯する放電灯点灯装置である。第３図において３０３は
通常の主電極ａ、ｂの他に補助電極Ｃを有する放電灯、
３０５および３ｏ６はコンデンサ安定器、３１１〜３１
８は半導体スイッチ、３０１は直流あるいは整流された
電源、３０２は半導体スインチの開閉動作を指示する制
御回路である。これらによって構成された本実施例の放
電灯点灯装置において電極の予熱を行うには、半導体ス
イッチ３１８を開放し３１７．３１７′を導通し、半導
体スイッチ３１１　、’３１４．３１６を第１群、半導
体ｌイソチ３１２．３１３．３１５を第２群とし、第１
群の半導体スイッチと第２群の半導体スイッチを交互に
導通と開放を繰返して行う。第１群の半導体スイッチが
導通するときには電源３０１−半導体スイッチ３１１−
コンデンサ３０５〜電極ａ−半導体スイッチ３］７−３
１７’−電極す一半導体スイッチ３１６の順に電流が流
れ前半サイクルでコンデンサ３０６に充電された電荷は
コンデンサ３０６−半導体スイッチ３Ｉ４−３］７’　
−電極１〕へ電流となって流れる。次の半サイクルで第
２群の半導体スイッチか導通するときは電源３０−半導
体スイッチ３１２−コンデンサ３０６−電極す一半導体
スイッチ３１７’−３１７−　電極ａ−半導体スイッチ
３１５の順に電流が流れ、前半サイクルでコンデンサ３
０５に充電されたされた電荷は：１ンデンサ３０５−半
導体スイッチ３１３　＝　３１７−電極ａへ電流となっ
て流れる。このようにして電極２１とｂには交流電流が
流れて予熱される。予熱か十分行われコンデンサ３０５
が充電されコンデンサ：）０６に充電された電荷が放電
し終ったとき、半導体スイッチ３１７．３１７′を開放
し３１８を導通さぜると電極ａは負の電源電圧２なる。

このとき半導体スイッチ３１２を導通にして電極すには
電源電圧か印加され、放電灯３０３の電極ａ、ｂ間に放
電が開始される。

その後は半導体スイッチ３１７．３１７′、３１８を開
放したまま、第１群の半導体スイッチと第２群の半導体
スイッチを交互に導通と開放を繰返させる。第１群の半
導体スイッチが導通するときは電源３０１−　半導体ス
イッチ３１１−コンデフサ３０５−電極ａ−電極ｂ−’
ｌ’、導体スイッチ３１６へと電流が流れ、コンデンサ
；３０５が充電され、コンデンサ３０６に充電されてい
た電荷はコンデンサ３０６−半導体スイッチ３１４−補
助電極Ｃ−電極１）へ電流となって流れる１、第２群の
半導体スイッチか導通するときは電源３０１−半導体ス
イッチ３１２−コンデンサ３０６−電極す一電極ａ−半
導体スインチ３１５へ電流か１んれコンデンサ３０６が
充電される。一方コ／デン′す３０！５に充電されてい
た電荷はコンデンサ３０５−半導体スイッチ３１３−補
助電極Ｃ−電極ａへ電流きなって流れる。このようにし
て放電灯３０３の電極ａ、ｂ間に交流電流が流れるとと
もに補助電極（と各電極ａまたはｂの間にはコンデンサ
の放電電流が流れて点灯を維持する。この回路では充電
されたコンデンサの電圧が放電灯３０３の主電極ａ、ｌ
：１間の放電電圧の１／２以上あれは放電を持続するこ
とができる。

第４図は本発明による第４の実施例を示す図で、２個の
コンデンサ安定器４０５および４０６を用い２本の放電
月４０３および４０４を点灯する放電灯点灯装置である
。図中４０１は電源、４０２は半導体スイッチの開閉動
作を指示する制御回路、４１１〜４１９は半導体スイッ
チである。本実施例て（１２本の放電灯４０３と、４０
４を直列にして、」−記第３の実施例と類似の回路で点
灯するもので、第３の実施例における補助電極の接続点
が本実施例では２本の放電灯の接続点に対応している。

第５図は本発明による第５の実施例を示す図である。前
記の各実施例において放電灯と並夕ｉＪに接続し始動時
に電極を予熱するため電極間を短絡する半導体スイッチ
は、始動電圧がそのまま印加され放電灯の放電開始電圧
以上の耐圧を必要とするため、本発明を半導体集積回路
として構成する場合には」−記半導体スイッチの耐用が
問題になる。

本実施例は放電灯と並列に接続した」１記スイッチを除
き、放電灯５０３の電極ａ、１〕の数に等しい２個のコ
ンデンサ５０５と５０６を備え、各コンデンサをそれぞ
れ対応した電極ａとｂを経由して充放電し７各電極ａお
よびｂを独立に加熱するものである。

第５図において５０１は電源、５０２は半導体スインつ
′の開閉動作を指示する制御回路、５１１〜５１６は半
々１体スイッチである。放電灯５０３の電極ａ、ｂを〕
；熱するには半導体スイッチ５１５．５１６を導通させ
て、半導体スイッチ５１１．５１４を第１群、半導体ス
イッチ５１２．５１３を第２群とし、第１群と第２群の
半導体スイッチを交互に導通と開放を繰返す。第：！　
ｕＹの半導体スイッチが導通するときは電源５０１から
半導体スイッチ５１２−コンデンサ５０６−電極１）−
半導体スイッチ５１６へ流れる電流と、半導体スイッチ
５１５−電極ａ−コンテンサ５０５−半導体スイッチ５
１３へ流れる電流とを生じ、コンデンサＦ）０６と５０
５をそれぞれ充電する。第１１ｉ’ｌ’：の半導体スイ
ッチが導通するときはそれぞれのコンデンサ５；０６と
５０５が充電された電荷を電極すまたはａを経て放電す
る。このため各電極ａおよびｂに交流電流が流れて予熱
される。予熱が十分行われコンデンサ５０５．５０６が
電源電圧に充電された半→Ｊ“イクルが終るときには、
コンデンサ５０Ｇの電極１）側は低電位になりコンデン
サ５０５の電極ａ側は高電位になっている。この時半導
体スイッチ５１５．５１６を開放し第２群の半導体スイ
ッチを開放して第１群の半導体スイッチを導通させると
放電灯り０３の電極ａ、ｂ間には電源電圧の３倍の始動
電圧か印加され放電を開始する。ついて半導体スイ１．
チ５ｊ５．５１６を開放したまま、第１群と第２群の半
導体スイッチを交Ｊｊ−に導通と開放を繰返す。第１　
￥（の半導体スイッチが導通するときは電源５０１から
電流が半導体スイッチ５１１−コンデンサ５０５−７１
！　極ａ−電極１〕−コンデンサ５０６−”ｌ’導体ス
イッチ５１４へと流れ、第２群の半導体スイッチか導通
するときは電源５０１から電流が半導体スイッチ５１２
−　コンデンサ５０６−電極１）−電極ａ−コンテ／す
５０５−半導体スイッチ５１３へと流れる。」−記のよ
うに２個のコンデンサ５０５と５０６は放電灯５０３を
介して充放電し、放電灯５０３の電極ａ、ｂ間には交流
電流が流れて点灯を維持する。コンデンサ５）０５．５
０６の容量は２０Ｗの蛍光ランプを１００ボルトの電源
で点灯するときに約０．０４マイクロフアラツドである
。

第６図は本発明による第６の実施例を示す図である。こ
の実施例の放電灯点灯装置は前記第５の実施例に示した
放電灯点灯装置の変形であって、前記第５の実施例では
電源電圧の３倍までの始動電圧が出力されたのに対して
本実施例ではさらに高い始動電圧を出力することができ
る。このため１−記第５の実施例における半導体スイッ
チ５１５に代えて本実施例では第６図［ａｌの回路図に
示すように電圧逓倍回路６１５を使用し°Ｃいる。第６
図（ａｌにおいて６０１は電源、６０２は半導体スイッ
チの開閉動作を指示する制御回路、６０３は電極ａ、ｂ
を有する放電灯、６０５および６０６は電極ａおよび１
〕に対応して設けたコンデンサ安定器、６１１〜６１４
は半ノ、！１体スイッチである。電圧逓倍回路６１５と
しては＝１ツククロフト・ウオルトン回路による例を第
６図中）に示す。この電圧逓倍回路６１５には第６図中
１に示すように半導体スイッチ６１５１が設けてあり、
該半導体スイッチ６１５１を導通させると、電流は半導
体スイッチ６１２−コンデンサ６］５２−半導体スイッ
チ６１５１−電極ａ−コンデンサ（ｉｏ！５−半導体ス
イッチ６１３を流れ電極ａを予熱し、また半へ９体スイ
ッチ６１２からコンデンサ６０６、電極すを流れる電流
で電極１〕ヲ予熱する。上記半導体スイッチ６１５１を
開放すると第６図［ｂ）に示す回路は電圧逓倍−回路と
して動作しｃ、ｆ間に３倍の電圧を発生するため電源電
圧の４倍程度の始動電圧を放電灯６０３に印加すること
かできる。始動電圧を発生ずる機能を１．記電圧逓倍回
路６１５に集約するζ、とができれば、第６図ｆａ）に
示すように電極すの一端を直接接地して、前記第５の実
施例における半導体スイッチ５１６に相当するスイッチ
を省略することができる。放電灯６０３が始動すれば半
導体スイッチ６１２を開放し６１４を導通したままにし
て、半導体スイッチ６１１と６１３を交互に導通と開放
を繰返すと、半導体スイッチ６１，１が導通するときは
電流が半導体スイッチ６１１−コンデンサ６０５−電極
ａ−主電ｂ−アースと流れてコンデンサ６０５を充電し
、半導体スイッチ６１３が導通するときはコンデンサ６
０５が放電し電極ｌ〕から電極ａに電流が流れる。この
にうにして放電灯６０３には交流電流が流れ点灯を維持
することかできる。

上記の各実施例に示す回路は半導体素子を用いて種々の
構成を行うことができるがその一例を第７図に示す。第
７図は上記実施例の第１図ｔａ＋、第５１図、第６図ｔ
ａｌにしばしば用いられる２個の直列に接続された半導
体スイッチの対の構成法を示した図である。各半導体ス
イッチには電源電圧あるいはその２倍程度の電圧がかか
るために数百ボルトの耐圧が必要であるが、制御回路は
論理回路から構成されているので、低い電圧で動作する
ことが望ましい。第７図ｔａｌに示す回路はフォトカッ
プシフ１５１とトランジスタ７１５２とによって構成し
た例である。同様の回路をトランジスタの直結回路で実
現した例が第７図ｔｂｌに示す回路で、半導体スイ、ソ
チ７１５３を増幅用トランジスタ７１５４．７１５５に
より制御回路と結合したものである。これらの回路は本
発明を集積回路あるいは混成集積回路として構成するの
に適しでいる。また半導体スイ・ソチとして電界効果ト
ランジスタやンリコン制御整流素子などを用いて構成す
ることも可能である。

〔発明の効果〕

」−記のように本発明の放電灯点灯装置はインダクタン
スヲ使用せず、安定器としてのコンデンサと半導体スイ
ッチと、該半導体スイッチの開閉動作を指示する制御回
路により構成するもので、上記コンデンサは放電灯の動
作周波数に反比例して小形になるから、放電灯を高周波
で点灯し、半導体スイッチを７リコンチツプに一体とし
て集積化あるいは混成集積回路として小形化するこＪに
より、放電灯点灯装置を著しく小形軽量にすることがで
きる。従来商用周波数で２０Ｗ蛍光ランプを点灯するの
に必要なチョークバラストは、体積が１００立方センチ
メートル、重量は４００グラムであったが、これと等価
な本発明の放電灯点灯装置は５０キロヘルツで動作し、
体積を１０立方センチメートル以下、重量を５０グラム
以下にすることができる。従って本発明の放電灯点灯装
置を前記小形蛍光ランプの口金内に設けることにより、
該蛍光ランプの寸法重量を低減することが可能である。

インククタン；ことしてフェライトのトランスを含み個
別の部品から構成されたインバータやスイソチンクレギ
ュレータに較べると、本放電灯点灯装置はその構成か著
しく単純花され、小形軽量化とともに製造コストが低減
される」０、回路の動作が単純なので解＋Ｊｒや設計が
容易である。またコンデンサ安定器の電力損失は無視て
きる程少く、能動素子であるトランジスタもスイッチと
して動作するため電力損失が最小に抑えられ極めて効率
か高く、２０Ｗ蛍光ランプ用チヨークコイルの電力損失
が５〜６ワツ１であり、同し定格出力の高周波インバー
タの電力損失が３〜４ワツトであるのに対し、本放電灯
点灯装置の電力損失は２ワ、トである。このように電力
損失が少いため回路の構成部品の温度上昇が低（信頼性
が高い。さらに本放電灯点灯装置がら放電灯に供給され
る電力は動作周波数にほぼ比例するから、動作周波数を
切換えることによってランプ電力を変えることすなわち
調光ができる。

オだ始動時の動作は制御回路のシーケンスで決められる
から、瞬時点灯をはじめ、−たとえば寿命がきた放電灯
に対する処置あるいは異常時の保護処置など他の点−打
方式では実施困芙１１なプログラムを、上記制御回路に
適切なシーケンスを記憶させることによって、実施でき
る。さらに電源、スイッチ、′放電灯がコンデンサを介
して直列に接続されているため、異常時にも多くの場合
上記コンデ／すが全電圧を分担して動作が停止し安全性
にすぐれている。なお第５図、第６図のように回路を構
成ずれば始動時に電極間を短絡する高い耐圧の半導体ス
イッチを除くことができるので、放電灯点灯装置を半導
体ウニ、−ハ上に集積化することが容易になる。従来の
チョークコイルでは放電灯を点灯する゛ためにランプ電
圧の５０〜１００％増の電源電圧が必要であるが、本放
電灯点灯装置はコンデンサ安定器が分担する電圧が低い
ためランプ電圧の２５〜３０％増の低い電源電圧で点灯
で′きる。また一定の電源電圧ではランプ電圧を高くす
ることができるので効率を上げることができる。

上記のように本発明は放電灯の電子点灯回路をコンデン
サと半導体スイッチと該半導体スイッチの開閉動作を指
示する制御回路を用いて構成したことにより、放電灯点
灯装置の小形化、軽量化、集積化を行い、価格の低減、
効率の向」二、信頼性の改善、低電圧点灯、調光、瞬時
点灯、安全性の向上など多くの顕著な効果を有するもの
である。

」１記実施例は蛍光ランプについて記したか、本発明は
他の放電灯に対しても実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による放電灯点灯装置の第１の実施例を
示す図で、ｔａ）は１本の放電灯を１個のコンデンサ安
定器を用いて点灯した場合の回路図、山）は上記回路の
制御回路１０２の内容を示すブロック図、（Ｃ１は、Ｌ
記回路の動作を示す波形図、第２図は本発明の第２の実
施例で１本の放電灯を２個のコンデンサ安定器を使って
点灯した場合の回路図、第３図は第３の実施例で補助電
極を有する放電灯を２個のコンデンサ安定器により点灯
した場合の回路図、第４図は第４の実施例で２個のコン
デンサ安定器を用い２本の放電灯を点灯しｊこ場イｆの
［Ｙ１１路図、第５図は第５の実施例で、放電灯の７程
極Ｑ）数に等しいコンデンサ安定器を用０て各’ｌ’ｉ
ｉ　＋ｉｊを５１１立に予熱して」−記数電灯を点すＪ
した場合＋７）　１ｊｉｌ　’ｄ各１閾、第６図は高い
始動電圧を得る放電灯点灯装置次で、ｔａｌはその回路
図、（ｌ））は電圧逓信回路の−ｆ９１１をｊ上す図、
第７図は半導体素子を用いた回路の４１ｆｌ　Ｉ＆、　
（９’ｌを示す図で、ｔａ）はフォト力・ンブラで結合
しｊこ１司Ｗ名、（１））はトランジスタの直結回路０
）例で、１５る。。 １０１．２０１．３０１．４０１．５０１．６０１・・
電源１０３．２０３．３０３．４０３．４０４．５０３
．６０３　　・放電火ｊ゛１０５．２０５．２０６．３
０５．３０６．４０５．４０Ｇ、５０５．５０６．６０
５．６０６・コンデンサ安定器 １１１〜１１４．２１１〜２１８．３１１〜３１８．４
１１〜４１９．５１１〜５１６．６１１〜６１４・・・
半導体スイ・ンチａ、ｂ・・・電極 Ｃ・・補助電極 代理人弁理士　中村純之助 第１図 −第１図 （Ｃ） イーｆ−− □ｔ１−−→ｔ２←−−１３− 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）放電灯と電源とコンデンサと半導体スイッチ−と
   、該半導体スイッチの開閉を指定する制御回路よりなり
   、上記半導体スイッチの開閉動作によって同一放電灯を
   介してコンデンサの充電および放電を繰返して行うこと
   により、上記放電灯に交流電流を流して点灯するように
   構成した放電灯点灯装置。 （２）放電灯とコンデンサが各１個よりなり、半導体ス
   イッチの開閉動作によって第１半サイクルでコンデンサ
   は放電灯を介して充電され、第２半サイクルでコンデン
   サは放電灯を介して放電し、これを繰返すことにより放
   電灯に交流電流を流して点灯するように構成した特許請
   求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。 （３）１本の放電灯に対し少くとも２個のコンデンサを
   有し、半導体スイッチの開閉動作によって第１半サイク
   ルで第１コ／デ／すを電源に接続し放電灯を介して充電
   し第２コンデンサは放電灯を介して放電し、第２半サイ
   クルでは第２コンテンザを電源に接続し放電灯を介して
   充電し第１コンテンザは第１半サイクルで充電した電荷
   を放電灯を介して放電し、これを繰返すことにより上記
   放電灯に交流電流を流して点灯するように構成した特許
   請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。 （４）放電灯が主電極とともに補助電極を有し、コンデ
   ンサの充電あるいは放電の一部を上記補助電極を介して
   行う特許請求の範囲第１項および第３項記載の放電灯点
   灯装置。 （５）２本の直列に接続された放電灯よりなり、該放電
   灯の接続点を介してコンデンサの充電あるいは放電の一
   部を行う特許請求の範囲第１項および第３項記載の放電
   灯点灯装置。 （６）半導体スイッチの開閉動作の組合せにより放電灯
   の電極予熱、始動電圧印加、定常点灯動作を順次行うよ
   うに構成した特許請求の範囲第１項乃至第５項記載の放
   電灯点灯装置。 （７）放電灯の電極に直列に接続されたコンデンサを放
   電灯の電極を介して充電あるいは放電することにより、
   １ユ記電極を予熱するように４，１１７成した特許請求
   の範囲第１項および第２項記載の放電灯点灯装置。 （８）放電灯の電極の数に対応した数の＝ｌンデンサを
   それぞれ対応した電極を介して充；Ｅあるいは放電する
   ことによって、上記各電極を個別に予熱するように構成
   した特許請求の範囲第１項および第３項乃至第６項記載
   の放電灯点灯装置ｔ。 （９１半導体スイッチの動作周波数を変えることによっ
   て放電灯の光出力を可変とした特許請求の範囲第１項乃
   至第８項記載の放電灯点灯装置。 （１０）電源電圧の変動に応じて半導体スイッチの動作
   周波数を自動的に変化し、放電灯の光出力を一定に保つ
   ようにした特許請求の範囲第１項乃至第８項記載の放電
   灯点灯装置。 （１１）半導体スイッチ、制御回路を半導体チップ内に
   集積化した特許請求の範囲第１項乃至第１０項記載の放
   電灯点灯装置。