JPS60157192A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は放電灯点灯装置に係り、特に放電灯のランプ
寿命を改善する回路方式に関する。

〔従来技術〕

Ｊ 従来、蛍光ランプような予熱電極付き放電灯を調光する
には、電源電圧を位相制御する。又はラング電流制限用
インピーダンス値を制御することにより、ランプ電流実
効値を変化させるのが一般的である。この場合、ランプ
点灯中に電極に印加される電圧実効値は全光点灯時と調
光時とにおいてほとんど変化しないことが多い。このよ
うな電極加熱方式においては、ランプを減光すればする
ほどランプ寿命が全光点灯時と比較して、短縮され、ま
た低温時或いは電源電圧低下時などに放電を維持しがた
い状態となるような問題点が見出さ一方、減光点灯時に
おいて、電極に十分な電圧を印加するように設計すれば
、減光点灯時におけるランプ寿命は改善可能であるが、
全光点灯時における電極において消費される電力がムダ
となり、ランプの種類によっては全光点灯時におけるラ
ンプ寿命が短縮されるという問題点があった。

〔発明の概要〕

この発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
であシ、トランジスタインバータを使用して、放電灯を
高周波点灯させる装置において、放電灯が全光点灯され
る場合において、ランプ寿命が短縮しない範囲内におい
て、電極により消費される電力を最小に設定し、減光す
るに従い、電極に印加する電圧実効値が明るさに反比例
して増加する調光回路を付加することにより、ランプを
減光点灯してもランプ寿命を改善できるようにしたもの
である。また、電源投入から一定時間ランプを点灯させ
ないで電極を予熱できる始動回路を付加することにより
、ランプ点灯時における電極の損耗を防止できるように
したものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を添付の図面を引用して説明
する。

第１図は、この発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す
回路図である。図において、商用交流電源ｌを整流する
整流器２の両端に調光回路３を介して平滑回路４が接続
されている。この平滑回路４における出力端子には、相
互に並列に接続された第１のトランジスタインバータ５
及び第２のトランジスタ６が接続されており、第１のト
ランジスタインバータ５における出力端子には蛍光ラン
プ７が、第２のトランジスタインバータ６における出力
端子間には蛍光ランプ７のラインメン）７ａ。

７ｂが各々接続されている。

整流器２における正の出力端子はダイオード８を介して
平滑回路４における１個の端子（以下、プラスラインと
いう。）に接続され、同じく整流器２における負の出力
端子は平滑回路４における他の端子（以下、マイナスラ
インという。）に接続されている。なお、平滑回路４は
コンデンサ９によシ構成されている。

次に調光回路３の構成につき説明する。

整流器２における正の出力端子とマイナスラインとの間
に可変抵抗１０、抵抗１１及びトランジスタ１２から構
成される直列回路が接続され、プラスラインとマイナス
ライン間には抵抗１３及び１４の直列回路が接続されて
いる。また、抵抗１４と並列に、トランジスタ１５とト
ランジスタ１６の直列回路と、ダイオード１７及びトラ
ンジスタ１９の直列回路とが接続されている。そして、
可変抵抗１０と抵抗１１との接点と、トランジスタ１５
のベースとの間に定電圧ダイオード２０が接続されてい
る。

次に％第１のトランジスタインバータ５及び第２のトラ
ンジスタインバータ６’）＋ｇ成につき説明する。

これらのトランジスタインバータは周知の自励発振式の
プッシュプル形のトランジスタインバ−タであＪ、２１
及び２２は高周波チョークコイル、２３ａ及び２３ｂ並
びに２４ａ及び２４ｂは各々一対を成す主スイツチング
トランジスタ、２５ａ。

２５ｂ、２６ａ及び２６ｂはベース抵抗、２７及び２８
は共振用コンデンサ、２９及び３０は出カドランスで２
９はり一ケージトランスより成っている。２９ａ、２９
ｂ、３０ａ及び３０ｂは１次巻線、２９ｃ及び３０ｃは
ペース巻線、２９ｄは２次巻線、３３．３４及び３５は
抵抗である。

次に、始動回路３６の構成につき説明する。プラスライ
ンとマイナスラインとの間に抵抗３７及び３８の直列回
路が接続され、抵抗３８と並列にコンデンサ３９が接続
され、抵抗３７と３８との接点と、トランジスタ１２の
ペースとの間に双方向スイッチング素子（ＳＢＳ）４０
が接続されている。

次に、上記のように構成された放電灯点灯装置の動作に
つき説明する。

まず、商用交流電源ｌが投入されると、整流器２におけ
る出力端子間には商用交流電源ｌが整流された脈流の直
流電圧（この直流電圧の周期をＴとする。）が生起し、
また、プラスラインとマイナスラインとの間には、平滑
回路４により平滑された直流電圧が生起し、この直流電
圧は第１のトランジスタインバータ５と第２のトランジ
スタインバータ６との入力端子間に印加される。

この際、周期Ｔにおいて、トランジスタ１６が０ＦＦＬ
、ている区間には、プラスラインから抵抗３３を介して
トランジスタ３１にペース電流が供給されるため、トラ
ンジスタ３１はＯＮする。よって、プラスラインから抵
抗３３、トランジスタ３１及びペース抵抗２５ａ、２５
ｂを介して、主スイツチングトランジスタ２３ａ及び２
３ｂにペース電流が供給される。この時、高周波チョー
クコイル２１及び１次巻線２９ａ、２９ｂを介して主ス
イツチングトランジスタ２３ａ、２３ｂにおけるコレク
タ・エミッタ間には直流電圧が印加されているため、回
路のわずかなアンバランスによシ主スイッチングトラン
ジスタ２３ａ、２３ｂのいずれか一万にコレクタ電流が
流れ始め、ペース巻線２９　ｃの作用により、第１のト
ランジスタインバータ５は自励発振動作を実行し、出カ
ドランス２９における各々の巻線には、例えば、　２０
ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度の高周波電圧が発生する。一方
トランジスタ１６がＯＮしている区間は、トランジスタ
３１が０ＦＦＬ、主スイツチングトランジスタ２３ａ、
２３ｂにペース電流が供給されないため、第１のトラン
ジスタインバータ５は発振しない。

一方、第２のトランジスタイン／（−夕６についても、
上述と同様の回路動作となる。

即ち、上記周期Ｔにおいて、トランジスタ１９がＯＦＦ
している区間は、トランジスタ３２がＯＮＬ、プラスラ
インから抵抗３５、トランジスタ３２及びベース抵抗２
６ｇ、２６ｂを介して。

主スイツチングトランジスタ２４ｍ、２４ｂＫベース電
流が供給され、第２のトランジスタインバータ６が発振
する。そして、トランジスタ１９がＯＮしている区間は
、トランジスタ３２がＯＦＦ’し、主スイツチングトラ
ンジスタ２３ａ、２３ｂにベース電流が供給されないた
め、第２のトランジスタインバータ６は発振を停止する
。

ところで、商用交流電源Ｉの投入時においてはトランジ
スタ１２はＯＦＦしているため、定電圧ダイオード２０
におけるカソードとマイナスラインとの間には、整流器
２からの出力に生起している脈流の直流電圧がそのまま
印加される。よって、定電圧ダイオ−Ｆ２０におけるツ
ェナ電圧値をこの脈流の直流電圧値よりも十分小になる
ように設定することにより、上記周期Ｔにおいて、はと
んど全区間にわたり、トランジスタ１５及び１６がＯＮ
Ｌ、従って、上述のように、Ｍｌのトラ・ンジスタ１９
はＯＦＦしているため、周期Ｔにおいて、全区間にわた
り、第２のトランジスタインバータ６が発振し、フィラ
メント巻、９３０ｄ、３０ｅに高周波電圧が発生するた
め、ランプのフィラメント７ａ、７ｂｋ予熱することが
できる。ところで、定電圧ダイオード２０におけるツェ
ナ電圧値の設定値によっては、周期Ｔにおける、一部区
間において第１のトランジスタインバータ５が発振する
が、放電灯７が点灯しない範囲内であれば問題ない。

始動回路３６においては、商用交流電源１投入時より、
プラスラインより抵抗３７を介してコンデンサ３９に対
する充電が開始され、抵抗３７゜３８及びコンデンサ３
９の各回路定数により決定される一定時間後に、コンデ
ンサ３９における端子電圧が双方向スイッチング素子（
ＳＢＳ）４０におけるブレークオーバ電圧に到達し、ト
ランジスタ１２がＯＮする。これＫよって、定電圧ダイ
オード２０におけるカソードとマイナスラインとの間に
は、整流器２の出力電圧を、可変抵抗ＩＯと抵抗１１と
により分圧しｆｃ！圧が印加されることになる。

次に、第１図に示す放電灯点灯装置に対する調光動作に
つき説明する。

第２図はこの動作全説明するための波形図である。図に
おいて、（ａ）は定電圧ダイオード２０におけるカソー
ドとマイナスラインとの間の電圧の波形図、（ｂ）はト
ランジスタ１６の０Ｎ−ＯＦＦモード図、（ｅ）はトラ
ンジスタ１９の０Ｎ−ＯＦＦモード図、（ｄ）は蛍光ラ
ンプ７に流れるランプ電流の波形図、（ｅ）はるフィラ
メント電流の波形を示しており、（（ｄ）。

（６）における点線は高周波の包絡線を表示している。

）また、　Ｖｚは定電圧ダイオード２０におけるツェナ
電圧、上記整流器２の脈流出力電圧の周期を示している
。そして、左列はランプ全光点灯時における状態を中央
列及び右列は調光時における状態を示しておシ、右列の
方が中央列よｐも減光した状態を表示している。

第１図において、定電圧ダイオード２０におけるカソー
ドとマイナスラインとの間の電圧が、周期Ｔの全区間に
わたって、ツェナ電圧Ｖｚ　（この場合、トランジスタ
１５及び１６におけるベース・エミッタ間におけるＯＮ
電圧は無視して、考慮していない。）低下するように可
変抵抗ｌＯの値を設定した場合、周期Ｔの全区間にわた
って、トランジスタ１６がＯＦＦ％　トランジスタ１９
がＯＮとなり、第１のトランジスタインバータ５は全区
間にわたって発振するため、蛍光ランプ７は全光点灯し
、一方、第２のトランジスタインバータ６は全区間にわ
たって発振しないので、フィラメント７ａ、７ｂには加
熱電流が流れない。

次に、可変抵抗ｌＯの値を徐々に小にすると、定電圧ダ
イオード２０におけるカソードとマイナスラインとの間
との電圧が、徐々に大とな９、第２図に示す波形図にお
いて波形等が左列から中央列に移行し、周期Ｔにおいて
、定電圧ダイオード２０におけるカソードとマイナスラ
インとの電圧がツェナ電圧Ｖｚよシも高い区間において
は、トランジスタ１６がＯＮｌ　トランジスタ１９が０
ＦＦ１従って、第１のトランジスタインバータ５が発振
し、第２のトランジスタインバータ６が発振を停止し、
逆に、定電圧ダイオード２０におけるカソードとマイナ
スラインとの間の電圧がツェナ電圧も低い区間において
は、トランジスタ１６がＯＦＦ　。

トランジスタ１９がＯＮ、従って、第１のトランジスタ
インバータ５が発振し、第２のトランジスタインバータ
６が発振を停止する。そして、可変抵抗１０をより小に
してゆくと、第２図に示す波形図において、波形等が中
央列から右列に移行する。即ち１周期Ｔにおいて、蛍光
ランプ７に電流が流れる区間が徐々に減少し、減光する
に従って、反対にランプのフィラメント７ａ、７ｂに電
流が流れる区間は徐々に増加する。

この発明による実施例においては、ランプの全光点灯時
におけるフィラメント加熱電流を零に設定しているため
、グロー放電から発光する蛍光ランプに適する。

尚ｂａｔのトランジスタインバータ５及び第２のトラン
ジスタインバータ６は第１図に示したものに限定される
ことなしに、特に、第２のトランジスタインバータ６は
電力容量が比較的小であるため、−万代のものでもよい
。また、調光回路３も第１図に示した回路に限定される
ことなしに、別異の発振器による出力を使用してもよく
、平滑回路４についても、この発明による実施例のよう
ニ、トランジスタインバータへの入力電圧を完全に平滑
したものに限定されないは勿論である。

また、放電灯もｌ灯のものに限定されることなしに、複
数個の放電灯を有する装置にも容易に適用可能であるこ
とは自明であろう。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明による放電灯点灯装置において
は、商用交流電源投入後、設定した所定時間放電灯を点
灯させることなしに、電極を十分に予熱した後放電灯を
点灯させ、放電灯が全光点灯した場合において、その電
極に流れる加熱電流を零とし、減光するに従い、加熱電
流が増加するようにしたため、放電灯始動時における電
極の損耗を軽減し、また、全光点灯時における電極消費
電力を少なくシ、かつ、減光点灯時におけるランプ寿命
が改善できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による放電灯点灯装置の一実施例を
示す回路図、第２図は第１図に示したこの発明による一
実施例を説明するための波形図である。 ｌ・−・商用交流電源、２・・・整流器、３・・・調光
回路、４・・・平滑回路、５・・・第１のトランジスタ
インバータ、６・・・第２のトランジスタインバータ、
７・・・蛍光ランプ、７ａ、７ｂ・・・フィラメント、
３６・・・始動Ｎ路。 図において同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄 手続補正書（自発） １．事件の表示　特願昭５９−５９６２号３、補任を−
４る台 代表者片山仁へ部 ４、代理人 住　所　東京＃ｌｌ　Ｔ−代ｆｆ１区ノｔ、の内、　Ｉ
’ｌｌ　２計゛う号５　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）　明細書５頁１０〜１１行の「トランジスタ６」
を「トランジスタインバータ６」と訂正する。 （２）　四６頁１０行のｒ１７及び」をｒ　１７，１８
及び」と訂正する。 （３）同８頁１０行の［抵抗３３Ｊを「抵抗３５」と訂
正する３、 （４）同１２頁５行の「宵、圧、上記」を１電圧、Ｔは
上記」と訂正する。 （５）　同１２頁１２行の「ツェナ電圧Ｖｚ　Ｊを［ツ
ェナ電圧Ｖｚよりも」と訂正する。 （６）　同１４頁７行の「グロー放雷、から発生する」
を１グロースタート形」と訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用交流電源を整流する整流器と、該整流器から
   の出力電圧を平滑する平滑回路と、該平滑回路からの出
   力である直流電圧を高周波電圧に変換する相互に並列に
   接続された２個のトランジスタインバータとにより構成
   される装置において、第１のトランジスタインバータの
   出力端子間に放電灯を接続し、かつ第２のトランジスタ
   インバータの出力端子間に上記放電灯のフィラメントを
   接続し、所定周期Ｔにより、第１のトランジスタインバ
   ータの発振停止区間を変化させ、かつ、該発振停止区間
   において、第２のトランジスタインバータを第１のトラ
   ンジスタインバータの発振停止時間に比例させて発振さ
   せるように、上記２個のトランジスタインバータの主ス
   イツチングトランジスタのベース電流を制御して上記放
   電灯を調光できるように構成した調光回路を具備した仁
   と全特徴とする放電灯点灯装置。
2. （２）前記周期Ｔを上記商用交流電源の周期の２倍とし
   た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。
3. （３）前記商用交流電源を整流する前記整流器と、前記
   整流器からの出力電圧を平滑する前記平滑回路と、前記
   平滑回路からの出力である直流電圧を高周波電圧に変換
   する相互に並列に接続された前記２個のトランジスタイ
   ンバータとにより構成される装置において、前記第１の
   トランジスタインバータの出力端子間に放電灯を接続し
   、前記第２のトランジスタインバータの出力端子間に前
   記放電灯のフィラメントを接続し、前記商用交流電源を
   投入してから設定した所定時間は前記第２のトランジス
   タインバータのみを発振させるように、前記２個のトラ
   ンジスタインバータの前記主スイツチングトランジスタ
   のベース電流を制御する始動回路を具備したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。
4. （４）前記所定周期Ｔにおける、前記放電灯が点灯しな
   い範囲において、前記第１のトランジスタインバータは
   選択的に発振するか否がを選択することができるように
   構成した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。