JPS60200499A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS60200499A
JPS60200499A JP59056809A JP5680984A JPS60200499A JP S60200499 A JPS60200499 A JP S60200499A JP 59056809 A JP59056809 A JP 59056809A JP 5680984 A JP5680984 A JP 5680984A JP S60200499 A JPS60200499 A JP S60200499A
Authority
JP
Japan
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discharge lamp
frequency
section
circuit
pressure discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP59056809A
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English (en)
Inventor
春男 永瀬
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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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】 〔技術分野〕 この発明は高圧放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関
するものである。
〔背景技術〕
(1) 一般的に、放電灯点灯装置の小型、軽量、低損失化が望
まれているところであるが、従来一般の放電灯点灯装置
は、チョークコイル、トランス。
コンデンサ等のq1独あるいはそれらの組合セであるの
で、寸法1重量ともに太き(、蛍光灯などに比べて高圧
放電灯では、放電灯寸法そのものが小さいので、点灯装
置の照明器具内蔵を考えた場合などは、その収納スペー
スがとれないなどの問題があった。
そこで最近は、蛍光灯では、点灯装置の小型。
軽け、低損失化および発光効率の向上を狙いとして、ス
イッチングトランジスタ等を使用した高周 ゛波点灯装
置が実用化されている。上記高周波点灯装置は、高圧放
電灯に適用しても蛍光灯と同様の効果があり、実用化が
望まれている。
しかしながら、高圧放電灯の高周波点灯時には、音響的
共鳴に起因するアークの不安定(ゆらぎ。
立ち消え2発光管破壊など)が存在することが知られて
おり (Journal of Applied Ph
ysics −49(5)、門ay 1978.268
0〜2683頁およびその参考文献)、(2) その防止策についても、矩形波点灯や周波数の限定等各
種の方法が知られている(ex、IEs TRANSA
CTION 、 DECEMBER1969” In1
tial Characteristics of l
ligh Intensity Discharge 
Lamps on Iligh−Frequency 
Power l′)。
上述の高圧放電灯の高周波点灯時に発生ずるアークの不
安定さの形成メカニズムは下記のごときものと考えられ
ている。ずなわら、 (a) 電気的入力の高周波変動 ↓ fbl 発光管内ガスの圧力変化 ↓ (C) 特別の周波数における定在圧力波発生↓ (dl 限度以」二の圧力振幅によりアークの不安定さ
が発生 なお、」二記の特別の周波数と副、いわゆる音響的共鳴
周波数であって、ア−りのディメンジョン(現実的には
発光管形状)と発光管内の音速で決定されるものであり
、」二記音速は、ガスの平均分(3) 子量とイオン温度が決まれば決まるものであるので、そ
れらの値さえ判れば比較開面i1にめることができる。
また、限度以」−の圧力振幅によるアークの不安定さが
どの音響的共鳴周波数で起こるのかについては、非線形
の領域の問題であって単純にその答をめることはできな
い。
つぎに、高圧放電灯用の高周波放電灯点灯装置の具体的
な従来例を第1図ないし第3図により説明する。第1図
はこの高周波放電灯点灯装置のブロック図であり、第2
図はその詳細な回路図である。
この高周波放電灯点灯装置は、第1図に示すように、直
流電源(交流電源を整流および平滑したものでもよい)
1からの直流出力を他励ハーアブシジン型の高周波イン
ハ−り部2で高周波出力に変換し、この高周波出力を高
圧放電灯L Aに与えて高圧放電灯L Aを点灯させる
ようになっている。
−ヒ記高周波インバータ部2のドライブ信号は、基i%
周周波先発振部とフリップフロップ部4とへ一スドライ
ハ部(アイソレ−り兼用)3とからなる(4) インバータ制御部6によって与えている。
より詳しく説明すると、第2図に示すように、高周波イ
ンバータ部2は、スイッチング1ヘランジスタQQ、、
QQ2の直列回路とコンデンサC1゜C2の直列回路を
それぞれ直流電源1に接続し、スイッチングトランジス
タQQI、QQ2にダイオードDD1.DD2を各々逆
並列接続し、スイッチングトランジスタQQ1.QQ2
の接続点とコンデンサc、、c2の接続点との間にコン
デンサCoおよびインダクタL1の直列回路を高圧放電
ランプLAと直列となるように接続してあり、スイッチ
ングトランジスタQQ、、QQ2のへ一スにはそれぞれ
第3図(A>、(B)に示すペースドライブ信号が加え
られ、その高レベル期間にスイッチングトランジスタQ
Q、、QQ2が各々オンとなり、低しベル期間に各々オ
フとなる。
上記スイッチングトランジスタQQ、、QQ2のオン、
オフよって第3図(C)に示すようなランプ電流ILA
が矢印(第2図)の向きに流れることになる。すなわち
、このランプ電流■LAは、(5) スイッチングトランジスタQQ、、QQ2がそれぞれオ
ン、オフとなっているt1〜t2間では、直流電源1−
スイッチング1〜ランジスタQQ、−+高圧放電灯L 
A−インダクタL1−コンデンザC0−コンデンザC2
−直流電源1の経路で流れ、その後のスイッチングトラ
ンジスタQQ、がオフとなったt2〜t3間では、イン
ダクタL1→コンデンサCo→コンデンサC2→ダイオ
ードDD2−高圧放電灯L A−インダクタT、1の経
路で流れる(インダクタL1のエネルギがダイオードD
D2を介して放出される)。また、スイッチングトラン
ジスタQQ+ 、QQ2がそれぞれオフ、オンとなって
いるt3〜to間では、直流電源1−コンデンザC工→
コンデンザCo→インダククL1−4高圧放電灯LA−
スイッチングトランジスタQQ2−直流電源1の経路で
流れ、その後のスイッチング1〜ランジスタQQ2がオ
フとなったto−t1間では、インダクタL 、→高圧
放電灯LA→ダイオードDDI→コンデンサC1−1コ
ンデンサc。
−・インダクタL1の経路で流れる(インダクタL1(
6) のエネルギがダイオードDD、を介して放出される)。
上記の動作を繰返すことで高圧放電灯LAが定常点灯す
ることになる。
基準周波数発振部5は、基準周波数を設定するもので、
タイマ回路(μPCl555C,日本電気(株)裂)1
1と抵抗R6,R7とコンデンサC5,C6とで構成さ
れており、第4図(A)に示すような高レベル時間T1
.低レベル時間T2の波形を発生する。この場合、時間
T1ば抵抗R6とコンデンサC5の時定数で決まり、時
間T2は抵抗R7とコンデンサC5の時定数で決まる。
フリップフロップ部4は、フリップフロップ回路(MN
4013B:松下語)12と4個のNAND回路(MN
4011B:松下製)13〜I6とから構成され、第4
図(A)の波形の入力に対し、第4図(B)、(C)に
示す周期T3の波形の2相のインバータ制御信号を出力
する。この2相のインバータ制御信号はT2のデッドタ
イムを有しているが、このデッドタイムはスイッチング
(7) トランジスタQQ、、QQ2の同時オンを防止するため
に設けられている。
ヘースドライハ部3は、フリップフロップ部4からの2
相のインバータ制御JO信号を増幅および絶縁してスイ
ッチングトランジスタQQ、、QQ2に伝えるもので、
例えばスイッチングトランジスタQQ2に対するト′ラ
イバ部は、第4図(C)の波形によってトランジスタQ
Q3をスイッチングしてパルストランスPT、の1次巻
線に通電し、このパルストランスPTlの2次巻線出力
をスイッチングトランジスタQQ2に加えるようになっ
ている。抵抗R3およびコンデンサc3はスナバ回路を
構成し、トランジスタQQ3のコレクタ・エミッタ間に
印加される電圧を抑えるようになっている。C4はスピ
ードアンプコンデンサ、RI+R2,R4,R5はそれ
ぞれバイアス用の抵抗である。スイッチングトランジス
タQQ、に対するドライバ部については回路の図示は省
略しているが、スイッチングトランジスタQQ2に対す
るものと同じである。
(8) なお、高圧放電灯L Aの点灯周波数はT3の逆数であ
る。
以上のような動作で高圧放電灯L Aを定常点灯させる
のであるが、前述したような高圧放電灯特有の高周波点
灯による音響的共鳴現象が起こってアークが不安定とな
り、ちらつきが生じ、激しいときには立ち消え1発光管
の破損に至ることがあった。
〔発明の目的〕
この発明はアークの不安定さを解消することができる放
電灯点灯装置を提供するごとを目的とする。
〔発明の開示〕
この発明は、高圧放電灯と、この高圧放電灯を高周波点
灯させる高周波インバータと、前記高圧放電灯に流れる
ランプ電流に所定時間より短い時間毎に一時停止期間を
設ける電流制御手段とを備える構成にしたことを特徴と
する。
この発明の一実施例を第5図ないし第8図に基づいて説
明する。この高周波放電灯点灯装置は、(9) 第5図に示すように、第1図の回路に発振一時停止回路
部7を付加したインバータ制御部6aを用いたものであ
る。
この発振一時停止回路部7は、所定時間(音響的共鳴が
起きてアークが不安定となるまでの時間)より短い時間
毎に基準周波数発振部5の発振を一時停止させて高圧放
電灯LAに流れるランプ電流ILAを第8図に示すよう
に周期的に一時停止させるようにしたものである。
発振一時停止回路部7は、第6図に示すようにアンド回
路114とタイマ回路TMとから構成されている。この
発振一時停止回路部7およびその周辺部分の動作を第7
図により説明する。
基準周波数発振部5は第7図(A)に示すような基準周
波数信号を発生し、発振一時停止回路部7のタイマ回路
TMは第7図(B)に示すような通常は高レベルで周期
的に低レベルとなる信号を発生する。アンド回路114
は、タイマ回路TMの出力の高レベル期間に開き、低レ
ベル時間は閉じることになるため、アンド回路Il+の
出力は第7(10) 図(C)のようになる。このアンド回路111の出力を
フリップフロップ部4に入力すると第7図(D>、(E
)に示すような2相のインバータ制御信号が出力され、
これを高周波インバータ部2に入力することで第8図に
示したような周期的に一時停止するランプ電流ILAが
高周波インバータ部2から高圧放電灯L Aへ供給され
ることになる。
このように構成すると、音響的共鳴現象によるアークの
不安定が生じる前に高周波インバータ部2の動作を停止
させて共鳴現象の強さを減衰させ、減衰後に再び高周波
インバータ部2を作動させることができ、アークが不安
定になるのを防止することができ、ゆらぎ、立ち消え1
発光管破損等を防止することができる。また、アンド回
路114とタイマ回路TMとからなる発振一時停止回路
部7を追加するだけでよく、構成が簡単である。
この発明の他の実施例を第9図ないし第13図る基づい
て説明する。この高周波放電灯点灯装置は、第9図に示
すように、第1図の基準周波数発振部5に代えて、一時
停止型発振f(67°を用いたインバータ制御部6bを
使用している。この一時停止型発振部7′は、前記実施
例における基準周波数発振部5および発振一時停止回路
部7に相当するもので、所定時間(音響的共鳴が起きて
アークが不安定になるまでの時間)より短い時間毎に発
振を一時停止して高圧放電灯L Aに流れるランプ電流
ILAを第13図に示すように一時停止させるようにし
たものである。第13図(A)の波形は一時停止時間を
時間とともに変化させた場合を示し、第13図(B)の
波形は発振周波数を時間とともに変化させた場合を示し
、第13図(C)は一時停止からつぎの一時停止までの
間のサイクル数を時間とともに変化させた場合を示して
いる。
なお、図示はしていないが第13図(A)、(B)。
(C)の波形を組み合せた波形も一時停止型発振部7′
より出力させることができる。
なお、第13図(B)の波形を出力させる場合には周波
数の変化によっても音響的共鳴が抑えられるため、より
効果的である。
第10図は一時停止型発振部7°の詳細なブロック図を
示し、第11図はその詳細な回路図を示している。第6
図および第7図において、クロック信号発生部11は、
水晶発振素子X、インバータ(SN74.LSO4N:
テキサスインスツルメント社製)T?〜I9.抵抗R8
〜R11,コンデンザC9より構成され、第12図(A
)に示すような例えば51VHIzのクロック信号を発
生する。
カウンタ部10ば、バイナリリップルカウンタ(MC1
404,0B:モトローラ社製)I+oで構成され、ク
ロック信号の立下りをカウントシ、そのカウントデータ
を出力Q1〜Q12として出力するようになっており、
最大4096個のパルスをカウントできる。
波形記憶部9は、ROM (M5L273に:三菱電機
(株)製)Inで構成され、バイナIJ IJソプルカ
ウンタT 10の出力Q1〜Q12をアドレス入力Ao
”−A++(第12図(B))としテテータを読め出す
ものであり、アドレス入力AO〜Allがクロック信号
の1周期毎に順次1番地ずつ変化し、(13) したがってクロック信号の1周期毎に順次具なるアドレ
スのデータがデータ出力Do””’D?として読み出さ
れることになり、ROMInの各アドレスに出力すべき
波形の振幅データを順次記憶させておけば、ROMI+
+の各アドレスのデータを順次読み出すことによりその
波形が出力されることになる。ごの実施例で出力すべき
波形は矩形波であるので1ピツ1〜のデータでよく、図
示の場合、データ出力D? (第12図(C))を使用
しており、流すべきランプ電流ILAの波形(例えば第
13図(A)〜(C))に対応して決定される矩形波に
応じて“1”、“0゛′のデータを記憶させている。な
お、ROM I nのデータ出力DOは、バイナリリッ
プルカウンタI 10のリセット用として使用されてお
り、000番地ら、mn番地までのD7のデータが読み
出される毎に、バイナリリップルカウンタ110にリセ
ット信号じ1”)を与えるように“1”、“0”のデー
タを記憶させている。
上記ROMI++は、データが1”のときに出(14) 力を高レベルとし、′0°゛のときに出力を低レベルと
するものである。
ランチ回路8ば、2個のフリップフロップ回路(MN4
013B:松下製) 112. 113から構成されて
おり、このフリップフロップ回路112.T13はRO
MI++のデータ出力D?、Doをクロ・7り信号の立
上りに応答してランチするものであり、フリップフロッ
プ回路rc12の出力(第131図(D))がフリップ
フロップ部4に入力され、フリップフロップ回路+13
の出力がバイナリリソプルカウンタ110のRESET
入力となる。
なお、上記フリップフロップ回路112.■!3が必要
な理由はつぎのとおりである。すなわち、ROMI、、
のアドレス入力AO−Allが変化した時にそれより数
百n58C遅れてROMInの内容がデータ出力Do−
D?に現われ、このときにデータ出力Do−D7が変化
することになる。したがって、ROMInのアドレス入
力AO”Allが変化するときにデータ出力D7.Do
に0”か” l ”かが保証されない時期があり、これ
をなくす必要があるためであり、フリップフロップ回路
112.113でデータ出力D7.Doを正常に波形整
形している。
この実施例によれば、ランプ電流ILAに一時停止期間
を設け、かつデッドタイムを(Re保しながら安定に動
作させるための構成がクロック信号発生回路11とカウ
ンタ部10と波形記憶部9とラッチ回路8とだけの簡単
な構成で実現できる。また、クロック信号の周波数を数
MHzと高く設定できるため、波形の分解能が高く、波
形の精度が高い。上記以外の効果は前述と同様である。
また、波形の設定はROMIn内のデータをもとにして
いるため、回路定数のばらつきに左右されない。
なお、上記実施例では、ハーアブシジン型インバータに
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、他
方式のインバータでも同様にこの発明を適用できる。ま
た、波形記憶部10にROMl11を使用しているが、
これに限ることはなく、RAM等でもよい。
〔発明の効果〕
この発明の放電灯点灯装置によれば、音響的共鳴に寄囚
するアークの不安定さを解消することができ、ゆらぎ、
立ち消え1発光管破1n等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高周波放電灯点灯装置のブロック図、第
2図はその詳細な回路図、第3図および第4図はその各
部の波形図、第5図はこの発明の一実施例の回路図、第
6図はその要部の詳細ブロック図、第7図はその各部の
波形図、第8図はランプ電流の波形図、第9図はこの発
明の他の実施例のブロック図、第10図はその要部の詳
細ブロック図、第11図はその詳細回路図、第12図は
その各部のタイミング図、第13図はランプ電流の波形
図である。 1・・・直流電源、3・・・ヘースドライハ部、4・・
・フリップフロップ部、5・・・基準周波数発振部、7
・・・発振一時停止回路部、7°・・・一時停止型発振
部、LA・・・高圧放電灯、8・・・ラッチ回路、9・
・・波形記憶部、10・・・カウンタ部、11・・・ク
ロック信号発(17) 生回路 (18) 工 −エ −エ −エ −I −

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高圧放電灯と、この高圧放電灯を高周波点灯させ
    る高周波インバータと、前記高圧放電灯に流れるランプ
    電流に所定時間より短い時間毎に一時停止期間を設ける
    電流制御手段とを備えた放電灯点灯装置。
  2. (2)前記電流制御手段は前記高周波インバータの発振
    を一時停止させる発振一時停止手段である特許請求の範
    囲第(1)項記載の放電灯点灯装置。
  3. (3)前記電流制御手段は前記高周波インバータと前記
    高圧放電灯との間に設けたスイッチである特許請求の範
    囲第(])項記載の放電灯点灯装置。
JP59056809A 1984-03-23 1984-03-23 放電灯点灯装置 Pending JPS60200499A (ja)

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JP59056809A JPS60200499A (ja) 1984-03-23 1984-03-23 放電灯点灯装置

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JP59056809A JPS60200499A (ja) 1984-03-23 1984-03-23 放電灯点灯装置

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JPS60200499A true JPS60200499A (ja) 1985-10-09

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03126946U (ja) * 1990-04-05 1991-12-20
JPH03128145U (ja) * 1990-04-07 1991-12-24
JPH03128144U (ja) * 1990-04-07 1991-12-24

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03126946U (ja) * 1990-04-05 1991-12-20
JPH03128145U (ja) * 1990-04-07 1991-12-24
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