JPS60200500A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS60200500A
JPS60200500A JP59056810A JP5681084A JPS60200500A JP S60200500 A JPS60200500 A JP S60200500A JP 59056810 A JP59056810 A JP 59056810A JP 5681084 A JP5681084 A JP 5681084A JP S60200500 A JPS60200500 A JP S60200500A
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JP
Japan
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frequency
discharge lamp
inverter
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Prior art date
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Pending
Application number
JP59056810A
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English (en)
Inventor
春男 永瀬
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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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〕 (1) 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〕
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。
コンデンサ等の単独あるいはそれらの組合せであるので
、寸法1重量ともに大きく、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。
軽量、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−りの不安定(ゆらぎ。
(2) 立ち消え1発光管破壊など)が存在することが知られて
おり (Jourral of Applied Ph
ysics −49(51,May 1978.268
0〜2683頁およびその参考文献)、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 TRANSACTION 、
 DECEMBER1969“In1tial Cha
racteristicsof Iligh Inte
nsity Discharge Lamps on 
Iligh −Frequency Pouer ” 
)。
上述の高圧放電灯の高周波点灯時に発生ずるア−りの不
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。すなわち、 +a) 電気的入力の高周波変動 ↓ (bl 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↓ (d) 限度以上の圧力振幅によりア−りの不安定さが
発生 なお、上記の特別の周波数とは、いわゆる音響(3) 的共鳴周波数であって、アークのディメンジョン(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、上記音速は、ガスの平均分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
比較的簡単にめることができる。また、限度以上の圧力
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動ハーアブシジン型の高周波イン
バータ部2で高周波出力に変換し、この高周波出力を高
圧放電灯LA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。
(4) 上記高周波インバータ部2のドライブ信号は、基準周波
数発振部5とフリップフロップ部4とへ一スドライバ部
(アイソレータ兼用)3とからなるインパーク制御部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、スイッチングトランジスタQQ、、Q
Q2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
QQ、、QQ2にダイオードDDI、DD2を各々逆並
列接続し、スイッチングトランジスタQQ+ 、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L 、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QQI、QQ2のペースにはそれぞ
れ第3図(A)、(B)に示すへ一ストライブ信号が加
えられ、その高レベル期間にスイッチングトランジスタ
QQI、QQ2が各々オンとなり、低レベル期間に各々
オフとなる。
上記スイッチングトランジスタQQ、、QQ2(5) 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r L Aは、スイッチング
トランジスタQQI、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
トランジスタQQ、→高圧放電灯LA−インダクタL1
−コンデンサC0→コンデンサ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QQ1がオ
フとなったt2〜t3間では、インダクタ■、1−コン
デンサCo−コンデンサC2→ダイオードDD2=高圧
放電灯LA−インダクタL Iの経路で流れる(インダ
クタL1のエネルギがダイオードDD2を介して放出さ
れる)。また、スイッチングトランジスタQQ+ 、Q
Q2がそれぞれオフ、オンとなっているt3〜tQ間で
は、直流電源1−コンデンサC1−コンデンサCo−イ
ンダクタ1,1→高圧放電灯L A→スイッチング1−
ランジスタQQ2−直流電源1の経路で流れ、その後の
スイッチングトランジスタQQ2がオフとなったt。〜
t1(6) 間では、インダククL1−高圧放電灯L A−ダイオー
ドDD、→コンデンザC,←コンデンザC。
−インダクタL 、の経路で流れる(インダクタL 。
のエネルギがダイオードDDI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L A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)製)I
、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′F
1.低しベル時間T2の波形を発生する。この場合、時
間T1は抵抗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
4−013B:松下M)■2と4個のNAND回路(M
N4011B:松下!i!J)13〜■6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(7) 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I・ランジスク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ば、フリップフロップ部4からの2
相のインバータ制御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に対するドライバ部
は、第4図(C)の波形によってトランジスタQQ3を
スイッチングしてパルストランスPT1の1次巻線に通
電し、このパルストランスPT1の2次巻線出力ヲスイ
ソ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、R1+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(8) 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。
なお、高圧放電灯LA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LA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ことを目的とする。
〔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、この高周波インバータの出
力周波数を所定時間より短い時間毎に変化させる周波数
制御手段とを備える構成に(9) 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、第5図に示すよ
うに、第1図の基準周波数発振部5に代えて、ランダム
周波数発振部7を用いたインバータ制御部6aを使用し
ている。このランダム周波数発振部7は、発振周波数を
、設定された最高周波数と最低周波数の範囲で所定の時
間より短い時間毎にランダムに変化させるようになって
いる。例えば、最高50KIIz、最低40 K Il
zで変化幅10KHz内で周波数をランダムに変化させ
る。
このようにすれば定格出力の設定が容易で回路上の制約
も少ない。
また、ある周波数fχから別の周波数fYへ変化させる
時間は周波数fχで共鳴からアークが不安定になる時間
より短く設定する。これは、周波数がランダムに変化し
ても、ある特定の周波数に滞在する時間が長いと、周波
数fXにおける音響的共鳴によるアークの不安定が生し
るためである。
40Wの水銀灯の場合その時間が数十m sec程度(
10) になると不安定になる。
この高周波放電灯点灯装置は、点灯周波数を!′n−で
はなく複数にして順次切換えるようにし、ある周波数か
ら次の周波数へ移る時間および変化する周波数の幅を一
様にせず絶えず変化させて音響的共鳴現象によるアーク
の不安定を回避しようとするものである。
第6図は上記ランダム周波数発振部7の詳細なブロック
図を示し、第7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(SN741−3O4,
N:テキサスインスツルメント社製)TV〜■9.抵抗
R8〜R11,コンデンサC9より構成され、第8図(
A)に示すような例えば5 M Hzのクロック信号を
発生ずる。
カウンタ部10は、バイナリリソプルカウンタ(MCI
4.040B:モトローラ社製)Ifo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〜QI2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)111で構成され、バイナリリップルカウン
タI toの出力01〜Q12をアドレス入力AI〕〜
A11(第8図(B))としてデータを読み出すもので
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、したがってクロック信号
の1周期毎にj!6次異l6アドレスのデータがデータ
出力DO〜D7として読み出されることになり、ROM
Inの各アドレスに出力すべき波形の振幅データを)噴
火記憶させておけば、ROMIH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。この実施例で出力すべき波形は矩形波であるので
1ビツトのデータでよく、図示の場合、データ出力D?
 (第8図(C))を使用しており、出力すべき矩形波
周波数が例えば40〜50 K fizの範囲でランダ
ムに変化するように11111 、If 011のデー
タを記憶させている。なお、ROMI、、のデータ出力
Doは、バイナリリップルカウンタIIOのリセント用
として使用されており、oo番地から、mn番地までの
D7のデータが読み出される毎に、バイナリリソプルカ
ウンタI 10にリセソ1−信号(”1”)を与えるよ
うに“1″、“OIfのデータを記憶させている。
上記ROMIHは、データが“1″のときに出力を高レ
ベルとし、u OTJのときに出力を低レベルとするも
のである。
ラッチ回路8は、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.If3はR
OMIt+のデータ出力D?、DOをクロック信号の立
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IC,2の出力(第8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113の出
力がバイナリリップルカウンタIIOのRESET入力
となる。
なお、上記フリップフロップ回路TI2,113が必要
な理由はつぎのとおりである。すなわち、ROMT、、
のアドレス入力AO−Allが変化した時(13) にそれより数百n sec遅れてROMIHの内容がデ
ータ出力Do〜D7に現われ、このときにデータ出力D
o〜D?が変化することになる。したがって、ROMI
+、のアドレス入力AO−Allが変化するときにデー
タ出力D?、Doに′0″かIf 071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D?
、Doを正常に波形整形している。
このように、この実施例は、所定の時間より短い時間毎
に高周波インバータ部2の出力周波数を変化させるよう
にしたため、音響的共鳴現象によるアークの不安定さを
解消でき、ゆらぎ、立ち消え2発光管破損等を防止する
ことができる。また、複数個の周波数をランダムに発生
させ、かつデッドタイムを確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とランチ回路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M t
lzと高く設定できるため、周波数の分解能が(14) 高く、各々の周波数の精度が高い。また、周波数の設定
はROMI+を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、」1記実施例では、ハーアブシジン型インハ−り
について説明したが、これに限定されるものではな(、
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−りの不安定さを解消することができ、ゆらぎ、
立ち消え3発光管破損等を防止できる。
【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図はその詳細回
路図、第8図はその各′部のタイミング図である。 1−直流電源、3−ヘースドライハ部、4−フリソプフ
ロンプ部、7−ランダム周波数発振部、T、、A−高圧
放電灯、8−ランチ回路、9−波形記憶部、10−カウ
ンタ部、11−クロック信号発生回路

Claims (2)

    【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、この高周波インバータの出力周
    波数を所定時間より短い時間毎に変化させる周波数制御
    手段とを備えた放電灯点灯装置。
  2. (2)前記高周波インバータが他励式インバータであっ
    て、前記周波数制御手段は、周波数が変化する所定の波
    形パターンの各データを記憶する波形記憶部と、この波
    形記憶部から前記波形パターンの各データを順次読み出
    すデータ読み出し部と、このデータ読み出し部によって
    読み出された波形パターンに対応して前記他動式インバ
    ータを駆動するインバータ駆動部とで構成している特許
    請求の範囲第(])項記載の放電灯点灯装置。
JP59056810A 1984-03-23 1984-03-23 放電灯点灯装置 Pending JPS60200500A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59056810A JPS60200500A (ja) 1984-03-23 1984-03-23 放電灯点灯装置

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JP59056810A JPS60200500A (ja) 1984-03-23 1984-03-23 放電灯点灯装置

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JPS60200500A true JPS60200500A (ja) 1985-10-09

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63285899A (ja) * 1987-05-12 1988-11-22 ソーン イーエムアイ ピーエルシー 電源装置
JP2009518818A (ja) * 2005-12-14 2009-05-07 オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 高圧放電ランプを作動させるための回路装置および方法

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