JPS60207290A - One-element inverter for firing discharge lamp - Google Patents

One-element inverter for firing discharge lamp

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JPS60207290A
JPS60207290A JP59062318A JP6231884A JPS60207290A JP S60207290 A JPS60207290 A JP S60207290A JP 59062318 A JP59062318 A JP 59062318A JP 6231884 A JP6231884 A JP 6231884A JP S60207290 A JPS60207290 A JP S60207290A
Authority
JP
Japan
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discharge lamp
resonant circuit
capacitance
inverter
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP59062318A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
以清 延原
浩史 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Electric Equipment Corp
Toshiba Denzai KK
Original Assignee
Toshiba Electric Equipment Corp
Toshiba Denzai KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Electric Equipment Corp, Toshiba Denzai KK filed Critical Toshiba Electric Equipment Corp
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ブロッキング発振型の放電灯点灯用−石式イ
ンバータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a blocking oscillation type inverter for lighting a discharge lamp.

発明の技術的背景及びその問題点 一般に、インバータを用いて放電灯を点灯させる放電灯
点灯装置では、始動時にフィラメント予熱を十分に行な
ってから点灯させるウオームスタートが望まれる。
Technical Background of the Invention and Problems Thereof Generally, in a discharge lamp lighting device that uses an inverter to light a discharge lamp, a warm start is desired in which the filament is sufficiently preheated at the time of startup before lighting.

第1図はラピッド方式の放電灯点灯装置を示すもので、
交流電源1に対しスイッチング1−ランシスタ2を有す
るインバータ回路3を介してインバータトランス4の一
次巻線N1が接続されており、二次巻線N2に放電灯5
が接続され、その一部がフィラメント用巻線Np 1 
、 N 112とされてフィラメント5a、5L+に接
続されている。この場名、出力電圧、即ち二次巻線N2
によるランプ印加電圧が高すぎるとフィラメント5d、
5bが予熱されないうちに放電して点灯してしまうコー
ルドスタートとなり、フィラメント5a、5bを損傷す
るので、ウオームスタートさせるためには放電灯5が点
灯しない程度に出力電圧を下げる必要がある。 その手
段として、スイッチングトランジスタ2のドライブ電流
を減少させA級動作させることにより出力電圧を下げる
方式がある。つまり、始動時と定常時とで発振モードを
変えるものであり、トランジスタ2にストレスが加わり
、かつ、その発熱も大きいものである。
Figure 1 shows a rapid type discharge lamp lighting device.
A primary winding N1 of an inverter transformer 4 is connected to an AC power supply 1 via an inverter circuit 3 having a switching circuit 1 and a run transistor 2, and a discharge lamp 5 is connected to a secondary winding N2.
is connected, and a part of it is connected to the filament winding Np 1
, N 112 and connected to filaments 5a and 5L+. This field name, output voltage, i.e. secondary winding N2
If the voltage applied to the lamp is too high, the filament 5d,
A cold start occurs in which the discharge lamp 5b is discharged and lit before it is preheated, damaging the filaments 5a and 5b. Therefore, in order to perform a warm start, it is necessary to lower the output voltage to such an extent that the discharge lamp 5 does not light up. As a means for this, there is a method of lowering the output voltage by reducing the drive current of the switching transistor 2 to perform class A operation. In other words, the oscillation mode is changed between starting and steady state, which puts stress on the transistor 2 and generates a large amount of heat.

又、インバータ回路3の入力部に抵抗を接続し、その電
圧降下により出力電圧を下げる方式もある。
There is also a method in which a resistor is connected to the input part of the inverter circuit 3 and the output voltage is lowered by the voltage drop caused by the resistor.

しかし、200〜400v程度の耐圧の大きいスイッチ
素子を抵抗に並列に設ける必要があって高価となり、か
つ、定常時にはこのスイッチ素子によりロスを生ずる。
However, it is necessary to provide a switch element with a high withstand voltage of about 200 to 400 V in parallel with the resistor, which is expensive, and also causes loss during normal operation.

更に、インバータ回路3を一石ブロッキング発振型とし
て構成し、始動時にはリセット回路を不動作にしてトラ
ンジスタ2のON時間を短くする方式もある。しかし、
電源電圧の変動の影響を受けて出力電圧も大きく変化し
てしまい、安定性に欠けるものである。
Furthermore, there is also a method in which the inverter circuit 3 is configured as a single-block oscillation type, and the reset circuit is made inactive at startup to shorten the ON time of the transistor 2. but,
The output voltage also changes greatly due to fluctuations in the power supply voltage, resulting in a lack of stability.

発明の目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、スイッ
チングトランジスタにストレスを与えたり高耐圧スイツ
チ素子を用いることなく、安定して出力電圧を下げウオ
ームスタートさせることができる放電灯点灯用一方式イ
ンバータを得ることを目的とする。
Purpose of the Invention The present invention has been devised in view of the above points, and provides a discharge lamp lighting device that can stably lower the output voltage and perform a warm start without applying stress to the switching transistor or using a high-voltage switch element. The purpose is to obtain a one-way inverter for use.

発明の概要 本発明は、ブロッキング発振型を採用してそのベースド
ライブ用のLC直列共振回路に着口し、始動時にはタイ
マー回路により一定時間は容量分を小さくしスイッチン
グトランジスタのON時間を短くし、放電灯が点灯しな
い程度にランプ印加電圧を下げてフィラメント予熱を行
なわせ、一定時間後には容量分を大きくして定□常ラン
プ電圧を発生させ始動点灯するように構成したものであ
る。。
Summary of the Invention The present invention adopts a blocking oscillation type LC series resonant circuit for its base drive, and at startup, a timer circuit reduces the capacitance for a certain period of time to shorten the ON time of the switching transistor. The lamp is configured to preheat the filament by lowering the voltage applied to the lamp to such an extent that the discharge lamp does not light up, and after a certain period of time, the capacity is increased to generate a steady lamp voltage for starting and lighting. .

発明の実施例 本発明の一実施例を第2図ないし第4図に基づいて説明
する。第1図で示した符号はそのまま用いるものとする
。まず、交流電源に接続された全波整流回路10の出力
端にはインバータトランス4の一次巻線N1.スイッチ
ングトランジスタ2のコレクターエミッタ、ダイオード
11が接続されている。前記−次巻線N1にはコンデン
サ12が並列接続され、−次巻線N1のインダクタンス
LPとコンデンサ12の容量CpとによりLC並列共振
回路13が形成されている。又、インバータトランス4
の一次側には一端が前記ダイオード11に接続されたベ
ース巻線Nuが設けられている。
Embodiment of the Invention An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. The symbols shown in FIG. 1 shall be used as they are. First, the output end of the full-wave rectifier circuit 10 connected to an AC power source has the primary winding N1 of the inverter transformer 4. The collector emitter of the switching transistor 2 and the diode 11 are connected. A capacitor 12 is connected in parallel to the -order winding N1, and an LC parallel resonant circuit 13 is formed by the inductance LP of the -order winding N1 and the capacitance Cp of the capacitor 12. Also, inverter transformer 4
A base winding Nu whose one end is connected to the diode 11 is provided on the primary side.

しかして、前記トランジスタ2のベース・エミッタ間(
ここに、エミッタ側はダイオード11、ベース□巻線N
Bのセンタータップを介する)にはこのトランジスタ2
のベースドライブ用の1.C直列共振回路14が接続さ
れている。ここに、LC直列共振回路14のインダクタ
ンスLs分はチョークコイル15によるもので、このチ
ョークコイル15には抵抗16が並列接続されている。
Therefore, between the base and emitter of the transistor 2 (
Here, the emitter side is the diode 11, the base □ winding N
(through the center tap of B), this transistor 2
1 for the base drive. A C series resonant circuit 14 is connected. Here, the inductance Ls of the LC series resonant circuit 14 is due to a choke coil 15, and a resistor 16 is connected in parallel to the choke coil 15.

又、容量Cs分はダイオード17を介して並列接続され
たコンデンサ18.19により確保されるものであるが
、後述するようにスタート時の容量C!A。
Also, the capacitance Cs is secured by the capacitors 18 and 19 connected in parallel via the diode 17, but as will be described later, the capacitance C! A.

と定常時の容量CS 1 とが異なるように作用するも
のである。そして、コンデンサ19に対してはダイオー
ド17と逆になるようサイリスタ20が接続さ九、この
サイリスタ20のゲートに対してタイマー回路21が接
続されている。−このタイマー回路21は抵抗22、コ
ンデンサ23、抵抗24.25、ダイオード26により
構成され、ダイオード26は前記ダイオード11に接続
されている。又、コンデンサ18にはトランジスタ27
を介して抵抗28が並列に接続され、1〜ランシスタ2
7のベースとベース巻線Nu一端との間には抵抗29、
ダイオード30.31が接続されている。
and the steady state capacitance CS 1 are different from each other. A thyristor 20 is connected to the capacitor 19 so as to be opposite to the diode 17, and a timer circuit 21 is connected to the gate of the thyristor 20. - This timer circuit 21 is composed of a resistor 22, a capacitor 23, a resistor 24, 25, and a diode 26, and the diode 26 is connected to the diode 11. In addition, a transistor 27 is connected to the capacitor 18.
A resistor 28 is connected in parallel through the resistors 1 to 2.
A resistor 29 is connected between the base of 7 and one end of the base winding Nu.
Diodes 30, 31 are connected.

ここで、前記コンデンサ18.19であるが。Here, the capacitors 18 and 19 are mentioned above.

各々の容量をC1e、Ctsとすると、 C1B < 
C1sであり、例えばC1B : C15= 1 : 
10の如く設定されている。従って、容NC5Kつきコ
ンデンサ18.19の並列で考えれば合成容量であり、
Cs= Ci&1 + C1vとなるが、コンデンサ1
8単独で考えればCs = C1uとなるものである。
Letting each capacitance be C1e and Cts, C1B <
C1s, for example C1B: C15=1:
It is set as 10. Therefore, if we consider 18.19 capacitors with capacitance NC5K in parallel, it is a composite capacitance,
Cs = Ci & 1 + C1v, but capacitor 1
If 8 is considered alone, Cs = C1u.

このようにして、LC並列共振回路13及びLC直列共
振回路14を含む一方式プロッキング発振型インバータ
が構成されている。
In this way, a one-way blocking oscillation type inverter including the LC parallel resonant circuit 13 and the LC series resonant circuit 14 is configured.

このような構成において、今、仮にサイリスタ20がO
Nしているものとする。一方式インバータにおいては、
LC並列共振回路13、LC直列共振回路14の作用に
よりスイッチングトランジスタ2を制御し、ベース電流
工II?コレクタ電流Icが第3図(、)(b)に示す
ように流れ、スイッチングトランジスタ2のOFF時に
そのコレクタ・エミッタ間に同図(c)に示すような電
圧V c yが生ずる。即ち、電源投入に基づき抵抗3
2等を介してベース電流Inが流れ始めるとスイッチン
グトランジスタ2がONする。これにより、コレクタ電
流1cも流れてLC並列共振回路13が発振動作する。
In such a configuration, if the thyristor 20 is now
It is assumed that N. In a one-sided inverter,
The switching transistor 2 is controlled by the action of the LC parallel resonant circuit 13 and the LC series resonant circuit 14, and the base current generator II? A collector current Ic flows as shown in FIG. 3(,)(b), and a voltage V cy as shown in FIG. 3(c) is generated between the collector and emitter of the switching transistor 2 when it is turned off. In other words, upon power-on, resistance 3
When the base current In starts to flow through the transistors 2 and 2, the switching transistor 2 is turned on. As a result, the collector current 1c also flows, causing the LC parallel resonant circuit 13 to operate in oscillation.

一方、エミッタ電流がダイオード11を介してLC直列
共振回路14に流れ、スイッチング1〜ランジスタ2の
ベースドライブが継続される。そして、このLC直列共
振回路14によるペースドライブがコレクタ電流Icの
流れる時]11シ即ちスイッチングトランジスタ2のO
N時間を制御するものとなる。ここに、サイリスタ20
がO−Nしていると仮定しているので、各サイクル毎に
コンデンサ18.19に充電されトランジスタ2.7 
ONにより抵抗28による放電を行なうので、LC直列
共振回路14の容JICsはコンデンサ18.19の並
列接続により構成され、Cs = C111十C19と
なっている。そこで、この容JICs=C1u + C
illによるスイッチングトランジスタ2の○N時間T
1が二次巻線N2に定常ランプ電圧を生ずるように設定
される。
On the other hand, the emitter current flows through the diode 11 to the LC series resonant circuit 14, and the base drive of switching 1 to transistor 2 is continued. When the pace drive by this LC series resonant circuit 14 causes the collector current Ic to flow]11, that is, the O of the switching transistor 2
This will control the N time. Here, thyristor 20
Since it is assumed that the capacitor 18.19 is ON-N, the capacitor 18.19 is charged every cycle, and the transistor 2.7
Since the resistor 28 discharges when turned ON, the capacitance JICs of the LC series resonant circuit 14 is constituted by the parallel connection of the capacitors 18 and 19, and Cs=C111+C19. Therefore, this value JICs=C1u + C
○N time T of switching transistor 2 due to ill
1 is set to produce a steady lamp voltage in the secondary winding N2.

ところが、電源投入時にはタイマー回路21が存在する
のでサイリスタ20がONLでいない。
However, since the timer circuit 21 is present when the power is turned on, the thyristor 20 is not ONL.

即ち、ダイオード11.26を介して電流が流れるが、
これによりコンデンサ23の充電動作がt−1なわれサ
イリスタ20のゲート・がトリガされるに至らないから
である。従って、コンデンサ18への充電に併行してダ
イオード17を介してコンデンサ19へも充電されるが
、トランジスタ27がONL、でもサイリスタ20がO
NL、ていないので。
That is, current flows through the diode 11.26, but
This is because the charging operation of the capacitor 23 is delayed until t-1 and the gate of the thyristor 20 is not triggered. Therefore, in parallel with charging the capacitor 18, the capacitor 19 is also charged via the diode 17, but the transistor 27 is ONL, but the thyristor 20 is OFF.
NL, because I haven't.

コンデンサ19の放電は行なわれず、コンデン勺18の
放電のみ行なわれる。つまり、タイマー回路21により
サイリスタ20がONするまでの一定時間はコンデンサ
19が不動作となる。これにより、電源投入後の一定時
間はLC直列共振回路14の容量Csはコンデンサ18
の容ffi Cnuのみが受け持つことになる。これを
スタート時の容量C5O:C11lとするものである。
The capacitor 19 is not discharged, but only the capacitor 18 is discharged. That is, the capacitor 19 is inactive for a certain period of time until the thyristor 20 is turned on by the timer circuit 21. As a result, for a certain period of time after the power is turned on, the capacitance Cs of the LC series resonant circuit 14 is changed to the capacitor 18.
Only FFI Cnu will be in charge of this. This is set as the starting capacitance C5O:C11l.

ここに、CIllは並列合成容41 C1B + C1
9に比べて十分の一程度と小さいので、LC直列共振回
路14によるベース電流Iuの制御が第4図(、)に示
すようになり、コレクタ電流1cの流れる時間が同図(
Ll)に示すように短くなるものである。つまり、トラ
ンジスタ2のON時1111 T oが短くなるので、
−次巻線N1に基づき二次巻線N2に生ずるランプ印加
電圧がランプが底灯しない程度に下がることになる。こ
の状態でフィラメント巻線Np t 、 N+・2によ
りフィラメント5a、5bの予熱が行なわれる。
Here, CIll is a parallel composite capacitor 41 C1B + C1
9, the base current Iu is controlled by the LC series resonant circuit 14 as shown in FIG. 4(,), and the time during which collector current 1c flows is
It becomes shorter as shown in Ll). In other words, when transistor 2 is ON, 1111 T o becomes shorter, so
- The lamp voltage applied to the secondary winding N2 based on the secondary winding N1 is reduced to such an extent that the lamp does not bottom out. In this state, the filaments 5a and 5b are preheated by the filament windings Npt and N+.2.

そして、タイマー回路21による一定時間が経過してサ
イリスタ20がONすると、前述したように第3図に示
す如き制御となる。つまり、LC直列共振回路14の容
Jl(、sが並列コンデンサ18.19の合成容及によ
り構成されるものでありこれを定常時の容量C51=C
1&I+C19とするものである。このときにはトラン
ジスタ2のON時間T1が長いため、二次巻線Nlに定
常ランプ電圧を発生させ、放電灯5を点灯させることに
なる。
When the thyristor 20 is turned on after a certain period of time determined by the timer circuit 21 has elapsed, the control as shown in FIG. 3 is performed as described above. In other words, the capacitance Jl(,s) of the LC series resonant circuit 14 is composed of the combined capacitance of the parallel capacitors 18 and 19, and this is expressed as the steady state capacitance C51=C
1&I+C19. At this time, since the ON time T1 of the transistor 2 is long, a steady lamp voltage is generated in the secondary winding Nl, and the discharge lamp 5 is lit.

発明の効果 本発明は、上述したように構成したので、・\−スドラ
イブ用のLC直列共振回路の容1分をスタート時と定常
時とで異ならせ、スター1へ時にはこの容量分を小さく
してトランジスタのコレクタ電流の流れる時間、即ちス
イッチ〉グトランジスタのON時間を短くするだけでラ
ンプ印加電圧を下げつつフィラメント予熱を行ない、そ
の後定常ランプ電圧にして点灯させることができ、スイ
ッチングトランジスタにストレスを与えたり高耐圧スイ
ツチトランジスタにストレスを与えたり高耐圧スイツチ
素子を用いることなく、安定してウオームスタートさせ
ることができるものである。
Effects of the Invention Since the present invention is configured as described above, the capacity of the LC series resonant circuit for the drive is made different by 1 minute at the start and at the steady state, and this capacity is reduced when going to star 1. By simply shortening the time during which the collector current of the transistor flows, that is, the ON time of the switching transistor, the filament can be preheated while lowering the lamp applied voltage, and then the lamp can be turned on at a steady voltage, reducing stress on the switching transistor. It is possible to perform a stable warm start without applying stress to the high-voltage switch transistor, or using a high-voltage switch element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来例を示す回路図、第2図は本発明の一実施
例を示す回路図、第3図(、)〜(C)は定常時の波形
図、第4図(、)〜(e)はスタート時の波形図である
。 2・・・スイッチングトランジスタ、5・・・放電灯、
13・・・LC並列共振回路、14・・・LC直列共振
回路、18〜19・・・コンデンサ、21・・・タイマ
ー回路 出 願 人 東芝電材株式会社 3」 毘 あZし
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional example, Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Figs. 3 (,) to (C) are waveform diagrams during steady state, and Figs. 4 (,) to (e) is a waveform diagram at the start. 2... Switching transistor, 5... Discharge lamp,
13...LC parallel resonant circuit, 14...LC series resonant circuit, 18-19...capacitor, 21...timer circuit Applicant: Toshiba Electric Materials Corporation 3"

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] スイッチングトランジスタのベース・エミッタ間にベー
スドライブ用のLC直列共振回路を接続したブロッキン
グ発振型の放電灯点灯用−石式インバータにおいて、放
電灯が接続されるインバータトランスの二次巻線に定常
ランプ電圧を発生させるように前記スイッチングトラン
ジスタのON時間を制御する合成容量が設定された並列
コンデンサにより前記LC直列共振回路の容量分を構成
し、電源投入後一定時間この並列コンデンサの一方のコ
ンデンサを不動作にさせるタイマー回路を設けたことを
特徴とする放電灯点灯用−石式インバータ。
For lighting a blocking oscillation type discharge lamp in which an LC series resonant circuit for base drive is connected between the base and emitter of a switching transistor - In a stone-type inverter, a steady lamp voltage is applied to the secondary winding of the inverter transformer to which the discharge lamp is connected. The capacitance of the LC series resonant circuit is constituted by a parallel capacitor having a composite capacitance that controls the ON time of the switching transistor so as to generate . A stone-type inverter for lighting a discharge lamp, characterized in that it is equipped with a timer circuit that makes it possible to
JP59062318A 1984-03-30 1984-03-30 One-element inverter for firing discharge lamp Pending JPS60207290A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63292599A (en) * 1987-05-25 1988-11-29 Mitsubishi Electric Corp Lighting device for discharge lamp
JPH0294392A (en) * 1988-09-30 1990-04-05 Toshiba Lighting & Technol Corp Discharge lamp lightup device

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