JPS60227393A - 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】 〔技術分野〕 この発明は、直流予熱方式の放電灯点灯装置に関するも
のである。

〔背景技術〕

第６図ないし第９図に従来例を示す。図において、ＤＣ
（＋、−）は直流電源、１ｎはインバータ、ＯＴは発振
トランス、ＦＴはフィルタトランス、Ｌは放電灯、Ｆよ
、Ｆ、はフィラメント、ＣＨはチョークコイル、Ｔｒは
トランジスタである。

この従来の放電灯点灯装置は、瞬時始動性にすぐれ、か
つ効率の良い予熱電流の制御が可能な上、放電灯点灯時
に予熱電流をカットすれば、ランプ黒化に対し優れた性
能を発揮する。

しかし、フィラメントＦ工、Ｆ、を直列に接続するため
、 （１）電源電圧１５Ｖ、１２Ｖ時には対応できない。

１５Ｖの電源電圧ではフィラメント電圧社７．５　Ｖ以
下しかかけられず、また１２Ｖの電源電圧ではフィラメ
ント電圧は６．０ｖ以下しかかけられず、定格電圧をフ
ィラメントに印加できないことがある０ （２）発振トランスＯＴ、フィルタトランスＦＴと２種
のトランスを必要とするため、構造が複雑になるだけで
なく、容積１重量が大きくなる。

（３）放電灯の放電時にフィラメントＦ工、Ｆ２を加熱
をすると、フィシメン）Ｆ工、１３間に直流電圧が印加
されるため、ランプの片だれ現象（ランプ両端の輝度に
ア７バランスが生じる現象）が発生するＯしたがって、
ランプ全体に均一な照度を必要とする用途においては、
放電灯の点灯時には必ず予熱を中止させなければならず
、そのための回路が不可欠である。

（４）　放電灯フィラメント抵抗、Ｆ２を直列に接続口
でいるため、フィラメント抵抗のばらつきによる片側黒
化が発生する という欠点を存していた。

上記（３）の片だれ現象を第７図によって詳しく説明す
ると、一般に放電灯を直流点灯させた場合、その輝度分
布は図の如く中心に対し非対称になることが知られてい
る０ 第６図の回路の場合、放電灯りの点灯中、トランジスタ
ＴｒをオンさせるとフィラメントＦ□からフィラメント
Ｆ２に対して直流の電圧がかかることになる。そのため
一般の場合と同様、図で示したように放電灯りの輝度分
布は中心に対して非対称になる。これが片だれ現象であ
る。

つぎに、上記（４）の片側黒化について第８図および第
９図によって詳しく説明するＯ 第８図囚のよりに両フイラメン）Ｆ工、Ｆ２の抵抗が等
しい場合（良品）、電流Ｉが例えば１囚で、各フィラメ
ントの抵抗が８（２）のとき、各フィラメントの両端電
圧は互いに等しく８（ｖ）であり、消費電力はともに８
（５）であるＯ ところが、製造のばらつきにより、両フィラメントＦよ
、Ｆ２の抵抗が例えば９ψ）と７（ｐ）のように異なっ
ていると、各フィラメントＦよ、Ｆ、の両端電圧は、最
初９（Ｖ）、　７（Ｖ）であるが、発熱量の差から９（
ロ）のフィラメントＦ１は抵抗が増加し、両端電圧が増
大するのに対し、７（ｖ）のフィラメントＦ２は抵抗が
減少し、電端電圧が減少するという両者の逆方向への移
行から、なだれ的にフィシメン）Ｆ□が加熱され、早期
のうちに黒化することとなる。これが片側黒化である。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、電源電圧の制約が小さく、小型、軽
量であり、片だれ現象や片側黒化を起こしにくい放電灯
点灯装置を提供することである。

〔発明の開示〕

この発明の放電灯点灯装置は、インバータと、このイン
バータの出力側に接続した発振トランスと、この発振ト
ランスの二次側に接続する放電灯の両端の各フィラメン
トを並列接続した直流電源と、前記直並列回路のスイッ
チと、前記各フィラメントそれぞれに対して順方向に直
列でかつ前記発振トランスに対して相互が逆方向となる
ように前記各並列回路に介挿した単方向通電素子とを備
えたものである。

この発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。直流電源ＤＣに対しインバーターｎを、ス
イッチＳｗ工および発振トランスＯＴの一次巻線を介し
て接続しである。発振トランスＯＴの二次巻線に放電灯
りの一方のフィラメントＦ　、２つの限流素子Ｚ□、Ｚ
２および他方のフィシメントＦ、の直列回路を接続して
いる。直流電源ＤＣの正極端子と各フィラメントＦ工、
Ｆ、の一方の端子とが、それぞれ単方向通電素子として
のダイオードＤ工、Ｄ、を介して接続されている。各ダ
イオードＤよ、Ｄ２はそのカソードをフィラメントＦ１
１Ｆ、に接続し、そのアノードは互いに接続されている
０限流素子２□、ｚ、の接続点はスイッチＳｗを介して
直流電源ＤＣの負極端子（ホ）Ｋ接続されている。

第２図は、第１図の回路からこの発明のエツセンスに相
当する部分をとり出したもので、両フィラメン）　Ｆ、
、　Ｆ２が直流電源（＋、−）に並列接続されている点
、および各並列回路にダイオードＤｌｌＤ２が介挿され
ている点が表わされている。

フィラメントＦ工の予熱ループは、符号のみをもって表
わすと、（イ）→Ｄよ→Ｆよ→２よ→Ｓｗ→（→である
。フィラメントＦ、の予熱ループは、（ト）→Ｄ２→Ｆ
、→ｚ２→Ｓｗ→（→である。予熱電流はスイッチＳｗ
工をオフした状態でスイッチＳｗをオンすることによっ
て流す。この予熱電流を、限流素子Ｚ工。

ｚ２およびフィラメン）Ｆ□、Ｆ、の直流抵抗外が適切
な値に制限している。

予熱後、スイッチＳｗよをオンすると、インバータＩｎ
が駆動され、発振トランスＯＴの二次側に高周波電圧が
誘起され、これが両フィラメン）Ｆよ。

Ｆ２間に印加され、放電灯りが点灯するに至る。この場
合に、二次電圧が前記の並列回路によってショートする
ことがないように、並列回路にダイオードＤよ、Ｄ、を
介挿したのである。

並列予熱の具体的な様子を第３図および第９図によって
説明する。直流電源ＤＣの電圧を２４°（Ｖ）。

各フィラメントＦよ、Ｆ、の抵抗をそれぞれ８（２）、
各フィラメントＦよ、Ｆ、の電流を１（Ａ）とした図（
４）の場合、各フィラメントＦユ、Ｆ、の両端電圧はと
もに８（ロ）、消費電力はともに８＠である◎製造のば
らつきのために、フィラメン）Ｆよ、Ｆ２の抵抗が例え
ば９（ｇ）、７（功と互いに異なっている図（６）の場
合には、両フィラメン）Ｆ工、　Ｆ、Ｋ　７．９　（Ｖ
ｒが印加され、第９図からフィラメントＦよには０．８
８囚が、フィラメントＦ２には１．１３（Ａ）が流れる
。消費電力は各フィラメントＦよ、Ｆ、につきそれぞれ
７．０（６）、８．９（ト）である。このように、抵抗
の大小関係と消費電力の大小関係が逆転しているため、
従来例でみられたようななだれ現象は生じない。したが
って片側黒化も防止される。

また、並列予熱であるから片だれ現象は起こらず、輝度
分布は対称的となる。したがって、点灯中においても予
熱することが可能であり、調光点灯において非常釦有利
である。

さらＫ、各フィラメントＦよ、Ｆ、ともに電源電圧を分
圧せずＫ（第３図の直列抵抗によるものは除く）印加で
き、従来では対応できなかった１５Ｖ系、１２ｖ系にも
対応することができる〇また、従来用いていたフィルタ
トランスを必要とせずにすみ、この結果、装置の小型・
軽量化を図ることができる。

第２の実施例を第４図に基づいて説明する。両フィラメ
ントＦ□、Ｆ３間を直接ダイオードＤよ、Ｄ２ヲ介して
接続している。両ダイオードＤ工、Ｄ２は互いにそのカ
ソードどぅしを接続しておシ、この接続点と直流電源Ｄ
Ｃの負極端子（→とが、高周波カット用のインピーダン
ス素子Ｚ３ト）？ンジスタＴｒ１との直列回路を介して
接続されている。

また、第１実施例（第１図）の限流素子Ｚ□、Ｚ。

に代えて発振トランスＯＴの二次巻線を限流素子２よ、
ｚ２として兼用している。すなわち、二次巻線の中間タ
ップに正極端子（イ）を接続している。その他は第１の
実施例と同様である。

フィラメン）Ｆよの予熱ループは、符号のみをもって表
わすと、（＋）−＋Ｚ□→ｐ□−＋　Ｄ、　＋＄　Ｚ３
−ｐ　７ｙ、　−？（→である。フィラメントＦ２の予
熱ループは、（イ）→Ｚ２−＋Ｆ２→Ｉ）２−？Ｚ３−
＋Ｔｒ１−＋Ｃ−）Ｃｈル。

トランジスタＴｒ□がオンのときに予熱電流が流れ、そ
の制限を、発振トランスＯＴＯ二次巻Ｍ（限流素子）２
よ、Ｚ、の直流抵抗分、フィ２メントＦよ。

Ｆ、の直流抵抗外およびインピーダンス素子Ｚ３の抵抗
外によって行っている。

スイッチＳｗよをオンし、インバータＩｎを駆動して発
振トランスＯＴの二次側に高周波電圧を誘起させ、これ
をフィラメントＦユ、Ｆ２間に印加して放電灯りを点灯
させる。この二次電圧が並列回路でシ町−トシないよう
にダイオードＤ工、Ｄ２が作用している。

また、インピーダンス素子２３杜、二次電圧が瞬時的に
Ｖよ、■よ’　＊　Ｆ２　、　Ｖ２’のように発生して
も、これによる電流が直流電源ＤＣ側へ帰還することを
防ぐ作用をする。

第１の実施例と同様の効果に加え、限流素子２よ。

ｚ２の兼用化によシ一層の小型・軽量化と低廉化とが図
れる。

第３の実施例をｌｌｃｓ図に基づいて説明する。両フィ
ラメントＦ□、Ｆ２間を直接接続するダイオードＤユ、
Ｄ２は互いにそのアノードどうしを接続しており、この
接続点と直流電源ＤＣの正極端子（ホ）とが接続されて
いる。また、発振トランスＯＴの二次側両端間が２つの
ダイオードＤ３．Ｄ４を介して接続されている。この両
ダイオードＤ３．Ｄ４は互いにそのカソードどうしを接
続しておシ、この接続点と一直流電源ＤＣの負極端子（
→とが突入電流制限用のインピーダンス素子ｚ４および
トランジスタＴｒａを介して接続されている。その他は
第１の実施例と同様である。

フィラメン）Ｆ工の予熱ループは、符号のみをもって表
わすと、（−１−＋　１）１−＋　ｐ　１−＋Ｄ３→ｚ
、　−＞　７　ｒ２→（→である。フィラメントＦ２の
予熱ループは、（ト）→Ｄ２−＋　ｐ２−＋　ｐ、　−
＋　Ｚ、　−＋　Ｔｒ２−＋　（→である。

スイッチＳｗｘをオフした状態でトランジスタＴｒ２を
オンすると、上記ループに予熱電流が流れるが、その予
熱電流を、フィラメン）Ｆよ、Ｆ２の直流抵抗分および
インピーダンス素子Ｚ、によシ適正な値に制限している
。インピーダンス素子ｚ４は、低塩時にトランジスタＴ
ｒ　２をオンにした場合、フィラメントＦよ、Ｆ、の抵
抗が小さいことから突入しようとする電流を制限してい
る。

トランジスタＴｒ２をオフしてスイッチＳｗよをオンに
すると、インバータＩｎが駆動され、発振トランスの二
次電圧が両フィラメントＦよ、Ｆ２間に印加され、放電
灯りが点灯する。このとき、ダイオードＤ３．　Ｄ、は
シ曹−トを防止している。

この実施例でも第１の実施例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、電源電圧の制約を緩和でき、フィル
タトランスの省略により小型・軽量化を図れ、加えて片
だれ現象および片側黒化を抑制することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図紘この発明の第１の実施例の回路図、第２図はそ
の主要部の回路図、第３図は動作説明図、第４図は第２
の実施例の回路図、第５図は第３の実施例の回路図、第
６図は従来例の回路図、第７図、第８図はその動作説明
図、第９図は電圧−電流特性図である。 Ｉｎ・・・インバータ、ＯＴ・・・発振トランス、Ｌ・
・・放電灯、Ｆ、、　Ｆ、・・・フィラメント、ＤＣ・
・・直流電源、Ｔｒ□、　Ｔｒ、・・・トランジスタ（
スイッチ）、Ｓｗ・・・スイッチ、２よ、Ｚ、・・限流
素子、Ｄ１１Ｄ２・・ダイオード（単方向通電素子ン ；′・′。 こと□□　− 第１図 よ （◆ （Ａ）　（Ｂ） 第 第４図 第５図 第６図 （Ａ）　ＣＢ）　−電　艮 第８図　第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　インバータと、このインバータの出力側に接続
   した発振トランスと、この発振トランスの二次側に接続
   する放電灯の両端の各フィラメントを並列接続した直流
   電源と、前記両差列回路のスイッチと、前記各フィラメ
   ントそれぞれに対して順方向に直列でかつ前記発振トラ
   ンスに対して相互が逆方向となるように前記各並列回路
   に介挿した単方向通電素子とを備えた放電灯点灯装置。 （２〕　前記各並列回路が限流素子を有するものである
   特許請求の範囲第（１）項記載の放電灯点灯装置。 （３）前記限流素子が前記発振トランスの二次巻線で兼
   用されている特許請求の範囲第（２）項記載の放電灯点
   灯装置。 （４）前記各並列回路の単方向通電素子が、各フィラメ
   ントを挾んでその両側に直列接続された一対のダイオー
   ドである特許請求の範囲第（１）項記載の放電灯点灯装
   置。