JPS60262395A - 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〕 本発明は、交流電源をインタフタンスおよび位相制御素
子を介して高圧放電灯に印加し、上記位相制御素子を高
圧放電灯の管電圧に基いて制御して安定点灯させる放電
灯点灯装置に関するものである。

〔背景技術〕

＠３図は本発明に係る位相制御式放電灯点灯装置の基本
回路構成を示すもので、Ｖ、け交流電炉、ＤＬは高圧ナ
トリウム灯、水銀灯、メタルハライド灯のなどの高圧放
電灯、Ｌ、は限流要素たるインタフタンスであり、この
インタフタシスＬＩは高圧放電灯ＤＬへ高圧パルスを印
加するためのトランスを兼用しているので、タラ″ｊＰ
が形成されている。Ｑｌ、Ｑ、け双方向性３端子サイリ
スク（以下トライアック吉略称する）よりなる位相制御
素子であり、１〜ライアツクＱ１は交流電源Ｖ１より高
圧放電灯ＤＬに流れる管電流を位相制御する電流制限用
、トライアックＱ２はパルス発生用コンデンサＣ１と共
に高圧パルス発生用として使用される。Ａけ高圧放電灯
ＤＬＯ管電圧に基いてトライアックＱ１　、Ｑ２のトリ
刀信号を発生させ、高圧放電灯ＤＬを安定点灯させる点
灯制御部である。このような放電灯点灯装置において、
トライアックＱによる位相制御によって高圧放を灯ＤＬ
側から見た電源電圧の実効値が等軸的に下ることになる
ので、限流要素たるインタフタンスし、を小さくするこ
とができ、小型＼軽量の放電灯点灯装置が得られるよう
になっている。

ところで、高圧ナトリウム灯の如き高圧放電灯Ｄ　Ｌは
、その管内蒸気圧が高く、定常点灯中に電源電圧が急減
（例えば、電源事情）した場合などにおいて、それに件
って管電流は減少するが、管内蒸気圧変化Ｋに１問間遅
れがあるため、上記計重ぴｉ５減少−管電圧−に昇とし
て現われ、この管電圧上昇によって、高圧放電灯ＤＬが
点灯維持不可となる場合がある。このような不点現象（
以後「立ち消え」と称する）−第３図に示すような位相
制御素子を用いた回路構成の場合に起き易い。すなわ。

ち、位相制御方式のものにあっては高圧放電灯Ｄ１、　
”−ＩＪｌ、、６管電流１休′Ｅ期間７“存在す６０・
立ち消えに対して不利となるわけである。第３°図中、
ａｌ　、ａ、およびａｓ＋ａ４はそれぞれトライアック
Ｑｔ、Ｑ＊を制御するゲート信号・の出力端子、ａ５＋
８６は高圧放電灯ＤＬの両＠電圧が入力される管電圧検
出端子である。

第４図（ａ）　（ｂ）はトライアックＱ１による望まし
い位相制御動作を示すもので、図中、θけトライアック
Ｑ、がオンする位相制御角で、交流電源ｖ１の各半サイ
クルの初端を００、終端を１８００としたものである。

ＶｌａＦｉ負荷状態を表すために便宜上用いた管電圧で
あり、Ｖｌａ４は定格Ｉｒｋ電圧である。但し、同図（
ａ）は高圧ナトリウム灯系の高圧放電灯、同図（ｂ）は
水銀灯、メタルハライド灯光の高圧放電灯ＤＬの場合を
示している。

いま、第４図（ａ）　（ｂ）　において、共に、高圧放
電灯ＤＬが始動してから安定点灯に至る過程のランプイ
ンヒータンスが小さい場合における過大電流を防ぐため
、始動後の管電圧Ｖｉａが定格よりもがなわ０モい頭載
では、位相制御角θを大にし、管電圧Ｖｌａが定格に近
づくに従って位相制御角θを小にしなから定格管電流に
近づけていくようになっている。一方、管電圧Ｖｌａが
定格前後に達すると、同図（ａ）　（ｂ）では位相制御
角θの制御方式が異々る。

すなわち、高圧ナトリウム系高圧放電灯ＤＬにあっては
、その管電圧と管電流が静的に止枠性を呈するので、第
４図（ａ）　Ｋ示すように管電圧Ｖｉａが上がれば位相
制御角θを大きくして管電流を減少させ、管電圧■Ｉ！
ａが下がれば位相制御角θを小さくして管電流を増大さ
せて安定点灯させるようになっており、水銀灯やメタル
ハライド灯の如き高圧放電灯ＤＬＫあっては、その管電
圧と管電流の関係が負特性を呈するので、第４図（ｂｌ
に示すように管電圧■Ｉ！ａが上がれば位相制御角θを
小さくし、管電圧Ｖｌ！ａが下がれば位相制御角θを大
きくする−１：　’５　Ｋ　ＩＪ御して安定点灯させる
ようになっている次に、管電圧Ｖｉａが通常点灯時にと
り得る値以上になると、それ以上位相制御角θを動かせ
ば不都合が生じるので、所定の管電圧Ｖｌａ以上で位相
制御角θを固定している。この不都合とは、高圧ナトリ
ウム灯の如き高圧放電灯ＤＬにおいては、管電流の休止
区間の極端な増大による立ち消えであり、水銀灯やメタ
ルハライド灯の如き高圧放電灯ＤＬにおいては、１−ラ
イアックＱＩのトリ１５時点が前の管電流の半サイクル
の終端部に重なってしまうことによる点弧失敗などであ
る。なお、高圧放電灯ＤＬの始動前においては位相制御
角θは略交流電源Ｖ１の略実効値に対応する位相であり
、この位相制御角θでトライアックＱ２がトリ力される
ため、インタフタンスＬ１のタラづＰを介してコンデン
サＣＩへ急俊な電流が流れ、インタフタンスＬ、に高圧
パルスが発生され、高圧放電灯ＤＬが始動される。

第５図に点灯制御部Ａの具体回路例であり、図中、Ｔｆ
、は変圧器、Ｂ、、Ｂ、は全波整流器、Ｒ１〜ＲＩ３は
抵抗、Ｃ２〜Ｃ６はコンデンサ、Ｄ。

〜Ｄ＋＋ｉ、Ｊ：１ｒｔ−ド、ＺＤ１〜Ｚ■）３は・ン
エナタイオード、Ｑｓ　、Ｑｓけトランジスタ、ＰＴ、
。

ＰＴ、けパルストランス、ＩＣは汎用タイマー（例えば
μｐｃ１５５５、ＮＥ５５５）でＩＣ内の数字はヒシの
番号を示す。Ｃ１〜Ｃ６はそれぞれ第３図のＣ１〜Ｃ６
端子に接続される。Ａ５は位相制御部、Ａ、は位相制御
部Ａ５の動作を交流電源■、と同期させる同期部、Ａ６
は管電圧Ｖｊ’ａに対応する電圧を発生する管電圧検出
部、Ａ３は高圧パルスの発生を制御するイクナイタ制価
部、Ａ４はトライアックＱ１　、Ｑ２のトリガ部、Ａ２
は直流電源部である。

以下、第５図具体例の動作について説明する。

ｂま、汎用タイマーＩＣはその０番ピンの電圧ｖ５と０
番ピンの電圧ｖ６を比較し、Ｖ５　〈Ｖ６という条件の
時０番ピンおよび０番ピンが１Ｌ“となり、逆の条件で
ＩＳ　ｉ（“となるのが基本動作である。ここに、０番
ピンはりセット端子で０番ピンに入る直流電源部Ａ２よ
りの電圧があるレベル以下ニナルと０番及び０番ピンを
％　Ｈ“にりｔツｌ−ｔ。

、１］Ｊ−びＶ５　＜Ｖ、になる迄ｊｓ　）（“を維持
する。なお、ｖ５は０番ピンへの外からの入力のない場
合、直流電源部Ａ２の出力電圧のある割合の電圧を□・
：ｉ″　持っているものである。

第６図は動作説明用の波形図であり、同図（ａ）は交流
電源ＶＩＮ同図（ｂ）は高圧放電灯ＤＬの始動直後、す
なわち管電圧検出部Ａ６の出力電圧が極めて小さい場合
、同図（Ｃ）は高圧放電灯ＤＬの始動から安定点灯に到
る途中、同図（ｄ）は高圧放電灯Ｄ　Ｌの安定点灯状態
、同図（ｅ）は高圧放電灯Ｄ　Ｌの始動前すなりち無負
荷状態をそれぞれ表わしており、Ｖ　６０　％　Ｖ　５
１　、Ｖ　Ｋ　！は０番ピンの電圧、ｖｌｌｆｌｓＶｆ
ｉ＋、ＶＢ２、Ｖ６３は０番ピンの電圧である。

いま、同図（ｂ）　において、管電圧検出部Ａ、の出力
電圧（ｄ極めて小さいので、位相制御部Ａ５の動作は直
流電源部Ａ、によって殆んど支配され、Ｖ　５０は直流
電源部Ａ２の出力電圧の設定された割合であり、■、。

はコンデンサＣ５が直流電源部Ａ２より抵抗Ｒ６を介し
て充電されるときのコンデンサＣ５の電圧波形である。

まだ、同図（Ｃ）において、管電圧検出部Ａ６の出力電
圧はトラシジスタＱ５を導通させるに到っていない状況
であって、ｖ５ｎは同図（ｂ）と同じレベルで゛ある。

一方、コンデンサＣ５には上記直流電源部Ａ２から抵抗
Ｒ６を介して充電される経路の他に抵抗Ｒ５゜、ＲＩＩ
、ダイオードＤ６を介した管電圧検出部へ〇よりの充電
経路が存在するため、同図（ｂ）の場合より早くコンデ
ンサＣ５が充電され、したがって、笹電圧■ｌａの」１
昇と共に位相制御角θは前へ移行していく。同図（ｄ）
において、管電圧検出部Ａ６の出力電圧はタイオードｌ
）５を導通させるに充分な値捷で上昇しており、同図（
ｄ）の’Ｙ　５０は上記管電圧検出部へ〇の出力電圧に
より”５１まで上昇し、一方ｖ６．は直流電源部Ａ２お
よび管電圧検出部Ａ６よりの充電が加算さ八だ状＠さな
るが、ｖ５１のｖｓｎよりの上昇度合いの方をＶＢ２の
ＶＢ＋よりの傾きの増加度合いよりも大きくとることに
より、同図（ｄ）の如き位相関係となる。次に、同図（
ｅ）において、管電圧検出部Ａ６の電圧は高圧放電灯Ｄ
Ｌの無負荷まで高くなるので、Ｖ５１けより高くなりＶ
５□となる。一方、コンデンサＣ５の充電も直流電源部
Ａ２　と管電圧検出部Ａ６の両者より行なわれてＶ＋Ｉ
ｓとなるが、Ｖ５．とＶａＳの関係は同図（ｄ）と同じ
であるので図の如き位相関係となる。・ツェナタイオー
ドｚＤ２、ＺＤ３はＶＳ２およびＶ　ａ　Ｓが異常に上
昇するのをおさえるストッパーの役割りをなし、第４図
において管電圧Ｖｉａが所定電圧を超えると、位相制御
角θが固定されるのけこのツェナタイオード、ＺＤ。

、ＺＤ３の働きによるものである。なお第６図（ｂ）に
おけるαけ抵抗Ｒ１、Ｒ２によって決まっており、同図
（ｃ）　（ｄ）　（ｅ）においても同一時期である。

次に、イタナイタ制御部Ａ３およびトライアックＱ１、
Ｑ！のトリガ部Ａ４において、コンデンサＣ８１，Ｃ，
はそれぞれタイオードＤ２、Ｄ３を介して汎用タイマー
ＩＣの０番ピンに接続されているので、ｗ、６図（ｂ）
（ｃ）の０番ピンの電圧と０番ピンの電圧が交差した時
期に、そｉ−ｔでに抵抗Ｒ６、Ｒ２を介して蓄えられて
いた電荷をパルストランスＰ’Ｔ、　、ＰＴ、０１次巻
線を介して放電し、トライアックＱｔ１Ｑ２を点弧する
トリガ信号を出力する。ここで、コンデｙすＣ１の両端
には、上記とけ別にイジナイタ制御部Ａ３の１゛う′Ｊ
ジスタＱ、が接続されており、管電圧検出部Ａ６の出力
電圧が高圧放電灯ＤＬの通常点灯時より高いとき、すな
わち高圧放電灯ＤＬの始動前においてツェナタイオード
ＺＤ１が導通ずるようにそのツ工す電圧を設定すると、
高圧放電灯ＤＬの始動前にはトランジスタＱ３が導通し
、トランジスタＱ４は非導通になる。したがって、前述
のようにコンヂン＋ｊＣｉの充電によって１−ライアツ
クＱ２が点弧され、高圧放電灯ＤＬに高圧パルスが印加
されて高圧放電灯ＤＬけ始動する。高圧放電灯り、Ｌの
始動後においては、管電圧検出部Ａ６の出力電圧は低く
なり、ツェナタイオードＺＤ、は非導通となるので、ト
ランジスタＱ、も非導通になり、トランジスタＱ４が導
通してコンデンサＣ４の両端を短絡する。したがって、
トライアックＱｔＩ′ｉトリガされなくなり、高圧パル
スの発生は停止される。

」二連のように従来例にあっては、高圧放電灯ＤＬＯ管
電流に体市区聞が存在するので立ち消えが起き易い状態
になっており、電源電圧が急減した場合などにおいて、
安定点灯が維持できなくなって立ち消えが発生するとい
う問題があった。

・□・・°〔発明の目的〕 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、電源電、圧の急減々どによる立ち消
えを防止するとともに、回路構成を簡略化してコストを
安くすることにある。

〔発明の開示〕

本発明は、前記従来例上同様の位相制御方式の放電灯点
灯装置において、高圧放電灯ＤＬＯ管電圧Ｖｌａの急上
昇を検出して位相制御素子（トライアックＱ、）の位相
制御角を立ち消えを防止する方向に移行させる立ち消え
防止手段を設け、始動時の高圧パルスを発生するイタナ
イタ手段の管電圧検出部および時定数回路部を用いて形
成し、上記目的を達成するようにしたものである。以下
、実施例について説明する。

（実施例１） 第１図は本発明一実施例を示すもので、高圧パルスを発
生するイジナイタ手段を構成するトライアックＱ２をト
リ月するトリ月部Ａ４の抵抗およびコンデンサＣ４より
なる時定数回路が位相制御角θを決定する抵抗Ｒ８およ
びコンデンサＣ６とは完全に分離しており、無負荷時や
管電圧ｖＩ！ａの急、に昇（１，！Ｊにイジナイタ制御
部Ａ３の１ヘランジスタＱ４がプッとなってコンデンサ
Ｃ４がその時だけ充電を開始することに着目し、この］
ンヂンサＣ４の両端電圧がツエづ゛タイオードＺＤ、の
ツエづ”電圧ＶＺＤ、に達［７たときオンするトランジ
スタＱ６を設け、トランジスタＱ５のコレクタと抵抗Ｒ
１４の接続点を汎用タイマーＩＣのリセット端子である
０番ビシに接続し、トランジスタＱ５がオシしたとき０
番ピンが１１　Ｌ　“になってリセットがかかるよう（
でシである。ここに、抵抗１６およびコシヂン’Ｊ’Ｃ
５にで決定される位相制御角よりも、抵抗１り７、コン
デンサＣ４およびツェナタイオードＺＤ４にて決定され
る位相制御角”θを小さくしておくことにより、汎用タ
イマーＩＣが早くリセットされ、０番ビシをＳＳ　Ｉ−
ＬＪにし、０番ピンをオンにするだめ、パルス十ランス
ＰＴ、、ＰＴ、を介して］ンヂンサＣ３、Ｃ４の充電々
荷が放電され、れ立ち消えの防止が図られるようになっ
ており、ｌ−かも、このとき高圧パルスも同時に印加さ
れるので、立ち消え防止がより確実に行なわれることに
力る。また、イクナイタ手段の管電圧検出部（トランジ
ス゛りＱｓ、ＱａおよびツェナタイオードＺＤ、）およ
び時定数回路部（抵抗Ｒｙ、ｌンデンサＣ７）を用いて
立ち消え防止手段が形成されているので、回路構成が簡
単になってコストが安くなる。

（実施例２） 第２図は他の実施例を示すもので、前記実施例Ｉと同様
にイタナイタ手段の管電圧検出部および時定数回路部を
用いて立ち消え防ＩＬ手段を形成しており、本実施例で
は、］ンヂンサＣ４の充電々圧をタイオードＤ。を介し
て汎用タイマーＩＣの０番ビシに接続しである。

いま、動作は実施例１と略同−であり、通常点灯時はト
ランジスタＱ４が導通しているため］ンヂンサＣ４は充
電されず、汎用タイマーＩＣの動作は抵抗Ｒ、およびコ
ンデンサＣ５Ｋよる時定数に基いて行なわれている。一
方、無負荷時や管電圧Ｖｌａの急上昇などにより、高電
圧ノＳルスを発生するような場合には、１〜ランジスタ
Ｑ４がオフになってコンデンサＣ６が抵抗Ｒ，を介して
充電され、このコンデ”、ｒ”ｊＣｓの両端電圧Ｖｃａ
　と、コンデンサＣ５の両端電圧Ｖｃ５　とかタイオー
ドＤｓ、■）、を介して汎用タイマーＩＣの０番ピンに
印加され、汎用タイマーＩＣの０番ピンの電圧は両市Ｉ
ＣＥ　Ｖ　ｃ　４　、Ｖ　ｃ　５のうちの高い方の電圧
となる。ｌまたがって、汎用タイマーＩＣの０番ピンが
気Ｌ　”ａなる位相は電圧Ｖｃ４　、Ｖｃ６のいずれか
が■番ピンの電圧■５に達したときになり、電圧Ｖｃ４
　の充電をＶｃ５の充電よりも早く設定しておくことに
より、立ち消えを有効に防止することができるようにな
っている。

〔発明の効果〕

木発り］は」二連のように、交流電源をインタクタクス
および位相制御素子を介して高圧放電灯に印４　ｕｌＬ
、１．．６．お１゜イヤう工、。。□工。

基いて制御するとともに始動時に高圧パルスを印加して
高圧放電灯を安定点灯せしめて成る放電灯点灯装置にお
いて、高圧放電灯の管電圧の急上昇を検出して位相制御
素子の位相制御角を宥ち消えを防止する方向に移行させ
る立ち消え防ｌト手段を設けているので、交流電源電圧
の急減などによる立ち消えを防止することができ、また
、始動時の高圧パルスを発生するイタナイタ手段の管電
圧検出部および時定数回路部を用いて上記立ち消え防止
手段を形成しているので、回路構成が簡単になってコス
トが安くなるという効果がある。

点灯装置の基本構成を示す図、第４図は同上の動作説明
図、第５図は従来例の要部具体回路図、第６図は同上の
動作説明図である。

■１は交流電源、Ｌｓｔｆｉインタクタンス、Ｑｌは位
相制御素子、ＤＬは高圧放電灯である。

代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源をイ、１７タクタンスおよび位相制御素
   子を介して高圧放電灯に印加し、上記位相制御素子を高
   圧放電灯の管電圧に基いて制御するとともに始動時に高
   圧パルスを印加して高圧放電灯を安定点灯せしめて成る
   放電灯点灯装置において、高圧放電灯の管電圧の急」１
   昇を検出して位相制御素子の位相制御角を立ち消えを防
   止゛する方向に移行させる立ち消え防止手段を設け、始
   動時の高圧パルスを発生するイジナイタ手段の管電圧検
   出部および時定数回路部を用いて上記立ち消え防止手段
   を形成したことを特徴とする放電灯点灯装置。