JPS61116794A - 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、蛍光灯等の放電灯を高周波で点灯させる放
電灯点灯装置に関するもので、特に点灯してから特性が
安定するまでに時間を要するような放電灯の早期安定化
に係るものである。

〔背景技術〕

蛍光灯のもつ高効率、長寿命と、白熱電球のもつ小形１
片口金構造の特徴を兼ね備え、白熱電球に直接代替でき
る経済的光源として、コンパクト蛍光灯が考案されてい
るが、コンパクト設計の発光管をグローブ内に密閉した
構造では、管内の水銀蒸気圧が上昇して発光効率が低下
してしまうため、種々の対策が講じられている。中でも
、水銀とアマルガムを形成しやすい低融点金属を用い、
アマルガムの水銀蒸気圧が高温領域でも一定値に保たれ
ることを利用したアマルガム方式が比較的欠点が少なく
優れた方式とされ、さらにインバータ装置を用いて高周
波点灯させることにより、発光効率をさらに向上するこ
とができる。

このように、アマルガム方式は、アマルガム温度によっ
て特性が支配されるので、最適温度に維持されれば、広
い周囲温度の範囲にわたって効率を高く保てるが、一方
合金と水銀のアマルガムの示す常温での蒸気圧は純粋水
銀の場合の蒸気圧に比べかなり小さいため、特に低温域
でのランプ始動が難しく、また点灯直後よりアマルガム
が暖まって水銀が完全にリリースされるまでの間は所定
の光束が得られず、安定特性を得るには、点灯後数十分
あるいは構造によっては数時間を要することがある。こ
れらの欠点に対して、始動性に関しては、主に点灯装置
側で対処し、また安定特性に関しては、例えば放電灯の
電極近辺に補助アマルガムを設ける等の工夫によって立
上がり特性の改善を図る方法がある。

ところが、補助アマルガムを用いる方法においては、放
電灯の消灯時間によって光束の安定特性が異なるという
不都合を生ずる。すなわち、放電灯を消すと、水銀蒸気
が両方のアマルガムの所へ戻ってくるが、水銀は両方の
アマルガムが同じ水銀圧となるまでそれぞれ再配分され
る。これは極めてゆっくりしたプロセスであり、数十時
間を要する。もし、再配分が完了していないのに放電灯
を再び始動すると、補助アマルガムは十分水銀を生じさ
せ得す、したがって主アマルガムが暖まるまで満足な光
束が得られない。

また、放電灯が十分安定点灯している場合でも、例えば
ランプ電流を減らして調光を行った場合、所定の調光比
に安定するまでに、かなりの時間を要することも確認し
ている。このことば、最初から調光点灯する場合および
放電灯の消灯時間、全点灯した場合の点灯時間などの要
因をも考慮した場合、調光比の設定というものを非常に
困難にしている。

〔発明の目的〕

この発明は、アマルガム方式のコンパクト蛍光灯などの
安定するまでに時間を要するような放電灯の安定特性を
改善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〕

この発明の放電灯点灯装置は、放電灯を点灯させる点灯
装置本体と、前記放電灯の出力を検出するランプ出力検
出回路と、このランプ出力検出回路による検出レベルと
予め設定された基準レベルとの差を出力する差動増幅器
と、この差動増幅器の出力に応じて前記点灯装置本体の
出力を変化させることにより前記放電灯の出力が一定と
なるように制御する出力制御回路とを備える構成にした
ことを特徴とする。

このように、ランプ出力を検出し、ランプ出力が一定と
なるように点灯装置本体出力を制御するようにしたため
、特にアマルガム方式のコンパクト蛍光灯などの安定す
るまでにかなりの時間を要する放電灯の安定特性を大幅
に改善することができる。その結果、点灯時間、消灯時
間および調光などで複雑に変化する安定特性を存する放
電灯であっても、きわめてすみやかに規定光束を得るこ
とができる。

実施例 この発明の基本的な実施例を第１図に基づいて説明する
。この放電灯点灯装置は、商用型ａＶ。

を整流ブリッジＤＢおよびコンデンサＣで整流平滑した
直流電源Ｅ１によってインバータ装置ＩＮＶ１を駆動し
、放電灯ＤＬを高周波点灯するように構成し、点灯中の
ランプ出力を検出するランプ出力検出回路ＤＴ１からの
検出レベルとあらかじめ設定した基準レベルＡまたはＢ
とを差動増幅器ＤＦによって比較増幅して、インバータ
装置ＩＮ■１の出力を制御するインバータ出力制御回路
ＣＴへ加える。この場合、検出レベルが基準レベルより
も小さい場合には、インバータ装置■ＮＶ１の出力が増
える方向へ、また検出レベルが基準レベルよりも大きい
場合にはインバータＷＩＩＮｖ１の出力を減らす方向へ
出力制御する。また図中、基準レベルＡ、基準レベルＢ
は、例えば全点灯状態の基準レベルおよび段調光状態の
基準レベルとすれば、切替スイッチＳＷで全点灯、調光
点灯を速やかに切替えることができる。

このように、点灯中のランプ出力を検出し、このランプ
出力が一定となるようにインバータ装置ＩＮＶ１の出力
を制御するようにしたため、安定するまでに長時間を要
する放電灯ＤＬを点灯させた際、放電灯ＤＬ自体が安定
していなくても、インバータ装置ＩＮＶ１の出力調整に
よりランプ出力を早期に安定させることができ、放電灯
ＤＬの安定特性を従来より大幅に改善することができる
。

すなわち、点灯時間、消灯時間および調光時などで複雑
に変化する安定特性を有する放電灯ＤＬであっても、き
わめてすみやかに規定光束を得ることができる。

この発明の具体的な第１の実施例を第２図および第３図
に基づいて説明する。この放電灯点灯装置は、ハーフブ
リフジ型インバータ装置を用いて構成したものであって
、商用電源１を整流ブリッジ２で整流した直流電源Ｅ２
で、コンデンサ３゜４、トランジスタ７．８およびダイ
オード５，６から成るハーフブリッジインバータ装置Ｉ
Ｎ■２を構成し、上記トランジスタ７．８を第３図に示
す駆動回路ＤＲ（インバータ出力制御回路）にて交互に
オンオフさせて放電灯１０を高周波点灯させるようにな
っている。なお、チョークコイル９は安定器である。第
３図に示した駆動回路ＤＲは、汎用タイマＩＣ１（５５
５）と抵抗Ｒ１〜Ｒ４とコンデンサＣ１とを用いた無安
定マルチバイブレーク聞の出力より、Ｔフリフプフロッ
プ■ｃ２を介して交互のオンオフ信号を作り、ゲート回
路ＩＣ４で同時オンを確実に防止した後、抵抗Ｒ５゜Ｒ
６を介してドライブ用トランジスタＱ１．Ｑ２を駆動す
る。したがって、ドライブ用トランジスタＱｌ、Ｑ２の
コレクタ側に接続されたドライブトランスＴ、、Ｔ２を
介して第２図に示したトランジスタ７．８が交互にオン
オフすることになる。

また、汎用タイマＩＣ１を用いた無安定マルチバイブレ
ークＭＭの発振周波数は、抵抗Ｒ３，Ｒ。

およびコンデンサＣ１により設定され、また汎用タイマ
ＩＣ，の５番端子の電位によっても発振周波数および発
振パルス幅を変化させることができる。すなわち、汎用
タイマＩＣ１の５番端子の電位を高くすれば周波数が低
くなり、発振パルス幅も大きくなって、インバータ装置
ＩＮＶ２の出方は増大する。逆に、５番端子の電位を低
くすると周波数は高くなり、発振パルス幅も小さくなっ
て、インバータ装置ＩＮ■２の出力は減少する。

したがって、汎用タイマＩＣ１の５番端子の電位を放電
灯ｌＯの点灯状態によって制御すれば、ランプ出力を一
定値に安定化できる。第３図ではランプ出力検知回路Ｄ
Ｔ２は、光導電素子（ＣｄＳ等）ＰＣと抵抗ＲＩＯ＝Ｒ
１１とコンデンサＣ２で構成し、放電灯ＤＬの光出力を
光導電素子ＰＣで検知し、演算増幅器（差動増幅器）■
Ｃ３のプラス端子に設けた基準レベルと比較して、その
差に応じた出力電圧を抵抗Ｒ７およびダイオードＤを介
して前述の汎用タイマＩＣ１の５番端子へ加えている。

したがって、ランプ出力が低い場合は、光導電素子ｐｃ
の抵抗値は大きく、抵抗ＲＩＧとの分圧比で定まる演算
増幅器ＩＣ３のマイナス端子電位はプラス端子に設けた
抵抗Ｒ１２の分圧電圧よりも低くなるように設定すれば
、演算増幅器ＩＣ３の出力には、正の差動電圧が得られ
、この電圧が抵抗Ｒ７，ダイオードＤを介して汎用タイ
マＩＣ１の５番端子へ印加され、５番端子の電位を高く
するので、前述の通りインバータ出力が増加してランプ
出力が増加する。

また、ランプ出力が大きい場合は、光導電素子ＰＣの抵
抗値が下がり、演算増幅器■Ｃ３のマイナス端子電位が
上昇し、プラス端子の基準電圧との差が小さくなり、し
たがって演算増幅器ＩＣ３の出力が低下し、汎用タイマ
■Ｃ１の５番端子の電位を下げるため、インバータ出力
は減少する。

なお、スイッチＳＷで基準電圧を切替えれば、インバー
タ出力を全点灯および段調光状態に設定できる。Ｒ８、
Ｒ９はそれぞれ抵抗である。

この発明の具体的な第２の実施例を第４図および第５図
に基づいて説明する。この放電灯点灯装置は、自動式の
直列インバータで放電灯を点灯し、インバータの入力側
に設けた昇圧（または降圧）チョッパ装置によってイン
バータ入力電圧を変化させてランプ出力を増減する例を
示している。この放電灯点灯装置は、第４図に示すよう
に、商用電源１１を整流ブリッジ１２で整流しく直流電
源Ｅ３）、チョークコイル１３．トランジスタ１４゜ダ
イオード１５．コンデンサ１６より成る昇圧チョッパＣ
Ｐを介して、トランジスタ１９，２０゜ダイオード１７
．１８．コンデンサ２２．チョークコイル２３．ドライ
ブトランス２１から成る直列インバータ装置■Ｎ■３を
構成し、放電灯２４を点灯するようになっている。この
場合、上述のチョッパ用のトランジスタ１４のオンオフ
周期あるいは周波数を変えることによって、コンデンサ
１６に生ずる直流電圧レベルを変化できるため、ランプ
出力も制御できる。第５図に制御回路例を示すが、動作
は第３図の場合と同様である。すなわち、ランプ出力が
規定値よりも少ない場合、演算増幅器■Ｃ３の出力は太
き（、したがって、汎用タイマ■Ｃ１の５番端子の電位
　をもち上げるため、発振周波数が低くなり、発振パル
ス幅も太き（なるため、チョッパ出力が増大し、ランプ
出力を増加させる。ランプ出力が多い場合は、その反対
の動作となる。また、可変抵抗ＶＲによって、基準電圧
を連続的に変化させると、連続調光が可能である。ＲＩ
８．ＲＩ７はそれぞれ抵抗である。

なお、インバータ装置としては、直列インバータ、ハー
フブリッジインバータを実施例に挙げたが、これ以外の
各種インバータ装置にもこの発明を適用できる。また、
ランプ出力の検出方法として、光出力を用いたが、ラン
プ出力と相関関係のある電気量、すなわちランプ電力、
ランプ電圧を検出しても同様に考えることができる。ま
た、チョッパ回路の代わりに位相制御装置を用いてイン
バータ装置の出力を変化させることもできる。

さらに、インバータ装置を用いた点灯装置だけでなく、
商用の鋼鉄安定器を用いた点灯装置であっても位相制御
装置などを組合せることにより、この発明を適用できる
のはいうまでもないことである。

〔発明の効果〕

この発明の放電灯点灯装置は、ランプ出力を検出し、ラ
ンプ出力が一定となるように点灯装置本体の出力を制御
する構成であるため、特にアマルガム方式のコンパクト
蛍光灯などの安定するまでにかなりの時間を要する放電
灯の安定特性を大幅に改善することができる。したがっ
て点灯時間。

消灯時間、および調光時など複雑に変化する安定特性を
有する放電灯であっても、極めてすみやかに規定光束を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本的な実施例のブロック図、第２
図および第３図はこの発明の具体的な第１の実施例の回
路図、第４図および第５図はこの発明の具体的な第２の
実施例の回路図である。 Ｅｌ・・・直流電源、ＩＮＶ、・・・インバータ装置（
点灯装置本体）、ＤＴ、・・・ランプ出力検出回路、Ｄ
Ｌ・・・放電灯、ＣＴ・・・インバータ出力制御回路、
ＤＦ・・・差動増幅器 第４図 ＭｊＭ 第５図 手続補正書（帥 昭和６０年１０月３０日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電灯を点灯させる点灯装置本体と、前記放電灯
   の出力を検出するランプ出力検出回路と、このランプ出
   力検出回路による検出レベルと予め設定された基準レベ
   ルとの差を出力する差動増幅器と、この差動増幅器の出
   力に応じて前記点灯装置本体の出力を変化させることに
   より前記放電灯の出力が一定となるように制御する出力
   制御回路とを備えた放電灯点灯装置。
2. （２）前記放電灯はアマルガム方式の蛍光灯である特許
   請求の範囲第（１）項記載の放電灯点灯装置。
3. （３）前記ランプ出力検出回路は前記放電灯の光出力を
   検出するようにしている特許請求の範囲第（１）項また
   は第（２）項記載の放電灯点灯装置。
4. （４）前記ランプ出力検出回路は前記放電灯のランプ電
   力を検出するようにしている特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項記載の放電灯点灯装置。
5. （５）前記ランプ出力検出回路は前記放電灯のランプ電
   圧を検出するようにしている特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項記載の放電灯点灯装置。
6. （６）前記基準レベルを複数個設け、スイッチによりい
   ずれか一つを選択するようにしている特許請求の範囲第
   （１）項または第（２）項記載の放電灯点灯装置。
7. （７）前記基準レベルは可変抵抗により連続的に変化で
   きるようにしている特許請求の範囲第（１）項または第
   （２）項記載の放電灯点灯装置。
8. （８）前記点灯装置本体は直流電源とこの直流電源より
   給電されて高周波出力を発生するインバータ装置とで構
   成している特許請求の範囲第（１）項または第（２）項
   記載の放電灯点灯装置
9. （９）前記直流電源はチョッパ回路を含み、インバータ
   出力制御回路は前記チョッパ回路の出力電圧を変化させ
   ることにより前記インバータ装置の出力を変化させるよ
   うにしている特許請求の範囲第（８）項記載の放電灯点
   灯装置。