JPS6114640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は放電灯点灯装置に関し、特に、たと
えば限流チヨークに２次巻線を設けてフイラメン
トを予熱するような放電灯点灯装置に関する。

従来の典型的な放電灯点灯装置は、放電ランプ
のフイラメントを予熱するために、交流電源に対
して並列にフイラメントトランスを接続し、フイ
ラメントトランスの２次巻線に誘起される電圧で
放電ランプのフイラメントを予熱している。とこ
ろが、フイラメントトランスを用いて予熱するの
は、限流チヨークとは別に形状の大きなフイラメ
ントトランスを要し、放電灯点灯装置の器具が大
型化するとともに、高価となる欠点があつた。

そで、灯具を小型化する目的で、限流チヨーク
に関連して、フイラメント予熱用の２次巻線を巻
回することによつて、フイラメントトランスを用
いることなく放電ランプのフイラメントを予熱す
ることが考えられる。

第１図はこの発明の背景となる放電灯点灯装置
の回路図である。構成において、交流電源１に
は、限流装置の一例としての限流チヨーク２を介
して放電ランプ３ａ，３ｂが直列接続される。こ
の直列接続された放電ランプ３ａ，３ｂには、間
欠発振回路４が並列接続される。この間欠発振回
路４は放電ランプ３ａ，３ｂのフイラメント３１
ａ，３２ｂの１次側すなわち電源側に並列接続さ
れた発振コンデンサ４３と、フイラメント３１
ａ，３２ｂの２次側すなわち非電源側に並列接続
された昇圧インダクタ４１，サイリスタ４２およ
び間欠発振用コンデンサ５の直列回路とによつて
構成される。また直列接続された放電ランプ３
ａ，３ｂのフイラメント３２ａ，３１ｂが両端が
共通的に接続され、かつ両フイラメント３２ａ，
３１ｂの両端には、限流チヨーク２に磁気的に結
合されて巻回される２次巻線２１の両端が接続さ
れる。ここで限流チヨーク２の２次巻線２１は１
次巻線のコイル上に重ねて巻装されている。

動作において、交流電源１を投入すると、限流
チヨーク２を介して放電ランプ３ａ，３ｂの両端
に電源電圧ｅが印加されるとともに、発振コンデ
ンサ４３が充電される。この発振コンデンサ４３
の充電電圧が昇圧インダクタ４１および間欠発振
用コンデンサ５を介してサイリスタ４２の両端に
印加される。サイリスタ４２の印加電圧がブレー
クオーバー電圧Ｖ_BOを越えると、サイリスタ４２
は導通する。応じて、発振コンデンサ４３と昇圧
インダクタ４１とが協働して発振動作を開始し、
高周波高電圧を発生する。この発振動作は間欠発
振用コンデンサ５がなければ継続するものである
が、間欠発振用コンデンサ５が次第に充電され、
その端子電圧が電源電圧ｅを相殺することによつ
て、電源電圧ｅの立ち上がり部分において、各半
サイクル毎に間欠的に発振するものとなる。した
がつて、間欠発振回路４からは交流電源電圧ｅの
各半サイクルの所定位相毎に間欠発振出力が発生
される。この間欠発振回路４の発振出力は、限流
チヨーク２で阻止され、電源電圧ｅに重畳されて
放電ランプ３ａ，３ｂの両端に印加される。この
とき、間欠発振回路４内を流れる高周波発振電流
がコンデンサ４３―フイラメント３１ａ―昇圧イ
ンダクタ４１―サイリスタ４２―間欠発振用コン
デンサ５―フイラメント３２ｂを介して流れ、各
フイラメント３１ａ，３２ｂが予熱される。

これと同時に、間欠発振回路４の発生する高周
波電圧に基づく限流チヨーク２の端子電圧および
限流チヨーク２を流れる間欠発振回路４への低周
波入力電流によつて、２次巻線２１には高周波お
よび低周波の複合誘起電圧が生じる。この２次巻
線２１の誘起電圧によつて共通接続側のフイラメ
ント３２ａ，３１ｂが並列予熱される。このよう
にして、フイラメント３１ａ〜３２ｂが十分に予
熱されると、放電ランプ３ａ，３ｂが前記発振電
圧に基づいて始動点灯される。放電ランプ３ａ，
３ｂの始動後も、前記同様に各半サイクル毎に間
欠発振回路４が間欠的に発振動作して、発振電圧
で放電ランプ３ａ，３ｂを再点弧し、電源電圧ｅ
で点灯維持し、この発振電流が間欠期間に放電ラ
ンプ３ａ，３ｂを発光させる。このようにして、
この発明の背景となる放電灯点灯装置によれば、
直列接続された放電ランプ３ａ，３ｂの両端のフ
イラメント３１ａ，３２ｂは、主として間欠発振
回路４の高周波発振電流によつて予熱され、かつ
共通接続側のフイラメント３１ｂ，３２ａは間欠
発振回路４の発振電圧に基づく２次巻線２１の高
周波電流と、間欠発振回路４の入力電流に基づく
２次巻線２１の低周波電流とで予熱しているた
め、従来のようなフイラメントトランスが不要と
なる。

しかしながら、第１図に示す回路は、限流チヨ
ーク２と２次巻線２１とを密結合しているため、
放電ランプ３ａ，３ｂの点灯中電源１に間欠発振
回路４の発振出力がもれて、他の機器に悪影響を
及ぼすという欠点がある。そこで、間欠発振回路
４の発振出力が電源１にもれるのを防止するため
に、電源１に対してフイルタチヨーク６１，６２
を直列接続したり、電源１に対して高周波パス用
コンデンサ６３を並列接続する必要があつた。し
かしながら、このようにフイルタチヨーク６１，
６２や高周波パス用コンデンサ６３を設けると、
部品点数が多くなりかつしたがつてコスト的に高
くなるという問題点があつた。

また、別の問題として放電ランプ３ａ，３ｂが
点灯後、限流チヨーク２に低周波管電流ｉ_Tが流
れることにより、その端子電圧が上昇する。その
場合２次巻線２１に高い電圧が誘起されてフイラ
メント３２ａ，３１ｂを加熱するため、点灯中に
おけるフイラメント加熱による電力損失が大きく
なるとともに、フイラメント３２ａ，３１ｂの損
傷も大きくなり、ランプ寿命に悪影響を与えると
いう問題点があつた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の
問題点を解消し得て小型化かつ安価な放電灯点灯
装置を提供することである。

この発明は要約すれば、限流チヨークの巻線
に、少なくとも高周波的に粗結合される２次巻線
を設け、この２次巻線を実質的に漏れインダクタ
ンスを介して電源に接続することによつて、間欠
高圧発生手段からの高周波が電源側にもれるのを
防止するようにしたものである。より好ましい実
施例としては前記２次巻線によつてフイラメント
を予熱し、このフイラメントによつて２次巻線を
短絡するようにしたものである。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行なう以下の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

第２図はこの発明の一実施例の放電灯点灯装置
の回路図であり、第３図はこの発明の一実施例の
２次巻線を含む限流チヨークの具体的な図解図で
ある。構成において、電源１には限流チヨーク２
を介して放電ランプ３ａ，３ｂが直列接続され、
放電ランプ３ａ，３ｂのフイラメント３１ａ，３
２ｂの非電源側には間欠高圧発生手段としての間
欠発振回路４が並列接続される。また、フイラメ
ント３１ａ，３２ｂの電源側には、フイラメント
３１ａ，３２ｂに流れる予熱電流とフイラメント
３２ａ，３１ｂに流れる予熱電流とのバランスを
調整するために予熱電流調整用コンデンサ４４が
並列接続される。フイラメント３２ａ，３１ｂは
２次巻線２２を介して並列接続される。

前記限流チヨーク２は、たとえば第３図を示す
ように２個のＥ形コア２ａ，２ｂを、ギヤツプ２
Ｃを有するように配置される。限流チヨーク２と
しての巻線２４は、一方のＥ形コア２ａの中央脚
と他方のＥ形コア２ｂの中央脚の一部とにまたが
つて巻回される。Ｅ形コア２ｂの残余の部分に
は、２次巻線２２が巻回され、巻線２４と２次巻
線２２とが粗結合される。そして、この２次巻線
２２は後述するように限流チヨーク２に対して、
放電ランプ３ａ，３ｂのフイラメント３２ａ，３
１ｂのピンに流れる電流が増加しない極性で接続
される。また、巻線２４と２次巻線２２との間に
は静電シールド２３が設けられ、この静電シール
ド２３は接地される。したがつて、２次巻線２２
と接地との間には分布容量が形成され、この分布
容量は一方の放電ランプ３ａより遅れて他方の放
電ランプ３ｂを逐次点灯させる逐次起動用コンデ
ンサ７として作用する。なお、逐次起動用コンデ
ンサ７には、高周波電流が流れるため、その容量
は数10〜100PFで足りる。したがつて発振周波数
によつては逐次起動用コンデンサ７として作用さ
せるために、特に静電シールド２３を設けること
なく巻線２４と２次巻線２２とＥ形コア２ａ，２
ｂとの間の分布容量を用いるようにしてもよい。

動作において、交流電源１を投入すると、限流
チヨーク２を介して放電ランプ３ａ，３ｂの両端
に電源電圧ｅが印加されるとともに、間欠発振回
路４が間欠発振動作を行なう。この間欠発振回路
４の発振出力は限流チヨーク２で阻止され、電源
電圧ｅに重畳されて放電ランプ３ａ，３ｂの両端
に印加される。このとき、主としてコンデンサ４
４―フイラメント３１ａ―昇圧インダクト４１―
サイリスタ４２―間欠発振用コンデンサ５―フイ
ラメント３２ｂの経路を流れる高周波発振電流
で、フイラメント３１ａ，３２ｂが予熱される。

これと同時に、間欠発振回路４の発生する高周
波電圧に基づく限流チヨーク２の端子電圧および
限流チヨーク２を流れる間欠発振回路４への低周
波電流によつて、巻線２４によつて生じた磁束の
一部が２次巻線２２に漏れて、高周波および低周
波の複合誘起電圧が生じる。この誘起電圧によつ
てフイラメント３２ａ，３１ｂが予熱される。こ
のようにして、放電ランプ３ａ，３ｂのフイラメ
ント３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂが十分予熱
されると間欠発振出力および逐次起動用コンデン
サ７の作用により、まず放電ランプ３ａが点灯し
放電ランプ３ｂが遅れて点灯する。応じて、交流
電源１から限流チヨーク２を介して放電ランプ３
ａ，３ｂの直列回路に低周波電流が管電流ｉ_Tと
して流れる。このとき、毎サイクルスタート点灯
方式においては点灯力率おおよそ１であり、２次
巻線２２によるフイラメント電流の低周波成分次
巻線２２によるフイラメント電流の低周波成分と
90゜の位相差を有し、かつその電圧成分が多分に
高調波を含むため、放電ランプ３ａ，３ｂの各ピ
ン電流とフイラメント電流との加減電流は、いず
れもそのピーク値が小さく、２次巻線２２はフイ
ラメント３２ａ，３１ｂに流れる電流が増加しな
い極性で接続されるならば、フイラメント電流ｉ
_fは管電流ｉ_Tとほぼ等しくなり、フイラメント３
２ａ，３１ｂ上の放電輝点温度を十分低くできる
という利点がある。

また、フイラメント３２ａ，３１ｂの抵抗値は
小さいため、実質的に短絡されたことになり、巻
線２４に鎖交する反対磁束を生じて電圧変動率を
向上させることができるという利点がある。ま
た、限流チヨーク２の巻線２４と２次巻線２２と
は粗結合されているため、両コイル間には漏れイ
ンダクタンスが発生し高周波が電源１側に漏れる
のを防止することができるという利点がある。

第４図はこの発明の一実施例に用いられる限流
チヨークの他の例を示す図解図である。ここに示
す限流チヨーク２は、中央磁脚２ｄの両側に配置
された側路磁脚２ｅ，２ｆの内側の一端近傍部に
突出磁脚または分磁路２ｇ，２ｈを設け、この突
出磁脚２ｇ，２ｈを挟んで限流チヨークとしての
巻線２４と２次巻線２２とを巻回するようにした
ものである。この第４図に示す限流チヨーク２を
第２図に示す放電灯点灯装置に用いると、高周波
電流が巻線２４に流れて磁束を生じ、この磁束に
よつて巻線２３の周囲の中央磁脚２ｄ，側路磁脚
２ｅ，２ｆ，突出磁脚２ｇ，２ｈに磁路が形成さ
れる。そして、磁束の一部が突出磁脚２ｇ，２ｈ
を介して２次巻線２２に漏れて誘起電圧を生じさ
せる。この誘起電圧によりフイラメント３２ａ，
３１ｂを予熱することによつて前述の説明と同様
の効果を得ることができる。お、２次巻線２２は
一般に成型ボビンに巻装されるが、特にこれをプ
リントコイル化すれば極めて薄く構成することが
できる。

第５図はこの発明の他の実施例の放電灯点灯装
置の回路図である。この第５図に示す回路は放電
ランプ３ａ，３ｂのフイラメント３２ａ，３１ｂ
をそれぞれ共通的に接続し、２次巻線２２をこれ
らのフイラメント３２ａ，３１ｂに並列接続する
ようにしたものである。この実施例においても、
電源１側に高周波が漏れるのを防止でき、かつ電
圧変動率を向上させることができる。また、限流
チヨーク２によつて生じる分布容量を逐次起動用
コンデンサ７として作用させることができる。

第６図はこの発明のその他の実施例を示す放電
灯点灯装置の回路図であり、特に放電ランプ３を
１灯としたものである。構成において、限流チヨ
ーク２には、巻線２４に対して２つの２次巻線２
５，２６が粗結合される。して、電源１には、限
流チヨーク２を介して放電ランプ３とブロツクイ
ンダクタ８との直列回路が並列接続される。さら
に、放電ランプ３とブロツクインダクタ８との直
列回路に対して間欠発振回路４が並列接続され
る。

この間欠発振回路４は発振コンデンサ４３に昇
圧インダクタ４１およびサイリスタ４２の直列回
路を並列接続して構成された昇圧回路６に間欠発
振用コンデンサ５を直列接続した回路である。前
記ブロツクインダクタ８は、電源電圧が高い場
合、放電ランプが低周波電源電圧によつて、間欠
発振出力に先んじて再点弧して発光のちらつきが
生ずることを防止する、電源電圧の放電ランプへ
の印加時期を遅らせる遅延素子として作用する。

動作において、交流電源１を投入すると、限流
チヨーク２を介して放電ランプ３に電源電圧ｅが
印加されるとともに、間欠発振回路４にも電源電
圧ｅが印加される。間欠発振回路４においては、
電源電圧ｅが間欠発振用コンデンサ５を介してサ
イリスタ４２に印加され、このサイリスタ４２を
ブレークオーバーさせるために昇圧回路６が発振
動作を開始する。この発振動作は前述のとおり、
間欠発振用コンデンサ５によつて、電源電圧ｅの
立上がり部分において各半サイクル毎に間欠的に
発振するものとなる。したがつて、この間欠発振
回路４からは、交流電源電圧ｅの各半サイクルの
所定位相毎に間欠発振出力が発生する。

この発振出力は電源電圧ｅに重畳され、ブロツ
クインダクタ８を介して放電ランプ３に印加され
る。一方、フイラメント３１，３２は２次巻線２
５，２６に誘起された高周波電流によつて予熱さ
れる。かくして、フイラメント３１，３２が十分
に予熱されかつブロツクインダクタ８を介して間
欠発振出力が印加されると、放電ランプ３は始動
点灯する。したがつて、この実施例においても、
限流チヨーク２の巻線２４と２次巻線２５，２６
とを粗結合し、かつ２次巻線２５，２６がフイラ
メント３１，３２によつてそれぞれ短絡されるた
め、電源１側に高周波が漏れるのを防止すること
ができるとともに、電圧変動率を向上させること
ができる。また、２次巻線２５，２６のインピー
ダンスは低周波的にほぼ０となつて放電ランプ３
に流れる管電流ｉ_Tが、フイラメント３１，３２
のそれぞれのピンに２分されて流れる。したがつ
て、放電ランプ３の放電輝点はフイラメント３
１，３２の両端に生成され、いわゆるダブルスポ
ツト化されてフイラメント電極の損傷を減少させ
ることができるという利点がある。

以上のように、この発明によれば、限流チヨー
クの巻線と２次巻線とを粗結合し、かつこの２次
巻線を実質的に短絡するようにしているため、追
加部品を用いずに電源側に高周波が漏れて他の機
器に悪影響を与えることを防止できる。したがつ
て、電源にフイルタチヨークを直列接続したり、
高周波バス用コンデンサを並列接続したりする必
要がなくなるため、部品点数も少なくすることが
でき、放電灯点灯装置を小型化かつ安価にするこ
とができる。また、分布容量によつて、二灯直列
点灯装置における逐次始動用コンデンサを省略す
ることもできる。さらには二灯直列放電ランプの
共通接続側フイラメントの予熱回路を簡略化でき
る。また、ランプ電流変動率を改善し得るため、
回路構成を著しく簡易化し得、量産的な放電灯点
灯装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の背景となる放電灯点灯装置
の回路図である。第２図はこの発明の一実施例の
放電灯点灯装置の回路図である。第３図はこの発
明の一実施例の限流装置を示す図解図である。第
４図は限流装置の他の例を示す図解図である。第
５図および第６図はこの発明の他の実施例の回路
図である。 図において、１は交流電源、２は限流チヨーク
（限流装置）、２２，２５，２６は２次巻線、２３
は静電シールド、２４は巻線、３，３ａ，３ｂは
放電ランプ、３１，３１ａ，３１ｂ，３２，３２
ａ，３２ｂはフイラメント、４は間欠発振回路、
４１は昇圧インダクタ、４２はサイリスタ、４３
は発振コンデンサ、５は間欠発振用コンデンサ、
６は昇圧回路、７は逐次起動コンデンサ、８はブ
ロツクインダクタを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低周波交流電源、 限流チヨークを含む限流装置、 前記限流装置を介して前記低周波交流電源電圧
   が与えられる放電ランプ、および 前記放電ランプに並列接続されかつ交流電源に
   よつて付勢されて各半サイクル毎に高周波高電圧
   を発生する間欠高圧発生手段を備え、 前記限流チヨークの巻線に、少なくとも高周波
   的に粗結合され、かつその両端が実質的に短絡さ
   れた２次巻線を設けたことを特徴とする放電灯点
   灯装置。 ２ 前記限流チヨークの巻線と前記２次巻線と
   は、それぞれ並置して巻回される特許請求の範囲
   第１項記載の放電灯点灯装置。 ３ 前記限流チヨークに関連して静電シールド手
   段を設けた特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の放電灯点灯装置。 ４ 前記放電ランプはフイラメント電極を含み、 前記２次巻線は前記放電ランプのフイラメント
   によつて短絡れる特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 ５ 前記放電ランプは前記フイラメント電極に接
   続された外部ピンを含み、 前記２次巻線は前記限流チヨークに対して前記
   外部ピンに流れる電流が過大とならない極性で接
   続される特許請求の範囲第４項記載の放電灯点灯
   装置。 ６ 前記放電ランプは複数個直列接続され、 前記間欠高圧発生手段は前記複数の放電ランプ
   の直列接続に対して並列接続され、 前記直列接続された放電ランプの共通接続側フ
   イラメント電極が前記２次巻線に接続される特許
   請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載
   の放電灯点灯装置。 ７ 前記限流チヨークは分布容量を形成し、 前記分布容量が前記放電ランプを逐次起動させ
   るための静電容量を構成するようにした特許請求
   の範囲第６項記載の放電灯点灯装置。