JPS6115600Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、トランジスタインバータを用いた
蛍光灯などの放電灯点灯装置に関する。

直流電源からトランジスタインバータを用いて
放電灯を高周波点灯することは従来から知られて
いる。第１図はこのような動作を行う従来の放電
灯点灯装置を示す回路図である。この第１図にお
いて、Ａはトランジスタインバータ全体を示し、
プツシユプル形トランジスタインバータと称され
るタイプのものである。

この第１図において、スイツチ２をオンとする
ことにより、直流電源１が投入される。この直流
電源１の投入により、この直流電源１より抵抗６
ａ，６ｂを介してトランジスタ３ａ，３ｂのベー
スにベース電流が供給されるとともに、発振トラ
ンス５のベース帰還巻線５Ｂの作用により、トラ
ンジスタ３ａ，３ｂは交互に開閉を繰り返して、
発振トランス５のコレクタ巻線５Ｎにインダクタ
４を介してコレクタ電流が流れる。これにより発
振トランス５の２次巻線５Ｓおよび巻線５Ｆに高
周波電圧が発生し、放電灯８が点灯する。

ここで、放電灯８はコンデンサ７を介して点灯
するようになつているので、この種のトランジス
タインバータＡでは、放電灯８の点灯開始以前の
出力周波数_１に比べ、点灯後の周波数_２は低
くなる。このため、放電灯８の電極８ａ，８ｂの
電圧（フイラメント電圧）はコンデンサ９ａ，９
ｂが存在するため、放電灯８の点灯後は適当な値
に低下する。

ところで、このような従来の放電灯点灯装置で
は、放電灯８の始動時に、その電極への予熱開始
と同時に高い始動電圧を出力２次巻線５Ｓに発生
させているので、電極の十分な予熱が行われない
うちに強制的に放電を開始させてしまうことにな
る。したがつて、放電灯８の電極８ａ，８ｂを急
激に劣化させて、短寿命になつてしまうおそれが
あつた。

この考案は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、放電灯の電極を予熱した後に、
放電灯に始動に必要な電圧を印加することによつ
て、電極の急激な劣化を防止できる放電灯点灯装
置を提供することを目的とする。

以下、この考案の放電灯点灯装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第２図はその一実施
例を示す回路図である。この第２図において、第
１図と同一部分には同一符号を付して説明する。

第２図において、交流電源１３の一方の電極は
スイツチ２を介して整流回路１９の一方の入力端
に接続されているとともに、トランス２１の１次
巻線を介して交流電源１３の他方の電極に接続さ
れている。交流電源１３の他方の電極はスイツチ
装置１０を通して、整流回路１９の他方の入力端
に接続されている。このスイツチ装置１０は、こ
こでは、トライアツクと称されるサイリスタで構
成されている。

トランス２１の２次巻線の両端は整流回路１４
の両入力端に接続されている。この整流回路１４
の出力端間にはコンデンサ１５が接続されている
とともに、コンデンサ１７と抵抗１６との直列回
路も接続されている。この抵抗１６とコンデンサ
１７との接続点は定電圧ダイオード１８を介し
て、スイツチ装置１０の第１端子に接続されてい
る。また、スイツチ装置１０のゲートは整流回路
１４の一方の出力端に接続されている。かくし
て、トランス２１、整流回路１４、コンデンサ１
５，１７、抵抗１６および定電圧ダイオード１８
とにより、タイマ回路１２が構成されている。

また、スイツチ装置１０の第１端子、第２端子
間には、トランス１１の１次巻線が接続されてい
る。トランス１１は出力巻線Ｓ，Ｋを有してい
る。出力巻線Ｓ，Ｋは放電灯８の電極８ａ，８ｂ
を予熱するためのものであり、したがつて、この
電極８ａ，８ｂに接続されている。

一方、、上記整流回路１９以降は第１図と同様
のトランジスタインバータＡが接続されている。
すなわち、整流回路１９の正、負両出力端間に
は、コンデンサ２０が接続されている。この整流
回路１９とコンデンサ２０とにより、第１図にお
ける直流電源１に相当する電源回路を構成してい
る。

整流回路１９の正側の出力端は抵抗６ａ，６ｂ
を介して、それぞれトランジスタ３ａ，３ｂのベ
ースに接続されているとともに、インダクタ４を
介して発振トランス５の二つのコレクタ巻線５Ｎ
の中点に接続されている。コレクタ巻線５Ｎの両
端はトランジスタ３ａ，３ｂのコレクタにそれぞ
れ接続されている。トランジスタ３ａ，３ｂの両
エミツタは整流回路１９の負側の出力端に接続さ
れている。

発振トランス５のベース帰還巻線５Ｂの両端は
トランジスタ３ａ，３ｂのベースに接続されてい
る。発振トランス５の２次巻線５Ｓの両端はコン
デンサ７を介して放電灯８の電極８ａ，８ｂに接
続されている。

次に、以上のように構成されたこの考案の放電
灯点灯装置の動作について説明する。まず、スイ
ツチ２を閉じて、交流電源１３が投入されると、
タイマ回路１２のトランス２１の１次巻線には第
３図イに示すような電圧１３ａが印加される。こ
の電圧１３ａはトランス２１で降圧され、整流回
路１４で整流され、コンデンサ１５およびコンデ
ンサ１７に印加される。

これにより、コンデンサ１７の電位は抵抗１６
とにより決まる時定数で漸増して行くが、しばら
くの間は定電圧ダイオード１８のツエナー電圧に
達しないので、スイツチ装置１０は導通せず、遮
断状態である。

したがつて、この期間では、整流回路１９には
交流電源１３の電圧がトランス１１の１次巻線お
よびスイツチ２を介して印加されることになり、
第３図イに示すように、整流回路１９の入力電圧
１９ａは低い電圧となる。この入力電圧１９ａは
整流回路１９で整流され、コンデンサ２０で平滑
された後、抵抗６ａ，６ｂを介してトランジスタ
３ａ，３ｂのベースに印加され、また、発振トラ
ンス５のベース帰還巻線５Ｂよりベースに電流が
流れる。これにより、第１図で説明したのと同様
にして、トランジスタ３ａ，３ｂが交互に開閉を
繰り返し、発振トランス５の２次巻線５Ｓから放
電灯８に電圧を印加するが、この電圧が低いた
め、放電灯８は始動（放電開始）しない。

ここで、この２次巻線５Ｓの電圧はトランス１
１のインピーダンスに関係するが、必要ならば、
さらにトランス１１の１次巻線と直列にインピー
ダンス要素を接続してもよい。そして、この期間
に放電灯８の電極８ａ，８ｂはトランス１１の出
力巻線Ｓ，Ｋの出力電圧によつて予熱されてい
る。

このようにして、放電灯８が予熱された後、タ
イマ回路１２のコンデンサ１７の電位が十分に上
昇すると、定電圧ダイオード１８には、ツエナー
電流が流れ、この電流によつて、スイツチ１０の
トライアツクは導通状態になる。このため、整流
回路１９には、交流電源１３の出力電圧１３ａの
ほとんどすべてが印加されることになり、その出
力電圧は第３図ハのようになり、トランジスタイ
ンバータＡの入力電圧が上昇するので、発振トラ
ンス５の２次巻線５Ｓの電圧は十分に高くなり、
放電灯８を始動させる。

トライアツクはタイマ回路１２から連続的に制
御信号を印加しておくことにより、導通状態を維
持し、放電灯８は安定して点灯する。このように
して、放電灯８の電極を十分に予熱した後に始動
させることができる。また、放電灯８の点灯中は
スイツチ装置１０が導通しているため、トランス
１１の１次巻線が短絡されたことになり、その出
力巻線Ｓ，Ｋには電圧が誘起されない。したがつ
て、トランス１１から放電灯８への電極の予熱は
行われない。

次に、この考案の放電灯点灯装置の他の実施例
について説明する。第４図はこの考案の第２の実
施例を示す回路図である。この第４図の実施例は
第２図の交流電源１３に代えて直流電源１を使用
しており、これにともない、第２図の整流回路１
９、コンデンサ２０が省略されている。そして、
直流電源１の正極はスイツチ２および抵抗６ａ，
６ｂを介してトランジスタ３ａ，３ｂのベースに
接続されているとともに、インダクタ４を経て発
振トランス１１のコレクタ巻線５Ｎの中点に接続
されている。その他、トランジスタインバータＡ
の構成は第２図と同様であるから説明を省略す
る。

また、第４図では、タイマ回路１２およびスイ
ツチ装置１０が若干異なつている。すなわち、ス
イツチ装置１０はトランジスタにより構成されて
いる。このトランジスタのエミツタは直流電源１
の負極に接続され、コレクタはトランジスタ３
ａ，３ｂのエミツタに接続されている。スイツチ
装置１０のトランジスタのエミツタ、コレクタ間
には、抵抗２３と第２のインダクタ２２の１次巻
線との直列回路が接続されている。第２のインダ
クタ２２も出力巻線Ｓ，Ｋを有しており、放電灯
８の電極８ａ，８ｂに接続されているのは、第２
図の場合と同様である。

また、タイマ回路１２は抵抗１６、コンデンサ
１７、定電圧ダイオード１８とにより構成されて
いる。すなわち、抵抗１６とコンデンサ１７の直
列回路がスイツチ２を介して直流電源１の正、負
両極間に接続されている。抵抗１６とコンデンサ
１７との接続点は定電圧ダイオード１８を介して
スイツチ装置１０のトランジスタのベースに接続
されている。

この第４図の実施例では、トランジスタインバ
ータＡは第２図の場合と同様にして、トランジス
タ５ａ，５ｂが交互に開閉を行い、通常のプツシ
ユプル形トランジスタインバータと同様である。
しかし、インダクタ４と共振回路（ここでは、コ
ンデンサ７と発振トランス５のリーケージインダ
クタンスとによる）の存在によつて、このプツシ
ユプル形のトランジスタインバータＡにおける発
振トランス５の２次巻線５Ｓの電圧は正弦波状と
なる。したがつて、コレクタ巻線５Ｎの電圧も第
６図イに示すように正弦波状になる。このため、
インダクタ４の電圧も振動して第６図ロのような
波形となることは知られている。

さて、この第４図の放電灯点灯装置において、
直流電源１が投入されると、トランジスタインバ
ータＡが前述のように動作するが、タイマ回路１
２のコンデンサ１７の電位は抵抗１６を介して
除々に充電されて上昇する。そして、コンデンサ
１７の電位が定電圧ダイオード１８にツエナー電
流を流すに十分な高さになるまでは、スイツチ装
置１０のトランジスタは遮断状態である。

このため、この期間では、直流電源１の電圧が
抵抗２３により分圧されてしまう。この様子を示
すのが第３図ロであり、この第３図ロにおいて、
抵抗２３により電圧a₁からa₂に分圧される。した
がつて、トランジスタインバータＡに印加される
直流入力電圧は低く、発振トランス５の２次巻線
５Ｓの電圧が低いので、放電灯は点灯しない。

このとき、第２のインダクタ２２はインダクタ
４と同様の動作を行い、そのインピーダンスの比
に応じて、やはり第６図ロに示すような振動電圧
となる。このため、第２のインダクタ２２の出力
巻線Ｓ，Ｋは電圧を発生し、放電灯８の電極８
ａ，８ｂを予熱することができる。この期間がし
ばらく続いた後、タイマ回路１２のコンデンサ１
７の電位が十分に上昇し、定電圧ダイオード１８
を介して、スイツチ装置１０のトランジスタにベ
ース電流が流れると、このスイツチ装置１０は導
通状態となり、これを維持する。

このとき、トランジスタインバータＡには、直
流電源１の電圧のほとんどすべてが印加されるの
で、発振トランス５の２次巻線５Ｓは放電灯８を
点灯させるのに十分な高さの電圧を発生し、放電
灯８を点灯する。そして、スイツチ装置１０が導
通している状態、すなわち、放電灯８が点灯して
いる状態では、第２のインダクタ２２の１次巻線
はスイツチ装置１０で短絡され、もはや、第２の
インダクタ２２からの電極８ａ，８ｂの予熱は行
われない。

また、第２図の放電灯点灯装置Ａで使用可能な
プツシユプル形のトランジスタインバータの例と
しては、共振回路と直流電源１に直列なインダク
タを含むものであり、共振回路としては、発振ト
ランス５の２次巻線５Ｓのリーケージインダクタ
ンスを利用して放電灯８を直接々続し、共振回路
のコンデンサ７と等価的なコンデンサをトランジ
スタ３ａ，３ｂのコレクタ端子間に接続して構成
する場合や、その他の構成があるが、いずれでも
よい。

次に、この考案の放電灯点灯装置の第３の実施
例について、第５図により説明する。この第５図
では、プツシユプル形の及びＡはブロツクで示さ
れており、第４図の場合と全く同様に構成されて
いる。この第５図では、タイマ回路１２における
定電圧ダイオード１８に代えて、トリガ素子２４
が使用されている。トリガ素子２４は抵抗１６と
コンデンサ１７との接続点と、シリコン制御整流
素子（以下SCRと称す）のゲートに接続されて
いる。

このSCRはスイツチ装置１０を構成するもの
であり、直流電源１の負極とトランジスタインバ
ータＡにおけるトランジスタ３ａ，３ｂ（第４図
参照）との間に接続されている。また、トランジ
スタインバータＡの入力端間にはコンデンサ２５
が接続されている。その他の構成は第４図と同様
であり、その構成の説明を省略する。

次に、この第５図の実施例の動作について説明
する。この第５図の場合も、第４図の実施例と同
様な動作によつて放電灯８を点灯するわけである
が、特に、直流電源１の電圧が第３図ハに示すよ
うな脈流である場合にでも、スイツチ装置１０の
SCRが一度導通状態になると、コンデンサ２５
の働きによつて、このSCRは保持電流以下とは
ならず、連続的に導通状態を維持する。

また、スイツチ２を閉じる直流電源１の投入時
には、そのサージ電圧がトランジスタインバータ
Ａに印加される可能性があるが、これを軽減する
効果もある。さらに、第４図の装置に対しても、
コンデンサ２５に相当するコンデンサを付加する
ことによつて、サージ電圧に対しては同様の効果
がある。

加えて、実施例では示していないが、放電灯８
の電極を予熱する出力巻線Ｓ，Ｋなどには適当な
インピーダンスを必要に応じて接続してもよいこ
とは勿論であり、スイツチ装置１０の導通をタイ
マ回路１２で制御すること以外にも、たとえば、
放電灯８の電極に流れる予熱電流や電極に印加さ
れる電圧の変化などの電極の予熱状態を検知し
て、スイツチ装置１０を導通させてもよい。

また、放電灯８は１灯だけでなく、２灯以上の
ものにいても、同様に適用できる。さらに、第４
図、第５図の実施例で使用可能なトランジスタイ
ンバータは直流電源に対して、直列なインダクタ
ンスと共振回路を含むプツシユプル形トランジス
タインバータに限定されるが、第２図の実施例で
は、このようなものに限定されず、放電灯を始動
させ、点灯させることのできるトランジスタイン
バータであればよい。

以上のように、この考案の放電灯点灯装置によ
れば、予め放電灯の電極を予熱した後に、放電灯
の始動に必要な電圧を印加して始動させるので、
電極の急激な劣化を防止できる。また、放電灯の
点灯中は電極の予熱を行う出力を発生しないの
で、省電力になると云う利点を有する。さらに、
インバータと並列にかつスイツチ装置と直列にコ
ンデンサを接続したことにより、インバータへの
サージを軽減するともにスイツチ装置の導通維持
を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置の回路図、第２
図はこの考案の放電灯点灯装置の一実施例を示す
回路図、第３図イ〜第３図ハはそれぞれこの考案
の放電灯点灯装置の動作を説明するため各部の電
圧波形図、第４図および第５図はそれぞれこの考
案の放電灯点灯装置の他の実施例を示す回路図、
第６図イおよび第６図ロはそれぞれこの考案の放
電灯点灯装置の動作を説明するための各部の電圧
波形図である。 １……直流電源、３ａ，３ｂ……トランジス
タ、４……インダクタ、５……発振トランス、６
ａ，６ｂ，１６，２３……抵抗、７，１５，１
７，２０，２５……コンデンサ、８……放電灯、
８ａ，８ｂ……電極、１０……スイツチ装置、１
１，２１……トランス、１２……タイマ回路、１
４，１９……整流回路、１８……定電圧ダイオー
ド、２２……第２のインダクタ。なお、図中同一
符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直流電力を交流電力に変換して放電灯を点灯
   させるトランジスタインバータ、このトランジ
   スタインバータへの上記直流電力の供給時の当
   初において所定の遅延時間をもつて動作するタ
   イマ回路、このタイマ回路がタイマアツプする
   とタイマ回路の出力により導通して所定の直流
   電圧を上記トランジスタインバータに供給する
   スイツチ装置、このスイツチ装置の非導通時に
   上記放電灯の電極に予熱電流を供給しかつ上記
   スイツチ装置の導通時にこの予熱電流の供給を
   停止する予熱手段、トランジスタインバータと
   並列にかつスイツチ装置と直列に接続されたコ
   ンデンサを備えたことを特徴とする放電灯点灯
   装置。 (2) 予熱手段は１次巻線をスイツチ装置に並列に
   接続しかつ放電灯の電極に接続された出力巻線
   を有するトランスで構成されることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の放電灯
   点灯装置。 (3) 予熱手段は１次巻線を抵抗と直列にしてスイ
   ツチ装置に並列に接続し出力巻線を放電灯の電
   極に接続したインダクタで構成し、スイツチ装
   置の非導通時にトランジスタインバータの発振
   トランスの２次巻線に接続されたコンデンサと
   共振作用を呈してこのインダクタの出力巻線に
   電圧を誘起させて上記電極を予熱させることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の放電灯点灯装置。 (4) スイツチ装置はトランジスタで構成されるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の放電灯点灯装置。 (5) スイツチ装置はトライアツクで構成されるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の放電灯点灯装置。 (6) スイツチ装置はシリコン制御整流素子で構成
   されることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の放電灯点灯装置。 (7) タイマ回路は直流電源の電圧を所定の時定数
   で充電されるコンデンサ、このコンデンサの充
   電電圧が所定以上になると導通して上記スイツ
   チ装置をトリガするトリガ手段を備えてなるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の放電灯点灯装置。 (8) タイマ回路は放電灯の電極に供給する電気量
   の変化を検出してスイツチ装置をトリガする手
   段に置換することを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。 (9) トリガ手段はトリガ素子を使用することを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第７項記載の
   放電灯点灯装置。 (10) トリガ素子は定電圧ダイオードを使用するこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第７項
   記載の放電灯点灯装置。 (11) トランジスタインバータは直流電源に対して
   直列となるインダクタンスと共振回路を含むプ
   ツシユプル形トランジスタインバータを使用す
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項ないし第10項のいずれかに記載の放電灯点
   灯装置。