JPS61168898A

JPS61168898A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPS61168898A
Application number: JP60009361A
Authority: JP
Inventors: 山崎　広義; 安西　良矩
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1986-07-30
Also published as: JPH0438118B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、電圧の印加期間と休止期間とを有する高周
波交流電圧で、蛍光２ンプや希ガス放電ランプのような
低圧放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、実公昭５６−８１６０号公報には第３図−）に示
したような流通期間（以下印加期間と呼ぶ）Ｔ１と遮断
期間（以下休止期間と呼ぶ）Ｔｏとを有し、その都度電
流方向が反転する高周波の断続電流を低圧水銀蒸気放電
灯に流すと、この低圧水銀蒸気放電灯の効軍が向上する
ことが開示されている。

これは休止期間Ｔ、で冷却された低圧水銀蒸気放電灯内
の電子が印加期間Ｔ、で急速に加速され、高温の電子密
度が［流点灯時や商用周波点灯時よりも高くなるためと
されている。

また、上記公報では、上記のような電流を流す装置とし
ては第３図（ｂ）Ｋ示す回路が限定されている。この回
路は４辺にトランジスタ５〜８を配し、端子す、６間の
対角ａＫ低圧水銀蒸気放電灯９を接続したプリツノ回路
と、このプリツノ回路の入力側に直列に設けた他のトラ
ンジスタ１ｏと、トランジスタ５〜８，１０を開閉制御
して第３図−）のような電流を得る制御装置１１とから
構成されている。なお、１．２は直流電源接続用入力端
子であり、＆〜ｉは端子で、それぞれ制御装置１１の端
子＠　−ｗ　ｉに接続されるものである。

これに対し、後述するこの発ＩＭＯ発明者らは、先に正
弦波状の高周波出力電圧を発生するインバータの出力に
休止期間を設けて放電ラングに電力を効率よく供給でき
る装置を示した。

ｇ４図は、％開昭５９−１８０９９９号公報に開示され
たこの装置の一例を示し、こ０第４図において、１２は
商用交流電源（以下電源という）、１３は電源１２を全
波整流する整流装置、１４は平滑化コンデンサ、１５は
低圧放電灯である蛍光ランプ１６を付勢する高周波イン
バータで、この例では自励式電流形のプッシュプル形ト
２ンノスタインパータが用いられている。

このインバータ１５は次のように構成されている。１７
はインバータ１５の入力端に設けられた高周波チョーク
コイル、１８は出カドランス、１８ｍ、１８ｂはその一
次巻線で、−次巻線１８ａ。

１ｓｂｏ接続点に高周波チョークコイル１７が接続され
ている。

１８ｃは帰還巻線、１８ｇは二次巻線、１８ｆ。

１８ｆはランプ１６の予熱形電極１６ｆ、１６ｆを予熱
する予熱巻線、１８ｄは後述する制御゛装置１９の電源
巻線である。

上記−次巻１！１８ｍ、１８ｂに並列に共振用コンデン
サ２０が接続されている。この−次巻線１８ｍ、１８ｂ
の各他端にはトランジスタ２１ａ。

２１ｂのコレクタが接続されている。トランジスタ２１
ａ、２１ｂのペースは帰還巻線１８ｃＯ両端に接続され
ているとともに１１対のペース抵抗２２ａ　、２２ｂを
介して整流装置１３の正側の出力端に接続されている。

トランジスタ２１ｍ、２１ｂのエミッタはこの整流装置
１３の負側の出力端に接続されている。

また、２３はチョークコイルで、２ング１６の電流の制
限インピーダンスとなるものである。

一方、人はインバータ１５の出力端にランプ１６と並列
に設けたスイッチ装置で、交流端がランプ１６と並列に
接続された全波整流回路２４と、この全波整流回路２４
の直流端に配置されたトランジスタ２５とＫより構成さ
れている。

ナオ、Ｂは高周波電源装置で、インバータ１５゜スイッ
チ製置Ａおよび始動制御手段を含む制御装置１９により
構成されている。

第５図は制御装置１９を簡略化して示す回路図で、この
第５図において、１８ｄはトランス１８に設けた電源巻
線、２６はこの電源巻線１８ｄに誘起した低電圧の高周
波を全波整流するダイオードプリツノ、２７は逆流防止
ダイオード２８を介してダイオードツリツノ２６の出力
端に接続された平滑化コンデンサで６る。

ダイオードツリツノ２６の正側の出力端は抵抗３２、定
電圧ダイオード３１を介して、トランジスタ２９のペー
スに接続されている。トランジスタ２９のエミッタはダ
イオードプリツノ２６の負側の出力端に接続され、コレ
クタは抵抗３ｏを介してダイオード２８のカンードに接
続されている。

また、Ｃは始動制御手段で、トランジスタ２９と並列に
接続されたトランジスタ３３と、そのペースに設けられ
たコンデンサ３４と抵抗３５とよりなる限時回路とによ
シ構成されている。

このように構成された点灯装置において、電源１２、が
印加されると、整流装置１３とコンデンサ１４とによシ
得られた平滑化［ｆ！ｔがイン／Ｚ−７１５に入力され
・出カドランス１８に設けた各巻線）働きにより１　ト
ランジスタ２１ｍ、２１ｂは交互に開閉し、イン／ぐ一
タ１５は自励発振を開始する。

この場合、高周波チョークコイル１７０作用によ＃）１
　トランジスタ２１ｍ、２１ｂのコレクタ電ａｈはぼ矩
形波状になり、−広告１１１８ｍ、１８ｂの電圧はほぼ
正弦波状になる。

したがって、電源巻線１８ｄには第６図（転）に示した
ようなほぼ正弦波状のたとえば２０　ＫＨｚの高周波電
圧が発生する。この電圧はダイオ−ドラリッジ２６で全
波整流され、第６図伽）に示したような電圧が定電圧ダ
イオード３１に印加されるとともにコンデンサ２７は充
電され、抵抗３０とトランジスタ２１とＯＩ列回路には
平滑化直流が印加される。そして、トランジスタ２９が
第６図（ｃ）の期間で１で導通し、Ｔ、で遮断するとす
る。

しかし、限時回路Ｃの働きにより、コンデンサ３４と抵
抗３５とで定まる所定の期間中、トランジスタ２５は遮
断状態を維持し、ランプ１６には二゛広告１ｉ１１８　
ｍに誘起した第６図体）のようなほぼ正弦波状の電圧が
印加される。

一方、電極１６ｆは予熱巻線１８ｆのほぼ正弦波状の電
圧で予熱され、その温度が適宜な値に這すると、ランプ
１６は比較的低い電圧で始動する。

始動後、コンデンサ３４の充電電流が零近くになると、
トランジスタ３３が遮断して、トラン２スタ２５のベー
スには第６図（Ｃ）に示したような信号が流入し、第６
図（ｄ）に示したインバータ１５の正弦波状の出力電圧
の立下シ部Ｔ０１および立上り部Ｔ、、でトランジスタ
２５は導通して、休止期間Ｔ・を形成し、出力電圧の最
大瞬時値近傍ではトランジスタ２５は遮断して印加期間
Ｔ１が形成される。

こＯ印加期間ＴＩＦｉ、始動時にランプ１６に印加され
る正弦波状電圧に比し当然短ｉ０このようにして、従来の装置では、まず正弦波状の電圧
を発生してランプに印加し、放電開始を行なわせている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、一般的に、ランプの放電用開始電圧は、点灯時
のラングミ圧（この電圧線スイッチ装置に印加される）
よりはるかに高い。したがって、スイッチ装置として、
特に高速で開閉するトランジスタ２５も高耐圧の素子が
必要になってしまうという問題がある。

この発明は、かかる問題点を解決するため罠なされたも
ので、休止期間を発生させるスイッチ装置へ０ｉ１１１
ｉ電圧印加を防止でき、スイッチ装置を耐圧Ｏ低いもの
が使用できる放電灯点灯装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る放電灯点灯装置は、ランプと並列に設け
たスイッチ装置に対し、そのトランジスタと直列的にさ
らにサイリスタを設けるとともに、ランプの点灯後、こ
のサイリスタをトリガする回路を設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、インバータが発生する正弦波状Ｏ
電圧がう、ングに印加されるときサイリスタが遮断状態
となり、スイッチ装置のトランジスタには高い電圧が印
加されず、またランプの点灯後はサイリスタを導通させ
、トランジスタの開閉によりランプには休止期間のある
電圧を印加する。

〔実施例〕

以下、この発明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１図はその一実施例の回路図であ
り、第２図は第１図における制御装置１９Ｃ）具体的構
成を示す回路図である。

まず、第１図から述べるが、重複を避けるために、第４
図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、
第１図とは異なる部分を主体にして説明する。

こＯ第１図では、第４図と比較しても明らかなように、
符号３７以降で示す部分が第４図とμ異なるものであり
、と０３７Ｆｉスイッチ装置ＡＫ対し直列に接続された
サイリスタであり、ζこでは、トライブックと称される
双方向サイリスタを用いている。

また、３８はインバータ１５の出力電流を検出する手段
としての変流器である。この変流器３８ハ、チョークコ
イル２３とランプ１６の予熱形電極１６ｆとの間に挿入
されている。

制御装置１９およびサイリスタ３７のトリガ回路５０は
第２図のごとく構成されている。すなわち、変流器３８
の出力信号はダイオ−ドブリッツ４２の入力端に印加さ
れており、このダイオ−ドブリッジ４２Ｃ１入力端間に
は、抵抗４１が接続されている。

ダイオードプリツｙ４２の正側の出力端は抵抗４３と定
電圧ダイオード４４を介してトランジスタ４５のペース
に接続されている。トランジスタ４５のエミッタはダイ
オードブリッジ４２の負側の出力端に接続されている。

トランジスタ４５のコレクタはホトカプラ４６゜５３の
各ホトダイオードおよび抵抗４８を介して制御電源４０
の正側に接続されている。この制御電源４０の負側はダ
イオードブリッジ４２の負側の出力端に接続されている
。

ホトカプラ４６の受光素子はトランジスタ２のペース・
エミッタ間に接続されておシ、このトランジスタ２５０
ペースは抵抗４７を介して制御電源４０の正側に接続さ
れている。

ホトカプラ５３の受光素子のコレクタは制御電源５１の
正側に接続され、その負＠は双方向性サイリスタ３７の
ダートに抵抗５２を介して接続されている。この双方向
性サイリスタ３７の一方の端子はホトカプラ５３Ｃ）エ
ミッタに接続されている。

次に、以上のように構成されたこの発明の放電灯点灯装
置の動作について説明する。交流電源１２が投入され、
イン／ぐ一部１５が周知のごとく動作し、ランプ１６に
高周波電圧を印加する。ここでスイッチ装置Ａのトラン
ジスタ２５には制御電源４０から抵抗４７を通してペー
ス電流が供給されているが、サイリスタ３７にはトリガ
信号が供給されず、結局、スイッチ装置Ａは遮断状態と
同じで、電流が流れず、ランプ１６には正弦波状の電圧
が印加される。

ランプ１６が放電すると、変流器３８の出力信号が発生
し、その出力信号はダイオードブリッジ４２で全波整流
され、その出力電圧は抵抗４３および定電圧ダイオード
４４を通してトランジスタ４５のペースに印加され、第
６図（ｃ）の期間Ｔ、に相当する部分でトランジスタ４
５が導通する。

これＫより、ホトカプラ４６．５３は信号を発生する。

このホトカプラ５３の出力信号により双方向性サイリス
タ３７はトリガされ、導通する。

これにより、スイッチ装置人には電流が供給され、ホト
カブラ４６Ｏ信号によシ、トランジスタ２５は開閉制御
される。このようにして、ランプ１６には第６図（ｄ）
の斜線の期間Ｔ１のごとき電流が流れる。

ここで、双方向性サイリスタ３７は、一般にターンオフ
タイムが長く、高周波電流を流す用途には用いない。こ
れは、一度トリガすると、もはやターンオシできず、連
続的に導通状態を維持する。

この発明の発明者らＯ実験結果、商用周波数用のトライ
アックあるいはＳＣＲでは略１０ＫＨｚ以上の周波数で
は、休止期間を設けてもサイリスタはターンオフできず
、導通を維持した。このような理由から、高耐圧であれ
ばスイッチング速度は遅いサイリスタを用いて、ランプ
放電開始前のインバータの出力電圧をスイッチ装置に印
加せずに済む。

なお、以上の説明では、サイリスタとしてトライアック
を用いたが、ＳＣＲをトランジスタ２５と直列に接続し
てもよい。

また、制御装置１９やトリガ回路５０の構成も実施例以
外のもの、たとえばトリガ回路５０として限時回路を用
いたものでもよく、インバータ１５の構成も実施例に限
定されないし、スイッチ装置ｈｏ接続方法やサイリスタ
の接続位置も実施例に限定されない。

要するに、少なくともインバータに直流電源が供給され
ている期間内に、ランプに正弦波の一部の休止期間を設
けて点灯させるスイッチ装置と、ランプの放電開始前は
、このスイッチ装置に高い電圧を印加させないために遮
断状態にしたサイリスタとを備えていればよい。

さらに、インバータ１５へ供給する［流電圧は、リフ７
′ｘＯ非ＫＫ少ない平滑した直流電圧でなく、リッ７’
　ｋ　分が多い電圧でもよいことは明らかである。

ｔ＆、負ＭＯランプはｌ灯でなく２灯以上点灯”ｔ”ｔ
ｋル！５［１，たものでもよい。なお、イン／＃−″出
力トランストシてリーケージトランスを用いたも０は１
その二次側に検出巻線を設けて、うｙ７’の点灯をこの
電圧で判断し、トリガしてもよい。

〔発明の効果〕

この発８Ａは以上説明したとおり、イン・譬−夕に電源
が供給されている期間内に正弦波の一部に休止期間を発
生させるスイッチ装置と直列にサイリスタを接続し、ラ
ンプの放電開始前はサイリスタを遮断してスイッチ装置
に高い電圧を印加しないようにしたので、スイッチ装置
としては耐圧の低いものが使用できるという利点がある
。

また、ランプに低圧放電灯であれば、その発光効皐の向
上という効果があるが、高圧放電灯でも、休止期間を可
変しての調光などを行う用途では、この発明を適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回
路図、第２図は同上放電灯装置に使用嘔れる制御装置と
トリガ回路の一例を示す回路図、第３図（ａ）は従来の
放電灯点灯装置に使用する高周波の断続１ｌｃｆｔを示
す図、第３図伽）は第３図−）に示す断続電流を流す装
置の回路図、第４図は従来の放電灯点灯装置の回路図、
第５図は第４図の放電灯点灯ｆｃ置における制御装置を
示す回路図、第６図は従来の放電灯点灯装置の動作ｔ−
説明するための波形図である。Ａ・・・スイッチ装置、Ｂ・・・高周波電源！！ｔｔ、
１２・・・電源、１５・・・インバータ、１６・・・ラ
ング、１８・・・出カドランス、１９・・・制御装置、
２１ｍ、２１ｂ。２５．４５・・・トランゾスタ、３７・・・サイリスタ
、３８・・・変流器、５０・・・トリガ回路。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電圧印加期間と電圧印加休止期間とを半サイクル
毎に有する高周波交流電圧で放電灯を点灯する高周波電
源装置、上記休止期間を発生させるスイッチ装置、この
スイッチ装置と直列に接続され上記放電灯の点灯前は遮
断されているサイリスタ、上記放電灯の放電開始後に上
記サイリスタを導通させるトリガ回路を備えてなる放電
灯点灯装置。
（２）トリガ回路が高周波電源装置の出力電流に応動す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯
点灯装置。
（３）トリガ回路が高周波電源装置のインバータの出力
リーケージトランスの二次側に設けた検出巻線の出力電
圧に応動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の放電灯点灯装置。
（４）トリガ回路はインバータの出力電圧の発生後所定
時間毎に動作することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の放電灯点灯装置。
（５）サイリスタとしてトライアックを使用しかつ高周
波電源装置の発生する電圧の周波数がほぼ１０ＫＨｚ以
上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
第３項あるいは第４項記載の放電灯点灯装置。
（６）サイリスタとしてＳＣＲを使用しかつ高周波電源
装置の発生する電圧の周波数がほぼ１０ＫＨｚ以上であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
あるいは第４項記載の放電灯点灯装置。