JPS61198594A

JPS61198594A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPS61198594A
Application number: JP3935585A
Authority: JP
Inventors: 次田　和彦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-09-02

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、放電灯点灯装置に関し、特に放電灯の印加
電圧を調光時（減光時）には放電灯が始動できる高い電
圧とし、全光時には低くするよう；、、１３− 〜にしたものである。

〔従来技術〕

第５図は特開昭５９−１４９６９８号公報に示された従
来の放電灯点灯装置を示す回路図である。

この第５図において、１は直流電源であり、スイッチ６
をオンして商用交流電源７を整流回路８で整流して、コ
ンデンサ９で平滑した後トランジスタインバータ２に直
流電圧を加えるようにしている。

トランジスタインバータ２は直流電圧を高周波電圧に変
換するものであり、１対のトランジスタ１２　ａ、　１
２　ｂをオン・オフして交流を得るようにしている。

トランジスタ１２ａ、１２ｂのベースには、整流口＠Ｓ
の正側の出力端がベース抵抗１３ａ。

１３ｂを介して接続されているとともに、出力トランス
１０のベース巻線１０ｅの両端に接続されている。

トランジスタ１２ａ、１２ｂのエミッタは共通にして、
整流口＄２の負側の出力端に接続されている。トランジ
スタ１２　ａ、　　１２　ｂのコレクタはそれぞれ１対
の１次巻ｇ１０ａ、１０ｂの各一端に接続されている。

１次巻線１２　ａ、　１２　ｂは直列に接続されており
、その接続点は高調波チョークコイル１１を介して整流
回路２の正側の出力端に接続されている。

また、トランジスタ１２ａ、１２ｂのコレクタ間には、
共振用コンデンサ１４が接続されている。

出力トランス１０の出力巻線１０ｄの両端には、減光用
チョークコイル４午放電灯３との直列回路が接続さ、れ
ている。

減光用チョークコイル４に並列にスイッチ５が接続され
ている。スイッチ５と６は連動するようになっている。

。次に動作について説明する。スイッチ６をオンにして、
商用交流電源７を整流回路で整流し、コンデンサ９で整
流電圧を平滑した直流電圧は、高調波チョーク１１を介
して出力トランス１０の１次巻線１０ａと１０ｂを通っ
てトランジスタ１２ａ。

１２ｂのコレクタ・エミッタ間に印加されると同時に、
ベース抵抗１３ａ、１３ｂを通してトランジスタ１２ａ
、１２ｂのベースに印加される。この際、回路のアンバ
ランスにより、トランジスタ１２ａ、１２ｂのいずれか
一方にコレクタ電流が流れ始め、ベース巻ｉ９１１　’
Ｏｃの作用によってトランジスタインバータ２は自動発
振動作を行い、出力トランス１０の各巻線に、たとえば
２０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚ程度の高周波電圧を発生する。

この電圧によって放電灯３が点灯する。

ところで、調光方式については、衆知のようにスイッチ
５が閉じている状態では、放電灯３には出力トランス１
０のリーケージインダクタンスで制限されるランプ電流
で全光点灯し、スイッチ５が開いている状態では、放電
灯３には出力トランス１０のリーケージインダクタンス
と減光用チョークコイル４とで制限されるランプ電流で
調光（減光）点灯するものである。

この従来例で特徴としている点は、スイッチ５が開く直
前から開いた直後までの短い時間スイッチ６を開放する
ことによって、スイッチ５が開（ときに、出力トランス
１０の各巻線に生じるサージ電圧を軽減するところにあ
るが、この点については後述するこの発明の特徴として
いる点とは関係がないため、詳細には述べない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第５図の従来の放電灯点灯装置においては、次に列挙す
るような問題点があった。

（１）　　一般に低温において、放電灯３を高周波で確
実に始動させるために、出力トランス１０の出力巻線１
０ｄの無負荷電圧を全光点灯時のランプ電圧の数倍、た
とえば３倍から４倍程度に高く設定しており、かつ出力
巻線１０ｄの線径は放電灯３が全光点灯時のランプ電流
を考慮する必要があり、出力トランス１０が大形になる
。

（２）放電灯３を調光（減光）点灯させるために出力ト
ランス１０のリーケージインダクタンスの他に減光用チ
ョークコイル４を必要とする。

（３）全光点灯時と調光（ｗ４光）点灯時で点灯周波数
が異なり、たとえば一般によく使われている全光時の点
灯周波数を４０　ＫＨｚ〜５０　ＫＨｚ　、調光率を６
０％程度に設定した場合、脚点時の点灯周波数が家電品
などに多数導入されてきている赤外線リモートコントロ
ールに悪影響を及ぼす３３ＫＨｚ〜４０Ｋｌｆｚになる
場合がある。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、インバータの出力トランスの小型化と回路構成の
簡略化およびコスト低減化を期することができるととも
に、減光点灯時と全光点灯時の点灯周波数をほぼ同様に
でき、しかも始動時の電極劣化を防止できる放電灯点灯
装置を得ることを目的とする。

また、この発明の別の発明は、マニュアルスイッチを短
時間に連続して動作した場合でも、確実に点灯できる放
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、インバータの出力ト
ランスの２次側に放電灯を始動させることはできないが
、始動した後の放電維持を行える２次電圧に設定しｔコ
主巻線およびこの主巻綿の２次電圧と加極性にして放電
灯を始動させることができる２次電圧に設定した主巻線
よりも線径の細い補助巻線とを設けたものである。

また、この発明の別の発明に係る放電灯点灯装置は、上
記のものにおいて、放電灯が始動、減光点灯する前にマ
ニュアルスイッチの動作にヨ＜放電灯に印加する電圧が
主巻線電圧に切り換わるのを防止する手段を設けたもの
である。

〔作□　用〕

この発明においては、直流電源投入時から放電灯に主巻
線の電圧のみを印加して、放電灯を点灯させないで電極
を予熱し、所定の時間後に主巻線と補助巻線の細極電圧
に切り換えて印加して、放電灯を始動、減光点灯させる
。

また、この発明の別の発明においては、放電灯が始動、
減光点灯する前にマニュアルスイッチにより、放電灯に
印加する電圧が主巻線電圧に切り換わらないようにして
全光点灯させる。

〔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構成を示す
回路図である。この第１図において、構成の説明に際し
、重複説明を避けるために、第５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。

直流電源１の正極はマニュアルスイッチとしてのプルス
イッチ１７の接点Ｃに接続され、負荷はトランジスタイ
ンバータ２のトランジスタ１２ａ。

１２ｂのエミッタに接続されている。

プルスイッチ１７は電源投入機能とマニュアルスイッチ
を含む一般の照明器具に用いられているようなプルスイ
ッチであり、接点ｃ、ｄ、ｅ、ｆを有しており、接点ｄ
は非接続で、接点ｆは抵抗１８．１９を介して直流電源
１の負極に接続されている。抵抗１９に並列にフォトカ
プラのダイオード２０　（発光ダイオード）が接続され
ている。

また、接点ｅと直流電源１の負極間には、第１のタイマ
回路１５が挿入され、またこの接点ｅと直流電源１の負
極間にトランジスタインバータ２が接続されている。

第１のタイマ回路１５は、接点ｅと直流電源１の負極間
に、マグネットリレー１６（後述する）の励磁巻線２１
とトランジスタ２２が直列に接続されている。この励磁
巻線２１とトランジスタ２２との直列回路に並列に、抵
抗２４とコンデンサ２５との直列回路が接続されている
。

抵抗２４とコンデンサ２５はトランジスタ２２をオンさ
せる時定数を決定するものであり、その接続点は定電圧
ダイオード２６を介してトランジスタ２２のベースおよ
びフォトカプラのトランジスタ２３のコレクタに接続さ
れている。トランジスタ２３のエミッタは直流電源１の
負極に接続されている。

一方、トランジスタインバータ２は出力トランス１０の
２次側が第５図とは異なるものである。

すなわち、２次巻線に主巻線１０ｅと補助巻線１０ｆが
互いに加極性となるように直列に接続されている。この
接続点は端子Ｂに接続されている。

補助巻線１０ｆの他端は端子Ｃに接続されている。

出力トランス１０の２次側には、フィラメント巻ｉ！ｔ
ｌｌＯｇ、１０ｈが設けられている。これらのフイラメ
ン！・巻線１０ｇ、１０ｈｌｉ′蛍光ランプ３のフィラ
メント３ａ、３ｂに接続されている。放電灯として、フ
イラメン１−３ａ、３ｂを有する蛍光ランプ３が使用さ
れている。

上記マグネットリレー１６はオートスイッチに当たるも
ので、その共通接点が端子Ａに接続されている。端子Ａ
はフィラメント３ａの一方に接続されている。

また、マグネットリレー１６の接点ａ、ｂはそれぞれ上
記端子Ｃ，Ｂに接続されている。その他の構成は第５図
と同様である。

次に上記のように構成されたこの発明の放電灯点灯装置
の動作を説明する。第２図はこの説明のためのタイムチ
ャート図で、第２図（ａ）、第２図（ｂ）はそれぞれト
ランジスタ２２とフォトカプラのトランジスタ２３のオ
ン・オフ状態を示し、第２図（０）は蛍光ランプ３の高
周波のランプ電流（点線は高周波の包絡線を示している
）を示している。

ところで、プルスイッチ１７が接点間（ｃ　−ｄ　）を
閉じている状態から時刻ｔ０にプルスイッチ１７を動作
させ、接点間（ｅ−ｅ）を閉じると、トランジスタイン
バータ２に直流電圧が印加され、第５図で説明したのと
同様な回路動作でトランジスタインバータ２が発振を開
始する。

このとき、マグネットリレー１６は励磁コイル２１が励
磁されないので、ｂ接点が閉じており主巻線１０ｅに発
生する高周波電圧が蛍光ランプ３に印加される。この際
、前記したように主巻線１０ｅの電圧を蛍光ランプ３が
始動できない電圧に設定しであるので、蛍光ランプ３は
点灯せずにフィラメント巻線１０ｇ、１０ｈに発生する
電圧によってフィラメント３ａ、３ｂが予熱される。

一方、時刻ｔ。から抵抗２４を介して、コンデンサ２５
が充電され、このコンデンサ２５の充電電圧が時刻ｔ１
に定電圧ダイオード２６のツェナー電圧に達し、トラン
ジスタ２２がターンオンし、直流電源１からトランジス
タ２２を介してマグネットリレー１６の励磁巻線２１に
電流が流れる。これにより、接点すから接点ａに切り換
わる。

したがって、主巻線１０ｅと補助巻線１０ｆで発生して
いる電圧の和が蛍光ランプ３に印加される。この際、こ
の電圧の和を蛍光ランプ３が始動できる電圧に設定しで
あるので、蛍光ランプ３ば始動、減光点灯する。

次に、任意の時刻ｔ２にプルスイッチ１７を動作させ、
接点間（ｃ−ｅ）から接点間（ｃ−ｆ　）を閉じると、
直流電源１から抵抗１８を介してフォトカプラのダイオ
ード２０がオンし、フォトカプラのトランジスタ２３が
ターンオンし、トランジスタ２２がターンオフする。

これによって、励磁巻線２１の電流はオフし、マグネッ
トリレー１６は再び接点すが閉じる。したがって、蛍光
ランプ３は前記したように主巻線１０ｅの放電を維持で
きる程度の低い電圧で全光点灯する。

なお、マグネットリレー１６において、接点ａから接点
すに切り換わる際、−瞬蛍光ランプ３のランプ電流がオ
フ状態となるが、実験的に乙のランプ電流オフ時間が数
ｍ５ｅｃ〜数十ｍ５ｅｃ（一般的マグネットリレーの特
性）の場合は蛍光ランプ３が立消えることはなかった。

しかし、ランプ電流オフ時間が長くなってくると、立ち
消える確率が高くなることが予想されるため、これを防
止する目的で端子間（Ａ−Ｂ）に適当な値のインピーダ
ンスを挿入してもよい。

再び任意の時刻ｔ３にプルスィッチ１７１ｅ動作させ、
接点間（ｃ　−ｄ　）が閉じると、トランジスタインバ
ータ２に印加されていた直流電圧がオフし、蛍光ランプ
３がオフし、最初の状態に戻る。

ところで、上記実施例では、マニュアルスイッチとして
一般照明器具に使用されているような電源投入機能を含
んだプルスイッチ１７を用いた場合、短時間に連続して
このプルスイッチ１７を動作することによって蛍光ラン
プ３が点灯、減光点灯する前に蛍光ランプ３に印加する
電圧が主巻線電圧に切り換わり　（マグネットリレー１
６の接点すが閉じたままになっている状態）、蛍光ラン
プ３が点灯しない不都合生じる場合がある。この不都合
を防止できる実施例を次に示す。

第３図はこの実施例を示す回路図である。第３図におい
て、プルスイッチ１７の接点ｆに抵抗１８．１９、フォ
トカプラのダイオード２０、コンデンサ２８、定電圧ダ
イオード２９で構成され、る第２のタイマ回ｇ８２７を
接続しｔこ他は、第１図と同様である。その他は第１図
と同様であり、構成の説明を省略する。

次に上記のように構成されたこの第３図の実施例の動作
を説明する。ここでは、特に上記不都合を防止できる動
作についてのみ説明し、マグネットリレー１６の動作な
どについては第１図と同様であるので説明を省略する。

プルスイッチ１７が接点間（ｃ　−ｄ　）が閉じている
状態から時刻ｔ。にプルスイッチ１７を動作させ、接点
間（（！−，）を閉じると、第１図で説明したのと同様
にトランジスタインバータ２が発振を開始するのと同時
に、第１のタイマ回路１５のコンデンサ２５が充電され
始める。そして、トランジスタ２２がターンオンし、蛍
光ランプ３が始勅、減光点灯する以前の任意の時刻ｔ４
に再びプルスイッチ１７を動作させ、接点１！Ｉ　（ｅ
−ｅ）から接点（ｃ　−ｆ　）間を閉じると、直流電源
１から第２のタイマ回路２７のコンデンサ２８が抵抗１
６を介して充電される。

この際、第２のタイマ回路２７の時定数を直流電源１を
投入してから蛍光ランプ３カ′始動・減光　　　　、点
灯するまでの時間よりも長く設定しであるので、時刻ｔ
□にトランジスタ２２がターンオンし、蛍光ランプ３が
始動、減光点灯した後、コンデンサ２８の電圧が時刻ｔ
５に定電圧ダイオード２９のツェナー電圧値に達し、フ
ォトカプラのダイオード２０がオンし、トランジスタ２
３がオンとなってトランジスタ２２がオフし、励磁コイ
ル２１が消勢され、接点ａから接点すに切り換わり、主
巻線１０ｅの電圧で蛍光ランプが全光点灯に切り換わる
。

次に、第１図の装置における上記不都合を防止できる別
の実施例を示す。第４図はこの実施例を示す回路図であ
る。この第４図において、出力トランス１０の２次側に
設けた検出巻線１０ｉと、この検出巻線１０ｉの高周波
出力電圧を整流、平滑する整流回路３１、コンデンサ３
２と定電圧ダイオード３３、抵抗３４、トランジスタ３
５とで構成される検出回路３０を付加した他は、第１図
と同様であるので説明を省略する。

次に上記のように構成された第４図の実施例の動作を説
明する。ここでは特に上記不都合を防止できる動作につ
いてのみ説明し、マグネットリレー１６の動作などにつ
いては第１図と同様であるので、説明を省略する。

プルスイッチ１７が接点（ｃ　−ｄ　）間を閉じている
状態から時刻ｔ。にプルスイッチ１７を動作させ、接点
（ｃ　−ｅ　）間を閉じると、第１図で示したのと同様
に、トランジスタインバータ２が発振を開始するのと同
時に、第１のタイマ回路１５のコンデンサ２５が充電さ
れ始める。

また、このとき蛍光ランプ３は点灯していないので、検
出巻線１０ｉに発生する電圧によって充電されるコンデ
ンサ３２の電圧が定電圧ダイオード３３のツェナー電圧
よりも高くなるように設定しであるので、抵抗３４を介
してトランジスタ３５にベース電流が流れ、トランジス
タ３５は導通している。

このため、ダイオード２０に電流が流れず、トランジス
タ２３がオフで、トランジスタ２２がターンオンし、蛍
光ランプ３が始動、′減光点灯する以前の任意の時刻ｔ
４に再びプルスイッチ１１を動作させ、接点（ｃ　−ｅ
　）間、（ｃ−ｆ）間を閉じた場合においても、フォト
カプラのダイオード２゜はターンオンしない。

その後、時刻ｔ１にトランジスタ２２がターンオンし、
蛍光ランプ３が始動、減光点灯すると、出力トランス１
０がリーケージタイプのため検出巻線１０ｉの電圧が低
下し、このときトランジスタ３５にベース電流が供給さ
れないように定電圧ダイオード３３のツェナー電圧など
を設定しであるので、トランジスタ３５はターンオフし
、したがって、フォトカプラのダイオード２０がオンし
、蛍光ランプ３が全光点灯に切り換わる。

なお、蛍光ランプ３が全光点灯時の検出巻線１０ｉに発
生する電圧は、減光点灯時よりも高いが、点灯していな
いときよりも低くなるため、全光点灯時にトランジスタ
３５をターンオンさせないように定電圧ダイオード３３
のツェナー電圧などを設定でき、また、そうしている。

さらに、上記各実施例においては、端子Ｂと端　′子Ｃ
の切換を非常に構成が簡単で安価な１組の共通接点、す
なわち、接点ａ、接点すとを有するマグネットリレー１
６によって行っていたが、同じ動作を行えるものならば
、半導体素子などを用いてもよい。

また、トランジスタ２、第１のタイマ回路１５、第２の
タイマ回路２７、検出回路３０も上記実施例の回路構成
に限らない。

さらに、直流電源１はバッテリあるいは従来の装置で示
した商用交流電源を整流、平滑したものであってもよく
、そして、放電灯は１灯である必要はなく、多灯用にも
適用できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、放電灯を従来の装置と
同様高電圧で始動、減光点灯させ、その後放電灯に印加
する電圧を低い電圧に切り換え全光点灯に切り換えるよ
うにしたため、トランジスタインバータの出力トランス
を小形にでき、しかも減光点灯時と全光点灯時の点灯周
波数をほぼ同様に設定できる効果がある。

また、出力トランスをリーケージタイプのものを用いる
ことによって、従来の装置で必要とした調光用チョーク
コイルを不要とすることができ回路構成が簡単になる効
果がある。

さらに、オートスイッチとしてマグネットスイッチある
いは半導体素子を用いることによって装置が安価になり
、回路構成も簡単になる効果がある。

加えて、放電灯の電極を十分子熱しｔコ後放電灯を始動
させる機能も簡単な回路構成で付加したので、始動時の
電極劣化を軽減できる効果がある。

また、この発明の別の発明は、放電灯が始動、減光点灯
した後に主巻線と補助巻線の和の電圧が印加され、主巻
線の電圧のみが印加されるのを防止して、全光点灯に切
り換わる手段を付加したので、マニュアルスイッチを短
時間に連続して動作した場合でも放電灯を確実に点灯で
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（
５Ｊ路図、第２図は第１図の放電灯点灯装置の動作を説
明するためのタイムチャート、第３図および第４図はそ
れぞれこの発明の放電灯点灯装置の他の実施例を示す回
路図、第５図は従来の放電灯点灯装置の回路図である。１・・・直流電源、２・・トランジスタインバータ、３
・・・放電灯、１０・リーケージタイプの出力トランス
、１０ａ・・・主巻線、１０ｆ・・・補助巻線、１５・
・第１のタイマ回路、１６・・・マグネットリレー、１
７・・プルスイッチ、２７・・・第２のタイマ回路、３
０・・・検出回路。なお、各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）直流電源と、２次側に放電灯を始動させることは
できないが、始動した後の放電維持を行える２次電圧に
設定した主巻線とこの主巻線の２次電圧と加極性にして
上記放電灯を始動させることができる電圧を誘起するよ
うに設定されかつこの主巻線よりも線径の細い補助巻線
とを有するリーケージタイプの出力トランスを有し上記
直流電源の電圧を高周波電圧に変換するインバータと、
上記直流電源の投入後所定時間後に出力する第１のタイ
マ回路と、この第１のタイマ回路が出力しない間上記放
電灯に上記主巻線電圧を印加して点灯させないでフィラ
メントを予熱しかつ上記第１のタイマ回路が出力すると
切換作動を行って上記放電灯に印加する電圧を上記主巻
線と補助巻線の加極性電圧に切り換えて放電灯を始動、
減光点灯させるとともに任意の時間にマニュアルスイッ
チを動作させて放電灯に印加する電圧を主巻線の電圧に
印加させて放電灯を全光点灯させるオートスイッチとを
備えてなる放電灯点灯装置。
（２）オートスイッチは放電灯に接続する共通接点と、
補助巻線に接続する接点と、主巻線に接続する接点を有
するマグネットリレーであ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）マニュアルスイッチを前記直流電源投入機能を含
んだプルスイッチと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）直流電源と、２次側に放電灯を始動させることは
できないが始動した後の放電維持を行える２次電圧に設
定した主巻線とこの主巻線の２次電圧と加極性にした上
記放電灯を始動させることができる電圧を誘起するよう
に設定されかつこの主巻線よりも線径の細い補助巻線と
を有するリーケージタイプの出力トランスを有し上記直
流電源の電圧を高周波電圧に変換するインバータと、上
記直流電源の投入後所定時間後に出力する第１のタイマ
回路と、この第１のタイマ回路が出力しない間上記放電
灯に上記主巻線電圧を印加して点灯させないでフィラメ
ントを予熱しかつ上記第１のタイマ回路が出力すると切
換作動を行って上記放電灯に印加する電圧を上記主巻線
と補助巻線の加極性電圧に切り換えて放電灯を始動、減
光点灯させるとともに任意の時間にマニュアルスイッチ
を動作させて放電灯に印加する電圧を主巻線の電圧に印
加させて放電灯を全光点灯させるオートスイッチと、上
記放電灯が始動減光点灯する前に上記マニュアルスイッ
チの動作によって放電灯に印加する電圧が主巻線電圧に
切り換わることを防止する手段とを備えてなる放電灯点
灯装置。
（５）オートスイッチは放電灯に接続する共通接点と、
補助巻線に接続する接点と、主巻線に接続する接点を有
するマグネットリレーであることを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載の放電灯点灯装置。
（６）マニュアルスイッチは前記直流電源投入機能を含
んだプルスイッチであることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の放電灯点灯装置。
（７）防止する手段は上記マニュアルスイッチを動作さ
せてから放電灯に印加する電圧が上記主巻線電圧に切り
換わるまでの時間が直流電源を投入してから上記放電灯
が始動、減光点灯するまでのときよりも長く設定した第
２のタイマで回路を備えたことを特徴とする特許請求の
範囲第４項記載の放電灯点灯装置。
（８）防止する手段は上記放電灯が始動、減光点灯した
ことを検出する検出回路を有し任意の時間にマニュアル
スイッチを動作しても検出回路の出力信号が出ていなけ
れば上記放電灯に印加する電圧が主巻線電圧に切り換わ
らないようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載の放電灯点灯装置。