JPS6120119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電灯点灯装置に関する。

第１図は従来の放電灯点灯装置を示すもので、
以下その動作を第２図を参照しつつ説明する。先
ずスイツチＳを投入すると交流電源ACがダイオ
ードD₁〜D₄から成る全波整流回路、平滑用のコ
ンデンサC₅を介して直流に変換されて放電灯点
灯装置（例えばインバータ）に加えられ、動作を
開始する。それと同時に予熱トランスT₁から放
電灯ｌのフイラメントａ，ｂに電流が流れ始めフ
イラメントａ，ｂが加熱される。Ｐは無安定マル
チバイブレータの如きスイツチ素子駆動回路でコ
イルL₁，コンデンサC₁（またはL₂，C₂）および放
電灯ｌ等で決まる共振周波数と同じ周波数で発振
するように設定されており、端子ｄ，ｇからの出
力で交互にスイツチ素子Q₁，Q₂をオン，オフさ
せ前記放電灯点灯装置を動作させる。スイツチＳ
の投入により、平滑用のコンデンサC₅に並列に
接続された抵抗R₀およびツエナーダイオードZD₁
の相互の接続点に生じた電圧はスイツチ素子駆動
回路Ｐの端子ｃに加えられる。いまスイツチ素子
駆動回路Ｐにおいてスイツチ素子Q₃，Q₄の特性
のバラツキ等により例えばスイツチ素子Q₃がオ
フ、Q₄がオンになつたとすると第２図に示す如
くスイツチ素子Q₁のベース電圧Vb₁がＨレベル、
スイツチ素子Q₂のベース電圧Vb₂がＬレベルとな
り、スイツチ素子Q₁がオン、Q₂がオフとなる。

すると帰還用のダイオードD₅およびスイツチ
素子Q₁により電流Ｉ_L1が流れ、コイルL₁には1/
２・L₁・Ｉ_L1 ^２なるエネルギーが蓄積される。抵
抗R₃，コンデンサC₄の時定数で定まる一定時間
経過後、スイツチ素子Q₃がオン、Q₄がオフとな
りスイツチ素子Q₁はオフ、Q₂はオンとなる。ス
イツチ素子Q₁のオフによりコイルL₁に蓄積され
たエネルギーはコンデンサC₁に徐々に移され、
その結果、第２図の如く高周波電圧Ｖ_C1が発生す
る。この時スイツチ素子Q₂はオンしているため
コイルL₂には前記電流Ｉ_L1と同様の電流Ｉ_L2が流
れ1/2・L₂・Ｉ_L2 ^２なるエネルギーが蓄積され
る。

スイツチ素子駆動回路Ｐは前述したようにコイ
ルL₁，コンデンサC₁（またはL₂，C₂）からなる共
振回路および限流用インピーダンスＸ、放電灯ｌ
を含めた共振系の共振周波数に等しくスイツチ素
子Q₁，Q₂をオン，オフさせるべく構成されてい
るため、電圧Ｖ_C1が下降し再び０になつた時点で
スイツチ素子Q₁がオン、Q₂がオフする。従つて
コイルL₂のエネルギーは放出されて第２図に示
す如く高周波電圧Ｖ_C2を発生すると共に、この間
コイルL₁にはエネルギーが蓄積される。かかる
動作の繰り返しにより放電灯ｌには限流用インピ
ーダンスＸを介して第２図のV₃の如き高周波電
圧が印加されることとなる。尚、第２図の各波形
に付された符号は夫々対応する第１図中の電流ま
たは電圧を示している。

しかしながらこの回路によると、始動期の初め
においては予熱が十分行なわれていないにも拘わ
らず放電灯ｌに高電圧V₃が印加されるため、電
子は冷陰極放電により放出されるもののそれに伴
つて放電灯ｌの陰極の酸化物も飛散、消耗し、放
電灯ｌの寿命を低下させるという欠点がある。ま
た始動時には放電灯ｌの始動電圧が下がつていな
いから十分な絶縁破壊を引き起こすことができ
ず、放電が不安定となり不快なチラツキを生ずる
等の欠点があつた。

本発明は叙上の点に鑑み提案されたもので、そ
の目的とするところは始動時に放電灯に印加され
る電圧を０とし、その間に先行予熱を十分に行な
つて一定時間経過後に通常の動作に移行させるこ
とにより低電圧始動を容易とし、かつ放電灯の寿
命を延長せしめ、安定した放電状態により不快な
チラツキを防止すると共に、瞬時点灯を可能とし
た放電灯点灯装置を提供するにある。

以下、図面に沿つて本発明の実施例を詳細に説
明する。

第３図は本発明に使用されるスイツチ素子駆動
回路P′の回路図であり、第１図中の無安定マルチ
バイブレータＰをこのスイツチ素子駆動回路P′に
置き換えることにより本発明の第１の実施例が構
成される。すなわち、第１図において交流電源
ACの両端にはスイツチＳを介して予熱トランス
T₁の１次巻線が接続され、かつダイオードD₁〜
D₄からなる整流回路および平滑用のコンデンサ
C₅が接続される。コンデンサC₅の両端には抵抗
R₀およびツエナーダイオードZD₁の直列回路が接
続されると共に、この直列回路の両端にはコイル
L₁およびトランジスタの如きスイツチ素子Q₁，
コイルL₂およびスイツチ素子Q₂から成る直列回
路が夫々並列に接続されている。またコイル
L₁，L₂にはこのコイルL₁，L₂と共に並列共振回
路を構成するコンデンサC₁，C₂が夫々接続され
ており、更にスイツチ素子Q₁，Q₂には帰還用ダ
イオードD₅，D₆が夫々逆並列に接続される。コ
イルL₁およびスイツチ素子Q₁の接続点とコイル
L₂およびスイツチ素子Q₂の接続点との間にはコ
ンデンサの如き限流インピーダンスＸと放電灯ｌ
とが直列に接続されている。またこの放電灯ｌの
フイラメントａ，ｂは前記した予熱トランスT₁
の２次巻線に接続されるものである。

この実施例ではかかる回路において、第３図に
示すスイツチ素子駆動回路P′を用いてスイツチ素
子Q₁，Q₂を駆動するものであり、以下このスイ
ツチ素子駆動回路P′につき詳述する。第３図にお
いて、従来の如くスイツチ素子Q₃，Q₄，コンデ
ンサC₃，C₄，抵抗R₁〜R₄にて構成される無安定
マルチバイブレータP″のスイツチ素子Q₃側の出
力端子は、一端が端子ｄに接続された抵抗R₅の
他端に接続されると共に、抵抗R₁₀，R₁₁を介して
端子ｇに接続されている。またスイツチ素子Q₄
側の出力端子と端子ｇとの間には抵抗R₁₂，R₁₃の
直列回路が接続される。

端子ｃ，ｅ間には抵抗R₆およびコンデンサC₆
の直列回路が接続されており、この抵抗R₆とコ
ンデンサC₆との接続点はツエナーダイオードZD₂
を介してスイツチ素子Q₅のベースに接続され
る。このスイツチ素子Q₅のコレクタには抵抗R₇
が直列に接続され、かかる直列回路の両端は端子
ｃ，ｅ間に接続されている。またスイツチ素子
Q₅のコレクタは、抵抗R₈を介して端子ｃ，ｅ間
に抵抗R₉と共に直列に接続されたスイツチ素子
Q₆のベースに接続される。このスイツチ素子Q₆
のコレクタは前記抵抗R₁₀，R₁₁相互の接続点と端
子ｆとの間に接続されたスイツチ素子Q₇のベー
スに接続される。更にスイツチ素子Q₅のコレク
タは前記抵抗R₁₂，R₁₃相互の接続点と端子ｆとの
間に接続されたスイツチ素子Q₈のベースに接続
されている。

次にこの実施例の動作を第４図および第５図を
参照しつつ説明する。尚、第４図，第５図に示す
波形に付した符号は夫々第１図および第２図中に
示された電圧、または部品の符号に対応してい
る。先ずスイツチＳを閉じると端子ｃ，ｅ間には
直流電圧が加わり、コンデンサC₆の充電が開始
されて第５図の如く電圧Ｖ_C6が上昇していく。こ
の電圧Ｖ_C6がツエナーダイオードZD₂のツエナー
電圧に達するまではスイツチ素子Q₅がオフ、Q₆
がオン、Q₇がオフ、Q₈がオンであるため、第３
図中Ａ点はスイツチ素子Q₇に接続されていない
状態、つまり自由端となり、また同図中、Ｂ点は
接地端となる。この結果、端子ｄ，ｇに表われる
出力はスイツチ素子Q₄のオン，オフに拘わらず
常にスイツチ素子Q₃の状態のみによつて決ま
り、第５図の如く常に同一のモードでＨレベルま
たはＬレベルに変化することとなる。従つて第４
図に示すようにスイツチ素子Q₁，Q₂のオン，オ
フが同時に起こり、電圧Ｖ_C1，Ｖ_C2は共に高周波
電圧となるが放電灯ｌへの印加電圧V₃はV₃＝Ｖ_C
１−Ｖ_C2の関係から0Vとなる。

次に時刻ｔ＝t₁で電圧Ｖ_C6がツエナーダイオー
ドZD₂のツエナー電圧に達すると、スイツチ素子
Q₅がオン、Q₆がオフ、Q₇がオン、Q₈がオフす
る。従つて第３図中のＡ点が接地側端、Ｂ点が自
由端に夫々切り換わり、端子ｄ，ｇには第５図に
示すようにスイツチ素子Q₃，Q₄の交交互のオ
ン，オフに対応して夫々異なるモードの出力が得
られる。つまり時刻ｔ＝t₁以後は従来例と同様に
して放電灯ｌに高周波電圧V₃が印加されること
となる。

以上のようにこの実施例によれば、放電灯ｌの
始動時において予熱が十分でないにも拘わらず高
電圧が印加されることに起因する冷陰極放電等を
防止でき、印加電圧が０の状態で予熱トランス
T₁による予熱が十分に行なえ、放電灯ｌの寿命
を損ねる不都合がないと共に、スイツチＳの投入
時に放電が起らずチラツキも生じない等の利点が
ある。またスイツチＳの投入後、一定の時間t₁を
経た後には既に予熱が十分行なわれており、放電
灯ｌの始動電圧も低くてよく、かつ瞬時に点灯可
能となる。

次に第６図は第２の実施例を示すもので、第１
の実施例との構成上の差異は、予熱トランスT₁
に代えてコイルL₁，L₂に設けた２次巻線n₁，n₂を
放電灯ｌのフイラメントａ，ｂに夫々接続したこ
とにあり、スイツチ素子駆動回路P′を始めとする
その他の構成は第１の実施例と同様である。その
動作はスイツチ素子Q₁，Q₂のオン，オフにより
コイルL₁，L₂に生ずる電圧を変圧器の作用にて
２次巻線n₁，n₂に取り出し、放電灯ｌの予熱を行
なう。一定時間経過後にスイツチ素子駆動回路
P′の動作によりスイツチ素子Q₁，Q₂を交互にオ
ン，オフさせて放電灯ｌを低電圧始動させ得る作
用は第１の実施例と何ら変わるところはない。

第７図は第３の実施例を示している。この実施
例は第１，第２の実施例におけるコイルL₁，L₂
に夫々並列に接続した２つのコンデンサC₁，C₂
を単一のコンデンサC₇に置き換え、このコンデ
ンサC₇を放電灯ｌおよび限流用インピーダンス
Ｘの直列回路に並列に接続したものである。尚、
第１，第２の実施例における交流電源AC、ダイ
オードD₁〜D₄、平滑用のコンデンサC₅に代え、
電源として直流電源Ｅを示してあるが、この点は
構成を実質的に変更するものではない。また他の
構成については第２の実施例と同様である。この
実施例ではスイツチ素子Q₁またはQ₂のオンによ
りコイルL₁またはL₂にエネルギーが蓄積され、
スイツチ素子Q₁またはQ₂のオフによつて共通の
コンデンサC₇にエネルギーが徐々に移されるこ
ととなり、その結果、他の実施例と同様な高周波
電圧が発生して放電灯ｌに印加される。

更に第８図は第４の実施例であり、その構成は
第１の実施例に類似し、異なるところはコイル
L₁，L₂に２次巻線N₁，N₂を設け、これらと限流
用インピーダンスＸおよび放電灯ｌを直列に接続
したことにある。その動作は他の実施例と同様で
あるが、特にこの例ではコイルL₁，L₂に磁気漏
れ効果を持たせることで限流用インピーダンスＸ
を省略することも可能であり、装置の小型化およ
びコストの低減が図れる利点がある。

以上のように本発明によれば、コイルおよびコ
ンデンサからなる２組の共振回路に夫々直列に接
続されたスイツチ素子をオン，オフさせるスイツ
チ素子駆動回路にタイマー機能を持たせ、このス
イツチ素子駆動回路により放電灯の始動時にはス
イツチ素子双方を同時にオン，オフさせることで
放電灯への印加電圧を０とし、また一定時間経過
後にはスイツチ素子を夫々交互にオン，オフさせ
るようにして速やかに放電灯に高周波電圧を印加
するように構成したから、適宜構成した予熱手段
によつて放電灯を先行予熱することで熱電子放出
を容易化し、低電圧始動が行なえる効果がある。
また冷陰極放電に基づく陰極物質の消耗が防止で
き、放電灯の寿命の低下を防ぐことができる。更
に放電灯の絶縁破壊が完全に行なわれ、安定した
放電状態が維持されるため不快なチラツキを生じ
ないと共に、瞬時点灯が可能である等、種々の効
果を有する。

【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
図は同じく動作説明図、第３図乃至第８図は本発
明の実施例を示すもので、第３図は第１の実施例
におけるスイツチ素子駆動回路の回路図、第４図
および第５図は第１の実施例の動作説明図、第６
図は第２の実施例の回路図、第７図は第３の実施
例の回路図、第８図は第４の実施例の回路図であ
る。 AC…交流電源、Ｅ…直流電源、Ｓ…スイツ
チ、T₁…予熱トランス、n₁，n₂，N₁，N₂…２次
巻線、D₁，D₂，D₃，D₄，D₅，D₆…ダイオード、
C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆，C₇…コンデンサ、
R₀，R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉，
R₁₀，R₁₁，R₁₂，R₁₃…抵抗、ZD₁，ZD₂…ツエナ
ーダイオード、L₁，L₂…コイル、Q₁，Q₂，Q₃.
Q₄，Q₅，Q₆，Q₇，Q₈…スイツチ素子、Ｘ…限流
用インピーダンス、ｌ…放電灯、ａ，ｂ…フイラ
メント、ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ…端子、P′…スイツ
チ素子駆動回路、P″…無安定マルチバイブレー
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コイルおよびコンデンサからなる共振回路と
   スイツチ素子の直列回路を２組形成して互いに並
   列に接続し、かつ該直列回路を直流電源に直列に
   接続すると共に、予熱手段を設けてなる放電灯と
   限流用インピーダンスとの直列回路の両端を２組
   の前記共振回路の夫々に直接または電磁的に接続
   し、かつ前記スイツチ素子夫々を前記共振回路、
   限流用インピーダンスおよび放電灯を含めた共振
   系の共振周波数にてオン，オフさせるスイツチ素
   子駆動回路を設けてなり、該スイツチ素子駆動回
   路により、前記直流電源の投入後、一定の期間は
   前記スイツチ素子を夫々同時にオン，オフさせ、
   しかる後に前記スイツチ素子を夫々交互にオン，
   オフさせるように構成したことを特徴とする放電
   灯点灯装置。