JPS6139494A - 直流‐交流変換器 - Google Patents

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】

本発明は、金属蒸気式放電管に給電する直流−交流変換
器であって、この変換器は２つの入力端子を有し、これ
ら入力端子は第１トランジスタと、動作状態で前記の放
電管を有する負荷回路と、変成器の一次巻線と、第１コ
ンデンサとの第１直列回路を経て相互接続されており、
前記の負荷回路は前記の変成器の一次巻線および第１コ
ンデンサと相俟って第２トランジスタにより分路されて
おり、前記の変成器の第１の二次巻線が第１トランジス
タの制御回路の一部を構成し、前記の変成器の第２の二
次巻線が第２トランジスタの制御回路の一部を構成し、
これら第１および第２トランジスタの導通時間を均等化
する為に補助コンデンサと、補助トランジスタと、第１
タイミング回路との組合せ回路が設けられ、前記の補助
トランジスタの主電極が前記の第１および第２トランジ
スタ間の相互接続点に接続されている直流−交流変換器
に関するものである。 上述した種類の既知の直流−交流（ＤＣ／ＡＣ＋変換器
は例えばオランダ国特許出願第８２０４６８５号明細書
に記載されている。このオランダ国特許出願明細書に記
載されている変換器はブリッジ型の周波数変換器である
。この既知のＤＣ／ＡＣ変換器の場合、第１および第２
トランジスタ間にはこれらトランジスタが非導通となっ
た際の電荷キャリアの消散時間Ｃ蓄積時間）に関する特
有な相違があり、これら消散時間は均等化されないとい
う欠点がある。このことは、一般に一方のトランジスタ
が他方のトランジスタよりも常にわずかに長く導通する
ということを意味する。この変換器により前述した金属
蒸気式放電管に給電すると、放電に関係する金属が放電
管の一方の電極に移動する

【電気泳動効果）。従って、
この放電管による照明が悪影響を受ける。 本発明の目的は、第１および＄２）ランジスタが非導通
になった際たとえこれら２つのトランジスタ間に電荷キ
ャリアの消散時間の特有な相違があったとしても、動作
中にこれら第１および第２トランジスタの導通時間が簡
単な電気回路によりほぼ完全に均等化されるようにした
前述した種類の直流−交流変換器を提供せんとするにあ
る。 本発明は、金属蒸気式放電管に給電する直流−交流変換
器であって、この変換器は２つの入力端子を有し、これ
ら入力端子は第１トランジスタと、動作状態で前記の放
電管を有する負荷回路と、変成器の一次巻線と、第１コ
ンデンサとの第１直列回路な経て相互接続されており、
前記の負荷回路は前記の変成器の一次巻線および第１コ
ンデンサと相俟って第２トランジスタにより分路されて
おり、前記の変成器の第１の二次巻線が第１トラン咀ジ
スタの制御回路の一部を構成し、前記の変成器の第２の
二次巻線が第２トランジスタの制御回路の一部を構成し
、これら第１および第２トランジスタの導通時間を均等
化する為に補助コンデンサと、補助トランジスタと、第
１タイミング回路との組合せ回路が設けられ、前記の傭
助トランジスタの主電極が前記の第１および第２トラン
ジスタ間の相互接続点に接続されている直流−交流変換
器において、前記の変成器の第１および第２の二次巻線
がそれぞれ関連の第１および第２トランジスタのベース
および主電極を相互接続し、前記の入力端子は分圧器を
経て相互接続され、この分圧器のタップが前記の補助コ
ンデンサを経て前記のｗＥｌおよび第２トランジスタ間
の相互接続点に接続され且つ前記のタップは前記の補助
トランジスタのベースに接続され、前記の補助トランジ
スタの主電極回路が前記の第１および第２の２つのトラ
ンジスタの一方の制御回路中に含まれる第１タイミング
回路の一部に並列に接続されていることを特徴とする特 本発明は特に、補助コンデンサを、第１および第２トラ
ンジスタの導通時間のいかなる相違によっても当該補助
コンデンサを充電するように電気回路内に設けるという
着想を基に成したものである。この充電により補助コン
デンサに接続された補助トランジスタの導通状態に影響
を及ぼす。これにより、この補助トランジスタに接続さ
れたタイミング回路の作動を、これに関連するトランジ
スタの導通時間が他方のトランジスタの導通時間に等し
くなるように異ならせる。 変成器の第１（或いは第２）の二次巻線により関連の第
１（或いは第２）トランジスタのベースおよび主電極を
相互接続すること自体は既知である（例えばオランダ国
特許出願第８２：０ｉ１６８１号（特開昭５８−１９２
２９６号）参照】。このように接続することにより、２
つのトランジスタが連続的に制御され、いかなる妨害パ
ルスによる影響の持続時間も一般に妨害パルス自体の持
続時間を殆んど越えないという利点が得られる。 本発明による直流−交流変換器の実施例におい、では、
前記の補助トランジスタの主電極回路が前記の第１タイ
ミング回路の抵抗に並列に接続されており、このタイミ
ング回路は更にコンデンサを有し、このタイミング回路
は同じ制御回路の一部を成す前記の変成器の二次巻線の
両端間に接続されているようにするのが好ましい。 本例の場合、一方のトランジスタの制御回路においてタ
イミング回路に給電するとともに、補助トランジスタに
よりこのタイミング回路に影響を及ばずのが極めて簡単
となるという利点が得られる。この場合実際には、補助
トランジスタを変成器の関連の二次巻線を通る交流電圧
の各サイクル中短期間の間導通させることができる。こ
の導通期間は特に補助コンデンサの電圧に依存する。従
って、この制御回路に接続された（主）トランジスタの
導通時間を多数の回路素子を用いることなく再調整する
ことができる。 本発明による直流−交流変換器の他の実施例では、前記
の補助トランジスタを含む並列回路と関連しない制御回
路が第２タイミング回路を有し１、この第２タイミング
回路の時定数が可変となっているも’＆Ｌ指ｍ’＆％”
４ようにするのが好ましい。 本例の場合、第２タイミング回路の時定数を変えること
により放電管の電力消費斑を変えることができるという
利点が得られる。このことは、放電管を放電灯の形態に
する場合、例えばこの放電灯を暗くしつるということを
意味する。この場合、第１および第２トランジスタの双
方の導通時間が変わること勿論である。しかし、放電灯
を暗くする動作の場合も第１および第２トランジスタの
導通時間は互いに殆んど相違しない。このことは、これ
らの相違によっては電気泳動効果な生ぜしめないという
ことを意味する。これは前述した補助コンデンサおよび
補助トランジスタの作動によるものである。 図面につき本発明を説明する。 図面は本発明による直流−交流（ＤＣ／Ａ（３）変換器
と、この変換器に対する給電装置と、この変換器に接続
された２つの金属蒸気人数電灯とを示す電気回路図であ
る。 主電流＠路は前述したオランダ国特許出願第８２０１ｆ
ｉａ１号（特開昭５８−１９２２９６号）の図面に開示
されている主電流回路にほぼ類似するものである。これ
ら主電流回路間の相違点は２つの主トランジスタ（１１
および２０）の制御回路に関するものである。 給電装置は交流電圧源に接続すべき２つの入力端子ｌお
よび２分有する。これらの入力端子には４つのダイオー
ド４〜７を有する整流ブリッジ３が接続されている。こ
れら端子１および２とブリッジ８との間にはフィルタ（
図示せず）を配置しつる。整流ブリッジ８の出力端子は
ＤＣ／ＡＣ変換器の第１入力端子Ａに接続され、整流ブ
リッジ８の第２出力端子はＤＣ／ＡＣ変換器の第２入力
端子Ｂに接続されている。 この変換器を以下に説明する。端子ＡおよびＢはコンデ
ンサ１０を経て相互接続されており、しかも第１トラン
ジスタ１１、変流器の一次巻線１２、負荷回路１３（こ
の負荷回路の詳細は以下に説明する）の直列回路を経て
相互接続されてい、る。 負荷回路１８はインピーダンスが互いにほぼ等しい並列
な２つの岐路を有する。これらの岐路の各々は約５０Ｗ
の低圧水銀蒸気人数電管１５或いは１５＊をフィルの形
態のりアクドル回路素子１６或いは１６＊と直列に接続
した放電灯の形態で有する。これら放電灯の各々は２つ
の予熱可能電極を有する。各放電灯の一部を形成する電
極の電源側とは反対側はコンデンサ１フ或いは１７　を
経て相互接続されている。 変流器の一次巻線と、負荷回路１８と、コンデンサ１４
との直列回路は第２トランジスタ２０により分路されて
いる。２つのトランジスタ１１および２０の各々はｎｐ
ｎ型とする。この回路ではトランジスタ１１のコレクタ
は変換器の正入力端子Ａに接続され、このトランジスタ
１１のエミッタはトランジスタ２０のコレクタに接続さ
れている。このトランジスタ２０のエミッタは変換器の
負入力端子Ｂに接続されている。 一次巻線１２を有する変流器は２つの二次巻線、８０お
よび３１を有する。二次巻線３ｏはトランジスタ１１の
制御回路の一部を構成する。二次巻線ａＯの両端は抵抗
８２とコンデンサ３３との直列回路を有する第１タイミ
ング回路を経て相互接続されている。このタイミング回
路の抵抗３２はダイオード３２ａ１抵抗、１（２ｂおよ
びｐｎｐ補助トランジスタ８２０の主電極回路の直列回
路によって分路されている。二次巻線８１の両端は可変
抵抗３２　およびコンデンサａ３　を有するタイミング
回路により相互接続されている。更に、ダイオードａ４
　およびツェナーダイオード８５　の直列回路を設け、
これにより抵抗ａ２＊を分路する。 抵抗３２に接続されたダイオード８４は２つの抵抗ａａ
、ａ７の直列回路を経てトランジスタ１１ノヘースに接
続されている。抵抗ａ７はコンデンサ３８により分路さ
れ＼抵抗８６および３７間の相互接続点と抵抗４１との
間にはｎｐｎ型のトランジスタ４０が接続されている。 抵抗４１はトランジスタ１１のエミッタに接続され、抵
抗ａｓおよびコンデンサ８３間の相互接続点は補助トラ
ン、ジスタ４０のベースに接続されている。トランジス
タ２０の制御回路にも上述したのと対応する回路素子が
設けられており、これらの回路素子には同一符号に星印
（＊）を付した。 トランジスタ１１にはダイオード５０が逆並列に接続さ
れ、トランジスタ２０にはダイオード５０＊が逆並列に
接続されている。トランジスタ１１は更に抵抗５１およ
びコンデンサ５２の双方により分路されている。 また変換器を始動させる為の回路が設けられており、こ
の回路は特にコンデンサＩＯを分路する抵抗６０および
コンデンサ６１の直列回路を有する。抵抗６０およびコ
ンデンサ６１間の相互接続点は双方向降服素子Ｃダイア
ック）６２の一端に接続され、この双方向降服素子６２
の他端は抵抗６３を経てトランジスタ２０の制御回路の
抵抗８６＊およびダイオード３４　間の相互接続点に接
続されている。更に抵抗６０およびコンデンサ６１間の
相互接続点はダイオード６４の一端に接続され、このダ
イオード６４の他端は抵抗６５を屋でトランジスタ２０
のコレクタに接続されている。 本発明によればＤ　Ｃ／Ａ　Ｃ変換器の入力端子Ａおよ
びＢを２つの抵抗７０および７１を有する分圧器によっ
て相互接続する。これら抵抗７０および７１間の相互接
続点（タップ）は補助トランジスタ８２０のベースおよ
び補助コンデンサフ２の一端の双方に接続する。この補
助コンデンサ７２の他端は第１トランジスタ１１と第２
トランジスタ２０との間の相互接続点に接続する。 図面に示すように２つのトランジスタ（’１１゜２０）
間の相互接続点は二次巻線３０と回路素子８２ａおよび
３２ｂとを経て補助トランジスタ８２０のエミッタに接
続されている。 上述した回路の作動は以下の通りである。端子１および
２は例えば約２２０Ｖｔ５０Ｈ２の交流電圧に接続され
る。従って、整流ブリッジ３を経て変換器の端子Ａおよ
びＢ間に直流電圧が印加される。従って電流がまず最初
端子Ａから抵抗５１、変流器の一次巻ｌｌＡｌ２、負荷
回路１３およびコン、デンサ１４を経て端子Ｂに流れ、
これによりコンデンサ１７　、１７＊および１４が充電
される。更に、コンデンサ６１が抵抗６０を経て充電さ
れる。コンデンサ６１の端子間電圧が降服業子６２のし
きい値電圧に達すると、このコンデンサ６１は特に抵抗
６ａ、１６＊、８７＊およびトランジスタ２０のベース
−エミッタ接合を経て放電される。この放電によりトラ
ンジスタ２０は第１の期間の間導通するようになる。従
って、特にコンデンサ１４が回路１４．１３．１２．２
０．１４中で放電する。この放電電流は変流器の一次巻
１１！１２を経て流れる為、二次巻＄８０および８１に
電圧が誘起される。二次巻［３１における誘起電圧はト
ランジスタ２０を導通させる方向を有する。タイミング
回路３２＊〜３５　は所定の期間後に補助トランジスタ
４０　を導通させる。・これによりトランジスタ２０が
特にコンデンサａ８　により非導通となる。従って負荷
回路１ａにおける電流はダイオード５０およびコンデン
サ５２の組合せ回路とコンデンサ１０とを経て流れ、コ
ンデンサ１４に戻、る。電流の瞬時値は減少し、トラン
ジスタ１１はその特性曲線の零通過点付近で二次巻ｍｓ
ｏ、ダイオード８４および抵抗８６．８７を経て導通さ
せられる。トランジスタ２０のスイッチング処理につき
前述したのと同様に、ある期間後にトランジスタ１１が
再び非導通となる。これにより変換器が始動されたこと
になる。トランジスタ１１および２０は交互に導通させ
られる。この際回路６４．６５により始動回路６２．６
３が不作動となるようにする。 分圧器１０．７１と補助コンデンサ７２および補助トラ
ンジスタ３２０との本発明による組合せにより常に、第
１トランジスタ１１の制御が第２トランジスタ２０の制
御に続くようになる。このことは、２つのトランジスタ
１１および２０の導通時間が等しくないことで補助コン
デンサ７２が充電され、これにより補助トランジスタ８
２０の導通状態に影響を及ばすという事実によるもので
ある。この補助トランジスタ３２Ｃの導通持続時間は実
際には二次巻線８０の端子間の交流電圧の、ｌサイクル
当り変化する。これによりタイミング回路３２．ａａの
作動が変化し、従って第１トランジスタ１１の導通時間
が再調整される。 これにより変換器は始動させられたが、放電灯１５およ
び１５＊はまだ点弧していない。負荷回８１３はこの場
合互いにほぼ同一の２つの岐路の並列回路を有しており
、各岐路はフィル１６また＊ は１６　とコンデンサー７または１７　との直列回路を
有する。この際、放電灯によるこの回路の減衰はまだ与
えられていない。ツェナーダイオードａ５＊が存在しな
い場合には、負荷回路１８を流れる電流の周波数は実際
にはこの回路の共振周波＊ 数に調整され、従って放電灯１５および１５　の各々の
両端間にこれら放電灯が冷電極で点弧するような高電圧
が印加されてしまう。 しかし、始動中に変流器の一次巻線１２中の電流が増大
すると、回収り高い電圧が特に二次巻線３１中に誘起さ
れ、この電圧がツェナーダイオード３５　のツェナー電
圧に達する。従って、実際に°タイミング回路８２＊〜
３５　の（電圧依存１時定数が、この際導通しているツ
ェナーダイオード３５＊を有する回路によって抵抗ａ２
　が分路されているという事実によって影響される。そ
の結果、コンデンサ８ａ　における電圧が、トランジス
タ４０＊が導通ずる値により一層急速に到達し、従って
コンデンサ８８　とコンデンサ４０＊との組合せにヨリ
関連の主トランジスタ２０をより一層急速に非導通とす
る。これにより変換器の周波数を大きな値に達せしめる
。このように周波数が高くなることによりコイル１６お
よび１６　のそれぞれの端子間電圧を高くシ、従って放
電灯１５および１５＊のそれぞれの端子間電圧を低くす
る。従って放電灯の電極をコンデンサ１７および１７　
を経てそれぞれ予熱せしめつる。従って、放電灯があま
りにも冷却された電極で点弧するというおそれがなくな
る。電極が充分予熱されるまで放電灯の端子間電圧がこ
れら放電灯を点弧せしめるのに充分な値になるというこ
とはない。この場合、負荷回路、従って変流器の一次巻
線１２を流れる電流はもはや高い値をとるおそれはない
。その理由、はこの際放電灯により減衰が与えられる為
である。 従って、特に二次巻ｉｌｌに誘起される電圧が比較的小
さくなり、この電圧はもはやツェナーダイオード３５　
のツェナー電圧には達しない。このことは、コンデンサ
３３　を充電する処理に一層時間がかかり、従ってトラ
ンジスタ４０　が遅い瞬時にのみ導通するようになると
いうことを意味する。その結果、主トランジスタ２０も
コンデンサａ８　および補助トランジスタ４０　の組合
せにより遅い瞬時でのみ非導通にさせられる。トランジ
スタ１１の制御装置はトランジスタ２０の制御装置の作
動に続いて作動する。このことは、変換器が作動する周
波数は放電灯の点弧処理に際しての周波数よりも低いと
いうことを意味する０トランジスタ１１および２０間の
蓄積時間の相違がいかなるものであっても補助コンデン
サ７２における電圧を異ならせる為、この蓄積時間の相
違はこれらトランジスタ１１および２０の導通時間を均
等化する場合でも考慮される。 放電灯１５および１５　の電力消費量は可変紙を暗くす
る）ことができる。 この場合も回路票子７０〜７２および３２＊の組１合せ
により２つのトランジスタ１１および２０の変化する導
通時間を実際的に常に互いに等しくする。 実際の例では回路嚢子の値を以下の表に示す値とした。 本例における（可変）抵抗３２　のオーム抵抗値は常に
抵抗３２のオーム抵抗値よりも小さい。 このように抵抗８２＊のオーム抵抗値を小さくす　゛る
ことにより、実際にトランジスタ１１の導通時間をトラ
ンジスタ２０の導通時間よりも長くする。 従って分圧器のタップに接続されている側の補助コンデ
ンサ７２の電極が他方の電極に比べて負の電位となる。 従って補助トランジスタ３２０が導通ずるという事実に
よりタイミング回路３２゜３８が、時定数が小さくなる
ように影響を受ける。 その結果、トランジスタ４０が急速に導通し、従ってト
ランジスタ１１が急速に非導通となり、トランジスタ１
１および２０の導通時間が均等化される。 抵抗７０および７１の抵抗値は、分圧器７０゜７１のタ
ップに接続されている補助コンデンサ７２の電極におけ
るバイアス電圧が他方の電極における電圧に比べ正とな
るようにする為にわずかに相違させる。従って、動作状
態では補助トランジスタ３２０の導通時間に及ぼす二次
巻線３０の刻子間電圧による影響が固定化される。 最大オーム抵抗値が異なる抵抗３２および８２＊の代り
にオーム抵抗値が同じである２つの抵抗を用いることが
できるも、この場合トランジスタ１１をトランジスタ２
０の蓄積時間よりも長い蓄積時間を有するトランジスタ
とする。 放電灯１５および１５＊の動作電圧は約１４５■とする
。 この変換器の始動周波数は約４０　ＫＨｚであり、動作
周波数、すなわち放電灯１５および１５が点弧し暗くさ
れていない場合の周波数は約２５ＫＨｚである。 上述したＤｏ／ＡＣ変換器の利点は、トランジスタ１１
の導通時間が常にトランジスタ２０の導通時間に等しく
される為に放電灯１５および１５＊が電気泳動効果を呈
さないということである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による直流−交流変換器と、この変換器
に対する給電装置と、この変換器に接続された２つの金
属蒸気式放電灯とを示す電気回路、図である。 １．２・・・入力端子　　　　３・・・整流ブリッジ１
２・・・変流器の一次巻線 １３・・・負荷回路 １５．１５＊・・・低圧水銀蒸気大放電管ＩＬ１ｆｌ＊
・・・リアクトル回路素子ａｏ、３１・・・変流器の二
次巻線 ＊＊＊＊ ａ２，３２．１９６．ａ６．８’ｌ、８’ｌ　、４１１
４１．５１．６０．６８，６５．７０．７１・・・抵抗 ａ２０…補助トランジスタ ６２・・・双方向降服素子　　７２・・・補助コンデン
サ特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属蒸気入放電管に給電する直流−交流変換器であ
   つて、この変換器は２つの入力端子を有し、これら入力
   端子は第１トランジスタと、動作状態で前記の放電管を
   有する負荷回路と、変成器の一次巻線と、第１コンデン
   サとの第１直列回路を経て相互接続されており、前記の
   負荷回路は前記の変成器の一次巻線および第１コンデン
   サと相俟つて第２トランジスタにより分路されており、
   前記の変成器の第１の二次巻線が第１トランジスタの制
   御回路の一部を構成し、前記の変成器の第２の二次巻線
   が第２トランジスタの制御回路の一部を構成し、これら
   第１および第２トランジスタの導通時間を均等化する為
   に補助コンデンサと、補助トランジスタと、第１タイミ
   ング回路との組合せ回路が設けられ、前記の補助トラン
   ジスタの主電極が前記の第１および第２トランジスタ間
   の相互接続点に接続されている直流−交流変換器におい
   て、前記の変成器の第１および第２の二次巻線がそれぞ
   れ関連の第１および第２トランジスタのベースおよび主
   電極を相互接続し、前記の入力端子は分圧器を経て相互
   接続され、この分圧器のタップが前記の補助コンデンサ
   を経て前記の第１および第２トランジスタ間の相互接続
   点に接続され且つ前記のタップは前記の補助トランジス
   タのベースに接続され、前記の補助トランジスタの主電
   極回路が前記の第１および第２の２つのトランジスタの
   一方の制御回路中に含まれる第１タイミング回路の一部
   に並列に接続されていることを特徴とする直流−交流変
   換器。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の直流−交流変換器に
   おいて、前記の補助トランジスタの主電極回路が前記の
   第１タイミング回路の抵抗に並列に接続されており、こ
   のタイミング回路は更にコンデンサを有し、このタイミ
   ング回路は同じ制御回路の一部を成す前記の変成器の二
   次巻線の両端間に接続されていることを特徴とする直流
   −交流変換器。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の直流−
   交流変換器において、前記の補助トランジスタを含む並
   列回路と関連しない制御回路が第２タイミング回路を有
   し、この第２タイミング回路の時定数が可変となつてい
   ることを特徴とする直流−交流変換器。