JPS62108498A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS62108498A
JPS62108498A JP60248324A JP24832485A JPS62108498A JP S62108498 A JPS62108498 A JP S62108498A JP 60248324 A JP60248324 A JP 60248324A JP 24832485 A JP24832485 A JP 24832485A JP S62108498 A JPS62108498 A JP S62108498A
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JP
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circuit
current
discharge lamp
feedback
winding
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JP60248324A
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明弘 上田
文則 仲矢
湯原 恒平
青池 南城
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Toshiba Corp
Toshiba Electric Equipment Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electric Equipment Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/2821Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/24Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

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】 [発明の技術分野] この発明はインバータ回路を使用した放電灯点灯装置に
関する。
[発明の技術的背景コ 級 近年、放電灯点灯装置は効率のアップ、小形計量化など
からインバータ回路が使用されている。
従来このような放電灯点灯ii置としては第6図に示す
ものが知られている。これは交流!、lff1に整流回
路や平滑コンデンサなどからなる直流化回路2を接続し
、その直流化回路2にインバータ回路3を接続している
。前記インバータ回路3は発振トランス4、この発振ト
ランス4の一次巻線に並列に接続され並列共振回路を構
成するコンデンサ5、この共振回路を駆動するスイッチ
ングトランジスタ6、このトランジスタ6のベース、エ
ミッタ間にダイオード7を介して接続された前記発振ト
ランス4と磁気的に結合した帰還巻線8と結合コンデン
サ9との直列回路からなる帰還回路、この結合コンデン
サ9に前記帰還巻線8を介して並列に接続された抵抗1
0とダイオード11との直列回路、起動用抵抗12によ
って構成されている。
そして前記インバータ回路3の出力端子、すなわち前記
発振トランス4の二次巻線に限流用巻線13を介して放
電灯14を接続し、その放電灯にダイオード15.16
とSSS素子17との直列回路からなる始動回路18を
並列に接続している。
この回路では発振トランス4から帰還18Bを介してト
ランジスタ6をスイッチング保持する電圧を帰還しイン
バータ回路3の発振を継続している。しかしこの回路で
は始動回路18がダイオード15.16とSSS素子1
7とで構成されているため発生する高圧パルスがダイオ
ード特性に規制され充分な高圧パルスが得られない問題
がある。
このため第7図に示すように始動回路18をコンデンサ
19によって構成し、始動時にコンデンす19と限流用
巻線13とで直列共振回路を形成して見掛は上の負荷側
のインピーダンスを非常に小さくして充分な高圧パルス
が得られるようにしたものが知られている。
しかしながらこの始動回路にコンデンサ19を設けたも
のであっても帰還者118に対する電圧の帰還を発振ト
ランス4から行なうようにしているため、負荷変動に対
して帰還量があまり変化しないという現象が発生し、始
動予熱時及び負荷変動時にスイッチングトランジスタ6
のドライブ不足から出力回路に充分な電流を流すことが
できず、充分な始動電圧が得られないという問題があっ
た。
第8図はこの第7図の回路の各部の電圧、電流波形を示
すもので、(a)はスイッチングトランジスタ6のコレ
クタ、エミッタ間電圧VCE、<b)はコレクタ電流1
c、(C)はベース電流1Bを示し、また(d)はイン
バータ回路3の出力電圧vL、(e)は出力MarLを
示し、全体的にレベルが低くなっている。
また負荷変動時にインバータ回路3が間欠発振を起す問
題があった。
これらの問題を解決するために従来は第9図に示すもの
も開発されている。これは帰還巻線8を発振トランス4
に対して磁気的に結合するのではなく、帰還者118を
電流変成器20の二次巻線で構成し、その変成器20の
一次巻線を発振トランス4の巻線の一端と放電灯14の
一端との間に接続したものである。この場合限流用巻線
13はそのまま接続されている。
[背慎技術の問題点] しかしながらこのような装置では電圧の帰還を限流用巻
線13とは別途設けられた電流変成器20を使用して行
なっているため、電流変成器20に系を乱さないような
インピーダンスしか持てないという制約が生じこのため
一次側のコイルの巻数を多くできないという制約が生じ
磁束の飽和という問題がある。しかも電流変成器20の
コアの飽和にはバラツキがあり、このバラツキのために
帰還量が左右される問題がある。
このような問題のために安定した帰還ができず、放電灯
を安定に点灯制御できない問題があった。
[発明の目的] この発明はこのような問題を解決するために為されたも
ので、始動時に充分に高い高圧パルスを発生させること
ができ、しかも安定した帰還量が19られ放電灯を安定
点灯制御することができる放電灯点灯装置を提供するこ
とを目的とする。
[発明の概要] この発明は、直流電源にインバータ回路を接続し、その
インバータ回路の出力端子に限流用巻線を介して放電灯
を接続し、かつその放電灯に並列に始動用コンデンサを
接続するとともに、限流用巻線に磁気的に結合した帰還
巻線を設け、インバータ回路を、発振コイルにコンデン
サを並列に接続してなる並列共成回路と、この並列共成
回路を駆動する半導体スイッチング素子と、このスイッ
チング素子の入力端子に接続された前記帰還巻線と結合
コンデンサとの直列回路を含む帰還回路とで構成し、前
記発振コイルを介して放電灯側に高周波出力を送出する
ものである。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図面を寺照して説明する。
第1図に示すように交流電′rA31に整流回路や平滑
コンデンサなどからなる直流化回路32を接続し直流電
源を構成している。そして前記直流化回路3・2にイン
バータ回路33を接続している。
前記インバータ回路33は、一端が前記直流化回路32
の(+)端子に接続された発振コイル、より厳密に言え
ば発振チョーク34、この発掘チョーク34に並列に接
続され並列共振回路を構成するコンデンサ35、前記発
掘チョーク34の他端にコレクタが接続され、かつエミ
ッタがダイオード37を介して前記直流化回路32の(
−)端子に接続された半導体スイッチング素子としての
スイッチングトランジスタ36、このトランジスタ36
のベース、エミッタ間に前記ダイオード37を介して接
続された後述する限流用巻線と磁気的に結合した帰還巻
線38と結合コンデンサ39との直列回路からなる帰還
回路、前記結合コンデンサ39に前記帰還巻線38を介
して並列に接続された抵抗40とダイオード41とを直
列に接続してなる放電回路及び前記1〜ランジスタ36
のベースと前記直流化回路32の(+)端子との間に接
続された起動用抵抗42によって構成されている。
前記インバータ回路33の出力端子、すなわち前記発振
チョーク34に限流用巻線43を介して放電灯44を接
続し、その放電灯44に始動用コンデンサ45で構成さ
れる始動回路46を並列に接続している。
このような構成の本発明実施例ではスイッチングトラン
ジスタ36がカットオフになったとき発振チョーク34
に点在する電磁エネルギーが並列共振回路において正弦
波振動を起し、スイッチングトランジスタ36のコレク
タ、エミッタ間には第2図の(a)に示す電圧VCEが
発生し、また第2図の(b)に示すコレクタ電流1cが
流れる。
このときのベース電流は第2図の(C)に示すようにな
る。
放電灯44の始動時においてはその放電灯44のインピ
ーダンスは無限大と考えられるので限流用巻線43と始
動用コンデンサ45とで直列共振回路が形成される。こ
の直列共振回路の周波数を発振チョーク34とコンデン
サ35との並列共振回路の周波数に近づけてやれば直列
共振回路の見掛は上のインピーダンスをゼロに近づける
ことができる。この結果直列共振回路には大きな電流が
流れることになる。
例えばこのときのインバータ回路33の出力をVLI、
流れる電流を1、限流層巻f143のインダクタンスを
し、始動用コンデンサ45の客間をC1放電灯44のフ
ィラメントの抵抗をR′とすれば下記式が成立する。な
お、抵抗R′は100未満の小さな抵抗値である。
そしてこの直列共振においてのみ電流Iが得られるもの
とすれば+(1/jωC)・Iなる電圧値が得られ高電
圧の発生が可能となる。この点第7図の回路では始動時
のみ帰還信号を増加させることができないので、スイッ
チングトランジスタ6を通過するN流値がそのトランジ
スタのhFE等で規制され高電圧が得られない。
また、始動時には高電圧が発生することにより、結合コ
ンデンサ39からスイッチングトランジスタ36のベー
スに流れる電流IBは定常負荷時において限流用巻線4
3に印加される電圧(Vt、 −ランプ印加電圧)で決
められるベース電流よりも大きく、スイッチングトラン
ジスタ36のhPEなどの半導体特性により定常時に比
べて始動時の方が多くの電流ILを流すことができる。
すなわち、始動時における出力電圧VLは第2図の(d
)に示すようになり、また電流ILは第2図の(e)に
示すようになる。例えば−例として従来VCEが300
V程度であったのに対して本実施例のVCEは400V
を越え、また従来1cが0.3A程度であったのに対し
て本実M例のIcは2Aを越え、また従来IBが0.2
A程度であったのに対して本実施例のIBは2Aを越え
、さらに従来ランプ印加電圧が200Vを若干越える程
度であったのに対して本実施例のランプ印加電圧は50
0Vを越え、かつ従来電流ILが0.2Aを若干越える
程度であったのに対して本実施例の電流ILは略2A程
度になる。
このように始動時において大きな電流ILが得られるの
で高電圧を放電灯44に印加できるようになる。またス
イッチングトランジスタ36に対する電圧の帰還を限流
用巻線43と磁気的に結合された帰還巻線38を介して
行なっているので、コアのバラツキなどの問題や磁気飽
和という問題はなく、特に定常時において帰還される量
が安定し、放電灯44を安定に点灯制御できる。この点
第9図のものではスイッチングトランジスタ36のオン
、オフの一方もしくは両方のスイッチングをコアの飽和
により行ない、またコアのノ\ラツキにも左右されるた
め、トランジスタのオン動作時にスパイク状の電流が流
れ点灯動作が不安定となる。
次にこの発明の他の実施例を図面を参照して説明する。
なお、前記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細
な説明は省略する。
第3図に示すものは帰還回路に抵抗47を直列に介挿し
たもので、この抵抗47によってスイッチングトランジ
スタ36のベースに流れる突入電流をカットすることが
でき、それによって電圧波形と電流波形との重なり部分
の面積を小さくできる。しかして、突入′wi流による
トランジスタ36の破壊を防止することができ、また電
圧波形と電流波形との重なり部分の面積を小さくできる
ことによって熱となって消費される電力を少なくできト
ランジスタのスイッチング損失を低減化できる。
勿論、この実施例においても前記実施例と同様の効果が
得られるものである。
また、第4図に示すものは帰還回路にインダクタンスコ
イル48を直列に介挿したもので、このコイル48によ
ってスイッチングトランジスタ36のベースに流れる電
流(Bの位相を遅らせることができ、それによって電圧
波形と電流波形との重なり部分を無クシトランジスタ3
6のオン時のスイッチング損失を低減化できる。また、
このインダクタンスコイル48と結合コンデンサ39の
共振による電流がトランジスタ36に供給されるためト
ランジスタ36のオフ時その1−ランジスタをオフさせ
るための逆電流が急速に流れるようになりトランジスタ
のオフ時におけるスイッチング損失も低減化できる。勿
論、この実施例においても前記実施例と同様の効果が得
られるものである・なお、始動時等において帰還量が増
加することがあるのでインダクタンスコイル48として
過飽和のものを使用する方がトランジスタ36の耐圧等
の面から望ましい。
さらに第5図に示すものは帰還回路とスイッチングトラ
ンジスタ36のベースとの間にインダクタンスコイル4
9とダイオード50との並列回路を介挿したもので、こ
のものにおいてはスイッチングトランジスタ36がオン
からオフへ移行するときの引扱き電流が帰還量$138
と結合コンデンサ39との共振により急速に増え、オフ
時のスイッチング損失が低減される。また逆にスイッチ
ングトランジスタ36がオフからオンへ移行するときは
Icの逆電流がダイオード50を介して流れるのでこの
ときも引抜き′R流が帰還巻線38と結合コンデンサ3
9との共振により急速に増え、オン時のスイッチング損
失が低減される。特にICの逆電流は予熱時結合コンデ
ンサ3つのリセット作用があり、このリセットが確実に
行われるので間欠発振が発生するのを防止しインバータ
回路は充分な始動電圧を出力することができる。勿論、
この実施例においても前記実施例と同様の効果が得られ
るものである。
なお、前記各実施例では発撥コイルとしてチョーク型の
ものを使用したがトランス型のものを使用してもよい。
またこの場合絶縁トランスを使用してもよい。
[発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明によれば始動時に充分に高
い高圧パルスを発生させることができ、しかも安定した
帰還量が得られ放電灯を安定点灯1IIIJIIlする
ことができる放電灯点灯装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図は同
実施例における各部の電圧及び電流波形図、第3図、第
4図及び第5図はこの発明の他の実施例を示す回路図、
第6図〜第9図は従来例を示し、第6図は回路図、第7
図は別の回路図、第8図は第7図における各部の電圧及
び電流波形図、第9図はさらに別の回路図である。 32・・・直流化回路、33・・・インバータ回路、3
4・・・発振チョーク、35・・・コンデンサ、36・
・・スイッチングトランジスタ、38・・・帰還巻線、
39・・・結合コンデンサ、43・・・限流用巻線、4
4・・・放電灯、45・・・始動用コンデンサ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直流電源と、この電源に接続されたインバータ回路と、
    このインバータ回路の出力端子に限流用巻線を介して接
    続された放電灯と、この放電灯に並列に接続された始動
    用コンデンサと、前記限流用巻線に磁気的に結合した帰
    還巻線とからなり、前記インバータ回路は、発振コイル
    にコンデンサを並列に接続してなる並列共振回路と、こ
    の並列共振回路を駆動する半導体スイッチング素子と、
    このスイッチング素子の入力端子に接続された前記帰還
    巻線と結合コンデンサとの直列回路を含む帰還回路とで
    構成され、前記発振コイルを介して高周波出力を送出す
    ることを特徴とする放電灯点灯装置。
JP60248324A 1985-11-06 1985-11-06 放電灯点灯装置 Pending JPS62108498A (ja)

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