JPS6211478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波で放電灯を点灯し、かつ調光
可能にした装置に関する。

放電灯をインバータを使用して２〜3KHz以上
の高周波で点灯し、かつ調光を行なうことは、チ
ラツキの少ない良好な調光が得られる点などか
ら、従来より試みられていた。

インバータの入力電圧を位相制御等によつて制
御することにより、調光を行なえる装置として、
従来から第１図に示す様な装置があつた。

第１図において、１は交流電源、２は全波整流
装置、３はインバータであり、ここでは定電流形
プツシユプルトランジスタインバータで構成され
ている。４は放電灯、５はサイリスタからなるス
イツチ装置（以下、適宜サイリスタ５とも記
す。）６はこのサイリスタの導通を制御する制御
装置である。なお、インバータ３は、スイツチン
グトランジスタ７ａ，および７ｂ，出力トランス
８，高調波チヨークコイル９，コンデンサ１０，
チヨークコイル１１等より構成され、インバータ
３に直流電圧が印加されるとベース帰還巻線８Ｂ
の作用により発振開始し、二次巻線８Ｓに高周波
出力電圧を生じるよう構成されている。

以上の様に構成された装置において、交流電源
１が投入され、全波整流装置２が、第２図イの様
に交流電源１を整流した平滑しない脈流の直流電
圧を発生する。サイリスタ５が制御装置６の信号
によつて、交流電源１の各半サイクルの全区間に
わたつて導通していると、インバータ３の発振動
作により、その二次巻線８Ｓには、第２図ロに示
す様な高周波出力電圧が発生し、放電灯４に印加
される。この時、放電灯４には、第２図ハに示す
様な電流が流れて点灯している。第２図ハにおい
て放電灯４の電流にToなる期間だけ電流の流れ
ない休止期間が生じているが、これは、出力トラ
ンス８の二次巻線８Ｓの電圧が、放電灯４を再点
弧させるに十分な電圧に達するまでの期間に相当
する。

ここで、制御装置６がサイリスタ５を導通開始
させる位相を、例えば第２図ニの様にθ_１なる位
相にすると、T₁なる期間は、インバータ３に直
流電力が供給されないので、放電灯４に流れる電
流もこれに対応して休止期間が長くなり、電流値
が減少するとともに、その光出力も減少する。こ
の様に、サイリスタ５を導通開始させる位相を変
化することによつて放電灯４の調光を行なえる。
なお第２図ホは、休止期間がT₁の場合の放電灯
４に通電される電流の波形を示す。ところが、こ
の様な装置で、螢光ランプの様な予熱形電極を有
する放電灯４を点灯する場合、調光度を深くし、
光出力を減少しようとすると、サイリスタ５の導
通開始位相が遅くなる。そして、この期間では電
極の予熱が行なわれない為、放電灯４の電極４
ａ，４ｂは予熱不足となり、電極４ａ，４ｂの消
耗を促進してしまい、放電灯４の寿命を著しく短
くさせてしまう恐れがあつた。

本発明の装置は、上記欠点を除去しようとする
ものであり、例え放電灯に流れる電流の休止期間
が長くなつても、この期間中において所望する調
光度に応じた予熱電力を放電灯の電極に供給でき
る様にしたものである。

以下、本発明による装置を図面に基づいて説明
する。

第３図は、本発明による装置の一実施例を示
し、第４図は、その動作の説明の為の図である。
第３図において、１は交流電源、２は直流電源を
構成する全波整流装置、３はインバータであり、
第１図の装置とほぼ同様の原理で動作する。そし
て７ａ，７ｂは夫々スイツチングトランジスタ、
８は出力トランスであり８Ｂ，８Ｃ，８Ｓは夫々
ベース帰還巻線、一次巻線，及び二次巻線であ
り、また８Ｆは電極を予熱する予熱巻線から成る
予熱装置である。更に４は放電灯、４ａ，４ｂは
夫々放電灯４の電極、また９は高調波チヨークコ
イルである。

５はスイツチ装置であり、ここではサイリスタ
で構成されている。６はスイツチ装置５のサイリ
スタを導通制御させる制御装置で、ここでは、位
相制御装置で構成されている。１２は分圧装置で
あり、これはスイツチ装置５としてのサイリスタ
がオフ状態のとき、全波整流装置２の出力直流電
圧を、インバータ３とのインピーダンス比に応じ
て分圧する装置であり、ここでは抵抗で構成され
ている。

次のように構成されたものの動作について説明
する。以上の様に構成された装置において、交流
電源１が投入され、全波整流装置２の出力電圧が
第４図イの様であつたとする。そして位相制御装
置６が第４図ロの位相でθ_１でスイツチ装置５で
あるサイミスタを導通させるとする。この時、放
電灯４には、例えば、第４図ハに示す様な電流が
流れている。

スイツチ装置５、すなわちサイリスタがオフ状
態である位相θ_０からθ_１までの期間T₁では、
抵抗からなる分圧装置１２を介してインバータ３
に、直流電圧が印加される。この直流電圧は、分
圧装置１２つまり抵抗によつて分圧されてインバ
ータ３に印加されるので、T₁の期間では、イン
バータ３の入力直流電圧は第４図ロの実線に示す
様に、T₁の期間では分圧された低い電圧が印加
される。

したがつて、インバータ３の出力トランス８の
各巻線には第４図ニの様な電圧が印加され、スイ
ツチ装置５であるサイリスタのオフ期間でも、出
力トランス８の巻線は高周波電圧を発生してい
る。

従つて、スイツチ装置５を構成しているサイリ
スタの導通開始位相をを遅らせて、放電灯４を調
光し、より一層減光していつても分圧装置１２で
ある抵抗を介してインバータ３に適当な直流電圧
を供給できるので、放電灯４の電極４ａ，４ｂ
は、出力トランス８の予熱巻線８８Ｆの出力によ
つて予熱されるので予熱不足を避けることができ
る。

スイツチ装置５としてサイリスタを使用する時
は、調光を行なうためには、サイリスタを導通し
た後、そのサイリスタをオフ状態へ戻す装置を付
加するか、あるいは、全波整流装置２の発生する
直流電圧が、例えば第４図イの様に脈動する電源
で、位相θ_０近傍でサイリスタに流れる電流が減
少し、保持電流以下となつてオフ状態に戻れる様
な直流電源であることが望ましい。ところで、ス
イツチ装置５としてのサイリスタを導通制御する
制御御装置６としては、第５図に示すような構成
の位相制御装置６でもよく、第５図のように低抗
１７とコンデンサ１８によつて、ユニジヤンクシ
ヨントランジスタUJTなどのトリガ発生素子１
５の出力に基づいてパルストランス１６に所望の
位相でスイツチ装置５であるサイリスタを導通さ
せる信号を発生させることができる。

また、放電灯４を始動させる場合は、まず電極
を予熱し、その後、放電を開始させる様に、例え
ば、電源投入後の所定期間は、スイツチ装置５を
オフ状態におくことも放電灯４の電極の損傷を少
なくする上で効果がある。

この場合、例えば、第３図の様な構成であれ
ば、制御装置６として第６図に示す様な装置を用
いることができる。

すなわち、コンデンサ１９および抵抗２０で構
成する時定数回路が、所定期間、トランジスタ２
１を導通維持し、スイツチ装置５を構成するサイ
リスタを導通させる信号を発生しない。

このため、インバータ３には第４図ホの実線の
様な低い電圧が印加されるので、放電灯４は放電
を開始せず、予熱手段によつて電極４ａ，４ｂの
予熱が行われる。

この後、本来の動作に移行し、放電灯を点灯す
る。

以上の場合では、インバータ３は印加される直
流電圧に対応した高周波交流電圧を発生するもの
であればよく、電極の予熱方法も、図示の予熱装
置以外でも可能である。

また、スイツチ装置５としては、サイリスタ以
外に、例えばトランジスタを使用して構成するこ
とも可能であり、その場合は、制御装置６の発生
する信号を、必要な期間トランジスタを導通でき
る様な信号とすればよい。

なお、スイツチ装置５として、トランジスタを
使用すると、導通開始位相を制御するだけでよ
く、オフ状態に戻すことが簡単であり導通期間を
制御することが、容易になるので、たとえ直流電
源の電圧がリツプルの少ない直流電圧でも適用出
来るという利点がある。

この場合も、スイツチ装置５であるトランジス
タの導通制御は交流電源と同期させる様にするこ
とが望ましい。

次に他の実施例について述べる。

第７図は他の実施例を示し、インバータ３が、
第１図に示した様な、高調波チヨークコイル９と
共振回路を備えた定電流形プツシユプルトランジ
スタインバータを用いた場合にも適用可能な例で
あり、分圧装置１２において抵抗１３と第２の高
調波コイル１４を直列に設けると共に、この第２
の高調波コイル１４の出力巻線を予熱手段１２ａ
として構成し、これにより放電灯４の電極４ａ，
４ｂへ予熱電力を供給するようにしている。

第８図は更に他の実施例を示し、スイツチ装置
５を交流電源側に配置されたトライアツクと称さ
れる双方向性サイリスタで構成し、分圧装置１２
としてトランスを使用する例であり、予熱手段１
２ａとして用いたトランス１２の出力巻線によ
り、電極４ａ，４ｂを予熱することができる。な
お、同図において６はスイツチ装置５を構成する
トライアツクを導通制御する制御装置であり、こ
の例でも位相制御装置を使用することが可能であ
る。上記第７図及び第８図に示す実施例からも明
らかなように、スイツチ装置５と並列に接続され
た分圧装置１２に含まれる予熱手段１２ａによ
り、電極４ａ，４ｂの予熱電力を得ているので、
放電灯４の調光度が浅い時は予熱電力を小さく、
また調光度が深い時には予熱電力を大きくするこ
とができ、放電灯４の電極４ａ，４ｂの消耗を抑
制できる。

第９図は、本発明の装置に使用可能なインバー
タ３の一例を示し、ここでは出力トランス８とし
て、リーケージトランスが用いられている。

第１０図はさらに異なる実施例を示しスイツチ
装置５を導通制御する制御装置６を外部からの信
号で動作させる一例である。

同図において、制御装置６の制御トランス２２
の入力側Ａ―Ｂ間に第１１図イに示す様な交流信
号電圧が印加されると、スイツチ装置５のサイリ
スタは、位相θ_１で導通するのでこの位相を変え
ることによつて調光を行なうことができる。

また、外部からの信号は、交流信号でなくて
も、第１１図ロに示す様な信号でも、スイツチ装
置５としてのサイリスタを導通制御できることは
もち論であり、この様なことを行なうと、多数の
点灯装置を、小さな信号電力で同じ調光状態に制
御することも容易になる。

また、実施例では、放電灯１灯の場合だけにつ
いて示したが、２灯以上の放電灯を直列、並列な
いし直並列に使用する場合も、電極の予熱装置を
対応して設けることが適用できる。

以上の様に、本発明の装置によれば、少なくと
もスイツチ装置の非導通時に放電灯の電極に予熱
電力を供給する予熱手段を、スイツチ装置に並列
接続した分圧装置に含むように構成しているの
で、放電灯の調光度を深くして光出力を減少させ
ても、調光度に応じて電極を予熱することがで
き、この為調光状態においても電極の消耗が抑制
され、放電灯を長寿命にできるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置を示す図、第２図は第１図
に示したものの動作の説明図、第３図はこの発明
の一実施例を示す図、第４図は第３図に示したも
のの動作説明図、第５図は制御装置の他の実施例
を示す図、第６図は制御装置の更に他の実施例を
示す図、第７図はこの発明の他の実施例を示す
図、第８図はこの発明の更に他の実施例を示す
図、第９図はインバータの他の実施例を示す図、
第１０図は制御装置の他の実施例を示す図、第１
１図は第１０図に示したものの動作説明図であ
る。 図中、１は交流電源、２は全波整流装置、３は
インバータ、４は放電灯、４ａ，４ｂは電極、５
はスイツチ装置、６は制御装置、１２は分圧装
置、１２ａは予熱手段である。なお、図中、同一
符号は同一あるいは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源の出力を整流する直流電源から供給
   された電力を高周波交流電力に変換して放電灯に
   供給するインバータと、このインバータと直列関
   係に接続されたスイツチ装置と、このスイツチ装
   置と並列に接続されると共に、少なくとも前記ス
   イツチ装置の非導通時に前記放電灯の電極に予熱
   電力を供給する予熱手段を含む分圧装置と、前記
   スイツチ装置を所定の周期で導通制御する制御装
   置とを備え、前記スイツチ装置の導通期間あるい
   は、導通開始時期を制御することによつて前記放
   電灯の調光を行なうよう構成したことを特徴とす
   る放電灯点灯装置。 ２ 前記制御装置は少なくとも直流電源の投入
   後、所定の期間は、前記スイツチ装置を非導通状
   態に維持して前記予熱手段を介し放電灯の電極を
   予熱し、その後所定の周期で導通制御させること
   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 前記スイツチ装置を前記交流電源に同期させ
   て導通制御するように構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の放電灯
   点灯装置。 ４ 前記スイツチ装置を、前記交流電源を導通制
   御するように配置し、かつ前記分圧装置は前記予
   熱手段として少なくとも前記放電灯の電極を予熱
   する出力巻線を有するトランスを含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第３項のいずれ
   か記載の放電灯点灯装置。 ５ 前記インバータは、共振回路および高調波チ
   ヨークコイルを備えた、定電流形プツシユプルト
   ランジスタインバータで構成されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか
   記載の放電灯点灯装置。 ６ 前記スイツチ装置は直流電源の出力を導通制
   御するように配置し、かつ分圧装置は、抵抗およ
   び第２の高調波チヨークコイルを含むと共にこの
   高調波チヨークコイルは、前記予熱手段として前
   記放電灯の電極を予熱する出力巻線を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項の
   いずれか記載の放電灯点灯装置。 ７ 前記スイツチ装置は、外部制御信号に同期し
   て、導通制御されるように構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか
   記載の放電灯点灯装置。