JPS62157698A - 放電灯の点灯装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は螢光放電灯からメタルハライドランプ等の高圧
放電灯に至る各種放電灯を高周波電力で始動１点灯させ
る放電灯の点灯装置に関するものである。

〈従来の技術〉 この種の放電灯を高周波点灯する装置は種々案出され、
実用化されている。一般に、螢光放電灯。

高圧放電灯を高周波電力により点灯させると、発光効率
が上昇し、高周波によって安定器を構成するチョークコ
イルあるいはトランス類を小形にできるために安定器を
小形、軽量にでき、これによりチョークコイルやトラン
ス類の銅損や鉄損が少くなって、安定器の電力損失を大
幅に低減できる等の種々の利点があるために、広（用い
られている。この種の従来の放電灯の点灯装置の一般的
な構成は、商用交流電源を全波整流器で全波整流し、平
滑回路で平滑した直流電力をインバータに供給し、この
インバータの高周波出力を放電灯に供給するようになっ
ている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の放電灯の点灯装置に使用する周波数は一般に２０
〜５０ＫＨｚの範囲である。この周波数で螢光放電灯を
点灯する場合は特に大きな問題は発生しないが、メタル
ハライド等の高圧放電灯を点灯させた場合、音響的共鳴
現象と称する放電アーク柱のゆらぎが生じて非常に不安
定な現象となり、場合によっては立ち消え現象を起こす
ことがある。これを解消するために１００　Ｋ　Ｈｚ程
度の高周波で点灯させようとすると、スイッチング素子
の遷移墳が急に増大する。又従来例では、スイッチング
素子の制御回路および発振トランスでの損失が大きく、
省電力率（効率）の低下を招いていた。更に、プッシュ
プル接続する場合、逆耐圧（電圧責務）の大きいスイッ
チング素子を必要とし、経済性の面でも難点があった。

本発明は前記従来の問題に鑑みなされたもので、一般に
市販されている安価なスイッチング素子を用いて、１０
０ＫＨｚ前後の高周波でスイッチングしても遷移損が少
く、音響的共鳴現象や立ち消え現象の生じることのない
小形軽量の放電灯の点灯装置を提供することを目的とす
るものである。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明は前記目的を達成するために、第１図に示すよう
に商用交流電源ｌを全波整流器２で全波整流し、平滑用
コンデンサ３で平滑した直流電力をインバータ４に供給
し、インバータ４の高周波電力を限流素子５を介して放
電灯６に印加して、これを点灯させる装置において、デ
ユーティ比が２５〜４５％である２相の方形波信号を出
力するディジタル信号回路７とこのディジタル信号回路
７の出力信号により、駆動用変圧器８の一次側が駆動さ
れ、この二次側出力により駆動回路９が駆動され、２個
直列接続されたスイッチング素子４１゜４２を交互にオ
ンオフするように構成したことを要旨とし、スイッチン
グ素子４１．４２のオンオフに際しデッドタイムを設け
るよう配慮されている。

〈作用〉 非安定マルチバイブレータ７１は所定周波数例えば１０
０ＫＨｚで自走発振を繰り返して方形波を出力し、単安
定マルチバイブレータ７２はその方形波出力の立上り、
又は立下りから時定数で定まる所定時間だけ出力する。

アンドゲート７３はこれら両マルチバイブレータの出力
波形からデユーティ比が２５〜４５％の単相の方形波（
第４図参照）を出力する。この単相の方形波が駆動用変
圧器８の一次側に入力されその変圧器８の互に逆相に巻
かれた２個の二次側巻線の出力が駆動回路９を通して２
個のスイッチング素子４１．４２を交互にオンオフ駆動
する。この２個のスイッチング素子４１．４２は同時に
オフになることがあっても、同時にオンになることが決
してないよう制御されている。正極側のスイッチング素
子４１がオンのとき、両スイッチング素子の中点Ｐの電
圧は正極の電圧Ｅと同一となり、負極側のスイッチング
素子４２がオンのとき、中点Ｐの電圧は負極の電圧０と
同一となる。

一方、２個の平滑用コンデンサ３ｊ、３２の中点Ｑの電
圧は常に１／２Ｅであるから、ＰＱ間にはデユーティ比
２５〜４５％、波高値１／２Ｅの交番電圧が印加される
。

〈実施例〉 第２図に本発明の一実施例の回路図を示す。

商用交流電源１は全波整流器２により全波整流され、平
滑回路３により平滑されて、インバータ４の直流入力と
なる。平滑回路４は２個の電解コンデンサ３１，３２の
直列接続回路を有し、この中点Ｑに放電灯６の一方の電
極が接続されている。

インバータ４の変圧器８の２個の二次側巻線８２Ａ、８
２Ｂの出力により、直列接続された２個のスイッチング
トランジスタ４１．４２がオンオフ制御される。その２
個の駆動回路は同一構成されている。

２　（ｆｌｉｔのスイッチングトランジスタ４１，４．
２の接続点Ｐと２個の平滑用コンデンサ３１．３２の接
続点Ｑの間に、限流素子５と放電灯６が直列接続される
。尚ダイオード４３．４４は逆電圧を消去してトランジ
スタを保護するためのものである。

ディジタル信号回路７は、非安定マルチバイブレータ７
エと単安定マルチバイブレータ７２と２個のアンドゲー
ト７３１，７３２とにより構成され、両マルチバイブレ
ータ７１．７２は市販のＩＣを用いて構成でき、又、単
安定マルチバイブレータ７２はｒｃの外部端子７２１，
７２２に例えばコンデンサと抵抗を接続して、準安定状
態の期間が設定される。このディジタル信号回路７は電
源スィッチ１２が投入されると、非安定マルチバイブレ
ータ７１が直ちに自励発振を起こし、そのＡ点およびＢ
点にそれぞれ第４図（ａｌ、　（ｂ１図に示すような波
形の（ｆ、号が出力され、この百出力信号をトリガーパ
ルスとして入力された単安定マルチバイブレータ７２は
、その０点およびＤ点から第４図（Ｃ）。

ｆｄ１図に示すような波形の信号を出力する。そして、
Ａ点とＤ点の各信号およびＢ点と０点の各信号が、それ
ぞれアンドゲート７３２，７３！に入力され、両アンド
ゲート７３２．　７３１の出力点Ｆ、Ｅから第４図（ｆ
ｌ、　（１）４１図に示すような波形のディジタル信号
が出力される。この両ディジタル信号は、そのハイレベ
ルのデユーティ比が２５〜４５％になるよう設定されて
いる。即ち第４図において、Ｔ　　　　　Ｔ’　　　　
　Ｔ　　　　　　　Ｔ’＝０．２５〜０．４５ になるようにハイレベル期間ＴＩ　、　ＴＩ　’および
ローレベル期間Ｔ２．Ｔ２’がそれぞれ設定され、この
同一の両ディジタル信号が所定の位相のずれをもって両
出力端子Ｅ、Ｆから出力される。この両ディジタル信号
により、駆動用変圧器８の一次側巻線がＭ、Ｎより交互
に正電位が与えられ、高速駆動される。従って一次側巻
線と同一鉄心上に巻回された二次側巻線８２Ａ、８２Ｂ
にも、−次側に対応した電圧が交互に誘起される。この
誘起電圧により、２個のスイッチングトランジスタ４１
゜４２が交互にオンオフ制御される。

又、限流素子５の主巻線５１と補助巻線５２は螢光放電
灯の両フィラメントおよびコンデンサ１）を介して、減
極性になるよう接続され起動時に充分な予熱電流が流れ
るよう配慮されており、点灯後は、両フィラメントに適
正な電流が与えられるよう設計されている。

第３図に本発明の他の実施例を示す。この実施例は、ス
イッチング素子として電界効果形トランジスタ４５．４
６が用いられ、放電灯として、メタルハライドランプ等
の高圧放電灯が接続されている。

本発明のインバータを構成するスイッチング素子として
は、前記した、バイポーラ形トランジスタ、電界効果形
トランジスタのほか、ＧＴＯサイリスク、　　Ｓ’ｌサ
イリスク等の自己消弧形スイッチング素子を用いてもよ
い。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の放電灯の点灯装置によると、信号
回路としての主要回路部分をＩＣにて構成したこと、又
駆動用変圧器はごく小容量のもので済ませられるので回
路損失としては限流素子５によるものが大半であり、従
って、従来のプッシュプル接続されたインバータに比べ
て、極めて低損失である。

その上本発明によるときは信号回路のハイレベルのデユ
ーティ比を２５〜４５％として、駆動回路の信号にデッ
ドタイムを設けたのでインバータを１００ＫＨｚ前後で
動作させてもスイッチング素子に大きな遷移用を生じる
ことがない。更にスイッチング素子としては市販の安価
なバイポーラ。

トランジスタ、電界効果トランジスタを用いて構成でき
かつ信号回路も同様安価なＩＣで構成することが可能で
あるので、その経済的な効果は極めて大きい。又１００
ＫＨｚ前後の周波数でインバータを動作させるのでメタ
ルハライドランプ等の高圧放電灯を点灯しても音響的共
鳴現象と称される放電アーク柱のゆらぎが生じたり、立
ち消え現象を起こしたりすることがなく、安定に始動さ
せかつ安定した点灯状態を保持することができる。

以上の他に回路主要部をＩＣ化したこと、又１００ＫＨ
ｚ前後の高周波で動作させるので小形軽量化に資すると
ころも大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック回路図、第２図は
本発明実施例を示す回路図、第３図は本発明の他の実施
例を示す回路図、第４図は第２図に示す実施例の作用を
説明する波形図である。 ■−・・商用交流電源　　　　３−平滑回路４・−イン
バータ　　　　　５−・・限流素子６−・放電灯　　　
　　　　７−・−ディジタル回路４１．４２・−スイッ
チング素子 ４５．４６−・スイッチング素子 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用交流電源を全波整流し、それを直列接続した
   平滑用コンデンサで平滑化した直流電力を他励式インバ
   ータに供給してこのインバータから高周波出力を得るよ
   うになった放電灯の点灯装置において、２相の方形波を
   出力するディジタル信号回路と、その２相の方形波によ
   り一次側巻線が駆動され互に極性が反対の２個の二次側
   巻線をもつ駆動用変圧器と、その駆動用変圧器の２個の
   二次側巻線の出力により交互にオンオフ制御され上記直
   流電力の正負両端子間に直列接続された２個のスイッチ
   ング素子と、この２個のスイッチング素子の中間接続点
   と上記平滑用コンデンサの直列接続の中点との間に接続
   された限流素子と放電灯の直列接続を有する放電灯の点
   灯装置。
2. （２）２相の方形波のデューティ比が２５〜４５％の範
   囲にある、特許請求の範囲第１項記載の放電灯の点灯装
   置。
3. （３）ディジタル信号回路が、非安定マルチバイブレー
   タ、単安定マルチバイブレータおよびアンドゲートより
   構成されている、特許請求の範囲第１項記載の放電灯の
   点灯装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項〜第３項記載の放電灯の点
   灯装置において、放電灯として螢光放電灯を用いる場合
   に、主巻線、補助巻線から成る限流素子を用い、前記両
   巻線が螢光放電灯の両フィラメントを介して、減極性に
   なるよう接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第３項記載の放電灯の点灯装置。