JPS62200693A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS62200693A
JPS62200693A JP4261786A JP4261786A JPS62200693A JP S62200693 A JPS62200693 A JP S62200693A JP 4261786 A JP4261786 A JP 4261786A JP 4261786 A JP4261786 A JP 4261786A JP S62200693 A JPS62200693 A JP S62200693A
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transistor
current
preheating
discharge lamp
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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (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】 [技術分野1 本発明は、放電ランプに予熱を行なう放電点灯装置にお
いて、特に調光点灯に関するものである。
1背景技術] 本出願人が先に出願した特願昭60−113720号に
おいて新しい調光方式を示しでいる。
この従来の放電点灯装置の具体回路図を第4図に示す、
この回路はハーフ・ブリツノ型インバータ回路であり、
直流電源Eを入力とし、コンデンサC,,C2、ダイオ
ードD5.D2および主トランジスタQ、、Q2によっ
て構成され、工を荷としてチョークフィルL1、放電ラ
ンプL Aが直列後rcされると共に、ランプLAに並
列にコンデンサCつが接続されて、直列共振回路が構成
されている。主トランジスタQ + −Q 2の帰還入
力端としてのベースには駆動トランスT1に上って得ら
れたフイニツドバック信号が加えられている。さらに主
トランジスタQ、、Q2のベースエミッタ間には副トラ
ンジスタQ3.Q、が接続され、それらの制御はランプ
電流を検出するカレントトランスT2の出力を調光用ス
イッチsw、、sw2を介して各ベースに印加すること
によって行なわれる。調光用スイッチsw、、sw2は
全点灯と調光点灯とを切り換えるためのもので、オンす
れば調光点灯、オフすれば全点灯となる。
上記の構成において、スイッチsw、、sw2がオフの
状態すなわち全点灯時には、第5図(a)に示すように
、回路はある一定の周波数で、α灯状態を保っている。
図中l01t102は各主トランジスタQ、、Q2のコ
レクタ電流、I旧lL2は各ダイオードD1.D2を流
れろ電流である。ここでスイッチsw、、sw2をオン
にして調光状態にすると、主トランジスタQ1のオン期
間において、カレントトランスT2の2次@ M n 
2□からダイオードD。
を介して副トランジスタQ、に電流が供給され、副トラ
ンジスタQ3がオンする。そのために今まで流れていた
主トランジスタQ1のベース電流がカットされ、それと
同時に主トランジスタQ、のベースエミッタ間の浮′M
容量に蓄えられていた電荷が副トランジスタQ、に流れ
るので、主トランジスタQ、は急速にオフする。同様に
他方の主トランジスタQ2のオン期間においても、副ト
ランジスタQ、がオンすることによって、主トランジス
タQ2が急速にオフする。その結果第5図(b)に示す
ように、インバータ回路の発振周波数が第5図(a)の
全点灯の場合よりも高くなり、誘導性負荷のインピーダ
ンスが高くなって調光が行なわれる。tjS5図(c)
はこのときの状態をさらに詳しくデジタル的に示したも
ので、第5図(c)の(イ)はスイッチs w、、s 
w、がオフの状態すなわち全、α灯状態の主トランジス
タQ、のオンオフ状態を示しており、(ロ)はスイッチ
S W 1.S W 2をオンにした瞬間の副トランジ
スタQ、のオンオフ状態を示している。副トランジスタ
Q、がオンすると、τ時間遅れて主トランジスタQ1が
オフする。そのために主トランジスタQ、、Q2のオン
オフの周期は(ハ)に示すように短くなるが、このとき
副トランジ入りQ3.Q、のオン信号はランプ電流から
得でいるために、醇1トランジスタQ、、Q、のオンオ
フ周期も、(ハ)に示すように主トランジスタQ3.Q
2のオンオフ周期に同期することになる。したがって調
光状態においては、同図(b)に示したように発振周波
数が高くなるのである。尚、上記τの区間は主トランジ
スタQ、、Q2がオフするまでのストレージタイムと下
降時間の間を意味している。
更に、何故主トランジスタQ、がオンのときに副トラン
ジスタQ、が、また、主トランジスタQ2がオンのとき
に■11トランクスタQ、が遅れてオンするかというこ
とについで説明する。すなわち、主トランジスタQ2に
ついて、オンしている状態においては、主トランジスタ
Q2のベース信号は1(、勤トランスT1の1次巻線n
、に電流が流れることにより得られ、主トランジスタQ
2のスイッチングはこの電流の正負で決まる。このとき
、副トランジスタQ、をオンさせる信号はカレントトラ
ンスT2の巻線n23より得られる。この回路では、上
記に述べたように主トランジスタQ2がオンしていると
き、副トランジスタQ、もオンするようにカレントトラ
ンスT2の巻き方が定まる。このとき、駆動トランスT
1とカレントトランスT2の電流の位相について考える
と、主トランジスタQ2がオンしていれば流れる電流は
、直流電源E→コンデンサC1−ランプLA及びコンデ
ンサC3→チヨークコイルL1→駆動トランスT、の1
次巻線nll→主トランジスタQ2とコンデンサC2の
放電ル−プ(コンデンサCm→ランプLAyi(/’コ
ンデンサC1→チョークフィルL1→主トランジスタQ
、)の電流がある。ここで、駆動トランスT、の1次−
8線111.にはランプLAl:流れる電流と、コンデ
ンサC3に流れる電流が流れることになる。そのなめに
、駆動トランスT1の1大巻#In 、 、に流れる電
流の方がランプ電流をとるカレントトランスT2の1次
巻線n21に比べて位相が進むことになる。
そのために、主トランジスタQ2がオンした後に遅れて
[!+1 )ランジスタQ4にオンする信号がはいるた
めに、第5図(e)の(ハ)に示すような信号となるの
である。
次に、他の従来例として特願昭60−113716号に
示す新しい調光方法の例として第6図に示すような回路
がある。直流電源Eを入力とし、ダイオードD 、、D
 2及び主トランジスタQ、、Q、と、抵抗R,コンデ
ンサC,ダイアックのようなトリ〃素子Zからなる起動
回路4によって構成され、負荷としてチラークコイルL
1、放電ランプLAが直列に接続されると共に、ランプ
LAに並列にコンデンサC1が接続されることにより直
列共振型インバータ回路が構成されている。また、主ト
ランジスタQltQ2のベースには、駆動トランスT1
によって得られたフィードバックされた信号が加えられ
ている。更に、主トランジスタQ2のベース・エミッタ
間には副トランジスタQ4が接続され、そのオンオフの
制御は上記従来例で示したのと同様にランプ電流を検出
するカレントトランスT2の2大巻Alnz□の信号に
左右される。
スイッチSW2は調光用であり、調光時においてこのス
イッチSW2が閉じられる。さらに、このスイッチSW
2が閏じら時、すなわち調光時には副トランジスタQ、
のオン信号は、主トランジスタQ2がオンしている期間
に得られるようにカレントトランスT2の巻き方が決ま
っている。
この動作においては上記従来例と同じであるので省略す
る。従って、調光時においては主トランジスタQ2のオ
ン期間が主トランジスタQ、のオン期間に比べて短くな
る。これをデジタル的に示すと第7図のようになる。第
7図(&)は調光用スイッチSW2がオフの全点灯時の
主トランジスタQ ITQ2のオン期間、第7図(1+
)は調光用スイッチsw2がオンの時の調光時の主トラ
ンジスタQ、、Q2のオン期tarを示す1以上のよう
に、この回路においては、主トランジスタQ、、Q、の
オン期間のアンバランスにすることにより、直流成分を
コンデンサC1でカットし、ランプLAには直流成分の
ない、主トランジスタQ、、Q2が同じ期間でオンして
いる時のランプLAに流れる電流よりも小さい電流が流
れるのである。
しかしながら、上記に示した2つの従来例において、ラ
ンプが蛍光灯の予熱を必要とするようなランプの場合、
下記のような問題点が生ずる。
一般に予熱を必要とする蛍光灯などの場合は、ランプ寿
命等の問題で先行予熱後にランプに高電圧を与えるのが
よい、従来例のttfJ4図及び第6図に示すように、
予熱を有する蛍光灯のような時には、全点灯モード、調
光モードにかかわらず第4図ではランプLAに並列に接
続したスイッチSW、を、第6図では同様にランプLA
に並列に接続したスイッチSW、を夫々電源投入後、一
定時間閉じ、その後開くことによりランプL Aを点灯
させることになる。しかしながら、第6図について説明
すると、電源投入後、起動回路4により発振開始すると
共に、一定時間予熱スイッチSW3が閉じる。
このときに流れる電流は、主トランジスタQ2がオンの
時、直流電fjEの正極→コンデンサC1→ランプLA
の一方のフィラメント「1→fi%スイッチ5W3−、
ランプLAの他方のフィラメント「2→カレントド2ン
スT2→チヨークコイルL1→駆動トランスT、の1次
巻線nll→主トランジスタQ2→直流電源Eの負極の
経路で、また、主トランジスタQ1がオンの時、コンデ
ンサc1の充電された電荷を放電する方向に、コンデン
サc1→主トランクスタQ、→駆動トランスT、の1次
巻線nll→チョークコイルL、→カレントトランス下
2の1大巻#J n 21→ランプLAの一方のフィラ
メントf2→予熱スイッチSW、→ランプLAのフィラ
メント「、→コンデンサC1の経路で電流が流れる。
次に、予熱スイッチSW、が閑じている間においては、
フイラメン) f+、fzの抵抗は非常に小さいと考え
られるので、コンデンサC1にはほとんど電流が流れな
い。従って、駆動トランスT。
の1大巻Mnzに流れる電流と、カレントトランスT2
の1次巻線112Iに流れる電流とは位相も大きさらほ
とんど等しくなる。その結果、調光スイッチSW2がオ
ンしている調光モードにおいては、予熱時、主トランジ
スタQ2がオンするベース信号と、副トランジスタQ4
がオンするベース信号とは位相が一致することになる。
そのため、主トランジスタQ2がオンしようとすると、
副トランジスタQ、もオンしようとして最終的に予熱時
には発振が停止するという問題が生ずる。また、第4図
で示した回路においても同様に主トランジスタQ、がオ
ンしようとする時1こ副トランジスタQ。
もオンし、予熱時において調光スイッチS W、、SW
2がオンしていれば発振停止となるものである。
以上のように全点灯、調光点灯いずれにしても電源投入
時、一定時間放電ランプのフィラメントを予熱するよう
な放電灯回路において、従来第4図及ゾ第6図に示した
調光方式では、調光点灯させるために、予熱時に予熱し
ないという問題が生ずる。また、これを解決するために
は、調光点灯させる場合、電源投入後、一旦全点灯にし
てから調光、α灯させる方法もあるが制御回路が複雑に
なるという問題がある。
[発明の目的] 本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、予
熱を必要とする放電ランプ特に直列2灯点灯において、
待に部品を加えることなく、調光点灯させる場合でも予
熱させて点灯させるようにした放電灯点灯装置を提供す
ることを目的としたものである。
[発明の開示] (構成) 本発明による放電灯点灯装置は、チョークフィル、コン
デンサおよび放電ランプ(蛍光灯)よりなる直列共振回
路を負荷とする自局発振式インバータ回路であり、該イ
ンバータ回路を構成する少なくとも1つの主スイッチン
グ素子の帰還入力端に副スイッチング素子を並列接続し
、副スイッチング素子の制御端に調光用スイッチを介し
て放電ランプの出力を帰還せしめることにより主スイッ
チング素子のオン期間を副スイッチング素子で強制的に
短縮させることで調光させるインバータ回路において、
放電ランプが直列に多灯点灯されている場合、隣合う放
電ランプのフィラメントが接続された所から、ランプ電
流を検出することにより、予熱時には調光用スイッチが
閉じていても、主スイッチング素子がオンする信号と、
副スイッチング素子がオンする信号の位相が全(逆にし
、すなわち主スイッチング素子がオンしでいる時には、
副スイッチング素子にはオフさせる信号を得るものであ
り、従って調光点灯させる場合においても予熱した後、
調光点灯するようにしたことを特徴とするものである。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。第1図
は従来の第6図に対応するものである。
商用の交流電源(AClooV)EにスイッチSWを介
してダイオードD5tDI%電解コンデンサC61Ct
で倍電圧整流平滑回路5を楕成し、それをインバータ回
路の電源(出力280V)としている。
従来の第6図において、調光用スイッチとしてトランジ
スタQ、を副トランジスタQ、のベース・エミッタ間t
こ並列に接aされ、全点灯時はトランジ114’ (3
−1+ + ンjN亭a 打IV++ + 7k +、
s ; t? 14を全、α灯・調光モード切換回路2
から得られる。また、負荷回路は共振用コンデンサC3
の両端に放電ランプL A + 、L A t (本実
施例では32Wと40Wとの異なる蛍光灯を用いている
)が2個直列に接続されており、各放電ランプLA、、
LA2のコンデンサC6と接続されていない側のフィラ
メント「、2と「21がカレントトランスT2と予熱ト
ランスT、とを介して接続されている。すなわち、放電
ランプt、、A+7)フィラメントf1□の一端と他方
の放電ランプLΔ2のフィラメント「2.の一端とがカ
レントトランスT2の1大巻#i n 21を介して接
続され、フィラメント[12の他層とフィラメント[2
1の他端とが予熱トランスT、の2次8線12を介して
接続されている。また、直列に接続された放電ランプL
A+tLA2のフイ?/”/ ) fzとfzz(’)
非電源側端子間には、予熱トランスT、の1次巻線n3
1と予熱スイッチSW、との直列回路を介して接続しで
ある。カレントトランスT2の2次7J M n 2□
の7一端は副トランジスタQ、のベース及びトランジス
タQ、のコレクタに接続している。上記予熱スイッチS
W、は、タイマー回路3により電源スィッチSWが投入
されてから一定時間予熱スイッチSW、が■じるような
回路構成となっている。また、カレントトラ:/XT2
17)1次8mi n 2.と2次@ m n 22と
は同極性としており、予熱トランスT、の1次巻Mn3
1と2次巻線n32とは逆極性としている。
次にこの実施例の具体的な動作について説明する。*ず
、電源スィッチSWが投入されると、倍電圧整流平滑回
路5により平滑され、その電源を入力として起動回路4
によりインバータ回路の主トランジスタQ2のべ一人に
起動パルスが与えられ、インバータ回路が発振を始める
。また、電源投入と同時にタイマー回路3により一定時
間予熱スイッチSW、が閑じられ、この期間全点灯・調
光モード切換回路2の出力信号にかかわらず放Ntンプ
L A l t L A 2 (蛍光灯)は予熱モード
となる。しかしながら、全点灯モードにおいては、副ト
ランジスタQ、がオフさせるように働くため、調光モー
ドについて説明する。
そこで、主トランジスタQ2がオンしでいる場合、予熱
電流はインバータ回路の電源となる電解コンデンサC6
の正極端子から、コンデンサC1→放電ランプLA、の
フィラメント[11→予熱トランスT、の1次巻線n3
1→予熱スイツチSW4→放電ランプLA、のフィラメ
ントf22→チッークコイルL1→駆動トランスT、の
1次巻線nll→主トランジスタQ2を介して電解コン
デンサC2の負極端子へ入るループで電流が流れ、予熱
スイッチSW、が閉じている場合、フィラメントの抵抗
は非常に小さいのでコンデンサC5にはほとんど電流は
流れない、そのために、駆動トランスT、の1大巻ma
r+zと予熱トランス′rコの1次巻線nailには、
まったく同じ電流が流れる。
第2図は動作説明用の回路図を示し、第2図(a)は主
トランジスタQ2がオンした場合を、第2図(b)は主
トランジスタQ1がオンした場合を夫々示すものである
。第2図のA、B、Cは第1図から抜き出しな筒所を示
している。まず、主トランジスタQ2がオンした場合に
ついて説明する。主トランジスタQ2がオンすると、第
2図(a)に示すように予熱トランスT3の1次巻線n
31には上述したように電流が流れて起電力e31が発
生し、そのため予熱トランスT、の2次巻線n21には
C3tの方向に電圧が誘起され、放電ランプLA、、L
iのフイラメン) f+ztfz+には電流Ifの方向
で予熱電流が流れる。そうすると、次にカレントトラン
スT2の1次巻線nz+にはC2tの方向に起電力が発
生し、それを受けてカレントトランスT2の2次側には
、C2□の方向に電圧が誘起される。この誘起された電
圧e22は、副トランジスタQ、のベース・エミッタ間
に対して逆電圧を与え、さらにダイオードD4によって
ベース電流を与えない方向である。このように、主トラ
ンジスタQ2がオンしている期間において、予熱時には
第1図のトランジスタQ、がオンオフの状態にかかわら
ず、副トランジスタQ4がオフの状態を維持することが
できる。
次に、主トランジスタQ、がオンしている場合、放電ラ
ンプ(蛍光灯)LA、、LA、のフィラメントに流れる
電流は、コンデンサC2→主トランジスタQ、−4WJ
A動トランスT1の1次巻線nll→チa−クコイルL
、→放電ランプLA2のフィラメントf2□→予熱スイ
ッチSW、→予熱トランジスタの1次巻ll1ns+→
放電ランプLA、のアイ2メン) fIl→コンデンサ
C4の経路で電流が流れる。上記の主トランジスタQ2
がオンしている場合と同様にその動作を第2図(b)に
必要な部分を抜き出して説明する。主トランジスタQ、
がオンしている場合は、予熱トランスT、の1次巻線n
31にはe、1′の方向に起電力が発生し、それを受け
て予熱トランスT3の2次@ #i n −にはe、2
′の電圧が誘起されることで、[f″の方向に電流が流
れる。そのために、カレントトランスT2の1次巻11
i n 2.には、C2,′の方向に起電力が発生し、
それを受けてカレン))ランスT2に2次側にはC2□
′の方向に電圧が誘起される。この方向は、副トランジ
スタ。
4をオンさせる方向であるが、その時は主トランジスタ
Q、がオンで、主トランジスタQ21±オフしている状
態である。従って、主トランジスタQ2がオフしている
状態では、副トランジスタQ、がオンしようとしても何
等問題はない6以上のように、予熱時においては、主ト
ランジスタQ2と副トランジスタQ、のオン期間は、相
反対の期間となるため、副トランジスタQ、が主トラン
ジスタQ2のオン期間を左右することは不可能であり、
よって、正常に予熱を行なうことができるものである。
次に、一定時間の予熱後、予熱スイッチSW、を開いた
時について第3図に基づいて説明する。
第3図(、)は主トランジスタQ2がオンしている期f
lll、ff13図(b)は主トランジスタQ、がオン
している期間である。まず、主トランジスタQ2がオン
している期間においては、放電ランプL A tにはカ
レントトランス゛r2の1次巻線n21及び放電ランプ
L A 2の方向に電流が流れるため、カレン))ラン
スT2の1大巻#i n t +にはe21′の方向に
起電力が発生し、そのため、カレントトランスT2の2
次巻線n22にはe2□′の方向に電圧が誘起され、副
トランジスタQ4をオンさせるように電圧が与えられる
。そこで、この放電ランプL A It L A zが
点灯している場合においては、従来例で述べたように、
駆動トランスT1の1大巻MAn + 2とカレントト
ランスT2の2次8線n22より得られる電流は、コン
デンサC,lこ電流が流れているため副トランジスタQ
、がオンするのは、主トランジスタQ2がオンしてから
遅れてオンすることになり、主トランジスタQ2のオン
期間を強制的に短くすることができる。
また、主トランジスタQ、がオンしている期間すなわち
主トランジスタQ2がオフしている場合は、第3図(b
)に示すように、カレントトランスT2の2次8#in
、□には82mの方向に電圧が誘起され、副トランジス
タQ4をオフさせることになる1以上のように、放電ラ
ンプLA、、LA、の相隣合うフィラメント間にランプ
電流を検出するようにカレントトランスT2及び予熱ト
ランスT、の巻線を接続することによって、予熱時と点
灯時でカレン))ランスT2の1次8線n2+に発生す
る起電力を逆にして、予熱時でも正常に予熱電流を流す
ことができるものである。
1発明の効果】 本発明は上述のように、チタークコイル、コンデンサお
よび2灯以上の放電ランプよりなる共振回路を負荷とす
る自動発振式インバータの少なくとも1つの主スイッチ
ング素子の帰還人力端に副スイッチング素子を並列接続
し、副スイッチング素子の制御端に出力の一部を帰還せ
しめて調光する放電灯点灯i置において、直列接続され
た隣合う放Il!?ンブのフィラメントの一端間を第1
のトランスの1次巻線を介して接続すると共に、該フィ
ラメントの他端間をfjS2のトランスの2次巻線を介
して接続し、電源側と接続される放電ランプのフィラメ
ントの非電源側端子間を上記第2のトランスの1次8#
Xと予熱スイッチとを介して接続し、第1のトランスの
1次巻線と2次巻線とを同極性に巻線し、第2のトラン
スの1次巻線と2次巻線とを逆極性に巻線し、第1のト
ランスの2次巻線出力を、予熱電流時と点灯時で放電ラ
ンプのランプ電流を検出し、該第1のトランスの起電力
を逆に発生させて上記副スイッチング素子への閏じてい
て主スイッチング素子がオンしている場合では、第2の
トランスの1次巻線を介して2次巻線には逆方向の電圧
が誘起し、この誘起された電圧により第1のトランスの
2次巻線には1′次巻線と同方向の誘起され、この誘起
された電圧により副スイッチング素子を主スイッチング
素子がオン状態を維持する方向に制御するものであり、
また、主スイッチング素子がオフしている場合で1よ、
第1のトランスの2次巻線には上記とは逆方向の電圧が
発生して副スイッチング素子により主スイッチング素子
のオフ状態を維持するものであり、また、予熱後、予熱
スイッチが開いた状態でも、隣合う放電ランプのフィラ
メント間に流れるランプ電流をtlIJlのトランスが
検出して、fjSlのトランスの2次巻線により主スイ
ッチング素子がオンまたはオフする方向に副スイッチン
グ素子を制御するため、調光点灯においても、主スイッ
チング素子の発振を停止させることなく、つまり放電ラ
ンプのフィラメントを予熱させてから点灯させることが
でき、しかも、第1.第2のトランスの巻線の方向を考
慮するだけでよく、そのための部品を全く加えることも
ない効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の具体回路図、第2図(a)
(b)は同上の動作説明用回路図、fjIJ3図(a)
(b)は同上の動作説明用の回路図、第4図は従来例の
具体回路図、第5図は同上の動作説明図、第6図は他の
従来例の具体回路図、第7図は同上の動作説明図である
。 Q、、Q2は主トランジスタ、Q 3.Q 、は副トラ
ンジスタ%L+はチラークコイル% C,、C2はコン
デンサ、LA、、LA、は放電ランプ、T2はカレント
トランス、T、は予熱トランス、SW、は予熱スイッチ
を示す。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第6図 第7図 (b)」工=棒百−一ヒ」

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)チョークコイル、コンデンサおよび2灯以上の放
    電ランプよりなる共振回路を負荷とする自励発振式イン
    バータの少なくとも1つの主スイッチング素子の帰還入
    力端に副スイッチング素子を並列接続し、副スイッチン
    グ素子の制御端に出力の一部を帰還せしめて、調光する
    放電灯点灯装置において、直列接続された隣合う放電ラ
    ンプのフィラメントの一端間を第1のトランスの1次巻
    線を介して接続すると共に、該フィラメントの他端間を
    第2のトランスの2次巻線を介して接続し、電源側と接
    続される放電ランプのフィラメントの非電源側端子間を
    上記第2のトランスの1次巻線と予熱スイッチとを介し
    て接続し、第1のトランスの1次巻線と2次巻線とを同
    極性に巻線し、第2のトランスの1次巻線と2次巻線と
    を逆極性に巻線し、第1のトランスの2次巻線出力を、
    予熱電流時と点灯時で放電ランプのランプ電流を検出し
    、該第1のトランスの起電力を逆に発生させて上記副ス
    イッチング素子への制御入力として成ることを特徴とす
    る放電灯点灯装置。
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