JPS6224600A - 放電灯点灯装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、複数の放電灯を一定の周期で順次切り換え、
σ灯する放電灯点灯装置に関するものである。

［背景技術］ 従来、この種の放電灯点灯装置は第７図に示すようにな
っており、交流電源Ｖｓに限流用チョークコイルＣＨ，
およびダイオードプリツノＤＢ、を介して、スイッチ素
子たるトランジスタＱ１〜Ｑ。

と放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、とが直列接続された複数の直
列回路２＋＝２２１２３を並列接続し、各トランジスタ
Ｑ、〜Ｑ、を一定周期Ｔで順次オン、オフするとともに
各オンデユーテイを変えることにより各放電灯Ｌ　、Ｌ
　２．　Ｌ　３の点灯期間ｔ＋ｔＬｚｙｈを制御する点
灯制御回路３を設けていた。図中、抵抗Ｒ１〜Ｒ□とコ
ンデンサＣ，−Ｃ３の各直列回路は、トランジスタＱ、
〜Ｑ、のコレクタ・エミッタ間に接続されるスナバ回路
であり、抵抗Ｒ１〜Ｒ１はバイアス抵抗である。また、
始動回路５はフェライトコアな用いたチョークコイルＣ
Ｈ２と、グローランプＧと、フィラメント予熱用カレン
トトランスＴｆとで形成されている。なお、図示した従
来例では、各放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、は、フィラメント
陰極を共通とし、発光色の異なる（例えば、赤、緑、青
）蛍光体が塗布されたカラーディスプレイ用の複合放電
灯（可変色蛍光ランプ）Ｌを用いているか、第１０図に
示すように独立した放電灯り、、Ｌ２．Ｌ３を用いても
良く、この場合には発光色は同一でも有効なディスプレ
イ効果が得られることになる。

また、放電灯Ｌ　１−　Ｌ　２　、Ｌ　ｓを交流点灯さ
せる場合には、ダイオードブリッジＤＢ、を省略してス
イッチ素子を交流スイッチ素子Ｓ　ｌ、Ｓ　２．Ｓ　３
とすれば良い。

第８図は点灯制御回路３の兵体例を示すもので、クロッ
クパルス発生回路ＰＧは、トランスＴＩ。

ダイオードブリッジＤＢ２、ツェナーダイオードＺＤ、
）ランノスタＱいインバータＴ、およゾ抵抗Ｒ２〜ＲＩ
Ｇにて形成されており、交流？を源Ｖｓのゼロクロス７
直に同期した一定周ＷＴのクロックパルスを発生するよ
うになっている。制御信号発生回路ＣＧは、単安定マル
チバイブレータＭＭ、−ＭＭ。

と、トランジスタＱ５〜Ｑ、と、コンデンサＣ１〜Ｃ７
と、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１９とで構成されており、単安定マ
ルチバイブレータＭＭ、〜ＭＭ、は第９図（ｂ）に示す
インバータエ、出力にて初段の単安定マルチバイブレー
タＭＭ、がトリがされて直列的に動作するようになって
いる。この単安定マルチバイブレータＭＭ、−ＭＭ、出
力は第９図（Ｃ）〜輸）に示すようになっており、ポリ
ニームよりなる抵抗Ｒｌ　ｌ〜Ｒ１２を調整することに
より、電源周期Ｔ内に所定の点灯期間ｔ＋ｙｔｚ＋ｈを
設定するようになっている。

なお、第９図（ａ）は交流電源電圧である。

いま、放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、の始動は、グローランプ
Ｇの導通によってカレントトランスＴｆを介してフィラ
メント陰極が予熱され、グローランプＧの遮断によって
限流用チョークフィルＣＨ，に発生するキック電圧を放
電灯り、、Ｌ２．Ｌ、に印加することにより、放電が開
始されるようになっている。次に点灯制御回路３にて制
御される各トランジスタＱ、〜Ｑ、がオンすることによ
り、そのトランジスタＱ１〜Ｑ、に対応する放電灯り、
、Ｌ２．Ｌ、が所定の点灯期間ｔ＋ｗｊｚｙｈだけ順次
サイクリックに、α灯されるようになっている。ここに
、各放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、の発光色が赤、緑、青にな
っている場合には、点灯期間ｔ１＋ｔ２＋ｔｚを適当に
設定することにより、任意の発光色を得ることができる
。

ところで、各放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、の点灯時における
再点弧はトランジスタＱ１〜Ｑ、のオン、オフ時にチタ
ークコイルＣＨ，の両端に発生するキック電圧によって
打なわれるようになっている０例えば、トランジスタＱ
、がオンして放電灯Ｌ１が点灯している状態から、放電
灯り、ｆＪｆ消灯して放電灯Ｌ２が点灯する状態に移行
する場合において、トランジスタＱ、がオフし、トラン
ジスタＱ２がオンするときに、チョークコイルＣＨ，に
流れる電流が遮断されてキック電圧が発生し、このキッ
ク電圧によって次に点灯すべき放電灯し２の放電が開始
されるようになっている。このとき、このキック電圧は
始動回路５にも印加されることになるが、グローランプ
Ｇにチク−クコイルＣＨ２が直列接続されているので、
グローランプＧの誤動作が阻止される。

しかしながら、このような従来例にあっては、放電灯り
３．Ｌ２．Ｌ、の寿命末期、接触不良あるいは点灯中の
脱着によって、スイッチ素子に異常な高電圧（チョーク
コイルＣＨ，によるキック電圧）が印加されて破壊され
る恐れがあるという問題があった。すなわち、各放電灯
り、、Ｌ２．Ｌ、が正常に５党灯している場合には、上
述したように点灯移行時にキック電圧による再、つ、弧
が行なわれることになり、トランジスタＱ１〜Ｑ、に印
加される電圧は放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、の得点？Ａ電圧
以上に上昇することがない６例えば、トランジスタＱ１
がオンして放電灯り、が点灯している場合において、ト
ランジスタＱ１がオフし、トランジスタＱ２がオンする
と、チタークコイルＣＨ，に流れる電流が遮断されてキ
ック電圧が発生して直列回路２．〜２゜に印加され、オ
ン状態になっているトランジスタＱ２を介して放電灯Ｌ
２に印加されて放電灯Ｌ２が再点弧される。このように
放電灯Ｌ２が正常に再、巨弧されると、直列回路２．〜
２．の両端電圧は再点弧電圧以上に上昇することないの
で、消灯した直後でインピーダンスが低くなっている放
電灯Ｌ１を介してオフ状態のトランジスタＱ、に印加さ
れる電圧も再点弧電圧以上になることがなく、低耐圧（
但し、再点弧電圧よりも高い）のトランノスタＱｌを使
用した場合にあっても破壊されることがない。一方、放
電灯Ｌ２が正常に再点弧しなかった場合には、直列回路
２．〜２．の両端電圧は再、α弧電圧よりも大幅に高い
キック電圧が発生することになり、この異常な高電圧は
消灯した直後でインビーグン入が低い状態になっている
放電灯り。

を介して、オフ状態のトランジスタＱ、に印加されるこ
とになり、トランジスタＱ、が破壊されてしまうという
問題があった。なお、トランジスタＱ、〜Ｑ、として用
いているＰＮＰ型トランジスタには高耐圧のものがない
ので、高耐圧のＮＰＮ型トランノスタを用いることも考
えられるが、高耐圧のものを用￥するとコストアップに
なる上、７オトカプフによる絶縁が必要になって回路Ｍ
Ｉｔ成が複雑になってよりコストアップになるという不
都合がある。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、放電灯の寿命末期、接触不良あるい
は点灯中の脱着によって、スイッチ素子に異常な高電圧
が印加されて破壊されることがなく、安全に使用するこ
とができる放電灯点灯装置を提供することにある。

［発明の開示１ （＊施例１） 第１図は本発明一実施例を示すもので、従来例と同様の
放電灯点灯装置において、直列回路の両端電圧が一定電
圧以上になったときに、直列回路の両端電圧を引き下げ
る過電圧保護用スイッチ手段４を設けたものである。実
施例にあっては、上記過電圧保護用スイッチ手段４は、
双方向スイッチ素子（シリコン・パイラテフル・スイッ
チ）ＳＢＳと、逆阻止型３端子サイリスタ（以下サイリ
スタと略称する）Ｓ　ＣＲと、トランジスタＱ８と、グ
イオードＤ、と、コンデンサＣ７と、抵抗Ｒ２，−Ｒ２
４とで形成されており、直列回路２１〜２．の両端電圧
の抵抗Ｒ２０１Ｒ２＋による分圧電圧が双方向スイッチ
素子ＳＢＳのしきい値電圧以上になったときに、サイリ
スクＳＣＲがオンして直列回路２１〜２３の両端を短絡
して直列回路２．〜２．の両端電圧を引き下げるように
なっている。なお、双方向スイッチ素子ＳＢＳのしきい
値電圧と抵抗Ｒ２゜。

Ｒ２１による分圧比とを適当に設定することにより、直
列回路２１〜２．の両端電圧が再点弧電圧よりも高い所
定電圧以上になったときにサイリスタＳＣＲがオンする
ようにしてあり、放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、が正常に再点
弧された場合には、サイリスタＳＣＲがオンされること
はない。

以下、本実施例の動作について具体的に説明する。いま
、放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、が正常に再点弧されて所定の
点灯期間ｔ＋ｖｔｚ＋ｔｉだけ順次サイクリックに点灯
されている場合には、直列回路２１〜２゜の両ｙｌＩ電
圧は再点弧電圧以上に上昇することがなく、過電圧保護
用スイッチ手Ｐｉ４のサイリスタＳＣＲがオンすること
がない、一方、放電灯Ｌ　、、Ｌ２、Ｌ、が正常に再点
弧されなかった場合には、直列回路２．−２．の両端電
圧は再点弧電圧以上に上昇することになるが、この両端
電圧の抵抗Ｒ２０１Ｒ２１による分圧電圧が双方向スイ
ッチ素子ＳＢＳのしきい値電圧以上になると、すなわち
両端電圧が再点弧電圧よりも若干高い所定電圧以上にな
ると、サイリスタＳＣＲがオンして直列回路２１〜２、
の両端が短絡されて限流用チッークコイルＣＨ，＋：Ｍ
積されていた電磁エネルギーはサイリスタＳＣＲを介し
て放出され、直列回路２１〜２、コの両端電圧が引き下
げられる。したがって、いずれかの放電灯（例えばＬ２
）が再、α弧されなかった場合にあっても、放電移行前
に点灯されていた放電灯り、に直列接続されたトランジ
スタ（Ｑｌ）に異常な高電圧が印加されて破壊されるこ
とがなく、安全に使用できる放電灯、α灯装置が得られ
ることになる。なお、オンしたサイリスタＳＣＲは短絡
電流が保持電流以下になったとき（交流電源Ｖｓのゼロ
クロス点）にオフされるので、短絡電流が限流層チ遷−
クコイルＣＨ，に流れ続けて発熱することはない。また
、トランジスタＱ６は、始動回路５の動作中オン状態に
なってサイリスタＳＣＲがトリがされないようにし、始
動時のキック電圧によって過電圧保護用スイッチ手段４
が誤動作するのを防止している。この場合、トランジス
タＱ。

の制御回路には積分回路が設けられ、いわゆる遅延オフ
スイッチ回路となっており、カレントトランスＴｆ出力
が得られている期間よりも若干長い間、サイリスタＳＣ
Ｒのゲート・カソード開が短絡されるようになっている
。

（実施例２） 第２図は他の実施例を示すもので、第１０図従来例と同
様の放電灯点灯装置において、ダイオードブリッジＤＢ
３、双方向スイッチ素子ＳＢＳ。

サイリスタＳＣＲおよび抵抗Ｒ２ｏ　ｇ　Ｒ２１よりな
る過電圧保護用スイッチ手段４を設けたものであり、動
作は実施例１と略同−であるので、説明を省略する。

（実施例３） ｔｐＪ３図はさらに他の実施例を示すもので、従来例と
同様の放電灯点灯装置においで、過電圧保護用スイッチ
手段４を構成する電圧検出要素とスイッチ要素をトラン
ジスタＱ１〜Ｑ、および放電灯Ｌ１〜Ｌ、にて兼用する
ようにし、点灯制御回路３ａを土泥機能が得られるよう
に形成したものであり、点灯制御回路３ａは従来例の点
灯制御回路３に、単安定マルチバイブレータＭＭ、〜Ｍ
Ｍ、と、ノア回路Ｎ１〜Ｎ、を付加して形成されている
。

以下、本実施例の動作について具体的に説明する。第４
図は点灯制御回路３ａの動作を示すタイムチャートであ
り、同図（、）は交流電源電圧、同図（ｂ）はインバー
タ■１出力、同図（ｃ）〜（ｅ）は単安定マルチバイブ
レータＭＭ、−ＭＭ、出力、同図（ｆ）〜（ｈ）は単安
定マルチバイブレークＭＭ、〜ＭＭ。

出力、同図（ｉ）〜（ｋ）はノア回路Ｎ、〜Ｎ、出力で
ある。いま、点灯制御用のトランジスタＱ１〜Ｑ、は、
ノア回路Ｎ、〜Ｎ、の”Ｈ″レベル期間オンされるよう
になっており、点灯させない放電灯し、〜Ｌ。

に対応するトランジスタＱ、〜Ｑ３が放電移行期間にお
いてのみオフ状態になるようになっている。

したがって、放電灯Ｌ１〜Ｌ、が正常点灯可能な場合に
は、限流用チョークフィルＣＨ，によるキック電圧の発
生時にオンしているトランジスタＱ。

〜Ｑ３に直列接続されている放電灯Ｌ１〜Ｌ２のみが再
点弧されて点灯され、各放電灯り、〜Ｌ、が所定の点灯
期間ｊ＋ｔｊｚ＋ｈだけ順次サイクリックに、く灯され
る。この場合、放電移行Ｍ闇にオフしているトランジス
タＱ、〜Ｑ３に対応する放電灯り、〜Ｌ、は再、α弧さ
れないので、放電移行期間経過後に両端に電圧が印加さ
れても点灯されることがない。例えば、放電灯Ｌ１が点
灯されている状態から放電灯Ｌ２が点灯される状態に移
行する場合において、トランジスタＱ、〜Ｑ、のオン、
オフ状態は第５図（ａ）〜（ｃ）に示すようになってお
り、限流用チョークフィルＣＨ，に誘起されるキック電
圧の立ち上が’）ｕ性は第５図（ｄ）に示すようになっ
ており、点灯移行期間ｔｏｆｆに発生するキック電圧が
再２α弧電圧Ｖａまで達した時点で、次に点灯すべき放
電灯Ｌ２が再点弧されて点灯する。このとき、放電灯Ｌ
２が正常に点灯された場合【こは直列回路２．〜２．の
両ｉ電圧はランプ電圧まで引き下げられ、トランジスタ
Ｑ、、Ｑ、が点灯移行期間経過後にオンしても放電灯Ｌ
　、、Ｌ　、が再点弧されることがない。一方、次に点
灯すべき放電灯Ｌ２が寿命末期、接触不良（あるいは取
り外し）などによす再点弧されなかった場合、点灯移行
期間ｔｏｆ　ｆ経過後にトランジスタＱ、、Ｑ、がオン
すると、放電灯り、、Ｌ、には再点弧電圧Ｖａよりも高
い異常時電圧ｖｂが印加されることになるが、このとき
、放電灯り、、Ｌ、が正常点灯可能であれば、放電灯Ｌ
　ＩｔＬ、のいずれかが再点弧して点灯し、直列回路２
１〜２．の両端電圧はランプ電圧に引き下げられる。

したがって、放電灯り、、Ｌ３が異常電圧検出要素およ
びスイッチ要素としで動作し、異常電圧の発生を阻止す
ることができるようになっている。ここに、異常時電圧
ｖｂがトランジスタＱ、−Ｑ３のコレクタ・エミッタ間
の最大定格電圧よりも低くなるように、α灯移行期間ｔ
ｏｆｆを設定すれば、異常な高電圧によるトランジスタ
Ｑ、〜Ｑ、の破壊が防止されるようになっている。なお
、限流用チョークフィルＣＨ，の両端に誘起されるキッ
ク電圧波形ハ各トランジスタＱ、−Ｑ、に接続されてい
るスナバ回路の影響で第５図に示すような立ち上がり特
性を有している。

（実施例４） 第６図はさらに他の実施例を示すもので、過電圧保護用
スイッチ手段４のスイッチ要素をトランジスタＱ１〜Ｑ
３にて兼用するとともに、異常電圧を検出してトランジ
スタＱ、〜Ｑ３を制御する異常電圧検出回路ＶＤを付加
したものであり、異常電圧検出回路ＶＤは、抵抗Ｒ２０
ｔＲ２１と、双方向スイッチ素子ＳＢＳと、７オトカツ
プラＰＣと、アンド回路Ａ　Ｉ−Ａ　３にて形成されて
いる。

以下、本実施例の動作について具体的に説明する。いま
、異常電圧検出回路ＶＤは直列回路２゜〜２．の両端電
圧が所定電圧以上かどうかを検出して、所定電圧よりも
高い電圧が検出されたときに７オトカツプラＰＣを介し
てアンド回路Ａ、〜Ａ３の一方の入力端を”Ｌ”レベル
にし、トランジスタＱ、〜Ｑ３を強制的にオンさせて全
放電灯り。

〜Ｌ　、を強制的に点灯制御して限流用チョークコイル
ＣＨ，に蓄積されている電磁エネルギーを再点弧された
放電灯し、〜Ｌ、を介して放出させるようになっている
。したがって、点灯移竹時に、いずれかの放電灯り、、
Ｌ２．Ｌ、がキック電圧の印加時に再点弧されない場合
にあっても、強制的にオンされたトランジスタＱ）〜Ｑ
、と正常に再点弧される他の放電灯り、、Ｌ２．Ｌ３が
短絡回路となって直列回路２１〜２．の両端に発生した
異常な高電圧を引き下げ、トランジスタＱ１〜Ｑ、の破
壊を防止するようになっている。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、交流電源に限流用チョークコイ
ルを介しで、スイッチ素子と放電灯とが直列接続された
複数の直列回路を並列接続し、各スイッチ素子を一定周
期で順次オン、オフすることにより各放電灯の点灯期間
を制御する点灯制御回路を設けて成る放電灯点灯装置に
゛おいて、直列回路の両端電圧が一定電圧以上になった
ときに、直列回路のＷｉ端電圧を引き下げる過電圧保護
用スイッチ手段を設けたらのであるので、放電灯の寿命
末期、接触不良あるいは点灯中の脱着によって、スイッ
チ素子に異常な高電圧が印加されて破壊されることがな
く、安全に使用することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の回路図、第２図は他の実施例
の回路図、第３図はさらに他の実施例の要部回路図、第
４図および第５図は同上の動作説明図、第６図はさらに
他の実施例の要部回路図、第７図は従来例の回路図、第
８図は同上の要部具体回路図、第９図は同上の動作説明
図、第１０図は他の従来例の要部回路図である。 ２１〜２３は直列回路、３，３ａは点灯制御回路、４は
過電圧保護用スイッチ手段、Ｖｓは交流電源、ＣＨ，は
限流用チョークコイル、Ｌ　１−　Ｌ　２　、Ｌ　３は
放電灯である。 代理人　弁理士　石　１）氏　七 第１図　　　　　３ ！ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源に限流用チョークコイルを介して、スイ
   ッチ素子と放電灯とが直列接続された複数の直列回路を
   並列接続し、各スイッチ素子を一定周期で順次オン、オ
   フすることにより各放電灯の点灯期間を制御する点灯制
   御回路を設けて成る放電灯点灯装置において、直列回路
   の両端電圧が一定電圧以上になったときに、直列回路の
   両端電圧を引き下げる過電圧保護用スイッチ手段を設け
   たことを特徴とする放電灯点灯装置。