JPS62246294A - 放電ランプ点灯装置 - 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 本発明は放電ランプを始動・点灯する装置に関するもの
である。

従来の技術 従来の放電ランプ点灯装置の基本回路構成図を第３図に
示す。

第３図において、１は交流電源、７は直流電源であって
ダイオード２，３．４．５とコンデンサ６とで構成され
交流電源１の出力を入力して整流し直流を出力する。８
は放電ランプである直圧ナトリウムランプ、１４は降圧
形ヂョッパのパワー回路であってインダクタンス要素で
あるトランス９とダイオード１０とコンデンサ１１と抵
抗１２とトランス９に一端を接続した制御端子付スイッ
チング素子であるトランジスタ１３とで構成され、トラ
ンジスタ１３のオン時にトランス９を介して高圧ナトリ
ウムランプ８に電流を流し、トランジスタ１３のオフ時
にはトランス９に蓄えた電磁エネルギーをダイオード１
０を介して高圧ナトリウムランプ８に流し、ランプを直
流で点灯する。コンデンサ１１はランプ電圧を平滑し、
抵抗１２はトランス９の２次蓚線９ａからトランジスタ
１３へのベース電流を制御する。２０は電流検出手段で
ある抵抗であり、ランプ電流に比例した電圧をその両端
に発生する。２４は電圧検出手段であって、抵抗２５と
この抵抗２５をエミッタにＰＡ＠したトランジスタ２６
とで構成され、抵抗２５の反エミッタ側とトランジスタ
２６のベースとの間にランプ電圧を印加する。そのため
、抵抗２５にランプ電圧にほぼ等しい電圧が加わること
になり、トランジスタ２６のコレクタから抵抗２５に制
限されたランプ電圧にほぼ比例した電流が、演算手段２
１に出力される。演算手段２１は、抵抗１５，１６．１
７と、ｉｉｑ算増算器幅器１８電圧基準器１９とで構成
されている。電圧検出手段２４から出力されたランプ電
圧に比例した電流は抵抗１５，１６，１７．２０を介し
て流れ、抵抗１５の両端にはランプ電圧に比例した電圧
が発生する。この抵抗１５と電流検出手段の抵抗２０の
それぞれに発生する電圧を加えたものは、ランプ電圧と
ランプ電流のそれぞれに所定の係数を乗じた後加算した
電圧に相当する。この電圧を抵抗１６．１７で分圧し、
演算増幅器１８の非反転端子に入力し、さらに電圧基準
器１つの出力を、演算増幅器の反転端子に入力し、前記
非反転端子入力と比較し、非反転端子入力が一定値を越
えた場合に、演算増幅器１８の出力端子から信号を出力
する。２２は制御手段であるトランジスタであり、演算
手段２１の出力信号を入力してオン・オフする。２３は
、演算手段２１と制御手段用］・ランジスタ２２とから
なる制御回路であり、トランジスタ２２のコレクタを出
力端としてトランジスタ１３のベース・エミッタ間を短
絡して、トランジスタ１３をオン・オフさせる。

以上のように構成されているので、ランプ電圧およびラ
ンプ電流を電圧検出手段２４および電流検出手段２０で
検出して、演算手段２１により一定の電圧と比較してラ
ンプ電圧およびランプ電流に所定の係数を掛けた後の加
算結果が一定値を越えたときにトランジスタ２２をオン
してトランジスタ１３をオフにする。このように、前記
加算結果が一定値となるようにトランジスタ１３をオン
・オフ制御することにより、高圧ナトリウムランプ８を
個々の色温度のばらつきを小さくして直流点灯できるも
のである。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の点灯装置では、まず、放電ランプ始動
時において、放電ランプに始動電圧が加わると放電ラン
プがブレークダウンする。次いで、放電ランプはぼ同時
にグロー放電または、アーク放電に移行する。このとき
、アーク放電に直接またはグロー放電状態をご（短時間
経過してアーク放電に移行する場合は、急激にランプ電
圧が低下する。第３図の放電ランプ点灯装置では、ラン
プ電圧およびランプ電流に所定の係数を掛けた後の加算
結果が一定値となるようにトランジスタ１３をオン・オ
フ制御する。そのため、所定の定常点灯時の点灯特性よ
りもランプ電圧が小さいこの始動時には、大きなランプ
電流を流して特性が所定特性となるようにトランジスタ
１３を制御する。そのため、すみやかにアーク放電が維
持でき、始動から点灯へ移行できる。しかしながら、ラ
ンプによっては、または、加える始動電圧によっては、
グロー放電状態に長（とどまる場合があり、また、一旦
アーク放電へ移った後維持できず再びグロー放電状態へ
移る場合がある。これらの場合、ランプ電圧は、定常点
灯状態のときよりもはるかに大きくなる。そのため、制
御回路２３によって、所定の定常点灯時の特性にしよう
としてランプ電流を非常に小さいものに抑える。そのた
め、アーク放電へ移ることができずグ［！−放電状態を
維持するか、さらには、グロー放電さえも維持できず立
ち消え、結局、始動しない場合も生じるという問題・点
があった。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するため、出力電圧の極性が
一定である電源と、放電ランプと、前記電源の出力端と
前記放電ランプとの間に接続され少なくともインダクタ
ンス要素と制御端子付スイッチング素子とを有し前記ス
イッチング素子のオン・オフにより放電ランプに電力を
供給ずろパワー回路と、トランジスタと前記トランジス
タの被制御端子の一つに接続された抵抗ａとを有し前記
放電ランプ端の電圧を直接または整流して前記トランジ
スタの制御端子と前記抵抗ａの他端との間に入力し前記
トランジスタの他の被制御端子に抵抗すを接続して前記
抵抗すの他端を出力端とする電圧検出手段と、放電ラン
プの特性が少なくとも定常点灯時にランプ電圧が大きい
程ランプ電流が小さい所定の特性となるように少なくと
も前記電圧検出手段の出力信号電流を入力して出力信号
電流が小さい程ランプ電流を増加させるごとく前記スイ
ッチング素子をオン・オフ制御する制御回路とを備える
ものである。

作用 本発明は前記した構成により、電圧検出手段の出力信号
電流を所定の値以上にならないようにして、ランプ電圧
が所定の値よりも大きくなっても、ランプ電流を所定の
値以下にならないようにできるものである。

実施例 第１図は本発明の点灯装置の実施例を示す回路図であり
、第２図は本発明の点灯装置のランプ電流電圧特性図で
ある。第１図において、１から２３までは第３図の従来
例と同じであり、交流電源１の電圧を整流平滑する、出
力電圧の極性が一定である電源である直流電源７により
降圧形チョッパ方式のパワー回路１４に直流電圧を供給
し、制御回路２３によってランプ電圧およびランプ電流
に所定の係数を掛けた後の加算結果が一定値となるよう
にトランジスタ１３をオン・オフ制御することによって
、第２図に示すように、放電ランプである高圧ナトリウ
ムランプ８のランプ電圧が高い程ランプ電流を小さくし
て高圧ナトリウムランプ８の特性が所定の特性になるよ
うにし、放電ランプ個々の色温度のばらつきを小さくし
て直流点灯できるものである。

従来例の放電ランプ点灯装置と異なるのは、電圧検出手
段２８である。電圧検出手段２８において、２５は抵抗
、２６は抵抗２５を被制御端子の一つであるエミッタに
接続したトランジスタであり、２７はトランジスタ２６
の他の被制御端子であるコレクタに接続された電圧検出
手段２８の出力端である抵抗である。抵抗２５の反エミ
ッタ側とトランジスタ２６の制御端子であるベースとの
間にランプ電圧を印加する。ここで抵抗２７の値は、抵
抗２７は、定常点灯時の電圧検出手段２８の出力電流が
流れても、演算手段２１の入力端電位である抵抗１５の
電位と電圧検出手段２８のトランジスタ２６のエミッタ
電位との電位差に相当する電圧以下の電圧しか発生しな
いようにな、かつ、ランプ電圧が直流電源７の出力電圧
以下で定常点灯時ランプ電圧以上の所定の電圧（第２図
におけるｖｔ）のときに抵抗２７の電圧がほぼ演算手段
２１の入力端電位である抵抗１５の電位と電圧検出手段
２８のトランジスタ２６のエミッタ電位との電位差に相
当する電圧となるような所定の抵抗値に設定する。この
よう構成したので、まず、高圧ナトリウムランプ８の定
常点灯時には、従来例と同様、抵抗２５にランプ電圧に
ほぼ等しい電圧が加わることになり、トランジスタ２６
の他のコレクタから抵抗２５とトランジスタ２６により
ランプ電圧にほぼ比例した値に制限された電流が、電圧
検出手段２８の出力端である抵抗２７を介して制御回路
２３の演算手段２１に出力される。そのため、抵抗１５
の電位と電圧検出手段２８のトランジスタ２６のエミッ
タ電位との電位差に相当するランプ電位と制御回路電位
との電位差は、抵抗２７とトランジスタ２６のコレクタ
・エミッタ間とで受は持たれる。そのため、ランプ電圧
は、所定の特性値となるように、トランジスタ２６のコ
レクタ・エミッタ間電圧の変化として、すなわち、トラ
ンジスタ２６のコレクタ電流の変化として補正される。

すなわち、第２図に示すように、ランプ電圧が定常点灯
状態のときよりも太き（なった場合は、抵抗２５に加わ
る電圧が大きくなり電圧検出手段２８の出力電流が大き
くなりトランジスタ１３のオン期間が短がくなってラン
プ電流が所定の値まで減少する。次に、ランプ始動時な
どにグロー放電状態またはそれに近い状態などのランプ
電圧が所定の電圧Ｖｔよりも高いとき、電圧検出手段２
８の抵抗２５にランプ電圧にほぼ等しい電圧が加わるこ
とになり、トランジスタ２６のエミッタへ抵抗２５によ
りランプ電圧にほぼ比例した値にｆｔ１ｌ限された電流
が、流れこむ。

一方、抵抗２７の電位は、ランプ電圧が所定の電圧Ｖｔ
の時に、高圧ナトリウムランプ８の］・ランス９側電位
であるトランジスタ２６のベース電位にほぼなっている
。また、ランプ電圧が所定の電圧Ｖｔよりも大きいとき
もトランジスタ２６のベース電位になっている。すなわ
ち、演算手段２１の入力端電位である抵抗１５の電位と
電圧検出手段２８のトランジスタ２６のエミッタ電位と
の電位差に相当する電圧すなわちランプの下端の電位に
なっている。そのため、トランジスタ２６のベース電位
はランプ電圧の上昇に伴い低下し、抵抗２７に加わる電
圧もていかする。そのため、手抵抗２７に流れる電流す
なわち電圧検出手段２８の出力電流もランプ電圧が所定
の電圧Ｖｔのときの値以上にはならず、むしろランプ電
圧に関連して減少する。ここで、トランジスタ２６のコ
レクタへ流れる電流以外の電流はベースへ流れ出すが支
障ない。そのため、第２図に示すように、ランプ電流は
ランプ電圧が所定の電圧Ｖｔよりも大きい時もランプ電
圧が所定の電圧Ｖｔのときのランプ電流以下にはならな
す、ランプ電圧の上昇に伴い、よりランプ電流を流そう
とする。

以上の説明のように、本実施例によれば、電圧検出手段
２８のトランジスタ２６のコレクタと演算手段２１の入
力端電位である抵抗１５との間に、ランプ電圧が直流電
源７の出力電圧以下で定常点灯時ランプ電圧以上の所定
の電圧（第２図におけるＶｔ）のときにほぼ演算手段２
１の入力ｐＩ■電位である抵抗１５の電位と電圧検出手
段２８のトランジスタ２６のエミッタ電位との電位差に
相当する電圧降下となるような所定の抵抗値を有する抵
抗２７を設けるだけの非常に簡単な安価な構成で、損失
を増やすことなく、ランプ始動時などにグロー放電状態
またはそれに近い状態となっても、ランプ電圧が所定の
電圧Ｖｔよりも高くなるので、ランプ電圧Ｖｔ相当以上
のランプ電流を流すことにより、ランプに充分な電流を
流すことができすみやかに充分なアーク放電へ移行でき
維持できる。そのため、すみやかに始動できる。また、
始動時にランプ電圧が非常に高いことによる回路の発振
周波数低下による騒音もなくすことができる。また、所
定の電圧Ｖｔは抵抗２７の値を変えることにより任意の
値に設定できランプごとに適切な値に対応できる。また
、抵抗２７を用いているので温度変化等の周囲の変化に
対して安定である。また、定常点灯時は従来例と同様に
高圧ナトリウムランプ８の特性を所定の特性になるよう
にでき、ランプ個々の色温度のばらつきを小さくして直
流点灯できる。

なお、以上の実施例では、高圧ナトリウムランプ８は、
他の蛍光ランプなどの放電ランプであっても良く、特に
メタルハライドランプなどの、グロー放電からアーク放
電への転移エネルギーを多量に必要とするランプに効果
がある。また、直流電源７は、交流を整流平滑したが、
電池や他のスイッチング電源などであっても良い。また
、パワー回路１４は、インバータなどの他のものでも、
インダクタンス要素とトランジスタやサイリスタなどの
制御端子付スイッチング素子との直列回路部を有し前記
スイッチング素子のオン・オフにより放電ランプに電力
を供給するものであれば良い。また、トランジスタ１３
の駆動は、自励でなくても他励でも良い。また、制御回
路２３によるランプ制御特性は、第２図のようにランプ
電圧およびランプ電流に所定の係数を掛けた後の加算結
果が一定値となるようにトランジスタ１３をオン・オフ
制御すようにしたが、放電ランプのランプ電圧が所定の
特性よりも高くなった時ランプ電流を小さくして所定の
特性になるように制御するものであれば、他の特性であ
っても良い。また、制御回路２３は、他の構成であって
も良いことは言うまでもない。また、電圧検出手段２８
の入力は、ランプ電圧が直流であるので面接に行なった
が、ランプ電圧が交流の場合は、整流した後、行なえば
差し支えない。また、トランジスタ１３は、バイポーラ
形でなくてもＦＥＴなと他のトランジスタでもよい。

発明の効果 本発明は、所定の抵抗値を有する抵抗を設けるだけの非
常に簡単で安価な構成で、ランプ始動時などにランプに
充分な電流を流すことができ、すみやかに始動・点灯で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における放電ランプ点灯装
置の回路図、第２図は同点灯装置のランプ電流電圧特性
図、第３図は従来の放電ランプ点灯装置の回路図である
。 １・・・交流電源、７・・・直流電源、８−・・高圧ナ
トリウムランプ、１４・・・パワー回路、２３・・・制
御回路、２８・・・電圧検出手段代理人の氏名弁理土中
尾敏男ばか１名 第２図 ↑ Ｖｔ／ ラ　し　ブ　電　圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力電圧の極性が一定である電源と、放電ランプと、前
   記電源の出力端と前記放電ランプとの間に接続され少な
   くともインダクタンス要素と制御端子付スイッチング素
   子とを有し前記スイッチング素子のオン・オフにより放
   電ランプに電力を供給するパワー回路と、トランジスタ
   と前記トランジスタの被制御端子の一つに接続された抵
   抗ａとを有し前記放電ランプ端の電圧を直接または整流
   して前記トランジスタの制御端子と前記抵抗ａの他端と
   の間に入力し前記トランジスタの他の被制御端子に抵抗
   ｂを接続して前記抵抗ｂの他端を出力端とする電圧検出
   手段と、放電ランプの特性が少なくとも定常点灯時にラ
   ンプ電圧が大きい程ランプ電流が小さい所定の特性とな
   るように少なくとも前記電圧検出手段の出力信号電流を
   入力して出力信号電流が小さい程ランプ電流を増加させ
   るごとく前記スイッチング素子をオン・オフ制御する制
   御回路とを備えた放電ランプ点灯装置。