JPS623559B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クセノンランプに直流を供給する
クセノンランプ用バラストと、火花ギヤツプの放
電を利用して点灯用の高周波、高電圧をクセノン
ランプに供給する高周波発生部とを備えたクセノ
ンランプ点灯装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種クセノンランプ点灯装置が備える
クセノンランプ用バラストは、第１図に示すよう
に、商用交流電源などの交流電源に接続された主
回路Ａと補助回路Ｂとにより構成されており、そ
の出力直流の特性は、第２図に示すように、主回
路Ａの出力特性ａと補助回路Ｂの出力特性ｂによ
り構成されている。なお補助回路Ｂにより供給さ
れる無負荷電圧Ｖ_Xは、クセノンランプの点灯を
良好にするため、クセノンランプの定格電圧、す
なわちランプ点灯電圧Ｖ_Yの５倍程度の高い電圧
に設定されている。

ところで、クセノンランプを点灯するには、主
回路Ａと補助回路Ｂとにより構成されたクセノン
ランプ用バラスト１の他に、クセノンランプの電
極間のギヤツプを破るため、スタータと呼ばれる
20000〜30000Vの高周波、高電圧を発生させる装
置が必要である。

そこで、従来のこの種クセノンランプ点灯装置
は、第３図に示すように、スタータを、商用電源
を昇圧する昇圧トランスを有した高圧発生部２
と、充放電用コンデンサC₁、火花ギヤツプＧ、
カツプリングコイルCCによりなる高周波発生部
３とにより構成し、カツプリングコイルCCの２
次巻線の一端および他端を、クセノンランプ用バ
ラスト１の出力端およびクセノンランプ４の一端
にそれぞれ接続し、火花ギヤツプＧの5000〜
10000Vのブレークオーバ電圧をカツプリングコ
イルCCにより20000〜30000Vの電圧に昇圧して
点灯用の高周波、高電圧をクセノンランプ４に供
給している。

なお、クセノンランプ点灯装置の一部のものに
は、火花ギヤツプの放電を利用する第３図のスタ
ータの代わりに、高周波発振を圧電素子に印加し
て高周波、高電圧を発生させるスタータを備えた
ものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第３図のスタータを備えた従来のク
セノンランプ点灯装置は、高圧発生部２の昇圧ト
ランスに火花ギヤツプＧのブレークオーバ電圧以
上の電圧を発生させるために、商用電源を昇圧し
て充放電用コンデンサC₁を充電しており、この
場合、昇圧トランスの形状が非常に大きく、かつ
重くなり、ハンデイタイプの映写機等に組み込む
際、非常に大きな障害になるとともに、高周波、
高電圧が商用電源の半サイクルに１回しか供給で
きず、クセノンランプ４の点灯に比較的長時間を
要する問題点がある。

また、高圧発生部２の昇圧トランスからコンデ
ンサC₁に常時、高圧を供給すると、点灯後にも
高周波、高電圧がクセノンランプ４に供給される
ことになり、この場合、高周波、高電圧の不必要
な供給によつてクセノンランプ４の寿命が短くな
る問題点がある。

一方、火花ギヤツプの代わりに圧電素子を利用
して高周波、高電圧を発生させる場合は、パワー
増幅器が必要になり、このため高価になつてしま
う問題点がある。

そして、一般に、圧電素子が低電圧駆動される
ため、装置を設計製作することが非常に困難であ
り、圧電素子を利用する手法は実用に向かない。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記の諸点に留意してなされたも
のであり、交流電源に接続されたクセノンランプ
用バラストと、２次巻線が前記バラストの出力端
とクセノンランプとの間に設けられたカツプリン
グコイルと、該コイルの１次巻線の両端間に設け
られた火花ギヤツプ、充放電用コンデンサからな
る高周波発生部と、前記充放電用コンデンサに充
電用の高圧直流を供給する高圧発生部とを備え、
かつ前記高圧発生部に、前記バラストの出力直流
によつて充電される高周波発振用コンデンサと、
１次巻線がサイリスタを介して前記発振用コンデ
ンサに並列に設けられた高圧トランスと、前記サ
イリスタに逆並列に設けられたターンオフ用のダ
イオードと、前記発振用コンデンサ、前記高圧ト
ランスの１次巻線の接続点と前記サイリスタのゲ
ートとの間に設けられ、前記コンデンサの前記出
力直流の無負荷電圧より低くランプ点灯電圧より
高い充電電圧によつてオンし前記サイリスタをタ
ーンオンする電圧スイツチ素子と、前記高圧トラ
ンスの２次巻線の高周波出力を整流し、前記高圧
直流を前記充放電用コンデンサに供給する整流器
とを設けたことを特徴とするクセノンランプ点灯
装置である。

〔作用〕

したがつて、高圧発生部の高圧トランスは、ク
セノンランプ用バラストの出力直流を利用した高
周波発振用コンデンサの充電と、該コンデンサの
充電電圧にもとづく電圧スイツチ素子のオンおよ
びサイリスタのターンオンと、該サイリスタのタ
ーンオンにもとづく発振用コンデンサの放電およ
びダイオードのオンとの繰返しによつて高周波駆
動され、高圧トランスの２次巻線に高周波出力が
発生するとともに、該高周波出力を整流して形成
された充電用の高圧直流が高周波発生部の充放電
用コンデンサに供給され、このとき高周波発生部
は、充放電用コンデンサの充電と、火花ギヤツプ
の放電にもとづく充放電用コンデンサの放電との
繰返しにより、点灯用の高周波、高電圧を形成
し、カツプリングコイルを介してクセノンランプ
に供給する。

そして、高圧発生部が、商用電源の昇圧トラン
スの代わりに、小型、軽量の高圧トランスを用い
て形成されるとともに、クセノンランプ用バラス
トの出力直流によつて高圧発生部が駆動されるた
め、装置の小型化、軽量化が図られる。

また、高圧発生部の電圧スイツチ素子が、第２
図の無負荷電圧Ｖ_Xとランプ点灯電圧Ｘ_Yとの間の
充電電圧によつてオンするため、クセノンランプ
が点灯してクセノンランプ用バラストの出力直流
の電圧がランプ点灯電圧Ｖ_Yに移行するまで、す
なわちクセノンランプが点灯するまでは、たとえ
ば交流電源の半サイクルに複数回高周波、高電圧
がクセノンランプに供給され、出力直流の電圧が
ランプ点灯電圧Ｖ_Yに移行すると、電圧スイツチ
素子がオフに保持され、高圧発生部、高周波発生
部の動作が停止し、直ちに高周波、高電圧の供給
が停止する。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した第
４図とともに詳細に説明する。

同図において、第３図と同一記号のものは同一
のものを示し、２′は第３図の高圧発生部２の代
わりに設けられた高圧発生部、Ｅはクセノンラン
プ用バラスト１の出力直流からなる直流電源、Ｒ
は直流電源Ｅの正側の一端に一端が接続された抵
抗、C₂は一端が抵抗Ｒの他端に接続された高周
波発振用コンデンサであり、他端が直流電源Ｅの
負側の他端に接続されている。TRは抵抗Ｒの他
端に１次巻線の一端が接続された高圧トランス、
Ｔはアノードが高圧トランスTRの１次巻線の他
端に接続されたサイリスタであり、カソードが発
振用コンデンサC₂の他端に接続されている。

Ｓは一端が発振用コンデンサC₂の一端に接続
された圧電スイツチ素子であり、他端がサイリス
タＴのゲートに接続され、発振用コンデンサC₂
の充電電圧が第２図の無負荷電圧Ｖ_Xとランプ点
灯電圧Ｖ_Yとの間の所定のオン電圧に達したとき
にオンする。

ＤはアノードがサイリスタＴのカソードに接続
されたターンオフ用のダイオードであり、カソー
ドがサイリスタＴのアノードに接続されている。
SRはダイオードブリツジ整流器からなる整流器
であり、１対の交流入力端が高圧トランスTRの
２次巻線の両端がそれぞれに接続され、１対の直
流出力端が高周波発生部３の充放電用コンデンサ
C₁の両端それぞれに接続されている。

なお、クセノンランプ用バラスト１の出力直流
は、クセノンランプ４の容量に合わせて設定さ
れ、クセノンランプ４が点灯すれば、クセノンラ
ンプ用バラスト１の出力電圧が無負荷電圧Ｖ_Xよ
りランプ点灯電圧Ｘ_Yに低下する。

そして、クセノンランプ用バラスト１の出力直
流、すなわち直流電源Ｅの出力直流が抵抗Ｒを介
して発振用コンデンサC₂に注入され、このとき
クセノンランプ用バラスト１の出力直流の電圧が
第２図の特性で変化するため、クセノンランプの
点灯前には、コンデンサC₂が電圧スイツチ素子
Ｓのオン電圧以上に充電され、コンデンサC₂の
充電電圧が電圧スイツチ素子Ｓのオン電圧に達す
ると、電圧スイツチ素子Ｓがオンし、該スイツチ
素子ＳのオンによつてサイリスタＴがターンオン
される。

さらに、サイリスタＴがオンすると、発振用コ
ンデンサC₂の充電電荷が、高圧トランスTRの１
次巻線、サイリスタＴを介して放電し、該放電に
よつて発振用コンデンサC₂が逆充電され始める
とともにダイオードＤがオンし、ダイオードＤの
オンにより、サイリスタＴが逆バイアスされてサ
イリスタＴがターンオフする。なお、ダイオード
ＤのオンによつてコンデンサC₂の逆充電電荷が
放電される。

そして、サイリスタＴがターンオフすると、直
流電源Ｅにより発振用コンデンサC₂が再び充電
されて前述の動作が繰返され、発振用コンデンサ
C₂が連続発振されて高圧トランスTRが高周波駆
動され、高圧トランスTRの２次側に高圧の高周
波出力が発生する。

また、高圧トランスTRの２次側に発生した高
圧の高周波出力は整流器SRによつて整流され、
充放電用コンデンサC₁に、充電用の高圧直流が
供給される。

そして、充放電用コンデンサC₁の充電電圧に
よる火花ギヤツプＧの放電の繰返しにより、カツ
プリングコイルCCを介してクセノンランプ４
に、点灯用の高周波、高電圧が供給され、クセノ
ンランプ４が点灯する。

つぎに、クセノンランプ４が点灯すると、この
ときクセノンランプ用バラスト１の出力直流の電
圧がランプ点灯電圧Ｖ_Yの低下移行するため、発
振用コンデンサC₂の充電電圧が電圧スイツチ素
子Ｓのオン電圧に達しなくなり、高圧発生部２′
の動作が停止して充放電用コンデンサC₁に充電
用の高圧直流が供給されなくなり、高周波発生部
３の動作も停止し、点灯用の高周波、高電圧の供
給が直ちに停止する。

そして、高圧トランスTRの１次巻線と発振用
コンデンサC₂とが高周波の直列共振回路を形成
し、このとき共振周波数が交流電源の周波数より
高周波に設定され、高圧トランスTRが高周波駆
動されるため、商用電源を昇圧する従来の昇圧ト
ランスより小型、軽量の高圧トランスTRを用い
て装置が形成され、装置の小型化および軽量化が
図られる。

また、高周波発生部３の充放電用コンデンサ
C₁を、整流器SRの高圧直流によつて充電するた
め、火花ギヤツプＧの放電が終了すると、充放電
用コンデンサC₁が急速に充電され、商用電源の
昇圧出力によつて充電する従来の装置の場合に比
して、高周波、高電圧の供給の繰返し周期が著し
く短かくなり、たとえば商用電源の半サイクルの
間に、高周波、高電圧を複数回クセノンランプに
供給することができ、電子回路を用いた簡単な構
成でクセノンランプの点灯が迅速かつ確実に行な
える。

さらに、直流電源Ｅにクセノンランプ用バラス
ト１の出力直流を用いるとともに、電圧スイツチ
素子Ｓのブレークオーバ電圧、すなわちオン電圧
を、無負荷電圧Ｖ_Xより低く、かつランプ点灯電
圧Ｖ_Yより高く設定したことにより、クセノンラ
ンプ用バラスト１の入力スイツチのオンにもとづ
き、クセノンランプ４を自動的に点灯させるとと
もに、点灯後に自動的にスタータを停止させるこ
とができ、いわゆるクセノンランプの自動点灯回
路を提供することができ、このときクセノンラン
プ４が点灯すると、高圧発生部２′、高周波発生
部３が直ちに動作を停止し、点灯後に高周波、高
電圧の不必要な供給を防止するため、クセノンラ
ンプ４の長寿命化が図られる。

なお、高圧発生部２′において、抵抗Ｒを小さ
くすることにより、高出力が得られるのは勿論で
ある。

また、クセノンランプ４が、高い無負荷電圧Ｖ
_Xを必要とするランプ、すなわち容量の大きなラ
ンプの場合は、電圧スイツチ素子Ｓを適宜選択す
るとともに、直流電源Ｅの電圧を高くすることに
より、電圧スイツチ素子Ｓのブレークオーバ電圧
に達するまでの時間を短かくすることができ、等
価的に抵抗Ｒを小さくすることができるため、高
出力を得ることができ、一層容易にランプの点灯
を行なうことができるのも勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のクセノンランプ点灯
装置によると、クセノンランプ用バラストの出力
直流によつて高圧発生部の高周波発振用コンデン
サが充電されるとともに、該コンデンサの充電電
圧が電圧スイツチ素子のオン電圧以上になる間、
すなわちクセノンランプが点灯するまでの間だ
け、高周波発振用コンデンサの充電電圧によつて
電圧スイツチ素子のオンおよびサイリスタのター
ンオンが繰返され、高圧トランスが高周波駆動さ
れて高圧トランスの２次巻線に高圧の高周波出力
が発生するとともに、該高周波出力を整流して形
成された高圧直流が高周波発生部の充放電用コン
デンサに供給され、火花ギヤツプの放電によつて
点灯用の高周波、高電圧がクセノンランプに供給
されるため、従来の大型、大重量の昇圧トランス
の代わりに小型、軽量の高圧トランスを用いて小
型化、軽量化を図ることができるとともに、高圧
直流の充電にもとづく高周波、高電圧の短周期の
繰返し供給によつて迅速、確実な点灯を行なうこ
とができ、かつ電圧スイツチ素子のオン電圧の設
定にもとづき、点灯後の不必要な高周波、高電圧
の供給を防止してクセノンランプの長寿命化を図
ることができ、さらに、クセノンランプ用バラス
トの出力直流を利用したことにより、入力電圧の
変動範囲が広範囲であつても安定に動作し、かつ
自動点灯を可能にすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はクセノンランプ用バラストのブロツク
図、第２図は第１図の出力特性図、第３図は従来
のクセノンランプ点灯装置の回路図、第４図はこ
の発明のクセノンランプ点灯装置の１実施例の回
路図である。 １……クセノンランプ用バラスト、２′……高
圧発生部、３……高周波発生部、４……クセノン
ランプ、C₁……充放電用コンデンサ、C₂……高
周波発振用コンデンサ、CC……カツプリングコ
イル、Ｄ……ダイオード、Ｇ……火花ギヤツプ、
Ｓ……電圧スイツチ素子、SR……整流器、Ｔ…
…サイリスタ、TR……高圧トランス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源に接続されたクセノンランプ用バラ
   ストと、２次巻線が前記バラストの出力端とクセ
   ノンランプとの間に設けられたカツプリングコイ
   ルと、該コイルの１次巻線の両端間に設けられた
   火花ギヤツプ、充放電用コンデンサからなる高周
   波発生部と、前記充放電用コンデンサに充電用の
   高圧直流を供給する高圧発生部とを備え、かつ前
   記高圧発生部に、前記バラストの出力直流によつ
   て充電される高周波発振用コンデンサと、１次巻
   線がサイリスタを介して前記発振用コンデンサに
   並列に設けられた高圧トランスと、前記サイリス
   タに逆並列に設けられたターンオフ用のダイオー
   ドと、前記発振用コンデンサ、前記高圧トランス
   の１次巻線の接続点と前記サイリスタのゲートと
   の間に設けられ、前記コンデンサの前記出力直流
   の無負荷電圧より低くランプ点灯電圧より高い充
   電電圧によつてオンし前記サイリスタをターンオ
   ンする電圧スイツチ素子と、前記高圧トランスの
   ２次巻線の高周波出力を整流し、前記高圧直流を
   前記充放電用コンデンサに供給する整流器とを設
   けたことを特徴とするクセノンランプ点灯装置。