JPS63207095A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS63207095A
JPS63207095A JP4108187A JP4108187A JPS63207095A JP S63207095 A JPS63207095 A JP S63207095A JP 4108187 A JP4108187 A JP 4108187A JP 4108187 A JP4108187 A JP 4108187A JP S63207095 A JPS63207095 A JP S63207095A
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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】 (技術分子IF) 本発明は、他励式インバータ回路を用いて放電灯を高周
波点灯させるようにした放電灯点灯装置に関するもので
ある。
(背景技術) 第8図は従来の放電灯点灯装置の回路図である。
交流電源ACの電源電圧は、ダイオードブリッジDBに
て整流され、コンデンサC8にて平滑され、直流電圧と
される。この直流電圧は、発振トランスOTの1次側と
半導体スイッチ素子Q、との直列回路に印加される0発
振トランスOTの2次側には、放電灯DLが接続され、
放電灯DLの非電源側にはりアクタンス素子(コンデン
サC2)が接続され、放電灯フィラメントの予熱回路が
構成されている。半導体スイッチ素子Q1には、ダイオ
ードD、が逆並列接続される。また、回路のインダクタ
ンス成分と共振状fit呈するコンデンサC1をスイッ
チ素子Q、の両端に並列接続する。このコンデンサC1
の接続される位置は、発振トランスOTの1次コイルの
両端でも構わない。半導体スイッチ素子Q、の制御極に
は、発振回路1の出力がゲート回路2及びドライブ回路
3を介して入力されている。
第9図(イ)は半導体スイッチ素子Q1をオン・オフ制
御するための他励信号(“Higl+”レベルのとき他
励オン信号、Low”レベルのとき他励オフ信号と呼ぶ
ことにする)を示す、他励オン信号にて半導体スイッチ
素子Q1がオンされると、発振トランスOTの1次側を
介して、第9図(ロ)に示されるような電流Icが半導
体スイッチ素子Q、に流れる。他励オフ信号にて半導体
スイッチ素子Q1がオフされると、回路のLC成分に蓄
えられたエネルギーのために、発振トランス○Tはコン
デンサC1と共振し、共振コンデンサ電流が流れ、半導
体スイッチ素子Q、の両端には、第9図(ハ)に示され
るような共振電圧が生じる。この共振電圧がゼロになる
と、共振電流はダイオードD1を介して流れ、また、ダ
イオード電流がゼロになると、他励オン信号により半導
体スイッチ素子Q、に前サイクルと同様に電流Icが流
れる(第9図(ロ))。
このようにして、発振を継続して行く、そして、この共
振によって発振トランスOTの2次側に生じる電圧を発
振トランスOTのり一ゲージインダクタンスを介して放
電灯DLに印加し、点灯させる。なお、第90(ニ)、
(ホ)はそれぞれ発振トランス○Tの1次電圧と1次電
流を示している。
このような1石他励式のインバータ回路では、無負荷時
には、発振トランスOTの2次電流が流れなくなるので
、その1次側インダクタンスが大きくなり、そのために
、コンデンサC1と発振トランスOTの1次側から見た
インダクタンスとで決まる振動周期が長くなり、半導体
スイッチ素子Q1の両端電圧VCHの巾が広くなる。
このように、無負荷時に回路の固有振動周期が長くなっ
た場きにおいても、他励式のインバータ回路では他励信
号の周期に従って半導体スイッチ素子Q1がオンするた
めに、第10図(ロ)に示されるように、半導体スイッ
チ素子Q、の両端電圧、すなわち、共振コンデンサCI
の電圧が高い状態で半導体スイッチ素子Q1がオンする
ことになり、コンデンサC1からのラッシュ電流が半導
体スイッチ素子Q、に流れて、大きな電力損失を発生し
、また半導体スイッチ素子Q1の破損を生じることもあ
る。
そこで、第8図の回路では、半導体スイッチ素子Q、の
両端電圧を検出する素子電圧検出回路4を設けてあり、
半導体スイッチ素子Q、の両端電圧が高いときには、ゲ
ート回路2により他励オン信号の通過を阻止して、半導
体スイッチ素子Q1の導通を禁止するようにしている。
したがって、無負荷時において、第10図(イ)、(ロ
)に示すように、半導体スイッチ素子Q1の両端電圧V
CHの巾が、発振回路1の他励オフ信号の期間T、より
も長くなっても、第10図(ハ)に示すように、■cE
>Oの期間中のドライブ信号を禁止して、半導体スイッ
チ素子Q1の導通を禁止することができる。このゲート
回路2は、素子電圧検出信号の反転信号と他励オン信号
との論理積を取ることにより簡単に構成することができ
る。このようなゲート回路2を設けることにより、無負
荷時においても安全に且つ安定に発振を行うことができ
るものである。
ところで、インバータ回路と放電灯とはソケットを介し
て接続され、放電灯が大型蛍光灯である場合には、第1
1図に示すようなソケットSが一般的に用いられる。こ
のソケットSの接続が不十分である場き、ソケットSの
端子ばね(図示せず)と放電灯DLのランプビンPとの
間で接触不良(以下「ルーズコンタクト」という)を生
じることがあり、その場合、ソケットSの端子ばねと放
電灯のランプビンPとの間でアーク放電が生じることが
あった。そして、この状態が長時間継続すると、ソケッ
トSが発熱し、発煙や発火に至ることがあった。
そこで、ソケットの温度上昇を熱恣応素子(サーミスタ
等)を用いて検出することによりソケットルーズコンタ
クトを検出して、インバータ回路の発振を停止させる方
法も考えられるが、この方法では、実際に温度上昇する
までは作動しないため、検出動作が遅くなる。また、周
囲温度の影響を受けやすく、さらに、長時間点灯したと
きに、放電灯の発熱がソケットに伝わったことを誤って
検出してしまうことも有り得るという問題があった。
(発明の目的) 本発明は上述のような点に濫みてなされたものであり、
その目的とするところは、放電灯とソケットとのルーズ
コンタクトを検出してインバータの発振を実質的に停止
させ、ソケットでの発煙・発火を未然に防止できるよう
にした放電灯点灯装置を提供するにある。
(Q明の開示) 本発明に係る放電灯点灯装置を図示実施例について説明
すれば、直流電源Eと、直流電源Eに対して順方向であ
る半導体スイッチ素子Q1と、直流電源Eに対して逆方
向で半導体スイッチ素子QIに並列接続されたダイオー
ドDIと、半導体スイッチ素子Q1に直列接続されたイ
ンダクタンス要素(発振トランスOT)と、インダクタ
ンス要素と共振状君を呈するコンデンサC1と、半導体
スイッチ素子Q、を繰り返し導通制御するための他励信
号を発生ずる発振回路1と、半導体スイッチ素子Q、が
両端電圧を有する期間は、他励信号が前記半導体スイッ
チ素子Q、の導通制御極に入力されることを禁止する回
路(ゲート回路2)と、半導体スイッチ素子Q1のオン
オフにより発生する共振電圧を安定要素(発振トランス
OTのリーゲージインダクタンス)とソケットを介して
印加される放電灯DLとを含み、無負荷時の固有振動周
波数が放電灯点灯時に比べて低いインバータ回路におい
て、放電灯DLとソケットの電気的接続不良時の半導体
スイッチ素子Q1の両端電圧の変動を検出する回路(ル
ーズコンタクト検出回路5)と、該検出出力が得られた
ときに、インバータ回路を実質的に不作動とする回路(
A N DゲートG2)とを備えて成るものである。
すなわち、本発明は放電灯とソケットとの間のルーズコ
ンタクトの発生時に、半導体スイッチ素子の両端電圧に
現れる振動波形の変動を検出して、その検出出力が得ら
れたときにインパーク回路の発振を停止させるようにし
たものであり、これによって、ソケットからの発煙や発
火等を防止できるものである。
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面と共に31明
する。なお、実施例回路において、UC来図1回路と同
一の要素については同一の符号をけして重複する説明は
省略する。
及1匠り 第1図は、本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回
路図である。他励信号を発振する゛ための発振回路1は
、汎用のタイマーICLmと、その外付けのCR素子R
a 、 Rt 、 Ca 、 C7とよりなる無安定マ
ルチバイブレータと、その出力バッファとなるインバー
タI、とからなる0発振回路1の出力は、ゲート回路2
におけるANDゲートG1の一方の入力に接続されてい
る。ANDゲートG1の地方の入力には、素子電圧検出
回路4の検出出力がインバータI2にて論理を反転され
て入力されている。ANDゲートG1の出力は、ソケッ
トルーズコンタクト検出回路5におけるANDゲートG
2の一方の入力に接続されている。ANDゲートG2の
他方の入力には、RSフリップフロップFF、のq出力
が接続されている。ANDゲートG2の出力は、ドライ
ブ回路3におけるトランジスタT r + 、 T r
 2よりなる相補動作形エミッタフォロワの入力に接続
されている。相補動作形エミッタフォロワの出力は、抵
抗R5とコンデンサC5の並列回路よりなるスピードア
ップ回路を介して、半導体スイッチ素子Q1の制御入力
端に接続されている。本実施例にあっては、半導体スイ
ッチ素子Q、としてバイポーラトランジスタを用いてい
る。
素子電圧検出回路4としては、抵抗R+ 、 R2によ
る電圧分圧回路を用いている。抵抗R2には素子電圧検
出回路4の出力を規制するためのツェナダイオードZD
、が並列接続されている。素子電圧検出回路4の検出出
力は、DフリップフロップFF、、17F2のリセット
人力Rに接続されている。
各DフリップフロップF F + 、 F F 2のq
出力は、そのデータ人力りに接続されている。Dフリッ
プフロップFF、のクロック人力Cには、発振回路1の
出力が接続されている。DフリップフロップFF1のq
出力は、DフリップフロップFF2のクロック人力Cに
接続されている。DフリップフロップF F 2のQ出
力は、カウンタ6のクロyり人力Cに接続されている。
カウンタ6の+1段口の出力であるQ n出力は、RS
Sフリップフロラ1F、のセット人力Sに接続されてい
る。
制御部電源電圧Vccは、平滑コンデンサC6に抵抗R
1を介して接続されたコンデンサC3にて得ている。抵
抗R4とコンデンサC1の直列回路には、制御部電源電
圧Vccが印加されている。コンデンサC1の端子電圧
はインバータエ、の入力に印加されている。制御部電源
電圧Vccが投入されると、一定時間はコンデンサC1
の電圧が低レベルであるので、インバータI、の出力は
高レベルであり、カウンタ6とRSフリップフロップF
F3にリセットがかかる。前記一定時間の経過後は、コ
ンデンサC4の端子電圧が高くなるので、インバータI
nの出力は低レベルに保持される0以上の抵抗R1とコ
ンデンサC1及びインバータI3によりパワーオンリセ
ット回路が構成されている。その池の構成についてはb
℃来未開路と同様である。
第2図は本実施例の動fヤ波形図である。以下、同図を
9照しながら、本実施例の動作について説明する。ソケ
ットにおけるルーズコンタクト時には、発振トランスO
Tの2次側にランプフィラメン1〜を介して、コンデン
サC2が接続されたり、離れたりしている状況にあり、
コンデンサC2の蓄積電荷により2次側の振動電流が安
定していないため、この2次電流により1次側の振動波
形が変化する。第2図に示す例では、t、の時点におい
て半導体スイッチ素子Q1の素子電圧■c巳は正常点灯
時では既にゼロに落ちているが、ルーズコンタクト時に
は素子電圧vcEがゼロに落ちる前に2次側のコンデン
サC2のチャージによる電流により、発振トランスOT
の1次電流(第2U2(ハ)9照)がコンデンサCI&
充電するような方向に流れて、素子電圧VC11!を高
くする@VCE>Oであると、従来例で説明したように
、ゲート回路2が動作するなめ、半導体スイッチ素子Q
、を導通させず。
素子電圧Vcεの波形は第2図(ロ)に示すような[1
]の広い波形となることがある9この波形は、発振回路
出力(第2図(イ)9照)を2パルス分含む巾を有する
ため、本実施例に示すルーズコンタクト検出回路5では
、VCE>Oである期間中の発振回路1の出力のカウン
トを行っている。ルーズコンタクト検出回路5において
、2段のDフリップフロップFF’、、FF、は、リッ
プルカウンタを構成しており、■cE=0でリセットが
掛かるようになっている。DフリップフロップFF、の
Q出力(第2図(ニ)参照)は、VCE〉0の期間中の
発振口i¥31の出力の2パルス目に’High”レベ
ルになる。このQ出力により、第2図に示すような振動
モードであることを検出し、その検出回数をカウンタ6
によりカウントすることにより、ソケットにおけるルー
ズコンタクトが継続していることを検出する。
カウンタのQn出力により、RSフリップフロップFF
、を反転させ、ANDゲートG2を介してのドライブ回
路3への信号入力を禁止し、インバータ回路の発振動(
ヤを停止させる。
このように、ソケットにおける放電灯DLのル2−ズコ
ンタクトを検出し、インバータ回路の発振を停止させる
ことにより、ソケットとランプビンとの間に継続的にア
ーク放電が生じるような事態を回避することができ、ソ
ケットからの発煙・発火を未然に防止できるものである
及1匠え 第4図は本発明の他の実施例の回路図である。
ソゲソI’ルーズコンタクト時の素子電圧VCHの振動
波形は、第2図に示すような波形だけでなく、第3図に
示すような波形になることもある。これは、ソケットと
ランプビンとが非接触である場合には、無負荷の発振モ
ードで発振を行っているが、この発振モードはゲート回
路2の作用で生じるモードであり、同じ発振回路出力で
制御を行っていても、第3図のT I、 T 2期間に
示すような2種類の安定波形を持つが、ソケットルーズ
コンタクト状態では、ソケットとランプビン間のアーク
発生等により、この2種類の無負荷波形を交互に繰り返
す独特の発振モードになることがある。この無負荷発振
モードでは無負荷時の素子電圧■。0の振動周期は、発
振1〜ランスOTの1次インダクタンスと共振コンデン
サC,との共振だけでなく、主ト・ランジスタQ1のオ
ン期間でも影響を受け、オン期間が長ければ、素子電圧
VCHの振動周期も長・くなる。したがって、第3[2
IのT2期間では、素子電圧VCεの振動周期がT1期
間におけるそれよりも長いために、素T−電圧VcEと
能動信号との重なり[]1が広くなり、重なった残りの
期間におけるドライブ信号は短く、その間は主トランジ
スタQIに電流が流れず、次のドライブ信号時に流れる
よって、期間T1と期間T2では振動モードが異なって
いる。このような発振モードを検出することにより、ソ
ケットルーズコンタクト状態を判別てきる。
第4図に示す実施例は、第3図に示す期間TI。
T2で、半導体スイッチ素子Q1の素子電圧■cεがゼ
ロであるときの発振出力が、期間T1では1パルス、期
間T2では2パルスと異なることを利用し、これを判別
するものである。
素子電圧検出回路4の出力はDフリップフロップFF、
のクロック人力Cに接続されている。Dフリップフロッ
プFF、の互出力は、そのデータ人力りに接続されてい
る。DフリップフロップFF4のQ、蔓出力はそれぞれ
ANDグー) G 3 、 G 4の一方の入力に接続
されている。ANDゲートG1.G、の他方の入力は、
共に素子電圧検出回路4の出力に接続されている。素子
電圧検出回路4の出力は、ゲート回路2の制御信号とさ
れている。
さらに、素子電圧検出回路4の出力は、抵抗R6とコン
デンサC,よりなる遅延回路を介して、Dフリップフロ
ップF F 、のりセット人力Rに接続されている。D
フリップフロップFFsのタロツク人力Cには、発振回
路1の出力が接続されている。DフリップフロップFF
、のq出力は、そのデータ入力りに接続されている。D
フリップフロップFF5のQ出力は、Dフリップフロッ
プFF、。
FF、のデータ入力りに接続されている。Dフリップフ
ロップFF、、FF、のクロック人力Cには、それぞれ
、A N DゲートG 3. G 4の出力が接続され
ている。Dフリップフロラ1F F s 、 F F 
7の出力は、排泄的論理和ゲートG、に入力されている
排曲的論理和ゲートGsの出力は、カウンタ6のクロッ
ク人力Cに接続されている。その池の構成については実
施例1と同様である。
第5図は本実施例の動作波形口である。以下、同図を参
照しながら、本実施例の動fヤについて説明する。AN
DゲートGつ、G4により、DフリップフロップFF、
のQ、Q出力とVCE検出電圧との論理櫃を取ることに
より、Voε検出電圧を交互に出力する第5図(ハ)、
(ニ)の信号を得て、それぞれ、DフリップフロップF
F、、FF、のクロックパルスとする。Dフリップフロ
ップFF5は、VcE=Oのときの発振回路出力(第5
図(ロ))をカウントするカウンタとして動fヤし、D
フリップフロップF F s 、 F F 7でそれぞ
れ2サイクル間カウント結果(第5図(ホ))を保持す
る。なお、第5図のt2の時点では、ANDゲートG、
の出力(第5図(ニ))が“HiHI+”レベルとなっ
て、DフリップフロップFF、のQ出力(第5図(1−
))が“”Hi)Hbo”レベルとなってから、Dフリ
ップフロップF F sのQ出力(第5図(ホ))がリ
セフトされるものであり、このタイミングを取るために
、前述の抵抗R8とコンデンサC8とからなる遅延回路
が設けられている。
DフリップフロップFF6.FFtのQ出力(第5図(
へ)、()))を排他的論理和ゲートG6で比較するこ
とにより、振動モードが前サイクルと異なったことを検
出する。その検出回数はカウンタ6によりカウントされ
る。カウンタ6のQ n出力が″トl1g1+’“レベ
ルになると、ソケットルーズコンタクトが継続している
と判断し、I”LSフリップフロップFFコを反転させ
、ドライブ回路3への信号入力を停止し、インバータ回
路の発振動作を停止させる。
したがって、ソケットルーズコンタクト時におけるソケ
ットからの発煙や発火等を未然に防止することができる
及1匠1 第6図は本発明の更に他の実施例の回路図である。この
実施例は、第7図に示すように、半導体スイッチ素″r
−Q1の素子電圧■。Eの波高値がルーズコンタクト時
には低レベルと高レベルとに交互に変化することを検出
するものである。素子電圧voEを抵抗Ra 、 Rb
にて分圧した値とツェナーダイオードZD、による基準
電圧VzとをコンパレータCPにより比較する。このと
きの基準電圧Vzは、素子電圧VCE(第7図(イ))
の波高値が高いときにだけコンパレータCPの比較出力
(第7図く口〉)が“’ll1HI+°゛レベルになる
ような電圧に設定する。
こうして得た比較出力を抵抗R5とコンデンサC9によ
り平滑する。こうして、カウンタ6の入力信号(第7図
(ハ))を得る。その他の構成及び動(%については実
施例1と同様であり、カウンタ6により一定回数のカウ
ントを行うことにより、ソケットルーズコンタクト状態
が継続していると判断して、RSSフリップフロラ1F
Fを反転させ、インバータ回路の発振動作を停止させる
ものである。
(発明の効果) 上述のように、本発明にあっては、素子電圧の高いとき
に半導体スイッチ素子の導通を禁止して無負荷時の半導
体スイッチ素子の保護を行うようにした共振型の1石他
励式インバータ回路において、放電灯とソケットとのル
ーズコンタクト時には素T−電圧の変動が生じることを
利用してルーズコンタクト状悪であることを検出し、イ
ンバータ回路の発振を停止させるようにしながら、ソケ
ットからの発煙や発火等を未然に防止できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回路
図、第2図は同上の動作波形図、第3図は本発明の池の
実施例において検出される発振モードを示す動作波形図
、第4図は本発明の池の実施例の回路図、第5図は同上
の動作波形図、第6図は本発明の更に他の実施例の回路
図、第7図は同上の動作波形図、第8図は従来例の回路
図、第9[2I及び第10図は同上の動作波形図、第1
1図はソケットと放電灯との接続箇所を示す斜視図であ
る。 1は発振回路、2はゲート回路、4は素子電圧検出回路
、5はルーズコンタクI・検出回路、Eは直流電源、Q
lは半導体スイッチ素子、DIはダイオード、C,はコ
ンデンサ、OTは発振トランス、DLは放電灯、G2は
ANDゲートである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電源と、直流電源に対して順方向である半導
    体スイッチ素子と、直流電源に対して逆方向で半導体ス
    イッチ素子に並列接続されたダイオードと、半導体スイ
    ッチ素子に直列接続されたインダクタンス要素と、イン
    ダクタンス要素と共振状態を呈するコンデンサと、半導
    体スイッチ素子を繰り返し導通制御するための他励信号
    を発生する発振回路と、半導体スイッチ素子が両端電圧
    を有する期間は、他励信号が前記半導体スイッチ素子の
    導通制御極に入力されることを禁止する回路と、半導体
    スイッチ素子のオンオフにより発生する共振電圧を安定
    要素とソケットを介して印加される放電灯とを含み、無
    負荷時の固有振動周波数が放電灯点灯時に比べて低いイ
    ンバータ回路において、放電灯とソケットの電気的接続
    不良時の半導体スイッチ素子の両端電圧の変動を検出す
    る回路と、該検出出力が得られたときに、インバータ回
    路を実質的に不作動とする回路とを備えて成ることを特
    徴とする放電灯点灯装置。
  2. (2)半導体スイッチ素子の両端電圧の変動を検出する
    回路は、半導体スイッチ素子の両端電圧発生時における
    他励信号のパルス数を検出する回路であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の放電灯点灯装置。
  3. (3)半導体スイッチ素子の両端電圧の変動を検出する
    回路は、半導体スイッチ素子の両端電圧がゼロであると
    きの他励信号のパルス数を検出する回路であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の放電灯点灯装置。
  4. (4)半導体スイッチ素子の両端電圧の変動を検出する
    回路は、半導体スイッチ素子の両端電圧のピーク値の変
    動を検出する回路であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の放電灯点灯装置。
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