JPS63249475A - インバ−タ回路 - 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゛准灯点灯回路として用いられるハーフブ
リッジ型のインバータ回路に関する。

従来の技術 従来、この種のインバータ回路としては、第３図に示す
ような回路構成としたものがある。まず、交流電源１に
は全波整流回路２が接続されている。

この余波整流回路２による直流出力端子間には、インバ
ータ回路の主要部を構成する２個のスイッチングトラン
ジスタ３ａ、３ｂが直列接続されて設けられている。こ
れらのスイツチングトランジスタ３ａ、３ｂはそれらの
接続中点に接続して設けた電流トランス４により電圧が
供給される２次巻線４ａ、４ｂ及びベース抵抗Ｒａ、Ｒ
ｂを介して交互に駆動されて発振動作するものである。

又、全波整流回路２の直流出力端子間には起動用抵抗Ｒ
１とコンデンサＣ１との直列回路が接続され、それらの
接続中点とトランジスタ３ａ、３ｂ間の接続中点との間
にはダイオードＤ１　が接続され、かつ、他方のトラン
ジスタ３ｂのベースとの間にはダイアック５が接続され
ている。

又、スイッチングトランジスタ３ａ、３ｂ以降の直流電
源ライン間には、ハーフブリッジ状に２個の整流用ダイ
オードＤ２．　　Ｄ、と２個の直流カットコンデンサＣ
２，Ｃ，との並列回路が接続されている。そして、トラ
ンジスタ３ａ、３ｂ間の接続中点を含むこれらの接続中
点間には電流トランス４とともに、共振負荷回路６が接
続されている。

この共振負荷回路６は放電灯７を負荷とするものであり
、そのフィラメント７ａ、７ｂを介して限流インダクタ
としてのチョークＬとコンデンサＣとのＬＣ直列共振回
路が形成されている。

これにより、交互にオン・オフするスイッチングトラン
ジスタ３ａ、３ｂに従い、Ｌ　Ｃ直列共振回路には正弦
波がｉＡ；Ｌれ、放電灯７の点灯後にはこの［、Ｃ直列
共振回路のＱが低下して共振状態ではなくなるため、三
角波が供給されることになる。

しかして、このようなインバータにおいて、放電灯７を
所定レベルで調光点灯させる、所謂段調ソＣ機能を持た
せるため、例えば第３図に示すようにチョークＬをり、
、　　Ｌ２に２分割しく又は、タップ方式）、その一方
のチョークＬ２　をスイッチ８により短絡させるか否か
により、限流インダクタのインピーダンスを変化させて
、全光状態と調光状態とを切換えるようにしたものがあ
る。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このような段調光方式の場合、スイッチ８の
切換えに際して高いキック電圧が発生し、これが放電灯
７に印加されるという欠点を持つ。

又、限流インダクタのインピーダンスを段階的に切換え
るために、複数のチョークないしはタップ切換えが必要
となり、スイッチ８（リレー接点）切換え用に高価なリ
レーを必要とするものである。

更には、放電灯７を点灯させる際、調光状態のまま始動
点灯させたい場合もある。しかし、低温環境下等におい
ては、調光始動が困難な場合が多い。これは、本来始動
点灯に際しては放電灯７のフィラメント７ａ、７ｂ間に
高い２次電圧が印加される必要があるが、調光レベルを
最初から始動可能な高い２次レベルまで上げると、放電
灯７がフィラメント７ａ、７ｂ予熱不十分なまま直ぐに
始動点灯しようとし、ランプ黒化等によりランプ寿命が
短！ｉｔ　Ｌ／てしまうからである。よって、調光レベ
ルをあまり上げることができず、調光始動が困難となる
ものである。これは、全光点灯時であっても同様であり
、フィラメント７ａ、７ｂの予熱が不十分なまま始動点
灯させると、放電灯７が短メを命化してしまう。

問題点を解決するための手段 ？Ｂ電流トランス２次巻線からベース電流が供給される
２個のスイッチング素子の直列接続点と直流カットコン
デンサとの間に限流インダクタを備えた放電灯を含む共
振負荷回路を設けたインバータ回路において、前記スイ
ッチング素子の動作状態を変更させて前記放電灯を調光
点灯させるためのリレー接点を設け、前記直流カットコ
ンデンサ又は前記電流トランスの２次巻線から駆動電源
が供給され前記リレー接点の切換え動作を行なうリレー
を設け、電源投入後の一定時間後に前記リレーの切換え
動作を行なう第１時定数回路を前記リレーに並列接続し
て設け、この第１時定数回路の時定数より長い時定数の
第２時定数回路を含み手動スイッチ操作により前記第１
時定数回路に並列接続され前記手動スイッチのオン状態
で電源投入された時に前記第２時定数回路による時定数
経過後に前記第１時定数回路による前記リレー動作をリ
セットさせる時定数スイッチ回路を設ける。

作用 まず、全光点灯時には手動スイッチをオフ状態として電
源を投入する。これにより、時定数スイッチ回路は第１
時定数回路に非接続状態であり、第１時定数回路のみが
動作し得る。この第１時定数回路がタイムアツプするま
では放電灯には始動し得ない程度の２次電圧が印加され
フィラメント予熱される。そして、タイムアツプすると
、全光点灯条件となり、高い２次電圧が印加されて放電
灯は始動し、そのまま全光点灯を継続する。一方、調光
点灯時には手動スイッチをオン状態として電源を投入す
る。これにより、第１時定数回路による時定数で規制さ
れてフィラメント予熱、始動点灯した放電灯に対し、第
２時定数回路がタイムアツプするタイミングになると、
リレーがリセット状態となるので、始動点灯した放電灯
の点灯レベルが調光レベルに切換えられる。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図に基づいて説明する。第
３図で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示す。

まず、本実施例ではスイッチング素子となるスイッチン
グトランジスタ３ａ、３ｂ各々のエミッタ電位を切換え
ることにより、放電灯７を調光点灯させるものであり、
各々のエミッタ抵抗ＲＥａ＋　　ＲＥｂに並列にリレー
接点Ｒｙａ、　　Ｒｙｂが接続されている。そして、こ
れらのリレー接点Ｒｙａ、　　Ｒｙｂをオン・オフ切換
え動作させるリレーＲｙが設けられている。このリレー
Ｒｙは直流カットコンデンサＣ３・負ライン間に直列な
Ｉｒａ　−ｆ−ｉｌ　。

８７間から駆動電源が供給されるように接続されている
。ここで、前記端子ａ、ａ’間には整流・平滑用のダイ
オードＤ４．　Ｄ、、　Ｄ、、コンデンサＣ４，Ｃ，等
が接続され、更にリレーＲｙに並列に抵抗Ｒ６、コンデ
ンサＣ，，とによる第１時定数回路９が接続されている
。このＣＲ構成の第１時定数回路９の時定数はし１であ
る。より具体的には、コンデンサＣａの両端にリレーＲ
ｙが接続されている。

更に、このような第１時定数回路９及びリレーＲｙに対
して時定数スイッチ回路１０が並列に接続されいる。こ
の時定数スイッチ回路１０は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ７
とによる第２時定数回路１１を含むものであり、この第
２時定数回路１１は手動操作（タッチ操作も含む）の手
動スイッチ１２により前記第１時定数回路９に選択的に
接続されるものである。又、手動スイッチ１２及び抵抗
Ｒ７に並列に抵抗Ｒ８が接続され、コンデンサＣ７との
間の接続中点には逆流防止用ダイオードＤ７が介在され
ている。そして、前記リレーＲｙにはリセット用のトラ
ンジスタ１３が並列に設けられ、このトランジスタ１３
のベース側にはツェナダイオード７、　Ｄ及び抵抗Ｒ３
が接続されている。ここに、ＣＲ構成の前記第２時定数
回路１１の時定数はし２であり、時定数１．．１２間は
’：＋＜　しｚなる関係に設定されている。

このような構成において、全光点灯時には手動スイッチ
１２をオフ（開放）のまま゛；°ハ源を投入し、　′調
光点灯時にはスイッチ１２をオンさせて電源を投入する
。

ここで、まず、手動スイッチ１２がオフのまま、電源を
投入した場合について説明する。この場合、時定数スイ
ッチ回路１０は動作しない。電源投入により、第１時定
数回路９のコンデンサｃ、、は徐々に充電されるが、こ
の充′社期間中はリレーＲｙがまだ電源駆動状態となっ
ておらず、リレー接点Ｒｙａ、　　Ｒｙｂを閉じない（
接点ブレイク状態）。これにより、スイッチングトラン
ジスタ３ａ、３ｂ１ｉ　各々エミッタ抵抗Ｒ１＜ａ　、
　　Ｒ）ｚｂが接ｊ、、＋２されてエミツタ電位の下に
始動される。即ち、二のようなエミッタ電位の下では放
電灯７に対する２次電圧はこの放電灯７が始動し得ない
程度の低い電圧状態（即ち、調光状態）のものであり、
フィラメント７ａ、７ｂの予熱に供される。つまり、こ
・のような動作状態はインバータ回路の動作周波数が高
い状態である。

しかして、電源投入後、一定の時間し１が経過すると、
第１時定数回路９がタイムアツプし、コンデンサＣ６の
充電電流によりリレーＲｙが駆動状態となり、リレー接
点Ｒｙａ、　Ｒｙｂを閉じる（接点メイク）。これによ
り、スイッチングトランジスタ３ａ、３ｂのエミッタ抵
抗Ｒ４５ａ、　　ＲＥｂはリレー接点Ｒｙａ、　　Ｒｙ
ｂにより短絡された状態となる。

このようなエミッタ電位状態では、スイッチングトラン
ジスタ３ａ、３ｂによる動作周波数は低いものとなり、
放電灯７のフィラメント７ａ、７ｂ間に対し高い２次電
圧を印加する。これにより、放電灯７は始動に十分な電
圧を受け、始動点灯する。この際、前述したように期間
ｔ１　の間でフィラメント７ａ、７ｂが十分に予熱済み
であるので、ランプ黒化等を生ずることのないソフトス
タートとなる。よって、放電灯７の寿命が延びる。期間
１．１　の経過後は、リレーＲｙが継続して通電駆動状
態となるので、リレー接点Ｒｙａ、　Ｒｙｂを接点メイ
ク状態に維持し、全光点灯状態となる。

一方、調光点灯時には手動スイッチ１２を閉じた状態（
オン状態）で電源を投入する。電源投入により、第１時
定数回路９のコンデンサＣ６とともに、第２時定数回路
１１のコンデンサＣ７も徐々に充電される。この際、第
２時定数回路１１側の時定数し２が１２＞１．なる関係
に設定されているので、電源投入時から時刻ｔ１　まで
の間は、ヒ述した場合と同様にリレーＲｙが非動作状態
であり、リレー接点Ｒｙａ、　Ｒｙｂを開放状態（ブレ
イク状態）に維持し、放電灯７が点灯し得ない程度の２
次電圧を発生させる動作状態となる。そして、電源投入
後に期間し、が経過すると、第１時定数回路９がタイム
アツプすることにより、リレーＲｙに駆動電源が与えら
れ、リレー接点Ｒｙａ、　　Ｒｙｂを閉じ（接点メイク
）、放電灯７に始動し得る高い２次′社圧を印加させる
。このようにして、全光点灯時と同様にソフトスタート
する。

しかして、放電灯７の始動点灯後においては、型部（投
入時から期間１，２　が経過すると、第２時定数回路１
１がタイムアツプする。これにより、時定数スイッチ回
路１０ではツェナダイオードＺＤか導通してトランジス
タ１３がオンする。よって、時刻し、なるタイミングで
はリレーＲｙがトランジスタ１３により短絡される状態
となり、リレー接点Ｒｙａ、　　Ｒｙｂを閉じた状態か
ら開放させる（接点ブレイク）。このようなリレー接点
Ｒｙａ、　　Ｒｙｂが開放されエミッタ抵抗ＲＥａ、　
　ＲＥｂがスイッチングトランジス）３３　ａ、３　ｂ
に接続された状態は、調光動作状態であり、放電灯７は
所定の調光レベルにて点灯する。つまり、電源投入直後
はフィラメント予熱を行ない、時刻Ｌ１　にて全光点灯
時と同様の高い２次電圧を印加させて始動させるが、時
刻ｔ２にて調光状態に戻すものである。

これにより、調光点灯させる場合も、フィラメント７ａ
、７ｂを十分に予熱した後、十分な２次電圧を印加して
始動させることができる。

特に、本実施例によれば、第１時定数回路９がソフトス
タートを受持ち、時定数スイッチ回路１０が調光点灯を
受持つことになるが、リレーＲｙがこれらの調光切換え
及びソフトスタートの双方もの機能を兼備するので、回
路構成上も、基板の共通化等を図り、低コスト化し得る
。

つづいて、本発明の第二の実施例を第２図により説明す
る。本実施例は、リレーＲｙ等に対する駆動４９ｊｉｊ
を、スイッチングトランジス／７３ａのベース・エミッ
タ間に接続した電流トランス４の２次巻線４ａの両側端
子す、ｂ’からとるようにしたものである。

なお、これらの実施例ではリレーＲｙによりリレー接点
Ｒｙａ、　　Ｒｙｂの開閉を制御し、スイッチングトラ
ンジスタ３ａ、３ｂのエミッタ電位を可変させることに
より、全光状態と調光状態とを切換えるようにしたが、
例えばスイッチングトランジスタ３ａ、３ｂのベース電
位を可変させる方式により調光させるものであってもよ
い。

発明の効果 本発明は、上述したように調光用のリレー接点及びリレ
ーに対し、ソフトスタート用の第１時定数回路とともに
、第１時定数回路よりも長い時定数の第２時定数回路を
含む調光用の時定数スイッチ回路を設け、全光点灯時で
も調光点灯時でもフィラメント予熱を行なった後で高い
２次電圧を印加し放電灯を始動させ、調光時には予め手
動スイッチを閉じておくことにより、始動後に調光レベ
ルに戻すことができ、よって、全光点灯及び調光点灯を
問わず、ランプ黒化等を生ずることなく始動点灯させて
放″泄灯の寿命を延ばすことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す回路図、第２図は
本発明の第二の実施例を示す回路図、第３図は従来例を
示す回路図である。 ３ａ、３ｂ・・・スイッチングトランジスタ（スイッチ
ング素子）、４・・・電流トランス、４ａ・２次巻線、
６・・・共振負荷回路、９・・・第１時定数回路、１ｏ
・・・時定数スイッチ回路、１１・・・第２時定数回路
、１２・・・手動スイッチ、Ｃ，、Ｃ，・・直流カッｉ
・コンデンサ、Ｌ・・・チョーク（限流インダクタ）、
Ｒｙ・・・リレー、Ｒｙａ、　　Ｒｙｂ・・・リレー接
点用　願　人　　　東芝電材株式会社 １“、１・　″

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電流トランスの２次巻線からベース電流が供給される２
   個のスイッチング素子の直列接続点と直流カットコンデ
   ンサとの間に限流インダクタを備えた放電灯を含む共振
   負荷回路を設けたインバータ回路において、前記スイッ
   チング素子の動作状態を変更させて前記放電灯を調光点
   灯させるためのリレー接点を設け、前記直流カットコン
   デンサ又は前記電流トランスの２次巻線から駆動電源が
   供給され前記リレー接点の切換え動作を行なうリレーを
   設け、電源投入後の一定時間後に前記リレーの切換え動
   作を行なう第１時定数回路を前記リレーに並列接続して
   設け、この第１時定数回路の時定数より長い時定数の第
   ２時定数回路を含み手動スイッチ操作により前記第１時
   定数回路に並列接続され前記手動スイッチのオン状態で
   電源投入された時に前記第２時定数回路による時定数経
   過後に前記第１時定数回路による前記リレー動作をリセ
   ットさせる時定数スイッチ回路を設けたことを特徴とす
   るインバータ回路。