JPS63259996A - 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、放電ランプを高周波にて始動・点灯する放電
ランプ点灯装置に関する。

従来の技術 従来の放電ランプ点灯装置は、例えば特願昭６１−３０
４２０２号明細書に示されているように、第３図のよう
な回路になっていた。

すなわち、第３図において、商用電源１の交流電圧を整
流ブリッジ２で整流し平滑用コンデンサ３で平滑して電
源回路４が構成され、その出力に共振用インダクタンス
５とコンデンサ６の並列共振口１７とトランジスタ１１
とが直列に接続されている。さらに並列共振回路７の両
端には電流制限用のインダクタンス８と蛍光ランプ１０
とが直列に接続され、蛍光ランプ１０の反型源側に始動
用コンデンサが接続されている。インダクタンス８の２
次巻線８ｂはコンデンサ１３とインダクタンス１２を介
してトランジスタ１１のベース・エミッタ間に接続され
、トランジスタ１１のベース・エミッタ間にはダイオー
ド１４と抵抗１５の直列回路が逆方向に接続され、トラ
ンジスタ１１のベースと並列共振回路７の反トランジス
タ１１側端との間に起動用抵抗１６が接続されて駆動回
路１７を構成している０以上のように構成された従来の
回路の動作を説明する。電源が投入されると、電源回路
４に電圧が発生し起動用抵抗１６によってトランジスタ
１１が導通して並列共振回路７とインダクタンス８とコ
ンデンサ９とを介して電流が流れる。インダクタンス８
の２次巻線８ｂに正の電圧が発生しインダクタンス８の
２次巻線８ｂからコンデンサ１３とインダクタンス１２
を介してベース電流が供給されて、トランジスタ１１の
オンを維持する。このときインダクタンス８の２大巻ｕ
Ａ８ｂに発生した正の電圧によってインダクタンス１２
とコンデンサ１３においてその固有振動周波数で直列共
振が発生し、その半周期付近で共振電流すなわちベース
電流が正から負になるとトランジスタ１１のベース・エ
ミッタ間の蓄積電荷が急速に放出されてトランジスタ１
１はターンオフする。トランジスタ１１がオフするとコ
ンデンサ９とインダクタンス２１の直列共振回路とイン
ダクタンス５に蓄られたエネルギーがコンデンサ６と蛍
光ランプ１０とコンデンサ９とインダクタンス２１イン
ダクタンス５に放出され蛍光ランプ１０の予熱電流およ
び始動電圧となる。このとき、これらの回路の固有振動
周波数によるインダクタンス８の１次巻線８ａを流れる
振動電流は、インダクタンス８の２次巻線８ｂに負の電
圧を発生させる。そのため、ダイオード１５と抵抗１４
を介してトランジスタ１１のベース・エミッタ間に逆電
圧を印加しトランジスタ１１のオフを維持する。

振動電流が負のピークを過ぎるとインダクタンス８の２
大巻Ｉｔ１）８ｂに正の電圧が発生し、トランジスタ１
１をオンし、上記動作を繰返す。時間の経過とともに蛍
光ランプ１０の予熱電極の温度が上昇し蛍光ランプ１０
は点灯する。

始動後は、回路の動作はほぼ同様であるが蛍光ランプ１
０のインピーダンスがコンデンサ９のインピーダンスに
並列に接続されるため、コンデンサ９の電流は減りラン
プを電流が流れる。そのため、インダクタンス８とコン
デンサ９の共振が小さくなり、インダクタンス８の２次
巻線８ｂには電源回路４の出力電圧とランプ電圧の差に
応じた正負のベース電圧が生じて、駆動回路１７の固有
振動周波数に応じてトランジスタ１１をオン・オフ制御
し、安定に蛍光ランプを点灯する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、電源投入直後の
過渡時にインダクタンスの偏磁などにより駆動回路１７
の異常発振が発生して回路に過大な電圧や電流が発生す
る問題があった。また、特に蛍光ランプの場合、始動時
に適切な予熱と始動電圧印加をするためにコンデンサ６
．９．１３やインダクタンス５，８．１２などの設定が
難しくなったり、また、これら各部品やトランジスタ１
１のバラツキや蛍光ランプの状態などによって、設定し
た条件からはずれて十分な予熱を行なう前に冷陰極放電
によって点灯するなど適切な予熱と始動電圧印加ができ
ず蛍光ランプが短寿命になる場合があるという問題があ
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、前記電源の出力端に接続され前記電
源と順方向の電流をオン・オフする制御端子付スイッチ
手段と、前記電源の他端と前記スイッチ手段との間に接
続された第一のインダクタンスと第一のコンデンサの並
列回路と、前記並列回路または前記スイッチ手段に並列
に接続された第二のインダクタンスと放電ランプの直列
回路と、前記放電ランプに並列的に接続された第二のコ
ンデンサと、少なくとも第三のインダクタンスと第二の
コンデンサと前記第二のインダクタンスの２次巻線と前
記スイッチ手段の制御端子とを直列に接続して前記スイ
ッチ手段をオン・オフ制御する閉回路と、前記第三のコ
ンデンサまたは第三のインダクタンスの電圧を検出する
ごとく並列的に接続された電圧検知回路と、前記電圧検
知回路の出力端に接続され出力信号に応じて前記制御端
子付スイッチ手段をオフする遮断回路と、所定時間後に
前記電圧検知回路の出力信号を無効にするごとく前記電
圧検知回路の出力端に接続したタイマ回路とを備えたも
のである。

作用 本発明は前記した構成により、放電ランプ始動時に電源
投入直後に第三のコンデンサまたは第三のインダクタン
スの電圧を電圧検知回路により検出して前記制御端子付
スイッチ手段を遮断回路によりオフすることにより、電
源投入直後から所定時間の間、トランジスタのオン期間
を適切に設定し、タイマ回路によって所定の時間の経過
後は前記電圧検知回路の出力信号を無効にして、従来の
第三のインダクタンスと第三のコンデンサとの共振を用
いてトランジスタのオン・オフ動作を行なう。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の放電ランプ点灯装置の実施例を示
す回路図である。また、第２図は本発明の点灯装置の回
路波形である。第１図において商用電源１と整流ブリッ
ジ２と平滑用コンデンサ３とからなる出力電圧の極性が
一定である電源回路４と、その出力に直列に接続された
、第一のインダクタンスである共振用のインダクタンス
５と第一のコンデンサであるコンデンサ６の並列共振回
路７と制御端子付スイッチ手段の一種であるトランジス
タ１１と、並列共振回路７の両端に接続された第二のイ
ンダクタンスである電流制限用のインダクタンス８と蛍
光ランプ１０との直列回路と、蛍光ランプ１０の反型源
側に接続された第二のコンデンサである始動用コンデン
サと、トランジスタ１１のエミッタに一端を接続したイ
ンダクタンス８の２次巻線８ｂと、他端に接続した第三
のインダクタンスであるインダクタンス１２と、インダ
クタンス１２とトランジスタ１１のベースとの間に接続
した第三のコンデンサであるコンデンサ１３と、トラン
ジスタ１１のベース・エミッタ間に逆方向に接続したダ
イオード１４と抵抗１５の直列回路と、トランジスタ１
１のベースと並列共振回路７の反トランジスタ１１側端
との間に接続された起動用抵抗１６は従来例と構成・動
作は同じである。従来例と異なるのは、トランジスタ１
１のエミッタとコンデンサ１３のインダクタンス１２側
に接続された抵抗２５．２６の直列回路である電圧検知
回路２７と、電圧検知回路２７の出力端である抵抗２６
にベースを接続しトランジスタ１１のベース・エミッタ
間に順方向にコレクタ・エミッタを接続したトランジス
タ２８からなる遮断回路２９と、電源回路４の出力端子
間に接続した抵抗１８．２３の直列回路と抵抗２３に並
列に接続したコンデンサ１９とさらに並列に接続した定
電圧ダイオード２０と抵抗２１の直列回路と抵抗２１に
ベースを接続し電圧検知回路２７の出力端に順方向にコ
レクタ・エミッタを接続したトランジスタ２２とからな
るタイマ回路２４′Ｑある。

以上のように構成された従来の回路の動作を説明する。

電源を投入すると、電源回路４に電圧が発生し起動用抵
抗１６によってトランジスタ１１が導通する。当初蛍光
ランプ１０は点灯しておらず電流は並列共振回路７とイ
ンダクタンス８と蛍光ランプ１０のフィラメント電極と
コンデンサ９とを介して流れる。このとき、インダクタ
ンス８の２次巻線８ｂに正の電圧が発生しコンデンサ１
３とインダクタンス１２を介してトランジスタ１　。

１のベース電流が供給されて、トランジスタ１１のオン
を維持する。このとき、インダクタンス８の１次巻１１
８ａに流れる電流はコンデンサ９とインダクタンス８の
共振電流である。また、インダクタンス８の２次巻線８
ｂに発生した正の電圧によって流れる電流はインダクタ
ンス１２とコンデンサ１３の固有振動周波数での直列共
振電流でありインダクタンス８の１次巻線８ａに流れる
出下流の大きさに比例して流れる。このとき、コンデン
サ１３の電圧は、第二図Ｃのように負から正へとしだい
に変化し上昇する。また、トランジスタ１１のベース・
エミッタ間電圧はこの間はぼ一定であるのでトランジス
タ１１のエミッタとコンデンサ１３のインダクタンス１
２側との間の電圧はコンデンサ１３の電圧を表わす、こ
の電圧を電圧検知回路２７の分圧抵抗２５．２６により
分圧し、抵抗２６の電圧；ＦｉＣ断回路２９のトランジ
スタ２８のベースに加えてトランジスタ２８のオン電圧
Ｖｂｅ＝０．７Ｖを利用してコンデンサ１３の電圧が所
定の値になったことを検出する。すなわち、第２図ｄに
示すように抵抗２６の電圧がオン電圧Ｖｂｅになるとト
ランジスタ２８がターンオンしトランジスタ１１のベー
ス・エミッタ間を短絡する。そのため、トランジスタ１
１のベース電流が流れなくなると同時にトランジスタ１
１のベース・エミッタ間の蓄積電荷がトランジスタ２８
を介して放出されてトランジスタ１１はターンオフする
。

トランジスタ１１がオフするとコンデンサ９とインダク
タンス８の直列共振回路とインダクタンス５に蓄られた
エネルギーがコンデンサ６と蛍光ランプ１０とコンデン
サ９とインダクタンス８インダクタンス５に放出されて
振動して蛍光ランプ１０の予熱電流となる。なお、この
とき、蛍光ランプ１０がコンデンサ９に発生する電圧で
始動しないように、かつ、コンデンサ９とインダクタン
ス８の直列共振回路とインダクタンス５とコンデンサ６
の並列共振回路の動作に異常が起こっても他の回路部品
が破損しないように電圧検知回路２７を適切に設定して
おく。トランジスタ１１のオフ時にインダクタンス８の
１大巻！８ａを流れる振動電流は、インダクタンス８の
２次巻、ｔ１８ｂに負の電圧を発生させる。そのため、
ダイオード１５と抵抗１４を介してトランジスタ１１の
ベース・エミッタ間に逆電圧を印加しトランジスタ１１
のオフを維持する。振動電流が負のピークを過ぎるとし
だいにインダクタンス８の２次巻線８ｂに正の電圧が発
生し、トランジスタ１１をターンオンレ、以後上記動作
を繰返す。蛍光ランプ１０が始動しないようにするので
回路の発振動作は、はぼインダクタンスとコンデンサに
よる固有の振動となり、周波数および動作を安定にでき
る。また、蛍光ランプ１０ｔ−始動せず電極に電流を流
すだけにでき、冷陰極放電による蛍光ランプ１０の短寿
命化を防止できる。また、電源投入直後にインダクタン
スが偏磁するなどして異常な発振が起こっても、その発
振電圧がインダクタンス８の２次巻線８ｂによって帰還
され常にほぼ一定の回路部品の破損されないトランジス
タ１１のコレクタ電流ピーク値にできるため、安全であ
る６以上の発振動作によって時間の経過とともに蛍光ラ
ンプ１０の予熱電極の温度が上昇する。

なお、このとき、タイマ回路２４は動作せずトランジス
タ２２は不導通のままである。タイマ回路２４は電源投
入後から抵抗１８を介してコンデンサ１９に電荷を蓄積
し所定時間後に定電圧ダイオード２０を介してトランジ
スタ２２のベースに電流を流すように設定する。所定時
間後にトランジスタ２２がオンしてタイマ回路が動作す
ると、電圧検知回路２７の出力端がトランジスタ２２に
よって短絡されるので電圧検知回路２７の出力信号はゼ
ロになり、遮断回路２９のトランジスタ２８はオフ状態
を維持する。そのため、トランジスタ１１のオン時にイ
ンダクタンス８の２次巻線８ｂに正の電圧が発生しコン
デンサ１３とインダクタンス１２を介してベース電流が
供給されて、トランジスタ１１のオンを維持するときに
、そのオン期間がインダクタンス１２とコンデンサ１３
の直列共振によって制御され、電圧検知回路２７や遮断
回路２９は関係しない。すなわち、その半周期付近で共
振電流であるトランジスタ１１ベース電流が正から負に
なるとトランジスタ１１のベース・エミッタ間の蓄積電
荷が急速に放出されてトランジスタ１１がターンオフす
る。すなわち、トランジスタ１１のオン期間はベース回
路の発振周期どうりになり、タイマ回路動作前よりも大
きく゛なる。そのため、蛍光ランプの始動前ではインダ
クタンス８とコンデンサ９とが直列共振状態にあり、コ
ンデンサ９には点灯時よりも非常に大きくかつタイマ回
路動作前よりも大きく、蛍光ランプ１０を始動するのに
十分な電圧を発生するようにインダクタンスとコンデン
サを設定する。そのため、蛍光ランプ１０は始動する。

このとき、蛍光ランプ１０はすでに予熱されており、す
みやかで確実な始動ができる。また、このときは、回路
の動作が電源投入直後の過渡的な異常状態から安定状態
にすでに移行しており、回路が破損することはない。

始動後は、回路の動作はタイマ回路２４の動作後とほぼ
同様であるが蛍光ランプ１０のインピーダンスがコンデ
ンサ９のインピーダンスに並列に接続されるため、コン
デンサ９の電流は減りランプを電流が流れる。そのため
、インダクタンス８とコンデンサ９の共振がほとんどな
くなり、インダクタンス８の２次巻線８ｂには電源回路
４の出力電圧とランプ電圧の差に応じた正負のベース電
圧が生じて、駆動回路１７および並列共振口１１８７と
インダクタンス８と蛍光ランプ１０による固有振動周波
数に応じてトランジスタ１１をオン・オフ制御し、安定
に効率良く蛍光ランプを点灯する。

以上のように、本実施例においては、放電ランプ始動時
にタイマ回路２４を設け、かつ、電源投入直後にコンデ
ンサ１３の電圧を電圧検知回路２７により検出してトラ
ンジスタ１１を遮断回路２９によりオフすることにより
電源投入直後から所定時間の間、トランジスタのオン期
間を点灯時よりも短い適切な期間に設定でき、蛍光ラン
プ１０を始動せず電極に電流を流すだけにでき、冷陸極
放電による蛍光ランプ１０の短寿命化を防止できる。ま
た、タイマ回路２４の動作後は蛍光ランプ１０はすでに
予熱されており、かつ、蛍光ランプ１０を始動するのに
十分な電圧を発生するようにインダクタンスとコンデン
サを設定できるため、よりすみやかで確実な始動ができ
る。また、電源投入直後の過渡的な異常発振に対しても
安全に保護できる。また、タイマ回路２４の動作前はコ
ンデンサ９とインダクタンス８の共振電圧を帰還して電
圧検知回路２７により所定の状態のときトランジスタ１
１をオフできるので、このときの蛍光ランプ１０の電圧
は電圧検知回路２７によってほぼ決り各インダクタンス
やコンデンサの値によらない。そのため、各インダクタ
ンスやコンデンサのバラツキは大きくても良くでき、設
定が簡単にでき、安価にできる。

なお、本実施例では放電ランプを蛍光ランプとしたが予
熱の不要な高圧放電ランプなど他のものでも安全に保護
できるなど、同様の効果が得られる。また、コンデンサ
１３の電圧を検知したがインダクタンス１２の電圧を検
知するものでも同様の効果が得られる。また、インダク
タンス１２やコンデンサ１３や２次巻線８ｂは直列であ
ればよく、インダクタンス１２またはコンデンサ１３の
電圧が検知できれば接続の順番は他でも良く間に他の定
電圧要素または比較的小さなインピーダンス要素が人っ
ていてもよい。

発明の詳細 な説明したように、本紐明は、電源投入直後の過渡時の
異常発振に対して素子のバラツキが大きくても安全に保
護でき、すみやかに安定に放電ランプを始動・点灯でき
る放電ランプ点灯装置を実現できる。

【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図は同装置の回路動作波形を示す波形
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・・・商用電源、４・・・電源回路、７・・・並列共
振回路、８・・・インダクタンス、１０・・・蛍光ラン
プ、１１・・・トランジスタ、１７・・・駆動回路、２
４・・・タイマ回路、２７・・・電圧検知回路 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名嬉２図 箔３図 Ｌ−−ｍ−＜１７

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、前記電源の出力端
   に接続され前記電源と順方向の電流をオン・オフする制
   御端子付スイッチ手段と、前記電源の他端と前記スイッ
   チ手段との間に接続された第一のインダクタンスと第一
   のコンデンサの並列回路と、前記並列回路または前記ス
   イッチ手段に並列に接続された第二のインダクタンスと
   放電ランプの直列回路と、前記放電ランプに並列的に接
   続された第二のコンデンサと、少なくとも第三のインダ
   クタンスと第三のコンデンサと前記第二のインダクタン
   スの２次巻線と前記スイッチ手段の制御端子とを直列に
   接続して前記スイッチ手段をオン・オフ制御する閉回路
   と、前記第三のコンデンサまたは第三のインダクタンス
   の電圧を検出するごとく並列的に接続された電圧検知回
   路と、前記電圧検知回路の出力端に接続され出力信号に
   応じて前記制御端子付スイッチ手段をオフする遮断回路
   と、所定時間後に前記電圧検知回路の出力信号を無効に
   するごとく前記電圧検知回路の出力端に接続したタイマ
   回路とを備えた放電ランプ点灯装置。