JPS63299099A - 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号公報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の並列共振回路７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は一端をコンデンサ１３を介してトランジス
タ１１のベースに接続され、他端をインダクタンス１２
を介してトランジスタ１１のエミッタに接続されている
。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６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ｌ
／ａ８ｂに発生した正の電圧によってインダクタンス１
２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
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ゐ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次巻線８ｂに正の電圧が発
生し、トランジスタ１１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、蛍光ランプ１０
を取り外したときや、断線したときには自動的にトラン
ジスタ１１の発振が停止するが、トランジスタ１１は起
動用抵抗１６によって常に不飽和動作のオン状態になっ
ており発熱・劣化を引起し破損する場合があるという問
題がある。また、トランジスタのコレクタに自動復帰形
の熱応動保護素子を設けている場合などでは寿命末期な
どの正常点灯していないとき、トランジスタ１１の損失
が極度に増大して熱応動保護素子が動作してトランジス
タ１１の発振を停止して破損を防止するが、発振停止後
に熱応動保護素子が自動的に復帰したとき、再びトラン
ジスタ１１が起動して同し状態を繰返して回路の温度を
上昇させたり、劣化を引き起こしたりするなどの問題が
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少なく
ともトランジスタとインダクタンスとコンデンサとを備
え前記電源と順方向の電流を前記トランジスタによりオ
ン・オフして出力端に接続された放電ランプへ所定の電
力を供給する自励式のスイッチング回路と、前記トラン
ジスタのベースと前記電源の一端との間に接続され前記
トランジスタの起動電流を供給する抵抗とスイッチ素子
または抵抗との直列回路と、前記直列回路の中点と前記
電源の他端との間に接続された制御端子付スイッチと、
電源投入後の所定の時間の経過後に前記制御端子付スイ
ッチをオンするごとく信号を出力するタイマ回路とを備
えたものである。

作用 本発明は前記した構成により、電源投入後所定時間の経
過後はトランジスタのベースと電源の−端との間に接続
された抵抗とスイッチ素子または抵抗との直列回路の中
点と電源の他端との間を短絡して起動電流がトランジス
タ１１へ流れないようにすることにより、放電ランプの
異常時などに回路の発振が一旦停止した場合に、トラン
ジスタ１１が再び起動しないようにする。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。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。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
、共振用のインダクタンス５とコンデンサ６の並列共振
回路７とトランジスタ１１と、並列共振口ｗＩ７の両端
に接続された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
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
列回路とからなる自励式のスイッチング回路は従来例と
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１１のコレクタに直列に接続し、かつ、トラン
ジスタ１１と熱的に結合した常閉タイプの自動復帰形の
熱応動保護素子１９と、エミッタとコンデンサ１３のイ
ンダクタンス１２側との間に接続された抵抗２７，２８
．２９の直列回路である電圧検知回路３０と、電圧検知
回路３０の出力端である抵抗２９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３１からなる遮断回
路３２と、電源回路４の反トランジスタ１１１１１１端
とトランジスタ１１のベースとの間に接続した抵抗３４
．３５の直列回路からなる起動口１８３６と、電源回路
４の出力端子間に接続した抵抗２０．２１の直列回路と
抵抗２１に並列に接続したコンデンサ２２とさらに並列
に接続した定電圧ダイオード２３と抵抗２４の直列回路
とからなるタイマ回路２６と、タイマ回路２６の出力端
である抵抗２４にベースを接続し、電圧検知回ｗ！３０
の出力端に順方向に接続したダイオードの他端および抵
抗３４．３５の中点とにコレクタを接続しエミッタをト
ランジスタ１１のエミッタ側に接続した制御端子付スイ
ッチであるトランジスタ２５とである。

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回路
３６の直列抵抗３４．３５を介して起動電流が流れてト
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電源回路４
から並列共振回路７とインダクタンス８と蛍光ランプ１
０のフィラメント電極とコンデンサ９とを介して、熱応
動保護素子１９とトランジスタ１１とを通って流れる。

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次巻線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、１ｌ１８ｂ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る。このとき、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
１２側との闇の電圧を電圧検知回路３０の分圧抵抗２７
，２８．２９により分圧し、抵抗２９の電圧を遮断口Ｍ
３２のトランジスタ３１のベースに加えてトランジスタ
３１のオン電圧Ｖｂｅ＝Ｑ、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、抵抗２９の電圧がオン電圧Ｖ　ｂ　ａになるとトラ
ンジスタ３１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１１
のベース電流が流れなくなると同時にトランジスタ１１
のベース・エミッタ間の蓄積電荷がトランジスタ３１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とインダクタンス５に放出さ
れて振動し、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、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１Ｉ１１
８ｂに正の電圧が発生し、トランジスタ１１をターンオ
ンし、以後上記動作を繰返す０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、タイマ回路２６は電源投入後から抵抗２０を介し
てコンデンサ２２に電荷を蓄積し所定時間後に定電圧ダ
イオード２３を介してトランジスタ２５のベースに電流
を流すように設定する。電源投入直後はタイマ回ｗ！２
６は動作せずトランジスタ２５は不導通のままである。

起動回路３６の電流は、ダイオード３３に対しては逆方
向であり、　　。

トランジスタ２５へは吸収されないため、トランジスタ
１１へのみ流れて起動させる。所定時間後にトランジス
タ２５がオンしてタイマ回路が動作すると、電圧検知回
路３０の出力端が抵抗２８とダイオード３３とを介して
トランジスタ２５によって短絡されて電圧検知回路３０
の出力信号はゼロになり、トランジスタ３１はオフ状態
を維持する。

そのため、トランジスタ１１のオン時にはインダクタン
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る
。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のベース電流が正から負になるとトランジスタ
１１がターンオフする。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とが直列共振収態にあり、コンデンサ
９には点灯時よりも奔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。また、タ
イマ回路動作後は、起動回路３６はトランジスタ２５に
よって短絡されるため、起動電流はトランジスタ１１へ
流れることがなくなる。

始動後、回路の動作はタイマ回路２６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、ｔｌ１８ｂ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１８および並列共振回Ｉ！８
７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・オフ制御し蛍
光ランプ１０を点灯維持する。

また、蛍光ランプ１０の寿命末期などの正常な点灯の出
来ない場合、タイマ回路２６の動作後の始動電圧発生時
と同様な回路動作状態になり、回路電流が増加するため
、トランジスタ１１の損失が増加して発熱し、熱応動保
護素子１９が動作してトランジスタ１１のコレクタ電流
を遮断し回路の発振を停止する。また、蛍光ランプ１０
を外した場合、インダクタンス８に電流が流れないため
、駆動回路１８は発振動作しない、なお、これら回路の
発振動作が停止しているとき、タイマ回路２６の動作後
は起動電流がトランジスタ１１に流れることを防げるた
め、常にトランジスタ１１はオフ状態にできる。

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２６を設け、かつ、起動回８３６を抵抗の
直列回路としてその中点とトランジスタ１１のエミッタ
をトランジスタ２５により所定時間後に短絡するという
簡単な回路構成で、正常な点灯状態以外における発振停
止時にトランジスタ１１を起動させずにオフ状態にでき
る。そのため、トランジスタ１１を安全に保護できると
ともに、熱応動保護素子１９の温度が低下して自動的に
復帰したときも回路の発振を停止したままにでき、再度
の異常収態での発振を防ぐことができる。また、本実施
例においては、電源投入直後にコンデンサ１３の電圧を
電圧検知口ｗ！３０により検出してトランジスタ１１を
遮断回ｗ！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、蛍光ランプ１０を予熱するためのタ
イマ回路と起動用のタイマ回路とを兼用できるため、構
成を簡単・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、予熱するた
めのタイマ回路を起動用と兼用したが別に設けても同様
の効果が得られ、また、予熱用のタイマ回路はなくても
良い、また、駆動回路部は共振型を用いたが他の方式で
もよくパワー回路部１石式でも２石式などの他のもので
も同様である。また、起動回路３６は抵抗の直列回路と
したが、抵抗３４はダイアックやダイオードなどのスイ
ッチ素子でも同様である。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、回路の発振を停止させた
場合に、簡単な回路構成でトランジスタと回路を安全に
保護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図は従来の放電ランプ点灯装置の回路
図である。

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
   に接続され少なくともトランジスタとインダクタンスと
   コンデンサとを備え前記電源と順方向の電流を前記トラ
   ンジスタによりオン・オフして出力端に接続された放電
   ランプへ所定の電力を供給する自励式のスイッチング回
   路と、前記トランジスタのベースと前記電源の一端との
   間に接続され前記トランジスタの起動電流を供給する抵
   抗とスイッチ素子または抵抗との直列回路と、前記直列
   回路の中点と前記電源の他端との間に接続された制御端
   子付スイッチと、電源投入後の所定の時間の経過後に前
   記制御端子付スイッチをオンするごとく信号を出力する
   タイマ回路とを備えた放電ランプ点灯装置。