JPS63920B2 - - Google Patents

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JPS63920B2
JPS63920B2 JP54111904A JP11190479A JPS63920B2 JP S63920 B2 JPS63920 B2 JP S63920B2 JP 54111904 A JP54111904 A JP 54111904A JP 11190479 A JP11190479 A JP 11190479A JP S63920 B2 JPS63920 B2 JP S63920B2
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JP
Japan
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circuit
current
discharge lamp
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switching
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JP54111904A
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JPS5636891A (en
Inventor
Futoshi Okamoto
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 発明は安定した放電灯の点灯を持続させるため
に用いるバラストを小型軽量化し、さらに安定度
を改善した放電灯点灯装置に関し、その目的とす
るところはスイツチング損失が減少し回路効率が
向上することにより小型軽量化し得る放電灯点灯
装置を提供するにある。
負性抵抗特性をもつ放電灯は点灯状態を安定し
て持続させるために限流要素となるバラストを必
要とし、このバラストとしては通常インダクタが
用いられているのであるが、このインダクタは鉄
心と銅材料よりなるコイルでもつて構成されてお
り、ボルトアンペア、インダクタンスが大きいた
めに形状寸法が大きくそして重量が大きいこと、
安定度を改善するためにインダクタンスの値を大
にしなければならず、したがつて電源電圧を高め
なければならないこと等不経済となる。
このようなバラストを小型軽量化し、安定度を
改善するために従来第1図の放電灯点灯装置が用
いられている。即ち同図において、1は交流電
源、2は整流回路、3はトランジスタよりなるス
イツチング回路、4はチヨークコイル、5は放電
灯、6はダイオード、7は電流検出回路、8は制
御回路であり、第2図の如くスイツチング回路3
がオンしてランプ電流i3が増大していき、そのラ
ンプ電流がある値ip以上になるとき電流検出回路
7が検出動作をしてスイツチング回路3をオフす
る。このとき、チヨークコイル4に蓄積したエネ
ルギーによる電流i5が放電灯5、ダイオード6を
通して放出され、ある電流以下になるとき電流検
出回路7の検出動作で前記スイツチング回路3を
再びオンさせランプ電流を増加させるものであ
る。
この放電灯点灯装置では上記動作の繰り返しで
スイツチング周波数を商用交流周波数に比し充分
に高くし数KHz程度にするとき交流的なチヨーク
バラストに対応するチヨークコイルの部分を小さ
くすることができるものであるが、かゝる構成の
ものではスイツチング回路3に流れる電流が第2
図のipに増大した時にこれを遮断するためにスイ
ツチング損失が大きくなる。例えば前記の如くス
イツチング回路3がトランジスタである場合の損
失はトランジスタのターンオフ特性によつて決定
され、電力損のため回路全体としての効率が余り
良くないものとなる。また放電灯5の瞬時ランプ
電圧は電源電圧より小さく、そのためにチヨーク
コイル4の小型化にも限界がある。
本発明はかゝる事由に鑑みなされたものであ
る。
以下前記従来例との同一個所に同一符号を付し
た第3図乃至第9図を参照して本発明放電灯点灯
装置の実施例を説明する。
第3図乃至第5図は本発明の一実施例であつ
て、1は商用交流電源、2は全波整流を行う整流
回路、3a,3bは高繰り返し周波数でオン、オ
フする第1スイツチング回路および第2スイツチ
ング回路であり、前記整流回路2の直流端子間に
直列接続される。4はインピーダンス素子でコン
デンサ4aとこのコンデンサ4aの充電電流を滑
らかにするための抵抗またはインダクタンス4b
との直列回路よりなる。
5は放電灯、7は電流検出回路、8は制御回路
であり、インピーダンス素子4、放電灯5、電流
検出回路7は直列接続して前記第1スイツチング
回路3aと第2スイツチング回路3bとの両出力
端aと整流回路2の直流端子bとの間に接続され
る。そして制御回路8は一定周期毎にパルス信号
を発生すると共に、そのパルス信号と前記電流検
出回路7の電流検出信号との論理和出力によつて
第1、第2スイツチング回路3a,3bに高繰り
返し周波数の出力を与える。
而して、制御回路8の論理和出力によつて第1
スイツチング回路3aがオンすると、交流電源1
→整流回路2→スイツチング回路3a→インピー
ダンス素子4→放電灯5→電流検出回路7→整流
回路2→交流電源1を通して放電灯5には第4図
aの振動電流i5が流れる。したがつてスイツチン
グ回路3aには電流i3が流れ、これら電流i5,i3
は第4図aの時刻t2で零になる。
電流i5が零になると、制御回路8からの論理和
出力によつて第1スイツチング回路3aはオフし
時刻t5までオフし続ける。
こゝで電流i5,i3によつて、コンデンサ4aは
充電され、期間t2〜t3ではこの充電は保持され
る。
次で、時刻t3で制御回路8からの論理和出力に
よつて、第2スイツチング回路3bがオンすると
き前記充電されたコンデンサ4aの電荷の放出
が、コンデンサ4a→インダクタンス4b→スイ
ツチング回路3b→電流検出回路7→放電灯5の
閉回路で行なわれ、放電灯5は電流i5、したがつ
てスイツチング回路3bには電流i4が流れる。そ
して電流i5,i4は時刻t4で零になる。
この時刻t4で電流が零になると、一定周期毎に
パルス信号を発生すると共に、そのパルス信号と
電流検出回路7の電流検出信号との論理和出力を
制御回路8より出力してスイツチング回路3bを
オフし、このオフ状態が時刻t7まで続けられる。
時刻t5では再び制御回路8からの論理和出力に
よつてスイツチング回路3aがオンし、電流i5
i3が流れてコンデンサ4aを充電する。
このようなスイツチング回路3a,3bのオ
ン、オフ繰り返しによつて第5図aの商用周波に
対して同図b,cの如きランプ電圧、ランプ電流
となり、その周波数は数KHz〜数百KHzに設定さ
れ高周波動作を行わせるものである。
上記繰り返し動作によつて放電灯5には間歇的
な電流i5が流れる。したがつて、この電流が流れ
ている期間t1〜t2、またはt3〜t4と、休止期間t2
t3、またはt4〜t5をパルス信号のパルス幅及びパ
ルス信号の周期を適宜設定することによつて放電
灯5に対する実効インピーダンスを高め、ランプ
電圧を定格ランプ電圧より高くすることができ、
電源電圧とランプ電圧の比を小さくするか、ある
いは電源電圧とランプ電圧を殆んど等しくするこ
とができる。
したがつて交流電源1と放電灯5との間に介在
するインピーダンス素子4のインダクタンス4b
は著しく小さなものとするか、あるいはまた無く
しても、コンデンサ4aさえあれば、第5図の
a,bの如く電源電圧とランプ電圧とを等しくす
るように第1、第2スイツチング回路3a,3b
をオン、オフすることにより放電灯5は安定して
点灯する。
さらに、第1、第2スイツチング回路3a,3
bの電流は夫々零値より開始し、電流値が零にな
つたときに制御回路8よりオン、オフするので第
1、第2スイツチング回路3a,3bのスイツチ
ング損失は無く、電力損を改善し、回路全体の効
率を上げることゝなる。
第4図bは制御回路8のパルス信号のパルス幅
を長く設定することによつて振動電流の周期を変
えたものであつて、時刻t1で第1スイツチング回
路3aがオンするときに放電灯5に流れる振動電
流が同図のi3,i5の如く1周期流れたときに零と
なり第1スイツチング回路3aがオフする如く設
定する。このとき、第1スイツチング部3aがオ
フして時刻t2〜t3の一定期間後に第2スイツチン
グ回路3bがオンすると、第2スイツチング回路
3bを通し放電灯5にはランプ電流i4,i5が流れ
る。こゝで1周期が流れ終つた時刻t4で、第2ス
イツチング回路3bは制御回路8によつてオフと
なりランプ電流i4,i5は零になる。
期間t1〜t2、または期間t3〜t4と期間t2〜t3、ま
たは期間t4〜t5をパルス信号のパルス幅及びパル
ス信号の周期を適宜設定し、積極的に休止期間を
設けた間歇的な振動回路の電流を放電灯に流すこ
とによつてランプ電圧を定格ランプ電圧より高く
することができ、ランプ電圧を電源電圧に近付け
あるいは等しくすることができる。
放電灯5に流れる振動電流が、1.5サイクル、
2サイクル、2.5サイクル…等とした場合であつ
てもランプ電流が零になる時スイツチング回路3
a,3bはオフさせることができスイツチング損
失は減少することゝなるが、これ等の場合ランプ
電圧を電源電圧に近付けることができないので点
灯が不安定となる。したがつて安定点灯させる場
合にはインピーダンス素子4bが大きくなる等不
都合が生じる。したがつて安定化のためにはラン
プ電流は半サイクルか1サイクルがよい。
第6図は制御回路8および電流検出回路7の一
実施例を示している。同図において、9は無安定
マルチバイブレータ、10は第1の単安定マルチ
バイブレータ、11は第2の単安定マルチバイブ
レータである。無安定マルチバイブレータ9では
第7図の矩形波の信号a,a′が作られ、信号aは
第1の単安定マルチバイブレータ10の入力にな
り、信号a′は第2の単安定マルチバイブレータ1
1の入力となる。
単安定マルチバイブレータ10,11の出力は
第7図におけるパルス幅τの一定周期毎に発生す
るパルス信号の出力b,b′となり、論理和回路1
2,13の一方の入力となる。
電流検出回路7は、ランプ電流i5を検出する検
出抵抗14とその両端に接続されるトランス15
の図示極性の1次巻線n1、2次巻線n2,n3により
構成され、ダイオード16、コンデンサ17、ツ
エナダイオード18を介して前記論理和回路1
2,13の他方入力となる。
したがつて2次巻線n2,n3の夫々の出力はラン
プ電流i5を極性判別し波形成形した第7図c,
c′の電流検出信号の波形になる。
今第7図の時刻t1でパルス信号bによつてオア
回路12の出力によりトランジスタ19がオン
し、出力トランス21を介して第1スイツチング
回路3aがオンしランプ電流i5を流し、このラン
プ電流i5が電流検出回路7に流れることによつて
第7図の信号cが得られる。
そしてこの電流検出信号cは論理和回路の一方
の入力となつており、時刻t2でパルス信号bがな
い場合での第1のスイツチング回路3aはオンし
ている。次で時刻t3でランプ電流i5が零になると
き信号cも無くなり第1のスイツチング回路3a
はオフする。
次に、時刻t4で一定周期毎に発生するパルス信
号の出力b′が論理和回路13を介してトランジス
タ20をオンすると出力トランス22を介して第
2のスイツチング回路3bがオンし、ランプ電流
i5が流れ、電流検出回路7によつて第7図の信号
c′が得られる。
この電流検出信号c′は論理和回路13の他方入
力となつて、時刻t5でパルス信号b′がない場合で
も第2のスイツチング回路3bをオンし、時刻t6
でランプ電流i5が零になるとき信号c′も無くなり
第2のスイツチング回路3bをオフする。
上記の如く、無安定マルチバイブレータ9の周
期毎にランプ電流i5を流し、ランプ電流i5が零に
なると第1、第2のスイツチング回路3a,3b
がオフする。したがつて、第1、第2スイツチン
グ回路3a,3bは例えばサイリスタを用いその
ゲートに前記信号b,b′を直接接続することも可
能である。
さらに、第3図における第1、第2スイツチン
グ回路3a,3bは第8図の如く、ダイオードよ
りなる全波整流器2とトランジスタ23により構
成する交流スイツチング回路とすることができ
る。尚24は低域フイルタである。この実施例に
よつても同様に無安定マルチバイブレータ9の周
期毎にランプ電流を流し、ランプ電流が無くなる
と第1、第2スイツチング回路3a,3bをオフ
することができる。
第9図は第1、第2スイツチング回路3a,3
bの他の実施例で、プシユプル型インバータに応
用したものであつて、第1、第2スイツチング回
路3a,3bのオン、オフにより、間歇的な電流
を放電灯5に流し、スイツチング回路3a,3b
の振動電流が零となつたときそれぞれオフして先
の実施例と同様に作動する。この実施例において
インダクタンス4bはトランス25の2次巻線の
一部を使用することができる。
尚、上記各実施例において制御回路8はランプ
電流に応動させたものであるが、例えば第1、第
2スイツチング回路3a,3b夫々の電流、ある
いは入力電流に応動させてもよい。
また第1、第2スイツチング回路3a,3bは
トランジスタを用いたがサイリスタが用いられて
もよく、また第1、第2スイツチング回路3a,
3bの繰り返し周波数は20〜100KHzが適当であ
るが、適当なスイツチング素子が得られるならば
この値以上の周波数が使用される。
本発明は上記のように、電源と、この電源間に
直列接続した2個のスイツチング回路と、この2
個のスイツチング回路のいづれか一方の両端に並
列接続した、少なくともコンデンサよりなるイン
ピーダンス素子と放電灯とを直列に含む振動回路
と、この振動回路の電流に応動した電流検出信号
を出力する電流検出回路と、一定周期毎にパルス
信号を発生すると共に、そのパルス信号と前記電
流検出信号との論理和出力にて、前記2個のスイ
ツチング回路を高繰り返し周波数で交互にオン・
オフ制御する制御回路とを具備した放電灯点灯装
置であつて、前記パルス信号の一定周期の間隔を
前記電流検出信号の出力発生期間より長くなるよ
うに設定したことを特徴とするものである。本発
明によれば、少なくとも前記2個のスイツチング
回路が同時にオフする休止期間を設け、かつ、前
記振動回路の電流が零の時に前記2個のスイツチ
ング回路をオン・オフして、積極的に休止期間を
設けた間歇的な振動回路の電流を放電灯に流すこ
とにより、瞬時ランプ電圧が電源電圧に近接ある
いは等しくでき、放電灯の点灯に必要とされる安
定器の電流制限インピーダンスを不要とするかあ
るいは極めて小さくすることが可能となり、しか
も直流や交流等の電源に関係なく、放電灯に流れ
る電流を交流とすることでランプの短寿命化を防
止すると共に、スイツチング損失が減少し回路全
体の効率の向上が図れるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第2図は従来の放電灯点灯装置を示
し、第1図は回路図、第2図は各部動作のタイム
チヤートである。第3図乃至第9図は本発明放電
灯点灯装置の実施例を示し、第3図は基本回路
図、第4図aは電流休止期間が半周期の場合の各
部動作のタイムチヤート、第4図bは電流休止期
間が1周期とした場合の各部動作のタイムチヤー
ト、第5図はランプ電圧、電流の波形図、第6図
は電流検出回路及び制御回路の詳細を示す図、第
7図は第6図の各部動作のタイムチヤート、第8
図はスイツチング回路の一実施例を示す図、第9
図はプシユプル型インバータに応用した場合の実
施例を示す図である。 1……交流電源、2……整流回路、3a……第
1スイツチング回路、3b……第2スイツチング
回路、4……インピーダンス素子、4a……コン
デンサ、4b……インダクタンス、5……放電
灯、7……電流検出回路、8……制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電源と、この電源間に直列接続した2個のス
    イツチング回路と、この2個のスイツチング回路
    のいづれか一方の両端に並列接続した、少なくと
    もコンデンサよりなるインピーダンス素子と放電
    灯とを直列に含む振動回路と、この振動回路の電
    流に応動した電流検出信号を出力する電流検出回
    路と、一定周期毎にパルス信号を発生すると共
    に、そのパルス信号と前記電流検出信号との論理
    和出力にて、前記2個のスイツチング回路を高繰
    り返し周波数で交互にオン・オフ制御する制御回
    路とを具備した放電灯点灯装置であつて、前記パ
    ルス信号の一定周期の間隔を前記電流検出信号の
    出力発生期間より長くなるように設定したことを
    特徴とする放電灯点灯装置。
JP11190479A 1979-08-31 1979-08-31 Device for firing discharge lamp Granted JPS5636891A (en)

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