JPH01167995A - 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、例えば特開昭６２−２０
２４９４号公報やＮａｔｉｏｎａｌ　　Ｔｅｃｈｎｌｃ
ａｌ　　Ｒｅｐｏｒｔ　　Ｖｏｌ、３３Ｎｏ、３　　ｐ
２９６などに示されているように、第２図のような回路
になっていた。

すなわち、第２図において、４は商用電源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、５はその出力に直列に接続され
たコンデンサ、６はコンデンサ５と電源回路４との間に
接続されたトランジスタであり、コンデンサ５に並列に
蛍光ランプ７とインダクタンス８との直列回路が接続さ
れ、蛍光ランプ７の反型源側端に並列に始動回路である
コンデンサ９とインダクタンス１０が接続される。

１１はコンデンサ５とトランジスタ６とコンデンサ９と
インダクタンス８とインダクタンス１０とからなる自励
式のスイッチング回路である。１２はトランジスタ６の
ベースに一端を接続した駆動用インダクタンスであるイ
ンダクタンスであり、この他端とエミッタとの間にイン
ダクタンス８０２次巻線８ｂと駆動用コンデンサである
コンデンサ１３の直列回路が接続される。１．７は電源
回路４の出力端に接続された分圧抵抗１４．１５とその
中点に一端を接続したコンデンサ１６とからなるタイマ
回路、１８はコンデンサ１６の他端をベースに接続しコ
レクタをインダクタンス１２に並列に接続した短絡用ト
ランジスタであるトランジスタ、１９はカソードをトラ
ンジスタ６のベースに接続し他端を抵抗２０を介して十
ランジスタロのエミッタに接続したダイオードである。

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に電圧が発生しタイマ回
！１１７の抵抗１４とコンデンサ１６とトランジスタ１
８のベースを介して起動電流が流れてトランジスタ１８
が導通し、同時にそのベース電流によってトランジスタ
６が導通する。

当初蛍光ランプ７は点灯しておらず電流は電源回路４か
らインダクタンス８と蛍光ランプ７のフィラメント電極
とコンデンサ９とインダクタンス１０を介して、トラン
ジスタ６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６のベース電流
が供給されて、トランジスタ６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。こ
こで、インダクタンス８の２次巻線８ｂ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が、
実際はトランジスタ１８が導通しているのでトランジス
タ１８のエミッタからコレクタへ逆方向にもある程度流
れるため、共振状態は弱くインダクタンス１２はほとん
ど機能しないため、その振動周期はコンデンサ１３の充
放電時間に近くなって短かくなる。

そのため、コンデンサ１３が２次巻線８ｂに発生する電
圧付近まで充電されてトランジスタ６のベース電流が流
れなくなりインダクタンス１２の影響で少しトランジス
タ６のベース電流が逆方向に引かれるとトランジスタ６
はターンオフしかかり、そのため、インダクタンス８ｂ
に発生する電圧が小さくなるとコンデンサ１３に蓄積さ
れた電荷がトランジスタ６のベース・エミッタ間に逆方
向に印加される帰還がかかり、トランジスタ６は急速に
ターンオフする。トランジスタ６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２５に蓄られたエネルギーがコンデンサ５と蛍光ラン
プ７とコンデンサ９とインダクタンス８とインダクタン
ス１０に放出されて振動し、蛍光ランプ７の予熱電流と
なる。なお、このとき、蛍光ランプ７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６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る。このとき、トランジスタ１８は
順方向に導通し、インダクタンス１−２はまったく機能
しないため、この電圧により、ダイオード１９と抵抗２
０を介してトランジスタ６のベース・エミッタ間に逆電
圧を印加しトランジスタ６のオフを維持する。振動電流
が負のピークを過ぎると次第にインダクタンス８の２次
巻線８ｂに正の電圧が発生し、トランジスタ６のオフ期
間中にコンデンサ１３に逆方向に充電された電圧がトラ
ンジスタ６のベースへ順方向に印加されてをトランジス
タ６がターンオンする。

このとき、ターンオン直後はインダクタンス８の電流が
まだ逆方向に流れているため、タイオード１９と抵抗２
０を介してベースからコレクタへ電流が流れる。インダ
クタンス８の逆方向電流は次第に減少してトランジスタ
６に順方向電流が流れるようになり、以後上記動作を繰
返す。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７の予熱電極の温度が上昇する。

なお、タイマ回Ｍ１７は電源投入後から抵抗１４を介し
てコンデンサ１６に電荷を蓄積しつつトランジスタ１８
のベース電流を供給し、所定時間後に抵抗１４．１５に
よる電圧にまで充電されるとそれ以上充電されないので
このとき以降、電源が遮断されて抵抗１４．１５を介し
てコンデンサ１６の電荷が放出されるまでトランジスタ
１８のベースに電流が流れなくなる。そのため、所定時
間後にトランジスタ１８がオフすると、トランジスタ６
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
てトランジスタ６のベース電流が供給される。このベー
ス電流はコンデンサ１３とインダクタンス１２の共振電
流であり、その半周期付近でトランジスタ６のベース電
流が正から負になり、トランジスタ６の蓄積電荷が放出
されるとトランジスタ６がターンオフする。蛍光ランプ
７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の予熱時よりも大きく、
蛍光ランプ７ｔ′始動するのに十分な電圧を発生するよ
うに各インダクタンスとコンデンサを設定される。その
ため、蛍光ランプ７は始動する。

始動後、回路の動作はタイマ回路１７の動作後とほぼ同
様であるが蛍光ランプ７のインピーダンスがコンデンサ
９とインダクタンス１０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の電流は減り蛍光ランプ７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
に応じた正負の電圧が生じて、インダクタンス８とコン
デンサ５と蛍光ランプ７とインダクタンス１２とコンデ
ンサ１３による固有振動周波数に応じてトランジスタ６
をオン・オフ制御し蛍光ランプ７を点灯維持する。なお
、インダクタンス１０は蛍光ランプ７の電流の直流成分
除去用である。

また、蛍光ランプ７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１７の動作後の始動電圧発生時と
同様な回路動作状態（共振状態）になる。また、蛍光ラ
ンプ７を外した場合、インダクタンス８に電流が流れな
いため、トランジスタ６はオンせず発振動作しない。

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７を
始動するときや寿命末期などの異常状態のときには蛍光
ランプ７のインピーダンスが大きく、かつ、急激に不規
則に変化するため、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との間で発生する共振
が大きくなるだけでなくインダクタンス１２のインダク
タンス値の変化やトランジスタ６のストレージタイムの
変化などから周期的なズレを起して異常発振を起こし、
トランジスタ６の損失が大きくなり、寿命末期のように
この状態が続くとトランジスタ６が急激に温度上昇して
破壊すること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少なく
とも１つ以上の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
を始動・点灯させる自励式の駆動回路を有するスイッチ
ング回路と、前記放電ランプの卵重源側に正特性サーミ
スタが前記電源の反トランジスタ側となるように接続し
た正特性サーミスタと始動回路との直列回路と、前記正
特性サーミスタと始動回路との接続点に１端ｔ−接続し
た電圧応答スイッチ素子と、前記電圧応答スイッチ素子
の他端に接続した制御端子に流れ込む電流により前記ス
イッチング回路の駆動回路から前記トランジスタを駆動
する電流を停止する三端子制御素子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、蛍光ランプ７の寿命末期
に片側あるいは両側の電極のエミッタがなくなるいわゆ
るエミッタレスの状態になった場合に蛍光ランプ７は放
電しにくくなってインピーダンスが高くなり、正特性サ
ーミスタを通して大きな電流が流れ正特性サーミスタが
温度上昇しキューリー温度を越えると抵抗値が急激に大
きくなる。このため、正特性サーミスタとコンデンサと
の接続点の電位が高くなり、電圧応答スイッチ素子を介
して三端子制御素子の制御端子に流れ込む電流により三
端子制御素子が動作してスイッチング回路の駆動回路か
らスイッチング回路のトランジスタを駆動する電流を停
止し、スイッチング回路の発振動作はすみやかに停止す
る。さらに、電源の負電圧側あるいは両側の電極のエミ
ッタレスの時にはより大きな電流が正特性サーミスタを
通して流れて、正特性サーミスタの抵抗値が大きくなる
とともに電源から直接ランプを通して流れる電流がほと
んどなくなるためインダクタンス８によって流れるトラ
ンジスタ６のベースがなくなるために、スイッチング回
路の発振動作はより確実に停止する。このように、蛍光
ランプ７の寿命末期に生じるエミッタレスの状態になっ
た場合にスイッチング回路の発振動作をすみやかに停止
させることができ、トランジスタ６が急激に温度上昇し
て破壊することを防止する。

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から抵抗２０
までは従来例と構成および動作は同一である。従来例と
異なるのは、正特性サーミスタ２１を放電ランプである
蛍光ランプ７の非電源側でかつ反トランジスタ側電極と
始動回路であるコンデンサ９と間に直列に接続し、正特
性サーミスタ２１とコンデンサ９との接続点Ａに１端を
接続した電圧応答スイッチ素子であるツェナーダイオー
ド２２と、ツェナーダイオード２２の他端に接続したベ
ースに流れ込む電流によりスイッチング回路１１の駆動
回路からトランジスタ６を駆動する電流を停止する三端
子制御素子であるトランジスタ２３とを備えたことであ
る。なお、この点灯装置では、駆動回路はインダクタン
ス８とインダクタンス１２およびコンデンサ１３とで構
成されている０以上のように構成された実施例の回路の
動作を説明する。電源を投入後から蛍光ランプ７が正常
に点灯するまでの動作は従来例と同じであるので説明を
省き、従来例と異なる動作について以下に説明する。蛍
光ランプ７の電極７ａがエミッタレスで電極７ｂにはエ
ミッタがある場合に、電源１ｆ：投入すると、従来例と
同様にスイッチング回路１１は発振動作を始める。しか
し、蛍光ランプ７の電極７ａがエミッタレスであるため
、電極７ａから電極７ｂへはランプ電流が流れるが、逆
には流れない。このため、コンデンサ９を介して正特性
サーミスタ２１にランプ電流に相当する大きな電流が流
れ、正特性サーミスタ２１が温度上昇し、キューリー温
度近くになると急激に抵抗値が増える。このように正特
性サーミスタ２１の抵抗値が変化する時の正特性サーミ
スタ２１とコンデンサ９との接続点Ａの電圧の変化を第
２図に示す。第２図において、ｔ、以前は正特性サーミ
スタ２１の抵抗値が低い時であり、接続点Ａの電圧は電
源回路４の正電圧側と電位差がほとんどないためにほぼ
電源回路４の出力電圧に近い電圧である。ｔ１以降は正
特性サーミスタ２１の抵抗値が増えたときであり、抵抗
値の増加とともにコンデンサ９とインダクタンス８との
共振電圧が重畳しビーク電圧が高くなってくる。接続点
Ａのピーク電圧がツェナーダイオード２２の動作電圧に
達すると接続点Ａからツェナーダイオード２２を介して
トランジスタ２３のベースに電流が流れ、トランジスタ
２３が動作してコンデンサ１３とインダクタンス１２と
の接続点Ｂと電源４の負電圧側とを短絡する。このため
、トランジスタ６へのベース電流の供給が停止されスイ
ッチング回路の動作が停止する。

つぎに、蛍光ランプ７の電ｉ７ｂがエミッタレスで電極
７ａにはエミッタがある場合および電極７ａ、電極７ｂ
ともにエミッタレスの場合について説明する。これらの
場合には電源回路４がら直接ランプを通して流れる電流
がほとんどないため、電源回路４から直接に正特性サー
ミスタ２１を通して流れて、正特性サーミスタの抵抗値
を急速に大きくしてトランジスタ２３によりスイッチン
グ回路１１の発振動作を停止するとともに、電源回路４
から蛍光ランプ７およびコンデンサ９７Ｉｒ：通して流
れる電流がほとんどなくなるためインダクタンス８によ
って流れるトランジスタ６のベースがなくなるために、
スイッチング回路１１の発振動作はより確実に停止する
。

さらに、本実施例ではタイマ回路１７を設けているので
、−度スイツチング回路１１の発振動作が停止すると、
電源回路４を一度切った後、再投入しないとスイッチン
グ回路１１の発振動作は開始しない。

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同様の効果
が得られる。また、自励式スイッチング回路部は１石式
でも２石式などの他のものでも同様である。また、電圧
応答スイッチ素子は特定の電圧以上になったら電流が流
れるものであればバリスタやダイアックなど他のもので
もよく、タイマ回路１７は他のものでもよい。また、駆
動用の電源としてインダクタンス８の２次巻線８ｂを用
いたが、他のインダクタンスから供給するようにしても
同様である。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、簡単で安価な回路
構成で蛍光ランプの寿命末期に生じるエミッタレスの状
態になった場合にスイッチング回路の発振動作をすみや
かに停止させることができ、トランジスタ６が急激に温
度上昇して破壊することを防止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、本発明の実施例における放電ランプ点灯装置
の回路図、第２図は正特性サーミスタ２１の抵抗値が変
化する時の正特性サーミスタ２１とコンデンサ９との接
続点Ａの電圧の変化をしめす図、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、８・・・インダ
クタンス、７・・・蛍光ランプ、６・・・主トランジス
タ、１２・・・駆動用インダクタンス、１３・・・駆動
用コンデンサ、２１・・・正特性サーミスタ、２２・・
・ツェナーダイオード、２３・・・トランジスタ 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図 時聞

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１つ以上の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
   された放電ランプを始動・点灯させる自励式の駆動回路
   を有するスイッチング回路と、前記放電ランプの非電源
   側に正特性サーミスタが前記電源の反トランジスタ側と
   なるように接続した正特性サーミスタと始動回路との直
   列回路と、前記正特性サーミスタと始動回路との接続点
   に１端を接続した電圧応答スイッチ素子と、前記電圧応
   答スイッチ素子の他端に接続した制御端子に流れ込む電
   流により前記スイッチング回路の駆動回路から前記トラ
   ンジスタを駆動する電流を停止する三端子制御素子とを
   備えた放電ランプ点灯装置。