JPH02197092A - 放電灯点灯装置 - 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〕 この発明は、高圧放電ランプ等を点灯させる放電灯点灯
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図にフルブリッジ型のインバータ回路を含んで構成
される従来の放電灯点灯装置の一例の回路図を示す。

第７図において、ＥＩは直流電源、ＤＬ、は放電ランプ
、ＱｌないしＱ４はそれぞれスイ・７チング要素、Ｄｌ
ないしＤ４はそれぞれダイオード−１Ｌ、、Ｌ２はそれ
ぞれインダクタンス要素、ｃ２はキャパシタンス要素、
Ｘｌは制御回路である。

この放電灯点灯装置では、制御回路Ｘ１の制御動作によ
り、低周波（例えば４００　Ｈｚ程度）の毎周期を第１
および第２の動作期間に分け、第１の動作期間中スイッ
チング要素Ｑ１を高周波（例えば４０　Ｋ　ｌｌｚ程度
）でオンオフ動作させるとともにスイッチング要素Ｑ２
をオフに保持しかつスイッチング要素Ｑ３．Ｑ、をそれ
ぞれオフ、オンに保持し、第２の動作期間中スイッチン
グ要素Ｑ１をオフに保持するとともにスイッチング要素
Ｑ２を高周波でオンオフ動作させかつスイッチング要素
Ｑ、３．Ｑ、をそれぞれオン、オフに保持するようにし
ている。

この第７図の放電灯点灯装置では、高周波はキャパシタ
ンス要素Ｃ２を通り、放電ランプＤＬ。

およびインクリタンス要素Ｌ２の直列回路には低周波の
略矩形波電流が流れることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図の放電灯点灯装置においては、上記したように、
インダクタンス要素Ｌ２に、ランプ電流と同じ略矩形波
電流が流れ、インダクタンス要素Ｌ２の磁束変化により
鉄心が振動する。この場合、インクリタンス要素Ｌ２に
は、ランプ電流と同し可聴周波の略矩形波電流が流れる
ため、鉄心の振動周波数がちょうど可聴領域となり、騒
音が大きくなるという問題があった。

この発明の目的は、放電ランプの点灯時の騒音を軽減す
ることができる放電灯点灯装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の放電灯点灯装置は、直流電源に対し少なくと
も放電ランプおよび第１のインダクタンス要素の直列回
路とキャパシタンス要素との並列回路と第２のインダク
タンス要素と第１のスイッチング要素とを直列に接続し
て放電ランプに一方向に電流を流す第１の閉回路を形成
し、直流電源に対し少なくとも放電ランプおよび第１の
インダクタンス要素の直列回路とキャパシタンス要素と
の並列回路と第２のインダクタンス要素と第２のスイッ
チング要素とを直列に接続して放電ランプに対して他方
向に電流を流す第２の閉回路を形成している。

この場合において、第１のインダクタンス要素に流れる
１ｌｌｉ流が常に同一方向となるように整流器を介して
第１のインダクタンス要素を接続している。

そして、低周波の倍周期を第１および第２の動作期間に
分け、第１の動作期間中は第１のスイッチング要素を高
周波でオンオフ動作させるとともに第２のスイッチング
要素をオフに保持し、第２の動作ＩＩＪ１間中は第２の
スイッチング要素を高周波でオンオフ動作させるととも
に第１のスイッチング要素をオフに保持するように制御
している。

〔作　　　用〕

この発明の構成によれば、第１のインダクタンス要素を
整流器を介して接続したから、第１のインダクタンス要
素に流れる電流が常に同一方向になる。すなわち、第１
のインダクタンス要素には直流電流が流れることになる
。この結果、第１のインダクタンス要素の磁束変化が少
なくなり、したがって第１のインクリタンス要素の鉄心
の騒音が軽減される。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図にこの発明の第１の実施例の放電灯点灯装置、す
なわちフルブリフジ型のインバータ回路を含む放電灯点
夕】装置の回路図を示し、第２図に第１図の要部の具体
回路図を示す。

この放電灯点灯装置は、第１図に示すように、直流電源
Ｅ１に対し高圧放電ランプ等の放電ランプＤＬ、および
インダクタンス要素Ｌ２の直列回路とコンデンサからな
るキャパシタンス要素Ｃ２との並列回路とインダクタン
ス要素Ｌ１と例えばトランジスタからなるスイッチング
要素Ｑ、、Ｑ。

と全直列に接続して放電ランプＤＬ、に一方向に電流を
流す第１の閉回路を形成し、直情型＃Ｅ１に対し放電ラ
ンプｌ）　Ｌ　、およびインダクタンス要素Ｌ２の直列
回路とキャパシタンス要素Ｃ２との並列回路とインダク
タンス要素Ｌ　、とトランジスタからなるスイッチング
要素Ｑ２．Ｑ３とを直列に接続して放電ランプＤＬ、に
他方向に電流を流す第２の閉回路を形成している。

この場合において、インダクタンス要素Ｌ２かは騒音が
発生するのはインダクタンス要素Ｌ２に矩形波電流が流
れるからであり、この原因を除去するために、この実施
例では、インダクタンス要素Ｌ２に流れる電流が常に同
一方向となるように、全波の整流器ＤＢＳを介してイン
ダクタンス要素Ｌ２を接続している。

また、低周波の倍周期を第１および第２の動作期間に分
けるとともに第１の動作期間と第２の動作期間との間お
よび第２の動作期間と第１の動作期間との間にそれぞれ
休止期間を介在させ、第１の動作期間中スイッチング要
素Ｑ１を高周波でオンオフ動作させるとともにスイッチ
ング要素Ｑ２をオフに保持しかつスイッチング要素Ｑ３
．Ｑ４をそれぞれオフ、オンに保持し、第２の動作期間
中スイッチング要素Ｑ、をオフに保持するとともにスイ
ッチング要素Ｑ２を高周波でオンオフ動作させかつスイ
ッチング要素Ｑ３．Ｑ４をそれぞれオン、オフに保持し
、休止期間中スイッチング要素Ｑ１．Ｑ２．Ｃ３，Ｃ４
の全てをオフに保持する制御回路Ｘ１　（詳細は第２図
に示す）を設けている。

なお、第１図において、ｖｌは交流電源、ＤＢ。

は全波整流器、Ｃ２は平滑コンデンサで、これらは直流
電源Ｅ１を構成する。Ｌ２はキャパシタンス要素Ｃ２と
でフィルタ回路を構成するインダクタンス要素、Ｄｌな
いしＤ４はそれぞれダイオード、Ｒ１は電流検出用抵抗
である。

第２図において、Ｔ１はトランス、Ｔ２およびＴ３はそ
れぞれパルストランス、ＤＢ２は全波整流器、Ｃ３ない
ルＣ６はそれぞれコンデンサ、Ｒ２ないしＲ１５はそれ
ぞれ抵抗、Ｄ５．Ｄ、はそれぞれダイオード、Ｃ５１Ｃ
６はそれぞれトランジスタ、ＩＣ，は汎用スイッチング
レギュレータ制御用集積回路（ＩＲ３ＭＯ２ＮｉＲ３−
プ（１着装）、ＩＣ，は汎用タイマ集積回路（ＬＢ８５
５５Ｍ；東京三洋電４！！■製）、Ｉｃ３はフリ７プフ
ロノブ（４０１３ｉ松下電子部品■製）、ＩＣ，、ＩＣ
５はＮＯＲゲート、ＩＣ６，ＩＣ７はＮＡＮＤゲートで
ある。なお、第２図の符号ａないしｋおよびｍは、第１
図の制御回路ｘ１内の符号ａないしｋおよびｍにそれぞ
れ対応する。

つぎに、第１図および第２図に示した放電灯点灯装置の
動作を第３図および第４図を参照して説明する。

この放電灯点灯装置は、制御回路Ｘ１からの駆動信号に
より、スイッチング要素Ｑ、、Ｑ２が高周波（例えば４
０ＫＨｚ程度）でそれぞれスイッチングし、スイッチン
グ要素Ｑ３．Ｑ４が低周波（例えば４００Ｈｚ程度）で
スイッチングする。

この場合、スイッチング要素Ｑ３が第３図１ｃＩに示す
ようにオフで、かつスイッチング要素Ｑ４が第３図ｆｄ
）に示すようにオンであるときに、スイッチング要素Ｑ
、が第３図（ａｔに示すように高周波でオンオフ動作す
るとともに、スイッチング要素Ｑ２が第３図１ｃＩに示
すようにオフ状態を維持する。

方、スイッチング要素Ｑ３が第３図（ｃ）に示すように
オンで、かつスイッチング要素Ｑ４が第３図１ｃＩに示
すようにオフであるときに、スイッチング要素Ｑ、が第
３図（ａ）に示すようにオフ状態を維持するとともに、
スイッチング要素Ｑ２が第３回出）に示すように高周波
でオンオフ動作することになる。

また、スイッチング要素Ｑ３．Ｑ４の両方が第３図ｔｅ
ｌ、　（ｄｌに示すようにオフであるときは、スイッチ
ング要素Ｑ１．Ｑ２の両方が第３図（ａ）、　（ｂｌに
示すようにオフを保持する。なお、スイッチング要ｇＱ
、、Ｑ２の高周波のスイッチングのパルス幅は後述する
ようにスイッチング要素Ｑ１〜Ｑ４を流れる電流、すな
わち抵抗Ｒ８を流れる電流によって決まる。

以上のような各スイッチング要素０１〜Ｑ４のオンオフ
動作において、スイッチング要素Ｑ１゜Ｃ４がオンの状
態を想定すると、インダクタンス要素Ｌ１の作用で抵抗
Ｒ１には漸増電流が流れ、この電流によって抵抗Ｒ１に
電圧が発生し、この電圧は汎用スイッチングレギュレー
タ制御用集積回路ＩＣ，の１６番端子に入力され、汎用
スイソチンダレギュレータ制御用集積回路ＩＣ，に内蔵
された誤差増幅器（演算増幅器）で増幅される。

一方、汎用スイッチングレギュレータ制御用集積回路Ｉ
Ｃ１内には、６番端子および５番端子にそれぞれ接続さ
れた抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ４により設定された周
期で鋸歯状波を発生する発振器とパルス幅変調用コンパ
レータとが内蔵されていて、誤差増幅器の出力電圧と発
振器から出力される鋸歯状波電圧とがパルス幅変調用コ
ンパレータで比較されることになる。この結果、パルス
幅変調用コンパレータから抵抗Ｒ１の両端電圧に対応し
てパルス幅変調された高周波パルス信号（例えば４０Ｋ
ＩＩｚ）が汎用スイッチングレギュレータ制御用集積回
路ＩＣ，の８番端子から出力され、この高周波パルス信
号でスイッチング要素Ｑ１がスイッチングされて上記漸
増電流が断続されることになる。詳しくは後述する。

一方、スイッチング要素Ｑ４をオンオフするための低周
波パルス信号（例えば４００Ｈｚ）のハイレヘルのパル
ス期間Ｔ、（前記した動作期間に対応する）の長さは、
汎用タイマ集積回路ＩＣ２に接続された抵抗Ｒ１４およ
びコンデンサＣ５により決まり、ロウレベルのパルス休
止期間ＴＤ　（前記した休止期間に対応する）の長さは
、コンデンサＣ５および抵抗ＲＩ５の放電時定数により
決まる。

そして、汎用タイマ集積回路］Ｃ２の３番端子より上記
の低周波パルス信号が出力されることになる。

上記の低周波パルス信号は、フリップフロップＩＣ３お
よびＮＡＮＤゲー１−ＩＣ６，ＩＣ７により、端子ｅと
端子ｆとに振り分けて出力され、端子ｅ、ｆからスイッ
チング要素Ｑ３．Ｑ４であるトランジスタのベースにそ
れぞれ加えられる。この結果、スイッチング要素Ｑ３．
Ｑ４は、低周波パルス信号に従って前記したとおり第３
図（ｃ＋、　（ｄｉに示すようにオンオフすることにな
る。

一方、汎用スイッチングレギュレータ制御用集積回路１
ｃ、の８番端子より出力される高周波パルス信号は、フ
リップフロップＩＣ３の出力信号Ｑ、δとともにＮＯＲ
ゲートＩＣ，、ＩＣ５に入力され、ＮＯＲゲートＩＣ，
、ＩＣ５の出力がトランジスタＱ、、Ｑ、およびパルス
トランスＴ２゜Ｔ８等を介してスイッチング要素Ｑ８、
Ｑ２であるトランジスタのベースに加えられる。

したがって、前記したとおり、スイッチング要素Ｑ３．
Ｑ４がオフ、オンとなっているパルス期間Ｔ、において
、第３図ｆａ１．　（ｂｌに示すようにスイッチング要
素Ｑ１が高周波でオンオフするとともにスイッチング要
素Ｑ２がオフ状態を保持する。

また、スイッチング要素Ｑ３．Ｑ４がオン、オフとなっ
ているパルス期間Ｔ、においてスイッチング要素Ｑ２が
高周波でオンオフするとともにスイ・７チング要素Ｑ１
がオフ状態を保持することになる。また、スイッチング
要素Ｑ３．Ｑ４の両方がオフとなっているパルス休止期
間ＴＤにおいてスイッチング要素Ｑ、、Ｑ２の両方がオ
フを保持する。

第１図および第２図に示した放電灯点灯装置は、以上に
述べたように動作し、スイッチング要素Ｑ、、Ｑ２にそ
れぞれ第３図（ｅｌ、　（ｎに示すような電流が流れ、
キャパシタンス要素Ｃ２およびインダクタンス要素Ｌ２
のフィルタ作用によって放電ランプＤＬ、が矩形波点灯
する。この際の放電ランプＤＬ、のランプ電流ＩＤＬお
よび放電ランプＤＬ、のランプ電圧ＶＤＬは、第３図（
ｉｎ、　（ｈｌニ示すように、ともに略矩形波状になる
。

一方、放電ランプＤＬ、と直列に接続されているインダ
クタンス要素Ｌ２が整流器ＤＢ３を介して放電ランプＤ
Ｌ、と直列接続されていることから、放電ランプＤＬ、
に第４図（ｂ）に示すように略矩形波のランプ電流ＩＤ
Ｌが流れても、インダクタンス要素Ｌ２に流れる電流１
．．２は、第４図＋ａｌに示すように、常に同一方向に
流れることになる。

すなわち、インダクタンス要素Ｌ２に流れる電流ＩＬ□
には直流ＴＬ流が流れることになる。この結果、インダ
クタンス要素Ｌ２の磁束はほとんど変化せず、したがっ
て第１のインダクタンス要素の鉄心からもほとんど騒音
は発生しなくなり、放電ランプＤＬ、の点灯時の騒音を
軽減することができる。

第５図にこの発明の第２の実施例の放電灯点灯装置の主
要部の回路図を示し、第６図に第５図の各部のタイムチ
ャートを示す。

この実施例の放電灯点灯装置は、第５図に示すように、
第１図におけるインダクタンス要素Ｌ２および整流器Ｄ
ＢＳよりなる回路に代えて、インダクタンス要素Ｌ２Ａ
およびダイオードＤ７の直列回路とインクリタンス要素
Ｌ２ＢおよびダイオードＤ８の直列回路との並列回路を
用いたものである。

この実施例では、第６図（Ｃ１に示すような放電ランプ
ＤＬ、のランプ電流ＩＤＬのうち、例えば正成分がイン
ダクタンス要素Ｌ２Ａおよびダイオードからなる整流器
Ｄ７の直列回路を通して第６図ＩＪ１）に示すように電
流’Ｌ２Ａとして流れ、負成分がインダクタンス要素Ｌ
２Ｂおよびダイオードからなる整流器Ｄ８の直列回路を
通して第６図（ｂｌに示すように電流ＩＬ２Ｂとして流
れることになる。

この場合にも、前記実施例と同様に、インダクタンス要
素Ｌ２Ａの電流ＩＬ２Ａは常に同一方向に流れ、またイ
ンクリタンス要素Ｌ２Ｂの電流ＩＬ２Ｂも常に同一方向
に流れる。この結果、インダクタンス要素Ｌ２Ａ、Ｌ２
Ｂの各磁束の変化は従来例に比べて少なくなり、したが
ってインダクタンス要素Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂの鉄心から発生
する騒音が少なくなり、第１の実施例よりは効果は少な
いが、従来例に比べて十分に放電ランプＤＬ。

の点灯時の騒音を軽減することができる。

なお、上記実施例では、フルブリッジ方式のインバータ
回路でもって、放電ランプを矩形波点灯させる回路を示
したが、この発明は、フルブリッジ方式のインバータ回
路を用いた放電灯点灯装置に限らず、例えばハーフブリ
ッジ方式のインバータ回路を用いた放電灯点灯装置等、
放電ランプに矩形波電流が流れる放電灯点灯装置であれ
ば、どのような放電灯点灯装置にも適用できる。

〔発明の効果〕

この発明の放電灯点灯装置によれば、放電ランプと直列
に設けられる第１のインダクタンス要素を整流器を介し
て放電ランプに接続するため、第１のインダクタンス要
素には常に同一方向に電流を流すことができる。この結
果、第１のインダクタンス要素の磁束の変化を少なくす
ることができ、この結果インダクタンス要素の鉄心がら
発生する騒音を減少させることができ、放電ランプの点
灯時の騒音を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の放電灯点灯装置の構
成を示す回路図、第２図は第１図の制御回路の具体構成
を示す回路図、第３図および第４図はそれぞれ第１図お
よび第２図に示した放電灯点灯装置のタイムチャート、
第５ｒｇＪはこの発明の第２の実施例の放電灯点灯装置
の主要部の構成を示す回路図、第６図は第５図の放電灯
点灯装置のタイムチャート、第７図は従来の放電灯点灯
装置の一例の構成を示す回路図である６ Ｅ１・・・直２ｉ！電源、Ｑ１〜Ｑ４・・・スイッチン
グ要素、Ｘビ・・制御回路、ＤＬ、・・・放電ランプ、
Ｌｌ。 Ｌ２・・・インダクタンス要素、Ｃ２・・・キャパシタ
ンス要素、ＤＢＳ・・・整流器 ／Ｅｌ Ｎ１図 （ａ） ＩＬ２ 第 図 （ａ）　　オフ オフ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電源に対し放電ランプおよび第１のインダクタンス
   要素の直列回路とキャパシタンス要素との並列回路と第
   ２のインダクタンス要素と第１のスイッチング要素とを
   直列に接続して前記放電ランプに一方向に電流を流す第
   １の閉回路を形成し、前記直流電源に対し前記並列回路
   と前記第２のインダクタンス要素と第２のスイッチング
   要素とを直列に接続して前記放電ランプに対して他方向
   に電流を流す第２の閉回路を形成し、 低周波の毎周期を第１および第２の動作期間に分け、前
   記第１の動作期間中は前記第１のスイッチング要素を高
   周波でオンオフ動作させるとともに前記第２のスイッチ
   ング要素をオフに保持し、前記第２の動作期間中は前記
   第２のスイッチング要素を高周波でオンオフ動作させる
   とともに前記第１のスイッチング要素をオフに保持する
   ように制御してなる放電灯点灯装置において、 前記第１のインダクタンス要素に流れる電流が常に同一
   方向となるように整流器を介して前記第１のインダクタ
   ンス要素を接続したことを特徴とする放電灯点灯装置。