JPH02215094A - 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〕 本発明は、インバータ回路を使用して放電灯を高周波点
灯する放電灯点灯装置に関する。

〔従来の技術］ 従来、この種の放電灯点灯装置としては第１０図に示す
ものが知られている。これは商用交流電源１に整流回路
２を介して平滑コンデンナ３を接続し、その平滑コンデ
ンサ３にインバータ回路４を接続している。

上記インバータ回路４は、一対のスイッチング用トラン
ジスタ５．６を直列に接続するとともに、この直列回路
に対して並列に一対の電源分割用コンデンサ７．８の直
列回路を接続している。また、上記各トランジスタ５．
６にそれぞれダイオード９．１０を並列に接続している
。１１は起動時にトランジスタ６をオン動作させて起動
をかける起動回路である。１２は前記一対のトランジス
タ５゜６をオン、オフ制御するベーストランスであって
、１個の１次巻線Ｎｌと２個の２次巻線Ｎ２１．　Ｎ２
２を有する。そして、一方の２次巻線Ｎ２１をベース抵
抗ｒｂｌを介してトランジスタ５のベース・エミッタ間
に接続し、他方の２次巻線Ｎ２２をベース抵抗ｒｂ２を
介してトランジスタ６のベース・エミッタ間に接続して
いる。また、１次巻ＩＮＩは、その一端を共振用インダ
クタンス１３を介して前記一対のトランジスタ５，６の
接続点に接続し、その他端を放電灯１４の一方のフィラ
メント電極ｆ１における電源側端子に接続している。

上記放電灯１４の両端に設けられた各フィラメント電極
ｆｌ、ｆ２には、その電源側端子間に第１のコンデンサ
１５を接続し、非電源側端子間に第２のコンデンサ１６
を接続している。また、他方のフィラメント電極ｆ２の
電源側端子は前記−対の電源分割用コンデンサ７．８の
接続点に接続している。

この装置は、第１．第２のコンデンサ１５゜１６とイン
ダクタンス１３との直列共振を利用した０励発振式のも
ので、上記第１．第２のコンデンサ１５．１６の合成容
量とインダクタンス１３とによって発振周波数を決定し
ている。そして、起動回路１１により起動がかけられ一
対のトランジスタ５．６が交互にオン、オフすることに
よってインバータ回路４が高周波発振動作を開始すると
、放電灯１４のフィラメント電極ｆｌ、ｆ２が第２のコ
ンデンサ１６を流れる予熱電流で予熱されるとともに、
共振作用によって第１．第２のコンデンサ１５．１６の
両端間に高電圧が発生し、放電灯１４が始動点灯するこ
とになる。なお、第１のコンデンサ１５は、電流の一部
を分流させることにより予熱時に放電灯１４のフィラメ
ント電極ｆｌ、ｆ２に過大な電流が流れてフィラメント
電極を急速に黒化させるのを防止している。

［発明が解決しようとする課題］ しかるにこの従来装置においては、点灯動作中に放電灯
１４を取り外すようなことがあっても、ベーストランス
１２の１次巻線Ｎｌが組込まれた閉ループは形成されて
いるため、その１次巻線Ｎ１に回路電流は流れる。この
ため、インバータ回路４の高周波発振動作は継続され、
コンデンサ１５の両端間に予熱時と同様の高電圧が発生
し、これによりトランジスタ５，６に大電流が流れて回
路が破壊されるおそれがあった。

そこで本発明は、点灯動作中１こ放電灯を取り外すよう
なことがあった場合には瞬時にインバータ回路の高周波
発振動作を停止させることができ、回路の保護をはかり
得る放電灯点灯装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、スイッチング用トランジスタおよびこのスイ
ッチング用トランジスタをオン、オフ制御するベースト
ランスを有し、スイッチング用トランジスタのオン、オ
フ動作により共振用インダクタンスを介して電源側に第
１のコンデンサを非電源側に第２のコンデンサをそれぞ
れ並列接続した放電灯に高周波を供給し、その放電灯を
高周波点灯する放電灯点灯装置において、ベーストラン
スの１次巻線を第１のコンデンサに対して並列にかつ第
２のコンデンサに対して直列に接続したものである。

また本発明は、ベーストランスの１次巻線を放電灯の一
方のフィラメント電極を挟んで分割し直列接続したもの
である。

［作用］ ベーストランスの１次巻線を第１のコンデンサに対し、
て並列にかつ第２のコンデンサに対して直列に接続する
ことによって、点灯動作中に放電灯を取り外した場合に
はその放電灯の非電源側に接続されている第２のコンデ
ンサと直列接続されている１次巻線の回路が断線するの
で、ベーストランスが作動しなくなりスイッチング用ト
ランジスタのオン、オフ動作が瞬時に停止する。

また、ベーストランスの１次巻線を放電灯の一方のフィ
ラメント電極を挟んで分割し直列接続することによって
、各−時巻線の巻数比調整によりスイッチング用トラン
ジスタのコレクタ電流波形とベーストランスから印加さ
れるドライブ電流波形とが疑似的に等しくなり、安定し
た高周波発振動作が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図であって、
この装置は図示するように、商用交流電源１に整流回路
２を介して平滑コンデンサ３を接続し、その平滑コンデ
ンサ３にインバータ回路４を接続している。

上記インバータ回路４は、一対のスイッチング用トラン
ジスタ５，６を直列に接続するとともに、この直列回路
に対して並列に一対の電源分割用コンデンサ７．８の直
列回路を接続している。また、上記各トランジスタ５．
６にそれぞれダイオード９．１０を並列に接続している
。１１は起動時にトランジスタ６をオン動作させて起動
をかける起動回路である。１２は前記一対のトランジス
タ５゜６をオン、オフ制御するベーストランスであって
、１個の１次巻線Ｎ１と２個の２次巻線Ｎ２１．　Ｎ２
２を有する。そして、一方の２次巻線Ｎ２１をベース抵
抗ｒｂｌを介してトランジスタ５のベース・エミッタ間
に接続し、他方の２次巻線Ｎ２２をベース抵抗ｒｂ２を
介してトランジスタ６のベースφエミッタ間に接続して
いる。また、１次巻線Ｎｌは、その一端を共振用インダ
クタンス１３を介して前記一対のトランジスタ５．６の
接続点に接続し、その他端を放電灯１４の一方のフィラ
メント電極ｆｌにおける電源側端子に接続している。

上記放電灯１４の両端に設けられた各フィラメント電極
ｆｌ、ｆ２には、その電源側端子間に前記ベーストラン
ス１２の１次巻線Ｎ１を介して第１のコンデンサ１５を
並列接続し、非電源側端子間に第２のコンデンサ１６を
並列接続している。

また、他方のフィラメント電極ｆ２の電源側端子は前記
一対の′ｗ！４ａ！ｉｔ分割用コンデンサ７．８の接続
点に接続している。したがって、ベーストランス１２の
１次巻線Ｎｌは第１のコンデンサ１５に対しては並列に
接続され、第２のコンデンサ１６に対しては直列に接続
されている。

このような構成の本実施例においては、共振用インダク
タンス１３と第１．第２のコンデンサ１５．１６の合成
容量とで基本発振周波数が決められる。そして、起動回
路１１によって起動がかけられ、先ず他方のスイッチン
グ用トランジスタ６がオン動作すると、回路電流がベー
ストランス１２の１次巻線Ｎｌを流れ、このベーストラ
ンス１２で電圧変換されてその２次巻１１Ｎ２１．　Ｎ
２２の位相が１８０°異なる交流電圧が発生し、この交
流電圧が各スイッチング用トランジスタ５．６のベース
に印加されて各トランジスタ５，６が交互にオン、オフ
動作し自励発振動作を行なうことになる。しかして、放
電灯１４の各フィラメント電極ｆｌ、ｆ２がベーストラ
ンス１２の１次巻線Ｎｌおよび第２のコンデンサ１６を
流れる回路電流によって予熱され、同時に共振用インダ
クタンス１３と各コンデンサ１５．１６との共振作用に
よって当該コンデンサ１５．１６の両端間に高電圧が発
生することによって、放電灯１４が始動点灯することに
なる。ここで、第１のコンデンサ１５により回路電流の
一部は分流され、予熱時に放電灯１４のフィラメント電
極ｆｌ、ｆ２に過大な電流が流れてフィラメント電極が
急速に黒化するのを防止している。

さて、放電灯１４の点灯動作中において、この放電灯１
４を取り外した場合、ベーストランス１２の１次巻線Ｎ
ｌが組込まれた閉ループ回路は形成されなくなり、回路
電流は上記１次巻線Ｎ１を流れなくなる。この結果、ベ
ーストランス１２の各２次巻線Ｎ２１．　Ｎ２２に発生
する電圧は「０」となり、各スイッチング用トランジス
タ５．６は電源を失うことになって、瞬時に５インバ一
タ回路４の高周波発振動作は停止される。

このように本実施例によれば、従来回路の接続のほぼ一
部を変更しただけの簡単な構成で、点灯動作中に放電灯
１４を取り外した場合には瞬時にインバータ回路４の高
周波発振動作を停止させることができ、トランジスタ５
．６に大電流が流れて回路が破壊されるのを防止できる
。また、点灯動作中に放電灯１４が寿命となってそのま
ま電源スィッチを切らずに取り外すことがあっても、第
１のコンデンサ１５の両端間に異常な高電圧が発生する
おそれがないので、電撃は防止され、安全性が確保され
る。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第２図は第２の実施例を示す回路図であって、ベースト
ランス１２の１次巻線Ｎ１を放電灯１４における両フィ
ラメント電極ｆｌ、ｆ２の非電源側端子間に第２のコン
デンサ１６と直列に介挿したものであり、その他の構成
は前記第１の実施例と同様なので、第１図と同一部分に
同一符号を付し、説明は省略する。

このような構成であっても、点灯動作中の放電灯１４を
取り外した場合にはベーストランス１２の１次巻線Ｎｌ
が組込まれた閉ループ回路が形成されなくなるため、瞬
時にインバータ回路４の高周波発振動作が停止する。し
たがって、前記第１の実施例と同様な作用効果を奏する
ものとなる。

第３図は２本の放電灯１４ａ、１４ｂを直列接続する放
電灯点灯装置に適用した第３の実施例を示す回路図であ
って、第１の放電灯１４ａにおける一方のフィラメント
電極ｆａｌの電源側端子を共振用インダクタンス１３と
第１のコンデンサ１５との接続点に接続し、その非電源
側端子を予熱用としての第２のコンデンサ１６ａを介し
て他方のフィラメント電極ｆ　ａ２の非電源側端子に接
続している。また、第２の放電灯１４ｂにおける他方の
フィラメント電極ｆｂ２の電源側端子を前記一対のコン
デンサ７．８の接続点に接続し、その非電源側端子を予
熱用としての第２のコンデンサ１６ｂを介して一方のフ
ィラメント電極ｆｂｌの非電源側端子に接続している。

そして、第１の放電灯１４ａにおける他方のフィラメン
ト電極ｆ　ａ２の電源側端子と、第２の放電灯１４ｂに
おける一方のフィラメント電極ｆｂｌの電源側端子とを
直列に接続し、その間にベーストランス１２の１次巻線
Ｎｌを介挿した構成となっている。したがって、この場
合においても１次巻線Ｎｌは第１のコンデンサ１５に対
しては並列に接続され、各節２のコンデンサ１６ａ、１
６ｂに対しては直列に接続されている。

このような構成をとることにより、第１の放電灯１４ａ
および第２の放電灯１４ｂの少なくとも一方が取り外さ
れた場合には１次巻線Ｎｌが組込まれた閉ループ回路が
形成されなくなり、インバータ回路４の高周波発振動作
が瞬時に停止する。

したがって、前記第１の実施例と同様な作用効果を奏す
るものとなる。

なお、この実施例においては２本の放電灯を直列接続し
た場合を示したが、３本以上放電灯を直列接続した場合
も本発明の適用が可能である。また、複数本の放電灯を
並列接続した場合においても、いずれかの放電灯が取外
されたときベーストランス１２の１次巻線Ｎｌが組込ま
れた閉ループ回路が形成されないように１次巻線Ｎ１を
接続することにより、同様な作用効果を奏する。

ところで、第１０図に示す従来回路においては、ベース
トランス１２の１次巻線Ｎｌを流れる電流は第１のトラ
ンジスタ１５と放電灯１４と第２のコンデンサ１６とを
それぞれ流れる電流の合成電流となり、この合成電流が
各スイッチング用トランジスタ５．６のコレクタに供給
される。したがって、スイッチング用トランジスタ５．
６のコレクタ電流波形と、この各トランジスタ５．６を
駆動するためにベーストランス１２を介して各トランジ
スタ５．６のベースに印加されるドライブ電流波形とが
ほぼ等しくなり、インバータ回路４からは常に安定した
発振が得られる。

これに対し、第１図に示すようにインバータ回路４の出
力に共振用インダクタンス１３と第１のコンデンサ１５
とを直列に接続し、この第１のコンデンサにベーストラ
ンス１２の１次巻線Ｎｌと放電灯１４との直列回路を並
列に接続し、さらに放電灯１４の非電源側に第２のコン
デンサ１６を並列に接続したものにおいては、スイッチ
ング用トランジスタ５．６のコレクタ電流波形は第１の
コンデンサ１５と放電灯１４と第２のコンデンサ１６と
をそれぞれ流れる電流の合成電流波形となり、ベースト
ランス１２の１次巻線Ｎｌを流れる電流波形は放電灯１
４と第２のコンデンサ１６とをそれぞれ流れる電流の合
成電流波形となる。したがって、スイッチング用トラン
ジスタ５．６のコレクタ電流波形とこのトランジスタ５
．６を駆動するためにベーストランス１２から印加され
るドライブ電流波形とが異なり、１次巻線Ｎ１を流れる
電流のピーク時にスイッチング用トランジスタ５．６が
オーバードライブによって異常発振を起こし、このトラ
ンジスタ５．６を破壊するおそれがある。

第４図は第１図の回路を改良しスイッチング用トランジ
スタ５．６のコレクタ電流波形とそのドライブ電流波形
とを疑似的に等しくなるようにした第４の実施例の回路
構成図である。この実施例のものは、図示するようにベ
ーストランス１２の１次巻線Ｎｌを第１の１次巻線Ｎｉ
ｌと第２の１次巻線Ｎ１２とに分割し、第１の１次巻線
を共振用インダクタンス１３と第１のコンデンサ１５と
の接続点と放電灯１４における一方のフィラメント電極
ｆｌの電源側端子との間に介挿し、第２の１次巻１１Ｎ
１２を上記放電灯１４における一方のフィラメント電極
ｆｌの非電源側端子と第２のコンデンサ１６との間に介
挿している。すなわち、第１の１次巻線Ｎｉｌおよび第
２の１次巻線Ｎ１２は放電灯１４の一方のフィラメント
電極ｆ１を挟んで直列に接続され、これらは第１のコン
デンサ１５に対しては並列に、第２のコンデンサ１６に
対しては直列に接続されている。その他の構成は前記第
１図と同様であり、同一部分に同一符号を付して説明は
省略する。

このような構成であれば、スイッチング用トランジスタ
５．６のコレクタ電流波形は、第１のコンデンサ１５と
放電灯１４と第２のコンデンサ１６とをそれぞれ流れる
電流の合成電流波形となり、ベーストランス１２の第１
の１次巻１１Ｎ１１を流れる電流波形は放電灯１４を流
れる電流波形となり、ベーストランス１２の第２の１次
巻線Ｎ１２を流れる電流波形は放電灯１４を流れる電流
波形となる。そして、第１．第２の１次巻線Ｎｉｌ。

Ｎ１２をそれぞれ流れる電流波形の合成電流波形がベー
ストランス１２を介して各トランジスタ５゜６のベース
に印加されるドライブ電流波形となる。

今、各トランジスタ５．６のコレクタ電流波形の一例を
第５図に示し、放電灯１４を流れる電流波形の一例を第
６図に示し、第２のコンデンサ１６を流れる電流波形の
一例を第７図に示す。ここで、ベーストランス１２の第
１の１　次巻ＶＡＮ　１１と第２の１次巻線Ｎ１２の巻
数比を調整することによって、第８図に示すように放電
灯１４と第２のコンデンサ１６とをそれぞれ流れる電流
の合成電流波形、つまりはベーストランス１２の１次側
の電流波形を第５図に示すコレクタ電流波形とほぼ等し
くすることが可能である。

すなわち、本実施例によれば、ベーストランス１２の第
１の１次巻線Ｎｌｌと第２の１次巻１１Ｎ１２との巻数
比を調整することによって、各スイッチング用トランジ
スタ５．６に対してそのコレクタ電流波形と疑似的にほ
ぼ等しいドライブ電流波形を得ることができる。したが
って、各トランジスタ５．６のオーバードライブやドラ
イブ不足を防止でき、常に安定した発振が得られ、各ト
ランジスタ５．６の保護がはかられる。なお、点灯動作
中の放電灯１４が取外された場合には第１．第２の１次
巻線Ｎ１１．　Ｎ１２が組込まれた閉ループ回路が形成
されなくなり、インバータ回路４の発振が瞬時に停止さ
れるのは勿論である。

第９図は前記第４の実施例と同様の動作原理を２本の放
電灯１４ａ、１４ｂを直列接続してなる装置に適用した
第５の実施例の回路構成図である。

図示するように、第１の１次巻線Ｎｌｌを第１の放電灯
１４ａの両フィラメント電極ｆａ１．ｆａ２における非
電源側端子間に第２のコンデンサ１６ａを直列に介して
介、挿し、第２の１次巻線を第１の放電灯１４ａの他方
のフィラメント電極ｆａ２における電源側端子と第２の
放電灯１４ｂの一方のフィラメント電極ｆｂｌにおける
電源側端子との間に介挿している。すなわち、第１．第
２の１次巻線Ｎｉｌ、　Ｎ１２は第１の放電灯１４ａの
他方のフィラメント電極ｆａ２を挟んで直列に接続され
、これらは第１のコンデンサ１５に対しては並列に、第
２のコンデンサ１６ａ、１６ｂに対しては直列に接続さ
れている。その他の構成は第３図と同様であり、同一部
分に同一符号を付して説明は省略する。

この場合においても、第１の１次巻線Ｎｉｌと第２の１
次巻線Ｎ１２との巻数比を調整することによって、ベー
ストランス１２を介して各スイッチング用トランジスタ
５．６のベースに印加されるドライブ電流波形をその各
トランジスタ５．６のコレクタ電流波形とほぼ等しくす
ることが可能であり、常に安定した発振を得られる。

なお、放電灯を３本以上直列接続した装置、あるいは複
数本の放電灯を並列接続した装置についても本発明の適
用は、可能である。

また、前記各実施例ではハーフブリッジ構成のインバー
タ方式を使用したが、他のインバータ方式を使用した放
電灯点灯装置にも適用できるのは勿論である。

〔発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、点灯動作中に放電
灯を取り外すようなことがあった場合にはベーストラン
スの１次巻線に対する電流供給を直ちに遮断して、瞬時
にインバータ回路の高周波発振動作を停止させることが
でき、回路の保護をはかり得る放電灯点灯装置を提供で
きる。

さらに、点灯動作中は常に安定した発振を得ることがで
き、オーバードライブによる異常発振によりトランジス
タが破壊されるのを防止できる放電灯点灯装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の回路構成図、第２図は
本発明の第２の実施例の回路構成図、第３図は本発明の
第３の実施例の回路構成図、第４図は本発明の第４の実
施例の回路構成図、第５図ないし第８図は前記第４の実
施例の作用説明に使用する電流波形図、第９図は本発明
の第５の実施例の回路構成図、第１０図は従来装置の回
路構成図である。 ４・・・インバータ回路、５．６・・・スイッチング用
トランジスタ、１２・・・ベーストランス、１３・・・
共振用インダクタンス、１４，１４　ａ、１４　ｂ・・
・放電灯、１５・・・第１のコンデンサ、１６，１６ａ
。 １６ｂ・・・第２のコンデンサ、Ｎｌ　、　　Ｎｉｌ、
　Ｎ１２・・・ベーストランスの１次巻線、Ｎ２１．　
　Ｎ２２・・・ベーストランスの２次巻線。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第５図 第１図 第６図 ム 第７図 第２図 ｂ 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スイッチング用トランジスタおよびこのスイッチ
   ング用トランジスタをオン、オフ制御するベーストラン
   スを有し、前記スイッチング用トランジスタのオン、オ
   フ動作により共振用インダクタンスを介して電源側に第
   １のコンデンサを非電源側に第２のコンデンサをそれぞ
   れ並列接続した放電灯に高周波を供給し、その放電灯を
   高周波点灯する放電灯点灯装置において、前記ベースト
   ランスの１次巻線を前記第１のコンデンサに対して並列
   にかつ前記第２のコンデンサに対して直列に接続したこ
   とを特徴とする放電灯点灯装置。
2. （２）請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記ベ
   ーストランスの１次巻線を前記放電灯の一方のフィラメ
   ント電極を挟んで分割し直列接続したことを特徴とする
   放電灯点灯装置。