JPH0241667A - けい光灯点灯用インバータ回路 - 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】 ｆａ）産業上の利用分野 この発明はハーフブリッジ方式のけい光灯点灯用インバ
ータ回路に関する。

（ｂ）従来の技術 けい光灯点灯用インバータ回路にはブツシュプル方式、
フォワード方式、ハーフブリッジ方式などがある。第３
図はこの発明の前提となるハーフブリッジ方式の模式図
を示している。このハーフブリッジ方式のインバータ回
路は、けい光灯ＦＬに対して交互にスイッチングするス
イッチ５ＷＩＳＷ２がハーフブリッジ接続されている。

ブリッジ回路はこの２つのスイッチＳＷｉ　　ＳＷ２と
コンデンサＣ１，Ｃ２とけい光灯ＦＬと共振回路を構成
するコンデンサＣ３およびインダクタＬとで構成される
。電ａＥの入力側には大容量のコンデンザＣ４が接続さ
れる。このハーフブリッジ方式インバータ回路ではスイ
ッチＳＷＩ、ＳＷ２が交互にオン・オフし、電流’ｌ　
＋　　’２が交互にけい光灯ＦＬに流れる。各電流の経
路にはコンデンサＣ１が直列に存在するため、コンデン
サＣｌＣ２の充電量が一杯になるとすくに電流の流れが
停止する。実際には一方の電流の流れが停止すると直ち
にスイッチのオン・オフ状態が切り替わり、他方の電流
が流れるようになる。このようなハーフプリソシインハ
ータ回路では、Ｊａ＋荷電流の流れる経路に直列にコン
デンサが接続されているために負荷電流が０になる瞬間
が急峻となる。したがってスイッチＳＷＩ、ＳＷ２にト
ランジスタなどのスイッチング素子を使用した場合、そ
の切り替わりも急峻にすることができ、それゆえ両方の
スイッチング素子のオン・オフ切り替わり時に双方とも
オン状態になるようなことがない。したがって電源入力
側に両方のスイッチング素子がともにオンしたときに大
電流が流れるのを防止するためのインダクタを接続する
必要がない。さらにプッシュプル方式のインバータ回路
などではスイッチング素子の切り替わり時にスイッチン
グ素子に対して少なくとも入力電源電圧の２倍以上の電
圧が印加されるか、ハーフブリ、シ方式では負イｌ：ｊ
電流の流れる経路に大きなインダクタが存在しないため
にプッシュプル方式のような大電圧がスイッチング素子
に印加されることがない。すなわちスイッチング素子の
耐圧が低（てよい利点がある。

上記のようなハーフブリッジ方式のインバータ回路の従
来の構成は、例えば第４図に示すようなものがあった。

このインバータ回路では、トランジスタＱＩＱ２がスイ
ッチＳＷＩ、ＳＷ２を構成し、ｌ・ランスＴＲは各スイ
ッチング１〜ランシスタＱｌ、Ｑ２に対してバイアス巻
線Ｍ２〜Ｍ３から交互にバイアス電圧を供給する。この
ハーフブリッジ方式のインバータ回路では、スクータ回
路がなければ電源オン時にスイソチントランジスタＱｌ
、Ｑ２の何れもオン状態となることができない。そこで
、ハーフブリッジ方式インバータ回路ではスターク回路
が必要となってくるが、通常のこのスターク回路はＣＲ
時定数回路を利用した周知のパルス発生回路を使用する
。第４図に示す回路では抵抗Ｒ１とコンデンサＣ５で時
定数回路を構成し、ダイアックＤＡを介しコンデンサＣ
５の充電電荷に基づくスタートパルスをスイッチングト
ランジスタＱ２に対して与えるようにしている。しかし
このスタータ回路では電源オン時にはスイッチングトラ
ンジスタＱ２が確実に起動されるが、インバータ回路が
動作しているときにはスタートパルスが供給されること
はない。しかしけい光灯Ｉ？　Ｌが例えばスタンド型け
い光灯装置に使用されるものである場合など、けい光灯
ＦＬを点灯中にも容易に取り外しできる構造のものであ
る場合、点灯中に一旦取り外されてしまうとその瞬間に
発振が停止するために、再度そのけい光灯を元のように
戻しても、前述のようにスタータ回路からもはやパルス
が発生してないためにインバータ回路は再起動されるこ
とがない。スタンド型けい光灯装置などでは、けい光灯
Ｆ　Ｌが点灯中に操作されることがかなり多いために、
このような問題は何らかの手段によって解決しなければ
ならない。そこで第５図に示すようにコンデンサＣ６と
ダイアックＤＡの直列回路を交流電源側に直接接続する
方式が考えられている。この回路では−サイクル毎に起
動パルスがトランジスタＱ１に対して供給されるために
、インバータ回路動作中にけい光灯ＦＬが一旦取り外さ
れ再度もとに戻されてもトランジスタＱ２の再起動が保
障される。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 しかしながら第５図に示す回路では、交流電源ＡＣの１
サイクル毎にトランジスタＱ２に対してスタートパルス
が供給されるため、インバータ回路の発振動作中にもそ
のスタートパルスが与えられることになって、そのスタ
ートパルスの発生時に連続発振動作が再起動されること
になり、けい光灯ＦＬの点灯状態がそのスタートパルス
に同期してちらつくという欠点があった。また、第４図
および第５図に示すハーフブリッジ方式のインバータ回
路ではスイッチングトランジスタがオン状態からオフ状
態に切り替わるときに若干の蓄積ギヤリアが残っている
ため、その蓄積キャリアの分たり急峻なオン・オフ状態
とはならずその分スイッチングロスが多（なる問題があ
った。

この発明の目的は電源オン時や、インバータ回路動作中
においてけい光灯を入れ直したときなど、スイッチング
トランジスタに対してスター１〜パルスを供給する必要
のあるときにたり正しくスタトバルスを供給し、けい光
灯のちらつきの原因となる不要なスタートパネルを供給
することのないインバータ回路を提供することにある。

さらにスイッチングトランジスタがオン状ｐ３からオフ
状態に切り替わるときの蓄積キャリアをなくし、スイッ
チングロスが極めて少なくなるインハーク回路を提供す
ることにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明は、けい光灯に対して２つのスイッチングトラ
ンジスタをハーフブリッジ接続したインバータ回路にお
いて、 負荷電流で励磁され、２個のスイッチング１−ランジス
タ各々に交互にバイアス電圧を供給する２つのバイアス
巻線を有するトランスと、前記各スイッチングトランジ
スタとバイアス巻線間に接続され、各スイッチングトラ
ンジスタに入〕ｊするバイアス巻線出力をマイナス側に
バイアスするバイアス回路と、 前記２個のスイッチングトランジスタが非動作時にＣＲ
時定数回路のコンデンサ充電電荷によって前記スイッチ
ングトランジスタの一方にスター１〜パルスを出力する
スタータ回路と、前記スイッチングトランジスタの一方
と前記ＣＲ時定数回路のコンデンサとの閉回路からなり
、そのコンデンサの電荷を放電する放電回路と、を備え
ることを特徴とする。

第１図（Ａ）はこの発明のけい光灯点灯用インバータ回
路の構成を示す図であり、第１図（Ｂ）はこの発明のバ
イアス回路の構成を示す図であるこの発明に係る放電回
路は、スクータ回路のコンデンサＣ５と、スイッチング
１−ランジスタＱ２のコレクタエミッタ間と、ダイオ−
１’ＤＩとで構成される。また、この発明のバイアス回
路は第１図（Ｂ）に示すように各スイッチングトランジ
スタＱｌ、Ｑ２とトランスＴＲのバイアスＳ線Ｍ２Ｍ３
間に接続される。これらのバイアス回路は巻線Ｍ２．Ｍ
３の出力電圧をマイナス側にバイアスする。

（８１作用 この発明のインバータ回路では電源オン時にスタータ回
路からスタータパルスｉｓｔが流れ１ヘランジスタＱ２
が起動されるが、−旦インハータ回路が動作すると、ス
タータ回路のコンデンサＣ５の充電電荷はダイオードＤ
ＩおよびスイッチングトランジスタＱ２のコレクタエミ
ッタ間を介して放電電流ｉ、として放電される。そして
、インパーク回路の動作中にはこの放電が行われるため
にコンデンサＣ５の充電電荷はほとんど０である。した
がってその状態でけい光灯ＦＩ、が一旦外されて再びも
との状態に戻されると抵抗Ｒ１を介し′ζコンデンサＣ
５に対して充電電流が流れるために再びスタートパルス
電流ｉｓｒがトランジスタＱ２に流れる。すなわち、イ
ンバータ回路が動作を開始することになる。一方、イン
バータ回路の動作中にはコンデンンサの充電電荷がＯで
あるためにスタートパルスが発生することはない。

また、インバータ回路の動作中においては各トランジス
タＱｌ、Ｑ２に接続されるバイアス回路が巻線Ｍ２．Ｍ
３出力をマイナス側にバイアスしているために、トラン
ジスタＱ１．Ｑ２のベース電位は第１図（Ｃ）に示すよ
うになる。ここでΔ■はマイナスのバイアス量を示して
いる。したがって各トランジスタはＡの領域でオン状態
となりＢの領域でオフ状態となるが、Ａ−Ｂに切り替わ
るとき、ずなわらオンからオフに切り替わるときにＡ＜
Ｂであるため蓄積キャリアは急激に消失していく。これ
によってスイッチングトランジスタのスイッチングロス
が少な（なり効率が向上する（ｆｌ実施例 第２図はこの発明の実施例を示している。本実施例のイ
ンハーク回路は、第４図にボず従来のインバータ回路を
曲折としている。構成におイテ第４図に示す回路と相違
する部分は、本実施例においては放電回路を構成するた
めのダイオ−１”ＤＩを設け、さらにバイアス回路を構
成するために抵抗Ｒ２，ダイオードＤ２．コンデンリ゛
Ｃ６と抵抗Ｒ３，ダイオードＤ３．コンデンサＣ７とを
、各トランジスタＱｌ、Ｑ２と巻線Ｍ２．Ｍ３間に接続
した点である。

第２図において電源ＡＣが投入されると、抵抗Ｒ１およ
びコンデンサＣ５の時定数回路とダイアックＤＡとから
構成されるスタータ回路からスタートパルスがトランジ
スタＱ２のベースに印加される。これによって１−ラン
ジスタＱ２が起動し、インパーク回路が動作を開始する
。けい光灯Ｆ　Ｌに直列に接続されるインダクタしとけ
い光灯Ｆ　Ｌのフィラメント間に接続されるコンチング
°Ｃ３とは共振回路を構成し、フィラメントに予熱電流
を供給するとともにコンデンサＣ３の両端に発生する共
振電圧によってけい光灯ＦＬを点弧する。トランス１゛
Ｒは巻線Ｍ１に負荷電流が流れることによって励磁され
、巻線Ｍ２．Ｍ３出力がそれぞれトランジスタ駆動電圧
（バイアス電圧）吉してトランジスタＱｌ、Ｑ２のベー
スに加えられる。この巻線Ｍ２．Ｍ３はバイアス巻線を
構成し、各巻線出力はコンデンサＣ６，Ｃ７および抵抗
Ｒ２゜Ｒ３の作用によって第１図（Ｃ）に示す波形とな
ってベースに印加される。。このため、スイッチング動
作中において各トランジスタの蓄積キャリアが急峻に消
失し、スイッチング時の損失が非常に少なくなる。

上記のようにしてインハーク回路が動作を開始すると、
トランジスタＱ２がオンしているときにスタータ回路の
コンデンサＣ５の充電電荷がダイオードＤ１およびトラ
ンジスタＱ２のコレクタエミッタ間を介して放電してし
まう。一方その放電後においては、抵抗Ｒ１を通過する
電流がダイオードＤ１およびトランジスタＱ２のコレク
タエミッタ間を流れるためにコンデンサＣ５に対する充
電が行われない。すなわちインバータ回路の動作中にお
いてはコンデンサＣ５への充電がほとんど行われない。

したがってインバータ回路の動作中にスイッチングトラ
ンジスタＱ２に対して起動パルスが印加されることもな
い。

インバータ回路の動作中にけい光灯ＦＬが一旦引き抜か
れると当然トランジスタＱｌ、Ｑ２の発振動作が停止す
る。このとき抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ５に充電が
行われる。充電電荷はダイアックＤＡおよび巻ｖＡＭ３
を介し°ζ放電されるが放電されると再びコンデンサＣ
５に充電が行われる。すなわち、発振動作停止中にはコ
ンデンサＣ５に常に充電が行われている。そしてこの状
態でけい光灯ＦＬかもとのように接続状態にされるとコ
ンデンサＣ５の充電電荷がダイアックＤΔを介して放電
され、このときにスターＩ・パルスがトランジスタＱ２
に加えられる。そして、再びインバータ回路の動作が開
始されていく。

以上のようにして必要なときにのみスター１−パルスが
印加されるため、けい光灯の点灯中にららつきが生じる
ことがない。また、各トランジスタのベース回路にはバ
イアス回路が設けられているために蓄積キャリアが急峻
に消失し、スイッチング動作中の損失が極めて少なくな
る。

（ｇ１発明の効果 以上のようにこの発明によれば、スイッチングトランジ
スタに対してスタートパルスが必要なときにだけ供給さ
れ、不必要なときにスタートパルスが供給されることが
ない。このためけい光灯の点灯中においてもちらつきが
生じるのを防くことがき、かつスタンド型けい光灯装置
のように点灯中にけい光灯が操作される場合が多（でも
、けい光灯が一旦取り外されてもとの状態に戻ったとき
再点灯しなくなるという事態を防くことができる。

また、各スイッチングトランジスタとトランスのバイア
ス巻線間に各スイッチングトランジスタに入力するバイ
アス巻線出力をマイナス側にバイアスするマイナス回路
を設けたために、スイッチング時に問題となる蓄積キャ
リアの影響を無くすことができ、スイッチング効率をあ
げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の詳細な説明する図で
あり、同図（Ｃ）はバイアス回路の動作を説明するため
の図である。第２図はこの発明の実施例の回路図を示し
、第３図はこの発明の前（にとなるハーフブリッジイン
バータ回路の模式図、第４図、第５図は従来のハーフプ
リ、シインハータ回路の回路図を示している。 Ｉ Ｒ１゜ Ｉ Ｒ Ｍ２゜ Ｌ Ｃ５−ＣＲ時定数回路、 Ｃ５，ＤＡ−スクータ回路、 Ｃ２−スイッチングトランジスタ、 トランス、 Ｍ３−−バイアス巻線、 けい光灯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）けい光灯に対して２個のスイッチングトランジス
   タをハーフブリッジ接続したインバータ回路において、 負荷電流で励磁され、２個のスイッチングトランジスタ
   各々に交互にバイアス電圧を供給する２つのバイアス巻
   線を有するトランスと、 前記各スイッチングトランジスタとバイアス巻線間に接
   続され、各スイッチングトランジスタに入力するバイア
   ス巻線出力をマイナス側にバイアスするバイアス回路と
   、 前記２個のスイッチングトランジスタが非動作時にＣＲ
   時定数回路のコンデンサ充電電荷によって前記スイッチ
   ングトランジスタの一方にスタートパルスを出力するス
   タータ回路と、 前記スイッチングトランジスタの一方と前記ＣＲ時定数
   回路のコンデンサとを含む閉回路からなり、そのコンデ
   ンサの電荷を放電する放電回路と、を備えてなるけい光
   灯点灯用インバータ回路。