JPH031797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はパルス幅変調方式によるエミツタ電
流制御式降圧チヨツパ回路を使用した放電灯点灯
装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の放電灯点灯装置としては第１図に示す
ものがある。これは交流電源１に整流回路２を接
続し、その整流回路２にNPN形のパワートラン
ジスタ３を介して放電灯４とチヨークコイル５と
の直列回路を接続し、その直列回路にフライホイ
ールダイオード６を上記パワートランジスタ３に
対して逆極性にして並列に接続している。前記パ
ワートランジスタ３のエミツタ側にエミツタ抵抗
７を直列に介挿し、そのエミツタ抵抗７の両端間
電圧をフイルタ回路８で平均化して検出し、その
検出電圧をトランジスタ駆動回路９に供給してい
る。前記トランジスタ駆動回路９は入力される検
出電圧に応じて前記パワートランジスタ３に供給
する矩形波のデユーテイ比を制御するもので、検
出電圧が大きいときには矩形波のデユーテイ比を
小さく制御し、検出電圧が小さいときには矩形波
のデユーテイ比を大きく制御している。これによ
りパワートランジスタ３のエミツタ電流の平均値
が略一定に保たれ、また放電灯４にはパワートラ
ンジスタ３の出力矩形波がチヨークコイル４とフ
ライホイールダイオード６により直流化されて供
給される。こうして通常点灯時放電灯３には略一
定の電力が供給される。

しかしこのような装置においては電源電圧が変
動すると放電灯に供給される電力が変動し、電源
にリツプルが含まれる場合は出力にもリツプルが
含まれる欠点があつた。また放電灯の始動時には
ランプインピーダンスが低くなるが、このような
とき大きな突入電流が流れ、ランプ黒化や寿命短
縮の虞れがあり、極端な場合破裂の危険さえあつ
た。さらにランプインピーダンスが低いときや負
荷短絡の事故が発生した場合において回路入力電
力が略一定に保持されるのに対し出力電力は減少
するのでその分パワートランジスタのコレクタ損
失が増大して発熱する欠点がある。

このことから本発明者は先にパワートランジス
タのエミツタ側に電流制御用トランジスタを直列
に介挿し、パワートランジスタのオン、オフデユ
ーテイ比が小さいとき電流制御用トランジスタの
内部抵抗値を大きく制御し、逆にパワートランジ
スタのオン、オフデユーテイ比が大きいとき電流
制御用トランジスタの内部抵抗値を小さく制御す
ることによつて電源電圧の変動やリツプルに対し
て安定した出力電力を放電灯に供給でき、また放
電灯の始動時における突入電流と短絡電流を抑え
ることができ、さらにスイツチング駆動されるパ
ワートランジスタの発熱を防止できる放電灯点灯
装置を提供した。（特願昭58−49941号）しかしこ
のものにおいては電流制御用トランジスタのh_FE
のバラツキに大きく影響される点では不充分さが
あつた。すなわち電流制御用トランジスタのh_FE
が大きければ短絡電流を絞る効果が少なくなり、
h_EFが小さければ負荷インピーダンスがある程度
高くても出力が絞られてしまうため通常点灯時に
ランプ入力が不足する虞れがあつた。

〔発明の目的〕

この発明はこのような問題を解決するために為
されたもので、パワートランジスタのエミツタ側
に電流制御用トランジスタを直列に介挿すること
によつて電源電圧変動やリツプルに対する出力電
力の安定化、始動時における突入電流や短絡電流
の抑制及びパワートランジスタの発熱防止等を図
かることができ、さらに電流制御用トランジスタ
のh_FEのバラツキに対して出力特性を充分安定化
できる放電灯点灯装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

この発明は整流回路にパワートランジスタを介
してチヨークコイルと放電灯との直列回路を接続
するとともにその直列回路にパワートランジスタ
とは逆極性にしてフライホイールダイオードを並
列に接続し、上記パワートランジスタのエミツタ
電流を検出してそのパワートランジスタのオン、
オフデユーテイ比を可変制御するものにおいて、
パワートランジスタのエミツタ側に電流制御用ト
ランジスタを直列に介挿するとともにその電流制
御用トランジスタのエミツタ回路に抵抗を直列に
介挿し、パワートランジスタのオン、オフデユー
テイ比が小さいとき電流制御用トランジスタの内
部抵抗値を大きく制御し、逆にパワートランジス
タのオン、オフデユーテイ比が大きいとき電流制
御用トランジスタの内部抵抗値を小さく制御する
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

第２図に示すように交流電源１１に整流回路１
２を接続して直流電源を形成している。前記整流
回路１２にパワートランジスタ１３を介して放電
灯１４とチヨークコイル１５との直列回路を接続
している。前記放電灯１４とチヨークコイル１５
との直列回路に前記パワートランジスタ１３に対
して逆極性にしてフライホイールダイオード１６
を並列に接続している。前記パワートランジスタ
１３のエミツタと前記整流回路１２の負極端子と
の間に抵抗１７とこの抵抗１７にコレクタを接続
した電流制御用トランジスタ１８との直列回路を
介挿している。前記電流制御用トランジスタ１８
のエミツタ回路に抵抗１９を直列に介挿し、上記
抵抗１７、トランジスタ１８及び抵抗１９の直列
回路にコンデンサ２０を並列に接続している。な
お、前記整流回路１２の負極端子はアースされて
いる。また前記抵抗１７と電流制御用トランジス
タ１８との直列回路にフイルター回路２１を並列
に接続している。前記フイルター回路２１はコン
デンサ２２に抵抗２３を介してコンデンサ２４を
並列に接続したもので、前記抵抗１７とトランジ
スタ１８との直列回路の両端間電圧を平均化して
いる。前記フイルター回路２１出力を前記パワー
トランジスタ３を矩形波出力でスイツチング駆動
するトランジスタ駆動回路２５に供給している。
前記トランジスタ駆動回路２５は前記フイルター
回路２１出力を入力して出力矩形波のデユーテイ
比を制御するパルス変調回路を有し、入力電圧が
高いときには出力矩形波のデユーテイ比を小さく
し、入力電圧が低いときには出力矩形波のデユー
テイ比を大きくしている。前記トランジスタ駆動
回路２５の出力端子と前記パワートランジスタ１
３のベースとの接続点とアース間にトランジスタ
制御回路２６を接続している。前記トランジスタ
制御回路２６は抵抗２７とコンデンサ２８との直
列回路を設け、その抵抗２７とコンデンサ２８と
の接続点を前記電流制御用トランジスタ１８のベ
ースに接続したものである。

このような構成においてパワートランジスタ１
３はトランジスタ駆動回路２５によつてスイツチ
ング駆動され、放電灯１４にはチヨークコイル１
５とフライホイールダイオード１６とで直流化さ
れた出力が供給される。この動作においてパワー
トランジスタ１３のエミツタ電流が抵抗１７、ト
ランジスタ１８及び抵抗１９の直列回路で電圧変
換され、かつフイルター回路２１で平均化されて
検出される。そしてトランジスタ駆動回路２５は
入力電圧のレベルが高いときには出力する矩形波
のデユーテイ比、すなわちパワートランジスタ１
３のオン、オフデユーテイ比を小さく制御し、か
つ入力電圧のレベルが低いときには出力する矩形
波のデユーテイ比、すなわちパワートランジスタ
１３のオン、オフデユーテイ比を大きく制御す
る。一方、トランジスタ制御回路２６における抵
抗２７とコンデンサ２８との接続点Ａの電圧はパ
ワートランジスタ１３のベース電圧がコンデンサ
２８で平均化されるため、その値はデユーテイ比
との関係で第３図に示すようにデユーテイ比が小
さいときには小さく、デユーテイ比が大きいとき
には大きくなる。この結果負荷インピーダンスが
低下してパワートランジスタ１３のオン、オフデ
ユーテイ比が小さく制御されるときには電流制御
用トランジスタ１８の内部抵抗値が大きくなつて
エミツタ電流量が減少制御される。また負荷イン
ピーダンスがある程度以浄上でパワートランジス
タ１３のオン、オフデユーテイ比が大きく制御さ
れるときには電流制御用トランジスタ１８の内部
抵抗値が小さくなり、このときエミツタ電流は抵
抗１７で制限される。したがつてこの回路におけ
る出力特性は第４図に実線で示すようになる。す
なわち短絡時にはａ点で示すように略0.1A（アン
ペア）、最大となるｂ点では略1.3Aで、ランプ突
入電流としては1.0〜1.3Aの範囲となる。これに
対して第１図に示す回路は図中点線で示すように
短絡時には略3.8A、ランプ突入電流として略
2.2Aの電流が流れる。また回路損失は第５図に
実線で示すように負荷短絡〜1Kオームまで5W以
下となつている。これに対して第１図に示す回路
は図中点線で示すように負荷短絡時の回路損失が
40W以上にもなる。

したがつて放電灯１４がランプ突入電流によつ
て黒化したり寿命短絡したりする虞れはない。ま
た回路損失が小さく抑えられるのでパワートラン
ジスタ１３が大きく発熱する虞れはない。

また電源電圧が低下するとパワートランジスタ
１３のオン、オフデユーテイ比が大きくなり、電
流制御用トランジスタ１８の抵抗値が低下し、パ
ワートランジスタ１３のエミツタ電流が増加す
る。したがつて電源電圧の変動やリツプルに対し
て出力電力を安定化することができる。

さらに電流制御用トランジスタ１８のエミツタ
回路に抵抗１９を直列に介挿しているので、その
トランジスタ１８のエミツタ電圧はＡ点の電圧よ
りそのトランジスタ１８のベース・エミツタ間順
方向降下電圧分（略0.65V）低い電圧に決定され
る。そしてトランジスタ１８のエミツタ電圧が決
まればエミツタ電流が規定され、それによつてコ
レクタ電流が略決定される。したがつて電流制御
用トランジスタ１８のコレクタ電流は結局Ａ点の
電圧によつて決まることになり、トランジスタ１
８のh_FEのバラツキがコレクタ電流に大きく影響
を与える虞れはない。したがつて出力特性も第６
図に実線で示すようにh_FEの大小のバラツキに対
して変動を小さく抑えることができる。この点抵
抗１９を介挿しないものでは第６図に点線で示す
ようにh_FEの大小のバラツキに対して出力特性の
変動が大きくなる。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によればパワート
ランジスタのエミツタ側に電流制御用トランジス
タを直列に介挿することによつて電源電圧変動や
リツプルに対する出力電力の安定化、始動時にお
ける突入電流や短絡電流の抑制及びパワートラン
ジスタの発熱防止等を図かることができ、さらに
電流制御用トランジスタのh_FEのバラツキに対し
て出力特性を充分安定化できる放電灯点灯装置を
提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図〜第６図
はこの発明の実施例を示すもので、第２図は回路
図、第３図はデユーテイ比に対するＡ点・アース
間電圧特性を示すグラフ、第４図は出力特性を示
すグラフ、第５図は負荷抵抗に対する回路損失の
特性を示すグラフ、第６図は電流制御用トランジ
スタのh_FEの変化に対する出力特性の変化を示す
グラフである。 １２……整流回路、１３……パワートランジス
タ、１４……放電灯、１５……チヨークコイル、
１６……フライホイールダイオード、１８……電
流制御用トランジスタ、１９……抵抗、２１……
フイルター回路、２５……トランジスタ駆動回
路、２６……トランジスタ制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電源と、この直流電源にチヨークコイル
   及びパワートランジスタを直列に介して接続され
   た放電灯と、この放電灯と上記チヨークコイルの
   直列回路に上記パワートランジスタに対して逆極
   性にして並列に接続されたフライホイールダイオ
   ードと、上記パワートランジスタのエミツタ回路
   に直列に介挿された電流制御用トランジスタと、
   この電流制御用トランジスタのエミツタ回路に直
   列に介挿された抵抗と、上記パワートランジスタ
   のエミツタ電流を検出し、その電流の平均値が大
   きいときには上記パワートランジスタを、そのオ
   ン、オフデユーテイ比が小さくなる方向にスイツ
   チング駆動し、その電流の平均値が小さいときに
   は上記パワートランジスタを、そのオン、オフデ
   ユーテイ比が大きくなる方向にスイツチング駆動
   するトランジスタ駆動回路と、このトランジスタ
   駆動回路による上記パワートランジスタのオン、
   オフデユーテイ比が小さいとき上記電流制御用ト
   ランジスタの内部抵抗値が大きくなる方向に制御
   し、かつオン、オフデユーテイ比が大きいとき上
   記電流制御用トランジスタの内部抵抗値が小さく
   なる方向に制御するトランジスタ制御回路とを具
   備してなることを特徴とする放電灯点灯装置。