JPH03250599A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ハーフブリッジ形インバータを用いた放電灯
点灯装置に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の放電灯点灯装置としては、たとえば第４
図に示す構成のものが知られている。

この第４図に示す装置は、商用交流電源１に整流回路２
が接続され、この整流回路２には、部分平滑回路３が接
続されている。そして、この部分平滑回路３には、ハー
フブリッジ形インバータ４の直列接続されたトランジス
タ５，６が接続され、さらに、ハーフブリッジ形インバ
ータ４の出力端には、出カドランス７が設けられ、出力
巻線には放電灯８のフィラメントがそれぞれ接続されて
いる。また、トランジスタ５．６に、可飽和変流器９の
一次巻線が接続され、この可飽和変流器９の二次巻線は
、トランジスタ５．６のベースに接続され、さらに、可
飽和変流器９には制御巻線１０が設けられ、可変抵抗１
１が接続されている。

そうして、商用交流電源１の交流を、整流回路２で整流
し、部分平滑回路３で平滑して、ハーフブリッジ形イン
バータ４に供給している。このハーフブリッジ形インバ
ータ４では、交互にトランジスタ５．６をオンさせ、出
カドランス７に高周波交流を発生させ、放電灯８を点灯
させている。

そして、可変抵抗１１の抵抗値を変化させることにより
、可飽和変流器９のインピーダンスを変化させ、ハーフ
ブリッジ形インバータ４の出力を可変させている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の構成のように、可飽和変流器
９の制御巻線１０に接続された可変抵抗１１により、ハ
ーフブリッジ形インバータ４の出力を可変させると、可
変抵抗１１等による損失が大きい割に、ハーフブリッジ
形インバータ４の出力制御範囲が小さいという問題を有
している。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、損失が少
なくかつ制御範囲を広くすることができる放電灯点灯装
置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の放電灯点灯装置は、直流電源に接続され放電灯
を付勢するハーフブリッジ形インバータを構成する２つ
のスイッチング素子と、これらスイッチング素子の制御
端子にそれぞれ直列的に接続された時定数回路と、これ
ら時定数回路の時定数を電位差を一致させるレベルシフ
ト手段を介して制御する制御手段とを具備するものであ
る。

（作用） 本発明は、時定数回路の時定数に従いスイッチング素子
を制御して、ハーフブリッジ形インバータで、直流電源
の直流を高周波交流に変換する。

そして、ハーフブリッジ形インバータの出力を制御する
に際しては、レベルシフト手段を介して、制御手段で時
定数回路の時定数を変化させて、スイッチング素子をオ
ンさせる時間を制御する。

（実施例） 以下、本発明の放電灯点灯装置の一実施例を図面を参照
して説明する。

第１図において、２１は直流電源で、この直流電源２１
には、ハーフブリッジ形インバータ２２が接続されてい
る。このハーフブリッジ形インバータ２２は、直流電源
２１の出力端子間に直列に接続された２つのスイッチン
グ素子としてのトランジスタ２３、　２４を有し、これ
らトランジスタ２３．　２４は、それぞれ帰還ダイオー
ド２５．２６を有し、トランジスタ２３のエミッタおよ
びトランジスタ２４のコレクタの接続点には、変圧器２
７の一次巻線２７ａの一端が接続されている。また、ト
ランジスタ２３の制御端子であるベース・エミッタ間に
は、補助スイッチング素子であるトランジスタ２８のコ
レクタ・エミッタが接続され、トランジスタ２３のベー
スは、抵抗２９および変圧器２７の第１の二次巻線２７
ｂを介して、−次巻線２７！の一端に接続されている。

さらに、トランジスタ２８のベースは、ツェナダイオー
ド３０を介して時定数回路３１に接続されている。この
時定数回路３１は、ツェナダイオード３０からコンデン
サ３２を介して、電界効果トランジスタ３３のドレイン
に接続され、ツェナダイオード３０およびコンデンサ３
２の接続点と、抵抗２９および第１の二次巻線２７ｂと
の間には抵抗３４が接続され、ツェナダイオード３０お
よびコンデンサ３２の接続点と、電界効果トランジスタ
３３のソースとの間には、コンデンサ３５が接続されて
いる。またさらに、電界効果トランジスタ３３のゲート
・ソース間には、電解コンデンサ３６が接続され、ゲー
トは抵抗３７を介して、電位差を一定にするレベルシフ
ト手段としてのレベルシフト回路３８に接続されている
。一方、トランジスタ２４の制御端子であるベース・エ
ミッタ間には、補助スイッチング素子であるトランジス
タ４０のコレクタ・エミッタが接続され、トランジスタ
２４のベースは、抵抗４１および変圧器２７の第２の二
次巻線２７ｃを介して、−次巻線２Ｌａの一端に接続さ
れている。さらに、トランジスタ４０のベースは、ツェ
ナダイオード４２を介して時定数回路４３に接続されて
いる。この時定数回路４３は、ツェナダイオード４２か
らコンデンサ４４を介して、電界効果トランジスタ４５
のドレインに接続され、ツェナダイオード４２およびコ
ンデンサ３２の接続点と、抵抗４１および第２の二次巻
線２７ｃとの間には抵抗４６が接続され、ツェナダイオ
ード４２およびコンデンサ４４の接続点と、電界効果ト
ランジスタ４５のソースとの間には、コンデンサ４７が
接続されている。またさらに、電界効果トランジスタ４
５のゲート・ソース間には、電解コンデンサ４９が接続
され、ゲー）＋ｉ抵抗４９を介して、レベルシフト回路
に接続されている。さらに、直流電源２１の出力端子間
には、抵抗５１およびコンデンサ５２の直列回路が接続
され、抵抗５１およびコンデンサ５２の接続点と、トラ
ンジスタ２３のエミッタおよびトランジスタ２４のコレ
クタの接続点との間には、ダイオード５３が接続され、
抵抗５１およびコンデンサ５２の接続点とトランジスタ
２４のベースとの間には５ＳＳ５４が接続されている。

さらに、２つのトランジスタ２３．２４に対して並列に
、分圧用のコンデンサ５６．５７が接続され、変圧器２
５の一次巻線２５ａの他端と、コンデンサ５６およびコ
ンデンサ５７の接続点との間には、リアクタ５８を介し
て放電灯６０のフィラメント６０ａ　、　６０ｂが接続
され、フィラメント６０ａ　、　６１１ｂ間には始動用
のコンデンサ６１が接続されている。

またさらに、レベルシフト回路３Ｇには、制御手段とし
ての可変電圧源６２から、電圧をパルス幅信号に変換す
るＶ−ＰＷＭ変換回路６３が接続されている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

まず、直流電源２１の直流を、始動時には、コンデンサ
５２を充電し、５ＳＳ５４をブレークオーバさせて、ト
ランジスタ２４のベースにベース電流を流しトランジス
タ２４をオンさせ、その後、変圧器２５および時定数回
路３４．３１により、交互にツェナダイオード４２．３
０をオンさせ、トランジスタ４０゜２８をオンさせて、
トランジスタ２４．２３のベース電流をトランジスタ４
０．２８にバイパスさせ、トランジスタ２３およびトラ
ンジスタ２４を交互にオン・オフさせて、高周波交流を
誘起させ、放電灯６０を点灯させる。

また、ハーフブリッジ形インバータ２２の出力を制御す
るに際しては、可変電圧源６２の電圧を可変させてＶ−
ＰＷＭ変換回路６３でパルス幅信号に変換し、レベルシ
フト回路３６で、それぞれの時定数に印加される電位差
を等しくし、パルス幅信号に従って電界効果トランジス
タ３３および電界効果トランジスタ４５をオンさせ、コ
ンデンサ３０およびコンデンサ４４に充電される電荷量
を制御して、ツェナダイオード３０およびツェナダイオ
ード４２をオンする時間を変化させて、トランジスタ２
３およびトランジスタ２４のオフする時間を変化させ、
発振周波数を変化させて、ハーフブリッジ形インバータ
２２の出力を変化させる。

また、次に他の実施例を第２図を参照して説明する。こ
の第２図に示す回路は、第１図において、コンデンサ３
２と直流電源２１の負極との間に抵抗７１が接続され、
電界効果トランジスタ３３のゲートは、抵抗７２を介し
て、電界効果トランジスタ４５のゲートは、抵抗７３を
介して、レベルシフト回路３８に接続されている。この
レベルシフト回路３８は、直流電源２１の正極から、ダ
イオード７４および抵抗７５を介して、トランジスタ７
６およびトランジスタ７７のエミッタに接続され、これ
らトランジスタ７６およびトランジスタ７７のベース間
は接続されるとともに、ダイオード７８を介して、これ
らトランジスタ７６、　７７のエミッタに接続され、さ
らに、これらトランジスタ７６、７７のエミッタは、ツ
ェナダイオード７９および電解コンデンサ８０の並列回
路を介して、変圧器２７の第１の二次巻線２７ｂに接続
されている。また、トランジスタ７６のコレクタは、抵
抗７２に接続され、トランジスタ７７のコレクタは、ダ
イオード８１．抵抗８２を介してトランジスタ８３のコ
レクタに接続され、このトランジスタ８３のエミッタは
、抵抗８４を介して直流電源２１の負極に接続されてい
る。またさらに、トランジスタ８３のベースは、電圧変
換回路８５の抵抗８６を介して、可変電圧源６２に並列
に接続された抵抗８７および抵抗８８の接続点に接続さ
れている。

そうして、レベルシフト回路３８により直流電源２１の
正極およびトランジスタ２３のエミッタ間の電位差と、
トランジスタ２４のコレクタおよび直流電源２１の負極
の電位差に適合させて出力制御を行なう。

またさらに、他の実施例を第３図を参照して説明する。

この第３図に示す回路は、第２図の回路において、リア
クタ５８と、コンデンサ５６およびコンデンサ５７の接
続点との間に、出カドランス９１の入力巻線９１！が接
続され、この入力巻線９１ａに並列に共振コンデンサ９
２が接続されている。そして、出力巻線９Ｔｏには、２
つの継続接続された放電灯６０．６０の両端のフィラメ
ント６０！　、　６０ｂが接続され、一方の放電灯６０
のフィラメント６０ａ。

６０ｂ間には、順次点灯用のコンデンサ９３が接続され
、放電灯６０．６０間のフィラメント６０ａ　、　　６
０ｂは出カドランス９１に設けられた予熱巻線９１ｃに
接続されている。

さらに、出カドランス９１には、電源巻線９１ｄが設け
られ、この電源巻線９１ｄは、ダイオードブリッジなど
の整流回路９５に接続され、この整流回路９５の出力端
子間には電解コンデンサ９６およびツェナダイオード９
７の並列回路が接続され、また、直流電源２１の負極に
は、可変電圧源６２の負荷が接続されている。

そして、可変電圧源６２の正極は、Ｖ−ＰＷＭ変換回路
６３のＩＣ回路１０１のコンパレータ１０２に接続され
、このコンパレータ１０２の他端は、抵抗１０３を介し
て可変電圧源６２の負極に接続され、このコンパレータ
１０２の入力端子と出力端子の間には、コンデンサ＋０
４および抵抗１０５が接続されている。また、コンパレ
ータ１０２の出力端子は、コンパレータ１０６の出力端
子に接続され、このコンパレータ１０６の入力端子は、
可変電圧源６２の負極に接続されるとともに、抵抗１０
７および抵抗１０８を介して、抵抗１０３およびコンデ
ンサ１０４の接続点に接続されている。さらに、可変電
圧源６２の負極は、直流電源１０９を介してコンパレー
タ１１０に接続されるとともに、並列に接続されたコン
デンサ１１１および抵抗１１２を介してＯ８Ｃ回路１１
３に接続されている。またさらに、抵抗１０７および抵
抗１０８の接続点は、ＲＥＦ回路１１４に接続され、こ
のＲＥＦ回路１１４は整流回路９５に接続されるととも
に、抵抗１１５を介してトランジスタ１１５のコレクタ
に接続され、このトランジスタ１１６のエミッタは、抵
抗７３に接続されている。また、ＲＥＦ回路１１４は、
抵抗１１７および抵抗１１８を介して、トランジスタ８
３のベースに接続されるとともに、トランジスタ１１９
のコレクタに接続され、このトランジスタ１１９のエミ
ッタは、可変電圧源６２の負極に接続されている。

そうして、電源巻線９１ｄからの電圧を、整流回路９５
で整流し、電解コンデンサ９６およびツェナダイオード
９７で整流して、ＩＣ回路１０１に電源を供給し、可変
電圧源６２で設定された電圧に従って、Ｖ−ＰＷＭ変換
回路６３でパルス幅信号に変換し、レベルシフト回路３
８で、電界効果トランジスタ３３のゲートおよび電界効
果トランジスタ４０のゲートに入力される電位差を等し
くしてハーフブリッジ形インバータ２２を制御する。

なお、直流電源２０は、交流を整流したもの、バッテリ
等でもよく、また、部分平滑回路、コンデンサ、その他
の平滑回路を設けてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ハーフブリッジ形インバータのスイッ
チング素子の制御端子に時定数回路を接続し、制御手段
により時定数を制御することにより、スイッチング素子
のオン時間を変化させてハーフブリッジ形インバータの
周波数を変化させることができるので、損失を少なくす
るとともに制御範囲を広くとることができ、また、レベ
ルシフト手段で各スイッチング素子に接続された時定数
回路へ入力される電圧の電位差を等しくしたので確実に
制御を行なうことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図、第２図は他の実施例を示す回路図、第３図はまた他
の実施例を示す回路図、第４図は従来例の放電灯点灯装
置を示す回路図である。 ２１・・直流電源、２２・・ハーフブリッジ形インバー
タ、２３．２４・・スイッチング素子としてのトランジ
スタ、３１．４３・・時定数回路、３８・・レベルシフ
ト手段としてのレベルシフト回路、６０・・放電灯、６
２・・制御手段としての可変電圧源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源に接続され放電灯を付勢するハーフブリ
   ッジ形インバータを構成する２つのスイッチング素子と
   、 これらスイッチング素子の制御端子にそれぞれ直列的に
   接続された時定数回路と、 これら時定数回路の時定数を電位差を一致させるレベル
   シフト手段を介して制御する制御手段と、 を具備することを特徴とした放電灯点灯装置。