JPH0334878Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は昇圧チヨツパ回路及びインバータを用
いた放電灯点灯装置に関するものである。

〔背景技術〕

従来の昇圧チヨツパ回路を用いた放電灯点灯装
置としては第４図に示すものがあつた。これは交
流電源１をダイオードブリツジ３にて整流し、昇
圧チヨツパ回路６にて昇圧を行い、インバータ４
にて直流を交流に変換し、高圧放電灯２（但し、
以下の説明では高圧放電灯を単に放電灯と呼ぶ）
の始動を行なうものである。しかし、これは、無
負荷状態となるとコンデンサC₀の両端の電圧Vc₀
が昇圧により異常に高くなる。したがつて、この
電圧Vc₀が異常に高くなることを防ぐため、コン
デンサC₀の両端の電圧Vc₀を検出する電圧検出回
路１１が必要となる。この電圧検出回路１１とし
ては、電圧Vc₀を抵抗R₁とR₂とで分圧し、整流用
ダイオードD₁及び平滑コンデンサC₁で整流平滑
して検出出力を得るものを用いてあり、この電圧
検出回路１１の出力は主制御部７′のチヨツパ制
御回路９′に出力される。

第５図は第４図の主制御部７′のチヨツパ制御
回路９′とトランジスタQ₀の駆動回路１５の具体
回路を示すものであり、第６図は第５図の各部動
作波形を示すものであり、第７図はチヨツパ制御
回路９′のチヨツパ周波数とチヨツパのデユーテ
イを決定するタイマIC（インターシル製
ICM7556）１２の内部回路を示すブロツク図で
ある。まずタイマIC１２について説明する。こ
のタイマIC１２はコンパレータＡ〜Ｄとフリツ
プフロツプEFとより構成され、図中左右に２個
同じ回路の独立のタイマを有している。したがつ
て左半分のタイマ１２ｂについて説明する。ここ
で図中の左端外周の番号は端子番号を示すもので
ある。端子T₃はコンパレータＡ，Ｂの基準電圧
端子であり、この端子T₃と端子T₁₄及びコンパレ
ータＢの入力との間に接続された夫々の抵抗、及
び上記コンパレータＢの入力と端子T₇との間に
接続された抵抗とで、端子T₁₄に印加される電源
部８′の電圧Vccを分圧して、コンパレータＡの
基準電圧（2/3Vcc）とコンパレータＢの基準電
圧（1/3Vcc）とを内部設定してある。端子T₂と
端子T₆とは夫々コンパレータＡとＢとの入力端
子であり、ここでコンパレータＡの出力はフリツ
プフロツプＥのセツト入力として用いられ、コン
パレータＢの出力はリセツト入力として用いられ
る。この端子T₂とT₆とに加わる電圧が共に夫々
のコンパレータＡ，Ｂの基準電圧より低い場合フ
リツプフロツプＥの反転出力はハイレベルとなり
電流引込み用のトランジスタのベースを制御し、
このトランジスタのコレクタに接続された端子
T₁をアースするようにしてある。端子T₄は外部
から強制的にフリツプフロツプＥをリセツトする
ためのコントロール用端子である。端子T₅はフ
リツプフロツプＥの出力端子で、端子T₂がコン
パレータＡの基準電圧以下で、かつ端子T₆の電
圧がコンパレータＢの基準電圧以上の時にフリツ
プフロツプＥの出力がローレベルとなる。

次に上述の内部回路のタイマIC１２の実際の
具体回路の動作について第５図で説明する。ここ
でタイマIC１２のタイマ１２ｂをチヨツパ周波
数の設定にタイマ１２ａをチヨツパのデユーテイ
を設定するために用いている。まずチヨツパ周波
数は、抵抗R₃とR₄とコンデンサC₂の時定数で決
定され、コンデンサC₂の電圧Vc₂が抵抗R₃により
充電され、電圧Vc₂が2/3Vccに達すると端子T₁
がローレベルとなり、コンデンサC₂の電圧Vc₂は
抵抗R₄を介して放電され、電圧Vc₂が1/3Vccと
なつたとき端子T₁がハイレベルとなり、再びコ
ンデンサC₂は充電を開始する。以上の動作を繰
返し、コンデンサC₂の両端の電圧は第６図ａに
示す動作波形となる。この電圧Vc₂によりフリツ
プフロツプの出力である端子T₅に、第６図ｂに
示すようなコンデンサC₂の放電時にローレベル
となる波形を生じる。次にチヨツパのデユーテイ
は、コンデンサC₅と抵抗R₅で決定され、上記の
チヨツパ周波数決定回路の出力第６図ｂに示す負
のトリガによりコンデンサC₅を抵抗R₅にて充電
を開始し、2/3Vccとなると、この点は放電用の
端子T₁₃と直接に接続されているため急激に放電
され0Vとなり、次の負のトリガが入力するまで
0Vのままで、これを繰返し、コンデンサC₅の両
端の電圧は第６図ｃに示す三角波となる。このフ
リツプフロツプＦの出力端子T₉は第６図ｄに示
すように、コンデンサC₅が充電している間だけ
ハイレベルとなる。は電圧検出回路１１の出力
で、この出力はツエナダイオードZD₁の電圧とコ
ンパレータ１３にて比較され、電圧検出回路１１
の電圧が低い場合、コンパレータ１３の出力がロ
ーレベルとなる。このコンパレータ１３の出力と
タイマIC１２の出力とをNOR回路１４に入力し、
例えば、コンパレータ１３の出力が第６図ｅに示
すように時間t_sでハイレベルに変化したとする
と、NOR回路１４の出力は第６図ｆの波形のよ
うにローレベルとなる。ここでコンパレータ１３
の出力がハイレベルということは無負荷状態であ
ることを示す。このNOR回路１４の出力は駆動
回路１５の抵抗R₇とR₈による分圧回路を介して
トランジスタQ₁を駆動する。ここでコンデンサ
C₆はスピードアツプコンデンサである。このト
ランジスタQ₁がNOR回路１４の出力にてオン・
オフすることでパルストランスPT₁の二次巻線に
誘起し、この電圧を抵抗R₁₁とR₁₀とで分圧し、
昇圧チヨツパ回路６のトランジスタQ₀をオンオ
フ制御する。ここで抵抗R₉とコンデンサC₇の直
列回路はスナバ回路であり、ダイオードD₂はト
ランジスタQ₀のオフを早めるものである。

しかし、上述の回路では昇圧チヨツパ回路６に
より放電灯２の始動電圧を得ているため、トラン
ジスタQ₀、ダイオードD₀、コンデンサC₀及びイ
ンバータ４のトランジスタ等の耐圧が高くなり、
大型化し、コストアツプとなる欠点を有し、無負
荷時の異常昇圧による保護用電圧検出回路１１が
必要であるという欠点をも有していた。

〔考案の目的〕

本考案は上述の問題点に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは、昇圧チヨツパ回路
により放電灯の始動電圧を得ることなく放電灯を
始動できる放電灯点灯装置を提供するにある。

〔考案の開示〕

第１図乃至第３図は本考案の実施例を示す図で
ある。本考案では高圧放電灯である放電灯２の電
流を検出する変流器CTの電流を電圧に変換し、
トランジスタQ₀の駆動回路１５及びチヨツパ制
御回路９の電源としていることが特徴である。し
たがつて放電灯２の始動時は、交流電源１はダイ
オードブリツジ３で整流され、コイルL₀とダイ
オードD₀とコンデンサC₀で構成される昇圧チヨ
ツパ回路６の一部である平滑回路にて平滑し、イ
ンバータ４にて直流を交流に変換し、限流用イン
ダクタンス５を介して放電灯２に電圧を印加す
る。この放電灯２には交流器CTの一次巻線を直
列に挿入し、この放電灯２と変流器CTの一次巻
線の直列回路の両端にコンデンサC₈を接続し、
限流用インダクタンス５とコンデンサC₈との直
列回路で、インバータ４のスイツチング周波数に
共振させ、トランジスタQ₀のオフのために昇圧
チヨツパ回路６が平滑回路となり、昇圧できない
電圧分を補い放電灯２の始動を行う。次に放電灯
２が始動して電流が流れると交流器CTの２次巻
線に誘起された電流にて、トランジスタQ₀を動
作させ、昇圧チヨツパ回路６を働かせ交流電源１
に近いか、それ以上の高い電圧にて放電灯２を安
定に点灯維持する。例えば放電灯２がメタルハラ
イドランプＭ１００で、インバータ４がハーフブ
リツジ型インバータで、交流電源１の電圧は
200Vの場合、従来の方法ではハーフブリツジ型
インバータなのでコンデンサC₀の電圧の1/2が放
電灯２に印加されることになり、放電灯２の始動
電圧のピーク値は250〜300V必要であるから、コ
ンデンサC₀の電圧は500V〜600Vとなる。点灯維
持はメタルハライドランプＭ１００ではランプ電
圧Vlaは115Vであり、200Vで維持させるとすれ
ばコンデンサC₀の電圧は400Vとなる。

本考案は、始動時コンデンサC₀の電圧は280V
程度（200V×1.4＝280Vで完全平滑状態）であ
り、この電圧をインバータ４へ加えて140Vを直
列共振により、放電灯２への印加電圧を300Vに
して始動させるメタルハライドランプM1００の
始動直後は、20〜30Vのランプ電圧であるのでコ
ンデンサC₀の電圧が低くても維持は可能であり、
メタルハライドランプＭ１００に電流が流れると
昇圧チヨツパ−回路６が動作してコンデンサC₀
の電圧を400V付近に維持させ、メタルハライド
ランプＭ１００を定常点灯に移行させる。

なお、以上の説明は放電灯２がメタルハライド
ランプである場合について説明したが、例えば高
圧ナトリウムランプや水銀灯等の高圧放電灯もメ
タルハライドランプと同様に始動直後のランプ電
圧が低く、コンデンサC₀の電圧が低くても始動
状態を維持でき、本考案を適用できる。従つて、
放電灯２はメタルハライドランプに限定されるも
のではない。

次に、上記のトランジスタQ₀の制御について
説明する。第２図がこの部分の詳細な回路構成図
であり、チヨツパ周波数の決定を行うタイマIC
１２については従来例と同様である。タイマIC
１２の出力は従来例の電圧検出回路１１が不用の
ためコンパレータ１３やNOR回路１４を通過せ
ずに駆動回路１５に接続される。駆動回路１５に
ついても従来例と同様の回路を用いる。ここで、
本考案の特徴としては、タイマIC１２と駆動回
路１５の電源電圧として、放電灯２が始動して電
流が流れたとき、変流器CTの２次側に誘起され
る交流電源をダイオードD₃とコンデンサC₉との
変換回路にて直流に変換した電圧を用いている。

第３図は第１図のコンデンサC₈の代わりにイ
グナイタ１６を用いて放電灯２の始動を行うもの
であり、その他の部分はコンデンサC₈の場合と
同様である。

したがつて、上述のように放電灯２の始動のた
め昇圧チヨツパのトランジスタQ₀をオフにして
昇圧を行わないので、昇圧チヨツパ回路６やイン
バータ４の各部品にかかる電圧を低くすることが
できるため、小型化が可能となり、コストダウン
も図れる。また、無負荷時は変流器CTにて昇圧
チヨツパ回路６のトランジスタQ₀をオフするの
で、コンデンサC₀の両端の電圧Vc₀が異常に高く
なることがなく、さらに従来例のようなコンパレ
ータ１３やNOR回路１４が不用なため制御回路
を簡素化でき、同時に変流器CTに流れる電流を
整流した電圧を主制御部７のチヨツパ制御回路９
の電源としているので電源部８を小型化できる。
なお電源投入時のラツシユ電流に関してはトラン
ジスタQ₀が動作しなくてもチヨークコイルL₀に
て限流できるので問題はない。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、交流電源の電圧を整流
する整流回路と、整流回路の出力電圧をインダク
タンスを介してコンデンサとダイオードの直列回
路の両端に印加し、この直列回路にスイツチング
素子を並列接続してスイツチング素子のスイツチ
ングにより昇圧を行う昇圧チヨツパ回路と、昇圧
チヨツパ回路のコンデンサの両端電圧を高周波電
圧に変換し高圧放電灯の点灯を行うインバータ
と、前記昇圧チヨツパ回路及びインバータのスイ
ツチング素子をオンオフ制御する主制御部と、高
圧放電灯に始動可能な電圧を印加して始動させる
始動回路と、高圧放電灯が点灯したことを検出す
る点灯検出回路とを備え、点灯検出回路の検出出
力を直流電圧に変換した電圧にて上記主制御部の
チヨツパ制御回路を駆動しているので、放電灯の
始動時に昇圧チヨツパ回路は単なる平滑回路とな
り、昇圧チヨツパやインバータの各部品にかかる
電圧を下げることができるため小型化やコストダ
ウンが図れ、無負荷時にも昇圧チヨツパは働かな
いので異常昇圧に対する保護回路が不要となり、
チヨツパ制御回路が簡素化できる。さらにチヨツ
パ制御回路の駆動電源を主回路から得ているの
で、主制御部の電源部が小型化できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の概略回路構成図、第
２図は同上の要部の具体回路図、第３図は本考案
の他の実施例の概略回路構成図、第４図は従来例
の概略回路構成図、第５図は同上の要部の具体回
路図、第６図は同上の各部の電圧波形の説明図、
第７図は第５図にて使用したICの内部回路図で
である。 １は交流電源、２は高圧放電灯、３はダイオー
ドブリツジ、４はインバータ、６は昇圧チヨツパ
回路、７は主制御部、９はチヨツパ制御回路、１
６は変換回路、CTは変流器である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源の電圧を整流する整流回路と、整流回
   路の出力電圧をインダクタンスを介してコンデン
   サとダイオードの直列回路の両端に印加し、この
   直列回路にスイツチング素子を並列接続してスイ
   ツチング素子のスイツチングにより昇圧を行う昇
   圧チヨツパ回路と、昇圧チヨツパ回路のコンデン
   サの両端電圧を高周波電圧に変換し高圧放電灯の
   点灯を行うインバータと、前記昇圧チヨツパ回路
   及びインバータのスイツチング素子をオンオフ制
   御する主制御部と、高圧放電灯に始動可能な電圧
   を印加して始動させる始動回路と、高圧放電灯が
   点灯したことを検出する点灯検出回路とを備え、
   点灯検出回路の検出出力を直流電圧に変換した電
   圧にて上記主制御部のチヨツパ制御回路を駆動し
   て成る放電灯点灯装置。