JPH034494A - 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］ この発明は、螢光ランプのような放電灯をいわゆる高周
波点灯する放電灯点灯装置に関し、特に、高周波発生装
置として負荷に流れる電流をカレントトランスで検出し
て主スイッチング素子の制御端子に正帰還する電流帰還
形自励式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］ 従来の高周波点灯方式の放電灯点灯装置（電子安定器）
として、インバータを用いて直流電゛源より２０〜１０
０ｋＨｚ程度の交流出力を発生し、この交流出力により
１対のフィラメント電極を有する放電灯（ランプ）を点
灯するものが知られている。また、１対のフィラメント
電極間にそれらのフィラメントとともに前記インバータ
出力に対して直列回路を形成するように起動用のコンデ
ンサを接続し、ランプ起動時、このコンデンサを介して
フィラメント予熱電流を供給するものも知られている。

さらに、インバータとして負荷に流れる電流をカレント
トランスで検出して主トランジスタのベースに正帰還す
る電流帰還形自励式トランジスタインバータも知られて
いる（特開昭５２−６２６２３号、特開昭４８−１５０
３２号等）。

［発明が解決しようとする課Ｎ］ ところで、自動式インバータの出力をランプに供給し、
かつランプフィラメントのインバータ出力側（以下、電
源側という）と反対側（以下、非電源側という）の端子
間に起動用コンデンサを接続してなる従来の放電灯点灯
装置においては、この起動用コンデンサとランプ電流を
制限するためのバラスト用インダクタンス要素とにより
、直列共振回路が形成されるが、この場合、フィラメン
トに必要以上の電圧が加わってランプ寿命が短縮する等
の問題があった。

この発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもの
であって、自助式インバータを用い、かつ起動用コンデ
ンサによりランプのフィラメント電流を供給する放電灯
点灯装置において、ランプのフィラメント電圧を低減す
ることを第１の目的としている。

この第１の目的を達成するため、この発明では、インバ
ータ出力にさらにランプの両フィラメントを介さずにフ
ィラメント電圧低減用のコンデンサを接続している。こ
の場合、前記直列共振回路は、フィラメント電圧低減用
コンデンサおよび前記起動用コンデンサの並列回路と前
記バラスト用インダクタンス要素とにより形成されるが
、この共振電流は、２つのコンデンサに分流し、起動用
コンデンサを介してフィラメントに流れる電流が低減し
、フィラメント電圧が低減する。

しかしながら、この種の放電灯点灯装置においては、イ
ンバータ回路を１つのユニットとする従来の考え方によ
れば、これらのランプ負荷やフィラメント電圧低減用コ
ンデンサ等は、第３図に示すようにインバータ回路ユニ
ットの外部に接続することになる。

この場合は、ランプ未装着時にもインバータが動作する
ため、ランプ交換等の際の安全性に問題がある。

この発明の第２の目的は、ランプ未装着時には発振を停
止する、安全性の高い放電灯点灯装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ この第２の目的を達成するため、この発明では、前記フ
ィラメント電圧低減用コンデンサを、インバータ出力に
対し正帰還用カレントトランスを介さずに接続されるよ
うに、すなわち正帰還用カレントトランスおよびランプ
フィラメントとで形成される直列回路と並列となるよう
に、いわばインバータ回路ユニットの内部側に接続して
いる。

［作用］ 第３図に示すように、フィラメント電圧低減用コンデン
サをカレントトランスよりランプ寄りに接続した場合、
ランプ未装着時であっても、コンデンサを介してカレン
トトランスに電流が流れるため、インバータは発振する
。これに対し、この発明では、フィラメント電圧低減用
コンデンサをカレントトランスよりインバータ内部側に
接続しているため、ランプ未装着時は、カレントトラン
スを通る電流が遮断されて正帰還が行なわれず、インバ
ータは発振しない、また、ランプ点灯時にランプを取り
外せば、インバータは発振を停止する。

［実施例］ 以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回
路を示す、同図において、直流端子ａ、　ｂには図示し
ない直流電源（交流電源と整流回路、またはバッテリ等
）を接続している。１は主トランジスタ、２はリーケー
ジ形の出カドランスで、この出カドランス２の１次巻線
２ｐは、一端を正側直流端子ａに接続し、他端を主スイ
ッチング素子である主トランジスタ１のコレクタに接続
するとともに、この１次巻線２ｐと並列に共振用コンデ
ンサ３を接続し、これら出カドランス１次巻線２ｐと共
振用コンデンサ３とで並列共振回路を形成している。さ
らに、出カドランス２の２次巻線２ｓには負荷となる螢
光ランプ等の放電灯（ランプ）５を、ランプ５の両フィ
ラメント５　ｆｌ、　　５　ｆ２、起動用コンデンサ６
、および負荷電流を検出して主トランジスタ１のベース
に正帰還する可飽和形カレントトランス（ＣＴ）７の１
次巻線７ｐが出カドランス２の２次巻線２Ｓに対して直
列回路を形成するように接続し、かつこの直列回路およ
び出カドランス２の２次巻線２ｓに対して並列にフィラ
メント電圧低減用コンデンサ８を接続している。

また、ＣＴ７の２次巻線７ｓは、一端を、トランジスタ
１のオン時に負荷電流がランプ５から出カドランス２次
巻線２ｓへ向かって流れる際に正の電圧をトランジスタ
１のベースに印加すべくトランジスタ１のベースに接続
するとともに、他端をスイッチング改善用コンデンサ９
を介して負側直流端子（共通端子）ｂに接続している。

さらに、トランジスタ１のエミッタを負側直流端子すに
接続し、このトランジスタ１のベース・エミッタ間には
、抵抗１０とこのベース・エミッタに対して逆方向のダ
イオード１１との直列回路からなるコンデンサリセット
回路を接続している。

次に、第１図の装置の動作を説明する。

図示しない電源が投入され、直流端子ａ、ｂ間に直流電
圧が印加されると、主トランジスタ１は図示しない起動
回路より微小な−スミ流を供給され、僅かに導通ずる。

これにより、出カドランス２は、１次巻線２ｐが僅かに
駆動され、２次巻線２Ｓからランプ５の両フィラメント
５　ｆｌ、　　５　ｆ２、起動用コンデンサ６およびＣ
Ｔ７の１次巻線７ｐを介して負荷電流が流れる。この負
荷電流は、ＣＴ７により検出され、トランジスタ１のベ
ースに正帰還される。このトランジスタ１のベースから
コレクタ、出カドランス２およびＣＴ７を経てトランジ
スタ１のベースに至る正帰還ループによりトランジスタ
１は急速にオンする。

トランジスタ１のオン期間において、コンデンサ９は、
トランジスタ１を駆動するためのベース電流により充電
されて端子間電圧が上昇し、ＣＴ７側の２次巻線７ｓは
、このコンデンサ９を介してトランジスタ１のベースを
駆動すべくその出力電圧が上昇する。ＣＴ７のコアの磁
束密度はＣＴ７の出力電圧の時間積分値により定まり、
この磁束密度がそのコアの最大磁束密度を越えるとＣＴ
７は飽和して、２次巻線７ｓの誘起出力は零になる。こ
れにより、トランジスタ１はオフし、コンデンサ９は、
リセット用の抵抗１ｏとダイオード１１およびＣＴ７の
２次巻線７ｓを介して放電（リセット）される。この時
、ダイオード１１の順方向電圧は、トランジスタ１のベ
ース・エミッタ間に対して逆バイアスとなるため、トラ
ンジスタ１は、蓄積キャリアが引き抜かれて良好にター
ンオフする。なお、コンデンサ９の放電電流は、ＣＴ７
の２次巻線７ｓにオン時とは逆方向に流れるため。ＣＴ
７の飽和状態は直ちに解除されるが、その後は、上述の
オン時と逆向きの正帰還動作により、トランジスタ１が
完全にオフする。

トランジスタ１のオフ時には、出カドランス２の１次巻
線２ｐおよび共振用コンデンサ３、それに負荷回路等か
らなる共振系の共振により、負荷電流は一旦極性を反転
した後、再度正転する。すると、トランジスタ１は、ベ
ースに印加される電圧が正となり、上記正帰還により再
びオンする。

以後、このような正帰還および並列共振により、第１図
の装置のインバータ回路は、発振を継続する。

この装置において、電源投入直後は、ランプ５がオフし
ているため、ランプ５の両フィラメント５　ｆｌ、　　
５　ｆ２、起動用コンデンサ６および出カドランス２の
２次巻線２５等により直列共振回路が形成され、フィラ
メント５　ｆｌ、　　５　ｆ２はこの共振電流により加
熱される。一方、主トランジスタ１は、図示しないベー
ス制御回路により、ランプ５への正帰還ループゲインを
低減されており、このため、ランプ５への印加電圧はラ
ンプ５の放電開始電圧より低くなっている。この状態で
ランプ５が充分に予熱されると、上記ベース制御回路が
動作して上記正帰還ループゲインが通常状態に戻される
。これにより、ランプ５にその放電開始電圧より高い電
圧が印加され、ランプ５は放電を開始する。放電開始後
は、ランプ５のインピーダンスが低下するため、直列共
振回路のＱが低下し、出カドランス２がパラストインピ
ーダンスとなってランプ５は安定に点灯する。

フィラメント電圧低減用コンデンサ８が設けられていな
い従来の放電灯点灯装置においては、電源投入直後の２
次電圧がランプの放電開始電圧より低く、かつフィラメ
ント電流は定格値に設定し、しかも定常点灯時は、適切
なランプ電圧およびランプ電流が供給されるように設計
する必要があり、比較的設計の自由度が低い。このため
、ランプ定格や回路定数または発振周波数等がばらつく
と、フィラメントに過大な電圧が印加され、これがラン
プ寿命短縮の原因になるという欠点があった。

ここでは、フィラメント５　ｆｌ、　　５　ｆ２および
起動用コンデンサ等からなる直列回路に対して並列にフ
ィラメント電圧低減用コンデンサ８を接続している。こ
のため、出カドランス２の２次巻線２Ｓから供給される
電流は、上記直列回路とコンデンサ８とに分流し、上記
直列回路に流れる電流が低減され、フィラメント電圧低
減される。

また、フィラメント電圧低減用コンデンサ８は、Ｃ７０
の１次巻線７ｐを介さずに出カドランス２の２次巻線２
Ｓ接続しであるため、ランプ５が取り外される等して、
装着されてでいないときには、上記直列回路が遮断され
てＣ７０の１次巻線７ｐに電流が流れず、正帰還が掛ら
ないため、インバータは発振しない。

［実施例の変形例］ なお、この発明は、上記の実施例に限定されることなく
、この発明の思想を逸脱しない範囲で適宜変形して実施
することができる。

この発明において、Ｃ７０は、出カドランス２の２次巻
線２ｓとフィラメント電圧低減用コンデンサとの間を除
く位置であって、かつランプ５を接続した場合にのみ負
荷電流が流れる位置に接続すればよい、したがって、例
えば第２図に示すようにランプ５の非電源側に起動用コ
ンデンサと直列に接続することも可能である。

［効果］ 以上説明したように、この発明の放電灯点灯装置による
と、２次電流帰還形自励式インバータに負荷として非電
源側に起動用コンデンサを接続したランプを接続すると
ともに、この負荷と並列にコンデンサを接続したため、
ランプのフィラメントに印加される電圧を低減すること
ができた。

また、このフィラメント電圧低減用のコンデンサを２次
電流検出用のカレントトランスを介さない位置に接続し
たため、ランプ未装着時は２次電流が検出されず、発振
を停止させまたは禁止することができた。

さらに、フィラメント電圧をフィラメント電圧低減用の
コンデンサにより点灯時の電圧とは独立して設定するこ
とができるため、出カドランス設計の自由度を向上させ
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の
構成を示す回路図、 第２図は、第１図の装置の変形例を示す回路図、そして 第３図は、本発明者が従来装置を改良したもので、この
発明の前提となった放電灯点灯装置の要部回路図である
。 １：主トランジスタ ２：出カドランス ３：共振用コンデンサ ５：放電灯（ランプ） ５　ｆｌ、　　５　ｆ２　：フィラメント６：起動用コ
ンデンサ ７：可飽和形カレントトランス ８　： フィラメント電圧低減用コンデンサ 特 許 出 願 人 東芝ライチック株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 負荷に流れる電流をカレントトランスで検出して主スイ
   ッチング素子の制御端子に正帰還する電流帰還形自励式
   インバータと、 １対のフィラメント電極を有する予熱形放電灯と、 前記１対のフィラメント電極間に接続され、かつ前記イ
   ンバータの交流出力に対し、前記カレントトランスの１
   次巻線および前記１対のフィラメント電極とともに直列
   回路を形成する起動用コンデンサと、 前記交流出力に対し、前記直列回路と並列に接続された
   フィラメント電圧低減用コンデンサとを具備することを
   特徴とする放電灯点灯装置。