JPH0351278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は蛍光灯や希ガス放電灯などの低圧放電
灯（以下ランプと称す。）を高周波でかつ各半サ
イクルに休止期間を与えて点灯する高周波点灯装
置に関する。

〔従来技術〕

この種のランプに高周波で休止期間を有する電
力を供給しランプの発光効率を向上させる装置と
して実公昭56−8160号に示されたものがあつた。
しかし、これは第２図ニのV_Aで示すような矩形
波を発生する高周波インバータを用いるので、点
灯装置の容量が大きくなつてしまうなどの欠点が
あつた。

これらの欠点を改善した装置として本発明者ら
は先に第１図のような装置を提案した。以下、こ
の装置の説明を行う。第１図において、１２は商
用交流電源、１３は電源１２を全波整流する整流
装置、１４は平滑コンデンサあるいは補助直流電
源、１５は低圧放電灯である蛍光ランプ１６を付
勢する高周波インバータで、この装置では自励式
定電流形のプツシユプル形トランジスタインバー
タが用いられる。インバータ１５はその入力端に
設けられた高周波チヨークコイル（限流インピー
ダンス）１７、リーケージトランスで構成された
出力トランス１８、トランスの１次巻線１８ａ，
１８ｂに並列に接続された共振用コンデンサ２
０、１次巻線１８ａ，１８ｂとコンデンサ１４の
負端子間に接続された一対の能動素子であるトラ
ンジスタ２１ａ，２１ｂおよびベース抵抗２２
ａ，２２ｂを有している。尚、チヨークコイル１
７は１次巻線１８ａ，１８ｂの接続点に接続され
ている。又、１８ｃは帰還巻線、１８ｓは２次巻
線、１８ｆ，１８ｆはランプ１６の予熱形電極１
６ｆ，１６ｆを予熱する予熱巻線、１８ｄは制御
装置１９の制御巻線である。また、Ａはインバー
タ１５の出力端にランプ１６と並列に設けられた
スイツチ装置で、交流端がランプ１６と並列に接
続された全波整流回路２４とその直流端に配置さ
れたトランジスタ２５とにより構成されている。
スイツチ装置Ａには直列にインピーダンス２６
（ここではチヨークコイル）が接続されるが、イ
ンピーダンス２６はスイツチ装置Ａが導通してい
る期間ではランプ１６にほとんど電流が流れなく
なるようにインダクタンス値が設定されている。
第３図は制御装置１９の詳細を示し、２７は制御
巻線１８ｄの両端間に接続された全波整流器、２
８は抵抗、２９は定電圧ダイオード、３０はトラ
ンジスタ、３１は抵抗、３２は制御用の直流電源
であり、該電源３２は出力トランス１８の１次側
に設ける制御巻線の出力を整流平滑するなどして
得ても良い。

上記構成において、インバータ１５は自励発振
により高周波電圧を発生してランプ１６を点灯す
る。ここで、出力トランス１８はリーケージトラ
ンスであり、その２次側磁気回路に巻かれた制御
巻線１８ｄは２次巻線１８ｓと相似な電圧すなわ
ちランプ１６の端子間電圧と相似な電圧を発生す
る。インピーダンス２６はスイツチ装置Ａが導通
した時、制御巻線１８ｄに必要最小限の電圧以上
の電圧を発生させる作用を果たす。制御巻線１８
ｄの電圧が高くトランジスタ３０が導通している
期間即ち第２図ロのT₁でトランジスタ２５は遮
断状態となり、ランプ１６には第２図ニの斜線部
の電流が流れる。尚、第２図イはインバータ１５
の出力電流、第２図ロは全波整流器２７の出力電
圧、第２図ハはトランジスタ３０の電圧である。

第１図に示した装置は上記のような構成、作用
であり、ランプ１６に休止期間を有する高周波電
力を供給している。しかるに、上記装置ではラン
プ１６が寿命などで正常な放電を行わなくなつた
場合、高周波電圧の各半サイクルで第２図ロの位
相θ相当部でトランジスタ２５は遮断し、ここで
インバータ１５の２次巻線１８ｓに高いサージ電
圧が発生し、この電圧がスイツチ装置Ａに印加さ
れ続けてしまう。また、ランプ１６が寿命末期に
非対称放電を行つたりするとインバータ１５の出
力電流に直流成分が増加し、インバータ１５の出
力電流が過大になつたりする恐れがあつた。

〔発明の概要〕

本発明は上記のような従来の欠点を除去しよう
とするものであり、ランプが正常な放電を行わな
い場合にはランプと並列に接続されたスイツチ装
置を導通維持させることにより、スイツチ装置へ
のサージ電圧の印加や過大なインバータ電流の発
生を防止し、信頼性のある放電灯点灯装置を提供
することを目的とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。第４図は本実施例による点灯装置の構成を示
し、従来と異る点はチヨークコイル２６が無いこ
とである。又、第５図は制御装置１９の構成を示
し、３４，３７，３９，４２は抵抗、３５は定電
圧ダイオード、３３，３６はコンデンサ、３８は
サイリスタ、４０，４３はダイオード、４１はト
ランジスタである。

上記構成において、ランプ１６が正常時には制
御巻線１８ｄの電圧は第６図の実線で示すものと
なり、全波整流器２７の出力電圧が定電圧ダイオ
ード２９の設定電圧V₂₉より高くなるとトランジ
スタ３０が導通してそのコレクタ電圧が0Vとな
り、抵抗４２からダイオード４３を流れるトラン
ジスタ２５のベース電流は、コンデンサ３３側に
流れ、トランジスタ２５のベースを逆バイアスす
ることからトランジスタ２５が遮断され、インバ
ータ１５の出力電流がランプ１６に流れる。又、
全波整流器２７の出力電圧がV₂₉より低くなると
トランジスタ３０は遮断され、トランジスタ２５
が導通してランプ１６には電流が流れない。しか
るに、ランプ１６が異常な状態、例えば放電しな
い状態あるいは寿命末期などで非対称放電状態に
なると、制御巻線１８ｄの電圧は第６図の点線で
示すように正常時の電圧（実線で示す。）より高
くなり、特に非対称放電時では第６図の波形の正
負いずれかの極性で電圧が正常時より上昇する。
こうして、全波整流器２７の出力電圧が定電圧ダ
イオード３５の設定電圧V₃₅より高くなると、サ
イリスタ３８が導通してトランジスタ４１が遮断
される。このため、抵抗４２を介してトランジス
タ２５にベース電流が流れ続け、トランジスタ２
５は導通維持するのでランプ１６には高い電圧が
印加されなくなる。従つて、非対称放電での電流
電力増加や不点灯時の高いサージ電圧の発生を防
止する。コンデンサ３６および抵抗３７はランプ
１６の点灯初期あるいは点灯開始までの始動時に
サイリスタ３８が導通してしまうのを防止する。

以上の説明において、定電圧ダイオード２９の
設定電圧V29及び定電圧ダイオード３５の設定電
圧V35はそれぞれ第１の設定電圧及び第２の設定
電圧に相当している。

尚、上記実施例では一度サイリスタ３８が導通
するとこの導通は維持されるが、タイマ等を使用
して所定期間後はスイツチ装置Ａを遮断状態に復
帰させても良い。スイツチ装置Ａを導通維持して
いる間の電流はインバータ１５の出力リーケージ
トランス１８のリーケージインダクタンスの設定
により点灯中とあまり変わらない値に設定できる
が、従来のようにインピーダンス２６を設けても
良い。又、ランプ電極１６ｆの予熱方法として
は、ランプ１６に対しスイツチ装置Ａをそのフイ
ラメントを介して並列に接続し、始動時はスイツ
チ装置Ａの導通期間を広げ（あるいは遮断期間
T₁を無しとしても良い。）てフイラメントを十分
に予熱し、その後T₀を小さくし（T₀は無しでも
良い。）てランプ１６の放電開始を容易にし、点
灯後はT₀およびT₁を本来の設定値にすることも
有用である。又、制御装置１９への入力信号とし
てこれまでの説明ではリーケージ形の出力トラン
ス１８の２次側に巻装した制御巻線１８ｄの電圧
を使用したが、ランプ１６の端子間電圧とほぼ相
似な電圧を用いればこの目的を達成することがで
き、例えばランプ１６と並列に信号発生用のトラ
ンスを接続し、このトランスに設けた巻線の電圧
を制御装置１９の入力信号として使用するなどし
てもよく、この場合はインピーダンス２６が接続
されたものでも使用できる。次に、入力信号とラ
ンプ１６の端子間電圧に位相差がある場合は、こ
の位相差を補償しスイツチ装置Ａを開閉制御すれ
ばよい。これは、実施例のリーケージトランス形
の場合では、制御巻線１８ｄの巻き位置を適宜調
整するなどでも実現できる。

又、実施例では制御巻線１８ｄの電圧でスイツ
チ装置Ａを正常時、異常時共に動作させていた
が、例えば正常時の動作はインバータ１５又はラ
ンプ１６の電流を検知して行い適切な休止期間を
設け、異常時は実施例のようにランプ１６の端子
間電圧とほぼ相似な電圧を得てスイツチ装置Ａを
動作させるなどしても良い。逆に、ランプ１６の
電流又はインバータ１５の出力電流検知により、
正常時、異常時に応じた動作をスイツチ装置Ａに
行わせる手段を備えたものなど他の手段でも良
い。

インバータ１５は実施例に示す自励式のプツシ
ユプルインバータが適しているが、これ以外でも
出力電流がほぼ正弦波状で各半サイクルの立上り
部でランプ１６への電力供給を停止し、最大瞬時
値近傍でランプ１６に電力供給を行えるものであ
ればよい。出力トランス１８も必ずしもリーケー
ジ形のものでなくても良い。又、ランプ１６の電
流制限インピーダンスの種類によつては、スイツ
チ装置Ａと直列接続したインピーダンス２６を設
ける場合、これをコンデンサで構成しても良いこ
とはもちろんであり、ランプ１６に供給する電流
の立下りを速くする上ではこの方がよい。又、イ
ンピーダンス２６としてチヨークコイルを用いる
場合は全波整流回路２４の出力側に接続しても良
い。

又、インバータ１５への補助直流電源１４とし
ては、周知の平滑回路の外にトランス等を使用し
て得られる低圧直流電圧あるいは複数コンデンサ
直列接続による分圧その他の手段で発生させても
よく、要するにランプ１６の放電を維持できれば
リツプルを含んでいてもよい。

又、上記実施例ではスイツチ装置Ａを整流回路
２４とトランジスタ２５により構成したが、所要
の特性を有する他のスイツチング素子で構成して
もよい。さらに、スイツチ装置Ａの接続はランプ
１６への電力供給停止期間を設けることができれ
ば他の接続でも良い。また、インバータ１５の周
波数は、特願昭56−110369号に開示したようにラ
ンプ効率向上の観点からは1KHz〜80KHz程度に
設定すれば十分であるが、不快な可聴騒音を防止
する意味で約17KHz以上が望ましく、またトラン
ジスタ２５としてバイポーラ型トランジスタを使
用する場合はそのスイツチング損失の点から
100KHz以下が好ましい。ランプ１６は１灯でな
く、例えば直列接続された２灯以上のランプでも
同様の効果が得られる。また、ランプ１６は蛍光
ランプだけでなくネオンランプやクリプトンラン
プ等の他の希ガスランプでも効率向上がある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては、休止期間を有
する高周波電力をランプに供給するとともに、ラ
ンプが正常に点灯しない場合にスイツチ装置を導
通させるようにしており、ランプの非対称放電時
のインバータの出力過大や不点灯時の高いサージ
電圧の発生を防止することができ、信頼性のある
点灯装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は従来装置
の動作説明図、第３図は従来の制御装置の構成
図、第４図は本発明装置の構成図、第５図は本発
明に係る制御装置の構成図、第６図は本発明装置
の動作説明図である。 １５……インバータ、１６……低圧放電灯（ラ
ンプ）、１７……高周波チヨークコイル、１８…
…出力トランス、１８ｄ……制御巻線、１９……
制御装置、Ａ……スイツチ装置。尚、図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電圧をほぼ正弦波状の高周波出力電圧に
   変換するインバータと、インバータの出力をリア
   クタンス性の限流インピーダンスを介して入力さ
   れる低圧放電灯と、インバータの出力に対して低
   圧放電灯と並列に接続されたスイツチ装置と、イ
   ンバータの正弦波状出力を矩形波状に変換するた
   めに設定された第１の設定電圧より上記インバー
   タの出力電圧が高くなるとスイツチ装置を遮断す
   るとともに、インバータの出力電圧が第１の設定
   電圧より高くかつ上記低圧放電灯が放電しないか
   あるいは非対称放電を行つた場合などの異常状態
   に対応する第２の設定電圧より高い場合にはスイ
   ツチ装置を遮断しない制御装置を備えたことを特
   徴とする放電灯点灯装置。 ２ インバータが自励発振を行うトランジスタイ
   ンバータであるとともにその出力トランスがリー
   ケージトランスであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。 ３ インバータの出力電圧を検知する検知手段と
   なる制御巻線をリーケージトランスの２次側に設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の放電灯点灯装置。