JPH04303596A - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は放電灯点灯装置に係り、
特に一石電圧共振型インバータ回路において異常発振の
発生を防止するようにした放電灯点灯装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】一般に、照明用蛍光ランプの点灯方式と
して、全電子化の安定器が普及している。

【０００４】このような蛍光灯の点灯装置は、高周波発
振手段に用いられる高周波発振トランスの二次巻線が安
定器の機能を果たしており、発振周波数が例えば数１０
ｋＨｚと高いため、非常に小型のトランスでも充分な放
電安定効果が得られ、しかも高周波電圧が蛍光灯電極間
に印加されるため発光効率が高くかつ放電維持能力が高
く、ちらつきの原因となる光の脈動も少ないという優れ
た利点がある。

【０００５】蛍光灯の高周波点灯装置のなかでも、一石
電圧共振型インバータ回路は回路構成がもっともシンプ
ルで出力制御も可能である。

【０００６】図２は従来の一石電圧共振型インバータ回
路の一例を示す。この回路は一石電圧共振型インバータ
回路の基本回路構成に、発振電圧の一定化と蛍光ランプ
の始動時の高圧機能を付加した回路構成を示している。

【０００７】図２において、１は直流電源で、この電源
１に高周波インバータが接続されている。高周波インバ
ータは一石自励式の電圧共振型をなすもので、高周波ト
ランス２の一次巻線２ａに共振コンデンサ３を並列に接
続し、一次巻線２ａの他端に発振トランジスタ４を接続
し、高周波トランス２の二次巻線２ｂの両端を蛍光ラン
プ５の両端の電極に接続し、各電極間に起動用コンデン
サ６を接続し、更にトランス２の二次巻線と蛍光ランプ
５とで構成されるランプ回路に正帰還用の電流変成器７
を接続し、その二次巻線の一端を前記発振トランジスタ
４のベ−スに接続している。変成器７の二次巻線の他端
と発振トランジスタ４のエミッタ間にはトランジスタ４
のオン時間制御用としてコンデンサ８，９及びＭＯＳＦ
ＥＴ１０が接続し、またトランジスタ４のベ−ス・エミ
ッタ間にはダイオード１１及びオン時間制御用の抵抗１
２を接続している。

【０００８】以上の構成において、ＭＯＳＦＥＴ１０は
可変抵抗素子として働くようになっており、そのゲート
には駆動電圧が供給される。駆動電圧を変えることによ
って、ＦＥＴ１０の抵抗値を大きくすれば発振トランジ
スタ４のベ―スへの帰還電圧が減少してスイッチングの
オン時間が短くなり、抵抗値が小さくなればトランジス
タ４への帰還電圧が増加してスイッチングのオン時間が
長くなるように制御できる。発振トランジスタ４のコレ
クタ・エミッタ間にはダイオード１３とコンデンサ１４
によるピーク電圧検出回路１５が設けられており、この
検出電圧を分圧回路１６で適当に分圧した上で、誤差増
幅器１７にて基準電圧源１８と比較増幅し、その比較出
力で前記ＭＯＳＦＥＴ１０を駆動する。このように１５
〜１８及び１０，４から成る閉ル−プ制御系を設けるこ
とで、トランジスタ４の端子間に発生する共振電圧のピ
ーク値を一定化することができる。これによって、微小
な電源電圧変動に対する出力変動の補償を行うことがで
きる。

【０００９】一方、蛍光ランプ５の始動時には高い発振
電圧が必要である。このため、始動に必要な高電圧を蛍
光ランプに印加するための回路が設けられている。具体
的には図２に示すように蛍光ランプ５の両端のランプ電
圧を分圧回路１９，整流平滑回路２０を通し、更にコン
デンサによる遅延回路２１を通してフォトカプラ２４の
発光部２４ａに供給する。遅延回路２１はランプ電圧を
充電するためのコンデンサとその充電過程でオンするス
イッチトランジスタとで構成され、そのスイッチトラン
ジスタがオンしている期間に前記フォトカプラ２４の発
光部２４ａが発光するようになつている。発光部２４ａ
からの光信号はフォトカプラ２４の受光部２４ｂを通し
て前記基準電圧源１８に供給され、該基準電圧源１８の
電圧値を下げるように制御する。これにより、誤差増幅
器１７の出力レベルが増える結果、ＦＥＴ１０の抵抗値
が減少し、発振トランジスタ４の発振出力が増大する。 これにより、始動に必要な高電圧が一定時間、蛍光ラン
プ５に印加されて始動する。始動後は、遅延回路２１内
のコンデンサが充電を完了しているので、該コンデンサ
に接続したトランジスタはオフし、その結果、フォトカ
プラ２４の発光部２４ａがオフするようになっている。 フォトカプラ２４がオフすると、基準電圧源１８の電圧
値が上がり、誤差増幅器１７の出力が下がる結果、ＦＥ
Ｔ１０の抵抗値が増大し、発振トランジスタ４の発振出
力は定常時動作を維持するのに必要な値にまで低下する
。

【００１０】図３に上記図２におけるピーク電圧検出回
路１５、分圧回路１６、誤差増幅器１７の部分の構成例
を示す。

【００１１】図３において、ピーク電圧検出回路１５は
ダイオード１３，抵抗２５，コンデンサ１４で構成され
、抵抗２５とコンデンサ１４の接続点に得られるピーク
検出値をスイッチトランジスタ１７のベ−スに入力して
いる。トランジスタ１７のエミッタは抵抗２６，２７，
２８を介して電源１のプラス側に接続し、コレクタは抵
抗２９，３０を介して電源１のマイナス側に接続してい
る。そして、抵抗２９，３０の接続点を前記ＭＯＳＦＥ
Ｔ１０のゲートに接続している。一方、トランジスタ１
７のベ−スはバイアス用の抵抗３１，３２，３３を介し
て電源１のマイナス側に接続しており、抵抗３２，３３
の接続点と電源１のマイナス間に前記フォトカプラの受
光部２４ｂが接続されている。

【００１２】以上のように構成されたインバータ回路で
は、トランジスタ４の発振電圧の一定化のために設けた
回路（図３参照）については、トランジスタ４の発振電
圧が細かに変動した場合、その電圧低下に起因して、ピ
ーク電圧検出回路１５のピーク検出電圧が下がると、ト
ランジスタ１７がオンしコレクタ電流が流れ、その結果
、可変抵抗素子（ＭＯＳＦＥＴ）１０のゲート電圧が増
加して１０の抵抗値が下がり、ＦＥＴ１０がオン状態と
なり、トランジスタ４の発振出力が増加するように働く
。従って、発振出力の一定化制御が行われることになる
。

【００１３】ところで、電源電圧が大きく変動し低下し
た場合、トランジスタ４の発振出力は増大するように動
作するが、このとき異常発振を生じランプがちらつくと
いう不具合を生じる。このように電源電圧低下時の異常
な発振はランプのちらつきとなって現れるので、発振出
力を低下させる必要があるが、この点については従来、
対策がなされていなかった。

【００１４】また、上記図３に示したように、蛍光ラン
プの始動時に高圧を発生するのに使用するフォトカプラ
において、フォトカプラの受光部２４ｂの両端はバイア
ス用抵抗３３の両端に並列接続しているため、図２の遅
延回路２１内のコンデンサが充電を完了後（即ち、定常
状態となった時）にその充電電圧が電源電圧等の変動に
より放電しフォトカプラの発光部２４ａに電流を流す結
果、フォトカプラの受光部２４ｂが誤動作したり微妙に
動作が変動したりし、オン時間制御用ＦＥＴ１０の抵抗
値が変動してトランジスタ４の発振波形に異常を生じる
という問題があった。このような波形の異常は発光効率
を悪化させる要因となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来は、
電源電圧が低下したり、フォトカプラの受光部が誤動作
したりすると、異常な発振状態を生じ、ランプにちらつ
きを生じたり、発光効率が低下したりするという問題が
あった。

【００１６】そこで、本発明は上記の問題に鑑み、電源
電圧が低下した場合でも、異常発振を生じることなく、
またフォトカプラの受光部が誤動作した場合でも、正常
な発振波形を得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ものである。

【００１７】［発明の構成］

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
よる放電灯点灯装置は、トランスと第１のトランジスタ
を用いて、直流電源からの電圧をスイッチングし交流電
圧に変換するトランジスタインバータと、このインバー
タからの交流出力にて放電灯を点灯するランプ回路と、
このランプ回路中に変成器を設けて前記第１のトランジ
スタに正帰還し前記第１のトランジスタを自励発振させ
る帰還回路と、この帰還回路に設けて前記第１のトラン
ジスタのオン時間を制御するための可変抵抗素子と、前
記第１のトランジスタの端子間に発生する発振電圧のピ
ーク値を検出し、この検出電圧の大小によって第２のト
ランジスタをオフ，オンして得られる出力で前記可変抵
抗素子を駆動し、発振電圧を一定化するよう制御する第
１の制御回路と、この第１の制御回路の前記第２のトラ
ンジスタのベ−スバイアス抵抗の値を切り換える第３の
トランジスタを備え、該第３のトランジスタを前記直流
電源の電圧変動に応じてオフ，オンすることにより、電
源電圧が所定値以下に低下した時に前記可変抵抗素子を
オフする方向に駆動し前記第１のトランジスタの発振出
力を低下させる第２の制御回路とを具備したことを特徴
とするものである。

【００１９】請求項２記載の本発明による放電灯点灯装
置は、トランスと第１のトランジスタを用いて、直流電
源からの電圧をスイッチングし交流電圧に変換するトラ
ンジスタインバータと、このインバータからの交流出力
にて放電灯を点灯するランプ回路と、このランプ回路中
に変成器を設けて前記第１のトランジスタに正帰還し前
記第１のトランジスタを自励発振させる帰還回路と、こ
の帰還回路に設けて前記第１のトランジスタのオン時間
を制御するための可変抵抗素子と、前記第１のトランジ
スタの端子間に発生する発振電圧のピーク値を検出し、
この検出電圧の大小によって第２のトランジスタをオフ
，オンして得られる出力で前記可変抵抗素子を駆動し、
発振電圧を一定化するよう制御する第１の制御回路と、
前記放電灯に並列的に接続され、放電灯始動と同時にコ
ンデンサを徐々に充電しつつ第３のトランジスタをオン
し、フォトカプラの発光部を一定時間オンにし、光信号
を発生する手段と、始動時に前記フォトカプラ発光部か
らの光信号を受光するフォトカプラ受光部を備える一方
、前記第１の制御回路の前記第２のトランジスタのベ−
スバイアス抵抗の値を切り換える第４のトランジスタを
備え、該第４のトランジスタのベ―ス・エミッタ間にコ
ンデンサと抵抗の並列回路を接続し、該並列回路の一端
を抵抗を介して前記フォトカプラ受光部に接続し、始動
時に該並列回路のコンデンサに充電される電圧にて前記
第４のトランジスタをオンすることにより、前記可変抵
抗素子をオンする方向に駆動し前記第１のトランジスタ
の発振出力を上昇させる第２の制御回路とを具備したこ
とを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、電源電圧が大き
く変動し低下した場合でも、異常発振状態となることが
なく、ランプのちらつきを防止できる。

【００２１】また、請求項２記載の発明によれば、フォ
トカプラの受光部が誤動作した場合でも、正常な発振波
形を得ることができ、発光効率の低下を防止できる。

【００２２】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例の放電灯点灯装置を示す回路図で
ある。

【００２３】図１において、４１は商用交流電源、４２
は電源整流回路であり、この電源整流回路４２の出力端
の両端にはコンデンサ４３，４４とダイオード４５〜４
７から成る平滑整流回路が接続している。この平滑整流
回路には高周波インバータが接続されている。高周波イ
ンバータは一石自励式の電圧共振型をなすもので、高周
波トランス４８の一次巻線４８ａに共振コンデンサ４９
を並列に接続し、一次巻線４８ａの他端に発振トランジ
スタ５０を接続し、高周波トランス４８の二次巻線４８
ｂの両端を蛍光ランプ５１の両端の電極に接続し、各電
極間に起動用コンデンサ５２を接続し、更にそのランプ
回路に正帰還用の電流変成器５３を接続し、その二次巻
線の一端を前記発振トランジスタ５０のベ−スに接続し
ている。変成器５３の二次巻線の他端と発振トランジス
タ５０のエミッタ間にはトランジスタ５０のオン時間制
御用としてコンデンサ５４，５５及びＭＯＳＦＥＴ５６
が接続し、またトランジスタ５０のベ−ス・エミッタ間
にはダイオード５７及びオン時間制御用の抵抗５８を接
続している。上記ＭＯＳＦＥＴ５６は可変抵抗素子とし
て働くようになっており、そのゲートには駆動電圧が供
給される。ＦＥＴ５６の抵抗値は、前記駆動電圧によっ
て制御できるようになっいる。

【００２４】発振トランジスタ５０のコレクタにはトラ
ンジスタの発振電圧の一定化制御を行うための回路が設
けられている。発振トランジスタ５０のコレクタ・エミ
ッタ間にはダイオード５９と抵抗６０とコンデンサ６１
によるピーク電圧検出回路６２が設けられており、抵抗
６０とコンデンサ６１の接続点に得られるピーク電圧値
をスイッチ用トランジスタ６３のベ−スに入力している
。トランジスタ６３のエミッタは抵抗６４，６５，６６
を介して電源整流回路４２のプラス側に接続し、コレク
タは抵抗６７，６８を介して電源整流回路４２のマイナ
ス側に接続している。そして、抵抗６７，６８の接続点
を前記ＭＯＳＦＥＴ５６のゲートに接続している。一方
、トランジスタ６３のベ−スはバイアス用の抵抗６９，
７０，７１を介して電源整流回路４２のマイナス側に接
続している。抵抗７０は可変抵抗器で構成されており、
これを調整することによりトランジスタ６３のバイアス
値を可変しトランジスタ５０のオン時間を調整し得るよ
うになっている。

【００２５】一方、蛍光ランプ５１の電極間にはランプ
始動時に高電圧を発生するための回路が設けられている
。蛍光ランプ５１の両端のランプ電圧を、コンデンサ７
２．７３の分圧回路で分割した後、ダイオ―ド７４，７
５とコンデンサ７６及び抵抗７７によるの整流平滑回路
で整流平滑し、更にコンデンサ７８と抵抗７９から成る
遅延回路を通してスイッチ用トランジスタ８１のベ―ス
に導く。トランジスタ８１のベ―ス・エミッタ間にはコ
ンデンサ７８の逆方向の充電を防止するためのダイオ―
ド８０が接続し、コレクタ側にはコンデンサ８２と抵抗
８３とフォトカプラ発光部８５の並列回路が接続してい
る。発光部８５はランプ始動時の電源投入後に、コンデ
ンサ７８が徐々に充電していくと、その充電過程でトラ
ンジスタ８１にベ−ス電流が供給されてトランジスタ８
１はオンし、このとき発光部８５を構成するフォトトラ
ンジスタもオンして、トランジスタ８１には発光部８５
を通して電流が流れ、発光する。この発光はコンデンサ
７８への充電が完了するまでの一定期間続く。

【００２６】そして、発光部８５からの光信号はフォト
カプラの受光部８６に入力する。この受光部８６の一端
は電源整流回路４２のプラス側に抵抗６５，６６を介し
て接続し、他端は抵抗８７を介してトランジスタ９０の
ベ―スに接続し、トランジスタ９０のベ―ス・エミッタ
間にはコンデンサ８８と抵抗８９を並列に接続しており
、トランジスタ９０のコレクタ・エミッタ路は前記抵抗
７１の両端に並列に接続している。

【００２７】受光部８６に光信号が入射し８６がオンす
ると８６に電流が流れ、抵抗８７を通してコンデンサ８
８及び抵抗８９の並列回路に供給される。このとき抵抗
８９に生じる電圧はトランジスタ９０のベ−スに加わり
、トランジスタ９０をオンさせる。これによって、トラ
ンジスタ６３のベ−ス抵抗が下がり、トランジスタ６３
はオンし、抵抗８６に生じる電圧によってＦＥＴ５６を
オンする方向に動作させ、発振トランジスタ５０のオン
時間を長くして発振出力を増大し、蛍光ランプ５１を点
灯する。蛍光ランプ５１の点灯状態では、コンデンサ７
８は充電を完了するので、トランジスタ８１にはベ−ス
電流が供給されないため８１はオフし、従ってフォトカ
プラ発光部８５はオフする。すると、受光部８６もオフ
し、トランジスタ９０，６３もオフ、ＦＥＴ５６も抵抗
値が大きくなり、トランジスタ５０の発振出力は点灯を
安定に維持するに必要な低い出力に設定される。本実施
例では、その後、前記コンデンサ７８の充電電荷が放電
しフォトカプラ発光部８５に流入することにより、発光
部８５が誤って瞬時的に発光するようなことがあっても
その光によって受光部８６に瞬時的に流れる電流はコン
デンサ８８で吸収されトランジスタ９０をオンするまで
には至らない。従って、点灯状態は安定に保たれトラン
ジスタ５０に異常な発振波形を生じることはない。

【００２８】更に、本実施例では、電源電圧が大きく変
動し低下する方向に変化した場合に、トランジスタ５０
の発振出力が増大し異常発振状態となるのを防ぐための
回路が設けられている。即ち、ダイオード４７とコンデ
ンサ４４の接続点に得られる整流後の直流電圧を電源と
し、この電源に対して２つの抵抗９１，９２を並列に接
続し、その接続点にツェナーダイオード９３のカソード
を接続し、アノードをトランジスタ９４のベ−スに接続
し、９４のエミッタはグランド側に接続し、コレクタは
抵抗９５を介して前記ベ−スバイアス抵抗７１の一端に
接続している。この回路においては、直流電源の電源電
圧が定格状態の時はツェナーダイオード９３がオンして
おり、トランジスタ９４はオンしており、バイアス抵抗
７１には並列に抵抗９５が接続された状態となっている
。ここで、電源電圧が大きく低下すると、ツェナーダイ
オード９３及びトランジスタ９４はオフし、その結果、
トランジスタ６３がオフ、ＦＥＴ５６の抵抗値が非常に
大きく設定され、トランジスタ５０の発振出力は小さく
抑えられる。即ち、電源電圧が大きく低下した場合には
、トランジスタ５０の発振出力が抑えられる結果、異常
発振状態とならずランプにちらつきを生じることがなく
なる。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電源
電圧が大きく低下したり、フォトカプラの受光部が誤動
作した場合でも、異常な発振波形を生じることがなく、
ランプにちらつきを生じたり、発光効率が低下したりす
ることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の放電灯点灯装置を示す回路
図。

【図２】従来の放電灯点灯装置を示す回路図。

【図３】図２の要部回路を示す回路図。

【符号の説明】

４２……電源整流回路 ４８……トランス ４９，５４，５５，６１，７８……コンデンサ５０，６
３，８１，９０，９４……トランジスタ５１……蛍光ラ
ンプ ５６……可変抵抗素子（ＦＥＴ） ８５，８６……フォトカプラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トランスと第１のトランジスタを用いて、
   直流電源からの電圧をスイッチングし交流電圧に変換す
   るトランジスタインバータと、このインバータからの交
   流出力にて放電灯を点灯するランプ回路と、このランプ
   回路中に変成器を設けて前記第１のトランジスタに正帰
   還し前記第１のトランジスタを自励発振させる帰還回路
   と、この帰還回路に設けて前記第１のトランジスタのオ
   ン時間を制御するための可変抵抗素子と、前記第１のト
   ランジスタの端子間に発生する発振電圧のピーク値を検
   出し、この検出電圧の大小によって第２のトランジスタ
   をオフ，オンして得られる出力で前記可変抵抗素子を駆
   動し、発振電圧を一定化するよう制御する第１の制御回
   路と、この第１の制御回路の前記第２のトランジスタの
   ベ−スバイアス抵抗の値を切り換える第３のトランジス
   タを備え、該第３のトランジスタを前記直流電源の電圧
   変動に応じてオフ，オンすることにより、電源電圧が所
   定値以下に低下した時に前記可変抵抗素子をオフする方
   向に駆動し前記第１のトランジスタの発振出力を低下さ
   せる第２の制御回路とを具備したことを特徴とする放電
   灯点灯装置。
2. 【請求項２】トランスと第１のトランジスタを用いて、
   直流電源からの電圧をスイッチングし交流電圧に変換す
   るトランジスタインバータと、このインバータからの交
   流出力にて放電灯を点灯するランプ回路と、このランプ
   回路中に変成器を設けて前記第１のトランジスタに正帰
   還し前記第１のトランジスタを自励発振させる帰還回路
   と、この帰還回路に設けて前記第１のトランジスタのオ
   ン時間を制御するための可変抵抗素子と、前記第１のト
   ランジスタの端子間に発生する発振電圧のピーク値を検
   出し、この検出電圧の大小によって第２のトランジスタ
   をオフ，オンして得られる出力で前記可変抵抗素子を駆
   動し、発振電圧を一定化するよう制御する第１の制御回
   路と、前記放電灯に並列的に接続され、放電灯始動時に
   コンデンサを徐々に充電しつつ第３のトランジスタをオ
   ンし、フォトカプラの発光部を一定時間オンにし、光信
   号を発生する手段と、始動時に前記フォトカプラ発光部
   からの光信号を受光するフォトカプラ受光部を備える一
   方、前記第１の制御回路の前記第２のトランジスタのベ
   −スバイアス抵抗の値を切り換える第４のトランジスタ
   を備え、該第４のトランジスタのベ―ス・エミッタ間に
   コンデンサと抵抗の並列回路を接続し、該並列回路の一
   端を抵抗を介して前記フォトカプラ受光部に接続し、始
   動時に該並列回路のコンデンサに充電される電圧にて前
   記第４のトランジスタをオンすることにより、前記可変
   抵抗素子をオンする方向に駆動し前記第１のトランジス
   タの発振出力を上昇させる第２の制御回路とを具備した
   ことを特徴とする放電灯点灯装置。