JPH043079B2

JPH043079B2 -

Info

Publication number: JPH043079B2
Application number: JP57019182A
Authority: JP
Priority date: 1982-02-09
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1992-01-21
Also published as: JPS58137992A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、インバータを用いて直流電源の電
力を高周波に変換し、螢光灯などの放電灯に印加
して点灯させる装置に関する。

直流電源の電力をインバータにより、数ＫHz以
上の高周波に変換し、螢光灯の放電灯を点灯する
装置として従来から第１図に示す様な装置があつ
た。

第１図において、１は商用周波数の交流電源、
２は全波整流装置、３はインバータであり、ここ
では出力トランス６を備えた自励式のトランジス
タインバータで構成される。４はこのインバータ
３の動作を制御する制御装置である。５は放電灯
であり、５Ａ，５Ｂは電極である。

なお、インバータ３はコレクタ巻線６Ｃ、ベー
ス帰還巻線６Ｂ、フイラメント巻線６Ｆ、二次巻
線６Ｓから構成される出力トランス６、コレクタ
巻線６Ｃの中間点と上記全波整流装置２の出力側
とに接続されたインダクタンス７、トランジスタ
８Ａ，８Ｂ、上記トランジスタ８Ａ，８Ｂのベー
ス抵抗９Ａ，９Ｂ、二次巻線６Ｓと並列に接続さ
れたコンデンサ１０と、同じく二次巻線と直列に
接続されたチヨークコイル１１の共振回路とから
構成されている。

また、制御装置４は上記交流電源１に接続され
たトランス１３、このトランス１３の出力を整流
する全波整流器１４、この全波整流器１４の両出
力端に接続された抵抗１５とコンデンサ１６、こ
の抵抗１５とコンデンサ１５の接続点に一方の端
子が接続されたトリガ素子１７、このトリガ素子
１７の他方端子にアノードが接続されたダイオー
ド１８、アノードが上記トランジスタ８Ａのエミ
ツタに、カソードが上記全波整流器１４の負端子
に、ゲートがこのダイオード１８のカソードに接
続されたスイツチ素子としてのサイリスタ１９と
タイマー装置２０とで構成され、この制御装置４
の出力信号は上記抵抗９Ａ，９Ｂを介して、上記
トランジスタ８Ａ，８Ｂのベースに入力される。

さらに、タイマー装置２０は、上記全波整流器
１４の出力端に接続されたダイオード２１と電解
コンデンサ２２の直列回路と、この電解コンデン
サ２２と並列に接続された抵抗２３とコンデンサ
２４の直列回路およびこのコンデンサ２４と抵抗
２３の接続点ならびに上記サイリスタ１９のゲー
ト間に接続されたツエナーダイオード２５とダイ
オード２６の直列回路から構成される。

次に詳細な動作について説明する。交流電源１
が供給されると、インバータ３には全波整流装置
２を介して第２図イの様な電圧が印加される。ま
た同時に制御装置４のトランス１３にも所定の電
圧が発生し、全波整流器１４からやはり全波整流
された脈流の直流電圧が供給される。抵抗１５及
びコンデンサ１６、トリガ素子１７は、周知の位
相制御パルス発生装置と同様の動作を行ない、交
流電源１の各半サイクル毎に所定の位相で、例え
ば第２図イのθ₁に示す位相で、トリガパルスを発
生する。この為、スイツチ素子１９、（ここでは
サイリスタで構成されている。）は、位相θ₁で導
通し、抵抗９Ａ，９Ｂを介して、インバータ３の
トランジスタ８Ａ，８Ｂにベース電流を、位相θ₀
付近まで供給し続ける。

このベース電流が供給されている期間は、イン
ダクタンス７を介して出力トランス６のコレクタ
巻線６Ｃに全波整流装置２の直流出力が印加され
ており、出力トランス６のベース帰還巻線６Ｂの
作用によりトランジスタ８Ａ，８Ｂは交互に開閉
を繰り返して、発振を開始しその出力トランス６
の各巻線には、第２図ロに示す様な高周波交流電
圧を発生する。

この時、放電灯５の電極５Ａ，５Ｂは出力トラ
ンス６に設けられたフイラメント巻線６Ｆの出力
電圧によつて予熱される。しかし、二次巻線６Ｓ
から放電灯５の両端に印加される電圧は、放電灯
５を放電開始させるには不十分であるので、まだ
放電灯５は点灯しない。

この電極５Ａ，５Ｂへの予熱が開始された後、
所定期間経過すると、制御装置４のタイマー装置
２０のコンデンサ２４へ抵抗２３を通じて充電さ
れた電圧が、ツエナーダイオード２５のツエナー
電圧を越える。この為、サイリスタ１９は、ダイ
オード２６を介して、連続的なトリガ信号を受け
るので、サイリスタ１９は、交流電源１の殆んど
全期間にわたつて導通している。したがつて、イ
ンバータ３のトランジスタ８Ａ，８Ｂもこれに対
応して動作し、出力トランス６の各巻線には第３
図ハに示す様な電圧が発生する。この時、放電灯
１０の電極５Ａ，５Ｂは既に十分予熱されてお
り、放電灯５は点灯する。

この様にして、放電灯５を点灯させるものであ
るが、インバータ３が第２図ロに示すθ₁からθ₀な
る期間発振し、放電灯５の電極５Ａ，５Ｂを予熱
しているとき、その予熱電圧を、電極５Ａ，５Ｂ
の予熱に十分な電圧に設定した場合、タイマー装
置２０の動作が終了し、インバータ３が第２図ハ
に示すように、交流電源１の殆んど全期間にわた
つて発振し放電灯５が点灯したときに予熱巻線６
Ｆに発生する電圧も交流電源１の殆んど全期間と
なり、電極５Ａ，５Ｂの予熱電圧としては過大と
なり、電極５Ａ，５Ｂに急激な損傷をもたらす場
合があつた。

本発明は、上記欠点を除去しようとするもので
あり、放電灯の予熱状態、点灯状態の何れでも最
適な予熱を行なうことが出来る装置を提供するも
のである。

以下、実施例に従つて本発明の詳細について説
明する。第３図は本発明の一実施例を示す回路図
であり、第４図は本発明の動作説明図である。第
３図において、構成の説明に際して、第１図と同
一部分には同一符号を付して、その説明を省略
し、第１図と異なる部分を重点的に述べることに
する。この第３図と第１図を比較して明らかなよ
うに、第１図におけるチヨークコイル１１、コン
デンサ１０を除去し、新たに出力トランス６をリ
ーケージトランスで構成し、二次巻線６Ｓとフイ
ラメント巻線６Ｆをそのリーケージトランスの出
力側に設け、さらに、コンデンサ１０を出力トラ
ンス６のコレクタ巻線６Ｃと並列接続したもので
ある。

次に詳細な動作について説明する。まず交流電
源が供給されると第１図に示す従来装置と同様に
インバータ３には全波整流装置２を介して第４図
イの様な電圧が供給される。また、制御装置４の
トランス１３にも所定の電圧が発生し、全波整流
器１４から全波整流された脈流の直流電圧が供給
される。抵抗１５及びコンデンサ１６、トリガ素
子１７は周知の位相制御パルス発生装置と同様の
動作を行ない、交流電源１の各半サイクル毎に所
定の位相で例えば第４図イのθ₁に示す位相でトリ
ガパルスを発生する。この為、スイツチ素子１９
（ここではサイリスタで構成されている）は位相
θ₁で導通し、抵抗９Ａ，９Ｂを介してスイツチン
グ素子であるトランジスタ８Ａ，８Ｂにベース電
流を位相θ₀付近まで供給し続ける。従つてインバ
ータは第１図に示す従来装置と同様の原理により
動作し、その出力トランス６の各巻線には第４図
ロに示す様な高周波電圧が発生する。

なお、第４図ロから明らかなように、始動時に
おいてインバータの出力は、このインバータによ
る高周波交流電圧の発生期間Ｔ３より長い期間Ｔ
４にわたつて繰り返し停止している。

この時、放電灯５の電極５Ａ，５Ｂは出力トラ
ンス６の出力側に設けられたフイラメント巻線６
Ｆの出力電圧によつて予熱される。しかし二次巻
線６Ｓから放電灯１０の両端に印加される電圧
は、放電灯５を放電開始させるには不十分である
ので、放電灯５は点灯しない。

この電極５Ａ，５Ｂへの予熱が開始された後所
定時間が経過すると、第１図に示す従来装置と同
様に制御装置４のタイマー装置２０のコンデンサ
２４へ抵抗２３を介して充電された電圧が、ツエ
ナーダイオード２５のツエナー電圧を越える。こ
の為、サイリスタ１９は、ダイオード２６を介し
て連続的なトリガ信号を受けるので、交流電源１
の殆んど全期間にわたつて導通し、インバータ３
のトランジスタ８Ａ，８Ｂもこれに対応して動作
するため、出力トランス６の各巻線には第４図ハ
に示す様な電圧が発生する。この時、放電灯５の
電極５Ａ，５Ｂは既に十分予熱されており、放電
灯１０は点灯する。放電灯１０が点灯すると放電
灯１０には第４図ニに示す様な電流が流れる。こ
の時、位相θ₀からθ₂のT₁なる期間、放電灯１０に
流れない期間が生じているが、これは出力トラン
ス６の二次巻線６Ｓの電圧が放電灯５を再点弧さ
せるに十分な電圧に達するまでの期間に相当す
る。この時に出力トランス６の二次巻線６Ｓに
は、第４図ホに示すような電圧が発生する。すな
わち、リーケージトランスの作用により、放電灯
５に電流が流れていないT₁に期間は、無負荷時
の電圧に相当し、高い電圧となるが、放電灯５に
電流が流れているT₂に期間は、放電灯５の端子
電圧となり、無負荷状態に比較して低くなり、実
効値も低くなる。またフイラメント巻線６Ｆも出
力トランス６の出力値に設けられているため、そ
の電圧は二次巻線６Ｓに発生する電圧と相似とな
り、第１図に示す従来装置のフイラメント巻線６
Ｆに発生する電圧よりも低くすることができ、第
４図ロに示す予熱開始位相θ₁およびフイラメント
巻線６Ｆの巻数の設定により予熱電圧を始動時、
点灯時とも最適にすることができる。

第３図の実施例では、インバータ３の出力トラ
ンス６に高周波交流電圧が発生する期間は第３図
イに示す位相θ₁からθ₀付近の様に設定した。しか
し、これを例えば、位相θ₁からθ₂の様に交流電源
１の電圧の瞬時値が低い期間に設定することも可
能であり、この実施例を第５図に示す。

第５図に於て、制御装置４のトランス１３には
交流電源１が印加されていると、交流電源１の電
圧の瞬時値が低い期間はトランジスタ２８がオフ
状態になり、スイツチ素子１９（ここではトラン
ジスタで構成されている）を導通させてインバー
タ３の抵抗９Ａ，９Ｂに電流を供給する。この場
合も、タイマー装置２０は、所定期間を経過後
に、トランジスタ１９を連続的に導通させ、イン
バータ３を連続的に動作させて放電灯５を点灯す
ることは同様である。

以上の説明では、インバータ３に供給される直
流電圧が脈流の全波整流の場合であつたが、調光
装置等を使用し、位相制御された交流電圧を供給
される場合も、全波整流装置２で全波整流した電
圧、第６図イの様な状態を考えると、本発明の装
置が適用できることは明らかである。

さらに、インバータ３に供給される直流電圧が
例えば第３図で全波整流装置２の出力端子にコン
デンサを接続し、平滑された直流電圧の様な場合
も、第６図ロの様に適当な周期Ｔと、インバータ
３の出力発生期間T₁を設定することにより、同
様な効果が得られた。この場合は、制御装置４に
適当な周期Ｔを発生する発振回路と適当な期間
T₁を設定するための単安定マルチバイブレータ
等を用いればよい。

本発明の実施例では、放電灯５の電極５Ａ，５
Ｂを予熱する装置としてリーケージトランスで構
成された出力トランス６の出力側に設けたフイラ
メント巻線６Ｆで行なつたが、フイラメント巻線
６Ｆと直列にインダクタンス、コンデンサ等のイ
ンピーダンスを接続してもよいことはもち論であ
るが、共振回路を備えて自励発振を行なう第３図
の様な装置ではインピーダンスとしてコンデンサ
を用いる方が電極５Ａ，５Ｂの予熱電圧の適切な
設定が容易であつた。

この他、特に第５図ロに示す様にインバータ３
に平滑された直流電圧が供給される場合などで
は、放電灯５の両端に印加される電圧を、電極が
予熱されると放電が開始する様な、限界値付近に
設定しておくと、始動時に第５図ロの様な動作を
継続させることによつて電極が予熱された時点で
放電灯は点灯を開始する。この様な場合は、制御
装置４はタイマー装置２０でなく、放電灯５の電
流を検出して同様の動作を行なわせることも可能
である。

上記の説明では、放電灯が１灯の場合について
示したが２灯以上の場合も同様に適用できること
は勿論である。

以上の様に、本発明の装置によれば、放電灯の
始動に際してコールドスタートを避け、さらに始
動時，点灯時時ともに電極の予熱電圧を最適な値
にすることができるとともに、予熱をおこなうと
きインバータのスイツチング素子によるスイツチ
ング動作にともなう電圧損失を低減できるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の構成を示す回路図、第２
図はその動作の説明図、第３図は本発明による装
置の一実施例の構成を示す回路図、第４図は第３
図に示したものの動作の説明図、第５図はこの発
明の他の実施例の構成を示す図、第６図は第５図
に示したものの動作の説明図である。図において、１は交流電源、２は全波整流装
置、３はインバータ、４は制御装置、５は放電
灯、５Ａ，５Ｂは電極、６は出力トランス、６Ｆ
はフイラメント巻線である。尚、図中同一符号は
同一或いは相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１スイツチング素子からなり、直流電源から供
給される電力を高周波交流電力に変換するインバ
ータと、前記インバータの出力により加熱点灯さ
れる予熱電極を有する放電灯と、前記放電灯の始
動時、前記インバータの出力を、前記インバータ
による高周波交流電圧の発生期間より長い期間に
わたつて、繰り返し停止させ、前記放電灯の点灯
開始以前に電極を予熱する制御装置とを備え、前
記インバータの出力手段をリーケージトランスで
構成し、かつ前記放電灯の電極を予熱するフイラ
メント巻線を前記リーケージトランスの出力側に
設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。