JPH04324289A - 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】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯点灯装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプ等の負性特性の電圧、電流特
性を有する放電灯は、ランプを起動させるための起動電
圧を所望の照度を得る安定した放電状態でのランプ端子
電圧よりもかなり高くする必要があり、又安定放電状態
を維持するためにも高い電圧は必要となる。これはラン
プ管内の気体の放電開始エネルギーとして必要なもので
ある。そして一旦点灯すれば端子電圧は低下し電流は増
加するのでインピーダンス素子により所望の照度を得る
ための電流値に制限する。

【０００３】このような制御を行う放電灯点灯装置とし
ては従来、図４に示すものが知られている。これは交流
電源１に全波整流用ダイオードブリッジ回路２を介して
平滑コンデンサ３を接続し、この平滑コンデンサ３にイ
ンバータ回路４の入力端子を接続している。そしてイン
バータ回路４の出力部に昇圧用のトランス５を設け、こ
のトランス５の２次巻線にチョークコイル６を介して放
電灯７を接続している。トランス５にはまた予熱巻線Ｆ
１　，Ｆ２　を設け、放電灯７の各フィラメント電極に
予熱電流を流すようになっている。

【０００４】この装置では始動時フィラメントを予熱し
てランプ管内の電子放射を容易に行わせランプ起動電圧
が印加したときランプ起動がスムーズに行われるように
なっている。

【０００５】インバータ回路を使用して放電灯を高周波
点灯するものは通常電子安定器と呼ばれ、この電子安定
器は３０ＫＨＺ或いは５０ＫＨＺ程度の高周波で点灯す
るものであるが、起動電圧は安定点灯しているときのラ
ンプ端子電圧に対して３．５〜４倍程度の値が必要とさ
れている。また点灯時のランプへの電圧供給は安定放電
エネルギーをランプに与えるためと同時に交流の半サイ
クル毎に極性反転する際の再点弧電圧を与えるためであ
る。 そして高周波の場合は通常の商用周波数にて再点弧する
ときの再点弧電圧に比べてかなり高い電圧が要求される
。例えば４０Ｗの蛍光ランプ１灯では１．７〜２倍程度
の高い再点弧電圧が要求される。またランプ起動電圧で
は３．５〜４倍程度の高い起動電圧が要求される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから従
来の高周波点灯する放電灯点灯装置では高い再点弧電圧
や起動電圧が要求されることから、インバータ回路に使
用されるトランスの巻線数が多くなり、これにより電子
安定器が大形で重量化する問題があった。

【０００７】また放電灯を商用周波数で点灯させる装置
もあるが、従来では安定器としてリーケージトランス形
のものが使用されるためやはり大形で重量化する問題が
あった。

【０００８】そこで本発明は、放電灯を高周波点灯ある
いは商用周波数点灯するものにおいて、安定器の小形軽
量化を図ることができる放電灯点灯装置を提供しようと
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
放電灯の起動点灯及び放電維持用として比較的高い直流
電圧を発生する直流電源を使用し、放電灯の光出力発生
のためのア−ク放電維持用として比較的低い交流電圧を
発生する交流電源を使用したものである。

【００１０】請求項２対応の発明は、請求項１対応の発
明において直流電源は交流電源の交流を昇圧、整流して
直流電圧を得、放電灯にグロー放電を発生させるもので
ある。

【００１１】請求項３対応の発明は、放電灯の起動点灯
及び放電維持用として比較的高い直流電圧を発生する直
流電源を使用し、放電灯の光出力発生のためのア−ク放
電維持用として比較的低い交流電圧を発生する交流電源
を使用し、直流電源から放電灯に印加する直流電圧の極
性反転を極性反転回路により一定時間毎に行うものであ
る。

【００１２】請求項４対応の発明は、放電灯の起動点灯
及び放電維持用として比較的高い直流電圧を発生する直
流電源を使用し、放電灯の光出力発生のためのア−ク放
電維持用として比較的低い交流電圧を発生する交流電源
を使用し、直流電源から放電灯に印加する直流電圧の極
性反転を極性反転回路により交流電源がオフされて放電
灯が消灯される毎に行うものである。

【００１３】

【作用】このような構成の発明においては、起動時には
直流電源から比較的高い直流電圧が放電灯に印加され、
放電灯はグロー放電する。そして放電灯がグロー放電か
らアーク放電に移行すると交流電源からの比較的低い交
流電圧が放電灯に印加されて放電灯はア−ク放電を維持
する。また放電灯は直流電源からの直流電圧によって再
点弧され放電が維持される。また直流電源から放電灯に
印加される直流電源の極性が一定時間毎、又は交流電源
をオフする毎に反転される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１５】図１に示すように、交流電源１１に全波整
流用ダイオードブリッジ回路１２を介して平滑コンデン
サ１３を接続している。そして前記平滑コンデンサ１３
にインバータ回路１４の入力端子を接続している。

【００１６】前記インバータ回路１４は１石式インバー
タ等周知のもので、このインバータ回路１４の出力部に
トランス１５を設けている。このトランス１５は１次巻
線１５ｐがインバータ回路１４内部に接続され、２次巻
線１５ｓが巻線部ａと巻線部ｂとで構成され、かつ予熱
巻線Ｆ１，Ｆ２　が添設されている。

【００１７】前記２次巻線１５ｓの巻線部ａにチョーク
コイル１６を介して放電灯１７を接続している。また前
記２次巻線１５ｓの両端に整流用ダイオード１８を順方
向に介してコンデンサ１９を接続し、そのコンデンサ１
９に抵抗２０を介して前記放電灯１７を接続している。 前記トランス１５の予熱巻線Ｆ１　，Ｆ２　を前記放電
灯１７の各フィラメント電極にそれぞれ接続している。

【００１８】このような構成の実施例においては、コン
デンサ１９の両端間には比較的高い直流電圧が発生する
。そして始動時この直流電圧がランプ起動電圧となって
放電灯１７に印加する。放電灯１７は予熱巻線Ｆ１，Ｆ
２　からの予熱電流によって各フイラメント電極が予熱
されるので、ランプ管内の電子放射が容易となる。こう
して放電灯１７にはグロー放電が発生する。このグロー
放電においては電流値は少ない。

【００１９】やがて放電灯１７はグロー放電からアーク
放電へ移行する。アーク放電に移行すると放電灯１７に
流れるランプ電流が増加する。またランプ電圧は低下す
る。しかして放電灯１７には今度は巻線部ａからチョー
クコイル１６を介して交流電流が供給されるようになる
。そしてチョークコイル１６によりランプ電流が制限さ
れ放電灯１７は安定したアーク放電を行う。またアーク
放電時には交流の半サイクル毎に極性が反転するので放
電維持のために再点弧電圧の供給が必要となる。そして
このときの再点弧電圧はコンデンサ１９からの直流電圧
が担う。こうして放電灯１７は安定した点灯動作を持続
するようになる。

【００２０】コンデンサ１９から放電灯１７に印加され
る直流電圧はグロー放電を発生させ、かつアーク放電時
の放電維持のために使用されるので、トランス１５の２
次巻線１５ｓにおける巻線部ｂは細い単線で済む。

【００２１】またランプ起動電圧として使用される直流
電圧は、交流実効値電圧よりかなり低い値なので、起動
用直流電圧を得るための２次巻線１５ｓ（巻線部ａ＋ｂ
）の巻線数は従来の２次巻線の巻線数に比べて少なくて
よい。以上のことからトランス１５としては小形軽量化
を図ることができる。

【００２２】またチョークコイル１６は比較的低い電圧
を発生する巻線部ａと放電灯１７との間に挿入されてい
るので、そのインピーダンスは小さくてよく、従ってチ
ョークコイル１６も小形軽量化できる。このようにトラ
ンス１５及びチョークコイル１６の小形軽量化を図るこ
とができるので安定器の小形軽量化を図ることができる
。次に本発明の他の実施例を図面を参照して説明する。 なお、前記実施例と同一の部分には同一の符号を付して
詳細な説明は省略する。

【００２３】図２に示すものは、交流電源１１にチョー
クコイル１６を介してトランス２１の１次巻線２１ｐを
接続するとともに放電灯１７を接続し、そのトランス２
１の２次巻線２１ｓの両端に整流用ダイオード１８を順
方向に介してコンデンサ１９を接続し、そのコンデンサ
１９に抵抗２０を介して前記放電灯１７を接続したもの
である。

【００２４】本実施例においてもランプ起動時及び放電
維持にはコンデンサ１９からの比較的高い直流電圧が印
加され、アーク放電移行後のエネルギー供給は交流電源
１１によって行われる。

【００２５】このようにすれば放電灯１７を商用周波数
で点灯させるものにおいて従来のようにリーケージトラ
ンスを使用する必要がない。そしてトランス２１におけ
る２次巻線２１ｓの１次巻線２１ｐと非共通の部分はグ
ーロー放電維持のみを行えばよいので細い単線で済む。 従ってトランス２１の小形軽量化ができる。またチョー
クコイル１６も小形軽量化ができる。従って本実施例に
おいても前記実施例と同様の効果が得られるものである
。

【００２６】図３に示すものは、トランス２１の２次巻
線２１ｓの両端間にリレー２２の切替接点２２ａの常閉
側及び整流用ダイオード１８を順方向に介してコンデン
サ１９を接続するとともに、前記切替接点２２ａの常開
側及び整流用ダイオード２３を逆方向に介してコンデン
サ２４を接続している。前記コンデンサ１９に抵抗２０
を介して放電灯１７を接続するとともに、前記コンデン
サ２４に抵抗２５を介して前記放電灯１７を接続してい
る。

【００２７】前記交流電源１１にまたトランス２６の１
次巻線を接続している。そしてそのトランス２６の２次
巻線に全波整流ダイオードブリッジ回路２７の入力端子
を接続している。前記ダイオードブリッジ回路２７の出
力端子にダイオード２８を介して平滑コンデンサ２９を
接続している。

【００２８】前記平滑コンデンサ２９の正極端子にはＮ
ＰＮ形の第１のトランジスタ３０のコレクタが抵抗３１
を介して接続され、ＮＰＮ形の第２のトランジスタ３２
のコレクタが抵抗３３を介して接続され、ＮＰＮ形の第
３のトランジスタ３４のコレクタが前記リレー２２を介
して接続されている。また前記平滑コンデンサ２９の負
極端子には前記第１、第３のトランジスタ３０，３４の
エミッタが接続され、前記第２のトランジスタ３２のエ
ミッタが抵抗３５を介して接続されている。

【００２９】前記第１のトランジスタ３０のベースは定
電圧ダイオード３６を順方向に介し、さらに抵抗３７を
介して前記ダイオードブリッジ回路２７の正極出力端子
に接続され、そのベース、エミッタ間には抵抗３８が接
続されている。前記第２のトランジスタ３２のベースは
前記第１のトランジスタ３０のコレクタに接続されてい
る。

【００３０】前記第２のトランジスタ３２のエミッタと
抵抗３５との接続点は分周回路３９の入力端子に接続さ
れている。前記分周回路３９の出力端子はフリップフロ
ップ（Ｆ／Ｆ）４０の入力端子に接続され、そのフリッ
プフロップ４０の出力端子は抵抗４１を介して前記第３
のトランジスタ３４のベースに接続されている。前記第
３のトランジスタ３４のベース、エミッタ間には抵抗４
２が接続され、前記リレー２２にはサージ吸収用のダイ
オード４３が並列に接続されている。

【００３１】本実施例においては、ダイオードブリッジ
回路２７からの全波波形のゼロクロス点において定電圧
ダイオードが非導通となり第１のトランジスタ３０がオ
フ、第２のトランジスタ３２がオンする。これにより交
流がゼロクロスするタイミングで分周回路３９にパルス
信号が入力され、このパルス信号が分周回路３９で所定
時間幅のパルス信号となってフリップフロップ４０に供
給される。そしてフリップフロップ４０の出力により第
３のトランジスタ３４が交互にオン、オフ動作される。 こうしてリレー２２が一定時間間隔でオン、オフ動作を
繰り返し、その切替接点２２ａが常開側と常閉側を交互
に閉成する。こうして放電灯１７に印加される直流電圧
はコンデンサ１９からとコンデンサ２４からとで一定時
間毎に交互に切替わり極性が反転される。これにより放
電灯１７に同じ極性の直流電圧が印加され続けることに
より発生するカタホレシス現象が防止される。なお、本
実施例においても前記実施例と同様の効果が得られるの
は勿論である。

【００３２】なお、本実施例では放電灯１７の点灯中に
一定時間間隔で直流電圧の極性を反転させるようにした
が必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば交流
電源１１のオン、オフを行う電源スイッチを設け、この
電源スイッチのオフ動作を検出してフリップフロップ４
０を反転動作させることにより、電源のオフ毎に直流電
源の極性切替えを行ってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、放
電灯を高周波点灯あるいは商用周波数点灯するものにお
いて、安定器の小形軽量化を図ることができる放電灯点
灯装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図。

【図２】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図３】本発明のもう一つの他の実施例を示す回路構成
図。

【図４】従来例を示す回路構成図。

【符号の説明】

１１…交流電源、１４…インバータ回路、１５…トラン
ス、１６…チョークコイル、１７…放電灯、１８…整流
用ダイオード、１９…コンデンサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放電灯の起動点灯及び放電維持用とし
   て比較的高い直流電圧を発生する直流電源を使用し、前
   記放電灯の光出力発生のためのア−ク放電維持用として
   比較的低い交流電圧を発生する交流電源を使用したこと
   を特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】　　直流電源は交流電源の交流を昇圧、整
   流して直流電圧を得、放電灯にグロー放電を発生させる
   ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】　　放電灯の起動点灯及び放電維持用とし
   て比較的高い直流電圧を発生する直流電源を使用し、前
   記放電灯の光出力発生のためのア−ク放電維持用として
   比較的低い交流電圧を発生する交流電源を使用し、前記
   直流電源から前記放電灯に印加する直流電圧の極性反転
   を極性反転回路により一定時間毎に行うことを特徴とす
   る放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】　　放電灯の起動点灯及び放電維持用とし
   て比較的高い直流電圧を発生する直流電源を使用し、前
   記放電灯の光出力発生のためのア−ク放電維持用として
   比較的低い交流電圧を発生する交流電源を使用し、前記
   直流電源から前記放電灯に印加する直流電圧の極性反転
   を極性反転回路により前記交流電源がオフされて前記放
   電灯が消灯される毎に行うことを特徴とする放電灯点灯
   装置。