JPH04324290A - 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、放電灯のフィラメント
電極に予熱電流を供給する予熱回路を有する放電灯点灯
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィラメント電極の予熱回路を有する放
電灯点灯装置としては、図３に示すものが知られている
。これは交流電源１に電源スイッチ２を介して全波整流
ダイオードブリッジ回路３の入力端子を接続し、そのダ
イオードブリッジ回路３の出力端子に平滑コンデンサ４
を接続して直流電源としている。前記平滑コンデンサ４
にチョークコイル５を介してプッシュプル形のインバー
タ回路６を接続している。

【０００３】このインバータ回路６は１対のスイッチン
グトランジスタ７，８、インバータトランス９、共振用
コンデンサ１０等で構成されている。インバータトラン
ス９には１次巻線、２次巻線、スイッチングトランジス
タ７，８のベースに接続されるベース巻線、１対の予熱
巻線が設けられている。

【０００４】そしてインバータ回路６の出力端子、すな
わちインバータトランス９の２次巻線に放電灯１１を接
続し、その放電灯１１のフィラメント電極を予熱巻線に
それぞれ接続している。

【０００５】この装置では電源スイッチ２を投入すると
インバータ回路６が発振動作を開始し、このインバータ
回路６から放電灯１１にフィラメント予熱電流が供給さ
れるとともに起動点灯用高周波電圧が印加される。この
ときの高周波は４０〜５０ＫＨＺ程度に設定されるが、
このように高い周波数ではたとえフィラメント予熱を行
っても放電灯は起動点灯しにくいことが知られている。 そして起動電圧は商用周波数の場合４０Ｗ蛍光ランプ１
灯用が２３０Ｖであるのに対して高周波の場合は４００
Ｖ程度必要となる。これはランプの寿命を短くする要因
となっている。

【０００６】ところで放電灯、すなわちランプの寿命を
最も大きく左右するのは、起動点灯時のフィラメントに
塗布されている電子放射物質の飛散の程度である。すな
わちランプ寿命はフィラメントの電子放射物質の残存量
で決まるものであり、この残存量はランプ起動点灯時の
起動状態によって略決まる。例えば電子放射が行われ易
いように予めフィラメント予熱を十分に行ってから必要
最小限の起動電圧で起動点灯すれば電子放射物質の飛散
量は少なくランプは長寿命となる。逆にフィラメント予
熱が不十分で、しかも起動電圧が必要以上に高いと電子
放射物質の飛散量は多くなりランプは短寿命となる。

【０００７】このようなことから図３の従来装置ではフ
ィラメント予熱と起動電圧印加が同時に行われるため、
起動時に比較的多くの電子放射物質の飛散がありランプ
寿命が短くなる問題があった。

【０００８】このようなことからインバータトランス９
に添設された予熱巻線からの発生電圧を高くしてフィラ
メントに供給する電力量を増加させることも行われてい
るが、しかしこのようにすると消費電力量が多くなる問
題があった。

【０００９】また従来図４に示す放電灯点灯装置も知ら
れている。これは平滑コンデンサ４に、スイッチングト
ランジスタ１２、１次巻線と２次巻線のみからなるリー
ケージ形のインバータトランス１３、共振用コンデンサ
１４等からなる１石式インバータ回路１５を接続し、イ
ンバータ回路１５の出力端子、すなわちインバータトラ
ンス１３の２次巻線に直流成分防止用のコンデンサ１６
及び電流帰還用トランス１７の１次巻線を介して放電灯
１１の各フィラメント電極の一端を接続し、その放電灯
１１の各フィラメント電極の他端間にコンデンサ１８を
接続し、さらにそのコンデンサ１８にスイッチ１９を並
列に接続している。電流帰還用トランス１７の２次巻線
をコンデンサ２０を介してスイッチングトランジスタ１
２のベース、エミッタ間に接続している。なお、２１は
起動抵抗、２２は共振エネルギー還流用ダイオード、２
３、２４は逆バイアス用の抵抗とダイオードである。

【００１０】この放電灯点灯装置では、電源スイッチ２
の投入時にはスイッチ１９はオンしており、これにより
先ずインバータトランス１３の２次巻線からコンデンサ
１６、放電灯１１の一方のフィラメント電極、スイッチ
１９、放電灯１１の他方のフィラメント電極、電流帰還
用トランス１７の１次巻線の閉回路に予熱電流が流れる
。そして十分な予熱が行われたタイミングでスイッチ１
９がオフする。これによりコンデンサ１８とインバータ
トランス１３のリーケージインダクタンスが共振してコ
ンデンサ１８の両端間に高電圧が発生し、この高電圧が
放電灯１１の各フィラメント電極間に印加される。放電
灯１１の点灯後はコンデンサ１８の両端間電圧はランプ
電圧まで低下し、また予熱電流も減少する。

【００１１】この点灯方式は先にフィラメント予熱を行
ってから高電圧印加を行っているが、電子放射物質の飛
散量の減少という点ではそれ程効果が得られない問題が
あった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように従来装置で
は電子放射物質の飛散量が多く、ランプ寿命が短命化す
る問題があった。ところで本発明者等は、図４に示す装
置において電子放射物質の飛散量が減少しない原因につ
いて究明したところ以下のことが判明した。

【００１３】すなわちフィラメント予熱電流及び定格出
力ランプ電流を設定、設計した場合、点灯時の発振周波
数の適性設定及びフィラメント電力の小値化と起動電圧
値の適正化の諸関係がミスマッチし、このため過大な起
動電圧をランプに印加することになる。これは電源スイ
ッチ２がオンするとフィラメント予熱電流は図５の（ａ
）　のグラフａに示すように流れる。そして所定時間ｔ
ｓ　が経過するとスイッチ１９がオフし放電灯１１に高
電圧が印加される。このときグラフｂに示すように瞬時
ではあるが放電灯１１にかなり高い高電圧が印加する。 これは図５の（ｂ）　に示すランプの放電特性曲線にお
いてアーク放電領域へ移行するまでの時間内で発生する
ことが分かった。すなわち放電灯１１は高電圧印加とと
もに必ずグロー放電を経てアーク放電へ移行する。そし
てスイッチ１９のオフ時の高電圧はこの時間に対応しコ
ンデンサ１８の両端間に発生する電圧に略比例した電圧
が放電灯１１に印加される。

【００１４】このように図４の装置では先にフィラメン
トに予熱電流が流れるがスイッチ１９がオフする瞬時に
おいてかなりの高電圧が放電灯１１に印加されることに
なりこのため電子放射物質の飛散量が減少しないことに
なる。

【００１５】そこで本発明は、フィラメント電極の電子
放射物質の飛散量を確実に減少させることができ、これ
により放電灯の長寿命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。また本発明は、放
電灯の点灯中は予熱電流を停止することにより省電力化
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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
電源投入に応動して放電灯の各フィラメント電極に予熱
電流を供給する予熱回路と、放電灯に起動点灯用高周波
電圧を印加する高周波点灯回路と、予熱回路による予熱
電流の供給が開始されて所定時間経過後に高周波点灯回
路をソフトスタートさせるスタート制御回路を設けたも
のである。

【００１７】請求項２対応の発明は、電源投入に応動し
て放電灯の各フィラメント電極に予熱電流を供給する予
熱回路と、放電灯に起動点灯用高周波電圧を印加する高
周波点灯回路と、予熱回路による予熱電流の供給が開始
されて所定時間経過後に高周波点灯回路をソフトスター
トさせるスタート制御回路と、放電灯に流れるランプ電
流を検出して所定時間経過後に予熱回路による予熱電流
の供給を停止させる予熱電流停止制御回路を設けたもの
である。

【００１８】

【作用】このような構成であれば、電源を投入すると、
先ず予熱回路が動作して放電灯の各フィラメント電極に
予熱電流を流す。そして所定時間が経過するとスタート
制御回路により高周波点灯回路がソフトスタートされる
。こうして高周波点灯回路から放電灯に印加される電圧
が徐々に上昇しやがて放電灯に起動点灯用高周波電圧が
印加される。また放電灯が点灯されるとそのランプ電流
が検出され、所定時間経過後に予熱回路による予熱電流
の供給が停止される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２０】図１に示すように、交流電源３１に電源ス
イッチ３２を介して全波整流ダイオードブリッジ回路３
３の入力端子を接続し、そのダイオードブリッジ回路３
３の出力端子に平滑コンデンサ３４を接続して直流電源
を形成している。前記直流電源の出力端子、すなわち前
記平滑コンデンサ３４に高周波点灯回路として１石式イ
ンバータ回路３５を接続している。

【００２１】前記インバータ回路３５はＮＰＮ形のスイ
ッチングトランジスタ３６、インバータトランス３７、
共振用コンデンサ３８を設け、前記インバータトランス
３７の１次巻線３７ｐに前記共振用コンデンサ３８を並
列に接続している。そしてその並列回路の一端を前記平
滑コンデンサ３４の正極端子に接続し、他端を前記スイ
ッチングトランジスタ３６のコレクタ、エミッタを介し
て前記平滑コンデンサ３４の負極端子に接続している。 前記スイッチングトランジスタ３６のコレクタ、エミッ
タには共振エネルギー還流用ダイオード３９が並列に接
続され、そのトランジスタ３６のベースと前記平滑コン
デンサ３４の正極端子との間には起動抵抗４０が接続さ
れている。

【００２２】前記インバータ回路３５の出力端子、すな
わちインバータトランス３７の２次巻線３７ｓの一端を
直流成分防止用のコンデンサ４１を介して放電灯４２の
一方のフィラメント電極４２ａの一端に接続し、２次巻
線３７ｓの他端を電流帰還トランス４３の１次巻線４３
ａを介して前記放電灯４２の他方のフィラメント電極４
２ｂの一端に接続している。

【００２３】前記平滑コンデンサ３４にはまた予熱回路
４４が接続されている。この予熱回路４４はトランス４
５の１次巻線４５ｐをＮＰＮ形のスイッチングトランジ
スタ４６を介して前記平滑コンデンサ３４に並列に接続
し、そのトランジスタ４６のベース、エミッタ間に前記
トランス４５に添設されたベース巻線４５ｂを介してコ
ンデンサ４７を接続し、前記トランジスタ４６のベース
と前記平滑コンデンサ３４の正極端子との間には起動抵
抗４８が接続されている。

【００２４】前記トランジスタ４６のベース、エミッタ
間にはまたＮＰＮ形のトランジスタ４９が接続されてい
る。このトランジスタ４９のベース、エミッタ間に抵抗
５０を接続している。

【００２５】前記トランス４５にはまた１対の予熱巻線
４５ｆ１，４５ｆ２が添設され、その一方４５ｆ１が前
記放電灯４２の一方のフィラメント電極４２ａに接続さ
れ、その他方４５ｆ２がカレントトランス５１の１次巻
線を介して前記放電灯４２の他方のフィラメント電極４
２ｂに接続されている。

【００２６】前記カレントトランス５１の２次巻線はそ
の一端がダイオード５２を順方向に介してコンデンサ５
３の一端に接続され、その他端が前記平滑コンデンサ３
４の負極端子及び前記コンデンサ５３の他端に接続され
ている。そして前記コンデンサ５３に抵抗５４を介して
コンデンサ５５が並列に接続されている。

【００２７】前記電流帰還トランス４３の２次巻線４３
ｂの一端を前記スイッチングトランジスタ３６のベース
に接続し、その２次巻線４３ｂの他端をコンデンサ５６
及びＮＰＮ形のトランジスタ５７を直列に介して前記ス
イッチングトランジスタ３６のエミッタに接続している
。前記トランジスタ５７にはダイオード５８が逆極性に
して並列に接続されている。前記スイッチングトランジ
スタ３６のベース、エミッタ間にはまた逆バイアス用の
抵抗５９とダイオード６０との直列回路が接続されてい
る。

【００２８】前記電流帰還トランス４３の３次巻線４３
ｃには予熱電流停止制御回路６１が接続されている。こ
の予熱電流停止制御回路６１は前記電流帰還トランス４
３の３次巻線４３ｃにダイオード６２を介してコンデン
サ６３を接続し、そのコンデンサ６３に抵抗６４を介し
てコンデンサ６５を並列に接続し、さらにそのコンデン
サ６５に抵抗６６を並列に接続している。

【００２９】前記平滑コンデンサ３４にはさらにスター
ト制御回路６７が接続されている。このスタート制御回
路６７は前記平滑コンデンサ３４に抵抗６８，６９を直
列に介してコンデンサ７０を並列に接続し、そのコンデ
ンサ７０にＮＰＮ形のトランジスタ７１を並列に接続し
ている。前記抵抗６９とコンデンサ７０との直列回路に
抵抗７２を介してＮＰＮ形のトランジスタ７３並びに抵
抗７４，７５の直列回路を並列に接続している。前記コ
ンデンサ７０にはまた抵抗７６，７７の直列回路を並列
に接続し、その抵抗７６と７７の接続点を前記トランジ
スタ５７のベースに接続している。前記トランジスタ７
３のベース、エミッタ間には抵抗７８が接続されている
。

【００３０】前記予熱回路４４のコンデンサ５５の正極
端子を定電圧ダイオード７９及び抵抗８０を直列に介し
、さらにダイオード８１を順方向に介して前記トランジ
スタ７３のベースに接続している。

【００３１】前記予熱電流停止制御回路６１のコンデン
サ６５の正極端子を抵抗８２及び定電圧ダイオード８３
を直列に介して前記予熱回路４４のトランジスタ４９の
ベースに接続するとともに、さらにダイオード８４を順
方向に介して前記トランジスタ７３のベースに接続して
いる。

【００３２】このような構成の実施例においては、電源
スイッチ３２をオンすると、平滑コンデンサ３４の両端
間に所定の直流電圧が発生する。これにより予熱回路４
４が動作する。すなわちトランジスタ４６がスイッチン
グ動作してトランス４５の１次巻線４５ｐに高周波電圧
を発生する。これにより予熱巻線４５ｆ１及び４５ｆ２
に電圧が発生し放電灯４２の各フィラメント電極４２ａ
，４２ｂに予熱電流が流れる。

【００３３】一方、トランジスタ７１は抵抗６８，７２
，７４，７５の直列回路によってベースにバイアスが印
加されてオンする。これによりコンデンサ７０の両端間
は短絡されるので、トランジスタ５７がオフされ、従っ
てインバータ回路３５のスイッチングトランジスタ３６
はスイッチング動作されることはない。すなわちインバ
ータ回路３５は発振動作を開始しない。

【００３４】予熱電流が流れると、カレントトランス５
１の２次巻線に電圧が発生し、ダイオード５２を介して
コンデンサ５３が充電される。そして抵抗５４を介して
コンデンサ５５は所定の時定数で充電が開始される。そ
して所定時間ｔ１　が経過してコンデンサ５５の充電レ
ベルが定電圧ダイオード７９のスレッショルドレベルに
達すると定電圧ダイオード７９が導通し、これによりト
ランジスタ７３のベースにベース電流が流れそのトラン
ジスタ７３がオンする。

【００３５】トランジスタ７３がオンすると抵抗７４，
７５の直列回路が短絡されるのでトランジスタ７１がオ
フされる。こうしてコンデンサ７０が抵抗６８，６９を
介して所定の時定数で充電されるようになる。

【００３６】そしてコンデンサ７０の充電レベルが上昇
するに従ってトランジスタ５７に印加されるベースバイ
アスが徐々に深くなる。これによりインバータ回路３５
は発振動作を開始するがそのインバータトランス３７の
１次巻線３７ｐに発生する電圧は徐々に大きくなる。こ
うしてインバータ回路３５はソフトスタート動作され、
放電灯４２に印加するランプ電圧が徐々に立ち上がる。

【００３７】そして放電灯４２にはすでに予熱電流が流
れているので各フィラメント電極４２ａ，４２ｂは充分
に予熱されている。従って放電灯４２に印加するランプ
電圧が起動点灯に適した電圧まで上昇したタイミングで
放電灯４２は点灯を開始するようになる。こうして電源
スイッチ３２を投入してからｔ２　（＞ｔ１　）時間経
過して放電灯４２は点灯を開始することになる。

【００３８】このように放電灯４２は各フィラメント電
極４２ａ，４２ｂが充分に予熱されている状態で、しか
も高い電圧ではなく起動点灯に適した電圧で点灯を開始
するので、フィラメントからの電子放射物質の飛散量を
確実に減少させることができる。従って放電灯４２の長
寿命化を図ることができる。

【００３９】放電灯４２が点灯を開始すると、ランプ電
流が流れるので電流帰還トランス４３の３次巻線４３ｃ
に電圧が発生し、ダイオード６２を介してコンデンサ６
３が充電される。そして抵抗６４を介してコンデンサ６
５は所定の時定数で充電が開始される。そして所定時間
ｔ３　が経過してコンデンサ６５の充電レベルが定電圧
ダイオード８３のスレッショルドレベルに達すると定電
圧ダイオード８３が導通し、これにより予熱回路４４の
トランジスタ４９のベースにベース電流が流れそのトラ
ンジスタ４９がオンする。またトランジスタ７３のベー
スにもベース電流が流れ、以降は予熱電流が停止されて
もトランジスタ７３はオン状態を維持する。すなわちイ
ンバータ回路３５の発振動作を維持する。

【００４０】予熱回路４４においてトランジスタ４９が
オンすると、スイッチングトランジスタ４６はオフ状態
に保持されるようになる。これにより予熱回路４４の動
作が停止され予熱巻線４５ｆ１，４５ｆ２からの電圧発
生は停止される。こうして以降は予熱電流の供給が停止
されて省電力化が実現される。以上の動作におけるフィ
ラメント予熱電流及び放電灯４２に印加されるランプ電
圧の時間変化をグラフで示すと図２に示すようになる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、フ
ィラメント電極の電子放射物質の飛散量を確実に減少さ
せることができ、これにより放電灯の長寿命化を図るこ
とができる放電灯点灯装置を提供できるものである。ま
た本発明によれば、放電灯の点灯中は予熱電流を停止す
ることにより、さらに省電力化も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】本発明の実施例を示す回路図。

【図２】同実施例のフィラメント予熱電流及びランプ電
圧の時間変化を示すグラフ。

【図３】従来例を示す回路図。

【図４】別の従来例を示す回路図。

【図５】同従来例におけるフィラメント予熱電流及びラ
ンプ電圧の時間変化を示すグラフ及びランプ放電特性曲
線を示すグラフ。

【符号の説明】

３５…１石式インバータ回路、４２…放電灯、４３…電
流帰還トランス、４４…予熱回路、６１…予熱電流停止
制御回路、６７…スタート制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電源投入に応動して放電灯の各フィラ
   メント電極に予熱電流を供給する予熱回路と、前記放電
   灯に起動点灯用高周波電圧を印加する高周波点灯回路と
   、前記予熱回路による予熱電流の供給が開始されて所定
   時間経過後に前記高周波点灯回路をソフトスタートさせ
   るスタート制御回路を設けたことを特徴とする放電灯点
   灯装置。
2. 【請求項２】　　電源投入に応動して放電灯の各フィラ
   メント電極に予熱電流を供給する予熱回路と、前記放電
   灯に起動点灯用高周波電圧を印加する高周波点灯回路と
   、前記予熱回路による予熱電流の供給が開始されて所定
   時間経過後に前記高周波点灯回路をソフトスタートさせ
   るスタート制御回路と、前記放電灯に流れるランプ電流
   を検出して所定時間経過後に前記予熱回路による予熱電
   流の供給を停止させる予熱電流停止制御回路を設けたこ
   とを特徴とする放電灯点灯装置。