JPH04351895A - 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、放電灯を高周波点灯さ
せるインバータ式の放電灯点灯装置に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のインバータ式の放電灯点灯
装置の回路図である。以下、その回路構成と動作につい
て説明する。電源スイッチＳＷがオンすると、交流電源
ＡＣをダイオードブリッジＤＢにて全波整流し、電解コ
ンデンサＣ１にて平滑する。電解コンデンサＣ１　に得
られた直流電源がインバータ点灯回路の電源となる。

【０００３】インバータ点灯回路の起動回路は、抵抗Ｒ
１　、コンデンサＣ２　、双方向性トリガー素子Ｑ１　
によって構成され、電源投入時に電解コンデンサＣ１　
の充電電圧により抵抗Ｒ１　を介してコンデンサＣ２　
を充電し、その充電電圧が双方向性トリガー素子Ｑ１　
のブレークオーバー電圧に達すると、コンデンサＣ２　
の充電電荷がトランジスタＱ３　のベース・エミッタ間
を介して放電するために、トランジスタＱ３　のベース
に電流が流れ、トランジスタＱ３　を起動する。

【０００４】トランジスタＱ３　がオンすると、電解コ
ンデンサＣ１　よりなる直流電源からカップリング用の
コンデンサＣ３　、共振用のコンデンサＣ４　及び放電
灯Ｌａとそのフィラメントｆ１　，ｆ２　の予熱用コン
デンサＣ５　の並列回路、共振トランスＴ１　の１次巻
線ｎ１　、トランジスタＱ３　を介して共振電流が流れ
る。このトランジスタＱ３　のオン時間は駆動回路３に
より決定される。この駆動回路３では、抵抗Ｒ２　，Ｒ
３　によりトランジスタＱ２　，Ｑ３　の接続点の電圧
の立ち下がりを検出して、その立ち下がり時点から、抵
抗Ｒ７　とコンデンサＣ９　の時定数で決定される一定
時間、トランジスタＱ４をオンとし、トランジスタＱ５
　をオフとするように、単安定マルチバイブレータＩＣ
１が動作する。このとき、トランジスタＱ３　のベース
には、抵抗Ｒ５　を介してベース電流が流れて、トラン
ジスタＱ３　はオンとなる。上記一定時間の経過後、ト
ランジスタＱ４　はオフ、トランジスタＱ５　はオンと
なる。これにより、トランジスタＱ３　はオフとなる。

【０００５】トランジスタＱ３　が急激にオフすると、
共振電流はトランスＴ１　の１次巻線ｎ１　の励磁によ
りダイオードＤ１　を介して流れるが、やがてトランス
Ｔ１　の２次巻線ｎ２　にトランジスタＱ２　を駆動す
る誘起電圧が発生し、トランジスタＱ２　がオンする。 トランジスタＱ２　がオンすると、カップリングコンデ
ンサＣ３　に充電されていた電荷が、トランジスタＱ２
　、トランスＴ１　の１次巻線ｎ１　、放電灯Ｌａとコ
ンデンサＣ４　，Ｃ５　の並列回路を介して放電し、逆
方向に共振電流が流れる。このとき、トランスＴ１　の
２次巻線ｎ２　には、トランジスタＱ２　をオンさせる
方向に誘起電圧が発生するが、やがて共振電流が減少す
ると、トランスＴ１　の２次巻線ｎ２　の誘起電圧が急
激に反転し、トランジスタＱ２　をオフする自励動作を
行う。トランジスタＱ２　が急激にオフするために、共
振電流はコンデンサＣ１　とダイオードＤ２　を介して
トランスＴ１　の１次巻線ｎ１　に流れる。そのとき、
トランジスタＱ２　とＱ３　の接続点の電圧が低下する
ので、この電圧の立ち下がりを抵抗Ｒ２　，Ｒ３　によ
り検出して、先に説明したように、トランジスタＱ３　
をオンさせる動作を行う。以下、上記の動作を繰り返し
、インバータ点灯回路１は高周波発振動作を行うもので
ある。なお、抵抗Ｒ４　，Ｒ５　はトランジスタＱ２　
，Ｑ３のベース電流を制限するベース抵抗である。

【０００６】次に、先行予熱タイマー回路４について説
明する。この回路は、コンパレータＣＰとダイオードＤ
３　、抵抗Ｒ８　，Ｒ９　，Ｒ１０，Ｒ１１及びコンデ
ンサＣ７　によって構成され、抵抗Ｒ９　で決まる充電
電流でコンデンサＣ７　を充電し、その充電電圧が抵抗
Ｒ１０，Ｒ１１で決まる基準電圧よりも高くなると、コ
ンパレータＣＰの出力電圧Ｖ１　がＨｉｇｈレベルから
Ｌｏｗレベルに変化するものである。つまり、電源投入
時、コンデンサＣ７　の充電が開始した時点では、コン
パレータＣＰの出力電圧Ｖ１　はＨｉｇｈレベルであり
、このとき、トランジスタＱ３　のオン期間を決める駆
動回路３の抵抗Ｒ７　とコンデンサＣ９　の接続点に、
ダイオードＤ３　と抵抗Ｒ８　を介して、コンパレータ
ＣＰの出力電圧Ｖ１　による電流を流すことにより、コ
ンデンサＣ９　の充電時定数を小さくする。したがって
、単安定マルチバイブレータＩＣ１の出力パルス幅が短
くなり、トランジスタＱ３　のオン時間幅を狭くして、
インバータ点灯回路１の出力を低下させる。これにより
、放電灯Ｌａの始動電圧に達しない出力で放電灯Ｌａの
フィラメントｆ１　，ｆ２　に先行予熱電流を流し、フ
ィラメントｆ１　，ｆ２　を十分に予熱（プリヒート）
する。その後、コンパレータＣＰの出力がＬｏｗレベル
になることで、駆動回路３の出力パルス幅は、抵抗Ｒ７
　とコンデンサＣ９　の時定数で決まる正規の時間幅に
広がり、トランジスタＱ３　のオン時間幅を広くする。 これにより、インバータ点灯回路１の出力を放電灯Ｌａ
が始動点灯するのに十分な電圧とし、放電灯Ｌａを始動
点灯に到らしめるものである。

【０００７】このように、インバータ式の放電灯点灯装
置において、電源投入時に即座に放電灯Ｌａに高電圧を
印加して始動点灯に到らしめるのではなく、電源投入時
に先行予熱タイマー回路４により或る一定時間フィラメ
ントｆ１　，ｆ２　を予熱することにより、放電灯Ｌａ
のフィラメント寿命を長くすることができるものである
。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例において
、インバータ点灯回路１の制御回路２を構成する駆動回
路３と先行予熱タイマー回路４は、交流電源ＡＣをダイ
オードブリッジＤＢとコンデンサＣ１　にて整流平滑し
た電圧から、抵抗Ｒ６　を介してコンデンサＣ８　に充
電された制御電源Ｅ１　によって動作している。ところ
で、電源スイッチＳＷがＯＮされた電源投入直後におい
て、制御電源Ｅ１　は抵抗Ｒ６　とコンデンサＣ８　で
決まる時定数で徐々に充電されて行く。今、駆動回路３
で使用している単安定マルチバイブレータＩＣ１の動作
開始電圧をＶｔｈ１　とし、先行予熱タイマー回路４で
使用しているコンパレータＣＰの動作開始電圧をＶｔｈ
２　とすると、これらの電圧Ｖｔｈ１　，Ｖｔｈ２　に
は当然ばらつきが存在する。このため、例えば、図４に
示すように、Ｖｔｈ２　＞Ｖｔｈ１　のときには、図４
（Ａ）に示すように、制御電源Ｅ１　が徐々に上昇し、
時刻ｔ１　で単安定マルチバイブレータＩＣ１が動作を
開始し、図４（Ｂ）に示すように、広い時間幅Ｔｂのオ
ン信号が所定の周期Ｔａで現れて、トランジスタＱ３　
をオンさせようとする。その後、時刻ｔ２　では、先行
予熱タイマー回路４が動作を開始するので、コンパレー
タＣＰの出力電圧Ｖ１　は、図４（Ｃ）に示すように、
ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。この先行
予熱タイマー回路４の動作開始後は、図４（Ｂ）に示す
ように、狭い時間幅Ｔｃのオン信号が現れて、トランジ
スタＱ３　のオン時間幅を短くし、上述した先行予熱動
作を行うものである。

【０００９】したがって、駆動回路３の単安定マルチバ
イブレータＩＣ１が動作を開始した後、先行予熱タイマ
ー回路４のコンパレータＣＰが動作開始するまでの期間
（ｔ２　−ｔ１　）では、先行予熱動作を行わず、正常
点灯動作を行おうとするため、非常に短い期間ではある
が、インバータ点灯回路１の出力が正常出力となり、一
瞬、放電灯Ｌａに始動点灯電圧が印加されるので、放電
灯Ｌａが瞬間的に光った後に先行予熱動作に入ることに
なる。このように、駆動回路３の単安定マルチバイブレ
ータＩＣ１と先行予熱タイマー回路４のコンパレータＣ
Ｐの動作開始電圧のばらつきにより、電源投入直後に、
放電灯Ｌａが一瞬点灯してしまう一瞬閃光のモードにな
ってしまい、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１　，ｆ２　
の寿命を短縮するという問題があった。また、見た目に
も、一瞬閃光のモードは、銅鉄型のバラストを用いた場
合におけるグロー・スタータのようであり、インバータ
点灯装置を利用した効果が多少減じるという問題もあっ
た。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、電源投入時に或る
一定時間フィラメントを予熱した後、放電灯を始動点灯
させる先行予熱タイマー回路を有する放電灯点灯装置に
おいて、電源投入時に放電灯が一瞬閃光することを防止
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、図１に示すように、直流電源Ｅ２　と
、この直流電源Ｅ２　をスイッチングトランジスタＱ２
　，Ｑ３　のオン・オフにより高周波電力に変換して放
電灯Ｌａを始動点灯させるインバータ点灯回路１と、イ
ンバータ点灯回路１の少なくとも１つのスイッチングト
ランジスタＱ３　のオン時間幅を決定する駆動回路３と
、電源投入時から或る一定時間は前記オン時間幅を変化
させてインバータ点灯回路１の出力を抑制する先行予熱
タイマー回路４とを有する放電灯点灯装置において、先
行予熱タイマー回路４の動作開始時期を駆動回路３の動
作開始時期よりも早く設定したことを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【作用】本発明では、このように、先行予熱タイマー回
路４の動作開始時期を駆動回路３の動作開始時期よりも
早く設定したので、駆動回路３によりスイッチングトラ
ンジスタＱ３　に所定時間幅のオン信号が与えられたと
きには、先行予熱タイマー回路４が既に動作を開始して
おり、必ず一定時間の先行予熱動作を経て正常点灯動作
に移行する。したがって、従来のように、電源投入直後
に放電灯Ｌａが一瞬発光するような現象が生じることは
なく、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１　，ｆ２　の寿命
が損なわれることを防止できる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例の回路図である。以
下、その回路構成について説明する。交流電源ＡＣは電
源スイッチＳＷを介してダイオードブリッジＤＢの交流
入力端子に接続されている。ダイオードブリッジＤＢの
直流出力端子には、電解コンデンサＣ１　が接続されて
いる。この電解コンデンサＣ１　に得られる直流電圧は
、トランジスタＱ２　，Ｑ３　の直列回路に印加されて
いる。各トランジスタＱ２　，Ｑ３　のコレクタ・エミ
ッタ間には、それぞれダイオードＤ１　，Ｄ２　が逆並
列接続されている。トランジスタＱ２　の両端には、カ
ップリング用のコンデンサＣ３　と、共振用のコンデン
サＣ４　と、共振及び電流帰還用のトランスＴ１　の１
次巻線の直列回路が接続されており、コンデンサＣ４　
の両端には、蛍光灯のような熱陰極型の放電灯Ｌａのフ
ィラメントｆ１　，ｆ２　の電源側端子が接続されてい
る。フィラメントｆ１　，ｆ２　の非電源側端子間には
、予熱電流通電用のコンデンサＣ５　が並列接続されて
いる。トランスＴ１　の２次巻線はベース抵抗Ｒ４　を
介してトランジスタＱ２　のベース・エミッタ間に接続
されている。また、トランジスタＱ３　のベース・エミ
ッタ間には、ベース抵抗Ｒ５　を介して駆動回路３の出
力信号が入力されている。トランジスタＱ３　のコレク
タ・エミッタ間の電圧は、抵抗Ｒ２　，Ｒ３　の直列回
路により分圧されて、駆動回路３に入力されている。な
お、インバータ点灯回路１を起動するために、電解コン
デンサＣ１　に得られる直流電源Ｅ２により、抵抗Ｒ１
　を介してコンデンサＣ２　を充電し、コンデンサＣ２
　の充電電圧が双方向性トリガー素子Ｑ１　のブレーク
オーバー電圧を越えたときに、双方向性トリガー素子Ｑ
１　が導通し、コンデンサＣ２　の充電電荷がトランジ
スタＱ３　のベースに供給されるようになっている。イ
ンバータ点灯回路１が起動した後は、トランジスタＱ３
　がオンする度に、ダイオードＤ４　を介してコンデン
サＣ２　の充電電荷が捨てられるので、起動回路は動作
を停止する。

【００１４】次に、制御回路２の構成について説明する
。この制御回路２は先行予熱タイマー回路４と駆動回路
３を備えており、その制御電源Ｅ１　は、電解コンデン
サＣ１　に得られた直流電源Ｅ２　から抵抗Ｒ６　を介
してコンデンサＣ８　を充電することにより得られる。 先行予熱タイマー回路４では、この制御電源Ｅ１　を抵
抗Ｒ１０，Ｒ１１で分圧して、コンパレータＣＰの非反
転入力端子（＋）に基準電圧として印加している。また
、制御電源Ｅ１　から抵抗Ｒ９　を介してコンデンサＣ
７　を充電し、その充電電圧をコンパレータＣＰの反転
入力端子（−）に印加して、基準電圧と比較している。 コンパレータＣＰの出力は、ダイオードＤ３　と抵抗Ｒ
８　を介して駆動回路３の抵抗Ｒ７　とコンデンサＣ９
　の接続点に接続されている。この抵抗Ｒ７　とコンデ
ンサＣ９　は、単安定マルチバイブレータＩＣ１の時定
数回路を構成している。単安定マルチバイブレータＩＣ
１は、抵抗Ｒ２　，Ｒ３　でトランジスタＱ３　のコレ
クタ・エミッタ間電圧の立ち下がりを検出し、その立ち
下がり時点から所定の時間、トランジスタＱ４　をオン
状態、トランジスタＱ５　をオフ状態とし、ベース抵抗
Ｒ５　を介してトランジスタＱ３　にオン駆動信号を与
えるものである。そして、前記所定の時間が経過した後
、トランジスタＱ４　をオフ状態、トランジスタＱ５　
をオン状態とし、トランジスタＱ３　をオフさせるもの
である。

【００１５】本実施例の回路と図３に示した従来例の回
路の異なる点は、制御回路２における駆動回路３の単安
定マルチバイブレータＩＣ１の電源Ｖｃｃを先行予熱タ
イマー回路４のコンパレータＣＰの出力からラッチング
機能を有するインピーダンス変換素子ＩＣ２を介して供
給している点であり、その他の回路構成については、図
３に示した従来例の回路構成と同じであるので、回路動
作の詳細な説明は省略する。

【００１６】この回路では、必ず先行予熱タイマー回路
４のコンパレータＣＰが動作を開始してから駆動回路３
の単安定マルチバイブレータＩＣ１が動作を開始する。 したがって、従来例のように、電源投入時に先に駆動回
路３が正常出力で動作してしまい、一瞬閃光を生じるよ
うな問題は起こらない。この回路動作を図２に示す。図
２（Ａ）は電源投入時のコンデンサＣ８　の電圧の立ち
上がりを示しており、時刻ｔ２　において、先行予熱タ
イマー回路４の動作開始電圧Ｖｔｈ２　に達して、図２
（Ｂ）に示すように、先行予熱タイマー回路４のコンパ
レータＣＰの出力電圧がＨｉｇｈレベルとなる。このと
き、コンパレータＣＰの出力電圧の立ち上がりに応答し
て、インピーダンス変換素子ＩＣ２の出力も制御電源Ｅ
１　まで立ち上がり、同時に駆動回路３も動作を開始す
るので、単安定マルチバイブレータＩＣ１の出力端子Ｑ
の信号波形は、図２（Ｃ）に示すように、狭いオン幅Ｔ
ｃとなり、インバータ点灯回路１は先行予熱モードから
動作を開始する。

【００１７】なお、駆動回路においては単安定マルチバ
イブレータ、先行予熱タイマー回路においてはコンパレ
ータを用いる実施例を説明したが、特に、これに限定さ
れるものではない。また、本実施例においては、図１に
例示したようなインバータ点灯回路１を用いたが、特に
これに限らず、少なくとも１つのスイッチング素子がＣ
Ｒの時定数によって決定されるＯＮ幅を出力する駆動回
路と、その時定数を電源投入時から或る一定時間変化さ
せる先行予熱タイマー回路とを有する制御回路を持つイ
ンバータ点灯装置であれば、いずれの回路方式を採用し
ても良い。

【００１８】

【発明の効果】本発明にあっては、上述のように、電源
投入時に或る一定時間フィラメントを予熱した後、放電
灯を始動点灯させるインバータ式の放電灯点灯装置にお
いて、インバータ点灯回路の少なくとも１つのスイッチ
ング素子のオン時間幅を決定する駆動回路の動作開始時
期よりも、電源投入時から或る一定時間は前記オン時間
幅を変化させてインバータ点灯回路の出力を抑制する先
行予熱タイマー回路の動作開始時期を早く設定したので
、電源投入直後に放電灯が一瞬閃光することを防止でき
、放電灯のフィラメント寿命の短縮を防止できるという
効果があり、また、見た目にもスムーズな始動点灯が可
能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】本発明の一実施例の動作波形図である。

【図３】従来例の回路図である。

【図４】従来例の動作波形図である。

【符号の説明】

１　　　　インバータ点灯回路 ２　　　　制御回路 ３　　　　駆動回路 ４　　　　先行予熱タイマー回路 Ｌａ　　放電灯 Ｑ２　　　スイッチングトランジスタ Ｑ３　　　スイッチングトランジスタ Ｅ１　　　制御電源 Ｅ２　　　直流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　直流電源と、この直流電源をスイ
   ッチング素子のオン・オフにより高周波電力に変換して
   放電灯を始動点灯させるインバータ点灯回路と、インバ
   ータ点灯回路の少なくとも１つのスイッチング素子のオ
   ン時間幅を決定する駆動回路と、電源投入時から或る一
   定時間は前記オン時間幅を変化させてインバータ点灯回
   路の出力を抑制する先行予熱タイマー回路とを有する放
   電灯点灯装置において、先行予熱タイマー回路の動作開
   始時期を駆動回路の動作開始時期よりも早く設定したこ
   とを特徴とする放電灯点灯装置。