JPH0445960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【技術分野】

本発明は放電灯を始動・点灯させる放電灯点灯
装置に用いるインバータ装置に関する。

【背景技術】

第６図は従来の放電灯点灯装置に用いたインバ
ータ装置の回路構成を示すもので、直流電源（交
流電源の整流電圧を含む）Ｅに直列にトランジス
タQ₁，Q₂が接続され、このトランジスタQ₁，Q₂
に対し図示の極性でダイオードD₁，D₂が並列に
接続されている（但し、ダイオードD₁，D₂は必
ずしも必要ではない）。トランジスタQ₁と並列
に、コンデンサC₁と、コンデンサC₂、チヨーク
L₁、放電灯ｌを含む振動回路Ａと、駆動トラン
スT₁の一次巻線n₁との直列回路が接続されてい
る。このような構成にて直列型インバータ回路あ
るいはハーフブリツジ型インバータ回路が構成さ
れている。 前記一次巻線n₁を有する駆動トランスT₁は二
次巻線n₂、n₃を有し、一方の二次巻線n₂はトラン
ジスタQ₁の制御抵抗R₁に接続され、他方の二次
巻線n₃はトランジスタQ₂の制御抵抗R₂に接続さ
れている。 インバータ回路には起動回路６を設けてあり、
この起動回路６は直列接続した抵抗R₃とコンデ
ンサC₃、並びに例えばダイアツクQ₃等の点弧素
子、ダイオードD₃から構成されており、抵抗R₃
とコンデンサC₃との接続点はダイアツクQ₃の一
端に接続され、その他端はトランジスタQ₂の制
御端子であるベースに接続されている。また抵抗
R₃、コンデンサC₃の接続点は、ダイオードD₃を
介してトランジスタQ₂のコレクタに接続されて
いる。 上述した回路の動作は次の通りである。即ち電
源スイツチSWがオンすると、コンデンサC₃が抵
抗R₃を介して充電される。次いで、コンデンサ
C₃の電圧がダイアツクQ₃のブレークオーバー電
圧に達するとコンデンサC₃はトランジスタQ₂の
ベース・エミツタ接合を介して放電する。この放
電によりトランジスタQ₂が初めてオンする。ト
ランジスタQ₂がオンすると駆動トランスT₁によ
り自励発振が継続され、両トランジスタQ₁，Q₂
が交互にオンオフしてチヨークL₁、コンデンサ
C₂、放電灯ｌ負荷よりなる振動回路Ａに電流を
流し、コンデンサC₂の電圧を放電灯ｌに印加し
て放電灯ｌを点灯させるものである。発振後はト
ランジスタQ₂がオンした時に抵抗R₃→ダイオー
ドD₃→トランジスタQ₂を通じて電流が流れるの
でコンデンサC₃が十分充電されず、ダイアツク
Q₃のブレークオーバー電圧まで至らず、ダイア
ツクQ₃がオフ状態になる。 ところで、このように高周波出力により点灯さ
れる放電灯ｌは正常に点灯している場合は支障が
ないが、放電灯ｌを取り外して無負荷状態にした
時には、次のような動作となる。 つまり電源スイツチSWにより電源Ｅが投入さ
れ、起動回路６によりトランジスタQ₂がオンす
る。トランジスタQ₂がオンすると、直流電源Ｅ
→コンデンサC₁→コンデンサC₂→インダクタン
スL₁→駆動トランスT₁の１次巻線n₁→トランジ
スタQ₂→直流電源Ｅを介して共振電流が流れる。 駆動トランスT₁の１次巻線n₁に電流が流れる
と、巻線n₃に電圧が誘起する。巻線n₃に誘起され
た電圧によつてトランジスタQ₂を順バイアスす
るので、トランジスタQ₂の導通が持続する。や
がて共振回路L₁，C₁，C₂、駆動トランスT₁に流
れる電流が零となり、反転すると、トランジスタ
Q₂はオフし、トランジスタQ₁がオンする。以下
この動作を繰り返し発振が継続する。 第１７図に共振電流In₁と各トランジスタQ₁，
Q₂、ダイオードD₁，D₂にどのように電流が流れ
るかを示す。また第１６図ａは、放電灯ｌが接続
されていない無負荷時のコンデンサC₂の無負荷
２次電圧を示す。第１６図ｂは無負荷時の共振電
流を示す。可飽和駆動トランスT₁によつて決定
されるインバータ回路の発振周波数X₁は、L₁，
C₁，C₂によつて決まる共振周波数より低く設定
してある。この場合、インバータ回路の負荷は容
量性になる。逆の場合は誘導性となる。従つて無
負荷時は、放電灯ｌを始動点灯するため、高い２
次電圧（コンデンサC₂の両端電圧）を得るよう
にしている。このため、共振電流も大きくなり、
トランジスタQ₁，Q₂に流れる電流も大きくなる。
この状態が長く続くとトランジスタQ₁，Q₂が破
壊に至る。また放電灯ｌの寿命末期時や、フイラ
メント切れの時も負荷が軽くなるので、無負荷時
と略同様の動作となる。 そこで本発明者らは、先に上述の点に鑑みて、
インバータ装置の無負荷状態を検出する回路を設
け、この検出回路の出力信号によりスイツチング
素子の動作を停止あるいは抑制するものを提案し
た（特願昭61−5241号参照）。第７図はその検出
回路を備えたインバータ装置の概略ブロツク図を
示すもので、ここでは電圧検出回路部１の両端電
圧e₄が、負荷である放電灯ｌが接続されている場
合にはE₁レベル、即ちe₄≒Ev／２、無負荷時に
はe₄≒０となることを利用してインバータ装置の
無負荷状態を検出し、この検出出力により出力制
御部２がスイツチング素子Q_a，スイツチング素
子Q_bのドライブ回路３を制御してスイツチング
素子Q_a，Q_bの動作を停止あるいは抑制するもの
であつた。Evは直流電源Ｅの電圧である。 ここで、第７図の回路について更に詳しく説明
する。 まず正常時において、e₄≒Ev／２になる理由
は以下の通りである。 つまり第７図回路のスイツチング素子Q_a，Q_b
の両端に現れる電圧e_a、e_bは夫々第１１図ｂ，ｃ
に示すように矩形波電圧となり、L₁−C₂直列共
振回路の両端電圧には、コンデンサC₁によつて
直流成分がカツトされた第１１図ｅに示すような
電圧e₃が供給される。尚第１１図ａは直流電源Ｅ
の電圧Evを示す。 ここでコンデンサC₁の両端電圧E_c1はe_c1＝e_a−
e₃で求まるから、コンデンサC₁の両端電圧e_c1は
第１１図ｄに示すEv／２となる。尚図において、
僅かなリツプルが含まれているが、このリツプル
はコンデンサC₁と放電灯ｌの回路の時定数C₁−
ｌの値を大きくすることにより小さくなる。更
に、電圧検出回路部１に加わる電圧e₄はe₄＝Ev−
e_c1により、それぞれ求められて第１１図ｆに示
した波形となり、e₄≒Ev／２が求まる。 次に無負荷時に、e₄≒０になる理由は以下の通
りである。 つまり無負荷時においては、コンデンサC₂の
インピーダンスがコンデンサC₁のインピーダン
スに比べて極めて大となるので、出力端子は開放
とみなすことができ、等価基本回路は第１２図の
ように書き表される。つまりコンデンサC₁と電
圧検出回路部１による充電回路が構成され、この
充電回路に直流電源Ｅにより、Evまで充電され
ることになり、各部の電圧Ev、e_c1、e₄は第１３
図ａ，ｂ，ｃに示すようになり、電圧検出回路部
１での検出電圧はe₄≒０となる。 ところが、第７図では無負荷状態の検出はでき
るが放電灯寿命末期における異常状態を検出する
ことができない。そこで本発明者等は第８図のよ
うな構成のものを提案した（特願昭61−5243号参
照）。第８図はランプ寿命末期時、電圧検出回路
部１のところに所定電圧が発生する点に着目し、
これを比較回路部４で比較し出力制御部２でスイ
ツチング素子Qa，Qbの動作を抑制或いは停止さ
せるものである。 ここで、寿命時に検出する動作について説明す
る。 つまり放電等ｌが正常点灯している状態におい
ては、電圧検出回路部１の出力が「E1」レベル
となり、この信号が比較回転部４で比較される。
この結果は更に出力制御部２に送られ、スイツチ
ング素子Q_a，Q_bを連続して駆動するが、放電灯
ｌの寿命末期時には電圧検出回路部１の出力が
「E2」又は「Ｌレベル（０）」となり、この信号
が比較回路部４で比較される。この結果を更に出
力制御部２に送つてスイツチング素子Q_a，Q_bの
動作を抑制或いは停止させる。尚E2とE1とはE2
＞E1であり、E2≒2E1となる。これについては
後述する。 次に、具体的な回路図で更に説明する。第１４
図は具体回路図を示すものである。直列に接続さ
れたトランジスタQ₁，Q₂は直流電源Ｅに対して
電源スイツチSWを介して並列に接続されてお
り、トランジスタQ₁のコレクタにはコンデンサ
C₁を介して負荷抵抗Ｒ（なお、この負荷抵抗Ｒは
放電灯ｌを抵抗と見なした場合の抵抗を示す）が
並列的に接続されている。このコンデンサC₁は
後述するように２つのトランジスタQ₁，Q₂が交
互にオン、オフ動作した時に負荷抵抗Ｒに供給す
る電圧を反転させたり、直流成分をカツトして負
荷抵抗Ｒに交流成分（高周波電力）を供給する作
用をなす。また、負荷抵抗Ｒと並列にコンデンサ
C₂が接続され、更にこのコンデンサC₂と負荷抵
抗Ｒとの接続点（コンデンサC₁の反対側）には
インダクタンスL₁が接続されている。ここに、
２つのコンデンサC₁，C₂はC₁≫C₂の関係を満た
している。 インダクタンスL₁の非負荷側の端子は駆動ト
ランスT₁の１次巻線n₁を介してトランジスタQ₁，
Q₂の接続点に接続され、更に、駆動トランスT₁
の２次巻線n₂，n₃それぞれが抵抗R₁，R₂を介し
てトランジスタQ₁，Q₂のベースの各々に接続さ
れている。また、駆動トランスT₁の２次巻線n₂，
n₃は、その極性を逆にして、トランジスタQ₁，
Q₂を交互にオン、オフさせる構成としており、
この駆動トランスT₁及びその付属回路をもつて
ドライブ回路３を構成している。コンデンサC₁
の負荷抵抗Ｒとの接続点と、直流電源Ｅの負極端
子との間には、抵抗R₅とR₆との直列回路によつ
て構成された分圧回路が設けられており、これに
よつて電圧検出回路部１が構成されている。ここ
に、抵抗R₅とR₆は負荷抵抗Ｒに対して高インピ
ーダンス値のものが選ばれている。更に、抵抗
R₅とR₆の接続点はツエナーダイオードZD₁と抵
抗R₇を介してトランジスタQ₅のベースに接続さ
れており、トランジスタQ₅のコレクタは抵抗R₅
とR₆の接続点に抵抗R₁₇を介して接続されてい
る。トランジスタQ₅のエミツタは直流電源Ｅの
負極端子側に接続してある。トランジスタQ₅、
ツエナーダイオードZD₁及びその付属回路で比較
回路部４を構成している。 更に、トランジスタQ₄のベースは抵抗R₈を介
してトランジスタQ₅のコレクタと接続され、ト
ランジスタQ₄のコレクタは抵抗R₉を介してサイ
リスタSCRのゲート端子及び抵抗R₄を介してコ
ンデンサC₁の電源側と接続されている。また、
トランジスタQ₄のエミツタはサイリスタSCRの
カソードと共通に直流電源Ｅの負極端子側に接続
されている。そして、サイリスタSCRのアノー
ドは抵抗R₃を介してコンデンサC₁の電源側に接
続されるとともに、駆動トランスT₁の巻線n₄の
一端とダイオードD₅を介してそのアノードと接
続される。駆動トランスT₁の巻線n₄の他端は直
流電源Ｅの負極端子側に接続されている。トラン
ジスタQ₄、サイリスタSCR、駆動トランスT₁の
巻線n₄、ダイオードD₅及びその付属回路で出力
制御部２を構成している。 一方、直流電源Ｅと並列に抵抗R₃とコンデン
サC₃を接続してあり、更にコンデンサC₃と抵抗
R₃の接続点と、トランジスタQ₁，Q₂の接続点と
の間には、ダイオードD₃を接続している。この
ダイオードD₃は図示するようにアノードを抵抗
R₃とコンデンサC₃の接続点に接続している。そ
して、抵抗R₃とコンデンサC₃の接続点とトラン
ジスタQ₂のベースとの間にはダイアツクQ₃を設
けてあり、これらによつてインバータ装置の起動
回路６を構成している。ここに、抵抗R₃とコン
デンサC₃の直列回路はダイアツクQ₃のトリガ回
路を構成し、ダイオードD₃はダイアツクQ₃がブ
レークオーバーした後に、直流電源Ｅから供給さ
れる電流を抵抗R₃を介してトランジスタQ₂に直
接導くバイパス回路を構成する。なお、トランジ
スタQ₁，Q₂の各々には帰還ダイオードD₁，D₂を
逆並列に接続している。 次に動作を説明する。 〈正常点灯時の動作〉 正常点灯時の場合には、第７図で説明したよう
にe₄＝Ev／２となる。 この電圧は第１４図の分圧抵抗R₅とR₆により
分圧され、その検出電圧E1は比較回路部４に送
られる。すると、比較回路部４では、ツエナーダ
イオードZD₁のツエナー電圧V_ZD1が、 V_ZD1＞E1 と設定されているため、トランジスタQ₅はオフ
になる。従つて、比較回路部４の出力端ａの電圧
は「Ｈレベル」となる。この信号は、さらに出力
制御部２に送られ、トランジスタQ₄をオンさせ
ることによつてサイリスタSCRのゲートに電流
を流さないのでサイリスタSCRはオフ状態とな
る。この場合、駆動トランスT₁の巻線n₄は巻線
n₂に帰還される電圧に影響を与えないようにして
あり、従つてトランジスタQ₂を通常通り動作さ
せることができ、インバータ回路の発振動作が継
続して行なわれることになる。 〈放電灯寿命末期の動作〉 放電灯が寿命末期になると一方のフイラメント
上の活性物質が完全に剥がれて、一方向のみの放
電による「直流点灯」となり、その極性により等
価基本回路は第１５図ａ，ｂのようになる。ここ
で、コンデンサC₁，C₂はC₁≫C₂の関係を満たし
ているので、コンデンサC₂はほとんど動作に影
響しない。 (イ) 第１５図ａの動作の場合 トランジスタQ₂がオンした場合、ループ
の電流が流れ、コンデンサC₁は図示の方向に
一挙に直流電源Ｅの電圧Ｅまで充電される。次
に、トランジスタQ₁がオンすると、コンデン
サC₁の放電電流が破線に示すようにコンデン
サC₂を通してわずかに流れるが、C₁≫C₂であ
るため、コンデンサC₁の電位はＥのままを維
持する。ここに、電圧検出回路部１の両端電圧
e₄は、 e₄＝Ev−e_c1 で求まるから、e₄の電圧は０レベルとなる。従
つて、比較回路部４の出力端ａも０レベルとな
り、出力制御部２のトランジスタQ₄はオフす
る。すると、サイリスタSCRを抵抗R₄とR₉を
介してゲート電流を与えオンさせることによつ
て、駆動トランスT₁の巻線n₄を短絡するので、
インバータ回路は発振動作を停止することにな
る。 (ロ) 第１５図ｂの動作の場合 第１５図ｂの場合においては、スイツチSW
を閉じた時、コンデンサC₁はのループによ
つて電圧検出回路部１のインピーダンスR₀を
通して図示の方向に充電される（電圧e_c1）。コ
ンデンサC₁はC₁，R₀で決められる時定数で充
電されるが、電圧検出回路部１のインピーダン
スR₀は放電灯ｌと比較すると非常に高いイン
ピーダンス値のものが選ばれているので、すぐ
にインバータ装置が発振を開始し、トランジス
タQ₁がオンすると、ループに電流が流れ、
コンデンサC₁は図示の方向に放電する。この
時、放電灯ｌのインピーダンスｒは非常な低イ
ンピーダンスであるため、コンデンサC₁は一
挙に図示の方向で電圧が零まで放電する。 次に、トランジスタQ₂がオンした場合、ル
ープで電流が流れようとするが、放電灯ｌは
図示の極性で直流点灯を行つているので、この
ループは実際は存在しない。さらに、トラン
ジスタQ₂がオフし、トランジスタQ₁がオンす
るまでの間にコンデンサC₁はループにより
僅かに充電されるが、すぐにトランジスタQ₁
がオンするので、ループによる大きな電流に
よりコンデンサC₁は図示の方向で電圧がほぼ
零まで放電する。このように、第１５図ｂの場
合コンデンサC₁の両端電圧e_c1は略零になり、
電圧検出回路部１の両端に生じる電圧e₄は直流
電源Ｅの電圧Ｅにe_c1の電圧が加わるので、e₄
＝Evとなる。 ここで、第１４図の検出用分圧抵抗R₆の電
圧E2は正常点灯時の約２倍となるので比較回
路部４のツエナーダイオードZD₁のツエナー電
圧V_ZD1を E2＞V_ZD1＞E₁（E2≒2E1） のものに選んでおけば、ツエナーダイオード
ZD₁がオンし、トランジスタQ₅もオンすること
になる。トランジスタQ₅がオンすれば、抵抗
R₁₇と、トランジスタQ₅の直列回路の両端電圧
は抵抗R₁₇の降下電圧と、トランジスタQ₅のコ
レクタ・エミツタ電圧の飽和電圧（略0.3V）
との和電圧（＝ツエナーダイオードZD₁のツエ
ナー電圧V_ZD1＋抵抗R₇の降下電圧＋トランジ
スタQ₅のベース・エミツタ間電圧）となり、
トランジスタQ₅のコレクタ・エミツタ間電圧
は略零Ｖとなる。従つてトランジスタ比較回路
部４の出力端ａはＬレベルとなるので、出力制
御部２のトランジスタQ₄はオフする。すると、
上述したように、サイリスタSCRがオンする
ので、駆動トランスT₁の巻線n₄が短絡され、
インバータ回路は発振を停止する。 以上の動作により寿命時が検出できる。 ところが上記第８図回路のような構成において
は、寿命末期でない放電灯が低温時正常に点灯し
ない場合や、放電灯の不良で電極（フイラメン
ト）が切れて電極が十分予熱されず、放電灯が正
常に点灯しない場合などに不都合が生じることが
ある。これを以下に簡単に説明する。 放電灯のフイラメントは寿命に至るまでに何等
かの衝撃などにより切れてしまうことがある。こ
のような放電等を上記の装置に使用した場合を第
９図に示す。通常、ここでは電源投入時すぐに予
熱用（フイラメト加熱用）のスイツチSWfを閉じ
ることにより、フイラメントを加熱して電子放射
を十分にし、その後スイツチSWfを開いて放電灯
ｌの両端に高電圧を印加して点灯させる。しか
し、図にも示すように破線で示す如くフイラメン
トが切れているために、フイラメントは全く加熱
されることなく放電灯ｌにすぐインバータ装置の
二次電圧が印加されるので放電灯ｌが正常に点灯
しないことがある。これは特に放電開始電圧の高
い低温時におこりやすい。このときコンデンサ
C₂の両端には放電灯ｌが正常に点灯していない
ので高い共振電圧が発生する。この時スイツチン
グ素子Q_a，Q_bには大きな共振電流が流れるため、
これが長時間継続するとスイツチング素子Q_a，
Q_bのスイツチングロスが増加して熱暴走し破壊
に至るおそれがある。 またこのとき放電灯ｌは正常点灯せず、両端に
高電圧が印加されているので、僅かに微放電を繰
り返すことになり、第１０図に示すようにコンデ
ンサC₂と並列に抵抗負荷Rgが接続されたことに
なる。このとき電圧検出回路部１の電圧e₄は e₄≒Ev／２ となる。 以上説明したように第８図の構成では低温時又
はフイラメント切断時など放電灯ｌが正常に点灯
しない時電圧検出回路部１の検出電圧E₄は正常
点灯時とほぼ等しくなるので従来の構成では検出
できない。この時、上述したようにスイツチング
素子Q_a，Q_bには大きな共振電流が流れるため、
スイツチング素子Q_a，Q_bが破壊に至るおそれが
ある。 フイラメント切れのとき検出できない理由は次
の通りである。 つまり上述したようにフイラメント切れで正常
点灯せず、微放電を繰り返すことになり、（フイ
ラメント切れで、特に低温時に起こりやすい）、
第１０図に示すようにコンデンサC₂と並列に抵
抗負荷Rgが接続されることになる。 無負荷時の場合は、上述で説明したように電圧
検出回路部１を通して電源Ｅにより、コンデンサ
C₁が電源電圧Evまで充電され、e₄≒０となる。 ところが抵抗負荷Rgが接続されているので、
スイツチング素子Q_aがオンした時、コンデンサ
C₁に充電された電圧は、Q_a→インダクタンスL₁
→抵抗負荷Rgを通して放電される。よつてコン
デンサC₁は電源電圧Evまで充電されず、第１１
図で説明した動作とほぼ同等のものとなり、電圧
検出回路部１の電圧e₄は正常点灯時と同じ、 e₄≒Ev／２ となつてしまい、区別ができず、検出ができな
い。

【発明の目的】

本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは放電灯の各種の異常
状態及び無負荷状態を確実に検出して信頼性の高
いインバータ装置を提供することを目的とするも
のである。

【発明の開示】

本発明は、直列に接続された２個のスイツチン
グ素子が直流電源に並列に接続され、このスイツ
チング素子のいずれか一方と並列に第１のコンデ
ンサ、インダクタンス及び放電灯を含む負荷回路
の直列回路を第１のコンデンサが直流電源の一方
の電極側になるように接続され、前記放電灯と並
列に第２のコンデンサが接続され、第１のコンデ
ンサの非電源側と前記直流電源の他方の電極側と
の間に電圧検出回路部が接続され、この電圧検出
回路部が所定値以下の電圧を検出した際に前記ス
イツチング素子の動作出力が停止されて成るイン
バータ装置において、上記スイツチング素子のス
イツチングによつて流れるスイツチング電流を検
出する電流検出回路部を介挿し、この電流検出回
路部の検出電流が所定レベル以上の時に、上記電
圧検出回路部の検出電圧が前記所定値以下となる
ように上記スイツチング素子の動作出力を停止す
る出力制御部とを備えたものである。 以下実施例にて説明する。 実施例 １ 第１図は実施例１の概略構成図を示すものであ
り、直流電源Ｅは交流電源を整流した定電圧電源
などによつて構成されている。また負荷回路は放
電灯ｌ、チヨークL₁を含むものである。ドライ
ブ回路３は２つのスイツチング素子たるトランジ
スタQ_a，Q_bをスイツチング動作させるものであ
り、負荷回路の電圧を検出する電圧検出回路部１
は負荷回路よりも高いインピーダンスの抵抗素子
などを用いた分圧回路などによつて構成されてい
る。負荷回路に流れるスイツチング電流を検出す
る電流検出回路部５は負荷回路に流れるスイツチ
ング電流を検出するもので、ドライブ回路３中の
トランスの巻線などを利用して構成されてもよ
い。そしてこれらの各検出回路部１，５が異常検
出時に発する出力を出力制御部２に送つて、出力
制御部２によつてドライブ回路３の出力を制御す
るようにしている。 次に本発明の具体的な実施例を示す。第２図は
LC直列共振回路を付加して構成した場合の具体
回路図を示しており、この実施例のインバータ装
置の基本構成は第８図回路と同様な構成を為し、
同一記号のものは同様な動作をするものである。
ここで、２つのコンデンサC₁，C₂は、C₁≫C₂の
関係を満たしている。 チヨークコイルL₁の非負荷側の端子は駆動ト
ランスの一次巻線n₁を介してトランジスタQ₁，
Q₂の接続点に接続され、更に、駆動トランスT₁
の二次巻線n₂、n₃は、その極性を逆にして、トラ
ンジスタQ₁，Q₂を交互にオンオフさせる構成と
しており、この駆動トランスT₁及びその付属回
路をもつてドライブ回路３を構成している。コン
デンサC₁の負荷回路との接続点と、直流電源Ｅ
の負極端子との間には、抵抗R₁₀，R₁₁との直流
回路によつて構成される電圧検出回路部１がダイ
オードD₈を介して接続されている。ダイオード
D₈はインバータ装置の動作時に生じるサージ電
圧等のノイズ成分を吸収し、インバータ装置の動
作を安定させるものである。ここで抵抗R₁₀，
R₁₁は負荷回路に対して高インピーダンス値のも
のが選ばれている。更に抵抗R₁₀と抵抗R₁₁との
接続点は、抵抗R₉を介してトランジスタQ₅のベ
ースに接続されており、トランジスタQ₅のコレ
クタは抵抗R₈を通じて直流の電源Vcc（たとえば
直流電源Ｅを抵抗などで分圧した電圧）に接続さ
れている。さらにトランジスタQ₄のベースはダ
イオードD₆を介して抵抗R₈とトランジスタQ₅の
コレクタの接続点に接続されている。トランジス
タQ₄，Q₅のエミツタは直流電源Ｅの負極端子側
に接続してある。トランジスタQ₄のコレクタは
ダイオードD₄を介して駆動トランスT₁に巻装し
た巻線n₄の一端と接続される。巻線n₄の他端は直
流電源Ｅの負極端子側に接続されている。而して
トランジスタQ₄，Q₅、ダイオードD₄，D₆、駆動
トランスT₁の巻線n₄及びその付属回路で出力制
御部２を構成している。電流検出回路部５は駆動
トランスT₁の巻線n₄とその一端に接続されたダ
イオードD₄と分圧用の抵抗R₄，R₅とからなつて
いる。抵抗R₄と抵抗R₅との接続点はダイオード
D₅を介してオペアンプ等からなる比較用のコン
パレータIC₁の一方の非反転入力端子に接続され
ている。コンパレータIC₁のもう一方の反転入力
端子は、基準となる電圧に接続されている。この
場合の基準電圧は直流電源Vccに接続された抵抗
R₆とツエナーダイオードZD₁により得ている。コ
ンパレータIC₁の出力端は出力制御部２のトラン
ジスタQ₄のベース端子に抵抗R₇を介して接続さ
れている。コンパレータIC₁と抵抗R₆，R₇、ツエ
ナーダイオードZD₁により比較回路部４が形成さ
れている。またコンパレータIC₁の非反転入力端
子には電圧検出回路部１の両抵抗R₁₀，R₁₁の接
続点がダイオードD₇を介して接続されている。
コンデンサC₄は平滑及び雑音防止用のコンデン
サを兼ねたものである。 而して正常点灯の場合には、電圧検出回路部１
に生じる電圧e₄はＥ／２となる（特願昭61−5241
号参照）。この電圧は第２図の分圧抵抗R₁₀，R₁₁
により分圧され、その検出電圧E₁は比較回路部
４に送られる。ここで比較回路部４では基準電圧
Vzが Vz＞E1 と設定されている。またコンパレータIC₁は非反
転入力端子の電圧Vinが反転入力端子の基準電圧
Vzより大きくなつたとき（Vin＞Vz）に、出力
端がＨレベルとなるようになつているので、この
場合はコンパレータIC₁の出力端がＬレベルとな
り、トランジスタQ₄はオフ状態となる。 電流検出回路部５では駆動トランスT₁の巻線
n₁に流れる電流を巻線n₄により検出する。巻線n₄
には交流電圧が発生するが、これをダイオード
D₄にて整流し、抵抗R₄，R₅で分圧すると抵抗R₅
の両端あるいは直流電圧E₂′が発生する。ここで
抵抗R₄，R₅のインピーダンス値はドライブ回路
３に影響を及ぼさない値とする。抵抗R₅の両端
電圧E₂′は基準電圧Vzと比較して Vz＞E₂′ と設定してあるので、コンパレータIC₁の出力端
はＬレベルとなり、トランジスタQ₄はオフ状態
となる。こうすることによつてトランジスタQ₂
が動作可能になるために、インバータ回路の発生
振動作が継続して行なわれることになる。 ここで電源スイツチSWの投入時の動作を説明
しておく。電源投入時、コンデンサC₁は電源Ｅ
により抵抗R₁₀，R₁₁を通して急速に充電される。
これによつて抵抗R₁₁の両端に電圧ｅが発生し、
トランジスタQ₅をオン状態とする。この時発生
す電圧ｅは、抵抗R₁₀，R₁₁により ｅ＜Vz の関係を満足するように設定してあるので、コン
パレータIC₁の出力端はＬレベルとなつている。
抵抗R₁₁の両端電圧ｅによりトランジスタQ₅がオ
ンしてなる期間t₁の間、トランジスタQ₄はオフと
なつているので、駆動トランスT₁の巻線n₄は開
放状態となつている。このt₁の期間に起動回路６
のダイアツクQ₃が抵抗R₃とコンデンサC₃の充電
時定数とダイアツクQ₃のブレークオーバー電圧
によつて決められる回数だけトリガーされる。こ
れによつてトランジスタQ₂がオン状態となり、
駆動トランスT₁の一次巻線n₁に電流が流れ、こ
れが巻線n₂，n₃に帰還され、トランジスタQ₁，
Q₂のスイツチングが開始されて発振が始まる。
以上が電源スイツチSWが投入され、インバータ
装置が発振に至るまでの動作説明である。 次にフイラメント切断により放電灯ｌが正常に
点灯しない以上点灯時の動作について説明する。
この異常点灯時にはトランジスタQ₁，Q₂には大
きな振動電流が流れ、駆動トランスT₁の巻線n₁
にも同様の電流が流れる。この電流を巻線n₄の出
力電圧として取り出し、ダイオードD₄で整流し
た後抵抗R₄，R₅で分圧する。 この場合、電流検出回路部５の抵抗R₅に生じ
る直流電圧は正常点灯時より揺かに大きいので、
コンパレータIC₁の出力端がＨレベルとなつて、
トランジスタQ₄がオン状態となり、駆動トラン
スT₁の巻線n₄を短絡し、発振を一旦停止させる
ことができる。更に本発明では発振が一度停止す
ると、その間にコンデンサC₁が抵抗R₁₀，R₁₁を
通して電源電圧Ｅまで充電され、電圧検出回路部
１の電圧e₄は略零となり、抵抗R₁₁の両端電圧も
Ｌレベルを維持する。このためトランジスタQ₅
はオフ状態となり、トランジスタQ₄はオン状態
を維持し、駆動トランスT₁の巻線n₄は短絡状態
となつて発振の停止を継続させることができる。
尚電流検出回路部５のみでは発振の停止は保持で
きない。これは一度発振が停止すると、コンパレ
ータIC₁の出力が“Ｌ”レベルとなり、また発振
が開始されるためである。 更に本実施例においては無負荷時、放電灯寿命
末期時の異常状態もトランジスタQ₁，Q₂に大電
流が流れるので、この電流を駆動トランスT₁の
巻線n₄で検出し、上述と同様に発振を停止させる
ことができる。また一度発振が停止すると電圧検
出回路部１により発振の停止を継続することがで
きる。 また電圧検出回路部１においても無負荷状態、
放電灯寿命末期時を検出することができ（特願昭
61−5241号、特願昭61−5243号参照）、同様に発
振の停止を継続させることができる。 実施例 ２ 第３図に実施例２に示す。ここでは第２図回路
のダイオードD₅を短絡し、ダイオードD₇を開放
としたことに特徴を備えており、電流検出回路部
５では放電灯ｌの寿命末期時、フイラメント切断
による異常点灯時の状態、並びに無負荷時を過電
流で検出して発振を停止させる。電圧検出回路部
１では放電灯ｌの寿命末期時の極性及び負負荷時
を検出し、発振を停止させ、またこの停止状態を
維持させる機能がある。 実施例 ３ 第４図は実施例３を示すもので、異常時、トラ
ンジスタQ₁，Q₂に流れる大電流をトランジスタ
Q₂のエミツタと直流電源Ｅの負極端子側に接続
したエミツタ抵抗R₁₂により検出するようにした
ものである。 実施例 ４ 第５図は実施例４を示している。この実施例４
は蛍光灯のような放電灯ｌで電源投入時、まず放
電灯ｌのフイラメントを十分加熱してから電極の
両端に電圧を印加して点灯させるものである。 電圧投入時、起動回路６が動作を始め、トラン
ジスタQ₂にパルスを印加する。また前述のよう
にコンデンサC₁は電源Ｅにより電圧検出回路部
１の抵抗R₁₀，R₁₁を通して急速に充電される。
これによつて抵抗R₁₁の両端に電圧が発生し、こ
の電圧によりトランジスタQ₇をオンさせ、トラ
ンジスタQ₆をオフ状態とし、駆動トランスT₁に
設けた巻線n₅を開放状態とする。この開放により
インバータ回路の発振動作が開始される。また本
実施例では電源投入時、予熱用のスイツチSWf
（ここではリレーRYを使用しているが半導体ス
イツチなどでもよい）を閉じた状態としているの
で、インバータ装置の発振出力により蛍光灯のよ
うな放電灯ｌのフイラメントが十分予熱され、任
意の設定時間の後、スイツチSWfを開き、放電灯
ｌの両端に二次電圧を印加して放電灯ｌを点灯さ
せる。この設定時間はタイマー用ICやデイスク
リート部品で組んだタイマーなどでもよいが、こ
の実施例ではオペアンプで形成されたコンパレー
タIC₂によつて予熱時間を得ている。コンパレー
タIC₂の反転入力端子には直流電源Vccを抵抗
R₁₂，R₁₃で分圧したものを基準電圧V_Rとして入
力される。コンパレータIC₂の非反転入力端子に
は抵抗R₁₄とコンデンサC₅による充電回路との接
続点の電圧Viが入力される。 電源投入時はコンデンサC₅が充電されていな
いので、 Vi＜V_R となり、コンパレータIC₂の出力端はＬレベル
（零電位）となり、トランジスタQ₅はオフ状態と
なる。ここでスイツチSWfは常閉型のリレーRY
を使用しているので、放電灯ｌはフイラメントが
予熱される。やがてコンデンサC₅が抵抗R₁₄によ
り充電され、Vi＞V_Rになると、コンパレータIC₂
の出力端はＨレベル（この場合はVcc）となり、
トランジスタQ₅がオン状態になる。するとリレ
ーRYの接点であるスイツチSWfが開いて放電灯
ｌが点灯する。電源投入後、スイツチSWfがオン
している時間はC₅，R₁₄の時定数または抵抗R₁₂，
R₁₃により基準電圧V_Rを変えることにより、任意
に設定することができる。 次に本実施例においても電流検出回路部５すな
わち駆動トランスT₁の巻線n₄の電圧をダイオー
ドD₄により整流し、抵抗R₄，R₅により分圧して
検出して、放電灯ｌの正常点灯および異常時を比
較ている。比較回路部４としては、オペアンプか
らなるコンパレータIC₁等を使用している。コン
パレータIC₁の反転入力端子には基準電圧Vzが入
力されている。この場合はツエナーダイオードに
より基準電圧をつくつているが、電池などでもよ
い。コンパレータIC₁の非反転入力端子には電流
検出回路部５の検出電圧Vinが入力される。放電
灯ｌが正常点灯時及び予熱時は検出電圧Vinが低
く、 Vin＜Vz であるため、コンパレータIC₁の出力端はＬレベ
ルになつている。しかし、放電灯ｌの寿命末期な
どトランジスタQ₁，Q₂に大電流が流れる時には、
駆動トランスT₁の巻線n₁にも大電流が流れ、巻
線n₄に発生する電圧が増大する。そこで検出電圧
Vinは Vin＜Vz になる。コンパレータIC₁の出力端はＨレベルに
なり、トランジスタQ₄がオンしてコンデンサC₅
が放電される。コンパレータIC₂の非反転入力端
子は電位が零となるので、コンパレータIC₂の出
力はＬレベルとなつて、トランジスタQ₅はオフ
し、スイツチSWfが閉じ、予熱の状態になる。予
熱の状態はインバータ装置のトランジスタQ₁，
Q₂に流れる電流が小さくなり、装置にはなんら
影響を及ぼさない。予熱モードでは駆動トランジ
スタT₁の巻線n₄により検出される検出電圧Vinは
低下し、 Vin＜Vz になるのでコンパレータIC₁の出力端はＬレベル
になり、トランジスタQ₄はオフする。トランジ
スタQ₄がオフするとコンデンサC₅が抵抗R₁₄によ
り充電されるので Vi＜V_R となり、コンパレータIC₁の出力端はＨレベルと
なり、トランジスタQ₅がオンしてスイツチSWf
が開く。放電灯ｌが異常状態（寿命末期など）の
時は、上記の動作を繰り返し、インバータ装置が
保護される。予熱モードと点灯モードを繰り返す
わけである。 次にフイラメント断線時における動作について
説明する。フイラメントが断線していると、電源
投入時、スイツチSWfが閉じていてもフイラメン
トは全く予熱されない。この時、放電灯ｌにはイ
ンバータ装置の二次電圧が印加されるが、フイラ
メントが十分予熱されていないので、放電灯ｌは
正常に点灯しないことがある。この場合駆動トラ
ンスT₁の巻線n₁には大電流が流れるので、電流
検出回路部５の巻線n₄による検出電圧Vinは Vin＜Vz となり、コンパレータIC₁の出力端はＨレベルに
なり、コンデサC₅の充電電荷が放電されてリセ
ツトされ、コンパレータIC₂の出力端がＬレベル
となり、スイツチSWfが閉じる。しかし、放電灯
ｌのフイラメントが切れているため予熱モードに
はならず、トランジスタQ₁，Q₂には過電流が流
れ続けて破壊に至る。そこで、本実施例において
は、コンパレータIC₁の出力端のＨレベルの信号
により、ダイオードD₉、抵抗R₁₅を介してコンデ
ンサC₆を充電し、その充電電圧でトランジスタ
Q₈をオンさせて強制的に電圧検出回路部１の抵
抗R₁₁の両端電圧を零電位にし、トランジスタQ₇
をオフ、トランジスタQ₆をオンとすることによ
り、巻線n₅を短絡し、インバータ装置の発振を停
止させる。発振が停止すると、コンデンサC₁が
電源電圧Evまで抵抗R₁₀，R₁₁により充電される
ので、電圧検出回路部１の電圧ｅは零となり、ト
ランジスタQ₇はオフ、トランジスタQ₆はオンと
なり、巻線n₅短絡されて発振の停止が継続され
る。発振停止後、第８図における起動回路６は動
作し、トランジスタQ₂にパルスが印加されるが、
駆動トランスT₁の巻線n₅が短絡されているので、
トランジスタQ₁，Q₂のベースに帰還されずに発
振には至らない。コンデンサC₇，C₈はインバー
タ装置の雑音防止用であり、両者の接続点が器具
を介して電源Ｅのアースに接続されている。コン
デンサC₈はなくても同等の効果が得られる。尚
ツエナーダイオードZD₂は定電圧の電源を得るた
めのツエナーダイオードであり、コンデンサC₄
は平滑コンデンサである。また抵抗R₁₆は降圧用
抵抗である。

【発明の効果】

本発明は以上のように構成したインバータ装置
において、負荷回路電圧を検出する電圧検出回路
部と、上記スイツチング素子のスイツチングによ
つて流れるスイツチング電流を検出する電流検出
回路部と、一定以上の電流検出に対応する該電流
検出回路部の出力もしくは負荷回路の電圧が略零
になつた時に対応する電圧検出回路部の検出出力
が入力すると上記スイツチング素子のスイツチン
グ動作を停止させる出力制御部とを備えたもの
で、放電灯のフイラメント切れ等による異常点灯
状態や、無負荷状態を確実に検出することができ
るものであつて、一度発振が停止すれば、電圧検
出回路部のラツチ機能により発振の停止を保持で
きるためスイツチング素子のスイツチングロスに
よる破壊を未然に防止でき、高い信頼性が得られ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の概略回路構成図、
第２図は同上の具体回路図、第３図は本発明の実
施例２の具体回路図、第４図は本発明の実施例３
の具体回路図、第５図は本発明の実施例４の具体
回路図、第６図は従来例の具体回路図、第７図、
第８図は改良された従来例の概略回路構成図、第
９図は同上の動作説明用の等価回路図、第１０図
はグロー放電時の動作説明用の第７図図示の従来
例回路の等価回路図、第１１図は第７図回路の動
作説明用波形図、第１２図は第７図回路の無負荷
時の等価基本回路図、第１３図は第１２図の動作
説明図、第１４図は第８図回路の動作説明用の具
体回路図、第１５図は同上の動作説明図、第１６
図は第６図回路の動作説明図、第１７図は第６図
回路の動作説明用波形図であり、ｌは放電灯、１
は電圧検出回路部、５は電流検出回路部、Q₁，
Q₂はトランジスタ、Qa，Qbはスイツチング素
子、C₁、C₂はコンデンサ、L₁はチヨークである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直列に接続された２個のスイツチング素子が
   直流電源に並列に接続され、このスイツチング素
   子のいずれか一方と並列に第１のコンデンサ、イ
   ンダクタンス及ひ放電灯を含む負荷回路の直列回
   路を第１のコンデンサが直流電源の一方の電極側
   になるように接続され、前記放電灯と並列に第２
   のコンデンサが接続され、第１のコンデンサの非
   電源側と前記直流電源の他方の電極側との間に電
   圧検出回路部が接続され、この電圧検出回路部が
   所定値以下の電圧を検出した際に前記スイツチン
   グ素子の動作出力が停止されて成るインバータ装
   置において、上記スイツチング素子のスイツチン
   グによつて流れるスイツチング電流を検出する電
   流検出回路部を介挿し、この電流検出回路部の検
   出電流が所定レベル以上の時に、上記電圧検出回
   路部の検出電圧が前記所定値以下となるように上
   記スイツチング素子の動作出力を停止する出力制
   御部とを備えたことを特徴とするインバータ装
   置。