JPH0521181A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 いわゆるハ−フブリッジ式インバータ装置に
おいて、放電灯ＤＬの始動時に容易に高圧パルス電圧を
発生できる始動回路を備えた放電灯点灯装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 第１の直流電源Ｅの直流電圧を受けて動作す
るいわゆるハ−フブリッジ式インバータ装置において、
第２の直流電源Ｃ４の直流電圧を駆動電圧とする始動回
路を備え、第２の直流電源Ｃ４の電圧を少なくとも放電
灯ＤＬが始動するまでの間、第１の直流電源Ｅの電圧と
略等しくなるような手段を付加する。この構成により、
放電灯ＤＬを始動させる高圧パルス電圧の発生が容易に
なる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯を点灯する放電
灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、４個のスイッチング素子をブリッ
ジに構成し、直流電源の直流電圧を交流電圧に変換して
負荷に供給する、いわゆるフルブリッジ式インバータ装
置がよく用いられている。このような装置にあっては、
負荷の両端間に印加される交流電圧の最大値は直流電源
の直流電圧値となるために、負荷の両端間に負荷である
ところの放電灯を高圧パルス電圧を印加して点灯させる
ための始動回路を形成しても、充分な電圧が始動回路に
印加されるために高圧パルス電圧を発生させるための構
成が容易になる。しかしながら、直流電源の直流電圧を
コンデンサにより分圧して用い、先のフルブリッジ式イ
ンバータ装置の場合の一対のスイッチング素子を省略す
る、いわゆるハ−フブリッジ式インバータ装置の場合に
は、先の説明のようにはならない。

【０００３】第７図に示すものは、このようなハ−フブ
リッジ式インバータ装置の一例であり、その構成は、第
１の直流電源Ｅと、この第１の直流電源Ｅの両端に接続
される第１、第２のコンデンサＣ１，Ｃ２の第１の直列
回路と、この直列回路の両端に接続される第１、第２の
スイッチング素子であるトランジスタＱ１，Ｑ２の第２
の直列回路と、前記トランジスタＱ１，Ｑ２のそれぞれ
の両端に逆方向に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２と、
前記第１、第２の直列回路のそれぞれの接続点間に接続
される限流用インピ−ダンスＬ１と放電灯ＤＬとパルス
トランスＰＴの１次巻線ｎ１との直列回路と、前記放電
灯ＤＬとパルストランスＰＴの１次巻線ｎ１との直列回
路と並列的に接続されるコンデンサＣ３とから成る主回
路部と、前記放電灯を始動させるための高圧パルス電圧
を発生するパルス発生回路と、主回路とパルス発生回路
とを制御する制御回路部１とから成るものである。

【０００４】ここで、パルス発生回路は、コンデンサＣ
３の両端に抵抗Ｒ１０を介して接続される第２の直流電
源であるところのコンデンサＣ４０と、このコンデンサ
Ｃ４０の両端にトライアック等の第３のスイッチング素
子Ｑ３０を介して接続される前記パルストランスＰＴの
１次巻線ｎ１と磁気結合する２次巻線ｎ２とから構成さ
れている。また、制御回路部１は、限流用インピ−ダン
スＬ１と放電灯ＤＬとの接続点と第１の直流電源の負極
側との間に接続され、前記第１、第２のトランジスタＱ
１，Ｑ２をオンオフ制御することにより、放電灯ＤＬに
ランプ電流を供給するとともに、第３のスイッチング素
子を放電灯ＤＬの点灯する前の始動時にオンオフさせて
パルストランスＰＴの１次側に高圧パルス電圧を発生さ
せる。

【０００５】次に、動作状態について説明する。まず、
第１の直流電源Ｅの直流電圧が印加されると、コンデン
サＣ１とコンデンサＣ２とにより略半分に分圧される。
そして、制御回路部１の両端には、コンデンサＣ２の直
流電圧が限流用インピ−ダンスＬ１を介して駆動電源と
して印加され、制御動作を開始する。放電灯ＤＬが点灯
する前は、制御回路部１の制御信号により第１のトラン
ジスタＱ１がオン状態となリ、コンデンサＣ１からオン
状態のトランジスタＱ１→コンデンサＣ４０→抵抗Ｒ１
０→限流用インピ−ダンスＬ１→コンデンサＣ１に至る
閉回路に電流が流れ、コンデンサＣ４０が充電される。
このコンデンサ４０に充電された電圧を第２の直流電源
して用いる。コンデンサ４０の両端電圧が所定電圧まで
充電されると、制御回路部１の制御信号によりスイッチ
ング素子であるトライアックＱ３０がオン状態となり、
コンデンサＣ４０からオン状態のトライアックＱ３０→
パルストランスＰＴの２次巻線ｎ２→コンデンサＣ４０
に至る閉回路にパルス電流が流れ、パルストランスＰＴ
の２次巻線ｎ２の両端にパルス電圧が発生する。この電
圧は、パルストランスＰＴの２次巻線と１次巻線との巻
数比により、巻数倍に昇圧され、１次巻線両端間に高圧
パルス電圧が発生する。

【０００６】そして、放電灯ＤＬが高圧パルス電圧印加
により始動に至ると、コンデンサＣ１からオン状態のト
ランジスタＱ１→パルストランスＰＴの１次巻線ｎ１→
放電灯ＤＬ→限流用インピ−ダンスＬ１→コンデンサＣ
１に至る閉回路にランプ電流が流れる。そして、第１の
トランジスタＱ１がオン状態からオフ状態に移行する
と、限流用インピ−ダンスＬ１に蓄積されたエネルギ−
が、第２のコンデンサＣ２→順方向のダイオードＤ２→
パルストランスＰＴ→放電灯ＤＬ→限流用インピ−ダン
スＬ１に至る閉回路に放出され、ランプ電流が継続して
流れる。次に、第２のトランジスタＱ２がオン状態にな
った場合には、第２のコンデンサＣ２を直流電源とし
て、先の説明（トランジスタＱ１オン状態の場合）とは
逆方向にランプ電流が流れ、第２のトランジスタＱ２が
オフ状態に移行した後も、限流用インピ−ダンスＬ１に
より先の説明とは逆の方向にランプ電流が流れる。

【０００７】このように、制御回路部１の制御信号によ
り、第１、第２のトランジスタＱ１，Ｑ２をオンオフす
れば、放電灯ＤＬに交流電力の供給が行え、トライック
Ｑ３０をオンすれば、高圧パルス電圧を発生させること
ができる。

【０００８】しかしながら、いわゆるハ−フブリッジ式
インバータ装置の場合には、第２の直流電源であるコン
デンサ４０の両端間に、第１の直流電源の略半分の電圧
しか充電することができないので、放電灯ＤＬの始動に
必要なパルス電圧を十分に確保することは容易ではな
い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する問題点は、いわゆるハ−フブリッジ式インバータ装
置の場合には放電灯両端に印加する始動用のパルス電圧
を十分に発生することが容易ではない点にあり、本発明
の目的とするところは、いわゆるハ−フブリッジ式イン
バータ装置において、放電灯の始動時に容易に高圧パル
ス電圧を発生できる始動回路を備えた放電灯点灯装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の直流電
源と、この第１の直流電源の両端に接続される第１、第
２のコンデンサの第１の直列回路と、この直列回路の両
端に接続される第１、第２のスイッチング素子の第２の
直列回路と、前記第１、第２の直列回路のそれぞれの接
続点間に接続される限流用インピ−ダンスと放電灯とパ
ルストランスの１次巻線との直列回路と、前記放電灯と
パルストランスの１次巻線との直列回路と並列的に接続
されるコンデンサと、第２の直流電源の両端に第３のス
イッチング素子を介して接続される前記パルストランス
の１次巻線と磁気結合する２次巻線と、前記第１、第２
のスイッチング素子及び第３のスイッチング素子をオン
オフする制御回路部とを備えてなる放電灯点灯装置にお
いて、前記第２の直流電源の電圧を少なくとも放電灯が
始動するまでの間、第１の直流電源の電圧と略等しくな
るような手段を付加して構成されている。

【００１１】

【作用】本発明は、第２の直流電源の電圧を少なくとも
放電灯が始動するまでの間、第１の直流電源の電圧と略
等しくなるような手段を付加して構成されているので、
放電灯が始動するまでの無負荷時には、始動回路の駆動
電源である第２の直流電源の電圧がいわゆるフルブリッ
ジ式インバータ装置と同様、第１の直流電源の電圧と略
等しくなり、放電灯を始動させる高圧パルス電圧の発生
が容易になるという効果を奏する。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例を示す回路構
成図である。先の従来例を示す図７と異なる構成は、第
１の直流電源の両端に抵抗Ｒ１とコンデンサＣ４との直
列回路が接続され、このコンデンサＣ４の電圧を第２の
直流電源としている点である。そして、前記コンデンサ
Ｃ４の両端に、トライアック等の第３のスイッチング素
子Ｑ３を介して接続される前記パルストランスＰＴの１
次巻線ｎ１と磁気結合する２次巻線ｎ２が構成されてい
る。なお、同一構成には、同一符号を付して重複する説
明を省略する。

【００１３】このように構成することにより、最大コン
デンサＣ４の電圧を第１の直流電源Ｅの直流電圧に略等
しい電圧まで上昇させることができるので、いわゆるハ
−フブリッジ式インバータ装置においても、いわゆるフ
ルブリッジ式インバータ装置と同程度の放電灯を始動さ
せる高圧パルス電圧の発生が容易にできるという効果が
ある。

【００１４】図２は、本発明の第２の実施例を示す回路
構成図であり、先の第１の実施例と異なる構成は、コン
デンサＣ４の両端に、トライアック等の第４のスイッチ
ング素子Ｑ４を介して接続される前記パルストランスＰ
Ｔの１次巻線ｎ１と磁気結合する３次巻線ｎ３がさらに
追加されて構成されている点である。なお、同一構成に
は、同一符号を付して重複する説明を省略する。ここ
で、２次巻線と３次巻線とは巻線の極性を異なるように
設定している。

【００１５】まず、動作状態を説明すると、制御回路部
１の制御信号により、第１、第２のトランジスタＱ１，
Ｑ２をオンオフして、放電灯ＤＬに交流電力の供給を行
っている。この放電灯ＤＬに印加される交流電圧の一方
の極性に応じて第３のスイッチング素子であるトライア
ックＱ３をオンすれば、放電灯ＤＬに印加される交流電
圧に対して一定の極性の高圧パルス電圧を発生させるこ
とができる。次に、放電灯ＤＬに印加される交流電圧の
他方の極性に応じて第４のスイッチング素子であるトラ
イアックＱ４をオンすれば、放電灯ＤＬに印加される交
流電圧に対して先の極性とは異なる高圧パルス電圧を発
生させることができる。

【００１６】このように構成することにより、第１の実
施例の場合には、一定の極性にしか高圧パルス電圧を発
生できなかったのに対し、本第２の実施例では、放電灯
ＤＬに印加される交流電圧の極性に応じて正負の方向に
高圧パルス電圧を発生できるので、放電灯ＤＬのそれぞ
れの電極の損耗を防止できるという効果がある。

【００１７】図３は、本発明の第３の実施例を示す回路
構成図であり、先の従来例と異なる構成は、第２のコン
デンサＣ２の負極側と第１の直流電源Ｅの負極側との間
に順方向に介挿されるダイオードＤ３と、このダイオー
ドＤ３と第２のコンデンサＣ２との両端に接続される短
絡用の第５のスイッチング素子であるトランジスタＱ５
とを備えた点である。なお、同一構成には、同一符号を
付して重複する説明を省略する。

【００１８】先の従来例で説明した動作状態と異なる点
は、放電灯ＤＬが点灯に至る前の無負荷状態の場合に
は、制御回路部１の制御信号により、トランジスタＱ５
をオン状態にして、第２の直流電源であるコンデンサＣ
４０に印加される電圧を、第１の直流電源Ｅの直流電圧
と略等しい電圧とすることにより、いわゆるハ−フブリ
ッジ式インバータ装置においても、いわゆるフルブリッ
ジ式インバータ装置と同程度に高圧パルス電圧の発生が
容易になるという効果がある。そして、放電灯が点灯し
た後にはトランジスタＱ５をオフ状態にして無駄な電力
消費を防止している。

【００１９】図４は、本発明の第４の実施例を示す回路
構成図であり、先の第３の実施例と異なる構成は、第１
のコンデンサＣ１の正極側と第１の直流電源Ｅの正極側
との間に順方向に介挿されるダイオードＤ４と、このダ
イオードＤ４と第１のコンデンサＣ１との両端に接続さ
れる短絡用の第６のスイッチング素子であるトランジス
タＱ６とをさらに加えて成る点である。なお、同一構成
には、同一符号を付して重複する説明を省略する。

【００２０】先の第３の実施例で説明した動作状態と異
なる点は、放電灯ＤＬが点灯に至る前の無負荷状態の場
合には、制御回路部１の制御信号により、トランンジス
タＱ１がオン動作中はトランジスタＱ５がオン状態とな
り、トランンジスタＱ２がオン動作中はトランジスタＱ
６がオン状態となるように動作し、第２の直流電源であ
るコンデンサＣ４０に印加される電圧の極性を反転させ
ている。そして、放電灯ＤＬが点灯すると、トランジス
タＱ５，Ｑ６を共にオフ状態とし、いわゆるハ−フブリ
ッジ式インバータ装置として継続動作する。

【００２１】図５に示すものは、第４の実施例に示す回
路構成により、放電灯に矩形波電圧を供給する場合の各
スイッチング素子の動作タイミングと、始動回路の両端
電圧（コンデンサＣ３両端電圧）ＶIGとを示している。
ここでは、まず、トランジスタＱ１がオンオフ状態を繰
り返している間、トランジスタＱ５は常にオン状態を維
持し、反対にトランジスタＱ２，Ｑ６は常にオフ状態を
維持している。次に、トランジスタＱ２がオンオフ状態
を繰り返している間、トランジスタＱ６は常にオン状態
を維持し、反対にトランジスタＱ１，Ｑ５は常にオフ状
態を維持している。このように動作することにより、始
動回路の両端電圧ＶIGには、低周波の矩形波電圧が発生
する。そして、時刻Ａに達すると、放電灯ＤＬが点灯す
るので、トランジスタＱ５，Ｑ６のいずれもオフ状態と
する。

【００２２】図６は、本発明の第５の実施例を示す回路
構成図であり、先の第４の実施例と異なる構成は、第１
の直流電源Ｅが、交流電源Ｖｓの交流電圧を整流する整
流器ＤＢと、この整流器ＤＢの出力端に接続される平滑
コンデンサＣ０とで形成されている点である。なお、同
一構成には、同一符号を付して重複する説明を省略す
る。このように構成することにより、交流電源Ｖｓが２
００Ｖを受電している場合には、始動回路を駆動する電
圧としては十分であるので、トランジスタＱ５，Ｑ６を
共にオフ状態としていわゆるハ−フブリッジ式インバー
タ装置として始動から点灯の動作まで行い、交流電源Ｖ
ｓが１００Ｖを受電している場合には、始動回路を駆動
する電圧としては不十分であるので、トランジスタＱ
５，Ｑ６を先の第４の実施例に示す動作状態とすること
により、同一の回路構成のものを１００Ｖ用と２００Ｖ
用とに共用できるという効果がある。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、第２の直流電源の電圧を少な
くとも放電灯が始動するまでの間、第１の直流電源の電
圧と略等しくなるような手段を付加して構成されている
ので、放電灯が始動するまでの無負荷時には、始動回路
の駆動電源である第２の直流電源の電圧がいわゆるフル
ブリッジ式インバータ装置と同様、第１の直流電源の電
圧と略等しくなり、放電灯を始動させる高圧パルス電圧
の発生が容易になるという顕著な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図３】本発明の第３の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図４】本発明の第４の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図５】本発明の第４の実施例を説明するための各部の
波形を示した説明図である。

【図６】本発明の第５の実施例を示す回路構成図であ
る。

【図７】本発明の従来例を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１ 制御回路部 Ｅ 第１の直流電源 ＤＬ 放電灯 ＰＴ パルストランス Ｑ１ 第１のスイッチング素子 Ｑ２ 第２のスイッチング素子 Ｑ３ 第３のスイッチング素子 Ｃ１ 第１のコンデンサ Ｃ２ 第２のコンデンサ Ｃ３ コンデンサ Ｃ４，Ｃ４０ 第２の直流電源 Ｌ１ 限流用インピ−ダンス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 第１の直流電源と、この第１の直流電源
   の両端に接続される第１、第２のコンデンサの第１の直
   列回路と、この直列回路の両端に接続される第１、第２
   のスイッチング素子の第２の直列回路と、前記第１、第
   ２の直列回路のそれぞれの接続点間に接続される限流用
   インピ−ダンスと放電灯とパルストランスの１次巻線と
   の直列回路と、前記放電灯とパルストランスの１次巻線
   との直列回路と並列的に接続されるコンデンサと、第２
   の直流電源の両端に第３のスイッチング素子を介して接
   続される前記パルストランスの１次巻線と磁気結合する
   ２次巻線と、前記第１、第２のスイッチング素子及び第
   ３のスイッチング素子をオンオフする制御回路部とを備
   えてなる放電灯点灯装置において、前記第２の直流電源
   の電圧を少なくとも放電灯が始動するまでの間、第１の
   直流電源の電圧と略等しくなるようにしたことを特徴と
   する放電灯点灯装置。