JPH06132092A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH06132092A
JPH06132092A JP4276443A JP27644392A JPH06132092A JP H06132092 A JPH06132092 A JP H06132092A JP 4276443 A JP4276443 A JP 4276443A JP 27644392 A JP27644392 A JP 27644392A JP H06132092 A JPH06132092 A JP H06132092A
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discharge lamp
capacitor
diode
current
switching element
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Hiroshi Kido
大志 城戸
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成が簡単でしかも回路効率の低下が少
ない、ランプ電流の非対称化手段を設けること。 【構成】 スイッチング素子Q1 がオフすると、直流電
源E→ダイオードD2 →カレントトランスCT1 の1次
巻線n1 →インタグタンス素子L1 →放電灯l→コンデ
ンサC1 →直流電源Eのループと、直流電源E1 →ダイ
オードD2 →カレントトランスCT1 の1次巻線n1
インタグタンス素子L1 →ダイオードD3→コンデンサ
1 →直流電源Eのループの2つのループで電流が流れ
る。つまり、スイッチング素子Q1 のオフの時は、電流
の一部がダイオードD3 を介して流れて直流電源Eに帰
還することにより、放電灯lに流れるランプ電流は非対
称となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光灯等の低圧水銀蒸
気放電灯等の放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】蛍光ランプ、殺菌ランプ等のようにアル
ゴン、クリプトンのような原子量の大きい不活性ガスを
含む低圧水銀蒸気放電灯を低温下で交流点灯する場合、
管壁に縞模様が現れる現象(以下、ストライエーション
と称する)が生じることが知られており、このストライ
エーションの発生メカニズムは明らかではないが、とき
には点灯期間中継続して、チラツキ等の不快感を与える
ものである。
【0003】また、このストライエーションによる明る
さのチラツキ等の問題を解消ないし軽減するにはランプ
電流を非対称すればよいことも知られている。そのラン
プ電流非対称化の手段として、従来例を、図7を参照し
て説明する。10,10はそれぞれ放電灯で、互いに直
列接続されている。放電灯10,10は、例えば、20
KHz〜100KHz程度の高周波点灯されるようにな
されている。
【0004】すなわち、交流電源11は商用交流電源e
の出力を整流した後、高周波に変換する高周波発生装
置、例えばインバータ装置12と出力トランス13の出
力により上記放電灯10,10を付勢するものである。
上記出力トランス13は、リーケージトランスが用いら
れ、リーケージインダクタンスを上記放電灯10,10
の限流要素として利用している。14はランプ電流非対
称化手段であり、ダイオード15及びインピーダンス素
子16の並列回路によって構成され、交流電源11から
見て放電灯10,10と直列に設けられている。
【0005】上記インピーダンス素子16は、抵抗、イ
ンダクタ、コンデンサあるいはこれらを組み合わせたも
ののいずれでも良い。次に、作用を説明する。出力トラ
ンス13がランプ電流非対称化手段14のダイオード1
5に対して順方向である極性のときには、放電灯10,
10にはダイオード15を介してランプ電流が流れる。
【0006】また、ダイオード15に対して逆方向であ
る極性のときには、インピーダンス素子16を介して流
れる。このときの正,負のランプ電流波形A,Bは図8
に示すようになる。図9は他の従来例を示すものであ
る。20は放電灯である。21は交流電源であって、商
用周波のような低周波電源あるいは商用波電源のいずれ
でも良い。22は安定器である。
【0007】23はランプ電流非対称化手段で、上記交
流電源21から見て上記放電灯20と並列的に設けられ
るもので、その具体構成は交流電源21の出力端子間に
設けられた降圧トランス24と、この降圧トランス24
の出力を整流する整流回路25と、インピーダンス素子
26とを有してなるものである。図10は更に他の従来
例を示すものであり、30は放電灯、31は低周波ある
いは高周波のいずれをも可とする交流電源、32は、リ
ーケージ形の出力トランス、33はランプ電流非対称化
手段である。
【0008】ランプ電流非対称化手段33は、出力トラ
ンス32の出力端子間に設けられたもので、ダイオード
34及びコンデンサ35の直列回路と、上記ダイオード
34に並列に接続された抵抗36とからなっている。そ
して、出力トランス32の出力の極性がランプ電流非対
称化手段33の順方向であるとき、ダイオード34を通
して放電灯30のランプ電流を分流させることにより、
放電灯30に直流バイアスを差の関係で供給するもので
ある。
【0009】なお、ランプ電流非対称手段における抵抗
は並列接続してもよく、要はダイオードを通して流れる
電流を適正に制御できるものであればよい。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例においては、各々以下のような問題点があ
る。すなわち、図7に示す従来例1では、ランプ電流非
対称化手段としてダイオード15を放電灯10に対して
直列に接続されているため、トランス13の出力がダイ
オード15に対して順方向の極性のときには、ダイオー
ド15にランプ電流そのものの電流が流れるために損失
が大きい。また、インタグタンス素子16が必要であ
る。
【0011】また、図9に示す従来例2では、降圧トラ
ンス24が必要である。特に商用電原から電流を得る場
合には降圧トランス24が大型になるという欠点があ
る。さらに、図10に示す従来例3では、コンデンサ及
び抵抗が必要である。また、ダイオード34に流れる電
流を制御するためには、大容量のコンデンサ35が必要
になるか、または、抵抗36の損失が大きくなる。
【0012】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、回路構成が簡
単でしかも回路効率の低下が少ない、ランプ電流の非対
称化手段を設けた放電灯点灯装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源と、
この直流電源の両端に少なくともスイッチング素子を含
む直列回路を接続するとともに、前記スイッチング素子
の一端にコンデンサを、他端にインタグタンス素子を接
続し、前記コンデンサと前記インタグタンス素子のそれ
ぞれの他端に、放電灯を含む負荷回路をインタグタンス
素子を介して接続し、上記スイッチング素子のオンオフ
動作により放電灯に電力を供給するようにした放電灯点
灯装置において、前記インタグタンス素子の接続点と前
記コンデンサの負荷回路との間にダイオードを設けたも
のである。
【0014】
【作用】本発明によれば、スイッチング素子のオフ時に
ダイオードを介して、インタグタンス素子に蓄えられた
エネルギ−の一部を直流電源に帰還させ、ランプ電流を
非対称にすることができるものであり、そのため、ダイ
オードだけでランプ電流の非対称化手段を簡単に構成で
き、しかも、回路効率の低下を少なくすることができ
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の第一実施例を示す回路図である。
以下、その回路構成について説明する。商用電波ACに
は電源スイッチSWを介して全波整流器DBの交流入力
端が接続されている。全波整流器DBの直流出力端に
は、コンデンサC0 が並列に接続されている。このコン
デンサC0 の両端電圧が直流電源Eとなり、インバータ
回路1に供給されている。
【0016】インバータ回路1は、トランジスタよりな
るスイッチング素子Q1 ,Q2 を備え、このスイッチン
グ素子Q1 ,Q2 の直列回路に入力直流電圧が印加され
る。一方のスイッチング素子Q1 と並列に、カップリン
グ用のコンデンサC1 、放電灯l,インタグタンス素子
1 、電流帰還用のカレントトランスCT1 の1次巻線
1 の直列回路が接続されている。
【0017】放電灯lのフィラメントf1 とフィラメン
トf2 の非電源側の端子の両側には、共振用のコンデン
サC2 が並列に接続されている。放電灯lのフィラメン
トf 1 の電源側端子とインタグタンス素子L1 に設けた
中間タップの間にはダイオードD3 が接続されている。
電流帰還用のカレントトランスCT1 は2つの2次巻線
2 ,n3 を有し、一方の2次巻線n2 はバイアス抵抗
2 を介してスイッチング素子Q1 のベース・エミッタ
間に接続されており、他方の2次巻線n3 はバイアス抵
抗R3 を介してスイッチング素子Q2 のベースに一端を
接続し、他端を接地している。
【0018】さらに、インバータ回路1の入力端子間に
は、抵抗R1 とコンデンサC4 の直列回路が接続され、
抵抗R1 とコンデンサC4 の接続点はダイアックQ3
介して、スイッチング素子Q2 のベースに接続されると
共に、ダイオードD3 のアノード・カソード間を介し
て、スイッチング素子Q2 のコレクタに接続されてい
る。
【0019】これらの抵抗R1 、コンデンサC4 、ダイ
アックQ3 及びダイオードD3 は、インバータ回路1の
起動回路3を構成している。なお、スイッチング素子Q
1 ,Q2 には、ダイオードD1 ,D2 が並列に接続され
ている。以下、本実施例の動作について説明する。電源
スイッチSWがオンされると、商用電源ACの交流電圧
が全波整流器DBにより整流され、コンデンサC0 に平
滑された直流電圧Eが得られる。
【0020】コンデンサC0 の電圧が、インバータ回路
1に供給されると、抵抗R1 を介してコンデンサC4
充電される。コンデンサC4 の電圧がダイアックQ3
ブレークオーバ電圧に達すると、ダイアックQ3 が導通
し、コンデンサC4 の充電電荷がスイッチング素子Q2
のベース・エミッタ間を介して放電される。これにより
スイッチング素子Q2 がオンする。以後、電流帰還用の
カレントトランスCT1 の2次巻線n2 ,n3 から得ら
れる帰還電流によりスイッチング素子Q1 ,Q2 は交互
にオン、オフする。
【0021】したがって、スイッチング素子Q1 ,Q2
は正常にオン、オフ動作を続ける。定常状態において
は、インタグタンス素子L1 とコンデンサC2 で構成さ
れるLC共振回路によって高周波の高電圧が放電灯lの
両端に印加され、放電灯lが点灯する。このときの各部
の動作を詳細に説明する。スイッチング素子Q2 がオン
のときは、直流電源E→コンデンサC1 →放電灯l→イ
ンタグタンス素子L1 →カレントトランスCT1 の1次
巻線n1 →スイッチング素子Q2 →直流電源Eのループ
で電流が流れる。
【0022】スイッチング素子Q2 がオフすると、イン
タグタンス素子L1 に蓄えられたエネルギーがコンデン
サC1 →放電灯l→インタグタンス素子L1 →カレント
トランスCT1 の1次巻線n1 →ダイオードD1 →コン
デンサC1 のループで放出される。次に、スイッチング
素子Q1 がオンすると、コンデンサC1 →スイッチング
素子Q1 →カレントトランスCT1 の1次巻線n1 →イ
ンタグタンス素子L1 →放電灯l→コンデンサC1 のル
ープと、コンデンサC1 →スイッチング素子Q1 →カレ
ントトランスCT1 →インタグタンス素子L1 →ダイオ
ードD3 →コンデンサC1 のループの2つに電流が流れ
る。
【0023】そして、スイッチング素子Q1 がオフする
と、直流電源E→ダイオードD2 →カレントトランスC
1 の1次巻線n1 →インタグタンス素子L1 →放電灯
l→コンデンサC1 →直流電源Eのループと、直流電源
1 →ダイオードD2 →カレントトランスCT1 の1次
巻線n1 →インタグタンス素子L1 →ダイオードD3
コンデンサC1 →直流電源Eのループの2つのループで
電流が流れることにより、つまり、スイッチング素子Q
1 のオフの時は、電流の一部がダイオードD3を介して
流れて直流電源Eに帰還することにより、放電灯lに流
れる電流Il、ランプ電流は、図2(f)に示すよう
に、非対称となる。
【0024】なお、本実施例においてはスイッチング素
子Q1 ,Q2 としてトランジスタQ 1 ,Q2 を使用して
おり、各部の動作波形図として図2(a)は、トランジ
スタQ2 のコレクタ・エミッタ間電圧VCE、(b)は同
コレクタ電流Ic、(c)はトランジスタQ1 のコレク
タ・エミッタ間電圧VCE、(d)は同コレクタ電流I
c、(e)はダイオードD3 に流れる電流ID3である。
【0025】(実施例2)図3は本発明の実施例2を示
す回路図であり、上記実施例2と同一機能を有する構成
には同一符号を付して説明は省略する。本実施例におい
ては、インタグタンス素子L1a,L1b、(第1実施例に
おいてはインタグタンス素子L1 は中間タップを設けて
いたが本実施例においては分割にした)及びコンデンサ
2 からなる共振回路及び放電灯からなる負荷回路をス
イッチング素子Q2 であるパワーMOSFET・Q2
に設けてなるものであり、各部の基本動作は実施例1と
同様である。
【0026】なお、インタグタンス素子L1bの2次巻線
4 ,n5 は放電灯lの巻線であり、スイッチング素子
1 ,Q2 をオン、オフする駆動回路は省略している。 (実施例3)図4は本発明の実施例3の回路図であり、
本実施例においては、いわゆる−石式のインバータ回路
1に適用したものであり、L2 はインタグタンス素子、
3はコンデンサである。
【0027】(実施例4)図5は本発明の実施例4の回
路図であり、本実施例においては、トランスTを用いた
絶縁型の放電灯点灯装置に適用したものである。 (実施例5)図6は本発明の実施例5の回路図であり、
本実施例においては、商用電源ACにチョークL5 、コ
ンデンサC5 で構成されるフィルタ回路4を接続し、整
流器DBを介して、チョークL4 ,ダイオードD4 、ス
イッチング素子Q3 で構成される昇圧型チョッパ回路5
を接続しており、このチョッパ回路5により、平滑用コ
ンデンサC0 の両端に、直流電源Eを得る。
【0028】また、ランプ電流非対称化手段としてのダ
イオードD3 と直列にインタグタンス素子L3 を挿入し
ており、その他の構成は第1実施例と同じである。
【0029】
【発明の効果】本発明は以上に述べたように、直流電源
と、この直流電源の両端に少なくともスイッチング素子
を含む直列回路を接続するとともに、前記スイッチング
素子の一端にコンデンサを、他端にインタグタンス素子
を接続し、前記コンデンサと前記インタグタンス素子の
それぞれの他端に、放電灯を含む負荷回路をインタグタ
ンス素子を介して接続し、上記スイッチング素子のオン
オフ動作により放電灯に電力を供給するようにした放電
灯点灯装置において、前記インタグタンス素子の接続点
と前記コンデンサの負荷回路との間にダイオードを設け
たものであるから、スイッチング素子のオフ時にダイオ
ードを介して、インタグタンス素子に蓄えられたエネル
ギ−の一部を直流電源に帰還させ、ランプ電流を非対称
にすることができるものであり、そのため、ダイオード
だけでランプ電流の非対称化手段を簡単に構成でき、し
かも、回路効率の低下を少なくすることができるという
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の具体回路図である。
【図2】同上の動作波形図である。
【図3】同上の実施例2の回路図である。
【図4】同上の実施例3の回路図である。
【図5】同上の実施例4の回路図である。
【図6】同上の実施例5の回路図である。
【図7】従来例の回路図である。
【図8】同上の図7における動作波形図である。
【図9】他の従来例の回路図である。
【図10】更に他の従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 インバータ回路 2 駆動回路 3 起動回路 E 直流電源 C1 コンデンサ L1 インダクタンス素子 CT1 カレントトランス l 放電灯 D3 ダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源と、この直流電源の両端に少な
    くともスイッチング素子を含む直列回路を接続するとと
    もに、前記スイッチング素子の一端にコンデンサを、他
    端にインタグタンス素子を接続し、前記コンデンサと前
    記インタグタンス素子のそれぞれの他端に、放電灯を含
    む負荷回路をインタグタンス素子を介して接続し、上記
    スイッチング素子のオンオフ動作により放電灯に電力を
    供給するようにした放電灯点灯装置において、前記イン
    タグタンス素子の接続点と前記コンデンサの負荷回路と
    の間にダイオードを設けたことを特徴とする放電灯点灯
    装置。
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