JPH07169579A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サージ等の過電圧入力に対して追従性よくス
イッチングトランジスタ等の素子の保護を図るとともに
過電圧入力の際の放電灯のちらつきをなくす。 【構成】 スイッチングトランジスタ５６に対して直列
に抵抗７９とスイッチング素子８０との並列回路８１を
接続するとともに、インバータ回路５８への高電圧入力
を検出する入力電圧検出回路５９を設け、この検出回路
５９からの高電圧検出出力に応動してスイッチ制御回路
６０の作用によりスイッチング素子８０を開放して、ス
イッチングトランジスタ５６に対して抵抗７９を直列に
接続することによりスイッチンクトランジスタ５６のコ
レクタ電流を減少せしめ、スイッチングトランジスタ５
６のコレクタ・エミッタ間電圧の上昇を抑制することで
過電圧入力からスイッチングトランジスタ５６等の素子
を保護するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ回路を使用
した放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインバータ回路を使用した放電灯
点灯装置としては図２に示すものが知られている。

【０００３】すなわち交流電源１にサージ吸収素子であ
る第１のバリスタ２を並列に接続するとともに、全波整
流回路３の入力端子を接続している。そして前記全波整
流回路３の出力端子にサージ吸収素子である第２のバリ
スタ４を並列に接続するとともに平滑コンデンサ５を並
列に接続して、直流電源を形成している。

【０００４】前記平滑コンデンサ５の両端にはインバー
タ回路６が接続されている。このインバータ回路６は、
平滑コンデンサ５に対して並列にコンデンサ７，インダ
クタ８及びダイオード９の谷埋め平滑を行う直列回路が
接続されるとともに、この直列回路に対して並列にイン
バータトランス１０の１次巻線１０ａとＮＰＮ形のスイ
ッチングトランジスタ１１との直列回路が接続されてい
る。

【０００５】前記１次巻線１０ａには共振用のコンデン
サ１２が並列に接続されており、このコンデンサ１２と
１次巻線１０ａとで共振回路を形成している。また、前
記インダクタ８とダイオード９との接続点から前記スイ
ッチングトランジスタ１１のコレクタに向けてダイオー
ド１３が図示極性にて接続されている。

【０００６】前記スイッチングトランジスタ１１のベー
スは、起動用の抵抗１４を介して前記全波整流回路３の
正極に接続されている。また、ベース・エミッタ間には
ダイオード１５と抵抗１６との直列回路が接続されてい
る。

【０００７】前記インバータトランス１０の２次巻線１
０ｂには、電流トランス１７の検知巻線１７ａとコンデ
ンサ１８との直列回路と抵抗１９との並列回路を介して
放電灯２０のフィラメント電極２０ａ，２０ｂが接続さ
れている。また、フィラメント電極２０ａ，２０ｂ間に
はフィラメント予熱用のコンデンサ２１が接続されてい
る。

【０００８】前記電流トランス１７の制御巻線１７ｂに
は図示極性のダイオード２２が並列に接続されている。
また、制御巻線１７ｂの一端は前記スイッチングトラン
ジスタ１１のベースに接続されており、他端はコンデン
サ２３とダイオード２４との並列回路を介して前記全波
整流回路３の負極に接続されている。

【０００９】前記コンデンサ２３の両端にはコンデンサ
２５と電界効果トランジスタ２６との直列回路が接続さ
れている。

【００１０】一方、前記平滑コンデンサ５の両端には抵
抗２７とコンデンサ２９との直列回路が接続されてお
り、かつコンデンサ２９の両端には図示極性のツェナダ
イオード２８が並列に接続されている。

【００１１】また、前記コンデンサ２９の両端には、抵
抗３０、ＰＮＰ形のトランジスタ３１、抵抗３２及び抵
抗３３の直列回路が接続されており、抵抗３３にはコン
デンサ３４が並列に接続されている。そして、前記抵抗
３２と抵抗３３との接続点が前記電界効果トランジスタ
２６のゲート端子に接続されている。

【００１２】前記トランジスタ３１のベースは、抵抗３
５を介して前記全波整流回路３の負極に接続されるとと
もに、抵抗３６，抵抗３７及びダイオード３８の直列回
路を介して前記スイッチングトランジスタ１１のコレク
タに接続されている。また、前記ダイオード３８と抵抗
３７との接続点は、コンデンサ３９を介して前記全波整
流回路３の負極に接続されている。

【００１３】ここで、電界効果トランジスタ２６、トラ
ンジスタ３１、コンデンサ２５，３４，３９、ダイオー
ド３８及び抵抗３０，３２，３３，３５，３６，３７
は、サージ等の過電圧入力からスイッチングトランジス
タ１１等の素子を保護するための保護回路４０を形成し
ている。

【００１４】すなわち、サージ等の過電圧が入力される
と、スイッチングトランジスタ１１のコレクタ・エミッ
タ間の電圧が増加する。そうすると、このコレクタ・エ
ミッタ間電圧を分圧している抵抗３５の電圧、つまりは
トランジスタ３１のベース電位が増加するので、当該ト
ランジスタ３１のコレクタ電流が減少する。これによ
り、抵抗３３の電圧、つまりは電界効果トランジスタ２
６のゲート電位が低下するので、スイッチングトランジ
スタ１１のベース電流が減少し、発信周波数が高くなっ
て出力電圧が低下する。かくして、スイッチングトラン
ジスタ１１のコレクタ・エミッタ間電圧は低下し、過電
圧からの保護が図られる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
保護回路４０を備えた放電灯点灯装置においては、保護
回路４０に抵抗３３とコンデンサ３４との時定数回路が
形成されているため、過電圧入力に対する追従性が悪か
った。また、過電圧入力時には電界効果トランジスタ２
６のゲート電位を低下せしめてスイッチングトランジス
タ１１のベースに接続されるコンデンサ容量を切換えて
いるが、この切換えの際に放電灯２０が消灯してちらつ
くことがあった。

【００１６】そこで本発明は、サージ等の過電圧入力に
対して追従性よくスイッチングトランジスタ等の素子を
保護できるとともに、過電圧入力の際の放電灯のちらつ
きをなくす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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源に接
続され、スイッチングトランジスタのスイッチング動作
により共振回路を動作せしめて放電灯に高周波電圧を供
給し点灯させるインバータ回路を備えた放電灯点灯装置
において、スイッチングトランジスタに対して直列に接
続された抵抗とスイッチング素子との並列回路と、イン
バータ回路への高電圧入力を検出する入力電圧検出回路
と、この検出回路からの高電圧検出出力に応動してスイ
ッチング素子を開放するスイッチ制御回路とを備えたも
のである。

【００１８】

【作用】このような構成の本発明であれば、インバータ
回路への入力電圧が正常なときには、スイッチングトラ
ンジスタに対して直列に接続された抵抗とスイッチング
素子との並列回路においてスイッチング素子は閉成され
ているので、抵抗は短絡されている。ここで、入力電圧
検出回路によってサージ等の高電圧入力が検出される
と、スイッチング制御回路によってスイッチング素子が
開放する。これにより、スイッチングトランジスタに対
して抵抗が直列に接続されて、スイッチングトランジス
タのコレクタ電流が減少して発振が弱まり、スイッチン
グトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の上昇が抑
制される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明
する。

【００２０】図１に示す放電灯点灯装置は、交流電源５
１にサージ吸収素子である第１のバリスタ５２を並列に
接続するとともに、全波整流回路５３の入力端子を接続
している。そして前記全波整流回路５３の出力端子にサ
ージ吸収素子である第２のバリスタ５４を並列に接続す
るとともに平滑コンデンサ５５を並列に接続して、直流
電源を形成している。

【００２１】前記平滑コンデンサ５５の両端には、スイ
ッチングトランジスタ５６のスイッチング動作により共
振回路を動作せしめて放電灯５７に高周波電圧を供給し
点灯させるインバータ回路５８、このインバータ回路５
８への高電圧入力を検出する入力電圧検出回路５９及び
この入力電圧検出回路５９からの高電圧検出出力に応動
して後述するスイッチング素子を開放するスイッチ制御
回路６０がそれぞれ並列に接続されている。

【００２２】前記インバータ回路５８は、前記平滑コン
デンサ５５に対して並列にコンデンサ６１，インダクタ
６２及びダイオード６３の谷埋め平滑を行う直列回路が
接続されるとともに、この直列回路に対して並列にイン
バータトランス６４の１次巻線６４ａとＮＰＮ形の前記
スイッチングトランジスタ５６との直列回路が接続され
ている。

【００２３】前記１次巻線６４ａには共振用のコンデン
サ６５が並列に接続されており、このコンデンサ６５と
１次巻線６４ａとによって前記共振回路を形成してい
る。また、前記インダクタ６２とダイオード６３との接
続点から前記スイッチングトランジスタ５６のコレクタ
に向けてダイオード６６が図示極性にて接続されてい
る。

【００２４】前記スイッチングトランジスタ５６のベー
スは、起動用の抵抗６７を介して前記全波整流回路５３
の正極に接続されている。また、ベース・エミッタ間に
はダイオード６８と抵抗６９との直列回路が接続されて
いる。

【００２５】前記インバータトランス６４の２次巻線６
４ｂには、電流トランス７０の検知巻線７０ａとコンデ
ンサ７２との直列回路と抵抗７３との並列回路を介して
前記放電灯５７のフィラメント電極７４ａ，７４ｂが接
続されている。また、フィラメント電極７４ａ，７４ｂ
間にはフィラメント予熱用のコンデンサ７５が接続され
ている。

【００２６】前記電流トランス７０の制御巻線７０ｂに
は図示極性のダイオード７６が並列に接続されている。
また、制御巻線７０ｂの一端は前記スイッチンクトラン
ジスタ５６のベースに接続されており、他端はコンデン
サ７７とダイオード７８との並列回路を介して前記全波
整流回路５３の負極に接続されている。

【００２７】さらに、前記スイッチングトランジスタ５
６のエミッタは、抵抗７９と前述したスイッチング素子
としての電界効果トランジスタ８０との並列回路８１を
介して前記全波整流回路５３の負極に接続されている。

【００２８】一方、前記スイッチ制御回路６０は、前記
平滑コンデンサ５５に対して並列に抵抗８２と抵抗８３
との直列回路が接続されるとともに、前記抵抗８３に対
して並列にＮＰＮ形のトランジスタ８４が接続されてい
る。そして、前記抵抗８２と抵抗８３との接続点が前記
スイッチング素子である電界効果トランジスタ８０のゲ
ート端子に接続されている。

【００２９】また、前記入力電圧検出回路５９は、前記
平滑コンデンサ５５に対して並列に抵抗８５と抵抗８６
との直列回路が接続されている。そして、前記抵抗８５
と抵抗８６との接続点が図示極性のツェナダイオード８
７を介して前記スイッチ制御回路６０におけるトランジ
スタ８４のベースに接続されている。

【００３０】このような構成の放電灯点灯装置において
は、電源が投入されると、全波整流回路５３にて全波整
流が行われて平滑コンデンサ５５に脈流が印加される。
そして、この平滑コンデンサ５５からインバータ回路５
８に直流電圧が供給されると、インバータ回路５８にお
いては、起動用抵抗６７を介してスイッチングトランジ
スタ５６のベースにベース電流が流れてトランジスタ５
６がオンする。そうすると、スイッチングトランジスタ
５６を介してインバータトランス６４の１次巻線６４ａ
に電流が流れて、そのインバータトランス６４の２次巻
線６４ｂに電圧が誘起される。

【００３１】これにより、インバータトランス６４の２
次巻線６４ｂに接続された電流トランス７１の検知巻線
７０ａ、コンデンサ７２、放電灯５７のフィラメント電
極７４ａ，７４ｂ及びフィラメント予熱用のコンデンサ
７５の２次側回路に電流が流れ、この電流により電流ト
ランス７０の制御巻線７０ｂに電圧が誘起されて、スイ
ッチングトランジスタ５６のベースに正帰還される。

【００３２】その後、電流トランス７０のコアが磁気飽
和すると、制御巻線７０ｂの誘起電圧が低下してベース
電流が反転する。これにより、スイッチングトランジス
タ５６のベース容量の電荷が引き抜かれて、スイッチン
グトランジスタ５６は急速にターンオフする。

【００３３】その後はインバータトランス６４の１次巻
線６４ａと共振用コンデンサ６５との共振回路によって
電気エネルギーが共振し、その共振電流がインバータト
ランス６４の前記２次側回路に流れる。そして、この共
振電流によって再び電流トランス７０の制御巻線７０ｂ
にスイッチングトランジスタ５６への正帰還電流が流れ
るようになり、スイッチングトランジスタ５６は再びタ
ーンオンする。

【００３４】こうしてスイッチングトランジスタ５６は
高周波でスイッチング動作し、インバータ回路５８は発
振を継続することになる。このとき、放電灯５７の各フ
ィラメント電極７４ａ，７４ｂに高周波の共振電流が予
熱電流として流れるとともにコンデンサ７５の両端に高
電圧が発生して、この高電圧印加により放電灯５７は始
動点灯される。

【００３５】このとき、入力電圧検出回路５９における
抵抗８５と抵抗８６との接続点の電位は、ツェナダイオ
ード８７のツェナ電圧よりも低く設定されている。この
ため、ツェナダイオード８７はオフしており、スイッチ
制御回路６０におけるトランジスタ８４もオフしてい
る。これにより、並列回路８１における電界効果トラン
ジスタ８０のゲート，ソース間には、スイッチ制御回路
６０における抵抗８２と抵抗８３とで分圧された電圧が
印加されるので、電界効果トランジスタ８０はオンし、
並列回路８１における抵抗７９は短絡されている。

【００３６】この正常点灯状態において、外部からサー
ジ等の過電圧が印加されたときには、全波整流回路５３
の出力端子電圧が増加する。そうすると、抵抗８５と抵
抗８６との接続点の電位が上昇して、ツェナダイオード
８７がオンする。これにより、トランジスタ８４がオン
し、電界効果トランジスタ８０のゲート，ソース間電圧
が零となって、電界効果トランジスタ８０はオフする。

【００３７】その結果、抵抗７９がスイッチングトラン
ジスタ５６のエミッタと全波整流回路５３の負極との間
に接続されるので、スイッチングトランジスタ５６のコ
レクタ電流が減少する。コレクタ電流が減少すると、共
振用コンデンサ６５とインバータトランス６４における
１次巻線６４ａとの共振が弱まり、スイッチングトラン
ジスタ５６におけるコレクタ・エミッタ間の電圧が低下
する。

【００３８】従って、サージ等の過電圧入力に対して、
スイッチングトランジスタ５６におけるコレクタ・エミ
ッタ間の電圧上昇を低く抑えることができ、スイッチン
グトランジスタ５６の破損等を防止できる。

【００３９】このように、サージ等の過電圧入力を入力
電圧検出回路５９が検知すると、スイッチ制御回路６０
が作用してスイッチング素子である電界効果トランジス
タ８０をオフし抵抗７９をスイッチングトランジスタの
エミッタに接続してコレクタ電流を減少せしめることに
よりスイッチングトランジスタ５６におけるコレクタ・
エミッタ間の電圧上昇を抑制しているので、過電圧入力
に対する素子保護機能の追従性が優れている。

【００４０】また、過電圧入力に対してスイッチングト
ランジスタ５６のベースに接続されるコンデンサ容量を
切り替えるようにことをしていないので、放電灯５７が
消灯することはなく、ちらつきを防止できる。

【００４１】なお、前記実施例では並列回路８１を形成
するスイッチング素子として電界効果トランジスタ８０
を用いたが、これに限定されるものではなく、トライア
ックやフォトカプラなどを使用することも可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
イッチングトランジスタに対して直列に抵抗とスイッチ
ング素子との並列回路を接続するとともに、インバータ
回路への高電圧入力を検出する入力電圧検出回路を設
け、この検出回路からの高電圧検出出力に応動して前記
スイッチング素子を開放してスイッチングトランジスタ
に対して抵抗を直列に接続することによりスイッチング
トランジスタのコレクタ電流を減少せしめ、スイッチン
グトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の上昇を抑
制することで過電圧入力からスイッチングトランジスタ
等の素子を保護するようにしたので、サージ等の過電圧
入力に対して追従性よく素子を保護できるとともに、過
電圧入力の際の放電灯のちらつきをなくすことができる
放電灯点灯装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成図

【図２】従来例の回路構成図。

【符号の説明】

５６…スイッチングトランジスタ ５７…放電灯 ５８…インバータ回路 ５９…入力電圧検出回路 ６０…スイッチ制御回路 ７９…抵抗 ８０…電界効果トランジスタ（スイッチング素子） ８１…並列回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源に接続され、スイッチングトラ
   ンジスタのスイッチング動作により共振回路を動作せし
   めて放電灯に高周波電圧を供給し点灯させるインバータ
   回路を備えた放電灯点灯装置において、 前記スイッチングトランジスタに対して直列に接続され
   た抵抗とスイッチング素子との並列回路と、前記インバ
   ータ回路への高電圧入力を検出する入力電圧検出回路
   と、この検出回路からの高電圧検出出力に応動して前記
   スイッチング素子を開放するスイッチ制御回路とを具備
   したことを特徴とする放電灯点灯装置。