JPH07272879A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- JPH07272879A JPH07272879A JP5786694A JP5786694A JPH07272879A JP H07272879 A JPH07272879 A JP H07272879A JP 5786694 A JP5786694 A JP 5786694A JP 5786694 A JP5786694 A JP 5786694A JP H07272879 A JPH07272879 A JP H07272879A
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- Japan
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- discharge lamp
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】放電灯を始動させるための始動エネルギーを必
要以上に増大させることなく、グロー放電からアーク放
電へスムーズに移行させることができる放電灯点灯装置
を提供する。 【構成】直流電源１と、この直流電源１の電圧を高周波
に変換する高周波変換回路２と、高周波変換回路２の出
力を電圧変換するトランスＴ1 と、トランスＴ1の出力
を整流する整流回路ＤＢ1 と、整流回路ＤＢ1 の出力に
接続された低周波変換回路３と、低周波変換回路３の出
力に接続された放電灯５とからなる放電灯点灯装置にお
いて、前記トランスＴ1 と整流回路ＤＢ1 の間に負荷の
電流を制限する限流素子Ｌ1 を接続し、このトランスＴ
1 と限流素子Ｌ1 との間に始動回路４の入力部を接続し
た。
要以上に増大させることなく、グロー放電からアーク放
電へスムーズに移行させることができる放電灯点灯装置
を提供する。 【構成】直流電源１と、この直流電源１の電圧を高周波
に変換する高周波変換回路２と、高周波変換回路２の出
力を電圧変換するトランスＴ1 と、トランスＴ1の出力
を整流する整流回路ＤＢ1 と、整流回路ＤＢ1 の出力に
接続された低周波変換回路３と、低周波変換回路３の出
力に接続された放電灯５とからなる放電灯点灯装置にお
いて、前記トランスＴ1 と整流回路ＤＢ1 の間に負荷の
電流を制限する限流素子Ｌ1 を接続し、このトランスＴ
1 と限流素子Ｌ1 との間に始動回路４の入力部を接続し
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧放電灯のような放
電灯の始動・点灯に適する放電灯点灯装置に関するもの
である。
電灯の始動・点灯に適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、図１２に示すような放電灯点灯装
置が知られている。この点灯装置では、直流電源１を高
周波変換回路２により高周波電圧に変換してトランスＴ
1 の一次側に印加し、この高周波電圧をトランスＴ1 に
より電圧変換している。トランスＴ1 の二次側に得られ
た高周波電圧はコンデンサＣ1 とインダクタＬ1 を介し
て整流回路ＤＢ1 に入力されて整流され、コンデンサＣ
2 により平滑される。コンデンサＣ2 に得られた直流電
圧は低周波変換回路３により低周波電圧に変換されて、
始動回路４を介して放電灯５に印加され、放電灯５を矩
形波点灯させるものである。始動回路４は、放電灯５の
始動時に高圧パルスを発生させて放電灯５に印加し、グ
ロー放電からアーク放電へと移行させるものである。こ
の構成については、特開平２−２８８１９７号公報に示
されている。
置が知られている。この点灯装置では、直流電源１を高
周波変換回路２により高周波電圧に変換してトランスＴ
1 の一次側に印加し、この高周波電圧をトランスＴ1 に
より電圧変換している。トランスＴ1 の二次側に得られ
た高周波電圧はコンデンサＣ1 とインダクタＬ1 を介し
て整流回路ＤＢ1 に入力されて整流され、コンデンサＣ
2 により平滑される。コンデンサＣ2 に得られた直流電
圧は低周波変換回路３により低周波電圧に変換されて、
始動回路４を介して放電灯５に印加され、放電灯５を矩
形波点灯させるものである。始動回路４は、放電灯５の
始動時に高圧パルスを発生させて放電灯５に印加し、グ
ロー放電からアーク放電へと移行させるものである。こ
の構成については、特開平２−２８８１９７号公報に示
されている。
【０００３】この従来例では、放電灯５が放電し始める
と、放電灯５の両端電圧が低下するので、低周波変換回
路３の出力電圧が低下する。したがって、放電灯５が完
全にアーク放電へ移行しないうちに、始動回路４に加わ
る電圧が低下して、パルスエネルギーが不足し、始動し
ても安定点灯しない恐れがある。このため、始動回路４
によるパルスエネルギーを放電灯５がグロー放電する前
の無負荷時に発生させる必要があり、始動回路４が大型
化したり、パルス電圧やパルス幅を増大させる必要があ
った。
と、放電灯５の両端電圧が低下するので、低周波変換回
路３の出力電圧が低下する。したがって、放電灯５が完
全にアーク放電へ移行しないうちに、始動回路４に加わ
る電圧が低下して、パルスエネルギーが不足し、始動し
ても安定点灯しない恐れがある。このため、始動回路４
によるパルスエネルギーを放電灯５がグロー放電する前
の無負荷時に発生させる必要があり、始動回路４が大型
化したり、パルス電圧やパルス幅を増大させる必要があ
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
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、放電灯を始動させるための始動エネルギーを必要以
上に増大させることなく、グロー放電からアーク放電へ
スムーズに移行させることができる放電灯点灯装置を提
供することにある。また、本発明の他の目的とするとこ
ろは、高周波変換回路のスイッチング素子を始動回路に
も兼用させて、始動回路の小型化と始動性能の大幅な向
上を図ることにある。本発明の別の目的は、無負荷時に
高周波変換回路と始動回路と低周波変換回路の同期を取
ることにより放電灯の始動を確実に行うことにある。
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、放電灯を始動させるための始動エネルギーを必要以
上に増大させることなく、グロー放電からアーク放電へ
スムーズに移行させることができる放電灯点灯装置を提
供することにある。また、本発明の他の目的とするとこ
ろは、高周波変換回路のスイッチング素子を始動回路に
も兼用させて、始動回路の小型化と始動性能の大幅な向
上を図ることにある。本発明の別の目的は、無負荷時に
高周波変換回路と始動回路と低周波変換回路の同期を取
ることにより放電灯の始動を確実に行うことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明においては、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
１と、この直流電源１の電圧を高周波に変換する高周波
変換回路２と、高周波変換回路２の出力を電圧変換する
トランスＴ1 と、トランスＴ1 の出力を整流する整流回
路ＤＢ1 と、整流回路ＤＢ1 の出力に接続された低周波
変換回路３と、低周波変換回路３の出力に接続された放
電灯５とからなる放電灯点灯装置において、前記トラン
スＴ1 と整流回路ＤＢ1 の間に負荷の電流を制限する限
流素子Ｌ 1 を接続し、このトランスＴ1 と限流素子Ｌ1
との間に始動回路４の入力部を接続したことを特徴とす
るものである。
の課題を解決するために、図１に示すように、直流電源
１と、この直流電源１の電圧を高周波に変換する高周波
変換回路２と、高周波変換回路２の出力を電圧変換する
トランスＴ1 と、トランスＴ1 の出力を整流する整流回
路ＤＢ1 と、整流回路ＤＢ1 の出力に接続された低周波
変換回路３と、低周波変換回路３の出力に接続された放
電灯５とからなる放電灯点灯装置において、前記トラン
スＴ1 と整流回路ＤＢ1 の間に負荷の電流を制限する限
流素子Ｌ 1 を接続し、このトランスＴ1 と限流素子Ｌ1
との間に始動回路４の入力部を接続したことを特徴とす
るものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば、放電灯５を安定に点灯させる
ための限流素子Ｌ1 の前段から始動回路４にエネルギー
を供給するので、放電灯５の放電の有無に関係なく、始
動用のパルス電圧を安定に発生させることができる。
ための限流素子Ｌ1 の前段から始動回路４にエネルギー
を供給するので、放電灯５の放電の有無に関係なく、始
動用のパルス電圧を安定に発生させることができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１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。直流電源１に
は、高周波変換回路２が接続されている。高周波変換回
路２の出力はトランスＴ1 の一次側に接続されている。
トランスＴ1 の二次側には、インダクタＬ1 を介して整
流回路ＤＢ1 が接続されると共に、始動回路４の入力部
が接続されている。整流回路ＤＢ1 の出力には、平滑用
のコンデンサＣ2 が接続されている。コンデンサＣ2 に
得られた直流電圧は、低周波変換回路３により低周波電
圧に変換されて、放電灯５に供給される。放電灯５に
は、パルストランスＰＴの２次巻線が直列に接続されて
おり、コンデンサＣ3 によりパルス電圧印加のための閉
回路を構成している。４は始動回路であり、その入力部
にはインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の直列共振回路が
接続されている。コンデンサＣ4 の両端には、整流回路
ＤＢ2 が接続され、その出力には、抵抗Ｒ1 を介してコ
ンデンサＣ5 が接続されている。コンデンサＣ5 の両端
には、放電灯ギャップＧを介してパルストランスＰＴの
１次巻線が接続されている。
以下、その回路構成について説明する。直流電源１に
は、高周波変換回路２が接続されている。高周波変換回
路２の出力はトランスＴ1 の一次側に接続されている。
トランスＴ1 の二次側には、インダクタＬ1 を介して整
流回路ＤＢ1 が接続されると共に、始動回路４の入力部
が接続されている。整流回路ＤＢ1 の出力には、平滑用
のコンデンサＣ2 が接続されている。コンデンサＣ2 に
得られた直流電圧は、低周波変換回路３により低周波電
圧に変換されて、放電灯５に供給される。放電灯５に
は、パルストランスＰＴの２次巻線が直列に接続されて
おり、コンデンサＣ3 によりパルス電圧印加のための閉
回路を構成している。４は始動回路であり、その入力部
にはインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の直列共振回路が
接続されている。コンデンサＣ4 の両端には、整流回路
ＤＢ2 が接続され、その出力には、抵抗Ｒ1 を介してコ
ンデンサＣ5 が接続されている。コンデンサＣ5 の両端
には、放電灯ギャップＧを介してパルストランスＰＴの
１次巻線が接続されている。
【０００８】以下、本実施例の動作について説明する。
無負荷時に、トランスＴ1 の二次側には、高周波電圧が
出力され、インダクタＬ1 、整流回路ＤＢ1 、コンデン
サＣ 2 、低周波変換回路３、コンデンサＣ3 を経て、放
電灯５に矩形波電圧が印加される。一方、始動回路４で
は、インダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の共振周波数をト
ランスＴ1 から出力される高周波電圧の周波数の近傍に
設定しているので、コンデンサＣ4 の両端電圧が上昇す
る。このコンデンサＣ4 の電圧を整流回路ＤＢ 2 により
整流し、抵抗Ｒ1 を介してコンデンサＣ5 を充電する。
コンデンサＣ5の電圧が徐々に上がり、その電圧が放電
ギャップＧのブレークダウン電圧に達すると、放電ギャ
ップＧが放電し、コンデンサＣ5 の電荷が放出され、パ
ルストランスＰＴを介して昇圧されたパルス電圧が放電
灯５に印加され、放電灯５が始動する。この放電ギャッ
プＧにおける放電が繰り返されて、放電灯５はアーク放
電に移行し、点灯する。本発明では、始動回路４はトラ
ンスＴ1 の出力に接続しているので、安定なパルスを維
持することができる。放電灯５が始動すると、高周波変
換回路２は出力周波数を無負荷時よりも高くして、共振
用のコンデンサＣ4の電圧を下げるため、コンデンサＣ
5 の電圧は、放電ギャップＧのブレークダウン電圧まで
上昇しなくなり、パルス電圧は発生しなくなる。この周
波数の切り換えは、放電灯５に流れる電流を検出して、
その検出信号を高周波変換回路２に伝えて周波数を切り
換えるなどの手段を用いても良いし、タイマー時間を設
定し、電源投入時から所定のタイマー時間のみパルス電
圧を発生させる方式でも良い。
無負荷時に、トランスＴ1 の二次側には、高周波電圧が
出力され、インダクタＬ1 、整流回路ＤＢ1 、コンデン
サＣ 2 、低周波変換回路３、コンデンサＣ3 を経て、放
電灯５に矩形波電圧が印加される。一方、始動回路４で
は、インダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の共振周波数をト
ランスＴ1 から出力される高周波電圧の周波数の近傍に
設定しているので、コンデンサＣ4 の両端電圧が上昇す
る。このコンデンサＣ4 の電圧を整流回路ＤＢ 2 により
整流し、抵抗Ｒ1 を介してコンデンサＣ5 を充電する。
コンデンサＣ5の電圧が徐々に上がり、その電圧が放電
ギャップＧのブレークダウン電圧に達すると、放電ギャ
ップＧが放電し、コンデンサＣ5 の電荷が放出され、パ
ルストランスＰＴを介して昇圧されたパルス電圧が放電
灯５に印加され、放電灯５が始動する。この放電ギャッ
プＧにおける放電が繰り返されて、放電灯５はアーク放
電に移行し、点灯する。本発明では、始動回路４はトラ
ンスＴ1 の出力に接続しているので、安定なパルスを維
持することができる。放電灯５が始動すると、高周波変
換回路２は出力周波数を無負荷時よりも高くして、共振
用のコンデンサＣ4の電圧を下げるため、コンデンサＣ
5 の電圧は、放電ギャップＧのブレークダウン電圧まで
上昇しなくなり、パルス電圧は発生しなくなる。この周
波数の切り換えは、放電灯５に流れる電流を検出して、
その検出信号を高周波変換回路２に伝えて周波数を切り
換えるなどの手段を用いても良いし、タイマー時間を設
定し、電源投入時から所定のタイマー時間のみパルス電
圧を発生させる方式でも良い。
【０００９】図１の高周波変換回路２及び低周波変換回
路３としては、図２及び図３に示す回路を用いれば良
い。図２はハーフブリッジインバータ構成であり、図
中、Ｑ4，Ｑ5 はトランジスタ、Ｄ4 ，Ｄ5 はダイオー
ド、Ｃ7 ，Ｃ8 はコンデンサである。トランジスタ
Ｑ4 ，Ｑ5 が高周波で交互にオン・オフすることによ
り、トランスＴ1 の一次側に交互に逆極性の電圧を印加
し、トランスＴ1 の二次側に高周波電圧を出力する。こ
のトランジスタＱ4 ，Ｑ5 のスイッチング周波数を変化
させると、トランスＴ1 の出力周波数が変わるので、上
述のように、無負荷時と点灯時とで始動回路４の動作を
切り換えることができる。このハーフブリッジインバー
タ以外にフルブリッジインバータ、プッシュプルインバ
ータなどを使用しても良い。図３はフルブリッジインバ
ータ構成であり、図中、Ｑ6 〜Ｑ9 はトランジスタ、Ｄ
6 〜Ｄ9 はダイオードである。トランジスタＱ6 とＱ9
並びにＱ7 とＱ8 が交互にオン・オフし、そのスイッチ
ング周波数は数百Ｈｚ程度である。これにより、放電灯
に低周波の矩形波電圧を印加することができる。
路３としては、図２及び図３に示す回路を用いれば良
い。図２はハーフブリッジインバータ構成であり、図
中、Ｑ4，Ｑ5 はトランジスタ、Ｄ4 ，Ｄ5 はダイオー
ド、Ｃ7 ，Ｃ8 はコンデンサである。トランジスタ
Ｑ4 ，Ｑ5 が高周波で交互にオン・オフすることによ
り、トランスＴ1 の一次側に交互に逆極性の電圧を印加
し、トランスＴ1 の二次側に高周波電圧を出力する。こ
のトランジスタＱ4 ，Ｑ5 のスイッチング周波数を変化
させると、トランスＴ1 の出力周波数が変わるので、上
述のように、無負荷時と点灯時とで始動回路４の動作を
切り換えることができる。このハーフブリッジインバー
タ以外にフルブリッジインバータ、プッシュプルインバ
ータなどを使用しても良い。図３はフルブリッジインバ
ータ構成であり、図中、Ｑ6 〜Ｑ9 はトランジスタ、Ｄ
6 〜Ｄ9 はダイオードである。トランジスタＱ6 とＱ9
並びにＱ7 とＱ8 が交互にオン・オフし、そのスイッチ
ング周波数は数百Ｈｚ程度である。これにより、放電灯
に低周波の矩形波電圧を印加することができる。
【００１０】図４は本発明の第２実施例の回路図であ
る。本実施例では、高周波変換回路２の出力に、インダ
クタＬ0 とコンデンサＣ0 の共振回路を設けてあり、無
負荷時には、インダクタＬ0 とコンデンサＣ0 の共振周
波数の近傍で動作して、トランスＴ1 の出力電圧が高く
なる。この電圧を受けて、始動回路４では、ダイオード
Ｄ1 と抵抗Ｒ1 を介してコンデンサＣ5 の電圧が上昇
し、双方向サイリスタＱ1の両端電圧が所定値以上にな
ると、コンデンサＣ6 によりトリガー素子Ｑ2 がオン
し、双方向サイリスタＱ1 もオンして、コンデンサＣ
５、パルストランスＰＴの１次巻線、トランジスタＱ1
の閉回路でコンデンサＣ5 の電荷が放出される。これに
より、パルストランスＰＴの２次巻線に高圧パルスが発
生し、コンデンサＣ3 を介して放電灯５に印加されて、
放電灯５を始動させる。放電灯５が始動すると、そのラ
ンプ電流をカレントトランスＣＴにより検出して、高周
波変換回路２の出力周波数を無負荷時の周波数から点灯
時の周波数に変化させれば良い。
る。本実施例では、高周波変換回路２の出力に、インダ
クタＬ0 とコンデンサＣ0 の共振回路を設けてあり、無
負荷時には、インダクタＬ0 とコンデンサＣ0 の共振周
波数の近傍で動作して、トランスＴ1 の出力電圧が高く
なる。この電圧を受けて、始動回路４では、ダイオード
Ｄ1 と抵抗Ｒ1 を介してコンデンサＣ5 の電圧が上昇
し、双方向サイリスタＱ1の両端電圧が所定値以上にな
ると、コンデンサＣ6 によりトリガー素子Ｑ2 がオン
し、双方向サイリスタＱ1 もオンして、コンデンサＣ
５、パルストランスＰＴの１次巻線、トランジスタＱ1
の閉回路でコンデンサＣ5 の電荷が放出される。これに
より、パルストランスＰＴの２次巻線に高圧パルスが発
生し、コンデンサＣ3 を介して放電灯５に印加されて、
放電灯５を始動させる。放電灯５が始動すると、そのラ
ンプ電流をカレントトランスＣＴにより検出して、高周
波変換回路２の出力周波数を無負荷時の周波数から点灯
時の周波数に変化させれば良い。
【００１１】本実施例においても、始動回路４には限流
素子Ｌ1 の手前からエネルギーを供給しているので、放
電灯５が放電を開始しても、始動回路４のエネルギーが
低下することはない。放電灯５が点灯すると、周波数の
変化によりトランスＴ1 の出力電圧が低下し、始動回路
４に印加される電圧が下がり、トリガー素子Ｑ2 、双方
向サイリスタＱ1 はオンせず、パルス電圧は発生しな
い。具体的には、無負荷時にトランスＴ2 の出力電圧を
３００Ｖ程度に上昇させ、定常点灯時では、ランプ電圧
が１００Ｖであれば、トランスＴ1 の出力電圧を１５０
〜２００Ｖに設定すれば良い。始動回路４はダイオード
Ｄ1 、抵抗Ｒ1 、コンデンサＣ5 の直列回路を形成して
入力電圧を半波整流しているが、図１の整流回路Ｄ
Ｂ2 、抵抗Ｒ1、コンデンサＣ5 の構成のように、入力
電圧を全波整流しても良い。図１の実施例では、始動回
路４にインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の共振回路を設
けているが、図４の実施例では主回路に共振回路を設け
ている。このため、インダクタＬ 1 、整流回路ＤＢ1 、
コンデンサＣ2 、低周波変換回路３の回路で、比較的高
い電圧（例えば、３００〜５００Ｖ）を印加することも
できる自由度を有する。
素子Ｌ1 の手前からエネルギーを供給しているので、放
電灯５が放電を開始しても、始動回路４のエネルギーが
低下することはない。放電灯５が点灯すると、周波数の
変化によりトランスＴ1 の出力電圧が低下し、始動回路
４に印加される電圧が下がり、トリガー素子Ｑ2 、双方
向サイリスタＱ1 はオンせず、パルス電圧は発生しな
い。具体的には、無負荷時にトランスＴ2 の出力電圧を
３００Ｖ程度に上昇させ、定常点灯時では、ランプ電圧
が１００Ｖであれば、トランスＴ1 の出力電圧を１５０
〜２００Ｖに設定すれば良い。始動回路４はダイオード
Ｄ1 、抵抗Ｒ1 、コンデンサＣ5 の直列回路を形成して
入力電圧を半波整流しているが、図１の整流回路Ｄ
Ｂ2 、抵抗Ｒ1、コンデンサＣ5 の構成のように、入力
電圧を全波整流しても良い。図１の実施例では、始動回
路４にインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の共振回路を設
けているが、図４の実施例では主回路に共振回路を設け
ている。このため、インダクタＬ 1 、整流回路ＤＢ1 、
コンデンサＣ2 、低周波変換回路３の回路で、比較的高
い電圧（例えば、３００〜５００Ｖ）を印加することも
できる自由度を有する。
【００１２】図５は本発明の第３実施例の回路図であ
る。放電灯５は高圧放電灯であり、瞬時再始動できるよ
うに、始動回路４では、パルストランスＰＴの出力とし
て、１０〜３０ＫＶのパルス電圧を発生させるものであ
る。動作は、図１の実施例と同様であるが、本実施例で
は、トランスＴ1 に３次巻線Ｎ3 を設けている。この場
合は、トランスＴ1 の２次巻線Ｎ2 と３次巻線Ｎ3 を用
いて、主回路と始動回路を区別できるので、必要な出力
に応じて巻数比を設計すれば良い。したがって、設計的
に自由度がある。放電灯５の点灯の検出は、図４の実施
例と同様に、カレントトランスＣＴを用いているが、ラ
ンプ電圧を検出して判定しても良い。直流電源は、ＡＣ
１００Ｖから整流した構成であっても、もちろん同様の
効果を有する。
る。放電灯５は高圧放電灯であり、瞬時再始動できるよ
うに、始動回路４では、パルストランスＰＴの出力とし
て、１０〜３０ＫＶのパルス電圧を発生させるものであ
る。動作は、図１の実施例と同様であるが、本実施例で
は、トランスＴ1 に３次巻線Ｎ3 を設けている。この場
合は、トランスＴ1 の２次巻線Ｎ2 と３次巻線Ｎ3 を用
いて、主回路と始動回路を区別できるので、必要な出力
に応じて巻数比を設計すれば良い。したがって、設計的
に自由度がある。放電灯５の点灯の検出は、図４の実施
例と同様に、カレントトランスＣＴを用いているが、ラ
ンプ電圧を検出して判定しても良い。直流電源は、ＡＣ
１００Ｖから整流した構成であっても、もちろん同様の
効果を有する。
【００１３】次に、図６は請求項６の発明の基本構成を
示している。この発明では、高周波変換回路２のスイッ
チング素子を始動回路４と兼用させて、始動に必要な高
電圧を発生させて、放電灯５を始動させるものであり、
このような構成により、始動回路４の小型化と高電圧を
発生させるための制御が容易となり、放電灯５をグロー
放電からアーク放電へスムーズに移行させ、確実に始動
・点灯させることができる。つまり、請求項１の発明で
は、高周波変換回路２の出力電圧を始動回路４の入力部
に印加させて、始動性能を向上させるものであるが、請
求項６の発明は高周波変換回路２のスイッチング素子を
活用して、始動回路を構成した点が特徴となっている。
示している。この発明では、高周波変換回路２のスイッ
チング素子を始動回路４と兼用させて、始動に必要な高
電圧を発生させて、放電灯５を始動させるものであり、
このような構成により、始動回路４の小型化と高電圧を
発生させるための制御が容易となり、放電灯５をグロー
放電からアーク放電へスムーズに移行させ、確実に始動
・点灯させることができる。つまり、請求項１の発明で
は、高周波変換回路２の出力電圧を始動回路４の入力部
に印加させて、始動性能を向上させるものであるが、請
求項６の発明は高周波変換回路２のスイッチング素子を
活用して、始動回路を構成した点が特徴となっている。
【００１４】図７は請求項６の発明の具体的な実施例を
示す。本実施例では、高周波変換回路２として、ハーフ
ブリッジインバータを用いている。図中、Ｓ1 ，Ｓ2 は
スイッチング素子、Ｄ1 ，Ｄ2 はダイオードである。高
周波変換回路２、トランスＴ 1 、整流回路ＤＢ1 、低周
波変換回路３、放電灯５よりなる主回路の動作は、上述
の実施例と同様である。スイッチング素子Ｓ1 とＳ2 が
高周波で交互にオン・オフ動作し、トランスＴ1 に高周
波電圧を印加して、整流回路ＤＢ1 により整流される。
低周波変換回路３は、整流回路ＤＢ1 の出力を低周波で
交番させて、放電灯５に矩形波電圧を印加する。無負荷
時には、スイッチング素子Ｓ1 とＳ2 が上述のように交
互にオン・オフ動作している間、スイッチング素子Ｓ３
もスイッチング素子Ｓ2 と同期してオン・オフ動作す
る。すなわち、スイッチング素子Ｓ 1 とＳ2 、Ｓ1 とＳ
3 の２つのハーフブリッジインバータ回路を形成してお
り、スイッチング素子Ｓ1 とＳ2 は主回路への電力供
給、スイッチング素子Ｓ1 とＳ 3 は放電灯５を始動させ
るために、始動回路４の高電圧を発生するためのインバ
ータとして動作する。ダイオードＤ5 ，Ｄ4 は回り込み
防止用であり、２つのハーフブリッジインバータ回路を
分離している。スイッチング素子Ｓ1 ，Ｓ3 のオン・オ
フにより、コンデンサＣ4 を介して、インダクタＬ2 と
コンデンサＣ5 の直列共振回路に高周波電圧が印加され
る。これにより、コンデンサＣ5 には、昇圧した高周波
電圧を発生させ、パルストランスＰＴでさらに昇圧し
て、放電灯５に印加する。インダクタＬ2 とコンデンサ
Ｃ5 の共振周波数の近傍をスイッチング素子Ｓ1 ，Ｓ3
の動作周波数とすることにより、無負荷時には、放電灯
５に高電圧が印加される。点灯すると、スイッチング素
子Ｓ3 のみオフ状態にすれば、高電圧の発生は停止し、
スイッチング素子Ｓ1 ，Ｓ2 が交互にオン・オフ動作し
て、放電灯５は安定に点灯する。このように、始動回路
４におけるスイッチング素子Ｓ3 の制御を単独で行うこ
とができるので、始動するための制御自由度が大きく、
確実に始動・点灯できる。
示す。本実施例では、高周波変換回路２として、ハーフ
ブリッジインバータを用いている。図中、Ｓ1 ，Ｓ2 は
スイッチング素子、Ｄ1 ，Ｄ2 はダイオードである。高
周波変換回路２、トランスＴ 1 、整流回路ＤＢ1 、低周
波変換回路３、放電灯５よりなる主回路の動作は、上述
の実施例と同様である。スイッチング素子Ｓ1 とＳ2 が
高周波で交互にオン・オフ動作し、トランスＴ1 に高周
波電圧を印加して、整流回路ＤＢ1 により整流される。
低周波変換回路３は、整流回路ＤＢ1 の出力を低周波で
交番させて、放電灯５に矩形波電圧を印加する。無負荷
時には、スイッチング素子Ｓ1 とＳ2 が上述のように交
互にオン・オフ動作している間、スイッチング素子Ｓ３
もスイッチング素子Ｓ2 と同期してオン・オフ動作す
る。すなわち、スイッチング素子Ｓ 1 とＳ2 、Ｓ1 とＳ
3 の２つのハーフブリッジインバータ回路を形成してお
り、スイッチング素子Ｓ1 とＳ2 は主回路への電力供
給、スイッチング素子Ｓ1 とＳ 3 は放電灯５を始動させ
るために、始動回路４の高電圧を発生するためのインバ
ータとして動作する。ダイオードＤ5 ，Ｄ4 は回り込み
防止用であり、２つのハーフブリッジインバータ回路を
分離している。スイッチング素子Ｓ1 ，Ｓ3 のオン・オ
フにより、コンデンサＣ4 を介して、インダクタＬ2 と
コンデンサＣ5 の直列共振回路に高周波電圧が印加され
る。これにより、コンデンサＣ5 には、昇圧した高周波
電圧を発生させ、パルストランスＰＴでさらに昇圧し
て、放電灯５に印加する。インダクタＬ2 とコンデンサ
Ｃ5 の共振周波数の近傍をスイッチング素子Ｓ1 ，Ｓ3
の動作周波数とすることにより、無負荷時には、放電灯
５に高電圧が印加される。点灯すると、スイッチング素
子Ｓ3 のみオフ状態にすれば、高電圧の発生は停止し、
スイッチング素子Ｓ1 ，Ｓ2 が交互にオン・オフ動作し
て、放電灯５は安定に点灯する。このように、始動回路
４におけるスイッチング素子Ｓ3 の制御を単独で行うこ
とができるので、始動するための制御自由度が大きく、
確実に始動・点灯できる。
【００１５】なお、図８のように、トランスＴ1 の２次
巻線に中間タップを設けて、低周波変換回路３をハーフ
ブリッジインバータの構成にしても良い。この回路で
は、整流回路ＤＢ1 の出力に、コンデンサＣ21，Ｃ22の
直列回路を接続し、コンデンサＣ21，Ｃ22の接続点にト
ランスＴ1 の中間タップを接続している。コンデンサＣ
21，Ｃ22の直列回路には、スイッチング素子Ｓ4 ，Ｓ5
の直列回路が並列接続されている。スイッチング素子Ｓ
4 ，Ｓ5 を交互にオン・オフ動作させることにより、コ
ンデンサＣ21，Ｃ22の接続点とスイッチング素子Ｓ4 ，
Ｓ5 の接続点の間には、矩形波電圧が出力されて、放電
灯５に印加される。この構成は、請求項１の発明につい
ても同様に適用できる。
巻線に中間タップを設けて、低周波変換回路３をハーフ
ブリッジインバータの構成にしても良い。この回路で
は、整流回路ＤＢ1 の出力に、コンデンサＣ21，Ｃ22の
直列回路を接続し、コンデンサＣ21，Ｃ22の接続点にト
ランスＴ1 の中間タップを接続している。コンデンサＣ
21，Ｃ22の直列回路には、スイッチング素子Ｓ4 ，Ｓ5
の直列回路が並列接続されている。スイッチング素子Ｓ
4 ，Ｓ5 を交互にオン・オフ動作させることにより、コ
ンデンサＣ21，Ｃ22の接続点とスイッチング素子Ｓ4 ，
Ｓ5 の接続点の間には、矩形波電圧が出力されて、放電
灯５に印加される。この構成は、請求項１の発明につい
ても同様に適用できる。
【００１６】図９は請求項７の発明の回路図である。図
中、１は直流電源、２は高周波変換回路、３は低周波変
換回路、４は始動回路、５は放電灯、６は制御部であ
る。制御部６は、高周波変換回路２と低周波変換回路３
と始動回路４の同期をとり、図１０のように、低周波の
半サイクルの前半に高電圧Ｖｐを印加するものである。
高電圧Ｖｐが発生した後は、コンデンサＣ2 は、トラン
スＴ1 の出力電圧のピーク値まで充電された電圧を維持
しているので、それ以降は、高周波変換回路２は動作す
る必要はない。また、始動回路４は高周波変換回路２の
出力からエネルギーを供給するように接続するので、高
周波変換回路２の停止によって必然的に高電圧Ｖｐは発
生しない。すなわち、コンデンサＣ2 の電荷は、整流回
路ＤＢ1 によりトランスＴ1 には流れない。低周波変換
回路３には、無負荷であるので、コンデンサＣ2 の両端
に実質的な閉回路は形成されないので、コンデンサＣ2
は充電されたままである。したがって、放電灯５は放電
し始めてから、低周波の半サイクルの高電圧Ｖｐによっ
て、電流検出部ＣＴにより高周波変換回路２の動作を継
続すれば良い。これにより、始動状態から点灯状態へ移
行できる。また、始動に有効なエネルギーのみを発生さ
せて、始動することが点灯装置全体の小型化になる。低
周波の半サイクルの後半に高電圧を発生させ、放電灯５
に印加させても、始動に必ずしも効果的でなく、むし
ろ、放電灯５にダメージを与えることになる。
中、１は直流電源、２は高周波変換回路、３は低周波変
換回路、４は始動回路、５は放電灯、６は制御部であ
る。制御部６は、高周波変換回路２と低周波変換回路３
と始動回路４の同期をとり、図１０のように、低周波の
半サイクルの前半に高電圧Ｖｐを印加するものである。
高電圧Ｖｐが発生した後は、コンデンサＣ2 は、トラン
スＴ1 の出力電圧のピーク値まで充電された電圧を維持
しているので、それ以降は、高周波変換回路２は動作す
る必要はない。また、始動回路４は高周波変換回路２の
出力からエネルギーを供給するように接続するので、高
周波変換回路２の停止によって必然的に高電圧Ｖｐは発
生しない。すなわち、コンデンサＣ2 の電荷は、整流回
路ＤＢ1 によりトランスＴ1 には流れない。低周波変換
回路３には、無負荷であるので、コンデンサＣ2 の両端
に実質的な閉回路は形成されないので、コンデンサＣ2
は充電されたままである。したがって、放電灯５は放電
し始めてから、低周波の半サイクルの高電圧Ｖｐによっ
て、電流検出部ＣＴにより高周波変換回路２の動作を継
続すれば良い。これにより、始動状態から点灯状態へ移
行できる。また、始動に有効なエネルギーのみを発生さ
せて、始動することが点灯装置全体の小型化になる。低
周波の半サイクルの後半に高電圧を発生させ、放電灯５
に印加させても、始動に必ずしも効果的でなく、むし
ろ、放電灯５にダメージを与えることになる。
【００１７】図１１は本発明の具体的な実施例である。
本実施例では、始動回路４の入力を高周波変換回路２の
出力からとり、図１０のように、高周波変換回路２の無
負荷の動作周波数を切り換えている。低周波の半サイク
ルの前半ｔ1 〜ｔ2 ，ｔ3 〜ｔ4 では周波数ｆ1 、後半
ｔ2 〜ｔ3 ，ｔ4 〜ｔ5 では周波数ｆ2 となる。この動
作により始動回路４での高電圧Ｖｐの発生は、低周波の
半サイクルに同期することになる。図１０の周波数ｆ1
は、インダクタＬ0 とコンデンサＣ0 の共振周波数ｆ0
の近傍に設定し、ｆ2 は共振周波数ｆ0 に対して遠ざけ
ている。周波数ｆ1 の動作では、低周波の半サイクルの
前半ｔ1 〜ｔ2 で、始動回路４の入力が高くなり、始動
回路４が動作して、パルストランスＰＴに高電圧Ｖｐを
発生させ、放電灯５に印加する。始動しない場合には、
低周波の半サイクルの後半ｔ2 〜ｔ3 で周波数ｆ2 に変
化させ、始動回路４の高電圧Ｖｐの発生を停止させてい
る。これにより、高周波変換回路２から始動回路４に同
期信号を実質的に送っていることになり、制御部６から
始動回路４への制御信号線は不要となる。
本実施例では、始動回路４の入力を高周波変換回路２の
出力からとり、図１０のように、高周波変換回路２の無
負荷の動作周波数を切り換えている。低周波の半サイク
ルの前半ｔ1 〜ｔ2 ，ｔ3 〜ｔ4 では周波数ｆ1 、後半
ｔ2 〜ｔ3 ，ｔ4 〜ｔ5 では周波数ｆ2 となる。この動
作により始動回路４での高電圧Ｖｐの発生は、低周波の
半サイクルに同期することになる。図１０の周波数ｆ1
は、インダクタＬ0 とコンデンサＣ0 の共振周波数ｆ0
の近傍に設定し、ｆ2 は共振周波数ｆ0 に対して遠ざけ
ている。周波数ｆ1 の動作では、低周波の半サイクルの
前半ｔ1 〜ｔ2 で、始動回路４の入力が高くなり、始動
回路４が動作して、パルストランスＰＴに高電圧Ｖｐを
発生させ、放電灯５に印加する。始動しない場合には、
低周波の半サイクルの後半ｔ2 〜ｔ3 で周波数ｆ2 に変
化させ、始動回路４の高電圧Ｖｐの発生を停止させてい
る。これにより、高周波変換回路２から始動回路４に同
期信号を実質的に送っていることになり、制御部６から
始動回路４への制御信号線は不要となる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、始動回路の入
力部を限流素子の前段に接続しているので、放電灯が放
電し始めても、グロー放電からアーク放電へ移行する
間、パルスエネルギーを印加できるものであり、これに
より小さいパルスエネルギーで始動性能を向上させるこ
とができ、始動回路の出力エネルギーを最適化するよう
に低減することにより小型で安価な点灯装置を提供する
ことができる。また、始動回路の入力部を高周波変換回
路の出力段に接続していることにより、高周波変換回路
の周波数の切り換えにより始動時と点灯時の動作の切り
換えが容易に行える。
力部を限流素子の前段に接続しているので、放電灯が放
電し始めても、グロー放電からアーク放電へ移行する
間、パルスエネルギーを印加できるものであり、これに
より小さいパルスエネルギーで始動性能を向上させるこ
とができ、始動回路の出力エネルギーを最適化するよう
に低減することにより小型で安価な点灯装置を提供する
ことができる。また、始動回路の入力部を高周波変換回
路の出力段に接続していることにより、高周波変換回路
の周波数の切り換えにより始動時と点灯時の動作の切り
換えが容易に行える。
【００１９】請求項６の発明によれば、始動回路の高電
圧発生手段が高周波変換回路のスイッチング素子を兼用
しているので、素子数を減らすことができ、制御も簡単
になる。また、高周波変換回路の出力に、始動回路の入
力部を接続した場合と比べて、始動回路におけるスイッ
チング素子の制御を単独で行うことができるので、始動
するための制御自由度が大きく、確実に始動・点灯でき
る。
圧発生手段が高周波変換回路のスイッチング素子を兼用
しているので、素子数を減らすことができ、制御も簡単
になる。また、高周波変換回路の出力に、始動回路の入
力部を接続した場合と比べて、始動回路におけるスイッ
チング素子の制御を単独で行うことができるので、始動
するための制御自由度が大きく、確実に始動・点灯でき
る。
【００２０】請求項７の発明では、高周波変換回路と低
周波変換回路よりなる主回路の動作と同期して放電灯に
高電圧を印加し、不必要な状態では、高周波変換回路の
発振を停止できるため、効率の良い点灯装置を提供する
ことができる。また、放電灯に印加する高電圧の位相を
特定できるので、最小限のパワーで放電灯を効率良く始
動させることができ、始動回路の出力パワーは少なくて
済み、小型化、低廉化が可能となる。
周波変換回路よりなる主回路の動作と同期して放電灯に
高電圧を印加し、不必要な状態では、高周波変換回路の
発振を停止できるため、効率の良い点灯装置を提供する
ことができる。また、放電灯に印加する高電圧の位相を
特定できるので、最小限のパワーで放電灯を効率良く始
動させることができ、始動回路の出力パワーは少なくて
済み、小型化、低廉化が可能となる。
【図１】本発明の第１実施例の回路図である。
【図２】本発明の第１実施例に用いる高周波変換回路の
回路図である。
回路図である。
【図３】本発明の第１実施例に用いる低周波変換回路の
回路図である。
回路図である。
【図４】本発明の第２実施例の回路図である。
【図５】本発明の第３実施例の回路図である。
【図６】請求項６の発明の基本構成を示す回路図であ
る。
る。
【図７】請求項６の発明の具体的な実施例を示す回路図
である。
である。
【図８】請求項６の発明に適用できる低周波変換回路の
回路図である。
回路図である。
【図９】請求項７の発明の回路図である。
【図１０】請求項７の発明の動作説明図である。
【図１１】請求項７の発明の具体的な実施例の回路図で
ある。
ある。
【図１２】従来例の回路図である。
１ 直流電源 ２ 高周波変換回路 ３ 低周波変換回路 ４ 始動回路 ５ 放電灯 Ｔ1 トランス ＤＢ1 整流回路
Claims (7)
- 【請求項１】 直流電源と、この直流電源の電圧を高
周波に変換する高周波変換回路と、高周波変換回路の出
力を電圧変換するトランスと、トランスの出力を整流す
る整流回路と、整流回路の出力に接続された低周波変換
回路と、低周波変換回路の出力に接続された放電灯とか
らなる放電灯点灯装置において、前記トランスと整流回
路の間に負荷の電流を制限する限流素子を接続し、この
トランスと限流素子との間に始動回路の入力部を接続し
たことを特徴とする放電灯点灯装置。 - 【請求項２】 前記始動回路の入力部にインダクタと
コンデンサの共振回路を設けたことを特徴とする請求項
１記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項３】 前記トランスに３次巻線を設けて始動
回路を接続したことを特徴とする請求項１記載の放電灯
点灯装置。 - 【請求項４】 前記高周波変換回路は、放電灯の無負
荷時と点灯時とで出力電圧の周波数を変化させる制御手
段を備え、前記始動回路は無負荷時の周波数ではパルス
電圧を発生し、点灯時の周波数ではパルス電圧を発生し
ないように構成したことを特徴とする請求項１又は２に
記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項５】 前記放電灯が高圧放電灯であることを
特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項６】 直流電源と、この直流電源の電圧を高
周波に変換する高周波変換回路と、高周波変換回路の出
力を電圧変換するトランスと、トランスの出力を整流す
る整流回路と、整流回路の出力に接続された低周波変換
回路と、低周波変換回路の出力に接続された放電灯とか
らなる放電灯点灯装置において、前記始動回路の高電圧
発生手段となるスイッチング素子は、前記高周波変換回
路内のスイッチング素子の少なくとも一つと兼用したこ
とを特徴とする放電灯点灯装置。 - 【請求項７】 直流電源と、この直流電源の電圧を高
周波に変換する高周波変換回路と、高周波変換回路の出
力を電圧変換するトランスと、トランスの出力を整流す
る整流回路と、整流回路の出力に接続された低周波変換
回路と、低周波変換回路の出力に接続された放電灯とか
らなる放電灯点灯装置において、前記始動回路による高
電圧の発生期間を前記高周波変換回路及び低周波変換回
路の動作と同期した特定の期間としたことを特徴とする
放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5786694A JPH07272879A (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5786694A JPH07272879A (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 放電灯点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272879A true JPH07272879A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13067918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5786694A Pending JPH07272879A (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07272879A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656099B2 (en) | 2004-04-26 | 2010-02-02 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Circuit arrangement for operating high-pressure discharge lamps and operating method for a high-pressure discharge lamp |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP5786694A patent/JPH07272879A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656099B2 (en) | 2004-04-26 | 2010-02-02 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Circuit arrangement for operating high-pressure discharge lamps and operating method for a high-pressure discharge lamp |
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