JPH08167485A

JPH08167485A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH08167485A
Application number: JP33682894A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sakuma; 清二佐久間; Toshio Kobayashi; 俊夫小林
Original assignee: Hitachi Lighting Ltd
Current assignee: Hitachi Lighting Ltd
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【構成】整流回路１２、スイッチング素子９１、チョッ
パ用インダクタ１３、平滑用コンデンサ１５を含むチョ
ッパ形電源回路を備える。また、放電灯２１、バラスト
用インダクタ２２、フリーホイール用ダイオード２３を
含むチョッパ形直流点灯回路を備える。チョッパ形電源
回路とチョッパ形直流点灯回路の接続は、スイッチング
素子９１がオンのときに平滑用コンデンサ１５の電圧が
フリーホイール用ダイオード２３に逆向きに印加する態
様とする。【効果】前段のチョッバ形電源回路、後段のチョッパ形
直流点灯回路に使用するスイッチング素子９１を一つに
まとめたので、安価となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチョッパ形直流点灯回路
の前段にチョッパ形電源回路を配置した放電灯点灯装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】交流電源電圧を整流する整流回路、スイ
ッチング素子、前記スイッチング素子がオンのときに前
記整流回路出力を受け電磁エネルギを蓄積するチョッパ
用インダクタ、前記スイッチング素子がオフのときに前
記電磁エネルギを受け充電するる平滑用コンデンサを含
むチョッパ形電源回路は公知である。放電灯、前記放電
灯と直列のバラスト用インダクタ、それら両者を跨ぐフ
リーホイール用ダイオードを含むチョッパ形直流点灯回
路も公知である。このチョッパ形直流点灯回路にもスイ
ッチング素子が付属し、これがオンのときに直流電源電
圧が前記フリーホイール用ダイオードに逆向きに印加す
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記チョッパ形電源回
路はチョッパ動作用のスイッチング素子を使用する。上
記チョッパ形直流点灯回路もチョッパ動作用のスイッチ
ング素子を使用する。いずれの場合も、それ専用のスイ
ッチング素子を用いるのでコスト負担は重い。本発明に
おいてはチョッパ形電源回路をチョッパ形直流点灯回路
の前段に置いて電源として使用する。また、そのような
複合チョッパ動作形回路を前提とし、それらのチョッパ
動作用の二つのスイッチング素子を一つにまとめて、よ
り安価な装置とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明装置は交流電源電
圧を整流する整流回路、スイッチング素子、前記スイッ
チング素子がオンのときに前記整流回路出力を受け電磁
エネルギを蓄積するチョッパ用インダクタ、前記スイッ
チング素子がオフのときに前記電磁エネルギを受け充電
する平滑用コンデンサを含むチョッパ形電源回路を備え
る。これは高力率形の電源回路である。また、放電灯、
前記放電灯と直列のバラスト用インダクタ、それら両者
を跨ぐフリーホイール用ダイオードを含むチョッパ形直
流点灯回路を備える。本発明においては前記チョッパ形
電源回路へ前記チョッパ形直流点灯回路を、前記スイッ
チング素子がオンのときに該スイッチング素子を介して
前記平滑用コンデンサの電圧が前記フリーホイール用ダ
イオードに逆向きに印加するように接続する。

【０００５】

【作用】一つのスイッチング素子のもとで、二種のチョ
ッパ形動作が進行する。一つは電源回路としてのチョッ
パ動作であり、もう一つは直流点灯回路としてのチョッ
パ形動作である。スイッチング素子は両動作に共用され
る。このため、スイッチング素子としての利用効率が高
く、安価となる。

【０００６】

【実施例】交流電源系統への整流・平滑にともなう高調
波成分の帰還を低減する有力な方法は、点灯回路の前段
にチョッパ形電源回路を配置することである。その点灯
回路がチョッパ形直流点灯回路である場合は、前後二段
のチョッパ動作形回路となる。従って、その双方のチョ
ッパ動作用のスイッチング素子を一つにまとめ得るので
はないかと思われる。それは現に可能である。本発明は
この結論に基づく。図１は本発明に係る第１の実施例、
図２は第２の実施例である。まず、両実施例に共通な事
項について説明する。図１装置および図２装置は交流電
源１１電圧を整流する整流回路１２、スイッチング素子
９１、スイッチング素子９１がオンのときに整流回路１
２出力を受け電磁エネルギを蓄積するチョッパ用インダ
クタ１３、スイッチング素子９１がオフのときに前記電
磁エネルギを受け充電する平滑用コンデンサ１５を含む
チョッパ形電源回路を備える。整流回路１２の出力端子
間に単に平滑用コンデンサを接続しても、直流電源回路
として機能はするが、その場合の平滑度を高く設定する
と、交流電源１１の導通角が極端に少なくなる。それと
比べると、上記チョッパ形電源回路は高力率であり、高
調波歪みも少ない。この点は従来一般のチョッパ形電源
回路の特長と同じである。実用上は交流電源１１の後段
にローパスフィルタを配置するが、その点の図示は省略
した。図１装置および図２装置は、さらに放電灯２１、
放電灯２１と直列のバラスト用インダクタ２２、それら
両者を跨ぐフリーホイール用ダイオード２３を含むチョ
ッパ形直流点灯回路を備える。放電灯２１・バラスト用
インダクタ２２の直列回路に流れる電流はフリーホイー
ル用ダイオード２３の極性に応じた順方向の電流のみで
あって、逆方向の電流は流れない。チョッパ形直流点灯
回路は交流点灯に特有な転極負担（再点弧負担）がない
ため高効率である。また、放電灯２１から発する放射雑
音の問題も少ない。点灯時間が長くなると、放電灯２１
内部の水銀イオンが偏って管両端の明るさが変化する、
いわゆるカタホリシスの問題はあるが、その対策も進ん
できて、数は少ないが現に実用化もなされている。図１
あるいは図２に示すように、チョッパ形電源回路は前段
に、チョッパ形直流点灯回路は後段に配置される。具体
的には、両者を次のように接続する。すなわち、スイッ
チング素子９１がオンのときにスイッチング素子９１を
介して平滑用コンデンサ１５の電圧がフリーホイール用
ダイオード２３に逆向きに印加するように接続する。図
１あるいは図２のスイッチング素子９１には制御回路９
２が付属する。図示のスイッチング素子９１はトランジ
スタであり、制御回路９２はそのベース制御回路であ
る。スイッチング素子９１は４０ｋＨｚ程度の高周波周
期でオン・オフを繰り返す。制御回路９２は自励動作
形、他励動作形のいずれの形式のものであっても、本発
明実施上は構わない。図１装置について補足する。図１
のスイッチング素子９１がオンのときに、スイッチング
素子９１を介して整流回路１２出力電圧がチョッパ用イ
ンダクタ１３に印加し、チョッパ用インダクタ１３に電
磁エネルギを蓄積する。また、平滑用コンデンサ１５の
電圧がフリーホイール用ダイオード２３に逆向きに印加
する。この逆向き電圧を受け、放電灯２１・バラスト用
インダクタ２２を経由するランプ電流が漸増する。図１
のスイッチング素子９１がオフのときに、チョッパ用イ
ンダクタ１３の電磁エネルギがフリーホイール用ダイオ
ード２３を介して平滑用コンデンサ１５に供給される。
これにともなう平滑用コンデンサ１５の充電はチョッパ
用インダクタ１３の電磁エネルギが消滅するまで続く。
この時期の点灯にはバラスト用インダクタ２２の電磁エ
ネルギが使われる。これにともなうランプ電流は放電灯
２１・バラスト用インダクタ２２・フリーホイール用ダ
イオード２３を巡る。この間にランプ電流は漸減する。
ランプ電流はスイッチング素子９１のオン・オフに応じ
て漸増・漸減する高調波成分が重畳する。放電灯２１と
並列に図外のコンデンサを接続すれば、高調波成分が減
少し、より完全な直流ランプ電流に近づく。図１装置で
はスイッチング素子９１とフリーホイール用ダイオード
２３の両方がチョッパ形電源回路とチョッパ形直流点灯
回路に共用される。チョッパ形電源回路におけるフリー
ホイール用ダイオード２３の役割は平滑用コンデンサ１
５の充電を許容し、放電を阻止することである。図２装
置について補足する。図２装置の動作原理は図１装置同
様であるが、チョッパ用インダクタ１３を含むチョッパ
形電源回路の形式が異なる。図１装置の場合はスイッチ
ング素子９１がオフときに生ずるチョッパ用インダクタ
１３の電圧と整流回路１２出力電圧が相加わって平滑用
コンデンサ１５に印加する。図２装置では整流回路１２
出力電圧のみが平滑用コンデンサ１５に印加する。した
がって、平滑用コンデンサ１５電圧を高めの設定とする
場合は図１を採用し、低めの設定とする場合は図２を採
用する。図２のダイオード１７の役割は整流回路１２の
短絡を防止することである。図２のスイッチング素子９
１がターンオフした直後は、ダイオード１６およびフリ
ーホイール用ダイオード２３が共にオン状態となるの
で、ダイオード１７がないと整流回路１２出力端子間が
短絡する。この場合の短絡電流の上限は別のダイオード
１６が非導通特性を回復することによって制限される。
従って、図２のダイオード１７は不可欠ではないが、図
２からダイオード１７を除いた回路は図１と図２の中間
の特性となる。別のダイオード１６の導通特性が過度に
制約されるのであれば図１特性に近似し、その制約が軽
微であれば図２の特性に近似する。図１装置および図２
装置における放電灯２１の起動はスイッチング素子９１
の動作周波数を加減し、あるいはそのオン・オフ比を変
えて平滑用コンデンサ１５の電圧を一時的に高めて行
う。また、放電灯２１が蛍光ランプである場合は図外の
電極予熱回路を付加する。点灯中におけるスイッチング
素子９１の動作周波数を低くし、あるいはそのオン・オ
フ比を高めると、チョッパ形電源回路の出力は増加し、
平滑用コンデンサ１５の電圧は高まる。平滑用コンデン
サ１５の電圧はチョッパ形電源回路の出力に見合う大き
な放電灯２１電力となるまで続き、その後の高いレベル
で安定する。従って、制御回路９２の特性を調整して放
電灯２１電力を調整し、あるいは調光することが可能と
なる。

【０００７】

【発明の効果】本発明は前段のチョッパ形電源回路と後
段のチョッパ形直流点灯回路との接続態様を、スイッチ
ング素子がオンのときに該スイッチング素子を介して平
滑用コンデンサの電圧がフリーホイール用ダイオードに
逆向きに印加するように定める。このようにして、スイ
ッチング素子を共用するので、安価な放電灯点灯装置が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の回路図

【図２】他の実施例に係る放電灯点灯装置の回路図

【符号の説明】

１１：交流電源、１２：整流回路、１３：チョッパ用イ
ンダクタ、１５：平滑用コンデンサ、２１：放電灯、２
２：バラスト用インダクタ、２３：フリーホイール用ダ
イオード、９１：スイッチング素子

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【手続補正書】

【提出日】平成７年５月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源電圧を整流する整流回路、スイッ
チング素子、前記スイッチング素子がオンのときに前記
整流回路出力を受け電磁エネルギを蓄積するチョッパ用
インダクタ、前記スイッチング素子がオフのときに前記
電磁エネルギを受け充電する平滑用コンデンサを含むチ
ョッパ形電源回路を備え、放電灯、前記放電灯と直列のバラスト用インダクタ、そ
れら両者を跨ぐフリーホイール用ダイオードを含むチョ
ッパ形直流点灯回路を備え、前記チョッパ形電源回路へ前記チョッパ形直流点灯回路
を、前記スイッチング素子がオンのときに該スイッチン
グ素子を介して前記平滑用コンデンサの電圧が前記フリ
ーホイール用ダイオードに逆向きに印加するように接続
したことを特徴とする放電灯点灯装置。