JPH10270184A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仮に電撃電流が流れても小さな電流で済む放
電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 起動用の抵抗R1を介して制御回路５に電
力を供給し、トランジスタQ1をオンする。共振用コンデ
ンサC2と、共振インダクタンス回路４の第１のインダク
タL1、第２のインダクタL2およびトランスTr1 の一次巻
線Tr1aに電流が流れ、トランスTr1 の二次巻線Tr1bに電
圧を誘起する。コンデンサC2、第１のインダクタL1、第
２のインダクタL2およびトランスTr1 の一次巻線Tr1aの
並列共振にで、二次巻線Tr1bに高周波電圧を誘起し、蛍
光ランプFLを高周波点灯する。蛍光ランプFLに触れた
際、商用交流電源ｅ、全波整流回路１、インバータトラ
ンスTr1 の浮遊容量ＣTr、蛍光ランプFLおよび人体を介
して電撃電流が流れても、インバータトランスTr1 の二
次巻線Tr1bの電位差は小さくなり、電撃電流を小さく抑
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプを点灯
させる放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置として
は、たとえば図１０に記載の構成が知られている。

【０００３】この図１０に示す放電灯点灯装置は、商用
交流電源ｅに全波整流回路１が接続され、この全波整流
回路１の出力端子に平滑用のコンデンサC1が接続され、
このコンデンサC1にはインバータ回路２が接続されてい
る。

【０００４】そして、このインバータ回路２には、並列
共振回路３が接続されている。この並列共振回路３は、
第１のインダクタL1と、第２のインダクタL2および漏洩
磁束型のインバータトランスTr1 の一次巻線Tr1aの直列
回路との共振用インダクタンス回路４と、この共振用イ
ンダクタンス回路４と共振する共振用コンデンサC2とを
有している。また、この並列共振回路３に対して直列に
スイッチング素子としてのトランジスタQ1が接続されて
いる。さらに、トランジスタQ1には制御回路５が接続さ
れ、この制御回路５には起動用抵抗R1およびインバータ
トランスTr1 に磁気的に接続されている。

【０００５】また、インバータトランスTr1 の二次巻線
Tr1bには、負荷回路６が接続され、この負荷回路６は蛍
光ランプFLを有し、この蛍光ランプFLのフィラメントFL
1 ，FL2 の一端が接続され、フィラメントFL1 ，FL2 の
他端には始動用のコンデンサC3が接続されている。

【０００６】そうして、電源を投入すると、起動抵抗R1
を介して制御回路５が動作を開始し、制御回路５により
トランジスタQ1を高周波スイッチング動作させ、並列共
振回路３のインダクタンス回路４のインバータトランス
Tr1 の一次巻線Tr1a、第１のインダクタL1および第２の
インダクタL2と、コンデンサC2とで共振し、インバータ
トランスTr1 の二次巻線Tr1bに共振電圧が発生し、蛍光
ランプFLが高周波点灯される。また、インバータトラン
スTr1 のリーケージインダクタンスにより発生する電流
制限用のインダクタンスにより、蛍光ランプFLの点灯が
安定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
１０に示す放電灯点灯装置は、蛍光ランプFLに触れた
際、図１１に示すように、商用交流電源ｅ、全波整流回
路１、第２のインダクタL1、インバータトランスTr1 の
浮遊容量ＣTr、蛍光ランプFLおよび人体を介して、電撃
電流Ｉａが流れるおそれがあり、仮に電撃電流Ｉａが流
れると、第２のインダクタL2により、電位差Ｖａは大き
くなり、このため電撃電流Ｉａが図１２に示すように大
きくなるおそれがある問題を有している。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、仮に電撃電流が流れても小さな電流で済む放電灯点
灯装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の放電灯点
灯装置は、二次巻線側に放電ランプが接続された絶縁型
のトランスの一次巻線、および、この一次巻線のマイナ
ス電位側に直列に接続されたインダクタを有する共振用
インダクタンス回路と、この共振用インダクタンス回路
と共振する共振用コンデンサと、前記共振用インダクタ
ンス回路のマイナス側に位置しスイッチング動作により
高周波電圧を発生するスイッチング素子とを具備したも
のである。そして、共振用インダクタンス回路と共振用
コンデンサの共振に合わせてスイッチング素子もスイッ
チング制御され、放電ランプを高周波点灯し、放電ラン
プに触れた際も、インダクタはトランスのマイナス側に
位置しているため、トランスの二次巻線に発生する電位
を抑えることができ、大地間の電位差が大きくならず、
電撃電流が流れたとしても小さな電流となる。

【００１０】請求項２記載の放電灯点灯装置は、交流電
源に接続された第１のコンデンサと、この第１のコンデ
ンサに接続された整流手段と、この整流手段に接続され
た第２のコンデンサと、インダクタンス素子および充電
用コンデンサを有し、この充電用コンデンサに前記整流
手段の出力の最大瞬時電圧値より低い電圧で充電する前
記第２のコンデンサに対して並列に接続された部分平滑
回路と、二次巻線側に放電ランプが接続された絶縁型の
トランスの一次巻線およびこの一次巻線のマイナス電位
側に直列に接続されたインダクタを有する共振用インダ
クタンス回路、この共振用インダクタンス回路と共振す
る共振用コンデンサ、および、前記共振用インダクタン
ス回路のマイナス側に位置しスイッチング動作により高
周波電圧を発生するスイッチング素子を備えたインバー
タ回路とを具備したものである。そして、インバータ回
路は整流手段の出力レベルが充電用コンデンサの充電レ
ベル以上のときには第１のコンデンサおよび第２のコン
デンサから入力電流を供給し、整流手段の出力レベルが
充電用コンデンサの充電レベルより低いときには部分平
滑回路から入力電流を供給し、共振用インダクタンス回
路と共振用コンデンサの共振に合わせてスイッチング素
子もスイッチング制御され、放電ランプを高周波点灯
し、放電ランプに触れた際も、インダクタはトランスの
マイナス側に位置しているため、トランスの二次巻線に
発生する電位を抑えることができ、大地間の電位差が大
きくならず、電撃電流が流れたとしても小さな電流とな
る。

【００１１】請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項
１または２記載の放電灯点灯装置において、共振用イン
ダクタンス回路は、トランスの一次巻線およびインダク
タの直列回路に対して並列にインダクタを有するもの
で、請求項１または２記載の放電灯点灯装置と同様な作
用を奏する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電源装置の一実施
の形態の放電灯点灯装置を図面を参照して説明する。な
お、図１０に示す従来例に対応する部分には同一符号を
付して説明する。

【００１３】図１に示す放電灯点灯装置は、商用交流電
源ｅに整流手段としての全波整流回路１が接続され、こ
の全波整流回路１の出力端子に平滑用のコンデンサC1が
接続され、このコンデンサC1にはインバータ回路２が接
続されている。

【００１４】そして、このインバータ回路２には、並列
共振回路３が接続されている。この並列共振回路３は、
第１のインダクタL1と、漏洩磁束型のインバータトラン
スTr1 の一次巻線Tr1aおよびこの一次巻線Tr1aのマイナ
ス側の第２のインダクタL2の直列回路との共振用インダ
クタンス回路４と、この共振用インダクタンス回路４と
共振する共振用コンデンサC2とを有している。また、こ
の並列共振回路３に対して直列にスイッチング素子とし
てのトランジスタQ1が接続されている。さらに、トラン
ジスタQ1には制御回路５が接続され、この制御回路５に
は起動用抵抗R1およびインバータトランスTr1 に磁気的
に接続されている。

【００１５】また、インバータトランスTr1 の二次巻線
Tr1bには、負荷回路６が接続され、この負荷回路６は蛍
光ランプFLを有し、この蛍光ランプFLのフィラメントFL
1 ，FL2 の一端が接続され、フィラメントFL1 ，FL2 の
他端には始動用のコンデンサC3が接続されている。

【００１６】次に、上記実施の形態の動作について説明
する。

【００１７】まず、起動用の抵抗R1を介して制御回路５
に電力が供給され、トランジスタQ1がオンする。このよ
うに、トランジスタQ1がオンすることにより、共振用コ
ンデンサC2と、共振インダクタンス回路４の第１のイン
ダクタL1、第２のインダクタL2およびトランスTr1 の一
次巻線Tr1aに電流が流れ、トランスTr1 の二次巻線Tr1b
に電圧が誘起される。そして、コンデンサC2、第１のイ
ンダクタL1、第２のインダクタL2およびトランスTr1 の
一次巻線Tr1aの並列共振により、二次巻線Tr1bに高周波
電圧が誘起され、蛍光ランプFLは高周波点灯される。

【００１８】また、蛍光ランプFLに触れた際、図２に示
すように、商用交流電源ｅ、全波整流回路１、インバー
タトランスTr1 の浮遊容量ＣTr、蛍光ランプFLおよび人
体を介して、電撃電流Ｉａが流れたとしても、インバー
タトランスTr1 の二次巻線Tr1bの電位差Ｖａは小さくな
り、このため電撃電流Ｉａを図３に示すように小さく抑
えることができる。

【００１９】次に、他の実施の形態を図４を参照して説
明する。

【００２０】この図４に示す実施の形態は、図１に示す
実施の形態において、第１のインダクタL1を取り除いた
ものである。

【００２１】このように、第１のインダクタL1を取り除
いても、第２のインダクタL2により共振を行なえるの
で、図１に示す実施の形態と同様に動作する。

【００２２】次に、他の実施の形態を図５を参照して説
明する。

【００２３】この図５に示す実施の形態は、図１に示す
実施の形態において、コンデンサC1に代えて谷埋め用の
部分平滑回路７を接続したものである。

【００２４】この部分平滑回路７は、全波整流回路１の
出力端子に充電用コンデンサC5、インダクタL5およびダ
イオードD1の直列回路を接続し、インダクタL5およびダ
イオードD1の接続点と、コンデンサC2およびトランジス
タQ1の接続点との間に、ダイオードD2を接続したもので
ある。

【００２５】そして、充電用コンデンサC5の電圧より全
波整流回路１の電圧が高い場合には全波整流回路１から
電力を供給し、充電用コンデンサC5の電圧より全波整流
回路１の電圧が低い場合にはコンデンサC5から電力を供
給するもので、インバータ回路２は基本的には図１と同
様に動作する。

【００２６】また、他の実施の形態を図６を参照して説
明する。

【００２７】この図６に示す実施の形態は、図５に示す
実施の形態において、商用交流電源ｅにインダクタL6を
介して比較的容量の大きな第１のコンデンサC11 を接続
し、この第１のコンデンサC11 に全波整流回路１の入力
端子を接続し、この全波整流回路１の出力端子に第１の
コンデンサC11 より容量の小さな第２のコンデンサC12
の直列回路を接続したものである。

【００２８】次に、上記実施の形態の動作について説明
する。

【００２９】まず、抵抗R1を介して制御回路５に電力が
供給され、トランジスタQ1をオンしたのち、制御回路５
によりトランジスタQ1がスイッチング動作して発振動作
すると、第１のインダクタL1、第２のインダクタL2、ト
ランスTr1 の一次巻線Tr1aと充電用コンデンサC5および
共振用のコンデンサC2との共振作用により高周波電圧が
発生し、二次巻線Tr1bにも高周波電圧が誘起される。

【００３０】また、トランジスタQ1がオンすると、第２
のインダクタL2およびトランスTr1の一次巻線Tr1aに電
流が流れるとともに充電用コンデンサC5、第１のインダ
クタL1およびダイオードD2を介して電流が流れて充電用
コンデンサC5が充電される。そして、充電用コンデンサ
C5に全波整流回路１からの脈流電圧のピーク値よりも低
い直流電圧を蓄えることができる。

【００３１】ここで、全波整流回路１の脈流電圧が充電
用コンデンサC5の充電電圧よりも高い区間と、低い区間
に分けて説明する。

【００３２】まず、全波整流回路１の脈流電圧が充電用
コンデンサC5の充電電圧より高い区間の任意の時間部分
において、インバータ回路２のトランジスタQ1がオンす
ると、トランスTr1 の一次巻線Tr1aへの電流の供給はほ
とんどが第１のコンデンサC11 から、一部が第２のコン
デンサC12 からされるとともに、充電用コンデンサC5へ
充電される。なお、この全波整流回路１の電圧値が高い
区間においては充電用コンデンサC5からインバータ回路
２側へは放電しない。そして、第１のコンデンサC11 と
第２のコンデンサC12 との合成容量は、インバータ回路
２が必要とするエネルギーを与えるに十分な容量であ
る。これら第１のコンデンサC11 と第２のコンデンサC1
2 とからの電流供給に見合って商用交流電源ｅ側からエ
ネルギーが入力電流となって流入する。そして、脈流電
圧の変化に対応してトランジスタQ1のスイッチング動作
に伴うように動作がなされ、交流電圧正弦波値上に沿っ
てインバータ回路２のインバータ動作の高周波の微少で
かつ等しい振幅が全波整流回路１の電圧値が高い全区間
に重畳される。

【００３３】すなわち、この全波整流回路１の電圧値が
高い区間では第１のコンデンサC11と第２のコンデンサC
12 との合成値は供給された脈流電圧により与えられる
エネルギーがインバータ回路２の要求するエネルギーに
対して満たされた値となっている。

【００３４】このため第１のコンデンサC11 および第２
のコンデンサC12 のいずれもリップル成分が小さく、発
熱も小さく、動作の信頼性を高めることができる。

【００３５】次に、全波整流回路１の電圧値が低い区間
において、充電用コンデンサC5の充電電圧に対して全波
整流回路１の脈流正弦波電圧が低下し始めたときにトラ
ンジスタQ1がオンされると、トランスTr1 の一次巻線Tr
1aへの電流は最初に第２のコンデンサC12 から供給され
るとともに、充電用コンデンサC5、インダクタL5、ダイ
オードD1およびトランジスタQ1の経路で電流が流れ充電
用コンデンサC5が充電され、全波整流回路１からの脈流
電圧のピーク値より低い直流電圧となる。そして、第２
のコンデンサC12 の容量はインバータ回路２が必要とす
るエネルギーを与えるには不十分なため、トランジスタ
Q1のオン後に一次巻線Tr1aに流れる電流が増加するに従
って、第２のコンデンサC12 の電圧は低下する。そし
て、第２のコンデンサC12 の電圧が第１のコンデンサC1
1 の電圧まで低下した時点から第２のコンデンサC12 で
不足しているインバータ回路２へのエネルギーを第１の
コンデンサC11 が供給する。

【００３６】そして、トランジスタQ1がオフするまで供
給されるが、第１のコンデンサC11からのエネルギー供
給が開始されてから第２のコンデンサC12 の電圧の低下
は少なくなる。また、第１のコンデンサC11 からインバ
ータ回路２へのエネルギー供給は、これに見合った分の
エネルギーを商用交流電源ｅ側から入力電流として流入
させる。

【００３７】一方、充電用コンデンサC5の充電電圧は第
１のインダクタL1と第２のインダクタL2およびトランス
Tr1 の一次巻線Tr1aの過渡インピーダンスによりエネル
ギーの放出が遅れ、トランジスタQ1がオフする直前の時
点でエネルギーを放出するようになる。そして、トラン
ジスタQ1がオフすると、充電用コンデンサC5の充電電圧
は第１のインダクタL1、第２のインダクタL2およびトラ
ンスTr1 の一次巻線Tr1a、ダイオードD1および第２のコ
ンデンサC12 の直列回路への電圧供給源となる。ここ
で、第１のインダクタL1、第２のインダクタL2およびト
ランスTr1 の一次巻線Tr1aの直列回路、および、第２の
コンデンサC12 は振動的共振が得られるように設定され
ているので、第２のコンデンサC12 への充電が正弦波状
に行なわれる。そして、この充電はインバータ回路２に
おいて、トランジスタQ1が次にオンしたときエネルギー
供給が不足とならない電圧まで高められる。また、トラ
ンジスタQ1のオフにより、コンデンサC2と、第１のイン
ダクタL1、第２のインダクタL2およびトランスTr1 の一
次巻線Tr1aの直列回路とで共振する。そして、この共振
電流は、ダイオードD1、ダイオードD2、トランスTr1 の
一次巻線Tr1a、第２のコンデンサC12 、および、コンデ
ンサC2の経路で流れ、第２のコンデンサC12 は充電され
て振動電圧が発生する。なお、この時第２のコンデンサ
C12 の両端電圧は、商用交流電源ｅの最高瞬時電圧の部
分も最低瞬時電圧の部分も電圧値がほぼ等しく直流電圧
に近くなる。

【００３８】そして、充電用コンデンサC5の充電電圧に
対して第１のコンデンサC11 の電圧が低下するに従って
第２のコンデンサC12 の電圧は低下し、第１のインダク
タL1と第２のコンデンサC12 による振幅が大きくなる。
また、入力電流は少なくなるが電流は連続して流れ込
む。

【００３９】このように、商用交流電源ｅからの入力電
流が連続して流れることにより入力電流に高調波成分が
介入するのを阻止している。

【００４０】なお、インバータ回路２については、基本
的には図１に示す実施の形態と同様に動作する。

【００４１】また、図７に示すように、蛍光ランプFLの
フィラメントFL1 ，FL2 の他端側の始動用のコンデンサ
C13 を取り除き、フィラメントFL1 ，FL2 を予熱しない
ように形成してもよい。

【００４２】さらに、図８に示すように、蛍光ランプFL
のフィラメントFL1 ，FL2 の他端側の始動用のコンデン
サC3を取り除き、一端側に始動用のコンデンサC3を接続
し、同様にフィラメントFL1 ，FL2 を予熱しないように
形成してもよい。

【００４３】またさらに、図９に示すように、蛍光ラン
プFLのフィラメントFL1 ，FL2 の一端側にもコンデンサ
C15 を接続してもよい。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の放電灯点灯装置によれ
ば、放電ランプに触れた際も、インダクタはトランスの
マイナス側に位置しているため、トランスの二次巻線に
発生する電位を抑えることができ、大地間の電位差が大
きくならず、電撃電流が流れたとしても小さな電流にで
きる。

【００４５】請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、
放電ランプに触れた際も、インダクタはトランスのマイ
ナス側に位置しているため、トランスの二次巻線に発生
する電位を抑えることができ、大地間の電位差が大きく
ならず、電撃電流が流れたとしても小さな電流にでき
る。

【００４６】請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項１または２記載の放電灯点灯装置に加え、トラン
スの一次巻線およびインダクタの直列回路に対して並列
にインダクタを有するので、請求項１または２記載の放
電灯点灯装置と同様な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電灯点灯装置の一実施の形態を示す
回路図である。

【図２】同上動作を示す説明図である。

【図３】同上電撃電流を示す波形図である。

【図４】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図５】同上また他の実施の形態の放電灯点灯装置を示
す回路図である。

【図６】同上さらに他の実施の形態の放電灯点灯装置を
示す回路図である。

【図７】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置の一部を
示す回路図である。

【図８】同上また他の実施の形態の放電灯点灯装置の一
部を示す回路図である。

【図９】同上さらに他の実施の形態の放電灯点灯装置の
一部を示す回路図である。

【図１０】従来例の放電灯点灯装置を示す回路図であ
る。

【図１１】同上動作を示す説明図である。

【図１２】同上電撃電流を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 整流手段としての全波整流回路 ２ インバータ回路 ４ 共振用インダクタンス回路 C2 共振用コンデンサ C5 充電用コンデンサ C11 第１のコンデンサ C12 第２のコンデンサ ｅ 商用交流電源 FL 放電ランプとしての蛍光ランプ L1，L2 インダクタ Q1 スイッチング素子としてのトランジスタ Tr1 インバータトランス Tr1a 一次巻線 Tr1b 二次巻線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次巻線側に放電ランプが接続された絶
   縁型のトランスの一次巻線、および、この一次巻線のマ
   イナス電位側に直列に接続されたインダクタを有する共
   振用インダクタンス回路と、 この共振用インダクタンス回路と共振する共振用コンデ
   ンサと、 前記共振用インダクタンス回路のマイナス側に位置しス
   イッチング動作により高周波電圧を発生するスイッチン
   グ素子とを具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 交流電源に接続された第１のコンデンサ
   と、 この第１のコンデンサに接続された整流手段と、 この整流手段に接続された第２のコンデンサと、 インダクタンス素子および充電用コンデンサを有し、こ
   の充電用コンデンサに前記整流手段の出力の最大瞬時電
   圧値より低い電圧で充電する前記第２のコンデンサに対
   して並列に接続された部分平滑回路と、 二次巻線側に放電ランプが接続された絶縁型のトランス
   の一次巻線およびこの一次巻線のマイナス電位側に直列
   に接続されたインダクタを有する共振用インダクタンス
   回路、この共振用インダクタンス回路と共振する共振用
   コンデンサ、および、前記共振用インダクタンス回路の
   マイナス側に位置しスイッチング動作により高周波電圧
   を発生するスイッチング素子を備えたインバータ回路と
   を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 共振用インダクタンス回路は、トランス
   の一次巻線およびインダクタの直列回路に対して並列に
   インダクタを有することを特徴とする請求項１または２
   記載の放電灯点灯装置。