JPS5814496A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本ＩＩＩＡ＠はスイッチングロスを低減し、運転効率か
よυ信頼性の向上を図った放電灯点灯装置に関する０ 放電灯の点灯には十分な交流電圧が必要であり。

直流電源、あるいは交流電源を整流した脈流よりインバ
ータ装置を用いて所要の交流電圧を得ている。ところで
、トランジス、り等のスイッチング素子を用いたインバ
ータ装置ではそのスイッチングロスが装置全体の運転効
率に影響するところが大きく、同時にスイッチング素子
の発熱に起因する信頼性の低下、素子の破壊なども免れ
得なかった。

第１図は従来の放電灯点灯装置の回路構成を示すもので
、第２図は各部の電圧、電流波形を示すタイムチャート
である。しかして、交流電源Ｖｓを整流器ＤＢ、で脈流
に変換すると共にトランスＴで変圧した交流を整流器Ｄ
Ｂ！、平滑コンデンサＣＩで整流平滑した後、ダイオー
ドＤで元の脈流と合成しインバータへの入力電源とする
。このとき５点Ｂでの電圧は点Ａでのピーク電圧値Ｖｐ
の１／２に設定して点Ｃのような波形とし、脈流のピー
ク値間の電圧降下・を補うことで放電灯ＬＡの光束低下
を防ぎ発光効率を向上せしめてい゛る。点Ｃの入力電圧
はインダクタＬ。を介して、巻線Ｎｊ、Ｎ、よりなる発
振トランスの中点に接続されており１発振トランスの巻
１ｉｉ　Ｎｔ　−Ｎ！のもう１方には互いに並列関係に
あるトランジスタＱｔ　−Ｑｔのコレクタがそれぞれ接
続され、またエミッタはそれを一括して入力電源の負極
側へ接続している。また各々のトランジスタのベース端
子には発振トランス上にある帰還巻線Ｎ４が接続され、
自励動作せしめると共に、ベース電源として同じく発振
トランスの１次側と密結合された４）ＭＩＮ、の出力を
整流器ＤＢ、、コンデンサＣｍで整流平滑したものが抵
抗Ｒｔ−Ｒ＊ｔ−介して与えられている。コンデンサｃ
、ｈ出力をサイン状とするための共振用コンデンサ１．
抵抗Ｒａ起動用の抵抗であり、発振トランスの２次巻１
１Ｎ、には負荷としての放電灯Ｌムが接続されている。

以下その動作ｆ：説明する。始動に際しては、起動抵抗
Ｒ０によってトランジスタＱ、にベース電流が流れ、こ
れによってトランジスタＱ、がＯＮＬ、巻線ＮＩＫ電流
が流れる。同時に自励用の帰還巻線Ｎ４゜ベース電源用
の巻線Ｎ、にも出力電圧が表われてベース電流が供給さ
れると共に発振動作が開始され放電灯ＬＡが点灯する。

この例の場合、第２図Ｃ点の点線で示す部分がなくなっ
ているため、放電灯の発光停止期間がなくなり、発光効
率が向上している。このような装置においてはトランジ
スタのコレクタに流れる電流の包結線は第２図の波形Ｉ
ｃとして示される。

ところで、トランジスタでの損失會小さくするには、コ
レクタ電流に対するベース電流の比率を適切に制御する
ことが必要であるが、第１図に示したような従来例では
その制御が不可能であった。

第３図蝶トランジスタのベース電流経路の等価回路でト
ランジスタＱ＊　：　ＯＮ　＝　Ｑｔ　：　ＯＦＦの場
合について示しである。電源ＶＮ、　ｉｔ巻線Ｎ、エリ
の出力、電源ｖＮ４ｔ′ｉ帰還巻線電圧である。トラン
ジスタＱ。

はＯＦＦであるから電圧ｖＭ４で逆バイアスされている
。一方トランジスタＱ、ａ　ＯＮであるがそのペニス電
流の経路として２ケ所あることがわかる。１つは電源ｖ
Ｍ、と抵抗Ｒ，ｔ−通る経路０である。電源ｖＮｌの電
圧は第２図点Ｃと同じ波形となり、コレクタ電流と同じ
形で変化している。つまり、コレクタ電流の増減に従っ
てベース電流が増減している０もう１′：）の経路は、
電源ｖＮ、　ｓ抵抗島、電源ｖＭ、ｔ−通る経路■で電
圧■Ｎ４の包絡ａｈ図のとおりで、図では正負両方向に
出ているが、実際にはスイッチングに−より切りかわっ
ているのでトランジスタＱ１に関係するの祉斜締部のみ
である。結局、トランジスタＱ、のベース電流としては
上記２経路の電流が合成されたものが流れる。いま、第
２図Ｉの区間で適切なベース電流になるよう電圧ｖＮ。

とｖＭ、　ｔ−設定したとすると、■の区間では凸部が
重なって流れるコレクタ電流に対して過剰なベース電流
が流れキャリヤ蓄積作用によりスイッチングロスを増し
、逆に■の区間で適切なベース電流に設定したとしても
、夏の区間では流れるコレクタ電流に対して不足なベー
ス電流となり、導通の運気によりロスｔ１８く。従って
、第１図のような従来例では、区間Ｉ、ｌの両方のロス
を同時に減らすことができないため、トランジスタの損
失が大となり、運転効率の上昇が望めなかった。また、
損失による゛発熱のため、トラン・ジスタの温度上昇に
よる信頼性低下、ひどい場合に拡トランジスタの破壊が
生ずるという欠点があった。

本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、トラン
ジスタのベースへ供給される電流を適切な値となるよう
にしてスイッチングロスを低減し、運転効率および信頼
性の向上を図った放電灯点灯装置を提供するＣとを目的
とする。

以下実施例に基づいて本発１ｊ１ｔ−詳述する。

さて、前述したような欠点が生じたのは第３図に示す■
、０２つのベース電流経路の双方共がインバータへの入
力電圧と同じ歩になり、凸部の重なりが生ずるためであ
る仁と框これまでの説明で明らかである。従って、電圧
ｖＮ、又ｔｉＶＮ、のどちらか一方を常に一定値となる
よう制御し、かつ第２図区間Ｉのベース電流値が適切と
なるよう合成電流ｔ−調整しておけば区間■−において
コレクタ電流の凸部になっている部分のベース電流が一
定値に制御されていない方から供給され、凸部の重なり
がなくなって区間Ｉ、ｎ共ベース電流を適切に保つこと
ができる。

第４図は本発明の第１の実施例を示し、これは１１１図
の帰還巻線Ｎ、にツェナダイオードＺＤ、　、　ＺＤ。

を逆並列に挿入したもので、帰還電圧ｖＮ４をツェナー
電圧にクランプして一定値に保っている０なお、ダイオ
ードＤ　、　Ｄ、はツェナダイオードに逆方鵞 向電流が流れないよう制御するためのものである。

しかして、コレクタ電流Ｉｃの変化に対して供給される
ベース電流は電圧ＶＮ、のかものみとなり、適切なベー
ス電流を供給できる。また、その他の動作鉱第１因と同
じであるため、同一部分には同一符号をつけ説ＷＩＡｔ
省略した０ 第５図扛第２の実施例を示し、第４図の変形例で発振ト
ランスのべわりに、インダクタＮ１．コンデンサＣ，Ｉ
インダクタＮｔ、コンデンサＣ１の共振回路を設けたも
のである。トランジスタのバイアス源はインダクタＮ１
からとっているが、インダクタＮ、、Ｌ・からとっても
同じである０インダクタが分割されたため、帰還巻線も
分割して設けている力（１基本的な動作は第４図と同じ
であるＯ ＠６図ａｌ１３の実施例を示す０通常、このようなイン
バータで轄％発振トランスに磁気もれ効果をもたせ、放
電灯ＬＡの電流制限機構も兼ねさせているため、Ｎ、、
Ｎ、とＮ１は別のコア上に巻かれている。点灯している
ラング両端電圧は一定値を保つため、トランジスタベー
ス電源巻線Ｎ、を巻線Ｎ１と密結合させるようにすれば
電圧ｖＨｌｌｈ一定値となり、本発明の効果が達成され
る。この場合、コレクタ電流の凸部を補うベース電流は
第４図の実施例と異なり、帰還巻線ＶＮ　ｖｉ−含む経
路より供給番 される。他の構成、動作に関しては第１図と同様である
友め同一部分には同一符号をつけ説明を省略する。

第７図は第４の実施例を示し、第６図で示した第３の実
施例の変形例である。第６図と異なるのハ、トランスＴ
によって供給されていた電圧全発振トランス上に設けた
巻＃Ｎ・より供給するようにした点にある。これによっ
てトランスＴがｉ略されると共にコンデンサへの容量が
小さくでき、小！Ｉ！軽量低コスト化を図ることができ
る。　　　　　　　　Ｉ第８図は第５の実施例を示す。

これは第９図に示すように、電圧ｖＮ、とインダクタＬ
０に発生する電圧ＶＬ、　ｏ波形が同じであることを利
用したものて、電圧ｖＮｌとＶＬ、　ｔ−合成すること
により、一定値にすることができる。しかも電圧Ｖｌ、
は第９図Ωように一定値ΔＶだけＯレベルよりシフトし
ているため、平滑用のコンデンサＣ１を省略することが
できる。この場合も第６図と同様、第２図画部のコレク
タ電流に相当するベース電流は、帰還電圧ＶＮ、　を含
む経路より供給される。

第１０図はｌ［６の実施例で、第８図で示し次第５の実
施例の変形例である。発振トランスのかわりＫＩＩ５図
ト同様イン／　／　ｆｉ　Ｎａ　＊　！’！！　＊　”
　ン７’　ンｔ　Ｃ６０ｔＣ＃で構成された並列共振−
路２つを設けたものである０インダクタＮ、０２次側に
巻線Ｎｅｔ−設けて、トランジスタベース電源回路、イ
ンダクタ凡の２次側に巻線Ｎ、會設け、ｌＥ８図のトラ
てスＴの電源−４のべわり管行なっている０　　　　　
　　；１、　　、以上は放電灯点灯装置を例にとって説
明してきたが１本発明の主旨を変更しない範囲でインバ
ータ装置全般に４Ｉｌｌ用てきることは言うまでもない
。

以上のように構成された本発明の放電灯点灯装置にあっ
ては、トランジスタの０Ｎ−ＯＦＦ　１回毎でなく、゛
総合的な動作状態會みてトランジスタのＬＣ−スに供給
するベース電流を適切に制御するようにしたので、トラ
ンジスタの総合的なスイッチングロスを減少せしめ、イ
ンノく一夕の運転効率を向上させると共に、発熱等によ
る信頼性の低下を防ぐことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置、第２図、第３図はその
説明図、第４図乃至第８図は本発明の第１乃至第５の実
施例、第９図は第５の実施例の説明図、第１０図はｗｉ
６の実施例であるＯｖ８・・・・・・交流電源％ＤＢｔ
　−ＤＢ＊　−ＤＢＪＩ・・・・・・整流器、Ｑ、、Ｑ
、・・・−・トランジスタ、Ｄ　、　Ｄ＋　−ＤＩ・・
・・・・ダイオード、Ｚ　Ｄｓ　ｓ　Ｚ　ＤＩ　”・−
７Ｚ　ｔ　　ｊ’　イオ）”、Ｎ１゜Ｎ鵞＝　Ｎａ−Ｎ
ａ−Ｎｍ−Ｎ・、Ｌ、−・−巻線、ｃｏ　、ｃｔ　−Ｃ
雪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源と、この直流電源に接続されオンオフ動作され
   るトランジスタよりなるスイッチング回路と、仁のスイ
   ッチング回路のオンオフ動作を受けて出力を得るように
   接続されたインダクタ又は発振トランスと、このインダ
   クタ又は発振トランス上に設けられ前記トランジスタの
   ベースに接続される帰Ｒ１１ｋ−と、前記スイッチング
   回路のオンオフ動作を受けて前記トランジスタのベース
   電流ｔｇすベースバイアス電源を具備し、帰還４１１１
   １電圧又はベースバイアス電圧の一方を一定値に制御し
   てなることｔ４１黴とする放電灯点灯装置Ｏ