JPS58165293A - 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】 本発明は放電灯点灯装置に関する。

一般に、放電灯点灯装置として高周波変換回路を用いた
高周波点灯が知られている。高周波点灯は商用周波の様
な低周波点灯よシもランプの発光効率がすぐれ、中でも
振巾が一定壕高周波による点灯が最も効率が高くなるこ
とが知られている。

振巾の一定な高周波を得る為に、３相電源の各相関電圧
を為周波変換し、各高周波出力を直列に合成することに
よシ振巾がほぼ一定な高周波を得る点灯囲路がある。第
１図は３相電源の関係を示すものでＴｏシ、第２図（イ
）は３相入力による高周波変換回路を用いた点灯装置を
示すもので、１口）は各相入力及び出力Ｖ。ｕｔの電圧
波形を示す。

この３相電源を入力とする高周波変換回路を用いた点灯
装置で問題となるのは、３つの高周波変換回路内のスイ
ッチングの同期のとシ方である。

即ち、この点灯装置での特長である高周波出力の振巾を
ほぼ一定にする為には、スイッチングトランジスタの動
作を、３つの高周波変換回路において同一にする必要が
ある。

そこで同期をとる為に拡、一般に自励式、他励式の２種
類あることが知られている。この場合、自動式は１つの
高周波変換回路の自動発振に合わせて、他の２つの高周
波変換回路のスイッチングトランジスタが動作すること
である。

また他励式は、上記３つの高周波変換回路の外に、今１
つの高周波変換回路を付加しくこの高周波変換回路を同
期回路と呼ぶ）、その自励発振に合わせて３つの高周波
変換回路のスイッチングトランジスタを動作する方式で
ある。

自励式においては、同期回路が不要で、点灯装置の小型
、軽量化を図ることが可能であるが、同期信号に１つの
高周波変換回路の振動波形を用いている。即ち、１つの
自励式による高周波変換回路と、２つの他励式による高
周波変換回路により構成されてい石。

そして、上記同期信号ｉなる振動波形は商用周波で脈流
している。

その為、自励式による高周波変換回路は問題ないが、他
の２つの高周波変換回路は振動波形が、Ｖ３πづつ遅れ
ているので同期信号が適蟲な値とならない。即ち、これ
らの高周波変換回路が商用電源のピーク値付近ではトラ
ンジスタのスイッチングに要する駆動信号も大となる。

しかし、その場合自励式による高周波変換回路はｖ３π
ずれているので、振動波形の振巾は小でちゃ、その為駆
動信号も小である。これが原因で他動式の２つの高周波
変換回路でスイッチングが正常にされない場合が多く住
じる。

以上の理由から、現在３相電源を入力とする高周波変換
回路を用いた点灯装置は、外に１つの高周波変換回路を
付加し、この回路を同期回路とする他励式が用いられて
いる。

しかし、この他励式による点灯装置においても次に述べ
るような欠点がある。

第３図は従来□の回路の一例を示す。

・１゜ 同期のへシ方シ、前述したように他励式であシ、３つの
プッシュプル型インバータ２，３．４で構成された高周
波変換回路の他に同期回路５として、直流電源による高
周波変換回路（これもプッシュプル製インバータで構成
されている）を付加し、この出力波形を同期信号、とし
て各高周波変換回路に入力している。

ここで問題となるのは、この同期回路が直流電源による
高周波変換回路である為、出力波形、即ち同期信号波形
としては振巾が一定な高周波となる、ということである
。即ち３つの高周波変換回路には絶えず岬しい同期信号
、言い換えると、トランジスタの駆動電流が供給されて
いることになる。　　　　・ しかし各高周波変換回路の振動波形は商用周波で脈流し
ておシ、それに伴ないトランジスタのコレクタ電流も脈
流している（第４図）。

それ故、第４図のムの区間ではトランジスタの駆動電流
（ベース電流）に対してコレクタ電流は十分流れている
が、コレクタ電流の小さいＢ区間において同じベース電
流を供給するとベース電流が過剰に流れることになジオ
−バードライブという現象を勢しる。即ち、コレクタ電
流の変化に対して一定のベース電流の供給がオーバード
ライブを生じる要因となるのである。

ここでさらに詳しく説明すると次のようになる。

トランジスタを高速スイッチング素子として使用する場
合、重要な点に駆動という事がある。あるトランジスタ
を駆動するにも最適な駆動条件があシ、その要因として
はコレクタ電流工０．ペース電流工、、直流電流増巾率
ｈｙｍがあけられる。これらによる関係式はｘ１１＝工
ａｘ　ｋ／ｈν、となる。今にはオーバードライブ７ア
クタと呼ばれ、通常ＩＪ〜２で決める。

この関係式によ、シ、トランジスタ動作時にあるコレク
タ電流が流れるとそのコレクタ電流によってｈｙｍが決
ま）、それによって求まるｘＢが理論的には最適駆動電
流となるわけである。その場合、実際の駆動電流として
、理論上の最適電流よシも非常に大きい電流が流れてい
ると、そのトランジスタはオーバードライブという現象
を生じ、不安定な振動を起こすことは広く知られている
。これはスイッチング時間が長くなる為、スイッチング
損失が大きくなシ、溌熱、さらにはトランジスタの破壊
にまでつながシ大きな問題となる。

上記背景のもとに従来回路では同期回路から各高周波変
換回路に同じ゛駆動信号を与えている為、各相入力電圧
の大小によってトランジスタがオーバードライブの現象
を生じ振動が不安定になシ、点灯装置としての信頼性に
欠けるといった大きな欠点があった。

本発明は前述の欠点を除去する為に提案されたもので、
同期回路の出力を各高周波変換回路の発振トランスの１
次側の振動波形を整流し高周波成分を平滑した電圧と重
畳することによシ、各高周波変換回路のスイッチングト
ランジスタに最適な駆動条件を供給し、オーバードライ
ブの問題をなくし点灯回路の損失低減、信頼性の向上を
可能とする放電灯点灯装置を提供するゝ・ことにある。

次に本発明を実施例について説明する。

第５図は本発明の実施例を水子ものである。本発明の放
電灯点灯装置は３相電源１と、この３相電源ｌの各相間
電圧３相を各々入力とした高周波変換回路２，３．４と
各々変換回路の出力１次側を変圧した振動波形を整流し
平滑して起動用の直流電源電圧に加え高周波変換回路２
，３．４の同期信号に重畳する変調回路５　、６　’、
、　７と、高周波変換回路２，３．４の出力とそれぞれ
絶縁さ゛れた２次巻線を直列に接続した端子間に、電流
制限要素８及び電流制限要素８を介して接続した放電灯
９及び前記の高周波変換回路２，３．４の変換を同期す
る同期囲路１０とで構成されている。また変調回路５の
２峙は発振トランス１８に設けられた１次電圧の帰還用
巻線であり、この出力側は整流平滑回路を介してトラン
ジスタ２４．２５のベースと直流電源２６を介しヤトラ
ンジスタ２４゜２５のエミッタに接続されている。他の
変調回路６．７についても同様である。

なお、図においそは高周波変換回路３，４およ１．１１ び変調回路６．７に、：９いてれその内部構成が省略さ
れているが、高周波変換回路２および変調回路５と同一
構成である。

次に本発明装置の動作について説明する。

高周波変換回路２，３．４は、３相電源の各相電圧を入
力とし、その変換同期は同期回路ｌＯによシ得ている。

同期回路ｌＯは、直流電源１１　、Ｂが投入されると、
プッシュプル屋・インバータを構成しているので、スイ
ッチングトランジスタ１３　、１４が、交互にオン、オ
フを高周波的に繰シ返し、コンデンサ１６の両端に第６
図に示すような電圧波形へを得る。さて、この波形は発
振トランス１７０２次巻線に誘導され、巻線イーロ、ハ
ーニ、ホーへに拡間−の第６図の波形を得、これが高周
波変換回路２，３．４に入力され、各々のトランジスタ
対のオン、オフの同期をとることＫなる。即ち、上記同
期回路ｌＯの出力電圧紘第５図νＤの電圧である。その
時、各高周波変換回路２，３．４の発振トランス１８．
１９　＊”２Ｇの両端には、第７図のように商用周波を
包路線とする高周波振動電圧ν、を得る。こめ高周波変
換回路２’、　３　、４の発振トランス１８．１９．２
０における１次巻線と同−鉄芯上に帰還巻ｍ２１．２２
．２３を付加すると、この巻線の両端に紘高周波変換回
路２゜３．４の１次巻線の両端波形と同様な高周波電圧
波形を得る。

この高周波電圧波形を整流回路に入力すると、その出力
は、１１８図のようＫなる。さらにこのり形をローパス
フィルタによって高周波成分を減衰させると＄９図のよ
うな波形を得る。

この第９図に示される電圧拡、第５図中ν１における電
圧である最低値−りがあるのは、直流電源を付加して起
動がｓｌ！に行なえるようにするためである。この電圧
によって各高周波変換回路２゜３．４において入力電圧
が高い時には、第９図の電圧も高く、これによって駆動
させるスイッチングトランジスタへのベース電流も多く
流れる。逆に、入力電圧が低い時には第９図の電圧も低
くなる為、スイッチングトランジスタへのペース電流も
減少し、過剰にペース電流が流れオーバードライブに々
るという問題はなくなる。

上記の動作によって、各高周波変換回路２，３゜４の発
振トランス１．８　（１９’＝、　２００両端に発生す
る第７図のような高周波振動は２次巻線に誘導され、こ
の出力波形は各高周波変換回＊ｚ　＊　ｓ　ｅ４で位相
がｖ３πづつずれている。この出力を直列に合成するこ
とによシ振巾がは埋一定な高周波を得、放電灯９は電流
制限要素８を介して安定に点灯・することになる。

本発明は叙上のように、３相電源を入力とする高周波変
換回路において従来例のように一定の振巾のベース電流
を供給するのではなく、各高周波変換回路の入力電圧に
従がい、ベース電流を変化させ得るバイアス回路を付加
することによって入力電圧が大きい時はベース電流も多
く流し、逆に入力電圧が小さい時にはペース電・流も絞
シ込むことが可能と１勺、各高周波変換回路のスイタチ
ングトランジスタはオーバードライブすることなく最適
駆動条件で動作せし禎ることができる。

この結果、トランジスタ・における電力損失を小さくし
、発熱を生じず、安定した高周波発振を行ない、点灯回
路として高い信頼性を得ることを可能とするものである
。

【図面の簡単な説明】

第１ａＡｌｉ３相電源の関係、第２図（イ）は３相入力
による高周波変換回路を用いた点灯装置、（ロ）は電圧
波形、第３図は従来装置、第４図は電圧ｖ、、町′の波
形、第５図線本発明装置、第６図〜第９図は各部の波形
を示す。 ｌ・・・交流電源、２，３．４・・・高周波変換回路、
５．６．７・・・変調回路、８・・・電流制限要素、９
・・・放電灯、１０・・・同期回路、１１．１２・・・
直流電源、１３．１４・・・トランジスタ、１６・・・
コンデンサ、１７・・・発振トランス、１８．１９．２
０・・・発振トランス、２１．２２．２３・・・帰還巻
線特許出願人 第１図 第２図 （ロ） 第３図　　　　　　　　　　、・２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３相電源と、該３相電源の各相間電圧３相を各々入力と
   し、骸各相間電圧を全波整流し、該整流出力に接続した
   一対のトランジスタの交互のスイッチング動作によシ、
   高周波電圧を発生する３組の高周波変換回路の出力端を
   直列接続し、ｔｉ　ｔｔ’　一定な高周波出力電圧を得
   、該高周波出力電圧で放電灯を点灯する放電灯点灯装置
   において、該トランジスタのバイアス電源回路として、
   該高周波変換回路の各発振トランスにトランジスタ駆動
   用帰還巻線を設け、該帰還巻線の出力を整流し、平滑す
   る回路の出力を酸トランジスタのペースのバイアス電圧
   として加え、これによって酸トランジスタのベース電流
   が、該３相電源の各相入力電圧によって変化するようＫ
   したことを特徴とする放電灯点灯装置。