JPS5928038B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波インバータにより放電灯を高周波点灯
するようにした放電灯点灯装置の改良に関し、インバー
タに常時電圧を印加して効率的に駆動し、放電灯を効果
的に調光できるようにしたものである。

点灯装置の小型化、高効率化、フリッカ−の解消等の目
的で、半導体素子を用いた高周波インバータにより放電
灯を高周波点灯することが行なわれているが、この場合
、その周波数が高いために、商用周波数点灯において一
時的に使用される位相制御法による調光は困難である。

即ち、インバータの発振周波数は騒音の低減及びインバ
ータトランスの小型化のため２０ＫＨ２前後に設定され
るので、ターンオフタイムの短い制御用素子を必要とす
るが、このような素子は入手困難であり高価である。ま
た通常、放電灯負荷のインバータトランスの出力には、
安定器コンデンサ、或いはチョークコイルが接続され、
その回路が放電灯の等価抵抗を含む一種の共振回路を形
成するので、インバータの半導体素子のオン（オフ）期
間等を制御して出力を変化させようとすれば、前記共振
回路とのマッチングがうまくとれなくなり、電力損が大
きくなつていた。そこで、インバータの出力を変化させ
る最も簡単な方法は、インバータの電源電圧を変化させ
ることである。

つまり、電源電圧を変化させると、単にインバータの出
力電圧が変化し、放電灯の管電流がこれに対応して変化
するのみで、共振周波数には影響しないので、放電の低
下はない。この場合、インバータの入力電圧を変化させ
るのに抵抗等を電源に直列に入れ、その抵抗値を変化さ
せるようにするならば、一応は調光できるが、抵抗の電
力損が極めて大になる欠点がある。また電源とインバー
タとの間に半導体スイッチを介装し、この半導体スイッ
チをオン・オフさせると、インバータの入力電圧の平均
値はそのオン期間とオフ期間との割合で決まり、この割
合を可変すれば、インバータの入力電圧が電力損を伴な
わずに可変でき、従つて、その結果、放電灯の管電流を
可変し調光できると考えられるが、この場合の負荷が放
電灯であるため、半導体スイッチのオフ期間は管電流が
流れずにおり、その間に倣電灯が放電し難い状態になり
、再び半導体スイッチがオンになる時期には、放電灯の
放電開始電圧が高くなり、半導体スイッチのオン後、直
ちに管電流が立上がらずに時間遅れを伴ない、この間の
インバータの電力損が大きくなる。

即ち、インバータは放電灯が完全に点灯している状態（
アーク放電状態）で効率が最大となるように設定されて
いるため、管電圧が高く、放電灯が完全に点灯していな
い状態での効率は悪い。本発明は、このような問題点に
鑑み、インバータの動作に不具合を生じさせることなく
、しかも少ない電力損でインバータの入力電圧を制御し
、放電灯を効率的に調光点灯できるようにすることを目
的としたものであつて、その特徴とするところは、電源
と放電灯との間に高周波インバータを介装し、該インバ
ータにより放電灯を高周波点灯させるようにした放電灯
点灯装置において、インバータの入力側にチヨークコイ
ルを接続すると共に、電源の一端と該チヨークコイルと
の間に、インバータの発振周波数より低周波数で周期的
にオン・オフする半導体スイツチを介装し、該半導体ス
イツチ及びチヨークコイルの接続点と前記電源の他端と
の間に、半導体スイツチがオンしているときにオフとな
る方向にダイオードを接続し、該半導体スイツチの導通
期間を可変する制御回路を設けた点にある。

以下、図示の実施例について本発明を詳述すると、第１
図において、１は電源、２は放電灯、３は高周波インバ
ータであつて、一対のトランジスタ、及びインバータト
ランス等を備え、その発振周波数は約２０〜３０ＫＨｚ
に設定されている。

４はインバータ３の電源入力側に挿入されたチヨ・ーク
コイルで、インバータ３のスイツチングロスを軽減する
ためのものである。

５は安定器コンデンサである。

６は電源１とチヨークコイル４との間に介装された半導
体スイッチで、トランジスタ等から成り、発振回路等の
制御回路７ＶＣより１〜５ＫＨｚ程度の周波数でオン・
オフ制御される。

制御回路７は可変抵抗８を有し、その抵抗値を調整する
ことにより半導体スイツチ６のオン期間とオフ期間との
割合を可変できるようになつている。９はダイオードで
、半導体スイツチ６及びチヨークコイル４の接続点と電
源１の半導体スイツチ６とは反対側の一端との間に、半
導体スイツチ６がオンしているときにオフとなる方向に
接続されている。

上記構成において、制御回路７により半導体スイツチ６
を１駆動し、該半導体スイツチ６を第２図Ａに示す波形
の如くオン・オフ制御すると、半導体スイツチ６のオン
期間Ｔ１では、ダイオード９に電源１から逆電圧が印加
されるので、インバータ３！ｔ−は電源１から半導体ス
イツチ６を介して電流１１が供給される。

一方、半導体スイツチ６のオフ期間Ｔ２では、インバー
タ３には電源１からの電流は供給されないが、ダイオー
ド９が導通するので、ダイオード９とチヨークコイル４
とインバータ３との間に閉回路が形成され、チヨークコ
イル４に蓄積されたエネルギーによつてダイオード９を
介してインバータ３へと電流１２が供給される。従つて
インバータ３の入力電流波形は第２図Ｂに示すようにな
る。つまり、半導体スイツチ６のオフ時には、チヨーク
コイル４の蓄積エネルギーがダイオード９を介してイン
バータ３の入力電源として使用されるため、チヨークコ
イル４の容量を選定することによつて、インバータ３に
対して常に電圧が印加された形となり、放電灯２は消灯
せず、従来のように再点弧電圧が上昇することはないの
で、インバータ３は常に効率の良い状態で駆動される。
従つて、半導体スイツチ６の導通期間を変化させること
により、放電灯２を非常にスムーズに調光点灯すること
が可能である。以上のように本発明では、インバータに
常時電圧を印加できるので、インバータの入力電圧を、
電力損を伴なうことなく可変でき、インバータを効率的
に駆動することが可能である。従つて、放電灯を広範囲
にわたり効率良く調光点灯することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を例示し、第１図は回路図、第
２図はその波形図である。 １・・・・・・電源、２・・・・・・放電灯、３・・・
・・・高周波インバータ、４・・・・・・チヨークコイ
ル、６・・・・・・半導体スイツチ、７・・・・・・制
御回路、９・・・・・・ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源と放電灯との間に高周波インバータを介装し、
   該インバータにより放電灯を高周波点灯させるようにし
   た放電灯点灯装置において、インバータの入力側にチョ
   ークコイルを接続すると共に、電源の一端と該チョーク
   コイルとの間に、インバータの発振周波数より低周波数
   で周期的にオン・オフする半導体スイッチを介装し、該
   半導体スイッチ及びチョークコイルの接続点と前記電源
   の他端との間に、半導体スイッチがオンしているときに
   オフとなる方向にダイオードを接続し、該半導体スイッ
   チの導通期間を可変する制御回路を設けたことを特徴と
   する放電灯点灯装置。