JPS60146495A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は蛍光灯や希ガス放電灯などの低圧放電灯（以
下ランプという）を高周波でかつ半サイクルに休止期間
を与えて点灯する高周波点灯装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来実公昭５６−８１６０号公報には休止期間を有する
矩形波状の交流電流を蛍光ランプに流すとランプ効率が
向上することが開示されている。

これは休止期間で冷却されたランプ内の電子が印加期間
で急速に加速され、高温の電子の密度が直流点灯時や商
用周波点灯時よシも高くなるためとされている。また本
発明者らが、休止期間を有する高周波交流電圧で蛍光ラ
ンプのような低圧水銀蒸気放電灯を種々研究した結果、
実公昭５１−８１６０号公−報に示された値よシ更にラ
ンプ効率を向上させることができることが明らかになっ
た。

しかし実公昭５１−８１６０号公報に限定された、４辺
にトランジスタを配置したブリッジ回路の対角線にラン
プを接続し、上記ブリツノ回路の入力端に設けた他のト
ランジスタで休止期間を形成する装置などの矩形波状の
出力電圧を発生するインバータを用いた装置では、たと
、えランプ効率が向上しても装置全体の総合効率が不十
分であったシ装置の容量が犬きくな９易く、あるいはラ
ジオノイズが大きかったりし友。

本発明者らはそれらの点を改善するものとして第１図に
示す装置を先に提案した。次にこの装置について簡単に
説明する。１ 図において、１１は平滑化直流電源、１５は周知の自励
式ブツシュゾル形トランジスタインバータで、トランス
１８の２次側にはほぼ正弦波状の高周波出力電圧が発生
する。１６はインバータ１５の出力端間に接続された低
圧放電灯である蛍光ランプ、１８ｆ、１８ｆはランプ１
６の電極１６ｆ。

１６ｆをそれぞれ予熱する予熱巻線、２３はランプ１６
の電流を所定値に保つための限流インーーダンスである
チョークコイル、Ａはランプ１６と並列に設けたスイッ
チ装置で、交流端がランプ１６と並列に接続された全波
整流回路２４と、この整流回路２４の直流端に配置した
トランジスタ２５とにより構成されている。１９はトラ
ンジスタ２５の動作を制御する制御装置である。

次にこの制御装置１９の構成を第２図に示す。

３３は変流器で、インバータ１５の出力電流を検出して
制御装置１９に入力するものである。また、３４は変流
器３３の出力抵抗、３５は変流器３３の出力を整流する
全波整流器、３１は全波整流器３５から抵抗３２を介し
て接続された定電圧ダイオード、３６は駆動用の直流電
源であり、例えばインバータ１５のトランス１８に設け
た補助巻線の出力を整流、平滑するなどで構成できる。

そして、第３図（ロ）は変流器３３の出力電圧を、また
第３図（イ）は全波整流器３５の示しておシ、当然なが
らインバータ１５の出力電流とほぼ同位相、相似波形で
ある。

このような構成のものにおいて電源１１が投入されると
、周知のようにインバータ１５のトランジスタ２１ａ、
２１ｂは交互に開閉してインバータ１５は自励発振を開
始し、高周波電圧を発生する。

ランプ１６が放電を開始すると変流器３３は出力電圧を
発生する。この時、定電圧ダイオード３１０作用によシ
第３図←）に示す様に、インバータ１５の出力電流の最
大瞬時値を含む期間Ｔｌａでトランジスタ２９が導通し
、トランジスタ２５を遮断する。従って、この期間Ｔｌ
ａで第３図のハツチング部の如くランプ１６に放電電流
が流れる。

このようにインバータ１５の出力電流の第大瞬時値近傍
の電流がランデ１６に流れるようにする１、、／′ と、そうでない場合に比べ、装置の容量ｖ外さくでき、
また装置の効率が向上するという効果が得られる。

ところが、この従来装置ではランフ９１６に電流が流れ
始め九時のランプ電流瞬時値Ａ、が電源電圧等の変動に
かかわらず一定値になるという利点を有するが、下記の
ような不具合があった。

すなわち、インバータ１５の入力直流電圧がリップルの
多い場合、例えば第４図（イ）、ｅ→のような電圧がイ
ンバータ１５で発生する場合を考えると、出力電圧ピー
ク値の高い期間ではランプ電流ピークも高く、またラン
デ１６に電流の流れる期間Ｔｌａ　（第３図参照）も長
くなる。このため交流電源１２が上昇した場合、ランプ
１６の消費電力はそれ以上に大きく増加して、いわゆる
電源電圧変動特性が悪くなり、また交流電源が変動しな
くても、インバータ１５の入力直流電圧のリップルが多
い場合には、高周波の各半サイクルのランプ消費電力が
大きく変化してしまう等の問題があった。

〔発明の概要〕

この発明は上記の問題に鑑みなされたもので、ランプに
電流を供給する期間を、インバータの出力電流の大きさ
あるいはインバータの入力直流電圧の瞬時変化に応動さ
せ、各半サイクルのランプ消費電力の変化を少なくする
よう構成することにより、ランプに電流を流す期間を適
切に設定して、各半サイクルのランプ電力の変化を少な
くさせることのできる放電灯点灯装置を提供することを
目的とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
５図はこの発明の放電灯点灯装置の制御装置１９の一例
であシ、これは例えば第１図に示すような装置に適用す
るものである。この第５図において、３３は変流器、３
４は抵抗、３５は全波整流器、４４．４５は各半サイク
ルのインバータ出力電流を検知、分圧する抵抗、３９は
ダイオード、４０はコンデンサ、４１は抵抗であシ、コ
ンデンサ４０の端子電圧は、インバータ１５の出力電流
ピーク値の包絡線あるいはインバータ１５の入力直流電
圧に相似な電圧となる。４２は定電圧ダイオード、４３
は抵抗、４６は電圧比較器、４７は抵抗、３６は駆動用
の補助直流電源であり、２５はスイッチ装置Ａのトラン
ジスタである。

次に、このように構成された制御装置１９ｔｌ−第１図
に示す放電灯点灯回路に使用した場合の動作について説
明する。今、インバータ１５が動作しランプ１６が点灯
しているとする。そうすると、変流器３３で得られた信
号により、電圧比較器４６の入力端子Ｂには第６図（７
）の如くインバータ出力電流ピーク値包絡線の変動電圧
が印加される。また入力端子Ａには第６図（７）の破線
で示すように高周波出力電流と相似な電圧が印加されて
いる。このように電圧比較器４６は、端子Ａの電圧が端
子Ｂより高くなる期間、すなわち第６図（イ）のＤｌお
よヒＤ２の期間ではその出力トランジスタが導通シ、出
力端子ＣはＬレベル（第６図（■に示す）となる。

従ってこの期間Ｄｔ　、　Ｄｌではトランジスタ２５は
非導通となシ、ランプ１６側に電流が流れる。ここで端
子Ｂの電圧の様子から明らかなように、インバータ出力
電流のピーク値が大きい時でも、そのピーク値が小さい
時に比較して、ランプ１６に電流が流れる期間が増加し
てしまうこと、すなわちＤ＋　＜　＜　Ｄｌになること
が防止できる。ま友ビーク値が小さいときの期間り、と
、ピーク値が大きい時のピーク値Ｄ２の設定は、抵抗４
４．４５の分圧比や定電圧ダイオード４２のツェナー電
圧の選択で適宜設定できる。

なお、上記実施例ではインバータ出力電流のピーク値に
対応して制御したが、これを例えばインバータ１５のト
ランス１８に設けた巻線の出力電圧から高周波成分を除
去し、整流して電圧比較器４６の端子Ｂに印加するなど
の手段にょル、インバータ１５の入力電圧に応じて制御
するようにしてもよい。また、インバータ出力電流ピー
ク値が所定値よシ低い状態、例えば第４図（ロ）、に）
の電流ＡＬ　よシ低い期間ではランプ電流に休止期間を
設けないように設定してもよい。

以上の説明では、制御装置１９は変流器３３を使用した
例を述べたが、他の方法例えば抵抗等を用いて電流を検
出するような他の手段でもよい。

ま九ランプに電流を供給する期間は電圧比較器４６を用
いて設定したが、他の手段で行ってもよい。

さらに、実施例ではスイッチ装置Ａは、整流回路２４と
トランジスタ２５との組合せであったが、電界効果トラ
ンジスタ等その他のスイッチング素子を用いたものでも
同様の効果が得られる。

そして、インバータ１５は出力端子にほぼ正弦波状の出
力電圧が得られるものであれば、例えば直列インバータ
やブリッジ形インバータで出カドランスを備えたもので
もよく、ランプ電流を所定値に設定する限流インピーダ
ンス２３は訪導性リアクタンスのインダクタンスでなく
容量性リアクタンスのコンデンサでもよい。

上記説明では、インバータ１５の出力端にチョークコイ
ル２３を用いた場合について説明したが、インバータ１
５のトランス１８がリーケージトランスとして構成され
ていてもよい。

スイッチ装置Ａの配置は実施例以外にも可能であり、ト
ランスの二次巻線１８Ｓと逆極性の付加巻線を設け、こ
れを介してスイッチ装置Ａを接続したり、トランス１８
が、リーケージトランスの場合であれば、二次巻線に中
間タップを設け、この中間タップで形成される低圧電路
に接続したシしてもよい。あるいは、このスイッチ装置
Ａと直列にインピーダンスを接続しスイッチ装置に流れ
る電流を減少させるなどしてもよい。またランプ１６と
並列にその電極１６ｆ　、１６ｆを介してスイッチ装置
Ａを接続し、その導通時に予熱電流を流すようにしても
よい。ざらに、ランプ１６の始動時には、放電開始後も
安定させるため、若干の時間はスイッチ装置Ａを動作さ
せずに維持する手段を付加してもよい。これは、例えば
第５図に示す実施例の電圧比較器４６の出力端子Ｃの出
力を、電源投入後所定期間はＬレベルに維持させるタイ
マー回路を設けたり、ランプ１６の点灯を積卸する手段
を設け、上記出力端子の出力を制御するなどで実現でき
る。

また、インバータ１５の入力直流電圧は、第１図に示す
装置のように整流、平滑した電源を用−る他に、第４図
（イ）の如く脈流の直流電圧、あるいは同図（ハ）のよ
うに完全には平滑せず、適当な補助直流電源と組合せて
構成した直流電圧を用いるなどの直流電圧を使用したも
のでもよい。

前記の記述ではインバータ１５の周波数には特に触れな
かったが、特願昭５６−１１０３６９号公報に詳細に開
示した如く、休止期間％を設けることによって得られる
ランプ効率の向上はＩ　ＫＨ２あたシから認められ、８
０ＫＨ２においてもなお相当の効率向上が得られた。し
かし不快な可聴騒音を防止する観点からは約１７ＫＨ２
以上が好ましくまたトランジスタ２５にバイポーラ型ト
ランジスタを使用する場合にはそのスイッチング損失を
少なくするために１００ＫＨ２以下が好ましい。

上記実施例ではランプ１６は１灯であっタカ、例えば直
列に接続された２灯以上のランデ１６でも同様の効果が
得られる。

また上記実施例において、低圧放電灯は蛍光ランプ１６
であったが、休止期間Ｔ。を設けることによるランプ効
率の向上はネオンランプやクリプトンランプのような希
ガス放電灯でも認められ、この発明はそれらの低圧放電
灯にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、放電灯点灯装置を、各
半サイクルのランプ電力供給期間をランプ電流の変化を
抑制するように変化させて構成したので、電源電圧が上
昇したり、インバータの入力直流電圧のリップルが大き
い場合にもランプに電流を流す期間を適切に設定でき、
各半サイクルのランプ電力の変化を少なくさせることが
できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な放電灯点灯装置の回路図、第２図は同
放電灯点灯装置の制御装置の回路図、第３図および第４
図はそれぞれ同放電灯点灯装置の動作説明図、第５図は
この発明の一実施例による放電灯点灯装置の制御装置を
示す回路図、第６図は同放電灯点灯装置の動作説明図で
ある。 １５・・・インバータ、１６・・・ランプ、１９・・・
制御装置、Ａ・・・スイッチ装置。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄 第３図 第４図 第１頁の続き ■発明者梶原　刺部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電圧をほぼ正弦波状の高周波出力電圧に変換
   し、リアクタンス性の限流インピーダンスで低圧放電灯
   を点灯するインバータ、このインバータの出力側に設け
   られ、その遮断時に前記放電灯に放電電流を供給するス
   イッチ装置、前記放電灯の点灯時に前記インバータの出
   力電流の各半サイクルの瞬時値のピーク値付近を含む期
   間で前記スイッチ装置を遮断する制御装置を備えた放電
   灯点灯装置において、前記スイッチ装置の遮断期間の長
   さを、前記インバータの出力電流の各半サイクルの瞬時
   値のピーク値の変化に対し各半サイクルの前記放電灯電
   力の変化を少なくするように変化させて構成したことを
   特徴とする放電灯点灯装置。