JPS6016080B2 - 直流放電灯点灯装置 - Google Patents

直流放電灯点灯装置

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JPS6016080B2
JPS6016080B2 JP55113370A JP11337080A JPS6016080B2 JP S6016080 B2 JPS6016080 B2 JP S6016080B2 JP 55113370 A JP55113370 A JP 55113370A JP 11337080 A JP11337080 A JP 11337080A JP S6016080 B2 JPS6016080 B2 JP S6016080B2
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雅春 小高
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    • HELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流放電灯点灯装置に関するものである。
一般に直流放電灯、例えばキセノンショートアークラン
プを点灯せしめるために、通称バラストと呼ばれる直流
放電灯点灯装置が使用される。
このバラストは、従前においては、大重量という大きな
欠点を持つものであったが、最近では、半導体素子開閉
制御方式を採用した超小型で軽量のバラストが開発され
るに至った。現在の半導体素子開閉制御方式を採用した
前記バラストの設計例を第1図により説明すると、直流
電源1を、半導体スイッチング素子TRI及びTR2、
並びにトランスT1によって構成されるィンバータ1川
こ接続し、前記トランスTIの2つの2次側出力部の一
方2Aを整流器DIに接続し、この整流器DIには、そ
の負側に後続た電流検出素子3を介して、高周波チョー
クコイルLI及びコンデンサCより成る平滑回路4を接
続し、その正出力端子が起動器5を介して放電灯6の正
側に接続されると共に、貸出力端子が放電灯6の負側に
接続される。
ここでィンバータ10からは、20〜100KHzの高
周波交流が出力されるので、平滑回路4としては高周波
に適したチョークコイルを使用している。放電灯6は、
安定点灯中においては、前記ィンバータ10、整流器D
1、平滑回路4によって構成される主回路により点灯さ
れるので、この主回路を最も経済的に設計するために、
安定点灯中における主回路の出力電圧は放電灯6の定格
電圧またはそれに近いものとされる。
しかしそのままでは放電灯起動初期に見られるグロー放
電からア−ク放電への移行、即ち起動時の放電灯の点火
性が良好とは言えず、そのため前記コンデンサCの両端
に高電圧重畳回路が後続される。この高電圧重畳回路は
、通常、トランス、整流器、抵抗及び重畳用コンデンサ
により構成されるが、第1図に示した例においては、ト
ランスとしてはトランスTIに出力部2Bを設けて構成
し、その一端を、整流ダイオード○2と抵抗RIとの直
列回路を介して前記平滑回路4を構成するコンデンサC
の正側に接続すると共に、他端を前記コンデンサCの負
側に接続して構成されている。即ちこの例においては、
トランスTIは主回路用と高電圧重畳回路用とに共用さ
れ、コンデンサCは平滑回路4用と高電圧重畳用とに共
用されている。一方、前記電流検出素子3よりの信号は
、帰還信号として、基準電圧源Vrefに接続された誤
差増幅器EAと、発振器OSCに接続されたパルス幅変
換器PWMとより成るパルス幅制御回路8に加えられ、
ドライブ回路9を介して半導体スイッチング素子TR1
,TR2のスイッチングパルス幅が増減され、以って放
電灯6に対する供給電流が一定となるよう制御される。
そして起動器5が作動されて放電灯6が絶縁破壊すると
、コンデンサCから最初瞬時に多量の電荷が放出されて
点灯起動初期に見られるグロー放電からアーク放電への
移行を図り、放電灯6は、その後安定点灯状態に入るの
である。
しかしながら斯かる構成の従来の直流放電灯点灯装置に
おいても、グロー放電からアーク放電への移行が必ずし
も円滑に又確実に達成されてはおらず、なおいわゆる立
消えが生ずることが判明した。
これについて説明すると、放電灯6の起動時におけるラ
ンプ電圧VLは、第2図イに示すように、起動器5が作
動された時刻toにおいて、高電圧重畳回路により充電
されたコンデンサCが急激に放電することにより、重畳
電圧V^より低下し、これによってランプ電流ILは第
2図口に示すように、時刻toから急激に立上がつて時
刻toの直後の時亥比,においてピーク電流IPとなり
、その後低下する。そして時刻ビーこ至ると、ランプ電
圧VLは定格ランプ電圧VBの1.5〜3倍程度高い電
圧になり、ランプ電流ILは定格ランプ電流IBの季よ
りも4・さし・電流となる状態になり、その後時刻ら‘
こ至って初めて放電灯6の定格に従った安定点灯状態に
入る。この時刻t2よりWこ至る間に、いわゆる立消え
が生じて放電灯6が不点灯となるのである。斯かる現象
が生ずる原因を種々検討したところ、ピーク電流IPの
現われる時期が早過ぎるためであると推定されるに至っ
た。
すなわち、既述のようにランプ電流ILにピーク電流I
Pが現われるのは起動器5の作動直後の時刻t,におい
てであって、このときにはランプ電圧VLが充分高くて
グロ−放電が生ずるのみであり、しかも放電灯6の陰極
も充分加熱された状態とはなっていないため、ピーク電
流IPが流れることによる作用は、陰極の表面における
電流密度が一定なグロー放電発生領域の面積を増大する
ことのみであって、アーク放電に移行する上で必要なア
ーク陣点の発生には寄与しないままである。つまり、グ
ロ‐放鰭からアーク放電への移行を容易ならしめるため
に、従来のように、起動初期に、高電圧重畳回路から多
量の電荷を放電灯へ供給すれば良いというだけでは、点
灯起動時の放電灯の点火性は必ずしも良好になるもので
はなく、ピーク電流IPの現われる時期も考慮しなけれ
ば、放電灯を確実に点灯せしめることができないのであ
る。本発明は、半導体素子開閉制御方式を採用した直流
放電灯点灯装置の改良に係り、直流放電灯の点灯起動時
において放電灯におけるグロ−放電からアーク放電への
移行を容易ならしめ、放電灯起動後確実に放電灯を点灯
せしめることのできる直流放電灯点灯装置を提供するこ
とを目的とする。
以下図面によって本発明の一実施例について説明する。
本発明においては、第3図に示すように、例えば第1図
におけると同様に構成した直流電源1、ィンバータ10
を構成する半導体スイッチング素子TR1,TR2及び
トランスT1、整流器D1、電流検出素子3、高周波チ
ョークコイルLIとコンデンサCとより成る平滑回路4
、高電圧重畳回路、パルス幅制御回路8並びにドライブ
回路9より成る回路において、平滑回路4におけるコン
デンサCの正出力側を起動器5を介して放電灯6の正側
に接続すると共に、前記コンデンサCの負出力側を低周
波チョークコイルL2を介して放電灯6の負側に接続す
るよう綾成する。
この例においては、コンデンサCは平滑回路4を構成す
るコンデンサであり、かつ高電圧重畳用のコンデンサを
兼ねているが、平滑回路4を構成するコンデンサを兼用
せずにこれとは別個に高電圧重畳用のコンデンサを設け
るようにしてもよい。
本発明は以上のような構成であるから、起動器5を作動
させたとき、ランプ電圧VLは、第4図イに示すように
、高電圧重畳回路により充電されたコンデンサCの重畳
電圧VAから低下するが、ランプ電流ILは、第4図口
に示すように、低周波チョークコイルL2により定格電
流18より僅かに高い値に弟制限され、その後徐々に増
加して時刻上5においてピーク電流IPに達するように
なる。
つまり、ランプ電圧VLが充分に高いグロー放電時にピ
ーク電流IPが流れる従釆の場合と異なり、ランプ電圧
VLが充分に高いときのランプ電流ILを比較的小さく
抑えることにより放電灯6の微小先端部にのみグロー放
電を発生させて陰極を加熱し、かつ、ピーク電流IPの
尖頭値を低く抑えながらこの加熱時間を延長し、これに
よって陰極の微小先端部に効率良くアーク頚点を形成す
るものである。この結果、放電灯6は、第4図イ及び口
に示すように、時刻らの後、円滑にそのグロー放電状態
からアーク放電状態に移行し、時刻t5の直後における
時刻t8において確実に安定点灯状態に入るようになる
。以上要するに、本発明においては、コンデンサCから
の電荷放出に伴うピーク電流IPの現われる時期を、低
周波チョークコイルで制御することにより、アーク濁点
が容易に形成される条件を作り出し、以つて放電灯点灯
起動初期のグロー放電からアーク放電への移行を容易に
したものである。
ここにおいて前記低周波チョークコイルL2は、その介
挿によってピーク電流IPの現われる時期を大略300
rsec以上遅延せしめ得る周波数特性をするものであ
れば十分である。
第5図は本発明の他の実施例の要部を示し、第3図に示
した低周波チョークコイルL2に対して並列にダイオー
ド03を接続したほかに第3図と同様の構成である。
このダイオード○3は、具体的には、ダイオードD3と
放電灯6との接続点において、ダイオードD3及び放電
灯6の接続端子の両者が同極性同士となるように接続す
ればよい。そして第5図の場合においては、ダイオード
D3の陰極側と放電灯6の陰極側とが接続され、ダイオ
ードD3の陽極側とコンデンサCの負側とが接続される
状態とされている。このようにダイオード○3を付加す
ることにより、点灯起動時の点灯性が更に良好になる。
即ち、ダイオードD3が付加されていない場合において
は、放電灯6、低周波チョークコイルL2及びコンデン
サCによりいわゆるRLC回路が構成されてしまうため
にランプ電流ILが振動するようになり、この振動は通
常コイルのイングクタンスが大きくなると大きなものと
なる。この結果当該ランプ電流ILが小さくなる状態が
生じ、このとき‘こ立ち消えが生ずる可能性が残る。し
かしダイオードD3を付加した構成とすれば、このダイ
オードD3によりランプ電流ILの振動が生ずることが
なくてこれによる立ち消えを防止することができる。又
第3図の例においてはコンデンサCの負側と放電灯6と
の間にこの低周波チョークコイルL2を介挿せしめるよ
うにしたが、その代りに、或いはこれに加えて、コンデ
ンサCの正側と放電灯6との間に介挿せしめるようにし
ても全く同様の作用が得られる。以上のように本発明に
よれば極めて簡単な構成により、放電灯の起動時におい
てグロー放電からアーク放鰭への移行を容易ならしめ、
点灯起動後確実に放電灯を点灯せしめることのできる直
流放電灯点灯装置を提供することができる。
要するに、本発明は、半導体素子開閉制御方式を採用し
た直流放電灯点灯装置において、新たに現われた問題点
、即ち高電圧重畳用のコンデンサに貯えられた電荷を単
に供給するだけでは、放電灯の点灯に失敗することがあ
るという問題点を、低周波チョークコイルを付加すると
いう簡単な構成によって解決したものであり、これによ
って点灯性の改善を図ることができる利益が得られる。
また低周波チョークコイルは、既述のように放電灯のピ
ーク電流IPの現われる時期を約300一sec程度遅
延することができるものであればよいので、そのィンダ
クタンスは通常約200rH以下で十分であるので、半
導体素子開閉制御方式を採用することの利点である装置
の超小型化、軽量化を実質的に阻害することもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直流放電灯点灯装置の説明用回路図、第
2図イ及び口は夫々第1図の装置における放電灯のラン
プ電圧時間特性及びランプ電流時間特性を示す説明図、
第3図は本発明直流放電灯点灯装置の説明用回路図、第
4図イ及び口は夫々第3図の装置における放電灯のラン
プ電圧時間特性及びランプ電流時間特性を示す説明図で
ある。 第5図は本発明直流放電灯点灯装置の他の実施例の要部
を示す回路図である。1・・・・・・直流電源、T1・
・・・・・トランス、D1.・・.・・整流器、L1・
・・・・・高周波チョークコイル、C・・…・コンデン
サ、4・…・・平滑回路、5・・・・・・起動器、6・
・・・・・放電灯、8・・・・・・パルス幅制御回路、
9・・・・・・ドライブ回路、L2・・・・・・低周波
チョークコイル。 第1図菊2図 しイ1 秦4図 、イ) 髪5図 男3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体素子開閉制御方式を採用した直流放電灯点灯
    装置において、当該半導体素子を含むインバータに整流
    回路及び平滑回路をこの順に接続し、この平滑回路の出
    力側に接続される直流放電灯に並列に接続される高電圧
    重畳用のコンデンサに高電圧を重畳する高電圧重畳回路
    を接続し、前記コンデンサと前記直流放電灯との間に低
    周波チヨークコイルを介挿せしめたことを特徴とする直
    流放電灯点灯装置。
JP55113370A 1980-08-20 1980-08-20 直流放電灯点灯装置 Expired JPS6016080B2 (ja)

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