JPS60202692A - 放電ランプ点灯装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は放電灯を始動・点灯する装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 近年、放電灯点灯装置は、半導体を用いることにより小
形・軽量化が図られてきている。

以下に従来の放電灯点灯装置について説明する。

第１図は従来の放電灯点灯装置の回路構成図である。１
は交流電源、２は整流回路、３はダイオード、４は放電
灯、５はインタフタンス、６はトランジスタ、７はｐｎ
ｐｎサイリスタ、８はコンデンサ、９はダイオード、１
ｏはトランジスタ６を０Ｎ−ＯＦＦ制御しコレクタ・エ
ミッタ間に電流を導通し、しゃ断する制御回路である。

また、１１はダイオード９．コンデンサ８．放電灯４゜
インダクタンス５．トランジスタ６からなるＤＣチョッ
パ回路である。

以下に従来例の動作について説明する。まず、交流電源
１から整流回路２により整流された直流電圧ｖＤｃが端
子ａ、ｂに印加されると、ダイオード３・コンデンサ８
・インダクタンス６・トランジスタ６を介して電流が流
れコンデンサ８が充電される。その充電電圧がｐｎｐｎ
サイリスタ７のブレークオーバー電圧ｖＢｏ　を超える
とｐｎｐｎサイリスタ７はＯＮ状態となり、大きな電流
が整流回路２よりｐｎｐｎサイリスタ７・インダクタン
ス４．トランジスタ６を介して流れてインダクタンス６
にエネルギが蓄積される。次いである時点で制御回路１
０によりトランジスタ６をＯＦＦする。そのためインダ
クタンス６に流れていた電流が急速にしゃ断され、イン
タフタンス６にキック電圧が発生する。そのため、その
電圧が、ダイオード９を介して、放電灯４１１コンデン
サ８およびダイオード３の逆方向に印加される。そのた
め、コンデンサ７は高い電圧に充電される。またその充
電電荷は、ダイオード９のため、放電灯以外には放電さ
れない。そのため、放電灯およびコンデンサに印加され
た電圧は、ＤＣ電圧となり放電灯を始動しやすくする。

以上は、いわゆる、ＤＣ反転チョッパの動作である。こ
の動作は、放電灯が始動するまで〈シ返される。

次いで、放電灯が始動すると、放電灯の電圧は低下し直
流電源の電圧以下となシ、また、ｐｎｐｎスイッチ７の
ブレークオーバー電圧■ＢＯ以下となる。そのため、ｐ
ｎｐｎスイッチ７はＯＦＦ状態のままであシ、電流は、
交流電源１・整流回路２・ダイオード３・放電灯４・イ
ンダクタンス５゜トランジスタ６を介して流れるように
なる。そしテ、トランジスタ６のしゃ断時には、インタ
フタンス５に蓄積されたエネルギは、ダイオード９およ
び放電灯４を介して放出され、放電灯４には電流が流れ
つづけ点灯を維持する。いわゆるＤＣ降圧チョッパの動
作を行なう。

しかしながら、上記のような構成では、放電ランプ始動
前のインダクタンス５にキックパルスを発生させる際、
トランジスタ６がＯＮとなシｐｎｐｎサイリスタ７がＯ
Ｎした期間において、インタフタンス５を流れる電流が
大きくなり、そのため発生するキック電圧が非常に高圧
となる。そのため、放電ランプが、その電圧によって始
動するまでの時間の間、特に即時再始動を行なう場合、
高い電圧がダイオード３・９．コンデンサ８．トランジ
スタ６に印加されることになる。そのため、これらの素
子には、通常の放電ランプの始動電圧よりもさらに高い
耐圧のものが必要とされ、非常に不経済である。また、
素子の周囲に対しても絶縁性の面で問題がある。さらに
、形状も大きくなり、小形化に反する。

また、これを改善する方法として、ｐｎｐｎサイリスタ
７に抵抗を直列に挿入しインダクタンスに流れる電流を
減少させることが考えられるが、必要なキックパルス電
圧を発生させるだめの所要電流に対しては損失が非常に
大きくなる。また、トランジスタ６の導通期間を短くす
ると、制御回路が複雑になるという問題があった。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解決するもので、損失が少
なく廉価で簡単な構成で放電ランプをすみやかに始動・
点灯できる放電ランプ点灯装置を提供することを目的と
する。

発明の構成 前記目的を達成するため、本発明は交流電源と、前記交
流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の一方の
直流出力端に接続された放電ランプと、前記放電ランプ
の他端に接続されたインダクタンスと、前記インダクタ
ンスの他端と前記整流回路の他の出力端との間に接続さ
れた制゛御端子付スイッチ素子と、前記放電ランプとイ
ンダクタンス表に並列にかつ前記整流回路から放電灯へ
流れる電流を阻止する方向に接続されたダイオードと、
前記スイッチ素子の制御端子に接続され前記スイッチ素
子を０Ｎ−ＯＦＦ制御する制御回路と、前記放電ランプ
とインダクタンスとの中点に一端が接続され他端が交流
電源の一端に接続された前記インダクタンスと前記スイ
ッチ素子とに電流を供給する電流供給手段とを備えだ放
電灯点灯装置であり、交流電源に接続した電流供給手段
により、損失が少なく経済的で簡単な構成で放電ランプ
の始動に必要なかつ適度の電圧を発生し放電ランプを点
灯できるものである。

実施例の説明 第２図は本発明の実施例における放電灯点灯装置の回路
図を示すものである。第２図において、１１は交流電源
、１２は整流回路、１３は第１のダイオード、１４は放
電ランプ、１６はインダクタンス、１６はトランジスタ
、１７は第２のダイオード、１８はダイオード、１９　
、１９’はコンデンサ、２ｏは電流検知用抵抗、２１は
電流検知回路、２２はトランジスタ、２３はベース抵抗
、２４はインダクタンス１６に設けられた２次巻線、２
６はダイオード、２６は抵抗、２７は抵抗、２８はｐｎ
ｐｎサイリスタ、２９は抵抗２７とｐｎｐｎサイリスタ
２８とからなる電流供給手段、３０はトランジスタ１６
の制御回路、３１は入力平滑コンデンサである。

以上のように構成された本実施例の放電ランプ点灯装置
について、以下その動作を説明する。

交流電源１１が投入されると、整流回路１２とコンデン
サ３１により平滑された電圧が、端子ａに印加される。

次いで抵抗２６を介してトランジスタ１６にベース電流
が供給され、トランジスタ１６は少しＯＮ状態となる。

次いでコンデンサ１９・１９′の充電電流が流れる。こ
のとき、端子Ｃが正の半サイクルでは、コンデンサ１９
′の充電電圧は、ｐｎｐｎサイリスタ２８に印加される
電圧とほぼ等しい。ｐｎｐｎサイリスタ２８のブレーク
オーバー電圧ｖＢｏを整流回路の出力電圧ピークとラン
プ電圧との間に設定しである。そのため、放電ランプ点
灯前では、ｐｎｐｎサイリスタ２８はターンオンする。

そのだめ、交流電源１１の端子Ｃよシミ流供給手段２９
を介してインダクタンス１５、ダイオード１８、トラン
ジスタ１６、電流検出用抵抗２０、整流回路１２を介し
て電流が流れる。この電流は抵抗２７とインダクタンス
１５により制限されて直線的に増加する。これに応じフ
インダクタンス１６の２次巻線２４に電圧が発生し、抵
抗２３を介してトランジスタ１６のベース電流が流れて
、トランジスタ１６をＯＮ状態に維持する。次いで、イ
ンダクタンス１６と抵ＦＣ２７の時定数に応じて電流の
増加率が減少し、インダクタンス１６の２次巻線２４に
逆電圧が発生する。そのだめトランジスタ１６は急速に
ＯＦＦする。このときインダクタンス１５に流れていた
電流もストップしようとする。そのため、この電流に応
じた高さのキックパルス電圧がインダクタンス１５に発
生する。この電圧は、ＯＦＦ状態のトランジスタ１６に
印加されるとともにダイオード１７を介して放電ランプ
１４、コンデンサ１９、ダイオード１３に印加される。

コンデンサ１９は、このパルス電圧により高い電圧にま
で充電される。

キックパルス減衰後もこのコンデンサ１９の蓄積電荷に
よシ、高い電圧がダイオード１３．１７、放電ランプ１
４に印加される。この電圧により放電ランプ１４が始動
しない場合、インダクタンス１６の２次巻線２４に発生
した逆電圧により抵抗２３、ダイオード２６を介してト
ランジスタ１６のベースに逆方向に流れる電流が減少し
、抵抗２６を介して流れ込む電流が、ある時間の後この
電流を打消し、トランジスタ１６のベースに流れ込む、
ようになる。そのため、再びトランジスタ１６はＯＮ状
態となる。このとき、なおも交流電源１１の端子Ｃが正
の半サイクルであり、ｐｎｐｎサイリスタ２８にブレー
クオーバー電圧以上の電圧が印加される場合は、さらに
前記と同様の動作を繰り返す。

次いで、端子Ｃの電圧がｐｎｐｎサイリスタ２８にプレ
ークオｊバー以上の電圧を印加できないようになると、
前記キックパルス発生動作は停止する。しかし、この間
にも、放電ランプ１４には、コンデンサ１９に蓄積され
た電荷による高い電圧が印加され続けている。なおも放
電ランプ１４が始動しない場合、再び端子Ｃが正の半サ
イクルとなって前記キックパルス発生動作を始める。な
お、ダイオード１８は、インダクタンス１５に発生した
キックパルスがコンデンサ１９’、３１を介して振動し
た時のトランジスタ１６に印加される逆電圧防止用であ
る。

次に放電ランプ１４が始動した場合を説明する。

放電ランプ１４が、始動・点灯すると、放電ランプ１４
０ランプ電圧は低下し、ｐｎｐｎサイリスタ２８に印加
される電圧も、そのブレークオーバー電圧以下となりＯ
ＦＦ状態を維持する。そのだめ、トランジスタ１６がＯ
Ｎすると電流は、整流回路１２からダイオード１３、放
電ランプ１４、インダクタンス１５．ダイオード１８．
トランジスタ１６、抵抗２０を介して流れる。この電流
はインダクタンス１５に制限されて直線的に増加する。

それにより２次巻線２４に電圧が発生し、トランジスタ
１６のベース電流が供給され、トランジスタ１６はＯＮ
を維持する。トランジスタ１６のコレクタの電流が増加
し、電流検出用抵抗２０の電圧降下が大きくなって所定
値に達すると電流検知回路２１がこれを検知し、トラン
ジスタ２１をＯＮする。トランジスタ２２がＯＮすると
トランジスタ１６のＢ−Ｅ間が短絡されてトランジスタ
１６がＯＦＦする。同時に、２次巻線２４に逆電圧が発
生し、トランジスタ１６のＯＦＦを維持する。このとき
、インダクタンス１５に蓄積されたエネルギーとコンデ
ンサ１９・１９′に蓄積されたエネルギーにより放電ラ
ンプ１４には電流が供給され続ける。インダクタンスの
エネルギーが減少し巻線２４の逆電圧が小さくなるとト
ランジスタ１６が再びＯＮし、上記動作を繰り返えす。

以上のように本実施例によれば、電流供給手段２９の一
端を交流電源に接続し、交流電源の半サイクルの間だけ
、インダクタンス１５とトランジスタ１６に始動電圧発
生のだめの電流を電流供給手段２９より流すことにより
、始動に必要な電圧を放電ランプ１４に印加しつつ、消
費電力を半分にすることができる。そのため、電流供給
手段２９自体に電流制限要素を持たせることができる。

そして、インダクタンス１５を流れる電流を制御するこ
とができる。そのため、インダクタンス１５に発生する
キックパルス電圧の高さを、放電ランプに、必要な始動
電圧が印加されるように、かつ、高くなシすぎない程度
に制御できる。そのため、ダイオード１３・１７および
コンデンサ１９、トランジスタ１６の耐圧を低くするこ
とができ、廉価にすることができるとともに、放電ラン
プ１４の始動性能を従来と同等に維持できる。また、電
流供給手段の損失が少なくなるので、単に抵抗を接続す
るだけという簡単な構成で、電流制限機能を持たせるこ
とができ、放電灯点灯装置全体も簡単な構成のまま、放
電ランプをすみやかに始動点灯できる。

なお、本実施例において、ダイオード１８はなくても良
いし、トランジスタ１６に逆並列に接続されても良い。

また、コンデンサ１９はなくてもダイオード１３と放電
ランプ１４の静電容量成分があるので放電ランプにＤＣ
電圧を印加することができる。また、放電灯が始動でき
れば、始動電圧がＤＣ電圧でなくてもパルス電圧でも良
い。寸だ、コンデンサ１９′は、放電ランプ１４が始動
・点灯維持できればなくても良い。またこの場合、整流
回路におよび３１が、インダクタンス１５のキックパル
ス電圧に対して耐えることができれば、ダイオード１３
はなくても良い。また、コンデンサ３１は、放電ランプ
１４が点灯できればなくても良い。まだ整流回路１２は
、全波でも半波の整流でも良いし、倍電圧整流でも良い
。−また、制御回路３ｏは瞬時電流を検知する電流制御
形の自励チョッパとしたが、瞬時電流検知形でなくても
良いし、電流を検知しない完全な自励方式でも良いし、
他励方式でも良い。また始動時には、完全な自励発振動
作するようにしたが、他のものでも良いし、電流を検知
して発振動作するものでも良い。

また、電流供給手段２９は、抵抗２７とｐｎｐｎサイリ
スタ２８から構成したが、個構成のものでも良く抵抗２
７は、始動電圧を適度にすることができればなくても良
いし、ｐｎｐｎサイリスタ２８は他の電圧感応形スイッ
チでも良いし、放電ランプが点灯したことを光、熱、電
圧、電流、他により感知して高インピーダンスを示すよ
うになるものならば他のものでも良い。さらに、抵抗２
７が十分大きい抵抗値を持つものならば、ｐｎｐｎザイ
リスタ２８はなくても良い。寸だ、放電ランプは冷陰極
形のものでなくても、予熱始動形のランプであっても良
いことはいう捷でもない。

発明の効果 前記実施例の説明よシ明らかなように本発明の放電ラン
プ点灯装置は、交流電源に接続した電流供給手段を設け
ることにより、始動時における損失が少なく、廉価で簡
単な構成で放電ランプをすみやかに始動・点灯すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電ランプ点灯装置の回路図、第２図は
本発明の実施例における放電ランプ点灯装置の回路図で
ある。 １．１１・・・・・・交流電源、２，１２・・・・・・
整流回路、４．１４・・・・・・放電ランプ、５，１５
・・・・・・インダクタンス、９，１７・・・・・・ダ
イオード、６，１６・・・・・・トランジスタ、２９・
・・・・・電流供給手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ｌ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源と、前記交流電源に接続された整流回路と、前
   記整流回路の一方の直流出力端に接続された放電ランプ
   と、前記放電ランプの他端に接続されたインダクタンス
   と、前記インダクタンスの他端と前記整流回路の他の出
   力端との間に接続された制御端子付スイッチ素子と、前
   記放電ランプとインダクタンスとに並列にかつ前記整流
   回路から放電灯へ流れる電流を阻止する方向に接続され
   たダイオードと、前記スイッチ素子の制御端子に接続さ
   れ前記スイッチ素子を０Ｎ−ＯＦＦ制御する制御回路と
   、前記放電ランプとインダクタンスとの中点に一端が接
   続され他端が交流電源の一端に接続された前記インダク
   タンスと前記スイッチ素子とに電流を供−給する電流供
   給手段とを備えたことを特徴とする放電ランプ点灯装置
   。