JPS60205995A - 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】 （発明の分野） 本発明は、交流電源の半サイクル毎にパルスを発生させ
て放電灯の始動および点対維持を行なう放電幻点幻装置
に関し、特にパルス発生位相およびパルスエネルギーを
可変することにより始動を容易にしあるいは放電灯を定
電力点灯Ｊるようにした放電灯点灯装置に関す°る。

（発明の背景） 従来のｔｌｉ電灯点灯装置として、交流電源と、インダ
クタンス装置と、これらの交流電源およびインダクタン
ス装置ととともに第１のけ１回路を形成りる放電対と、
前記交流電源の半勺イクルの前？１′に所定の期間オン
しで前記交流電源Ｊ３よびインダクタンス装置とともに
第２の開回路を形成りるスイッチ！ｉｉ装置とを具備し
、前記第２の開回路により前記インダクタンス装置に」
−ネルギーを蓄積リ−るとともに続く前記スイッチ装置
のオフ期間に前記蓄積」−ネルギーを前記交流電源に重
畳しＣ放電対に印加づるものが知られている。このよう
な放電灯点灯装置は、始動パルス発生回路および昇圧］
〜ランス形安定器を別個に設ける必要がないため装置を
小型・軽量に構成することかでき、かつ、本出願人が先
に特願昭５８’−５２６８０号および特願昭５８−５２
６８３号においＣ提案したように、放電灯（ランプ）の
始動時と定常点刻時とで前記スイッチ装置のオン時間り
なわらパルスの発生位相およびエネルギーを切り換える
ことにより始動の容易性を図ったり、放電灯の消費電力
または電流に応じてスイッチ装置のオン時間を制御する
ことにより放電灯を定電力または定電流点灯することが
できる。

第１図は、このような放電対点灯装置の概略の構成を示
１０同図において、１は商用電源等の交流電源、２はイ
ンダクタ、３は放電対、４はスイッチ、５はスイッチ４
のオンオフを制ｉｌｌ　１Ｊる制御回路Ｃ′ある。制御
回路５は、電流］・ランス（Ｃ０王、）５１１の１次巻
線に流れるランプ電流に応じＣ２次巻線に発生層る電圧
をタイオード５１２おにびコンダン１ノ　５１３で整流
し平滑した電圧を出力りる電流検出回路５１と、この電
流検出出力を所定のＨ直または基準（直（ここではトラ
ンジスタ５２のベース・エミッタ間オン電圧Ｖｂｅ）と
比較してグ１コー１１ｉ電（始動時）とアーク放電（定
常点刻）との弁別または出力電流の基準値に対する誤差
検出を１１なう比較回路５２と、この比較出力に応じて
スイッチ４のオン期間すなわちパルスの発生位相および
１ネルギーを切り換えたり連続的に変化させるスイッチ
駆動回路５３等で構成されている。放電灯は、始動時、
グロー放電を経てアーク放電に移行Ｊるが、上記のよう
にスイッチのオン時間を切り換えてより大きな電流をグ
ロー放電時に供給り゛れば、放電対の始動を容易かつ確
実さらには迅速化することができる。従来の昇圧トラン
ス形安定器を用いたもの等信の型式の放電対点灯装置に
おいて、このよう（２放電灯の始動時と定常点灯時との
判別や放電灯の消′Ｆｔ電力の検出用等として、例えば
トランジスタ１石からなる比較回路が低コストであると
いう理由から頻繁に使用され−Ｃいる。

ところで、第１図の放電対点灯装置においては、スイッ
チ４がオンからオフに変わるとその瞬間、直前まで交流
電源１およびインダクタ２を介してスイッチ４に流れて
いた電流に比例する電流が、インダクタ２の作用により
、放電対３のグロー放電状態、アーク放電状態〉にかか
わりなく、そのまま放電対３に転流されるため、グロー
放電時の電流ピーク値が大きく、第２図に示づようにグ
ロー放電電流（ａ＞とアーク放電電流（ｂ）とぐピーク
電流値の差が少ない。しかも、第１図の電流検出回路５
１からの検出出力は、ランプ電流ピーク値にほぼ比例覆
るため、グロー放Ｎ時とアーク放電時と【”差が小さく
、上記のトランジスタ１石からなる比較回路によっては
同値であるベース・エミッタ間オン電圧Ｖｂｅの温度変
化やばらつきのためグロー電流とアーク電流との区別が
困難である。

このため、第１図の放電灯点灯装置においては、制御回
路５がグロー放電時であるにもかかわ、らずアーク放電
に移行したものと誤認してパルスエネルギーを小さくし
てしまい、アーク放電（定常点刻）への転移ができなく
なる場合があるという不都合があった。

（発明の目的） 本発明は、上述の従来形における問題点に鑑みてなされ
たもので、交流電源とインダクタンスと放電対とで第１
の開回路を形成するとともに上記交流Ｍ源と上記インダ
クタンスとスイッチとで第２の開回路を形成しこのスイ
ッチを上記交流Ｎ源の各半サイクル毎に断続して上記イ
ンダクタンスから発生ずるパルスで上記放電対の点灯を
維持するいわゆる毎サイクル点灯形の放電灯点灯装置に
おいて、ランプ電流または電力の検出用として従来多用
されているピーク電流検出回路に代え平均（１０検出回
路を用いるという構想に基づき、装置の大幅なコストア
ップを招くことなく、放電灯の始動すなわちグロー放電
からアーク放電への転移を容易にすることを目的とする
。

（発明の構成） 上記目的を達成するため本発明ぐは、交流？Ｆｉ源と、
インダクタンス装置と、これらの交流電源Ｊ３よびイン
ダクタンス装置ととともに第１の開回路を形成づるＩＩ
ｉ電灯と、前記交流電源の半サイクルの前半に所定の期
１？１１オンし−【前記交流電源およびインダクタンス
装置とともに第２の閉回路を形成するスイッチ装置とを
具備し、前記スイッチ装置のオン期間に前記第２の閉回
路により前記インダクタンス装置に蓄積されるエネルギ
ーを続く前記スイッチ装置のオン期間に前記交流電源に
重畳して前記放電対に印加りる敢電幻点幻装置におい−
Ｃ１前記放電対のランプ電流の平均値を検出してｆｌｉ
Ｉ記スイッチ装置のＡ２１１１１間を制御りる制御手段
を設けたことを特徴とする。

（実施例の説明） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

なお、従来例と共通または対応する部分については同一
の符号０表わず。

第３図は本発明の１実施例に係る放電灯点灯装置の回路
構成を示ず。同図の放電対点灯装置は、交流電源１の一
方の端子ａにインダクタ２の一端を接続し、このインダ
クタ２の他端Ｃと交流電源１の他方の端子すとの間に放
電灯３を接続するとともにインダクタ２の中間タップｄ
と交流電源１のｂ端子との間にスイッチ装置４を接続し
ている。

これにより、交流電源１、インダクタ２および放電対３
からなる第１の閉回路（主回路）が構成されるとともに
スイッチ装置４がオンした時は、交流電源１、インダク
タ２およびスイッチ装置４からなる第２の開回路が構成
される。

制御回路５のランプ電流検出回路５１は、変流器（Ｃ０
Ｔ、　）　５１１　、ダイオード５１２およびコンデン
サ５１３を備え、変流器５１１の１次巻線によっＣラン
プ電流を検出し、この変流器５１１の２次巻線誘起電圧
をタイＡ−ド５１２、抵抗５１４およびコンデンサ５１
３により整流平滑Ｊる。このランプ電流検出回路５１に
おいてはダイオード５１２とコンデンサ５１３との間に
抵抗５１４を介挿せしめることにより、コンデン→ノ５
１３の端子間にランプ電流の平均ＩＩに（よぼ比例する
電圧を発生しＣいる。

制御回路５の比較回路５２は、トランジスタ５２１のベ
ース・エミッタ間電ＩｆＶｂｅを量的または基準電圧と
して動作し、電流検出回路５１のコンデンサ５１３の端
子間に発生Ｊる電流検出回路電１＝に応じた比較出力を
発生する。これにより、スイッチ装置駆動用ｔ・ランジ
スタ５３の等価抵１ｉ′ＬＩＩＩ　ＲＯｌｆｉ　Ｖｌ化
する。

スイッチ装置ｆｆｉ　４４；ｉダイＡ−ドブリッジ４１
．１〜ランジスタ４２．変流器（Ｃ，ｌ−、）　４３ｃ
ｔｊよび電圧感能素子（例え１ＪｓＩ３ｓ）４４笠を備
え、交流電源１の各半サイクルの前半に制御回路５のス
イッチ駆動用（・ランジスタ５３のコレクタ・エミッタ
間等価値抵抗Ｒｏに応じＩζ期間オンする。すなわら、
スイッチ装置Ｍ　４はトランジスタ５３の等価抵抗値Ｒ
。

に応じ（変流器４３の２次巻線４３ｓの終端抵抗値Ｒ２
＝　ｌ＜ｏ　／Ｒｅが零ないしＲｃ　（但し、ＲＣは抵
抗４６の抵抗値である）の間で変化し、変流器４３の１
次巻線４３ｐがら見た等価抵抗値Ｒ１が変化し“Ｕ　Ｉ
−ランジスタ４２のコレクタ・エミッタと変流器４３の
１次巻線との直列回路両端に生じる電圧ずなわらタイオ
ードブリッジ４１の直流端子したがって交流端１間の電
圧曲線が変化する。また、電圧感能素子４４は端子電圧
が一定の電圧を越えるとオン（ブレークダウン）し、こ
れにより、１〜ランジスタ４２は、タイオードブリッジ
４１の直流端子間電圧が所定の餡になったときオフ覆る
。Ｕチーダイオード４５は、放電灯３が点弧しなかった
り放電対３をＪＲ外した場合等にスイッチ装置４のＡン
オフによりインダクタンス２がら発生ずるサージ電圧を
バイパスしτ１ヘランジスタ４２等の素子を保護するた
めのものである。また、上記等価抵抗１ａＲｉが宥の場
合、電圧感能素子４４に印加される電圧はインダクタ２
およびダイオードブリッジ４１を流れる電流によらず兜
に零となり、重圧感ＯＬ素子４４がオンせず、したがっ
て１−ランジスタ４２はＡノしないことになる。これを
防止りるため、ここでは変流器４３の１次巻線４３ｐと
直列に抵抗４９を接続している。この抵抗４９の代わり
に２次巻線４３１〕と直列に、または１ヘランジスタ５
３と直列に抵抗を挿入するようにし−Ｃもよい。

次に、第３図の敢電幻点月装胃の作用を説明りる。

交流電圧１の半１ノイクルの前半にａ３いて、ダイオー
ドブリッジ４１の直流端子に発生ずる脈流出力がＯから
トランジスタ４２のベース・エミッタ間オフ電圧Ｖｂｅ
に立ち上ると、トランジスタ４２は抵抗４７および４８
を介してベース電流が供給されてＡン′し、ダイオード
ブリッジ４１の直流端子間したがって交流端子間は変流
器４３の２次巻線４３ｓの終端抵抗Ｒ２を１次巻線側に
換算した微小な抵抗Ｒ１により短絡される。このため、
交流電源１、インダクタ２の一部（ａ、６間）およびこ
の抵抗Ｒ１により第２の閉回路が形成され、インダクタ
２に交流電源１より電流が流れ込み、ダイオードブリッ
ジ４１の直流端子間すなわち抵抗Ｒ１とトランジスタ４
２との直列回路の両端にはインダクタ２の端子ａ、ｄ間
のインダクタンスＬと抵抗Ｒ１による時定数Ｌ　／　Ｒ
１ｉＪ３よび交流電圧（瞬時値）とで定まる電ｊＩ　Ｖ
　ｄが発生ずる。続いて、この電圧ｖｄが所定の値に達
すると、定電圧感面素子４４がブレークタウンし、Ｉ・
ランジスタ４２はベース電流が遮断されてＡフリーる。

ずなわち、このスイッチ装置４は、インダクタ２のｄ端
子と交流電源１のｂ端子との間の電圧がトランジスタ４
２のベース・エミッタ間オフ電圧Ｖｂｅに達する位相で
オンし、比較回路５２出力によってトランジスタ４２と
直列に接続された変流器４３の１次換算抵抗値Ｒ１を可
変することにより制御される位相角においてオフする。

インダクタ２は、スイッチ装置４がオンしたとき第２の
ｒＪＪ回路を流れる電流によってエネルギーが蓄積され
るとともに、続くトランジスタ４２すなわらスイッチ装
置４のオフ期間にこの直前のオン期間で蓄積されたエネ
ルギーを交流電源に重畳して放電＊Ｊ３に供給する。こ
の場合、１ヘランジスタ４２のオン期間の長い方が放電
灯３に印加されるピーク電流も電力も大となる。

放電灯３の始動時、交流電源１の投入直後は、ランプ電
流検出回路５１において、変流器５１１の１次巻線に流
れるランプ電流すなわちランプ電力は零であり、変流器
５１１の２次巻線出力したがってコンデンサ５１３の端
子に発生覆る電流検出出力も零である。このため、比較
回路５２０１〜ランジスタ５２１はオフ、トランジスタ
５３はオンし、終端抵抗Ｒ２は０である。これにより、
変流器４３の１次換算抵抗Ｒ１はＯとなり、ダイオード
ブリッジ４１の直流出力端子間電圧づなわち電圧黒面素
子４４に印加される電圧の立ち上りは最も遅れる。した
がって、このときの電圧黒面素子４のブレークダウン位
相すなわちトランジスタ４２のオフ位相φがほぼπ／２
となるように電圧黒面素子４４の動作電圧および抵抗４
７．４８．４９等の値を設定しておけば、交流電諒電氏
のピーク値にインダクタ２の蓄積エネルギーが重畳され
、より高圧の放電対点弧パルスを発生することができる
。また、放電灯点弧後のグロー放電時もより大きな電流
を供給することができるので、放電灯の電極加熱すなわ
ちアーク放電への転移をより速くより確実にすることが
でき、始動が容易になる。

交流電源１の投入後、放電灯がアーク放電に転移してラ
ンプ電流が所定の値を超えると、制御回路５の比較回路
５２は、ランプの点灯を検出してｌ−ランシタ５２１が
オンし、トランジスタ５３の等価抵抗値［＜０はランプ
電流検出回路５１のランプ電流検出出力に応じて変化す
る。これにより、変流器４３の２次巻線終端抵抗ＲＯ／
Ｒｃがより高い値に切り換えられてダイオードブリッジ
４１の直流出力端子間電圧Ｖｄの曲線がグロー放電時よ
り時定数の短い側に切り換えられ、この電圧Ｖｄが急峻
となって電圧黒面素子４４のオンすなわちトランジスタ
４２のＡ）が早くなり、放電灯３に供給される電流が減
少Ｊる。また、このアーク放電時すなわち定常点対時は
、トランジスタ５２２の等価抵抗ｔｉＲ。

をランプ電流が多いとぎは増加し、少ないときは減少す
るように変化してＬ１３す、放電灯３を定電力または定
電流点灯することができる。

〈発明の効果） 以上のように本発明によると、グロー放電とアーク放電
との差が大きなランプ電流平均値によって始動筒と定常
点灯とを判別するようにしたため、トランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧を閾値または基準電圧とするような
低コストの比較回路を用いてもグロー放電からアーク放
電への転移すなわち始動期間の検出を容易に行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点＊Ｊ装置の回路図、第２図は第
１図の装置におりる放°市灯のグロー放電およびアーク
放電電流波形図、第３図は本発明の１実施例に係る放電
灯点灯装置の回路図である。 １・・・交流電源、２・・・インダクタ、３・・・放電
灯、４・・・スイッチ装置、４１・・・ダイオードブリ
ッジ、４２・・・トランジスタ、４３・・・変流器、４
４・・・定電圧黒面素子、５・・・制御回路、５１・・
・ランプ電流検出回路、５２・・・比較回路。 特許出願人　東芝電材株式会礼 代理人　弁理士　伊東辰雄 代理人　弁理士　伊東哲也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電源と、インダクタンス装置と、これらの交流
   電源およびインダクタンス装置ととともに第１の閉回路
   を形成りる放電灯と、前記交流電源の半サイクルの前半
   に所定のＪ！ＩＪ間オンして前記交流電源およびインダ
   クタンス装置とともに第２の閉回路を形成するスイッチ
   装置とを具（ｆｆｆｉ　Ｌ／、前記スイッチ装置のオン
   期間に前記第２の開回路により前記インダクタンス装置
   に蓄積されるエネルギーを、続く前記スイッチ装置のオ
   フ期間に前記交流電源に重畳して前記放電灯に印加する
   放電灯点灯装置におい（、前゛閉放電灯のランプ電流の
   平均（１０を検出して前記スイッチ装置のオフ期間を制
   御−りる制御手段を段（ノたことを特徴どする／１５１
   電幻点幻装置。 ２、前記放電灯の不点およびグロー放電時は前記スイッ
   チ装置のオン時間を切り換えてアーク放電時より大ぎな
   パルスエネルギーを前記放電灯に供給する特許請求の範
   囲第１項記載の放電灯点灯装置。 ３、前記／ｌＩｉ電灯の不点およびグロー放電時は前記
   スイッチ装置のオン時間を切り換えてアーク放電時より
   大きなパルスエネルギーを前記放電灯に供給するととも
   に、前記アーク放電時は前記スイッチ装置のオン時間を
   前記ランプ電流平均値に関連しＣ連続変化させる特許請
   求の範囲第１項記載の放電幻点幻装置。