JPS6036080B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、交流電圧の整流化脈流露圧を高周波に変換し
て放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関する。

近時、放電灯点灯装置として、従来の安定器に代って高
周波ィンバータを用いた電子化されたものが採用される
ようになって来た。

また、この種放電灯点灯装置として、第１図で示すよう
な脈流によって放電灯を点灯させ、点灯休止区間をなく
したものが提案されている（特願昭５４−１２５６６４
号、米国特許第４，０１７，７８５号）。この回路例を
第４図により概略説明する。

第４図において、１１は高周波発生装置たとえばィンバ
ータで、プッシュプル接続された一対のトランジスタ１
２ａ，１２ｂおよびこれらトランジスタ１２ａ，１２ｂ
のコレク夕を両端に接続した１次巻線を有する出力トラ
ンス１３を持つ。また、交流電源ｅを整流装置Ｄにより
整流してなる直流電源Ｅからのプラス側電路Ｐ，を上記
出力トランス１３の１次巻線の中間部１３ｎに接続する
とともに、そのマイナス側電路Ｎ，を上記トランジスタ
１２ａ，１２ｂのェミツ外こ共通接続する。そして、こ
れらトランジスター２ａ，１２ｂのベースに接続する図
示しない正帰還回路あるいは発振器等ベース制御回路に
よってトランジスタ１２ａ，１２ｂを交互にオン、オフ
動作させ、高周波電力を生じさせる。１４は放電灯で、
バラスト１５を介して出力トランス１３の２次側に接続
する。

上記電路Ｐ，，Ｎ，間には、補助直流電源１６のコンデ
ンサー８を設ける。このコンデンサ１８は極性が直流電
源Ｅと逆向きのダイオード１７を介して整流装置Ｄの出
力端子間に接続されており、また、このコンデンサー８
の図示下部端子をバランストランス１９に接続して２回
路に分け、それぞれダイオード２０ａ，２０ｂを介して
、上記出力トランス１ ３の１次巻線の中間タップ１
３ｔ，，１３財に接続する。すなわち、上記コンデンサ
ー８の充電用電源２１を上言己高周波発生装置１１の出
力の一部を利用して構成している。そして、上記コンデ
ンサ１８の両端電圧Ｖｃにより、第１図で示すように脈
流を生じさせ、交流電源ｅの力率を低下させることない
こ上記放電灯１４を点灯休止区間なしで点灯させる。し
かし、上記点灯装置では、放電灯１４を接続しない場合
あるいは始動する以前等負荷が作動していないときはコ
ンデンサー８が無負荷となり、その端子電圧が高まるた
め、装置を特別に接地する必要を生じることがあった。

すなわち、第４図において、負荷である放電灯１４が作
動していない無負荷状態のとき、コンデンサ１８には放
電経路がないので、電圧Ｖｃとしては出力トランス１３
の巻線比料加わ柵、実際敬もれ磁勅ミあるので、第２図
で示すように脈流出力のピーク付近にまで上昇する。

したがって、ピーク値が６ｏｏＶであると鰯荷電圧ＶＬ
の実効値‘製鍔＝４２４Ｖになる。この無負荷電圧ＶＬ
を用品規格以下の３００Ｖに抑えようとすると、放電点
灯開始が困難であったり、放電が不安定であったりする
。また、このときコンデンサ１８には過大な電圧が加わ
るので、信頼性の高い高耐圧のものが要求され、高価か
つ大形になるという不都合がある。そこで、特願昭５４
−１３６４０（特関昭５５一１０５９９６号）に記載さ
れているように、負荷作動時のみ導電されるサィリスタ
と、両端子間電圧の差が所定値以上となると導通される
シリコンシンメトリカルスィッチとを用い、無負荷時は
コンデンサへの充電を禁示して端子電圧を低く抑え、負
荷作動時はサィリス夕を介してコンデンサへ充電し、こ
の充電電圧を整流装置の出力電圧が低下すると導通され
るシリコンシンメトリカルスイッチを介して放電するこ
とにより、高周波発生装置の入力端子に直流電圧を印加
する構成も考えられている。しかしながら、この構成で
は、負荷作動時にシリコンシンメトリカルスィッチが導
通されると、高周波発生装置の入力端子の電圧は整流装
置の出力波高値まで急激に上昇し、このため位相制御波
形と同様に高周波成分を含むことになり、伝導雑音（ラ
ジオノイズ）が増える。また、高周波発生装置に上記の
ように急激に変化する電圧を入力すると異常発振となる
ことがある。さらに、放電灯にとっても入力電圧が急変
することは好ましくなく、たとえば、議導性バラストで
あるというなりを生じたりするとともに、放電灯からの
放射雑音も増すことになるという欠点がある。本発明は
、上記のような問題に鑑みなされたもので、無負荷時に
おける不必要な高電圧の発生を防止し、安全性に優れ、
かつ、低周波の脈流のピーク値はそのまま保持して放電
灯に高い電圧を印力０し、始動を速めるようにし、しか
も伝導雑音、高周波発生装置の異常発振、うなりの発生
および放射雑音を防止できる放電灯点灯装置を提供する
ことを目的とするものである。

そして、本発明の放電灯点灯装置は、交流電圧を入力す
る整流装置と、この整流装置の出力を供給される高周波
発生装置と、この高周波発生装置の出力により付勢され
る放電灯と、コンデンサおよびダイオードの直列回路を
含み上記高周波発生装置の入力端子間に設けられて自己
の電圧値が上記整流装置の出力電圧値より高い間に上記
コンデンサの電荷を上記高周波発生装置に供給する補助
直流電源と、上記整流装置の出力電圧の波高値より低い
電圧を出力して上記補助直流電源のコンデンサをこのコ
ンデンサの非放電期間に充電する充電用電源と、上記放
電灯の作動を検知する検知装置と、この検知装置の出力
に応動し無負荷時には上記補助直流電源のコンデンサへ
の充電制御またはコンデンサから上記高周波発生装置へ
の電力供給を制御して上記コンデンサの端子電圧の上昇
を抑制する制御装置と、を具備したことを特徴とするも
のである。

以下、本発明の一実施例を第５図を参照して説明する。

なお、前記第４図と対応する部分には同一符号を付して
詳細な説明は省略する。この装置も、交流電圧を入力す
る整流装置Ｄ、この整流装置Ｄの出力を供給される高周
波発生装置１１、この高周波発生装置１１の出力により
付勢される放電灯１４を備えている。

また、コンデンサー８およびダイオード１７，１７の直
列回路を含んで上記高周波発生装置１１の入力端子間に
設けられた補助直流電源１６を備え、この補助直流電源
１６は、自己の電圧値が上記整流装置Ｄの出力電圧値よ
り高い間にそのコンデンサー８の電荷を上記高周波発生
装置１１に供給するようになっている。さらに、上記高
周波発生装置１１の出力の一部を整流して出力する充電
用電源２１を備え、この充電用電源２１は、上記整流装
置Ｄの出力電圧の波高値より低い電圧を出力して上記補
助直流電源１６のコンデンサー８をこのコンデンサー８
の非放電期間に充電するようになっている。２５は制御
装置で、電路Ｐ，と、補助直流電源１６におけるコンデ
ンサー８の図示上部端子との間の充電路に設けられ、コ
ンデンサー８の端子電圧を抑制するスイッチング素子、
たとえばシリコン制御整流素子（以下ＳＣＲと呼ぶ）に
よって形成されている。

ａ，ｂは上記ＳＣＲのトリガー端子で、ゲートとカソー
ドとに設けており、検知装置２７の出力端と接続する。
この検知装置２７は、放電灯１４の作動、すなわち放電
灯１４が点灯されているか否かをそのランプ電流により
検知するもので、放電灯１４への出力回路に設けたバラ
スト１５を利用している。

すなわち、バラスト１５に検出巻線２８を巻付けるとと
もに、この検出巻線２８の端部を整流回路２９に接続し
、この整流回路２９の直流側電路Ｐ，，Ｎ２に設けたコ
ンデンサ３１および抵抗３２，３３を介して上記トリガ
ー端子ａ，ｂに接続する。したがって、この検知装置２
７は、放電灯１４の作動を検出巻線２８に生じる電力に
よって検知し、これを整流回路２９で整流した後、上記
制御装置２９としてのＳＣＲのトリガー端子ａ，ｂ間に
トリガー信号として加える。上記構威において、出力ト
ランス１３に放電灯１４が接続されていると、高周波発
生装置１１により出力トランス１３に生じる高周波電力
はバラスト１５を介して放電灯１４に供給され、これを
高周波点灯させる。このとき、検知装置２７はバラスト
１５に設けた検出巻線２８により負荷作動を検知し、そ
の出力により制御装置２５としてのＳＣＲにトリガー信
号を与え、これをターンオンさせる。このためコンデン
サー８は充電を開始され、整流装置Ｄの出力電圧が谷部
分の所定値以下になったとき放電して高周波発生装置１
１に供給し、その結果第１図で示すような脈流のランプ
電圧を放電灯１４に印加し、放電灯１４の点灯休止区間
をなくす。これに対し、出力トランス１３に放電灯１４
が接続されていない状態あるいは始動前の無負荷状態で
は、高周波発生装置１１が動作してもバラスト１５には
通電されないので、検知装置２７がＳＣＲをターンオン
させることはない。

このように、制御装置２５は検知装置２７の出力に応動
して無負荷時には補助直流電源１６のコンデンサ１８の
端子電圧の上昇を抑制し、したがって、コンデンサー８
は充電されず、この場合の無負荷電圧ＶＬの波形は第３
図のようになり、ピーク値が６００Ｖでも、低周波の脈
流を有する高周波の実効値‘増。＝３００Ｖとなる。こ
のように、無負荷電圧ＶＬを低くすることができるので
、従来のように装置を特別に接地することはほとんど必
要ない。

また、補助直流電源１６のコンデンサ１８についてもそ
の耐電圧を低くできるので、従釆のように高耐圧、すな
わち大形で高価なものを用いる必要はなく、装置の小形
化、低コスト化が可能であり、さらに信頼性も向上する
。 ・上記実施例では、放電灯１４の作動をパラス
ト１５に流れる電流によって検知しているが、もちろん
これのみに限定されるものではなく、各回路の電圧や光
出力の有無あるいは熱等によって検出してもよい。

また、第６図で示す他の実施例では、制御装置２５とし
てのスイッチング素子であるＳＣＲを、コンデンサー８
とバランストランス１９との間に設けている。

このように構成しても、検知装置２７により、放電灯１
４への電力供給時にのみ制御装置２５としてのＳＣＲを
ターンオンさせれば、第５図で示した実施例と同等の作
用効果を奏する。また「補助直流電源１６としては、第
７図で示すように高周波発生装置１ １へ出力を供孫舎
する整流装置Ｄとは異なる整流装置３６による交流電源
ｅの整流出力で充電されるコンデンサ１８を利用しても
よい。

この場合、交流電源ｅの電圧を降圧トランス３７で降圧
した後整流してコンデンサー８を充電するが、充電電圧
は負荷時を想定して相当高く設定されるため、無負荷時
にはコンデンサー８の端子電圧が高くなろうとするが、
上記実施例と同様に検知装置２７、制御装置２５として
のＳＣＲによりこれを防止できるものである。また、コ
ンデンサー８は、各実施例において１個または２個のダ
イオード１７を介して露路Ｐ，，Ｎ，に接続されている
ため、負荷作動時、コンデンサー８の端子電圧が整流装
置○の出力電圧値よりわずかでも高くなるとすぐにコン
デンサ１８は放電し、高周波発生装置１１に電圧を供給
するため、高周波発生装置１１へ供給される電圧は第１
図に示すようになだらかに変化するものとなり、伝導雑
音および高周波発生装置の異常発振などが発生すること
がなく、また、放電灯の放射雑音が増加することなく、
誘導性バラストによるうなりも防止できる。なお、本発
明は、上記実施例のものに限られるものではなく、種々
の変形を可能とする。

たとえば高周波発生装置１１は他の周知のものを用いる
ことができる。また、制御装置２５は、負荷不作動時（
無負荷時）においてコンデンサー８の充電電圧を低くす
るものでもよい。たとえば、第５図ないし第７図の実施
例において、充電回路に可変インピーダンス装置を介挿
しておき、無負荷時には前記インピーダンス装置のイン
ピーダンスを相対的に大きくするようにしてもよい。ま
たは第７図の実施例において、降圧トランス３７に切換
えタップを設け、無負荷時には低電圧でコンデンサー８
を充電するようにしてもよい。さらにまた、無負荷時に
おいて高周波発生装置への電力供給を制御するようにし
てもよい。たとえば、コンデンｏサ１８に対して擬似負
荷を設けることによってコンデンサー８の端子電圧を抑
制するようにしてもよい。すなわち、第５図ないし第７
図の実施例において、コンデンサー８の両端子間にスイ
ッチング装置と擬似負荷の直列回路を設け、前記スイッ
チング装置を無負荷時にオンさせるようにすればよい。
なお、本発明において負荷が作動していないときとは負
荷が正常に作動していないときを含む。

以上のように本発明は、交流電圧の整流化脈流電圧の低
電圧部分を補助直流電源の出力電圧で補償し、休止区間
のない電圧を高周波発生装置に供給するものにおいて、
負荷作動を検知し、負荷不作勤時に補助直流電源のコン
デンサの出力電圧を抑制するようにしたので、無負荷電
圧を低く抑えることができ、安全性に優れ、かつ、低周
波の脈流のピーク値はそのままであるから、放電灯に高
い電圧を印加でき、始動を速めることができるとともに
、負荷作動時補助直流電源の電圧値が整流装置の出力電
圧値より高い間補助直流電源の出力電圧を高周波発生装
置に供給するため、高周波発生装置に供給される電圧は
なだらかに変化し、伝導雑音および高周波発生装置の異
常発振などが発生することがなく、放電灯の放射雑音が
増加することなく、また誘導性バラストを用いた場合で
もうなりを防止できる。また、補助直流電源のコンデン
サ耐電圧を低くでき、したがって、安価で小形のコンデ
ンサを用いることができる。

さらに、装置を接地する必要がなく、構成を簡単とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は補助直流電源の出力を加えた場合
の負荷時および無負荷時の電圧波形を示す波形図、第３
図は補助直流電源の出力を抑制した場合の無負荷電圧波
形を示す波形図、第４図は従釆の装置を示す回路図、第
５図は本発明の装置の一実施例を示す回路図、第６図お
よび第７図は本発明の装置の他の実施例を示す回路図で
ある。 Ｄ・・・・・・整流装置、１１・・・・・・高周波発生
装置、Ｉ４・・・・・・放電灯、１６・・・…補助直流
電源、１７・・・・・・ダイオード、１８・・・・・・
コンデンサ、２１・・・・・・充電用電源、．２５・・
・・・・制御装置としてのＳＣＲ、２７・・・・・・検
知装置。ナ図 ＊２図 ３図 ４図 ＊５図 ６図 ワ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電圧を入力する整流装置と、 この整流装置の出力を供給される高周波発生装置と、
   この高周波発生装置の出力により付勢される放電灯と
   、 コンデンサおよびダイオードの直列回路を含み上記
   高周波発生装置の入力端子間に設けられて自己の電圧値
   が上記整流装置の出力電圧値より高い間に上記コンデン
   サの電荷を上記高周波発生装置に供給する補助直流電源
   と、 上記整流装置の出力電圧の波高値より低い電圧を
   出力して上記補助直流電源のコンデンサをこのコンデン
   サの非放電期間に充電する充電用電源と、 上記放電灯
   の作動を検知する検知装置と、この検知装置の出力に応
   動し無負荷時には上記補助直流電源のコンデンサへの充
   電制御または上記コンデンサの電力を擬以負荷にて消費
   させて上記コンデンサの端子電圧の上昇を抑制する制御
   装置と、を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。 ２ 前記充電用電源は、前記高周波発生装置の出力の一
   部を整流して出力するものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。 ３ 前記検知装置は、前記放電灯のランプ電流を検知す
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の放電灯点灯装置。 ４ 前記制御装置は、前記補助直流電源のコンデンサの
   充電路に設けられたスイツチング素子であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の放電灯点灯装置。