JPS6057675B2

JPS6057675B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPS6057675B2
Application number: JP13505080A
Authority: JP
Inventors: 光保小田部
Original assignee: Toshiba Electric Equipment Corp
Current assignee: Toshiba Electric Equipment Corp
Priority date: 1980-09-27
Filing date: 1980-09-27
Publication date: 1985-12-16
Also published as: JPS5760697A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は例えば低温環境下における放電灯のチラツキ
現象を防止する放電灯点灯装置に関するものである。

従来用いられている放電灯点灯装置として商用交流電源
を整流する全波整流器の出力端に定電流リアクトルを介
してトランジスタインバータを接続したトランジスタイ
ンバータ式放電灯点灯装置がある。

このトランジスタインバータ式放電灯点灯装置は１対の
トランジスタを交互にスイッチングさせて出力トランス
の２次側に高周波電圧を発生させ、この電圧により放電
灯を点灯させている。そして、この放電灯点灯装置にお
いて入カ力率を高くするためには交流電源を整流した後
、平滑することなく脈流電圧によつて点灯すればよいこ
とが知られている。しかし、このような脈流電圧によつ
て放電灯を点灯させる場合、この交流電源電圧の瞬時値
の変化に伴い放電灯が再点弧→点灯一消弧を繰り返すた
め１対のトランジスタのコレクタ電流の包絡線は第１図
に示すように台形波状になる。一方このコレクタ電流を
流すために１対のトランジスタにベース電流を供給させ
る電源波形は第２図に示すような波形になる。この電源
を抵抗器を介してベースに印加しベース電流を流し込む
と、交流電源のπ／２付近の位相でベース電流が過大に
なるためにトランジスタが発熱し実用に供し得ない場合
が生じる。ノこの問題点を解決するためには帰還巻線
の一端に接続されたダイオードと１対のトランジスタの
ベース端子に接続されたベース抵抗との間に抵抗を介挿
させるとともに１対のトランジスタのベース抵抗と帰還
巻線の他端との間に定電圧タイオードを介挿させるこ
とになり、ベース電流を供給するための電源波形をトラ
ンジスタのコレクタ電流の波形に相似もしくは近似させ
てトランジスタの発熱を低く押えることができる。

この放電灯点灯装置のコレクタ電流の波形は第１図に示
すように略台形波状をなし、位相Ｎｗ＋ψにおけるラン
プの再点弧時にピークを持つている。したがつてこの放
電灯点灯装置は再点弧時に最もベース電流を必要とする
ために周囲温度が低下すると、１対のトランジスタの直
流電流増幅率も相対的に低下する。

このためベース電流が不足気味となりトランジスタは一
時的に発振を停止する期間を生ずる。この現象が一度生
じてもやがてトランジスタ自身の発熱で直流電流増幅率
が上昇するためにベース電流不足が解消される。しかし
ながら、再点弧位相におけるベース電流不足の状態から
解消されるまでの過渡状態においてトランジスタのスイ
ッチング動作が不安定になるために発振停止期間が出た
り消えたりしてチラツキを生じる欠点がある。この発明
は上記の欠点を除去し、スイッチング用のトランジスタ
のベース電源を台形波状に整形する定電圧ダイオードの
ツェナー電圧（■ｚε）を放電灯負荷の再点弧位相にお
ける第２の整流器の出力電圧〔ＶＲｅｃ（φ）〕より大
きく第２の整流器の出力電圧の最大値〔ＶＲｅＯ（ｔ）
―よりも小さい範囲に選定することにより、低温環境下
におけるトランジスタのベース電流不足を解消しトラン
ジスタを安定に作動させて放電灯のチラツキ現象を防止
することができる放電灯点灯装置を提供しようとするも
のである。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第３図において１は交流電源、２は第１の整流器図示例
では全波整流器であり、その出力端を定電流リアクトル
３を介してトランジスタインバータ４に接続する。この
トランジスタインバータ４は放電灯５の点灯用電源およ
び陰極加熱用電源を構成するもので、１対のトランジス
タ６，７および出力トランス８、コンデンサ９，１０、
始動抵抗１１、抵抗１２，１３，１牡第２の整流器図示
例ではダイオード１５、定電圧ダイオード１６によつて
構成される。すなわち全波整流器２の出力側正端子を定
電流リアクトル３を介して出力トランス８の１次巻線８
ａ，８ｂの共通接続点に接続し、その１次巻線８ａ，８
ｂのそれぞれの他端をトランジスタ６，７のコレクタに
接続するとともにエミッタを一括して全波整流器２の出
力側負端子に接続する。またトランジスタ６のベーを始
動抵抗１１を介して定電流リアクトル３の出力側に接続
し、一方トランジスタ７のベースを抵抗１２および図示
の極性の定電圧ダイオード１６を介して全波整流器２の
出力側負端子に接続する。帰還巻線８ｃの一端を図示の
極性のダイオード１５および抵抗１３を介して定電圧ダ
イオード１６の正端子に接続し、他端を前記ダイオード
１６の負端子に接続する。またこの帰還巻線８ｃとダイ
オード１５の直列接続部にコンデンサ１０を並列に接続
する。さらにトランジスタ６のベースを抵抗１４を介し
て前記定電圧ダイオード１６の正端子に接続するととも
に、帰還巻線８ｄの一端をトランジスタ６のベースへ、
他端をトランジスタ７のベースにそれぞれ接続する。出
力トランス８は他に陰極加熱巻線８ｅ，８ｆ１出力巻線
８ｇを備えている。

これらの陰極加熱線８ｅ，８ｆは陰極加熱用電圧を発生
し、また出力巻線８ｇは点灯電圧を発生するものである
。この放電灯点灯装置において交流電源１を投入させる
と、全波整流器２で全波整流された脈流の直流電圧が定
電流リアクトル３を介してインバータ４に印加される。
このため始動抵抗１１を介してトランジスタ６，７がベ
ースバイアスされインバータ４は発振を開始する。この
インバータ４が動作しだすと帰還巻線８ｃに電圧が発生
し、その電圧は整流器１５によつて整流される。このと
きの波形は第２図に示すごとき波形となり、この電圧を
抵抗１３を介してそれぞれのトランジスタ６，７にベー
スバイアスすることにより１対のトランジスタ６，７が
交互にスイッチングして出力トランス８の２次側に高周
波電圧を発生させ、これによつて陰極の加熱と放電灯５
の始動点灯を行なう。この装置は放電灯５が始動すると
出力トランス８の洩れインダクタンスにより放電灯５に
流れる電流を適正に制限し安定に点灯を持続させるとと
もに定電圧ダイオード１６によつて、ベース電流を供給
するための電源波形をトランジスタ６，７のコレクタ電
流の波形に相以もしくは近似させてトランジスタ６，７
の発熱を低く押えている。この装置のコレクタ電流の波
形は前述したように略台形波状をなし、位相ｎπ＋ψに
おける放電灯５の再点弧時にピークを持つているため周
囲温度が低下するこれに供ないトランジスタ６，７の直
流電流増幅率が低下しベース電流不足がこの位相で発生
し、トランジスタの発振が一時的に停止する。

これによつてトランジスタ６，７自身の発熱でベース電
流不足が解消されるまでの過渡状態においてトランジス
タ６，７の動作不安定によりチラツキが生じる。従つて
このベース電流不足を解消することによつて上述の問題
点を解決することができる。

この問題を解決するためには定電圧ダイオード１６のツ
ェナー電圧を適正に選定することによつて解決できるこ
とが種々の実験の結果判明した。しかしながら、ベース
電流の供給量を増大すれば抵抗１２，１３，１４での損
失が大きくなるため、これらの抵抗値は大きい方が良い
ということになり、前述のチラツキを解消することと相
反する。このため両方の条件を満たすように最適の定数
を選定しなければならない。このように定数が最適に選
定されると、例えば部品のチラツキなどのわずか条件に
よつて定数の規定範囲から外れると前述のごとく再点弧
位相時に発振停止期間が生じてチラツキが発生すること
が考えられる。

例えば第４図に示すようにこの発振停止期間がΔｔ時間
であると仮定すると、この間に定電圧ダイオード１６の
両端電圧はΔνだけ下がる。このことは定電圧ダイオー
ド１６のツェナー電圧の高低如何に拘らず起り得、また
Δνはコンデンサ１０の放電時定数によつて決まるもの
であるから両者に大差はない。このようにΔνだけ電圧
が低下したとしてもその影響度合は一定ではなく明らか
にツェナー電圧の低い方が影響が大きい。従つて上述の
ことから再点弧位相時において前記定電圧ダイオード１
６のツェナー電圧をできるだけ高く選定することが望ま
しいことがわかつた。

しかしながらこのツェナー電圧はダイオード１５の出力
電圧の最大値■ＲｅＯ（ｔ）ＭａＯよりも低くなければ
何等その目的を達成し得ない。このため上記の２条件を
考慮するとツェナー電圧■ＺＤを■Ｒｅｃ（ψ）≦ＶＺ
Ｄ＜ＶＲｅｃ（ｔ）Ｍａｘ（但し■ＲｅＯ（φ）は放電
灯の再点弧位相におけるダイオード１５の出力電圧）の
範囲内に選定することによつて低温環境下におけるトラ
ンジスタ６，７の直流電流増幅率の低下を押えトランジ
スタ６，７の動作を安定させて放電灯のチラツキ現象を
防止することができる。特にこの発明は第３図の実施例
のように商用交流電源を全波整流しこれを平滑すること
なく用いるような脈動する電圧源で作動させる放電灯点
灯装置の場合に適用して一層有効なものである。

なおこの発明は上記実施例に限定されるものではなく要
旨を変更しない範囲内において種々変形して実施するこ
とができる。上記実施例ではインバータの電源として商
用交流電源を全波整流し不平滑な状態で用いたものにつ
いて述べたがこの発明は電源としてこれに限定されるも
のではなく例えば半波整流波のような脈動の激して電圧
源の場合に特にその効果を示すものである。

また上記実施例では出力トランスに漏洩変圧器を採用し
たがこの発明はこれに限定されるものではなく例えば単
なるトランスの２次側に限流インピーダンスを挿入する
方式にすることもできる。

以上述べたようにこの発明によればスイッチング用のト
ランジスタのベース電源を台形波状に整形する定電圧ダ
イオードのツェナー電圧（Ｖ２ｃ）を放電灯負荷の再点
弧位相における第２の整流器の出力電圧〔ＶＲｅｃ（ψ
）〕より大きく第２の整流器の出力電圧の最大値〔ＶＲ
ｅｃ（ｔ）ＭＪよりも小さい範囲に選定することにより
、低温環境下におけるトランジスタのベース電流不足を
解消しトランジスタを安定に作動させて放電灯のチラツ
キ現象を防止することができる放電灯点灯装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置におけるトランジスタの
コレクタ電流を示す波形図、第２図は従来の装置におけ
る第２の整流器の出力を示す波形図、第３図はこの発明
の一実施例を示す回路構成図、第４図は同実施例の作用
を説明する波形図である。１・・・・・・交流電源、２・・・・・・全波整流器、
３・・・・・・定電流リアクトル、４・・・・・・トラ
ンジスタインバータ、５・・・・・・放電灯、６，７・
・・・・・トランジスタ、８ｈ・・・・・出力トランス
、８ａ，８ｂ・・・・・・１次巻線、８ｃ，８ｄ・・・
・・・帰還巻線、８ｅ，８ｆ・・・・・・陰極加熱巻線
、８ｇ・・・・・・出力巻線、９，１０・・・・コンデ
ンサ、１１・・・・・・始動抵抗、１２，１３，１４・
・・・・・抵抗、１５・・・・・・ダイオード、１６・
・・・・・定電圧ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】１交流電源と、この電源を整流する第１の整流器と、
この整流器の直流出力によつて付勢されスイッチングト
ランジスタのオン、オフ制御によつて出力トランスの２
次側に高周波出力を発生する自励型インバータと、この
インバータの出力端に接続され高周波出力によつて付勢
される放電灯と、前記インバータの出力トランスに設け
られ前記スイッチングトランジスタのベースにベース電
流を供給する帰還巻線と、この帰還巻線の出力を整流す
る第２の整流器と、この第２の整流器の出力電圧の波形
を台形波形に整形させる定電圧ダイオードを具備し前記
定電圧ダイオードのツェナー電圧（Ｖ＿Ｚ＿Ｄ）が放電
灯負荷の再点弧位相における第２の整流器の出力電圧を
〔Ｖ＿Ｒ＿ｅ＿ｃ（■）〕とし第２の整流器の出力電圧
の最大値を〔Ｖ＿Ｒ＿ｅ＿ｃ（ｔ）＿Ｍ＿ａ＿ｘ〕とし
たときにＶ＿Ｒ＿ｅ＿ｃ（■）≦Ｖ＿Ｚ＿Ｄ≦Ｖ＿Ｒ＿
ｅ＿ｃ（ｔ）＿Ｍ＿ａ＿ｘの範囲となるように選定した
ことを特徴とする放電灯点灯装置。