JPS61133599A - 放電灯点灯回路 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、複数の放電路を有する１つの放電灯、または
複数本の放電灯を順次高速で点灯せしめる放電灯、α灯
回路に関するものである。

［背景技術１ 発光色の異なる３本の内管を有し、各々の内管を順次高
速で切り換えて各々相互の発光期間比率を可変とするこ
とにより可変色ランプとした蛍光ランプを我々は特願昭
５８−１３１５９３号として既に出願している。これは
第７図に示すように、外管１とステム２によって気密に
形成された放電空間内に、略Ｕ字状に曲成し内面に各々
赤、緑、青の発光を有する蛍光体を塗布した３本の内管
３　Ｒ，３Ｇ、３　Ｂを配設したものである。該内管３
　Ｒ，３Ｇ、３　Ｂの各々の一端は陽ｆｉｉ４の回りに
〃ラス溶着により気密に固定され、他端は電子放射性物
質を塗布した共通陰極５の近傍に開口している。

第８図はこのようなランプ（放電灯Ｆ　Ｌ　）の基本点
、灯回路例を示すものであり、直流電源ＤＣの陽極端に
は放電路選択スイッチＳＷが接続され、スイッチＳＷの
３個の端子ＸｗＬ＋Ｚは各々放電灯Ｆ１、の３個の陽極
４　ｘ、　４　ｙ、　４　ｚと接続されでいる。

また、直流電源ＤＣの陰極端は限流用抵抗Ｒを介して放
電灯Ｐ　Ｌの陰極５と接続されている。第９図はこのよ
うな点灯回路での点灯タイムチャートを示すものであり
、放電路選択スイッチＳＷで３つの放電路を順次切り換
えるようにしている。図ではｔ０〜ｔ２を白色、１２〜
ｔ、を黄色とした例を示している。つまり、周期Ｔを３
放電に分割して内管３　Ｒ，３Ｇ、３　Ｂを時分割点灯
させ、その分割比を変えることで相互の光束比を変化さ
せて色を変えている。

このような例では、陰極５を３つの放電で共通にしてい
るので、色相（光束比）を変えでも、陰極５に流れる電
流はほぼ一定に保たれるため、変色応答性、寿命等にと
って有利であり、３つの放電路に対する限流要素も共通
にできるため、点灯回路を小型化、低コスト化とするこ
とができるものである。

第１０図は具体的な点灯回路の一例を示すものであり、
第１１図は第１０図に示されている制御回路８の具体回
路図であり、第１２図は点灯時の回路各部の電流または
電圧波形を示すものである。第１０図においで、交流電
源ＡＣをダイオードブリッジＤＢ、にて全波整流すると
ともに、平滑コンデンサＣＩで平滑することで直流電圧
■。

を得ている。平滑コンデンサＣ１又はダイオードブリッ
ジＤＢ、のプラス側は３つの放電路を有する放電灯Ｆｌ
−の各陽極４　ｘ、　４　ｙ、　４　ｚに、放電路を切
り換えるスイッチ手段を構成するトランジスタＴｒｌ、
Ｔｒ２．Ｔｒ、を介してそれぞれ接続され、平滑コンデ
ンサＣ１又はダイオードブリッジＤＢ、のマイナス側は
、限流要素である限流抵抗Ｒを介して放電灯ＦＬの共通
陰極５に接続されている。、また、交流電源ＡＣからは
変圧器Ｔを介して降圧した後、ダイオードブリッジＤＢ
２で全波整流して平滑コンデンサＣ２で平滑し、制御回
路８に電源を供給している。そして、制御回路８からは
トランジスタＴｒ、〜Ｔｒ３に制御信号が出力される。

第１１図に示される制御回路８は周期設定回路６と時分
割回路７とから構成され、周期設定回路６はダイオード
ｄ、、ｄ２、トランジスタＴｒい７リツプ７０ツブ９等
から構成され、時分割回路７は７リツプ７０ツブ１０〜
１２、トランジスタＴｒｓ〜Ｔｒ、等から構成されでい
る。尚、第１１図のａ−ｄは第１０図のａ−ｄに対応し
ている。

次に動作を説明する。ここで第１２図（ａ）は交流電源
ＡＣの波形を示し、第１２図（ｂ）は平滑コンデンサＣ
３の両端電圧ＶＤを示す。また、第１２図のイ〜トは第
１１図の４〜１点の電圧波形を示し、第１２図の１．は
１つの放電路（発光管）■に流れる電流波形を示すもの
である。まず、変圧器Ｔの２次側の交流電圧をダイオー
ドｄｌ　ｔｄ２を介して平滑されていない全波整流電圧
イを取り出し、その電圧イがゼロ近くまで減少した時点
をトランジスタＴｒ、で検出してトリが電圧口を得てい
る。７リツプ７０ツブ９〜１２はワンショット７リツプ
７０ツブと呼ばれるＩＣで、入力端Ａ（またはＢ）から
トリがか入ると端子Ｔ、、Ｔ２に接続されたコンデンサ
と抵抗との時定数に応じた長さのパルス電圧を出力端Ｑ
ｔｃａから出力するものである。従って、上記パルス状
のトリが電圧口は７リツプ７０ツブ９の入力端Ａに入力
され、比較的小さな値としたコンデンサＣ３と抵抗ｒ、
とに応じた時定数で定まる幅を持ったパルス出力熱が出
力端Ｑより得られ、同時にその反転用カニが反転出力端
こより得ることがで終る。パルス出カバは時分割回路７
の７リツププロツプ１０の入力端Ａに入力され、同じく
コンデンサＣ１と可変抵抗Ｖｒｌで定まる幅のパルス出
力水が得られる。ここで可変抵抗Ｖｒ１によってパルス
幅を可変としている。７リツプ７０ツブ１０の反転出力
端ｄより出力されるパルス出力水の反転信号は、７リツ
プ７０ツブ１１の入力ｍＡに入力され、パルス出力水が
ＨレベルからＬレベルに移った時点から、７リツプ７０
ツブ１１の出力はコンデンサＣ５と可変抵抗Ｖｒ２で定
まるパルス出力へを出力する。尚、パルス出力への幅は
可変抵抗Ｖｒ２によって可変とすることができる。同様
にして７リツプ７０ツブ１１の出力端Ｑからの信号へか
ＨレベルからＬレベルに転じると同時に７リツププロツ
プ１２の出力端αからはパルス出カドを発生する。ここ
で、コンデンサＣ６と抵抗ｒ５の値は十分に大きなもの
としておき、−周期終了時点でリセットされる。つまり
、パルス出カバの反転信号二を７リツプ７０ツブ１１゜
１２の端子Ｃに入力し、各同期毎にリセットするように
しているものである。このようにして得られた各パルス
出力水、へ、トを、トランジスタＴｒ５〜Ｔｒ７で各々
反転増幅して主回路（点灯回路）のトランジスタＴｒｌ
−Ｔｒ３へのベース信号としている。

つまり、交流電源ＡＣの半波の間に第１２図ホ。

へ、トに示すように順次パルス出力水、へ、トが出力さ
れて、トランジスタＴｒｙ−Ｔｒ７、Ｔｒｌ−Ｔｒ２を
時分割制御して放電灯ＦＬの放電路に放電電流を切り換
えて流すようにし、放電灯ＦＬを点灯・している。

このような例では、限流素子が抵抗Ｒであるため、回路
損失が大きくなるという欠点がある。

上述のように、この放電灯Ｆｌ−は放電路を切り替えて
点灯するため、放電路切り替え時には比較的大きな電圧
が必要となる。従って、直流電圧ＶＤはランプ電圧の実
効値よりもかなり大きな（数倍）電圧としなければなら
ず、限流素子である抵抗Ｒの損失は極めて大きなものと
なってしまう。

［発明の目的１ 本発明上述の点に鑑みて提供したものであって、複数の
放電路を切り替えで点灯する場合にお−いて、回路損失
を十分小さくすることを目的とした放電灯点灯回路を提
供するものである。

［発明の開示１ 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。ところ
で、第５図に示す単一チョーク（インダクタンス）Ｌを
限流素子とした放電灯点灯回路で、放電灯Ｆｌ−を直流
点灯に変更する場合、第６図に示すようにインダクタン
スＩ、とダイオードブリッジＤＢで回路を構成する方法
が知られている。

この時、ダイオードブリッジＤＢでの損失分があるもの
の、インダクタンスＩ−での損失は第５図の場合と変わ
らず、両者の回路損失はほぼ等しくなる。この方法を従
来の放電灯点灯回路に適用すると、第１図のような回路
となる。この第１図の回路で点灯した時の各部波形のタ
イムチャートを第２図に示す。尚、制御回路８は第１１
図と同じものを用いている。第２図のＡＣは交流電源の
電圧波形、ＶＤは全ランプ電圧の波形、ＩＤは全ランプ
電流の波形、ホ、へ、トは第１１図の７リツプ７０ツブ
１０〜１２の出力ｉＱの出力波形、Ｉ、〜■３は放電灯
ＦＩ、の各放電路■〜■に流れる電流の波形図を夫々示
すものである。制御信号ホ、へ。

トに従って、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３が各々オンオ
フを繰り返し、全ランプ電流ＩＤは放電電流■１Ｍ　Ｉ
　２１　Ｉ　３に分割されて各放電路■、■、■に流れ
る。全ランプ電流ＩＤ及び全ランプ電圧■。は放電路の
切り替え点での瞬時的な変動はあるものの、全般に一般
の蛍光ランプの場合とほぼ等しい波形となっている。

この第１図に示す回路の大きな利点は、放電路切り替え
時に必要な高電圧が限流素子であるインダクタンスＬが
ら供給されることである。っまリ、放電路が切替わる瞬
間に全ランプ電流ＩＤが一瞬急激に減少する。そのため
、インダクタンスＬからは電流の変化率ｄｉ／ｄｔに比
例した高電圧が発生し、第２図（ｂ）に示すように放電
灯ＦＴ−に印加される。従って、放電路の切り替え毎に
電源電圧以上のパルス電圧が放電灯ＦＬに供給されるた
め、電源電圧は従来の放電灯と同様、ランプ電圧実効値
の約２倍で十分点灯維持できることになる。

その結果、限流素子での電力損失も従来のチョーク点灯
式の場合とほぼ同等となる。

しかしながら、ここで問題となるのは放電路■〜■の切
り替えの位相である。第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）に３種
類の互いに異なる位相角で放電路を切り替えた場合の放
電路電圧■１、放電路電流１１の波形を示す。■ｏは上
述と同様に全ランプ電圧、ＩＤは全ランプ電流、ホは制
御信号である。ここで、放電路切り替え時の高圧パルス
電圧Ｖｐが、全ランプ電流ＩＤの切り替え位相によって
異なっている。つまり、全ランプ電流■Ｄの瞬時値が大
きい時点で切り替えた場合は、第３図（ｂ）に示すよう
に高いパルス電圧Ｖｐとなり、逆に瞬時値が小さい時点
では第３図（ａ）（ｃ）に示す如くパルス電圧■ｐは低
くなる。これは、パルス電圧Ｖｐが電流の変化率ｄｉ／
ｄｔに比例した大きさとなるために生じる現象であると
考えられる。従って、第３図の（ａ）や（ｅ）よりさら
に全ランプ電流よりの小さい時点で切り替えると、放電
灯ＦＴ−は点灯維持できずに立ち消えすることになる。

そこで、本発明では、放電路切り替えの起点を全ランプ
電流■Ｄがゼロとなる少し手前の位相（再点弧の少し手
前の位相）とし、再点弧位相前後では放電路を切り替え
ないようにしたものである。

つまり、第４図に示すように信号ホによって制御される
第１の放電路の放電の起点ｔ。を再点弧位相ｔ１の少し
手前に固定し、放電期間の変化範囲を再点弧位相１．の
少し後の位相ｔ２がら、次のサイクルの起点ｔ３までと
する。第４図（、）は放電路■の放電期間が最小で、他
の期間はすべで放電路■の放電期間とした場合で、第４
図（ｂ）は同図（、）の状態から放電路■の放電期間を
延長（ｔＯ−ｔ２からｔ。−ｔ２′に延長）させた場合
の波形を示している。このように、ランプ電流（ランプ
電圧）がゼロになる（再点弧）位相付近で放電路を切り
替えないようにすることで、放電路切り替え時には十分
な高圧パルス電圧Ｖｐが得られ、立ち消えや不安定放電
がなくなるものである。尚、第４図におけるｖ、、Ｔ＋
は放電路■の放電路電圧、放電路電流であり、■２゜Ｉ
２は放電路■の放電路電圧、放電路電流である。

また、この場合、１つの放電路については常に毎サイク
ル放電期間があるため、その発光色は常に残ることにな
る。つまり、例えば、第４図（ａ）の場合のように放電
路■の発光期間がｔ。−１２の間に残るため、放電路■
の発光色を得ようとしても放電路■の発光色が若干混ざ
ってしまう。しかし、２つの放電電流■、と１２との積
分量（波形面積）の差が大きく、実際には放電路■の発
光色だけが発光しているように見える。つまり、放電路
■の最小放電期間（ｔｏ−ｔ２）では、電流値が非常に
小さいのでほとんど発光に寄与しておらず、発光色の調
整に対する影響は十分に小さなものである。また、複数
の発光色のうちで最も視感度の弱い色を、上記放電路■
の発光色とすれば、より一層影響が少ない。尚、この発
明が適用できる放電灯は、発光管３本に限らず複数で良
く、また、必ずしも片側電極を共通とする必要も、２重
構造である必要もない。また、１つの放電灯の内部の放
電路を切り換えるようにしたが、複数の放電灯を切り換
えるようにしても良い。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、電源から複数の放電路にインダ
クタンスのような限流要素を介して流す放電電流をスイ
ッチングトランジスタにて切り換えるスイッチ手段と、
このスイッチ手段を時分割制御する制御回路とを具備し
、交流電源の半サイクル毎の再点弧位相付近以外の他の
位相において放電路を順次切り替えて再点弧させる再点
弧機能を上記制御回路に付設したものであるから、再点
弧位相の前後では放電路を切り替えず、他の位相で順次
切り替えるように制御することで、インダクタンスより
高圧パルスが発生して、放電路切り替え毎に電源電圧以
上のパルス電圧を放電灯に供給でき、そのため、商用交
流電源から普通の放電灯点灯回路と同等の電力損失で、
立ち消え、チラッキ等の不安定性なしに放電灯を点灯す
ることができる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の放電灯点灯回路のブロック
回路図、第２図は同上のタイムチャート、第３図は同上
のタイムチャート、第４図は同上のタイムチャート、第
５図は単一チョークを限流素子とした放電灯点灯回路の
図、第６図は放電灯を直流点灯とした場合の回路図、第
７図（ａ）（ｂ）は放電灯の斜視図及び平面図、第８図
は従来例の回路図、第９図は同上のタイムチャート、第
１０図は同上の点灯回路のブロック回路図、第１１図は
同上の制御回路の具体回路図、第１２図は同上のタイム
チャートである。 ８は制御回路、ＡＣは交流電源、Ｌはインダクタンス、
Ｔｒｌ〜Ｔｒ＋はスイッチングトランジスタを示す。 第３図 （０）　　　　　　　　　（ｂ） 第４図 （Ｃ） 一一一一一ゴソ４ （ｈ） ｏｔ２ｔ３ γ　　　　　Ｑ　　　　　ｃＯ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源から複数の放電路にインダクタンスのような
   限流要素を介して流す放電電流をスイッチングトランジ
   スタにて切り換えるスイッチ手段と、このスイッチ手段
   を時分割制御する制御回路とを具備し、交流電源の半サ
   イクル毎の再点弧位相付近以外の他の位相において放電
   路を順次切り替えて再点弧させる再点弧機能を上記制御
   回路に付設して成る放電灯点灯回路。
2. （２）上記再点弧位相付近では１つの放電路での放電を
   持続させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の放電灯点灯回路。
3. （３）上記複数の放電路は互いに異なる発光色としたこ
   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
   回路。