JPS6224595A - 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】 ［技術分野１ 本発明は、複数の放電灯を所定のタイミングで切り換え
点灯する放電灯点灯装置に関するものである。

［ｆｆｔ技術］ 従来、この種の放電灯点灯装置としては、第１（）図に
示すように、交流電源Ｖｓに限流用チョークコイルＣＨ
，およびコンデンサＣよりなる安定器回路１を介して、
半導体スイッチ素子よりなるスイッチ素子Ｓ　ｌｖ　Ｓ
　２　ｙ　Ｓ　：ｌと放電灯り、、Ｌ２．Ｌ、とが直列
接続された複数の直列回路２＋＋２２＝２）を並列接続
し、各トランジスタＱ１〜Ｑ３を一定周期ＴｒＩＩＩＮ
＆オン、オフするとともに各オンデユーテイを変えるこ
とにより各放電灯Ｌｌ、Ｌ２−Ｌ３の点灯期間ｔ＋ｔＬ
ｚ＋ｈを制御する点灯制御回路３を設けたものがあった
。なお、各放電灯Ｌ１〜Ｌ、として、発光色の異なる（
例えば、赤、緑、青）蛍光体が塗布された蛍光ランプあ
るいは発光色が異なる希がスを封入した８７７′ス放電
ランプを用いれば、大型のカラーディスプレイが得られ
ることになり、また、放電灯し１〜Ｌ、として、発光色
が同一の蛍光ランプを用いた場合にあっても有効なディ
スプレイ効果が得られることになる。

いま、上記従来例において、各スイッチ素子Ｓ目Ｓ２．
Ｓ、のオフ時に、チタークコイルＣＨ，の両端に発生す
るキック電圧（自己誘導起電圧）によって次に点灯する
放電灯り、〜Ｌ、の再点弧を行っている。しかしながら
、このような従来例にあっては、ランプ電流■が少ない
位相でスイッチ素子５ｌｔｓ２１ｓ３がオフされた場合
において、放電移行時のキック電圧が低くなって十分な
再、α弧電圧が得られず、放電灯り、−Ｌ、が正常に点
、灯できないという問題があった。また、第１１図に示
すように、ランプ電流ｒの波形が正弦波であるので、ス
イッチ素子Ｓ　、、Ｓ　２．Ｓ　、の導通期間とランプ
電流が比例せず、点灯制御回路３にて設定された点灯期
間ｔ１〜１ｊと各放電灯Ｌ１〜Ｌ、のランプ電流Ｉａ。

Ｉ　ｂ、　Ｉ　ｃすなわち光量とが比例しないという問
題があった。

また、別の従来例として、第１２図に示すように、安定
器回路１をダイオードプリツノＤＢ、と平滑コンデンサ
Ｃ８よりなる整流回路１ａと、プッシュプル型インバー
タ回路１ｂとで構成したものがあり、交流電源Ｖｓを整
流回路１ａにて直流電圧に変換した後、インバータ回路
１ｂにて高周波電圧に変換し、この高周波電圧がスイッ
チ索子Ｓ１゜Ｓ２．Ｓ、によって選択的に各放電灯し１
〜Ｌ、に印加され、ｆｌＳ１３図に示すように各放電灯
Ｌ１〜Ｌ。

を順次サイクリックに点灯するようになっていた。

第１３図（ａ）は無負荷時間出力電圧■。、同図（ｂ）
〜（ｄ）は各放電灯し、〜Ｌ３の印加電圧■、〜Ｖ３を
示している。しかしながら、このような従来例にあって
は、放電移行時における放電灯り、〜Ｌ、。

の再点弧電圧Ｖａをインバータ回路１ｂ出力にて得てい
るので、十分な再点弧電圧Ｖａを得るためにはインバー
タ回路１ｂ出力の無負荷時出力電圧■。

を定常７ヴ灯時に必要な電圧ｖｂよりも大幅に高くする
必要があった。したがって、放電灯し１〜Ｌ。

が取り外された状態で電源が投入されている場合には、
この放電灯し、〜Ｌ、の装着部（例えば、ソケット部）
には高電圧が印加されていることになり、電源が投入さ
れた状態で放電灯り、−Ｌ、を着脱する場合に感電する
恐れがあった。特に、住宅用の照明スタンドの放電灯点
灯装置にあっては大きな問題であった。

［発明の目的］ 本発明は上記の息に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、放電灯の、α灯移行時における再、
α弧が確実に行なわれ、しがも電源が投入された状態で
放電灯が着脱された場合にあっても感電する恐れがなく
安全に使用できる放電灯点灯装置を提供することにある
。

［発明の開示］ （実施例１） 第１図は本発明一実施例を示すもので、交流電源Ｖｓに
安定器回路１を介して、スイッチ素子たるトランジスタ
Ｑ１〜Ｑ、と放電灯し、〜Ｌ、とが直列接続された複数
の直列回路２、〜２．を並列接続し、各トランジスタＱ
１〜Ｑ３を一定周期で順次サイクリックｌこオン、オフ
するとともにオンデユ−テイを変えることにより各放電
灯り、〜Ｌ３の点灯期間ｔ、〜ｈを制御する５αα副制
御路３を設けて成る従来例と同様の放電灯点灯装置にお
いて、各放電灯Ｌ１〜Ｌ、の、α好期間ｔ、〜ｔ、の初
めの一定期間において各放電灯Ｌ１〜Ｌ、への印加電圧
を上昇させる高圧印加回路４を設けたものであり、実施
例にあっては、交流電源Ｖｓを整流するダイオードブリ
ツノＤＢ、、抵抗Ｒ８および平滑コンデンサＣ０よりな
る整流回路１ａと、この整流回路１ａがら出力される直
流電圧を高周波電圧に変換する並列共振型のインバータ
回路１ｂと、全波整流回路だるダイオードプリ７ノＤＢ
、とで安定器回路１が構成されており、インバータ回路
１ｂの出力端に、コンデンサＣ１と、点灯期間ｔ、〜ｔ
３の初めの一定期間にオフされるダイオードブリ２ジＤ
Ｂ、、トランジスタＱ１．７オトカツプラＰＣ，！Ｉ流
流用ダイオ−ドア２コンデンサＣ１および抵抗Ｒｇ、Ｒ
。

よりなるスイッチ回路ＳＷとの直列回路を接続して高圧
印加回路４が形成されている。また、点灯制御用のトラ
ンジスタＱ、〜Ｑ、および高圧印加用のトランジスタＱ
４を制御する点灯制御回路３は、無安定マルチバイブレ
ータＡＭおよび単安定マルチバイブレータＭＭ、にて形
成され切り替え周期設定用クロックパルスＰｃを発生す
るパルス発生回路ＰＧと、点灯期間１．−１．を設定す
る単安定マルチバイブレータＭＭ、〜Ｍ　Ｍ　ｓと、ド
ライブ用トランノスタＱ、〜Ｑ７とよりなる点灯制御信
号発生部と、インバータ回路Ｉ、−１，と、オア回路０
１〜Ｏ１と、アンド回路Ａ、と、タイマー回路ＴＭとよ
りなる高圧印加信号発生部とで形成されており、点灯期
間ｔ１〜ｔ、はボリュームＶＲ，，ＶＲ２にょうて自在
に変更できるようになっている。なお、インバータ回路
１ｂは、スイッチング用トランジスタＱａ、Ｑｂ、セン
タータップ付き１大巻＃ｉｎｌ＊出力用２次巻線ｎ２１
帰還巻Ｍｎ４＋フィラメント予熱巻線１５〜ｎ、および
付加電源巻＃ｉ　ｎ　ｓを有する発振トランスＴｒと、
１大巻＃！ｆｉ＋とで並列共振回路を形成するコンデン
サＣ２と、限流用チタークコイルＣＨ。

と、抵抗Ｒ４〜Ｒ３とで形成されており、自励式発振動
作を行うようになっている。このインバータ回路１ｂは
公知の回路であるので詳細な説明は省略する。

以下、本実施例の動作について具体的に説明する。いま
、点灯制御回路３のパルス発生回路Ｐｃでは、第２図（
ａ）に示すような一定周期ＴのクロックパルスＰｃが発
生され、このクロックパルスＰｃにて初段の単安定マル
チバイブレータＭＭ、がトリガされ、それぞれ直列的に
動作する単安定マルチバイブレータＭＭ、〜ＭＭ、にて
点灯期間ｔ、〜ｔ。

に対応するパルスが発生され、第２図（ｂ）〜（ｄ）に
示すような点灯制御信号が点灯制御信号発生部のａ−ｄ
ｌｉ子に出力される。この点灯制御信号によってトラン
ジスタＱ、−Ｑ、がオン、オフされ、放電灯し１〜Ｌ、
が所定の点灯期間ｔ１〜ｔ３だけサイクリックに点灯さ
れるようになっている。一方、高圧印加信号発生部では
、上記点灯制御信号の立ち上がりから高圧印加時間上〇
だけ”Ｈ″レベルなる第２図（ｅ）に示すような高圧印
加信号がｅ、ｆ端子に出力され、この高圧印加信号が高
圧印加回路４に入力されることにより７オトカツプラＰ
Ｃを介してトランジスタＱ、がオフされ、インバータ回
路１ｂの出力端すなわち発振トランスＴｒの２次巻１１
１．　ｎ　２に並列接続されているコンデンサＣＩが除
去されてインバータ回路１ｂから出力されるｉａｉ周波
電圧が上昇する。したがって、各放電灯し、〜Ｌ、の点
灯期間ｔ、〜ｔ３の初めの一定期間ｔ０において各放電
灯し、〜Ｌ３への印加電圧が上昇して再点弧が確実に行
なわれることになる。この場合、インバータ回路１ｂか
ら出力される無負荷時電圧Ｖ。は、第２図（ｆ）に示す
ようになって実効値を低減することができ、電源が投入
された状態で放電灯し１〜Ｌ、を着脱する場合にあって
も感電の危険がなく安全に使用できるようになっている
。

なお、インバータ回路１ｂの出方端にコンデンサＣ１を
並列接続することにより、インバータ回路１ｂから出力
される高周波電圧のレベルが変化する理由は以下の通り
である。すなわち、発振トランスＴｒは２次洩れインダ
クタンスＬαを有しており、等何回路は第３図に示すよ
うに表される。

ここに、同図６）に示すように、無負荷時であってコン
デンサＣ１が接続されていない場合には、発振トランス
Ｔｒの１大巻＃！　ｎ　＋の両層電圧■ｔ１に巻数比（
ｎ＝／ｎ、）を乗じた電圧Ｖ　ｔ２（２大巻＃ｉ　ｎ　
２の両端）が出力電圧Ｖｔ、として出力されるが、同図
（ｂ）に示すように、出力端にコンデンサｃ１が並列接
続された場合には、洩れインダクタンスＬαに電圧Ｖｔ
２に対して遅れた遅相電流１ｃが流れ、洩れインダクタ
ンスＬＱによる電圧降下ＶＱが大になって出力電圧Ｖｔ
、はＶｔ２と逆極性の低いレベルとなる。なお、コンデ
ンサｃ１の値を適当に変えることによって再点弧用の高
電圧（Ｖ２）と、再点弧後の定常点灯用の低電圧（Ｖ、
）との比を任意に設定できるようになっており、コンデ
ンサＣＩを挿入した場合にあってもインバータ回路１ｂ
の発振動作は安定に行なわれ、発振周波数の変動は比較
的少ない、また、インバータ回路１ｂの各部の信号波形
は振動波形となっているので、雑音の発生が少なくなる
ようになっている。

（実施例２） 第４図は他の実施例を示すもので、前記実施例１のダイ
オードブリッジＤＢ２を省略して放電灯し１〜Ｌ、を交
流照灯゛させるようにしたものであり、前記実施例１に
比べて予熱用配線数を少なくすることができ、また、ト
ランジスタＱ４のベース駆動電源が不要になるとともに
、絶縁用７オトカツプラＰＣも不要になって、点灯制御
回路３出力にて直接制御することができるため回路構成
が簡単になる。図中ダイオードプリ７ノＤ　Ｂ　４〜Ｄ
Ｂ６はトランジスタＱ、〜Ｑ、にて交流を制御するため
の整流要素である。また、放電灯し、〜Ｌ、の両極が交
互に陰極となるため、両極をフィラメント電極とし、両
極をフィラメント予熱巻ｍｎｓ〜ｎ８出力にて予熱する
ようにしでいる。なお、インバータ回路１ｂ、点灯制御
回路３の構成お上り基本動作についでは実施例１と全く
同一であるので説明を省略する。

（実施例３） 第５図はさらに他の実施例を示すもので、発振トランス
Ｔｒの２大巻Ａｉ　ｎ　２を巻き上げた巻き上げ巻線ｎ
２゛を設けるとともに、この巻き上げ巻Ｍｎ２’と、ダ
イオードＤ、と、トランジスタＱ、、Ｑ、にで高圧印加
回路４を形成したものであり、他の構成および動作は実
施例１と同様である。

いま、点灯制御回路３出力にてトランジスタＱ７１ＱＢ
が庶灯期間ｔ１〜ｔ３の初めに設定された一定期間し。

だけオンされると、２次巻１７ｉｎ２出力に巻き上げ巻
線ｎ２１出力を加えた電圧の整流電圧がトランジスタＱ
、を介して放電灯Ｌ　＋　−Ｌ−の両端に印加され、各
放電灯し１〜Ｌ、が確実に再点弧されるようになってい
る。この場合、各放電灯り、−Ｌ。

の点灯期間ｔ、〜１．の初めの一定期間ｔ。だけ高電圧
が出力されるようになっているので、前記実施例と同様
に無負荷時電圧の実効値を低くすることができ、感電の
危険が防止されて安全な使用ができるようになっている
。

（実施例４） 第６図はさらに他の実施例を示すもので、インバータ回
路１ｂを他励式のスイッチング回路を用いて形成し、ト
ランジスタＱａ、Ｑｂのスイッチング周波数を変化させ
ることによりインツイータ回路１ｂの出力側に形成され
ている共振回路（発振トランスＴ「の２大巻＃Ｅｎ２、
チョークコイルＣＨｏｏおよびコンデンサ０２゛）のフ
ィルタ特性によりインバータ回路１ｂ出力を変化させよ
うにして高圧印加回路４を形成したものであり、実施例
では、インバータ回路１ｂの共振回路の周波数特性（周
波数に対するコンデンサＣ２°の両端電圧Ｖｃｚの変化
）を第７図に示すように設定し、点灯期間ｔ、〜Ｌ、の
初めの一定期間ｔ。だけ発振周波数をｆｌに設定すると
ともに、一定期間ｔ。経過後に発振周波数をｆ２に１Ｉ
ｒＬＳ＋−／、−′９１ｈムＩ−イ　ｒ＊　ｗ　ｍ　＋
金粉ａｔ　群い周波数ｒ、となっている点灯期間ｔ、〜
ｔ、の初めの一定期間し。だけ、放電灯し、〜Ｌ３を確
実に再点弧させる高い高周波電圧が出力され、一定期間
ｔ０経過後に発振周波数が高い周波数ｆ２になって放電
灯し１〜Ｌ３を安定に点灯させる低し１高周波電圧が出
力されるようになっている。なお、本実施例では、共振
特性の右半分を利用しているが、左半分を利用するよう
にしても良いことは言うまでもな（１゜また、発振周波
数を可変にするスイッチング制御回路は省略しているが
、例えば、発振周波数の異なる２つの発振回路出力をア
ナログスイ・ノチにて選択的にトランジスタＱ　ａ　、
　Ｑ　ｂに印加してスイッチング周波数を変更するよう
にすれば良〜・。

（実施例５） 第８図はさらに他の実施例を示すもので、安定器回路１
をトランジスタＱ　Ｉ　Ｏｔ　Ｑ　Ｉ　ｌ、ダイオード
Ｄ３およびチョークコイルＣＨ２よりなる降圧チ１ツバ
回路ＩＣを用いて形成したものであり、この降圧チラッ
パ回路ＩＣは放電灯Ｌ１〜Ｌ、の限流要素として機能す
るようになっでν・る。また、高圧印前回路４は、発振
回路ｏＳ２、アンド回路Ａ２、トランジスタＱ　＋２お
よびダイオードＤ、よりなる外圧チッッパ回路にて形成
されており、高圧印加回路４は点灯期間ｔ１〜し、の初
めの一定期間Ｌ０だけ外圧動作をして、高いチョッパ電
圧を放電灯し、〜Ｌ、に印加して確実な始動を行うよう
になっている。一定期間ｔ０経過後は昇圧動作が停止さ
れ、降圧チ１ツバ回路１ｃにで降圧されたチクツバ電圧
が放電灯し１〜Ｌ、に印加されて放電灯し、〜Ｌ、が安
定に点灯されるようになっている。

（実施例６） 第９図はさらに他の実施例を示すもので、実施例１と同
様の放電灯点灯装置において、高圧印加回路４を、ダイ
オードＤ、〜Ｄ、と、平滑用のコンデンサＣ９，Ｃ，と
、整流方式切換用のスイッチＳＷ１とで形成したもので
あり、スイッチＳＷ１をａ側に切り換えることにより、
倍電圧整流回路が形成され、また、スイッチＳＷ、をｂ
側に切り換えることにより、全波整流回路が形成される
ようになっている。したがって、点灯期間ｔ、〜１３の
初めの一定期間ｔ。において、スイッチＳＷ、をａ側に
切り換えることにより、インバータ回路１ｂから出力さ
れる高周波電圧の２倍の電圧を有する高い直流電圧が始
動用高電圧として放電灯し１〜Ｌ３に印加されて、点灯
移行時の放電灯Ｌ１〜Ｌ、が確実に始動されるとともに
、無負荷電圧の実効値の低減が図られるようになってい
る。また、点灯期間ｔ、〜ｔ。

を短く設定しても点灯維持ができ、放電灯り、〜Ｌ、の
発光色を異ならせてカラーディスプレイを行う場合にお
ける発光色を多様化することができるようになっている
。また、電源投入から始動するまでの間、高い実効値の
高周波電圧が放電灯り、〜Ｌ３に印加されることがない
ので、フィラメント陰極を損傷することなくスムースに
始動させることができることになる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、交流電源に安定器回路を介して
、スイッチ素子と放電灯とが直列接続された複数の直列
回路を並列接続し、各スイッチ素子を一定周期で順次サ
イクリックにオン、オフするとともにオンデユーテイを
変えることにより各放電灯の点灯期間を制御する点灯制
御回路を設けて成る放電灯点灯装置において、各放電灯
の点灯期間の初めの一定期間における各放電灯への印加
電圧を上昇させる高圧印加回路を設けたので、放電灯の
点灯移行時における再点弧が確実に行なわれ、しかも電
源が投入された状態で放電灯が着脱された場合にあって
も感電する恐れがなく安全に使用できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の回路図、第２図および第３図
は同上の動作説明図、第４図は他の実施例の要部回路図
、第５図はさらに他の実施例の回路図、第６図はさらに
他の実施例の回路図、第７図は同上の動作説明図、第８
図はさらに他の実施例の回路図、第９図はさらに他の実
施例の回路図、第１０図は従来例の回路図、第１１図は
同上の動作説明図、第１２図は他の従来例の回路図、第
１３図は同上の動作説明図である。 １は安定器回路、１ａは整流回路、１ｂはインバータ回
路、２．〜２３は直列回路、３，３ａは点灯制御回路、
４は高圧印加回路、ｖｓは交流電源、Ｌ　＋　ｔＬ、、
Ｌ、は放電灯、Ｃ３はコンデンサである。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 Ｎ２図 第１０図 π 第１２図 第１１図 第１３図 （ｂ） （ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源に安定器回路を介して、スイッチ素子と
   放電灯とが直列接続された複数の直列回路を並列接続し
   、各スイッチ素子を一定周期で順次サイクリックにオン
   、オフするとともにオンデューティを変えることにより
   各放電灯の点灯期間を制御する点灯制御回路を設けて成
   る放電灯点灯装置において、各放電灯の点灯期間の初め
   の一定期間における各放電灯への印加電圧を上昇させる
   高圧印加回路を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置
   。
2. （２）交流電源を整流する整流回路と、該整流回路から
   出力される直流または整流電圧を高周波電圧に変換する
   並列共振型のインバータ回路とで上記安定器回路を構成
   し、インバータ回路の出力端に、コンデンサと、点灯期
   間の初めの一定期間にオフされるスイッチ回路との直列
   回路を接続して上記高圧印加回路を形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。
3. （３）交流電源を整流する整流回路と、該整流回路から
   出力される直流または整流電圧を高周波電圧に変換する
   並列共振型のインバータ回路と、インバータ回路出力を
   整流する全波整流回路とで上記安定器回路を構成したこ
   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
   装置。