JPS6247995A - 放電灯安定器 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は放電灯の高周波点灯装置に係り、特に放電灯を
調光するのに好適な放電灯安定器に関するものである。

〔発明の背景〕

高周波点灯装置の調光方式は、発振周波数を変える方法
、負荷に直列にインピーダンスを接続する方法、発振回
路のデユーティ比を変える方法等があるが、たとえば、
負荷のＬとＣの共振を利用して放電灯を点灯させるフル
ブリッジ後者の方法は、共振回路による波形成形が困難
になるとともに、トランジスタが導通する時、過大電流
が流れるという難点がある。

また、特開昭５６−４６６７１．特開昭５６−４６６７
２　、特開昭５６−４６６７３　、特開昭５６−４９６
８０などで周期的に主スイツチングトランジスタのドラ
イブ信号を断続するアイディアも提供されている。しか
し、これらの放電灯安定器においては、補助巻線を利用
して主スイツチングトランジスタの発振を続けているこ
とから、主スイツチングトランジスタのペース電流（帰
還電流）を完全に制御することが難しく、放電灯安定器
の効率的な運転を続けるためには、さらに改良したもの
が望まれていた。

〔発明の目的〕

そこで本発明の目的は発振回路の作動及び停止を発振回
路の発振周波数すなわち放電灯の管電流の零と同期させ
ることにより過渡現象によって生じる高電圧を防止し、
さらに、制御回路の停止信号時は発振を完全に停止した
放電灯出力制御装置の制御回路を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、放電灯に負荷電力を供給するスイッ
チング素子と、このスイッチング素子を導通する高周波
のドライブ信号を発するドライブ回路と、このドライブ
回路のドライブ信号より低い周波数で、しかも、ドライ
ブ信号に同期した調光運転信号を周期的に発する調光制
御回路とを備えた放電灯安定器を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一つの実施例を第１図により説明する。

第１図はハーフブリッジ方式の高周波点灯装置を示すも
のであり、この高周波点灯装置はスイッチングレギュレ
ータ用コントロールＩＣ（日本テキサスイ／スッルメン
ツ株式会社殿、ＴＬ４９６．ＴＬ４９９Ａ、ＴＬ４９７
Ａなど、以下、コントロールＩＣと呼ぶ）８を中心にド
ライブ回路８０り構成している。このコントロールＩＣ
８は内部に発振回路Ｏ８Ｃを内蔵しており、外付はコン
デンサ１２、あるいは抵抗１３を調整することにより発
振周波数ｆを可変できる。また、コントロールＩＣ８の
内部にあり、交互に発振周波数ｆでＯＮ・ＯＦＦするト
ランジスタにより、ドライブトランス９を介して主スイ
ツチングトランジスタ４，５穴 は導通制御される。以に、１００はドライブ回路８０の
ドライブ信号り、、Ｄ、より低い周波数で、しかも、ド
ライブ信号り、、Ｄ、に同期した調光運転信号Ｃを周期
的に発する調光制御回路であり、この調光制御回路１０
０はコントロールＩＣ８ノ発振出力をコンデンサ１２の
端子間より取出しクロックパルスに変換するトランジス
タ１９．２０ナトから成る波形整形回路、変換したクロ
スフパルスをクロック信号ｃｋとして分周してゆ〈カウ
ンタ群１４．カウンタ群１４の分周結果によりドライブ
回路８０のドライブ信号り、、Ｄ、を有効・無効にする
トランジスタ１８などから構成される。なお、スイッチ
３０は全光−調光の切換スイッチであり、この切換スイ
ッチ３０のσ時は全光、ＯＦＦ時は調光運転となるもの
である。

次 以に、このように構成したものの動作を説明する。まず
、切換スイッチ３０の開時（全光運転）てついて説明す
る。電源１が投入されると、ドライブ回路８０はコンデ
ンサ１２、抵抗１３で決まる周波数ｆで発振を開始する
。このとき、トランジスタ１８がＯＮ状態となっている
から、ドライブ回路８０のドライブ信号り、　、　Ｄ、
はドライブトランス９を介して主スイツチングトランジ
スタ４．５に入力される。これにより主スイツチングト
ランジスタ４，５は交互に導通し、バラスト素子６゜２
７を介して放電灯７に点灯電力を供給する。したがって
、放電灯７は全光状態で高周波点灯することになる。

さて、このような状態で切換スイッチ３０を開くと、ト
ランジスタ１８の導通はカウンタ群１４の分周結果によ
り決定され、トランジスタ１８が非導通の場合、ドライ
ブ回路８０のドライブ信号ＤＩ。

几がブロックされ、主トランジスタ４．５の発振は停止
することになる。この点をさらに第２図に示すタイムチ
ャートによって説明する。第２図において、Ｃ１はドラ
イブ回路８０のコンデンサ１２の端子電圧、ｃｋはコン
デンサ１２の端子電圧をトランジスタ１９．２０により
加工し、これの立下り時に発生するクロック信号、Ｃは
カウンタ群１４の分周結果に応じて発生する調光運転信
号であり、実施例においてはクロック信号ｃｋがカウン
タ群１４に４パルス入力される毎に調光運転信号Ｃが変
化するものである。すなわち、期間ｔａは調光運転信号
ＣＩＪ″−Ｈｉの状態、期間ｔｂはＬＯの状態を示すも
のであり、このＨｉの状態、Ｌｏの状態が周期的に繰返
される。したがって調光運転信号ＣがＬｏの状態のとき
、トランジスタ１８が導通し、ドライブ回路８０のドラ
イブ信号り、、Ｄ、が有効となり、負荷（放電灯７）に
図中Ｒ１で示すような負荷電流が供給されるものである
。

実施例においてはトランジスタ１８の制御をドライブ回
路８０の発振周波数ｆと同期させ、放電灯７の管電流が
零になったときにトランジスタ１８の導通・非導通の切
換えを行なうことにより、切換え時の過渡現象による高
圧パルスの発生を防止することができる。さらに実施例
においては、トランジスタ１Ｂの非導通時は、ドライブ
トランス９に対するドライブ信号り、、Ｄ、の供給を完
全にブロック（零）することができ、主スイツチングト
ランジスタ４，５のドライブ電流不足あるいは、導通損
失が増加するなどのことより主スイツチングトランジス
タ４，５が発熱し、損傷してしまうような心配はなくな
る。

さらに具体的には実施例において、ドライブ回路８０の
発振周波数ｆを数十ｋＨｚ　、また、調光運転信号Ｃの
発振周波数を数ｋ）（ｚに選択すると共に、調光運転信
号ＣのＨｉおよびＬＯ期間ｔａ、　ｔｂのデユーティ−
比ｔｂ／ｌａを１に選んだものである。したがって、調
光時において負荷（放電灯７）に対する電力供給量は全
光時の１／２となる。

このように調光時においても、負荷に供給される電力の
基本周波数は全光時と変わらないことから、負荷のバラ
スト素子６，２７の共振インピーダンスは常に最適な値
を選択することができ、全光時・調光時とも効率良い運
転を続けることができる。

さて、説明した実施例においては調光運転信号Ｃのデエ
ーティ比ｔｂ／ｌａを１に選定したが、これ以外のデヱ
ーティー比を得るためのカウンタ群１４の構成を第３図
（ａ）　、　（ｂ）に示す。すなわち、第３図（ａｌけ
デユーティ−比ｔｂ／ｌａ　＞　１　）場合、第３図＋
ｂ＞はデユーティ−比ｔｂ／ｌａ　（１の場合の１例を
それぞれ示すものである。

次に第４図に示す実施例について説明する。

この実施例はＰｔＪＴ３２を利用することにより、調光
運転信号Ｃのデー−ティー比ｔｂ／ｌａを連続して可変
するものである。この実施例の回路動作を第５図に示す
タイムチャートを参照し簡単に説明する。ＰＵＴ３２は
基本的には位相制御回路を構成するもので、ゲート側に
接続した可変抵抗器６３を調整することにより、Ｂ点の
電位のＨｌの期間ｔａ’およびＬＯの期間ｔｂ’は変化
する。このＢ点の電位信号をＤ形フリップフロップ３５
のＤ端子に加え、また、このＤ形フリッププロップ３５
のクロック端子【クロックパルスを入力すると、Ｄ形フ
リップ７０ツブ３５のＱ端子からはクロックパルスに同
期した調光運転信号Ｃを得ることができる。したがって
、本実施例においても、すでに説明した実施例と同様、
適確なタイミングを取った調光運転信号により安定した
調光運転を行なうことができるものである。

次に第６図に示す他の実施例について説明する。この実
施例は主スイツチングトランジスタ４．５のドライブ信
号り、、Ｄ、の基となる発振回路の出力を直接的に断・
続してゆくものである。

すなわち、８０１　、８０２はドライブ回路をそれぞれ
構成する鋸歯状波発振器、ドライブ信号分配回路であり
、ドライブ信号分配回路８０２はＴ形フリップフロップ
５０、各種論理回路５１　、５２．５３．５４およびト
ランジスタ６０．６１から構成され主スイツチングトラ
ンジスタ４，５のドライブ信号ＤＩ。

八を生成するものである。この点をさらに第７図のタイ
ムチャートを参照に説明すると、比較器７０は鋸歯状波
発振器８０１の鋸歯状波域と直流電圧Ｅ、を比較し、鋸
歯状波へが直流電圧Ｅ、より大きくなる毎にパルス列Ｅ
、を発し、これをＴ形フリッププロップ５０のＴ端子に
与える。すると、Ｔ形フリッグ７０ツブ５０のＱ、Ｑ端
子から交互に反転するパルス列が発生し、このパルス列
はドライブ信号分配回路８０２内で分配され、ドライブ
信号Ｄ１．Ｄ、に加工される。また、調光制御回路１０
１は鋸歯状波発振器８０１の鋸歯状波Ｅ、の波形成形を
行なうＮＡＮＤ回路６２．６５　、ＮＡＮＤ回路６２゜
６３の出力信号をクロックパルスとして入力するカウン
タ群１４、カウンタ群１４の出力信号、すなわち、調光
運転信号ＣによりＯＮ　−ＯＦＦするトランジスタ６７
、トランジスタ６７の状態により以後のパルス列信号を
有効・無効にする比較器７０などで構成される。

今、トランジスタ６７がＯＦＦの場合、抵抗６６゜６５
０分圧比で決定される比較器７０の一端子の入力電圧Ｅ
、を鋸歯状波Ｅ、の最大価を超えないように、また、ト
ランジスタ６７が個の場合は入力電圧Ｅ８をほぼドライ
ブ電圧Ｖｃまで上昇させ鋸歯状波Ｅ、の最大値以上にな
るよう、各回路定数を選定するものとする。なお、トラ
ンジスタ６７がＯＮしている時の入力電圧Ｅ、を便宜上
Ｅｌ′として表わす。このようにすると、カウンタ群１
４の調光運転信号ＣがＨｉの時、すなわち、トランジス
タ６７がＯＦＦ　している期間は先に説明したように、
主スイツチングトランジスタ４．５にドライブ信号り、
　、　Ｄ、が供給され、放電灯７には点灯電力が給電さ
れる。ドライブ信号り、　、　Ｄ、の時間差ｔはトラン
ジスタ６０．６１が同時にＯＮとならないようにするだ
めのデッドタイムである。

次に、第８図に示すようにカウンタ群１４の調光運転信
号ＣがＬＯの時、すなわち、トランジスタ６７が倒して
いる期間は、入力電圧Ｅ、′が鋸歯状波Ｅ、の最大値以
上となるため、比較器７０の出力はＬＯのままでＨｉと
なることはない。したがって、ドライブ信号り、、Ｄ、
はＬＯの状態を継続し、主スイツチングトランジスタ４
，５も動作しないため、放電灯７に点灯電力が供給され
ることはない。

このように本実施例においては鋸歯状波発振回路８０１
の発振周波数ｆを１　／ｎに分周した信号で比較器７０
の入力電圧Ｅ１を変化させると共に、調光運転信号Ｃの
立上り、立下りを主スイツチングトランジスタ４．５の
ＯＦ’Ｆ’時、すなわち負荷電流が零となる時期に同期
するよう鋸歯状波Ｅ。

を分周しているものである。

さて、以上に説明した実施例においては全光時、あるい
は調光時に限って回路動作を説明したが、調光目的に応
じては、分周回路を複数回路用意し、さらに段階的な調
光操作を行なうことができる。また、この場合はマイク
ロコンピュータを利用したプログラマブルカウンタと、
カウントアツプ（カウントダウン）のためのプログラム
を用意することにより、さらに細かな調光操作を行なう
ことができる。さらに実施例においては、ドライブ回路
のドライブ信号と、調光制御回路の調光運転信号の同期
を分周回路、その他の波形加工過程における回路技術に
より実現したが、これは、負荷電流を直接電流トランス
などで検出し、この電流値が零になる機会を捕えて各種
信号を切換えてゆくこともできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、放電灯に負荷電力を供給
するスイッチング素子と、このスイッチング素子を導通
する高周波のドライブ信号を発するドライブ回路と、こ
のドライブ回路のドライブ信号より低い周波数で、しか
も、ドライブ信号に同期した調光運転信号を周期的に発
する調光制御回路とを備えた放電灯安定器を提供するも
のであり、本発明によると効率良く、しかも安定した運
転を行なうことができる放電灯安定器を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施例を説明するための回路図
、第２図は第１図に示す実施例の動作を説明するための
タイムチャート、第３図（ａ）。 ｆｂｌはそれぞれ他のカウンタ群の構成を説明するため
の図、第４図は他の実施例を説明するための回路図、第
５図は第４図に示す実施例の動作を説明するためのタイ
ムチャート、第６図ハサらに他の実施例を説明するため
の回路図、第７図、第８図はそれぞれ第６図に示す実施
例の動作を説明するためのタイムチャートである。 ４．５・・・・・・・・・スイッチング素子、７・・・
・・・・・・放電灯、８０、８０１　、８０２・・・・
・・・・・ドライブ回路、１００，１０１・・・曲・・
調光制御回路、Ｄ、　、　Ｄ、・・・・・・・・・ドラ
イブ信号、Ｃ・・・・・・・・・調光運転信号 第２図 第３図 第Ｓ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電灯に負荷電力を供給するスイッチング素子と、この
   スイッチング素子を導通する高周波のドライブ信号を発
   するドライブ回路と、このドライブ回路のドライブ信号
   より低い周波数で、しかもドライブ信号に同期した調光
   運転信号を周期的に発する調光制御回路とを備えた放電
   灯安定器。