JPS6334891A - 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） 本発明は、半波点灯状態がある一定時間以上継続したと
きには、不点灯側の半周期を長くするように制御して放
電灯を立ち消えさせるようにした放電灯点灯装置に関す
るものである。

（背景技術） 従来の一最的な放電灯点灯装置においては、安定器要素
をチョークコイルやｌ・ランス、コンデンサ等の単独で
構成し、あるいは、これらの組み合わせにより構成して
いるために、寸法・重量ともに大きかった。この点から
放電灯点灯装置の小形化、軽ｊｌｆヒ、高効率化が望ま
れており、そのために放電灯を高周波点灯させることが
提案されている３例えば蛍光灯の点灯装置においては、
スイッチングトランジスタやサイリスタ等を用いた高周
波点灯装置が既に実用化されている。

一方、高圧放電灯の点灯装置においても高周波点灯を行
えば、蛍光灯の点灯装置の場合と同様に、小形軽量化、
高効率化等の効果が得られるが、高圧放電灯を高周波点
灯せしめると、音響的共鳴現象に起因するアークの不安
定が存在することが従来から知られている。ここで、高
圧放電灯の高周波点灯時に発生する前記アークの不安定
の形成メカニズムは、電気入力の高周波変動、発光管内
ガスの圧力変化、特別の周波数における定在圧力波の発
生、限度以上の圧力振幅によるアークの不安定発生等で
あると考えられる。

尚、前記「特別の周波数」とは所謂音響的共鳴周波数で
あって、アークのデイメンジョン（現実的には発光管形
状）と、発光管内の音速とで決まるものであり、前記音
速はガスの平均分子量とイオン温度により決まるので、
それらの値さえ分かれば比較的簡単に求めることができ
る。また「限度以上の圧力振幅によるアークの不安定」
がどの音響的共鳴周波数で起こるのかについては非線形
領域の問題であるので、単純にその答えを求めることは
できない。

ところで音響的共鳴現象に起因するアークの不安定を解
消する方法としては、放電灯の点灯電源となるインバー
タ回路の発振周波数を超高周波（例えば１００　Ｋ！ｌ
ｚ）とするもの（特開昭５６−１１８９７号公報等）が
あったが、しかし、この従来例にあっては、雑音（特に
輻射雑音）が大きく、スイッチングロスも大きいので、
実用上問題があった。

また点灯電源の周波数を例えば３０Ｋｌｌｚ〜５０ＫＩ
Ｉｚの間で変調する方法のもの（特開昭５６−４８０９
５号公報等）があったが、アークの不安定を抑制しきれ
ず、やはり実用上問題があった。さらにまた直流で点灯
するもの（特開昭５６−９８４９９号公報）もあったが
、ランプ寿命（黒化等）の点でこれもまた実用上問題が
あった。さらに矩形波点灯によるものくこの矩形波点灯
については文献「キャラクタリスティックス・オフ・ア
コースティカル・レゾナンス・イン・ディスチャージ・
ランブス（Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｅｉｓ　ｏｆ　
Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅＩｎ　Ｄｉ
ｓｃｈａｒｇｅ　Ｌａｍｐｓ）」イルミネイティング・
エンジニア’）ング（ＩＬＬＵＮＩＮＡＴＩＮＧ　ＥＮ
ＧＩＮＥＥＲＩＮＧ）１９７０年１２月Ｐ７１３〜７１
６に示されている。）もある、しかし、この方法ではア
ークは安定するものの、矩形波のフラットな部分におい
ては、限流要素として抵抗で負担しているために大形化
し、電力損失が大きくなり、また高周波の矩形波では波
形の立ち上がり、立ち下がりが急峻であるために、雑音
が発生するという問題を生じ、この対策のために大幅な
コストアップにつながるという問題があった。

従って、基本的には高圧放電灯に流れるランプ電流を低
周波にして音響的共鳴現象を防止しながら、限流要素部
分については高周波下で動作させることが最も実用的で
ある。このような方法を採用した従来例としては、実開
昭５９−１６１００号公報に開示された装置がある。こ
の装置では短形波のフラットな部分に高周波成分が重畳
された状態にし、限流要素としてはインダクタンスを用
いて、装置の小形化を図っている。しかしながら、この
方法では発振用トランス部と、チョッパー専用の半導体
素子とが必要であり、点灯装置は依然として大型であっ
た。

また米国特許４，１７０，７４７号に開示された装置も
ある。第３図は米国特許４，１７０．７４７号に開示さ
れている従来の放電灯点灯装置の回路図である０図にお
いてコンデンサＣａを接続した電源端子１，２にはトラ
ンジスタＴｒ、〜Ｔｒ＋をブリッジ形に接続したスイッ
チング回路を電流検出用抵抗Ｒｓを介して接続し、トラ
ンジスタＴｒ、〜Ｔｒ、には夫々トランジスタＴｒ、〜
Ｔｒ＜の通電方向と逆方向にダイオードＤ、〜Ｄ、を並
列接続し、トランジスタＴｒ、、Ｔｒ、の接続点と、ト
ランジスタＴｒ２．Ｔｒ、の接続点との間には、コンデ
ンサｃｂを並列に接続された高圧放電灯ＤＬと、チョー
クコイルＬどの直列回路を接続しである。制御回路Ａは
電流検出用抵抗Ｒｓによる検出電流に応じてトランジス
タＴｒｌ〜Ｔｒ、を制御するための回路である。

第４図（ａ）〜（ｄ）はトランジスタＴｒ＋〜Ｔｒ、の
動作を示すタイミング図である。トランジスタＴｒｙ。

Ｔｒｔは制御回路Ａにより５０／６０Ｈｚまたは４゜０
１■ｚ程度の低周波でオンオフされ、トランジスタＴｒ
＋がオンのときにはトランジスタＴｒ＝が例えば２０Ｋ
ｌｌｚのデユーティ比可変のオンオフ動作を行ない、ト
ランジスタＴｒ２がオンのときにはトランジスタＴｒ４
がトランジスタＴｒ３と同様のオンオフ動作を行なう、
また、高圧放電灯ＤＬの極性反転時においては４個のト
ランジスタＴｒ、〜Ｔｒ、が同時にオフとなる休止期間
ＴＯを設けている。制御回路Ａは電流検出用抵抗Ｒｓに
よる電流検出値の大小によってオンオフデユーティ比を
変えるものである。

さて第４図（ａ）〜（ｄ）により更に第３図回路の動作
を説明すると、第４図中のｔ１〜し２間では同図（ａ）
に示すように低周波動作するトランジスタＴ　ｒ　＋は
オン動作状態であり、トランジスタＴｒｚは同図（ｃ）
に示すように高周波でオンオフ動作する状態にある。そ
してこのし、〜ｔ２間では、同図（ｂ）　（ｄ）に示す
ようにトランジスタＴｒｙ、Ｔｒ４はオフ状態にある。

トランジスタＴｒ＝がオンすると、電源、電源端子１、
トランジスタＴｒ、、チョークコイルし、高圧放電灯Ｄ
Ｌ及びコンデンサｃｂの並列回路、トランジスタＴｒ３
、電流検出用抵抗Ｒｓ、電源端子２、電源の閉回路が形
成され、チョークコイルＬに流れる電流ＩＬは一定の傾
きをもって直線的に上昇し、トランジスタＴ　ｒ　ｘが
オフするとこの時の電流ＩＬとチョークコイルＬのイン
ダクタンスの値で決まる蓄積されたエネルギーが電流を
流れ続けさせようとする方向、つまりトランジスタＴｒ
ｚがオンしている時の電流の向きと同じ方向に流れ、チ
ョークコイルし、高圧放電灯ＤＬ及びコンデンサＣｂの
並列回路、ダイオードＤ２．１〜ランジスタＴｒ＋、チ
ョークコイルＬの閉回路で蓄積エネルギーが放出され、
以上の動作がｔ２の時点まで繰り返される。

次のｔ２〜し、の期間ＴＯにおいては、４個のトランジ
スタＴｒＩ〜Ｔｒ４が全てオフ状態であって、この休止
期間中は電源端子１．２に接続された電源からの電力供
給は行なわれない。

更にｔ、〜Ｌ、の期間においては、前記１１〜し２の期
間と基本的に同じ動作を行うが、この期間に動作するの
はトランジスタＴｒｚ及びＴｒ、であって、トランジス
タＴｒ＋、Ｔｒｓはオフ状態にある。トランジスタＴｒ
＜がオンすると、電源、電源端子１、トランジスタＴｒ
２、高圧放電灯ＤＬ及びコンデンサｃｂの並列回路、チ
ョークコイルし、トランジスタＴｒ、、電流検出用抵抗
Ｒｓ　、電源端子２、電源の閉回路で、また、トランジ
スタＴｒ＋がオフすると、チョークコイルし、ダイオー
ドＤ１、トランジスタＴ　ｒ　２、高圧放電灯ＤＬ及び
コンデンサｃｂの並列回路、チョークコイルＬの閉回路
で電流ＩＬが流れる。ここで第３図に示した電流ＩＬと
高圧放電灯ＤＬに流れる電流１１ａの向きはしＩ〜ｔ２
の期間について示されており、ｔ、〜し、の期間では電
流ＩＬ、Ｉｌａの向きは図示された方向とは逆になる。

尚、ダイオードＤ　ｙ　、　Ｄ　、は通常の動作では電
流は流れないが、過渡時のサージ電流を流すために設け
られているものである。

次のし４〜Ｌ５の期間においては、４個のトランジスタ
Ｔｒ＋〜Ｔｒ＋が全てオフ状態であって、この休止期間
中は電源端子１．２に接続された電源からの電力供給は
行なわれない、休止期間ＴＯ（し２〜ｈ。

ｔ　＜　〜ｔ　ｓ　）は、トランジスタＴ　ｒ　１　、
　Ｔ　ｒ　＋またはＴｒｚ。

Ｔｒ＝が同時にオンして短絡状態を呈し、点灯装置が破
壊に至るのを防止するためのデッドタイムである。この
同時オンはトランジスタ素子のばらつきや温度上昇によ
って、ストレージタイムが長くなった時や、トランジス
タ間のタイミングのずれによって生じる。

以上のようにして高圧放電灯ＤＬには高周波リップルを
含有した矩形波状の交流電流が流れることになる。

第５図は第４図のし２〜ｔｘ（呼返の時間スケールを拡
大して図示したタイミング図であり、同図（ａ）（ｂ）
にトランジスタＴ　ｒ　ｖ　、　Ｔ　ｒ　＋のオンオフ
状態を示し、同図（ｅ）、（ｄ）及び（ｅ）に電流１．
、電流■ｌａ及び高圧放電灯ＤＬの両端電圧ＶＮａの波
形を示す、Ｌ２の時点で同図（ａ）に示すようにトラン
ジスタＴｒ３がオフすると、コンデンサｃｂの電荷が高
圧放電灯ＤＬに放出されるので、電流Ｉｌａは電流ＩＬ
と比べて若干の遅れをもって流れるが、ついには電流Ｉ
Ｚａは零となる。つまりランプ電流たる電流１１ｍに休
止が生じることになる０次にｔ、の時点では電流Ｉｌｎ
の極性が変わり、同図（ｂ）に示すようにトランジスタ
Ｔｒ＋が動作する。電流Ｉｌａはｔ３時点の直前まで零
であるので、高圧放電灯ＤＬの両端電圧Ｖ１ａはｔ３の
時点の直後に高くなる。これは放電灯特有の現象であり
、電流Ｉｌａが零になることによって、発光管のイオン
の消滅が起こり、ｔ３時点では点灯を維持するために高
圧放電灯ＤＬの両端には高い電圧が必要となる。この電
圧が所謂再点弧電圧である。電流１１ａが零である期間
が長くなり過ぎると、ｔ１時点で電圧を与えても点灯維
持できず、立ち消えとなる場合もある。また、立ち消え
に至らすとも再点弧電圧が高くなり、電源電圧付近にま
で達するとちらつきが生じることもある。

蛍光灯の場合においては、前記現象が少し緩和されるが
、高圧放電灯の場合には少しの休止が生じても再点弧電
圧の上昇が顕著である。

・前述のように、休止期間Ｔ［）はトランジスタＴｒ１
〜Ｔ　ｒ　４の同時オンを防止するために設けているが
、このために電流Ｉムに休止が生じ再点弧電圧が上昇し
てちらつきが生じたり、最悪の場合には立ち消えするこ
とがあった。また再点弧電圧の上昇は電極の消耗を早め
、ランプ寿命を短くする惧れがあり、さらにまた電源電
圧の急変低下によって立ち消えしやすいという問題もあ
る。特に高圧放電灯の中でも低ワツトのものほど電流１
１ｍの休止による再点弧電圧の上昇度合が大きく、回路
設計上厄介なものである。

そこでトランジスタＴｒｌ〜Ｔｒ４の同時オンを前記期
間ＴＯで防止しながら、前記の問題点を解決する方法と
して、高圧放電灯ＤＬに並列に接続したコンデンサｃｂ
の容量を大きくして、期間ＴＯでは電流１１ａが零にな
らないようにする方法がある。

この場合高圧放電灯ＤＬを等価的な抵抗と考えて、ＣＲ
の時定数と、期Ｅ　Ｔ　ｏとの関係で、コンデンサｃｂ
の容量を適切な値に選定することができるが、この場合
、その容量が数十倍となり、コンデンサｃｂが大型化し
て、大幅なコストアップになるという問題があった。

以上のような問題を解決するために、本発明者らは第６
図に示すような回路を案出した。この第６図回路は所謂
フルブリッジ構成となっており、スイッチング素子とし
て用いたトランジスタＴｒ５゜Ｔ　ｒ　＊　、　Ｔ　ｒ
　ｔ　、　Ｔ　ｒ　＠及びダイオードａｓ、Ｄｓ、Ｄ、
Ｄｓは第３図回路のトランジスタＴ　ｒ　３　、　Ｔ　
ｒ　４　、　Ｔ　ｒ　＋　、　Ｔ　ｒ２及びダイオード
Ｄ　３　、　Ｄ　４　、　Ｄ　＋　、　Ｄ　２と基本的
動作は同じである。そして第３図回路では高周波により
スイッチングするトランジスタＴ　ｒ　２　＋　Ｔ　ｒ
　４が電源の一側に、低周波によりスイッチングするト
ランジスタＴｒｌ、Ｔｒｚが電源の＋側にあるのに対し
て、第６図回路では高周波でスイッチングするトランジ
スタＴ　ｒ　５　、　Ｔ　ｒ　ｓが電源の＋側に、低周
波でスイッチングするトランジスタＴ　ｒ　ｔ　、　Ｔ
　ｒ　＠が電源の一側に設けである点で相違するととも
に、高圧放電灯ＤＬとインダクタンス素子Ｌ２の直列回
路に対してコンデンサｃｂを並列接続しである点で相違
している。直流電源は交流電源ＡＣを全波整流器ＤＢに
て全波整流し、平滑コンデンサＣａで平滑して得られ、
回路に供給される。

而して第６図回路では、トランジスタＴｒｙがオン状態
で、トランジスタＴ　ｒａ　、　Ｔ　ｒａがオフ状態で
ある場合において、トランジスタＴｒｓがオンすると、
電源、電源端子１、トランジスタＴｒｓ、チョークコイ
ルし、インダクタンス素子Ｌ２と高圧放電灯ＤＬの直列
回路に対してコンデンサＣＩＪを並列接続された回路、
トランジスタＴｒ７、電流検出要素ｚｓ、電源端子２、
電源の経路で電流が流れ、トランジスタＴｒｓがオフす
ると、チョークコイルＬ、インダクタンス素子Ｌ２と高
圧放電灯ＤＬの直列回路に対してコンデンサｃｂを並列
接続された回路、トランジスタＴｒｙ、ダイオードＤ１
、チョークコイルＬの経路で電流が流れる。また、トラ
ンジスタＴ　ｒ５　、　Ｔ　ｒ７がオフ状態で、トラン
ジスタＴｒｓがオン状態である場合において、トランジ
スタＴｒａがオンすると、電源、電源端子１、トランジ
スタＴｒｓ、高圧放電灯ＤＬとインダクタンス素子Ｌ２
の直列回路に対してコンデンサｃｂを並列接続された回
路、チョークコイルし、トランジスタＴｒ６、電流検出
要素Ｚｓ、　Ｔ４源端子２、電源の経路で電流が流れ、
トランジスタＴｒ６がオフすると、チョークコイルＬ、
トランジスタＴｒｍ、ダイオードＤ２、高圧放電灯ＤＬ
とインダクタンス素子Ｌ２の直列回路に対してコンデン
サｃｂを並列接続された回路、チョークコイルＬの経路
で電流が流れる。

トランジスタＴｒ５がオン状態を終了した時点（第４図
のｔ２に対応する時点）ではコンデンサ（Ｊは第６図に
示す極性となっており、その後の休止期間ＴＤでは、コ
ンデンサ（Ｊ、インダクタンス素子Ｌ２、高圧放電灯Ｄ
Ｌの閉回路において、コンデンサｃｂの電荷が放出され
て振動電流となり、高圧放電灯ＤＬに流れる電流Ｉｌａ
は連続性を保ちながらこの間に極性が反転され、トラン
ジスタＴｒｓがオン状態を開始した時点（第４図のし、
に対応する時点）では、電流１１ａには休止を生じるこ
となく反転を完了する。また高圧放電灯ＤＬの両端電圧
ＶＦａも電流Ｉｔ’ａとほぼ同様な波形となり、再点弧
電圧は極小となる。このように、高圧放電灯ＤＬと直列
に小さなインダクタンス値を持つインダクタンス素子Ｌ
２を接続することによって、休止期間ＴＤ中の高圧放電
灯ＤＬを励起状態に維持でき、従来の問題点を解消する
ことができる。

なお、インダクタンス素子Ｌ２はパルストランスＰＴの
２次側巻線Ｌ２を使用したものである。

そしてこのインダクタンス素子Ｌ２と高圧放電灯ＤＬの
直列回路に、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ１との直列回路を
接続するとともに、コンデンサＣ３と並列にパルストラ
ンスＰＴの１次側巻１１１Ｌ、と双方向性３端子サイリ
スタＱ１との直列回路を接続してイグナイタ回路Ｇを構
成しである。このイグナイタ回路Ｇでは双方向性３端子
サイリスタＱ。

が制御回路Ａにおけるトリガー回路Ａ４から信号を受け
て周期的にオンして、抵抗Ｒ３を介して充電されたコン
デンサＣＩの電荷を、コンデンサＣＩ、パルストランス
ＰＴの１次側巻線Ｌ１、双方向性３端子サイリスタＱ１
の回路で急峻に放出させて、パルストランスＰＴの２次
側巻線Ｌ２に巻線比で決まる高圧パルスを誘起させ、コ
ンデンサｃｂを介して高圧放電灯ＤＬに印加し、始動に
至らしめるのである。

制御回路Ａは高周波発振回路ＡＩ、低周波発振回路Ａ２
、フリップフロップ回路Ａ５、前記トリガー回路Ａ４、
トランジスタＴｒ５〜Ｔｒ８のベースドライブ回路Ａ、
〜Ａ、及びノアゲートＡ　ｓ　、　Ａ　＋。から構成さ
れている。第７図は低周波発振回路Ａ２及びフリップフ
ロップ回路Ａ、の具体例を示しており、低周波発振回路
Ａ２は汎用のタイマーＩＣ（例えば日本電気株式会社製
のμＰＣｌ５５５）よりなるタイマー回路を−と、外付
けの時定数設定用の抵抗Ｒ２、Ｒｓ及びコンデンサＣ２
とからなり、設定された時定数で決まる周期で、第８図
（ａ）に示すようなパルス信号を出力する。フリップフ
ロップ回路Ａ２はＤ型フリップフロップＦＦとナントゲ
ートＮ　＋　、　Ｎ　ｚとから構成され、前記低周波発
振回路Ａ２の出力をＤ型フリップフロップＦＦにより分
周し、ナントゲートＮ　＋　、　Ｎ　２より第８図（ｂ
）、（ｃ）に示すような出力を得る。ここで第８図（ａ
）における期間ＴＤは第４図のｔ２〜ｔ、又はｔ４〜ｔ
、の期間に対応する。高周波発振回路Ａ、は第４図（ｅ
）　、　（ｄ）に示したような高周波のパルス信号を発
生するものである。また、トリガー回路Ａ、は低周波発
振回路Ａ２の出力に同期をとって、各半サイクル毎に双
方向性３端子サイリスタＱ１をオンさせるトリガー信号
を発生させるようになっている。

ところで第６図回路では始動過程においては第９図（ａ
）に示すような電圧Ｖｌａが高圧放電灯ＤＬの両端に印
加され、第９図（ｂ）に示すような電流１１＋ａが高圧
放電灯ＤＬに流れる。この第９図に基づいて始動過程を
詳しく説明すると、まず高圧放電灯ＤＬが点灯する前の
無負荷時（１＋〜ｂ）においては同図（ａ）に示すよう
にコンデンサｃｂの電圧がコンデンサＣａの電圧と等し
くなるまで、急速に充電されて、極性が反転するまでそ
の電圧のピークを維持するために電圧Ｖｆａは矩形波状
になっている。そしてその電圧Ｖｌａにイグナイタ回路
Ｇによって発生する高圧パルスが重畳され、この高圧パ
ルスにより高圧放電灯ＤＬが始動する。ｔ、以後は高圧
放電灯ＤＬが始動する過程を示し、まずｔ８の時点では
同図（ｂ）に示すように高圧放電灯ＤＬに高圧パルスが
印加されて電流Ｉｌａが流れるが、電圧Ｖｌａの極性が
反転するし、以降では電流ＩＺａは流れず、次の負の半
サイクルの時に高圧パルスが印加されるｔｏｏの時点ま
で休止となる。第９図（ｂ）において、高圧放電灯ＤＬ
に電流Ｌムが流れている期間Ｔａと休止期間Ｔｂとを比
べると、Ｔ　ａ　＜　Ｔ　ｂとなって、休止が多くなり
、グロー放電からアーク放電へスムーズに移行しにくい
。つまりグロー放電してからアーク放電へ移行させるた
めのエネルギーが不足している０通常の場合には第９図
（ｂ）の電流Ｉｆａが一時期正側又は負側のみ流れて、
この状態が交互に繰り返される。これは高圧放電灯、特
にメタルハライドランプによく生じる所謂半波放電現象
である。これは高圧パルスが印加されてグロー放電し、
アーク放電へ移行する過程の中で生じる。この半波放電
は高圧放電灯ＤＬの両方の電極の特性が異なることなど
によって生じるもので、発光管内の封入物が電極に付着
して放電しにくくなったりすると、特に起こりやすく、
メタルハライドランプのように沃化物が封入されている
放電灯はその度合が多い、また水銀灯、高圧ナトリウム
灯においても、程度の差はあるものの、この現象は避け
られない。

第１０図は第９図の始動過程を経てアーク放電へ移行し
た様子を電流Ｉｌａの波形で示したものである。第１０
図の後半部分に示すように正負共に電流１１ａが流れて
、完全に始動したことになり、この電流により電圧ｖｌ
ａが徐々に上昇して定常点灯へ移行する。しかしながら
電源電圧が低下していなり、高圧放電灯ＤＬが長い間使
用されて初期の状態に比べて始動しにくい場合には半波
放電が生じる確率が高くなり、またその継続時間が長く
なるので、第９図（ｂ）の状態が繰り返し行なわれて始
動しないことがあった。このような現象は再始動時に起
こりやすく、グロー放電の状態のままでアーク放電に至
らないのである。そこで、高圧パルスの高さ、幅、数を
増やす方法や、電源電圧の変動に対して電圧が低下し過
ぎないようにする回路を付加したり、２次短絡電流を増
やし、グロー放電からアーク放電へ移行し始めると、こ
の時に流れる電流１１ｍを定常時の２倍にするなどの方
法がとられていた。しかしながら、このためにイグナイ
タ回路Ｇのストレスが増大し、電圧を上げる場合におい
ても回路が複雑になり、コストアップとなったり、大型
化したりする等の欠点があった。

そこで始動時のエネルギーを増大させることなく、高圧
放電灯のグロー放電がらアーク放電への移行をスムーズ
に行い、確実に始動させる手段として次のような方式を
考案した。すなわち、始動時において低周波で動作する
スイッチング素子の動作周期を、定常時のスイッチング
素子の動作周期よりも長くして、その長い周期の時間を
利用して放電灯が一度放電し始めるとグロー放電からア
ーク放電に移行するまでの間十分なエネルギーを供給し
、アーク放電に移行してからスイッチング素子の反転動
産を行うものである。

第１１図は第６図の放電灯点灯装置に用いられる第７図
回路の代替回路を示しており、この回路には始動補償回
路Ｂを付設しである。その他の回路については、第６図
回路と同様な構成及び動作を有するため省略する。この
回路では始動補償回路Ｂは電流検出要素Ｚｓと、低周波
発振回路Ａ２のタイマー回路ｔＩ１１の時定数回路との
間に挿入されている。つまり高圧放電灯ＤＬが始動して
電？ａ　Ｉ　Ｊ！ａが流れると、＠、流検出要素Ｚｓの
出力でトランジスタＴｒ、をオンさせ、Ｄ型フリップフ
ロップＦＦ１の出力Ｑを’Ｌｏｗ”レベルとし、トラン
ジスタＴ「、。をオンさせ、時定数回路の抵抗Ｒ４を短
絡し、低周波発振回路Ａ２を第７図回路と同様に動作さ
せる。つまり定常状態では第１２図（ａ）に示すＴ１の
発振周期で低周波発振回路Ａ２を動作させる。

そして電流ＩＮｍが検出されていない期間ではトランジ
スタＴｒ、がオフで、Ｄ型フリップフロッ１ＦＦ１の出
力Ｑが“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、トランジスタＴ　ｒ
　＋。がオフとなる。つまり前記時定数回路に抵抗Ｒ４
が接続され、時定数が増加し、低周波発振回路Ａ２の発
振周期が長くなる。

而して始動時においては、第１２図（ｂ）の前半部に示
すように高圧放電灯ＤＬには電流１１ａが流れないため
、始動補償回路ＢにおけるトランジスタＴｒ、、Ｔｒ、
。が共にオフとなり、低周波発振回路Ａ２の発振周期は
第１２図（ａ）の前半部に示すように長くなる。そして
イグナイタ回路Ｇの高圧パルスで高圧放電灯ＤＬが始動
すると、第１２図（ｂ）に示すように電流１１ｍが流れ
始め、ｔ０〜ｔ１の無負　　　□荷期間を終える。電流
１１ｍが流れ始めると、電流検出要素Ｚｓの検出出力で
トランジスタＴｒ、が第１２図（ｃ）に示すように、オ
フからオンに反転する、この時点ｔ１ではＤ型フリップ
フロップＦＦ。

のクロックたる低周波発振回路Ａ２の出力が第１２図（
、）に示すように“Ｈｉｇｈ”レベルのままであるから
、Ｄ型フリップフロップＦＦ、の出力Ｑは反転せず、ト
ランジスタＴｒｌｏはオフ状態にあり、この状態はその
半サイクル間継続する。つまり電流■ｌａが流れ始めて
も直ぐに発振周期を短くするのでなく、し、〜ｔ２の間
十分にグロー放電からアーク放電へ移行する時間を与え
るのである。そして次に低周波発振回路Ａ２の出力が立
ち上がると（ｈ時点）、前記出力Ｑが反転し、第１２図
（ｄ）に示すようにトランジスタＴｒ１゜がオンし、低
周波発振回路Ａ２は発振周期がＴ、どなる定常状態の発
振動作に移行するのである。

以上の回路構成によって始動性能の向上が図れたわけで
あるが、例えば放電灯の片側の１！極の消耗等により半
波放電（一方向にだけ電流が流れ、他方向は非導通）す
るような放電灯を前記方式で点灯させると、放電灯に流
れる電流Ｉｌａは第１３図（ｂ）に示すようになり、正
常点灯時における電流１１ａの波形（第１３図（ａ））
と比軸すれば明らかなように、導通側のトランジスタの
ストレスが増大してしまうという不都合が生じる。この
ため、トランジスタの電流定格の大きいものを使用する
か、またはトランジスタの放熱板を大きくしてストレス
の軽減を行なう必要があり、装置の大型化、コストアッ
プといった不都合が生じる。

（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、半波点灯の継続による部品ス
トレスを防止できるようにした放電灯点灯装置を提供す
るにある。

（発明の開示） 本発明に係る放電灯点灯装置にあっては、第１図、第２
図、第６図及び第１１図に示されるように、直流電源出
力をインバータ回路にて交流に変換して放電灯ＤＬを点
灯せしめる放電灯点灯装置であって、前記放電灯ＤＬが
半波点灯した時には点灯側の半周期が不点灯側の半周期
よりも長くなるように制御する放電灯点灯装置において
、前記放電灯ＤＬの半波点灯状態が一定時間以上継続し
たことを検出する半波点灯継続検出回路Ｘを設け、半波
点灯継続検出回路Ｘにより一定時間以上の半波点灯継続
が検出されたときには、前記不点灯側の半周期を長くす
るように制御する回路を設けて成るものである。

すなわち、本発明は前述の第６図及び第１１図に示した
従来回路における半波点灯継続時の部品ストレスを防止
する為に、ある一定時間以上半波点灯が継続するとそれ
を検出して不点灯側の半周期を長くすることにより、強
制的に放電灯を立ち消えさせるようにしたものである。

以下本発明を実施例により説明する。

夫１匠り 第１図は本発明の一実施例の要部回路図を示すもので、
前述の第６図及び第１１図の従来回路と同様の構成及び
動作を有する部分は省略する。第１図において、半波点
灯ＩＩｔ続検量検出回路、放電灯に電流が流れ始めてか
ら一定時間後に半波放電が継続しているかどうかを検出
するための回路であり、汎用のタイマーＩＣよりなるタ
イマー回路ｔｍ＋（前述のタイマー回路ｔｍと同じもの
）と、インバータＩＮ、、アンドゲートＡ　Ｎ　＋、抵
抗Ｒｓ　、　Ｒｓ、及び、コンデンサＣ３とからなる。

タイマー回路Ｌ…、は時定数設定用の抵抗Ｒｓ　、　Ｒ
＠とコンデンサＣ１とを接続されて、放電が開始されて
から、半波放電の継続が許容される成る一定の時間を計
時するタイマー回路を構成する。このタイマー回路ｔｎ
ｌのトリガー入力端（２番ビン）は、始動補償回路Ｂに
おけるトランジスタＴｒｇのコレクタに接続され、放電
灯の放電開始時におけるランプ電流の検出時にトリガー
される。タイマー回路ｔ＋＊１の出力（３番ビン）はイ
ンバータＩＮ、を介してアンドゲートＡＮ１に入力され
ている。アンドゲートＡ　Ｎ　＋の他方の入力は、始動
補償回路ＢにおけるトランジスタＴｒ、のコレクタに接
続されている。アンドゲートＡＮ、の出力は、始動補償
回路ＢにおけるオアゲートＯＲ，の一方の入力に接続さ
れている。

放電灯に電流工１ａが流れ始めると、電流検出要素Ｚｓ
からの出力によりトランジスタＴｒ、がオンし、そのコ
レクタ電位が下がるので、タイマー回路ｔｍ＋のトリガ
ー入力端（２番ピン）にトリガー信号が入力され、タイ
マー回路ｔｍ＋の出力（３番ピン）は“Ｈｉｇｈ”レベ
ルとなる。タイマー回路１、の出力をインバータＩＮ、
で反転した出力はアントゲ−）ＡＮ、に入力される。

よって、アンドゲートＡＮ、の出力は放電灯に電流が流
れ始めてから一定時間後にタイマー回路ｔ＋ｓ、の出力
端が“’Ｈｉｇｈ”レベルからＬｏｗ”レベルになって
、インバータＩＮ、の出力が“Ｌｏｗ”レベルから“Ｈ
ｉｇｈ”レベルになるまでの間は、“Ｌ　ｏｗ”レベル
に維持される。アンドゲートＡ　Ｎ　＋の出力は、タイ
マー回路１＋＊、の出力が“Ｌｏｗ”レベルとなった後
、半波点灯により電流が流れない期間、つまりトランジ
スタＴｒｓのコレクタ端子が“Ｈｉｇｈ”レベルとなっ
た時だけ″Ｈｉｇｈ’レベルとなる。

なお、タイマー回路Ｌｍ、が所定の時間を計時し終わっ
て、その出力端が°’　Ｌ　ｏｗ’レベルになった時点
において、既に放電灯が定常点灯状態に移行していた場
合には、電流検出要素Ｚｓの検出出力によりトランジス
タＴｒ、は常にオンとなるので、そのコレクタ電位は常
に“Ｌｏｗ”レベルとなり、アンドゲートＡＮ、の出力
が“Ｈｉｇｌ＋″レベルになることはない、したがって
、この場合には、半波点灯継続検出回路Ｘの出力は゛Ｌ
ｏｗ″レベルのままとなり、半波放電継続の検出出力は
生じない。

始動補償回路Ｂは基本的には第１１図の従来回路と同様
のものであるが、フリップフロラ１ＦＦ、の出力Ｑと、
半波放電継続検出回路Ｘの出力とを入力とするオアゲー
トＯＲ，を介してトランジスタＴｒ、、を動作させてい
る点が相違点である。

つまり電流１１ａが流れ始めてから一定時間は半波放電
継続検出回路Ｘの出力は“Ｌｏ−”レベルであるためト
ランジスタＴｒ、。は第１１図の従来回路と同様の動作
を行なう。しかし前記一定時間の経過後に、半波放電状
態であれば、アントゲ−）ＡＮ、の出力は“Ｈｉｇｈ”
レベルとなるから、オアゲートＯＲ＋の出力は“Ｈｉｇ
ｈ″レベルとなり、トランジスタＴｒ＋。はオフし、以
後不点灯側の半周期は長くなり、点灯側の半周期と同じ
となって、放電の体止期間が長くなるので、族１！維持
ができなくなり、放電灯を強制的に立ち消えさせること
ができる。

Ｋｉ鮭よ 第２図は本発明の他の実施例の要部回路図を示している
。実施例１ではランプ電流の不点灯側の半周期を長くし
て点灯側の半周期と同じにすることにより放電灯を立ち
消えさせたが、実施ＰＡ２では半波点灯時における不点
灯側の半周期を更に長くして１点灯側の半周期よりも長
くしている。

実施例１との相違点はアンドゲートＡＮｌの出力により
、トランジスタＴ　ｒ　＋　＋を駆動し、トランジスタ
Ｔ　ｒ　目がオフの時に抵抗Ｒ，が抵抗Ｒ，に直列に接
続されるようにしている点である。

放電灯に電流が流れ始めてから一定時間の経過後、半波
点灯が継続している場合には、電流が流れている期間に
ついてはアンドゲートＡＮ、の出力は“Ｌ　ｏｗ”レベ
ルとなり、トランジスタＴ　ｒ　＋　＋はオンされて抵
抗Ｒ１は短絡されるから、点灯側の半周期は従来回路の
場合と同じである。一方、半波点灯時における電流が流
れていない期間については、アンドゲートＡＮ、の出力
は“Ｈｉｇｈ″レベルとなり、トランジスタＴ　ｒ　＋
　＋はオフされて、抵抗Ｒ１が低周波発振回路Ａ２の発
振周期を決定する時定数回路に直列に接続されるから、
不点灯側の半周期は点灯側の半周期よりも更に長くなる
。

以上のように半波点灯が一定時間継続すると、不点灯側
の半周期を点灯側の半周期よりも更に長くすることによ
り、放電の休止期間は非常に長くなるので、放電維持が
できなくなり、放電灯を強制的に立ち消えさせることが
でき、したがって、半波点灯の継続による部品ストレス
を防止するこ・　とができる。

前記各実施例では半波点灯の継続をランプ電流検出とタ
イマー回路との組み合わせで検出したが、半波点灯継続
の検出手段はこれに限定されるものではなく、例えばラ
ンプ電圧や光出力から検出したり、主トランジスタＴ　
ｒ　５　、　Ｔ　ｒ　ｓの温度差などから検出してもよ
い。

（発明の効果） 以上のように本発明にあっては、放電灯が半波点灯した
時には点灯側の半周＋！Ｉ！が不点灯側の半周期よりも
長くなるように制御する放電灯点灯装置において、放電
灯の半波点灯状態が一定時間以上継続したことを検出し
たときには、不点灯側の半周期を長くするように制御す
る回路を設けたものであるから、放電の休止期間が長く
なることにより放電維持ができなくなり、放電灯を強制
的に立ち消えさせることができ、したがって、半波点灯
の継続による部品ストレスを防止できると共に、半波点
灯がいつまでも継続されることによるちらつき等の不快
感を解消することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部回路図、第２図は本発
明の他の実施例の要部回路図、第３図は従来例の回路図
、第４図及び第５図は同上の動作説明図、第６図及び第
７図は他の従来例の回路図、第８図乃至第１０図は同上
の動作説明図、第１１図はさらに他の従来例の要部回路
図、第１２図及び第１３図は同上の動作説明図である。 ＤＬは高圧放電灯、Ｘは半波点灯継続検出回路。 Ｂは始動補償回路、Ａ＋は高周波発振回路、Ａ２は低周
波発振回路、Ｔｒ、〜Ｔｒｓはトランジスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源出力をインバータ回路にて交流に変換し
   て放電灯を点灯せしめる放電灯点灯装置であつて、前記
   放電灯が半波点灯した時には点灯側の半周期が不点灯側
   の半周期よりも長くなるように制御する放電灯点灯装置
   において、前記放電灯の半波点灯状態が一定時間以上継
   続したことを検出する半波点灯継続検出回路を設け、半
   波点灯継続検出回路により一定時間以上の半波点灯継続
   が検出されたときには、前記不点灯側の半周期を長くす
   るように制御する回路を設けて成ることを特徴とする放
   電灯点灯装置。