JPS6362191A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS6362191A
JPS6362191A JP20446486A JP20446486A JPS6362191A JP S6362191 A JPS6362191 A JP S6362191A JP 20446486 A JP20446486 A JP 20446486A JP 20446486 A JP20446486 A JP 20446486A JP S6362191 A JPS6362191 A JP S6362191A
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JP
Japan
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capacitor
value
discharge lamp
ratio
current
Prior art date
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JP20446486A
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English (en)
Inventor
西村 広司
春男 永瀬
聖明 内橋
務 塩見
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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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 本発明は高周波でスイッチングするスイッチング素子を
有する放電灯点灯装置に関するものである。
[背景技術] 高圧放電灯の安定器を小型、軽量化するために高周波を
用いた点灯装置があるが、音響的共鳴現象と呼ばれる放
電アークの不安定が生じ、ちらついたり、立ち消えを引
き起こすなどという問題があった。
この不安定を解消する方法としてランプ電流の高周波成
分を少なくして矩形波の低周波電流を流すことができる
第6図に示すような放電灯点灯装置が提案されている。
図において商用電源1を全波整流器2で全波整流し、こ
の全波整流して得られた脈流をコンデンサC0により平
滑する直流電源にはトランジスタQ1〜Q4をブリッジ
形に接続したスイッチング回路を接続し、トランジスタ
Q、〜Q4には夫々トランクスタQ、〜Q、の通電方向
と逆方向にダイオードD、〜D4を並列接続し、トラン
ジスタQ、、Q、の接続点と、トランジスタQ 29Q
、の接続点間にはインダクタンス素子Ll+と、コンデ
ンサCI+を並列に接続した高圧放電灯3との直列回路
を接続しである。制御回路4はトランジスタQ1〜Q、
を制御するための回路である。
トランジスタQ、、Q、は制御回路4により例えば40
KHzでオンオフし、トランジスタQ3.Q。
は例えば10”OHzの低周波でオンオフするもので、
トランジスタQ、が高周波でスイッチング中のときには
トランジスタQ、がオン状態となり、またトランジスタ
Q2が高周波でスイッチング中のときにはトランジスタ
Q3がオン状態となる。
つまり直流電源は低周波で交互に反転され、又直流電源
電圧は高周波でスイッチングされ、その出力電圧が限流
用のインダクタンス素子Ll+を介して高圧放電灯3と
コンデンサC1,の並列回路に印加されるのである。こ
のような動作によって高圧放電灯3には第7図に示すよ
うなランプ電流■、が流れる。尚第7図では図示されて
いないが、高圧放電灯3の極性反転時には4個のトラン
ジスタQ、−Q、は同時にオフとなる休止期間が設定さ
れる。ここで高圧放電灯3に流れるランプ電流工、の高
周波成分のピーク間の値を■2−1とし、低周波成分の
値をIDCとし、ピーク間の値If’−Pと工、。どの
比IP−P/ID。二にとすると、前記の放電アークの
不安定に関して、ピーク間の値■、−2が大きくなると
、つまりランプ電流工、の中に高周波成分の含有が増大
すると、放電アークが不安定となった。これを安定させ
るには高周波成分を少なくすればよく、安定した放電ア
ークを得るには比にの値が0.25以下で丁度良いこと
が分がっている。この条件を満足させればトランジスタ
Q5.Q2のスイッチング周波数fHFに左右されるこ
となく、放電アークは安定する。
ところで比Kを小さくするためには、コンデンサC1+
の容量を大きくして、高圧放電灯3に流れる高周波成分
を通過させると達成できる。
しかしながらコンデンサCI+の容量を大きくすると、
比には小さくなり、放電アークは安定になるものの、コ
ンデンサC11の容量のアップにより次のような不都合
が生じることが分かった。
つまり、高圧放電灯3が接続されていない無負荷時にお
いてインダクタンス素子Ll+とコンデンサC目との直
列回路が形成され、トランジスタQ1又はトランジスタ
Q2が極性反転したとき(第7図のt+、Lz、t3の
各時点)、コンデンサC8→トランノスタQ、→インダ
クタンス素子L I l→コンデンサC1→トランジス
タQ4→コンデンサC0の回路又はコンデンサC8→ト
ランジスタQ、→イングクタンス素子Lll→コンデン
サC1→トランジスタQ、→コンデンサC0の回路に過
大な突入電流″■CPが流れる。例えばトランジスタQ
1がオンする直前はコンデンサC1,の電圧の向きはP
IS6図に示す極性となり、インダクタンス素子Ll+
の両端にはコンデンサC8の電圧が加ヰされた電圧が印
加されるので動作上、突入電流は大きくなる。この時の
経路はコンデンサC0→トランジスタQ、→インダクタ
ンス素子Lll→コンデンサC11→トランジスタQ4
→コンデンサC6の回路である。
[発明の目的] 本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは放電アークを安定させながら、無負荷
時の突入電流を抑えることができる放電灯点灯装置を提
供するにある。
[発明の開示] 本発明は直流電源電圧を少なくとも1対のスイッチング
素子で交互に低周波で反転させると共に直流電源電圧を
高周波用のスイッチング素子で高周波により断続させて
得られた出力電圧を限流用インダクタンス要素を介して
、上記1対のスイッチング素子のスイッチング期間中に
、少なくとも放電灯と高周波通過用のコンデンサとの並
列回路に印加する放電灯、α灯置部において、上記並列
回路に流れる電流の高周波成分のピーク間の値IP””
’Pと低周波成分の電流値IDCとの比IP−P/ID
Cの値を0.25より小さく設定するとともに、上記コ
ンデンサの値C3とインダクタンス素子の値り、との比
をC+ / L +< 10−”としたことを特徴とす
る。
本発明を実施例により説明する前に上述の問題点につい
て考察しみる。
虫ず第6[!Iの無負荷時の突入電流の問題点を考える
ために本発明者らは第6図回路において無負荷時の動作
で極性反転時に流れる突入電流ICPを測定しこの突入
電流ICPと定格時のランプ電流工rmsとの比10P
/ I rnsと、コンデンサC11の容量CIとイン
ダクタンス素子L11のインダクタンス値り、との比C
、/L 、との関係を求め、トランジスタQ、〜Q4の
ストレスのチェックを行った。この結果トランジスタロ
1〜トランジスタQ、へのストレスは、I cP/ I
 rms< 20に設定しなければ突入電流によって局
部的に異常発熱し、トランジスタQ、〜トランジスタQ
4が劣化したり、ひどν1ときには破壊に至る場合があ
り、大幅に信頼性が低下することが分かった。第1図は
その実験データを示しており、この図より突入電流に対
する信頼性を確保する条件としてはコンデンサC++の
値C4とインダクタンス素子り、1の値L+との比C+
 / L +が10−3より小さな値となる条件を満た
せばよいことが分かった。
而して放電アークを安定し、且つ突入電流による素子破
壊を防止することができる条件は上述の比Kが0.25
より小さく且つ比C、/L 、の比が103より小さい
ことである。
さて比Kに付いて更に検討してみた。本発明者らはコン
デンサC1のインピーダンスZc1つまり、1/(2π
fIIFCI)と、このコンデンサCI+と並列に接続
される高圧放電灯3を含む放電灯回路のインピーダンス
Zaxっまり高圧放電灯3に直列接続されるインダクタ
ンス素子L2がなけらば高圧放電灯3の等価抵抗R或い
はインダクタンス素子L2がある場合’W雇FL2戸と
の比Zc、/Zaに着目し、第2図のように比にとの相
関関係を見てみたところ、上述のように放電アークが安
定する比にの値、つまり0.25より小さな値を満たす
比Zc+/Zal;to、2以下であることが分かつた
。つまりZc、/Zaを0.2以下とすれば放電アーク
が安定化し、しかも比K<0.25を満足させることが
できるのである。尚第2図の相関関係を求めた放電灯回
路は16図回路であって、高圧放電灯3には小形メタル
ハライドランプ70Wを使用し、ランプ電圧Vj!a=
90V、ランプ電流工、、=0.8A、高圧放電灯3の
等価抵抗R=110Ω、インダクタンス素子L11のイ
ンダクタンス値を1iHとし、該条件で放電アークの安
定度をa察したのである。勿論他の条件で相関関係を見
てみたが第2図と同様の結果が得られた。
つまり第3図のように第1図のX−Y間に接続する放電
灯回路にインダクタンス素子L2を接続してインピーダ
ンスZaを実質的に大きくし、結果Zc、/Zaを0.
2以下とするためのコンデンサCHIのインピーダンス
Zc、を大きくでき、コンデンサC11の容fl C+
を下げることが可能となり、且つ放電アークが安定した
以下実施例を示す。
及m 本実施例は第4図に示すように第6図回路を基本とし、
放電灯回路にインダクタンス素子L2を挿入したもので
ある。高圧放電灯3としては小形メタルハライドランプ
70Wを用い、インダクタンスi子り、、のインダクタ
ンス値を111H、コンデンサCI+の容量を0.1μ
F、)ランジスタQ1、Q2のスイッチング周波数fH
Fを42KHz、インダクタンス素子L2のインダクタ
ンス値を3iHとし、上記条件を満足させた回路を構成
している。
しかして放電アークは安定し、且つ無負荷突入電流を大
幅に抑えることができた。
大」1匹」よ 本実施例は第5図に示すように全波整流器2とコンデン
サC0とで得られる直流電源出力をトランジスタQ5に
より高周波で断続させ、この高周波出力をインダクタン
ス素子り、を介してブリツノ接続したトランジスタQ6
〜Q、の回路に印加し、これらトランジスタQ6〜Q、
を低周波でオンオフさせるとともにトランジスタQ 6
= Q J及びトランジスタQ、、Q、を交互にオンオ
フさせることにより高周波で断続される直流電源を交互
に反転させるようになっている。この時の周波数は第4
図回路のトランジスタQ3.Q、の周波数と同様な周波
数である。而して本実施例においても高圧放電灯3に流
れるランプ電流工3は第7図に示す波形と同様な波形と
なり、上述の条件を満たす回路定数を設定したところ放
電アークの安定化と、無負荷突入電流の抑制が図れた。
尚ダイオードD11〜ダイオードD14はダイオードD
1〜D4に対応するダイオードである。
[発明の効果] 本発明は上述のように直流電源を少なくとも1対のスイ
ッチング素子で交互に低周波で反転させると共に直流電
源電圧を高周波用のスイッチング素子で高周波によりス
イッチングさせて得られた出力電圧を限流用インダクタ
ンス値素を介して、上記INのスイッチング素子のスイ
ッチング期間中に、少なくとも放電灯と高周波通過用の
コンデンサとの並列回路に印加する放電灯点灯装置にお
いて、上記並列回路に流れる電流の高周波成分のピーク
間の値it’−pと低周波成分の電流値I、。との比I
P−P/IDCの値を0.25より小さく設定したので
、放電アークの安定化が確実に図れ、しかも上記コンデ
ンサの値C1とイングクタンス素子の値L1との比をC
+7L + < 10−コとしたので、無負荷時のコン
デンサに流れる突入電流を大幅に低減できるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の原理説明図、第3図は同上
の原理説明用の回路図、第4図は本発明の実施例1の回
路図、第5図は本発明の実施例2の回路図、第6図は本
発明の基本となる回路図、第7図は同上のランプ電流の
波形図であるQ、〜Q、・・・トランジスタ、L l 
1・・・イングクタンス素子、L+・・・インダクタン
ス値、C1,・・・コンデンサ、C1・・・容量、1・
・・商用電源、2・・・全波活流器、3・・・高圧放電
灯である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第3図 U) −4,iF+−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電源電圧を少なくとも1対のスイッチング素
    子で交互に低周波で反転させると共に直流電源電圧を高
    周波用のスイッチング素子で高周波により断続させて得
    られた出力電圧を限流用インダクタンス要素を介して、
    上記1対のスイッチング素子のスイッチング期間中に、
    少なくとも放電灯と高周波通過用のコンデンサとの並列
    回路に印加する放電灯点灯装置において、上記並列回路
    に流れる電流の高周波成分のピーク間の値I_P_−_
    Pと低周波成分の電流値I_D_Cとの比I_P_−_
    P/I_D_Cの値を0.25より小さく設定するとと
    もに、上記コンデンサの位C_1とインダクタンス素子
    の値L_1との比をC_1/L_1<10^−^3とし
    たことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. (2)上記コンデンサのインピーダンスZ_c_1と、
    該コンデンサに並列接続される放電灯回路のインピーダ
    ンスZ_aとの関係をZ_c_1<0.2Z_aとし、
    上記コンデンサの値C_1とインダクタンス素子の値L
    _1との比をC_1/L_1<10^−^3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装
    置。
JP20446486A 1986-08-29 1986-08-29 放電灯点灯装置 Pending JPS6362191A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04126396A (ja) * 1990-07-27 1992-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 放電灯点灯装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61173493A (ja) * 1985-01-25 1986-08-05 松下電工株式会社 放電灯点灯装置
JPS61179097A (ja) * 1985-02-01 1986-08-11 松下電工株式会社 放電灯点灯装置

Patent Citations (2)

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