JP2754531B2

JP2754531B2 - 直結型放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2754531B2
Application number: JP61232544A
Authority: JP
Inventors: 以清延原
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JPS6386399A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、シリーズインバータなどを用いた複数の放
電灯用の直結型放電灯点灯装置に関する。従来の技術従来、この種の直結型放電灯点灯装置では、調光機能
を持たせたものがある。ここに、従来の回路構成として
は、第３図に示すようなものがある。これは、駆動回路
によつて交互に駆動されて発振動作を行ないインバータ
１中の主要部を構成する２つのスイツチングトランジス
タQ₁,Q₂の他、４つの還流用ダイオードD₁〜D₄及び２つ
のDCカツト用コンデンサC₁,C₂による回路構成におい
て、放電灯２のフイラメント2a,2bを介して限流インダ
クタとしてのチヨーク４（インダクタンスＬ）とコンデ
ンサＣとを直列に接続してLC直列共振回路を形成してな
るものである。これにより、交互にオン・オフするスイ
ツチングトランジスタQ₁,Q₂に従い、LC共振回路には正
弦波が流れ、放電灯２の点灯後にはLC共振回路のＱが低
下して共振状態ではなくなるため、三角波が供給される
ことになる。この回路によると、放電灯２を交換する際には、LC共
振ループがオープンとなるため、電撃の問題は生じな
い。しかし、たとえば、調光時にはランプ（放電灯）の
ランプ電流を低減させるため、インピーダンスが高くな
ってランプ電圧が大きくなる。また、調光時には、一般
に周波数を上げるようになされる。この結果、共振用コ
ンデンサＣのリアクタンスは低下し、また、ランプ電圧
が上がるため、フイラメント電流が大きなものとなる。
結局、調光時のフイラメント電圧Ｖ−が全点灯時に比べ
て過大となり、ランプ寿命が短いものとなる。このこと
は、調光時に限らず、ランプ電圧の変化、周波数の変化
に伴って生じることが上記の説明から明らかである。しかして、このような調光時のようなフイラメント電
圧Ｖ−の変動を避けるためには、放電灯２の各々のフイ
ラメント2a,2bに対してフイラメント電圧Ｖ−調整用に
コンデンサ等のインピーダンス素子を並列に接続すれば
よい。発明が解決しようとする問題点しかし、このようにインピーダンス素子を設けてなる
ものでは、セパレートトランスを有しない直結型である
ので、ランプ交換時には一方のフイラメント側が取外さ
れた時点で放電灯を介して人体に電流が流れる電撃の危
険を伴うものである。従つて、インピーダンス素子をフ
イラメントに並列接続してなるものでは、Ｖ−の問題は
解決し得るものの、ランプ交換時の電撃対策が必要とい
える。問題点を解決するための手段各々の放電灯の各フイラメントに並列にインピーダン
ス素子を接続するとともに、各フイラメントの一端間に
共振用のキヤパシタを接続し、これらの放電灯の一方の
フイラメントを共通接続し、かつ、他方のフイラメント
をそれぞれ共振用のキヤパシタと共振可能なインダクタ
を介して接続して互いに並列的に接続し、インバータの
出力により付勢するようにした直結型放電灯点灯装置に
おいて、複数の放電灯の共通側フイラメントに対して直
流バイアス電流を流すバイアス回路を設け、前記直流バ
イアス電流値を検出する電流検出回路を設け、この電流
検出回路による検出値が所定値以下になつた時にインバ
ータの発振動作を停止させる発振停止回路を設けた。作用まず、各放電灯のフイラメントにフイラメント電圧調
整用のインピーダンス素子を並列接続してなる構成によ
り、調光時であつてもフイラメント電圧の変動は小さ
い。そして、共通側フイラメントに対してはバイアス回
路によつて直流バイアス電流が供給されるので、放電灯
の共通側フイラメント側が外された場合にはこの電流が
設定値以下に減ずることとなる。このようなバイアス電
流の減少は電流検出回路により検出される。そして、こ
の電流検出回路の検出出力によつて発振停止回路が動作
し、発振動作を直ちに停止させるので、電撃の危険性が
回避される。一方、放電灯の非共通側フイラメント側が
外された場合には、高電位側と切り離されるので、電撃
の問題は生じない。実施例本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明
する。まず、電源回路７には駆動回路８を含むインバー
タ発振回路９が接続されている。このインバータ発振回
路９は前記駆動回路８によつて交互にオン・オフして発
振動作をする直列接続した２つのスイツチングトランジ
スタ10,11を主とするものであり、これらのスイツチン
グトランジスタ10,11間には４つの還流用ダイオードD₅
〜D₈と、２つのDCカツト用のコンデンサC₃,C₄とが接続
されている。そして、放電灯としては、例えば２灯用と
して２つの放電灯12,13が設けられている。ここに、放
電灯12は２つのフイラメント12a,12bを有するものであ
り、これらのフイラメント12a,12b間に接続したコンデ
ンサ14とこのコンデンサ14（容量Ｃ）に直列なチヨーク
15（限流インダクタ）とによるLC直列共振回路が設けら
れている。放電灯13側についても同様であり、フイラメ
ント13a,13b間にはコンデンサ16が接続され、このコン
デンサ16に直列にチヨーク17（限流インダクタ）が接続
されてLC直列共振回路が構成されている。そして、これ
らの放電灯12,13はフイラメント12b,13b側が直接共通に
接続され、チヨーク15,17の一端が接続されることによ
り並列接続され、フイラメント12b,13bは共通側フイラ
メントとされている。従つて、フイラメント12a,13a側
は非共通側フイラメントとなる。更に、これらのフイラ
メント12a,12b,13a,13bにはインピーダンス素子として
のコンデンサ19,20,21,22が各々並列に接続されてい
る。しかして、これらのフイラメント12a,12b,13a,13bの
内、共通側フイラメント12b,13bに対して各々直流のバ
イアス電流を流すバイアス回路23が設けられている。こ
のバイアス回路23は直流電源ラインに対して接続された
抵抗R₁を共通とし、この抵抗R₁と各々のフイラメント12
b,13bと抵抗R₂,R₃とを各々直列に接続することにより構
成されている。このバイアス回路23に対してはこれらの
フイラメント12b,13bに対する直流バイアス電流の大き
さを検出する電流検出回路24が接続されている。この電
流検出回路24は前記抵抗R₂にベースが接続されたトラン
ジスタ25と前記抵抗R₃にベースが接続されたトランジス
タ26とを直列接続することにより回路的に論理和（OR）
構成としてなるものである。そして、トランジスタ25の
ベース側には抵抗R₄とコンデンサC₅との並列回路が接続
され、トランジスタ26のベース側には抵抗R₅とコンデン
サC₆との並列回路が接続されている。更に、前記スイツチングトランジスタ10,11のベース
ドライブ用の駆動回路８に対してはその動作を停止させ
る発振停止回路27がダイオードD₉を介して接続されてい
る。この発振停止回路27は前記抵抗R₁を保持電流用に兼
用して直列接続してなるサイリスタ28を主として構成さ
れている。このサイリスタ28には抵抗R₆,R₇,R₈の直列回
路が並列に接続され、抵抗R₈に対してはコンデンサC₇が
並列に接続されている。そして、サイリスタ28のゲート
は抵抗R₇,R₈間の接続中点に接続されている。更に、こ
のようなサイリスタ28は前記フイラメント12b又は13bに
対する直流バイアス電流が所定値以下となつた場合にオ
ンするものであり、トランジスタ26の一端が抵抗R₆,R₇
間の接続中点に接続されている。このような構成において、２つの放電灯12,13が接続
されている状態では、バイアス回路23により直流バイア
ス電流が流れる。即ち、放電灯12側では抵抗R₁、フイラ
メント12b、抵抗R₂、トランジスタ25の経路でフイラメ
ント12bに直流バイアス電流が流れる。放電灯13側も同
様であり、抵抗R₁、フイラメント13b、抵抗R₃、トラン
ジスタ26の経路でフイラメント13bに直流バイアス電流
が流れる。つまり、２つの放電灯12,13のフイラメント1
2b,13b側が正常に接続されている状態ではトランジスタ
25,26は共にオン状態にある。従つて、サイリスタ28の
ゲート・カソード間の電圧はトランジスタ25,26による
パイパス経路によつてスレツシユホールド以上とはなら
ず、オフ状態に維持される。これにより、発振停止回路
27は駆動回路８に対して発振停止の動作を行なわず、駆
動回路８が通常の動作を行なうことによりスイツチング
トランジスタ10,11の発振動作がなされる。しかして、ランプ交換等に際して例えば放電灯12のフ
イラメント12b側が外れた場合を考えると、この取外し
により直流バイアス電流経路が遮断されてその電流が所
定値以下となるので、これがトランジスタ25のオフによ
つて検出される。このトランジスタ25がオフすると、サ
イリスタ28のカソード・ゲート間のパイパス経路が解除
されてカソード・ゲート間電圧がスレツシユホールド以
上となるので、サイリスタ28がオンする。これにより、
駆動回路８の出力がこのサイリスタ28によつてパイパス
されることとなり、駆動回路８はスイツチングトランジ
スタ10,11のベースドライブを停止し、発振動作を停止
する。これは、放電灯13のフイラメント13b側が外れト
ランジスタ26がオンした場合も同様である。このよう
に、放電灯12又は13のフイラメント12b又は13b側が外れ
た時には、発振動作が直ちに停止されるので、電撃の危
険性が防止されることとなる。ここに、人体に電流が流
れて感電するのは、時間と電流値との関数であるので、
放電灯12又は13のフイラメント12b又は13bから外れてか
ら短時間、例えば0.1秒で発振を停止させれば、電撃を
殆ど感じないか、かなり軽減させることができ、電撃対
策となるものである。ところで、放電灯12又は13の非共通側であるフイラメ
ント12a又は13a側が外された場合を考える。このような
場合に対しては本実施例では電撃対策が講じられていな
い。これは、次の理由による。例えば、放電灯12両端の
電位を考えた場合、共振用コンデンサ14とチヨーク15
（限流インダクタ）との接続点側であるフイラメント12
a側が高電位となり、共通フイラメント12b側は低電位と
なつている。従つて、フイラメント12b側が外された場
合にはフイラメント12a側の高電位が放電灯12を介して
人体に流れ得るので、上述したような電撃対策が必要と
なる。しかるに、フイラメント12a側が外された場合に
はその高電位から放電灯12がそのまま切り離されるので
電撃の問題がないので、電撃対策を必要としないもので
ある。これは、放電灯13の場合であつても同様である。ところで、第１図に示した回路構成は、より詳細には
第２図に示す具体的な回路中に組込まれている。まず、
電源回路７はAC200Vによるもので、雑音低減・力率改善
回路29と全波整流回路30とを含んで構成されている。
又、駆動回路８は各々スイツチングトランジスタ10,11
に対応するトランジスタ31,32及びこれらのトランジス
タ31,32のベース側に接続した時定数回路33,34（これら
の時定数回路の定数を変えることにより調光がなされ
る）等により構成されている。ここに、この駆動回路８
は放電灯12,13に対するチヨーク15,17に直列に接続した
電流トランス35に基づき電圧が供給されて駆動されるも
のであり、２つの巻線35a,35bが設けられている。そして、駆動回路８に対して前段側にて電源ラインに
は前述したように保持抵抗R₁が直列に接続されたサイリ
スタ28を主として構成された発振停止回路27が接続され
ている。ここで、このサイリスタ28のゲート側に前述し
た抵抗R₈、コンデンサC₇等の他に、ツエナダイオードZD
₁、抵抗R₉、コンデンサC₈、抵抗R₁₀、コンデンサC₉及び
抵抗R₁₁が接続されている。又、サイリスタ28と駆動回
路８との間には前述したダイオードD₉が接続されてい
る。又、抵抗R₁₁に対しランプ不点検出回路36が接続され
ている。このランプ不点検出回路36は前記駆動回路８の
前段に設けられたもので、ダイオードD₁₀、ツエナダイ
オードZD₂、ダイオードD₁₁及びコンデンサC₁₀、抵抗R₁₂
により構成されている。又、前記スイツチングトランジ
スタ11に対しては抵抗R₁₃、ダイオードD₁₂、抵抗R₁₄、
コンデンサC₁₁及びトライアツク37による起動回路が接
続され、前記トランジスタ11を始動駆動させるように構
成されている。又、第２図においては放電灯12,13の共
通側フイラメント12b,13bに対して別に差動電流トラン
ス38が接続され、その検出巻線38dからの出力が全波整
流回路39を介して前記発振停止回路27に入力されてい
る。前記差動電流トランス38、全波整流回路39等はラン
プ寿命末期検出回路を構成する。これにより、通常はサイリスタ28がオンしないため、
駆動回路８には所定の電圧が供給されており、スイツチ
ングトランジスタ10,11を交互にオン・オフさせて発振
動作を行なわせる。しかるに、経時劣化等によりいずれ
かのランプが寿命末期に至ると、このランプには周知の
ようにランプに半波電流が流れるようになる。したがっ
て、差動電流トランス38の検出巻線38dには信号が発生
し、この信号が全波整流回路39、コンデンサC₉、C₈等を
介してツエナダイオードZD₁を導通させてサイリスタ28
をオンさせる。これにより、駆動回路８に対する電源供
給がサイリスタ28によつて遮断され、駆動回路８の動作
が停止し、スイツチングトランジスタ10,11も共にオフ
して発振動作を停止するものである。このようにして、
ランプ（放電灯12,13）が寿命末期に達した時には自動
的に発振動作が停止される安全回路機能が持たされてい
る。また、ランプ12,13が何らかの理由により共に点灯し
ない場合には、ランプ不点検出回路36の出力が大きくな
る。すなわち、直列共振が継続することにより電流トラ
ンス35の出力が大きい状態に維持される。これによっ
て、コンデンサC₁₀の電圧が大きくなってツエナーダイ
オードZD₂を導通させ、上述のようにコンデンサC₉、C₈
等を介してツエナーダイオードZD₁を導通させる。これ
によって、サイリスタ28をオンさせ、不点検出時にも発
振動作を停止させる。しかして、本実施例でも第１図で説明したようにラン
プ交換時に動作する発振停止回路27を設けるものである
が、この回路自体は上述したようにランプ寿命末期用の
発振停止安全回路を兼用使用するものであり、電流検出
回路24をサイリスタ28のゲート側に並列的に接続してな
る。つまり、ランプ交換時の安全用回路もランプ寿命末
期用の安全回路と殆ど共用しているため、回路構成が経
済的なものである。発明の効果本発明は、上述したように各フイラメントに並列にイ
ンピーダン素子を接続してなる構成を前提とするので、
調光時であつてもフイラメント電圧の変動の小さい状態
にすることができ、かつ、共通側フイラメントに対して
は直流バイアス電流を供給するバイアス回路を設け、そ
の電流値を電流検出回路で検出することで、設定値以下
の電流値となつた場合には放電灯の共通側フイラメント
側が外されたものと判断して発振停止回路を動作させて
発振動作を停止させるようにしたので、ランプ交換時等
において電撃が問題となる共通側フイラメント側の取外
し時の安全性を確保することができるものである。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は詳細
な構成を示す回路図、第３図は従来例を示す回路図であ
る。 12,13……放電灯、12a,13a……非共通側フイラメント、
12b,13b……共通側フイラメント、23……バイアス回
路、24……電流検出回路、27……発振停止回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．各々の放電灯の各フイラメントに並列にインピーダ
ンス素子を接続するとともに、各フイラメントの一端間
に共振用のキヤパシタを接続し、これらの放電灯の一方
のフイラメントを共通接続し、かつ、他方のフイラメン
トをそれぞれ共振用のキヤパシタと共振可能なインダク
タを介して接続して互いに並列的に接続し、インバータ
の出力により付勢するようにした直結型放電灯点灯装置
において、複数の放電灯の共通側フイラメントに対して
直流バイアス電流を流すバイアス回路を設け、前記直流
バイアス電流値を検出する電流検出回路を設け、この電
流検出回路による検出値が所定値以下になつた時にイン
バータの発振動作を停止させる発振停止回路を設けたこ
とを特徴とする直結型放電灯点灯装置。