JP3213335B2 - 光源点灯装置 - Google Patents

光源点灯装置

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JP3213335B2
JP3213335B2 JP11062591A JP11062591A JP3213335B2 JP 3213335 B2 JP3213335 B2 JP 3213335B2 JP 11062591 A JP11062591 A JP 11062591A JP 11062591 A JP11062591 A JP 11062591A JP 3213335 B2 JP3213335 B2 JP 3213335B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、照明用光源を点灯する
光源点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、蛍光灯、HIDランプ等の放電
灯を点灯させるためには安定が必要であり、また小型
ハロゲン電球等低電圧用ランプを商用電源にて点灯させ
れる場合にも、例えば100Vの商用電源電圧から12
Vに降圧する降圧トランス等が必要である。
【0003】図51は電源スイッチSWを投入すると商
用電源ACからチョークコイルをとフィラメントf1
と、点灯管GLと、フィラメントf2を介して予熱電流
が流れ、点灯管GLの遮断によってチョークコイル1に
発生するキックパルスで蛍光灯FLを始動点灯させる蛍
光灯点灯装置の一般的な回路例であり、図52は商用電
源ACを整流器DB、平滑用コンデンサCaで整流平滑
した直流を電源として動作するインバータ装置2を用い
たもので、インバータ装置2はスイッチング素子Qを制
御回路ICでスイッチングさせて、高周波チョークコイ
ルL1、L2等からなる回路により高周波出力を発生し、
蛍光灯FLを点灯させる蛍光灯点灯装置の一例を示し、
図51の点灯装置に比べて軽量化されている。
【0004】図53は特殊照明の目的に利用するが、一
般照明には用いられないキセノンランプからなるフラッ
シュランプの閃光発光制御を行う点灯装置である。図5
3は一般的なフラッシュランプXeの点灯装置を示し、
この従来例装置では商用電源ACから整流器等により直
流にし、チョークコイル等を付加して得られる定電流電
源3を構成し、電源スイッチSWを投入することによ
り、コンデンサCbを充電する。次にトリガスイッチS
tをオンすると、抵抗R1、コンデンサCc、パルスト
ランスPTにより高圧パルスをキセノンランプXeの近
接導体Mに印加し、キセノンランプからなるフラッシュ
ランプXeにコンデンサCbの放電電流が一瞬流れるこ
とにより、フラッシュランプXeが閃光発光する。
【0005】図54の点灯装置は特公平2−39875
号に示されたものであり、この点灯装置は複数のフラッ
シュランプXe1…を選択的に発光させるようになって
いる。この図54図示の点灯装置の動作を説明する。ま
ず、一方のフラッシュランプXe2に直流高圧電源回路
2から高電圧が印加され、他方のフラッシュランプX
1に直流高圧電源回路41から高電圧が印加されていな
い状態にあるとし、この状態で今クロックパルス発生回
路6からクロックパルスCKが出力されると、ゲートパ
ルス発生回路51はこのクロックパルスCKを受けてサ
イリスタSCR1のゲート・カソード間にゲートパルス
を与える。するとサイリスタSCR1はオン状態にな
り、コンデンサCdに蓄積された電荷が放電され、チョ
ークコイル71及充放電用コンデンサCeでは共振現象
を起こして充電が行われる。
【0006】そして、充放電用コンデンサCdの充電電
圧Vcdが平滑用のコンデンサCcの充電電圧Vccの
約2倍に達すると、サイリスタSCR1はオフになる。
一方クロックパルスCKはトリガパルス発生回路91
2に送られ、トリガパルスを各フラッシュランプX
1、Xe2のトリガ電極81、82に印加する。ところで
フラッシュランプXe2は上述したように高電圧が印加
されている状態にあるので、トリガパルスが与えられる
ことにより、フラッシュランプXe2には連続して微小
放電が発生する。他方、フラッシュランプXe1には直
流高圧電源回路41から高電圧が印加されていないの
で、微小放電は発生しない。
【0007】そして、クロックパルスCKが遅延回路10
により所定時間遅延されてゲートパルス発生回路52
送られると、ゲートパルスを発生しサイリスタSCR2
はオンになり、充放電用コンデンサCdの電荷が放電さ
れ、フラッシュランプXe2が選択的に閃光発光する。
尚11は整流回路、72はチョークコイル、SW1は切換
スイッチである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで図51のチョ
ークコイル1を安定器とした蛍光灯点灯装置や、低圧ハ
ロゲンランプ点灯用降圧トランスを用い点灯装置で
は、装置が大型化するとともに、重量が重くなる上に、
安定器やトランスにうなり音が生じ、しかも効率が低い
という問題がある。
【0009】また図52のインバータ装置2を用いた点
灯装置では図51の従来例の問題点を改善が図れている
が、高周波チョークコイルL1、L2が未だ残っており、
十分に小型化できたとは言えない。更に図53、図54
の点灯装置は、フラシュランプを閃光発光させる点灯装
置であるため、連続発光を得る一般照明用の点灯装置と
してはちらつきがあって不向きである。
【0010】図55は臨界融合周波数CFFと明るさの
関係を示すもので、図55の曲線、即ち臨界融合周波数
CFF以上の周波数でなれば不快なちらつきが感じら
れ、一般照明用途には利用できない。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
は一般照明用、即ち連続発光させるための点灯装置にお
いて、小型、軽量化が図れる上に、効率の高い光源点灯
装置を提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、光源の点灯電圧よりも高
い電圧の直流電源と並列に充電用スイッチとコンデンサ
の直流回路を接続するとともに、該コンデンサに並列に
放電用スイッチと光源の直列回路を接続して点灯回路を
構成し、充電用スイッチと放電用スイッチを交互にオン
オフしてコンデンサの充電と放電を行い、コンデンサか
らの放電電流により光源を点灯させ且つその光源の点灯
周波数を臨界融合周波数以上に設定したものである。
【0012】請求項2の発明は、請求項1記載の発明に
おいて、コンデンサの容量、直流電源の電圧、充電用ス
イッチのオン期間、放電用スイッチのオフ期間、充放電
繰り返し周波数を、コンデンサの放電電流が光源の略定
格電流となるように設定したものである。請求項3の発
明は、請求項1記載の発明において、充電用スイッチ、
放電用スイッチ並びにコンデンサを複数組用いて点灯回
路を構成したものである。
【0013】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、充電用スイッチ、放電用スイッチのオン、
オフ期間を各組毎に順次ずらしたものである。請求項5
記載の発明は、請求項4記載の発明において、放電用ス
イッチのオン時に光源に流す放電電流が隣りの組同士で
一部重なるように各組の放電用スイッチのオンの期間を
設定したものである。
【0014】請求項6記載の発明は、請求項3記載の発
明において、個々の充電用スイッチ、コンデンサを電圧
の異なる複数個の直流電源に接続したものである。請求
項7記載の発明は、請求項3記載の発明において、各組
のコンデンサの放電期間を制御して光源の光束を変化さ
せるものである。請求項8記載の発明は、請求項1記載
の発明において、コンデンサに並列に放電用スイッチ、
予熱型の光源の一方のフィラメントを介して始動用スイ
ッチ、インピーダンス、光源の他のフィラメントの直列
回路を接続したものである。 請求項9記載の発明は、
請求項8記載の発明の、始動用スイッチとして、定電圧
の閾値を持つ半導体スイッチを用いたものである。
【0015】請求項10記載の発明は、請求項1記載の発
明において、充電用スイッチの1回のオンに対して放電
用スイッチを複数回オンさせるようにしてコンデンサの
充電と放電を行い、光源の点灯周波数を増大させたもの
である。請求項11記載の発明は、請求項1記載の発明に
おいて、複数回の充電用スイッチのオンに対して放電用
スイッチを1回オンしてコンデンサの充電と放電を行
い、光源の点灯周波数を逓減したものである。
【0016】請求項12記載の発明は、請求項1記載の発
明において、充電用スイッチを介して、光源の点灯電圧
より低い電圧の低圧直流電源に接続され、充電用スイッ
チのオン時に複数のコンデンサを低圧直流電源で並列充
電し、放電用スイッチのオン時に複数のコンデンサを直
列接続して光源の点灯電圧より高い電圧の直流電源電圧
を得る昇圧回路を備えものである。
【0017】請求項13記載の発明は、請求項12記載の発
明において、昇圧回路のコンデンサ群を同一容量のコン
デンサで構成したものである。請求項14記載の発明は、
請求項13記載の発明において、光源始動時には昇圧比を
高く、定常点灯時には光源の点灯電圧に近い電圧となる
ように昇圧比を低くした昇圧回路を用いたものである。
【0018】請求項15記載の発明は、請求項14記載の発
明において、始動用昇圧のみに使用する昇圧回路のコン
デンサの容量を、定常点灯に使用するコンデンサの容量
より小さくしたものである。請求項16記載の発明は、請
求項1記載の発明において、充電用スイッチを介して高
圧直流電源に接続され、充電用スイッチのオン時に複数
のコンデンサを直列充電し、放電用スイッチのオン時に
複数のコンデンサを並列接続して高圧直流電源の電圧か
ら、点灯電圧が低い光源に対応した電圧の直流電源電圧
を得る降圧回路を備えたものである。
【0019】請求項17記載の発明は、請求項16記載の発
明において、降圧回路のコンデンサ群を同一容量のコン
デンサで構成したものである。請求項18記載の発明は、
請求項16記載の発明において、高圧直流電源に複数のコ
ンデンサを直列接続する直列接続用のスイッチ手段と、
上記複数のコンデンサを並列に接続して該並列回路を光
源に並列接続する並列接続用のスイッチ手段とを備え、
複数のコンデンサを直列接続状態で高圧直流電源で充電
し、光源への放電時に複数のコンデンサを並列接続する
ように両スイッチ手段を交互にオンオフさせる降圧回路
を備えたものである。
【0020】請求項19記載の発明は、請求項18記載の発
明において、直列接続用スイッチ手段及び並列接続用ス
イッチ手段をダイオードで構成し、充電用スイッチのオ
ン時に各コンデンサを直列接続して充電する方向に直列
接続用スイッチ手段のダイオードの向きを設定し、放電
用スイッチのオン時に各コンデンサを光源に対して並列
放電させる方向に並列接続用スイッチ手段のダイオード
の向きを設定したものである。
【0021】請求項20記載の発明は、請求項1記載の発
明において、コンデンサ群と、コンデンサ群を並列充
電、直列放電させる昇圧回路及びコンデンサ群を直列充
電、並列放電させる降圧回路を切替え設定できるスイッ
チ群とを備えた昇降圧回路を充電用スイッチを介して直
流電源に接続したものである。請求項21記載の発明は、
請求項1記載の発明において、光源のランプ電流を検出
し、検出ランプ電流に応じて充電用スイッチ、放電用ス
イッチのスイッチングを制御して光源に流れる電流を増
減させ、光束を制御するものである。
【0022】請求項22記載の発明は、請求項1記載の発
明において、光源の点灯電圧より低い直流電圧をバイア
ス電圧として光源に加えたものである。請求項23記載の
発明は、請求項22記載の発明において、別の直流電源か
らの電圧をバイアス電圧として光源に加えたものであ
る。請求項24記載の発明は、請求項1又は3記載の発明
において、光源と点灯回路との間にブリッジ接続したス
イッチ群からなる極性反転回路を介在させたものであ
る。
【0023】請求項25記載の発明は、請求項24記載の発
明において、極性反転回路のスイッチ群中のスイッチを
点灯回路の放電用スイッチとして兼用したものである。
請求項26記載の発明は、請求項1記載の発明において、
直流電源と点灯回路の間にブリッジ接続したスイッチ群
からなる極性反転回路を介在させたものである。
【0024】請求項27記載の発明は、請求項26記載の発
明において、極性反転回路のスイッチ群中のスイッチを
点灯回路の充電用スイッチとして兼用したものである。
請求項28記載の発明は、請求項1又は請求項3記載の発
明において、コンデンサ、充電用スイッチ、光源の片方
のフィラメントの直列回路を直流電源に接続し、コンデ
ンサの充電電流にてフィラメントを予熱するものであ
る。
【0025】請求項29記載の発明は、請求項1記載の
点灯回路を2組用いて、各点灯回路の出力を交互に光源
に接続したものである。請求項30記載の発明は、第1
の充放電用スイッチと第1のコンデンサの直列回路と、
第2の放電用スイッチと第2のコンデンサの直列回
路とを並列接続した回路を直流電源に並列に接続し、第
1の充放電用スイッチと第1のコンデンサの接続点と、
第2の充放電用スイッチと第2のコンデンサの接続点と
の間に光源を接続し、第1,第2の充放電用スイッチを
交互にオン・オフさせてオン側の充放電用スイッチを介
して当該充放電用スイッチと直列回路を構成するコンデ
ンサを直流電源により充電し、オフ側の充放電用スイッ
チと直列回路を構成するコンデンサの電荷をオン側の充
放電用スイッチと光源とを介して放電して光源に電流を
流す点灯回路を備えたものである。
【0026】請求項31記載の発明は、請求項30記載の発
明において、第1の充放電用スイッチと第1のコンデン
サとの間に予熱型の光源の一方のフィラメントを接続
し、光源の他方のフィラメントを第2の充放電用スイッ
チと第2のコンデンサとの間に接続して、フィラメント
の予熱回路を構成したものである。請求項32記載の発明
は、請求項1記載の点灯回路を複数直流電源に接続し
て、各点灯回路で各別に光源を点灯させるものである。
【0027】請求項33記載の発明は、請求項32記載の発
明において、直流電源に、ブリッジ接続したスイッチ群
からなる共通の極性反転回路を介して各点灯回路を並列
接続したものである。請求項34記載の発明は、請求項32
記載の発明において、各点灯回路と、各光源との間にブ
リッジ接続したスイッチ群からなる極性反転回路を各別
に接続したものである。
【0028】請求項35記載の発明は、請求項1記載の発
明において、放電用スイッチと光源との直列回路を複数
並列接続したものである。請求項36記載の発明は、請求
項32又は35記載の発明において、各光源の発光色を異な
らせて、夫々の光源の光束の増減を行なう手段を備えた
ものである。る請求項33又は36記載の光源点灯装置。
【0029】請求項37記載の発明は、請求項36記載の発
明において、各光源に変えて複数の陽極を設けた一つの
可変色ランプを用いたものである。請求項38記載の発明
は、請求項37記載の発明において、可変色ランプの共通
陰極にコンデンサの充電電流を流したものである。
【0030】
【作用】而して光源の点灯電圧よりも高い電圧の直流電
源と並列に充電用スイッチとコンデンサの直列回路を接
続するとともに、該コンデンサに並列に放電用スイッチ
と光源の直列回路を接続して点灯回路を構成し、充電用
スイッチと放電用スイッチを交互にオンオフしてコンデ
ンサの充電と放電を行い、コンデンサからの放電電流に
より光源を点灯させることにより、光源のランプ電流が
コンデンサの充電量により限定され、そのため従来の様
な限流素子が不要となり、しかもコンデンサと、スイッ
チで構成できるから全体回路を容易に半導体化すること
ができ、そのため装置の、小型、軽量、薄型化が容易に
行なえ、結果装置を組み込む照明器具のデザインの自由
度を増すことができるものであり、更に光源の点灯周波
数を臨界融合周波数以上に設定するため、光に不都合な
ちらつきを無くすことができという効果があり、その上
光源を取り外した場合には、コンデンサの放電経路が遮
断され、コンデンサの電圧が一定電圧に維持されたまま
であるため、回路素子に流れる電流が無く、回路素子へ
のストレスが少ない。
【0031】またランプ電流がコンデンサの充電電荷
量、放電電荷量によって決まるため、コンデンサの容
量、直流電源の電圧、充電用スイッチのオン期間、放電
用スイッチのオフ期間や、充放電繰り返し周波数を適宜
設定することにより、光源に略定格電流を流すことも、
或いは任意の電流を流すこともできる。充電用スイッ
チ、放電用スイッチ並びにコンデンサを複数組用いて点
灯回路を構成したり、充電用スイッチ、放電用スイッチ
のオン、オフ期間を各組毎に順次ずらしたり、更に放電
用スイッチのオン時に光源に流す放電電流が隣りの組同
士で一部重なるように各組の放電用スイッチのオンの期
間を設定することにより、光源に流れるランプ電流が0
となるのを無くし、結果光源の再点弧電圧として高い電
圧を加える必要が無くなり、電圧の低い直流電源の使用
を可能とし、また直流的な光出力が得られてちらつきの
無い良質の照明を得ることができる。
【0032】個々の充電用スイッチ、コンデンサを電圧
の異なる複数個の直流電源に接続することにより、周波
数を変えること無くランプ電流を増減して光束を変化さ
せることができる。各組のコンデンサの放電期間を制御
して光源の光束を変化させることもできる。
【0033】またコンデンサに並列に放電用スイッチ、
予熱型の光源の一方のフィラメントを介して始動用スイ
ッチ、インピーダンス、光源の他のフィラメントの直列
回路を接続することにより、予熱型の光源の点灯させる
ことができる。始動用スイッチとして、定電圧の閾値を
持つ半導体スイッチを用いれば、始動点灯後の予熱電流
を遮断することもできる。
【0034】充電用スイッチの1回のオンに対して放電
用スイッチを複数回オンさせるようにしてコンデンサの
充電と放電を行い、光源の点灯周波数を増大させたり、
複数回の充電用スイッチのオンに対して放電用スイッチ
を1回オンしてコンデンサの充電と放電を行い、光源の
点灯周波数を逓減すれば、不都合な周波数を避けること
ができる。
【0035】充電用スイッチを介して、光源の点灯電圧
より低い電圧の低圧直流電源に接続され、充電用スイッ
チのオン時に複数のコンデンサを低圧直流電源で並列充
電し、放電用スイッチのオン時に複数のコンデンサを直
列接続して光源の点灯電圧より高い電圧の直流電源電圧
を得る昇圧回路を備えることにより、点灯電圧が使用直
流電源の電圧より高い光源を点灯させることができる。
【0036】光源始動時には昇圧比を高く、定常点灯時
には光源の点灯電圧に近い電圧となるように昇圧比を低
くした昇圧回路を用いれば、始動点灯を確実にすること
ができ、また回路効率を良くすることができる。始動用
昇圧のみに使用する昇圧回路のコンデンサの容量を、定
常点灯に使用するコンデンサの容量より小さくすれば、
始動昇圧用に使うコンデンサの容量が小さくて済む。
【0037】充電用スイッチを介して高圧直流電源に接
続され、充電用スイッチのオン時に複数のコンデンサを
直列充電し、放電用スイッチのオン時に複数のコンデン
サを並列接続して高圧直流電源の電圧から、点灯電圧が
低い光源に対応した電圧の直流電源電圧を得る降圧回路
を備えれば、高い電圧の直流電源を使用している場合に
あっても、点灯電圧の低い光源を点灯させることができ
る。
【0038】直列接続用スイッチ手段及び並列接続用ス
イッチ手段をダイオードで構成し、充電用スイッチのオ
ン時に各コンデンサを直列接続して充電する方向に直列
接続用スイッチ手段のダイオードの向きを設定し、放電
用スイッチのオン時に各コンデンサを光源に対して並列
放電させる方向に並列接続用スイッチ手段のダイオード
の向きを設定すれば、スイッチを用いる場合に比べて安
価となり、また制御信号を当たるスイッチに比べて回路
構成が簡単となる。
【0039】コンデンサ群と、コンデンサ群を並列充
電、直列放電させる昇圧回路及びコンデンサ群を直列充
電、並列放電させる降圧回路を切替え設定できるスイッ
チ群とを備えた昇降圧回路を充電用スイッチを介して直
流電源に接続すれば、使用光源の点灯電圧に応じて出力
電圧を変えることができる。光源のランプ電流を検出し
て、検出ランプ電流に応じて充電用スイッチ、放電用ス
イッチのスイッチングを制御して光源に流れる電流を増
減させ、光束を制御すれば、調光や、光出力の一定化を
検出ランプ電流に応じて自動的に行なうことができる。
【0040】光源の点灯電圧より低い直流電圧をバイア
ス電圧として光源に加えることにより、点灯回路の出力
電圧が0になってもバイアス電圧により光源を活性状態
としてランプ電流の休止期間を無くし、結果光源の光出
力を滑らかにすることができる。 光源と点灯回路との
間にブリッジ接続したスイッチ群からなる極性反転回路
を介在させるか、直流電源と点灯回路の間にブリッジ接
続したスイッチ群からなる極性反転回路を介在させれ
ば、光源に交流のランプ電流を流すことができ、交流用
の光源の寿命の改善が図れ、またカタホリシス現象の発
生を防ぐことができる。
【0041】極性反転回路のスイッチ群中のスイッチを
点灯回路の放電用或いは充電用スイッチとして兼用すれ
ば、極性反転回路を設けたとしてもスイッチ数の増加数
を押さえることができる。コンデンサ、充電用スイッ
チ、光源の片方のフィラメントの直列回路を直流電源に
接続し、コンデンサの充電電流にてフィラメントを予熱
すれば、コンデンサの充電時の突入電流のピーク値をフ
ィラメントのインピーダンスで抑えることができ、従っ
て充電経路にあるスイッチの寿命を改善でき、また電流
容量も小さいものが使用できて、コストダウンが図れ、
また光源の点灯中においても常時予熱電流が流れるため
常時予熱型光源に適する。
【0042】またコンデンサの放電経路にフィラメント
が入らないため、電力損失がその分無い。点灯回路を2
組用いて、各点灯回路の出力を交互に光源に接続すれ
ば、極性反転回路を用いた場合と同様な作用効果が得ら
れる。点灯回路を複数直流電源に接続して、各点灯回路
で各別に光源を点灯させれば、複数の光源を点灯させる
ことができる。
【0043】各光源の発光色を異ならせて、夫々の光源
の光束の増減を行なう手段を備えれば、一つの光源とし
て任意の発光色を設定することができる、特に可変色ラ
ンプを用いれば、光源を一つとして扱える。
【0044】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。 (実施例1)図1は、本実施例1の構成を示しており、
この実施例1の点灯回路Aは直流電源DCを電源として
動作するもので、半導体スイッチング素子からなる充電
用スイッチS1、放電用スイッチS2、コンデンサC0
らなり、蛍光灯のような光源Lを点灯させる。
【0045】直流電源DCの電圧VDCを光源Lの放電開
始電圧より高く設定し、電用スイッチS1電用ス
イッチS2とを交互にオン、オフし且つ同時にオンしな
いようにしている。而して図1の回路において、図2の
時刻t1で、充電用スイッチS1をオンすると、コンデン
サC0は直流電源DCから充電され、コンデンサC0の電
圧Vc0は図2(a)に示すように直流電源DCの電圧
DCに達し、この時点で充電用スイッチS1をオフして
その充電電圧の値を維持する。
【0046】次に時刻t2にて放電用スイッチS2をオン
すると、コンデンサC0に蓄積された電荷が光源Lを介
して放電して光源Lを一瞬発光させ、このコンデンサC
0の放電が終了とともに、放電用スイッチS2をオフす
る。時刻t3以降同様の動作を繰り返すと、ランプ電流
L、即ちコンデンサC0の放電電流は図2(b)のよう
にパルス状となる。このパルス間隔を狭くして行けば、
光源Lは恰も連続した発光をしているように見えること
になる。
【0047】一般照明に利用する場合は特にこの点が重
要であり、パルス周波数は不快なちらつきを生じないよ
うに図55に示したCFFの曲線以上に設定する必要が
ある。 (実施例2)図3は本実施例2の構成を示しており、こ
の実施例2の点灯回路Aは複数のコンデンサC01〜C0n
に対して、充電用スイッチS11〜S1n、放電用スイッチ
21〜S2nを用いて構成されている。
【0048】充電用スイッチS11〜S1nは時刻t1、t
3 、…t2n-1にてオンし、時刻t2、t4、t2nにてオフ
させる。放電用スイッチS21〜S2nは時刻t2、t4、…
2nにてオンし、時刻t3、t5、…t2n+1でオフする。
この構成により、コンデンサC01、C02、C0nの電圧V
01、Vc02、Vc0nは図4(a)〜(c)のようにな
り、光源Lの電流ILは図4(d)の如く流れること
は、実施例1の説明より明らかである。
【0049】電流ILはこのようにコンデンサC0及び充
電用スイッチS1、放電用スイッチS2の数が増えること
により、実施例1と同一ランプ電流ILを得る場合、ピ
ーク値が低く、パルス間隔が狭いきめ細かいパルスのラ
ンプ電流ILを得ることができ、光源Lに対する衝撃を
小さくすることができる。図5は充電用スイッチS11
1n、放電用スイッチS21〜S2nのオン、オフのタイミ
ングをずらした場合の、コンデンサC01〜C0nの放電電
流、即ち光源Lの電流パルスが少しずつ重畳するように
した場合を示しており、この場合同図(d)に示すよう
にランプ電流ILの各パルス間が少しだけ重なり合い、
ランプ電流ILが0になる時間を無くすことができる。
同図(a)〜(c)は、コンデンサC01、C02、コンデ
ンサC0n充電及び放電時の電圧Vc01〜Vc0nを示し
ている。
【0050】さてこの図5の場合には、光源Lが一旦点
灯すると、その後ランプ電流ILが0にならないので、
光源Lの再点弧電圧として高い電圧を加える必要が無
く、直流電源DCの電圧VDCの値を低くすることが可能
となるという特徴がある。この場合更に各コンデンサC
01〜C0nの放電電流の重なり度合いを深くすることによ
り直流に近いランプ電流ILとすることができ、そのた
め光源Lからの光束のちらつきを低く押さえることがで
き、良質の照明を得ることが可能となる。
【0051】(実施例3)本実施例3は実施例1に対応
する具体的な実施例であって、図6に示すように直流電
源DCは、雑音防止フィルタFTを介して商用電源AC
を整流器DBで全波整流した後、平滑用コンデンサCa
で平滑して得、この直流電源DCにより点灯回路Aを駆
動する。
【0052】点灯回路Aは、コンデンサC0をトランジ
スタからなる充電用スイッチS1を介して直流電源DC
の出力端間に接続し、蛍光灯からなる光源Lをコンデン
サC 0の両端間にトランジスタからなる放電用スイッチ
2を介して接続している。上記直流電源DCの出力間
には、トリガパルス発生器PGが接続されており、この
トリガパルス発生器PGは、充電用スイッチS1、放電
用スイッチS2のベースに図7(a)、(b)に示すよ
うにパルス幅がT1、T2のトリガパルスg1、g2を印加
し、充電用スイッチS1、放電用スイッチS2を交互にオ
ンオフする。
【0053】而して今充電用スイッチS1がオンする
と、直流電源DCの正極のa点から、コンデンサC0
充電用スイッチS1、b点の経路でまずコンデンサC0
充電され、トリガパルスg1、g2が反転すると、充電用
スイッチS1がオフになり、次に放電用スイッチS2がオ
ンしてコンデンサC0に充電されていた電荷がコンデン
サC0、光源L、放電用スイッチS2を通り放電される。
ここで光源Lは両側のフィラメントf1、f2の非電源側
端間にインピーダンス素子Zを介して始動スイッチGを
接続しており、始動時にあっては、この始動スイッチG
をオンするため、上記のコンデンサC0の放電は、コン
デンサC0、フィラメントf1、始動スイッチG、インピ
ーダンス素子Z、フィラメントf2、放電用スイッチS2
を通って流れることにより、光源Lのフィラメント
1、f2を予熱し、光源Lが十分に予熱された後、始動
スイッチGをオフして光源Lを点灯させる。
【0054】従って、光源Lは図7(c)に示すコンデ
ンサC0の繰り返し放電によるランプ電流ILが図7
(d)に示すように電流が流れて安定した点灯をする。
尚光源Lとして、高輝度高圧放電灯(ここではHIDラ
ンプと略す)を使用する場合、点灯周波数によっては、
音響共鳴を生じて点灯状態が不安定になる現象がある。
そのような周波数を避けるため、図8(a)に示すトリ
ガパルスg1による充電用スイッチS1の1回のオンに対
して、放電用スイッチS2をオンさせる回数を数回に分
割するように、図8(b)に示すようにトリガパルスg
2をトリガパルスg 1 の非発生期間に数回発生させて、
放電用スイッチS2による放電を数回に分割し、点灯周
波数をげることも可能である。勿論、コンデンサC0
の充電、即ち充電用スイッチS1を数回に分割してオン
オフさせ、放電用スイッチS2を1回オンして放電する
ことにより、可聴周波数を避けることもできる。またコ
ンンデンサC0の1回充電、多数回の分割充電と、コン
デンサC0の1回放電、多数回の分割放電との組み合わ
せで上記不都合な周波数を避けることもできる。更に図
3に示す回路を用いることにより容易に不都合な周波数
を避けることができることは言うまでもない。
【0055】尚コンデンサC0は充電用スイッチS1のオ
ン時に充電され、この充電電流をトリガパルス発生器P
Gが検出してスイッチS1、S2を交互にオンオフさせる
ためのタイミング信号を得ている。 (実施例4)図9は本実施例4の回路構成を示してお
り、本実施例では直流電源DCの電圧VDCを昇圧する昇
圧回路20を設けている。
【0056】昇圧回路20は直流電源DCに、スイッチ
31とコンデンサC11とスイッチS31に連動するスイッ
チS31 の直列回路を並列接続し、またスイッチS31
介して、スイッチS32とコンデンサC12とスイッチS32
に連動するスイッチS32’の直列回路を直流電源DCに
並列接続し、更に上記スイッチS31、S32に直列にスイ
ッチS33を接続してこれらスイッチS31〜S33の直列回
路を介してコンデンサC0を直流電源DCに接続してい
る。そしてスイッチS31とコンデンサC11の直列回路に
並列に上記スイッチS32、S33のオン動作に連動してオ
ンするスイッチS41を接続し、またスイッチS32とコン
デンサC12の直列回路にはスイッチS33と連動するスイ
ッチS33’を並列に接続している。
【0057】而して昇圧回路4は次のように動作する。
まず図10(a)に示すようにスイッチS31、S31’を
共にオンすると、コンデンサC11が図10(f)に示す
ように直流電源DCの電圧VDCに充電される。次にスイ
ッチS31、S31’をオフして、スイッチS32、S32’及
びスイッチS41を図10(b)及び(c)に示すように
オンすると、コンデンサC12は、コンデンサC11を通じ
て直流電源DCと、コンデンサC11の直列回路により充
電されるため、直流電源DCの電圧VDCの2倍の電圧に
図10(g)に示すように充電される。
【0058】次にスイッチS32、S32’をオフし、図1
0(d)に示すようにスイッチS33、S33’をオンする
と、コンデンサC0は直流電源DCと、コンデンサC11
と、コンデンサC12との直列回路により充電されるた
め、直流電源DCの電圧VDCの4倍の電圧に充電され
る。つまりスイッチS33、S33’は点灯回路Aの充電用
スイッチを構成する。
【0059】図10(h)に示すコンデンサC0の電圧
Vc0はVc0=2 n-1 DCとなる。(但しnはコンデ
ンサの数)そしてスイッチS33、S33’及びS41をオフ
して、放電用スイッチS2を図10(e)に示すように
オンすると、コンデンサC0の充電電荷が光源Lに放電
され、ランプ電流ILが図10(i)に示すように流
れ、光源Lが点灯する。
【0060】ここで本実施例4では昇圧回路20内のコ
ンデンサC11、C12を含めてコンデンサの数nは3であ
るが、昇圧回路20内のコンデンサ群の数及びスイッチ
群の数を増やすことにより、直流入力電圧を昇圧した出
力が得られる。従って、直流電源DCの電圧VDCよりも
高いランプ電圧を有する光源Lを点灯する場合に有効で
ある。
【0061】尚点灯回路AのコンデンサC0を省略し、
その機能をコンデンサC11、C12に持たせることは勿論
可能である。この場合、容量の関係をC11>C12とする
ことが望ましい。また本実施例4の回路において、光源
Lの始動時等高圧を必要とする場合において、昇圧回路
20の昇圧動作を全て行わせ、点灯後それより出力電圧
が低くても良い場合には、スイッチS32をオン、スイッ
チS32’をオフに固定すると、直流電源DCの電圧VDC
2倍の電圧で光源Lの点灯状態が維持でき、回路効率
が向上したり、コンデンサC12の容量が小さくて済む等
の利点がある。
【0062】本実施例4の回路構成で昇圧回路20のス
イッチS31…及び放電用スイッチS 2としてはトランジ
スタのような半導体スイッチを用い、これらスイッチS
31…をオンオフ駆動を上述したトリガパルス発生器PG
により行なうことにより容易に構成が可能である。 (実施例5)図11は本実施例5の回路構成を示してお
り、本実施例では、上記実施例5とは反対に直流電源D
Cの電圧VDCを降圧する降圧回路21を用いた実施例回
路を示しており、この実施例回路では点灯回路Aの充電
用スイッチと、コンデンサを降圧回路21内のスイッチ
及びコンデンサで兼用しており、スイッチS51、コンデ
ンサC21、スイッチS51に連動するスイッチS52、コン
デンサC22、スイッチS51に連動するスイッチS53、コ
ンデンサC23の直列回路を、直流電源DCに接続し、コ
ンデンサC21の両端にはスイッチS61、S62を夫々直列
に接続し、またコンデンサC22の両端にはスイッチ
63、S64を夫々直列に接続し、更にコンデンサC23
両端にはスイッチS65 ,S66を夫々直列に接続し、これ
ら直列回路は夫々放電用の放電用スイッチS2を介して
光源Lに並列接続している。上記スイッチS61〜S66
連動動作するものである。
【0063】次にこの実施例の動作を説明する。まずス
イッチS51〜S53を図12(a)に示すようにオンする
と、直流電源DCの電圧VDCをコンデンサC1 〜C3
3等分するように夫々のコンデンサC21〜C23が図12
(d)〜(f)に示すように充電され、コンデンサC1
〜C3 の直列回路の両端電圧Vc21〜Vc23は図12
(g)に示すように直流電源DCの電圧VDCとなる。
【0064】次にスイッチS51〜S53をオフするととも
に、図12(b)に示すようにスイッチS61〜S66をオ
ンすると、コンデンサC21〜C23の並列回路が降圧回路
21の出力端間に接続された状態となる。この状態で放
電用の放電用スイッチS2を図12(c)に示すように
オンすると、これらコンデンサC21〜C23の充電電荷が
光源Lに放電され、光源Lには図12(h)に示すラン
プ電流ILが流れ、光源Lは発光する。
【0065】このように本実施例5では、直流電源DC
の電圧VDCより低いランプ電圧の光源Lを点灯させるこ
とができるのである。尚降圧回路21内のコンデンサ群
の数、スイッチ群の数を夫々増やすことにより、1/n
DCの電圧が得られるので、高い電源電圧より低いラン
プ電圧の光源Lを点灯する場合に有効な回路である。
【0066】本実施例5の回路構成でスイッチS51…、
61…及ぶS2としてトランジスタのような半導体スイ
ッチを用い、これらスイッチ群のオンオフ駆動を上述の
トリガパルス発生器PGにより行なえば容易に構成でき
る。 (実施例6)図13は本実施例の回路構成を示してお
り、本実施例6では光源Lの放電電流を放電電流検出回
路30で検出してトリガパルス発生器路PGにフィード
バックすることにより、点灯回路AのコンデンサC0
充電期間、放電繰り返し周波数等を制御し、ランプ電流
Lを一定に制御したり、任意の値に設定することがで
きるようにしたものである。また外部制御信号を制御端
子EXTに加ええることにより任意のランプ電流IL
なるよう制御することも可能である。
【0067】(実施例7)図14は本実施例7の回路構
成を示しており、この実施例回路では光源Lに流すラン
プ電流ILを増減することにより、光源Lの出力光の増
光、減光制御を可能としたものである。既に説明した図
1、図3に対応する実施例で、パルス周波数が臨界融合
周波数CCF以上でランプ電流ILの放電間隔を密にす
ることにより増光し、疎にすることにより減光点灯が可
能であることは説明したが、本実施例7では3つの異な
る電圧VDC1、電圧VDC2、電圧VDC3の直流電源DC1
DC2、DC3を用いた例である。
【0068】今仮に、コンデンサC01、C02、C03を同
一容量とするとともに、直流電源DC1、DC2、DC3
の電圧の関係を、電圧VDC1<電圧VDC2<電圧VDC3
すると、充電用スイッチS11、放電用スイッチS21の組
み合わせた動作時のランプ電流ILが最も小さく、充電
用スイッチS12、充電用スイッチS22の組み合わせた動
作時のランプ電流ILが中程度、充電用スイッチS13
放電用スイッチS2 3の組み合わせた動作時のランプ電流
Lが最も大きくなるので、これら組み合わせを切り替
えて使用することにより、周波数を変えないで、ランプ
電流ILの増減を可能としている。
【0069】図15(a)は充電用スイッチS11のオン
動作を、同図(b)は放電用スイッチS21のオン動作を
夫々示し、同図(g)はコンデンサC01の電圧Vc01
充放電による変化を示し、放電用スイッチS21のオン時
に光源Lに流れるランプ電流ILは同図(j)に示すよ
うに小さい。また同図(c)は充電用スイッチS12のオ
ン動作を、同図(d)は放電用スイッチS22のオン動作
を夫々示し、同図(h)はコンデンサC02の電圧Vc02
の充放電による変化を示し、スイッチS22のオン時に光
源Lに流れるランプ電流ILは同図(j)に示すように
中程度となる。
【0070】次に同図(e)は充電用スイッチS13のオ
ン動作を、同図(f)は放電用スイッチS23のオン動作
を夫々示し、同図(j)はコンデンサC03の電圧Vc03
の充放電による変化を示し、スイッチS23のオン時に光
源Lに流れるランプ電流ILは同図(j)に示すように
大きくなる。尚本実施例7の回路を更に周波数と組み合
わせることにより、広範囲のランプ電流ILの制御が可
能であることは言うまでもない。
【0071】また一つの直流電源DCから異なる直流電
圧VDCを得る方法としては、図9の昇圧回路20や、図
11の降圧回路21を用いて本実施例のように3つの異
なる電圧源を得ることもできる。また更に図3におい
て、C01>C02>C03となるように構成することによ
り、図16に示すように充電用スイッチS11〜S13及び
放電用S21〜S23の組み合わせの夫々の動作によりラン
プ電流ILを増減することもできる。図16の(a)〜
(j)は図15の(a)〜(j)に対応する。
【0072】更に周波数を一定にした場合でも周波数可
変を組み合わせることによってもさらに範囲の広いラン
プ電流ILの制御が可能である。 (実施例8) 図17は本実施例8の回路構成を示しており、この実施
例では、例えば図1の実施例と同じ回路構成を持つ点灯
回路Aを用いるとともに、点灯回路Aの直流電源DCに
他の直流電源DC0を直列に接続したものであり、直流
電源DC0としては電圧VDC0が、光源Lが放電灯の場合
に直接接続するとランプ電流が増えつづけて暴走する臨
界電圧より低い電圧である電源を使用する。而して本実
施例8回路では、点灯回路Aに直列にバイアス直流電圧
DC0を加えることにより、ランプ電圧VLは点灯回路A
内の充電用スイッチS1がオフで、放電用スイッチS2
オンの状態ときと、充電用スイッチS1がオンで、スイ
ッチ01がオフの状態のときとで、直流電源DCの電圧V
DCと直流電源DC0の電圧VDC0との和電圧と、電圧V
DC0との間を図18(a)に示すように上下する。ラン
プ電流ILはコンデンサC0の放電により点灯回路Aの出
力電圧が0になってもその瞬間の僅かな時間は光源Lが
活性状態にあるので、光源Lの臨界電圧より幾分低い電
圧VDC0によりランプ電流ILが図18(b)の点線で示
すように幾分減少しながら流れ続ける。この点線の電流
は電圧VDC0が臨界電圧以下のため、増大することはな
い。従って、点線の僅かな電流が0に達する短時間以内
に次の放電によるランプ電流ILが光源Lに流れること
により、ランプ電流ILに休止期間が無くなって、光源
L中のイオンの瞬時の消滅が無く、回路動作をスムーズ
にすることができる。
【0073】本実施例8では点灯回路Aの小型化、軽量
化、低損失化が更に図れる。 (実施例9)上記実施例8では、直流電源DCに直列に
別の直流電源DC0を接続していたが、本実施例9で
は、図19に示すように点灯回路Aの出力端間にダイオ
ードD 0を介して直流電源DC01を並列接続している。
【0074】この実施例では点灯回路AのコンデンサC
0の放電と次の放電との間においても直流電源DC01
よってランプ電流ILが流れるため、ランプ電流ILの休
止期間が無く、光源Lからの光出力が滑らかになると同
時に図17の場合のように、点灯回路Aを小型化、軽量
化、低損失化ができるが、それに加えて充電用スイッチ
1、放電用スイッチS 2 耐電圧の低い部品を用いるこ
とができる利点がある。
【0075】また本実施例の場合点灯回路A中のコンデ
ンサC0の放電末期に放電用スイッチS2に逆電圧が印加
されるので、ターンオフが容易になるという利点もあ
る。尚直流電源DC01としては直流電源DCと別電源を
使用しているが、図9、図11に示した昇圧回路20や
降圧回路21や後述する回路を破線枠40内の回路とし
て用い、最終的には1つの直流電源DCから2つの直流
電源を作るようにしても勿論良い。
【0076】ところで上述の各実施例では光源Lに一方
向の電流を流したものであったが、次に説明する実施例
10〜13は、光源Lに交流電流を流すことにより、光
源Lの発光のカタホリシス、光源Lの寿命等の改善を狙
ったものである。 (実施例10)本実施例は図20に示すようにコンデン
サC0に対して放電用スイッチS2と、半導体スイッチか
らなるスイッチSA〜SDをブリッジ接続した極性反転回
路Bとを介して光源Lを接続している。
【0077】極性反転回路BはスイッチSAとSD及びス
イッチSBとSCが夫々同時にオン、オフし、スイッチS
A、SDと、SB、SCとが交互にオンオフするように、夫
々のゲートに制御回路(図示せず)から信号を加えるよ
うになっている。而して先ず図21(a)に示すように
充電用スイッチS1を先ずオンしてコンデンサC0を充電
し、その後充電用スイッチS1をオフする。
【0078】次に図21(b)に示すように放電用スイ
ッチS2をオンし、同時或いはほんの僅か遅れて図21
(c)に示すよう極性反転回路BのスイッチSA、SD
オンすると、コンデンサC0の電荷は放電用スイッチ
2、スイッチSA、光源L、スイッチSD、コンデンサ
0へと流れる。この放電が終わると、放電用スイッチ
2、スイッチSA、スイッチSDはオフし、この時図2
1(e)に示すようにランプ電流ILは図20の回路に
おいて下から上の方向に流れる。
【0079】次に再度充電用スイッチS1をオンしてコ
ンデンサC0を充電した後、充電用スイッチS1をオフ
し、放電用スイッチS2をオンすると同時に或いは僅か
に遅れて図21(d)に示すようにスイッチSB、SC
オンすると、コンデンサC0の電荷はコンデンサC0、放
電用スイッチS2、スイッチSB、光源L、スイッチSC
へと流れ、ランプ電流ILが先程と反対方向に流れる。
【0080】以上の動作を繰り返すことにより、ランプ
電流ILは交流電流となる。尚図22(a),(b)に
示す充電用スイッチS1、放電用スイッチS2によるコン
デンサC0の2回の充放電に対して、スイッチSA、SD
を図22(c)に示すように続けてオンオフし、次に充
電用スイッチS1、放電用スイッチS2によるコンデンサ
0の2回の充放電に対して、スイッチSB、SCを図2
2(d)に示すように続けてオンオフすれば、ランプ電
流ILは図22(e)に示すように2つのパルス毎に、
極性が反転することになる。勿論2回でなく、任意の回
数や同一極性のランプ電流ILを続けて流した後、極性
を反転させることも可能であり、従ってランプ電流IL
の包絡線はランプ電流ILの周波数が1/2或いは1/
nに低下したように変換することも可能となる。
【0081】(実施例11)図23は本実施例の回路構
成を示しており、本実施例は蛍光ランプのような光源L
を点灯させるもので、充電用スイッチS1をトランジス
タで構成し、ブリッジ接続した極性反転回路Bのトラン
ジスタからなるスイッチSA〜SDにより放電用スイッチ
を兼用させており、充電用スイッチS1、スイッチSA
Dを制御する信号をトリガパルス発生器PGから与え
るようになっている。
【0082】而して充電用スイッチS1を図24(a)
に示すようにオンオフさせ、充電用スイッチS1の1回
のオンによるコンデンサC1の充電電荷を、スイッチ
A、SDと、SB、SCとを図(b)と(c)に示すよう
に夫々1回オンオフさせることにより、正負の両極性に
分けて光源Lに図24(d)に示すように放電させ、光
源Lに交流電流を流して点灯する。
【0083】光源Lの始動時は光源Lのフィラメントf
1、f2の非電源側端間に抵抗R0を介して接続したスイ
ッチSpを短時間オンオフさせて、光源Lのフィラメン
トf1、f2に予熱電流を流す。 (実施例12)図25は本実施例12の回路構成を示し
ており、本実施例回路では2組の直流電源DC1、DC2
と点灯回路A1、A2を用いたもので、両点灯回路A1
2により、交互に電流の方向を切り替えて光源Lを点
灯する。この場合両点灯回路A1、A2の放電用の放電用
スイッチS21、S22が同時にオンしないようにする。
【0084】(実施例13) 図26は本実施例13の回路構成を示しており、本実施
例回路では直流電源DC側にブリッジ接続したスイッチ
A〜S D からなる極性反転回路Bを接続しており、本実
施例13の場合、コンデンサC0は両方向性の交流用が
必要である。本実施例13の場合も充電用スイッチS1
をスイッチSA〜S D にて兼用させることも勿論できる。
尚夫々の動作は上述した通りの動作を為すものであるか
ら、説明は省略する。
【0085】(実施例14) 図27は本実施例14の回路を示しており、本実施例回
路では直流電源DCには、複数組の充電用スイッチS11
…とコンデンサC01…との直列回路を並列接続し、夫々
のコンデンサC01…には各別の放電用スイッチS21…を
介して、極性反転回路Bの入力側を接続したもので、夫
々の充電用スイッチS11…、放電用スイッチS21…及び
スイッチSA〜S D をトリガパルス発生器(図示せず)に
よって制御し、光源Lに交流電流を流すようにしたもの
である。
【0086】図28は本実施例14回路の充電用スイッ
チS11…、放電用スイッチS21…及びスイッチSA〜S D
の制御例を示しており、充電用スイッチS11…は順次サ
イクリックに図28(a)〜(c)に示すようにオンオ
フし、放電用スイッチS21…は充電用スイッチS11…の
オンオフ動作に同期して順次サイクリックに図28
(d)〜(f)に示すようにオンオフし、極性反転回路
BのスイッチSA、SDと、スイッチSB、SCとは図28
(g)(h)に示すように放電用スイッチS21…のオン
オフ動作の1サイクル毎に交互にオンオフする。これに
よって、光源LにはコンデンサC01…の電荷が順次放電
され、極性反転回路BのスイッチSA、SDと、スイッチ
B、SCとのオンオフ動作に応じた方向の電流ILが図
28(i)に示すように流れる。
【0087】この図28に示す制御は光源Lに流れる電
流ILの包絡線の周波数を低くしたいときに適する。高
い周波数の電流ILを光源Lに流したい場合には,放電
用スイッチS21…の内の一つのスイッチのオンオフに対
応させて、極性反転回路BのスイッチSA、SDと、スイ
ッチSB、SCとを図29(a)(b)に示すように交互
にオンオフさせれば、光源Lに流れる電流ILの周波数
を図29(c)に示すように高くすることができる。
【0088】上記の極性反転回路Bを採用した実施例で
は、放電灯の光源Lの場合光源L内のイオンが片側に集
中することにより起きる低温雰囲気中での発光の片寄
り、つまりカタホリシス現象を防ぐことができる。また
光源Lの一方向の電極のみにイオンの衝突が起きること
による電極の損耗を防ぐことができ、光源Lの端部の黒
化や短寿命を防止することができる。
【0089】更に極性反転回路BのスイッチSA…で充
電用スイッチ又は放電用スイッチを兼用することができ
るので、スイッチの増加数を幾分押さえることができ
る。更に充放電用のコンデンサC01…に交流用を使用す
ることも可能となって、寿命の長いコンデンサや、高周
波損失の少ないコンデンサの使用が可能になる。また極
反転回路BのスイッチSA…を充電用スイッチや放電
用スイッチと組み合わせることにより極め細かい制御が
し易くなり、光源Lに流す電流ILの周波数を任意に逓
倍、逓減できるので、HIDランプ等音響共鳴が発生し
易い光源Lに対しては音響共鳴の発生する周波数を避け
た点灯回路Aを実現することができる。しかも他の電子
機器の周波数を避けることによる雑音障害を防止するこ
ともできる。
【0090】(実施例15) 図30は本実施例15の回路構成を示し、本実施例回路
は図6の実施例回路と同様に蛍光ランプのような予熱型
の光源Lを点灯させるための基本回路で、点灯回路Aの
回路は基本的に図1の実施例回路と変わらず、同様な動
作を為す。而して光源Lの始動時には、フィラメントf
1、f2の非電源側端間にインピーダンス素子Zを介して
接続された定電圧の閾値を持つ半導体始動スイッチGを
オンして、フィラメントf1、f2にコンデンサC0の電
荷を放電させて予熱電流を流し、スイッチGをオフする
ことにより、光源LにコンデンサC0の電圧を印加して
光源Lを始動点灯させる。
【0091】定常点灯中の動作は図1の回路と同様であ
る。 (実施例16) 図31は本実施例16の回路構成を示しており、本実施
例回路は、光源Lの片側のフィラメントfを介してコン
デンサC0の一端を直流電源DCに接続するようにした
ので、本実施例ではフィラメントfの予熱を、上記実施
例15のようにコンデンサC0の放電でなく、コンデン
サC0の充電電流を利用して行な得る。
【0092】(実施例17) 図32は本実施例1の回路構成を示しており、本実施
例回路は、複数のコンデンサC01…を用いた図3の実施
例回路に対応する点灯回路Aを用いたもので、光源Lの
フィラメントfの予熱は、実施例16と同様にコンデン
サC01…の充電電流を用いる。
【0093】上記実施例16、17のようにコンデンサ
0又はC01…の充電電流で光源Lの予熱を行なう場合
には、コンデンサC0又はC01…の充電回路に直列にフ
ィラメントfが挿入されるため、充電用スイッチS1
への突入電流のピーク値を押さえることができ、そのた
めそれらの部品の寿命を改善することができ、また安価
な部品の使用が可能となる。
【0094】更に光源Lの点灯中もコンデンサC0又は
01…の充電電流により、予熱電流を流すことができる
ので、予熱型の光源Lに適する。更にまた光源Lを回路
から取り外すと点灯回路AのコンデンサC0又はC01
の充電回路、放電回路がオープンされるので、光源Lの
取外し時の動作停止ができ、回路保護が可能となる。
【0095】また直流用光源Lの場合、必要なカソード
側に極性を合わせてフィラメントfの予熱を行なうこと
ができる。更に光源Lの点灯時において、コンデンサC
0又はC01…の放電回路にはフィラネメントfのインピ
ーダンズが入らないので、電力損失が無い。 (実施例18)図33は本実施例18の回路構成を示し
ており、本実施例回路は、二つのスイッチS01、S
02と、コンデンサC01、C02をブリッジ接続したもの
で、スイッチS01を介してコンデンサC01を直流電源D
Cに接続し、また別のコンデンサC01をスイッチS02
介して直流電源DCに接続し、これらスイッチS01とコ
ンデンサC01との接続点と、コンデンサC02とスイッチ
02との接続点との間に光源Lを接続している。
【0096】而して本実施例18では、基本的に重なり
のないように両スイッチS01、S02を図34(a)
(b)に示すように交互にオンオフさせようになってお
り、まずスイッチS01がオン、スイッチS02がオフする
と、直流電源DCからスイッチS 01を通ってコンデンサ
01に図34(c)に示すように電流が流れ、コンデン
サC01が充電される。つまりこのときスイッチS01はコ
ンデンサC01の充電用スイッチとなる。
【0097】次にスイッチS01がオフ、スイッチS02
オンすると、直流電源DCからスイッチS02を通ってコ
ンデンサC02に図34(d)に示すように電流が流れ、
コンデンサC02が充電され、同時に先に充電されている
コンデンサC01の電荷がコンデンサC01、光源L、スイ
ッチS02、コンデンサC01の回路で放電される。つまり
スイッチS02がコンデンサC02の充電用スイッチと、コ
ンデンサC01の放電用スイッチを構成する。
【0098】更に次にスイッチS01がオン、スイッチS
02がオフすると、直流電源DCからスイッチS 01 を通っ
てコンデンサC01に電流が流れ、コンデンサC01が再び
充電され、同時にコンデンサC02の電荷がコンデンサC
02、光源L、放電用スイッチS 01 、コンデンサC02の回
路で放電される。つまりスイッチS01がコンデンサC01
の充電用スイッチを構成し同時にコンデンサC02の放電
用スイッチを構成する。
【0099】以下上述の動作を繰り返すことにより、コ
ンデンサC01、C02の放電により電流ILが図34
(e)に示すように光源Lに流れて、光源Lが点灯す
る。尚本実施例では、直流のパルス状電流が光源Lに流
れるが、交互に極性を変えたい場合には、図20、図2
3、図26の実施例に用いた極性反転回路Bを使用する
ことにより容易に実現できる。
【0100】図35の回路は本実施例回路の具体回路を
示しており、スイッチS01、S02にはトランジスタを用
い、これらスイッチS01、S02のオンオフ制御はトリガ
パス発生器PGにより行なう。尚電源は商用電源ACを
整流器DBで全波整流して得られた脈流電源を直流電源
として用いる。 (実施例19)図36は本実施例19の回路を示し、本
実施例回路は図9の実施例と同様に直流電源DCを昇圧
する昇圧回路20’を用いたもので、並列接続用のスイ
ッチSp1…をオン、直列接続用のスイッチSs1…をオ
フし、放電用スイッチS2をオフすると、コンデンサC
11…は直流電源DCに対して図37(a)に示すように
並列に接続されて、直流電源DCの電圧VDCまで夫々充
電される。次に並列接続用のスイッチSp1…をオフ、
直列接続用のスイッチSs1…をオフすると、コンデン
サC11…は充電されたまま図37(b)に示すように直
列に接続される。
【0101】この後放電用スイッチS2をオンすると、
3個のコンデンサC11…の直列回路からの電荷は、光源
Lを介して放電され、光源Lを点灯する。ここで図3
6、図37(b)中、破線で示した経路Pは3個のコン
デンサC11…に直流電源DCの電圧VDCを更に加えるか
否かを変更することができ経路を示す。例えば、光源L
の始動時など、高圧が必要な場合には直流電源DCを3
個のコンデンサC11…の直列回路に直列接続し、始動点
灯後、光源Lのランプ電圧が低下した場合に、直流電源
DCを外すように経路Pの接続を変えるようにすること
ができる。
【0102】本実施例19の場合、コンデンサC11…の
容量は同一容量で良く、設計が容易になるという利点が
ある。またスイッチSp1…、Ss1…、コンデンサC11
…を増やすことにより、任意の倍率に直流電源DCの電
圧VDCを昇圧することが可能であり、高ワットの光源か
ら低ワットの光源まで広範囲に適用できる。また図2
0、図23、図26の実施例に用いている極性反転回路
Bを加えることにより、交流電流を光源Lに流すことが
できるのは言う迄もない。
【0103】更に昇圧回路20’のスイッチSp1〜S
3としてダイオードを使用することもでき、また経路
Pの接続変えの代わりに始動時には上述の動作をさせ、
光源Lの点灯後、スイッチSp3をオン、Sp4をオフ、
スイッチSs3をオフとすることにより、昇圧回路2
0’の出力電圧を切り替えることもできる。 (実施例20)図38は本実施例20の回路を示してお
り、本実施例の回路は直流電源DCの電圧VDCよりも低
い電圧に対応した光源Lを点灯させるために、降圧回路
21’を用いたもので、並列接続用のスイッチSp1
をオフ、直列接続用のスイッチSs1…をオンし、放電
用スイッチS2をオフすると、同一容量のコンデンサC
21…は直流電源DCに対して図39(a)に示すように
直列に接続されて、直列回路の両端電圧が直流電源DC
の電圧VDCとなるまで夫々充電される。次に並列接続用
のスイッチSp1…をオン、直列接続用のスイッチSs1
…をオフすると、コンデンサC21…は充電されたまま図
39(b)に示すように並列に接続され、夫々降圧回路
21’の出力電圧は直流電源DCの電圧VDCの1/3と
なる。
【0104】この後放電用の放電用スイッチS2をオン
すると、3個のコンデンサC21…の並列回路からの電荷
は、光源Lを介して放電され、光源Lを点灯する。スイ
ッチSp1…、Ss1…、コンデンサC21…の段数を増や
せば、更に降圧した電圧が得られ、逆に段数を減らす
と、降圧比が減る。また始動時と定常点灯時で段数を変
えることも可能である。更に図20、図23、図26の
実施例に用いている極性反転回路Bを加えることによ
り、交流電流を光源Lに流すことができるのは言う迄も
ない。
【0105】(実施例21) 図40は本実施例21の回路を示しており、本実施例回
路は上記実施例20とは異なる降圧回路21”を用いた
ものである。本実施例回路では、充電用スイッチS
1と、降圧回路21”内の直列接続用のスイッチSs1
とをオンし、並列接続用スイッチSp1…をオフするこ
とにより、直流電源DCから、充電用スイッチS1、コ
ンデンサC21、スイッチSs1、コンデンサC22、スイ
ッチSs2コンデンサC 23 の回路に電流が流れて、コ
ンデンサC21…が充電される。
【0106】即ち、各コンデンサC21…は直流電源DC
の電圧VDCの1/3まで充電される。次に直列接続用ス
イッチSs 1 …、充電用スイッチS 1 をオフし、並列接
続用スイッチSp1…をオンし、更に放電用スイッチS2
をオンすると、直流電源DCの電圧VDCの1/3の電圧
が降圧回路21”より出力され、光源Lに印加され、光
源Lが点灯する。
【0107】(実施例22)図41は本実施例22の回
路を示しており、本実施例回路は上記実施例21の降圧
回路21”の直列接続用スイッチSs1…の代わりにダ
イオードDs1…を、並列接続用スイッチSp1…の代わ
りにダイオードDp1…を用いたもので、3個のコンデ
ンサC21…が直列に接続されて充電され、その後並列に
放電される。
【0108】本実施例22の場合はスイッチがダイオー
ドで良いので安価にできる利点がある。 (実施例23)図42は本実施例23の回路を示してお
り、本実施例回路はスイッチで昇圧回路と、降圧回路と
に切替え構成ができる昇降圧回路30を用いたものであ
る。
【0109】即ち昇圧回路として動作させる場合には、
まず充電用スイッチS1をオン、並列接続用スイッチS
1…をオン、直列接続用スイッチSs1…、放電用スイ
ッチS 2 オフする。つまり各コンデンサC11…は並列
に接続された状態で、直流電源DCに接続され、夫々が
直流電源DCの電圧VDCまで充電される。
【0110】次に充電用スイッチS1、並列接続用スイ
ッチSp1…をオフし、直列接続用スイッチSs1…、放
電用スイッチS 2 をオンすると、3つのコンデンサC11
…が直列に接続されて直流電源DCの電圧VDCの3倍の
電圧が光源Lに印加され、光源Lが点灯する。降圧の場
合にはまず充電用スイッチS1、直列接続用スイッチS
1…をオンし、残りのスイッチをオフすると、コンデ
ンサC11…は直列に接続されて充電される。次に充電用
スイッチS1、直列接続用スイッチSs1…をオフし、並
列接続用スイッチSp1…、放電用スイッチS 2 をオン
すると、直流電源DCの電圧VDCの1/3が光源Lに印
加されて光源Lが点灯する。
【0111】このように本実施例23では、スイッチ群
の操作により高圧負荷及び低圧用光源に対応して昇降圧
回路30を切り換えることができ、広い範囲の光源Lに
必要な電圧を出力できるという利点がある。ところで上
記図40、図41、図42の実施例回路の充電用スイッ
チS1の代わりに並列接続用スイッチSp1…又は、直列
接続用スイッチSs1…を兼用させることができ、更に
放電用スイッチS 2 代わりに、並列接続用スイッチS
1…、直列接続用スイッチSs1…を兼用させることも
できる。
【0112】(実施例24)図43は本実施例24の回
路を示しており、本実施例は3灯用の実施例を示してお
り、直流電源DCには、図31の実施例の点灯回路をA
1〜A3の3組接続している。各光源L1〜L3に対する点
灯回路A1〜A3の動作は図31の実施例に対応する。尚
本実施例では3灯用であるが、点灯回路Aを任意の数だ
け接続することにより、任意の数の光源Lを点灯する回
路を構成することができる。
【0113】(実施例25) 図44は本実施例25の回路を示しており、本実施例回
路は図2の実施例の点灯回路を3灯分用いたもので、
極性反転回路Bを共用している。各点灯回路Aの充電用
スイッチS11〜S13、放電用スイッチS21〜S23、コン
デンサC01〜S03、光源L1〜L3を増やすことにより、
簡単に灯数を増加できるとともに、各光源L1…に流す
電流を交流電流とすることができる。
【0114】極性反転回路B中のスイッチSA〜SDを、
充電用スイッチS 11 …と兼用させることも可能である。
この時夫々のコンデンサC01、C02、C03の電荷の放電
が完了してから、充電用スイッチS 11 …をオンすること
が望ましい。 (実施例26) 図45は本実施例26の回路を示しており、本実施例回
路は極性反転回路B1…を各光源L1 …に対応させて設
けたもので、各光源L1 に対応して設けたコンデンサC
01…の放電用のスイッチを各極性反転回路B1 …で兼用
させたものである。
【0115】この回路も灯数に合わせて、極性反転回路
1…と、コンデンサC01…と、充電用スイッチS11
を設けるだけであるため、灯数を増すことが容易に行な
える。 (実施例27)図46は本実施例27の回路を示してお
り、本実施例回路は点灯回路Aにおいて、放電用スイッ
チS21…を複数用いて、夫々の放電用スイッチS21…を
介して光源L1…をコンデンサC0に並列接続し、一つの
コンデンサC0で複数の光源L1…を点灯させるようにな
っている。
【0116】図47は図46の実施例回路の制御の一例
の動作波形を示し、この場合図47(a)〜(d)に示
すように充電用スイッチS1と、放電用スイッチS21
とを交互にオンオフして、光源L1…に同時に電流IL1
…を図47(e)〜(f)に示すように流して点灯させ
る。図48は図46の実施例回路の制御の他の例の動作
波形を示し、本実施例の場合、図48(a)に示す充電
用スイッチS1のオン動作の周期を時分割して図48
(b)〜(d)に示すように放電用スイッチS21…を順
次オンオフし、各光源L1…に順次電流IL1…を図48
(e)〜(g)に示すように流して点灯させる。この場
合光源L1…全体を見ると、各光源L1…の光出力が連続
するため、フリッカが少なく、またフリッカ周波数を高
くして目に感じ難くすることが可能である。
【0117】(実施例28) 図49は本実施例の回路を示しており、本実施例回路
は、商用電源ACを整流平滑回路50で整流平滑して直
流電源を得て動作するもので、点灯回路Aは、赤色に発
光する光源LR、緑色に発光する光源LG、青色に発光
する光源LBを複合した複合光源LLを用い、各光源L
R〜LBに対応して図3に示す点灯回路Aと同じ構成の
個別点灯回路AR〜ABを設け、各個別点灯回路AR〜
ABの充電用スイッチSR 11 …〜SB 11 、放電用スイ
ッチSR21…〜SB21…のスイッチング周期、コンデン
サCR1…〜CB1…の容量等を設定して各光源LR〜L
Bを個別に増光、減光して複合光源LLの発光色を任意
に変えると共に、各光源LR〜LBの発光比を任意に固
定したまま増光、減光ができる、つまり同一発光色での
増減光が可能となるものである。充電用スイッチSR11
…〜SB11…、放電用スイッチSR21…〜SB21…のス
イッチング周期を変える場合にはパルス発生器(図示せ
ず)により行なえる。尚各光源LR〜LGのフィラメン
トfは対応する個別点灯回路AR〜ABの各コンデンサ
CR1…〜CB1…の充電経路に挿入して充電電流で予熱
されるようになっている。
【0118】尚複合光源LLの代わりに、図50に示す
赤色、緑色、青色の3色の蛍光体を塗布した構造の可変
色ランプL’を用いてもよい。この場合、各個別点灯回
路AR〜ABのコンデンサCR1…〜CB1…の充電経路
に可変色ランプL’のフィラメントfを挿入して予熱す
るようにし、各陽極R,G,Bと、共通陰極であるフィ
ラメントfの電極との間に流す夫々の電流を制御するこ
とにより図49の場合と同様な発光色の制御や、増減光
の制御が行なえる。
【0119】尚上記の各実施例におけるスイッチは半導
体スイッチ素子を用いて構成し、またコンデンサとスイ
ッチを半導体として一体に構成することにより回路の簡
素化を図ってもよい。更にスイッチの制御に用いるトリ
ガパルス発生器PGをIC化することにより一層の回路
構成の簡素を図って良いのは勿論である。また光源Lに
白熱電球を使用しても良いのは勿論である。この場合、
始動電圧を高くする必要がなく、点灯回路Aの出力電圧
は最大定格点灯電圧あれば良い。
【0120】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、光源の点灯電圧
よりも高い電圧の直流電源と並列に充電用スイッチとコ
ンデンサの直列回路を接続するとともに、該コンデンサ
に並列に放電用スイッチと光源の直列回路を接続して点
灯回路を構成し、充電用スイッチと放電用スイッチを交
互にオンオフしてコンデンサの充電と放電を行い、コン
デンサからの放電電流により光源を点灯させるので、光
源のランプ電流がコンデンサの充電量により限定され、
そのため従来の様な限流素子が不要となり、しかもコン
デンサと、スイッチで構成できるから全体回路を容易に
半導体化することができ、そのため装置の、小型、軽
量、薄型化が容易に行なえ、結果装置を組み込む照明器
具のデザインの自由度を増すことができるものであり、
更に光源の点灯周波数を臨界融合周波数以上に設定する
ため、光に不都合なちらつきを無くすことができという
効果があり、その上光源を取り外した場合には、コンデ
ンサの放電経路が遮断され、コンデンサの電圧が一定電
圧に維持されたままであるため、回路素子に流れる電流
が無く、回路素子へのストレスが少なく、信頼性を高め
ることができるという効果がある。
【0121】またランプ電流がコンデンサの充電電荷
量、放電電荷量によって決まるため、コンデンサの容
量、直流電源の電圧、充電用スイッチのオン期間、放電
用スイッチのオフ期間や、充放電繰り返し周波数を適宜
設定することにより、光源に略定格電流を流すことも、
或いは任意の電流を流すこともでき、各種ワット数の光
源や、多種類の光源に広く適用させることもできるとい
う効果がある。
【0122】請求項3記載の発明のように、充電用スイ
ッチ、放電用スイッチ並びにコンデンサを複数組用いて
点灯回路を構成したり、請求項4記載の発明のように、
充電用スイッチ、放電用スイッチのオン、オフ期間を各
組毎に順次ずらしたり、更に、請求項5記載の発明のよ
うに、放電用スイッチのオン時に光源に流す放電電流が
隣りの組同士で一部重なるように各組の放電用スイッチ
のオンの期間を設定することにより、光源に流れるラン
プ電流が0となるのを無くし、結果光源の再点弧電圧と
して高い電圧を加える必要が無くなり、電圧の低い直流
電源の使用を可能とし、また直流的な光出力が得られて
ちらつきの無い良質の照明を得ることができるという効
果もある。
【0123】請求項6記載の発明は、個々の充電用スイ
ッチ、コンデンサを電圧の異なる複数個の直流電源に接
続することにより、周波数を変えること無くランプ電流
を増減して光束を変化させることができる。請求項7記
載の発明は、各組のコンデンサの放電期間を制御して光
源の光束を変化させることもできる。
【0124】請求項8記載の発明はコンデンサに並列に
放電用スイッチ、予熱型の光源の一方のフィラメントを
介して始動用スイッチ、インピーダンス、光源の他のフ
ィラメントの直列回路を接続するので、予熱型の光源の
点灯させることができる。請求項9記載の発明は始動用
スイッチとして、定電圧の閾値を持つ半導体スイッチを
用いるので、始動点灯後の予熱電流を遮断することもで
きる。
【0125】請求項10記載の発明のように、充電用ス
イッチの1回のオンに対して放電用スイッチを複数回オ
ンさせるようにしてコンデンサの充電と放電を行い、光
源の点灯周波数を増大させたり、請求項11記載の発明
のように複数回の充電用スイッチのオンに対して放電用
スイッチを1回オンしてコンデンサの充電と放電を行
い、光源の点灯周波数を逓減すれば、不都合な周波数を
避けることができる。
【0126】請求項12記載の発明は、充電用スイッチ
を介して、光源の点灯電圧より低い電圧の低圧直流電源
に接続され、充電用スイッチのオン時に複数のコンデン
サを低圧直流電源で並列充電し、放電用スイッチのオン
時に複数のコンデンサを直列接続して光源の点灯電圧よ
り高い電圧の直流電源電圧を得る昇圧回路を備えている
ので、点灯電圧が使用直流電源の電圧より高い光源を点
灯させることができる。
【0127】請求項14記載の発明は、光源始動時には
昇圧比を高く、定常点灯時には光源の点灯電圧に近い電
圧となるように昇圧比を低くした昇圧回路を用いるの
で、始動点灯を確実にすることができ、また回路効率を
良くすることができる。請求項15記載の発明は、始動
用昇圧のみに使用する昇圧回路のコンデンサの容量を、
定常点灯に使用するコンデンサの容量より小さくするの
で、始動昇圧用のコンデンサの容量が小さくて済む。
【0128】請求項16記載の発明は、充電用スイッチ
を介して高圧直流電源に接続され、充電用スイッチのオ
ン時に複数のコンデンサを直列充電し、放電用スイッチ
のオン時に複数のコンデンサを並列接続して高圧直流電
源の電圧から、点灯電圧が低い光源に対応した電圧の直
流電源電圧を得る降圧回路を備えているため、高い電圧
の直流電源を使用している場合にあっても、点灯電圧の
低い光源を点灯させることができる。
【0129】請求項18記載の発明も請求項16と同様
な効果が得られる。請求項19記載の発明は、直列接続
用スイッチ手段及び並列接続用スイッチ手段をダイオー
ドで構成し、充電用スイッチのオン時に各コンデンサを
直列接続して充電する方向に直列接続用スイッチ手段の
ダイオードの向きを設定し、放電用スイッチのオン時に
各コンデンサを光源に対して並列放電させる方向に並列
接続用スイッチ手段のダイオードの向きを設定したの
で、スイッチを用いる場合に比べて安価となり、また制
御信号を要するスイッチに比べて回路構成が簡単とな
る。
【0130】請求項20記載の発明は、コンデンサ群
と、コンデンサ群を並列充電、直列放電させる昇圧回路
及びコンデンサ群を直列充電、並列放電させる降圧回路
を切替え設定できるスイッチ群とを備えた昇降圧回路を
充電用スイッチを介して直流電源に接続したので、使用
光源の点灯電圧に応じて出力電圧を変えることができ
る。
【0131】請求項21記載の発明は光源のランプ電流
を検出して、検出ランプ電流に応じて充電用スイッチ、
放電用スイッチのスイッチングを制御して光源に流れる
電流を増減させ、光束を制御するので、調光や、光出力
の一定化を検出ランプ電流に応じて自動的に行なうこと
ができる。請求項22記載の発明は光源の点灯電圧より
低い直流電圧をバイアス電圧として光源に加えることに
より、点灯回路の出力電圧が0になってもバイアス電圧
により光源を活性状態としてランプ電流の休止期間を無
くし、結果光源の光出力を滑らかにするとともに、スイ
ッチやコンデンサに耐電圧の低い部品を使用することが
可能となる。
【0132】請求項23記載の発明も請求項22と同様
な効果が得られる。請求項24記載の発明のように光源
と点灯回路との間にブリッジ接続したスイッチ群からな
る極性反転回路を介在させるか、請求項26記載の発明
のように直流電源と点灯回路の間にブリッジ接続したス
イッチ群からなる極性反転回路を介在させれば、光源に
交流のランプ電流を流すことができ、交流用の光源の寿
命の改善が図れ、またカタホリシス現象の発生を防ぐこ
とができる。
【0133】また請求項25記載の発明或いは請求項2
7記載の発明のように極性反転回路のスイッチ群中のス
イッチを点灯回路の放電用或いは充電用スイッチとして
兼用すれば、極性反転回路を設けたとしてもスイッチ数
の増加数を押さえることができる。請求項28記載の発
明は、コンデンサ、充電用スイッチ、光源の片方のフィ
ラメントの直列回路を直流電源に接続し、コンデンサの
充電電流にてフィラメントを予熱するので、コンデンサ
の充電時の突入電流のピーク値をフィラメントのインピ
ーダンスで抑えることができ、従って充電経路にあるス
イッチの寿命を改善でき、また電流容量も小さいものが
使用できて、コストダウンが図れ、また光源の点灯中に
おいても常時予熱電流が流れるため常時予熱型光源に適
する。
【0134】またコンデンサの放電経路にフィラメント
が入らないため、電力損失がその分無い。請求項29記
載の発明は、点灯回路を2組用いて、各点灯回路の出力
を交互に光源に接続したので、極性反転回路を用いた場
合と同様な効果が得られる。請求項30記載の発明は、
第1の充放電用スイッチと第1のコンデンサの直列回路
と、 第2の放電用スイッチと第2のコンデンサの直
列回路とを並列接続した回路を直流電源に並列に接続
し、第1の充放電用スイッチと第1のコンデンサの接続
点と、第2の充放電用スイッチと第2のコンデンサの接
続点との間に光源を接続し、第1,第2の充放電用スイ
ッチを交互にオン・オフさせてオン側の充放電用スイッ
チを介して当該充放電用スイッチと直列回路を構成する
コンデンサを直流電源により充電し、オフ側の充放電用
スイッチと直列回路を構成するコンデンサの電荷をオン
側の充放電用スイッチと光源とを介して放電して光源に
電流を流す点灯回路を備えているので、請求項1記載の
発明同様な効果が得られる。
【0135】請求項31記載の発明は、請求項30記載
の発明において、第1の充放電用スイッチと第1のコン
デンサとの間に予熱型の光源の一方のフィラメントを接
続し、光源の他方のフィラメントを第2の充放電用スイ
ッチと第2のコンデンサとの間に接続して、フィラメン
トの予熱回路を構成すれば、予熱型の光源を使用するこ
とができる。
【0136】請求項32記載の発明は、請求項1記載の
発明において、点灯回路を複数直流電源に接続して、各
点灯回路で各別に光源を点灯させるので、請求項1記載
の発明と同様な効果を得ながら複数の光源を点灯させる
ことができる。請求項33記載の発明は直流電源に、ブ
リッジ接続したスイッチ群からなる共通の極性反転回路
を介して各点灯回路を並列接続したので、請求項32記
載の発明の効果を得ながら極性反転回路を設けた効果も
得られ、しかも極性反転回路が一つで済むという効果が
ある。
【0137】請求項34記載の発明も請求項33と同様
な効果が得られる。請求項35記載の発明は放電用スイ
ッチと光源との直列回路を複数並列接続したので、請求
項32と同様な効果が得られる。請求項36記載の発明
は、各光源の発光色を異ならせて、夫々の光源の光束の
増減を行なう手段を備えたので、一つの光源として任意
の発光色を設定することができるという効果がある。
【0138】請求項37記載の発明は、請求項36記載
の発明において、各光源に変えて複数の陽極を設けた一
つの可変色ランプを用いるので、光源を一つとして扱
え、また可変色ランプの共通陰極にコンデンサの充電電
流を流して予熱するので、コンデンサの充電と同時に予
熱が行なえ、また予熱時の効果は請求項28と同様にで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の回路図である。
【図2】本発明の実施例1の動作波形図である。
【図3】本発明の実施例2の回路図である。
【図4】本発明の実施例2の一例の動作波形図である。
【図5】本発明の実施例2の他例の動作波形図である。
【図6】本発明の実施例3の具体回路図である。
【図7】本発明の実施例3の一例の動作波形図である。
【図8】本発明の実施例3の他例の動作波形図である。
【図9】本発明の実施例4の回路図である。
【図10】本発明の実施例4の動作波形図である。
【図11】本発明の実施例5の回路図である。
【図12】本発明の実施例5の動作波形図である。
【図13】本発明の実施例6の回路図である。
【図14】本発明の実施例7の回路図である。
【図15】本発明の実施例7の一例の動作波形図である。
【図16】本発明の実施例7の他例の動作波形図である。
【図17】本発明の実施例8の回路図である。
【図18】本発明の実施例8の動作波形図である。
【図19】本発明の実施例9の回路図である。
【図20】本発明の実施例10の回路図である。
【図21】本発明の実施例10の一例の動作波形図である。
【図22】本発明の実施例10の他例の動作波形図である。
【図23】本発明の実施例11の回路図である。
【図24】本発明の実施例11の動作波形図である。
【図25】本発明の実施例12の回路図である。
【図26】本発明の実施例13の回路図である。
【図27】本発明の実施例14の回路図である。
【図28】本発明の実施例14の一例の動作波形図である。
【図29】本発明の実施例14の他例の動作波形図である。
【図30】本発明の実施例15の回路図である。
【図31】本発明の実施例16の回路図である。
【図32】本発明の実施例17の回路図である。
【図33】本発明の実施例18の回路図である。
【図34】本発明の実施例18の動作波形図である。
【図35】本発明の実施例18の具体回路図である。
【図36】本発明の実施例19の回路図である。
【図37】本発明の実施例19の動作説明用等価回路図であ
る。
【図38】本発明の実施例20の回路図である。
【図39】本発明の実施例20の動作説明用等価回路図であ
る。
【図40】本発明の実施例21の回路図である。
【図41】本発明の実施例22の回路図である。
【図42】本発明の実施例23の回路図である。
【図43】本発明の実施例24の回路図である。
【図44】本発明の実施例25の回路図である。
【図45】本発明の実施例26の回路図である。
【図46】本発明の実施例27の回路図である。
【図47】本発明の実施例27の一例の動作波形図である。
【図48】本発明の実施例27の他例の動作波形図である。
【図49】本発明の実施例28の回路図である。
【図50】本発明の実施例28の別の光源を使用した場合
の一部省力せる回路図である。
【図51】従来例の回路図である。
【図52】別の従来例の回路図である。
【図53】他の従来例の回路図である。
【図54】その他の従来例の回路図である。
【図55】臨界融合周波数と明るさの関係説明図である。
【符号の説明】
A 点灯回路 DC 直流電源 S1 充電用スイッチ S2 放電用スイッチ C0 コンデンサ L 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−245770(JP,A) 特開 昭62−12098(JP,A) 特開 昭50−152569(JP,A) 特開 昭50−152570(JP,A) 特開 昭50−152571(JP,A) 特開 昭50−153477(JP,A) 特開 昭55−2306(JP,A) 特開 昭59−87796(JP,A) 特開 昭62−50895(JP,A) 特開 昭62−90843(JP,A) 特開 昭63−26997(JP,A) 特開 平4−133292(JP,A) 特開 平4−181696(JP,A) 特公 昭48−11636(JP,B2) 照明学会編「ライティングハンドブッ ク」(昭62−11−30)p.39−40 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/14 - 41/298 H05B 41/36 - 41/42

Claims (38)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源の点灯電圧よりも高い電圧の直流電源
    と並列に充電用スイッチとコンデンサの直列回路を接続
    するとともに、該コンデンサに並列に放電用スイッチと
    光源の直列回路を接続して点灯回路を構成し、充電用ス
    イッチと放電用スイッチを交互にオンオフしてコンデン
    サの充電と放電を行い、コンデンサからの放電電流によ
    り光源を点灯させ且つその光源の点灯周波数を臨界融合
    周波数以上に設定したことを特徴とする光源点灯装置。
  2. 【請求項2】コンデンサの容量、直流電源の電圧、充電
    用スイッチのオン期間、放電用スイッチのオフ期間、充
    放電繰り返し周波数を、コンデンサの放電電流が光源の
    略定格電流となるように設定したことを特徴とする請求
    項1記載の光源点灯装置。
  3. 【請求項3】充電用スイッチ、放電用スイッチ並びにコ
    ンデンサを複数組用いて点灯回路を構成したことを特徴
    とする請求項1記載の光源点灯装置。
  4. 【請求項4】充電用スイッチ、放電用スイッチのオン、
    オフ期間を各組毎に順次ずらしたことを特徴とする請求
    項3記載の光源点灯装置。
  5. 【請求項5】放電用スイッチのオン時に光源に流す放電
    電流が隣りの組同士で一部重なるように各組の放電用ス
    イッチのオンの期間を設定したことを特徴とする請求項
    4記載の光源点灯装置。
  6. 【請求項6】個々の充電用スイッチ、コンデンサを電圧
    の異なる複数個の直流電源に接続したことを特徴とする
    請求項3記載の光源点灯装置。
  7. 【請求項7】各組のコンデンサの放電期間を制御して光
    源の光束を変化させることを特徴とする請求項3記載の
    光源点灯装置。
  8. 【請求項8】コンデンサに並列に放電用スイッチ、予熱
    型の光源の一方のフィラメントを介して始動用スイッ
    チ、インピーダンス、光源の他のフィラメントの直列回
    路を接続したことを特徴する請求項1記載の光源点灯装
    置。
  9. 【請求項9】始動用スイッチとして、定電圧の閾値を持
    つ半導体スイッチを用いたことを特徴とする請求項8記
    載の光源点灯装置。
  10. 【請求項10】充電用スイッチの1回のオンに対して放電
    用スイッチを複数回オンさせるようにしてコンデンサの
    充電と放電を行い、光源の点灯周波数を増大させたこと
    を特徴とする請求項1記載の光源点灯装置。
  11. 【請求項11】複数回の充電用スイッチのオンに対して放
    電用スイッチを1回オンしてコンデンサの充電と放電を
    行い、光源の点灯周波数を逓減したことを特徴とする請
    求項1記載の光源点灯装置。
  12. 【請求項12】充電用スイッチを介して、光源の点灯電圧
    より低い電圧の低圧直流電源に接続され、充電用スイッ
    チのオン時に複数のコンデンサを低圧直流電源で並列充
    電し、放電用スイッチのオン時に複数のコンデンサを直
    列接続して光源の点灯電圧より高い電圧の直流電源電圧
    を得る昇圧回路を備えたことを特徴とする請求項1記載
    の光源点灯装置。
  13. 【請求項13】昇圧回路のコンデンサ群を同一容量のコン
    デンサで構成したことを特徴とする請求項12記載の光源
    点灯装置。
  14. 【請求項14】光源始動時には昇圧比を高く、定常点灯時
    には光源の点灯電圧に近い電圧となるように昇圧比を低
    くした昇圧回路を用いたことを特徴とする請求項13記載
    の光源点灯装置。
  15. 【請求項15】始動用昇圧のみに使用する昇圧回路のコン
    デンサの容量を、定常点灯に使用するコンデンサの容量
    より小さくしたことを特徴とする請求項14記載の光源点
    灯装置。
  16. 【請求項16】充電用スイッチを介して高圧直流電源に接
    続され、充電用スイッチのオン時に複数のコンデンサを
    直列充電し、放電用スイッチのオン時に複数のコンデン
    サを並列接続して高圧直流電源の電圧から、点灯電圧が
    低い光源に対応した電圧の直流電源電圧を得る降圧回路
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の光源点灯装
    置。
  17. 【請求項17】降圧回路のコンデンサ群を同一容量のコン
    デンサで構成したことを特徴とする請求項16記載の光源
    点灯装置。
  18. 【請求項18】高圧直流電源に複数のコンデンサを直列接
    続する直列接続用のスイッチ手段と、上記複数のコンデ
    ンサを並列に接続して該並列回路を光源に並列接続する
    並列接続用のスイッチ手段とを備え、複数のコンデンサ
    を直列接続状態で高圧直流電源で充電し、光源への放電
    時に複数のコンデンサを並列接続するように両スイッチ
    手段を交互にオンオフさせる降圧回路を備えたことを特
    徴とする請求項16記載の光源点灯装置。
  19. 【請求項19】直列接続用スイッチ手段及び並列接続用ス
    イッチ手段をダイオードで構成し、充電用スイッチのオ
    ン時に各コンデンサを直列接続して充電する方向に直列
    接続用スイッチ手段のダイオードの向きを設定し、放電
    用スイッチのオン時に各コンデンサを光源に対して並列
    放電させる方向に並列接続用スイッチ手段のダイオード
    の向きを設定したことを特徴とする請求項18記載の光源
    点灯装置。
  20. 【請求項20】コンデンサ群と、コンデンサ群を並列充
    電、直列放電させる昇圧回路及びコンデンサ群を直列充
    電、並列放電させる降圧回路を切替え設定できるスイッ
    チ群とを備えた昇降圧回路を充電用スイッチを介して直
    流電源に接続したことを特徴とする請求項1記載の光源
    点灯装置。
  21. 【請求項21】光源のランプ電流を検出し、この検出ラン
    プ電流に応じて充電用スイッチ、放電用スイッチのスイ
    ッチングを制御して光源に流れる電流を増減し、光束を
    制御することを特徴とする請求項1記載の光源点灯装
    置。
  22. 【請求項22】光源の点灯電圧より低い直流電圧をバイア
    ス電圧として光源に加えたことを特徴とする請求項1記
    載の光源点灯装置。
  23. 【請求項23】別の直流電源からの電圧をバイアス電圧と
    して光源に加えたことを特徴とする請求項22記載の光源
    点灯装置。
  24. 【請求項24】光源と点灯回路との間にブリッジ接続した
    スイッチ群からなる極性反転回路を介在させたことを特
    徴とする請求項1記載又は請求項3記載の光源点灯装
    置。
  25. 【請求項25】極性反転回路のスイッチ群中のスイッチを
    点灯回路の放電用スイッチとして兼用したことを特徴と
    する請求項24記載の光源点灯装置。
  26. 【請求項26】直流電源と点灯回路の間にブリッジ接続し
    たスイッチ群からなる極性反転回路を介在させたことを
    特徴とする請求項1記載の光源点灯装置。
  27. 【請求項27】極性反転回路のスイッチ群中のスイッチを
    点灯回路の充電用スイッチとして兼用したことを特徴と
    する請求項26記載の光源点灯装置。
  28. 【請求項28】コンデンサ、充電用スイッチ、光源の片方
    のフィラメントの直列回路を直流電源に接続し、コンデ
    ンサの充電電流にてフィラメントを予熱することを特徴
    とする請求項1又は請求項3記載の光源点灯装置。
  29. 【請求項29】請求項1記載の点灯回路を2組用いて、各
    点灯回路の出力を交互に光源に接続したことを特徴とす
    る光源点灯装置。
  30. 【請求項30】第1の充放電用スイッチと第1のコンデ
    ンサの直列回路と、 第2の放電用スイッチと第2の
    コンデンサの直列回路とを並列接続した回路を直流電源
    に並列に接続し、第1の充放電用スイッチと第1のコン
    デンサの接続点と、第2の充放電用スイッチと第2のコ
    ンデンサの接続点との間に光源を接続し、第1,第2の
    充放電用スイッチを交互にオン・オフさせてオン側の充
    放電用スイッチを介して当該充放電用スイッチと直列回
    路を構成するコンデンサを直流電源により充電し、オフ
    側の充放電用スイッチと直列回路を構成するコンデンサ
    の電荷をオン側の充放電用スイッチと光源とを介して放
    電して光源に電流を流す点灯回路を備えたことを特徴と
    する光源点灯装置。
  31. 【請求項31】第1の充放電用スイッチと第1のコンデン
    サとの間に予熱型の光源の一方のフィラメントを接続
    し、光源の他方のフィラメントを第2の充放電用スイッ
    チと第2のコンデンサとの間に接続して、フィラメント
    の予熱回路を構成したことを特徴とする請求項30記載の
    光源点灯装置。
  32. 【請求項32】請求項1記載の点灯回路を複数直流電源に
    接続して、各点灯回路で各別に光源を点灯させることを
    特徴とする光源点灯装置。
  33. 【請求項33】直流電源に、ブリッジ接続したスイッチ群
    からなる共通の極性反転回路を介して各点灯回路を並列
    接続したことを特徴とする請求項32記載の光源点灯装
    置。
  34. 【請求項34】各点灯回路と、各光源との間にブリッジ接
    続したスイッチ群からなる極性反転回路を各別に接続し
    たことを特徴とする請求項32記載の光源点灯装置。
  35. 【請求項35】放電用スイッチと光源との直列回路を複数
    並列接続したことを特徴とする請求項1記載の光源点灯
    装置。
  36. 【請求項36】各光源の発光色を異ならせて、夫々の光源
    の光束の増減を行なう手段を備えたことを特徴とする請
    求項32又は35記載の光源点灯装置。
  37. 【請求項37】各光源に変えて複数の陽極を設けた一つの
    可変色ランプを用いたことを特徴とする請求項36記載の
    光源点灯装置。
  38. 【請求項38】可変色ランプの共通陰極にコンデンサの充
    電電流を流して予熱することを特徴とする請求項37記載
    の光源点灯装置。
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