JPH0311517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は直流電源を用いて高周波インバータ
を動作させ、その高周波出力によつて放電灯を点
灯する放電灯点灯装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a discharge lamp lighting device that operates a high frequency inverter using a DC power source and lights a discharge lamp with its high frequency output.

この種点灯装置において、放電灯の始動に要す
る時間を短かくするために、前記直流電源を用い
て放電灯のフイラメントに、始動前常時直流電流
を流して予熱することが行なわれている。このよ
うな予熱構成は通常は、放電灯の各フイラメント
の各一方の端部間に第１のインダクタンス要素
を、又一方のフイラメントの他方の端部を直流電
源の正（又は負）極に、他方のフイラメントの他
方の端部を第２のインダクタンス要素を介して直
流電源の負（又は正）極に接続する構成とされて
いる。前記両インダクタンス要素は高周波に対し
て高インピーダンスを呈するので、第１のインダ
クタンス要素が高周波出力に対して放電灯に並列
に接続されてあつても、高周波出力は放電灯に印
加される。又同じように第２のインダクタンス要
素は高周波出力に対して高インピーダンスを呈す
るので、高周波出力は直流電源に印加されるよう
なことはない。 In this type of lighting device, in order to shorten the time required to start the discharge lamp, the DC power supply is used to constantly flow a DC current through the filament of the discharge lamp to preheat it before starting. Such a preheating arrangement typically includes a first inductance element between each one end of each filament of the discharge lamp, and the other end of one filament connected to the positive (or negative) pole of a DC power supply. The other end of the other filament is connected to the negative (or positive) pole of the DC power source via a second inductance element. Since both inductance elements exhibit a high impedance to high frequencies, high frequency power is applied to the discharge lamp even if the first inductance element is connected in parallel to the discharge lamp for high frequency power. Similarly, since the second inductance element exhibits high impedance to the high frequency output, the high frequency output is not applied to the DC power supply.

しかしこのような構成によると、フイラメント
の予熱時直流電流が第１及び第２のインダクタン
ス要素に流れるので、これを構成する鉄心が偏磁
される。そのため始動時高周波に対して高インピ
ーダンスが維持できなくなる。したがつて放電灯
が始動できなくなつたり、直流電源に高周波出力
が印加されてしまうことがある。 However, according to such a configuration, since a direct current flows through the first and second inductance elements during preheating of the filament, the iron core forming the elements is biased. As a result, high impedance cannot be maintained against high frequencies during startup. Therefore, the discharge lamp may not be able to start, or a high frequency output may be applied to the DC power source.

これを防ぐために、前記両インダクタンス要素
を、鉄心を共通にして構成し、かつ各インダクタ
ンス要素による磁束の方向が逆になるように構成
することが別途考えられている。これによれば予
熱時、直流電流が流れても鉄心は偏磁されること
がなく、したがつて始動時において、高周波に対
して高インピーダンスを呈するようになつて都合
がよい。 In order to prevent this, it has been separately considered to configure both of the inductance elements with a common iron core, and to configure the inductance elements so that the direction of magnetic flux from each inductance element is reversed. According to this, the iron core is not biased even if a direct current flows during preheating, and therefore, at the time of starting, it exhibits a high impedance to high frequencies, which is convenient.

一方高周波インバータには発振トランスが用意
されているので、前記両インダクタンス要素のた
めに更に鉄心を用意するとなると、大重量化する
し、又製作費も高くつくといつた欠点がある。 On the other hand, since a high frequency inverter is provided with an oscillation transformer, if additional iron cores are provided for both of the inductance elements, the weight will increase and the manufacturing cost will be high.

これを改善するために本発明者は発振トランス
とインダクタンス要素とを一体化して構成するこ
とによつて、小型、軽量化を図るとともに、製作
費の低減を図る構成を別途提案した。 In order to improve this, the inventor separately proposed a structure in which the oscillation transformer and the inductance element are integrated to achieve a smaller size and lighter weight, as well as a reduction in manufacturing costs.

第１図はこの構成を示すもので、１は直流電源
の一方（たとえば正）の端子、２は高周波インバ
ータで、図の例はトランジスタ３、発振トランス
４及び帰還コイル５、始動用のスイツチ素子６等
により主として構成されている。これらの構成は
従来のものと特に異るものではない。７は放電灯
である。そして１次コイル８がトランジスタ３に
持続されてある発振トランス４に、２個の２次コ
イル９，１０を用意する。そして放電灯７のフイ
ラメント１１，１２のうちの一方のフイラメント
１１の各端部はそれぞれ２次コイル９，１０の各
端部Ａ，A′に接続し、又他方のフイラメント１
２の一方の端部は２次コイル１０の他方の端部
B′に、他方の端部を電源端子１に接続する。２
次コイル９の他方の端部Ｂは、予熱電流カツト用
のスイツチ素子１３を介して直流電源の他方の端
子（図の例ではアース）に接続してある。これら
の説明から理解されるように、２次コイル１０は
放電灯７にまたがつて接続されることになり、又
２次コイル９は、直流電源の端子１から、両フイ
ラメント１１，１２、２次コイル１０、スイツチ
素子１３を経て直流電源の他方の端子に至る直列
回路に挿入されることになる。なおこの説明では
電源端子１に加わる直流電源をフイラメント予熱
用に兼用しているが、予熱用直流電源を別個に用
意するようにしてもよい。１４は予熱電流調整用
の抵抗で、必要に応じ使用される。 Figure 1 shows this configuration, where 1 is one (for example, positive) terminal of the DC power supply, 2 is a high frequency inverter, and the example shown is a transistor 3, an oscillation transformer 4, a feedback coil 5, and a starting switch element. It is mainly composed of 6th grade. These configurations are not particularly different from conventional ones. 7 is a discharge lamp. Two secondary coils 9 and 10 are provided in an oscillation transformer 4 in which a primary coil 8 is sustained by a transistor 3. Each end of one of the filaments 11 and 12 of the discharge lamp 7 is connected to each end A and A' of the secondary coils 9 and 10, respectively, and the other filament 1
2 is the other end of the secondary coil 10
B', and connect the other end to power supply terminal 1. 2
The other end B of the secondary coil 9 is connected to the other terminal (earth in the illustrated example) of the DC power source via a switch element 13 for cutting off the preheating current. As can be understood from these descriptions, the secondary coil 10 is connected across the discharge lamp 7, and the secondary coil 9 is connected to both filaments 11, 12, 2 from the terminal 1 of the DC power supply. It is inserted into a series circuit that passes through the next coil 10 and the switch element 13 to the other terminal of the DC power supply. In this explanation, the DC power supply applied to the power supply terminal 1 is also used for preheating the filament, but a separate DC power supply for preheating may be provided. 14 is a resistor for preheating current adjustment, which is used as necessary.

発振トランス４は第２図に示すように、Ｅ字型
鉄心１４，１５を互に向かい合わして構成され、
その一方の中央脚に１次コイル８を、他方の中央
脚に２次コイル９，１０を巻装する。この場合第
１図に示すような巻き極性で巻回されている。こ
れを具体的に説明すると、電源端子１からみた場
合各フイラメント１１，１２を介して２次コイル
９，１０は直列に接続されるが、このときの各２
次コイル９，１０に流れる直流電流の方向が互い
に反対となるようにしてあるのである。なお各ス
イツチ素子６，１３は半導体スイツチ等で構成し
てあつてもよい。 As shown in FIG. 2, the oscillation transformer 4 is composed of E-shaped cores 14 and 15 facing each other,
A primary coil 8 is wound around one central leg, and secondary coils 9 and 10 are wound around the other central leg. In this case, the wire is wound with the winding polarity as shown in FIG. To explain this specifically, when viewed from the power supply terminal 1, the secondary coils 9 and 10 are connected in series via the respective filaments 11 and 12;
The directions of the direct current flowing through the secondary coils 9 and 10 are opposite to each other. Incidentally, each of the switch elements 6 and 13 may be constituted by a semiconductor switch or the like.

以上の構成において、スイツチ素子１３がオン
とされると、電源端子１からみた場合、フイラメ
ント１１，１２は２次コイル９，１０、スイツチ
素子１３を経て直列接続されることになり、この
とき流れる直流電流により各フイラメント１１，
１２は予熱される。この直流電流は２次コイル
９，１０に対して互いに反対方向に流れるので、
鉄心は偏磁されることがない。放電灯７を点灯す
るにはスイツチ素子６をオン、スイツチ素子１３
をオフとすればよく、スイツチ素子６のオンによ
つて高周波インバータ２が発振動作し、２次コイ
ル１０に高周波高電圧が発生して放電灯７に印加
される。これによつて放電灯７は点灯する。 In the above configuration, when the switch element 13 is turned on, the filaments 11 and 12 are connected in series via the secondary coils 9 and 10 and the switch element 13 when viewed from the power supply terminal 1. Each filament 11,
12 is preheated. Since this direct current flows in opposite directions to the secondary coils 9 and 10,
The iron core is never biased. To light up the discharge lamp 7, switch element 6 is turned on, switch element 13 is turned on.
When the switch element 6 is turned on, the high frequency inverter 2 operates in oscillation, and a high frequency high voltage is generated in the secondary coil 10 and applied to the discharge lamp 7. This causes the discharge lamp 7 to light up.

放電灯７が点灯状態にあるとき、フイラメント
１１には予熱電流は流れていないから、端部Ａ，
A′はほぼ同電位である。ここでもし２次コイル
９，１０の誘起電圧をほぼ等しく設定しておいた
とすると、端部Ｂ，B′もほぼ同電位である。し
かし端部B′は電源端子１の電位と考えられるか
ら、したがつて端部Ｂも、電源端子１とほぼ同電
位である。故にスイツチ素子１３には電源端子１
の電圧がかかることになるから、スイツチ素子１
３として充分耐圧の低いものでよいことになる。 When the discharge lamp 7 is in the lighting state, no preheating current is flowing through the filament 11, so the ends A,
A' are almost at the same potential. Here, if the induced voltages of the secondary coils 9 and 10 are set to be approximately equal, the ends B and B' are also at approximately the same potential. However, since end B' is considered to be at the potential of power supply terminal 1, end B' is also at approximately the same potential as power supply terminal 1. Therefore, switch element 13 has power terminal 1.
Since the voltage will be applied to switch element 1
3, a material with sufficiently low withstand voltage will suffice.

以上のようにこの既提案の構成によれば、フイ
ラメントをそれぞれ直流電流によつて予熱するよ
うにしても、２次コイルに流れる直流電流によつ
て鉄心が偏磁されるのが防止でき、しかも冒頭に
述べたような第１及び第２のインダクタンス要素
を、発振トランスに一体化しているので、それだ
け構成が簡単となり、小型、軽量化並びに製作費
の低廉化が可能となる。 As described above, according to this proposed configuration, even if each filament is preheated by direct current, it is possible to prevent the iron core from being biased by the direct current flowing through the secondary coil. Since the first and second inductance elements as described at the beginning are integrated into the oscillation transformer, the configuration becomes simpler, making it possible to reduce the size, weight, and manufacturing cost.

ところで第１図の構成では、一方の２次コイル
１０に誘起する電圧のみが放電灯７に印加される
ようにしていた。したがつてランプ電流は２次コ
イル１０のみを流れるようになる。 By the way, in the configuration shown in FIG. 1, only the voltage induced in one of the secondary coils 10 is applied to the discharge lamp 7. Therefore, the lamp current flows only through the secondary coil 10.

この発明は両２次コイルの誘起電圧をともに放
電灯に印加するようにし、これによつてランプ電
流がともに各２次コイルに流すことによつてロス
を軽減することを目的とする。 The object of the present invention is to apply the induced voltages of both secondary coils to the discharge lamp, thereby causing the lamp current to flow through both secondary coils, thereby reducing loss.

ランプ電流が両２次コイルに分流して流れるよ
うにすれば、もし両２次コイルに流れる電流が等
しく、又両２次コイルの抵抗値が等しいとすれ
ば、両２次コイルの電力損の和は、一方の２次コ
イルに全ランプ電流が流れたときの電力損の半分
になる。上記の目的の達成のためには、コンデン
サを用いた高周波分のみを通す回路によつて２次
コイル９を放電灯７に高周波的に接続することを
特徴とする。 If the lamp current is divided and flows through both secondary coils, if the current flowing through both secondary coils is equal and the resistance values of both secondary coils are equal, the power loss of both secondary coils will be The sum is half the power loss when the full lamp current flows through one secondary coil. In order to achieve the above object, the secondary coil 9 is connected to the discharge lamp 7 in a high frequency manner by a circuit using a capacitor that passes only high frequency components.

この発明の実施例を示したのが第３図である。
なお第２図と同じ符号を附した部分は同一又は対
応する部分を指す。第３図の例では、コンデンサ
２１を２次コイル９，１０の端部Ｂ，B′間に接
続してある。コンデンサ２１は、高周波インバー
タ２の発振周波数に対して充分低いインピーダン
スを呈するものが使用される。 FIG. 3 shows an embodiment of this invention.
Note that parts with the same reference numerals as in FIG. 2 refer to the same or corresponding parts. In the example of FIG. 3, a capacitor 21 is connected between ends B and B' of the secondary coils 9 and 10. As the capacitor 21, a capacitor exhibiting sufficiently low impedance with respect to the oscillation frequency of the high frequency inverter 2 is used.

上記のようにコンデンサ２１を接続したとする
と、フイラメントの予熱時には、コンデンサ２１
には直流電流は流れないので、第１図の場合と全
く同じように動作する。放電灯７が点灯すると、
２次コイル９の誘起電圧はコンデンサ２１を介し
て放電灯７に印加される。すなわちランプ電流は
２次コイル９にも流れるようになる。換言すれば
ランプ電流は両２次コイル９，１０に分流するこ
とになる。これによつて発振トランスのロスは低
減される。又２個の２次コイルを並列にして、こ
れにそれぞれランプ電流を流すようにしているの
で、ランプ電流が流れるコイルとして等価的に全
表面積が増すことになるから、表皮効果によりロ
スが少くなる。したがつてその温度上昇を抑制
し、かつ効率を向上させることができるようにな
る。なお図の位置にコンデンサ２１を接続したと
きは、フイラメント１２上には１個の、又フイラ
メント１１上には２個の輝点が形成できる（輝点
が分散する。）ことは容易に理解されよう。フイ
ラメント１１上の輝点を１個とするには、更にコ
ンデンサを２次コイル９，１０の端部Ａ，A′間
に接続すればよい。 If the capacitor 21 is connected as described above, when preheating the filament, the capacitor 21
Since no direct current flows through , the operation is exactly the same as in the case of Fig. 1. When the discharge lamp 7 lights up,
The induced voltage in the secondary coil 9 is applied to the discharge lamp 7 via the capacitor 21. In other words, the lamp current also flows through the secondary coil 9. In other words, the lamp current is divided into both secondary coils 9 and 10. This reduces the loss of the oscillation transformer. Also, since the two secondary coils are connected in parallel and the lamp current is passed through each of them, the total surface area equivalently increases as a coil through which the lamp current flows, so loss due to the skin effect is reduced. . Therefore, it becomes possible to suppress the temperature rise and improve efficiency. It is easily understood that when the capacitor 21 is connected in the position shown in the figure, one bright spot can be formed on the filament 12 and two bright spots can be formed on the filament 11 (the bright spots are dispersed). Good morning. In order to reduce the number of bright spots on the filament 11 to one, a capacitor may be further connected between the ends A and A' of the secondary coils 9 and 10.

コンデンサ２１を上記した各接続位置に代えて
フイラメント１２の一方の端部と、２次コイル９
とスイツチ要素１３とを結ぶ回路との間に、図中
点線で示すようにコンデンサ２１′として接続し
ても、２次コイル９の誘起電圧を放電灯７に印加
することができる。この場合は、フイラメント１
１，１２のそれぞれに、２個の輝点が形成され
る。更に２次コイル９とスイツチ要素１３とを結
ぶ回路とアースつまり直流電源の負端子との間に
図中点線で示すようにコンデンサ２１″として接
続してもよい。ただしこの場合は、２次コイル９
の電圧は直流電源を通つて放電灯７に印加される
ようになる。なおこの位置へのコンデンサの接続
は、フイラメント１１，１２上に２個の輝点の形
成をもたらす。 Instead of the capacitor 21 at each connection position described above, one end of the filament 12 and the secondary coil 9 are connected.
Even if a capacitor 21' is connected between the switch element 13 and the switch element 13 as a capacitor 21' as shown by the dotted line in the figure, the induced voltage of the secondary coil 9 can be applied to the discharge lamp 7. In this case, filament 1
Two bright spots are formed at each of 1 and 12. Furthermore, a capacitor 21'' may be connected between the circuit connecting the secondary coil 9 and the switch element 13 and the ground, that is, the negative terminal of the DC power supply, as shown by the dotted line in the figure.However, in this case, the secondary coil 9
The voltage is applied to the discharge lamp 7 through the DC power supply. Note that the connection of the capacitor in this position results in the formation of two bright spots on the filaments 11,12.

以上のようにこの発明によれば、コンデンサを
使用して、発振トランスの一方の２次コイルを高
周波的に放電灯に接続するようにしているので、
この２次コイルの誘起電圧を放電灯に印加するこ
とができ、したがつて発振トランスの電力損の軽
減、温度上昇の抑制並びに効率を改善することが
できるとともに、前記コンデンサの接続位置にし
たがつてフイラメン上の輝点数を増減することが
できるので、使用する放電灯及びランプ電流に応
じた輝点数とすることができ、したがつてこの種
放電灯の寿命を改善し得るといつた効果を奏す
る。 As described above, according to the present invention, one of the secondary coils of the oscillation transformer is connected to the discharge lamp at high frequency using a capacitor.
The induced voltage of this secondary coil can be applied to the discharge lamp, thereby reducing the power loss of the oscillation transformer, suppressing the temperature rise, and improving the efficiency. As a result, the number of bright spots on the filament can be increased or decreased, making it possible to adjust the number of bright spots to suit the discharge lamp and lamp current used, thereby improving the lifespan of this type of discharge lamp. play.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は既提案の回路図、第２図は発振トラン
スの断面図、第３図はこの発明の実施例を示す回
路図である。 １……直流電源の端子、２……高周波インバー
タ、４……発振トランス、７……放電灯、９，１
０……２次コイル、１１，１２……フイラメン
ト、１３……スイツチ素子、２１……コンデン
サ。 FIG. 1 is a circuit diagram of the previously proposed circuit, FIG. 2 is a sectional view of an oscillation transformer, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 1...DC power supply terminal, 2...High frequency inverter, 4...Oscillation transformer, 7...Discharge lamp, 9,1
0... Secondary coil, 11, 12... Filament, 13... Switch element, 21... Capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 放電灯を始動点灯させる高周波出力を発生す
る高周波インバータの発振トランスに、第１及び
第２の２次コイルを設け、前記第１の２次コイル
を前記放電灯にまたがつて、その誘起電圧によつ
て前記放電灯を始動点灯させるように接続し、又
前記第２の２次コイルを、直流電源の一方の端子
から、前記放電灯の両フイラメント、前記第１の
２次コイル及び前記放電灯の点灯中はオフとされ
るスイツチ素子を経て前記直流電源の他方の端子
に至る直列回路中に挿入するとともに、前記直列
回路に、前記放電灯の予熱時前記直流電源からの
直流電流が流れるとき、この直流電流が前記両２
次コイルに逆方向に流れるように前記直列回路に
前記両２次コイルを接続し、更に前記第２の２次
コイルを、前記放電灯の点灯中に前記放電灯にま
たがつて高周波的に接続するコンデンサを設けて
なる放電灯点灯装置。1. An oscillation transformer of a high-frequency inverter that generates high-frequency output for starting and lighting a discharge lamp is provided with first and second secondary coils, and the first secondary coil is straddled over the discharge lamp to reduce the induced voltage. to start and light the discharge lamp, and connect the second secondary coil to both filaments of the discharge lamp, the first secondary coil and the discharge lamp from one terminal of a DC power source. It is inserted into a series circuit that leads to the other terminal of the DC power source through a switch element that is turned off while the lamp is on, and a DC current from the DC power source flows through the series circuit when the discharge lamp is preheated. When this DC current is
Both the secondary coils are connected to the series circuit so that the flow flows in the opposite direction to the next coil, and the second secondary coil is connected in a high frequency manner across the discharge lamp while the discharge lamp is lit. A discharge lamp lighting device equipped with a capacitor.