JPH0417298A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放電灯点灯装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、インダクタンスＬとコンデンサＣで決ま
る回路の共振周波数ｆ０　よりも低い周波数で放電灯を
点灯させていた。

第５図には放電灯点灯装置の従来例が示されている。同
図に示されているように、装置はＬＣ直列共振回路に接
続された放電灯１、この放電灯１に高周波電力を供給す
るスイッチング素子であるトランジスタＧ、、Ｇ、、こ
のトランジスタＧ１、Ｇ２を駆動する駆動回路を備え、
駆動回路には発振周波数を発生する発振器が設けられて
いる。

すなわち同図はハーフブリッジ回路の例で、カスケード
接続されたトランジスタＧ、　、　Ｇ、を交互にオン・
オフさせることにより、放電灯１に高周波電力を供給す
る。発振器２、トランジスタＧ、、Ｇ、、トランス３か
ら構成される回路はトランジスタＧ、、Ｇ、の駆動回路
で、発振器２のコンデンサＣ０およびＲ端子に接続され
る抵抗器（合成抵抗をＲｏ　とする）により、発振周波
数が決定される。この場合の発振周波数は次式で表され
る。

ｆα　（Ｃ，・Ｒｏ）−゛・・・（１）放電灯１の始動
はインダクタンスＬ、コンデンサＣのＬＣ直列共振によ
り行うが、この系の共振周波数ｆ０は次式で表される。

ｆ−＝　（２πｆｒ７シ）−”・（２）過電流保護回路
４は抵抗器Ｒ，、Ｒ，、コンデンサＣ２および整流回路
５等より構成されており。

インダクタンスＬと直列に帰還トランス６を設け、これ
に流れる電流を検知してトランジスタＧ、を制御してい
る。

このように構成された装置で発振器２のＲ端子に接続さ
れたコンデンサＣ３の充電を利用（抵抗器Ｒ１の実質抵
抗値を徐々に大きくする。）して、Ｒ端子の合成抵抗Ｒ
，を徐々に太き（変化させて、（１）式より発振周波数
を徐々に低くするようにしている。そして上述のように
共振周波数ｆ０　よりも低い発振周波数で放電灯１を点
灯させていた。

なお同図において７は交流電源、Ｃ，、Ｃ，はコンデン
サ、Ｒ１は発振器２のＲ端子に接続される抵抗器、Ｒ９
はトランジスタＧｓの一エミッタに接続される抵抗器、
Ｄ、　、　Ｄよはダイオードである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、電源電圧変動時や瞬時電圧低下時およ
び電源瞬断時、放電灯が一時的に消灯した場合および再
点灯する場合のスイッチング素子の電流波形の異常の点
については配慮されておらず、最悪の場合、装置を破壊
させてしまう問題があった。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、電源電圧
異常時でもスイッチング素子の電流波形を正常化し、保
護を可能とした放電灯点灯装置を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、発振器に発振周波数切換回路を設け、かつ
共振回路による共振周波数をｆ０、発振器による発振周
波数でｆ、より高い発振周波数をｆ２、このｆよより高
い発振周波数をｆ３、このｆ、より高い発振周波数をｆ
、とじた場合に、発振周波数ｆユから発振周波数ｆ２で
放電灯を予熱、始動し、放電灯が点灯後は発振周波数ｆ
、に切換えることにより達成される。

〔作用〕

上記手段を設けたので、放電灯は共振周波数より高い発
振周波数で予熱、始動されるようになって、スイッチン
グ素子の流れる電流波形は遅相モードとなる。

すなわち放電灯と並列のコンデンサＣ１放電灯と直列に
インダクタンスＬを接続して構成されるＬＣ直列共振方
式においては、放電灯が点灯している場合は並列に接続
しであるコンデンサＣの効果は薄れ、ＬＣ直列共振はく
ずれる。

しかし、放電灯が一時的に消灯した場合、装置はＬＣ直
列共振系となる。この時ＬＣの共振周波数より低い装置
の発振周波数（点灯周波数）がこの共振系に印加される
と、スイッチング素子に流れる電流波形は進相モードと
なり、電流波形が示されている第６図に示されているよ
うに、電流波形にはスパイク状の異状波形が生じてくる
。このスパイク状の波形により、スイッチング素子は過
熱し、破壊に至ることがある。

一方、ＬＣの共振周波数より装置の発振周波数が高い場
合は、スイッチング素子に流れる電流波形は遅相モード
となり、電流波形が示されている第４図に示されている
ように、電流波形にはスパイク状の波形が生じないこと
が確かめられた。

そこで本発明では発振器に周波数切換回路を設け、かつ
共振回路による共振周波数をｆ６、発振器による発振周
波数でｆ、より高い発振周波数をｆ２、このｆ２　より
高い発振周波数をｆ３．このｆ３　より高い発振周波数
をｆ、とじた場合に、発振周波数ｆ、から発振周波数ｆ
、で放電灯を予熱、始動し、放電灯が点灯後は発振周波
数ｆ、に切換えるようにした。このようにすることによ
り電源電圧異常時でもスイッチング素子の電流波形を正
常化し、保護を可能とした放電灯点灯装置を得ることを
可能としたものである。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明を省略する。本
実施例では発振器２に発振周波数切換回路８を設け、か
つ共振回路による共振周波数をｆ０、発振器２のよる発
振周波数でｆｏ　より高い発振周波数をｆ２、このｆ２
　より高い発振周波数をｆ３、このｆ３　より高い発振
周波数をｆ、とじた場合に１発振周波数ｆ、から発振周
波数ｆ２で放電灯１を予熱、始動し、放電灯１が点灯後
は発振周波数ｆ、に切換えた。このようにすることによ
り放電灯１は共振周波数ｆ０　より高い発振周波数ｆ、
〜ｆ２で予熱、始動されるようになって、スイッチング
素子（トランジスタＧ、　、　Ｇ、　）に流れる電流波
形は遅相モードとなり、電源電圧異常時でもスイッチン
グ素子の電流波形を正常化し、保護を可能とした放電灯
点灯装置を得ることができる。

すなわち放電灯１の予熱、始動時に、トランジスタＧ□
、Ｇ２の電流波形ｉ。を考慮して、縦軸にコンデンサＣ
の両端の電圧電流をとり、横軸に周波数をとってこれら
両者の関係が示されている第２図に示されているように
、共振周波数ｆ０　より高い発振周波数ｆ工より発振を
開始し、発振周波数ｆ２まで徐々に移行させて放電灯１
を点灯させる（放電灯１のコールドスタートを防止した
ソフトスタート方式）ようにした。

すなわち縦軸に発振周波数をとり、横軸に時間をとって
これら両者の関係が示されている第３図に示されている
ように、電源投入の時間ｔ０から時間ｔ□の期間は発振
周波数ｆを発振周波数ｆ。

から発振周波数ｆ、に徐々にシフトさせる。時間ｔ□で
放電灯が点灯しても時間ｔ２　まで発振周波数ｆ２を持
続し、時間ｔ２で発振周波数切換回路８（第１図参照）
により発振周波数ｆ２を発振周波数ｆ、に移動する。動
作は電源投入後、時間ｔ２でトランジスタＧ６　を導通
させるタイマー回路９により、発振器２のＲ端子に抵抗
器Ｒ，（いずれも第１図参照）を接続して、合成抵抗を
下げる。

この時間ｔ１は０．８〜１．２秒、時間ｔ２は１゜５〜
２．０秒である。

このようにすることにより、放電灯を点灯する場合の発
振周波数ｆが、共振周波数ｆ。よりも高い領域に設定さ
れるようになって、放電灯が消灯時でもスイッチング素
子の電流波形のスパイク状の波形が防止できる。

このように本実施例のよれば、電圧降下および電源瞬断
等の電源電圧の異状により、放電灯が一時的に消灯した
場合でも、スイッチング素子に流れる電流を正常化でき
るので、素子の過熱あるいは破壊を防止できる。

なお、発振周波数ｆ、を発振周波数ｆ２　より高い領域
に設定したのは、ＬＣ直列回路ののり、　Ｃのバラツキ
および過電流保護回路の応答性を考慮して、できるだけ
共振周波数ｆ０　より遠ざけた方が安全だからである。

この点で特に問題がなければｆ、　＝ｆ、であってもよ
い。

また、ＬＣ直列共振回路のり、Ｃのバラツキ等により共
振周波数ｆ、は変化するが、発振周波数ｆ２が共振周波
数ｆ、に接近しすぎると、共振現象によりスイッチング
素子に過大電流が流れ、スイッチング素子を破壊させる
時があるので、これを防止するため過電流保護回路で発
振周波数ｆ２をいかなる時でもｆ、　（ｆ、　となるよ
うに制御する。すなわち帰還トランス６に流れる電流を
検知して、トランジスタＧ、を制御し、抵抗器Ｒ７（い
ずれも第１図参照）により発振周波数ｆ２が共振周波数
ｆ０に接近するのを防止する。

また、放電灯が点灯すると、上述のようにＬＣ直列共振
回路のＣの効果が薄れ、共振系はくずれる。このため帰
還トランスに流れる電流は共振系が形成されている始動
時よりも低減し、トランジスタＧｓはほとんど動作せず
、抵抗器Ｒ，（共に第１図参照）は実質上開路となる。

従ってＲ端子に接続される合成抵抗は始動時の発振周波
数ｆ２を決定する合成抵抗よりも大きくなり、点灯して
いる時の発振周波数ｆは発振周波数ｆ２　より低い領域
（発振周波数ｆ、　　（第２図参照）〜共振周波数ｆ０
の間）に落着く。この場合、放電灯が点灯している時は
ＬＣの共振系がくずれているため、発振周波数ｆが共振
周波数ｆ、より低い領域にあってもスイッチング素子に
流れる電流はスパイク状の異状波形とならず、正常波形
となる。これはＬＣ直列共振回路のＣの効果が薄くなり
、Ｌにより遅相モールドとなるためである。従って放電
灯が点灯している場合は何等支障はないのである。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は電源電圧異常時でもスイッチング
素子の電流は正常化され、装置は保護されるようになっ
て、電源電圧異常時でもスイッチング素子の電流波形を
正常化し、保護を可能とした放電灯点灯装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電灯点灯装置の一実施例の回路図、
第２図は同じく一実施例のＬＣ直列共振回路のＣの両端
電圧電流と周波数との関係を示す特性図、第３図は同じ
く一実施例の発振周波数と時間との関係を示す特性図、
第４図は同じく一実施例のスイッチング素子の電流波形
図、第５図は従来の放電灯点灯装置の回路図、第６図（
ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は同じ〈従来のスイッチング素子
に流れる夫々異なる異常時の電流波形図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＬＣ直列共振回路に接続された放電灯、この放電灯
   に高周波電力を供給するスイッチング素子、このスイッ
   チング素子を駆動する駆動回路を備え、前記駆動回路に
   は発信周波数を発生する発振器が設けられている放電灯
   点灯装置において、前記発振器に発振周波数切換回路を
   設け、かつ前記共振回路による共振周波数をｆ＿０、前
   記発振器による発振周波数で前記ｆ＿０より高い発振周
   波数をｆ＿２、このｆ＿２より発振高い周波数をｆ＿３
   、このｆ＿３より高い発振周波数をｆ＿１とした場合に
   、前記発振周波数ｆ＿１から発振周波数ｆ＿２で前記放
   電灯を予熱、始動し、放電灯が点灯後は前記発振周波数
   ｆ＿３に切換えるようにしたことを特徴とする放電灯点
   灯装置。 ２、前記共振周波数ｆ＿０、発振周波数ｆ＿１、ｆ＿２
   、ｆ＿３が、ｆ＿０＜ｆ＿２≦ｆ＿３＜ｆ＿１である請
   求項１記載の放電灯点灯装置。