JPH0722182A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH0722182A
JPH0722182A JP5161658A JP16165893A JPH0722182A JP H0722182 A JPH0722182 A JP H0722182A JP 5161658 A JP5161658 A JP 5161658A JP 16165893 A JP16165893 A JP 16165893A JP H0722182 A JPH0722182 A JP H0722182A
Authority
JP
Japan
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discharge lamp
voltage
effect transistor
lighting device
high frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP5161658A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Kakiya
勉 垣谷
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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Publication of JPH0722182A publication Critical patent/JPH0722182A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力電流の歪みを小さくするとともに突入電
流を防止し、かつ、音響的共鳴を防止し、起動用の回路
を不要とした放電灯点灯装置を提供する。 【構成】 高圧放電ランプHID の始動時には、電界効果
トランジスタQ11 ,Q12のゲートに高周波で交互に電圧
を印加し、高周波で交互にオンさせる。チョークコイル
L13 およびコンデンサC15 で共振し、高周波の共振電圧
が生じる。高圧放電ランプHID が点灯している場合に
は、商用交流電源Eの周波数に合わせて、最初の半波で
はダイオードD11 から電界効果トランジスタQ11 のドレ
インに電圧を印加し、ゲートに高周波で電圧を印加し、
電界効果トランジスタQ11 を高周波でオンさせる。次の
半波ではダイオードD12 から電界効果トランジスタQ12
のドレインに電圧を印加し、ゲートに高周波で電圧を印
加し、電界効果トランジスタQ12 を高周波でオンさせ
る。矩形波で高圧放電ランプHID を点灯させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高調波を低減させた放
電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置として
は、たとえば図6に示す構成が知られている。
【0003】この図6に示す回路は、商用交流電源Eに
全波整流回路1を接続し、この全波整流回路1に平滑用
のコンデンサC1を接続している。また、このコンデンサ
C1に対して並列に電界効果トランジスタQ1および電界効
果トランジスタQ2の直列回路、および、分圧用のコンデ
ンサC2およびコンデンサC3の直列回路が接続されてい
る。そして、電界効果トランジスタQ1および電界効果ト
ランジスタQ2の接続点およびコンデンサC2およびコンデ
ンサC3の接続点の間には、チョークコイルL1および高圧
放電ランプHID の直列回路が接続されている。
【0004】そして、電界効果トランジスタQ1および電
界効果トランジスタQ2を高周波で交互に点灯させ、電界
効果トランジスタQ1、チョークコイルL1、高圧放電ラン
プHID およびコンデンサC3の経路と、コンデンサC3、高
圧放電ランプHID 、チョークコイルL1および電界効果ト
ランジスタQ2の経路とを交互に電流が供給され、高周波
交流にて高圧放電ランプHID が点灯される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成の場合には、単に電界効果トランジスタQ1およ
び電界効果トランジスタQ2を交互にオン、オフ駆動して
いるため、入力電流が大きく歪む。
【0006】また、電源投入時にコンデンサC1への突入
電流も大きい。
【0007】さらに、高圧放電ランプHID の起動時に
は、起動用の回路が必要となる。
【0008】またさらに、高圧放電ランプHID の点灯時
に音響的共鳴を生ずることがある問題を有している。
【0009】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、入力電流の歪みを小さくするとともに突入電流を防
止し、かつ、音響的共鳴を防止し、起動用の回路を不要
とした放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の放電灯点
灯装置は、交流電源の電力を整流する整流回路に直列に
接続された対をなすスイッチング素子のうち、いずれか
一方のみをオンさせて動作を行なわせ、放電ランプを点
灯させるブリッジ型のインバータ回路を備えた放電灯点
灯装置において、前記交流電源の極性に従って前記スイ
ッチング素子をオンさせるとともに、このオンの際には
高周波でスイッチングさせるものである。
【0011】請求項2記載の放電灯点灯装置は、請求項
1記載の放電灯点灯装置において、放電ランプに対して
直列に接続された誘導性素子と、前記放電ランプに対し
て並列に接続された容量性素子とを備え、前記放電ラン
プの始動時にはスイッチング素子を交互に高周波でスイ
ッチングさせるものである。
【0012】請求項3記載の放電灯点灯装置は、請求項
1または2記載の放電灯点灯装置において、スイッチン
グ素子のオン幅を変化させて放電ランプを調光するもの
である。
【0013】請求項4記載の放電灯点灯装置は、請求項
1ないし3いずれか記載の放電灯点灯装置において、交
流電源の周期の電圧の低い部分ではスイッチングのオン
の幅を長くし、電圧の高い部分ではオンの幅を短くした
ものである。
【0014】請求項5記載の放電灯点灯装置は、請求項
1ないし4いずれか記載の放電灯点灯装置において、整
流回路に平滑回路を接続し、この平滑回路の電圧が高い
ときに前記スイッチング素子の発振を停止させるもので
ある。
【0015】
【作用】請求項1記載の放電灯点灯装置は、スイッチン
グ素子を交流電源の極性に従って高周波でオンさせて、
放電ランプには交流電源の周波数に従った周波数の電力
を供給し、放電ランプを点灯させるため、入力電流の歪
みが少なくなるとともに、電源投入時の突入電流が減少
する。
【0016】請求項2記載の放電灯点灯装置は、請求項
1記載の放電灯点灯装置において、放電ランプに対して
直列に誘導性素子を接続し、並列に容量性素子を接続
し、放電ランプの始動時にはスイッチング素子を交互に
高周波でスイッチングさせるため、誘導性素子および容
量性素子が共振して、放電ランプの始動時の始動回路が
不要になる。
【0017】請求項3記載の放電灯点灯装置は、請求項
1または2記載の放電灯点灯装置において、スイッチン
グ素子のオン幅を変化させて放電ランプを調光するた
め、容易に調光できる。
【0018】請求項4記載の放電灯点灯装置は、請求項
1ないし3いずれか記載の放電灯点灯装置において、交
流電源の周期の電圧の低い部分ではスイッチングのオン
の幅を長くし、電圧の高い部分ではオンの幅を短くした
ため、交流電源の周波数に合わせた矩形波で放電ランプ
が点灯するため、放電ランプの音響的共振を防止でき
る。
【0019】請求項5記載の放電灯点灯装置は、請求項
1ないし4いずれか記載の放電灯点灯装置において、整
流回路に平滑回路を接続し、この平滑回路の電圧が高い
ときにスイッチング素子の発振を停止させるため、平滑
回路に異常電圧が生ずることを防止できる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の放電灯点灯装置の一実施例を
図面を参照して説明する。
【0021】図1に示すように、商用交流電源Eに整流
回路11が接続され、この整流回路11はダイオードD11 お
よびこのダイオードD11 の商用交流電源Eに対する極性
と反対の極性のダイオードD12 にて構成される。
【0022】また、ダイオードD11 を介した商用交流電
源Eの両端には、インダクタL11 およびスイッチング素
子としての電界効果トランジスタQ11 のドレイン、ソー
スが接続されているとともに、ダイオードD12 を介した
商用交流電源Eの両端には、インダクタL12 およびスイ
ッチング素子としての電界効果トランジスタQ12 のドレ
イン、ソースが接続されているさらに、ダイオードD11
のカソードおよびダイオードD12 のアノードの間には、
これらダイオードD11 およびダイオードD12 とは反対の
極性で、ダイオードD13 、ダイオードD14 およびダイオ
ードD15 の直列回路が接続されている。
【0023】また、ダイオードD14 と、電界効果トラン
ジスタQ11 および電界効果トランジスタQ12 との間に
は、平滑回路12が形成され、この平滑回路12は平滑用の
コンデンサC11 および平滑用のコンデンサC12 にて構成
される。
【0024】さらに、コンデンサC11 およびコンデンサ
C12 を介したダイオードD14 には、分圧用のコンデンサ
C13 およびコンデンサC14 の直列回路が接続されてい
る。
【0025】そして、電界効果トランジスタQ11 および
電界効果トランジスタQ12 と、コンデンサC13 およびコ
ンデンサC14 との間には、誘導性素子としてのチョーク
コイルL13 および高圧放電ランプHID の直列回路が接続
され、この高圧放電ランプHID に対して並列に容量性素
子としてのコンデンサC15 が接続されており、チョーク
コイルL13 およびコンデンサC15 にて共振回路を構成し
ている。
【0026】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
【0027】まず、高圧放電ランプHID の始動時には、
図2に示すように、(a)に示す商用交流電源Eの周波
数にかかわりなく、(b)および(c)に示すように電
界効果トランジスタQ11 および電界効果トランジスタQ1
2 のゲートに高周波で交互に電圧を印加し、電界効果ト
ランジスタQ11 および電界効果トランジスタQ12 を高周
波で交互にオンさせる。また、チョークコイルL13 およ
びコンデンサC15 で共振し、コンデンサC15 には、
(d)に示すように、高周波の共振電圧が生じる。した
がって、高圧放電ランプHID を始動させるための、特別
な始動回路は不要となる。
【0028】なお、入力電流は、(e)に示すように、
正弦波で商用交流電源Eの電圧と同相になるため、歪み
が少なく高調波は生じにくくなるとともに、突入電流も
防止できる。
【0029】次に、高圧放電ランプHID が点灯している
場合には、図3に示すように、(a)の商用交流電源E
の周波数に合わせて、最初の半波ではダイオードD11 か
ら電界効果トランジスタQ11 のドレインに電圧を印加
し、この状態で(b)に示すように電界効果トランジス
タQ11 のゲートに高周波で電圧を印加し、電界効果トラ
ンジスタQ11 を高周波でオンさせる。次の半波ではダイ
オードD12 から電界効果トランジスタQ12 のドレインに
電圧を印加し、この状態で(c)に示すように電界効果
トランジスタQ12 のゲートに高周波で電圧を印加し、電
界効果トランジスタQ12 を高周波でオンさせる。なお、
1つの半波の状態の中で、商用交流電源Eからの電圧が
低い部分では、電界効果トランジスタQ11 および電界効
果トランジスタQ12 のゲートパルスの幅を広くし、商用
交流電源Eからの電圧が高い部分では、電界効果トラン
ジスタQ11 および電界効果トランジスタQ12 のゲートパ
ルスの幅を狭くすることにより、(d)に示すように、
よりコンデンサC15 の電圧を平滑することができる。
【0030】そして、(e)に示すようにコンデンサC1
5 の電圧を、商用交流電源Eに同相の矩形波にし、この
矩形波にて高圧放電ランプHID を点灯させる。したがっ
て、高圧放電ランプHID は、音響的共鳴が生じないの
で、静かに点灯する。
【0031】なお、入力電流は、(e)に示すように、
正弦波で商用交流電源Eの電圧と同相になるため、歪み
が少なく高調波は生じにくくなる。
【0032】また、たとえば高圧放電ランプHID を全光
点灯させる際には、図4A(a)、(b)に示すよう
に、電界効果トランジスタQ11 および電界効果トランジ
スタQ12 のゲート電圧を最大幅の状態にして、高圧放電
ランプHID に供給される電力を最大にし、高圧放電ラン
プHID を調光点灯させる際には、図4B(a)、(b)
に示すように、電界効果トランジスタQ11 および電界効
果トランジスタQ12 のゲート電圧の幅を狭い状態にし
て、高圧放電ランプHID に供給される電力を抑制する。
【0033】さらに、高圧放電ランプHID が取り外され
たりして軽負荷になった場合には、図5に示すように、
(c)のコンデンサC15 の電圧が所定値以上になると、
(b)および(c)に示すように、電界効果トランジス
タQ11 および電界効果トランジスタQ12 のゲート電圧の
印加を停止し、コンデンサC15 の電圧が所定値以上に上
昇することを防止する。
【0034】なお、ブリッジ型のインバータは、ハーフ
ブリッジ型のインバータに限らずフルブリッジ型でもよ
い。この場合、対角線上に位置するスイッチング素子同
士を同時に制御する。
【0035】
【発明の効果】請求項1記載の放電灯点灯装置によれ
ば、スイッチング素子を交流電源の極性に従って高周波
でオンさせて、放電ランプには交流電源の周波数に従っ
た周波数の電力を供給し、放電ランプを点灯させるの
で、入力電流の歪みが少なくなるとともに、電源投入時
の突入電流が減少できる。
【0036】請求項2記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項1記載の放電灯点灯装置に加え、放電ランプに対
して直列に誘導性素子を接続し、並列に容量性素子を接
続し、放電ランプの始動時にはスイッチング素子を交互
に高周波でスイッチングさせるため、誘導性素子および
容量性素子が共振して、放電ランプの始動時の始動回路
が不要にできる。
【0037】請求項3記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項1または2記載の放電灯点灯装置に加え、スイッ
チング素子のオン幅を変化させて放電ランプを調光する
ため、容易に調光できる。
【0038】請求項4記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項1ないし3いずれか記載の放電灯点灯装置に加
え、交流電源の周期の電圧の低い部分ではスイッチング
のオンの幅を長くし、電圧の高い部分ではオンの幅を短
くしたため、交流電源の周波数に合わせた矩形波で放電
ランプが点灯するため、放電ランプの音響的共振を防止
できる。
【0039】請求項5記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項1ないし4いずれか記載の放電灯点灯装置に加
え、整流回路に平滑回路を接続し、この平滑回路の電圧
が高いときにスイッチング素子の発振を停止させるた
め、平滑回路に異常電圧が生ずることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図である。
【図2】同上高圧放電ランプの始動時の動作を示す波形
図である。 (a) 商用交流電源電圧を示す波形図 (b) 電界効果トランジスタQ11 のゲート、ソース電
圧を示す波形図 (c) 電界効果トランジスタQ12 のゲート、ソース電
圧を示す波形図 (d) コンデンサC15 の電圧を示す波形図 (e) 入力電流を示す波形図
【図3】同上高圧放電ランプの始動時の動作を示す波形
図である。 (a) 商用交流電源電圧を示す波形図 (b) 電界効果トランジスタQ11 のゲート、ソース電
圧を示す波形図 (c) 電界効果トランジスタQ12 のゲート、ソース電
圧を示す波形図 (d) コンデンサC15 の電圧を示す波形図 (e) 入力電流を示す波形図
【図4】同上全光時Aおよび調光時Bを示す波形図であ
る。 (a) 電界効果トランジスタQ11 のゲート、ソース電
圧を示す波形図 (b) 電界効果トランジスタQ12 のゲート、ソース電
圧を示す波形図
【図5】同上コンデンサC15 の異常電圧を防止するの動
作を示す波形図である。 (a) 商用交流電源電圧を示す波形図 (b) 電界効果トランジスタQ11 のゲート、ソース電
圧を示す波形図 (c) 電界効果トランジスタQ12 のゲート、ソース電
圧を示す波形図 (d) コンデンサC15 の電圧を示す波形図
【図6】従来例の放電灯点灯装置を示す回路図である。
【符号の説明】
11 整流回路 12 平滑回路 C15 容量性素子としてのコンデンサ E 商用交流電源 HID 高圧放電ランプ L13 誘導性素子としてのチョークコイル Q11 ,Q12 スイッチング素子としての電界効果トラ
ンジスタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源の電力を整流する整流回路に直
    列に接続された対をなすスイッチング素子のうち、いず
    れか一方のみをオンさせて動作を行なわせ、放電ランプ
    を点灯させるブリッジ型のインバータ回路を備えた放電
    灯点灯装置において、 前記交流電源の極性に従って前記スイッチング素子をオ
    ンさせるとともに、このオンの際には高周波でスイッチ
    ングさせることを特徴とした放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 放電ランプに対して直列に接続された誘
    導性素子と、 前記放電ランプに対して並列に接続された容量性素子と
    を備え、 前記放電ランプの始動時にはスイッチング素子を交互に
    高周波でスイッチングさせることを特徴とした請求項1
    記載の放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 スイッチング素子のオン幅を変化させて
    放電ランプを調光することを特徴とした請求項1または
    2記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 交流電源の周期の電圧の低い部分ではス
    イッチングのオンの幅を長くし、電圧の高い部分ではオ
    ンの幅を短くしたことを特徴とする請求項1ないし3い
    ずれか記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】 整流回路に平滑回路を接続し、 この平滑回路の電圧が高いときに前記スイッチング素子
    の発振を停止させることを特徴とする請求項1ないし4
    いずれか記載の放電灯点灯装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7230388B2 (en) 2004-09-14 2007-06-12 Seiko Epson Corporation Lighting of discharge lamp by frequency control

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