JPS60202690A - Device for firing discharge lamp - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、交流電源の半サイクル毎にパルスを発生させ
て放電灯の始動および点灯維持を行なう放電灯点灯装置
に関し、特に装置の無負荷時の回路損失の減少および小
型化を図った放電灯点灯装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to a discharge lamp lighting device that generates a pulse every half cycle of an AC power source to start and maintain lighting of a discharge lamp, and in particular, to The present invention relates to a discharge lamp lighting device that reduces circuit loss and is miniaturized.

（発明の背景） 従来の放電灯点灯装置として、第１図の構成のものが知
られている。同図の装置は、交流電源１の一方の端子ａ
にインダクタ（チョーク）２の一端を接続し、このイン
ダクタ２の他端Ｃと交流電源１の他方の端子すとの間に
放電灯３を接続するとともにインダクタ２の中間タップ
ｄと交流電源１のｂ端子との間にスイッチ装置４を接続
している。これにより、交流電源１、インダクタ２およ
び放電灯３からなる第１の開回路（主回路）が形成され
る。また、スイッチ装置４は、ダイオードブリッジ４１
およびトランジスタ４２等を備え、交流電源１の各半サ
イクルの前半に図示しない制御回路から与えられる信号
に応じた所定の期間オンし、この時、交流電源１、イン
ダクタ２およびスイッチ装置４からなる第２の開回路を
構成する。(Background of the Invention) As a conventional discharge lamp lighting device, one having the configuration shown in FIG. 1 is known. The device shown in the figure has one terminal a of an AC power supply 1.
One end of an inductor (choke) 2 is connected to , and a discharge lamp 3 is connected between the other end C of the inductor 2 and the other terminal of the AC power source 1 , and the middle tap d of the inductor 2 and the other terminal of the AC power source 1 are connected A switch device 4 is connected between the terminal b and the terminal b. As a result, a first open circuit (main circuit) consisting of the AC power supply 1, the inductor 2, and the discharge lamp 3 is formed. Further, the switch device 4 includes a diode bridge 41
and a transistor 42, etc., and are turned on for a predetermined period according to a signal given from a control circuit (not shown) in the first half of each half cycle of the AC power supply 1. 2 open circuits are constructed.

この装置においては、上記第２の閉回路によりインダク
タ４にエネルギーを蓄積するとともに、スイッチ装置の
オフ期間は上記第１の■１回路によりインダクタ４に蓄
積されたエネルギーを交流電源１に重畳して放電灯３に
印加する。これにより、放電灯３を始動しかつ点灯を維
持させることができる。In this device, energy is stored in the inductor 4 by the second closed circuit, and during the off period of the switch device, the energy stored in the inductor 4 is superimposed on the AC power supply 1 by the first circuit. The voltage is applied to the discharge lamp 3. Thereby, the discharge lamp 3 can be started and kept lit.

このような放電灯点対装置は、始動パルス発生回路およ
び昇圧トランス形安定器を別個に設ける必要がないため
装置を小型・軽石に構成することができ、かつ、本出願
人が先に特願昭５８−５２６８０号および特願昭５８−
５２６８３号において提案したように、放電灯（ランプ
）の始動時と定常点灯時とで前記スイッチ装置のオン時
間すなわちパルスの発生位相およびエネルギーを切り換
えることにより始動の容易性を図ったり、放電幻の消費
電力または電流に応じてスイッチ装置のオン時間を制御
することにより放電灯を定電力または定電流点灯するこ
とができる。Such a discharge lamp lighting device does not require a separate starting pulse generation circuit and a step-up transformer ballast, so the device can be constructed as a compact pumice stone. No. 58-52680 and patent application No. 58-
As proposed in No. 52683, by switching the ON time of the switch device, that is, the pulse generation phase and energy, between when the discharge lamp (lamp) is started and when it is steadily lit, it is possible to improve the ease of starting, and to reduce the phantom discharge. By controlling the on time of the switch device according to the power consumption or current, the discharge lamp can be lit with constant power or constant current.

ところで、このような放電灯点灯装置においては、放電
灯３が不点だったり取り外されて無負荷状態となったと
き、インダクタ２を流れる電流が瞬間的に遮断されるた
め、このインダクタ２から原理的には無限大の実際には
配線や各部品の漂遊容量等により定まる極く高圧のサー
ジ電圧が発生し、このサージ電圧によって各部の絶縁が
破壊したり、あるいはスイッチ装置４を構成しているト
ランジスタ４２やダイオード等の素子が破壊される危険
があるため、スイッチ装置のトランジスタと並列にゼナ
ーダイオード４３を接続したり、あるいはインダクタ２
や放電灯３と並列にバリスタ等の定電圧素子を接続して
所定値以上の電圧をクリップするようにしている。しか
し、この場合、インダクタ２に蓄えられたエネルギーは
すべてゼナーダイオード４３等の定電圧素子に消費させ
ているため、無負荷時の損失が多く、また、高圧大電力
の定電圧素子を必要とし、かつ定電圧素子の放熱のため
装置が大型化するという不都合があった。By the way, in such a discharge lamp lighting device, when the discharge lamp 3 malfunctions or is removed and becomes a no-load state, the current flowing through the inductor 2 is momentarily cut off. In reality, an extremely high surge voltage determined by the wiring and stray capacitance of each component is generated, and this surge voltage may destroy the insulation of various parts or cause damage to the switch device 4. Since there is a risk of destroying elements such as the transistor 42 and the diode, it is recommended to connect the zener diode 43 in parallel with the transistor of the switch device, or connect the inductor 2
A constant voltage element such as a varistor is connected in parallel with the lamp 3 and the discharge lamp 3 to clip a voltage exceeding a predetermined value. However, in this case, all the energy stored in the inductor 2 is consumed by a constant voltage element such as the Zener diode 43, so there is a lot of loss during no-load, and a constant voltage element with high voltage and high power is required. Moreover, there is a problem that the device becomes larger due to heat dissipation of the constant voltage element.

（発明の目的） 本発明は、上述の従来形における問題点に鑑みてなされ
たもので、交流電源とインダクタンスと放電灯とで第１
の閉回路を形成するとともに上記交流電源と上記インダ
クタンスとスイッチとで第２の開回路を形成しこのスイ
ッチを上記交流電源の各半サイクル毎に断続して上記イ
ンダクタンスから発生するパルスで上記放電灯の点灯を
維持するいわゆる毎サイクル点灯形の放電灯点灯装置に
おいて、無負荷時の損失を減少させて装置筐体の小型化
を図ることを目的とする。(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the problems in the conventional type described above, and is a first method using an AC power source, an inductance, and a discharge lamp.
A closed circuit is formed by the AC power source, the inductance, and the switch, and a second open circuit is formed by the AC power source, the inductance, and the switch. In a discharge lamp lighting device of a so-called cycle-lighting type that maintains lighting of a discharge lamp, an object of the present invention is to reduce loss during no-load and downsize the device casing.

（発明の構成） 上記目的を達成するため本発明では、交流電源と、イン
ダクタンス装置と、これらの交流電源およびインダクタ
ンス装置ととともに第１の閉回路を形成する放電灯と、
前記交流電源の半サイクルの前半に所定の期間オンして
前記交流電源およびインダクタンス装置とともに第２の
開回路を形成するスイッチ装置とを具備し、前記スイッ
チ装置のオン期間に前記第２の閉回路により前記インダ
クタンス装置に蓄積されるエネルギーを、続く前記スイ
ッチ装置のオフ期間に前記交流電源に重畳して前記放電
灯に印加する放電灯点灯装置においてミ前記スイッチ装
置のオフ期間に８１−する前記インダクタンス装置の出
力より前記交流電源と同相の電圧を出力するトランス手
段と、前記スイッチ装置がオフでかつ該トランス手段の
出力電圧が前記交流電源の電圧より高い期間でのみ該ト
ランス手段を前記交流電源に接続するスイッチ手段とを
設けたことを特徴とする。(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention includes an AC power source, an inductance device, a discharge lamp forming a first closed circuit together with the AC power source and the inductance device,
a switch device that is turned on for a predetermined period in the first half of a half cycle of the AC power source to form a second open circuit together with the AC power source and the inductance device; In a discharge lamp lighting device, the energy accumulated in the inductance device is superimposed on the AC power source and applied to the discharge lamp during the subsequent off period of the switch device. transformer means for outputting a voltage in phase with the alternating current power source from the output of the device; and the transformer means is connected to the alternating current power source only during a period when the switch device is off and the output voltage of the transformer means is higher than the voltage of the alternating current power source. The present invention is characterized in that it is provided with a switch means for connecting.

（実施例の説明） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明づ−る。(Explanation of Examples) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

なお、従来例と共通または対応する部分については同一
の符号ぐ表わす。Note that parts common or corresponding to those of the conventional example are represented by the same reference numerals.

第２図は本発明の１実施例に係る放電灯点灯装置の回路
構成を示す。同図の放電対点灯装置は、第１図のものに
対し、サージ電圧吸収用のぜナーダイオード４３を除去
し、インダクタ２の巻線を交流電源１の端子ａ側に巻上
げるとともにこの巻上げ端子ｅをスイッチ回路５を介し
て交流電源１の端子すに接続したものである。なお、イ
ンダクタ２の端子ｅ−ａ間の巻数は、放電灯３が正常に
点弧もしくは再点弧しているときはこのｅ−ａ間に誘起
される電圧が交流型′ｍ１の電圧を超えないような巻数
に設定している。FIG. 2 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention. The discharge pair lighting device shown in the same figure is different from the one shown in FIG. e is connected to a terminal of an AC power source 1 via a switch circuit 5. Note that the number of turns between terminals e and a of the inductor 2 is such that when the discharge lamp 3 is normally lit or relit, the voltage induced between e and a exceeds the voltage of the AC type 'm1. The number of turns is set so that it does not occur.

スイッチ回路５は、ダイオード５１．５２、トランジス
タ５３．５４および信号トランス５５等を具備する。The switch circuit 5 includes diodes 51 and 52, transistors 53 and 54, a signal transformer 55, and the like.

信号トランス５５は、交流電源１の電圧が正の半サイク
ルの間、トランジスタ５４をオンさせ、交流電源１の電
圧が負の半サイクルの間は、トランジスタ５３をオンさ
せる。また、ダイオード５１．５２は、インダクタ２の
端子ｅ−ａ間の誘起電圧が交流電源１の電圧を超えたと
きのみこのスイッチ回路５をオンさせるためのものであ
る。The signal transformer 55 turns on the transistor 54 during a half cycle when the voltage of the AC power supply 1 is positive, and turns on the transistor 53 during a half cycle when the voltage of the AC power supply 1 is negative. Further, the diodes 51 and 52 are provided to turn on the switch circuit 5 only when the induced voltage between terminals ea and a of the inductor 2 exceeds the voltage of the AC power supply 1.

次に、第２図の放電灯点灯装置の作用を説明する。Next, the operation of the discharge lamp lighting device shown in FIG. 2 will be explained.

交流電源１の電圧が正の場合、この正の半サイクルの前
半においてスイッチ装置４がオンづると、交流電源１、
インダクタ２およびスイッチ装置４により第３図の等価
回路で示すような閉回路が構成され、交流電源１よりイ
ンダクタ２にエネルギーが蓄積される。このとき、スイ
ッチ回路５ではトランジスタ５４がオンしているが、イ
ンダクタ２の端子ｅの電位は第３図に示すように交流電
源１の端子ａしたがって端子すより高くなっているため
、ダイオード５２が逆バイアスされてスイッチ回路５と
してはオフしている。When the voltage of the AC power source 1 is positive, when the switch device 4 is turned on in the first half of this positive half cycle, the AC power source 1,
The inductor 2 and the switch device 4 constitute a closed circuit as shown in the equivalent circuit of FIG. 3, and energy is stored in the inductor 2 from the AC power source 1. At this time, the transistor 54 is turned on in the switch circuit 5, but the potential of the terminal e of the inductor 2 is higher than the terminal a of the AC power supply 1 and therefore the terminal A, as shown in FIG. It is reverse biased and the switch circuit 5 is turned off.

続いて、スイッチ装置４がオフ１−ると、インダクタ２
に蓄積されたエネルギーは、交流電源１、インダクタ２
および放電灯３からなる閉回路により交流電源１に重畳
されて放電灯３に印加される。Subsequently, when the switch device 4 turns off 1-, the inductor 2
The energy stored in AC power supply 1, inductor 2
The AC power source 1 is superimposed on the AC power source 1 and applied to the discharge lamp 3 through a closed circuit consisting of the AC power source 1 and the discharge lamp 3 .

これにより、放電灯３は、点弧または再点弧して始動し
かつ点灯が維持される。このとき、スイッチ回路５では
トランジスタ５４がオンしているが、放電灯３が正常に
点弧もしくは再点弧していればインダクタ２の巻＠ｅ−
ａに発生する電圧は交流電源電圧１を超えないため、端
子ｅ−ｂ間の電圧は零または正となり、ダイオード５２
がオフしてスイッチ回路５としてはオフしている。As a result, the discharge lamp 3 is started by being ignited or re-ignited, and continues to be lit. At this time, the transistor 54 is on in the switch circuit 5, but if the discharge lamp 3 is normally ignited or re-ignited, the winding of the inductor 2 @e-
Since the voltage generated at a does not exceed the AC power supply voltage 1, the voltage between terminals e and b is zero or positive, and the diode 52
is off, and the switch circuit 5 is off.

一方、放電灯３が取外される等の無負荷状態においては
、スイッチ装置４がオフしたとき、インダクタ２のｅ−
ａ巻線には交流電源電圧１を超える高電圧が誘起される
ため、端子ｅの電位は端子すより低くなる。したがって
、オンしているトランジスタ５４を介してダイオード５
２が順方向にバイアスされ、端子すから端子ｅに向かっ
て電流が流れる。ずなわら、スイッチ回路５はこれらの
トランジスタ５４およびダイオード５２によってオン状
態となる。これにより、第４図の等価回路で示すように
、インダクタ２、交流型８！１およびスイッチ回路５か
らなる閉回路が形成され、インダクタ２の蓄積エネルギ
ーは、この閉回路により交流電源１に帰還される。また
、このときインダクタ２の端子ｅ−ａ間の最大誘起電圧
は交流電源電圧にほぼ等しくなり、かつインダクタンス
２の各端子間にはこのｅ−ａ間型圧およびｅ−ａ開巻数
に対する巻数比で定まる電圧が発生することになる。し
たがって、各部の最大印加電圧が所望の値以下となるよ
うにｅ−ａ開巻数を設定すればよい。On the other hand, in a no-load state such as when the discharge lamp 3 is removed, when the switch device 4 is turned off, the e-
Since a high voltage exceeding the AC power supply voltage 1 is induced in the a winding, the potential of the terminal e becomes lower than that of the terminal i. Therefore, the diode 5
2 is biased in the forward direction, and a current flows from the terminal to the terminal e. Of course, the switch circuit 5 is turned on by these transistors 54 and diodes 52. As a result, as shown in the equivalent circuit of FIG. 4, a closed circuit consisting of the inductor 2, the AC type 8!1, and the switch circuit 5 is formed, and the energy stored in the inductor 2 is returned to the AC power source 1 through this closed circuit. be done. Also, at this time, the maximum induced voltage between terminals ea and a of the inductor 2 is approximately equal to the AC power supply voltage, and between each terminal of the inductor 2, the die pressure between ea and a and the turns ratio to the open winding number of ea are applied. A voltage determined by is generated. Therefore, the number of open windings of e-a may be set so that the maximum applied voltage of each part is equal to or less than a desired value.

交流電源１の電圧が負の場合は、電圧および電流の向き
が反対になるため、トランジスタ５４およびダイオード
５２に代わってトランジスタ５３およびダイオード５１
が動作することを除き、上述と同様に動作する。When the voltage of AC power supply 1 is negative, the direction of voltage and current is opposite, so transistor 53 and diode 51 are used instead of transistor 54 and diode 52.
operates in the same manner as described above, except that .

なお、上述の実施例においては、インダクタ２を巻上げ
てこれを電力帰還用トランスの２次巻線として用いてい
るが、別個に１巻線または２巻線形の電力帰還用トラン
スを用意し、このトランスの１次巻線をインダクタ２の
任意の端子間、放電灯３の接続端子間またはスイッチ装
置４の両端間等に接続し、かつ２次巻線を交流電源１と
並列に接続するようにしてもよい。この場合、スイッチ
回路５は１次巻線および２次巻線のいずれを断続するよ
うにしてもよい。In the above embodiment, the inductor 2 is wound up and used as the secondary winding of the power feedback transformer, but a separate one-winding or two-winding power feedback transformer is prepared and this The primary winding of the transformer is connected between arbitrary terminals of the inductor 2, between the connection terminals of the discharge lamp 3, or between both ends of the switch device 4, and the secondary winding is connected in parallel with the AC power supply 1. It's okay. In this case, the switch circuit 5 may connect or disconnect either the primary winding or the secondary winding.

（発明の効果） 以上のように本発明によると、無負荷時にはインダクタ
に蓄えられたエネルギーの大部分を交流電源に帰還する
ようにしているため、このインダクタの電流が急激に変
化させられることによる高圧のサージ電圧の発生が制限
されてトランジスタ等の素子を保護することができると
ともに、装置の無負荷時の損失を減少さゼることができ
る。また、インダクタンスの蓄積エネルギーを消費させ
るための高圧大容量のゼナーダイオードが不要となり、
従来このゼナーダイオードの放熱のため大型化せざるお
えなかった筐体の小型化も可能となる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, most of the energy stored in the inductor is returned to the AC power supply when there is no load. The generation of high voltage surges is restricted and elements such as transistors can be protected, and losses when the device is not loaded can be reduced. Additionally, there is no need for a high-voltage, large-capacity Zener diode to consume the energy stored in the inductance.
It is now possible to downsize the casing, which previously had to be enlarged to dissipate heat from the Zener diode.

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

第１図は従来の放電灯点灯装置の回路図、第２図は本発
明の１実施例に係る放電灯点灯装置の回路図、第３図は
第２図の放電灯点灯装置において交流電源が正の半サイ
クルでスイッチ装置がオンしたときの等価回路図、第４
図は第２図の放電灯点灯装置の無負荷時において交流電
源が正の半サイクルでスイッチ装置４がオフしたときの
等価回路図である。 １・・・交流電源、２・・・インダクタ、３・・・放電
灯、４・・・スイッチ装置、５・・・スイッチ回路、５
１、５２・・・ダイオード、５３．５４・・・トランジ
スタ。 特許出願人　東芝電材株式会社 代理人　弁理士　伊東辰雄 代理人　弁理士　伊東哲也FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device, FIG. 2 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention. Equivalent circuit diagram when the switch device is turned on in the positive half cycle, 4th
This figure is an equivalent circuit diagram of the discharge lamp lighting device of FIG. 2 when the switching device 4 is turned off in the positive half cycle of the AC power supply in the no-load state. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... AC power supply, 2... Inductor, 3... Discharge lamp, 4... Switch device, 5... Switch circuit, 5
1, 52...diode, 53.54...transistor. Patent Applicant Toshiba Electric Materials Corporation Agent Patent Attorney Tatsuo Ito Attorney Patent Attorney Tetsuya Ito

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、交流電源と、イン、ダクタンス装置と、これらの交
流電源およびインダクタンス装置ととともに第１の閉回
路を形成する放電灯と、前記交流電源の半サイクルの前
半に所定の期間オンして前記交流電源およびインダクタ
ンス装置とともに第２の開回路を形成するスイッチ装置
とを具備し、前記スイッチ装置のオン期間に前記第２の
閉回路により前記インダクタンス装置に蓄積されるエネ
ルギーを、続く前記スイッチ装置のオフ期間に前記交流
電源に重畳して前記放電灯に印加する放電灯点灯装置に
おいて、前記スイッチ装置のオフ期間における前記イン
ダクタンス装置の出力より前記交流電源と同相の電圧を
出力するトランス手段と、前記スイッチ装置がオフでか
つ該トランス手段の出力電圧が前記交流電源の電圧より
高い期間でのみ該トランス手段を前記交流電源に接続す
るスイッチ手段とを設けたことを特徴とする放電灯点灯
装置。1. An AC power source, an inductance device, and a discharge lamp that forms a first closed circuit together with the AC power source and the inductance device; a switch device that forms a second open circuit together with a power source and an inductance device, the energy stored in the inductance device by the second closed circuit during the on period of the switch device is transferred to the inductance device when the switch device is turned off. A discharge lamp lighting device that applies a voltage to the discharge lamp superimposed on the alternating current power source during a period, the transformer unit outputting a voltage in phase with the alternating current power source from the output of the inductance device during the off period of the switch device; A discharge lamp lighting device comprising: switch means for connecting the transformer means to the alternating current power source only during a period when the device is off and the output voltage of the transformer means is higher than the voltage of the alternating current power source.