JPS62163580A - 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】 ［技術分野］ 本発明は、交流電源を整流平滑しｒこ直流電源をインバ
ータ回路に供給し、無負荷時にインバータ回路の発振を
停止するインバータ装置に関するものである。

［背景技術］ 従来、この種のインバータ装置では交流Ｎ源を電源スィ
ッチを介して整流回路に入力し、この整流回路出力を平
滑用コンデンサにて平滑してインバータ回路に直流電源
を供給し、無負荷状態になったときにはインバータ回路
の発振を停止する機能を備えたものがある。但し、放電
灯などの負荷を外したときにはインバータ回路自体が発
振動作−できなくなる回路構成のものは除く。

しかし、上述のインバータ装置においては、負荷を取り
外した状態、つまり無負荷状態においては、インバータ
回路の動作を停止する発振停止回路を備えているために
、インバータ回路の発振動作は停止するが、整流回路出
力にて平滑用コンデンサは充電されているから、交流電
源の供給を電源スィッチにて遮断しても、上記平滑コン
デンサには充電された電荷が帯積された状態となってい
る。このため、一般の人は電源の供給を遮断したから、
安全であると思い、コンデンサの残留電荷には配慮しな
い傾向があり、注意を換起していても感電する恐れが十
分にある。たとえば、−例としては装置の動作状態の検
査時、或いは（Ｆｌ埋調整時にうっかり高電圧がかがっ
ているインバータ回路出力に触れて感電するといったミ
スが発生しやすい。しかも直流感電であるために、非常
に危険であり、人命事故にもなりかねない。このような
事故を防止するために、重篤用品取締法などに上り規則
（電源スィッチを遮断してから１分間以内にＤＣ３０Ｖ
以下になること）が決められて規制されている。従って
、一般には平滑用コンデンサに並列の抵抗を接続し、上
記規則を励行できるように抵抗値を定めて安全性を高く
することが為されている。

しかし、この場合には放電を迅速に行うため、抵抗の値
を低くする必要があり、このように抵抗値を低くすると
、損失が大きくなるとともに、部品寸法が大きくなり、
コストが高くなるという問題があった。

また、他の方法として、例えば電源スィッチを閉成する
ことにより動作するリレーの常閉接点を用い、抵抗値の
低い抵抗とリレー接点との直列回路を平滑用コンデンサ
の両端に接続し、電源スイ・７チが開成された状態でリ
レーが不動作となることにより、リレー接点が閉成し、
平滑用コンデンサ、リレー接点、抵抗の閉回路にて平滑
用コンデンサに蓄積された電荷を放電する方法が考えら
れるが、部品寸法及びコストの点で問題があることに変
わりはない。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、無負荷状態でインバータ回路の動作
を停止する発振停止回路を備えたものにおいて、無負荷
時に交流電源が電源スィッチにて遮断されたとき、平滑
用コンデンサに蓄積された電荷を瞬時に放電して感電を
防止することができる安全性の高いインバータ装置を提
供することにある。

〔発明の開示ｌ （実施例１） 第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す図であり、
交流電源ＡＣが電源スィッチＳＷを介して直流電源部１
に接続されており、この直流電源部１は整流回路Ｒｅｃ
と平滑用コンデンサＣ０とで構成され、この直流電源部
１にて交流電源ＡＣを整流平滑して作成された直流電源
はインバータ回路２に供給される。このインバータ回路
２出力にはたとえば放電灯などの負荷３が接続される。

このインバータ装置は上記負荷３が取り外された状態、
つまり無負荷状態を検出する無負荷検出部４を備えてお
り、この無負荷検出部４出力にて発振停止制御部５がイ
ンバータ回路２の発振動作を停止する。尚、本実施例に
おいては、従来例にて述べた発振停止回路を無負荷検出
部４、及１発振停止制御部５にて構成している。以上は
本願発明の前提となる回路構成に関する説明であるが、
次に本発明の待憬とする構成について説明する。本実施
例においては電源スィッチＳＷの開閉状態を検出、つま
り交流電源ＡＣの直流電源ｇ１への供給状態を検出する
入力電源停止検出部６と、この入力電源停止検出ｕ６が
１！源スイツチＳＷが開成されたことを検出したときの
出力にインバータ回路２を再動作させて平滑用コンデン
サＣ０に充電された電荷を放電させる発振停止解除制御
部７とを備えている。

以下、動作について説明する。まず、負荷３がインバー
タ回路２に接続された状態で、電源スィッチＳＷが開成
されているときには、直流電源部１の整流回路Ｒｅｃに
て交流電源Ａ　Ｃ１，を整流されるとともに平滑用コン
デンサＣ０にて平滑され、直流電源に変換される。この
直流電源はインバータ回路２にて高周波交流電源に変換
され、たとえば負荷３が放電灯である場合には、この放
電灯の始動点灯を行うものである。このときには勿論無
負荷検出部４及び発振停止制御部５ともに動作すること
はなく、インバータ回路２は通常出力を負荷３ぜ に供給する。いま、負荷３が取り外されて、無負荷状態
となったとすると、無負荷検出部４が無負荷状態を検出
し、この無負荷検出部４出力にて発振停止制御部５を動
作させることにより、インバータ回路２の発振動作は停
止されろ。このとき、平滑用コンデンサＣ６には交流電
源ＡＣによって電荷が蓄積されている。そして、電源ス
ィッチＳＷを開成すれば、入力電源停止検出部６が電源
スィッチＳＷの開成状態を検出し、この入力電源停止検
出部６出力にて発振停止解除制御８１Ｓ７が動作し、発
振停止制御部５のインバータ回路２の発振停止動作を解
除することにより、直流電源部１の平滑用コンデンサＣ
８の充電電荷を電源としてインバータ回路２が動作し、
この平滑用コンデンサｃｏの充電電荷が放電されるまで
、インバータ回路２は動作する。このとき無負荷状態で
あるため、平滑用コンデンサＣ０の充電エネルギにとっ
ては無負荷発振するインバータ回路２は比較的に重い負
荷となるため、平滑用コンデンサＣ８の電荷は瞬時に放
電されるものである。

第２図は上述の第１図回路の具体回路を示す図である。

第２図中の左側には交流型ｉＡｃを電源スィッチＳＷを
介して整流回路Ｒｅｃに接続し、交流電源ＡＣを整流し
た直流電源と、通常の直流電源Ｅを用いた場合とを示し
ている。いずれの場合にも平滑用コンデンサＣ０を介し
てインバータ回路２が接続されている。尚、直流電源Ｅ
を用いた場合には、平滑用コンデンサＣ０は内部インピ
ーダンスを低くする働きも兼ねているものである。

ここでインバータ回路２はトランジスタＱ、、Ｑ、、２
個の２次＠＃ｌｎｚ＋ｎ：ｌを有した駆動トランスＴ１
、サイリスタＱユ及びコンデンサＣつ等からなる起動回
路８にて構成されている。さらに負荷３はコンデンサＣ
、、Ｃ２、放電灯ｔ１及びチタークコイルし、からなる
。ここでコンデンサＣ１はコンテ゛ンサＣ２より充分に
容量が大きいものである。本具体回路は平滑用コンデン
サＣ０の両端にトランジスタＱ、、Ｑ２の直列回路を接
続し、トランジスタＱ１と並列に負荷３及び駆動トラン
スＴ１の１大巻＃ｉｎ、の直列回路を接続し、負荷３に
流れる負荷電流にて駆動トランスＴ１の２次巻線１２１
ｒＮを介して両トランジスタＱ、、Ｑ、のベースに電流
帰還をかけてトランジスタＱ、、Ｑ２を発振させるもの
であり、詳細な動作に関しては説明を省略する。また起
動回路８は電源が供給されたとき、コンデンサＣ７が充
電され、この充電電圧にてサイリスタＱ、を点弧してト
ランジッタＱ２をオンすることによりインバータ回路２
を起動させるものである６本兵体回路では無負荷時にイ
ンバータ回路２に発振動作を停止する機能を有しており
、無負荷検出部４をダイオードＤ１、抵抗Ｒ＝　、Ｒｓ
にて構成し、発振停止制御部５をトランジスタＱ、、Ｑ
５、抵抗ＲＳｔＲ７にて構成している。

無負荷時にインバータ回路２の発振の停止を行う動作を
概略的に説明する。まず、負荷３が接続された状態では
、所定電圧が無負荷検出部４の両端に印加され、抵抗Ｒ
９の両端電圧がトランジスタＱ５のベースに印加される
ため、トランジスタＱ５がオンし、トランジスタＱ、が
オフとなる。このため、発振停止制御部５は不動作状態
となり、インバータ回路２は通常の発振動作を行う。い
ま負荷３が取り外され無負荷状態となったときには、コ
ンデンサＣ３、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ，，Ｒ５の充電
回路が構成される。そして、コンデンサＣ。

は充電され、コンデンサＣ２の両端電圧は直流電源部１
の出力電圧まで上昇する。このため、抵抗Ｒ１の両端に
は電圧が生じず、トランジスタＱ、がオフとなる。この
ためトランジスタＱ、のベースには抵抗Ｒ６を介してベ
ース電流が流れ、トランジスタＱ４がオンとなり、駆動
トランスＴＩの２次巻線ｎ、に誘起された電圧は、トラ
ンジスタＱ２のベースに印加されることなく、トランジ
スタＱ４にてバイパスされるため、トランジスタＱ２は
オフとなり、インバータ回路２は不動作となる。このと
き電源スィッチＳＷは閉じているので、整流回路Ｒｅｃ
出力あるいは直流電源Ｅによって平滑用コンデンサＣ９
は充Ｍ１３れる。

さらに、本実施例においては直流電源Ｅを用いた場合に
は入力電源停止検出ｇ６を分圧抵抗ｒｌｌｒ２にて構成
し、交流電源ＡＣを用いた場合には、抵抗ｒｌｌｒ２、
コンデンサＣ１、ダイオードＤ７にて構成し、発振停止
解除制御部７をゲートＧ、抵抗「３、ダイオードＤ６に
て構成しでいる。そして、直流電源Ｅ及び交流電源ＡＣ
を用いた場合ともに、電源スィッチＳＷを介した両端に
入力電源停止検小部６を接続し、発振停止解除制御部７
出力を発振停止制御部５のトランジスタＱ５のベースに
接続している。ここで、直流電源Ｅを用いた場合には平
滑用コンデンサＣ６の電圧による誤動作を生じないよう
に電源スィッチＳＷと平滑用コンデンサＣ０の正極側端
子との開にアイソレーション用のダイオードＤ、を挿入
する。また、交流電源ＡＣを用いる場合の入力電源停止
検出部６のダイオードＤ７は逆流防止用のダイオードで
あり、コンデンサＣ１は交流電源ＡＣを平滑するととも
に瞬時停電時に誤動作することを防止するために抵抗ｒ
２の両端に接続しである。

この入力電源停止検出部６及び発振停止解除検出部７の
動作について説明する。いま、電源スィッチＳＷが閉じ
ている時には抵抗ｒ２の両端に電圧が発生し、この電圧
はインバー！であるデー）Ｇにて反転される。従って、
発振停止解除制御部７の出力はローレベルとなり、発振
停止制御１１部５のトランジスタＱ５のベースには何等
の影響も与えない。いま、電源スィッチＳＷが開かれた
とすると、直流電源Ｅは入力電源停止検出部６に印加さ
れなくなり、抵抗ｒ２の両端電圧はＯとなる。従って、
デー）Ｇの出力はハイレベルとなり、上述の発振停止制
御ｇ５の動作にて説明したと同様にしてトランジスタＱ
、がオンし、トランジスタＱ４がオフとなる。このため
、無負荷状態で無負荷検出部４にて発振停止制御部５が
動作してインバータ回路２の動作が停止されている場合
、発振停止解除制御部７出力にてインバータ回路２は再
度動作状態になり、平滑用コンデンサＣ６に充電された
電荷にてインバータ回路２が発振動作する。しかし、こ
のインバータ回路２の動作は無負荷発振であるから、平
滑用コンデンサＣ０の負荷としてのインバータ回路２は
重くなり、平滑用コンデンサＣ０に充電された電荷は急
速に放電されることになり、平滑用コンデンサＣ０の放
電−二より、インバータ回路２の発振動作は自然と停止
するものである。

（実施例２） 第３図は本発明の他の実施例を示す図であり、本実施例
においては負荷として放電灯ｏ７を用いており、上述の
ｔｌｒＪｌの実施例は自励式のインバータ回路２であっ
たが、本実施例では無安定マルチマイブレータＡＭ、の
発振にてトランジスタＱ、をオンオフさせ、駆動トラン
スＴ、の２次巻線ｎ　２　、　ｎ　３に誘起される電圧
にてトランジスタＱ、、Ｑ２を交互にスイッチングさせ
る他励式のインバータ回路２゛を用いたものである。ま
た無負荷検出部４をトランジスタＱ　６　、ダイオード
Ｄ＠、Ｄ、、チタークコイルし。、コンデンサＣ１で構
成し、発振停止制御部５をダイオードＤ、。、コンデン
サＣ６、Ｗ抗ｒ４からなる微分回路９、及び単安定マル
チマイブレータＭＭ、）ランシスタＱ８にて構成してい
る。

さらに入力電源停止検出ｆｌｓ６をカレントトランスＣ
Ｔ、ダイオードＤ１いコンデンサＣ７＋こてｆｆ１ｔｔ
ｌ）。

し、発振停止解除制御部７を単安定マルチマイブレーク
ＡＭ２、）ランノスタＱ、にて構成したものである。尚
、本実施例の無負荷検出部４は無負荷状態となったこと
を負荷３に流れる電流にで検出するものであり、このた
め放電灯αのフィラメントが切断されたときにも負荷３
に電流が流れるようにフィラメントの両端にコンデンサ
Ｃ，，、Ｃ，２を夫々接続しである。

以下、本実施例の動作について説明する。まず、無負荷
検出部４の動作について説明しておく。放電灯ｔは正常
に点灯している時には第４図（ｂ）に示すように電流ｉ
は電圧ｅの位相に対して遅相になるようにチタークコイ
ルＬ　ＩＩコンデンサＣ２が設定されている。このよう
に遅相に設定することにより、帰還ダイオードＤＩＩＤ
２には回復電流がほとんど流れない。しかし、進相とな
ると、帰還ダイオードＤ、、Ｄ２には大きな回復電流が
流れ、この７Ｉｌ流が帰還ダイオードＤ、がらトランジ
スタＱ２を介して直流電源Ｅ（インバータ回路２゛から
見た場合の平滑用コンデンサＣ０出力）に流れるが、ま
たはトランジスタＱ１から帰還ダイオードＤ２を介して
直流２４源Ｅに流れ、この瞬間には直流電源Ｅを帰還ダ
イオードＤ５．トランジスタＱ２またはトランジスタロ
１．帰還ダイオードＤ２で見掛は上短絡したように急峻
な電流が流れる。そこで、放電灯αを外した状態を無負
荷検出部４にて検出するために、電流ｉが進相になるよ
うにコンデンサＣ０，、Ｃ，２を選んである。この電流
ｉが進相となったとき、帰還ダイオードＤ、、Ｄ２に流
れる電流ｉ。を第４図（ａ）に示しである。上述のよう
に放電灯のを外すことにより、電流ｉが進相になると、
帰還ダイオードＤ、、Ｄ２には大きな回復電流が流れる
が、このときチョークコイルＬ。にはこの電流変化に比
例した電圧が発生する。このチョークコイル［、ｏの電
圧にてコンデンサＣ９がダイオードＤ。

を介して充電される。このコンデンサＣ５の電位の変化
を第５図（ａ）に示す。このようにコンデンサＣ５が充
電されたとき、トランジスタＱ６にベース電流が流れ、
トランジスタＱ６がオンする。このトランジスタＱ６の
オンにより発振停止制御部５の微分回路９に電圧が印加
されて微分され、単安定マルチマイプレータＭＭをトリ
がするｆｊ７ｘ５図（ｅ）に示すトリガパルスが作成さ
れる。このトリがパルスにて単安定マルチマイブレータ
ＭＭ出力がハイレベルとなり、同図（ｅ）に示すように
トランジスタＱ８がオンする。したがって、無安定マル
チマイブレータＡ　Ｍ　＋の出力はトランジスタＱ８に
てバイパースされ、同図（ｆ）に示すようにトランジス
タＱ７がオフし、トランジスタＱ、、Ｑ２のペース電流
が供給されず、両トランノスタＱ、、Ｑ２ともにオフす
る。ここで、単安定マルチマイブレータＭＭの準安定期
間はできる限り長くしてあり、単安定マルチマイブレー
タＭＭが安定状態に復帰した後に、トランジスタＱ、が
オフし、トランジスタＱ７が無安定マルチマイブレーク
ＡＭ、出力にてスイッチングされ、再びトランジスタＱ
、、Ｑ２が発振動作を開始するが、上述したと同様にし
て瞬時にコンデンサＣ２が充電されるために、さらにイ
ンバータ回路２の発振が停止されるといったように上記
動作を繰り返すものである。尚、第５図（ｇ）は放電灯
のを外したときの開放端の両端電圧を示す図であり、第
６図はこの波形を拡大した図である。この第５図（ｇ）
、第６図ともに発振状態が解るように発振期間を長くし
であるが、実際には上述したように単安定マルチマイブ
レークＭＭの準安定状態をできる限り長くしであるため
に、発振期間は極めて短く、数パルス以下となっている
。このため見掛は上はインバータ回路２′は発振を停止
しているように見える。また、放電灯９をつないで正常
に放電灯αが点灯を行っている時には、第４図（ｂ）に
示すように帰還ダイオードＤ　ＩｔＤ２を流れる電流ｉ
。の立ち上がりは負のｄｉｏ／ｄＬを持ち、コンデンサ
Ｃ０は充電されない。上述した状態においては直流電源
Ｅから見た全負荷は放電灯ｔを外した状態であるから軽
く、平滑用コンデンサＣ０は充分に充電された状態にな
っている。

この状態で電源スィッチＳＷが開かれた場合について説
明する。まず、通常状態、つまり電源スイツチ５ＷＩＪ
ｔ１５１１Ｉ成された状態においては、カレントトラン
スＣＴの２次側に誘起された電圧はダイオードＤ０．（
二で整流されるとともにコンデンサＣ７にて平滑され、
トランジスタＱ、のベースに印加される。従ってトラン
ジスタＱ、は通常状態ではオン状態を保持しており、無
安定マルチマイブレータＡＭ２出力はトランジスタＱ７
に供給されることはない。いま、電源スィッチＳＷが開
成されたとすると、カレントトランスＣＴの２次側には
電圧が誘起されなくなる。このため、トランジスタＱ、
がオフし、無安定マルチマイプレータＡＭ２の出力がト
ランジスタＱ７に供給され、トランジスタＱ７にてイン
バータ回路２′が平滑用コンデンサＣ６に充電された電
荷を電源として無負荷発振する。したがって、平滑用コ
ンデンサＣ０の電荷は急速に放電され、平滑用コンデン
サＣ０の電荷が放ｆｆｉされたときには自然にインバー
タ回路２′の発振も停止するものである。尚、さらに平
滑用コンデンサＣ０の放電時間を短くする必要があると
きには、無安定マルチマイブレータＡＭ２の発振周波数
を無安定マルチマイブレークＡＭ、の発振周波数より高
くすれば、インバータ回路２′に流れる電流が多くなり
。平滑用コンデンサＣ０の放電時間が積極的に短くでき
る。

以上を一般化した制約条件にまとめると、インバータ回
路２′の無負荷状態の位相モードがＳＷ”閉”のとき　
ＳＷ″閏”に切換時　条件遅相ｆＹ＋　　　　　　遅相
ｒｙｚ　　　　　ｆ）’＋　＞　ｆｌ’２進相ｆｘ＋　
　　　　　進相ｆｘ２　　　　　ｆｘ＋　＜　ｆｘｚと
し、周波数ｆＸ２＋ｆｓ’２をインバータ回路２′の固
有共振周波数に近付けるように無安定マルチマイプレー
タＡＭ２の発振周波数を予め設定しておくことにより、
上述と同様の効果を得ることができる。尚、固有共振周
波数が２個以上存在するインバータ回路２′ではそのど
れかの固有共振周波数に近付ければよいが、実用上、半
導体素子の定格性能や実装状態に制約される場合には、
経済上有利な固有共振周波数に近付ける方法を取れば良
い。

また、上述の本実施例においてはインバータ回路２′の
周波数を制御して所期の目的を達成しているが、デユー
ティ比を制御しても良いことは容易に考えられる。さら
に本実施例では見掛は上インバータ回路２′の発振動作
が停止するものを挙げて説明したが、第１の実施例と同
様に完全にインバータ回路の発振が停止するものでも適
用できることは言うまでもない。また、入力電源停止検
出部６として第８図ｔこ示すように平滑用コンデンサｃ
ｏの充電電流を検出することにより、電源スィッチＳＷ
の開閉状態を検出しても良いものである。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、電源スィッチが開成されたこと
を検出する入力電源停止検出部と、該入力電源停止検出
部出力にてインバータ回路を再動作させて平滑用コンデ
ンサに充電された電荷を放電させる発振停止解除制御部
とを備えているので、無負荷時において電源スィッチが
開成されたことが入力電源停止検出部にて検出されたと
きには、発振動作が停止されているインバータ回路を発
振停止解除制御部出力にて再動作させ、このときのイン
バータ回路の無負荷発振により瞬時に平滑用コンデンサ
に充電された電荷を放電することができ、？ａ源スイッ
チをオフしたときには電気はないという誤認による感電
事故の危険がなくなり安全性が向上し、また予め装備し
ているインバータ回路を用い、比較的に簡単な回路構成
で済む入力電源停止検出部及び発振停止解除検出部を追
加するだけであるから、安価な装置とすることができる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の回路構成を示す１０．２２図
、第２図は同上の具体回路図、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路構成図、第４図乃至第７図は同上の動作
説明図、第８図は本発明の他の入力電源停止検出部を示
す回路図である。 １は直流電源部、２ｔ２′はインバータ回路、３は負荷
、４は無負荷検出部、５は発振停止制御部、６は入力電
源停止検出部、７は発振停止解除制御部、ＡＣは交流電
源、Ｅは直流電源、ＳＷは電源スィッチ、Ｃ９は平滑用
コンデンサである。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源を電源スイッチを介して整流回路に入力
   し、整流回路出力を平滑用コンデンサにて平滑してイン
   バータ回路に電源を供給し、無負荷時にインバータ回路
   の発振を停止する発振停止回路を備えたインバータ装置
   において、上記電源スイッチが開成されたことを検出す
   る入力電源停止検出部と、該入力電源停止検出部出力に
   てインバータ回路を再動作させて平滑用コンデンサに充
   電された電荷を放電させる発振停止解除制御部とを備え
   て成ることを特徴とするインバータ装置。