放电灯点灯装置以及照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种以集成电路构成控制电路、以采用双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器为主体的放电灯点灯装置以及采用它的照明装置。采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管Ｑ１而构成，利用输入端与直流电源ＤＣ连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路ＨＦＩ的高频输出向放电灯ＤＬ１、ＤＬ２提供电能，在接入电源时开始动作，且具备具有集成电路ＩＣ的控制电路ＣＣ，该集成电路ＩＣ包含至少确定预热模式、起动模式、点灯模式的动作时间计时手段ＴＣ以及产生至少根据预热模式、起动模式、点灯模式控制周期的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路ＨＦＩ的双极场效应晶体管Ｑ１的截止的振荡器ＯＳＣ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用独石电压谐振型晶体管逆变器来点亮放电灯的放电灯点灯装置以及使用它的照明装置。
技术介绍
现在普遍存在以高频点亮放电灯的所谓的电子式放电灯点灯装置。对于使用于作为其主体的高频逆变器中的开关元件，替代起初的电流驱动型开关元件的双极场效应晶体管(bipolartransistor)，可以采用此后的电压驱动型开关元件的MOSFET(metallic oxide semiconductor field effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。因此，在开关元件的驱动电路中大量采用集成电路。通过使得驱动电路变成集成电路，能够容易地实际安装，并且能够减小布线基板以至于放电灯点灯装置的体积。然而，MOSFET的高耐压制品由于导通电阻较大，特别地存在导通损失较大等的缺点，因此，广泛采用如半桥式逆变器那样的能在较低电压下使用的电路方式。因此，对于要求高耐压的独石电压谐振型逆变器，使用双极场效应晶体管。此时，多数情况下，利用所采用了可饱和变压器的电流反馈来实现双极场效应晶体管的开关。然而，采用可饱和变压器进行电流反馈时，可饱和变压器的特性总会存在较大偏差，因此，很难进行质量管理，而且还存在温度特性偏差变大的问题。因此，很难设计独石电压谐振型逆变器。又，以往，当通过集成电路构成适用于以采用双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器为主的放电灯点灯装置的控制电路时，具有能够向电流驱动型双极场效应晶体管供给充足基极电流的容量，而实际上很难集成化。本专利技术的目的在于提供一种放电灯点灯装置以及使用它的照明装置，该放电灯点灯装置的主体是采用将控制电路的主要部件集成电路化后获得的双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器。又，本专利技术的另一目的在于，提供一种进行了改进以使得独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管能够更好地导通的放电灯点灯装置以及使用它的照明装置。再者，本专利技术的目的在于，提供一种进行了改进以使得独石电压谐振型逆变器能够良好地起动的放电灯点灯装置以及使用它的照明装置。
技术实现思路
本专利技术第1方面的放电灯点灯装置具备直流电源采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管而构成并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；控制电路，所述控制电路包含在接入电源时开始动作并且至少确定预热模式、起动模式以及点灯模式的动作时间计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式以及点灯模式控制周期的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的截止的振荡器。在本专利技术以及以下的各
技术实现思路
中，未特别指定的限制用语的定义以及技术性含义如下所述。(关于直流电源)直流电源是至少供给用于使独石电压谐振型逆变器主电路以及放电灯通电的电能的电源，直接地将输入供给独石电压谐振型逆变器主电路。而且，可以是电池电源以及整流后的直流电源中的任意一种。当为整流后的直流电源的情况下，将低频交流电源例如商用交流电源的电压进行整流后，获得直流电压。又，直流电源根据需要能够包含滤波电路。作为滤波电路，可以是单单地将滤波电容连接在直流输出端间的构造或部分滤波电路等的无源滤波器以及斩波器等的有源滤波器中的任意一种。又，部分滤波器电路至少以滤波电容以及二极管作为构造部分，各半波整流波形的波谷间呈现被直流电压充满直到中间电平的电压波形的直流输出。又，通过采用有源滤波器，能够实现输入电流的高功率化以及高谐波低畸变。而且，为了实现输入电流的高功率化以及高谐波低畸变，可以复合独石电压谐振型逆变器主电路而使得利用独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的高频开关获得滤波直流电压。再者，直流电源能够向控制电路供给其动作的电源。(关于独石电压谐振型逆变器主电路) 独石电压谐振型逆变器主电路是通过电压谐振电路将一个开关元件连接到直流电源并且利用开关元件的导通/截止的开关使得在电压谐振电路中产生正弦波的交流电压的电路方式的逆变器。对于一个开关元件，在功能性方面上，表示作为一个开关元件进行开关动作，在电流容量的方面上，也可以并联连接多个开关元件。又，在本专利技术中，作为独石电压谐振型逆变器主电路的开关元件采用双极场效应晶体管。这样，在构造上，根据反馈控制，使得基极电流流向双极场效应晶体管构成开关元件的导通。反馈控制能够进行反馈集电极电流、流过电压谐振电路的谐振电流以及灯电流中的任意之一的电流反馈，或者反馈限流电感器的压降等的电压反馈。又，导通采用下述的控制电路进行。又，为了能够容易地进行截止，能够配置使得双极场效应晶体管的基极与发射极间短路的开关元件。又，为了获得高频输出，例如可以将次级绕组与电压谐振电路的电感器磁性耦合而构成输出变压器，或者也可以导电性地导出电感器的压降。又，在本专利技术中，所谓“高频”从实现点灯装置的小型化、轻量化以及提高灯效率的方面出发，在本专利技术中是指10KHz以上，从双极晶体管的开关损耗以及成本出发，最好在40kHz～500KHz。(关于放电灯)放电灯具备一对灯丝电极，只要是能够利用独石电压谐振型逆变器的高频输出使得进行预热、起动以及点灯，可以是荧光灯、灭菌等等的构造。又，在为了稳定地点亮放电灯，必须将限流阻抗与放电灯串联连接，而作为限流阻抗，可以是电感、电容以及电阻中的任意一种。然而，最佳的还是电感。再者，能够将单个或多个放电灯连接到独石电压谐振型逆变器。当采用多个放电灯时，能够进行串联连接、并联连接或串并联连接。又，当并联连接时，对于每个并联电路串联连接限流电感。再者，放电灯的灯丝电极的加热能够采用电容加热电路以及灯丝变压器中的任意一种，或者采用并用上述两者的已知的加热电路手段。又，电容加热电路在构造上与放电灯并联连接并且设置形成限流电感器与串联谐振电路的电容器，而且，至少将一方的电极灯丝与该电容串联连接。又，灯丝变压器在结构上与电压谐振电路的电感以及限流电感进行灯丝加热绕组磁性耦合，或者与独石电压谐振型逆变器分开设置灯丝变压器。(关于控制电路)控制电路是主要为独石电压型逆变器主电路的控制截止的电路手段，在本专利技术中主要由集成电路构成。因此，集成电路包含在接入电源时开始动作并且至少确定预热模式及起动模式的动作时间的计时手段；根据预热模式、起动模式以及点灯模式产生周期受控的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的开关的振荡器。又，“起动模式的动作时间”是指在起动模式下使独石电压谐振型逆变器动作的时间，若在该时间内点亮放电灯，由另外设置的点灯检测电路检测出该情况并使得逆变器继续动作。然而，当因某种情况在起动模式的时间内没有点亮放电灯时，与起动模式的结束时间同时地使得逆变器停止动作。例如可以通过控制振荡器，使得逆变器停止动作。计时手段确定对应于动作模式的动作时间。又，同时，在构造上控制从下述的振荡器产生的控制信号的高电平或低电平的时刻即周期。又，采用时间常数电路来构成计时手段。然后，为了对应于此时的设计而使得能够容易地将动作时间设定为要求时间，使得时间常数电路附加在集成电路之外。振荡器在构造上在利用计时手段对于每个动作模式预先确定的动作时间之间产生与该动作模式相对应的时刻即周期的控制信号。因此，例如要改变振荡器的控制信号的导通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯点灯装置，其特征在于，具备：直流电源；采用利用反馈控制控制导通的双极场效应晶体管构成，输入端与直流电源连接，且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；以及 控制电路，所述控制电路包含在接入电源时开始动作并且至少决定预热模式、起动模式以及点灯模式的工作时间的计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式以及点灯模式控制周期的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的截止的振荡器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：镰田征彦，清水惠一，
申请(专利权)人：东芝照明技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]