JP2003163096A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JP2003163096A
JP2003163096A JP2001360234A JP2001360234A JP2003163096A JP 2003163096 A JP2003163096 A JP 2003163096A JP 2001360234 A JP2001360234 A JP 2001360234A JP 2001360234 A JP2001360234 A JP 2001360234A JP 2003163096 A JP2003163096 A JP 2003163096A
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lamp
discharge lamp
power
lighting
lighting device
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JP2001360234A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Tosaka
真吾 東坂
Atsunori Okada
淳典 岡田
Takuma Hashimoto
拓磨 橋本
Koji Nishioka
浩二 西岡
Kazuhiko Sakai
和彦 酒井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device which can provide dimmer lighting maintaining good lamp characteristics. <P>SOLUTION: A high pressure discharge lamp 1 has an approximately cylindrically shaped luminous quartz tube 2 in which sodium iodide and scandium as luminous materials are sealed in addition to mercury and argon gas. The luminous quartz tube 2 is disposed in an outer tube 4 and nitrogen is sealed in the outer tube 4. Heat insulating film 3 is disposed near electrodes disposed in the luminous tube 2. Good dimmer lighting of prescribed luminous flux or more can be realized at rating life time of the lamp by using the discharge lamp lighting device on which a lamp stabilizer is installed, which detects the maximum value or the minimum value of derivative waveform of the lamp voltage and supplies the high pressure discharge lamp 1 the same power as the power that is supplied to the high pressure discharge lamp 1 just before fluctuation of the lamp voltage occurs. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な高圧放電灯は、内部が気密に保
たれるように透光性材料で形成された発光管の中に一対
の電極を備え、放電灯を始動させる為の希ガスと、放電
灯の電圧を維持するバッファーガスの役割を果たす水銀
が封入されている。メタルハライドランプの場合には更
に金属ハロゲン化物が、高圧ナトリウムランプの場合に
は金属ナトリウムがそれぞれ封入されている。
2. Description of the Related Art A general high pressure discharge lamp is provided with a pair of electrodes in an arc tube made of a translucent material so that the inside is kept airtight, and a rare gas for starting the discharge lamp. And mercury, which acts as a buffer gas to maintain the voltage of the discharge lamp. In the case of a metal halide lamp, a metal halide is further enclosed, and in the case of a high-pressure sodium lamp, metallic sodium is enclosed.

【0003】電極の一端は、発光管の気密を保つように
ピンチシールやフリットなどで封着されて外部に導出さ
れ、始動器や安定器などを介して電源に接続される。そ
して、この一対の電極間に電圧が加わることによって放
電が発生し、発生した放電の熱により封入した金属が蒸
発して、放電空間中で励起され所定の光を発する。
One end of the electrode is sealed by a pinch seal or a frit so as to keep the arc tube airtight, is led out to the outside, and is connected to a power source through a starter, a ballast and the like. Then, a voltage is applied between the pair of electrodes to generate a discharge, and the heat of the generated discharge causes the enclosed metal to evaporate and be excited in the discharge space to emit a predetermined light.

【0004】これらの高圧放電灯は、高輝度、高効率な
どの特徴に加え、光色や光量の品種拡充や小型化などが
図られていることから幅広い分野で用いられている。ま
た、最近では地球環境保護の観点での研究開発が進めら
れており、有害物質である水銀の使用量低減化やランプ
の長寿命化、省エネルギー化などが行われている。
These high-pressure discharge lamps are used in a wide range of fields because they have characteristics such as high brightness and high efficiency, and have been expanded in variety of light colors and light amounts and downsized. Further, recently, research and development have been promoted from the viewpoint of protecting the global environment, and reduction of the amount of use of mercury, which is a harmful substance, prolongation of life of lamps, energy saving, and the like.

【0005】ランプへの入力を変化させることにより光
出力を自由に変化させる点灯、いわゆる調光点灯の研究
開発もその一つであり、必要時には入力を大きくして大
きな光量を得ることができるが、大きな光量が不要な時
には入力を絞り、使用する電力量を削減して省エネルギ
ーを図ることができ、既に蛍光灯などでは実用化されて
いる。また、高圧放電灯の分野においても、特開平6−8
4496号公報に示される様に、研究開発が盛んに行われて
いる。
One of them is research and development of so-called dimming lighting, in which the light output is freely changed by changing the input to the lamp, and a large amount of light can be obtained by increasing the input when necessary. When a large amount of light is not needed, the input can be narrowed down to reduce the amount of power used to save energy, which has already been put to practical use in fluorescent lamps and the like. Further, in the field of high pressure discharge lamps, JP-A-6-8
As shown in Japanese Laid-Open Publication No. 4496, research and development are actively conducted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、放電灯点灯
装置の一つであるメタルハライドランプ点灯装置では、
定格電力以下の電力をランプに供給して調光点灯を行う
と、ランプ寿命が損なわれるのではないかという危惧が
あった。現に米国では、既に調光点灯手段を備えたメタ
ルハライドランプ用安定器が市販されているが、ランプ
寿命の確保の為、調光点灯時のランプ電力は定格ランプ
電力の50%以上とし、かつ、始動時に最低15分間は定格
電力で点灯を行う、との一般的な見解がなされている。
However, in the metal halide lamp lighting device which is one of the discharge lamp lighting devices,
There was a concern that the life of the lamp would be impaired if the lamp was dimmed by supplying less than the rated power to the lamp. In the U.S.A., ballasts for metal halide lamps that are already equipped with dimming lighting means are on the market, but in order to secure the lamp life, the lamp power during dimming lighting should be 50% or more of the rated lamp power, and It is generally accepted that the lamp will be lit at rated power for at least 15 minutes at startup.

【0007】しかし、この見解の根拠は必ずしも明瞭に
はなっていないことから、ランプメーカーの一部には独
自に始動時に定格電力で点灯する時間を10分間としてい
るものもある。
However, since the grounds for this view are not always clear, some lamp manufacturers have their own lighting time of 10 minutes at the rated power at the time of starting.

【0008】また、一般的には定格ランプ電力に対する
調光時のランプ電力の割合を示す調光率に関しても、ラ
ンプの動程特性よりも省エネ率やコストを考慮されて決
められるものが多い。
Further, generally, the dimming ratio indicating the ratio of the lamp power to the rated lamp power at the time of dimming is often determined in consideration of the energy saving rate and the cost rather than the travel characteristic of the lamp.

【0009】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは、良好な放電灯特
性を維持して調光点灯を可能とする放電灯点灯装置を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a discharge lamp lighting device capable of maintaining dimming lighting while maintaining good discharge lamp characteristics. To do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明にあっては、電極が気密封入された透光性
の容器内に、少なくとも水銀と希ガスを封入してなる放
電灯と、該放電灯を点灯制御する制御手段とを有する放
電灯点灯装置であって、前記制御手段は前記放電灯の定
格電力よりも少ない電力で点灯制御を行うようにしたこ
とを特徴とするものである。これにより、放電灯特性、
特に光束維持率への悪影響を抑制することができる。
In order to solve the above problems, according to the present invention, at least mercury and a rare gas are sealed in a transparent container in which electrodes are hermetically sealed. A discharge lamp lighting device having an electric lamp and control means for controlling lighting of the discharge lamp, wherein the control means performs lighting control with less power than the rated power of the discharge lamp. It is a thing. This allows the discharge lamp characteristics,
In particular, it is possible to suppress an adverse effect on the luminous flux maintenance factor.

【0011】また、前記放電灯を調光制御する調光手段
を有し、点灯中の前記放電灯の特性を判別し、調光下限
を設定するようにしても良い。
Further, a dimming means for dimming the discharge lamp may be provided, and the characteristic of the discharge lamp during lighting may be discriminated and the dimming lower limit may be set.

【0012】また、前記放電灯の特性の判別として、放
電灯電圧の変化を判別するようにしても良い。
Further, as the characteristic of the discharge lamp, the change of the discharge lamp voltage may be determined.

【0013】また、前記放電灯電圧の変化の判別は、前
記放電灯電圧の微分値の変化を判別するようにしても良
い。
The change in the discharge lamp voltage may be determined by determining the change in the differential value of the discharge lamp voltage.

【0014】また、前記放電灯の特性の判別として、放
電灯電圧と放電灯電流の変化を判別するようにしても良
い。
Further, as the characteristic of the discharge lamp, the change of the discharge lamp voltage and the discharge lamp current may be judged.

【0015】また、前記放電灯電圧と放電灯電流の変化
の判別は、放電灯電圧と放電灯電流の位相差の変化を判
別するようにしても良い。
The change of the discharge lamp voltage and the discharge lamp current may be judged by the change of the phase difference between the discharge lamp voltage and the discharge lamp current.

【0016】また、前記放電灯電圧と放電灯電流の変化
の判別は、放電灯電圧に対する放電灯電流の変化を判別
するようにしても良い。
Further, the change of the discharge lamp voltage and the discharge lamp current may be judged by the change of the discharge lamp current with respect to the discharge lamp voltage.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】高圧放電灯の調光点灯を行うとラ
ンプ寿命が低下するとの原因として、電極にあると考え
られる。通常、高圧放電灯の電極温度は、定格ランプ電
力で点灯している際の陰極時に熱電子が十分に放出し得
る温度範囲になるような設計がなされている。しかし、
調光点灯によって電極温度が低下し過ぎると、以下に示
すように陰極からの電子放出が不十分になる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION It is considered that the cause of a decrease in lamp life when dimming lighting of a high pressure discharge lamp is caused by electrodes. Usually, the electrode temperature of the high pressure discharge lamp is designed to be in a temperature range in which thermoelectrons can be sufficiently emitted at the cathode when the lamp is lit with the rated lamp power. But,
If the electrode temperature falls too low due to the dimming lighting, electron emission from the cathode becomes insufficient as shown below.

【0018】陰極時の熱電子放出電流密度Jと、電極の
絶対温度Tとの関係は、外部電界Eが印加された場合の
リチャードソン−ダッシュマン式、 J=AT2exp{−φ/kT+(e/ 2kT)・(eE/πε0)1/2} ・・・(1) を用いて表すことができる。ここで、Aは電極の材質や
表面状態に依存する定数であり、φは電極の仕事関数、
kはボルツマン定数、eは電荷素量、ε0は真空の誘電
率である。
The relationship between the thermionic emission current density J at the cathode and the absolute temperature T of the electrode is as follows: Richardson-Dashman equation when an external electric field E is applied, J = AT 2 exp {-φ / kT + (e / 2 kT) · (eE / πε 0 ) 1/2 } (1) Where A is a constant that depends on the material and surface condition of the electrode, φ is the work function of the electrode,
k is the Boltzmann constant, e is the elementary charge, and ε 0 is the dielectric constant of vacuum.

【0019】式(1)において、外部電界Eが小さく、
式(1)指数部の第2項が第1項に比べて無視できると
する。この時、必要な電流密度Jを得る為には電極温度
に熱電子が放出し得る閾値Toが存在する。T>Toでは
ランプ点灯に必要な電流は容易に放出可能であるが、T
<Toでは実質的にJ=0であることがわかる。従って、
ランプに供給する電力を低下させ過ぎると、電極温度が
適切な温度範囲の下限Toから低下し、陰極時の熱電子
放出が不十分になる。
In the equation (1), the external electric field E is small,
It is assumed that the second term of the exponent part of equation (1) can be ignored compared to the first term. At this time, in order to obtain the required current density J, there is a threshold value To at which the thermoelectrons can be emitted at the electrode temperature. If T> To, the current required to light the lamp can be easily discharged.
It can be seen that <To is substantially J = 0. Therefore,
If the electric power supplied to the lamp is lowered too much, the electrode temperature falls from the lower limit To of the appropriate temperature range, and thermionic emission at the cathode becomes insufficient.

【0020】実際には、電極温度がTo以下に低下した
場合であっても、陰極近傍の電界E(陰極降下電圧)が
強まり、式(1)の指数部第2項が大きくなる(ショッ
トキー効果の増大)ことにより、直ぐにJ=0にはなら
ない。また、電界Eが強まると、熱電子放出機構に加
え、電界電子放出機構によって陰極から電子が供給され
る可能性も考えられるので、電極温度がTo以下に下が
っても、ある程度までは放電は維持されると考えられ
る。しかし、その一方、陰極降下電圧が大きくなるとイ
オンの衝撃による電極物質の飛散(スパッタリング)確
率が増大すると考えられる。
In fact, even when the electrode temperature drops below To, the electric field E (cathode drop voltage) in the vicinity of the cathode is intensified, and the second term of the exponent part of the formula (1) becomes large (Schottky. Due to the increase of the effect), J = 0 is not immediately obtained. Further, when the electric field E is strengthened, there is a possibility that electrons are supplied from the cathode by the field electron emission mechanism in addition to the thermoelectron emission mechanism. Therefore, even if the electrode temperature falls below To, the discharge is maintained to some extent. It is thought to be done. However, on the other hand, it is considered that the probability of the electrode material scattering (sputtering) due to the impact of ions increases as the cathode drop voltage increases.

【0021】従って、電極温度がToより低下した状態
でランプ点灯を行った場合には、発光管の黒化が早期に
生じ定格ランプ電力のみの点灯に比べて光束維持率が低
下する可能性が危惧される。また、発光管黒化は点灯中
の発光管温度の上昇を引き起こすので、定格ランプ電力
のみの点灯に比べてランプ電圧の上昇や、発光管内部の
不純物ガス濃度の上昇が早期に起こり、その結果、ラン
プの不点灯が早期に生じることによりランプ寿命が低下
する可能性が危惧される。
Therefore, when the lamp is lit in the state where the electrode temperature is lower than To, the arc tube may be blackened at an early stage, and the luminous flux maintenance factor may be lowered as compared with the case where only the rated lamp power is lit. To be worried. In addition, since blackening of the arc tube causes the temperature of the arc tube to rise during lighting, a rise in the lamp voltage and an increase in the impurity gas concentration inside the arc tube occur earlier than in the case of lighting only with the rated lamp power. However, there is a concern that the lamp life may be shortened due to the early non-lighting of the lamp.

【0022】米国において、ランプ寿命に悪影響を与え
ない為に、調光点灯時のランプ電力は定格ランプ電力の
50%以上にするとの一般的見解がなされているのは、上
記理由によると考えられる。しかし、熱電子放出が可能
な電力温度範囲が、どのメーカーのランプであっても一
律に定格ランプ電力の50%以上であるとは考え難く、50
%という値の根拠は不明確である。そこで、ランプ毎に
異なるであろう、ランプ寿命に悪影響が及ばない調光点
灯下限値を求めるために、以下に示す調光点灯実験を実
施した。
In the United States, the lamp power during dimming lighting is equal to the rated lamp power in order to prevent the lamp life from being adversely affected.
It is considered that the general view that it is set to 50% or more is due to the above reason. However, it is difficult to think that the temperature range of electric power that can emit thermoelectrons is 50% or more of the rated lamp electric power regardless of the lamp of any manufacturer.
The rationale for the value of% is unclear. Therefore, the following dimming lighting experiment was carried out in order to obtain the dimming lighting lower limit value that would be different for each lamp and does not adversely affect the lamp life.

【0023】(実施例1)図1は、本発明に係る高圧放
電灯の一例を示す概略図である。1は高圧放電灯で、定
格ランプ電力400 W、発光管内径23mm、電極間距離が40m
mの略円筒形に形成された石英製の発光管2の中に、水
銀、アルゴンガスの他に発光物質としてスカンジウムと
ナトリウムの沃化物を封入したメタルハライドランプで
ある。発光管2は外管4の中に配置され、外管4内は窒
素が封入されている。そして、発光管2内に配置された
電極近傍には保温膜3が配置されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view showing an example of a high pressure discharge lamp according to the present invention. 1 is a high-pressure discharge lamp, rated lamp power 400 W, arc tube inner diameter 23 mm, electrode distance 40 m
This is a metal halide lamp in which, in addition to mercury and argon gas, scandium and sodium iodide as light emitting substances are enclosed in a quartz arc tube 2 formed in a substantially cylindrical shape of m. The arc tube 2 is arranged in an outer tube 4, and nitrogen is enclosed in the outer tube 4. The heat insulating film 3 is arranged near the electrodes arranged in the arc tube 2.

【0024】高圧放電灯1は、図2に示したパルス発生
器5と、インピーダンスを可変することによりランプ電
力を変化させることができる調光安定器6を介して商用
電源に接続されている。本実施例に用いるランプは次に
示す4種類である。
The high pressure discharge lamp 1 is connected to a commercial power source through a pulse generator 5 shown in FIG. 2 and a dimming ballast 6 capable of changing lamp power by changing impedance. The following four types of lamps are used in this embodiment.

【0025】ランプAを基準として、ランプBは発光管2
の径を8mm細くし発光管内径を15mmにしたランプであ
る。ランプCは発光管2の封止部近辺に塗布した保温膜
3を剥離させたランプである。ランプDは発光物質とし
てインジウムとタリウムとナトリウムの沃化物を封入し
たランプである。
With reference to the lamp A, the lamp B is the arc tube 2
It is a lamp with a diameter of 8 mm and an arc tube inner diameter of 15 mm. The lamp C is a lamp in which the heat insulating film 3 applied near the sealing portion of the arc tube 2 is peeled off. Lamp D is a lamp in which iodide of indium, thallium, and sodium is enclosed as a light emitting substance.

【0026】このようなランプおよび放電灯点灯装置に
おいて、 1)定格ランプ電力 2)定格ランプ電力の60% 3)定格ランプ電力の50% 4)定格ランプ電力の40% 5)定格ランプ電力の30% のランプ電力で点灯実験を行った。
In such a lamp and discharge lamp lighting device, 1) rated lamp power 2) 60% of rated lamp power 3) 50% of rated lamp power 4) 40% of rated lamp power 5) 30% of rated lamp power A lighting experiment was conducted with a lamp power of%.

【0027】その結果を図3に示す。表中の●印はラン
プ定格寿命時に規定の光束値が得られたことを示し、×
印はランプ定格寿命時に規定の光束値が得られなかっ
た、即ちランプ定格寿命が悪化したことを示す。また、
◎印で記載された部分は、ランプ定格寿命時に規定の光
束値よりも高い光束が得られたことを示す。
The results are shown in FIG. The ● mark in the table indicates that the specified luminous flux value was obtained at the rated life of the lamp.
The mark indicates that the specified luminous flux value was not obtained at the rated lamp life, that is, the rated lamp life was deteriorated. Also,
The part marked with a double circle indicates that a luminous flux higher than the specified luminous flux was obtained during the rated life of the lamp.

【0028】従来は調光点灯を行うとランプ定格寿命が
低下するとの危惧があった。しかし、実験の結果、定格
ランプ電力で点灯を行った場合に比べ、良好な光束維持
率を示すランプがあることを発見した。ランプ定格寿命
時に規定の光束値よりも高い光束が得られるということ
は、言い換えると、ランプ定格寿命が延びたということ
に相当する。
Conventionally, there was a fear that the rated life of the lamp would be shortened if the dimming lighting is performed. However, as a result of experiments, it was discovered that there is a lamp that exhibits a better luminous flux maintenance rate than when the lamp is lit at the rated lamp power. That the luminous flux higher than the specified luminous flux value is obtained during the rated lamp life is, in other words, equivalent to the extended lamp rated life.

【0029】図3に示した結果によると、ランプ定格寿
命時に規定の光束値が得られるランプ電力の下限(●印
から×印に変わるランプ電力)はランプにより異なって
おり、一律に50%ランプ電力とか25%ランプ電力の調光
点灯を行う従来の点灯装置ではランプ定格寿命時の光束
維持率が既定値を下回るランプが出てくることを表して
いる。
According to the results shown in FIG. 3, the lower limit of the lamp power (the lamp power changing from the ● mark to the × mark) at which the specified luminous flux value is obtained at the rated lamp life varies depending on the lamp, and is uniformly 50%. This indicates that in the conventional lighting device that performs dimming lighting with electric power or 25% lamp power, some lamps have a luminous flux maintenance factor below the specified value at the rated lamp life.

【0030】しかし、本実験によって得られたデータを
分析した結果、ランプ電圧の微分波形の最大値若しくは
最小値の変化に、ある傾向があることを見つけた。ここ
で、ランプ電圧・ランプ電流波形を図4に、ランプ電圧
の微分波形の変化の様子を図5、図6に示す。図5に示
すように、ランプ電力を定格ランプ電力から下げた場
合、あるランプ電力まではランプ電圧の微分波形の最大
値若しくは最小値はほぼ同じ値となる。しかし、図6に
示すように、更にランプ電力を下げると、ランプ電圧の
微分波形の最大値若しくは最小値が変化し始めるのであ
る。ランプ電圧の微分波形の最大値若しくは最小値が急
に変化し始めるランプ電力と、図3に×印で示した、ラ
ンプ定格寿命時に規定の光束値が得られなくなったラン
プ電力とはランプの種類に関係なく良い一致が見られ
た。つまり、ランプ電圧の微分波形の最大値若しくは最
小値が変化し始める直前のランプ電力値が、ランプにと
ってランプ定格寿命時に規定の光束値が得られる調光点
灯の下限値であることを発見したのである。
However, as a result of analyzing the data obtained by this experiment, it was found that there is a certain tendency in the change of the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage. Here, the lamp voltage / lamp current waveforms are shown in FIG. 4, and the changes in the differential waveform of the lamp voltage are shown in FIGS. 5 and 6. As shown in FIG. 5, when the lamp power is reduced from the rated lamp power, the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage becomes almost the same value up to a certain lamp power. However, as shown in FIG. 6, when the lamp power is further reduced, the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage starts to change. The lamp power at which the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage suddenly changes and the lamp power at which the specified luminous flux value cannot be obtained at the rated lamp life shown in Fig. 3 are the types of lamp. There was a good agreement regardless of. That is, it was discovered that the lamp power value immediately before the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage starts to change is the lower limit value of the dimming lighting for the lamp to obtain the specified luminous flux value at the rated lamp life. is there.

【0031】本発明の正当性を確認するために、ランプ
電圧の微分波形の最大値若しくは最小値の変動を検出
し、変動が起こる直前のランプ電力をランプに供給する
ことができるランプ安定器5を組み込んだ放電灯点灯装
置を作成し、点灯実験を行った。
In order to confirm the validity of the present invention, a lamp ballast 5 capable of detecting the fluctuation of the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage and supplying the lamp power to the lamp immediately before the fluctuation occurs. A discharge lamp lighting device was built in, and a lighting experiment was conducted.

【0032】その結果、実験を行ったランプの95%以上
が、ランプ定格寿命時に規定の光束値と同等か高い光束
値を得ることができた。それに対し、ランプ電圧の微分
波形の最大値若しくは最小値の変動が起こるランフ゜電力よ
りも低いランプ電力をランプに供給することができるラ
ンプ安定器5を組み込んだ点灯装置で点灯を行ったラン
プは、90%以上がランプ定格寿命時に規定の光束値を得
ることができなかった。
As a result, 95% or more of the tested lamps were able to obtain a luminous flux value equal to or higher than the specified luminous flux value at the rated lamp life. On the other hand, a lamp lit by a lighting device incorporating a lamp ballast 5 capable of supplying the lamp with a lamp power lower than the lamp power at which the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage fluctuates, 90% or more could not obtain the specified luminous flux value at the rated lamp life.

【0033】上述のように、ランプ電圧の微分波形の最
大値若しくは最小値の変動を検出し、変動が起こる直前
のランプ電力をランプに供給することができるランプ安
定器を組み込んだ放電灯点灯装置を用いることにより、
ランプ定格寿命時に規定の光束値、若しくは規定よりも
高い光束値が得られる良好な調光点灯を実現することが
できる。
As described above, the discharge lamp lighting device incorporating the lamp ballast capable of detecting the fluctuation of the maximum value or the minimum value of the differential waveform of the lamp voltage and supplying the lamp electric power immediately before the fluctuation occurs to the lamp. By using
It is possible to realize excellent dimming lighting in which a specified luminous flux value or a luminous flux value higher than the prescribed value can be obtained during the rated lamp life.

【0034】(実施例2)また、実施例1に記載したラ
ンプ電圧の微分波形の最大値の変動を検出する方法以外
にも、ランプ定格寿命時に少なくとも規定の光束値が得
られる良好な調光点灯を実現することができる指標とな
る特性変化を見出したので、以下に説明する。
(Embodiment 2) Further, in addition to the method of detecting the variation of the maximum value of the differential waveform of the lamp voltage described in Embodiment 1, good dimming that at least a specified luminous flux value can be obtained at the rated lamp life. Since a characteristic change that serves as an index that can realize lighting is found, it will be described below.

【0035】実施例1に述べた実験によって得られたデ
ータを分析した結果、ランプ電圧とランフ゜電流の位相差が
変化し始めるランプ電力と、定格寿命時に規定の光束値
が得られなくなったランプ電力とはランプの種類に関係
なく良い一致が見られた。ランプ電圧とランプ電流の位
相差は「ランプ力率:cosθ=W/(V×I)」によって定
量的に表すことが可能である。上記式において、cosθ
はランプ力率、Wはランプ電力、Vはランプ電圧、Iは
ランプ電流を示す。図7に実験を行ったランプの一例と
して、ランプCのランプ電力に対するランプ力率特性を
示した。図に実線矢印と点線矢印で示した通り、50%ラ
ンプ電力である200Wと40%ランプ電力である160Wとの間
で力率が大きく変化しており、図3に示した結果と一致
している。つまり、ランプ力率が変化し始める直前のラ
ンプ電力値が、ランプにとってランプ定格寿命時に規定
の光束値が得られる調光点灯の下限値であることを発見
したのである。
As a result of analyzing the data obtained by the experiment described in Example 1, the lamp power at which the phase difference between the lamp voltage and the lamp current begins to change and the lamp power at which the specified luminous flux value cannot be obtained at the rated life. There was a good agreement with and regardless of lamp type. The phase difference between the lamp voltage and the lamp current can be quantitatively expressed by “lamp power factor: cos θ = W / (V × I)”. In the above equation, cos θ
Is the lamp power factor, W is the lamp power, V is the lamp voltage, and I is the lamp current. FIG. 7 shows the lamp power factor characteristic of the lamp C with respect to the lamp power as an example of the lamp that was tested. As shown by the solid and dotted arrows in the figure, the power factor changed significantly between 200W, which is 50% lamp power, and 160W, which is 40% lamp power, which is consistent with the results shown in Fig. 3. There is. That is, it was discovered that the lamp power value immediately before the lamp power factor started to change was the lower limit value of the dimming lighting for which the specified luminous flux value was obtained at the rated lamp life.

【0036】本発明の正当性を確認するために、ランプ
力率の変動を検出し、変動が起こる直前のランプ電力を
ランプに供給することができるランプ安定器を組み込ん
だ放電灯点灯装置を作成し、点灯実験を行った。その結
果、実験を行ったランプの93%以上が、ランプ定格寿命
時に規定の光束値と同等か高い光束値を得ることができ
た。それに対して、ランプ力率の変動が起こるランプ電
力よりも低いランプ電力をランプに供給することができ
るランプ安定器を組み込んだ放電灯点灯装置で点灯を行
ったランプは、92%以上がランプ定格寿命時に規定の光
束値を得ることができなかった。
In order to confirm the validity of the present invention, a discharge lamp lighting device incorporating a lamp ballast capable of detecting a fluctuation in the lamp power factor and supplying the lamp power immediately before the fluctuation occurs is prepared. Then, the lighting experiment was conducted. As a result, 93% or more of the tested lamps were able to obtain a luminous flux value equal to or higher than the specified luminous flux value at the rated lamp life. On the other hand, 92% or more of the lamps lit by a discharge lamp lighting device that incorporates a lamp ballast that can supply a lamp power that is lower than the lamp power that causes fluctuations in the lamp power factor The specified luminous flux value could not be obtained at the end of life.

【0037】従って、ランプ力率(=ランプ電圧とラン
プ電流の位相差)の変動を検出し、変動が起こる直前の
ランプ電力をランプに供給することができるランプ安定
器を組み込んだ放電灯点灯装置を用いることにより、ラ
ンプ定格寿命時に規定の光束値、若しくは規定よりも高
い光束値が得られる良好な調光点灯を実現することがで
きる。
Therefore, a discharge lamp lighting device incorporating a lamp ballast capable of detecting a fluctuation in the lamp power factor (= phase difference between the lamp voltage and the lamp current) and supplying the lamp power immediately before the fluctuation occurs to the lamp. By using, it is possible to realize good dimming lighting in which a prescribed luminous flux value or a luminous flux value higher than the prescribed value is obtained at the rated life of the lamp.

【0038】(実施例3)また更に別の例として、実施
例1及び実施例2に記載した方法以外にも、ランプ定格
寿命時に少なくとも規定の光束値が得られる良好な調光
点灯を実現することができる指標となる特性変化を見出
したので、以下に説明する。
(Embodiment 3) As yet another example, in addition to the methods described in Embodiments 1 and 2, good dimming lighting is realized in which at least a specified luminous flux value is obtained during the rated life of the lamp. Since a characteristic change that can be used as an index has been found, it will be described below.

【0039】時間に対するランプ電圧とランプ電流の変
化を、ランプ電圧を横軸にランプ電流を縦軸にしてプロ
ットし直した特性は一般にリサージュ波形と呼ばれてい
る。実施例1に述べた実験によって得られた時間に対す
るランプ電圧・ランプ電流特性(図4)を基に描いたリ
サージュ波形を図8に、図8のランプ電圧とランプ電流
が正の領域の拡大図を図9に示した。リサージュ波形に
おけるランプ電流の最大若しくは最小値は、ランプ電力
を減少させるに伴い減少する。ランプ電力の減少に伴う
ランプ電流の最大値もしくは最小値が移動する方向は、
あるランプ電力までは略直線状に移動していた(図9中
に最大値の動きを実線矢印で示した)。しかし、ある電
力以下では、ランプ電流の最大値若しくは最小値が移動
する方向が変わることが判った(図9中に最大値の動き
を鎖線矢印で示した)。ランプ電流の最大値若しくは最
小値が移動する方向が変わり始めるランプ電力と、ラン
プ定格寿命時に規定の光束値が得られなくなったランプ
電力とはランプの種類に関係なく良い一致が見られた。
The characteristics obtained by plotting the changes in the lamp voltage and the lamp current with respect to time with the lamp voltage as the horizontal axis and the lamp current as the vertical axis are generally called a Lissajous waveform. The Lissajous waveform drawn based on the lamp voltage / lamp current characteristics (FIG. 4) with respect to time obtained by the experiment described in Example 1 is shown in FIG. Is shown in FIG. The maximum or minimum value of the lamp current in the Lissajous waveform decreases with decreasing lamp power. The direction in which the maximum or minimum value of the lamp current moves as the lamp power decreases is
It moved in a substantially straight line up to a certain lamp power (the movement of the maximum value is shown by a solid arrow in FIG. 9). However, it has been found that the direction in which the maximum value or the minimum value of the lamp current moves changes below a certain electric power (the movement of the maximum value is indicated by a chained arrow in FIG. 9). A good agreement was found between the lamp power at which the maximum value or the minimum value of the lamp current started to change and the lamp power at which the specified luminous flux value could not be obtained during the rated lamp life, regardless of the type of the lamp.

【0040】つまり、リサージュ波形におけるランプ電
流の最大値若しくは最小値が移動する方向が変わる直前
のランプ電力値が、ランプにとって定格寿命時に規定の
光束値が得られる調光点灯の下限値であることを発見し
たのである。
That is, the lamp electric power value immediately before the moving direction of the maximum value or the minimum value of the lamp current in the Lissajous waveform is changed is the lower limit value of the dimming lighting for which the specified luminous flux value is obtained at the rated life of the lamp. Was discovered.

【0041】本発明の正当性を確認するために、リサー
ジュ波形におけるランプ電流の最大値若しくは最小値が
移動する方向の変動を検出し、変動が起こる直前のラン
プ電力をランプに供給することができる安定器を組み込
んだ点灯装置を作成し、点灯実験を行った。その結果、
実験を行ったランプの95%以上が、ランプ定格寿命時に
規定の光束値と同等か高い光束値を得ることができた。
それに対して、リサージュ波形におけるランプ電流の最
大値若しくは最小値が移動する方向の変動が起こるラン
プ電力よりも低いランプ電力をランプに供給することが
できるランプ安定器を組み込んだ放電灯点灯装置で点灯
を行ったランプは、95%以上がランプ定格寿命時に規定
の光束値を得ることができなかった。
In order to confirm the validity of the present invention, it is possible to detect a fluctuation in the direction in which the maximum value or the minimum value of the lamp current in the Lissajous waveform moves and supply the lamp power to the lamp immediately before the fluctuation occurs. A lighting device incorporating a ballast was created and a lighting experiment was conducted. as a result,
More than 95% of the tested lamps were able to obtain a luminous flux value equal to or higher than the specified luminous flux value at the rated lamp life.
On the other hand, the discharge lamp lighting device incorporates a lamp ballast that can supply the lamp with a lower lamp power than the lamp power at which the maximum or minimum value of the Lissajous waveform fluctuates in the moving direction. In the lamps subjected to the above, 95% or more could not obtain the specified luminous flux value at the rated lamp life.

【0042】従って、リサージュ波形におけるランプ電
流の最大値若しくは最小値が移動する方向の変動を検出
し、変動が起こる直前のランプ電力をランプに供給する
ことができるランプ安定器を組み込んだ放電灯点灯装置
を用いることにより、ランプ定格寿命時に規定の光束
値、若しくは規定よりも高い光束値が得られる良好な調
光点灯を実現することができる。
Therefore, the discharge lamp lighting incorporating the lamp ballast capable of detecting the fluctuation in the moving direction of the maximum value or the minimum value of the lamp current in the Lissajous waveform and supplying the lamp power with the lamp power immediately before the fluctuation occurs. By using the device, it is possible to realize good dimming lighting in which a prescribed luminous flux value or a luminous flux value higher than the prescribed value can be obtained at the rated lamp life.

【0043】なお、実施例1乃至実施例3はあくまでも
例として挙げたもので、例えば、発光管や電極の形状、
封入物の種類や封入量、始動器の放電灯内での有無、定
格ランプ電力値、安定器の出力波形など、本発明の本質
に係わる以外の部分については、上記実施例に限定され
るものでないことは言うまでもない。
It should be noted that Examples 1 to 3 are given as examples only, and, for example, the shapes of arc tubes and electrodes,
The parts other than those related to the essence of the present invention, such as the type and amount of the enclosed material, the presence / absence of the starter in the discharge lamp, the rated lamp power value, and the output waveform of the ballast, are limited to the above embodiment. Not to mention it.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明にあっては、点灯中の放電灯特性
を判断し、調光下限を設定することにより、放電灯特
性、特に光束維持率への悪影響を抑制することができ、
良好なランプ特性を維持して調光点灯を可能とする放電
灯点灯装置を提供することができた。
According to the present invention, by determining the discharge lamp characteristics during lighting and setting the dimming lower limit, it is possible to suppress adverse effects on the discharge lamp characteristics, particularly the luminous flux maintenance factor,
It was possible to provide a discharge lamp lighting device capable of performing dimming lighting while maintaining good lamp characteristics.

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

【図1】本発明に係る高圧放電灯の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a high pressure discharge lamp according to the present invention.

【図2】本発明に係る高圧放電灯及び放電灯点灯装置の
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a high pressure discharge lamp and a discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図3】本発明に係るランプ電力に対するランプ定格寿
命時の光束維持特性を示すテーブルである。
FIG. 3 is a table showing the luminous flux maintenance characteristics at the rated lamp life with respect to the lamp power according to the present invention.

【図4】本発明に係るランプ電圧及びランプ電流波形図
である。
FIG. 4 is a lamp voltage and lamp current waveform diagram according to the present invention.

【図5】本発明の実施例1に係るランプ電圧の微分波形
図である。
FIG. 5 is a differential waveform diagram of the lamp voltage according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例1に係るランプ電圧の微分波形
図である。
FIG. 6 is a differential waveform diagram of the lamp voltage according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例2に係るランプ力率特性図であ
る。
FIG. 7 is a lamp power factor characteristic diagram according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例3に係るリサージュ波形図であ
る。
FIG. 8 is a Lissajous waveform diagram according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例3に係るリサージュ波形の部分
拡大図である。
FIG. 9 is a partial enlarged view of a Lissajous waveform according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高圧放電灯 2 発光管 3 保温膜 4 外管 5 パルス安定器 6 パルス発生器 1 High-pressure discharge lamp 2 arc tube 3 insulation film 4 outer tube 5 pulse ballast 6 pulse generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 拓磨 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 西岡 浩二 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 酒井 和彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 3K082 AA35 AA51 AA57 AA61 BA04 BA24 BA31 BA58 BC23 BD03 BD04 BD05 BD26 BD32 CA33 CA36 3K098 CC24 CC40 CC49 CC70 DD06 DD18 DD20 DD43 EE33 FF03 FF04 FF14 FF20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takuma Hashimoto             1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.             Inside the company (72) Inventor Koji Nishioka             1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.             Inside the company (72) Inventor Kazuhiko Sakai             1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.             Inside the company F term (reference) 3K082 AA35 AA51 AA57 AA61 BA04                       BA24 BA31 BA58 BC23 BD03                       BD04 BD05 BD26 BD32 CA33                       CA36                 3K098 CC24 CC40 CC49 CC70 DD06                       DD18 DD20 DD43 EE33 FF03                       FF04 FF14 FF20

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極が気密封入された透光性の容器内
に、少なくとも水銀と希ガスを封入してなる放電灯と、
該放電灯を点灯制御する制御手段とを有する放電灯点灯
装置であって、前記制御手段は前記放電灯の定格電力よ
りも少ない電力で点灯制御を行うようにしたことを特徴
とする放電灯点灯装置。
1. A discharge lamp in which at least mercury and a rare gas are sealed in a transparent container in which electrodes are hermetically sealed.
A discharge lamp lighting device having a control means for controlling lighting of the discharge lamp, wherein the control means performs lighting control with less power than the rated power of the discharge lamp. apparatus.
【請求項2】 前記放電灯を調光制御する調光手段を
有し、点灯中の前記放電灯の特性を判別し、調光下限を
設定することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装
置。
2. The discharge lamp according to claim 1, further comprising a dimming unit for dimming the discharge lamp, determining a characteristic of the discharge lamp during lighting, and setting a dimming lower limit. Lighting device.
【請求項3】 前記放電灯の特性の判別として、放電
灯電圧の変化を判別するようにしたことを特徴とする請
求項2記載の放電灯点灯装置。
3. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein a change in discharge lamp voltage is determined as a characteristic of the discharge lamp.
【請求項4】 前記放電灯電圧の変化の判別は、前記
放電灯電圧の微分値の変化を判別するようにしたことを
特徴とする請求項3記載の放電灯点灯装置。
4. The discharge lamp lighting device according to claim 3, wherein the change of the discharge lamp voltage is determined by a change of a differential value of the discharge lamp voltage.
【請求項5】 前記放電灯の特性の判別として、放電
灯電圧と放電灯電流の変化を判別するようにしたことを
特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
5. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein a change in a discharge lamp voltage and a change in a discharge lamp current is determined as a characteristic of the discharge lamp.
【請求項6】 前記放電灯電圧と放電灯電流の変化の
判別は、放電灯電圧と放電灯電流の位相差の変化を判別
するようにしたことを特徴とする請求項5記載の放電灯
点灯装置。
6. The discharge lamp lighting according to claim 5, wherein the change in the discharge lamp voltage and the discharge lamp current is determined by a change in the phase difference between the discharge lamp voltage and the discharge lamp current. apparatus.
【請求項7】 前記放電灯電圧と放電灯電流の変化の
判別は、放電灯電圧に対する放電灯電流の変化を判別す
るようにしたことを特徴とする請求項5記載の放電灯点
灯装置。
7. The discharge lamp lighting device according to claim 5, wherein the change in the discharge lamp voltage and the discharge lamp current is determined by a change in the discharge lamp current with respect to the discharge lamp voltage.
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