JP2003515898A - 誘導ランプシステム及び誘導ランプ - Google Patents

誘導ランプシステム及び誘導ランプ

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JP2003515898A
JP2003515898A JP2001541306A JP2001541306A JP2003515898A JP 2003515898 A JP2003515898 A JP 2003515898A JP 2001541306 A JP2001541306 A JP 2001541306A JP 2001541306 A JP2001541306 A JP 2001541306A JP 2003515898 A JP2003515898 A JP 2003515898A
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JP2001541306A
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ウェー アー エム ヒーレン，ヨハネス
エム アー ドリーセンス，レネ
イェー へー ヒーレン，ヘルマン
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Koninklijke Philips NV
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Philips Electronics NV
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency

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Abstract

(57)【要約】 本発明の誘導ランプシステムは、高周波交流電圧を供給することが可能である電源ユニットと、電源ユニットに接続される電源ケーブルと、電源ケーブルに接続される誘導ランプを含む。誘導ランプには、誘導コイルが設けられ、少なくとも１つの電子素子が電源ケーブルと誘導コイルとの間に配置される。電子素子は、誘導コイル及び電源ケーブルと共に、組み合わされたインピーダンスＺを有する。本発明では、電子素子の特性によって、インピーダンスＺの虚部の成分Ｉｍ（Ｚ）は、電源ケーブルの任意の長さに対し、実部の成分Ｒｅ（Ｚ）よりも小さいということが成立する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、高周波交流電圧を供給することが可能である電源ユニットと、電源
ユニットに接続される電源ケーブルと、電源ケーブルに接続され、誘導コイルを
含む誘導ランプとを含み、少なくとも１つの電子素子が電源ケーブルと誘導コイ
ルとの間に配置される誘導ランプシステムに関する。
【０００２】 誘導ランプはその長い耐用年数と、ＴＬ管のような従来のガス放電ランプに匹
敵する高い効率を有するとして既知である。誘導ランプの動作も、従来のガス放
電ランプと或る程度まで匹敵し、ランプ内の電子の電流は２つの電極間の電圧差
によって発生されるのではなく、誘導コイルによって発生され、そこにおいて、
コイルの周りのガラスからなるエンベロープ内に封入される気体内で電流が流れ
るようにする高周波電圧が発生される。気体は、（アマルガムから発生する）水
銀蒸気及び（希）ガスの場合がある。電流の結果として生じる気体による電磁気
放射線の放出、及び、蛍光手段によるこの放射線の可視光線への変換は、従来の
ガス放電ランプと全く匹敵する。
【０００３】 ランプのインピーダンスは特に、希ガス混合体及び水銀蒸気圧に依存する。水
銀蒸気圧はアマルガムの温度によって変わる。従って、ランプがオンに切り替え
られた後のランプの加熱は、初めは電気的な挙動に変動をもたらし、これは最終
的には安定する。通常は高周波電圧発生器及び共振回路が組み込まれる電源は、
異なるインピーダンスにおいてランプに正しい電力が供給されるように設計され
るべきである。
【０００４】 冒頭部に記載されたような誘導ランプシステムは、国際特許出願ＷＯ９３／２
３９７５から公知である。このシステムでは、コンデンサが誘導ランプと直列と
なるよう配置され、コンデンサは、所定の固定の値（例えば、８５Ｗ）を有する
ランプが、電源ユニットと等しい周波数で共振するような値を有する。このよう
な組立体の特性は、電源ケーブルの長さが電源ユニットによって「見られる」イ
ンピーダンスに影響を与え、従って、共振周波数に影響を与える。コンデンサと
、電源ユニット内の素子の値は、従って、使用されるべきケーブルの長さに予め
適応されなければならない。その結果として、所与のシステムに対しケーブルの
長さは予め決められてしまい、これはシステムを使用する消費者に対し柔軟性が
無く不利である。
【０００５】 本発明は、異なるケーブルの長さに好適である高周波誘導ランプ用の誘導ラン
プシステムを提供することを目的とする。本発明は更に、ケーブルの長さに依存
せず、安価、且つ、高い効率を有する誘導ランプシステムを提供することを目的
とする。
【０００６】 このために、電子素子は、電源ケーブル、電子素子、及び誘導コイルの全体の
インピーダンスＺの虚部の成分Ｉｍ（Ｚ）の絶対値は、電源ケーブルの任意の長
さに対し、実部の成分Ｒｅ（Ｚ）よりも小さいという特性を有する。全体のイン
ピーダンスＺの虚部の成分Ｉｍ（Ｚ）の絶対値は、実部の成分Ｒｅ（Ｚ）の０．
５０倍、より好適には、実部の成分Ｒｅ（Ｚ）の０．２５倍より小さいことが好
適である。本発明の目的は、完全に純粋な実部のインピーダンスを得て、それに
よりシステムの共振特性が、同軸ケーブルが使用される場合の電源ケーブルの長
さに全く依存しなくなることである。虚部のインピーダンスは、ランプの始動時
に増加するランプ内の温度及び水銀蒸気圧に依存するので、これは全ての任意の
温度に対し適してはいないが、素子を正しく選択することによって虚部の成分Ｉ
ｍ（Ｚ）を任意に発生する温度に対し受容可能な制限内に維持することが可能で
ある。「電源ケーブルの任意の長さ」という表現は、０．２乃至０．４ｍの少な
くとも任意のケーブルの長さであると理解するものとする。
【０００７】 電子素子及び誘導ランプの全体のインピーダンスＺの実部の成分Ｒｅ（Ｚ）の
値は、電源ケーブルの特性インピーダンスから１５％以下、より好適には８％以
下で異なることが好適である。上述の２つの方法、即ち、インピーダンスの虚部
の成分を実質的に排除し、且つ、誘導ランプのインピーダンスの実部の成分をケ
ーブルの特性インピーダンスに略等しくすることは、特徴成端と称され、これら
の方法は共に、電源ケーブルの長さがシステムのインピーダンスに影響を与えな
いことを保証する。
【０００８】 異なるケーブルの長さに対し全体のインピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜の偏差は
３５Ωより小さいことが好適である。これは、ランプの光出力も絶対値｜Ｚ｜に
よって影響を受けるので有利であり、一般的に任意のケーブルの長さに対し略等
しい光出力が所望される。
【０００９】 好適な実施例において、電子素子はコンデンサを含む。上述された目的は、特
に、正しい値のコンデンサを置くことによって効果的な方法で実現される。
【００１０】 電源ユニットは、最適な光出力の為に全体のインピーダンスＺに適応される共
振回路を含むことが好適であり、この共振回路は２つのコイル及び１つのコンデ
ンサを含むことが好適である。これは、十分な効率で所望の結果を達成するため
の素子の最小の個数であることが分かっている。従って、システムは全体として
、２つのコイル、２つのコンデンサ、及び１つの誘導ランプ（これはコイルとし
て考えられる場合もある）を含む。
【００１１】 本発明は、誘導コイル及び電子素子を含む誘導ランプに係り、この誘導ランプ
は電源ケーブルによって電源ユニットに接続されることが可能であり、電源ユニ
ットは高周波交流電圧を供給することが可能であり、電子素子は誘導コイルと電
源ケーブルの接続点との間に配置され、接続されるべき電源ケーブル、電子素子
、及び誘導コイルの全体のインピーダンスＺの虚部の成分Ｉｍ（Ｚ）の絶対値は
、電源ケーブルの任意の長さに対し、実部の成分Ｒｅ（Ｚ）より小さいという特
性を有する。
【００１２】 本発明の上記及び他の面は以下に説明される実施例を参照し明らかになろう。
【００１３】 図１を参照するに、電源ユニット１を含む誘導ランプシステムが示され、電源
ユニット１内で高周波電圧が発生されることが可能である。このために、電源ユ
ニット１は本線の電圧（２２０Ｖ／５０Ｈｚ）に接続される入力と、その中で入
力の交流電圧が直流電圧に変換される変換ネットワーク２と、２つのトランジス
タ３及び４を含み、上記の直流電圧を高周波交流電圧（１８９Ｖ／２．６５ＭＨ
ｚ）に変換する半分のブリッジ回路とを有する。更に、電源ユニットはコンデン
サ６及び２つのコイル７、８から構成される共振回路５を含む。共振回路５は、
ランプが、その始動時及びその安定動作段階において正しい電力供給特性で給電
されるよう設計される。コンデンサ６は、約４５０ｐＦの値を有し、コイル７は
約１２μＨの値を有し、コイル８は約１６．５μＨの値を有する。
【００１４】 誘導ランプ１１は、同軸ケーブル１０によって電源ユニット１に接続される。
同軸ケーブル１０は任意の長さを有し、本実施例では、同軸ケーブルは約６１Ω
の特性インピーダンスと約１０５ｐＦ／ｍのキャパシタンスを有する。誘導ラン
プ１１はランプ基部９及びガラスのエンベロープ１４を有し、ランプ基部に誘導
コイル１２とフェライト磁心１３が固定される。ガラスのエンベロープ１４は一
塊のアマルガム１５から発生する希ガス及び多量の水銀蒸気で満たされ、誘導コ
イル１２上に置くことが可能である内部空洞を有する。本実施例では、誘導ラン
プシステムは、８５Ｗの公称電力を有する。
【００１５】 高周波電流が誘導コイル１２に通されると、フェライト磁心１３及びガラスの
エンベロープ１４内に高周波の磁界が発生する。この高周波の磁界によって、ガ
ラスのエンベロープ１４内に電流が発生し、この電流は主に電子及び水銀イオン
によって運ばれる。このような方法によって発生された電流内の電子は、他の水
銀原子と衝突し、それによりそれらの電子は高エネルギー状態にされる。これら
の原子がもとのエネルギー状態に戻ると、原子は、電磁放射線、本実施例の場合
は、紫外線を放出する。ガラスのエンベロープ１４の内側の面には、ガス混合体
によって放出される紫外線が可視光線に変換されることを保証する蛍光材料から
なる層が被覆される。
【００１６】 同軸ケーブル１０の芯線に接続されるコンデンサ１６は、コイル１２と同軸ケ
ーブル１０との間に配置される。コンデンサ１６は、約４４０ｐＦの値を有する
。コンデンサ１６をランプ側に置くことによって、電源ユニット１は、同軸ケー
ブル１０の特性インピーダンスと略等しい主に実部のインピーダンスを「見る」
ことが実現される。その結果、ランプ１１及びコンデンサ１６は共に、同軸ケー
ブル１０の特徴成端を構成し、システムの共振特性は同軸ケーブル１０の長さに
はかなり依存しなくなる。このことを図２を参照し更に説明する。
【００１７】 図２は、同軸ケーブル１０の異なる長さ（ｌｃ）に対しての同軸ケーブル１０
、コンデンサ１６、及び誘導ランプ１１の全体としてのインピーダンスと誘導ラ
ンプ１１のアマルガムの温度（Ｔａ）との関係を示す。ランプ１１は、多量の固
体のアマルガムを含み、そこから多量の水銀が、温度に依存して気相に変わる。
従って、ランプ１１内の水銀蒸気圧は、ランプ１１内の温度維持、特に多量の固
体アマルガムの温度（Ｔａ）に依存する。ランプ１１が始動した後、この温度（
Ｔａ）は、周辺条件に依存して６０℃乃至１２０℃の最大値にまで増加し、それ
によりランプ１１内の水銀蒸気の量は予め決められていない値となり、これはラ
ンプ１１のインピーダンスの変動をもたらす。
【００１８】 ４つの異なる部分的なグラフは、図１を参照して説明されたシステムのインピ
ーダンスの絶対値｜Ｚ｜、位相シフトＰｈｉ（Ｚ）、実部の成分Ｒｅ（Ｚ）、及
び虚部の成分Ｉｍ（Ｚ）を連続的に示す。これらのグラフは、任意の長さ（ｌｃ ）及び任意の温度（Ｔａ）に対し、虚部の成分Ｉｍ（Ｚ）は、［−１５Ω，＋１
０Ω］の範囲である一方で、実部の成分Ｒｅ（Ｚ）は、［＋４１Ω，＋６９Ω］
の範囲であることを示す。従って、特徴成端によって虚部の成分の絶対値は、ど
のような状況においても実部の成分よりも小さく、特に、実部の成分よりも０．
２５倍小さく、それにより電源ユニット１は実部のインピーダンスを主に見る。
更にインピーダンスの絶対値｜Ｚ｜は［４０Ω，６９Ω］の範囲内であることが
達成され、それにより、ランプ１１の光出力は任意の長さ（ｌｃ）に対しかなり
一定となる。説明された特徴成端が無ければ、成分Ｒｅ（Ｚ）及び成分Ｉｍ（Ｚ
）は共に同軸ケーブル１０の異なる長さ（ｌｃ）に対し大きい程度で変動し、そ
れにより実質的に実部のインピーダンスが常に結果として得られる訳ではなく、
従ってランプ１１は最適に動作しないか又は全ての電子が長さ（ｌｃ）に適応さ
れていなければ全く作動しない。
【００１９】 上述された実施例は、８５Ｗの公称電力を有する誘導ランプに関するが、説明
された原理は任意の誘導ランプシステムにおいて適用可能であることは明らかで
あろう。本発明の原理は、説明された種類以外の種類の誘導ランプシステムにも
使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 誘導ランプを示す図である。
【図２】 異なる電源ケーブルに対しての電源ケーブル、電子素子、及び誘導コイルの全
体としてのインピーダンスと誘導ランプのアマルガム温度との関係を示すグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドリーセンス，レネ エム アー オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン，プロフ・ホルストラーン ６ (72)発明者 ヒーレン，ヘルマン イェー へー オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン，プロフ・ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 3K072 AA16 AA19 AC02 AC11 BC03 CA16 DD04 GA09 GB12 HA05

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高周波交流電圧を供給することが可能である電源ユニットと
    、上記電源ユニットに接続される電源ケーブルと、上記電源ケーブルに接続され
    、誘導コイルを含む誘導ランプとを含み、少なくとも１つの電子素子が上記電源
    ケーブルと上記誘導コイルとの間に配置される誘導ランプシステムであって、 上記電子素子は、上記電源ケーブル、上記電子素子、及び上記誘導コイルの全
    体のインピーダンスの虚部の成分の絶対値は、上記電源ケーブルの任意の長さに
    対し、実部の成分より小さくなる特性を有することを特徴とする誘導ランプシス
    テム。
  2. 【請求項２】 上記全体のインピーダンスの上記虚部の成分の上記絶対値は
    、上記実部の成分の０．５０倍より小さい請求項１記載の誘導ランプシステム。
  3. 【請求項３】 上記全体のインピーダンスの上記虚部の成分の上記絶対値は
    、上記実部の成分の０．２５倍より小さい請求項１又は２記載の誘導ランプシス
    テム。
  4. 【請求項４】 上記電子素子及び上記誘導ランプの上記全体のインピーダン
    スの上記実部の成分の値は、上記電源ケーブルの特性インピーダンスから１５％
    以下で異なる請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の誘導ランプシステム。
  5. 【請求項５】 上記全体のインピーダンスの上記絶対値の偏差は、異なるケ
    ーブルの長さに対し、３５Ωより小さい請求項１乃至４のうちいずれか一項記載
    の誘導ランプシステム。
  6. 【請求項６】 上記電子素子はコンデンサを含む請求項１乃至５のうちいず
    れか一項記載の誘導ランプシステム。
  7. 【請求項７】 上記電源ユニットは、最適な光出力の為に上記全体のインピ
    ーダンスに適応される共振回路を含む請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の
    誘導ランプシステム。
  8. 【請求項８】 上記共振回路は、２つのコイル及び１つのコンデンサを含む
    請求項７記載の誘導ランプシステム。
  9. 【請求項９】 上記電源ケーブルは同軸ケーブルを含む請求項１乃至８のう
    ちいずれか一項記載の誘導ランプシステム。
  10. 【請求項１０】 誘導コイルと電子素子とを含み、 電源ケーブルによって、高周波交流電圧を供給することが可能である電源ユニ
    ットに接続されることが可能であり、 上記電子素子は、上記誘導コイルと上記電源ケーブルの接続点との間に配置さ
    れる誘導ランプであって、 上記電子素子は、接続されるべき上記電源ケーブル、上記電子素子、及び上記
    誘導コイルの全体のインピーダンスの虚部の成分の絶対値は、上記電源ケーブル
    の任意の長さに対し、実部の成分より小さくなる特性を有することを特徴とする
    誘導ランプ。
JP2001541306A 1999-12-02 2000-11-16 誘導ランプシステム及び誘導ランプ Pending JP2003515898A (ja)

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EP99204086.5 1999-12-02
EP99204086 1999-12-02
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