JP4454945B2 - 高圧放電ランプの始動回路装置および照明装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動補助電極端子と、第１のランプ端子および第２のランプ端子と、共振インダクタおよび共振コンデンサの直列回路から成り共振インダクタおよび共振コンデンサの接続点に振動回路中間点が形成されている直列振動回路とを備え、第１のランプ端子が振動回路中間点に接続され、第２のランプ端子が共振コンデンサの振動回路中間点とは反対側の端子に接続されている高圧放電ランプの始動回路装置に関する。すなわち、本発明は、特に高圧放電ランプ（以下においては短くランプと呼ぶこともある）の始動回路装置である。
さらに本発明は、点灯装置と高圧放電ランプとを備え、始動を支援するために始動補助電極を有し、この始動補助電極のために上記の回路装置が点灯装置の中に１つの端子を提供する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二つの電極を備え、電極へのリードを包むガラス体が空洞を有する高圧放電ランプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。空洞が配置される個所にあるガラス体を囲んでワイヤループの形の始動補助電極が配置され、それが導電的に電極に接続され、そのリードには空洞が存在していない。この配置の狙いはランプの始動電圧を低下させることである。始動補助電極によって空洞内に誘電体バリア放電が励起される。それにより発生された紫外放射はランプの放電空間内にイオンを生じ、ランプの始動を支援する。ランプの始動電圧、即ちランプを始動するのに必要な電圧は上記の配置により確かに低下するが、今度は始動補助電極が高電圧を必要とし、これは少なくとも部分的に前記利点を打ち消す。
【０００３】
このジレンマを解決するべく、始動補助電極を直接ランプの電極に接続しないことが提案されている（例えば、特許文献２参照）。寧ろ、変圧器の一次巻線がランプ端子間に接続され、始動補助電極が、一次巻線と比較して高くされた電圧を有する二次巻線に接続される。変圧器の形状に関係して投入される費用がこの解決策の欠点である。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開第００／７７８２６号パンフレット
【特許文献２】
国際公開第０１／５９８１１号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、少ない費用で高圧放電ランプの始動を達成する高圧放電ランプの始動回路装置を提供することにある。
さらに、本発明は、このような回路装置を用いた照明装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
高圧放電ランプの始動回路装置に関する課題は、本発明によれば、一次巻線と二次巻線とを有する始動変圧器が設けられ、始動変圧器の一次巻線が共振インダクタにより形成され、始動補助電極端子が始動変圧器の二次巻線の第１端子に接続され、始動変圧器の二次巻線の第２端子が振動回路中間点に接続され、前記直列振動回路はその共振周波数近傍で動作させられることによって解決される。
さらに照明装置に関する課題は、本発明によれば、かかる高圧放電ランプの始動回路装置と、電極がそれぞれ第１のランプ端子と第２のランプ端子とに接続された高圧放電ランプと、高圧放電ランプに取付けられ始動補助電極端子に接続された始動補助電極とが設けられることによって解決される。
【０００７】
本発明によるランプは交流電源電圧を供給する交流電圧源から給電される交流電圧ランプである。特に投影技術へ応用される場合、交流電源電圧は好ましくは矩形波を有し、四つの電子スイッチで構成されるフルブリッジにより提供される。
【０００８】
上記の空洞を持たない従来のランプの場合、大抵、交流電圧電源とランプとの間に接続されたいわゆる始動装置による公知のパルス始動が行なわれる。始動電圧が上記の始動補助電極と空洞とによって低下されたランプの場合、パルス始動、従って始動装置は必要がない。寧ろ、始動電圧は共振インダクタと共振コンデンサとの直列回路から構成された直列振動回路の共振により発生される。直列振動回路は交流電源電圧により給電される。共振インダクタと共振コンデンサとの接続点には振動回路中間点が形成され、この振動回路中間点に第１のランプ端子が接続される。
【０００９】
一般性を制限することなく、以下においては、場合によっては上記の空洞が第１のランプ端子に接続されたランプ電極へのリードに存在するということから出発する。相応に適した端子符号を有する以下の実施例は他の場合にも有効である。
【００１０】
第２のランプ端子は共振コンデンサの振動回路中間点とは反対側の端子に接続される。ランプは従って共振コンデンサに対して並列に接続される。直列振動回路が共振周波数で励起されたら、ランプに電圧が形成される。この電圧は、始動電圧が上記の始動補助電極と空洞とによって低下された場合、ランプを始動するのに十分な大きさである。交流電源電圧が矩形波形状を有する場合、交流電源電圧の基本波が直列振動回路の共振周波数に一致する必要はない。寧ろ直列振動回路を励起するために、交流電源電圧の高調波が利用できる。好ましくは第３、第５、または第７高調波が利用される。
【００１１】
直列振動回路の対称構成が望まれる場合、共振インダクタは二つのコンポーネントの共振インダクタに分割できる。交流電源電圧の各一つの極が一つのコンポーネントの共振インダクタを介して共振コンデンサに接続され、それにランプが並列に接続される。
【００１２】
しかしながら、今度は、共振の場合に共振コンデンサに印加される始動電圧よりもなお高い電圧を始動補助電極の端子に与える必要がある。本発明によれば、これは共振インダクタを介して印加される電圧が始動変圧器の一次巻線に給電されることによって達成される。始動変圧器は二次巻線に、共振インダクタにおける電圧に変圧比を掛けた電圧を供給する。二次巻線の第１端子は始動補助電極端子に接続される。二次巻線の第２端子は回路装置の異なった電位に接続できる。その第２端子は共振インダクタの二つの端子の一方、あるいは第２のランプ端子に接続できる。本発明によれば、変圧比は、空洞内に紫外放射を発生するに足りる電圧が直列振動回路の共振動作中に第１のランプ端子と補助電極端子との間に存在するように選定される。
【００１３】
二次インダクタの第２端子の接続の選定のために重要なものは、始動補助電極と第２のランプ端子との間に生じる電圧でもある。この高い電圧値はランプ内に高い電界強度を発生し、これによってランプ始動が支援される。本発明によれば、二次巻線の第２端子は従って好ましくは振動回路中間点に接続される。
【００１４】
本発明によれば、始動変圧器の巻線（一次巻線および二次巻線）の巻回方向は、ランプ内の上記の電界強度に関連して、二次巻線での電圧がランプ端子間の電圧に加算されるかそれからは減算されないように分極されるべく選定される。即ち、第２のランプ端子に関連して、始動補助電極端子における電圧は第１のランプ端子における電圧より大きい。
【００１５】
上記のように、本発明によれば、共振インダクタの電圧は始動変圧器の一次巻線に給電される。従って、一般的に共振インダクタと始動変圧器とにとってそれぞれ一つのコンポーネントが必要である。本発明によれば、コンポーネントを節約するために、共振インダクタは始動変圧器の一次巻線として利用される。従って、始動変圧器を準備するために別個のサブアセンブリを必要としないという利点がある。どの場合にも存在する共振インダクタは二次巻線の周りだけに拡張される。
【００１６】
上記の回路装置を含む点灯装置のランプ端子にランプが接続される照明装置において、始動補助電極端子に接続された始動補助電極はランプの放電管の近傍の任意の個所に取付けることができる。これによって、ランプの始動は上記の電界強度により支援される。電極へのリードを包むランプのガラス体が空洞を有する場合、紫外放射を発生するために、始動補助電極は好ましくは空洞の回りに巻かれる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施例が図１に示されている。
【００１８】
交流電源電圧Ｕｖｂが交流電圧源１から、共振インダクタＬ１と共振コンデンサＣ１との直列回路から構成されている直列振動回路に供給される。共振インダクタＬ１と共振コンデンサＣ１との接続点に振動回路中間点２が形成されている。振動回路中間点２は、高圧放電ランプＬｐの第１の電極が接続されている第１のランプ端子Ｊ１に接続されている。共振コンデンサＣ１の振動回路中間点２とは反対側の端子は、高圧放電ランプＬｐの第２の電極が接続されている第２のランプ端子Ｊ２に接続されている。
【００１９】
共振インダクタＬ１は始動変圧器の一次巻線を形成している。インダクタＬ２が始動変圧器の二次巻線を形成している。インダクタＬ２の第１端子は始動補助電極端子Ｊ３に接続されている。始動補助電極はランプＬｐの第１の電極へのリードの回りに巻かれ、始動補助電極端子Ｊ３に接続されている。
【００２０】
ランプを始動させるために、交流電圧源１は直列振動回路の共振周波数近傍の高調波を有する矩形波交流電源電圧Ｕｖｂを出力する。これによって共振コンデンサＣ１に始動電圧Ｕｃが形成され、この始動電圧Ｕｃが端子Ｊ１，Ｊ２を介してランプＬｐに供給される。始動電圧ＵｃがランプＬｐを始動させるのに十分な大きさであるようにするために、始動電圧Ｕｃを超える大きさの電圧ＵＬ２が端子Ｊ１，Ｊ３間に供給されなければならない。これは始動変圧器の変圧比に１より大きい値が選定された場合である。
【００２１】
電圧Ｕｚが端子Ｊ３，Ｊ２間に形成されている。電圧Ｕｚの値が高くなればなるほど、始動電圧レベルに課される要件は少なくなる。本発明によれば、始動変圧器の巻線（一次巻線および二次巻線）の巻回方向は従ってインダクタＬ１，Ｌ２における黒い点により図１に定められるように始動変圧器に対して選定される。巻回方向が予め与えられると、電圧Ｕｚは電圧Ｕｃ，ＵＬ２の絶対値の和に等しく、差には等しくない。
【００２２】
本発明の好ましい実施例の設計例は図１に従って以下に列挙される。
【００２３】
交流電源電圧Ｕｖｂに対して１８０Ｖの値、共振インダクタＬ１に対して１８０μＨの値、共振コンデンサＣ１に対して２．２ｎＦの値、始動変圧器の変圧比に対して６の値を選定することにより、交流電源電圧Ｕｖｂが約５１ｋＨｚの周波数である場合、電圧ＵＬ２に対して４ｋＶの最大値が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高圧放電ランプの始動回路装置の好ましい実施例を示す回路図
【符号の説明】
１ 交流電圧源
２ 振動回路中間点
Ｃ１ 共振コンデンサ
Ｌ１ 共振インダクタ
Ｌ２ インダクタ
Ｌｐ 高圧放電ランプ
Ｊ１ 第１のランプ端子
Ｊ２ 第２のランプ端子
Ｊ３ 始動補助電極端子

Claims (4)

  1. 始動補助電極端子（Ｊ３）と、第１のランプ端子（Ｊ１）および第２のランプ端子（Ｊ２）と、共振インダクタ（Ｌ１）および共振コンデンサ（Ｃ１）の直列回路から成り共振インダクタ（Ｌ１）および共振コンデンサ（Ｃ１）の接続点に振動回路中間点（２）が形成されている直列振動回路とを備え、第１のランプ端子（Ｊ１）が振動回路中間点（２）に接続され、第２のランプ端子（Ｊ２）が共振コンデンサ（Ｃ１）の振動回路中間点（２）とは反対側の端子に接続されている高圧放電ランプの始動回路装置において、一次巻線と二次巻線（Ｌ２）とを有する始動変圧器が設けられ、始動変圧器の一次巻線が共振インダクタ（Ｌ1）により形成され、始動補助電極端子（Ｊ３）が始動変圧器の二次巻線（Ｌ２）の第１端子に接続され、始動変圧器の二次巻線（Ｌ２）の第２端子が振動回路中間点（２）に接続され、前記直列振動回路はその共振周波数近傍で動作させられることを特徴とする高圧放電ランプの始動回路装置。
  2. 始動変圧器の巻線方向が、第２のランプ端子（Ｊ２）に関して始動補助電極端子（Ｊ３）の電圧が第１のランプ端子（Ｊ１）の電圧より大きくなるように選定されていることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
  3. 請求項１記載の回路装置と、電極がそれぞれ第１のランプ端子（Ｊ１）と第２のランプ端子（Ｊ２）とに接続された高圧放電ランプ（Ｌｐ）と、高圧放電ランプ（Ｌｐ）に取付けられ始動補助電極端子（Ｊ３）に接続された始動補助電極とを有することを特徴とする照明装置。
  4. 高圧放電ランプ（Ｌｐ）が電極リードに空洞を有し、その空洞の回りに始動補助電極が少なくとも部分的に巻かれていることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
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