JPH02267890A - 放電ランプ用電子的安定器回路 - Google Patents

放電ランプ用電子的安定器回路

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JPH02267890A
JPH02267890A JP1336797A JP33679789A JPH02267890A JP H02267890 A JPH02267890 A JP H02267890A JP 1336797 A JP1336797 A JP 1336797A JP 33679789 A JP33679789 A JP 33679789A JP H02267890 A JPH02267890 A JP H02267890A
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JP
Japan
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lamp
cathode
diode
electronic ballast
ballast circuit
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JP1336797A
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English (en)
Inventor
Valery Godyak
バレリ・ゴディヤク
Fred Whitney
フレッド・ホイットニー
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Osram Sylvania Inc
Original Assignee
GTE Products Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H05B41/20—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch
    • H05B41/23—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode
    • H05B41/232—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode for low-pressure lamps
    • H05B41/2325—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode for low-pressure lamps provided with pre-heating electrodes

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般的にはランプ用の安定器回路に関し、詳し
くいうと、特に電気放電ランプとともに使用するための
電子的安定器回路に関する。
［従来の技術］ 従来の電子的安定器回路の一例は代表的には安定器素子
の両端間のライン電圧の約８０％を降下させる誘導性安
定器を使用するものである。そのような誘導性安定器が
有効である多くの応用例がある。しかしながら、特に、
負グローランプのような低電圧高電流電気放電ランプの
場合には、誘導性安定器は非常に効率が悪い０例えば、
１５ボルト高電流負グローランプの特定例においては、
不所望にも、ＲＭＳライン電圧の実質的に全部が安定器
素子の両端間で降下されるであろう。
従って、低電圧高電流放電ランプに対してこの種のラン
プ用の誘導性安定器を使用することはランプ効率を悪く
することになる。これらランプによって必要とされる比
較的大きな電流のために、対応するジュール熱損失（Ｉ
”Ｒ、渦電流、ヒステリシス、等）はより低い電流で動
作するランプの場合よりもはるかに大きい、この点で、
より高い電流という場合は２〜５アンペアの範囲であり
、またより低い電流という場合は１アンペアより低いも
のとする。従って、誘導性安定器に関連するこれら貧弱
な効率のために、特に、ＤＣグロー放電ランプを含む放
電ランプとともに使用するためのもっと効率のよい安定
器回路を代りに提供することが望まれている。
整流器回路を有する或は有さない容量性安定器の使用を
開示する従来の米国特許として、米国特許第２．３５６
．３６９号、第４，２８８，７２５号、第４．１７２．
９８１号、第４，５００，８１２号、及び第３．７８７
．７５１号がある。誘導性安定器に対する変形も行なわ
れた０例えば、誘導性安定器は抵抗及び磁気電力損が最
小にされるように設計することができる。しかしながら
、安定器の重量及びシステムの電力損の両方を最小にす
るためには、容量性安定器が、特に負グロー低圧放電ラ
ンプに対しては、好ましく、従来技術においてもブリッ
ジ整流器と組合せた容量性安定器が使用されている。こ
の点・で、例えばワタナベの論文「キャパシター・バラ
スト・フォー・ア・コンパクト・フローレッセント・ラ
ンプ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　　Ｂａ１ｌａｓｔ　　ｆｏ
ｒ　　ａ　　Ｃｏｍｐａｃｔ　　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎ
ｔＬａｍｐ）　Ｊジェイ・ライト・アンド・バイス・エ
ンブ（Ｊ、　Ｌｉｇｈｔ　＆　Ｖｉｓ、　Ｅｎｖ、）　
、第７巻、第１号、１９８３年第７〜１４頁を参照され
たい、この論文において、特にブリッジ整流器とキャパ
シタ安定器との組合せを使用する第１７図の回路を参照
されたい。
さて、低電圧高電流ＤＣ放電ランプを動作させるための
全波整流器ブリッジと組合わされたキャパシタ安定器の
使用例を示す第１図を参照する。
詳しくいうと、第１図は安定器素子をキャパシタＣとし
て例示している。全波整流器ブリッジは通常のブリッジ
整流器形態に相互接続された４つのダーイオードＤｉ〜
Ｄ４より構成されている６代表的には１２０ボルトのＡ
Ｃ信号である入力ＡＣ信号は端子１０に供給される。こ
れら端子１０はキャパシタＣと直列に全波整流器ブリッ
ジの入力に接続される。全波整流器ブリッジの出力はグ
ロー放電ランプ１２に結合されているとみなすことがで
きる。
グロー放電ランプ１２はアノード１４及びカソード１６
より構成されている。スイッチ２０がまた、第１図に例
示されている。このスイッチ２０はその一方の位置にお
いてカソード１６間を結合する。スイッチ２０の動作は
周知であり、その構成は本発明の一部をなさないので、
ここではこれ以上詳細には説明しない、スイッチ２０は
ランプの始動のために動作するということを明言するこ
とは有益である０例えば、前に言及した米国特許第２．
３５６．３６９号又は第４，２８８，７２５号に見られ
る同様の始動スイッチ形態を参照されたい。
［発明が解決しようとする課題］ 第１図の電子的安定器回路に関連した欠点の１つはこの
回路がランプカソードに関して単一ホットスポット動作
態様で作動する特性を有するという点にある。これは第
１図に矢印１８で例示されている１本質的に、放電電流
は、ＡＣ信号の各半サイクル中、矢印１８によって例示
されるようにカソードの同じ点に流れる。
［課題を解決するための手段］ 従って、本発明の１つの目的は改良された電子的安定器
回路、特に低電圧、高電流の放電ランプを付勢するのに
使用するための電子的安定器回路を提供することである
。
本発明の他の目的は放電ランプをランプカソードに関し
てダブルホットスポット動作態様で作動させてカソード
の動作及び光束維持率（メンテナンス）を改善するよう
にした改良された電子的安定器回路を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、ランプの動作中、カソードの任意
の１点からの連続する蒸発を防止してカソードの光束維
持率を改善するために、ランプの動作中２つのカソード
ホットスポットが形成されるＤＣ放電ランプを駆動する
ための改良された電子的安定器回路を提供することであ
る。
本発明の他の目的は前述の目的に従った、しかもカソー
ドのより均一な加熱を可能にして付随的にランプの光束
維持率及び性能を改善する改良された電子的安定器回路
を提供することである。
これら及び他の目的、利点並びに能力は、本発明の一面
においては、代表的にはＡＣ源から作動されるＤＣグロ
ー放電ランプのような放電ランプを動作させるための次
のように構成された電子的安定器回路によって達成され
る。この電子的安定器回路は容量性安定器素子、及びこ
の安定器素子と放電ランプを本質的に相互結合するブリ
ッジ整流器回路を含む。ブリッジ整流器回路はＡＣ信号
の第１の半サイクル中動作してランプカソードの一側に
ランプ放電電流を提供する手段、及びＡＣ信号の第２の
半サイクル中動作してランプカソードの反対側にランプ
放電電流を提供する手段を含む、これはランプカソード
に１つではなくて２つのホットスポットを作る効果を有
し、かくしてカソードの光束維持率を改善するとともに
、より均一なカソードの加熱を行なうことができる。
本発明のさらに特定した面によれば、この安定器回路は
交流サイクル信号を受信するための一対の入力端子と、
これら端子の一方に結合されたバラストキャパシタと、
このバラストキャパシタとランプアノード及びランプカ
ソードからなる放電ランプの電極とを相互結合する整流
器ブリッジとから構成される。整流器ブリッジはブリッ
ジダイオード整流器の対向する側がそれぞれランプカソ
ードの対向する側に接続されている。この態様において
、ランプ放電電流は、交流サイクル信号の交互のそれぞ
れの半サイクルの間、カソードの対向する端部に流れる
。
［実施例］ 本発明、並びに本発明のさらに他の目的、利点及び能力
のより良き理解のために、以下添付図面を参照して本発
明の好ましい実施例について詳細に説明する。
本発明は電子的安定器回路に関し、特にＤＣグローラン
プのような放電ランプ用の改良された容量性安定器に関
する。ＡＣ信号の各半サイクル中力ソードの本質的に同
じ点に放電電流が流れる従来技術の容量性安定器につい
て第１図を参照して説明した０本発明はその改良であり
、この改良は第２図の好ましい実施例に開示されている
。本発明の改良された電子的安定器回路は改善されたカ
ソードの動作及び全体のランプの動作に特徴がある。こ
の点に関して、第１図の従来技術の回路の単一点放電を
有するのではなくて、第２図の好ましい実施例では、ラ
ンプカソードに対して、カソードの光束維持率が改善さ
れるという利点を有するダブルホットスポット動作態様
が本発明に従って提供される。
さて、第２図の特定の回路を参照すると、この回路は、
バラストキャパシタＣｌ０１及び本質的に２つの半休に
分割され、従って交互の半サイクル中フィラメント（カ
ソード）の対向する端部に放電電流が流れることを可能
にする整流器ブリッジより構成されている。
第２図において、整流器ブリッジは一方の側のダイオー
ドＤｌｌ及びＤ１３と他方の側のダイオードＤＩ２及び
Ｄ１４とから構成されている。ダイオードＤ１１のカソ
ード及びダイオードＤ１３のアノードは共通に結合され
てキャパシタＣＩＯに接続されている。キャパシタＣＩ
Ｏはまた、入力端子２４の一方に接続されている。ダイ
オードＤｌｌのアノードはカソード３４の一側に接続さ
れている。ダイオードＤ１３のカソード及びダイオード
Ｄ１４のカソードは共通に結合されてＤＣグロー放電ラ
ンプ３０のアノード３２に接続されている。
整流器ブリッジの反対側においては、ダイオードＤＩ２
のカソード及びダイオードＤ１４のアノードが共通に結
合されて入力端子２４の他方に直接接続されている。ダ
イオードＤＩ２のアノードは、ダイオードＤｌｌのカソ
ード３４に対する接続とは反対側であるカソード３４の
反対端に接続されている。ダイオードＤ１４のカソード
はランプ３０のアノード３２に接続されている。
前に指摘したように１本発明の改良された電子的安定器
回路は交互する半サイクル中、カソードの両端に交互に
放電電流を流すようにする分割された整流器ブリッジを
特徴としている。サイクルの１つの半サイクル中、ダイ
オードＤ１２及びＤ１３は導通し、矢印Ａのようにカソ
ード３４の一端３４Ａに対する放電路が形成される。Ａ
Ｃ信号の他方の半サイクル中はダイオードＤｌｌ及びＤ
１４のみが導通する。これによって矢印Ｂのようにアノ
ード３２からカソード３４の反対端３４Ｂに至る放電路
が形成される。
第２図の特定のブリッジ形態では、若干異なる始動器の
回路構成が使用されるということを注意すべきである。
これは、例えば、２つのグロー管（グロースイッチ）或
は同様の始動補助器を含むことである。これらは第２図
にスイッチ４０Ａ及び４０Ｂとして例示されている。ス
イッチ４０ＡはダイオードＤｌｌの両端間にあり、スイ
ッチ４０ＢはダイオードＤ１２の両端間にある。１つで
はなくて２つのスイッチを使用してもランプ動作に関し
て同等特定の問題を与えない。
入力端子２４に人力ＡＣ電圧を供給することによりスイ
ッチ作用のデバイス４０Ａ及び４０Ｂが閉成する。これ
らデバイスの閉成により２つのダイオードＤｌｌ及びＤ
１２は短絡され、ランプカソード３４を通る非常に低抵
抗の電路が形成される。このときにカソードを流れるＡ
Ｃ電流はカソードを加熱する（予熱する）、短時間（ス
イッチ作用に依存して数秒）後にスイッチ作用のデバイ
ス４０は回路を開き、ランプはこのランプを流れる並び
に交互にダイオードＤ１３、ＤＩ２及びＤ１４、Ｄｌｌ
を流れる電流で始動する。始動（予熱）時に、キャパシ
タＣＩＯはカソード３４とともに電圧分割器素子として
作用し、予熱電流を供給する。ランプの動作中、キャパ
シタＣＩＯは１　／　ｊωＣの大きさを持つ安定用イン
ピーダンス素子として作用する。ランプの動作中、キャ
パシタＣＩＯの両端間でライン電圧の非常に大きなパー
セントが降下するが、しかしキャパシタに固有のより高
いＱのために、電力損は同様の状況においてインダクタ
を使用した場合よりもはるかに少ない。
かくして、本発明によれば、ダイオードブリッジを使用
するが、しかし交互の半サイクル中フィラメントの対向
する端部に放電電流の流れを提供するように構成を変更
した改良された容量性安定器回路が提供される。前にも
述べたように、これはカソードフィラメントの対向する
端部に対する交互の放電を示す矢印Ａ及びＢによって第
２図に例示されている。この動作は正常なランプ動作中
２つのカソードスポットを形成する所望の効果を提供す
る。ランプの動作中カソードを強制的にダブルポットス
ポットモードで動作させることによって、ランプの動作
中カソードの任意の１点からの連続するバリウムの蒸発
が防止され、従ってカソードの光束維持率が改善される
。ダブルホットスポットはさらに、放電によるカソード
のより均一な加熱を助長し、従ってランプの光束維持率
及び性能を改善する。
本発明の好ましい実施例であると現在みなされるものを
図示し、記載したけれど、特許請求の範囲により定めら
れる本発明から逸脱することなしに種々の変形及び変更
がなし得ることはこの分野の技術者には明らかであろう
。
２４：入力端子 ３０：ＤＣグロー放電ランプ ３２：ランプ３０のアノード ３４：ランプ３０のカソード ３４Ａ：カソード３４の一端 ３４Ｂ二カソード３４の反対端 ４０：スイッチ作用デバイス ４０Ａ、４０Ｂ：スイッチ ＣＩＯ：キャパシタ Ｄｌｌ〜Ｄ１４：ダイオード ４、　　の　　な古註 第１図はキャパシタ安定器素子及びブリッジ回路を使用
する従来技術の電子的安定器回路の一例を示す回路図、
第２図は本発明の原理に従う電子的安定器回路の一実施
例を示す回路図である。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）交流サイクル信号を受信するための一対の入力端
    子を形成する手段と、 該端子の一方に結合されたバラストキャパシタと、 該バラストキャパシタと、ランプアノード及びランプカ
    ソードより構成されるＤＣ（直流）放電ランプの電極と
    を相互結合する整流器ブリッジとを具備し、 前記整流器ブリッジが前記ランプカソードの対向する端
    部にそれぞれ接続された対向するブリッジダイオード整
    流器部分より構成され、前記交流サイクル信号の交互の
    それぞれの半サイクル中、前記カソードの対向する端部
    にランプ放電電流が流れるようにしたことを特徴とする
    ＤＣ放電ランプを動作させるための電子的安定器回路。
  2. （２）各ブリッジ部分が一対のダイオードを含む特許請
    求の範囲第１項記載の電子的安定器回路。
  3. （３）一方のブリッジ部分の第１のダイオード及び他方
    のブリッジ部分の第１のダイオードが前記ランプアノー
    ドに接続されている特許請求の範囲第２項記載の電子的
    安定器回路。
  4. （４）前記一方のブリッジ部分の第２のダイオード及び
    前記他方のブリッジ部分の第２のダイオードが前記カソ
    ードのそれぞれの端部に接続されている特許請求の範囲
    第３項記載の電子的安定器回路。
  5. （５）前記第１のダイオードの両方が前記バラストキャ
    パシタにも接続されている特許請求の範囲第４項記載の
    電子的安定器回路。
  6. （６）前記第２のダイオードの両方が前記一対の入力端
    子の他方にも接続されている特許請求の範囲第５項記載
    の電子的安定器回路。
  7. （７）前記ランプカソードに結合されたランプ始動用ス
    イッチ手段を含む特許請求の範囲第２項記載の電子的安
    定器回路。
  8. （８）前記ランプ始動用スイッチ手段がランプの始動を
    容易にするために前記カソードのそれぞれの端部に結合
    された一対のスイッチを含む特許請求の範囲第７項記載
    の電子的安定器回路。
  9. （９）一方のブリッジ部分の第１のダイオードと他方の
    ブリッジ部分の第１のダイオードとが前記ランプアノー
    ドに接続され、前記一方のブリッジ部分の第２のダイオ
    ードと前記他方のブリッジ部分の第２のダイオードとが
    前記カソードのそれぞれの端部に接続され、前記スイッ
    チの一方が前記一方のブリッジ部分の前記第２のダイオ
    ードの両端間に結合され、前記スイッチの他方が前記他
    方のブリッジ部分の前記第２のダイオードの両端間に結
    合されている特許請求の範囲第８項記載の電子的安定器
    回路。
  10. （１０）半サイクルを有するＡＣ信号を提供するＡＣ源
    からＤＣ放電ランプを動作させるための電子的安定器回
    路であって、前記ランプがランプカソード及びランプア
    ノードを有し、前記安定器回路が容量性安定器素子を含
    む電子的安定器回路において、前記ＡＣ信号の第１の半
    サイクル中動作して前記ランプカソードの一側にランプ
    放電電流を提供する手段、及び前記ＡＣ信号の第２の半
    サイクル中動作して前記ランプカソードの反対側にラン
    プ放電電流を提供する手段を含み、前記安定器素子から
    結合されたブリッジ整流器回路を具備することを特徴と
    する電子的安定器回路。
  11. （１１）前記第１の半サイクル中動作する手段が一対の
    ダイオードを含み、一方のダイオードが前記ランプアノ
    ードに結合され、他方のダイオードが前記ランプカソー
    ドの一側に結合されている特許請求の範囲第１０項記載
    の電子的安定器回路。
  12. （１２）前記第２の半サイクル中動作する手段が一対の
    ダイオードを含み、一方のダイオードが前記ランプアノ
    ードに結合され、他方のダイオードが前記ランプカソー
    ドの一側に結合されている特許請求の範囲第１１項記載
    の電子的安定器回路。
  13. （１３）前記ランプカソードに結合されたランプ始動用
    スイッチ手段を含む特許請求の範囲第１２項記載の電子
    的安定器回路。
  14. （１４）前記ランプ始動用スイッチ手段がランプの始動
    を容易にするために前記カソードのそれぞれの端部に結
    合された一対のスイッチを含む特許請求の範囲第１３項
    記載の電子的安定器回路。
  15. （１５）ＡＣ信号により放電ランプを動作させるための
    容量性安定器回路において、前記ＡＣ信号の第１の半サ
    イクル中前記ランプのフィラメントの一側に前記ランプ
    を流れる電流を放電させるように前記ランプを動作させ
    、前記ＡＣ信号の第２の半サイクル中前記ランプのフィ
    ラメントの反対側に前記ランプを流れる電流を放電させ
    るように前記ランプを動作させる方法。
JP1336797A 1988-12-27 1989-12-27 放電ランプ用電子的安定器回路 Pending JPH02267890A (ja)

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