JPH0254639B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流放電灯点灯装置に関するものであ
る。

一般に直流放電灯点灯装置においては、放電灯
の放電電極間に絶縁破壊を生ぜしめるために起動
用高電圧パルスを印加する機能、絶縁破壊により
生じたグロー放電をアーク放電に容易に移行せし
めるために、放電灯の定格ランプ電圧より高い重
畳電圧を印加する機能、及びアーク放電が生じた
後は効率的な点灯状態を維持するために所定の電
力を供給する機能を有することが必要である。

第１図は斯かる機能を具えた直流放電灯点灯装
置の一例の概略を示す説明用ブロツク図であつ
て、交流電源にトランス、整流器、平滑回路等が
順に接続されて成る直流電源回路１の出力端子間
に起動器２を介して直流放電灯３が接続され、そ
して重畳電圧発生回路４が直流電源回路１の出力
端子間に接続した重畳電圧用コンデンサ５の両端
に接続されている。

第２図は前記起動器２の具体的構成の一例を示
し、この例においては、その１次側コイルが交流
電源２１に接続される高圧トランス２２の２次側
コイルに高圧コンデンサ２３を接続し、この高圧
コンデンサ２３に放電ギヤツプ２４を介して高圧
パルストランス２５の１次側コイルを接続し、こ
の高圧パルストランス２５の２次側コイルより得
られる高電圧パルスが直流放電灯３に印加され
る。

このような構成の起動器２を用いた直流放電灯
点灯装置においては、直流放電灯３の点灯を確実
に達成するために、点灯起動時において、通常交
流電源２１の半サイクルの間に20〜30個の高電圧
パルスを高圧パルストランス２５で発生せしめて
この高電圧パルスを直流放電灯３に印加するよう
にしている。従つて交流電源１の周波数が例えば
60Hzである場合には１秒間に2400〜3600個もの大
量の高電圧パルスを発生することとなり、この結
果点灯起動のために費されるエネルギーが大きく
なり、しかも点灯起動の度毎に大量の電磁波ノイ
ズが発生し、このため例えばコンピユータなどの
弱電精密電子機器と併用する場合には当該弱電精
密電子機器の誤動作を招くおそれが大きい。

ところで上述のような電磁波ノイズを除去する
ために電磁シールド機構などの手段によつてシー
ルドすることも考えられるが、電磁波ノイズの発
生が大量であるのでこれをシールドするためには
相当複雑な構成の電磁シールド機構が必要とな
り、結果として装置の製造コストが高くなつてし
まう。

本発明者らは、以上の如き事情に基いて鋭意研
究を重ねた結果、点灯起動時において直流放電灯
に印加する高電圧パルスの極性が点灯起動に重要
な関係があることを見い出し、本発明を完成する
に至つた。

本発明の目的は、小さい消費エネルギーで直流
放電灯を確実に点灯せしめることができ、しかも
点灯起動時に発生する電磁波ノイズの量を小さく
することができる直流放電灯点灯装置を提供する
ことにあり、その特徴とするところは、直流放電
灯と、この直流放電灯に定常点灯用駆動電流を供
給する直流電源回路と、前記直流放電灯と前記直
流電源回路との間に介挿した起動器とを具えて成
り、前記起動器は、定常点灯中において前記直流
電源回路から前記直流放電灯に流れる定常点灯用
駆動電流の方向とは逆方向に流れる起動用高電圧
パルスを前記直流放電灯に与える起動用高電圧パ
ルス発生器より成る点にある。

以下図面によつて本発明の一実施例について説
明する。

本発明の一実施例においては、第３図に示すよ
うに、交流電源にトランス、整流器、平滑回路等
が順に接続されて成る直流電源回路１の出力端子
間に重畳電圧用コンデンサ５を接続し、この重畳
電圧用コンデンサ５の両端に、重畳電圧発生回路
４を接続すると共に後述する起動器６を介して直
流放電灯３を接続する。但し、直流電源回路１に
含まれる平滑回路用コンデンサが重畳電圧用コン
デンサと兼用できる場合には、重畳電圧用コンデ
ンサ５は省かれ平滑回路用コンデンサの両端に重
畳電圧発生回路４が接続される。

前記起動器６は、直流放電灯３の定常点灯中に
おいて直流電源回路１から直流放電灯３に流れる
定常点灯用駆動電流の方向（第３図において矢印
Ｍで示す）と逆方向（矢印Ｎで示す）に流れるい
わば一方向性の起動用高電圧パルスを直流放電灯
３に与える起動用高電圧パルス発生器より成り、
具体的には第３図に示したように、ダイオード６
１及び抵抗６２を介して交流電源６３に第１のコ
ンデンサ６４を接続し、この第１のコンデンサ６
４の両端に二端子サイリスタ６５を介してパルス
トランス６６の１次側コイルを接続し、このパル
ストランス６６の２次側コイルの両端にはダイオ
ード６７を介して第２のコンデンサ６８を接続
し、この第２のコンデンサ６８の両端には放電ギ
ヤツプ６９を介して高圧パルストランス６０の１
次側コイルを接続し、この高圧パルストランス６
０の２次側コイルを前記直流電源回路１と前記直
流放電灯３との間に接続して構成する。ここで高
圧パルストランス６０の２次側コイルに発生する
起動用高電圧パルスの流れる方向を、直流放電灯
３に直流電源回路１から供給される定常点灯用駆
動電流の流れる方向Ｍとは逆方向Ｎとなるように
するためには、例えば高圧パルストランス６０に
おいて、１次側コイルに流すパルス電流の方向を
指定して１次側コイルによつて発生する磁界の方
向を特定の方向に定めると共に、この磁界の方向
に応じて２次側コイルの巻き方を右巻き或いは左
巻きの何れか一方の適切な巻き方に指定すればよ
い。

上記実施例によれば、直流放電灯３の点灯起動
において、例えば第４図にその電圧波形を示す交
流電源６３よりの交流電圧がダイオード６１によ
り半波整流されたうえで抵抗６２を介して第１の
コンデンサ６４に印加されて電荷が充電される。
この第１のコンデンサ６４の充電電圧が第５図に
示すように二端子サイリスタ６５のブレークダウ
ン電圧V_Thに達すると当該二端子サイリスタ６５
を介して前記第１のコンデンサ６４に充電されて
いた電荷がパルストランス６６の１次側コイルに
流れ、これによりパルストランス６６の２次側コ
イルには第６図に示すように例えば８〜15KVの
パルスが発生する。そしてこのパルスがダイオー
ド６７により半波整流されたうえで第２のコンデ
ンサ６８に充電される。この第２のコンデンサ６
８の充電電圧が第７図に示すように放電ギヤツプ
６９のブレークダウン電圧V_Gに達すると、この
放電ギヤツプ６９が導通状態となり、これにより
高圧パルストランス６０の１次側コイルに一方向
のパルス電流が流れ、この結果第８図に示すよう
に高圧パルストランス６０の２次側コイルには、
直流放電灯３に供給される定常点灯用駆動電流の
流れる方向とは実質上逆方向に流れる例えば30〜
50KVの起動用高電圧パルスが発生する。実際に
は自己誘導により多少の振動があるがその程度は
小さいものであり実質上無視できる。そしてこの
起動用高電圧パルスが直流放電灯３に印加され、
これにより直流放電灯３が点灯起動即ち放電電極
間の絶縁破壊が起こりグロー放電が生ずる。そし
て重畳電圧発生回路４による重畳電圧が直流放電
灯３に印加されてグロー放電からアーク放電に移
行し、次いでこのアーク放電状態から、直流電源
回路１よりの定常点灯用駆動電流によつて点灯さ
れる定常点灯状態へ移行される。

ここでパルストランス６６によつて発生するパ
ルスの数は、抵抗６２の抵抗値及び第１のコンデ
ンサ６４の容量値と、二端子サイリスタ６５のブ
レークダウン電圧V_Thの値とにより決定され、図
示の例では、交流電源６３の電圧波形の１サイク
ルについてパルストランス６６により発生するパ
ルスの数は１個である。そして、高圧パルストラ
ンス６０によつて発生する起動用高電圧パルスの
数は、第２のコンデンサ６８の容量値と放電ギヤ
ツプ６９のブレークダウン電圧の値とにより決定
され、図示の例ではパルストランス６６により発
生するパルス２個に対して高圧パルストランス６
０により発生する起動用高電圧パルスの数は１個
の割合となつている。従つて交流電源６３の電圧
波形の２サイクルの間に直流放電灯３には１個の
起動用高電圧パルスが印加されることとなり、例
えば交流電源６３の周波数を60Hzとすると１秒間
では30個の起動用高電圧パルスが直流放電灯３に
印加されることになるが、実際には数個の起動用
高電圧パルスを直流放電灯３に印加するようにす
ればよい。

上述の実施例によれば、点灯起動時に起動器６
により発生せしめる起動用高電圧パルスを実質上
一方向性とし、かつその起動用高電圧パルスを、
定常点灯中において直流電源回路１から直流放電
灯３に供給される定常点灯用駆動電流の流れる方
向とは逆方向に流して直流放電灯３に与えるよう
にしているため、その理論的根拠は必ずしも明確
ではないが、後述する実験例からも理解されるよ
うに、直流放電灯３において点灯起動時に印加さ
れる起動用高電圧パルスの数が１個であつても、
絶縁破壊により生じたグロー放電が、重畳電圧発
生回路４による重畳電圧を受けたときに立ち消え
することなく確実にアーク放電へ移行するように
なり、その結果確実に定常点灯状態へ移行せしめ
ることができる。このように、第１番目に印加さ
れる起動用高電圧パルスによつて確実に直流放電
灯３を点灯せしめることができるので、直流放電
灯３に与える起動用高電圧パルスの数は数個もあ
れば充分であり、従つて点灯起動に要する消費エ
ネルギーが相当に小さくなり経済的であるうえ、
点灯起動時に発生する電磁波ノイズの量が大幅に
小さくなることからコンピユータなどの弱電精密
電子機器と併用してもそれらの機器の誤動作を招
くことが抑止される。

以下実施例について説明する。

実験例 第３図に示した実施例と同様の構成の直流放電
灯点灯装置において、定格電力2KW（定格電流
70A、定格電圧24V）の直流放電灯３を用い、パ
ルストランス６６の２次側コイルに発生するパル
スの電圧が8KV、高圧パルストランス６０の２
次側に発生する起動用高電圧パルスの電圧が
35KV、そして直流放電灯３に与える起動用高電
圧パルスの数が１個となるようにして直流放電灯
３の点灯起動テストを100回に亘り行なつたとこ
ろ、100回のテストの何れにおいても、直流放電
灯３がグロー放電からアーク放電へ移行し、そし
て定常点灯状態へ移行して確実に点灯した。

次に高圧パルストランス６０の２次側コイルの
接続端子を互に反対に入れ替えて接続して、起動
用高電圧パルスの流れる方向が定常点灯用駆動電
流の流れる方向と同一となるようにして上述のテ
ストと全く同一の条件で点灯起動テストを100回
に亘り行なつたところ、直流放電灯３は100回と
もグロー放電を生じたがその後重畳電圧が印加さ
れたときには40回もグロー放電の立ち消えが生じ
て結局点灯せず、定常点灯状態へ完全に移行した
のはわずか60回であつた。

以上の結果より本発明の構成によれば１個の起
動用高電圧パルスにより直流放電灯を確実に点灯
せしめることができることがわかる。

以上のように本発明直流放電灯点灯装置は、直
流放電灯と、この直流放電灯に定常点灯用駆動電
流を供給する直流電源回路と、前記直流放電灯と
前記直流電源回路との間に介挿した起動器とを具
えて成り、前記起動器は、定常点灯中において前
記直流電源回路から前記直流放電灯に流れる定常
点灯用駆動電流の方向とは逆方向に流れる起動用
高電圧パルスを前記直流放電灯に与える起動用高
電圧パルス発生器より成ることを特徴とする構成
であるから、小さい消費エネルギーで直流放電灯
を確実に点灯せしめることができ、しかも点灯起
動時に発生する電磁波ノイズの量を小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流放電灯点灯装置の一例の概略を示
す説明用ブロツク図、第２図は従来の起動器の一
例を示す回路図、第３図は本発明の一実施例を示
す説明図、第４図は交流電源の電圧波形例を示す
曲線図、第５図は第１のコンデンサの両端電圧の
電圧波形例を示す曲線図、第６図はパルストラン
スの２次側コイルに発生するパルスの電圧波形例
を示す曲線図、第７図は第２のコンデンサの両端
電圧の電圧波形例を示す曲線図、第８図は高圧パ
ルストランスの２次側コイルに発生する起動用高
電圧パルスの電圧波形例を示す曲線図である。 １……直流電源回路、２……起動器、３……直
流放電灯、４……重畳電圧発生回路、５……重畳
電圧用コンデンサ、２１……交流電源、２２……
高圧トランス、２３……高圧コンデンサ、２４…
…放電ギヤツプ、２５……高圧パルストランス、
６……起動器、６１……ダイオード、６２……抵
抗、６３……交流電源、６４……第１のコンデン
サ、６５……二端子サイリスタ、６６……パルス
トランス、６７……ダイオード、６８……第２の
コンデンサ、６９……放電ギヤツプ、６０……高
圧パルストランス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流放電灯と、この直流放電灯に定常点灯用
   駆動電流を供給する直流電源回路と、前記直流放
   電灯と前記直流電源回路との間に介挿した起動器
   とを具えて成り、前記起動器は、定常点灯中にお
   いて前記直流電源回路から前記直流放電灯に流れ
   る定常点灯用駆動電流の方向とは逆方向に流れる
   起動用高電圧パルスを前記直流放電灯に与える起
   動用高電圧パルス発生器より成ることを特徴とす
   る直流放電灯点灯装置。