JPH04129196A - Metal halide lamp lighting device - Google Patents

Metal halide lamp lighting device

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Publication number
JPH04129196A
JPH04129196A JP25161190A JP25161190A JPH04129196A JP H04129196 A JPH04129196 A JP H04129196A JP 25161190 A JP25161190 A JP 25161190A JP 25161190 A JP25161190 A JP 25161190A JP H04129196 A JPH04129196 A JP H04129196A
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JP
Japan
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metal halide
halide lamp
inverter
lamp
voltage
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Pending
Application number
JP25161190A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Yokoi
横井 弥寿雄
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NIPPON INBAATA KK
Original Assignee
NIPPON INBAATA KK
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Publication date
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Publication of JPH04129196A publication Critical patent/JPH04129196A/en
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Abstract

PURPOSE:To greatly lengthen the life by installing a series resonance circuit set such that resonance a frequency becomes equal to the output frequency of an inverter and connecting a metal halide lamp in parallel to the capacitor. CONSTITUTION:In an inverter 8 is driven to light up a metal halide lamp 9, the impedance (r) of the metal halide lamp 9 connected to a capacitor 8b in parallel is infinite under the condition before lighting and has no effect on a resonance phenomenon, so that series resonance phenomenon takes place in a series resonance circuit 8. In a perfect resonance condition, the terminal voltage of this capacitor 8b becomes a high voltage, and this high voltage is applied as a discharge start voltage to the lamp 9. When the lamp 9 starts discharge with application of this high voltage, the impedance (r) of this lamp 9 decreases rapidly, so that series resonance stops. Thereafter, the temperature of lighting tube rises up, and resultantly, the impedance (r) becomes large and is kept at a fixed stable and as a result, the tube voltage of the lamp 9 is stabilized, too.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、水銀灯の一種であるメタルハライドランプの
点灯装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a lighting device for a metal halide lamp, which is a type of mercury lamp.

〈従来の技術〉 斯かるメタルハライドランプは、構造的には他の水銀灯
に似ているか、発光管の中に水銀、アルゴンの他に種々
のハロゲン化金属が発光物質として封入されていて、放
電により金属特有の光を発光し、太陽光に近い優れた光
色・演色性を有しているので、種々の照明器に広く使用
されている。
<Prior art> Such metal halide lamps are structurally similar to other mercury lamps, or have various metal halides in addition to mercury and argon sealed in the arc tube as light-emitting substances. It emits light unique to metals and has excellent light color and color rendering properties that are close to sunlight, so it is widely used in various lighting devices.

その反面、点灯時の放電開始電圧か一般の水銀灯に比較
してかなり高いため、従来ては専用安定器を用いたり、
発光管内に点弧子を内蔵したりして点灯始動時のみ高電
圧を得るようにしている。
On the other hand, the discharge starting voltage during lighting is considerably higher than that of general mercury lamps, so in the past, special ballasts were used,
An igniter is built into the arc tube so that high voltage is obtained only when starting the lighting.

〈発明が解決しようとする課題〉 然し乍ら、専用安定器を用いたものは重量か大となり、
一方、点弧子を内蔵した場合には、相当のコスト高とな
るだけでなく、非常に寿命か短いという欠点がある。
<Problem to be solved by the invention> However, the device using a dedicated ballast is heavy and large;
On the other hand, if the igniter is built-in, it not only increases the cost considerably, but also has the disadvantage of having a very short lifespan.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、安価、軽量で十分な寿命を有するメタルハラ
イドランプ点灯装置を提供することを技術的課題とする
ものである。
The present invention has been made in view of these conventional problems, and a technical object thereof is to provide a metal halide lamp lighting device that is inexpensive, lightweight, and has a sufficient lifespan.

く課題を解決するための手段〉 本発明は、上記した課題を達成するための技術的手段と
して、メタルハライドランプ点灯装置を以下のように構
成した。即ち、メタルハライドランプに高周波出力を供
給するインバータと、このインバータの高周波出力端子
間に直列接続されたリアクトルとコンデンサからなり、
その共振周波数を前記インバータの出力周波数に等しく
なるよう設定した直列共振回路とを備え、該コンデンサ
に並列にメタルハライドランプを接続したことを特徴と
して構成されている。
Means for Solving the Problems> In the present invention, as a technical means for achieving the above-mentioned problems, a metal halide lamp lighting device is configured as follows. That is, it consists of an inverter that supplies high-frequency output to the metal halide lamp, and a reactor and a capacitor connected in series between the high-frequency output terminals of this inverter.
It is characterized by comprising a series resonant circuit whose resonant frequency is set to be equal to the output frequency of the inverter, and a metal halide lamp connected in parallel to the capacitor.

〈作用〉 メタルハライドランプを点灯するに際して、インバータ
から高周波電力か出力されると、この高周波出力により
直列共振回路に直列共振が生じ、この時の合成インピー
ダンスが極めて小さくなり、コンデンサの両端に発生す
る高電圧かメタルハライドランプに放電開始電圧として
印加される。この高電圧の印加によりメタルハライドラ
ンプが放電を開始して点灯すると、メタルハライドラン
プの発光管のインピーダンスが急激に低くなり、このメ
タルハライドランプは直列共振回路のコンデンサに並列
接続されているので、直列共振回路の直列共振が停止し
、直列共振回路の合成インピーダンスが大きくなり、メ
タルハライドランプへの供給電圧が放電を維持できる程
度の電圧に低下する。
<Function> When high-frequency power is output from the inverter when lighting a metal halide lamp, series resonance occurs in the series resonant circuit due to this high-frequency output, and the combined impedance at this time becomes extremely small, causing a high voltage generated across the capacitor. The voltage is applied to the metal halide lamp as the discharge starting voltage. When the metal halide lamp starts discharging and lights up due to the application of this high voltage, the impedance of the arc tube of the metal halide lamp decreases rapidly, and since this metal halide lamp is connected in parallel to the capacitor of the series resonant circuit, the series resonant circuit series resonance stops, the combined impedance of the series resonant circuit increases, and the voltage supplied to the metal halide lamp drops to a level that can maintain discharge.

このメタルハライドランプ点灯装置は、高周波インバー
タを恰も安定器として用い、これにLC直列共振回路を
接続した構成であり、しかも、直列共振回路はインバー
タの高周波で共振させるので、インダクタンスおよびキ
ャパシタンスのそれぞれ小さいリアクトルおよびコンデ
ンサを用いることができ、安価に構成できるとともに、
専用安定器を用いるものに比し格段に軽量となり、発光
管に内蔵しないので十分な寿命を保つことができる。
This metal halide lamp lighting device uses a high frequency inverter as a ballast and has an LC series resonant circuit connected to it.Moreover, since the series resonant circuit resonates at the high frequency of the inverter, a reactor with small inductance and capacitance is used. and capacitors can be used, and it can be constructed at low cost, and
It is much lighter than those that use a dedicated ballast, and since it is not built into the arc tube, it can maintain a sufficient lifespan.

〈実施例〉 以下、本発明の好ましい一実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。
<Example> Hereinafter, a preferred example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のブロック構成を示し、直流
電源部1は、例えば商用交流電源の商用交流を電源トラ
ンスで降圧または昇圧した後に全波整流し、更に平滑し
て直流電力に変換し、この直流電力をプッシュプル方式
またはブリッジ方式のインバータ7に供給する。
FIG. 1 shows a block configuration of an embodiment of the present invention, in which a DC power supply section 1 includes, for example, a commercial AC power source that steps down or steps up the voltage in a power transformer, performs full-wave rectification, and further smoothes it into DC power. This DC power is then supplied to a push-pull type or bridge type inverter 7.

電流設定ブロック2は、直流電源部1からインバータ7
に供給する直流電圧に反比例する電流設定値信号を出力
する。
The current setting block 2 connects the DC power supply section 1 to the inverter 7.
Outputs a current setting value signal that is inversely proportional to the DC voltage supplied to the

電流制御ブロック3は、直流電源部1の出力電流を電流
検出部4で検出して入力される検出電流を電流設定ブロ
ック2の電流設定値信号に一致するように変換する。
The current control block 3 detects the output current of the DC power supply section 1 with the current detection section 4 and converts the input detected current so that it matches the current setting value signal of the current setting block 2.

この電流制御ブロック3から出力される直流電圧に反比
例する電流信号がパルス幅変調回路5で偏差増幅されて
パルス幅に変調され、例えば直流電源部1の出力直流電
圧が高くなるように変動すると、それに応じてパルス幅
が小さくなる。このパルス幅変調回路5の出力を制御信
号としてドライブ回路6がインバータ7を駆動制御し、
インバータ7の高周波出力によりメタルハライドランプ
9が点灯される。ここで、電流設定ブロック2および電
流制御ブロック3により作られたインバータ7への供給
電流が、インバータ7に給電される直流電圧に正確に反
比例するので、結果として、インバータ7への供給電力
は、直流電圧の変動にかかわらず常に一定であり、イン
バータ7からメタルハライドランプ9への供給電力も点
灯安定後において常に一定であり、直流電圧の変動によ
り光色が変化しないようになっている。
When the current signal that is inversely proportional to the DC voltage output from the current control block 3 is amplified by the pulse width modulation circuit 5 and modulated into a pulse width, for example, the output DC voltage of the DC power supply section 1 changes to become higher. The pulse width becomes smaller accordingly. A drive circuit 6 drives and controls an inverter 7 using the output of the pulse width modulation circuit 5 as a control signal,
The metal halide lamp 9 is turned on by the high frequency output of the inverter 7. Here, since the current supplied to the inverter 7 created by the current setting block 2 and the current control block 3 is exactly inversely proportional to the DC voltage supplied to the inverter 7, as a result, the power supplied to the inverter 7 is It is always constant regardless of fluctuations in the DC voltage, and the power supplied from the inverter 7 to the metal halide lamp 9 is also always constant after lighting has stabilized, so that the light color does not change due to fluctuations in the DC voltage.

そして、本発明の特徴として、インバータ7の高周波出
力端子間にリアクトル8aとコンデンサ8bとが直列接
続された直列共振回路8が設けられており、コンデンサ
8bに並列にメタルハライドランプ9が接続されている
。また、直列共振回路8の共振周波数は、インバータ7
の出力周波数に等しくなるよう設定されている。実際に
はインバータ7の能力に限度があるので、その基本周波
数に完全に共振させることができない。そこで、インバ
ータ7の出力波形が方形波であるから、第3次高調波ま
たは第5次高調波に共振させる。何れにしても、インバ
ータ7の出力が高周波であるので、リアクトル8aおよ
びコンデンサ8bとして、各々のインダクタンスしおよ
びキャパシタンスCがそれぞれ小さいものを用いて容易
に直列共振を生じさせることかできる。尚、同図のRは
リアクトル8Aに含まれる抵抗分、rはメタルハライド
ランプ9のインピーダンス(抵抗)をそれぞれ示す。
As a feature of the present invention, a series resonant circuit 8 in which a reactor 8a and a capacitor 8b are connected in series is provided between the high frequency output terminals of the inverter 7, and a metal halide lamp 9 is connected in parallel to the capacitor 8b. . Furthermore, the resonant frequency of the series resonant circuit 8 is the same as that of the inverter 7.
is set equal to the output frequency of In reality, the ability of the inverter 7 is limited, so it cannot be made to resonate completely at its fundamental frequency. Therefore, since the output waveform of the inverter 7 is a square wave, it is caused to resonate with the third harmonic or the fifth harmonic. In any case, since the output of the inverter 7 is a high frequency, series resonance can be easily caused by using reactor 8a and capacitor 8b that have small inductance and capacitance C, respectively. Note that R in the figure represents a resistance included in the reactor 8A, and r represents the impedance (resistance) of the metal halide lamp 9.

メタルハライドランプ9を点灯させるに際して前述の動
作によりインバータ8を駆動させると、コンデンサ8b
に並列接続されているメタルハライドランプ9のインピ
ーダンスrは、点灯前の状態では無限大であって共振現
象に対し何ら影響を及ぼさないので、直列共振回路8に
直列共振現象が生じる。この時の合成インピーダンスZ
は、となり、完全な共振状態では、ωL=1/ωCから
ω2LC=1であるので、1−ω2LC=0となって前
式はZ=Rとなる。この時、直列共振回路8に流れる電
流Iは、インバータ9の出力電圧を■とすると、l =
V/Rとなり、リアクトル8aの端子電圧は、(jωL
)Iで、コンデンサ8bの端子電圧Vcは、I/jωC
となる。このコンデンサ8bの端子電圧V。は、第2図
に示すように、インバータ9の出力電圧Vに対し位相が
90°遅れ且つ500〜2000V程度の高電圧となり
、この高電圧がメタルハライドランプ9に放電開始電圧
として印加される。
When the inverter 8 is driven by the operation described above when lighting the metal halide lamp 9, the capacitor 8b
The impedance r of the metal halide lamp 9 connected in parallel with the lamp 9 is infinite before lighting and has no influence on the resonance phenomenon, so a series resonance phenomenon occurs in the series resonance circuit 8. Combined impedance Z at this time
In a completely resonant state, ω2LC=1 from ωL=1/ωC, so 1−ω2LC=0, and the previous equation becomes Z=R. At this time, the current I flowing through the series resonant circuit 8 is l =
V/R, and the terminal voltage of reactor 8a is (jωL
) I, and the terminal voltage Vc of the capacitor 8b is I/jωC
becomes. Terminal voltage V of this capacitor 8b. As shown in FIG. 2, the phase is delayed by 90 degrees with respect to the output voltage V of the inverter 9 and becomes a high voltage of about 500 to 2000 V, and this high voltage is applied to the metal halide lamp 9 as a discharge starting voltage.

この高電圧の印加によりメタルハライドランプ9が放電
を開始すると、このランプ9のインピーダンスrが急激
に低下することによって直列共振か停止する。この時の
合成インピーダンスZは、となるが、jωCr<1であ
ることから、前式は、z=r 十R十jωLと見做せる
。この時のメタルハライドランプ9の管電圧を第2図の
ベクトルOAで示す。その後、発光管の温度が上昇する
に伴ってインピーダンスrか大きくなって一定の安定値
に維持され、それに伴ってメタルハライドランプ9の管
電圧も、第2図の円周上の軌跡を通ってベクトルOBで
示す80〜130V程度で安定する。
When the metal halide lamp 9 starts discharging due to the application of this high voltage, the impedance r of the lamp 9 rapidly decreases and series resonance stops. The combined impedance Z at this time is as follows. Since jωCr<1, the above equation can be regarded as z=r + R + jωL. The tube voltage of the metal halide lamp 9 at this time is shown by vector OA in FIG. Thereafter, as the temperature of the arc tube rises, the impedance r increases and is maintained at a constant stable value, and accordingly, the tube voltage of the metal halide lamp 9 also changes as a vector along the circumferential locus shown in FIG. It is stable at about 80 to 130V as indicated by OB.

この点灯後は、恰も安定器として機能する高周波インバ
ータ7により高い発光効率で点灯され、また、リアクト
ル8aのインダクタンスがインバータ7のパルス幅変調
波形の電流尖頭値を抑制するよう機能する。
After this lighting, the high frequency inverter 7, which functions as a ballast, lights the light with high luminous efficiency, and the inductance of the reactor 8a functions to suppress the current peak value of the pulse width modulation waveform of the inverter 7.

〈発明の効果〉 以上のように本発明のメタルハライドランプ点灯装置に
よると、電力供給源として高周波インバータを用いると
ともに、このインバータの高周波出力端子に直列共振回
路を設ける構成としたので、放電開始に必要な高電圧を
、直列共振現象を利用して発生させ、且つ放電によるラ
ンプのインピーダンスの低下により直列共振を停止させ
て点灯後はインバータから定常電圧を供給することがで
き、構成が極めて簡単であって安価に製作でき、しかも
、専用安定器を用いたものに比し格段に軽量となり、点
弧子を内蔵したものに比し寿命が大幅に長くなる極めて
顛著な実用的効果を得る。
<Effects of the Invention> As described above, according to the metal halide lamp lighting device of the present invention, a high-frequency inverter is used as a power supply source, and a series resonant circuit is provided at the high-frequency output terminal of this inverter, so that the metal halide lamp lighting device of the present invention has a configuration in which a series resonant circuit is provided at the high-frequency output terminal of the inverter. The structure is extremely simple, and a high voltage can be generated using the series resonance phenomenon, and the series resonance can be stopped due to the decrease in the impedance of the lamp due to discharge, and a steady voltage can be supplied from the inverter after lighting. It can be produced at a low cost, is much lighter than one using a dedicated ballast, and has a much longer lifespan than one with a built-in igniter, providing extremely significant practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のブロック構成図、第2図は
それのランプへの供給電圧を示すベクトル図である。 7・・・インバータ 8・・・直列共振回路 8a・・・リアクトル 8b・・・コンデンサ 9・・・メタルハライドランプ
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vector diagram showing the voltage supplied to the lamp. 7... Inverter 8... Series resonant circuit 8a... Reactor 8b... Capacitor 9... Metal halide lamp

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)メタルハライドランプに高周波出力を供給するイ
ンバータと、このインバータの高周波出力端子間に直列
接続されたリアクトルとコンデンサからなり、その共振
周波数を前記インバータの出力周波数に等しくなるよう
設定した直列共振回路とを備え、該コンデンサに並列に
メタルハライドランプを接続したことを特徴とするメタ
ルハライドランプ点灯装置。
(1) A series resonant circuit consisting of an inverter that supplies high-frequency output to a metal halide lamp, a reactor and a capacitor connected in series between the high-frequency output terminals of this inverter, and whose resonant frequency is set to be equal to the output frequency of the inverter. 1. A metal halide lamp lighting device comprising: a metal halide lamp connected in parallel to the capacitor.
JP25161190A 1990-09-19 1990-09-19 Metal halide lamp lighting device Pending JPH04129196A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008048053A (en) * 2006-08-11 2008-02-28 Flying Mole Corp Protection circuit and load current detecting circuit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6144800B2 (en) * 1981-05-19 1986-10-04 Shinko Denki Kk

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