JPH04223093A - 光放射電子管点灯装置 - Google Patents

光放射電子管点灯装置

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JPH04223093A
JPH04223093A JP40555490A JP40555490A JPH04223093A JP H04223093 A JPH04223093 A JP H04223093A JP 40555490 A JP40555490 A JP 40555490A JP 40555490 A JP40555490 A JP 40555490A JP H04223093 A JPH04223093 A JP H04223093A
Authority
JP
Japan
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electron tube
lamp voltage
light
filament
lamp
Prior art date
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Pending
Application number
JP40555490A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyasu Eriguchi
江里口 裕康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04223093A publication Critical patent/JPH04223093A/ja
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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管内に封入した光放射
気体を加速電子の衝突によって励起して発光させるよう
にした光放射電子管を点灯し、且つ、低光束まで調光可
能な光放射電子管点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、特開昭57−130364号公報
に開示されているように、光放射電子管が知られている
。光放射電子管の概略構成を図8に示す。光放射電子管
Gは、内部に低圧の光放射気体が封入され、透光性を有
する管体4と、この管体4内に配設された熱電子放射型
のカソード5と、アノード6とで構成されている。この
光放射電子管Gは、管体4内を完全な真空状態とするの
ではなく、水銀蒸気などのような光放射気体とネオン成
分が数mTorr程度存在する低真空状態としている。 そして、熱電子放射型のカソード5より放射された電子
をカソード5、アノード6間に印加された電子加速用電
圧による電界によって加速して、水銀蒸気などよりなる
光放射気体に加速電子を衝突させることにより、水銀な
どを電離及び励起して紫外線放射を起こさせるようにな
っている。一方、管体4の内面には、紫外線を可視光に
変換する紫外線励起型の蛍光体が塗布されており、この
蛍光体によって紫外線から可視光への変換が行われ、透
光性の管体4を介して所望の可視光が得られるようにな
っている。この光放射電子管は、小型・軽量・低コスト
・高効率のランプとして注目されている。
【0003】従来の光放射電子管の点灯装置の一例を図
9に示す。この点灯装置は、直流電源EとインダクタL
とスイッチング素子Q1 の直列接続から成る閉ループ
と、光放射電子管GとコンデンサC4 とスイッチング
素子Q2 の並列接続回路を逆流阻止用のダイオードD
を介してインダクタLに接続して成る閉ループと、スイ
ッチング素子Q1 ,Q2のON/OFFを制御する制
御回路Sとから構成された昇降圧チョッパー方式である
。始動時にはスイッチング素子Q2 がONした状態で
スイッチング素子Q1 をON/OFFする。スイッチ
ング素子Q1 のON時には直流電源Eからの電流がイ
ンダクタLに流れて、インダクタLにエネルギーが蓄積
される。スイッチング素子Q1 のOFF時にはインダ
クタLに蓄積されたエネルギーにより、インダクタLか
らダイオードD、スイッチング素子Q2 、フィラメン
トfを介して電流が流れて、放電開始に必要な適正な温
度までフィラメントfを先行予熱する。その後、スイッ
チング素子Q2 をOFFした状態でスイッチング素子
Q1 をON/OFFし、光放射電子管Gに電力を供給
して点灯させる。その際、ダイオードDを流れる電流の
うち、交流分はコンデンサC4 を通してフィラメント
fに流れ、フィラメントfを常時加熱する。そして、直
流分は放電電流として光放射電子管Gに流れる。
【0004】この点灯装置は、スイッチング素子Q1 
の制御信号のONデューティ(1周期に占めるON時間
の割合)を増減させることによって調光することができ
る。しかしながら、ONデューティを小さくし、放電電
流を小さくして光束を絞ると、それに応じてフィラメン
トfに流れるフィラメント加熱電流も減少し、放電が維
持できなくなってしまい、立ち消えしてしまう。つまり
、この点灯装置では、低光束調光に限界があり、0%か
ら100%までの連続調光ができないという問題があっ
た。
【0005】そこで、低光束時にもフィラメントfを適
正な温度に加熱する必要が生じてきた。このような低光
束調光用の点灯装置の一例を図10に示す。直流電源E
は、商用交流電源VsをダイオードブリッジDB1 で
全波整流し、コンデンサC1 で平滑して、直流電圧を
得ている。この直流電圧は、パワーMOSFETよりな
るスイッチング素子Q1 ,Q2 の直列回路に印加さ
れている。スイッチング素子Q2 の両端には、直流カ
ット用のコンデンサC2 を介してトランスT2の1次
側が接続されている。トランスT2 の2次側には、直
流カット用のコンデンサC5 を介して光放射電子管G
のフィラメントfが接続されている。トランスT2 の
1次側には、直流カット用のコンデンサC3 を介して
トランスT1 の1次側が接続されている。トランスT
1 の2次側には、インダクタL1 を介してダイオー
ドブリッジDB2 の交流入力端子が接続されており、
ダイオードブリッジDB2 の直流出力端子側には平滑
用のコンデンサC4 が並列接続されている。コンデン
サC4 には光放射電子管Gのアノード端子と第1のカ
ソード端子が接続されている。光放射電子管Gのアノー
ド端子と第2のカソード端子の間にはスイッチング素子
Q3 が並列接続されている。スイッチング素子Q1 
,Q2 とコンデンサC2 ,C3 、トランスT1 
及びインダクタL1 はインバータ部Aを構成しており
、ダイオードブリッジDB2 とコンデンサC4 は整
流平滑部Bを構成している。また、トランスT2 とコ
ンデンサC5 はフィラメント加熱回路を構成している
。インバータ部Aのスイッチング素子Q1 ,Q2とフ
ィラメント先行予熱用のスイッチング素子Q3 は、制
御回路Sにより制御されている。
【0006】以下、図10の回路の動作について説明す
る。まず、始動時には、スイッチング素子Q3 がON
した状態で、スイッチング素子Q1,Q2 を交互にO
N/OFFする。すると、スイッチング素子Q3 を通
して直流電流がフィラメントfを流れ、同時にトランス
T2 、コンデンサC5 から成るフィラメント加熱回
路によって、交流電流がフィラメントfに流れ、フィラ
メントfが放電開始に必要な適正な温度まで先行予熱さ
れる。その後、スイッチング素子Q3 がOFFした状
態でスイッチング素子Q1 ,Q2 を交互にON/O
FFする。すると、光放射電子管Gに電力が供給され、
点灯する。その際、トランスT2 、コンデンサC5 
から成るフィラメント加熱回路によりフィラメントfが
交流電流で常時加熱される。
【0007】この点灯装置は、スイッチング素子Q1 
,Q2 の周波数を増減することによって調光が可能で
ある。さらに、この点灯装置は調光するために周波数を
変化させても、フィラメント加熱電流をほぼ一定に保つ
性質を持っている。よって、フィラメント加熱電流を低
光束時に放電を維持するのに必要な電流に設定しておけ
ば、光出力が0%から100%の範囲で連続調光するこ
とが可能となる。しかしながら、図10に示す点灯装置
で光放射電子管Gを点灯させ、調光して光束を絞って行
くと、ある領域で管内に封入されたネオン分による赤い
発光が起きる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、光放射電子管を点灯させ、広い範囲で連続調光する
光放射電子管点灯装置において、低光束の光出力時にフ
ィラメントの加熱不足による立ち消えを防止すると同時
に、ネオン分による赤色発光を防止することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の光放射電子管点
灯装置の基本構成を図1に示す。この点灯装置は、交流
電源Vsと、光放射電子管Gと、光放射電子管Gに適正
な電力を供給するランプ電力供給回路1と、フィラメン
トfに適正な加熱電力を供給するフィラメント加熱回路
2とからなる。始動時には、フィラメント加熱回路2に
よってフィラメントfが放電開始に必要な温度まで加熱
される。そのときは、ランプ電力供給回路1は動作しな
い。その後は、フィラメント加熱回路2は点灯維持のた
めに適正なフィラメント加熱電力を供給する。ランプ電
力供給回路1は調光信号に従って所望の光出力が得られ
る電力を光放射電子管Gに供給する。そして、ランプ電
圧はフィラメント加熱回路2のランプ電圧フィードバッ
ク端子3にフィードバックされ、ランプ電圧が赤色発光
の強いレベルになった場合、フィラメント加熱電力を増
加させ、ランプ電圧を下げて、赤色発光を防ぐものであ
る。
【0010】
【作用】以下、本発明の作用を図2乃至図5に基づいて
説明する。光放射電子管をフィラメント両端に一定の電
圧を印加して調光した場合、ランプ電流と光出力の関係
は図2のようになり、ランプ電流とランプ電圧の関係は
図3のようになる。また、ランプ電圧と色温度の関係は
図4のようになる。つまり、光放射電子管は調光して光
束を絞って行くと、ランプ電流が30%程度のところで
ランプ電圧が急激に上昇する。すると、色温度が低下し
、赤色発光となる。また、光放射電子管のフィラメント
加熱電力とランプ電圧の関係は図5のようになる。した
がって、フィラメント加熱電力によってランプ電圧を制
御できる。以上の特性から、フィラメント加熱電力の制
御によってランプ電圧の上昇を抑制でき、光放射電子管
の赤色発光を防止できる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例を図6に示す。本実施例で
は、ランプ電力供給回路1とフィラメント加熱回路2を
それぞれDC−DCコンバータにより構成している。ま
ず、ランプ電力供給回路1は、直流電源Eと、第1のト
ランスT1 の1次側と、第1のスイッチング素子Q1
 の直列接続からなる閉ループと、第1のトランスT1
 の2次側と、ダイオードD1 と、コンデンサC4 
、光放射電子管Gの並列回路の直列接続からなる閉ルー
プと、第1のスイッチング素子Q1 をON/OFFす
る制御回路10とから構成されている。直流電源Eは、
商用交流電源VsをダイオードブリッジDB1 で全波
整流し、コンデンサC1 で平滑して、直流電圧を得て
いる。スイッチング素子Q1 がON/OFFされるこ
とにより、第1のトランスT1 の1次側には矩形波電
圧が印加され、これにより、第1のトランスT1 の2
次側に誘起された矩形波電圧がダイオードD1 を介し
てコンデンサC4 に充電される。
【0012】次に、フィラメント加熱回路2は、直流電
源Eと、第2のトランスT2 の1次側と、第2のスイ
ッチング素子Q4 の直列接続から成る閉ループと、第
2のトランスT2 の2次側と、ダイオードD2 と、
コンデンサC6 、フィラメントfの並列回路の直列接
続から成る閉ループと、第2のスイッチング素子Q4 
をON/OFFする制御回路20とから構成されている
。スイッチング素子Q4 がON/OFFされることに
より、第2のトランスT2 の1次側には矩形波電圧が
印加され、これにより、第2のトランスT2 の2次側
に誘起された矩形波電圧がダイオードD2 を介してコ
ンデンサC6に充電される。
【0013】以下、本実施例の動作について説明する。 まず、始動時は、ランプ電力供給回路1は動作させず、
フィラメント加熱回路2によってフィラメントfを放電
開始可能な適正な温度まで加熱する。その後、ランプ電
力供給回路1が調光信号に従って動作し、所望の光束を
得られるようにランプに電力を供給する。その際、フィ
ラメント加熱回路2はフィラメントfが放電維持に必要
な温度になるように、適正な電力をフィラメントfに供
給している。さらに、ランプ電圧がフィラメント加熱回
路2の制御回路20のランプ電圧フィードバック端子3
にフィードバックされていて、ランプ電圧が赤色発光の
強いレベルになった場合、フィラメント加熱電力を増加
させるようになっている。これによって、ランプ電圧の
上昇を防いで、赤色発光を抑制するものである。
【0014】本発明の他の実施例を図7に示す。本実施
例では、ランプ電力供給回路1として、図10に示した
ハーフブリッジ方式のインバータ部Aと整流平滑部Bを
組み合わせた回路を用いている。また、フィラメント加
熱回路2としては、図6の実施例と同様のDC−DCコ
ンバータを用いている。ここで、インバータ部Aの動作
について簡単に説明する。スイッチング素子Q1 ,Q
2 は調光信号に応じて制御回路Sにより交互にON/
OFFされる。これにより、スイッチング素子Q2 の
両端には矩形波電圧が発生し、直流カット用のコンデン
サC2 ,C3 を介して第1のトランスT1 の1次
側に交流電流が流れ、その2次側に交流電圧が発生する
。この交流電圧はインダクタL1 を介して整流平滑部
Bに供給される。整流平滑部Bでは、上記の交流電圧を
ダイオードブリッジDB2 により全波整流し、コンデ
ンサC4 により平滑して、光放射電子管Gに直流電圧
を供給するものである。調光信号に応じてスイッチング
素子Q1 ,Q2 のスイッチング周波数やONデュー
ティを変えることにより、光放射電子管Gに供給される
電力を調整することができ、光出力を可変とすることが
できる。フィラメント加熱回路2の構成及び動作につい
ては、図6の実施例と同様である。
【0015】本実施例と図10の従来例とを比較すると
、図10の従来例では、インバータ部Aにおけるコンデ
ンサC2 ,C3 の接続点にトランスT2 とコンデ
ンサC5 よりなるフィラメント加熱回路を接続し、ラ
ンプ供給電力の一部を利用してフィラメントfを加熱し
ていた。このため、光出力を低下させるためにインバー
タ部Aの出力を絞ると、ランプへの供給電力が低下する
と共にフィラメントの加熱電力も同時に低下し、低光束
時のランプの赤色発光を招いていた。しかるに、本実施
例では、インバータ部Aにフィラメント加熱回路2を接
続せずに、直流電源Eにフィラメント加熱回路2を接続
し、且つ、ランプ電圧に基づいてフィラメント加熱電力
を制御回路20によりフィードバック制御しているので
、ランプ電圧が上昇して赤色発光が強くなった場合には
、フィラメント加熱電力を増加させて赤色発光を抑制す
ることができる。
【0016】以上の実施例では、調光時にランプ電圧が
上昇し、赤色発光が強くなった場合に、これを抑制する
動作について説明したが、ランプが低温のとき、あるい
は、始動直後等のランプ電圧が上昇していて、赤色発光
が強い場合にも本発明を適用できる。さらに、ランプ電
圧が上がれば、フィラメント加熱電力を増加させ、ラン
プ電圧が下がれば、フィラメント加熱電力を減らすよう
に、フィラメント加熱電力をランプ電圧に応じて適正に
増減させると、ランプ電圧を一定化させることができ、
色温度の変化を無くすことができ、光色の一定化もでき
る。
【0017】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、光放射電
子管への供給電力を低下させて出力光束を絞った場合に
、赤色発光が強いレベルにランプ電圧が上昇すると、フ
ィラメント加熱電力を増加する方向に制御するので、調
光時の光色変化を小さくすることができるという効果が
ある。また、ランプが低温のときや始動直後のランプ電
圧が高いときの赤色発光も防ぐことができるという効果
がある。
【0018】また、請求項2記載の発明のように、ラン
プ電圧の増減に応じてフィラメント加熱電力を増減すれ
ば、ランプ電圧を一定化させることができ、これにより
色温度の変化を無くすことができ、光色の一定化が可能
になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示すブロック回路図である
【図2】光放射電子管のランプ電流と光出力の関係を示
す図である。
【図3】光放射電子管のランプ電流とランプ電圧の関係
を示す図である。
【図4】光放射電子管のランプ電圧と色温度の関係を示
す図である。
【図5】光放射電子管のフィラメント加熱電力とランプ
電圧の関係を示す図である。
【図6】本発明の一実施例の回路図である。
【図7】本発明の他の実施例の回路図である。
【図8】光放射電子管の概略構成を示す斜視図である。
【図9】従来の光放射電子管点灯装置の回路図である。
【図10】従来の他の光放射電子管点灯装置の回路図で
ある。
【符号の説明】
1      ランプ電力供給回路 2      フィラメント加熱回路 3      ランプ電圧フィードバック端子4   
   管体 5      カソード 6      アノード G      光放射電子管 f      フィラメント Vs    交流電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ネオン成分と共に管内に封入した光放
    射気体を加速電子の衝突によって励起して発光させるよ
    うにした光放射電子管を点灯させる光放射電子管点灯装
    置において、少なくともランプ電圧が赤色発光の強いレ
    ベルに上昇している間、フィラメント加熱電力を増加さ
    せて、ランプ電圧を所定値以内に抑えるランプ電圧制限
    手段を設けたことを特徴とする光放射電子管点灯装置。
  2. 【請求項2】  ネオン成分と共に管内に封入した光放
    射気体を加速電子の衝突によって励起して発光させるよ
    うにした光放射電子管を点灯させる光放射電子管点灯装
    置において、ランプ電圧が上昇するとフィラメント加熱
    電力を増加させ、ランプ電圧が下降するとフィラメント
    加熱電力を減少させて、ランプ電圧を所定値近傍に一定
    化させるランプ電圧一定化手段を設けたことを特徴とす
    る光放射電子管点灯装置。
JP40555490A 1990-12-25 1990-12-25 光放射電子管点灯装置 Pending JPH04223093A (ja)

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JP40555490A JPH04223093A (ja) 1990-12-25 1990-12-25 光放射電子管点灯装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0729694A4 (en) * 1993-11-03 1997-02-26 Science Applic Int Corp HIGHLY EFFICIENT UV BACKLIGHTING FOR ELECTRONIC DISPLAYS

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0729694A4 (en) * 1993-11-03 1997-02-26 Science Applic Int Corp HIGHLY EFFICIENT UV BACKLIGHTING FOR ELECTRONIC DISPLAYS

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