JPH0566720B2 - - Google Patents
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- JPH0566720B2 JPH0566720B2 JP59005136A JP513684A JPH0566720B2 JP H0566720 B2 JPH0566720 B2 JP H0566720B2 JP 59005136 A JP59005136 A JP 59005136A JP 513684 A JP513684 A JP 513684A JP H0566720 B2 JPH0566720 B2 JP H0566720B2
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- lighting
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は高圧放電灯を高周波点灯せしめるため
の放電灯点灯装置に関するものである。
の放電灯点灯装置に関するものである。
従来から放電灯点灯装置の小型軽量化および低
損失化が強く望まれている。しかるに従来の一般
的な放電灯点灯装置にあつては、チヨークコイ
ル、トランス、コンデンサ等を単独で或いは組み
合わせて使用しているので、寸法、重量共に大き
かつた。特に高圧放電灯では螢光灯に比べて放電
灯寸法そのものが小さいので、点灯装置の照明器
具内蔵を考えた場合にはその収納スペースが余り
大きくは確保できないという問題があつた。とこ
ろで螢光灯にあつては、点灯装置の小型軽量化、
低損失化、及び発光効率の向上等を狙いとしてス
イツチングトランジスタ等を使用した高周波点灯
装置が実用化されている。かかる高周波点灯装置
は高圧放電灯に適用しても螢光灯と同様の効果が
あり、その実用化が待望されている。
損失化が強く望まれている。しかるに従来の一般
的な放電灯点灯装置にあつては、チヨークコイ
ル、トランス、コンデンサ等を単独で或いは組み
合わせて使用しているので、寸法、重量共に大き
かつた。特に高圧放電灯では螢光灯に比べて放電
灯寸法そのものが小さいので、点灯装置の照明器
具内蔵を考えた場合にはその収納スペースが余り
大きくは確保できないという問題があつた。とこ
ろで螢光灯にあつては、点灯装置の小型軽量化、
低損失化、及び発光効率の向上等を狙いとしてス
イツチングトランジスタ等を使用した高周波点灯
装置が実用化されている。かかる高周波点灯装置
は高圧放電灯に適用しても螢光灯と同様の効果が
あり、その実用化が待望されている。
しかしながら、高圧放電灯の高周波点灯時にお
いては、音響的共鳴に起因するアークの不安定
（ゆらぎ、立ち消え、発光管破壊等）が存在する
ことが従来知られている（Journal of Applied
physics−49(5)、May1978 P2680〜2683及びその
参考文献）。またその防止策についても矩形波点
灯や周波数の限定等の各種の方法が知られている
（例えば、IES TRANSACTION
DECEMBER1969“Initial Characteristics of
High Intensity Discharge Lamps on High
Frequency Power”）。
いては、音響的共鳴に起因するアークの不安定
（ゆらぎ、立ち消え、発光管破壊等）が存在する
ことが従来知られている（Journal of Applied
physics−49(5)、May1978 P2680〜2683及びその
参考文献）。またその防止策についても矩形波点
灯や周波数の限定等の各種の方法が知られている
（例えば、IES TRANSACTION
DECEMBER1969“Initial Characteristics of
High Intensity Discharge Lamps on High
Frequency Power”）。
上述のような高圧放電灯の高周波点灯時に発生
するアークの不安定さの形成メカニズルは、次の
ようなものであると考えられている。すなわち、
まず電気的入力の高周波変動が発生し、これによ
つて発光管内ガスの圧力変化が生じて、特別の周
波数にて定在圧力波が発生し、限度以上の圧力振
幅によりアークの不安定さが発生するというもの
である。ここで、“特別の周波数”とは、いわゆ
る音響的共鳴周波数であつて、アークのデイメン
ジヨン（現実的には発光管形状）と発光管内の音
速とで決定されるものであり、上記の音速は管内
ガスの平均分子量とイオン温度とが決まれば決定
されるものであるので、それらの値さえ判れば比
較的簡単に求めることができるものである。一
方、上述の“限度以上の圧力振幅によるアークの
不安定さ”がどの音響的共鳴周波数で起こるのか
については、非線形の領域の問題であつて、単純
にその答を求める訳にはいかないものである。
するアークの不安定さの形成メカニズルは、次の
ようなものであると考えられている。すなわち、
まず電気的入力の高周波変動が発生し、これによ
つて発光管内ガスの圧力変化が生じて、特別の周
波数にて定在圧力波が発生し、限度以上の圧力振
幅によりアークの不安定さが発生するというもの
である。ここで、“特別の周波数”とは、いわゆ
る音響的共鳴周波数であつて、アークのデイメン
ジヨン（現実的には発光管形状）と発光管内の音
速とで決定されるものであり、上記の音速は管内
ガスの平均分子量とイオン温度とが決まれば決定
されるものであるので、それらの値さえ判れば比
較的簡単に求めることができるものである。一
方、上述の“限度以上の圧力振幅によるアークの
不安定さ”がどの音響的共鳴周波数で起こるのか
については、非線形の領域の問題であつて、単純
にその答を求める訳にはいかないものである。
しかして本発明者は、高圧放電灯の高周波点灯
の検討過程において、次のような技術的課題が存
在することを見出した。すなわち、定常点灯時に
おいて定格点灯では音響的共鳴によるアークの不
安定が生じないような設計（例えば点灯周波数の
限定により達成）をしておいたとしても、高圧放
電灯を調光点灯する場合において、アークの不安
定さが生じるということである。このような問題
が生じる理由は以下のように推定される。すなわ
ち、調光点灯時においては定格点灯時に対してア
ークの状態が変わつているので、音響的共鳴周波
数およびアークの不安定に陥いり易さ加減が共に
変わることになり、仮に定格点灯時において音響
的共鳴を避ける点灯周波数を設定したとしても、
調光点灯時に音響的共鳴によるアークの不安定さ
が生じ、定格点灯時と調光点灯時とにまたがる安
定な点灯周波数を設定することは実質的に困難で
あつた。第１図は高圧放電灯として松下電子工業
(株)製メタルハライドランプ250W（M250・Ｌ／
BU）を用いた場合における各管電流に対する安
定点灯周波数領域を示すもので、斜線部分が安定
点灯周波数領域である。付から明らかなように、
定格点灯時（管電流：2.0A）の安定点灯周波数
領域と、管電流を少くした調光点灯時の安定点灯
周波数領域が完全には一致せず、しかも調光度合
を上げるに従つて安定点灯周波数領域が小さくな
つており、管電流を定格電流の半分にすると安定
点灯領域がなくなつてしまうことになる。さら
に、高圧放電灯の製造上の特性のばらつきに起因
する安定点灯周波数のばらつきを考慮すると、１
つの周波数で定格点灯および調光点灯の両者に亘
つて安定点灯させることは実質的に不可能であつ
た。
の検討過程において、次のような技術的課題が存
在することを見出した。すなわち、定常点灯時に
おいて定格点灯では音響的共鳴によるアークの不
安定が生じないような設計（例えば点灯周波数の
限定により達成）をしておいたとしても、高圧放
電灯を調光点灯する場合において、アークの不安
定さが生じるということである。このような問題
が生じる理由は以下のように推定される。すなわ
ち、調光点灯時においては定格点灯時に対してア
ークの状態が変わつているので、音響的共鳴周波
数およびアークの不安定に陥いり易さ加減が共に
変わることになり、仮に定格点灯時において音響
的共鳴を避ける点灯周波数を設定したとしても、
調光点灯時に音響的共鳴によるアークの不安定さ
が生じ、定格点灯時と調光点灯時とにまたがる安
定な点灯周波数を設定することは実質的に困難で
あつた。第１図は高圧放電灯として松下電子工業
(株)製メタルハライドランプ250W（M250・Ｌ／
BU）を用いた場合における各管電流に対する安
定点灯周波数領域を示すもので、斜線部分が安定
点灯周波数領域である。付から明らかなように、
定格点灯時（管電流：2.0A）の安定点灯周波数
領域と、管電流を少くした調光点灯時の安定点灯
周波数領域が完全には一致せず、しかも調光度合
を上げるに従つて安定点灯周波数領域が小さくな
つており、管電流を定格電流の半分にすると安定
点灯領域がなくなつてしまうことになる。さら
に、高圧放電灯の製造上の特性のばらつきに起因
する安定点灯周波数のばらつきを考慮すると、１
つの周波数で定格点灯および調光点灯の両者に亘
つて安定点灯させることは実質的に不可能であつ
た。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであ
り、その目的とするところは、定格点灯時および
調光点灯時における音響的共鳴に起因するアーク
の不安定さをなくし、高圧放電灯を常に安定点灯
させることにある。
り、その目的とするところは、定格点灯時および
調光点灯時における音響的共鳴に起因するアーク
の不安定さをなくし、高圧放電灯を常に安定点灯
させることにある。
（構成）
第２図は本発明の基本構成を示すもので、１は
直流あるいは長周期で極性が反転する電源にて高
圧放電灯５を点灯させる第１の点灯手段、２は高
周波インバータ回路のような高周波電源にて高圧
放電灯５を高周波点灯させる第２の点灯手段、３
は高圧放電灯５の点灯状態を第２の点灯手段２に
よる定格点灯あるいは第１の点灯手段１による調
光点灯に切換える切換スイツチのような点灯制御
手段であり、第２の点灯手段２による高圧放電灯
５の点灯周波数を定格点灯時において音響的共鳴
が発生しない周波数に設定してある。
直流あるいは長周期で極性が反転する電源にて高
圧放電灯５を点灯させる第１の点灯手段、２は高
周波インバータ回路のような高周波電源にて高圧
放電灯５を高周波点灯させる第２の点灯手段、３
は高圧放電灯５の点灯状態を第２の点灯手段２に
よる定格点灯あるいは第１の点灯手段１による調
光点灯に切換える切換スイツチのような点灯制御
手段であり、第２の点灯手段２による高圧放電灯
５の点灯周波数を定格点灯時において音響的共鳴
が発生しない周波数に設定してある。
しかして、本発明にあつては、高圧放電灯５の
管電流を定格値よりも少なくした調光点灯時にお
いて、第１の点灯手段１にて直流あるいは低周波
で高圧放電灯５を点灯させているので、調光点灯
時に発生し易い音響的共鳴によるアークの不安定
さを回避することができ、また、管電流を定格値
とした定格点灯時において、第２の点灯手段２に
て音響的共鳴が生じない点灯周波数で高圧放電灯
５を高周波点灯させているので、定格点灯時にあ
つてもアークの不安定さをなくして高圧放電灯５
を安定に点灯させることができる。なお、第１の
点灯手段１を完全に時間的変化のない直流電圧を
出力する電源とすれば、高圧放電灯５の電極に加
わるストレスが大きくなるため、一定の長い周期
で極性が変化する直流（きわめて低い周波数の矩
形波状）電流を用いる方が良い。このときの限流
要素は抵抗でなければならないが、白熱灯を限流
用抵抗として用いることにより調光点灯時の演色
性補償機能を持たせることができる。
管電流を定格値よりも少なくした調光点灯時にお
いて、第１の点灯手段１にて直流あるいは低周波
で高圧放電灯５を点灯させているので、調光点灯
時に発生し易い音響的共鳴によるアークの不安定
さを回避することができ、また、管電流を定格値
とした定格点灯時において、第２の点灯手段２に
て音響的共鳴が生じない点灯周波数で高圧放電灯
５を高周波点灯させているので、定格点灯時にあ
つてもアークの不安定さをなくして高圧放電灯５
を安定に点灯させることができる。なお、第１の
点灯手段１を完全に時間的変化のない直流電圧を
出力する電源とすれば、高圧放電灯５の電極に加
わるストレスが大きくなるため、一定の長い周期
で極性が変化する直流（きわめて低い周波数の矩
形波状）電流を用いる方が良い。このときの限流
要素は抵抗でなければならないが、白熱灯を限流
用抵抗として用いることにより調光点灯時の演色
性補償機能を持たせることができる。
実施例 １
第３図は本発明一実施例を示すもので、第１の
点灯手段１は直流電源１０と、限流用白熱ランプ
１１と、発振回路１２出力にて駆動される極性切
換用リレー１３の接点１３ａ，１３ｂとで形成さ
れ、接点１３ａ，１３ｂは長周期で反転（オンオ
フデユーテイ50％）されるようになつており、長
周期で極性が反転される直流電圧（かなり低い周
波数例えば100Hz乃至200Hzの矩形波電圧）を出力
する。発振回路１２はタイマ用IC１２ａ（NEC社
製μPC1555c）と、発振周波数設定用の抵抗R1〜
R3およびコンデンサC2とで構成されている。Q3
はリレードライブ用トランジスタ、Vccは回路電
源である。第２の点灯手段２は直流電源１０にて
駆動される自励発振式の高周波インバータ回路２
０にて形成され、高周波インバータ回路２０はス
イツチングトランジスタQ1，Q2と、発振トラン
スOTと、共振用コンデンサC1と、限流用チヨー
クコイルL1とで構成され、定常点灯時において
音響的共鳴が発生しない周波数の高周波電圧を出
力する。点灯制御手段３は連動する切換接点３０
ａ〜３０ｃを有する調光制御スイツチ３０にて形
成され、調光制御スイツチ３０の各切換接点３０
ａ〜３０ｃの常開側（NO側）をオンにすれば、
第２の点灯手段２を構成する高周波インバータ回
路２０出力が高圧放電灯５に印加され、高圧放電
灯５に定格の管電流が流れて高周波で定格点灯さ
れる。ここに、点灯周波数は定格点灯時において
音響的共鳴が発生しない周波数に設定されている
ので、音響的共鳴によるアークの不安定さが起き
ず、高圧放電灯５は安定に高周波点灯される。次
に、調光制御スイツチ３０の各切換接点３０ａ〜
３０ｃの常閉側（NC側）をオンにすれば、第１
の点灯手段１出力が高圧放電灯５に印加され、高
圧放電灯５に流れる管電流が定格値よりも少なく
なつて高圧放電灯５は調光点灯される。ここに、
第１の点灯手段１出力は発振回路１２の発振周期
で極性が切換えられる直流電圧であり、音響的共
鳴によるアークの不安定は発生しない。なお、高
圧放電灯５としては例えばマルチハロゲンランプ
を用いた場合、調光点灯時の色温度が高くなる
が、実施例にあつては、調光点灯時に色温度の低
い限流用白熱灯１１が点灯することになるので、
色温度が補正された演色性補償機能が実現されて
いる。また、調光制御スイツチ３０としてリレー
を用いても良い。
点灯手段１は直流電源１０と、限流用白熱ランプ
１１と、発振回路１２出力にて駆動される極性切
換用リレー１３の接点１３ａ，１３ｂとで形成さ
れ、接点１３ａ，１３ｂは長周期で反転（オンオ
フデユーテイ50％）されるようになつており、長
周期で極性が反転される直流電圧（かなり低い周
波数例えば100Hz乃至200Hzの矩形波電圧）を出力
する。発振回路１２はタイマ用IC１２ａ（NEC社
製μPC1555c）と、発振周波数設定用の抵抗R1〜
R3およびコンデンサC2とで構成されている。Q3
はリレードライブ用トランジスタ、Vccは回路電
源である。第２の点灯手段２は直流電源１０にて
駆動される自励発振式の高周波インバータ回路２
０にて形成され、高周波インバータ回路２０はス
イツチングトランジスタQ1，Q2と、発振トラン
スOTと、共振用コンデンサC1と、限流用チヨー
クコイルL1とで構成され、定常点灯時において
音響的共鳴が発生しない周波数の高周波電圧を出
力する。点灯制御手段３は連動する切換接点３０
ａ〜３０ｃを有する調光制御スイツチ３０にて形
成され、調光制御スイツチ３０の各切換接点３０
ａ〜３０ｃの常開側（NO側）をオンにすれば、
第２の点灯手段２を構成する高周波インバータ回
路２０出力が高圧放電灯５に印加され、高圧放電
灯５に定格の管電流が流れて高周波で定格点灯さ
れる。ここに、点灯周波数は定格点灯時において
音響的共鳴が発生しない周波数に設定されている
ので、音響的共鳴によるアークの不安定さが起き
ず、高圧放電灯５は安定に高周波点灯される。次
に、調光制御スイツチ３０の各切換接点３０ａ〜
３０ｃの常閉側（NC側）をオンにすれば、第１
の点灯手段１出力が高圧放電灯５に印加され、高
圧放電灯５に流れる管電流が定格値よりも少なく
なつて高圧放電灯５は調光点灯される。ここに、
第１の点灯手段１出力は発振回路１２の発振周期
で極性が切換えられる直流電圧であり、音響的共
鳴によるアークの不安定は発生しない。なお、高
圧放電灯５としては例えばマルチハロゲンランプ
を用いた場合、調光点灯時の色温度が高くなる
が、実施例にあつては、調光点灯時に色温度の低
い限流用白熱灯１１が点灯することになるので、
色温度が補正された演色性補償機能が実現されて
いる。また、調光制御スイツチ３０としてリレー
を用いても良い。
本発明は上述のように、直流あるいは長周期で
極性が反転する電源にて高圧放電灯を点灯させる
第１の点灯手段と、高周波電源にて高圧放電灯を
高周波点灯させる第２の点灯手段と、高圧放電灯
の点灯状態を第２の点灯手段による定格点灯ある
いは第１の点灯手段による調光点灯に切換える点
灯制御手段とを具備し、第２の点灯手段による高
圧放電灯の点灯周波数を定格点灯時において音響
的共鳴が発生しない周波数に設定したものである
ので、調光点灯時および定格点灯時における音響
的共鳴に起因するアークの不安定さをなくし、高
圧放電灯を常に安定に点灯させることができ、ア
ークの不安定に起因するゆらぎ、立ち消え、発光
管破壊などが発生することがないという効果があ
る。
極性が反転する電源にて高圧放電灯を点灯させる
第１の点灯手段と、高周波電源にて高圧放電灯を
高周波点灯させる第２の点灯手段と、高圧放電灯
の点灯状態を第２の点灯手段による定格点灯ある
いは第１の点灯手段による調光点灯に切換える点
灯制御手段とを具備し、第２の点灯手段による高
圧放電灯の点灯周波数を定格点灯時において音響
的共鳴が発生しない周波数に設定したものである
ので、調光点灯時および定格点灯時における音響
的共鳴に起因するアークの不安定さをなくし、高
圧放電灯を常に安定に点灯させることができ、ア
ークの不安定に起因するゆらぎ、立ち消え、発光
管破壊などが発生することがないという効果があ
る。
第１図は従来例の問題点を示す図、第２図は本
発明の構成を示すブロツク図、第３図は同上の一
実施例を示す回路図である。 １，２は点灯手段、３は点灯制御手段、５は高
圧放電灯である。
発明の構成を示すブロツク図、第３図は同上の一
実施例を示す回路図である。 １，２は点灯手段、３は点灯制御手段、５は高
圧放電灯である。
Claims (1)
- １ 直流あるいは長周期で極性が反転する電源に
て高圧放電灯を点灯させる第１の点灯手段と、高
周波電源にて高圧放電灯を高周波点灯させる第２
の点灯手段と、高圧放電灯の点灯状態を第２の点
灯手段による定格点灯あるいは第１の点灯手段に
よる調光点灯に切り換える点灯制御手段とを具備
し、第２の点灯手段による高圧放電灯の点灯周波
数を定格点灯時において音響的共鳴が発生しない
周波数に設定して成る放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP513684A JPS60148096A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP513684A JPS60148096A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148096A JPS60148096A (ja) | 1985-08-05 |
| JPH0566720B2 true JPH0566720B2 (ja) | 1993-09-22 |
Family
ID=11602889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP513684A Granted JPS60148096A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60148096A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4727297A (en) * | 1986-07-17 | 1988-02-23 | Peak Systems, Inc. | Arc lamp power supply |
| EP1459608B1 (en) * | 2001-11-30 | 2006-10-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and device for driving a gas discharge lamp |
-
1984
- 1984-01-13 JP JP513684A patent/JPS60148096A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60148096A (ja) | 1985-08-05 |
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