JPH063757B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH063757B2
JPH063757B2 JP61017377A JP1737786A JPH063757B2 JP H063757 B2 JPH063757 B2 JP H063757B2 JP 61017377 A JP61017377 A JP 61017377A JP 1737786 A JP1737786 A JP 1737786A JP H063757 B2 JPH063757 B2 JP H063757B2
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discharge lamp
circuit
voltage
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rectangular wave
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博 坊
広義 山崎
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,高圧放電灯などの放電灯を高周波で点灯する
装置に関する。
〔従来の技術〕
高圧水銀ランプやメタルハライドランプなど,一般に高
圧放電灯と称される放電灯を,数KHZ以上の高周波で点
灯することが以前から試みられていた。しかし,正弦波
の高周波で点灯する場合は,特開昭56−11895号
に開示されている如く,音響的共鳴現象の発生により,
アークのゆらぎ等の不安定が生じる恐れがあつた。
これを防止する為,矩形波の交流で点灯することが提案
されている。特開昭57−61294号や特開昭58−
53195号は,この種の従来装置を示し,第9図は,
特開昭58−53195号に示された装置である。
図に於て,(1)は直流電源であり,商用交流電源を整流
平滑するなどして得られる。
(2)は直流電圧発生装置であり,直流電圧から高周波電
圧を発生するトランス(220),コイル(221),トランジス
タ(222)(223),コンデンサ(224),抵抗(225)で構成され
るインバータ(20)と,コイル(21)と整流回路(22)と平滑
コンデンサ(23)により構成される。
(6)はブリツジ型トランジスタインバータで構成された
矩形波発生回路であり,(7)はコイル,(8)は負荷の放電
灯である。
以上の装置において,直流電源(1)の出力電圧からイン
バータ(20)により高周波電圧を発生し,この高周波電圧
を整流回路(4),平滑コンデンサ(5)により整流平滑して
得られる直流電圧が,矩形波発生回路(6)のトランジス
タ(61),(62),(63),(64)の開閉により,矩形波の交流
電圧に変換され,放電灯(8)に電力を供給する。この様
に,正弦波でなく,矩形波の電力を放電灯に供給し点灯
するので,高周波で点灯しても,音響的共鳴現象の発生
を防止することが出来る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の装置では,高周波の矩形波発生回路として,ブリ
ツジ形トランジスタインバータを用いており,矩形波発
生回路,及びこの回路のトランジスタの駆動回路(図示
せず)が高価になり易いという問題点があつた。
本発明の装置は,上記問題点を解消するためになされた
ものであり,比較的簡素な矩形波発生回路の利用を可能
にすることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る放電灯点灯装置は,その矩形波発生回路
が,コイルとトランジスタの直列回路とこの直列回路と
並列接続され,放電灯に交流電力を供給するコンデンサ
とを備え,かつ,その出力電圧波形の半サイクルにおけ
る立上がりのピーク値b1と立下がりのピーク値b2との比
A=b2/b1,および上記波形の隣接した正負半サイクル
の夫々のピーク値a1とb1との比B=a1/b1がそれぞれ0.
4<A,0.8<B<1.2に設定されている。
〔作用〕
本発明の矩形波発生回路は,その出力電圧波形の半サイ
クルにおける立上がりのピーク値b1と立下がりのピーク
値b2との比A=b2/b1,および上記波形の隣接した正負
半サイクルの夫々のピーク値a1b1との比B=a1/b1がそ
れぞれ0.4<A,0.8<B<1.2に設定することにより,
放電灯点灯時に音響的共鳴現象を生じさせず,かつ,簡
素な構成が実現される。
〔発明の実施例〕
第1図は,本発明による装置の実施例を示す回路図であ
り第5図,6図,7図,8図は夫々,本発明に装置の動
作を説明する図である。第1図において,(1)は直流電
源,(2)はトランス(220),コイル(221),トランジスタ
(222)(223),コンデンサ(224),抵抗(225)からなり高周
波電圧を発生するインバータ(20)と整流回路(22)と平滑
コンデンサ(23)とで構成された直流電圧発生装置,(9)
は矩形波発生回路,(8)はメタルハライドランプなどの
放電灯である。矩形波発生回路(9)はコイル(91),コン
デンサ(92),トランジスタ(93)と,このトランジスタを
高周波で開閉する駆動回路(94)からなる。
以上の様に構成された装置に於て,第9図の装置と同様
にして,直流電源(1)が,周知のインバータ(20)の自励
発振動作により,その出力トランス(220)に,例えば十
数KHZ以上の高周波電圧を発生する。ここで出力トラン
ス(220)は,リーケージインダクタンスを有し,その出
力電流は所定値以下に制限されている。このインバータ
(20)の出力が整流回路(22)で整流され,コンデンサ(23)
で平滑される。ここで矩形波発生回路(9)のトランジス
タ(93)がOFFの時は,図示の矢印の方向に電流が流
れ,次にトランジスタ(93)がONすると矢印と逆方向に
電流が流れて放電灯に矩形波交流電流を供給し,安定に
点灯することが出来る。
この時の動作波形をわかり易く示すものが第5図であ
り,放電灯の電圧波形を示す。ここで,電流波形も,高
周波点灯のため殆ど同じである。
第5図に於て,t1に於ける瞬時値をa1,t2に於ける瞬時
値をa2とし,このt1,t2間がトランジスタ(93)のOFF
時に相当する。
次にトランジスタ(93)がONした後,(図では説明の都
合上同時刻t2とした。)のピーク値b1とt3に於ける瞬時
値をt3とし,A,Bなる値を下記の如く定める。
A=b2/b1 B=a1/b1 このAは,矩形波の完全さを表わし,1に近い程方形波
に,小さくなると微分波形に近づく。
Bは,ランプに供給される電流の正負側での対称性の程
度を表わし,1に近い程,対称波形である。ここではT
は,矩形波の周期を示す。
Aの値が,小さくなると,放電灯は,音警的共鳴現象に
よるアークの不安定な点灯状態に移行するが,100W
水銀ランプと100Wメタルハライドランプでは,0.4
<Aの領域では,気になる様なチラツキは殆ど発生しな
い。しかし,アークを詳細に観測すると,0.55<Aの領
域が,アークが殆ど動かない安定な放電であつた。
Aの値と,コンデンサ(92)の容量の関係を示す特性図が
第6図であり,100W水銀ランプを点灯周波数25KH
Zの定格電流で点灯し,Bの値が0.95<B<1.05になる
様に,コイル(91)およびコンデンサ(92)の定数を設定し
たものである。Aの値を0.85以上にするためには容量増
加が著しくなり,不経済であることを示している。
また点灯周波数を,25KHZから35KHZまで変化させた
場合も第6図と同様の傾向となつた。
第7図は,コンデンサ(92)の容量をパラメータとした時
にコイル(91)のインダクタンスとBの値の関係を示す図
である。
Bの値は,放電の安定性と,放電灯の電極の消耗,発光
管の温度分布など広範囲に影響を与えるが,連続点灯試
験の結果では,0.8<B<1.2程度の範囲であれば,実用
上さしつかえないことが判明した。
第8図は,コイル(91)のインダクタンスが放電灯の電流
値に及ぼす影響を調べたものであり,このコイルが,電
流源として作用するため,十分大きなインダクタンスで
あればよいことを示している。第7図,第8図は,いず
れも100W水銀ランプを使用した場合の特性である
が,他の放電灯の場合,例えば,100Wメタルハライ
ドランプでもほぼ同様の結果であつた。次に他の実施例
について説明する。
第2図,第3図,第4図は本発明の他の実施例における
矩形波発生回路の回路図である。
第2図に於て,コンデンサ(95)は,共振用コンデンサで
あり,コイル(91)との共振的な電圧を放電灯(8)に印加
することにより放電灯(8)の始動を容易にする。また,
図に示すダイオード(96)は,トランジスタ(93)に逆電圧
が印加されることを防止するので,必要に応じて備える
とトランジスタ(93)をより安全に動作させる。
第3図においては,コイル(98)を設け,このコイル(98)
により放電灯(8)の放電開始直後の放電灯の,低インピ
ーダンス状態における過大な放電灯のピーク電流を防
ぐ。ここで,トランジスタ(93)がOFF状態の時は,コ
イル(91)を介して放電灯(8)に電流が流れるのでコイル
(98)を図示の如く,ダイオード(97)で短絡してもよい。
コンデンサ(95),ダイオード(96)は,第2図装置と同様
に,必要に応じて備えればよい。
第4図は,さらに異なる実施例を示し,トランジスタ(9
0),(99)を直列接続し交互に開閉するものであるが,前
述の説明と同様の原理で本発明を実現できる。第3図に
於ける,コイル(98)やダイオード(96)などを相当箇所に
接続してよいことはもち論である。
以上の説明では述べなかつたが,矩形波発生回路のトラ
ンジスタのほぼ50%のDuty cycleでON,OFFを繰
り返す様に駆動回路を設定することが望ましいが,放電
灯の特性を考慮し,適宣設定すればよい。
また,矩形波発生回路の駆動回路の電源は,インバータ
(20)の出力トランス(220)に設けた巻線電圧を整流平滑
すると装置の小形化に効果がある。
以上の説明は,水銀ランプやメタルハライドランプでの
実験例をもとに述べたが,高圧ナトリウムランプにも適
用できることは,もち論である。さらに言えば,高圧ナ
トリウムランプは,発光管が長細いため,比較的音響的
共鳴現象が起きにくく,前述の様な,A,Bの値に設定
した場合は十分に安定な点灯を行なう。
直流電源(1)は,商用交流電源を整流平滑したものでよ
いが,他の手段で得てもよい。
また,インバータ(20)は,実施例では,共振回路を使用
したトランジスタインバータの出力トランスをリーケー
ジトランスとして構成した。出力トランスをリーケージ
トランスとした場合は,放電灯の始動(放電開始)に必
要な電圧を発生しながら,かつ適切な出力電流に設定で
きる利点がある。しかし,インバータの構成は実施例以
外の高周波発生手段でもよく,必要ならば,整流回路の
出力電流を制限するインピーダンスを整流回路と直列に
接続してもよい。
さらに,整流回路(22)は,ブリツジ形全波整流回路以外
にも出力トランス(220)の出力巻線にセンタータツプ設
け,二個のダイオードを用いたセンタータツプ形全波整
流回路としてもよい。
〔発明の効果〕
以上の様に,本発明によれば,放電が安定な,或いはア
ークのゆらぎが気にならないような放電灯点灯装置をブ
リツジ形トランジスタインバータを用いずに,コイルと
トランジスタの直列回路とこの直列回路に並列接続さ
れ,放電灯に交流電力を供給するコンデンサとにより,
簡素に構成することができるので,装置のコストを低減
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は,本発明による装置の一実施例を示す回路図,
第2図,第3図,第4図は本発明のそれぞれ他の実施例
における矩形波発生回路の回路図,第5図は矩形波発生
回路の出力の動作図,第6図,第7図,第8図は夫々,
本発明の装置を説明する為の特性図,第9図は,従来の
装置の回路図を示す。 図中(1)は直流電源,(2)はインバータ,(4)は整流回
路,(8)は放電灯,(9)は矩形波発生回路,(91)は第1の
コイル,(92)は第1のコンデンサを示す。 なお図中,同一符号は同一,又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−235395(JP,A) 特開 昭58−186197(JP,A) 特開 昭60−127696(JP,A) 特開 昭60−127695(JP,A)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電圧発生装置の出力を高周波の矩形波
    状電圧に変換する矩形波発生回路の出力で高圧放電灯を
    点灯させる装置に於て,上記矩形波発生回路は,コイル
    とトランジスタの直列回路とこの直列回路と並列接続さ
    れ,放電灯に交流電力を供給するコンデンサとを備え,
    かつ,放電灯の電圧の半サイクルに於ける立上り近傍の
    ピーク値b1と立下がり近傍のピーク値b2との比A=b2
    b1と放電灯の電圧の隣接した正負各半サイクルの夫々の
    ピーク値a1とb1との比B=a1/b1とを0.4<Aかつ0.8<
    B<1.2に設定された構成であることを特徴とする放電
    灯点灯装置。
  2. 【請求項2】直流電圧発生装置は,高周波電圧を発生す
    るインバータとそのインバータ出力電圧を整流する整流
    回路と,その整流回路出力を平滑する平滑コンデンサを
    備えたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
    放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】インバータの出力トランスが,リーケージ
    トランスで構成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第(2)項記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】矩形波発生回路が2つのトランジスタの直
    列回路と2つのコンデンサの直列回路との並列回路,な
    らびにこの並列回路と直列に接続されるコイルにより構
    成され,負荷の放電灯は上記2つのトランジスタの間
    と,同じく2つのコンデンサの間とに接続するようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項ないし,第
    (3)項いずれかに記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】矩形波発生回路のトランジスタにさらに並
    列接続される,第2のコンデンサ,域は逆並列のダイオ
    ードの少なくとも一方を設けたことを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の放電灯点灯装置。
  6. 【請求項6】高圧放電灯と第1のコンデンサの直列回路
    に,さらに第2のコイルを直列に接続したことを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項ないし,第5項いずれか記載
    の放電灯点灯装置。
  7. 【請求項7】第2のコイルに並列に,第1のコンデンサ
    の充電々流が流れる様にダイオードを接続したことを特
    徴とする特許請求の範囲第(6)項記載の放電灯点灯装
    置。
JP61017377A 1986-01-29 1986-01-29 放電灯点灯装置 Expired - Lifetime JPH063757B2 (ja)

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JPS62176097A JPS62176097A (ja) 1987-08-01
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