JPH0650627B2 - Metal vapor discharge lamp - Google Patents
Metal vapor discharge lampInfo
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- JPH0650627B2 JPH0650627B2 JP23011790A JP23011790A JPH0650627B2 JP H0650627 B2 JPH0650627 B2 JP H0650627B2 JP 23011790 A JP23011790 A JP 23011790A JP 23011790 A JP23011790 A JP 23011790A JP H0650627 B2 JPH0650627 B2 JP H0650627B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の属する産業分野） この発明は、非線形コンデンサと半導体スイッチからな
る始動器を内蔵した金属蒸気放電灯の改良に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement in a metal vapor discharge lamp having a built-in starter including a non-linear capacitor and a semiconductor switch.
（従来技術） 強誘電性セラミックコンデンサに代表される非線形コン
デンサ（以下ＦＥＣという）と双方向性半導体スイッチ
（以下ＳＳＳという）からなる始動器を内蔵した高圧ナ
トリウムランプの回路構成を第１図に示す。これは、熱
応動スイッチ１とＦＥＣ２とＳＳＳ３を直列に接続し更
にＳＳＳ３と並列に抵抗体４を接続してなる始動器を発
光管５と並列に接続して外球６に内蔵したものである。
７は安定器、８は交流電源を示す。(Prior Art) FIG. 1 shows a circuit configuration of a high-pressure sodium lamp having a built-in starter including a non-linear capacitor (hereinafter referred to as FEC) typified by a ferroelectric ceramic capacitor and a bidirectional semiconductor switch (hereinafter referred to as SSS). . This is a thermo-responsive switch 1, FEC2, and SSS3 are connected in series, and a resistor 4 is connected in parallel with SSS3, and a starter is connected in parallel with the arc tube 5 and built in the outer bulb 6. .
7 is a ballast, and 8 is an AC power supply.
この回路において、始動器が動作してパルスを発生する
電圧、すなわち、始動器のブレークオーバー電圧は、Ｆ
ＥＣ２の抗電圧をＥＣ、ＳＳＳ３のブレークオーバー電
圧をＶBOとした場合、ＥＣ＋ＶBOで表される。In this circuit, the voltage at which the starter operates to generate pulses, ie, the breakover voltage of the starter, is F
If the coercive voltage breakover voltage E C, SSS3 of EC2 was V BO, represented by E C + V BO.
ここで、始動器によって発生するパルス電圧を高くして
放電灯を容易に始動させるためには、ＳＳＳ３のブレー
クオーバー電圧ＶBOをできるだけ高く設定する必要があ
る。Here, in order to increase the pulse voltage generated by the starter to easily start the discharge lamp, it is necessary to set the breakover voltage V BO of SSS3 as high as possible.
（発明が解決しようとする課題） ところが、前記始動器のＦＥＣ２は、一般に周囲温度が
低くなるほど抗電圧ＥＣの値が大きくなるという特性を
持っており、したがって、ＳＳＳ３のブレークオーバー
電圧ＶBOを一定にした場合、放電灯を低温雰囲気中で始
動させようとすると、始動器のブレークオーバー電圧が
高くなる。そこで、かかる低温雰囲気中での始動を考慮
し、しかも、始動器のブレークオーバー電圧をあまり高
い値にしないようにしようとすると、ＳＳＳ３のブレー
クオーバー電圧ＶBOを比較的低い値に設定せざるを得
ず、その結果、パルス電圧のピーク値を上げて放電灯の
始動性を良くするということができない欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the FEC2 of the starter generally has a characteristic that the value of the coercive voltage E C becomes larger as the ambient temperature becomes lower. Therefore, the breakover voltage V BO of the SSS3 is When the discharge lamp is kept constant, the breakover voltage of the starter increases when the discharge lamp is started in a low temperature atmosphere. Therefore, in consideration of starting in such a low temperature atmosphere, and in order not to set the breakover voltage of the starter to a too high value, the breakover voltage V BO of SSS3 must be set to a relatively low value. As a result, there was a drawback that the peak value of the pulse voltage could not be increased to improve the startability of the discharge lamp.
本発明はかかる欠点を除去した金属蒸気放電灯を提供す
ることを目的とする。It is an object of the present invention to provide a metal vapor discharge lamp that eliminates such drawbacks.
（課題を解決するための手段） 本発明は、前記目的を達成するため、熱応動スイッチと
ＦＥＣとＳＳＳを直列に接続し更に前記ＳＳＳと並列に
抵抗体を接続してなる始動器を、発光管と並列に接続し
た金属蒸気放電灯において、始動器のＳＳＳの非導通時
に前記抵抗体の発熱により前記ＦＥＣが加熱されるよう
に構成したものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a starter comprising a thermoresponsive switch, an FEC and an SSS connected in series, and a resistor connected in parallel with the SSS. In the metal vapor discharge lamp connected in parallel with the tube, the FEC is heated by the heat generated by the resistor when the SSS of the starter is not conducted.
（作用） 前記のように構成すると、放電灯が始動していない状
態、すなわち、始動器のＳＳＳが非導通の時に、抵抗体
の発熱によりＦＥＣが加熱され抗電圧の値が下がるた
め、ＳＳＳのブレークオーバー電圧を予め高く設定して
おくことができる。(Operation) With the above configuration, when the discharge lamp is not started, that is, when the SSS of the starter is non-conducting, the FEC is heated by the heat generation of the resistor and the value of the coercive voltage is lowered, so that the SSS The breakover voltage can be set high in advance.
（実施例） 本発明に係る金属蒸気放電灯の基本的な回路構成は第１
図に示したものと同じである。すなわち、熱応動スイッ
チ１とＦＥＣ２とＳＳＳ３を直列に接続し更にＳＳＳ３
と並列に抵抗体４を接続してなる始動器を発光管５と並
列に接続して外球６に内蔵したものである。７は安定
器、８は交流電源を示す。前記ＦＥＣ２としては、例え
ば特開平1-136323号に開示されているように、第２図の
ような構成のものが好適である。すなわち、チタン酸バ
リウム(BaTiO)を主成分とし、Baの一部をSr,Pbで置換
し、さらに、Tiの一部をZr,Hfで置換し、若干のMn,Cr等
の鉱化材、及びその他の不純物を添加した粉末を、混
合、造粒、プレス成形して、気中で焼成して、直径17.5
mm、厚み0.65mmの円板状のセラミックス基板９を作製す
る。この基板９の両面に銀ペーストによって直径16.5mm
の電極10,10′を印刷し、焼成する。そして、ターミナ
ル取り出し部を除いて強誘電性結晶化ガラスペースト11
によってオーバーコートし、さらに、導電性ガラス接着
剤でターミナル12,12′を接続したものである。第３図
はかかるＦＥＣのＰ（分極）−Ｅ（印加電圧）ヒステリ
シス曲線で、ＥＣを抗電圧、ＥＳを飽和電圧と称する。
第４図は上記ＦＥＣの厚み１mmあたりの抗電圧の温度特
性を示す。この図から低温におけるほど抗電圧が高くな
ることが明らかである。一方、ＳＳＳ３の−４０℃〜＋
８０℃の温度雰囲気におけるブレークオーバー電圧は殆
ど一定であることが知られている。第５図はＳＳＳのＩ
（電流）−Ｖ（印加電圧）特性を示す。ＶBOをブレーク
オーバー電圧とよび、ＳＳＳ３がＯＮになる電圧であ
る。第６図はＦＥＣ２のＰ−Ｅヒステリシス曲線と始動
器のブレークオーバー電圧（ＥＣ＋ＶBO）と始動器の印
加電圧に対応して流る電流の関係を示すものである。(Example) The basic circuit configuration of the metal vapor discharge lamp according to the present invention is the first
It is the same as shown in the figure. That is, the thermal response switch 1, FEC2, and SSS3 are connected in series, and further SSS3
Is connected in parallel with the arc tube 5 and is built in the outer bulb 6. 7 is a ballast, and 8 is an AC power supply. The FEC 2 preferably has a structure as shown in FIG. 2, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-136323. That is, barium titanate (BaTiO) as a main component, a part of Ba is replaced by Sr, Pb, further, a part of Ti is replaced by Zr, Hf, mineralized materials such as some Mn, Cr, And the powder with other impurities added, mixed, granulated, press-molded, fired in the air, diameter 17.5
A disc-shaped ceramic substrate 9 having a thickness of 0.65 mm and a thickness of 0.65 mm is prepared. 16.5mm in diameter by silver paste on both sides of this substrate 9
The electrodes 10 and 10 'are printed and fired. The ferroelectric crystallized glass paste 11
Overcoating and then connecting the terminals 12 and 12 'with a conductive glass adhesive. FIG. 3 is a P (polarization) -E (applied voltage) hysteresis curve of the FEC, where E C is called a coercive voltage and E S is called a saturation voltage.
FIG. 4 shows the temperature characteristics of the coercive voltage per 1 mm of thickness of the FEC. It is clear from this figure that the coercive voltage becomes higher at lower temperatures. On the other hand, SSS3 -40 ℃ ~ +
It is known that the breakover voltage in a temperature atmosphere of 80 ° C. is almost constant. Figure 5 shows SSS I
The (current) -V (applied voltage) characteristic is shown. V BO is called a breakover voltage and is a voltage at which SSS3 is turned on. Figure 6 shows a relationship between the current flowing corresponding to the applied voltage starter and breakover voltage of starter and P-E hysteresis curve of FEC2 (E C + V BO) .
次に、ＳＳＳ３と並列に接続された抵抗体４は始動器の
ブレークオーバー電圧の位相を安定にするもので、ＦＥ
Ｃ２の分極の大きさに応じて２０〜１００ｋΩの抵抗値
のものが使われる。本発明の特徴は、例えば放電灯を低
温雰囲気中で始動させようとした場合、ＦＥＣ２の抗電
圧が上昇して、入力電圧に対してＳＳＳ３がＯＮしない
時、ＦＥＣ２と抵抗体４の直列回路が形成され、同回路
に電流が流れて抵抗体４が発熱する。第７図は抵抗体４
に1/4Ｗ−Ｐ型，３０ｋΩのものを用い、ＦＥＣ２に直
径16.5mm，厚み0.65mmのものを用いた時の、真空中にお
ける抵抗体４の温度上昇曲線である。これによれば、１
００秒経過時の温度上昇は約１５０deg.であり、この発
熱抵抗体からの熱放射及び／又は熱伝導によってＦＥＣ
２が加熱される。これによってＦＥＣ２の抗電圧は低下
するので、ＳＳＳ３は容易にＯＮする。したがって、予
めＳＳＳ３のブレークオーバー電圧を比較的高く設定し
ておくことができる。第８図は第１図の回路の変形例を
示すもので、発光管５に沿って始動補助導体13を設ける
とともに、ＦＥＣ２と並列にＦＥＣの脱分極時に焦電流
を放電させる放電抵抗14を接続したものである。第９図
も回路の変形例を示すもので、二つの熱応動スイッチ
１，１′によって始動補助導体13を回路から切り離すよ
うにするとともに、ＦＥＣ２及びＳＳＳ３の直列回路と
並列に放電抵抗14を接続したものである。第10図は前記
第９図の回路構成を、４００Ｗの水銀ランプ用安定器で
点灯する３６０Ｗの高圧ナトリウムランプに実施した場
合の発光管支持構体を示す。同図において、５は透光性
アルミナセラミックからなり内部にナトリウム及び水銀
と共に１５０トールのキセノンを封入してなる発光管で
ある。１及び１′は熱応動スイッチ、13は始動補助導
体、２はＦＥＣ、３はＳＳＳ、４はＳＳＳ３と並列に接
続した抵抗体、14は放電抵抗である。第11図(a),(b)は
ＦＥＣ２及び抵抗体４の設置部分の拡大図であって、同
図のように抵抗体４をＦＥＣ２の中心部から６mm程度、
表面から４mm程度距離に設置するのが適当である。Next, the resistor 4 connected in parallel with the SSS 3 stabilizes the phase of the breakover voltage of the starter.
A resistor having a resistance value of 20 to 100 kΩ is used depending on the magnitude of polarization of C2. A feature of the present invention is that, for example, when a discharge lamp is started in a low temperature atmosphere, the coercive voltage of FEC2 rises, and when SSS3 does not turn on with respect to the input voltage, the series circuit of FEC2 and resistor 4 becomes After being formed, a current flows through the circuit and the resistor 4 generates heat. Fig. 7 shows resistor 4
2 is a temperature rise curve of the resistor 4 in a vacuum when a 1 / 4W-P type, 30 kΩ, is used for the FEC 2, and a FEC 2 having a diameter of 16.5 mm and a thickness of 0.65 mm is used. According to this, 1
The temperature rise at the time of 00 seconds is about 150 deg., And the FEC is generated by heat radiation and / or heat conduction from the heating resistor.
2 is heated. As a result, the coercive voltage of FEC2 is lowered, so that SSS3 is easily turned ON. Therefore, the breakover voltage of SSS3 can be set relatively high in advance. FIG. 8 shows a modification of the circuit shown in FIG. 1, in which a starting auxiliary conductor 13 is provided along the arc tube 5 and a discharge resistor 14 is connected in parallel with the FEC 2 to discharge a pyroelectric current during depolarization of the FEC. It was done. FIG. 9 also shows a modified example of the circuit, in which the auxiliary auxiliary conductor 13 is separated from the circuit by the two thermal response switches 1 and 1 ', and the discharge resistor 14 is connected in parallel with the series circuit of FEC2 and SSS3. It was done. FIG. 10 shows an arc tube supporting structure when the circuit configuration of FIG. 9 is applied to a 360 W high-pressure sodium lamp which is lit by a ballast for a 400 W mercury lamp. In the figure, reference numeral 5 denotes an arc tube made of translucent alumina ceramic and having 150 torr xenon enclosed therein together with sodium and mercury. Reference numerals 1 and 1'denotes a thermal switch, 13 is a starting auxiliary conductor, 2 is FEC, 3 is SSS, 4 is a resistor connected in parallel with SSS3, and 14 is a discharge resistor. FIGS. 11 (a) and 11 (b) are enlarged views of the installation portion of the FEC 2 and the resistor 4, and as shown in FIG.
It is suitable to install it at a distance of about 4 mm from the surface.
このように構成されたランプの始動器のブレークオーバ
ー電圧は室温で１８２Ｖであった。このランプを−４０
℃に冷却し、交流電源電圧１８８Ｖを印加したところ、
約４０秒後にランプは始動した。これは抵抗体４からの
熱放射及び伝導で−４０℃に冷却されたＦＥＣが温度上
昇し、その抗電圧が低下したことを示している。The starter breakover voltage of the lamp thus constructed was 182V at room temperature. -40 this lamp
After cooling to ℃ and applying an AC power supply voltage of 188V,
The lamp started after about 40 seconds. This indicates that the FEC cooled to −40 ° C. increased in temperature by the heat radiation and conduction from the resistor 4 and its coercive voltage decreased.
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ラン
プを低温雰囲気中で使用してもＦＥＣの抗電圧を低下さ
せることができるので、ＳＳＳのブレークオーバー電圧
を予め高く設定しておくことができ、したがって、高い
パルス電圧によってランプを容易かつ確実に始動させる
ことができる。また、ランプの再始動時はＦＥＣの周囲
温度が極めて高く、ＦＥＣの非線形特性が低下するの
で、ブレークオーバー電圧の高いＳＳＳと組み合わせる
ことによって、より高いパルス電圧を発生させることが
できる。これは熱応動スイッチの戻り時間を短くできる
ことにつながり、その結果、ランプの再始動時間を短く
することができる。なお、本発明によれば−４０℃以下
の低温雰囲気中でもランプを良好に始動させることがで
きる。また、本発明は高圧ナトリウムランプだけでな
く、メタラハライドランプのような他の金属蒸気放電灯
にも適用することができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the coercive voltage of the FEC can be lowered even when the lamp is used in a low temperature atmosphere, so that the breakover voltage of the SSS is increased beforehand. It can be set and therefore the lamp can be started easily and reliably with a high pulse voltage. Further, when the lamp is restarted, the ambient temperature of the FEC is extremely high and the non-linear characteristic of the FEC deteriorates. Therefore, a higher pulse voltage can be generated by combining with the SSS having a high breakover voltage. This leads to a shorter return time of the thermally actuated switch and, consequently, a shorter lamp restart time. According to the present invention, the lamp can be started well even in a low temperature atmosphere of -40 ° C or lower. Further, the present invention can be applied not only to the high pressure sodium lamp but also to other metal vapor discharge lamps such as a metalla halide lamp.
第１図は本発明に係る金属蒸気放電灯の回路構成例、第
２図は始動器に用いるＦＥＣの構造図、第３図はＦＥＣ
のＰ（分極）−Ｅ（印加電圧）特性図、第４図はＦＥＣ
の抗電圧の温度特性図、第５図はＳＳＳのＩ（電流）−
Ｖ（印加電圧）特性図、第６図はＦＥＣのＰ−Ｅ特性と
始動器のブレークオーバー電圧の関係図、第７図は抵抗
体の温度上昇曲線図、第８図及び第９図は第１図の回路
の変形例、第10図は高圧ナトリウムランプの発光管支持
体、第11図(a),(b)はＦＥＣと抵抗体の設置部分の拡大
図である。FIG. 1 is a circuit configuration example of a metal vapor discharge lamp according to the present invention, FIG. 2 is a structural diagram of an FEC used in a starter, and FIG. 3 is an FEC.
P (Polarization) -E (Applied voltage) characteristic diagram of FEC, Fig. 4 is FEC
Fig. 5 shows the temperature characteristics of the coercive voltage of SSS. Fig. 5 shows the SSS I (current)-
V (applied voltage) characteristic diagram, FIG. 6 is a relational diagram between the P-E characteristic of the FEC and the breakover voltage of the starter, FIG. 7 is a temperature rise curve diagram of the resistor, and FIGS. A modified example of the circuit of FIG. 1, FIG. 10 is an arc tube support of a high-pressure sodium lamp, and FIGS. 11 (a) and 11 (b) are enlarged views of the installation portion of the FEC and the resistor.
Claims (1)
体スイッチを直列に接続し更に前記半導体スイッチと並
列に抵抗体を接続してなる始動器を、発光管と並列に接
続した金属蒸気放電灯において、始動器の半導体スイッ
チの非導通時に前記抵抗体の発熱により前記非線形コン
デンサが加熱されるように構成されていることを特徴と
する金属蒸気放電灯。1. A metal vapor discharge lamp in which a starter comprising a thermo-responsive switch, a non-linear capacitor, and a semiconductor switch connected in series and a resistor connected in parallel with the semiconductor switch is connected in parallel with an arc tube. A metal vapor discharge lamp, characterized in that the non-linear capacitor is heated by the heat generated by the resistor when the semiconductor switch of the starter is not conducting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23011790A JPH0650627B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Metal vapor discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23011790A JPH0650627B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Metal vapor discharge lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112448A JPH04112448A (en) | 1992-04-14 |
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23011790A Expired - Lifetime JPH0650627B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Metal vapor discharge lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5516803B2 (en) * | 2013-07-18 | 2014-06-11 | 岩崎電気株式会社 | Metal halide lamp |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23011790A patent/JPH0650627B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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