JPH09265948A - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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Publication number
JPH09265948A
JPH09265948A JP9730696A JP9730696A JPH09265948A JP H09265948 A JPH09265948 A JP H09265948A JP 9730696 A JP9730696 A JP 9730696A JP 9730696 A JP9730696 A JP 9730696A JP H09265948 A JPH09265948 A JP H09265948A
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JP
Japan
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resistor
metal halide
fec
lamp
halide lamp
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Pending
Application number
JP9730696A
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English (en)
Inventor
Shunichi Sasaki
俊一 佐々木
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Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再始動時間のばらつきを低減すると共にFE
Cの特性劣化を防止し、且つ再始動時においても確実に
始動させることの可能な始動器内蔵型のメタルハライド
ランプを提供する。 【解決手段】 一対の主電極2a,2bと一方の主電極
2bの近傍に始動補助電極3を備えた発光管1と始動器
とをランプ外球内に配設してなるメタルハライドランプ
において、前記始動器を、主電極間に熱応動開閉器4を
介して接続されたFEC5と半導体スイッチ6の直列回
路と、該直列回路に並列接続した第1の抵抗9と、半導
体スイッチ6に並列接続した第2の抵抗8と、始動補助
電極3と他方の主電極2a間に熱応動開閉器4を介して
接続した第3の抵抗7とで構成し、前記第1、第2、第
3の抵抗の抵抗値Rc ,Rs ,Ra を、10kΩ≦Rc
100kΩで且つ loge a ≧1.19( loge s 2 −24.
6 loge s +137 という要件を満たすように設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、非線形強誘電体
セラミックコンデンサを用いた始動器を内蔵したメタル
ハライドランプの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ヒステリシス状の電圧−電荷特性
をもつ非線形強誘電体セラミックコンデンサ(以下、F
ECと略称する)を用いた始動器を内蔵したメタルハラ
イドランプにおいて、ランプ点灯中にFECの特性を劣
化させないように始動器の回路構成を改良したものが、
特開平3−114200号あるいは特開平3−1166
87号に開示されている。図3は、かかるメタルハライ
ドランプの構成を示す図で、1は一対の主電極2a,2
bと該主電極の一方に近接して設けられた始動補助電極
3とを有し、内部に水銀及び希ガスと共に沃化ディスプ
ロシウム等の金属ハロゲン化物を封入してなる発光管で
ある。この発光管1には、常温閉接点を有する2個の熱
応動開閉器(バイメタルスイッチ)4a,4bを介し
て、FEC5と半導体スイッチ6の直列回路が並列に接
続されている。また発光管1の始動補助電極3と他方の
主電極2aとの間には、一方の熱応動開閉器4aを介し
て抵抗7を接続し、更に半導体スイッチ6と並列に半導
体スイッチのON位相を安定化するための抵抗8が接続
され、またFEC5と半導体スイッチ6の直列回路に並
列に抵抗9が接続されている。そして、これらの各構成
素子はランプ外球の内部に収納され、メタルハライドラ
ンプ10を構成している。
【0003】そして、このように構成されたメタルハラ
イドランプ10は、チョークタイプの安定器11を介して交
流電源12に接続され、点灯されるようになっている。す
なわち、交流電源12が投入されると、チョークタイプの
安定器11を介して始動器に正弦波電源電圧が印加され、
印加電圧が半導体スイッチ6のブレークオーバ電圧を超
えた時点で、FEC5に階段状の急峻な電圧が印加さ
れ、それによりFEC5の急激な充電が行われて直ちに
飽和電圧に達し、電流を急激に遮断する。このとき安定
器11のインダクタンスLにより振幅の大きいパルス電圧
を、各サイクル毎に発生し、これが電源電圧と共に発光
管1の主電極2bとこれに近接した始動補助電極3の間
に加わり、これらの電極間で放電が生じる。続いて、こ
の放電は両主電極間に移行しランプが始動する。
【0004】ランプが始動すると、発光管1の放射熱に
より、先ず熱応動開閉器4aが開いてFEC5と半導体
スイッチ6の直列回路を電源から切り離すため、高電圧
パルスの発生は停止する。続いて、他方の熱応動開閉器
4bも開くため、始動補助電極3の回路を通してFEC
5に電圧が印加されることがなくなり、FEC5の高電
圧パルス発生機能の低下や絶縁抵抗の低下を防ぐことが
できるようになっている。一般に始動補助電極を備えた
メタルハライドランプにおいては、ランプ点灯中は補助
電極と主電極との間には約15V程度の電位がかかってお
り、この電気回路にFECが挿入されていると、この電
位がFECの両電極間に印加されることになり、この電
位によりFECの電極膜物質の主成分である銀が素子内
に拡散して、非線形特性が劣化する。この現象はFEC
のキュリー温度以上の高温状態で3〜5V以上の電位が
かかると生じ、特性が劣化し発生するパルス電圧が低下
する。したがって、上記のように熱応動開閉器を2個用
いることにより、ランプ点灯中に電位がFECにかから
ないようにして、FECの特性劣化を防止している。
【0005】また、ランプ点灯中にFECの特性を劣化
させないようにした始動器内蔵形のメタルハライドラン
プとしては、図4に示す構成のものが知られている。図
4において、21は一対の主電極22a,22bと該主電極の
一方に近接して設けられた始動補助電極23とを有する発
光管で、該発光管21には、常温閉接点と常温開接点を有
する熱応動切換開閉器24を介して、FEC25と半導体ス
イッチ26の直列回路が並列に接続されている。また発光
管21の始動補助電極23と他方の主電極22aとの間には、
熱応動切換開閉器24の常温閉接点を介して抵抗27が接続
され、また半導体スイッチ26と並列に抵抗28を接続し、
更に熱応動切換開閉器24の常温開接点を一方の主電極22
bに接続して、ランプ点灯中に熱応動切換開閉器24が常
温開接点側へ切り換えられたとき、FEC25と半導体ス
イッチ26の直列回路を短絡するようにして、メタルハラ
イドランプ30を構成している。
【0006】このように構成されたメタルハライドラン
プ30は、始動時は図3に示したメタルハライドランプと
同様にして始動され、始動点灯後は熱応動切換開閉器24
は常温開接点側へ切り換えられ、FEC25と半導体スイ
ッチ26の直列回路は短絡されて、FEC25には電位が印
加されなくなり、FEC25の特性の劣化が防止されるよ
うになっている。
【0007】ところが、上記図3に示した構成のメタル
ハライドランプにおいては、始動器を構成する2つの熱
応動開閉器4a,4bが閉じないとランプが始動できな
いので、2つの熱応動開閉器の接点圧のばらつきによ
り、ランプ再始動時間のばらつきが大きくなるという欠
点があり、また図4に示した熱応動切換開閉器24を用い
たメタルハライドランプにおいては、切り換え動作が不
安定で点灯動作中に常温開接点側へ確実に切り換わら
ず、FECに電位がかかったままの状態になってしまう
ことが生じるという欠点がある。
【0008】そこで、従来のメタルハライドランプにお
けるこのような欠点を解消するために、本件発明者は、
先に特願平6−256104号において、図3に示した
メタルハライドランプにおける2つの熱応動開閉器のう
ちFEC側の熱応動開閉器4bを取り除き、1個の熱応
動開閉器を用いると共に、FECと半導体スイッチの直
列回路に並列に接続する抵抗の値を10kΩ〜100 kΩに
選定し、これにより2つの熱応動開閉器を用いた場合の
再始動時間のばらつきを防止し、また、ランプ点灯中に
FECに印加される電位を低減してFECの特性劣化を
防止すると共に、高いパルス電圧の発生を維持できるよ
うにしたメタルハライドランプを提案した。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先に提
案したメタルハライドランプは、始動器の熱応動開閉器
を1個とし、且つFECと半導体スイッチの直列回路の
並列抵抗の抵抗値を10kΩ〜100 kΩとすることによ
り、再始動時間のばらつきを回避し、ランプ点灯中にF
ECに印加される電位を約2V以下に低減してFECの
特性劣化を防止し、10000 時間の点灯経過後であっても
1kV以上の高いパルス電圧の発生を維持でき、ランプ
の始動を長期間に亘って容易に且つ確実にすることがで
きるようになっている。
【0010】しかしながら、このような構成の始動器内
蔵型のメタルハライドランプは、冷間時(周囲温度が−
5℃〜40℃)の始動は問題ないが、ランプを一度消灯し
てから、すぐに電源を入れランプが点灯するのを待つ再
始動時には、始動器を構成する抵抗の値によってはラン
プの再始動が困難となる場合が生じることが判明した。
【0011】この原因は、熱応動開閉器が閉成状態に戻
るとパルスを発生し出すが、この際FECは加熱されて
いるため、その温度特性により発生するパルス電圧が低
くなることと、発生したパルス電圧により始動補助電極
とそれに隣接する主電極の間で放電が生じ、この放電に
より発生したパルス電圧が減衰され、発光管の主電極間
には充分なパルス電圧が印加されなくなるためである。
【0012】本発明は、先に提案したメタルハライドラ
ンプにおける上記問題点を解消するためになされたもの
で、冷間時の始動はもとより、再始動時においてもラン
プを確実に始動させることの可能なメタルハライドラン
プを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、一対の主電極と該主電極の一方の近傍に
始動補助電極を備え内部に水銀及び希ガスと共に金属ハ
ロゲン化物を封入してなる発光管と、該発光管を始動さ
せるための始動器とをランプ外球内に配設してなるメタ
ルハライドランプにおいて、前記始動器は、発光管の主
電極間に熱応動開閉器を介して接続される非線形強誘電
体セラミックコンデンサと半導体スイッチの直列回路
と、該直列回路に並列に接続した第1の抵抗と、半導体
スイッチと並列に接続した第2の抵抗と、他方の主電極
と始動補助電極の間に前記熱応動開閉器を介して接続さ
れた第3の抵抗とで構成され、前記第1,第2及び第3
の抵抗の値をそれぞれRc ,Rs ,Ra としたとき、10
kΩ≦Rc ≦100 kΩで且つloge a ≧1.19( loge
s 2 −24.6 loge s +137 という要件を満たすよ
うに設定するものである。
【0014】このように、単一の熱応動開閉器を用いて
始動器を構成しているため再始動時間のばらつきが低減
され、また各抵抗の値を上記のように設定することによ
り、ランプ点灯中にFECに印加される電位を低減して
FECの劣化を防止し、ランプの始動を長期間に亘って
容易に且つ確実にすると共に、再始動時に主電極間に印
加されるパルス電圧を700 V以上とすることができ、容
易に再始動させることが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1は本発明に係るメタルハライドランプの構成図
である。この実施の形態が図3に示した従来例と構成要
素的に異なる点は、単一の熱応動開閉器4を用いている
点のみであり、したがって他の構成要素については、図
3に示したものと同一符号を付して示し、それらの構成
要素及び接続態様についての説明は省略し、始動器を構
成する具体的な素子の構成について説明する。この実施
の形態のメタルハライドランプの発光管1は400 Wのも
ので、FEC5としては、チタン酸バリウム(BaTi
3 )を主成分とする直径18.0mmの円板状の焼結体の両
面に直径16.0mmの銀電極膜を形成し、これに電極端子を
接続した上、電極膜上を無機ガラスでオーバーコートし
たものを用いる。このFECのキュリー点は約90℃であ
る。また、半導体スイッチ6としては、ブレークオーバ
ー電圧VBOが約150 Vの双方向2端子サイリスタを用い
る。始動補助電極3に接続する始動補助抵抗7の抵抗値
a としては100 kΩ,半導体スイッチ6に並列に接続
された抵抗8の抵抗値Rs としては30kΩ,FEC5と
半導体スイッチ6の直列回路に並列に接続される抵抗9
の抵抗値Rc としては15kΩのものを用いる。
【0016】このように構成したメタルハライドランプ
において、一旦消灯してから直ちに電源を入れると、約
10分後に熱応動開閉器4が閉じ、そのときに発光管1の
主電極間に印加されるパルス電圧は750 Vとなり、容易
に再点灯させることができる。
【0017】本発明は、FEC5と半導体スイッチ6の
直列回路に並列に接続される第1の抵抗9の抵抗値Rc
を、10kΩ≦Rc ≦100 kΩに設定し、且つ半導体スイ
ッチ6に並列に接続される第2の抵抗8と始動補助電極
3に接続される第3の抵抗7の各抵抗値Rs ,Ra を、
loge a ≧1.19( loge s 2 −24.6 loge s+1
37 という要件を満たすように設定するものであるが、
第1の抵抗の抵抗値Rc を、10kΩ≦Rc ≦100 kΩに
設定する理由は、先に提案した特願平6−256104
号の発明の場合と同様に、第1の抵抗9に対して始動補
助電極3から流れてくる電流を増大させ、始動補助電極
3と主電極2b間の電圧を下げて、FEC5に印加され
る電位を低減し、FECの特性劣化を防止すると共に、
FEC5により発生するパルス電圧を所定値以上に長期
間に亘って維持させるためである。一方、第2及び第3
の抵抗の抵抗値の関係の設定は、再始動を確実にするた
めのもので、その設定に当たっては、次のような実験を
行った。
【0018】再始動時に確実にランプを再始動させるた
めには、700 V以上のパルス電圧を発生させる必要があ
る。再始動時にはFECは60〜70℃となっているので、
この再始動時の700 V以上のパルス電圧を、室温(20℃
〜30℃)におけるFECにより発生するパルス電圧に対
応させると、900 V以上となる。よって室温において、
この条件を満足させるための、始動器を構成する第1,
第2,第3の抵抗の抵抗値の選択、組み合わせの実験を
行った。実験に供したランプは、上記実施の形態で示し
た400 Wの発光管と同様の構成のFECと半導体スイッ
チを用いた始動器とを内蔵させたメタルハライドランプ
で、チョークタイプの安定器で点灯回路を構成した。そ
して、第1の抵抗の抵抗値Rc を10kΩとし、第2及び
第3の抵抗の抵抗値Ra ,Rs を変えて、発光管の主電
極間に印加されるパルス電圧を測定した。その結果を表
1に示す。なお、この測定においては、発生したパルス
電圧によって発光管が始動しないように、始動補助電極
が近接していない側の主電極を点灯回路に接続しないで
測定を行った。
【0019】
【表1】
【0020】上記表1から、ランプの再始動時にも確実
にランプを始動させるためのパルス電圧900 V以上(常
温時に換算)を発光管の主電極間に印加できる条件とし
て、表1において、*印を付している領域以外の領域の
境界部分から図2に示すような2次曲線を描くことがで
き、900 V以上のパルス電圧を発生させるRa ,Rs
領域は、該2次曲線の内側であることがわかる。なお、
図2におけるX,Y軸とも loge 目盛りである。この図
2に示す2次曲線の形態より該2次曲線の定数を求める
ことにより、 loge a ≧1.19( loge s 2 −24.6
loge s +137 を満足するように、Ra ,Rs を設定
する必要があることがわかる。
【0021】以上の条件を満たすように、FECと半導
体スイッチからなる始動器を構成する3個の抵抗の抵抗
値を適正に選ぶことにより、FECの特性を劣化させず
にランプの再始動時にも確実にランプを始動させること
ができる。なお、上記実験は400 Wのランプについて行
ったものを示したが、他のワット数のランプについても
同様の結果が得られることが確認された。更に第1の抵
抗の抵抗値Rc を100kΩまで変化させて実験を行った
ところ、発生パルス電圧は若干高くなり再始動性は問題
がなく、しかもFECの特性も劣化させず、同様の条件
設定で十分であることが確認された。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、FECと半導体スイッチと共に始動器を構成する
第1、第2及び第3の抵抗の各抵抗値Rc ,Rs ,Ra
を、10kΩ≦Rc ≦100 kΩで且つ loge a ≧1.19
( loge s 2 −24.6 loge s +137 という要件を
満たすように設定することにより、FECの特性劣化を
防止すると共に、再始動時に700 V以上のパルス電圧を
発光管の主電極間に印加することができ、容易に再始動
させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る始動器内蔵型のメタルハライドラ
ンプの実施の形態の構成及びその点灯回路を示す図であ
る。
【図2】表1の結果から得られる第2及び第3の抵抗の
抵抗値Rs とRa の関係を表す曲線を示す図である。
【図3】従来の始動器内蔵型のメタルハライドランプの
構成例を示す図である。
【図4】従来の始動器内蔵型のメタルハライドランプの
他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 発光管 2a,2b 主電極 3 始動補助電極 4 熱応動開閉器 5 FEC 6 半導体スイッチ 7 始動補助抵抗 8,9 抵抗 10 メタルハライドランプ 11 チョーク型安定器 12 交流電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の主電極と該主電極の一方の近傍に
    始動補助電極を備え内部に水銀及び希ガスと共に金属ハ
    ロゲン化物を封入してなる発光管と、該発光管を始動さ
    せるための始動器とをランプ外球内に配設してなるメタ
    ルハライドランプにおいて、前記始動器は、発光管の主
    電極間に熱応動開閉器を介して接続された非線形強誘電
    体セラミックコンデンサと半導体スイッチの直列回路
    と、該直列回路に並列に接続した第1の抵抗と、半導体
    スイッチと並列に接続した第2の抵抗と、他方の主電極
    と始動補助電極の間に前記熱応動開閉器を介して接続さ
    れた第3の抵抗とで構成され、前記第1,第2及び第3
    の抵抗の値をそれぞれRc,Rs ,Ra としたとき、10
    kΩ≦Rc ≦100 kΩで且つ loge a ≧1.19( loge
    s 2 −24.6 loge s +137 という要件を満たすよ
    うに設定されていることを特徴とするメタルハライドラ
    ンプ。
JP9730696A 1996-03-28 1996-03-28 メタルハライドランプ Pending JPH09265948A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105180111A (zh) * 2015-08-17 2015-12-23 许永亮 低导弱照荧光灯

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105180111A (zh) * 2015-08-17 2015-12-23 许永亮 低导弱照荧光灯

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