JPS5810396A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

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】 この発明は放電灯点灯装置に関し、特に、発光効率を高
めることができるように改良された放電灯点灯装置に関
する。

第１図はこの発明の背景となる放電灯点灯装置の電気回
路図である。構成において、交流電源１′には、限流装
置の一例の限流チョーク２′を介して放電ランフ”３が
直列接続される。放電ランプ３には起動装置の一例とし
ての高周波高電圧を発生する昇圧回路４が並列接続され
る。この外圧回路４は発振コンデンサ４１に対して引圧
インダクタ４２と電流制御形非線形抵抗素子の一例とし
ての２方向性２端子サイリスタ（以下サイリスク）４３
との直列回路が並列接続されて構成される。

動作において、交流電源１′を投入すると、発振コンデ
ンサ４１が充電される。この発振コンデンサ４１の端子
電圧がサイリスク４３のブレークオーバ電圧を越えると
、サイリスク４３が導通ずる。

これによって、発振コンデンサ４１とゲ１圧インダクタ
４２とが協働して高周波発振動作１２、電源電圧よりも
昇圧された高周波発振電圧を発生ｌ−７、該高周波発振
電圧を放電ランプ３の両端に印加する。

そして、この高周波発振電圧によ−）で放電ランプ３が
始動点灯する。放電ランプ３が始動点灯すると、サイリ
スク４３が非導通状態のｔ−ｉとなって、外圧回路４は
発振動作を停止し、放電ランフ”３は電源電圧によって
各半サイクル毎に山点弧されて点灯維持される。

ところで、上述の放電灯点灯装置において、外圧回路４
はその発振動作中低周波に対して低インは発振動作を開
始すると、低周波的には短絡状態となる。すなわち、放
電ランプ３の両端には、外圧回路４で発生された高周波
発振電圧のみが印加されることになる。そのだめ、放電
ランプ゛が低周波アークに容易に移行しないので始動し
難く、あるいは非常に大きな発振電圧を要するという欠
点があった。

ところで、本件出願人は先に効率の改善とともに限流チ
ョークの小形、軽量化を可能に［７、省資源・省エネル
ギに関して極めて有用な、いわゆる毎サイクルスター１
〜点灯方式の放電灯点灯装置を提案した。

第２図はこの発明の一実施例の背景となる毎サイクルヌ
タート点灯力式を用いたけい光灯等の熱隘極形放電うン
プの点灯装置を示す回路図であり、第３図は第２図の動
作を説明するための波形図である。構成において、１は
交流電源であって、限流装置の一例の限流チョーク２と
放電ランプ３とを直列接続する。交流電源１の電圧Ｖは
放電ランプ３のランプ電圧Ｖ　と略等しく　（Ｖ＃Ｖ、
）選ばれている。放電ランプ３には高周波高電圧発生手
段の一例の間欠高圧回路５が並列接続される。

この間欠高圧回路５は放電ランプ３のフィラメン１−３
１および３２の１次側すなわち電源相に並列接続された
発振コンデンサ４１と、フィラメン１゛３１および３２
の２次側す々わち非電源（１１１１に並列接続きれた間
欠発振用コンデン→）“６．層圧インダクタ４２および
サイリスク４３の直列回路とによって構成これる。すな
わち、第１図の昇圧回路４内に放電ランプ３のフィラメ
ント８１．　、８２および間欠発振用コンデンサ６を直
列接続１〜で構成されている。なお、この間欠高圧回路
５は、間欠的に高周波発振動作をする限りにおいては、
トチイアツク等のゲートつきサイリスクを用いるもの、
さらにはインバータを用いた高電Ｆｆ：発生手段に置換
しても同一の効果をもたらすことが明らかである。

ここで、第２図の動作につい−（ｌ簡単に説明する。

電源１を投入すると、電源電圧が限流チョーク２５− を介して、放電ランプ３に印加されるとともに、間欠高
圧回路５にも印加される。間欠高圧回路５スタ４３をブ
レークオーバさせるために外圧発振動作を開始する。そ
して、との発振動作は間欠発振用コンデンサ６が々けＩ
しば継続するものであるが、発振動作に伴な−）で間欠
発振用コンデンサ６が次第に充電されていき、かつこの
間欠発振用コンデンサ６の端子電圧が電源電圧を相殺す
ることによって、サイリスク４３がオフ状態となる。以
下、電源電圧の各半サイクル毎に上述の動作を繰り返え
して、間欠高圧回路５は、交流電源ｌの各半サイクルの
所定位相毎に間欠発振出力を発生する。

このとき、この間欠高圧回路５の閉回路に発振高周波電
流が流れ、それによって放電ランプ８のフィラメント３
１および３２が予熱される。そして、フィラメント３１
および３２が十分に予熱されると、間欠高圧回路５０発
振出力すなわち間欠　６− 高周波高電圧によって、この放電ランフ”３が始動点灯
される１、放電ランプ３０点灯後は、放電ランフ”８が
電源１の各半サイクル毎に間欠高圧回路５からの高周波
高電圧の印加および間欠昇圧回路５への間欠入力電流■
２によって限流チョーク２に蓄積された′覗磁エネｌル
ギの放出の協働作用によって再点弧されながら電源電圧
によって点灯維持される。

」−述の毎ザイクルヌタ−１・点灯方式によれば、電源
１の各半ザイク）ｖ苺に間欠高圧回路５の間欠発振出力
および限流チョーク２の蓄積エネルギの放出で放電ラン
フ“３を再、τｉ’７＋弧するようにしているギので、
電源電圧で放電ランプ゛を釘点弧する在来点灯方式に比
較して電源電圧を小さくでき、かつ従って電源電圧を放
電ランプの管′電圧と略等しくすることができ、両者の
差電圧を分担する限流チョーク２を、第１図の限流チョ
ーク２′に比較し７て格段に小形化できる。限流チョー
ク２の蓄積エネルギおよび必要々インダクタンスは、そ
れぞれ、限流チョーク２′に比べて−および一程度とな
り、そ５ れだけ小形化することができる。

なお、昇圧トランス構成のラピッドスタート方式の安定
器と比較すれば、これらの小形化比率はさらに顕著とな
る。

更に、このような点灯方式によれば電源電圧と管電流の
位相差が在来点灯方式よりも小さいので、力率改善コン
デンサは不要と々り或いは極端に小容量とすることが可
能である。

あり、従って、管電流■１の立」−り位相は電源電圧の
変動にかかわらず、一定位相に保たれる。また前記間欠
入力電流■８は、もし電源電圧ｅの増大によって管電流
■□が増大すれば、管電流工。

の波形の後端が次の半サイクルの入力電流工。＋Ｔｏの
出現期間にくい込むことによって減少する特性があり、
すなわち、負の変動係数を有する。

これらは毎サイクルヌタート点灯方式における管電流工
、の変動率が安定インピーダンヌの減少にかかわらず良
好に保たれる理由である。

このように、本件発明の背景となる毎ザイクルスタート
点灯方式では省資源・省エネルギについては多大な利点
を有するものである。

ところで、第２図に示す放電灯点灯装置において、間欠
発振期間Ｔでは前述のように放電ランプ３がグロー放電
によってインピーダンヌを低下しているため、微弱な高
周波電流しか放電ランフ”３に流れないため、この間欠
発振期間Ｔを畏くすると、発光効率が低下するという問
題点があった。

そこで、放電ランプ３に対して高周波ブロックインダク
タを直列接続して間欠発振！ｆＪ、ｌ　１ｌｔ１Ｔ中に
交流電源１から放電ランプ３に低周波電流を流して発光
効率を高めることも考えら九る。Ｌかしながる方が発光
効率が増大するので、間欠発振期間Ｔ中に大きい高周波
電流を供給することができれば有利であろう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、高周波　９− 発生手段の動作期間中において、高周波電流を低を向上
するととができ、しかも安価な改良された放電灯点灯装
置を提供することである。

この発明は、要約すれば、低周波交流電源と限流装置と
高周波発生手段と放電ランプとを直列接徴は、以下に図
面を参照して行なう詳細な説明から一層明らかとなろう
。

第４図はこの発明の詳細な説明するだめのブロック図で
ある。構成において、低周波交流電源１（以下低周波電
源という）と限流装置の一例の限流チョーク２と高周波
発生手段７（以下高周波電源という）と放電ランプ３と
が直列接続される。

前記高周波電源７は、高周波発生回路８と高周波パヌ回
路９を含んでいる。

次に、第４図の動作について説明する。交流電源１を投
入し、起動手段１０を用いて放電ランプ　１０− ３を起動すると、限流チョーク２お・よび高周波発液パ
ス回路９を通って放電ランプ３に高周波電流が流れる。

すなわち、放電ランフ”３には低周波電源ｌからの低周
波交流電流と高周波発生回路８からの高周波電流が重畳
されて流れる。したがって、放電ランプ３の発光効率が
大幅に向−１−される。これは周知のように、放電ラン
フ”３内のガスを高周波励起することにより、陰１″枳
降下′而圧が小さくなることと、陽極柱の１発光効率が
向上するためである。

第５図はこの発明の一実施例の放電灯点灯装置の電気回
路図である。構成において、低周波電源ｌには限流チョ
ーク２と高周波発生回路８の一例としての昇圧回路と放
電ランプ３とが直列接続される。昇圧回路８は発振コン
デンサ４１に対して外圧インダクタ４２と電流制御形非
線形抵抗素子の一例のサイリスク４３との直列回路が並
列接続されて構成される。低周波交流電源ｌと限流チョ
ーク２との直列回路に苅してコンデンサ９１と波形整形
用インダクタ９２の直列回路よりなる高周波パス回路９
が並列接続される。さらに、放電ランフ”３には、高周
波プロリフインダクタ１１１とコンデンサ１１２との直
列回路よりなる昇圧回路７り１１１は昇圧回路８で発生
される高周波高電圧に対するインピーダンスとなり、コ
ンデンサ１１２は低周波電源１の低周波交流電圧に対す
るインピーダンスとなる。

動作において、低周波電源１を投入すると、低周波電源
１−限流チヨーク２−昇圧回路８−駆動端子電圧がサイ
リスタ４３のブレークオーバ電、圧を越えると、該サイ
リスク４３が導通する。応じて、発振コンデンサ４１と
外圧インダクタ４２とが協働して高周波発振動作を開始
する。この発振出力かつ従って高周波電流は入力電流の
増加とともに増大する。このようにして発生された高周
波電圧は、限流チョーク２でブロックさハ、かつ高層Ｈ
ハス回路９を介してインダクタ】１１でグロックされ、
寸だコンデンサ１１２の両端には低周波電圧が現われて
、放電ランプ３に印加される。したがって、放電ランフ
゛３がこの高周波電圧と低周波電圧との和電圧で起動さ
力、る。なお、この場合昇圧回路８の発１辰出力電圧波
形は鋸歯状波形であるから、高周波パス回路９０波形整
形用インダクタ９２により波形整形される。

すると、低周波交流電流は限流チョーク２−昇よって、
昇圧回路８が発振動作を継続し、高周波パス回路９を通
って放電ランフ３に高周波電流が流れる。したがって、
放電ランフ３には第６図に示すような高周波電流と低周
波電流とが重畳さカーだ電流が流れる。すなわち、この
実施例では、外圧回路８が駆動回路１１と＋１１俟って
、第４図の起動手段１０の機能をも果たしている３、も
し、起動手段１０を設ける場合は、駆動手段１１は不要
に　１３− なることがあり、高周波発生回路８も外圧インダクタ４
２の代りに開磁路のインダクタを用いた単なる高周波発
生機能のみを有する発振回路に置換し得る。

第７図はこの発明の他の例の回路図である。構成におい
て、第４図と異なる点は、放電ランフ”３には高周波ブ
ロックインダクタ１２１とコンデンサ１２２サイリヌタ
１２３との直列回路よりなる間欠発振手段１２が並列接
続される。また、外圧回路８のサイリスク４３に逐次７
侭弧用抵抗４４が並列接続される。

第８図は第７図の原理を説明するだめの波形図である。

次に、第８図を参照して第７図の動作について説明する
。低周波電源ｌを投入すると、サイリスク１２８が導通
し、限流チョーク２．高層作を開始する。そして、この
発振動作はサイリスク１２３がなければ継続するもので
あるが、発振動作に伴なって低周波電流が高周波グロッ
クイン＝　１４− ダクタ１２１を介してコンデン−ＩＪ−１２２Ｋ　ｍれ
る。

それによって、コンデンサ１２２が次第に充電されてい
き、かつこのコンデンサ１２３の端子電圧が電源電圧を
４°目殺することに３Ｌっで、Ａ）イリスタ１２３が非
導通状態になり、ｌＸ’Ｊ：＋周波発生回路８が発振を
停止する。以下、電１１；ｉ電圧の各′″１′勺′イク
ル彷゛に」−述の動作を繰返Ｉ７て、高周波発生回路８
が低周波電源ゝ１の各半サイクルの所＞！！飴相毎に間
欠発振出力を発生する。この間欠発振出力は、インダク
タ１２１で阻１１をり、た１、、、コンデンサ１２２の
端子電圧である低周波交流′電圧に重畳されて放電ラン
プ３に印加され、放電ランプ′３が始動点灯動電流）に
よる蓄積エネルギ放出のＩｌ／、働作用によって再７ヴ
弧され、第８図に示すように連続高周波フンブ°電流と
なる。なお、第８図ではランフ“電流がＯ線を越えない
点で第６図と異なるが効果は同じである。

このとき、高周波発生回路８とコンデンサ１２２との間
に高周波ブロックインダクタ１２１が接続されているの
で、発振動作期間中のインピーダンスが限流チョーク２
のインピーダンスに比較して大きくなる。すなわち、前
述の第２図に示す毎サイクルスター１一点灯方式の放電
灯点灯装置では、間欠高圧回路５の動作期間中のインピ
ーダンスが限流チョーク２のインピーダンスに比較して
非常に小さいため、放電フンツブ３が間欠高圧回路５に
ブロックインダクタ１２１が並列接続されているので、
間欠発振動作期間中であっても放電ランプ３の両端に所
定の電圧を印加することができる。

したがって、放電ランプ３に管電流■工が流れて発光し
、その発光効率を高めることができる。

第９図はこの発明の他の実施例の具体的な電気回路図で
ある。この実施例が第７図と異なる点は、放電ランプ３
の一例として熱隘極形低圧蒸気放電ランプを用い、該放
電ランプ３のフィラメン１゛３１３２の非電源側端に高
周波ブロックインダクタ１２１とコンデンサ１２２と→
Ｊ−イリスタ】２３とのｔｌｉＴ　列回路を接続したこ
とである。その他の１１４或は第７図と同様であるため
、同一部分は同一参照符号で示し、その詳細な説明を省
略する。

動作において、駆動手段１２に流Ｊする電流によって放
電ランフ３のフィフメン１−３１および３２が予熱され
る。そして、フィラメン１−３１および３２が十分に予
熱されると、間欠高周波高電圧によって放電フンツブ３
が始動点灯され、る。放電、ランプ３の点灯後は放電ラ
ンプ３が低周波電源１の各半ザイクル毎に間欠高周波高
電圧および前記駆動維持される。

第１０図はこの発明のその他の実施例の放電灯点灯装置
のブロック図である。この第１１図に示す実施例は高周
波の発生と高電月の発生とを個別的に行なってそれらを
放電、′）ンプ３に印加するものである。構成において
、低周波′「１を源ｌと限流チョーク２と高周波を発生
するチョッパ回路１３と　１７− 高電圧を発生する高電圧発生回路１４と放電ランフ”３
とが直列接続される。また、放電ランフ”３にインピー
ダンス回路１５が並列接続される。チョッパ回路１３は
全波整流用ダイオード’１８１と、バイアス回路１３２
と、このバイアス回路１３２から出力されたバイアス信
号によって導通されるｌ・フンジヌタ１３Ｂと、ｌ・ラ
ンンスク１３３のコレクタとエミッタとの間に直列接続
される抵抗１３４とコンデンサ１８５とを含ム。

動作において、交流電源１を投入しかつバイアス回路１
３２がトワンジスタ１３３のベースにバイアス信号を与
えると、チョッパ回路１３が高層そして、チョッパ回路
１３で発生された高周波と高電圧発生回路１４で発生さ
れた高電圧とが重畳される。そして、この重畳′電圧が
高周波パス回路９を介して放電ランプ３に印加され、る
。放電ランプ”３はこの高周波高電圧によって始動され
る。そして、放電ランプ３の始動後は、チョッパ回路１
３１８− で発生された高周波電流で放電ランフ”３が点灯維持さ
れ、その際チョッパ周期によって限流チョーク２の限流
インピーダンスの減少が可イ毘にガる。

以上のように、この発明にＪ：れば、低周波電源と高周
波発生手段を放電ランフ”に対して直列接続し、両者の
電圧を重畳して放’ｒＫワンプに印加するようにしてい
るので、放電ランフ”が始動容易にな

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の背景となる放電灯点灯装置の電気回
路図である。第２図はこの発明の背景となる毎サイクル
スタート点灯方式の放電灯点灯装置の電気回路図である
。第３図は第２図の動作を説明するだめの波形図である
。第４図はこの発明の基本的な原理を説明するだめのブ
ロック図である。第５図はこの発明の一実施例の放電灯
点灯装置の電気回路図である。第６図は第５図の動作を
説明するだめの波形図である。第７図はこの発明の詳細
な説明するだめの波形図である。第・９図はこの発明の
その他の実施例の具体的な電気回路図である。第１Ｏ図
はこの発明のその他の実施例の放電灯点灯装置の電気回
路図である。 図において、■は低周波交流電瀞、２は限流装置、３は
放電ランフ”、４１は発振コンデンサ、４２は昇圧イン
ダクタ、４３け電流制御形非線形抵抗素子、７は高周波
発生手段、８は高周波発生回路、９は高周波パス回路、
１１は駆動手段、９１，１１２゜１２２．１８５はコン
デンサ、９２は波形整形用インダクタ、１１．１，１２
１は高周波ブロックインダクタ、１３はチョッパ回路、
１４は高電圧発生回路を示す。 第７図 第８図 第９図 第１０図 Ｊｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）低周波交流電源と、 限流装置と、 前記限流装置を介して前記低周波交流電源に接続される
   放電ランフ”と、 前記放電ランプに対して直列接続されかつ高周波を発生
   する高周波発生手段とを備え、前記低周波交流電源の低
   周波交流電圧と前記高周波発・生手段の高周波電圧とを
   重畳して前記放電ランプに印加するようにした放電灯点
   灯装置。
2. （２）前記高周波発生手段は、前記放電ランプに高周波
   電流を供給する高周波パス回路を含む、特許請求の範囲
   第（１）項記載の放電灯点灯装置。
3. （３）前記高周波発生手段は、前記放電ランプの始動時
   に高周波高電圧を発生するようにした、特許請求の範囲
   第（１）項または第（２）項記載の放電灯点灯装置。
4. （４）前記高周波発生手段は、前記放電ランプの点灯後
   に、前記低周波交流電源の各半ザイクル毎に間欠的に発
   振する間欠発振手段を含む、特許請求の範囲第（１）項
   捷だは第（２）項記載の放電灯点灯装置。
5. （５）前記間欠発振手段は、間欠発振期間中に高周波電
   流を前記放電ランプに流すようにした、特許請求の範囲
   第（４）項記載の放電灯点灯装置。