JPS5811038Y2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- JPS5811038Y2 JPS5811038Y2 JP7055876U JP7055876U JPS5811038Y2 JP S5811038 Y2 JPS5811038 Y2 JP S5811038Y2 JP 7055876 U JP7055876 U JP 7055876U JP 7055876 U JP7055876 U JP 7055876U JP S5811038 Y2 JPS5811038 Y2 JP S5811038Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
この考案は放電灯点灯装置に関するもので、特に低周波
交流電源とは別に高周波電源を有するたとえば短手サイ
クルスタート点灯方式などにおいて高周波源の出力を利
用して放電灯のフィラメントを電子的に予熱するように
した放電灯点灯装置に関するものである。
交流電源とは別に高周波電源を有するたとえば短手サイ
クルスタート点灯方式などにおいて高周波源の出力を利
用して放電灯のフィラメントを電子的に予熱するように
した放電灯点灯装置に関するものである。
近時エネルギー危機に発して、省資源、省エネルギーが
強く叫ばれており、一つの技術的課題となっている。
強く叫ばれており、一つの技術的課題となっている。
本考案の実施例の背景となる短手サイクルスタート点灯
方式は、照明分野においてこの課題を解決せんとするも
のである。
方式は、照明分野においてこの課題を解決せんとするも
のである。
すなわち、本出願人の別途提案したところによれば、短
手サイクルスタート点灯方式(後で詳述する)において
は、放電灯点灯装置の電力損失を従来の点灯方式の例え
ば1/4以下に低減し、かつ形状も重量比で1/4以下
に小型化することができる。
手サイクルスタート点灯方式(後で詳述する)において
は、放電灯点灯装置の電力損失を従来の点灯方式の例え
ば1/4以下に低減し、かつ形状も重量比で1/4以下
に小型化することができる。
このように、短手サイクルスタート点灯方式は相当の利
点を有する。
点を有する。
この考案の実施例の背景となる短手サイクルスタート点
灯方式において限流チョークを小型化できる理由につい
て説明するため、先ず従来点灯方式の機構について説明
しよう。
灯方式において限流チョークを小型化できる理由につい
て説明するため、先ず従来点灯方式の機構について説明
しよう。
すなわち、けい光ランプ用放電灯点灯装置として従来は
例えば第1図に示すような回路構成のものが使用されて
いる。
例えば第1図に示すような回路構成のものが使用されて
いる。
この構成は交流電源ACに限流装置としての限流チョー
クCHを介して放電灯FLを接続し、一方放電灯FLに
振動回路R′を並列接続したものである。
クCHを介して放電灯FLを接続し、一方放電灯FLに
振動回路R′を並列接続したものである。
この構成によれば電源ACと接続すると同時に振動回路
R′が発振動作を開始して、その発振電流によって放電
灯FLのフイラメンl−f、f’を加熱すると共にその
端子間に始動所要電圧Estよりも高い発振出力電圧を
印加する。
R′が発振動作を開始して、その発振電流によって放電
灯FLのフイラメンl−f、f’を加熱すると共にその
端子間に始動所要電圧Estよりも高い発振出力電圧を
印加する。
そして放電灯FLのフィラメントf、f’が十分加熱さ
れ、放電灯FLの始動所要電圧がEstに低下した時に
、前記発振出力によって始動され遅相点灯する。
れ、放電灯FLの始動所要電圧がEstに低下した時に
、前記発振出力によって始動され遅相点灯する。
一旦点灯すると放電灯FLの端子電圧が管電圧V丁に低
下する為、振動回路R′は発振を維持することができな
くなり動作を停止し、放電灯FLは電源ACから限流チ
ョークCHを介して供給される電圧によって点灯維持さ
れる。
下する為、振動回路R′は発振を維持することができな
くなり動作を停止し、放電灯FLは電源ACから限流チ
ョークCHを介して供給される電圧によって点灯維持さ
れる。
点灯中における管電圧■1及び管電流iTの波形を観測
すると第2図A、Hのような波形である。
すると第2図A、Hのような波形である。
この管電圧■1、管電流iT及び電源電圧eの波形から
各瞬時における限流チョークCHのエネルギー変化を求
めると同図Cに示す波形になる。
各瞬時における限流チョークCHのエネルギー変化を求
めると同図Cに示す波形になる。
この波形から理解できるように電源電圧eが管電圧V□
より高い期間(11〜t2)は 五 なるエネルギーが一方的に増加して限流チョークCHに
蓄積される。
より高い期間(11〜t2)は 五 なるエネルギーが一方的に増加して限流チョークCHに
蓄積される。
電源電圧eが管電圧VTより低下すると、蓄積エネルギ
ーは放出状態に転する。
ーは放出状態に転する。
エネルギーを放出する期間は電源電圧eが管電圧VTよ
り低い期間(tz〜t3)であって、この期間(t2〜
t3)に なるエネルギーが放出されることになる。
り低い期間(tz〜t3)であって、この期間(t2〜
t3)に なるエネルギーが放出されることになる。
限流チョークCHの大きさは蓄積エネルギーの最大値に
基づいて定まる。
基づいて定まる。
すなわち限流チョークCHは蓄積エネルギーS1の最大
振幅に耐えるようにその容量を選定しなければならない
。
振幅に耐えるようにその容量を選定しなければならない
。
基本的には放電灯FLの再点弧電圧ER8tは再点弧時
において電源電圧eを下廻らなければならない。
において電源電圧eを下廻らなければならない。
このことは電源電圧eと比較して管電圧■工のピークv
’rpを高くできないことを意味する。
’rpを高くできないことを意味する。
実際在来の放電灯の場合管電圧v1の実効値vTは電源
電圧eの実効値Eの1/2程度に設定され、したがって
限流チョークCHの端子電圧V。
電圧eの実効値Eの1/2程度に設定され、したがって
限流チョークCHの端子電圧V。
11の実効値V。
l(は電源電圧eの実効値Eの1/2以上に設定される
。
。
前述した限流装置の欠点は更に第3図に示す放電灯FL
の垂下特性曲線aと限流チョークCHのインピーダンス
負荷線b(この場合簡単のためにインピーダンスを抵抗
と仮定して抵抗負荷線として示す。
の垂下特性曲線aと限流チョークCHのインピーダンス
負荷線b(この場合簡単のためにインピーダンスを抵抗
と仮定して抵抗負荷線として示す。
)によって説明することができる。即ち点灯中における
放電灯FLの管電圧■□と管電流■、は垂下特性曲線a
に沿って矢印で示すように右方向に移動し、負荷線すと
の交点イで安定するものであって、この交点イの位置を
決定する負荷線すの傾き(限流チョークCHのインピー
ダンス)は極めて重要である。
放電灯FLの管電圧■□と管電流■、は垂下特性曲線a
に沿って矢印で示すように右方向に移動し、負荷線すと
の交点イで安定するものであって、この交点イの位置を
決定する負荷線すの傾き(限流チョークCHのインピー
ダンス)は極めて重要である。
例えば限流チョークCHを小型化する為にインピーダン
スを低くシ、負荷線を破線Cのように緩傾斜にすると、
その交点口は大幅に右方へ移動し、管電流■□が過大に
なって限流チョークCHは、却って大型になる。
スを低くシ、負荷線を破線Cのように緩傾斜にすると、
その交点口は大幅に右方へ移動し、管電流■□が過大に
なって限流チョークCHは、却って大型になる。
従ってこの点からも上記構成においては限流チョークC
Hの小型化は実現できない。
Hの小型化は実現できない。
本考案者は本考案に先行して、前記欠点を解消する短手
サイクルスタート点灯方式を提供した。
サイクルスタート点灯方式を提供した。
この短手サイクルスタート点灯方式は、簡単に言えば、
低周波交流電源電圧を放電灯の管電圧と略等しく設定し
て低周波交流電源電圧の各半サイクル毎に高周波高電圧
発生手段から間欠的に高周波高電圧を発生して放電灯を
再点弧するようにしたもので、前述のように低周波交流
電源電圧と放電灯の管電圧を略等しく設定したことによ
り、両者の差電圧を小さくし、もって前記差電圧を分担
する限流装置が小型化できるという顕著な利点を有する
。
低周波交流電源電圧を放電灯の管電圧と略等しく設定し
て低周波交流電源電圧の各半サイクル毎に高周波高電圧
発生手段から間欠的に高周波高電圧を発生して放電灯を
再点弧するようにしたもので、前述のように低周波交流
電源電圧と放電灯の管電圧を略等しく設定したことによ
り、両者の差電圧を小さくし、もって前記差電圧を分担
する限流装置が小型化できるという顕著な利点を有する
。
しかしながら、上記のように高周波高電圧発生手段は、
低周波交流電源電圧の各半サイクル毎に間欠的に発振動
作するので、放電灯がけい光灯のような熱陰極放電灯の
場合に、前記高周波高電圧発生手段の入力端子で放電灯
のフィラメントを予熱しようとすると、予熱電流が不足
するという問題点がある。
低周波交流電源電圧の各半サイクル毎に間欠的に発振動
作するので、放電灯がけい光灯のような熱陰極放電灯の
場合に、前記高周波高電圧発生手段の入力端子で放電灯
のフィラメントを予熱しようとすると、予熱電流が不足
するという問題点がある。
前述したように本考案の実施例はこの短手サイクルスタ
ート点灯方式を利用した放電灯点灯装置において、フィ
ラメント予熱電流を十分とれ、しかも放電灯始動後の誤
動作を防止し得る装置を提供しようとするものであり、
以下この考案の実施例を第4図を参照して説明する。
ート点灯方式を利用した放電灯点灯装置において、フィ
ラメント予熱電流を十分とれ、しかも放電灯始動後の誤
動作を防止し得る装置を提供しようとするものであり、
以下この考案の実施例を第4図を参照して説明する。
第4図はこの考案の一実施例の放電灯点灯装置の電気回
路図であり、短手サイクルスタート点灯方式に基づいて
構成されたものである。
路図であり、短手サイクルスタート点灯方式に基づいて
構成されたものである。
同図において、ACは交流電源であって限流装置の一例
としての限流チョークCHと放電灯FLの直列回路が接
続されている。
としての限流チョークCHと放電灯FLの直列回路が接
続されている。
前記限流チョークCHには後述する昇圧回路の発振出力
を電源電圧に重畳するための手段である2次巻線W20
が巻かれていて、この2次巻線W20の一端が放電灯F
Lのフイラメン)fの一端イに結ばれ、他端が昇圧回路
Rに接続されている。
を電源電圧に重畳するための手段である2次巻線W20
が巻かれていて、この2次巻線W20の一端が放電灯F
Lのフイラメン)fの一端イに結ばれ、他端が昇圧回路
Rに接続されている。
前記昇圧回路RはサイリスタSおよびはねかえり昇圧イ
ンダクタLの直列回路とコンデンサCを並列接続して構
成された振動回路R′に間欠発振用コンテ゛ンサC1を
直列接続した回路であって、この昇圧回路Rの一端は前
述した2次巻線W20の一端に接続され、他端は放電灯
FLのフィラメントf′の一端口に接続されている。
ンダクタLの直列回路とコンデンサCを並列接続して構
成された振動回路R′に間欠発振用コンテ゛ンサC1を
直列接続した回路であって、この昇圧回路Rの一端は前
述した2次巻線W20の一端に接続され、他端は放電灯
FLのフィラメントf′の一端口に接続されている。
前記昇圧回路Rの発振出力によって導通駆動されて放電
灯FLのフィラメントf、f’を電子的に予熱する電子
式フィラメント予熱回路PRHは、2方向性3端子サイ
リスタ(以下トライアックと称す)TRと前記発振出力
をブロックする高周波ブロック用インダクタNLとの直
列回路から成り、放電灯FLの非電源側の両フイラメン
l−f、f’の間に直列に接続されている。
灯FLのフィラメントf、f’を電子的に予熱する電子
式フィラメント予熱回路PRHは、2方向性3端子サイ
リスタ(以下トライアックと称す)TRと前記発振出力
をブロックする高周波ブロック用インダクタNLとの直
列回路から成り、放電灯FLの非電源側の両フイラメン
l−f、f’の間に直列に接続されている。
さらに、注目すべきは、放電灯FLのフイラメンI−f
、f’の電源側端子間には、コンテ゛ンサC2とコンデ
ンサC3との直列回路が並列接続され、かつコンデンサ
C3には逐次動作用抵抗R1が並列接続される。
、f’の電源側端子間には、コンテ゛ンサC2とコンデ
ンサC3との直列回路が並列接続され、かつコンデンサ
C3には逐次動作用抵抗R1が並列接続される。
これらのコンデンサC2,C3および抵抗R1でいわゆ
るCR分圧回路DIVを構成する。
るCR分圧回路DIVを構成する。
このCR分圧回路DIVは、低周波のみならず間欠発振
用コンテ゛ンサC1を介して間欠的に与えられる高周波
発振出力を分圧する。
用コンテ゛ンサC1を介して間欠的に与えられる高周波
発振出力を分圧する。
この実施例の特に注目すべき特徴は、前記分圧回路DI
Vと前記トライアックTRのゲートとの間に伝達インピ
ーダンスTIMを設け、これにより前記高周波発振出力
に対する前記トライアックTRのゲート印加電圧を相対
的に減少させたことである。
Vと前記トライアックTRのゲートとの間に伝達インピ
ーダンスTIMを設け、これにより前記高周波発振出力
に対する前記トライアックTRのゲート印加電圧を相対
的に減少させたことである。
より詳細に説明すると、前記コンテ゛ンサC2とC3と
の接続点に生じる分圧電圧は前記伝達インピーダンスT
IMを介してトライアックTRの端子T1とゲー)Gと
の間にゲート入力として与えられる。
の接続点に生じる分圧電圧は前記伝達インピーダンスT
IMを介してトライアックTRの端子T1とゲー)Gと
の間にゲート入力として与えられる。
なお、前記昇圧回路Rは間欠的に発振動作する限りにお
いては、l・ライアツク等のゲート付すイノスタを用い
るもの、更にはインバータ若しくはパルス発生器を用い
た高圧発生回路に置換することもできる。
いては、l・ライアツク等のゲート付すイノスタを用い
るもの、更にはインバータ若しくはパルス発生器を用い
た高圧発生回路に置換することもできる。
次に上記構成の動作について説明する。
まず電源ACを接続すると、限流チョークCHを介して
放電灯FLに電源電圧eが印加される。
放電灯FLに電源電圧eが印加される。
この時もし電源電圧の分圧回路DIVによる分圧電圧が
トライアックTRを導通せしめ得ないよ・う′に電子予
熱回路PRHを設定するならば、限流チョークCHの2
次巻線W20を介して昇圧回路Rに電源電圧eが印加さ
れる。
トライアックTRを導通せしめ得ないよ・う′に電子予
熱回路PRHを設定するならば、限流チョークCHの2
次巻線W20を介して昇圧回路Rに電源電圧eが印加さ
れる。
昇圧回路Rにおいては、電源電圧eが間欠発振用コンデ
ンサC1を介してサイリスタSに印加され、このサイリ
スタSをブレークオーバさせる為に振動回路R′が発振
動作を開始する。
ンサC1を介してサイリスタSに印加され、このサイリ
スタSをブレークオーバさせる為に振動回路R′が発振
動作を開始する。
この発振動作は間欠発振用コンデンサC1がなければ継
続するものであるが、間欠発振用コンデンサC1がある
為に電源電圧eの立上り部分において各半サイクル毎に
間欠的に発振するものとなる。
続するものであるが、間欠発振用コンデンサC1がある
為に電源電圧eの立上り部分において各半サイクル毎に
間欠的に発振するものとなる。
今、電源電圧eの半サイクルについて考えると、上述の
ようにして振動回路R′が発振動作を開始すると、間欠
発振用コンデンサC1が電源電圧eを相殺する方向の極
性に充電される。
ようにして振動回路R′が発振動作を開始すると、間欠
発振用コンデンサC1が電源電圧eを相殺する方向の極
性に充電される。
したがってその端子電圧VCIが上昇してゆき、電源電
圧eとの差の電圧がサイリスタSのブレークオーバ電圧
VBOに満たなくなると、サイリスタSがオフ状態のま
まとなって、振動回路R′は発振を停止させられる。
圧eとの差の電圧がサイリスタSのブレークオーバ電圧
VBOに満たなくなると、サイリスタSがオフ状態のま
まとなって、振動回路R′は発振を停止させられる。
それゆえこの半サイクルにおける以後の期間は間欠発振
用コンデンサC1の端子電圧vc工が一定値に保たれた
ままで、振動回路R′は発振停止している。
用コンデンサC1の端子電圧vc工が一定値に保たれた
ままで、振動回路R′は発振停止している。
しかし電源電圧eが次の半サイクルに転じると、電源電
圧eが前の半す2イクノ〉の電圧とは逆極性の電圧にな
る為、この電圧と間欠発振用コンデンサC1に前の半サ
イクルで充電された端子電圧VCIとの和の電圧が振動
回路R′に加わり、この和電圧によってサイリスタSが
ブレークオーバして発振を開始する。
圧eが前の半す2イクノ〉の電圧とは逆極性の電圧にな
る為、この電圧と間欠発振用コンデンサC1に前の半サ
イクルで充電された端子電圧VCIとの和の電圧が振動
回路R′に加わり、この和電圧によってサイリスタSが
ブレークオーバして発振を開始する。
このため、間欠発振用コンデンサC1が接続されている
と、これがない場合に比較して、間欠発振用コンテ゛ン
サC1の端子電圧V。
と、これがない場合に比較して、間欠発振用コンテ゛ン
サC1の端子電圧V。
1に相当する電圧分だけ電源電圧eの瞬時値が小さいよ
り早い位相、すなわちその初頭部分でサイリスタSが導
通し、振動回路R′が発振動作を開始するのである。
り早い位相、すなわちその初頭部分でサイリスタSが導
通し、振動回路R′が発振動作を開始するのである。
しかし発振と同時に間欠発振用コンテ゛ンサC1の端子
電圧■。
電圧■。
、が極性を急速に反転して再び電源電圧eを相殺する方
向に充電され、やがて振動回路R′の発振を停止させる
。
向に充電され、やがて振動回路R′の発振を停止させる
。
従って間欠発振用コンデンサC1の急速反転期間のみ振
動回路R′が発振を行ない、その期間のみ電源ACから
間欠発振用コンデンサC1を通して振動回路R′に電流
が流れる。
動回路R′が発振を行ない、その期間のみ電源ACから
間欠発振用コンデンサC1を通して振動回路R′に電流
が流れる。
この動作は以後の各半サイクルにおいても同様に行なわ
れる。
れる。
第5図Aはこの状態を示す各部の電圧電流波形図であっ
て、eは電源電圧、VCIは間欠発振用コンデンサC1
の端子電圧を示したものであって、この電圧の急速反転
時のみ間欠発振用コンデンサC1に図示のように発振電
流ICIが流れ、またこの期間だけ昇圧回路Rの両端に
高周波高電圧の発振出力■、を生じる。
て、eは電源電圧、VCIは間欠発振用コンデンサC1
の端子電圧を示したものであって、この電圧の急速反転
時のみ間欠発振用コンデンサC1に図示のように発振電
流ICIが流れ、またこの期間だけ昇圧回路Rの両端に
高周波高電圧の発振出力■、を生じる。
前記発振出力■、は限流チョークCHの1次巻線W10
および2次巻線W20によってブロックされ、1次巻線
W10のブロック分はそのま・、また2次巻線W20の
ブロック分は2次巻線W20から1次巻線W10に電磁
誘導され、電源電圧eに逆極性に重畳されて放電灯FL
と分圧回路DIVとに印加される。
および2次巻線W20によってブロックされ、1次巻線
W10のブロック分はそのま・、また2次巻線W20の
ブロック分は2次巻線W20から1次巻線W10に電磁
誘導され、電源電圧eに逆極性に重畳されて放電灯FL
と分圧回路DIVとに印加される。
すると分圧回路DIVのコンデンサC3の端子間に微小
電圧がかかりコンデンサC2の端子間には分圧回路DI
Vへの印加電圧とコンデンサC2の差の電圧がかかり、
トライアックTRに前記電圧が印加される。
電圧がかかりコンデンサC2の端子間には分圧回路DI
Vへの印加電圧とコンデンサC2の差の電圧がかかり、
トライアックTRに前記電圧が印加される。
そしてこのコンテ゛ンサC2の端子電圧は高周波を含み
かつ相当に高い値となるので伝達インピーダンスTIM
を介してトライアックTRのゲートをトリガする。
かつ相当に高い値となるので伝達インピーダンスTIM
を介してトライアックTRのゲートをトリガする。
応じてトライアックTRは導通駆動される。
従って間欠発振位相の後端において電源ACからの電流
がフィラメントf、インダクタNL、トライアックTR
およびフィラメントf′を通じて流れ、フィラメントf
、f’が予熱され始める。
がフィラメントf、インダクタNL、トライアックTR
およびフィラメントf′を通じて流れ、フィラメントf
、f’が予熱され始める。
フイラメンh f、f’が充分予熱され、放電灯FLの
始動所要電圧がEstに低下すると、昇圧回路Rからの
発振出力■8にトリガされて放電灯FLが始動される。
始動所要電圧がEstに低下すると、昇圧回路Rからの
発振出力■8にトリガされて放電灯FLが始動される。
放電灯FLが点灯されると、間欠発振勢力は殆んどが導
通化された放電灯FL中に流れ吸収される。
通化された放電灯FL中に流れ吸収される。
したがって分圧回路DIVのコンテ゛ンサC2の端子電
圧VC2も起動時よりも低下し、トライアックTRのゲ
ートをトリガする電圧以下になる。
圧VC2も起動時よりも低下し、トライアックTRのゲ
ートをトリガする電圧以下になる。
それゆえにトライアックTRが導通しなくなる。
このように、分圧回路DIVによりトライアックTRを
高周波駆動させることにより実効値の小さい低周波電源
電圧に対し、トライアックTRが容易に点弧され、かつ
点灯中は高周波間欠発振成分が極めて良好に平滑される
からトライアックTRは不点弧状態を保つ。
高周波駆動させることにより実効値の小さい低周波電源
電圧に対し、トライアックTRが容易に点弧され、かつ
点灯中は高周波間欠発振成分が極めて良好に平滑される
からトライアックTRは不点弧状態を保つ。
つまり良好な効率的な予熱回路PRHが構成されている
ことがわかる。
ことがわかる。
なお第4図の場合予熱回路PRHの高周波ブロックイン
ダクタNLは図のP点に入れ換えてもよい。
ダクタNLは図のP点に入れ換えてもよい。
この場合、分圧回路DIVのコンデンサC2の端子電圧
の高周波成分はインダクタNLによって若干ブロックさ
れるが、高周波発振電圧が十分高ければI・ライアツク
TRの高周波点弧が達成される。
の高周波成分はインダクタNLによって若干ブロックさ
れるが、高周波発振電圧が十分高ければI・ライアツク
TRの高周波点弧が達成される。
以上のようにして、起動時にフィラメントf。
f′が電子的に予熱され、一旦点灯すると、その後はフ
イラメン)f、f’の予熱が停止した状態で放電灯FL
が電源ACの各半サイクル毎に発振出力■8によって始
動され乍ら電源電圧eによって点灯維持される(第5図
B参照)。
イラメン)f、f’の予熱が停止した状態で放電灯FL
が電源ACの各半サイクル毎に発振出力■8によって始
動され乍ら電源電圧eによって点灯維持される(第5図
B参照)。
点灯中において、管電圧■1は第6図Aに示すように間
欠発振期間による休止期間を持った矩形波となる。
欠発振期間による休止期間を持った矩形波となる。
そのため管電圧V。の実効値■。は、在来点灯方式の9
0〜95%程度の値を示す。
0〜95%程度の値を示す。
放電灯FLは各半サイクルの立上り部分において発振出
力■、により強制的に再点弧される。
力■、により強制的に再点弧される。
すなわち各再点弧時において放電灯FLには高圧発振出
力■、が印加されることによりイオンの消滅が防止され
ると共に、昇圧回路Rに流れる間欠的な電流ICIが2
次巻線W20を流れることにより、これに対応する2次
巻線W20の端子電圧は1次巻線WIOとの結合を介し
て急激に高まる低周波電圧を放電灯FLに印加する。
力■、が印加されることによりイオンの消滅が防止され
ると共に、昇圧回路Rに流れる間欠的な電流ICIが2
次巻線W20を流れることにより、これに対応する2次
巻線W20の端子電圧は1次巻線WIOとの結合を介し
て急激に高まる低周波電圧を放電灯FLに印加する。
管電流11の立上り位相は電源電圧eの変動にかかわら
ず一定位相を保ち、そのために短手サイクルスタート点
灯方式における管電流の変動率は安定インピーダンスの
減少にかかわらず良好である。
ず一定位相を保ち、そのために短手サイクルスタート点
灯方式における管電流の変動率は安定インピーダンスの
減少にかかわらず良好である。
この場合放電灯FLはグロー放電による再点弧電圧ER
stを伴わず、再点弧すると直ちにアーク放電に移行す
る。
stを伴わず、再点弧すると直ちにアーク放電に移行す
る。
−力先に述べた従来の点灯方式においては、放電灯FL
は電源電圧eによって再点弧する為に、再点弧電圧ER
8tに伴ってグロー放電を生じ、その後アーク放電に移
行する。
は電源電圧eによって再点弧する為に、再点弧電圧ER
8tに伴ってグロー放電を生じ、その後アーク放電に移
行する。
従って管電圧■。
は第2図Aに示すように立上がり時大きなスパイク電圧
vTPを生じ、以後漸減する波形を呈す。
vTPを生じ、以後漸減する波形を呈す。
次に電源ACから放電灯FLに入する管電流iTは第6
図Bに示すように主として発振期間以外の期間(t2〜
t4)に流れている。
図Bに示すように主として発振期間以外の期間(t2〜
t4)に流れている。
発振期間(t1〜t2)、(t4〜ts)は、ごくわず
かの管電流i工が流れかつ電源ACから昇圧回路Rに電
流ICIが流れている。
かの管電流i工が流れかつ電源ACから昇圧回路Rに電
流ICIが流れている。
同図Cはこの電流i。1の2倍の電流波形を示している
。
。
2倍にする理由は、前記電流ic1が限流チョークCH
の増磁性に結合された1次巻線WIOと2次巻線W20
の双方に流れかつ一般に1次巻線WIOと2次巻線W2
0の巻数が等しい結果、恰も1次巻線WIOに2倍の電
流が流れたのと同一の効果を生じることによる。
の増磁性に結合された1次巻線WIOと2次巻線W20
の双方に流れかつ一般に1次巻線WIOと2次巻線W2
0の巻数が等しい結果、恰も1次巻線WIOに2倍の電
流が流れたのと同一の効果を生じることによる。
前記管電圧V1、管電流jT、昇圧回路Rへの電流tc
t並びに電源電圧eの波形から限流チョークCHのエネ
ルギー変化を算出すると同図り、Eに示す波形となる。
t並びに電源電圧eの波形から限流チョークCHのエネ
ルギー変化を算出すると同図り、Eに示す波形となる。
図りは発振出力■Rによって限流チョークCHに蓄積さ
れるエネルギーを示す。
れるエネルギーを示す。
このエネルギーの総計S1は
で与えられる。
図Eは電源電圧eによって点灯が維持されている期間に
限流チョークCHに蓄積及び限流チョークCHから放出
するエネルギーを示す。
限流チョークCHに蓄積及び限流チョークCHから放出
するエネルギーを示す。
電源電圧eが管電圧■、より高い期間(tz〜t3)は
エネルギーが蓄積され、その総エネルギで与えられる。
エネルギーが蓄積され、その総エネルギで与えられる。
逆に管電圧■。のほうが電源電圧eより、高い期間(t
a〜t4)は前記蓄積エネルギーを放出し、その総放出
エネルギーS3は で与えられる。
a〜t4)は前記蓄積エネルギーを放出し、その総放出
エネルギーS3は で与えられる。
ただし、これは第6図に示す波形の場合についてである
。
。
すなわち一般的に云えばSlはエネルギーを蓄積するも
のであるから、S2.S3共に放出側に廻ったとしても
放電が維持される。
のであるから、S2.S3共に放出側に廻ったとしても
放電が維持される。
そのような場合管電圧■Tは明らかに電源電圧eを土礫
る。
る。
ともあれ、第6図に示す波形の場合には、St+52=
S3なる関係が成立する。
S3なる関係が成立する。
何故なら本構成においては各半サイクル毎に発振出力■
、によって強制的に再点弧させられるから、先に述べた
従来の点灯方式のように前のサイクルで蓄積されたエネ
ルギーを次のサイクルに持ち越すことが点灯維持の為の
必須条件とはならないからである。
、によって強制的に再点弧させられるから、先に述べた
従来の点灯方式のように前のサイクルで蓄積されたエネ
ルギーを次のサイクルに持ち越すことが点灯維持の為の
必須条件とはならないからである。
次に第6図に示す波形に基づいて短手サイクルスタート
点灯方式における小型化の理由を説明すれば次の通りで
ある。
点灯方式における小型化の理由を説明すれば次の通りで
ある。
但し簡単のために間欠発振用コンテ゛ンサC1によるエ
ネルギーの蓄積部分を無視し、管電流iTの時刻t2に
おける初期値を零と仮定する。
ネルギーの蓄積部分を無視し、管電流iTの時刻t2に
おける初期値を零と仮定する。
そのような場合、管電流i、は次のように算出で゛きる
。
。
但し、Lは限流チョークCHのインダクタンス、電源電
圧e =Em sinθ、θ=ωt、管電圧V□の振幅
は■Tmとし、管電流i。
圧e =Em sinθ、θ=ωt、管電圧V□の振幅
は■Tmとし、管電流i。
の出現する期間をからθ
π+ψ2の期間とする。
およびψし2の場合について計算すれば第7図のように
なる。
なる。
第7図からVomとEmの比が小さくなるとi。
が激増することが知られる。例えばV rm/Ern=
J”z/2 (7)場合はv、、、/Em=172の
場合に比較して管電流11の比が1/7になる。
J”z/2 (7)場合はv、、、/Em=172の
場合に比較して管電流11の比が1/7になる。
このことは管電流11を定格値にするために必要な限流
チョークCHのインダクタンスLは1/7となるわけで
ある。
チョークCHのインダクタンスLは1/7となるわけで
ある。
このことは限流チョークCHの端子電圧VCHを激減で
きることを意味し、それだけ限流チョークCHのインピ
ーダンスを減少でき、それだけ小型化することができる
。
きることを意味し、それだけ限流チョークCHのインピ
ーダンスを減少でき、それだけ小型化することができる
。
またインピーダンスを小さくし得ることはインピーダン
ス負荷線(第3図参照)の傾斜を緩やかにしてもさしつ
かえないことを意味し、このことは放電灯FLの垂下特
性曲線との交点が第3図に示す程大きく右に移動しない
ことを意味する。
ス負荷線(第3図参照)の傾斜を緩やかにしてもさしつ
かえないことを意味し、このことは放電灯FLの垂下特
性曲線との交点が第3図に示す程大きく右に移動しない
ことを意味する。
即ち、短手サイクルスタート点灯方式の場合は放電灯F
Lの垂下特性曲線が略水平或いは正傾斜しており、且つ
略直線であることを意味する。
Lの垂下特性曲線が略水平或いは正傾斜しており、且つ
略直線であることを意味する。
この点灯方式の最大の利点は上記のように限流チョーク
CHの端子電圧■。
CHの端子電圧■。
Hすなわち蓄積エネルギーを1/10程度にも減少せし
め得ることになる。
め得ることになる。
これによって電力損失も1/10程度迄に減少すること
が期待出来、回路系の総合効率も約25%の向上を期待
することができる。
が期待出来、回路系の総合効率も約25%の向上を期待
することができる。
更にこのような点灯方式によれば電源電圧eと管電流i
Tの位相差が従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なり或いは極端に小容量とすること
が可能である。
Tの位相差が従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なり或いは極端に小容量とすること
が可能である。
また、第1図の従来装置のように電源電圧によって放電
灯FLを再点弧するものに比し、昇圧回路Rの高圧発振
出力で強制的に放電灯FLを再点弧するので、比較的電
源電圧の変動による光束変動が小さい。
灯FLを再点弧するものに比し、昇圧回路Rの高圧発振
出力で強制的に放電灯FLを再点弧するので、比較的電
源電圧の変動による光束変動が小さい。
以上の詳細な説明から、短手サイクルスタート点灯方式
は従来点灯方式に比べてきわめて優れていることが理解
されよう。
は従来点灯方式に比べてきわめて優れていることが理解
されよう。
以上の作用効果は、従来の短手サイクルスタート点灯方
式の放電灯点灯装置と同様である。
式の放電灯点灯装置と同様である。
−加えて、既述したように、トライアックTRと分圧回
路DIVとを用いて放電灯FLのフィラメントf、f’
を電子的にかつ効率的に予熱することができ、さらに放
電灯の始動後は確実に予熱を停止することができるので
電力損を軽減することができる。
路DIVとを用いて放電灯FLのフィラメントf、f’
を電子的にかつ効率的に予熱することができ、さらに放
電灯の始動後は確実に予熱を停止することができるので
電力損を軽減することができる。
なお本考案は上述の実施例に示した得手サイクルスター
ト点灯方式において顕著な効果が得られるものではある
が、本考案の適用範囲は上述の得手サイクルスタート点
灯方式による実施例に止まらず高周波勢力によって分圧
回路を含む予熱回路のサイリスタを導通せしめ点灯中は
導通させないようにした全ての回路について適用される
ことは勿論である。
ト点灯方式において顕著な効果が得られるものではある
が、本考案の適用範囲は上述の得手サイクルスタート点
灯方式による実施例に止まらず高周波勢力によって分圧
回路を含む予熱回路のサイリスタを導通せしめ点灯中は
導通させないようにした全ての回路について適用される
ことは勿論である。
すなわち、従来点灯方式の放電灯点灯装置において、単
一の振動回路R′のみで始動電圧およびフィラメント予
熱電流を得ようとする場合、振動回路R′内にフィラメ
ントを直列に介挿することは知られているが、そのよう
にすると振動回路R′のQが低下し、発振出力電圧が低
下する。
一の振動回路R′のみで始動電圧およびフィラメント予
熱電流を得ようとする場合、振動回路R′内にフィラメ
ントを直列に介挿することは知られているが、そのよう
にすると振動回路R′のQが低下し、発振出力電圧が低
下する。
そのため、所定の始動電圧を得るためには、振動回路R
′の各構成部品が大型化し、振動回路R′が高価になる
。
′の各構成部品が大型化し、振動回路R′が高価になる
。
そこで、始動電圧発生用の振動回路と、フィラメント予
熱用の振動回路を別個に設ける方が有利な場合がある。
熱用の振動回路を別個に設ける方が有利な場合がある。
そのような場合、始動電圧発生用の振動回路は、発振出
力電圧のピーク値が重要であり、半サイクルの全期間に
わたって発振させる必要はなく、電力損を可及的に小さ
くするためにも、間欠的に発振動作させることが望まし
い。
力電圧のピーク値が重要であり、半サイクルの全期間に
わたって発振させる必要はなく、電力損を可及的に小さ
くするためにも、間欠的に発振動作させることが望まし
い。
したがって、このような用途に対しても本考案を有効に
適用することができる。
適用することができる。
この考案によれば上述した効果を奏する放電灯装置が得
られる。
られる。
第1図は従来の放電灯点灯装置の一例を示す電気回路図
である。 第2図は第1図に示す装置の各部の電圧、電流ならびに
エネルギー波形図である。 第3図は第1図に示す装置における放電灯の垂下特性図
である。 第4図はこの考案の一実施例の得手サイクルスタート点
灯方式を用いた螢光灯点灯装置の電気回路図である。 第5図は第4図に示す装置の各部の電圧および電流波形
図を示す。 第6図は第4図に示す装置における要部の電圧、電流お
よびエネルギー波形図である。 第7図は管電流の流れる期間と管電流との関係を示す。 図において、ACは交流電源、CHは限流装置(限流チ
ョーク)、FLは放電灯、Rは昇圧回路、R′は振動回
路、DIVは分圧回路、PRHは予熱回路、TRはスイ
ッチング素子(トライアック)を示す。
である。 第2図は第1図に示す装置の各部の電圧、電流ならびに
エネルギー波形図である。 第3図は第1図に示す装置における放電灯の垂下特性図
である。 第4図はこの考案の一実施例の得手サイクルスタート点
灯方式を用いた螢光灯点灯装置の電気回路図である。 第5図は第4図に示す装置の各部の電圧および電流波形
図を示す。 第6図は第4図に示す装置における要部の電圧、電流お
よびエネルギー波形図である。 第7図は管電流の流れる期間と管電流との関係を示す。 図において、ACは交流電源、CHは限流装置(限流チ
ョーク)、FLは放電灯、Rは昇圧回路、R′は振動回
路、DIVは分圧回路、PRHは予熱回路、TRはスイ
ッチング素子(トライアック)を示す。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 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電圧が与えら
れる熱陰極形放電灯と、 前記放電灯に並列接続され、前記低周波交流電源によっ
て付勢されて放電灯に高周波高圧出力を印加する放電灯
点弧用高周波出力発生手段と、少なくとも前記放電灯点
弧用高周波出力発生手段からの高周波出力を分圧する手
段と、 前記放電灯のフィラメントの非電源側に接続され、かつ
前記分圧手段の分圧出力がそのゲート端子に与えられる
ゲート端子付きスイッチング素子とを備え、 前記スイッチング素子が放電灯の始動時に点弧されて放
電灯のフィラメントを予熱し、放電灯の点灯により消弧
されるように前記分圧手段の分圧出力を設定した放電灯
点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7055876U JPS5811038Y2 (ja) | 1976-05-31 | 1976-05-31 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7055876U JPS5811038Y2 (ja) | 1976-05-31 | 1976-05-31 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS52161892U JPS52161892U (ja) | 1977-12-08 |
JPS5811038Y2 true JPS5811038Y2 (ja) | 1983-03-01 |
Family
ID=28540175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7055876U Expired JPS5811038Y2 (ja) | 1976-05-31 | 1976-05-31 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5811038Y2 (ja) |
-
1976
- 1976-05-31 JP JP7055876U patent/JPS5811038Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52161892U (ja) | 1977-12-08 |
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