JPS58117689A

JPS58117689A - ガス入り放電ランプの始動および動作回路

Info

Publication number: JPS58117689A
Application number: JP57214775A
Authority: JP
Inventors: ドン・モライス; ダニエル・ブイ・オウエン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1983-07-13
Also published as: US4437042A; JPH059917B2

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】本発明は、放電ランプの始動および動作回路に関し、特
に、消えた高光度ガス入り放電ランプがまだ熱いうちに
急速に再始動させる回路に関する。

高光度放電ランプの始動および安定化のための公知の回
路は、電力が短時間中断されると、ランプは急速にイオ
ン消失して再度電力を印加しても電流を流さなくなる。

この一時的な中断は、ランプの種類によって１分間から
１５分間までの間続き、ランプの再始動がなされるまで
作業あるいは他の業務を中止させてしまう。過去におい
て、ランプを急速に再始動させる種々の装置が提案され
たが、この種の公知の装置および回路は一般に高価て゛
あり、構造が複雑であり、あるいは動作に信頼がおけな
かった。

これらに対する改良回路が、特願昭５６−１７０２２９
号（特開昭５７−１０１３９７号）に記載されでいる。

本発明はこの出願に開示された回路の改良に関する。

本発明の目的は、ガス入り放電ランプを始動し動作させ
る前述の回路の改良回路を提供することぐある。

本発明の特定の目的は、特に回路のターンオン時のシス
テムにあられれる過大な電源電圧を防ぐ保護装置を有す
る改良回路を提供することである。

本発明の他の目的は、前述の保護装置の動作を制御する
手段を有する改良回路を提供することである。

他の目的ならびに利点は以下の説明および特許請求の範
囲から明らかとなろう。

前述の目的に照して、本発明の特徴のひとつに従えば、
本発明のガス入り放電ランプの始動ならびに動作回路は
、電流源、入力側が電流源に接続された誘導性安定器手
段、安定器手段の出力側に接続された放電ランプ手段、
放電ランプ手段と安定器手段との間に直列に接続された
変圧器手段、入力側が電流源に接続されて出力側が変圧
器手段に接続された正弦波発振器手段を有し、変圧器手
段は、発振器手段によってつくられた正弦波電圧を昇圧
して放電ランプ手段に印加して、この放電ランプ手段を
始動又は再始動させ、更に、電流源から発振器手段に加
わる電圧オーバシュートを制限する手段が電流源の両端
間に接続されていることより成る。

好ましい実施例によれば、電圧オーバシュート制限手段
は、電流源と発振器手段との間に接続された抵抗と、こ
の抵抗を回路に選択的に接続および切断する制御スイッ
チとより成る。

本発明は、添付の図面を参照して以下の説明からよりよ
く理解されよう。

図面、特に第１図を参照すると、高光度ガス入り６１電
ランプ１の始動および動作回路が示されている。この放
電ランプ１は、典型的には高圧ナトリウｌい蒸気ランプ
あるいは他の放電ランプであって、点弧には比較的高電
圧のパルスを必要とし、その後低電１■で動作する。放
電ランプ１は、典型的に１２０ボルトである交流電流源
の端子２に接続されている安定器７の出力に、導体５お
よび６を介して接続されている。公知の任意のタイプの
誘導性安定器であってよいが、この安定器７は、１１ｉ
電ランプ回路で通常なされているように電流制限インピ
ーダンスを与える。

冷たい放電ランプ１を始動するだけでなく、消えた放電
ランプ１がまだ熱いうちに急速に再始動づるために、た
とえば１６００から２００．０００　Ｈ７の範囲にある
高電圧、高周波数の正弦波を供給りる正弦波発振器回路
が用いられる。さらに、放電ランプ１が動作しなかった
りあるいは存在しなかったりする時に、発振器回路に印
加される電圧を減少させるために、可変インピーダンス
手段が設けられる。これらの目的のために、第１図に示
す回路には、図示するように導体９および１０によって
安定器７に接続された正弦波発振器回路８が設けられ、
安定器７と発振器回路８との間に直列接続された正温度
係数の抵抗（ＰＴＣＲ）１１の形式の可変インピーダン
ス手段を為している。

当該技術においてよく理解されているように、このＰＴ
ＣＲは低温時には低抵抗を有し、これに流れる電流によ
って徐々に加熱されると、それに応じて抵抗が増加する
。こ）で説明する発振器回路は、その主たる構成は公知
のタイプであり、たとえば、米国特許第４．２０２．０
３１号（特にこの特許の第１図および第７図とそれに関
する説明を参照）に示され、また、前述した特願昭５６
−１７０２２９号、並びに特願昭５６−１７０２２８号
（特開昭５７−１０１３９６号）および特願昭５６−１
８０４２７号（特開昭５７−１１００Ｂ　’、）号）に
開示された発明によって変形されたものでよい。

図ｎ＜ｉる回路に示すように、安定器７の出力に、自流
電流源としての全波整流器１２が接続されている。フィ
ルタ用キャパシタ１６、電力トランジスタ１７、変圧器
１８、ダイオード１９および２０、抵抗２１および３０
、およびキャパシタ２２の回路部品は図示するように接
続されていて、トランジスタ１７をターンオンしてその
動作を制御づるもので、これらの組合せは正弦波発振器
として作用する。変圧器１８は、−次巻線１８ａ、減磁
％ＷＡ１８ｂ、および二次巻線１８Ｃを有する。

−次巻線１８Ｃは、導体３３および３４を介して、たと
えば、図示する単巻変圧器のような結合変圧器３２に接
続されている。この結合変圧器３２は放電ランプ１に対
して直列に導体５に接続されている。変Ｉｆ器１８は、
トランジスタ１７の動作を４制御するための三個の帰還
巻線２７．２８．２９をも自しくいる。トランジスタ１
７のベースは、抵抗３０、ダイオード１９および２０、
帰還巻線２８．２９、抵抗２１、およびキャパシタ２２
とより成る始動および制御回路網に接続されている。

帰還巻線１８ａ、１８ｂに接続されたダイオード２３は
、トランジスタ１７を高電圧サージから保護する作用を
する。

発振器回路には、直列接続されたダイオード２４とイン
ダクタ２５とより成るターンオフ機構が設けられ、発振
器回路の正常な再始動機能と干渉することなく正常なラ
ンプ動作の開発振器の動作を停止させる。

発振器回路の素子、構成、および動作のさらに詳細、お
よびその変形は、前述の米国特許ならびに係属中の特許
出願に説明されている。

このようなタイプの回路において、発振器回路がターン
オンした時、明らかに安定器７のターンオンサージによ
って、電源から発振器回路に初期の比較的高い電圧（以
下電圧オーバシュートと称する）が生じる。このような
オーバシュートは時には定常状態電圧のピーク振幅の約
２倍に達する。

その結果、余分の絶縁を備えたり、このような初期の８
電圧に耐える回路部品を用いることが必要であり、シス
テムのコストを不当に増やしていた。

本発明によれば、発振器回路に対して保護回路をＢ’Ｊ
　４１で、前述の電圧オーバシュートを１ｂｌＪ限し、
そして、＠述の欠点を避けている。このような保虐回路
の一実施例を第２図の簡略回路図に示す。

図示するように、保護回路は、電源端子２ａ、２８間に
接続され、がっ、整流器１２と発振器回路を表わす負荷
８との間に接続された、スイッチＳとｉ＋１１の抵抗Ｒ
より成る。

第１図の回路には、このような保護装置の特定の形式の
ものを示し、これは、フィルタ用キャパシタ１６と並列
に接続された、直列のトランジスタ４１と抵抗４０より
成る。所定時にトランジスタ４１をターンオンし、発振
器回路の正常動作時に゛これをターンオフする制御回路
が、直流電源の両端間に直列に接続された、抵抗４２お
よび４３を含む分１Ｆ器より成る。ダイオード４５とキ
ャパシタ４６が直グ１に接続され、ダイオード４５のカ
ソードは直流電源の正側に接続され、そして、アノード
はキャパシタ４６に接続されている。抵抗４４の一側が
、抵抗４２および４３の接続点に接続され、他側は、ダ
イオード４５とキャパシタ４６の接続点に接続されてい
る。キャパシタ４６の他側は、トランジスター〕５０の
ベースに接続され、トランジスタ５０のコレクタはトラ
ンジスタ４１のコレクタに接続され、エミッタはトラン
ジスタ４１のベースに接続されている。ダイオード４７
、抵抗４８、およびキャパシタ４９がすべて並列に接続
され、これらの並列接続されたものはトランジスタ５０
のベースと直流電源の負側との間に接続され、ダイオー
ド４７のアノードは直流電源の負側に接続されている。

この回路において、抵抗４８とキャパシタ４６はＲＣ微
分器として動作し、抵抗４４とキャパシタ４９はＲＣ積
分−器として動作する。積分器の時定数は、ＲＣ微分器
の時定数よりも実質的に小さい。しかし、抵抗４４とキ
ャパシタ４６は、回路の遅延時間を決定するＲＣ時定数
をつくる。

上述の保護回路の動作は、電力が印加されると＊流が抵
抗４２を流れ、そして、抵′ＦＬ４３を流れる電流と、
抵抗４４、キャパシタ４６、およびトーンンジスタ５０
０ベース回路を流れる電流とに分流される。キャパシタ
４９（キャパシタ４６の値に比較して非常に小さく、代
表的には１／１０以下の大きざ′Ｃある）が、トランジ
スタ５０のベース・１ミツタ降下までに充電されると、
ただちにトランジスタ５０のベースに電流が流れこのト
ランジスタをターンオンする。その結果、トランジスタ
４１のベースに電流が供給されこれをターンオンブる。

このため、キャパシタ１６の両端間に接続されたブリー
ダ抵抗４０により、キャパシタ１６上にあられれるオー
バシュート電圧を急速に除去して正常な電源電圧に戻す
。

電流がトランジスタ４１に流れ続けているとき、′ＩＦ
ｖバシタ４６は、その値と、抵抗４２．４３Ｉｆ３よび
４４の組合せの実効値とに依存した速度で充電される。

キャパシタ４６が、分圧器の接続点の電［Ｆに等しい電
圧に充電されると、抵抗４４とトランジスタ５０のベー
ス回路を流れる電流が止まる。そこで抵抗４８がキャパ
シタ４９を放電づるので、トランジスタ５０はもはや順
方向バイアスされず導通するのを止め、この結果トラン
ジスタ４１をターンオフして、抵抗４０を実際上切り離
す。回路は、電力が印加されている限りこの状態にとど
まる。一般的に、発振器回路は、１−ランジスタ４１お
よび５０の前述したターンオフの直前で動作を開始する
が、この時点までには、電源の電圧オーバシュートの危
険はすでに防がれている。

回路への電力が取り去られたり中断されたりした時、抵
抗４２および４３ならびに発振器回路８はキャパシタ１
６から電流をとりだす。キャパシタ１６の電圧がキャパ
シタ４６の電圧よりも低くなると、ダイオード４７、キ
ャパシタ４６、ダイオード４５、およびブリーダ抵抗４
２および４３、並びに発振器回路を介して電流が流れて
キャパシタ４６の電荷を急速に除去するので、電力が再
び印加されるやい゛なや回路が前述したような動作をす
る準備はととのっている。

前述した構成によって、ダーリントント５ランジスタ形
式や電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の他のスイッチ
形式をとることのできるトランジスタ４１および５０は
、オーバシュートの危険が過ぎ去った後に抵抗４０を回
路から自動的に切断し、かつ、電源電圧が実質的に増加
した時に抵抗４０を自動的に接続するよう動作する。

第１図および第２図に説明した回路によって、望ましい
結果を得ることができたが、本発明によれば満足な結果
を得ながらこれらの回路の変形を用いることも可能であ
る。たとえば第３図に示すように、電源と発振器回路と
の間に、適当なスイッチＳ１を並列接続したブリーダ抵
抗Ｒ１を直列に接続することもできる。スイッチの動作
を制御づる適当な制御回路（図示せず）をスイッチ８１
に接続することができる。この場合、Ｓｌを発振器回路
の正常動作の間開じて、電流がブリーダ抵抗Ｒ１をバイ
パスするようにし、回路の初期のターンオンにおいては
Ｓｌを開いて、Ｒ１が電圧オーバシュートを吸収するよ
うに動作させる。

第３図の回路の変形（図示せず）として、Ｒ１を負温度
係数の抵抗（ＮＴＣＲ）で構成して、スイッチＳ１を省
略できる。この例においては、初期に高抵抗を有するＮ
ＴＣＲは回路のターンオン時の電圧オーバシュートを制
限し、その後この抵抗に流れる電流の導通を徐々に増加
させる。

第４図は使用できる他の変形例を示し、スイッチＳ２と
直列で、かつ、図示するように発振器回路８の両端間に
接続された正温度係数の抵抗（ＰＴＣＲ）Ｒ２を用いる
。スイッチＳ２は適当な制御回路（図示せず）に接続さ
れている。この実施例において、初期に低抵抗を有する
抵抗Ｒ２は、回路のターンオン時にスイッチＳ２が閉じ
られていて、電圧オーバシュートを吸収する。オーバシ
ュートの危険が過ぎ去ると、発振器回路の正常動作の間
、すなわち、抵抗Ｒ２の抵抗値が大きいとき、この抵抗
Ｒ２による電力の消費を防ぐためにスイッチ＄２は開放
する。電力消費を減少させるくらいに抵抗Ｒ２が充分高
抵抗の場合には、スイッチＳ２とその制御回路は省略で
きる。

第１図に示す特定の回路のような満足な結果が得られた
回路では、例示としてスイッチ制御回路の以下の部品は
以下の値を有した。本発明がこれらの蛤によって制限さ
れることを意図するものでないことは理解されよう。

ダイオード　　　　１アンペア、４００ボルト／ｌｂ、
４７トランジスタ　　　１アンペア、ＶＣＥＯ＝４１．５０
　　　　４００ボルト抵抗４２　　　　３３キＯオーム、２ワツト抵抗４３　
　　　　８．２キロオーム、１ワツト抵抗　　　　　　
　１０キロオーム。

４４．４８　　　　１／２ワツト４゛ヤバシタ　　　　２２マイクロフアラツド。

４６　　　　　　５０ボルトＯＣＦ？バシタ　　　　０．４７マイクロフアラツド。

４９　　　　　　　２００ボルトＤＣ本発明を特定の実施例を参照して述べたが、本発明の範
囲から事実上逸脱することなく種々の変形をなすことは
当業者にとって可能であることは理解される。従って、
特許請求の範囲は、発明の真の精神ならびに範囲にはい
るこのような均等な改変をすべて包含することを意図し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による、電源電圧オーバシ
ュートを制限する保護回路を有する放電ランプの始動な
らびに動作回路の回路図、第２図は、第１図の回路に示
す保護装置を説明する簡略回路図、そして、第３図および第４図は、本発明による保護装置の他のふ
たつの例を説明する簡略回路図である。１・・・・・・・・・ガス入り放電ランプ、７・・・・
・・・・・安定器、８・・・・・・・・・発振器回路１１・・・・・・・・・正温度係数の抵抗、１２・・・
・・・・・・整流器、１６・・・・・・・・・キャパシタ、１８．３２・・・・・・・・・変圧器、４０・・・・・
・・・・ブリーダ抵抗、４１．５０・・・・・・トラン
ジスタ、Ｓ、Ｓｌ、８２・・・・・・スイッチ、［犬、
Ｒ１，Ｒ２・・・・・・抵抗。特許出願人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電流源、入力側が電流源に接続された誘導ｆｌ安
定器手段、誘導性安定器手段の出ツノ側に接続された放
電ランプ手段、放電ランプ手段とＨＡ　ｅ　ｆ’ｌ安定
器手段との間に接続された変圧器手段、入力端が電流源
に接続され、出力側が変圧器１一段に接続された正弦波
発振器手段を為し、変Ｆｉ器手段は、正弦波発振器手段
によってつくられた正弦波電圧を昇圧して放電ランプ手
段に印加しく、この放電ランプ手段を始動ならびに動作
させ、当該回路は電流源から正弦波発振器手段に電圧オ
ーバシュートを生じ易く、更に、電流源と正弦波発振器
手段との間に接続されて前記電ｆｆ、オーバシュートを
制限する手段を設けたガス入り放電ランプの始動および
゛・動作回路。
（２）前記電圧オーバシュートを制限する手段が、抵抗
手段と、この抵抗手段を回路に選択的に接続および切断
するスイッチ手段とより成る特許請求の範囲第（１）項
記載の回路。
（３）前記抵抗手段が、前記電流源と前記発振器手段の
間とに接Ｈされている特許請求の範囲第（２）項記載の
回路。
（４）前記スイッチ手段が前記抵抗手段に直列に接続さ
れている特許請求の範囲第（３）項記載の回路。
（５）前記電流源と前記スイッチ手段との間に接続され
、前記スイッチ手段の動作を制御する制御手段を有する
特許請求の範囲第（４）項記載の回路。
（６）前記電流が交流電流であり、さらに前記電流源と
前記制御手段との間に接続された整流器手段を有する特
許請求の範囲第（５）項記載の回路。
（７）前記電圧オーバシュートを制限する手段が、可変
抵抗手段より成る特許請求の範囲第〈１）項記載の回路
。
（８）前記可変抵抗手段が、前記電流源と前記発振器手
段の間とに接続されている特許請求の範囲第（７）項記
載の回路。
（９）前記可変抵抗手段に直列に接続されたスイッチ手
段を有する特許請求の範囲第（８）項記載の回路。
（１０）前記可変抵抗手段が、正温度係数の抵抗より成
る特許請求の範囲第（８）項記載の回路。
（１１）前記電圧オーバシュートを制限する手段が、前
記電流源と前記発振器手段との間に直＋１１に接続され
た抵抗手段より成る特許請求の範囲第（１）項記載の回
路。
（１２）前記抵抗手段の両端間に接続されたスイッチ手
段を有する特許請求の範囲第（１１）項記載の回路。
（１３）前記制御手段が、前記スイッチ手段に接続され
、かつ前記整流器手段の両端間に接続されたＲ　Ｃ微分
器とＲＣ積分器とより成り、ＲＣ積分器の時定数はＲＣ
微分器の時定数よりも実質的に小さい特許請求の範囲第
（６）項記載の回路。
（１４）前記制御手段が、前記整流器手段の両端間に接
続された分圧器を形成する一対の抵抗を含み、前記ＲＣ
微分器とＲＣ積分器が前記分圧器の接続点に接続されて
いる特許請求の範囲第（１３）項記載の回路。
（１５）前記制御手段が、前記ＲＣ微分器とＲＣ積分器
とに接続されてこれら微分器と積分器とを急激に放電さ
せる一方向性電流手段を含む特許請求の範囲第（１４）
項記載の回路。
（１６）前記スイッチ手段が、トランジスタ手段より成
る特許請求の範囲第（１３）項記載の回路。