JPS5820471B2 - 放電灯点方法 - Google Patents
放電灯点方法Info
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- JPS5820471B2 JPS5820471B2 JP15725776A JP15725776A JPS5820471B2 JP S5820471 B2 JPS5820471 B2 JP S5820471B2 JP 15725776 A JP15725776 A JP 15725776A JP 15725776 A JP15725776 A JP 15725776A JP S5820471 B2 JPS5820471 B2 JP S5820471B2
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- current
- voltage
- power supply
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は放電灯点灯方法に関し、特に例えば高圧放電
灯あるいは大電力はい充放電灯等の大電力放電灯を組手
サイクルスタート点灯方式によって点灯するのに好適す
る放電灯点灯方法に関する。
灯あるいは大電力はい充放電灯等の大電力放電灯を組手
サイクルスタート点灯方式によって点灯するのに好適す
る放電灯点灯方法に関する。
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、一つの技術的命題となっている。
強く叫ばれており、一つの技術的命題となっている。
本発明の背景となる組手サイクルスタート点灯方式は、
照明分野においてこの命題を解決せんとするものである
。
照明分野においてこの命題を解決せんとするものである
。
すなわち、本発明者の別途提案したところによれば、組
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174以下に低減し、かつ形状も重量比で1/6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174以下に低減し、かつ形状も重量比で1/6以下
に小型化することができる。
ただしこれは在来のはい光ランプを流用した場合のこと
である。
である。
この発明の背景となる組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。
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。
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。
この構成によれば、電源ACを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のフィラメントf、 f’を加熱すると共に七
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。
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のフィラメントf、 f’を加熱すると共に七
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のフイラメン) 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。
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。
一旦点灯すると放電灯FLの端子電圧が管電圧VT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。
点灯中における電源電圧e、管電圧VTおよび管電流I
Tの波形を観測すると第2図A、B、Cのような波形で
ある。
Tの波形を観測すると第2図A、B、Cのような波形で
ある。
これらの電源電圧e、管電圧vTおよび管電流ITの波
形から各瞬時における抵抗分を含まない限流チョークC
Hの端子電圧vcHと管電流ITの積及び蓄積エネルギ
Sを求めると同図りおよびEに示す波形になる。
形から各瞬時における抵抗分を含まない限流チョークC
Hの端子電圧vcHと管電流ITの積及び蓄積エネルギ
Sを求めると同図りおよびEに示す波形になる。
これらの波形から理解できるように電源電圧eが管電圧
VT より高い期間(t1〜t2)は 2 (8・=f、(e−“T) tyd t )なる1ネ″
ギ゛一が一方的に増加して限流チョークCHに蓄積され
る。
VT より高い期間(t1〜t2)は 2 (8・=f、(e−“T) tyd t )なる1ネ″
ギ゛一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。
ギ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。
より低。
い期間(t2〜t3)であって、この期間(t2〜t3
)3 に(S2ブt2(e VT )lTdj)なるエネル
ギーが放出されることになる。
)3 に(S2ブt2(e VT )lTdj)なるエネル
ギーが放出されることになる。
限流チョークCHO太きさは第2図Eに示す蓄積エネル
ギーSの最大値に基づいて定まる。
ギーSの最大値に基づいて定まる。
すなわち限流チョークCHは蓄積エネルギーSの最大振
幅Smに耐えるようにその容量を選定しなければならな
い。
幅Smに耐えるようにその容量を選定しなければならな
い。
この場合放電灯FLの再点弧電圧ERst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。
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VTのピーク値
vTPを高くできないことを意味する。
vTP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VT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Vo□の実効値vcHは電
源電圧eの実効値Eの1/2以上に限定される。
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Vo□の実効値vcHは電
源電圧eの実効値Eの1/2以上に限定される。
本発明者は本発明に先行して、前記欠点を解消する組手
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。
前述したように本発明はとの組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よって大電力の放電灯
を点灯する放電灯点灯方法を提供しようとするものであ
るから、以下にこの発明の背景となる組手サイクルスタ
ート点灯方式の動作並びに特徴を説明する。
方式を利用した放電灯点灯装置によって大電力の放電灯
を点灯する放電灯点灯方法を提供しようとするものであ
るから、以下にこの発明の背景となる組手サイクルスタ
ート点灯方式の動作並びに特徴を説明する。
第3図はこの組手サイクルスタート点灯方式に基づいて
構成されたはい光ランプ用放電灯点灯装置の一回路構成
例を示す。
構成されたはい光ランプ用放電灯点灯装置の一回路構成
例を示す。
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には後述する高圧発生手段の一例
として示す昇圧回路の発振出力を電源電圧に重畳するだ
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のプ端が放電灯FLのフィラメント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。
として示す昇圧回路の発振出力を電源電圧に重畳するだ
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のプ端が放電灯FLのフィラメント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′に間欠発振用コンデンサ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F
L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′に間欠発振用コンデンサ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F
Lのフィラメントf′の一端口に接続されている。
PRHは前記昇圧回路Rの発振出力によって導通駆動さ
れて放電灯FLのフイラメン) f、 f’を予熱する
電子式フイラメシト予熱回路であって、サイリスタSP
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9、放電灯FLの両フイ
ラメン) f、 f’の間に直列に接続されている。
れて放電灯FLのフイラメン) f、 f’を予熱する
電子式フイラメシト予熱回路であって、サイリスタSP
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9、放電灯FLの両フイ
ラメン) f、 f’の間に直列に接続されている。
なお、前記昇圧回路Rは高周波発振動作する限りにおい
ては、トライアック等のゲート付サイリスタを用いるも
の、更にはインバータを用いた高圧発生回路に置換する
こともできる。
ては、トライアック等のゲート付サイリスタを用いるも
の、更にはインバータ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が印加されると共に、限流チ
ョークCHの2次巻線W20を介して昇圧回路Rにも電
源電圧eが印加される。
;放電灯FLに電源電圧eが印加されると共に、限流チ
ョークCHの2次巻線W20を介して昇圧回路Rにも電
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
スク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
スク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。
しだがってその端子電圧V。■が上昇してゆき、電源電
圧eとの差の電圧がサイIJ 、<りSのブレークオー
バ電圧■Bo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IJ 、<りSのブレークオー
バ電圧■Bo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V。
用コンデンサC1の端子電圧V。
■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が前の半サイクル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V。
圧eが前の半サイクル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V。
■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。
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。
しかし発振と同時に間欠発振用コンデンサC1の端子電
圧Vcl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。
圧Vcl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。
従って間欠発振用コンデンサC1の急速反転期間のみ振
励回路ビが発振を行ない、その期間のみ電源ACから間
欠発振用コンデンサC1を通じて振動回路R′に電流が
流れる。
励回路ビが発振を行ない、その期間のみ電源ACから間
欠発振用コンデンサC1を通じて振動回路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4図Aば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、Vcl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i。
て、eは電源電圧、Vcl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i。
■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VRを生じる。
高電圧の発振出力VRを生じる。
前記発振出力vRは限流チョークCHの2次巻線W20
から1次巻線WIQ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とフィラメント予熱回路PR
Hとに、印加される。
から1次巻線WIQ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とフィラメント予熱回路PR
Hとに、印加される。
するとフィラメント予熱回路PRHにおいては、高周波
ブロック用インダクタNLを介してサイリスタSPに前
記電圧が印加され、サイリスタSPは電圧の急変効果(
即ちdv/dt効果)によって導通駆動される。
ブロック用インダクタNLを介してサイリスタSPに前
記電圧が印加され、サイリスタSPは電圧の急変効果(
即ちdv/dt効果)によって導通駆動される。
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、サイリスタSP、インダクタNL、
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、サイリスタSP、インダクタNL、
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。
前記サイリスタSPは昇圧回路Rの発振出力vRが予熱
回路PRHに印加される度毎に導通駆動され、サイリス
タSPが導通されている期間フイラメン) f、 f’
に電源ACから電流が流れて予熱が行なわれる。
回路PRHに印加される度毎に導通駆動され、サイリス
タSPが導通されている期間フイラメン) f、 f’
に電源ACから電流が流れて予熱が行なわれる。
かくしてフィラメント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vRにトリガされて放電灯FLが始動
される。
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vR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、間欠発振勢力はほとんどが
導通化された放電灯FL中に流れ、また残余の勢力は高
周波ブロック用インダクタNLにて吸収され、更にサイ
リスタSPのブレークオーバ電圧vBoを管電圧のピー
ク値vTPより充分高く設定することにより、サイリス
タSPは導通しなくなる。
導通化された放電灯FL中に流れ、また残余の勢力は高
周波ブロック用インダクタNLにて吸収され、更にサイ
リスタSPのブレークオーバ電圧vBoを管電圧のピー
ク値vTPより充分高く設定することにより、サイリス
タSPは導通しなくなる。
なおサイリスタSPのブレークオーバ電圧が非常に高け
れば場合によっては高周波ブロック用インダクタNLを
省略することもできる。
れば場合によっては高周波ブロック用インダクタNLを
省略することもできる。
しかしながらそのようなサイリスタは、現時点において
は一般的で無くまた高価である。
は一般的で無くまた高価である。
従って点灯後はフイラメン)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VRによって再点弧され乍ら電圧eによって点灯維持
される(第4図B・参照)。
状態で放電灯FLが電源ACの各半サイクル毎に発振出
力VRによって再点弧され乍ら電圧eによって点灯維持
される(第4図B・参照)。
尚、第3図において予熱回路PRHにフィラメントトラ
ンスによる電極予熱回路と置き換えても良いことは勿論
である。
ンスによる電極予熱回路と置き換えても良いことは勿論
である。
第5図は第3図の回路を用いて実験の結果観測:された
各部波形において、その高周波成分を無視した波形を示
す。
各部波形において、その高周波成分を無視した波形を示
す。
この図で管電圧VTは第5図Bに示すように間欠発振期
間による休止期間を待った矩形波となる。
間による休止期間を待った矩形波となる。
そのた′めに管電圧VTの実効値VTは、在来点灯方式
の90〜95係程度の値を1示す。
の90〜95係程度の値を1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VRにより強制的に再点弧される。
力VRにより強制的に再点弧される。
すなわち各再点弧において放電灯FLには高圧発振出力
vR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i。
vR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i。
■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W10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。
る2次巻線W20の端子電圧は1次巻線W10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ITの立上シ位相は電源電圧eの変動にかかわら
ず一定位相を保ち、そのために組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、そのために組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はグロー放電にる再点弧電圧ER8
tを伴わず、再点弧すると直ちにアーク放電に移行する
。
t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によって再始動する為に、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によって再始動する為に、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VTは第2図Bに示すように立上がり時大
きなスパイク電圧v’rpを生じ、以後漸減する波形を
呈す。
きなスパイク電圧v’rp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に流入する管電流ITは第
5図Cに示すように主として発振期間以外の期間(t2
〜14)に流れている。
5図Cに示すように主として発振期間以外の期間(t2
〜14)に流れている。
発振期間(11〜t2)、(t4〜15)は電源ACか
ら昇圧。
ら昇圧。
回路Rに電流i。
■が流れている。同図りはこの電流i。
■の電流波形を示している。この電流は限流チョークC
HO増磁性に結合された1次巻線W10と2次巻線W2
0の双方に流れ、かつ一般に1次巻線W10と2次巻線
W20の巻数比によ。
HO増磁性に結合された1次巻線W10と2次巻線W2
0の双方に流れ、かつ一般に1次巻線W10と2次巻線
W20の巻数比によ。
って励磁効果を制御することができる。
前記管電圧vT、管電流IT、昇圧回路Rへの電流i。
■並びに電源電圧eの波形から限流チョークCHの電圧
・電流積(voI(・i)および蓄積エネルギSを算出
すると同図EおよびFに示す波形と。
・電流積(voI(・i)および蓄積エネルギSを算出
すると同図EおよびFに示す波形と。
なる。
図Eは発振出力vRと電源電圧eと管電圧VT の差に
よる限流チョークCHの電圧・電流積を示す。
よる限流チョークCHの電圧・電流積を示す。
電流i。■によるエネルギS1ば(Slを
一、/’ 2(e −VB ) Kicl −dt
)で与えられる。
)で与えられる。
tま
ただしKは1次、2次巻線WIO,W2O0巻数比によ
る定数である。
る定数である。
電源電圧eが管電圧VT より高い期間(t2〜t3)
に蓄積されるエネルギS2ば(S2J” (e VT
) IT dt)で与えられ2 る。
に蓄積されるエネルギS2ば(S2J” (e VT
) IT dt)で与えられ2 る。
逆に管電圧vTのほうが電源電圧eより、高い期間(t
3〜14)は前記蓄積エネルギを放出し、その総数量エ
ネルギS3は(S3 を −J” (e VT ) IT dt )で与えられ
る。
3〜14)は前記蓄積エネルギを放出し、その総数量エ
ネルギS3は(S3 を −J” (e VT ) IT dt )で与えられ
る。
コノ結3
果限流チョークCHの内部に蓄えられるエネルギレベル
は第5図Fのように増減する。
は第5図Fのように増減する。
第5図に示す波形の場合には、S1+52=S3なる関
係が成立する。
係が成立する。
次に第5図に示す波形に基づいて組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、管電流ITの時刻t2における初期
値を零と仮定し、かつ間欠発振用コンデンサClよるエ
ネルギの蓄積部分を無視する。
値を零と仮定し、かつ間欠発振用コンデンサClよるエ
ネルギの蓄積部分を無視する。
そのような場合、管電流ITは次のように算出できる。
l θ
1・−評へ1(°−“・−)d“
Em vTm vTm−−(−Co
sθ−−θ+C089)1 +−9)1 )ωL
Em Em但し、Lは限流チョー
クCHのインダクタンス、電源電圧e=Emsinθ、
θ=ωt、管電圧VTの振幅ばvTmとし、管電流iT
の出現する期間を91=sin ’ vTrn/Em
からθ−π+ψ2の期間とする。
sθ−−θ+C089)1 +−9)1 )ωL
Em Em但し、Lは限流チョー
クCHのインダクタンス、電源電圧e=Emsinθ、
θ=ωt、管電圧VTの振幅ばvTmとし、管電流iT
の出現する期間を91=sin ’ vTrn/Em
からθ−π+ψ2の期間とする。
Tm
上式を−が、0. 1/2.1/J2 およびTm
V/3/2の場合について計算すればvTmとEmの比
が大きくなると管電流ITが激減することが知れる。
が大きくなると管電流ITが激減することが知れる。
例えばvTm/Ern=V/3/2の場合はvTm/E
m−1/2の場合に比較して管電流1Trnが1/7に
なる。
m−1/2の場合に比較して管電流1Trnが1/7に
なる。
したがって、定格管電流ITを得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。
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V。
Hを激減できることを意味し、それだけ限流チョークC
H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。
H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。
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V。
CHの端子電圧V。
Hすなわち蓄積エネルギを1/10程度にも減少せしめ
得ることにある。
得ることにある。
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、回路系の総合効率は約25係の向上を期待
することができ、ランプ自体の効率も電流・電圧利用率
の倍増によって向上するものである。
が期待出来、回路系の総合効率は約25係の向上を期待
することができ、ランプ自体の効率も電流・電圧利用率
の倍増によって向上するものである。
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。
このように組手サイクルスタート点灯方式は多大の利点
を有するものであるが、この組手サイクルスタート点灯
方式によって、例えば水銀灯あるいはメタルハライドラ
ンプ等の高圧放電灯もしくは複写機用ランプ等の大電力
(大電流)放電灯を点灯する際には、さらにつぎのよう
な問題点に遭遇する。
を有するものであるが、この組手サイクルスタート点灯
方式によって、例えば水銀灯あるいはメタルハライドラ
ンプ等の高圧放電灯もしくは複写機用ランプ等の大電力
(大電流)放電灯を点灯する際には、さらにつぎのよう
な問題点に遭遇する。
すなわち、上述のととくの高圧放電灯等においては、そ
の点灯の際の管電流ITが非常に大きいものとなる。
の点灯の際の管電流ITが非常に大きいものとなる。
そのため、限流チョークCHの1次巻線WIQのインピ
ーダンスは極めて小さいものが要求される。
ーダンスは極めて小さいものが要求される。
これは、電源周波数が一定である4ことから、1次巻線
W10のインダクタンス成分を小さくする必要があるこ
とを意味する。
W10のインダクタンス成分を小さくする必要があるこ
とを意味する。
しかしながら、1次巻線W10のインダクタンスを小さ
くすると、交流電源AC−1C−1次巻線−10−2W
2O−間欠発振用コンデンサC1−振動回1路R’ −
ACの閉回路において、1次巻線W10および2次巻線
W20による誘導性インピーダンスと、間欠発振用コン
デンサC1による容量性インピーダンスとによる総合的
に容量性のインピーダンスが大きくなり、一般の小電力
のはい光ラン1プを点灯する場合に比較して、振動回路
R′への入力電流i。
くすると、交流電源AC−1C−1次巻線−10−2W
2O−間欠発振用コンデンサC1−振動回1路R’ −
ACの閉回路において、1次巻線W10および2次巻線
W20による誘導性インピーダンスと、間欠発振用コン
デンサC1による容量性インピーダンスとによる総合的
に容量性のインピーダンスが大きくなり、一般の小電力
のはい光ラン1プを点灯する場合に比較して、振動回路
R′への入力電流i。
■が小さくなる。その結果、この入力電流i。
■によって1次巻線WIOに蓄積されるエネルギ(LL
に12) が、1次巻線W10のインダクタンスLの減
少と相俟って著しく小さくなって、放電灯の再点弧動作
が不安定になり、組手サイクルスタート点灯方式による
良好な点灯維持ができなくなる。
に12) が、1次巻線W10のインダクタンスLの減
少と相俟って著しく小さくなって、放電灯の再点弧動作
が不安定になり、組手サイクルスタート点灯方式による
良好な点灯維持ができなくなる。
そこで、誘導性インピーダンスの減少に見合うだけ間欠
発振コンデンサC1を太き;くすることが考えられるが
、この場合はコンデンサC1の充放電時間が長くなり、
前述した極性反転期間が長く、管電流ITの立上り位相
が遅れることになり、結果として逆に管電流ITの実効
値エアを低下させてしまうことになる。
発振コンデンサC1を太き;くすることが考えられるが
、この場合はコンデンサC1の充放電時間が長くなり、
前述した極性反転期間が長く、管電流ITの立上り位相
が遅れることになり、結果として逆に管電流ITの実効
値エアを低下させてしまうことになる。
それゆえに、この発明の主たる目的は、上述のととくの
問題点を解消し、組手サイクルスタート点灯方式におい
て大きな管電流を必要とする放電灯を点灯する場合にお
いても十分な電流が得られ、かつ安定した点灯を達成し
得る放電灯点灯方式を提供することである。
問題点を解消し、組手サイクルスタート点灯方式におい
て大きな管電流を必要とする放電灯を点灯する場合にお
いても十分な電流が得られ、かつ安定した点灯を達成し
得る放電灯点灯方式を提供することである。
この発明は、要約すれば、限流チョークの1次巻線は高
インピーダンス(インダクタンス)とし、この1次巻線
に並列にスイッチング素子と低インピーダンスのコイル
との直列回路を介挿し、放電灯の起動時には前記スイッ
チング素子をオフとして間欠発振に必要な高インピーダ
ンスとし、点灯後はスイッチング素子をオンとして大電
流に必要な低インピーダンスとするようにした放電灯点
灯方法である。
インピーダンス(インダクタンス)とし、この1次巻線
に並列にスイッチング素子と低インピーダンスのコイル
との直列回路を介挿し、放電灯の起動時には前記スイッ
チング素子をオフとして間欠発振に必要な高インピーダ
ンスとし、点灯後はスイッチング素子をオンとして大電
流に必要な低インピーダンスとするようにした放電灯点
灯方法である。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
第6図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。
構成において、この実施例は、以下の点を除いて第3図
のそれとほぼ同様である。
のそれとほぼ同様である。
すなわち、第1のインダクタンス成分としての1次巻線
WIOは、比較的細い導線を多数回巻回することによっ
て、間欠発振用コンデンサC1と協働して所定の間欠発
振を呈するに必要な、比較的大きいインダクタンスとさ
れる。
WIOは、比較的細い導線を多数回巻回することによっ
て、間欠発振用コンデンサC1と協働して所定の間欠発
振を呈するに必要な、比較的大きいインダクタンスとさ
れる。
そして、この1次巻線W10に並列的に、スイッチング
素子としてのトライアックTRと第2のインダクタンス
成分としての限流チョークW1との直列回路が接続され
る。
素子としてのトライアックTRと第2のインダクタンス
成分としての限流チョークW1との直列回路が接続され
る。
この限流チョークW1は、比較的太い導線を少数回巻回
することによって、高圧放電灯HDに必要な電流を得る
ように、比較的小さいインダクタンスとされる。
することによって、高圧放電灯HDに必要な電流を得る
ように、比較的小さいインダクタンスとされる。
また、適当な位相にて前記トライアックTRを導通化さ
せるだめの手段を要する、例えば交流電源ACに、コン
デンサC2と抵抗rとの直列回路が接続され、前記直列
回路の接続点と、前記トライアックTRのゲート端子T
との間に、このトライアックTRのゲート電圧を得るた
めのダイアックDが介挿され、ゲート回路を構成する。
せるだめの手段を要する、例えば交流電源ACに、コン
デンサC2と抵抗rとの直列回路が接続され、前記直列
回路の接続点と、前記トライアックTRのゲート端子T
との間に、このトライアックTRのゲート電圧を得るた
めのダイアックDが介挿され、ゲート回路を構成する。
すなわち、コンデンサC2、抵抗r、ダイアックDば、
電源ACの電圧eが成る値に達したとき前記トライアッ
クTRをオンにトリガするだめのものである。
電源ACの電圧eが成る値に達したとき前記トライアッ
クTRをオンにトリガするだめのものである。
このような構成において、以下、第7図を参照してその
動作を説明する。
動作を説明する。
動作において、まず、電源ACを投入すると、第7図に
示すととくの電源電圧eが得られる。
示すととくの電源電圧eが得られる。
ここで、電圧eの立上りにおいては、コンデンサC2の
充電電圧は小さく、以後徐々に高まる。
充電電圧は小さく、以後徐々に高まる。
従って、このコンデンサC2の電圧が成る一定レベルに
達すると、ダイアックDがブレークオーバして、前記ト
ライアックTRのゲート端子Tに電圧が印加される。
達すると、ダイアックDがブレークオーバして、前記ト
ライアックTRのゲート端子Tに電圧が印加される。
そこで、トライアックTRがトリガされてオンとなる。
従って、限流チョークW1が、1次巻線W10に並列に
入ることになる。
入ることになる。
すなわち、電源電圧eの成る位相(コンデンサC2と抵
抗rとの充電時定数によって決捷る)において、スイッ
チング素子としてのトライアップTRがオンとなり、限
流チョークW1が有効化される。
抗rとの充電時定数によって決捷る)において、スイッ
チング素子としてのトライアップTRがオンとなり、限
流チョークW1が有効化される。
従って、電源電圧eの一定位相までは、トライアックT
Rがオフのままであり、振動回路R′には、1次巻線W
10(および2次巻線W20)によって決まるスタータ
電流1clが流れる。
Rがオフのままであり、振動回路R′には、1次巻線W
10(および2次巻線W20)によって決まるスタータ
電流1clが流れる。
そして、振動回路R′が発振動作を開始し、間欠発振用
コンデンサC1によって間欠発振を行々う。
コンデンサC1によって間欠発振を行々う。
従って、第7図のととくの発振出力vRが得られる。
前記発振出力顔によって高圧放電灯HDが起動され、該
高圧放電灯HDには管電流ITが流れ始める。
高圧放電灯HDには管電流ITが流れ始める。
。点灯中は電源電圧の一定位相でトライアックTRがオ
ンとなり、巻線W10と限流チョークW1とが並列接続
されて、電源ACと高圧放電灯HDとの間に入ることに
なる。
ンとなり、巻線W10と限流チョークW1とが並列接続
されて、電源ACと高圧放電灯HDとの間に入ることに
なる。
ここで、限流チョークW1は低インピーダンスであり、
高圧放電灯。
高圧放電灯。
HDの管電流iTは大きなものとなる。
この管電流IT(第5図C)の初期値■。
は、発振出力V□の大きさとは別に、巻線W20とWI
Oとの巻数比とスタータ入力端子に関連して決まる。
Oとの巻数比とスタータ入力端子に関連して決まる。
しかしながら、前記限流チョークW1の大きさを適。
当に選ぶことによって、この管電流ITの初期値以後の
値を任意の大きさに設定することができる。
値を任意の大きさに設定することができる。
そのため、大電流を必要とする高圧放電灯においても十
分な管電流を得ることができる。
分な管電流を得ることができる。
ここでトライアックTRのオンとなる位相をコンデンサ
C2、抵抗rによって固定したが、組手サイクルスター
ト点灯方式は、上述の説明から、各半サイクルごとの点
弧位相が一定であることから、何ら問題はない。
C2、抵抗rによって固定したが、組手サイクルスター
ト点灯方式は、上述の説明から、各半サイクルごとの点
弧位相が一定であることから、何ら問題はない。
また、このトライアックTRをオンとするだめのゲート
回路あるいは限流チョークW1の断続方法は、このよう
な実施例に限られることなく種々の方法が考えられよう
。
回路あるいは限流チョークW1の断続方法は、このよう
な実施例に限られることなく種々の方法が考えられよう
。
以上のように、この発明によれば、組手サイクルスター
ト点灯方式において大きな管電流を必要とする放電灯を
点灯する際にも、間欠発振用の巻線とは別に、起動後に
のみオンとなる管電流供給経路を設けたため、組手サイ
クルスタート点灯方式において十分な管電流が得られる
。
ト点灯方式において大きな管電流を必要とする放電灯を
点灯する際にも、間欠発振用の巻線とは別に、起動後に
のみオンとなる管電流供給経路を設けたため、組手サイ
クルスタート点灯方式において十分な管電流が得られる
。
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、エネル
ギー変化ならびに蓄積エネルギー波形図である。 第3図はこの発明の背景となる組手サイクルスタート点
灯方式のはい光灯点灯装置の一例を示す電気回路図であ
る。 第4図は第3図に示す装置の各部の電圧および電流波形
図を示す。 第5図は第3図に示す装置における要部の電圧、電流、
エネルギー変化ならびに蓄積エネルギー波形図である。 第6図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。 第7図はこの発明の動作を示す各波形例図である。 図において、ACは交流電源、Wloば1次巻線、W2
Oは2次巻線、HDは高圧放電灯、C1は間欠発振用コ
ンデンサ、Sはサイリスタ、TRはトライアック、Dは
ダイアック、C,C2はコンデンサ、rは抵抗、Wlは
限流チョークである。
である。 第2図は第1図に示す装置の各部の電圧、電流、エネル
ギー変化ならびに蓄積エネルギー波形図である。 第3図はこの発明の背景となる組手サイクルスタート点
灯方式のはい光灯点灯装置の一例を示す電気回路図であ
る。 第4図は第3図に示す装置の各部の電圧および電流波形
図を示す。 第5図は第3図に示す装置における要部の電圧、電流、
エネルギー変化ならびに蓄積エネルギー波形図である。 第6図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。 第7図はこの発明の動作を示す各波形例図である。 図において、ACは交流電源、Wloば1次巻線、W2
Oは2次巻線、HDは高圧放電灯、C1は間欠発振用コ
ンデンサ、Sはサイリスタ、TRはトライアック、Dは
ダイアック、C,C2はコンデンサ、rは抵抗、Wlは
限流チョークである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 低周波交流電源と、 成るインダクタンス成分を有する限流装置と、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大電
力の放電灯と、 前記限流装置を介して与えられる前記低周波交流電源に
よって付勢され、かつ前記限流装置のインダクタンス成
分と協働して高周波高電圧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各半サイクルの所定位相において
は前記高周波高電圧と低周波交流電源電圧とを重畳して
前記放電灯に与え、前記各半サイクルの所定位相後は前
記限流装置を介して低周波交流電源電圧を該放電灯に与
えるような放電灯点灯方法であって、 前記各半サイクルの所定位相後には前記限流装置のイン
ダクタンス成分を小さく切換えるようにした放電灯点灯
方法。 2 前記限流装置は、 前記低周波交流電源と前記放電灯との間に介挿される相
対的に大きなインダクタンスの第1のインダクタンス成
分、および 前記第1のインダクタンス成分に並列的に接続されるス
イッチング素子と相対的に小さいインダクタンスの第2
のインダクタンス成分との直列回路を備え、 前記スイッチング素子は前記各半サイクルの所定位相後
にオンされるようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の放電灯点灯方法。 3 前記第2のインダクタンス成分は大電流容量を持つ
ように構成されている特許請求の範囲第2項記載の放電
灯点灯方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15725776A JPS5820471B2 (ja) | 1976-12-25 | 1976-12-25 | 放電灯点方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15725776A JPS5820471B2 (ja) | 1976-12-25 | 1976-12-25 | 放電灯点方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5380776A JPS5380776A (en) | 1978-07-17 |
JPS5820471B2 true JPS5820471B2 (ja) | 1983-04-23 |
Family
ID=15645688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15725776A Expired JPS5820471B2 (ja) | 1976-12-25 | 1976-12-25 | 放電灯点方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5820471B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02148560U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 |
-
1976
- 1976-12-25 JP JP15725776A patent/JPS5820471B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02148560U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5380776A (en) | 1978-07-17 |
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