JPS5830096A - 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】 本発明は高圧蒸気放電灯を点灯するための放電灯点灯装
置に関するものである。

一般に、高圧蒸気放電灯（以下ＨＩＤランプと呼ぶ）は
、飽和蒸気圧減と不飽和蒸気圧型とがあり、前者の代表
として高圧水銀灯が、後膚では高圧ナトリウム灯がある
。これらのＨＩＤランプは通常纂１図の回路で点灯され
る。！１図中１１１は商用電源、＋２）は限流インタフ
タンス、（３）はＨＩＤランプである。この回路による
安定器では、水銀灯、高圧ナトリウム灯を点灯させるこ
とはできるが、始動時及び点灯時の電気的諸特性を向上
させることができず、これを向上させるには安定器−大
型で重量も重く々らざるを得ない。それは、１ｉｌＤラ
ンプ（３）の奄り特性からである。りまり、ＨＩＤラン
プ（３）は起１した直後は、安定点灯時に比べ、ランプ
内〕ンタクタンスか非常に大きく、従ってランｊ嵐流が
多く流れる為、配線容量を小さくするといりた雀責材ニ
ーズよシ、始動時における定入力性（始動時の入カフ４
流が定格点灯時の入力電流以下になるような特性）が要
求されているが、前述した欠点も考慮して、この要求を
実現する方法として、ランプ出力を交流制御素子（６）
で制御する纂２図の様な位相制御方式がある。第２図回
路において（４）は交流１ｔＩｕ　ｍ　素子１１１ｉ）
ｆｔ制御する制御部である０この方式では、始動時の定
入力性を小臘・軽量に実現できるばかりでなく、他の特
性も容易に制御かで龜る。例えば、電源変動による電力
変動率といり′ｆｉｃ特性である。この様な特性はラン
プ負荷状Ｍを検出して制御する必要があるが、ＨＩＤラ
ンプ１３）の種類により、この検出信号が−なる。つま
り水銀灯は不飽和蒸気圧盤ランプである為、そのランプ
特性として定電圧性（ランプ電圧一定）をもち、従って
検出信号はランプ電流が適切である。ところが菌圧すト
リウム灯はランプ特性が定電流性（ランフ１ｔｋｔ、が
一定）であることがら検出イ目号はランプ電圧が一切で
ある。この様に第２図に示す位相制御方式では、その制
御に必要な検出信号をＨＩｔ）ランク（ａ）の檜鋺に合
わせて変える必要のあることから、次の様な入点があり
た。即ち同一点灯装圃で異なりた種類のＨＩＤランプに
りいて、足入力始励あるいは定電力性（ランプ電力の変
動等を小さく抑える）といりた性能を実現することか土
日」能であり、このため水銀灯用安定器、高圧ナトリウ
ム灯用定−力型女定器といつたランプ個別用の安定器し
か実現できていない問題があり、従ってｉｌｌ産による
コスト低減を図れず、施工時もＨＩＤランプの種類を間
違えて取りりけると点灯せず、施工性が悪いという問題
があった。

本発明は上記欠点に鑑みて提供したものであって、ｌり
の安定器で、水銀灯、マルチハロゲン灯（メタルハライ
ド）、高圧ナトリウム灯といった異なる種類のＨＩＤラ
ンプを点灯ｔｔｉ−制御できるようにし、もって安定器
を量産可能とすることによる］スト低減を図るとともに
混光比をＨＩＤランプを取り侠えるだけで自由に変えら
れ、混光雇用か特別な工事なしで行なえるようにし、ま
＾ＨＩＤランプのＩａｓｅモニタで知ることかで自るよ
うにし、ＨＩＤランプ交換時の種類の聞達いをなくして
、保守を容易とした放電灯点灯装置を提供することを目
的とする−のである。

以下本′＠用の一実施例を図面によプ詳述する。

本＠例は、異なる特性のもりＨＩＤランプを同一の点灯
製電で始動・点灯制御する為に、七のＨＩＤランプの種
類を電源投入直後に検出し、予め組み込まれたＨＩＤラ
ンランプ類毎の制一方法の中から負荷となっているＨＩ
Ｄランプに最適な制御方法を上記検出（雄号に合せて選
択し、この制御方法による制＃を行うことを可能にして
いる。従って本発明の要点はとのＨＩＤランづの種類の
検出方法にあり、以下にその詳細にりいて述べる。

即ち現在大きく特性が異なるＨＩＤランプは、水銀灯、
マルチハロゲン灯のりループと高圧ナトリウム灯とであ
り、前述し皮様に前者は定電圧性であり、後者Ｆｉ足電
流性をもっている。そこでこれらの）ｉｌｌ）ランプを
区分す８る検出手Ｒは、その起動力よにあると−められ
る。りまり、前者のＨＩＤランプは、低電圧端＃Ｉ型で
電源電圧を印加するだけで起動が可能であり、これは管
内に始紡補助用として、ペニンタカスを含んでいるから
であるー、従って４００Ｗクラス９ラシプＶｉｇｏｏｖ
の電源電圧を印加するとジロー放電に入り、次第にアー
ク放電へ移行する。しかし高圧ナトリウム灯は、管内に
冒圧へルス（１００〜＄０００Ｖ）を発生し得る始動器
が内蔵されており、、この高圧のパルスで起動する。こ
のへ１スは通常第２図の（２）の予３−りより発生する
＋ツク電圧であり、従りて尚圧ナト１ノウム灯はｉＩｉ
源投入後は、始動器内常閉バイメタルにし一ヌ電流が流
れ、Ｊヘイメタルか開くとチョーク（２）よりの十ツク
電圧が発生して起動するようになっている０ この様に高圧ナトリウム灯は、電源投入Ｉｋ後はナヨー
クのインタフタンスとバイメタルの抵抗よりなる回路の
定常電流か流れるか、その他のＨＩＤランプは／）〇−
放電に入−る為、チョークに流れる電流位相が鼠れる０
本発用はこの現象の違いをとらえて、ランプの種類を検
出できる様にした検出回路を具備した放゛題灯点灯装置
を提供しようとするものである。

以下に述べる本発明の一実施例は、高圧ナトリウム灯の
電源投入直後のし一タ電流の位相を基準にしてそれ以外
の位相になれば、水銀灯やマルチハロゲン灯であると見
なす方法について示している。第８図は、ｗ！１８図１
８図おけるチョーク１りに流れる電源投入直後の電流波
形（１）と電源電圧波形（ｂ）とのタイ！：／り関係を
、水銀灯のり〇−放電状態の１例により示したものであ
る。第８図（酪）でのチョーク１２１の電流波形の斜線
部は、（子はり〇−放電の％有な状態で、ＨＩＤランプ
（３）が完全なアーク放電に至っていない為、非導通と
導通状態をランタムにくり返す結果を生じ、（［ｉ］）
の場合は電源の負の半波で、ＨＩＤラシランプ）が非導
通となり、第２図中のバイパスチョーク（６）を介して
、高インピータンス状態のＨＩＤランプ（３）に微小な
電流が流れることを示している。また第８図の口は正常
な位相制御による交流制御素子ｔｉｔのオフ時にチヨー
九６）を流れるバイパス電流部分である。この様に、水
銀灯やマルチハロゲン灯は、電源投入直後よりジロー放
電に人、る為、チョーク１２）の電流（ランプ電流と同
じ）位相が不安定であるが、高圧ナトリウム灯の場＆、
！４図に示す様に電源投入直後より一定時間、チョーク
（２）の−流位相は定常位相となる。

この定常位相はｆ（１０ランプ内の常閉バイメタルスイ
ッチが閉じている間だけ生じるもので、チョーク（２１
及びξ６）のインタクタンスイ鉦、交流制御素子１ｉ）
の導通位相及び、バイメタルスイッチの抵抗外と電源−
圧で決まるものである。なお第８図及び第４図において
（ａ）　Ｗよチョーク（２）に流れるｔＩｔ流波形、（
ｂ）は電源電圧波形を示している。従りて本発明はこの
ランプ電流位相が、商用ｌＩｔ源の各半すイク、ルで、
基準位相（ここでは電源電圧位相）より検出してＴ１で
あるか否か判断し、位相がＴＩであれば、高圧ナトリウ
ム灯と赫繊し、もしＴ鬼でなければ水銀灯やマルチハロ
ゲン灯であると認識す・るようにしている０第５図にそ
の実施例回路のう０ツク図を示す。

次に第５図実施例回路の動作状態を説明する。

電源位相検出回路（７）でｔ！０り０次点の検出Ｊ＼ル
スｔ−第６因（イ）のように発生し、これを受けて、纂
４図中のＴ、に相当する位相で、Ｔ・位相パルス発生回
路（ＩＩ）が、Ｔ・位相パルスを同図−のように発生す
る。即ち第６図のタイ三ンタチ？−トにおいて時刻ｔｇ
でこのＴ・位相パルスが発生し、同様に時刻ｔｓ。

【・でも電源位相に同期してこのＴ・位相パルスが発生
している。今、ランラミ流位相検出回路（９）の慣出匍
号図が、第６図の様なり〇−放電状腫を示していた場合
、Ｔｏ位相パルス−と検出信号ＩＪ９の一塊積＃′ｉ″
Ｌ″レベルであシ、この負荷であるＨＩＤランプ（１）
は水銀灯もしくは、マルチハロゲン灯と比較回路−で＋
Ｕ断でき、その判断出力をラッチ回路９１）へ送りラッ
チする。比較時間設定用タイマ０２）の出力り、）ｆｉ
比較回路−の動作開始とその終了とをコントロールする
もので、時刻１＋で比較動作を開始し、時刻Ｌｓで終了
させる為に設けている。つまり出力信号（至）の“Ｈ”
の期間、イ百号−と０９が比較回路−内のアンドゲート
に入力され、このアンドゲートの出力を、信号０９に同
期して出力しラッチ回路（１リヘラツチする。かくてこ
のアンドゲート出力かＨ′”であれば高圧ナトリウム灯
、′Ｌ″であればその他のランプとみなし、制御条件が
選択されることになる。そしてこの判断を行うのは比較
時１１ｋｌ設定用タイマ（ｌ鴫出力が′Ｈ”の間に限定
され、この信号は電源投入直後よシ高圧ナトリウム灯の
バイメタルスイッチが開くまでの闇に発生させるもので
あり、発生時間は少くとも電源の１サイクル分は要する
０次に制御条件の選択はラッチ回ｉ＠（ｉｔ）の出力信
号で行うが、電源投入直後は予め′Ｌ”に−セットされ
、水銀灯やマルチハロゲン灯用の制御条件が選択され制
御されており、これは＠６図中の時刻”　ｒ　”ｍ　＠
　ｊｔｏで変化する可能性がある為、結局選択される制
御条件は、詩画ｔ１＠で巣析され九ラッチ回路（１１）
の出力信号に従うことになる。なおこの実施例ではラン
′ｊ１１Ｉｔ流位相が、特定のＴｏ位相に全く合致して
いなくても、ＴＯ位位相へルス内に入っていれば一致し
ているものとみなすことになっている。これは、高圧ナ
トリウム灯のバイメタル抵抗のばらりきや、電線電圧の
変動、あるいは限流チョークのインタフタンスのばらり
１１を考慮して検出中音もたせる必要からである。かく
て制御部１１４では前記ラッチ回Ｍ　（Ｉｌ）の出力を
受けて制御条件の選択を行い、さらに！１！２図従来例
と同様にランプ状ｌＩｉ検出５（１４からのランプ状態
についてのデータを入力して導通位相の決定を行い、ト
リガパルス発生回路（１＠を作動して交流制御素子（６
１をオンするのである。

第１図は本発明の別の実施例を示すものであって、前述
の第６図実施例のものの場合、ランプ電流位相がり〇−
放電期間中に乱れるＨＩＤランプが水−灯やマルチハロ
ゲン灯であることから、高圧ナトリウム灯のし−９電流
位相近傍にランプ電流位相が入るかどうかを検出して、
ＨＩＤランプの種＃を検知していたが、この方法ではり
〇−放電の状態によってはランプ電流位相が、比較回路
が動作する期間でもＷＩＩＩ＆まってし−９電流位相近
傍（第６図のＴ・位相パルス−のパルス中門）Ｋ入る恐
れがあり、確実にＨＩＤランプの種類を検出できない場
合を生じるおそれがある。第７図の実施例はかかる問題
点を解決したものであって、高圧ナトリウム灯のし−９
電流位相の近傍以外の位相領域でランプ電流位相を検出
する方法であり、もしこの領域に入れば、水銀灯やマル
チハロゲン灯と判断できる。な・ぜなら制圧ナトリウム
灯の場合、シータ＠流位相が足常であり一前記領域に入
る可能性が全くな−からである。

かくてこの第７図の実施例は前述の！５図の実施例にお
けるＴ、位相パルス勧）をインバータα時で反転して、
比較回路−に入力するようにしたものである。従ってこ
の第７図実施例の動作状Ｕを示すタイ三ンジチャートは
、＠６図中の（０）を逆転したものと同様であり、第８
図のようになる。Ｔ、位相パルス−の逆転パルス体）と
検出信号同との信号のアンドを比較回路ｔｔｏ＋でとり
、検出信号０′１１）に同期してラッチ回＃！１（１１
）へ比較回路−の出力をラッチする。そうしてラッチ回
路（１１）出力がＨ”となれば、高圧ナトリウム灯のし
−９電流が流れていないと判断し、負荷のＨＩＤランプ
は水銀灯もしくはマルチハロゲン灯とみなすのである。

従ってこの実施例は、１（１０ランクの種類の検出を、
高圧ナトリウム灯でないランクである、と検出する方法
であり、もしランプ電流位相がジロー放電の状態でパル
ス悼）の″Ｌ″ルベル期間内に入うたとしても、アント
ゲートをもつ比較回路（ｌＯ）出力は′Ｌ”となり、水
銀灯やマルチハロゲン灯とは判断しないＯ比較回結叫出
力がＩ　ｌ　ｌ″とならない限り、水銀灯やマルチハロ
ゲン灯とみなさない為、本実胤例では電源投入直後はラ
ッチ回路−を“ｔ　ｌ、　１″に初期設足し１制−条ｆ
ｆｔ−尚圧ナトリウム灯用に選択するようにして７ｓる
０ 本発明は上述の工うに構成したものである力為ら、接続
された高圧蒸気放４灯が高圧ナトリウム火丁であるかあ
るいは水銀灯ｆマルチへ〇ゲン灯であるかを自助的に判
別検知することができ、この判別検知結果に応じてその
高圧蒸気放電灯の８［類に応じた制御条件により自動的
に点灯制御することか可能になるものであり、各種の高
圧蒸気放電灯に対して安定器が共用されることになるた
め、′ケ定器か菫産可能になってコストの低減全図るこ
とができる効果を有するとともに、あらゆる種類の高圧
蒸気放電灯’ｋｌｌｌｌの安に器で点灯できるため、゛
混光比を高圧蒸気放電灯の取り候えたけて自由に変えら
れ、混光照明が特別な工事を必要とすることなく得られ
るようにし、また尚圧蒸気放゛４灯の種類を℃ニタ吟で
知ることが９匝になるため、ランク交換時の種類の間違
いをなくし、医守作業を容易なものにすることができる
ｒＩＪＪＩＪｌ、を淘゛するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の回路図、第２図は位相制御力式による
他の従来例の回路図、第８図は水銀灯かマルチハロゲン
灯の場合のチョーク電流波形と電源電圧波形の波形図、
纂４図は高圧ナトリウム灯の場合のチョーク電流波形と
亀源嵐圧波形の波形図、第６図は本発明の一実施例のブ
ロック図、纂６図は同上のタイムチャ６−ト、第７図は
本発明の別の実施例のブロック図、第８図は同上のタイ
ムチャートであり、（ｌ）は商用電源、（２）はチョー
ク（限流インタフタンスＬ［３）はＨＩＤランプ（高圧
蒸気数゛電灯）、＋６１は交流制御素子、（１ｕ）は比
較ｆ！１１、（１１）はラッチ回路、（１″４は比較時
間タイマ回路、贈はインバータである。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 手続補正書（自発） 昭和５７年６月２１日 昭和５６年特許願第１２７９２５号　・２、発　明　の
名称 放電灯点灯装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特　許出願人 住　　所　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名　称
　（５８３）松下電工株式会社 代表者小　林　　郁 ４、代理人 ５、補正命令の日付 ８、補正の内容 Ｗｌｌ　Ｍの涌ね ｌ　　　　　正　　　　　偉 唄書番号　　特唄昭５６−１２７９２５号１、本圃明細
書第２貞第９行目の全文を削除して′Ｆ記の文を押入す
る。 「ぷ）は、不紹世蒸党圧梨と飽和蒸気比型とがあり、」 ２、同上第７員第１５行目の「（０）の場合は」の又を
目１」味する。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 ニ （柵

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　　商用電源に交流制御素子と限流インタフタン
   スと高圧蒸気放電灯とを直列接続して主回路を形成し、
   上記交流制御素子の導通トリガ位相を烏圧蒸気放電灯に
   流れるランプ電流位相に従い制御するようにした放電灯
   点灯装置において、上記ランプ電流位相が電源周期に同
   期した修生サイクルの特定位相に一致するか否かを検出
   する比較回路と、この比較回路が動作するタイミンクと
   期間とを与える比較時間タイマ回路と、前記比較回路出
   力をランプ電流位相に同期して保持するラッチ回路とを
   具備して成ることを％欲とする放電−灯点灯装Ｗ。 （！ｌ　比較回Ｗ＆を８人カアンドゲートで構成して成
   るととｔ−特徴とする特許請求の範囲１１１項記載の放
   電灯点灯装置。 ＋３）　　前記特定位相で発生するバルスイｇ号をイン
   バータを介して比較回、路に入力するように構成して成
   ることを特徴とする特許請求の範囲Ｍ１項記載の放電灯
   点灯装置０