JPS5854479B2 - Discharge lamp lighting method - Google Patents

Discharge lamp lighting method

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JPS5854479B2
JPS5854479B2 JP51158088A JP15808876A JPS5854479B2 JP S5854479 B2 JPS5854479 B2 JP S5854479B2 JP 51158088 A JP51158088 A JP 51158088A JP 15808876 A JP15808876 A JP 15808876A JP S5854479 B2 JPS5854479 B2 JP S5854479B2
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voltage
discharge lamp
power supply
high voltage
frequency
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勲 金田
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NEC Home Electronics Ltd
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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、特に少なくとも放電
灯の点灯中において例えば交流電源の各サイクル毎に電
源電圧とは別に放電灯に再点弧用の高電圧を与えるよう
な放電灯点灯方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for lighting a discharge lamp, and more particularly, a method for applying a high voltage for restriking to the discharge lamp separately from the power supply voltage, for example, at each cycle of an AC power supply at least during lighting of the discharge lamp. This invention relates to a discharge lamp lighting method.

従来より、例えばけい光灯等の放電灯を点灯する方式と
して、その限流チョークを小形化する目的で、初始動時
には交流電源電圧とパルス電圧とを重畳して放電灯を点
灯し、その後は電源電圧Iこよって点灯維持させるよう
なものが提案され、実現されている。
Conventionally, for the purpose of downsizing the current limiting choke for lighting discharge lamps such as fluorescent lamps, the discharge lamp is lit by superimposing AC power supply voltage and pulse voltage at the first start, and then It has been proposed and realized that the lighting is maintained using the power supply voltage I.

このような従来方式においては、電源電圧eの最大値E
mは、それσこよって再点弧電圧ERst (初始動後
(こ放電灯への印加電圧か成るレベルまで低下しても点
灯維持し得るような電圧)を与えるようにするため番こ
、当然のこととして、この再点弧電圧EFLstよりも
太きく(Em>ERst )選ばれている。
In such a conventional system, the maximum value E of the power supply voltage e
Naturally, m is determined by σ in order to provide the re-ignition voltage ERst (a voltage that allows lighting to be maintained even if the voltage applied to the discharge lamp drops to a certain level after the initial start). Therefore, it is selected to be larger than this re-ignition voltage EFLst (Em>ERst).

そして、この従来点灯方式においては、この再点弧電圧
ER3tは放電灯の管電圧と比較して大きいものであり
、応じて電源電圧eの最大値Emも大きくならざるを得
ない。
In this conventional lighting method, this re-ignition voltage ER3t is large compared to the tube voltage of the discharge lamp, and the maximum value Em of the power supply voltage e must also become large accordingly.

従って、この電源電圧Emと放電灯の管電圧■Tmの差
分を分担する安定器も大形のものとなる。
Therefore, the ballast that shares the difference between the power supply voltage Em and the discharge lamp tube voltage ■Tm is also large-sized.

すなわち、スタータの効果が単に初始動電圧の供給効果
にとどまる限りにおいては小形化にも限界がある。
That is, as long as the effect of the starter is limited to simply supplying the initial starting voltage, there is a limit to miniaturization.

それゆえに、この発明の主たる目的は、限流装置を極め
て小形化し得る別方式の放電灯点灯方法を提供すること
である。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a different method for lighting a discharge lamp, which allows the current limiting device to be extremely miniaturized.

この発明は、要約すれば、少なくとも放電灯の点灯中に
おいて交流電源の各半サイクル毎に放電灯に成る時間幅
以上を有する高電圧を再点弧エネルギとして与える点灯
方式で−あって、放電灯の点灯中における高電圧V の
最大値vRmを再点弧電圧ER8tよりも太きくし、か
つ電源電圧eの最大値Emを再点弧電圧El(、stよ
りも小さくするようにした放電灯点灯方法である。
To summarize, the present invention provides a lighting method for applying a high voltage as restriking energy to a discharge lamp at least during each half cycle of an AC power source during each half cycle of the discharge lamp. A method for lighting a discharge lamp in which the maximum value vRm of the high voltage V during lighting is made larger than the restriking voltage ER8t, and the maximum value Em of the power supply voltage e is made smaller than the restriking voltage El(,st). It is.

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。
The above objects and other objects and features of the invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。FIG. 1 is an electrical circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

図面において、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。
In the drawing, AC is an alternating current power source, and a series circuit of a current limiting choke CH as an example of a current limiting device and a discharge lamp FL is connected.

前記限流チョークCHには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。
A secondary winding W20 is wound around the current limiting choke CH, one end of the secondary winding W20 is connected to one end A of the filament f of the discharge lamp FL, and the other end is connected to the booster circuit R. There is.

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
成された振動回路圧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FL
のフィラメントf′の一端口に接続されている。
The booster circuit R is a circuit in which an intermittent oscillation capacitor C1 is connected in series to an oscillating circuit voltage formed by connecting a series circuit of a thyristor S and a bouncing booster inductor L, and a capacitor C in parallel. is connected to one end of the secondary winding W20 mentioned above, and the other end is connected to the discharge lamp FL.
is connected to one end of the filament f'.

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のフィラメントf、f′を予熱する電子
式フィラメン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との直列回路から威り、放電灯FLの両フイラメン
l−f、f’の間に直列に接続されている。
PRH is an electronic filament preheating circuit that is driven to conduct by the oscillation output of the booster circuit R and preheats the filaments f and f' of the discharge lamp FL, and includes a thyristor Sp, a high frequency blocking inductor NL that blocks the oscillation output, and is connected in series between the two filaments l-f, f' of the discharge lamp FL.

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クを用いるも
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。
As long as the booster circuit R performs high-frequency oscillation operation, it may be replaced with one using a gated silice such as a triac, or even a high voltage generation circuit using an inverter.

次に上記構成の動作について説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.

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。
First, when the power supply AC is connected, the power supply voltage e is applied to the discharge lamp FL via the current limiting choke CH, and the power supply voltage e is also applied to the booster circuit R via the secondary winding W20 of the current limiting choke CH. be done.

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圧が発振動
作を開始する。
In the booster circuit R, the power supply voltage e is applied to the thyristor S via the intermittent oscillation capacitor C1, and the oscillating circuit pressure starts an oscillation operation to cause the thyristor S to break over.

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。
This oscillation operation would continue without the intermittent oscillation capacitor C1, but because of the intermittent oscillation capacitor C1, it oscillates intermittently every half cycle during the rising portion of the power supply voltage e.

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。
Now, considering a half cycle of the power supply voltage e, when the oscillation circuit R' starts the oscillation operation as described above, the intermittent oscillation capacitor C1 is charged to a polarity that cancels out the power supply voltage e.

したがってその端子電圧vc1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。
Therefore, when the terminal voltage vc1 increases and the voltage difference from the power supply voltage e becomes less than the breakover voltage VBO of the thyristor S, the thyristor S remains in the off state and the oscillating circuit R' stops oscillating. be stopped.

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vcl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。
Therefore, during the subsequent period in this half cycle, the terminal voltage vcl of the intermittent oscillation capacitor C1 remains at a constant value, and the oscillation circuit R' stops oscillating.

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Vcl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。
However, when the power supply voltage e changes to the next half cycle, the power supply voltage e becomes a voltage with the opposite polarity to the voltage of the previous half cycle, so this voltage and the intermittent oscillation capacitor C1 are charged in the previous half cycle. A voltage summed with the terminal voltage Vcl is applied to the oscillating circuit R', and the sum voltage causes the thyristor S to break over and start oscillating.

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■cI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。
However, at the same time as the oscillation, the terminal voltage cI of the intermittent oscillation capacitor C1 rapidly reverses its polarity and is charged again in a direction that cancels out the power supply voltage e, and eventually the oscillation of the oscillation circuit R is stopped.

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を通じて振動回路R′に電流が
流れる。
Therefore, the oscillating circuit R' oscillates only during the rapid inversion period of the intermittent oscillation capacitor C1, and only during that period, current flows from the power supply AC to the oscillating circuit R' through the intermittent oscillating capacitor C1.

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。
This operation is repeated in each subsequent half cycle.

第2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、Vc、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に図示のように電流i
c1が流れ、またこの期間たけ昇圧回路Rの両端に高周
波高電圧の発振出力vRを生じる。
FIG. 2A is a voltage and current waveform diagram of each part showing this state, where e is the power supply voltage and Vc is the intermittent oscillation capacitor C1.
This shows the terminal voltage of
c1 flows, and a high-frequency, high-voltage oscillation output vR is generated at both ends of the booster circuit R during this period.

前記発振出力VRは限流チョークCHの1次巻線WIO
と2次巻線W20によって分圧され、1次巻線W10に
よる分圧電圧が電源電圧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PRHとに印加される。
The oscillation output VR is the primary winding WIO of the current limiting choke CH.
and is divided by the secondary winding W20, and the divided voltage by the primary winding W10 is superimposed on the power supply voltage e with the opposite polarity and applied to the discharge lamp FL and the filament preheating circuit PRH.

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。
Then, in the filament preheating circuit PRH, the voltage is applied to the thyristor Sp via the high-frequency block inductor NL, and the thyristor Sp receives the sudden voltage change effect (
In other words, the conduction is driven by the dv/dt effect).

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Sp1 インダクタNL
、フィラメントf′を通じて流れ、フイラメン)f、f
’が予熱され始める。
Therefore, at the rear end of the intermittent oscillation phase, the current from the power supply AC flows through the filament f, thyristor Sp1, and inductor NL.
, flows through filament f′, filament) f, f
' begins to preheat.

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f、f’に電源ACから電
流が流れて予熱が行なわれる。
The thyristor Sp is driven into conduction every time the oscillation output vR of the booster circuit R is applied to the preheating circuit PRH, and during periods f and f' when the thyristor Sp is conductive, a current flows from the power supply AC to perform preheating. .

かくしてフイラメンt−f、f’が次分子熱され、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■Rにトリガされて放電灯FLが始動
される。
In this way, the filaments t-f and f' are heated to the next level, and when the voltage required to start the discharge lamp FL drops to Est, the discharge lamp FL is started by being triggered by the oscillation output R from the booster circuit R.

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F’L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。
When the discharge lamp FL is turned on, most of the intermittent oscillation force flows into the conductive discharge lamp F'L, and the remaining force is absorbed by the high-frequency block inductor NL, and further increases the breakover voltage of the thyristor Sp. By setting VBO sufficiently higher than the peak value vTp of the tube voltage, the thyristor Sp becomes non-conductive.

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。
Note that if the breakover voltage of the thyristor Sp is very high, the high frequency blocking inductor NL may be omitted depending on the case.

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。
However, such thyristors are currently uncommon and expensive.

従って点灯後はフィラメント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、再点弧すると各半サイクル
の残余期間は電源電圧eによって点灯維持される(第2
図B参照)。
Therefore, after lighting, the discharge lamp FL is re-ignited by the oscillation output vR every half cycle of the power supply AC while the preheating of the filaments f and f' is stopped. It is kept lit by e (second
(See Figure B).

尚、第1図において予熱回路PRHはフィラメントトラ
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。
It goes without saying that the preheating circuit PRH in FIG. 1 may be replaced with an electrode preheating circuit using a filament transformer.

第3図は第1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
FIG. 3 shows waveforms of various parts observed as a result of experiments using the circuit of FIG. 1, with high frequency components ignored.

この図で管電圧vTは第3図Bに示すように間欠発振期
間による休止期間を持つた矩形波となる。
In this figure, the tube voltage vT becomes a rectangular wave having a pause period due to an intermittent oscillation period, as shown in FIG. 3B.

そのために管電圧VTの実効値vTは、在来点灯方式の
90〜95多程度の値を示す。
Therefore, the effective value vT of the tube voltage VT exhibits a value of about 90 to 95 in the conventional lighting system.

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。
The discharge lamp FL is forcibly reignited by the oscillation output VR at the rising edge of each half cycle.

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ic1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。
That is, at each re-ignition, the high-voltage oscillation output VR is applied to the discharge lamp FL to prevent ions from disappearing, and the intermittent current ic1 flowing through the booster circuit R flows through the secondary winding W20. , the corresponding terminal voltage of the secondary winding W20 applies a rapidly increasing low frequency voltage to the discharge lamp FL through coupling with the primary winding WIO.

管電流iT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、そのためにこの実施例の点灯方式に
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。
The rising phase of the tube current iT remains constant regardless of fluctuations in the power supply voltage e, and therefore the rate of fluctuation of the tube current in the lighting system of this embodiment is good regardless of the decrease in stable impedance.

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。
In this case, the discharge lamp FL has a restriking voltage ER due to glow discharge.
Without st, it immediately shifts to arc discharge upon re-ignition.

なお、本方式は、安定器のVA(ボルトアンペア)の変
動率に関しても有利な特性をもつ。
Note that this method also has advantageous characteristics regarding the fluctuation rate of VA (volt-ampere) of the ballast.

すなわち管電圧は電源電圧変動に対して一定値を保ち、
そのために電源電圧と管電圧との差の電圧、すなわち安
定器端子電圧の変動率は垂下特性の管電圧を有する従来
方式の場合に比較して格段に小さい。
In other words, the tube voltage maintains a constant value against power supply voltage fluctuations,
Therefore, the voltage difference between the power supply voltage and the tube voltage, that is, the fluctuation rate of the ballast terminal voltage is much smaller than in the case of the conventional system having a tube voltage with a drooping characteristic.

次に電源ACから放電灯FLに流入する管電流iTは第
3図Cに示すように主として発振期間以外の期間(t2
〜1+ )に流れている。
Next, the tube current iT flowing from the power supply AC to the discharge lamp FL mainly flows during a period other than the oscillation period (t2
~1+).

発振期間’l−’2 ) y (14〜i5)は電源A
Cから昇圧回路R1こ電流’csが流れている。
Oscillation period 'l-'2) y (14 to i5) is power supply A
A current 'cs flows from C to the booster circuit R1.

同図りはこの電流’ctの電流波形を示している。The figure shows the current waveform of this current 'ct.

この電流は限流チョークCHの増磁性に結合された1次
巻線W10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W20の巻数比によって励磁
効果を制御することができる。
This current flows through both the primary winding W10 and the secondary winding W20, which are coupled to the magnetizing property of the current limiting choke CH, and generally has an excitation effect depending on the turns ratio between the primary winding WIO and the secondary winding W20. can be controlled.

前記管電圧vT、管電流iT、昇圧回路Rへの電流ic
1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(vcH−4)および蓄積エネルギーSを算出
すると同図EおよびFに示す波形となる。
The tube voltage vT, the tube current iT, the current ic to the booster circuit R
1 and the waveform of the power supply voltage e, the voltage-current product (vcH-4) of the current limiting choke CH and the stored energy S are calculated, resulting in the waveforms shown in E and F in the figure.

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。
Figure E shows the voltage/current product of the current limiting choke CH due to the difference between the oscillation output VR, the power supply voltage e, and the tube voltage vT.

電流ic1によるエネルギーSIは(S+=ft’(,
5−vR)Kic、 ・dt )で与えられる。
The energy SI due to the current ic1 is (S+=ft'(,
5-vR) Kic, dt).

たたしKは1次、2次巻線WIO,W20の巻数比によ
る定数である。
K is a constant depending on the turn ratio of the primary and secondary windings WIO and W20.

電源電圧eが管電圧vTより高い期間(tz〜ts)に
蓄積されるエネft3 ルギー82は(S2= (e VT ) 1Td
t )で2 与えられる。
The energy ft3 energy 82 accumulated during the period (tz to ts) where the power supply voltage e is higher than the tube voltage vT is (S2 = (e VT ) 1Td
t) is given by 2.

逆に管電圧VTのほうが電源電圧eより、高い期間(t
a〜11)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(S s=J’ ”(e vT)3 iTdt)で与えられる。
Conversely, the tube voltage VT is higher than the power supply voltage e during the period (t
a to 11) release the stored energy, and the total released energy S3 is given by (S s = J'''(e vT)3 iTdt).

この結果限流チョークCHの内部に蓄えられるエネルギ
ーレベルは第3図Fのように増減する。
As a result, the energy level stored inside the current limiting choke CH increases or decreases as shown in FIG. 3F.

第3図に示す波形の場合にはS r + 82 = S
sなる関係が成立する。
In the case of the waveform shown in Figure 3, S r + 82 = S
The relationship s holds true.

次に第3図に示す波形に基づいて毎サイクル点灯方法に
おける小形化の理由を説明すれば次の通りである。
Next, the reason for the miniaturization in the every-cycle lighting method will be explained based on the waveform shown in FIG. 3.

但し簡単のためσこ、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C11こ
よるエネルギーの蓄積部分を無視する。
However, for the sake of simplicity, it is assumed that the initial value of the tube current iT at time t2 is zero, and the part of the energy accumulated by the intermittent oscillation capacitor C11 is ignored.

そのような場合、管電流iTは次のように算出できる。In such a case, the tube current iT can be calculated as follows.

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の振幅はv
Tmとし、管電流iTの出現する期間を9)、:5il
l 1vTm/Emからθ=π+ψ2の期間とする。
However, L is the inductance of the current limiting choke CH, the power supply voltage e=Emsinθ, θ=ωt, and the amplitude of the tube voltage VT is v
Let Tm be the period in which the tube current iT appears, 9), :5il
The period is θ=π+ψ2 from 1vTm/Em.

上式をぢ□が、0.1/2. l/J2 およびEm J3/2の場合について計算すればvTmとEmの比が
大きくなるとiTが激減することが知れる。
The above formula is 0.1/2. If calculations are made for the cases of l/J2 and Em J3/2, it will be seen that iT decreases sharply as the ratio of vTm and Em increases.

例えばvTm/Em=J3/2の場合は、vTm/Em
=J1/2の場合に比較してiTが1/7になる。
For example, if vTm/Em=J3/2, vTm/Em
= J1/2, iT becomes 1/7.

したがって定格の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ととなるわけであ
る。
Therefore, the inductance L of the current limiting choke CH required to obtain the rated iT is 1/7.

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、それだけ小形化することができる
This means that the terminal voltage vcH of the current-limiting choke CH can be drastically reduced, the impedance of the current-limiting choke CH can be reduced accordingly, and the size of the current-limiting choke CH can be reduced accordingly.

第4図はこの発明の効果について説明するため、放電灯
FLとしてFL40またはFLR40を用いた場合の、
各部電圧の関係を示す線図である。
In order to explain the effect of this invention, FIG. 4 shows the case where FL40 or FLR40 is used as the discharge lamp FL.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between voltages at various parts.

この第4図において、横軸に始動時および点灯中の各半
サイクル毎に印加される高電圧、すなわち高圧出力VR
の印加期間(第2図Aの発振幅)〔ms〕をとり、縦軸
に放電灯の始動電圧および再点弧電圧〔v〕をとる。
In FIG. 4, the horizontal axis represents the high voltage applied every half cycle during starting and lighting, that is, the high voltage output VR.
The application period (oscillation amplitude in FIG. 2A) [ms] is plotted, and the starting voltage and restriking voltage [v] of the discharge lamp are plotted on the vertical axis.

ここで、放電灯の始動電圧は、熱陰極形放電灯にあって
はフィラメント予熱電力によって変化し不定であるため
、また冷陰極形成電灯の場合についての効果をも理解し
やすいように、線Aはフィラメント予熱を行なわない場
合の初始動電圧Estを示し、線Bは再点弧電圧E□、
tを示す。
Here, since the starting voltage of a discharge lamp is unstable and changes depending on the filament preheating power in a hot cathode type discharge lamp, and to make it easier to understand the effect in the case of a cold cathode type electric lamp, the line A indicates the initial starting voltage Est when the filament is not preheated, and line B indicates the restriking voltage E□,
Indicates t.

また、線C2“Cは高圧出力VRの最大値vRJT1.
vRm′を示し、線り、D’は電源電圧eの最大値Em
、 Err/を示す。
Further, the line C2"C indicates the maximum value vRJT1. of the high voltage output VR.
vRm' is the line, and D' is the maximum value Em of the power supply voltage e.
, indicates Err/.

さらに、線Eはフィラメントを4Wで予熱した場合の初
始動電圧を示し、線F、Fvは高圧出力vBの最大値v
Rm。
Furthermore, line E shows the initial starting voltage when the filament is preheated at 4W, and lines F and Fv are the maximum value v of high voltage output vB.
Rm.

vRm′を示す。vRm' is shown.

ただし、フィラメントを予熱した場合はフィラメント予
熱開始後時間の経過に伴ってフィラメント温度が上昇し
、フィラメント温度が所定値に達すると、フィラメント
の両端間でエンドグローを生じ、これがトリがとなって
初始動電圧が低下するので、低下後の初始動電圧を示す
However, if the filament is preheated, the filament temperature will rise as time passes after the start of filament preheating, and when the filament temperature reaches a predetermined value, an end glow will occur between both ends of the filament, which is the first time the filament is heated. Since the starting voltage decreases, the initial starting voltage after the decrease is shown.

この図の示すところを、端的に述べれば、それは、従来
のような時間幅の極めて狭い単一パルスでは、放電灯の
初始動は可能であっても、再点弧電圧の低下は困難であ
り、特に再点弧電圧を電源電圧と関連づけた場合におい
て、電源電圧を管電圧程度迄に低減せしめるためには、
相当の期間高電圧の印加を持続する必要があるというこ
とである。
To put it simply, what this figure shows is that although it is possible to start the discharge lamp for the first time using a conventional single pulse with an extremely narrow time width, it is difficult to reduce the restriking voltage. In particular, when the restriking voltage is related to the power supply voltage, in order to reduce the power supply voltage to the level of the tube voltage,
This means that it is necessary to continue applying high voltage for a considerable period of time.

\すなわち、この発明では、伺らかの方法により
初始動時にVRm >Estとすることはいうまでもな
いが、特に点灯中lこおいてVl(、m>El(Stに
設定するとともに、Em < E RS tとなるよう
に各部電圧を設定することを特徴とする。
\That is, in this invention, it goes without saying that VRm > Est is set at the time of initial startup using the method described above, but in particular, when the lamp is turned on, it is set to Vl (, m > El (St), and Em It is characterized in that the voltages of each part are set so that < E RS t.

さらに、高圧出力VRの印加時間、すなわち第2図Aの
時間幅は、A、BおよびEで示す初始動電圧Estおよ
び再点弧電圧E4stが高圧出力印加時間に対する変化
率が小さい0.5ms以上の領域(第4図のT1より右
の右下り斜線領域)を利用するように、各コンポーネン
トの定数を決定する。
Furthermore, the application time of the high voltage output VR, that is, the time width in FIG. The constants of each component are determined so as to utilize the area (the downwardly diagonal shaded area to the right of T1 in FIG. 4).

このようにすること(こよって初めて、電源電圧Emを
従来方式に比し半減し得、管電圧と一致させ得るもので
ある。
By doing this, it is possible to reduce the power supply voltage Em by half compared to the conventional system and make it match the tube voltage.

特に、再点弧電圧ERstがほぼ一定となる1、1ms
以上の領域(第4図のT2より右の交叉斜線領域)を利
用すれば、高圧出力vBの最大値VRmは、線C2?の
ように、また電源電圧の最大値Err/は線打のように
さらに低下させ得、Em−vTmが極小となり、その差
を分担すべき限流チョークCHの分担電圧が小さくなる
In particular, for 1.1 ms when the restriking voltage ERst becomes almost constant
By using the above region (the cross-hatched region to the right of T2 in FIG. 4), the maximum value VRm of the high voltage output vB can be determined by the line C2? In addition, the maximum value Err/ of the power supply voltage can be further reduced as shown in a line, Em-vTm becomes a minimum, and the voltage shared by the current limiting choke CH that should share the difference becomes small.

そのため、ある励磁電流を仮定した場合、この限流チョ
ークCHが最も小形化され、前述の要望を実現できる。
Therefore, assuming a certain excitation current, this current-limiting choke CH can be made most compact, and the above-mentioned requirement can be realized.

なお、上述の実施例においては、高圧出力発生手段の発
生する高電圧が、高周波高電圧である場合について述べ
たが、これは、時間幅を前述のように限定する限りlこ
おいてパルス高電圧を利用することも可能である。
In the above embodiment, the high voltage generated by the high voltage output generating means is a high frequency high voltage. However, as long as the time width is limited as described above, the pulse height It is also possible to use voltage.

この場合、パルス高電圧は、繰返し羅列パルスでもよく
、単一パルスでもよい。
In this case, the pulsed high voltage may be a repeated series of pulses or a single pulse.

すなわち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VOH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ある。
That is, the greatest advantage of this lighting method is that the terminal voltage VOH of the current limiting choke CH, that is, the stored energy, can be reduced to about 1/10 as described above.

これQこよって電力損失も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饅の向上を期
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。
Due to this Q, power loss can be expected to be reduced to about 1/10, and the overall efficiency of the circuit system can be expected to improve by about 25%, and the efficiency of the lamp itself can be doubled as the current/voltage utilization rate. This can be improved by

更にこのような点灯方式(こよれば電源電圧eと管電流
iT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。
Furthermore, in this lighting system, the phase difference between the power supply voltage e and the tube current iT is smaller than in the conventional lighting system, so a power factor correction capacitor is not required or the capacitance can be made extremely small.

また、前述のように、高電圧VB、の最大値vRn(を
線C’ 、 F’のように低下させ得ることは、昇圧回
路Rや振動回路R′の構成部品を耐圧の小さい小型安価
な部品で構成できることを意味し、同時にこの高電圧V
Rが印加される限流チョークCHに対しても、層間の絶
縁処理上有利となる利点がある。
Furthermore, as mentioned above, the ability to reduce the maximum value vRn (of the high voltage VB) as shown by lines C' and F' means that the components of the booster circuit R and the oscillating circuit R' can be made small and inexpensive with low withstand voltage. This means that it can be constructed with components, and at the same time this high voltage V
There is also an advantage in interlayer insulation treatment for the current limiting choke CH to which R is applied.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施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および電流波形
図を示す。 第3図は第1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4図はこの発明の各部電圧の関係を示すグラフである
。 図において、ACは低周波交流電源、CHは限流装置(
限流チョーク)、FLは放電灯、f、f’はフィラメン
ト、Rは高圧出力発生の一手段たる間間欠発振回路(昇
圧回路)、C1は間欠発振用コンデンサ、R′は振動回
路、Estは初始動電圧、ER8tは再点弧電圧、V
RJn t V l(、rn’は再点弧に要する高電圧
の最大値、Em 、 Em’は電源電圧の最大値である
FIG. 1 is an electrical circuit diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 shows voltage and current waveform diagrams of various parts of the device shown in FIG. 1. Figure 3 shows the voltage and current of the main parts of the device shown in Figure 1.
FIG. 3 is a diagram of energy changes and accumulated energy waveforms. FIG. 4 is a graph showing the relationship between voltages at various parts of the present invention. In the figure, AC is a low-frequency alternating current power supply, and CH is a current limiter (
(current limiting choke), FL is a discharge lamp, f and f' are filaments, R is an intermittent oscillation circuit (step-up circuit) which is a means of generating high voltage output, C1 is a capacitor for intermittent oscillation, R' is an oscillation circuit, and Est is an oscillation circuit. The initial starting voltage, ER8t is the restriking voltage, V
RJntVl(, rn' is the maximum value of the high voltage required for restriking, Em, Em' is the maximum value of the power supply voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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電圧が与えら
れる放電灯と、 前記低周波交流電源によって付勢されて各半サイクル毎
に間欠的に高圧出力を発生する高圧出力発生手段とを備
え、 少なくとも前記低周波交流電源の各半サイクル毎の前記
放電灯の再点弧時に、低周波交流電源電圧と舗記高圧出
力発生手段の発生する高電圧とを重畳的に該放電灯に与
えて再点弧し、再点弧後の各半サイクルの残余期間は低
周波交流電源電圧のみで点灯維持する放電灯点灯方法に
おいて、前記低周波交流電源電圧の最大値は前記放電灯
の再点弧電圧よりも小さく設定し、かつ 前記放電灯の点灯中の高電圧の最大値は前記再点弧電圧
よりも大きく設定し、 前記高圧出力発生手段の発生する高電圧の各半サイクル
毎の時間幅が、前記高電圧の時間幅に対する再点弧電圧
特性曲線の変化率の小さい領域に設定されていることを
特徴とする放電灯点灯方法。 2 前記高圧出力発生手段の発生する高電圧が、高周波
高電圧である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 前記高圧出力発生手段の発生する高電圧が、パルス
高圧である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。 4 前記高圧出力発生手段の発生する高電圧の時間幅が
0.5ms以上である、特許請求の範囲第1項ないし第
3項のいずれかに記載の放電灯点灯方法。 5 前記高圧出力発生手段の発生する高電圧の時間幅が
1.1ms以上である、特許請求の範囲第4項記載の放
電灯点灯方法。
[Claims] 1. A low-frequency AC power supply, a current limiting device, a discharge lamp to which the low-frequency AC power supply voltage is applied via the current limiting device, and a discharge lamp energized by the low-frequency AC power supply to and a high-voltage output generating means that generates a high-voltage output intermittently every cycle, the low-frequency AC power supply voltage and the specified high-voltage output at least when the discharge lamp is re-ignited every half cycle of the low-frequency AC power supply. In the discharge lamp lighting method, the discharge lamp is re-ignited by applying a high voltage generated by the generating means in a superimposed manner to the discharge lamp, and the remaining period of each half cycle after the re-ignition is maintained by only the low-frequency AC power supply voltage. , the maximum value of the low frequency AC power supply voltage is set lower than the restriking voltage of the discharge lamp, and the maximum value of the high voltage during lighting of the discharge lamp is set larger than the restriking voltage, The time width of each half cycle of the high voltage generated by the high voltage output generating means is set in a region where the rate of change of the restriking voltage characteristic curve with respect to the time width of the high voltage is small. How to turn on lights. 2. The discharge lamp lighting method according to claim 1, wherein the high voltage generated by the high voltage output generating means is a high frequency high voltage. 3. The discharge lamp lighting method according to claim 1, wherein the high voltage generated by the high voltage output generating means is a pulsed high voltage. 4. The discharge lamp lighting method according to any one of claims 1 to 3, wherein the time width of the high voltage generated by the high voltage output generating means is 0.5 ms or more. 5. The discharge lamp lighting method according to claim 4, wherein the time width of the high voltage generated by the high voltage output generating means is 1.1 ms or more.
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