JPS59163796A - 高圧放電ランプの点灯方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は高圧放電ランプの点灯方法に関するものである
。

従来例の構成とその問題点 一般に放電ランプを高周波で点灯すると、点灯回路を小
形、軽量化でき、また発光効率が上昇するなどの利点が
ある。しかし、その反面、高圧放電ランプを高周波で点
灯すると、いわゆる音響共鳴現象′が起こり、アークの
ゆらぎによって発光がちらつき、著しい場合にはランプ
が立消えするに至る。

従来、高圧放電ランプを高周波で点灯しても、音響共鳴
現象を生じない点灯方法として、矩形波を高圧放電ラン
プに加える方法が知られている。

音響共鳴現象は、放電ランプの発光管内アークの温鍍、
圧力変化が発光管内の波動モードと共鳴を起こす現象で
あるので、矩形波で高圧放電ランプを点灯して放電の正
負を瞬時に反転させれば、発光管内アークの温度、圧力
の変化がなく音響共鳴現象が起こらない。しかしながら
、たとえば第１図−に示すような矩形波発生回路を用い
て矩形波を高圧放電ランプに加える場合、以下に述べる
ような問題が発生した。第１図に示す矩形化発生回路は
一方のトランジスタ１と他方のトランジスタ２とを交互
に導通させて第２図に示すような矩形波を得、これを高
圧放電ランプ３に加えるものである。一般にトランジス
タが導通状態から遮断状態へ、切換わる場合には立下り
遅れ時間１．ｆが生じるので、第、１図に示した回路で
第２図に示しだような矩形波を発生しようとすると、発
生する波形が正から負へ切換わる瞬間、両方のトランジ
スタが同時に導通状態になってしまい、この瞬間これら
のトランジスタには第３図に示すような過大電流工。が
流れる。したがってトランジスタ１，２にはランプに供
給する電流の数倍の電流に耐える大形のものを使用し々
ければならない。また、立下り遅れ時間ｔｆはたとえば
周囲温度などの影響を受けてトランジスタの動作中さら
に遅れを増す場合があシ、これが過大電流を増加させて
結果的にトランジスタを破壊することにつながる。

発明の目的 本発明の目的は音響共鳴現象が起こらず、かつ点灯回路
の部品、たとえばトランジスタなどに過大電流が流れる
のを防止し、これを破壊することのない高圧放電ランプ
の点灯方法を提供することにある。

発明の構成 本発明は矩形波を高圧放電ランプに加えて点灯させる一
方法であって、前記矩形波に休止期間を設け、前記矩形
波の一周期に対する全体止期間の比が０．４以下である
ことを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法である。

実施例の説明 まず、音響共鳴現象とはどのようなものか具体値）を示
したものである。ランプ電圧が異常に高くなっている周
波数範囲人が音響共鳴現象を起こしている箇所である。

この周波数範囲ではアークのゆらぎによるちらつきが目
立ち、またランプ電圧が異常に高いだめ、立消えしやす
い不安定な状態になっている。

次に同じランプに矩形波を加えた例を示す。なお、以後
矩形波の一周期ｔ。に対する全通電期間の比をデユーテ
ィ比と呼ぶことにする。休止期間のない矩形波ではデユ
ーティ比１．０である。第５図にデユーティ比０．８の
矩形波の例を示す。第６図ａ、ｂ、ｃ、ｄはデユーティ
比がそれぞれ１．○。

０．８　、　Ｏ−６、０，５の矩形波で点灯した例であ
る。

デユーティ比１．０で点灯した場合、第６図１に実すよ
うに、ランプ電圧は全周波数範囲で一定であり、音響共
鳴現象は脂釈でいない。しかし、同図す、ｃに示すよう
に、デ・ニーティ比を０．８　、０．６と下げ電流の休
止期間を長くするに従ってランプ電圧の異常上昇が大き
くなる。これはアーク湿度。

圧力の変動幅が休止期間の増大とともに大きくなり、共
鳴の程度が激しくなるだめである。同図ｄに示すデユー
ティ比０．６の場合、ランプ電圧の異常上昇はほぼ全周
波数範囲で見られ、その大きさから共鳴の程度は第４図
に示しだ正弦波による点灯の場合より著しい。特にハツ
チングを付した周波数範囲では立消えが起こり、点灯不
可能であった。したがって、デユーティ比０゜６の矩形
波は高圧放電ランプの点灯には不適当である。

これに対して、本発明のように、デユーティ比０．６以
上、すなわち−周期に対する全体止期間の比が０４以下
の矩形波で点灯すれば、音響共鳴現象に対して正弦波よ
りも安定でランプの立消えが起こら々いようにできる。

さらに、第６図に示したような休止期間ｔ２を設けた矩
形波で高圧放電ランプを点灯するならば、たとえば第１
図に示しだような矩形波発生回路において、トランジス
タ１，２に第３図に示したような過大電流工。が流れる
という問題が生じない。

すなわち、第１のトランジスタの導通状態から第２のト
ランジスタの導通状態へ切換わる際、第１のトランジス
タが完全に遮断するのを持ってから第２のトランジスタ
を導通させるのであるから、両方のトランジスタが同時
に導通状態になり得ない。したがって、第３図に示した
ような過大電流工。が流れず、最大許容電流がランプ電
流程度の小形で安価なトランジスタを使用することがで
きる。休止期間ｔ２はトランジスタの立下シ遅れ時間ｔ
ｆが少々変動しても、両者のトランジスタが同時に導通
することがないように、十分良く設定しておけばよい。

最近の高速のトランジスタ、たとえば電界効果トランジ
スタなどでもｔｆ　は０．０５μｓ程変なので、休止期
間は少なくとも０．１μｓ必要である。ただし、音響共
鳴現象による立消えを防止するために、矩形波の一周期
ｔ。に対する゛　　　　　　　　　　全体止期間 の比は０．４以下にする必要があることは前述した通シ
である。

次に本発明の点灯方法を実施するだめの回路例を第７図
を参照しながら説明する。３は高圧ナトリウムランプな
どの高圧放電ランプ、４は電源、５は電源４を入力する
と正負の直流電圧を発生し、かつ限流機能を備えた、た
とえばヌイソチングレギュレータなどの双極性直流電源
、６，７はヌイソチング動作を行なうトランジスタ、８
，９はトランジスタ６．７の駆動回路である。駆動回路
８゜９はそれぞれ第８図ａ、ｂに示したような波形を持
つ電圧を発生し、それぞれがトランジスタ６゜７０ベー
ス・エミッタ間に印加され、これによってトランジスタ
６．７は交互に導通し高圧放電ランプ３に第６図に示し
だような矩形波を加える。

その際、第８図ａ、ｂに示したトランジスタ駆動波形に
おいてａ、ｂともに休止する期間の長さｔｒを調整する
ことによって、第６図に示したようにランプに加える矩
形波の休止期間ｔ２を設ける。

休止期間ｔ２を設けることによって、トランジスタ６．
アは最大許容電流がランプ電流程変の小形のものを使用
できることは前述した通りである。

また１〜ランジヌタ６，７は、遮断状態と飽和状態との
間をヌイッチング動作するだけなので、はとん５ど電力
を消費しない。したがって、高効率の高圧放電ランプ点
灯回路を得ることができる。

一方、休止期間ｔ２の上限は音響共鳴現象によって立消
えが起こらないという条件で限定しなければならない。

これは第６図す、ｃで見たように一周期ｔ。に対する全
体期間の比が０．４以下にな、るようにトランジスタ駆
動波形を設定すれば実現できる。

発明の詳細 な説明したように、本発明は矩形波を高圧放電ランプに
加えて点灯する際、その休止期間をある限定された範囲
内に設定することで音響共鳴現、象が起こらず、しだが
って立消えがなく、かつ点灯同格の部品たとえばトラン
ジスタなどに過大電流の流れるのを防止して、部品を破
壊することのない高圧放電ランプの点灯方法を提供する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の点灯方法を説明するだめの回路図、第２
図は従来の矩形波点灯波形を示す図、第３図は第１図に
示すトランジスタに流れる電流波形を示す図、第４図は
正弦波で点灯した場合の周波数とランプ電圧実効値の関
係を示す図、第５図は本発明による矩形波点灯波形を示
す図、第６図ａ　−ｄはデユーティ比の異なる矩形波で
高圧放電ランプを点灯した場合の周波数とランプ電圧実
効値の関係を示す図、第７図は本発明の高圧放電ランプ
の点灯方法を実施するだめの一例を示す回路図、第８図
ａ、ｂは第７図のトランジスタ駆動波形を示す図である
。 ３・・・・・・高圧放電ランプ、４・・・・・・電源、
５・・・・・・双極性直流電源、６，７・・・・・・ト
ランジスタ、８，９・・・・・・駆動回路。 、代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第
１図 第２図 時間 第４図 〃Ｊ　シメこ３Ｃと　どｋＨｚ） 第５図 Ａ 第６図 ＠波数（ｋＨｚ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 矩形波を高圧放電ランプに加えて点灯させる方法であっ
   て、前記矩形波に休止期間を設け、前記矩形波の一周期
   に対する全体止期間の比が０．４以下であることを特徴
   とする高圧放電ランプの点灯方法。