JPS60148084A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS60148084A
JPS60148084A JP513584A JP513584A JPS60148084A JP S60148084 A JPS60148084 A JP S60148084A JP 513584 A JP513584 A JP 513584A JP 513584 A JP513584 A JP 513584A JP S60148084 A JPS60148084 A JP S60148084A
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JP
Japan
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lighting
discharge lamp
pressure discharge
frequency
steady
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JP513584A
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務 塩見
聖明 内橋
西村 広司
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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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】 〔技術分野〕 本発明は高圧放電灯を高周波点灯せしめるための放電灯
点灯装置に関するものである。
〔背景技術〕
従来から放電灯点灯装置の小型軽量化および低損失化が
強く望まれている。しかるに従来の一般的な放電灯点灯
装置にあっては、低周波用のチョークコイル、トランス
、コシデンサ等を単独で□或いは組み合わせて使用して
いるので、寸法2重量共に大きかった。特に高圧放電灯
では螢光灯に比べて放電灯寸法そのものが小さいので、
点灯装置の照明器具内蔵を考えた場合にはその収納スペ
ースが余9大きくは確保できないという問題がめった。
ところで螢光灯にあっては、点灯装置の小型軽量化、低
損失化、及び発光効率の向上等を狙いとしてスイッチ、
7ジトランジスタ等を使用した高周波点灯装置が東用化
されている。かかる高周波点灯装置は高圧放電灯に適用
しても螢光灯と同様の効果があル、その実用化が待望さ
れている。
しかしながら、高圧放電灯の高周波点灯時においては、
音響的共鳴に起因するアークの不安定(ゆらぎ、立ち消
え、発光管破壊等〕が存在することが従来知られている
( Journal of Applied ’Ph−
ys ics 4 ’? (5)、may l ’?7
8 p2680〜2683及びその参考文献)。またそ
の防止策についても矩形波点灯や周波数の限定等の各種
の方法が知られている(例えば、IES TRANSA
CTION DECEMBERl ’?6’? ’ I
n1tial Characteristicsof 
High Intensity Discharge 
Lamps on High F−requency 
Power ’ )。
上述のような高圧放電灯の高周波点灯時に発生するアー
クの不安定さの形成メカニズムは、次のようなものであ
ると考えられている。すなわち、まず電気的入力の高周
波変動が発生し、これによって発光管内カスの圧力変化
が生じて、特別の周波数にて定在圧力波が発生し、限度
以上の圧力振幅によりアークの不安定さが発生するとい
うものである。ここで、1特別の周波数Iとは、いわゆ
る音響的共鳴周波数であって、アークのダイメンジョン
(現実的には発光管形状)と発光管内の音速とで決定さ
れるものであシ、上記の音速は管内ガスの平均分子量と
イオン温度とが決まれば決定されるものであるので、そ
れらの値さえ判れば比較的簡単にめることができるもの
である。一方、上述の1限度以上の圧力振幅によるアー
クの不安定さlかどの音響的共鳴周波数で起こるのかに
ついては、非線形の領域の問題であって、単純にその答
をめる訳にはいかないものである。
しかして本発明者は、高圧放電灯の高周波点灯の検討過
程において、次のような技術的課題が存在することを見
出した。すなわち、定常点灯時において定格点灯では音
響的共鳴によるアークの不安定が生じないような設計を
しておいたとしても(これは例えば点灯周波数の限定に
よシ達成できるが)、高圧放電灯の始動から定常点灯に
移行する過程において、アークの不安定さが生じるとい
うことである。このような問題が生じるのは、次のよう
な理由によるものであると推定される。すなわち高圧放
電灯が始動時から定常点灯時に移行する過程においては
、アークの状態が時4刻々変わっているので、いわゆる
音響的共鳴周波数も時々刻々度わっている。そして上記
の各音響的共鳴周波数に対する前述の圧力振幅の増幅度
合いも夫々異なっている。したがって仮に定常点灯時に
おいて音響的共鳴によるアークの不安定を避ける周波数
設計などを施したとしても、上述のように始動時から定
常点灯時に移行する過程にあっては音響的共鳴周波数自
身も異なシ、圧力振幅の増幅度合いも異なるために、こ
の定常啄灯に移行する過程においてはアークの不安定が
生じる可能性が残るものである。第1図は始動時から定
常時に移行する過程における管醒力の経時変化を示す図
であシ、図中X印はアークの°不安定を示し、○印はア
ークの安定を示している。なお、図示特性は、例えば松
下電子工業■製メタルハライドランプ250W(M25
0・L/BU)を匣用した場合を示すものである。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであシ、その目
的とするところは、高圧放電灯を高周波点灯する場合に
おいて、始動から定常点灯に移行する過程で生じるアー
クの不安定さを解消することにある。
〔発明の開示〕
(構成) 第2図は本発明の基本構成を示すもので、(1)は直流
あるいは低周波電源にて高圧放電灯(5)を点灯させる
第1の点灯手段、(2)は定常点灯時において音響的共
鳴が発生しない周波数の高周波電源にて高圧放電灯(5
)を高周波点灯させる第2の点灯手段、(3)は高圧放
電灯(5)が始動点灯状態か定常点灯状態かを検出する
点灯状態検知手段、(4)は点灯状態検知手段(3)出
力に基いていずれの点灯手段(1) (2)で高圧放電
灯(5)を点灯させるかを切換制御する点灯制御手段で
あシ、高圧放電灯(5)を第1の点灯手段(1)にて始
動点灯するとともに第2の点灯手段(2)にて定常点灯
させている。
しかして、本発明にあっては、高圧放電灯(5)の始動
点灯を8ig+の点灯手段(1)にょル直流あるいは低
周波電源を用いて行なっているので、給動点灯時におけ
る音響的共鳴を回避することができ、しかも、高圧放電
灯(5)の定常点灯時における高周波点灯周波数を音響
的共鳴の発生しない周波数に設定しているので、始動点
灯状態から定常点灯状態に亘って音響的共鳴によるアー
クの不安定が生じることがなく、高圧放’tX灯(5)
を常に安定に点灯させることができるようになっている
。なお、点灯状態検知手段(3)は、高圧放電灯(5)
の管区圧、管電流、管電力、光束などに基いて点灯状態
を検知する直接的方法あるいは点灯後の経過時間に基い
て点灯状態を検知する間接的方法のいずれを用いて形成
しても良い。また、第1の点灯装置(1)を完全に時間
的変化のない直流電源とすれば、高圧放電灯(5)の成
極(加わるストレスが大きくなるため、一定の長い周期
で極性が変化する直流(きわめて低い周波数の矩形波状
交流)電源を用いる方が良い。このときの限流要素は抵
抗でなければならないが、白熱灯を限流用抵抗として用
いることによシ始動時の光束補償機能を持たせることが
できる(実施例I) 第3図は本発明一実施例を示すもので、第1の点灯回路
(1)は直流電源αOと、限流用白熱ランプ(6)と、
発振回路@出力にて駆動される極性l;7I換用リレー
0の接点(138X 13b)とで形成され、接点(1
3a)(13b)は長周期で反転(オシオフデユーティ
50に〕されるようになっておシ、長周期で極性が反転
される直流電圧(かな)低い周波数の矩形l&醒圧)を
出力する。発振回路@はタイマ用IC(12a)(NE
C社!1llIハPCl555c)と、発振周波数設定
用の抵抗(R1)〜(R3〕およびコニ7ダンサ(C1
)とで形成されておシ、タイマ用I C(12a)の制
御端子■がHレベルのとき発振動作する。図中、(Ql
)はリレードライブ用トラ−Jジスタ、(VCC)は回
路電源である。第2の点灯回路(2)は直流[g (1
0にて駆動される一自励発振式の高周波インバータ回路
(ホ)にて形成され、高周波イーJバータ回路曽はスイ
ッチング用トランジスタ(Q茸)(Qs)と、発振トラ
ンス(OT)と、共振用コンダンサ(C8)と、限流用
チョークコイル(Ll)とで構成され、定常点灯時にお
いて音響的共鳴が発生しない周波数の高周波電圧を出力
する。点灯状態検知手段(3)は高圧放電灯(5)の点
灯(点灯スイッチのオン)と同時に始動するタイマ回路
に)にて形成され、抵抗(R4)およびコンデンサ(C
m)にて設定される所定時間すなわち高圧放電灯(5)
が点灯されてから定常点灯状態になるのに要する時間だ
け、タイ? I C(30a) (N E C社製PP
C1555c)出力がHレベルとなって始動点灯信号v
sが出力される。この始動点灯信号Vsによってトラン
ジスタ(Q4)がオンされ、点灯制御手段(4)を構成
する点灯切換用リレー鴎が駆動されてリレー接点(40
a)(40b)の常開側(N OIQII )がオンす
る。したがって、始動点灯時において、第1の点灯手段
(1)から出力される長周期で極性が反転する直流電圧
が高圧放電灯(5)に印加されて高圧放電灯(5)は直
流点灯され、従来例のように音響的共鳴が発生してアー
クが不安定になることがない〇一方、所定時間経過後タ
イマI C(30a)出力が%Llレベルとなって始動
点灯信号Vsが出力されなくなると、トランジスタ(Q
4)がオフして点灯切換用リレー141のリレー接点(
40a)(40b)の常閉vg(NC1lll )がオ
シする。したがって、高圧放電灯(5)が定常点灯状態
となった後においては、第2の点灯手段(2)から出力
される高周波電圧が高圧放電灯(5)に印加され高電圧
放シ灯(5)は音響的共鳴が発生しない周波数で高周波
点灯される。
(実施例2) 第4図は他の実施例を示すもので、第1の点灯手段(1
)を商用交流電源(ト)と限流用チョークコイル(ト)
とで形成し、第2の点灯手段(2)をタイオードブリッ
ジ(ロ)および平滑回路(イ)よシなる。+1源回路と
、高周波インバータ回路に)とで形成したものであシ、
他の構成は実施例1と同様である。なお、平滑回路に)
はタイオード(Dl)〜(山)、]?7デンサ(0%)
(Cm)およびチョークコイル(Lりとで形成されてお
シ、両コシヂンサ(CI〕(Cs)はタイオード(Dt
)を介して直列的に充電されるとともに、両コンデンサ
(Cs) (C@)の充電電荷はタイオード(Da)(
pm〕を介して並列的に放電され、高周波インバータ回
路■にリップルの少ない直流電圧を供給するようになっ
ている。
しかして、高圧放電灯(5)の始動点灯時において、点
灯切換リレー四のリレー接点(40a )(40b)の
常凹側(NOIIII)がオンされて商用交流電源αG
が限流用チョークコイルQQt−介して高圧放電灯(5
)に印加されるようになっているので、高圧放電灯(5
)の始動点灯時に音響的共鳴が発生することがなく、ア
ークが不安定になることなく定常点灯に移行させること
ができる。定常点灯移行後は前記実施例と同様リレー接
点(40a)(40b)の常閉[1111(N C11
1)がオンして高周波インバータ回路四出力が高圧放電
灯(5)に印加され、音響的共鳴が発生しない周波数で
高周波点灯されることになる。なお、第1の点灯手段(
1)に用いられる限流用チョークコイル俵・は始動過程
においてのみ短時間(例えば150秒程度)だけ連成さ
れるものであるので、小型のものを使用することができ
、商用交流電源αつにて高圧放電灯(5)を定常点灯さ
せる場合に用いる限流用チョークコイル(銅鉄型安定器
)に比べて小型軽量化が可能である。
〔発明の効果〕
本発明は上述のように、直流あるいは低周波電源にて高
圧放電灯を点灯させる第7の点灯手段と、定常点灯時に
おいて音響的共鳴が発生しない周波数の高周波電源にて
高圧放電灯を高周波点灯させる第2の点灯手段と、高圧
放電灯が始動点灯状態か定常点灯状態かを検出する点灯
状態検知手段と、点灯状態検知手段出力に基いていずれ
の点灯手段で高圧放電灯を点灯させるかを切換制御する
点灯制御手段とを具備し、高圧放電灯を第1の点灯手段
にて始動点灯するとともに第2の点灯手段にて定常点灯
するようにしたものであシ、始動時から定常点灯状態に
移行するまでの間直流あるいは低周波電源にて高圧放電
灯を点灯おせているので、始動過程において音響的共鳴
に起因するアークの不安定さが解消され、定常点灯時に
音響的共鳴が生じない周波数で高圧放電灯を高周波点灯
することによシ、始動点灯から定常点灯に亘って常にア
ークが安定し、アークの不安定に起因するゆらぎ、立ち
消え、発光管破壊などが発生することがないという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の動作説明図、第2図は本発明の構成を
示すブロック回路図、第3図は同上の一実施例を示す回
路図、第4図は同上の他の実施例を示す回路図である。 (1) (2)は点灯手段、(3)は点灯状態検知手段
、(4)は点灯制御手段、(5)は高圧放電灯である。 代理人 弁理士 石 1)長 上 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流あるいは低周波電源にて高圧放電灯を点灯さ
    せる第1の点灯手段と、定常点灯時において音響的共鳴
    が発生しない周波数の高周波1源にて高圧放電灯を高周
    波点灯させる第2の点灯手段と・、高圧放電灯が始動点
    灯状態か定常点灯状態かを検出する点灯状態検知手段と
    、点灯状態検知手段出力に基いていずれの点灯手段で高
    圧放電灯を点灯させるかを切換制御する点灯制御手段と
    を具備し、高圧放電灯を第1の点灯手段にて始動虚灯す
    るとともに第2の点灯手段にて定常点灯せしめて成る放
    電灯点灯装置。
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