JPS60148085A - 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】 〔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、チョークコイル、トラシス、コンデシ
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、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シ大
きくは確保できないという問題があった。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実用化されている。

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
と同様の効果があシ、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訃いては、
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）、ｎｔａｙ　Ｉ　９７８
　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、（ＥＳ　ＴＲＡＮＳＡＣ
ＴＩＯＮ　ＤＥＣＥＭＢＥＲｌ　９６９’　Ｉｎ１ｔｉ
ａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｈ−ｉ
ｇｈ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　Ｌａ
ｍｐｓ　ｏｎ　Ｈｉｇｈ　Ｆｒｅｑｕ−ｅｎｃｙ　Ｐｏ
ｗｅｒ　’　）。

上述のようなｒ％圧放混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ガスの圧力変
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シアークの不安定さが発生すると
いうものである。ここで、虱特別の周波数ｌとは、いわ
ゆる音響的共鳴周波数であって、アークのディメンジョ
ン（現実的には発光管形状）と発光管内の音速とで決定
されるものであり、上記の音速は管内カスの平均分子量
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、上述の気限度以上の圧力振幅によるア
ークの不安定さＩが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（
例えば点灯周波数の限定により達成）をして訃いたとし
ても、電源電圧が変動して管電流が変動した場合におい
て、アークの不安定さが生じるということである。この
たうな問題が生じる理由は以下のように推定される。す
なわち、或源区圧変動時においては電源電圧が定格値の
定格点灯時に対してアークの状態が変わっているので、
音響的共鳴周波数およびアークの不安定さに陥い）易さ
加減が共に変わることになシ、仮に電源電圧が定格値で
定格管電流が流れている定格点灯時に−おいて、音響的
共鳴を避ける点灯周波数を設定したとしても、管電流が
変動する電源電圧変動時に音響的共鳴によるアークの不
安定さが生じ、亀源電圧斐動を考慮して安定な点灯周波
数を設定することは実質的に困難であった。第１図は高
圧放電灯として松下電子工業■製メタルハライドランづ
２５０Ｗ（Ｍ２５０・Ｌ／ＢＵ）を用いた場合における
各管電流に対する安定点灯周波数領域を示すもので、斜
線部分が安定点灯周波数領域である。図から明らかなよ
うに、定格点灯時（管電流：２．ＯＡ）の安定点灯周波
数領域と、管電流が少くなった亀源這圧低下時の安定点
灯周波数領域が完全には一致せず、しかも電源電圧が低
くなるに従って安定点灯周波数領域が小さくなっている
。さらに、高圧放電灯の製造上の特性のばらつきによる
安定点灯周波数のばらつきも存在するので、１つの周波
数で電源電圧変動時を含めて高圧放電灯を安定点灯させ
ることはきわめて困難であった。

〔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、屈源五圧が変動した場合における音
響的共鳴によるアークの不安定さを回避することができ
、高圧放電灯を常に安定に点灯させることができる放電
灯点灯装置を提供することにある。

〔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、（２）は商用
交流電源（１）にて高圧放電灯（５）を点灯させる第１
の点灯手段、（３）は商用交流電源（１）にて駆動され
所定周波数の高周波電圧を出力する第２の点灯手段、（
４）は商用交流電源（１）の直圧変動を検知していずれ
の点灯手段（２）　（３）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る。ここに、第
２の点灯手段（３）は商用交流電源（１）の電源電圧が
略定格電圧のとき、音響的共鳴が発生しない周波数の諸
周波電圧を出力するように形成されておシ、商用交流ｉ
ｌｌ　ｍ、　（１）の電源電圧が略定格値のとき、この
高周波電圧が高圧放電灯（５）に印加されて高周波点灯
されるようになっている。一方、商用交流電源（１）の
電源電圧が予め設足さＩした許容値以上変動じたことが
検出されたとき、第１の点灯手段（２）出力が高圧放電
灯（５）に印加さ凡て低周波点灯されるようになってい
る。

しかして、本発明にあっては、商用交流電源（１）の電
源電圧が略定格値の場合には、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第２の点灯手段（３）に
よって高圧放電灯（５）を高周波点灯し、商用交流電源
（１）の電源電圧が変動した場合には、点灯制御手段（
４）にてこれを検知して高圧放電灯（５）を商用交流電
源（１）にて低周波点灯しているので、電源電圧の変動
によるアークの不安定さの発生を回避することができ、
高圧放電灯（５）を常に安定点灯させることができるよ
うになっている。

（実施例） 第３図は木尾明−実施例を示すもので、第１の点灯手段
（２）は、限流用チョークコイル（ＣＨ）にて形成され
てお９、第２の点灯手段（３）は、商用交流電源（１）
を全波整流するタイオードづリッジ（６）と、平滑回路
（７）と、高周波インバータ回路（８）とで形成されて
いる。上記平滑回路（７）はタイオード（Ｄｌ）〜（Ｄ
３）と、コンデンサ（Ｃ１）　ＣＣ２）と、チョークコ
イル（Ｌｌ）とで構成され、両］ンデンサ（ＣＪ　（Ｃ
ｔ）はタイオード（Ｄ２〕を介して直列的に充こされ、
両コンテンサ（Ｃｕ）　（Ｃｓ）の充電々荷はタイオー
ド（Ｄｔ）　（’ＤＪを介して並列的に放電され、リッ
プルの比較的少ない電源電圧を高周波インバータ回路（
８）に供給するようになっている。また、高周波インバ
ータ回路（８）はスイッチンタトラシジスタ（Ｑｌ）　
（Ｑｚ）と、発振トランス（ＯＴ）と、共振用コンデン
サ（Ｃ３）と、限流用チョークコイル（ｔｖ）とで構成
され、自励発振式のトラ、７ジスタインバータが形成さ
れ、発振トランス（ＯＴ）の１次巻線および共振用コン
デンサ（Ｃ３）よシなる振動回路にて設定される所定周
波数で発振し、発振トランス（ＯＴ）の２次巻線に高周
波電圧を出力するようになっている。この高周波電圧の
周波数は音響的共鳴が発生しない周波数に　７設定され
ている。点灯制御手段（４）は、タイオードブリッジ（
ＤＢ）と、平滑コンデンサ（Ｃ４）と、分圧抵抗（Ｒ１
）改２）と、ツェナタイオード（ＺＤ）と、トランジス
タ（Ｑｓ）　（Ｑ４）と、点灯手段切換用リレー（Ｒｙ
）とで構成されておシ、商用交流電源（１）のｉ［圧変
動をツェナタイオード（ＺＤ）およびトランジスタ（Ｑ
ｌ）にて検知し、商用交流電源（１）の電源電圧が予め
設定された許容値以上変動したとき（実施例では定格値
の１０％以上低ドしたとき）、リレードライブ用のトラ
ンジスタ（Ｑ４）をオンさせてリレー　（ＲＹ）を駆動
し、リレー接点（ｒａ）（ｒｂ）の常開側（ＮＯＩＩＩ
Ｉ）ｔ−オンにして高圧放電灯（５）を商用交流電源（
１）にて低周波点灯させるようになっている。

したがって、電源電圧が低下した場合における音響的共
鳴によるアークの不安定力！回避されることになる一方
、商用交流電源（１）の′電源電圧が略定格値の場合に
はトラ、７．；スタ（Ｑｌ）がオンし、トランジスタ（
Ｑ４）がオフされるので、リレー（Ｒｙ）が駆動されず
、リレー接点（ｒａ）（ｒｂ）の常閉１ｉ１１　（Ｎ　
Ｃｌｌ１ｌｌ）がオンとなって、第２の点灯手段（３）
であるところの高周波インバータ回路（８）出力が高圧
放電灯（５）に印加され、高圧放電灯（５）が高周波点
灯される。

とのとき、点灯周波数は音響的共鳴が発生しない周波数
となっているので、アークの不安定によるゆらぎ、立ち
消え、発光管破壊等が起きることがない。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、商用交流電源にて間圧放電灯を
点灯させる第１の点灯手段と、商用交流電源にて駆動さ
れ所定周波数の高周波電圧を出力する第２の点灯手段と
、商用交流電源の電圧変動を検知し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、商用交流電源亀圧が略寓格屯圧のとき音
響的共鳴が発生しない周波数の高周波混圧が出力される
ように第２の点灯手段を形成するとともに該第２の点灯
手段出力を高圧放電灯に印加せしめ、商用交流電源電圧
が予め設定された許容値以上変動したとき第１の点灯手
段出力を高圧放電灯に印加せしめたので、商用交流電源
電圧が変動した場合における音響的共鳴によるアークの
不安定さを回避することができ、高圧放電灯を常に安定
に点灯させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の問題点を示す図、第２図は本発明の構
成を示すブロック図、第３図は同上の一夾′流側を示す
回路図である〇 （１）は商用交流電源、（２）　（３）　Ｕ点灯手段、
（４）は点灯制御手段、（５）は晶圧放心灯である。 代−人　弁理士　石　出　長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用交流電源にて高圧放電灯を点灯させる第１の
   点灯手段と、商用交流電源にて駆動され所定周波数の高
   周波電圧を出力する第２の点灯手段と、商用交流電源の
   電圧変動を検知し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、商
   用交流ｉ源電圧が略定格喧圧のとき音響的共鳴が発生し
   ない周波数の高周波電圧が出力されるように第２の点灯
   手段を形成するとともに該第２の点灯手段出力を高圧放
   電灯に印加せしめ、商用交流電源電圧が予め設定された
   許容値以上変動したとき第１の点灯手段出力を高圧放電
   灯に印加せしめて成る放電灯点灯装置。