JPS60148086A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
- Publication number
- JPS60148086A JPS60148086A JP513884A JP513884A JPS60148086A JP S60148086 A JPS60148086 A JP S60148086A JP 513884 A JP513884 A JP 513884A JP 513884 A JP513884 A JP 513884A JP S60148086 A JPS60148086 A JP S60148086A
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- Japan
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- frequency
- lighting
- discharge lamp
- arc
- starting
- Prior art date
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- Pending
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分計〕
本発明は、高圧放電灯を高周波で点灯させる放電灯点灯
装置に関するものである。
装置に関するものである。
一般的に放電灯点灯装置の小型、軽量、低損失化は望ま
れているところであるが、従来一般の放電灯点灯袋Ｊに
あっては、チョーククイル、トランス、コシヂンサ等の
単独、あるいは組合せであるので、寸法、重量共に大き
く、螢光灯に比べ高圧放電灯では放心灯寸法そのものが
小さいので、点灯装置の照明器具内蔵を考えた場合など
は、その収納スペースがとれない等の問題があった。
れているところであるが、従来一般の放電灯点灯袋Ｊに
あっては、チョーククイル、トランス、コシヂンサ等の
単独、あるいは組合せであるので、寸法、重量共に大き
く、螢光灯に比べ高圧放電灯では放心灯寸法そのものが
小さいので、点灯装置の照明器具内蔵を考えた場合など
は、その収納スペースがとれない等の問題があった。
また、最近、螢光灯にあっては、点灯装置の小型、軽量
、低損失化及び発光効率の向上を狙いとして、スイッチ
ンタ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。この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、実用化が待望されてい
る。
、低損失化及び発光効率の向上を狙いとして、スイッチ
ンタ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。この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、実用化が待望されてい
る。
ところで、高圧放電灯の高周波点灯時において以下のよ
うな問題がある。すなわち、高圧放電灯の高周波点灯時
には音響的共鳴周波数に起因するアークの不安定、例え
ば、ゆらぎ、立ち消え、発光管破壊などが存在すること
が従来知られている（ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏζｆ Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ４ ｑ ｉ５１、Ｍａｙ
１’？７８ Ｐ２６８０〜２６８３及びその参考文献）
。そして、その防止策についても矩形波点灯や周波数の
限定等各種方法が知られている（ ｅｘＩＥＳ ＴＲＡ
ＮＳＡＣＴＩＯＮ ＤＥＣＥＭＢＥＲｌ ｑ ６ ｑ
”Ｉｎ−１ｔｉａｌ Ｃｂａｒａｃｔｅｒｉａｔｉａｓ
ｏｆ ｆ（ｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈ
ａｒｇｅＬａｍｐｓ ｏｎ Ｈｉｇｈ−Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ Ｐｏｗａｒ”）。
うな問題がある。すなわち、高圧放電灯の高周波点灯時
には音響的共鳴周波数に起因するアークの不安定、例え
ば、ゆらぎ、立ち消え、発光管破壊などが存在すること
が従来知られている（ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏζｆ Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ４ ｑ ｉ５１、Ｍａｙ
１’？７８ Ｐ２６８０〜２６８３及びその参考文献）
。そして、その防止策についても矩形波点灯や周波数の
限定等各種方法が知られている（ ｅｘＩＥＳ ＴＲＡ
ＮＳＡＣＴＩＯＮ ＤＥＣＥＭＢＥＲｌ ｑ ６ ｑ
”Ｉｎ−１ｔｉａｌ Ｃｂａｒａｃｔｅｒｉａｔｉａｓ
ｏｆ ｆ（ｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈ
ａｒｇｅＬａｍｐｓ ｏｎ Ｈｉｇｈ−Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ Ｐｏｗａｒ”）。
上述の６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如きものと考えられてい
る。すな−わち、■電気的入力の高周波変動→■発光管
内ガスの圧力変化→■特別の周波数にて定在圧力波発生
→■限度以上の圧力振巾によシアークの不安定式発生で
ある。尚、ここで、「４別の周波数」とけ、所謂音響的
共鳴周波数であって、アークのディメンジョン（現実的
には発光管形吠）と、発光管内の音速とで決定されるも
のであり、上記音速はカスの平均分子量とイオン温度が
決まれば決まるので、それらの値さえ刈れば比較的簡単
にめることができる。また、「限度以上の圧力振巾によ
るアークの不安定さ」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、単俺に
その答をめる訳にはいかない。
安定さの形成メカニズムは次の如きものと考えられてい
る。すな−わち、■電気的入力の高周波変動→■発光管
内ガスの圧力変化→■特別の周波数にて定在圧力波発生
→■限度以上の圧力振巾によシアークの不安定式発生で
ある。尚、ここで、「４別の周波数」とけ、所謂音響的
共鳴周波数であって、アークのディメンジョン（現実的
には発光管形吠）と、発光管内の音速とで決定されるも
のであり、上記音速はカスの平均分子量とイオン温度が
決まれば決まるので、それらの値さえ刈れば比較的簡単
にめることができる。また、「限度以上の圧力振巾によ
るアークの不安定さ」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、単俺に
その答をめる訳にはいかない。
ところで、高圧放？を灯の高周波点灯の検討過程におい
て、以下の課題が存在する。すなわち、高圧放電灯の定
常点灯時において、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にしておいたとしても（これは例え
ば周波数の限定によって達成できるが）、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。上記課題の原因は、次
の理由によるものであると推定される。すなわち、始動
から定常点灯に移行する過程においては、アークの状態
が時々刻々変わっているので、所謂音響的共鳴周波数も
時々刻々斐わっている。上記の各４の音響的共鳴周波数
に対する前述の圧力振巾の増中度合いは夫々異なるので
、仮に定常点灯時において音響的共鳴を避ける周波数設
計などを施こしたとしても、始動から定常点灯に移行す
る４稈にあっては、音響的共鳴周波数自身も異なり、圧
力振巾の増中度合いも異なるため、始動から定常点灯に
移行する過程でアークの不安定状態が起こる可能性を残
すものである。
て、以下の課題が存在する。すなわち、高圧放電灯の定
常点灯時において、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にしておいたとしても（これは例え
ば周波数の限定によって達成できるが）、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。上記課題の原因は、次
の理由によるものであると推定される。すなわち、始動
から定常点灯に移行する過程においては、アークの状態
が時々刻々変わっているので、所謂音響的共鳴周波数も
時々刻々斐わっている。上記の各４の音響的共鳴周波数
に対する前述の圧力振巾の増中度合いは夫々異なるので
、仮に定常点灯時において音響的共鳴を避ける周波数設
計などを施こしたとしても、始動から定常点灯に移行す
る４稈にあっては、音響的共鳴周波数自身も異なり、圧
力振巾の増中度合いも異なるため、始動から定常点灯に
移行する過程でアークの不安定状態が起こる可能性を残
すものである。
本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、高圧
放電灯の始動から定常点灯の過程で生じるアークの不安
定さを解消することを目的とした放電灯点灯装置を提供
するものである。
放電灯の始動から定常点灯の過程で生じるアークの不安
定さを解消することを目的とした放電灯点灯装置を提供
するものである。
以下、本発明の実施例を図面によシ詳述する。
尚、本発明は高圧放電灯の始動過程における音響的共鳴
周波数によるアーク不安定さを解消するものであるが、
これは下記の発見に基づくものである。すなわち、第１
図は、高圧放ＹＩ灯として検子成子工業製メタルハライ
ドランプ２５Ｃ１（Ｍ２５０・Ｌ／Ｂσ）を使用して、
ランプ電流を２．２人として始動過程の管電力変化を調
べたものである。第１図において○印はアーク安定状態
を示し、Ｘ印はアーク不安定状■を示す、また、点灯周
波数は１００ＫＨ２である。
周波数によるアーク不安定さを解消するものであるが、
これは下記の発見に基づくものである。すなわち、第１
図は、高圧放ＹＩ灯として検子成子工業製メタルハライ
ドランプ２５Ｃ１（Ｍ２５０・Ｌ／Ｂσ）を使用して、
ランプ電流を２．２人として始動過程の管電力変化を調
べたものである。第１図において○印はアーク安定状態
を示し、Ｘ印はアーク不安定状■を示す、また、点灯周
波数は１００ＫＨ２である。
第２図は同上負荷において、放電灯の始動後、定格管「
電流を流し続けた場合の点灯周波数に対するアークの不
安定の開始時間と、アーク不安定停止時間をづＤットし
たものである。すなわち、定格管電流に於いて始動させ
た場合、始動過程においてアークの不安定領域を通過さ
せないためには、点灯周波数は高い方が良く、放電灯が
上記Ｍ２５０・Ｌ／ＢＵの場合でいうと、該点灯周波数
の最低須はｌ ４０ Ｋｌ（ｚである。
電流を流し続けた場合の点灯周波数に対するアークの不
安定の開始時間と、アーク不安定停止時間をづＤットし
たものである。すなわち、定格管電流に於いて始動させ
た場合、始動過程においてアークの不安定領域を通過さ
せないためには、点灯周波数は高い方が良く、放電灯が
上記Ｍ２５０・Ｌ／ＢＵの場合でいうと、該点灯周波数
の最低須はｌ ４０ Ｋｌ（ｚである。
しかし、実際１４０ ＫＬ（２以上の高い周波数で放電
灯を点灯すると、雑音及び高周波発生装置のスイッチン
ジ半導体素子のスイッチング０スが大きくなるという問
題を有する。そこで、本発明では始動過程の数分間だけ
はアークを安定にできる高い周波数（メタルハライドラ
ンプ２５０′ｖｖでは１４０ＫＨ，以上）で点灯させ、
数分後、放電灯が定常状因になるとできるだけ低い安定
周波数で点灯させようとするものである。
灯を点灯すると、雑音及び高周波発生装置のスイッチン
ジ半導体素子のスイッチング０スが大きくなるという問
題を有する。そこで、本発明では始動過程の数分間だけ
はアークを安定にできる高い周波数（メタルハライドラ
ンプ２５０′ｖｖでは１４０ＫＨ，以上）で点灯させ、
数分後、放電灯が定常状因になるとできるだけ低い安定
周波数で点灯させようとするものである。
以下、具体的に説明する。第３図はブロック図で、第４
図は具体回路図である。第３図において、（１）は直流
電源、（６）は高周波発生装置で、直流電源（１）から
の直流電力を発振回路（４）で決められる高周波の交流
出力に変換し、高圧放電灯（６）に供紹する。（２）は
タイマー回路で、放電灯（６）の点灯後数分間をカウン
トし、始動後数分間は高い周波数、その後は低い周波数
になるように周波数切換回路（３）によシ点灯周波数を
切シ換え、発振回路（４）の発振周波数を可変するもの
である。尚、上記タイマー回路（２）、周波数切換回路
（３）および発振回路（４）によ多制御手段が構成され
る。第４図において、高周波発生装置（５）は、コンデ
ンサＣｌＣ２、トランジスタＱＩＱ２、限流用インダク
タンスＬ１および限流用コンタクタンスＣ３からなるハ
ーアブシジンインｔＳ−タ回路で構成されている。発振
回路（４）は以下のように構成されている。すなわち、
タイマーＩＣのようなＩＣ（８１と、外付は用の抵抗Ｒ
１侮、コンデンサＣ４とで基本発振回路が構成され、抵
抗ＲＩＲ２、コンデンサＣ４よシなる時定数によシ、Ｉ
Ｃ（８１の出力端からは定常時の点灯周波数の２倍の
発振周波数を出力する。そして、この周波数はＩＣ＋９
１によって分周され、各出力端ＱＩＪからの分局出力は
ゲートＧＩＧ２を介してトランジスタＱ３ Ｑ４に加え
られる・そし、て、これらトランジスタＱ３ Ｑ４０オ
シオフのスイッチンｌ）＃Ｊ作によってＪへＩｂストラ
ンスｒＩＴ２を介して発振用トラ−ＪジスタＱ、Ｑ２を
駆動するようにしている。タイマー回路（２）はタイマ
ーＩＣのようなＩＣ＋ｉｎと、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ
５から構成され、始動後数分間はＩＣ叫の出力端はＨレ
ベルの状態で、その後Ｌレベルとなる。周波数切換回路
（３）は、トランジスタＱ５ Ｑ６、リレーソレノイド
Ｒｙ、このリレーソレノイド８７と連動しているリレー
接点ＳＷおよび抵抗Ｒ４から構成されている。（７）は
直流電源である。
図は具体回路図である。第３図において、（１）は直流
電源、（６）は高周波発生装置で、直流電源（１）から
の直流電力を発振回路（４）で決められる高周波の交流
出力に変換し、高圧放電灯（６）に供紹する。（２）は
タイマー回路で、放電灯（６）の点灯後数分間をカウン
トし、始動後数分間は高い周波数、その後は低い周波数
になるように周波数切換回路（３）によシ点灯周波数を
切シ換え、発振回路（４）の発振周波数を可変するもの
である。尚、上記タイマー回路（２）、周波数切換回路
（３）および発振回路（４）によ多制御手段が構成され
る。第４図において、高周波発生装置（５）は、コンデ
ンサＣｌＣ２、トランジスタＱＩＱ２、限流用インダク
タンスＬ１および限流用コンタクタンスＣ３からなるハ
ーアブシジンインｔＳ−タ回路で構成されている。発振
回路（４）は以下のように構成されている。すなわち、
タイマーＩＣのようなＩＣ（８１と、外付は用の抵抗Ｒ
１侮、コンデンサＣ４とで基本発振回路が構成され、抵
抗ＲＩＲ２、コンデンサＣ４よシなる時定数によシ、Ｉ
Ｃ（８１の出力端からは定常時の点灯周波数の２倍の
発振周波数を出力する。そして、この周波数はＩＣ＋９
１によって分周され、各出力端ＱＩＪからの分局出力は
ゲートＧＩＧ２を介してトランジスタＱ３ Ｑ４に加え
られる・そし、て、これらトランジスタＱ３ Ｑ４０オ
シオフのスイッチンｌ）＃Ｊ作によってＪへＩｂストラ
ンスｒＩＴ２を介して発振用トラ−ＪジスタＱ、Ｑ２を
駆動するようにしている。タイマー回路（２）はタイマ
ーＩＣのようなＩＣ＋ｉｎと、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ
５から構成され、始動後数分間はＩＣ叫の出力端はＨレ
ベルの状態で、その後Ｌレベルとなる。周波数切換回路
（３）は、トランジスタＱ５ Ｑ６、リレーソレノイド
Ｒｙ、このリレーソレノイド８７と連動しているリレー
接点ＳＷおよび抵抗Ｒ４から構成されている。（７）は
直流電源である。
しかして、電源投入後始動過程においては、タイマー回
路（２）のＩ Ｃ１ｌＯ）の出力端は数分間Ｈレベルで
あるために、トランジスタＱ５ Ｑ６はオンとな９、リ
レーソレノイドＲ７を駆動してリレー接点ＳＷを閉成す
る。定常時の点灯周波数は抵抗Ｒ１Ｒ２−コンデンサＣ
４での時定数で決められるが、始動時はリレー接点Ｓｗ
が閉じて抵抗Ｒ４が、抵抗Ｒ１に並列に接続されること
になるために、時定数は短かくなシ、Ｉ Ｃ（８１の発
振周波数は定常時の場合よシも高くなる。従って、定常
点灯周波数よりも高い周波数例えばｌ ４０ Ｋｔｉ、
によシトランジスタＱＩＱ２をスイッチングさせて放電
灯（６）を始動点灯させる。そのため、始動過程におい
ては、アークの不安定領域を経ずに放電灯（６１を定常
点灯させることができになシ、トランジスタＱ５ Ｑ６
はオフとなってリレー接点ＳｖＶを復帰させる。従って
発振回路（４）の時定数はもとの値となシ、定常時にお
ける点灯周波数となる。
路（２）のＩ Ｃ１ｌＯ）の出力端は数分間Ｈレベルで
あるために、トランジスタＱ５ Ｑ６はオンとな９、リ
レーソレノイドＲ７を駆動してリレー接点ＳＷを閉成す
る。定常時の点灯周波数は抵抗Ｒ１Ｒ２−コンデンサＣ
４での時定数で決められるが、始動時はリレー接点Ｓｗ
が閉じて抵抗Ｒ４が、抵抗Ｒ１に並列に接続されること
になるために、時定数は短かくなシ、Ｉ Ｃ（８１の発
振周波数は定常時の場合よシも高くなる。従って、定常
点灯周波数よりも高い周波数例えばｌ ４０ Ｋｔｉ、
によシトランジスタＱＩＱ２をスイッチングさせて放電
灯（６）を始動点灯させる。そのため、始動過程におい
ては、アークの不安定領域を経ずに放電灯（６１を定常
点灯させることができになシ、トランジスタＱ５ Ｑ６
はオフとなってリレー接点ＳｖＶを復帰させる。従って
発振回路（４）の時定数はもとの値となシ、定常時にお
ける点灯周波数となる。
本発明は上述のように、高圧放電灯の始動過程において
電源投入後所定時間、音響的共鳴周波数に起因する高圧
放電灯におけるアークの不安定の発生を防止する定常点
灯周波数よシも高い周波数で上記放電灯を始動点灯させ
る制御手段を具備したものであるから、放電灯の始動過
程においては制御手段により定常点灯周波数よシも高い
周波数で点灯させることで、アークの不安定領域を経ず
に定常点灯に移行できる効果を奏し、しかも、高い点灯
周波数における始動過程は゛電源投入後の所定時間だけ
であるため、スイッチング半導体素子のスイッチシタ０
スも一時的であシ、大きな′成力損とはならない効果を
奏する。
電源投入後所定時間、音響的共鳴周波数に起因する高圧
放電灯におけるアークの不安定の発生を防止する定常点
灯周波数よシも高い周波数で上記放電灯を始動点灯させ
る制御手段を具備したものであるから、放電灯の始動過
程においては制御手段により定常点灯周波数よシも高い
周波数で点灯させることで、アークの不安定領域を経ず
に定常点灯に移行できる効果を奏し、しかも、高い点灯
周波数における始動過程は゛電源投入後の所定時間だけ
であるため、スイッチング半導体素子のスイッチシタ０
スも一時的であシ、大きな′成力損とはならない効果を
奏する。
第１図はある管電流における点灯後の時間と管に力との
関係を示す特性図、第２図は点灯周波数と始動後時間と
の関係を示す特性図、第３図は本発明の実施例のブロッ
ク図、第４図は同上の具体回路図である。 １ｆｌｌ ｔｉ高圧放成灯を示す。 代理人 弁ｊ１１！士 石 １）長 七却−保 さ 参；塑雲巨ミ
関係を示す特性図、第２図は点灯周波数と始動後時間と
の関係を示す特性図、第３図は本発明の実施例のブロッ
ク図、第４図は同上の具体回路図である。 １ｆｌｌ ｔｉ高圧放成灯を示す。 代理人 弁ｊ１１！士 石 １）長 七却−保 さ 参；塑雲巨ミ
Claims (1)
- ＋１１高圧放電灯を高周波で点灯する放電灯点灯装置に
おいて、上記高圧放電灯の始動過程において電源投入後
所定時間、音響的共鳴周波数に起因する高圧放電灯にお
けるアークの不安定の発生を防止する定常点灯周波数よ
シ高い周波数で上記放゛醒灯を始動点灯させる制御手段
を具備して成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP513884A JPS60148086A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP513884A JPS60148086A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 放電灯点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148086A true JPS60148086A (ja) | 1985-08-05 |
Family
ID=11602947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP513884A Pending JPS60148086A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60148086A (ja) |
-
1984
- 1984-01-13 JP JP513884A patent/JPS60148086A/ja active Pending
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