JPS60148092A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPS60148092A
JPS60148092A JP59005147A JP514784A JPS60148092A JP S60148092 A JPS60148092 A JP S60148092A JP 59005147 A JP59005147 A JP 59005147A JP 514784 A JP514784 A JP 514784A JP S60148092 A JPS60148092 A JP S60148092A
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JP
Japan
Prior art keywords
discharge lamp
frequency
lighting
arc
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP59005147A
Other languages
English (en)
Inventor
西村 広司
聖明 内橋
務 塩見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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で点灯させる放電灯点灯
装置に関するものである。
〔背景技術〕
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装置に
あっては、チョークコイル、トラシス、コンデンサ等の
単独、あるいは組合せであるので、寸法、重量共に大き
く、蛍光灯に比べ高圧放電灯では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、蛍光灯にあっては、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
ンジトラシ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
ても蛍光灯と同様の効果があり、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 of Applie
d Physics 49(5)、May I ’? 
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う6波点灯や周波数の限定
等各種方法が知られている( ex I E 5TRA
NSACTION DECEMBERl’769 ”I
n1tialCharacteristicSof H
igh Intensity DischargeLa
mp5 on High−Frequency Pow
er ” ) 。
上述の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
カスの圧力変化−■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りアークの不安定さ発生であ
る。尚、ここで、「特別の周波数」とは、所謂音響的共
鳴周波数であって、アークのディメツジョン(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、上記音速はカスの平均分子量とイオン温度か決
まれば決まるので、それらの値さえ判れば比較的簡単に
めることができる。また、「限度以1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@域の問題であって、単純にそ
の答をめる訳にはいかない。
ところで、高圧放電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
理白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
々刻々変わっている。E記の各々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
過程にあっては、音響的共鳴周波数自身も異なり、圧力
振巾の項中度合゛ハも異なるため、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。
〔発明の目的] 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。
〔発明の開示〕
以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、本発明は高圧放電灯の始#J−4程における音響的
共鳴によるアークの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゛也灯として検子電子工業
製メタルハライドランプ250W(M250・L/BU
)を使用して、−字管電流をノ\ラメータとして始動過
程の管電力変化を調べたものである。第1図における曲
線■は管電流が2A(一定)の場合であり、曲線0は2
.2A、曲線■は2,4A、曲線○は2.6A、曲線■
は2,8Aを夫々示す。
図中の○印はアーク安定状悪を示し、X印はアーク不安
定状J占を示す。また、点灯周波数は100に+hであ
る。第1図より明らかなように、放電灯始動過程に於い
ては、その管電流をある一定値以上大きくする必要がる
る。上記一定値はM250・L/BUの高圧放電灯の場
合、管電流2.8Aであり、定格管電流2.OAの1.
4倍である。
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プロットしたも
のである。尚、この始動後に流す一定管電流をパラメー
タ的に増加していくに従い、第2図に示すアーク不安定
開始から停止捷での時間は短かくなる。第2図から判る
ように、定格管電流にお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、上述のM250・L/BU
の放電灯の場合でいうと、該点灯周波数の最低値は14
0kHzである。以上まとめてみると以下の如くなる。
すなわち、放電灯の始動過程において音響的共鳴による
アークの不安定さ全回避するためには、少なく共始動過
程においては、管電流は大きく設定する方が良く、点灯
周波数も高い方が望ましいということが云える。
第3図は本発明の一実施例の具体回路図である。vlは
交流電源、DBIはタイオードづリッジからなる全波整
流器、DTは高圧放電灯、Qは平滑コンデンサである。
(1)は周波数可変型の他励式高周波インバータ、C2
は]ンデ′Jすである。(2)はインバータ(1)の発
振周波数を可変させるための可変制御手段であり、放電
灯DTの始動時において放電灯DTの定常点灯状態の時
よりも高い点灯周波数となるように制御するものである
。この可変制御手段(2)への制御入力としては、例え
ば放電f:JDTの管電圧を検出した出力電圧が考えら
れる。コンデンサCxLdコクヂンサバラスト(限流要
素)となっており、インバータ(1)の出力電流はコン
デンサC2によって限流されて放電灯DTに流れるが、
放電灯DTの定常点灯時において放電灯DTが定格出力
となるように、インバータ(1)の出力周波数及びコン
デンサC!の値を設定しておく。
しかして、上記条件の下で、交流電源v1の投入後、数
分間#記可変制御手段(2)によりインバータ(1)の
出力周波数より上記定格周波数より高く設定するという
操作だけで、始動過程における点灯周波数が高くなると
同時に、点灯周波数が高くなる故にコンデンサC2のリ
アクタンスが小さくなって放電灯DTへの点灯電流も定
格電流よりも大きくとることができるものである。この
ような構成とすることにより、特に放電灯DTの始#I
JM程において、音響的共鳴によるアークの不安定さを
防止するだめの放電灯DTへの電流増加手段が単にイン
バータ(1)の周波数をEげるだけで達成でき、インバ
ータ(1)の二次′電圧を上げたり、インバータ(1)
への入力電圧を上げたりするような放電灯DT始切過程
軍流確保のための新たな構成の追加を不要とすることが
でき、極めて簡単な回路構成のまま放電灯DTの始動過
程における音響的共鳴によるアークの不安定を回避でき
るものである。
第4図は他の実施例を示すものであり、前実施例の第3
図は余波整流器D B +の後にコンデンサGが入って
いるので、入力力率の高力率化は望めないが、入力高力
率のためにタイオードDI Dz Ds及びコンデンサ
Cs C4を設けたものである。今、交流電源Vlを投
入すると、全波整流器D B 1の出力である交流電源
V+の全波整流電圧により、タイオードnを介して直列
的にコンデンサC3及びC4に充電がされる。一方、放
電は、コンデンサC8についてはタイオードD1を介し
、コンデンサC4についてはタイオードbを介して行な
われるので、コンデンサGC4は並列的放電経路を形成
している。従って、イ′Jバータ(1)の入力電圧とし
ては全波整流器DBIの出力電圧に、全波整流器D B
 rの出力電圧のピーク値の約1/2の電圧値をもつコ
ンデンサC3及びGの並列回路よりの直流的出力電圧が
重畳されることになる。このような回路構成とすること
により′ 、定常点灯時は、インバータ(1)の入力電
圧を]−)ヂンサC3とC4との並列的構成として部分
平滑に切り換えることにより、定′酵点灯時において高
力率化することができるものである。
第5図は更に他の実施例を示すものであり、タジ3図に
示す実施例のコンデンサCIにトライアックQ1を直列
に接続したものであり、他の構成は第3図と同様である
。放電cJDTの始!1iII過程の電流をより大きく
するため、交流゛鴫源V、投入後はトライアックQIを
4通させ、コンデンサC1により全波整流器DB1の出
力を平滑してインバータ(1)の出力を大きくとり、放
電灯DTの発光管温度が充分に上ったことを例えば放電
灯DT電圧により検出し、定常状憑においてはトライア
ックQ、を非導通にしてインバータ(1)への入力電圧
を全波整流波形としたものである。このような構成によ
り、イ?、1バータ(1)の動作周波数の放電灯DTの
始動過程と定常点灯における差をそれほど大きくとる必
要がなくなり、例えば、インバータ(1)にトランジス
タを使用した場合等にあっては、そのベースドライブ用
トランスの設計を容易にできるものである。
[発明の効果〕 +T質副制御手段高周波インバータに付設し、高周波イ
ンバータの出力端と高圧放電灯との間に限流要素として
少なくともコンデンサを接続したものであるから、放電
灯の始動過程においては、高周波インバータの発振点灯
周波数を高くすること、および発振点灯周波数が高くな
る故にコンデンサのりアクタクスが小さくなって放電灯
への出力電流を大きくすることができることにより、ア
ークの不安定領域を経ずに放電灯を定格点灯させること
ができる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は高圧数1毬灯の始動後時間と管電力との特性を
示す図、第2図は点灯周波数と始動後時間とにおけるア
ークの不安定領域を示す特性図、第3図は本発明の実施
例の具体回路図、第4図は同上の他の実施例の回路図、
第5図は同上の更に他の実施例の回路図である。 (1)は高周波インバータ、■lは交流電源、D B 
lは全波整流器、l)Tは高圧数′屯灯、C2はコンデ
ンサを示す。 代理人 弁理士 石 1)長 七 @ 1 図 殆靭快峙間(SJv) 点灯/!il泥畝CにHz) ′in3図 2 第5図 Cつ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流電源の両端に全波整流器を接続し、該全波整
    流器の出力端に発振周波数可変型の高周波インバータを
    接続し、該高周波インバータよシ高圧放電灯へ電力供給
    するようにした放電灯点灯装置において、上記高圧放電
    灯始動過程においてその点灯周波数を定常点灯時に比べ
    て高くする可変制御手故を前記高周波インバータに付設
    し、高周波インバータの出力端と高圧放電灯との間に限
    流要素として少なくともコンデンサ倉接続して成ること
    を特徴とする放電灯点灯装置。
JP59005147A 1984-01-13 1984-01-13 放電灯点灯装置 Pending JPS60148092A (ja)

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