JPS6023995A - 低圧水銀蒸気放電灯装置 - 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】 この発明は、放電容器にＫｒの希ガスと水銀蒸気発生体
とを封入し、その容器内面に蛍光体を塗布した放電灯と
、各半サイクル毎に休止期間を有する矩形波状の高周波
出力電圧を発生する点灯装置とを組み合せることによル
高効率な低圧水銀蒸気放電灯装置を提供するものである
。

休止期間を有する高周波電圧を印加して点灯させる低圧
水銀蒸気放電灯は２例えば２日本国登録実用新案第１４
００３８２号明細書にも記載されているように公知であ
る。

この公知例は、Ｎｅ、（２５容積％）とＡｒ（，７５容
積チ）の混合ガスを１５１１１ＷＨｙおよび水銀蒸気圧
６　ｘ　１０　ｒｎｘＨｇを封入した放電灯を２点灯装
置の構成として、電気回路を４個のトランジスタでブリ
ッジにし、さらに放電灯にその都度電流方向が反転し、
デユーティ３５〜６５チの矩形波電圧を印加できるよう
に、４個のトランジスタに直列にさらに１個のトランジ
スタを接続した回路を用いてｅ　５０　ＫＨｚ、デユー
ティ５０％で点灯したとき。

商用周波数点灯に対して、１１チの効率向上が認められ
る旨報告されている。

また、最近の半導体安定器の進歩から、市販の４０　Ｋ
Ｈｚ程度の周波数を出力する安定器で放電灯を点灯して
も、放電に伴う電極損失が１１％以上減少することが知
られている。

これらのことから、この発明者らは低圧水銀蒸気放電灯
と点灯装置とを組み合せたシステムとしての効率をさら
に向上させるため種々の検討を重ねだ結果、内径と電極
間距離およびＫｒの分圧を所定条件に設定し放電灯と、
出力波形を規制した点灯装置とを組み合せるとシステム
としての効率が大巾に向上することが確認された。

この発明は上記知見に基づきなされたもので。

放電灯は管内径が２２１１ｒ１ｘ以上３５ｍｍ未満、電
極間距離が４００關以上１２００ｍｍ未満の管状放電容
器内面に蛍光体を塗布し、容器内にＫｒの分圧が０．２
ないし３　Ｔｏｒｒからなる希ガスと水銀蒸気発生体を
封入して構成し９点灯装置は直流電源に接続され、略正
弦波状の高周波出力電圧を発生する高周波電源装置を有
し、この高周波出力電圧の各半サイクル毎に少なくとも
１回導通遮断を行なうスイッチにより休止期間を設けて
、その立ち上り、立ち下少時間が２μ日以下の略矩形波
状の高周波出力電圧を発生する構成としだものである。

放電灯は管内径が２２龍未満であると２両極性拡散およ
び自由拡散による管壁での衝突損失が増大し、３５闘以
上であるとランプ電流（０−Ｐｅａｋ電流）が急増し２
回路損失が増加する。従って。

放電容器の管径を２２闘以上３５關未満の間で設定する
ことによシ両極性拡散および自由拡散による管壁での衝
突損失を低減できる他９点灯時の電極損失を減少させる
目的でＫｒの分圧が０．２　Ｔｏｒｒないし３　Ｔｏｒ
ｒになるよう添加することによって。

ランプ効率の向上を実現できる。

放電時の陽光柱の２５３．７ｎｍ放射効率は電極間距離
４００　ｍｍ以上１２００ｍｍ未満の範囲では一定であ
る。

立ち上少時間２μ８以下の急竣な立ち上シをするパルス
電圧を放電灯に印加することは、電子温度の急竣な立ち
上シを促し、放電灯の２５３．７ｎｍ放射効率を高め、
印加期間Ｔ１の後２μ８以下の急竣な立ち下シミ圧にす
ることによ）、休止期間Ｔ２での管壁での両極性拡散に
よる衝突損失を低下させることができる。

また、放電灯を効率良く点灯するために、整流などして
得られた直流電源を高周波に変換し、略正弦波状の高周
波電圧を発生するインバータ、放電灯の電流を制御する
限流インピーダンス、放電灯に対する放電印加電圧の休
止期間を制御し略矩形波状の放電灯入力電圧を与えるた
めのスイッチ装置とその制御装置から構成することによ
って。

低消費電力、低ノイズ、安価などの条件を満足できる高
効率の点灯装置を実現した。

以下、この発明の点灯装置および放電灯について実施例
を用いて説明する。

第１図は、この発明による装置の一実施例であシ、第２
図はその動作の説明図である。第１図において、（１）
は例えば商用交流電源を整流する外どして得られる直流
電源であ！Ｉ）、（２）は高周波電源装置であシ、直流
電源（１）を高周波に変換し、略正弦波状の高周波電圧
を発生するインバータを備えており、（２１）は放電灯
（６）の電流を制御する限流インピーダンスであり、（
３）は全波整流回路（４１）とスイッチング素子として
のトランジスタ（４２）からなるスイッチ装置（４）と
その制御装置（５）から構成される休止期間発生装置で
ある。高周波電源装置（２）、休止期間発生装置（３）
、スイッチ装置（４）および制御装置（５）とで点灯装
置を構成している。この装置では。

休止期間発生装置（３）が放電灯（６）と並列に接続さ
れておシ、この動作は高周波電源装置（２）が第２図（
ａ）のように略正弦波状の出力を発生すると、制御装置
（５）が第２図（Ｃ）の如く期間Ｔ２でトランジスタ（
４２）を導通させる信号を発生する。従って、トランジ
スタ（４２）は、第２図（ｂ）の斜線部で導通するので
。

放電灯には第２図（ｄ）の斜線部に示すように期間Ｔ１
の部分で放電灯に高周波電力を供給する。このとき、こ
の波形の立ち上シおよび立ち下少時間は２μＢ以、下と
されている。

この実施例では、高周波電源装置の限流インピーダンス
（２１）としてインダクタンスのような誘導性リアクタ
ンスを用いても、この発明の思想が満足されることは明
らかである。このとき、制御装置（５）は、高周波電源
装置（２）の出力電圧が低い期間で導通信号を発生すれ
ばよい。

以上の実施例に示す点灯装置を用いて、管径２２酩以上
３５ｍｍ未満、電極間距離４００ｍｒＩ！以上１２００
ｙ＋ｉ未満の石英パルプの内壁に蛍光体を塗布し、かつ
Ｋｒの分圧が０．２　Ｔｏｒｒないし３　ＴＯｒｒにな
るように封入した放電灯を多数試作して２点灯回路を含
む２５３．７ｎｍのシステム放射効率をめた。

第３図は、　Ｋｒの分圧が０．２　Ｔｏｒｒ　ａ＋いし
３　Ｔｏｒｒのとき曲線の範囲内にあることを示した２
５℃における２５３．７ｎｍのシステム放射効率と放電
容器管径との特性を示した図であ９２図においてシステ
ム効率１００チは、−膜形蛍光灯を商用安定器で点灯し
たときの値を示す。また２点灯周波数は２０ＫＨ２，第
２図におけるＴ２　＞　ＴＩのときの結果を示したもの
である。また、休止期間Ｔ２を準安定原子の寿命を考慮
し、バッファガスに応じて２μｓないし３０μθの間で
設定すると、放電半サイクルで発生する２５＆７ｎｍの
放射効率が向上する。

以上実施例では、放電灯−灯の場合にＱいて示したが、
２灯以上の放電灯を接続するものについても適用できる
ことはいうまでもない。

放電灯の点灯周波数は、この発明の装置の原理から約Ｉ
　ＫＨｚ以上の高周波であればよいが、高周波電源装置
（２）から不快な可聴騒音の発生を防止する観点から約
１７ＫＨ２以上が好ましく、まだ周波数の上限は、休止
期間発生装置のスイッチング損失を少なくする目的から
バイポーラ型トランジスタを使用する場合は１００ＫＨ
２以下程度が良好であった。

以上のように、この発明の低圧水銀蒸気放電灯装置は、
電極間距離が４００朋以上１２００ｍｍ未満。

管内径を２２ｍｍ以上３５ｍｍ未満、Ｋｒの分圧を０．
２φｏｒｒないし３　Ｔｏｒｒ、さらに水銀蒸気発生体
を封入した放電灯に、休止期間のある変換効率が高く。

かつ立ち上シ、立ち下シ時間が２μ８以下の略矩形波の
高周波電力を供給することによって、放電灯の発光効率
を著しく高め、かつ上記の放電灯を使用することによっ
て点灯装置の損失をも低減できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はそ
の動作説明図、第３図は相対システム効率を示す特性図
である。 図中、符号（１）は直流電源、（２）は高周波電源装置
。 （３）は休止期間発生装置、（４）はスイッチ装置、（
５）は制御装置、（６）は放電灯である。 代理人大岩増雄 第１図 イ 第　２１り１ 拵　３　図 ２０　３０　４０ ａｔ１Ｍ（ｍＴｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）管内径が：１２Ｍ１１以上３５顛未満、電極間距
   離が４００ｕ以上１２００ｍｍ未満の管状放電容器内面
   に蛍光体を塗布し、容器内にＫｒの分圧が０．２ないし
   ３　Ｔｏｒｒからなる希ガスと水銀蒸気発生体を封入し
   た低圧放電灯と、直流電源に接続され、略正弦波状の高
   周波出力電圧を発生する高周波電源装置を有し、との高
   周波出力電圧の各半サイクル毎に少なくとも１回導通遮
   断を行なうスイッチによシ体止期間を設けて、その立ち
   上シ、立ち下シ時間が２μＳ以下の略矩形波状の高周波
   出力電圧を発生し、との略矩形波状高周波電圧を上記低
   圧放電灯に印加点灯する点灯装置とからなる低圧水銀蒸
   気放電灯装置。