JPS60250598A - 可搬型放電灯点灯装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明はメタルハライドランプのような高圧放電灯を点
灯する装置に関し・更に詳しくは・交直両型、源で安定
な点灯が可能であり、しかも小型・軽量なので持ち運び
に便利な可搬型の放電灯点灯装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、テレビ、映画等の分野では、そのニュース取材等
に使用する光源として軽量・小型で可搬型のものへの要
望が高まっている。とくに、光色に優れた放電灯及びそ
の点灯装置への要請は強い。

、現在のところ、可搬型の放電灯点灯装置の電源畔主と
して電池が採用されている。しか！な、がら、、できう
れば商用交流を電源としても使用できるような点灯装置
であった方がよい。

軽量・小型の放電灯点灯装置に関しては、第１図に示す
ような放電灯の１種である蛍光灯に高岡被電力を供給す
る、いわゆる高周波点灯装置が知られている。

第１図において、１は複数個の電池を収納する電池電源
パック、２は灯具であって、これらが組合わされて全体
としての点灯装置が構成される。

灯具２に内蔵される回路において、２ａはいずれもパワ
ートランジスタ、２ｂは駆−回路で、これらにより電池
出力を高周波出力に変換する。２ｃは２ａ、２ｂから得
られた高周波電力を昇圧するための高周波変圧器でその
２次側では約６Ｈｖの電圧が発生するように設計される
。２ｄは共振用コンデンサ、２ｅは限流特性を得るため
の高周波リアクトル、そして２ｆは蛍光灯である。この
装置において、電池電源パックｌは別置となっている。

この装置では、高周波変圧器２Ｃ１限流リアクトル２ｅ
がいずれも大型であり全体装置の小型化の要望を満たす
とはいえず、また、電池電源（例えば、２４ｖ）が低圧
であるので、パワートランジスタ２ａの電流容量が大き
くなり装置全体の効率を低めてしまい、２００１１１以
上の大容量の装置としては不適である。

第２図は、第１図と同様に電池“電源で動作し。

メタルハライドランプのような高圧放電灯に適用され・
る点灯装置の１例である。

第２図で、ｌは電池電源パック、２は灯具である。灯具
２内の回路において、２ａ′は電池出力を高周波電力に
変換するトランジスタ回路、２ｂ゛は回路２ａの出力を
昇圧するための高周波変圧器、２（’は限流リアクトル
、２　ｄ’は点灯起動時に約１　＝　２　ｋｙの高圧パ
ルスを発生しこれをランプ２　ｅ’に重畳印加する高圧
パルス重畳回路である。

２　ｆ’は上記した回路の駆動用交流電源であり、・２
ｇ′は高圧パルス重畳回路２　ｄ’を起動させるとき０
．５〜１秒動作するリレーである。この点灯装置では、
まず高周波変圧器２ｂ゛の２次側に約２５０ｖの高周波
電力が発生し、かつ、高圧）くルス重畳回路２　ｄ’の
動作により放電灯２　ｅ’の放電が開始される。ランプ
放電が始まると、その端子電圧は２０〜３０Ｖに降下す
るので限流リアクトル２ｄが動作して放電灯２　ｅ’に
は所望の電流が供給される。放電灯２　ｅ’は持続放電
して温度上昇するとともにその端子電圧が上昇して定常
状態におちつき安定したし力銑ながら、この点灯装置に
は以下のような問題点がある。すなわち、第“ｌは、高
周波変圧器２　ｂ’の容量が大きくした力ｉつ′て重量
を′増すということでｉる０例えば、定線背型”圧７０
ｖ、背型−３Ａ、容量２００Ｗのメタルハライドランプ
゛を点灯する場合、用いる変圧器２ｂ゛の出力は２５０
Ｖ、　３Ａを要しその容量は７５０ＶＡと大型層ある。

第２は、電池□電圧が低圧のため、パワート′ランジス
タ゛回路２〆の電波容量は大きく、例えば実用上２０Ａ
以上のパワートランジスタを必要とするようになり、か
つ高周波発生効率が低いということである。第３′ｉｔ
、高圧パルス蓋畳回“路２　ｄ’を駆動するために別の
交流電源２　ｆ’を必要とし、しかも、回路２ｄ’の重
量が大きくなるということである。第４は、商用交流を
入力として点灯する場合には全く別の灯具が必要になる
ことである。　′ 〔発明の目的〕 本発明は、従来の点灯装置、とりわけ高圧放電灯の点灯
措置における上記したような間゛照点を解消し、軽量・
小型でしかも交直両用の点灯装置の提供を目的とする。

［発明の概要］ 本発明の放電灯点灯装置は、電源パックと灯具とを組合
わせた装置である。電源パックは電池入力の場合の電池
−源パー２り、商用交流入力の場合の交流電源パックの
何れかを用いる。

本発明の装置は、電源パックが、電池とその出力を所望
の直流に変換するＤＣ−ＤＣ変換器から成る電池電源パ
ック、又は、商用交流を入力源とし、その出力を所望の
直流に変換する変圧器及び整流回路から成る交流電源パ
ックのいずれかであり、これに組合わせる灯具が、該電
源パックの直流出力を高周波矩形波に変換するダイオー
ドを内蔵するブリッジ型インバータと、該インバータに
接続する限流リアクトルと、該限流リアクトルに接続す
る起動用高圧パルス重畳回路とから成ることを特徴とす
る。

以下、本発明装置の１例を第３図〜第５図に則して更に
詳細に説明する。

第３図は２００Ｗのメタルハライドランプ点灯用の本発
明装置の１例で電源パックが電池電源パックであり、こ
れを灯具に接続した状態を示す図である。３が電池電源
パック、４が灯具である。

電池電源パック３で、３ａは電池、３ｂは電池３ａの出
力を高周波矩形波に変換するインバータ回路、３ｃは回
路３ｂの出力を昇圧するための高周波変圧器、３　ｄ　
、　３　ｄ’は変、圧器３Ｃからの出力を直流に整流す
るための整流回路であり、変圧器３ｃと整流回路３　ｄ
　、　３　ｄ’との間には切替リレー３ｅが介挿されて
いる。そして、この切替リレー３ｅは後述の高圧パルス
重畳回路と連動するように設計されている。

このような電源パックにおいて、まず電池３ａの出力は
インバータ回路３ｂによって３０ｋＨｚの高周波矩形波
に変換され、変圧器３Ｃの２次側から昇圧矩形波として
出力される。この矩形波は整流゛回路３　ｄ　、　３　
ｄ’ニＪ：ッテソれぞれ２５０Ｖ、　１５０Ｖ（７）直
流に変換されるが、しかし上述した切替リレーの作用に
より、電源パック３の出力は、高圧パルス重畳回路の動
作中にのみ２５０ｖ、ランプ点灯中は１５０Ｖを供給す
るようになっている。なお、操作用電源として直流２４
Ｖが端子３ｆから灯具４に供給される。

商用交流を入力とする場合には、第４図に示した交流電
源バック５を用いる。

第４図で、５ａは入力端子でここから商用交流１００Ｖ
が入力する。５ｂは単捲変圧器、５ｃ。

５＼ｄ、５’６はそれぞれ変圧器５ｂの出力を直流に変
換するための整流回路であり、変圧器５ｂと回路５Ｃの
間には前述したと同じ機能をもって動作する切替リレー
５ｄが介挿されている。用いる変圧器５ｂの出力は、そ
れぞれ１２０ｖ及び２００ｖで、出力端子５ｅにおける
出力は１５０ｖ及び２５０ｖとなる。

なお、この単捲変圧器の２００ｖ出力の時間は短時間で
あるので単捲変圧器は小型である。なお、上記電池電源
パック及び交流電源バックにはスイッチングレギュレー
タ等によるＤＣ−ＤＣ変換器を用いてもよい。

灯具４において、４ａは点滅用スイッチで電源パック３
の操作用出力端子３ｆに接続される。

４ｂは発振回路で約２０ｋＨｚの高調波を発振する。

４ｃはブリッジ型の矩形被インバータであって、トラン
ジスタＱ　ｒ　、　Ｑ２　、　Ｑｓ　、　’Ｑａ並びに
ダイオードＤＩ　＋　Ｄ２　＊　ｎ３　＋　ｎ４から゛
構成されており１回路４ｂの出力を受けて高周波矩形波
を発振する。４ｄは矩形波インバータ４ｃと接続する高
圧パルス重畳回路であり、この回路４ｄとインバータ４
ｃの間には限流用の高岡波゛リアクトル４ｅが介挿され
る。４ｆは起動直後からＯ’Ｊ〜１秒動作して高圧パル
ス重畳回路４・ｄを駆動させるためのリレーである。４
ｇはメタルハライドランプである。

どの装置においては、まず、点滅用スイッチ４ａをオン
にして起動させると、発振回路４ｂから励振された２０
ｋＨｚ高周波が矩形波インバータ４ｃに供給され、イン
バータ４ｃから約２５０Ｖの矩形波が発振する。同時に
、高圧パルス重畳回路４ｄが動作するのでランプ４ｇは
放電を開始する。放電開始とともにリアクトル４ｅが作
用して限流された電流がランプに供給される゛、高圧パ
ルス重畳回路４ｄが休止すると、切替リレー３ｅが働い
て電源パック３又は５の出力は１５０ｖに切替り以後ラ
ンプ４ｇは定常運転状態に入る。この場合、限流リアク
トル４ｅによる遅れ電流の無効電流成分はダイオードＤ
＋　、Ｉ）２　、Ｄ３　、Ｄ４によって直流電源側に帰
還されるので、灯具への直流入力電流は負荷（メタルハ
ライドランプ）の実効電力２００１に対応する電流が流
れることになる。

実測の場合、出力２００ｗのランプで、灯具の入力は１
５０Ｖ　、　１．５Ａ　、約２２０ｗテアツタ。

第５図は゛、第３図における高圧パルス重畳回路４ｇの
構成を示す回路図である０図で、４ｄ、は２０ｋＨｚで
動作する高周波変圧器でその２次側出力は４０００Ｖテ
あ６．Ｅ、Ｆｊ＊入力端子で、４　ｄ　２　ハ半波形高
圧整流器、４ｄ３は高耐圧コンデンサ、４ｄ４はその放
電電圧２５００〜３ｏｏｏｖの放電用エアギャップ管、
４ｄ５は高圧パルス重畳用の昇圧変圧器であって、４ｄ
６は高圧パルスのバイパスコンデンサである。

この回路において、インバータ４Ｃで発振し端子Ｅ、Ｆ
から入力された２０ｋＨｚの矩形波は変圧器４ｄ′、、
整流器４ｄ２を通り、コンデンサ４ｄ３を４０００Ｖに
充電しようとする。しかし、その充電電圧がエアギャッ
プ管４ｄ４の放電電圧にまで至るとその値で放電し、そ
のとき昇圧変圧器４ｄ５の１次側に２５００〜３０００
Ｖの高圧パルスを印加する。なお、このパルスは回路に
よって定まる繰返し周期で発生する。パルスの波形は約
Ｊ　ＭＨｚの減衰振動の波形であり、その繰返し周期は
約１ミリ秒である。かくして昇圧変圧器の２次側に尖頭
値１ｋＶのパルスが発生し、端子Ｃ，Ｄから放電灯４ｇ
に供給される。端子Ａ、Ｂからはインバータ４Ｃの出力
が限流リアクトル４ｅを通して入力しているので、放電
灯４ｇにはこの高周波出力に昇圧変圧器４ｄ５で発生し
た高圧パルスが重畳され起動する。

［発明の効果］ 本発明の装置において、高周波点灯用インバータがダイ
オードを含むブリッジインバータであるので、電源パッ
ク３又は５の出力は２２０ｗであり、パック内の変圧器
３Ｃ又は５ｂは約２３０ＶＡ容量でよいので小型化され
る。それと共に電池電源パックに用いる矩形波発振用イ
ンバータの容量も小さくてよい。同様に交流電源パック
も簡易軽量小型である。また、装置起動時の灯具への入
力電圧は２５０ｖであるため、その起動は非常に容易と
なり、かつ、起動後は１５０Ｖになるので用いる限流リ
アクトル４ｅも小型化することができる。なお、限流リ
アクトル４ｅが小型化するので、放電灯４ｇの電流波形
は改善されて高周波点灯の安定度を増すことができる。

更に、灯具内に実装されるトランジスタＱ＋　、Ｑ２　
、Ｑ３　、Ｑ４の電流容量は小さくてもよいのでインバ
ータ４Ｃも小型化することができる。

更にまた、第５図に示した高圧パルス重畳回路４ｄにお
いて、変圧器４ｄ、は２ＯｋＨｚ用の小型のものである
。従来、商′用交流用に製作された重畳回路はその重量
が約２ｋｇであるが、本発明装置の場合には約２００ｇ
であった。

このように、本発明の装置は、変圧器、リアクトル及び
使用トランジスタ等の重量、・寸法を大幅に減少でき、
高圧パルス重畳回路も軽量・小型化でき、可搬性に富む
、従来の装置では電源５（、電池）、灯具、その他を含
めて約１８．ｋ　ｇであったものが、本発明の装置の場
合には約１２ｋｇに軽量化できた。また、高周波点灯特
性も改善されてい・る、しかも、電池入力のみならず、
交流入力の場合でも同一の灯具を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蛍光灯点灯装置、第２図は、従来の高圧
放電灯点灯装置である。第３図は本発明の点灯装置の１
例、第４図は交流電源パックの回路、第５図は高圧パル
ス：重畳回路を表わす。 ｌ−電池 ２．３−電池電源パック　・ ５−、交流電源パック ４−灯具 ３ａ−電池 ３ｂ−インバータ回路 ３ｃ−高周波変圧器 ３ｄ　、３ｄ’、、５ｃ　、５（’、５Ｃ”−全波整流
回路３ｅ、、５ｄ−切替リレー ５ｂ−単捲変圧器 ４ａ一点滅用スイッチ ４ｂ−発振回路 ４Ｃ−ブリッジ型矩形波インバータ ４　、ｄ−高圧パルス重畳回路 ４ｅ、−高周波リアクトル ４ｆ−リレー ４、ｇ−放電灯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電源パックが、電池とその出力を所望の直流に変換
   するＤＣ−ＤＣ変換器から成る電池電源楓− パー、り、又は、商用交流を入力源とし、その出力風 を所望の直流に変換する変圧器及び整流回路から成る交
   流電源パックのいずれかであり。 これに組合わせる灯具が。 該電源パックの直流出力を高周波矩形波に変換するダイ
   オードを内蔵するブリッジ型インバータと、該インバー
   タに接続する限流リアクトルと、該限流リアクトルに接
   続する起動用高圧パルス重畳回路とから成ることを特徴
   とする可搬型放電灯点灯装置。 ２、該電源パック内に、電圧切替装置が内蔵されている
   特許請求の範囲第１項記載の装置。