JPS6059717B2 - 放電灯点灯方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電灯点灯方式に関する。

近時エネルギー危機に発して、省資源、省エネルギー
が強く叫ばれており、一つの技術的命題となつている。

本発明の基礎となる低周波交流電圧の各半サイクルの初
頭部分で高周波高電圧で放電灯を再点弧し、放電灯の再
点弧後は低周波低圧電源で点灯維持するようにした放電
灯点灯方式（以下毎サイクルスタート点灯方式という）
は照明分野においてこの命題を解決せんとするものであ
る。すなわち本出願人の別途提案したところによれば
毎サイクルスタート点灯方式においては放電灯点灯装置
の電力損失を従来方式の例えば約１１４に低減し、形状
も重量比で約１ハに小型化することができる。ただしこ
れは在来のけい光ランプを流用した場合のことである。
（例えば２００Ｖ電源用に設計された４０Ｗランプを１
００Ｖ電源にて点灯することができる。等々。）この場
合在来けい光ランプの管電圧は電源電圧を略々相殺して
毎サイクルスタート点灯方式の利点をある程度実現でき
るが、その程度はこの点灯方式に内在する性能を最高度
に発揮させてはいない。すなわち、けい光ランプの場合
専用放電灯を設計するならば後述するように電力損失は
従来の約１１１０に低減し、形状も１１ｍ程度により飛
躍的に小型化されるものである。更に高圧放電灯の場合
は在来の高圧放電灯は殆んど設計管電圧が同一であつて
（２００Ｖ電源用のものは１３０Ｖ程度）、このためい
かなる回路手段をもつてしても毎サイクルスタート点灯
方式の特３徴を発揮させることができない。 それ故本
発明の目的は、けい光ランプにあつては毎サイクルスタ
ート点灯方式の特長を最高度に発揮させて発光光束を増
大するとともに限流チョークをより小型化しかつ電力損
を著しく低減でき門る放電灯点灯方式を提供することに
あり、また高圧放電灯点灯方式にあつては毎サイクルス
タート点灯方式を実現し得る新規な高圧放電灯を提供す
ることにある。

本毎サイクルスタート点灯方式において限流チョークを
小型化てきる理由について説明するため、先ず従来点灯
方式の機構について説明しよう。

すなわち、けい光ランプ用放電灯点灯装置として従来は
例えば第１図に示すような回路構成のものが使用されて
いる。

この構成は交流電源ＡＣに限流装置としての限流チョー
クＣＨを介して放電灯ＦＬを接続し、一方放電灯ＦＬの
フィラメントＦ，ｆ″の非電源側の端子間に昇圧回路Ｒ
″を接続したものである。この構成によれば電源ＡＣを
接続すると同時に昇圧回路Ｒ″が発振動作を開始して、
その入力電流によつて放電灯ＦＬのフィラメントＦ，ｆ
″を加熱すると共にその端子間に始動所要電圧Ｅｓｔよ
りも高い発振出力電圧を印加する。そして放電灯ＦＬの
フィラメントＦ，ｆ″が十分加熱され、放電灯ＦＬの始
動所要電圧がＥｓｔに低下した時に、前記発振出力によ
つて始動され遅相点灯する。一旦点灯すると放電灯ＦＬ
の端子電圧が管電圧Ｖ，に低下する為、昇圧回路Ｒ″は
発振を維持することがてきなくなり動作を停止し、放電
灯ＦＬは電源ＡＣか″ら限流チョークＣＨを介して供給
される電圧によつて各半サイクル毎に再点弧されながら
点灯維持される。点灯中における管電圧ＶＴ及び管電流
１，の波形を観測すると第２図Ａ，Ｂのような波形であ
る。

この管電圧ＶＴｌ管電流１Ｔ及び電源電圧ｅの波形から
各瞬時における限流チョークＣＨのエネルギ．一変化を
求めると同図Ｃに示す波形になる。この波形から理解で
きるように電源電圧ｅが管電圧ＶＴより高い期間（ｔ１
〜Ｔ２）は（Ｓ１＝ｆ）？（ｅ−ＶＴ）ＩＴｄｔ）なる
エネルギーが一方的に増加して限流チョークＣＨに蓄積
される。電源電圧ｅが管電圧！Ｖ，より低下すると、蓄
積エネルギーは放出状態に転する。エネルギーを放出す
る期間は電源電圧ｅが管電圧ＶＴより低い期間（Ｔ２〜
Ｔ３）であつて、この期間（Ｔ２〜Ｔ３）に（Ｓ２＝ｆ
）？（ｅ−ＶＴ）ＩＴｄｔ）なるエネルギーが放出され
ることになる。限・流チョークＣＨの大きさは蓄積エネ
ルギーの最大値に基づいて定まる。すなわち限流チョー
クＣＨは蓄積エネルギーＳ１の最大振幅に耐えるように
その容量を選定しなければならない。この場合蓄積エネ
ルギー（Ｓ１−Ｓ２）が０になる時点は後続の半サイク
ルの管電流１Ｔの立上り時点よりも遅れる。

したがつて再点弧時に残留エネルギーが放出されて放電
灯ＦＬの点灯維持に寄与することが期待できる。しかし
ながら基本的には放電灯ＦＬの再点弧電圧ＥＲＳ，は再
点弧時において電源電圧ｅを下廻らなければならない。
このことは電源電圧ｅと比較して管電圧ＶＴのピーク値
ＶＴ，を高くできないことを意味する。実際在来の放電
灯の場合管電圧ｖτの実効値■τは電源電圧ｅの実効値
Ｅの１１２程度に設定され、したがつて限流チョークＣ
Ｈの端子電圧ＶＣＨの実効値■。

Ｈは電源電圧ｅの実効値Ｅの１１２以上に設定される。
前述した限流装置の欠点は更に第３図に示す放電灯ＦＬ
の垂下特性曲線ａと限流チョークＣＨのインピーダンス
負荷線ｂにの場合簡単のためにインピーダンスを抵抗と
仮定して抵抗負荷線として示す。

）によつて説明することができる。即ち点灯中における
放電灯ＦＬの管電圧ＶＴと管電流１Ｔは垂下特性曲線ａ
に添つて矢印で示すように右方向に移動し、負荷線ｂと
の交点イで安定するものであつて、この交点イの位置を
決定する負荷線ｂの傾き（限流チョークＣＨのインピー
ダンス）は極めて重要である。例えば限流チョークＣＨ
を小型化する為にインピーダンスを低くし、負荷線を破
線ｃのように緩傾斜にすると、その交点口は大幅に右方
へ移動し、管電流１，が過大になつて限流チョークＣＨ
は反つて大型になる。従つてこの点からも上記構成にお
いては限流チョークＣＨの小型化は実現できない。本出
願人は本発明に先行して、前記欠点を解決する毎サイク
ルスタート点灯方式を提供した。

本発明はこの毎サイクルスタート点灯方式を利用し、且
つその特長を最高度に発揮させ得る放電灯を提供しよう
とするものであるから、以下この毎サイクルスタート点
灯方式の動作並びに特徴を説明する。第４図はこの毎サ
イクルスタート点灯方式に基づいて構成されたけい光ラ
ンプ用放電灯点灯装置の一回路構成例を示す。同図にお
いて、ＡＣは交流電源てあつて限流装置の一例としての
限流チョークＣＨと放電灯ＦＬの直例回路が接続されて
いる。

前記限流チョークＣＨには後述する昇圧回路の発振出力
を電源電圧に重畳するための手段である２次巻線Ｗ２Ｏ
が巻かれていて、この２次巻線Ｗ２Ｏの一端が放電灯Ｆ
Ｌのフィラメントｆの一端イに結ばれ、他端が昇圧回路
尺に接続されている。前記昇圧回路尺はサイリスタＳお
よびはねかえり昇圧インダクタＬの直列回路とコンデン
サＣを並列接続して構成された振動回路Ｒ゛に間欠発振
用コンデンサＣ１を直列接続した回路であつて、この昇
圧回路尺の一端は前述した２次巻線Ｗ２Ｏの一端に接続
され、他端は放電灯ＦＬのフィラメントｆ″の一端口に
接続されている。

ＰＲＨは前記昇圧回路Ｋの発振出力によつて導通駆動さ
れて放電灯ＦＬのフィラメントＦ，ｆ″を予熱するフィ
ラメント予熱回路であつて、サイリスタＳｐと前記発振
出力をブロックする高周波ブロック用インダクタＮＬと
の直列回路から成り、放電灯ＦＬの両フィラメントＦ，
ｆ″の間に直列に接続されている。

なお、前記昇圧回路尺は間欠的に発振動作する限りにお
いては、トライアツクを用いるもの、更にはインバータ
を用いた高圧発生回路に置換することもできる。

次に上記構成の動作について説明する。

まず電源ＡＣを接続すると、限流チョークＣＨを介して
放電灯ＦＬに電源電圧ｅが印加されると共に、限流チョ
ークＣＨの２次巻線Ｗ２Ｏを介して昇圧回路Ｋにも電源
電圧ｅが印加される。昇圧回路尺においては、電源電圧
ｅが間欠発振用コンデンサＣ１を介してサイリスタＳに
印加され、このサイリスタＳをブレークオーバーさせる
為に振動回路Ｒ゛が発振動作を開始する。この発振動作
は間欠発振用コンデンサＣ，がなければ継続するのであ
るが、間欠発振用コンデンサＣ１がある為に電源電圧ｅ
の立上り部分において各半サイクル毎に間欠的に発振す
るものとなる。今、電源電圧ｅの半サイクルについて考
えると、上述のようにして振動回路Ｒ″が発振動作を開
始すると、間欠発振用コンデンサＣ１が電源電圧ｅを相
殺する方向の極性に充電される。したがつてその端子電
圧ＶＯｌが上昇してゆき、電源電圧ｅとの差の電圧がサ
イリスタＳのブレークオーバ電圧ＶＢＯに満たなくなる
と、サイリスタＳがオフ状態のままとなつて振動回路Ｒ
″は発振を停止させられる。それゆえこの半サイクルに
おける以後の期間は間欠発振用コンデンサＣ１の端子電
圧ＶＯｌが一定値に保たれたままで振動回路Ｒ″は発振
停止している。しかし電源電圧ｅが次の半サイクルに転
じると、電源電圧ｅが前の半サイクルの電圧とは逆の電
圧になる為、この電圧と間欠発振用コンデンサＣ１に前
の半サイクルで充電された端子電圧ＶＯｌとの和の電圧
が振動回路Ｒ′に加わり、この和電圧によつてサイリス
タＳがブレークオーバして発振を開始する。しかし発振
と同時に間欠発振用コンデンサＣ１の端子電圧ＶＣｌが
極性を急速に反転して再び電源電圧ｅを相殺する方向に
充電され、やがて振動回路Ｒ″の発振を停止させる。従
つて間欠発振用コンデンサＣ１の急速反転期間のみ振動
回路Ｒ″が発振を行ない、その期間のみ電源ＡＣから間
欠発振用コンデンサＣ１を通じて振動回路Ｒ″に電流が
流れる。この動作は以後の各半サイクルにおいても同様
に行なわれる。第５図Ａはこの状態を示す各部の電圧電
流波形図であつて、ｅは電源電圧、■Ｃ１は間欠発振用
コンデンサＣ１の端子電圧を示したものであつて、この
電圧の急速反転時のみ間欠発振用コンデンサＣ１に図示
のように発振電流１Ｃ１が流れ、またこの期間だけ昇圧
回路尺の両端に高周波高電圧の発振出力ＶＲを生じる。
前記発振出力ＶＲは限流チョークＣＨの２次巻線Ｗ２Ｏ
から１次巻線ＷｌＯに電磁誘導され、電源電圧ｅに逆極
性に重畳されて放電灯ＦＬとフィラメント予熱回路ＰＲ
Ｈとに印加される。

するとフィラメント予熱回路ＰＲＨにおいては、高周波
ブロック用インダクタＮＬを介してサイリスタＳｐに前
記１電圧が印加され、サイリスタＳｐは電圧の急変効果
（即ちＤｖ／Ｄｔ効果）によつて導通駆動される。従つ
て間欠発振位相の後端において電源ＡＣからの電流がフ
ィラメントｆ１サイリスタＳＰｌインダクタＮＬｌフィ
ラメントｆ″を通じて流れ、フィラメントＦ，ｆ″が予
熱され始める。前記サイリスタＳｐは昇圧回路尺の発振
出力ＶＲが予熱回路ＰＲＨに印加される度毎に導通駆動
され、サイリスタＳｐが導通されている期間フィラメン
トＦ，ｆ″に電源ＡＣから電流が流れて予熱が行なわれ
）る。かくしてフィラメントＦ，ｆ″が充分子熱され、
放電灯ＦＬの始動所要電圧がＥ５，に低下すると、昇圧
回路尺からの発振出力ＶＲにトリガされて放電灯ＦＬが
始動される。

放電灯ＦＬが点灯されると、間欠発振勢力は殆んどが導
通化された放電灯ＦＬ中に流れ、また残余の勢力は高周
波ブロック用インダクタＮＬにて吸収され、更にサイリ
スタＳｐのブレークオーバ電圧■ＢＯを管電圧のピーク
値ＶＴＰより充分高く設定することにより、サイリスタ
Ｓｐは導通しなくなる。なおサイリスタＳｐのブレーク
オーバ電圧が非常に高ければ場合によつては高周波ブロ
ック用インダクタＮＬを省略することもできる。しかし
ながらそのようなサイリスタは一般的で無くまた高価で
ある。従つて点灯後はフィラメントＦ，ｆ″の予熱が停
止した状態で放電灯ＦＬが電源ＡＣの各半サイクル毎に
発振出力ＶＲによつて再始動され乍ら電源電圧ｅによつ
て点灯維持される（第５図Ｂ参照）。尚、第４図におい
て予熱回路ＰＲＨはフィラメントトランスによる電極予
熱回路と置き換えても良いことは勿論である。

しかしながらそのような場合放電灯ＦＬの点灯中もフィ
ラメントＦ，ｆ″は予熱状態を継続し、それだけ電力損
失を免れない。点灯中において管電圧ＶＴは第６図Ａに
示すように間欠発振期間による休止期間を持つた矩形波
となる。

そのために管電圧Ｖ，の実効値ＶＴは、在来点灯方式の
９０〜９５％程度の値を示す。放電灯ＦＬは各半サイク
ルの立上り部分において発振出力ＶＲにより強制的に再
点弧される。すなわち各再点弧時において放電灯ＦＬに
は高圧発振出力ＶＲが印加されることによりイオンの消
滅が防止されると共に、昇圧回路尺に流れる間欠的な電
流１ｃ，が２次巻線Ｗ２Ｏを流れることにより、これに
対応する２次巻線Ｗ９の端子電圧は１次巻線ＷｌＯとの
結合を介して急激に高まる低周波電圧を放電灯ＦＬに印
加する。管電流１丁の立上り位相は電源電圧ｅの変動に
かかわらず一定位相を保ち、そのために毎サイクルスタ
ート点灯方式における管電流．の変動率は安定インピー
ダンスの減少にかかわらず良好である。この場合放電灯
ＦＬはグロー放電による再点弧電圧Ｅｋｇを伴わず、再
点弧すると直ちにアーク放電に移行する。一方先に述べ
た従来の点灯方式においては、放電灯ＦＬは電源電圧一
ｅによつて再点弧する為に、再点弧電圧ＥＲｓ，に伴つ
てグロー放電を生じ、その後アーク放電に移行する。従
つて管電圧ＶＴは第２図Ａに示すように立上がり時大き
なスパイク電圧ＶＴＰを生じ、以後漸減する波形を呈す
。次に電源ＡＣから放電灯ＦＬに流入する管電流１ァは
第６図Ｂに示すように発振期間以外の期間（Ｔ２〜Ｔ４
）に流れている。

発振期間（ｔ１〜Ｔ２），（Ｔ，〜Ｔ５）は電源ＡＣか
ら昇圧回路Ｋに電流１Ｃ１が流れている。同図Ｃはこの
電流１０，の２倍の電流波形を示している。２倍にする
理由は前記電流１Ｃ１は限流チョークＣＨの増磁性に結
合された１次巻線ＷｌＯと２次巻線Ｗ２Ｏの双方に流れ
る結果、恰も１・次巻線ＷｌＯに２倍の電流が流れたの
と同一の効果を生じることによる。

前記管電圧ＶＴ，管電流１Ｔ，昇圧回路尺への電流１Ｃ
１並びに電源電圧ｅの波形から限流チョークＣＨのエネ
ルギー変化を算出すると同図Ｄ，Ｅに示す波形となる。

図Ｄは発振出力ＶＲによつて限流チョークＣＨに蓄積さ
れるエネルギーを示す。このエネルギーの総計Ｓ１は（
Ｓ１＝ｆ）〒（ｅ−ＶＲ）２ｉＣ１ｄｔ）で与えられる
。図Ｅは電源電圧ｅによつて点灯が維持されている期間
に限流チョークＣＨに蓄積及び限流チョークＣＨから放
出するエネルギーを示す。電源電圧ｅが管電圧ｖτより
高い期間（Ｔ２〜Ｔ３）はエネルギーが蓄積され、その
総エネルギーＳ２は（Ｓ２＝ｆ）？（ｅ−ＶＴ）ＩＴｄ
ｔ）で与えられる。逆に管電圧ＶＴのほうが電源電圧ｅ
より、高い期間（Ｔ３〜Ｔ，）は前記蓄積エネルギーを
放出し、その総放出工ネルギーＳ３は（Ｓ３＝ｆ日（ｅ
一ＶＴ）ＩＴｄｔ）で与えられる。ただし、これは第６
図に示す波形の場合についてである。すなわち一般的に
云えばＳ１はエネルギーを蓄積するものであるから、Ｓ
２，Ｓ洪に放出側に廻つたとしても放電が維持される。
そのような場合管電圧ＶＴは明らかに電源電圧ｅを上廻
る。ともあれ、第６図に示す波形の場合には、Ｓ１＋Ｓ
２＝Ｓ３なる関係が成立する。

何故なら本構成においては各半サイクル毎に発振出力Ｖ
Ｒによつて強制的に再点弧させられるから、先に述べた
従来の点灯方式のように前のサイクルで蓄積されたエネ
ルギーを次のサイクルに持ち越すことが点灯維持の為の
必須条件とはならないからである。次に第６図に示す波
形に基づいて毎サイクルスタート点灯方式における小型
化の理由を説明すれば次の通りである。

但し簡単のために間欠発振用コンデンサＣ１によるエネ
ルギーの蓄積部分を無視する。そのような場合管電流１
Ｔは次のように算出できる。但し、Ｌは限流チョークＣ
Ｈのインダクタンス、電源電圧ｅ＝Ｅｍｓｉｎθ，θ＝
ωｔ管電圧ＶＴの振幅はＶ，ｍとし、管電流１Ｔの出現
する期間をψ１＝Ｓｉｎ−１ｖＴ．ｎ／Ｅｍからθ＝π
＋ψ２の期間とする。

上式を冫蕾が、０，１１２，１１！２およびＪｊＩ２の
場合について計算すれば第７図のようになる。

第７図からＶ，．．とＥｍの比が大きくなるとＩＴが激
減することが知れる。例えば■Ｔ．／Ｅｍ＝！Ｊｌ２の
場合、■τｍ／Ｅｍ＝１１２の場合に比較して、ＩＴが
１１７になる。したがつてＩＴを定格値にするために必
要な限流チョークＣＨのインダクタンスＬは１１７とな
るわけである。このことは限流チョークＣＨの端子電圧
ＶＣＨを激減できることを意味し、それだけ限流チョー
クＣＨのインピーダンスを減少でき、それだけ小型化す
ることができる。またインピーダンスを小さくし得るこ
とはインピーダンス負荷線（第３図参照）の傾斜を緩や
かにしてもさしつかえないことを意味し、このことは放
電灯ＦＬの垂下特性曲線との交点が第３図に示す程大き
く右に移動しないことを意味する。即ち、毎サイクルス
タート点灯方式の場合は放電灯ＦＬの垂下特性曲線か略
水平或いは正傾斜しており、且つ略直線であることを意
味する。第８図に本構成における放電灯ＦＬの垂下特性
の一例を実線ａ″で示す。尚破線ａは第３図に示した従
来点灯方式における垂下特性曲線てある。放電特性が図
のようになれば負荷線は全くの一点クロスとなる。そし
てこの負荷約はも早限流インピーダンスを低下してその
傾斜を平行状としても一点クロスを保ち続ける。第３図
の場合と比較して管電流１，が増大することはなくなる
結果として、負荷線の縦軸との交点ＶＴ．．は従来点灯
方式よりも低下し、或いは放電特性曲線ａ″を従来より
も図面上上方に配置せしめる必要を生じる。すなわち本
発明に係る改善された毎サイクルスタート点灯方式が求
められるゆえんである。この点灯方式の最大の利点は上
記のように限流チョークＣＨの端子電圧ＶＣＨすなわち
蓄積エネルギーを１ハ哩度にも減少せしめ得ることにあ
る。

これによつて電力損失も１ハ帽度迄に減少することが期
特出来、回路系の総合効率も約２５％の向上を期待する
ことができる。更にこのような点灯方式によれば電源電
圧ｅと管電流１Ｔの位相差が従来点灯方式よりも小さい
ので、力率改善コンデンサは不要となり或いは極端に小
容量とすることが可能である。

このように毎サイクルスタート点灯方式は多大の利点を
有するものであるが、仮にチョークＣＨの端子電圧を完
全に相殺し得るものとしても、これを実現するためには
点灯電源電圧を打消すような管電圧を有する放電灯を必
要とする。

この点在来の放電灯は当然ながら全て従来の点灯方式に
適合するべく設計製作されており本用途には多かれ少な
かれ不十分である。すなわち従来の放電灯は設計管電圧
が点灯電源電圧のほぼ１１２に設定され、この結果管電
圧は限流チョークＣＨの端子電圧以上の値に設定された
。それ故本発明は、上記点灯方式に適する新規な設計思
想に基く放電灯を現出せしめて、上記点灯方式の利点を
最大限に発揮することを主目的とする。

以下本発明の実施態様を例示する。

本発明者は上記の毎サイクルスタート点灯方式の点灯装
置において管電圧ＶＴ．．と電源電圧ｅの実効値Ｅの比
ＶＴ．ｎ／Ｅを変化してゆき、限流装置（限流チョーク
ＣＨ）の端子電圧ＶＣＨの実効値ＶＣＨの変化を測定し
た。

第９図はこれを示した図であつて、端子電圧ＶＣＨは■
Ｔ．．／Ｅが約１．２の時に最小値をとることが理解で
きる。従つて、放電灯ＦＬとしては、管電圧ＶＴｍが電
源電圧Ｅ（７）１．２倍になるように設計すれば限流チ
ョークＣＨの端子電圧ＶＣＨを最小にできる。即ち限流
チョークＣＨのインピーダンスを減少して大幅に小型化
できる。尚現行の放電灯を従来の点灯方式にて点灯する
場合第９図の横軸は０．４程度以下の範囲てある。した
がつて第９図の縦軸ＶＣＨの値は小さくなり得な゛い。
このような安定器の最小条件を利用するに当つて例えば
我国の場合について言えば商用電源は１００Ｖと２００
Ｖであり、この電圧に見合つた管電圧を設計値とする放
電灯を製作しなければならない。

そのような放電灯の実施例を述べよう。実施例１まずけ
い光ランプの一実施例について述べる。

管長を９６インチとし、管径をＴ８，ガス圧を２．６Ｔ
０ｒｒのけい光ランプを製作し、毎サイクルスタート点
灯方式により点灯して管電流１，０．４１Ａにしたとこ
ろ、陽光柱の電位傾度は０．９５Ｖ／Ｃｒｌｔとなつた
。またこのときの陽極降下電圧は７Ｖ１陰極降下電圧は
１３■であり、管電圧ＶＴｍは２４０Ｖとなり、２００
■電源に適合する。この場合の限流チョークＣＨの端子
電圧ＶＣＨは３５Ｖてある。この実施例のけい光ランプ
の管電流１Ｔと管電圧ＶＴおよび限流チョークＣＨの端
子電圧ＶＣＨの特性を示すと第１０図の実線のようにな
る。もしこれを毎サイクルスタート点灯方式で在来のけ
い光ランプで代行するならば、４０Ｗけい光ランプの２
灯直列点灯となる。

その場合の管電圧ＶＴおよび限流チョークＣＨの端子電
圧■ＣＨ特性は、第１０図の一点鎖線て示すようになる
。定格状態における管電圧Ｖ，．．は２００Ｖであり、
限流チョークＣＨの端子電圧ＶＣＨは１２０Ｖてあつた
。したがつて本発明ランプによれば、限流チョークＣＨ
の端子電圧■ＣＨを在来ランプを用いる場合の１ハ程度
とすることができたのである。このことは限流チョーク
がより小型、軽量化でき、しかも低電力損化できるので
、毎サイクルスタート点灯方式の特長である、省資源、
省エネルギー化をより進めることができるのみならず、
陽極降下電圧や陰極降下電圧は１灯分てすむため、発光
光束が著しく改善されるという、従来の毎サイクルスタ
ート点灯．方式では得られなかつた顕著な特長をも得ら
れるようになるのである。尚、毎サイクルスタート点灯
方式によつて在来の４０Ｗけい光ランプを１００Ｖ電源
で点灯する場合の管電圧ＶＴ特性を第１０図に二点鎖線
で示す。

また、在来の４０Ｗけい光ランプを従来点灯方式によつ
て２００Ｖ電源で点灯する場合は、１灯しか点灯するこ
とができず、その管電圧■Ｔおよび限流チョークＣＨの
端子電圧ＶＣＨ特性は第１０図の点線で示すようになり
、定格状態では管電圧ＶＴ・は９６Ｖ１限流チョークＣ
Ｈの端子電圧ＶＣＨは１４８Ｖとなる。したがつて、も
し本発明ランプに相当する光出力を得ようとすれば、４
０Ｗけい光ランプ２灯を並列点灯する必要があり、この
場合の限流チョークＣＨの端子電圧ＶＣＨの和は２９６
Ｖとなる。それ故毎サイクルスタート点灯方式で本発明
ランプを点灯する場合は、従来の点灯方式により在来の
ランプを点灯する場合に比し、限流チョークＣＨを約１
１９に小型化できるのである。尚、毎サイクルスタート
点灯方式用けい光ランプの場合、前述のように管電圧の
再点弧電圧ＥＲ３、は事実上存在しない。

したがつて、例えば低温における再始動電圧の上昇に苦
慮することなく、発光効率の低下の許す範囲においてガ
ス圧を増加（例えば３ｔ０ｒｒ）しても何ら支障はない
。この結果変色欠陥を改善することができる。実施例２ 次に高圧水銀灯あるいは水銀灯の実施例につい７て述べ
る。

水銀灯の場合電極予熱回路を必要としないから放電灯の
点灯回路は例えば第４図において予熱回路ＰＲＨを省略
した回路を適用する。

このような回路に略々適した水銀灯は前述のように現在
全くノ存在せず、従つて新規設計を必要とする。具体的
には例えば管長５７ｗ０ｎ１アーク電位傾度１．９３Ｖ
／α、管電圧１３０■、定格管電力２５０Ｗの現行品種
があるが、この管長を９７ｍｎに延長すれば管電圧２０
８■が得られ２００Ｖ点灯電源に対して毎サイクルスタ
ート点灯方式の特長を発揮する放電灯が得られる。この
実施例の場合管電力は４００Ｗに増加するが管電流は２
．１Ａに過ぎない、また限流チョークＣＨの端子電圧Ｖ
ＣＨは約３０Ｖとなる。

因みに従来の点灯装置に使用されている管電力４００Ｗ
の水銀灯は管電流３．３Ａであり管電圧は１３０Ｖであ
る。

また限流チョークＣＨの端子電圧ＶＣＨは２００Ｖ点灯
電源に対して約１２０■である。それ故実施例の場合の
限流チョークＣ）Ｉの大きさを従来の場合と比較すれば
、実施例の限流チョークＣＨは両者の端子電圧の比と管
電流の比の自乗の積の割合に小型化できるから（３０／
１２０）Ｘ（２．１／３．３）２：１１１０で、約１１
１０に小型化できる。尚、本発明に関する管電圧の変更
手段は上述の管径、管長、ガス圧の設定による他、希ガ
スの種類、混合比、管電流或いは管壁温度の設定等を利
用することができる。また本発明は、高圧水銀灯以外に
も、例えば高圧ナトリウムランプ、低圧ナトリウムラン
プ、金属ハロゲン化物入り放電灯等任意の放電灯につい
て実施できる。

以上要約するに本発明は毎サイクルスタート点灯方式に
よつて従来点灯理論によれば全く不可能てあつた管電圧
の高い放電灯を実現し、限流装置端子電圧を最大限に相
殺せしめ、それによつて最終目的とする省資源と省エネ
ルギーに関して、前者に対する限流装置の極端な小型化
と後者に対する電力損失の大幅な低減をいずれも可能な
らしめるとともに発光光束を増大できるという従来の毎
サイクルスタート点灯方式では得られなかつた新規かつ
有用な効果をも得られるものである。

この結果毎サイクルスタート点灯方式の特長は最高度に
発揮されるに到つたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置の一例を示す電気回路図
、第２図は第１図に示す装置の各部の電圧、電流並びに
エネルギー波形図、第３図は第１図に示す装置における
放電灯の垂下特性を示す図、第４図は本発明の前提とな
る毎サイクルスタート点灯方式のけい光ランプ点灯装置
の一例を示す電気回路図、第５図は第４図に示す装置の
各部の電圧及び電流波形を示す図、第６図は第４図に示
す装置における要部の電圧、電流及びエネルギーの波形
を示す図、第７図は管電流の流れる期間と管電流の関係
を示す図、第８図は第４図に示す装置における放電灯の
垂下特性を示す図、第９図は管電圧と電源電圧との比に
対する限流チョークの端子電圧の特性曲線を示す図、第
１０図は管電流と管電圧および限流チョークの端子電圧
の特性図である。 ＡＣ・・・・・・交流電源、ＣＨ・・・・・・限流装置
（限流チョーク）、ＦＬ・・・・・・放電灯、Ｋ・・・
・・・昇圧回路、ＶＲ・・・・・発振出力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 低周波交流電源に限流チョークを介して放電灯を接
   続するとともに、前記放電灯に、コンデンサに対してサ
   イリスタおよびはねかえり昇圧インダクタの直列回路を
   並列接続し少なくとも前記サイリスタに間欠発振用コン
   デンサを直列接続してなる昇圧回路を並列接続し、前記
   サイリスタのブレークオーバ電圧を低周波交流電圧の最
   大値および各半サイクルの放電灯の再点弧前のサイリス
   タの印加電圧の最大値以下で、かつ各半サイクルの再点
   弧後の放電灯の管電圧の最大値より大きく設定した放電
   灯点灯方式において、前記放電灯として、再点弧後の管
   電圧の最大値が前記低周波交流電源電圧実効値の１．１
   〜１．３倍の範囲内のものを用いることを特徴とする放
   電灯点灯方式。