JPS61138494A - 放電灯始動装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は放電灯始動装置、さらに詳しくは、主として螢
光灯のような放電灯を始動点灯させる放電灯始動装置に
関するものである。

［背景技術１ 一般にこの種の放電灯始動装置は、第８図に示すように
、螢光灯のような放電灯Ｐ　Ｌの第１のフイラメン）Ｆ
ｌの一端を商用電源ＡＣの一端に接続し、インダクタン
ス素子を含む安定器Ｓの一端を第２のフイラメン）　Ｆ
　２の一端に接続し、安定器Ｓの他端を商用電源ＡＣの
他端に接続するとともに、両フイラメン）Ｆ＋、Ｆ２の
各他端間に雑音防止用のコンデンサＣとスタータ回路Ｓ
Ｔとの並列回路を接続して構成されている。スタータ回
路ＳＴは予熱電流を半波整流するダイオードＤとスイッ
チ要素ＳＷとの直列回路と、スイッチ要素ＳＷを開閉制
御する制御回路ＣＮとから構成される。電源スィッチＳ
Ｗｐは第１のフィラメントＦ１の一端と商用電源ＡＣと
の間に接続されている。

しかして、時刻ｔ。において、電源スィッチＳＷｐが投
入されるとくこのときスイッチ要素ＳＷは閉成されてい
るから、商用電源ＡＣ，第１のフィラメントＦ、、ダイ
オード゛Ｄ、スイッチ要素ＳＷ、第２のフィラメントＦ
２、商用電源ＡＣの閉回路を通して第９図に示すように
、ダイオードＤにより半波整流された予熱電流が両フィ
ラメントＦ３、Ｆ２に流れる。このようにして所定時間
、予熱電流が流れた後、時刻ｔ１において、制御回路Ｃ
Ｎによってスイッチ要素ＳＷが開放され予熱電流が遮断
されると、安定器Ｓに蓄積されたエネルギーによＩ）第
１のフイラメン）Ｆｌを正極、第２のフィラメントＦ２
を負極とするキックパルスＶｐが発生し、放電灯Ｆ　Ｌ
が点灯する。放電灯Ｆｌ−が点灯した後は制御回路ＣＮ
によりスイッチ要素ＳＷは開放状態が維持される。第９
図において１５、■、はそれぞれ第８図中において電）
原スイッチＳＷｐを通る電流、両フィラメン）Ｆ、、Ｆ
２間の電圧を示す。

ところで、上述の構成において放電灯ＦＬの管壁温度が
変化すると１個のキンクパルスＶｐで放電灯Ｐ　Ｌが始
動点灯する確率が変化するものであり、第１０図中実線
で示すように、管壁温度が摂氏−１０度から摂氏４０度
付近までは略１（１（１％に近い確率で点灯するが、摂
氏４０度を超えるあたりから次第に点灯が困難になるこ
とが分かる。

一方、スイッチ要素Ｓｗと直列接続されたダイオードＤ
の極性を逆向きに接続すると、第１０図中破線で示すよ
うに、摂氏４０度付近までは始動点灯が困難であるが、
それ以−ヒの温度になると点灯が容易になる。これをさ
らに具体的な実験例で示すと以下のようになる。

ただし、上表においてキックパルスの方向の子方向はダ
イオードＤを第８図のように接続した状態を示し、一方
向はダイオードＤを逆向トに接続した状態を示す。

以−ヒのように、常温時ではダイオードＤを第８図に示
すように接続する方が始動しやすく、高温時には）炙向
きに接続する方が始動しやすくなることが分かる。

第８図のように接続されているときに常温付近で点灯し
やすくダイオードＤを）魚向きに接続すると点灯が困難
になるのは以下のような理由が考えられる。通常の施工
では安定器Ｓに接続されていない商用電源ＡＣの一端が
接地されている。また、放電灯Ｆｌ−の管壁と大地との
間には浮遊容量が存在するから管壁は高周波的に接地さ
れていることになる。ここで、第１図のよう１こダイオ
ードＤが接続されていると、放電灯Ｆ　Ｌの第２のフィ
ラメントＦ２が接地電位に対して負極となるから、第２
のフィラメントＦ２から電子が放出され、管壁と第２の
フィラメントＦ２との間に短い放電路が形成されること
になる。士なわも、この微少放電により放電灯Ｐ　Ｌ内
にイオンが形成され、両フィラメントＦｌ、Ｆ２間での
放電が容易になるのである。一方、ダイオードＤが逆向
きに接続されていると、放電灯Ｐ　Ｌの第１のフィラメ
ントＦ、が第２のフィラメントＦ２に対して低電位とな
るから、第１のフィラメントＦ１から電子が放出される
が、第１のフィラメントＦ、と管壁とはともに接地され
ているから、第１のフィラメントＦ１と管壁とが同電位
となり微少放電が生じないものであり、放電が容易では
なくなるのである。ダイオードＤの接続方向と常温での
点灯の難易は以」二のように説明されるが、始動の難易
の温度特性に関しては理由は明確になっていない。

［発明の目的１ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
主な目的とするところは、放電灯の管壁温度に拘わらず
放電灯を容易に始動点灯する放電灯始動装置を提供する
ことにある。

［発明の開示１ （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図に示すように、放電灯ＰＬの第１のフィラメントＦ１
の一端は電源スィッチＳＷｐを介して商用電源ＡＣの接
地側に接続される。また放電灯Ｆｌ−の第２のフィラメ
ントＦ２の一端はインダクタンス素子を含む安定器Ｓを
介して商用電源ＡＣの高圧側に接続される。放電灯ＰＬ
の各フィラメントＦ、、Ｆ２の他端間には雑音防止用の
コンデンサＣが接続される。また、コンデンサＣの両端
には放電灯Ｆｌ−の管壁温度に呼応して切り替えられる
選択スイッチＳＷｓを介してダイオードＤとスイッチ要
素ＳＷとの直列回路が接続される。スイッチ要素ＳＷは
後述する制御回路ＣＮにより制御される。選択スイッチ
ＳＷｓは第１のフィラメントＦ１側にダイオードＤのア
ノードを接続する状態と、第２のフィラメントＦ２側に
ダイオードＤのアノードを接続する状態とを選択可能と
しているものであり、管壁温度が所定値（摂氏約６０度
）より低いときには第１のフィラメントＦ１側にダイオ
ードＤの７ノードを接続し、管壁温度が所定値を超える
と第２のフィラメントＦ２側にダイオードＤの７ノード
を接続するようになっている。選択スイッチＳＷｓは放
電灯ＦＬの管壁温度を検出するサーミスタのような感温
素子ＴＨと、感温素子ＴＨの出力に応じて駆動されるリ
レーＲＹと、感温素子ＴＨの出力に応じてリレーＲＹを
駆動する駆動回路ＤＲとから構成される。リレーの接点
は２回路２接点であって、一対の共通接点がそれぞれダ
イオードＤとスイッチ要素ｓｗとの直列回路の両端に接
続されている。しかして、感温素子ＴＨにより放電灯Ｆ
ｌ−の管壁温度が上記所定値以」二となっていることが
検出されると、リレーＲＹが駆動され、上述のようにダ
イオードＤを放電灯Ｆｌ−に接続するのである。これに
より、放電灯ＦＬの管壁温度に拘ゎパりなく、１個のキ
ックパルスＶｐで点灯する確率がもっとも高い状態で始
動できるものであり、始動点灯が容易になるものである
。

第２図に示すものは、スイッチ要素ｓｗの制御回１１ｃ
Ｎの一例であって、スイッチ要１ｓＷが？−マルリレー
ＴＲの接点となっている。すなわち、スイッチ要素ＳＷ
はバイメタル等を用いた常閉接点であって、ヒータＨ１
によりスイッチ要素ｓｗが加熱されると接点が開放され
るようになっている。ヒータＨ３はダイオードＤと並列
接続されており、スイッチ要素ＳｗにはダイオードＤ１
と抵抗Ｒ４との直列回路が並列接続されている。ダイオ
ードＤ１はダイオードＤに対して逆方向に接続されてい
る。したがって、電源スィッチＳＷｐが投入されると、
ダイオードＤとスイッチ要素ｓｗとを介してフィラメン
トＦ、、Ｆ２に半波整流された予熱電流が流れが、これ
とは逆向きの半波でヒータＨ１が発熱し、スイッチ要素
ｓｗが所定時間後（略１秒後）に開放される。スイッチ
要素ｓｗが開放されると、キックパルスＶｐが発生し放
電灯ＰＬが点灯する。スイッチ要素ｓｗが開放された後
にもダイオードＤ、を介してヒータＨ１には電流が流れ
るから、放電灯ＦＬが点灯している間、スイッチ要素Ｓ
Ｗは開放状態を維持する。

第３図はスイッチ要素ＳＷの制御回路ＣＮの他の例であ
って、スイッチ要素ＳＷとしては一対のバイメタルＢ１
、Ｂ２を互いに対向させたものが用いられ、各バイメタ
ルＢ１、Ｂ２の加熱用としてそれぞれヒータＩ−（２、
Ｆ３が設けられている。ここでは定電圧ダイオードＺ１
とダイオードＤ２と定電圧ダイオードＺ２と抵抗Ｒ２と
ヒータＨ１との直列回路がダイオ−）′Ｄとスイッチ要
素ＳＷとの直列回路に並列接続され、定電圧ダイオ−Ｖ
ＺｌとダイオードＤ２との接続点とダイオードＤとスイ
ッチ要素ＳＷとの接続点との間にヒータＨ２が接続され
、さらに定電圧ダイオードＺ２と抵抗Ｒ２とヒータＨ３
との直列回路に抵抗Ｒ３が並列接続された構成となって
いる。しかして、この回路では一対のバイメタルＢ１、
Ｂ２で接点を構成していることにより周囲温度が変化し
ても両バイメタルＢｌ、Ｂ２間の距離が変化せず、周囲
温度に拘わりなく接点間の距離を略一定に保つことがで
きるものであり、その結果、電源スイッチＳＷｐ投入後
、略一定時間でスイッチ要素ＳＷを作動させることがで
きるものである。また、定電圧ダイオードＺ１によりフ
ィラメントＦ、、Ｆ２間の電圧変動を補償してヒータＨ
２の発熱量を一定にするようになっている。

さらに、キックパルスＶｐによって始動点灯しなかった
場合にはヒータＨ３により、バイメタルＢ２が加熱され
バイメタルＢ２がバイメタルＢ１に近付くものであり、
再始動までの時間が短縮されるものである。

第４図に示すものはスイッチ要素ＳＷの制御回路ＯＮの
さらに他の例であって、スイッチ要素ＳＷとしてはリレ
ーＲｙの常閉接点が用いられている。ダイオードＤには
ダイオードＤ３とリレーＲｙの駆動コイルＣＯと抵抗Ｒ
４との直列回路、およびコンデンサＣ１が並列接続され
ており、スイッチ要素ＳＷの両端間には上記抵抗Ｒ４と
抵抗Ｒ５とダイオードＤ４との直列回路が接続された構
成となっている。しかして、電源スィッチＳＷｐを投入
すると、ダイオードＤの逆方向の半波により、抵抗Ｒ１
とコンデンサＣ１との遅延回路が作動し所定時間後にリ
レーＲｙの接点であるスイッチ要素ＳＷが開放される。

これによりキックパルス■ρが発生し放電灯Ｆ　＋−が
点灯する。スイッチ要素ＳＷが開放された後にはダイオ
−１′Ｄ３と抵抗Ｒ５とを介して駆動フィルＣｏに通電
され、スイッチ要素ＳＷは開放された状態が維持される
。

第５図に示すものはスイッチ要素ＳＷの制御回路ＣＮの
別の例であって、スイッチ要素ＳＷとしてトランジスタ
Ｑが用いられている。トランジスタＱのベースは抵抗Ｒ
６とサイリスタＳＣＲとの直列回路の接続点に接続され
、サイリスタＳＣＲのゲート端子は双方向サイリスタＤ
Ａと抵抗Ｒ７との直列回路の接続点に接続される。双方
向サイリスタＤＡと抵抗Ｒ７との直列回路にはコンデン
サＣ２が並列接続され、この並列回路において双方向サ
イリスクＤＡとコンデンサＣ３との接続点と抵抗Ｒ６の
一端との間には抵抗Ｒ８が接続される。

しかして電源スィッチＳＷｐが投入された直後はコンデ
ンサＣ８の蓄積電荷が少なく２端子サイリスタＤＡとサ
イリスタＳＣＲとがオフ状態となっているから、抵抗Ｒ
６を介してトランジスタＱのベース電流が流れトランジ
スタＱが導通して予熱電流が流れる。抵抗Ｒ８とコンデ
ンサＣ３とにより決定される所定時間が経過するとコン
デンサＣ３の両端電圧が上昇し、２端子サイリスタＤＡ
、サイリスタＳＣＲがオン状態となり、トランジスタＱ
はオフ状態となってキックパルスＶｐが発生するのであ
る。

放電灯Ｐ　Ｌを点灯させるスタータ回路としては第２図
から第５図までに示されたどの回路でも適用できるもの
である。

第６図は選択スイッチＳＷｓの一例を示すものである。

感温素子ＴＨとしてのサーミスタは抵抗ＲＩ　Ｏと直列
接続され、この直列回路が直流電源ＤＣに接続されてい
る。サーミスタ７．１（Ｌこは定電圧ダイオードＺ、と
抵抗Ｒ１＋との直列回路が並列接続され、定電圧ダイオ
ードＺ、と抵抗Ｒ１１との接続点にトランジスタＱ、の
ベースが接続される。

トランジスタＱ、のフレフタにはリレーＲＹの駆動コイ
ルＣＯが接続され、リレーＲＹの駆動コイルＣＯにはダ
イオードＤ５が並列接続される。しかして、放電灯Ｆ　
Ｌの管壁温度が比較的低温であるときには、サーミスタ
ＴＨの抵抗値が低く、定電圧ダイオードＺ４が導通しな
いものであり、トランジスタＱはオフ状態となりリレー
ＲＹの駆動コイルＣＯも励磁されないから、リレーＲＹ
の接点は常閉側に閉成されることになる。一方、放電灯
ＰＬの管壁温度が高温覧：なると、サーミスタＴＨの抵
抗値が大きくなり、定電圧ダイオードＺ４が導通する。

これによりトランジスタＱがオン状態となり、リレーＲ
Ｙの駆動コイルＣＯが励磁されてリレーＲＹの接点は常
開側に閉成されることになる。しかして、リレーＲＹの
接点を第１図のように接続すれば、放電灯ＰＬの管壁温
度に対応して放電灯Ｐ　Ｌのフィラメン）Ｆｌ、Ｆ２を
二対するダイオー１の接続向きを変更することができる
のである。

第７図に示すものは、リレーＲＹを半導体スツイチＳＳ
に置き換えたものであって、一対のダイオードＤ６、Ｄ
７と一対のサイリスタＳＣＲ，，５ＣＲ２によりブリッ
ジ回路が構成されている。ブリッジ回路はサイリスタＳ
ＣＲ，，５ＣＲ２のカソード同士を結合するとともに、
ダイオードＤ６、Ｄ７の７ノ一ド同士を結合し、サイリ
スタＳＣＲ，，５ＣＲ２の７ノードとダイオードＤ６−
Ｄ７のカソードとを結合して構成される。サイリスタ５
ＣＲ１，５ＣＲ２のカソード同士の接続点とダイオード
Ｄ６．Ｄ、のアノーＶ同士の接続点との間にはダイオー
ドＤとスイッチ要素ＳＷとの直列回路が順方向に挿入さ
れている。しかしで、放電灯ＦＬの管壁温度が低いとき
にはサイリスタＳＣＲ，のゲートにトリガ電圧が印加さ
れ、管壁温度が所定値具」二となるとサイリスタ５ＣＲ
２のゲートにトリガ電圧が印加されるようにすれば、第
６図に示したリレーＲＹによるものと同様の動作をする
ことがで鰺るものである。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、放電灯の第１のフィラメントの
一端が商用電源の一端に接続され、インダクタンス素子
を含む安定器の一端が第２のフィラメントの一端に接続
され、安定器の他端が商用型）原の他端に接続されると
ともに、両フィラメントの各他端間にスタータ回路が接
続された放電灯始動装置ｔこおいて、スタータＩ′ｉｌ
路が予熱電流を半波整流するダイオードとスイッチ要素
との直列回路と、スイッチ要素を開閉制御する制御回路
とから構成され、放電灯の管壁温度が所定値以下のとき
には第２のフィラメントを負極とし管壁温度が所定値以
上のと外には第２のフィラメントを正極とするようにダ
イオードを接続する選択手段が設けられているので、放
電灯の管壁温度に応じてダイオードの挿入向ぎが変更さ
れるものであり、放電灯の管壁温度に拘わらず放電灯を
容易に始動点灯することができるという利点を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図ないし
第５図はそ゛れぞれ同一１１に用いるスタータ回路の構
成例を示す回路図、第６図および第７図はそれぞれ同上
に用いる選択スイッチの構成例を示す回路図、第８図は
従来例を示す回路図、＠９図は同上の動作説明図、第１
０図は同上における放電灯の管壁温度に対する始動の確
率を示す動作説明図である。 ＡＣは商用電源、ＣＮは制御回路、Ｄはダイオード％　
Ｆ　ｌは第１のフィラメント、Ｆ２は第２のフィラメン
ト、ＦＬは放電灯、Ｓは安定器、ＳＳは選択スイッチ、
ＳＴはスタータ回路、ＳＷはスイッチ要素である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電灯の第１のフィラメントの一端が商用電源の
   一端に接続され、インダクタンス素子を含む安定器の一
   端が第２のフィラメントの一端に接続され、安定器の他
   端が商用電源の他端に接続されるとともに、両フィラメ
   ントの各他端間にスタータ回路が接続された放電灯始動
   装置において、スタータ回路が予熱電流を半波整流する
   ダイオードとスイッチ要素との直列回路と、スイッチ要
   素を開閉制御する制御回路とから構成され、放電灯の管
   壁温度が所定値以下のときには第２のフィラメントを負
   極とし管壁温度が所定値以上のときには第２のフィラメ
   ントを正極とするようにダイオードを接続する選択手段
   が設けられて成ることを特徴とする放電灯始動装置。