JPS61168897A - 金属蒸気ランプの始動・動作装置 - Google Patents
金属蒸気ランプの始動・動作装置Info
- Publication number
- JPS61168897A JPS61168897A JP61004439A JP443986A JPS61168897A JP S61168897 A JPS61168897 A JP S61168897A JP 61004439 A JP61004439 A JP 61004439A JP 443986 A JP443986 A JP 443986A JP S61168897 A JPS61168897 A JP S61168897A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- voltage
- discharge lamp
- operating
- volts
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/02—Details
- H05B41/04—Starting switches
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
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。
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〕
本発明は金属蒸気ランプの始動・動作装置に関し特に約
６００マイクロ秒（μｓ＠ｅ） 以内の電流消滅にて
交番電源よりパルス電位を付与することにより金属蒸気
ランプを始動・動作させるための装置に関する。
６００マイクロ秒（μｓ＠ｅ） 以内の電流消滅にて
交番電源よりパルス電位を付与することにより金属蒸気
ランプを始動・動作させるための装置に関する。
５０ヘルツないし６０ヘルツの交流電圧源にて動作可能
な放電ランプは、可視領域のスペクトルでふく射を放射
することが多い。この種の放電ランプにはたとえば水銀
蒸気、金属ハロゲン化物ないし高圧力ナトリウムのラン
プなどの高輝度放電金属蒸気ランプの形態とすることが
できる。放電ランプは負の電圧−電流特性を有し、この
種のプラズマの電流は、ランプに直列接続の電流リミッ
タ−もしくはバラストにより抑制されなければ大きさが
連続的に増大する傾向にあることが多い。
な放電ランプは、可視領域のスペクトルでふく射を放射
することが多い。この種の放電ランプにはたとえば水銀
蒸気、金属ハロゲン化物ないし高圧力ナトリウムのラン
プなどの高輝度放電金属蒸気ランプの形態とすることが
できる。放電ランプは負の電圧−電流特性を有し、この
種のプラズマの電流は、ランプに直列接続の電流リミッ
タ−もしくはバラストにより抑制されなければ大きさが
連続的に増大する傾向にあることが多い。
標準的には、直列接続の誘導性バラストを使用する金属
蒸気放電ランプは、電圧源の実効値の約５０％に実質的
に等しい動作電圧値をもつよう選択される。したがって
、１２０ボルトの交流電圧源で動作可能なランプは、約
５２ボルトの設計上の中央電圧をもつこととなりこの電
圧は放電ランプの寿命にわたり２５ボルト程度増加し得
ることがある。ところが１．、このような動作電圧の増
加により、電圧源がランプの動作を維持するに十分な電
位を−もはや付与しないレベルへ到達してしまい、ラン
プは消弧されてしまう。
蒸気放電ランプは、電圧源の実効値の約５０％に実質的
に等しい動作電圧値をもつよう選択される。したがって
、１２０ボルトの交流電圧源で動作可能なランプは、約
５２ボルトの設計上の中央電圧をもつこととなりこの電
圧は放電ランプの寿命にわたり２５ボルト程度増加し得
ることがある。ところが１．、このような動作電圧の増
加により、電圧源がランプの動作を維持するに十分な電
位を−もはや付与しないレベルへ到達してしまい、ラン
プは消弧されてしまう。
この電位を高めるために利用されまた放電ランプへ適用
可能な周知の技術は、昇圧変圧器および固定コンデンサ
である。この種の装置においては、電圧源はより高い値
へ昇圧されることによりランプが消弧せられる電圧源の
レベルは、先に利用できたレベルよりも高いレベルへ持
ち上げられる。
可能な周知の技術は、昇圧変圧器および固定コンデンサ
である。この種の装置においては、電圧源はより高い値
へ昇圧されることによりランプが消弧せられる電圧源の
レベルは、先に利用できたレベルよりも高いレベルへ持
ち上げられる。
残念なことに、変圧器は高価で扱いにくくまた重く、装
置に多数の望ましくない特徴を付加してしまう。
置に多数の望ましくない特徴を付加してしまう。
バラストおよび放電ランプの動作を改善するたメニ、１
９７６年１２月７ Ｅｌ ニヘｋ マン（Ｍ＠ｒｍａｎ
）により発行された米国特許第４９９４４９５号明細書
には別の周知の装置が示されている。ここでは非線形コ
ンデンサが従来の高抵抗の変圧器に接続され、ランプ電
流の波高率を改善しているという。曖轡された波高率に
より、ランプ効率は改善されるという。この場合に、ラ
ンプ電流は光出力の損失なく減ぜられる。しかし、ワッ
ト数の増加されたランプの点弧の始動および維持には問
題が残されている。
９７６年１２月７ Ｅｌ ニヘｋ マン（Ｍ＠ｒｍａｎ
）により発行された米国特許第４９９４４９５号明細書
には別の周知の装置が示されている。ここでは非線形コ
ンデンサが従来の高抵抗の変圧器に接続され、ランプ電
流の波高率を改善しているという。曖轡された波高率に
より、ランプ効率は改善されるという。この場合に、ラ
ンプ電流は光出力の損失なく減ぜられる。しかし、ワッ
ト数の増加されたランプの点弧の始動および維持には問
題が残されている。
けい光ランプの始動および動作を改善した別の周知の装
置が、１９７８年３月１４日にカネダ（Ｋａｎｓｄａ
）により発行された米国特許第４０７９．２９２号明細
書に示されている。ここでは、交流電源の各半サイクル
に再点弧エネルギーを放電ランプへ付与するために、発
振ブースタ回路が利用される。
置が、１９７８年３月１４日にカネダ（Ｋａｎｓｄａ
）により発行された米国特許第４０７９．２９２号明細
書に示されている。ここでは、交流電源の各半サイクル
に再点弧エネルギーを放電ランプへ付与するために、発
振ブースタ回路が利用される。
比較的小さいインダクタバラストが、比較的高い電圧の
放電ランプに結合して利用できる。しかし、補助のブー
スタ発振回路およびこれに関連せられるスイッチング回
路は装置費用に関するかぎり明らかに不利である。
放電ランプに結合して利用できる。しかし、補助のブー
スタ発振回路およびこれに関連せられるスイッチング回
路は装置費用に関するかぎり明らかに不利である。
また、ＴＤＫ社による１９８１年７月１５日発行の米国
特許第２．０６４８０１号明細書では、非線形誘電体素
子、その組成およびランプとこのランプを始動するため
の比較的複雑な予熱回路とにこの素子を利用した回路が
示されている。主に、非線形誘電体素子の製造について
説明されている。
特許第２．０６４８０１号明細書では、非線形誘電体素
子、その組成およびランプとこのランプを始動するため
の比較的複雑な予熱回路とにこの素子を利用した回路が
示されている。主に、非線形誘電体素子の製造について
説明されている。
１９８４年８月１０日に出願され、本出願の篩受入に譲
渡された米国出願＄ ６５９．６０８号明細書ではさら
に別の装置が示されている。ここでは、けい光ランプが
、非線形誘電体素子により分路（シャント）されＷｈ誘
導性バラスト介して電圧源と接続可能な一対の端子に結
合されている。
渡された米国出願＄ ６５９．６０８号明細書ではさら
に別の装置が示されている。ここでは、けい光ランプが
、非線形誘電体素子により分路（シャント）されＷｈ誘
導性バラスト介して電圧源と接続可能な一対の端子に結
合されている。
本発明の目的は放電ランプを動作させるための装置およ
び方法を改善することである。本発明の他の目的は、所
与のサービス電圧源で動作できる放電ランプ系の効率を
改善することである。本発明のさらに他の目的は、放電
ランプに利用可能な供給電圧の割合を増加させることで
ある。本発明のさらに他の目的は放電ランプの動作電圧
を高めることである。
び方法を改善することである。本発明の他の目的は、所
与のサービス電圧源で動作できる放電ランプ系の効率を
改善することである。本発明のさらに他の目的は、放電
ランプに利用可能な供給電圧の割合を増加させることで
ある。本発明のさらに他の目的は放電ランプの動作電圧
を高めることである。
上記およびその他の目的・利益・能力は。
低電圧源に接続可能な一対の端子と、
一対の端子の一方に接続される誘導性のバラストと、
このバラスト、一対の端子の他方に接続される金属蒸気
放電ランプと、 この金属蒸気放電ランプに対し分路（シャント）し、誘
導性バラストと結合して、放電ランプの動作電圧を高め
るに十分な程度に、低電圧源の電流反転の約６００マイ
クロ秒（μｌ＠ｅ）以内にてパルス電位を提供する非線
形誘電体素子と を備える本発明による金属蒸気放電ランプの始動・動作
装置により実現される。
放電ランプと、 この金属蒸気放電ランプに対し分路（シャント）し、誘
導性バラストと結合して、放電ランプの動作電圧を高め
るに十分な程度に、低電圧源の電流反転の約６００マイ
クロ秒（μｌ＠ｅ）以内にてパルス電位を提供する非線
形誘電体素子と を備える本発明による金属蒸気放電ランプの始動・動作
装置により実現される。
図面を参照しながら本発明の好ましい例を示す。
第１図では、低ワット数金属蒸気放電ランプの始動・動
作装置が示される。これによれば、一対の端子５．７が
１２０ボルトの交流源などの低電圧源への結合のために
各々形成される。一対の端子５．７の一方の端子５には
誘導性のバラスト９が接続される。また、水銀蒸気放電
ランプ、金属ハロゲン化物放電ランプもしくは高圧ナト
リウムランプ等の形態とし得る金属蒸気放電テンプ１１
が誘導性バラスト９および一対の端子５．７の他方の端
子７へ接続される。非線形コンデンサ等の形態とし得る
非線形の誘電体素子１５が金属蒸気放電う′ンプ１１を
横切って分路（シャント）シている。
作装置が示される。これによれば、一対の端子５．７が
１２０ボルトの交流源などの低電圧源への結合のために
各々形成される。一対の端子５．７の一方の端子５には
誘導性のバラスト９が接続される。また、水銀蒸気放電
ランプ、金属ハロゲン化物放電ランプもしくは高圧ナト
リウムランプ等の形態とし得る金属蒸気放電テンプ１１
が誘導性バラスト９および一対の端子５．７の他方の端
子７へ接続される。非線形コンデンサ等の形態とし得る
非線形の誘電体素子１５が金属蒸気放電う′ンプ１１を
横切って分路（シャント）シている。
動作に関しては、先に述べたように金属アーク型の放電
ランプの始動および動作に関連せられる装置は一般に、
利用可能な実効値ライン電圧の約５０俤で動作するよう
企図される放電ランプを備えている。また、ランプ電圧
はランプの寿命期間中に増大せしめられてしまう傾向が
あり、そのためランプ電圧が、ラインもしくは電圧源か
ら利用できる電位よりも高くなり、ランプが消弧せしめ
られることは先に述べた。
ランプの始動および動作に関連せられる装置は一般に、
利用可能な実効値ライン電圧の約５０俤で動作するよう
企図される放電ランプを備えている。また、ランプ電圧
はランプの寿命期間中に増大せしめられてしまう傾向が
あり、そのためランプ電圧が、ラインもしくは電圧源か
ら利用できる電位よりも高くなり、ランプが消弧せしめ
られることは先に述べた。
金属蒸気放電ランプの通電を開始するためおよび通電を
継続ないし維持するために必要な電圧は、特定のランプ
のプラズマに依存することに注意されたい。プラズーＶ
導電率の減衰はランプの非通電時間中に起こる。したが
って、ランプが非通電状態である時間期間は、この放電
ランプを再び導通せしめるのに必要な電位および時間に
影響を与える。
継続ないし維持するために必要な電圧は、特定のランプ
のプラズマに依存することに注意されたい。プラズーＶ
導電率の減衰はランプの非通電時間中に起こる。したが
って、ランプが非通電状態である時間期間は、この放電
ランプを再び導通せしめるのに必要な電位および時間に
影響を与える。
第２図を参照すると、従来の低ワット数金属蒸気放電ラ
ンプ始動・動作装置の電圧（曲ＭＡ）および電流（曲線
Ｂ）波形が図示されている。詳しく述べるならば、この
装置は、誘導性バラストおよび金属蒸気放電ランプは備
えているが非線形誘電体素子は備えていない。そこで、
放電ランプの伝導性に作用するために利用可能な電位に
よれば、極性の反転の後に放電ランプ中を電流が流れる
までに約７５０マイク四秒（μ＠１→掛かることが理解
されよう。
ンプ始動・動作装置の電圧（曲ＭＡ）および電流（曲線
Ｂ）波形が図示されている。詳しく述べるならば、この
装置は、誘導性バラストおよび金属蒸気放電ランプは備
えているが非線形誘電体素子は備えていない。そこで、
放電ランプの伝導性に作用するために利用可能な電位に
よれば、極性の反転の後に放電ランプ中を電流が流れる
までに約７５０マイク四秒（μ＠１→掛かることが理解
されよう。
これと対照して、第５図は本発明による低ワット数金属
蒸気放電ランプ始動・動作装置の結果を示す。放電ラン
プには両方共７０ワットの高圧ナトリウムランプを使用
し、放電ランプに対して分路（クヤント）する非線形誘
電体素子１３を備えている揚台に、図示の電圧（曲線Ｃ
）および電流（曲線Ｄ）波形が得られる。電圧（曲線Ｃ
）が高められさらに重要なことには電流の伝導（曲ＭＤ
）が、極性が反転された後に約５００マイク田秒（μ膳
・Ｃ）の時間内に起こる。このように非線形誘電体素子
を使用した時には、非線形誘電体素子を含まない装置と
比較して約５０％の時間でランプの通電が行われる。
蒸気放電ランプ始動・動作装置の結果を示す。放電ラン
プには両方共７０ワットの高圧ナトリウムランプを使用
し、放電ランプに対して分路（クヤント）する非線形誘
電体素子１３を備えている揚台に、図示の電圧（曲線Ｃ
）および電流（曲線Ｄ）波形が得られる。電圧（曲線Ｃ
）が高められさらに重要なことには電流の伝導（曲ＭＤ
）が、極性が反転された後に約５００マイク田秒（μ膳
・Ｃ）の時間内に起こる。このように非線形誘電体素子
を使用した時には、非線形誘電体素子を含まない装置と
比較して約５０％の時間でランプの通電が行われる。
さらに、第４図では非線形誘電体素子を備える装置のラ
ンプ電圧（曲線Ｅ）を非線形誘電体素子を備えていない
装置のランプ電圧（曲線Ｆ）と比較して示す。非線形誘
電体素子を使用する装置では（曲線Ｅ）、ランプが消弧
されるランプ電圧は非線形誘電体素子を使用しない装置
（曲線Ｆ）に比べて高いことは容易に理解されよう。な
お、この改良された装置は、非線形誘電体素子を持たな
い装置よりも約＆０ボルト高いランプ消弧電圧を有する
。
ンプ電圧（曲線Ｅ）を非線形誘電体素子を備えていない
装置のランプ電圧（曲線Ｆ）と比較して示す。非線形誘
電体素子を使用する装置では（曲線Ｅ）、ランプが消弧
されるランプ電圧は非線形誘電体素子を使用しない装置
（曲線Ｆ）に比べて高いことは容易に理解されよう。な
お、この改良された装置は、非線形誘電体素子を持たな
い装置よりも約＆０ボルト高いランプ消弧電圧を有する
。
詳しくいえば、上記の試験結果は、電源電圧が約１０８
ボルトから約１３２ボｌ＆／）の範囲の交流で動作可能
でありまた約３０トール（Ｔｏｒｒ ）の圧力のキ七ノ
ン充填ガスを有する７０ワットの高圧ナトリウムを使用
している装置によって与えられた。
ボルトから約１３２ボｌ＆／）の範囲の交流で動作可能
でありまた約３０トール（Ｔｏｒｒ ）の圧力のキ七ノ
ン充填ガスを有する７０ワットの高圧ナトリウムを使用
している装置によって与えられた。
誘導性バラストは、約９４０ポルＦの電圧および約ｔ０
６アンペアの電流で約８＆７オームのインピーダンスお
よび約２３５ミリヘンリー（ｍＨ）のインダクタンスを
備えていた。また非線形誘電体素子は、ＴＤＫ社製造の
約１２ミリメートルの直径および約（Ｌ５ミリメートル
の厚さをもつ素子であった。
６アンペアの電流で約８＆７オームのインピーダンスお
よび約２３５ミリヘンリー（ｍＨ）のインダクタンスを
備えていた。また非線形誘電体素子は、ＴＤＫ社製造の
約１２ミリメートルの直径および約（Ｌ５ミリメートル
の厚さをもつ素子であった。
すなわち、本発明による装置は、従来構造の消弧電圧よ
りも約ａＯボルト高い消弧電圧を有することが見出され
た。さらに、この増加された電圧および実質的に一定の
ワット数は、約１３％程度電流を減少せしめ誘導性バラ
ストに印加される電圧を約４．６襲減少せしめる。この
ため、誘導性バラストの電圧−電流要求値は、約１７襲
程度減少し、誘導性バラストの寸法・重量・容積を小さ
くすることができる。
りも約ａＯボルト高い消弧電圧を有することが見出され
た。さらに、この増加された電圧および実質的に一定の
ワット数は、約１３％程度電流を減少せしめ誘導性バラ
ストに印加される電圧を約４．６襲減少せしめる。この
ため、誘導性バラストの電圧−電流要求値は、約１７襲
程度減少し、誘導性バラストの寸法・重量・容積を小さ
くすることができる。
それゆえ、非線形誘電体素子の付加は、電流の各極性反
転後のランプ始動時間を短縮しまた必要とされる誘導性
バラストの寸法を小さくせしめまた放電ランプの消弧前
に利用できるランプ電圧を増大させる。このようにして
、放電ランプは迅速に始動しかつ長時間持続しさらにラ
ンプの消弧発生前により高い電位を生成することが許容
されるのである。
転後のランプ始動時間を短縮しまた必要とされる誘導性
バラストの寸法を小さくせしめまた放電ランプの消弧前
に利用できるランプ電圧を増大させる。このようにして
、放電ランプは迅速に始動しかつ長時間持続しさらにラ
ンプの消弧発生前により高い電位を生成することが許容
されるのである。
第１図は本発明による金属蒸気放電ランプ始動・動作装
置の好ましい形態の模式図である。第２菌は従来の非線
形誘電体素子がない時の第１４の装置で得られる電流お
よび電圧のグラフ図である。 第３図は本発明による第１図の装置で得られる電流およ
び電圧のグラフ図である。第４図は、第１図の非線形誘
電体素子を備えるものと備えないものとで得られるラン
プ電圧を比較するグラフ図である。 図中の各番号が示す名称を以下に挙げる。 ５．７：端子 ９：誘導性バラスト １１：金属蒸気放電ランプ １３：非線形誘電体素子 ＦＩＧ、 Ｉ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３
置の好ましい形態の模式図である。第２菌は従来の非線
形誘電体素子がない時の第１４の装置で得られる電流お
よび電圧のグラフ図である。 第３図は本発明による第１図の装置で得られる電流およ
び電圧のグラフ図である。第４図は、第１図の非線形誘
電体素子を備えるものと備えないものとで得られるラン
プ電圧を比較するグラフ図である。 図中の各番号が示す名称を以下に挙げる。 ５．７：端子 ９：誘導性バラスト １１：金属蒸気放電ランプ １３：非線形誘電体素子 ＦＩＧ、 Ｉ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３
Claims (7)
- （１）低電圧の交流電圧源への接続用に形成される一対
の端子と、 この一対の端子の一方に接続される誘導性バラストと、 誘導性バラストおよび一対の端子の他方に接続される低
ワット数の金属蒸気放電ランプと、この金属蒸気放電ラ
ンプに対し分路（シャント）しており、誘導性バラスト
と結合してランプ動作電圧の増加を提供するに十分な程
度に、前記電圧源の電流反転の約６００マイクロ秒以内
でパルス電位を提供する非線形誘電体素子と を備える低ワット数金属蒸気放電ランプの始動・動作装
置。 - （２）低電圧の交流電圧源は約１０８ボルトないし１３
２ボルトの範囲にあり、低ワット数金属蒸気放電ランプ
のランプ動作電圧は約８．０ボルト程度増大される特許
請求の範囲第１項記載の低ワット数金属蒸気放電ランプ
の始動・動作装置。 - （３）誘導性バラストは約２３５ミリヘンリーのインダ
クタンスを有する特許請求の範囲第１項記載の低ワット
数金属蒸気放電ランプの始動・動作装置。 - （４）非線形誘電体素子は、約１２ミリメートルの直径
および約０．５ミリメートルの厚さを有する特許請求の
範囲第１項記載の低ワット数金属蒸気放電ランプの始動
・動作装置。 - （５）前記放電ランプは約１００ワット以下の動作ワッ
ト数を有する特許請求の範囲第１項記載の低ワット数金
属蒸気放電ランプの始動・動作装置。 - （６）誘導性バラストは約２３５ミリヘンリのインダク
タンスを有し、 非線形誘電体素子は、約１２ミリメートルの直径および
約０．５ミリメートルの厚さを有し、前記放電ランプは
約７０ワットの動作ワット数を有し、 前記交流電圧源は約１０８ボルトないし１３２ボルトの
範囲の電位を有する特許請求の範囲第、項記載の低ワッ
ト数金属蒸気放電ランプの始動・動作装置。 - （７）放電ランプは、高圧力ナトリウム、水銀蒸気およ
び金属ハロゲン化物の放電ランプからなる群から選択さ
れる特許請求の範囲第１項記載の低ワット数金属蒸気放
電ランプの始動・動作装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/691,814 US4647819A (en) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | Metal vapor lamp starting and operating apparatus |
| US691814 | 1985-01-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61168897A true JPS61168897A (ja) | 1986-07-30 |
Family
ID=24778088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61004439A Pending JPS61168897A (ja) | 1985-01-16 | 1986-01-14 | 金属蒸気ランプの始動・動作装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647819A (ja) |
| EP (1) | EP0189122B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61168897A (ja) |
| CA (1) | CA1255356A (ja) |
| DE (1) | DE3688708T2 (ja) |
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