JPS61500695A - 螢光灯たは紫外線低電圧放電灯の運転用回路装置 - 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】 蛍光灯または紫外線低電圧 放電灯の運転用回路装置 説明： 本発明は、振動回路として構成された電圧上昇回路に対し直列に設けられた少な くとも１つの蛍光灯または紫外線低電圧放電灯の運転用回路装置に関する。

互いに直列に設けられた２つの低電圧放電灯を含むこのような回路装置は既に公 知である。両低電圧放電灯の１つには始動器が接続されている。他方の低電圧放 電灯の電極に対して並列に開閉素子が設けられて、この低電圧展電灯を点弧する ため第１の低電圧放電灯の動作開始後監視装置により不導通に制御される。この 回路装置により、直列に設けられた２つの低電圧放電灯は、回路閉成１１２２２ ０ボルトの電源電圧またはもつと低い電圧から給電されても点弧することができ る。

本発明の基礎になっている課題は、最初にあげた種類の回路装置をさらに発展さ せて、広い範囲内で変動する交流電圧による運転の際、個々の交流電圧周期にお いて確実な点弧と安定な動作が行なわれるようにすることである。

本発明によればこの課題は、低電圧放電灯が少なくとも１つの通電素子により橋 絡され、低電圧放電灯を経て流れる電流の遮断後、この通電素子が振動回路を経 て流れる電流を引受ける。

この装置において低電圧放電灯における通電が、アーク電圧以下になる電圧降下 のため停止すると、電流は振動回路を経て引続き流れることができるつしたがっ て種々の交流電圧周期中コンデンサに異なる大きさの残［１圧は生じない。それ により、低すぎる点ｆｉ電圧のため隣接する交流電圧周期における低電圧２ａ− 電灯の点弧の中断が回避される。開閉素子の操作後これを経て流れる電流は、リ アクトルを大きく磁化する。なぜならば、低電圧放電灯により生ずる振動回路の 減衰が除去されるからである。それにより振動回路の振動特性が改善されるので 、新しい交流電圧周期における低電圧放電灯の再点弧のために、コンデンサの容 量およびリアクトルのインダクタンスにほぼ！１４１ｇＡする点弧電圧が使用可 能である。

を源電圧から給電される振動回路と２つの低電圧放電灯との直列回路をもつ回路 装置では、通電素子が低電圧放電灯に対して並列に設けられる開閉素子であり、 振動回路を経て流れる電流を、少なくとも低電圧放電灯の電圧降下がアーク電圧 以下に低下する時点から、電流が零値へ低下するまで通すようにするのがよい。

Ｓ原交流電圧の振幅に応じて、この装置では開閉素子が両方の低電圧放電灯を早 くまたは遅く短絡する。こうして振動回路における通電の中断が回避されるつし たがって振動回路は安定な振動特性をもつ。

開閉素子が制ぢ回路に接続され、低電圧放電灯のアーク電圧に少なくとも等しい 電源電圧の規定可能な瞬時値に関係して、この制御回路が開閉素子の操作信号を 発生する。この装置では開閉素子は、電源電圧の変動の際、開園回路を介して異 なる時点に閉成される。

直流電圧から給電されるリアクトルが、一方では少なくとも２つの低電圧放電灯 と１つのコンデンサとの直列回路に接続され、他方では刻時パルス発生器の刻時 パルスにより周期的に導通および不導通に制御可能な半導体ｒＭ開閉素子接続さ れている回路装置では、コンデンサとりアクドルとの間に、リアクトルにかかる 電圧の極性に関し逆方向の極性をもつ整流器を設けるのがよい。この装置では、 電蝕交流電圧の周波数より著しく尚い周波数をもつ電圧パルスを低電圧放電灯に 印加することができる。

周波数が高いと、リアクトルおよびコンデンサは小さい寸法と少ない重量をもつ ことができる。この装置でも、コンデンサとりアクドルを含む振動回路の電流は 、低電圧放電灯にかかる電圧がアーク電圧以下に低下しても、遮断されることが ない。

本発明の思想の別の有利な形態は特許請求の範囲の従属項に特徴づけられている 。

図面に丞す実施例に基いて本発明が以下に詳細に説明され、これから別の特徴お よび利点が明らかになる。

Ｎ１図は直列に設けられた２つの低電圧放電灯の運転装置の回路図を示し、 第２図は電源電圧および電源から第１図による回路装置へ供給される電流の時間 的経過の線図を示し、第３図は直列に接続された２つの低電圧放電灯の運転装置 の他の実施例の回路図を示し、 Ｎ４図は直列に接続された２つの低電圧放電灯の運転装置の別の実施例の回路図 を示す。

２２０ボルトの低電圧電源のＦ！ＡＰおよびＮには、コンデンサ１とリアクトル ２と第１および第２の低電圧放電灯３．４とからなる直列回路が接続されている 。以下放電灯と称する両方の低電圧放電灯３．４はそれぞれ６０ワット以上の電 力をもっている。

コンデンサｌとリアクトル２は直列共振振動回路を形成している。放電灯３の詳 細には示してないｇ＆極は始動器６に接続されている。放電灯４に対して並列に 導線を介して開閉素子５が設けられて、限界値開閉器と時限素子をもつ監視回路 ７を介して操作可能である。限界値開閉器と時限素子は図示してない。

監視回路７は、放電灯３，４を流れる電流を検出する図示しない電流検出器に接 続されている。

両波電灯３．４に対して並列に開閉素子８なるべくトライアックが接続されてい る。この開閉素子８は、同様に電源交流電圧の極ＰおよびＮに接続されている制 御回路９によって操作される。

電源交流電圧を印加すると、放電灯３が始動器６により点弧される。点弧後放電 灯に安定なｉ電が生ずると、コンデンサｌおよびリアクトル２の適当な設計によ り、振動回路が例えば４５０ボルトの電圧を発生する。振動回路、放電灯３およ び開閉素子５を経て電流が流れる。この電流は電流検出器に電圧降下を生じ、こ の電圧降下が監視回路７により検出される。監視回路７は時間遅れをもって開閉 素子５を不導通にする。開閉素子５が不の通になると、充分高い点弧電圧が利用 可能なので、放電灯４が点弧するう 制御回路９には、放電灯３．４に生ずるアーク電圧に少なくとも等しい応動限界 値が設定されているっ電源電圧の瞬時値があらかじめ設定された電圧に一致する と、制御回路９が応動する。応動の際制筏回路９は開閉素子８を導通駅頭にする 。しかし制御回路９の応動は、電源電圧の高さだけでなくその位相にも関係する 。電源電圧が周期の第２および第４象限において設定された応動値に達したとき にのみ、制御回路９が閉成信号を開閉素子８へ与える。振動回路の電流が零を通 過するまで、開閉素子８は導通状態に留まる。制御回路９の応動＠界値は放電灯 ３，４のアーク電圧の和より少し大きく設定されているのがよい。電源交流電圧 の振幅の大きさに応じて、制御回路は１周Ｍ中応動限界値へ早くまたは遅く達す る。これは、開閉素子８が長いまたは短い時間閉成されていることを意味する。

したがって開閉素子８は電源交流電圧の瞬時値に関係してパルス持続時間を変え て閉成される。

生ずる電圧降下がアーク電圧より小さいと、放電灯３，４において通電はもはや 不可能である。放電灯３．４で降下する電圧がアーク電圧以下になる前に、開閉 素子８が制御回路９を介して導通するように制御される。開閉素子８が操作され ると、放電灯３．４の通電が遮断される。それから開閉素子８が振動回路を経て 流れる電流を引受ける。開閉素子８の操作後、放電灯３．４により生ずる振動回 路の減衰がなくなる。したがってコンデンサｌわよびリアクトル２を経て流れる 電流は高い値へ上昇できる。振動回路を経て流れる電流の零通過後利用可能な電 圧上昇は、したがってコンデンサｌおよびリアクトル２のパラメータにほぼ関係 する高い値をもつ。したがって電源交流電圧の種々の周期で放電灯の確実な点弧 が行なわれる。開閉素子８の操作を介して、電流の零通過後、振動回路の電流お よび電圧の所定の初期値が得られる。こうして点弧電圧の予測不可能な変動が回 避される。

開閉素子８と制御回路９により、直列に設けられた２つより多い放電灯を制御す ることもできス。コンデンサ１とリアクトル２からなる振動回路により生ずる点 ぐ・−ｔ：５圧が、直夕；Ｉに設けられた２つの放電灯３．４に対してしか充分 でないと、放電灯３．４に対して並列に設けられる開閉素子８が共通な制御回路 ９から操作される。制御回路９は例えば１２ないし２４個の放電灯に対して充分 である。第１図に示す装置により、それぞれ５０ヘルツの電源周波数で１００ワ ツトの２つの放電灯３，４を、１８０ボ′ルトの電源電圧の下限で安定に運転す ることができる。第】図に示す装置において２２０ボルトの電源電圧に設計され た１つの放電灯しか設けられていない場合、回路は＋１０ボルトの電源電圧の下 限でも満足できるように動作する。したがってこの回路は電源電圧が９５ないし １２７ボルトである田舎にも適している。

第２図には、？８源電圧１０および第１図の回路を経て流れる電流１１が時間ｔ に関係して示されている。放電灯３．４のアーク電圧の高さは、第２図に１２で 示されている。

第３図に示す回路装置では、ブリッジ整流器１３が電源電圧の１ｉｌｔｉＰ、Ｎ に接続されている。ブリッジ整流器＋３の負の出力端は大地電位に接続されてい る。ブリッジ整流器１３の正の出力端はりアクドル１４に接続され、このリアク トルに接続される半導体開閉素子１５は出力側を同様に大地電位に接続されてい る。サイリスタ、トライアックまたはトランジスタとすることができるこの半導 体開閉素子１５は、刻時パルス発生器の高周波振動に同期して開閉される。リア クトル１４は、さらにブリッジ整流器１３の正の出力端に関して導通方向の極性 をもつダイオード１６と開閉素子１７を介して、１ｆ！、電灯１９の第１の電極 １８に接続されている。放電灯１９の詳細には示してない第２の電極は、第２の 放電灯２０の第１の電極に接続されている。第２の放電灯２０の第２の電極２Ｉ は、第２の開閉素子２２を介してコンデンサ２３に接続されている。開閉素子１ ７および２２はいっしょに操作される。第１の放電灯１９の第１の電極１８は、 さらに第３の開閉素子２４を経てコンデンサ２３に接続されている。第２の放電 灯２０の第２の電極２１は、第４の開閉素子２５とブリッジ整流５＋３の出力電 圧に関して導通方向の極性をもつＷ　ａ　Ｍ　２６とを介してリアクトル１４に 接続されている。さらにコンデンサ２３とリアクトル＋４との間には、ブリッジ 整流器１３の出力端の電圧に関して逆方向の極性をもつ整流器２７が設けられて いる。

両方の放電灯１９．２０は、第１図に示す放電灯３．４と同じように、ブリッジ 整流器Ｉ３への電源電圧の回加後最初に点弧するための始動器および開閉素子を 含んでいる。両波電灯１９．２０を最初に点弧するための部品は第３図には示し てない。

半導体開閉素子１５なるべくトランジスタは、図示しない刻時パルス発生器の刻 時パルスにより交互に導通および不導通にされる。半導体開閉素子１５の閉成お よび開放の順次続く周期において、交互に両開閉素子１７および２２と２４およ び２５が開閉される。これにより低電圧放電灯１９．２０における通電が、電気 泳動を回避するため順次続く周期で反転される。半導体開閉素子１５が導通制御 されると、電流がリアクトル１４を経て流れる。半導体開閉素子１５が不導通制 御されると、放電灯１９．２０が点弧され、電流が放電灯１９．２０を経てコン デンサ３５へ流れる。放電灯１９．２０における通電の方向は開閉素子１７．２ ２または２４．２５の操作に関係する。整流器２７はコンデンサ２３に生ずる電 圧をリアクトル１４の電圧へ接続する。したがってコンデンサ電圧は、整流器２ ７の導通方向における電圧降下に相当する値だけりアクドル１４の電圧を超過す ることができる。したがってコンデンサ２３は各周期において所定の電圧に充電 される。半導体開閉素子１５が導通制御されると、コンデンサ２３はダイオード ２７を経て放電する。同時に電流がブリッジ整流器１３からリアクトル１４およ び半導体開閉素子１５を経て流れ始める。半導体開閉素子１５が不導通状態にさ れたとき、電流は放電灯１９．２０を経てコンデンサ２３へ導かれる。したがっ て第３図に示す回路装置では、個々の周期において所定の状態が得られるので、 望ましくない低い点弧電圧は生じない。

制御回路９には限界値判別器があり、これによって電源電圧が監視される。限界 値判別器２８は応動限界値の設定のために設けられたポテンショメータ２９を含 んでいる。ポテンショメータ２９の設定は電子回路手段で行なうこともできろう 限界値が設定回路３０により放電灯３＋４の点弧前に高められ、点弧視アーク電 圧に合わせた限界値へ下げられるのがよい。輝度調整のため別のコンデンサを設 けて、所望のｍ度に関係してリアクトル２へ接続することができる。第１図には このような別のコンデンサ３１が示されて、開閉器３２を介して選択的にリアク トル２に接続される。

輝度調整のため位相角割部も可能である。放電灯がその不安定ｌ；運転状態にな ったときにのみ、この輝度調整が行なわれる。

このため電流が電流検出器３３で測定される。放電灯３．４に生ずるアーク電圧 は電圧測定装置３４により測定される。測定された電流および電圧は評価装置４ ６において処理され、電流およびアーク電圧が所定の範囲内にあるときにのみ、 位相負制６の開閉器３２の操作が行なわれる。

放電灯３．４は、第１図に示す操作素子３５、調整可能なりアクドルおよび調整 器３６からなる電圧調整回路を介して、調整された電圧を供給可能である。調整 器３６は光電池３７を介して照度を検出する。放電灯の老化により照度が低下す る場合、図示しないポテンショメータを介して目標値を規定される調整器を介し て、リアクトルのインダクタンスが例えば制御巻線を介して減少され、それによ り流れる大きい１に流によって、放電灯が大きい光出力を発生するように付勢さ れる。これにより放電灯３，４の老化現象が補償される、 第４図に示す回路装置では、第３図による装置におけるのと同様に、電源電圧か ら給電されるブリッジ整流器１３が設けられ、その直流回路中にリアクトル１４ と半１５体開閉素子１５が直列に接続されている。両方の放電灯１９と２０は直 列に接続されている。コンデンサ２３に対して減衰リアクトル３８が直列接続さ れている。放電灯１９．２０の電極にはそれぞれＲｃ素子３９．４０が並列接続 されている。放電灯１９の第１の電極１８の両端子は、それぞれ開閉素子４１． ４２とダイオード４３．４４の直列回路を介して、半導体開閉素子１５とリアク トル１４との共通な接続個所４５に接続されている。ダイオード４３．４４はそ れぞれ逆の方向の極性にされている。

接Ｒ個所４５が負の電位をもっていると、電流はコンデンサ２３から減衰リアク トル３８、放電灯１９．２０および閉じた開閉素子４１を経て接続個所４５へ流 れる。接続個所４５が正の電位をもっていると、電流はダイオード４４と閉じた 開閉素子４２を経て逆の方向にコンデンサへ流れる。ＲＣ累子３９１４０を流れ る予熱電流によって、冷間始動が回避される。

第４図に示す装置により効率が改善される。開閉素子４１．４２は、接続個所４ ５の極性に関係して、交互に導通と不導通に制御される。アーク電圧以下になる ため放電灯１９．２０の電流が遮断されると、ＲＣ素子３９１４０が振動回路の 電流を引続き導く。

国際調査報告 五ＮＴｉ？Ｎ′：Ｔ３２ｆｆｌ公Ｌ−ｉ、ｉ：ＬＥ：公ＥＬ（ＩＪ−ｆｆｌｏ二 　ＰＣＴ／ＤＥ　８４００２６１　（ＳＡ　８４９３）―−−――・＋ψ−―− −−＋−――−―曽−呻＋胃−需―

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １振動回路として構成された電圧上昇回路に対し直列に設けられた少なくとも１ つの蛍光灯または紫外線低電圧放電灯を運転するものにおいて、低電圧放電灯（ ３，４；１９，２０）が少なくとも１つの通電素子（８，２７；３９，４０）に より橋絡され、低電圧放電灯（３，４；１９，２０）を経て流れる電流の遮断後 、この通電素子が振動回路（１，２；１４，２３）を経て流れる電流を引受ける ことを特徴とする、回路装置。 ２振動回路に対して直列に設けられる２つの低電圧放電灯を有し、振動回路と低 電圧放電灯の直列回路が電源電圧から給電されるものにおいて、通電素子が低電 圧放電灯に対して並列に設けられる開閉素子（８）であり、振動回路（１，２） を経て流れる電流を、少なくとも低電圧放電灯（３，４）の電圧降下がアーク電 圧以下に低下する時点から、電流が零値へ低下するまで通すことを特徴とする、 特許請求の範囲第１項に記際の回路装置。 ３開閉素子（８）がトライアツクであることを特徴とする、特許請求の範囲第１ 項または第２項に記載の回路装置。 ４開閉素子（８）が制御回路（９）に接続され、低電圧放電灯（３，４）のアー ク電圧に少なくとも等しい電源電圧の規定可能な瞬時値に関係して、この制御回 路が開閉素子（８）の操作信号を発生することを特徴とする、前述の特許請求の 範囲の１つに記載の回路装置。 ５低電圧放電灯における電源電圧の電圧降下がアーク電圧以下になる時点に関係 して開閉素子（８）がパルス持続時間を変えて閉成されることを特徴とする、前 述の特許請求の範囲の１つに記載の回路装置。 ６直流電圧から給電されるリアクトルが、一方では少なくとも２つの低電圧放電 灯と１つのコンデンサとの直列回路に接続され、他方では刻時パルス発生器の刻 時パルスにより周期的に導通および不導通に制御可能な半導体開閉素子に接続さ れているものにおいて、コンデンサ（２３）とリアクトル（１４）との間に、リ アクトル（１４）にかかる電圧の極性に関し逆方向の極性をもつ整流器（２７） が設けられていることを特徴とする、前述の特許請求の範囲の１つに記載の回路 装置。 ７第１の低電圧放電灯（１９）の第１の電極（１８）が、第１の開閉素子（１７ ）とリアクトル（１４）にかかる直流電圧の極性に関して導通方向の極性をもつ 整流器（１６）とを介して、リアクトル（１４）に接続され、第１の低電圧放電 灯（１９）の第２の電極が第２の低電圧放電灯（２０）の第１の電極に接続され 、第２の低電圧放電灯（２０）の第２の電極が、第１の開閉素子（１７）に同期 して操作可能な第２の開閉素子（２２）を介して、コンデンサ（２３）に接続さ れ、このコンデンサがさらに第３の開閉素子（２４）を介して第１の低電圧放電 灯（１９）の第１の電極（１８）に接続され、第２の低電圧放電灯（２０）の第 ２の電極が、第３の開閉素子（２４）に同期して操作可能な第４の開閉素子（２ ５）とリアクトル（１４）にかかる電圧の極性に関して逆方向の極性をもつ整流 器（２６）とを介して、リアクトル（１４）に接続されていることを特徴とする 、特許請求の範囲第６項に記載の回路装置。 ８半導体開閉素子がトランジスタ（１５）であり、そのコレクタがリアクトル（ １４）に、そのエミツタが大地電位に接続されていることを特徴とする、特許請 求の範囲第６項または第７に記載の回路装置。 ９直流電圧から給電されるリアクトルが、一方では、少なくとも２つの低電圧放 電灯と１つのコンデンサとの直列回路に、他方では刻時パルス発生器により導通 および不導通に制御可能な半導体開閉素子に接続されているものにおいて、放電 灯（１９，２０）の電極がＲＣ素子（３９，４０）により橋絡され、一方の放電 灯（１９）の一方の電極（１８）の両方の端子が、それぞれ開閉素子（４１，４ ２）とダイオード（４３，４４）を介して、リアクトル（１４）と半導体開閉素 子（１５）との共通な接続個所（４５）へ接続され、接続個所（４５）における 異なる極性において開閉素子（４１，４２）が導通制御されることを特徴とする 、特許請求の範囲第１項ないし第５項の１つに記載の回路装置。 １０制御回路（９）が応動限界値を調整可能な限界値判別器（２８）をもつてい ることを特徴とする、前述の特許請求の範囲の１つに記載の回路装置。 １１放電灯（３，４）が不安定な運転状態になつたとき、輝度調整装置（３１， ３２）が測定および評価装置（３０，３３，４６）により動作可能であることを 特徴とする、前述の特許請求の範囲の１つに記載の回路装置。 １２輝度調整回路（３５，３６，３７）が設けられ、これにより操作素子（３５ ）を介して放電灯電流が制御可能であることを特徴とする、前述の特許請求の範 囲の１つに記載の回路装置。