JPS6247994A - ランプ安定器装置およびその動作方法 - Google Patents

ランプ安定器装置およびその動作方法

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JPS6247994A
JPS6247994A JP61086931A JP8693186A JPS6247994A JP S6247994 A JPS6247994 A JP S6247994A JP 61086931 A JP61086931 A JP 61086931A JP 8693186 A JP8693186 A JP 8693186A JP S6247994 A JPS6247994 A JP S6247994A
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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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、安定器付蛍光ランプの制御に関するものであ
り、一層特にそのようなランプの低減した電力レベルで
の始動を制御しそして作動させる装置に関する。
［従　来　の　技　術コ 交流線作動型安定変圧器補助装置を用いた型式の蛍光ラ
ンプは商用的な建物および公共建物において照明のため
に広く用いられている。これらの建物は一般に、最悪の
設定条件の場合に、すなわちルーメンの低下したすなわ
ち使い古したランプを用いての夜間の使用や平均視力以
下の者が高い照度レベルを必要とする仕事を行なう場合
に適切な照明が与えられるのを保証するように過剰に照
明されている。このような過剰照明は当然、建物の専有
が決まり行なわれることになる仕事に対していかなる特
定の照明レベルが必要とされるかを決めた後減少され得
る。しかしながら、標準の安定器およびランプが一定間
隔の天井格子に取付けられる場合には、照明レベルを最
小の要求に合致ししかも経済的であるレベルに減少させ
ることは必ずしも可能であるとは限らない。例えば、玄
関や廊下が公称で８０フイート燭の普通の蛍光照明を備
えているとすると、後で１０〜２０フイート燭が適当で
あることがわかる。照明レベルは低ワット量の“省エネ
型パランプすなわち標準の３４ワットランプによってま
たは幾つかのランプを取外して照明レベルを下げること
によってほぼ１５％低減され得る。幾つかのランプを取
外して照明レベルを下げる場合には、残念ながらしばし
ば“明暗”照明とよばれる現象が生じる。この型式の照
明は、単に“点灯している″ランフ間の距離が増大され
て明暗照明パターンが形成されるというだけの理由で安
全の問題を提起する。
好ましい解決策は全てのランプを点灯状態に保つことに
あるが、しかし電力が下がると、発光出力レベルが低下
することになる。従来技術では、低下した電力および発
光出力レベルで幾つかまたは全てのランプを作動させる
ことのできる多数の装置が提案されている。しかしなが
ら、これらの提案されてきた装置は一般に、エネルギ消
８吊を最大５０％まで低減し発光出力を同様に低減させ
ることに限られる。
この型式のいわゆる“１７３″または”１／２”（３３
％および５０％低減）゛′電力低減器″の製造業者は通
常この低減を、安定変圧器の二次導線の一つおよびラン
プ電極の一つに直列にコンデンサ（その値で低減の大き
さを決定する）を設けることにより行なっている。しか
しながら、ランプが急速始動型蛍光ランプをである場合
には、このようにコンデンサを接続することは、ランプ
電極が安定変圧器の一次側に密に結合される低電圧変圧
器、ｉ５線から二配線回路を必要とり−るため不可能で
である。特に、安定変圧器の二次回路における結線は、
装置のケースがシールされるので１２に分けることがで
きず、この問題を解決するために、従来製造業者は外部
の公称１，１絶縁変圧鼎をコンデンサと直列に接続して
いる。この解決法は米国特許第３．９５．４，３１６号
明細書に詳細に開示されている。
絶縁変圧器を付加的に段けることは設備を複雑化させ、
安定変圧器の二次回路配線（これらはランプにつながっ
ている）の二本は切断され、また四つの端部から絶縁体
をはがして、電力低減器装置を接続でさるようにしなけ
ればならない。さらに、コンデンサがエネルギ消費量を
定格エネルギ消費量の公称５０％以上に低減づ′るよう
に電流を制限させるような値をもつ場合には、ランプは
点灯しない。従って、この型式の二次側設置パ電力低減
器”は、ランプの点灯を阻止しない限流機能をもつコン
デンサ値すなわち公称５０％の低減をもたらす値に制限
される。
このような従来技術の他の例としては、米国特許第２．
６９５．３７５号明細書、同第３．２３５．７６９号明
細書、同第３．８３６．８１６号明＠書、同第４，１８
５，２３３号明細書、同第４．２０７．４９７号明細書
、同第４．２γ５，３３７号明細書、同第４．．３９９
，３９１号明細書および同第４、４９６．８８０号明細
書を挙げることができる。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、概念的には交流電圧源供給部によって駆動さ
れる変圧器安定器型補助装置による蛍光ランプの始動お
よび動作に係わるものである。本発明は、交流電圧源お
よび既存の安定変圧器の一次巻線と適当な回路関係に接
続された時に標準のランプ安定変圧器のエネルギ消費Ｒ
を低減させると共に阻隔して発光出力を低減させる低コ
スト回路挿入装置を提供（゛ることにある。また本発明
は、ランプ寿命を伸ばす仕方で蛍光ランプの信頼できる
点灯を行なうこと、所望のエネルギ消費量低減の台に関
連して安定器およびランプ電流を制限することおよび建
物または他の設備の全体電気系統の力率に有利に寄与す
ると共にランプのルーメン出力低下、カソード゛スパッ
タリングおよび安定器の動作温度を抑え、安定器とラン
プとの有効寿命を伸すようにすることにある。
Ｕ問題点を解決するための手段Ｊ これらの目的および利点は以下に説明する鉄共振現象を
利用することによって達成される。
本発明の好ましい実施例によれば、交流電源と、交流電
源に接続した一次巻線および少なくとも一つの二次巻線
を備えた安定変圧器と、上記少なくとも一つの二次巻線
に接続ししかも上記安定変圧器から給電される少なくと
も一つのカソードヒータ巻線を漏えた少なくとも一つの
急速始動蛍光ランプとを有し、交流電源からの印加電圧
の所与値において安定変圧器に鉄共振を起させて安定変
圧器電圧の値を飛躍的に増大させ、それによりランプカ
ソードを加熱しかつ低減したアーク電流レベルでランプ
を点弧させる少なくとも一つのカソードヒータ巻線に十
分な電圧を供給させるような容量値をもつコンデンサを
、交流電源と安定変圧器の一次巻線との間に直列に接続
したことを特徴とするランプ安定器装置が提供される。
本発明の他の特徴および利点は以下の好ましい実施例に
ついての詳細な説明から明らかとなる。
［実　　施　　例］ 本発明を考察する前に、第１図を参照して、上記で説明
し、米国特許第３，９５４，３１６号明細書に開示され
た型式の従来技術の゛電力低減器”の概略回路線図につ
いて説明する。この回路は交流電源ｅ、。と、安定変圧
器−次巻線１と、公称３ボルト単巻変圧器フィラメント
カソード加熱巻線１ａと、二次巻線２と、二次巻線２に
直列に接続された力率修正コンデンサ３と、始動補助コ
ンアンサ４と、一対の絶縁型の密結合フィラメントカソ
ードヒータ巻線５．６〈公称３ボルト）と、接地された
抵抗７とを備えている。これらの構成要素１〜７は一対
のランプ１２．１３に対する基本の安定器ユニット８を
形成している。符号９で示ず゛電力低減器″′装置は、
安定器ユニット８とランプ１２どの間に図示したように
接続された１１絶縁変圧器１１およびこの変圧器１１の
一次巻線と二次巻線との間に接続された一１ンデンサ１
０を備えている。この装置の欠点は上記で述べた通りで
あり、ここでは改めて説明はしない。
蛍光ランプＪ３よび安定変圧器装置の動作についてさら
に考察することは、本発明を理解する上でａ用である。
北アメリカにおいて使用されている蛍光ランプの大部分
は、１２０Ｖ　ＡＣ配電が鶴及しているため変圧晶型安
定器を備えた急速始動型式のものである。これらのラン
プはＡＣ線の極性の交番に関連してカソードまたはアノ
ードとして交互に機能す゛る酸化物の被覆された電極を
ランプの各端部に使用している。これらの電極（カソー
ド）は適切なレベルの熱電子放出および特にカソードス
パッタリング現象を阻止するためにランプアーク交番電
流の瞬時ピーク値より常に大きくなければならない飽和
熱電子放出電流を得るのに十分な温度に加熱されなけれ
ばならない。゛スパッタリング″現象はランプ寿命を縮
めるため、そんなに長くない普通の寿命を得ようとする
ならば、Ｄ速始動型ランプおよび予熱型ランプ（それら
の点灯は点弧前のランプカソードの外部加熱に関係する
）の適当なカソード加熱が必要である。
第２図を参照すると、この図面には熱電子放出特性を酸
化物の被覆されたカソードの温度の関数として概念的に
示すと共に飽和電流（１，１１）が常にビークアーク電
流より大きいことを示す。この関係を達成できないと、
ランプ寿命を縮めるカソードスパッタリングが生じ、カ
ソードからカソード□を形成している物質が物理的に放
出される。これは、ランプ管の内側にカソードスパッタ
リングされた物質が沈着することにより生じるランプの
端部の暗黒化によって証明される。この全体プロセスは
カソード“毒″作用につながり、その結果ランプの有効
寿命が限られることになる。従って、上述のように、不
適当なカソード加熱はランプ寿命を縮めることになる。
電子放出に関する文献としては、１９７７年、Ｈｏｗａ
ｒｄ　Ｗ、Ｓａｍｓ　＆Ｃｏ、、発行の“Ｒｅｆｅｒｅ
ｎｃｅ　　Ｄａｔａ　　ｆｏｒ　　Ｒａｄｉｏ　　Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｓ″＋　　（第　６版）第１７章、および
１９５１年、ＨＣＧｒａＷ−旧１１　ＢｏｏｋＣｏｍｐ
ａｎｙ、　Ｉｎｃ、　、発行の’Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ　”の二つを挙げることができる。
カソードスパッタリングは、飽和熱電子放出電流（１，
、）の有効レベルがアーク動作電流を越える前の“点弧
”のため蛍光ランプの始動中に常に生じる。従って、点
灯、消灯の繰り換えされるランプは連続して作動してい
るランプより有効寿命が短い。同様に、有効ピークアー
ク電流より大きな飽和熱電子放出電流（１，、）を得る
ように最初にカソードが十分に加熱され、そして低減し
たアーク電流レベルで作動されるランプは、゛スパッタ
リング″を受りるのが軽減し、従って寿命が比較的良い
。
上記で述べたように、本発明は鉄共振作用を利用し、そ
の現象は複雑で十分には理解されない。
ＩＥＥＥ　５ｔａｎｄａｒｄ　Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ　
ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ　Ｔｅｒｍｓ　　１９７５第２版　第２５３頁
には鉄共振（変圧器）：通常過電圧および極めて不規則
な波形を特徴としまた一つまたはそれ以上の飽和可能な
誘導子と直列の容量を介しての上記誘導子の励起と組み
合さった現象と定義されている。
鉄共振の現象は、１９３０年代にＧＥ　Ｒｅ５ｅａｒｃ
ｈ　Ｌａｂ。
ｒａｔｏｒｙにおいてＧｕｙ　５ｕｉｔｓの草分は的仕
事として始まり長年にわたってあちこちで研究されてき
た。
文献には交流回路における一般的部類の非線形動作の現
象学的および分析的説明がなされている。
より多くの電流獲得の有効な洞察に関する文献の二個と
してＴｈｅ　Ｆｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｔ　Ｃ１ｒｃｕ
ｉｔ　”Ｇｅｏｒｇｅ　Ｅ、　　Ｋｅｌｌｙ、　　Ｊｒ
、、　　１９５７年１月＾りＥＥ　Ｔｒａｎｓ−ａｃｔ
ｉｏｎｓ、　Ｐａｒｔ　Ｉ、　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎａ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒ。
ｎ１ｃｓ　、および”Ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　Ｆｅｒｒｏ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ”　Ｊａｌａｌ　Ｔ、　５ａｌｉｈ
ｉ、１９６０年１月ＡＩＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ、ＰａｒｔＩ、　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａ　ａ
ｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　、がある。
Ｋｃ＋＋ｙの論文は交流電力系統における鉄共振の悪影
響に向けられており、そして比較的に現象学的に述べら
れており、実行と観察の実際について強調されている。
５ａｌｉｈｉの文献は一層理論的であり、いわゆる“方
形ループ”磁心材料の場合の鉄共振動作に特有の複雑な
動作の有効な観念論的分析を行なっている。これらの二
つの文献はいずれも以下に説明でる動作モードを理解す
る上で有効な基礎となる。
次に本発明について第３図を参照すると、本発明による
安定変圧器装置が概略的に示されている。
この装置は交流電源ＣＡＣと、変圧器−次巻線１７と、
コア１８と、分路１９（疎結合を行なう）と、二次巻線
２０と、ヒータ巻線２１．２２．２３とを有し、これら
の全ての構成要素でガス放電ランプを作動させるのに適
した強磁性鉄心安定変圧器補助装置２４を構成している
。装置のこの部分は通常のものであり、本発明では交流
電源ｅＡＣＪ３よび安定変圧器２４の一次巻線１７に直
列に臨界的な値をもつコンデンサ１４が接続される。コ
ンデンサ１４は鉄共扱を生じさせるように十分大きくな
ければならない。一方、コンデンサ１４の値があまりに
大きすぎると、本発明の利点は損なわれる。回路の動作
は、鉄共振作用が強磁性鉄心の飽和動作に関係するので
複雑となる。強磁性鉄心の飽和動作は一次巻線を横ぎっ
て観察した電圧一時間積分（すなわち磁束）状態に関係
する。従って、本発明は゛構造的には″簡単であるが、
それに伴う回路動作は極めて複雑である。
二つの４０ワットの急速始動蛍光ランプについて安定変
圧器の一次巻線に直列に接続され、ある範囲の値をカバ
ーするコンデンサで行なった経験的なテストおよび測定
中に、第３図の回路に公称線電圧（ｅＡｏ一定）を印加
した場合に、安定変圧器二次巻線の負荷状態に関連して
コンデンサ１４と一次巻線１７との間の電圧分布に二つ
の別個の状態が存在することが観察された。一方の状態
は、無負荷状態すなわち巻線が実際に開路されている状
態であり、他方の状態は、点灯されているランプの負荷
特性に対する状態である。例えば、安定変圧器−次巻線
１７の電圧は、無負荷状態（回路にランプがないかまた
は予ランプ点弧時間間隔中）においては交流型”　ｅＡ
Ｃによって供給される電圧より十分高く、またアーク点
弧後（すなわち回路にランプがある時）には安定変圧器
−次巻線電圧は交流線電圧の公称値の７０％へ・８０％
であることが認められた。こうして、安定なランプ７−
り点弧の生じた後に充分なアーク維持電流およびカソー
ド端子加熱電圧が残り、卓越したランプ点弧すなわち始
動特性が得られる。
第４図を参照すると、本発明の好ましい実施例の概略回
路線図が示されている。電圧源ｅＡＣは他の線電圧を用
いることができるが米国においては通常１２０Ｖまたは
２７７ＶＡＣであり、また他の国において用いられる交
流線電圧を表わす。第４図の全体回路は第１図の回路と
同様であり、同様な構成要素は同じ符号で示す。ブロッ
ク８°は二つの４０ワットの急速始動蛍光ランプ１２°
、１３′を駆動する標準の安定変圧器を表わし、またブ
ロック１６は、臨界値をもつコンデンサ１４°と回路の
消勢時に残留容ｎｌ性蓄積エネルギを放電させる随意の
コンデンサ放電抵抗１５とから成る回路挿入装置である
。
第５Ａ図、第５Ｂ図および第５Ｃ図はそれぞれ、印加電
圧ｅ、。がゼロから安定変圧器−次巻線１７の定格値以
上に単調に増大する時直列コンデンサ１４の大きさをパ
ラメータとして第３図の回路の電圧分布を示す。特に、
コンデンサ１４に対応ししかもある範囲の値をもつコン
デンサはＵｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｈａｎｎｕｒａｃｔｕｒ
＋ｎｇ　ｃｏｍｐａｎｙ製の安定変圧器（カタログＮ０
４４６−ＬＲ−丁Ｃ−Ｐ二つの４０または３４ワットの
急速始動蛍光ランプの１２０ｖ動作用）の−次巻線に直
列に接続され、それの無負荷（開路〉状態において０−
１３０ｖの範囲で調整可能な単巻変圧器によって駆動さ
れる。第５Ａ図および第５Ｂ図には安定変圧器の二次側
に蛍光ランプを接続しない場合すなわち無負荷状態にあ
けるコンデンサ１４と安定変圧器の一次巻線１７との電
圧分布を示す。第５Ａ図においては、鉄共振はなく、コ
ンデンサ電圧および安定変圧器電圧は実質的に電源電圧
ｅ＾。以下である。第５Ａ図には、１μＦのコンデンサ
１４における電圧Ｖ。は印加交流電圧と共に相対的に直
線状に増大することが示される。蛍光ランプが用いられ
てこのコンデンサ値に対して安定変圧器を負荷した時、
安定変圧器の二次巻線における電圧の振幅が十分でない
ため、ランプは始動しない。
しかしながら、コンデンサの値が鉄共振を生じさせる値
まで増大されると、電圧は増大してランプを点弧させる
。第５Ｂ図には、鉄共振の作用が印加線電圧の臨界値に
対する耐電圧における飛越しとして明瞭に観察される値
（４μＦ）までコンデンサー４の値が増大される場合を
示す。コンデンサ電圧Ｖ　は印加線電圧（ｅＡｏ）より
十分に低い割合で増大する。従って、臨界印加電圧では
コンデンサー４の値に関係してコンデンサ電圧Ｖ。と安
定変圧器電圧ＶＢＴとの両方に実質的な飛越しが生じる
。安定変圧器電圧ｖ８□は飛越し点において公称で１０
０Ｖに飛越し、モして印加線電圧ｅ、。が公称で６０ポ
ルｌ〜から１２０ボルトＡＣまで増大するにつれて１０
０Ｖから公称で１３０Ｖに僅かに増大する。コンデンサ
電圧Ｖ　は、印加線電圧ｅＡｏが公称で６０ボルトの時
、公称で１２０Ｖに飛越し、そして電圧飛越しの優、印
加線電圧が公称で６０ボルトから１２０ボルトＡＣまで
増大するにつれて急激に増大し続ける。その結果、安定
変圧器の一次電圧Ｖ８□が印加線電圧（蛍光ランプが点
灯されないので無負荷状態）にあるかまたはそれより大
きいので、急速始動安定器付きランプのカソードヒータ
電圧はそれらの許容範囲の高い側にあり、従って急速加
熱が行なわれ、その結果、ランプ点灯時のカソード“ス
パッタリング′は最少となる。同様に、安定変圧器の二
次側の点弧電圧は許容範囲の高い側にあり、それにより
蛍光ランプが接続された時、良好なアーク点弧特性が得
られる。
第５Ｃ図を参照すると、公称４１４ＦＤのコンデンサ１
４が用いられ、回路は点灯状態の二つの４０ワットの蛍
光ランプによって負荷される。安定変圧器電圧ＶＢ□は
ランプアーク点弧後定格より僅かに下がることが認めら
れる。さらに、安定変圧器の一次巻線電圧■８□の卓越
した調整は、印加線電圧ｅＡＣが７０Ｖから　１３０Ｖ
ＡＣに代わる時に得られる。安定変圧器の一次回路に流
れる電流は電圧に対して先導しく従って先導回路力率を
もたらし）、そして電流のＲＨ３およびピーク値は通常
の定格動作の場合（すなわち上述の臨界値をもつ直列コ
ンデンサの使用の利点なしにおよび従ってそれによりも
たらされる結果としての鉄共振作用なしに）安定変圧器
とランプの組み合せの定格のＲＨ３およびピーク値から
減少づる。コンデンサ１４の値が鉄共振の観察されない
値から増大するにつれて、容量の臨界値に達し、特性鉄
共振飛越しが起る。例えば、測定の示すところによれば
、５０Ｖ　ＡＣの印加線電圧の場合、２８ＦＤのコンデ
ンサおよび安定変圧器において約１５ボルトの飛越しが
生じる。コンデンサの値が３．３８ＦＤに変化すると、
公称５０ＶＡＣの印加線電圧の時、コンデンサ電圧Ｖ。
は３５Ｖから１１０ｖへ飛越し、安定変圧器は６２Ｖか
ら８５Ｖへ飛越す。
すべての密に結合した二次電圧は飛越し、すなわち急激
に増大し、安定変圧器の一次側の電圧に正確に対応する
。従って、カソードヒータ電圧も蛍光ランプの予アーク
点弧状態中に増大し、それで急速なカソード加熱が得ら
れる。
下記の表１はＵｎｉＶｅｒＳａｌ　Ｈａｎｎｕｆａｃｔ
ｕｒｉｎｇ　ＣＯｍｐａｎｙｔＪの安定変圧器（カタロ
グＮｏ、　４４６−ＬＲ−丁Ｃ−Ｐ　）を用いて種々の
値の多数のコンデンサにおける電気的データの測定値を
示す。直列コンデンサ１４の種々の値は電力低減の種々
のレベルをもたらすことを示している。他の製造業者の
同等の安定器を用いた場合には僅かな変化が伴うが同様
な作用の得られることがわかった。２７７ＶＡＣの線電
圧を用いた時に安定なアー・り制御のための鉄共振の適
当なレベルを得るのに必要なコンデンサの値およびその
ような使用に適した相応した安定変圧器は１２０■安定
器で用いた値より明らかに低い。例えば、本発明の直列
のコンデンサを導入することにより、公称９５ワットの
電気的負荷（二つの４０ワットの急速始動蛍光ランプお
よび標準の２７７Ｖ　ＡＣの安定器）は、それぞれ１．
２．３．４８ＦＤの値のコンデンサを用いた場合に２１
．３９．４５．６９ワットに減少した。従って、可変性
を伴うため特定の値を決めることは困難であるが、１２
０Ｖ　ＡＣ系統の場合には少なくとも３８ＦＤの容量値
が好ましく、また２７７Ｖ　ＡＣ系統の場合には少なく
とも０．５８ＦＤの容量値が好ましい。特に予備点弧状
態中、コンデンサを横切っての電圧増大作用のため、コ
ンデンサが適切な耐電圧絶縁性をもっことを保証する往
意がなされなければならない。
表　　　　１ 項目　１１ コンデンサの値（ＨＦＤ＞　　　　　　４．３印加線電
圧（ｖＡＣ３Ｓ）　　　　　１２０安定器ＸＦ）ｌ’Ｒ
４４６−ＬＲ−ＴＣ−Ｐ−大電圧（Ｖ　　　　）　　　
　　　　　９５Ｔ　ＲＨＳ コンデンサ電圧（ＶｏＲＨ８）　　　１５６カソードヒ
ータ電圧　　　　　　　２．７ｖ安定鼎ＸＦＨ’Ｒ−大
電圧 （ＩＬＩＮＥ　ＲＨＳ）　　　　　　０．２６Ａランプ
アークピーク電流　　　　　０．１３５ランプアーク電
流（■ＡＲｏＲ）４８）　０．０４０４０ワットランプ
及び安定器ＸＦＨ’Ｒ１７，５項目　２１ コンデンサの値（ＨＦＤ）　　　　　　８．０印加線電
圧（Ｖ、。ＲＨＳ）１２０ 安定器ＸＦＨ’Ｒ４４６−ＬＲ−ＴＣ−Ｐ−大電圧（Ｖ
　　　　）　　　　　　　　　９６Ｔ　ＲＨＳ コンデンサ電圧（Ｖ　　　　）１４４ 　ＲＨＳ カソードヒータ電圧　　　　　　　２．７ｖ安定器ＸＦ
Ｈ’Ｒ−大電圧 （ＩＬＩＮＥ　ＲＨＳ）　　　　　　０・４５８ランプ
アークビ〜り電′？Ｍ、　　　　　０．２８０ランプア
ーク電流（ＩＡＲｏＲＦＩ８）０．１１０４０ワットラ
ンプ及び安定器ＸＦＨ’Ｒ３４，２項目　３１ コンデンサの値（ＨＦＤ＞　　　　　　１２．３印加線
電圧（ＶＡＣＲＨＳ）　　　　　　１２０安定３ＸＦＨ
’Ｒ４４６−ＬＲ−ＴＣ−Ｐ−大電圧（Ｖ　　　　）　
　　　　　　　９４Ｔ　ＲＨＳ コ・ンデンサ電圧〈ＶｏＲＨＳ〉　　　　１２６カソー
ドヒータ電圧　　　　　　　２．６■安定鼎ＸＦＨ’Ｒ
−大電圧 （Ｉｌ−１ＮＥＲＨ８）０．６１３ ランプアークビーク電流　　　　　０．３６０ランプア
ーク“電流くＩＡＲＣＲＨ８）　０．１６５４０ワット
ランプ及び安定器ＸＦＨ’Ｒ５０，８項目　４１ コンデンサの値（ＨＦＤ）　　　　　　１６．０印加線
電圧（ＶＡＣＲＨＳ）　　　　　　１２０安定器ＸＦＨ
’Ｒ４４６−ＬＲ−ＴＣ−Ｐ−大電圧（Ｖ　　　　）９
４ ＢＴ　　ＲＨＳ コンデンサ電圧（Ｖ　　　　）　　　　１１６　ＲＨＳ カソードヒータ電圧　　　　　　　２．４Ｖ安定器ＸＦ
Ｈ’　Ｒ−大電圧 （ｆＬＩＮＥ　ＲＨＳ）　　　　　　　０・　７３４ラ
ンプアークビーク電流　　　　　０．４４０ランプアー
ク電流（ＩＡＲｏＲＨ８）０．２２５４０ワットランプ
及び安定器ＸＦＨ’Ｒ５８，３項目　５１・２ コンデンサの値（ＨＦＤ　）　　　　　　０印加線電圧
（Ｖ　　　　）　　　　　　１２０ＣＲＨＳ 安定器ＸＦ）Ｉ’ｌ？　４４６−ＬＲ−ＴＣ−Ｐ−大電
圧（Ｖ　　　　＞　　　　　　　１２０Ｔ　ＲＨＳ コンデンサ電圧（Ｖ　　　　）　　　　Ｎ／Ａ　ＲＨＳ カソードヒータ電圧　　　　　　　２，０■安定器ＸＦ
Ｈ’Ｒ−大電圧 （ＩＬＩＮＥ　ｌ？Ｍｓ）　　　　　　Ｏ−７８ランプ
アークピーク電流　　　　　０．６４０ランプアーク電
流（ＪＡＲＣＲＨ３）　　０．３８５４０ワットランプ
及び安定器ＸＦＨ’Ｒ９２項目　６ コンデンサの値（ＭＦＤ）　　　　　　１．０印加線電
圧（Ｖ　　　　）１２０ ＡＣＲ１４Ｓ 安定器ＸＦＨ’Ｒ４４６−ＬＲ−ＴＣ−Ｐ−大電圧（Ｖ
　　　　）　　　　　　　　　７０Ｔ　ＲＨＳ コンデンサ電圧（Ｖ　　　　）　　　　　８５　ＲＨＳ カソードヒータ電圧　　　　　　　２．５Ｖ安定器ＸＦ
Ｈ’Ｒ−大電圧 ランプアークビーク電流　　　　　Ｎ／Ａ３ランプアー
ク電流（ＩＡＲＣＲＨＳ　）　　Ｎ／Ａ３４０ワットラ
ンプ及び安定器ＸＦＨ’ＲＮ／Ａ３１、項目１〜５の測
定は、１２０Ｖ　ＡＣＵｎｉｖｅｒｓａｌＨａｎｎｕｆ
ａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ製の安定変圧器（カ
タログＮｏ、　４４６−ＬＲ−ＴＣ−Ｐ　）を用いて（
２）　４０ワットのランプを駆ｖＪ（点灯）することに
より得た。
２、項目５の測定は、安定器とランプの組み合せを全部
作動（回路にはコンデンサなし）して行なった。
３０項目６の測定は、不十分な値（ＩＨＦＤ）の直列コ
ンデンサを用いて鉄共振飛越しなしで行なった。
［発　明　の　効　果］ 以上説明してきたように、−次女定器巻線回路への直列
コンデンサの導入および結果としての鉄共振作用によっ
て、卓越した予備アーク点弧状態が得られ、公称交流型
ｉ電圧の増大が得られ、カソードをすばやく加熱しくカ
ソードがスパッタされる傾向を軽減させ）、そしてガス
放電を点弧させる。この改善されたカソード加熱および
点弧の結果、カソード寿命および従ってランプ寿命を仲
すことができると共にランプを点灯させるための高線電
圧をもたらす。ランプの点灯後、安定器に印加される電
圧はＡＣ線の公称レベルから安定なアーク動作を得るの
に十分でありしかも適切なカソード加熱電圧より高いレ
ベルへ自動的に低下する。
カソード加熱電圧より高いことは特に、コンデンサの電
流制限作用がピークランプアーク電流を下げるので必要
である。その結果、ランプの長寿命に関して公称上低い
飽和熱電子放出電流（第２図の電流■Ｔｌ＋）が許容で
きる。さらに、安定器に印加される動作電圧の低減によ
り鉄損が減少し、一方、−次電流の低減により巻線の銅
損（１２Ｒ）が減少１ノ、こうしで、安定変圧器損失は
実質的に減少する。従って、安定器は比較的低い温度（
安定器の臨界寿命を決定するファクタである）で作動し
、その結果、比較的長い安定器寿命が期待される。カソ
ードスパッタリングの減少と、アーク電流の減少による
ｕｖ蛍光体破壊の減少どのためにランプの寿命はさらに
のびる。Ｒ後に、減少した負荷ランプ組み合せの力率が
先導することにより、建物や他の設備の全体系統の力率
を改善することができ、この力率は一般にモータ負荷エ
ネルギ消費部門のために現存している遅れである。
本発明を予熱ランプおよび安定器に適用することについ
て考えると、上述の最初の利点およびその他の利点が得
られることは明らかである。しかしながら、一度予熱ラ
ンプが現れると、カソード加熱に対する引き続いての要
求はいわゆる内部加熱カソード動作に従ってランプアー
クによる加熱に依存することが思い起されるべきである
。従って、アーク電流の減少は長寿命動作を達成するた
めに制限されることになる。同様に、瞬間始動（３１ｉ
ｎ＋ｌ　１ｎｅ）ランプにおけるカソードの加熱はアー
ク電流に依存し、アーク電流の減少は長寿命動作を達成
するために制限されるべきである。それにもかかわらず
、瞬間始動ランプは予熱サイクルなしで上記のコンデン
サ誘導鉄共振の高電圧予備点弧特性を有利に用いること
ができる。本発明はまた１目り型やそれらと組み合さっ
た安定変圧器のような他の型式のガス放電ランプにも適
用できる。
本発明はその実施例について説明してきたが、当業者に
は本発明の範囲および精神から離れることなしに実施例
において種々の変更や変形が行なわれ得ることは理解さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術の電ツノ低減器および安定器回路の概
略回路線図、第２図はカソードの電子放出とランプアー
クのピーク動作電流との関係を示し電流値を温度の関数
として表わすグラフ、第３図は本発明を適用した基本的
な安定変圧器（ランプなし）の概略回路線図、第４図は
本発明を適用したランプ安定変圧器装置の好ましい実施
例の概略回路線図、第５Ａ図は鉄共振なｌノの場合の電
圧分布（印加線電圧の関数としてのコンデンサおよび安
定変圧器の電圧）を示すグラフ、第５Ｂ図は鉄共振あり
でランプアーク負荷なしの場合のにおける第５Ａ図と同
様な電圧分布を示すグラフ、第５Ｃ図はランプアーク負
荷ありの場合のにおける第５Ｂ図と同様な電圧分布を示
すグラフである。 図　　　　　　中 ８°　　　　：安定変圧器 １２°、１３°　：急速始動蛍光ランプ１４゛：コンデ
ンサ １５：コンデンサ放電抵抗 ＦＩｏ、　３ ＦＩＧ４ ＦＩＧ、５Ａ ＦＩＧ　５Ｂ　　　　　　　　　ＦＩＧ、　５Ｃ手続補
正署（方式） 昭和６１年　６月１７日

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）交流電源と、交流電源に接続した一次巻線および
    少なくとも一つの二次巻線を備えた安定変圧器と、上記
    二次巻線に接続した少なくとも一つのランプとを有する
    ランプ安定器装置において、交流電源からの印加電圧の
    所与値において安定変圧器に鉄共振を起させて安定変圧
    器電圧の値を飛躍的に増大させるような容量値をもつコ
    ンデンサを交流電源と安定変圧器の一次巻線との間に直
    列に接続したことを特徴とするランプ安定器装置。
  2. （２）コンデンサと並列にコンデンサの放電路を形成す
    る抵抗を接続した特許請求の範囲第１項に記載のランプ
    安定器装置。
  3. （３）鉄共振の発生する時コンデンサの値が最小である
    特許請求の範囲第１項に記載のランプ安定器装置。
  4. （４）交流電源と、交流電源に接続した一次巻線および
    少なくとも一つの二次巻線を備えた安定変圧器と、上記
    少なくとも一つの二次巻線に接続ししかも上記安定変圧
    器から給電される少なくとも一つのカソードヒータ巻線
    を備えた少なくとも一つの急速始動蛍光ランプとを有す
    るランプ安定器装置において、交流電源からの印加電圧
    の所与値において安定変圧器に鉄共振を起させて安定変
    圧器電圧の値を飛躍的に増大させ、それによりランプカ
    ソードを加熱しかつ低減したアーク電流レベルでランプ
    を点弧させる少なくとも一つのカソードヒータ巻線に十
    分な電圧を供給させるような容量値をもつコンデンサを
    、交流電源と安定変圧器の一次巻線との間に直列に接続
    したことを特徴とするランプ安定器装置。
  5. （５）コンデンサと並列にコンデンサの放電路を形成す
    る抵抗を接続した特許請求の範囲第４項に記載のランプ
    安定器装置。
  6. （６）鉄共振の発生する時コンデンサの値が最小である
    特許請求の範囲第４項に記載のランプ安定器装置。
  7. （７）少なくとも一つのランプが１２０ＶＡＣの安定変
    圧器で駆動される二つの４０ワットのランプから成り、
    またコンデンサの値が少なくとも３μＦである特許請求
    の範囲第４項に記載のランプ安定器装置。
  8. （８）少なくとも一つのランプが２７７ＶＡＣの安定変
    圧器で駆動される二つの４０ワットのランプから成り、
    またコンデンサの値が少なくとも０．５μＦである特許
    請求の範囲第４項に記載のランプ安定器装置。
  9. （９）交流電源と、交流電源に接続した一次巻線および
    少なくとも一つの二次巻線を備えた安定変圧器と、上記
    少なくとも一つの二次巻線に接続ししかも上記安定変圧
    器から給電される少なくとも一つのカソードヒータ巻線
    を備えた少なくとも一つの急速始動蛍光ランプとを有す
    る変圧器ランプ装置の動作方法において、交流電源から
    の印加電圧の所与値において安定変圧器に鉄共振を起さ
    せて安定変圧器電圧の値を飛躍的に増大させ、それによ
    りランプカソードを適当に加熱しかつ低減したアーク電
    流レベルでランプを点弧させ作動させるのに十分な値を
    もつコンデンサを、交流電源と安定変圧器の一次巻線と
    の間に直列に接続することを特徴とするランプ安定器装
    置の作動方法。
  10. （１０）コンデンサと並列にコンデンサの放電路を形成
    する抵抗を接続した特許請求の範囲第９項に記載のラン
    プ安定器装置。
  11. （１１）鉄共振の発生する時コンデンサの値が最小であ
    る特許請求の範囲第９項に記載のランプ安定器装置。
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