JPS6259880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば低圧けい光放電灯の始動に用
いる放電灯始動器に関し、その目的とするところ
は、電源投入後、短時間で放電灯の始動ができ、
しかも小形・軽量で低価格の始動器を提供するに
ある。

低圧けい光放電灯等の始動は従来からグロー始
動器が用いられこれは小形で安価等の利点を有し
ているが始動時間が２〜３秒以上を要すること
や、機械接点を用いるために寿命を有し、寿命に
達した場合に交換等の不便さがある。

これに対し、半導体等を利用した機械接点を用
いない放電灯用始動器が従来から種々提案され、
実用されて来ている。第１図は、従来からある半
導体式放電灯用始動器の一例を示すもので、電源
Vsに遅相インダクタンス等より成る安定器Ｌを
介して放電灯FLを接続し、両電極fa，fbの非電
源端子間に前記放電灯用始動器ST（以下、始動
器と記す）を接続する。始動器STはパルストラ
ンスPT、二端子サイリスタ１、充放電用コンデ
ンサ２により構成されている。

電源投入と共にコンデンサ２、パルストランス
PTの１次巻線３、二端子サイリスタ１の閉回路
により充放電がくり返され、２次巻線４に昇圧さ
れたパルス電圧が発生し、放電灯FLの両電極
fa，fb間に印加され、同時に始動器STを通して
予熱電流が流れることにより両電極fa，fbが予熱
され、電源電圧印加後短時間にパルス電圧により
放電灯FL両電極fa，fb間が放電し始動点灯し、
点灯中は両電極fa，fb間電圧が低下することによ
り二端子サイリスタ１が導通しなくなり始動器動
作は停止する。

かかる従来の半動体始動器は、従来のグロー始
動器に比較して、始動時間が短かく、また消耗部
分がないため半永久的に使用できる等の利点を有
するが、パルストランスP.T等を用いる必要があ
りグロー始動器に比し形状大で高価となることに
より、普及が阻まれていた。

本発明はかかる点に鑑みなされたものであり、
以下、本発明を実施例に従つて説明する。

第２図は本発明の放電灯始動器の基本特性を示
すもので横軸は電圧、縦軸は電流を表わし、各々
右及び上方向を正方向（＋）とすると、正方向は
印加電圧が一定の順方向、破壊電圧Ｖ_B0に達する
迄は遮断状態を示し、破壊電圧Ｖ_B0を越えると急
激に低電圧の導通状態に達し低抵抗を示す。導通
状態にて電流が低減し、一定の保持電流Ｉ_H以下
になると再びもとの遮断状態に戻る。負方向では
一定の電流値に到達（第２図ではほぼゼロ）する
と低抵抗領域となり電流が増加しある一定の限界
電流Ｉλに達すると急激に低抵抗領域から高抵抗
領域に移行する。そして負方向に充分高電圧に達
する迄高抵抗領域を保ち両端電圧が十分に負の方
向に増大するとある値Ｖ_Dで破壊領域に達する。

第５図におけるSSは上記特性を有する放電灯
始動器を示したもので、第１図に示す従来の始動
器STの代りに端子ａ，ｂ間に接続することによ
り、放電灯始動装置を形成する。

次にその動作を述べる。第１０図は上記放電灯
始動装置の電圧・電流波形図であり、同図ａは放
電灯FLの両電極fa，fb間電圧（以下ランプ電圧
Ｖ_Lと称す）を示し、同周ｂは安定器Ｌを通る入
力電流isを示す。また同図ａの破線は電源電圧Ｖ
_S波形を示す。

而して、電源電圧Ｖ_Sを印加すると第１０図ａ
において時刻t₁で零点を通り電圧が増加しても始
動器SSは第２図に示すように遮断領域であるの
で電流は流れないが時刻t₂に至ると始動器SSの両
端電圧がＶ_B0を越え、急速に導通領域の低抵抗状
態に移行してランプ電圧Ｖ_Lはほぼゼロとなり第
１０図ｂに示すように電源から安定器Ｌ、電極
fa、始動素子SS、電極fb、を通り電源に帰るル
ープで電流が流れる。

電源電圧Ｖ_Lは波高値を通過して低下し時刻t₃
で零点を通過しても、安定器Ｌのインダクタンス
により入力電流isは位相が遅れ時刻t₄で第２図の
保持電流Ｉ_Hとなり始動器SSは導通状態から遮断
状態に戻る。

時刻t₄を過ぎると電源電圧Ｖ_Sは負電圧となつ
ており、第２図のように始動器SSは低抵抗領域
であるので入力電流isは、負方向に増大してゆ
く。時刻t₅にて入力電流isは第２図にてＩλに到
達し、低抵抗領域から高抵抗領域に急速に変化す
る。このため急激に入力電流isが減少し、安定器
Ｌのインダクタンス作用によりランプ電圧Ｖ_Lは
負方向に高圧パルス電圧Ｖ_Pを発し、時間の経過
と共にランプ電圧Ｖ_Lは電源電圧Ｖ_Sに近くなり時
刻t₆にて再び零点に到達し、以後上述の動作をく
り返す。

このため放電灯FLには第１０図ｂに示す入力
電流isは予熱電流として両電極fa，fbを加熱する
と共に、高圧パルス電圧部が両電極fa，fb間に加
えられるので、放電灯FLは短時間のうちに始動
し点灯に至る。放電灯FLが点灯するとランプ電
圧Ｖ_Lは低下し、始動器SSの破壊電圧Ｖ_B0以下と
なり始動器SSは正方向に導通しなくなり点灯状
態が維持される。負方向にはＩλ迄電流が流れそ
の後遮断するためパルス電圧Ｖ_Pは残存を続ける
が、点灯状態は安定に保たれる。

第６図は本発明の始動器を複数個の部品により
実現する場合の回路図を示し、図中５は４層ダイ
オード（シヨツクレーダイオード）で、正方向は
一定電圧Ｖ_B0以上の電圧で遮断状態から導通状態
に移行するようなスイツチ特性を有し、逆方向は
遮断状態である。６はラムダ素子で、電流が小さ
いところでは低抵抗状態であり、電流が一定値Ｉ
λに達すると高抵抗状態となるようなラムダ特性
を有する。７はダイオードである。かかる構成に
より、第２図に示す如き特性を有する始動器が実
現出来る。第６図の構成でハイブリツドもしく
は、ワンチツプIC化することによつても本発明
の放電灯始動器が実現できる。

第７図は本発明の始動器を複数個の部品により
実現するものとした場合の異なる実施例を示す回
路図で、８は両方向二端子サイリスタ、９はダイ
オードであり、この直例回路により第６図の４層
ダイオード５と等価である。１０はトランジス
タ、１２はトランジエスタを第６図のラムダダイ
オード６と等価な特性を持つように動作させるた
めのベース制御回路であり、１１はダイオードで
ある。かかる構成により前記実施例（第６図）と
同様にして本発明の始動器を実現できる。

第８図は、さらに異なる実施例回路図を示す。
図中５は４層ダイオード、１１はダイオード、１
３は抵抗、１４はコンデンサ、１５は両方向二端
子サイリスタ、１６は制御極付片方向三端子サイ
リスタ、１７はベース充電抵抗、１８はベース遮
断抵抗、１０はトランジスタを各々示している。
かかる構成では、ｂ端子を正、ａ端子を負にした
場合、第３図のような特性となる。第８図におい
て、ｂ端子を正として考えると正方向は、ダイオ
ード１１が阻止方向であるため５の４層ダイオー
ドのみの特性であり、第２図特性と同様に破壊電
圧Ｖ_B0を有する。

負方向はダイオード１１を介して抵抗１３、コ
ンデンサ１４よりなる充電回路によりコンデンサ
１４に電荷が蓄積すると同時にベース充電抵抗１
７を介してトランジスタ１０のベース電流が流れ
るが電源電圧がまだ低い期間ではトランジスタ１
０のベース電流も小さく従つてコレクタ、エミツ
タ間抵抗も大となる。ａ，ｂ両端子間電圧が負方
向にＶ〓₀以上に達する頃から、抵抗１７を介し
てトランジスタ１０にベース電流が充分に流れる
ことによりトランジスタ１０のコレクタ、エミツ
タ間抵抗が小さくなり第３図のような低抵抗領域
に到達する。このためトランジスタ１０のコレク
タ電流が増加してゆく。

一方コンデンサ１４の両端電圧が増加してゆ
き、二端子サイリスタ１５の両端電圧がその破壊
電圧に達し、始動器SSの負方向電流が第３図の
Ｉλに到達した時、二端子サイリスタが遮断状態
から導通状態へと行し、コンデンサ１４の蓄積電
荷が放電し三端子サイリスタ１６のゲート電流が
流れ、三端子サイリスタ１６が遮断状態から導通
状態へと移行し、抵抗１８を流れていた電流が三
端子サイリスタ１６に流れ、トランジスタ１０の
ベース電流が流れなくなりトランジスタ１０は遮
断状態となる。このため負方向では比較的高抵抗
である抵抗１７のみとなり、第３図の電圧Ｉλ以
上に示したような高抵抗特性となる。かかる実施
例の場合にも第６図実施例の場合とほぼ同様な動
作を行い、放電灯の始動が出来る。

第９図はさらに他の実施例を示すものであり、
１９は双方向二端子サイリスタであり、正負共に
一定電圧以下では遮断状態、それ以上の電圧では
導通状態にスイツチする。正方向にはダイオード
９が順方向となり、二端子サイリスタ１９の特性
と共に第２図、第３図と同様のスイツチ特性とな
り、負方向はダイオード１１が順方向で、トラン
ジスタ１０は第８図と同様な構成であるから、同
様の特性を示すが、負方向でも二端子サイリスタ
１９が直列に入つているため、第４図の負方向特
性に示したように一定電圧以下では遮断状態であ
り、電圧がＶ_B0を越えると導通状態にスイツチし
てあとは第３図と同様なラムダ特性を示す。

第１１図はインダクタンスL₁と直列にコンデ
ンサC₁を挿入した進相回路方式の場合に本発明
の始動器SSを用いたものであり、放電灯FLと並
列に雑音防止用コンデンサC₂を挿入したもので
あり、前記実施例の効果にパルス波形の整形と雑
音防止の効果を加えたものである。

さらに第１２図は、本発明始動器を２個の放電
灯FL₁とFL₂の直列回路の各々にSS１とSS２を接
続したものであり、同様に２灯の放電灯FL１，
FL２を同時に短時間で始動出来る。

さらに第１３図は、安定器L₁及びL₂を介して
放電灯FL１とFL２を並列に接続した回路におい
て始動器SSを共通使用したものであり１個の始
動器を用いて、２灯以上の多灯並列始動装置にも
応用出来る。

本発明の放電灯始動器は上記のように、片方向
は両端子間電圧が低いとき遮断状態を示し、一定
の破壊電圧を越えると遮断状態から導通状態にス
イツチされ、他の片方向は電流が一定値（Ｉλ）
以下の状態で低抵抗領域を示し、電流が該一定値
（Ｉλ）を越えると低抵抗領域から高抵抗領域に
移行する特性を有するので、かかる始動器を放電
灯始動装置に用いた場合、電源スイツチ投入後短
時間で放電灯の始動が出来、しかもパルストラン
ス等の巻物を用いなくてすむので小形、軽量、低
価格化出来る。また、ラムダ特性を利用している
ため低抵抗から高抵抗に移行するＩλ値は自由に
設定出来、パルス電圧、パルスエネルギーを高く
出来るため、低温度、高温度等や、省エネルギー
ランプ等の始動困難な場合にも充分対応出来確実
な始動が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯始動装置の回路図、第２
図乃至第４図は本発明の始動器の特性図、第５図
乃至第９図はそれぞれ本発明の始動器を構成する
回路図、第１０図は本発明の始動器を使用した放
電灯始動装置の電圧・電流波形図、第１１図乃至
第１３図はそれぞれ本発明の始動器を使用した異
なる放電灯始動装置を示す回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 片方向は両端子間電圧が低いとき遮断状態を
   示し、一定の破壊電圧を越えると遮断状態から導
   通状態にスイツチされ、他の片方向は電流が一定
   値（Ｉλ）以下の状態で低抵抗領域を示し、電流
   が該一定値（Ｉλ）を越えると低抵抗領域から高
   抵抗領域に移行する特性を有する放電灯始動器。 ２ 他の片方向が、両端子間電圧が低いとき遮断
   状態を示しある一定の破壊電圧を越えると低抵抗
   領域を提し、かつ電流がＩλを越えると低抵抗領
   域から高抵抗領域に移行する特性を有する特許請
   求の範囲第１項記載の放電灯始動器。