JPS6313679Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は放電灯に内蔵したバイメタルスイツチ
の働きによりパルス電圧を発生し、その電圧で始
動する放電灯の点灯装置に関する。

高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプ
のような放電灯は始動時に高い電圧を印加しない
と放電を開始しない。このため放電灯外球内に発
光管と並列にバイメタルスイツチを設け、放電灯
の始動時にバイメタルスイツチを開放することに
より安定器にパルス電圧を誘起させて点灯する放
電灯が開発されている。

そして放電灯が始動点灯した後は、発光管から
の熱でバイメタルスイツチは開放状態を保ちパル
スは発生しないように構成されている。しかし発
光管が故障あるいは寿命等によつて点灯不能とな
つた場合は、上記バイメタルスイツチの開閉がく
り返されパルスが発生し続ける。この場合、ラジ
オ雑音が発生したり、他の回路部品、例えば安定
器の絶縁破壊が生じる等の欠点があつた。

本考案は正常な放電灯に対しては確実に始動お
よび再始動点灯させ、故障あるいは寿命末期など
で放電灯が点灯不能となつた場合には、しや断装
置により放電灯と安定器の接続を解除して上述の
ような不都合を除去した放電灯点灯装置を提供す
るものである。

以下本考案を第１図に示す一実施例について説
明する。

１は交流電源、２に高圧ナトリウムランプ等の
発光管で、ヒーター３とバイメタルスイツチ４の
直列回路と並列接続され全体として放電灯Ｃが構
成されている。５はチヨークコイルであつて、交
流電源１と放電灯Ｃの間に介在している。６は力
率改善用コンデンサで交流電源１と並列に接続さ
れ、チヨークコイル５と共に安定器Ａを構成す
る。７は電源スイツチでＤは後述のリレー１０の
常閉接点１１からなる遮断装置である。一方、抵
抗８とコンデンサ９の直列回路が安定器Ａの２次
側に接続され、コンデンサ９の両端の交流電圧は
リレー１０を介して整流回路１３により整流さ
れ、平滑コンデンサ１４に平滑した直流電圧が印
加されるようにする。コンデンサ１４と並列にサ
イリスタ１５を接続する。またコンデンサ１４の
直流電圧を抵抗１６と１７の直列回路で分圧する
と共に第１のツエナーダイオード１８と抵抗１９
を通じてコンデンサ２１に供給し、これを充電す
るようになす。２０はコンデンサ２１と並列に接
続された分圧抵抗である。抵抗１６と１７の接続
点にはプログラマブルユニジヤンクシヨントラン
ジスタ（以下PUTという）２２のゲート極を接
続し、抵抗１９とコンデンサ２１の接続点には
PUT２２のアノード極を接続する。PUT２２の
カソード極は第２のツエナーダイオード２３を介
してサイリスタ１５のゲート極に接続する。

PUT２２は説明するまでもないが、コンデン
サ２１の両端にて得られるアノード極の電圧がゲ
ート極の電圧より低いときは非導通であり、ゲー
ト極の電圧より高くなれば導通する素子である。
このような構成によつて制御装置Ｂを構成する。

次に上述の点灯装置の動作について説明する
と、はじめ遮断装置Ｄは閉成されていて、電源ス
イツチ７を投入すると安定器Ａを通じて放電灯Ｃ
に電源電圧が供給される。すると放電灯Ｃのヒー
ター３とバイメタルスイツチ４の直列回路に電流
が流れヒーター３が加熱される。

次にヒーター３からの熱でバイメタルスイツチ
４が開放し、この時安定器Ａのチヨークコイル５
にパルス電圧が誘起し発光管２に印加されること
になる。発光管２が正常な場合は放電灯Ｃは点灯
するが、故障や寿命末期になると点灯不能とな
る。従つてこの後の動作を次の４つの場合につい
て説明する。

(1) 放電灯Ｃの発光管２が故障や寿命末期で点灯
不能の場合。この場合、上記バイメタルスイツ
チ４の開閉動作がくり返され、パルスが発生し
続ける。バイメタルスイツチ４が閉成されてい
る時もヒーター３の抵抗値が安定器のインピー
ダンスよりかなり大きいので放電灯Ｃの両端の
電圧はバイメタルスイツチ４の開閉にかかわら
ずいつも安定器Ａの無負荷電圧にほぼ等しくな
つている。このためコンデンサ９には安定器無
負荷電圧の分圧があらわれることになる。分圧
素子として抵抗８と共にコンデンサ９を使用し
たのはバイメタルスイツチ４が開放した時に発
生するパルス電圧をバイパスするためである。
コンデンサ９の電圧を整流回路１３で整流し、
平滑コンデンサ１４で平滑した直流電圧は抵抗
１６，１７によつて分圧され、PUT２２のゲ
ート極には抵抗１７の分圧電圧があらわれる。
コンデンサ２１はコンデンサ１４の直流電圧と
ツエナーダイオード１８のツエナー電圧との差
の電圧により抵抗１９を通じて充電される。

抵抗１９，２０，コンデンサ２１の値できま
る時間の後、コンデンサ２１の電圧がRUT２
２のゲート電圧に達するとPUT２２が導通し、
かつコンデンサ２１の電圧はツエナーダイオー
ド２３のツエナー電圧より高いのでツエナーダ
イオード２３も導通し、サイリスタ１５のゲー
ト極に電圧が印加されることとなりサイリスタ
１５は導通する。これによりリレー１０はコン
デンサ９と並列に接続されたのと等価となる。

サイリスタ１５としてSCRの如き素子を使
用すると、一且導通するとその状態が継続され
るから、リレー１０の制御巻線には抵抗８を通
じて電流が流れ付勢状態が継続する。この時リ
レー１０の常閉接点からなる遮断装置Ｄは開放
される。このため放電灯Ｃは安定器Ａから切り
離され、パルスの発生は停止する。

またコンデンサ２１の電圧はサイリスタ１５
が導通しているためゼロとなつているので電源
スイツチ７を切つて、その後再びスイツチ７を
投入すると前と同様の動作がくり返され、一定
時間パルス電圧が発生して停止する。

因みにこの時の回路定数の必要条件を示せば
次のようになる。放電灯Ｃが不点灯時のコンデ
ンサ１４の直流電圧をＥ、抵抗１６，１７，１
９，２０の低抗値をそれぞれR₁₆，R₁₇，R₁₉，
R₂₀とし、ツエナーダイオード１８，２３のツ
エナー電圧をそれぞれVE，VFとすると、コン
デンサ２１の最終充電電圧は、 R₂₀／R₁₉＋R₂₀（Ｅ−VE）となり、サイリスタ １５を導通 させるためにはこの電圧がPUT２２のゲート
電圧 R₁₇／R₁₆＋R₁₇Ｅ及びVEより大になることが必要 である から、 R₂₀／R₁₉＋R₂₀（Ｅ−VE）＞R₁₇／R₁₆＋R₁₇Ｅ ……(1) かつR₂₀／R₁₉＋R₂₀（Ｅ−VE）＞VF ……(2) が必要条件となる。

(2) 放電灯Ｃが正常に点灯している場合。このと
き放電灯Ｃの両端の電圧は安定器Ａの無負荷電
圧の約1/2近くまで低下するため、コンデンサ
１４の直流電圧も放電灯Ｃの両端電圧に比例し
て低くなつている。この場合もコンデンサ２１
はコンデンサ１４の直流電圧とツエナーダイオ
ード１８のツエナー電圧との差の電圧で抵抗１
９を通して充電されるが、コンデンサ１４の直
流電圧が低いためコンデンサ２１の最終充電電
圧はPUT２２のゲート電圧に達することがで
きず、サイリスタ１５は非導通が維持されるこ
ととなり、リレー１０は付勢されることはな
い。このときの回路部品定数の必要条件を式で
示せば次のようになる。

放電灯Ｃの点灯中コンデンサ１４の直流電圧
をE′とすればコンデンサ２１の最終充電電圧
は、 R₂₀／R₁₉＋R₂₀（E′−VE）となり、この電圧が PUTの ゲート電圧R₁₇／R₁₆−R₁₇E′より小さくなることが 必要であるから、 R₂₀／R₁₉＋R₂₀（E′−VE）＜R₁₇／R₁₆＋R₁₇E′……(3
) が必要条件となる。

放電灯Ｃが点灯している時に電源スイツチ７
を切ると放電灯Ｃの両端の電圧は瞬時にゼロと
なるからコンデンサ１４の両端の直流電圧は低
下し、従つてPUT２２のゲート電圧も低下し
て、コンデンサ２１の残留電荷によりPUT２
２は導通するが、この時コンデンサ２１の電圧
はツエナーダイオード２３のツエナー電圧VF
より低くなつているためツエナーダイオード２
３は非導通を維持し、サイリスタ１５は導通し
ない。この時の必要条件は R₂₀／R₁₉＋R₂₀（E′−VE）＜VF ……(4) となる。従つてこの後再び電源スイツチ７を
投入すると、放電灯Ｃはすぐには再点灯できな
いので、コンデンサ２１が再び徐々に充電され
一定時間後サイリスタ１５が導通してリレー１
０が付勢されることになるはずであるがその時
間を放電灯Ｃが再点灯できる時間より長くなる
ように設計しておけばそのような不都合がなく
放電灯Ｃは確実に再点灯する。

(3) 放電灯Ｃが正常に点灯していて電源１の瞬間
的な低下で消灯した場合。

放電灯Ｃが点灯しているときは(2)の場合で述
べたようにコンデンサ２１の電圧はPUT２２
のゲート電圧より低いため、PUT２２は導通
できず、サイリスタ１５は非導通を維持してい
る。

このとき電源１の電圧が瞬間的に放電灯Ｃの
維持電圧以下に低下して放電灯Ｃが立消えし、
その後電源１が正常に復帰した場合、コンデン
サ１４の直流電圧は瞬時に放電灯点灯時より高
くなり、従つてPUT２２のゲート電圧も高く
なる。一方コンデンサ２１の電圧は放電灯２の
点灯時の低い電圧から抵抗１９を通して徐々に
充電されて上昇していく。そしてコンデンサ２
１の電圧がPUT２２のゲート電圧以上になる
まではサイリスタ１５は非導通が維持され、こ
の間遮断装置Ｄは閉成されていて、放電灯Ｃに
は安定器の無負荷電圧が印加される。一方放電
灯Ｃは立消えした直後から発光管が冷却してや
がてバイメタルスイツチ４が閉成してヒーター
３の熱で再び開放した時に発生するパルス電圧
で再点灯できることとなる。放電灯Ｃが再点灯
した後は(2)の場合と同様の動作となり、リレー
１０は付勢されることなく放電灯Ｃは正常に点
灯を維持する。

(4) 放電灯Ｃが点灯している途中、発光管２の故
障や寿命などで消灯した場合。

この場合、(3)の場合と同じく放電灯Ｃの消灯
後、遮断装置Ｄは閉成を維持している。

発光管２が冷却してバイメタルスイツチ４の
開閉がくり返されても再点灯できないのでパル
スが発生し続けるが一定の時間後、リレーが付
勢され、遮断装置が開放されて放電灯Ｃは安定
器Ａから切り離される。

本考案は以上述べたような動作をするものであ
るが、(1)，(2)，(3)，(4)式を同時に満足するような
R₁₆，R₁₄，R₁₉，R₂₀，VE，VFの組合せは無数
に存在することはいうまでもない。また本考案は
第１図に示した回路に限られるものではなく、第
２図に示すようにリレー１０をサイリスタ１５と
直列に接続して付勢するようにしてもよい。また
安定器としてチヨークコイルのかわりに漏洩変圧
器の如き限流要素を使用してもよい。

また第３図に示すようにPUT２２とツエナー
ダイオード２３の直列回路をパルストランス２３
の１次コイルに接続し、２次コイルをサイリスタ
１５のゲート極に接続してサイリスタ１５を制御
するようにしてもよい。

以上詳述したように内蔵したバイメタルスイツ
チの働きによりパルス電圧を発生し、その電圧で
始動する放電灯を確実に点灯および再点灯させ、
放電灯が故障あるいは寿命末期で点灯不能となつ
た場合は放電灯と安定器の接続を解除するのでバ
イメタルスイツチには電流が流れないための開閉
は起こらず、そのためパルス電圧の発生は停止す
るので、ラジオ雑音の防止他の電気機器への悪影
響を防止することができ、きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による放電灯点灯装置の一実施
例を示す回路図、第２図は本考案の他の実施例を
示す回路図、第３図は制御装置の他の実施例を示
す図である。 Ａ……安定器、Ｂ……制御装置、Ｃ……放電
灯、Ｄ……遮断装置、１０……リレー、１３……
整流回路、１５……サイリスタ、１８，２３……
ツエナーダイオード、２２……PUT。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源に安定器を介して放電灯を接続し、放
   電灯と該安定器との接続状態を解除するしや断装
   置と、該安定器の無負荷電圧を検出し一定時間後
   に上記しや断装置を動作させる制御装置からなる
   放電灯点灯装置において、前記放電灯として外球
   内に発光管と並列にバイメタルスイツチを設け、
   該放電灯の始動時に前記バイメタルスイツチを開
   放することにより安定器にパルス電圧を誘起する
   ものを用い、前記制御装置は放電灯両端電圧の分
   圧を整流回路で整流した後平滑コンデンサで平滑
   し、該平滑コンデンサと並列にサイリスタを接続
   し、かつ平滑コンデンサの直流電圧を第１のツエ
   ナーダイオード、抵抗を通して充電用コンデンサ
   に供給し、充電用コンデンサの電圧をプログラマ
   ブルユニジヤンクシヨントランジスタ（以下
   PUTと言う）のアノード極に印加すると共に該
   PUTのゲート極には平滑コンデンサの直流電圧
   の分圧を印加するようになし、前記PUTおよび
   該PUTと直列に接続した第２のツエナーダイオ
   ードの導通により前記サイリスタを導通させ、リ
   レーを付勢させることにより前記しや断装置を動
   作させるようにしたことを特徴とする放電灯点灯
   装置。