JPS63148598A - 高圧ガス放電灯作動用回路 - Google Patents
高圧ガス放電灯作動用回路Info
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- JPS63148598A JPS63148598A JP62301609A JP30160987A JPS63148598A JP S63148598 A JPS63148598 A JP S63148598A JP 62301609 A JP62301609 A JP 62301609A JP 30160987 A JP30160987 A JP 30160987A JP S63148598 A JPS63148598 A JP S63148598A
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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
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
- H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
- H05B41/3927—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by pulse width modulation
- H05B41/3928—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by pulse width modulation for high-pressure lamps, e.g. high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps
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-
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- Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors
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】
本発明は５０ないし２０００Ｈｚの間のパルス繰返し周
波数と、０．２ないし０．８のデユーティサイクル（衝
撃係数）のパルス状供給電流によって少なくとも１つの
高圧ガス放電灯を動作させる高圧ガス放電灯作動用回路
に関するものである。
波数と、０．２ないし０．８のデユーティサイクル（衝
撃係数）のパルス状供給電流によって少なくとも１つの
高圧ガス放電灯を動作させる高圧ガス放電灯作動用回路
に関するものである。
この種高圧ナトリウム蒸気放電灯用の作動回路は、例え
ば米国特許第４．１２８．７８９号に発表されていて、
既知である。しかし、このようなパルス動作回路は、高
圧水銀蒸気放電灯及び高圧ハロゲン化金属蒸気放電灯に
も使用できる。パルス動作には、単極パルスおよび双極
パルスが共に適当である（ＤＥ−ＰＳ ２６５７８２４
参照）。上述の周波数範囲における高圧ガス放電灯のパ
ルス動作の利点は放電管が少なくともこの周波数範囲の
一部においては音響共振をが生巳ないということである
。音響共振が生ずると放電灯の発光アークのフリッカリ
ングを生ずる（ＤＢ−ＰＳ−３１１１５６１参照）。さ
らに前記ドイツ特許より高周波電圧で動作している高圧
ガス放電灯の音響共振を避けるため、１５ないし５０Ｋ
Ｈｚの高周波正弦波をその第３高調波上に重畳する。し
かし、この種放電灯の発光出力特性及び色温度はパルス
動作の際に特に有利なものではない。
ば米国特許第４．１２８．７８９号に発表されていて、
既知である。しかし、このようなパルス動作回路は、高
圧水銀蒸気放電灯及び高圧ハロゲン化金属蒸気放電灯に
も使用できる。パルス動作には、単極パルスおよび双極
パルスが共に適当である（ＤＥ−ＰＳ ２６５７８２４
参照）。上述の周波数範囲における高圧ガス放電灯のパ
ルス動作の利点は放電管が少なくともこの周波数範囲の
一部においては音響共振をが生巳ないということである
。音響共振が生ずると放電灯の発光アークのフリッカリ
ングを生ずる（ＤＢ−ＰＳ−３１１１５６１参照）。さ
らに前記ドイツ特許より高周波電圧で動作している高圧
ガス放電灯の音響共振を避けるため、１５ないし５０Ｋ
Ｈｚの高周波正弦波をその第３高調波上に重畳する。し
かし、この種放電灯の発光出力特性及び色温度はパルス
動作の際に特に有利なものではない。
高圧ガス放電灯をパルス動作させるとき、この放電灯を
受動素子例えばチョークコイルの如きもののみによって
、その放電灯の安定化を図る従来の手段は極めて不適当
のものとなる。したがって、電子的手段によって電流の
安定化を図る必要がある。
受動素子例えばチョークコイルの如きもののみによって
、その放電灯の安定化を図る従来の手段は極めて不適当
のものとなる。したがって、電子的手段によって電流の
安定化を図る必要がある。
しかしながら、電子的バラストユニットを付した高圧ガ
ス放電灯はランプのいわゆるフリッカリング（光がふら
つく現象）が生じ易い。このフリッカリングは放電灯の
発光フラックスが周期的又は急激に変化するときにこれ
が生ずる。このような場合、発光アーク自体は安定であ
っても、放電灯の発光は大幅に変動し、その変動が人の
目によって認知しうるようになる。
ス放電灯はランプのいわゆるフリッカリング（光がふら
つく現象）が生じ易い。このフリッカリングは放電灯の
発光フラックスが周期的又は急激に変化するときにこれ
が生ずる。このような場合、発光アーク自体は安定であ
っても、放電灯の発光は大幅に変動し、その変動が人の
目によって認知しうるようになる。
以上のような状況に基づき、本発明°は高圧ガス放電灯
のパルス動作回路であって、放電灯供給電流の安定化が
図れ、しかも、放電灯のフリッカリングを防止しうる回
路を得ることをその目的とする。
のパルス動作回路であって、放電灯供給電流の安定化が
図れ、しかも、放電灯のフリッカリングを防止しうる回
路を得ることをその目的とする。
本発明においては、２０ないし２００ＫＨｚの高周波電
流を変調比０．３ないし１をもって電流パルス上に重畳
し、該高周波を前記パルス繰返し周波数の整数倍とする
ことを特徴とする。
流を変調比０．３ないし１をもって電流パルス上に重畳
し、該高周波を前記パルス繰返し周波数の整数倍とする
ことを特徴とする。
ランプ電流の安定化は低周波電流パルス内の高周波スイ
ッチングにより達成される。
ッチングにより達成される。
この場合に得られる、光強度の変動は、高周波及びパル
ス繰返し周波数に対応する周波数を有するものであって
、この周波数は人間の目には解像できないので、高周波
ガス放電灯の動作には格別重要な問題を生じない。しか
しながら、５０Ｈｚ以下の周波数における周期的なフリ
ッカ又は周期的でないフリッカが付加的に生ずることが
発見された。
ス繰返し周波数に対応する周波数を有するものであって
、この周波数は人間の目には解像できないので、高周波
ガス放電灯の動作には格別重要な問題を生じない。しか
しながら、５０Ｈｚ以下の周波数における周期的なフリ
ッカ又は周期的でないフリッカが付加的に生ずることが
発見された。
しかし、このフリッカはパルス繰り返し周波数を重畳し
ている高周波数と同期させることにより解決されること
が発見された。本発明においては、パルス繰り返し周波
数の整数倍に前記高周波を選定することによりこれが達
成できる。したがって、本発明によれば高周波数の位相
位置を各電流パルスの開始点に一定に維持することによ
りこれを達成できる。
ている高周波数と同期させることにより解決されること
が発見された。本発明においては、パルス繰り返し周波
数の整数倍に前記高周波を選定することによりこれが達
成できる。したがって、本発明によれば高周波数の位相
位置を各電流パルスの開始点に一定に維持することによ
りこれを達成できる。
本発明の実施例では、高圧ガス放電灯の動作状態中にお
いて、該放電灯をチョークコイルと電子的スイッチング
素子と直列にして直流電圧源に接続し、かつ該電子的ス
イッチング素子を制御装置に接続してある高圧ガス放電
灯作動用回路で、前記制御装置は高周波発生器を有し、
その出力を分周器に接続し、この分周器によって高周波
信号より、デユーティサイクルが分周器に接続した単安
定トリガ段によって調整可能なパルス繰返し周波数を有
する信号を形成することを特徴とする。この実施例によ
る回路は、高周波及び低パルス繰返し周波数の発生に単
に１個のみのパルス発生器を必要とするのみであるとい
う利点がある。分周器を使用することにより、各低周波
電流パルスの開始点を固定的に高周波パルスの開始点と
一致させることができる。
いて、該放電灯をチョークコイルと電子的スイッチング
素子と直列にして直流電圧源に接続し、かつ該電子的ス
イッチング素子を制御装置に接続してある高圧ガス放電
灯作動用回路で、前記制御装置は高周波発生器を有し、
その出力を分周器に接続し、この分周器によって高周波
信号より、デユーティサイクルが分周器に接続した単安
定トリガ段によって調整可能なパルス繰返し周波数を有
する信号を形成することを特徴とする。この実施例によ
る回路は、高周波及び低パルス繰返し周波数の発生に単
に１個のみのパルス発生器を必要とするのみであるとい
う利点がある。分周器を使用することにより、各低周波
電流パルスの開始点を固定的に高周波パルスの開始点と
一致させることができる。
さらに本発明は、次の実施態様をとることを可とする。
高周波発生器の出力を双安定トリガ段のクロック入力に
接続し、単安定トリガ段の出力を該双安定トリガ段の条
件入力に接続し、該双安定トリガ段の出力を必要により
増幅器を通じて電子的スイッチング素子の制御電極に接
続してなる。
接続し、単安定トリガ段の出力を該双安定トリガ段の条
件入力に接続し、該双安定トリガ段の出力を必要により
増幅器を通じて電子的スイッチング素子の制御電極に接
続してなる。
本発明のこの実施例においては、放電灯電流の測定及び
安定化のため、電流測定抵抗を高圧ガス放電灯と直列に
接続し、この測定抵抗及び基準電圧源に接続した比較器
を用い、その比較器の出力を双安定トリガ段の入力に接
続する。
安定化のため、電流測定抵抗を高圧ガス放電灯と直列に
接続し、この測定抵抗及び基準電圧源に接続した比較器
を用い、その比較器の出力を双安定トリガ段の入力に接
続する。
以下図面により本発明を説明する。
第１図は、高圧ガス放電灯の単極供給電流ＩＬａを示し
、図中Ｔはパルス周期であり、ｔ、は矩形波パルスのパ
ルス幅でｔ。はパルス間隔を示す。このパルスのデユー
ティサイクルδ＝ ｔ、＋ ／’ｒは約０．４である。
、図中Ｔはパルス周期であり、ｔ、は矩形波パルスのパ
ルス幅でｔ。はパルス間隔を示す。このパルスのデユー
ティサイクルδ＝ ｔ、＋ ／’ｒは約０．４である。
パルス繰り返し周波数ユは５０ないし２０００）１ｚの
間である。２０ないし２００ＫＨｚの間の高周波電流を
個別の電流パルスに重畳する。この場合のデユーティサ
イクルは約０．５である。
間である。２０ないし２００ＫＨｚの間の高周波電流を
個別の電流パルスに重畳する。この場合のデユーティサ
イクルは約０．５である。
第２図は、高圧ガス放電灯の双極供給電流ｉいのパルス
波形を示す図である。この場合デユーティサイクルδ＝
２ｔｄ／Ｔは約０．４である。この場合も、低周波電流
パルス上に高周波電流を重畳する。その変調比を１とす
る。
波形を示す図である。この場合デユーティサイクルδ＝
２ｔｄ／Ｔは約０．４である。この場合も、低周波電流
パルス上に高周波電流を重畳する。その変調比を１とす
る。
第３図の回路図において、Ａ、 Ｂは直流電圧源Ｕ＝の
出力端子を示し、これは例えば回路の接合部分を示すも
のである。
出力端子を示し、これは例えば回路の接合部分を示すも
のである。
本図に右いてまず、端子式をダウンコンバータに接続す
る。このダウンコンバータはチョークコイル１ 、ＭＯ
５ＦＢＴスイッチングトランジスタ２、フライホイール
ダイオード３を有し、さらに高圧ガス放電灯４を負荷と
して有している。このダウンコンバータ２には電流測定
抵抗５が接続されている。この抵抗５は放電灯４と直列
に接続されており、その他方の端を端子已に接続する。
る。このダウンコンバータはチョークコイル１ 、ＭＯ
５ＦＢＴスイッチングトランジスタ２、フライホイール
ダイオード３を有し、さらに高圧ガス放電灯４を負荷と
して有している。このダウンコンバータ２には電流測定
抵抗５が接続されている。この抵抗５は放電灯４と直列
に接続されており、その他方の端を端子已に接続する。
スイッチングトランジスタ２の制御装置は高周波発生器
６を有し、その出力を分周器７に接続し、この分周器７
はこの高周波信号より低いパルス繰返し周波数を有する
信号を形成し、そのパルスのデユーティサイクルをこの
分局器７に接続した単安定トリガ段８によって調整でき
るように構成する。さらに、高周波発生器６の出力を双
安定トリガ段９のクロック人力すに接続し、また単安定
トリガ段８の出力をこの同じ双安定トリガ役９０条件人
力ａに接続する。このトリガ段９の出力を増幅器１０を
通じ、前記スイッチングトランジスタ２の制御電極に接
続する。測定抵抗５及び基準電圧源Ｕｒｅｔに接続した
比較器１１の出力を双安定トリガ段９のリセット人力Ｃ
に接続する。
６を有し、その出力を分周器７に接続し、この分周器７
はこの高周波信号より低いパルス繰返し周波数を有する
信号を形成し、そのパルスのデユーティサイクルをこの
分局器７に接続した単安定トリガ段８によって調整でき
るように構成する。さらに、高周波発生器６の出力を双
安定トリガ段９のクロック人力すに接続し、また単安定
トリガ段８の出力をこの同じ双安定トリガ役９０条件人
力ａに接続する。このトリガ段９の出力を増幅器１０を
通じ、前記スイッチングトランジスタ２の制御電極に接
続する。測定抵抗５及び基準電圧源Ｕｒｅｔに接続した
比較器１１の出力を双安定トリガ段９のリセット人力Ｃ
に接続する。
この制御装置より低周波信号と高周波信号との重畳によ
り構成されている制御信号をスイ、ツチングトランジス
タ２０制御電極に供給する。このスイッチングトランジ
スタ２によって形成されるパルス状放電灯供給電流ＩＬ
ａをまず低周波信号で駆動する。時間間隔ｔ。において
はこの低周波信号は値０であり、スイッチングトランジ
スタ２は遮断されるので、放電灯４には電流が流れない
。時間間隔１ｄにおいては、低周波信号は値１であり、
スイッチングトランジスタ２は高周波数に対し導電状態
となる。
り構成されている制御信号をスイ、ツチングトランジス
タ２０制御電極に供給する。このスイッチングトランジ
スタ２によって形成されるパルス状放電灯供給電流ＩＬ
ａをまず低周波信号で駆動する。時間間隔ｔ。において
はこの低周波信号は値０であり、スイッチングトランジ
スタ２は遮断されるので、放電灯４には電流が流れない
。時間間隔１ｄにおいては、低周波信号は値１であり、
スイッチングトランジスタ２は高周波数に対し導電状態
となる。
できるだけ一定な放電灯電流を得るため、放電灯電流を
測定抵抗５により測定し、これにより得られた対応の測
定電圧を比較器１１に供給する。この放電灯電流、即ち
測定抵抗５において測定した電圧降下が比較器１１にふ
いて、調整されている基準電圧Ｕ ｒ ＠ｆを超える場
合は、比較器１１はリセット人力上を通じ双安定トリガ
段９をトリガし、その後は、スイッチングトランジスタ
２に対する制御信号は再び値０となる。チョークコイル
１を通ずる電流は安定している必要があるので、この場
合にふける電流はチョークコイル１より放電灯４とフラ
イホイールダイオード３を通じて流れる。
測定抵抗５により測定し、これにより得られた対応の測
定電圧を比較器１１に供給する。この放電灯電流、即ち
測定抵抗５において測定した電圧降下が比較器１１にふ
いて、調整されている基準電圧Ｕ ｒ ＠ｆを超える場
合は、比較器１１はリセット人力上を通じ双安定トリガ
段９をトリガし、その後は、スイッチングトランジスタ
２に対する制御信号は再び値０となる。チョークコイル
１を通ずる電流は安定している必要があるので、この場
合にふける電流はチョークコイル１より放電灯４とフラ
イホイールダイオード３を通じて流れる。
電流増加中に蓄えられたチョークコイル１内のエネルギ
ーはスイッチングトランジスタ２の高周波遮断時間中に
放電灯４に供給され、このためランプ電流が保持される
。重畳されている、高周波の作用によってチョークコイ
ル電流が、遥かに小さな値となる前に、双安定トリガ段
９はそのクロツク人力すを通じセットされ、このためス
イッチングトランジスタ２は他の高周波パルスによって
すでに導電状態にスイッチされているようにすることが
確保できる。この場合において、電流はチョークコイル
１、放電灯４右よびスイッチングトランジスタ２を通じ
て流れ、この電流は測定抵抗５における電圧降下が比較
器１１における基準電圧Ｕｒ＠ｆを超過するまでこれを
継続する。このようにして、全体としては比較的に一定
な放電灯電流で高周波を重畳された電流が流れ、この電
流はスイッチングトランジスタ２が次の低周波スイッチ
オフ信号の長い休止期間がくるまでは遮断されない。
ーはスイッチングトランジスタ２の高周波遮断時間中に
放電灯４に供給され、このためランプ電流が保持される
。重畳されている、高周波の作用によってチョークコイ
ル電流が、遥かに小さな値となる前に、双安定トリガ段
９はそのクロツク人力すを通じセットされ、このためス
イッチングトランジスタ２は他の高周波パルスによって
すでに導電状態にスイッチされているようにすることが
確保できる。この場合において、電流はチョークコイル
１、放電灯４右よびスイッチングトランジスタ２を通じ
て流れ、この電流は測定抵抗５における電圧降下が比較
器１１における基準電圧Ｕｒ＠ｆを超過するまでこれを
継続する。このようにして、全体としては比較的に一定
な放電灯電流で高周波を重畳された電流が流れ、この電
流はスイッチングトランジスタ２が次の低周波スイッチ
オフ信号の長い休止期間がくるまでは遮断されない。
ある実施例においては、この放電灯４は３０Ｗの高圧す
） ＩＪウム放電灯である。高周波発生器によって４８
ＫＨｚの高周波矩形波信号が形成され、これより分周器
７内で３００Ｈｚの所望低周波が導出される（１６０：
１）。単安定トリガ８内でランプ動作に好適な０．４の
デユーティサイクルが調整される。
） ＩＪウム放電灯である。高周波発生器によって４８
ＫＨｚの高周波矩形波信号が形成され、これより分周器
７内で３００Ｈｚの所望低周波が導出される（１６０：
１）。単安定トリガ８内でランプ動作に好適な０．４の
デユーティサイクルが調整される。
低周波スイッチオフ信号（時間間隔ｔｏ）中においては
、双安定トリガ段９は遮断状態にとどまり、高周波発生
器６によるスイッチオンと、スイッチオン信号中におけ
る比較器１１によるスイッチオフ（時間間隔ｔ、ｒ ）
を交互に繰り返す。安定トリガ段９により供給される信
号は、増幅器１０によって増幅され、スイッチングトラ
ンジスタ２の直接制御に使用される。この変調比は０．
８であった。
、双安定トリガ段９は遮断状態にとどまり、高周波発生
器６によるスイッチオンと、スイッチオン信号中におけ
る比較器１１によるスイッチオフ（時間間隔ｔ、ｒ ）
を交互に繰り返す。安定トリガ段９により供給される信
号は、増幅器１０によって増幅され、スイッチングトラ
ンジスタ２の直接制御に使用される。この変調比は０．
８であった。
４００Ｗの高圧金属ハロゲン化物蒸気放電灯をパルス繰
返し周波数１５００Ｈｚと１５０ＫＨｚの変調高周波に
よるパルス状供給電流により同様にして動作させた。こ
の場合のデユーティサイクルは０．６であり、変調比は
０．３であった。
返し周波数１５００Ｈｚと１５０ＫＨｚの変調高周波に
よるパルス状供給電流により同様にして動作させた。こ
の場合のデユーティサイクルは０．６であり、変調比は
０．３であった。
これら何れの実施例にふいても、放電灯は動作中フリッ
カ現象を呈しなかった。長時間の動作中において、放電
灯電流は極めて安定な状態を示していた。
カ現象を呈しなかった。長時間の動作中において、放電
灯電流は極めて安定な状態を示していた。
第１図は本発明により高圧ガス放電灯を動作させる電流
の波形図であり、単極電流パルスに高周波電流を重畳さ
せたパルス波形を示す図、第２図は双極パルスによる高
圧ガス放電灯動作用電流の波形図、 第３図は高圧ガス放電灯動作用の回路図である。 ｌ・・・チョークコイル ２・・・スイッチングトランジスタ ３・・・フライホイールダイオード ４・・・放電灯 ５・・・測定抵抗 ６・・・高周波発生器 ７・・・分周器 訃・・単安定トリガ ９・・・双安定トリガ １０・・・増幅器 １１・・・比較器 ＦＩＧ、Ｉ Ｒ６，２
の波形図であり、単極電流パルスに高周波電流を重畳さ
せたパルス波形を示す図、第２図は双極パルスによる高
圧ガス放電灯動作用電流の波形図、 第３図は高圧ガス放電灯動作用の回路図である。 ｌ・・・チョークコイル ２・・・スイッチングトランジスタ ３・・・フライホイールダイオード ４・・・放電灯 ５・・・測定抵抗 ６・・・高周波発生器 ７・・・分周器 訃・・単安定トリガ ９・・・双安定トリガ １０・・・増幅器 １１・・・比較器 ＦＩＧ、Ｉ Ｒ６，２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、５０ないし２０００Ｈｚの間のパルス繰返し周波数
と、０．２ないし０．８のデューティサイクルのパルス
状供給電流によって少なくとも１つの高圧ガス放電灯を
動作させる高圧ガス放電灯作動用回路において、２０な
いし２００ＫＨｚの高周波電流を変調比０．３ないし１
をもって電流パルス上に重畳し、該高周波を前記パルス
繰返し周波数の整数倍とすることを特徴とする高圧ガス
放電灯作動用回路。 ２、高圧ガス放電灯の動作状態中において、該放電灯を
チョークコイルと電子的スイッチング素子と直列にして
直流電圧源に接続し、かつ該電子的スイッチング素子を
制御装置に接続してある高圧ガス放電灯作動用回路であ
り、前記制御装置は高周波発生器（６）を有し、その出
力を分周器（７）に接続し、この分周器によって高周波
信号より、デューティサイクルが分周器に接続した単安
定トリガ段（８）によって調整可能なパルス繰返し周波
数を有する信号を形成することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の高圧ガス放電灯作動用回路。 ３、高周波発生器（６）の出力を双安定トリガ段（９）
のクロック入力￥（ｂ）￥に接続し、単安定トリガ段（
８）の出力を該双安定トリガ段（９）の条件入力￥（ａ
）￥に接続し、該双安定トリガ段（９）の出力を必要に
より増幅器（ａ）を通じて電子的スイッチング素子（２
）の制御電極に接続してなる特許請求の範囲第２項記載
の高圧ガス放電灯作動用回路。 ４、高圧ガス放電灯と直列に電流測定抵抗を接続し、電
流測定抵抗（５）及び基準電圧源（Ｕ＿ｒ＿ｅ＿ｆ）に
接続されている比較器（１１）の出力を双安定トリガ段
（９）のリセット入力￥（ｃ）￥に接続してなる特許請
求の範囲第３項記載の高圧ガス放電灯作動用回路。
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