JPS6321120Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、放電灯の始動時の入力電流が定格安
定時の入力電流以下である放電灯定入力点灯装置
に関するものである。 一般に、水銀灯、メタルハライド灯、高圧ナト
リウム灯などの高圧放電灯（以下、適宜、放電灯
と称す）は、始動直後ランプ電圧は低く、安定状
態に近づくにつれて上昇していき、一定電圧レベ
ルになると安定するという性質を持つている。こ
の放電灯を限流インダクタンスで点灯したときの
ベクトル図を第３図に示す。このように始動時ラ
ンプ電圧が低いときはランプ電流Ｉ〓_Lは電源電圧
Ｖ〓に対して遅れているが、ランプ電圧が上昇する
に従つてランプ電流位相は進んでくる。ランプ電
流Ｉ〓_Lは

【式】と表わされ、始 動時限流インダクタンスの分担する電圧が高いと
き、ランプ電流は大きく、定格点灯に近づくにつ
れて小さくなつていく。尚V_CHは限流インダクタ
ンスの両端電圧、V_Lはランプ電圧、I_Lはランプ電
流、Ｖは電源電圧、Ｌは限流インダクタンスのイ
ンダクタンスである。 このように水銀灯、高圧ナトリウム灯、メタル
ハライド灯などの高圧放電灯は、限流インダクタ
ンスのみで点灯した場合、始動時には定格時の約
1.6倍もの入力電流が流れるという性質を持つて
いて、例えばこの高圧放電灯を多灯点灯した場合
始動時においては大電流が流れるため、配線容量
や電源の容量を余裕を持つて大きくする必要があ
り、大幅なコストアツプにつながるものである。
このような性質を持つ放電灯を第１図のような主
回路構成で定入力制御するため、放電灯の状態に
応じて交流制御素子の毎半サイクルの導通位相の
制御が必要であり、始動時はオフ期間を長く、定
格に近づくにつれて短くする。放電灯の状態を検
知する方法として前述したランプ電流の位相を検
知することによつて定入力制御が可能であり第４
図にランプ電流の電源電圧に対するオフ位相（転
流する位相）とオフ期間の関係を示す。このよう
な関係を満たすため、制御方法の従来例として、
第１図に示すように、電源電圧より一定位相遅れ
た基準電圧と、ランプ電流のオフ位相より一定電
圧で充電されるコンデンサの充電電圧との比較に
よつて交流制御素子S₁にトリガをかけ導通位相を
制御する方法が提供されている。主回路は交流電
源Ｅに交流制御素子S₁、限流インダクタンス
CH₁、放電灯Ｌの直列回路を接続し、交流制御素
子S₁の両端に補助チヨークCH₂を接続し、交流電
源Ｅの両端に力率改善コンデンサC₀を接続して
いる。１は基準電圧回路で、交流電源Ｅに抵抗
R₁とコンデンサC₁の直列回路を接続し、コンデ
ンサC₁の両端に抵抗R₂とコンデンサC₂の直列回
路が接続されている。コンデンサC₂の両端に抵
抗R₃とコンデンサC₃の直列回路をつなぎ、コン
デンサC₃の両端に全波整流回路DB₁を接続し、全
波整流回路DB₁の出力端に抵抗R₄を接続し、抵
抗R₄の両端に第２図ｂに示すような基準電圧V_R4
を得る。尚第２図ａは電源電圧Ｖを示す。２は電
流オフ位相検出回路で、交流制御素子S₁の両端に
トランスT₁の一次線輪をつなぎ、二次線輪に全
波整流回路DB₂を接続する。全波整流回路DB₂の
出力端に抵抗R₁₁，R₁₀の直列回路をつなぎ、全
波整流回路DB₂の負の出力端を、基準電圧回路１
の全波整流回路DB₁の負の出力端に接続する（以
下マイナスライインＭという）。ランプ電流が転
流すると、交流制御素子S₁はオフとなり交流制御
素子S₁の両端に第２図ｃに示すような電圧を得
る。３は比較パルス発生回路で、基準電圧回路１
の正の出力端にプログラマブル・ユユニジヤンク
シヨン・トランジスタ（以下PUTという）S₂の
ゲートをつなぐ。PUTS₂のアノードに抵抗R₆と
コンデンサC₅を接続し、コンデンサC₅の他端を
マイナスラインＭに接続する。PUTS₂のカゾー
ドは抵抗R₁₅を介してマイナスラインＭに接続す
る。PUTS₂のアノードにトランジスタTr₂のコレ
クタを接続し、エミツタはマイナスラインＭに接
続する。トランジスタTr₂のベースには抵抗R₇
と、トランジスタTr₃のコレクタを接続する。ト
ランジスタTr₃のエミツタはマイナスラインＭに
つなぎ、トランジスタTr₃のベース・エミツタ間
に抵抗R₈を接続する。トランジスタTr₃のベース
より抵抗R₉を介して、電流オフ位相検出回路２
の抵抗R₁₀と抵抗R₁₁の接続点に接続する。
PUTS₂のカソードにトランジスタTr₁のベースを
つなぎ、コレクタに抵抗R₅をエミツタはマイナ
スラインＭに接続し、トランジスタTr₁のコレク
ターエミツタ間にコンデンサC₄とパルストラン
スＰ，Ｔの一次線輪の直列回路を接続し、二次線
輪をそれぞれ抵抗R₁₄、ダイオードD₁を介して、
交流制御素子S₁のカソード・ゲートに接続する。
４は電源回路で、交流電源ＥにトランスT₂の一
次線輪を接続し、二次線輪に全波整流回路DB₃を
接続し、全波整流回路DB₃の出力端を抵抗R₁₂，
R₁₃で分圧し、抵抗R₁₃の両端に平滑コンデンサ
C₆を接続する。電源回路４の負の端子はマイナ
スラインＭに接続する。電源回路４の正の端子
は、抵抗R₅，R₆，R₇に夫々接続している。 以下回路の動作を説明する。ランプ電流が転流
すると交流制御素子S₁がオフになり、その両端に
第２図ｃのような電圧を得、これをトランスT₁
で降圧し、全波整流回路DB₂で全波整流し、抵抗
R₉を通じてベース電流を流し、比較パルス発生
回路３のトランジスタTr₃をオンさせる。トラン
ジスタTr₃がオンするとトランジスタTr₂がオフ
となりその時点よりコンデンサC₅は抵抗R₆を通
じて一定の時定数で充電される。この第２図ｄに
示す充電電圧V_C5が基準電圧回路１の基準電圧
V_R4と等しくなるとPUTS₂が導通し、トランジス
タTr₁にベース電流を流し、トランジスタTr₁を
オンさせる。トランジスタTr₁が導通することに
よりコンデンサC₄に蓄えられていた電荷がパル
ストランスＰ，Ｔを通じて放電し、第２図ｅに示
すトリガパルスでもつて交流制御素子S₁を導通さ
せる。 しかしこの回路において基準電圧V_R4の波形に
電源電圧Ｖと同一周波数の電圧を一定位相遅らせ
て用いたため、第４図に示すように望むべきオフ
位相とオフ期間の関係がａ−a′，ｂ−b′なのに対
し、例えば第５図に示すように、イの基準電圧波
形ではｂ−b′の関係を満足しようとすれば始動時
のオフ期間がa′からa″と増大する。こうなると、
始動時において、第６図に示すよう入力電流が少
なすぎ放電灯Ｌが定格に移行するのに要する時間
が長くなり、最悪の場合定格に達しない恐れがで
てくる。また、始動時のａ−a′の関係を満足させ
るため基準電圧波形をロのようにすると、始動過
程においてオフ期間がb′からb″と縮むため始動過
程の入力電流が増え、定入力制御を満足しない。 本考案は上述の点に鑑みて提供したものであつ
て、放電灯の始動時の入力電流を定格安定時の入
力電流以下に抑えて小型、軽量、安価にすること
を目的とした放電灯定入力点灯装置を提供するも
のである。 以下本考案の実施例を図面により詳述する。第
７図に実施例の具体回路図を示す。主回路は従来
例と同様である。基準電圧回路１は交流電源Ｅに
抵抗R₁とコンデンサC₁を直列につなぎ、コンデ
ンサC₁の両端に抵抗R₂コンデンサC₂を直列に接
続し、コンデンサC₂の両端に抵抗R₃とコンデン
サC₃を直列につなぎ、コンデンサC₃の両端を全
波整流回路DB₁に接続する。全波整流回路DB₁の
正の出力端にツエナダイオードZD₁のカソードを
つなぎ、アノードより抵抗R₄を経て負の端子に
接続する。抵抗R₄の両端電圧を基準電圧回路１
より出力する。電流オフ位相検出回路２、比較パ
ルス発生回路２、電源回路４は従来例と同等であ
る。 以下動作を説明する。基準電圧回路１の出力電
圧は、ツエナダイオードZD₁のツエナ電圧を超え
た電圧を出力して第８図ａに示す電源電圧Ｖと同
一周波数の電圧であつて且つ、同一位相の電圧を
一定レベルシフトした第８図ｂに示すような上部
波形とした基準電圧V′_R4を得る。動作は従来例と
同様で、電流オフ位相検出回路２よりランプ電流
が転流した時点からコンデンサC₅に一定の時定
数で充電された充電電圧V_C5と第８図ｄに示すよ
うに上記基準電圧V′_R4との比較によつて、第８図
ｅに示すようなトリガパルスにて交流制御素子S₁
を導通させるものである。第５図に示すように基
準電圧波形として電源電圧Ｖと同一周波数の電圧
であつて且つ、同一位相の電圧をシフトして、そ
の上部波形である曲線ハのようにして用いること
によつて、第４図に示す始動期のａ−a′特性、安
定時のｂ−b′特性を満たすようになり、第６図に
示すハのように入力電流も一定に抑えることがで
きるものである。 本考案は上述のように、交流電源に交流制御素
子、限流インダクタンス及び始動直後ランプ電圧
が低く、安定状態に近付くにつれて上昇してい
き、一定電圧レベルになると安定する性質を有す
る高圧放電灯を直列に接続した直列回路と、交流
電源より基準電圧を形成する基準電圧回路と、前
記高圧放電灯のランプ電流の転流位相を交流電源
の半サイクル毎に検出する電流オフ位相検出回路
と、ランプ電流が転流する位相より一定時定数で
立ち上がる電圧を上記基準電圧回路からの基準電
圧とを比較して該基準電圧より高くなつた場合に
パルスを発生して上記交流制御素子を交流電源の
半サイクル毎にオン制御する比較パルス発生回路
とを具備し、前記基準電圧として、交流電源の電
源電圧と同一周波数で且つ同一位相の電圧を一定
レベルシフトした電圧の上部波形を用いるように
したものであるから、従来、基準電圧として第５
図イ，ロに示すような波形を用いた場合に、定格
に達する時間が長くなつたり、また、定格に達し
ないということが生じたり、更には、定入力制御
を満足しないという問題を、電源電圧と同一周波
数の電圧で且つ、同一位相の電圧をシフトして、
その上部波形を用いることにより、第５図ハに示
す波形を用いて始動時、始動過程とも満足するこ
とができ、第４図に示す特性を満たした定入力制
御が可能となる効果を奏し、小型、軽量、安価に
できる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の具体回路図、第２図ａ〜ｅは
同上の動作波形図、第３図は同上のベクトル図、
第４図は同上のオフ位相とオフ期間との関係を示
す特性図、第５図は同上の動作説明図、第６図は
同上の動作説明図、第７図は本考案の実施例の具
体回路図、第８図ａ〜ｅは動作波形図で、Ｅは交
流電源、S₁は交流制御素子、CH₁は限流インダク
タンス、Ｌは高圧放電灯である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源に交流制御素子、限流インダクタンス
   及び始動直後ランプ電圧が低く、安定状態に近付
   くにつれて上昇していき、一定電圧レベルになる
   と安定する性質を有する高圧放電灯を直列に接続
   した直列回路と、交流電源より基準電圧を形成す
   る基準電圧回路と、前記高圧放電灯のランプ電流
   の転流位相を交流電源の半サイクル毎に検出する
   電流オフ位相検出回路と、ランプ電流が転流する
   位相より一定時定数で立ち上がる電圧を上記基準
   電圧回路からの基準電圧とを比較して該基準電圧
   より高くなつた場合にパルスを発生して上記交流
   制御素子を交流電源の半サイクル毎にオン制御す
   る比較パルス発生回路とを具備し、前記基準電圧
   として、交流電源の電源電圧と同一周波数で且つ
   同一位相の電圧を一定レベルシフトした電圧の上
   部波形を用いることを特徴とする放電灯定入力点
   灯装置。