JPS6326958Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、放電灯点灯回路に関する。

従来の放電灯点灯回路としては、グロースター
タ方式やラピツドスタータ方式のものが良く知ら
れている。しかし、グロースタータ方式のもの
は、放電灯が点灯するまでの時間が長いこと、グ
ロースタータが有接点であるため故障交換が必要
になると共に、放電灯の劣化を招き易いこと等の
欠点がある。また、ラピツドスタータ方式のもの
は、起動時間は比較的短いが、専用の大型の安定
器と、専用のランプとを必要とし、価格が高くな
る欠点がある。

この従来の放電灯点灯回路の欠点を除去するも
のとして、第１図に示すように、放電電極を兼ね
る一対の予熱フイラメント１ａ，１ｂを有する放
電灯１に対して並列に、かつ誘導性安定器２に対
して直列となるように非直線性コンデンサCnを
接続し、前記安定器２及び前記放電灯１の予熱フ
イラメント１ａ，１ｂと共に直列的ループを形成
するように、三端子サイリスタＱ１及び二端子サ
イリスタＱ３を接続した放電灯点灯回路が提案さ
れている。

前記非直線性コンデンサCnは例えばチタン酸
バリウム等を主成分とする強誘電体磁器材料によ
つて構成され、その印加電圧Ｖと蓄積電荷Ｑとの
関係が、第２図に示すような角形特性を示す。

Ｄ１，Ｄ２はダイオードで、ダイオードＤ２は
非直線性コンデンサCnと直列に接続され、非直
線性コンデンサCnの充電回路を構成する。

Ｑ２は三端子サイリスタＱ１のゲートトリガダ
イオードとなるダイアツク、Ｒ１〜Ｒ３は同じく
ゲートバイアス抵抗、Ｃ１はコンデンサである。

Ｒ４は非直線性コンデンサCnと直列に接続さ
れた抵抗である。この抵抗Ｒ４は、放電灯点灯
後、端子Ｕを正とする正サイクルにおいて、電源
電圧ｅを分圧する抵抗である。

次に第３図の電圧波形図及び第４図の電流波形
図を参照して、第１図に示した放電灯点灯回路の
動作を説明する。第１図において、電源端子Ｕ−
Ｖ間に交流電圧ｅが印加された場合、交流電圧ｅ
が電源端子Ｕ側を正とする正のサイクルにおいて
上昇して行くとき、位相θ１で抵抗Ｒ１及び抵抗
Ｒ２によつて分圧された抵抗Ｒ２の両端電圧がダ
イアツクＱ２の動作電圧に達すると、三端子サイ
リスタＱ１が導通する。三端子サイリスタＱ１が
導通すると、非直線性コンデンサCn→三端子サ
イリスタＱ１のループで電流icoが流れ、非直線
性コンデンサCnの両端は、電源電圧ｅより三端
子サイリスタＱ１の順方向電圧降下Vaだけ低い
電圧が印加される。この状態は、二端子サイリス
タＱ３が動作する位相θ１〜θ２の間継続する。
この時、三端子サイリスタＱ１の動作時の順方向
電圧Vaはほぼ０であり、電源電圧ｅの大部分が
二端子サイリスタＱ３に印加される。

電源電圧ｅが更に上昇し、二端子サイリスタＱ
３の両端に印加される電圧がそのブレークオーバ
電圧に達する位相θ２で、二端子サイリスタＱ３
が導通し、安定器２−フイラメント１ａ→二端子
サイリスタＱ３→三端子サイリスタＱ１→フイラ
メント１ｂのループで予熱電流isが流れ、フイラ
メント１ａ，１ｂが予熱される。この予熱電流is
は位相θ２から位相θ３までの間流れ続ける。位
相θ３で予熱電流isが二端子サイリスタＱ３また
は三端子サイリスタＱ１の保持電流以下になる
と、二端子サイリスタＱ３または三端子サイリス
タＱ１がターン・オフし、予熱電流isが遮断され
る。

この状態では、電源電圧は負のサイクルに入つ
ており、非直線性コンデンサCnに、位相θ３〜
θ４の間、ダイオードＤ２を通じて充電電流iq１
が流れる。この充電電流iq１によつて非直線性コ
ンデンサCnの蓄積電荷が飽和し、充電電流が急
激に減少する。この結果、安定器２を流れる電流
Ｉ２が急激に減少して、そのインダクタンス値と
電流の時間的変化の割合とに依存した高波高値の
逆起電力Vp＝−Ｌ・di／dtが発生し、これが放
電灯１を点灯させるためのトリガとなる。

ここで、非直線性コンデンサCnは抗電場Es以
上の電圧を印加しないと、第２図に示すようなヒ
ステリシス特性を示さないから、非直線性コンデ
ンサCnの能力を充分に発揮させ、高いパルス電
圧を得るためには、三端子サイリスタＱ１をオン
させ、電流icoを流して非直線性コンデンサCnを
充電する場合、非直線性コンデンサCnに充分な
電圧を印加させる必要がある。第１図の場合、非
直線性コンデンサCnと並列に二端子サイリスタ
Ｑ３を接続し、この並列回路に対して三端子サイ
リスタＱ１を接続してあるので、三端子サイリス
タＱ１が導通した後、二端子サイリスタＱ３が導
通するまで、非直線性コンデンサCnに対して、
安定器２及び予熱フイラメント１ａ，１ｂ及び非
直線性コンデンサCnによつて分圧された電圧を
印加し、非直線性コンデンサCnを電流icoによつ
て充分に充電できる。このため、非直線性コンデ
ンサCnの能力を充分に使い、高いパルス電圧を
得ることができる。この種の放電灯２では、低温
及び高温になると点灯に必要なパルス電圧が大き
くなるが、上述にようにしてパルス電圧を高くで
きるので、点灯可能範囲の高い放電灯点灯回路が
得られる。

また、非直線性コンデンサCnは充分に充電さ
れて飽和するまでは、そのインピーダンスが低
く、二端子サイリスタＱ３の両端に印加される電
圧が低いので、電流icoによる充電中に二端子サ
イリスタＱ３が導通することはない。

更に、電源電圧の正サイクルにおいても、上述
の充電作用によつて非直線性コンデンサCnが飽
和し、電流icoが急減すると、電流icoの時間的変
化の割合と誘導性安定器２のインダクタンスとに
よつて定まるパルス電圧が発生するので、二端子
サイリスタＱ３の動作電圧を高くした場合でも、
このパルス電圧によつて二端子サイリスタＱ３を
導通させることができる。

上記の回路作用は、交流電圧ｅの１サイクル毎
に継続して行なわれ、これによりフイラメント１
ａ，１ｂが充分に予熱されると、安定器２に生じ
る前記逆起電力Vpによつて放電灯１が点灯する。
このときの起動時間は最長でも0.8秒程度であり、
従来のグロースタータの起動時間２〜８秒に比べ
て格段に短く、またラピツドスタータ方式に比べ
て著しく小型の放電灯点灯回路を実現することが
できる。

上記の従来回路において、充電電流iq１が流れ
ると、誘導性安定器２に充電電流iq１による電磁
エネルギーが蓄積され、この蓄積エネルギーによ
つて第４図に示すような振動電流iq２が流れる。
この振動電流iq２は抵抗Ｒ４を通して流れ、位相
θ５〜θ６において、抵抗Ｒ４の両端に第５図に
示すような電圧降下Vaを生じさせる。抵抗Ｒ４
の両端には三端子サイリスタＱ１のアノード、カ
ソードをそれぞれ接続してあり、前記電圧降下
Vaは三端子サイリスタＱ１のアノードとカソー
ドとの間に印加される。ところが、前記電圧降下
Vaはピーク値が数百Ｖにも達する高電圧であり、
このため、三端子サイリスタＱ１が前記電圧降下
Va分によつて破壊されてしまう危険があつた。

また、この三端子サイリスタＱ１の電圧破壊を
防止するため、抵抗Ｒ４の値を小さくした場合
は、放電灯点灯後に、非直性コンデンサCn及び
二端子サイリスタＱ３に加わる電圧Vcnが高くな
り、二端子サイリスタＱ３が再点弧する等の問題
もあつた。

そこで本考案は上述する従来の欠点を除去し、
三端子サイリスタの逆電圧破壊及び二端子サイリ
スタの再点弧を防止できるようにした放電灯点灯
回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本考案は、放電電極
を兼ねる一対の予熱フイラメントを有する放電灯
と、前記予熱フイラメントに直列に入る誘導性安
定器と、前記予熱フイラメント間に並列に入る非
直線性コンデンサと、前記非直線性コンデンサに
並列に、かつ、前記予熱フイラメントに直列に入
る二端子サイリスタと、前記非直線性コンデンサ
及び前記２端子サイリスタに直列に入り、導通時
に前記非直線性コンデンサに対する充電回路を構
成し、かつ、前記２端子サイリスタと共に前記予
熱フイラメントに対する予熱電流回路を構成する
ように方向付けられた三端子サイリスタと、前記
三端子サイリスタの非導通時にツエナー電圧が得
られるように方向付けられ、前記非直線性コンデ
ンサに直列に、かつ、前記三端子サイリスタに並
列に接続された定電圧ダイオードとを有すること
を特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し、本考案の内
容を具体的に説明する。第６図は本考案に係る放
電灯点灯回路の電気回路接続図である。図におい
て、第１図と同一の参照符号は同一性ある構成部
分を示している。Ｄ３は、三端子サイリスタＱ１
の非導通時にツエナー電圧が得られるように方向
付けられ、非直線性コンデンサCnと直列に、か
つ前記三端子サイリスタＱ１に対して並列に接続
された定電圧ダイオードである。この実施例で
は、該定電圧ダイオードＤ３は、非直線性コンデ
ンサCnに対する充電回路をも構成するように接
続されている。

上記の本考案に係る放電灯点灯回路の放電灯点
灯動作は、第１図に示したものとほぼ同様である
が、従来のものと異なつて、非直線性コンデンサ
Cnに対して直列に、かつ半導体スイツチたる三
端子サイリスタＱ１に並列に、定電圧ダイオード
Ｄ３を接続してあるので、非直線性コンデンサ
Cnに充電電流iq１が流れた後、誘導性安定器２
に蓄積された電磁エネルギーの放出時、三端子サ
イリスタＱ１のアノードとカソードとの間に印加
される電圧を、定電圧ダイオードＤ３のツエナー
電圧に抑えることができる。このため、従来と異
なつて、誘導性安定器２の蓄積エネルギー放出時
に三端子サイリスタＱ１に高電圧が印加されるの
を阻止し、三端子サイリスタＱ１の破壊を防止す
ることができる。

また、放電灯１が点灯した後、非直線性コンデ
ンサCnに加わる電圧Vcnを、電源電圧ｅと定電
圧ダイオードＤ３のツエナー電圧との差によつて
定まる一定の値に設定して、二端子サイリスタＱ
３の再点弧を防止し、動作の安定性を確保するこ
ともできる。また、上述のような定電圧ダイオー
ドＤ３があると、放電灯点灯後、端子Ｕを正とす
る正サイクルにおける電源電圧ｅを、定電圧ダイ
オードＤ３のツエナー電圧に相当する電圧で分圧
し、非直線性コンデンサCnの電圧分担を軽減す
ることにもなる。

更に、この実施例の場合、定電圧ダイオードＤ
３を非直線性コンデンサCnに対する充電用ダイ
オードとして兼用する回路構成となるから、専用
の充電用ダイオードが不要となり、回路構成が簡
単になる利点も得られる。

以上述べたように、本考案は、放電電極を兼ね
る一対の予熱フイラメントを有する放電灯と、前
記予熱フイラメントに直列に入る誘導性安定器
と、前記予熱フイラメント間に並列に入る非直線
性コンデンサと、前記非直線性コンデンサに並列
に、かつ、前記予熱フイラメントに直列に入る二
端子サイリスタと、前記非直線性コンデンサ及び
前記２端子サイリスタに直列に入り、導通時に前
記非直線性コンデンサに対する充電回路を構成
し、かつ、前記２端子サイリスタと共に前記予熱
フイラメントに対する予熱電流回路を構成するよ
うに方向付けられた三端子サイリスタと、前記三
端子サイリスタの非導通時にツエナー電圧が得ら
れるように方向付けられ、前記非直線性コンデン
サに直列に、かつ、前記三端子サイリスタに並列
に接続された定電圧ダイオードとを有することを
特徴とするから、三端子サイリスタの逆電圧破壊
及び二端子サイリスタの再点弧を防止でき、しか
も起動時間が最長でも0.8秒程度と、従来のグロ
ースタータの起動時間２〜８秒に比べて格段に短
く、またラピツドスタータ方式に比べて著しく小
型の放電灯点灯回路を実現することができる。

また、非直線性コンデンサと並列に二端子サイ
リスタを接続し、この並列回路に対して三端子サ
イリスタを直列に接続してあるので、三端子サイ
リスタが導通した後、二端子サイリスタが導通す
るまで、非直線性コンデンサを充分に充電でき
る。しかも、三端子サイリスタの導通による非直
線性コンデンサの充電時に、非直線性コンデンサ
の飽和に伴う電流急変によつて発生するパルス電
圧を利用して、二端子サイリスタを導通させるこ
とができるので、二端子サイリスタの動作電圧を
高い値に設定でき、非直線性コンデンサを充分に
充電できる。このため、非直線性コンデンの能力
を充分に使い、高いパルス電圧を得ることができ
る。この種の放電灯では、低温及び高温になると
点灯に必要なパルス電圧が大きくなるが、上述に
ようにしてパルス電圧を高くできるので、点灯可
能範囲の広い放電灯点灯回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯回路の電気回路接続
図、第２図は非直線性コンデンサの印加電圧−蓄
積電荷特性図、第３図は放電灯端子間の電圧波形
を示す図、第４図は回路の電流波形を示す図、第
５図は第１図の抵抗Ｒ４の両端に現れる電圧の波
形を示す図、第６図は本考案に係る放電灯点灯回
路の電気回路接続図である。 １……放電灯、２……安定器、Cn……非直線
性コンデンサ、Ｑ１……三端子サイリスタ、Ｑ３
……二端子サイリスタ、Ｄ３……定電圧ダイオー
ド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 放電電極を兼ねる一対の予熱フイラメントを有
   する放電灯と、前記予熱フイラメントに直列に入
   る誘導性安定器と、前記予熱フイラメント間に並
   列に入る非直線性コンデンサと、前記非直線性コ
   ンデンサに並列に、かつ、前記予熱フイラメント
   に直列に入る二端子サイリスタと、前記非直線性
   コンデンサ及び前記２端子サイリスタに直列に入
   り、導通時に前記非直線性コンデンサに対する充
   電回路を構成し、かつ、前記２端子サイリスタと
   共に前記予熱フイラメントに対する予熱電流回路
   を構成するように方向付けられた三端子サイリス
   タと、前記三端子サイリスタの非導通時にツエナ
   ー電圧が得られるように方向付けられ、前記非直
   線性コンデンサに直列に、かつ、前記三端子サイ
   リスタに並列に接続された定電圧ダイオードとを
   有することを特徴とする放電灯点灯回路。