KR860001843B1 - Lighting circuit for a fluorescent lamp - Google Patents

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히로미 아다찌
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가다야마 진하찌로
미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤
오오도시 히로시
디디케이 가부시끼가이샤
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Abstract

Lighting appts. for a discharge lamp comprises a discharge lamp with a current limiting device connected in series, consisting of a ferroelectric polycrystalline ceramic body comprising mainly BaTiO3 with an impedance radio calculated from a current value obtd. when measured in an alternating field of 5V/mm to an impedance (Z2) measured in an alternating field of 500 V/mm or less, of 1/10 or less. The lighting appts. is small in size and exhibits a lower power less than the prior art, while still having sufficient current capacity to operate the discharge lamp.

Description

방전등 점등장치Discharge lamp lighting device

제1도는 콘덴서를 전류 제한소자로서 사용한 방전등 점등장치.1 is a discharge lamp lighting apparatus using a capacitor as a current limiting element.

제2도는 제1도의 회로에 있어서 전압 전류 파형도.2 is a voltage-current waveform diagram of the circuit of FIG.

제3도는 종래 통상의 유전체 히스테리시스 곡선도.3 is a conventional conventional dielectric hysteresis curve.

제4도는 종래의 BaTiO3계 고유전율 자기의 히스테리시스 곡선도.4 is a hysteresis curve diagram of a conventional BaTiO 3 -based high-k dielectric.

제5도는 본 발명의 점등장치에 사용하는 전류 제한 소자의 특성 측정 회로.5 is a characteristic measurement circuit of a current limiting element used in the lighting device of the present invention.

제6도는 본 발명에 의한 전류 제한 소자의 전압 전류 파형도.6 is a voltage current waveform diagram of a current limiting device according to the present invention.

제7도는 본 발명에 의한 전류 제한 소자의 D-E 히스테리시스 특성도.7 is a D-E hysteresis characteristic diagram of the current limiting device according to the present invention.

제8도 내지 제10도는 본 발명에 의한 전류 제한 소자의 임피던스의 전압 의존성의 실험결과도.8 to 10 are experimental results of the voltage dependence of the impedance of the current limiting device according to the present invention.

제11도는 본 발명에 의한 전류 제한 소자의 구조예.11 is a structural example of a current limiting element according to the present invention.

제12도는 본 발명을 사용한 점등 장치의 회로도.12 is a circuit diagram of a lighting device using the present invention.

제13도는 제12도 장치의 각부 동작 파형도.13 is an operational waveform diagram of each part of the apparatus of FIG.

제14도는 본 발명을 사용한 점등장치의 다른 회로에.14 shows another circuit of the lighting apparatus using the present invention.

제15도는 본 발명을 사용한 방전등의 구조예.15 is a structural example of a discharge lamp using the present invention.

제16도는 본 발명을 사용한 점등장치의 또다른 회로예.16 is another circuit example of the lighting apparatus using the present invention.

제17도는 제16도의 각부 동작 파형도.FIG. 17 is an operational waveform diagram of each part of FIG. 16; FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 교류전원 2 : 콘덴서1: AC power supply 2: condenser

3 : 방전등 4 : 전류 제한 장치3: discharge lamp 4: current limiting device

본 발명은 종래의 방전등 점등장치에 비하여 대폭으로 소형 경량화된 방전등 점등장치를 제공하는 것으로서, 또 전류 제한 소자를 방전등 내부에 조립한 방전등에 소형 경량화의 방책을 부여하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a discharge lamp lighting device that is significantly smaller and lighter than a conventional discharge lamp lighting device, and provides a measure of miniaturization and weight to a discharge lamp in which a current limiting element is assembled inside the discharge lamp.

종래 방전등을 점등시키는데 필요한 전류 제한 소자로서는 규소 강판등의 자심상에 동선을 감음 유전성 소자, 플라스틱 필림, 종이등의 유전체를 사용한 용량성 소자, 니크롬선등을 사용한 저항소자가 있다.Conventionally, current limiting elements required to light a discharge lamp include a copper wire wound around a magnetic core of a silicon steel sheet or the like, a capacitive element using a dielectric such as a plastic film, paper, or a resistance element using a nichrome wire or the like.

이들은 어느 것도 방전등을 점등시키는데 필요한 전류 용량을 갖는 것이지만, 중량 및 형상이 크고, 또 저항소자에 관하여는 그 전력손이 커서, 방전등에 사용하는 경우 큰 결점으로 되어 있었다.All of them have the current capacity required to light the discharge lamp, but the weight and shape are large, and the power loss is large with respect to the resistance element, which is a large drawback when used in the discharge lamp.

따라서 본 발명은 종래 기술의 상기 결점을 개선하는 것으로, 그 목적은 소형으로 전력손이 적은 방전등 점등장치를 제공함에 있고, 이 특징을 티탄산바리움을 주성분으로 하는 강유전성 다결정 자기의 임피던스의 전압의존성을 이용하는 전류 제한장치를 사용한 방전등 점멸장치이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above drawbacks of the prior art, and an object thereof is to provide a discharge lamp lighting apparatus having a small size and low power loss. It is a discharge lamp blinker using current limiter.

하기에서 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그리고 여기에서 본 발명의 기초적 내용인 방전등 전류 제한 소자로서 통상의 용량 소자를 사용한 경우의 회로 동작을 설명하고, 또 용량 소자로서 요구되는 특성을 설명한다.Here, the circuit operation in the case of using an ordinary capacitor as a discharge lamp current limiting element which is the basic content of the present invention will be described, and the characteristics required as the capacitor will be described.

제1도는 점등장치의 회로도이고, (1)은 교류전원, (2)는 종이등의 종래의 유전체를 사용한 일반의 콘덴서, (3)은 방전관이다. 제2도는 그 전원전압(V1)의 파형, 방전관 전압(VT)의 파형, 방전관 전류(AT)의 파형, 콘덴서 전압(VC)의 파형이다. 위상(θ1)에서 방전관 전압(VT)이 방전 개시전압(VB0)까지 도달하면 방전관(3)은 방전을 개시하고, 콘덴서(2)로부터 매우 급히 입상하는 전류(AP)가 콘덴서(2)의 방전관(3)에 흘러들어온다. 이후 전원전압(V1)이 파고치에 달하는 위상(θ3)까지 전류가 계속 흘러, 위상(θ3)이후는 전류전압이 파고치보다 낮은 기간에 들어가므로, 전원으로부터 콘덴서(2)를 통하여 흐르는 방전관 전류(AT)는 흐르지 않게 되고, 방전관(3)에 부의 방전 개시 전압이 인가되는 위상(θ4)까지 전류 휴지기간이 계속한다. 이후 정부 매 사이클의 동일 동작을 반복하고, 방전관(3)은 방전을 계속한다. 이 콘덴서를 사용한 점등 장치로서 특징적인 것은, 위상(θ1)에 있어서의 전류가 매우 큰 피크치를 갖고, 이것이 원인으로 되어 방전의 깜박임이 발생하고, 또 방전관 수명도 극히 짧게 된다.1 is a circuit diagram of a lighting device, (1) is an AC power supply, (2) is a general capacitor using a conventional dielectric such as paper, and (3) is a discharge tube. 2 is a waveform of the power supply voltage V 1 , a waveform of the discharge tube voltage V T , a waveform of the discharge tube current A T , and a waveform of the capacitor voltage V C. When the discharge tube voltage V T reaches the discharge start voltage V B0 in the phase θ 1 , the discharge tube 3 starts discharging, and the current A P , which is very rapidly formed from the capacitor 2, becomes the capacitor ( It flows into the discharge tube 3 of 2). Since the current continues to the phase θ 3 where the power supply voltage V 1 reaches a peak value, and after the phase θ 3 , the current voltage enters a period lower than the peak value, The flowing discharge tube current A T does not flow, and the current rest period continues until the phase θ 4 where the negative discharge start voltage is applied to the discharge tube 3. After that, the same operation is repeated for every cycle, and the discharge tube 3 continues to discharge. The characteristic of the lighting device using this capacitor is that the current in the phase θ 1 has a very large peak value, which causes the flicker of discharge, and the discharge tube life is also extremely short.

통상 이 현상을 방지하기 위해 전류 제한 소자로서 콘덴서를 사용하는 경우는, 콘덴서를 직렬로 매우 큰 임피던스치를 갖는 저항 또는 인덕턴스를 접속하지만, 이 때문에 저항에서 발생하는 전력손 및 인덕턴스의 형상이 크게 되는 등의 결점이 생긴다.In general, when a capacitor is used as a current limiting element in order to prevent this phenomenon, the capacitor is connected in series with a resistor or an inductance having a very large impedance value, but this causes a large loss of power and an inductance in the resistor. Defects occur.

이상 설명한 것으로부터 방전등 전류 제한 소자로서 소형 경량의 용량 소자를 목표로 하기 위해서는 다음의 특성이 있는 것이 바람직하다.From the above description, the following characteristics are preferable in order to target a small-sized, light-capacitance element as a discharge lamp current limiting element.

(1)방전관이 방전을 개시한 이후는 위상(θ2내지 θ3)간의 전류를 크게 할 것. 이 때문에 용량 소자의 비유전율(εS)를 가능한한 크게 하고, 작은 체적으로 대용량의 용량소자로 한다.(1) After the discharge tube starts discharging, increase the current between phases (θ 2 to θ 3 ). For this reason, the relative dielectric constant? S of the capacitor is made as large as possible, and the capacitor is a large capacity capacitor.

(2)방전관의 방전 개시시에 방전관에 흘러 들어가는 전류 피이크치(AP)를 낮게 할 것.(2) Reduce the current peak value (A P ) flowing into the discharge tube at the start of discharge of the discharge tube.

여기서 우선 본 발명자는 용량소자로서 필림, 종이의 비유전율(εS)이 3내지 15인 것에 비해 20,000정도라는 큰 비유전율을 갖는 BaTiO3계 자기 콘덴서에 착안하고, 소형 경량의 용량성 전류 제한 소자를 목표로 하고, 비유전율(εS)이 높은 조성계에 의해 대용량성을 얻을 것을 목적으로 하여 여러가지의 강유 전체 자기 조성물로 검토를 반복한 결과, 실용상 사용 가능한 비유전율(εS)로서는, 전술한 바와같이 20,000정도의 것 밖에 얻을 수 없었다.First, the present inventor focuses on a BaTiO 3- based magnetic capacitor having a large dielectric constant of about 20,000 as compared to a film having a relative dielectric constant (ε S ) of 3 to 15 as a capacitor, and a small and lightweight capacitive current limiting element. As a result of repeating the examination with various ferroelectric ceramic compositions for the purpose of obtaining a large capacity by a composition system having a high relative dielectric constant (ε S ), as a practical dielectric constant (ε S ), As one could only get around 20,000.

그리하여, 그 결과에 대하여 여러가지의 연구를 고찰 검토한 결과 비유전율(εS)의 높은 조성계에 의해 고용량을 얻을 것만이 아니라 BaTiO3계 자기의 비유전율(εS)의 교류전압 의존성에 착안하고, 검토를 행하였다 : BaTiO3계의 고유전율 자기 조성물이 일본 특공소52-44440에 인용되어 있는 바와같이, 교류전압을 인가함으로써 비유전율(εS)이 대략 100내지 140%정도 증가하는 것은 잘 알려져 있다. 여기서 본 발명자는비유전율(εS)이 인가전압에 의해 변화한다는 것은, 비유전율(εS) 즉 분극형상에 전압 의존성이 있는 것을 나타내는 것으로 생각했다.Thus, to study the results of investigation it is not enough to obtain a high capacity due to high in composition of the dielectric constant (ε S) paying attention to the AC voltage dependence of the BaTiO 3 based dielectric constant of a magnetic (ε S) various studies with respect to the result, The high dielectric constant magnetic composition of the BaTiO 3 system is well known in Japan, 52-44440. It is well known that the relative dielectric constant (ε S ) is increased by about 100 to 140% by applying an alternating voltage. have. Here, the inventors considered that the relative dielectric constant epsilon S varies with the applied voltage, indicating that the relative dielectric constant epsilon S has a voltage dependency on the polarization shape.

통상의 유전체에 있어서는, 비유전율(εS)의 전압 의존성을 무시되는 것으로 되어, 유전체중의 전속밀도(D)는 다음식에 의해 결정된다.In a normal dielectric, the voltage dependence of the relative dielectric constant epsilon S is ignored, and the flux density D in the dielectric is determined by the following equation.

D=εE ε=ε0εS D = εE ε = ε 0 ε S

D : 전송밀도D: transmission density

ε0: 진공의 유전율ε 0 : dielectric constant of vacuum

E : 인가되는 전계E is the electric field applied

ε : 유전율ε: dielectric constant

εS: 비유전율ε S : relative dielectric constant

이 관계를 관측하는 수단으로서는 소야. 타워의 회로에서 D-E 히스테리시스를 보는 것이 일반적이다.Soya is a means of observing this relationship. It is common to see D-E hysteresis in the circuit of the tower.

제3도에 통상의 유전체와 제4도에 BaTiO3계 고유전율 자기 유전체의 D-E 히스테리시스 특성을 표시한다. 이 히스테리시스를 보면 통상의 유전체에 있어서는 D-E히스테리시스 루우프가 직선 관계에 있는 것은 명확하지만(제3도), BaTiO3계의 자기 유전체의 경우는 직선 관계가 아니라, ε가 E 에 의해 변화하고 있는 것을 보이고 있다.여기서 이 BaTiO3계 고유전율 자기를 콘덴서로서 용량 전압 특성을 세링브릿지를 사용하여 측정한 결과 일본 특공소 52-44440에서 인용되는 정도의 용량 증가율, 즉 2내지 2.4배 정도를 나타내는 것이 재확인되었다.FIG. 3 shows the DE hysteresis characteristics of a conventional dielectric and FIG. 4 of a BaTiO 3 -based high dielectric constant magnetic dielectric. This hysteresis shows that the DE hysteresis loop is in a linear relationship in a normal dielectric (FIG. 3). However, in the case of the BaTiO 3 -based magnetic dielectric, ε is changed by E, not a linear relationship. Here, the BaTiO 3- based high-k dielectric was measured as a capacitor, and the capacitance voltage characteristics were measured using Sering Bridge. It was confirmed again that the capacity increase rate, which is quoted in Japanese Patent Office 52-44440, was about 2 to 2.4 times. .

이것은 다음의 사실을 나타내고 있다. 즉 D-E히스테리시스가 직선관계가 아니라는 것은 D=εE 식의 ε가 인가 교류전계의 함수로서 변화하고 있는 것을 나타내는 것이고, D-E의 입상이 급한 것은, 인가전계에 대하여 ε가 급격하게 커져 있는데 불과하다.This shows the following facts. In other words, the fact that D-E hysteresis is not a linear relationship indicates that ε of the equation D = εE is changing as a function of an applied alternating current electric field.

여기에서 본 발명자는 용량 증가율이 높은것 즉 D-E와 히스테리시스 루우프의 급격한 입상을 갖는 자기 조성물에 대하여 연구를 거듭한 결과, BaTiO3단독, 혹은 부성분으로서 Sn, Zn등으로 BaTiO3의 Ti의 일부를 치환한 것, 혹은 Sr, Pb로 Ba의 일부를 치환한 것이 기본 조성물로서 양호한 결과를 얻게 된다.Herein, the present inventors have conducted studies on a magnetic composition having a high capacity increase rate, that is, a rapid granulation of DE and hysteresis loops. As a result, BaTiO 3 alone or Sn, Zn, or the like as a minor component is substituted for part of Ti of BaTiO 3 . Either one or a part of Ba substituted with Sr and Pb gives good results as the basic composition.

BaTiO3계 이외의 것에 있어서는 용량 증가율이 낮거나 혹은 대단히 높은 교류전류전계를 인가하지 않으면 용량 증가율이 높아지지 않고 자기의 내전압과의 관계로부터 실용적이지는 못했다. 더우기 이와같은 기본조성에 광화제(첨가제)로서 Mn 또는 Cr 의 산화물을 미량을 함유시킴으로서 특성을 손상시키지 않고 자기 소결에 있어서 환원방지 혹은, 그 소결성이 향상하고 보다 치밀하고 균질의 우수한 다결정체가 얻어지는 것이 판명되었다. 이것은 첨가제로서의 원소와 그 량에 의해 특성이 다르며 Mn 및 Cr이 가장 양호하고 적정첨가량은 MnO에서도 0.005내지 0.3중량%, CrO에서는 0.005내지 0.3중량%이었다.In the case of other than the BaTiO 3 system, the capacity increase rate does not increase unless a low capacity increase rate or a very high AC current field is applied, and it is not practical from the relationship with the withstand voltage of the magnetic field. Furthermore, by containing a small amount of an oxide of Mn or Cr as a mineralizer (additive) in such a basic composition, it is possible to prevent reduction in self-sintering or to improve the sintering property and to achieve a finer and more homogeneous polycrystal without impairing properties. It turned out. This is characterized by the element and the amount as an additive, Mn and Cr is the best and the appropriate addition amount was 0.005 to 0.3% by weight in MnO, 0.005 to 0.3% by weight in CrO.

또 양자를 혼합체로서 첨가 함유시켜도, 양호한 결과가 얻어진다. 또 상기 기본조성에, 원료중에 함유되는 불순물 및 제조 송정으로부터 혼입되는 불순물, 예를들면 Al2O3SiO2등의 어느량 이상 함유하면 대단히 특성을 잃는 것도 판명되었다.Moreover, even if it contains and contains both as a mixture, favorable result is obtained. It has also been found that the above-mentioned basic composition loses its properties significantly if it contains more than a certain amount of impurities contained in the raw materials and impurities mixed from the manufactured pine, for example, Al 2 O 3 SiO 2 .

이들 현상은, 다음과 같이 추정된다. 즉 기본적으로 Sr,Sn,Zr,Pb는 BaTiO3결정중에 들어가 고용체를 형성하고, 결성입자내의 강유전성을 잃는 일이 없이 그 특성을 조정하는 작용을 갖지만, Mn,Cr는 주로 결정입자계에 석출하고, 자기의 소결을 촉진함과 동시에, 환원 방지의 작용을 행하는 광화제로서의 역할을 담당하는 것이나, 그 자체는 늘 유전체이고, 결정입자 그 자체와는, 전기적 성실이 다르다. 본래 그 조성물은, 강유진성의 특징인 비유전율 εS의 교류 전압 의존성을 최대한으로 인출할 필요가 있고, 이상 유전체층으로 되는 입계가 작은 폭이 양호한 결과가 얻어진다. 또 조성중의 불순물은 소결함으로서 입계에 절출되고, 항상 유전체를 형성하거나, BaTiO3과 고용(固溶)하고 강유전성을 약하게 한다.These phenomena are estimated as follows. That is, Sr, Sn, Zr, and Pb basically enter into BaTiO 3 crystals to form a solid solution, and have a function of adjusting the characteristics without losing ferroelectricity in the formed particles, but Mn and Cr are mainly precipitated in the grain boundary. The role of the mineralizer which promotes sintering of porcelain and at the same time serves as a reduction prevention, itself is always a dielectric, and the electrical integrity is different from the crystal grain itself. Originally, the composition needs to take out the AC voltage dependence of the relative dielectric constant? S which is a characteristic of ferroelectricity to the maximum, and a good result is obtained with a small grain boundary of the abnormal dielectric layer. In addition, impurities in the composition are sintered and cut out at the grain boundaries, and always form a dielectric or solid solution with BaTiO 3 to weaken the ferroelectricity.

이상에서 서술한 바와같이, 본 발명자는 BaTiO3계 조성물에 소형 경량의 용량성 전류 제한 소자로서의 적성을 찾아내어, 각 조성물에 대하여 교류전계를 인가하였을 때의 용량 증가율 즉 전류 제한 소자로서 사용하는 경우는 임피던스 저하율과, 그 조성물 방전등 전류 제한 소자로서 사용한 경우의 현상에 대하여 여러가지의 연구를 하였다.As described above, the present inventors find an aptitude as a small, lightweight, capacitive current limiting element in a BaTiO 3 -based composition, and use it as a capacity increase rate when an alternating current field is applied to each composition, that is, as a current limiting element. Various studies were conducted on the impedance reduction rate and the phenomenon when used as a current limiting element such as the composition discharge.

이하 BaTiO3계 조성물 및 방전등 점등장치에 관하여 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples of the BaTiO 3 -based composition and the discharge lamp lighting apparatus.

[실시예1]Example 1

원료 분말 BaCO3,TiO2,SnO2,ZrO2,PbO,MnCO3를 제1표의 바라는 조성(No.1 내지 No.15)으로 되도록 폴리에틸렌 포트, 메노보올을 사용하여 습식 혼합한다. 건조후 1150℃에서 2시간 유지하고 가소성시켜 그후 재차 폴리에틸렌포트, 메노보올을 사용하여 분쇄를 했다.The raw material powders BaCO 3 , TiO 2 , SnO 2 , ZrO 2 , PbO, MnCO 3 are wet-mixed using polyethylene pots and menobool to have desired compositions (No. 1 to No. 15) of the first table. After drying, the mixture was kept at 1150 ° C. for 2 hours, plasticized, and then ground again using polyethylene pot and menobool.

수분을 증발한 수 여기에 적당량의 바인더를 가해 16.5, 0.6mm의 원판에 10톤 프레스를 가압 성형하였다. 다음 1300내지 1400℃에서 2시간 소성하였다. 이리하여 얻어진 자기 소자에 은전극을 800℃에서 구어서 그후 납땜으로 리이드선을 고정하고 세정한 후 절연 도료를 칠하고, 50Hz의 교류전압을 가하여 그때의 전류 전압의 파형을 관측하였다. 더우기 실효 전압차를 변화시킨 경우 실효전류를 측정하고, 임피던스(Z)를 산출하였다.Water was evaporated, an appropriate amount of binder was added thereto, and a 10-ton press was press-molded on a 16.5, 0.6 mm disc. It was then fired for 2 hours at 1300 to 1400 ° C. The silver electrode was then baked at 800 ° C., and then the lead wire was fixed and cleaned by soldering, and then coated with an insulating paint. An alternating voltage of 50 Hz was applied to observe the waveform of the current voltage at that time. Furthermore, when the effective voltage difference was changed, the effective current was measured and the impedance Z was calculated.

제5도는 그 측정회로이고, 1은 50Hz교류전원, 2는 피측정 소자이다. 제6도는 제1표의 No.2의 소자의 전압 전류 파형을 나타낸다. 또 제7도는 동소자의 D-E히스테리시스 특성을 나타내고, 인과 전압은 약 280V이다. 도 1 및 No.3내지 No.13의 소자에 대하여도 제 6도 및 제7도와 같은 특성을 타나내었다.5 is the measuring circuit, 1 is a 50 Hz AC power supply, and 2 is an element to be measured. 6 shows the voltage-current waveforms of the elements of No. 2 in the first table. 7 shows D-E hysteresis characteristics of the copper element, and the causal voltage is about 280V. The characteristics shown in FIGS. 6 and 7 are also shown for the elements of FIGS. 1 and 3 to 13.

제6도로 알 수 있는 바와같이 본 소자의 전류 파형은 종래 알려진 종이, 플라스틱 필름, 일반의 BaTiO3계 자기등의 유전체를 사용한 용량 소자와는 크게 다르다. 또 제7도의 D-E히스테리시스 특성을 제3도 또는 제4도의 특성과 비교하면, 대단히 급격한 전속밀도의 입상을 나타내고, 이로부터 그 용량 증가율이 추정되고, 또 이 히스테리시스 특성은 하기에 설명하는 본 소자의 특징적인 교류전압-전류특성에 관련한다.As can be seen from FIG. 6, the current waveform of the device is significantly different from that of a capacitor using a dielectric such as a conventionally known paper, plastic film, or general BaTiO 3 -based magnet. When the DE hysteresis characteristic of FIG. 7 is compared with that of FIG. 3 or FIG. 4, it exhibits a very rapid full-density granularity, from which the capacity increase rate is estimated, and this hysteresis characteristic is described below. Related to characteristic AC voltage-current characteristics.

이 특징적인 특성 (1) 일반 용량 소자의 전류는 전압보다 1/4/사이클 선행하는데 비해 본 소자는 약 1/8사이클만 선행한다. (2)충전에서 방전으로 이행하는 기간(위상θ1으로부터 θ2까지의 기간)의 전류치의 변화가 정현파에 비하여 매우 완만하다는 것이다. 이들 현상은 주로 소자의 분극작용에 원인이 있다고 추정하지만, 특히 (2)항의 방전시의 전류가 완만한 움직임을 하는 것은 본 소자를 방전등 전류 제한 소자로서 사용 하는 경우, 매우 유용하게 동작한다.This characteristic characteristic (1) The current of a general capacitance element precedes voltage by 1/4 / cycle, whereas this element leads only about 1/8 cycle. (2) The change in the current value in the period of transition from charging to discharging (period from phase θ 1 to θ 2 ) is much slower than that of the sine wave. It is assumed that these phenomena are mainly caused by the polarization of the device, but the gentle movement of the current during discharge in paragraph (2) is very useful when the device is used as a discharge lamp current limiting device.

그런데 제1표 및 제8도는 소자 단위 두께당 전압은 5V/mm로부터 1,000V/mm까지 변화시킨 때의 임피던스의 변화를 나타내고 있다. 이로부터 BaTiO3를 주성분으로 한 것은(시료 No.14와 No.15를 제외하고)전압 감응성 즉 교류 전압 인가시의 임피던스 저하가 충분한 치를 나타낸다.1 and 8 show the change in impedance when the voltage per unit thickness is changed from 5V / mm to 1,000V / mm. From these, the main components of BaTiO 3 (except sample Nos. 14 and 15) show sufficient voltage sensitivity, that is, a sufficient drop in impedance when an AC voltage is applied.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

[실시예2]Example 2

실시예 1에서 임피던스 저하율이 양호한 결과를 얻은 것에 있어서 더우기 광화물(첨가제)의 종류와 그 첨가물의 범위에 대하여 검토를 한다. 이들중 가장 평균적인 것에 대하여의 예를 제2표 및 제9도에 나타내었다. 즉BaTiO394몰% BaSnO66몰%에 첨가제로서 MnCO3,Cr2O3의 1종 또는 양자의 복합 첨가를 제2표에 표시한 바와같이 첨가시켜 실시예 1과 같이 파형 및 임피던스치를 측정하였다. 그결과 시료 No.6와 No.12이외에는 첨가물의 첨가에 의해 특성을 잃지 않고 자기 소결에 있어서 환원방지, 혹은 그 소결성이 향상하고, 보다 치밀하며 균질의 우수한 다결정체가 얻어진다. 이들의 첨가물을 첨가할때에는 예를들면 Mn은 MnCO3, Cr은 Cr2O3로서 첨가하였지만, 이것에 한정하는 것은 아니고, 다른 화합물로서 사용하여도 같은 효과가 얻어지는 것이며, 그 첨가량도 첨가하는 화합물의 상태를 감안하는 것이나, 주성분에 대하여 Cr2O3를 Cr의 중량으로 0.005내지 0.3중량%가 실용범위내로 생각되어, 0.5중량%이상에서는, 임피던스의 저하가 적고 바람직하지 않다. 한편 같은 방법으로 MnCO3에 대하여는 Mn의 중량으로 0.005내지 0.3중량%가 실용범위로 생각된다. 또 MnCO3와 함께 0.005중량%이하에서는 첨가에 의한 효과가 인정되지 않았다.In Example 1, when the result of having a good impedance reduction rate was obtained, the type of the mineralized mineral (additive) and the range of its additives were examined. Examples of the most average of these are shown in Table 2 and FIG. In other words, 1 mol or a combination of MnCO 3 and Cr 2 O 3 as an additive was added to 94 mol% BaSnO 6 6 mol% of BaTiO 3 as shown in Table 2 to measure the waveform and impedance values as in Example 1. It was. As a result, in addition to the samples No. 6 and No. 12, the addition of additives does not cause any loss of properties, and the reduction of self-sintering or the sinterability thereof is improved, and a more compact and homogeneous polycrystal is obtained. When adding these additives, for example, Mn is MnCO 3 and Cr is added as Cr 2 O 3 , but not limited thereto, and the same effect can be obtained even when used as another compound, and the addition amount is also added. In consideration of the state of, the content of Cr 2 O 3 is considered to be 0.005 to 0.3% by weight of Cr in the practical range, and at 0.5% by weight or more, the decrease in impedance is small and undesirable. On the other hand, with respect to MnCO 3 in the same way, 0.005 to 0.3% by weight of Mn is considered to be a practical range. In yet not more than 0.005 wt% and MnCO 3 was not observed with the effect due to the addition.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예3]Example 3

상기실시예 1 및 실시예 2에서 양호한 특성을 표시한 것에 대하여 제3표에 표시한 바와같이 불순물 특히 원료중에 함유되든가, 재료 제조 공정중에 혼입하기 쉬운 원소에 대하여 첨가하고, 실시예 1과 같게 파형및 임피던스 치를 측정한 결과 제3표 및 제10도에 도시한 바와같이, 시료 No.4와 No.8과는 특성이 불충분하고, 따라서 이들 불순물에 대하여는 0.5중량%이하가 아니면 충분한 임피던스 저하를 표시하지 않는 것이 판명되었다. 또 실시예 2 및 3의 조성물에 대해서도 실시예 1에서 서술한 것과 같이 그 전압, 전류 파형을 관측하였지만, 임피던스 저하율이 큰 것에 해관서는 실시예 1과 대략 근사한 파형이 관측되었다.As shown in the third table, those exhibiting good characteristics in Examples 1 and 2 are added to impurities, particularly those contained in raw materials, or added to elements that are easy to be mixed in the material manufacturing process. As a result of measuring the impedance value, as shown in Table 3 and FIG. 10, the characteristics of Sample Nos. 4 and 8 are insufficient, and therefore, the impurity exhibits a sufficient impedance drop if they are not 0.5 wt% or less. It turned out not to. In addition, the voltage and current waveforms of the compositions of Examples 2 and 3 were observed as described in Example 1, but waveforms approximately similar to those of Example 1 were observed for the large impedance reduction rate.

[실시예4]Example 4

제1표의 No.2의 조성물을 상기 실시예 1과 같은 혼합, 소성의 공정으로 12mm×12mm, 0.6mm두께의 평판으로 형성하고, 11mm×11mm의 면적에서 은전구 부착을 하고, 제11도와 같이 20매를 적층하였다. 여기에서 A는 은전구, B는 BaTiO3계 유전자체를 나탄낸다.The composition of No. 2 in Table 1 was formed into a flat plate of 12 mm x 12 mm and 0.6 mm thickness by the same mixing and baking process as in Example 1, and the silver bulb was attached in an area of 11 mm x 11 mm, as shown in FIG. 20 sheets were laminated. Here, A represents a silver bulb, and B represents a BaTiO 3 -based gene body.

이와같이 하여 이루어진 소자를 제12도의 회로에서 FLOW의 형광 반전등의 전류 제한 소자로서 사용하고 이때의 전압전류 파형을 관측하였다. 각부의 파형을 제13도에 나타내었다. 이때 전원으로서 100V 50Hz를 사용한 방전관 실효의 전류(Ar)는 350mA(r,m,s)를 얻었다. 제13도의 방전관 전류(AT) 파형에서도 명확한 바와같이 일반 콘덴서를 사용한 제2도의 파형과 비교하여 위상 (θ1)에 있어서의 전류(AP)가 극단적으로 낮게 억제되어 있으며, 양호한 점등성을 나타내었다.The element thus constructed was used as the current limiting element of the FLOW fluorescent lamp in the circuit of FIG. 12, and the voltage and current waveforms at this time were observed. The waveform of each part is shown in FIG. At this time, the current Ar of the discharge tube effective using 100 V 50 Hz as the power source was 350 mA (r, m, s). As is apparent from the discharge tube current A T waveform of FIG. 13, the current A P in the phase θ 1 is extremely low compared with the waveform of FIG. Indicated.

또 참고로 하기 위해 일반 콘덴서를 사용한 점등회로를 제14도에 도시하였다. 여기에서 방전관 실효치전류를 350mA얻는데는, 저항(5)에 50Ω, 콘덴서(3)로서 10μF(150WVAC)를 필요로 하였다.For reference, a lighting circuit using a general capacitor is shown in FIG. In order to obtain 350 mA of the effective value of the discharge tube, 50 Ω and 10 μF (150 WVAC) were required for the resistor 5 as the resistor 5.

여기에서 10μF(150WVAC)의 치수는 50×30×55mm이고 중량은 120g이었다. 한편 본 발명의 소자는 12×12×12mm이고, 중량은 12g이었다. 여기에서 본 발명의 소자가 얼마나 소형경량화에 유용한가를 알았다. 이 이점을 살려, 제15도는 종래의 백열구의 마우스피이스에 형광램프를 실장하고, 그 내부에 본 소자(4)를 전류 제한소자로서 내장한 실시예도이다. 따라서 본 발명에 의하면 형광등을 종래의 백열구와 거의 같게 사용할 수 있다.Here the dimensions of 10 μF (150 WVAC) were 50 × 30 × 55 mm and the weight was 120 g. On the other hand, the device of the present invention was 12 x 12 x 12 mm and the weight was 12 g. Here it was found how useful the device of the present invention is for miniaturization and weight reduction. Taking advantage of this advantage, Fig. 15 shows an embodiment in which a fluorescent lamp is mounted on a mouthpiece of a conventional incandescent bulb, and the present device 4 is incorporated as a current limiting device therein. Therefore, according to the present invention, a fluorescent lamp can be used in almost the same way as a conventional incandescent bulb.

[실시예5]Example 5

제16도는 방전관 전류(AP)의 값은 보다 낮게 억제하기 위해 소자(4)와 직렬로 인덕턴스(6)를 삽입한 실시예도로서, 이때의 전원전압 파형(VI)과 방전관 전류(Ar) 파형을 제17도에 도시하였다. 7은 필라멘트를 예열하는 수단의 쌍방향은 사이리스터이다, 여기에서 임피던스(6) 이외는 실시예 4와 동일조건으로 하고 인던턴스(6)의 50Hz에 있어서의 임피던스 5(V)/350(mA)=14(Ω)이었다.FIG. 16 is an exemplary embodiment in which an inductance 6 is inserted in series with the element 4 in order to lower the value of the discharge tube current A P. The power voltage waveform V I and the discharge tube current Ar at this time are shown. The waveform is shown in FIG. 7 is the thyristor in which the means for preheating the filament is the thyristor. Here, the impedance 5 (V) / 350 (mA) at 50 Hz of the inductance 6 is the same as that of Example 4 except the impedance 6 = It was 14 (Ω).

물론 AP의 값을 억제하기 위해서는 인덕턴스의 대신에 저항을 사용하고, 일반 콘덴서를 사용할 경우의 저항장치에 비해 극단적으로 작은 저항치로 좋은 것이 명확하다.Of course, in order to suppress the value of A P , a resistor is used instead of an inductance, and it is clear that an extremely small resistance value is good compared to a resistor in the case of using a general capacitor.

이상 설명한 바와같이, 실시예 1,2 및 3에서 얻어지는, 교규 전압 인가시의 임피던스 저하율이 큰 BaTiO3계 자기를 방전등 점등회로 전류제한 소자로서 사용한 경우, 종래의 용량성 소자에 비교하면, 그 형상은 매우 소형, 경량으로 되고, 또 그 교류 전압 특성에서도 알수 있는 바와같이 방전시의 전류가 매우 낮게 억제되어, 그 때문에 용량성 소자와 직렬로 사용되는 인덕턴스 또는 저항제가 불필요하거나 설사 필요할지라도 대단히 소용량의 것이라 좋고, 거기에서 발생하는 전력손실을 경감하고, 또 형상 및 중량 모두 소형으로 되는 이점을 갖는다.As described above, when the BaTiO 3- based porcelain obtained in Examples 1, 2 and 3 having a large impedance reduction rate when applying a regulated voltage is used as a discharge lamp lighting circuit current limiting device, its shape is compared with conventional capacitive devices. Is very small and light in weight, and as can be seen from the AC voltage characteristic, the current during discharge is very low, and therefore very small capacity is required even if inductance or resistor used in series with the capacitive element is unnecessary or diarrhea required. It is advantageous that the power loss generated therefrom is reduced, and both the shape and the weight are small.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

Claims (7)

방전등과 방전등에 직렬로 접속된 전류 제한 장치를 구비한 방전 저등 장치에 있어서,In a discharge lamp having a discharge lamp and a current limiting device connected in series with the discharge lamp, 상기 전류 제한 장치로서 티탄산 바리움을 주성분으로 하는 강유전선 다결성 자기를 이용할 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.A discharge lamp lighting device characterized in that a ferroelectric wire polycrystalline porcelain composed mainly of barium titanate is used as the current limiting device. 방전등과 방전등에 직렬로 접속된 전류 제한 장치를 구비한 방전등 점등장치에 있어서,A discharge lamp lighting device having a discharge lamp and a current limiting device connected in series with the discharge lamp, 상기 전류 제한 장치로서 5V/mm의 교류 전계에서 측정한때의 전류치로부터 구한 임피던스치(Z1)와 500V/mm이하의 교류 전계에서의 임피던스티(Z2)와의 비(Z2/Z1)가 1/10이하로 되는 것을 특징으로 하는 티탄산 바리움(BaTiO3)로 주체로 한 강유전성 다결정체 자기를 이용한 방전등 점등 장치.As the current limiting device, the ratio (Z 2 / Z 1 ) between the impedance value (Z 1 ) obtained from the current value measured at an AC field of 5 V / mm and the impedance tee (Z 2 ) at an AC field of 500 V / mm or less is A discharge lamp lighting device using ferroelectric polycrystalline magnetism mainly composed of barium titanate (BaTiO 3 ), which is 1/10 or less. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전류 제한 장치로서 상기 티탄산 바리움계 강유전성 다결정체 자기와 직렬로 저항 또는 인덕턴스를 접속한 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.A discharge lamp lighting device characterized in that a resistance or inductance is connected in series with the barium titanate ferroelectric polycrystalline magnet as the current limiting device. 제2항, 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 2 or 4, 상기 전류 제한장치는 티탄산 바리움계 강유진성 다결정성 자기로 되고, 상기 자기가 적층구조를 교호로 접속되는 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.And the current limiting device is a barium titanate-based ferrogeneous polycrystalline magnet and the magnets are alternately connected in a stacked structure. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 전류 제한 소자가 티탄산 바리움(BaTiO3)를 주성분으로 하고, 그 Ba의 일부를 Sr 또는 Pb로 치환하고, Ti의 일부를 Zr 또는 Sn로 치환한 강유진성 자기인 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.A discharge lamp lighting device characterized in that the current limiting element is a ferroelectric magnet having barium titanate (BaTiO 3 ) as a main component, a part of Ba being replaced with Sr or Pb, and a part of Ti being substituted with Zr or Sn. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 전류 제한 소자 티탄산 바리움(BaTiO3)를 주성분으로 하고, 그 Ba의 일부를 Sr 또는 Pb로 치환하고, 의 일부를 도는 Sn으로 치환하고, 광화제로서 0.005내지 0.3중량%의 Cr 및0.005내지 0.3중량%의 Mn중 적어도 한쪽이 첨가되는 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.The current limiting element is barium titanate (BaTiO 3 ) as a main component, a part of Ba is replaced by Sr or Pb, a part of is replaced by Sn, and as a mineralizer, 0.005 to 0.3% by weight of Cr and 0.005 to 0.3% by weight. A discharge lamp lighting device, characterized in that at least one of% Mn is added. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 전류 제한 소자의 주성분 및 광화제 이외의 불순물등의 함유하는 원소의 량이 0.5중량%이하인 것을 특징으로 하는 방전등 점등장치.A discharge lamp lighting device characterized in that the amount of an element such as an impurity other than the main component of the current limiting element and the mineralizer is 0.5% by weight or less.
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