JP2000311793A - 水銀灯の直流点灯回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水銀灯をちらつきのないように直流電源によ
って常に安定して点灯可能とした上で、水銀灯の延命化
を可能にした技術の提供。 【解決手段】 直流を供給する電源部と水銀灯１８との
間の主回路を遮断した後水銀灯の放電が終了する前まで
の極く短時間のあいだ主回路を遮断する水銀灯負荷電流
制御部５と、水銀灯負荷電流制御部５が主回路を遮断中
に水銀灯電極に対する主回路の極性を切換えるため両電
極にそれぞれ接続された無接点リレー回路６，７を有
し、少なくとも水銀灯電極へプラス電位を接続する側と
なる無接点リレー回路部には、主回路遮断後デッドタイ
ムとして主回路および極性切換え手段内の回路素子が要
するターンオンまたは／およびターンオフ時間を経過後
に切換え信号が付与される構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水銀灯を直流電源
によって点灯させる回路に関し、特に水銀灯の延命化を
可能にした直流点灯回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】水銀灯は蛍光灯と同様に放電作用の中で
必要な光量を得るものであるから、水銀灯に交流を使用
すると蛍光灯と同様にちらつきがある。従来このちらつ
きを防止するため、蛍光灯と同じように直流点灯方式を
採用したものがあった。ただし、このように水銀灯を直
流点灯方式で使用する場合、一方の電極が黒化して寿命
が短くなるという欠点がある。ところで、実開平６−２
０９７号公報には、蛍光灯を直流電圧にて点灯させるが
陽極と陰極とを一定時間毎に入れ替えることにより、電
極の黒化を防止し延命化を図るようにした点灯回路が開
示されている。この蛍光灯の点灯回路では、交流電力を
直流電力に変換する第１直流化回路１の出力端子に接続
され蛍光灯８への直流電力の供給時間を測定するタイマ
回路１０と、前記第１直流化回路１とインバータを介し
て接続されている第２直流化回路５の出力側を、前記蛍
光灯８の一対の電極に対し前記タイマ回路１０の信号に
より一対のリレー回路で交互に切換え可能に設けられた
切換回路７とを備えているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の水銀灯の直流点灯回路に前記蛍光灯における電極の
切換回路７をそのまま採用した場合、点灯回路の直流電
源を遮断して水銀灯の放電が停止しないうちに安全に極
性を切換えることができる許容時間としては略１ｍ／ｓ
ｅｃ以下であるが、前記リレー回路は励磁コイルの電流
をオン・オフして接点の開閉を行なうようにしたもので
あるから、作動時間を１ｍ／ｓｅｃ前後の範囲で見て水
銀灯の放電を停止させないうちに切換えを行なえるよう
な性能を有しているものではなく、また、全てのリレー
が、ずれ量ゼロの状態で同調できるというようなもので
はないから、従来の切換え回路をそのまま採用できない
という問題がある。さらに、極く短時間のうちに極性を
切換える場合、水銀灯主回路に挿入されている全ての半
導体などのターンオン、ターンオフ遅延時間が無視でき
ない問題となる。

【０００４】本発明はかかる従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的とするところは、
水銀灯をちらつきのないように直流電源によって常に安
定して点灯可能とした上で、水銀灯の延命化を可能にし
た直流点灯回路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
の手段として、本発明請求項１記載の水銀灯の直流点灯
回路では、水銀灯に直流電源を供給して点灯させるよう
にした水銀灯の直流点灯回路において、前記直流を供給
する電源部と水銀灯との間の主回路に、この主回路を遮
断した後前記水銀灯の放電が終了する前までの極く短時
間のあいだ前記主回路を遮断する水銀灯負荷電流制御部
と、この水銀灯負荷電流制御部が主回路を遮断中に前記
水銀灯電極に対する主回路の極性を切換える極性切換え
手段とを備え、この極性切換え手段は前記水銀灯の両電
極にそれぞれ接続された無接点リレー回路を有すると共
に、少なくとも水銀灯電極へプラス電位を接続する側と
なる無接点リレー回路部には、主回路遮断後デッドタイ
ムとしてこの主回路および極性切換え手段内の回路素子
が要するターンオンまたは／およびターンオフ時間を経
過後に切換え信号が付与されることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の水銀灯の直流点灯回路では、ちらつき
のない様に直流を供給する電源部と水銀灯との間に、電
極の黒化を防止し延命化させるために、この直流電源を
遮断したのち前記水銀灯の放電が終了する前までの極短
時間のあいだ、例えば略１ｍ／ｓｅｃ間に、前記直流電
源を遮断する様にした水銀灯負荷電流制御部と、この水
銀灯負荷電流制御部が直流電源を遮断中に水銀灯電極に
対する直流電源の極性を切換える、例えば５〜１０分間
隔で切換える様にした極性切換え手段とを備えている。
前記極性切換え手段は、水銀灯の両電極にそれぞれ接続
された無接点リレー回路を有している。この無接点リレ
ー回路において、少なくとも陽極へ切換え側無接点リレ
ー回路部は、主回路遮断後デッドタイムとしてこの主回
路および極性切換え手段内の回路素子が要するターンオ
ンまたは／ターンオフ時間を経過後、例えば０．５ｍ／
ｓｅｃに切換え信号が付与される。それにより、回路素
子がターンオンまたはターンオフ経過中に極性切換えを
行なって回路短絡が発生するのを防止することになる。
このため、水銀灯をちらつきのないように直流点灯し、
それによって発生する電極の黒化を防止し、その際、極
性切換え時の回路素子の短絡を防止することにより、常
に安定して、かつ安全に点灯可能とした上で、水銀灯の
延命化が達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１、図２は本実施の形態
の水銀灯の直流点灯回路を示す回路図であり、図２中の
、、は図１の、、に連続したものである。
図中１ａは電源入力端子、１は過負荷保護部であって電
源入・出力において異常な過負荷発生時に自動遮断器に
より回路を遮断するものである。２は整流部であって、
電源入力端子１ａに入力された交流電源により水銀灯１
８を直流点灯させるための整流を行なう。尚、電源入力
端子１ａに直流が入力された場合は、回路を正常作動さ
せる逆接防止用のダイオード部となる。

【０００８】３は低域フィルター部であって、チョーク
入力方式のＬ，Ｃフィルターにより、入力が交流電源の
場合は整流出力のリップルを低減し、また、電源からの
種々のノイズ流入防止と、また逆に、水銀灯を含む安定
器から外部へのノイズの流出を防止する。４は負荷電流
値検出部であって、直流点灯させる水銀灯１８の負性抵
抗特性に準じた回路電流を設定するために負荷電流値の
検出を行なう。５は水銀灯負荷電流制御部であって、後
述する水銀灯作動制御部１７からの制御信号を受けてい
る間、水銀灯点灯用主回路の電圧を遮断する。

【０００９】６，７は直流負荷極性切換え部であって、
切換え制御信号発生部１５，１６のスイッチング信号を
受けて、水銀灯負荷電流制御部５が直流電源を遮断中に
水銀灯電極に対する直流電源の極性を切換える。

【００１０】８は基準信号発生部であって、半導体を使
用した自励発振器によりデューティサイクル５０％のタ
イミングパルス信号ｔ1 ，ｔ2 を出力する（図３参
照）。このタイミングパルス信号ｔ1 ，ｔ2 の時限は同
一である。９は分周回路であって、前記基準信号発生部
８の信号を受け、水銀灯負荷極性の切換えを行なう任意
の作動時限（例えば１０分）に作動用パルス信号ｔ3 ，
ｔ4 を出力する。この出力信号はフリップフロップ回路
によりデューティサイクル５０％の波形として出力され
る（図４参照）。この作動用パルス信号ｔ3 ，ｔ4 の時
限は同一である。

【００１１】１０は極小時限遮断回路であって、水銀灯
の負荷極性切換えを行なうときに前記主回路を極小時限
ＯＦＦとなすものである。この極小時限遮断回路１０は
論理和回路１０−１とインバータ回路（ＮＯＴ回路）１
０−２より構成され、前記論理和回路１０−１は、前記
分周回路９の出力波形において、信号ｔ3 の立ち上がり
時パルスと立ち下がり時パルスの両方の出力を受けてい
ずれの時限パルスでも後述する水銀灯作動制御部１７の
出力をＯＦＦとするように作動させるため、立ち下がり
パルスの場合は、インバータ回路１０−２で極性反転し
て立ち下がりパルスを立ち上がりパルスとし、両出力に
おいて＋入力となしている。この制御により論理和回路
１０−１は分周回路９の立ち上がり、立ち下がりのいず
れの場合でも＋出力パルスを出力する。その時限は分周
回路９と同一であり、入力信号は図５、出力信号は図６
のようになる。

【００１２】１１はＩＣ１１を使用したワンショットマ
ルチ（ワンショットマルチバイブレータ）であり、最大
１．０ｍ／ｓｅｃの時限により、前記主回路をＯＦＦと
するものである。このワンショットマルチの起動入力は
−入力となっているので、トランジスタＴＲ１１による
インバート方式により入・出力の極性を反転して−パル
スを作りＩＣ１１の入力としている。このＩＣ１１の作
動時限（図７参照）はＲ１１とＣ１１により設定され
る。この時限により、水銀灯の主回路をＯＦＦとするも
のである。

【００１３】１２はＩＣ１２を使用したワンショットマ
ルチであり、作動方式は前記ワンショットマルチ１１の
ＩＣ１１と同様であり、Ｒ１２とＣ１２を使用してい
る。このＩＣ１２の起動は−入力となっているので、分
周回路９出力の信号ライン１２−１の＋電位をインバー
タ回路１２−Ａで極性変換し、−電位（立ち下がりパル
ス）を作り作動させている。この回路では、出力時限の
間、出力切換え信号発生部１５の入力を停止して極性切
換えのデッドタイムとしてインターロックを行ない、主
回路の電位短絡を防止している。

【００１４】１３はＩＣ１３を使用したワンショットマ
ルチであり、作動方式は前記ワンショットマルチ１２の
ＩＣ１２と同様であり、Ｒ１３とＣ１３による時限設定
を行なっている。前記同様この出力により出力切換え信
号発生部１６のインターロックを行なっている。その出
力波形は前記ワンショットマルチ１２と共通した波形で
あり、０．５ｍ／ｓｅｃのデッドタイムとしている（図
８参照）。ここで、信号ライン１２−１は、前記極小時
限遮断回路１０の出力におけるデューティサイクル５０
％の切換え信号である。信号ライン１２−２，１３−１
は、信号ライン１２−１の極性反転された電位信号であ
る。信号ライン１３−２は、信号ライン１２−１の極性
反転信号、即ち信号ライン１２−１と同相、同電位であ
る。

【００１５】１４は逆相作動回路であり、後述する切換
え信号発生部１５，１６の逆相作動を行なうものであ
る。この回路は、前記ワンショットマルチ１２からの出
力信号でトランジスタＴＲ１４−Ｂを作動して切換え信
号ライン１３−２をデッドタイムによるインターロック
を行なう。即ち、切換え信号ライン１３−２を０．５ｍ
／ｓｅｃだけＯＦＦとする。また、前記ワンショットマ
ルチ１３からの出力信号で、トランジスタＴＲ１４−Ａ
を作動して切換え信号ライン１３−１をデッドタイムに
よるインターロックを行なう。前記同様に切換え信号ラ
イン１３−１を０．５ｍ／ｓｅｃだけＯＦＦとする。１
５，１６は切換え信号発生部であって、信号ライン１５
−Ａ，１６−Ａからの入力を受けて水銀灯主回路の負荷
極性切換え部６，７へ切換え制御信号を出力する。図９
は前記インターロックの作動を示しており、０．５ｍ／
ｓｅｃだけ切換え信号発生部１５，１６の入力信号ライ
ン１５−Ａ，１６−Ａの信号をデッドタイムとしてそれ
ぞれにインターロックを行なっている。

【００１６】１７は水銀灯作動制御部であって、水銀灯
１８の負荷特性として、その作動形態が負特性となって
いるので、その起動時を含めこの負特性を維持するため
の制御部である。水銀灯主回路に挿入されている負荷電
流検知用機器（固定抵抗やＣＴなどの電流電圧変換器）
からの信号を受けてＰＷＭなどの方式による主回路制御
を行なう。この水銀灯作動制御部１７の出力信号ライン
に組み込まれているトランジスタＴＲ１７の回路は水銀
灯主回路の極性切換えを行なう時点において、切換え信
号初期のみ水銀灯主回路の短絡を防止するためのもので
ある。この場合、切換え信号初期のみ最大１．０ｍ／ｓ
ｅｃのＯＦＦ用デッドタイム制御を行なって切換え方式
の完全なる運用を行なうことができる（図１０参照）。

【００１７】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の具体的な構成は本実施の形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更
等があっても本発明に含まれる。例えば、水銀灯の極性
切換え間隔は１０分で説明したが、その間隔は任意に設
定することができる。詳細な回路構成は任意に設定でき
るものであり、要はデッドタイム制御を行なって安全で
完全な切換えが行なえれば良い。

【００１８】

【発明の効果】本発明の水銀灯の直流点灯回路において
は、前記構成としたため、水銀灯をちらつきのないよう
に直流電源によって常に安定して、かつ安全に点灯可能
とした上で、水銀灯の延命化が達成できるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施の形態の水銀灯の直流点灯回路を
示す回路図である。

【図２】一実施の形態の水銀灯の直流点灯回路を示す回
路図であり、図１に連続する。

【図３】一実施の形態の基準信号発生部８における出力
波形図である。

【図４】一実施の形態の分周回路９における出力波形図
である。

【図５】一実施の形態の極小時限遮断回路１０における
入力波形図である。

【図６】一実施の形態の極小時限遮断回路１０における
出力波形図である。

【図７】一実施の形態のワンショットマルチ１１におけ
る出力波形図である。

【図８】一実施の形態のワンショットマルチ１２，１３
における出力波形図である。

【図９】一実施の形態のインターロックの作動を示す波
形図である。

【図１０】一実施の形態の水銀灯主回路の極性切換えを
示す出力波形図である。

【符号の説明】

２ 整流部 ５ 水銀灯負荷電流制御部 ６，７ 直流負荷極性切換え部 ８ 基準信号発生部 ９ 分周回路 １０ 極小時限遮断回路 １１，１２，１３ ワンショットマルチ １４ 逆相作動回路 １５，１６ 切換え信号発生部 １７ 水銀灯作動部 １８ 水銀灯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水銀灯に直流電源を供給して点灯させる
   ようにした水銀灯の直流点灯回路において、 前記直流を供給する電源部と水銀灯との間の主回路に、
   この主回路を遮断した後前記水銀灯の放電が終了する前
   までの極く短時間のあいだ前記主回路を遮断する水銀灯
   負荷電流制御部と、この水銀灯負荷電流制御部が主回路
   を遮断中に前記水銀灯電極に対する主回路の極性を切換
   える極性切換え手段とを備え、 この極性切換え手段は前記水銀灯の両電極にそれぞれ接
   続された無接点リレー回路を有すると共に、少なくとも
   水銀灯電極へプラス電位を接続する側となる無接点リレ
   ー回路部には、主回路遮断後デッドタイムとしてこの主
   回路および極性切り換え手段内の回路素子が要するター
   ンオンまたは／およびターンオフ時間を経過後に切り換
   え信号が付与されることを特徴とする水銀灯の直流点灯
   回路。