JPH01209697A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、メタルハライドランプや高圧ナトリウムラ
ンプ等の高輝度放電灯（ＨＩＤランプ）を点灯するのに
好適な進相形放電灯点灯装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、メタルハライドランプや高圧ナトリウムランプ等
の、いわゆるＨＩＤランプを点灯するための放電灯点灯
装置には、リードピーク（ＲＰ）形。

コンスタントワッテージ（ＣＷ）形、単巻式コンスタン
トワンテージ（ＣＷＡ）形等の進相形安定器が用いられ
ている。

リードピーク形安定器を用いた放電灯点灯装置は、第８
図に示すように、ブリッジギャップによる狭小磁路１０
２を設けた鉄心１０１を用い、該鉄心に１次コイル１０
３と２次コイル１０４を、狭小磁路１０２部分に２次コ
イル１０４が配置されるように設けて漏洩変圧器１０６
を構成し、第９図に示すように、該漏洩変圧器１０６の
２次側にコンデンサ１０７を介してランプ１０８を接続
して点灯するように構成されている。なお第８図におい
て、１０５はリークコアを示しており、また第９図にお
いて、１０９は電源を示している。

このリードピーク形安定器を用いた放電灯点灯装置にお
いては、漏洩変圧器１０６の狭小磁路１０２による局部
磁気飽和によって、第１０図に示すような高圧の尖頭形
２次電圧Ｖ！ＩＩを発生させ、この尖頭形２次電圧ｖ！
、によりランプ１０８を始動させ、電流制限は漏洩変圧
器１０６の２次コイル１０４のインダクタンスとコンデ
ンサ１０７による容量性インピーダンスで行うようにし
ている。したがって特別の外部始動器を用いることなく
、始動電圧、再点弧電圧の高いＨＩＤランプを点灯させ
ることができるようになっている。

またＣＷ形安定器及びＣＷＡ形安定器を用いた放電灯点
灯装置は、共に第１１図＾、■）に示すように、リード
ピーク形のものより緩い狭小磁路１０２ａ又は１０２ｂ
　を形成した鉄心１０１に２次コイルを巻回した襟巻式
漏洩変圧器１０６ａ　　又は単巻式漏洩変圧器１０６ｂ
　を用い、ＣＷ形は第１２図に、ＣＷＡ形は第１３図に
示すような回路構成でランプを点灯させるものである。

なお第１２図及び第１３図においては、第９図に示した
リードピーク形安定器を用いた放電灯点灯装置と同−又
は同等の部材には同一符号を付して示しており、また１
１０は始動器を示している。

このＣＷ形又はＣＷＡ形安定器を用いた放電灯点灯装置
は、漏洩変圧器の狭小磁路１０２ａ又は１０２ｂにより
、リードピーク形安定器を用いたものよりも緩い磁気飽
和を生じさせ、第１４図に示すような２次電圧ＶｔＣを
発生させてＨＩＤランプを点灯するものである。始動は
外部始動器１１゛０による高電圧パルスを利用し、電流
制限は同じく容量性インピーダンスで行うもので、外部
始動器１１０と組み合わせて比較的低い２次電圧でＨＩ
Ｄランプを点灯させるようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の上記リードピーク形、ＣＷ形。

ＣＷＡ形安定器を用いた放電灯点灯装置においては、い
ずれも第１５図に示すように、２次短絡電流！、２に比
較的長い休止期間Ｔが現れる。その体止″期間Ｔはリー
ドピーク形の場合は約２１１８．０ｗ形及びＣＷＡ形の
場合は約５ｍｓである。そのため第１６図に示すように
、ランプ点灯初期における各半サイクルの再点弧電圧上
昇りが高くなり、その発生時間ｔも比較的長くなり、ラ
ンプの立ち消えが発生したり、フリッカ−と称するちら
つき現象が生じ易い。

リードピーク形安定器を用いた点灯装置において、始動
を容易にし且つ立ち消えを防止するために２次電圧のピ
ーク値を高くするには、２次側電圧を高くする必要があ
り、２次巻線の巻数が多（なってリアクタンス分が増大
し、大型・コスト高となるという問題点が生ずる。

またＣＷ形、ＣＷＡ形安定器を用いた点灯装置において
は、第１７図＾に示すように波形改善用チョーク１１１
を２次側に直列に付加すると、２次短絡電流！、２は第
１７図（Ｂ）に示すように改善され、立ち消えやフリッ
カ−を効果的に防止することができるが、この場合もや
はり大型・コスト高になるという問題点がある。

またこれらの進相形安定器を用いた放電灯点灯装置を発
電機を用いて駆動する場合、２次短絡１次電流Ｉｓｌは
ほぼ９０″の進相電流なので、始動時には発電機は進相
運転となり制御が困難となる。

したがってこの２次短絡１次電流を定常時入力電流Ｉ、
の５０〜６０％以下にする必要がある。しかしながら上
記従来の放電灯点灯装置においては、２次短絡１次電流
！８．と定常時入力電流！、とはほぼ同程度であり、し
たがってこれらの放電灯点灯装置を発電機と組み合わせ
て、多数の放電灯を一斉に即時投入させることはできな
いという問題点がある。

本発明は、従来のリードピーク形、ＣＷ形、ＣＷＡ形等
の進相形安定器を用いた放電灯点灯装置における上記問
題点を解決するためなされたもので、簡単な構成で点灯
初期における２次短絡電流波形並びにランプ電流波形を
改善し、立ち消えやちらつき現象を有効に防止し安定し
た点灯を行え、且つ発電機を用いた場合においても即時
投入ができるようにした進相形成電灯点灯装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本発明は、漏洩変圧器の２次側にコンデン
サを介して放電灯を接続して点灯させる進相形成電灯点
灯装置において、漏洩変圧器の２次コイル配置位置の鉄
心にギャップを設け、該２次コイルの出力端と他の巻線
部との接続点における電圧Ｖ　Ｃａ１ｌと２成魚負荷電
圧ＶＯＷとの比■。。−／Ｖ６！を０．６以上に設定し
、且つ漏洩変圧器の１次側にチョークを直列に接続して
構成するものである。

このように構成することにより、２次コイルのインダク
タンスの直線性が、第１図の実線で示す電圧−電流特性
曲線かられかるように、改善され、更に漏洩変圧器の１
次側に接続したチョークによるりアクタンスの増加によ
り、２次短絡電流並びにランプ電流の波形の歪みが少な
くなって電流体止期間がなくなる。したがって再点弧電
圧上昇の高さはチッーク形安定器並に低くなり、発生す
る期間も短くなって、立ち消えやちらつき現象は有効に
防止される。また１次側に直列接続したチョークにより
リアクタンスが増加するため、２次側のコンデンサ容量
を小さくでき、それによりコンデンサ電圧が高くなるた
め点灯維持電圧（＝コン１．デンサ電圧ｖｃ−２次無負
荷電圧Ｖ、、）が高くなり、立ち消え防止性能が更に向
上する。

またＶ　ｃ−／　Ｖ　ａｔ≧０．６に設定する理由は次
のとおりである。すなわち、本発明においては上記のよ
うに電流波形改善のため、ギャップを形成した鉄心部分
に２次コイルを配置しているが、このため２次コイルに
よる動作時の発生電圧はかなり低下する。そのためラン
プ点灯維持とランプ始動に必要な２次電圧を得るために
は、Ｖ　ｃ−／　Ｖ　ｏｘは０．６以上に設定する必要
がある。電流波形改善の点からは、この比は０．６以下
にするのがより好ましいが、必要な２次電圧の確保が困
難になるため、上記のように０．６以上とする必要があ
る。なお接続点電圧Ｖ　Ｃ（１１１は、無負荷時と負荷
時において僅か（例えば２Ｖ程度）しか差が現れないの
で、無負荷電圧あるいは負荷電圧のいずれの電圧を対象
としてもよい。

また漏洩変圧器の１次側に直列にチョークを接続してい
るため、始動時の入力電流すなわち２次短絡１次電流！
、１を定格入力電流Ｉ、の５０〜６０％程度に容易に設
定することができる。したがって発電機を用いて動作さ
せる場合においても、多数の放電灯を一括して即時投入
させることが可能となる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。第２図は本発明をＣＷＡ
形安定器を用いた放電灯点灯装置に適用した実施例の漏
洩変圧器１の構成を示す図である。

鉄心２の中央脚鉄心２ａの一部にはギャップ３が形成さ
れており、該ギャップ３が設けられていない中央脚鉄心
２ａ部分には１次コイル４が配置され、ギャップ３が設
けられている中央脚鉄心２ａ部分には２次コイル５が配
置されている。なお６は鉄心の窓部に設けられているリ
ークコアである。

ギヤツブ３の長さは、通常用いられている漏洩変圧器に
おける一般的な設計条件において、０．５〜５■■程度
で、好ましくは３〜４−に設定される。

またギャップ３との関係において、リークコア６０寸法
の一例を示すと、幅は鉄心窓幅の９０％以下で、積み厚
は鉄心窓幅の７５％以上に設定される。

そして、第３図の、この構成の漏洩変圧器を用いた放電
灯点灯装置の回路構成図に示すように、２次コイル５の
一端ａは２次側出力端とし、２次コイル５の他端すは１
次コイル４の一端Ｃと直列に接続し、１次コイル４の他
端ｄは１次及び２次側の共通端子とし、また１次コイル
４の中間タップｅと１次コイル４の他端ｄとの間には小
さなチョーク７を直列接続した電源８が接続されるよう
になっている。なおチョーク７としては、定格入力電流
■１を流したときのチョーク両端間電圧■。

が、ランプ点灯時のｖ、４（第３図に示した１次コイル
４のｅ−ｄ間電圧）の３０％以下、すなわち、ＶＣｋ≦
０．３Ｖ、ｄとなる程度のチョークを用いる。

そして１次コイル４と２次コイル５との接続点の電圧、
すなわちｂ−ｄ間の電圧■。。、と、ａ−ｄ間の２成魚
負荷電圧ｖ、！との比■。。−／ＶＯ！は、０．６以上
になるように設計されている。

このように構成された漏洩変圧器ｌには、前記第３図の
点灯装置の回路構成図に示すように、その２次側にコン
デンサ１０を介してランプ１１が接続されて点灯される
ようになっている。なお第３図において、１２は始動器
で、１３は放電抵抗である。

そしてこのように構成した放電灯点灯装置においては、
従来と同様に、電源８を投入しランプ１１に漏洩変圧器
ｌの２次電圧をコンデンサｌＯを介して印加すると共に
、始動器１２より高圧パルスを印加することにより始動
を行い、始動後はチョーク７及び漏洩変圧器１の２次コ
イル５のインダクタンスとコンデンサ１０の容量性イン
ピーダンスで限流され、点灯が続行される。

この始動時における２次短絡電流ｒａ１とランプ電流１
．！　を測定したところ、第４図及び第５図にそれぞれ
示すような波形が得られ、電流体止期間がなくなってい
ることが確認された。これにより再点弧電圧上昇の高さ
が低くなり、その発生期間も短くなり、立ち消えやちら
つき現象は全く発生しなかった。

本発明の上記実施例における２次短絡電流ｔｘｔの波高
率は、１．５５〜１．７程度となり、従来のＣＷＡ形の
安定器を用いた放電灯点灯装置における２次短絡電流の
波高率２．５〜２．７と比較して、電流波形が格段に改
善されていることがわかる。またランプ電流！ｌの波高
率も１．４５〜１．５５程度で、これも従来のＣＷＡ形
のもののランプ電流の波高率１．７〜１．８に比べ改善
されている。なお本発明における１次側のチョーク７を
設けない場合においても、２次短絡電流Ｉｓ２及びラン
プ電流Ｉｔの波形は改善されるが、本発明のように１次
側にチョーク７を設けることにより、リアクタンスが増
加して一層電流波形の改善がなされていることが確認さ
れた。

また本発明における１次側に接続されたチョークにより
リアクタンスが増加するため、２次側のコンデンサ容量
が小さくなり、それによりコンデンサ電圧が高くなって
点灯維持電圧が高くなるため、立ち消え性能が格段に改
善されている。

リードビーク形安定器を用いた放電灯点灯装置において
立ち消えやちらつき現象を抑えるためには、先に述べた
とおり安定器の２次電圧を高くしなければならないが、
本発明においては立ち消えやちらつきの防止は、電流波
形の改善や点灯維持電圧の改善で行っていて漏洩変圧器
の２次電圧を高くする必要はなく、リードピーク形漏洩
変圧器の２次電圧の７０〜７５％程度に低く設計するこ
とができるため、漏洩変圧器を小型、軽量にすることが
でき、リードピーク形のものに比して体積及び重量にお
いて、いずれも６０〜６５％にすることができる。

またランプ点灯安定時におけるランプ電圧■ｌとランプ
電流Ｉｔ　を測定したところ、第６図＾に示すような波
形が得られた。これを対比するため、従来のＣＷＡ形安
定器を用いた放電灯点灯装置におけるランプ電圧波形と
ランプ電流波形を示すと、第６図＋８１に示すような波
形である。これらの波形図かられかるように、ランプ電
流波形が改善され、ちらつきのない安定した点灯が行わ
れていることがわかる。

また本発明においては１次側に小さなチョークを直列に
接続しているため、始動時の２次短絡１次入力電流（は
ぼ９０″の進み電流）■、１を定常時入力電流（僅かな
進み電流Ｎ、の５０〜６０％程度に容易に設定すること
ができる。

したがって発電機を電源として用いた場合においても、
発電機にトラブルを発生させず、多数のランプを一括し
て電源に投入して点灯させることができる。

第７図は、本発明の第２実施例を示す回路構成図である
。この実施例は、複壱弐の漏洩変圧器を用いるもので、
ギャップの設けられていない中央脚鉄心部分に１次コイ
ル４ａと通常の変圧器用の第１の２次コイル５ａとを巻
き込んで配置し、ギャップの設けられている中央脚鉄心
部分には本来の漏洩変圧器用２次コイル５ｂを配置して
、前記第１の２次コイル５ａと第２の２次コイル５ｂと
を直列接続したもので、この場合も第１及び第２の２次
コイル５ａ、５ｂの接続点の電圧Ｖ　ｃｏｏと２成魚負
荷電圧ＶＯ冨との比Ｖ　ｃ、−／　Ｖ　ａｔが０．６以
上に設定するものであり、その他の構成は第１実施例と
同様である。そしてこの第２実施例においても、前記第
１実施例と全く同様に動作し、同様の作用効果を奏する
ものである。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、２次短絡電流及びランプ電流の波形が改善され、電流
体止期間がなくなり、したがってランプ点灯初期におけ
る各半サイクルの再点弧電圧上昇の高さ及び発生時間が
それぞれ低く、短くなり、立ち消えやちらつき現象が有
効に防止される。またランプ点灯時の再点弧電圧が低く
なるため、ランプの電極における熱電子衝撃等も少なく
なり、ランプの長寿命化を計ることができる。更に１次
側に直列接続した小さなチョークによりリアクタンスが
増加するため、２次側のコンデンサ容量を小さくでき、
それによりコンデンサ電圧が高くなるため点灯維持電圧
が高くなって、立ち消え現象が一層有効に阻止される。

また漏洩変圧器の２次コイル配置位置の鉄心にギャッ７
°を設けること並びに１次側に直列接続したチョークに
より電流波形を改善して立ち消えやちらつき現象を防止
しているため、漏洩変圧器の２次電圧を低くすることが
可能となり、したがって該漏洩変圧器の小型、軽量化を
計ることができ、また２次電圧を低く設計できるので、
ランプ点灯時におけるランプ電圧上昇により過大力とな
るような事態の発生を防止することができる。

またＶ　ｃｏ−／　Ｖ　ｏｘ≧０．６に設定しているた
め、ランプ点灯維持並びにランプ始動に必要な２次電圧
を容易に得ることができる。

更にまた本発明においては、１次側に小さなチョークを
直列に接続しているため、始動時の２次短絡１次電流を
定常時入力電流の５０〜６０％程度に容易に設定するこ
とができ、したがって発電機を電源として用いる場合に
おいても、発電機に障害を与えることなく多数のランプ
を一括して投入点灯させることが可能となる等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る放電灯点灯装置に用いる漏洩変
圧器の２次コイルの電圧−電流特性を示す図、第２図は
、本発明の第１実施例の漏洩変圧器の構成を示す概略図
、第３図は、第１実施例の回路構成図、第４図及び第５
図は、第１実施例における２次短絡電流波形及びランプ
電流波形を示す図、第６図＾、（Ｂ）は、本発明及び従
来の放電灯点灯装置におけるランプ電圧、ランプ電流を
示す図、第７図は、本発明の第２実施例の回路構成図、
第８図は、従来のリードピーク形安定器として用いる漏
洩変圧器の構成を示す概略図、第９図は、従来のリード
ピーク形安定器を用いた放電灯点灯装置を示す回路構成
図、第１Ｏ図は、第９図に示した点灯装置における安定
器２次電圧波形を示す図、第１１図＾、（Ｂ）は、従来
のＣＷ形又はＣＷＡ形安定器に用いる漏洩変圧器の鉄心
構造を示す図、第１２図は、従来のＣＷ形安定器を用い
た放電灯点灯装置の回路構成図、第１３図は、従来のＣ
ＷＡ形安定器を用いた放電灯点灯装置の回路構成図、第
１４図は、第１２図及び第１３図に示した点灯装置にお
ける安定器２次電圧波形を示す図、第１５図は、第９図
。 第１２図及び第１３図に示した従来の放電灯点灯装置に
おける２次短絡電流波形を示す図、第１６図は、同じく
そのランプ点灯初期の再点弧電圧上昇波形を示す図、第
１７図＾、旧）は、従来の放電灯点灯装置における２次
短絡電流波形改善手段を示す図及びその改善２次短絡電
流波形を示す図である。 図において、１は漏洩変圧器、２は鉄心、３はギャップ
、４は１次コイル、５は２次コイル、７はチョーク、ｌ
Ｏはコンデンサ、１１はランプを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、漏洩変圧器の２次側にコンデンサを介して放電灯を
   接続して点灯させる進相形放電灯点灯装置において、漏
   洩変圧器の２次コイル配置位置の鉄心にギャップを設け
   、該２次コイルの出力端と他の巻線部との接続点におけ
   る電圧Ｖ＿ｃ＿ｏ＿ｍと２次無負荷電圧Ｖ＿ｏ＿２との
   比Ｖ＿ｃ＿ｏ＿ｍ／Ｖ＿ｏ＿２を０．６以上に設定し、
   且つ漏洩変圧器の１次側にチョークを直列に接続したこ
   とを特徴とする放電灯点灯装置。