JPH02288197A - 放電ランプ点燈装置 - Google Patents

放電ランプ点燈装置

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JPH02288197A
JPH02288197A JP1107342A JP10734289A JPH02288197A JP H02288197 A JPH02288197 A JP H02288197A JP 1107342 A JP1107342 A JP 1107342A JP 10734289 A JP10734289 A JP 10734289A JP H02288197 A JPH02288197 A JP H02288197A
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JP
Japan
Prior art keywords
discharge lamp
frequency
frequency inverter
low
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP1107342A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Nakayama
中山 泰夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinwa Giken Co Ltd
Original Assignee
Shinwa Giken Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02288197A publication Critical patent/JPH02288197A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

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〕 本発明は、例えば高圧ガス放電ランプなどの放電ランプ
を安定に点灯持続させるのに必要な放電ランプ点燈装置
に関する。
放電ランプは、発光効率が高いこと、白熱ランプに比較
して長寿命であることなどが知られていて、近年では、
演色性が良好な高圧ガス放電ランプが開発され、新たな
光源としてニーズが高まっている。
放電ランプを点燈するには、放電を安定に持続させる為
の安定器を含む放電ランプ点燈装置が必要であり、また
、それは燈具を構成する上に於いても重要な要素になっ
ている。
従って、放電ランプ点燈装置には、小型化、軽量化、高
効率化が要求されているところである。
ところで、その放電ランプ点燈装置が備えなければなら
ない基本的機能としては、 (11起動用高圧パルスの発生 (2)適正な供給電圧の発生 (3)放電電流の安定化 が挙げられる。
現在、多用されている放電ランプ点燈装置は、前記基本
的機能を満たしてはいるものの、磁気回路技術を応用し
、鉄心、銅の巻線、大型コンデンサなどを組み合わせて
構成してあり、当然、重量も体積も大きくなっているの
で、これ等の点は改善されなければならない。
〔従来の技術〕
前記した放電ランプ点燈装置の基本的機能のうち、(1
1として挙げた起動用高圧パルスの発生を電子化した半
導体スタータで行うようにした安定器が開発されている
。これで、かなり軽量化されはしたが、(2)に挙げた
適正な供給電圧の発生及び(3)に挙げた放電電流の安
定化には特殊な変圧器を用いたり、或いは、変圧器とチ
ョーク・コイルとを併用している。このような磁気回路
部品は、鉄と銅の塊のようなものであり、放電ランプ自
体に比較すると極めて重く、多数の燈具を天井に取り付
ける場合には、その強度が問題になる。
そこで、この磁気回路部品を電子回路に置換した高周波
点燈方式が検討されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
放電ランプを高周波点燈させた場合、最大の問題は、そ
の放電ランプ内に点燈周波数に対応した音波が発生し、
その音波エネルギに依って、光がちらついたり、或いは
、立ち消えしたりすることである。
この音響的共鳴現象は、かなり広い周波数帯域に亙って
生ずるのであるが、約100 (Kllz)以上の周波
数になると発生せず、放電ランプは安定に点燈を持続す
ることができる。然しなから、その周波数帯に於ける基
本波、或いは、第2高調波や第3高調波は放送波帯と重
なってしまい、電波障害が発生するので、実施すること
ができない。
本発明は、小型且つ軽量であって、音響的共鳴現象や電
波障害が発生せず、しかも、起動性能や効率が向上した
放電ランプ点燈装置を提供しようとする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の詳細な説明する為の放電ランプ点燈装
置のプロ5・り図を表している。
図に於いて、Eは交流を整流した脈流或いは直流を出力
する電源、HFは高周波インバータ、CHはインダクタ
、キャパシタ、抵抗、半導体素子などの何れか、或いは
、それ等を組み合わせてなるインピーダンス素子からな
るバラスト、RECは整流回路、LFは低周波インバー
タ、TGはトリガ回路、DLは放電ランプをそれぞれ示
している。
この放電ランプ点燈装置に於いて、高周波インバータH
Fは、電源Eから供給される直流或いは交流を整流した
脈流を受け、放電ランプの最低供給電圧以上の電圧を有
する電力を出力するものであり、その周波数は出来る限
り高くする。高周波インバータHFの出力は電流制限を
行うバラストCHを介してブリッジ接続型の整流回路R
FCに加えられる。整流回路RFCで整流された高周波
出力は、低周波インバータLFに加えられ、低い周波数
の矩形波に変換される。この低周波インバータLFとし
ては、具体的には、通常のフルブリッジ或いはハーフブ
リッジと呼ばれるスイッチング回路を用いて良い。低周
波インバータLFの出力はトリガ回路TOを介して高電
圧パルスとなって放電ランプDLに加えられる。そこで
、放電ランプDLは起動され、次いで、主放電が開始さ
れる。主放電が始まると、ランプ電流は増大し、且つ、
ランプ電圧は低下する。放電ランプDLに流れる主放電
電流はバラス1−CHで制限されるから一定値に落ち着
いている。この際・、高周波インバータHFの周波数が
高いほど、バラストCHを構成するインダクタ、キャパ
シタ、抵抗、半導体素子などのインピーダンス素子は値
が小さいもので済むから、小型化、軽量化を達成するこ
とができる。低周波インピーダンスLFの周波数は音響
的共鳴現象が発生しないように低い値に設定するので放
電ランプDLは光がちらついたり或いは立ち消えするこ
となく安定に点燈を持続することができる。
このようなことから、本発明に依る放電ランプ点燈装置
に於いては、直流或いは交流を整流した脈流を供給する
電源(例えば電源E)と、該電源から電力を供給されて
高周波電力を出力する高周波インバータ(例えば高周波
インバータHF)と、該高周波インバータからの電流を
制限するインダクク或いはキャパシタ或いは抵抗或いは
半導体素子などインピーダンス素子からなるバラスト(
例えばバラストCH)と、該バラストを介して流れる電
流を整流する整流回路(例えば整流回路REC)と、該
整流回路からの整流出力を受け且つ放電ランプ内で音響
的共鳴現象が発生しない程度の低い周波数の矩形波を出
力する低周波インバータ(例えば低周波インバータLF
)と、該低周波インバータからの矩形波出力を受け放電
ランプ(例えば放電ランプDL)を起動できる程度の高
電圧パルスを発生するトリガ回路(例えばトリガ回路T
G)とを備えている。
〔作用〕
前記手段を採ることに依り、放電ランプには音響的共鳴
現象が発生しない程度の周波数の矩形波で点燈されるの
で、光のちらつきや立ち消えは発生せず、しかも、高周
波点燈の利点、即ち、起動が容易且つ確実なこと、発光
効率が高いことなどの点では、通常の高周波点燈と殆ど
変わりない。
〔実施例〕
第2図は本発明一実施例の要部回路説明図を表し、第1
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは
同じ意味を持つものとする。
図に於いて、Dlは整流器、C1及びC2はフィルタ・
コンデンサ、Lはインダクタ、Rは抵抗、Ql乃至C4
は例えばトランジスタからなるスイッチング素子、PC
はパルス・ジェネレータ、D2は整流器、TCはトリガ
・コイル、C3はコンデンサ、CTはトリガ・コンデン
サ、C8は積分コンデンサ、R1乃至R4は抵抗、Th
はサイリスタ、SWはトリガ・ダイオードをそれぞれ示
している。
第3図は低周波インバータLFの出力波形を表す線図で
ある。
第2図に見られる実施例に於いて、高周波インバータH
Fは、電源Eからの電力を高周波電力に変換するもので
あって、ここでは自動共振型の高周波インバータを用い
ているが、その形式は限定されない。また、その発振周
波数f、lは音響的共鳴現象が発生する周波数帯にあっ
ても良く、高周波インバータとしての効率を高く維持す
る為には適当に高い周波数、例えば30(KHz)程度
で動作させることが好ましい。高周波インバータHFの
出力はチョーク・コイルやコンデンサなどのバラストC
Hを介しダイオードをブリッジ接続して構成された整流
回路DIに加えられる。整流回路D1から得られる出力
に於ける電圧は、高周波インバータHFに於ける出力の
電圧に於ける波高値に等しい脈流電圧であり、その周波
数は2×fHである。整流回路D1の出力は低周波イン
バータLFに加えられる。低周波インバータLFは4個
のスイッチング素子Q1乃至Q4で構成されたフルブリ
ッジ型インバータであり、スイッチング素子のうち、Q
l及びC4、C2及びC3は、パルス・ジェネレータP
Gからの信号で交互にオン・オフを繰り返すようになっ
ている。パルス・ジェネレータPGとしては、低い周波
数f、の矩形波を出力する自動発振器或いは高周波イン
バータHFの出力をカウント・ダウンする分周器などを
用いることができる。低周波インバータLFは周波数f
Lの矩形波を出力するのであるが、その波形は第3図(
イ)に見られるように、2×fHの周波数は低周波fL
でスイッチング(極性転換)変換した形になっていて、
電圧は高周波インバータHFの出力に於ける波高値と等
しい。このスイッチング変換電圧をトリガ・コイルTC
の二次巻線を介して放電ランプDLに印加する。また、
スイッチング変換電圧はトリガ回路TGにも印加されて
いて、ダイオードをブリッジ接続することで構成された
整流回路D2で整流する。その整流出力、即ち、直流電
圧がコンデンサC3及びトリガ・コンデンサCTをそれ
ぞれ充電する。抵抗R1及びR2、積分コンデンサCS
、+−リガ・ダイオードSWのそれぞれは全体でタイマ
回路を構成していて、その動作は、抵抗R1及びR2で
分圧した電圧がトリガ・ダイオードSWのブレーク・ダ
ウン電圧を越えるとサイリスタThのゲートを駆動する
ものであり、サイリスタThが導通ずると、トリガ・コ
ンデンサCTの充電電荷はトリガ・コイルの一次巻線に
放出され、二次巻線には高周波のトリガ電圧が誘起され
る。そのようにして誘起されたトリガ電圧は整流回路D
2に於けるダイオード及びコンデンサC3を介して放電
ランプDLに印加される。この際、整流回路D2に流れ
るトリガ電流は整流されてコンデンサC3を充電するこ
とになるがトリガ回路TGが負荷になり、また、抵抗R
1及びR2がブリーダの役割を果たし、しかも、コンデ
ンサC3の容量が大きいので、電圧を上昇させるには至
らない。従って、整流回路D2の両端に於ける電圧は、
コンデンサC3の充電電圧値でクランプされ、トリガ電
圧で低周波インバータLFの回路素子が破壊される虞は
ない。さて、放電ランプDLは、繰り返して印加される
トリガ電圧に依って起動されて点燈する。次いで、アー
ク放電に至って、大きな放電電流が流れ始めると、その
放電電流はバラス1−CHで制限され、そこでの電圧降
下に応じて低周波インバータLFの出力も低下し、適正
な発光維持電圧が放電ランプDLに供給される。
ところで、放電ランプDLの種類に依っては、第3図(
イ)に見られる高周波脈流成分が多い矩形波電圧では、
音響的共鳴現象を生ずる場合がある。その場合には、整
流回路REC内に破線で示したように、フィルタ・コン
デンサC2或いはフィルタ・コンデンサC2とインダク
タLや抵抗Rなどのインピーダンス素子との直列接続体
を接続すれば、低周波インバータLFの出力波形は、直
流分が再生されて第3図(ロ)に見られるような波形と
なる。直流成分と脈流成分の比率は、フィルタ・コンデ
ンサC2とインピーダンス素子との組み合わせで大きく
変えることができる。このように、直流成分に高周波脈
流成分を重畳した矩形波を用いるようにすると、殆どの
種類の放電ランプは、音響的共鳴現象を生じることなく
、安定に点燈を持続し、また、高周波点燈の利点である
優れた起動特性及び発光効率を確保できる。尚、前記直
流成分と高周波脈流成分の比率は、適用する放電ランプ
の種類、ランプ電力の相違などに応じて100〔%〕乃
至0〔%〕の範囲で適宜に設定して良い。
〔発明の効果〕
本発明に依る放電ランプ点燈装置に於いては、(a) 
 放電ランプの起動について 半導体パルス発生回路を利用しているから、小型化及び
軽量化に有利であり、起動には矩形波に高周波脈流を重
畳した電圧を利用しているので、起動性能は良好である
fb)  放電ランプへの供給電圧について高周波イン
バータで昇圧及び降圧が容易であるから適正な電圧を供
給することが可能であって、この役割を果たす部分が小
型化及び軽量化に資するところは従来と同様である。
(C)  放電電流の安定化について 高周波を用いているから、バラストが小さくて済むこと
は勿論である。
(dl  音響的共鳴現象について 低周波インバータを用いて音響的共鳴現象を生じない周
波数で点燈を持続することが可能になった。
(e)  発光効率について 矩形波電圧と高周波脈流電圧とを重畳して供給すること
で高効率となる。
など、多くの利点をもっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明する為の放電ランプ点燈装
置のブロック図、第2図は本発明一実施例の要部回路説
明図、第3図は低周波インバータの出力波形を表す線図
である。 図に於いて、Eは交流を整流した脈流或いは直流を出力
する電源、HFは高周波インバータ、CHはインダクタ
、キャパシタ、抵抗、半導体素子などの何れか、或いは
、それ等を組み合わせてなるインピーダンス素子からな
るバラスト、RECは整流回路、LFは低周波インバー
タ、TGはトリガ回路、DLは放電ランプ、DIは整流
器、CI及びC2はフィルタ・コンデンサ、Lはインダ
クタ、Rは抵抗、Ql乃至C4は例えばトランジスタか
らなるスイッチング素子、PGはパルス・ジェネレータ
、D2は整流器、TCはトリガ・コイル、C3はコンデ
ンサ、CTはトリガ・コンデンサ、C8は積分コンデン
サ、R1乃至R4は抵抗、Thはサイリスタ、SWはト
リガ・ダイオードをそれぞれ示している。 特許出願人  株式会社伸和技研 代理人弁理士  相 谷 昭 司

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 直流或いは交流を整流した脈流を供給する電源と、 該電源から電力を供給されて高周波電力を出力する高周
    波インバータと、 該高周波インバータからの電流を制限するインダクタ或
    いはキャパシタ或いは抵抗或いは半導体素子などインピ
    ーダンス素子からなるバラストと、該バラストを介して
    流れる電流を整流する整流回路と、 該整流回路からの整流出力を受け且つ放電ランプ内で音
    響的共鳴現象が発生しない程度の低い周波数の矩形波を
    出力する低周波インバータと、該低周波インバータから
    の矩形波出力を受け放電ランプを起動できる程度の高電
    圧パルスを発生するトリガ回路と を備えてなることを特徴とする放電ランプ点燈装置。
JP1107342A 1989-04-28 1989-04-28 放電ランプ点燈装置 Pending JPH02288197A (ja)

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JP1107342A JPH02288197A (ja) 1989-04-28 1989-04-28 放電ランプ点燈装置

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JP1107342A JPH02288197A (ja) 1989-04-28 1989-04-28 放電ランプ点燈装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007055289A1 (ja) * 2005-11-14 2007-05-18 Nitta Corporation 蛍光灯の点灯装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007055289A1 (ja) * 2005-11-14 2007-05-18 Nitta Corporation 蛍光灯の点灯装置

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