JPH04324285A - 光放射電子管点灯装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管内に封入した光放射
気体を加速電子の衝突によって励起して発光させるよう
にした光放射電子管を点灯する光放射電子管点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭５７−１３０３６４号公報
に開示されているように、光放射電子管が知られている
。光放射電子管の概略構成図を図６に示す。光放射電子
管Ｇは、内部に低圧の光放射気体が封入され、透光性を
有する管体３と、この管体３内に配設された熱電子放射
型のカソード２と、アノード１とで構成されている。

【０００３】この光放射電子管Ｇは、管体３内を完全な
真空状態とするのではなく、水銀蒸気などのような光放
射気体が数ｍＴｏｒｒ程度存在する低真空状態としてい
る。そして、熱電子放射型のカソード２より放射された
電子をカソード２、アノード１の間に印加された電子加
速用電圧による電界によって加速して、水銀蒸気などよ
りなる光放射気体に加速電子を衝突させることにより、
水銀などを電離及び励起して紫外線放射を起こさせるよ
うになっている。

【０００４】一方、管体３の内面には、紫外線を可視光
に変換する紫外線励起型の蛍光体が塗布されており、こ
の蛍光体によって紫外線から可視光への変換が行われ、
透光性の管体３を介して所望の可視光が得られるように
なっている。この光放射電子管は、小型、軽量、低コス
ト、高効率のランプとして注目されている。この光放射
電子管の点灯装置の一例として図７に示すような点灯装
置が挙げられる（特願平２−４０５５５３号）。この点
灯装置は、第１の直流電源Ｅ１と、第２の直流電源Ｅ２
　と、交流電源Ｅ３　を有している。

【０００５】まず、第１の直流電源Ｅ１　の正極を光放
射電子管Ｇのアノード１に接続し、直流電源Ｅ１　の負
極を光放射電子管Ｇのカソード２の一方の端子２ａに接
続して、第１の閉ループを構成している。また、第２の
直流電源Ｅ２　の正極を光放射電子管Ｇのアノード１に
接続し、直流電源Ｅ２　の負極を光放射電子管Ｇのカソ
ード２の他方の端子２ｂに接続して、第２の閉ループを
構成している。

【０００６】さらに、交流電源Ｅ３　はトランスＴの１
次側に接続されており、トランスＴの２次側とコンデン
サＣとカソード２の直列接続による第３の閉ループを構
成している。尚、直流電源Ｅ１　とＥ２　は同電位であ
る。次に、図７の動作について説明する。光放射電子管
Ｇの放電電流Ｉは、直流電源Ｅ１　から供給される放電
電流Ｉ１　と、直流電源Ｅ２　から供給される放電電流
Ｉ２　の和、つまり、Ｉ＝Ｉ１　＋Ｉ２　によって得ら
れる。直流電源Ｅ１　とＥ２　は同電位であるから、Ｉ
１　＝Ｉ２　＝Ｉ／２である。

【０００７】さらに、トランスＴの２次側に直流を阻止
するコンデンサＣが直列に接続されていることにより、
放電電流Ｉ１　は、アノード１からカソード２を介して
端子２ａのみを流れ、放電電流Ｉ２　はアノード１から
カソード２を介して端子２ｂのみを流れる。この点灯装
置では、交流電源Ｅ３　による常時加熱電流Ｉｆが図８
の極性のときには、Ａ点付近では、Ｉ１　−Ｉｆの電流
が流れ、Ｂ点付近ではＩ２　＋Ｉｆ（＝Ｉ／２＋Ｉｆ）
の電流が流れる。常時加熱電流Ｉｆが図９の極性のとき
には、Ａ点付近では、Ｉ１　＋Ｉｆ（＝Ｉ／２＋Ｉｆ）
の電流が流れ、Ｂ点付近ではＩ２　−Ｉｆ（＝Ｉ／２＋
Ｉｆ）の電流が流れる。

【０００８】すなわち、この点灯装置では、カソード２
での放電電流Ｉと常時加熱電流Ｉｆの加算の程度が小さ
くなっている。よって、赤熱部の発生が抑えられる。さ
らに、図７のカッコ内のダイオードを付加すれば、直流
電源Ｅ１　，Ｅ２　に電位差がある場合でも安定した動
作が得られる。また、直流電源Ｅ１　，Ｅ２　から供給
される放電電流Ｉ１　，Ｉ２　が光放射電子管Ｇのアノ
ード１からカソード２を介してカソード両端の各端子２
ａ，２ｂにそれぞれ流れ、この放電電流Ｉ１　，Ｉ２　
のいずれかに対してカソード２上の常時加熱電流Ｉｆを
逆方向としているので、光放射電子管Ｇのカソード２上
で電流が打ち消されて、カソード２の赤熱を抑えること
ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】かかる図７に示す従来
の点灯装置では、カソード２の赤熱を抑えることができ
、赤熱部の発生によるランプ効率の低下、ランプ寿命の
短縮、拘束維持率の低下を防ぐことができる。しかしな
がら、この点灯装置は、ランプに電力を供給する直流電
源Ｅ１　，Ｅ２　に加え、カソード２を加熱する交流電
源Ｅ３　を設けているために、小型、軽量、低コスト、
高効率に反するという問題があった。つまり、光放射電
子管は、小型、軽量、低コスト、高効率のランプとして
注目されているが、当然のこととして、光放射電子管点
灯装置も小型、軽量、低コスト、高効率が要求される。

【００１０】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、カソードの赤熱を抑え、赤熱部の発生によるラ
ンプ寿命の低下、ランプ寿命の短縮、拘束維持率の低下
を防止すると共に、小型、軽量、低コスト、高効率な光
放射電子管点灯装置を提供することを目的としたもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、カソードとア
ノードを有する光放射電子管と、光放射電子管のアノー
ドとカソードの一端との間に電圧を印加する第１の直流
電源と、光放射電子管のアノードとカソードの他端との
間に電圧を印加する第２の直流電源と、両直流電源から
供給される２つの放電電流が光放射電子管のアノードか
らカソードの両端にそれぞれ流れる２つの閉ループと、
光放射電子管のアノードとカソードの両端の間に夫々並
列に接続されたインピーダンスとから構成され、上記両
直流電源の電位をカソードが赤熱しない程度に異なった
値に設定し、カソードの両端の電位差にて該カソードに
常時加熱電流を流すようにしたものである。

【００１２】

【作用】而して、両直流電源の電位をカソードが赤熱し
ない程度に異なった値に設定することで、カソードでの
放電電流と、カソードの両端の電位差とカソードの抵抗
分から決まる常時加熱電流との加算の程度が小さくなっ
て、カソードの赤熱部の発生を抑え、赤熱部の発生によ
るランプ効率の低下、ランプ寿命の短縮、拘束維持率の
低下を防ぎ、また、両直流電源の電位差がカソードの両
端に印加されて、常時加熱電流を得ているため、カソー
ドの常時加熱のために、従来のように別途電源を必要と
せず、小型、軽量、低コスト、高効率を実現している。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１に示すように、２つの端子２ａ，２ｂの間に
設けられたカソード２と１つの端子のアノード１を有す
る光放射電子管Ｇと、直流電源Ｅ１　，Ｅ２　と、直流
電源Ｅ１　，Ｅ２　から供給される放電電流Ｉ１　，Ｉ
２　が光放射電子管Ｇのアノード１からカソード２を介
してカソード両端の２端子２ａ，２ｂにそれぞれ流れ得
る２つの閉ループと、アノード１とカソード２の一方の
端子２ａ、アノード１とカソード２の他方の端子２ｂの
間にそれぞれ挿入されたインピーダンスＺ１　，Ｚ２　
により構成されている。さらに、直流電源Ｅ１　，Ｅ２
　は、Ｅ１　≠Ｅ２　となるように設定されている。

【００１４】本点灯装置における光放射電子管Ｇの放電
電流Ｉは、直流電源Ｅ１　から供給される放電電流Ｉ１
　と、直流電源Ｅ２　から供給される放電電流Ｉ２　の
和、つまり、Ｉ＝Ｉ１　＋Ｉ２　によって得られる。さ
らに、直流電源Ｅ１　，Ｅ２　は、Ｅ１　≠Ｅ２　に設
定してあるので、その電位差ΔＥ（＝Ｅ２　−Ｅ１　）
は、カソード２の両端に印加され、カソード２の抵抗分
Ｒｆによって決まる電流Ｉｆ（＝△Ｅ／Ｒｆ）がカソー
ド２に流れ、点灯中に必要な温度までカソード２が加熱
される。

【００１５】また、上述の電位差△Ｅは、カソード２の
抵抗分Ｒｆによって決まる電流Ｉｆが、放電電流Ｉ１　
，Ｉ２　に加算されるが、カソード２の赤熱の発生を抑
制する程度に、Ｉｆ、つまり直流電源Ｅ１　，Ｅ２　の
電位差△Ｅを設定している。次に、具体実施例を図２に
示す。直流電源ＥとトランスＴ１　の１次側とスイッチ
ング素子Ｑ１　の直列回路からなる閉ループと、トラン
スＴ１　の２次側の第１の巻線ｎ１　と、ダイオードＤ
１　と、コンデンサＣ２　と光放射電子管Ｇのアノード
１，カソード２の端子２ｂの並列回路の直列接続からな
る閉ループと、トランスＴ１　の２次側の第２の巻線ｎ
２　と、ダイオードＤ２　と、コンデンサＣ３　と光放
射電子管Ｇのアノード１，カソード２の端子２ａの並列
回路の直列接続からなる閉ループと、スイッチング素子
Ｑ１　を制御する制御回路Ｓとから構成されている。尚
、トランスＴ１　の２次側の巻線ｎ１　と、巻線ｎ２　
の巻数は異なっている。

【００１６】直流電源Ｅは、商用交流電源Ｖｓをダイオ
ードブリッジＤＢで全波整流し、コンデンサＣ１　によ
り平滑して得ている。スイッチング素子Ｑ１　がオンオ
フされることにより、トランスＴ１　の１次側に矩形波
電圧が印加され、これにより、トランスＴ１　の２次側
の巻線ｎ１　と、巻線ｎ２　にそれぞれ誘起された矩形
波電圧が、ダイオードＤ１　，Ｄ２　を介してコンデン
サＣ１　，Ｃ２　に充電される。

【００１７】トランスＴ１　の２次側の巻線ｎ１　と、
巻線ｎ２　の巻数は異なっているので、コンデンサＣ２
　，Ｃ３　の両端電圧Ｅ１　，Ｅ２　は、電位差△Ｅを
持つ。放電電流Ｉは、コンデンサＣ２　の両端電圧Ｅ１
　から供給される放電電流Ｉ１　と、コンデンサＣ３　
の両端電圧Ｅ２　から供給される放電電流Ｉ２　の和、
つまり、Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２　によって得られる。

【００１８】さらに、直流電源Ｅ１　，Ｅ２　を、Ｅ１
　≠Ｅ２　としていることで、その電位差△Ｅは、カソ
ード２両端に印加され、カソード２の抵抗分Ｒｆによっ
て決まる電流Ｉｆ（＝△Ｅ／Ｒｆ）が、カソード２に流
れ、点灯中に必要な温度までカソード２が加熱される。 （実施例２）図３に示すように、直流電源Ｅと、トラン
スＴ１　の１次側と、スイッチング素子Ｑ１　の直列接
続からなる閉ループと、トランスＴ１　の２次側と、ダ
イオードＤ１　と、コンデンサＣ２　と光放射電子管Ｇ
のアノード１，カソード２の一方の端子２ａの並列回路
の直列接続からなる閉ループと、直流電源Ｅと、トラン
スＴ２　の１次側と、スイッチング素子Ｑ２　の直列接
続からなる閉ループと、トランスＴ２　の２次側とダイ
オードＤ２　と、コンデンサＣ３　と光放射電子管Ｇの
アノード１，カソード２の他方の端子２ｂの並列回路の
直列接続からなる閉ループと、スイッチング素子Ｑ１　
，Ｑ２　をオンオフ制御する制御回路Ｓとから構成され
ている。

【００１９】スイッチング素子Ｑ１　，Ｑ２　の制御信
号を適正に設定することにより、コンデンサＣ２　，Ｃ
３　の両端電圧Ｅ１　，Ｅ２　は、Ｅ１　≠Ｅ２　とな
るようにしている。 （実施例３）図４に実施例３を示す。この実施例では負
出力３端子電源レギュレータＩＣ１，ＩＣ２を使用し、
この電源レギュレータＩＣ１，ＩＣ２は、松下電子工業
（株）製のＡＮ７９００シリーズのものを使用している
。電源レギュレータＩＣ１，ＩＣ２の■ピンは入力端子
、■ピンはコモン端子、■ピンは出力端子である。

【００２０】直流電源Ｅより、出力の異なる負出力３端
子電源レギュレータＩＣ１，ＩＣ２を用いて、コンデン
サＣ１　，Ｃ２　の両端に異なった電圧Ｅ１　，Ｅ２　
（Ｅ１　≠Ｅ２　）を発生させる。コンデンサＣ１　，
Ｃ２　の正電位側は、共に光放射電子管Ｇのアノード１
に接続されている。コンデンサＣ１　の負側は、光放射
電子管Ｇのカソード２の一方の端子２ａに接続され、コ
ンデンサＣ２　の負側は光放射電子管Ｇのカソード２の
他方の端子２ｂに接続されている。

【００２１】ところで、各実施例における本発明におい
て、第１の直流電源Ｅ１　と第２の直流電源Ｅ２　の電
位差△Ｅを大きくすれば、始動時の先行予熱に用いるこ
とができる。すなわち、図５に示すように、直流電源Ｅ
１　，Ｅ２　の正側の交点と光放射電子管Ｇのアノード
１をつなぐラインにスイッチング素子Ｑ１　を挿入し、
先行予熱時のみオフすることで、光放射電子管Ｇに電圧
を印加せずに、先行予熱をすることができる。

【００２２】また、直流電源Ｅ１　，Ｅ２　の電圧値の
大小関係を固定せずに、Ｅ１　＞Ｅ２　と、Ｅ２　＜Ｅ
１　を交互にすることによって、光放射電子管のカソー
ドに流れる常時加熱電流を反転させることができ、カソ
ード上の赤熱の発生を抑制する効果が大きくなる。また
、電位差△Ｅを制御すれば、常時加熱電流を調整するこ
とができ、常に適正なカソード加熱を行うことができる
ものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述のように、カソードとアノ
ードを有する光放射電子管と、光放射電子管のアノード
とカソードの一端との間に電圧を印加する第１の直流電
源と、光放射電子管のアノードとカソードの他端との間
に電圧を印加する第２の直流電源と、両直流電源から供
給される２つの放電電流が光放射電子管のアノードから
カソードの両端にそれぞれ流れる２つの閉ループと、光
放射電子管のアノードとカソードの両端の間に夫々並列
に接続されたインピーダンスとから構成され、上記両直
流電源の電位をカソードが赤熱しない程度に異なった値
に設定し、カソードの両端の電位差にて該カソードに常
時加熱電流を流すようにしたものであるから、両直流電
源の電位をカソードが赤熱しない程度に異なった値に設
定することで、カソードでの放電電流と、カソードの両
端の電位差とカソードの抵抗分から決まる常時加熱電流
との加算の程度が小さくなって、カソードの赤熱部の発
生を抑え、赤熱部の発生によるランプ効率の低下、ラン
プ寿命の短縮、拘束維持率の低下を防ぐことができる効
果を奏し、また、両直流電源の電位差がカソードの両端
に印加されて、常時加熱電流を得ているため、カソード
の常時加熱のために、従来のように別途電源を必要とせ
ず、小型、軽量、低コスト、高効率を実現することがで
きる効果を奏するものである。

【００２４】また、両直流電源の値の大小関係を反転さ
せることで、カソード上の赤熱の発生を抑制する効果が
大きくなるものである。さらに、両直流電源の電位差を
制御することで、例えば、両直流電源の電位差を大きく
すれば、始動時の先行予熱等に用いることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の基本となる回路図である。

【図２】具体実施例の回路図である。

【図３】実施例２の具体回路図である。

【図４】実施例３の具体回路図である。

【図５】先行予熱をする場合の説明用回路図である。

【図６】光放射電子管の斜視図である。

【図７】従来例の回路図である。

【図８】放電電流の動作説明図である。

【図９】放電電流の動作説明図である。

【符号の説明】

１　　アノード ２　　カソード Ｇ　　光放射電子管 Ｅ１　　　第１の直流電源 Ｅ２　　　第２の直流電源 Ｉ１　　　放電電流 Ｉ２　　　放電電流 Ｚ１　　　インピーダンス Ｚ２　　　インピーダンス Ｉｆ　　常時加熱電流

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　カソードとアノードを有する光放射電
   子管と、光放射電子管のアノードとカソードの一端との
   間に電圧を印加する第１の直流電源と、光放射電子管の
   アノードとカソードの他端との間に電圧を印加する第２
   の直流電源と、両直流電源から供給される２つの放電電
   流が光放射電子管のアノードからカソードの両端にそれ
   ぞれ流れる２つの閉ループと、光放射電子管のアノード
   とカソードの両端の間に夫々並列に接続されたインピー
   ダンスとから構成され、上記両直流電源の電位をカソー
   ドが赤熱しない程度に異なった値に設定し、カソードの
   両端の電位差にて該カソードに常時加熱電流を流すよう
   にしたことを特徴とする光放射電子管点灯装置。
2. 【請求項２】　　両直流電源の値の大小関係を反転させ
   たことを特徴とする請求項１記載の光放射電子管点灯装
   置。
3. 【請求項３】　　両直流電源の電位差を制御する手段を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の光放射電子管点
   灯装置。