JPH04332498A - 放電灯点灯方法 - 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】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば高圧水銀灯やメ
タルハライドランプ等の高圧放電灯を点灯する放電灯点
灯方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば高圧水銀灯やメタルハライ
ドランプ等の高圧放電灯を正弦波で高周波点灯すると音
響的共鳴現象と称される放電の不安定性が生じることが
知られている。

【０００４】この音響的共鳴現象は、放電灯の入力電力
が時間的変化をした際、放電灯内に定在波が生じるため
に誘発されるものであり、放電灯内で発生するアークの
粗密波（進行波）と、放電灯の管璧で反射した粗密波（
反射波）の位相が揃った場合に発生するものと解析され
ている。

【０００５】このような支障を防止するために、従来例
えば特公昭６１−２１３９６号公報に示されるように、
放電灯の高周波入力電力の振幅を周期的に変化させ、共
鳴モードが一定時間継続しないようにして定在波の発生
を防止するものや、例えば特公昭６１−２０１１８号公
報に示されるように、放電灯の高周波入力電力の周波数
を周期的に変化させるものが考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に放電灯の高周波入力電力の振幅を周期的に変化させる
ものは、定在波の発生を防止する上で有効であるものの
、所望の効果が発揮されない場合があった。

【０００７】この点につき、本発明者らは解析したとこ
ろ、高周波電力の振幅を変動させるものは、微小な音響
的共鳴現象が発生する場合があり、長時間の連続点灯を
した場合等にこれが助長されて放電の不安定性が生ずる
虞があることを解明した。

【０００８】また、高周波電力の周波数を周期的に変動
させるものについても本発明者らは実験したところ、高
周波電力の振幅を変動させるものに比較して、定在波は
発生しにくくなるものの、その変動周期が極めて短いと
きには、定在波の崩れ方が小さくなる結果、放電の不安
定性が生ずることがあり、反面、変動周期を長く設定し
た場合には、安定領域が非常に小さくなり、点灯周波数
の設定裕度がなくなり実用に供し得なくなることを究明
した。

【０００９】本発明は、このような事情に基づきなされ
たもので、音響的共鳴を確実に防止でき、かつ実用的な
放電灯点灯方法を提供しようとするものである。

【００１０】［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本請求項１記載の放電灯点灯方法は、高圧放電灯に
可聴周波数以上の高周波電力を付勢させてこの高圧放電
灯を点灯させる放電灯点灯方法であって、高周波電力の
周波数は半サイクル以上１０サイクル以下の周期で変化
することを特徴とするものである。

【００１２】また、本請求項２記載の放電灯点灯方法は
、可聴周波数以上の第１の高周波電力と、この第１の高
周波電力に連続して周期的に繰返される可聴周波数以上
の第２の高周波電力を付勢させて高圧放電灯を点灯させ
る放電灯点灯方法であって、前記第１の高周波電力と第
２の高周波電力の周波数は互いに異なると共に、繰返し
時間を各々の高周波電力の半サイクル以上１０サイクル
以下としたことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、高周波電力の周波数が半サイ
クル以上の周期で変化するため、定在波の崩れ方が小さ
くなることを防止できる。また、その変化周期を１０サ
イクル以下に設定したため、不安定領域の放電が継続す
ることがなく、その結果、音響的共鳴を確実に防止でき
、かつ実用的な放電灯点灯方法を提供できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

【００１５】第１図は、本発明に適用される高周波電源
装置の一例を示す回路図であり、この電源装置１はたと
えばトランジスタインバータ回路２を有し、直流電源３
の出力を高周波電力に変換するものである。このインバ
ータ回路２は出力電圧の周波数を変化可能に構成される
もので、本実施例においては、他励式インバータであり
、一対のトランジスタ４，５、インバータトランス６を
主として構成されているものである。

【００１６】すなわち、本実施例においては、前記トラ
ンジスタ４，５のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御装置とし
て、変調装置７を用い、この変調装置７の出力によりト
ランジスタインバータ回路２の出力の周波数を周期的に
変化させるものである。

【００１７】また、前述の直流電源３は、例えば商用電
源８と、整流装置９と、平滑回路１０とから構成される
ものであるが、例えば蓄電池等に置換してもよい。

【００１８】変調装置７は、例えば第２図に示されるも
ので、供給電源７０１の半サイクルの周期で周波数が変
化するように構成されており、具体的には、降圧トラン
ス７０２、全波整流器７０３、直流電源７０４、ＶＦコ
ンバータ７０５、コンデンサ７０６、抵抗７０７、絶縁
トランス７０８によって構成されている。

【００１９】ＶＦコンバータ７０５は、入力信号の電圧
値と出力信号の周波数とが比例状態を保ちつつ、入力信
号の電圧値に応じて出力信号を変化させるものであり、
第３図に示す全波整流器７０３の出力電圧と直流電源の
出力電圧との和の電圧を入力信号としている。

【００２０】コンデンサ７０６と抵抗７０７とは前記Ｖ
Ｆコンバータ７０５の出力信号の基準周波数を決定する
ためのものであり、また、絶縁トランス７０８はＶＦコ
ンバータ７０５の出力信号をトランジスタインバータ回
路２のベースに供給するためのものである。

【００２１】したがって、ＶＦコンバータ７０５の基準
周波数を２０ＫＨｚとすれば、ＶＦコンバータ７０５は
第３図に示す入力信号に応じて出力信号の周波数を２０
ＫＨｚから連続的に変化させることができる。ただし、
全波整流器７０３の出力電圧における各半サイクル間の
零点においては連続に変化しない。

【００２２】第３図に示す入力信号において、最大値（
Ｖｐ）のとき７０ＫＨｚ、最小値（Ｖｓ）のとき２０Ｋ
Ｈｚとなるように設定すれば、ＶＦコンバータ７０５の
出力信号は同図に示すように２０ＫＨｚ〜７０ＫＨｚの
間を供給電源７０１の半サイクルの周期で連続的に変化
するものになる。

【００２３】したがって、供給電源７０１として、例え
ば２０ＫＨｚの電源とすれば、トランジスタインバータ
回路２は、２０ＫＨｚ〜７０ＫＨｚの間を２５マイクロ
秒の周期で連続的に変化する周波数の高周波電圧を出力
するものである。

【００２４】以上のように構成された電源装置１に電極
間距離５．５ｍｍの高圧放電灯１１を安定器１２を介し
て接続して点灯させたところ、第４図に示すような実験
結果が得られた。

【００２５】上記実施例によれば、同図中に斜線で示す
放電の不安定性が生じる領域が点灯周波数に応じて部分
的に存在するものの、放電灯を付勢する電圧の周波数は
、ある幅を持った領域、すなわち上記実施例の場合、２
０ＫＨｚ〜７０ＫＨｚの間を連続的に変化するものであ
るから、放電が不安定になる状態と、安定になる状態が
交互に現れることになる。

【００２６】したがって、放電が不安定になる領域にお
いても、それに隣接する安定領域の電圧に付勢されて、
放電灯の放電は安定に維持されることになる。

【００２７】このように、放電が安定に維持される理由
については明らかでないものの、放電灯内で発生するア
ークの進行波と、放電灯の管璧による反射波の波長、大
きさ、速度等が不整合となるため、不安定領域が少なく
なる上、高周波電力の周波数が短時間に変化するために
、不安定領域でのアーク発生時間が小さくなることに起
因しているものと解析される。

【００２８】以上の本実施例の比較例として、１０ｍｓ
ｅｃの周期で周波数を変化させた場合と点灯周波数を２
１ＫＨｚ一定とし振幅を６０％に周期的に変調させて点
灯した場合について、定在波の状況を試験したところ、
第５図に模擬的に示すとおり、本実施例のものは定在波
の崩れ方が大きく、音響的共鳴の抑止効果が大きいこと
が理解できる。

【００２９】また、高周波電力の周波数の変動周期を種
々変化させて音響的共鳴現象を観察したところ、その周
期を短く設定した場合には、定在波の崩れ方が小さくな
る傾向にあり、半サイクル未満の場合には、周波数を変
化させないものと同等程度の安定性しか得られないこと
が確認された。

【００３０】これは、変動周期が半サイクルよりも小さ
くなると、放電灯内で発生するアークの進行波と、放電
灯の管璧による反射波の波長、大きさ、速度等との時間
変位が少なくなるため、定在波の崩れ方が緩慢になるこ
とに起因するものと推察される。

【００３１】また、その反面、周期を長くして設定した
場合には、不安定領域における放電時間が長くなる可能
性があり、このときには、安定領域の電圧に付勢されて
も、放電灯の放電は不安定になる可能性が高く、その結
果、点灯する周波数領域が狭まる傾向にあり、実用上必
要な１０ＫＨｚの周波数幅を確保するためには、１０サ
イクル以下の周期変化に制限されることを確認した。

【００３２】以上の実施例においては、周波数が連続的
に変化するの高周波電力を用いたものについて説明して
いるが、可聴周波数以上の第１の高周波電力と、この第
１の高周波電力に連続して周期的に繰返される可聴周波
数以上の第２の高周波電力とが周期的に繰返されるよう
な高周波電力を用いても良い。

【００３３】つまり、例えば周波数が２０ＫＨｚの高周
波電力と周波数が２７ＫＨｚの高周波電力とを、それら
の周期の半サイクル以上１０サイクル以下の周期で繰り
返されるような高周波電力を放電灯に付勢するようなも
のであってもよい。

【００３４】尚、このような場合は、第１および第２の
高周波電力の周波数が、不安定領域に存在していても、
放電灯内での定在波の発生は少なくなる現象があること
を確認している。

【００３５】この理由については、明らかでないものの
、アークの進行波と、放電灯の管璧による反射波の波長
、大きさ、速度等が時間的に一致することがなくなるた
め、定在波の崩れ方がより一層顕著になることに起因す
るものと解析される。

【００３６】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
、高圧放電灯に可聴周波数以上の高周波電力を付勢させ
てこの高圧放電灯を点灯させ、さらに、高周波電力の周
波数が半サイクル以上１０サイクル以下の周期で変化す
るようにしたので、定在波の崩れ方が小さくならず、ま
た不安定領域の放電が継続することがないため、音響的
共鳴を確実に防止でき、かつ実用的な放電灯点灯方法を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される放電灯点灯回路例

【図２】
図１中の変調装置の回路例

【図３】図２中の変調装置の作用を説明するための電圧
波形図

【図４】実施例中の点灯方法に対する点灯状態を示す状
態図

【図５】実施例中の点灯方法と従来の点灯方法の場合の
定在波を示す模擬図

【符号の説明】

１・・電源装置　　　　２・・トランジスタインバータ
回路　　　　３・・直流電源 ４，５・・トランジスタ　　　　６・・インバータトラ
ンス　　　　７・・変調装置 ８・・商用電源　　　　９・・整流装置　　　　１０・
・平滑回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧放電灯に可聴周波数以上の高周波電力
   を付勢させてこの高圧放電灯を点灯させる放電灯点灯方
   法であって、前記高周波電力の周波数は半サイクル以上
   １０サイクル以下の周期で変化することを特徴とする放
   電灯点灯方法。
2. 【請求項２】可聴周波数以上の第１の高周波電力と、こ
   の第１の高周波電力に連続して周期的に繰返される可聴
   周波数以上の第２の高周波電力を付勢させて高圧放電灯
   を点灯させる放電灯点灯方法であって、前記第１の高周
   波電力と第２の高周波電力の周波数は互いに異なると共
   に、繰返し時間を各々の高周波電力の半サイクル以上１
   ０サイクル以下としたことを特徴とする放電灯点灯方法
   。