JPH08306493A - 放電ランプの始動及び作動方法及び回路装置 - Google Patents

放電ランプの始動及び作動方法及び回路装置

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JPH08306493A
JPH08306493A JP8105559A JP10555996A JPH08306493A JP H08306493 A JPH08306493 A JP H08306493A JP 8105559 A JP8105559 A JP 8105559A JP 10555996 A JP10555996 A JP 10555996A JP H08306493 A JPH08306493 A JP H08306493A
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フーバー アンドレアス
Dieter Lang
ラング ディーター
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電ランプの電極が僅かしか負荷されないよ
うな放電ランプの始動作動を可能にすること。 【解決手段】 本発明は、放電ランプ（ＥＬ）の始動及
び作動方法及び回路装置である。前記放電ランプには、
始動状態中、前記放電ランプの点灯後、定格作動状態で
前記放電ランプに給電される定格電流の実効値よりも高
い実効値の電流が給電される。始動状態中、放電ランプ
の電極に僅かしか負荷をかけないようにするために、本
発明によると、放電ランプには、始動状態で、「１」よ
り大きな波形率を有している電流が給電される。 【効果】 寿命は、著しく延びる。電極の損傷なしに、
点灯電流を急速に上昇させることができる

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプの始動
及び作動方法及び回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放電ランプ、特に高圧放電ランプの作動
は、従来技術では、ランプに、例えば、９０〜１５０Ｈ
ｚの低周波矩形波電圧が印加されるようにして始動され
る。この電圧には、点灯パルスが重畳される。ランプが
点灯すると直ぐに、遅くとも定格周波数の１／２の周期
後、ランプ電圧及びランプ電流は極性反転される。９０
Ｈｚの定格周波数の場合、５．５ｍｓ後、極性反転され
る。この時点で、電極は、電極から熱放出される温度で
ある。ランプ電圧及びランプ電流の上述の極性反転の際
ランプは、再び消えたり、又は、数ｍｓの間、１５０〜
２００Ｖの比較的高い作動電圧で、グロー放電状態で作
動したりする傾向がある。
【０００３】グロー放電は、幾つかの欠点がある。グロ
ー放電により、丁度作動中の電極から物質が著しく飛散
したり、電球が黒化（飛散物質の付着による）したりす
ることがある。更に、グロー放電により、点灯電流が著
しく低下したりもする。このようなグロー放電の不所望
な作用は、極性切り換え毎に繰り返される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の著しい欠点
は、始動作動状態中電極に給電される電流が、ほぼ
「１」の波形率（実効値／直流値の比）を有していて、
それにより、この作動状態中電極は熱的に強く負荷さ
れ、その溶融温度に迄も加熱されることにある。特に、
放電ランプに、定格作動電流よりも著しく高い始動電流
が形成された場合、特に強く負荷される。
【０００５】このような従来技術から出発して、本発明
の課題は、冒頭に記載した方法及び相応の回路装置を、
放電ランプの電極が僅かしか負荷されないような放電ラ
ンプの始動作動を可能にすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によると、この課
題は、始動状態中放電ランプに給電される電流が、
「１」より大きな波形率（比Ｉeff1／Ｉgl）を有してい
るようにすることにより解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の説明に供され
る、従来技術で、始動の際放電ランプに印加される電圧
乃至放電ランプに給電される電流の時間ダイアグラムで
ある。
【０００８】放電ランプ、特に、高圧放電ランプには、
従来技術では、作動開始時（時点ｔ0）で既に定格周波
数の交流電圧が印加されている。このことは、図１に略
示されており、その際、図１の上部には、ランプ電圧Ｕ
L（２００Ｖ／単位）が示されており、図１の下部に
は、ランプ電流ＩL（２Ａ／単位）が示されている。従
来技術による、このような作動形式では、ランプに、ス
イッチオン時点（ｔ0）から、定格周波数の電圧ＵLが印
加される。この電圧は、期間Ｔ１´で点灯パルスと重畳
される。点灯パルスは、振幅４〜４．５ｋＶ、幅１〜２
μｓを有しており、従って、点灯パルスは、図１には示
されていない（図１の１単位時間＝５０ｍｓ）。この期
間に続く期間Ｔ２´では、ランプ電圧の極性切り換え過
程でグロー放電ＧＥが発生し、その際、このグロー放電
は、電極がその放射温度に達する迄（期間Ｔ２´）発生
することがある。グロー放電の典型的な値は、１５０〜
２５０Ｖの範囲内にある。どのようなグロー放電によっ
ても、それぞれの陰極から物質が飛散され、それに相応
して、電球が黒化（飛散物質の付着による）する。
【０００９】期間Ｔ２´に続いて、ランプ電圧は、１０
〜２０Ｖから定格値以上に迄上昇し、ランプ電流は、そ
の定格値に低下する。その際、期間Ｔ１´に続く電圧Ｕ
Lの特性は、波形率Ｆ＝１の矩形状である。
【００１０】その際、以下の関係式が成立する。
【００１１】Ｆ＝Ｉeff／Ｉgl
【００１２】
【数１】
【００１３】
【数２】
【００１４】放電ランプ、特に、高圧放電ランプの常温
始動の際、出来る限り速い点灯電流乃至ランプ電流の上
昇を達成するためには、放電ランプには、本発明による
と、その点灯後最初の短い期間中（始動作動状態）、始
動作動状態に続く定格作動状態での定格電流の実効値よ
りも高い実効値Ｉｅｆｆ１の電流が給電される。特に、
始動作動状態中、ランプ出力は、ランプの定格作動出力
以上に上昇する。本発明によると、始動作動状態中、点
灯後、「１」より大きく、有利には出来る限り大きな波
形率Ｆが選定される。
【００１５】始動作動状態中、ランプ電流の周波数は、
定格作動状態の周波数よりも大きく選定される。例え
ば、図２の回路構成によると、１より大きい波形率が形
成される。
【００１６】
【実施例】図２は、本発明の回路装置の略図である。図
２に示した回路構成では、入力側に、調整装置を備えた
電源部ＳＮＴが設けられている。電源部ＳＮＴは、電圧
源ＵBattによって電圧印加されている。電源部の出力側
には、キャパシタンスＣＫが並列接続されている。この
キャパシタンスに並列に、ブリッジ装置、特に、回路素
子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の全ブリッジが接続されてい
る。Ｓ１とＳ２との間の接続点とＳ３とＳ４との接続点
との間のブリッジ分岐には、放電ランプＥＬ並びにイン
ダクタンスＬが接続されている。
【００１７】放電ランプの点灯は、少なくとも一つの付
加的な、インダクタンスＬの巻き線によって構成されて
いる点灯装置Ｚによって行うことができる。これに対し
て択一的に、ランプを、放電ランプＥＬに対して並列に
配置されていて、インダクタンスＬと共に直列共振回路
を形成するキャパシタンスＣＲを用いて点灯することも
できる。
【００１８】回路素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、制御
回路Ｃによって制御される。この制御回路は、更に、電
源ＳＮＴと接続されており、この電源は、放電ランプの
電圧印加部を形成し、放電ランプに供給される電力も調
整することができる。このため、電源ＳＮＴの出力端子
の電圧及び電流が測定され、相応の値が乗算され、形成
された実際値（ＵｘＩ）が、調整装置に供給される。そ
の際、電源ＳＮＴの出力電力の目標値を、始動作動状態
中、制御回路Ｃによって高めることができる。
【００１９】制御回路Ｃは、ブリッジ装置を本発明の方
法に応じて制御し、その際、放電ランプには、始動作動
状態中、放電ランプの点灯後、定格作動状態中放電ラン
プに給電される定格電流の実効値よりも高い実効値（Ｉ
eff1）の電流が給電され、その際、始動状態中放電ラン
プに給電される電流は、「１」より大きな波形率（比Ｉ
eff1／Ｉgl）を有している。
【００２０】これと関連して、放電ランプに始動状態中
給電される電流は、出来る限り僅かな直流値（Ｉgl）を
有しているようにすることができる。
【００２１】その際、始動作動状態中（最初の作動状
態）給電される電流は、定格作動状態中（第２の作動状
態）の作動周波数よりも高い作動周波数を有している。
【００２２】本発明による回路装置の制御回路Ｃは、最
初の作動状態（「始動作動状態」）中、ブリッジ装置の
回路素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を、比較的高い周波数
で補完的に制御する。制御回路Ｃは、第２の作動状態
（定格作動状態）中、ブリッジ装置の回路素子Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４を、比較的低い周波数で制御する。
【００２３】放電ランプの作動電圧がその定格値に達す
ると、第１の作動状態は終了する。このことは、制御回
路Ｃによって検出される。それに続いて、ランプ出力が
定格定常値に調整される第２の作動状態が行われる。そ
の際、ブリッジ作動周波数は、特に、放電ランプの音響
共振以下の比較的低い定格値に調整される。
【００２４】ブリッジ分岐内に設けられているインダク
タンスＬは、始動作動状態中の比較的大きな作動電流
中、飽和領域内で作動されるように構成することもでき
る。
【００２５】本発明による回路装置でのインダクタンス
Ｌが、飽和領域内で作動されない場合、始動作動中、矩
形波電流（Ｆ＝１）に対してほぼ１．１３の波形率を有
している三角波状ランプ作動電流が調整される。つま
り、電極の負荷は、１３％だけ軽減される。
【００２６】しかし、本発明による回路装置のインダク
タンスＬが、飽和領域内で作動される場合、第１の作動
状態、始動作動中、ランプ作動電流が調整される（その
特性については、図４に示されている）。このランプ作
動電流は、矩形波電流（Ｆ＝１）に対してほぼ１．４５
の波形率を有している。つまり、電極の負荷は、４５％
だけ軽減される。
【００２７】特に、非直線インダクタンスＬは、実質的
に、定格作動電流の実効値の２〜３倍で、非直線インダ
クタンスが飽和状態になるように選定される。
【００２８】大きな作動電流によって生じる実効透磁率
の低下、及び、それによるランプ回路内で作用するイン
ダクタンスＬの低下により、ランプ電流が、比較的強く
上昇する。
【００２９】定格作動電流、飽和電流及びブリッジ周波
数でのパラメータＬを適切に選定することによって、種
々の大きさの波形率が形成される。
【００３０】図３には、第１及び第２の作動状態での電
流特性が示されている。第１の作動状態Ｂ１では、作動
電流は、直線インダクタンスＬ並びに高い作動周波数に
より三角波特性を有しており、従って、波形率Ｆ＝１．
１３である。第２の作動状態Ｂ２では、ブリッジ回路周
波数が非常に低いので、作動電流は矩形状であり、波形
率Ｆ＝１である。
【００３１】第１の作動状態では、作動電流は、インダ
クタンスの非直線特性並びに高い作動周波数により、図
４に示されているような特性を有しているようにするこ
とができる。この作動電流は、波形率１．４５である。
第２の作動状態は、図３の作動状態と同じである。
【００３２】特に、図４に示した実施例の場合、始動作
動中、全ブリッジの作動周波数は、ほぼ２ｋＨｚに選定
されている。非直線インダクタンスＬは、不飽和状態
で、例えば、５ｍＨである。ほぼ２Ａの作動電流の場
合、インダクタンス値は、ほぼ１／５、つまり、１ｍＨ
に下がる。
【００３３】インダクタンスＬは、第１の値Ｌ´と第２
の値Ｌ´´との間で切り換えることができる。両値Ｌ
´、Ｌ´´の比Ｌ´／Ｌ´´は、２〜２０にすることが
できる。
【００３４】
【発明の効果】始動作動中、電極が実際に所要放射温度
にしか加熱されないので、放電ランプの寿命は、著しく
延びる。始動作動電流を高くすることができ、その結
果、電極の損傷なしに、点灯電流を急速に上昇させるこ
とができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術で、始動の際放電ランプに印加される
電圧乃至放電ランプに給電される電流の時間ダイアグラ
ム
【図２】本発明の回路装置の略図
【図３】本発明の方法の種々の作動状態での作動電流の
略図
【図４】非直線インダクタンスをを使用した本発明の方
法の始動作動状態中の電流特性を示す図
【符号の説明】
ＥＬ 放電ランプ Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ ブリッジ装置 Ｃ 制御装置 ＳＮＴ 電源部 Ｌ インダクタンス ＣＲ キャパシタンス Ｚ 点灯装置 ＵBatt 電圧源

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放電ランプ（ＥＬ）の始動及び作動方法
    であって、前記放電ランプには、始動作動状態中前記放
    電ランプの点灯後、定格作動状態中前記放電ランプに給
    電される定格電流の実効値よりも高い実効値（Ｉeff1）
    の電流が給電される方法において、始動作動状態中放電
    ランプに給電される電流は、「１」より大きな波形率
    （比 Ｉeff1／Ｉgl）を有していることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】 始動作動状態中放電ランプに給電される
    電流は、出来る限り僅かな直流値（Ｉgl）を有している
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 始動作動状態中放電ランプに給電される
    電流は、定格作動中の電流の周波数よりも高い周波数を
    有している請求項１〜２迄の何れか１記載の方法。
  4. 【請求項４】 放電ランプ（ＥＬ）の始動及び作動回路
    装置であって、前記放電ランプには、始動作動状態中前
    記放電ランプの点灯後、定格作動状態中前記放電ランプ
    に給電される定格電流の実効値よりも高い実効値（Ｉ
    eff1）の電流が給電されるように構成された回路装置に
    おいて、始動作動状態中放電ランプに給電される電流
    は、「１」より大きな波形率（比 Ｉeff1／Ｉgl）を有
    しているように構成することを特徴とする回路装置。
  5. 【請求項５】 ブリッジ装置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
    ４）が設けられており、前記ブリッジ装置のブリッジ回
    路には、放電ランプ（ＥＬ）及び当該放電ランプに直列
    接続されたインダクタンス（Ｌ）が設けられており、前
    記ブリッジ装置は、入力側が電源部（ＳＮＴ）と接続さ
    れていて、制御装置（Ｃ）によって制御される請求項４
    記載の回路装置。
  6. 【請求項６】 電源部（ＳＮＴ）は、放電ランプ（Ｅ
    Ｌ）に給電される電力を調整する請求項５記載の回路装
    置。
  7. 【請求項７】 制御回路（Ｃ）は、始動作動状態中、ブ
    リッジ装置のスイッチを比較的高い周波数で補完的に制
    御して、定格作動状態中、前記ブリッジ装置の前記スイ
    ッチを比較的低い周波数で補完的に制御する請求項５又
    は６記載の回路装置。
  8. 【請求項８】 制御装置（Ｃ）は、電源部（ＳＴＮ）を
    制御して、始動作動状態中、比較的高い電力を放電ラン
    プに給電させ、定格状態中、定格電力に相応する比較的
    低い電力を前記放電ランプに給電させるようにする請求
    項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 インダクタンス（Ｌ）は、非直線性であ
    って、始動作動状態中、飽和領域内で作動されるように
    選定される請求項５〜８迄の何れか１記載の回路装置。
  10. 【請求項１０】 インダクタンス（Ｌ）は、実質的に、
    定格作動電流の実効値の２倍〜３倍で、非直線性インダ
    クタンスが飽和状態になるような大きさに選定されてい
    る請求項９記載の回路装置。
  11. 【請求項１１】 インダクタンス（Ｌ）は、第１の値
    （Ｌ´）と第２の値（Ｌ´´）との間で切り換えること
    ができる請求項５〜１０迄の何れか１記載の回路装置。
  12. 【請求項１２】 放電ランプの点灯は、少なくとも一つ
    の付加的な巻き線によってインダクタンスが形成される
    点灯装置（Ｚ）によって行う請求項５〜１１迄の何れか
    １記載の回路装置。
  13. 【請求項１３】 放電ランプに並列に、キャパシタンス
    （ＣＲ）が設けられている請求項５〜１２迄の何れか１
    記載の回路装置。
JP8105559A 1995-04-27 1996-04-25 放電ランプの始動及び作動方法及び回路装置 Pending JPH08306493A (ja)

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DE19515511A DE19515511A1 (de) 1995-04-27 1995-04-27 Verfahren und Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe
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KR (1) KR100404015B1 (ja)
CA (1) CA2175143C (ja)
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