JPH0982477A - パルス発生装置 - Google Patents
パルス発生装置Info
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- JPH0982477A JPH0982477A JP23737495A JP23737495A JPH0982477A JP H0982477 A JPH0982477 A JP H0982477A JP 23737495 A JP23737495 A JP 23737495A JP 23737495 A JP23737495 A JP 23737495A JP H0982477 A JPH0982477 A JP H0982477A
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Landscapes
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- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体スイッチを用いた欠点を解消し、しかも
磁気スイッチのコア材料のばらつきが多少あっても安定
したパルス電圧を発生させることができるパルス発生装
置を提供するにある。 【解決手段】磁気スイッチ３はコンデンサ１とパルスト
ランス４の１次巻線Ｎ 1 とで閉回路を構成するもので、
コンデンサ１の電圧により飽和してインダクタンス値が
小さくなりオン動作した時にコンデンサ１の電荷を閉回
路で放電させパルストランス４の２次巻線Ｎ2 に接続し
ている高圧放電灯５の両端に高圧パルス電圧を印加する
ようになっている。そして磁気スイッチ３はコア材料と
して周波数が１０ｋＨｚでのメジャーループの損失が１
０００ｍＷ／ｃｃ以下であるアモルファス或いはファイ
メットを用いている。
磁気スイッチのコア材料のばらつきが多少あっても安定
したパルス電圧を発生させることができるパルス発生装
置を提供するにある。 【解決手段】磁気スイッチ３はコンデンサ１とパルスト
ランス４の１次巻線Ｎ 1 とで閉回路を構成するもので、
コンデンサ１の電圧により飽和してインダクタンス値が
小さくなりオン動作した時にコンデンサ１の電荷を閉回
路で放電させパルストランス４の２次巻線Ｎ2 に接続し
ている高圧放電灯５の両端に高圧パルス電圧を印加する
ようになっている。そして磁気スイッチ３はコア材料と
して周波数が１０ｋＨｚでのメジャーループの損失が１
０００ｍＷ／ｃｃ以下であるアモルファス或いはファイ
メットを用いている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス発生装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、水銀ランプ，メタルハライドラ
ンプ，高圧ナトリウムランプ等の高圧放電灯に用いられ
る高圧放電灯点灯装置では、始動電圧として高い電圧が
必要であり、イグナイタにて発生させた数ｋＶ程度のパ
ルス電圧を高圧放電灯の両端に印加して始動させてい
る。
ンプ，高圧ナトリウムランプ等の高圧放電灯に用いられ
る高圧放電灯点灯装置では、始動電圧として高い電圧が
必要であり、イグナイタにて発生させた数ｋＶ程度のパ
ルス電圧を高圧放電灯の両端に印加して始動させてい
る。
【０００３】特に、安定点灯していた高圧放電灯を消灯
直後に瞬時に再点灯させるためには、高圧放電灯の種類
によっても異なるが、一般的に数１０ｋＶ程度の非常に
高い電圧が必要となる。そのような高圧放電灯点灯装置
としては特開平２−７７７３０号公報に示されるものが
ある（図８に示す）。この高圧放電灯点灯装置は、商用
交流電源１０を投入すると、高圧放電灯５は始動してい
ないので、ａ点とｂ点との間に商用交流電源１０の電圧
が発生する。またランプ電流が流れていないため、一次
側にランプ電流を流すランプ電流検出用カレントトラン
スＴ4 の二次側には電圧が発生せず、それを受けて制御
回路１３は非点灯と判別し、商用交流電源１０の所定の
位相に３端子交流制御素子Ｑ1が所定時間オンするよう
なオン信号を３端子交流制御素子Ｑ1 のゲートに印加す
る。尚制御回路１３は電源トランスＴ3 を介して電源供
給を受けている。
直後に瞬時に再点灯させるためには、高圧放電灯の種類
によっても異なるが、一般的に数１０ｋＶ程度の非常に
高い電圧が必要となる。そのような高圧放電灯点灯装置
としては特開平２−７７７３０号公報に示されるものが
ある（図８に示す）。この高圧放電灯点灯装置は、商用
交流電源１０を投入すると、高圧放電灯５は始動してい
ないので、ａ点とｂ点との間に商用交流電源１０の電圧
が発生する。またランプ電流が流れていないため、一次
側にランプ電流を流すランプ電流検出用カレントトラン
スＴ4 の二次側には電圧が発生せず、それを受けて制御
回路１３は非点灯と判別し、商用交流電源１０の所定の
位相に３端子交流制御素子Ｑ1が所定時間オンするよう
なオン信号を３端子交流制御素子Ｑ1 のゲートに印加す
る。尚制御回路１３は電源トランスＴ3 を介して電源供
給を受けている。
【０００４】すると商用交流電源１０、トランスＴ1 の
一次巻線、インダクタ１４、コンデンサ１５、３端子交
流制御素子Ｑ1 の閉ループに振動電流が流れる。その
際、トランスＴ1 の一次巻線に発生する電圧は二次巻線
により数ｋＶ程度の電圧に昇圧され、ａ点−ｂ点間には
商用交流電源１０に前記数ｋＶ程度の昇圧電圧が重畳さ
れた電圧が現れる。
一次巻線、インダクタ１４、コンデンサ１５、３端子交
流制御素子Ｑ1 の閉ループに振動電流が流れる。その
際、トランスＴ1 の一次巻線に発生する電圧は二次巻線
により数ｋＶ程度の電圧に昇圧され、ａ点−ｂ点間には
商用交流電源１０に前記数ｋＶ程度の昇圧電圧が重畳さ
れた電圧が現れる。
【０００５】この電圧によりコンデンサ１６に電荷が充
電され、コンデンサ１６の両端電圧が２端子交流制御素
子Ｑ2 のオン電圧に到達すると、２端子交流制御素子Ｑ
2 がオンし、コンデンサ１６、インダクタ１７、トラン
スＴ2 の一次巻線、２端子交流制御素子Ｑ2 、コンデン
サ１８の閉ループに振動電流が流れる。その際、トラン
スＴ2 の二次巻線に発生する電圧がトランスＴ2 で数１
０ｋＶ程度に昇圧され、高圧放電灯５の両端には前記数
１０ｋＶ程度の昇圧電圧が重畳された電圧が発生し、高
圧放電灯５は始動点灯する。
電され、コンデンサ１６の両端電圧が２端子交流制御素
子Ｑ2 のオン電圧に到達すると、２端子交流制御素子Ｑ
2 がオンし、コンデンサ１６、インダクタ１７、トラン
スＴ2 の一次巻線、２端子交流制御素子Ｑ2 、コンデン
サ１８の閉ループに振動電流が流れる。その際、トラン
スＴ2 の二次巻線に発生する電圧がトランスＴ2 で数１
０ｋＶ程度に昇圧され、高圧放電灯５の両端には前記数
１０ｋＶ程度の昇圧電圧が重畳された電圧が発生し、高
圧放電灯５は始動点灯する。
【０００６】ところで高圧放電灯５には瞬時再始動させ
るために非常に高いピーク値を持ち且つパルス幅を持つ
高電圧を必要とするものがあるが、上記従来例ではコン
デンサ１６の耐圧に限界があるため、２端子交流制御素
子Ｑ2 のオン電圧を大きくするにも限界がある。そのた
めトランスＴ2 の昇圧比を大きくしなければならず、例
えばトランスＴ2 の一次巻線のインダクタンスが同じの
ままとすればトランスＴ2 の形状が大きくなり、逆に形
状を大きくしないようにすると一次巻線のインダクタン
スが小さくなるという問題がある。またパルス幅τを確
保するためには、コンデンサ１６の容量を大きくしなけ
ればならないが、トランスＴ2 の一次巻線のインダクタ
ンス値が相対的に小さくなり、それとともにコンデンサ
１６の容量が相対的に大きくなると、２端子交流制御素
子Ｑ2 がオンした時の振動電流がおおきなって半導体ス
イッチ素子からなる２端子交流制御素子Ｑ2 の定格電流
を越えてしまうという問題がある。
るために非常に高いピーク値を持ち且つパルス幅を持つ
高電圧を必要とするものがあるが、上記従来例ではコン
デンサ１６の耐圧に限界があるため、２端子交流制御素
子Ｑ2 のオン電圧を大きくするにも限界がある。そのた
めトランスＴ2 の昇圧比を大きくしなければならず、例
えばトランスＴ2 の一次巻線のインダクタンスが同じの
ままとすればトランスＴ2 の形状が大きくなり、逆に形
状を大きくしないようにすると一次巻線のインダクタン
スが小さくなるという問題がある。またパルス幅τを確
保するためには、コンデンサ１６の容量を大きくしなけ
ればならないが、トランスＴ2 の一次巻線のインダクタ
ンス値が相対的に小さくなり、それとともにコンデンサ
１６の容量が相対的に大きくなると、２端子交流制御素
子Ｑ2 がオンした時の振動電流がおおきなって半導体ス
イッチ素子からなる２端子交流制御素子Ｑ2 の定格電流
を越えてしまうという問題がある。
【０００７】このように上記従来例では色々な問題点が
存在している。そこで図９に示すような磁気スイッチ３
を用いた回路を用いることが提案されている。この図９
の回路ではコンデンサ１と、負荷１９と磁気スイッチ３
とを直列に接続して閉回路を構成し、コンデンサ１と並
列に充電電源２０を接続している。ここで、磁気スイッ
チ３の飽和時、充電電源１３によりコンデンサ１に蓄積
された電荷が放電して、負荷１９に大電流が流れる。
存在している。そこで図９に示すような磁気スイッチ３
を用いた回路を用いることが提案されている。この図９
の回路ではコンデンサ１と、負荷１９と磁気スイッチ３
とを直列に接続して閉回路を構成し、コンデンサ１と並
列に充電電源２０を接続している。ここで、磁気スイッ
チ３の飽和時、充電電源１３によりコンデンサ１に蓄積
された電荷が放電して、負荷１９に大電流が流れる。
【０００８】このため、磁気スイッチ３の飽和時のイン
ダクタンスが大きい場合、磁気スイッチ３を流れる電流
Ｉの周期が長くなって、減流作用が働くため、磁気スイ
ッチ３のコアを大きくする、或いは、コイルの巻回を一
層巻にする等の飽和時のインダクタンスを低減する試み
が実施されている。ここで、負荷１９として、コンデン
サ１及び磁気スイッチ３と直列にパルストランスの一次
巻線を接続し、そのパルストランスの二次巻線に高圧放
電灯を接続した場合、高圧放電灯にの始動に必要なエネ
ルギー、即ち、高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に必要な
ピーク値と高圧放電灯の始動性確保のためのパルス幅を
持つパルス電圧を印加しなればならない。
ダクタンスが大きい場合、磁気スイッチ３を流れる電流
Ｉの周期が長くなって、減流作用が働くため、磁気スイ
ッチ３のコアを大きくする、或いは、コイルの巻回を一
層巻にする等の飽和時のインダクタンスを低減する試み
が実施されている。ここで、負荷１９として、コンデン
サ１及び磁気スイッチ３と直列にパルストランスの一次
巻線を接続し、そのパルストランスの二次巻線に高圧放
電灯を接続した場合、高圧放電灯にの始動に必要なエネ
ルギー、即ち、高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に必要な
ピーク値と高圧放電灯の始動性確保のためのパルス幅を
持つパルス電圧を印加しなればならない。
【０００９】このため、従来の磁気スイッチ３では、こ
のエネルギーを確保できない可能性があるので、放電電
流を大きくする必要があるが、放電によるノイズの問題
や使用するコンデンサの電流耐量の問題がある。一方、
図１０に示すようなＥＥ型のコア形状を有する磁気スイ
ッチが従来から用いられているが、このようなＥＥ型の
コア形状では、巻線が積層巻で巻かれているので、トロ
イダルコアで一層巻した場合よりも磁路１２が短いた
め、飽和時のインダクタンスが大きくなるという問題が
ある。
のエネルギーを確保できない可能性があるので、放電電
流を大きくする必要があるが、放電によるノイズの問題
や使用するコンデンサの電流耐量の問題がある。一方、
図１０に示すようなＥＥ型のコア形状を有する磁気スイ
ッチが従来から用いられているが、このようなＥＥ型の
コア形状では、巻線が積層巻で巻かれているので、トロ
イダルコアで一層巻した場合よりも磁路１２が短いた
め、飽和時のインダクタンスが大きくなるという問題が
ある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ＨＩＤランプ
等の高圧放電灯の始動電圧の最大値Ｖmax は、高圧放電
灯の寿命を考慮して、始動電圧の最小値Ｖmin の１．２
倍以内に抑えている、即ち、始動電圧のバラツキは±１
０％以内に抑えている。このため、始動電圧のバラツキ
を±１０％以内に抑える必要がある。従って、部品の特
性のバラツキ、特に、磁気スイッチ等の電磁装置におい
ては、損失などの磁気特性のバラツキを低減する必要が
ある。ところが、磁気材料の損失のバラツキは３０％程
度あり、始動電圧のバラツキの原因となっている。ま
た、放電灯点灯装置の始動電圧を得るためのパルス発生
装置は放電灯の周辺に配置されており、最高使用温度は
１２０℃程度になるため、磁気スイッチ等の電磁装置の
温度特性が安定していることも必要になる。
等の高圧放電灯の始動電圧の最大値Ｖmax は、高圧放電
灯の寿命を考慮して、始動電圧の最小値Ｖmin の１．２
倍以内に抑えている、即ち、始動電圧のバラツキは±１
０％以内に抑えている。このため、始動電圧のバラツキ
を±１０％以内に抑える必要がある。従って、部品の特
性のバラツキ、特に、磁気スイッチ等の電磁装置におい
ては、損失などの磁気特性のバラツキを低減する必要が
ある。ところが、磁気材料の損失のバラツキは３０％程
度あり、始動電圧のバラツキの原因となっている。ま
た、放電灯点灯装置の始動電圧を得るためのパルス発生
装置は放電灯の周辺に配置されており、最高使用温度は
１２０℃程度になるため、磁気スイッチ等の電磁装置の
温度特性が安定していることも必要になる。
【００１１】また、パルス発生装置の負荷には、高圧放
電灯の前段にトランス或いはパルストランスが介されて
いるが、これらトランスの騒音を防止するためには、人
間の可聴周波数領域が２ｋＨｚ以下であることから、パ
ルス電圧発生装置の駆動周波数は１０ｋＨｚ以上にする
必要がある。また、ＥＥ型のコア形状を有する磁気スイ
ッチでは、磁気スイッチ３の磁束量を一定にして飽和時
のインダクタンスを小さくしようとすると、巻線を減ら
して、コアの断面積を大きくするか、又は、コアの磁路
を長くする必要があり、磁気スイッチが大型化するとい
う問題が発生する。
電灯の前段にトランス或いはパルストランスが介されて
いるが、これらトランスの騒音を防止するためには、人
間の可聴周波数領域が２ｋＨｚ以下であることから、パ
ルス電圧発生装置の駆動周波数は１０ｋＨｚ以上にする
必要がある。また、ＥＥ型のコア形状を有する磁気スイ
ッチでは、磁気スイッチ３の磁束量を一定にして飽和時
のインダクタンスを小さくしようとすると、巻線を減ら
して、コアの断面積を大きくするか、又は、コアの磁路
を長くする必要があり、磁気スイッチが大型化するとい
う問題が発生する。
【００１２】本発明は上記の問題点に鑑みて為されたも
ので、請求項１、２の発明の目的とするところは半導体
スイッチを用いた欠点を解消し、しかも磁気スイッチの
コア材料のばらつきが多少あっても安定したパルス電圧
を発生させることができるパルス発生装置を提供するに
ある。請求項３の発明の目的とするところは、請求項１
乃至請求項２の発明の目的に加えて、大型化することな
く磁気スイッチの飽和時のインダクタンスを小さくし、
十分なエネルギー確保を可能としたパルス発生装置を提
供するにある。
ので、請求項１、２の発明の目的とするところは半導体
スイッチを用いた欠点を解消し、しかも磁気スイッチの
コア材料のばらつきが多少あっても安定したパルス電圧
を発生させることができるパルス発生装置を提供するに
ある。請求項３の発明の目的とするところは、請求項１
乃至請求項２の発明の目的に加えて、大型化することな
く磁気スイッチの飽和時のインダクタンスを小さくし、
十分なエネルギー確保を可能としたパルス発生装置を提
供するにある。
【００１３】請求項４の発明の目的とするところは、請
求項１乃至請求項３の発明の目的に加えて低騒音のパル
ス発生装置を提供するものである。請求項５の発明の目
的とするところは、請求項１乃至請求項４の発明の目的
に加えて高圧放電灯の始動装置を実現するパルス発生装
置を提供するものである。請求項６及び請求項７の発明
の目的とするところは、請求項５の発明の目的に加え
て、高圧放電灯の始動を確実に行うのに必要なエネルギ
ーを得ることができるパルス発生装置を提供するにあ
る。
求項１乃至請求項３の発明の目的に加えて低騒音のパル
ス発生装置を提供するものである。請求項５の発明の目
的とするところは、請求項１乃至請求項４の発明の目的
に加えて高圧放電灯の始動装置を実現するパルス発生装
置を提供するものである。請求項６及び請求項７の発明
の目的とするところは、請求項５の発明の目的に加え
て、高圧放電灯の始動を確実に行うのに必要なエネルギ
ーを得ることができるパルス発生装置を提供するにあ
る。
【００１４】請求項８及び請求項９の発明の目的とする
ところは、請求項６及び請求項７の発明の目的に加え
て、充放電を行うコンデンサの電流耐量を抑えることが
でき且つ放電に伴うノイズの発生を抑制できるパルス発
生装置を提供するにある。
ところは、請求項６及び請求項７の発明の目的に加え
て、充放電を行うコンデンサの電流耐量を抑えることが
でき且つ放電に伴うノイズの発生を抑制できるパルス発
生装置を提供するにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１の発明では、コンデンサとパルストランスの
一次巻線と磁気スイッチのコイルとで閉回路を構成し、
磁気スイッチの飽和時にコンデンサの電荷を閉回路で放
出させてパルストランスの二次巻線に高圧のパルスを発
生させるパルス発生装置において、磁気スイッチのコア
の材料として、周波数１０ｋＨｚにおけるメジャールー
プの損失が１０００ｍＷ／ｃｃ以下のコア材料を用いた
ことを特徴とする。
に請求項１の発明では、コンデンサとパルストランスの
一次巻線と磁気スイッチのコイルとで閉回路を構成し、
磁気スイッチの飽和時にコンデンサの電荷を閉回路で放
出させてパルストランスの二次巻線に高圧のパルスを発
生させるパルス発生装置において、磁気スイッチのコア
の材料として、周波数１０ｋＨｚにおけるメジャールー
プの損失が１０００ｍＷ／ｃｃ以下のコア材料を用いた
ことを特徴とする。
【００１６】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記磁気スイッチのコアの材料としてアモルファ
ス或いはファインメットを用いたことを特徴とする。請
求項３の発明では、請求項１乃至２の発明において、前
記磁気スイッチのコアをトロイダルコアで構成するとと
もに、前記コイルを一層巻でコアに巻回して成ることを
特徴とする。
いて、前記磁気スイッチのコアの材料としてアモルファ
ス或いはファインメットを用いたことを特徴とする。請
求項３の発明では、請求項１乃至２の発明において、前
記磁気スイッチのコアをトロイダルコアで構成するとと
もに、前記コイルを一層巻でコアに巻回して成ることを
特徴とする。
【００１７】請求項４の発明では、請求項１乃至３の発
明において、前記閉回路によるコンデンサ放電の周波数
が２ｋＨｚ以上であることを特徴とする。請求項５の発
明では、請求項１乃至４の発明において、前記パルスト
ランスの二次巻線で発生するパルス電圧を高圧放電灯に
印加することを特徴とする。請求項６の発明では、請求
項５の発明において、前記高圧放電灯は点灯手段により
点灯電力が供給されるとともに前記点灯手段の二次出力
電圧にパルストランスの二次巻線で発生するパルス電圧
が重畳した電圧が印加されるものであって、前記コンデ
ンサを充電する充電手段の周波数を前記点灯手段の電源
の周波数より高くするとともに、前記閉回路における前
記コンデンサの放電周波数を前記充電周波数よりも高く
し、且つ前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
と前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値
とを持つパルス電圧が得られる値に前記磁気スイッチの
飽和時のインダクタンスを設定したことを特徴とする。
明において、前記閉回路によるコンデンサ放電の周波数
が２ｋＨｚ以上であることを特徴とする。請求項５の発
明では、請求項１乃至４の発明において、前記パルスト
ランスの二次巻線で発生するパルス電圧を高圧放電灯に
印加することを特徴とする。請求項６の発明では、請求
項５の発明において、前記高圧放電灯は点灯手段により
点灯電力が供給されるとともに前記点灯手段の二次出力
電圧にパルストランスの二次巻線で発生するパルス電圧
が重畳した電圧が印加されるものであって、前記コンデ
ンサを充電する充電手段の周波数を前記点灯手段の電源
の周波数より高くするとともに、前記閉回路における前
記コンデンサの放電周波数を前記充電周波数よりも高く
し、且つ前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
と前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値
とを持つパルス電圧が得られる値に前記磁気スイッチの
飽和時のインダクタンスを設定したことを特徴とする。
【００１８】請求項７の発明では、請求項５の発明にお
いて、前記高圧放電灯は点灯手段により点灯電力が供給
されるとともに前記点灯手段の二次出力電圧にパルスト
ランスの二次巻線で発生するパルス電圧が重畳した電圧
が印加されるものであって、前記コンデンサを充電する
充電手段の周波数を前記点灯手段の電源の周波数より高
くするとともに、前記閉回路における前記コンデンサの
放電周波数を前記充電周波数よりも高くし、空芯コイル
を前記磁気スイッチと前記パルストランスの一次巻線と
の間に挿入して前記磁気スイッチの飽和時のインダクタ
ンスと前記空芯コイルのインダクタンスの和を、前記高
圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅と前記高圧放電
灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値とを持つパルス
電圧が得られる値に設定したことを特徴とする。
いて、前記高圧放電灯は点灯手段により点灯電力が供給
されるとともに前記点灯手段の二次出力電圧にパルスト
ランスの二次巻線で発生するパルス電圧が重畳した電圧
が印加されるものであって、前記コンデンサを充電する
充電手段の周波数を前記点灯手段の電源の周波数より高
くするとともに、前記閉回路における前記コンデンサの
放電周波数を前記充電周波数よりも高くし、空芯コイル
を前記磁気スイッチと前記パルストランスの一次巻線と
の間に挿入して前記磁気スイッチの飽和時のインダクタ
ンスと前記空芯コイルのインダクタンスの和を、前記高
圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅と前記高圧放電
灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値とを持つパルス
電圧が得られる値に設定したことを特徴とする。
【００１９】請求項８の発明では、請求項６の発明にお
いて、前記磁気スイッチの飽和時のインダクタンスをＬ
MSとし、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
をτ min とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充
分なピーク値をＶ2Pmin とし、前記パルストランスの一
次巻線のインダクタンスをＬ1 とし、前記コンデンサの
容量をＣとし、前記コンデンサに充電される電圧のピー
ク値をＶｃとし、前記パルストランスの一次巻線と二次
巻線との巻線比をｎとしたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１）・Ｌ1 という関係を満足することを特徴とする。
いて、前記磁気スイッチの飽和時のインダクタンスをＬ
MSとし、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
をτ min とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充
分なピーク値をＶ2Pmin とし、前記パルストランスの一
次巻線のインダクタンスをＬ1 とし、前記コンデンサの
容量をＣとし、前記コンデンサに充電される電圧のピー
ク値をＶｃとし、前記パルストランスの一次巻線と二次
巻線との巻線比をｎとしたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１）・Ｌ1 という関係を満足することを特徴とする。
【００２０】請求項９の発明では、請求項７の発明にお
いて、前記磁気スイッチの飽和時のインダクタンスをＬ
MSとし、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
をτ min とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充
分なピーク値をＶ2Pmin とし、前記パルストランスの一
次巻線のインダクタンスをＬ1 とし、前記コンデンサの
容量をＣとし、前記コンデンサに充電される電圧のピー
ク値をＶｃとし、前記パルストランスの一次巻線と二次
巻線との巻線比をｎとし、前記空芯コイルのインダクタ
ンスをＬ0 としたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS＋Ｌ0 ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１）・Ｌ1 という関係を満足することを特徴とする。
いて、前記磁気スイッチの飽和時のインダクタンスをＬ
MSとし、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
をτ min とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充
分なピーク値をＶ2Pmin とし、前記パルストランスの一
次巻線のインダクタンスをＬ1 とし、前記コンデンサの
容量をＣとし、前記コンデンサに充電される電圧のピー
ク値をＶｃとし、前記パルストランスの一次巻線と二次
巻線との巻線比をｎとし、前記空芯コイルのインダクタ
ンスをＬ0 としたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS＋Ｌ0 ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１）・Ｌ1 という関係を満足することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明を用いる実施形態を図面を
参照して説明する。 （実施形態１）図１に、高圧放電灯点灯装置の始動用の
パルス発生装置を構成する本実施形態の回路図を示す。
参照して説明する。 （実施形態１）図１に、高圧放電灯点灯装置の始動用の
パルス発生装置を構成する本実施形態の回路図を示す。
【００２２】本実施形態の電磁装置を構成する磁気スイ
ッチ３はそのコイル７とコンデンサ１とパルストランス
４の一次巻線Ｎ1 とで閉回路を構成するもので、コンデ
ンサ１の電圧により飽和してインダクタンス値が小さく
なりオン動作する。このオン動作によりコンデンサ１の
電荷が閉回路で放電されパルストランス４の二次巻線Ｎ
2 に接続している高圧放電灯５の両端に高圧パルス電圧
を印加するようになっている。コンデンサ１は充電電源
（図示せず）により充電されるようになっている。尚磁
気スイッチ３のコイル７に並列に接続されている抵抗２
は、磁気スイッチ３の損失抵抗である。磁気スイッチ３
の損失が大きい場合、抵抗２は小さくなる。ここで、抵
抗２が小さい、即ち、磁気スイッチ３の損失が大きい場
合、磁気スイッチ３が飽和する以前に、コンデンサ１か
ら漏れ電流Ｉｅが抵抗２を介して流れる。このため、コ
ンデンサ１には、充電電源から供給される電圧による充
電速度が遅れ、低い電圧で磁気スイッチ３が飽和し、パ
ルストランス４の一次側に発生する電圧が低下するのは
勿論のこと、パルストランス４の二次側に接続された高
圧放電灯５に供給されるパルス電圧も低下する。
ッチ３はそのコイル７とコンデンサ１とパルストランス
４の一次巻線Ｎ1 とで閉回路を構成するもので、コンデ
ンサ１の電圧により飽和してインダクタンス値が小さく
なりオン動作する。このオン動作によりコンデンサ１の
電荷が閉回路で放電されパルストランス４の二次巻線Ｎ
2 に接続している高圧放電灯５の両端に高圧パルス電圧
を印加するようになっている。コンデンサ１は充電電源
（図示せず）により充電されるようになっている。尚磁
気スイッチ３のコイル７に並列に接続されている抵抗２
は、磁気スイッチ３の損失抵抗である。磁気スイッチ３
の損失が大きい場合、抵抗２は小さくなる。ここで、抵
抗２が小さい、即ち、磁気スイッチ３の損失が大きい場
合、磁気スイッチ３が飽和する以前に、コンデンサ１か
ら漏れ電流Ｉｅが抵抗２を介して流れる。このため、コ
ンデンサ１には、充電電源から供給される電圧による充
電速度が遅れ、低い電圧で磁気スイッチ３が飽和し、パ
ルストランス４の一次側に発生する電圧が低下するのは
勿論のこと、パルストランス４の二次側に接続された高
圧放電灯５に供給されるパルス電圧も低下する。
【００２３】図２に、磁気スイッチ３のコア材料を変
え、各コア材料について、１０ｋＨｚにおける単位体積
当たりの損失とパルス電圧との関係を調べた結果を示
す。ここで、図中のパルス電圧はパルストランス４の二
次電圧Ｖ2 を始動電圧の最大値Ｖ max で除して規格化し
た値であり、単位体積当たりの損失は、磁気スイッチと
して駆動させた時の損失である。コアは飽和磁束密度近
くまで磁化されるので、メジャーループの損失となる。
え、各コア材料について、１０ｋＨｚにおける単位体積
当たりの損失とパルス電圧との関係を調べた結果を示
す。ここで、図中のパルス電圧はパルストランス４の二
次電圧Ｖ2 を始動電圧の最大値Ｖ max で除して規格化し
た値であり、単位体積当たりの損失は、磁気スイッチと
して駆動させた時の損失である。コアは飽和磁束密度近
くまで磁化されるので、メジャーループの損失となる。
【００２４】図２より、磁気スイッチ３のコア材料の損
失が、例えば、Ａ点にある場合、材料損失のバラツキが
±３０％あったとしてもパルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax のバラ
ツキはほとんどないが、コア材料の損失がＢ点にある場
合、損失のバラツキが±３０％あるとパルス電圧Ｖ2 ／
Ｖmax には±２０％のバラツキが発生する。従って、図
２より、周波数が１０ｋＨｚにおけるコア材料の損失
は、１０００ｍＷ／ｃｃ以下とする必要がある。またパ
ルストランス４の騒音発生を防止するためには駆動周波
数を可聴周波数以上、望ましくは１０ｋＨｚ以上にする
必要がある。従ってＡ、Ｃ，Ｄ，Ｅに対応するコア材料
が望ましく、具体的にはＣのＭｎ−Ｚ系フェライト、Ｄ
のファインメット、ＥのＦｅ系アモルファスの場合に限
られることが分かった。そして磁気スイッチ３のコア材
料をフェライト、アモルファス、又は、ファインメット
とした場合、材料の損失のばらつきが±３０％あったと
しても、パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax のバラツキは数％以内
とすることができる。尚図２中Ｆは８０％Ｎｉパーマロ
イの場合を、Ｂは珪素鋼板の場合を示す。
失が、例えば、Ａ点にある場合、材料損失のバラツキが
±３０％あったとしてもパルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax のバラ
ツキはほとんどないが、コア材料の損失がＢ点にある場
合、損失のバラツキが±３０％あるとパルス電圧Ｖ2 ／
Ｖmax には±２０％のバラツキが発生する。従って、図
２より、周波数が１０ｋＨｚにおけるコア材料の損失
は、１０００ｍＷ／ｃｃ以下とする必要がある。またパ
ルストランス４の騒音発生を防止するためには駆動周波
数を可聴周波数以上、望ましくは１０ｋＨｚ以上にする
必要がある。従ってＡ、Ｃ，Ｄ，Ｅに対応するコア材料
が望ましく、具体的にはＣのＭｎ−Ｚ系フェライト、Ｄ
のファインメット、ＥのＦｅ系アモルファスの場合に限
られることが分かった。そして磁気スイッチ３のコア材
料をフェライト、アモルファス、又は、ファインメット
とした場合、材料の損失のばらつきが±３０％あったと
しても、パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax のバラツキは数％以内
とすることができる。尚図２中Ｆは８０％Ｎｉパーマロ
イの場合を、Ｂは珪素鋼板の場合を示す。
【００２５】さてＭｎ−Ｚ系フェライト、ファインメッ
ト、Ｆｅ系アモルファスのコア材料の周囲温度に対する
パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax の関係は図３に示すようにな
る。磁気スイッチ３は上述したように周囲温度を１２０
℃まで考慮しなければならないが、図３よりキュリー温
度が２００℃程度のフェライト（Ａ）では１２０℃にお
いて、パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax が低下し、またこれによ
りパルス電圧のばらつきも大きくなることが分かる。キ
ューリー温度が高いアモルファス（Ｂ）、ファイメント
（Ｃ）では、パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax が安定と言える。
この図３より１２０℃までの周囲温度で、パルス電圧Ｖ
2 ／Ｖmax を安定できる磁気スイッチ３のコア材料のキ
ュリー温度は図３で破線により示す３００℃以上である
ことが言える。
ト、Ｆｅ系アモルファスのコア材料の周囲温度に対する
パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax の関係は図３に示すようにな
る。磁気スイッチ３は上述したように周囲温度を１２０
℃まで考慮しなければならないが、図３よりキュリー温
度が２００℃程度のフェライト（Ａ）では１２０℃にお
いて、パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax が低下し、またこれによ
りパルス電圧のばらつきも大きくなることが分かる。キ
ューリー温度が高いアモルファス（Ｂ）、ファイメント
（Ｃ）では、パルス電圧Ｖ2 ／Ｖmax が安定と言える。
この図３より１２０℃までの周囲温度で、パルス電圧Ｖ
2 ／Ｖmax を安定できる磁気スイッチ３のコア材料のキ
ュリー温度は図３で破線により示す３００℃以上である
ことが言える。
【００２６】而して本実施形態の磁気スイッチ３ではコ
ア材料を周波数が１０ｋＨｚでのメジャーループの損失
が１０００ｍＷ／ｃｃ以下である材料を用いる。特にア
モルファス或いはファイメットからなるコアを用いる。 （実施形態２）磁気スイッチ３のコア６の形状としては
従来の技術で説明したようにＥＥ型があるが、この場合
図１０に示すようにコイル７を積層巻で巻回し、コア６
が飽和した後のインダクタンスは磁路１２が短いため大
きくなる。
ア材料を周波数が１０ｋＨｚでのメジャーループの損失
が１０００ｍＷ／ｃｃ以下である材料を用いる。特にア
モルファス或いはファイメットからなるコアを用いる。 （実施形態２）磁気スイッチ３のコア６の形状としては
従来の技術で説明したようにＥＥ型があるが、この場合
図１０に示すようにコイル７を積層巻で巻回し、コア６
が飽和した後のインダクタンスは磁路１２が短いため大
きくなる。
【００２７】そこで本実施形態の磁気スイッチ３では、
図４に示すように実施形態１のコア材料からなるトロイ
ダルコア６’を用いてコイル７を一層巻としている。つ
まり磁気スイッチ３の飽和時のインダクタンスを小さく
し、そのスイッチ動作の所謂きれを良好にすることがで
き、高周波に適し、且つ大型化を防ぐことができる。尚
図１０に示すようなＥＥ型のコア６を用いた磁気スイッ
チ３のインダクタンスを小さくしようとすると、コイル
７の巻数を減らしてコアの断面積を大きくするか、或い
はコア６の磁路長を大きくする必要があり、この場合、
磁気スイッチ３は非常に大型化してしまうことになる。
図４に示すように実施形態１のコア材料からなるトロイ
ダルコア６’を用いてコイル７を一層巻としている。つ
まり磁気スイッチ３の飽和時のインダクタンスを小さく
し、そのスイッチ動作の所謂きれを良好にすることがで
き、高周波に適し、且つ大型化を防ぐことができる。尚
図１０に示すようなＥＥ型のコア６を用いた磁気スイッ
チ３のインダクタンスを小さくしようとすると、コイル
７の巻数を減らしてコアの断面積を大きくするか、或い
はコア６の磁路長を大きくする必要があり、この場合、
磁気スイッチ３は非常に大型化してしまうことになる。
【００２８】従って本実施形態のようにトロイダルコア
６’を用いることが好ましい。尚使用するパルス発生装
置の回路構成は例えば図１の回路を用いる。 （実施形態３）本実形態は高圧放電灯点灯装置に用いた
もので、電磁装置たる磁気スイッチ３は実施形態１或い
は２におけるコア材料、構造を有する磁気スイッチ３か
らなり、図５に示すように充電回路を構成する高周波電
源１０の出力端間に接続されたコンデンサ１と、パルス
トランス４の一次巻線Ｎ1 との間にコイル７を挿入して
使用される。
６’を用いることが好ましい。尚使用するパルス発生装
置の回路構成は例えば図１の回路を用いる。 （実施形態３）本実形態は高圧放電灯点灯装置に用いた
もので、電磁装置たる磁気スイッチ３は実施形態１或い
は２におけるコア材料、構造を有する磁気スイッチ３か
らなり、図５に示すように充電回路を構成する高周波電
源１０の出力端間に接続されたコンデンサ１と、パルス
トランス４の一次巻線Ｎ1 との間にコイル７を挿入して
使用される。
【００２９】磁気スイッチ３は高周波電源１０の出力電
圧により飽和（この時の磁気スイッチ３のインダクタン
スをＬMSとする）すると、オン動作してコンデンサ１に
蓄積された電荷をコンデンサ１、パルストランス４の一
次巻線Ｎ1 、磁気スイッチ３、コンデンサ１の閉回路で
放電させる。この放電により閉回路には電流Ｉが流れ、
この電流Ｉによりパルストランス４の一次巻線Ｎ1 に電
圧が発生し、この電圧は二次巻線Ｎ2 により昇圧されて
パルス電圧として負荷側に印加される。つまりパルス電
圧は商用交流電源１０の電圧に重畳して高圧放電灯５に
印加され、高圧放電灯５を始動させる。
圧により飽和（この時の磁気スイッチ３のインダクタン
スをＬMSとする）すると、オン動作してコンデンサ１に
蓄積された電荷をコンデンサ１、パルストランス４の一
次巻線Ｎ1 、磁気スイッチ３、コンデンサ１の閉回路で
放電させる。この放電により閉回路には電流Ｉが流れ、
この電流Ｉによりパルストランス４の一次巻線Ｎ1 に電
圧が発生し、この電圧は二次巻線Ｎ2 により昇圧されて
パルス電圧として負荷側に印加される。つまりパルス電
圧は商用交流電源１０の電圧に重畳して高圧放電灯５に
印加され、高圧放電灯５を始動させる。
【００３０】高圧放電灯５が始動すると、商用交流電源
１０から安定器９、パルストランス４の二次巻線Ｎ2 、
高圧放電灯５の閉回路でランプ電流が流れ、高圧放電灯
５は安定点灯する。ここで高圧放電灯５を始動させるの
に必要なエネルギーは高圧放電灯５無いのガスの絶縁破
壊に必要な電圧のピーク値Ｖ2Pと、始動を確保するパル
ス電圧のパルス幅τで決定される。最低必要なエネルギ
ーを決定する条件をＶ2Pmin 、τmi n として、ピーク値
Ｖ2Pを得る条件を考えると、まず高周波電源８より印加
される電圧はそれを受けるコンデンサ１の耐圧で決ま
る。コンデンサ１の電圧をＶｃとすると、磁気スイッチ
３が飽和した後、パルストランス４の一次巻線Ｎ1 には
電圧Ｖｃに略等しい電圧のピーク値が印加されることに
なる。従ってパルストランス４の一次巻線Ｎ1 と二次巻
線Ｎ2 の巻線比は ｎ＝Ｎ2 ／Ｎ1 ≧Ｖ2Pmin ／Ｖｃ …（１） を満たさねばならない。但し二次巻線Ｎ2 は高圧放電灯
５の点灯中に流れるランプ電流により、インピーダンス
電圧を持つことになる。このインピーダンス電圧が大き
すぎると、ランプ電流がゼロクロスの付近で流れ難くな
り、高圧放電灯５の立ち消えの問題が起きるため、イン
ピーダンス電圧に制限ができる。つまり二次巻線Ｎ2 の
巻数に制限ができる。これらの要因により各巻線Ｎ1 、
Ｎ2 の巻数は略決定される。このとき一次巻線Ｎ1 のイ
ンダクタンスをＬ1 とする。
１０から安定器９、パルストランス４の二次巻線Ｎ2 、
高圧放電灯５の閉回路でランプ電流が流れ、高圧放電灯
５は安定点灯する。ここで高圧放電灯５を始動させるの
に必要なエネルギーは高圧放電灯５無いのガスの絶縁破
壊に必要な電圧のピーク値Ｖ2Pと、始動を確保するパル
ス電圧のパルス幅τで決定される。最低必要なエネルギ
ーを決定する条件をＶ2Pmin 、τmi n として、ピーク値
Ｖ2Pを得る条件を考えると、まず高周波電源８より印加
される電圧はそれを受けるコンデンサ１の耐圧で決ま
る。コンデンサ１の電圧をＶｃとすると、磁気スイッチ
３が飽和した後、パルストランス４の一次巻線Ｎ1 には
電圧Ｖｃに略等しい電圧のピーク値が印加されることに
なる。従ってパルストランス４の一次巻線Ｎ1 と二次巻
線Ｎ2 の巻線比は ｎ＝Ｎ2 ／Ｎ1 ≧Ｖ2Pmin ／Ｖｃ …（１） を満たさねばならない。但し二次巻線Ｎ2 は高圧放電灯
５の点灯中に流れるランプ電流により、インピーダンス
電圧を持つことになる。このインピーダンス電圧が大き
すぎると、ランプ電流がゼロクロスの付近で流れ難くな
り、高圧放電灯５の立ち消えの問題が起きるため、イン
ピーダンス電圧に制限ができる。つまり二次巻線Ｎ2 の
巻数に制限ができる。これらの要因により各巻線Ｎ1 、
Ｎ2 の巻数は略決定される。このとき一次巻線Ｎ1 のイ
ンダクタンスをＬ1 とする。
【００３１】次にパルス幅τを得る条件を考えてみる。
磁気スイッチ３の飽和時のインダクタンスＬMSが無視で
きる程度に小さい場合、パルス幅τはコンデンサ１（容
量値をＣとする）と前記インダクタンスＬ1 の共振周波
数によって決まる。よって次式（２）（３）を満たさな
くてはならない。
磁気スイッチ３の飽和時のインダクタンスＬMSが無視で
きる程度に小さい場合、パルス幅τはコンデンサ１（容
量値をＣとする）と前記インダクタンスＬ1 の共振周波
数によって決まる。よって次式（２）（３）を満たさな
くてはならない。
【００３２】
【数１】
【００３３】しかし、コンデンサ１は容量Ｃが大き過ぎ
ると、高周波電流からの電流Ｉ0 が大きくなって、電源
容量が持たなくなるため、コンデンサ１の容量Ｃの最大
値が決められるが、これが（３）式を満たすのは困難で
ある。またコンデンサ１の容量Ｃが大きいと、電流Ｉ1
のピーク値が大きくなり、コデンサ１の電流耐量を越え
てしまう。また放電によるノイズも大きくなる。
ると、高周波電流からの電流Ｉ0 が大きくなって、電源
容量が持たなくなるため、コンデンサ１の容量Ｃの最大
値が決められるが、これが（３）式を満たすのは困難で
ある。またコンデンサ１の容量Ｃが大きいと、電流Ｉ1
のピーク値が大きくなり、コデンサ１の電流耐量を越え
てしまう。また放電によるノイズも大きくなる。
【００３４】ここで図５の回路において、磁気スイッチ
３の飽和時のインダクタンスＬMSを可変させて高圧放電
灯５にパルス電圧を印加させ、パルス電圧のピーク値Ｖ
2P及びパルス幅τを調べてみた。図６はその結果を示し
ており、図６から分かるようにインダクタンスＬMSを大
きくなると、ピーク値Ｖ2Pは減少し、パルス幅τは逆に
増加する。インダクタンスＬMSが大きくなると、ピーク
値Ｖ2Pが減少する理由は磁気スイッチ３が飽和した時、
コンデンサ１の電圧Ｖｃがパルストランス４の一次巻線
Ｎ1（インダクタンスＬ1 ）と、磁気スイッチ３（イン
ダクタンスＬMS）とに分圧されるためであり、インダク
タンスＬMSの値はＶ2Pmin を確保できるＬMSmax 以内に
しなければならない。またインダクタンスＬMSが大きく
なると、パルス幅τが増加するが、これは式（２）のイ
ンダクタンスＬ1 の値が、Ｌ1 →Ｌ1 ＋ＬMSになるため
であり、インダクタンスＬMSの値をパルス幅τmin を確
保できるＬMSmi n 以上にする必要がある。
３の飽和時のインダクタンスＬMSを可変させて高圧放電
灯５にパルス電圧を印加させ、パルス電圧のピーク値Ｖ
2P及びパルス幅τを調べてみた。図６はその結果を示し
ており、図６から分かるようにインダクタンスＬMSを大
きくなると、ピーク値Ｖ2Pは減少し、パルス幅τは逆に
増加する。インダクタンスＬMSが大きくなると、ピーク
値Ｖ2Pが減少する理由は磁気スイッチ３が飽和した時、
コンデンサ１の電圧Ｖｃがパルストランス４の一次巻線
Ｎ1（インダクタンスＬ1 ）と、磁気スイッチ３（イン
ダクタンスＬMS）とに分圧されるためであり、インダク
タンスＬMSの値はＶ2Pmin を確保できるＬMSmax 以内に
しなければならない。またインダクタンスＬMSが大きく
なると、パルス幅τが増加するが、これは式（２）のイ
ンダクタンスＬ1 の値が、Ｌ1 →Ｌ1 ＋ＬMSになるため
であり、インダクタンスＬMSの値をパルス幅τmin を確
保できるＬMSmi n 以上にする必要がある。
【００３５】次式（４）乃至（６）は磁気スイッチ３が
飽和した時のインダクタンスＬMSの条件を示す。
飽和した時のインダクタンスＬMSの条件を示す。
【００３６】
【数２】
【００３７】これによりコンデンサ１の容量Ｃを下げる
ことができ、コンデンサＣの電流耐量及びノイズの発生
を抑制することができる。以上のように本実施形態では
磁気スイッチ３の飽和時のインダクタンスＬMSをＶ
2Pmin を確保できるＬMSmax 以下、で且つτmin を確保
できるＬMSmin 以上にすることによってのみ、高圧放電
灯５を始動させるのに必要なエネルギーが得られ、まコ
ンデンサ１の電流耐量を抑え且つノイズを抑えることが
できる。
ことができ、コンデンサＣの電流耐量及びノイズの発生
を抑制することができる。以上のように本実施形態では
磁気スイッチ３の飽和時のインダクタンスＬMSをＶ
2Pmin を確保できるＬMSmax 以下、で且つτmin を確保
できるＬMSmin 以上にすることによってのみ、高圧放電
灯５を始動させるのに必要なエネルギーが得られ、まコ
ンデンサ１の電流耐量を抑え且つノイズを抑えることが
できる。
【００３８】（実施形態４）本実施形態では図７に示す
ように図５の回路において、磁気スイッチ３とパルスト
ランス４の一次巻線Ｎ1 との間に空心コイル１１を直列
に挿入して磁気スイッチ３と空心コイル１１とで電磁装
置を構成している。本実施形態では空心コイル１１のイ
ンダクタンスＬ0 で、磁気スイッチ３の飽和時のインダ
クタンスＬMSを補うところに特徴がある。インダクタン
スＬMSとインダクタンスＬ0 との条件は次式（７）によ
り示される。
ように図５の回路において、磁気スイッチ３とパルスト
ランス４の一次巻線Ｎ1 との間に空心コイル１１を直列
に挿入して磁気スイッチ３と空心コイル１１とで電磁装
置を構成している。本実施形態では空心コイル１１のイ
ンダクタンスＬ0 で、磁気スイッチ３の飽和時のインダ
クタンスＬMSを補うところに特徴がある。インダクタン
スＬMSとインダクタンスＬ0 との条件は次式（７）によ
り示される。
【００３９】
【数３】
【００４０】つまり、ＬMS＋Ｌ0 がＶ2Pmin を確保でき
るインダクタンス以下で且つパルス幅τmin を確保でき
るインダクタンスス以上にすることにより実施形態３と
同様の効果を得ることができる。
るインダクタンス以下で且つパルス幅τmin を確保でき
るインダクタンスス以上にすることにより実施形態３と
同様の効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】請求項１の発明は、コンデンサとパルス
トランスの一次巻線と磁気スイッチのコイルとで閉回路
を構成し、磁気スイッチの飽和時にコンデンサの電荷を
閉回路で放出させてパルストランスの二次巻線に高圧の
パルスを発生させるパルス発生装置において、磁気スイ
ッチのコアの材料として、周波数１０ｋＨｚにおけるメ
ジャーループの損失が１０００ｍＷ／ｃｃ以下のコア材
料を用いたので、半導体スイッチを用いた欠点を解消
し、しかも磁気スイッチのコア材料のばらつきが多少あ
っても安定したパルス電圧を発生させることができ、ま
たパルス電圧が安定するため、パルストランスの二次巻
線を増やしたりする必要がないという効果がある。
トランスの一次巻線と磁気スイッチのコイルとで閉回路
を構成し、磁気スイッチの飽和時にコンデンサの電荷を
閉回路で放出させてパルストランスの二次巻線に高圧の
パルスを発生させるパルス発生装置において、磁気スイ
ッチのコアの材料として、周波数１０ｋＨｚにおけるメ
ジャーループの損失が１０００ｍＷ／ｃｃ以下のコア材
料を用いたので、半導体スイッチを用いた欠点を解消
し、しかも磁気スイッチのコア材料のばらつきが多少あ
っても安定したパルス電圧を発生させることができ、ま
たパルス電圧が安定するため、パルストランスの二次巻
線を増やしたりする必要がないという効果がある。
【００４２】特に請求項２の発明は、請求項１の発明に
おいて、前記磁気スイッチのコアの材料としてアモルフ
ァス或いはファインメットを用いたので、高温の周囲温
度でも安定したパルス電圧を発生させることができると
いう効果がある。請求項３の発明は、請求項１乃至２の
発明において、前記磁気スイッチのコアをトロイダルコ
アで構成するとともに、前記コイルを一層巻でコアに巻
回してあるので、大型化することなく磁気スイッチの飽
和時のインダクタンスを小さくし、十分なエネルギー確
保を可能とするという効果がある。
おいて、前記磁気スイッチのコアの材料としてアモルフ
ァス或いはファインメットを用いたので、高温の周囲温
度でも安定したパルス電圧を発生させることができると
いう効果がある。請求項３の発明は、請求項１乃至２の
発明において、前記磁気スイッチのコアをトロイダルコ
アで構成するとともに、前記コイルを一層巻でコアに巻
回してあるので、大型化することなく磁気スイッチの飽
和時のインダクタンスを小さくし、十分なエネルギー確
保を可能とするという効果がある。
【００４３】請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明
において、前記閉回路によるコンデンサ放電の周波数が
２ｋＨｚ以上であるので、低騒音のパルス発生装置を実
現できる。請求項５の発明は、請求項１乃至４の発明に
おいて、前記パルストランスの二次巻線で発生するパル
ス電圧を高圧放電灯に印加するので、高圧放電灯を始動
させる始動装置を実現できるという効果がある。
において、前記閉回路によるコンデンサ放電の周波数が
２ｋＨｚ以上であるので、低騒音のパルス発生装置を実
現できる。請求項５の発明は、請求項１乃至４の発明に
おいて、前記パルストランスの二次巻線で発生するパル
ス電圧を高圧放電灯に印加するので、高圧放電灯を始動
させる始動装置を実現できるという効果がある。
【００４４】請求項６の発明は、前記高圧放電灯は点灯
手段により点灯電力が供給されるとともに前記点灯手段
の二次出力電圧にパルストランスの二次巻線で発生する
パルス電圧が重畳した電圧が印加されるものであって、
前記コンデンサを充電する充電手段の周波数を前記点灯
手段の電源の周波数より高くするとともに、前記閉回路
における前記コンデンサの放電周波数を前記充電周波数
よりも高くし、且つ前記高圧放電灯の始動性確保に充分
なパルス幅と前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分
なピーク値とを持つパルス電圧が得られる値に前記磁気
スイッチの飽和時のインダクタンスを設定したので、ま
た請求項７の発明は、前記高圧放電灯は点灯手段により
点灯電力が供給されるとともに前記点灯手段の二次出力
電圧にパルストランスの二次巻線で発生するパルス電圧
が重畳した電圧が印加されるものであって、前記コンデ
ンサを充電する充電手段の周波数を前記点灯手段の電源
の周波数より高くするとともに、前記閉回路における前
記コンデンサの放電周波数を前記充電周波数よりも高く
し、空芯コイルを前記磁気スイッチと前記パルストラン
スの一次巻線との間に挿入して前記磁気スイッチの飽和
時のインダクタンスと前記空芯コイルのインダクタンス
の和を、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
と前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値
とを持つパルス電圧が得られる値に設定したので、高圧
放電灯の始動を確実に行うのに必要なエネルギーを得る
ことができる始動装置を実現できるという効果がある。
手段により点灯電力が供給されるとともに前記点灯手段
の二次出力電圧にパルストランスの二次巻線で発生する
パルス電圧が重畳した電圧が印加されるものであって、
前記コンデンサを充電する充電手段の周波数を前記点灯
手段の電源の周波数より高くするとともに、前記閉回路
における前記コンデンサの放電周波数を前記充電周波数
よりも高くし、且つ前記高圧放電灯の始動性確保に充分
なパルス幅と前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分
なピーク値とを持つパルス電圧が得られる値に前記磁気
スイッチの飽和時のインダクタンスを設定したので、ま
た請求項７の発明は、前記高圧放電灯は点灯手段により
点灯電力が供給されるとともに前記点灯手段の二次出力
電圧にパルストランスの二次巻線で発生するパルス電圧
が重畳した電圧が印加されるものであって、前記コンデ
ンサを充電する充電手段の周波数を前記点灯手段の電源
の周波数より高くするとともに、前記閉回路における前
記コンデンサの放電周波数を前記充電周波数よりも高く
し、空芯コイルを前記磁気スイッチと前記パルストラン
スの一次巻線との間に挿入して前記磁気スイッチの飽和
時のインダクタンスと前記空芯コイルのインダクタンス
の和を、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅
と前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値
とを持つパルス電圧が得られる値に設定したので、高圧
放電灯の始動を確実に行うのに必要なエネルギーを得る
ことができる始動装置を実現できるという効果がある。
【００４５】請求項８の発明は、前記磁気スイッチの飽
和時のインダクタンスをＬMSとし、前記高圧放電灯の始
動性確保に充分なパルス幅をτmin とし、前記高圧放電
灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値をＶ2Pmin と
し、前記パルストランスの一次巻線のインダクタンスを
Ｌ1 とし、前記コンデンサの容量をＣとし、前記コンデ
ンサに充電される電圧のピーク値をＶｃとし、前記パル
ストランスの一次巻線と二次巻線との巻線比をｎとした
とき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１〕・Ｌ1 という関係を満足するので、また請求項９の発明は、前
記磁気スイッチの飽和時のインダクタンスをＬMSとし、
前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅をτmin
とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピー
ク値をＶ2Pmin とし、前記パルストランスの一次巻線の
インダクタンスをＬ1 とし、前記コンデンサの容量をＣ
とし、前記コンデンサに充電される電圧のピーク値をＶ
ｃとし、前記パルストランスの一次巻線と二次巻線との
巻線比をｎとし、前記空芯コイルのインダクタンスをＬ
0 としたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS＋Ｌ0 ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１〕・Ｌ1 という関係を満足するので、高圧放電灯の始動を確実に
行うのに必要なエネルギーを得ることができる始動装置
を実現できる上に、充放電を行うコンデンサの電流耐量
を抑えることができ且つ放電に伴うノイズの発生を抑制
できるという効果がある。
和時のインダクタンスをＬMSとし、前記高圧放電灯の始
動性確保に充分なパルス幅をτmin とし、前記高圧放電
灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値をＶ2Pmin と
し、前記パルストランスの一次巻線のインダクタンスを
Ｌ1 とし、前記コンデンサの容量をＣとし、前記コンデ
ンサに充電される電圧のピーク値をＶｃとし、前記パル
ストランスの一次巻線と二次巻線との巻線比をｎとした
とき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１〕・Ｌ1 という関係を満足するので、また請求項９の発明は、前
記磁気スイッチの飽和時のインダクタンスをＬMSとし、
前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅をτmin
とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピー
ク値をＶ2Pmin とし、前記パルストランスの一次巻線の
インダクタンスをＬ1 とし、前記コンデンサの容量をＣ
とし、前記コンデンサに充電される電圧のピーク値をＶ
ｃとし、前記パルストランスの一次巻線と二次巻線との
巻線比をｎとし、前記空芯コイルのインダクタンスをＬ
0 としたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS＋Ｌ0 ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１〕・Ｌ1 という関係を満足するので、高圧放電灯の始動を確実に
行うのに必要なエネルギーを得ることができる始動装置
を実現できる上に、充放電を行うコンデンサの電流耐量
を抑えることができ且つ放電に伴うノイズの発生を抑制
できるという効果がある。
【図１】実施形態１の回路構成図である。
【図２】同上の磁気スイッチのコア材料の損失とパルス
電圧の関係説明図である。
電圧の関係説明図である。
【図３】同上の磁気スイッチのコア材料の温度とパルス
電圧の関係説明図である。
電圧の関係説明図である。
【図４】実施形態２の磁気スイッチの斜視図である。
【図５】実施形態３の回路構成図である。
【図６】同上の磁気スイッチの特性説明図である。
【図７】実施形態４の回路構成図である。
【図８】従来例の回路構成図である。
【図９】別の従来例の回路構成図である。
【図１０】磁気スイッチの一例の説明図である。
１ コンデンサ ２ 抵抗 ３ 磁気スイッチ ４ パルストランス ５ 高圧放電灯 Ｎ1 一次巻線 Ｎ2 二次巻線 Ｉｅ 漏れ電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江里口 裕康 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 鴨井 武志 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】コンデンサとパルストランスの一次巻線と
磁気スイッチのコイルとで閉回路を構成し、磁気スイッ
チの飽和時にコンデンサの電荷を閉回路で放出させてパ
ルストランスの二次巻線に高圧のパルスを発生させるパ
ルス発生装置において、磁気スイッチのコアの材料とし
て、周波数１０ｋＨｚにおけるメジャーループの損失が
１０００ｍＷ／ｃｃ以下のコア材料を用いたことを特徴
とするパルス発生装置。 - 【請求項２】前記磁気スイッチのコアの材料としてアモ
ルファス或いはファインメットを用いたことを特徴とす
る請求項１記載のパルス発生装置。 - 【請求項３】前記磁気スイッチのコアをトロイダルコア
で構成するとともに、前記コイルを一層巻でコアに巻回
して成ることを特徴とする請求項１乃至２記載のパルス
発生装置。 - 【請求項４】前記閉回路によるコンデンサ放電の周波数
が２ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１乃至３
記載のパルス発生装置。 - 【請求項５】前記パルストランスの二次巻線で発生する
パルス電圧を高圧放電灯に印加することを特徴とする請
求項１乃至４記載のパルス発生装置。 - 【請求項６】前記高圧放電灯は点灯手段により点灯電力
が供給されるとともに前記点灯手段の二次出力電圧にパ
ルストランスの二次巻線で発生するパルス電圧が重畳し
た電圧が印加されるものであって、前記コンデンサを充
電する充電手段の周波数を前記点灯手段の電源の周波数
より高くするとともに、前記閉回路における前記コンデ
ンサの放電周波数を前記充電周波数よりも高くし、且つ
前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅と前記高
圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値とを持つ
パルス電圧が得られる値に前記磁気スイッチの飽和時の
インダクタンスを設定したことを特徴とする請求項５記
載のパルス発生装置。 - 【請求項７】前記高圧放電灯は点灯手段により点灯電力
が供給されるとともに前記点灯手段の二次出力電圧にパ
ルストランスの二次巻線で発生するパルス電圧が重畳し
た電圧が印加されるものであって、前記コンデンサを充
電する充電手段の周波数を前記点灯手段の電源の周波数
より高くするとともに、前記閉回路における前記コンデ
ンサの放電周波数を前記充電周波数よりも高くし、空芯
コイルを前記磁気スイッチと前記パルストランスの一次
巻線との間に挿入して前記磁気スイッチの飽和時のイン
ダクタンスと前記空芯コイルのインダクタンスの和を、
前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパルス幅と前記高
圧放電灯内のガスの絶縁破壊に充分なピーク値とを持つ
パルス電圧が得られる値に設定したことを特徴とする請
求項５記載のパルス発生装置。 - 【請求項８】前記磁気スイッチの飽和時のインダクタン
スをＬMSとし、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパ
ルス幅をτmin とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破
壊に充分なピーク値をＶ2Pmin とし、前記パルストラン
スの一次巻線のインダクタンスをＬ1 とし、前記コンデ
ンサの容量をＣとし、前記コンデンサに充電される電圧
のピーク値をＶｃとし、前記パルストランスの一次巻線
と二次巻線との巻線比をｎとしたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS ≦〔（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１〕・Ｌ1 という関係を満足することを特徴とする請求項６記載の
パルス発生装置。 - 【請求項９】前記磁気スイッチの飽和時のインダクタン
スをＬMSとし、前記高圧放電灯の始動性確保に充分なパ
ルス幅をτmin とし、前記高圧放電灯内のガスの絶縁破
壊に充分なピーク値をＶ2Pmin とし、前記パルストラン
スの一次巻線のインダクタンスをＬ1 とし、前記コンデ
ンサの容量をＣとし、前記コンデンサに充電される電圧
のピーク値をＶｃとし、前記パルストランスの一次巻線
と二次巻線との巻線比をｎとし、前記空芯コイルのイン
ダクタンスをＬ0 としたとき、 （τmin ／π）2 ・（１／Ｃ）−Ｌ1 ≦ＬMS＋Ｌ0 ≦（（ｎ・ＶC ／Ｖ2pmin ）−１〕・Ｌ1 という関係を満足することを特徴とする請求項７記載の
パルス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23737495A JPH0982477A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23737495A JPH0982477A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | パルス発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982477A true JPH0982477A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17014446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23737495A Pending JPH0982477A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0982477A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104267223A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 云南电网公司普洱供电局 | 一种低压多频率及幅度混合试验源发生装置 |
| CN110739935A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-01-31 | 长沙魔豆智能科技有限公司 | 一种脉冲发生器及脉冲发生方法 |
| CN117039387A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-11-10 | 重庆大学 | 一种用于短脉冲功率线性叠加的平衡变换功率定向耦合器 |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP23737495A patent/JPH0982477A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104267223A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 云南电网公司普洱供电局 | 一种低压多频率及幅度混合试验源发生装置 |
| CN110739935A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-01-31 | 长沙魔豆智能科技有限公司 | 一种脉冲发生器及脉冲发生方法 |
| CN110739935B (zh) * | 2019-10-16 | 2023-08-25 | 长沙魔豆智能科技有限公司 | 一种脉冲发生器及脉冲发生方法 |
| CN117039387A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-11-10 | 重庆大学 | 一种用于短脉冲功率线性叠加的平衡变换功率定向耦合器 |
| CN117039387B (zh) * | 2023-07-21 | 2025-05-06 | 重庆大学 | 一种用于短脉冲功率线性叠加的平衡变换功率定向耦合器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040621 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050531 |