JPS5875794A - 照明システム - 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】 本発明は、電気的照明システム、特に実質的に効率が高
められた照明システムに係る。

本発明は、ハロゲン化金属、水銀蒸気、高圧又は低圧の
ナトリウム、又は螢光ランプとランプバラストとを用い
た型のシステムに特に向けられている。

前記のランプ及びそれらのランプを用いたシステムは全
て、電力全効率的に用いるということを主目的として改
良されてきた。エネルギの価格が上がったので、エネル
ギを節約する実用的で高価で効率的なシステムの必要性
についての検討が一層重要となっているが、一方使用者
の効率を上げることが一般に不満足なままとなっている
。

当業者は種々のバラスト及びシステムの形態に極めて精
通している。従って、その種々の形態のバラスト及びシ
ステムは文献において述べられてきている。特に、照明
システムの効率を高めるという目的のため、及びランプ
の平均寿命を、過去の電磁バラストにおいて経験したこ
とのある寿命以上に更に延ばすために、電気バラストは
近年開発されてきた。

更に、背景技術及び例が米国特許第４，２７７，７２６
号で与えられている。この米国特許はロバート　ブイ　
バーク（Ｒｏｂｅｒｔ　Ｖ、　Ｂｕｒｋｅ　）に対して
１９８１年７月７日に発行され、本出願人に譲渡された
。その米国特許の技術内容をここで引用する。

米国特許第４．２７７．７２６号で説明によると、電子
バラストは一般的に交流ラインの電圧を直流電圧に変換
する整流器、即ちトランジスタを含む。このトランジス
タは発振回路中に配置され、このトランジスタと変成器
とが協働し発振器の作用によって変成器の一次側に発生
したＡＣ電流を変成して変成器の２次側に高い電圧を発
生させ、ランプに電力全供給している。

手元１は、照明システムを与えることによって当該技術
の教示及び方向からの基本的出発点を与えるものと確信
する。他方、多相電力はモータの及びその他の強電機器
の電源として用いられてきたが、本出願人は本発明の多
相照明システムが予期しない程早い払い戻し期間（ｐａ
ｙ　ｂａｃ、ｋ　ｐｅｒｉｏｄ　）　ｆ与え、かつ特定
のバラスト成分の相殺を行なうということを発見した。

例として、好ましい多相バラストについて説明する。こ
のバラストは前記のシステムで使用するのに適する。本
質的に、好ましいバラストは上記で引用した米国特許第
４２７７７２６号に記載されたものを変更したものであ
る。

好ましい実施例の記載から明らかとなるように、本発明
のシステムは特定の電力処理成分（ｐｏｗｅｒ　−ｈａ
ｎｄｌｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　）の相殺に役に
立つ。従って、その結果費用が節約され、信頼性が増し
、そして効率が高くなる。

更に特に、本発明は一般に電子バラストの整流段に使用
されるフィルタを省略した。このフィルタの省略により
照明システムの全体の費用効率が実質的に向上するとい
う予期しない結果が得られた。他の従来技術のバラスト
も同様に本発明に従って変更され比較の基礎として用い
られる。

先ず第１図を参照すると、米国特許第 ４２７７７２６号に記載のバラストが示されている。こ
のバラストは、整流された直流電流及び電圧をインダク
タ３１及びキャパシタ３２．３３’に含む１π“フィル
タに結合させるために単相ＡＣＣ電源ウライン結合され
たダイオード２１，２２，２３．２４ｆ：含む全波整流
器を含むものとして示されている。

ろ波する前の全波整流直流電圧は、電源周波数の２倍の
周波数、例えば２　Ｘ　６０　Ｈ２で４８チの大きさの
重畳されたリップル電圧を有するということは当該技術
においては公知である。（この点については「ラジオ技
術のための参考データＪ　（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｄａ
ｔｅ　ＦｏｒＲａｄｉｏ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　）第４
編、ＩＴＴ％ＮＹ；１９６４、ｐ３０６全参照されたい
。）以下に第１図示の回路の構成と動作について詳述す
る。この回路は第１のＮＰＮ型トランジスタ１、第２の
ＮＰＮ型トランジスタ３、及び変成器５を含む。変成器
５は中央にタップを有する１次巻線７、低電圧フィード
バック巻線９、中央にタップを有する高電圧２次巻ａ１
１、低電圧２次巻線１３．１５及び１７並びに付加的低
電圧巻線１９を含み、その全ての巻線は２本の平行線で
示された間隙を有する磁性フェライトコア上に巻き回さ
れている。トランジスタ１のコレクタは１次巻線の一方
の端子に接続され、トランジスタ３のコレクタは１次巻
線７の他方の端子に接続されている。キャパシタ４は１
次巻線の両端子間に接続され、それによって、１次巻線
７とキャパシタ４とは、Ｌ−Ｃ弁列共振回路を成してい
る。説明のため、リードワイヤ６は回路の中性点又は共
通基準点である。ワイヤ６はトランジスタ１及び３のエ
ミッタに接続され、ツェナーダイオード８は１次巻線７
の中央のタップと両トランジスタ１及び３のエミッタと
の間に接続されている。ダイオード８はそのカソードが
１次巻線の中央のタップに接続されている状態となるよ
うな極性になっている。

以下に更に詳細に説明する。インダクタ１゜は、１次巻
線Ｔの中央のタップに接続された一方の端子を有し、そ
れによってインダクタ１０と１次巻線７とは直列になっ
ている。フィードバック巻線９の両端子は図示されてい
るようにトランジスタ１及び３のそれぞれのベースに接
続されている。前記の回路は一般的にプッシュプル型の
インバータ発振器の回路である。図の左手側に、一般的
ブ、リッジ整流器のアームａ及びｂに１２０Ｖの交流電
源を接続するための端子が備えられている。ブリッジ整
流器は４つの整流ダイオード２１゜２２．２３．及び２
４から成シ、ブリッジ整流器及び他の回路要素はブリッ
ジの両入方アーム間に接続されたバリスタ２５によって
保護されている。リセット可能な感熱回路ブレーカ２９
は、一方のリードと電気的０Ｎ−ＯＦＦ照明スイッチと
に直列に図示の１２０Ｖの交流ライン源及びブリッし整
流器の第１の入力アームに接続されている。他方の電源
リードはブリッジの他方の入力アームに直接接続されて
いる。ブリッジ整流器の一方の出力アームｄはチョーク
インダクタ３４に直列に中性点ワイヤ６に接続され、他
方の出力アームＣはインダクタ、３１の一方の端子に接
続されている。キャパシタ３２はインダクタ３１及び３
４の一方の端子に接続されている。

キャパシタ３２よシも大きな容量値を有するキャパシタ
３３はチョーク３１及び３４の出力端子間に接続されて
いる。インダクタ３１の出力端子はインダクタ１０の入
力端子に接続されている。

インダクタ３４はインダクタ３１と同じインダクタンス
値を有する。鉄心を示すＵ字形の線で示すように、両イ
ンダクタ３１及び３４は鉄を材料とする同じ鉄心上に並
置して巻１〈か２本巻きにして形成されている。これは
実用上経済的に構成するためである。なぜなら、動作中
各巻線を通って流れる電流が互いに逆方向に流れるから
である。

明らかに、ブリッジ整流器及び素子３１゜３２及び３３
から成る「π」フィルタは１２０Ｖの交流ＲＭＳ入力か
らの部分的にろ波された直流電圧及び電流を与える。

高抵抗３５はインダクタ３１の出力端子とトランジスタ
１のベースとの間に接続されている。抵抗３５はまた２
次巻線９を介してトランジスタ３のベースに接続されて
いる。

低電圧２次巻線１９はダイオード２６及びキャパシタ２
８に直列に接続され、ダイオード２６のカソード端子は
キャパシタの正極「＋」で示される端子に接続されてい
る。キャパシタ２８及び巻線１９の一方の端子は共に中
性点６に接続されている。

一般的ダーリントントランジスタ３０は各々ＮＰＮ型の
２つのトランジスタから成る。

このダーリントントランジスタでは各トランジスタのコ
レクタは共通接続され、第１のトランジスタのエミッタ
が第２のトランジスタノヘースに接続され、第２のトラ
ンジスタのエミッタが図に記号で示されている出力を与
える。ダーリントントランジスタのコレクタｆはキャパ
シタ２８の「＋」端子に接続される。ダーリントントラ
ンジスタのエミッタｇは、低抵抗３９に直列に接続され
ている０抵抗３９は、トランジスタ１のベースに接続さ
レカつ巻線９を介してトランジスタ３のベースに接続さ
れている。中程度の抵抗３６はダ−リントントランジス
タ３０のエミッタとコレクタ端子との間に接続され、抵
抗３９に対してのダーリントントランジスタ３０のシュ
ント抵抗路を与える。抵抗３７及びキャパシタ３８はイ
ンダクタ３１の出力端子と中性回路６との間の回路に直
列に接続され、Ｒ−Ｃ型タイミング回路網を成す。ツェ
ナーダイオード４０は、素子３７．３８間の接続点とダ
ーリントントランジスタ３０の制御端子りとの間に接続
されている。第１図の右側を参照すると、低電圧２次巻
線１３が第１の螢光灯４１ヒータの両端子間に接続され
、低電圧２次巻線１５は第２の螢光灯４３のヒータの両
端子間に接続されている。低、電圧２次巻線１７は並列
回路のランプ４１及び４３の残りのヒータ端子の各々に
接続されている。図示の如く、高電圧２次巻線１１の中
央のタップは保護の目的で接地され、２次巻線１１の一
方の端子は直列負荷キャパシタ４５に直列にランプ４３
のヒータ端子に接続されている。

第２のキャパシタ４７及びランプの接続はキャパシタ４
５に並列に巻線１１の一方の端子とランプ４１の対応す
るヒータカソード端子との間で行なわれている。２次巻
線１１の他方の端子は低電圧巻線１７から出ているリー
ドに共通に接続されている。また巻線１１は回路中に現
われるように各ランプの残りのカソードに印加され、キ
ャパシタ及びランプの直列結合を２次巻線に接続する。

第１図示のバラストの動作について説明する。使用者が
照明スイッチ１１４を操作して、１２０Ｖ５０又は６０
　Ｈｚ　の交流ライン電圧をダイオード２１乃至２４□
から成るブリッジ整流器に接続する。電流は感熱ブレー
カ２９を介してブリッジに流れ込む。ブリッジ整流器の
「＋」及び「−」の出力アーム間には全波整流脈動直流
電圧としての出力が現われる。

この整流電圧はインダクタ３１及びキャパシタ３２．３
３から成るπフィルタに供給される。このπフィルタは
適度のリップル成分を有する直流電圧を与えるために脈
動直流を部分的に「平滑化」又はろ波する。これは当業
者には公知の如くバラストの直流電圧源として働き、電
流を抽出する「負荷」を与えた状態においてさえ部分的
にろ波された直流電圧を与える。一般に直流電流は電源
の「＋」側から回路内に流入し、回路から中性点６を介
してもどる。インダクタ３１及びインダクタ３４は、高
周波エネ゛ルギに対して高い電気的インピーダンスを与
えるという付加的機能を有する。その高周波エネルギは
実質的に５０又は６０　Ｈｚ　のライン周波数以上であ
る。またインダクタ３１及び３４は、回路内で生じた過
渡現象がブリッジ整流回路又は交流ラインに到達しない
ようにまた入力力率を改善するようにその過度現象を発
生する。好ましくは、小さな直流電流が直流電源の＋側
力λら高抵抗３５を介してトランジスタ１及び３のベー
スに流れる。この電流は、トランジスタ１及び３によっ
て必要とされる最小ベース駆動電流を与えるのに十分で
あり、この電流はトランジスタ１及び３を発振モードで
動作させる。この発振モードにおいて、トランジスタ１
及び３は、バラストを使用し得る全ての考えられる周囲
温度において１次巻線７の各半分を介して電流を流す。

特定の動作条件において好ましい場合には発振を開始さ
せるための他の公知の手段を用いてもよい。その一方の
トランジスタが作動開始すると、直流電流がインダクタ
１０を介して１次巻線の中央タップに流れる。ここでト
ランジスタ１がバイアスされて導通又はＯＮ状態となり
、電流を１次巻線の半分及びトランジスタ１のコレクタ
を介して中性点６に流し、更に負の電力源端子にもどし
、変成器の鉄心に対応する磁束線を発生しかつ２次巻線
に電圧を誘導する。

トランジスタ３が導通状態にありトランジスタ１が非導
通状態にある時には、電流はインダクタ１０．１次巻線
の中央タップ、１次巻線の残りの半分、及びトランジス
タ３のコレフタ、コレクタに流れ、更に中性点６を介し
て電力源に再びもどる。それによって変成器の鉄心に対
応する前記と反対の極性の磁束を発生する。それは、他
方の半分の１次巻線を介して流れる電流が反対の方向で
あるからである。１次巻線を介して流れる電流が反対方
向なので、１次巻線に電流全交互に流すという動作は、
磁気的作用によって変成器の鉄心内に変化する磁場を発
生する。その交流電圧は２次巻線１１．１３．１５．９
．１７．及び１９の各々に発生する。

フィードバック巻線によってトランジスタ１．３７１−
４のトランジスタのベースに印加される電圧はトランジ
スター、３の他方のトランジスタに印加される電圧に対
して１８０゜位相がずれている。なぜならば各々のベー
スは２次巻線９の反対側の端子にそれぞれ接続、、１□
１ されている。このフィードバック電圧は一方のトランジ
スタを導通又はＯＮ状態にするようバイアスし、他方の
トランジスタ’ｚＯＦＦ状態にするようバイアスする。

１次巻線の電流が反対方向に流れた時、フィートノくツ
ク２次巻線９の電圧も反対の極性となり、従って他方の
トランジスタｉＯＮ状態にし、一方のトランジスターｊ
ｚ　Ｏ、Ｆ　Ｆ状態にするようノくイアスする。電圧フ
ィードバックのために自己保持発振においてトランジス
タ１及び３がＯＮ及びＯＦＦ状態に交互に切り換わる速
度又は周波数は発振器の周波数であり、これは回路の本
来の電気的特性によって支配される。１次巻線にもたら
された変成器の有効インダクタンス、電気“的負荷及び
キャパシタ４を含む電気的負荷によって１次巻線でトラ
ンジスタ回路に与えられたインダクタンス、キャｉ＜シ
タンス、及び抵抗等の電気的特性は本質的に並列共振Ｌ
Ｃ回路を規定し、このＬＣｌ路はその共振周波数で切り
換わり本質的にその共振周波数で高周波発振を生じる。

このインノく−タ回路では、インダクタ１０のインダク
タンスは１次巻線７の自己インダクタンスに比べて大き
な値である。即ち、インダクタ１０と１次巻線７の自己
インダクタンスとの間の比率は最小で２．５：１、最大
で１０：１乃至１００：１である。この関係により、１
次巻線に流れ込む電流は本質的に一定となる。

前記の様に、変成器動作によって発生された２次巻線１
９の低い交流電圧は、半波整流フィルタ回路内に配置さ
れた充電コンデンサ２８乃至整流器２６によって半波整
流される。

それによって、直流電圧が正の極性の符号が付されたキ
ャパシタ２８に発生される。この直流源からの電流は先
ず中程度の大きさの抵抗３６及び低抵抗３９を介してト
ランジスタ１及び３のベースに流れ、それによってそれ
らのトランジスタに付加的動作ベース駆動電流を与える
。従って、前記の抵抗３５を介して供給された極めて小
さなバイアス電流が補足される。このようにしてブリッ
ジ整流器から直情印加する代わりに駆動電流全供給する
ことによって、Ｉ２Ｒ損失及びユニットの全体の電気的
効率が向上する。

次のことに注目されたい。即ち一担螢光ランプが以下に
示すようにして作動すると、螢光ランプは負荷のかかつ
ていないキャパシタンスから２次巻線における有効抵抗
に変化する。そしてこの効果は、前記の共振回路の分離
的な負荷として、１次巻線に反射されてもどっていく。

それによって、インバータ発振器についての新しい共振
周波数となる新しい回路条件となる。

次に注目すべきことを示す。即ちこの共振回路素子とし
ての機能に加えてキャパシタ４は電気的負荷の電気的非
線形性の結果として生じ得る全ての高周波エネルギを吸
収するように働く。この電気的負荷は、他の場合におい
ては変成器５の１次巻線から２次巻線への漏れインダク
タンスによって１次巻線へ結合されてもどされる。また
キャパシタ４は、同様にインダクタ１０からその回路位
置に存在する多少の過渡現象は全て平滑化する。ツ工ナ
ーダイオード８は、アノードからカソードへの一方の方
向については通常のダイオードと同様に電流を流し、そ
の反対の方向にはその逆方向の電圧のレベルがそのダイ
オードの特徴とする逆方向ブレークダウン電圧レベルを
越すまでは逆方向に電流が流れるのを阻止するが、その
ブレークダウン電圧レベルを越えるとダイオードは電流
を逆方向に流す。ここでツェナーダイオードは通常不導
通であり、十分に大きい過渡電圧が両端子間に発生した
時にのみ逆方向に電流を流すような極性になっている。

このダイオードはそのような過渡電圧がトランジスタに
到達するの全阻止する。

２次巻線に発生した交流電圧、特に２次巻線１１の高電
圧は、巻数比Ｎ、即ち１次巻線に対する２次巻線の巻数
比と同様に１次巻線７の電圧に部分的に依存する。抵抗
３６を介してインバータトランジスタに流れる制限され
たベース駆動電流のみを供給することによって、１次巻
線の電圧及び１次巻線の電流は必然的に制限され、その
制限により、次により小さな磁場が発生し、従ってトラ
ンジスタ１及び３が完全な導通状態にある時即ち、飽和
している時に比べて小さな電圧が２次巻線１１に加わる
。巻線１３．１５及び１７に加わる交流電圧がいずれに
しても４ｖ程度に極めて低いなら、それらの巻線の目的
についてのこの制限の効果は重要ではなく、その低電圧
での電流はそのような各ヒータ巻線によって関連するラ
ンプヒータに供給される。しかしながら、キャパシタ４
５及びランプ４３、並びにキャパシタ４７及びランプ４
１から各々構成される直列負荷回路の各々に印加される
電圧は、２次巻線１１にある時間に発生される電圧がそ
れらのランプの必要な起動電圧よりも小さくなるように
なっている。この電圧は起動電圧よシも約り０％小さい
。従って巻線１１に加わる交流電圧の低い方のピーク、
即ちランプが始動する電圧以下のピーク電圧はランプカ
ソードが加熱されてもランプが起動しないという点で回
路のこの部分において重要である。

再び、第１図示のインダクタ３１の右側の端子における
直流出力について、１２０ｖの交流が回路に印加されそ
して整流された時、直流電流は抵抗３７、及びキャパシ
タ３８、タイミング回路網を介して流れる。当業者には
理解されるように、直列Ｒ−Ｃ回路が有する特性は、所
定の直流電圧φ；そのＲＣ回路に印加されると電流が抵
抗を介して流れ、ある時間キャパシタをゆっくりと充電
する。それはキャパシタに電圧が発生することかられか
る。その結果、電源の電圧レベルが均一化する。このキ
ャパシタ３８に発生した電圧は公知の様に時間に対して
対数的に変化する。キャパシタに加わる電圧が印加され
た直流源の電圧レベルの約６３％の電圧レベルまで均一
化するのに必要とされる時間は（１／ＲＣ）秒に等しい
。ここでＲは単位をオームとした抵抗値であり、Ｃは単
位をファラッドとしたキャパシタンス値である。しかし
ながら、インダクタ３１の端子に現わる電圧が一定では
なく前記の様にいくらかのリップルを含むので、回路の
時定数は前記の表現から数学的に求められた値にほぼ等
しいが、回路の正確な時定数は実験によって最も好まし
く求められる。

バラストに電圧を印加した後の時間に、キャパシタ３８
の電圧が第１の所定の電圧レベル、約２０Ｖに達する。

本出願人は、この電圧全ツェナーダイオード４０につい
ての「トリガ電圧レベル」とみなす。そして、これは１
２０Ｖの交流がバラストの入力に印加された時から約０
．１５秒後に起こる。同時に、このことは、２次巻線１
１がヒータランプを始動させるには不十分な時間ヒータ
巻線がヒータ電流をランプカソードに供給できるように
する。

その時間が経過している間、キャパシタ３８の電圧は、
ツェナーダイオード４０を１ブレークダウン」又は一般
的に使用される状態、即ちダーリントントランジスタ３
０の制御入力、ベースｈの方向へ逆方向直流電流を流す
状態に切り換える「トリガ電圧レベル」に達する。次に
、ダーリントントランジスタ３０は補助直流電源のキャ
パシタ２８からダーリントントランジスタ３０のコレク
タ及びエミッタを介しての電流の導通を開始する。

この追加の電流が抵抗３６の分流路内に流れ、更に抵抗
３９を介してスイッチングトランジスタ１及び３のベー
スへと流れる。

前記の動作モードを検討すると、ベース駆動電流が大き
くなると、各スイッチングトランジスタは前記の共振動
作モードでは高周波交流の各半周期において大電流を流
す。この時、変成器の１次巻線内にはより大きな電流が
流れ、磁心には大きな磁場が発生し、そして最後に高電
圧２次巻線、、、、１．１　’に含−む変成器の出力２
次巻線の各々に大電圧が誘導される。

再びキャパシタ３８に注目するとこのキャパシタ３８の
連続的充電が行なわれた結果、このキャパシタ３８の両
端子間の電圧が前記の閾電圧以上に上昇し、ベースｈに
おいてダーリントントランジスタ３０が大きな駆動を受
け、そのエミッタからコレクタ回路へと更に十分な導通
が行なわれる。従って、スイッチングトランジスタ１及
び３のベースにより大きなベース駆動電流が供給される
。この電流は、トランジスタ３０が飽和電流に達する時
まで増加しつづける。この電流の飽和はダーリントント
ランジスタ３０を介してトランジスタ１及び３のベース
に印加されるベース駆動電流に対しての上限を与えると
いう効果がある。

前記の様に、本来巻線１１に発生した高電圧高周波数交
流は第１のレベルを有し、このレベルはランプを始動さ
せる電圧よりも小さい。高電圧２次巻線１１の電圧は１
つのランプの必要とするランプ始動電圧、・にまで次第
にレベルが上昇する。ランプ電流は次第に更に完全に好
ましい明るさを与え始める。

正確に同一構造の螢光ランプは２つとないので、一方の
ランプは他方のランプよりも始動するのに低い電圧を必
要とし、そして一方のランプは他方のランプよりも約１
／１０秒短い時間で始動する。

従って図示の装置では、ダーリントントランジスタ３０
が電子スイッチの第１の機能を与える。このスイッチは
前記の所定の時間の後、非導通状態から導通状態に切り
換わシ、主に抵抗３６によって設定される第１のレベル
から始まる回路のインバーター発振器部分のスイッチン
グトランジスタ３に与えるベース駆動電流を増加させる
。その後でダーリントントランジスタ３０はベース駆動
レベルを高い第２レベルに壕で次第に増加させる制御増
幅器として機能する。

起動させる前には、各ランプはこのシステム内では小さ
いキャパシタンスとしての機能を示す。しかしながら、
−担始動すると、ランプは大電流を流しエネルギを消費
する。ここで直列キャパシタンスは回路内に流れる電流
を制限する働きをする。その結果、インバータ発振器の
共振周波数は高電流負荷がかかった状態において低い周
波数へとシフトする。

ダーリントントランジスタ３０がベース駆動電流を増加
しつづけるので２次巻線の電圧は第２のランプが始動す
るまで更に増加する。

次に一担第２ランプが起動すると２次巻線１１に流れる
電流が更に増加する。その結果発振器の速度又は周波数
が更に低下する。本出願人はこの動作モードを次に示す
２つの意味において「ソフト始動」とみなす０１つは、
ハムを起こす過渡現象を生じ得る２次巻線回路への大き
いサージ電流を発生させるような両ランプの同時始動を
行なわないことであり、もう１つは出力電圧が起動レベ
ルまで次第に上昇するので、他の場合に比べてそれよシ
もゆつくシ起動電流が変化するということである。私見
として、後者の結果としてランプのカソードにストレス
が加わるのが防止され、ランプの寿命が延びる。

第２図を参照されたい。本図には、本発明の好ましい実
施例のバラスト１００が図示されている。バラスト１０
０は、それぞれ６０Ｈｚ　　の交流電力源のラインφＡ
、φＢ、φＣに結合され、それによって一対の気中放電
ランプ４１．４３’ｒ点灯させている。特に、バラスト
１００はダイオード１０２，１０４゜１０６．１０８，
１１０，１１２から成る３相全波整流器を含んでいる。

この整流器は、ライン１１４，１１６の間に電源の周波
数の６倍即ち３６０Ｈ２で４．２％のリップルを有する
直流電圧を発生する。（「ラジオ技術者のための参考デ
ータ」の第３，０７頁を参照されたい。） リップル電圧を実質的に縮小することにより、第１図示
のキャパ、：シタ３２，３３及びインダクタ３１等の整
流器を省略することができる。従って、第２図示のる波
していない整流電流はインダクタ１１０と抵抗１３５と
の接続に直接結合される。

注目すべきことは、第１図示の通常のパワースイッチ１
１４を、（本出願人が発見した。）スクエア　ディー　
カムパニー（５ｑｕａｒｅ　ＤＣｏｍｐａｎｙ　）製の
クラス２５１０、タイプにの手動モータ始動スイッチ等
の３相パワースイツチによって好ましく置きかえること
もできる。このスイッチは内装用照明スイッチのために
典型的に用意される空間に一物理的に収容され得る。

前記の３相交流電力源φＡ、φＢ、φＣ及びダイオード
ブリッジ回路１０２，１０４゜１０６．１０８，１１０
，１１２以外の構成は、第１図示のものとほとんど同じ
である。

大きなインダクタ３１．３４（第１図）は第２図示の回
路には必要がない。々ぜなら、それらのインダクタ３１
．３４によって行なわれる力率の修正は、３相電力の高
力率によって相殺されてしまうから′である。一対の１
　ｍＨのインダクタが整流器とインバータとの間に結合
されている。しかし、これらのインダクタは第１図の回
路のものとは異なった目的で設けられている。即ち、そ
の目的とは、インバータ周波数が電力ラインに反射され
ることを防止することである。

ダーリントントランジスタ３０（第１図）及びそれに関
連したツェナーダイオード４０は第２図では削除されて
いる。ダーリントントランジスタ３０は第１図の単相回
路において、２つのランプが同時に起動するのを防止す
るために使用されている。このような同時点灯は、ダー
リントントランジスタ３０及びツェナーダイオード４０
が設けられていない場合キャパシタ３１（第１図）の寸
法に起因して起こる。特に、キャパシタ３３のオープン
回路電圧は、そのキャパシタ３３の必要とされる負荷電
圧を与えるために、大きくする必要がある。その大きな
オープン回路電圧は２つのランプを瞬間的に起動させる
。

第２図示の回路では、キャパシタ３３の無負荷電圧と最
大負荷電圧との間の調整が本来的に良好なので、前記ダ
ーリントントランジスタ等を設ける必要がなくなってい
る。

本発明の照明システム及びバラストは通常のシステム及
びデバイスよりも優れている多くの利点を有する。第１
に、整流フィルタを省略したことにより、直接的に費用
が節約でき、バラストの信頼性を向上することができ、
そしてバラストの効率を上げることができる。

製造費用を節約することは、２つの大型のキャパシタ３
２．３３及びインダクタ３１（第１図示）を省略するこ
とによって達成される。

３相整流器を構成するために２つのダイオードを付加し
てもさほどその費用の節約の達成の障害とはならない。

バラストの信頼性が増す理由は、省略されたキャパシタ
が一般的に電解コンデンサであり、これは当業者の知る
ところによれば信頼性の計算における統計上の［弱いリ
ンク（ｗｅａｋ　Ｌｉｎｋ　）　Ｊとして知られている
。発振器の周波数が交流電力ラインを介して反射される
のを防止するためにある型のｒｆｒＪフィルタリングを
与えることを望んだとしても、そのろ波された波形が高
周波数低エネルギーの波形なので、キャパシタ及びイン
ダクタは極めて小さくかつ安価となる。それでも、更に
インダクタに上薬をぬる工程を省略することができる。

この工程は知り得る限りの従来技術では６０　Ｈｚ　の
ハムを除去するために実施される。

バラストの効率が向上するのは、通常の固体バラストの
整流フィルタが５％までの損失を生じ得るからである。

そのようなフィルタ中のインダクタは、インダクタが本
来有する電気抵抗に起因する所謂「■２Ｒ」損失と、イ
ンダクタの鉄心中の磁束によって発生させられた電磁誘
導損失との両方、を生じる。そのようなフィルタに一般
的に用いられる電解コンデンサは前記の５チの損失のう
ちの約１チの原因となる。Ｔ’ｒｉａｄ　／　Ｖｔｒａ
ｄ部品番号Ｂ１４０Ｒ８及び８２４０Ｒ８等の通常の電
子バラスト９０−程度の効率を達成しているが、本発明
のバラストは９４乃至９５％の効率を達成することが発
見された。

前記の損失が減少することによって、バラストの動作温
度が低下する。信頼性は動作温度に反比例するので、そ
の動作温度が低下することによ、って信頼性が向上する
。

第３図乃至第５図は、本発明のシステムのバラストによ
って達成された相対的効率、電力損失、及び力率を現在
市販されている単相電気バラストのものと比較して図示
する。特に、第２図示の好ましい実施例に従って構成さ
れた本発明のバラストのプロトタイプを第７図示の多く
のテスト装置に接続した。

Ｔｒｉａｄ　／　Ｕｔｒａｄ　ｏｆ　Ｈｕｎｔｉｎｇｔ
ｏｎ　、　Ｉｎｄｉａｎｄが販売している部品番号Ｂ１
４０Ｒ８で示される１２０ｖ単相電気バラストを、第６
図示のテスト装置に接続した。同様に、Ｔｒ、ｉａｄ　
／Ｕｔｒａｄが販売する部品番号Ｂ２４０Ｒ８の２７０
■電気バラストを第６図示のテスト装置に接続した。

第３図乃至第５図示の様に、本発明のバラストは、単相
バラストよりも著しく効率的で、電力損失が小さく、そ
してより理想的な力率を与えた。

本発明のシステムによるとライン負荷は更に本質的に平
衡する。当業者は、３相電力が一般的に住宅用でない建
築物内に送られ、その位相が３つの枝のように分離し、
各校は多数のランプに独立的に給電するということが知
られている。各ブランチに等しい負荷を与えることが望
ましいが、各ブランチにある照明のバンクが独立的動作
するので、一般的にほとんど全ての「ＯＮ」及びｒＯＦ
ＦＪのバラストの組合せについて不平衡な負荷となって
しまう。対照的に、本発明のシステムは全てのバラスト
の「ＯＮ」及びｒＯＦＦＪの組合せについて本質的に平
衡している。

最後に、本発明のバラストの高効率及び平衡した負荷特
性は、−回路毎りのランプが多くなシ、それによって必
要となる配線の量が減少する。

以上の説明はもちろん例示にすぎず、本発明の範囲をそ
の例示に制限するべきではない。

本発明は特許請求の範囲によってのみ制限される。

当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく多くの
変更及び改変をすることができるということは理解され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、米国特許第４２７７７２６号に記載されたバ
ラストを説明する図であり、第２図は本発明に従って構
成された好ましい照明システムを説萌する図であり、 第３図乃至第５図は、本発明に従って構成された照明シ
ステムの効率、電力損失、及び力率をそれぞれ示す試験
データのグラフを示す図であり、 第６図及び第７図は、第３図乃至第５図に示された第１
図及び第２図の単相バラスト及び３相バラストのデータ
を得るために用いた試験回路をそれぞれ示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 気中放電ランプ・・・・・・・・・・１４１，１４３多
相電力源・・・・・・・・・・・・・・・φＡ、φＢ、
φＣバラスト・・・・・・・・・・・・・・・・・・１
００出　願　人　：　リドン　システムズ、インコーポ
レーテッド図面の浄書（内容に変更なし） ４３２− 出力電力（Ｗ） 出力電力（Ｗ） 人力電力（Ｗ） Ｆ１９Ｊ 手続補正書 昭和５７年１１月２２日 特許庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示昭和５７年　特許　願第１７８２３７号
２、　発明の名称 ３、　補正をする者 事件との関係特許出願人 ４、代理人 ５、補正の対象　　「　図　　面」 （１）別紙の如く、正式図面１通を提出致します。 １１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、起動電圧及び動作電圧を必要とする気中放電ランプ
   を含む型の照明システムに用いられ、前記起動電圧及び
   動作電圧を与える多相電力源に前記ランプを結合させる
   ことを特徴とするバラスト。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のバラストにおいて、 前記多相電力源は３相電源であること全特徴とするバラ
   スト。 ３、　多相交流電力源、 起動電圧及び動作電圧を必要とする型の複数の気中放電
   ランプ、及び 前記ランプを前記多相電力源に結合させ、かつ前記ラン
   プが起動するまで前記起動電圧を与え前記ランプが起動
   した後は動作電圧を与えるように作動するバラストを備
   えたことを特徴とする照明システム。 ４、起動電圧及び動作電圧を必要とする気中放電ランプ
   を含む型の照明システム全作動させる方法において、 多相交流電力源を前記システムに結合させる過程を含む
   ことを特徴とする照明システムを作動させる方法。