JPS5910035B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
- Publication number
- JPS5910035B2 JPS5910035B2 JP49017822A JP1782274A JPS5910035B2 JP S5910035 B2 JPS5910035 B2 JP S5910035B2 JP 49017822 A JP49017822 A JP 49017822A JP 1782274 A JP1782274 A JP 1782274A JP S5910035 B2 JPS5910035 B2 JP S5910035B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- discharge lamp
- current
- source
- lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放電灯点灯装置に関するものでありその目的と
するところは高効率の点灯が可能でしかも回路に低耐圧
の部品を使用できて小形安価とすることができると共に
放電灯を流れる電流波形を改善して、電源利用率を高め
ることができ、しかも直流点灯によつて生じる管端部の
黒化やランプ寿命の低下などを防止できるようにした放
電灯点灯装置を提供するにある。
するところは高効率の点灯が可能でしかも回路に低耐圧
の部品を使用できて小形安価とすることができると共に
放電灯を流れる電流波形を改善して、電源利用率を高め
ることができ、しかも直流点灯によつて生じる管端部の
黒化やランプ寿命の低下などを防止できるようにした放
電灯点灯装置を提供するにある。
放電灯は一般に負性抵抗特性を有するため、安定な点灯
を接続するためには電流制限要素が必要であるといわれ
ているが、しかし最近、放電灯の有する動特性を利用し
、定電圧源から限流要素を介さないで直接放電灯を点灯
させる方式が報告されている。
を接続するためには電流制限要素が必要であるといわれ
ているが、しかし最近、放電灯の有する動特性を利用し
、定電圧源から限流要素を介さないで直接放電灯を点灯
させる方式が報告されている。
本発明は上記のような限流要素を有しない点灯回路に関
するものであつて、一般に放電灯に電圧を加えた時、電
流の立ち上がりに可成りの時間的遅れがあるという所謂
放電灯の動特性を利用したものである。即ち、この動特
性は次の様に表わされるものであつて、管内イオンによ
るランプコンダクタンスｇの時間的増加率は、ランプ電
流ｉとランプ電圧りとの積に比例し、その減少率は、コ
ンダクタンスｇに比例する。これを式で表わすと（二α
ｖｉ−β ｇ・・・・・・・・・・・・１ここでｇ
：： ｉ ／ り ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・
・ ・ ・２α、β：放電灯固有の定数しかして例え
ば４０ｗ用蛍光灯においてランプ電圧を急激に１０％高
くしたとき、ランプ電流がもとの２倍に増加するまでの
時間を上記１２式をもとに計算してみると、およそ１．
６ｍＳｅｃになり、この後も電流は増加し続けて遂には
逸走することになる。
するものであつて、一般に放電灯に電圧を加えた時、電
流の立ち上がりに可成りの時間的遅れがあるという所謂
放電灯の動特性を利用したものである。即ち、この動特
性は次の様に表わされるものであつて、管内イオンによ
るランプコンダクタンスｇの時間的増加率は、ランプ電
流ｉとランプ電圧りとの積に比例し、その減少率は、コ
ンダクタンスｇに比例する。これを式で表わすと（二α
ｖｉ−β ｇ・・・・・・・・・・・・１ここでｇ
：： ｉ ／ り ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・
・ ・ ・２α、β：放電灯固有の定数しかして例え
ば４０ｗ用蛍光灯においてランプ電圧を急激に１０％高
くしたとき、ランプ電流がもとの２倍に増加するまでの
時間を上記１２式をもとに計算してみると、およそ１．
６ｍＳｅｃになり、この後も電流は増加し続けて遂には
逸走することになる。
同様にランプ電圧を１０％下げるとおよそ１．８ｍＳｅ
ｃかかつてランプ電流が１／２に減少し、その後も電流
は減少し続けて遂に電流零となるのである。いま、定電
圧源の電圧をｅ（を）とし、限流要素を介さず放電灯に
接続したとき、ランプ電流１（ｔ）は上記１２式から次
のようになる。ただしＧ。はｔ＝ＴＯにおける放電灯の
等価コンダクタンスＡ、ＤＣは放電灯固有の定数 これから知られるように、ｅ（ｔ）の周期をＴとすると
、Ｅコ外Ｒ。
ｃかかつてランプ電流が１／２に減少し、その後も電流
は減少し続けて遂に電流零となるのである。いま、定電
圧源の電圧をｅ（を）とし、限流要素を介さず放電灯に
接続したとき、ランプ電流１（ｔ）は上記１２式から次
のようになる。ただしＧ。はｔ＝ＴＯにおける放電灯の
等価コンダクタンスＡ、ＤＣは放電灯固有の定数 これから知られるように、ｅ（ｔ）の周期をＴとすると
、Ｅコ外Ｒ。
ｅ２ｄｔとするとき、Ｅ＞ＶＤＣでは電流が逸走し、Ｅ
＜ＶＤＣでは電流が消滅するものであつて、ここでＥは
上記の定義から明らかなようにｅ（ｔ）の実効値である
。したがつて定電圧源に放電灯を直接接続して点灯を維
持するには、この定電圧源の実効値をＶＤＣに等しくす
るとともに、何らかな方法によつて電流を設定すれば良
いことが明らかとなる。
＜ＶＤＣでは電流が消滅するものであつて、ここでＥは
上記の定義から明らかなようにｅ（ｔ）の実効値である
。したがつて定電圧源に放電灯を直接接続して点灯を維
持するには、この定電圧源の実効値をＶＤＣに等しくす
るとともに、何らかな方法によつて電流を設定すれば良
いことが明らかとなる。
以下上述の点に着目して放電灯点灯装置の電力損失の主
因となるような限流要素を排除した方式の一従来例を説
明する。第１図は従来例をプロツク図で示したものであ
り、第２図ａは放電灯２の両端に加わる電圧、同図ｂは
放電灯２に流れる電流波形をそれぞれ示している。これ
かられかるようにこの方式は前述のＶＤＣよりも高い電
圧を与えるかわり、その時間をτ，に区切り、電流の逸
走を防いでいる。また電流の設定は負帰還回路３により
スイツチ開閉要素４を制御し、τ１とτ２の比率を変え
ることで実現している。ところがかかる従来例の方式は
電源１の電圧が高く、スイツチ開閉要素４の開閉周波数
も５００Ｈｚ乃至４０ＫＨｚと高いので、スイツチ開閉
要素４を形成するスイツチング素子の耐圧やロスなどが
大きくなる欠点を有している。これらの欠点は電圧の体
止区間を電流設定に利用しているためによるものが大く
、休止区間の存在は放電灯内蒸気の電離を急速に消滅さ
せ、このため再び電離を生み出すために高い電圧を与え
ねばならず、いきおい切替周期を短かくしなければなら
なくなつていた。又電源１を、スイツチ開閉要素４を用
いて開閉しているので、電源の利用率が悪く、更に、電
流に木止区間が存在するためランプに一定電力を供給し
ても得られる光出力が小さいなどの欠点を有していた。
因となるような限流要素を排除した方式の一従来例を説
明する。第１図は従来例をプロツク図で示したものであ
り、第２図ａは放電灯２の両端に加わる電圧、同図ｂは
放電灯２に流れる電流波形をそれぞれ示している。これ
かられかるようにこの方式は前述のＶＤＣよりも高い電
圧を与えるかわり、その時間をτ，に区切り、電流の逸
走を防いでいる。また電流の設定は負帰還回路３により
スイツチ開閉要素４を制御し、τ１とτ２の比率を変え
ることで実現している。ところがかかる従来例の方式は
電源１の電圧が高く、スイツチ開閉要素４の開閉周波数
も５００Ｈｚ乃至４０ＫＨｚと高いので、スイツチ開閉
要素４を形成するスイツチング素子の耐圧やロスなどが
大きくなる欠点を有している。これらの欠点は電圧の体
止区間を電流設定に利用しているためによるものが大く
、休止区間の存在は放電灯内蒸気の電離を急速に消滅さ
せ、このため再び電離を生み出すために高い電圧を与え
ねばならず、いきおい切替周期を短かくしなければなら
なくなつていた。又電源１を、スイツチ開閉要素４を用
いて開閉しているので、電源の利用率が悪く、更に、電
流に木止区間が存在するためランプに一定電力を供給し
ても得られる光出力が小さいなどの欠点を有していた。
またかかる従来例にあつては、放電灯２には常に同方向
の電圧が印加されることになるから、放電灯の一方の管
端部のみに黒化が生じてランプ寿命の低下を招くという
欠点もあつた。本発明はかかる点に鑑み、電圧の体止区
間を特に設けず、極性が交互に反転する電源電圧が放電
灯定格電圧ＶＤＣを上下することによつて放電灯に限流
要素を介さずに接続のできる電圧を得るようにしたもの
であつて、以下本発明の一実施例を図により詳細に説明
する。第３図ａは本発明の一実施例のプロツク図を示し
ている。本実施例にあつては、矩形波電源１ｂに対して
は極めて高インピーダンスとなり且つ直流電源１ａに対
しては実質上インピーダンスを持たないフイルタ４と、
直流電源１ａに対しては極めて高インピーダンスとなり
且つ矩形波電源１ｂに対しては実質上零インピーダンス
となるフイルタ５を用いて、電源１ａと１ｂとを並列的
に加え合わせて定電圧源１を構成しているものである。
本実晦例においては、矩形放電源１ｂの電圧を直流電源
１ｂの電圧より大きくとつているので、合成電圧波形は
同図ｂに示すように、直流成分に交流成分を重畳して瞬
間的に零電圧を通過するものとなる。本実施例にあつて
は、このようにして定電圧源１を構成すると共に、負帰
還回路３により放電灯２の負荷状態を検出して定電圧源
１にフイードバツクし、電流を規定値に設定している。
第３図ｂはこの時放電灯２に加わる電圧波形の１例を示
している。しかしてかかる構成により、第１図、第２図
で述べた従来方式と同様に、放電灯２の安定な動作を継
続できる。しかし、ここで先きに計算結果を示した様に
放電灯定格電圧ＶＤＣ以下の電圧を印加した場合、電流
は減少し続け遂には消弧に至るが、印加電圧がこの放電
灯定格電圧ＶＤＣに近い場合、この消弧に至る迄に可成
りの時間を夢し、この時間帯を電力形成に利用している
点が従来例と大きく異つている。その結果従来例と異な
つて放電灯２にカロえられる電圧に、体止区間が無いの
で、従来方式に比し下記のような特長を有することにな
る。即ち上記実施例にあつては電圧体止が無く従つて電
流体止もないので、電流体止区間に主に起こる残留イオ
ンの拡散や再結合による消滅が少なく、放電灯２を高効
率で点灯させ得るものであり、このため特に高電圧を要
しないことになつて、第３図ｂに示すように極くわずか
だけ放電灯定格電圧ＶＤＣを上下する電圧を印加するだ
けでよくなり、ランプコンクタンスの変化がゆるやかで
、矩形波電源１ｂを特別高周波にする必要はなくなる。
また電流を強制遮断していないので、電源利用率が高め
られ、又電流波形の改善により、ランプ入力を効率よく
光出力光出力に変換できると共に回路に過渡的高電圧を
発生することがなくなり、低耐圧の部品を使用できて安
価に回路を構成できるものである。又、矩形波交流電源
１ｂに替えて、正弦波交流電源等も利用できる。本発明
はこの様に、放電灯定格電圧ＶＤＣを中心に上下ししか
も、電圧休止領域を有さない定電圧源１を用い、上記効
果を得るようにしたものである。第４図は本発明の別の
具体的一実施例を示すもので、３個の直流電源１ａ，１
ｃ，１ｄとスイツチ６とを組み合わせて上記の如き定電
圧源１を得ている。尚上述において特に触れなかつたが
、始動時のみ高電圧パルス電圧を印加する等の方法によ
り放電灯２を始動させることができるものであり、また
定電圧源の電圧実効値が放電灯定格電圧ＶＤＣに一致す
るのは、各周期において常に正確に一致する必要はなく
、一定期間内において全体として一致しておれば良いも
のである。
の電圧が印加されることになるから、放電灯の一方の管
端部のみに黒化が生じてランプ寿命の低下を招くという
欠点もあつた。本発明はかかる点に鑑み、電圧の体止区
間を特に設けず、極性が交互に反転する電源電圧が放電
灯定格電圧ＶＤＣを上下することによつて放電灯に限流
要素を介さずに接続のできる電圧を得るようにしたもの
であつて、以下本発明の一実施例を図により詳細に説明
する。第３図ａは本発明の一実施例のプロツク図を示し
ている。本実施例にあつては、矩形波電源１ｂに対して
は極めて高インピーダンスとなり且つ直流電源１ａに対
しては実質上インピーダンスを持たないフイルタ４と、
直流電源１ａに対しては極めて高インピーダンスとなり
且つ矩形波電源１ｂに対しては実質上零インピーダンス
となるフイルタ５を用いて、電源１ａと１ｂとを並列的
に加え合わせて定電圧源１を構成しているものである。
本実晦例においては、矩形放電源１ｂの電圧を直流電源
１ｂの電圧より大きくとつているので、合成電圧波形は
同図ｂに示すように、直流成分に交流成分を重畳して瞬
間的に零電圧を通過するものとなる。本実施例にあつて
は、このようにして定電圧源１を構成すると共に、負帰
還回路３により放電灯２の負荷状態を検出して定電圧源
１にフイードバツクし、電流を規定値に設定している。
第３図ｂはこの時放電灯２に加わる電圧波形の１例を示
している。しかしてかかる構成により、第１図、第２図
で述べた従来方式と同様に、放電灯２の安定な動作を継
続できる。しかし、ここで先きに計算結果を示した様に
放電灯定格電圧ＶＤＣ以下の電圧を印加した場合、電流
は減少し続け遂には消弧に至るが、印加電圧がこの放電
灯定格電圧ＶＤＣに近い場合、この消弧に至る迄に可成
りの時間を夢し、この時間帯を電力形成に利用している
点が従来例と大きく異つている。その結果従来例と異な
つて放電灯２にカロえられる電圧に、体止区間が無いの
で、従来方式に比し下記のような特長を有することにな
る。即ち上記実施例にあつては電圧体止が無く従つて電
流体止もないので、電流体止区間に主に起こる残留イオ
ンの拡散や再結合による消滅が少なく、放電灯２を高効
率で点灯させ得るものであり、このため特に高電圧を要
しないことになつて、第３図ｂに示すように極くわずか
だけ放電灯定格電圧ＶＤＣを上下する電圧を印加するだ
けでよくなり、ランプコンクタンスの変化がゆるやかで
、矩形波電源１ｂを特別高周波にする必要はなくなる。
また電流を強制遮断していないので、電源利用率が高め
られ、又電流波形の改善により、ランプ入力を効率よく
光出力光出力に変換できると共に回路に過渡的高電圧を
発生することがなくなり、低耐圧の部品を使用できて安
価に回路を構成できるものである。又、矩形波交流電源
１ｂに替えて、正弦波交流電源等も利用できる。本発明
はこの様に、放電灯定格電圧ＶＤＣを中心に上下ししか
も、電圧休止領域を有さない定電圧源１を用い、上記効
果を得るようにしたものである。第４図は本発明の別の
具体的一実施例を示すもので、３個の直流電源１ａ，１
ｃ，１ｄとスイツチ６とを組み合わせて上記の如き定電
圧源１を得ている。尚上述において特に触れなかつたが
、始動時のみ高電圧パルス電圧を印加する等の方法によ
り放電灯２を始動させることができるものであり、また
定電圧源の電圧実効値が放電灯定格電圧ＶＤＣに一致す
るのは、各周期において常に正確に一致する必要はなく
、一定期間内において全体として一致しておれば良いも
のである。
本発明は上述のように毎秒数十サイクル以上の周期の交
流電圧成分を直流電圧成分に重畳し、その電圧の実効値
が放電灯定格電圧よりも若干高い電圧と、この電圧とは
極性が反対で実効値が放電灯定格電圧よりも若干低い電
圧とに交互に切り換わるようにした定電圧源を設けたの
で、電圧木止乃至電流体止の期間がなくなつて残留イオ
ンの消滅がなく、高効率の点灯を行うことができて再点
弧用に高電圧を必要としない効果を有するとと、もに、
回路に流れる電流を強制的に遮断する必要がなくなり、
電源利用率が改善されると共に回路に過度的高電圧を発
生することがなくて低耐圧の部品を使用でき、しかも限
流要素を必要としないから、小形軽量化が図れるととも
に安価に回路を構成できる効果を有する。
流電圧成分を直流電圧成分に重畳し、その電圧の実効値
が放電灯定格電圧よりも若干高い電圧と、この電圧とは
極性が反対で実効値が放電灯定格電圧よりも若干低い電
圧とに交互に切り換わるようにした定電圧源を設けたの
で、電圧木止乃至電流体止の期間がなくなつて残留イオ
ンの消滅がなく、高効率の点灯を行うことができて再点
弧用に高電圧を必要としない効果を有するとと、もに、
回路に流れる電流を強制的に遮断する必要がなくなり、
電源利用率が改善されると共に回路に過度的高電圧を発
生することがなくて低耐圧の部品を使用でき、しかも限
流要素を必要としないから、小形軽量化が図れるととも
に安価に回路を構成できる効果を有する。
また本発明にあつては、極性の異なる電圧が交互に放電
灯の両端間に印加されることになるので、放電灯の一方
の端部のみが黒化するようなことはなく、ランプ寿命が
低下することを防止することができるという効果がある
Ｏ
灯の両端間に印加されることになるので、放電灯の一方
の端部のみが黒化するようなことはなく、ランプ寿命が
低下することを防止することができるという効果がある
Ｏ
第１図は従来例のプロツク図、第２図は同上の動作説明
図、第３図Ａ，ｂは夫々本発明一実施例のプロツク図及
び電圧波形図、第４図は同上の他の実施例のプロツク図
であり、１は定電圧源、２は放電灯、３は負帰還回路で
ある。
図、第３図Ａ，ｂは夫々本発明一実施例のプロツク図及
び電圧波形図、第４図は同上の他の実施例のプロツク図
であり、１は定電圧源、２は放電灯、３は負帰還回路で
ある。
Claims (1)
- １ 直流電源と、該直流電源の直流電圧に重畳させる毎
秒数十サイクル乃至数百サイクルの周期の交流電圧成分
を発生させる電源とから構成する定電圧源、該定電圧源
に実質的に限流要素を介さずに接続される放電灯の負荷
状態を検出して定電圧源より放電灯に加える電圧を制御
する負帰還回路を備え、前記定電圧源の交・直重畳電圧
は実効値が放電灯定格電圧よりも若干高い電圧と、この
電圧とは極性が反対で実効値が放電灯定格電圧よりも若
干低い電圧とに交互に切り換わるようにし、かつ電圧値
が零となる区間を有しないように設定して成ることを特
徴とする放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49017822A JPS5910035B2 (ja) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49017822A JPS5910035B2 (ja) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS50113068A JPS50113068A (ja) | 1975-09-04 |
| JPS5910035B2 true JPS5910035B2 (ja) | 1984-03-06 |
Family
ID=11954407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49017822A Expired JPS5910035B2 (ja) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910035B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118396A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-23 | Toshiba Electric Equip | Device for firing discharge lamp |
| JP2907829B2 (ja) * | 1987-12-11 | 1999-06-21 | 株式会社日立製作所 | ガス放電管点灯方式 |
-
1974
- 1974-02-14 JP JP49017822A patent/JPS5910035B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS50113068A (ja) | 1975-09-04 |
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