JPS6017894A - 放電灯点灯装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は放電灯の放電々圧が電源電圧に近接している場
合、変圧器による昇圧を用いないで噴−チョークコイル
を安定器として点灯する、いわゆる毎サイクル点灯装置
に関するものである。

〔発明の背景〕

電源電圧と放電灯点灯中の放電々圧が近接している場合
は通常、安定器にリーケージトランスを用いて昇圧し放
電灯を点灯する。

近年、第１図に示すように交流電源１と誘導性安定器２
と放電灯３とを直列に接続し、その上、放電灯３と並列
にスイッチ回路５を接続して、電源電圧の半サイクル毎
にスイッチ回路５をオン・オフ動作させることにより、
電源電圧に近い放電維持電圧を有する放電灯３を商用交
流電源１で昇圧なしで点灯する点灯装置が提案（特開昭
５０−１３０２７３７号公報）されている。

しかしながら、従来の毎サイクル点灯装置はその回路構
成が複雑となり、その結果、値段が極めて高くなるとい
う欠点を持っている。

〔発明の目的〕

従って、本発明の目的は構成が簡！１１で、その上、安
価な毎サイクル点灯用の放電灯点灯装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明においては、上記点灯
装置のスイッチ回路として強誘電体コンデンサを用い、
このコンデンサの抗電圧、飽和電荷量を規制して放電灯
点灯装置を構成したことを特徴としている。

かかる本発明の特徴的な構成により回路構成が簡単で、
かつ、安価な毎サイクル点灯用の点灯装置を得ることが
できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によって詳細に述べる。

第２図は本発明による点灯装置の基本的な回路構成を示
したものである。同図において、４はスイッチ回路５（
第１図参照）に置き換えた強誘電体コンデンサである。

強誘電体コンデンサ４の電気的特性は、第３図に示すよ
うな矢印に沿って掃引されるヒステリシス特性を有する
。横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電荷量（Ｑ）である。抗電
圧子■。

の点で定電圧特性（１，Ｉ’の部分）を示し、２Ｑ、の
電荷量が変化すると電荷が飽和し、容量の小さなコンデ
ンサと等価な電気特性（ＩＩ、ＴＩ’の部分）となる。

このような特性から明らかなように抗電圧Ｖ。以−にの
電圧を交流的に印加すると、±ｖｏの抗電圧でスイッチ
オンの状態（Ｉ、ビの部分）になり、２ＱＳの電荷け：
が流れた後、ターンオフ動作を行なうスイッチ素子とし
て用いることが可能である。

このような特性を有する強誘電体コンデンサ４はチタン
酸バリウムなどの焼結体で得られ、現在では多くの種類
の製品化もなされている。

強誘電体コンデンサ４を用いた第２図の結線による放電
灯点灯回路は、特公昭／Ｉ　Ｒ−２８７２６号公報に記
載されている例があるが、これは放電灯の放電開始を目
的としたものである。即ち、放電灯の始動のために数百
〜千ポル１〜のパルス電圧を発生し、放電灯の始動後は
パルス発生を停止するか、小さく抑えて、放電灯の黒化
寿命などの悪影響を最小限に抑えるように設計されてい
るものである。

これに対して、本発明による点灯装置は前記従来例と同
じ結線を用いる点では同様であるが、点灯中も強誘電体
コンデンサ４によるスイッチング動作を継続して、毎サ
イクル点灯動作を行なう点が全く異なっている。そして
、この強誘電体コン３− デンサ４は点灯回路の小形軽量化と効率向−にを可能に
するものである。この点灯装置の動作をつぎに説明する
。まず放電灯３の始動は、前に示した従来例と同様に強
誘電体コンデンサ４のスイッチング動作により高圧パル
スを発生して放電灯３を電気的に導通にする。電極予熱
が必要な放電灯３においては他の予熱トランスやスイッ
チング回路を用いた電極予熱回路により、放電灯３の始
動時にのみ電極を予熱する。これらの動作により放電灯
３は点灯状態に導かれる。

点灯中の動作を第４図の波形図により説明する。

Ｖｌは電源電圧、■１は入力電流、ｖＬは放電灯３の両
端電圧、■、はパルス電圧である。負の半サイクルの放
電が終る時刻ｔ１では電源電圧Ｖ！の瞬時値は正の値と
なっており（チョークバラストのため、遅相回路となっ
ている）、この電圧が抗電圧Ｖ。より高ければ、交流電
源１→チヨークコイル２→コンデンサ４→交流電源１と
電流が流れてチョークコイル２に電磁エネルギーを充電
する（時刻Ｌ＋−ｔｚ）。そして、この電流の積分−４
＝ 値が２Ｑ：３になる時刻ｔ２て強誘電体コンデンサ４は
ターンオフ状態に移行する。これにより■ｏ１．Ｊゎな
る値のチョークコイル２を流れる電流が遮断される。こ
れにより高圧パルス電圧Ｖ、が発生し、放電灯３は再点
弧し、引続きチョ−クコイル２の充電エネルギーが電源
電圧に重畳されて放電灯３に印加し、半サイクルの放電
を維持する（時刻１２〜ｔ３）。時刻ｔ３以降は−に記
の動作を負、正交互にくり返し定常点灯状態を維持する
。

点灯動作を効率よく行なうために強誘電体コンデンサ４
に要求される要件としてはつぎの項目が」二げられる。

■）時刻ｔ２の遮断時の電流ｒ　ｃｕｔが十分大きく、
それに引続く半サイクルの放電を可能にすること。通常
用いられる交流電源１は交流１００Ｖ。

２００ｖである。またこの回路に適した放電灯３は現在
市販されているもので３０Ｗ以上の中ないし大容量のも
のであり、ランプ電流としては実効値で０．４Ａ以上と
考えてよい。これらの放電灯３を正常点灯するに必要な
遮断電流’　ｃｕｔは交流電源１．チョークコイル２．
放電灯３の電気的定数値によっても異なるが少なくとも
０．１５〜０．２Ａ以−］−の値とすることが必要であ
る。これに対し従来例のスタータでは遮断電流しｕｔの
値は、０．１５Ａ以下で十分である。

■）放電体＋１Ｚ期間ができるだけ短いこと。放電の休
止期間（時刻ｔ１〜ｔｚ）が長いと、たとえ大きな遮断
電流■。ｕｔの値であっても放電灯３に十分なエネルギ
ーを注入することができない。

しかも放電灯３が蛍光ランプの場合は放電体止期間が長
いと蛍光ランプの効率も低下する。この期間を短くする
には、チョークコイル２に短い時間で、遮断電流値Ｔ　
ＣＬＩｔの電流を流す必要があり、それにはチョークコ
イル２に印加される電圧を時刻ｔ１〜ｔ２でできるだけ
大きくする必要がある。そのためには抗電圧■。はでき
るだけ小さいことが望ましい。強誘電体コンデンサ４は
磁器コンデンサであり、抗電圧■。が大きいほどその厚
みを厚くでき、機械的強度が強くなり製作しやすい。よ
って歩留、信頼性の面からはその厚さが厚いほど望まし
い。従って抗電圧■。の値は両者を考慮して、ランプ放
電々圧Ｖ、（第４図参照）に選ぶことが望ましい。

従来例のスタータの場合は十分なパルスが出ればよく、
抗電圧Ｖ。の値はできるだけ大きく選ばれる。実際には
この値は電源電圧の実効値の保証範囲の下限に近くラン
プ放電々圧以−１〕し二選ばれている。

以−１−の特性を有する強誘電体コンデンサ４を用いれ
ば、良好な毎サイクル点灯回路が得られるが、強誘電体
コンデンサ４は抗電圧■。の値と飽和電荷量Ｑ５との値
で規定されるため、遮断電流’　ｃｕｔの値０．１．５
Ａを飽和電荷量ＱＳの値に換算する。時刻ｔ１〜ｔ２は
５０■１電源では２ｍＳ程度以下で、遮断電流■。ｕｔ
：が小さい時は０．６７ｍ５程度以−１−，である。こ
れが三角波で流れるから、飽和電荷量Ｑｇの最小値は、 −Ｘｏ、６７Ｘ　１０−３Ｃ８）Ｘ　Ｏ，］５［Ａ　］
＋：５０［：μＣ〕７− となる。

この回路において特に放電灯３の始動時、パルス電圧ｖ
Ｐが高すぎると強誘電体コンデンサ４を破壊する恐れが
あるため、素子強度が弱い場合はパルス電圧を制限する
ことが望ましい。そのためには強誘電体コンデンサ４に
並列にコンデンサ又は逆直列アバランシェダイオード、
Ｓ　ｊ　Ｃ、Ｚ　Ｎ　Ｒなどの定電圧素子を接続すると
よい。

〔発明の効果〕

以上述べた如く本発明によって回路構成が極めて簡単で
、かつ、安価な毎サイクル点灯用の点灯装置の提供が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の毎サイクル点灯用の放電灯点灯装置の回
路構成図、第２図は本発明による毎サイクル点灯用の放
電灯点灯装置、第３図は第２図における強誘電体コンデ
ンサ４の電圧−電荷特性図、第４図は第２図に示した点
灯装置の動作説明図である。 ８− １・・・交流電源、２　誘導性安定器（チョークコイル
）、３・・放電灯、４・・・強誘電体コンデンサ、５・
・スイッチ回路、■ｏ・・抗電圧、ＱＳ・・飽和電荷量
、■、・・パルス電圧、■、・・・ランプ放電電圧、Ｉ
ｏｌ、Ｉｔ・・遮断電流、ｖｌ・・・電源電圧、Ｔ、・
・・入力電流、■、・・ランプ電圧。 代理人　弁理士　高　橋　明　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　交流電源と誘導性安定器と放電灯とを直列に接続
   し、かつ、」二記放電灯と並列に強誘電体コンデンサを
   接続してなる放電灯点灯回路において、−上記強誘電体
   コンデンサの抗電圧を上記放電灯の放電電圧を超えない
   ようにし、かつ、飽和電荷量を少なくとも５０マイクロ
   クーロンとすることによって」二記放電灯を毎サイクル
   点灯するようにしたことを特徴とする放電灯点灯装置。