JPS6031079B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
- Publication number
- JPS6031079B2 JPS6031079B2 JP49017823A JP1782374A JPS6031079B2 JP S6031079 B2 JPS6031079 B2 JP S6031079B2 JP 49017823 A JP49017823 A JP 49017823A JP 1782374 A JP1782374 A JP 1782374A JP S6031079 B2 JPS6031079 B2 JP S6031079B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge lamp
- voltage
- power supply
- current
- switch means
- 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】
本考案は放電灯点灯装置に関するものであり、その目的
とするところは放電灯に印加される電圧の繰返し周波数
を比較的低い周波数として制御回路のスイッチング素子
等に要する費用を安価とし且つ回路における過渡的高電
圧の発生をなくし低耐圧の部品を用いることができて安
価な放電灯点灯装置を提供するにある。
とするところは放電灯に印加される電圧の繰返し周波数
を比較的低い周波数として制御回路のスイッチング素子
等に要する費用を安価とし且つ回路における過渡的高電
圧の発生をなくし低耐圧の部品を用いることができて安
価な放電灯点灯装置を提供するにある。
放電灯を安定要素を介して点灯させ、種々条件を変えて
その電圧−電流特性を求めると、所謂負性抵抗特性〈静
特性〉が得られる。
その電圧−電流特性を求めると、所謂負性抵抗特性〈静
特性〉が得られる。
この負性抵抗特性の為に、放電灯の安定点灯には安定要
素（限流要素）が必須である。そしてこの安定要素なし
で放電灯を点灯させると電流は逸走してランプ破壊に至
るが、この電流増加の速度は決して無限大ではない。こ
ういった場合に放電灯が示す特性は所謂動特性である。
本発明は該動特性を利用した限流要素を有さない点灯回
路に関するものである。即ち、この動特性は次の様に表
わされるものであって、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Ｖ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Ｆｒａ肥ｉｓ等によって示された式
で表わすとｄｇ ． ．
．．，．．■市＝ＱＶＩ−３ｇここでｇ＝ｉ／ｖ
………■Ｑ、８：放電灯固有の定数 しかして例えば４肌用蛍光灯においてランプ電技を急激
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■，■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
続けて遂には逸送することになる。
素（限流要素）が必須である。そしてこの安定要素なし
で放電灯を点灯させると電流は逸走してランプ破壊に至
るが、この電流増加の速度は決して無限大ではない。こ
ういった場合に放電灯が示す特性は所謂動特性である。
本発明は該動特性を利用した限流要素を有さない点灯回
路に関するものである。即ち、この動特性は次の様に表
わされるものであって、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Ｖ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Ｆｒａ肥ｉｓ等によって示された式
で表わすとｄｇ ． ．
．．，．．■市＝ＱＶＩ−３ｇここでｇ＝ｉ／ｖ
………■Ｑ、８：放電灯固有の定数 しかして例えば４肌用蛍光灯においてランプ電技を急激
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■，■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
続けて遂には逸送することになる。
同様にランプ電圧を１０％下げるとおよそ１．８ｈＳｅ
ｃかかってランプ電流が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（ｔ）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ｉ（ｔ）は上記■，■式から
次のようになる。ｉ（ｔ）＝ｅｇｏｅＸｐ｛Ａノモ。（
ｅ２−ＶＤＣ２ ）ｄｔ｝ただし弧はｔ＝ｔｏにおける
放電灯の等価コンダクタンスＡ、Ｖｏｃ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＝〆主ノ５ｅ２ｄｔとするとき、Ｅ＞ＶＭでは電流
が逸走し、Ｅ＜ＶＤｃでは電流が消滅するものであって
、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。
ｃかかってランプ電流が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（ｔ）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ｉ（ｔ）は上記■，■式から
次のようになる。ｉ（ｔ）＝ｅｇｏｅＸｐ｛Ａノモ。（
ｅ２−ＶＤＣ２ ）ｄｔ｝ただし弧はｔ＝ｔｏにおける
放電灯の等価コンダクタンスＡ、Ｖｏｃ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＝〆主ノ５ｅ２ｄｔとするとき、Ｅ＞ＶＭでは電流
が逸走し、Ｅ＜ＶＤｃでは電流が消滅するものであって
、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。
したがっ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Ｖｏｃに等しくする
とともに、何らかの方法になって電流を設定すれば良い
ことが明らかとなる。
するには、この定電圧源の実効値をＶｏｃに等しくする
とともに、何らかの方法になっ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
因となるような眼流要素を排除した方式の一従来例を説
明する。第１図は従釆例をブロッ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
からわかるようにこの方式は前述のＶｏｃよりも高い電
圧を与えるかわり、その時間を７，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
スイッチ開閉要素４を制御し、丁，と７２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に
あっては、電流休止区間に大きく進行するところの、残
留イオンの拡散や再結合による消滅を補なう為めに必要
な高い電圧を、そのまま放電灯用の電源電圧として与え
ているため、電流増加速度が大きくなって電圧印加時間
を長くすると大電流領域を生じ、放電灯２が危険な状態
となるおそれがあった。このために電圧印加時間を短か
くしてスイッチ開閉の周波数を５００ＨＺ〜４皿ＨＺと
高く選定することにより上記のような危険な状態を回避
する必要があり、スイッチ開閉要素４を構成するスイッ
チング素子の耐圧やロスが大きくなるという欠点があっ
た。本発明は以上の欠点に鑑みて提供せるもので、上述
の■、■式で表わせるように電流増加や、或いは蟹流減
少には条件によってそこそこの時間を要し、このタイム
ラグを利用することで実質的に限流要素を介さない安定
維持を可能とした点灯回路において、負帰還手段によっ
て刻々の放電灯の状態を検出して時間を制御し、これに
よって放電灯に加わる電圧をコントロールすることによ
り安定点灯を維持するようにしたものである。
因となるような眼流要素を排除した方式の一従来例を説
明する。第１図は従釆例をブロッ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
からわかるようにこの方式は前述のＶｏｃよりも高い電
圧を与えるかわり、その時間を７，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
スイッチ開閉要素４を制御し、丁，と７２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に
あっては、電流休止区間に大きく進行するところの、残
留イオンの拡散や再結合による消滅を補なう為めに必要
な高い電圧を、そのまま放電灯用の電源電圧として与え
ているため、電流増加速度が大きくなって電圧印加時間
を長くすると大電流領域を生じ、放電灯２が危険な状態
となるおそれがあった。このために電圧印加時間を短か
くしてスイッチ開閉の周波数を５００ＨＺ〜４皿ＨＺと
高く選定することにより上記のような危険な状態を回避
する必要があり、スイッチ開閉要素４を構成するスイッ
チング素子の耐圧やロスが大きくなるという欠点があっ
た。本発明は以上の欠点に鑑みて提供せるもので、上述
の■、■式で表わせるように電流増加や、或いは蟹流減
少には条件によってそこそこの時間を要し、このタイム
ラグを利用することで実質的に限流要素を介さない安定
維持を可能とした点灯回路において、負帰還手段によっ
て刻々の放電灯の状態を検出して時間を制御し、これに
よって放電灯に加わる電圧をコントロールすることによ
り安定点灯を維持するようにしたものである。
つまり電流休止期間に大きく進行する拡散や再結合に基
づくイオンの消滅を補なう為めに必要な高い電圧に引き
続いて、それより低い放電灯定格電圧Ｖｏｃに近い電圧
を放電灯に印加し、ランプコンダクタンスに従ってラン
プ電流を、ほぼ一定状態に保つようにしたものであり、
以下本発明の一実施例を図により詳述する。第３図ａ、
ｂは本発明一実施例の波形図を示し、電圧休止期間ｔ，
の次に、期間ら‘こおいて放電灯定格電圧Ｖｏｃより比
較的高い電圧を印加し、この高電圧により放電灯２を卓
孤して管内イオン濃度を高め、しかる後に期間ｔ３にお
いて放電灯定格電圧ＶＤｃに近い電圧を印加するように
してある。ここで期間ら‘こおいて印加される電圧は、
放電灯定格電圧Ｖｏｃに近い値であれば、第３図ａの如
く放電灯定格電圧Ｖ。ｃより高い値でも、また同図ｂの
如く放電灯定格電圧Ｖ。ｃより低い値でも良いものであ
って、第３図ａのようにＶＤｃより高い電圧の場合にｔ
３の期間において電流はゆっくり上昇する傾向にあり、
また同図ｂのようにＶｏｃより低い電圧の場合にらの期
間において電流はゆっくり下降する額向になることが前
記■、■式より明らかである。第４図は上言己第３図ａ
、ｂに示すような電流電圧波形を得るための具体的回路
例のブロック図であり、第１スイッチ手段乃至第３のス
イッチ手段を兼ねて３位暦切襖接点を備えたところのス
イッチｌｃを切換ることによって第３図ａ乃至ｂに示す
ような電源電圧波形を得るとともに、更に負帰還回路３
により放電灯２の負荷状態を検出して定電圧源１にフィ
ードバックさせ、スイッチｌｃの切換を制御することに
よりランプ電流を規定値に設定している。ここでｌａは
主電源を構成する電池で、その出力電圧が放電灯２の定
格電圧に略近い電圧となっている。またｌｂは補助電源
を構成する電池で、その出力電圧を主電源たる電池ｌａ
の電圧に加算した場合放電灯２の定格電圧より高い高電
圧を発生することができるようになっているものである
。そして電池ｌａ，ｌｂとスイッチｌｃとにより定電圧
源１が構成されている。また第５図は本発明の別の実施
例の回路ブロック図であり、本発明にあっては電源周波
が低周波でも良いことに着目して商用交流電源を直接利
用できるようにしたものである。しかして第５図実施例
にあっては、主電源と補助電源とを交流電源ｌａ，ｌｂ
にて構成したもので、これら交流電源ｌａ，ｌｂとスイ
ッチｌｃとにより定電圧源１が構成され、倉帰還回路３
が放電灯２の状態、例えばランプ電流を検出してランプ
貫流が規定値となるようにスイッチ開閉要素４のオンす
る位相とオフする位相とを制御して放電灯２に電源を供
給するようにしてあり、定電圧源１より放電灯２に印加
される電圧波形は第６図実線のようになる。本発明にあ
っては上述のように、電圧休止期間と放電灯定格電圧よ
り比較的高い鰭圧の期間と放電灯定格電圧に近い電圧の
期間とを順次繰返す定電圧源を設けたので、放電灯定格
電圧に近い電圧の期間における電流変化が緩慢なものと
なって従来例のように電圧印加時間を短か〈する必要が
なくなり、定電圧源の繰返し周波数を低減化できる効果
を発するものであって、このためスイッチング素子を用
いる場合においても、スイッチングロス等性能に関係な
く低価格の素子を用い得るとともにその制御回路も簡略
化できるものである。
づくイオンの消滅を補なう為めに必要な高い電圧に引き
続いて、それより低い放電灯定格電圧Ｖｏｃに近い電圧
を放電灯に印加し、ランプコンダクタンスに従ってラン
プ電流を、ほぼ一定状態に保つようにしたものであり、
以下本発明の一実施例を図により詳述する。第３図ａ、
ｂは本発明一実施例の波形図を示し、電圧休止期間ｔ，
の次に、期間ら‘こおいて放電灯定格電圧Ｖｏｃより比
較的高い電圧を印加し、この高電圧により放電灯２を卓
孤して管内イオン濃度を高め、しかる後に期間ｔ３にお
いて放電灯定格電圧ＶＤｃに近い電圧を印加するように
してある。ここで期間ら‘こおいて印加される電圧は、
放電灯定格電圧Ｖｏｃに近い値であれば、第３図ａの如
く放電灯定格電圧Ｖ。ｃより高い値でも、また同図ｂの
如く放電灯定格電圧Ｖ。ｃより低い値でも良いものであ
って、第３図ａのようにＶＤｃより高い電圧の場合にｔ
３の期間において電流はゆっくり上昇する傾向にあり、
また同図ｂのようにＶｏｃより低い電圧の場合にらの期
間において電流はゆっくり下降する額向になることが前
記■、■式より明らかである。第４図は上言己第３図ａ
、ｂに示すような電流電圧波形を得るための具体的回路
例のブロック図であり、第１スイッチ手段乃至第３のス
イッチ手段を兼ねて３位暦切襖接点を備えたところのス
イッチｌｃを切換ることによって第３図ａ乃至ｂに示す
ような電源電圧波形を得るとともに、更に負帰還回路３
により放電灯２の負荷状態を検出して定電圧源１にフィ
ードバックさせ、スイッチｌｃの切換を制御することに
よりランプ電流を規定値に設定している。ここでｌａは
主電源を構成する電池で、その出力電圧が放電灯２の定
格電圧に略近い電圧となっている。またｌｂは補助電源
を構成する電池で、その出力電圧を主電源たる電池ｌａ
の電圧に加算した場合放電灯２の定格電圧より高い高電
圧を発生することができるようになっているものである
。そして電池ｌａ，ｌｂとスイッチｌｃとにより定電圧
源１が構成されている。また第５図は本発明の別の実施
例の回路ブロック図であり、本発明にあっては電源周波
が低周波でも良いことに着目して商用交流電源を直接利
用できるようにしたものである。しかして第５図実施例
にあっては、主電源と補助電源とを交流電源ｌａ，ｌｂ
にて構成したもので、これら交流電源ｌａ，ｌｂとスイ
ッチｌｃとにより定電圧源１が構成され、倉帰還回路３
が放電灯２の状態、例えばランプ電流を検出してランプ
貫流が規定値となるようにスイッチ開閉要素４のオンす
る位相とオフする位相とを制御して放電灯２に電源を供
給するようにしてあり、定電圧源１より放電灯２に印加
される電圧波形は第６図実線のようになる。本発明にあ
っては上述のように、電圧休止期間と放電灯定格電圧よ
り比較的高い鰭圧の期間と放電灯定格電圧に近い電圧の
期間とを順次繰返す定電圧源を設けたので、放電灯定格
電圧に近い電圧の期間における電流変化が緩慢なものと
なって従来例のように電圧印加時間を短か〈する必要が
なくなり、定電圧源の繰返し周波数を低減化できる効果
を発するものであって、このためスイッチング素子を用
いる場合においても、スイッチングロス等性能に関係な
く低価格の素子を用い得るとともにその制御回路も簡略
化できるものである。
また大電流を急激に強制遮断する必要がないため、回路
に過渡的高電圧が発生することが少なくなり、回路素子
に低耐圧の部品を使用できて回路構成が安価となる。さ
らにまた電圧印加時間の電圧休止時間に対する割合が大
きくでき、このため有効に放電灯に電力を供孫台できて
効率が良く、放電灯の寿命に悪影響を与えることがなく
なるとともにちらつきを生じることも少ない効果がある
。さらに定電圧源に実質的に限流要素を介さず放電灯を
接続しているので、大容量の限流要素（安定器）を別途
設ける必要がなく、限流要素を設けることによる装置の
大型化や大重量化、あるいは発熱、電力ロス等の諸問題
を生じるようなことがない効果を奏するものである。
に過渡的高電圧が発生することが少なくなり、回路素子
に低耐圧の部品を使用できて回路構成が安価となる。さ
らにまた電圧印加時間の電圧休止時間に対する割合が大
きくでき、このため有効に放電灯に電力を供孫台できて
効率が良く、放電灯の寿命に悪影響を与えることがなく
なるとともにちらつきを生じることも少ない効果がある
。さらに定電圧源に実質的に限流要素を介さず放電灯を
接続しているので、大容量の限流要素（安定器）を別途
設ける必要がなく、限流要素を設けることによる装置の
大型化や大重量化、あるいは発熱、電力ロス等の諸問題
を生じるようなことがない効果を奏するものである。
第１図は従来例のブロック図、第２図ａ、ｂは同上の電
圧、鷺流波形図、第３図ａ、ｂは夫々本発明実施例の電
圧波形図、第４図は同上の実施例回路のブロック図、第
５図は本発明の他の実施例のブロック図、第６図は同上
の電圧波形図であり、１は定電圧源、２は放電灯、Ｖ。 ｃは放電灯定格電圧、ｔ，は電圧休止期間、ｔ２は放電
灯定格電圧より比較的高い電圧の期間、Ｗま放電灯定格
電圧に近い電圧の期間である。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
圧、鷺流波形図、第３図ａ、ｂは夫々本発明実施例の電
圧波形図、第４図は同上の実施例回路のブロック図、第
５図は本発明の他の実施例のブロック図、第６図は同上
の電圧波形図であり、１は定電圧源、２は放電灯、Ｖ。 ｃは放電灯定格電圧、ｔ，は電圧休止期間、ｔ２は放電
灯定格電圧より比較的高い電圧の期間、Ｗま放電灯定格
電圧に近い電圧の期間である。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ 出力電圧が放電灯の定格電圧に略近い主電源と、主
電源に直列的に接続される補助電源と、主電源の出力電
圧を放電灯に印加する第１のスイツチ手段と、主電源と
補助電源との直列回路によつて生じる放電灯の定格電圧
よりも高い電圧を放電灯に印加する第２のスイツチ手段
と、主電源および補助電源を放電灯から切り離す第３の
スイツチ手段とを設け、第３のスイツチ手段が開く無電
圧期間と、第２のスイツチ手段が閉じる高電圧期間と、
第１のスイツチ手段が閉じる低電圧期間とが、毎秒数十
サイクル以上の周期で順次サイクリツクに繰り返される
ように各スイツチ手段を開閉制御する制御手段を設けて
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 |
|---|---|---|---|
| JP49017823A JPS6031079B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP49017823A JPS6031079B2 (ja) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS50113069A JPS50113069A (ja) | 1975-09-04 |
| JPS6031079B2 true JPS6031079B2 (ja) | 1985-07-19 |
Family
ID=11954435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49017823A Expired JPS6031079B2 (ja) | 1974-02-14 | 1974-02-14 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031079B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH023163U (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-10 |
-
1974
- 1974-02-14 JP JP49017823A patent/JPS6031079B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH023163U (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS50113069A (ja) | 1975-09-04 |
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