JPS6339892Y2

JPS6339892Y2 -

Info

Publication number: JPS6339892Y2
Application number: JP19718883U
Authority: JP
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1988-10-19
Also published as: JPS60105064U

Description

【考案の詳細な説明】

(イ) 産業上の利用分野この考案は、道路照明、広場照明、屋内照明等
の一般照明に使用される高圧ナトリウムランプの
ごとき高圧放電ランプの改良に関し、特に外球の
内部に始動装置を収納した高圧放電ランプの改良
に関する。 (ロ) 従来技術高圧ナトリウムランプのごとき高圧放電ランプ
は一般に始動電圧が高く、通常の商用電源電圧を
印加しただけでは始動させることが困難である。
そこで、ランプの内部例えば外球の内部に始動装
置を組み込んでおき、該始動装置で発生させた高
電圧パルスを電源電圧と共に発光管に印加して始
動を容易にする手段が採用されている。第１図及
び第２図はかかる手段を採用した高圧放電ランプ
の回路図である。第１図は発光管１と並列に抵抗
体２とバイメタルスイツチ３の直列回路からなる
始動装置を接続したもの、第２図は発光管１と並
列にグロー放電管４とバイメタルスイツチ３の直
列回路からなる始動装置を接続したものである。
又、何れのランプにおいても、始動を一層容易に
するために発光管１の外壁に始動補助導体５を付
設する場合が多い。かかるランプにおける始動装
置の動作は広く知られているので、ここでは説明
を省略するが、これらの始動装置は何れもバイメ
タルスイツチ３やグロー放電管４の動作の不安定
性に起因して、高電圧パルスのピーク値にバラツ
キが生じ易く、時として必要以上に高い電圧パル
スが発生するという問題があつた。この種のランプは、一般に発光管内の不活性ガ
ス例えばキセノンガスの封入圧を高くして発光効
率を高めるとともに、ランプを点灯する場合は一
般の高圧水銀ランプ用安定器を使用して点灯する
ことが多い。ところが、発光管の不活性ガスの封
入圧を高めるとランプを始動させるのに高い電圧
パルスを必要とし、電圧パルスを高くしすぎると
高圧水銀ランプ用安定器の耐圧が低いことから安
定器のコイル間及びコイルとケース間に絶縁不良
が生じ、甚しい場合には焼損事故に至ることがあ
る。したがつて、かかるランプは必要最小限のパ
ルス電圧で効率良くランプを始動させることが必
要となる。 (ハ) 考案の目的本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、ラ
ンプを始動させるのに必要最少限の高電圧パルス
を安定に発生させ効率良くランプに印加すること
ができる高圧放電ランプを提供せんとするもので
ある。 (ニ) 考案の構成第３図に本考案に係る高圧放電ランプの回路構
成例を、第４図に同回路を具体化した実際のラン
プ構成例を示す。この高圧放電ランプは、SSSのごとき半導体ス
イツチ１と非線形特性を有する強誘電性セラミツ
クコンデンサー２とバイメタルスイツチ３とを直
列に接続するとともに半導体スイツチ１と並列に
ダイオード４を接続してなる始動装置５を発光管
６と並列に接続し、さらに発光管に付設した始動
補助導体７の一端を前記始動装置５のダイオード
４のアノード側の電源端子に接続したうえ、これ
らを外球８の内部に収納したものであり、誘導性
の安定器９を介して交流電源１０に接続する。前
記始動装置５を構成する半導体スイツチ１はシリ
コン系のPNPNジヤンクシヨンをもち、ランプ
に組み込むためにそのエレメント部をガラスパツ
シベーシヨンしたものである。また、ダイオード
４も前記半導体スイツチ１同様にガラスパツシベ
ーシヨンしたもので、これらの素子は約400℃の
高温雰囲気に耐えられる。さらに、強誘電性セラ
ミツクコンデンサー２（以後単にセラミツクコン
デンサーと称する。）は、母材にチタン酸バリウ
ム（BaTiO₃）とチタン酸ストロンチウム
（SrTiO₃）とジルコニウム酸バリウム（BaZrO₃）
の混合体を用いこれらに微量の希土類酸化物や二
酸化マンガン（MnO₂）を添加し加圧成形したう
え焼成してなる基体を有する。このセラミツクコ
ンデンサーの基体自体は高温に耐えるものであ
る。この基体にリード端子を導電性ガラスで接着
しかつ全体を無機ガラスでオーバーコートして高
熱に耐えうるように仕上げたものである。バイメ
タルスイツチ３はランプが点灯中において始動回
路５及び始動補助導体７を電源から切り離すもの
であり、これにより高温雰囲気においては各素子
に電圧が印加されないようになつている。前記のように強誘電性セラミツクコンデンサー
を用いた始動装置は第１図及び第２図のような始
動装置に比較して極めて安定した高電圧パルスを
発生することが実験により確認されている。すな
わち、例えば第１図の回路においては一般的な設
計条件の下では発生する高電圧パルスのピーク値
は約3KV〜5KVの範囲でバラツキがあるのに対
し、第３図の回路のそれは約1.9KV〜2.5KVと極
めて狭い範囲で安定している。ただ、この値から
わかるように第３図の回路では一般的にパルス電
圧のピーク値は低く、この値を上げようとすると
コンデンサーの容量等を大きくしなければならな
い。ところが、本考案では、始動補助導体７の接
続を工夫してパルス電圧を効率良く印加するよう
にしてあるので、コンデンサーの大形化等の手段
を採らずに済む。以下、これを回路の動作ととも
に説明することとする。先ず交流電源１０を投入すると始動装置５の両
端に交流電源電圧が印加され、この電圧により交
流電源電圧の片側サイクルにおいてセラミツクコ
ンデンサー２が充電される。そして次の逆側のサ
イクルでは前記セラミツクコンデンサー２の充
電々荷が電源電圧に重畳されるため、半導体スイ
ツチ１のブレークオーバー電圧を電源電圧の２√
２倍よりやや低めに設定しておくと半導体スイツ
チ１がオン状態になり、セラミツクコンデンサー
２の電荷が放電し安定器９を含む回路に急激な電
流が流れるために安定器９のインダクタンスによ
り弛張発振が起こり、安定器巻線中に第５図に示
すような高圧パルス電圧が発生する。そしてこの
場合、振動的なパルス電圧のうち最大のピーク値
は、ダイオード４に電流が流れる方向つまり、半
導体スイツチ１のオン電流の流れる向きと逆方向
の極性に生ずる。第６図は前記回路において最大
のピーク値が生ずる極性を、その反対の極性を
で示したものである。かかるパルス電圧の最大
ピーク値が生ずる極性に関連して、発光管に付設
した始動補助導体７を何れの極性側に接続してお
くかによつてランプの始動性能が異ることが判明
した。そこで、始動補助導体７の一端を前記始動
回路の異る極性側にそれぞれ接続してランプの始
動性能を比較した。実験ではパルス電圧のピーク値の違いをつくり
出すためにセラミツクコンデンサーのバルクの厚
みを変えて所定値のパルス電圧が得られるように
した。一般に前記のバルクの厚みが厚い程パルス
電圧は低下することが確認されている。そして±
100V以内のパルス電圧の高低は印加電源電圧を
±10V程度変化させることによつて得るようにし
た。この程度の電源電圧の可変はランプのアーク
放電の始動保持電圧（サステイン電圧）には影響
を与えない。安定器には一般的な高圧水銀用安定器（400W
用、AC200V／50Hz）を使用した。セラミツクコンデンサーのバルクの厚みをそれ
ぞれ0.4mm（2500V用）、0.5mm（2300V用）、0.6mm
（2100V用）、0.7mm（1900V用）として直径は全て
26mmとした。かかるコンデンサーを第６図のよう
に結線したうえ、電源電圧を±10Vの範囲内で変
化させて最大ピーク値がそれぞれ2500V、
2300V、2100V、1900Vのパルス電圧を発生させ
るようにした。発光管には360Wの高圧ナトリウムランプ用発
光管を用い、その封入キセノンガス圧は100torr、
150torr、200torr三種類とし、それぞれについて
始動実験を行つた。その結果は次の通りであつ
た。なお、以下の表において、(A)は始動補助導体
の一端を始動装置におけるパルス電圧の最大ピー
ク値が生ずる極性と反対側の極性に接続した場
合、(B)は始動補助導体の一端を上記パルス電圧の
最大ピーク値が生ずる極性すなわちダイオードの
アノード側に接続した場合である。また、〇印は
ランプが良好に始動したことを、×印はランプが
始動しなかつたことを示す。

【表】

【表】上記の結果から明らかなように、始動補助導体
の一端を始動装置におけるダイオードのアノード
側に接続すると、反対側に接続した場合に比べて
400〜600V位低いパルス電圧でランプを確実に始
動させることができる。 (ホ) 考案の効果以上説明のごとく、本考案によれば高圧放電ラ
ンプの始動に必要最少限度の高電圧パルスを安定
に発生させることができ、しかもこれをランプに
効率良く印加させることができるので、始動が確
実であるだけでなくランプ寿命も長く、点灯回路
の諸装置例えば安定器等に対する悪影響も少ない
高圧放電ランプが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の高圧放電ランプの回
路図、第３図は本考案に係る高圧放電ランプの回
路図、第４図は同ランプの具体的構造図、第５図
は同ランプに印加する高電圧パルスの波形図、第
６図は本考案ランプの始動装置の試験回路であ
る。第３図において、１……半導体スイツチ、２…
…強誘電性セラミツクコンデンサー、３……バイ
メタルスイツチ、４……ダイオード、５……始動
装置、６……発光管、７……始動補助導体、８…
…外球、９……安定器、１０……交流電源。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

半導体スイツチ１と非線形特性を有する強誘電
性セラミツクコンデンサー２とバイメタルスイツ
チ３とを直列に接続するとともに半導体スイツチ
１と並列にダイオード４を接続してなる始動装置
５を発光管６と並列に接続し、さらに発光管６に
付設した始動補助導体７の一端を前記始動装置５
のダイオード４のアノード側の電源端子に電気的
に接続したうえ、これらを外球８の内部に収納し
た高圧放電ランプ。