(57)【要約】      （修正有）【課題】放電管駆動回路において簡素な構成で消費電力を低減した放電管駆動回路を提供する。【解決手段】放電管用放電開始および連続放電装置は、交流電源回路であって、放電開始の高圧電圧発生回路と、連続放電用電圧発生回路から構成される。それぞれの回路はトランス、電流調用の制限抵抗とダイオードとを備える。放電開始回路は放電開始の高圧電圧を発生するとともに電流調整用の制限抵抗により、放電開始に必要な電流を流す。連続放電回路は連続放電電圧を発生させるとともに、電流調整用の制限抵抗により、連続放電に必要な電流を流す。【選択図】図１
2015109211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀ランプ、メタルルハイドロランプなどの放電管用放電開始および連続放電装置であって、
放電開始の高圧電圧発生回路と、連続放電用回路とから構成するとともに、
前記回路を放電管に並列に接続することを特徴とする
放電管用放電開始および連続放電装置。
【請求項２】
請求項１において、
放電開始の高圧電圧発生回路は
トランスと、ダイオードと電流調用の制限抵抗とを備えるとともに、
前記トランスにより放電管が放電開始する高電圧を発生するとともに、
前記制限抵抗の値は、電流を放電開始に必要な値に規定することを特徴とする
放電管用放電開始および連続放電装置。
【請求項３】
請求項１において、
連続放電回路は、
トランスと、ダイオードと、電流調用の制限整抵とを備えるとともに、
前記トランスにより連続放電電圧を発生させるとともに、
前記制限抵抗の値は、電流を連続放電に必要な値に規定することを特徴とする
放電管用放電開始および連続放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水銀ランプ、メタルルハイドロランプなどの放電管の放電開始および連続放電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電管を放電開始して連続的に放電する交流電源ないし直流電源装置は従来から使用されている。放電を開始するのに必要な高圧電圧と比べると、連続放電に必要とする印加電圧は低い値になる。先行文献１は、連続放電用スイッチング手段に加え、放電開始に印加する高圧電圧を出力するための特別なスイッチング手段を備えている。連続放電時は、放電開始用スイッチング手段を停止ないし切り離して、連続放電用スイッチング手段を用いて放電管を駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５７８９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放電開始に必要な高圧電圧と、連続放電に必要とする印加電圧が在るのは放電管動作の非線形特性に由来する。従来の様に連続放電に必要とする印加電圧を発生する電源回路以外に、放電開始用の高圧電圧用の電源回路を必要としない、簡単な構成の放電管の放電開始および連続放電装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の放電管用の放電開始および連続放電装置は、交流電源回路であって、放電開始の高圧電圧発生回路と、連続放電用電圧発生回路とは、それぞれトランスの出力側にあって、電流調整用の制限抵抗とダイオードとを備えるとともに、放電管に並列に接続する。トランス出力側の第1出力により放電開始の高圧電圧を発生するとともに第１の電流調整用の制限抵抗により、放電開始に必要な電流を流す。トランス出力側の第２出力により連続放電電圧を発生させるとともに、第２の電流調整用の制限抵抗により、連続放電に必要な電流を流す。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の放電管用放電開始および連続放電装置は、従来のスイッチング回路と異なり、高圧電圧発生回路と連続放電用電圧発生回路の構成要素は、トランスと抵抗およびダイオードである。かかる簡単な素子で組み上げることから放電開始および連続放電用装置の製造は容易であり、故障を起こす可能性は少ない。放電開始回路と連続放電回路での電流調整のために制限抵抗を規定の値に選ぶことで、前記抵抗が消費する電力の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明（実施例その１）の放電管用放電開始および連続放電用装置
【図２】本発明（実施例その１）の電圧、電流特性
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態１.を図１と図２を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
実施の形態１．
【００１０】
図１は、本発明の放電管用放電開始および連続放電装置の構成を説明する図である。Ｔはトランスである。前記トランスＴの入力は交流電圧である。前記トランスＴの２次側の第１出力と、制限抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１と、から構成する回路は、放電管DTの放電を開始するための高圧電圧の印加電圧V1を発生する回路である。前記トランスＴの２次側の第２出力と、制限抵抗Ｒ２と、ダイオードＤ２とから構成する回路は、前記放電管ＤＴが連続放電に必要な連続放電用印加電圧Ｖ２を発生する回路である。電流Ｉ１とＩ２はそれぞれ前記制限抵抗Ｒ１と前制限記抵抗Ｒ２を流れる電流である。電流Ｉ-DTは、前記放電管ＤＴを流れる電流であって、前記電流I1と前記電流Ｉ２の和に相当する。電圧Ｖ-DTは前記放電管DTに印加する電圧である。
【００１１】
図２は、前記放電管DTの動作状態を説明する図である。図２（a）と（b）は、前記トランスＴの２次側の第１出力に相当する前記放電開始用印加電圧V1と、トランスＴの２次側の第２出力に相当する連続放電用印加電圧Ｖ２の変化を示す図である。前記ダイオードＤ１とＤ２が存在していることから、半波整流していることがわかる。前記放電開始用印加電圧Ｖ１は、前記放電管ＤＴが放電開始に必要な電圧を満たすピーク電圧を印加する高圧電圧以上であるとともに、前記制限抵抗Ｒ１の値は、前記放電管ＤＴが放電開始に必要とする電流を流すために使う。前記放電管ＤＴの電極が全面放電の状態で連続放電するのに必要な電流値になる様に、前記制限抵抗Ｒ２の値は設定する。
【００１２】
図２の（c）と（d）は、放電開始後に前記放電管ＤＴに印加する前記放電開始用印加電圧V1と、前記連続放電用印加電圧Ｖ２の波形を現す図である。電圧Voは、連続放電時の放電維持電圧である。前記放電維持電圧Ｖｏの値は、前記放電管ＤＴが放電開始に必要とする前記放電開始用印加電圧V1より低い値である。一旦前記放電管ＤＴが放電すると、前記放電管ＤＴに印加する電圧は常に前記放電開始用印加電圧Ｖ１のピーク電圧を前記放電管に印加する必要はない。放電開始後は、制限抵抗Ｒ１とダイオードＤ１から構成する放電開始用の高圧電圧発生回路はその役割を果たし終えているので機能的、物理的に切り離すことを出来るが本発明では連続放電後も動作させている。
【００１３】
図２の（c）において、前記放電開始用印加電圧V1は、一次的に前記放電維持電圧Ｖｏより高い電圧となるが、前項放電管ＤＴが放電すると、前記放電維持電圧Ｖｏと同じ電圧となる。前記放電開始用印加電圧V1が前記放電維持電圧Ｖｏより低い値となると、前項放電管ＤＴは放電を停止する。図２の（d）では、前記連続放電用印加電圧Ｖ２は、前項放電管ＤＴが放電中、記放電維持電圧Ｖｏと同じ電圧となることを示している。  
【００１４】
図２の（e）と（f）は、放電開始後の前記制限抵抗Ｒ１とＲ２とを流れる電流Ｉ１とＩ２の波形を示す。前記電流Ｉ１とＩ２が流れるのは、前記放電開始用印加電圧V1と、前記連続放電用印加電圧Ｖ２とが、前記放電維持電圧Ｖｏに一致した期間、即ち前記放電管ＤＴの電極が全面放電の状態で連続放電している期間に限られる。
【００１５】
図２の（ｇ）は連続放電中の前記放電管ＤＴに流れる電流Ｉ-ＤＴの波形であり、前記電流Ｉ１とＩ２が加算した波形である。
【００１６】
前記放電管ＤＴが放電開始した後の、制限抵抗Ｒ１とＲ２が消費する電力を説明する。尚、ダイオードＤ１、Ｄ２の電圧降下の値は、ここでは簡単に説明するため無視することにする。前記制限抵抗Ｒ１の電圧降下は、前記放電管ＤＴが放電中は、前記トランスＴの２次側の第１出力に相当する入力電圧Ｖ１と前記放電維持電圧Ｖｏの差の電圧ΔＶ１である。よって、放電中、前記電流Ｉ１は、前記電圧ΔＶ１を前記抵抗Ｒ１の抵抗値で割った値となる。前記制限抵抗Ｒ１が消費する電力Ｗ１は、前記電圧ΔＶ１と、前記電流Ｉ１の積で求まる。前記トランスＴの２次側の第２出力に相当する入力電圧Ｖ２と前記放電維持電圧Ｖｏの差の電圧をΔＶ２とすると、前記電流Ｉ２は、前記電圧ΔＶ２を制限抵抗Ｒ２の抵抗値で割った値となる。前記制限抵抗Ｒ２が消費する電力Ｗ２は、前記電圧ΔＶ２と、前記電流Ｉ２の積で求まる。このことから図１において本発明の放電管の放電開始および連続放電装置全体が消費する電力は、前記制限抵抗Ｒ１が消費する前記電力Ｗ１と、前記制限抵抗Ｒ２が消費する前記電力Ｗ２との和となる。前記放電維持電圧Ｖｏが一定の値と想定していることから、前記電力Ｗ１とＷ２の時間的変化のグラフ（図示せず）は、それぞれ図２の（e）と（f）に相似する。
【００１７】
トランスＴの１次側入力を５０Ｈｚ，２００Ｖｒｍｓの交流電圧として、前記トランスＴの２次側出力に関して、放電開始用印加電圧Ｖ１を２２０Ｖｒｍｓ、連続放電用印加電圧Ｖ２を１４２Ｖｒｍｓである。また前記放電管ＤＴの消費電力Ｗ−ＤＴの計測値は９．３Ｗであった。
【００１８】
電流、電圧と消費電力をピーク値にして評価する。放電維持電圧Ｖｏを１９０Ｖｐ−ｐ、制限抵抗Ｒ１とＲ２の値をそれぞれ２４、０００Ω、１２７Ω、制限抵抗Ｒ１とＲ２の電圧降下、即ち電圧ΔＶ１とΔＶ２は、それぞれ１２１Ｖｐ−ｐ、１０．８Ｖｐ−ｐとした場合、電流Ｉ１とＩ２のピーク値は、０．００５Ａと０．０８５Ａとなる。この場合、前記制限抵抗Ｒ１とＲの消費電電力Ｗ１と、Ｗ２の最大値は、それぞれ０．６Ｗと０．９１Ｗになる。
【００１９】
制限抵抗Ｒ２およびダイオードＤ２を省くとともに、トランスＴの２次側出力側に制限抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１との構成で、放電管の放電開始および連続放電装置を実現できる（図示せず）。しかしこの回路構成では、前記制限抵抗Ｒ１は、前記放電管ＤＴに流す電流は、放電開始に必要とする電流ではなく、連続放電に必要とする電流でなければならない。連続放電時の電流Ｉ１のピーク値は、０．０９０Ａとしなければならず、そのため制限抵抗Ｒ１の値は１、３４４Ω以下を選択する。前記制限抵抗Ｒ１が１、３４４Ωのとき、前記制限抵抗Ｒ１が消費する最大の電力Ｗ１の値は５．５Ｗになる。
【００２０】
本発明の放電管の放電開始および連続放電装置は、トランスＴの２次側の第１出力側に、制限抵抗Ｒ１とダイオードＤ１から構成する放電開始回路と、トランスＴの２次側の第２出力側に、制限抵抗Ｒ２とダイオードＤ２から構成する連続放電回路を備える。かかる回路構成を採用していることから制限抵抗の最大消費電力は、前記制限抵抗Ｒ１の０．６Ｗと前記制限抵抗Ｒ２の０．９１Ｗの和の１．５１Ｗとなる。消費電力が１．５１Ｗの値は、前記制限抵抗Ｒ２とダイオードＤ２から構成する連続放電回路を備えない放電管の放電開始および連続放電装置の消費電力が５．５Ｗの値と比較すると７３％低い値となる。本発明の装置は低消費電力化が図られている。
【００２１】
本発明の放電管の放電開始および連続放電装置の実測データを示す。前記制限抵抗Ｒ１とＲ２の値はそれぞれ２４、０００Ω、１２７Ωであり、前記電流Ｉ１とＩ２の平均値は、０．００１３Ａと０．００８８Ａである。前記制限抵抗Ｒ１の消費電電力Ｗ１と、前記制限抵抗Ｒ２の消費電電力Ｗ２の平均値は、それぞれ０．２Ｗと０．３Ｗとなり、放電開始および連続放電装置の平均消費電力は、０．５Ｗである。
【００２２】
一方、放電管の放電開始および連続放電を１つの回路で兼ね備えた装置構成の前記制限抵抗Ｒ１の値は２４，０００Ωであるが、前記制限抵抗Ｒ１に流れる前記電流Ｉ１およびでの前記消費電力Ｗ１の実測したデータ（平均値）はそれぞれ０．０２４Ａと２．７Ｗである。本発明による放電管の放電開始および連続放電装置の消費電力０．５Ｗは、前記２．７Ｗと比べ８１．５％低い消費電力である。実測データでも本発明は低消費電力を実現している。
【００２３】
トランスと抵抗およびダイオードといった簡単な構成要素により構成した回路であることから、スイッチング回路と比べるとその構成は簡単であり、複雑がもたらす故障率の高さや、部品、製造コストの低減が図れる。
【符号の説明】
【００２４】
Ｔ                      トランス                
Ｄ１，Ｄ２              ダイオード
Ｖ１                    放電開始用印加電圧
Ｖ２                    連続放電用印加電圧
Ｖo                      放電維持電圧
Ｒ１，Ｒ２              制限抵抗
Ｉ１                    放電開始用電源回路から放電管に流れる電流
Ｉ２                    連続放電電源回路から放電管に流れる電流
Ｉ-ＤＴ                  放電管に流れる電流
【図１】
2015109211.tif 000003
【図２】
2015109211.tif 000004