(57)【要約】【目的】この発明は高電力放電管を矩形波電子安定器で点灯制御するに際して必然的に発生するスイッチングノイズを本発明の接続器１０により大幅軽減し、尚かつ只一台のみの大出力インバーターの出力二線だけで、なおかつ起動高圧パルス回路なしでメタハラ管をも含む多種多灯、蛍光灯をも効率良く確実に点灯し、調光制御も可能な設置コストメリットの高い多灯用電子安定器と接続器の実現。【構成】発振周波数の矩形波インバーター一台の出力にインダクタンス８とキァパシテイ９、によりなる本発明の接続器１０を並列に複数個を設け当該インバーターの発振周波数を接続器のＬ、Ｃ、の直列共振周波数と少しずれた近辺に放電管定格電力時のインピーダンスに応じて設定し、それ等に各放電管１１を接続し周波数を可変して調光する、多灯型電子安定器回路と各接続器とによりなる。【選択図】図１
2004319419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクタンスＬなる（８）とキァパシタンスＣ（９）両素子を直列により構成された接続器（１０）に負荷放電管（１１）を接続したものを多数個を周波数可変の交流波発生の駆動用インバーター（１２）の出力線Ｃ、Ｄに並列に接続し、その駆動用インバーター（１２）の発振周波数を接続器（１１）内のリアクタンスＬ（８）とキャパシタンスＣ（９）との直列共振インピーダンスグラフの中心共振周波数ｆ（２２）よりずれた上側のＦ点（２０）か下側のＥ点（１９）２点中のどちらか一点を負荷放電管（１１）の定格電圧、電流時のインピーダンスに合わせた周波数を定格調整基点（１９，又は２０）として設定して、その基点周波数（１９，又は２０）を上下に変化させ点灯、調光する事を特徴とする多数灯放電管点灯制御回路の接続器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一台のインバーターの出力二線のみで多数の放電管を同時点灯制御する方式において、各放電灯毎に接続し初期点灯及び出力を制御する電子安定器と負荷放電管とを繋ぐ接続器回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来水銀灯、ナトリューム灯、メタハラ灯等の放電管点灯の安定器器具として、所謂、銅鉄型安定器のトランス、チョークコイルの組み合わせによる重量の大きい大型の安定器一台が一放電管を一対一で点灯制御するのが通例であつた。最近蛍光灯では一台の電子安定器で多数の蛍光灯を点灯制御する方式も現れて来たが、高輝度放電灯、更に高電圧パルスの必要とするメタハラ管等の大電力管をも、二線のみで多数灯を初期点灯及び制御をする装置の実用化は大電力であるための発生ノイズ、効率、製造コスト高、等の難問題がその実用化を妨げてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の銅鉄型安定器、更に電子安定器もふくめて高輝度放電管と安定器が１対１の組で商用交流電源に接続し使用するものが殆どであり、電子安定器の場合など大出力になるとその力率改善、更に出力波形をもかなり補正して、大出力に伴うノイズ発生のレベルをも低下させねばならず、そのための付加装置の回路、部品増加によるコストアップ、はたまた波形補正による効率低下、回路ロスによる反省エネ性も免れない。、したがってノイズレベルの低い小電力のものはともかく、大電力のものはその実用化普及を妨げてきている。それらのノイズ発生問題と言う最大の泣き所さえ改善出来れば、一台の大電力安定器によつて５灯、１０灯の多数灯を同時点灯すると言う、省資源性とコストメリット可能な多灯用装置も出現可能となる。先に特願２００２−３８３４１９で提出したものも一台で多灯を点灯制御に関するものであつた、しかし図２の様に管にかかる出力電圧波形は高調波の多い三角波とその上矩形パルス切り替え時に発生するノイズ１５，１６が小規模ながら常時現れ、小出力管の時はともかく、更に大出力にしようとするとノイズレベルが出力に比例してアップする。また初期の起動高電圧もほどほどなので放電管寿命末期等に多い管の起動電圧上昇に伴う不点灯も防ぐためにも今一段起動電圧を高めたかった。本発明は前記したように点灯以後は出力波形を完全マイルドなサインウエーブ１９に近づけ発生ノイズをも大幅軽減、更に電子安定器ならではの諸機能、つまり調光、高効率、軽量、等の機能維持と大電力安定器一台の出力二線のみに多種高輝度放電管多灯を負荷して初期点灯及び制御する設置によるコストメリット、省エネ性の実現が本発明の目的である。
【０００４】
【発明が解決しようとするための手段】
１図は本発明の一実施例に使用した矩形波発生用インバーター回路である。Ａ、Ｂ、より左側はＦＥＴ２による昇圧スイチング回路、このＡＢ間昇圧直流電源は３６０Ｖ位に設定しておく。次の各ＦＥＴ５，７のブリジの駆動体６へ周波数可変の矩形波インバーターＩＣ回路１２で駆動、その出力の２線Ｃ、Ｄ、に並列に本発明の各接続器１０，を接続し、それに各放電管１１，を負荷とするのが基本回路である。前述の出願２００２−３８３４１９と異なるところは接続器１０，の構成がコイルだけのインピーダンス制御であったものが、更にコンデンサー９が増えていることである。それが負荷放電管１１，とシリースになっている。そしてインバーター回路１２の可変発振周波数を接続器１０，内蔵されているコンデンサー９の容量Ｃとコイル８，のリアクタンスＬの直列共振周波数２２ｆ中心近くの図４の下点Ｅもしくは上点Ｆ、いずれか一点にインバーター１２の周波数可変用ボリューウムを回し管定格出力時のインピーダンスに合わせ、基本の定格時設定をする。なおこの場合各接続器１０内のリアクタンス８、Ｌ、キャパシティー９の値Ｃによる共振周波数２２ｆのＬＣＲ共振インピーダンス計算、この場合Ｒは管内の負性的抵抗として、入力電圧、管の定格電圧、電流等によりリアクタンス、コイル線徑、キャパシタンスとの合成インピーダンスの簡単な交流計算で、各管種別、出力別に適合したＬ、Ｃ値で各放電管の種類ごとにＬＣ値がきまり、それによって管の種類別接続器１０が小型に簡単に作成できる。一例で３００Ｗ水銀灯の場合、駆動直流電源ＤＣ３６０Ｖ、共振周波数ｆ＝２０ＫＨｚ、Ｌ＝０．６３８ｍＨ  コイル１．２ｍｍ線徑  Ｃ＝０．１μＦ。是により１００Ｗ〜４００Ｗ調光可、従ってこの接続器は１００Ｗから最大４００Ｗまでの範囲の水銀灯管どれにもにも使用が可能な接続器１０である。
【０００５】
【作用と実施例】
今一実施例として図１のブリッジ型インバーター回路の可変周波数発振器１２のボリュウムを回し予め設定した周波数つまり図４の接続器１０の共振インピーダンスカーブの共振点周波数２１ｆより低いところに基点Ｅ点１９もしくは高いところに基点Ｆ点２０のどちらかに合わせておき電源を入れる。するとインバーターがその周波数で発振し、それと接続器１０，内のコイル８，、コンデンサー９，と放電管１１のＲが近似的ＬＣ直列共振を起こし、図１のＡ、Ｂ間に起きているブリッジインバーター駆動用電源の３６０Ｖ〜４００Ｖと相まって図３の１７ようにかなり高いＱ倍の起動用放電管電圧１７を、しかも近似的共振波形動作のサイン波高圧を発生する、そのため確実に放電を開始し点灯起動をする。同様の動作で図４の基本点Ｆ点にも設定しても同様に起動できる。この場合は周波数を高くすると反対に暗くなる。放電開始直後は電流が流れ、瞬時的に放電管の管内インピーダンス負性抵抗と放電管１１のインピーダンスＬ、Ｃ、とがＱダンプされ低い放電管電圧にバランスよく折り合いがつき、安定かつマイルドなサインウエーブ電圧１８で点灯を継続する。またこの初期点灯の際は管内ガス温度低く定格の３分の１〜２分の１電流で点灯スタートし、やがて管温上昇で管内インピーダンスの変化に応じ定格に達し安定する、つまり立ち上がり電力はマイルドスタートをする。更にＥ点設定でもＦ点設定でも可変周波数発振器１２、のＶＲを変化させると図４の如く出力調整、調光も無段階にできる。なおインバーターの矩形波出力波形が本発明の接続器を経由して放電管負荷に加えると図３のように起動高圧波１７も通常点灯波形１９ともにノイズの少いサインウエーブで通常点灯時は更にＱダンプされ電圧の低い、近接ＬＣ共振のサインウェーブ波に変化する。それが放電管１１への供給電圧波形になるのでランプ１１，からの電磁放射も僅少になる。このため昇圧電源インバーター、矩形波インバーターの漏洩ノイズ、コモンノイズを一台分だけの回路対策ですみ、本実施例では簡単なインダクター１３をいれるだけでも、従来の銅鉄型安定器のノイズレベル近くまでも下げられる。なおかつこの二線のままで高圧発生器なしで、しかもノイズの少ないマイルド波形でメタハラ管をも軽く点灯制御が可能という一挙両得が発生。なお本実施例では安価な矩形波出力のブリッジインバーターを使用したが、図１のＡＢ間の駆動用電源電圧を必要だけの起動共振高電圧発生に充分なだけ高く取れる、インバターでＡＢ間電圧波高値約３６０Ｖの上下２倍の７２０ＶのＱ倍に起動電圧１７に作用するブリッジ型で矩形波を発振させている。なお発振周波数も可変で、波高値も充分なら。ハーフブリッジ、フォワード、サイン波インバーター、等でもば問題なく同一機能し点灯動作をすることができる。また水銀灯、蛍光灯のみの負荷の場合は高い起動電圧不要で波高値２４０Ｖ位でも良い。本発明の基本動作機能はこれまでの説明したように、単純な共振型インバーターではなく意図的にその動作点を中心の共振周波数２２ｆより上の点Ｆ２０かまたは下の点Ｅ１９かのどちらか一点に設定、その定格動作点で各放電管１１種類、出力に適合させたインダクター８とコンデンサー９とよりなる接続器１０を多種多様の各直列ＬＣよりなる接続器１０，を出力線に並列接続し、起動点灯と調光制御が可能な共振点近接の周波数の変化による可変インピーダンスの近接共振制御によるノイズ抑制点灯機能である。つまりこの点灯の動作を動作波形的に繰り返すとと、矩形波発振のインバーターに本発明の接続器１０を付け通電する、近似的共振で高電圧サインウエーブ１７を発生し点灯を開始、点灯後は放電管内部インピーダンスで自動的にＱダンプされＬＣＲの共振インピーダンスのマイルドな低電圧サイン波１８波形による点灯電圧で安定点灯、そして周波数を変化させ直列ＬＣＲ近似共振インピーダンスのによる放電管１１電流を安定に制御をする。その際点灯初期は管温度低く管内インピーダンス高く定格の３分の１〜２分の１からのマイルドにスタート動作をする。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の高出力多灯型電子安定器の二線出力のみで、最大出力以内であれば、蛍光灯、水銀灯、メタハラ灯、ナトリュウム灯の各種放電管、しかも各放電管の出力が別々であっても、各灯に適合した容量のＬ、Ｃを収納した本発明による接続器１０を繋ぐだけで大出力でありながら理想的低ノイズのサイン波１８で多種多灯を並列に確実初期点灯、起動用高圧パルス回路も不要、そしてインバーター周波数を変化することで全灯を同率の調光が簡単に可能である。Ｑダンプされたインピーダンス制御なので、放電出力を下げると自動的に管電圧が上昇するので定格の３０％位まで問題ない大幅な調光が出来る。また初期点灯時も充分な高圧ながらマイルドなサイン波形１７でごく短時間で点灯するので、従来の連続する高圧パルス波発生点灯器と異なり、電極への初期点灯ストレス少なく、多数灯同時点灯のノイズレベルも少ない、起動電圧のいらない放電管の寿命末期の点灯のしにくさも解消する寿命延長的効果、消灯後再点灯する場合の待ち時間も半減できる。しかも一台の電子安定器で５灯、１０灯を２線のみで配線ですむ上、従来の銅鉄型安定器の場合など起動時数分間は定格２倍以上電流が流れるため、照明配線容量に倍近い余裕が必要だったが、本安定器はマイルドスタートなので配線定格一杯の放電灯負荷を賄え、従って倍近い多灯数を一回路に接続できる。設置コストも本体は１台なので、本体の雑音、高調波対策を更に数段高めたとしても従来の１灯１台の安定器の１０台分と比べコストも半分以下ですむ。また本発明の接続器１０の各構成部品常数である共振周波数、リアクタンス材、コンデンサーをロスの少ない高効率に設計すると、例えば１０灯１０台分の各安定器の累積合計ロスに比べて本器の場合一台なので２５％〜３６％も低い省エネ性をも発揮出来る。なお高圧パルスの必要としない水銀灯の場合でも放電の開始電流が流れると接続器１０の構造上その瞬間Ｑダンプして電圧が下がるので管寿命への影響も僅少である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多灯用放電管電子安定器回路と接続器の全体配線図
【図２】出願番号２００２−３８３４１９の接続器経由による放電管への出力電圧波形
【図３】安定器からの矩形波を本発明の接続器１０経由の放電管１１への出力電圧波形
【図４】本発明による設定２基点とＬＣＲ共振インピーダンスグラフと調光関係図
【符号の説明】
１は直流電源
２は昇圧用スイッチング用ＦＥＴ
３はゲート駆動部
４は電源用昇圧インバーターＩＣ回路
５はブリッジスイッチング用ＦＥＴ（絶縁部）
６はフォトカプラーの駆動部、矩形波発信器１２からの信号を入力（配線省略）
７はブリッジスイチング用ＦＥＴ
８はインダクタンスＬ
９はキァパシタンスＣ
１０は８，９収納用接続器ボックス
１１は各負荷の放電管
１２は周波数可変矩形波発振回路
１３はノイズフィルター
１４はフューズ
１５はに特願２００２−３８３４１９による矩形波出力波形とノイズ
１６はの特願２００２−３８３４１９による点灯後接続器出力三角波形とノイズ
１７は本発明の初期点灯時の接続器の高圧発振波形
１８は本発明の通常点灯時の接続器の出力波形
１９は共振周波数ｆより低い方の定格調整基点Ｅ
２０は共振周波数ｆより高い方の定格調整基点Ｆ
２１はＬＣＲ共振カーブによるインピーダンス、周波数グラフ
２２はＬ８，Ｃ９の共振点ｆ、ＬＣの平方根分の１、共振カーブの最下点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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