(57)【要約】【目的】一台のコンバーターの出力二線に並列で負荷として多種類多数の放電管を接続して点灯させる回路において、各灯毎に放電開始用パルス回路を設けずに全灯を同時確実な初期放電を開始させることと、点灯後、効率をアップ、ノイズレベルを下げ、更に各灯別の制御機能の電源も出力二線のままで可能な放電管点灯制御器。【解決手段】フルブリジ型にして駆動電圧をあまり上げなくとも放電管電圧はオーバーシュート電圧を加えと軽く１０００Ｖをこえるため確実に放電開始する。点灯開始後、自動的に駆動電圧を下げることにより効率アップとノイズ抑制効果を高める、さらに点灯以後、管電流による二次コイル誘導電圧を利用して各個別放電管の有効な制御回路用電源とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主コンバーター一台にてその出力回路二線に同時に多数灯、多機種の放電管を並列に各放電管のＷ数に応じた小型インダクタンス（８）を介し点灯制御する多数灯点灯回路に於いて、主コンバーター駆動回路の直流電源を当該放電管の初期放電の開始電圧まで充分昇圧設定して点灯パルス回路なしで、全灯同時放電を開始させることを特徴とする多数放電管点灯制御装置。
【請求項２】
初期点灯開始以後は昇圧した当該主コンバーターの駆動電源を自動的に通常の駆動電圧をまで下げることを特徴とする請求項１の多数放電管点灯制御装置。
【請求項３】
初期点灯完了以後当該放電管に直列に入れてある小型インダクタンス（８）に二次コイルを設けそれに誘起する電力で放電管の必要とする各灯別制御回路の電源とすることを特徴とする請求項１による多数放電管点灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
一台のコンバーター電子安定器出力の二線に並列接続した多種多数の放電管を同時に点灯する回路において起動高圧パルス発生回路なしで全て同時に点灯を開始させる高輝度放電管点灯機能と各灯別制御装置の電源の取り入れ手法。
【０００２】
【従来の技術】
高輝度、高出力のガス入り放電管の点灯回路は交流電源にトランス、チョークコイルによる所謂インピーダンスの電圧制御の銅鉄型の安定器で、その形状および重量も大きく、、電源電圧の変動により大幅に光束、消費電力が変動する等の不安定性や管電圧に適合のための各放電管毎に大型のチョーク、トランスの安定器を接続する、銅損鉄損は各一灯毎に発性しそのトータルロスの大きさは高輝度、大電力、多灯数使用する場合、その省エネ性、省資源性には問題があった、しかしその回路装置の簡便さから、いまのところ古典的なこの銅鉄型が大半を占めているのが現状である。また最近なって蛍光灯の４０Ｗ、１００Ｗ等の軽負荷、放電しやすい熱電極の放電構造なので一台の電子安定器で多数灯を同時点灯する電ものも出始めている。しかし大出力で冷陰極、放電開始電圧、放電維持電圧ともに高い高輝度放電灯は蛍光灯安定器に比べ問題も多く、まだ完全な商品化を見ない現況である。高輝度放電管は消費電力も大きく、工場、街灯、道路、運動場等多数灯を同時点灯使用するので省エネの要望も高いが、一台の電子安定器で多数灯の高輝度放電管をパラレル接続して、従来からの灯数分だけ安定器を必要とした物に比べ、一台で済みロスも一台分、その省エネ性、省資源性高く、また発光効率のよいメタハラ管が含まれていてもすべて出力二線にのみで確実点灯するものが望まれている。その実現が本発明の眼目である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
水銀灯、メタハラ放電灯、高輝度、等数ＫＷに及ぶ高出力の放電管を同時点灯しようとする場合、点灯開始電圧は定格点灯電力時の倍、定格時管電圧１００Ｖのものはその倍２００Ｖ、定格点灯２００Ｖのものは４００Ｖ、等の高電圧がかかり点灯開始し放電電流が流れはじめると大型銅鉄型安定器のチョークトランスによるインピーダンスで適正電圧でドロップさせ放電を安定化させる、更に高効率なメタハラ管、ナトリュウム管等にいたっては瞬時的パルスであっても１０００Ｖ以上の放電開始電圧が要求される。これら多数灯を一台のコンバーターで同時電源オンして各管毎に設置した起動パルス発生器、パルス発生回路、またメタハラ管の時は更に高い高電圧パルス発生回路をもうけ全灯同時起動する必要がある、その場合、全灯の合算したスイッチング半導体の駆動電流も馬鹿にならず、瞬時電圧低下で不点灯管の発生の可能性も少なくない。その上一番問題なのは主コンバーターの出力二線以外にそれらパルス駆動回路用の電源を引く必要もあり、工事も伴う、また主コンバーターから送られる二線の高電圧交流からのみで低いパルス発生回路のＤＣ電源をとるのも回路の複雑さと点灯回路の電源配線のためのコストを増大し不可能ではないが実用的でない。そこで本発明は出力二線のみで各灯にパルス発生回路なしで点灯、さらに点灯以後には外光センサー制御、リモコン、シーケンス制御、自動調光等の有益な制御回路のための電源も可能にすることである。
【０００４】
【発明の実施の形態】
そこで本発明による出力二線の多数灯同時点灯回路を実施例をもって説明する。図１のように大元の直流電源１，から升圧型インバーター回路としての、スイチング半導体２，インダクタンス、ダイオード、パルス駆動の  ＩＣ回路３，等により昇圧しその昇圧電圧を電圧監視用抵抗５，から入力し昇圧インバーター発生電圧を検知し、その設定した電圧で安定保持させる。そしてそのＡＢ間の昇圧した直流安定化電源として、その次のメインコンバーターの出力二線につながる各放電管を点灯駆動制御するのが基本動作である。その機能要素として本実施例ではスイッチング半導体ＦＥＴ６、の４個、それを駆動する駆動  ＩＣ回路７，よりなるフルブリジコンバーターで構成、そして、そのコンバーター出力二線Ｃ、Ｄに負荷として、その各放電管の定格Ｗ数に適合する小型インダクタンス８、を直列に接続した多種多数の放電管１０、を出力ＣＤ二線に並列に接続して各放電管１０を同時点灯制御するのが本安定器の基本動作である。その際の小型インダクタンス８，は小型ボックス９，に収納し個々放電管１０の傍に置き定格放電電流を安定化する機能をもつ、このインダクタンスも駆動が高周波であるため小型、軽量のものでローコストですみ適当なインピーダンスを選べば一般交流入力の銅鉄型のチョークトランスの損失の１５％以下で済む、またこの回路はＦＥＴ６，４個よりなるフルブリジコンバーターの周波数を変化させると、安定用小型インダクタンス８のインピーダンスも変化し負荷の全放電管を同時、同率の電力、輝度制御の調光も出来る。しかしこの方式の一安定器による多種多灯同時点灯回路の弱点は、水銀灯の場合はあまり問題ないが、前記したようにメタハラ管、ナトリューム管等の場合に点灯は、高圧パルス発生回路、及びその電源や配線等の追加が別途各灯個別に必要になり、折角の二線のみで多灯同時点灯できる簡便さとコストメリットを削ぐ結果にもなる、個々の各灯の有効、省エネ的制御にもそれらの複雑性とコストアップ、別配線工事を伴い不利である。これらを改善すべく本発明はなされた。実施例によつて動作原理を説明する。一般水銀灯の時には、電源部である昇圧インバーターの出力はせいぜい２５０Ｖ〜３００Ｖ以内であるが、これを３６０から４００Ｖ程に一段高く設定する。そうすると図２は放電管ににかかる管電圧の波形の時間経過図であるが、大本の直流電源１，オン直後図２，波形前半は放電開始直前のＣＤ部から供給される波形であり、フルブリッジコンバーターの出力の矩形波形の電圧がインダクタンス８を通過し放電管１０、の電極に直接かかり、それが初期放電開始電圧より高いのですぐに点灯する。それは図２，の矩形波の平らな上部電圧＋３５０Ｖからスイッチングして−３５０Ｖになるその電圧差７００Ｖ、更にチョークのインピーダンス等によるオーバーシュート電圧１１、の１５０Ｖパルス電圧が上下に重畳し重なり合い、その時管電圧を合計加算すると、７００Ｖ＋３００Ｖ＝１０００Ｖの電圧がＣＤ間に発生しそのまま放電管１０両極にかかることになるから放電を開始するのである。、同様にして更に高い起動電圧の必要な管の場合図１ＡＢ間に発生する昇圧電源を４００Ｖに設定すると、１２００Ｖがかかる。この様に特別にパルス発��回路を設けなくとも、ＣＤ二線のみで起動電圧個体差のある多数灯を同時確実に放電開始をさせる事が出来る。次に放電を開始した後の放電管１０に架かる電圧波形は放電電流が流れ始めたことによるインダクタンス８の作用により図２後半のような低圧でマイルドな三角波放電管電圧に補正され安定な定格放電電圧を保ち安定放電を続ける。更に本発明は次の補完的機能として請求項２の機能を提供するものである。この回路によるこれまでの起動動作で全灯初期放電開始し図２，の点灯開始以後の波形もマイルドで点灯には問題はない、ただ電源電圧が高めに設定してあるので各灯にシリースに入った小型インダクタンス８，のインピーダンスが大きめにせねばならず、銅損鉄損は小型であるのでさほどではないが、多数灯でもあり、各管とも高輝度大電力なので積算すると馬鹿にならない、そこで効率アップと省エネ、点灯以後ノイズ発生の更なる確実縮小のためにもなり、そこでタイマー９，か或いは負荷電流増加の検知１２，等によつて請求項２として自動的にＡＢ間の昇圧した電源電圧を定格点灯時の管電圧近くまでコンバーターの駆動電圧（ＡＢ間）を下げる機能を加える。更に必要であればノイズフイルターなどを出力ＣＤ二線間にタイマー４、と連動して入れると点灯以後の波形が更にマイルドになり、主コンバーターの発生ノイズも一段と大幅に減少出来る。また前記した様に各灯の個別制御用回路の要求も多いので次に（請求項３）として別個にそれら制御用電源配線をしないですみ、本電子安定器の最大特徴である出力二線のままで可能な一実施例を図３，の調光回路を一実施例として示す。それは点灯開始以後は小型インダクタンス８、に放電電流が流れ始めるのでそれに二次捲き線１２、をして、それに誘導した交流電力をダイオード整流して供給し調光タイマー１３，によりリレー１５、で調光インダクタンス１４，をリレー接点１６でオンオフさせて管へのインピーダンスを変化させて一定量の段調光回路である。またこれはは個別ソフトスタート回路とすることも可能な実施例である、この様に放電開始通電後からは管電流が流れるので、この方法で出力二線のままで簡単に誘起電力を利用できる。リモコン、シーケンス、タイマー、外光調光、定照度制御等の有用な機能の電源などを簡単に遠く離れた各管毎に取り出せ、前記の安定器本体一斉制御ばかりでなく各灯の個別独自制御も簡便に出来る。
【０００５】
【発明の効果】
省エネ時代において、その効率は良いものの、電力を喰う高出力高輝度の放電管を工場、講堂、街灯、等同時に多数灯設置する場合が多く、そのため更に合理的な点灯制御機能、設置法が求められている。本発明の一台コンバーターで多数放電管を同時点灯制する方式を従来からの放電管と安定器が一対一の銅鉄型安定器方式と比較すると、その銅損、鉄損のロス、の各灯毎の発生、このことは電子安定器に置いてもスイチングロス、整流ロス、チョークロス等に、その設置台数を掛けたものが総ロスとして加わり総体的エネルギー効率を下げる要因になつていた。しかし安定器一台でその出力二線に多数、多機種水銀灯、高輝度、高出力メタハラ放電管等を並列に接続する場合、各小型インダクタンス８，のチョークロスは各灯ごと発生するが小型で小さく、その他のスイチングロスは一台分で済み、ワット数にもよるが、銅鉄型に比べ２５％以上、電子型の１６％以上のロス節減になる。一台の安定器で１５灯位を同時一斉点灯制御できるし、そのコストも一灯用銅鉄型安定器の５、６台分で済むというコストメリット、省資源性が有効、水銀灯、メタハラ、蛍光灯各ワット、各品種混用も小型インダクタンスの増減で充分可能の手軽さもある。更に本発明のさらなる合理的な放電管の省エネ的使用法として、各灯ごとの点灯時のソフトスタート、朝夕、窓際の外光比例調光、タイマー調光、人体検知調光、管初期、末期の自動照度補正（一定照度）、各灯毎のリモコン調光等の有効な機能をしかもそれが各灯毎に要求される合理的使用のケースも多くなつて来ている。この場合にそれら各機能部回路の電源を供給するのに大元のメインコンバーター側から今一回線引いてくるのは多数灯の場合、大変な手間と費用がかかる。本発明では出力二線のままでその電力から取りだし別途電源手間と費用を大幅に削減。また従来の旧方式の交流二線のまま取り付け改修工事が出来て別途配線工事費も不要、更に管が不良で点灯しない等の場合はそれら各灯回路の電源も小型インダクタンス８に電流が流れないので、その二次誘起電力も自動的にストップし電力も食わないメリットもある。その他水銀灯など消灯後すぐ又点灯しようとする時、管温度が高くインピーダンスが高いので再放電開始までかなり時間がかかるが、その点本発明の請求項１による起動時電圧が高いので再放電開始までの時間が半分以下に短縮でき、疑似的ホット、リスタート効果（短時間再起動）もでる。また一般の銅鉄型安定器で点灯しなくなった寿命末期放電管も点灯開始をかなりの回数継続する寿命延長効果も発生する。請求項２の電圧の切り替えタイマー４，をゆっくり設定すると、すべての放電管の初期立ち上がり標準時間の半分以下で定格１００％の明るさになるラビットスタート機能も出てくる。
【０００６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多灯放電管点灯制御回路の基本動作説明図
【図２】点灯開始直前の主コンバーター出力波形と点灯後の放電管電圧波形。
【図３】各灯別制御用電源取り出し例、（段調光制御回路の場合の一実施例）
【符号の説明】
１は大元の直流    ２は昇圧用半導体  ３は昇圧用  ＩＣ回路
４は電圧切り替え時限タイマー（及びフイルター切り替えタイマー）
５は電圧検知用抵抗  ６はフルブリジ半導体  ７はフルブリッジ用ＩＣ回路
８は小型インダクタンス  ９は小型ボックス  １０は放電管
１１は電流検知抵抗  １２は二次捲き線  １３は時限タイマー
１４は調光用インダクタンス  １５はリレー  １６はリレー接点
１７はオーバーシュート電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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