(57)【要約】本発明は、交流回路内の４本までの低圧蛍光灯又は等価品、高圧水銀灯、ナトリウムタイプ又はメタルハロゲン・ランプの高低圧ランプのごとき、ガス放電ランプの点灯、動作、消灯用のエネルギー効率の良い節電システムに関する。本システムは、整流器(1)、コンデンサ(2)、パワートランジスタ(50)および、それぞれが幾つかの巻線を持つ第１及び第２のトランス(T1、T2)を備える。更に供給回路の電圧変動に発光を安定させるための手段(46)、及びパワートランジスタ(50)の印加電圧および電流を制限するための手段(59、39、3、46、19、35、52)を含む。ランプは、正負のランプ電流が等しくなるよう設計、接続された巻線(98〜107)の出力部に接続される。
2004522273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器(1)、コンデンサ(2)、パワートランジスタ(50)および少なくとも４つの巻線(59〜63)を備える第１のトランス(T1)を通じて交流供給回路に接続されたガス放電ランプの点灯、動作、消灯のためのエネルギー節約システムであって、前記システムは、高い直流電圧ランプを瞬時点灯するための点灯回路の要素のみならず、低電圧でランプを動作させるための発振回路の要素及び、システムに含まれる部品の動作のための低電圧を有する直流電圧回路を有し、更に、
照明ランプ(73〜79)またはこれと等価なものとの接続および瞬時点灯のめに、少なくとも６個の巻線を有する第２のトランス(T2)および、前記第２のトランスの動作のための電界効果トランジスタ(72)を備える手段(64,113,6,T2,71,72,97)と、
直流電流が供給され、低い点灯電圧および高い出力の高圧水銀ランプ(80)またはこれと等価なものとの接続のための手段(61,43,7)と、
ほぼ４KVの点灯電圧および低い動作電圧を有する高圧ナトリウム蒸気ランプまたはメタルハロゲンランプ(81)またはこれと等価なものとの接続のための手段(61,62,63,44,45,8,9)と、
供給電圧が変動した時に、ランプの放射光およびランプを安定化させるために、パワートランジスタ(50)のベースに接続された手段(46)と、
パワートランジスタ(50)に流れる電流および印加電圧を制限するための手段(59,39,3,46,19,35,52)とを備え、
ランプ(73〜81)の電極またはランプは、第１のトランス(T1)の巻線(61〜63)の出力部または、第２のトランス(T2)の巻線(65〜70)の出力部に接続され、接続されたランプを、正電流の振幅と同じ振幅を持つ負の電流で動作させ、かつ、ランプまたは関連するランプを要求された点灯および動作電圧を供給するために。これらの巻線は、相互に接続され、かつ設計されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
付随的な光に依存してパワートランジスタ(50)のベース電流に影響を及ぼすために、および、ランプまたは対応するランプの点灯、動作、消灯を自動的に制御するように、フォトトランジスタ(56)を備える請求項１記載のシステム。
【請求項３】
システム内の整流器(1)の入力部が交流電流供給回路に接続され、整流器(1)の出力部がコンデンサ(2)の電極に接続され、
整流器の正の出力部は、第１のトランス(T1)の第１の巻線(61)の端子(98)に接続され、そして、第１の抵抗(15)を通じて第２および第３の抵抗(16,17)に接続され、そして、第２のコンデンサ(4)の電極に接続され、そのコンデンサ(4)の第２の電極は、第１のダイオード(40)のアノードおよび、トランス(T1)の第２の巻線(60)の端子に接続され、
第１のダイオード(40)のカソードは第２の抵抗(16)の第２の電極に接続され、
トランス(T1)の第２の巻線(60)の第２の端子は、整流器の負の出力部と、第３のコンデンサ(6)の電極と、第４の抵抗(19)の電極と、第４のコンデンサ(3)を通じてツェナーダイオード(46)とに接続され、
前記システムは、６つの巻線(65〜70)を有する第２のトランス(T2)と共に、トランス(T1)の第２および第３の巻線(62,63)、フォトトランジスタ(56)、パルス発生器(71)、電界効果トランジスタ(72)を備え、
第２の抵抗(16)はパワートランジスタ(50)のベースと、ツェナーダイオード(46)のカソードと、第１および第２のトランジスタ(51,52)のコレクタとに接続され、そして、第３の抵抗(17)の第２の電極は第２のダイオード(41)のアノードに接続され、そのカソードは第１のダイオード(40)のアノードと、第１のトランス(T1)の第２の巻線(60)と、第３のダイオード(42)のアノードとに接続され、それのカソードは第５のコンデンサ(5)の電極と、発生器(71)の供給出力部と、フォトトランジスタ(56)のコレクタとに接続され、それのエミッタは、第１のトランジスタ(51)のベースと、第５の抵抗(18)を通じて第１および第２のトランジスタ(51,52)のエミッタと、第５のコンデンサ(5)の第２の電極と、発生器(71)の共通出力部と、電界効果トランジスタ(72)のソースと、第４のダイオード(97)のアノードと、および、整流器(1)の負の出力部とに接続され、第１のトランス(T1)の第３の巻線(59)の第２の端子は、第５のダイオード(39)のカソードに接続され、それのアノードはツェナーダイオード(46)のアノードに接続され、そして、パワートランジスタ(50)のエミッタは、第４の抵抗(19)の第２の電極および分圧器(35)に接続され、それの調整部は第２のトランジスタ(52)のベースに接続され、そして、発生器(71)の出力部は電界効果トランジスタ(72)のゲートに接続され、それのドレインは第２のトランス(T2)の第１の巻線(65)を通じて第３のコンデンサ(6)の第２の電極と、第６のダイオード(113)のカソードとに接続され、それのアノードは、第１のトランス(T1)の第４の巻線(64)の第２の端子に接続され、そのトランジスタの第１の巻線(61)は、その第２の端子でもって、第５の巻線(62)を通じて第６の巻線(63)の端子とパワートランジスタ(50)のコレクタとに接続され、そして、第２のトランス(T2)は、第２の巻線(66)でもって第６のダイオード(113)のカソードに接続され、そして、第２の巻線(66)の第２の端子は、第４のダイオード(97)のカソードと、直列接続された第３および第４の巻線(67,68)とに接続され、電界効果トランジスタ(72)の出力部は、第５の巻線(69)を通じて第１の巻線(79)の端子に接続される請求項１または２に記載のシステム。(図１)
【請求項４】
直列接続の２本のランプ(74,75)は、第２のトランス(T2)の一方側の第３および第４の巻線(67,68)への共通端子(105)と、第２のトランス(T2)の他方側の第５および第６の巻線(69,70)への共通端子(104)との間に接続される請求項３記載のシステム。(図１ｂ)
【請求項５】
第２のトランス(T2)の第４巻線(68)の第２の端子(107)が、直列接続の４本のランプ(76〜79)を通じて第２のトランスの第６の巻線(70)の第２の端子(106)に接続される請求項３記載のシステム。(図１ｃ)
【請求項６】
第１のトランス(T1)の第１および第５の巻線(61,62)の共通端子(99)は、ダイオード(43)のアノードに接続され、それのカソードは、並列接続のコンデンサ(7)およびランプ(80)を通じて整流器の正の端子(98)に接続される請求項３記載のシステム。(図１ｄ)
【請求項７】
パワートランジスタ(50)のコレクタ(100)は、ダイオード(44)のアノードに接続され、それのカソードはコンデンサ(8)を通じて整流器の正の出力部(98)と、ランプ(81)を通じて第２のダイオード(45)のカソードと、コンデンサ(9)を通じて第１のトランス(T1)の第６の巻線(63)の第２の端子(101)とに接続され、前記ダイオード(45)のアノードは前記ダイオード(44)のカソードに接続される請求項３記載のシステム。(図１ｅ)
【請求項８】
フォトトランジスタ(57)のエミッタ(109)は、第２のツェナーダイオード(47)のアノードと、共通電極と、分圧器(36)の調整部と、アンプ(82)の共通出力部と、整流器の負の出力部(109)とに接続され、フォトトランジスタ(57)のコレクタはアンプ(82)の反転入力部と、抵抗(20)を通じて別の抵抗(21)の電極と、アンプ(82)の供給端子と、第３のダイオードのカソード(108)とに接続され、そして、アンプ(82)の直流入力部は、分圧器(36)の第２の電極と、抵抗(22)の電極とに接続され、それの第２の電極は、第２のツェナーダイオード(47)のカソードと、別の抵抗(21)の第２の電極とに接続され、アンプ(82)の出力部(110)は第１のトランジスタ(51)のベースに接続される請求項３記載のシステム。(図１ｆ)
【請求項９】
第１のトランジスタ(51)のベース(110)は第３のダイオード(42)のカソード(108)に接続される請求項３記載のシステム。(図１ｇ)
【請求項１０】
整流器(109)の負の出力部は、マイク(87)、アンプ(83)、振幅検出器(88)の共通出力部と、コンデンサ(10)の電極と、第３のトランジスタ(83)のエミッタとに接続され、マイク(87)の出力部はアンプ(８３)の入力部に接続され、それの出力部は振幅検出器(88)の入力部に接続され、それの出力部はコンデンサ(10)の第２の電極および第３のトランジスタ(53)のベースとに接続され、それのコレクタ(110)は第１のトランジスタ(51)のベースと、抵抗(24)を通じて振幅検出器(88)およびアンプ(83)の供給端子と、第３のダイオード(42)のカソード(108)とに接続される請求項３記載のシステム。(図１ｈ)
【請求項１１】
整流器(109)の負の出力部は、シュミットトリガ(92)、周波数検出器(93)、アンプ(84)、振幅検出器(83)の各共通出力部と、コンデンサ(11)の電極と、別のコンデンサ(12)の電極と、第３のトランジスタ(54)のエミッタとに接続され、コンデンサ(11)の電極(91)は、シュミットトリガ(92)の入力部と、抵抗(25)を通じシュミットトリガ(92)の出力部と、周波数検出器(89)の入力部とに接続され、それの出力部は、アンプ(84)の入力部に接続され、それの出力部は振幅検出器(89)に接続され、その出力部は次に、追加的なコンデンサ(12)の第２の電極と第３のトランジスタ(54)のベースとに接続され、それのコレクタは、第１のトランジスタ(51)のベース(110)と、抵抗(26)を通じ振幅検出器、アンプ、周波数検出器、シュミットトリガ、および第３のダイオード(42)のカソードの各供給出力部に接続される請求項３記載のシステム。(図１ｋ)
【請求項１２】
整流器(109)の負の出力部は、アンプ(85)および振幅検出器(90)の各共通出力部と、コンデンサ(13)の電極と、トランジスタ(55)のエミッタと、フォトトランジスタ(58)のエミッタとに接続され、それのコレクタは別の抵抗(28)の電極とアンプ(85)の入力部とに接続され、それの出力部は、振幅検出器(90)の入力部に接続され、それの出力部はコンデンサ(13)の第２の電極と、トランジスタ(53)のベースとに接続され、それのコレクタは、第１のトランジスタ(51)のベース(110)と、抵抗(29)を通じ、振幅検出器(90)およびアンプ(85)の供給出力部(108)と、追加的な抵抗(28)の第２の電極と、ダイオード(42)のカソードと、抵抗(27)を通じフォトダイオード(49)のアノードとに接続される請求項３記載のシステム。(図１ｌ)
【請求項１３】
整流器(109)の負の出力部は、タイマー(95)の共通出力部と、加算器(94)の負の電極とに接続され、第３のダイオード(42)のカソード(108)は加算器(94)の正の電極と、タイマー(95)の供給出力部とに接続され、それの出力部は第１のトランジスタのベース(110)に接続される請求項３記載のシステム。(図１ｍ)
【請求項１４】
分圧器(37)の調整部は、第２のダイオード(48)のアノードと、アンプ(86)および積算器(96)の負の供給部と、整流器の負の出力部と、コンデンサ(14)の一方の電極とに接続され、それの第２の電極は積算器(96)の入力部と、抵抗(34)を通じパワートランジスタ(50)のエミッタ(112)とに接続され、積算器(96)の第２の入力部は、抵抗(32)を通じ、積算器(96)およびアンプ(86)の正の供給出力部に接続され、第３のダイオード(42)のカソードの出力部(108)に接続され、そして、抵抗(31)を通じ、第２のツェナーダイオード(48)のカソードおよび抵抗(30)を通じアンプ(86)の反転入力部に接続され、そのアンプの第２の入力部は、積算器(96)の出力部に接続され、アンプの出力部(111)は第２のトランジスタ(52)のベースに接続される請求項３記載のシステム。(図１ｎ)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電気的な技術、即ち、低圧蛍光ランプ、高圧水銀ランプおよびナトリウムタイプの高圧および低圧ランプまたは、交流網でのハロゲンランプのごときガス放電ランプの放電、動作、消灯のためのエネルギーを保存する電気的システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源のための動作回路は、１９９０年１月２６日出願、１９９２年７月１７日公布のＵＳＡ特許5,130,609が公知であり、この動作回路は、整流ブリッジおよびダイオードを通じて平滑コンデンサに接続される入力トランスを備える。トランジスタのコレクタは、抵抗器およびトランスの１次巻線を通じて平滑コンデンサの正極に接続される。そのトランジスタのベース極は、トランスの２次巻線を通じて平滑コンデンサの負極に接続される。平滑コンデンサの負極はトランジスタのベースに接続されると共に、コンデンサを通じてトランスの第１の巻線に接続される。トランスの第３巻線は蛍光ランプに接続される。
【０００３】
給電回路および平滑コンデンサからの整流電圧は、分圧器を通じてこの動作回路内のトランス巻線に供給され、そして、第２巻線を通じてトランジスタのベースに供給される。このように正の帰還が形成されてこの回路が動作する。トランジスタのコレクタに生成された方形パルス電圧は、トランスの第３巻線により変換され、ランプに供給される。
【０００４】
ランプが発光していない時はランプを通過する電流は小さく、インパルス電圧は大きく、ランプを点灯させる。電流は増し、インパルス電圧は、ランプ内のガス燃焼に十分な値に減少する。
【０００５】
このデバイスの欠点は、分圧器を通過し、完全な回路に供給する電流が、パワーの増大時に増加するので、低圧ランプにしか使用できないことである。パワーロスが増大して、分圧器が過熱する。更に、ランプでの負の新パルス電圧は、供給電圧に比例する一定の値を有し、正のインパルス電圧は、ランプ抵抗に依存する交流値を有する。この結果のために、ランプの負の値の電流は、ランプの正の電流に等しくなく、ランプは、不安定に発光し、その一端で消灯するようになる。加えて、もしランプが壊れていたなら、電圧がランプ内のガスを通過するのに必要な値に制限されず、その電圧は増大しそしてトランジスタを破壊するので、トランジスタは、ランプ点火時の瞬時の過電圧に無保護である。
【０００６】
分圧器が閉じられている場合、装置は、さらに流れの制限を欠く。装置は２つ以上のランプ用に使用することができない。
【０００７】
点灯用システムは、1979年4月12日に出願され、1980年11月26日に公表された英国特許出願番号2047486で公知であり、そのシステムは整流器を通じて平滑コンデンサに接続された供給ネットワーク・フィルタを含む。平滑コンデンサの負電極は、リレーを通じてトランスの１次巻線に接続され、第１の分圧器および第１の抵抗を通じてトランジスタのベースに接続され、このトランジスタは、コンデンサ、第２の抵抗、第２の分圧器およびトランスの２次巻線を通じて平滑コンデンサの負極およびトランジスタのエミッタに接続される。トランジスタのコレクタは、トランスの１次巻線からの第２の出力部に接続される。トランスの３次巻線はランプに接続される。リレーの巻線はトランジスタアンプの出力部に接続される。トランジスタアンプの入力部は第１の光電抵抗器に接続され、その第１の光電抵抗器は第２の光電抵抗器と並列に接続され、この第２の光電抵抗器は、トランスの３次巻線の一部に接続される光源ユニットにより、または外部光によって照らされる。第２の抵抗は、フォトダイオードにより照らされる第３の光電抵抗器と並列に接続される。
【０００８】
このシステムでは、整流された供給電圧は、平滑コンデンサからトランスの１次巻線に加わり、そして、第１の抵抗および第１の分圧器を通じてトランジスタのベースに供給される。トランスの２次巻線は正帰還を形成し、これにより、システムはアクティブにされ、矩形のパルス電圧がトランジスタのコレクタに生成される。これらのインパルスは、変圧器の１次巻線を通じてトランスの３次巻線へ通過し、その結果、ランプの電極に供給される。光を発していない場合、ランプは高い内部抵抗を持っており、ランプ内のインパルスは、動作点に達し、ランプが点灯を開始し、その抵抗は減少して、ランプ内に、発光を確実にする、より低い電圧のインパルスが生成される。分圧器はトランジスタのベース電流を規制し、そして同時にランプからの光の強度を規制する。第１の光電抵抗器は。外部の照明が存在すれば、リレーを通じて、発生水路への供給を切り離し、ランプは消灯する。外部照明がない状態では、ランプは第１の光電抵抗器によって点灯される。第２と第３の光電抵抗器は分流器の中で第１と第２の抵抗器に接続される。このように、それらはトランジスタのベース電流を変更し、３次巻線中の電圧の変更により外部照明に依存するランプの照明の強度を規制する。
【０００９】
そのようなシステムの欠点は、２つ以上の発光ランプ、高い点火電圧を持つ高圧ランプ、あるいはメタルハロゲン・ランプを使用することができないということである。更に、電圧の第１の半波が給電回路の電圧に比例する振幅を持つので、ランプ内の電流は、正と負の振幅で異なる値を持つ。また、電圧の第２の半波は、ランプの動作電圧に等しい。また、これらの２つの電圧は互いと等しくない。したがって、ランプの光放射はランプの長さに沿って不同になり、また、その端部のうちの１つは、期間の後に消灯するようになるであろう。さらに、ランプが壊れている場合、トランジスタ内の電流を制限する強さが欠けており、トランジスタの破壊に結びつくかもしれない、更に、過熱からの保護に欠けている。更に、ランプが回路中に接続されない場合、トランジスタのための電圧保護がない。
【００１０】
トランジスタのベース電流に対する増幅係数がその温度に依存するので、照明の強さは、トランジスタのベース電流を変えることにより調整され、従って、したがって、ランプは安定した光を出力しないことに結びつく。ランプの点灯および消灯のためにリレーを使用することは、リレーの容量がその設計によって制限されるので、それ故、信頼性が低い。
【００１１】
第１の抵抗器による照明の強度の規則は、それに加わる電圧(300ボルト以内)に対して大きく低減するために、およびパワーロスおよび抵抗器の過熱につながる抵抗器の抵抗値低減のために、エネルギーを節約することに関して効率的でない。
【００１２】
発光ランプのための高周波パワー源は1975年7月15日に出願され、1977年1月25日に公表された米国特許番号4 005 335によって公知である。その装置は、整流用のダイオード・ブリッジ(それらの２つの入力部は交流回路に接続され、それらの２つの出力部が第１のコンデンサの電極に接続される。整流器の正の出力部は、変圧器の１次巻線を通じて、トランジスタのコレクタおよび第１のダイオードのカソードに接続される。
【００１３】
ダイオードのアノードは、整流器の負の出力部に、トランジスタのエミッタに、第２のコンデンサの電極に接続され、トランスの第２、第３および第４の巻線の出力部を有し、そして、並列に接続された２本の蛍光灯を通じて、そして、第４のコンデンサと並列のトランスの４次巻線での第２の出力部を有し、２次巻線の第２の出力部は第５のコンデンサを通じて第１の抵抗を備える回路に並列に接続され、第１の分圧器および第２のダイオードのすべては、並列に接続され、そして、トランジスタのベースに接続され、そのトランジスタは、第２の抵抗を通じて整流器の正極に接続され、そして、ツェナーダイオード(安定素子)を通じて第２のコンデンサの第２の電極に接続され、そして、第３のダイオードを通じて、トランスの３次巻線の第２の出力部を有する。第２の分圧器は、トランジスタのベースと整流器の負の出力部との間で接続される。
【００１４】
供給電圧が到来した時、およそ２８０Ｖの直流電圧が、整流器の出力部に生成され、その電圧は、トランジスタおよび変圧器で構成された自動ジェネレーターの回路に供給される。変圧器の２次巻線は正帰還を形成する。方形パルスは、トランスの４次巻線に生成され、これは第３のコンデンサを通じて、２本のランプに供給される。
【００１５】
ランプの内部抵抗は最初は高く、インパルス電圧の振幅は増大と、そして、２本のランプに対する突破口に達し、ランプが点火される。ランプ内の電圧振幅は、点灯するランプを維持する動作電圧に低下する。同様のプロセスは、電圧が変換係数の数倍(およそ１００倍)により電圧値が低下するという例外を除き、３次巻線で起きる。
【００１６】
このシステムにより回路の電流がスイッチオンされた時、ランプは点灯しないが、およそ１１Ｖの負の振幅のインパルスが存在し、これが第３のダイオードを通じて第２のコンデンサを  −１０．３Ｖに充電する。このように、１２．４ボルトの安定電圧は、ツェナーダイオードを通過せず、ツェナーダイオードは、回路の機能に影響しない。ランプのうちの１つが壊れた場合、ランプ中の電圧は点火電圧の値を超過し、トランジスタのコレクタの新パルス振幅は増大し、第２のコンデンサの電圧は増大し、そして、電圧が１２．４ボルトに達すると、ツェナーダイオードはオンになる。この方法では、トランジスタのベース電圧が低下し、トランジスタのコレクタでのインパルス電圧の増大が停止し、そして、このことはトランジスタが破壊されないことを保証する。
【００１７】
最初の分圧器は、第２の巻線からトランジスタのベースへの帰還電流を調節し、照明強度の変更を保証する。第２の分圧器は、ベースから一般的な導体への短絡回路により、帰還電流を減じる。これにより、ランプの照明強度も調節される。照明強度の±４０％の照明強度の全般的な調節が可能である。
【特許文献１】米国特許, 5 130 609、1990年1月26日出願、1992年7月17日公表
【特許文献２】英国特許、出願番号 2 047 4862、1979年4月12日出願、1980年11月26日公表
【特許文献３】米国特許 4 005 335、1975年7月15日出願、1977年1月25日に公表
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
この高周波電源の損失は、４つの発光ランプ、高圧ランプ、あるいは点火電圧値が４キロボルトに達するメタルハロゲン・ランプ用に使用することが可能ではないということである。更に、インパルス電圧の最初の半波が、回路中の電圧に比例する振幅を持ち、これが一定であるので、ランプ中の交流電流は異なる正と負の振幅を持つ。電圧の後半の半波はランプの動作電圧と等しく、これらの電圧は等しくありません。したがって、ランプ中の電流の整流された部分は、１つの方角へのみ通過します、ランプは、ランプの長さに沿って不揃いの発光を与え、ランプ端のうちの１つは、期間の後に消滅するようになる。
【００１９】
トランジスタを通過する電流の制御されない増大に対するトランジスタの保護もこのシステムでは欠けている。照明強度の調節は、トランジスタのベース電流を変えることにより起きる。トランジスタのベース電流に対する増幅係数が加熱温度に依存するので、この方法はランプに安定した照明を与えない。
【００２０】
更に、システム内のトランジスタは極端な動作環境内で過熱することに対して保護されす、破壊されるようになるかもしれない。更に、給電回路の電圧が変化した時、より古いランプが使用されている時、そのランプの照明強度の安定性が欠ける。時間、外部照度、およびランプ近傍に人の存在に基づき、ランプの点灯および消灯のための自動システムも安定性が欠ける。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の目的は、過電流および過熱に対してトランジスタの保護を確実にし、給電回路の電圧変化および時間超過に対し、ランプの照明強度の安定性を確実にするために、ランプの照明強度のより高い程度の安定した調整を確実にするために、および、外部照度、時間および人の存在に依存してランプを自動的に点火、消灯することを確実にするために、高圧の水銀灯または、１〜４本の蛍光ランプまたは、ナトリウム蒸気タイプの４本までの低圧ランプ、または、より高い点火電圧またはメタルハロゲン・ランプを備えた高圧ランプを瞬時に点灯するシステムの使用を可能にすることにある。
【００２２】
前述の目的は、接続しているガス放電ランプの点火、動作、および消灯のためのシステム、異なるタイプのランプ用のシステム、および、整流器、コンデンサ、パワートランジスタおよび少なくとも４つの巻線を備えた変圧器を含むシステムで達成される。この発明によるシステムの特徴は、添付したクレームで与えられる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明に基づく装置は、既知のシステムを超えた多くの長所を持つ。即ち、１本、２本または４本の発光ランプを同時に接続すること、およびランプの全長に沿って安定した照明強度を保証することを可能にする。１本から４本までの本数の高圧水銀灯、１本または２本の高圧タイプのあるいは低圧タイプのナトリウム蒸気ランプあるいは、１本あるいは２本のメタルハロゲン・ランプを同時に接続することが可能である。パワートランジスタのための保護は電圧だけでなく電流および過熱に対して保護され、このことは、システムの安全性をも著しく増加させる。ランプの照明強度の手動調節のための指標は、５つの要因だけ拡張され、調整プロセスにつながるランプ強度の安定性が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に示されるように、システムは、整流器１、コンデンサ2〜14、抵抗器15〜34、分圧器35、36、37、光電抵抗器38、ダイオード39〜45、ツェナーダイオード46、47、48、フォトダイオード49、パワートランジスタ50、トランジスタ55 51、フォトトランジスタ56、57、58、第１の変圧器―巻線59〜64、第２の変圧器の巻線65〜70、発生器71 、電界効果トランジスタ72、ランプ73〜81、アンプ82〜86、マイクロホン87、振幅検知器88〜90、コンデンサ電極91、シュミットトリガ92、周波数検知器93、積算器94、タイマ95、乗数器96、ダイオード97、第１の変圧器の端子98〜101、第２の変圧器の端子102〜107、システムの出力端子108〜112およびダイオード113を備える。
【００２５】
220Ｖの交流給電回路は整流器1を通じてコンデンサ2に接続され、整流器の正出力は第１のトランスＴ１の巻線61と、抵抗15を通じてパワートランジスタのベースと、ツェナーダイオード46のカソードと、抵抗16の電極と、抵抗17の電極と、コンデンサ4の電極と、トランジスタ51,52のコレクタとに接続される。それらのエミッタは整流器1の負極と、巻線59,60および64の端子と、コンデンサ3および5の電極と、抵抗18,35,19と、ダイオード97のアノードと、発生器71の一般出力部と、電界効果トランジスタ72のソース極とに接続され、それのゲートは発生器71の出力部に接続される。
【００２６】
発生器71の供給出力は、順に、コンデンサ5の第２の電極と、フォトトランジスタ56のコレクタと、および、ダイオード42のカソードとに接続され、そのアノードはコンデンサ4の第２の電極と、ダイオード41のカソードと、巻線60の第２の端子と、および、またダイオード40のアノードとに接続され、それのカソードは、抵抗器16の第２の電極に接続され、そして、ダイオード41のアノードは、抵抗器17の第２の電極に接続される。巻線59の第２の端子は、ダイオード39のカソードに接続され、そのアノードはツェナーダイオード46のアノードと、コンデンサ3の第２の電極に接続される。フォトトランジスタ56のエミッタは、抵抗器18の第２の電極と、トランジスタ51のベースに接続され、そして、トランジスタ52のベースは分圧器35の調整器に接続され、それの第２の電極は抵抗器19の第２の電極と、パワートランジスタ50のエミッタとに接続され、そのコレクタは、巻線63上の端子100および巻線62を通じて巻線61の端子99とに接続される。巻線64は、第２の端子でもってダイオード113のアノードに接続され、そのカソードは、コンデンサ6の第２の電極と、第２の変圧器の巻線65とに接続され、そして、第２のトランスの巻線65を通じて電界効果トランジスタ７２のドレイン出力部と、第２のトランスの巻線69および70とに接続され、これらの巻線は直列に接続される。ダイオード97のカソードは、巻線66の第２の端子と、巻線67を通じて巻線68の端子105とに接続される。ランプ73は、巻線65の端子102および103に接続される。
【００２７】
この装置は次の方法で機能する。回路電圧の220V、50Hzは整流器1の入力部に印加される。ほぼ280Ｖの直流電圧Eが整流器の出力部に得られる。コンデンサ2は、この電圧中のパルスを平滑にする。その後、直流電圧Eは、パワートランジスタ50および巻線59〜63を備えた変圧器T1から成るパルス発振器の給電回路に供給される。初期電流は、抵抗器15を通じてトランジスタ50のベースに至り、その電流は、トランジスタ50をオンにし、発振器をアクティブにする。この動作がその後、およそ30KHzの周波数でインパルス発振をなす。トランジスタ50がオフの場合、およそ10ボルトの正電圧パルスUm4が、巻線60に生じ、その電圧は正帰還を生じさせ、そしてこの電圧は、ダイオード40および抵抗器16によってトランジスタ50のベース電流を生じさせる。コレクタ電圧は0Vに等しい。したがって、直流電圧Eは、巻線61および62に存在し、その巻線61および62およびトランジスタ50を通じて流れる電流は、次式に従って増大する。
［数１］
I50 = (E/L) * t  ( L は巻線61, 62のインダクタンス)
【００２８】
電流I50が、β50＊Ibの値に到達した後(β50はトランジスタの増幅係数)、トランジスタ50はオンになり、そのコレクタ電圧は増大し、巻線60での電圧U100は低下してそして負になり、ダイオード41および抵抗器17によってトランジスタ50をオフにする。巻線60中の負の電圧Um3は、高電圧に達する。このため、抵抗器17の抵抗は、抵抗器16の抵抗より10倍大きい。したがって、ほんの小さな電流が巻線60から出現し、幾分、エネルギー節約に貢献する。トランジスタ50がオフになっている間、エネルギーは巻線61、62の中で保存される。
[数２]
Wi＝(L＊Im2) /2  ( Im は電流I50の最大値)
【００２９】
高周波の電圧パルスUm1はトランジスタ50のコレクタに生成される。これは、およそ1500Vのトランジスタの破壊電圧を超過してはならない。トランジスタのコレクタ電圧Um1は破壊を防ぐために巻線59の援護によって880Vのレベルに制限されている。Um1=880Vでは、およそ6.2Vの負の電圧が作成され、この電圧は、ダイオード39を通じコンデンサ３に5.6Ｖの直流電圧を充電し、この電圧は、ツェナーダイオード46の安定化電圧に等しい。トランジスタ50が再びオフになる時、ツェナーダイオード46は抵抗器16からの電流の一部を通し、そのようにしてトランジスタ50中のベース電流をIm1の値に低下させ、この値が、コレクタのインパルスの増大をUm1にまで制限する。
【００３０】
巻線60中の正のインパルス電圧Um4は、ダイオード42を通じて、コンデンサ5を9.4Vの一定の電圧に充電し、その電圧は、低電圧が供給されなくてはならない、装置の他のユニットに供給するために用いられる。これらのユニットの電源E＝280Vからの供給は、抵抗器を小さくして、より多くの電流を必要とするので、エネルギーはこのように節約される。コンデンサ5での電圧U108の電圧は十分に安定している。その電圧は、給電回路の電圧に比例して変化し、その電圧は通常、±10%の内に保たれる。安定した電圧のパワーは、すべての巻線59〜63での同極性の交流電圧の振幅が、発生器の負荷時の抵抗に依存し、また、反対の極性の電圧の振幅はコンデンサ5を充電するために用いられる回路中の電圧に比例するという事実により説明される。
【００３１】
巻線61および62中のターン数は、巻線64中のターン数に等しい。したがって、巻線64上のインパルス電圧は、インパルス電圧U100に等しい電圧が誘起される。巻線64上のインパルス電圧は、それ故、ダイオード113によってコンデンサ6を直流電圧U6=Um100-Eに充電する。
【００３２】
このように、巻線61および62に集められたエネルギーはコンデンサ6中のエネルギーに変換される。
[数３]
Wu ＝ (ΔU62 * C6 ) / 2 = Wi
(ΔU6 は、パルスUmが存在しない時に容量性放電により生じたコンデンサでのインパルス電圧、C6 はコンデンサ6のキャパシタンス)
【００３３】
直流電圧U108は発生器71に供給され、その発生器はアクティブにされ、およそ40kHzの周波数の矩形パルス電圧を電界効果トランジスタ72のゲートに供給する。このインパルスは、トランジスタ72をオン、オフさせる。２倍の振幅U103＝2U6のインパルスは、そのドレイン出力部および巻線65に生成される。この均等は、第２のトランスの巻線66が巻線65と同じターン数を持ち、かつ、巻線65に接続されていることにより説明される。このようにして、反対の極性でインパルスU97を生成し、しかし、ダイオード97のために、巻線66での電圧値は、０〜−U1の間の値になる。これは、巻線65〜68中の電圧インパルスの振幅を制限します。ダイオード97がオープンの時、コンデンサ6は、第２の変圧器の巻線中の過剰エネルギーのすべてによるリターン電流の援護によって充電され、完成したデバイスに対して重要な節約効果につながる。
【００３４】
電圧U6の値は、タイプPolylux XLの発光ランプ73の状態に依存する。ランプが発光せず、ランプに流れる電流が０でない時の起動時の瞬間において、巻線65の無負荷として作用し、コンデンサ6中のエネルギーは消費されず、また、電圧U6は600Vに等しくなる。この値は、ツェナーダイオード46の回路へ組み込みによって制限される。電界効果トランジスタ72のドレイン出力および共通ワイヤーでのインパルス振幅は、それぞれ、1200Vを超過せず、その値は、電界効果トランジスタ72の破壊電圧(1500V)よりも低い。したがって、コイル69中のターン数が巻線65中のターン数の半分なので、巻線65での交流インパルス電圧の振幅は、600Ｖになり、端子103に振幅900Ｖの交流インパルス電圧が生成される。発光ランプ73(これは端子102および104に接続)は、そのような電圧によって、ウォームアップ回路なしで点灯される。ランプ電流は増加し、コンデンサ6は急速に放電され、そして、電圧U6は100Ｖの値に減少する。このようにして、交流インパルス電圧は、150Ｖの振幅で端子102、104間に生成され、この電圧はランプの動作電圧に等しい。ランプでの交流振幅は対称であり、ランプ端で消滅しない理由である。
【００３５】
ランプ光は、それに流れる電流に依存し、そして電流は、巻線61および62によって放出されるエネルギーWiに依存する。このエネルギーは、トランジスタ50中の最大電流Imに依存する。この電流は、１Ωの抵抗を持つ抵抗器19に到達する。それによってコンダクタンスに依存する三角波の電圧が生成される。この電圧は、分圧器35に到達し、そして、その調整器でレベルが減じられてからトランジスタ52のベースに到達する。ベース電圧が0.6Ｖを超過すると、トランジスタはオンになり、抵抗器16からのすべての電流を通過させる。パワートランジスタ50中のベース電流は0になり、パワートランジスタ50中の電流の増加は停止し、スイッチオフする。分圧器35の調整器の調節により、電流Imの値は広い範囲内で変更することができ、この結果ランプ73の照明強度を変更することができる。ランプの照明強度は安定しており、パワートランジスタ50中の電流流れを、その特性とは無関係に調節できる。通常値から低下時の値への照明強度の調節の限界、および装置により消費されるパワーの変化は、20dB以上が保証される。
【００３６】
トランジスタ52を通じ抵抗器19からパワートランジスタ50のベースへの帰還は、さらに、トランジスタ5に対する電流制限としても機能する。トランジスタ50の電流がなんらかの理由で制御不能に増大し始めた時、特に、給電回路がスイッチオンされ、またはランプ73が壊れていた時、その電流は、この回路により、分圧器35の調整器の位置の状態に依存するレベルで制限され、トランジスタ50は機能する能力を維持する。
【００３７】
図１ｂに基づく装置は、端子104と105の間に直列に接続された２本の発光ランプ74、75(ナトリウムタイプSOX Eの低圧ランプ)で機能することができる。このように、既に言及したように、各端子での電圧は、振幅が同一で反対の位相であり、このことがなぜ、二つの電圧(ランプを瞬時点灯させる起動時の1800Ｖと、ガス点火時における交流電圧の振幅３００Ｖ)間で差があるかである。その交流電流は対称で、そのため、そのランプは、その全長にわたって一様に点灯する。
【００３８】
図１ｃに基づく装置は、端子106と107の間で直列に接続した４本の発光ランプ76〜79に対して機能することができる。巻線69、70中の合計のターン数は、巻線65中のターン数の２倍で、巻線68、67、66中の関係も同じであり、起動時に端子106に振幅1800Ｖの交流電圧が生成され、端子107には同じ振幅で位相が反対の電圧が生成される。したがって、ランプ中の電圧は、3600Vの大きさで、ランプを瞬時点灯させる。点灯期間では、振幅600Ｖの電圧がランプに印加される。
【００３９】
２つのランプが接続された場合に、消費電力がどれくらいかについては、米国4 005 335による既知のシステムで明示されていない。従って、エネルギー節約の視点から見て、この発明の装置と既知のシステムとを比較することは不可能である。しかしながら、リアクトルを通じて交流回路に接続された40Whの発光ランプ用の従来の回路とこのシステムを比較することは可能である。
【００４０】
従来の回路は57Whを消費する。１つのランプを備え、従来回路と同じ照明強度を有する本発明は35Whを消費する。２本のランプが使用される場合は、70のWhを消費し、４本のランプが使用される場合は140のWhを消費する。１本のランプに対して計算すると、平均32％のエネルギーの節約が得られる。
【００４１】
より高出力のKolorfluxタイプの高圧水銀灯は、図１ａ、１ｂおよび１ｃに基づく低圧蛍光灯に替えて、システムに接続することができる。違いは、Kolorfluxランプがより低い点火電圧を有し、電圧U6は、電流が通じた時、その最大電圧の600Ｖよりも著しくより低い。接続される時、電圧U6が著しくより低くなるということでしょう。
【００４２】
Kolorfluxタイプのランプ(それらは道路照明のために使用される)は図１ｄに基づいて接続することができる。ランプには直流電圧が与えられ、通りに沿って40KHzの周波数の電磁障害の発生を回避するために外部照明ランプにとって重要となる。この場合、巻線61からのインパルス電圧はダイオード43を通じてコンデンサ7に達し、次の電圧U7まで充電する。
[数４]
U7 ＝ ( Um1−E ) / 2 (≒300V)
【００４３】
この直流電圧はランプ80を点火し、ランプ中の電圧は続いて160Vまで減少し、そして、トランジスタ50のコレクタでのインパルス電圧は600Vになる。この場合、巻線64を含んでいる回路の一部、ダイオード113、コンデンサ6、発生器71、電界効果トランジスタ72、巻線65〜70を備えた第２の変圧器T2およびダイオード97は必要でない。
【００４４】
図１ｅに基づくシステムは、Lucaloxタイプの高圧ナトリウム灯、あるいはKolorarcタイプのメタルハロゲン・ランプ、およそ4kVの高い点灯電圧およびおよそ90Vの低い燃焼電圧を持っている多重蒸気あるいはSportlightに対して機能できる。この場合、インパルス電圧Um1=1300V がトランジスタ50のコレクタにて生成される。ツェナーダイオード46は、このために12.6Vの安定化電圧を持っていなくてはならない。したがって、巻線63中のターン数は、巻線61および62中の合計ターン数の２倍であることが適切である。インパルス電圧Um1は、コンデンサ8を充電し、ダイオード44を通じ、端子９８を正の電圧U8 = Um1 - E = 1020Vにする。トランジスタ50がオフの場合、コンデンサ9は、ダイオード45を通じ、電圧U9=U8+3*E=1860Vが充電される。トランジスタ50がオンの場合、端子101の電圧は、U101=(Um1-E-)*3+E=3340Vの値に達する。この場合、電圧U81=U101+U9=5200Vは、ランプ81中に生成される。この電圧は、第１の試みで(冷たい時、および暖かい時の)ランプ81を点灯する。点灯後、ダイオード45を通じコンデンサ8からのおよそ90Vの直流電圧がランプに印加される。コンデンサ9のキャパシタンスがコンデンサ8のキャパシタンスより非常に小さいので、コンデンサ9は、回路の動作に小さい影響を及ぼし。トランジスタ50のコレクタでのインパルス電圧の振幅は、Um2=E+90V=370Vとなる。コンデンサ8は、このインパルスによってダイオード44を通じ規則的に充電される。
【００４５】
回路は、すべてのタイプのランプ用の照明強度のコントロールのためにシステム内で構成される。フォトトランジスタ56は、外部照明がある所でランプからの光が達しないところに置かれて使用される。外部照明がない状態で、フォトトランジスタに電流は流れず、トランジスタ51はオンになっており、システムの動作に影響を及ぼさず、ランプは、その規定エリアに光を与える。外部照明が存在する場合、電流はフォトトランジスタ56を通り抜けてトランジスタ51のベースに印加される。トランジスタ51は、オフになり、トランジスタ50中のベース電流を低下させ、そして、電流Imの低下につながり、ランプの照明強度の等価な低下につながる。外部照明が明るい場合、ランプは光を全く与えない。外部照明が消えると、ランプは再度点灯される。ランプの動作は自動的にこのようにして調節されるため、ランプは日中は点灯せず、黄昏に低減されたパワーで光を与え、夜間でその規定のエリアの光を与える。多くのエネルギーはそのような合理的な照明により節約される。
【００４６】
フォトトランジスタ57は、図１ｆに基づきランプの表面にマウントされる。ランプにこのように安定した光を与える。この場合、フォトトランジスタ中の電流は、ランプの光にのみ依存し、そのコレクタでの電圧はランプの照明の強度に反比例する。この電圧は、アンプ82の反転入力部に印加される。ツェナーダイオード47からの電圧の一部は、アンプ82の第２の入力部に供給される。この電圧のレベルは分圧器36に依存する。アンプ82からの出力電圧はトランジスタ51のベースに印加される。場合、不合理な量でランプ照明強度が増大したなら、フォトトランジスタ57のコレクタでの電圧は減少し、アンプの出力電圧は増加して、トランジスタ51内のベース電流は増大して、トランジスタを更にオフにして、ランプの照明の強度を減少させる。回路は、アンプへの入力の電圧が常に等しくかつ安定するように機能する。したがって、ランプによって放射された光はさらに安定する。光の強度は、抵抗器22および36でディバイダーに印加される電圧を変更して、分圧器36の援護によって調節され、フォトトランジスタ57のコレクタでの電圧が変更され、そしてランプの照明強度が変更される。したがって、ランプの照明強度は、電気的な供給回路の変動、あるいはランプの年代に遺贈せず、このようにしてランプの寿命が増大する。ランプの照明強度が規定以上に増大しないので、電気的な供給回路の電圧が増大しても、かなりにより多くのエネルギーも節約される。このような増大のために必要となるエネルギーは消費されず、また、このことは、(それはそうでなければ起こるかもしれない)ランプ寿命を短くしない。
【００４７】
感温抵抗38は、図１ｇに基づき、パワートランジスタ50あるいは電界効果トランジスタ72上にマウントされる。特定のトランジスタが過熱されるようになると、感温抵抗の大きさは極めて劇的に減少し、この感温抵抗に流れる電流は増大して、トランジスタ51のベースに導かれ、これにより、スイッチオフし、そして、電流Imの値が減少する。この結果、ランプの照明強度は減少し、エネルギー消費は減少して、そのトランジスタの過熱も減少し、トランジスタは熱ブレークダウンから保護される。
【００４８】
システムはさらに、ランプに接近した人の存在に依存して、ランプの自動点灯および(または)消灯を扱うことができる。これは、例えば、屋内の階段、ホテルの廊下、家およびガレージの照明用に必要である。
【００４９】
図１ｈに基づくマイクロホン87は、アンプ83および振幅検知器88を通じてトランジスタ53のベースに接続される。人が通過した時、マイクロホン87は、ステップのノイズを記録し、アンプ83はその信号を増幅し、振幅検知器88の出力部にてそれらの信号をインパルス電圧に変換する。そのパルスは、コンデンサ10で積分され、そして、直流電圧がトランジスタ53のベースに供給され、そのコレクタ電圧が０に低下する。トランジスタ53はスイッチオンし、ランプが点灯する。人が通り過ぎた後、コンデンサ10は所定の期間、充電を維持し、点灯を継続する。コンデンサ10はその後、放電し、トランジスタ53はスイッチオンして、トランジスタ51は、抵抗器24に流れる電流を開放し、そして、ランプは消灯する。
【００５０】
図１ｋに基づくシュミットトリガは、抵抗器25およびコンデンサ11の形態による帰還により、高周波で発生器として動作される。その発生器の信号周波数は、コンデンサ11中のキャパシタンスの大きさに依存する。近接して移動する人が存在するなら、システムの外部に位置するコンデンサの端子91は、共通ワイヤーに対するキャパシタンスを変更する。発生器の周波数は人の動作の結果として変更される。周波数検知器93は、周波数変化を出力電圧の変化に変換し、それはアンプ84によって増幅され、一定のパルスとして、振幅検知器89の出力部に現れる。コンデンサ12はこれらのパルスを積分し、トランジスタ54によってランプを点火させる。人が通過した後、発生器の周波数は一定になり、直流電圧は周波数検知器の出力部に印加される。その信号は、振幅検知器の出力部で０まで減少し、そして、ランプは、一定の期間内に消灯するようになる。
【００５１】
図１ｌに基づく赤外線パワー発光ダイオード49は周囲のスペースを照らす。その光は対象物によって反射され、赤外線フォトトランジスタ58への入力部に到着する。人が近接して動くなら、反映光は、人の動作に関連して変更される。フォトトランジスタ58中の電流は変更され、アンプ85の入力部への交流信号は強められ、振幅検知器90の出力部でパルスに変換され、コンデンサ13は充電され、トランジスタ55をスイッチオフにして、ランプが点灯される。人が通過した後、ダイオード49からの反射光は一定になるであろう。振幅検知器の出力部の電圧は０まで減少し、ランプは消灯する。
【００５２】
図１ｍに基づく積算器94は、ダイオード42を通じて充電され、１年中のすべての夜の点灯と消灯に関する情報である通年カレンダーを有するタイマ95(すなわち時計)を利用できる。これにより、タイマはランプを点灯するために毎晩にトランジスタ51のベースに0信号を供給する。タイマは、日中の間に、トランジスタ51をスイッチオフする所定の信号をその出力部に生成し、ランプは発光しない。
【００５３】
図１ｈ、１ｋ、１ｌに基づくシステムの使用は、人が実際に存在する場合に限り、ランプが点火され、夜間は常に消灯されるので、エネルギーを50％以上節約できる。
【００５４】
ランプ寿命を長くし、ユーザのための快適レベルを増すために、もはや機械的なスイッチを使用することは必要でない。フォトトランジスタ56を備えた装置に使用してください。そうすれば、図１ｍに基づくフォトトランジスタ56を備えたデバイスの使用は、スイッチが切られない一般の電気供給回路に屋外照明用のランプを接続する可能性を可能にする。特別な供給回路の敷設の必要がなくなり、それは相当な節電に結びつきます。
【００５５】
過大出力電流を防止するために、すべてのシステムがトランジスタ51を通じて自動的にパワートランジスタ50に接続することが指摘されなくてはならない。
[数５]
Ia:≦Im / (β50 * β51) ; ≒ 10-3 Im
【００５６】
エネルギーがほとんど消費されず、低出力のセンサーは使用することができるので、この電流は小さい。フォトトランジスタの使用は、フォト抵抗器およびフォトダイオードの使用よりも、放射光に対してより大きな安定性を保証する。
【００５７】
図１ｎに基づくシステムは、220Ｖの±60Ｖの内の電圧の間で供給回路から安定したパワーを消費することを可能にする。システムによって消費されるパワーは、大きな程度にパワートランジスタ50を通り抜ける。このパワーの値は次のとおりである。
【数６】
2004522273.tif 000003
T0は．パワートランジスタ50コレクタでの発振期間
I50は、パワートランジスタ50の電流
I50cpは、パワートランジスタ50の平均電流
【００５８】
パワートランジスタ50中の電流は、抵抗器19に電圧の形態で到達し、それは三角波の形態を有する。抵抗器34およびコンデンサ14はこの信号を積分し、I50cpに比例するこの電圧は乗数器96の入力部に印加される。ダイオード42のカソードでの電圧U108は、電圧Eまたは供給回路電圧に比例する。このため、乗数器96の出力部に電圧(消費電力に比例する)が印加される。この電圧はアンプ86内で、そのアンプの第２の入力部に電位差計37の支援によって印加される、安定した電圧と比較される。これらの電圧は等しい。
【００５９】
アンプ86からの出力信号はトランジスタ52を制御し、ランプの照明強度を調節し、従って、消費電力のレベルを調節する。分圧器37の調節で、この抵抗器での電圧を変更し、そして、このことは、消費電力のレベルつまり、ランプの照明強度を変更できることを意味する。ランプの照明強度は供給回路の電圧の±３０％の範囲ないで安定する。従って、このシステムは、供給回路のばらつきおよびランプの年代と無関係に、分圧器37によって決定された、ランプの電力を一定に維持する、交流および直流のための優れたソースとなるであろう。
【００６０】
装置のそのような特性は、Lucaloxのような高圧タイプのナトリウム蒸気ランプにとって特に重要である。これらのランプは、過大の電力消費に非常に敏感である。供給回路の電圧が増大する時、ランプは過熱されるようになり、水銀の消費が増大し、また、ランプは照明能力を失い、急速に破壊される。ランプがリアクトルを通じて従来の回路によって供給される場合、この特性が存在する。更に、ランプがより古くなると、その内部抵抗増加、ランプ内を通り抜ける電流が減少する。そして、リアクトル接続は、ランプの安定した機能を保証しない。その結果、ランプは消灯し、冷却され、再点火され、繰り替えされる。頻繁な点火および消灯の試みが、ランプの電極を破壊し、ランプは黒くなる。
【００６１】
この発明による装置は、最初の試みで、ランプを瞬時に点火し、破壊されない電極を維持することができる。ランプの安定したパワー消費はその過熱を減じ、水銀の消費を減じ、この結果、ランプの寿命を長くする。経時に伴い、ランプの内部抵抗が上昇した時、装置は、ランプの安定した照明効果を保証する。即ち、ランプでの電圧降下が増し、このことは装置の機能みを改善し、ランプのフリッカを排除し、幾分、ランプの寿命を伸ばす。ランプに高価な水銀投薬ユニットをインストールする必要はない。
【００６２】
ランプがリアクトルによって供給される場合、それらは照明強度に２倍の違いを持つ。この発明による装置が使用される場合、ランプは一定の電力を消費し、また、使用されたすべてのランプはこの結果、同じレベルの照明強度を持つ。
【００６３】
この発明に基づく装置は、既知のシステムを超えた多くの長所を持つ。即ち、１本、２本または４本の発光ランプを同時に接続すること、およびランプの全長に沿って安定した照明強度を保証することを可能にする。１本から４本までの本数の高圧水銀灯、１本または２本の高圧タイプのあるいは低圧タイプのナトリウム蒸気ランプあるいは、１本あるいは２本のメタルハロゲン・ランプを同時に接続することが可能である。パワートランジスタのための保護は電圧だけでなく電流および過熱に対して保護され、このことは、システムの安全性をも著しく増加させる。ランプの照明強度の手動調節のための指標は、５つの要因だけ拡張され、調整プロセスにつながるランプ強度の安定性が増す。
【００６４】
ランプがより古くなっても、供給回路の電圧が±３０％以内の場合、ランプの照明強度の高い安定性が達成され、また、ランプが古くなっても、光の安定した放射を維持する。ランプによって消費された電力の安定化が達成され、特に、供給電圧が増大した場合に重要である。この結果、ランプの寿命の延命が保証され、すなわち、ランプは過負荷の結果として、焼損しない。
【００６５】
外部照明、または日の時間に依存して３つの異なる方法によって、街灯の自動点火および消灯が保証される。これにより、２０％までのエネルギーを節電できる。
【００６６】
セキュリティ・ランプの自動点灯および消灯は、人の存在に依存して３つの異なる方法によって保証され、エネルギーを５０％のレベルまで節約できる。この大きな節約は、自身の分離回路を持っている街灯のために分離することができる特別の供給ネットワークを構築することが必要ではないという事実により発生する。特許が適用されるこの装置は、リアクトルを使用した等価な解決と比較して、街灯用の電気的なエネルギーを平均３０％まで節約する。
【００６７】
ナトリウム蒸気タイプまたはメタルハロゲン・タイプの高電圧用ランプの供給用として特許が適用されるこの装置の使用は、高圧直流電圧で瞬時点灯および、公証動作領域内の低い直流電圧での動作を保証し、このことが、環境を害する電磁界の妨害のないことを保証する。
【００６８】
この発明に基づいて組み立てられたシステムの異なるモデルは、４０〜１ＫＷｈの異なるタイプのランプに対してうまく機能する。しかも、１ＫＷｈまでランプの電力を増す際に困難を伴わない。
【００６９】
この装置を使用する場合、事実上、すべてのランプが220Ｖ±10％の供給ネットワーク用に作成されるという事実によっても節電がなされる。このランプは、最低の供給電圧の値、198Ｖの公証範囲内で機能する。220Ｖおよび回路電圧以上において、ランプは、公証の照明強度を上回る超過で機能し、より多くの電気的エネルギー(ほぼ10〜20％)を消費する。このシステムは、220Ｖ±30％の供給回路に変更があるとき、１％の正確に電力消費が安定する。照明強度が、198Ｖの電圧で従来のシステムによって供給されるランプの照明強度の強さになるように、装置が調整されるなら、同じ照明強度で20％まで節電できる。
【００７０】
自動的に機能する要素を含むシステムでの多くの要素は、小さなサイズの装置の高いセキュリティを保証する超小型回路として作ることができる。
【００７１】
このシステムは、家屋敷の照明、通り、および、緊急の照明が必要な場所で緊急の照明を得るために、使用できる。その使用は、照明設備の使用の多様化を保証し、使用時に快適性を増し、使用されるランプの安全性を増し、ランプの寿命を長くし、電力消費について大きく節電し、そして、経済利得を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明に基づく照明システムのための回路図
【図２】図１の回路におけるタイミング図
【符号の説明】
【００７３】
1  整流器
2〜14  コンデンサ
35、36、37  分圧器
38  光電抵抗器
39〜45  ダイオード
46、47、48  ツェナーダイオード
49  フォトダイオード
50  パワートランジスタ
51 55  トランジスタ
56、57、58  フォトトランジスタ
T1  第１の変圧器
59〜64  第１の変圧器の巻線
T2  第２の変圧器
65〜70  第２の変圧器の巻線
71  発生器
72  電界効果トランジスタ
73〜81  ランプ
82〜86  アンプ  87  マイクロホン
88〜90  振幅検知器
91  コンデンサ電極
92  シュミットトリガ
93  周波数検知器
94  積算器
95  タイマ
96  乗数器
97  ダイオード97
98〜101  第１の変圧器の端子
102〜107  第２の変圧器の端子
108〜112  システムの出力端子
113  ダイオード
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004522273.tif 000030