(57)【要約】【課題】本発明の課題は、発光効率のより緩衝ガス圧と、放電電流を選択し、コア電力損失の小さい電気ランプアセンブリを提供することである。【解決手段】ランプ容器内のガス圧は０．６７ｍｂａｒ（０．５トール）以下であり、  前記放電の放電電流は２Ａに等しいかまたはそれ以上であり、  コア損失電力は前記変成器コアに関連し、  全電力が前記無線周波電源により供給され、  前記コア損失電力は前記無線周波電源により供給される全電力の１５％以下である。【選択図】図４
2007095703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無電極ランプ（１０）と、変成器コア（２２）と、入力巻線（３０）と、無線周波電力源とを有する電気ランプアセンブリであって、
前記無電極ランプは閉ループのチューブ状ランプ容器（１２）を有し、
該ランプ容器には水銀蒸気と緩衝ガスが含まれており、
前記変成器コアは前記ランプ容器の周囲に配置されており、
前記変成器コア（２２）はフェライト材料を含み、
前記入力巻線（３０）は前記変成器コア（２２）に配置されており、
前記無線周波電源は前記入力巻線に接続されており、十分な無線周波エネルギーを前記水銀蒸気と前記緩衝ガスに供給し、前記ランプ容器（１２）内に放電を形成する形式の電気ランプアセンブリにおいて、
ランプ容器内のガス圧は０．６７ｍｂａｒ（０．５トール）以下であり、
前記放電の放電電流は２Ａに等しいかまたはそれ以上であり、
コア損失電力は前記変成器コアに関連し、
全電力が前記無線周波電源により供給され、
前記コア損失電力は前記無線周波電源により供給される全電力の１５％以下である、
ことを特徴とする電気ランプアセンブリ。
【請求項２】
前記無電極ランプ（１０）は、前記ランプ容器の内側表面に蛍光物質（１６）を有し、
該蛍光物質は前記放電による紫外線放射に応答して所定の波長範囲で光を放射する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項３】
前記無線周波電力源（２０）は５０ｋＨｚから３ＭＨｚの周波数範囲を有する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項４】
前記無線周波電力源（２０）は１００ｋＨｚから４００ｋＨｚの周波数範囲を有する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項５】
前記緩衝ガスは希ガスを含む、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項６】
前記緩衝ガスはクリプトンを含む、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項７】
前記チューブ状ランプ容器は２．５ｃｍから１０ｃｍ（１インチから４インチ）の範囲の横断面を有する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項８】
前記変成器コア（２２）はトロイダル形状を有する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項９】
第２の変成器コア（２４）が前記ランプ容器（１２）の周囲に配置されており、第２の入力巻線（３２）が前記第２の変成器コア（２４）に配置されており、前記無線周波電源に接続されている、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項１０】
前記ランプ容器（１２）は卵形の形状を有する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項１１】
前記ランプ容器（５２）は第１と第２のパラレルチューブ（５４，５６）を有し、当該パラレルチューブは端部で結合されていて閉ループを形成する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項１２】
前記コア損失電力は前記無線周波電源により供給される全電力の６％以下である、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項１３】
前記変成器コアのコア容積と前記無電極ランプの放電電力との比は２ｃｍ３/Ｗ以下である、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項１４】
前記ランプ容器内の圧力は０．２７ｍｂａｒ（０．２トール）に等しいかまたはそれ以下であり、放電電流は約５Ａ以上である、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【請求項１５】
前記ランプ容器は紫外線透光性材料を有し、前記無電極ランプは紫外線を放射する、請求項１記載の電気ランプアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国暫定出願ＮＯ．６０/００３８２７、１９９５年９月１５日出願の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、低圧高出力蛍光光源ランプアセンブリに関連し、このランプアセンブリ従来の電極蛍光ランプと比較して単位長当たりに格段に大きな光を形成する。
【０００３】
より詳細には本発明は、無電極ランプと、変成器コアと、入力巻線と、無線周波電力源とを有する電気ランプアセンブリであって、
前記無電極ランプは閉ループのチューブ状ランプ容器を有し、
該ランプ容器には水銀蒸気と緩衝ガスが含まれており、
前記変成器コアは前記ランプ容器の周囲に配置されており、
前記変成器コアはフェライト材料を含み、
前記入力巻線は前記変成器コアに配置されており、
前記無線周波電源は前記入力巻線に接続されており、十分な無線周波エネルギーを前記水銀蒸気と前記緩衝ガスに供給し、前記ランプ容器内に放電を形成する形式の電気ランプアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００４】
超高出力（ＶＨＯ）蛍光ランプと金属ハロゲン化高出力放電（ＨＩＤ）アークランプは効率的な高いルーメン出力と良好な演色性を示す。ＶＨＯ蛍光ランプは従来の電極蛍光技術に基づくものである。電極が長寿命（約１００００時間）を有するようにするため、これらのランプの緩衝ガス圧は約２トールであり、放電電流は典型的には１．５Ａ以下である。紫外線放射の飽和を低減し、ひいては許容できる効率を得るために、ＶＨＯ蛍光ランプは例えばネオンのような比較的軽いガスにより、約２トールの緩衝ガス圧で動作する。長寿命と効率に対する必要性はこれらのランプが動作することのできるパラメータ範囲を制限し、最終的にはこのことにより、これらのランプが効率的に形成することのできる最大軸方向光密度を制限する。したがってＶＨＯ蛍光ランプは形成する光量に対して比較的長く、典型的にはわずか７０ルーメン/Ｗである。しかしＶＨＯ蛍光ランプは、均質で安定した豊かな色スペクトルを形成するように構成できるので、良好で安定した演色性と瞬時のスイッチオン・オフが要求される多くの商店で使用されている。
【０００５】
金属ハロゲン化ＨＩＤランプはＶＨＯ蛍光ランプよりも格段にコンパクトな放電ランプである。ランプ全体（囲い板を含めた）の長さは約８から１０インチとすることができる。ＨＩＤランプの寿命は典型的には７０００から１００００時間である。ＨＩＤランプは低圧蛍光ランプとはまったく異なる動作をする。すなわち、ＨＩＤ放電は典型的には数気圧のガス圧で行われる。このガス圧を形成するのに約５から１０分かかるから、ＨＩＤランプは実質的に光を直ちに放射しない。付加的に電力が遮断されると、瞬時であってもＨＩＤランプは再始動に１０分以上必要とする。さらに演色性とＨＩＤランプの全体ルーメン出力が寿命の経過と共にやや変化する。またランプは高温のランプの破局的故障を回避するために、寿命の終時に交換しなければならない。ＨＩＤランプは屋外での適用、例えば街頭、トンネルおよびスタジアム等で広く使用されている。
【０００６】
ＱＬライティングシステムとして知られる誘導結合蛍光ランプはランプ容器を有し、この容器は従来の白熱ランプの形状を有する。この容器は、内曲した空洞と、内曲した空洞に配置された電力カプラと、高周波発生器を有する。ＱＬライティングシステムは構造が比較的複雑で、冷却が必要である。さらにＱＬライティングシステムは典型的には２．６５ＭＨｚの周波数で動作し、この周波数では無線周波干渉を防止するようにしなければならない。
【０００７】
無電極蛍光ランプは、Andersonの米国特許３５００１１８明細書、１９７０年３月１０日公開、Andersonの米国特許３９８７３３４号明細書、１９７６年１０月１９日公開、およびAnderson著、“Illuminating Engineering”,April 1969,pp236-244 に記載されている。無電極誘導結合ランプは、放電チューブで低圧水銀/緩衝ガス放電を行い、この放電が連続的に閉じた電気経路を形成する。放電チューブの経路は１つ以上のフェライトコアの中心を通り、放電チューブが変成器の二次側となる。電力が放電に結合される。このことは正弦波電圧をトロイダルコアの周囲の数個の巻線ターンに供給することによって行われる。トロイダルコアは放電チューブを取り囲んでいる。一次巻線を流れる電流は時間と共に磁束を変化させる。この磁束は放電容器に沿って電圧を誘導し、この電圧が放電を維持する。放電チューブの内側表面は蛍光物質によってコーティングされており、この蛍光物質が光子に曝されるときに可視光線を放射する。この光子は励起された水銀ガス原子によって放出される。
【０００８】
Andersonによって記載された無電極ランプは０．２５から１Ａの放電電流を有し、緩衝ガス圧は０．５トールから５トールの間である。Andersonによる無電極ランプでは緩衝ガスとしてアルゴンが使用される。付加的に約２．５ｋｇのフェライト材料がAndersonの無電極ランプでは３２Ｗ放電にエネルギーを供給するために使用される。Andersonによるランプパラメータでは、ランプにコアがなく、従って非常に非効率的である。さらにAndersonのランプは、変成器コアにフェライト材料を使用するため非実用的なほど重たい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、発光効率のより緩衝ガス圧と、放電電流を選択し、コア電力損失の小さい電気ランプアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は本発明によれば、冒頭に述べた電気ランプアセンブリにおいて、ランプ容器内のガス圧は０．６７ｍｂａｒ（０．５トール）以下であり、
前記放電の放電電流は２Ａに等しいかまたはそれ以上であり、
コア損失電力は前記変成器コアに関連し、
全電力が前記無線周波電源により供給され、
前記コア損失電力は前記無線周波電源により供給される全電力の１５％以下であることによって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
有利には無電極ランプは蛍光物質をランプ容器の内側表面に有し、放電により放出される紫外線に応答して所定の波長領域で放射する。ランプ容器は有利には約１から４インチの範囲で断面寸法を有する。第１の実施例では、ランプ容器は卵形の形状を有する。第２の実施例では、ランプ容器は第１と第２のラテラルチューブを有し、これらのチューブはその端部で結合されていて、密閉ループを形成する。緩衝ガスは有利にはクリプトンのような希ガスである。
【００１２】
無線周波電力源は有利には約５０ｋＨｚから３ＭＨｚ、より有利には約１００ｋＨｚから約４００ｋＨｚまでの範囲の周波数を有する。変成器コアは有利にはトロイダル形状を有し、ランプ容器を取り囲む。有利には変成器コアはフェライト材料を含む。コアの電力損失は有利には、無線周波電源により供給される全電力の５％に等しいか、またはそれ以下である。
【００１３】
本発明の別の実施例では、電気ランプアセンブリは、チューブ状ランプ容器を備えた無電極ランプを有し、ランプ容器には水銀蒸気と緩衝ガスが約０．５トール以下の圧力で含まれている。ランプ容器は第１と第２のラテラルチューブを有する。これらのチューブはストレートチューブとすることができ、一方の端部または端部近傍で第１のラテラルチューブによって結合され、他方の端部または端部近傍で第２のラテラルチューブによって結合され、閉ループを形成している。電気ランプアセンブリはさらに、第１の変成器コアと、第２の変成器コアと、第１および第２の入力巻線と、無線周波電源とを有する。第１の変成器コアはランプ容器の第１のラテラルチューブの周囲に配置され、第２の変成器コアはランプ容器の第２のラテラルチューブの周囲に配置されている。第１と第２の入力巻線はそれぞれ、第１と第２の変成器コアに配置されている。さらに無線周波電源は第１と第２の入力巻線に接続されている。無線周波電力源は十分な無線周波エネルギーを水銀蒸気と緩衝ガスに供給し、ランプ容器内に放電を形成する。この放電は約２Ａ以上の放電電流を有する。
【００１４】
本発明の別の側面では、閉ループの含む無電極ランプと、緩衝ガスおよび水銀蒸気を含むチューブ状ランプ容器を備えた電気ランプの駆動方法が得られる。本発明の方法は、ランプ容器に約０．５トール以下の水銀蒸気と緩衝ガスの圧力を形成するステップを有し、十分な無線周波エネルギーを水銀蒸気と緩衝ガスに誘導結合し、ランプ容器に放電を形成し、この放電は約２Ａ以上の放電電流を有する。
【００１５】
本発明の別の側面では、電気ランプアセンブリは閉ループを備えた無電極ランプと、チューブ状ランプ容器と、誘導性結合のための手段とを有する。ここでランプ容器は水銀蒸気と緩衝ガスを０．５トール以下の圧力で含み、誘導結合手段は十分な無線周波エネルギーを水銀蒸気と緩衝ガスに結合してランプ容器に放電を形成する。この放電は約２Ａ以上の放電電流を有する。
【実施例】
【００１６】
本発明をよりよく理解するために、図面を参照する。
【００１７】
本発明による放電ランプの第１実施例が図１と図２に示されている。ランプ１０はランプ容器１２を有する。ランプ容器はチューブ状の閉ループ形状を有し、無電極である。ランプ容器１２は放電領域１４（図２）を取り囲み、緩衝ガスと水銀蒸気を含んでいる。蛍光物質コーティング１６が典型的にはランプ容器１２の内側表面に形成されている。 ＲＦ源２０からの無線周波（ＲＦ）エネルギーが無電極ランプ１０に、第１の変成器コア２２と第２の変成器コア２４によって誘導的に結合される。
【００１８】
変成器コア２２と２４のそれぞれは有利にはトロイダル形状を有し、ランプ容器１２を取り囲む。ＲＦ源２０は第１２の変成器コア２２の巻線３０と、第２の変成器コア２４の巻線３２に接続されている。導電ストリップ２６がランプ容器１２の外側表面に接着されており、電気的にＲＦ源２０と接続されている。この導電ストリップは無電極ランプ１０での放電の始動支援に使用することができる。
【００１９】
動作時にはＲＦエネルギーがランプ容器１２内の低圧放電に、変成器コア２２と２４によって誘導的に結合される。無電極ランプ１０は各変成器に対する二次回路として動作する。巻線３０と３２は有利には同期して駆動され、図２に示すように並列に接続することができる。変成器２２と２４はランプ容器１２に配置され、電圧が変成器コア２２と２４による放電で誘導されるように構成されている。巻線３０と３２を流れるＲＦ電流は時間変化磁束を形成し、この磁束がランプ容器１２に沿って、放電を維持する電圧を誘導する。ランプ容器１２内の放電は紫外線を放射し、この紫外線が蛍光物質１６による可視光線の放射を刺激する。この構成ではランプ容器１２はガラスのような可視光線を透過する材料から製造される。１つの適切なガラスはピーレックス（商品名）である。択一的に、容器をソフトガラス、例えばソーダ石灰ガラスから製造し、内側表面を酸化アルミニウムのようなバリア層でコーティングすることができる。択一的な構成では、無電極ランプが紫外線放射源として使用される。この構成では、蛍光コーティング１６が省略され、ランプ容器１２は水晶のような紫外線透過性材料から製造される。
【００２０】
ランプ容器は有利には約１インチから４３インチの範囲の直径を高ルーメン出力に対して有する。充填物質は緩衝ガスと少量の水銀を有し、水銀は水銀蒸気を形成する。緩衝ガスは有利には希ガスであり、最も有利にはクリプトンである。クリプトンはワット当たりのルーメンが、中程度の電力負荷での動作時に高いことが知られている。高電力負荷ではアルゴンを使用するのが有利である。ランプ容器１２は閉ループを形成するいずれの形状であっても良く、図１に示した卵形形状、円形形状、楕円形状、または下記に説明するように一連のストレートチューブを結合して閉ループを形成しても良い。
【００２１】
変成器コア２２と２４は有利には、高透磁性の低損失フェライト材料、例えばマンガン亜鉛から製造すると有利である。変成器コア２２と２４はランプ容器１２の周囲に閉ループを形成し、典型的にはランプ容器１２の外径よりも僅かに大きな直径を有するトロイダル形状を有する。コア２２と２４はこれらをランプ容器１２に取り付けるために切断される。切断端部は有利には研磨され、ランプ容器１２に取り付けた後、各変成器コアの端部間のギャップが最小になるようにする。
【００２２】
変成器コアのフェライト材料は比較的高価であるから、使用される総量を制限することが所望される。１つの手段は、ランプ容器の小さな部分の直径が小さくなるように絞り、直径の小さな変成器コアをランプ容器の直径の小さな部分に配置するのである。ランプ容器の直径の小さな部分の長さは放電電圧を最小にするため、最小に維持すべきである。別の手段は、ＲＦエネルギーを放電に結合するために１つの変成器コアを使用することである。
【００２３】
巻線３０と３２はそれぞれ十分な大きさの数ターンの巻線を有する。これは一次電流を搬送するためである。各変成器は一次電圧をステップダウンし、一次電流を典型的には係数約５から１０でステップアップするように構成されている。典型的には一次巻線３０と３２はそれぞれ約８から１２ターンを有する。
【００２４】
ＲＦ源２０は有利には約５０ｋＨｚから３ＭＨｚの範囲であり、最も有利には約１００ｋＨｚから４００ｋＨｚの範囲である。実施例では一次電圧は１００から２００Ｖの範囲であり、約１Ａの一次電流が２０から３０Ｖの放電電圧を形成することができ、放電電流は約５Ａのオーダーである。
【００２５】
本発明の電気ランプアセンブリは、高ルーメン出力、ワット当たりの高ルーメン、低コア損失および長動作寿命のパラメータを組み合わせて使用する。緩衝ガス圧が約０．５トール以下であり、放電電流が約２Ａ以上であると所望の性能の得られることが判明した。有利には緩衝ガス圧は約０．２トール以下とし、放電電流を約５Ａ以上とする。チューブ直径が大きい場合には、本発明のランプアセンブリの性能は、従来の超高出力電極蛍光ランプの性能にルーメン出力およびワット当たりのルーメンの点で等しいか、またはこれを凌駕するものである。
【００２６】
誘導性結合放電での放電電圧を最小にすることが重要である。なぜなら、フェライトコア損失が放電電圧と共に急激に増大するからである。従来の無電極蛍光ランプと比較して緩衝ガスの重たい原子重量、大きなチューブ直径、高い電流動作が放電電圧を低減する。本発明のランプは１２０Ｗ放電にエネルギーを供給するのに０．４ｋｇのフェライト材料を必要とするだけである。この構成でのコア損失は約３％である。一般的に本発明のランプでは、変成器コア電力損失は典型的には、ＲＦ源により供給される全電力の約５％以下である。さらに本発明のランプの変成器コア容積と放電電力との比は典型的には、１ｃｍ３/Ｗ以下である。
【００２７】
本発明のランプの分析により、放電電流の正しい選択は、誘導性放電が駆動されるときに発生するフェライトコア損失に重大な影響を及ぼすことがわかる。フェライトコア損失と放電電流の問題は次の分析から理解することができる。一般的に、低圧放電は負の電圧/電流特性を有する。従って放電電圧Ｖｄは放電電流Ｉｄに関連する。すなわち、放電電圧ＶｄはＩｄ−ｋに比例する。電圧と電流は近似的に同相であるから、放電電力ＰｄはＩｄ１−ｋに比例する。フェライトコア損失Ｐｃは放電電圧Ｖｄのｎ次電力に比例する。放電電圧は一次電圧を変成器コアのターン数で割ったものに等しい。したがってＰｃはＶｄｎに比例し、Ｖｄｎは逆にＩｄ−ｋｎに比例する。Ｐｃ/Ｐｄの比は次のように表すことができる。
【００２８】
ζ＝Ｐｃ／Ｐｄ α Ｉｄ−［ｋ（ｎ−１）＋１］
典型的には、０．２＜ｋ＜０．４であり、２．５＜ｎ＜３．１である。ｋ＝０．３とｎ＝２．８を代表値とすればζに対して次のように表すことができる。
【００２９】
ζαＩｄ−１．５
所定のフェライトコアに対して、放電電流が０．５Ａから５Ａに上昇すると、ζにおいて１０−１．５の低減または約１/３０のコア損失が得られる。
【００３０】
この分析は、放電電流が高いときに大きな結合効率が得られることを説明する。しかしこのことは単純に、放電電流を従来の無電極蛍光ランプで増大すれば所望のランプ性能が得られることを意味するものではない。放電電力が効率的に紫外線放射に変換されることも重要である。水銀から紫外線放射を高い電流の際に効率的に形成するためには、緩衝ガス圧が約０．５トール以下であることが重要である。従って高放電電流を低緩衝ガス圧と組み合わせることが重要である。有利には放電電流Ｉｄは約２Ａに等しいかまたはそれ以上にすべきであり、緩衝ガス圧は約０．５トール以下にすべきである。
【００３１】
本発明の無電極蛍光ランプで放電を開始することは比較的容易である。放電開始前のＲＦ源の出力電圧は典型的には動作電圧の２から３倍である。ランプ容器１２の導電ストリップ２６に供給されるこの電圧は放電を開始するのに十分である。別の始動装置を本発明の枠内で使用することができる。所望であれば導電ストリップまたは他の始動装置を、放電の開始後にランプ回路から切り離すことができる。
【００３２】
本発明による無電極蛍光ランプの実施例を図１と図２の構成に基づいて説明した。ランプ容器は閉ループの放電ガラスチューブからなり、これには希ガスと水銀蒸気が充填されている。ランプ容器の内側表面には蛍光物質がコーティングされている。放電経路の長さは６６ｃｍであり、チューブの外径は３８ｍｍである。ランプ容器にはクリプトンが０．２トールの圧力で、また水銀蒸気が６ミリトールの圧力で充填されている。２つのトロイダルコア（Magnetics, a Division of Spang and Company社製造のP-type）が２つの部分に切断され、各部分の端部は基底平坦部を有する。各トロイダルコアはランプ容器の周囲に組み立てられ、各フェライトコアの周囲に巻回された６つの一次巻線ターンを有する。コアは７５mの外径と、４０mmの内径と、１２．６mmの厚さを有し、４．４cm２の２つのコアに対する全横断面を有する。ランプは正弦波信号ＲＦ源により２５０ｋＨｚの周波数で駆動される。一連の動作条件の下でのランプ性能は次のとおりである。放電電流が５Ａ、放電電力が１２０Ｗ，１．８Ｗ／ｃｍ，光出力が１００００ルーメン、ルーメン/Ｗが８０、コア電力損失と放電電力の比が０．０５４、コア容積が８０ｃｍ３，コア容積と放電電力との比が０．６７ｃｍ３/Ｗ，放電電圧が２５ＶＲＭＳ，放電電界が０．３７Ｖ/ｃｍ，コア磁束密度が５００ガウス、コア損失が６．５Ｗ，０．０８Ｗ/ｃｍ３，そして全電力が１２６．５Ｗである。
【００３３】
本発明による無電極高出力蛍光ランプの第２の実施例が図３に示されている。無電極ランプ５０はランプ容器５２を有し、この容器は２つのストレートチューブ５４と５６を平行形状に有する。チューブ５４と５６は各端部で密閉され、ラテラルチューブ５８により一方の端部または端部近傍が相互接続され、ラテラルチューブ６０により他方の端部または端部近傍が相互接続されている。チューブ５８と６０のそれぞれはチューブ５４と５６との間のガス交換を行い、これにより閉ループ形状が得られる。ストレートチューブ５４と５６は他の形状に勝る重要な利点を有する。すなわち、これらは製造が容易であり、蛍光物質のコーティングも容易である。しかし上に述べたように、ランプはほとんどいずれの形状でもよく、閉ループの放電経路を形成すれば非対称であってもかまわない。有利な実施例ではチューブ５４と５６のそれぞれは４０ｃｍの長さと５ｃｍの直径を有する。ラテラルチューブ５８と６０は３．８ｃｍの長さと３．８ｃｍの直径を有する。チューブ５４と５６の直径が増大すると放電電圧が低下し、これによりフェライト損失が低減される。チューブ５８と６０の直径を３．８ｃｍに低減するとフェライトサイズも低下し、従ってフェライト損失が低減される。
【００３４】
図３に示したランプは０．２トールのクリプトン緩衝ガスと６ミリトールの水銀蒸気が充填されている。変成器コア６２はラテラルチューブ５８の周囲に、変成器コア６４はラテラルチューブ６０の周囲に取り付けられている。各変成器コアはＢＥ２トロイダルフェライトコアであり、２つの部分に切断され、端部が研磨されている。ワイヤの一次巻線は８ターンで各フェライトコアに巻回されている。各コアは８．１ｍｍの外径と４．６ｍｍの内径をと、４．４ｍｍ２の横断面と８８ｃｍ３の容積を有する。一次巻線は図２に示したように接続され、正弦波ＲＦ源によって周波数２００ｋＨｚで駆動される。
【００３５】
図３のランプに対するルーメン出力とルーメン/Ｗが図４に放電電力の関数としてプロットされている。ルーメン出力は曲線７０によって示され、ルーメン/Ｗは曲線７２によって示されている。測定は１００時間のランプ動作後に４０℃の冷点温度で行われた。図４に示されているように、ルーメン出力は放電電力と共に増大するが、ルーメン/Ｗ（ＬＰＷ）は１５０Ｗでピークに達する。ピークＬＰＷでは１４０００ルーメンが９２ＬＰＷの効率（フェライトコア損失も含む）により形成される。このＬＰＷでの軸方向ルーメン密度は４１５ルーメン/インチであり、これは従来のＶＨＯ蛍光ランプの２．７５倍である。１５０Ｗでの放電電流は約６Ａである。ここに示したパラメータでの動作は、本発明のランプに対して比較的高いルーメン出力と、高い効率と、高い軸方向ルーメン密度を同時に達成することを可能にし、従って従来のＶＨＯ蛍光ランおよび高出力高圧放電ランプに対する魅力的な選択手段となる。
【００３６】
図３のランプで選択された電気特性が図５にランプ電力の関数としてプロットされている。放電電圧は曲線７６により、コア損失は曲線７８により、電力係数は曲線８０により示されている。放電電圧とコア損失は左の縦軸を基準とし、電力係数は右の縦軸を基準とする。ランプ電力が上昇するに連れ、放電電圧は低下する。放電電圧を低減することにより、相応してコア損失も低下する。図５は放電電圧を低く保つことの重要性を強調している。５０Ｗでのコア損失は全ランプ電力の４０％である。一方１５０Ｗでのコア損失は全ランプ電力の約６％にすぎない。ＬＰＷが放電電力と共に図４に示すように１５０Ｗまで上昇することはまず第１にコア損失での相応の低下に関連する。ランプの驚くべき総合的性能は動作パラメータの選択によるものである（第１のガス圧、温度、放電チューブ直径と放電電流）。ＢＥ２コア材料は最適のコア材料とはみなされない。測定は、例えばPhilips社により製造された３Ｆ３のような最高級コア材料によって、コア損失がほとんど係数２で低減できること示している。
【００３７】
１５０Ｗでは、放電の平均電界は約０．７５Ｖ/インチである。電極放電におけるこのような小さな電界はむしろ非効率的な光源につながる。なぜなら、電極ドロップが全放電電圧に関して甚だしいからである（実質的に電極ドロップ領域からは光が到来しない）。カソード消失と効率の観点からは、電極放電は長期間このような条件の下で動作することはできない。反対に本発明のランプは非常に長い寿命を有する。なぜなら、無電極だからである。
【００３８】
ここに示し説明したものは本発明の有利な実施例である。これらを当業者であれば本発明の請求項に記載された範囲内で容易に変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明による無電極蛍光ランプの第１実施例の概略図である
【図２】図２は、本発明の無電極蛍光ランプへの電気接続を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施例による無電極蛍光ランプの概略図である。
【図４】図４は、図３の無電極蛍光ランプに対する放電電力の関数としてルーメンとワット当たりのルーメンの関係を示す線図である。
【図５】図５は、図３の無電極蛍光ランプに対するランプ電力の関数として放電電圧とコア損失と電力係数とを示す線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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