JPH07296975A - Fluorescent lamp lighting method - Google Patents
Fluorescent lamp lighting methodInfo
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- JPH07296975A JPH07296975A JP8610994A JP8610994A JPH07296975A JP H07296975 A JPH07296975 A JP H07296975A JP 8610994 A JP8610994 A JP 8610994A JP 8610994 A JP8610994 A JP 8610994A JP H07296975 A JPH07296975 A JP H07296975A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、水銀と希ガスが管内に
封入された、いわゆる蛍光ランプに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called fluorescent lamp in which mercury and a rare gas are enclosed in a tube.
【０００２】[0002]
【従来の技術】USP5,053,933に記載された蛍光ランプの
構造を図３に示す。図３は蛍光ランプの断面図で、図に
おいて、１は放電管で、一端が塞がれた外側の管２と、
その管２の内部に配置され管２の軸方向に伸びる、一端
が塞がれた内部管３とを一体に形成したものである。管
２の他端の開口が内部管３の他端の開口とつながり密閉
された空間を形成している。この管２と内部管３とで囲
まれた空間が放電空間４で、放電空間４の内部には水銀
と希ガスが封入されている。放電空間４の内部の両端近
傍には一対の熱陰極である内部電極５ａ，５ｂが形成さ
れている。内部電極５ａは放電空間の内部で略円弧状に
配置されている。また、内部管３の内壁には略円筒状の
導電性電極である外部電極６が形成されている。このよ
うに構成された蛍光ランプの内部電極５ａ，５ｂ間に商
用周波数の電圧を印加して点灯させ、内部電極５ａ，５
ｂの一方と外部電極６間に立ち上がり時間の速い高周波
のパルス電圧を印加すると、ランプ効率が 150lm/Wを越
えるような高効率ランプが得られることがUSP5,053,933
に記載されている。この場合に印加するパルス電圧は、
周波数が35kHz 、パルス電圧の立ち上がり時間は10-9se
c 程度としている。さらに、パルス電圧の立ち上がり時
間を短くするほど高効率になるとされている。2. Description of the Related Art The structure of a fluorescent lamp described in USP 5,053,933 is shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view of the fluorescent lamp. In the figure, reference numeral 1 is a discharge tube, and an outer tube 2 with one end blocked.
It is integrally formed with an internal pipe 3 which is disposed inside the pipe 2 and extends in the axial direction of the pipe 2 and whose one end is closed. The opening at the other end of the tube 2 is connected to the opening at the other end of the internal tube 3 to form a sealed space. A space surrounded by the tube 2 and the inner tube 3 is a discharge space 4, and mercury and a rare gas are enclosed in the discharge space 4. A pair of internal electrodes 5a and 5b, which are hot cathodes, are formed near both ends inside the discharge space 4. The internal electrodes 5a are arranged in a substantially arc shape inside the discharge space. An outer electrode 6 which is a substantially cylindrical conductive electrode is formed on the inner wall of the inner tube 3. A voltage having a commercial frequency is applied between the internal electrodes 5a, 5b of the fluorescent lamp thus configured to light the internal electrodes 5a, 5b.
US Pat. No. 5,053,933, it is possible to obtain a high-efficiency lamp with a lamp efficiency exceeding 150 lm / W by applying a high-frequency pulse voltage with a fast rise time between one of the electrodes b and the external electrode 6.
It is described in. The pulse voltage applied in this case is
The frequency is 35 kHz, the rise time of the pulse voltage is 10 -9 se
It is about c. Furthermore, it is said that the shorter the rise time of the pulse voltage, the higher the efficiency.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上に説明し
た高効率ランプを実現するための重要なポイントである
パルス電圧の立ち上がり時間を10-9sec 程度とすること
は、パルス電圧を発生させるパルス回路が電力回路であ
ることを考慮すると非常に困難なことであった。However, the rise time of the pulse voltage, which is an important point for realizing the high-efficiency lamp described above, is set to about 10 -9 sec because the pulse voltage generating pulse is generated. This was very difficult considering that the circuit is a power circuit.
【０００４】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、USP5,053,933に記載された蛍
光ランプと同等構成の蛍光ランプに対して、内部電極の
一方と外部電極間に、10-9sec より遅いパルス電圧を印
加して効率向上を図ることができる蛍光ランプの点灯方
法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems.
The purpose is to improve the efficiency by applying a pulse voltage slower than 10 -9 sec between one of the internal electrodes and the external electrode for a fluorescent lamp with the same configuration as the fluorescent lamp described in USP 5,053,933. Another object of the present invention is to provide a method of lighting a fluorescent lamp that can achieve the above.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の蛍光ランプの点灯方法は、管とその管の内
部に配置され前記管の軸方向に伸びる内部管と、前記管
と前記内部管間に形成された放電空間の両端近傍に配置
された一対の熱陰極と、前記内部管の内壁に配置された
導電性電極とを備え、前記放電空間内に設置された一対
の前記熱陰極間で放電を行うと共に、前記導電性電極と
前記熱陰極の一方との間にパルス電圧を印加する蛍光ラ
ンプの点灯方法において、そのパルス電圧の立ち上がり
時間を trとし、前記熱陰極間の放電の電流密度をJ と
し、定数C1を1 乃至5 とし、定数C2を-0.8乃至-0.2と
し、定数C3を-4乃至-1とし、パルス電圧の周波数を、C1
・ tr C2 ・ ｅC3J としたことを特徴とするものであ
る。[Means for Solving the Problems]
Therefore, the method of lighting the fluorescent lamp of the present invention is
And an inner pipe extending in the axial direction of the pipe, which is arranged in
And arranged near both ends of the discharge space formed between the inner tube and
Placed on the inner wall of the inner tube with a pair of hot cathodes
A pair of conductive electrodes and installed in the discharge space
While performing a discharge between the hot cathode of, and the conductive electrode
A fluorescent lamp that applies a pulse voltage to one of the hot cathodes.
The lamp's lighting method, the rise of the pulse voltage
Time trAnd the current density of the discharge between the hot cathodes is J and
The constant C1 is 1 to 5, and the constant C2 is -0.8 to -0.2.
Then, the constant C3 is set to -4 to -1, and the frequency of the pulse voltage is set to C1.
・ Tr C2・ eC3JIt is characterized by
It
【０００６】[0006]
【作用】放電プラズマが存在する放電空間に立ち上がり
が急峻なパルス電圧を印加すると、放電プラズマ内部に
エネルギーの高い電子を生成できる。この電子によっ
て、水銀のより高い準位への励起が可能となる。この高
い準位へ励起された水銀がパルスの休止時間に放射を行
う。これは、一般に言われているパルス放電におけるア
フターグローと同じ現象であり、印加するパルス電圧の
条件を最適化すれば、パルス電圧印加中よりも大きな放
射強度が得られることになる。When a pulse voltage having a sharp rise is applied to the discharge space in which the discharge plasma exists, electrons with high energy can be generated inside the discharge plasma. These electrons allow the excitation of mercury to higher levels. Mercury excited to this higher level emits during the pulse dwell time. This is the same phenomenon as the afterglow in the generally-known pulse discharge, and if the conditions of the applied pulse voltage are optimized, a larger radiation intensity than that during the application of the pulse voltage can be obtained.
【０００７】また、熱陰極である内部電極間の放電によ
って生成されるプラズマ密度（電子密度）に対応して、
印加するパルス電圧の周波数を最適化することにより、
放電プラズマ内部に波動を励振することが可能となる。
この波動が存在することにより、 254nm放射準位への励
起確率が大きくなり、結果として 254nm放射強度が増加
する。Further, in accordance with the plasma density (electron density) generated by the discharge between the internal electrodes which are hot cathodes,
By optimizing the frequency of the applied pulse voltage,
Waves can be excited inside the discharge plasma.
The presence of this wave increases the probability of excitation to the 254 nm emission level, resulting in an increase in the 254 nm emission intensity.
【０００８】パルス電圧の周波数を Fp (Hz)、パルス電
圧の立ち上がり時間を tr (sec) 、放電空間内部の内部
電極間の放電の電流密度をJ (mA/mm2)とした場合、パル
ス電圧の周波数 Fp を図２に示す線図のように設定する
ことによりUSP5,053,933に記載された蛍光ランプでパル
ス電圧の立ち上がり時間を10-9sec 程度とした場合と同
等の効率向上を図ることができた。When the frequency of the pulse voltage is F p (Hz), the rise time of the pulse voltage is t r (sec), and the current density of the discharge between the internal electrodes inside the discharge space is J (mA / mm 2 ), By setting the frequency F p of the pulse voltage as shown in the diagram in Fig. 2, the efficiency improvement equivalent to that when the rise time of the pulse voltage is set to about 10 -9 sec in the fluorescent lamp described in USP 5,053,933 is achieved. I was able to plan.
【０００９】従って、図２に示す線図より、印加パルス
の周波数 Fp を次式のように設定すれば高効率ランプが
得られることになる。Therefore, from the diagram shown in FIG. 2, a high-efficiency lamp can be obtained by setting the frequency F p of the applied pulse as the following equation.
【００１０】[0010]
【数１】 [Equation 1]
【００１１】[0011]
【実施例】本発明の蛍光ランプの点灯方法の一実施例を
図１に示す。図１は図３に示した蛍光ランプを用いた点
灯回路の回路図である。但し、図３に示した構成と同等
構成については同符号を付すこととする。図１で、蛍光
ランプの放電管１は外側の管２とその管２の内部に配置
され管２の軸方向に伸びる内側の内部管３とを一体に形
成したものである。管２の他端の開口が内部管３の他端
の開口とつながり密閉された空間を形成している。この
管２と内部管３とで囲まれた空間が放電空間４で、放電
空間４の内部には水銀と希ガスが封入されている。放電
空間４の内部の両端近傍には一対の熱陰極である内部電
極５ａと内部電極５ｂが形成されている。内部電極５ａ
は放電空間４の内部で略円弧状に配置されている。ま
た、内部管３の内壁には導電性電極である略円筒状の外
部電極６が形成されている。このように構成された蛍光
ランプの内部電極５ａ，５ｂは、商用電源７に接続され
た点灯回路８の出力に接続されている。点灯回路８の出
力電圧の周波数は商用周波数に限定されない。さらに、
点灯回路８を直流電圧を出力するように構成してもよ
い。また、一方の熱陰極である内部電極５ａと導電性電
極である外部電極６がパルス電圧を出力するパルス発生
回路９の出力に接続されている。FIG. 1 shows an embodiment of a method for lighting a fluorescent lamp according to the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a lighting circuit using the fluorescent lamp shown in FIG. However, the same components as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, a discharge tube 1 of a fluorescent lamp is formed by integrally forming an outer tube 2 and an inner tube 3 arranged inside the tube 2 and extending in the axial direction of the tube 2. The opening at the other end of the tube 2 is connected to the opening at the other end of the internal tube 3 to form a sealed space. A space surrounded by the tube 2 and the inner tube 3 is a discharge space 4, and mercury and a rare gas are enclosed in the discharge space 4. A pair of internal electrodes 5a and 5b, which are hot cathodes, are formed near both ends inside the discharge space 4. Internal electrode 5a
Are arranged in an arc shape inside the discharge space 4. A substantially cylindrical outer electrode 6, which is a conductive electrode, is formed on the inner wall of the inner tube 3. The internal electrodes 5a and 5b of the fluorescent lamp thus configured are connected to the output of the lighting circuit 8 connected to the commercial power supply 7. The frequency of the output voltage of the lighting circuit 8 is not limited to the commercial frequency. further,
The lighting circuit 8 may be configured to output a DC voltage. The inner electrode 5a, which is one of the hot cathodes, and the outer electrode 6, which is a conductive electrode, are connected to the output of the pulse generation circuit 9 that outputs a pulse voltage.
【００１２】以上のように構成された点灯回路で、内部
電極５ａ，５ｂ間に直流電圧を点灯回路８により印加し
て蛍光ランプを点灯させ、内部電極５ａと外部電極６
（例えば、金属膜）間にパルス電圧を印加することによ
ってランプ効率の向上を図ることができる。In the lighting circuit configured as described above, a DC voltage is applied between the inner electrodes 5a and 5b by the lighting circuit 8 to light the fluorescent lamp, and the inner electrode 5a and the outer electrode 6 are lit.
The lamp efficiency can be improved by applying a pulse voltage between (for example, a metal film).
【００１３】例えば、放電空間内部の内部電極５ａ，５
ｂ間に直流電圧を印加して 200mAの直流放電を行い、立
ち上がり時間が10-6sec 程度のパルス電圧を周波数 700
Hzで内部電極５ａと外部電極２間に印加する。この時の
254nm放射強度の時間平均は、パルス電圧を印加しない
場合と比較して、約 1.3倍の値となり、パルス発生回路
９から蛍光ランプに入力される電力は、直流放電電力の
約10% であったので、、パルス電圧の立ち上がり時間が
10-6sec 程度で周波数が 700Hzの場合、 254nm放射の放
射効率は約20% 増加したことになる。For example, the internal electrodes 5a, 5 inside the discharge space
A DC voltage of 200 mA is applied by applying a DC voltage between points b, and a pulse voltage with a rise time of about 10 -6 sec is applied at a frequency of 700
It is applied between the inner electrode 5a and the outer electrode 2 at Hz. At this time
The time average of the 254 nm radiation intensity is about 1.3 times the value when no pulse voltage is applied, and the power input from the pulse generation circuit 9 to the fluorescent lamp is about 10% of the DC discharge power. Therefore, the rise time of the pulse voltage is
When the frequency is 700 Hz for about 10 -6 sec, the radiation efficiency of 254 nm radiation increases by about 20%.
【００１４】なお、実施例に示した蛍光ランプの管及び
内部管の形状、内部電極、外部電極の形状は実施例に限
定されるものではない。The shapes of the fluorescent lamp tube and the internal tube, the internal electrodes and the external electrodes shown in the embodiments are not limited to the embodiments.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上のように、本発明の蛍光ランプによ
れば、管とその内部に形成された内部管との間を放電空
間とし、内部電極間に電圧を印加して点灯させると共に
外部電極よりパルス電圧を印加する形式の蛍光ランプ
で、周波数を最適化したパルス電圧を印加して放電プラ
ズマ内部に波動を励振させて、エネルギー準位の高い電
子を生成することにより、パルス電圧の立ち上がり時間
が10-6sec 程度より遅くても蛍光ランプを高効率に点灯
させることができる。As described above, according to the fluorescent lamp of the present invention, a discharge space is formed between the tube and the internal tube formed inside the tube, and a voltage is applied between the internal electrodes to turn on the external light. This is a fluorescent lamp in which pulse voltage is applied from the electrodes, and a pulse voltage with an optimized frequency is applied to excite the waves inside the discharge plasma and generate electrons with a high energy level, thereby raising the pulse voltage. Even if the time is slower than 10 -6 sec, the fluorescent lamp can be turned on with high efficiency.
【図１】本発明の蛍光ランプの点灯方法の一実施例を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a fluorescent lamp lighting method according to the present invention.
【図２】本発明の蛍光ランプに印加するパルス電圧の周
波数とパルス電圧の立ち上がり時間と内部電極（熱陰
極）間の放電の電流密度との関係を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the frequency of the pulse voltage applied to the fluorescent lamp of the present invention, the rise time of the pulse voltage, and the current density of the discharge between the internal electrodes (hot cathodes).
【図３】蛍光ランプの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a fluorescent lamp.
２ 管 ３ 内部管 ４ 放電空間 ５ａ，５ｂ 内部電極（熱陰極） ６ 外部電極（導電性電極） 2 tube 3 internal tube 4 discharge space 5a, 5b internal electrode (hot cathode) 6 external electrode (conductive electrode)
Claims (1)
方向に伸びる内部管と、前記管と前記内部管間に形成さ
れた放電空間の両端近傍に配置された一対の熱陰極と、
前記内部管の内壁に配置された導電性電極とを備え、前
記放電空間内に設置された一対の前記熱陰極間で放電を
行うと共に、前記導電性電極と前記熱陰極の一方との間
にパルス電圧を印加する蛍光ランプの点灯方法におい
て、そのパルス電圧の立ち上がり時間を tr とし、前記
熱陰極間の放電の電流密度をJ とし、定数C1を1 乃至5
とし、定数C2を-0.8乃至-0.2とし、定数C3を-4乃至-1と
し、パルス電圧の周波数を、C1・ tr C2 ・ ｅC3J と
したことを特徴とする蛍光ランプの点灯方法。1. A tube, an inner tube disposed inside the tube and extending in the axial direction of the tube, and a pair of hot cathodes disposed near both ends of a discharge space formed between the tube and the inner tube. ,
With a conductive electrode arranged on the inner wall of the inner tube, while performing a discharge between the pair of hot cathodes installed in the discharge space, between the conductive electrode and one of the hot cathodes. In the method of lighting a fluorescent lamp applying a pulse voltage, the rise time of the pulse voltage is t r , the current density of the discharge between the hot cathodes is J, and the constant C1 is 1 to 5
, The constant C2 is -0.8 to -0.2, the constant C3 is -4 to -1, and the frequency of the pulse voltage is C1 · t r C2 · e A method of lighting a fluorescent lamp, which is C3J .
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8610994A JP3121491B2 (en) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | How to turn on fluorescent lamps |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8610994A JP3121491B2 (en) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | How to turn on fluorescent lamps |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH07296975A true JPH07296975A (en) | 1995-11-10 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3121491B2 (en) |
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1994
- 1994-04-25 JP JP8610994A patent/JP3121491B2/en not_active Expired - Fee Related
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