JP3262581B2 - 蛍光ランプ点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蛍光ランプを高周波にて
点灯する蛍光ランプ点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプを高周波で点灯することによ
り点灯装置を小型・軽量化でき、発光効率も向上できる
ことは周知である。一般に高周波インバータ回路による
蛍光ランプ点灯装置として用いられている回路の一例と
して、図３に示す一石自励インバータ回路である。

【０００３】この回路において、商用電源を投入する
と、整流回路１と平滑コンデンサ２との電源回路によっ
て直流電源となり、起動抵抗18を介してトランジスタ24
のベースに電流が流れトランジスタ24がオン状態とな
る。そのときコレクタ電流は平滑コンデンサ２の正極→
蛍光ランプの電極27Ａ→直流バイパスインダクタンス29
→蛍光ランプの電極27Ｂ→直流制限インダクタンス26の
一次巻線26Ａ→トランジスタ24のコレクタ→トランジス
タ24のエミッタ→平滑コンデンサ２の負極と流れる。さ
らに、電流制限インダクタンス26の二次巻線26Ｂにはト
ランジスタ24をオンさせる方向に起電力が発生するため
トランジスタ24はオン状態を維持する。

【０００４】トランジスタ24のコレクタ電流Ｉｃが増加
しＩｃ＞ｈｆｅ・Ｉｂ（ｈｆｅ：電流増幅率、Ｉｂ：ベ
ース電流）となるとコレクタ電流は飽和に向かうため
に、二次巻線26Ｂの起電力がトランジスタ24をオフする
方向に発生し、急速にトランジスタ24はオフ状態とな
る。次に、ベース電流制限用コンデンサ25にトランジス
タ24のベース電位を負とする方向にチャージされた電荷
がインダクタンス20を通してリセット回路（抵抗22とダ
イオード21から構成される）によって放電される。トラ
ンジスタ24がオフの期間には、電流制限インダクタンス
26の一次巻線26Ａと共振用コンデンサ23、直流バイパス
インダクタンス29により共振電流が流れるため、電流制
限インダクタンス26の二次巻線26Ｂの出力によりトラン
ジスタ24のベース電位が再び上昇してくるとトランジス
タ24はオン状態になり、同じ動作を繰り返し高周波発振
を行う。この結果、始動コンデンサ30の両端に高周波電
圧が発生し、蛍光ランプ27を始動させる。

【０００５】ＰＴＣサーミスタ28は蛍光ランプ27のフィ
ラメントを一定時間予熱した後、蛍光ランプを始動させ
るものである。また、直流バイパスインダクタンス29は
蛍光ランプ27に直流電流が流れなくするための直流バイ
パス作用の働きを持っており、この結果、蛍光ランプに
直流成分が流れず、ランプ中の水銀イオンが片極性に偏
るいわゆるカタホリシス現象を防止できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる回路に
おいては、高周波発振の周波数条件は一定であり電流制
限用のインダクタンス26も固定インダクタンスであるの
で蛍光ランプ27の電力は一定であり、容易に調光できな
いという問題がある。

【０００７】本発明は上記問題を解決するもので、一つ
の商用電源投入スイッチで蛍光ランプの全光点灯と調光
点灯の制御が可能な蛍光ランプ点灯装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の蛍光ランプ点灯装置は、高周波インバータ
回路による蛍光ランプ点灯装置であって、電源投入のタ
イミングから規定時間Ｔ１にわたって出力が基準レベル
に接続されるタイマー回路と、前記電源投入のタイミン
グから規定時間Ｔ３だけ遅れて出力が規定電圧に上昇し
するバイアス回路と、前記電源投入のタイミングに規定
時間Ｔ２の幅のトリガパルスを発生するトリガ回路と、
出力回路の一端が前記タイマー回路の出力を介して基準
レベルに接続され前記出力回路の他端が前記バイアス回
路の出力に接続されゲートに前記トリガパルスが印加さ
れるサイリスタと、制御入力が前記タイマー回路の出力
を介して基準レベルに接続され出力回路で前記高周波イ
ンバータ回路の帰還定数を切り換えるスイッチ手段とを
設け、Ｔ１ ＞ Ｔ３ ＞ Ｔ２ に設定し、前記電源投入
のタイミングから前記規定時間Ｔ３になるまでには前記
トリガパルスでトリガされても前記サイリスタにオン状
態を保持するに必要な電流が流れずに前記サイリスタが
オフ状態を維持し前記スイッチ手段の出力回路をオフ状
態として前記高周波インバータ回路を全光モードで動作
させ、前記電源をオフしたタイミングから前記サイリス
タの保持電流を流すことができる電位が前記バイアス回
路に残っている最大時間Ｔ４とした場合に、前記最大時
間Ｔ４の経過前に前記電源を再投入させることによっ
て、前記トリガパルスでトリガされて前記サイリスタが
オン状態となり、前記タイマー回路の出力が基準レベル
に接続されている規定時間Ｔ１は前記高周波インバータ
回路を全光モードで動作させ、その後は前記サイリスタ
の電流が前記スイッチ手段の制御入力を介して前記基準
レベルに流れて前記スイッチ手段の出力回路がオン状態
になって前記高周波インバータ回路の帰還定数を調光モ
ードに切り換えるように構成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成により、蛍光ランプを点灯する場合、
商用電源投入スイッチの投入タイミングのパターンによ
り全光点灯と調光点灯の制御が可能となる。前記商用電
源投入スイッチの投入タイミングのパターンとは、前記
バイアス回路の出力が上昇していない初期状態において
電源が投入された第１のパターンと、前記バイアス回路
の出力が上昇した後に電源が再投入された第２のパター
ンであって、第１のパターンでは高周波インバータ回路
が全光モードで動作し、第２のパターンでは高周波イン
バータ回路が調光モードで動作する。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を用いて
説明する。図１は本発明の一実施例の蛍光ランプ点灯装
置の回路図である。図１において、31はタイマー回路、
32はスイッチ素子であるサイリスタ11をトリガするトリ
ガ回路、33はサイリスタ11に経時的に変化するバイアス
を加えて、サイリスタ11がトリガされたときのオン動作
保持を可能にするバイアス回路である。

【００１１】タイマー回路31は平滑コンデンサ２の両端
に接続されたダイオード３、抵抗４の並列回路とコンデ
ンサ５と抵抗６との直列回路と、コンデンサ５と抵抗６
の間に接続されたトランジスタ７とからなる。トリガ回
路32は平滑コンデンサ２の一端とトランジスタ７のコレ
クタの間に接続された抵抗８とコンデンサ９と抵抗10の
直列回路からなる。バイアス回路33は平滑コンデンサ２
の両端に接続された、抵抗13とダイオード14、抵抗15の
並列回路とコンデンサ16との直列回路からなる。また、
サイリスタ11はアノードが抵抗12を介してバイアス回路
33のダイオード14、抵抗15の並列回路とコンデンサ16の
間に接続され、カソードがタイマー回路31のトランジス
タ７のコレクタに接続され、ゲートがトリガ回路32のコ
ンデンサ９と抵抗10の間に接続されてなる。さらに、サ
イリスタ11のカソードは高周波インバータ回路の帰還定
数を変化させるためのトランジスタ17のベースに接続さ
れており、このトランジスタ17は高周波インバータ回路
の放電経路中のインダクタンス20ａ，20ｂが直列接続さ
れたインダクタンス20の一方のトランジスタ20ａの両端
に接続されている。

【００１２】したがって、サイリスタ11がトリガ回路32
によりトリガされたときに、バイアス回路33にバイアス
が発生していると、サイリスタ11のオン動作は保持さ
れ、このとき、タイマー回路31で設定された時刻に、バ
イアス回路33の出力電圧がトランジスタ17に加えられる
ように切換えられ、トランジスタがオンすると、高周波
インバータ回路の放電経路中のインダクタンス20ａは短
絡され、高周波インバータ回路の帰還定数が変化する構
成になっている。

【００１３】いま、電源を投入することにより、抵抗４
と抵抗６を通してコンデンサ５に充電電流が流れ、抵抗
６に電位が生じトランジスタ７のベースに電流が流れト
ランジスタ７がオンとなる。このときトランジスタ７は
コンデンサ５に充電電流が流れている期間、すなわち、
抵抗４とコンデンサ５の時定数で決定される時間Ｔ１だ
けオンする。また電源投入時、抵抗８、抵抗10とトラン
ジスタ７のコレクタ、エミッタを通してコンデンサ９の
充電電流が流れ、抵抗８とコンデンサ９の時定数で決定
される時間Ｔ２だけ抵抗10に電位が生じる。抵抗８とコ
ンデンサ９の時定数は、電源投入の瞬間だけサイリスタ
11のゲートにトリガパルスが印加されるような値に設定
されている。また、電源投入直後、コンデンサ16の電位
は零であるが電源を投入することによって抵抗13、ダイ
オード14を通して抵抗13とコンデンサ16の時定数で決定
される時間Ｔ３だけコンデンサ16に充電電流が流れる。
コンデンサ16の電位は抵抗12を介してサイリスタ11のア
ノードをバイアスする。本実施例において、各時間はＴ
１＞Ｔ３＞Ｔ２となるように設定されている。

【００１４】図２はタイマー回路31、トリガ回路32、バ
イアス回路33の動作を説明するための波形図であり、こ
れに基づいて説明する。時刻ｔ＝０において電源を投入
すると、サイリスタ11をバイアスするためのコンデンサ
16の電位はほぼ零であるので、時間Ｔ２の間、トリガ回
路32によってサイリスタ11のゲートにトリガパルスが印
加されてもサイリスタ11にオン動作を保持するのに十分
な電流が流れず、サイリスタはオンしないでオフ状態を
維持する。また、電源投入後、時間Ｔ１の間タイマー回
路31のトランジスタ７はオン状態を維持し、トランジス
タ17のベース電位を零にし、トランジスタ17をオフ状態
にしている。

【００１５】次に時間Ｔ１経過後、トランジスタ７がオ
フ状態に変化してもサイリスタ11がオフ状態を維持して
いるのでトランジスタ17のベースには電流が流れず、ト
ランジスタ17はオフ状態を維持する。また直流電源によ
り起動抵抗18を介してトランジスタ24のベースに電流が
流れ、トランジスタ24がオン状態となる。そのときコレ
クタ電流は平滑コンデンサ２の正極→蛍光ランプの電極
27Ａ→直流バイパスインダクタンス29→蛍光ランプの電
極27Ｂ→直流制限インダクタンス26の一次巻線26Ａ→ト
ランジスタ24のコレクタ→トランジスタ24のエミッタ→
平滑コンデンサ２の負極と流れる。さらに、電流制限イ
ンダクタンス26の二次巻線26Ｂにはトランジスタ24をオ
ンさせる方向に起電力が発生するためトランジスタ24は
オン状態を維持する。

【００１６】トランジスタ24のコレクタ電流Ｉｃが増加
しＩｃ＞ｈｆｅ・Ｉｂ（ｈｆｅ：電流増幅率、Ｉｂ：ベ
ース電流）となるとコレクタ電流は飽和に向かうため
に、二次巻線26Ｂの起電力がトランジスタ24をオフする
方向に発生し、急速にトランジスタ24はオフ状態とな
る。次に、ベース電流制限用コンデンサ25のトランジス
タ24のベース電位を負とする方向にチャージされた電荷
がリセット回路（抵抗22とダイオード21から構成され
る）、インダクタンス20ａ（トランジスタ17はオフ状
態）とインダクタンス20ｂを介して放電され、ベース電
位が再び上昇してくるとトランジスタ24はオン状態にな
り、同じ動作を繰り返し高周波発振を行う。この結果、
始動コンデンサ30の両端に高周波電圧が発生し、蛍光ラ
ンプ27を始動させる。このときの点灯モードを全光モー
ドとする。

【００１７】そして時刻ｔ１で商用電源を切るまで、サ
イリスタ11のゲートにはトリガパルスが印加されないの
で、サイリスタ11はオフ状態を維持し、トランジスタ17
もオフ状態を維持するので蛍光ランプ27は全光モードで
点灯し続ける。

【００１８】時刻ｔ１において商用電源を切ると、直流
電源は主に蛍光ランプ27で消費されるためその出力電圧
は瞬時に低下する。タイマー回路31のコンデンサ５に充
電されている電荷はダイオード３と抵抗６を通して瞬時
に放電される。サイリスタ11のトリガー回路32のコンデ
ンサ９に充電された電荷も抵抗８、抵抗10、コンデンサ
９の時定数が小さいためほぼ時間Ｔ２で瞬時に放電され
る。サイリスタ11をバイアスするためのコンデンサ16に
充電されている電荷は抵抗15と抵抗13を通して放電さ
れ、その時間はＴ３よりも大きく設定している。

【００１９】次に、時刻ｔ１で商用電源を切ってから、
バイアス回路33のコンデンサ16の電荷が全て放電してい
ない状態で、スイッチ素子であるサイリスタ11の保持電
流が流すに十分な電位が残っている期間の最大時間をＴ
４とし、時刻ｔ１から時間Ｔ４以内の時刻ｔ２におい
て、再び商用電源を投入する場合の動作について説明す
る。 時刻ｔ２において商用電源を投入すると、タイマ
ー回路31のトランジスタ７のベースにはコンデンサ５の
充電電流が流れ、トランジスタ７は時間Ｔ１の間オン状
態を維持する。また、電源投入時、サイリスタ11のトリ
ガ回路32のコンデンサ９には抵抗８と抵抗10を通して充
電電流が流れ、抵抗10に電位が生じるためサイリスタ11
のゲートに、時間Ｔ２の間、トリガパルスが印加され
る。このときサイリスタ11をバイアスするためのコンデ
ンサ16はサイリスタ11に保持電流以上のアノード電流を
流すに十分な電荷が残っているため、サイリスタ11はオ
ン状態となる。オンした後は抵抗13、ダイオード14、抵
抗12、サイリスタ11のアノード、サイリスタ11のカソー
ド、トランジスタ７のコレクタ、トランジスタ７のエミ
ッタを通して電流が流れるため、サイリスタ11はオン状
態を維持する。

【００２０】タイマー回路31のトランジスタ７がオンし
ている間、トランジスタ17のベースにはオンするに十分
な電流が流れないためトランジスタ17はオフ状態を維持
し、前記の高周波発振が行われ全光モードで蛍光ランプ
27を始動させる。タイマー回路31のトランジスタ７は電
源投入後、時間Ｔ１経過後、オン状態からオフ状態に変
化し、サイリスタ11のアノード、カソードからトランジ
スタ７のコレクタに流れていた電流はトランジスタ17の
ベースに流れるようになる。このため、トランジスタ17
はオン状態となる。このときトランジスタ24がオン状態
となった後、ベース電流制限用コンデンサ25のベース電
位を負とする方向にチャージされた電荷はリセット回路
（抵抗22とダイオード21から構成される）、トランジス
タ17のコレクタ、トランジタ17のエミッタとインダクタ
ンス20ｂを介して前記全光モードにおける動作よりも早
く放電されトランジスタ24をオン状態にし、前記全光モ
ードにおける周波数よりも高い周波数で高周波発振を行
う。このため電流制限用インダクタンス26によって蛍光
ランプ27に流れる電流は前記全光モード時よりも小さく
なり、調光モードで点灯する。

【００２１】時刻ｔ３で商用電源を切るまでサイリスタ
11はオン状態を維持し、トランジスタ17もオン状態を維
持する。このため、時間Ｔ１の間、蛍光ランプは全光モ
ードで点灯し、その後は調光モードで点灯し続ける。一
般に、蛍光ランプの管壁温度が低い場合、調光モードで
蛍光ランプを始動させると、立ち消え、ちらつきなどの
不具合が生じることがある。したがって、タイマー回路
で時間Ｔ１の間だけ全光で点灯した後、調光モードにす
ることで、スムーズに調光モードに移行させるようにし
ている。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明の蛍光ランプ点灯装
置によれば、タイマー回路とバイアス回路とトリガ回路
とサイリスタおよびスイッチ手段によって、蛍光ランプ
を駆動する高周波インバータ回路の帰還定数を、電源投
入スイッチの操作パターンに応じて切り換えることがで
き、前記蛍光ランプの全光点灯と調光点灯の点灯状態を
選択できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の蛍光ランプ点灯装置を示す
回路図である。

【図２】本発明の一実施例の蛍光ランプ点灯装置におけ
る動作を説明する波形図である。

【図３】従来の蛍光ランプ点灯装置を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 整流回路 11 サイリスタ 20ａ，20Ｂ 高周波インバータ回路の帰還定数を決め
るインダクタンス 26 電流制限インダクタンス 27 蛍光ランプ 31 タイマー回路 32 トリガ回路 33 バイアス回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 41/42 H05B 41/392

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波インバータ回路による蛍光ランプ点
   灯装置であって、電源投入のタイミングから規定時間Ｔ１にわたって出力
   が基準レベルに接続される タイマー回路と、前記電源投入のタイミングから規定時間Ｔ３だけ遅れて
   出力が規定電圧に上昇しするバイアス回路と、 前記電源投入のタイミングに規定時間Ｔ２の幅のトリガ
   パルスを発生するトリガ回路と、 出力回路の一端が前記タイマー回路の出力を介して基準
   レベルに接続され前記出力回路の他端が前記バイアス回
   路の出力に接続されゲートに前記トリガパルスが印加さ
   れるサイリスタと、 制御入力が前記タイマー回路の出力を介して基準レベル
   に接続され出力回路で前記高周波インバータ回路の帰還
   定数を切り換えるスイッチ手段とを設け、Ｔ１ ＞ Ｔ３
   ＞ Ｔ２ に設定し、前記電源投入のタイミングから前
   記規定時間Ｔ３になるまでには前記トリガパルスでトリ
   ガされても前記サイリスタにオン状態を保持するに必要
   な電流が流れずに前記サイリスタがオフ状態を維持し前
   記スイッチ手段の出力回路をオフ状態として前記高周波
   インバータ回路を全光モードで動作させ、 前記電源をオフしたタイミングから前記サイリスタの保
   持電流を流すことができる電位が前記バイアス回路に残
   っている最大時間Ｔ４とした場合に、前記最大時間Ｔ４
   の経過前に前記電源を再投入させることによって、前記
   トリガパルスでトリガされて前記サイリスタがオン状態
   となり、前記タイマー回路の出力が基準レベルに接続さ
   れている規定時間Ｔ１は前記高周波インバータ回路を全
   光モードで動作させ、その後は前記サイリスタの電流が
   前記スイッチ手段の制御入力を介して前記基準レベルに
   流れて前記スイッチ手段の出力回路がオン状態になって
   前記高周波インバータ回路の帰還定数を調光モードに切
   り換えるように構成した 蛍光ランプ点灯装置。