JPH0475296A - 電子安定器の保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 且」Ｌ年！− 本発明は、蛍光灯等の点灯回路に使用して好適な高力率
電子安定器の保護回路に関する。

丈米１権 蛍光灯の点灯には、周知のように、安定器が使用される
が、従来の安定器は自励発信方式で、発信周波数の変動
が大きく、安定度も良く無い上に力率があまり良くなか
った。力率と効率の良い電子回路を得ることは大変困難
なことで、一般的には、交流を完全な直流にして作動さ
せるようにしているが、電流にリップルがあると動作が
不安定となり、種々のトラブルを発生する。力率を良く
するためにはｖｉ流四回路り大容量のコンデンサを除外
するとよいが、コンデンサを除外するとリップルが大き
くなり、これがフリッカの原因の一つとなって効率が落
ちる。

蛍光灯の安定器は、力率の良し悪しで消費電力（■・Ａ
）が大変異なるが、従来の電子安定器の整流回路には大
容量の平滑コンデンサがあるため、電流の位相が電圧の
位相より９０°進んでおり、そのため、■・Ａ電力が大
きく成り、節電を目的として使用する電子安定器の長所
が役に立たず、グロースタート安定器より多く電力を消
費していた。これを改善する目的でコンデンサを除外す
ると、力率は良く成るものの、 （イ）、回路が不安定に成り易い。

（ロ）、フリッカが出易い。

（ハ）、効率が落ちる。

等の欠点が生じる。

上述のごとき実情に鑑みて、本出願人は、先に、整流回
路の平滑コンデンサの容量を十分→こ大きいものにして
略完全な直流電圧を得ると共に、安定度をよくしかつ力
率を改善した電子安定器について提案した。

第２図は、本出願人が先に提案した電子安定器の一例を
説明するための電気回路図、第３図は。

第２図の要部における電気信号波形図で、端子１゜２よ
り交流電源が入力され（第３図（Ａ）に入力電圧波形の
一例を示す）、ノイズフィルター３を通って力率改善回
路４に供給される。この力率改善回路４は、インダクタ
ンスＬとコンデンサＣとの並列回路から成り、電源回路
に直列に接続されており、このインダクタンスしによっ
て交流回路における電流位相を電圧位相より６０°遅ら
せて、電子安定器の力率を低力率から高力率に改善して
いる。Ｄよ〜Ｄ、は整流ブリッジ回路を構成するダイオ
ード、Ｃ工は平滑コンデンサであり１図示のような、ブ
リッジ整流後に大容量の平滑コンデンサを接続する通常
の直流電源回路では、電源の位相が電圧の位相より９０
″進んでいるため、回路に流れる電流が多くなってＶ−
Ａが大きくなり、力率が悪くなる。第３図（Ｂ）は、コ
ンデンサＣ５がない時のＢ十電圧の波形、第３図（Ｃ）
は、コンデンサＣ５がある時のＢ十電圧の波形である。

前記力率改善回路４は、このような直流電源回路におけ
る力率の低下を補正するために設けられたもので、前記
インダクタンスＬによって電流の位相を遅らせて力率を
１に近づけるようにしたものである。しかし、力率ばか
り上げるようにすると、ランプの光度が下って効率が悪
くなるので、これを補正するために、前記インダクタン
スしに並列にコンデンサＣが設けられている。４０ｗの
蛍光灯の場合、電源入力は、電源電圧２００ｖ、電流３
００ｍＡ内外で、通常のレピート安定器の場合。

４８ｗ（力率＝０．８５）で、光度は平均光度が得られ
るが、この高力率電子安定回路によると、入力電圧は３
８ｗ　（２００ｖ、１９０ｍＡ）で、力率は０．９７、
光度は平均光度を１５％以上上回る。なお、この力率改
善回路よりコンデンサＣを取り除くと、電流は３９０ｍ
Ａと約２倍になり。

Ｖ−Ａが大きくなり、グロースタート安定器と同等とな
ってしまい、節電とはほど遠い安定器となってしまう。

５は電源回路の一方の端子に接続された起動回路、Ｔｒ
工、Ｔｒ２はハーフブリッジに接続されたトランジスタ
、Ｔ１はこれらトランジスタＴｒ工。

Ｔｒ、のベース入力分配用トランス、Ｔ２はバラストト
ランス（安定チョーク）、６は蛍光灯で、トランジスタ
Ｔｒ、とＴｒ２を交互にスイッチングして中点（Ｆ点）
より電流制限用のトランスＴ２を通して蛍光灯６を点灯
する。

トランス子工は、その−次側巻線Ｐ工にバラストトラン
スＴ２の２次巻線Ｐ２より信号を小容量のコンデンサＣ
ｘを通して受は取り（第３図（Ｅ）に（Ｅ）点の電圧波
形を示す）、トランジスタＴｒ１用の巻線Ｐａとトラン
ジスタＴｒ２用の巻＠Ｐｂに交互に逆極性に供給する（
第３図（Ｄ）に、これらトランジスタＴｒ□、Ｔｒ、の
ベース電圧の波形を示す）。すなわち、巻線Ｐａとｐｂ
はバイフィラ巻きされ、その上に巻線Ｐ□が巻かれてい
る。

トランスＴ０は、エアギャップのない磁気飽和鉄心を使
用したもので、少ない磁力で飽和するオキサイトコアト
ランスであり、チョークトランスＴ２は、エアギャップ
のある線形（飽和してはいけない）トランスである。

出カドランスＴ２の１次巻線と２次巻線Ｐ２とはり一ケ
ージ巻線に巻いてあり、２次巻線Ｐ２を短絡しても１次
側の巻線に与える影響は小さい。この２次側巻線Ｐ２に
誘起された電圧を小容量のコンデンサＣｘを通してトラ
ンスＴ□の１次巻線Ｐ１に供給すると、その２次側巻線
Ｐａ、Ｐｂに誘起される電圧が、コンデンサＣｘを通る
トランスＴ１の入力電流にあまり影響しないので、電源
電圧の変動でトランジスタＴｒ、、Ｔｒ２のベースドラ
イブ電圧が変化せず、従って、安定した出力を蛍光灯６
に供給することができる。

起動回路５は、電源回路の一方の端子に接続され、該起
動回路は、例えば、小容量のコンデンサＣ２と、高周波
線輪ＬＬと、双方向性ダイオードＤＡとの直列回路から
成り、電源側の交流の波高値を利用して双方向性ダイオ
ードＤＡをスイッチングしてインパルス（第３図（Ｈ）
）を作り、これをトランジスタＴｒｚのコイルｐｂに流
して該トランジスタＴｒ、を起動し、以降、高周波数の
振動を起こしてトランジスタＴｒ１とＴｒ２を交互にス
イッチングし、これらをシーソ駆動する。なお、トラン
ジスタＴｒ□もＴｒ２も共にノーバイアスで完全体止状
態の時に電源をいれてもスタートしないので、このよう
な起動回路が必要である。この起動回路は、トランジス
タやＩＣを用いてマルチバイブレータで構成してもよい
が、図示のように、ダイアック（ＧＥ社の商品名）ＤＡ
、インダクタンスＬＬ及びコンデンサＣ２で構成すると
、回路を非常に安く作ることができる。いま、トランジ
スタＴｒ１のベースコイルＰａに、該トランジスタＴｒ
１のベース方向に十極性の電圧が誘起された時、該トラ
ンジスタＴｒ工がオンして該トランジスタＴｒ、を通し
て電流が流れて（Ｆ）点に到るが（第３図（Ｆ）に該（
Ｆ）点の波形を示す）、この時、トランジスタＴｒ、の
ベースには１８０°位相の異なる電圧がかかっているた
め、該トランジスタＴｒ、のベースは逆バイアス状態に
なっており、該トランジスタＴｒ、はオフで、該トラン
ジスタＴｒ２を通して電流は流れることができない。従
って、トランジスタＴｒ２を流れて（Ｆ）点に到達した
電流は、チョークＴ２の一次側巻線、蛍光灯６のフィラ
メントＦ１を通してコンデンサＣ１に流れて該コンデン
サＣ３を充電し第３図（Ｇ）に該コンデンサＣ１間の電
圧波形を示す）、更に、該コンデンサＣ１，蛍光灯６の
フィラメントＦ２を通して（Ｓ）点に流れ、コンデンサ
Ｃ４を充電する。上述のようにして、チョーク（トラン
ス）Ｆ２に流れる電流で磁化されたトランスＴ２のコア
は、該電流の停止と同時に該チョークＴ２の２次巻線Ｐ
２に電圧を誘起し、トランスＴ１の一次巻線Ｐ４に前記
の場合と逆方向の電圧を発生し、今度は、トランジスタ
Ｔｒユをオフにし、Ｔｒ、をオンにし、（Ｓ）点の電圧
すなわちコンデンサＣ，，Ｃ，よりの電圧が蛍光灯６の
フィラメントＦ２．コンデンサＣ３，フィラメントＦ１
を通してチョークＴ２を前記と逆方向に流れ、更に、ト
ランジスタＴｒ、のコレクターエミッタを通して流れる
。この様にして、（Ｆ）点と（Ｓ）点との間に例えば発
振周波数３５　Ｋ　Ｈｚの高周波電流が流れ、蛍光灯６
が点灯する。なお、ＳＭで示すコンデンサはノイズ除去
用のセラミックス型少容量コンデンサである。

上述のスイッチ動作を高速に繰り返すと、コンデンサＣ
１の両端電圧は、急速な充放電で非常に高くなっていき
、蛍光灯６のフィラメントＦ工。

Ｆ２が加熱され、熱電子が強くなり、蛍光管内が放電す
る限界に達し、ついには、蛍光管内で放電が発生し、蛍
光灯６が点灯する。この時の電流の増加は、チョークＴ
２のインダクタンスによって制限され、安定電流となる
。なお、トランジスタＴ’　ｘ　ｅ　Ｔ　ｒ　＠のベー
ス・エミッタ回路に設けられた抵抗Ｒ１，Ｒ，、コンデ
ンサＣいダイオードＤ等は、トランジスタＴｒ１．Ｔｒ
２のスイッチング時におけるベース入力信号の波形を補
正するものである。

而して、上述のごとき電子安定器において、トランジス
タＴｒ工、Ｔｒ２のスイッチングで高周波（２０Ｋ　Ｈ
ｚ　〜５０　Ｋ　Ｈｚ　）電圧を発生中に、蛍光灯にひ
び割れ等が生じたり、蛍光灯がソケットよりはずれて放
電不能になると、電子安定器の高周波電圧が急速に高電
圧（３００ｖから５０００Ｖ位まで）になるので、スイ
ッチングトランジスタをこわすことになり、これをでき
るだけ早く防止しなければ、安定器そのものをこわして
しまうことになる。

１−眞 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、本出願人が先に提案した電子安定器において、蛍
光灯の放電が不能になった場合に。

直流電圧から高周波電圧を得るためのスイッチングトラ
ンジスタが破損されてしまうのを防止することを目的と
してなされたものである。

盈−一双 本発明は、上記目的を散成するために、電源入力側に設
けられたフィルタ回路と、該フィルタ回路の出力電圧を
整流する整流回路と、該整流回路の出力電圧を平滑する
大容量のコンデンサを有する平滑回路とを有し、該平滑
回路の出力電圧を高周波スイッチングして蛍光灯を駆動
するようにした電子安定器であって、電源入力線と直列
に接続されたインダクタンスとコンデンサの並列回路よ
りなる力率改善回路と、電源の一方の側に接続された起
動回路と、２個のトランジスタが直列に接続されたハー
フブリッジ回路と、これら２個のトランジスタの中点に
接続さ九た安定チョークと。

該安定チョークに流れる電流を前記２個のトランジスタ
のベースエミッタ間にこれら両トランジスタが交互にオ
ン、オフするように逆極性に帰還する帰還回路とを有し
、前記安定チョークを通して蛍光灯を点灯するようにし
た電子安定器において、前記安定チョークの電圧が所定
値になったことを検知し、該所定値になった時に作動す
るスイッチを有し、該スイッチが作動した時に前記駆動
回路の出力電圧をアース電位にして前記トランジスタの
ベース・エミッタ間電圧をＯにするようにしたことを特
徴としたものである。以下１本発明の一実施例に基いて
説明する。

第１図は、本発明の一実施例を説明するための電気回路
図で、図中、■は本出願人が先に提案した電子安定器の
電子回路部、■は該回路部Ｉに付加されて該回路部Ｉが
前述のように動作してスイッチングトランジスタＴｒ１
．Ｔｒ２を破損するのを防止するための保護回路で、本
発明によって付加されたものである。なお、回路部ｌに
ついては既に説明したので、以下、本発明による保護回
路部■について説明する。

第１図の回路部■において、端子１，２間に印加された
１００ｖ又は２００ｖの交流電源（直流電源は不可）は
、ペーパーコンデンサＣａを通してシリコン整流器Ｒｅ
に供給され、ここで直流脈流電圧に変換される。この直
流脈流電圧はゼナーダイオードＺＤにより１２ｖの直流
脈流電圧に変換され、次いで、平滑コンデンサｃｂによ
り平滑され、１２ｖの定電圧直流電源となる。本発明に
おいては、このようにして、交流の高電圧から直流の低
電圧を得ているが、このようにすると、従来の変圧器（
トランス）を使用する電圧降下法や、抵抗分割を使用す
る電圧降下法に比して、小型化することができて便利で
ある。すなわち、電子安定器は小さいケース内に入って
いるので、変圧器を用いる電圧降下法では、重い上に、
形態が大きくてケース内に入らない。また、抵抗分割を
用いる電圧降下法では、変動電圧が大きい上に、熱を発
生するため、小さいケース内に入れて使用するには問題
がある。

上述のごとくして得られた直流電圧は、リードスイッチ
Ｓの磁界発生用コイルＳ工を通してシリコン制御整流素
子ＳＣＲに印加されており、後述するようにして、該Ｓ
ＣＲが導通した時に、該リードスイッチＳのコイルＳ１
を通して電流が流れ、該リードスイッチのリレー接片Ｓ
２．Ｓ３を接触させ、（Ｈ）点の電位をアース電位にす
る。

出カドランスＴ２の２次巻線Ｐ２の出力側（すなわち（
Ｅ）点の電圧は２通りの高周波パルス、すなわち、間欠
的な一時的なパルスと連続的な２通りの電圧を有する。

この（Ｅ）点の電圧はダイオードＤａによって直流電圧
に変換されて可変抵抗器ＶＲに供給され、該可変抵抗Ｖ
Ｒによって所望の電圧（レベル）に分圧される。この可
変抵抗器ＶＲで分圧された電圧は、ダイオードＤｂを通
してコンデンサＣＣに供給され、該コンデンサＣｃを充
電する。このコンデンサＣｃの電圧は、抵抗ＲａとＲｂ
によって分圧され、アースに流れる電流とコンデンサＣ
ｃを充電する電流とに分流されるが、コンデンサＣｃに
流れる電流は抵抗Ｒｅに流れる電流に反比例し、充電に
時間を要する。従って、（Ｅ）点に不連続パルスが発生
する時は、抵抗Ｒｅの電圧はＳＣＲをオンする電圧に達
する前に消滅してしまうので、ＳＣＲがオンすることは
できないが、連続性パルスの場合には、ＳＣＲをオンさ
せ、リードスイッチＳを作動させる。リードスイッチＳ
がオンすると、（Ｈ）点の電圧がアース電圧となるので
、発振トランスＴ１が短絡されてしまい、発振が停止し
、従って、蛍光灯の点灯が消えることになる。

羞−一来 以上の説明から明らかなように、本発明によると、直流
電圧を交流高周波電圧に変換して蛍光灯を点灯する電子
安定器において、該蛍光灯に供給する電圧が異常に高く
なった時、その電圧上昇を検知して該蛍光灯に高周波電
圧を供給する発振器を停止するようにしたので、該安定
器を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による安定器保護回路の一実施例を説
明するための構成図、第２図は、本出願人が先に提案し
た電子安定器の一例を説明するための電気回路図、第３
図は、第２図の要部波形図である。 １．２・・・入力端子、３・・・ノイズフィルター、４
・・・力率改善回路、５・・・起動回路、６・・・蛍光
灯、Ｃ□・・・平滑コンデンサ、Ｔ工、Ｔ２・・・トラ
ンス、Ｔｒ□。 Ｔｒ、・・・トランジスタ、■・・・安定器、■・・・
安定器保護回路。 特許出願人　株式会社　東宏企画（ばか１名）（Ａ） （Ｅ） 第 図 （Ｂ） （Ｃン 〔Ｆ） （Ｇ） （Ｄン （Ｈ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電源入力側に設けられたフィルタ回路と、該フィル
   タ回路の出力電圧を整流する整流回路と、該整流回路の
   出力電圧を平滑する大容量のコンデンサを有する平滑回
   路とを有し、該平滑回路の出力電圧を高周波スイッチン
   グして蛍光灯を駆動するようにした電子安定器であって
   、電源入力線と直列に接続されたインダクタンスとコン
   デンサの並列回路よりなる力率改善回路と、電源の一方
   の側に接続された起動回路と、２個のトランジスタが直
   列に接続されたハーフブリッジ回路と、これら２個のト
   ランジスタの中点に接続された安定チョークと、該安定
   チョークに流れる電流を前記２個のトランジスタのベー
   スエミッタ間にこれら両トランジスタが交互にオン、オ
   フするように逆極性に帰還する帰還回路とを有し、前記
   安定チョークを通して蛍光灯を点灯するようにした電子
   安定器において、前記安定チョークの電圧が所定値にな
   ったことを検知し、該所定値になった時に作動するスイ
   ッチを有し、該スイッチが作動した時に前記駆動回路の
   出力電圧をアース電位にして前記トランジスタのベース
   ・エミッタ間電圧を０にするようにしたことを特徴とす
   る電子安定器の保護回路。