JPS6324600A - 蛍光ランプに対する安定器 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は蛍光ランプの安定抵抗器に関する。

（従来技術とその問題点） 安定抵抗器は、交流網電圧が印加される整流回路を有す
る。この整流回路の平滑化された電圧は、チョッパ回路
において回路網電圧よりもずっと高い周波数でチョッピ
ングされ、パルス列に形成される。このパルス列は、電
流制限装置を介して２つのランプ電極が有する端部の一
１ノの組に加えられる。電極端部の他方の組は点灯回路
に接続されている。

第１図は、ヴアルター・ヒルシュマン（ＨａｌｔｅｒＨ
ｉ　ｒｓｃｈｌｌｌａｎｎ　）の°“エレクトロニクシ
ャルトウンゲン（［ｌｅｋｔｒｏｎｉｋｓｃｈａｌｔｕ
ｎｇｅｎ）　”　（ベルリン（Ｂｅｒｌｉｎ）、ミュン
ヘン（ＨＵｎｃｈｅｎ）　、シーメンス・アーゲー（Ｓ
ｉｅｍａｎｓ、ＡＧ）１９８２　：　　１４７〜＋４８
頁）に開示されているような周知の回路を示すブロック
ダイヤグラムである。

第１図では、２２８ＶｅＨ，５０Ｈｚを有する通常の回
路網電圧がフィルタへ印加される。フィルタの出力は整
流／フィルタ回路に接続されているが、この整流／フィ
ルタ回路の出力は例えば３２０Ｖの直流である。この直
流電圧は通常のスタータ回路に印加され、スタータ回路
はざらにチョッパ回路へ直流電圧を供給する。チョッパ
回路では、例えば周波数が１ＫＨｚからＩＭＨ２″ｃ電
圧が３１０Ｖｓｓのパルス列が発生される。このパルス
列は電流制限用のチョークコイルを介して蛍光ランプの
２つの電極が有する端子の一方の組に印加され、また電
ａ！端子の他方の組は点灯回路に接続されている。この
点灯回路は例えば数ｎＦの容量を有する。

蛍光ランプは、構造の種類及び封入ガスのタイプニ応Ｌ
；　Ｔ　３０　ＶｅＨカラ１５０　Ｖｅｆｒ　（１）間
（１）点灯電圧（ｂｕｒｎｉｎｇ’ｖｏｌｔａｇｅ）を
有する。蛍光ランプを動作させるために使用される高周
波交流電圧ＵＬのポイント・トウ・ポイント電圧は波形
によってランプ点灯電圧よりも約３倍の大ぎさを有する
。

すなわち、今の場合、９０Ｖｓｓ及び４５０Ｖｓｓの間
である。第１図に示す周知の回路においては、ランプ回
路の回路網電圧は、最大ランプ点灯電圧よりも常に高く
なければならない。

回路網電圧が中間の電圧、例えば１ｏｏｖｅｒｒあるい
は１２ｏｖｅｒｒを有する場合には、平滑化された直流
電圧として各々約１３０ｖあるいは１６０ｖしか得られ
ないため、問題が生ずる。チョッピングを行なった後で
、例えば１００Ｖｓｓ以下の低ランプ点灯電圧を有し電
流制限用チョークコイルが設けられた蛍光ランプのみを
特に方策を講することなく駆動できる。こうした場合の
みに、回路網電圧はランプ点灯電圧よりも少し高くなる
。

蛍光ランプの負のインピーダンス特性のために、ランプ
点灯電圧Ｕ　ＬＳＳがチョッピングされた直流の電圧Ｉ
Ｊｓｓよりも少し低いだけで蛍光ランプの動作はすでに
不安定となる。これは、非常に低い自己インダクタンス
を有する電流制限用チョークコイルのみを使用している
ことに起因する。回路網電圧よりも高いランプ点灯電圧
、例えば１２０ＶＳＳから４５０Ｖｓｓのランプ点灯電
圧を有するランプは、単にチョークコイルのみによって
電流が制限されている場合には全く動作させることがで
きない。

ビラード（Ｖｉｌｌａｒｄ）回路あるいはゾロン（Ｄｅ
ｌｏｎ）回路として知られているタイプの倍電圧整流回
路（“バラニレメンテ・デル・エレク１〜ロニク・ラン
ト・イーレ・グルントシ１１ルトウンゲン（Ｂａｕｅｌ
ｅｍｅｎｔｅ　ｄｅｒ　Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ　ｕｎｄ
　ｉｈｒｅＧｒｕｎｄｓｃｈａｌｔｕｎｇｅｎ）　”　
（ボエゼル（８ｉｌｉｓｅｒ）　、ケーラ（Ｋｊｈｌｅ
ｒ）、ヴアイクト（Ｗｅｉｇｔ）著　第７版２２０頁参
照）を用いて整流電圧を上げることも可能であるが、こ
の場合には２つの電界コンデンサの容量を２倍にする必
要がある。なぜなら、５０１１２から１００Ｈ２のリッ
プルが増大する。すなわち光束の変シｊが生ずるからで
ある。

一方、前述したＷ、ヒルシュマンの′″エレクト口二り
シャルトウンゲン”の１４４頁に開示されている変圧器
を用いてチョッピングされた方形波電圧を増幅すること
もできる。この場合の欠点は、さらに別のコイルを使用
する必要が生じ、この結果コストが高くなり、またロス
が増大してシステムの発光効率が低下することである。

米国特許第４，５４４，８６３号には、供給される比較
的低周波数の回路網電圧を動作に適した高周波電圧に変
換する蛍光ランプの安定抵抗器が開示されている。変換
された高周波電圧は、直列に接続されたコイル及びコン
デンサを介して蛍光ランプに印加される。しかし、周知
のこの回路は独立して制御される発振器（ｖｉｂｒａｔ
ｏｒ）に基づいて動作するが、この発振器は安定抵抗器
のコンポーネントを正確な大きさに設定する必要があり
、その結果回路が固定化されてしまう。

（発明の目的） この発明の目的は、蛍光ランプを駆動するための自動（
ｓｅｌｆ　ｅｘｃｉ℃ｉｎｇ）の、従ッテ、調整範囲を
広くできる電気抵抗器を提供することである。

（発明の構成） この発明の安定抵抗器はランプ回路へ供給される電圧を
非常に簡単に増幅できるため、良好なランプ動作を得る
ことができる。特に、この方法によれば中間の回路ＩＡ
雷電圧もとに、高いランプ点灯電圧を有するランプを動
作させることができる。

この発明においては、電流制限回路の出力端における電
圧を蛍光ランプへ印加する前に増幅することで問題を解
決している。電圧の増幅は、この発明の回路をさらに発
展させた別の回路によって行なわれる。この回路は、Ｌ
Ｃ共振回路を用いており、蛍光ランプはこの共振回路の
コンデンサと並列に接続されている。この発明の安定抵
抗器に対するさらに別の実施例は、従属クレームに開示
されている。

自己励起のために、この発明による安定抵抗器によれば
自動的な順応が可能であり、正確な大きさを必要としな
い、より少数のコンポーネントによって安定抵抗器を構
成できる。このため、安定抵抗器は技術面に関して有利
である。従って、装置はより堅固になり、製造コストも
合理的なものとなる。

この発明による安定抵抗器の他の特長や利点は、添付図
面に基づいて説明する以下の実施例より明らかとなろう
。

（実施例） 以下、この発明の安定抵抗器の実施例を第２図〜第５図
に基づいて説明する。第２図はこの発明による安定抵抗
器のランプに近接した部分に関する第１の実施例を示す
。チョッパ回路１８の入力側には、１００Ｖから１００
Ｖの大ぎさの整流されフィルタを通された電圧ｔＪＧが
印加される。チョッパ回路１８の入力電圧は、７５Ｖｒ
＃ｆから１２０　Ｖ　ｅＨの間の中位の回路網交流電圧
から整流及びフィルタリングによって得られたものであ
る。

チョッパ回路１８からは、１００Ｖｓｓから１６０Ｖｓ
ｓの間の電圧ｊＪｓｓを有する方形波パルス列が電流制
限回路２０へ送られる。この電流制限回路２０はチョー
ク回路であり、その出力端からは整形され電圧Ｕ［を有
するパルス列が発生する。そして、このパルス列は周知
の構造を有するランプ２６へ供給される。この発明にお
いては、電圧増幅回路３０が電流制限回路２０と蛍光ラ
ンプ２６との間に接続されている。電圧増幅回路３０の
２つの入力端子には電圧Ｕ［が印加され、また電圧増幅
回路３０の２つの出力端子は蛍光ランプ２６の電極端子
２２．２４の一方の組に接続されている。

このように、ランプを動作させるのに十分な高い電圧Ｕ
Ｌがランプに供給される。従来の安定抵抗器の場合にお
けるように、ランプが有する２つの電極端子２２．２４
の他方の端子は点灯回路２８に接続されている。

第３図は非常に簡単な構造を有する電圧増幅回路の詳細
を示している。この電圧増幅回路は、例えば３．３ｎＦ
の容ｆ［ｉｃＲを有するコンデンサ３４及び、例えば１
．７ｍＨの自己インダクタンス１−Ｏｒを有する電流制
限用のチョークコイル３２をスイッチングして共振回路
を形成さけるだけである。

第３図に示した実施例では、コンデンナ３４の入力側は
蛍光ランプ２６の電極端子２４に接続されており、−万
雷極端子２２は制御変圧器３８の一次巻線に接続されて
いる。この場合、コンデンサ３４はチョークコイル３２
と制御変圧器３８の一次巻線の間の連結点４２に接続さ
れている。

第３図にはさらにチョッパ回路１８が示されている。チ
ョッパ回路１８の一方の出力端子は、コンデンサ３４の
一端及び蛍光ランプの電極端子２４の一方に接続されて
いる。また、チョッパ回路１８の他の出力端子は絶縁用
のコンデンサ３６を介してチョークコイル３２に接続さ
れている。

ここに示されたこの発明による安定抵抗器の実施例にお
いては、直列に接続されたチョークコイル３２及びコン
デンサ３４から成る直列共振回路と、チョッパ回路１８
に適した制御変圧器３８とによって、制御変圧器３８を
介してフィードバック信号がランニングスピードで発生
される。

もし蛍光ランプが、消されたり、故障したりした場合に
は、制御変圧器３８のフィードバック機能は中断され、
その結果チョッパ回路１８が遮断される。このことは、
ランプが故障した場合、例えばランプのリーズフィラメ
ントが切れた場合には、安定抵抗器は自動的に遮断され
ることを意味する。

第３図に示したこの発明による安定抵抗器の動作は以下
の通りである。

安定抵抗器の動作周波数あるいはその整数倍は、直列共
振回路の基本共成周波数であるかあるいはこれに近い値
である。つまり、 共振回路にはその大きさに関係なくあるエネルギＷが蓄
えられている。このエネルギＷは交互に電界及び磁界の
形をとる。

Ｗ＝Ｗｅｌ＝　１／２−　ＣＵ２＝Ｗｍａｇ　＝　１／
２−　Ｌ　ｌ２コンデンサ３４に印加される電圧、つま
り蛍光ランプ２６の入力端子に印加される電圧は、Ｕビ
ーＩ　（Ｌ／Ｃ）　　０°５（３）で与えられる。

この場合、コンデンサ３４に加えられる電圧の大きさは
チョッパ回路から出力される電圧ＵＳＳと比Ｌ　Ｄｒ／
　Ｃｒの関数である。

従って、蛍光ランプ２６にいかなるランプ点灯電圧より
も高い電圧Ｕビを供給しても何ら問題は生じない。

また、蛍光ランプ２６を点灯するのに必要とされるもつ
と高い電圧も容易に発生することができる。点灯回路が
容量性であると、２つのコンデンサが並列に接続されて
いることがら容量はＣ＝ＣＲ＋ＣＺと増大し、それに応
じて共振周波数は低くなる。点灯後、チョークコイル３
２とコンアンサ３４から成る共振回路はランプサブステ
イテユートインピーダンス（ｌａｍｐ　５ｕｂｓｔｉｔ
ｕｔｅ＋ｍｐｅｄａｎｃｅ）によって減衰し、コンデン
１す３４に加えられる電圧はランプパラメータによって
決定される。これによって、共振回路のＱ値は自動的に
所望の値へ低下する。

第４図はこの発明による安定抵抗器の第２実施例を示し
ている。この実施例においては、絶縁用のコンデンサ３
６はランプの電極端子２２と制御変圧器３８との間に挿
入されている。今まではブロックダイヤグラムの形での
み示されていた回路のコンポーネントは、このような態
様を基本として構成されている。これらのコンポーネン
トは２つのバイポーラスイッチングトランジスタを用い
て自励発振（ｆｒｅｅ−ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ）を行
なうプッシュプル形のセミブリッジ回路を形成している
。ここで、Ｃ１及びＦｅ［）ｒは相互干渉を抑制してい
る。

整流及びフィルタリングによって約１５０Ｖの直流電圧
が回路網電圧から発生され、セミブリッジ回路に供給さ
れる。トリガ回路１６が単一・のパルス列によってプッ
シュプル段の発振を開始する。

トランジスタＴ１とトランジスタＴ２の中央において１
５０Ｖｓｓのほぼ方形な高周波電圧が正負に発生する発
生周波数は負荷回路の状態によって変化する。

発振が開始すると、インダクタンスし１を有するチョー
クコイル３２と、並列に接続された容量Ｃｒｅｓを有す
るコンデンサ３４及び点灯回路２８の容量性成分とによ
って直列共振回路が形成される。この容量は例えば６ｎ
Ｆである。直流電圧を遮断するコンデンサ３６は点灯回
路と直列に接続されていて、４７ｎＦの容ｆｆ１ｃ６を
有する。直流電圧をカットするコンデンナ３６の容量Ｃ
６が４７ｎＦと比較的大きいことから、共振回路の容量
はなお約６ｎＦである。制御変圧器３８の一次巻線ＲＫ
Ｉａと、蛍光ランプ２６の電極端子２２も点灯回路２８
と直列に接続されている。制御変圧器３８の二次巻線Ｒ
Ｋｌｂ、ＲＫＩｃを介して、制御変圧器３８はセミブリ
ッジ回路を制御し、定常的な発振を維持している。前述
した共振回路は一方の分岐において電極によって若干減
衰するのみである。これによって、既に述べたように直
列共振回路の基本周波数に非常に近い動作周波数へ自動
的に落ち着く。

次に点灯回路の容量性成分は約３ｎＦまで減少する。こ
れによって、加熱電流（ｈｅａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔ
）　、従って同時に減衰は小さくなる。この結果、回路
のＱ値は明らかに増大し、とりわけランプへ供給される
電圧が増大する。このプロセスは蛍光ランプ２６の点灯
電圧に達成して、アーク放電が発生するまで強められる
。また、最大の周波数が発生されるのはこの時点である
。

動作時には、共振回路は比較的低抵抗のアーク放電によ
って減衰し、周波数は共振周波数よりも明らかに低くな
る。しかし、共振回路の硬化はなお充分に大きく、蛍光
ランプに供給を行なう。蛍光ランプの最大点灯電圧は、
供給電圧よりも明らかに大きい。こうしたことは、ラン
プが純粋に誘導性の部材によって駆動されている場合に
は不可能である。

共振回路を減衰させるためには、電流制限用のチョーク
コイル３２にコンデンサ３４を追加することが必要とさ
れるだけである。

既述した自励発振回路の周波数が、個々の要求に自動的
に順応することは明らかである。予熱を加えている間、
周波数は約４０ＫＨ２から定常的に増大し、約５０ＫＨ
ｚの点灯電圧に達するまで増大を続ける。動作時には、
周波数は３５ＫＨ２まで低下する。

蛍光ランプ２６が故障した場合に、回路が減衰せずに共
振動作を行ない、高パワーが入力して発振器を破壊する
ことのないように、最初の実施例において既述したよう
に遮断装置を設けなければならない。これは、ランプ電
流と加熱電流を制御変圧器３８の一次巻線に流すことに
よってのみ実現できる。この実施例においｔは、−次巻
線ＲＫ１ａもコンデンサ３４の分岐部（ｂｒａｈｃｈｉ
ｎｉ＋）　（７）後側でスイッチされる。このように、
この実施例においてはランプが故障した時、発振のフィ
ードバックは行なわれず発生器は静止した状態に留まる
。

第５図は第４図の実施例に対応しているが、トリガ回路
及び点灯回路がより詳細に記述されている。このトリガ
回路はヴフルター・ヒルシュマンの“エレクトロニクシ
１１ルトウンゲン”の１４８頁及び１５０頁に開示され
ているものに対応し、またスタータ回路は独国特許第３
，４４１，９９２号公報に開示されているものに対応し
ている。

上述した実施例は単にこの発明による安定抵抗器を説明
するためのものであり、発明を制限するものではない。

従って、この発明は発明の精神及び範囲を逸脱しない限
りいかなる形においても実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来型の安定抵抗器に対するブロック図を示し
、第２図から第５図はこの発明による安定抵抗器の実施
例を示しており、第２図は安定抵抗器の動作原理を示す
ブロック図、第３図は安定抵抗器を示す図、第４図はト
リガ回路及び点灯回路をブロック図で示す安定抵抗器の
回路図、第５図はトリガ回路及び点灯回路も詳細に示し
た安定抵抗器の回路図である。 １８・・・チョッパ回路　　　２０・・・電流制限回路
２２．２４・・・電極端子　　　　　２６・・・蛍光ラ
ンプ２８・・・点灯回路　　　　　３０・・・電圧増幅
回路３２・・・チョークコイル　　３４・・・コンデン
サ３８・・・制御変圧器　　　　４２・・・連　結　煮
出願人　　パテントートロイハントー ゲゼルシャフト・フユア・ エレクトリッシエ・グリニ ーランペン・エムベーハー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）蛍光ランプ２６に対する電気的な安定抵抗器であ
   つて、交流回路網電圧に対する整流回路と、チョッパ回
   路１８と、電流制限回路２０と、点灯回路２８とから成
   り、チョッパ回路１８が整流された電圧を回路網電圧よ
   りもずっと高い周波数でチョッピングしてパルス列を形
   成し、このパルス列が電流制限回路２０を介して蛍光ラ
   ンプ２６の２つの電極２２、２４の一方の組に印加され
   、また２つの電極２２、２４の他方の組が点灯回路２８
   に接続され、電流制限回路２０と蛍光ランプ２６の電極
   ２２、２４の間に電圧増幅回路３０が設けられているこ
   とを特徴とする安定抵抗器。
2. （２）前記電圧増幅回路３０がＬＣ共振回路から成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の安定抵抗器
   。
3. （３）前記ＬＣ共振回路が直列共振回路であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の安定抵抗器。
4. （４）前記ＬＣ共振回路のコンデンサ３４が蛍光ランプ
   ２６の電極２２、２４の入力端子に接続されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項もしくは第３項のい
   ずれか記載の安定抵抗器。
5. （５）前記ＬＣ共振回路のインダクタンスが電流制限装
   置として使用されるチョークコイル３２であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか１
   項記載の安定抵抗器。
6. （６）前記チョークコイル３２が、チョッパ回路へのフ
   ィードバック結合用の制御変圧器３８と直列に接続され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の安
   定抵抗器。
7. （７）前記チョークコイル３２に接続されたコンデンサ
   ３４の一方の端子４２がフィードバック結合用の制御変
   圧器３８を介して蛍光ランプ２６の電極２２の入力端子
   に接続され、コンデンサ３４の他方の端子がチョッパ回
   路１８の一方の出力端子に接続された電極２４の他の入
   力端子に接続されていて、チョークコイル３２の自由端
   がチョッパ回路１８の他方の出力端子に接続されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項のい
   ずれか１項記載の安定抵抗器。