JP2001155878A

JP2001155878A - 低コストの精密電子式始動器

Info

Publication number: JP2001155878A
Application number: JP2000295358A
Authority: JP
Inventors: Louis Robert Nerone; ルイス・ロバート・ネロン; Mircea Voskerician; ミルシア・ヴォスケリシアン; Laszlo Ilyes; ラズロ・イルイェス
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2001-06-08
Also published as: EP1089598A2; US6169369B1; CN1291857A

Abstract

(57)【要約】【課題】線路電圧源（１２）と電磁式安定器（１４）
とランプ（１６）とを有する照明回路（１０）における
電子式始動器を提供する。【解決手段】一態様では、電子式始動器（１８）は、
パルス発生回路（６０、６２、６４）と、ランプの第１
及び第２の陰極（２２、２６）に、パルス発生回路によ
り発生される陰極電流パルス（７４）を供給するように
接続するスイッチ（３０）とを含む。パルス発生回路と
スイッチは、パルス発生回路が陰極及びに供給される陰
極電流パルスの持続時間を制限するように動作する。陰
極電流パルスにより陰極に供給される電流を感知するた
めに、帰還回路又はパルスタイムアウト回路（１１６、
１１８、１２０、１２１、１２８、１３０）を使用して
も良い。少なくとも所定の値と等しい電流値を感知する
と、帰還回路は電子式始動器（１０２、１５９）の動作
を停止させるように動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス放電ランプの始
動に関し、特に、そのようなランプを始動する電子式始
動器に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来から用いられている電子式始動器
は、グロースターターなどの他の始動装置と比較して高
価であった。更に、既存の電子式始動器で行われている
寿命保護は望ましいものとはいえず、一般に、そのよう
な始動器はランプを数回パルス動作させるため、従来の
ランプを始動させる際には目に見えるちらつきが発生す
るという望ましくない事態を招いていた。本発明は、ラ
ンプの瞬時始動を可能にし、寿命保護を改善し且つ低コ
ストに構成された電子式始動器を提供することにより、
既存の電子式始動器の上記の欠陥及びその他の欠点を克
服する。

【０００３】

【発明の概要】本発明は、線路電圧源と電磁式安定器と
ランプとを有する照明回路において、電子式始動器を提
供する。この電子式始動器は、スイッチと、パルス発生
回路と、パルスタイムアウト回路とを含む。パルス発生
回路は、ランプの第１及び第２の陰極に接続されたスイ
ッチに供給されるランプ始動パルスを発生するために使
用される。パルスタイムアウト回路はパルス発生回路に
接続し、ランプの陰極に供給されるランプ始動パルスの
数を制限する。

【０００４】ランプに供給されるランプ始動パルスを感
知するためのセンサ装置を含む帰還回路が設けられてい
る。センサ装置は感知した値を帰還スイッチに供給し、
帰還スイッチは、所定の電流値が感知されたときに電子
式始動器の動作を停止させるように動作する。

【０００５】電子式始動器は、停止回路と、停止タイマ
ー回路とを有するように構成される。停止回路は、停止
タイマー回路の構成に基づいて、所定の期間の後に電子
式始動器の動作を停止させる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、線路電圧源１２と安定器
１４とランプ１６と電子式始動器１８とを有する照明シ
ステム１０を示す。線路電圧源１２は１２０ｖ／６０Ｈ
ｚ、２７７ｖ／６０Ｈｚ、２３０ｖ／５０Ｈｚ及び３４
７ｖ／６０Ｈｚの電力系統を含むいくつかの電圧源のう
ちの１つであれば良いが、それらには限定されない。安
定器１４は単巻き変圧器を含め、線路電圧源１２と関連
して動作するように設計されたいくつかの種類の電磁式
安定器のうちの１つであれば良いが、この明細書におい
ては、便宜上、２ヘンリー素子であると考えても良い。
ランプ１６はガス放電ランプであり、この実施例では２
６ワットの蛍光灯であるが、本発明と組み合わせて他の
種類、別のワット数の放電ランプを実現することも可能
であろう。

【０００７】電子式始動器１８は半波整流モードで動作
するように設計されており、ランプ１６を通常は照明回
路１０の起動から７５０ｍｓ以内に始動させる瞬時型始
動器として動作する。

【０００８】ランプ１６はリード線を４本有するランプ
であり、その第１の外側リード線２０は安定器１４から
第１の陰極２２へ延在し、第２の外側リード線２４は線
路電圧源１２から陰極２６へ延在している。第１の内側
リード線２８は陰極２２とトランジスタ３０のドレイン
との間に接続されている。第２の内側リード線３２は陰
極２６から、整流／ブロッキングダイオード３４に至る
接続点に接続されている。整流／ブロッキングダイオー
ド３４はトランジスタ３０のソースに接続されている。
第２の内側リード線３２は、直列接続の一対の抵抗器３
８及び４０に更に接続されている。この実施例では、抵
抗器３８及び４０は別個の素子として示されているが、
これらの素子の抵抗を別の構成で与えるようにしても良
い。

【０００９】電子式始動器１８は正電圧バス４４と共通
バス４６とを含み、正電圧バス４４と共通バス４６との
間でダイオード５０と直列にツェナーダイオード４８が
接続されている。バス４４及び４６の間には、停止タイ
マー回路（５２、５４、５６）を含む停止回路（５２、
５４、５６、５８）も接続されている。この停止タイマ
ー回路のコンデンサ５４が抵抗器５２に接続され、抵抗
器５２がダイオード５６と並列に接続されている。抵抗
器３８及び４０は、２入力、カッドシュミットトリガチ
ップのＮＡＮＤゲートで構成し得るトリガ停止素子５８
の第１の入力端子５８（１）に接続されている。停止素
子５８への第２の入力端子５８（２）への入力は、停止
タイマー回路（５２、５４、５６）を介して供給され
る。停止素子５８の出力は、ＯＲゲートとして構成され
得るパルス発生装置６０の第１の入力端子６０（１）を
介してパルス発生回路（６０、６２、６４）に供給され
る。ＯＲゲート６０の第２の入力端子６０（２）への入
力は、抵抗器６２とコンデンサ６４とで構成されている
パルスタイムアウト回路（６２、６４）から供給され
る。パルス発生装置６０の出力は、例えば、ＦＥＴであ
る始動器スイッチ３０のゲートに供給される。バスフィ
ルタリング回路（６６、６８）は、コンデンサ６６と抵
抗器６８の並列接続構成により形成されている。

【００１０】図２は、線路電圧源１２の全波信号７２か
ら電子式始動器１８により発生される半波整流パルス列
７０を示す。全波信号７２の整流は、整流／ブロッキン
グダイオード３４を使用することにより実行される。電
子式始動器１８は、電子式始動器１８が自動的に動作停
止されるまでパルス列７０が持続するように設計されて
いる。この動作停止機能は、ランプ１６をストライク
（点弧）するためになされるいくつかの試みを制御する
ために、電子式始動器１８に組み込まれている。この構
成は、ランプ１６及びその照明器具を損傷から保護する
ために、ランプ１６の無制御点弧が起こらないようにす
る安全機能として働く。

【００１１】陰極電流パルス７４は、パルス列７０の正
に向かう期間７６中に発生されて、ランプ１６に供給さ
れる。負に向かう期間７８中にはパルスは供給されな
い。すなわち、陰極電流パルス７４は正に向かう期間７
６の開始部分８０の間に供給される。

【００１２】パルス列７０のピーク８２において陰極電
流パルス７４によりランプ１６が点弧されるのは重大な
ことではない。ピーク８２でランプを点弧することはエ
ネルギーの供給を最適にするであろうが、正に向かう期
間７６の最小範囲においてもランプ１６が始動すること
がわかっている。全波信号７２の負に向かう期間でパル
スを供給するように他の実施例を設計できることを理解
すべきである。

【００１３】電子式始動器１８の動作に戻って説明する
と、照明回路１０はスイッチ又は他の機構によって給電
を停止される、すなわち、照明回路１０から線路電圧源
１２が遮断されると考えられる。最初に起動されると
き、線路電圧源１２が電子式始動器１８に電力を供給す
ると、ＮＡＮＤゲート５８の第１の入力端子５８（１）
は抵抗器３８及び４０を介して「高」状態になる。照明
回路１０の初期起動時にはコンデンサ５４は完全に放電
しており、従って、短絡として現れているので、その結
果、第２の入力端子５８（２）は抵抗器５２により給電
されるため、第２の入力端子５８（２）も「高」にな
る。２つの入力が「高」であるので、ＮＡＮＤゲート５
８からの出力は当初は「低」であり、この出力はＯＲゲ
ート６０の反転入力端子６０（１）に供給される。

【００１４】始動時のもう１つの動作として、ＯＲゲー
ト６０の第２の入力端子６０（２）が「低」になること
が挙げられる。これは、当初、コンデンサ６４が放電し
ているために、入力端子６０（２）が「低」になるから
である。すなわち、入力が反転されるＯＲゲート６０は
２つの「低」信号を受信することになる。これらの
「低」信号はＯＲゲート６０の反転入力端子により
「高」信号に変換され、その結果、出力端子６０（３）
の状態は「高」になる。この「高」出力はトランジスタ
３０のベースに供給されるので、トランジスタ３０はオ
ンする。しかし、全波信号７２は電子式始動器１８で負
の半サイクルにあるために、ダイオード３４はブロッキ
ングモードにあるので、トランジスタ３０には電流は流
れない。

【００１５】全波信号７２が負の半サイクルにあり、且
つダイオード３４がオフされているときでも、電流は陰
極２６を介して正電圧バス４４へ流れることができると
いうことがわかる。正電圧バス４４にエネルギーが与え
られると、ＮＡＮＤゲート５８及びＯＲゲート６０など
のＣＭＯＳ論理デバイスが動作する。

【００１６】全波信号７２が負の半サイクルから正の半
サイクルに変化すると、入力端子５８（１）及び５８
（２）は、すでに「高」ではないので、ＮＡＮＤゲート
５８の出力端子が「高」に駆動される。特に、ダイオー
ド３４がすでにブロッキングを停止し、抵抗器３８及び
４０の端子電圧が降下するので、入力５８（１）は
「低」となる。この動作により、ＯＲゲート６０の反転
入力端子６０（１）は「低」となる。

【００１７】ＮＡＮＤゲート５８の出力が「高」になっ
ても、ＯＲゲート６０により発生される信号が直ちにオ
フされるわけではない。コンデンサ６４は十分に充電さ
れないため、入力端子６０（２）の入力は依然として
「低」になる。抵抗器６２の作用によってコンデンサ６
４は充電し、十分に高いレベルに達すると、入力端子６
０（２）の入力は「高」になり、その結果、ＯＲゲート
６０は「低」になり、ＦＥＴ３０は全波信号７２のその
正サイクルの間オフされる。

【００１８】コンデンサ６４が充電中、回路電圧がＦＥ
Ｔ３０を介して順方向に流れており、且つ出力端子６０
（３）の出力が「高」であるとき、ＦＥＴ３０は導通
し、陰極電流パルス７４は陰極２２及び２６を点弧す
る。陰極電流パルス７４が終了した時点で、ランプ電圧
パルス８３が現れて、ランプを始動する。ランプ電圧パ
ルス８３が適切にランプを始動させると、始動器回路１
８の電圧はＮＡＮＤゲートの入力端子５８（１）の入力
が閾値に到達するのを十分に阻止しうる「低」状態まで
低下するので、電子式始動器がランプ１６をパルス動作
させる事態は有効に防止される。

【００１９】これに対し、ランプ電圧パルス８３が十分
にランプ１６を点灯できない場合には、陰極電流パルス
７４はランプが始動するまで、又は停止コンデンサ５４
がＮＡＮＤゲート６０の動作を停止させる電圧を得るま
で繰り返し発生され続ける。コンデンサ６４の充電が完
了すると、陰極電流パルス７４は打ち切られる。このパ
ルス動作は、タイミングコンデンサ５４が入力端子５８
（２）の入力を「高」から「低」に切り替えるのに十分
な高いレベルまで充電し、その結果、ＮＡＮＤゲート５
８から永久に「高」出力が得られるようになるまで、又
はランプ１６が点灯するまで、全波信号７２が正部分と
負部分の間でサイクル変化している間は繰り返される。
これにより、反転入力端子６０（１）では絶えず「低」
の入力が現れていることになる。コンデンサ６４が十分
に充電して、反転入力端子６０（２）もｌｏｗになる
と、電子式始動器１８の動作は停止される。

【００２０】従って、電子式始動器１８の動作が自動的
に停止される前に電子式始動器１８から利用できるラン
プ始動パルス７４の数は限られている。

【００２１】停止タイムアウト回路５２及び５４は、コ
ンデンサ５４が十分な値まで充電したならば、コンデン
サ５４は入力端子５８（１）の入力を「低」にし、且つ
回路１０に供給される電力を遮断するなど、電子式始動
器１８がリセットされるまで電子式始動器１８の動作が
停止するように構成されている。回路１０への供給電力
の遮断は、例えば、光スイッチをオフにするなどの手段
により行われれば良い。

【００２２】パルスタイムアウト回路（６２、６４）
は、全波信号７２の正部分の一部に相当する時間だけＯ
Ｒゲート６０がＦＥＴ３０をオンするように、ＯＲゲー
ト６０の期間出力を「高」出力で発生する。

【００２３】回路１０の動作が停止すると、コンデンサ
５４は放電する。線路電圧源１２が遮断されたならば、
再起動時には（すなわち、光スイッチがオンされたとき
には）、電子式始動器１８は先に説明したパルス列７０
を再び発生するように、コンデンサ５４は抵抗器６８を
介して急速に放電する。

【００２４】ツェナーダイオード４８は、電子式始動器
１８のバスを１０ボルトなどの所望の電圧レベルに維持
する目的でバスを調整するために使用される。ダイオー
ド５０は高速ブロッキングダイオードである。

【００２５】以上の説明から、照明回路１０に印加され
る電圧がその動作電圧まで増加して行く間に電子式始動
器１８は半波モードで動作することがわかる。全波信号
７２の負の半サイクルの間、ＦＥＴ３０はオンされ、そ
のとき、ダイオード３４はブロッキングモードにあるの
で、ＦＥＴ３０がオンされたときに電流は流れない。次
の正の半サイクルが始まっても、ＦＥＴ３０はオンのま
まであるため、半波電流は陰極２２及び２６を介して増
加する。正の半サイクルが始まった後のある時点で、パ
ルス発生回路（６０、６２、６４）はＦＥＴ３０をオフ
させる。

【００２６】抵抗器６２の値とコンデンサ６４の値とを
乗算した値に等しい時定数τ（ｔ）は、ランプの陰極を
流れる電流の量を判定するために使用される。ＦＥＴ３
０がオフすると、電流の流れが止まるため、ＦＥＴ３０
はアバランシェを生じる。その結果、高電圧始動パルス
８３がランプ１６に印加される。ランプ１６が始動でき
なかった場合、電子式始動器１８は、パルスタイマー回
路（５２、５４）がＮＡＮＤゲート５８の動作を停止さ
せるまで、パルス列７０のパルスを発生し続ける。従っ
て、ランプ１６が所定の期間の中で始動できなかったと
きには、本発明の電子式始動器１８の動作は停止され
る。抵抗器５２及びコンデンサ５４について特定の値を
選択することにより、パルス列７０の長さが決まる。一
実施例では、抵抗器５２及びコンデンサ５４は、３／４
秒のパルス列タイムアウト周期を規定するように選択さ
れている。

【００２７】ランプ１６が点灯する前に、パルス列７０
はランプ１６の陰極２２及び２６を介して電流を引き出
すが、そのような電流が陰極２２及び２６に及ぼす加熱
効果は最小限に抑えられている。陰極２２及び２６が電
流を引き出すにつれて、ランプ１６を始動させるのに要
するエネルギーの量は減少する。最終的に、正規の動作
条件の下では、ガスが持続する放電状態に達したとき
に、いくつかの始動パルス８３の中の１つがランプ１６
を始動させる。ランプ１６の始動が起こると、電流は直
接ランプ１６を介して引き出されるようになり、必然的
に電子式始動器１８は回路１０から遮断される。

【００２８】ランプの動作温度と、顧客の使用条件に固
有である線路電圧のばらつきとを考慮に入れることによ
り、線路電圧を自在に選択できるように電子式始動器１
８を設計しても良い。ランプ１６などのランプを始動さ
せるための動作パラメータは、通常−９℃から＋７０℃
である。従って、電子式始動器１８の構成部品を選択す
るに際しては、動作温度及びその他の温度の変動を考慮
に入れなければならない。構成部品の数値を慎重に設定
することにより、製品の典型的な指定温度範囲を外れて
も、ランプは十分に点灯できるようになる。

【００２９】以下に、図１の電子式始動器１８の構成部
品の数値及び指定を示す。

【００３０】トランジスタ３０：１Ｎ８０；８００Ｖ、ＭＯＳＦＥＴダイオード３４：１Ｎ４００７；１ａ、１０００Ｖ抵抗器３８：１００Ｋオーム抵抗器４０：１００Ｋオームツェナーダイオード４８：１Ｎ５２４０；１０Ｖダイオード５０：１Ｎ４１４８抵抗器５２：５．６Ｍオームコンデンサ５４：１マイクロファラドダイオード５６：１Ｎ４１４８ＮＡＮＤゲート５８：４０９３−１ＯＲゲート６０：４０９３−２抵抗器６２：６８０Ｋオームコンデンサ６４：１０ナノファラドコンデンサ６６：１マイクロファラド抵抗器６８：１００Ｋオーム。

【００３１】図３を参照すると、図１と同様の線路電圧
源１２、安定器１４及びランプ１６を含む照明回路１０
０が示されている。更に、帰還回路の使用により、ラン
プ１６に供給される電流の精密制御を実行するように設
計された電子式始動器１０２も含まれている。この実施
例では、ダイオード１０４及び１０６から構成される分
圧器回路網が入力抵抗器１０７に接続されている。ま
た、電子式始動器１０２の一部として、パルス発生回路
（１０８、１１０、１１２、１５２、１５４）と、帰還
パルスタイムアウト回路（１１６、１１８、１２０、１
２１、１２８、１３０）と、停止回路（１１４、１２
２、１２４、１４６）と、放電回路（１４０、１４２、
１４４）と、スイッチ（１２６）と、整流／ブロッキン
グダイオード１５６と、ヒューズ素子（１５０）とが含
まれている。抵抗器回路網（１０８、１１０）は、ＮＡ
ＮＤゲート１１２、１１４、１１６及び１１８により表
されている、カッド２入力シュミットトリガチップなど
の論理素子の第１の入力端子を駆動するために使用され
る。ＮＡＮＤゲート１１６及び１１８は、ＮＡＮＤゲー
ト１１２の出力端子からの入力と、ＢＪＴトランジスタ
１２０を介して供給される帰還電流とを受け取るラッチ
構成で形成されている。このトランジスタのエミッタは
接地点に接続され、コレクタは抵抗器１２１を介して正
バスに接続されている。照明回路１００の停止回路は抵
抗器１２２とコンデンサ１２４とＮＡＮＤゲート１１４
により画成されている。

【００３２】ラッチ回路（１１６、１１８）が作動され
ると、ＮＡＮＤゲート１１６からＦＥＴ１２６のゲート
に「高」信号が供給される。図１及び図２の説明と同様
に、半波整流パルス列７０が発生される。全波信号７２
の整流は、整流／ブロッキングダイオード１５６を使用
することにより行われる。このパルス列７０から、ラン
プ始動器パルス７４が生み出され、ランプ１６に供給さ
れる。しかし、この実施例では、ランプ始動器パルス７
４は、帰還制御のために、感知抵抗器１２８及びベース
抵抗器１３０により感知される。

【００３３】感知抵抗器１２８の電圧はランプ１６によ
り取り出されるべき電流の量に比例し、ベース抵抗器１
３０で発生する電圧はトランジスタ１２０をオンするた
めのベース電流として使用される。抵抗器１２８及び１
３０の値は、ランプ１６を流れる電流が所定の値に達し
たとき、十分なベース電流が抵抗器１３０を介して供給
されて、トランジスタ１２０がオンするように選択され
れば良い。トランジスタ１２０はエミッタで接地点に接
続されているので、トランジスタ１２０が接地電位とさ
れると、ＮＡＮＤゲート１１８の入力端子１１８（１）
は「低」になる。これは、ＮＡＮＤゲート１１６及び１
１８により形成されるラッチをリセットする働きをし、
これにより、電子式始動器１０２の動作は停止される。

【００３４】以上の動作は、回路１０が動作されたとき
に、パルス７４の振幅がタイマー回路（６２、６４）を
介して間接的に判定されるだけであった図１の電子式始
動器１８とは異なっている。この実施例においては、ラ
ンプ１６で所定の電流レベルが感知された後、ラッチ
（１１６、１１８）を使用して、ＦＥＴ１２６をオフし
ているので、陰極２２及び２６を流れる電流の量を精密
に制御することができる。すなわち、抵抗器１２８と、
抵抗器１３０と、トランジスタ１２０と、ラッチ１１６
及び１１８とから構成される帰還回路の使用によって、
ランプ１６に供給されるエネルギーの量を精密に制御で
き、その結果、ＦＥＴ１２６は保護される。

【００３５】陰極２２及び２６を介して流れる電流の量
は、抵抗器１２８及び１３０の値を調整することにより
制御される。抵抗器１２８及び１３０の値が増すと、ト
ランジスタ１２０はより早い期間でオンして、ラッチ
（１１６、１１８）をリセットし、電流パルス７４を終
止させることになる。

【００３６】停止回路（１１４、１２２、１２４、１４
６）は、始動時間中に発生する電流パルスの数を判定す
る。陰極２２及び２６が繰り返し点弧されると、ランプ
陰極及び安定器の加熱によって望ましくない製品の故障
が発生するおそれがあるため、ランプパルス７４の数を
制御することが望ましい。

【００３７】電子式始動器１０２は、パルス列７０がタ
イムアウトとなった後、電子式始動器１０２を再び動作
させるために、回路１００に供給される電力を遮断する
ように設計されている。これは、単にスイッチをオフ位
置に切り替え、その後、スイッチをオン位置に戻すこと
により回路１００を再び始動することによって実現され
れば良い。

【００３８】また、電子式始動器１０２は、照明回路１
００の再起動時にコンデンサ１２４が充電されないのが
望ましい構成となっている。これは、回路１００が再始
動を試みないと考えられるからである。従って、回路１
００は、回路１００が動作を停止したときにコンデンサ
１２４が放電抵抗器１４２を介して接地点へ放電するた
めの経路を形成する放電ダイオード１４０を含む。ここ
で、コンデンサ１４４はコンデンサ１２４より高い値を
有する。これにより、ランプ１６を始動させるためのほ
ぼ瞬時のオン／オフ切り替え動作が可能になる。

【００３９】入力抵抗器１０７及び１０８は、照明回路
１００により大きな融通性を与えるために、互いに分割
されている。この実施例では、抵抗器１０７は回路を充
電するために正バスに向かう電流の量を制限するために
使用され、抵抗器１０８は制御素子、すなわち、ＮＡＮ
Ｄゲート１１２、１１４、１１６及び１１８の性能を最
良にするように選択される。

【００４０】ヒューズ１５０はＦＥＴ１２６と直列に接
続されている。ＦＥＴ１２６が故障して、高い電流が流
れた場合には、ヒューズ１５０が切れて、ランプ１６を
含む回路１００及び照明器具の損傷を防止する。

【００４１】ＮＡＮＤゲート１１４に注目すると、回路
１００が最初に起動されたとき、停止コンデンサ１２４
は完全に放電する。従って、ＮＡＮＤゲート１１４の入
力端子１１４（１）は、当初、「低」になり、始動器バ
ス１６０に接続している入力端子１１４（２）は「高」
になる。この「高」と「低」の組み合わせによって、出
力端子１１４（３）の出力は「高」になるので、ダイオ
ード１４６はブロッキング状態となる。従って、ＮＡＮ
Ｄゲート１１２の入力端子１１２（１）の入力は、全波
信号７２の負の半サイクルで自由にその状態を変えるこ
とができる。

【００４２】最大で約７５０ｍｓのある期間にわたり、
停止コンデンサ１２４は停止抵抗器１２２を介して十分
に充電し、入力端子１１４（１）を「高」にする。入力
端子１１４（１）及び１１４（２）の入力が「高」であ
るとき、出力端子１１４（３）の出力は「低」になり、
ダイオード１４６をブロッキング状態からパス状態に変
化させる。その結果、ＮＡＮＤゲート１１２の入力端子
１１２（１）は、回路１００がオンしている残り時間中
は「低」になる。以上の動作によって、電子式始動器１
０２の動作は停止される。この状態は、回路１００がパ
ワーダウンされ、回路１００が自らリセットするまで続
く。この動作により、停止回路はＦＥＴ１２６による過
剰な数のパルス７４を阻止する。尚、ＦＥＴ１２６は、
発振器として構成され且つ線同期されるＮＡＮＤゲート
１１２によってパルス動作される。従って、ＮＡＮＤゲ
ート１１２は、ラッチ（１１６、１１８）を介して処理
されるパルスを供給する同期パルス源である。

【００４３】照明回路１００は概念上は図１の照明回路
１０と同様に動作することがわかる。しかし、図１の電
子式始動器１８は、ランプ１６に電流が印加される時間
の長さを制御することにより、陰極を介して流れる電流
を制御していた。これに対し、図３の実施例では、ラッ
チ（１１６、１１８）の動作を制御する感知電流を得る
ことにより、陰極電流を直接制御する。ラッチ（１１
６、１１８）は、感知抵抗器１２８で発生される電圧を
感知する感知トランジスタ１２０を起動することにより
リセットされる。感知抵抗器１２８の電圧がｖｂｅに達
すると、感知トランジスタ１２０がオンして、ラッチ
（１１６、１１８）をリセットし、その結果、ＦＥＴ１
２６がオフする。

【００４４】図１の回路とは異なり、電流の大きさは感
知トランジスタ１２０のエミッタ電圧と、感知抵抗器１
２８の値とによって決まる。従って、回路１００は、線
路電圧に関わらず、陰極を介する同じピーク電流を発生
する。

【００４５】更に図３を参照すると、始動器バス１５７
はＮＡＮＤゲート１１２、１１４、１１６、１１８に電
力を供給して、起動時間を短縮する。従って、バス１６
０は抵抗器１０７と、線路電圧源１２とに接続してい
る。これに対し、抵抗器１０８を介して駆動されるＮＡ
ＮＤゲート１１２のゲート１１２（１）に対する入力
は、ＮＡＮＤゲート１１２、１１４、１１６、１１８を
起動するために必要なエネルギーより小さなエネルギー
しか必要としないので、抵抗器１０７の抵抗と比較し
て、抵抗器１０８にはより大きな抵抗が与えられてい
る。そこで、抵抗器１０８は抵抗器１１０を介して接地
点に接続している。このように、ゲート１１２（１）に
は正電圧が印加されるであろうが、取り出される電流の
量は著しく少なくなる。

【００４６】ダイオード１５６は、図１のダイオード３
４と同様に、ブロッキング／整流ダイオードとして機能
する。

【００４７】電子式始動器１０２は、ＮＡＮＤゲートな
どの論理素子１１２と、抵抗器１５２及びコンデンサ１
５４を有し、ランプ始動パルス７４を発生するパルスタ
イミング回路とから構成されるパルス発生回路（１０
８、１１０、１１２、１５２、１５４）を含む。停止回
路（１１４、１２２、１２４、１４６）はＮＡＮＤゲー
トなどの論理素子１１４と、抵抗器１２２及びコンデン
サ１２４から構成される停止タイミング回路網とを有す
る。停止回路（１１４、１２２、１２４）はパルス発生
回路に接続しており、これにより、パルス発生回路（１
０８、１１０、１１２、１５２、１５４）は、陰極２
２、２６に供給されるランプ始動パルス７４の持続時間
を制限すると共に、陰極２２、２６に対する高電流など
の所定の事象の後に電子式始動器１０２の動作を停止さ
せるように動作する。

【００４８】この回路１００の実施例は、停止回路（１
１４、１２２、１２４、１４６）を組み込んだ電子式始
動器１０２を含む。本発明の概念に従った電子式始動器
はそのような停止メカニズムなしでも動作するように構
成されても良いことを理解すべきである。

【００４９】すなわち、そのような電子式始動器１５９
が図４に示す照明回路１６０に組み込まれている。尚、
図３の電子式始動器１０２で提供されているのと同一で
ある素子には同じ図中符号を付して示してある。

【００５０】この装置の動作に注目すると、最初の負の
半サイクルの開始時に、ＮＡＮＤゲート１１２の入力端
子１１２（１）は「高（真）」状態に移行する。コンデ
ンサ１５４が抵抗器１５２を介して充電するにつれて、
入力端子１１２（２）も最終的には「高（真）」状態に
移行し、出力端子１１２（３）を「低」にする。この動
作によって、電流帰還回路のラッチ（１１６、１１８）
（例えば、Ｓ−ＲＮＡＮＤラッチ）はＮＡＮＤゲート
１１６の入力端子１１６（１）を介して「高」状態に設
定される。帰還回路の出力が「高」のままである間、ス
イッチ１２６が起動される。しかし、ブロッキングダイ
オード１５６を使用しているため、負の半サイクルの
間、いずれの時点においてもスイッチ１２６には電流は
流れない。コンデンサ１５４と抵抗器１５６により与え
られる遅延は、ラッチ（１１６、１１８）及びスイッチ
１２６の偽トリガを防止する。

【００５１】正の半サイクルの開始時に、パルス発生回
路のＮＡＮＤゲート１１２の入力端子１１２（１）は
「低」になる。これにより、パルスタイムアウト回路の
状態が直ちに変化することはなく、プルアップ抵抗器１
２１の作用によって切り替えの時点では入力端子１１８
（１）は「高」であるため、特にラッチ（１１６、１１
８）は維持される。その結果、スイッチ１２６に電流が
流れ始めるので、ランプの陰極２２及び２６にも電流が
流れる。その電流が増加するにつれて、感知抵抗器１２
８の電圧も増加する。

【００５２】感知抵抗器１２８の電圧がトランジスタス
イッチ１２０のベース／エミッタ間電圧を越えると、ス
イッチ１２０はオンし、ＮＡＮＤゲート１１８の入力１
１８（１）を「低」にする。この結果、パルスタイムア
ウト回路（１１６、１１８、１２０、１２１、１２８、
１３０）はリセットされ、スイッチ１２６の電流は遮断
される。蛍光安定器１４のインダクタンスが大きいた
め、ランプ１１６にはスイッチ１２６のアバランシェ電
圧により制限される高電圧が発生し、その結果、ランプ
の放電ガスはブレークダウンする。その放電が維持され
ると、陰極２２と陰極２６との間の電圧は減衰する。す
なわち、抵抗器１０８及び１１０の値を適正に選択する
ことにより、ＮＡＮＤゲート１１２の入力端子１１２
（１）における電圧は論理回路の閾値電圧より低くな
る。これにより、ランプ１１６の放電が持続しない場合
に電子式始動器１５９がランプ１１６に追加の始動パル
スを供給するという事態を有効に防止できる。上述のプ
ロセス全体は、ランプが点灯するまで、すなわち、ガス
放電が自己維持されるようになるまで繰り返される。

【００５３】高温による障害を防止するために、リード
コネクタ２０、２４、２８及び３２、又は抵抗器１２８
又はＰＣＢトレースも溶断構造にして良い。尚、先に説
明した他の回路の各々にもそのような防護手段を適宜設
けて良いことに注意すべきである。

【００５４】図１の電子式始動器１８を停止回路なしで
動作するように設計しても良いことを理解すべきであ
る。

【００５５】電子式始動器（１８、１０２、１５９）を
組み込んだ照明回路（１０、１００、１６０）の安定器
１４に電力が供給されると、ランプ１６は瞬時に始動す
る。これらの始動器を使用してランプ１６が数度にわた
りパルス動作されたとしても、それらのパルスは高い周
波数で発生するので、ちらつきが検出されることはほぼ
ない。

【００５６】以上説明した電子式始動器は、一般に使用
されている線路電圧及び広い範囲にわたる温度に対して
頑丈で、ちらつきなく動作することができる。始動器は
ランプを瞬時に始動するように設計されており、プラグ
インランプ製品と組み合わせて使用されても良い。ま
た、ランプ、始動器及び陰極の望ましくない障害を排除
するような構成になっている。

【００５７】更に、各実施例は、より製造がしやすく、
グロースターターとは異なって放射線の発生が適度であ
る２リード始動器回路を導入することにも注目される
が、これは上述の実施例では重要なことではない。

【００５８】電子式始動器１０２の動作に更に注目し、
本発明の電子式始動器１０２により動作される特定の電
磁式安定器と比較して、グロースターターを使用し、同
じ安定器を特定の温度で動作させて、様々な試験を実施
した。それらの試験の結果を図５に示す。

【００５９】行１６２及び１６４は、１２０Ｖ／６０Ｈ
ｚの電磁式安定器を使用して実施した試験の結果を示
す。行１６２のブロック１６６は、ランプを始動するた
めに使用したグロースターターの試験結果を示す。試験
は−１６℃、１２０Ｖで実施された。これらのパラメー
タを用いた結果、ランプを始動するために３秒の期間で
フィラメントは４回点弧された。１０８Ｖでは、５秒間
に７回の点弧が必要であった。入力電圧を９６Ｖに低下
させたときには、ランプを始動することができなかっ
た。

【００６０】行１６２のブロック１６８は、ランプを１
１０℃、１２０Ｖ入力で始動させようと試みた場合を示
す。これらの条件の下では、ランプを始動するために、
３秒間で５回の点弧が必要であり、また１０８Ｖでは、
ランプを始動するために５秒間で８回の点弧が必要であ
り、また９６Ｖでは、ランプを始動するために７秒の周
期で１５回の点弧が必要であった。これらの結果を、本
発明による電子式始動器を使用する別の１２０Ｖ／６０
Ｈｚ安定器を示す行１６４の結果と比較してみれば良
い。

【００６１】行１６４のブロック１７０は、１２０Ｖと
１０８Ｖにおいて−１６℃でランプを始動した場合を示
す。これらは共に十分な瞬時始動（タイムアウト以前）
であった。９６Ｖ入力時には、ランプの始動は起こらな
かった。

【００６２】行１６４のブロック１７２は、ブロック１
７０で実行されたのと同様の動作パラメータを使用し
た、−１０℃における試験結果を示す。ブロック１７４
には＋９５℃における試験結果を示し、ブロック１７６
は１００℃における結果を示す。

【００６３】行１７８、１８０は、本発明の電子式始動
器を２３０Ｖ／５０Ｈｚ安定器及び２７７Ｖ／６０Ｈｚ
安定器と組み合わせて使用した場合の結果を示す。更
に、行１８２は、様々な温度で２７７Ｖ／６０Ｈｚ安定
器と組み合わせて使用してグロースターターの試験結果
を示し、行１８４は、２３０Ｖ／５０Ｈｚ安定器と組み
合わせて使用したグロースターターの試験結果を示す。

【００６４】「Ａｄｖａｎｃｅ」はノース・アメリカン
・フィリップス社(North AmericanPhilips Corporatio
n)の登録商標であり、「Ｔｒｉｄｏｎｉｃ」はヅトベル
・アクチエンゲセルシャフト(Zutobel Aktiengesellsch
aft)の登録商標であり、「Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ」はロバ
ートソン・ワールドワイドｄｂａ／ロバートソン・トタ
ンスフォーマ社(Robertson Worldwide dba/Robertson T
ransformers Co.)の登録商標である。

【００６５】図３の教示に従った最適の回路の特定の構
成部品の数値及び指定に注目して、以下に提案された電
子式始動器の一実施例の各部品を挙げる。

【００６６】ダイオード１０４： 1Ｎ4148；10Ｖ抵抗器１０６： 100Ｋオームツェナーダイオード１０６： 10Ｖツェナー、6％,500ｍｗ抵抗器１０８： 2.4Ｍオーム、1/4ｗ,5％抵抗器１１０、１４２、２００、２０２： 100Ｋオーム、0.1ｗ,5％抵抗器１３０： 100オーム、0.1ｗ,5％抵抗器１２２： 2.4Ｍオーム、0.1ｗ,5％抵抗器１２８：１オーム、1/4ｗ,5％ダイオード２０４：１アンペア、1000Ｖ、1Ｎ4007 トランジスタ１２０： PNP,MMBT-3904(SMDSOT23) NPN,CMPT 3904(SMDSOT23) トランジスタ１２６： 600Ｖ MOSFET（SSUN1N60A,T0-251AA) (STD1NB60-1 TO-251-AA) ＮＡＮＤゲート１１２、１１４、１１６、１１８： Quad,２入力ＮＡＮＤ- シュミットトリガコンデンサ２０６： 0.022マイクロファラド、50Ｖ,10％コンデンサ１２４： 0.22マイクロファラド、10Ｖ，10％コンデンサ１４４：１マイクロファラド、10Ｖ,10％ダイオード１４０： 1N4148 ヒューズ１５０： 250ｍＡ、125Ｖ高速溶断。

【００６７】本発明を例として特定の実施例を挙げなが
ら説明したが、数多くの変形及び変更は当業者には明白
であろう。従って、特許請求の範囲は本発明の真の趣旨
に含まれるそのような全ての変形及び変更を包含するも
のであるということを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子式始動器の第１の実施例を取り入
れた照明回路を示す概略回路図。

【図２】本発明の照明回路により発生される様々な波形
図。

【図３】本発明の電子式始動器の第２の実施例を取り入
れた照明回路を示す概略回路図。

【図４】本発明による電子式始動器の第３の実施例を取
り入れた照明回路を示す概略回路図。

【図５】第２の電子式始動器と既存のグロースターター
の動作を比較した図表。

【符号の説明】

１０照明システム１２線路電圧源１４安定器１６ランプ１８電子式始動器２２、２６陰極５８停止素子６０ＯＲゲート１００照明回路１０２電子式始動器１１８ＮＡＮＤゲート１５０ヒューズ１５９電子式始動器１６０照明回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミルシア・ヴォスケリシアンアメリカ合衆国、オハイオ州、リッチモンド・ハイツ、ナンバー420ディー、リッチモンド・パーク・ウエスト、443番 (72)発明者ラズロ・イルイェスアメリカ合衆国、オハイオ州、リッチモンド・ハイツ、ハーメス・ロード、23860番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の波形部分及び第２の波形部分を含
む全波信号（７２）を照明回路（１０）に供給する線路
電圧源（１２）と、第１の端部が線路電圧源（１２）に接続されている安定
器（１４）と、第１及び第２の陰極（２２、２６）を有し、前記第１の
陰極（２２）が前記安定器（１４）の第２の端部に接続
され、かつ前記第２の陰極（２６）が線路電圧源（１
２）に接続されているランプ（１６）と、前記ランプ
（１６）に接続する電子式始動器（３０、１２６）とを
具備し、前記電子式始動器は、陰極電流パルス（７４）を発生す
るパルス発生回路（（６０、６２、６４）（１０８、１
１０、１１２、１５２、１５４））と、前記ランプの前
記第１及び第２の陰極に接続すると共に、前記パルス発
生回路から前記陰極電流パルス（７４）を受信するよう
に接続する始動器スイッチ（３０、１２６）とを含み、前記パルス発生回路は、前記陰極（２２、２６）に供給
される前記陰極電流パルス（７４）を制御するように動
作すること、を特徴とする照明回路（１０）。
【請求項２】前記陰極（２２、２６）に供給される陰
極電流を感知するように接続されていて、少なくとも所
定の値と等しい陰極電流値を感知したとき前記電子式始
動器（１０２、１６０）の動作を停止させる帰還回路
（１１６、１１８、１２０、１２８、１３０）を更に含
む請求項１記載の照明回路。
【請求項３】前記帰還回路（１１６、１１８、１２
０、１２８、１３０）は、前記陰極に供給される前記陰
極電流パルス（７４）を感知する感知回路（１２８）
と、前記陰極電流パルス（７４）を表す信号を前記感知
回路から受信するように接続された帰還スイッチ（１２
０）構成とを含み、前記帰還スイッチが前記感知装置から受信される前記信
号に従って制御される請求項２記載の照明回路。
【請求項４】前記帰還回路は、前記帰還スイッチに接
続されていて、前記帰還スイッチから所定の電流信号を
受信したとき、前記電子式始動器（１２０）の動作を停
止させるように状態を変えるラッチ回路（１１６、１１
８）を更に含む請求項３記載の照明回路。
【請求項５】前記電子式始動器は、前記ランプの放電
が自己持続状態に入ったならば陰極電流パルスの前記ラ
ンプへの供給を停止するように構成されている請求項１
記載の照明回路。
【請求項６】前記パルス発生回路に接続された停止回
路を更に含み、前記停止回路は所定の事象の後に前記電
子式始動器の動作を停止させるように機能する請求項１
記載の照明回路。
【請求項７】前記所定の事象は少なくとも所定の期間
又は感知電流値のいずれかである請求項６記載の照明回
路。
【請求項８】前記停止回路（１１４、１２２、１２
４）に接続された放電回路（１２２、１４２、１４４）
を更に含み、前記線路電圧源（１２）が遮断されたと
き、前記停止回路に対して前記放電回路を介する放電経
路が形成される請求項７記載の照明回路。
【請求項９】前記停止回路（（５２、５４、５８）
（１１４、１２２、１２４、１４６））は、前記電子式
始動器（１８、１０２）の活動期間の間に一定の値の第
１の入力を有する停止装置（５８、１１４）と、前記停
止装置の第２の入力端子に接続されて、所定の期間の後
に前記停止回路の前記第２の入力端子への入力を変化さ
せるように構成されている停止タイマー回路（（５４、
５８）（１２２、１２４））とを含み、前記停止回路は前記電子式始動器（１８、１０２）の動
作を停止させるために起動される請求項６記載の照明回
路。
【請求項１０】全波信号（７２）を半波整流して、半
波整流電流パルス列（７０）を発生する整流回路（３
４、１５６）を更に含む請求項１記載の照明回路。
【請求項１１】前記安定器は１２０ｖ／６０Ｈｚ安定
器、２７７ｖ／６０Ｈｚ安定器、３４７ｖ／６０Ｈｚ安
定器及び２３０ｖ／５０Ｈｚ安定器のうちの少なくとも
１つである請求項１記載の照明回路。
【請求項１２】前記パルス発生回路（（６０、６２、
６４）（１０８、１１０、１１２、１５２、１５４））
は、前記停止回路から第１の入力を受信するパルス発生
装置（６０、１１２）と、出力を前記パルス発生装置の
第２の入力に供給するパルスタイムアウト回路（６２，
６４）（１５２、１５４））とを含み、前記停止回路が前記電子式始動器（１８、１０２）の動
作を停止するのに先立って、前記パルスタイムアウト回
路の出力は前記ランプ（１６）に供給される前記陰極電
流パルス（７４）の発生を制御する請求項１２記載の照
明回路。
【請求項１３】前記スイッチ（１２６）と前記ランプ
（１６）との間に接続されたヒューズ素子（１５０）を
更に含む請求項１記載の照明回路。
【請求項１４】前記ランプはガス放電ランプである請
求項１記載の照明回路。
【請求項１５】線路電圧源（１２）と、安定器（１
４）と、ランプ（１６）と、ランプ（１６）に接続する
電子式始動器（１８、１０２）とを有する照明回路（１
０）において、電子式始動器が、陰極電流パルス（７４）を発生するパルス発生回路
（（６０、６２、６４）（１０８、１１０、１１２、１
５２、１５４））と、前記ランプの第１及び第２の陰極に接続されると共に、
前記パルス発生回路から前記陰極電流パルス（７４）を
受信するように接続されているスイッチ（３０、１２
０）と、前記線路電圧源により供給される全波信号（７２）を半
波整流する整流回路（３４、１５６）とを具備し、前記パルス発生回路は前記陰極（２２、２６）に供給さ
れる前記陰極電流パルス（７４）の持続時間を制限する
ように動作し、且つ前記停止回路は所定の事象の後に前
記電子式始動器（１８、１０２）の動作を停止させるよ
うに動作し、電子式始動器が更に、前記陰極電流パルス（７４）によ
り前記陰極（２２、２６）に供給される電流を感知する
ように接続されて、少なくとも所定の値と等しい電流値
を感知したとき前記電子式始動器（１０２）の動作を停
止させる帰還回路（１１６、１１８、１２０、１２８、
１３０）を含んでいること、を特徴とする照明回路。
【請求項１６】前記パルス発生回路に接続された停止
回路と、前記停止回路に接続された放電回路とを更に含
み、前記線路電圧源が遮断されたとき、前記停止回路に
対して前記放電回路を介して放電経路が形成される請求
項１５記載の電子式始動器。
【請求項１７】前記安定器は１２０Ｖ／６０Ｈｚ安定
器、２７７Ｖ／６０Ｈｚ安定器、３４７Ｖ／６０Ｈｚ安
定器及び２３０Ｖ／５０Ｈｚ安定器のうちの少なくとも
１つである請求項１５記載の電子式始動器。
【請求項１８】前記停止回路（（５２、５４、５６、
５８）（１１４、１２２、１２４、１４６））は、前記
電子式始動器（１８、１０２）の活動期間の間に一定の
値の第１の入力を有する停止論理装置（５８、１１４）
と、前記停止論理装置の第２の入力端子に接続されて、
所定の期間の後に前記停止論理回路の前記第２の入力端
子への入力を変化させるように構成された停止タイマー
回路網（（５４、５８）（１２２、１２４））とを含
み、前記停止回路は前記電子式始動器（１８、１０２）の動
作を停止させるために起動される請求項１６記載の電子
式始動器。
【請求項１９】前記帰還回路（１１６、１１８、１２
０、１２８、１３０）は、前記ランプ（１６）に供給さ
れる前記陰極電流パルス（７４）を感知する感知回路
（１２８）と、前記ランプ始動パルス（７４）を表す信
号を前記感知装置から受信するように接続されて、前記
感知装置から受信される前記信号に従って制御される帰
還スイッチ（１２０）構成とを含む請求項１５記載の電
子式始動器。
【請求項２０】前記帰還スイッチ（１２０）に接続さ
れていて、前記帰還スイッチから所定の信号を受信した
とき、前記電子式始動器（１０２）の動作を停止させる
ように状態を変えるラッチ回路（１１６、１１８）を更
に含む請求項１９記載の電子式始動器。