JP2001196194A

JP2001196194A - 蛍光ランプ点灯装置

Info

Publication number: JP2001196194A
Application number: JP2000329894A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Takahashi; 健一郎高橋; Kazuhiko Ito; 和彦伊藤; Takayuki Imai; 崇之今井; Mamoru Takeda; 守竹田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2020-10-30
Also published as: JP3316496B2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた蛍光ランプの点滅寿命性能を有する蛍
光ランプ点灯装置を提供すること。【解決手段】一対の電極（８Ａ、８Ｂ）を有する蛍光
ランプ（８）に電気的に接続されたパワースイッチング
素子（５、６）と、蛍光ランプ（８）の始動時において
一対の電極（８Ａ、８Ｂ）間のインピーダンスが無限大
から低下する際に電源ラインから蛍光ランプ（８）を通
して大電流が流れてパワースイッチング素子（５、６）
が破壊されることを防止するために、パワースイッチン
グ素子（５、６）のコンダクタンスを制御し、それによ
ってパワースイッチング素子（５、６）に流れる電流を
制限する手段（２１、２０）とを備えた蛍光ランプ点灯
装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路を
用いる蛍光ランプ点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蛍光ランプの点灯装置としては、
特開平１０−１６２９８３号公報にて開示されているよ
うなシリーズインバータが知られている。また、本願出
願人は、特願平１１−１６１８７４号明細書において、
図９に示すような蛍光ランプの点灯装置を提案してい
る。

【０００３】図９に示された蛍光ランプの点灯装置は、
交流電源１と、雑音防止コンデンサ２と、整流回路３
と、平滑コンデンサ４と、ＦＥＴ５及び６と、第１の共
振コンデンサ７と、蛍光ランプ８と、予熱コンデンサ９
と、チョークコイル１０と、トリガコンデンサ１４と、
ツエナーダイオード１５及び１６と、第２の共振コンデ
ンサ１７と、抵抗１９とを有している。図９に示した構
成では、共振コンデンサ７と、蛍光ランプ８と、チョー
クコイル１０と、第１のスイッチ素子であるＰ型ＦＥＴ
６のソース端子―ドレイン端子とが順次直列に接続され
ている。

【０００４】また、共振コンデンサ７の一端とＦＥＴ６
のドレイン端子との間には、平滑コンデンサ４が接続さ
れており、これによって閉回路が構成されている。さら
に、チョークコイル１０とＦＥＴ６との接続点、及び共
振コンデンサ７と平滑コンデンサ４との接続点の間には
第２のスイッチ素子であるＮ型ＦＥＴ５が接続されてい
る。さらに、整流回路３の入力端子は、雑音防止コンデ
ンサ２を介して交流電源１に接続されている。また、蛍
光ランプ８の一対の電極８Ａ、８Ｂ間には、予熱コンデ
ンサ９が電源１側とは反対の側に接続されている。この
ようにして、回路全体として高周波インバータ回路が構
成されている。

【０００５】この高周波インバータ回路では、まず、交
流電源１から供給された商用交流電力を整流および平滑
化して直流を得る。なお、この回路構成においては、交
流電源１と雑音防止コンデンサ２と整流回路３と平滑コ
ンデンサ４とから直流電源２２が構成されている。次
に、得られた直流を、平滑コンデンサ４と蛍光ランプ８
との間に並列に接続された高周波発振するスイッチ素子
（Ｎ型ＦＥＴ５、Ｐ型ＦＥＴ６）の直列回路に入力す
る。その後、Ｐ型ＦＥＴ６に接続され且つ蛍光ランプ８
に直列接続された共振コンデンサ７と、チョークコイル
１０とから構成されたＬＣ共振回路に入力する。図９に
示したインバータ回路は、このようにして高周波電力を
発生することができる。

【０００６】また、高周波インバータ回路の起動手段と
して、Ｎ型ＦＥＴ５およびＰ型ＦＥＴ６のそれぞれのゲ
ート端子―ソース端子間において閉ループが形成されて
いる。この閉ループは、第２のチョークコイル１１とチ
ョークコイル１０の２次巻線１０Ａとトリガコンデンサ
１４とが直列に接続されて構成されており、そして、ト
リガコンデンサ１４の片側は、ＦＥＴ５及びＦＥＴ６の
ソース端子に接続されている。さらに、この回路におい
ては、抵抗１２、１３、１９、ツエナーダイオード１
５、１６、第２のチョークコイル１１、チョークコイル
１０の２次巻線１０Ａ、第２の共振コンデンサ１７によ
ってゲート駆動回路２３が構成されており、抵抗１２と
第２のチョークコイル１１とツエナーダイオード１５と
の接続点がゲート駆動回路の出力端子となっている。

【０００７】以上のような構成による蛍光ランプ点灯装
置では、まず蛍光ランプ８が起動される前に、交流電源
１から雑音防止用コンデンサ２に商用交流電力が供給さ
れ、整流回路３を経て脈流電圧が発生し、この脈流電圧
による電流によって、平滑コンデンサ４は電源電圧まで
充電される。また、抵抗１９を介して共振コンデンサ７
および予熱コンデンサ９が充電される。同時に、抵抗１
２、第２のチョークコイル１１、チョークコイル１０の
２次巻線１０Ａを介して、トリガコンデンサ１４も充電
される。

【０００８】トリガコンデンサ１４の充電電圧がツェナ
ーダイオード１５におけるスレッシュホールド電圧に達
すると、トリガーコンデンサ１４の電荷がＦＥＴ５のゲ
ート端子に供給され、これによってＦＥＴ５がオン状態
になる。ＦＥＴ５がオン状態になると、共振コンデンサ
７、予熱コンデンサ９の電荷がチョークコイル１０の１
次巻線１０Ｂを介してＦＥＴ５のソース端子に流れ込
む。

【０００９】次いで、チョークコイル１０の１次巻線１
０Ｂを流れる電流によってチョークコイル１０の２次巻
線１０Ａに誘導電圧が発生し、第２のチョークコイル１
１、コンデンサ１７が共振し、コンデンサ１７にトリガ
コンデンサ１４とは逆向きの電圧が発生し、ＦＥＴ５の
ゲート―ソース間に逆バイアス電圧が印加され、ＦＥＴ
５はオフ状態となる。同時に、ＦＥＴ６のゲート−ソー
ス間に順バイアス電圧が印加され、今度はＦＥＴ６がオ
ン状態となる。

【００１０】ＦＥＴ６がオン状態となると、電流は、平
滑コンデンサ４から、共振コンデンサ７、蛍光ランプ
８、チョークコイル１０、ＦＥＴ６によって構成される
閉回路を流れ、そして、この電流によって、チョークコ
イル１０の１次巻線１０Ｂと共振コンデンサ７、予熱コ
ンデンサ９とが共振する。この際、チョークコイル１０
の１次巻線１０Ｂを流れる逆方向の電流によってチョー
クコイル１０の２次巻線１０Ａに逆方向の誘導電圧が発
生し、第２のチョークコイル１１、コンデンサ１７が共
振し、コンデンサ１７に先ほどとは逆向きの電圧が発生
し、その結果、ＦＥＴ６のゲート−ソース間に逆バイア
ス電圧が印加されてＦＥＴ６はオフ状態となる。その
後、再びＦＥＴ５のゲート−ソース間に順バイアス電圧
が印加されてＦＥＴ５がオン状態となる。以後、上述し
た動作を繰り返して、ＦＥＴ５及びＦＥＴ６の間でオン
状態・オフ状態を交互に繰り返す。

【００１１】上記の電流は、蛍光ランプ８の予熱電極を
流れて電極を加熱する。同時に蛍光ランプ８の電極間に
は共振によって大きな電圧が印加され、蛍光ランプ８の
電極温度は上昇し、そして、蛍光ランプ８の電極間のイ
ンピーダンスが無限大の状態から放電が開始する。いっ
たん放電が開始すると、蛍光ランプ８の電極間のインピ
ーダンスが急激に低下するため、電源ラインから蛍光ラ
ンプ８を通して急峻な大電流が流れる（以降、これをブ
レークダウンといい、この大電流をブレークダウン電流
という）。ブレークダウンが起こると、インピーダンス
が下がり十分安定して通常の安定点灯状態になる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような蛍光ランプ
点灯装置では、ブレークダウン時の急峻なランプインピ
ーダンスの低下に伴って、パワースイッチング素子に異
常に大きなしかも急峻なブレークダウン電流が流れ、こ
のパワースイッチング素子への突入電流により、パワー
スイッチング素子が破壊されることがあることが本願発
明者の実験によってわかった。さらに、始動時の急峻で
大きなブレークダウン電流によって、蛍光ランプの電極
８Ａ、８Ｂでは、電子の集中による熱スポットで局部的
な加熱が大きくなる。これは、電極の断線発生にもつな
がり、そして、蛍光ランプの点滅寿命性能を非常に悪化
させるため問題となる。

【００１３】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、簡単な回路構成で蛍光ランプ
の点滅寿命性能を向上させることができる蛍光ランプ点
灯装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による蛍光ランプ
点灯装置は、一対の電極を有する蛍光ランプに電気的に
接続されたパワースイッチング素子と、前記蛍光ランプ
の始動時において前記一対の電極間のインピーダンスが
無限大から低下する際に電源ラインから前記蛍光ランプ
を通して大電流が流れて前記パワースイッチング素子が
破壊されることを防止するために、前記パワースイッチ
ング素子のコンダクタンスを制御し、それによって前記
パワースイッチング素子に流れる電流を制限する手段と
を備えている。

【００１５】本発明による他の蛍光ランプ点灯装置は、
直流電源の出力端子間に直列に接続された上側トランジ
スタと下側トランジスタと；コンデンサと、一対の電極
を有する蛍光ランプと、前記蛍光ランプと並列接続され
てなる予熱コンデンサと、インダクタとから構成され、
且つ、前記直流電源の出力端子と前記上側トランジスタ
と前記下側トランジスタとの接続点との間に接続された
直列回路と；前記蛍光ランプを流れる電流に応じて前記
上側トランジスタと前記下側トランジスタとを交互にＯ
Ｎ−ＯＦＦさせるゲート駆動回路とを備え、前記上側ト
ランジスタと前記下側トランジスタのそれぞれのゲート
端子と前記ゲート駆動回路との間に抵抗が接続されてい
る。

【００１６】ある実施形態において、前記直流電源は、
交流電源と、前記交流電源に接続される整流回路と、前
記整流回路の出力端子間に接続される平滑用コンデンサ
とを有し、前記上側トランジスタと前記下側トランジス
タとは、前記整流回路の出力端子間に直列に接続されて
いる。

【００１７】ある実施形態において、前記上側トランジ
スタと前記下側トランジスタとは、Ｎ型トランジスタと
Ｐ型トランジスタとである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明による実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の
実施形態に限定されない。

【００１９】図１は、本発明による実施形態にかかる蛍
光ランプ点灯装置の回路構成を示している。

【００２０】本実施形態の蛍光ランプ点灯装置は、一対
の電極８Ａ、８Ｂを有する蛍光ランプ８に電気的に接続
されたパワースイッチング素子（ＦＥＴ５、ＦＥＴ６）
と、蛍光ランプ８の始動時において一対の電極（８Ａ、
８Ｂ）間のインピーダンスが無限大から低下する際に電
源ラインから蛍光ランプ８を通して大電流が流れてパワ
ースイッチング素子（５、６）が破壊されることを防止
するために、パワースイッチング素子（５、６）のコン
ダクタンスを制御し、それによってパワースイッチング
素子に流れる電流を制限する手段（２０、２１）とを備
えている。本実施形態の蛍光ランプ点灯装置は、パワー
スイッチング素子に流れる電流を制限する手段（２０、
２１）を有しているので、始動時の急峻で大きなブレー
クダウン電流がパワースイッチング素子に突入すること
によって生じるパワースイッチング素子の破壊を防止す
ることができる。また、電極の断線発生を防止すること
もできる。その結果、蛍光ランプの点滅寿命性能を向上
させることが可能となる。

【００２１】本実施形態の蛍光ランプ点灯装置は、図１
に示すように、交流電源１と、雑音防止コンデンサ２
と、整流回路３と、平滑コンデンサ４と、ＦＥＴ５及び
６と、第１の共振コンデンサ７と、蛍光ランプ８と、予
熱コンデンサ９と、チョークコイル１０と、トリガコン
デンサ１４と、ツエナーダイオード１５及び１６と、第
２の共振コンデンサ１７と、抵抗１９とから構成するこ
とができる。

【００２２】より具体的に説明すると、図１に示した蛍
光ランプ点灯装置は、直流電源２２の出力端子間に直列
に接続された上側トランジスタ５と下側トランジスタ６
とを有しており、直流電源２２の出力端子と上側トラン
ジスタ５と下側トランジスタ６との接続点との間には、
コンデンサ（共振コンデンサ）７と、一対の電極（８
Ａ、８Ｂ）を有する蛍光ランプ８と、蛍光ランプ８と並
列接続されてなる予熱コンデンサ９と、インダクタ（チ
ョークコイル）１０とから構成された直列回路が接続さ
れている。

【００２３】この直列回路は、ゲート駆動回路２３に接
続されており、ゲート駆動回路２３は、蛍光ランプ８を
流れる電流に応じて上側トランジスタ５と下側トランジ
スタ６とを交互にＯＮ−ＯＦＦさせる機能を有してい
る。本実施形態において、ゲート駆動回路２３は、第２
のチョークコイル１１とチョークコイル１０の２次巻線
１０Ａとトリガコンデンサ１４とが直列に接続されて構
成されており、そして、トリガコンデンサ１４の片側
は、ＦＥＴ５及びＦＥＴ６のソース端子に接続されてい
る。さらに、ゲート駆動回路２３は、抵抗１２、１３、
１９、ツエナーダイオード１５、１６、および第２の共
振コンデンサ１７を含んでおり、抵抗１２と第２のチョ
ークコイル１１とツエナーダイオード１５との接続点が
ゲート駆動回路の出力端子となっている。

【００２４】上側トランジスタ５と下側トランジスタ６
のそれぞれのゲート端子とゲート駆動回路との間には、
抵抗２１、２０が接続されている。抵抗２０（または２
１）は、下側トランジスタ６（または上側トランジスタ
５）のコンダクタンスを制御する機能を有している。な
お、本実施形態において上側トランジスタ５は、Ｎ型ト
ランジスタ（Ｎ型ＦＥＴ）であり、一方、下側トランジ
スタ６は、Ｐ型トランジスタ（Ｐ型ＦＥＴ）である。つ
まり、省電力化を図る観点から、相補型となるように構
成している。また、本明細書において、上側トランジス
タ５および下側トランジスタ６の「上側」および「下
側」は便宜上の名称であり、「上側」および「下側」を
それぞれ「第１」および「第２」と読み替えてもよい。
本実施形態では、相補型の構成にした例を示している
が、上側トランジスタ（第１トランジスタ）５および下
側トランジスタ６（第２トランジスタ）を共にＮ型トラ
ンジスタ（Ｎ型ＦＥＴ）にした構成にしてもよいし、共
にＰ型トランジスタ（Ｐ型ＦＥＴ）にした構成にしても
よい。このような構成であっても、抵抗２０（または２
１）によって、上側トランジスタ５（または下側トラン
ジスタ６）のコンダクタンスを制御することができるか
らである。

【００２５】本実施形態における直流電源２２は、交流
電源１と、交流電源１に接続された整流回路３と、整流
回路３の出力端子間に接続された平滑用コンデンサ４と
を有しており、Ｎ型ＦＥＴとＰ型ＦＥＴ６とは、整流回
路３の出力端子間に直列に接続されている。

【００２６】次に、本実施形態の蛍光ランプ点灯装置の
動作を説明する。本実施形態の構成においても、図９に
示した構成と同様に、ランプ点灯時には、蛍光ランプ８
の電極８Ａ、８Ｂ間のインピーダンスの急激な低下に伴
ってブレークダウン電流が流れる。しかしながら、本実
施形態の構成においては、パワースイッチング素子であ
るＦＥＴ５、６のそれぞれのゲート端子とゲート駆動回
路２３との間に、抵抗２１、２０がそれぞれ挿入されて
いるため、ブレークダウン電流によるＦＥＴ５、６の破
壊を防止することができる。抵抗２１、２０の挿入によ
って、ブレークダウン電流によるＦＥＴ５、６の破壊を
防止することができる理由を以下に説明する。

【００２７】図２（ａ）は、抵抗２０の有無によるＦ
ＥＴ６のゲート端子の入力電圧変化の違いを示してい
る。図２（ａ）中の横軸（ｔ）は時間を表し、縦軸（Ｖ
ｇ−ｓ）はゲート電圧を表している。線ａは、抵抗２０
のない場合のゲート端子電圧の変化を示しており、線ｂ
は、抵抗２０のある場合のゲート端子電圧の変化を示し
ている。

【００２８】図２（ａ）中の線ａと線ｂとから理解でき
るように、抵抗２０の挿入によって、ゲート駆動回路の
出力電圧の最大電圧Ｖｍａｘになるまでの時間がＴ１か
らＴ２まで延びる。そして、ＦＥＴ６が実際にＯＮとな
るゲート端子のスレッシュホールド電圧Ｖｔｈから、ゲ
ート駆動回路の出力電圧の最大電圧Ｖｍａｘまでの時間
は、ｔ１からｔ２になる。図２（ｂ）に示すように、ゲ
ート電圧Ｖｇ−ｓに応じてドレイン電流Ｉｄが変化する
ので、ゲート電圧Ｖｇ−ｓ（横軸）に対するドレイン電
流Ｉｄ（縦軸）の関係は、図２（ａ）中のｔ１とｔ２と
の差、すなわちＦＥＴ６のスイッチング速度を遅くする
ことによって、始動時にＦＥＴ６がＯＮした時、ＦＥＴ
６に流れる急峻で大きなブレークダウン電流を制限する
ことが可能となり、その結果、ＦＥＴ６のｄｉ／ｄｔ破
壊を防止することができる。つまり、本実施形態の蛍光
ランプ点灯装置では、抵抗２０によってＦＥＴ６のコン
ダクタンスを小さくするように制御することができるの
で、ＦＥＴ６に流れる電流を制限することができ、急峻
で大きなブレークダウン電流からＦＥＴ６を保護するこ
とができる。

【００２９】図３は、抵抗２０がない場合（線ａ）、抵
抗２０が２２Ωの場合（線ｂ）、および抵抗２０が５０
Ωの場合（線ｃ）におけるＦＥＴ６のゲート端子の入力
電圧変化の違いをそれぞれ示している。抵抗２０無しの
場合（線ａ）では、ｔ１が５ｎｓ（５ナノ秒）であるの
に対し、抵抗２０が２２Ωの場合（線ｂ）には、ｔ２を
１１ｎｓにすることができ、そして５０Ωの場合（線
ｃ）には、ｔ３を２５ｎｓにすることができる。なお、
本実施形態における抵抗２０以外の条件を以下に例示的
に示す。

【００３０】チョークコイル１０：１０１．５Ｔ（１次側）／５Ｔ（２次側）０．６１ｍＨチョークコイル１１：４７０μＨ共振コンデンサ１７：１８００ｐＦ、平滑コンデンサ４：４７μＦＮ型ＦＥＴ５：ＩＲＦＲ２３４ＡＰ型ＦＥＴ６：ＳＦＲ９２３４共振コンデンサ７：０．１μＦ蛍光ランプ８：Ｇ形２５Ｗタイプ（標準品）予熱コンデンサ９：５６００ｐＦ抵抗１２：２ＭΩ 抵抗１３：１００ｋΩ 抵抗１９：２７０ｋΩ トリガコンデンサ１４：５６０ｐＦツェナーダイオード１５、１６：Ｖ_ZD＝１０Ｖ一般に、蛍光ランプの点灯時には、図４（ａ）に示すよ
うに、最初に、ブレークダウン期間（約０．０５ミリ秒
（５０マイクロ秒））があり、次いで、定常点灯期間が
続く。ブレークダウン期間では、約１６０ｋＨｚの共振
が起こっており、図４（ｂ）に示すように、この時、約
１０〜１５Ａの電流が数μＳで変化している（一周期６
μＳ、半周期３μＳ）。一方、定常点灯期間では、約６
０ｋＨｚの共振が起こっており、図４（ｃ）に示すよう
に、約０．５Ａ以下の電流が１周期１６μＳにて流れて
いる。すなわち、ブレークダウン時においては、急峻な
大電流（ブレークダウン電流）が流れることなる。

【００３１】本実施形態の構成においては、抵抗２０が
挿入されているため、図２（ａ）および図３から理解で
きるように、抵抗２０が無い場合よりも、ＦＥＴ６のＯ
Ｎが遅れることになる。このため、図４（ｂ）に示した
半波波形の立ち上がり部分（ブレークダウン電流の立ち
上がり部分）に遅れが生じ、その結果、図５に示すよう
に、抵抗２０無しの場合（線Ａ）のＩｄ（ドレイン電
流）のピークがＩｍａｘ（Ａ）のときに、抵抗２０が２
２Ω（線Ｂ）および５０Ω（線Ｃ）の場合には、Ｉｄの
ピークは、それぞれＩｍａｘ（Ｂ）およびＩｍａｘ
（Ｃ）となる。なお、図５においては説明の理解を容易
にするために線Ａ〜ＣおよびＩｍａｘ（Ａ）〜（Ｃ）の
関係を誇張して示している。

【００３２】図５からわかるように、抵抗２０が挿入す
ることによって、Ｉｄのピークを下げることができ、そ
して、線Ａと、線Ｂおよび線Ｃとの比較によって理解で
きるように、突入電流の総量も削減することができる。
したがって、抵抗２０の挿入により、ＦＥＴ６に流れる
電流を制限することができ、その結果、急峻で大きなブ
レークダウン電流からＦＥＴ６を保護することができ
る。また、始動時の急峻で大きなブレークダウン電流を
制限できるため、蛍光ランプの電極８Ａ，８Ｂでの電子
の集中による熱スポットの発生を低減でき、そして局部
的加熱を小さくすることができる。その結果、電極の断
線を防止でき、長寿命化を図ることができる。

【００３３】上記においては下側トランジスタ（Ｐ型Ｆ
ＥＴ６）を例にして説明したが、同様に、上側トランジ
スタ（Ｎ型ＦＥＴ５）のゲート端子とゲート駆動回路の
出力端子との間に抵抗２１を挿入しても、ブレークダウ
ン電流からＦＥＴ５を保護することができる。抵抗２０
および２１の両方を挿入した場合には、図６に示すよう
に、ＦＥＴ５がＯＮした時およびＦＥＴ６がＯＮした時
の両方の半波波形についての電流ピーク値を下げること
ができ、そして図中斜線部の電流を削除することができ
る。このため、ＦＥＴ５およびＦＥＴ６の両方のストレ
スを緩和することができる。なお、特にピーク電流が大
きい最初の１パルスの動作が起きるのはＮ型ＦＥＴ５で
あるので、抵抗２０を挿入せずに抵抗２１を挿入するだ
けでも点滅寿命向上の効果がある。このことは、本願発
明者の実験によって確認されている。抵抗２１だけを用
いる場合には、抵抗２０および２１の両方を用いる場合
よりもコストダウンを図ることができる。

【００３４】抵抗（ゲート抵抗：Ｒ_G）２０、２１は、
２２Ωや５０Ωのものに限定されず、使用する回路に応
じて適時好適なものを選択すればよい。本実施形態の構
成においては、抵抗２０、２１は、２２Ω以上２２０Ω
以下のものを使用することが好ましい。

【００３５】２２Ω以上が好ましい理由は、これ未満で
あると、ブレークダウン電流からパワースイッチング素
子（ＦＥＴ５、６）を十分に保護できないことがあるか
らである。図７（ａ）に示すように、２２Ω未満の場合
では、点滅寿命試験（３０秒ＯＮ、３０秒ＯＦＦの組み
合わせが１サイクル）において、１００００サイクルを
下回り、２０００サイクル程度の点滅寿命しか達成でき
ない場合がある。一方、２２Ω以上の場合は、１２００
０サイクル以上の点滅寿命を達成することができ、抵抗
２０、２１が無い場合の３倍以上の寿命改善を達成する
ことができた。

【００３６】２２０Ω以下が好ましい理由は、２２０Ω
を超えると、図７（ｂ）に示すように、蛍光ランプ８の
ブレークダウンに必要な最低始動開始電圧（例えば、約
１．５ｋＶ）が得られない場合が生じるからである。す
なわち、大きな抵抗を用いれば用いるほど、ブレークダ
ウン電流による影響を減らすことによってパワースイッ
チング素子（ＦＥＴ５、６）のストレスを軽減すること
ができるが、最低始動開始電圧を確保するためには、２
２０Ω以下（例えば、２２Ω、４７Ω、１００Ωなど）
にすることが好ましい。

【００３７】なお、Ｐ型ＦＥＴ６とＮ型ＦＥＴ５とのそ
れぞれ特性が異なるので、それぞれの特性に応じて抵抗
２０および２１に異なる抵抗値の抵抗を使用してもよい
が、それぞれ同じ抵抗値の抵抗２０および２１（例え
ば、２２Ωと２２Ω）を使用してもよい。それぞれ同じ
抵抗値の抵抗２０および２１を用いても点滅寿命向上の
効果があることを本願発明者は実験によって確認した。
また、同じ抵抗値のものを用いることによって、抵抗素
子の調達を容易にすることができる。

【００３８】本願発明者による点滅寿命試験（使用蛍光
ランプ：Ｇ型２５Ｗタイプ）の結果によると、抵抗２
０、２１を使用しない構成の場合、寿命サイクルは、４
６２５サイクル、１８５１サイクル、３４９２サイク
ル、３１３９サイクル（４回試験実行）であった。一
方、抵抗２０および２１のそれぞれに２２Ωの抵抗を使
用した構成の場合、１万３２２５サイクル、１万３５５
５サイクル、１万２５８６サイクル、１万２５４０サイ
クル（４回試験実行）であり、いずれも１万２０００サ
イクル以上の点滅寿命を達成した。

【００３９】同様に、抵抗２０および２１のそれぞれに
４７Ωの抵抗を使用した構成の場合、１万７１０６サイ
クル、１万８１０３サイクル、１万２５００サイクル、
１万２７７５サイクル（４回試験実行）であり、この場
合も、いずれも１万２０００サイクル以上の点滅寿命を
達成した。さらに、抵抗２０および２１のそれぞれに１
００Ωの抵抗を使用した構成の場合、１万４３３５サイ
クル、１万５６６３サイクル、１万２４００サイクル、
１万２７７５サイクル（４回試験実行）であり、この場
合でも、いずれも１万２０００サイクル以上の点滅寿命
を達成した。

【００４０】本実施形態の蛍光ランプ点灯装置は、図８
に示すように、電球形蛍光灯の構成にすることが可能で
ある。図８は、本実施形態の電球形蛍光灯の構成を模式
的に示している。

【００４１】図８に示した電球形蛍光灯は、図１に示し
た蛍光ランプ８の形状を屈曲形にした蛍光ランプ５１
と、例えば白熱電球用Ｅ２６型などの口金５２と、図１
に示した点灯回路の構成の配線が形成され各々の回路部
品５６が取り付けられた回路基板５３と、一端に口金５
２が取りつけられ内部に回路基板５３を収容するカバー
５４と、蛍光ランプ５１の周囲を覆うように配置され透
光性を有したグローブ５５とを有している。蛍光ランプ
５１と回路基板５３、および回路基板５３と口金５２
は、図示していないがそれぞれ互いに電気的に接続され
ており、口金５２を介して白熱電球用ソケットにねじ込
むことによって電力が供給されて、蛍光ランプ５１が点
灯する。回路基板５３には、点灯回路を構成する各々の
回路部品５６が取り付けられているが、図８においては
代表的な部品のみを図示している。

【００４２】本実施形態においては、パワースイッチン
グ素子（ＦＥＴ６、５）のコンダクタンスを制御してパ
ワースイッチング素子に流れる電流を制限する手段とし
て、抵抗２０、２１を使用している。抵抗素子（抵抗２
０、２１）は比較的寸法が小さいので、実装面積が比較
的小さい電球形蛍光灯の回路基板５３でも容易に装着す
ることができる。また、抵抗素子を用いた構成は、比較
的簡便であり、そして低コストで実現することができる
ため、利点が大きい。なお、図８に示した抵抗２０、２
１を用いない構成においても、高耐圧で大電流に耐える
ことができるパワースイッチング素子を用いれば、ブレ
ークダウン電流による破壊を緩和することができるが、
このようなパワースイッチング素子は、比較的寸法が大
きいため、実装面積が小さい電球形蛍光灯の回路基板５
３に装着することが困難であるという問題を生じる。ま
た、そのようなパワースイッチング素子は値段が高いの
で、コスト高になるという欠点も有している。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、パワースイッチング素
子のコンダクタンスを制御し、それによってパワースイ
ッチング素子に流れる電流を制限する手段を備えている
ので、ブレークダウン電流によるパワースイッチング素
子の破壊を防止することができる。さらに、蛍光ランプ
の電極での電子の集中による熱スポットの発生を低減で
き、局部的加熱を小さくすることができるため、電極の
断線発生も防止できる。その結果、蛍光ランプの点滅寿
命性能を非常に長くできるという効果が達成される。ま
た、上側トランジスタと下側トランジスタのそれぞれの
ゲート端子とゲート駆動回路との間に抵抗が接続された
構成にすると、簡単な回路構成にて、蛍光ランプの点滅
寿命性能を向上させることができるとともに、小型かつ
安価な蛍光ランプ点灯装置を提供することができる。さ
らに、上側トランジスタと下側トランジスタとがＮ型ト
ランジスタとＰ型トランジスタとである場合、省電力化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態にかかる蛍光ランプ点灯
装置の回路図である。

【図２】（ａ）は、抵抗２０によるＦＥＴ６のゲート端
子の入力電圧変化を示すグラフであり、（ｂ）は、ＦＥ
Ｔにおけるゲート電圧とドレイン電流との関係を示すグ
ラフである。

【図３】抵抗２０が無い場合（線ａ）、２２Ωの場合
（線ｂ）および５０Ωの場合（線ｃ）におけるＦＥＴ６
のゲート端子の入力電圧変化を示すグラフである。

【図４】（ａ）は、ブレークダウン期間と定常点灯期間
とを表すグラフであり、（ｂ）は、ブレークダウン期間
における電流波形を示すグラフであり、そして（ｃ）
は、定常点灯期間における電流波形を示すグラフであ
る。

【図５】抵抗２０が無い場合（線Ａ）、２２Ωの場合
（線Ｂ）および５０Ωの場合（線Ｃ）におけるＦＥＴ６
のドレイン電流（Ｉｄ）の変化を示すグラフである。

【図６】ブレークダウン期間におけるＦＥＴ６およびＦ
ＥＴ５のドレイン電流の波形を模式的に示すグラフであ
る。

【図７】（ａ）は、抵抗（Ｒ_G）の抵抗値（Ω）と点滅
寿命（サイクル）との関係を示すグラフである。（ｂ）
は、抵抗（Ｒ_G）の抵抗値（Ω）と始動電圧との関係を
示すグラフである。

【図８】本発明による実施形態にかかる電球形蛍光ラン
プの構成を模式的に示す図である。

【図９】蛍光ランプ点灯装置の回路図である。

【符号の説明】

１交流電源２雑音防止コンデンサ３整流回路４平滑コンデンサ５Ｎ型ＦＥＴ６Ｐ型ＦＥＴ７，１７共振コンデンサ８蛍光ランプ８Ａ，８Ｂ電極（フィラメント）９予熱コンデンサ１０チョークコイル（インダクタ）１０Ａチョークコイルの二次巻線１０Ｂチョークコイルの一次巻線１１チョークコイル（インダクタ）１２，１３，１９抵抗１４トリガコンデンサ１５，１６ツエナーダイオード（定電圧素子）２０，２１抵抗２２直流電源２３ゲート駆動回路５１蛍光ランプ５２口金５３回路基板５４カバー５５グローブ５６回路部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今井崇之大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者竹田守大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極を有する蛍光ランプに電気的
に接続されたパワースイッチング素子と、前記蛍光ランプの始動時において前記一対の電極間のイ
ンピーダンスが無限大から低下する際に電源ラインから
前記蛍光ランプを通して大電流が流れて前記パワースイ
ッチング素子が破壊されることを防止するために、前記
パワースイッチング素子のコンダクタンスを制御し、そ
れによって前記パワースイッチング素子に流れる電流を
制限する手段とを備えた蛍光ランプ点灯装置。
【請求項２】直流電源の出力端子間に直列に接続され
た上側トランジスタと下側トランジスタと、コンデンサと、一対の電極を有する蛍光ランプと、前記
蛍光ランプと並列接続されてなる予熱コンデンサと、イ
ンダクタとから構成され、且つ、前記直流電源の出力端
子と前記上側トランジスタと前記下側トランジスタとの
接続点との間に接続された直列回路と、前記蛍光ランプを流れる電流に応じて前記上側トランジ
スタと前記下側トランジスタとを交互にＯＮ−ＯＦＦさ
せるゲート駆動回路とを備え、前記上側トランジスタと前記下側トランジスタのそれぞ
れのゲート端子と前記ゲート駆動回路との間に抵抗が接
続されている、蛍光ランプ点灯装置。
【請求項３】前記直流電源は、交流電源と、前記交流
電源に接続される整流回路と、前記整流回路の出力端子
間に接続される平滑用コンデンサとを有し、前記上側トランジスタと前記下側トランジスタとは、前
記整流回路の出力端子間に直列に接続されている、請求
項２に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項４】前記上側トランジスタと前記下側トラン
ジスタとは、Ｎ型トランジスタとＰ型トランジスタとで
ある、請求項２または３に記載の蛍光ランプ点灯装置。