JP2003115395A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光灯のフィラメントの断線を安全且つ確実
に検知する。 【解決手段】 フィラメントＦ１，Ｆ２の両端電圧を電
圧検出部５，６により監視し、両端電圧が所定の閾値Ｖ
を越えるとホトカプラ７，８の発光ダイオードＰＤを発
光させる。この光を受光したホトトランジスタＰＴから
断線判定部９に検出電流が流れ、点灯開始時でない場合
にはフィラメント断線であると判断して駆動制御部１１
及び報知部１０に検知信号を出す。駆動制御部１１はイ
ンバータ回路４を介して蛍光灯１への電力供給を遮断
し、報知部１０はブザー音或いは表示灯の点灯によって
ユーザにフィラメント切れを知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光灯などの放電
灯を点灯させるための放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、蛍光灯の点灯方式としてイン
バータ回路を用いた方法が知られている。図２はこうし
たインバータ点灯方式による蛍光灯点灯装置の概略構成
図である。１００Ｖの商用交流電源２による交流電流は
整流回路３で整流されてインバータ回路４へ供給され
る。インバータ回路４は駆動制御部１１より点灯指令信
号を受けると、蛍光灯１の両端の電極のフィラメントＦ
１、Ｆ２に所定周波数の電流をそれぞれ流すことにより
フィラメントＦ１、Ｆ２を予熱するとともに、両電極間
に所定電圧を印加することにより放電を生じさせて蛍光
灯１を点灯させる。点灯期間中は２０〜５０ｋＨｚ程度
の周波数の低電圧を電極に印加することにより、蛍光灯
１のちらつきを減らし効率良く点灯を持続させることが
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図３はこうした蛍光灯
の電極の概略構成図である。電極は、予熱を目的として
タングステンから成るフィラメント１０１を有し、該フ
ィラメント１０１はＢａ、Ｓｒ、Ｃａなどの電子放出性
に優れた金属の酸化物から成るエミッタで被覆されてい
る。このような蛍光灯を長期間使用すると、エミッタか
ら蒸散した金属が、電極の基部であるガラス製のステム
１０２の表面に付着して蒸着層１０３を徐々に形成す
る。こうした蒸着層１０３はフィラメント１０１が断線
する以前はあまり問題とならないが、フィラメント１０
１が断線した場合、蒸着層１０３の両端間に高電圧がか
かることになり、高抵抗の蒸着層１０３に流れる電流に
よって発熱が生じ、ステム１０２が溶解したり、最悪の
場合、発火に至る恐れもある。

【０００４】従来より、蛍光灯のフィラメント断線検知
回路としては例えば特開２０００−１２２６７号公報に
記載のものなどが知られている。しかしながら、こうし
た従来の装置では、蛍光灯の電極に印加される電圧を抵
抗分割により取り出すなどする必要があり、回路構成が
複雑になってコストが高くついてしまう。また、フィラ
メント断線時には切れたフィラメントの両端に高電圧が
かかるため、この部分と制御回路等とを電気的に絶縁し
ておくことが好ましいが、このような絶縁には更にコス
トがかかる。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、蛍光灯などの放電
灯のフィラメントの断線を、簡単な回路で、安全に、且
つ確実に検知して適切な対処が施せる放電灯点灯装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段、及び効果】上記課題を解
決するために成された本発明は、フィラメントを有する
電極を備えた放電灯を点灯するための放電灯点灯装置に
おいて、 a)前記フィラメントの両端間の電圧が所定値以上である
か否かを検出する電圧検出部と、 b)該電圧検出部による電圧検出信号に応じて発光する発
光部、及び該発光部からの発光光を受光する受光部を含
むホトカプラと、 c)該ホトカプラの受光部による出力信号を受けて、前記
放電灯への電力供給を遮断する点灯制御部と、を備える
ことを特徴としている。

【０００７】放電灯が点灯状態にあるときにはフィラメ
ントの両端間の電圧はかなり低いが、フィラメントが断
線すると、フィラメント両端間の電圧は大きく上昇す
る。上記電圧検出部はこのような電圧の異常な上昇を検
出して電圧検出信号を出す。ホトカプラの発光部（発光
ダイオード）はこの信号に応じて発光し、受光部はその
発光部からの光に応じた出力信号を点灯制御部に与え
る。点灯制御部はこのような出力信号を受けると、放電
灯への電力供給を遮断する。その結果、断線したフィラ
メント両端への印加電圧はゼロとなる。

【０００８】本発明の構成によれば、フィラメントが断
線した際に速やかに放電灯への電力供給を停止すること
ができるので、断線したフィラメントの両端に不所望の
高電圧が印加されることがなく、上述したような蒸着層
における異常過熱を未然に防止することができる。これ
によって、高い安全性を確保することができる。また、
ホトカプラにより電圧検出部と点灯制御部とを電気的に
絶縁することができるので、この点でも、高い安全性を
確保することができる。更に、電圧検出部はホトカプラ
の発光部に適宜の電流を流すだけでよいので、回路構成
が簡単であり、低廉なコストで上記のような安全対策を
施すことができる。

【０００９】なお、一般に点灯開始時にはフィラメント
を予熱するとともに放電を開始させるために、定常的な
点灯持続状態時よりも高い電圧が印加され、このときの
電圧はその放電灯の定格など（例えば蛍光灯であればワ
ット数など）に依存している。そこで、点灯開始時の瞬
間的な印加電圧が比較的高い場合であっても、この印加
電圧をフィラメント断線検知時の異常電圧であると誤っ
て検出することがないように、本発明に係る放電灯点灯
装置において、前記制御部は、放電灯の点灯開始時には
前記ホトカプラの受光部による出力信号に応じた電力供
給の遮断を行わない構成とすることが好ましい。

【００１０】また、本発明に係る放電灯点灯装置では、
前記ホトカプラの受光部による出力信号に応じた電力供
給の遮断の際に、これを外部へ報知する報知手段を更に
備える構成とすることが好ましい。この構成によれば、
例えば放電灯が点灯持続状態にあるときにフィラメント
の断線により突然消灯した場合でも、ユーザは報知手段
によりフィラメント断線による消灯であることをすぐに
認識することができる。したがって、放電灯を交換する
といった適切な対応を速やかにとることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の放電灯点灯装置の一実施
例である蛍光灯点灯装置について、図１を参照しつつ説
明する。図１は本実施例による蛍光灯点灯装置の概略構
成図である。なお、既に説明した図２の構成要素と同一
又は相当するものには同一符号を付し、特に必要でない
限り説明を省略する。

【００１２】図１において、蛍光灯１の両端の電極のフ
ィラメントＦ１、Ｆ２にはそれぞれ並列に電圧検出部
５、６が設けられている。第１電圧検出部５は、フィラ
メントＦ１の両端の電圧を交流的に（つまり極性には無
関係に）検出するものであり、２個のツェナーダイオー
ドＺＤ１、ＺＤ２、２個の抵抗Ｒ１、Ｒ２、コンデンサ
Ｃなどを含んで構成されている。第２電圧検出部６も第
１電圧検出部５と同様の構成である。ここで、検出電圧
値はツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２の特性等によっ
て適宜に定めることができるが、一例としては、フィラ
メント断線時の異常電圧検出の閾値Ｖ１として15Ｖ程度
とすることができる。

【００１３】例えば第１電圧検出部５では、フィラメン
トＦ１が断線する等によって両端の印加電圧が閾値Ｖ１
以上になると、ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２が導
通して電流が流れる。第１電圧検出部５により異常電圧
が検出された際に流れる電流の一部は第１ホトカプラ７
の発光部である発光ダイオードＰＤにも流れるため、異
常電圧発生時には発光ダイオードＰＤが発光する。第１
ホトカプラ７の受光部であるホトトランジスタＰＴはそ
の発光光を受けると受光電流を流す。一方、第２電圧検
出部６及び第２ホトカプラ８も、フィラメントＦ２の両
端電圧の異常を検出して同様に動作する。したがって、
フィラメントＦ１、Ｆ２の少なくともいずれか一方が断
線すると、第１、第２ホトカプラ７、８のホトトランジ
スタＰＴから断線判定部９に異常検出に対応する電流が
流れる。

【００１４】断線判定部９は駆動制御部１１より点灯開
始信号を受け取り、点灯開始時の所定時間だけは上記検
出電流の有無を無視し、それ以外の定常的な点灯期間中
に検出電流を受けたときに断線であると判断する。そし
て、その結果をフィラメント断線検知信号として駆動制
御部１１へ送るとともに報知部１０へと送る。ここで、
点灯開始時の所定時間だけは上記検出電流の有無を無視
する理由は次の通りである。

【００１５】１１０Ｗ管などの比較的ワット数の大きな
蛍光灯では、フィラメントが断線した場合にフィラメン
トの両端にかかる電圧は高いので、閾値Ｖ１を或る程度
高くしておいても確実に断線を検知することができる。
また、点灯開始時にはその後の点灯持続時よりも高い電
圧が印加されるが、そのときの印加電圧は閾値Ｖ１より
は充分に低いので、点灯開始時にフィラメント断線であ
ると誤検知される恐れはない。これに対し、１０Ｗ管な
どのワット数の小さな蛍光灯では、インバータ回路など
の構成に依っては、フィラメントが断線してもフィラメ
ントの両端にあまり高い電圧がかからない場合がある。
そこで、このような場合でもフィラメントの断線を確実
に検知するためには、閾値Ｖ１を低く設定する必要があ
る。ところが、閾値Ｖ１を低くすると点灯開始時に印加
される電圧との差が小さくなり、場合によってはフィラ
メントが断線していないにも拘わらずフィラメント断線
であると誤検知する可能性がある。

【００１６】そこで、断線判定部９は、点灯開始信号が
得られてからタイマで所定時間（例えば数秒程度）だけ
カウントし、その期間をフィラメント断線非検知期間と
して、たとえ上記のような電圧異常が検出されてもそれ
を無視する。それにより、上述したような点灯開始時の
誤検知を防止することができる。また、タイマの代わり
に蛍光灯１の放電電流を検知し、それによって点灯を確
認することにより上記誤検知を防止する構成とすること
もできる。

【００１７】駆動制御部１１は断線判定部９よりフィラ
メント断線検知信号を受け取ると、蛍光灯１への供給電
力を遮断するようにインバータ回路４に対し指令信号を
送る。その結果、蛍光灯１への供給電力は遮断され、フ
ィラメントＦ１、Ｆ２の両端電圧はゼロになり、蛍光灯
１は完全に消灯する（フィラメントＦ１、Ｆ２が断線し
ただけでは消灯するとは限らない）。報知部１０は例え
ば警告表示を行うためのＬＥＤ表示器や警報ブザーであ
り、断線判定部９よりフィラメント断線検知信号を受け
取ると、ＬＥＤ表示器を点灯させる或いはブザーを鳴動
させることにより、ユーザに対してフィラメント断線を
警告報知する。これにより、蛍光灯１が突然に消灯した
場合でも、ユーザはフィラメントの断線であることを認
識し、蛍光灯を交換する等の適切な処置を速やかに実行
することができる。

【００１８】すなわち、本実施例の構成では、断線判定
部９、駆動制御部１１、及びインバータ回路４が上記点
灯制御部として機能する。放電灯の点灯方式はインバー
タ点灯方式以外にバイメタル点灯方式、ラピッドスター
ト方式など各種のものがあるが、フィラメントが断線し
たときに定常点灯時よりもフィラメント両端の電圧が明
確に上昇するような点灯方式であれば、本発明を適用す
ることができる。

【００１９】また、上記実施例は本発明の単に一例に過
ぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を加えて
も、本願の特許請求の範囲に包含されることは明らかで
ある。例えば、上記実施例はホトカプラとして双方向性
のものを用いていたが、一方向性のホトカプラを用いた
構成に変形することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による蛍光灯点灯装置の構
成図。

【図２】 従来の蛍光灯点灯装置の構成図。

【図３】 蛍光灯の電極の拡大図。

【符号の説明】

１…蛍光灯（放電灯） Ｆ１，Ｆ２…フィラメント ２…商用交流電源 ３…整流回路 ４…インバータ回路（点灯制御部） ５，６…電圧検出部 ７，８…ホトカプラ ＰＤ…発光ダイオード（発光部） ＰＴ…ホトトランジスタ（受光部） ９…断線判定部（点灯制御部） １０…報知部 １１…駆動制御部（点灯制御部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA02 EA03 EA08 EB03 GB01 3K073 AA34 AA37 AA46 AA50 AA94 BA01 CD03 CD08 3K082 AA19 AA27 BA05 BA24 BD03 BD26 BD35 BE28 CA37 DA01 DA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィラメントを有する電極を備えた放電
   灯を点灯するための放電灯点灯装置において、 a)前記フィラメントの両端間の電圧が所定値以上である
   か否かを検出する電圧検出部と、 b)該電圧検出部による電圧検出信号に応じて発光する発
   光部、及び該発光部からの発光光を受光する受光部を含
   むホトカプラと、 c)該ホトカプラの受光部による出力信号を受けて、前記
   放電灯への電力供給を遮断する点灯制御部と、 を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記点灯制御部は、放電灯の点灯開始時
   には前記ホトカプラの受光部による出力信号に応じた電
   力供給の遮断を行わないことを特徴とする請求項１に記
   載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記ホトカプラの受光部による出力信号
   に応じた電力供給の遮断の際に、これを外部へ報知する
   報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の放電灯点灯装置。