JP2007258134A - 蛍光ランプ用電子安定器 - Google Patents

Abstract

【課題】フィラメント毎の抵抗比Ｒｈ／Ｒｃを検出して、Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０を検出したときに、予熱状態から点灯状態に移行することで、蛍光ランプの寿命を向上できる蛍光ランプ用電子安定器を提供することを目的とする。
【解決手段】フィラメント６ａ，６ｂの予熱用の電圧を出力する予熱状態と、この予熱より高い点灯用の電圧を出力する点灯状態とに可変可能な出力回路５と、フィラメント６ａ，６ｂの抵抗値を算出する電極特性検出回路７と、蛍光ランプの始動直前に、フィラメント６ａ，６ｂに抵抗値が変化しない程度の微小電流を流して算出した予熱前のフィラメント６ａの抵抗値Ｒｃと、蛍光ランプ６の始動時に、電極特性検出回路７が算出した予熱後のフィラメント６ａの抵抗値Ｒｈとから算出した陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃにより出力回路５を予熱状態から点灯状態に移行させるタイミングを制御する予熱電流制御部４ａとを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、フィラメント予熱を最適にした蛍光ランプ用電子安定器に関するものである。

熱陰極型蛍光ランプの放電は、通常、交流による点灯で電極が予熱され、電極のエミッション（始動）を経て、電気エネルギーを放電媒体に供給することで保たれる。熱陰極型蛍光ランプは、対向する熱陰極に通電することによって各熱陰極は予熱され、電子放射物質から熱電子を放出し、ガラス管内で放電を開始する。この放電開始に伴う放電エネルギーで励起された水銀原子の共鳴遷移により主に紫外線が放射され、紫外線がガラス管内壁面の蛍光体膜によって長い波長に変換され、蛍光ランプとして動作する。放電電極の予熱状態は、蛍光ランプの始動特性やランプ寿命を左右する。

始動時の電極の予熱が不足のときは、グロー放電、電極飛散、電子放射物質消耗、黒化等がある。また、始動時の電極の予熱が過剰のときは、電子放射物質の蒸発・消耗等がある。

図３は従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。商用電源ｅにノイズフィルタ回路１０１が接続され、このノイズフィルタ回路１０１はコンデンサＣ１、コモンモードチョークＴｒ１、コンデンサＣ２を有しており、このノイズフィルタ回路１０１にはダイオードブリッジなどの全波整流回路１０２の入力端子が接続され、この全波整流回路１０２の出力端子には、平滑用のコンデンサＣ３が接続されている。

このコンデンサＣ３には、予熱用の電圧を出力する予熱状態とこの予熱状態より高い点灯用の電圧を出力する点灯状態に可変可能な点灯回路としての高周波用の直列共振型のハーフブリッジ型の点灯回路１０３が接続されている。この点灯回路１０３は、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２が直列に接続され、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２のベースには、制御回路１０４が接続されている。

また、トランジスタＱ２のコレクタ、エミッタ間には、放電ランプＦＬのフィラメントＦＬａ、ＦＬｂのそれぞれの一端が接続されるとともに、バラストチョークＬ１を介して、直列共振回路１０６が接続され、この直列共振回路１０６は共振用のコンデンサＣ４と、フィラメント予熱トランスＴｒ２の一次巻線Ｔｒ２ａおよび直流カット用のコンデンサＣ５の直列回路が並列に接続されている。

さらに、フィラメントＦＬａ、ＦＬｂには、フィラメント予熱トランスＴｒ２のフィラメント予熱巻線Ｔｒ２ｂ、Ｔｒ２ｃが接続され、フィラメントＦＬｂおよびフィラメント予熱巻線Ｔｒ２ｃ間には、電流を電圧に変換するシャント抵抗Ｒ１が接続されている。

シャント抵抗Ｒ１には、シャント抵抗Ｒ１の電圧を検出するフィラメント温度検出手段、フィラメント抵抗検出手段、および、フィラメント電流検出手段としてのトリガ回路１０７が接続され、このトリガ回路１０７は制御回路１０４に接続される。

そして、シャント抵抗Ｒ１の電流が所定値以下になると、フィラメントＦＬｂが適切に予熱されたことになるので、シャント抵抗Ｒ１の電流を検出することによりフィラメントＦＬｂの予熱温度を知ることができ、適切な温度で放電ランプＦＬを始動できるというものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３４０７９１公報

特許文献１に記載された放電灯点灯装置は、電極の予備加熱時に、フィラメントＦＬｂの抵抗値が所定値以上であると点灯回路を予熱状態から点灯状態にして放電ランプを始動点灯させるので、フィラメント毎の抵抗比Ｒｈ／Ｒｃをみていないという課題があった。ここで、Ｒｃは予備加熱前のフィラメントの抵抗値（冷抵抗値）、Ｒｈは予備加熱後のフィラメントの抵抗値である。通常、抵抗比Ｒｈ／Ｒｃは温度の関数として表され、Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０は正常エミッタのエミッション温度に相当し、Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０で予備加熱から点灯状態に移行するのが、蛍光ランプの寿命を延ばす点で最適とされる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フィラメント毎の抵抗比Ｒｈ／Ｒｃを検出して、Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０を検出したときに、予熱状態から点灯状態に移行することで、蛍光ランプの寿命を向上できる蛍光ランプ用電子安定器を提供することを目的とする。

この発明に係る蛍光ランプ用電子安定器は、蛍光ランプのフィラメントを予熱し、予熱終了後、前記蛍光ランプを点灯させる蛍光ランプ用電子安定器において、
前記フィラメントの予熱用の電圧を出力する予熱状態と、この予熱より高い点灯用の電圧を出力する点灯状態とに可変可能な点灯回路としての出力回路と、
前記フィラメントの電圧及び電流を検出して、該フィラメントの抵抗値を算出する電極特性検出回路と、
前記蛍光ランプの始動直前に、前記フィラメントに該フィラメントの抵抗値が変化しない程度の微小電流を流して予熱前のフィラメントの抵抗値Ｒｃを算出しこの予熱前のフィラメントの抵抗値Ｒｃと、前記蛍光ランプの始動時に、前記電極特性検出回路が算出した予熱後の前記フィラメントの抵抗値Ｒｈとから、陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃを算出し、この陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃにより前記出力回路を予熱状態から点灯状態に移行させるタイミングを制御する予熱電流制御部とを備えたことを特徴とする。

また、この発明に係る蛍光ランプ用電子安定器は、前記陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０付近で、前記出力回路を予熱状態から点灯状態に移行させることを特徴とする。

この発明に係る蛍光ランプ用電子安定器は、上記構成により、蛍光ランプの点滅寿命を向上できる。

実施の形態１．
図１乃至図２は実施の形態１を示す図で、図１は蛍光ランプ用電子安定器１０の回路図、図２は蛍光ランプの点滅寿命と陰極抵抗比との関係を示す図である。

図１に示すように、蛍光ランプ用電子安定器１０は、商用電源１（交流電源ともいう）にダイオードブリッジで構成される整流回路２が接続される。この整流回路２の出力端子に平滑回路３が接続される。平滑回路３は、平滑コンデンサを備える。

平滑回路３には、フィラメントの予熱用の電圧を出力する予熱状態と、この予熱より高い点灯用の電圧を出力する点灯状態とに可変可能な点灯回路としての出力回路５が接続される。

出力回路５は、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２が直列に接続され、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２のベースに制御回路４が接続される。

制御回路４は、後述する予熱電流制御部４ａを備える。

トランジスタＱ２のコレクタにバラストチョークＬ１を介して、蛍光ランプ６のフィラメント６ｂの一端が接続される。

トランジスタＱ２のエミッタに、直流カット用のコンデンサＣ２及びシャント抵抗Ｒ１を介して蛍光ランプ６のフィラメント６ａの一端が接続される。

そして、フィラメント６ａおよびフィラメント６ｂの他端には、予熱用コンデンサＣ１が接続される。

電極特性検出回路７は、フィラメント６ａの電圧を検出するとともに、シャント抵抗Ｒ１の電圧を検出してフィラメント６ａの電流を検出する。検出したフィラメント６ａの電流と電圧から、フィラメント６ａの抵抗値を算出する。

電極特性検出回路７が算出したフィラメント６ａの抵抗値は、制御回路４の予熱電流制御部４ａに送られる。

図２は蛍光ランプの点滅寿命と陰極抵抗比との関係を示す図であるが、蛍光ランプの点滅寿命は陰極抵抗比（Ｒｈ／Ｒｃ）に対して、略正規分布となる。ここで、Ｒｃは予備加熱前のフィラメント６ａ，６ｂの抵抗値（冷抵抗値）、Ｒｈは予備加熱後のフィラメント６ａ，６ｂの抵抗値である。そして、Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０付近に、蛍光ランプの点滅寿命のピークがある。

予熱電流制御部４ａは、蛍光ランプ６の始動直前に、フィラメント６ａにフィラメント６ａの抵抗値が変化しない程度の微小電流（例えば、５ｍＡ）を流す。電極特性検出回路７が予熱前のフィラメント６ａの抵抗値Ｒｃ（冷抵抗値）を算出する。

蛍光ランプの始動時に、電極特性検出回路７が予熱後のフィラメント６ａの抵抗値Ｒｈを算出する。

予熱電流制御部４ａは、電極特性検出回路７から送られるフィラメント６ａの抵抗値Ｒｃ、Ｒｈより、陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃを算出し、陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃにより出力回路５を予熱状態から点灯状態に移行させるタイミングを制御する。

予熱電流制御部４ａは、陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０付近で、フィラメント６ａ，６ｂの予熱用の電圧を出力する予熱状態から、この予熱より高い点灯用の電圧を出力する点灯状態に切り替わるように出力回路５を制御する。

これにより、蛍光ランプ６が変わっても、また同じ蛍光ランプ６で熱電子放射物質の状態が変化しても、常に最適な予熱状態で点灯に移行することができ、蛍光ランプ６の点滅寿命を延ばすことができる。

また、予熱電流制御部４ａは、陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃにより出力回路５を予熱状態から点灯状態に移行させるタイミングを制御するので、例えば、蛍光ランプ６の点滅寿命評価試験において、出力回路５を予熱状態から点灯状態に移行させるときの陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃを自由に選択できる。

実施の形態１を示す図で、蛍光ランプ用電子安定器１０の回路図である。 実施の形態１を示す図で、蛍光ランプの点滅寿命と陰極抵抗比との関係を示す図である。 従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。

符号の説明

１ 商用電源、２ 整流回路、３ 平滑回路、４ 制御回路、４ａ 予熱電流制御部、５ 出力回路、６ 蛍光ランプ、６ａ フィラメント、６ｂ フィラメント、７ 電極特性検出回路、１０１ ノイズフィルタ回路、１０２ 全波整流回路、１０３ 点灯回路、１０４ 制御回路、１０６ 直列共振回路、１０７ トリガ回路。

Claims (2)

1. 蛍光ランプのフィラメントを予熱し、予熱終了後、前記蛍光ランプを点灯させる蛍光ランプ用電子安定器において、
   前記フィラメントの予熱用の電圧を出力する予熱状態と、この予熱より高い点灯用の電圧を出力する点灯状態とに可変可能な点灯回路としての出力回路と、
   前記フィラメントの電圧及び電流を検出して、該フィラメントの抵抗値を算出する電極特性検出回路と、
   前記蛍光ランプの始動直前に、前記フィラメントに該フィラメントの抵抗値が変化しない程度の微小電流を流して予熱前のフィラメントの抵抗値Ｒｃを算出しこの予熱前のフィラメントの抵抗値Ｒｃと、前記蛍光ランプの始動時に、前記電極特性検出回路が算出した予熱後の前記フィラメントの抵抗値Ｒｈとから、陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃを算出し、この陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃにより前記出力回路を予熱状態から点灯状態に移行させるタイミングを制御する予熱電流制御部とを備えたことを特徴とする蛍光ランプ用電子安定器。
2. 前記陰極抵抗比Ｒｈ／Ｒｃ＝４．０付近で、前記出力回路を予熱状態から点灯状態に移行させることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ用電子安定器。

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