JP2007299702A - 蛍光灯用電子安定器 - Google Patents

Abstract

【課題】多少の規格や消費電力の異なるランプであっても、常時そのランプに適正な電力を送ることが可能な蛍光灯用電子安定器を提供することを目的とする。
【解決手段】分圧されたランプ電圧を検知するランプ電圧検知回路と、ランプＬＰに流れるランプ電流を検出するランプ電流検出回路と、ランプ電圧検知回路及びランプ電流検出回路で検知した信号Ａ及び信号Ｂを演算して、安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートＶｃｏにフィードバックする演算増幅器ＯＰ１、ＯＰ２とを有し、予熱モード及び初期点灯モードではブロックされる出力制御部１４とを設け、ランモード時に、ランプ電圧検知回路とランプ電流検出回路との信号Ａ及び信号Ｂとを合成した信号を安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートＶｃｏに与えることによって、ランプＬＰの点灯状態に応じて、矩形波スイッチング信号の周波数を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータを用いた蛍光灯用電子安定器に係り、特に、ランプ（蛍光灯）の種類や定格に応じて、所定の出力をランプに供給できるようにした蛍光灯用電子安定器に関する。

通常使用されているランプは熱陰極型水銀灯に該当し、点灯時の特性が負特性であるため、従来は特殊な点灯器と大型のリアクトルが装備されていた。ところが近年は、例えば、特許文献１、２に記載のように、インバータタイプの電子安定器が使用され、短時間点灯を可能とすると共に点灯時のちらつきを防止している。そして、電子安定器も全部がデスクリート型のものから一部に集積回路を用いたもの（例えば、特許文献３参照）が使用されて電子回路の簡略化を図っている。
この集積回路を用いた電子式安定器の一例を、図３に示すが、安定器用の集積回路（ＩＣ）としてインターナショナル・レクティファイヤー・コーポレーションのＩＲ２１５９２（以下、安定器用ＩＣという）を使用している。なお、この安定器用ＩＣは周知であるが、そのブロックダイアグラムは図５の通りである。この安定器用ＩＣの外部接続ピンの状況、及びその入出力の信号については、図６に示す。また、その一般的動作については図７に示す通り、時間の経過と共に、予熱モード、点灯モード、調光モード（ランモード）を経過して蛍光灯が作動することが記載されている。

この安定器用ＩＣを使用した従来例に係る別の蛍光灯用電子安定器の回路を図４に示す。従来の電子式安定器８０は、安定器用ＩＣとこの安定器用ＩＣの出力ポートＰ１、Ｐ２（それぞれ、図３に示すＨＯ、ＬＯに対応）に連結されるスイッチング素子（具体的にはＦＥＴ）Ｑ１、Ｑ２と、このスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の出力側に連結されるランプＬＰとを有している。ここで安定器用ＩＣは、負荷であるランプＬＰを点灯するための全体の装置が安定器として作動するように、内部には安定器の制御に必要な所定のプログラムを具備している。その動作について説明すると、初期にランプ点灯のため直流電源（Ｖｃｃ）が印加されれば、安定器用ＩＣの出力ポートＰ１、Ｐ２に所定の周波数をもつスイッチング信号（矩形波）が発生する。このスイッチング信号はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲイトポートに印加されスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は交代でオンオフすることによって出力端に連結されたランプＬＰを点灯させる。

そして初期点灯時においては、安定器用ＩＣは出力ポートＰ１、Ｐ２へ出力される矩形波の周波数を８５ＫＨｚから始まって徐々に下がり４０ＫＨｚまで下げてくれる。この最低周波数４０ＫＨｚは安定器用ＩＣの周波数設定ポートＦＭＩＮに連結された抵抗の値を設定することにより変更できる。このように初期ランプ点灯時スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の周波数が８５ＫＨｚから４０ＫＨｚまで下がる理由はランプＬＰの予熱（プリヒーテイング）時の電力と点灯後の電力は異なることの理由による。そして、安定器用ＩＣの調光入力ポートＤＩＭに０．５Ｖ〜５Ｖの電圧を印加しスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオンオフ周波数を変更することによりランプＬＰの電力を可変させ調光制御を行っている。

特開平７−３３５３８７号公報 特開２００５−１８３３４８号公報 特開２００５−３３２８３２号公報 特開平７−１２２３９０号公報

しかしながら、この安定器用ＩＣを用いた図５に示す回路構成では、調光入力ポートＤＩＭに供給されるのは、調光用の０．５〜５Ｖの電圧であって、例えば、ランプＬＰの点灯状況の信号ではない。更には、この安定器用ＩＣには、Ｐ１、Ｐ２のポートから発するオンオフ信号の周波数は、他のポート（例えば、Ｖｃｏポート）に特定の信号を与えても変更可能であるが、図３、図４のいずれの回路においても、オンオフ周波数を変えるような接続はなされていない。そして、従来の蛍光灯用電子安定器においては、特定のランプＬＰに合わせて、接続されるインダクターＬｓ及びコンデンサＣｐ、Ｃｓが決定されている。従って、ランプＬＰの特性、規格等の相違によって、ランプＬＰに要求される最適な電力を供給できないという問題があった。即ち、具体的には、例えば、負荷として使用するランプＬＰの定格が、３２Ｗ、３６Ｗ及び４０Ｗと少しの相違があっても、ランプＬＰに接続されているインダクターＬｓ及びコンデンサＣｐ、Ｃｓの値を変更しなければ、動作に不具合が発生していた。更には、同一電力のランプであっても、ランプ製造会社によってその特性が多少異なり、これによって、ランプ動作に不具合が発生するという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、多少の規格や消費電力の異なるランプであっても、常時そのランプに適正な電力を送ることが可能な蛍光灯用電子安定器を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る蛍光灯用電子安定器は、出力ポートに矩形波スイッチング信号を出力する安定器用ＩＣと、該安定器用ＩＣの矩形波スイッチング信号により交代でオンオフ動作する２個のスイッチング素子と、該スイッチング素子及び負荷となるランプに直列に接続されるリアクトルとを有し、点灯スイッチの投入後、予熱モード、初期点灯モード、及びランモードを経て、前記ランプを作動させる蛍光灯用電子安定器において、
ランプの種類に応じて分圧された前記ランプのランプ電圧を検知するランプ電圧検知回路と、前記ランプに流れるランプ電流を検出するランプ電流検出回路と、前記ランプ電圧検知回路及び前記ランプ電流検出回路で検知した信号Ａ及び信号Ｂを演算して、前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートにフィードバックする演算増幅器とを有し、前記予熱モード及び前記初期点灯モードではブロックされる出力制御部を設け、
前記ランモード時に、前記ランプ電圧検知回路と前記ランプ電流検出回路の信号Ａ及び信号Ｂを合成した信号を前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートに与えることによって、前記ランプの点灯状態に応じて、前記矩形波スイッチング信号の周波数を変化させ、前記ランプに適正な電流を流している。

第１の発明に係る蛍光灯用電子安定器において、前記予熱モードの動作時間は、前記安定器用ＩＣに接続された素子（例えば、安定器用ＩＣのＣＰＨポートに接続されたコンデンサ）によって行い、前記初期点灯モードから前記ランモードへの切り換えは、時間と共に徐々に上昇する前記安定器用ＩＣの最大電圧出力ポート（例えば、安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートＭＡＸ）の電圧が一定値を超えたことによって行うのが好ましい。

そして、第１の発明に係る蛍光灯用電子安定器において、電源スイッチの投入時、直ちに作動する短時間の時定数回路を設けて、電源投入時のノイズによる回路の誤動作を防止するのが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係る蛍光灯用電子安定器は、出力ポートに矩形波スイッチング信号を出力する安定器用ＩＣと、該安定器用ＩＣの矩形波スイッチング信号によって交代でオンオフ動作する２個のスイッチング素子と、前記スイッチング素子及び負荷となるランプに直列に接続されるリアクトルとを有する蛍光灯用電子安定器において、
１）前記安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートに、ツェナーダイオードを介して連結される第１のトランジスタと、該第１のトランジスタの出力端に連結する抵抗及びコンデンサで構成される短時間の時定数回路と、該時定数回路の出力端に連結される第２のトランジスタと、該第２のトランジスタの出力端に一端が連結され、その他端が、前記安定器用ＩＣの周波数設定ポートに連結され、前記第２のトランジスタのターンオン時、前記安定器用ＩＣの周波数設定ポートに連結する基準周波数設定抵抗と並列連結するよう構成される制御用抵抗を含む初期点灯制御部と、
２）前記初期点灯制御部の第１のトランジスタのオフによってオンし前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートへの信号入力をブロックし、前記第１のトランジスタのオンによってオフする 第３のトランジスタを含む点灯安定化部と、
３）前記ランプの出力電圧を分圧し検出するための第１抵抗群と、該第１抵抗群によって分圧された電圧を整流して直流電圧に変換する整流用ダイオードと、該整流用ダイオードを通じて出力される直流電圧を所定の電圧へと分圧する第２抵抗群と、前記第２抵抗群を通じて出力される電圧が反転ポートに入力され、非反転ポートには基準電圧を設定し、前記基準電圧と前記ランプの出力電圧を比較してその差信号を出力する第１の演算増幅器と、前記スイッチング素子の一端に介在され、前記ランプに流れる電流を感知する電流検出抵抗と、該電流検出抵抗から検出された電流が非反転ポートに入力され、反転ポートには前記第１の演算増幅器の出力値が入力され、前記第１の演算増幅器の出力値と、前記電流検出抵抗を通じて入力される出力電流の電圧値を比較しその差信号を前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートヘと出力する第２の演算増幅器とを備える出力制御部とを有する。

第２の発明に係る蛍光灯用電子安定器において、前記初期点灯制御部は切り換え可能な複数の制御用抵抗を有し、初期点灯モード時に負荷となる前記ランプに応じて該初期点灯制御部で異なる周波数の矩形波スイッチング信号を発生させるのが好ましい。これによって、異なる定格のランプ（蛍光灯）に対しても、適切な初期点灯電流を流すことが可能となる。

第２の発明に係る蛍光灯用電子安定器において、前記第２抵抗群には、スイッチによってその抵抗値を切り換え可能な可変抵抗が含まれているのが好ましい。これによって、負荷となるランプに対応して、適正な電力（電圧）を供給できる。

なお、第１、第２の発明に係る蛍光灯用電子安定器において、前記発振周波数制御ポートとして、前記安定器用ＩＣの電圧制御発振ポートＶｃｏを使用し、該安定器用ＩＣの調光入力ポートＤＩＭはオープンとしておくのが好ましい。これによって、周波数の幅広い制御が可能となって、一つのリアクトルを兼用させて、複数種類のランプを作動させることができる。

第１の発明に係る蛍光灯用電子安定器においては、ランプの種類に応じて分圧されたランプ電圧を検知するランプ電圧検知回路と、ランプ電流を検出するランプ電流検出回路と、ランプ電圧検知回路及びランプ電流検出回路で検知した信号Ａ及び信号Ｂを演算して、安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートにフィードバックする演算増幅器とを有し、予熱モード及び初期点灯モードではブロックされる出力制御部を設け、ランモード時に、ランプ電圧検知回路とランプ電流検出回路の信号Ａ及び信号Ｂを合成した信号を安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートに与えることによって、ランプの点灯状態（ランモード）に応じて、矩形波スイッチング信号の周波数を変化させ、リアクトルの実質的なインピーダンスを変えてランプに適正な電流を流すことができる。

第２の発明に係る蛍光灯用電子安定器においては、安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートに、ツェナーダイオードを介して連結される第１のトランジスタと、第１のトランジスタの出力端に連結する抵抗及びコンデンサで構成される短時間の時定数回路（タイマー回路）と、時定数回路の出力端に連結される第２のトランジスタと、第２のトランジスタの出力端に一端が連結され、その他端が、安定器用ＩＣの周波数設定ポートに連結され、第２のトランジスタのターンオン時、安定器用ＩＣの周波数設定ポートに連結する基準周波数設定抵抗と並列連結するよう構成される制御用抵抗を含む初期点灯制御部を有しているので、電源投入時の雑音を時定数回路で除去できる。
そして、出力制御部には、ランプの出力電圧を分圧し検出するための第１抵抗群と、第１抵抗群によって分圧された電圧を整流して直流電圧に変換する整流用ダイオードと、整流用ダイオードを通じて出力される直流電圧を所定の電圧へと分圧する第２抵抗群と、第２抵抗群を通じて出力される電圧が反転ポートに入力され、非反転ポートには基準電圧を設定し、基準電圧とランプの出力電圧を比較してその差信号を出力する第１の演算増幅器と、スイッチング素子の一端に介在され、ランプに流れる電流を感知する電流検出抵抗と、電流検出抵抗から検出された電流が非反転ポートに入力され、反転ポートには第１の演算増幅器の出力値が入力され、第１の演算増幅器の出力値と、電流検出抵抗を通じて入力される出力電流の電圧値を比較しその差信号を安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートヘと出力する第２の演算増幅器とを備えている。ランプにかかる電圧を検知して、自動的に安定器用ＩＣの発振周波数を変更するので、リアクトルに直列に接続されているランプの負荷電圧が変わり、所定の電圧をランプに与えることができる。この場合、第１の演算増幅器の入力に基準電圧を与えて比較しその差分を出力しているので、第１抵抗群又は第２抵抗群の分圧比をランプの種類に応じて適正に変えることによって、ランプの定格に応じて適正な電圧をランプに与えることが可能となる。

特に、第１、第２の発明に係る蛍光灯用電子安定器においては、通常の点灯モード（即ち、ランモード）において、接続されたランプの電圧、電流を検知し、これらを安定器用ＩＣにフィードバックしてランプを点灯するスイッチング素子の発振周波数を適切に変えているので、ランプの特性、メーカ、多少の範囲で消費電力が異なっていても、内部の分圧用の抵抗を例えば、ディップスイッチ等で切り換えて、常時適正の電力をランプに与えることができる。これによって、ランプを変更する毎にランプに付設するリアクトルやコンデンサを変える必要がない。具体的には、例えば、ＦＨＦ３２Ｗ、ＦＬＲ４０Ｗ、ＦＬ４０Ｗ、ＦＬＲ４０Ｗ／３６等のランプを使用した場合、これらのランプの電流と電圧を感知して、フィードバック制御を行い、常時適正な電力をランプに提供できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る蛍光灯用電子安定器の説明図、図２はその動作説明図である。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る蛍光灯用電子安定器１０は、出力ポートＰ１、Ｐ２に所定の周波数を持つ矩形波スイッチング信号を出力する安定器用ＩＣ（この実施の形態ではインターナショナル・レクティファイヤー・コーポレーションのＩＲ２１５９２）と、この安定器用ＩＣの矩形波スイッチング信号によって交代でオンオフ動作するＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２とを有し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の出力端１１に直列にリアクトルＬｓ及びコンデンサＣｓ及び抵抗Ｒｓを介してランプ（蛍光灯）ＬＰが連結されている。なお、Ｅは共通のアースポートを示す。なお、コンデンサＣｓは容量が十分に大きく（例えば、０．１μＦ）、リアクトルＬｓに対して比較的小さいリアクタンスを有している。

蛍光灯用電子安定器１０には、安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートＭＡＸ及び周波数設定ポートＦＭＩＮに連結され、初期ランプ点灯時（予熱モード）の出力周波数を約２倍に設定制御する初期点灯制御部１２と、初期点灯制御部１２に連結され、初期ランプ点灯時出力の安定化のため、一定時間（即ち、点灯モード時）、ランプＬＰの出力フィードバック値を遮断する点灯安定化部１３と、ランプＬＰの出力信号を検出して一定の基準レベルと比較することにより制御信号を発生させ、安定器用ＩＣの発振周波数制御ポート（電圧制御発振ポート）Ｖｃｏに入力し、ランプ出力電圧（及びランプ電流）が高すぎる場合には、ランプＬＰの電流を下げ、ランプ出力電圧（及びランプ電流）が下がればランプＬＰの電流を上げる出力周波数信号を発生させる出力制御部１４とを有している。以下、これらの構成について具体的に説明する。

初期点灯制御部１２は、安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートＭＡＸに連結するツェナーダイオードＺＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１の他端に抵抗Ｒ１を介して連結される第１のトランジスタＴＲ１と、第１のトランジスタＴＲ１の出力端（コレクター）に連結される抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ１で構成される時定数回路の出力端に連結される第２のトランジスタＴＲ２と、トランジスタＴＲ２のコレクターに一端が連結され、その他端が安定器用ＩＣの周波数設定ポートＦＭＩＮに連結され、トランジスタＴＲ２のターンオン時、安定器用ＩＣの周波数設定ポートＦＭＩＮに連結する基準周波数設定抵抗Ｒｆｍｉｎと並列連結するよう構成された２倍周波数設定用の制御用抵抗Ｒｍｉｎとを有している。ここでＤ１はダイオード、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は抵抗である。
点灯安定化部１３は、初期点灯制御部１２の時定数回路（抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１で構成され、動作時間は極めて短い）の出力端に抵抗Ｒ６を介して連結されオンオフ駆動する第３のトランジスタＴＲ３と、第３のトランジスタＴＲ３のコレクターと出力制御部１４の出力端に介在され構成されるダイオードＤ２を含む。ここで、Ｒ７、Ｒ８は抵抗、Ｃ２はコンデンサである。

出力制御部１４はランプＬＰの出力電圧を分圧し検出するための第１抵抗群Ｒ９〜Ｒ１３と、第１抵抗群Ｒ９〜Ｒ１３によって分圧された電圧を整流し直流電圧に変換する整流用ダイオードＤ４、Ｄ５と、整流用ダイオードＤ４、Ｄ５を通じて出力される直流電圧を所定の電圧へと分圧する第２抵抗群Ｒ１４〜Ｒ１６及び可変抵抗器ＶＲ１と、これらを通じて出力される電圧が入力抵抗Ｒ１７を通じて反転ポート（−）へ入力され、非反転ポート（＋）には抵抗Ｒ１８及びツェナーダイオードＺＤ２を通じて設定される基準電圧が入力され、この基準電圧とランプＬＰにかかる電圧を分圧した電圧に対応する出力電圧（信号Ａ）を比較しその差信号を出力する第１の演算増幅器ＯＰ１と、スイッチング素子Ｑ２とランプＬＰに流れる電流を感知するため、スイッチング素子Ｑ２の一端へ接続されその電流を感知する電流検出抵抗Ｒｓと、電流検出抵抗Ｒｓより検出された電圧（信号Ｂ）を入力抵抗Ｒ２２を通じて非反転ポート（＋）に入力し、第１の演算増幅器ＯＰ１の出力値を入力抵抗Ｒ２０を通じて反転ポート（−）に入力し、第１の演算増幅器ＯＰ１の出力値と、電流検出抵抗Ｒｓを通じて入力される出力電流の電圧値（信号Ｂ）を比較し、その差信号を出力抵抗Ｒ２４及びダイオードＤ３を通じて安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートＶｃｏへと出力する第２の演算増幅器ＯＰ２とを有する。
ここで、コンデンサＣ３は直流電圧を平滑するためであり、抵抗Ｒ１９は第１の演算増幅器ＯＰ１の増幅度を設定する抵抗である。なお、第２抵抗群には可変抵抗ＶＲ１も含まれる。未説明符号Ｒ２１、Ｒ２３は抵抗、Ｃ４、Ｃ５はコンデンサである。また、この実施の形態では、可変抵抗ＶＲ１は、ディップスイッチ１８によって切り換えられる複数の異なる抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄによって構成されている。
なお、以上に説明した第１抵抗群及び第２抵抗群、整流用ダイドードを有してランプ電圧検知回路が構成され、電流検出抵抗Ｒｓを有してランプ電流検出回路が構成されている。なお、安定器用ＩＣの調光入力ポートＤＩＭはオープンとしておく。

このように構成される本発明の具体的な動作を図１、図２を参照しながら、以下説明する。
１５は直流電源を示し、通常商用電源を全波整理し必要に応じてリアクトル又はコンデンサを有する平滑回路を通じて直流電圧（通常、１００〜１４０ボルト）としたものである。Ｖｃｃは同じく商用電源を整流して制御用電源（低電圧直流）としたものであって、通常１４〜１５ボルト程度である。
まず、ランプＬＰを点灯するために、直流電源１５及び制御用電源Ｖｃｃを加えると、安定器用ＩＣは出力ポートＰ１、Ｐ２から、所定の周波数をもつ矩形波を出力し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を駆動させ、ランプＬＰを初期点灯（予熱モード）するための制御を行う。このとき安定器用ＩＣの発振周波数は、安定器用ＩＣのＩＰＨポートに接続される抵抗によって決定されるが、この実施の形態では出力ポートＰ１、Ｐ２（ＨＯ、ＬＯ）から出力周波数を８５ＫＨｚとするように設定している。なお、この予熱モードでは、ＦＭＩＮポートはブロック（作動しない）され、予熱時間はＣＰＨポートに接続されているコンデンサ１９（素子の一例）によって決定されるが、この実施の形態では１．５〜２秒に設定されている。また、この予熱モードにおいては、ランプＬＰのスイッチ（即ち、電源スイッチ）をオンにした直後には、スイッチ投入時のノイズなどがあり、回路の安定性を保つために、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とによるタイマー回路（時定数回路）を設け、ノイズによる回路の誤動作を防止している。即ち、点灯スイッチがオンされると同時に、電源Ｖｃｃが印加されるが、初期点灯制御部１２の第１のトランジスタＴＲ１、第２のトランジスタＴＲ２、点灯安定化部１３の第３のトランジスタＴＲ３は点灯スイッチのオン直後はオフであるが、時定数回路を形成する抵抗Ｒ３、コンデンサＣ１によって形成される一定時間（例えば、０．０５〜０．１秒）後、即ち、コンデンサＣ１の充電電圧が所定電圧に達した後に、第２のトランジスタＴＲ２及び第３のトランジスタＴＲ３はターンオンする。

この後の初期点灯モード（通常１〜２秒間）においては、徐々に出力周波数を減少させ周波数設定ポートＦＭＩＮへ連結された基準周波数設定用の抵抗値（Ｒｆｍｉｎ×Ｒｍｉｎ／（Ｒｆｍｉｎ＋Ｒｍｉｎ）によって設定された周波数、例えば、７６ＫＨｚに下げて出力することとなる。即ち、第２のトランジスタＴＲ２がターンオンした状態で、予熱モードが経過すると、安定器用ＩＣの周波数設定ポートＦＭＩＮには基準周波数設定抵抗Ｒｆｍｉｎと制御用抵抗Ｒｍｉｎとが並列連結され、周波数設定ポートＦＭＩＮには、抵抗Ｒｆｍｉｎと抵抗Ｒｍｉｎの並列合成抵抗値が設定され、安定器用ＩＣの出力ポートＰ１、Ｐ２からの出力は、７６ＫＨｚ周波数付近となり、一時この周波数を維持することになる。この周波数７６ＫＨｚ帯域はランプＬＰが点火する過程である。

また、この初期点灯モード時には、点灯安定化部１３の第３のトランジスタＴＲ３がターンオンした状態であるため、出力制御部１４の第２演算増幅器ＯＰ２の出力がダイオードＤ２を通じて接地され出力制御部１４の出力が安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートＶｃｏに入力されなくなる。これは初期点灯時、ランプＬＰが安定的な動作を行う前まではフィードバック信号を遮断させるためである。
このような動作の後に、安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートＭＡＸから出力される電圧は徐々に上昇する(内部の回路設定により)が、この電圧がツェナーダイオードＺＤ１の定格降伏電圧以上に上昇した場合、ツェナーダイオードＺＤ１は導通する。ツェナーダイオードＺＤ１が通電された場合、第１のトランジスタＴＲ１のべースに電流が流れ第１のトランジスタＴＲ１はターンオンする。第１のトランジスタＴＲ１がターンオンした場合、第２のトランジスタＴＲ２のベ−スに低電位が印加され（即ち、ベース電流が遮断され）、第２のトランジスタＴＲ２はターンオフする。

従って、安定器用ＩＣの周波数設定ポートＦＭＩＮに並列連結された抵抗Ｒｍｉｎが切断され、周波数設定ポートＦＭＩＮには基準周波数設定抵抗Ｒｆｍｉｎだけが接続された状態を維持することとなり、安定器用ＩＣは再度、出力周波数７６ＫＨｚからその周波数を徐々に減少させ、以降４０ＫＨｚ〜７０ＫＨｚを維持するようになる。
同時に点灯安定化部１３の第３のトランジスタＴＲ３がターンオフされ、出力制御部１４の出力が始めて安定器用ＩＣへとフィードバック入力され、ランプＬＰはそのランプＬＰの定格の電力（即ち、正規の出力）で点灯を維持する。

繰り返し述べると、本発明に沿った出力周波数はランプＬＰの予熱モード（Ｐｒｅ−ｈｅａｔ）区間を約８５ＫＨｚに設定し、初期点灯モード（Ｉｇｎｉｔｉｎｇ）区間を約７６ＫＨｚの付近で設定してランプＬＰを点灯させることによって、コンデンサＣｐの値を相対的に少ない値で設定可能となり、コンデンサＣｐの電流値を大幅に下げることとなり安定器の効率を増加させるようになる。
また、本発明の拡張した実施の形態に基づくならば、ＦＭＩＮポートに接続される抵抗Ｒｍｉｎ、Ｒｆｍｉｎの抵抗を変更することによって、初期点灯モード及びランモードの周波数を変更することができる。また、ツェナーダイオードＺＤ１を別の電圧値のものに変えることによって、初期点灯モード時間を変更することができる。

このようにランプＬＰの点灯（即ち、初期点灯モード）が完了したら、ランプＬＰ（厳密にはランプＬＰとコンデンサＣｓ）にかかる電圧を出力制御部１４の第１抵抗群Ｒ９〜Ｒ１３によって分圧し、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の両端の電圧として検出する。第１抵抗群Ｒ９〜Ｒ１３を通じて検出された電圧は整流用ダイオードＤ４、Ｄ５を通じて直流に変換され、整流用ダイオードＤ４、Ｄ５を通じて出力される直流電圧は、再度第２抵抗群Ｒ１４〜Ｒ１６、ＶＲ１を通じて分圧された後、入力抵抗Ｒ１７を通じて第１の演算増幅器ＯＰ１の反転ポート（−）に入力される。第１の演算増幅器ＯＰ１は非反転ポート（＋）に設定された基準電圧と反転ポート（−）へと入力されるランプＬＰの出力電圧を比較し、その差信号を増幅出力する。第１の演算増幅器ＯＰ１の出力信号は抵抗Ｒ２０を通じて第２の演算増幅器ＯＰ２の反転ポート（−）に入力され、電流検出抵抗Ｒｓより感知されたランプＬＰ出力電流が入力抵抗Ｒ２２を通じて第２の演算増幅器ＯＰ２の非反転ポート（＋）に入力される。

従って、第２の演算増幅器ＯＰ２は、第１の演算増幅器ＯＰ１の出力値と、電流検出抵抗Ｒｓを通じて入力される出力電流の電圧値を比較し、その差を出力抵抗Ｒ２４及びダイオードＤ３を通じて安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートＶｃｏへと出力する。安定器用ＩＣは、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力信号入力に従い出力ポートＰ１、Ｐ２へと出力される周波数を制御し、ランプＬＰには常時適正な電力が出力されるよう制御する。

即ち、入力抵抗Ｒ１７を通じて第１の演算増幅器ＯＰ１へと入力されるランプ出力電圧（信号Ａ）が、ツェナーダイオドＺＤ２で設定された基準電圧よりも高ければ第１の演算増幅器ＯＰ１はその差電圧に対応する信号を出力し、この信号は抵抗Ｒ２１を通じて第２の演算増幅器ＯＰ２の反転ポート（−）へと入力され、第２の演算増幅器ＯＰ２ではランプＬＰの電流信号との差信号を出力する。このように第２の演算増幅器ＯＰ２を通じて安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートＶｃｏへ入力される電圧が低ければ、安定器用ＩＣは出力ポートＰ１、Ｐ２へと出力する周波数を高くしてくれる。即ち、ランプＬＰにかかる電圧の分圧値がツェナーダイオードＺＤ２で決められる電圧より高い場合には、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力が増大して、安定器用ＩＣの出力ポートＰ１、Ｐ２より発生する矩形波の周波数が高くなり、リアクトルＬｓのインピーダンスが高くなって、ランプＬＰにかかる電圧が減少する。

このように周波数が上昇すれば、リアクトルＬｓに流れる電流は少なくなる。その理由はリアクトルのインダクタンスＸＬ＝２πｆＬ式によるので、インダクタンスＸＬ値が増加すれば電流が減少するという原理からである。そしてランプＬＰの出力電流が少なくなれば電流検出抵抗Ｒｓを通じて第２の演算増幅器ＯＰ２の非反転ポート（＋）へと入力される電圧値も小さくなる。結局、ランプＬＰの出力電圧が高くなれば電流を下げ、ランプの出力電圧が低い場合、電流を高くしてランプＬＰには常時一定の電力が印加されるというものである。

ここで、この実施の形態においては、可変抵抗ＶＲ１によって第１の演算増幅器ＯＰ１に反転ポート（−）側に加わる電圧が変化する。可変抵抗ＶＲ１は、ディップスイッチ１８によって切り換えられる複数の異なる抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄによって構成されているので、抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄの値を、例えば、ＦＨＦ３２Ｗ、ＦＬＲ４０Ｗ、ＦＬ４０Ｗ、ＦＬＲ４０Ｗ／３６等に適正な抵抗値に設定しておくことによって、使用するランプＬＰに適切に対応してランプ電圧を与えることができる。なお、ランプ電流については、抵抗Ｒｓ両端の電圧（所謂、検出したランプ電流）をそのまま使用しているが、実用上問題はなかった。しかし、必要に応じてランプの種類に応じて抵抗Ｒｓ両端の電圧を分圧することもできる。

前記実施の形態においては、安定器用ＩＣのＦＭＩＮポートに接続される抵抗Ｒｍｉｎは、例えば、図１に引き出し円で示すように、複数の抵抗（Ｒｘ、Ｒｙ）をスイッチ（ディップスイッチが好ましい）で切り換えて、使用するランプの定格に対応させて異なる抵抗値とすることもできる。これによって、更に、適切に初期点灯モードの安定器用ＩＣから発する周波数を設定できる。
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変形例であっても本発明は適用される。

本発明の一実施の形態に係る蛍光灯用電子安定器の説明図である。 同蛍光灯用電子安定器の動作説明図である 従来例に係る蛍光灯用電子安定器の概略回路図である。 従来例に係る蛍光灯用電子安定器の概略回路図である。 インターナショナル・レクティファイヤー・コーポレーション製のＩＲ２１５９２（安定器用ＩＣという）の内部回路図である。 同安定器用ＩＣのポート（ピン）接続図である。 同安定器用ＩＣの代表的な動作説明図である。

符号の説明

１０：蛍光灯用電子安定器、１１：出力端、１２：初期点灯制御部、１３：点灯安定化部、１４：出力制御部、１５：直流電源（商用電源に接続されている整流回路を含む）、１８：ディップスイッチ、１９：コンデンサ、Ｒ１〜Ｒ２４、Ｒａ〜Ｒｄ、Ｒｓ、Ｒｘ、Ｒｙ：抵抗、ＶＲ１：可変抵抗、Ｌｓ：リアクトル、Ｅ：アースポート、Ｃ１〜Ｃ５、Ｃｐ、Ｃｓ：コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ５：ダイオード、ＴＲ１〜ＴＲ３：トランジスタ、Ｒｆｍｉｎ：基準周波数数設定抵抗、Ｒｍｉｎ：制御用抵抗、ＺＤ１、ＺＤ２：ツェナーダイオード、ＬＰ：ランプ（蛍光灯）、Ｑ１、Ｑ２：スイッチング素子（ＦＥＴ）、ＯＰ１、ＯＰ２：演算増幅器

Claims (7)

1. 出力ポートに矩形波スイッチング信号を出力する安定器用ＩＣと、該安定器用ＩＣの矩形波スイッチング信号により交代でオンオフ動作する２個のスイッチング素子と、該スイッチング素子及び負荷となるランプに直列に接続されるリアクトルとを有し、点灯スイッチの投入後、予熱モード、初期点灯モード、及びランモードを経て、前記ランプを作動させる蛍光灯用電子安定器において、
   ランプの種類に応じて分圧された前記ランプのランプ電圧を検知するランプ電圧検知回路と、前記ランプに流れるランプ電流を検出するランプ電流検出回路と、前記ランプ電圧検知回路及び前記ランプ電流検出回路で検知した信号Ａ及び信号Ｂを演算して、前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートにフィードバックする演算増幅器とを有し、前記予熱モード及び前記初期点灯モードではブロックされる出力制御部を設け、
   前記ランモード時に、前記ランプ電圧検知回路と前記ランプ電流検出回路の信号Ａ及び信号Ｂを合成した信号を前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートに与えることによって、前記ランプの点灯状態に応じて、前記矩形波スイッチング信号の周波数を変化させ、前記ランプに適正な電流を流すことを特徴とする蛍光灯用電子安定器。
2. 請求項１記載の蛍光灯用電子安定器において、前記予熱モードの動作時間は、前記安定器用ＩＣに接続された素子によって行い、前記初期点灯モードから前記ランモードへの切り換えは、時間と共に徐々に上昇する前記安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートの電圧が一定値を超えたことによって行うことを特徴とする蛍光灯用電子安定器。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の蛍光灯用電子安定器において、電源スイッチの投入時、直ちに作動する短時間の時定数回路を設けて、電源投入時のノイズによる回路の誤動作を防止していることを特徴とする蛍光灯用電子安定器。
4. 出力ポートに矩形波スイッチング信号を出力する安定器用ＩＣと、該安定器用ＩＣの矩形波スイッチング信号によって交代でオンオフ動作する２個のスイッチング素子と、前記スイッチング素子及び負荷となるランプに直列に接続されるリアクトルとを有する蛍光灯用電子安定器において、
   １）前記安定器用ＩＣの最大電圧出力ポートに、ツェナーダイオードを介して連結される第１のトランジスタと、該第１のトランジスタの出力端に連結する抵抗及びコンデンサで構成される短時間の時定数回路と、該時定数回路の出力端に連結される第２のトランジスタと、該第２のトランジスタの出力端に一端が連結され、その他端が、前記安定器用ＩＣの周波数設定ポートに連結され、前記第２のトランジスタのターンオン時、前記安定器用ＩＣの周波数設定ポートに連結する基準周波数設定抵抗と並列連結するよう構成される制御用抵抗を含む初期点灯制御部と、
   ２）前記初期点灯制御部の第１のトランジスタのオフによってオンし前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートへの信号入力をブロックし、前記第１のトランジスタのオンによってオフする 第３のトランジスタを含む点灯安定化部と、
   ３）前記ランプの出力電圧を分圧し検出するための第１抵抗群と、該第１抵抗群によって分圧された電圧を整流して直流電圧に変換する整流用ダイオードと、該整流用ダイオードを通じて出力される直流電圧を所定の電圧へと分圧する第２抵抗群と、前記第２抵抗群を通じて出力される電圧が反転ポートに入力され、非反転ポートには基準電圧を設定し、前記基準電圧と前記ランプの出力電圧を比較してその差信号を出力する第１の演算増幅器と、前記スイッチング素子の一端に介在され、前記ランプに流れる電流を感知する電流検出抵抗と、該電流検出抵抗から検出された電流が非反転ポートに入力され、反転ポートには前記第１の演算増幅器の出力値が入力され、前記第１の演算増幅器の出力値と、前記電流検出抵抗を通じて入力される出力電流の電圧値を比較しその差信号を前記安定器用ＩＣの発振周波数制御ポートヘと出力する第２の演算増幅器とを備える出力制御部とを有することを特徴とする蛍光灯用電子安定器。
5. 請求項４記載の蛍光灯用電子安定器において、前記初期点灯制御部は切り換え可能な複数の制御用抵抗を有し、初期点灯モード時に負荷となる前記ランプに応じて該初期点灯制御部で異なる周波数の矩形波スイッチング信号を発生させることを特徴とする蛍光灯用電子安定器。
6. 請求項４及び５のいずれか１項に記載の蛍光灯用電子安定器において、前記第２抵抗群には、スイッチによってその抵抗値を切り換え可能な可変抵抗が含まれることを特徴とする蛍光灯用電子安定器。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の蛍光灯用電子安定器において、前記発振周波数制御ポートとして、前記安定器用ＩＣの電圧制御発振ポートＶｃｏを使用し、該安定器用ＩＣの調光入力ポートＤＩＭはオープンとしておくことを特徴とする蛍光灯用電子安定器。

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