JP3012649B2 - 蛍光灯付勢装置 - Google Patents
蛍光灯付勢装置Info
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
- H05B41/2821—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
- H05B41/2824—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage using control circuits for the switching element
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は蛍光灯を付勢させるシステムに関するもので
あり、更に詳細には、任意の所望レベルで実質的に一定
の電流で蛍光灯を付勢するシステムに関するものであ
る。本発明は、特に、交互に反対方向に実質的に一定の
電流で蛍光灯を付勢すべく適合されている。 従来技術 蛍光灯は数十年に渡って存在している。この期間中、
蛍光灯及びそれを付勢するシステムを完全化させる為に
かなりの努力が払われ且つ多大の費用が消費されてい
る。この様な著しい努力及び費用の消費に拘らず、蛍光
灯を付勢する為に現在使用されているシステムは比較的
非能率的なものである。更に、蛍光灯はチカチカする光
出力を与え且つ比較的制限的な寿命を持っている。又、
蛍光灯内に制御した量の光エネルギを供給することが困
難であった。 目 的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上
述した如き従来技術の欠点を解消し、蛍光灯内のパワー
損失を最小とし、光のチカチカを無くし且つ実質的に一
定の照明を供給することが可能な蛍光灯の励起乃至は付
勢装置を提供することを目的とする。更に、本発明の別
の目的とするところは、低電流において精密に制御する
ことの可能な実質的に一定の値で蛍光灯を介しての電流
の流れを提供することである。本発明の更に別の目的と
するところは、蛍光灯の寿命を長期化させることであ
る。 構 成 本発明の１実施形態においては、蛍光灯（そのヒータ
コイルを短絡させていてもいなくても良い）は実質的に
一定の電流で付勢される。然し乍ら、この実質的に一定
の電流の方向は周期的に変化される。この実質的に一定
の電流の大きさは、制御部材の設定を変化させることに
よって変化させることが可能である。例えば、ポテンシ
オメータの可動アームを変化させることによってこのこ
とを実現させることが可能である。このポテンシオメー
タを光学的に結合された回路の中に設けて、可動タップ
の位置が変化された時に実質的に一定の電流に対して分
離した制御を与えることが可能である。ポテンシオメー
タの可動アームの移動は、パルス幅変調器からの出力パ
ルスの期間をそれに従って変化させる。 パルス幅変調器からの出力パルスの発生の期間中、ス
イッチ（例えば、電界効果トランジスタ）を閉成させ、
従って電流が整流された交流電圧からコイルの如きエネ
ルギ蓄積部材へ流れることが可能となる。このコイルは
オートトランスフォーマ即ち単巻変圧器の中央タップへ
接続させて、該スイッチが開成している期間中に、蓄積
したエネルギを該単巻変圧器へ導入させることが可能で
ある。該単巻変圧器は更に該中央タップから変位した位
置において複数個のスイッチへ接続されており、これら
のスイッチは順順に進む期間において交互に閉成され
て、蛍光灯を介しての電流の流れの方向を変化させる。 実施例 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態
様に付いて詳細に説明する。 本発明の１実施例において、電源10（第1a図）が、例
えば壁のコンセント等の従来の電源からの交流電圧を供
給すべく適合されている。この交流電圧は、例えば、11
5V程度のものとすることが可能である。この交流電圧を
ステージ12によって整流し、その整流した電圧を一対の
並列コンデンサ14及び16へ導入させて、該整流した電圧
における全てのリップルを最小とさせる。 電界効果トランジスタ22のソース及びドレインによっ
て形成される如きスイッチが、容量14及び16とダイオー
ド54とコイル56との間の接続部との間に接続されてい
る。巻線26も電界効果トランジスタ22のゲートとソース
との間に接続されている。巻線26は、中央タップ30を持
った巻線28に対してフェライトコアによる如く磁気的に
結合されている。巻線28上の巻数は、巻線26における巻
数よりも大きくすることが可能である。 巻線28の中央タップ30は、パルス幅変調器34からの出
力信号を受け取る。信号は、光学的結合器31から及びセ
ンス抵抗48からパルス幅変調器34の入力端子へ導入され
る。光学的結合器31の出力は、ポテンシオメータ52にお
けるタップの位置決めによって制御され、それは電池32
又は外部電源等の供給源から付勢される。光学的結合器
31は従来技術における慣用的な方法で構成することが可
能である。 ダイオード54のアノードは容量14及び16の第２端子と
共通である。ダイオード54のカソードもフェライトコア
を持っているコイル56（第1a図及び第1b図）の１つの端
子へ接続されている。コイル56の第２端子は、フェライ
トコアを持っている単巻変圧器（オートトランスフォー
マー）58（第1b図）の中央タップと共通である。従来の
態様で構成されている蛍光灯60は、単巻変圧器58の端部
端子間に接続されている。本回路は、蛍光灯60内のヒー
タコイル59に接続される巻線を有するものであっても又
は有さないものであっても良い。巻線57は巻線58へ磁気
的に結合されている。 単巻変圧器58の中央タップと端部端子との中間に端子
61及び62を設けることが可能である。電界効果トランジ
スタ64のソース及びドレイン及び電界効果トランジスタ
66のソース及びドレインによって構成することの可能な
スイッチが、夫々、中間端子61及び62と例えば接地47の
如き基準電圧との間に接続されている。単巻変圧器58の
中央タップと接地47の如き基準電圧との間に容量68と抵
抗70とが直列接続されている。 電界効果トランジスタ64のゲートはトランジスタ70
（NPN）と72（PNP）の対のエミッタと共通接続されてい
る。トランジスタ70のコレクタは、整流器12から正の電
圧を受け取る。トランジスタ70及び72のベースはインバ
ータ74の出力端子へ接続されている。トランジスタ72の
コレクタは接地47の如き基準電圧を受け取る。増幅器76
の出力はインバータ74の入力端へ導入される。増幅器76
の入力端子は容量78の１つの端子と共通接続されてお
り、該容量78の他方の端子は接地47の如き基準電圧を受
け取る。抵抗80は増幅器76の入力端子とインバータ74の
出力端子との間に接続されている。 インバータ74の出力は増幅器82へ導入され、該増幅器
の出力は84において反転される。インバータ84の出力は
トランジスタ86（NPN）及びトランジスタ88（PNP）のベ
ースへ導入される。トランジスタ88のコレクタは接地47
の如き基準電圧と共通接続されている。トランジスタ86
及び88のエミッタは電界効果トランジスタ66のゲートへ
接続されている。トランジスタ86のコレクタは整流器12
からの正の電圧を受け取る。 供給源10からの交流電圧は整流器12によって直流電圧
へ変換され、且つこの直流電圧は容量14及び16によって
平滑化されてリップルを最小とさせる。この電圧は電界
効果トランジスタ22のドレインへ導入される。電界効果
トランジスタ22が導通状態であると、電流が該トランジ
スタ、コイル56（第1a図及び第1b図）、単巻変圧器58
（第1b図）、電界効果トランジスタ64及び66の１つ、及
び抵抗48（第1a図及び第1b図）を介して流れる。この電
流はコイル56内にエネルギを蓄積させる。該電流の大き
さは光学的結合器31からの出力に依存する。前述した如
く、光学的結合器31からの出力はポテンシオメータ52の
可動アームの外部設定によって制御される。 さて、ポテンシオメータ52における可動アームの位置
が変化したと仮定する。このことは、光学的結合器31の
出力を変化させ、その際に電界効果トランジスタ22を駆
動する場合にパルス幅変調器34の出力を変化させる。パ
ルス幅変調器34の出力における変化は第４図に破線102
で示してある。信号102を発生する間、電圧が電界効果
トランジスタ22に導入されて該トランジスタを導通状態
とさせる。 トランジスタ22を介しての電流の流れに対する周期的
期間が変化する場合、コイル56内に蓄積されるエネルギ
量も変化する。電界効果トランジスタ22が導通状態でな
い期間中、このエネルギは、コイル56、単巻変圧器58、
電界効果トランジスタ64及び66の１つ、抵抗48（第1a図
及び第1b図）、及びダイオード54（第1a図及び第1b図）
を包含する回路を介して放電される。従って、コイル56
内のエネルギの大きさにおける変化は、抵抗48における
電圧において対応する変化を発生させる。 上述した回路は、実際上、サーボシステムとして作用
する。ポテンシオメータ52の可動アームの位置決めにお
いて変化が与えられると、対応する変化が抵抗48におけ
る電流の平均値に発生される。この様に、パルス幅変調
器34からの周期的パルス100の期間がポテンシオメータ5
2における可動アームの位置決めを表すレベルへ調節さ
れる（102において示した如く）。 単巻変圧器58を介しての実質的に一定の電流の流れの
方向は、第1b図に示した回路によって制御される。この
回路は、増幅器76、インバータ74、抵抗80、及び容量78
を包含している。この回路は、従来の態様でシュミット
トリガーとして作用して、インバータ74からの出力端に
おいて交互の正及び負のパルスを発生させる。交互に正
及び負のパルスは、容量78を、交互に、増幅器76を導通
状態とさせるレベルへ容量78を充電させ、且つ次いで該
容量を該増幅器を介して放電させることによって発生さ
れる。インバータ74からの正のパルスはトランジスタ72
及び70を介して通過し、それらのトランジスタは該イン
バータからの信号において実質的に1:1の利得を与え且
つ増幅器76及びインバータ74を電界効果トランジスタ64
から分離させる。これらのパルスはトランジスタ64を導
通状態とさせる。 トランジスタ64が導通状態となると、電流が、単巻変
圧器58、トランジスタ64、抵抗70、及び容量68を包含す
る回路を介して流れる。この電流は、コイル56を横断し
ての電圧の為に発生される。この電流は、単巻変圧器58
の中央タップと中間端子61との間に電圧を発生させる。
この電圧は該単巻変圧器を横断してステップアップさ
れ、且つこのステップアップされた電圧は蛍光灯60へ印
加されて第1b図において左へ向かう電流の流れを発生さ
せる。この電流は実質的に一定であり、且つ単巻変圧器
58を横断して発生されるステップアップされた電圧の為
にトランジスタ64を介して流れる電流と相対的に減少さ
れる。 インバータ74が低電圧を発生させる時間の間、インバ
ータ84が高電圧を発生する。この電圧は分離用トランジ
スタ88及び86（これらはトランジスタ72及び70と同一の
機能を達成する）を介してトランジスタ66へ印加され、
トランジスタ66を導通状態とさせる。従って、電流が、
単巻変圧器58の中央タップと中間端子62との間の単巻変
圧器58、トランジスタ66、抵抗70、及び容量68を包含す
る回路を介して流れる。この電流は、トランジスタ64が
導通状態にある場合に単巻変圧器58内に発生されるもの
と反対の方向である。この電流は、単巻変圧器58内に、
ステップアップされた電圧を発生させ、それは蛍光灯60
を介して実質的に一定の電流を流させる。この電流は、
トランジスタ64が導通状態にある場合に蛍光灯内を流れ
る電流の方向と反対の方向である。 効 果 上述した発明は、適宜に上記した利点の他にその他の
重要な効果を持っている。本発明は、精密に制御するこ
との可能な実質的に一定の電流の蛍光灯を介しての流れ
を与える。その電流は実質的に一定であるから、蛍光灯
はフリッカ即ちチカチカのない光を発生する。蛍光灯を
介しての電流は実質的に一定であるが、該蛍光灯を介し
ての電流の方向は周期的に交番される。このことは、蛍
光灯の寿命をかなり向上させる。 本発明のシステム内に設けられる蛍光灯60における電
力損失は比較的低い。このことは、蛍光灯を介しての電
流の流れの方向が周期的に変化された場合においても蛍
光灯60は実質的に一定のレベルに付勢されたままである
という事実から派生する。このことは、蛍光灯内におい
てイオンが継続的に励起されていることを確保してい
る。蛍光灯における電力損失は、別の理由から比較的低
い。このことは、蛍光灯の両端におけるヒータコイル59
を電気的に短絡させることが可能であるという事実から
派生している。このことは第２図に示してある。このこ
とは、コイル59を加熱する為にコイル59を介して電流を
通過させる従来技術と対照される。理解される如く、こ
の様なヒータ電流はかなりの電流損失を発生させる。 第３図は、従来技術の蛍光灯における電圧と電流との
間の関係を示している。第３図の112において理解され
る如く、蛍光灯を励起させる為に最大1000Vの電圧を蛍
光灯に導入せねばならない。蛍光灯が付勢されると、蛍
光灯を付勢したままに維持し且つ蛍光灯内に段階的に変
化する量の電流を発生させる為には120V程度の電圧で十
分である。 従来技術においては、60Hzの正及び負のサイクルにお
ける各ピークにおいて一度、１秒毎に120回の割合で
「０」から数百ミリアンペアへ電流が変化する。その結
果、蛍光灯は付勢電圧の各半サイクルにおいて脱勢さ
れ、且つ各半サイクルにおいて再度付勢されねばならな
い。このことは、交流電圧の各半サイクルにおいて、約
1000Vの電圧が蛍光灯へ印加されることを必要とする。
この電圧は、該蛍光灯においてバラストから得られる。
それは、正弦波信号122が蛍光灯へ導入される場合に、1
20で表した如く、従来技術の蛍光灯内に脈動電流を発生
させる。交流電圧の各半サイクルにおいてこの様に蛍光
灯を脱勢及び再度付勢させることは、蛍光灯を低効率と
させることがあり、且つ蛍光灯の寿命を限定的とさせ
る。 対照的に、本発明システムは、電流設定に対して適切
な電圧を供給するエネルギ源を具備し、蛍光灯を実質的
に一定の電流で動作させることが可能である。このこと
は、第３図における114から理解することが可能であ
る。従来技術のシステムにおける如く、この電圧は、蛍
光灯内の気体が初期的に高電圧でイオン化された後は、
蛍光灯を介しての電流の段階的な振幅と共に実質的に一
定のままである。蛍光灯60が一度付勢されると、それは
入力交流電圧の連続する半サイクルを介して付勢された
ままである。このことは、部分的に、入力交流電圧が直
流電圧へ変換されること、及びトランジスタ22が付勢さ
れていない期間中コイル56は蛍光灯60へ導入するエネル
ギを蓄積することの理由により発生する。本発明システ
ムにおける蛍光灯60は継続的に付勢されたままであり且
つ蛍光灯を介しての電流の大きさは交流電圧の連続する
半サイクルを介して実質的に一定のままであるので、本
発明システムにける蛍光灯60は最適効率で動作する。こ
のことは、蛍光灯60は長い寿命を持つことを確保する。 以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明
したが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきも
のでは無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに
種々の変形が可能であることは勿論である。
あり、更に詳細には、任意の所望レベルで実質的に一定
の電流で蛍光灯を付勢するシステムに関するものであ
る。本発明は、特に、交互に反対方向に実質的に一定の
電流で蛍光灯を付勢すべく適合されている。 従来技術 蛍光灯は数十年に渡って存在している。この期間中、
蛍光灯及びそれを付勢するシステムを完全化させる為に
かなりの努力が払われ且つ多大の費用が消費されてい
る。この様な著しい努力及び費用の消費に拘らず、蛍光
灯を付勢する為に現在使用されているシステムは比較的
非能率的なものである。更に、蛍光灯はチカチカする光
出力を与え且つ比較的制限的な寿命を持っている。又、
蛍光灯内に制御した量の光エネルギを供給することが困
難であった。 目 的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上
述した如き従来技術の欠点を解消し、蛍光灯内のパワー
損失を最小とし、光のチカチカを無くし且つ実質的に一
定の照明を供給することが可能な蛍光灯の励起乃至は付
勢装置を提供することを目的とする。更に、本発明の別
の目的とするところは、低電流において精密に制御する
ことの可能な実質的に一定の値で蛍光灯を介しての電流
の流れを提供することである。本発明の更に別の目的と
するところは、蛍光灯の寿命を長期化させることであ
る。 構 成 本発明の１実施形態においては、蛍光灯（そのヒータ
コイルを短絡させていてもいなくても良い）は実質的に
一定の電流で付勢される。然し乍ら、この実質的に一定
の電流の方向は周期的に変化される。この実質的に一定
の電流の大きさは、制御部材の設定を変化させることに
よって変化させることが可能である。例えば、ポテンシ
オメータの可動アームを変化させることによってこのこ
とを実現させることが可能である。このポテンシオメー
タを光学的に結合された回路の中に設けて、可動タップ
の位置が変化された時に実質的に一定の電流に対して分
離した制御を与えることが可能である。ポテンシオメー
タの可動アームの移動は、パルス幅変調器からの出力パ
ルスの期間をそれに従って変化させる。 パルス幅変調器からの出力パルスの発生の期間中、ス
イッチ（例えば、電界効果トランジスタ）を閉成させ、
従って電流が整流された交流電圧からコイルの如きエネ
ルギ蓄積部材へ流れることが可能となる。このコイルは
オートトランスフォーマ即ち単巻変圧器の中央タップへ
接続させて、該スイッチが開成している期間中に、蓄積
したエネルギを該単巻変圧器へ導入させることが可能で
ある。該単巻変圧器は更に該中央タップから変位した位
置において複数個のスイッチへ接続されており、これら
のスイッチは順順に進む期間において交互に閉成され
て、蛍光灯を介しての電流の流れの方向を変化させる。 実施例 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態
様に付いて詳細に説明する。 本発明の１実施例において、電源10（第1a図）が、例
えば壁のコンセント等の従来の電源からの交流電圧を供
給すべく適合されている。この交流電圧は、例えば、11
5V程度のものとすることが可能である。この交流電圧を
ステージ12によって整流し、その整流した電圧を一対の
並列コンデンサ14及び16へ導入させて、該整流した電圧
における全てのリップルを最小とさせる。 電界効果トランジスタ22のソース及びドレインによっ
て形成される如きスイッチが、容量14及び16とダイオー
ド54とコイル56との間の接続部との間に接続されてい
る。巻線26も電界効果トランジスタ22のゲートとソース
との間に接続されている。巻線26は、中央タップ30を持
った巻線28に対してフェライトコアによる如く磁気的に
結合されている。巻線28上の巻数は、巻線26における巻
数よりも大きくすることが可能である。 巻線28の中央タップ30は、パルス幅変調器34からの出
力信号を受け取る。信号は、光学的結合器31から及びセ
ンス抵抗48からパルス幅変調器34の入力端子へ導入され
る。光学的結合器31の出力は、ポテンシオメータ52にお
けるタップの位置決めによって制御され、それは電池32
又は外部電源等の供給源から付勢される。光学的結合器
31は従来技術における慣用的な方法で構成することが可
能である。 ダイオード54のアノードは容量14及び16の第２端子と
共通である。ダイオード54のカソードもフェライトコア
を持っているコイル56（第1a図及び第1b図）の１つの端
子へ接続されている。コイル56の第２端子は、フェライ
トコアを持っている単巻変圧器（オートトランスフォー
マー）58（第1b図）の中央タップと共通である。従来の
態様で構成されている蛍光灯60は、単巻変圧器58の端部
端子間に接続されている。本回路は、蛍光灯60内のヒー
タコイル59に接続される巻線を有するものであっても又
は有さないものであっても良い。巻線57は巻線58へ磁気
的に結合されている。 単巻変圧器58の中央タップと端部端子との中間に端子
61及び62を設けることが可能である。電界効果トランジ
スタ64のソース及びドレイン及び電界効果トランジスタ
66のソース及びドレインによって構成することの可能な
スイッチが、夫々、中間端子61及び62と例えば接地47の
如き基準電圧との間に接続されている。単巻変圧器58の
中央タップと接地47の如き基準電圧との間に容量68と抵
抗70とが直列接続されている。 電界効果トランジスタ64のゲートはトランジスタ70
（NPN）と72（PNP）の対のエミッタと共通接続されてい
る。トランジスタ70のコレクタは、整流器12から正の電
圧を受け取る。トランジスタ70及び72のベースはインバ
ータ74の出力端子へ接続されている。トランジスタ72の
コレクタは接地47の如き基準電圧を受け取る。増幅器76
の出力はインバータ74の入力端へ導入される。増幅器76
の入力端子は容量78の１つの端子と共通接続されてお
り、該容量78の他方の端子は接地47の如き基準電圧を受
け取る。抵抗80は増幅器76の入力端子とインバータ74の
出力端子との間に接続されている。 インバータ74の出力は増幅器82へ導入され、該増幅器
の出力は84において反転される。インバータ84の出力は
トランジスタ86（NPN）及びトランジスタ88（PNP）のベ
ースへ導入される。トランジスタ88のコレクタは接地47
の如き基準電圧と共通接続されている。トランジスタ86
及び88のエミッタは電界効果トランジスタ66のゲートへ
接続されている。トランジスタ86のコレクタは整流器12
からの正の電圧を受け取る。 供給源10からの交流電圧は整流器12によって直流電圧
へ変換され、且つこの直流電圧は容量14及び16によって
平滑化されてリップルを最小とさせる。この電圧は電界
効果トランジスタ22のドレインへ導入される。電界効果
トランジスタ22が導通状態であると、電流が該トランジ
スタ、コイル56（第1a図及び第1b図）、単巻変圧器58
（第1b図）、電界効果トランジスタ64及び66の１つ、及
び抵抗48（第1a図及び第1b図）を介して流れる。この電
流はコイル56内にエネルギを蓄積させる。該電流の大き
さは光学的結合器31からの出力に依存する。前述した如
く、光学的結合器31からの出力はポテンシオメータ52の
可動アームの外部設定によって制御される。 さて、ポテンシオメータ52における可動アームの位置
が変化したと仮定する。このことは、光学的結合器31の
出力を変化させ、その際に電界効果トランジスタ22を駆
動する場合にパルス幅変調器34の出力を変化させる。パ
ルス幅変調器34の出力における変化は第４図に破線102
で示してある。信号102を発生する間、電圧が電界効果
トランジスタ22に導入されて該トランジスタを導通状態
とさせる。 トランジスタ22を介しての電流の流れに対する周期的
期間が変化する場合、コイル56内に蓄積されるエネルギ
量も変化する。電界効果トランジスタ22が導通状態でな
い期間中、このエネルギは、コイル56、単巻変圧器58、
電界効果トランジスタ64及び66の１つ、抵抗48（第1a図
及び第1b図）、及びダイオード54（第1a図及び第1b図）
を包含する回路を介して放電される。従って、コイル56
内のエネルギの大きさにおける変化は、抵抗48における
電圧において対応する変化を発生させる。 上述した回路は、実際上、サーボシステムとして作用
する。ポテンシオメータ52の可動アームの位置決めにお
いて変化が与えられると、対応する変化が抵抗48におけ
る電流の平均値に発生される。この様に、パルス幅変調
器34からの周期的パルス100の期間がポテンシオメータ5
2における可動アームの位置決めを表すレベルへ調節さ
れる（102において示した如く）。 単巻変圧器58を介しての実質的に一定の電流の流れの
方向は、第1b図に示した回路によって制御される。この
回路は、増幅器76、インバータ74、抵抗80、及び容量78
を包含している。この回路は、従来の態様でシュミット
トリガーとして作用して、インバータ74からの出力端に
おいて交互の正及び負のパルスを発生させる。交互に正
及び負のパルスは、容量78を、交互に、増幅器76を導通
状態とさせるレベルへ容量78を充電させ、且つ次いで該
容量を該増幅器を介して放電させることによって発生さ
れる。インバータ74からの正のパルスはトランジスタ72
及び70を介して通過し、それらのトランジスタは該イン
バータからの信号において実質的に1:1の利得を与え且
つ増幅器76及びインバータ74を電界効果トランジスタ64
から分離させる。これらのパルスはトランジスタ64を導
通状態とさせる。 トランジスタ64が導通状態となると、電流が、単巻変
圧器58、トランジスタ64、抵抗70、及び容量68を包含す
る回路を介して流れる。この電流は、コイル56を横断し
ての電圧の為に発生される。この電流は、単巻変圧器58
の中央タップと中間端子61との間に電圧を発生させる。
この電圧は該単巻変圧器を横断してステップアップさ
れ、且つこのステップアップされた電圧は蛍光灯60へ印
加されて第1b図において左へ向かう電流の流れを発生さ
せる。この電流は実質的に一定であり、且つ単巻変圧器
58を横断して発生されるステップアップされた電圧の為
にトランジスタ64を介して流れる電流と相対的に減少さ
れる。 インバータ74が低電圧を発生させる時間の間、インバ
ータ84が高電圧を発生する。この電圧は分離用トランジ
スタ88及び86（これらはトランジスタ72及び70と同一の
機能を達成する）を介してトランジスタ66へ印加され、
トランジスタ66を導通状態とさせる。従って、電流が、
単巻変圧器58の中央タップと中間端子62との間の単巻変
圧器58、トランジスタ66、抵抗70、及び容量68を包含す
る回路を介して流れる。この電流は、トランジスタ64が
導通状態にある場合に単巻変圧器58内に発生されるもの
と反対の方向である。この電流は、単巻変圧器58内に、
ステップアップされた電圧を発生させ、それは蛍光灯60
を介して実質的に一定の電流を流させる。この電流は、
トランジスタ64が導通状態にある場合に蛍光灯内を流れ
る電流の方向と反対の方向である。 効 果 上述した発明は、適宜に上記した利点の他にその他の
重要な効果を持っている。本発明は、精密に制御するこ
との可能な実質的に一定の電流の蛍光灯を介しての流れ
を与える。その電流は実質的に一定であるから、蛍光灯
はフリッカ即ちチカチカのない光を発生する。蛍光灯を
介しての電流は実質的に一定であるが、該蛍光灯を介し
ての電流の方向は周期的に交番される。このことは、蛍
光灯の寿命をかなり向上させる。 本発明のシステム内に設けられる蛍光灯60における電
力損失は比較的低い。このことは、蛍光灯を介しての電
流の流れの方向が周期的に変化された場合においても蛍
光灯60は実質的に一定のレベルに付勢されたままである
という事実から派生する。このことは、蛍光灯内におい
てイオンが継続的に励起されていることを確保してい
る。蛍光灯における電力損失は、別の理由から比較的低
い。このことは、蛍光灯の両端におけるヒータコイル59
を電気的に短絡させることが可能であるという事実から
派生している。このことは第２図に示してある。このこ
とは、コイル59を加熱する為にコイル59を介して電流を
通過させる従来技術と対照される。理解される如く、こ
の様なヒータ電流はかなりの電流損失を発生させる。 第３図は、従来技術の蛍光灯における電圧と電流との
間の関係を示している。第３図の112において理解され
る如く、蛍光灯を励起させる為に最大1000Vの電圧を蛍
光灯に導入せねばならない。蛍光灯が付勢されると、蛍
光灯を付勢したままに維持し且つ蛍光灯内に段階的に変
化する量の電流を発生させる為には120V程度の電圧で十
分である。 従来技術においては、60Hzの正及び負のサイクルにお
ける各ピークにおいて一度、１秒毎に120回の割合で
「０」から数百ミリアンペアへ電流が変化する。その結
果、蛍光灯は付勢電圧の各半サイクルにおいて脱勢さ
れ、且つ各半サイクルにおいて再度付勢されねばならな
い。このことは、交流電圧の各半サイクルにおいて、約
1000Vの電圧が蛍光灯へ印加されることを必要とする。
この電圧は、該蛍光灯においてバラストから得られる。
それは、正弦波信号122が蛍光灯へ導入される場合に、1
20で表した如く、従来技術の蛍光灯内に脈動電流を発生
させる。交流電圧の各半サイクルにおいてこの様に蛍光
灯を脱勢及び再度付勢させることは、蛍光灯を低効率と
させることがあり、且つ蛍光灯の寿命を限定的とさせ
る。 対照的に、本発明システムは、電流設定に対して適切
な電圧を供給するエネルギ源を具備し、蛍光灯を実質的
に一定の電流で動作させることが可能である。このこと
は、第３図における114から理解することが可能であ
る。従来技術のシステムにおける如く、この電圧は、蛍
光灯内の気体が初期的に高電圧でイオン化された後は、
蛍光灯を介しての電流の段階的な振幅と共に実質的に一
定のままである。蛍光灯60が一度付勢されると、それは
入力交流電圧の連続する半サイクルを介して付勢された
ままである。このことは、部分的に、入力交流電圧が直
流電圧へ変換されること、及びトランジスタ22が付勢さ
れていない期間中コイル56は蛍光灯60へ導入するエネル
ギを蓄積することの理由により発生する。本発明システ
ムにおける蛍光灯60は継続的に付勢されたままであり且
つ蛍光灯を介しての電流の大きさは交流電圧の連続する
半サイクルを介して実質的に一定のままであるので、本
発明システムにける蛍光灯60は最適効率で動作する。こ
のことは、蛍光灯60は長い寿命を持つことを確保する。 以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明
したが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきも
のでは無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに
種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1a図及び第1b図は蛍光灯を付勢する為に蛍光灯を介し
て流れる実質的に一定の電流の流れを発生させる為の本
発明の１実施例を構成するシステムを示した各概略図、
第２図は従来技術の蛍光灯を付勢する為の回路と関連し
て蛍光灯を付勢する為の本発明の回路の付加的な特徴を
概略示した概略図、第３図は本発明の回路において及び
蛍光灯を付勢する従来技術の回路における電圧と電流と
の間の関係を示したグラフ図、第４図は第1a図及び第1b
図において示した回路における端子のいて発生される信
号の波形を示した説明図、である。 （符号の説明） 10:電圧源 14,16:容量 30:中央タップ 31:光学的結合器 32:電池 34:パルス幅変調器 47:基準電圧（接地） 48:センス抵抗 52:ポテンシオメータ 58:単巻変圧器 59:ヒータコイル 60:蛍光灯 61,62:端子
て流れる実質的に一定の電流の流れを発生させる為の本
発明の１実施例を構成するシステムを示した各概略図、
第２図は従来技術の蛍光灯を付勢する為の回路と関連し
て蛍光灯を付勢する為の本発明の回路の付加的な特徴を
概略示した概略図、第３図は本発明の回路において及び
蛍光灯を付勢する従来技術の回路における電圧と電流と
の間の関係を示したグラフ図、第４図は第1a図及び第1b
図において示した回路における端子のいて発生される信
号の波形を示した説明図、である。 （符号の説明） 10:電圧源 14,16:容量 30:中央タップ 31:光学的結合器 32:電池 34:パルス幅変調器 47:基準電圧（接地） 48:センス抵抗 52:ポテンシオメータ 58:単巻変圧器 59:ヒータコイル 60:蛍光灯 61,62:端子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭58−204496（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−61597（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−164194（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−80300（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−16100（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭56−82899（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05B 41/24 - 41/29
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．蛍光灯付勢装置において、 印加されるAC電圧を整流する整流回路、 前記整流回路によって整流された電圧の通過を制御する
第１スイッチ手段、 前記第１スイッチ手段のオン／オフ状態を制御する第１
制御手段、 前記第１スイッチ手段を通過したエネルギが供給される
コイル、 前記コイルの第１端に接続した中央タップを有すると共
に蛍光灯が接続されている一対の端部端子を有する単巻
変圧器、 前記単巻変圧器の第１中間端子と前記コイルの第２端と
の間に接続されている第２スイッチ手段、 前記中央タップに関して前記第１中間端子と反対側に設
けられた前記単巻変圧器の第２中間端子と前記コイルの
第２端との間に接続されている第３スイッチ手段、 前記第２及び第３スイッチ手段のオン／オフ状態を制御
する第２制御手段、 前記中央タップと前記コイルの第２端との間に直列接続
されているコンデンサ及び抵抗、 を有することを特徴とする蛍光灯付勢装置。 ２．特許請求の範囲第１項において、前記第１制御手段
が、前記第１スイッチ手段のオン状態の時間を制御する
パルス幅変調器及び前記パルス幅変調器から出力される
パルス幅を設定する設定手段を有していることを特徴と
する蛍光灯付勢装置。 ３．特許請求の範囲第２項において、前記設定手段がポ
テンシオメータを有することを特徴とする蛍光灯付勢装
置。 ４．特許請求の範囲第１項乃至第３項の内のいずれか１
項において、前記第２制御手段が、前記第２及び第３ス
イッチ手段を一定の周期で交互にオン又はオフ状態に制
御することを特徴とする蛍光灯付勢装置。 ５．特許請求の範囲第１項乃至第４項の内のいずれか１
項において、前記第１、第２及び第３スイッチ手段がト
ランジスタであることを特徴とする蛍光灯付勢装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US89496886A | 1986-08-08 | 1986-08-08 | |
| US1022287A | 1987-02-03 | 1987-02-03 | |
| US894968 | 1987-02-03 | ||
| US10222 | 1987-02-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6419698A JPS6419698A (en) | 1989-01-23 |
| JP3012649B2 true JP3012649B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=26680930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62196495A Expired - Lifetime JP3012649B2 (ja) | 1986-08-08 | 1987-08-07 | 蛍光灯付勢装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0259603B1 (ja) |
| JP (1) | JP3012649B2 (ja) |
| CA (1) | CA1333920C (ja) |
| DE (1) | DE3786432T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2212995A (en) * | 1987-10-23 | 1989-08-02 | Rockwell International Corp | Fluorescent lamp dimmer |
| US5051665A (en) * | 1990-06-21 | 1991-09-24 | Gte Products Corporation | Fast warm-up ballast for arc discharge lamp |
| US6469454B1 (en) * | 2000-06-27 | 2002-10-22 | Maxim Integrated Products, Inc. | Cold cathode fluorescent lamp controller |
| US8049432B2 (en) * | 2008-09-05 | 2011-11-01 | Lutron Electronics Co., Inc. | Measurement circuit for an electronic ballast |
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| JPS6016080B2 (ja) * | 1980-08-20 | 1985-04-23 | ウシオ電機株式会社 | 直流放電灯点灯装置 |
| US4373146A (en) * | 1980-10-20 | 1983-02-08 | Gte Products Corporation | Method and circuit for operating discharge lamp |
| FI63148C (fi) * | 1981-09-18 | 1983-04-11 | Helvar Oy | Elektroniskt foerkopplingsdon foer urladdningslampa |
| JPS58204496A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-29 | 富士電機株式会社 | 放電灯高周波点灯装置 |
| JPS5916100U (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-31 | 株式会社三社電機製作所 | 放電ランプ用電源装置 |
-
1987
- 1987-07-10 CA CA 541820 patent/CA1333920C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-04 EP EP19870111263 patent/EP0259603B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-04 DE DE19873786432 patent/DE3786432T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-07 JP JP62196495A patent/JP3012649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3786432T2 (de) | 1993-10-28 |
| JPS6419698A (en) | 1989-01-23 |
| EP0259603A1 (en) | 1988-03-16 |
| CA1333920C (en) | 1995-01-10 |
| DE3786432D1 (de) | 1993-08-12 |
| EP0259603B1 (en) | 1993-07-07 |
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