JP3160469U

JP3160469U - インバータ式蛍光灯用交直両用電子安定器

Info

Publication number: JP3160469U
Application number: JP2008009386U
Authority: JP
Inventors: 實村野; 伊藤　雄三; 雄三伊藤
Original assignee: 實村野
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2018-12-30

Abstract

【課題】従来の電子安定器に対して軽微な改修作業で実現でき、改修経費は少なくて済む。またパワーコンデッショナーで交流変換せずに直接電力使用するために総合的に電力使用効率が高められる交直両用電子安定器を提供する。【解決手段】従来のインバータ式蛍光灯用電子安定器の基本回路を全く変更せずに安全を図るためのフューズと直流極性誤接続防止器からなる付属回路を開発しこれを電子安定器の全波整流回路に連結して交直両用電子安定器を提案し直流使用が不可能であった課題を解決し太陽電池などの直流を発生する発電装置の利用を可能とした。【選択図】図２

Description

本考案は省エネルギーとフッリカーのない光源を目的に開発されたインバータ式蛍光灯用電子安定器の交直両用利用化に関する。

「電気工学ハンドブック」昭和５３年４月１０日初版発行電気学会、１５３９〜１５４０頁。

白熱電球の仕組みは、電球の中のフィラメントに電流を流し高熱にして発光させる。したがって必ず発熱が伴い光エネルギーを発生する際の熱損失の問題が付随し、光効率が極めて低く電力損失が大きい。
蛍光灯は蛍光管の内部にある両端部のフィラメントからグロー放電により電子が飛び出し、内部の水銀原子と衝突して紫外線を発し、それが蛍光灯管ガラスの内部管壁に塗られた蛍光体に当たり可視光線に変わる発光原理を活用している。

蛍光灯は商用電力の交流で使われ５０Ｈｚと６０Ｈｚがある。フッリカーと呼ばれる点滅回数は周波数Ｈｚに依存し、例えば５０Ｈｚなら、１秒間に１００回電流の流れる方向が切り替わるためフッリカーが生ずる。

蛍光灯のこのフッリカーを解決する目的で誕生したのが、インバータ式の蛍光灯である。電流の周波数を１秒間１０００００回から５００００回程度の高周波に変換して放電点灯する技術で、肉眼ではフッリカーがほとんど感じられない。

蛍光灯では管中でグロー放電が持続することが条件となっており、そのために放電電流の増加減が適切に連続させるように大きな値のインダクタンスから成る電磁型安定器が用いられ、これにより不安定な放電作用を安定化させる機能を有する。
放電を開始させる方法には幾つかあり、グローランプや電子点灯管を使用して点灯させるスタータスイッチ式、安定器に内蔵された回路により瞬時点灯させるラピッドスタート式、交流電源を整流平滑し高周波に変換して点灯させるインバータ式そして交流電源を整流平滑し、定電流回路を通し直流に変換して点灯させる直流式等がある。

近年エコや省エネを目的にインバータ式蛍光灯が製造・市販されている。事実省エネルギー特性は格別優れている。その大きな理由はこれまでの銅線を鉄心に多数回巻き付けた安定器（別名チョークトランス）を使わずに電子安定器による放電を実現しているため、電力損失が極端に減少したことによるものである。また、インバータ点灯式に切り替わり、高周波での点灯でフッリカーのない優れた光源となっている。

自然エネルギー利用の立場から太陽電池を日照条件の良い建物屋上に取付けて利用される事例が多く見られる。通常発生する電力は直流をパワーコンデッショナーを通じて一度交流に変換して電力利用されるが、パワーコンデッショナー部の電力損失の評価は少なくはない。例えば、出力４．０ｋＷのパワーコンデッショナーではおおよそ０．２４ｋＷの電力損失と見積もられる。
照明器具である蛍光灯を太陽電池で直接点灯利用可能ならば電力損失を伴わずに運転可能となる。
しかしながら現存するインバータ点灯蛍光灯では直流利用が不可能という課題がある。

課題解決の手段として従来のインバータ点灯用電子安定器の軽微な改修により交流と直流利用が可能とする回路を形成することが適切で有効な解決方法である。

［非特許文献］によれば、インバータ式蛍光灯用電子安定器の動作原理が以下の如く示されている。
インバータ式蛍光灯用電子安定器では商用電源を受電した後入力小型変圧器に導かれその出力は全波整流器で全波整流して直流化が図られる。その後電圧調整回路へ導かれた後、高周波発信回路に接続され、その出力側に蛍光管が接続され点灯される。この高周波発信回路には不帰還回路を有し放電電流が安定且つ持続するような調節機能が施されている。以上の概略図は図１に示されている。

図１から分かるようにインバータ式蛍光灯用電子安定器は交流を一端直流変換する回路を有する。これは大規模な回路変更を伴わずに電子安定器の入力小型変圧器出力部にある全波整流器に直流を直接接続すれば直流使用が可能であり、これによってインバータ式蛍光灯用交直両用電子安定器を作製でき課題解決が図られる。

本考案を実現するための回路を図２に示す。図１と図２に於いて異なる部分を波線で示す。図２において直流入力端子の後に安全保持のため断路用ＦＵＳＥと直流入力時の極性誤接続防止器が本考案の基本となる回路である。以上より図２に示す波線部分回路を追加することにより交流点灯の場合はＡＣ入力端子にそして直流点灯の場合はＤＣ入力端子に接続すれば、両方で使用可能となる交直両用電子安定器を構成することが出来る。

考案の効果

本考案で提案する回路は従来の電子安定器に対して軽微な改修作業で実現できるので改修経費は少なくて済む。またパワーコンデッショナーで交流変換せずに直接電力使用するために総合的に電力使用効率が高められる。

また、直流利用では交流利用に比べ入力変圧器での鉄損と銅損を発生しない優れた性能を持つことになる。
従来のインバータ式蛍光灯用電子安定器の交流入力の電圧幅は１００Ｖから２１０Ｖと入力範囲が大きいことから直流入力の電圧幅も大きいことが許される優れた交直両用使用可能な交直両用電子安定器が提案された。

考案の実施するための最良の形態

図２の波線部分回路が本考案実施に最良の回路である。

定格出力１９０Ｗの太陽電池パネルを２枚用い直列接続し、４０Ｗのインバータ点灯蛍光灯に発生した直流１２５Ｖを接続し、安定に運転することが確認された。
また、実用新案「商用電力注入型太陽電池連系利用システム」（実願２００８−７５６８）を利用すれば、発電電力不足の場合には商用電力側より給電され、安定に照明機能を保持可能なシステムを構築可能である。

本考案になるインバータ式蛍光灯交直両用電子安定器は太陽電池の直流出力をそのまま接続でき、パワーコンデッショナーを導入せずに直接電力利用が可能で設置コストが引き下げられるので太陽電池関連の産業分野で多くの利用と導入が強く期待される。

図１は従来のインバータ蛍光灯用電子安定器の概略回路図。

図２は本考案になるインバータ蛍光灯用交直両用電子安定器の改修回路。

本考案を実現するための回路を図２に示す。図１と図２に於いて異なる部分を波線で示す。図２に於いて直流入力端子の後に過大電流防止のための断路用フューズ（符号ＦＵＳＥ）と直流入力時の極性誤接続防止器は本考案に関わる装置である。極性誤接続防止器には交流全波整流回路が用いられる。以上により図２に示す波線部分回路を追加することにより交流点灯の場合はＡＣ入力端子にそして直流点灯の場合はＤＣ入力端子に接続すれば、交直両用の電子安定器を構成することが出来る。

は従来のインバータ蛍光灯用電子安定器の概略回路図。

は本考案になるインバータ蛍光灯用交直両用電子安定器への改修回路図。

Claims

インバータ点灯用蛍光灯に装置されている電子安定器を交直両用で使用可能とすることを特徴とする回路。
請求項１に示す回路において接続する直流電源の極性誤接続を確実に防ぐ回路を装置することを特徴とする回路構成。
請求項１に示す回路において回路破損が生じた場合の安全性確保のための断路用フューズを含むことを特徴とする回路。