JP3403736B2 - 蛍光ランプ付勢回路および蛍光ランプ付勢回路の動作方法 - Google Patents

蛍光ランプ付勢回路および蛍光ランプ付勢回路の動作方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、蛍光ランプに給電するための電子式安定器
（electronic ballast）に関するものである。
発明の背景 発光装置は、１本以上の蛍光ランプに給電するための
電子式安定器を有する。電子式安定器は、安価にかつ効
率的に、蛍光ランプに給電するものである。発光装置に
は、蛍光ランプが着脱可能なタイプもある。
ランプが切れた場合、そのランプを交換しなければな
らない。通常、ランプを交換する前には、安定器への電
力はオフに切り替えない。これが、いくつかの問題の原
因となる。第１に、現行の設計では、ランプがなくて
も、安定器に大量のエネルギを消費させてしまう。第２
に、ランプの出力端子間の電圧が、ランプを交換する人
に、安全上の危険に晒すことになる。
したがって、ランプがないときにはエネルギ消費を減
らし、ランプを交換する人に衝撃を与える危険性も少な
くする安定器が非常に望まれている。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明による安定器のブロック図である。
第２図は、本発明にしたがって作成した安定器の構成
図である。
実施例の詳細な説明 本発明の安定器は、蛍光ランプの存在を検出するセン
サを使用する、蛍光ランプがない場合、または蛍光ラン
プが正常に動作していない場合、インバータがある時間
期間にわたってディセーブルされる。次に、インバータ
は角２秒毎に８ミリ秒間オンとなって、ランプを起動す
る。これによって、ランプが安定器に取り付けられてい
ない間に、安定器によって消費される電力を減少させ
る。更に、ランプの端子における電圧量は、パルス状で
あって一定でないので、ランプを交換する人には危険で
ない。
第１図は、本発明にしたがって作成した安定器６のブ
ロック図である。直流電源（DC電源）が結合され、イン
バータ12に電力を供給する。インバータ12はDC電源10か
らの電力を高周波数AC（交流）電力に変換する。AC電力
は、蛍光ランプ負荷14に供給される。蛍光ランプ負荷14
は、１本以上の蛍光ランプである。
保護回路16が負荷14を監視する。ランプのない状態
（即ち、ランプを負荷から除去した場合）はいつでも、
保護回路16はインバータ制御回路18に信号を供給する。
すると、インバータ制御回路18は、インバータ12をディ
セーブルする。
第２図は、本発明にしたがって作成した安定器６の構
成図である。
DC電圧源10は、ブリッジ整流器20および電解質22とし
て示されている。DC電源10は、例えば、ブースト電源
（boost power supply）または電池とすることも可能で
ある。
DC電圧源10はインバータ12に結合されている。インバ
ータ12の出力は、蛍光ランプ負荷14に結合されている。
蛍光ランプ負荷14は、１本の蛍光ランプとして示されて
いるが、直列接続された蛍光ランプ配列とすることも可
能である。
インバータ12の出力は、AC（交流）成分およびDC成分
を有する高周波数電力である。典型的に、インバータ12
の出力は35キロヘルツのACである。インバータ12の出力
のDC成分は、DC電源10のDC出力と等しい。120ボルトAC
に接続されている安定器６では、DC成分は約166.7ボル
トトとなる。
制御IC（集積回路）24は、インバータ12を駆動するパ
ルス幅変調器である。制御IC24からの信号がない場合、
インバータ12は動作を中止する。制御IC24は停止ピン36
を有する。ICの停止ピン36における電圧が2.5ボルトを
越えた場合、制御IC24は動作を停止し、これによってイ
ンバータ12の動作を停止する。
DC遮断コンデンサ25は、高周波数ACランプ電流のため
の、接地への低インピーダンス経路である。
DC電源10がAC電源８に結合されているとき、抵抗29を
介して起動コンデンサ27が充電する。コンデンサ27間の
電圧が約16ボルトに達すると、制御IC24が動作を開始す
る。高周波数駆動信号が線26に生成される。同時に、正
５ボルトのDCが線28に現れる。線28の電圧は、抵抗32お
よびダイオード34を介して、タイミング・コンデンサ30
を充電する。抵抗32およびタイミング・コンデンサは、
RC（抵抗−コンデンサ）時定数を形成する。
起動後、インバータ12はダイオード15を介して、16ボ
ルトDCを制御IC24に供給し、制御IC24の動作を維持す
る。
タイミング・コンデンサ30は、電流制限抵抗38および
遮断ダイオード40の直列結合を介して、ICの停止ピン36
に接続されている。負荷抵抗42がICの停止ピン36との接
地との間に結合されている。停止電圧が負荷抵抗42に発
生する。これについて、以下に説明する。
抵抗32およびタイミング・コンデンサ30は、タイミン
グ回路31を形成する。抵抗32およびタイミング・コンデ
ンサ30の時定数は、2.5ボルトの停止電圧が、約８ミリ
秒後に負荷抵抗42間に発生するように選定される。この
とき、制御IC24は停止し、これによって反転器12を停止
する。
８ミリ秒経過する前に検出用トランジスタ44（パイポ
ーラ接合型トランジスタとして示す）が活性化すると、
負荷抵抗42間には停止電圧が発生せず、したがって、制
御IC24は停止しない。
抵抗46は、検出用トランジスタ44のベーストと、DC遮
断コンデンサ25とランプ14との接合点との間に接続され
ている。したがって、ランプ14が存在し、動作状態にあ
る場合、少量のDC電流がランプ14および検出トランジス
タ44のベースを通過する。DC電流の量は、抵抗46の抵抗
値によって制御される。
このように、DC電流が検出用トランジスタ44をオンに
し、抵抗38とダイオード40との接合点に、ほぼ接地電位
の電圧を発生させる。したがって、抵抗42には電流は流
れず、ICの停止ピン36には電圧が発生せず、制御IC24は
動作し続ける。
再起動制御トランジスタ48のベースは、抵抗50を介し
て、タイミング・コンデンサ30およびタイミング抵抗32
に結合されている。制御IC24が動作されている限り、再
起動制御トランジスタ48はオンとなっている。
ランプ14が点灯しない場合、またはランプ14が除去さ
れた場合、抵抗46にはDC電流が流れない。したがって、
検出用トランジスタ44はオフとなり、抵抗38とダイオー
ド40との接合点における電圧を、接地電位より高い電圧
に上昇させ、これによって、抵抗42に電流が流れ、制御
IC24をオフとし、インバータ12もオフとなる。インバー
タ12がオフとなると、ダイオード15を介して制御IC24に
電圧が供給されなくなる。
制御IC24がオフとなった後、制御IC24はもはや線28に
電圧を生成しない。タイミング・コンデンサ30が、抵抗
38,42および抵抗50を通じて、放電し始める。タイミン
グ・コンデンサ30間に0.6ボルトより高い電圧がある限
り、再起動制御トランジスタ48は閉じたままである。制
御ICの起動ピン23における電圧は、16ボルト未満のまま
である。
タイミング・コンデンサ30間の電圧が0.6ボルト未満
に低下したとき、再起動制御トランジスタ48がオフとな
る。制御ICの起動ピン23における電圧は16ボルトに上昇
し、制御IC24が再起動することにより、インバータ12を
起動させる。以後、このプロセス全体が繰り返される。
蛍光ランプ14を点灯させるための十分な振幅の点灯電
圧が、約８ミリ秒の第１所定時間期間にわたって、ラン
プの端子間に発生する。安定器６は周期的に、約２秒の
第２所定時間にわたってランプ14の再起動を試みる。蛍
光ランプ14を点灯させるための十分な振幅を有する点灯
電圧が、約８ミリ秒の期間、ランプの端子間に発生す
る。したがって、不良状態の間のインバータのデューテ
ィ・サイクルは、全入力電力の0.5％未満である。不良
状態の間のインバータの平均入力電力は、0.3ワットで
ある。
消費電力が少ないので、この回路はランプの漏れに関
するUnderwriter's Laboratoryの要件を容易に満たすこ
とができる。この回路は、不良モードの間電力消費を最
少に押さえ、切れたランプを交換しようとする人に安全
な環境を提供するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許5550433（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/24

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蛍光ランプ（14）給電回路であって、 整流手段（10）と、インバータ（12）と、直流遮断コン
    デンサ（25）と、インバータ制御回路（24）と、起動回
    路（27,29）と、検出器（44,46）と、タイミング回路
    （31）と、再起動制御トランジスタ（48）とから成り、 前記整流手段（10）は交流電源（８）と接続されてお
    り、 前記インバータ（12）は、前記整流手段（10）と接続さ
    れていて前記ランプ（14）にランプ電流を供給し、 前記直流遮断コンデンサ（25）は、前記ランプ（14）と
    直列に接続されており、さらに回路のアースと接続され
    ている端子を有しており、 前記インバータ制御回路（24）は前記インバータ（12）
    と接続されており、駆動電力を受け取るための起動ピン
    （23）と、該インバータ制御回路（24）自身をディセー
    ブルする信号を受け取るための停止ピン（36）とを有し
    ており、 前記起動回路（27,29）は、前記整流手段（10）と前記
    インバータ制御回路（24）の起動ピン（23）とに接続さ
    れていて、前記インバータ制御回路（24）を活性化し、
    前記インバータ（12）は、前記インバータ制御回路（2
    4）が駆動している時にのみ、前記起動ピン（23）を介
    して前記インバータ制御回路（24）に駆動電力を供給
    し、 前記検出器（44,46）は、前記ランプ（14）と前記直流
    遮断コンデンサ（25）との間にある接合点と、回路のア
    ースと、前記インバータ制御回路（24）の停止ピン（3
    6）とにそれぞれ接続されており、ランプに電流が流れ
    ているか否かを検出し、 前記タイミング回路（31）は前記インバータ制御回路
    （24）の停止ピン（36）と、前記検出器（44,46）とに
    接続されており、前記インバータ制御回路（24）が前記
    起動回路（27,29）によって活性化された後、第１の所
    定期間の間に前記ランプ電流が前記検出器（44,46）に
    よって検出されない場合、前記インバータ制御回路（2
    4）を非活性化し、 前記再起動制御トランジスタ（48）は、前記タイミング
    回路（31）と前記インバータ制御回路（24）の前記起動
    ピン（23）とに接続されており、 （ｉ）前記インバータ制御回路（24）の前記タイミング
    回路（31）による非活性化に続く第２の所定期間の間、
    前記インバータ制御回路（24）を非活性化された状態に
    維持し、 （ii）前記インバータ制御回路（24）が前記第２の所定
    期間にわたって非活性化された後に、前記インバータ制
    御回路（24）が前記起動回路（27,29）によって活性化
    されるようにする、 ことを特徴とする蛍光ランプ給電回路。
  2. 【請求項２】ランプ電流が存在している場合、前記検出
    器（44,46）は前記インバータ制御回路（24）が前記タ
    イミング回路（31）によって非活性化されるのを阻止す
    る、請求項１記載の回路。
  3. 【請求項３】前記タイミング回路（31）はタイミング抵
    抗（32）とタイミング・コンデンサ（30）とから成り、 前記タイミング抵抗（32）は、前記インバータ制御回路
    （24）の低電圧供給ピン（28）と接続されており、 前記タイミング・コンデンサ（30）は、前記タイミング
    抵抗（32）と回路のアースとの間に接続されており、さ
    らに前記インバータ制御回路（24）の停止ピン（36）と
    も接続されている、請求項１記載の回路。
  4. 【請求項４】ランプ電流が存在している場合、前記検出
    器（44,46）は前記タイミング・コンデンサ（30）と回
    路のアースとを接続することで前記インバータ制御回路
    （24）が非活性化されるのを阻止する、請求項３記載の
    回路。
  5. 【請求項５】前記検出器（44,46）は検出用抵抗（46）
    と検出用トランジスタ（44）とから成り、 前記検出用トランジスタのベース端子は前記検出用抵抗
    （46）と接続されており、コレクタ端子は前記タイミン
    グ・コンデンサ（30）と接続されており、エミッタ端子
    は回路コモンと接続されており、 前記検出用抵抗（46）は、前記検出用トランジスタ（4
    4）のベース端子と、前記ランプ（14）と前記直流遮断
    コンデンサ（25）との接合点との間に接続されてる、請
    求項４記載の回路。
  6. 【請求項６】前記再起動制御トランジスタ（48）は、前
    記タイミング・コンデンサ（30）と接続されているベー
    ス端子と、前記インバータ制御回路（24）と起動ピン
    （23）と接続されているコレクタ端子と、回路のアース
    と接続されているエミッタ端子とを有している、請求項
    ５記載の回路。
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