JP3607428B2 - 蛍光ランプ点灯装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は蛍光ランプ点灯装置、特に予熱電極を有する蛍光ランプのための半導体スイッチ素子を利用した始動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、蛍光ランプ点灯装置に利用されてきた始動装置は、主にグロースタータであった。しかし、グロースタータには、始動に要する時間が長い、寿命が短い等の欠点があった。最近、半導体スイッチ素子を利用した始動装置が開発されているが、高価であり、需要が限られている。このため安価な始動装置の開発が期待されており、現在、図6に示すような半導体スイッチ素子としてトランジスタを用いた始動装置が提案されている(特開平3−252096号公報)。
【0003】
図6に示す従来の蛍光ランプ点灯装置は、交流電源1、安定器2、一対の予熱電極4、5を有する蛍光ランプ3および始動装置7を備えた回路である。この蛍光ランプ点灯装置の回路構成は、以下のようである。交流電源1と安定器2の一端子が接続されている。安定器の他の端子は蛍光ランプ3の電源側電極端子の一端子と接続されている。蛍光ランプ3の予熱電極4、5の非電源側電極端子の両端に始動装置7と雑音防止コンデンサ6が接続されている。
【0004】
蛍光ランプ3の非電源側電極端子の両端子に接続された始動装置7の回路は以下のように構成されている。蛍光ランプ3の予熱電極4、5の非電源側電極端子間に直列となるようにダイオード8、抵抗30およびトランジスタ31のコレクタ−エミッタ間が接続されている。抵抗32は、ダイオード8とトランジスタ31のベース間に接続されている。抵抗37とコンデンサ36とを直列に接続することによって構成されるタイマー回路はダイオード8と予熱電極5の非電源側電極端子間に接続される。タイマー回路によって制御されるサイリスタ33はトランジスタのベース−エミッタ間に接続される。コンデンサ36と抵抗37の間とサイリスタ33のゲート間に抵抗34およびツェナーダイオード35が接続されている。
【0005】
次に、この従来の蛍光ランプ点灯装置の動作について説明する。
交流電源1が投入され、電源電圧が正のサイクルの時、ダイオード8および抵抗32を介してトランジスタ31のベースにベース電流が供給される。トランジスタにベース電流が供給されるため、第一の整流手段8を介してトランジスタ31のコレクタ−エミッタ間にコレクタ電流が流れる。このように半波の予熱電流が流れて蛍光ランプ3の予熱電極4、5は予熱される。これと同時にツェナーダイオード35の両端には逆電圧がかかる。逆電圧がある値(以下ツェナー電圧と称す)になると逆方向に電流が流れるようになる。コンデンサに蓄積された電荷はツェナーダイオード35および抵抗34を通ってサイリスタ33のゲートに流れ、サイリスタ33がオンの状態になり、サイリスタ33のアノード−カソード間に電流が流れる。このため、トランジスタ31のコレクタには電流が流れなくなり、トランジスタの31はオフの状態となる。この結果、安定器2のインダクタンスによるキック電圧が発生し、蛍光ランプ3が点灯する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の蛍光ランプ点灯装置に用いられてきた始動装置において、そのタイマー回路の動作はトランジスタ31のコレクタ−エミッタ間の電圧と抵抗30の両端に加わる電圧の和により決まる。トランジスタ31のコレクタ−エミッタ間と抵抗30の両端に加わる電圧はトランジスタ31のコレクタ−エミッタ間に流れる予熱電流により変化し、タイマー回路の動作時間も変化する。
【0007】
インダクタンスが大きい安定器2を用いる小電力の蛍光ランプ点灯装置の場合、予熱電流が小さいために、タイマー回路の動作時間は長くなり、最悪の場合には、タイマー回路のコンデンサ36に充電される電圧が低い電圧で安定する。そうなるとサイリスタ33のゲートに電流が流れず、予熱電流が連続して流れる。従って、安定器2の発熱や蛍光ランプ3の端部黒化を生じ、蛍光ランプ3を始動できないという問題があった。また、蛍光ランプ3が点灯中交流電源1の電圧が瞬時に低下し、蛍光ランプ3の立ち消え後に電圧が復帰した場合、サイリスタ33は交流電源1とコンデンサ36からのゲート電流によりオン状態を維持する。そうなるとトランジスタ31はオフ状態を維持しているので再始動動作が行われず蛍光ランプ3は消えたままであり、再度電源スイッチを操作しなければ点灯しないという問題があった。
【0008】
本発明は、上記問題を解決することを課題に、定格電力の異なる安定器や蛍光ランプに汎用的に適用できる始動装置および電源の瞬時低電圧によるランプ立ち消え時に自動的に再点灯を行う始動装置を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の蛍光ランプ点灯装置は、第一及び第二の予熱電極(4、5)を持つ蛍光ランプ(3)と、前記第一の予熱電極(4)の一端に一端が接続された安定器(2)と、前記第一の予熱電極(4)の他端に一端が接続され、前記第二の予熱電極(5)の一端に他端が接続された始動装置(7)と、を有し、前記安定器(2)の他端と第二の予熱電極(5)の他端とを交流電源(1)に接続されるようにした蛍光ランプ点灯装置であって、前記始動装置(7)は、前記第二の予熱電極(5)の一端に一端が接続された第一の整流手段(8)と、前記第一の整流手段(8)の他端に一端が接続され、前記第一の予熱電極(4)の他端に他端が接続された、第一の抵抗手段(10)と半導体スイッチ素子(9)との第一の直列回路と、前記第一の直列回路の他端に一端が接続された、第二の抵抗手段(12)、ツェナー電圧が前記半導体スイッチ素子のオン抵抗と前記第一の抵抗手段(10)の抵抗との和と予熱電流との積より大きくなるように設定した少なくとも1つのツェナーダイオード(13)及び第二の整流手段(14)を直列接続した第二の直列回路と、前記第二の直列回路の他端と前記第一の直列回路の一端との間に接続された第一のコンデンサ(15)と、前記第二の直列回路と前記第一のコンデンサ(15)との接続点である第一の接続点と、前記第一の抵抗手段(10)と前記半導体スイッチ素子(9)との接続点である第二の接続点との間の直流電圧を入力し、出力電圧を前記半導体スイッチ素子(9)の制御端子に入力して前記半導体スイッチ素子を制御するための制御手段(16)と、を有し、前記制御手段(16)は、前記半導体スイッチ素子(9)の制御端子と前記第二の接続点との間に接続され、電源投入後、前記第一の接続点の直流電圧が第一の所定電圧になるまでの間導通して、前記半導体スイッチ素子(9)の遮断導通状態を制御する第一のトランジスタ(25)と、前記第一の接続点から前記第一のトランジスタ(25)の制御端子に電流が流れる経路上の点と前記第二の接続点との間の経路に挿入され、前記第一のトランジスタ(25)の遮断導通状態を制御する第二のトランジスタ(21)と、前記第一の接続点の直流電圧が前記第一の所定電圧になった時導通し前記第二のトランジスタ(21)を導通させる第二のツェナーダイオード(22)と、前記第一のトランジスタ(25)が遮断状態になった時、前記第一の接続点の直流電圧が第二の所定電圧に降下するまで、第二のトランジスタ(21)を導通状態に維持する第三のツェナーダイオード(23)と、を有する。尚、理解を容易にするために、各構成要素には実施の形態に対応する符号を付した。
【0010】
本発明によれば、蛍光灯点灯装置を構成する始動装置に第一のタイマー手段および制御手段を備えることにより、定格電力の異なる安定器や蛍光ランプを持つ蛍光ランプ点灯装置に同一の始動装置を利用でき、また、ランプの立ち消え時に自動的に蛍光ランプの再点灯を行うことができる。
【0012】
本発明によれば、定格電力の異なる安定器や蛍光ランプを持つ蛍光ランプ点灯装置およびランプの立ち消え時に自動的に蛍光ランプの再点灯を行う蛍光ランプ点灯装置の始動装置を構成する第一のタイマー手段を構成できる。
【0014】
本発明によれば、電解効果トランジスタを利用することにより、半導体スイッチ素子を保護するためのサージ電圧抑圧器が不必要となり、また、電圧信号によりオン・オフ制御を行うことができる。
【0016】
本発明によれば、蛍光ランプ点灯装置は所定時間後のランプ再点灯動作の停止、半導体スイッチ素子の保護およびランプ明滅の防止の機能を有する。
【0018】
本発明によれば、既存の照明器具のグロースタータ点灯管のソケットを始動装置の収納に使用できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図1以下を参照にしながら説明する。
《回路構成》
図1に示すように本発明の一つの実施形態の蛍光ランプ点灯装置は、交流電源1、安定器2、一対の予熱電極4,5を有する蛍光ランプ3および始動装置7を備えた回路である。この蛍光ランプ点灯装置の回路構成は、以下の通りである。交流電源1と安定器2の一端子が接続される。安定器の他の端子は蛍光ランプ3の電源側電極端子の一端子と接続される。蛍光ランプ3の非電源側電極端子の両端に始動装置と雑音防止コンデンサ6が接続される。
【0020】
蛍光ランプ3の非電源側電極端子の両端子に接続された始動装置7の回路は以下のように構成される。始動装置7は第一の整流手段8、半導体スイッチ素子9、第一の抵抗手段10、第一のタイマー手段11および制御手段16を備える。蛍光ランプ3の予熱電極4、5の非電源側電極端子間に直列となるように制御端子を有する半導体スイッチ素子9、半導体スイッチ素子9に流れる電流を検出する第一の抵抗手段10および第一の整流手段8が接続される。半導体スイッチ素子としては接合トランジスタ等があるが、半導体スイッチ素子9には、アバランシェ耐量のある電界効果トランジスタを利用する。なお、電界効果トランジスタを利用することによりキック電圧から半導体スイッチを保護するためのサージ電圧抑圧器が不要となる。半導体スイッチ素子9と第一の抵抗手段10との直列回路と並列に第一のタイマー手段11を接続する。第一のタイマー手段11は抵抗12、ツェナーダイオード13、ダイオード14およびコンデンサ15とを直列に接続することにより構成される。なおツェナーダイオード13のツェナー電圧は半導体スイッチ素子9のオン抵抗と第一の抵抗手段10の抵抗との和と予熱電流との積より大きくなるように設定する。制御手段16はコンデンサ15と第一の抵抗手段10の直列回路の両端と半導体スイッチ素子9のゲートの三端子に接続される。制御手段16は第二のタイマー手段17、トランジスタ21、トランジスタ25、ツェナーダイオード22およびツェナーダイオード23を備える。なおツェナーダイオード22のツェナー電圧はツェナーダイオード23のツェナー電圧より高く設定する。第二のタイマー手段17はコンデンサ19と抵抗20との並列回路と抵抗18の直列回路からなる。コンデンサ15とダイオード14との接続点に第二のタイマー手段の抵抗18の一端、抵抗24の一端およびツェナーダイオード22のカソードとが接続される。抵抗18とコンデンサ19の接続点にはトランジスタ25のベースが接続される。トランジスタ25としては、一例としてトランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間の電圧が約0.6Vのものを利用する。第二のタイマー手段17の他端にはトランジスタ21のコレクタが接続される。トランジスタ21のエミッタは抵抗10および半導体スイッチ素子9のソースとに接続される。トランジスタ21のベースはツェナーダイオード22のアノードおよびツェナーダイオード23のアノードに接続される。ツェナーダイオード22のアノードおよびツェナーダイオード23のアノードは互いに接続される。抵抗24の他端はツェナーダイオード23のカソード、トランジスタ25のコレクタおよび半導体スイッチ素子9のゲートに接続される。トランジスタ25のエミッタは第一の抵抗手段10、半導体スイッチ素子9のソースおよびトランジスタ21のエミッタに接続される。
【0021】
なお、始動装置の収納用容器を、図2に示すようなグロースタータと互換性のある形状にする。このことで既存の照明器具に使用する事が可能となる。
【0022】
《動作》
次に、図1および図2に示した蛍光ランプ点灯装置の動作について図3乃至図5を参照にしながら説明する。
図3の(a)に示すように交流電源1が投入される前、すなわち時刻T1以前、には、コンデンサ15には電荷は蓄積されておらずコンデンサの両端の電圧は零である。このため、図3の(b)および図3の(c)に示すようにトランジスタ21およびトランジスタ25はオフ状態である。
【0023】
交流電源1が時刻T1で投入され、交流電源1が正のサイクルの時、抵抗12、ツェナーダイオード13およびダイオード14を通ってコンデンサ15に電流が流れ、コンデンサ15に電荷が充電される。コンデンサ15とツェナーダイオード13の間にダイオード14が存在するため、コンデンサ15に充電された電荷は抵抗12およびツェナーダイオード13を通って放電することはない。
また、同時に抵抗18を通ってトランジスタ25のベースに電流が流れ、図3の(c)に示すようにトランジスタ25はオン状態になる。
ツェナーダイオード22にかかる電圧がツェナー電圧以下であるため、トランジスタ21のベース電流はツェナーダイオード22により阻止され、またトランジスタ25がオン状態であるので、トランジスタ21のベース電流は、ツェナーダイオード23により阻止される。このため、トランジスタ21は図3の(b)に示すようにオフ状態を維持する。
トランジスタ21がオフ状態であるため第二のタイマー手段17のコンデンサ19には電荷は蓄積されず、コンデンサ19の電圧は零である。
一方、図3の(a)に示すようにコンデンサ15の電圧は半波の交流電圧により速やかに充電され、ツェナーダイオード22のツェナー電圧である第一の所定電圧に達する。
この例では時刻T1から時刻T2までの時間は0.1秒から0.2秒の範囲に設定している。
【0024】
時刻T2でコンデンサ15の電圧が第一の所定電圧に達するため、コンデンサ15からツェナーダイオード22を介してトランジスタ21のベースに電流が流れ、トランジスタ21は図3の(b)に示すようにオン状態となる。
時刻T2でトランジスタ21がオン状態となると、コンデンサ19の電圧は零であるため、トランジスタ25のベース電圧が0Vとなる。この電圧はトランジスタ25をオン状態にする電圧の約0.6V以下であるため、トランジスタ25は図3の(c)に示すようにオフ状態になる。
時刻T2でトランジスタ25がオフ状態となると、コンデンサ15の電圧はツェナーダイオー23のツェナー電圧以上であるため、コンデンサ15から抵抗24とツェナーダイオード23を介してトランジスタ21のベースにベース電流が供給される。トランジスタ21のベースにベース電流が供給されるため、図3の(b)および図3の(c)に示すように、トランジスタ21はオン状態を維持し、トランジスタ25はオフ状態を維持する。
この時、半導体スイッチ素子9のゲートにツェナーダイオード23のツェナー電圧にほぼ等しい電圧がかかり、半導体スイッチ素子9は図3の(d)に示すようにオン状態になる。
半導体スイッチ素子9がオン状態となると予熱電流が交流電源1から安定器2、蛍光ランプ3の予熱電極4、半導体スイッチ素子9、第一の抵抗手段10、ダイオード8および蛍光ランプ3の予熱電極5を通って流れる。
半導体スイッチ素子9がオン状態の場合、始動装置7の両端に加わる電圧は、半導体スイッチ素子9のオン抵抗と第一の抵抗手段10の抵抗との和と予熱電流との積であり、数十Vとなる。また、第一のタイマー手段11を構成するツェナーダイオード13のツェナー電圧は半導体スイッチ素子9のオン抵抗と第一の抵抗手段10の抵抗との和と予熱電流との積より大きく設定しているため、ツェナーダイオード13によりコンデンサ15へ流れる電流は阻止される。
【0025】
コンデンサ15に蓄積された電荷は、第二のタイマー手段17およびトランジスタ21のコレクタを通して放電され、また、抵抗24、ツェナーダイオード23およびトランジスタ21のベースを結ぶルートを通して放電される。このため、コンデンサ15の電圧は徐々に低下する。
コンデンサ15の電圧が低下し、ツェナーダイオード23のツェナー電圧である第二の所定電圧になると、コンデンサ15から抵抗24とツェナーダイオード23を通って流れていたトランジスタ21のベースへのベース電流が流れなくなる。このため、トランジスタ21は図3の(b)に示すように時刻T3でオフ状態になる。
トランジスタ21がオフ状態になるとコンデンサ15から抵抗18を通ってトランジスタ25にベース電流が供給されトランジスタ25はオン状態となり、半導体スイッチ素子9のゲート電圧は零になる。このため、半導体スイッチ素子9はオフ状態となる。
このとき流れていた予熱電流が急速に遮断されるために、安定器2のインダクタンスによるキック電圧が発生し蛍光ランプ3が点灯する。
【0026】
トランジスタ25がオン状態になった後、トランジスタ21のベース電流はツェナーダイオード23で阻止される。このためトランジスタ21はオフ状態を維持し、またそれにより、トランジスタ25はオン状態を維持する。その結果、半導体スイッチ素子9はオフ状態を維持し、蛍光ランプ3は点灯状態を維持する。
蛍光ランプ3が点灯しているとき蛍光ランプ3の両端の電圧は交流電源1の電圧と比較して十分低く、それ故第一のタイマー手段11を構成するコンデンサ15の電圧は第一の所定電圧になることはなく、トランジスタ21はオフ状態を維持する。このため、再び半導体スイッチ素子9がオン状態になることはない。
蛍光ランプ3が電源電圧の低下等で時刻T4(図3)で立ち消えた場合、蛍光ランプ3の両端の電圧が交流電源1の電圧に等しくなり、第一のタイマー手段11が再動作し時刻T1から時刻T4までの始動動作を行い蛍光ランプ3は再び点灯する。
【0027】
この例において蛍光ランプ3が点灯するまでに必要な時間は、時刻T1から時刻T3までの時間に等しい。時刻T1から時刻T2の時間を0.1秒から0.2秒の範囲に設定する。また、時刻T2から時刻T3までの時間については次のように決まる。この時間は予熱電流を流している時間であり、この予熱時間はコンデンサ15の容量値、放電のための抵抗18、抵抗24、第一の所定電圧値および第二の所定電圧値によってほぼ決定される。したがって予熱時間は蛍光ランプ3の電力値や安定器2のインピーダンスによる予熱電流値にかかわらずほぼ一定の時間となる。
【0028】
このため、定格電力の異なる安定器2や蛍光ランプ3を持つ蛍光ランプ点灯装置に、同一の始動装置を使用することができる。
【0029】
この例では電力値が4Wから30Wまでの広範囲にわたる蛍光ランプに対してこの予熱時間を0.8秒から1.2秒に設定し確実な始動性能を得ることができた。更に、交流電源1が定格値より低い場合や蛍光ランプ3の周囲温度が低く点灯しにくい場合においても、始動動作が繰り返され確実な始動性能を得ることができた。
【0030】
さらに蛍光灯ランプ点灯装置の点灯時の動作を図1および図4を参照にしながら説明する。
図4は図3の時刻T3における時間軸を拡大した図である。図4の(f)はコンデンサ15の電圧、図4の(g)はトランジスタ21のエミッタからみた第一の抵抗手段10の電圧、図4の(h)はトランジスタ21のエミッタからみたコンデンサ15の正極端の電圧、図4の(i)はトランジスタ21の動作状態、図4の(j)はトランジスタ25の動作状態、図4の(k)は半導体スイッチ素子9の動作状態、図4の(l)は予熱電流および図4の(m)はキック電圧である。
【0031】
半導体スイッチ素子9がオン状態で第一の抵抗手段10に図4の(l)に示した予熱電流が流れるとその両端に予熱電流による電圧降下が生じる。図4の(g)に示すように第一の抵抗手段10の電圧はトランジスタ21のエミッタからみると負の極性となる。また、図4の(h)に示したトランジスタ21のエミッタからみたコンデンサ15の正極端の電圧は図4の(f)と図4の(g)の和であり、リップルを有する直流電圧となる。この電圧は、図4の(l)に示した予熱電流との極性が逆であり、予熱電流が大きくなると小さくなる。図4の(h)に示した電圧がコンデンサ15の放電により降下していく場合、この電圧は必ず予熱電流が最大付近の位相で第二の所定電圧に達する。
この瞬間にコンデンサ15から抵抗24およびツェナーダイオード23を通って流れていたトランジスタ21へのベース電流が流れなくなり、トランジスタ21は図4の(i)に示すように時刻T3でオフ状態となる。トランジスタ21がオフ状態になるとコンデンサ15より抵抗18を介してトランジスタ25にベース電流が供給されトランジスタ25はオン状態となる。このため半導体スイッチ素子9のゲート電圧は零になり、半導体スイッチ素子9はオフ状態となる。このとき流れていた予熱電流が遮断され安定器2のインダクタンスによるキック電圧が発生し蛍光ランプ3が点灯する。
予熱電流が遮断される電流値は常にほぼピーク値であり安定器からのキック電圧のエネルギーは大きく蛍光ランプ3を確実に始動させることができる。
【0032】
次に、蛍光ランプが寿命のきた蛍光ランプあるいは不良の蛍光ランプである場合の蛍光灯ランプ点灯装置の動作を図1および図5を参照にしながら説明する。
図5の(n)にコンデンサ15の電圧、図5の(o)にトランジスタ21の動作状態、図5の(p)にトランジスタ25の動作状態、図5の(q)に半導体スイッチ素子9の動作状態、図5の(r)に予熱電流、図5の(s)にコンデンサ19の電圧を示す。
時刻T1から時刻T3までの蛍光ランプ点灯装置の動作は、蛍光ランプが正常である場合と同様なので詳細は省略するが、時刻T1で交流電源1を投入すると、図3の(r)に示すように予熱電流が流れ時刻T3で予熱電流が遮断され、安定器2のインダクタンスによるキック電圧が発生する。
しかし、蛍光ランプ3が不良等の原因で点灯しない場合、再び時刻T1から時刻T3までと同様の始動動作を繰り返す。例えば時刻T2から時刻T3のように、半導体スイッチ素子9がオンの状態の間に、半導体スイッチ素子9には予熱電流が流れ、半導体スイッチ素子9は予熱電流による抵抗損失で発熱し温度が上昇する。また、予熱電流が流れている間トランジスタ21はオン状態である。トランジスタ21がオン状態であるため、コンデンサ15から抵抗18を通ってコンデンサ19に電流が流れ、コンデンサ19は充電され、コンデンサ19の電圧は上昇する。
時刻T1から時刻T3までと同様の始動動作を繰り返した後、時刻T5でコンデンサ19の電圧がトランジスタ25をオン状態にできるベース−エミッタ電圧0.6Vに達する。このため、コンデンサ15から抵抗18を通ってコンデンサ19に流れていた電流はほぼ流れなくなり、抵抗18を通ってトランジスタ25のベースに流れ、トランジスタ25はオン状態となる。トランジスタ25がオン状態になると半導体スイッチ素子9はオフ状態となり、予熱電流は流れなくなり、始動動作は停止する。予熱電流が流れなくなった後、交流電源1の電圧によりコンデンサ15の電圧が第一の所定電圧に達してトランジスタ21がオン状態になる。しかし、既にコンデンサ19の電圧が0.6Vに達しているためトランジスタ25はオフ状態にならず、オン状態を維持する。
その結果、コンデンサ15の電圧は第一の所定電圧、コンデンサ19の電圧は0.6V、トランジスタ21とトランジスタ25はオン状態および半導体スイッチ素子9はオフ状態を維持する。
したがって、従来のグロースタータの様にランプが寿命の場合にランプの明滅を繰り返すことはない。
その後、交流電源1の電源を切るとコンデンサ15の電荷は抵抗18あるいは抵抗24を通って、コンデンサ19の電荷は抵抗20を通って徐々に放電され、交流電源1投入前の初期の状態に戻る。
始動動作を停止させる時間である時刻T2から時刻T5までの時間はコンデンサ19と抵抗18との時定数でほぼ決定でき、あらかじめ半導体スイッチ素子9の温度上昇が定格以内になるよう設定しているので、寿命がきた蛍光ランプ、不良の蛍光ランプを使用した場合でも半導体スイッチ素子9を破損させることなく予熱電流を確実に停止することができる。本例では、時刻T2から時刻T5までの時間を3秒以下に設定し半導体スイッチ素子9を発熱から保護している。
【0033】
第二のタイマー回路を備えることで、ランプの再点灯動作の停止、ランプの明滅動作の防止および半導体スイッチ素子の保護の機能を持つ。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、始動装置に第一のタイマー手段および制御手段を備えることにより、定格の異なる安定器や蛍光ランプを持つ蛍光ランプ点灯装置に対し確実にランプの点灯を行うことができ、また、交流電源の電圧が瞬時に低電圧になり蛍光ランプが立ち消えの場合に対し自動的にランプの再点灯を行うことができる。抵抗、ツェナーダイオード、整流ダイオードおよびコンデンサを直列に接続することで、第一のタイマー手段の機能を持つ回路を構成できる。
また、半導体素子としてアバランシェ耐量のある電解効果トランジスタを用いることにより、半導体スイッチ素子を保護するためのサージ電圧抑制器が不要となる。
また、制御手段に第二のタイマー手段を備えることにより、所定時間後のランプ再点灯動作の停止、半導体スイッチ素子の保護およびランプ明滅の防止を行うことができる。
さらに、始動装置の収納用容器を蛍光灯器具のグロースタータと互換性のある形状にすることで既存の照明器具に使用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の回路構成例を示す図
【図2】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置を構成する始動装置の外観を示す図
【図3】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の動作を表す図
(a)コンデンサ15の電圧
(b)トランジスタ21の動作状態
(c)トランジスタ25の動作状態
(d)半導体スイッチ素子9の動作状態
(e)予熱電流
【図4】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の動作を表す図
(f)コンデンサ15の電圧
(g)トランジスタ21のエミッタからみた第一の抵抗手段10の電圧
(h)トランジスタ21のエミッタからみたコンデンサ15の正極の電圧
(i)トランジスタ21の動作状態
(j)トランジスタ25の動作状態
(k)半導体スイッチ素子9の動作状態
(l)予熱電流
(m)キック電圧
【図5】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の動作を表す図
(n)コンデンサ15の電圧
(o)トランジスタ21の動作状態
(p)トランジスタ25の動作状態
(q)半導体スイッチ素子9の動作状態
(r)予熱電流
(s)コンデンサ19の電圧
【図6】従来の蛍光ランプ点灯装置の回路構成を示す図
【符号の説明】
1 交流電源
2 安定器
3 蛍光ランプ
4 予熱電極
5 予熱電極
6 雑音防止用コンデンサ
7 始動装置
8 第二の整流手段
9 半導体スイッチング素子
10 第二の抵抗手段
11 第一のタイマー手段
16 制御手段
17 第二のタイマー手段
Claims (1)
- 第一及び第二の予熱電極を持つ蛍光ランプと、
前記第一の予熱電極の一端に一端が接続された安定器と、
前記第一の予熱電極の他端に一端が接続され、前記第二の予熱電極の一端に他端が接続された始動装置と、を有し、
前記安定器の他端と第二の予熱電極の他端とを交流電源に接続されるようにした蛍光ランプ点灯装置であって、
前記始動装置は、
前記第二の予熱電極の一端に一端が接続された第一の整流手段と、
前記第一の整流手段の他端に一端が接続され、前記第一の予熱電極の他端に他端が接続された、第一の抵抗手段と半導体スイッチ素子との第一の直列回路と、
前記第一の直列回路の他端に一端が接続された、第二の抵抗手段、ツェナー電圧が前記半導体スイッチ素子のオン抵抗と前記第一の抵抗手段の抵抗との和と予熱電流との積より大きくなるように設定した少なくとも1つのツェナーダイオード及び第二の整流手段を直列接続した第二の直列回路と、
前記第二の直列回路の他端と前記第一の直列回路の一端との間に接続された第一のコンデンサと、
前記第二の直列回路と前記第一のコンデンサとの接続点である第一の接続点と、前記第一の抵抗手段と前記半導体スイッチ素子との接続点である第二の接続点との間の直流電圧を入力し、出力電圧を前記半導体スイッチ素子の制御端子に入力して前記半導体スイッチ素子を制御するための制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記半導体スイッチ素子の制御端子と前記第二の接続点との間に接続され、電源投入後、前記第一の接続点の直流電圧が第一の所定電圧になるまでの間導通して、前記半導体スイッチ素子の遮断導通状態を制御する第一のトランジスタと、
前記第一の接続点から前記第一のトランジスタの制御端子に電流が流れる経路上の点と前記第二の接続点との間の経路に挿入され、前記第一のトランジスタの遮断導通状態を制御する第二のトランジスタと、
前記第一の接続点の直流電圧が前記第一の所定電圧になった時導通し前記第二のトランジスタを導通させる第二のツェナーダイオードと、
前記第一のトランジスタが遮断状態になった時、前記第一の接続点の直流電圧が第二の所定電圧に降下するまで、第二のトランジスタを導通状態に維持する第三のツェナーダイオードと、
を有することを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
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