JPH04215298A - 放電管の直流点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蛍光ランプ等の放電管を
直流点灯させる放電管の直流点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電管の直流点灯装置としては、
例えば図６に示されるもの、あるいは図７に示されるも
のなどがある。

【０００３】図６に示される直流点灯装置は、放電管１
の安定放電状態（ア−ク放電を持続している状態）では
、定電圧電源９０から安定器（チョ−クコイル）９１を
介して直流定電圧を放電管１に印加するものであり、放
電管１の放電始動時には、タイマリレ−９２により放電
管１の両端を繰り返し短絡させ、安定器９１のインダク
タンスキックにより高電圧パルスを発生させて、これを
放電管１にグロ−放電開始用の高電圧として印加するも
のである。

【０００４】また図７に示される直流点灯装置は、放電
管１の放電始動時における放電管１の両端の繰返し短絡
を制御回路９３によりオン／オフされるトランジスタ９
４を用いて行うものであり、安定放電時には、上述同様
に定電圧電源９０から安定器９１を介して直流定電圧を
放電管１に印加するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電管の直流点
灯装置は、放電始動時の高電圧発生と安定放電時の定電
流供給のためにチョ−クコイルからなる安定器９１を用
いている。ところが、放電管１の安定放電時には、この
安定器９１には放電管１に流れる放電電流がそのまま通
電されることになるので、この安定器９１における電力
消費が大きく、したがって電源効率が悪くなり、また発
熱などの問題を生じる。またかかる安定器は大型なので
、点灯装置を大型化させる。また従来装置で放電管の光
量調整（以下、調光と称する）を行おうとした場合、放
電管１が負特性を有することを考慮すると、安定器９１
のチョ−クコイルのリアクタンス値を変えなければなら
ず、したがってチョ−クコイルとしては不確定なリアク
タンスを持ったものが必要となるが、チョ−クコイルが
このような特性を示す領域は制限されるため、従来装置
では調光を行うことが難しかった。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、電源効率がよく小
型化が可能な放電管の直流点灯装置を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、放電管の調光を容易に行
うことができる放電管の直流点灯装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る放電管の直
流点灯装置は、一つの形態として、放電管に直流電圧を
印加する電圧源と、放電管の安定放電時に放電管に流れ
る電流を検出してこれを定電流に維持制御する直流定電
流回路と、放電管の放電始動時に放電管にグロ−放電用
の高電圧を印加し放電管が安定放電状態に移行したこと
を検出して高電圧の印加を停止する始動時高電圧印加回
路とを備えて成るものである。また本発明に係る放電管
の直流点灯装置は、他の形態として、上述の形態におい
て、定電流回路がその定電流値を可変できるように構成
したものである。また本発明に係る放電管の直流点灯装
置は、他の形態として、上述の２番目の形態において、
定電流回路による定電流値の可変調整に応じて、その可
変調整により生じる放電管の両端電圧の変化分だけ電圧
源の直流電圧を変化させるように構成したものである。 また本発明に係る放電管の直流点灯装置は、他の形態と
して、上述の各形態において、放電管の放電始動時に放
電管のフィラメントを加熱し、放電管が安定放電状態に
移行したことを検出してフィラメント加熱を停止するフ
ィラメント加熱回路を更に備えて成るものである。さら
に本発明に係る放電管の直流点灯装置は、他の形態とし
て、上述の各形態において、放電管へ印加される直流印
加電圧の極性を放電管の点灯毎または消灯毎に切り換え
る極性切換え回路を更に備えて成るものである。

【０００８】

【作用】放電管の放電始動時には始動時高電圧印加回路
から高電圧を放電管に印加して放電の始動を行い、放電
開始後は直流定電流回路により放電管の維持放電電流を
定電流に維持する。これによりチョ−クコイル等の安定
器が不要になる。直流定電流回路の定電流値は可変する
ことができ、それにより放電管の光量調整が容易に行え
る。この光量調整にあたっては、定電流値を変えたこと
により生じる放電管の両端電圧の変化分だけ、電圧源か
らの直流電圧の大きさを変えることにより直流定電流回
路で消費される電力を抑えることができ、電力効率を向
上できる。またフィラメント加熱回路により放電始動時
に放電管のフィラメントを加熱することで、放電開始電
圧を下げることができる。さらに極性切換え回路を備え
ることで、長時間の直流点灯により生じる放電管の不均
一な発光状態を無くすことができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１には本発明の一実施例としての放電管の直流
点灯装置が示される。図１において、１は蛍光ランプか
らなる放電管であり、この放電管１の陽極１ｐには電圧
源２から直流電圧＋Ｂがダイオ−ド７を介して印加され
る。放電管１の陰極１ｎと電圧源２のグラウンドＧＮＤ
側とを接続する電源線には直流定電流回路３が挿入され
ており、この定電流回路３により放電管１の安定放電時
に放電管１に流れる放電電流が定電流制御されるように
なっている。４は放電管１の放電始動時に放電管１に印
加するグロ−放電用の高電圧を発生する始動時高電圧印
加回路４であり、放電管１の陽極１ｐに印加する高電圧
パルスを発生する高電圧パルス電源４２と、この高電圧
パルス電源４２を放電始動時のみ起動して放電管１が安
定放電状態に移行したらそれを検出して高電圧パルスの
発生を停止させる制御を行う制御回路４１とからなる。

【００１０】５はフィラメント加熱回路であり、放電始
動時における放電開始電圧を下げるために放電管１の陰
極側フィラメントを加熱する回路であり、放電管１の陰
極側フィラメントにトライアックＱ５１を介して交流９
Ｖを印加する出力段回路５２と、この出力段回路５２の
トライアックＱ５１が放電始動時のみオンとされ安定放
電状態でオフされるように制御を行う制御回路５１とか
らなる。６は極性自動切換え回路であり、この回路は放
電管１に印加される直流電圧の極性を放電管の点灯の度
に切り換えるものであり、切換え回路６１と信号検出制
御回路６２とバックアップ電源６３とからなる。

【００１１】図２には実施例装置における直流定電流回
路３の詳細な構成が示される。この定電流回路３は直列
式の直流定電流回路からなり、放電管１の放電電流を制
御する電力トランジスタＴＲ３１と、放電電流の大きさ
を検出する検出抵抗器Ｒ３０と、検出抵抗器Ｒ３０の検
出電圧を増幅する演算増幅器Ｑ３１と、演算増幅器Ｑ３
１の出力信号に応じて電力トランジスタＴＲ３１の通電
電流を制御するトランジスタＴＲ３２と、定電流回路の
定電流値の大きさを調整するための定電流値調整回路３
１と、光リップルの防止用のキャパシタＣ３１などを含
み構成される。

【００１２】この直流定電流回路３においては、放電管
１の放電電流の大きさは検出抵抗器Ｒ３０によって検出
され、この検出電圧は定電流調整回路３１、演算増幅器
Ｑ３１、トランジスタＴＲ３２を介して電力トランジス
タＴＲ３１のベ−スにフィ−ドバックされ、それにより
電力トランジスタＴＲ３１によって検出抵抗器Ｒ３０で
検出された放電電流の大きさが一定電流値になるように
制御される。この一定電流値の大きさは定電流値調整回
路３１によって任意に変えることができる。定電流値調
整回路３１は定電圧を発生するツェナ−ダイオ−ドＺＤ
３１と、その両端に並列接続された抵抗器Ｒ３１、Ｒ３
２、可変抵抗器ＶＲ３１からなる分圧器を含み構成され
ており、分圧器中の可変抵抗器ＶＲ３１からの分割電圧
を変えることにより電力トランジスタＴＲ３１が制御す
る定電流値を任意に変えることができるよう構成されて
いる。

【００１３】図３には実施例装置における電圧源２の詳
細な構成が示される。図示のように、交流電圧ＡＣ１０
０Ｖが電源スイッチ２１を介してトランスＴ２１の一次
側の１００Ｖタップに入力されており、二次側の１１０
Ｖタップから取り出された１１０Ｖ交流電源が整流器２
２で整流されキャパシタＣ２１で平滑されて直流電圧＋
Ｂとして放電管１の陽極側に印加される。この直流電圧
＋Ｂは放電管の管電圧を下回ることがないように設定さ
れる。また、二次側には、始動時高電圧印加回路４、極
性自動切換え回路６、およびフィラメント加熱回路５の
制御回路５１の電源となる直流定電圧（＋６Ｖ）を得る
ための９Ｖタップと、陰極フィラメントの加熱用ＡＣ電
圧を得る９Ｖタップとが備えられている。前者の９Ｖタ
ップから取り出された交流電圧ＡＣ９Ｖは整流器２３で
整流された後に定電圧レギュレ−タ２４で＋６Ｖ直流定
電圧にされ、各回路に＋６Ｖ直流電源電圧として供給さ
れる。

【００１４】図４には実施例装置における始動時高電圧
印加回路４の詳細な構成が示される。高電圧パルス電源
４２はトランジスタＴＲ４２、ＴＲ４３、トランス４１
、ダイオ−ド４１、キャパシタＣ４２、Ｃ４３等から構
成されるロイヤ−の回路を基本とした一般的な回路構成
のパルス発振回路であり、トランジスタＴＲ４２、ＴＲ
４３のベ−ス電位を制御することによってその発振の起
動と停止を制御することができる。この高電圧パルス電
源４２は電気容量として数ワット程度、出力電圧として
３００〜５００Ｖ以上に設定される。制御回路４１はト
ランジスタＴＲ４１のベ−スに検出抵抗器Ｒ３０の検出
電圧が抵抗器Ｒ４１を介して入力されており、この検出
電圧によりトランジスタＴＲ４１をオン／オフさせて放
電管１の安定放電状態を検出する回路であり、このトラ
ンジスタＴＲ４１のコレクタ電圧を高電圧パルス電源４
２への制御電圧としている。すなわち、検出抵抗器Ｒ３
０に通電が無い状態では高電圧パルス電源４２の発振を
行わせ、通電時には発振を停止させるように動作する。

【００１５】図５には実施例装置におけるフィラメント
加熱回路５の詳細な構成が示される。このフィラメント
加熱回路５は放電管１の陰極側のフィラメントを加熱す
ることによって、主電源である電圧源２の直流電圧を低
く設定することを可能にするものである。制御回路５１
は２段のトランジスタＴＲ５１、ＴＲ５２と、トランジ
スタＴＲ５２のコレクタ側に一次側が接続されたホトカ
プラＱ５１等を含み構成されており、初段トランジスタ
ＴＲ５１のベ−スには直流定電流回路３の検出抵抗器Ｒ
３０の検出電圧が抵抗器Ｒ５１を介して入力されており
、これにより検出抵抗器３０に通電が無い時にはホトカ
プラＱ５１の出力側トライアックをオン、通電がある時
にはオフにするようになっている。出力段回路５２はホ
トカプラＱ５１の出力側トライアックを含み、このトラ
イアックＱ５２を介して電圧源２からの交流電圧ＡＶ９
Ｖを放電管１の陰極側フィラメントに印加するようにな
っている。したがってこのフィラメント加熱回路５は放
電管１に放電電流がまだ流れていない放電始動時にトラ
イアックをオンにして陰極側フィラメントをＡＣ９Ｖで
加熱し、放電が開始された後の安定放電時にはトライア
ックをオフにして加熱を停止するよう動作する。

【００１６】ところで、蛍光ランプについて直流点灯を
長時間行う場合、管内の水銀はプラスにイオン化されて
いるため、陰極側に偏る傾向があるが、極端に偏りが生
じた場合は、陽極側からの光はほとんど無くなり、不均
一な発光状態になる。極性自動切換え回路６はこの水銀
の−極集中を防ぐために電源スイッチの投入の度に放電
管１の両電極に印加する電圧の極性を自動的に反転させ
るものである。この極性自動切換え回路６は、放電管１
の電極に印加する電圧の極性を反転させるよう切換えを
行うリレ−の接点回路からなる切換え回路６１と、この
リレ−のオン／オフを電源スイッチ２１の投入の度に変
えるよう制御する信号検出制御回路６２と、電源スイッ
チ２１のオフ時にも信号検出制御回路６２を作動状態に
維持するためのバックアップ電源６３とを含み構成され
る。この極性自動切換え回路６は電源スイッチ投入の度
に、放電管１の両端電極が陽極と陰極に交互に反転する
ように切り換えを行う。

【００１７】以下、実施例装置の動作について説明する
。まず、電源スイッチ２１を投入すると、電圧源２から
各回路に電源電圧が供給される。フィラメント加熱回路
５では出力段回路５２のホトカプラ出力側トライアック
Ｑ５１がオンとなり、それにより放電管１の陰極側フィ
ラメントが交流電圧ＡＣ９Ｖで加熱される。また始動時
高電圧印加回路４では高電圧パルスが高電圧パルス電源
４２により発生されて放電管１の陽極１ｐに印加される
。この高電圧パルスの印加の結果、放電管１が放電を開
始すると、その放電電流は定電流回路３内の検出抵抗器
Ｒ３０で検出される。この検出電圧によって始動時高電
圧印加回路４では制御回路４１が高電圧パルス電源４２
のパルス発振を停止させて放電管１への高電圧印加を停
止する。またフィラメント加熱回路５では制御回路５１
が出力段回路５２のトライアックＱ５１をオフにして放
電管１の陰極フィラメントの加熱を停止する。

【００１８】放電管１の安定放電状態では、定電流回路
３が放電管１の放電電流の大きさを検出抵抗器Ｒ３０で
検出して、それが一定値となるように、その検出電圧を
電力トランジスタＲ３１のベ−ス側にフィ−ドバックし
ている。この定電流値の大きさは定電流値調整回路３１
の可変抵抗器ＶＲ３１により所定範囲内において任意に
調整することができ、それにより放電管１の調光が可能
である。なお、電源スイッチ２１の投入の度に、放電管
１の両断電極が極性自動切換え回路６により陽極と陰極
に交互に切り換えられることは前述した通りである。

【００１９】本発明の実施にあたっては種々の変形形態
が可能である。例えば上述の実施例では、定電流回路３
により定電流値の大きさを変えた場合にも、電圧源２か
ら放電管１に印加する直流電圧値は一定としたが、装置
全体の電力効率を向上させるためには、定電流値の変化
（すなわち放電管１の放電電流の変化）に応じて放電管
１に印加する直流電圧値も変化させることが望ましい。 すなわち、例えば放電管１の光量を増大させるため放電
電流値を増大させると、放電管１の負特性のため放電管
１の両端電圧は下がり、その下がった分は定電流回路３
にかかって定電流回路３における電力消費を増大させる
ので、放電管１の両端電圧の下降に応じて、その分だけ
電圧源２からの直流電圧＋Ｂを下げて、定電流回路３に
余分な電圧が加わらないようにする。この場合、電圧源
２側におけるこの電力効率の向上のためには電圧源２と
して電力効率のよいスイッチングレギュレ−タを用いる
とよい。

【００２０】また上述の実施例では放電始動時に放電管
１に高電圧パルスにより高電圧を印加するようにしたが
、もちろん高電圧パルスに限られるものではなく、放電
を誘起できる高電圧を印加できるものであれば足りる。 また放電管１も蛍光ランプに限られるものではなく、ネ
オンランプや水銀灯など放電管一般に本発明は適用でき
る。また上述の実施例では、極性自動切換え回路６は電
源スイッチ２１の投入の度に極性切換えを行ったが、も
ちろん電源スイッチ切断の度に極性切換えするようにし
てもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
、チョ−クコイルなどの安定器が不要となるので、放電
管の直流点灯装置の電源効率を向上させ、また小型化を
図ることが可能となる。また定電流回路の定電流値を変
えることで放電管の光量調整を容易に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての放電管の直流点灯装
置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】実施例装置における直流定電流回路の詳細な構
成を示すブロック図である。

【図３】実施例装置における電圧源の詳細な構成を示す
ブロック図である。

【図４】実施例装置における始動時高電圧印加回路の詳
細な構成を示すブロック図である。

【図５】実施例装置におけるフィラメント加熱回路の詳
細な構成を示すブロック図である。

【図６】従来の放電管の直流点灯装置を示すブロック図
である。

【図７】従来の放電管の直流点灯装置を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１　　放電管 ２　　電圧源 ３　　直流定電流回路 ４　　始動時高電圧印加回路 ５　　フィラメント加熱回路 ６　　極性自動切換え回路 ２１　　電源スイッチ ２２　　整流器 ２３　　整流器 ２４　　定電圧レギュレ−タ ３１　　定電流値調整回路 ４１　　制御回路 ５１　　制御回路 ４２　　高電圧パルス電源 ５２　　出力段回路 ６１　　切換え回路 ６２　　信号検出制御回路 ６３　　バックアップ電源 Ｒ３０　　検出抵抗器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放電管に直流電圧を印加する電圧源と
   、該放電管の安定放電時に該放電管に流れる電流を検出
   してこれを定電流に維持制御する直流定電流回路と、該
   放電管の放電始動時に該放電管にグロ−放電用の高電圧
   を印加し、該放電管が安定放電状態に移行したことを検
   出して該高電圧の印加を停止する始動時高電圧印加回路
   とを備えた放電管の直流点灯装置。
2. 【請求項２】　　該定電流回路はその定電流値を可変で
   きるように構成され、それにより放電管の調光が可能に
   なっている請求項１記載の放電管の直流点灯装置。
3. 【請求項３】　　該定電流回路による定電流値の可変調
   整に応じて、その可変調整により生じる該放電管の両端
   電圧の変化分だけ該電圧源の直流電圧を変化させるよう
   に構成された請求項２記載の放電管の直流点灯装置。
4. 【請求項４】　　該放電管の放電始動時に該放電管のフ
   ィラメントを加熱し、該放電管が安定放電状態に移行し
   たことを検出して該フィラメント加熱を停止するフィラ
   メント加熱回路を更に備えた請求項１〜３の何れかに記
   載の放電管の直流点灯装置。
5. 【請求項５】　　該放電管へ印加される直流電圧の極性
   を該放電管の点灯毎または消灯毎に切り換える極性切換
   え回路を更に備えた請求項１〜４の何れかに記載の放電
   管の直流点灯装置。
6. 【請求項６】　　該始動時高電圧印加回路の高電圧は高
   圧パルス電源により発生される高電圧パルスである請求
   項１〜５の何れかに記載の放電管の直流点灯装置。