JPH06140169A - 蛍光灯インバータ点灯装置 - Google Patents

蛍光灯インバータ点灯装置

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JPH06140169A
JPH06140169A JP4292488A JP29248892A JPH06140169A JP H06140169 A JPH06140169 A JP H06140169A JP 4292488 A JP4292488 A JP 4292488A JP 29248892 A JP29248892 A JP 29248892A JP H06140169 A JPH06140169 A JP H06140169A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛍光灯インバータ点灯装置の負荷配線系にお
いて、蛍光灯とコネクタまたはソケット部等の箇所に見
られる接触不良が生じた場合に発生する異常振動を検出
し、インバータ出力を停止して点灯装置全体の保護と火
災等の危険を回避する。 【構成】 スイッチング回路出力端に限流インダクタC
Hを介して蛍光灯FLを接続し点灯する高周波インバー
タ回路のスイッチング回路出力端と前記限流インダクタ
CHとの間に挿入されたインダクタLoと、コンデンサ
Cs1と、抵抗素子Rsと、からなるスイッチングノイ
ズフィルタ回路11を有する蛍光灯インバータ点灯装置
10に、前記スイッチングノイズフィルタ回路11に流
れる電流is1、is2の高周波成分の中で蛍光灯への
負荷配線系の接触不良に起因する異常振動電流を検出し
て検出信号を出力する接触不良検出回路21と、前記検
出信号が所定の期間有る場合に制御信号を出力するタイ
マ回路17と、を備え、負荷配線系の接触不良が生じた
場合に前記制御信号によってスイッチング回路の出力を
停止するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータ式の蛍光灯
点灯装置の負荷配線系において接触不良が生じた場合の
異常振動電流に対する検出・保護に関わり、さらに詳細
には、接触不良が生じた場合にこれを検出して高周波イ
ンバータ回路のスイッチング回路出力を遮断させること
により、負荷配線系の異常発熱を防止するように構成し
た蛍光灯インバータ点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】蛍光灯インバータ点灯装置の負荷配線系
において、コネクターまたはソケット部等の箇所に接触
不良が発生すると、インバータ出力電流が商用電源に比
べて非常に高い周波数であることから、異常発熱して発
煙や最悪には発火の生ずる虞れすらある。
【0003】即ち、上記接触不良状態が長く続く場合に
は、接触抵抗もしくは接続部に僅かな隙間があってもそ
のまま該隙間にて放電して蛍光灯は点灯し続け、その部
分が発熱・発煙して発火に至るのである。
【0004】そのため、上記負荷配線系の接触不良状態
が暫時続く場合にはインバータ出力を停止させる等の処
置が安全上必要となる。特に多灯用蛍光灯インバータ点
灯装置のように接続箇所が多くなると、上記接触不良の
危険性も高くなり、より重要な問題となる。しかし、上
記接触不良は当初は正常であったものが使用に伴う経年
変化によって発生するものが殆どであり、しかも点灯装
置自体に過電流が流れる訳ではないので、電源ヒューズ
による停止も効果がない。
【0005】ところで、一般に電気機器の負荷配線系に
接触不良が発生すると、通常よりも高い周波数の異常振
動電流が前記負荷配線系に加わり通常の振動波形が変化
することが知られている。
【0006】従来の蛍光灯インバータ点灯装置の負荷配
線系における蛍光灯の接触不良の検出回路としては、上
記振動波形の変化を適当な周波数特性を持つトランスの
1次巻線で捕らえ、適当な電圧パルス信号に変換し、さ
らに危険性のない瞬時的ノイズによるものか継続的な接
触不良によるものかを積算回路等によって判別した後、
制御信号を出力して、インバータ回路の発振動作を停止
させるものが考案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記考
案された接触不良検出装置では新たに追加する検出回路
が複雑でコストが増大すること、及びスペースに余裕の
ないのが通常の蛍光灯点灯装置においては、より簡単な
検出回路が望まれること、さらには上記検出回路の適用
の際には、適用する蛍光灯インバータ点灯装置の接触不
良による異常振動波形の通常波形への重畳状態(振動波
形の変動)を詳しく解析したうえでなければ検出レベル
の設定が難しく実用性に乏しいこと等の解決すべき問題
点があった。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、負荷配線系の接触不良に伴う異常振動電流による
発熱・発煙・発火等の危険防止のための簡単で確実な動
作が期待できる接触不良検出装置を備えた蛍光灯インバ
ータ点灯装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
回路出力端に限流インダクタを介して蛍光灯を接続し点
灯する高周波インバータ回路の前記スイッチング回路出
力端と前記限流インダクタとの間に挿入されたインダク
タと、コンデンサと、抵抗素子と、からなるスイッチン
グノイズフィルタ回路を有する蛍光灯インバータ点灯装
置において、前記スイッチングノイズフィルタ回路に流
れる電流の高周波成分の中で蛍光灯への負荷配線系の接
触不良に起因する異常振動電流を検出して検出信号を出
力する接触不良検出回路と、前記検出信号が所定の期間
有る場合に制御信号を出力するタイマ回路と、を備え、
負荷配線系の接触不良が生じた場合に前記制御信号によ
ってスイッチング回路の出力を停止するように構成した
ことを特徴とする蛍光灯インバータ点灯装置を提供する
ことにより上記目的を達成するものである。
【0010】
【作用】本発明に係わる接触不良検出回路は、接触不良
に起因する異常振動の周波数領域が従来使用されている
スイッチングノイズフィルタ回路の共振周波数領域とオ
ーバーラップすることを利用するものであって、インバ
ータ回路のスイッチング回路出力端と前記限流インダク
タCHとの間に挿入されたインダクタLoと、コンデン
サCs1と、抵抗素子Rsと、からなる従来のスイッチ
ングノイズフィルタ回路を例えば図1のように変更・追
加して、Cs1、Rsに流れる数MHzの高周波電流に
含まれる接触不良に起因する異常振動電流成分の有無を
スイッチングノイズのみの場合と識別して検出する。
【0011】即ち、接触不良に起因する異常振動はスイ
ッチングノイズに比べて非常に大きいので、Cs2の振
動電圧を検出電圧Vsとしてモニターしておけば、接触
不良が生じ異常振動が発生した場合には、予めコンパレ
ータに設定されたスイッチングノイズレベルよりも高い
基準電圧Vrefとの比較で接触不良の発生(Vs>V
ref)を識別し検出信号を出力する。
【0012】タイマ回路は積算回路であって、前記検出
信号が所定の時間有る場合にアナログ的に積算された電
圧が所定電圧を越えた場合に制御信号を出力する。した
がって、外来ノイズのような一過性の異常振動は誤検出
されない。
【0013】上記検出回路及びタイマ回路は簡単な構成
であり、僅かの部品追加で済むので、コストが安く、設
計が容易となる。
【0014】
【実施例】本発明者の研究によれば、高周波インバータ
点灯装置のスイッチング回路出力端に複数の蛍光灯が各
々の限流インダクタを介し接続され、そのうちの1灯の
配線上に接続が不完全な接触不良箇所が在る場合、通常
点灯時の動作周波数の電流波形(通常数十KHz程度)
の他に数十倍高い周波数成分を持つ異常振動波が負荷配
線系に発生することが確認された。
【0015】図2に5本の蛍光灯のうち1本に前記接触
不良状態が発生した時の電流波形(A)と通常時の同波
形(B)(スイッチング出力周波数は45KHzであ
る。)の比較を示す。
【0016】一方、従来の蛍光灯インバータ点灯装置は
図3に示す回路のようにスイッチング回路出力端OUT
1には負荷配線系13を直接接続するのでなく、スイッ
チング素子Q1、Q2のスイッチングノイズを減少さ
せ、蛍光灯FLを接続した負荷側に流さないようにする
ためのスイッチングノイズフィルタ回路11が一般的に
使用されていた。このノイズフィルタ回路は極力動作周
波数成分(数十KHz)のみを負荷側に流すローパスフ
ィルタの構成であり、スイッチング素子Q1、Q2で発
生する高周波ノイズ成分(数MHz)を吸収する目的で
挿入されていた。
【0017】本発明者は従来から使用されている上記ス
イッチングノイズフィルタ回路11に着目し、負荷配線
系13に接触不良が発生した場合に、上記回路のコンデ
ンサCs1、抵抗素子Rsに流れる電流の周波数成分を
測定点T.Pにて測定したところ、図4から判るように
4〜10MHz領域m、及び17〜22MHz領域uで
は通常時のスイッチングノイズのみの振動波形(B)に
比べて10倍以上の異常振動波形(A)が現れることが
判明した。
【0018】したがって、スイッチングノイズフィルタ
回路11に流れる上記領域mの高周波電流をモニターす
ることによって、通常含まれるスイッチングノイズレベ
ルと接触不良に起因する異常振動成分が重畳された状態
のレベルを、両者の中間に設定された電圧で判別すれば
確実な接触不良検出が可能となる。なお、本実施例にお
ける前記スイッチングノイズフィルタ回路11の減衰特
性は図7のような特性であり、3.5MHz以上の周波
数成分の減衰特性となっている((A)は図3における
OUT1、(B)はOUT2での測定結果)。
【0019】以上を前提に本発明の実施例を図面を基に
詳述する。
【0020】図1は本発明に係わる共振形の蛍光灯イン
バータ点灯装置10の回路図例であり、商用電源1をダ
イオードD1、D2により整流し、コンデンサC1、C
2で平滑し、±130Vの直流電源を作り、該±130
Vの電源間にスイッチング素子Q1、Q2を直列に接続
し、該Q1、Q2間の中点をスイッチング出力端の片端
となし、C1、C2の中点を出力端の他端としているハ
ーフブリッヂ方式である。スイッチング制御回路はC
1、C2の中点を回路接地ライン(0V)としている。
【0021】検出回路追加前の出力ノイズフィルタ回路
11は本来Q1、Q2のスイッチングノイズをLoとC
s、Rsとで減少させ、負荷配線系13側に流さないよ
うにするためのものであった。
【0022】本発明者の実験によれば、前述のように負
荷配線系13側で接触不良が発生すると、その振動波に
よりCs,Rsに流れる電流が急増することが確認され
た。
【0023】本発明はこのCs,Rsに流れる接触不良
に起因する振動変化が非常に大きいことに着目して、こ
こを接触不良検出箇所としたものである。
【0024】次に、図1のスイッチングノイズフィルタ
回路11に追加した接触不良検出回路21を詳細に説明
する。
【0025】接触不良による電圧振動波15は図5の出
力の振動電圧に示されるように45KHzの動作周波数
に重畳されている。Cs1の容量は330pFとしてい
るため、45KHzの成分は殆どCs1でカットされ、
2MHz〜10MHz成分が主としてCs1を流れる。
【0026】振動波がマイナスの時、Ds1→Rs→C
s1とis1が流れ、Cs1に電荷が充電され、プラス
になった時、Cs1→Rs→Ds2→Cs2とis2が
流れ、Cs2に充電されるため、振動波の±両方の電圧
をCs2に充電することができ、主に接触不良に起因す
る振動電圧15を検出することができる。
【0027】従来より使用している出力ノイズフィルタ
は極力動作周波数成分のみを負荷側に流すローパスフィ
ルタの構成であって、スイッチング素子で発生する高周
波成分(数MHz)を吸収する目的で挿入されていた。
【0028】一方、前記説明の様にCs,Rsに流れる
電流は数MHz成分が多く、出力線間の電圧に数MHz
成分の振動波が多くなれば、Cs,Rsに流れる電流i
s1、is2も多くなることになる。
【0029】図6にコンデンサCs2両端にて測定され
た検出電圧Vsの様子を示す。図から判るように、通常
点灯時には検出電圧のピークでおよそ5Vであったもの
が接触不良の発生でおよそ30V(ピーク)まで増大す
る。
【0030】本実施例では検出された電圧をR2、R3
で分圧し、R4を介しコンパレータCPに加える。(R
2=750Ω、R3=330Ωと設定する。)本回路で
はコンパレータCPの基準電圧Vrefを5Vとした。
【0031】コンパレータが動作する検出電圧Vsは約
16.4Vとなる。
【0032】したがって、検出電圧Vsが16.4Vを
越えるとコンパレータが出力し、タイマ回路17へ検出
信号を伝える。
【0033】タイマ回路17では前記検出信号を積算
し、一定時間、信号がある場合にスタート回路18にス
トップ信号を出力し、発振回路20を停止させ、インバ
ータ出力を停止する。
【0034】なお、検出回路21は図8に示すような電
圧検出タイプ22も有効であることが確認された。
【0035】また、本発明に係わる蛍光灯インバータ点
灯装置はスイッチング回路出力に接続された従来のスイ
ッチングノイズフィルタ回路が吸収する高周波成分中に
含まれる接触不良に起因する成分を検出するところに本
発明の主眼が存するのであって、上記実施例における共
振形点灯装置に限定されるものではなく、非共振形の点
灯装置であってもよく、さらに、検出回路は蛍光灯イン
バータ点灯装置のインバータ出力に接続されたノイズフ
ィルタ回路に流れる高周波電流の接触不良による成分を
選択・検出する方式の検出回路であれば他の回路構成で
あってもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明に係わる蛍光灯インバータ点灯装
置は、上記のように構成されているため、以下に記載す
るような効果を有する。
【0037】(1)負荷配線系の接触不良検出をスイッ
チングノイズフィルタ回路を利用して少ない追加部品で
効果的に行うことができるという優れた効果を有する。
【0038】(2)接触不良に伴う発熱・発煙・発火を
インバータ出力を停止することで未然に回避できるとい
う安全上優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる蛍光灯インバータ点灯装置の
回路図
【図2】 接触不良時の電流波形(A)と通常時の波形
(B)の比較図
【図3】 ノイズフィルタ回路を有する蛍光灯インバー
タ点灯装置の回路図
【図4】 ノイズフィルタ回路に現れる異常振動波形の
周波数分布
【図5】 本発明に係わる複数蛍光管点灯装置の構成図
【図6】 検出電圧Vs測定結果
【図7】 スイッチングノイズフィルタ回路の減衰特性
【図8】 本発明に係わる電圧検出タイプ検出回路の回
路図
【符号の説明】
1 商用電源 2 検出回路 10 蛍光灯インバータ点灯装置 11 スイッチングノイズフィルタ回路 13 負荷配線系 15 接触不良に起因する振動電圧 17 タイマ回路 19 スタート回路 20 発振回路 21 接触不良検出回路 22 電圧検出タイプの検出回路 Q1、Q2 スイッチング素子 Lo インダクタ CH1、CH2 限流インダクタ FL 蛍光灯 CP コンパレータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング回路出力端に限流インダク
    タを介して蛍光灯を接続し点灯する高周波インバータ回
    路の前記スイッチング回路出力端と前記限流インダクタ
    との間に挿入されたインダクタと、コンデンサと、抵抗
    素子と、からなるスイッチングノイズフィルタ回路を有
    する蛍光灯インバータ点灯装置において、前記スイッチ
    ングノイズフィルタ回路に流れる電流の高周波成分の中
    で蛍光灯への負荷配線系の接触不良に起因する異常振動
    電流を検出して検出信号を出力する接触不良検出回路
    と、前記検出信号が所定の期間有る場合に制御信号を出
    力するタイマ回路と、を備え、負荷配線系の接触不良が
    生じた場合に前記制御信号によってスイッチング回路の
    出力を停止するように構成したことを特徴とする蛍光灯
    インバータ点灯装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008186615A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置及び非常用照明器具
JP2010277705A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Mitsubishi Electric Corp 放電灯点灯装置及び照明器具

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008186615A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置及び非常用照明器具
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