JPH0665168B2 - 蛍光灯電子点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、蛍光灯の点灯装置に関するもので、詳細に
は、予熱電極を有する蛍光灯のための半導体素子を利用
した指導装置に関し、特に、蛍光灯の点灯、蛍光灯の寿
命末期における不安定動作の発生の防止、蛍光灯の立ち
消え時の再点灯とを兼ね備えた蛍光灯電子点灯装置を簡
単な回路構成で実現することにより、低コスト化を図っ
た蛍光灯電子点灯装置に関する。

〔従来の技術〕

蛍光灯等の予熱電極を有する放電灯の始動装置の一つと
して、グロースタータがよく用いられている。

しかし、このグロースタータは、始動時間が長い、寿命
が短い等の問題があった。

このため、半導体スイッチ素子を利用した電子点灯装置
が開発されている。

この電子点灯装置は、例えば、図２に示すように、交流
電源Ｅと安定器CHと予熱電極付蛍光灯FLとの直列回路
と、前記蛍光灯FLの非電源側予熱電極端子h1,h2間に、
そのアノード端子が前記安定器CH側に接続された一方向
性制御極付サイリスタThyと、そのサイリスタThyの制御
極に接続され、ターンオンのための制御極トリガを行な
うトリガ回路とから成っている。

前記トリガ回路は、分圧回路とトリガ素子とからなって
いる。

分圧回路は、第一の抵抗器R1と第二の抵抗器R2とからな
り、その料抵抗器R1,R2の一端同士を接続した直列回路
で、その直列回路の他端がそれぞれ、前記サイリスタTh
yのアノード端子とカソード端子に接続されている。

また、トリガ素子には、ツェナーダイオードZDが用いら
れ、そのツェナーダイオードZDのカソード端子が、前記
分圧回路の第一の抵抗器R1と第二の抵抗器R2の接続点と
接続され、アノード端子は、前記サイリスタThyの制御
極に接続されている。

この電子点灯装置では、電源Ｅの電圧が上昇すると、蛍
光灯FLの管電圧、すなわち、サイリスタのＡ−Ｋ間電圧
が上昇し、分圧回路の第一の抵抗器R1と第二の抵抗器R2
との分圧電圧がツェナーダイオードZDの降伏電圧に達す
ると、ツェナーダイオードZDが導通してサイリスタThy
がターンオンする。

このため、電源Ｅ→安定器CH→予熱電極h1→サイリスタ
Thy→ダイオードD2→予熱電極h2→電源Ｅと予熱電流が
流れ、予熱電極h1,h2が加熱される。

この際、予熱電流は、電源Ｅの電圧が、サイリスタThy
の逆方向電圧となっても安定器CHがインダクタンスなの
で、流れ続ける。

また、このとき、サイリスタThyの制御極と電源Ｅ間に
設けたダイオードD1と抵抗器R4との直列回路によってタ
ーンオフのためのゲート逆電流がサイリスタThyの制御
極へ流れ始める。

これにより、サイリスタThyは、急速に遮断状態とな
り、安定器CHの両端には、高圧パルスが発生し、その高
圧パルスは蛍光灯FLに印加される。

高圧パルス発生後、遮断状態のサイリスタThyは、再
び、電源Ｅの電圧が順方向電圧となると、導通して、上
記の動作を繰り返す。

この繰り返し動作により、蛍光灯FLの予熱電極h1,h2
が、十分加熱され、熱電子の放射温度に達すると、蛍光
灯FLは、印加される高圧パルスによって放電を開始し、
点灯する。

蛍光灯FLが点灯すると、蛍光灯FLのインピーダンスが低
下して管電圧が低くなり、ツェナーダイオードZDへ加わ
る分圧電圧が降伏電圧以下となる。このため、完全点灯
後は、ツェナーダイオードZDは、導通しなくなり、トリ
ガ回路は、動作を停止する。

ここで、コンデンサC1は、特に、低温点灯時、各半サイ
クル毎の再トリガ時に、蛍光灯FLの電圧ピーク値がパル
ス状に高くなるため、この電圧によりサイリスタThyが
再びターンオンしないようにするための積分用のコンデ
ンサである。

また、ダイオードD2は、サイリスタThyの非導通時に、
抵抗R4、ダイオードD1を介してカソード端子と制御極間
に逆電圧が印加されるのを防止する。

さらに、ダイオードD2は、サイリスタThyに逆方向電圧
が印加されたとき、抵抗R1、R2、R3、コンデンサC1に電
流が流れ、電力損失が生じるのを防ぐ。

ダイオードD1は、電源電圧が安定器CHの側で正極となっ
た際、サイリスタThyの制御極に抵抗R4を介して電流が
流れないようにし、放電灯FLの点灯、非点灯の電圧差を
大きくして、点灯動作の誤動作を防止すると同時に、抵
抗R4を流れる電流を半サイクル阻止して電力損失を低減
させる。

なお、抵抗R3は、サイリスタThyの保護抵抗である。

ところで、この電子点灯装置は、良好な始動特性を有す
るが、蛍光灯FLの寿命末期に於いては、上記した低温時
の場合と同様、管電圧のピーク値が高くなるので、サイ
リスタThyは、再トリガを繰り返し、放電状態に移行し
にくくなる。

そのため、予熱電流が断続的に流れ、サイリスタThy
は、電力損失が大きくなって耐圧劣化を起こしたり、永
久破壊を起こす問題がある。

この問題の一つの解決策として、特開昭61−93594号公
報に記載された放電灯点灯装置がある。

この放電灯点灯装置は、第３図に示すように、トリガ素
子SBSの出力に充電コンデンサCdを設けることにより、
所定時間経過後にトリガを停止させる。

すなわち、トリガ素子SBSとサイリスタThyの制御極間に
直列に設けられた充電コンデンサCdは、トリガ素子SBS
のトリガ出力により、徐々に充電され、電位が上昇す
る。

このため、トリガ素子SBSの出力側の電位が高くなり、
トリガ素子を発振させるため、トリガ素子を高抵抗領域
から負性抵抗領域へ移行させるために、トリガ素子の入
力側に印加しなければならないピーク点電圧が上昇す
る。

したがって、トリガ素子SBSは、発振用コンデンサCcへ
の印加電圧では発振できなくなり、発振動作を停止す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のトリガ素子の出力に充電コンデン
サを設けた電子点灯装置では、トリガ素子を用いるた
め、製作費が高価なものとなり、需要がかなり限られて
しまう問題がある。

すなわち、この種の製品の実用化に際しては、コストの
低減は、最も重要な課題であって、抵抗器の一本の削除
も検討されるべきである。

そこで、この発明の課題は、トリガ素子を用いず、か
つ、放電灯の寿命末期においてもサイリスタの破壊を起
こさない安価な蛍光灯電子点灯装置を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するため、この発明では、交流電源と
安定器と予熱電極付蛍光灯との直列回路と、 前記蛍光灯の非電源側予熱電極端子間に、アノード端子
を前記安定器側にして接続された一方向性制御極付サイ
リスタと、 前記サイリスタのアノード端子とカソード端子間に、第
一の抵抗器の一端と第二の抵抗器の一端とを接続した直
列回路の他端が、それぞれ接続された分圧回路と、 前記分圧回路の第一の抵抗器と第二の抵抗器の接続点
に、ダイオードのアノード端子とコンデンサの一方の端
子とを接続した直列回路のダイオードのカソード端子が
接続され、前記直列回路のコンデンサの他方の端子が前
記サイリスタの制御極に接続されたトリガ回路と、 一端が前記サイリスタの制御極とトリガ回路のコンデン
サの接続点と接続され、他端がサイリスタのカソード端
子に接続された第一の放電抵抗器と、 一端が前記トリガ回路のダイオードのアノード端子とコ
ンデンサの接続点と接続され、他端が前記サイリスタの
アノード端子に接続された第二の放電用抵抗器とからな
る構成としたのである。

〔作用〕

このように構成される蛍光灯電子点灯装置では、分圧回
路とトリガ回路および放電抵抗とにより、蛍光灯の点
灯、蛍光灯の寿命末期における点灯動作の停止、立ち消
え時の再点灯とが行なわれる。

即ち、分圧回路は、サイリスタのアノード端子とカソー
ド端子間に接続されることにより、管電圧が印加されて
いる。

このため、管電圧は、分圧回路により、分圧されてトリ
ガ回路に印加される。

このトリガ回路に印加される電圧が、サイリスタの順方
向電圧である場合、分圧回路にアノード端子が接続され
たダイオードは、オンとなってコンデンサに充電電源を
流す。

その充電電流は、サイリスタのゲート電流としてサイリ
スタの制御電極へ入力され、サイリスタをトリガし、蛍
光灯の点灯が行なわれる。

一方、管電圧がサイリスタの逆方向電圧となった場合
は、ダイオードは、オフとなってコンデンサの放電を阻
止する。

このため、例えば、蛍光灯の寿命末期において放電状態
に移行しにくくなり、上記トリガが繰り返されると、コ
ンデンサは、充電されてしまい、以後、コンデンサに充
電電流が流れなくなり、サイリスタのトリガが停止す
る。

また、上記サイリスタのトリガにより、蛍光灯が放電を
開始し、管電圧が低下すると、放電抵抗により、放電が
行なわれる。

その放電は、管電圧により低下した分圧回路の分圧電圧
と平衡するまで行なわれる。その結果コンデンサは、分
圧電圧で充電された状態に保たれ、充電電流が流れなく
なり、サイリスタのトリガが停止する。

このとき、電源電圧の低下などによる立ち消えにより、
点灯中の放電灯が消灯した場合は、放電抵抗によってコ
ンデンサの電荷が放電されるため、電源の復帰と同時
に、再び充電電圧が流れ、サイリスタの再トリガが行な
われる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、この実施例の蛍光灯電子点灯装置
は、交流電源Ｅと安定器CHと予熱電極付蛍光灯FLとの直
列回路と、前記蛍光灯FLの非電源側予熱電極端子間h1,h
2に、アノード端子を前記安定器CH側にして接続された
一方向性制御極付サイリスタThyと、前記サイリスタThy
のアノード端子とカソード端子間に、第一の抵抗器R1の
一端と第二の抵抗器R2の一端とを接続した直列回路の他
端が、それぞれ接続された分圧回路と、前記分圧回路と
サイリスタThyの制御極間に設けられたトリガ回路と、
そのトリガ回路に設けられた放電回路とから成ってい
る。

前記トリガ回路は、ダイオードD3のアノード端子とコン
デンサC3の一端とを接続した直列回路からなり、前記直
列回路のダイオードD3のカソード端子は、前記分圧回路
の第一の抵抗器R1と第二の抵抗器R2の接続点と接続され
ている。また、その直列回路のコンデンサC3の他端は、
前記サイリスタThyの制御極と接続されている。

このため、分圧回路で分圧された電圧がコンデンサC3を
充電し、充電中の充電電流は、サイリスタThyの制御極
へゲート電流として流れ、サイリスタThyをターンオン
する。

この際、ダイオードD3は、印加される電圧がサイリスタ
Thyの順方向の電圧である場合、オンとなって充電を行
なう。

また、逆方向の電圧が印加された場合は、オフとなって
コンデンサC3からの放電を阻止するので、コンデンサC3
に充電された電荷は、ダイオードD3によって保持され
る。

放電回路は、第一の放電用抵抗器R3（実施例の場合サイ
リスタThyの保護抵抗と兼用している）と第二の放電用
抵抗器R10とからなり、第一の放電用抵抗器R3は、一端
が、前記サイリスタThyの制御極とトリガ回路のコンデ
ンサC3の接続点と接続され、他端が、サイリスタThyの
カソード端子と接続されている。

一方、第二の放電用抵抗器R10は、一端が、トリガ回路
のダイオードD3のアノード端子とコンデンサC3の接続点
と接続され、他端が、サイリスタThyのアノード端子と
接続されている。

このため、コンデンサC3には、両抵抗R3とR10とによる
コンデンサC3の両端を接続する閉回路が形成され、コン
デンサC3に充電された電荷を放電する。

また、このコンデンサC3の両端を接続する閉回路の放電
の時定数は、従来の電子点灯装置の点灯時間とほぼ同程
度に設定するのが好ましい。

この実施例は、以上のように構成されており、次にその
回路動作を述べる。

この蛍光灯電子点灯装置では、電源Ｅの電圧が、サイリ
スタThyの順方向電圧に上昇すると、蛍光灯FLの管電圧
が上昇し、分圧回路の分圧電圧もそれにつれて上昇す
る。

そのため、トリガ回路のダイオードD1がオンしてコンデ
ンサC3へ充電電流が流れる。

その充電電流は、ゲート電流としてサイリスタThyを制
御極へ流れ、サイリスタThyをターンオンして蛍光灯FL
の予熱電極h1,h2が加熱される。

このとき、電源電圧がサイリスタThyの逆方向電圧とな
っても安定器CHのインダクタンスによって予熱電流が流
れ続ける。

またこの際、抵抗R4には、サイリスタThyの制御極から
電源Ｅの安定器CH側端へ向かってターンオフのためのゲ
ート電流が流れており、サイリスタThyは、アノード電
流が百〜数百ミリアンペアまで減少してきたときに予熱
電流を遮断する。

これにより、安定器CHの両端には、高圧パルスが発生
し、その高圧パルスは、蛍光灯FLに印加される。

高圧パルス発生後は、サイリスタThyは、遮断状態とな
り、再び電源電圧が順方向電圧になると、サイリスタTh
yは、導通し、上記の動作を繰り返す。

この繰り返しは、トリガ回路に発振を開始するため、負
性抵抗領域へ移行するためのピーク点電圧を印加する必
要のあるトリガ素子を用いていないので、その印加電圧
より低いトリガ電圧でサイリスタThyをトリガすること
も可能であるため、サイリスタThyは、導通角０゜〜90
゜の間でトリガされる事となり、蛍光灯FLは急速に加熱
され、放電が短時間で開始される。

放電が開始されると、蛍光灯FLの管電圧は低下し、分圧
回路に印加される電圧も低下する。このため、コンデン
サC3に充電された電荷は、コンデンサC3及び第一と第二
の放電用抵抗器R3,R10により形成される放電回路によ
り、放電される。

このとき、放電は、分圧回路により、入力される電圧と
平衡する電圧まで行なわれ、その電圧に達すると、充電
電流が流れなくなり、トリガが終了する。

次に、この正常点灯時に、電源電圧の低下等により、立
ち消えが生じ、蛍光灯FLが、消灯した場合は、前記放電
回路によってコンデンサC3の電荷が放電される。

このため、再び電源電圧が上昇してきた際には、充電電
流が流れ、サイリスタThyのトリガが行なわれ、再点灯
がなされる。

また、蛍光灯FLの寿命末期において、放電状態に移行し
にくくなると、点灯時間が長くかかることから、コンデ
ンサC3は、点灯動作中に、充電されてしまい充電電流が
流れなくなり、サイリスタThyのトリガは停止し、サイ
リスタThyは劣化や破損から保護される。

このように、この蛍光灯電子点灯装置は、トリガ素子を
用いない簡単な回路で蛍光灯FLの点灯、蛍光灯FLの寿命
末期における点灯動作の停止、立ち消え時の再点灯とを
行なうことができる。

なお、コンデンサC1、ダイオードD1、抵抗R4、及びダイ
オードD2については、従来例の同一符号のものとその作
用は同一のため、ここでは説明は省略する。

〔効果〕

この発明は、以上のように構成し、ダイオードとコンデ
ンサの直列回路によるトリガ回路と放電用抵抗による簡
単な構成で、トリガ素子を用いずに、放電灯の点灯、放
電灯の寿命末期における不安定動作の発生の防止、放電
灯の立ち消え時の再点灯とを行なうことができるため、
安価な蛍光灯電子点灯装置を提供することができる。

このため、始動時間が短く、しかも、寿命が長いなどす
ぐれた特徴を有する蛍光灯電子点灯装置の普及を図るこ
とができる。

また、サイリスタの導通角も０゜付近からトリガできる
ので、点灯時間の短縮化も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の蛍光灯電子点灯装置の回路図、第２
図は、従来の電子点灯装置の回路図、第３図は、他の従
来の電子点灯装置の回路図面である。 Ｅ……交流電源、CH……安定器、 FL……予熱電極付蛍光灯、 h1,h2……予熱電極、 Thy……サイリスタ、R1……第一の抵抗器 R2……第二の抵抗器、D3……ダイオード、 C3……コンデンサ、 R3……第一の放電抵抗器、 R10……第二の放電抵抗器、

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−93594（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−121295（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−66897（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−88971（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−14000（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源Ｅと安定器CHと予熱電極付蛍光灯
   FLとの直列回路と、 前記蛍光灯FLの非電源側予熱電極端子h1,h2間に、アノ
   ード端子を前記安定器CH側にして接続された一方向性制
   御極付サイリスタThyと、 前記サイリスタThyのアノード端子とカソード端子間
   に、第一の抵抗器R1の一端と第二の抵抗器R2の一端とを
   接続した直列回路の他端が、それぞれ接続された分圧回
   路と、 前記分圧回路の第一の抵抗器R1と第二の抵抗R2の接続点
   に、ダイオードD3のアノード端子とコンデンサC3の一方
   の端子とを接続した直列回路のダイオードD3のカソード
   端子が接続され、前記直列回路のコンデンサC3の他方の
   端子が前記サイリスタThyの制御極に接続されたトリガ
   回路と、 一端が前記サイリスタThyの制御極とトリガ回路のコン
   デンサC3の接続点と接続され、他端がサイリスタThyの
   カソード端子に接続された第一の放電用抵抗器R3と、 一端が前記トリガ回路のダイオードD3のアノード端子と
   コンデンサC3との接続点と接続され、他端が前記サイリ
   スタThyのアノード端子に接続された第二の放電用抵抗
   器R10とからなる蛍光灯電子点灯装置。