JPH07122390A - 蛍光灯電子安定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 調光度が６０％以下の状態のおいて、確実な
始動、安定した点灯維持を可能に出来る上、大きな省電
力効果の得られる低コストの蛍光灯電子安定器を提供す
ること。 【構成】 ラジオノイズ防止回路２、倍電圧整流回路３
を介して発振回路５が接続されており、倍電圧整流回路
３と発振回路の間に蛍光ランプの負荷回路６が接続れて
いる。発振回路５は、制御信号発生回路４によって制御
され、この発生回路４は調光制御回路７に接続されてい
る。また、調光制御回路７は、信号発生回路８によって
も制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蛍光ランプ点灯装置に関
し、特に蛍光ランプを高周波インバータで点灯させる他
励方式の蛍光灯電子安定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波インバータによる蛍光ランプの点
灯装置は、他励方式のものが周波数可変で多段調光や連
続調光が、容易に低コストでできる等の利点から賞用さ
れており、その基本的回路例を図２より説明する。図２
における１は、１００Ｖの商用交流電源、２は外部から
の高周波ノイズや雷サージを吸収するとともに、点灯回
路から外部へラジオノイズが洩れるのを防止するために
コイルＬｐ、コンデンサＣ１〜Ｃ４にて構成されたラジ
オノイズ防止回路、３は２個の整流器Ｄ１，Ｄ２と平滑
コンデンサＣ５，Ｃ６及び放電抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる
倍電圧整流回路、４は制御用ＩＣ１からなる制御信号発
生回路、５は制御信号発生回路４からの信号を受けて発
振するトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２からなる他励方式発
振回路、６は共振コンデンサＣ７，チョークコイルＬ
Ｈ，ＬＡＭよりなる蛍光ランプ負荷回路、７は調光用端
子ＴをＡＣ１００Ｖに接続することにより負荷ＬＡＭＰ
の明るさを変化させるための調光制御回路である。

【０００３】制御信号発生回路４は、直流電圧＋１２Ｖ
が印加されると駆動して、発振回路５に正のパルス信号
と負のパルス信号を発振駆動制御信号として交互に出力
するＩＣ半導体部品である。発振回路５は、第１トラン
ジスタＴｒ１と第２トランジスタＴｒ２及びパルストラ
ンスＴｒ５を有し、パルストランスＴｒ５の一次巻線Ｎ
１に制御信号発生回路５からの負のパルス信号が加わ
り、パルストランスＴｒ５の二次巻線Ｎ３に誘起される
電圧で第２トランジスタＴｒ２がオンする。この第１、
第２トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のオン・オフが交互に
繰り返されて、発振回路５が動作し、負荷回路６が動作
し蛍光ランプＬＡＭＰが点灯する。この点灯は、第１ト
ランジスタＴｒ１がオンしたときに第１トランジスタＴ
ｒ１からチョークコイルＬＨ、蛍光ランプ（ＬＡＭＰ）
に流れる電流Ｉ１と第２トランジスタＴｒ２がオンした
ときに蛍光ランプ（ＬＡＭＰ）からチョークコイルＬ
Ｈ、第２トランジスタＴｒ２を流れる電流Ｉ２にて行な
われる。この時、調光端子Ｔを１００Ｖ端子に接続する
と、調光制御回路７が動作し、制御トランジスタＴｒ３
がオンし抵抗Ｒ２８を制御信号発生回路４のＩＣ１へ接
続し、制御信号周波数を高くする。この出力パルスによ
り発振回路５の発振周波数も高くなり、チョークコイル
（ＬＨ）により制限が強まったランプ電流Ｉ１，Ｉ２が
減少し、蛍光ランプの明るさは調光され暗くなる。

【０００４】このような回路を組み込んだ、照明器具
は、２段階調光付として、市場において主流をしめてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記点灯装置において
は、全光点灯（１００％明るさ）と調光点灯（１００％
以下の明るさ）の二段階の点灯状態を現出している。そ
の方法は全光点灯と調光点灯の時とは、発振周波数を切
換えることで、蛍光ランプに流れる電流をチョークＬＨ
により規制させて実現している。これを式で表すと、

【０００６】

【数１】

【０００７】このような装置において、全光状態におけ
る蛍光ランプの始動（低温始動、９０％電圧始動）や点
灯状態（ランプ電流）を最適となるような、チョークＬ
Ｈ、コンデンサＣ７を選択することになり調光状態にお
ける始動やランプ寿命、点灯中の立ち消えというような
悪影響がある。従って現状では充分な調光状態（６０％
以下の明るさ）を得ることが出来ず、７０％程度の調光
状態までが許容限界となっている。

【０００８】このため、大きな省電力効果が期待でき
ず、また機能面での明るさの変化が少なく、商品性に欠
ける面があった。

【０００９】それ故に、本発明の目的は６０％以下の明
るさにおいて、確実な始動、安定した点灯状態の持続が
可能となる上、大きな省電力効果の得られる低コストの
高周波インバータ点灯方式の蛍光灯電子安定器を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は上述の
目的を達成するために、更に信号発生回路を設けて、調
光状態（６０％以下明るさ）にしたとき、この信号発生
回路により、制御信号回路に変調信号を与えて、変動幅
（例えば５０ＫＨｚ〜７０ＫＨｚ）の発振周波数により
決められるランプ電流で蛍光ランプを点灯させるもの
で、ラジオノイズ防止回路、倍電圧整流回路、制御信号
発生回路、発振回路、負荷回路、調光制御回路とで構成
したことを特徴とする。全光状態で最適発振周波数、例
えば６０ＫＨｚに設定し、調光状態において、例えば５
０ＫＨｚ〜７０ＫＨｚの変動幅で発振をさせると、調光
状態でありながら必ず最適発振周波数６０ＫＨｚを通過
するため、安定した点灯が維持できることとなり、６０
％以下の明るさにすることが出来、省電力効果、商品性
の向上に大きく寄与するものである。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図１を参
照して説明する。図１は、この発明の蛍光灯電子安定器
の一実施例を示す回路図、図３は図１に示した実施例の
調光時における蛍光ランプにかかる発振周波数の変化状
態を示す図である。

【００１２】図１に示す蛍光灯電子安定器は、照明器具
等に用いる蛍光ランプの負荷回路６、その直流電源を作
るための倍電圧整流回路３、負荷回路６に始動及び点灯
維持のための高周波電圧を加えるための他励方式発振回
路５、他励方式発振回路５を動作させるための制御信号
発生回路４、調光用端子ＴをＡＣ１００Ｖに接続するこ
とにより制御信号発生回路４の制御用ＩＣ１に信号を与
えて発振周波数を変え、他励方式発振回路５を介して、
負荷回路６に調光時の高周波電圧を与えるための調光制
御回路７、調光制御回路７が働いたとき、制御信号発生
回路の発振周波数を、ある幅で振らそうとするための信
号発生回路８、外来ノイズ及び電子安定器からの外部へ
のノイズの流出を防止するためのノイズ防止回路２、電
源入力部１、等から構成される。

【００１３】電子安定器に於いて、調光機能を有し例え
ば１００％又は６０％の２段階切り替え方式としたと
き、１００％の場合に全ての特性を満足させたとする
と、６０％の場合には、なんらかの不都合な項目がでて
くる。特に問題となるのは、低温時の始動、点灯の維持
（立ち消え）が不安定となり、調光度が深くなるほど
（ランプ電源を絞っていくため）この傾向が増す。今、
調光度１００％（全光時）の時、発振周波数が６０ＫＨ
ｚであったとすると、この時が各特性において最良の状
態となるように設定される。この状態で調光度６０％に
すると仮定したとき、発振周波数は、相当高い位置（例
えば７５ＫＨｚ）へ移動してしまう。このため、特性の
最良の状態から逸脱してしまうため、上記の不都合が生
じる。

【００１４】図３は、調光度が深いとき、特性の最良状
態を、ある周期を持って通過させようとした状態を図示
したものである。これによって上記欠点であった低温時
の特性が大きく改善された。

【００１５】次に、図１に基づいてこれらの回路の構成
と動作について、簡単に説明する。倍電圧整流回路３
は、ダイオードＤ１→コンデンサＣ５及びコンデンサＣ
６→ダイオードＤ２のルートで整流され、コンデンサＣ
５，Ｃ６の電圧を加算した倍電圧２４０Ｖの直流電源と
して準備される。この時、抵抗Ｒ１，Ｒ２はコンデンサ
Ｃ５，Ｃ６の放電抵抗である。

【００１６】他励方式発振回路５は、スイッチングトラ
ンジスタＴｒ１，Ｔｒ２と発振トランスＴｒｆとで構成
されており、制御信号発生回路４より送られてくる矩形
波信号を発振トランスＴｒｆで受けて二次側へ変換して
スイッチングトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のゲートへ加
えて、これを交互に、オン、オフさせて、２４０Ｖ直流
電圧を高周波ＡＣ電圧に変換して、蛍光ランプの負荷回
路に供給する。コンデンサＣ７，Ｃ８は、スイッチング
トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２にかかるノイズを吸収する
ためのものであり、トランスＴｒｆとトランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２間に入るダイオードＤ３，Ｄ４、コンデンサ
Ｃ９，Ｃ１０、抵抗Ｒ３〜Ｒ８は、発振信号の波形修正
とトランジスタのゲート保護用である。制御信号発生回
路４は、スイッチング・レギュレータ・コントロールＩ
Ｃ１を用いて、抵抗Ｒ１８、コンデンサＣ１３によって
決められた周波数（例えば、６０ＫＨｚ）で発振し、矩
形波信号を他励方式発振回路５の発振トランスＴｒｆの
一次側へ供給して、発振動作を開始させる。信号発生回
路８は、タイマー回路ＩＣ２を用いて、単安定発振回路
を作り、抵抗Ｒ２４，２５，２６，２７及びコンデンサ
Ｃ１６によって決められた周波数（例えば２００ＫＨ
ｚ）の矩形波信号（図４）を発生させ抵抗Ｒ２４を通じ
て、トランジスタＴｒｆ４のベースに加えられ、次の波
形修正を行なう。加えられた信号の電圧が、０レベルの
時には、トランジスタＴｒ４はオフ状態となり、コンデ
ンサＣ１５は、抵抗Ｒ２２→ダイオードＤ８のルートで
急速に充電される。次に信号の電圧が、Ｈｉレベル（例
えば１２Ｖ）の時には、トランジスタＴｒ４はオフ状態
となり、コンデンサＣ１５に充電された電圧は、抵抗Ｒ
２１→トランジスタＴｒ４→アースのルートで放電され
て、鋸歯状波信号（図５）が発生し、抵抗Ｒ１８を通じ
て増幅用ＩＣ４に加えられて、出力された信号電圧が、
トランジスタＴｒ３のエミッターに加えられる。この状
態で負荷蛍光ランプは、調光度１００％（全光時）で点
灯している。

【００１７】次に、調光度６０％（調光時）で点灯させ
ようとするときは、調光制御回路７の入力調光端子を１
００Ｖラインへスイッチを介して接続する。抵抗Ｒ１０
→ダイオードＤ５→コンデンサＣ１１のルートで直流電
圧が造られ、ダイオードＤ７を通じてオペアンプＩＣ３
の＋端子に加えられる。一方、このオペアンプＩＣ３の
−端子には、抵抗Ｒ１６，１７で分割された基準電圧が
加えられている。＋端子に加えられた電圧が、この基準
電圧を越えるとＩＣ３の出力端子に信号発生し、抵抗Ｒ
２９を通じて、トランジスタＴｒ３のベースに電圧を加
えてオン状態にし、制御信号発生回路４と信号発生回路
８とを結合する。このため、スイッチング・レギュレー
タ・コントロールＩＣ１の、発振周波数を決める端子６
につながる抵抗Ｒ２８が０Ｖ〜１２Ｖの間を、図５に示
すような鋸歯状波で振られてその出力発振周波数は図３
の如く大幅な範囲に振ることが出来、調光時における負
荷蛍光ランプの不安定さ（低温時の始動、点灯時の立ち
消え）がなくなるような特性の最良状態を、ある周期を
持って通過させることが出来る。

【００１８】蛍光ランプ負荷回路６は、倍電圧整流回路
のコンデンサＣ５，Ｃ６の中間と発振トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２の中間に蛍光ランプＬＡＭＰと電流制御用チ
ョークコイルＬＨとが直列に配置されている。更に、蛍
光ランプＬＡＭＰには始動用コンデンサＣ７が並列に配
置される。この状態で、発振回路から供給される高周波
電圧が加わると、チョークコイルＬＨ→フィラメントＦ
１→コンデンサＣ７→フィラメントＦ２のルートでフィ
ラメント予熱電流が流れると同時に、チョークコイルＬ
Ｈとの共振作用で、コンデンサＣ７両端に発生する高い
電圧で、蛍光ランプは点灯する。この時の最適発振周波
数が、この場合６０ＫＨｚである。

【００１９】ノイズ防止回路２は、外来ノイズ（電波ノ
イズ、雷サージ等）吸収のため、金属酸化物バリスター
（ＭＯＶ）とコンデンサＣ１とが並列に配置されてい
る。更に、電子安定器自身から、発生する高周波ラジオ
ノイズを、外部へ漏らさないよう阻止するために、コン
デンサＣ１，チョークコイルＬＦ，コンデンサＣ２とコ
ンデンサＣ３＋Ｃ４が配置されている。電源入力部１
は、何らかの異常が発生したときに、最小被害にくい止
めるためのヒューズが、配置されている。その他、上記
説明以外の抵抗及びコンデンサは、誤動作防止のための
ノイズ吸収作用である。また、＋１２Ｖとある端子に
は、別にＩＣ駆動用の直流電源があり、これより基準電
圧、トランジスタ駆動用として電圧が供給されている。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、蛍光ランプの明る
さを、２段階以上変化させて使用する装置の場合、１つ
の段階の始動性、ランプ維持性、更にランプ寿命を満足
させてやると、他の段階を大きく変化させるとこれらを
維持出来なくなる。本発明は、第１のパルス発生回路に
よる最適条件を大きく変えるような２段階目の条件を付
したとしても、第２のパルス発生回路によって、必ず最
適条件を通るように幅を持たせる発振をさせるようにし
たため、低コスト回路で６０％以下の明るさが実現で
き、省電力効果及び商品性の増大という結果を有するこ
とが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蛍光ランプ点灯装置の実施例を示
す回路である。

【図２】従来の点灯装置の実施例を示す回路である。

【図３】発振周波数の変化状態図である。

【図４】信号発生回路の矩形波信号図である。

【図５】信号発生回路の鋸歯状波信号図である。

【符号の説明】

１ ＡＣ１００Ｖ商用交流電源 ２ ラジオノイズ防止回路 ３ 倍電圧整流回路 ４ 制御信号発生回路 ６ 蛍光ランプ負荷回路 ７ 調光制御回路 ８ 信号発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御信号発生回路とその発生した信号に
   より発振して、その発振周波数により決まるランプ電流
   で蛍光ランプを点灯させる発振回路を具えた他励方式の
   蛍光ランプ点灯装置に、更に信号発生回路を設けて、調
   光状態としたとき、この信号発生回路により制御信号回
   路に変調信号を与えて、変動幅のある発振周波数により
   決められるランプ電流で蛍光ランプを点灯させるように
   した蛍光灯電子安定器。