JPH08195287A - 蛍光ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極の有するインピーダンスの影響を受ける
ことなく安定した条件で蛍光ランプを始動、点灯するこ
とができるとともに、始動性を向上させることのできる
蛍光ランプ点灯装置を得る。 【構成】 交流電源１のノイズを遮断するフィルタ回路
２と、交流電力を整流する整流回路３と、整流回路３に
接続され、直流電力を交流電力に変換するインバータ回
路４と、インバータ回路４の出力端に接続された蛍光ラ
ンプ５とを有している。インバータ回路４内には、蛍光
ランプ５の電源側端子間にコンデンサ６を設けた構成を
有している。

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
するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプを高周波で点灯することによ
り点灯装置を小形・軽量化でき、発光効率も向上できる
ことは周知である（特開昭６３−１９３４９５公報）。

【０００３】従来の蛍光ランプの点灯装置としては、図
４および図５に示すようなシリーズインバータ回路が知
られている。

【０００４】図４に示すように、従来の蛍光ランプ点灯
装置は、交流電力１を整流し直流電力に変換する整流回
路３と、整流された直流電力を交流電力に変換するイン
バータ回路４と、インバータ回路４（図４中インバータ
回路（Ａ））の出力端に接続された蛍光ランプ５と、蛍
光ランプ５の非電源側端子間に接続されたインバータ回
路３３（図４中インバータ回路（Ｂ））とを備えてい
る。

【０００５】すなわち、図５に示すように、従来の蛍光
ランプ点灯装置は、蛍光ランプ５の電源側端子間に接続
されたインバータ回路４、すなわちコンデンサ３５と平
滑コンデンサ３９とトランジスタ３７とカレントトラン
ス４３の一次巻線４３ａとインダクタンス素子３４とか
らなる直列体を有するインバータ回路４と、蛍光ランプ
５の非電源側端子に接続されたコンデンサ３８を有する
回路を備えている。また、整流回路３の出力端は、コン
デンサ３５と平滑コンデンサ３９との接続点および平滑
コンデンサ３９とトランジスタ３７のエミッタとの接続
点にそれぞれ接続されている。

【０００６】次に、上記した蛍光ランプ点灯装置の動作
を説明する。交流電源１から整流回路３を介して全波整
流された直流の脈流電圧が平滑コンデンサ３９に充電さ
れる。同時にコンデンサ４０が抵抗４１を介して充電さ
れ、コンデンサ４０の両端の電圧がトリガ素子であるト
リガダイオード４２のトリガ電圧を越えると、トランジ
スタ３７のベースに電流が流れてトランジスタ３７がオ
ンする。トランジスタ３７がオンすると、平滑コンデン
サ３９からコンデンサ３５、蛍光ランプ５のフィラメン
ト電極５ａ、コンデンサ３８、フィラメント電極５ｂ、
インダクタンス３４、カレントトランス４３の一次巻線
４３ａ、トランジスタ３７を介して電流が流れ、インダ
クタンス３４と、コンデンサ３５，３８とからなる共振
系が振動を始める。そのため、トランジスタ３７をオ
ン、トランジスタ３６をオフするようにカレントトラン
ス４３の二次巻線４３ｂ，４３ｃに電圧が発生し、トラ
ンジスタ３７はオンを維持し、前記共振系の振動に伴っ
て、トランジスタ３６，３７はオンオフを交互に繰り返
し、高周波発振する。その結果、蛍光ランプ５の非電源
側端子に接続されたコンデンサ３８の両端に高周波電圧
が発生し、同時にフィラメント電極５ａ，５ｂにも共振
による大電流が流れる。このような動作を繰り返すこと
により、フィラメント電極５ａ，５ｂは予熱され、前記
した高周波電圧により、蛍光ランプ５は始動、点灯する
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の蛍光ランプ点灯装置では、始動時の共振電流が蛍光
ランプの電極を介して流れるため、共振条件が電極の有
するインピーダンスの影響を受ける。すなわち、電極の
状態によって共振電圧、共振電流が変化し、始動に要す
る時間や始動可能な電源電圧の最低値にバラツキが生じ
る。また、電極には始動時に共振による大電流が流れる
ため、電極の劣化も大きいという問題があった。

【０００８】本発明は、電極の影響を受けることなく安
定した条件で蛍光ランプを始動、点灯することができる
とともに、始動性を向上させることのできる蛍光ランプ
点灯装置を提供することを目的とするものである。

【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、交流電力を整流し直流電力に変換する整流回路
と、前記整流回路の出力端に接続され、かつ前記直流電
力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバ
ータ回路の出力端に接続された蛍光ランプとを有し、前
記インバータ回路内に、前記蛍光ランプの電源側端子間
に接続されたコンデンサを設けた構成を有する。

【００１０】また、本発明の蛍光ランプ点灯装置は、共
振コンデンサと蛍光ランプとの直列体と、前記直列体の
一端に接続された平滑コンデンサと、前記直列体の他端
に接続されたインダクタンス素子と、前記平滑コンデン
サの他端に接続された第１のスイッチ素子とからなる閉
回路と、前記共振コンデンサと前記平滑コンデンサとの
接続点および前記第１のスイッチ素子との間に接続され
た第２のスイッチ素子と、前記第１および第２のスイッ
チ素子の制御端子に接続され、前記第１および第２のス
イッチ素子を交互にオンオフ動作させる駆動制御手段
と、前記蛍光ランプの交流電源側端子間に並列に接続さ
れたコンデンサとを備えた構成を有する。

【００１１】

【作用】この構成により、蛍光ランプの始動時に、電極
を介さずに共振電流を流すことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１３】図１に示すように、本発明の一実施例であ
る蛍光ランプ点灯装置は、交流電源１のノイズを遮断す
るフィルタ回路２と、交流電力を整流する整流回路３
と、整流回路３に接続され、直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路４と、インバータ回路４の出力端に
接続された蛍光ランプ５とを有している。インバータ回
路４内には、蛍光ランプ５の電源側端子間、すなわちフ
ィラメント電極５ａ，５ｂを固定した電源側のリード線
間にコンデンサ６を設けた構成を有している。

【００１４】図２に示すように、本発明の一実施例の蛍
光ランプ点灯装置は、共振コンデンサ７、蛍光ランプ
５、インダクタンス素子８、カレントトランス１３の一
次巻線１３ａ、および、第１のスイッチ素子であるトラ
ンジスタ９のコレクタ−エミッタ回路が順次直列に接続
されて直列体が形成されており、この直列体の両端、す
なわち、共振コンデンサ７の一端およびトランジスタ９
のエミッタ間に平滑コンデンサ１０が接続され閉回路が
形成されている。インダクタンス素子８とトランジスタ
９との接続点および共振コンデンサ７と平滑コンデンサ
１０との接続点の間には第２のスイッチ素子であるトラ
ンジスタ１１のコレクタ−エミッタ回路が接続されてい
る。平滑コンデンサ１０とトランジスタ１１との接続点
と、平滑コンデンサ１０とトランジスタ９との接続点と
の間には整流回路３の出力端が接続されている。トラン
ジスタ９，１１の制御端子であるベースには、トランジ
スタ９，１１を交互にオンオフ動作させる後述の駆動制
御手段１２が接続されている。トランジスタ１１のエミ
ッタは抵抗１４ａを介してトランジスタ９のコレクタに
接続されている。また、トランジスタ９のエミッタは抵
抗１４ｂを介して平滑コンデンサ１０に接続されてい
る。蛍光ランプ５と共振コンデンサ７の接続点と、蛍光
ランプ５とインダクタンス素子８の接続点間には、コン
デンサ６が接続されている。すなわち、蛍光ランプ５
は、その両端部に一対のフィラメント電極５ａ，５ｂを
有しており、各々のフィラメント電極５ａ，５ｂを保持
する２本のリード線の電源側端子間にはコンデンサ６が
接続されている。

【００１５】前記トランジスタ等と駆動制御手段１２と
からなるインバータ回路４は、トランジスタ９，１１の
オンオフ動作によって生じるＬＣ共振、すなわち、イン
ダクタンス素子とコンデンサによって発生する共振を用
いて平滑コンデンサ１０からの直流入力を交流に変換し
蛍光ランプ５に供給する。

【００１６】駆動制御手段１２は、インバータ回路４の
インダクタンス素子８とトランジスタ９との間に接続さ
れたカレントトランス１３を有し、その出力によりトラ
ンジスタ９，１１を駆動制御するものである。カレント
トランス１３の二次巻線１３ｂの出力端の一端は、エミ
ッタに抵抗１４ａの一端を接続しているトランジスタ１
１のベースに抵抗１５ａを介して接続され、抵抗１４ａ
の他端は二次巻線１３ｂの他端に接続されている。同様
に、二次巻線１３ｃの出力端の一端は、エミッタに抵抗
１４ｂの一端を接続しているトランジスタ９のベース
に、抵抗１５ｂを介して接続され、抵抗１４ｂの他端は
二次巻線１３ｃの他端に接続されている。トランジスタ
１１と抵抗１５ａとの接続点および抵抗１４ａの他端と
二次巻線１３ｂとの接続点間にはダイオード２３ａが接
続されている。また、トランジスタ９と抵抗１５ｂとの
接続点および抵抗１４ｂと二次巻線１３ｃとの接続点間
にはダイオード２３ｂが接続されている。また、平滑コ
ンデンサ１０とトランジスタ１１のコレクタとの接続点
および平滑コンデンサ１０と抵抗１４ｂの他端との接続
点間には、抵抗２０とコンデンサ２１との直列体が接続
されている。そして、抵抗２０とコンデンサ２１との接
続点およびトランジスタ９のベースとダイオード２３ｂ
との接続点間には、トリガダイオード２２が接続されて
いる。

【００１７】この蛍光ランプ点灯装置を交流電源１を用
いて動作させる場合には、フィルタ回路２とヒューズ１
６とを介した交流電源１を整流回路３の入力端子に接続
する。

【００１８】フィルタ回路２は、コンデンサ１７、イン
ダクタンス１８、および、抵抗１９を備える。すなわ
ち、フィルタ回路２は交流電源１にヒューズ１６を介し
てこの交流電源１と並列にコンデンサ１７を接続すると
ともに、ヒューズ１６とコンデンサ１７の一端との接続
点およびコンデンサ１７の他端と交流電源１との接続点
がそれぞれ整流回路３の入力端に接続されている。コン
デンサ１７の他端と交流電源１との接続点および整流回
路３の入力端とはインダクタンス１８を直列に介して接
続されている。整流回路３の一方の出力端は抵抗１９を
介してインバータ回路４の平滑コンデンサ１０と接続さ
れている。

【００１９】次に、本発明の一実施例の蛍光ランプ点灯
装置の動作について説明する。蛍光ランプ５の始動前に
は、交流電源１からヒューズ１６を介してフィルタ回路
２の一方の出力端に脈流電圧が発生し、この脈流電圧に
よる電流は抵抗２０、コンデンサ２１および平滑コンデ
ンサ１０からなる閉回路に流れて、平滑コンデンサ１０
が電源電圧波高値まで充電される。同時に、抵抗２０を
介してコンデンサ２１が充電され、その電圧がトリガダ
イオード２２のブレークダウン電圧に達すると、コンデ
ンサ２１の電荷がトランジスタ９のベースに供給され、
トランジスタ９がオンする。

【００２０】トランジスタ９がオンすると、当初の平滑
コンデンサ１０の電圧が交流電源１の電圧値よりも低い
ので、さらに交流電源１から整流回路３とフィルタ回路
２を介して平滑コンデンサ１０、共振コンデンサ７、コ
ンデンサ６、インダクタンス素子８、カレントトランス
１３の一次巻線１３ａ、トランジスタ９、抵抗１４ｂ、
平滑コンデンサ１０の経路で電流が増加しながら流れ
る。さらに、このときカレントトランス１３の二次巻線
１３ｃには、トランジスタ９をオンさせる方向に起電力
が発生するため、トランジスタ９はオン状態を維持す
る。

【００２１】次いでカレントトランス１３の一次巻線１
３ａに流れる電流によってカレントトランス１３のコア
が磁気飽和すると、二次巻線１３ｃの出力がなくなり、
トランジスタ９に供給していたベース電流を供給できな
くなるとともに、トランジスタ９はオフする。

【００２２】トランジスタ９がオフすると、インダクタ
ンス素子８を流れていた電流は、カレントトランス１３
の一次巻線１３ａ、ダイオード２３ａ、トランジスタ１
１、共振コンデンサ７、コンデンサ６を介して還流し、
共振コンデンサ７が充電される。同時に、インダクタン
ス素子８の電流は時間とともに減少する電流であるた
め、カレントトランス１３の二次巻線１３ｂ，１３ｃの
出力極性が反転しており、トランジスタ１１をオン、ト
ランジスタ９をオフさせる方向に起電力が発生する。

【００２３】トランジスタ１１がオンすると、共振コン
デンサ７に充電されていた電荷は、トランジスタ１１、
抵抗１４ａ、カレントトランス１３の一次巻線１３ａ、
インダクタンス素子８、コンデンサ６を介して流れる。
このとき、カレントトランス１３の二次巻線１３ｂには
トランジスタ１１をオンさせる方向に起電力が発生する
ので、トランジスタ１１はオン状態を維持する。

【００２４】カレントトランス１３の一次巻線１３ａを
流れる電流が増加し、カレントトランス１３のコアが磁
気飽和すると、二次巻線１３ｂの出力がなくなり、トラ
ンジスタ１１に供給していたベース電流を供給できなく
なるとともに、トランジスタ１１はオフする。すなわ
ち、カレントトランス１３がほぼ一定の電流値でスイッ
チングしてトランジスタ９，１１をオンオフすることに
より発生するインダクタンス素子８とコンデンサ７，６
との共振によって、蛍光ランプ５には大きな電圧が印加
される。このような動作を繰り返すことにより、蛍光ラ
ンプ５は電極温度が上昇することなく始動、点灯する。

【００２５】以上のように、本発明の一実施例の蛍光ラ
ンプ点灯装置は、コンデンサ６が蛍光ランプ５の電源側
端子間に接続されているので、蛍光ランプ点灯前に発生
する共振電流が、蛍光ランプ５のフィラメント電極５
ａ，５ｂを介することなく流れる。したがって、最初の
トランジスタ９のオンが容易にでき、とくに、低温時の
回路起動性能を向上することができる。

【００２６】また、共振回路の抵抗成分が減少できるの
で共振を容易に大きくでき、蛍光ランプ５の始動を容易
にできるとともに、設計の自由度を大きくでき回路を小
形にできる。

【００２７】一方、蛍光ランプの始動直後にはフィラメ
ント電極上に高温の陰極スポットが発生する場合があ
る。この始動制御手段１２として回路を最も小さくでき
ることからカレントトランス１３による自励方式とした
が、他の方式を用いても有効に作用する。また、スイッ
チ素子９，１１としてバイポーラトランジスタとした
が、ＦＥＴ等を用いても有効である。また、本実施例で
はインバータ回路構成としてシリーズインバータとした
が、共振を用いたインバータ回路であれば他のものでも
同様の効果が得られる。

【００２８】なお、上記実施例ではフィラメント電極両
端のリード線を１つにまとめて接続しているが、少なく
とも片側のリード線を接続していれば回路動作できる。

【００２９】次に、本発明の他の実施例である蛍光ラン
プ点灯装置について説明する。図３に示すように、本発
明の他の実施例の蛍光ランプ点灯装置は、蛍光ランプと
して、非直線形状のダブルＵ字形蛍光ランプ２６を用い
ている。この蛍光ランプ２６は、透光性グローブ２７と
口金２８を有するケース２９とからなる外囲器３０の内
部に収められている。フィルタ回路２、整流回路３、お
よび、インバータ回路４は上記実施例と同じものが用い
られており、これらはケース２９内に収納されている。

【００３０】蛍光ランプ２６の少なくとも一方のフィラ
メント電極３０の近傍には、フィラメント電極３０より
も管端側に鋭角を有する金属片３１が、金属片３１の一
端部をフィラメント電極３０の保持部３２に接続して設
けられている。

【００３１】蛍光ランプ点灯前の両端部のフィラメント
電極３０間に始動電圧を印加する際、フィラメント電極
３０の近傍に鋭角を有する金属片３１を有することによ
り、フィラメント電極３０の近傍に強い電界を発生させ
る。このため蛍光ランプ５内の放電は、この強い電界を
発生する金属片３１から発生する。この電界による放電
電流は小さいが、金属片３１がフィラメント電極３０よ
りも管端側にあるため、放電路中にフィラメント電極３
０が存在することになり、フィラメント電極３０近傍に
電離物質を多く供給することになるとともに、フィラメ
ント電極３０を加熱することになる。そのため次第にフ
ィラメント電極３０からの電子放射がしやすくなり、両
端部のフィラメント電極３０間の放電に移行することに
なる。これによって回路起動性能をさらに向上すること
ができる。

【００３２】このように、蛍光ランプを擬似的に冷陰極
状態で始動させることができるため、電極のエミッタの
消耗を抑制でき、特に蛍光ランプを頻繁に点滅させるよ
うな条件で使用した場合、蛍光ランプの寿命を延ばし、
エミッタの飛散による電極部の早期黒化を減少させるこ
とができる。

【００３３】また、本発明の他の実施例のような電球形
蛍光灯の場合、一般の蛍光ランプと比較して発光管が細
いため、フィラメント電極の形状を小形にすることが要
求され、フィラメント電極に二重、あるいは三重巻線構
造を採用している。このためフィラメント電極が有する
インピーダンス成分が大きいので、電球形蛍光灯に用い
る場合、予熱電流が直接フィラメント電極を流れないと
いう本発明の構成は特に有効である。

【００３４】また、本発明の他の実施例では、鋭角を有
する金属片としたが、金属片がアマルガムを有するもの
であっても同様の効果が得られる。特にこの場合、蛍光
ランプ始動時アマルガム金属片が急速に加熱され水銀を
急速に放出できるため、始動性能を向上できるととも
に、光の立ち上がりを早くできる。

【００３５】また、本発明の他の実施例では、蛍光ラン
プ２６は透光性グローブ２７で覆われているので、前記
強電界により金属物質が飛散して管壁を黒化させる場合
があっても、その外観はグローブで主に決定されるの
で、ランプ自体の外観は損なわれない。また、グローブ
が拡散性のものであれば特に有効である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光ラン
プ点灯装置は、小形、安価で、かつ簡単な構成で、蛍光
ランプのフィラメントの影響を受けることなく蛍光ラン
プを始動・点灯することができ、また蛍光ランプの異常
によって正常に蛍光ランプが点灯しないときに、安全に
かつ永久に蛍光ランプ点灯装置を停止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である蛍光ランプ装置のブロ
ック図

【図２】同じく回路図

【図３】本発明の他の実施例である蛍光ランプ装置を用
いた電球形蛍光ランプの断面図

【図４】従来の蛍光ランプ点灯装置のブロック図

【図５】同じく回路図

【符号の説明】

２ フィルタ回路 ３ 整流回路 ４ インバータ回路 ５ 蛍光ランプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電力を整流し直流電力に変換する整
   流回路と、前記整流回路の出力端に接続され、かつ前記
   直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記
   インバータ回路の出力端に接続された蛍光ランプとを有
   し、前記インバータ回路内に、前記蛍光ランプの電源側
   端子間に接続されたコンデンサを設けたことを特徴とす
   る蛍光ランプ点灯装置。
2. 【請求項２】 共振コンデンサと蛍光ランプとの直列体
   と、前記直列体の一端に接続された平滑コンデンサと、
   前記直列体の他端に接続されたインダクタンス素子と、
   前記平滑コンデンサの他端に接続された第１のスイッチ
   素子とからなる閉回路と、前記共振コンデンサと前記平
   滑コンデンサとの接続点および前記第１のスイッチ素子
   との間に接続された第２のスイッチ素子と、前記第１お
   よび第２のスイッチ素子の制御端子に接続され、前記第
   １および第２のスイッチ素子を交互にオンオフ動作させ
   る駆動制御手段と、前記蛍光ランプの交流電源側端子間
   に並列に接続されたコンデンサとを備えたことを特徴と
   する蛍光ランプ点灯装置。
3. 【請求項３】 蛍光ランプは、両端部に一対のフィラメ
   ント電極を有しており、前記フィラメント電極のリード
   線はそれぞれ前記蛍光ランプの交流電源側端子間に並列
   に接続されたコンデンサに接続されていることを特徴と
   する請求項１または２記載の蛍光ランプ点灯装置。
4. 【請求項４】 蛍光ランプの少なくとも一方のフィラメ
   ント電極に鋭角の金属片が近接して設けられているとと
   もに、前記金属片は前記フィラメント電極と前記蛍光ラ
   ンプの端部との間に設けられていることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の蛍光ランプ点灯装置。
5. 【請求項５】 蛍光ランプが非直線形状を有し、かつ前
   記蛍光ランプは、透光性グローブと口金を有するケース
   とからなる外囲器内に収められていることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光ランプ点灯装置。