JPH08273873A - 放電灯点灯回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 点灯時の騒音、半波点灯を防止し、瞬時の保
護回路の動作と信頼性の向上を図る。 【構成】 交流電源１の負の半サイクル時主コンデンサ
１９の充電回路を形成する定電圧素子１２、主コンデン
サ１９及びダイオ−ド２１の直列回路と、主コンデンサ
１９と抵抗９及びサイリスタ６のゲ−ト、カソ−ドによ
る閉回路と、サイリスタ６のタ−ンオフ制御用スイッチ
回路Ｓを有し、交流電源１の正の半サイクル時主コンデ
ンサ１９の充電々荷を閉回路に放電してサイリスタ６を
導通すると共に、サイリスタ６の導通時サイリスタのカ
ソ−ド側の電位により主コンデンサ１９をと逆方向に充
電せしめ、且つ逆方向充電電荷をタ−ンオフ制御用スイ
ッチ回路Ｓの開閉によりサイリスタ６の逆バイアス電圧
として閉回路に放電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野の説明】本発明は蛍光灯等の放電灯
点灯回路の改良に関する。

【０００２】図６、図７は本願出願人が先に提案した
（特願平６−３３８９２５）この種の回路図及びその各
部動作波形図で図中１は交流電源、２は安定器、３は蛍
光灯ランプ、４、５は予熱フィラメント、６はサイリス
タ、２１は逆流阻止用ダイオ−ド、２２は定電圧素子（第
１）で直列回路を構成し、フィラメント４、５の夫々他
端（イ）（ロ）間で接続されている。次に１２は定電圧
素子（第２）、１９は主コンデンサ、Ｋはサイリスタ６
のカソ−ド、２１はダイオ−ドで前記端子（イ）（ロ）
とサイリスタ６のカソ−ドＫに跨がって主コンデンサ１
９の充電回路を形成している。なお、１０及び１１は保
護用コンデンサ及び抵抗で必要に応じて設けられる。又
Ｇはサイリスタのゲ−トでゲ−ト抵抗２０と逆バイアス
用ダイオ−ド２３の並列回路を介して主コンデンサ１９
の一端に接続され該コンデンサ１９、カソ−ドＫを通し
て閉回路を構成する。

【０００３】次にこの回路の動作について図７の各部動
作波形図と共に説明する。先ず蛍光灯３の点灯前におい
て、交流電源１の電圧（ＶAC）極性が下側（端子口側）
が（＋）極性の時、即ち図２（ａ）に示す負の半サイク
ル期間（時間ｔ１〜ｔ３）において、その電圧が定電圧
素子１２の電圧（ＶZ12）（図２ａ）に達する時間ｔ2に
おいてコンデンサ１９には、交流電源１、蛍光灯ランプ
３の予熱フィラメント５、定電圧ダイオ−ド１２、コン
デンサ１９、コンデンサ３１、ダイオ−ド２４、蛍光灯ラ
ンプ３の予熱フィラメント４、安定器２の経路で充電さ
れる。(図２Ｃ)次に電源電圧が正の半サイクル（時間ｔ
3〜）になると、コンデンサ１９の充電々荷は抵抗２
０、サイリスタ６のゲ−トＧ、カソ−ドＫ、コンデンサ
１９の経路で放電し、該サイリスタ６を導通する。即ち
時間ｔ3から若干遅れるが(時間ｔ4)ほぼ交流電源の正の
立上り位相（ほぼゼロ位相）で導通する。これにより交
流電源１−安定器２−フィラメント４−サイリスタ６−
定電圧素子２２−ダイオ−ド２１−フィラメント５−交
流電源１の経路で予熱電流Ｉが時間ｔ6まで流れる。
（図２ａ）なおこの予熱電流Ｉは、交流電源１の極性が
再び反転する時間ｔ5以降も安定器２の作用により時間
ｔ6まで流れ続ける。

【０００４】上記のサイリスタ６の導通状態では予熱電
流Ｉが流れることによりサイリスタ６のカソ−ド側即ち
ダイオ−ド２１と定電圧素子２２の両端に電圧が生じ、
この電圧がコンデンサ１９−定電圧素子１２−フィラメ
ント５−交流電源１の経路でコンデンサ１９を前記（負
サイクル時）と逆方向に充電し、この両端電圧を維持す
る。図２（Ｃ）ＶZ22、即ちこの逆充電々荷は前記サイ
リスタ６のカソ−ドＫ、ゲ−トＧ、逆バイアスダイオ−
ド２３を通してサイリスタ６を若干逆バイアス状態を維
持することになる。周知のようにサイリスタ６を導通状
態からオフ状態に移行するには導通時の電流が保持電流
（ＩH）以下に低下した時、及びアノ−ド、カソ−ド間に
逆電圧を印加することにより行われる。従ってサイリス
タ６を導通時に若干逆バイアスすることは導通電流があ
る程度（ＩH以上）流れている状態でオフに移行する。
即ち図２ｂに示すように時間ｔ6において大きなキック
電圧ＶLを発生し、点灯を容易にする。なおオフ動作は
コンデンサ１９−サイリスタ６のカソ−ドＫ、ゲ−トＧ
−ダイオ−ド２３−コンデンサ１９の経路で放電経路が
形成されオフに到る。

【０００５】

【従来技術の問題点】上記の従来回路によれば点灯回路
を二線で構成できるので構成が簡単且つ組立が容易であ
る。又、予熱電流をほぼゼロ位相から流すことができる
ので予熱電流が十分にとれ、点灯が容易となると同時に
ランプ寿命が長く、低温低電圧時の点灯（始動）特性が
向上できる。等の利点がある。

【０００６】然し乍ら従来回路では 予熱、キック電圧を電源の周期に同期ｔ5、ｔ7して行
っていた為、点灯に至る迄キック電圧によるうなり音が
発生する恐れがある。 ランプの２つあるフィラメントにバラツキがある場
合、１つが点灯しても残りの１つが点灯しない、いわゆ
る半波点灯を起こすことがある。従来技術ではランプが
点灯したか否かの検知を定電圧素子１２によって行って
いたが、キック電圧発生直後のサイクルが点灯の容易で
ある極であった場合、定電圧素子１２は点灯したと判定
し（ｔ8）、実際ｔ9で位相が反転し点灯し難い極で点灯
しなかった場合でも予熱電流は全く流れず、したがって
点灯し難い極は消灯のままで点灯し易い極は点灯しっぱ
なしになる半波点灯になってしまう。（図７（ｂ）点
線）ランプの電流はこの場合直流が流れることになり、
安定器のインダクタンスの電流制限作用がなくなるので
過大電流のため安定器の発熱やランプフィラメントの破
損が起こってしまう恐れがある。 ランプの寿命末期では、予熱電流が永続的に流れるこ
ともありうるが、実際には点灯したものが立消えして予
熱さらに点灯という様に複雑なふるまいをするのが一般
的で、従来回路では予熱電流がある時間連続して流れな
いと保護回路が働かないので、この様な場合には保護す
ることが出来なかった。

【０００７】

【発明の目的】本発明の第１の目的はうなり音等の騒音
を防止した点灯回路を提供することである。第２の目的
は予熱電流を十分に供給し且つ供給量を調整することに
より半波点灯を防止した点灯回路を提供することであ
る。第３の目的は瞬時に保護回路を動作せしめ信頼性の
向上を図ることである。

【０００８】

【課題を解決するための本発明の手段】本発明は交流電
源の負の半サイクル時主コンデンサの充電回路を形成す
る第２の定電圧素子、主コンデンサ及びダイオ−ドの直
列回路と、前記主コンデンサと抵抗及び前記サイリスタ
のゲ−ト、カソ−ドより成る閉回路と、前記サイリスタ
のタ−ンオフ制御用スイッチ回路を有し、前記交流電源
の正の半サイクル時前記主コンデンサの充電々荷を前記
閉回路に放電して前記サイリスタを導通せしめると共
に、前記サイリスタの導通時前記サイリスタのカソ−ド
側の電位により前記主コンデンサを前記と逆方向に充電
せしめ、且つ該逆方向充電電荷を前記タ−ンオフ制御用
スイッチ回路の開閉により前記サイリスタの逆バイアス
電圧として前記閉回路に放電せしめるようにしたことを
特徴とする。

【０００９】

【実施例】図１、図２は本発明の一実施例回路及びその
各部動作波形図であり、従来例と相違する所はサイリス
タ６のゲ−ト回路を形成するコンデンサ１９、抵抗９及
びサイリスタ６のゲ−ト（Ｇ）、カソ−ド（Ｋ）より成
る閉回路にサイリスタ６のオフ時を制御するスイッチ回
路Ｓと、このスイッチ回路Ｓの開閉を制御する時限回路
ＴＳを設けた点にある。因みにスイッチ回路としてはサ
イリスタ、トランジスタ等の半導体デバイスを使用し、
又時限回路ＴＳはダイオ−ドＤ0、コンデンサＣ0、抵抗
ｒ0より成るコンデンサＣ0の充電回路と該コンデンサＣ
0の放電抵抗ｒ₁、ｒ₂及びしきい値を設定する定電圧ダ
イオ−ドＺ0により構成する。

【００１０】次のこの回路の動作について図２の各部動
作波形図と共に説明する。蛍光灯３の点灯前において、
交流電源１の電圧（ＶAC）極性が下側（端子口側）が
（＋）極性の時、図２（ａ）に示す負の半サイクル期間
（時間ｔ1〜ｔ3）において、その電圧が定電圧素子１２
の電圧（ＶZ12）に達するとコンデンサ１９には、交流
電源１、蛍光灯ランプ３の予熱フィラメント５、定電圧
素子１２、コンデンサ１９、ダイオ−ド２４、蛍光灯ラ
ンプ３の予熱フィラメント４、安定器２の経路で充電さ
れる。次に電源電圧が正の半サイクル（時間ｔ2〜）に
なると、コンデンサ１９の充電々荷は抵抗９、サイリス
タ６のゲ−トＧ、カソ−ドＫ、コンデンサ１９の経路で
放電し、該サイリスタ６を導通する。即ち時間ｔ2から
若干遅れるが（時間ｔ3）ほぼ交流電源の正の立上り位
相で導通する。これにより交流電源１−安定器２−フィ
ラメント４−サイリスタ６−定電圧素子２２−ダイオ−
ド２１−フィラメント５−交流電源１の経路で予熱電流
Ｉが時間ｔ4まで流れる。図２（ａ）なおこの予熱電流
Ｉは、交流電源１の極性が再び反転した後も安定器２の
作用により流れ続けサイリスタ６の保持電流値ＩH以下
に低下したｔ4まで流れる。

【００１１】上記のサイリスタ６の導通状態では予熱電
流Ｉが流れることによりサイリスタ６のカソ−ド側即ち
定電圧素子２２、ダイオ−ド２１の両端に電圧を生じ、
この電圧により逆流阻止用ダイオ−ドＤ0−充電抵抗ｒ0
−充電用コンデンサＣ0−定電 圧素子１２−フィラメン
ト５交流電源１の経路で充電用コンデンサＣ0を充電す
る。（図２ｂ）この充電々圧ＶC0の電圧上昇率は該充電
抵抗ｒ0と充電コンデン サＣ0の積で決定され、ｔ4まで
充電が行なわれる。ｔ4以降では、充電用コンデ ンサＣ
0の電荷が放電抵抗ｒ1、抵抗ｒ2を経由して放電される
が、放電抵抗ｒ1は先の充電抵抗ｒ0より高くとること
で、次の充電が行なわれるｔ5までに若干電圧が低下す
るだけである。以上の動作を繰返し、時間と共に充電用
コンデンサＣ0 の充電々圧ＶC0は除々に高くなりｔ6の
予熱電流Ｉにより、時間差を置いてｔ7でトリガ用定電
圧素子Ｚ0の電圧ＶZ0とサイリスタＳのゲ−トトリガ電
圧ＶGTの和 Ｖt6＝ＶZ0＋ＶGTとなりサイリスタＳは導
通状態になる。するとサイリスタ６のゲ−トはサイリス
タＳ−定電圧素子１２を経由してダイオ−ド２に接続さ
れ逆バイアス状態になり、保持電流ＩHより高い電流値ｔ
8で急激にオフに移行するので、図２（Ｃ）のキック電圧
が発生しランプは点灯する。

【００１２】図３は本発明の他の実施例回路図で図１と
相違する点はサイリスタＳ、抵抗ｒ2充電用コンデンサＣ
0の接続位置を変更したこと及び定電圧素子１２のアノ
−ドと定電圧素子Ｚ0のカソ−ド間に抵抗ｒ3を追加した
こと及び同定電圧素子Ｚ0のカソ−ドとサイリスタ６の
アノ−ド間に抵抗ｒ4を挿入したことである。即ちこの
実施例では時限回路を形成するコンデンサＣ0への充電
回路を３回路設けた点である。先ず第１の充電回路は上
記実施例と同様にサイリスタ６の導通時に定電圧素子２
２の両端の電圧により充電される経路、第２は交流電源
の負の半サイクル時、定電圧素子１２−抵抗ｒ3−コン
デンサＣ0−定電圧素子２２−ダイオ−ド２１の経路、
第３は交流電源の正の半サイクル時、抵抗ｒ4−コンデ
ンサＣ0−ダイオ−ド２１を通る経路の３つの充電回路
を形成した点にある。

【００１３】この回路の動作は先ず交流電源の負の半サ
イクル期間（図２ｔ1〜ｔ2）において、定電圧ダイオ−
ド１２の電圧ＶZ12に達すると、定電圧素子１２−抵抗
ｒ3−充電用コンデンサＣ0−定電圧素子２２−ダイオー
ド２４−フィラメント４−交流電源１の経路で充電用コ
ンデンサＣｏをランプの点灯の到るまで繰り返されるこ
とになる。交流電源１周期当りのコンデンサＣｏへの充
電量は電源電圧に比例するので、電源電圧が大きい 程
サイリスタＳの点弧時期が早まり、小さい程遅れる。因
みに図４は本実施例における始動から点灯に到る時間
（図２ｔ1〜ｔ8）と電源電圧の関係を示す特性図で２０
℃でＡＣ９０Ｖのｔ1〜ｔ8は０.８秒だったものが、Ａ
Ｃ１１０Ｖでは０.５ 秒になる。一般的に予熱電流は
電源電圧に比例して大きくなるので、フィラメントを熱
するのに必要な時間は電源電圧、予熱電流に反比例す
る。過大な予熱電流はフィラメントに損傷を与え寿命を
低下させ、また過少な予熱電流は不点灯する場合がある
が、本回路では電源電圧、（予熱電流）の大小に応じて
予熱時間を制御する。

【００１４】次に電源電圧の極端に低い場合や−２０℃
以下の低温時、ランプ寿命末期の立消えやエミッタレス
の不点灯になった場合に予熱電流が継続して流れると、
安定器の発熱の不具合を生じる。図５の波形と共に説明
する。キック電圧発生直後の充電用コンデンサＣ0は先
のサイリスタＳをトリガさせる為の電圧Ｖts＝ＶC0＋Ｖ
GTより若干低い電圧を保持している。同図（ｂ）ｔ8で
キック電圧発生直後にランプは点灯するも、ランプ電圧
が反転後ｔ9で不点灯になった場合には、ランプ電圧は
交流電圧より遅れ位相である為ランプには波高値より若
干低い電圧が加わる。抵抗ｒ4−充電用コンデンサＣ0−
ダイオ−ド２１−フィラメント５−交流電源１でコンデ
ンサを充電する。

【００１５】さらにＶACの極性が反転ｔ3するとコンデ
ンサ１９を充電するのと同時に定電圧素子１２−抵抗ｒ
3−充電コンデンサＣ0−定電圧素子２２−ダイオ−ド２
４−フィラメント４−安定器２−交流電源１の経路で充
電コンデンサＣ0は充電され続けるので、再びＶACの極
性が反転してサイリスタ６がオンしても、同時にサイリ
スタＳもオンするのでサイリスタ６は保持電流ＩHに達
しないうちに逆バイアスされオフする。以降これを繰返
すので予熱電流は全く流れない。同様にしてキック電圧
発生直後に点灯しない場合についても前記理由によって
予熱電流が流れ続けることはない。次に点灯中に不点に
なる立消えの場合は、点灯中も先の充電用コンデンサＣ
0は抵抗ｒ4を経由して充電され続けるので、サイリスタ
６のオンと同時にサイリスタＳもオンするのでサイリス
タ６は瞬時にオフして以降サイリスタ６はオンすること
はない。よってこの場合も予熱電流が流れ続けることは
ない。これを解除するには交流電源を切ることで充電コ
ンデンサＣ0を放電させることにより行う。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明のように本発明によれば、キ
ック電圧は点灯直前に１回のみ発生するのでランプのう
なり音は一切出ない。ランプの予熱電流時間はその時の
電源電圧、周囲温度に応じて変えるのでランプは確実に
点灯し、半波点灯は起こらない。又エミッタレスランプや
点灯後の立消えの場合は瞬時に保護回路が作動し、予熱
電流が流れ続けることはないので、安全上好ましい等の
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例回路図

【図２】本発明実施例の各部動作波形図

【図３】本発明の他の実施例回路図

【図４】本発明実施例の電源電圧−点灯時間の関係説明
図

【図５】本発明の動作説明図

【図６】従来回路図

【図７】従来回路の各部動作波形図

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 安定器 ３ 蛍光灯 ４、５ フィラメント ６ サイリスタ Ｓ スイッチ回路（サイリスタ） ＴＳ 時限回路 Ｃ0 充電用コンデンサ １９ 主コンデンサ ｒ0、ｒ1、ｒ2 抵抗 ９ 抵抗 ２１、２３、２４ ダイオ−ド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電灯と、該放電灯のフィラメントの一
   端間に安定器を介して接続される交流電源と、前記フィ
   ラメントの他端間に接続されたサイリスタと逆流防止用
   ダイオ−ド及び第１の定電圧素子の直列回路と、前記サ
   イリスタのゲ−ト回路を備え、前記ゲ−ト回路は前記サ
   イリスタのカソ−ドと前記フィラメントの他端間に跨が
   って前記交流電源の負の半サイクル時主コンデンサの充
   電回路を形成する第２の定電圧素子、主コンデンサ及び
   ダイオ−ドの直列回路と、前記主コンデンサと、抵抗及
   び前記サイリスタのゲ−ト、カソ−ドより成る閉回路と、
   前記サイリスタのタ−ンオフ制御用スイッチ回路を有
   し、前記交流電源の正の半サイクル時前記主コンデンサ
   の充電々荷を前記閉回路に放電して前記サイリスタを導
   通せしめると共に、前記サイリスタの導通時、前記サイ
   リスタのカソ−ド側の電位により前記主コンデンサを前
   記と逆方向に充電せしめ、且つ該逆方向充電電荷を前記
   タ−ンオフ制御用スイッチ回路の開閉により前記サイリ
   スタに逆バイアス電圧として印加せしめるようにしたこ
   とを特徴とする放電灯点灯回路。
2. 【請求項２】 閉回路に並列接続されたスイッチ手段
   と、前記スイッチ手段を開閉するためにサイリスタのカ
   ソ−ド側の電位を利用した時限回路とにより、タ−ンオ
   フ制御用スイッチ回路を構成したことを特徴とする請求
   項１の放電灯点灯回路。
3. 【請求項３】 スイッチ手段として第２のサイリスタを
   用いたことを特徴とする請求項２の放電灯点灯回路。
4. 【請求項４】 放電灯と、該放電灯のフィラメントの一
   端間に安定器を介して接続される交流電源と、前記フィ
   ラメントの他端間に接続されたサイリスタと第１の定電
   圧素子及び逆流防止用ダイオ−ドの直列回路、前記サイ
   リスタのゲ−ト回路を備え、前記ゲ−ト回路は前記サイ
   リスタのカソ−ドと前記フィラメントの他端間に跨がっ
   て前記交流電源の負の半サイクル時主コンデンサの充電
   回路を形成する第２の定電圧素子、主コンデンサ及びダ
   イオ−ドの直列回路と、前記主コンデンサと前記サイリ
   スタのゲ−ト、カソ−ド及び抵抗より成る閉回路と前記
   サイリスタのゲ−トと前記逆流防止用ダイオ−ドのアノ
   −ド間に、アノ−ド、カソ−ドが接続された第２のサイ
   リスタと、前記第２のサイリスタのゲートを制御する抵
   抗、コンデンサ（第２）及び定電圧素子（第３）より成
   る時限回路と、前記第２のコンデンサをサイリスタ（第
   １）のカソ−ド側の電位により充電する第１の充電回路
   と、前記交流電源の負の半サイクル時の電位により充電
   する第２の充電回路により構成したことを特徴とする放
   電灯点灯回路。
5. 【請求項５】 時限回路のコンデンサ（第２）を交流電
   源の正の半サイクル時の電位により充電する第３の充電
   回路を付加したことを特徴とする請求項４の放電灯点灯
   回路。