JPH09148077A - Fluorescent lamp lighting device - Google Patents
Fluorescent lamp lighting deviceInfo
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- JPH09148077A JPH09148077A JP30867195A JP30867195A JPH09148077A JP H09148077 A JPH09148077 A JP H09148077A JP 30867195 A JP30867195 A JP 30867195A JP 30867195 A JP30867195 A JP 30867195A JP H09148077 A JPH09148077 A JP H09148077A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は蛍光ランプ点灯装置、特
に予熱電極を有する蛍光ランプのための半導体スイッチ
素子を利用した始動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorescent lamp lighting device and, more particularly, to a starting device using a semiconductor switching element for a fluorescent lamp having a preheating electrode.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、蛍光ランプの始動装置として、主
にグロースタータが用いられていたが、これは始動時間
が長いことや寿命が短いこと等の欠点を有している。最
近、半導体スイッチ素子を利用した始動装置が開発され
ているが、グロースタータに比べて高価なことから用途
が限られていた。そこで、半導体スイッチ素子を用いた
比較的安価な回路構成の始動装置を実現すべく、安価な
トランジスタを半導体スイッチ素子として用いた図5に
示すような回路が提案されている(特開平6−1401
64号公報)。以下、この従来例の回路について説明す
る。2. Description of the Related Art Heretofore, a glow starter has been mainly used as a starting device for a fluorescent lamp, but it has drawbacks such as a long starting time and a short life. Recently, a starter using a semiconductor switch element has been developed, but its use is limited because it is more expensive than a glow starter. Therefore, in order to realize a starter having a relatively inexpensive circuit configuration using a semiconductor switching element, a circuit as shown in FIG. 5 in which an inexpensive transistor is used as a semiconductor switching element has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 6-1401).
No. 64). The conventional circuit will be described below.
【0003】図5において、1は交流電源、2は安定
器、3は蛍光ランプ、24は雑音防止用コンデンサ、2
7は電解コンデンサ、29はツェナーダイオード、30
はサイリスタ、33はトランジスタ、36はサージアブ
ソーバである。抵抗26と電解コンデンサ27との直列
回路はCRタイマー回路を構成している。In FIG. 5, 1 is an AC power source, 2 is a ballast, 3 is a fluorescent lamp, 24 is a noise preventing capacitor, 2
7 is an electrolytic capacitor, 29 is a Zener diode, 30
Is a thyristor, 33 is a transistor, and 36 is a surge absorber. The series circuit of the resistor 26 and the electrolytic capacitor 27 constitutes a CR timer circuit.
【0004】蛍光ランプ3の始動前、電源電圧が正の期
間(ダイオード25が順バイアスになる期間)はトラン
ジスタ33のベースには抵抗31及びダイオード34を
介してベース電流が供給されるので、トランジスタ33
がオンになり、電源からトランジスタ33、ダイオード
25,34及び抵抗32を介して蛍光ランプ3に予熱電
流が流れる。また、電源電圧が負のサイクルの時はダイ
オード25により電流が遮断され蛍光ランプ3に予熱電
流は流れない。したがって、蛍光ランプ3の予熱電流は
半波整流波形となる。Before the fluorescent lamp 3 is started, the base current is supplied to the base of the transistor 33 via the resistor 31 and the diode 34 while the power supply voltage is positive (the diode 25 is forward biased). 33
Is turned on, and a preheating current flows from the power supply to the fluorescent lamp 3 through the transistor 33, the diodes 25 and 34, and the resistor 32. Further, when the power supply voltage is in the negative cycle, the diode 25 cuts off the current, and the preheating current does not flow in the fluorescent lamp 3. Therefore, the preheating current of the fluorescent lamp 3 has a half-wave rectified waveform.
【0005】コレクタ電流が流れているとき、抵抗26
とコンデンサ27よりなるCRタイマー回路の電源電圧
はトランジスタ33のコレクタ・エミッタ間電圧にほぼ
等しい。このとき、タイマー回路のコンデンサ27とサ
イリスタ30のカソードとの間に挿入した電流検出用素
子である抵抗32の両端には予熱電流によって生ずる電
圧降下である半波整流波形が発生する。この抵抗32に
発生する電圧はサイリスタ30のゲート・カソード間に
対して正電圧となり、この電圧とコンデンサ27の電圧
とを加算した電圧がタイマー回路の出力電圧として、抵
抗28及びツェナーダイオード29を介してサイリスタ
30のゲート・カソード間に印加されることになる。When the collector current is flowing, the resistance 26
The power supply voltage of the CR timer circuit including the capacitor 27 and the capacitor 27 is substantially equal to the collector-emitter voltage of the transistor 33. At this time, a half-wave rectified waveform, which is a voltage drop caused by the preheating current, is generated across the resistor 32, which is a current detection element inserted between the capacitor 27 of the timer circuit and the cathode of the thyristor 30. The voltage generated in the resistor 32 becomes a positive voltage between the gate and cathode of the thyristor 30, and the voltage obtained by adding this voltage and the voltage of the capacitor 27 is output as the output voltage of the timer circuit via the resistor 28 and the Zener diode 29. Is applied between the gate and cathode of the thyristor 30.
【0006】また、コンデンサ27の電圧波形は予熱半
波サイクルごとにゆっくり上昇するので、サイリスタ3
0のカソードに対するタイマー回路の出力電圧波形はコ
ンデンサ27の電圧に半波サイクルごとの予熱電流波形
を重畳したものとなる。その結果、ゆっくり上昇するコ
ンデンサ電圧がサイリスタのターンオンのための所定電
圧Vtに近づいたとき、コンデンサの電圧に半波サイク
ルごとに重畳された電圧リップルのピークによって、サ
イリスタがターンオンすることになる。そのため、パル
ス電圧は、蛍光ランプの両端の電圧・電流位相のピーク
付近で発生する。Further, since the voltage waveform of the capacitor 27 rises slowly every preheating half-wave cycle, the thyristor 3
The output voltage waveform of the timer circuit for the cathode of 0 is the voltage of the capacitor 27 superposed with the preheating current waveform for each half-wave cycle. As a result, when the slowly rising capacitor voltage approaches the predetermined voltage Vt for turning on the thyristor, the peak of the voltage ripple superimposed on the voltage of the capacitor every half-wave cycle causes the thyristor to turn on. Therefore, the pulse voltage is generated near the peak of the voltage / current phase at both ends of the fluorescent lamp.
【0007】すなわち、CRタイマー回路にて設定され
た時間が経過し、電流・電圧位相のピーク付近になると
抵抗26と電解コンデンサ27とのタイマー回路によっ
てサイリスタ30のゲート端子に電解コンデンサ27と
電源からの電荷が抵抗28とツェナーダイオード29を
通じて流れ,サイリスタ30がオンになる。その結果、
トランジスタ33がオフになり、コレクタ電流がピーク
値付近で急に遮断されるために安定器2のインダクタン
ス2によるキック電圧(逆起電力)が発生する。このキ
ック電圧によって蛍光ランプ3の電極4,5間の放電が
開始し、蛍光ランプ3が点灯する。That is, when the time set by the CR timer circuit has passed and the current / voltage phase is near the peak, the timer circuit of the resistor 26 and the electrolytic capacitor 27 causes the electrolytic capacitor 27 and the power source to connect to the gate terminal of the thyristor 30. Charges flow through the resistor 28 and the Zener diode 29, and the thyristor 30 is turned on. as a result,
Since the transistor 33 is turned off and the collector current is suddenly cut off near the peak value, a kick voltage (back electromotive force) is generated by the inductance 2 of the ballast 2. This kick voltage starts the discharge between the electrodes 4 and 5 of the fluorescent lamp 3, and the fluorescent lamp 3 is turned on.
【0008】蛍光ランプ3が点灯すると、予熱電極端子
4,5間の電圧は点灯時ランプ電圧まで低下する。ま
た、電源電圧が正の半サイクルは抵抗26を介して電解
コンデンサ27に充電電流が流れ、サイリスタ30をオ
ンさせ続けるので、トランジスタ33はオフを維持す
る。従って,蛍光ランプ3は安定して点灯する。When the fluorescent lamp 3 is turned on, the voltage between the preheating electrode terminals 4 and 5 drops to the lamp voltage at the time of lighting. In the half cycle in which the power supply voltage is positive, a charging current flows through the electrolytic capacitor 27 through the resistor 26 and the thyristor 30 is kept on, so that the transistor 33 is kept off. Therefore, the fluorescent lamp 3 is stably turned on.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の点灯装置では、パルス電圧を発生する位相が常に予
熱電流のピーク付近であり、電源電圧が高い場合は予熱
電流のピーク値が大きいことから、この位相でトランジ
スタ33をターンオフさせる場合のスイッチングロスが
大きい。その結果、トランジスタの破壊を招きやすく、
点灯装置の信頼性の確保が難しい。抵抗32の抵抗値を
大きくすることによって予熱電流を小さくしてスイッチ
ングロスを低下することが可能であるが、抵抗32の抵
抗値を大きくしすぎると、抵抗32の電圧降下がコンデ
ンサ27の電圧値に比較して大きくなりすぎるために動
作不良が生じやすくなる。However, in such a conventional lighting device, the phase for generating the pulse voltage is always near the peak of the preheating current, and the peak value of the preheating current is large when the power supply voltage is high. Therefore, switching loss is large when the transistor 33 is turned off in this phase. As a result, it is easy to cause the breakdown of the transistor,
It is difficult to secure the reliability of the lighting device. By increasing the resistance value of the resistor 32, it is possible to reduce the preheating current and reduce the switching loss. However, if the resistance value of the resistor 32 is too large, the voltage drop of the resistor 32 causes the voltage value of the capacitor 27 to decrease. Since it becomes too large as compared with the above, malfunctions are likely to occur.
【0010】電流検出用抵抗と電流制限用抵抗とを直列
に接続することも考えられるが、この場合、電流検出用
抵抗として数百mΩの低抵抗値のものが必要になる。か
かる抵抗は通常のものに比較して高価である。また、大
きいスイッチングロスに耐えられるトランジスタを使用
することも考えられるが、かかるトランジスタは形状が
大きく、高価である。さらに、タイマー回路の抵抗26
及びコンデンサ27に印可される電圧はトランジスタ3
3のコレクタ・エミッタ間電圧にほぼ等しく、予熱時間
は予熱電流値に依存するので、定格電力の異なる安定器
や蛍光ランプに適用することができない。It is conceivable to connect the current detecting resistor and the current limiting resistor in series, but in this case, a resistor having a low resistance value of several hundred mΩ is required as the current detecting resistor. Such resistors are more expensive than ordinary ones. It is also conceivable to use a transistor that can withstand a large switching loss, but such a transistor has a large shape and is expensive. In addition, the timer circuit resistor 26
The voltage applied to the capacitor 27 is the transistor 3
Since it is almost equal to the collector-emitter voltage of 3 and the preheating time depends on the preheating current value, it cannot be applied to ballasts and fluorescent lamps having different rated powers.
【0011】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決するために為されたものであり、定格電力の異なる安
定器や蛍光ランプにも適用可能であり、適切な予熱時間
で、かつ、適切な位相でパルス電圧を発生して蛍光ラン
プを確実に始動することができ、さらに、パルス発生時
のトランジスタのストレスを軽減した信頼性の高い安価
な蛍光ランプ点灯装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and can be applied to ballasts and fluorescent lamps having different rated powers, an appropriate preheating time, and An object of the present invention is to provide a reliable and inexpensive fluorescent lamp lighting device capable of reliably starting a fluorescent lamp by generating a pulse voltage at an appropriate phase and reducing stress of a transistor when a pulse is generated. And
【0012】[0012]
【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、予熱電極付蛍光ランプの一対の電極の電源側端
子間に安定器を介して交流電源を接続し、前記電極の非
電源側端子間に始動回路を接続したものであって、その
特徴は、前記始動回路は、制御端子を有する半導体スイ
ッチング素子と、第一のダイオードと、前記半導体スイ
ッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段とが
直列に接続された構成を有する点にある。好ましくは、
前記電流検出手段は、第一の抵抗と並列に、第二の抵抗
及び第三の抵抗の直列回路が接続された構成を有する。In the fluorescent lamp lighting device of the present invention, an AC power source is connected via a ballast between power source side terminals of a pair of electrodes of a fluorescent lamp with a preheating electrode, and the non-power source side of the electrodes. A starting circuit is connected between the terminals, and the characteristic is that the starting circuit includes a semiconductor switching element having a control terminal, a first diode, and a current detection means for detecting a current flowing through the semiconductor switching element. And are connected in series. Preferably,
The current detection means has a configuration in which a series circuit of a second resistor and a third resistor is connected in parallel with the first resistor.
【0013】上記の構成によれば、半導体スイッチング
素子に流れる予熱電流が第一の抵抗と、第二の抵抗及び
第三の抵抗の直列回路とを並列に接続した電流検出手段
を流れる。このとき、電流検出手段の合成抵抗により予
熱電流ピーク値は低くなり、半導体スイッチング素子の
ターンオフ時のスイッチング電流値が低く抑えられるの
で、安定器に発生するキック電圧のエネルギーを低減で
きる。その結果、半導体スイッチング素子のストレスが
軽減される。According to the above structure, the preheating current flowing through the semiconductor switching element flows through the current detecting means in which the first resistor and the series circuit of the second resistor and the third resistor are connected in parallel. At this time, the peak value of the preheating current is lowered by the combined resistance of the current detecting means, and the switching current value at the time of turning off the semiconductor switching element is suppressed to be low, so that the energy of the kick voltage generated in the ballast can be reduced. As a result, the stress on the semiconductor switching element is reduced.
【0014】また、前記始動回路は前記半導体スイッチ
ング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御手
段と、所定の予熱時間の経過に伴い電流検出手段の出力
信号に応じて予熱電流ピーク付近で前記スイッチング制
御手段に信号を出力するタイマー手段とを備えているこ
とが好ましい。そして、前記第一のダイオードのカソー
ドは予熱電極付蛍光ランプの一方の電極の非電源側端子
に接続され、第二のダイオードのアノードが前記第一の
ダイオードのカソードに接続され、前記第二のダイオー
ドのカソードは前記タイマー手段に接続される。The starting circuit controls the switching control means for controlling the switching of the semiconductor switching element and the switching control means in the vicinity of the preheating current peak according to the output signal of the current detecting means with the elapse of a predetermined preheating time. It is preferable to include a timer means for outputting a signal. The cathode of the first diode is connected to the non-power supply side terminal of one electrode of the fluorescent lamp with a preheating electrode, the anode of the second diode is connected to the cathode of the first diode, and the second diode is connected to the cathode of the second diode. The cathode of the diode is connected to the timer means.
【0015】このような構成によれば、本点灯装置を定
格電力の異なる安定器や蛍光ランプに使用する場合にお
いても、タイマー手段の働きにより、蛍光ランプを始動
するためのパルスを、所定の予熱時間の経過に伴って、
また予熱電流がピーク付近になる時点で適切に発生させ
ることができる。According to such a configuration, even when the present lighting device is used in a ballast or a fluorescent lamp having different rated powers, the pulse for starting the fluorescent lamp is given a predetermined preheat by the function of the timer means. Over time,
Further, it can be appropriately generated when the preheating current is near the peak.
【0016】さらに、前記始動回路を蛍光灯器具のグロ
ースタータと互換性のある形状の容器に収納することに
より、本点灯装置を既存の照明器具に使用することが容
易になる。Further, by housing the starting circuit in a container having a shape compatible with the glow starter of the fluorescent lamp fixture, it becomes easy to use the present lighting device in an existing lighting fixture.
【0017】また、前記半導体スイッチング素子として
電界効果トランジスタを用いることにより、安定器に発
生するキック電圧による半導体スイッチング素子の耐圧
破壊を防止するための電圧抑制素子を別途設ける必要が
ない。電界効果トランジスタに含まれるダイオードによ
って、半導体スイッチング素子自身が耐圧破壊を防止す
る。Further, by using a field effect transistor as the semiconductor switching element, it is not necessary to separately provide a voltage suppressing element for preventing breakdown of the semiconductor switching element due to a kick voltage generated in the ballast. The diode included in the field-effect transistor prevents the semiconductor switching element itself from breakdown due to breakdown voltage.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面に基づいて説明する。図1に回路図を示すよう
に、本実施形態の蛍光ランプ点灯装置は、予熱電極付蛍
光ランプ3の電極4,5の電源側端子間に安定器2を介
して交流電源1を接続し、電極4,5の非電源側端子間
に始動回路6を接続して構成されている。始動回路6は
制御端子を有する半導体スイッチング素子7と、第一の
ダイオード8と、半導体スイッチング素子7に流れる電
流を検出する電流検出手段9とを直列に接続した回路を
備えている。半導体スイッチング素子7にはアバランシ
ェ耐量のある電界効果トランジスタを用いている。電流
検出手段9は、第一の抵抗10と並列に、第二の抵抗1
1及び第三の抵抗12の直列回路を接続した構成を有し
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in the circuit diagram of FIG. 1, in the fluorescent lamp lighting device of the present embodiment, an AC power source 1 is connected via a ballast 2 between power source side terminals of electrodes 4 and 5 of a fluorescent lamp 3 with a preheating electrode, A starting circuit 6 is connected between the non-power source side terminals of the electrodes 4 and 5. The starting circuit 6 includes a circuit in which a semiconductor switching element 7 having a control terminal, a first diode 8 and a current detecting means 9 for detecting a current flowing through the semiconductor switching element 7 are connected in series. The semiconductor switching element 7 is a field effect transistor having avalanche resistance. The current detection means 9 is arranged in parallel with the first resistor 10 and the second resistor 1
It has a configuration in which a series circuit of 1 and the third resistor 12 is connected.
【0019】始動回路6はさらに、半導体スイッチング
素子7のスイッチングを制御するスイッチング制御手段
13と、所定の予熱時間に電流検出手段9の出力信号に
応じて予熱電流ピーク付近の位相で前記スイッチング制
御手段13に信号を出力するタイマー手段14とを備え
ている。スイッチング制御手段13のツェナーダイオー
ド16は半導体スイッチング素子7のゲート・ソース間
に、抵抗17は半導体スイッチング素子7のドレイン・
ゲート間に接続されている。また、サイリスタ18のカ
ソードは電流検出手段9の蛍光ランプ3側に、アノード
は半導体スイッチング素子7のゲートにそれぞれ接続さ
れている。サイリスタ18のゲートはタイマー手段14
に接続されている。The starting circuit 6 further includes a switching control means 13 for controlling the switching of the semiconductor switching element 7 and the switching control means in a phase near the preheating current peak according to the output signal of the current detection means 9 during a predetermined preheating time. 13 and a timer means 14 for outputting a signal. The Zener diode 16 of the switching control means 13 is between the gate and the source of the semiconductor switching element 7, and the resistor 17 is the drain of the semiconductor switching element 7.
It is connected between the gates. The cathode of the thyristor 18 is connected to the fluorescent lamp 3 side of the current detecting means 9, and the anode thereof is connected to the gate of the semiconductor switching element 7. The gate of the thyristor 18 is a timer means 14
It is connected to the.
【0020】第一のダイオード8のカソードは蛍光ラン
プ3の電極5の非電源側端子に接続され、第二のダイオ
ード15のアノードは第一のダイオード8のカソードに
接続され、第二のダイオード15のカソードは前記タイ
マー手段14に接続されている。抵抗19は電極4の非
電源側端子とダイオード15のカソード間に接続され、
抵抗20は抵抗19及びダイオード15の接続点と電解
コンデンサ21の正極性端子との間に接続され、コンデ
ンサ21の負極性端子は抵抗11と抵抗12の接続点に
接続されている。ツェナーダイオード22のカソードは
コンデンサ21の正極性端子に、アノードは半導体スイ
ッチング素子7のゲートにそれぞれ接続されている。抵
抗23は第二のダイオード15のカソードとダイオード
8のアノードとの間に接続されている。なお、蛍光ラン
プ3の電極4,5の非電源側端子間に始動回路6と並列
に接続されたコンデンサ24は雑音防止用コンデンサで
ある。The cathode of the first diode 8 is connected to the non-power supply side terminal of the electrode 5 of the fluorescent lamp 3, the anode of the second diode 15 is connected to the cathode of the first diode 8, and the second diode 15 is connected. The cathode of is connected to the timer means 14. The resistor 19 is connected between the non-power supply side terminal of the electrode 4 and the cathode of the diode 15,
The resistor 20 is connected between the connection point of the resistor 19 and the diode 15 and the positive terminal of the electrolytic capacitor 21, and the negative terminal of the capacitor 21 is connected to the connection point of the resistors 11 and 12. The cathode of the Zener diode 22 is connected to the positive terminal of the capacitor 21, and the anode is connected to the gate of the semiconductor switching element 7. The resistor 23 is connected between the cathode of the second diode 15 and the anode of the diode 8. The capacitor 24 connected in parallel with the starting circuit 6 between the non-power source side terminals of the electrodes 4 and 5 of the fluorescent lamp 3 is a noise preventing capacitor.
【0021】上記のような蛍光ランプ点灯装置の始動回
路6は、例えば図2に示すような蛍光灯器具のグロース
タータと互換性のある形状の容器に収納することができ
る。これにより、本実施形態の蛍光ランプ点灯装置を既
存の照明器具に使用する事が容易になる。The starting circuit 6 of the fluorescent lamp lighting device as described above can be housed in a container having a shape compatible with the glow starter of the fluorescent lamp fixture as shown in FIG. 2, for example. This facilitates the use of the fluorescent lamp lighting device of the present embodiment in existing lighting equipment.
【0022】次に、上記のような構成の点灯装置の動作
について説明する。交流電源1が正の期間(蛍光ランプ
3の電極4が電極5に対して正電圧となる期間)の半サ
イクルにおいて、半導体スイッチング素子7のゲート・
ソース間には抵抗17を介して正電圧が印加され、半導
体スイッチング素子7はオンとなる。その結果、交流電
源1から安定器2を通ってドレイン電流が流れ、蛍光ラ
ンプ3の予熱電極4、5(フィラメント)を予熱する。
この際、ツェナーダイオード16は半導体スイッチング
素子7のゲート・ソース間の過電圧を吸収して半導体ス
イッチング素子7を保護する働きをする。上記のドレイ
ン電流、すなわち予熱電流は電流検出手段9を流れる。Next, the operation of the lighting device having the above structure will be described. During a half cycle of the AC power supply 1 in the positive period (the period in which the electrode 4 of the fluorescent lamp 3 has a positive voltage with respect to the electrode 5), the gate of the semiconductor switching element 7
A positive voltage is applied between the sources via the resistor 17, and the semiconductor switching element 7 is turned on. As a result, a drain current flows from the AC power source 1 through the ballast 2, preheating the preheating electrodes 4, 5 (filament) of the fluorescent lamp 3.
At this time, the Zener diode 16 serves to protect the semiconductor switching element 7 by absorbing the overvoltage between the gate and the source of the semiconductor switching element 7. The drain current, that is, the preheating current, flows through the current detecting means 9.
【0023】電流検出手段9を構成する3つの抵抗1
0,11,12の抵抗値は、抵抗10が抵抗11より十
分小さく、かつ、抵抗11が抵抗12より十分小さくな
るように定められる。一例として、抵抗10を4.7
Ω、抵抗11を220Ω、抵抗12を6.8kΩとす
る。このとき予熱電流はほとんど抵抗10を流れる。タ
イマー手段14には抵抗10両端の電圧と半導体スイッ
チング素子7のドレイン・ソース間電圧の加算電圧が加
わり、抵抗19、抵抗20を介して電解コンデンサ21
に充電電流が流れ、電解コンデンサ21の電圧は上昇す
る。Three resistors 1 constituting the current detecting means 9
The resistance values of 0, 11, and 12 are set so that the resistance 10 is sufficiently smaller than the resistance 11 and the resistance 11 is sufficiently smaller than the resistance 12. As an example, the resistor 10 is set to 4.7.
Ω, the resistance 11 is 220 Ω, and the resistance 12 is 6.8 kΩ. At this time, most of the preheating current flows through the resistor 10. An added voltage of the voltage across the resistor 10 and the drain-source voltage of the semiconductor switching element 7 is applied to the timer means 14, and the electrolytic capacitor 21 is connected via the resistor 19 and the resistor 20.
A charging current flows through the capacitor and the voltage of the electrolytic capacitor 21 rises.
【0024】一方、交流電源が負の半サイクルでは、ダ
イオード15、抵抗20、電解コンデンサ21、抵抗1
1、抵抗10、及び半導体スイッチング素子7のソース
・ドレイン間の寄生ダイオードを通る経路を電源からの
電流が流れる。したがって、この負の半サイクルでも正
の半サイクルと同じ極性の充電電流がコンデンサ21に
流れてコンデンサ21の電圧は上昇する。On the other hand, in the half cycle in which the AC power source is negative, the diode 15, the resistor 20, the electrolytic capacitor 21, and the resistor 1
The current from the power supply flows through a path that passes through the parasitic diode between the resistor 1, the resistor 10, and the source / drain of the semiconductor switching element 7. Therefore, even in this negative half cycle, the charging current of the same polarity as in the positive half cycle flows through the capacitor 21, and the voltage of the capacitor 21 rises.
【0025】図3(a)に示す電流波形(ア)は半導体
スイッチング素子7に流れる電流、すなわち、半波の予
熱電流である。図3(b)の電圧波形(イ)は蛍光ラン
プ3の電極両端の電圧を示している。この電圧波形は、
正の期間については半導体スイッチング素子7のドレイ
ン・ソース間電圧波形に近似しており、負の期間につい
ては電源電圧波形に近似している。The current waveform (a) shown in FIG. 3A is a current flowing through the semiconductor switching element 7, that is, a half-wave preheating current. The voltage waveform (a) in FIG. 3B shows the voltage across the electrodes of the fluorescent lamp 3. This voltage waveform is
The voltage waveform between the drain and source of the semiconductor switching element 7 is approximated during the positive period, and the power supply voltage waveform is approximated during the negative period.
【0026】図3(c)の電圧波形(ウ)はコンデンサ
21の充電の様子を示している。予熱電流が流れている
ときの抵抗10の両端の電圧は抵抗11と抵抗12によ
って分圧される。抵抗11,12が前述の値であると
き、抵抗11の両端の電圧は抵抗9の両端の電圧の1/
30程度の大きさになる。The voltage waveform (c) in FIG. 3C shows how the capacitor 21 is charged. The voltage across the resistor 10 when the preheating current is flowing is divided by the resistors 11 and 12. When the resistors 11 and 12 have the above-mentioned values, the voltage across the resistor 11 is 1 / the voltage across the resistor 9.
The size is about 30.
【0027】図3(d)の電圧波形(エ)は電解コンデ
ンサ21の電圧と抵抗11の電圧とを加算した電圧を示
している。この電圧が、サイリスタ18のゲート・カソ
ード電圧とツェナーダイオード22のツェナー電圧とを
加算した一定電圧(オ)を越えると、ツェナーダイオー
ド22を介してサイリスタ18のゲートに電流が流れサ
イリスタ18はオンする。その結果、半導体スイッチン
グ素子7のゲート・ソース電圧が零になり半導体スイッ
チング素子7はオフとなる。このとき、安定器2を流れ
ていた予熱電流が遮断され、安定器2に発生する逆起電
力(キック電圧)によって蛍光ランプ3の電極4,5間
の放電が開始し、蛍光ランプ3が点灯する。The voltage waveform (d) in FIG. 3D shows the voltage obtained by adding the voltage of the electrolytic capacitor 21 and the voltage of the resistor 11. When this voltage exceeds a certain voltage (e) obtained by adding the gate-cathode voltage of the thyristor 18 and the Zener voltage of the Zener diode 22, a current flows through the Zener diode 22 to the gate of the thyristor 18, and the thyristor 18 is turned on. . As a result, the gate-source voltage of the semiconductor switching element 7 becomes zero and the semiconductor switching element 7 is turned off. At this time, the preheating current flowing through the ballast 2 is cut off, and the counter electromotive force (kick voltage) generated in the ballast 2 starts the discharge between the electrodes 4 and 5 of the fluorescent lamp 3 to turn on the fluorescent lamp 3. To do.
【0028】安定器2に発生するキック電圧は半導体ス
イッチング素子7のアバランシェ耐量によって決まる所
定の電圧でクランプされ、半導体スイッチング素子7の
電圧破壊は自己防止される。従って半導体スイッチング
素子7に並列に電圧抑制素子を接続する必要は無い。蛍
光ランプ3が点灯すれば、蛍光ランプ3の両端の電圧に
よって電解コンデンサ21は常に充電状態となり、この
電解コンデンサ21の充電電圧がツェナーダイオード2
2を介してサイリスタ18のゲート電流を流し続けるの
でサイリスタ18はオン状態を維持する。この結果、半
導体スイッチング素子7はオフ状態を維持し、蛍光ラン
プ3は点灯状態を維持する。The kick voltage generated in the ballast 2 is clamped to a predetermined voltage determined by the avalanche withstand capability of the semiconductor switching element 7, so that the voltage destruction of the semiconductor switching element 7 is self-prevented. Therefore, it is not necessary to connect the voltage suppressing element in parallel to the semiconductor switching element 7. When the fluorescent lamp 3 is turned on, the electrolytic capacitor 21 is always charged by the voltage across the fluorescent lamp 3, and the charged voltage of the electrolytic capacitor 21 is the Zener diode 2.
Since the gate current of the thyristor 18 continues to flow via 2, the thyristor 18 maintains the ON state. As a result, the semiconductor switching element 7 remains off and the fluorescent lamp 3 remains lit.
【0029】電源を遮断すると蛍光ランプ3が消灯する
とともに、コンデンサ21の電荷は抵抗20、抵抗2
3、抵抗11を介して放電され、始動回路6はリセット
される。予熱時間は、タイマー手段14の抵抗20と電
解コンデンサ21の定数設定によりほぼ決定される。When the power source is cut off, the fluorescent lamp 3 is turned off and the electric charge of the capacitor 21 is changed to the resistance 20 and the resistance 2.
3, the discharge is performed through the resistor 11, and the starting circuit 6 is reset. The preheating time is substantially determined by the constant setting of the resistor 20 and the electrolytic capacitor 21 of the timer means 14.
【0030】タイマー手段14に加わる電圧は、図3
(b)に示したように、負の期間のほうが正の期間より
絶対値がかなり大きい。従ってコンデンサ21の充電は
負の期間の電源電圧に対する依存性が強く、正の周期の
電圧即ち予熱電流の大きさに対する依存性はごく小さ
い。本実施形態では20W蛍光灯と30W蛍光灯に対し
て両者ともに約1.2秒の予熱時間に設定することがで
き、適切な予熱条件を実現している。The voltage applied to the timer means 14 is as shown in FIG.
As shown in (b), the absolute value of the negative period is considerably larger than that of the positive period. Therefore, the charging of the capacitor 21 has a strong dependence on the power supply voltage in the negative period, and has a very small dependence on the voltage of the positive cycle, that is, the magnitude of the preheating current. In the present embodiment, both the 20 W fluorescent lamp and the 30 W fluorescent lamp can be set to a preheating time of about 1.2 seconds, and an appropriate preheating condition is realized.
【0031】パルス発生位相については、電流検出手段
9の出力信号である抵抗11の電圧値をコンデンサ21
の電圧に加算することにより、図3(d)に示したよう
に常に予熱電流のピーク付近の位相に設定することがで
きる。その結果、蛍光ランプ3を一発のパルス電圧で確
実に絶縁破壊させるに充分なエネルギーのキック電圧を
得ることができる。Regarding the pulse generation phase, the voltage value of the resistor 11 which is the output signal of the current detecting means 9 is set to the capacitor 21.
3D, the phase can always be set near the peak of the preheating current as shown in FIG. As a result, it is possible to obtain a kick voltage of sufficient energy to surely cause dielectric breakdown of the fluorescent lamp 3 with one pulse voltage.
【0032】図4(a)は抵抗10が4.7Ωの場合に
おける半導体スイッチング素子7のターンオフ時のドレ
イン・ソース間電圧波形(カ)とドレイン電流波形
(キ)を示している。ドレイン・ソース間電圧波形
(カ)は電圧値Vdでクランプされ、半導体スイッチン
グ素子7のアバランシェ耐量によりエネルギーが吸収さ
れていることが分かる。このエネルギー量(図中、斜線
を付した重なり部の面積に相当する)はドレイン・ソー
ス間電圧とドレイン電流との積を電流の減衰時間T1に
わたって積分した値となる。一方、図4(b)は抵抗1
0が数百mΩの場合における半導体スイッチング素子7
のターンオフ時のドレイン・ソース間電圧波形(ク)と
ドレイン電流波形(ケ)を示している。FIG. 4A shows a drain-source voltage waveform (f) and a drain current waveform (v) when the semiconductor switching element 7 is turned off when the resistance 10 is 4.7Ω. It can be seen that the drain-source voltage waveform (f) is clamped at the voltage value Vd, and energy is absorbed by the avalanche withstand capability of the semiconductor switching element 7. This amount of energy (corresponding to the area of the overlapped portion with diagonal lines in the figure) is a value obtained by integrating the product of the drain-source voltage and the drain current over the decay time T1 of the current. On the other hand, FIG.
Semiconductor switching element 7 when 0 is several hundred mΩ
Shows the drain-source voltage waveform (K) and the drain current waveform (K) at the time of turn-off.
【0033】図4の(a)と(b)とを比較すると、
(b)に比べて(a)のほうがターンオフ時のドレイン
電流が小さく、しかも電流の減衰時間が短いので、この
間のエネルギー量(斜線部の面積)は大幅に小さくなる
ことがわかる。このエネルギー量を半導体スイッチング
素子7のアバランシェ耐量の絶対定各値より余裕をもっ
て小さくすることにより、アバランシェ耐量破壊に対す
る信頼性を大幅に向上することができる。上記の例の場
合、抵抗10を4.7Ωに設定することにより、信頼性
を大幅に向上させることができた。この場合、抵抗10
による電圧降下は数十Vとなり、これをそのまま電流検
出信号として用いるには大きすぎるので、抵抗11と抵
抗12とで分圧して適当な電圧値としたものを用いてい
る。Comparing (a) and (b) of FIG.
It can be seen that the drain current at the time of turn-off is smaller and the current decay time is shorter in (a) than in (b), so that the energy amount (area of the shaded portion) during this period is significantly reduced. By making this amount of energy smaller than the absolute constant values of the avalanche withstand capability of the semiconductor switching element 7 with a margin, the reliability against avalanche withstand capability breakdown can be greatly improved. In the case of the above example, the reliability could be significantly improved by setting the resistance 10 to 4.7Ω. In this case, the resistance 10
Since the voltage drop due to V is several tens of V, which is too large to use as it is as a current detection signal, a voltage is divided by the resistors 11 and 12 to have an appropriate voltage value.
【0034】以上述べたように、本実施形態の蛍光ラン
プ点灯装置は、20W蛍光灯と30W蛍光灯に対して共
に約1.2秒の適切な予熱時間を実現することができ
る。また、電流検出手段9の働きにより、蛍光ランプ3
を確実に点灯させるように、電流ピーク付近の位相で半
導体スイッチング素子7をターンオフさせることができ
る。しかも、電流ピーク値を抑え、パルス発生時のエネ
ルギーを半導体スイッチング素子7のアバランシェ耐量
の絶対定各値より余裕をもって小さくすることにより、
信頼性を大幅に向上させることができる。さらに、始動
回路を蛍光灯器具のグロースタータと互換性のある形状
の容器内に収納することにより、既存の照明器具に容易
に使用することができる。As described above, the fluorescent lamp lighting device of this embodiment can realize an appropriate preheating time of about 1.2 seconds for both the 20 W fluorescent lamp and the 30 W fluorescent lamp. Further, the fluorescent lamp 3 is operated by the function of the current detecting means 9.
The semiconductor switching element 7 can be turned off at a phase near the current peak so as to reliably turn on. Moreover, by suppressing the current peak value and making the energy at the time of pulse generation smaller than the absolute constant values of the avalanche withstand capability of the semiconductor switching element 7 with a margin,
The reliability can be greatly improved. Furthermore, by storing the starting circuit in a container having a shape compatible with the glow starter of the fluorescent lamp fixture, it can be easily used in existing lighting fixtures.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、定格電力の異なる安定
器や蛍光ランプにも使用可能であり、適切な予熱時間
で、かつ、適切な位相でパルス電圧を発生し蛍光ランプ
を確実に始動でき、さらに、パルス発生時の半導体スイ
ッチング素子のストレスを軽減した信頼性の高い安価な
蛍光ランプ点灯装置を提供することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the fluorescent lamp can be used for ballasts and fluorescent lamps having different rated powers, and the pulse voltage is generated at an appropriate preheating time and at an appropriate phase to reliably start the fluorescent lamp. Further, it is possible to provide a highly reliable and inexpensive fluorescent lamp lighting device in which stress on the semiconductor switching element is reduced when a pulse is generated.
【図1】本発明の実施形態である蛍光ランプ点灯装置の
回路図FIG. 1 is a circuit diagram of a fluorescent lamp lighting device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の蛍光ランプ点灯装置の始動回路を収納し
た容器の外観を示す側面図FIG. 2 is a side view showing the outer appearance of a container accommodating a starting circuit of the fluorescent lamp lighting device of FIG.
【図3】図1の蛍光ランプ点灯装置の予熱電流、電極間
電圧、コンデンサ電圧、及び、コンデンサ電圧と抵抗電
圧との加算電圧の動作波形図FIG. 3 is an operation waveform diagram of preheating current, inter-electrode voltage, capacitor voltage, and added voltage of the capacitor voltage and the resistance voltage of the fluorescent lamp lighting device of FIG.
【図4】図1の蛍光ランプ点灯装置における半導体スイ
ッチング素子ターンオフ時の動作を説明するための図FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the fluorescent lamp lighting device of FIG. 1 when the semiconductor switching element is turned off.
【図5】従来例の蛍光ランプ点灯装置の回路図FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional fluorescent lamp lighting device.
1 交流電源 2 安定器 3 蛍光ランプ 4,5 予熱電極 6 始動装置 7 半導体スイッチング素子 8,15 ダイオード 9 電流検出手段 13 スイッチング制御手段 14 タイマー手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Ballast 3 Fluorescent lamp 4,5 Preheating electrode 6 Starting device 7 Semiconductor switching element 8,15 Diode 9 Current detection means 13 Switching control means 14 Timer means
Claims (6)
源側端子間に安定器を介して交流電源を接続し、前記電
極の非電源側端子間に始動回路を接続した蛍光ランプ点
灯装置において、前記始動回路は、制御端子を有する半
導体スイッチング素子と、第一のダイオードと、前記半
導体スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出
手段とが直列に接続された構成を有することを特徴とす
る蛍光ランプ点灯装置。1. A fluorescent lamp lighting device in which an AC power source is connected through a ballast between power source side terminals of a pair of electrodes of a fluorescent lamp with a preheating electrode, and a starting circuit is connected between non-power source side terminals of the electrodes. The fluorescent substance is characterized in that the starting circuit has a configuration in which a semiconductor switching element having a control terminal, a first diode, and a current detection means for detecting a current flowing through the semiconductor switching element are connected in series. Lamp lighting device.
に、第二の抵抗及び第三の抵抗の直列回路が接続された
構成を有することを特徴とする請求項1記載の蛍光ラン
プ点灯装置。2. The fluorescent lamp according to claim 1, wherein the current detecting means has a configuration in which a series circuit of a second resistor and a third resistor is connected in parallel with the first resistor. Lighting device.
グ素子のスイッチングを制御するスイッチング制御手段
と、所定の予熱時間の経過に伴い電流検出手段の出力信
号に応じて予熱電流ピーク付近で前記スイッチング制御
手段に信号を出力するタイマー手段とを備えていること
を特徴とする請求項1記載の蛍光ランプ点灯装置。3. The starting circuit comprises switching control means for controlling switching of the semiconductor switching element, and the switching control means near a preheating current peak in response to an output signal of the current detecting means with a lapse of a predetermined preheating time. 2. The fluorescent lamp lighting device according to claim 1, further comprising timer means for outputting a signal to the.
電極付蛍光ランプの一方の電極の非電源側端子に接続さ
れ、第二のダイオードのアノードが前記第一のダイオー
ドのカソードに接続され、前記第二のダイオードのカソ
ードは前記タイマー手段に接続されていることを特徴と
する請求項3記載の蛍光ランプ点灯装置。4. The cathode of the first diode is connected to a non-power supply side terminal of one electrode of the fluorescent lamp with a preheating electrode, and the anode of the second diode is connected to the cathode of the first diode, The fluorescent lamp lighting device according to claim 3, wherein the cathode of the second diode is connected to the timer means.
タータと互換性のある形状の容器に収納されていること
を特徴とする請求項1、2、3または4記載の蛍光ラン
プ点灯装置。5. The fluorescent lamp lighting device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the starting circuit is housed in a container having a shape compatible with a glow starter of a fluorescent lamp fixture.
トランジスタであることを特徴とする請求項1〜5のい
ずれか1項記載の蛍光ランプ点灯装置。6. The fluorescent lamp lighting device according to claim 1, wherein the semiconductor switching element is a field effect transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30867195A JPH09148077A (en) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | Fluorescent lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30867195A JPH09148077A (en) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | Fluorescent lamp lighting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09148077A true JPH09148077A (en) | 1997-06-06 |
Family
ID=17983889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30867195A Pending JPH09148077A (en) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | Fluorescent lamp lighting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09148077A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013219954A (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Nippon Soken Inc | Motor |
-
1995
- 1995-11-28 JP JP30867195A patent/JPH09148077A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013219954A (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Nippon Soken Inc | Motor |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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