JPH0945485A - 蛍光灯インバータ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 予熱期間中に蛍光灯の両極間に高電圧が印加
されることにより、フィラメントに塗布された活物質が
飛散し蛍光灯の寿命を極端に悪化させることを防止する
ことによって、最適な蛍光灯の始動特性を有する蛍光灯
インバータ回路を実現する。 【構成】 電源１、電源スイッチ２、インバータトラン
ス３、蛍光灯のフィラメントを予熱する予熱巻線４、
６、蛍光灯を点灯駆動する主巻線５、蛍光灯の放電電流
を安定化するバラストコンデンサ７、インバータトラン
ス３の主巻線５の電圧印加を制御するトライアック８、
インバータ駆動回路９、インバータの駆動主スイッチ素
子１０、直流電源を構成する平滑コンデンサ１１、予熱
巻線６の電圧を整流し直流電源を構成するダイオード１
２、予熱時間を決定し、トライアック８を駆動するタイ
マー回路１３、蛍光灯１４、蛍光灯のフィラメント１
５、１６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蛍光灯を駆動するインバ
ータ回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光灯は白熱灯に比べ約３倍の発光効率
がありしかも長寿命であることから現在では家庭用照明
を中心とした照明器具の主流である。現在この蛍光灯の
発光効率の向上やチラツキの低減、また、電源の応用範
囲を広げる目的でインバータにて蛍光灯を駆動する方法
が多用されてきている。

【０００３】以下図面を参照しながら、上述したような
従来の蛍光灯インバータ回路について説明する。図４は
従来の蛍光灯インバータ回路を示すものである。１は電
源、２は電源スイッチ、３はインバータトランス、４と
６は蛍光灯のフィラメントを予熱する予熱巻線、５は蛍
光灯を点灯駆動する主巻線、７は蛍光灯の放電電流を安
定化するバラストコンデンサ、９はインバータ駆動回
路、１０はインバータの駆動主スイッチ素子、１４は蛍
光灯、１５、１６は蛍光灯のフィラメントである。

【０００４】まず、電源スイッチ２を接続すると電源１
よりインバータの１次側に電力が供給され、インバータ
駆動回路９がインバータの駆動主スイッチ素子１０を動
作させてインバータトランス３を駆動する。これによ
り、インバータトランス３の予熱巻線４，６から蛍光灯
１４のフィラメント１５，１６に電力が供給されフィラ
メントが予熱される。また同時にインバータトランス３
の主巻線５からバラストコンデンサ７を介して蛍光灯の
両極に高電圧が印加される。フィラメントが予熱される
とフィラメントより熱電子が発生し同時に蛍光灯の両極
に高電圧が印加されているためやがて蛍光灯は始動し点
灯する。蛍光灯が始動すると蛍光灯の両極の電圧が低下
するが、蛍光灯の両端の電圧とインバータトランス３の
主巻線５から発生する電圧とバラストコンデンサ７とに
よって決定される安定した放電状態になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、インバータトランス３の予熱巻線４，６
から蛍光灯１４のフィラメント１５，１６に電力が供給
されフィラメントが予熱されると同時にインバータトラ
ンス３の主巻線５からバラストコンデンサ７を介して蛍
光灯の両極に高電圧が印加されるため、電源１の電圧が
一定でしかも蛍光灯を使用する周囲温度範囲が小さい場
合は問題が少ないが、そうでない場合はフィラメント予
熱が不十分である期間中に蛍光灯の両極に高電圧が印加
され、この時フィラメントに塗布された活物質が飛散し
蛍光灯の寿命を極端に悪化させる大きな問題点をかかえ
ている。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みフィラメントの予
熱期間中に蛍光灯の両極間に高電圧が印加されることを
防止し、最適な蛍光灯の始動特性を有する蛍光灯インバ
ータ回路を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の蛍光灯インバータ回路は、主として予熱巻線
１、予熱巻線２および主巻線を有するインバータトラン
スとスイッチングトランジスタとからなる高周波インバ
ータと、前記主巻線の電流を安定化するためのバラスト
素子（コンデンサ）と、前記主巻線の電圧印加を制御す
るトライアックと、前記予熱巻線２の出力を整流平滑し
て得られる直流電源と、前記直流電源により動作するタ
イマーとから構成され、前記主巻線の１端が前記予熱巻
線１に、前記主巻線の他端が前記バラスト素子及び前記
トライアックを介して前記予熱巻線２に接続され、前記
タイマーの出力が前記トライアックのゲートに供給され
るように接続される構成としたものである。

【０００８】

【作用】この構成によって、前記タイマーで設定される
予熱時間を経過した後前記トライアックが導通すること
によって蛍光灯を始動させ、蛍光灯のフィラメントの予
熱期間中に蛍光灯の両極間に高電圧が印加されることを
防止するので、最適な蛍光灯の始動特性を有する蛍光灯
インバータ回路を実現し、蛍光灯の寿命を最大限に発揮
させることが可能となる。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の蛍光灯インバータ回路の第１
の実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の蛍光灯インバータ回路の第
１の実施例を示すものである。第１図に関して、１は電
源、２は電源スイッチ、３はインバータトランス、４と
６は蛍光灯のフィラメントを予熱する予熱巻線、５は蛍
光灯を点灯駆動する主巻線、７は蛍光灯の放電電流を安
定化するバラストコンデンサ、８はインバータトランス
３の主巻線５の電圧印加を制御するトライアック、９は
インバータ駆動回路、１０はインバータの駆動主スイッ
チ素子、１１は直流電源を構成するための平滑コンデン
サ、１２は予熱巻線６の電圧を整流し直流電源を構成す
るためのダイオード、１３は比較器とコンデンサＣと抵
抗Ｒとツェナーダイオード等の定電圧素子とで構成され
たＣＲタイマーにて予熱時間を決定しトライアック８を
駆動するタイマー回路、１４は蛍光灯、１５、１６は蛍
光灯のフィラメントである。 次に本実施例の動作を説
明する。

【００１１】まず、電源スイッチ２を接続すると電源１
よりインバータの１次側に電力が供給され、インバータ
駆動回路９がインバータの駆動主スイッチ素子１０を動
作させてインバータトランス３を駆動する。すると、イ
ンバータトランス３の予熱巻線４，６から蛍光灯１４の
フィラメント１５，１６に電力が供給されフィラメント
１５，１６が予熱される。また同時に予熱巻線６の電圧
をダイオード１２で整流しさらにコンデンサ１１で平滑
して直流電圧を構成する。タイマー回路１３は前記直流
電源の電圧発生と同時にスタートする。タイマー回路１
３がタイムアップするまでは、トライアック８のゲート
回路はトリガされていないため、インバータトランス３
の主巻線５には高電圧が発生しているがトライアック８
が遮断状態であり蛍光灯１４の両極には電圧が印加され
ない。従って、インバータトランス３から蛍光灯１４の
フィラメント１５、１６のみに電力が供給されて蛍光灯
フィラメント１５、１６を予熱する。

【００１２】フィラメント１５、１６が予熱されると熱
電子が発生し始めやがて十分に熱電子が発生する状態に
なるころにタイマー回路１３がタイムアップしトライア
ック８のゲート回路をトリガする。その時点でトライア
ック８が導通状態になりインバータトランス３の主巻線
５からバラストコンデンサ７およびトライアック８を介
して蛍光灯１４の両極に高電圧を印加する。これにより
蛍光灯１４は始動し、蛍光灯の両端の電圧とインバータ
トランス３の主巻線５から発生する電圧とバラストコン
デンサ７とによって決定される安定した放電状態にな
る。

【００１３】（実施例２）次に本発明の蛍光灯インバー
タ回路の第２の実施例について説明する。

【００１４】図２は本発明の蛍光灯インバータ回路の第
２の実施例を示すものである。１から１６は第１図に示
した実施例と同一部品であり説明を省略する。１７は予
熱巻線６の出力を整流平滑して得られた直流電源の電源
電圧および周囲温度を抵抗とサーミスターで構成した温
度特性を有する分圧回路により検出しさらに演算増幅器
によって最適に増幅した出力電圧にてタイマー回路１３
のタイマー時間を補正する予熱時間補正回路である。

【００１５】次に本発明の第２の実施例の動作を説明す
る。まず、電源スイッチ２を接続すると電源１よりイン
バータの１次側に電力が供給され、インバータ駆動回路
９がインバータの駆動主スイッチ素子１０を動作させて
インバータトランス３を駆動する。すると、インバータ
トランス３の蛍光灯のフィラメント予熱巻線４，６から
蛍光灯１４のフィラメント１５，１６に電力が供給され
フィラメントが予熱される。また同時に予熱巻線６の電
圧をダイオード１２が整流しさらにコンデンサ１１で平
滑して直流電源を構成する。

【００１６】蛍光灯のフィラメント予熱条件は図３に示
すように周囲温度及び予熱電流により変化する。予熱時
間補正回路１７は周囲温度及び直流電源の電圧値を検出
し、周囲温度と予熱電流（直流電源の電圧値に対応させ
ることができる）に最適な予熱時間を決定しタイマー回
路１３の時間を適正値に補正してタイマー回路１３をス
タートする。スタート時においてはトライアックのゲー
ト回路はトリガされていないため、インバータトランス
３の主巻線５には高電圧が発生しているがトライアック
８が遮断状態であり蛍光灯の両極には電圧が印加されな
い。従って、インバータトランスから蛍光灯のフィラメ
ントのみに電力が供給されて蛍光灯フィラメントを予熱
する。

【００１７】フィラメントが予熱されるとフィラメント
より熱電子が発生し始めやがてタイマー回路１３及び予
熱時間補正回路によって最適値に設定された時間に十分
に熱電子が発生する状態になる。この時タイマー回路１
３がタイムアップしトライアック８のゲート回路をトリ
ガする。その時点でトライアック８が導通状態になりイ
ンバータトランス３の主巻線５からバラストコンデンサ
７およびトライアック８を介して蛍光灯の両極に高電圧
を印加する。これにより蛍光灯は始動し点灯する。蛍光
灯の両端の電圧とインバータトランス３の主巻線５から
発生する電圧とバラストコンデンサ７とによって決定さ
れる安定した放電状態になる。

【００１８】尚、予熱時間補正回路の周囲温度検出手段
サーミスターを用いたが、トランジスターのベースエッ
ミター電圧特性やダイオードの温度特性等の温度特性を
有する素子であれば応用は可能である。また、実施例で
はアナログの演算増幅器を用いたが、マイクロコンピュ
ータ等のデジタル計算機でも可能である事は言うまでも
ない。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、主とし
て予熱巻線１、予熱巻線２および主巻線を有するインバ
ータトランスとスイッチングトランジスタとからなる高
周波インバータと、前記主巻線の電流を安定化するため
のバラスト素子（コンデンサ）と、前記主巻線の電圧印
加を制御するトライアックと、前記予熱巻線２の出力を
整流平滑して得られる直流電源と、前記直流電源により
動作するタイマーとから構成され、前記主巻線の１端が
前記予熱巻線１に、前記主巻線の他端が前記バラスト素
子及び前記トライアックを介して前記予熱巻線２に接続
され、前記タイマーの出力が前記トライアックのゲート
に供給されているので前記タイマーで設定される予熱時
間を経過した後前記トライアックが導通して蛍光灯が始
動することになり、蛍光灯のフィラメントの予熱期間中
に蛍光灯の両極間に高電圧が印加されることを防止し、
最適な蛍光灯の始動特性を有する蛍光灯インバータ回路
を実現し、蛍光灯の寿命を最大限に発揮させることが可
能となりその実用効果は大なるものがある。

【００２０】また、前記タイマーが前記直流電源の電圧
の値や周囲温度に対応して予熱時間が最適値に変化する
手段を具備しており、入力電圧や周囲温度にマッチして
フィラメントの予熱時間を補正するので、短時間で最適
な蛍光灯の始動特性を有する蛍光灯インバータ回路を実
現し、蛍光灯の寿命を最大限に発揮させることが可能と
なりその実用効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光灯インバータ回路の第１の実施例
を示す回路図

【図２】本発明の蛍光灯インバータ回路の第２の実施例
を示す回路図

【図３】蛍光灯のフィラメントの予熱条件を示す図

【図４】従来の蛍光灯インバータを示す回路図

【符号の説明】

１ 電源 ２ 電源スイッチ ３ インバータトランス ４ 予熱巻線 ５ 主巻線 ６ 予熱巻線 ７ バラストコンデンサ ８ トライアック ９ インバータ駆動回路 １０ 主スイッチ素子 １１ コンデンサ １２ ダイオード １３ タイマー回路 １４ 蛍光灯 １５ 蛍光灯のフィラメント １６ 蛍光灯のフィラメント １７ 予熱時間補正回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの予熱巻線と主巻線を有するインバー
   タトランスとスイッチングトランジスタとからなる高周
   波インバータと、前記主巻線の電流を安定化するバラス
   ト素子と、前記主巻線の電圧印加を制御するトライアッ
   クと、前記予熱巻線の出力を整流平滑する直流電源と、
   前記直流電源により動作するタイマーとから構成され、
   前記主巻線の一端が第１の予熱巻線に、前記主巻線の他
   端が前記バラスト素子及び前記トライアックを介して第
   ２の予熱巻線に接続したことを特徴とした蛍光灯インバ
   ータ回路。
2. 【請求項２】タイマーは直流電圧の値と周囲温度とによ
   って予熱時間を変化させることを特徴とする請求項１記
   載の蛍光灯インバータ回路。