JPH11501453A - 高周波安定器によって駆動される蛍光ランプにおける光条の防止 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの調光可能な蛍光ランプ用の安定器システムが、光出力を生じさせるために前記少なくとも１つの調光可能な蛍光ランプを駆動する安定器インバータ、および前記少なくとも１つの調光可能な蛍光ランプの両端間に結合されていて、光出力を減じるときに光条のある光出力の発生を防止するのに充分な直流電流を迂回させる通路を構成する並列インピーダンスを含む。前記並列インピーダンスは、ダイオードと直列に接続された抵抗で構成できる。複数ランプ・システムでは、並列インピーダンスは１つ又は２つ以上のランプの両端間に結合される。

Description

【発明の詳細な説明】 高周波安定器によって駆動される蛍光ランプにおける光条の防止 発明の分野 本発明は一般的には蛍光ランプに関し、より具体的には高周波電子式安定器に よって駆動される調光可能な蛍光ランプに関するものである。 発明の背景 調光可能な蛍光ランプにおける問題は、低い光出力（例えば、全出力の約２０ ％以下）の場合に、電子式安定器によって供給される高周波放電電流が変化する 電荷密度の定在波を生じさせ、すなわち光条（ストリエーション）を生じさせる ことである。光条はランプの長さに沿って暗い光出力と明るい光出力との交互の 帯として現れる。光条を防止する１つの方法は、ランプに小さな直流電流、例え ば、１ｍＡ程度の電流を注入することである。例えば、「Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｃｉｅｔ ｙ， ｗｉｎｔｅｒ １９９２」に所載のエー・オクデ等の論文「Ｄｅｖｅｌｏ ｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｉｍｍｉｎｇ Ｂａｌｌａ ｓｔ ｆｏｒ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ」に、インダクタおよびダイ オードと直列に接続された電源装置を使用し、この直列回路をランプの両端間に 結合することによって、上記のような小さな直流電流をランプに注入することが 記載されている。 光条を防止する別つの方法は、１９９１年３月１９日発行の米国特許第５，０ ０１，３８６号に記載されているように、形状が同じである正および負の部分を 持っているが、ゼロ電流レベルからずれている非対称なランプ電流波形を生じる 回路を用いることである。このために、コンデンサ、一対の抵抗およびダイオー ドを含むバックエンド整流回路が使用されている。コンデンサは出力変圧器の２ つの二次巻線の間に直列に接続されると共に、ランプと直列に接続されている。 １つの抵抗が、コンデンサをある直流電圧まで充電するためにダイオードと直列 に接続されている。この直流電圧は、ランプおよび出力変圧器の２つの二次巻線 を通って直流電流を流れさせる。キャパシタンスが十分に大きい場合、コンデン サは高周波正弦波電流を減衰させずにランプへ通す。他方の抵抗がコンデンサの 両端間に接続されていて、電力が除かれたときにコンデンサを放電させる。 上述の回路は低出力レベルでの調光可能な蛍光ランプの出力における光条を防 止するけれども、より少ない構成部品で且つ付加的な電源装置を必要とせずに、 より簡単な態様で、このような光条防止を達成する回路を提供することが望まし い。 発明の概要 本発明による、少なくとも１つの調光可能な蛍光ランプ用の安定器システムは 、光出力を生じさせるために前記蛍光ランプを駆動する安定器インバータ、およ び前記蛍光ランプの両端間に結合されていて、ランプを減光するときに光条のあ る光出力の発生を防止するのに充分な直流電流を迂回させる通路を構成する並列 インピーダンスを含む。好ましい態様では、並列インピーダンスは、ダイオード と直列に接続された抵抗で構成できる。この代わりに、並列インピーダンスは、 ダイオードと直列に接続されたインダクタで構成できる。 ２つの（またはそれ以上の）ランプを有する代表的なランプ・システムでは、 本発明による安定器システムは、１つ又は両方のランプの両端間に結合された、 上記のような並列インピーダンスを含む。更に、各々のランプの両端間に並列イ ンピーダンスが結合される場合、それぞれの並列インピーダンスのダイオードは 電流を同じ方向に又は互いに逆方向に導く向きに接続される。 本発明の特徴および利点は、添付の図面を参照した以下の説明から明らかにな ろう。 図面の簡単な説明 図１は、代表的な調光可能な蛍光ランプ・システムの概略構成図である。 図２は、本発明の一実施態様による調光可能な蛍光ランプ・システムの概略構 成図である。 図３は、本発明の別の実施態様による調光可能な蛍光ランプ・システムの概略 構成図である。 図４は、本発明の更に別の実施態様による調光可能な蛍光ランプ・システムの 概略構成図である。 図５は、本発明の更に別の実施態様による調光可能な蛍光ランプ・システムの 概略構成図である。 図６は、本発明の更に別の実施態様による調光可能な蛍光ランプ・システムの 概略構成図である。 図７は、本発明の更に別の実施態様による調光可能な蛍光ランプ・システムの 概略構成図である。 発明の詳しい説明 図面の図１は、高周波電予式調光安定器１０およびランプ１２を含む調光可能 な蛍光ランプ・システムを示す。ランプの２つのフィラメントの１４ａおよび１ ４ｂの各々の両端間にはそれぞれの電圧源１６ａおよび１６ｂが接続されて、ラ ンプ動作中にフィラメント電圧Ｖ_FILを維持する。高周波調光安定器１０は高い 出力インピーダンスＺ_out＝ｖ_ac／ｉ_acを有し、ランプ１２に電流ｉ_acを供給す る電流源として作用する。高周波調光安定器は、１００％から約１％までの範囲 の光出力でランプを動作させることのできる周知の任意の安定器回路であってよ い。図１のランプは低光出力レベル（例えば、全光出力の約２０％以下）で光条 １３を生じるものとして示されている。 図２は、本発明による調光可能な蛍光ランプ・システムを示す。並列インピー ダンスＺ_Pがランプ１２の両端間に結合されていて、各々の高周波サイクルの半 分（半サイクル）の間に小さな電流を迂回させる通路を構成し、これによりラン プ内に小さな直流電流を生じさせる。この直流電流は、光出力が減じられるとき 、光条の発生を防止する。図２では、並列インピーダンスは、ダイオードＤ_Pと それに直列に接続された抵抗Ｒ_Pとより成るものとして示されている。別の実施 態様の並列インピーダンスＺ_pも可能であり、例えば、ダイオードとそれに直列 に接続されたインダクタとで構成し得る。 動作について説明すると、安定器からの交流電流ｉ_acの正の半サイクルの間、 図２の回路に示したダイオードの向きのために電流ｉ_acはランプのみを通って流 れる。しかし、電流ｉ_acの負の半サイクルの間は、電流の一部分が並列インピー ダンスＺ_Pを通るように迂回する。結果として、小さな直流電流がランプ内に存 在し、従って光条が避けられる。代わりの実施態様としてダイオードの陰極をア ースに接続するようにダイオードを逆向きにした場合、動作は同様であるが、負 の半サイクルの電流ｉ_acがランプを通って流れ、正の半サイクルの間は電流が並 列インピーダンスＺ_Pを通るように迂回する。いずれの場合も、光条は防止され る。 図３は、安定器１０をより詳しく示した、本発明による調光可能な蛍光ランプ ・システムを示す。更に図３は、蛍光ランプ１２および２２を持つ２ランプ・シ ステムを示す。しかし、これに限らず、本発明が１つ以上のランプを持つ蛍光ラ ンプ・システムに適用できることを理解されたい。図には、安定器インバータ１ ０が蛍光ランプ用の従来の半ブリッジ構成のものとして示されている。コンデン サＣ１が、整流され濾波された直流電圧を半ブリッジ接続のスイッチング素子Ｑ １およびＱ２に供給するための安定器入力に結合されている。この入力は、典型 的には交流電力線路電圧を整流することにより得られる。この代わりに、入力は 蓄電池の様な直流電源から直接得ることができる。スイッチング素子Ｑ１および Ｑ２はゲート駆動回路（図示していない）により交互にスイッチングされて、イ ンダクタＬ１およびコンデンサＣ４を含む共振回路に両方向電流を流れさせる。 共振回路は、図示のように、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の間の接続点に出 力変圧器Ｔ_oおよびコンデンサＣ２を介して結合されている。直列接続のランプ １２および２２は、直列接続のコンデンサＣ３およびＣ４に並列に接続されてい る。コンデンサＣ３は、ランプ始動後に共振回路の共振特性を変更することによ り安定器の調光範囲を拡張するために使用される。抵抗Ｒ３が、周知のようにラ ンプの調光機能を制御するための電流センサとして設けられている。始動コンデ ンサＣ５が、ランプ間の接続点とアースとの間に接続されている。始動コンデン サＣ５は始動の際にランプ２２を一時的に短絡して、より高い電圧が始動のため にランプ１２に印加されるようにする。 図３の実施態様において、並列インピーダンスＺ_Pは一方のランプの両端間に のみ接続されている。並列インピーダンスＺ_Pは図では上側のランプ１２の両端 間に接続されているが、その代わりに下側のランプ２２に接続してもよい。いず れにしても、本発明によれば、光条の防止のためには、複数ランプ・システム内 の複数のランプの内の唯一つのランプの両端間に並列インピーダンスを結合すれ ば十分である。 図４乃至７は、図３の端子ａおよびｂから見た本発明の調光可能な蛍光ランプ ・システムの代替実施態様を示す。図４は、ランプ１２および２２のそれぞれの 両端間にそれぞれの並列インピーダンスＺ_P1およびＺ_P2を接続した場合を示す。 具体的に説明すると、図４には、抵抗Ｒ_P1と直列に接続されたダイオードＤ_P1よ り成る並列インピーダンス、および抵抗Ｒ_P2と直列に接続されたダイオードＤ_P2 より成る並列インピーダンスが示されており、ダイオードＤ_P1およびＤ_P2は同じ 方向に電流を通す向きに接続されている。 図５は、図４の代わりの実施態様であり、抵抗Ｒ_P1およびＲ_P2の代わりにイン ダクタＬ_P1およびＬ_P2が配置されている。 図６は、各々のランプ１２および２２の両端間に並列インピーダンスがそれぞ れ接続されているが、それぞれのダイオードＤ_P1およびＤ_P2が互いに逆方向に電 流を通す向きに接続されている別の実施態様を示す。調光可能な蛍光ランプ・シ ステムの通常の動作中、電流ｉ_acが直列接続のランプ１２および２２を通って流 れ、電流ｉ_acのほんの僅かな一部分が始動コンデンサＣ５を通って流れる。また 、電流ｉ_acの正の半サイクルの間、全電流ｉ_acの小さな部分がランプ２２に並列 に接続されたインピーダンスＺ_P2を通って流れる。電流ｉ_acの負の半サイクルの 間、全電流の小さな部分がランプ１２に並列に接続されたインピーダンスＺ_P1を 通って流れる。従って、両方のランプに小さな直流電流が生じ、光条が防止され る。 図７は、複数ランプ・システムの別の実施態様を示し、この場合、２つのラン プの直列組合せの両端間に並列インピーダンスＺ_P3が接続されている。この実施 態様では、図示のように、１つのランプの両端間に付加的な並列インピーダンス Ｚ_P1が接続されている。前述の他の実施態様におけるように、それぞれのダイオ ードは同じ方向（すなわち、一方向）または互いに逆方向に電流を通す向きに接 続してよい。 本発明の好ましい実施態様を図示し説明したが、この様な実施態様は例として 示されたものであることは明らかであろう。当業者には本発明の範囲内で種々の 変形、変更および置換をなし得よう。従って、本発明は請求の範囲に記載の精神 および範囲によって定められるものと意図されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの調光可能な蛍光ランプ用の安定器システムにおいて、 光出力を生じさせるために前記少なくとも１つの調光可能な蛍光ランプを駆動 する安定器インバータ、および 前記少なくとも１つの調光可能な蛍光ランプの両端間に結合されていて、光条 のある光出力の発生を防止するのに充分な直流電流を迂回させる通路を構成する 並列インピーダンス を有することを特徴とする安定器システム。 ２．前記並列インピーダンスが、ダイオードと直列に接続された抵抗で構成さ れている請求項１記載の安定器システム。 ３．前記並列インピーダンスが、ダイオードと直列に接続されたインダクタで 構成されている請求項１記載の安定器システム。 ４．前記安定器インバータが共振スイッチング・インバータで構成されている 請求項１記載の安定器システム。 ５．前記調光可能な蛍光ランプが２つ以上設けられていて、前記並列インピー ダンスがそれらの調光可能な蛍光ランプの内の１つの調光可能な蛍光ランプの両 端間に結合されている請求項１記載の安定器システム。 ６．前記調光可能な蛍光ランプが２つ以上設けられていて、前記並列インピー ダンスがそれらの調光可能な蛍光ランプの内の各々の調光可能な蛍光ランプの両 端間に結合されている請求項１記載の安定器システム。 ７．各々の前記並列インピーダンスが、抵抗と直列に接続されたダイオードで 構成されている請求項５記載の安定器システム。 ８．前記並列インピーダンスのそれぞれの前記ダイオードが、電流を同じ方向 に通す向きに接続されている請求項７記載の安定器システム。 ９．前記並列インピーダンスのそれぞれの前記ダイオードが、電流を互いに逆 方向に通す向きに接続されている請求項８記載の安定器システム。 １０．前記調光可能な蛍光ランプが２つ以上設けられていて、前記並列インピ ーダンスがそれらの調光可能な蛍光ランプの組合せの両端間に結合されている請 求項１記載の安定器システム。 １１．前記調光可能な蛍光ランプの内の１つの調光可能な蛍光ランプの両端間 に追加の並列インピーダンスが結合されている請求項１０記載の安定器システム 。