JPS6325678Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は蛍光放電管の電子スタータに関する。 従来の蛍光灯放電管の起動方式は、グロースタ
ート方式とラピツドスタート方式が主流になつて
いたが、グロースタート方式では始動時間が２〜
８秒以上と遅く、その上グロースタータを頻繁に
交換しなければならない欠点があり、一方のラピ
ツドスタート方式では大形の安定器を必要とする
から重量が重く高価につき、その上消費電力が多
いという欠点があつた。 本考案者は、上記諸欠点を解消して起動時間が
非常に短かく、軽量小型であつて、使用中に部品
交換の必要がない電子回路による起動装置を特願
昭55−131009号としてすでに提案している。 この先願発明は、交流電源に放電管と誘導性安
定器（チヨークコイル）を直列接続してなる放電
管の起動回路として、フイラメント電極に交流電
源の半サイクルだけ予熱電流を送り、かつ、放電
管の点灯により当該回路がオフとなる第１の電子
回路と、上記半サイクルの間の他方の半サイクル
において上記誘導性安定器の電流を急速に断つて
急峻なパルス電圧を発生させ、かつ、放電管の点
灯により当該回路がオフとなる第２の電子回路と
を並列接続してなり、上記第１の電子回路による
予熱電流と上記第２の電子回路によるパルス電圧
をフイラメント電極へ交互に与えることを特徴と
している。 また、本考案者は、特願昭55−13985号により
電界効果型トランジスタを用いてスイツチングト
ランジスタを制御する電子開閉装置を提案してい
る。 本考案は、これらの先願発明に関連して為され
たもので、起動特性を更に一段と改善し、特に、
低温時、又は、低電圧時における起動特性が良好
な電子スタータを提案することを目的としてい
る。 以下、本考案を実施例の図面に基いて説明す
る。 第１図に本考案の一実施例の回路図を示す。 商用交流電源１に接続するための両端子０，
０′間に電源スイツチ２、蛍光放電管３の一対の
フイラメント電極４，４′の一端、及びチヨーク
コイル５Ａが直列接続され、フイラメント電極
４，４′の他端間Ｔ，T′に第１の起動回路６が接
続されている。 チヨークコイル５Ａには中間タツプＵが設けて
あり、全巻数をＮ、交流電源側端Ｖと中間タツプ
Ｕの間の巻数をｎとする。この中間タツプＵとフ
イラメント電極４の他端Ｔの間に第２の起動回路
７が接続されている。 第１の起動回路６はサイリスタ８とダイオード
９の直列接続により構成されている。このサイリ
スタ８として双方向性二端子サイリスタ（SSS）
または、逆阻止二端子サイリスタ（PNPN型）
が適している。ダイオード９は、チヨークコイル
５Ａが接続されている電極端子T′から他方の電
極端子Ｔへ電流が流れる向きを順方向としてい
る。 第２の起動回路７は次のように構成されてい
る。チヨークコイル５Ａの接続されていない電極
端子Ｔから電流が流入する向きを順方向とするダ
イオード１０を介して当該回路の正極側１１が設
けられ、当該回路の負極側１２が前述した通りチ
ヨークコイル５Ａの中間タツプＵに接続されてい
る。正極側１１と負極側１２の間に抵抗１３，１
４の直列接続からなる分圧回路が接続され、その
分圧点Ｐからダイオード１５を介して、抵抗１
６，１７の直列接続からなる分圧回路とPNP型
トランジスタ１８のエミツタ・コレクタが並列接
続され、このトランジスタ１８のベースと抵抗１
６，１７の分圧点Ｑの間にＮチヤネル型電界効果
トランジスタ１９が接続されている。また、必要
によりトランジスタ１８のエミツタ・コレクタ回
路に、ダイオード２０、抵抗２１，２２が接続さ
れる。電界効果トランジスタ１９のゲートは抵抗
１７の負極に接続され、さらに抵抗２３を介して
当該起動回路の負極１２に接続される。抵抗１７
と抵抗２３の接続点Ｒはスイツチングトランジス
タ２４のベースに導入され、このトランジスタ２
４のコレクタ・エミツタは、抵抗２５，２６を介
して当該起動回路の正極側１１及び負極側１２に
接続されている。 次に作用を説明する。 交流電源のスイツチ２を投入すると、交流電圧
ｅがチヨークコイル５Ａ、蛍光灯放電管３の両フ
イラメント４，４′を経て電子スタータ回路の入
力端子Ｔ，T′に印加される。 入力電圧ｅが端子Ｔが正、端子T′が負の半サ
イクル（これを説明の都合上、正の半サイクルと
する）の時にはダイオード９の逆流阻止作用によ
り第１の起動回路６は動作しない。入力電圧ｅ
が、端子T′が正、端子Ｔが負の半サイクル（こ
れを負の半サイクルとする）に入つてその電圧値
がサイリスタ８の動作電圧V_BOに達するとサイリ
スタ８が導通する。その結果、第２図ロに示す電
流ifが、電源端子O′→Ｏの向きに、チヨークコイ
ル５Ａ、フイラメント４′，４を経由して流れ、
フイラメント４′，４が加熱される。このときの
フイラメント加熱電流ifはチヨークコイル５Ａの
インダクタンスにより、入力電圧ｅに対し位相が
90゜近く遅れる。フイラメント加熱電流ifが減少
し、20mA程度以下になると、サイリスタ８は非
導通になる。この時、電源電圧ｅはすでに正の半
サイクルに入つている。 電源電圧ｅが正の半サイクルに入ると、ダイオ
ード１０を経て正極側１１、負極側１２に印加さ
れる。このときの電流もチヨークコイル５Ａの一
部分Ｕ−Ｖ間を通るが、第２の起動回路７の抵抗
成分が大きいため電流の位相遅れは前述したフイ
ラメント加熱電流ifに比べて格段に小さい。 抵抗１３，１４を通る電流がＰ点からダイオー
ド１５，２０を経てトランジスタ１８のエミツ
タ・コレクタ間にも分流し、更にごくわずかでは
あるが抵抗１６，１７の回路にも分流してＱ点に
分圧電圧を与える。電源電圧ｅの上昇とともに、
上記各分流電流が増大し、PNPトランジスタ１
８のエミツタ・ベース、電界効果トランジスタ１
９のドレイン・ソース間、及び抵抗１７，２３を
通る回路に電流が急速に流れる。なお抵抗１６は
電界効果型トランジスタ１９の内部抵抗よりも充
分高く設定してあるので、電流の大半は電界効果
型トランジスタ１９を通る回路に流れてトランジ
スタ１８がすぐに導通状態になる。このためＲ点
の電位が上昇し、トランジスタ１８，２４で更に
この電流が増幅され、トランジスタ２４のコレク
タ・エミツタ間にパルス電流ipが急速に流れる。 この間の状況を更に詳細に説明する。 電界効果型トランジスタ１９を流れる電流は、
時間の経過とともに第３図に曲線Ｚで示す動作特
性に従つて流れる。その電流により電界効果型ト
ランジスタ１９のゲート・ソース間の負電位が急
速に高まり、電界効果トランジスタ１９がピンチ
オフに近づく。 このような状態になると、PNPトランジスタ
１８のベースには電流が殆んど流れなくなり、
PNPトランジスタ１８は非導通状態に近づき、
分圧点Ｐからダイオード１５を経てきた電流の大
半は、抵抗１６，１７を通る回路に移行する。そ
の結果、電界効果型トランジスタ１９のゲート・
ソース間の負電位が瞬時にしてピンチオフ電圧を
こえ、電界効果トランジスタ１９のドレイン・ソ
ース間には全く電流が流れなくなる（第３図Ｃ点
→Ｄ点）。従つて、PNPトランジスタ１８及び出
力用トランジスタ２４はともに完全な非導通状態
となる。 このような過程を経て出力用トランジスタ２４
がオンになつたのち瞬時にしてオフに反転し、こ
のときパルス電流ipが急速に零になるから、チヨ
ークコイル５Ａのインダクタンスによりパルス電
圧V_Pが発生し、これが入力電圧ｅに重畳されて
第２図イに示すように、キツク電圧V_Kとなり、
蛍光放電管３の両フイラメント４，４′に印加さ
れる。出力用トランジスタ２４により制御される
パルス電流ipはチヨークコイル５ＡのＵ−Ｖ間
（巻数ｎ）を通るため、チヨークコイル５Ａによ
り発生するパルス電圧V_Pは V_P＝−dip／dt・Ｎ／ｎ ……(1) となる。ここに、Ｎはチヨークコイル５Ａの全巻
線であり、dip／dtは立下りであつて負の値であるか らV_Pは正の値となる。部分巻数ｎが非常に少い
場合は磁束数が減少して(1)式通りにならないが、
ｎを適当に選ぶ場合はほぼＮ／ｎに比例して昇圧
されたパルス電圧V_Pを得ることができる。 このようにして、蛍光放電管３のフイラメント
４，４′には、フイラメント加熱電流ifが流れる
予熱サイクルHSと、キツク電圧V_Kが印加される
電圧印加サイクルVSとが交互に繰返され、フイ
ラメント４，４′は短時間で充分に加熱され、蛍
光放電管３は点灯状態へ移行する。 点灯後は、蛍光放電管３の両フイラメント４，
４′間のランプ電圧が下り、サイリスタ８の動作
電圧V_BO以下になるので、サイリスタ８が非導通
になり、第１の起動回路６は動作しなくなる。 一方、両フイラメント４，４′間のランプ電圧
が大幅に下り、ダイオード１５の立上り電圧によ
り阻まれるのでトランジスタ１８、電界効果型ト
ランジスタ１９にも電流が流れなくなり、出力用
トランジスタ２４が導通しなくなる。 実験によれば、20W，100V，60Hzにおいて、
Ｎ＝1300回、ｎ＝650回のチヨークコイル５Ａを
用いたところ、キツク電圧V_K＝940Vを測定する
ことができた。 ちなみに、上記実験と同じ装置を用いチヨーク
コイルのみ中間タツプを設けないものとし、第２
の起動回路７の負極側１２をT′点に接続した回
路で同じ実験を行つたところ、キツク電圧V_K′＝
630Vであつた。 また、起動特性を試験した結果を表１に示す。

【表】 ＊＊ 微放電も行わない。
この起動特性試験は市販の通常の蛍光ランプＡ
と市販の省電力型の蛍光ランプＢを用い、周囲温
度13℃と５℃、交流電源電圧94Vと100Vの各組
合せについて、本考案と従来例（特願昭55−
131009号に係る考案）を対比できる試験を行つ
た。試験結果から明らかなように、起動特性の劣
る省電力型蛍光ランプＢを用い13℃，94V又は５
℃，94Vのとき、従来例によればいずれも点灯不
能であつたのに対し、同一試験条件で本考案によ
れば2.9秒又は3.2秒でそれぞれ点灯し、また、５
℃100Vのとき従来例によれば3.7秒を要していた
のに対し本考案によれば1.1秒に改善された。 また本考案によれば第２の起動回路７が電界効
果型トランジスタ、トランジスタ、ダイオード、
抵抗のみで構成されるので、集積回路化が容易で
あり、製造コストが低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の回路図である。第２図
イ，ロ及び第３図は本考案実施例の作用説明図で
ある。 １……交流電源、３……蛍光放電管、４，４′
……フイラメント電極、５Ａ……中間タツプ付チ
ヨークコイル、６……第１の起動回路、７……第
２の起動回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流電源に放電管の一対のフイラメント電極の
   一端とチヨークコイルを直列接続し、上記の一対
   のフイラメント電極の他端間に起動装置を接続し
   てなる装置において、上記起動装置を、上記チヨ
   ークコイルの接続されている交流端子側が正の半
   サイクルのときにフイラメント電極へ予熱電流if
   を流す第１の起動回路と、上記半サイクルの間の
   他の半サイクルのときにオンからオフに切換わる
   スイツチング回路を内容とする第２の起動回路で
   構成し、 この第２の起動回路が、上記チヨークコイルの
   中間タツプＵとそのチヨークコイルが設けられて
   いない側のフイラメント電極の他端間に２個の抵
   抗１３，１４とダイオード１０を直列接続し、そ
   の２個の抵抗１３，１４の接続点Ｐと上記中間タ
   ツプＵの間にダイオード１５、２個の分圧抵抗１
   ６，１９並びに動作抵抗２３の直列回路を接続す
   るとともに、上記２個の分圧抵抗１６，１９と並
   列にトランジスタ１８のエミツタ・コレクタを接
   続し、そのトランジスタ１８のベースと上記２個
   の分圧抵抗１６，１９の分圧点Ｑの間に電界効果
   型トランジスタ１９のソース・ドレインを接続す
   るとともに、その電界効果トランジスタ１９のゲ
   ートが上記２個の分圧抵抗１６，１９と上記動作
   抵抗２３の接続点Ｒに接続され、その接続点Ｒが
   増幅用トランジスタ２４のゲートに導入され、そ
   の増幅用トランジスタ２４のコレクタおよびエミ
   ツタが上記ダイオード１０と２個の抵抗１３，１
   ４の接続点Ｓ及び上記中間タツプＵにそれぞれ接
   続されて、全体として端子回路網を構成し、この
   第２の起動回路がオフになつたとき上記一対のフ
   イラメント電極両端にパルス電圧が発生するよう
   構成された放電管の電子起動装置。