JPS6337597A - 冷陰極放電灯の調光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蛍光放電灯の調光装置の改良に係わるものであ
り、特に従来では一般的でない冷陰極放電灯の調光方法
に関するものである従来では放電灯として最も一般的な
ものは、只単に蛍光灯と呼称せられる熱陰極蛍光放電灯
に代表される蛍光灯調光装置が公知であり、該装置に於
ては第１図に別図する如（熱陰極を常時安定に保持する
直結電源と被制御調光出力電力と両者の共通線の三線配
線を必要とする調光装置である。

一方冷陰罹放電灯に於いては元来陰陽極が交互になるだ
けの二端子素子で上記の蛍光灯との差異は放電開始電圧
、放電維持電圧、管電流の王者の特性のみで、蛍光灯が
熱電子の作用に依り、低電圧、大電流であるのに対して
冷陰極放電灯では高電圧、小電流となるが調光装置の負
荷としては蛍光灯に比較して、熱陰極温度への配慮が不
要な分だけ調光装置としては簡素となり容易な筈である
。

所が実際には蛍光灯の数倍の高電圧を必要とし、放電管
長１ｍ当り１０００Ｖ〜１５００ｖの電圧を必要とし、
これを獲得する為に１００Ｖ〜２００Ｖの一般照明電源
から大幅に昇圧する特殊な高圧漏洩変圧器が不可決で大
形、高価となる欠点があった。

本発明は当初よりあまり照度を必要とせず低照度照明の
安定な調光を行はんとするもので５ルツクス〜２５ルツ
クス範囲を円滑！； 装置を従来では一般的でない冷陰極放電ボール球に置換
し調光時に可変する色温を一定にすること及び省電力の
一石二鳥の効果を奏上せんとするものである。

近来に到り省エネルギーを目的とする照明器具の改良が
進展し、電球ソケットを使用し蛍光放電灯を内蔵する蛍
光ボール球の開発がなされ同一寸法で同一照度、電力省
費十の効果を簡単な構成に依り軽量、安価に達成するこ
とが可能となって来ている。

然しなから従来の白熱電球では電圧を可変することで容
易に調光制御が可能であり、色温度の変化を除いては特
に何の支障も生じ得なかった。

これに対し近来開発の放電ボール管球は数々の極めて優
れた特性を保有しているが、調光装置の負荷として置換
するに際しては極めて不都合な特性を呈する弱点が内蔵
されている該蛍光放電ボール管球は一般的に１５Ｗ型以
下は蛍光放電灯は０字又はＷ字の管球にチョークコイル
内蔵の組合せ２０Ｗ以上４０Ｗ型はサークラインに抵抗
器型安定器の組合せていづれもグローキックパルス起動
により始動点灯を行はせて居り、極めて合理的、経済的
な照明灯具となっている。

上記のボール球を電圧可変の調光装置に負荷すると２０
％〜３０％の調光照度が限界で舜時に消灯となり、グロ
ーキックパルス起動がなされ一舜点灯、消灯が反復され
て蛍光放電ボール球は黒化、グロー管球も短時間で劣化
寿命類縮となる為に電圧可変調光は不適当である。従っ
て従来放電灯の調光装置として最適なサイリスタ応用の
電流導通角位相制御方式の調光器と組合せ使用すると４
０％〜５０％程度迄調光範囲は拡大するが実効値電圧の
低下と共に上記の電圧可変ズ光と同等の弱点が現出する
。

これ等の弱点は本来は１００％点灯を条件として創作さ
れた製品を被制御調光に依り熱陰極温度が導通電流の減
少に伴って急激に低下し冷陰極に近い作動が強制され劣
化、短寿命となったものでこの様な調光負荷としての利
用は不適当である。

本発明は従来の熱陰極放電ボール管球を調光制御に適合
する様に冷陰極放電灯に置換して且つチョークコイルを
改造して昇圧トランスを兼用させると共にサイリスタの
休止期間を利用してコンデンサに充電した電荷をサイリ
スタのタンオン時に放電させて毎サイクルのキック高圧
パルスに活用するもので極めて簡単な構成により、小型
、軽量、安価に目的を達成する手段を提供するものであ
る。

本発明の構成、作用、効果を第１図、第２図、第３図、
第４図、第５図を参照に詳細に説明する。

第１図は従来のサイリスタ応用の調光装置の１例回路図
で第１図より第５図道具通に図中の１は商用交流電源、
２はサイリスタ応用の調光器、３はフィラメントトラン
ス、４は漏洩変圧器（リケージトランス）、５は蛍光放
電灯であり波線の結線は調光器を介せず直接電源１に接
続して２のサイリスタ被制御出力とは無関係にフィラメ
ントを常時加熱し熱電子を安定に確保することに依り特
に調光量の５０％以上での円滑な調光を可能として居り
蛍光放電灯にはラビッドスタート型を使用して、２次側
の昇圧電圧は一般用のりケージトランスの２〜３０％高
目に設定する事が普通であり、この様に構成された調光
用器具であれば被制御調光出力は全灯を１００％とじて
５％〜１００％迄の円滑な調光が可能である第２図は蛍
光放電ボール管球でＥ２６の電球用ソケットを利用した
１５Ｗ以下のものの回路図で第中６はチョークコイル（
寒流線輪）型安定器で７はグロー放電管である。第３図
の図中８は抵抗器型安定器で第２図、第３図の５は共に
蛍光放電灯であるが第２図はＵ字又はＷ字加工管、第３
図はサークライン管で形状が異なるのみで同一、同等の
グローキック起動点灯式の蛍光灯である。

上記の２者は第２図のチョークコイル型安定器の方が抵
抗器型安定器より安定特性は優れているが大形のものに
なると重量が太き（なりその分の荷重がソケットに印加
されるので安定特性と重量軽減との比較選択に依るもの
であり共に調光負荷としては不向である。

第４図は本発明の１例実施図で別設巻装の２次巻線、作
動上は一次巻線であるが既にチョークコイルを設置した
ものを前提として説明するので２次増設巻線と呼んでい
るが巻線比は既設のチョークコイルの十〜音で良く昇圧
比は５〜１０倍の高圧、小電流が獲得可能となる。図中
９が従来のチョークコイル型安定器で１０が２次増設巻
線、１１がコンデンーリ°で２の半導体応用の調光器の
進相例の休止期間中にコンデンサに充電された電荷エネ
ルギーをタンオンスイツチングに依り放電させて高電圧
エネルギーに変換するパルストランスとして９のチョー
クコイルが兼務作動するこの高圧は７の冷陰極蛍光放電
灯の特性に適合する昇圧を選定しパルス幅はコンデンサ
のの選択である。又このコンデンサの接続は２の調光器
の電源側入力に接続されているが、この接続を電源のコ
モン側に接続する方法が公知であるがこの様にすると２
のタンオン時に同期して過度ＬＣ共搬が発生しインパル
スが寄生し相似の効果を奏上するがサイリスタのタンオ
フ回路となること、サイリスタに休止期間が出来ること
、及びＬＣ回路インピーダンスが高くなりＱダンプ抵抗
を必要とする等々の欠点があったが本発明の様にサイリ
スク両端より並列にパルスを取出す方法では上記の様な
欠点が大幅に改善され極めて安定な効果を奏上すること
が出来る。

この様にしてサイリスタの両端から休止期間中にコンデ
ンサに充電された電荷エネルギーをサイリスクのタンオ
ン時のスイッチング特性を利用し巻線１０に放出させ高
電圧をチョークコイル内で昇圧して１２の冷陰極放電灯
の放電起動電圧として利用し、この高圧パルスはサイリ
スクの電流流通位相に同期して自動的に同位相に移向し
て呉れるので合理的、経済的である。

第５図は別な実施例図でありチョークコイル９の巻線の
低圧側にタップを設けてこの間の巻線を共用するもので
従来のチョークコイルの製作工程に１工程を増加するの
みで極めて簡単に冷陰極放電灯の安定器に変換すること
が可能であり、上記別設巻線の付加よりも更に一層合理
的、経済的となる。

冷陰極放電灯の主電流は電源電圧及びチョークコイルの
インダクタンスにより仕様を設定するが一旦点灯がなさ
れれば放電維持電圧は比較的低電圧となるので本発明の
実施に用いた実験ではＵ字形状にした１５．５％φの冷
陰極管で管全長２５０％程度で５０％Ａ位の高輝度を出
させ管電圧は１５０Ｖ〜１８０Ｖ（ｒ　ｍ　ｓ　）であ
った。チョークコイルとしては１００Ｙ６Ｗ用の一般市
販チ目−りを改造して転用した。

この様にして従来では一般に冷陰極放電灯はりケージト
ランスで高圧昇圧して点灯し放電維持電圧は数分の１の
比較的低圧であり極めて力率、効率共低いのが普通であ
り、本発明の様にチョークコイル方式の点灯がなされる
ことは極めて稀で又１５Ｗ以下の電球ソケットを利用す
る放電ボール球等に加工使用し簡単に目的を達する技術
思想の創作が出来た。

上記の様に一般には小型のボール球型放電灯には熱陰極
蛍光放電灯が利用されることがほとんどであり本発明の
様に調光装置の負荷としてはフィラメント温度の激変に
依り安定な特性の保維は極めて困難があったが、最大照
度を必要としない農業、畜産等の屋外、寒冷地等の用途
に依り調光制御の必要のある際には従来の白熱電球の調
光特性と同等に極めて低照度迄安定して円滑な調光を達
成する技術手段を、安価、軽便に獲得し、しかも高効率
で円滑な低照度調光照明装置の提供を実現することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体応用のラビッドスタート型熱陰極蛍光放
電灯の調光装置の１例回路図。 図中１は青用交流電源、２は半導体応用の調光器、３は
フィラメントトランス、４はリケージトランス、５は熱
陰極蛍光放電灯である第２図は蛍光放電ボール管球の調
光装置の１例図で図中６はチ目−クコイル、７はグロー
放電球である。 第３図は抵抗器型安定器を利用した蛍光放電ボール球の
調光装置で図中の８は抵抗器型安定器である。 第４図は本発明実施の１例冷陰極蛍光放電ボール球の調
光装置の回路図で図中の９は別段巻線付チョークコイル
、１０は別設巻装コイル、１１は直列コンデンサ、１２
は冷陰極蛍光放電灯である。 第５図は本発明実施の他の１例図で図中の番号は第４図
と共通である。 戊１　区 へ２　図　　　　　　　　戎　３　目 送４図 ベバし至

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電維持電圧よりも僅かに高い交流電源を使用し、チョ
   ークコイルに別設巻装の二次巻線を付加するか若しくは
   低電位入力側にタップを設置して、二次巻線又は入力側
   端末とタップ巻線と直列にコンデンサを接続、このＬＣ
   直列回路をサイリスタ又はトランジスタ等の半導体応用
   の放電灯調光装置の該半導体の再端に並列に接続して、
   進相時にコンデンサに充電された電荷を点弧タンオン時
   のサイリスタで放電昇圧して放電開始電圧を獲得するこ
   とを特徴とするチョークコイル型安定器使用の冷陰極放
   電灯の調光装置。