JPH05290984A - 電子スターター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子スターターの機能、安全、性能の向上を
計った。 【構成】 図２に示すような回路により確実な動作、破
戒に対する保護、安全に対する配慮を行った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主に蛍光灯の点灯に関し
ている。

【０００２】

【従来の技術】主にグローランプが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常、用いられている
グローランプは長寿命ではあるが、消耗品で必然的に性
能が低下する点。蛍光灯の始動には少し時間を要する
が、グローランプの接点が閉じるまでの時間も含まれて
いる点。グローランプの接点が離れるタイミングは、安
定器に蓄積されているエネルギーとは無関係なため、始
動を失敗する時がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】グローランプの働きをソ
リッドステート化する事で解決を図った。

【０００５】

【作用】特許請求の範囲第１項について グローランプは接点が、閉じた時と開いている時の状態
がある、これをそのままソリッ卜ステート化すると閉じ
た時に電子スターターの回路電源を得る事ができなくな
る。そのため交流の正（あるいは負）の半波で回路電源
を得て負（あるいは正）の半波で予熱電流を得るように
した。第１図に於いて、Ｘに正、Ｙに負の電圧が加わっ
た時、電流はダイオードＤ_１を通って回賂Ａに電源を供
給する。逆にＸに負、Ｙに正の電圧が加わった時、予熱
電流は、ＦＥＴＱ_３（閉じていれば） 及び、ダイオー
ドＤ_２を通って流れる。従って予熱中でも回路の電源を
得る事ができる。

【０００６】特許請求の範囲第２項について 雑音防止コンデンサーは電子スターターと並列に接続さ
れるが、高電圧の起動電圧がこのコンデンサーに蓄積さ
れる時がある。その時にＦＥＴＱ_３がオンになればＦＥ
Ｔの定格電流を越えて破戒する時がある。そこで図１に
示すように回路に直列の抵抗Ｒ_７及び、その他の電流制
限素子を入れて、ＦＥＴＱ_３の保護を計った。

【０００７】特許請求の範囲第３項について 第２図の詳細については後述するが予熱時間はサーミス
タＲ_１とコンデンサーＣ_２で主に決定される。ＸとＹに
加わる電圧が高いほどＤ_１を通ってＣ_１に充電される電
流及びＤ_３ Ｒ_１を通ってＣ_２に充電される電流は増大
する。従ってＣ_２の電圧上昇速度は速くなりトランジス
ターＱ_１をオンにさせるのも速くなる。Ｑ_１がオンにな
るとＱ_２オンなりＦＥＴＱ_３はオフとなって、予熱が終
わる。このようにして電圧が高い時、つまり予熱電流が
多いと思われる時は予熱時間を短くし、逆に電圧が低い
時は予熱時間を長くして最適な予熱時間を得るようにし
た。

【０００８】特許請求の範囲第４項について フィラメント予熱時間は周囲温度に応じて若干変化させ
最適な予熱時間を決めた方が良い。これは、低温におい
ては予熱が少し長く要するからである。第２図において
感温素子サーミスタＲ_１を用いて予熱時間を周囲温度に
よって変化させている。通常のサーミスタは温度が上昇
すると抵抗値が減少し温度が低下すると抵抗値が増大す
る素子であり、それを利用した。温度が上昇するとサー
ミスタＲ_１は抵抗値が減少しコンデンサーＣ_２に流れる
電流が増大する、そのためコンデンサーＣ_２の電圧上昇
速度が早くなり、トランジスターＱ_１をオンにさせる時
間も早くなる。Ｑ_１がオンになるとトランジスターＱ_２
もオンとなりＦＥＴＱ_３はオフとなり予熱は終了する。
これによって予熱時間が短くなる。

【０００９】特許請求の範囲第５項について 起動時に安定器で発生するエネルギーは非常に大きく、
蛍光管 破損時は、このエネルギーが行き場を失いＦＥ
Ｔのアバランシェ耐量を超え破戒する場合がある。この
ような事態になった時ＦＥＴを導通させて保護を図っ
た。第２図においてＹに非常に高い正の電圧が加わった
時、ダイオードＤ_４及びツェナダイオードＺ_２を通じて
ＦＥＴＱ_３のゲートに電圧が加わる。それによってＦＥ
ＴＱ_３はオンとなって、このエネルギーを吸収する。そ
の事によってＦＥＴＱ_３を保護した。

【００１０】特許請求の範囲第６項について 本回路では正（あるいは負）の半波で予熱電流を得て負
（あるいは正）の半波で回路の電源を得ている。そのた
め予熱電流が流れていない負（あるいは正）の半波の時
にＦＥＴＱ_３を遮断する可能性がある。その時は安定器
で起動電圧が発生せず点灯できない。そのため予熱電流
が流れる正（あるいは負）の電圧を検知してＦＥＴＱ_３
を遮断させるようにした。第２図においてコンデンサー
Ｃ_２の電圧があるレベル以上に達してもＸに正、Ｙに負
の電圧が加わっていればトランジスターＱ_１をオンにさ
せる事ができない。つまりベース電流を供給できない。
Ｘに負、Ｙに正の電圧が加わって、しかもコンデンサー
Ｃ_２の電圧があるレベル以上に達した場合のみトランジ
スターＱ_１ベース電流はツェナダイオードＦＺ_１を通じ
て流れる事ができる。Ｑ_１オンなればＱ_２もオンにな
り、ＦＥＴＱ_３は遮断する。このようにして予熱電流が
流れているにのみ電流を遮断して起動電圧を得るように
した。

【００１１】特許請求の範囲第７項について ＦＥＴに逆電流を流すと稀にＦＥＴが破戒する場合があ
る。そのため第２図に示すようにダイオードＤ_４をＦＥ
Ｔと直列に入れて逆電流を流さず、しかもダイオードＤ
_１、Ｄ_２及び抵抗Ｒ_７、ツェナダイオードＺ_３で、正の
半波と負の半波で電流の通る部分が分離するようにし
た。Ｘに正の電圧が加わるとダイオードＤ_１、コンデン
サーＣ_１、抵抗Ｒ_６ツェナーダイオードＺ_３、抵抗_７を
通ってＹに流れる。コンデンサーＣ_１に蓄えられた電圧
が回路電源となる。今度はＹに電圧が加わった場合は予
熱中であればダイオードＤ_４、ＦＥＴＱ_３及びダイオー
ドＤ_２を通ってＸへ流れる。このようにＦＥＴに逆電流
を流さずにしかも電流の通路を正及び負の半波で分離す
るように工夫した。

【００１２】特許請求の範囲第８項について 本回路では仮に点灯に失敗した時も少し時間をおいて再
点灯する。これは蛍光灯が寿命になった時は予熱と休止
（電流が流れない）の繰り返しとなる。第３図（Ｃ）に
ＦＥＴのゲート電圧波形を示しているが、Ｔ_１の期間に
予熱となりＴ_２の時に休止する。つまり平均した電流値
は低く、この事によって蛍光灯が寿命になっても安定
器、蛍光管及び電子スターターに何等負担や大きな発熱
等は発生しない。これは電子スターターの部品が破戒し
ない限り単独で安全性を確保できるメリットがある。実
際には電子スターターの部品が破戒する場合も否定でき
ないため温度ヒューズ、その他の部品によって最終的に
安全を確保するが、そのような部品に依存せずに済むよ
うな方法であるため高い安全性が発揮できる。

【００１３】回路の説明（第２図） Ｘに正の電圧が加わるとダイオードＤ_１を通りコンデン
サーＣ_１を直ちに充電し抵抗Ｒ_６ツェナーダイオードＺ
_３及び抵抗Ｒ_７を通って電流が流れる。Ｃ_１の電圧は回
路の電源となり抵抗Ｒ_４を通ってＦＥＴＱ_３のゲートに
電圧が加えられる、この事によってＦＥＴＱ_３は直ちに
導通状態に入る。またコンデンサーＣ_１の電荷はダイオ
ードＤ_３、サーミスタＲ_１を通って徐々にコンデンサー
Ｃ_２に流れてゆき、コンデンサーＣ_２の電圧が徐々に上
昇する。Ｙに正の電圧が加わると抵抗Ｒ_７、ダイオード
Ｄ_４、ＦＥＴＱ_３、及びダイオードＤ_２を通ってＸに流
れる。この電流が予熱電流となる。この動作を繰り返し
約０．５秒経過すると、コンデンサーＣ_２の両端電圧は
ツェナーダイオードＺ_１を通過できる程度に上昇する。
その時にＹに正の電圧が加わっておればトランジスター
Ｑ_１のベース電流がツェナーダイオードＺ_１を通ってＸ
へ流れる。そうすればトランジスターＱ_１が、オンにな
り抵抗Ｒ_２通ってトランジスターＱ_２のベース電流が流
れる。その事でトランジスターＱ_２もオンとなりＦＥＴ
Ｑ_３のゲート電圧はカソードと同レベルとなりＦＥＴＱ
_３は遮断する。Ｑ_３が遮断されると予熱電流が遮断され
て安定器に起動電圧が発生し蛍光管が点灯開始する。コ
ンデンサーＣ_２の電荷はトランジスターＱ_２及び抵抗Ｒ
_２を通ってトランジスターＱ_２のベースに流れ、引き続
きトランジスターＱ_２をオンにする。その後徐々にコン
デンサーＣ_２の電圧が低下し、約１秒後にトランジスタ
ーＱ_２はオフになる。この時コンデンサーＣ_１の電荷も
抵抗Ｒ_４を通ってなくなっているのでＦＥＴＱ_３はオン
にしない。ここで点灯しておればＸとＹにかかる電圧は
低下しツェナーダイオードＺ_３が通過できず、その結
果、回路電源は得られずＦＥＴＱ_３をオンにさせる事も
できない。もし点灯に失敗しておればツェナーダイオー
ドＺ_３を通過して回路電源が得られるため再予熱に入
る。蛍光管寿命時には、こうした動作を繰り返すように
なる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は以上説明したようにグローラン
プでは、グロー放電によりバイメタル部が発熱し、接点
が閉じて始めて予熱電流が流れるのに対し、この電子ス
ターターは、そのような時間を必要とぜず点灯していな
ければ前述したように直ちにＦＥＴＱ_３がオンになって
予熱を開始する。その結果グローランプの接点が閉じる
までの時間がこの電子スターターでは短縮される。また
クローランプでは接点が閉じてから離れるまでの時間に
バラツキがあり、充分な予熱が得られてなく何度も予熱
を繰り返す場合がある。それに対しこの電子スターター
は最適な予熱時間を与える事で点灯までの所要時間を短
縮した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本回路のブロック図を示す。 Ａ…制御回路 Ｄ_１．Ｄ_２…ダイオード Ｑ_３…Ｆ
ＥＴ

【図２】本発明の回路図を示すものである。 Ｃ_１．Ｃ_２．…コンデンサー Ｄ_１．Ｄ_２．Ｄ_３．Ｄ_４…ダイオード Ｑ_１．Ｑ_２…トランジスター Ｑ_３…ＦＥＴ Ｒ_１…サーミスタ Ｒ_２〜Ｒ_７…抵抗 Ｚ_１．Ｚ_２．Ｚ_３…ツェナーダイオード

【図３】各部の電圧をタイムチャートで示すものであ
る。 ａ…Ｃ_１の両端電圧 ｂ…Ｃ_２の両端電圧 ｃ…Ｑ_３のゲート電圧 Ｔ_１…予熱期間 Ｔ_２…休止期間

【図４】実際の蛍光灯の回路 Ｌ…チョーク

【図５】本発明の外観図でグローランプと互換できる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体を使用した電子スターターにおい
   て、回路にかかる交流電圧が正（あるいは負）の半波で
   予熱電流を得て、負（あるいは正）の半波で電子スター
   ター回路の電源を得るようにした電子スターター。
2. 【請求項２】 騒音防止コンデンサーに蓄積された電気
   エネルギーはＦＥＴ等の半導体を破壊させる時がある。
   そのためＦＥＴ等の半導体に直列に抵抗、その他の電流
   制限素子を入れてＦＥＴ等、半導体の保護を計った電子
   スターター。
3. 【請求項３】 フィラメント予熱時間を電源電圧と反比
   例させて電圧が高い時（予熱電流が大きい）は予熱時間
   を長くして確実に予熱を得られるようにした電子スター
   ター。
4. 【請求項４】 フィラメント予熱時間を周囲温度と反比
   例させて周囲温度が高ければ予熱時間を短くし、逆に周
   囲温度が低ければ予熱時間を長くして、確実に予熱を得
   られるようにした電子スターター。
5. 【請求項５】 蛍光管の破損時には最終的にフィラメン
   トが焼き切れるがそれまでの間、安定器で発生するエネ
   ルギーはＦＥＴのアバランシェ耐量を越える時がある、
   そのためＦＥＴの耐圧以上の電圧が加わった時にゲート
   電圧を加えてこのエネルギーを効果的にＦＥＴで吸収さ
   せてＦＥＴの破壊を未然に防ぐようにした電子スタータ
   ー。
6. 【請求項６】 予熱電流が流れるのは本回路にて正（あ
   るいは負）の半波である。そのため予熱電流が流れてい
   ない時期がある。予熱電流が流れていない時にＦＥＴを
   遮断しても安定器では起動電圧が発生しない。そのため
   タイミングを検知して予熱電流が流れている時にＦＥＴ
   を遮断して確実に起動電圧を得るようにした電子スター
   ター。
7. 【請求項７】 ＦＥＴに逆電流を流すと稀にＦＥＴが破
   壊する恐れがある。そのためＦＥＴに逆電流を流さずに
   しかも電子スターター回路の電源を得るようにした電子
   スターター。
8. 【請求項８】 蛍光管の寿命時は予熱と休止を繰り返し
   部品等に異常がない限り何等、保護装置を必要としない
   電子スターター。