JPH067197U - 蛍光灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低価格、省スペース、低電力損失の発振制御
用回路の補助電源供給回路を有する蛍光灯点灯装置を提
供する。 【構成】 蛍光灯インバータ回路１９の出力に限流用イ
ンダクタンスＣＨ１と、蛍光灯ＦＬに並列に配置された
コンデンサＣ３と、により直列共振回路を構成する蛍光
灯点灯装置において、出力電流負荷帰還路に直列に直流
分カット用コンデンサＣ４を挿入するとともに出力電流
ｉｏを分流して、前記インバータ回路の発振制御用回路
１２の補助電源供給を前記直流分カット用コンデンサに
発生するリップル電圧の交流分のみを整流することによ
り得られる直流電源Ｖで行うように構成された蛍光灯点
灯装置２０。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、蛍光灯点灯装置に係わり、さらに詳細には、出力電流負荷帰還路に 直列に挿入された直流分カット用コンデンサの両端に発生するリップル電圧を整 流することにより、トランスレスとして小電力損、極少部品点数、省スペース、 低価格を実現した発振制御用回路の補助電源供給に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、蛍光灯点灯装置のインバータ回路におけるスイッチングトランジスタ の発振制御用回路の補助電源供給は図３に示されるような小型電源トランスを利 用する例や、図４のようにインバータ回路におけるスイッチング出力（Ａ点）を パルストランスで降圧し整流・平滑して補助電源Ｖを供給する例が殆どである。 以下、上記各従来例について説明する。

【０００３】 図３の回路は電源トランスＴ１に入力された交流電源１が該トランスにより降 圧され、次の全波整流器ダイオードＤ１で整流される。整流後平滑コンデンサＣ １で平滑し、低圧直流電源Ｖが得られる。

【０００４】 上記回路は最も基本的な回路構成で自在に低圧側電圧の設定や電力設定が可能 であるという長所を有するものの、電源トランスＴ１を使用することから、潜在 的に電力損失、重量、占有容積、コストの面で欠点を有しており、用途は必然的 に限定されることになる。

【０００５】 図４の回路１０は蛍光灯点灯回路におけるトランジスタインバータ回路例であ り、発振制御用回路８の直流電源供給のための補助電源発生回路６を備えている 。

【０００６】 本回路における補助電源発生回路６の回路動作はＭＯＳＦＥＴのＱ１、Ｑ２の スイッチング出力段Ａから直流分をコンデンサＣ２でカットするとともに抵抗Ｒ １で渦電流を抑えた後、パルストランスＴ２を介して降圧し、ダイオードＤ２で 整流、平滑コンデンサＣ１で平滑して直流電源Ｖが得られることになる。

【０００７】 該回路はパルストランスの巻線比を変えることにより自由に所望の電圧が得ら れ、電力損失も比較的無視しうるという利点があるが、基本的回路構成は図３と 同様でありトランスの使用による占有容積の増大、コスト上昇の点で同様な問題 が挙げられる。

【０００８】 なお、図４においてインバータ回路１０の出力Ｖｏｕｔは高周波交流電圧（５ ０ｋＨｚ程度）であり、図示されない比較的小さな消費電力の負荷の蛍光灯を点 灯用限流用インダクタを介して接続し、蛍光灯負荷回路の電力供給を行う。

【０００９】 この際、発振制御用回路８はスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２のゲート電 圧を所定の周波数で断続制御を行い出力を安定させる回路であって、該制御用回 路の直流電源供給は０．５Ｗ程度で済むのが蛍光灯点灯装置においては通常であ る。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

前記のように、蛍光灯点灯装置における発振（スイッチング）等の制御用回路 の補助電源は負荷を駆動するといった大電力の必要はなくトランジスタのゲート 電位を与えるだけの低圧小電力で十分なものであるが、図３の例のように電源ト ランスＴ１を用いて降圧する回路では必要とする電力以上の電力損失が発生し、 さらに電力損失のみならず大きな発熱源ともなり、該発熱対策措置のため省エネ ルギー、小型化への要請が強まる中での該回路の採用には問題があった。

【００１１】 図４における補助電源発生回路６の場合でも前記パルストランスＴ２の使用に よる占有容積、コストの問題点の他、回路が複雑になることは勿論のこと、スイ ッチング回路への悪影響を与えない範囲での電力や全体の回路動作に支障の無い 回路とする設計上の配慮、スイッチングされた高電圧を使用するための高耐圧部 品の採用等、詳細な検討・配慮が必要となる。

【００１２】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発振制御用回路８が必要と する容量の補助電源供給を簡単な回路で構成し、蛍光灯を交換する場合のように 蛍光灯を回路より外す時の危険を回避するとともに、低価格、省スペース、低電 力損失を実現した蛍光灯点灯装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、蛍光灯インバータ回路の出力に限流用インダクタンスと、蛍光灯に 並列に配置されたコンデンサと、により直列共振回路を構成する蛍光灯点灯装置 において、出力電流負荷帰還路に直列に直流分カット用コンデンサを挿入すると ともに出力電流を分流して、前記インバータ回路の発振制御用回路の補助電源供 給を前記直流分カット用コンデンサに発生するリップル電圧の交流分のみを整流 することにより得られる直流電源で行うようにしたことを特徴とする蛍光灯点灯 装置を提供することにより上記目的を達成するものである。

【００１４】

【作用】

出力電流帰還路に直列に挿入した直流分カット用コンデンサは蛍光灯に流れる 直流電圧全体をカットするように働き、蛍光灯を交換する場合のように蛍光灯を 回路より外す時の危険が回避される。

【００１５】 上記コンデンサの両端には定常状態において、数ボルトのリップル電圧を含む 直流電圧が発生している。したがって出力電流を分流して、前記リップル電圧（ 交流）を整流・平滑すれば発振制御用回路の補助電源を得られることになる。

【００１６】 供給する電力は主として当該補助電源回路の分流コンデンサ容量と直流分カッ トコンデンサの容量比により決定される。

【００１７】 本補助電源発生回路はトランスレスのため単純な回路構成であり、電力損失が 無視しうる程度に少なく、また重量、スペース、コストの面で余裕が生まれる。

【００１８】

【実施例】

本考案の蛍光灯点灯装置における発振制御用回路の補助電源供給回路に関する 実施例を図面に基いて説明する。

【００１９】 図１は、２個のＮＭＯＳスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２を擁する所謂ハ ーフブリッジ方式のインバータ回路１９と、該インバータ出力に接続された限流 用インダクタンスＣＨ１と、蛍光灯ＦＬに並列に配置されたコンデンサＣ３と、 により直列共振回路を構成する蛍光灯点灯装置２０であって、上記インバータ出 力電流ｉｏの負荷帰還路に直列に直流分カット用コンデンサＣ４を挿入するとと もに出力電流ｉｏをＣ５で分流して、前記インバータ回路１９の発振制御用回路 １２の補助電源供給を前記直流分カット用コンデンサＣ４に発生するリップル電 圧の交流分のみを整流ダイオードＤ４、Ｄ５にて整流し、平滑コンデンサＣ６に て平滑することにより得られる直流電源Ｖで行うように構成されている。

【００２０】 なお、抵抗Ｒ３はパルス電流からの保護抵抗として、また最大値電流のリミッ ターの作用を有する。

【００２１】 前記インバータ回路１９の動作は、先ず商用交流電源１（１００Ｖまたは２０ ０Ｖ）が投入されると全波整流器Ｄ１および平滑コンデンサＣ１にて整流・平滑 されて直流電圧となり、ＮＭＯＳスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２のドレイ ン電流を供給する。またスタート信号ｉｓが抵抗Ｒ２、Ｄ３を介して流れ、スタ ート回路１６を始動させる。該スタート回路は発振制御用回路１２内のパルスト ランス（図示略）を介してＱ１およびＱ２のゲート電圧を与える回路であり、発 振制御用回路は発振回路を有しスタート後の定常状態におけるＱ１、Ｑ２のプシ ュプル動作を制御する。一旦Ｑ１およびＱ２がオンした後の定常状態での前記発 振制御用回路１２の電力供給は、補助電源供給回路１４によって供給される。

【００２２】 電源投入直後は負荷回路に直流電流がながれ直流分カットコンデンサＣ４の電 圧がＣ１間電圧の半値になるまで充電され、数秒後定常状態へ移行する。

【００２３】 定常状態におけるＣ４間の電圧波形は例えば図２に示されるように、直流電圧 分１７（図では６３Ｖｄｃ）と発振周波数（図では４８ｋＨｚ）のリップル電圧 分１８を併せ有するものである。

【００２４】 回路２０において本考案に係わる発振制御用回路に対する補助電源供給回路１ ４は分流コンデンサＣ５と抵抗Ｒ３および整流・平滑用のダイオードＤ４，Ｄ５ で構成され、直流電源Ｖを供給する。

【００２５】 取り出す電力は主にＣ４の容量とＣ３の容量比により決定されるが、本考案者 の研究によれば、０．５Ｗ程度の補助電源は容易に得ることができ、且つ電源電 圧として取扱い易い十数Ｖ程度に電圧を下げているので、耐圧を思慮することな くトランスレスによる低価格、低損失、省スペースを実現することが可能になっ た。

【００２６】 本考案者の測定によれば、図１の蛍光灯にＦＬ３０Ｓを用いた１灯用蛍光灯点 灯装置において、交流入力電源１００Ｖａｃ、発振周波数４８ｋＨｚでインバー タ回路を出力する場合に、Ｃ４容量０．２μＦ、Ｃ５容量０．１μＦを与えた時 、Ｃ１間電圧１２６Ｖ、ｉｏ＝０．５３３Ａで、Ｃ４間ＤＣ電圧６３Ｖｄｃ（Ｃ １間電圧の半分）、Ｃ４間リップル電圧９．２Ｖａｃとなり（図２において振幅 Ｖｍａｘ１３Ｖでの実効値）、発振制御用回路１２の補助電源供給回路として、 Ｃ６間ＤＣ電圧１７．７Ｖｄｃ、ｉ３＝４０ｍＡとなる結果が得られた。これは 補助電源供給として充分な電力である。

【００２７】 なお、以上に述べた本考案に係わる補助電源供給回路は、本考案の主眼が直流 分カットコンデンサに発生するリップル電圧の交流分のみを整流して供給すると ころにあり、前記インバータ回路を有する蛍光灯点灯装置に限らず上記思想に基 づく他の方式のインバータ回路の蛍光灯点灯装置における制御回路に対する電源 供給としての補助電源供給回路に及ぶことは言うまでもない。

【００２８】

【考案の効果】

本考案に係わる蛍光灯点灯装置は発振制御用回路の補助電源供給回路が上記の ように構成されているため、以下に記載するような効果を有する。

【００２９】 （１）極めて簡単な回路で発振制御用回路の補助電源供給回路が構成され、回 路設計が容易で汎用性に富むという優れた効果を有する。

【００３０】 （２）また、トランスレスによる低価格、小電力損、省スペースが可能という 優れた効果を有する。

【００３１】 （３）直流電圧分がカットされるため、蛍光灯の取扱いの安全性が高まるとい う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係わる蛍光灯点灯装置の回路図。

【図２】 定常状態における直流分カットコンデンサ両
端の電圧波形図。

【図３】 従来の小型電源トランスを利用した補助電源
発生回路。

【図４】 従来のトランジスタインバータ回路における
パルストランスを用いた補助電源発生回路。

【符号の説明】

１ （商用）交流電源 ６ 補助電源供給回路 ８ 発振制御用回路 １０ トランジスタインバータ回路 １２ 発振制御用回路 １４ 補助電源供給回路 １６ スタート回路 １７ 直流電圧分 １８ 交流リップル電圧分 １９ インバータ回路 ２０ 蛍光灯点灯装置 Ｔ１ 小型電源トランス Ｄ１ 全波整流ダイオード Ｄ２〜Ｄ５ 整流ダイオード Ｖ 低圧直流電圧 Ｖｏｕｔ インバータ回路出力 Ｑ１、Ｑ２ ＮＭＯＳスイッチングトランジスタ Ｔ２ パルストランス Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗 Ｃ１〜Ｃ６ コンデンサ ＣＨ１ 限流インダクタ ＦＬ 蛍光灯 ｉｓ スタート信号 ｉｏ〜ｉ３ 電流

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光灯インバータ回路の出力に限流用イ
   ンダクタンスと、蛍光灯に並列に配置されたコンデンサ
   と、により直列共振回路を構成する蛍光灯点灯装置にお
   いて、出力電流負荷帰還路に直列に直流分カット用コン
   デンサを挿入するとともに出力電流を分流して、前記イ
   ンバータ回路の発振制御用回路の補助電源供給を前記直
   流分カット用コンデンサに発生するリップル電圧の交流
   分のみを整流して得られる直流電源で行うようにしたこ
   とを特徴とする蛍光灯点灯装置。