JPH07211480A

JPH07211480A - 蛍光灯点灯装置

Info

Publication number: JPH07211480A
Application number: JP6039005A
Authority: JP
Inventors: Masashi Mukogawa; 政志向川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】スイッチング損失及びノイズの発生が少なく、
入力整流器の導通角度が大きく、力率低下の少ない蛍光
灯点灯装置を提供する。又、入力電圧の変動による輝度
変化が少なく、外部から、輝度変化が可能な蛍光灯点灯
装置を提供する。【構成】蛍光灯又は、電圧変成器の巻線に直列にＬＣ共
振回路を接続し、スイッチング素子のドレイン（又はコ
レクター）電圧に共振波形を生ぜしめ、この波形と駆動
パルス波形を同期させ、ゼロクロス、スイッチングを可
能にした。又、入力整流回路を構成する、平滑コンデン
サーに直列にスイッチ回路を接続し、入力電圧が特定値
を越えると、コンデンサーが回路から分離して機能しな
い様にする事により、入力整流器の導通角度を広げ、力
率の低下を防止した。更に、電流検出回路と、調光回路
を制御回路に接続し、定電流点灯と、外部からの輝度変
化を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］この発明は、スイッチング方式の
高周波蛍光灯点灯装置に関する。

【０００１】［従来の技術］従来のスイッチング方式の
高周波蛍光灯点灯装置では、スイッチング素子のドレイ
ン（又はコレクター）波形と駆動のタイミングは、特に
関係ずけられてはいなかった。また、入力整流回路を構
成する平滑コンデンサーは常時回路に接続されていた。
更に、蛍光灯の駆動電流は、入力電圧の変動等により変
化するにまかせられていた。

【０００２】［解決すべき課題］前述した様に、従来の
技術では、スイッチング素子のドレイン（又はコレクタ
ー）電圧の状態には無関係に駆動されていたので、スイ
ッチング損失が発生し、且っ、ノイズ発生の原因となっ
ていた。又、入力整流回路の平滑コンデンサーが常時回
路に接続されていたので、整流器の導通角が小さく、力
率低下の原因となっていた。更に、蛍光灯の駆動電流
が、状況の変化に伴って変化していたので、輝度変化が
大きく、且っ、寿命短縮の原因となっていた。加えて、
従来の技術では、供給入力電圧を変更する以外に輝度を
変更する手段が無かった。

【０００３】［課題を解決する為の手段］この発明で
は、蛍光灯、又は電圧変成器の巻線に直列にＬＣ共振回
路を接続した。また、入力整流回路を構成する平滑コン
デンサーは、直列に挿入された、一定電圧以上ではＯＦ
Ｆ状態となる、スイッチ回路を経て回路に接続されてい
る。更に、調光回路を設け、外部からの信号を制御回路
に伝達出来る様にした。更に、電流検出回路を設け、そ
の信号を制御回路に伝達出来る様にした。

【０００４】［作用］この発明では、前述した様に、蛍
光灯、又は、電圧変成器の巻線に直列にＬＣ共振回路が
接続されているので、スイッチング素子がＯＦＦ状態に
入ると、そのドレイン（又はコレクター）端子に共振電
圧波形があらわれる。この共振電圧波形の最低電位は、
電圧変成器の設計を適当に行なえば、ほぼゼロにする事
ができる。更に、制御回路の設定を適当に行なう事によ
り、スイッチング素子のＯＮ状態にはいるタイミング
を、前記共振電圧波形の最低電位と同期させる事によ
り、ゼロクロス、スイッチングが実現出来、スイッチン
グ損失が殆ど発生しない様にする事が出来る。同様にＯ
ＦＦに入る場合も、スイッチング素子のドレイン（又は
コレクター）電圧は、共振波形に沿って、ゆっくり上昇
するので、やはり、スイッチング損失は殆ど発生しな
い。又、この発明では、入力電圧が、或る設定電圧値以
上になると、入力整流回路を構成する、平滑コンデンサ
ーに直列に接続されているスイッチ回路が動作して、平
滑コンデンサーを回路から分離して機能しない様にする
ので、その間は、整流器が導通状態を続ける事になり、
導通角が大きくなり、力率の低下を防止する。更に、こ
の発明では、調光回路が制御回路に接続されており、外
部信号により、駆動条件を変更する事により、容易に蛍
光灯の輝度を制御する事が出来る。更に、この発明で
は、電源配線に接続された電流検出回路からの信号によ
り、制御回路の動作を制御し、蛍光灯を流れる電流を、
ほぼ一定に保つ事が出来る。

【０００５】［実施例］次に、この発明の一実施例を図
面を参照して、説明する。［図１］は、この発明によ
る、蛍光灯点灯装置のブロック回路図である。図におい
て、１，１’は入力端子であり、ここから交流電力が供
給される。２はフイルター回路であり、スイッチングノ
イズの放射を防止する。３は整流ブリッジで、交流入力
を直流脈流に変換する。４は平滑コンデンサーである
が、ダイオード２８，３１，トランジスタ３２，３３、
ツェナーダイオード３６、抵抗器３０，３４，３５、コ
ンデンサー２９で構成されるスイッチ回路を経てグラン
ド配線に接続されている。５は起動回路であり、電源投
入時に、制御回路に電力を供給し、装置を起動する。装
置起動後は、制御回路等への電力は、電圧変成器８に設
けられた、補助巻線１１及び整流器１７、コンデンサー
１８で構成される、補助電源から供給される。６は制御
回路で、設定された、周波数でパルス電力を出力して、
スイッチング素子９を駆動する。更に、制御回路６に
は、トランジスタ３８、ダイオー３９、抵抗器３７，４
０、４１，４２から構成される電流検出回路からの信号
を受けてパルス幅を調整する、パルス輻変調機能を持っ
ている。又た、同様に、外部の信号を受けてパルス幅を
調整する調光回路１６が制御回路６に接続されている。
これらの場合、パルス幅変調によって、スイッチング素
子のＯＮ期間が変わるが、ＯＦＦ期間が変わる事は無
い。電圧変成器８には、一次巻線７、二次巻線１０及び
補助巻線１１が設けられている。二次巻線１０には、蛍
光灯１５がＬＣ共振回路を構成する、コイル１２とコン
デンサー１３を経て、接続されている。又た、蛍光灯１
５の２っのヒーター間には、オート、スタート用コンデ
ンサー１４が接続されている。オート、スタートの動作
は、従来の技術と、特に、変わる所が無いので、ここで
は、説明を省略する。又た、この実施例では、電圧変成
器８には、独立した一次巻線及び二次巻線が設けられて
いるが、一次巻線にタップを設けるオートトランス形式
でも、又チョークコイル形式でも、同様に動作可能であ
る。

【０００６】次に、［図２］（ａ）はスイッチング素子
９のドレイン電圧波形であり、（ｂ）は、スイッチング
素子９のゲート端子に加えられる、制御回路６からの駆
動パルス波形を示している。図から、明らかな様に、ス
イッチング素子９のドレイン電圧波形には、ＯＦＦ期間
に高い共振電圧波形が表れている。この共振電圧波形
は、図に示す様に、電圧変成器８の設計を適当に行なう
事により、その最低電位をほぼゼロ、又はそれ以下にす
る事が出来る。又た、制御回路６の設定を適当に行なう
事により、駆動パルスのＯＮ，ＯＦＦの切り変わりタイ
ミングを共振電圧波形の最低電圧位置と同期させる事が
出来る。従って、スイッチングは常に電圧ゼロの状態で
行なわれる事になり、スイッチング損失が極めて小さい
ゼロクロス、スイッチングが可能になる。駆動パルス
は、トランジスタ３８等で構成される電流検出回路、又
は調光回路１６からの信号を受けて、パルス幅変調が行
なわれるのであるが、この場合、駆動パルスのハイの期
間のみが変わり、ローの期間は変化しない。従って、ゼ
ロクロス、スイッチングの状態は常に維持される事にな
る。

【０００７】電圧検出回路を構成するトランジスタ３８
のベース、エミッター間には、グランド配線に直列に挿
入された、小抵抗３７とダイオード３９に並列に接続さ
れた抵抗器４０，４１及び、直列に接続された抵抗器４
２によってバイアスされている。ここで、抵抗器４０，
４１の値は、トランジスタ３８のベース電圧が、そのＯ
Ｎ電圧より僅かに低い値になる様に設定される。従っ
て、小抵抗３７に電流が流れ、電圧が発生し、その電圧
とバイアス電圧の和がトランジスタ３８のベースのＯＮ
電圧を超えると、トランジスタ３８が動作し、信号を制
御回路６に送り、電流を一定に保つ様に働く。ダイオー
ド３９の順方向電圧が、トランジスタ３８のベースのＯ
Ｎ電圧より僅かに低い、適当な値の場合は、電圧設定用
の抵抗器４０，４１を省略する事が出来る。

【０００８】次に、平滑コンデンサー４に接続されてい
る、スイッチ回路の動作に付いて説明する。補助巻線１
１には、入力電圧に一次巻線と補助巻線の巻数比を乗じ
た電圧が発生する。この電圧は、ダイオード３１、ツェ
ナーダイオード３６、抵抗器３０を経てトランジスタ３
２のベース端子に導かれる。一方トランジスタ３３のベ
ースは抵抗器３５を経て、補助電源に接続されている。
従って、装置が起動すると、補助電源回路を構成するコ
ンデンサー１８の容量が充分大きいので、補助電源の電
圧はほぼ一定の値となり、トランジスタ３３はＯＮ状態
を保ち、ダイオード２８と共に平滑コンデンサーのマイ
ナス端子をグランド配線に電気的に接続する。トランジ
スタ３２のベース回路に接続されているコンデンサー２
９は、スイッチング周波数に対しては充分大きいが、入
力周波数に対しては無視出来る程度の容量に設定されて
いるので、ダイオード３１からの整流電圧は入力電圧に
比例して変動する。今、補助巻線に発生する電圧が、ツ
ェナーダイオードの降伏電圧より、高くなったとする
と、電流が抵抗器３０を経てトランジスタ３２のベース
に供給され、トランジスタ３２はＯＮ状態に入り、その
結果トランジスタ３３がＯＦＦ状態となり、平滑コンデ
ンサー４は回路から切り離され、整流ブリッジ３は、導
通状態を続ける事になる。入力電圧の低下に比例して、
補助巻線に発生する電圧が低下し、ツェナーダイオード
３６の降伏電圧以下になると、トランジスタ３２ガＯＦ
Ｆし、その結果トランジスタ３３がＯＮ状態に復帰する
と、平滑コンデンサー４が動作し電圧はほぼ一定の値を
保つ事になる。その様子を［図３］（ａ），（ｂ）に示
す。［図３］（ａ）は、整流ブリッジからの脈流を示
し、（ｂ）は平滑コンデンサー４を経た後の直流電圧を
示している。

【０００９】この実施例では、交流入力の場合に付いて
説明したが、直流入力の場合は、入力整流回路を省略す
れば同様に動作可能である。また、この実施例では、熱
陰極蛍光灯に付いて説明したが、冷陰極蛍光灯の場合
は、オート、スタート用コンデンサーを省略すれば、同
様に動作可能である。その他、この発明の主旨を変えな
い範囲で種々変更可能な事は、勿論である。

【００１０】［効果］以上、詳述した様に、この発明に
よれば、スイッチング損失が少なく、ノイズの発生の少
ない蛍光灯点灯装置を提供する事が出来る。又、この発
明によれば、入力整流器の導通角度が大きく、力率低下
の少ない蛍光灯点灯装置を提供する事が可能である。そ
の他、この発明によれば、入力電圧の変動による、輝度
変化が少なく、外部から輝度変化が可能な蛍光灯点灯装
置の提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、この発明による、蛍光灯点灯装置の一実施
例のブロック回路図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、スイッチング素子のドレイ
ン電圧波形及びゲート駆動パルスの電圧波形である。

【図３】（ａ），（ｂ）は、入力整流脈流電圧波形及び
直流電圧波形である。

【符号の説明】

１，１’ 入力端子２フイルダー回路３整流ブリッジ４平滑コンデンサー５起動回路６制御回路７一次巻線８電圧変成器９スイッチング素子１０二次巻線１１補助巻線１２コイル１３，１４，１８，２９コンデンサー１５蛍光灯１６調光回路１７，２８，３１，３９ダイオード３０，３４，３５，３６，３７，４０，４１，４２，抵
抗器３２，３３，３８トランジスター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力整流回路、制御回路、スイッチング
素子、電圧変成器等から成り、蛍光灯、又は、電圧変成
器の巻線に直列にＬＣ共振回路を接続して、スイッチン
グ素子がＯＦＦ状態にある時、そのドレイン（又はコレ
クター）端子に共振電圧波形を発生させ、その最低電位
に同期してスイッチング素子を駆動する事を特徴とする
蛍光灯点灯装置。
【請求項２】入力整流回路の平滑コンデンサーに直列
にスイッチ回路を接続し、入力電圧が、或る一定値を越
すとスイッチ回路がＯＦＦ状態となり、前記平滑コンデ
ンサーが回路から分離する事を特徴とする、請求項１に
係る蛍光灯点灯装置。
【請求項３】制御回路に接続された、調光回路により、
外部から、スイッチング素子駆動波形を制御し、蛍光灯
の輝度を制御し得る事を特徴とする、請求項１に係る蛍
光灯点灯装置。
【請求項４】電源配線に直列に挿入された小抵抗
と、ダイオードの順方向電圧によりバイアスされたトラ
ンジスタから成る電流検出回路を持ち、この電流検出回
路からの信号を、制御回路に伝える事により、蛍光灯の
定電流駆動を行なう事を特徴とする、請求項１に係る蛍
光灯点灯装置。