JPH09293594A - 蛍光灯インバ−タ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 余熱が不十分な間に蛍光灯のフィラメント間
に高電圧が印加された際に生じるフィラメントに塗布さ
れたエミッタの飛散を防止する。 【解決手段】 フィラメントに印加される交流電圧を整
流、平滑して得られた直流電源の電圧を電圧センサによ
り監視すると共に、自己保持回路の出力がトライアック
をトリガ−してトライアックを導通せしめ、蛍光灯の両
フィラメント間に高電圧を印加し蛍光灯が始動する構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光灯を駆動するイ
ンバ−タ回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光灯は白熱灯に対して約３倍の発光効
率を有しており且つ長寿命である等の理由から、現在で
は家庭用照明を中心とした照明器具の主流となってい
る。近年、蛍光灯の発光効率の向上やチラツキの低減、
および電池等の直流電源による点灯を可能とするために
インバ−タ回路にて蛍光灯を駆動する方法が多用されて
いる。

【０００３】以下、図面を参照しながら、蛍光灯インバ
−タ回路について、その構成と動作を説明する。図３は
電池を電源とする従来の蛍光灯インバ−タ回路の構成を
示す図である。この図３において、１は電源、２は電源
スイッチ、３はインバ−タトランス、４は蛍光灯１４の
第１のフィラメント１５を予熱する第１の予熱巻線、６
は蛍光灯１４の第２のフィラメント１６を予熱する第２
の予熱巻線、５は蛍光灯１４を点灯駆動する主巻線、７
は蛍光灯１４の放電電流を安定化するバラストコンデン
サ、８はインバ−タトランス３の１次巻線、９はインバ
−タ駆動回路、１０はインバ−タの主スイッチ素子であ
る。

【０００４】電源スイッチ２が閉じられると、直流電源
１よりインバ−タトランス３の１次測に電力が供給さ
れ、インバ−タ駆動回路９は主スイッチ素子１０を動作
させ、インバ−タトランス３を駆動する。インバ−タト
ランス３の予熱巻線４および６から蛍光灯１４のフィラ
メント１５および１６に電力が供給され、フィラメント
１５および１６が予熱される。これと同時に、インバ−
タトランス３の主巻線５からバラストコンデンサ７を介
して、蛍光灯１４の両フィラメント１５および１６間に
高電圧が印加される。フィラメントの予熱が進行すると
フィラメント１５および１６から熱電子が発生し、同時
に印加される高電圧によりフィラメント１５および１６
の間に放電が生じ、蛍光灯１４は始動、点灯する。蛍光
灯の始動後、両フィラメント１５および１６間の電圧
（管電圧）は低下するが、蛍光灯１４の管電圧とインバ
−タトランス３の主巻線５に発生している電圧とバラス
トコンデンサ７とによって決定される電流で安定した放
電状態を継続する。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら上記構
成では、インバ−タトランス３の予熱巻線４および６か
ら、蛍光灯１４のフィラメント１５および１６に対して
電力が供給され、フィラメント１５および１６が予熱さ
れると同時に、インバ−タトランス３の主巻線５からバ
ラストコンデンサ７を介して蛍光灯１４の両フィラメン
ト１５および１６間に高電圧が印加される。このため、
フィラメントの予熱が十分に行われない状態で蛍光灯の
両フィラメント間に高電圧が印加されることがある。こ
の時、フィラメントに塗布されたエミッタ（電子放射物
質）が飛散し、蛍光灯の寿命を著しく悪化させてしま
う。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みフィラメントの
予熱期間中に蛍光灯の両フィラメント間に高電圧が印加
されることを防止し、最適な始動を行うことができる蛍
光灯インバ−タ回路を提供するものである。

【０００７】

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の蛍光灯インバータ回路は、蛍光灯の第１のフ
ィラメントを予熱する第１の予熱巻線と前記蛍光灯の第
２のフィラメントを予熱する第２の予熱巻線と、この第
２のフィラメントに一端が接続された主巻線とを備えた
インバ−タトランス、前記インバ−タトランスの駆動回
路、前記主巻線の他端に接続されるバラストコンデンサ
に加えて、前記バラストコンデンサと前記第１のフィラ
メントとの間に接続されたゲート電極を有するトライア
ック、前記第１のフィラメントに印加される交流電圧を
整流、平滑する直流電源、この直流電源の電圧を測定す
る電圧センサおよび前記トライアックを制御する自己保
持回路からなる構成とした。さらに、前記バラストコン
デンサと前記トライアックの接続点および前記第１の予
熱巻線に接続される直流電圧偏倚回路を設けたものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の蛍光灯インバ−
タ回路は、電圧センサが直流電源の電圧が予め定められ
た電圧に達したことを検出すると前記自己保持回路へ信
号を出力し、自己保持回路が出力する出力電圧をトライ
アックのゲート電極に供給し、トライアックを導通する
構成としている。

【０００９】一般に予熱が行われる前の蛍光灯のフィラ
メントの温度は低く、且つその抵抗値も小さい。予熱が
行われフィラメントの温度が高温になるに従って、抵抗
値は増大する。インバ−タトランスの予熱巻線に発生す
る電圧は、蛍光灯のフィラメントと予熱巻線を結合する
結合コンデンサとフィラメントとに分圧される。このた
め、フィラメント１５に印加される交流電圧は、フィラ
メント１５の抵抗値が低い時には小さく、抵抗値の上昇
に伴って上昇する。すなわち、直流電源２４の電圧はフ
ィラメント１５の予熱が進むにつれて増大し、フィラメ
ントに印加される交流電圧を整流、平滑して得られた直
流電源の電圧を電圧センサにより監視することでフィラ
メントの状態が把握でき、フィラメントの温度が予め設
定された温度に到達したことを検知することが可能とな
る。このような構成により、フィラメントの予熱が充分
に行われた状態で蛍光灯が始動される。

【００１０】さらに請求項２記載の蛍光灯インバータ回
路は、前記回路構成に加え、バラストコンデンサとトラ
イアックとの接続点、および前記第１の予熱巻線に接続
される直流電圧偏倚回路を設けたものであり、自己保持
回路の出力がトライアックをトリガ−してトライアック
を導通せしめ、蛍光灯の両フィラメント間に高電圧が印
加され蛍光灯が始動する。

【００１１】バラストコンデンサとトライアックとの接
続点に接続された自己保持回路の出力がトライアックの
ゲ−ト電極に供給され、トライアックが導通するように
接続されている。また、直流電圧偏倚回路は、トライア
ックが導通するまでの間このトライアックが阻止してい
る交流電圧に直流電圧を重畳している。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の蛍光灯インバ−タ回路につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１３】（実施例１）図１は本発明の蛍光灯インバ
−タ回路の第１の実施例を示す図である。図１におい
て、図３に示した従来回路で説明した部品と同一機能を
有する部品には同一番号を付しており、その説明は省略
する。

【００１４】第１の予熱巻線４の出力電圧は第１の結合
コンデンサ２１を介して蛍光灯１４の第１のフィラメン
ト１５に供給されている。第２の予熱巻線６の出力電圧
は第２の結合コンデンサ２２を介して蛍光灯１４の第２
のフィラメント１６に供給されている。インバ−タトラ
ンス３の主巻線５の一端は第２のフィラメント１６の一
端に接続され、主巻線５の他端にはバラストコンデンサ
７の一端が接続されている。また、バラストコンデンサ
７の他端と第１のフィラメント１５の一端との間にはト
ライアック２３が接続されている。２４は第１のフィラ
メント１５に供給される交流電圧を整流し平滑して得ら
れた直流電源、２５は直流電源２４の電圧値を監視する
電圧センサ、２６は電圧センサ２５の出力で作動する自
己保持回路であり、自己保持回路２６の出力はトライア
ック２３のゲ−ト電極２７に供給されている。

【００１５】次に図１に示した蛍光灯インバ−タ回路の
動作について説明する。電源スイッチ２が閉じられる
と、直流電源１よりインバ−タトランス３の１次測に電
力が供給され、インバ−タ駆動回路９は主スイッチ素子
１０を動作させ、インバ−タトランス３を駆動する。イ
ンバ−タトランス３の予熱巻線４および６から夫々結合
コンデンサ２１および２２を介して、蛍光灯１４のフィ
ラメント１５および１６に電力が供給され、フィラメン
ト１５および１６が予熱される。一方、フィラメント１
５に印加される交流電圧は、整流され平滑されて直流電
源２４を形成する。

【００１６】電圧センサ２５は、直流電源２４の電圧を
検出、監視しており、電圧値が予め定められた値になっ
た時点を検出しているが、この時点でフィラメント１５
の温度もまた定められた温度に到達し十分な熱電子を発
生できるようになっている。電圧センサ２５が予め定め
られた電圧を検出すると自己保持回路２６が作動し、そ
の出力がトライアック２３のゲ−ト電極２７に与えら
れ、トライアック２３がトリガ−されトライアック２３
を導通せしめる。この結果、主巻線５に発生している高
電圧がバラストコンデンサ７を介して蛍光灯１４の両フ
ィラメント１５および１６間に印加され蛍光灯１４が始
動する。蛍光灯１４が始動すると両フィラメント１５お
よび１６間の電圧（管電圧）は低下するが、蛍光灯１４
の管電圧とインバ−タトランス３の主巻線５に発生して
いる高電圧とバラストコンデンサ７とによって決定され
る電流で安定した放電状態を継続する。

【００１７】（実施例２）次に、上記回路構成に直流電
圧偏倚回路を付加した本発明の別の蛍光灯インバータ回
路の構成を図２に示す。この直流電圧偏倚回路を有する
蛍光灯インバータ回路について図１と同一構成部分につ
いては説明を省略する。直流偏倚回路２８は、その一端
はトライアック２３とバラストコンデンサ７との接続点
に接続され、他端は第１のフィラメント１５の一端に接
続されている。

【００１８】蛍光灯１４を始動させるためには、フィラ
メント１５および１６から十分な熱電子が発生していて
も高い電圧が必要である。このためトライアック２３と
してはピ−ク繰り返しオフ電圧が大きな素子を使用しな
ければならない。一般にトライアックのピ−ク繰り返し
オフ電圧は順方向と逆方向とで必ずしも同じ値ではなく
低い方の値が最大定格値となっている。このため、蛍光
灯の始動時にはトライアックのピ−ク繰り返しオフ電圧
が高い側に直流偏倚電圧を与えておくことにより、低い
最大定格値の素子を使用していても、蛍光灯の両フィラ
メント間に大きな始動電圧を供給することができる。直
流電圧偏倚回路２８はこの機能を実現させるために設け
られており、本実施例では抵抗とダイオ−ドの直列回路
で構成されている。

【００１９】前述したように、電源スイッチ２が閉じら
れるとインバ−タトランス３が駆動され主巻線５に高電
圧が発生する。この高電圧によりバラストコンデンサ
７、直流電圧偏倚回路２８および蛍光灯１４の両フィラ
メント１５と１６間に挿入された抵抗（図示せず）で形
成される閉回路に微弱電流が流れるが、直流電圧偏倚回
路２８のダイオ−ドの整流作用により、バラストコンデ
ンサ７、直流電圧偏倚回路２８およびトライアック２３
の接続点は負電位に偏倚される。この結果、予熱が終了
しトライアック７が導通状態になった時点では、両フィ
ラメント１５および１６間には負電位に偏倚された高周
波電圧が印加されることになり、偏倚電圧が無い場合に
比べて蛍光灯１４は始動し易くなる。

【００２０】次に、トライアック７として、ピ−ク繰り
返し電圧が６００Ｖ定格のＴＯ−９２型の部品を使用し
た場合の直流電圧偏倚回路２８の効果について検討し
た。直流電圧偏倚回路２８が無い場合には、雰囲気温度
８０℃、電源電圧１６Ｖでトライアック７に耐圧不足が
発生した。また、雰囲気温度−１０℃、電源電圧９．５
Ｖで始動しなくなるが、直流電圧偏倚回路２８がある場
合は、雰囲気温度８０℃、電源電圧１６Ｖでトライアッ
ク７に耐圧不足は発生しなかった。さらにまた、雰囲気
温度−１０℃、電源電圧９．０Ｖでの始動も可能であっ
た。

【００２１】なお、本実施例では、直流電圧偏倚回路２
８の他端は第１にフィラメント１５の一端に接続した
が、第２のフィラメント１６の一端に接続しても同様な
効果が得られる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の蛍光灯インバ−タ回路は、トラ
イアックが阻止する直流偏倚電圧を重畳することによ
り、トライアックの小型化が可能となる。さらに、第１
のフィラメントの予熱が十分に行われたことを確認した
後、トライアックを導通し蛍光灯を始動させるため、フ
ィラメント上に塗布されたエミッタに殆ど損傷を及ぼさ
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光灯インバ−タ回路の構成を示す図

【図２】本発明の別の蛍光灯インバータ回路の構成を示
す図

【図３】従来の蛍光灯インバ−タ回路の構成を示す図

【符号の簡単な説明】

３ インバータトランス ９ インバータ駆動回路 １４ 蛍光灯 ２３ トライアック ２４ 直流電源 ２５ 電圧センサ ２６ 自己保持回路 ２７ ゲ−ト電極 ２８ 直流電圧偏倚回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光灯の第１のフィラメントを予熱する
   第１の予熱巻線と前記蛍光灯の第２のフィラメントを予
   熱する第２の予熱巻線と、この第２のフィラメントに一
   端が接続された主巻線とを備えたインバ−タトランス、
   前記インバ−タトランスの駆動回路、前記主巻線の他端
   に接続されるバラストコンデンサを備えた蛍光灯インバ
   ータ回路であって、 前記バラストコンデンサと前記第１のフィラメントとの
   間に接続されたゲート電極を有するトライアック、前記
   第１のフィラメントに印加される交流電圧を整流、平滑
   する直流電源、この直流電源の電圧を測定する電圧セン
   サおよび前記トライアックを制御する自己保持回路を有
   し、 前記電圧センサは、前記直流電源の電圧が予め定められ
   た電圧に達したことを検出すると前記自己保持回路へ信
   号を出力し、 前記トライアックは、前記自己保持回路が出力する出力
   電圧がゲート電極に供給され、導通することを特徴とす
   る蛍光灯インバータ回路。
2. 【請求項２】 蛍光灯の第１のフィラメントを予熱する
   第１の予熱巻線と前記蛍光灯の第２のフィラメントを予
   熱する第２の予熱巻線とこの第２のフィラメントに一端
   が接続された主巻線とを備えたインバ−タトランス、前
   記インバ−タトランスの駆動回路、前記主巻線の他端に
   接続されるバラストコンデンサ、前記バラストコンデン
   サと前記第１のフィラメントとの間に接続されたゲート
   電極を有するトライアック、前記バラストコンデンサと
   前記トライアックの接続点および前記第１の予熱巻線に
   接続される直流電圧偏倚回路、前記第１のフィラメント
   に印加される交流電圧を整流、平滑する直流電源、前記
   直流電源の電圧を測定し、予め定められた電圧になった
   ことを検出する電圧センサ、およびこの電圧センサから
   の出力で作動し、前記トライアックを制御する制御信号
   を出力する自己保持回路から構成された蛍光灯インバー
   タ回路であって、 前記直流電圧偏倚回路は、前記トライアックが不導通で
   ある時に前記トライアックが阻止する交流電圧に直流偏
   倚電圧を重畳し、 前記トライアックの導通が、そのゲ−ト電極に供給され
   る前記自己保持回路の出力信号により開始されることを
   特徴とする蛍光灯インバ−タ回路。