JPH10501654A - 蛍光ランプ付勢回路および蛍光ランプ付勢回路の動作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 蛍光ランプ給電回路は、直流電源（１０）を有する。インバータ（１２）が直流電源（１０）に結合され、蛍光ランプ負荷（１４）にランプ電流を供給する。インバータ（１２）はインバータ制御回路（１８）に接続されている。ランプ電流を検出する保護回路（１６）がインバータ制御回路（１８）に結合され、保護回路がランプ電流のないことを検出したときはいつでも、インバータ制御回路（１８）はインバータ（１２）をオフにする。

Description

【発明の詳細な説明】 蛍光ランプ付勢回路および 蛍光ランプ付勢回路の動作方法 発明の分野 本発明は、蛍光ランプに給電するための電子式安定器(electronic ballast)に 関するものである。 発明の背景 発光装置は、１本以上の蛍光ランプに給電するための電子式安定器を有する。 電子式安定器は、安価にかつ効率的に、蛍光ランプに給電するものである。発光 装置には、蛍光ランプが着脱可能なタイプもある。 ランプが切れた場合、そのランプを交換しなければならない。通常、ランプを 交換する前には、安定器への電力はオフに切り替えない。これが、いくつかの問 題の原因となる。第１に、現行の設計では、ランプがなくても、安定器に大量の エネルギを消費させてしまう。第２に、ランプの出力端子間の電圧が、ランプを 交換する人に、安全上の危険に晒すことになる。 したがって、ランプの負荷がないときにはエネルギ消費 を減らし、ランプを交換する人に衝撃を与える危険性も少なくする安定器が非常 に望まれている。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による安定器のブロック図である。 第２図は、本発明にしたがって作成した安定器の構成図である。 実施例の詳細な説明 本発明の安定器は、蛍光ランプの存在を検出するセンサを使用する。蛍光ラン プがない場合、または蛍光ランプが正常に動作していない場合、インバータかあ る時間期間にわたってディゼーブルされる。次に、インバータは各２秒毎に８ミ リ秒間オンとなって、ランプを起動する。これによって、ランプが安定器に取り 付けられていない間に、安定器によって消費される電力を減少させる。更に、ラ ンプの端子における電圧量は、パルス状であって一定でないのて、ランプを交換 する人には危険でない。 第１図は、本発明にしたがって作成した安定器６のブロック図である。直流電 源（ＤＣ電源）が結合され、インバータ１２に電力を供給する。インバータ１２ はＤＣ電源１０からの電力を高周波数ＡＣ（交流）電力に変換する。Ａ Ｃ電力は、蛍光ランプ負荷１４に供給される。蛍光ランプ負荷１４は、１本以上 の蛍光ランプである。 保護回路１６が負荷１４を監視する。ランプのない状態（即ち、ランプを負荷 から除去した場合）はいつでも、保護回路１６はインバータ制御回路１８に信号 を供給する。すると、インバータ制御回路１８は、インバータ１２をディゼーブ ルする。 第２図は、本発明にしたがって作成した安定器６の構成図である。 ＤＣ電圧源１０は、ブリッジ整流器２０および電解質２２として示されている 。ＤＣ電源１０は、例えば、ブースト電源(boost power supply)または電池とす ることも可能である。 ＤＣ電圧源１０はインバータ１２に結合されている。インバータ１２の出力は 、蛍光ランプ負荷１４に結合されている。蛍光ランプ負荷１４は、１本の蛍光ラ ンプとして示されているが、直列接続された蛍光ランプ配列とすることも可能で ある。 インバータ１２の出力は、ＡＣ（交流）成分およびＤＣ成分を有する高周波数 電力である。典型的に、インバータ１２の出力は３５キロヘルツのＡＣである。 インバータ１２の出力のＤＣ成分は、ＤＣ電源１０のＤＣ出力と等しい。１２０ ボルトＡＣに接続されている安定器６では、ＤＣ成分は約１６６．７ボルトとな る。 制御ＩＣ（集積回路）２４は、インバータ１２を駆動するパルス幅変調器であ る。制御ＩＣ２５からの信号がない場合、インバータ１２は動作を中止する。制 御ＩＣ２４は停止ピン３６を有する。ＩＣの停止ビン３６における電圧が２．５ ボルトを越えた場合、制御ＩＣ２４は動作を停止し、これによってインバータ１ ２の動作を停止する。 ＤＣ遮断コンデンサ２６は、高周波数ＡＣランプ電流のための、接地への低イ ンピーダンス経路である。 ＤＣ電源１０がＡＣ電源８に結合されているとき、抵抗３０を介して起動コン デンサ２８が充電する。コンデンサ２８間の電圧か約１６ボルトに達すると、制 御ＩＣ２４が動作を開始する。高周波数駆動信号が線２６に生成される。同時に 、正５ボルトのＤＣが線２８に現れる。線２８の電圧は、抵抗３２およびダイオ ード３４を介して、タイミング・コンデンサ３０を充電する。抵抗３２およびタ イミング・コンデンサは、ＲＣ（抵抗‐コンデンサ）時定数を形成する。 起動後、インバータ１２はダイオード１５を介して、１６ボルトＤＣを制御Ｉ Ｃ２４に供給し、制御ＩＣ２４の動作を維持する。 タイミング・コンデンサ３０は、電流制限抵抗３８および遮断ダイオード４０ の直列結合を介して、ＩＣの停止ピン３６に接続されている。負荷抵抗４２がＩ Ｃの停止ピン３６と接地との間に結合されている。停止電圧が負荷抵抗 ４２に発生する。これについて、以下に説明する。 抵抗３２およびタイミング・コンデンサ３０は、タイミング回路３１を形成す る。抵抗３２およびタイミング・コンデンサ３０の時定数は、２．５ボルトの停 止電圧が、約８ミリ秒後に負荷抵抗４２間に発生するように選定される。このと き、制御ＩＣ２４は停止し、これによって反転器１２を停止する。 ８ミリ秒経過する前に検出用トランジスタ４４（バイポーラ接合型トランジス タとして示す）が活性化すると、負荷抵抗４２間には電圧が発生せず、したがっ て、制御ＩＣ２４は停止しない。 抵抗４６は、検出用トランシスタ４４のベースと、ＤＣ遮断コンデンサ２６と ランプ１４との接合点との間に接続されている。したがって、ランプ１４が存在 し、動作状態にある場合、少量のＤＣ電流がランプ１４および検出トランジスタ ４４のベースを通過する。ＤＣ電流の量は、抵抗４６の抵抗稙によって制御され る。 このように、ＤＣ電流が検出用トランジスタ４４をオンにし、抵抗３８とダイ オード４０との接合点に、ほぼ接地電位の電圧を発生させる。したがって、抵抗 ４２には電流は流れず、ＩＣの停止ピン３６には電圧が発生せず、制御ＩＣ２４ は動作し続ける。 再起動制御トランジスタ４８のベースは、抵抗５０を介して、タイミング・コ ンデンサ３０およびタイミング抵抗 ３２に結合されている。制御ＩＣ２８が動作している限り、再起動制御トランジ スタ４８はオンとなっている。 ランプ１４が点灯しない場合、またはランプ１４が除去された場合、抵抗４６ にはＤＣ電流が流れない。したがって、検出用トランジスタ４４はオフとなり、 抵抗３８とダイオード４０との接合点における電圧を、接地電位より高い電圧に 上昇させ、これによって、抵抗４２に電流が流れ、制御ＩＣ２４をオフとし、イ ンバータ１２もオフとなる。インバータ１２がオフとなると、ダイオード１５を 介して制御ＩＣ２４に電圧が供給されなくなる。 制御ＩＣ２４がオフとなった後、制御ＩＣ２４はもはや線２８に電圧を生成し ない。タイミング・コンデンサ３０が、抵抗３８，４２および抵抗５０を通じて 、放電し始める。タイミング・コンデンサ３０間に０．６ボルトより高い電圧が ある限り、再起動制御トランジスタ４８は閉じたままである。制御ＩＣの起動ピ ン２３における電圧は、１６ボルト未満のままである。 タイミング・コンデンサ３０間の電圧が０．６ボルト未満に低下したとき、再 起動制御トランシスタ４８がオフとなる。制御ＩＣの起動ピン２３における電圧 は１６ボルトに上昇し、制御ＩＣ２４が再起動することにより、インバータ１２ を起動させる。以後、このプロセス全体が繰り返される。 蛍光ランプ１４を点灯させるための十分な振幅の点灯電 圧が、約８ミリ秒の第１所定時間期間にわたって、ランプの端子間に発生する。 安定器６は周期的に、約２秒の第２所定時間にわたってランプ１４の再起動を試 みる。蛍光ランプ１４を点灯させるための十分な振幅を有する点灯電圧が、約８ ミリ秒の期間、ランプの端子間に発生する。したがって、不良状態の間のインバ ータのデューティ・サイクルは、全入力電力の０．５％未満である。不良状態の 間のインバータの平均入力電力は、０．３ワットである。 消費電力が少ないので、この回路はランプの漏れに関するUnderwriter's Labo ratoryの要件を容易に満たすことかできる。この回路は、不良モードの間電力消 費を最少に押さえ、切れたランプを交換しようとする人に安全な環境を提供する ものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．安定器を動作させる方法であって、前記安定器は蛍光ランプを付勢するもの であり： （ａ）第１の所定期間にわたって、蛍光ランプを点灯させるために十分な振幅の 点灯電圧を印加し、光を生成する段階； （ｂ）前記蛍光ランプが点灯したか否かを検出する段階； （ｃ）前記蛍光ランプが点灯しなかった場合： （１）前記点灯電圧の印加を停止する段階； （２）第２の所定期間にわたって待機する段階； （３）前記蛍光ランプが点灯するまで、段階（ａ）， （ｂ），（ｃ）（１），（ｃ）（２）および（ｃ）（３）を繰り返す段階；およ び （ｄ）前記蛍光ランプが点灯した場合、前記蛍光ランプの電圧を維持する段階； から成ることを特徴とする方法。 ２．前記段階（ｂ）は、ランプ電流を検出することを含む請求項１記載の方法。 ３．前記点灯電圧は、直流成分と交流成分とを有し、前記段階（ｂ）は前記直流 成分を検出することを含む請求項１記載の方法。 ４．インバータが前記点灯電圧を生成し、段階（ｃ）（１）は前記インバータを 停止する段階を含む請求項１記載の方 法。 ５．段階（ｃ）（２）は、タイミング・コンデンサを放電する段階と、前記タイ ミング・コンデンサが放電したか否かを検出する段階とを含むことを特徴とする 請求項１記載の方法。 ６．前記第１の所定期間は、前記第２の所定期間の１０％未満であることを特徴 とする請求項１記載の方法。 ７．蛍光ランプ給電回路であって： 直流電源； 前記直流電源に結合され、前記蛍光ランプにランプ電流を供給するインバータ ； インバータ制御回路；および 前記インバータ制御回路に結合されたランプ電流を検出する検出器であって、 該検出器がランプ電流を検出できないときはいつでも前記インバータをディゼー ブルする、前記検出器； から成ることを特徴とする回路。 ８．更に、前記蛍光ランプと直列に結合されている直流遮断コンテンサを含むこ とを特徴とする請求項７記載の回路。 ９．前記ランプ電流は、直流成分と交流成分とを有することを特徴とする請求項 ８記載の回路。 １０．前記センサは、直流制限用抵抗路と、前記直流遮断コンデンサおよび前記 回路の共通電位の間に結合された検出用トランジスタとを含むことを特徴とする 請求項９記載 の回路。