JPS61190894A - 螢光灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は螢光灯にパルス電圧を印加して起動点灯させる
螢光灯点灯装置の改良に関し、特に、螢光灯の電極を十
分に加熱してからパルス電圧を印加して螢光灯の長寿命
化を図るとともに、一定時間経過しても螢光灯が起動し
ない場合は電極の予熱回路を遮断して装置の安全性を高
めたものである。

〔従来技術とその問題点〕

螢光灯にパルス電圧を印加して起動点灯させる螢光灯点
灯装置の一例を第２図に示す。これは、交流電源１に誘
導性安定器２を介して螢光灯３を接続し、該螢光灯３の
電極４ｍ　、４ｂの非電源側にダイオード５とサイリス
タ６との直列回路を接続し、さらに同回路と並列的にダ
イオードＴ牟び抵抗８の並列回路と非線形コンデンサ９
との直列回路を接続したものである。この回路に第３図
に点線で示す電源電圧を印加すると、電源電圧の正の半
サイクルにおいて抵抗１００両端の電圧が徐々に増大レ
ツエナーダイオード１１のツェナー電圧を越えた位相角
θ１でサイリスタ６がターンオンする。これに上り安定
器２、電極４ｍ、ダイオード５、サイリスタ６、電極４
ｂを介して電流が流れ電極４ｍ、４ｂが予熱される。電
源電圧が負の半サイクルになると電源電圧の波高値近傍
の位相角θ２で予熱電流が零となってサイリスタ６はタ
ーンオフする。これと同時に非線形コンデンサ９に波高
値近傍の電圧が印加されるため、ダイオード７を介して
非線形コンデンサ９が充電される。この非線形コンデン
サ９は第７図（ａ）に示すようにヒステリシス状の電圧
−電荷特性を有するため、充電電圧が一定値に達すると
充電電流は第７図色）のように急減し、その電流変化に
よって安定器にパルス電圧が発生する。以後上記動作が
繰返されることにより電極４ｍ、４ｂが予熱されてつい
には電極４ａ、４ｂ間に放電が生じ螢光灯３が起動する
。起動後はサイリスタ６のゲート回路には電源電圧より
低いランプ電圧しか印加され々いのでサイリスタ６はタ
ーンオンせず螢光灯３は安定に点灯し続ける。

かかる点灯装置は螢光灯の起動に要する時間が短かくて
済み、点灯装置としての寿命も半永久的であるという利
点を有するが、反面、交流電源を投入すると、螢光灯３
の電極４ｍ、４ｂが十分に予熱されていないうちから毎
サイクルたびにパルス電圧が印加されるために螢光灯の
寿命が短くなるという欠点がある。また、ダイオード５
とサイリスクＢの直列回路に流れる電流は半波であり全
波に比べて直流成分が多いためグロ一点灯管で起動する
場合よシも大きな予熱電流が流れる。これは螢光灯の起
動には好都合であるが、寿命末期の螢光灯のように、電
極エミッタが飛散してしまっていて、パルス電圧を印加
しても螢光灯を起動させることができない場合には、予
熱電流が流れ続けることによシ安定器が昇温し１時には
火災に至るおそれがある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記のような欠点に鑑みてなされたもので、
螢光灯の寿命短縮を防止するとともに装置の安全性を高
めた螢光灯点灯装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成及び作用〕

第１図は本発明に係る螢光灯点灯装置の一実施例である
。同図において、１は交流電源、２は誘導性安定器、３
は螢光灯、４ｍ＋４ｂは電極である。この電極’４ａ＋
４ｂの非電源側にはダイオード５とサイリスク６の直列
回路が接続してるり、さらに該直列回路と並列的にサイ
リスタ７及び抵抗８の並列回路と非線形コンデンサ９と
の直列回路が接続しである。１ｏ及び１１はそれぞれサ
イリスタ６及びＴのゲート回路である。１２はブイリス
タロの麿弧位相角を徐々に遅らせ１いき、一定時間後に
はサイリスタ６を非導通にさせるための時定数回路でお
る。いま、かがる装置において第４図の点線で示すよう
な交流電圧を位相角θσ印加したとする。すると、時定
数回路１２のコンデンサ１２１は起動初期においては充
電されていないため、電源電圧がツェナーダイオード１
２２のツェナー電圧まで上昇するとゲート回路１０に電
流が流れ込み始める。そしてコンデンサ１０１の電圧が
ツェナーダイオード１Ｇ’２のツェナー電圧より−高く
なるとサイリスタ６は位”相角θ１でトリガーされて導
通状態となる。

これによシ、安定器２、電極４ａｘダイオード５、サイ
リスタ６、電極４ｂｔ−通して電流が流れ、電極４ａ、
４ｂが予熱される。この予熱電流は、電源電圧が負の半
サイクルの位相角θ２で零となって、サイリスタ６はタ
ーンオフする。すると、電極４ａ、Ｊｂ間に負の波高値
近傍の電圧が印加されるが、非線形コンデンサ９に直列
に接続されているサイリスタ７はターンオフのままでら
るので。

前記波高値近傍の電圧は、非線形コンデンサＳと抵抗８
との直列回路に印加されることとなる。

しかるに、交流電源に安定器を介して非線形コンデンサ
と抵抗の直列回路を接続すると、非線形コンデンサの電
圧−電荷特性は、第８図（ａ）のようになシ、その時の
電圧−電流の関係は第８図（ｂ）のの電圧が印加されて
も安定器中に生ずるパルス電圧は、極めて低く螢光灯を
起動させるには至らない。

また、この負の波高値近傍の電圧は抵抗１１１゜１１２
の直列回路にも印加されるので、抵抗１１２、ダイオー
ド１１３、電解コンデンサ１１４を介して電流が流れ、
電解コンデンサ１１４が充電される。しかし、この時に
、充電された電解コンデンサ１１４の両端電圧は、最初
の１サイクルにおいては、抵抗１１１０両端電圧や定電
圧トリガー素子１１５のターンオン電圧よシもはるかに
低いものでめる＠ 電源電圧が次のサイクルθ５になると、前のサイクルで
抵抗１２３、ツェナーダイオード１２２、ダイオード１
２４、抵抗１０３及びコンデンサ１０１ｔ−介して充電
されるコンデンサ１２１の充電電圧が上昇しているため
、その充電電圧にツェナーダイオード１２３のツェナー
電圧を加えた位相角になると、再びゲート回路１０に電
流が流れる。そして抵抗１０３０両端電圧がツェナーダ
イオード１０２のツェナー電圧を越えると、再びサイリ
スタ６は位相角θ４でターンオンして予熱電流を流す。

かかるサイクルを繰返すことにょシサイリスタ６のター
ンオンの位相角はコンデンサ１２１の充電電圧の分だけ
徐々に連れていく。−力、電解コンデンサ１１４は上記
サイクルを繰返すことにより徐々に充電電圧が上昇し、
その電圧が定電圧トリガー素子１１５のターンオン電圧
以上になると、サイリスタ１のゲートに電流が流れ込み
サイリスタＴはターンオンする。ここで、サイリスタＴ
がターンオンしたサイクルの次の負半サイクルまでトリ
ガー電流が流れるように電解コンデンサ１１４と抵抗１
１６の時定数を設定しておくと、電極の予熱電流が零と
なシサイリスタ６がターンオフすると負の波高値近傍の
電圧が非線形コンデンサ９と導通状態のサイリスタ７の
直列回路に印加される。

しかるに、交流電源に安定器を介して非線形コンデンサ
と抵抗及び半導体整流素子の並列回路とを直列に接続し
、非線形コンデンサからみて一方向にのみ抵抗が挿入さ
れるようにした場合、非線形コンデンサの電圧−電荷特
性は第９０（＆）のようになり、またこのときの電圧−
電流の関係は第９図（ｂ）のようになる。

したがって、前記のように、非線形コンデンサを有して
いる方向で非線形コンデンｔ９の充電電圧は急減し、位
相角θ５で安定最中にパルス電圧が発生する。この第１
のパルス電圧が発生するまでの数サイクルから数十サイ
クルにわたって電極４ｍ＋４ｂはダイオード５、サイリ
スク６を介して流れる半波の予熱電流によって十分に予
熱されているので螢光灯３は直ちに起動する。また、こ
の第１のパルス電圧によシ螢光灯が起動しなくても、一
般的には上記動作を繰返すことによ）第２．第３のパル
ス電圧によ）螢光灯は起動する。

しかし、寿命末期の螢光灯に見られるように、電極エミ
ッタが飛散してしまっていてパルス電圧を印加しても螢
光灯を起動させることができない場合には、サイリスタ
６のターンオンの位相角がツェナーダイオード１２２の
ツェナー電圧からコンデンサ１２１の充電電圧分だけ徐
々に遅れていきサイリスタ６の導通角は第５図に示すよ
うに徐々に小さくなる。そして、コンデンサ１２１の充
電電圧が徐々に増し、ついには螢光灯の２次側の波高値
と、ツェナーダイオード１２２のツェナー電圧とコンデ
ンサ１２１の充電電圧の和とが等しくなると、サイリス
タ６はターンオンせず非導通となる。これによって第６
図に示すように、螢光灯が起動しない場合に予熱電流が
流れ続けるのを阻止することができ、したがって安定器
の温度上昇やそれに伴う火災の発生を防止することがで
きる。なお、上記の場合、ツェナーダイオード１２２の
ツェナー電圧は放電後の螢光灯の再点弧電圧によってサ
イリスタ４がターンオンしない値に設定しておかなけれ
ばならない。サイリスタ４がターンオンする位相角が早
いと、負半サイクルのパルス電圧で螢光灯が起動しても
正半サイクルでサイリスタ４がターンオンしてしまい、
その後の放電を維持することができないからである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発甲は螢光灯の電極を十分に予
熱してから螢光灯を起動させるようにしたので螢光灯の
寿命の短縮化を防止することができる。また、パルス電
圧を印加しても螢光灯が起動しないときは、予熱回路の
サイリスタがターンオンする位相角を徐々に遅らせるこ
とにより螢光灯の予熱電流を漸次減少してついには遮断
するようにし九ので、安定器の異常温度上昇を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る螢光灯点灯装置の回路図、第２図
は従来の螢光灯点灯装置の回路図、第３図は第２図回路
における蛍光灯端部の電圧波形図、第４図および第５図
は第１図回路における蛍光灯端部の電圧波形図、第６更
は第１図回路における螢光灯の予熱電流波形図、第７図
（ａ）ないし第９図６）は第１図回路又は第２図回路に
おける非線形コンデンサの電圧−電荷特性図および電圧
−電流特性図である。 第１図において、 １・・・交流電源、２・・・誘導性安定器、３・・・螢
光灯、４ａ、４ｂ・・・電極、５・・・ダイオード、６
．７・・・半導体スイッチ素子、８・・・抵抗体、９・
・・非線形コンデンサ、１０．１１・・・ゲート回路、
１２・・・時定数回路。 第３図 才４図 第５船 ｆ右図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源に誘導性安定器を介して接続された螢光
   灯と、該螢光灯の電極の非電源側に前記螢光灯に並列に
   接続された第１の半導体スイッチ素子とダイオードの直
   列回路からなる予熱回路と、同じく前記螢光灯に並列に
   接続された非線形コンデンサと第２の半導体スイッチ素
   子の直列回路からなるパルス電圧発生回路と、前記第１
   の半導体スイッチ素子を導通させる位相角を交流電源投
   入後一定の位相角から時間とともに増大させて最後に非
   導通にせしめるゲート回路と、前記第２の半導体スイッ
   チ素子を交流電源投入後から螢光灯が起動するまでの期
   間中一定時間毎に導通させる信号を発生するゲート回路
   とを具備したことを特徴とする螢光灯点灯装置。
2. （２）第１の半導体スイッチ素子のゲート回路は、コン
   デンサの充放電回路とツェナーダイオードを直列に接続
   してなる時定数回路によって制御するように構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の螢光
   灯点灯装置。