【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】蛍光灯の直流点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光灯は商用交流で発光しているものと高周波の交流で発光するものがある。 また直流で発光するものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蛍光灯を流れている電流が交流であれば、発光やチラツキや暗くなる問題がある。 高周波方式には電磁ノイズの環境問題がある。 また従来直流方式には内部の回路構成が高周波スイッチング方式であるため、電磁ノイズがやはり発生し、しかも複雑で高価である。 コンデンサ降圧回路を採用した直流点灯装置もあるが、調光機能を付けることによって効率が悪くなる、又、暗端効果などの問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するため、本発明が講じた手段は多数ある。

【０００５】具体的に請求項１の発明は、蛍光灯のフィラメントの一端に始動用スタータが直列に接続されていて、上記フィラメントの他端には逆阻止用第一ダイオードを経て定電流直流電源を、高電圧維持用抵抗を経て高圧直流電源が直列に接続されている構成とするものである。

【０００６】請求項２の発明は、蛍光灯のフィラメントの一端に始動用スタ―タが直列に接続されていて、上記フィラメントの他端には高圧直流電源と定電流直流電源が直列に接続されている構成とするものである。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明の構成において、定電流直流電源は交流電源と整流回路の間にコンデンサと電圧ゼロスイッチグ素子を直列に接続されたものからなり、上記のコンデンサに検出回路を並列に接続されて、周期ごとに充電又は放電の電荷が所定の量になると、上記の電圧ゼロスイッチング素子がＯＦＦになるよう制御されているものである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１の発明の構成において、高圧直流電源に制御スイッチを入れて、点灯した後ＯＦＦさせる制御手段を備えている構成とするものである。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１の発明の構成において、高圧直流電源の出力は鉄心トランスである時、上記高圧維持用抵抗を逆阻止用第二ダイオードで、
セラミクトランスである時、上記高圧維持用抵抗値をゼロ抵抗で置き換え、その上、高電圧発生時間はスタータがＯＦＦになる瞬間と同期させる手段を備えている構成とするものである。

【００１０】請求項６の発明は、請求項２の発明の構成において、高圧直流電源の両端に制御スイッチが接続されていて、上記制御スイッチは常時ＯＮ、高電圧が加えるとＯＦＦになるよう制御されている構成とするものである。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１、２の発明の構成において、定電流直流電源又は高電圧直流電源の出力端に、極性を変える用と電源ＯＦＦ用に３接点２回路スイッチが接続されていて、３接点の間中の接点を電源
OFF用に使う構成とするものである。

【００１２】請求項８の発明は、請求項７の発明の構成において、極性を変える用と電源ＯＦＦ用の３接点２回路スイッチには、２回路の中の電源OFF用接点を短絡させる構成とするものである。

【００１３】請求項９の発明は、請求項１−８の発明の構成において、極性変更用スイッチを設けていて、極性を変更するかどうかは交流電源スイッチを入れる瞬間に、商用交流入力の極性がプラスかマイナスかによって決める構成とするものである。

【００１４】請求項１０の発明は、請求項２の発明の構成において、高圧電源をセンタタップ方式共振形インバータ点灯回路で、始動スタータを始動コンデンサで置き換え、点灯した後インバータの機能を停止させ、上位のスイッチング素子がＯＮ、下位のスイッチング素子がＯ
ＦＦさせるよう制御されている構成とするものである。

【００１５】請求項１１の発明は、請求項２の発明の構成において、高圧電源をブリッジ方式共振形インバータ点灯回路で、始動スタータを始動コンデンサで置き換え、点灯した後インバータの機能を停止し、ブリッジになっている四つのスイッチング素子を極性変更スイッチに変身させる構成とするものである。

【００１６】請求項１２の発明は、請求項１の発明の構成において、蛍光灯とその一端につながっているスタータが多数あり、蛍光灯の他端をそれぞれ直列に接続させて、各スタータを逐次にＯＦＦさせる構成とするものである。

【００１７】請求項１３の発明は、上記すべての発明の構成において、定電流直流電源の出力端にパワサ−ミスタが直列に接続されている構成とするものである。

【００１８】

【作用】請求項１の発明の構成により、始動する時、始動用スタータがＯＮし、定電流直流電源からの電流が逆阻止用第一ダイオードを通して蛍光灯のフィラメントを加熱する。 一方、高圧直流電源は高電圧維持用抵抗があるので、始動用スタータがＯＮしても高電圧が維持されている。 次に、始動用スタータがOFFすると、高圧直流電源の電流は逆阻止用第一ダイオードに阻止されているため、蛍光灯管内を流れるしかない、しかも点灯する前に蛍光灯の「抵抗」が高電圧維持用抵抗より遥かに大きいので、高電圧がほぼそのまま蛍光灯の両端に加わっている。 点灯した後蛍光灯の両端の電圧がすぐ下がるので、定電流直流電源からの電流が逆阻止用第一ダイオードを通って蛍光灯を点灯させる。

【００１９】請求項２の発明の構成により、定電流直流電源が高圧直流電源を通して加熱電流と点灯電流を流し、一方高圧直流電源が定電流直流電源を通して点灯用高電圧を蛍光灯に加える。 従って、高圧直流電源の「内部抵抗」が小さければ、上記の逆阻止用第一ダイオードと高電圧維持用抵抗がなくても高圧直流電源と定電流直流電源が互いに干渉なしで働く。

【００２０】その上、高圧直流電源と定電流直流電源が直列に接続されているので、定電流直流電源の出力電圧分が高圧直流電源に加わることになる。 しかしながら、
点灯する時定電流直流電源の出力電圧が高圧直流電源の出力電圧よりかなり低いので、定電流直流電源の出力極性は変わっても、高圧直流電源の出力電圧には影響があまりない。 従って極性を変えるためのスイッチは比較的低い電圧の定電流直流電源側に接続することができる。

【００２１】請求項３の発明の構成により、例えばコンデンサに満充電したとき、その両端の電圧を検出して記憶し、それから放電により両端の電圧を徐徐に下げ、ある電圧分下がると、電圧ゼロスイッチング素子をＯＦＦ
させれば、次の周期でほぼ同様の電圧分が充電される。
これを繰返すと、入力電圧及び負荷が変わっても電荷量は充放電圧分とコンデンサの容量との積で決まるので、
流れる電流も一定になる。

【００２２】請求項４の発明の構成により、もともと高圧直流電源は点灯する瞬間だけが必要であるので、高圧直流電源の入力電源側又は出力側に制御スイッチを入れて、点灯した後ＯＦＦさせる。

【００２３】請求項５の発明の構成により、スタータがＯＦＦになると同時に、高圧直流電源からは瞬時に高電圧を発生し、蛍光灯を点灯させ、それから定電流直流電源が点灯電流を流す。 従って高圧維持用抵抗が不要となる。 高圧直流電源の出力が普通の鉄心トランスである場合は、定電流直流電源を短絡させないように逆阻止用第二ダイオードをいれる。 セラミクトランスの場合は、もともと「内部抵抗」が大きいので、逆阻止用第二ダイオードをいれなくてもよい。

【００２４】請求項６の発明の構成により、請求項２の発明の構成において、高圧直流電源の出力抵抗が大きい時、その両端に制御スイッチを接続して、加熱電流が流れる時はＯＮ，点灯用高電圧が発生する時はＯＦＦ、それから点灯電流が流れる時は再びＯＮするように制御されている。

【００２５】請求項７の発明の構成により、極性を変えるためと電源を断続させるためのスイッチが一緒になっているので、電源スイッチを入れ度に、極性が前の状態と異なる確率が高くなる。

【００２６】請求項８の発明の構成により、３接点２回路スイッチ（12）の２回路の電源ＯＦＦ用接点２を短絡しているので、毎回電源スイッチがOFFすると、電子スタータに残留する電荷が迅速に放電できる。

【００２７】請求項９の発明の構成により、交流電源スイッチを入れる瞬間に、商用交流入力の極性がプラスかマイナスかになる確率が１／２であるから、それを検出して、極性スイッチを変更するかどうかを決めれば、点灯極性の確率も１／２になる。

【００２８】請求項１０の発明の構成により、始動の時、蛍光灯はセンタタップ方式共振形インバータ点灯回路により点灯される。 点灯した後インバータの機能を停止しておいて、定電流直流電源から上位のスイッチング素子を通して、蛍光灯に点灯電流を流す。

【００２９】請求項１１の発明の構成により、始動の時、蛍光灯はブリッジ方式共振形インバータ点灯回路により点灯される。 点灯した後インバータの機能を停止させておいて、ブリッジになっている四つのスイッチング素子が極性変更スイッチとして機能させる。

【００３０】請求項１２の発明の構成により、スタータを備えた蛍光灯が多数直列に接続されている場合、始動のとき各スタータがまずＯＮ、各蛍光灯が加熱する。 それから各スタートが逐次にＯＦＦすることによって、始動用高電圧が逐次に各蛍光灯に加わって、逐次に点灯させる。

【００３１】請求項１3の発明の構成により、定電流直流電源の出力端にパワ−サ−ミスタが直列に接続されているため、始動時、蛍光灯の負抵抗による不安定を高い抵抗で有効に抑えて、安定になり次第にパワ−サ−ミスタの抵抗が低くなり、ロスが減少する。

【００３２】

【実施例】［図１］は本発明を簡易蛍光灯の直流点灯装置に実施する一例である。 上下は対称になっている。 高圧直流電源はCa〜Cd，Da〜Ddからなる正負倍圧整流回路である。 定電流直流電源はC1、BD1、C2、RD1からなるコンデンサ降圧回路を基本とする。

【００３３】３接点２回路スイッチがONする時（図では接点３に行く時）スタータがまずONし、交流電源の電流がコンデンサC１で限流され、BD1で整流され、C２で平滑され、RD1で更に限流されて、蛍光灯のフィラメントを加熱する。 その時RD1の抵抗が大きいので、C2の両端電圧が高く維持できる。 同様に倍圧整流回路の出力も、
高圧維持用抵抗によって維持されている。

【００３４】次にスタータがOFFすると、定電流直流の通路が一時遮断されるが、高電圧直流がほぼ全額蛍光灯の両端に加わり、発光させる。 発光した蛍光灯の両端電圧が低いので、定電流直流が蛍光灯を通して流れる。 時間がたつとRD1の抵抗が小さくなり、それにつれて熱損も小さくなる。

【００３５】３接点２回路スイッチがOFFする時（図では接点２に行く時）接点２が短絡されて、電子スタータに残留する電荷を迅速に放電する。 従って蛍光灯を頻繁に付けたり、消したりすることができる。 しかも、毎回スイッチがONする時、接点１に行くか接点３に行くか任意であるので、極性固定による「暗端」問題が改善される。

【００３６】［図２］は本発明を調光機能付きの蛍光灯直流点灯装置に実施する一例である。 高圧直流電源はR
1、C3、T1、SW4からなる。 定電流直流電源はC1、BD1、S
W1、C2、IC2、IC3からなる。

【００３７】電源スイッチK1を入れると、極性識別回路
IC1が交流入力の瞬間の極性を判別する。 その出力が四つのスイッチング素子（Sa〜Sd）を制御し、SaとSdがON
するかSbとScがONするかを決定する。

【００３８】初めはゼロボルトスイッチSW1がONしているので、定電流直流電源は上記実施例１と同様に流れる。 但し、調光するため、パワサーミスタのかわりに定電流回路IC2を直列に入れている。 この定電流回路両端に電圧検出回路IC3を設けていて、定電流を維持する最低限必要な電圧を監視し、超えればSW1をOFFさせ、低ければSW1をONさせる。

【００３９】定電流がブリッジ回路（13）とスタータを通して蛍光灯を加熱する。 一方R1によって分流された電流がC3を充電する。 ある電圧を超えると、パルススイッチSW4がONになる。 すると、C3が一瞬の間に鉄芯トランスの一次側に放電し、二次側から高い電圧が発生する。
同時にスタータをOFFさせると、蛍光灯が点灯する。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明により、逆阻止用第一ダイオードと高電圧維持用抵抗を通して、高圧直流電源と定電流直流電源との分離を簡単に実現した。

【００４１】請求項２の発明の構成により、高圧直流電源の「内部抵抗」が小さければ定電流直流電源と高圧直流電源を直列に結ぶだけで、上記の逆阻止用第一ダイオードと高電圧維持用抵抗がいらなくなる。 しかも極性変更装置を低電圧の定電流直流電源側に設置することができる。

【００４２】請求項３の発明により、コンデンサの充放電電荷量をコントロールによって、ロスレス、ノイズレスで調光できる定電流電源を実現した。

【００４３】請求項４と請求５と請求項６と請求項１０
と請求項１１の発明により、高圧維持用抵抗によるロスをなくした。

【００４４】請求項７と請求項１１の発明によって、極性を変えるための２接点２回路スイッチが比較的低い電圧の定電流直流電源に接続できるようになり、特に上記のスイッチが電子回路で構成された場合は、スイッチング素子の耐圧が低くなり、コスト面で有利である。

【００４５】請求項８と請求項９の発明は、非常に簡単、廉価な方法で、蛍光灯の直流点灯装置の特有な「暗端問題」を解決した。

【００４６】請求項１２の発明により、一つの回路で多数の蛍光灯を点灯できるようになった。 廉価の上に省電効果が大きい。

【００４７】請求項１３の発明は、非常に簡単で廉価な方法で、蛍光灯の始動時の不安定問題を解決した。 しかも普通の固定抵抗よりロスが少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】は請求項１の発明の説明図

【図２】は請求項２の発明の説明図

【図３】は請求項３の発明の説明図

【図４】は請求項４の発明の説明図

【図５】、

【図６】は請求項５の発明の説明図

【図７】は請求項６の発明の説明図

【図８】は請求項７と請求項８の発明の説明図

【図９】は請求項１０の発明の説明図

【図１０】は請求項１１の発明の説明図

【図１１】は請求項１２の発明の説明図

【図１２】はこの発明の実施例の簡易蛍光灯直流点灯装置

【図１３】はこの発明の実施例の調光機能付き直流点灯装置

【符号の説明】

１ 蛍光灯スタータ ２ 逆阻止用第一ダイオード ３ 定電流直流電源 ４ 高電圧維持用抵抗 ５ 高圧直流電源 ６ 交流電源 ８ 検出回路 １０ 逆阻止用第二ダイオード １１ セラミクトランス １２ 3接点２回路スイッチ １４ センタタップ方式共振型インバータ点灯回路 １５ ブリッジ方式共振型インバータ点灯回路 K１ 交流電源スイッチ SW１ 電圧ゼロスイッチ SW1,SW2,SW3,SW４ 制御スイッチ Sa,Sb,Sc,Sd スイッチング素子 IC1 極性識別回路 IC2 定電流回路 IC3 電圧検出回路 K1 交流電源スイッチ BD1 ブリッジ C1 限流用コンデンサ C2 平滑用コンデンサ C3 充放電用コンデンサ C４ 高周波短絡用コンデンサ R1 充電用抵抗 T1 鉄心トランス Ca,Cb,Cc,Cd 倍圧整流用コンデンサ Da,Db,Dc,Dd 倍圧整流用ダイオード RDI パワーサーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. ⁷識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｋ 41/392 41/392 Ｃ Ｆターム(参考） 3K072 AA02 AC20 BA03 BA05 BB01 DB03 GA01 GB18 GC04 HB03 3K082 AA39 AA54 AA61 BA02 BA05 BA24 BA25 BA58 BB05 BB07 BC02 BC26 CA37 3K098 DD22 DD35 EE14 5H006 AA01 BB00 CA01 CA08 CA12 CA13 CB04 CC01 CC02 DA02 DA04 5H730 AS04 AS11 BB02 BB26 BB66 BB83 CC01 DD00 EE48 FG01 FG23