(57)【要約】【課題】ちらつきのない直流蛍光灯回路の提供。【解決手段】直流電流に蛍光灯を通過させ、直流蛍光灯を完全に交流作業状態の範囲より離脱させ、低圧直流状態下で作業させ、直接直流電源又は交流電源を整流後に供給して使用できるようにした。本発明は、スイッチ又はタッチスイッチ回路、ブリッジ整流、調圧回路、ろ波コンデンサ、イグナイト回路、蛍光灯及び継電器の変換接点、安定化回路、極性変換回路で組成され、そのうち、調圧回路が三極管、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成され、イグナイト回路が三極管、パルス変圧器、ダイオード、コンデンサで組成され、安定化回路が、三極管、ダイオードで組成され、極性変換回路がＩＣ、三極管、継電器、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成されている。【選択図】        図１
2004214086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ちらつきのない直流蛍光灯回路において、スイッチ、ブリッジ整流、調圧回路、ろ波コンデンサ、イグナイト回路、蛍光灯及び継電器の変換接点、安定化回路、極性変換回路で組成され、そのうち、調圧回路が三極管、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成され、イグナイト回路が三極管、パルス変圧器、ダイオード、コンデンサで組成され、安定化回路が、三極管、ダイオードで組成され、極性変換回路がＩＣ、三極管、継電器、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路。
【請求項２】
請求項１に記載のちらつきのない直流蛍光灯回路において、タッチスイッチ回路が使用され、該タッチスイッチ回路が、集積回路ＩＣ、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサ、集積回路双トリガＩＣと三極管で組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はちらつきのない直流蛍光灯回路に係り、二種類の回路形式を含み、その一種類は普通スイッチ式であり、もう一種はタッチスイッチ式であり、普通スイッチ（あるいはタッチスイッチ回路）、ブリッジ整流、電圧調整回路、ろ波コンデンサ、イグナイト回路、蛍光灯管及び継電器の変換接点、安定化回路、極性変換回路等で組成され、安定し並びに電源電圧に適応する灯管管圧を下げ、これにより直流蛍光灯の総効率を高め、蛍光灯に所定の寿命内にイオンドリフト効果（ｉｏｎ  ｄｒｉｆｔ  ｅｆｆｅｃｔ）を発生させず、寿命を交流蛍光灯より長くする直流蛍光灯回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、国内外の全ての蛍光灯はいずれも交流蛍光灯とされ、長年にわたり、各国の光源専門家が直流蛍光灯の研究を行ってきたが、低圧プラズマ直流放電銀イオンのイオンドリフト効果とランプシステム効率が低過ぎることにより使用価値のある直流蛍光灯を制作するに至っていない。
【０００３】
近年、国内外の照明用蛍光灯とその回路方面では少なからず開発が進み、希土類三原色色粉細管径蛍光灯、コンパクトタイプ高効率省エネ蛍光灯及び高周波数無極蛍光灯などが提供されている。これらの製品はエネルギーと原材料の節約においてはある程度成功している。しかし蛍光灯はいずれも交流作業状態の範囲を離脱せず、克服し難い欠点を有している。細管径交流蛍光灯とコンパクトタイプ高効率省エネ蛍光灯は、誘導安定器回路を使用すればちらつき効果が厳重となり、電子式整流器回路或いはインバート回路を使用すると、電磁輻射汚染が厳重となる。国内外の多くの専門家の研究によると、電磁輻射は周囲の電器作業とネットワーク質量に影響を与えるだけでなく、人体の健康にも影響を与え、新たな社会公害を形成する。電子整流器とインバート回路は極めて損壊しやすく、使用者が節電しても金銭を節約できない。大面積での使用は遭遇する問題も多く、克服しにくい。
【０００４】
直流蛍光灯の交流作業状態の範囲を完全に離脱し、低圧直流状態下で作業する。直流蛍光灯はちらつきがなく、電磁輻射汚染がなく、輝度が安定し、光線が柔和で、一次起動でき、エネルギー節約効率が高く、作業が安全で、信頼性が高く、寿命が長い等の多くの長所を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は一種のちらつきのない直流蛍光灯回路を提供することを課題としている。そのための技術的手段は以下のとおりである。
１．蛍光灯の低圧プラズマ直流放電中の水銀イオンのイオンドリフト効果を克服或いは排除し、直流蛍光灯の寿命内での正常で安定した作業を確保する。
２．ランプ回路の効率を、対応する誘導式整流器交流蛍光灯の回路効率よりも高くする。
３．異なる電源電圧により、適応する直流蛍光灯の管圧を選択する。灯管電圧の安定性と一致性を厳格に保証できるようにして直流蛍光灯の総効率を高める。４．製品の経済性と組織生産の危険性を考慮し、灯管設計を交流灯管と対応する標準灯管を選択できるようにし、並びに対応する交流蛍光灯の工芸と設備と組み合わせられるようにする。
５．ランプの各光電性能指標と安全指標を対応する誘導式整流器交流蛍光灯の標準より低くならないようにする。
６．ランプの互換性と一致性を十分に考慮する。
７．特殊な応用要求を満足させられるようにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ちらつきのない直流蛍光灯回路において、スイッチ、ブリッジ整流、調圧回路、ろ波コンデンサ、イグナイト回路、蛍光灯及び継電器の変換接点、安定化回路、極性変換回路で組成され、そのうち、調圧回路が三極管、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成され、イグナイト回路が三極管、パルス変圧器、ダイオード、コンデンサで組成され、安定化回路が、三極管、ダイオードで組成され、極性変換回路がＩＣ、三極管、継電器、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載のちらつきのない直流蛍光灯回路において、タッチスイッチ回路が使用され、該タッチスイッチ回路が、集積回路ＩＣ、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサ、集積回路双トリガＩＣと三極管で組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のちらつきのない直流蛍光灯回路は二種類の回路形式を具え、そのうち一種類は、普通スイッチ式（図１参照）とされ、もう一種類はタッチスイッチ式（図３参照）とされる。それぞれに対応する実施例は図２及び図４に示される。
（１）普通スイッチ式回路（図１及び図２）
【０００８】
図１中、ブロック（１）は普通スイッチＫを代表する。ブロック（２）はブリッジ整流Ｑ１とされる。ブロック（３）は調圧回路とされ、それは三極管Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ７、ダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ９、ツェナーダイオードＤ７、Ｄ１０で組成されている。ブロック（４）はろ波コンデンサＣ７とされる。ブロック（５）はイグナイト回路（ｉｇｎｉｔｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）とされ、それは三極管Ｔ５、パルス変圧器Ｂ、ダイオードＤ１１、コンデンサＣ９、Ｃ１１、Ｃ１３で組成されている。ブロック（６）は蛍光灯管ＤＧと継電器Ｊの変換接点を代表する。ブロック（７）は安定化回路とされ、それは三極管Ｔ６、ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ１６で組成されている。ブロック（８）は、ＩＣ、三極管Ｔ６、継電器Ｊ、ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ８、ツェナーダイオードＤ２、コンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５で組成されている。
【０００９】
以下に各主要部分の原理と連接関係についてそれぞれ説明する。
【００１０】
ブロック（３）の調圧回路は直流蛍光灯のために設計された。交流電源電圧は一定の変化、例えば１００Ｖ−１２０Ｖを有する。直流灯管管圧も一定範囲内、例えば８５Ｖ−９５Ｖで変化しうる。どのように変化しようと、整流ろ波後の直流電圧が灯管管圧より１０Ｖ高く、即ち９５Ｖ−１０５Ｖとならねば、直流蛍光灯に正常な作業を行わせることはできない。これは調圧回路により完成され、その作業原理は以下のようである。
【００１１】
三極管Ｔ２、Ｔ３（大パワー灯管時にはＴ７を並列に連接可能である）でダーリントン（Ｄａｒｌｉｇｎｔｏｎ）管を組成し、総電流増幅倍数を１０００より大きくする。コンデンサＣ８の陽極上の電圧はＲ８を通過しダーリントン管のベース電流を提供し、ダーリントン管が飽和導通できるようにする。ブロック（２）のブリッジ整流後の電流はダーリントン管及び抵抗Ｒ１２とダイオードＤ６を通過してブロック（４）のろ波コンデンサＣ７に提供されて充電され、Ｃ７の電圧がツェナーダイオードＤ７の１３０Ｖを超過する時、電流はＲ１３、Ｄ７とＲ１１を通過して三極管Ｔ１を導通させ、強制的にダーリントン管を切断し、ゆえにどのような状況下でも、Ｃ７上の直流電圧はいずれもツェナーダイオードＤ７の電圧値１３０Ｖより高くなることはない。
【００１２】
蛍光灯ＤＧが点灯後、ブロック（７）の安定化回路の三極管Ｔ６のコレクタ上の電圧はＲ１７、Ｄ１０（ツェナーダイオード  ７Ｖ）、Ｄ９、Ｒ１１を通過して調圧回路の三極管Ｔ１のベースにフィードバックされ、強制的に調圧回路がろ波コンデンサＣ７に供給する充電電流を減少させ、Ｃ７の直流電圧を調節し、これによりＴ６のコレクタ上の直流電圧を１０Ｖ程度に保持させる。このような調圧回路の効率は比較的高く、並びに電磁輻射を発生しない。
【００１３】
ブロック（５）のイグナイト回路も直流蛍光灯のために設計され、その作業原理は以下のとおりである。三極管Ｔ５、パルス変圧器Ｂ、サーミスタＲ１５、コンデンサＣ９、Ｃ１１、Ｃ１３、ダイオードＤ１１及び抵抗Ｒ１６で一つの振動器を組成する。パルス変圧器Ｂの低圧コイルと蛍光灯の一端（カソード）フィラメントが連接され、フィラメントを予熱し、高圧コイルの一端が蛍光灯のもう一端（アノード）フィラメントに連接され、高圧コイルのもう一端がパルス変圧器Ｂの一次コイルを介してろ波コンデンサＣ７のプラス極に連接される。振動器の振動の初期にあって、蛍光灯のフィラメント（タングステンフィラメント）の電気抵抗は非常に低く、パルス変圧器Ｂの低圧コイルの電圧を低くし、ゆえに高圧コイルの電圧がこれにより比較的低くなり、一旦フィラメントが加熱されると、その抵抗が迅速に数倍に増加し、パルス変圧器Ｂの高圧コイルの高圧もこれに対応し増長し、蛍光灯を点灯させる。このときろ波コンデンサＣ７のプラス極の発生する電流はパルス変圧器Ｂの一次コイル及び高圧コイルを通過して蛍光灯のアノードフィラメントに至り、さらに蛍光灯内の水銀イオンを通過してカソードフィラメントに至り、安定化回路の三極管Ｔ６及び二つの抵抗２０及びＲ２０＊を経てろ波コンデンサＣ７のマイナス極に至る。この電流の大きさは安定化回路により決定される。一旦蛍光灯が点灯すると、Ｔ６のコレクタの１０Ｖ電圧は三極管Ｔ５により遮断され、振動は即刻停止し、これはＴ５のベースバイアス電圧が３Ｖ不足するためである。
【００１４】
ブロック（７）の安定化回路も直流蛍光灯のために設計され、その作用は蛍光灯の電流を制御することにある。抵抗Ｒ１８、Ｒ１９及びダイオードＤ１４、Ｄ１５が安定した電圧（約１．２Ｖ）を発生して三極管Ｔ６のベースに供給し、こうしてＴ６を通過する電流の大きさが抵抗Ｒ２０とＲ２０＊の並列抵抗値により決定され、この抵抗値を改変することにより蛍光灯の電流と対応するワット数を調整できる。
【００１５】
ブロック（８）の極性変換回路も直流蛍光灯のために設計され、その作用は各スイッチが一回に蛍光灯の両端のアノードとカソードを一回交換し、これにより蛍光灯が長時間の直流作業状態下でイオンドリフト効果を発生するのを帽子することにある。極性変換回路は記憶を保持するため、その電源はスイッチの影響を受けて間断することがなく、ゆえにスイッチＫの前の交流電源にＲ１、Ｄ１、Ｒ２、Ｃ２とツェナーダイオードＤ２（１０Ｖ）で組成された１０Ｖの電圧安定電源ＩＣ（１４ピン）が連接されている。Ｒ３、Ｄ４、Ｃ３、Ｒ４、Ｃ４、Ｒ５、Ｄ３によりトリガ信号が形成され（３ピンに連接）、一回のスイッチングで一つのトリガ信号を発生してＤトリガを一度切り換え、出力信号（ＩＣの１ピン）がＲ１２を通過して三極管Ｔ４のベースに至り、Ｔ４の導通或いは切断を制御し、継電器Ｊに吸着或いは釈放させることにより、蛍光灯の極性を変換する（ブロック（６）を参照されたい。）。
【００１６】
（２）タッチスイッチ式回路（図３及び図４を参照されたい。）
図３中のブロック（１’）はタッチスイッチ回路であり、それは集積回路ＩＣ１（４０９３）の半分、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１３、ツェナーダイオードＤ１２、コンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、集積回路双トリガＩＣ（４０１３）の半分と三極管Ｔ８で組成されている。ブロック（２’）はブリッジ整流Ｑ１である。ブロック（３’）は調圧回路であり、装置は普通スイッチ式のもの（図２）と同じである。ブロック（４’）はろ波コンデンサＣ７とされる。ブロック（５’）はイグナイト回路であり、装置は図２のものと同じである。ブロック（６’）は蛍光灯と継電器Ｊの変換接点である。ブロック（７’）は安定化回路で普通スイッチ式のもの（図２）と同じである。ブロック（８’）は極性変換回路で、それは集積回路双トリガＩＣの半分、三極管Ｔ４、継電器Ｊ、ダイオードＤ８で組成されている。
【００１７】
図４中の抵抗Ｒ５、ツェナーダイオードＤ１２、コンデンサＣ３、Ｃ４が１２Ｖの安定電圧源を組成し、集積回路ＩＣとＩＣ１に供給し作業させる。タッチスイッチの作業原理は以下のようである。人体感応の交流電圧が接触点より進入し、高抵抗Ｒ１を経過し、さらにダイオードＤ１の整流によりプラス電圧とされた後、ＩＣ１の１と２ピンに入力され、シュミットトリガの整形の後、ＩＣ１の４ピンに入力されて出力されＤトリガＩＣのＣＰ端（３ピン）に至る。一回Ｄトリガがトリガされると一回状態が変換され、並びに出力端（１ピン）より抵抗Ｒ２３を通り三極管Ｔ８のベースに至る。出力端（１ピン）が高周波数の時、三極管Ｔ８は飽和し導通状態を呈し、強制的に三極管Ｔ６を切断し、灯管が消灯する。再度タッチスイッチが駆動されると、その信号はＤトリガの出力端（１ピン）を低周波数に変え、強制的に三極管Ｔ８を切断し、安定化回路を正常作業状態となし、蛍光灯が再度点灯する。
【００１８】
ブロック（８’）の極性変換回路の作用と原理は前述した普通スイッチ式と類似し、トリガ信号は交流電源より取得されず、図４中のタッチスイッチ回路中のＤトリガ（１ピン）より取得され、この信号がもう一つのＤトリガＣＰ端（１１ピン）に至り、周波数二分割の後、１３ピンより出力され、抵抗Ｒ１２を通り三極管Ｔ４のベースに至り、継電器Ｊの作業を制御することにより灯管の極性変換を実現し、即ち二回のタッチ操作により極性を一回変換する。
【００１９】
【発明の効果】
直流蛍光灯を誘導整流器蛍光灯及び電子整流器蛍光灯と比較した時の最も明らかな長所は以下のようである。
１．ちらつきとちらつき効果がない：  前述したように、光源のちらつきは交流蛍光灯の固有の欠点であり、誘導整流器蛍光灯のちらつきは毎秒１２０回とされ、電子整流器蛍光灯は作業周波数が高いほどちらつきも多くなり、毎秒数万回となり、直流蛍光灯は灯管を流れる電流が安定した直流電流であるためちらつきが無い。光源にちらつきがないため、人の目の近点調節、近点集合、明視持久度、閃光融合周波数等の視覚機能試験指標の影響はいずれも明らかにその他の交流蛍光灯より優れている。
２．電磁波輻射汚染がない。電磁波輻射汚染は蛍光灯の電子化に伴う新しい社会公害である。電子整流器の基本原理はいずれも高周波振動を発生し、数万ヘルツの電流が蛍光灯を通過する時、電磁波輻射を発生し、医学界では既に電磁波輻射の人体及び脳に対する危害に対して不断に警告を発しており、これは高周波電子整流器蛍光灯の根本的な致命的欠点である。周波数が高くなるほど、電磁輻射も強くなり、直流蛍光灯の灯管を流れる電流は安定した一定の直流電流であり、電磁輻射汚染を発生しない。
３．高効率節電型である。蛍光灯の光に関しては、直流蛍光灯は波形因数を除去し、且つ常に最良の作業状態で作業でき、ゆえに直流蛍光灯全体の発光効率は誘導整流式交流蛍光灯より高く、節電効果も非常に顕著である。
４．一次起動する。誘導整流器蛍光灯は往々にして一次起動不能で、何度も跳動してやっと起動する。直流蛍光灯は一次起動を容易に実現でき、且つランプの管圧が低く起動電圧が低い設計により、一次起動できる。直流蛍光灯の一次起動は人に快適感を与える。人の目の保護と灯管の寿命の保護に対していずれも十分に有利である。
５．発光が安定している。電源電圧が変化する時、灯管を流れる電流変化が小さく、なぜなら、それは非常に良好な電流安定化回路を使用しているからで、灯管電流が特に安定しているため、照明の快適程度を増加する。また灯管電流が特に安定しているため、灯管を最良の電流状態下で作業させられ、灯管寿命と灯管効率の増加に有利である。
６．信頼性が高い。直流蛍光灯は高い信頼性を有し、その最も主要な原因はランプが低圧直流状態にあって保護されることである。直流蛍光灯のこの特性は使用者に極めて大きな便利さをもたらし、大量の修理にかかる人力、経費と材料を節約できる。
７．灯管寿命が長い。
（１）直流蛍光灯のカソードは低圧直流状態下で連続作業し、直流電流の単方向の衝撃性は小さく、均衡であり、寿命の延長に極めて有利である。
（２）直流蛍光灯の起動の基本は毎回一回起動すると灯管を点灯させられるため、直流蛍光灯の寿命を延長できる。
（３）電気が直流発光するため、フィラメントが電子の逆戻りによる衝撃を受けず、他の交流蛍光灯に較べて寿命が長い。
（４）電源電圧が一定範囲で波動する時、直流蛍光灯を通過する電流変化が小さく、灯管カソードが保護されるため、寿命を延長できる。
（５）電子整流器と交流灯管の間に最適マッチング問題があり、両者の間を最良のマッチング状態に調整するのは難しく、灯管寿命に影響が生じるだけでなく、早期の損壊をもたらした。
（６）電子整流器交流蛍光灯起動時に、一般にはカソードの予熱を十分に確保することができず、温度が足らなかったり冷態起動することになりカソードを損傷することがあり、灯管の両端が黒化しカソード寿命が短縮された。直流蛍光灯は一般にカソードを十分に予熱でき、一次起動でき、灯管寿命を保護し延長できる。
【００２０】
総合すると、本発明はちらつきのない直流蛍光灯回路を提供し、本発明者が実際に製造し反復操作試験したところ、確実に本発明の予期された機能効果を達成することが実証され、また、現在巷にない新規な発明であり、特許の要件である産業上の利用価値を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の普通スイッチ式回路のブロック図である。
【図２】本発明の普通スイッチ式回路の実施表示図である。
【図３】本発明のタッチスイッチ式回路のブロック図である。
【図４】本発明のタッチスイッチ式回路の実施表示図である。
【符号の説明】
（１）スイッチ
（２）ブリッジ整流
（３）調圧回路
（４）ろ波コンデンサ
（５）イグナイト回路
（６）変換接点
（７）安定化回路
（８）極性変換回路
（１’）タッチスイッチ回路
（２’）ブリッジ整流
（３’）調圧回路
（４’）ろ波コンデンサ
（５’）イグナイト回路
（６’）変換接点
（７’）安定化回路
（８’）極性変換回路
【図１】
2004214086.tif 000003
【図２】
2004214086.tif 000004
【図３】
2004214086.tif 000005
【図４】
2004214086.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月17日(2003.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】ちらつきのない直流蛍光灯回路において、スイッチ、ブリッジ整流、調圧回路、ろ波コンデンサ、イグナイト回路、蛍光灯及び継電器の変換接点、安定化回路、極性変換回路で組成され、そのうち、調圧回路が三極管、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成され、イグナイト回路が三極管、パルス変圧器、ダイオード、コンデンサで組成され、安定化回路が、三極管、ダイオードで組成され、極性変換回路がＩＣ、三極管、継電器、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路。
【請求項２】請求項１に記載のちらつきのない直流蛍光灯回路において、タッチスイッチ回路が使用され、該タッチスイッチ回路が、集積回路ＩＣ、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサ、集積回路双トリガＩＣと三極管で組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はちらつきのない直流蛍光灯回路に係り、二種類の回路形式を含み、その一種類は普通スイッチ式であり、もう一種はタッチスイッチ式であり、普通スイッチ（或いはタッチスイッチ回路）、ブリッジ整流、電圧調整回路、ろ波コンデンサ、イグナイト回路、蛍光灯管及び継電器の変換接点、安定化回路、極性変換回路等で組成され、安定し並びに電源電圧に適応する灯管管圧を下げ、これにより直流蛍光灯の総効率を高め、蛍光灯に所定の寿命内にイオンドリフト効果（ｉｏｎ  ｄｒｉｆｔ  ｅｆｆｅｃｔ）を発生させず、寿命を交流蛍光灯より長くする直流蛍光灯回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、国内外の全ての蛍光灯はいずれも交流蛍光灯とされ、長年にわたり、各国の光源専門家が直流蛍光灯の研究を行ってきたが、低圧プラズマ直流放電水銀イオンのイオンドリフト効果とランプシステム効率が低過ぎることにより使用価値のある直流蛍光灯を制作するに至っていない。
【０００３】
近年、国内外の照明用蛍光灯とその回路方面では少なからず開発が進み、希土類三原色色粉細管径蛍光灯、コンパクトタイプ高効率省エネ蛍光灯及び高電圧無極蛍光灯などが提供されている。これらの製品はエネルギーと原材料の節約においてはある程度成功している。しかし蛍光灯はいずれも交流作業状態の範囲を離脱せず、克服し難い欠点を有している。細管径交流蛍光灯とコンパクトタイプ高効率省エネ蛍光灯は、誘導安定器を使用すればちらつき効果が厳重となり、電子式安定器或いはインバータを使用すると、電磁輻射汚染が厳重となる。国内外の多くの専門家の研究によると、電磁輻射は周囲の電器作業とネットワーク質量に影響を与えるだけでなく、人体の健康にも影響を与え、新たな社会公害を形成する。電子安定器とインバータは極めて損壊しやすく、使用者が節電しても金銭を節約できない。大面積での使用は遭遇する問題も多く、克服しにくい。
【０００４】
直流蛍光灯の交流作業状態の範囲を完全に離脱し、低圧直流状態下で作業する。直流蛍光灯はちらつきがなく、電磁輻射汚染がなく、輝度が安定し、光線が柔和で、一次起動でき、エネルギー節約効率が高く、作業が安全で、信頼性が高く、寿命が長い等の多くの長所を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は一種のちらつきのない直流蛍光灯回路を提供することを課題としている。そのための技術的手段は以下のとおりである。
１．蛍光灯の低圧プラズマ直流放電中の水銀イオンのイオンドリフト効果を克服或いは排除し、直流蛍光灯の寿命内での正常で安定した作業を確保する。
２．ランプ回路の効率を、対応する誘導式安定器交流蛍光灯の回路効率よりも高くする。
３．異なる電源電圧により、適応する直流蛍光灯の管圧を選択する。灯管電圧の安定性と一致性を厳格に保証できるようにして直流蛍光灯の総効率を高める。
４．製品の経済性と組織生産の危険性を考慮し、灯管設計を交流灯管と対応する標準灯管を選択できるようにし、並びに対応する交流蛍光灯の工芸と設備と組み合わせられるようにする。
５．ランプの各光電性能指標と安全指標を対応する誘導式安定器交流蛍光灯の標準より低くならないようにする。
６．ランプの互換性と一致性を十分に考慮する。
７．特殊な応用要求を満足させられるようにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ちらつきのない直流蛍光灯回路において、スイッチ、ブリッジ整流、調圧回路、ろ波コンデンサ、イグナイト回路、蛍光灯及び継電器の変換接点、安定化回路、極性変換回路で組成され、そのうち、調圧回路が三極管、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成され、イグナイト回路が三極管、パルス変圧器、ダイオード、コンデンサで組成され、安定化回路が、三極管、ダイオードで組成され、極性変換回路がＩＣ、三極管、継電器、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサで組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載のちらつきのない直流蛍光灯回路において、タッチスイッチ回路が使用され、該タッチスイッチ回路が、集積回路ＩＣ、ダイオード、ツェナーダイオード、コンデンサ、集積回路双トリガＩＣと三極管で組成されたことを特徴とする、ちらつきのない直流蛍光灯回路としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のちらつきのない直流蛍光灯回路は二種類の回路形式を具え、そのうち一種類は、普通スイッチ式（図１参照）とされ、もう一種類はタッチスイッチ式（図３参照）とされる。それぞれに対応する実施例は図２及び図４に示される。
（１）普通スイッチ式回路（図１及び図２）
【０００８】
図１中、ブロック（１）は普通スイッチＫを代表する。ブロック（２）はブリッジ整流Ｑ１とされる。ブロック（３）は調圧回路とされ、それは三極管Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ７、ダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ９、ツェナーダイオードＤ７、Ｄ１０で組成されている。ブロック（４）はろ波コンデンサＣ７とされる。ブロック（５）はイグナイト回路（ｉｇｎｉｔｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）とされ、それは三極管Ｔ５、パルス変圧器Ｂ、ダイオードＤ１１、コンデンサＣ９、Ｃ１１、Ｃ１３で組成されている。ブロック（６）は蛍光灯管ＤＧと継電器Ｊの変換接点を代表する。ブロック（７）は安定化回路とされ、それは三極管Ｔ６、ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ１６で組成されている。ブロック（８）は、ＩＣ、三極管Ｔ６、継電器Ｊ、ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ８、ツェナーダイオードＤ２、コンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５で組成されている。
【０００９】
以下に各主要部分の原理と連接関係についてそれぞれ説明する。
【００１０】
ブロック（３）の調圧回路は直流蛍光灯のために設計された。交流電源電圧は一定の変化、例えば１００Ｖ−１２０Ｖを有する。直流灯管管圧も一定範囲内、例えば８５Ｖ−９５Ｖで変化しうる。どのように変化しようと、整流ろ波後の直流電圧が灯管管圧より１０Ｖ高く、即ち９５Ｖ−１０５Ｖとならねば、直流蛍光灯に正常な作業を行わせることはできない。これは調圧回路により完成され、その作業原理は以下のようである。
【００１１】
三極管Ｔ２、Ｔ３（大パワー灯管時にはＴ７を並列に連接可能である）でダーリントン（Ｄａｒｌｉｇｎｔｏｎ）管を組成し、総電流増幅倍数を１０００より大きくする。コンデンサＣ８の陽極上の電圧はＲ８を通過しダーリントン管のベース電流を提供し、ダーリントン管が飽和導通できるようにする。ブロック（２）のブリッジ整流後の電流はダーリントン管及び抵抗Ｒ１２とダイオードＤ６を通過してブロック（４）のろ波コンデンサＣ７に提供されて充電され、Ｃ７の電圧がツェナーダイオードＤ７の１３０Ｖを超過する時、電流はＲ１３、Ｄ７とＲ１１を通過して三極管Ｔ１を導通させ、強制的にダーリントン管を切断し、ゆえにどのような状況下でも、Ｃ７上の直流電圧はいずれもツェナーダイオードＤ７の電圧値１３０Ｖより高くなることはない。
【００１２】
蛍光灯ＤＧが点灯後、ブロック（７）の安定化回路の三極管Ｔ６のコレクタ上の電圧はＲ１７、Ｄ１０（ツェナーダイオード  ７Ｖ）、Ｄ９、Ｒ１１を通過して調圧回路の三極管Ｔ１のベースにフィードバックされ、強制的に調圧回路がろ波コンデンサＣ７に供給する充電電流を減少させ、Ｃ７の直流電圧を調節し、これによりＴ６のコレクタ上の直流電圧を１０Ｖ程度に保持させる。このような調圧回路の効率は比較的高く、並びに電磁輻射を発生しない。
【００１３】
ブロック（５）のイグナイト回路も直流蛍光灯のために設計され、その作業原理は以下のとおりである。三極管Ｔ５、パルス変圧器Ｂ、サーミスターＲ１５、コンデンサＣ９、Ｃ１１、Ｃ１３、ダイオードＤ１１及び抵抗Ｒ１６で一つの振動器を組成する。パルス変圧器Ｂの低圧コイルと蛍光灯の一端（カソード）フィラメントが連接され、フィラメントを予熱し、高圧コイルの一端が蛍光灯のもう一端（アノード）フィラメントに連接され、高圧コイルのもう一端がパルス変圧器Ｂの一次コイルを介してろ波コンデンサＣ７のプラス極に連接される。振動器の振動の初期にあって、蛍光灯のフィラメント（タングステンフィラメント）の電気抵抗は非常に低く、パルス変圧器Ｂの低圧コイルの電圧を低くし、ゆえに高圧コイルの電圧がこれにより比較的低くなり、一旦フィラメントが加熱されると、その抵抗が迅速に数倍に増加し、パルス変圧器Ｂの高圧コイルの高圧もこれに対応し増長し、蛍光灯を点灯させる。このときろ波コンデンサＣ７のプラス極の発生する電流はパルス変圧器Ｂの一次コイル及び高圧コイルを通過して蛍光灯のアノードフィラメントに至り、さらに蛍光灯内の水銀イオンを通過してカソードフィラメントに至り、安定化回路の三極管Ｔ６及び二つの抵抗２０及びＲ２０＊を経てろ波コンデンサＣ７のマイナス極に至る。この電流の大きさは安定化回路により決定される。一旦蛍光灯が点灯すると、Ｔ６のコレクタの１０Ｖ電圧は三極管Ｔ５の電流を切断し、振動は即刻停止し、これはＴ５のベースバイアス電圧が３Ｖ不足するためである。
【００１４】
ブロック（７）の安定化回路も直流蛍光灯のために設計され、その作用は蛍光灯の電流を制御することにある。抵抗Ｒ１８、Ｒ１９及びダイオードＤ１４、Ｄ１５が安定した電圧（約１．２Ｖ）を発生して三極管Ｔ６のベースに供給し、こうしてＴ６を通過する電流の大きさが抵抗Ｒ２０とＲ２０＊の並列抵抗値により決定され、この抵抗値を改変することにより蛍光灯の電流と対応するワット数を調整できる。
【００１５】
ブロック（８）の極性変換回路も直流蛍光灯のために設計され、その作用は各スイッチが一回に蛍光灯の両端のアノードとカソードを一回交換し、これにより蛍光灯が長時間の直流作業状態下でイオンドリフト効果を発生するのを防止することにある。極性変換回路は記憶を保持するため、その電源はスイッチの影響を受けて間断することがなく、ゆえにスイッチＫの前の交流電源にＲ１、Ｄ１、Ｒ２、Ｃ２とツェナーダイオードＤ２（１０Ｖ）で組成された１０Ｖの電圧安定電源ＩＣ（１４ピン）が連接されている。Ｒ３、Ｄ４、Ｃ３、Ｒ４、Ｃ４、Ｒ５、Ｄ３によりトリガ信号が形成され（３ピンに連接）、一回のスイッチングで一つのトリガ信号を発生してＤトリガを一度切り換え、出力信号（ＩＣの１ピン）がＲ１２を通過して三極管Ｔ４のベースに至り、Ｔ４の導通或いは切断を制御し、継電器Ｊに吸着或いは釈放させることにより、蛍光灯の極性を変換する（ブロック（６）を参照されたい。）。
【００１６】
（２）タッチスイッチ式回路（図３及び図４を参照されたい。）
図３中のブロック（１’）はタッチスイッチ回路であり、それは集積回路ＩＣ１（４０９３）の半分、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１３、ツェナーダイオードＤ１２、コンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、集積回路双トリガＩＣ（４０１３）の半分と三極管Ｔ８で組成されている。ブロック（２’）はブリッジ整流Ｑ１である。ブロック（３’）は調圧回路であり、装置は普通スイッチ式のもの（図２）と同じである。ブロック（４’）はろ波コンデンサＣ７とされる。ブロック（５’）はイグナイト回路であり、装置は図２のものと同じである。ブロック（６’）は蛍光灯と継電器Ｊの変換接点である。ブロック（７’）は安定化回路で普通スイッチ式のもの（図２）と同じである。ブロック（８’）は極性変換回路で、それは集積回路双トリガＩＣの半分、三極管Ｔ４、継電器Ｊ、ダイオードＤ８で組成されている。
【００１７】
図４中の抵抗Ｒ５、ツェナーダイオードＤ１２、コンデンサＣ３、Ｃ４が１２Ｖの安定電圧源を組成し、集積回路ＩＣとＩＣ１に供給し作業させる。タッチスイッチの作業原理は以下のようである。人体感応の交流電圧が接触点より進入し、高抵抗Ｒ１を経過し、さらにダイオードＤ１の整流によりプラス電圧とされた後、ＩＣ１の１と２ピンに入力され、シュミットトリガの整形の後、ＩＣ１の４ピンに出力されて、ＤトリガＩＣのＣＰ端（３ピン）に至る。一回Ｄトリガがトリガされると一回状態が変換され、並びに出力端（１ピン）より抵抗Ｒ２３を通り三極管Ｔ８のベースに至る。出力端（１ピン）が高電圧の時、三極管Ｔ８は飽和し導通状態を呈し、強制的に三極管Ｔ６を切断し、灯管が消灯する。再度タッチスイッチが駆動されると、その信号はＤトリガの出力端（１ピン）を低電圧に変え、強制的に三極管Ｔ８を切断し、安定化回路を正常作業状態となし、蛍光灯が再度点灯する。
【００１８】
ブロック（８’）の極性変換回路の作用と原理は前述した普通スイッチ式と類似し、しかし、トリガ信号は交流電源より取得されず、図４中のタッチスイッチ回路中のＤトリガ（１ピン）より取得され、この信号がもう一つのＤトリガＣＰ端（１１ピン）に至り、周波数二分割の後、１３ピンより出力され、抵抗Ｒ１２を通り三極管Ｔ４のベースに至り、継電器Ｊの作業を制御することにより灯管の極性変換を実現し、即ち二回のタッチ操作により極性を一回変換する。
【００１９】
【発明の効果】
直流蛍光灯を誘導式安定器蛍光灯及び電子安定器蛍光灯と比較した時の最も明らかな長所は以下のようである。
１．ちらつきとちらつき効果がない：  前述したように、光源のちらつきは交流蛍光灯の固有の欠点であり、誘導式安定器蛍光灯のちらつきは毎秒１２０回とされ、電子安定器蛍光灯は作業周波数が高いほどちらつきも多くなり、毎秒数万回となり、直流蛍光灯は灯管を流れる電流が安定した直流電流であるためちらつきが無い。光源にちらつきがないため、人の目の近点調節、近点集合、明視持久度、閃光融合周波数等の視覚機能試験指標の影響はいずれも明らかにその他の交流蛍光灯より優れている。
２．電磁波輻射汚染がない。電磁波輻射汚染は蛍光灯の電子化に伴う新しい社会公害である。電子安定器の基本原理はいずれも高周波振動を発生し、数万ヘルツの電流が蛍光灯を通過する時、電磁波輻射を発生し、医学界では既に電磁波輻射の人体及び脳に対する危害に対して不断に警告を発しており、これは高周波電子バラスト蛍光灯の根本的な致命的欠点である。周波数が高くなるほど、電磁輻射も強くなり、直流蛍光灯の灯管を流れる電流は安定した一定の直流電流であり、電磁輻射汚染を発生しない。
３．高効率節電型である。蛍光灯の光に関しては、直流蛍光灯は波形因数を除去し、且つ常に最良の作業状態で作業でき、ゆえに直流蛍光灯全体の発光効率は誘導安定器交流蛍光灯より高く、節電効果も非常に顕著である。
４．一次起動する。誘導式バラスト蛍光灯は往々にして一次起動不能で、何度も跳動してやっと起動する。直流蛍光灯は一次起動を容易に実現でき、非低電圧起動である。直流蛍光灯の一次起動は人に快適感を与える。人の目の保護と灯管の寿命の保護に対していずれも十分に有利である。
５．発光が安定している。電源電圧が変化する時、灯管を流れる電流変化が小さく、なぜなら、それは非常に良好な安定器を使用しているからで、灯管電流が特に安定しているため、照明の快適程度を増加する。また灯管電流が特に安定しているため、灯管を最良の電流状態下で作業させられ、灯管寿命と灯管効率の増加に有利である。
６．信頼性が高い。直流蛍光灯は高い信頼性を有し、低温状態である。直流蛍光灯のこの特性は使用者に極めて大きな便利さをもたらし、大量の修理にかかる人力、経費と材料を節約できる。
７．灯管寿命が長い。
（１）直流蛍光灯の起動の基本は毎回一回起動すると灯管を点灯させられるため、直流蛍光灯の寿命を延長できる。
（２）電気が直流発光するため、フィラメントが電子の逆戻りによる衝撃を受けず、他の交流蛍光灯に較べて寿命が長い。
（３）電源電圧が一定範囲で波動する時、直流蛍光灯を通過する電流変化が小さく、灯管カソードが保護されるため、寿命を延長できる。
（４）電子安定器と交流灯管の間に最適マッチング問題があり、両者の間を最良のマッチング状態に調整するのは難しく、灯管寿命に影響が生じるだけでなく、早期の損壊をもたらした。
（５）電子安定器交流蛍光灯起動時に、一般にはカソードの予熱を十分に確保することができず、温度が足らなかったり冷態起動することになりカソードを損傷することがあり、灯管の両端が黒化しカソード寿命が短縮された。直流蛍光灯は一般にカソードを十分に予熱でき、一次起動でき、灯管寿命を保護し延長できる。
【００２０】
総合すると、本発明はちらつきのない直流蛍光灯回路を提供し、本発明者が実際に製造し反復操作試験したところ、確実に本発明の予期された機能効果を達成することが実証され、また、現在巷にない新規な発明であり、特許の要件である産業上の利用価値を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の普通スイッチ式回路のブロック図である。
【図２】本発明の普通スイッチ式回路の実施表示図である。
【図３】本発明のタッチスイッチ式回路のブロック図である。
【図４】本発明のタッチスイッチ式回路の実施表示図である。
【符号の説明】
（１）スイッチ
（２）ブリッジ整流
（３）調圧回路
（４）ろ波コンデンサ
（５）イグナイト回路
（６）変換接点
（７）安定化回路
（８）極性変換回路
（１’）タッチスイッチ回路
（２’）ブリッジ整流
（３’）調圧回路
（４’）ろ波コンデンサ
（５’）イグナイト回路
（６’）変換接点
（７’）安定化回路
（８’）極性変換回路


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004214086.tif 000007