(57)【要約】【課題】  安価な構成にて蛍光ランプを確実に始動でき、電源の瞬時低電圧によるランプ立ち消え時に自動的に再点灯し、定格電力の異なる安定器と蛍光ランプを持つ蛍光ランプ点灯装置に適用可能な汎用性ある始動装置を提供する。【解決手段】  蛍光ランプ点灯装置は、蛍光ランプを点灯させる始動装置を備えた蛍光ランプ点灯装置であって、始動装置は、第一の整流手段と、第一の抵抗手段と半導体スイッチ素子との第一の直列接続体と、第二の抵抗手段と少なくとも１つのツェナーダイオードと第二の整流手段との第二の直列接続体と、第一のコンデンサと、半導体スイッチ素子を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、半導体スイッチ素子を制御する第一のトランジスタと、第一のトランジスタを制御する第二のトランジスタと、第二及び第三のツェナーダイオードと、第三、第四及び第五の抵抗手段と、第二のコンデンサとを備える。【選択図】    図１
2004335490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定器と、２つの予熱電極を有する蛍光ランプとを有し、交流電源を入力して前記蛍光ランプを点灯させる始動装置を備えた蛍光ランプ点灯装置であって、
前記始動装置は、
蛍光灯の２つの予熱電極の１つの一端に、一端が接続された第一の整流手段と、
前記第一の整流手段の他端と前記蛍光灯の他の１つの予熱電極の一端との間に両端が接続された、第一の抵抗手段と半導体スイッチ素子との第一の直列接続体と、
前記第一の直列接続体の一端に一端が接続された、第二の抵抗手段と、ツェナー電圧が前記半導体スイッチ素子のオン抵抗と前記第一の抵抗手段の抵抗との和と予熱電流との積より大きくなるように設定した少なくとも１つのツェナーダイオードと、第二の整流手段と、を直列接続した第二の直列接続体と、
前記第二の直列接続体の他端と前記第一の直列接続体の他端との間に接続された第一のコンデンサと、
前記第二の直列接続体と前記第一のコンデンサとの接続点である第一の接続点と、前記第一の抵抗手段と前記半導体スイッチ素子との接続点である第二の接続点との間の直流電圧を入力し、出力電圧を前記半導体スイッチ素子の制御端子に入力して前記半導体スイッチ素子を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記第一の接続点に一端が接続された第三の抵抗手段と、
前記第三の抵抗手段の他端に、一端が接続され、前記半導体スイッチ素子が導通する時、前記半導体スイッチ素子の導通期間よりも長い時定数で充電される第二のコンデンサと第四の抵抗手段との並列接続体と、
一端が前記並列接続体の他端に接続され、他端が前記第二の接続点に接続された第二のトランジスタと、
前記第一の接続点と前記半導体スイッチ素子の制御端子との間に接続された第五の抵抗手段と、
前記半導体スイッチ素子の制御端子と前記第二の接続点との間に接続され、前記第三の抵抗手段と前記並列接続体との接続点に制御端子が接続された第一のトランジスタと、
前記第一の接続点と前記第二のトランジスタの制御端子との間に接続された第二のツェナーダイオードと、
前記半導体スイッチ素子の制御端子と前記第二のトランジスタの制御端子との間に接続された第三のツェナーダイオードと、を備え、
前記第二のコンデンサの両端電圧が所定の電圧より高くなった時、前記半導体スイッチ素子を遮断することを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光ランプ点灯装置、特に予熱電極を有する蛍光ランプのための半導体スイッチ素子を利用した始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光ランプ点灯装置に利用されてきた始動装置は、主にグロースタータであった。しかし、グロースタータには、始動に要する時間が長い、寿命が短い等の欠点があった。最近、半導体スイッチ素子を利用した始動装置が開発されているが、高価であり、需要が限られている。このため安価な始動装置の開発が期待されており、現在、図６に示すような半導体スイッチ素子としてトランジスタを用いた始動装置が提案されている（特開平３−２５２０９６号公報）。
【０００３】
図６に示す従来の蛍光ランプ点灯装置は、交流電源１、安定器２、一対の予熱電極４，５を有する蛍光ランプ３および始動装置７を備えた回路である。この蛍光ランプ点灯装置の回路構成は、以下のようである。交流電源１と安定器２の一端子が接続されている。安定器の他の端子は蛍光ランプ３の電源側電極端子の一端子と接続されている。蛍光ランプ３の予熱電極４、５の非電源側電極端子の両端に始動装置７と雑音防止コンデンサ６が接続されている。
【０００４】
蛍光ランプ３の非電源側電極端子の両端子に接続された始動装置７の回路は以下のように構成されている。蛍光ランプ３の予熱電極４、５の非電源側電極端子間に直列となるようにダイオード８、抵抗３０およびトランジスタ３１のコレクタ−エミッタ間が接続されている。抵抗３２は、ダイオード８とトランジスタ３１のベース間に接続されている。抵抗３７とコンデンサ３６とを直列に接続することによって構成されるタイマー回路はダイオード８と予熱電極５の非電源側電極端子間に接続される。タイマー回路によって制御されるサイリスタ３３はトランジスタのベース−エミッタ間に接続される。コンデンサ３６と抵抗３７の間とサイリスタ３３のゲート間に抵抗３４およびツェナーダイオード３５が接続されている。
【０００５】
次に、この従来の蛍光ランプ点灯装置の動作について説明する。
交流電源１が投入され、電源電圧が正のサイクルの時、ダイオード８および抵抗３２を介してトランジスタ３１のベースにベース電流が供給される。トランジスタにベース電流が供給されるため、第一の整流手段８を介してトランジスタ３１のコレクタ−エミッタ間にコレクタ電流が流れる。このように半波の予熱電流が流れて蛍光ランプ３の予熱電極４，５は予熱される。これと同時にツェナーダイオード３５の両端には逆電圧がかかる。逆電圧がある値（以下ツェナー電圧と称す）になると逆方向に電流が流れるようになる。コンデンサに蓄積された電荷はツェナーダイオード３５および抵抗３４を通ってサイリスタ３３のゲートに流れ、サイリスタ３３がオンの状態になり、サイリスタ３３のアノード−カソード間に電流が流れる。このため、トランジスタ３１のコレクタには電流が流れなくなり、トランジスタの３１はオフの状態となる。この結果、安定器２のインダクタンスによるキック電圧が発生し、蛍光ランプ３が点灯する。
【特許文献１】特開平３−２５２０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の蛍光ランプ点灯装置に用いられてきた始動装置において、そのタイマー回路の動作はトランジスタ３１のコレクタ−エミッタ間の電圧と抵抗３０の両端に加わる電圧の和により決まる。トランジスタ３１のコレクタ−エミッタ間と抵抗３０の両端に加わる電圧はトランジスタ３１のコレクタ−エミッタ間に流れる予熱電流により変化し、タイマー回路の動作時間も変化する。
【０００７】
インダクタンスが大きい安定器２を用いる小電力の蛍光ランプ点灯装置の場合、予熱電流が小さいために、タイマー回路の動作時間は長くなり、最悪の場合には、タイマー回路のコンデンサ３６に充電される電圧が低い電圧で安定する。そうなるとサイリスタ３３のゲートに電流が流れず、予熱電流が連続して流れる。従って、安定器２の発熱や蛍光ランプ３の端部黒化を生じ、蛍光ランプ３を始動できないという問題があった。また、蛍光ランプ３が点灯中交流電源１の電圧が瞬時に低下し、蛍光ランプ３の立ち消え後に電圧が復帰した場合、サイリスタ３３は交流電源１とコンデンサ３６からのゲート電流によりオン状態を維持する。そうなるとトランジスタ３１はオフ状態を維持しているので再始動動作が行われず蛍光ランプ３は消えたままであり、再度電源スイッチを操作しなければ点灯しないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決することを課題に、定格電力の異なる安定器や蛍光ランプに汎用的に適用できる始動装置および電源の瞬時低電圧によるランプ立ち消え時に自動的に再点灯を行う始動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の蛍光ランプ点灯装置は、安定器と、２つの予熱電極を有する蛍光ランプとを有し、交流電源を入力して前記蛍光ランプを点灯させる始動装置を備えた蛍光ランプ点灯装置であって、前記始動装置は、蛍光灯の２つの予熱電極の１つの一端に、一端が接続された第一の整流手段と、前記第一の整流手段の他端と前記蛍光灯の他の１つの予熱電極の一端との間に両端が接続された、第一の抵抗手段と半導体スイッチ素子との第一の直列接続体と、前記第一の直列接続体の一端に一端が接続された、第二の抵抗手段と、ツェナー電圧が前記半導体スイッチ素子のオン抵抗と前記第一の抵抗手段の抵抗との和と予熱電流との積より大きくなるように設定した少なくとも１つのツェナーダイオードと、第二の整流手段と、を直列接続した第二の直列接続体と、前記第二の直列接続体の他端と前記第一の直列接続体の他端との間に接続された第一のコンデンサと、前記第二の直列接続体と前記第一のコンデンサとの接続点である第一の接続点と、前記第一の抵抗手段と前記半導体スイッチ素子との接続点である第二の接続点との間の直流電圧を入力し、出力電圧を前記半導体スイッチ素子の制御端子に入力して前記半導体スイッチ素子を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第一の接続点に一端が接続された第三の抵抗手段と、前記第三の抵抗手段の他端に、一端が接続され、前記半導体スイッチ素子が導通する時、前記半導体スイッチ素子の導通期間よりも長い時定数で充電される第二のコンデンサと第四の抵抗手段との並列接続体と、一端が前記並列接続体の他端に接続され、他端が前記第二の接続点に接続された第二のトランジスタと、前記第一の接続点と前記半導体スイッチ素子の制御端子との間に接続された第五の抵抗手段と、前記半導体スイッチ素子の制御端子と前記第二の接続点との間に接続され、前記第三の抵抗手段と前記並列接続体との接続点に制御端子が接続された第一のトランジスタと、前記第一の接続点と前記第二のトランジスタの制御端子との間に接続された第二のツェナーダイオードと、前記半導体スイッチ素子の制御端子と前記第二のトランジスタの制御端子との間に接続された第三のツェナーダイオードと、を備え、前記第二のコンデンサの両端電圧が所定の電圧より高くなった時、前記半導体スイッチ素子を遮断することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、蛍光灯点灯装置を構成する始動装置に第一のタイマー手段および制御手段を備えることにより、定格電力の異なる安定器や蛍光ランプを持つ蛍光ランプ点灯装置に同一の始動装置を利用でき、また、ランプの立ち消え時に自動的に蛍光ランプの再点灯を行うことができる。
【００１１】
本発明によれば、定格電力の異なる安定器や蛍光ランプを持つ蛍光ランプ点灯装置およびランプの立ち消え時に自動的に蛍光ランプの再点灯を行う蛍光ランプ点灯装置の始動装置を構成する第一のタイマー手段を構成できる。
【００１２】
本発明によれば、電解効果トランジスタを利用することにより、半導体スイッチ素子を保護するためのサージ電圧抑圧器が不必要となり、また、電圧信号によりオン・オフ制御を行うことができる。
【００１３】
本発明によれば、蛍光ランプ点灯装置は所定時間後のランプ再点灯動作の停止、半導体スイッチ素子の保護およびランプ明滅の防止の機能を有する。
【００１４】
本発明によれば、既存の照明器具のグロースタータ点灯管のソケットを始動装置の収納に使用できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、始動装置に第一のタイマー手段および制御手段を備えることにより、定格の異なる安定器や蛍光ランプを持つ蛍光ランプ点灯装置に対し確実にランプの点灯を行うことができ、また、交流電源の電圧が瞬時に低電圧になり蛍光ランプが立ち消えの場合に対し自動的にランプの再点灯を行うことができる。抵抗、ツェナーダイオード、整流ダイオードおよびコンデンサを直列に接続することで、第一のタイマー手段の機能を持つ回路を構成できる。
また、半導体素子としてアバランシェ耐量のある電解効果トランジスタを用いることにより、半導体スイッチ素子を保護するためのサージ電圧抑制器が不要となる。
また、制御手段に第二のタイマー手段を備えることにより、所定時間後のランプ再点灯動作の停止、半導体スイッチ素子の保護およびランプ明滅の防止を行うことができる。
さらに、始動装置の収納用容器を蛍光灯器具のグロースタータと互換性のある形状にすることで既存の照明器具に使用する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図１以下を参照にしながら説明する。
【００１７】
《回路構成》
図１に示すように本発明の一つの実施形態の蛍光ランプ点灯装置は、交流電源１、安定器２、一対の予熱電極４，５を有する蛍光ランプ３および始動装置７を備えた回路である。この蛍光ランプ点灯装置の回路構成は、以下の通りである。交流電源１と安定器２の一端子が接続される。安定器の他の端子は蛍光ランプ３の電源側電極端子の一端子と接続される。蛍光ランプ３の非電源側電極端子の両端に始動装置と雑音防止コンデンサ６が接続される。
【００１８】
蛍光ランプ３の非電源側電極端子の両端子に接続された始動装置７の回路は以下のように構成される。始動装置７は第一の整流手段８、半導体スイッチ素子９、第一の抵抗手段１０、第一のタイマー手段１１および制御手段１６を備える。蛍光ランプ３の予熱電極４、５の非電源側電極端子間に直列となるように制御端子を有する半導体スイッチ素子９、半導体スイッチ素子９に流れる電流を検出する第一の抵抗手段１０および第一の整流手段８が接続される。半導体スイッチ素子としては接合トランジスタ等があるが、半導体スイッチ素子９には、アバランシェ耐量のある電界効果トランジスタを利用する。なお、電界効果トランジスタを利用することによりキック電圧から半導体スイッチを保護するためのサージ電圧抑圧器が不要となる。半導体スイッチ素子９と第一の抵抗手段１０との直列回路と並列に第一のタイマー手段１１を接続する。第一のタイマー手段１１は抵抗１２、ツェナーダイオード１３、ダイオード１４およびコンデンサ１５とを直列に接続することにより構成される。なおツェナーダイオード１３のツェナー電圧は半導体スイッチ素子９のオン抵抗と第一の抵抗手段１０の抵抗との和と予熱電流との積より大きくなるように設定する。制御手段１６はコンデンサ１５と第一の抵抗手段１０の直列回路の両端と半導体スイッチ素子９のゲートの三端子に接続される。制御手段１６は第二のタイマー手段１７、トランジスタ２１、トランジスタ２５、ツェナーダイオード２２およびツェナーダイオード２３を備える。なおツェナーダイオード２２のツェナー電圧はツェナーダイオード２３のツェナー電圧より高く設定する。第二のタイマー手段１７はコンデンサ１９と抵抗２０との並列回路と抵抗１８の直列回路からなる。コンデンサ１５とダイオード１４との接続点に第二のタイマー手段の抵抗１８の一端、抵抗２４の一端およびツェナーダイオード２２のカソードとが接続される。抵抗１８とコンデンサ１９の接続点にはトランジスタ２５のベースが接続される。トランジスタ２５としては、一例としてトランジスタをオン状態にするためのベース−エミッタ間の電圧が約０．６Ｖのものを利用する。第二のタイマー手段１７の他端にはトランジスタ２１のコレクタが接続される。トランジスタ２１のエミッタは抵抗１０および半導体スイッチ素子９のソースとに接続される。トランジスタ２１のベースはツェナーダイオード２２のアノードおよびツェナーダイオード２３のアノードに接続される。ツェナーダイオード２２のアノードおよびツェナーダイオード２３のアノードは互いに接続される。抵抗２４の他端はツェナーダイオード２３のカソード、トランジスタ２５のコレクタおよび半導体スイッチ素子９のゲートに接続される。トランジスタ２５のエミッタは第一の抵抗手段１０、半導体スイッチ素子９のソースおよびトランジスタ２１のエミッタに接続される。
【００１９】
なお、始動装置の収納用容器を、図２に示すようなグロースタータと互換性のある形状にする。このことで既存の照明器具に使用する事が可能となる。
【００２０】
《動作》
次に、図１および図２に示した蛍光ランプ点灯装置の動作について図３乃至図５を参照にしながら説明する。
図３の（ａ）に示すように交流電源１が投入される前、すなわち時刻Ｔ１以前、には、コンデンサ１５には電荷は蓄積されておらずコンデンサの両端の電圧は零である。このため、図３の（ｂ）および図３の（ｃ）に示すようにトランジスタ２１およびトランジスタ２５はオフ状態である。
【００２１】
交流電源１が時刻Ｔ１で投入され、交流電源１が正のサイクルの時、抵抗１２、ツェナーダイオード１３およびダイオード１４を通ってコンデンサ１５に電流が流れ、コンデンサ１５に電荷が充電される。コンデンサ１５とツェナーダイオード１３の間にダイオード１４が存在するため、コンデンサ１５に充電された電荷は抵抗１２およびツェナーダイオード１３を通って放電することはない。
また、同時に抵抗１８を通ってトランジスタ２５のベースに電流が流れ、図３の（ｃ）に示すようにトランジスタ２５はオン状態になる。
ツェナーダイオード２２にかかる電圧がツェナー電圧以下であるため、トランジスタ２１のベース電流はツェナーダイオード２２により阻止され、またトランジスタ２５がオン状態であるので、トランジスタ２１のベース電流は、ツェナーダイオード２３により阻止される。このため、トランジスタ２１は図３の（ｂ）に示すようにオフ状態を維持する。
トランジスタ２１がオフ状態であるため第二のタイマー手段１７のコンデンサ１９には電荷は蓄積されず、コンデンサ１９の電圧は零である。
一方、図３の（ａ）に示すようにコンデンサ１５の電圧は半波の交流電圧により速やかに充電され、ツェナーダイオード２２のツェナー電圧である第一の所定電圧に達する。
この例では時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの時間は０．１秒から０．２秒の範囲に設定している。
【００２２】
時刻Ｔ２でコンデンサ１５の電圧が第一の所定電圧に達するため、コンデンサ１５からツェナーダイオード２２を介してトランジスタ２１のベースに電流が流れ、トランジスタ２１は図３の（ｂ）に示すようにオン状態となる。
時刻Ｔ２でトランジスタ２１がオン状態となると、コンデンサ１９の電圧は零であるため、トランジスタ２５のベース電圧が０Ｖとなる。この電圧はトランジスタ２５をオン状態にする電圧の約０．６Ｖ以下であるため、トランジスタ２５は図３の（ｃ）に示すようにオフ状態になる。
時刻Ｔ２でトランジスタ２５がオフ状態となると、コンデンサ１５の電圧はツェナーダイオー２３のツェナー電圧以上であるため、コンデンサ１５から抵抗２４とツェナーダイオード２３を介してトランジスタ２１のベースにベース電流が供給される。トランジスタ２１のベースにベース電流が供給されるため、図３の（ｂ）および図３の（ｃ）に示すように、トランジスタ２１はオン状態を維持し、トランジスタ２５はオフ状態を維持する。
この時、半導体スイッチ素子９のゲートにツェナーダイオード２３のツェナー電圧にほぼ等しい電圧がかかり、半導体スイッチ素子９は図３の（ｄ）に示すようにオン状態になる。
半導体スイッチ素子９がオン状態となると予熱電流が交流電源１から安定器２、蛍光ランプ３の予熱電極４、半導体スイッチ素子９、第一の抵抗手段１０、ダイオード８および蛍光ランプ３の予熱電極５を通って流れる。
半導体スイッチ素子９がオン状態の場合、始動装置７の両端に加わる電圧は、半導体スイッチ素子９のオン抵抗と第一の抵抗手段１０の抵抗との和と予熱電流との積であり、数十Ｖとなる。また、第一のタイマー手段１１を構成するツェナーダイオード１３のツェナー電圧は半導体スイッチ素子９のオン抵抗と第一の抵抗手段１０の抵抗との和と予熱電流との積より大きく設定しているため、ツェナーダイオード１３によりコンデンサ１５へ流れる電流は阻止される。
【００２３】
コンデンサ１５に蓄積された電荷は、第二のタイマー手段１７およびトランジスタ２１のコレクタを通して放電され、また、抵抗２４、ツェナーダイオード２３およびトランジスタ２１のベースを結ぶルートを通して放電される。このため、コンデンサ１５の電圧は徐々に低下する。
コンデンサ１５の電圧が低下し、ツェナーダイオード２３のツェナー電圧である第二の所定電圧になると、コンデンサ１５から抵抗２４とツェナーダイオード２３を通って流れていたトランジスタ２１のベースへのベース電流が流れなくなる。このため、トランジスタ２１は図３の（ｂ）に示すように時刻Ｔ３でオフ状態になる。
トランジスタ２１がオフ状態になるとコンデンサ１５から抵抗１８を通ってトランジスタ２５にベース電流が供給されトランジスタ２５はオン状態となり、半導体スイッチ素子９のゲート電圧は零になる。このため、半導体スイッチ素子９はオフ状態となる。
このとき流れていた予熱電流が急速に遮断されるために、安定器２のインダクタンスによるキック電圧が発生し蛍光ランプ３が点灯する。
【００２４】
トランジスタ２５がオン状態になった後、トランジスタ２１のベース電流はツェナーダイオード２３で阻止される。このためトランジスタ２１はオフ状態を維持し、またそれにより、トランジスタ２５はオン状態を維持する。その結果、半導体スイッチ素子９はオフ状態を維持し、蛍光ランプ３は点灯状態を維持する。
蛍光ランプ３が点灯しているとき蛍光ランプ３の両端の電圧は交流電源１の電圧と比較して十分低く、それ故第一のタイマー手段１１を構成するコンデンサ１５の電圧は第一の所定電圧になることはなく、トランジスタ２１はオフ状態を維持する。このため、再び半導体スイッチ素子９がオン状態になることはない。
蛍光ランプ３が電源電圧の低下等で時刻Ｔ４（図３）で立ち消えた場合、蛍光ランプ３の両端の電圧が交流電源１の電圧に等しくなり、第一のタイマー手段１１が再動作し時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの始動動作を行い蛍光ランプ３は再び点灯する。
【００２５】
この例において蛍光ランプ３が点灯するまでに必要な時間は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの時間に等しい。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の時間を０．１秒から０．２秒の範囲に設定する。また、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの時間については次のように決まる。この時間は予熱電流を流している時間であり、この予熱時間はコンデンサ１５の容量値、放電のための抵抗１８、抵抗２４、第一の所定電圧値および第二の所定電圧値によってほぼ決定される。したがって予熱時間は蛍光ランプ３の電力値や安定器２のインピーダンスによる予熱電流値にかかわらずほぼ一定の時間となる。
【００２６】
このため、定格電力の異なる安定器２や蛍光ランプ３を持つ蛍光ランプ点灯装置に、同一の始動装置を使用することができる。
【００２７】
この例では電力値が４Ｗから３０Ｗまでの広範囲にわたる蛍光ランプに対してこの予熱時間を０．８秒から１．２秒に設定し確実な始動性能を得ることができた。更に、交流電源１が定格値より低い場合や蛍光ランプ３の周囲温度が低く点灯しにくい場合においても、始動動作が繰り返され確実な始動性能を得ることができた。
【００２８】
さらに蛍光灯ランプ点灯装置の点灯時の動作を図１および図４を参照にしながら説明する。
図４は図３の時刻Ｔ３における時間軸を拡大した図である。図４の（ｆ）はコンデンサ１５の電圧、図４の（ｇ）はトランジスタ２１のエミッタからみた第一の抵抗手段１０の電圧、図４の（ｈ）はトランジスタ２１のエミッタからみたコンデンサ１５の正極端の電圧、図４の（ｉ）はトランジスタ２１の動作状態、図４の（ｊ）はトランジスタ２５の動作状態、図４の（ｋ）は半導体スイッチ素子９の動作状態、図４の（ｌ）は予熱電流および図４の（ｍ）はキック電圧である。
【００２９】
半導体スイッチ素子９がオン状態で第一の抵抗手段１０に図４の（ｌ）に示した予熱電流が流れるとその両端に予熱電流による電圧降下が生じる。図４の（ｇ）に示すように第一の抵抗手段１０の電圧はトランジスタ２１のエミッタからみると負の極性となる。また、図４の（ｈ）に示したトランジスタ２１のエミッタからみたコンデンサ１５の正極端の電圧は図４の（ｆ）と図４の（ｇ）の和であり、リップルを有する直流電圧となる。この電圧は、図４の（ｌ）に示した予熱電流との極性が逆であり、予熱電流が大きくなると小さくなる。図４の（ｈ）に示した電圧がコンデンサ１５の放電により降下していく場合、この電圧は必ず予熱電流が最大付近の位相で第二の所定電圧に達する。
この瞬間にコンデンサ１５から抵抗２４およびツェナーダイオード２３を通って流れていたトランジスタ２１へのベース電流が流れなくなり、トランジスタ２１は図４の（ｉ）に示すように時刻Ｔ３でオフ状態となる。トランジスタ２１がオフ状態になるとコンデンサ１５より抵抗１８を介してトランジスタ２５にベース電流が供給されトランジスタ２５はオン状態となる。このため半導体スイッチ素子９のゲート電圧は零になり、半導体スイッチ素子９はオフ状態となる。このとき流れていた予熱電流が遮断され安定器２のインダクタンスによるキック電圧が発生し蛍光ランプ３が点灯する。
予熱電流が遮断される電流値は常にほぼピーク値であり安定器からのキック電圧のエネルギーは大きく蛍光ランプ３を確実に始動させることができる。
【００３０】
次に、蛍光ランプが寿命のきた蛍光ランプあるいは不良の蛍光ランプである場合の蛍光灯ランプ点灯装置の動作を図１および図５を参照にしながら説明する。
図５の（ｎ）にコンデンサ１５の電圧、図５の（ｏ）にトランジスタ２１の動作状態、図５の（ｐ）にトランジスタ２５の動作状態、図５の（ｑ）に半導体スイッチ素子９の動作状態、図５の（ｒ）に予熱電流、図５の（ｓ）にコンデンサ１９の電圧を示す。
時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの蛍光ランプ点灯装置の動作は、蛍光ランプが正常である場合と同様なので詳細は省略するが、時刻Ｔ１で交流電源１を投入すると、図３の（ｒ）に示すように予熱電流が流れ時刻Ｔ３で予熱電流が遮断され、安定器２のインダクタンスによるキック電圧が発生する。
しかし、蛍光ランプ３が不良等の原因で点灯しない場合、再び時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までと同様の始動動作を繰り返す。例えば時刻Ｔ２から時刻Ｔ３のように、半導体スイッチ素子９がオンの状態の間に、半導体スイッチ素子９には予熱電流が流れ、半導体スイッチ素子９は予熱電流による抵抗損失で発熱し温度が上昇する。また、予熱電流が流れている間トランジスタ２１はオン状態である。トランジスタ２１がオン状態であるため、コンデンサ１５から抵抗１８を通ってコンデンサ１９に電流が流れ、コンデンサ１９は充電され、コンデンサ１９の電圧は上昇する。
時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までと同様の始動動作を繰り返した後、時刻Ｔ５でコンデンサ１９の電圧がトランジスタ２５をオン状態にできるベース−エミッタ電圧０．６Ｖに達する。このため、コンデンサ１５から抵抗１８を通ってコンデンサ１９に流れていた電流はほぼ流れなくなり、抵抗１８を通ってトランジスタ２５のベースに流れ、トランジスタ２５はオン状態となる。トランジスタ２５がオン状態になると半導体スイッチ素子９はオフ状態となり、予熱電流は流れなくなり、始動動作は停止する。予熱電流が流れなくなった後、交流電源１の電圧によりコンデンサ１５の電圧が第一の所定電圧に達してトランジスタ２１がオン状態になる。しかし、既にコンデンサ１９の電圧が０．６Ｖに達しているためトランジスタ２５はオフ状態にならず、オン状態を維持する。
その結果、コンデンサ１５の電圧は第一の所定電圧、コンデンサ１９の電圧は０．６Ｖ、トランジスタ２１とトランジスタ２５はオン状態および半導体スイッチ素子９はオフ状態を維持する。
したがって、従来のグロースタータの様にランプが寿命の場合にランプの明滅を繰り返すことはない。
その後、交流電源１の電源を切るとコンデンサ１５の電荷は抵抗１８あるいは抵抗２４を通って、コンデンサ１９の電荷は抵抗２０を通って徐々に放電され、交流電源１投入前の初期の状態に戻る。
始動動作を停止させる時間である時刻Ｔ２から時刻Ｔ５までの時間はコンデンサ１９と抵抗１８との時定数でほぼ決定でき、あらかじめ半導体スイッチ素子９の温度上昇が定格以内になるよう設定しているので、寿命がきた蛍光ランプ、不良の蛍光ランプを使用した場合でも半導体スイッチ素子９を破損させることなく予熱電流を確実に停止することができる。本例では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ５までの時間を３秒以下に設定し半導体スイッチ素子９を発熱から保護している。
【００３１】
第二のタイマー回路を備えることで、ランプの再点灯動作の停止、ランプの明滅動作の防止および半導体スイッチ素子の保護の機能を持つ。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、例えば、蛍光ランプ点灯装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の回路構成例を示す図
【図２】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置を構成する始動装置の外観を示す図
【図３】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の動作を表す図    （ａ）コンデンサ１５の電圧    （ｂ）トランジスタ２１の動作状態    （ｃ）トランジスタ２５の動作状態    （ｄ）半導体スイッチ素子９の動作状態    （ｅ）予熱電流
【図４】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の動作を表す図    （ｆ）コンデンサ１５の電圧    （ｇ）トランジスタ２１のエミッタからみた第一の抵抗手段１０の電圧    （ｈ）トランジスタ２１のエミッタからみたコンデンサ１５の正極の電圧    （ｉ）トランジスタ２１の動作状態    （ｊ）トランジスタ２５の動作状態    （ｋ）半導体スイッチ素子９の動作状態    （ｌ）予熱電流    （ｍ）キック電圧
【図５】本発明を実施した蛍光ランプ点灯装置の動作を表す図    （ｎ）コンデンサ１５の電圧    （ｏ）トランジスタ２１の動作状態    （ｐ）トランジスタ２５の動作状態    （ｑ）半導体スイッチ素子９の動作状態    （ｒ）予熱電流    （ｓ）コンデンサ１９の電圧
【図６】従来の蛍光ランプ点灯装置の回路構成を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１  交流電源
２  安定器
３  蛍光ランプ
４  予熱電極
５  予熱電極
６  雑音防止用コンデンサ
７  始動装置
８  第二の整流手段
９  半導体スイッチング素子
１０  第二の抵抗手段
１１  第一のタイマー手段
１６  制御手段
１７  第二のタイマー手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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