(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電圧が供給される入力端子と、発振出力を発する出力端子と、電圧の状態を変化させることによって発振動作の開始、停止の切り換えを制御することができる発振制御端子とを有し、発振制御端子−シグナルグランド間が高抵抗の状態にあって前記発振制御端子が第１の発振制御電圧以上の電圧であるときに、発振動作を開始すると共に、発振制御端子−シグナルグランド間が高抵抗の状態にあって前記発振制御端子が第１の発振制御電圧より低い第２の発振制御電圧以下の電圧であるとき、および、発振制御端子−シグナルグランド間が低抵抗の状態にあるときに、発振動作を停止するインバータ回路と、
蛍光管と、
前記出力端子が接続され、前記インバータ回路の発振出力に共振して前記蛍光管に交流高電圧を供給する共振回路と、
前記入力端子に供給される駆動電圧をモニターし、前記入力端子に、通常点灯時よりも低い敷居電圧未満の駆動電圧が供給された場合に、発振制御端子−シグナルグランド間を低抵抗の状態にすると共に、前記入力端子に前記敷居電圧以上の駆動電圧が供給された場合に、発振制御端子−シグナルグランド間を高抵抗の状態にして、前記発振制御端子の電圧の状態を変化させる電圧可変回路と
を備えることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】
抵抗体及びコンデンサが直列接続されてなる時定数回路と、
スイッチ素子と、
前記スイッチ素子を制御するスイッチ制御手段とをさらに備え、
前記インバータ回路は、前記時定数回路のコンデンサに前記抵抗体を介して電荷を蓄積させ、電荷の蓄積量が所定量になれば前記コンデンサに前記抵抗体を介さずに電荷を放出させ、当該電荷の蓄積及び放出の周期に応じた周波数で発振動作すると共に、
前記スイッチ素子は、前記電荷の蓄積及び放出の周期が、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高い第１の周波数に対応する第１の周期と、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも低い第２の周波数に対応する第２の周期とのいずれかになるように、前記時定数回路に含まれる抵抗体の抵抗値を、前記第１の周期に対応する第１の抵抗値と前記第２の周期に対応する第２の抵抗値とのいずれかに切り替えると共に、
前記スイッチ制御手段は、前記発振制御端子の電圧が略０Ｖから上昇し始めてから所定時間が経過するまで、前記抵抗体の抵抗値が第１の抵抗値になるように前記スイッチ素子を切り替え、前記所定時間が経過すれば、前記抵抗体の抵抗値が第２の抵抗値になるように前記スイッチ素子を切り替えると共に、
前記電圧可変回路は、前記入力端子に前記敷居電圧未満の駆動電圧が供給された場合に発振制御端子−シグナルグランド間を低抵抗の状態にして、前記発振制御端子の電圧を略０Ｖにすること
を特徴とする請求項１記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項３】
駆動電圧が供給される入力端子と、発振出力を発する出力端子と、電圧の状態を変化させることによって発振周波数を変化させることができる周波数制御端子とを有し、周波数制御端子−シグナルグランド間が高抵抗の状態にあって周波数制御端子の電圧に応じた周波数で発振動作を行うと共に、周波数制御端子−シグナルグランド間が低抵抗の状態にあるときに、発振開始時の周波数ｆ１で発振動作を維持するか、あるいは当該周波数ｆ１での発振動作と発振停止とを繰り返すインバータ回路と、
蛍光管と、
前記出力端子が接続され、前記インバータ回路の発振出力に共振して前記蛍光管に交流高電圧を供給する共振回路と、
前記入力端子に供給される駆動電圧をモニターし、前記入力端子に、通常点灯時よりも低い敷居電圧未満の駆動電圧が供給された場合に、周波数制御端子−シグナルグランド間を低抵抗の状態にすると共に、前記入力端子に前記敷居駆動電圧以上の駆動電圧が供給された場合に、周波数制御端子−シグナルグランド間を高抵抗の状態にして、前記周波数制御端子の電圧の状態を変化させる電圧可変回路と
を備えることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の電球形蛍光ランプを光源として備えることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電球形蛍光ランプおよび照明装置に関し、より詳しくは、点灯回路において電極の予熱時間を確保する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電球形蛍光ランプの点灯回路では、ＰＴＣサーミスタを用いて点灯始動時における電極の予熱時間を設定するタイプが広く普及している。このタイプの欠点は、ＰＴＣサーミスタの初期温度によっては予熱時間が不足する場合があることである。例えば、ランプ消灯後の所定期間、電極は低温であるがＰＴＣサーミスタは未だ高温である状態がある。このような状態のときにランプを再点灯させれば電極の予熱が不足して電極の寿命を縮める。そこで、ＰＴＣサーミスタを排除して、予熱時間が固定的に設定されるタイプの蛍光ランプの点灯回路が提案されている。
【０００３】
図１２は、非特許文献１に開示された電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
電球形蛍光ランプの点灯回路は、直流電源回路１、駆動回路２及び負荷回路３から構成される。直流電源回路１及び負荷回路３は、一般的な仕様なので説明を省略する。駆動回路２は、主たる構成部品としてインバータ回路９（フィリップス社、UBA2024）を備える。インバータ回路９は、電圧制御形スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂと、発振制御回路１１とから構成される。発振制御回路１１は、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂが交互にオンオフするように、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂの制御端子にそれぞれ電圧を印加する。スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂが交互にオンオフすれば、インバータ回路９の端子５を介して負荷回路３に交流電圧が印加される。この交流電圧の周波数は、インバータ回路９に接続された抵抗素子１２、コンデンサ１３、１５により定められる。
【０００４】
また、このような回路構成によれば、予熱時間はコンデンサ１５の容量により定まるので、予熱時間を固定的に設定することができる。
【非特許文献１】フィリップス社、UBA2024;Half-bridge power IC for CFL lamps、データシートFig.5、2004年2月3日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に係る電球形蛍光ランプの点灯回路は、人感センサなどの自動点灯装置を介して商用電源に接続された場合に以下のような問題が生じる。
自動点灯装置が遮断状態のときに、自動点灯装置から点灯回路に漏れ電流が流れ込む。点灯回路に漏れ電流が流れ込むと、直流電源回路１の出力には通常時より低い電圧が生じる。この電圧によりインバータ回路９の端子７が動作電圧に達し、発振制御回路１１が発振制御を開始してインバータ回路９は発振し始める。この発振によりインバータ回路９から負荷回路３に交流電圧が印加されると、直流電源回路1の電圧が低下して、インバータ回路９の端子７の電圧も低下するので、発振は停止する。すなわち、漏れ電流の影響によって、上述の発振・停止の誤作動を繰り返す。
【０００６】
ここで、漏れ電流の影響によってインバータ回路９が誤作動発振している最中に、自動点灯装置が通電状態になって電源がオン状態になると、すでに発振始動している分だけ予熱時間が設定値より短くなってしまうという問題が生じる。設定値より予熱時間が短くなると、予熱不足の状態で蛍光管を点灯させることになり、電極に負荷がかかって電球形蛍光ランプの寿命が短くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、自動点灯装置と接続された場合であっても、所定の予熱時間を確保することができる電球形蛍光ランプおよび照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電球形蛍光ランプは、駆動電圧が供給される入力端子と、発振出力を発する出力端子と、電圧の状態を変化させることによって発振動作の開始、停止の切り換えを制御することができる発振制御端子とを有し、発振制御端子−シグナルグランド間が高抵抗の状態にあって前記発振制御端子が第１の発振制御電圧以上の電圧であるときに、発振動作を開始すると共に、発振制御端子−シグナルグランド間が高抵抗の状態にあって前記発振制御端子が第１の発振制御電圧より低い第２の発振制御電圧以下の電圧であるとき、および、発振制御端子−シグナルグランド間が低抵抗の状態にあるときに、発振動作を停止するインバータ回路と、蛍光管と、前記出力端子が接続され、前記インバータ回路の発振出力に共振して前記蛍光管に交流高電圧を供給する共振回路と、前記入力端子に供給される駆動電圧をモニターし、前記入力端子に、通常点灯時よりも低い敷居電圧未満の駆動電圧が供給された場合に、発振制御端子−シグナルグランド間を低抵抗の状態にすると共に、前記入力端子に前記敷居電圧以上の駆動電圧が供給された場合に、発振制御端子−シグナルグランド間を高抵抗の状態にして、前記発振制御端子の電圧の状態を変化させる電圧可変回路とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る照明装置は、本発明に係る電球形蛍光ランプを光源として備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
課題を解決する手段に記載した構成は、電圧可変回路を備えているので、漏れ電流や微少電流が流れ込んだ場合であっても、インバータ回路において誤作動が生じず、発振が停止された状態が維持される。したがって、どのタイミングで自動点灯装置が通電状態になっても、通常どおりに発振動作が開始されるので、所定の予熱時間が確保される。
また、自動点灯装置やホタルスイッチ等の漏れ電流や微少電流等を生じさせる機器と接続された場合であっても、所定の予熱時間を確保することができる。
【００１１】
また、上記電球形蛍光ランプにおいて、抵抗体及びコンデンサが直列接続されてなる時定数回路と、スイッチ素子と、前記スイッチ素子を制御するスイッチ制御手段とをさらに備え、前記インバータ回路は、前記時定数回路のコンデンサに前記抵抗体を介して電荷を蓄積させ、電荷の蓄積量が所定量になれば前記コンデンサに前記抵抗体を介さずに電荷を放出させ、当該電荷の蓄積及び放出の周期に応じた周波数で発振動作すると共に、前記スイッチ素子は、前記電荷の蓄積及び放出の周期が、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高い第１の周波数に対応する第１の周期と、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも低い第２の周波数に対応する第２の周期とのいずれかになるように、前記時定数回路に含まれる抵抗体の抵抗値を、前記第１の周期に対応する第１の抵抗値と前記第２の周期に対応する第２の抵抗値とのいずれかに切り替えると共に、前記スイッチ制御手段は、前記発振制御端子の電圧が略０Ｖから上昇し始めてから所定時間が経過するまで、前記抵抗体の抵抗値が第１の抵抗値になるように前記スイッチ素子を切り替え、前記所定時間が経過すれば、前記抵抗体の抵抗値が第２の抵抗値になるように前記スイッチ素子を切り替えると共に、前記電圧可変回路は、前記入力端子に前記敷居電圧未満の駆動電圧が供給された場合に発振制御端子−シグナルグランド間を低抵抗の状態にして、前記発振制御端子の電圧を略０Ｖにすることが望ましい。
【００１２】
上記構成によれば、蛍光管は交流電圧の周波数が第１の周波数から第２の周波数に変化したときに点灯するので、前記所定時間が予熱時間に相当する。また共振回路のインピーダンスは交流電圧の周波数に応じて定まるので、共振回路に流れる予熱電流の大きさも交流電圧の周波数に応じて定まる。すなわち共振回路には、第１の周波数に応じた一定の電流が予熱電流として流れる。そうすると予め大きな電流が流れるように第１の周波数を設定しておくことにより、予熱開始直後から大きな電流が共振回路に流れるようにすることができる。したがって、予熱時間を従来よりも短縮することができる。
【００１３】
なお、時定数回路の時定数を変えるには、抵抗体の抵抗値を変えるだけでなく、一般的にはコンデンサの容量値を変えることによっても実現することができる。しかしながら、本発明に係る仕様のインバータ回路を用いた電球形蛍光ランプにおいて容量値を変える場合、抵抗値を変える場合よりもスイッチ素子を制御する回路の部品数が多くなるという問題がある。すなわち、コンデンサには電荷の蓄積期間と放出期間とで逆方向の電流が流れるので、いずれの方向の電流も流せるスイッチ素子が必要である。この場合、スイッチ素子をトランジスタで構成すれば、２個のトランジスタと２個のトランジスタ保護用ダイオードとを要する。一方、抵抗体には蓄積期間には電流が流れるが放出期間には電流が流れないので一方向の電流を流せるスイッチ素子で足りる。この場合、スイッチ素子をトランジスタで構成すれば、１個のトランジスタで足りる。
【００１４】
特に、電球形蛍光ランプでは、美観上及び配光特性上、点灯回路を収容する樹脂ケースが可能な限り小さいことが望まれる。そのため点灯回路の設計においてスイッチ素子を制御する回路の部品数は重要なファクターになる。本発明によれば、時定数回路の抵抗値を変えるので、容量値を変える場合に比べてスイッチ素子を制御する回路の部品数を少なくすることができ、美観及び配光特性が優れた電球形蛍光ランプを実現することができる。
【００１５】
なお、蛍光管が放電を開始する周波数帯とは、インバータ回路が共振回路に交流電圧を印加した場合に、蛍光管にかかる電圧が蛍光管の放電開始電圧よりも高くなるような交流電圧の周波数帯をいう。
本発明に係る他の電球形蛍光ランプは、駆動電圧が供給される入力端子と、発振出力を発する出力端子と、電圧の状態を変化させることによって発振周波数を変化させることができる周波数制御端子とを有し、周波数制御端子−シグナルグランド間が高抵抗の状態にあって周波数制御端子の電圧に応じた周波数で発振動作を行うと共に、周波数制御端子−シグナルグランド間が低抵抗の状態にあるときに、発振開始時の周波数ｆ１で発振動作を維持するか、あるいは当該周波数ｆ１での発振動作と発振停止とを繰り返すインバータ回路と、蛍光管と、前記出力端子が接続され、前記インバータ回路の発振出力に共振して前記蛍光管に交流高電圧を供給する共振回路と、前記入力端子に供給される駆動電圧をモニターし、前記入力端子に、通常点灯時よりも低い敷居電圧未満の駆動電圧が供給された場合に、周波数制御端子−シグナルグランド間を低抵抗の状態にすると共に、前記入力端子に前記敷居駆動電圧以上の駆動電圧が供給された場合に、周波数制御端子−シグナルグランド間を高抵抗の状態にして、前記周波数制御端子の電圧の状態を変化させる電圧可変回路とを備えることを特徴とする。
【００１６】
上記構成では、電圧可変回路を備えているので、漏れ電流や微少電流等が流れ込んだ場合には、インバータ回路の周波数制御端子の電圧を略０Ｖにして、インバータ回路の発振周波数を発振開始時の周波数で維持している。したがって、自動点灯装置が通電状態になったときには、設定されている発振開始時の周波数から発振する構成となるので、所定の予熱時間が確保されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る電球形蛍光ランプについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態に係る照明装置の構成を示す模式図である。
照明装置２００は、たとえば天井に埋め込まれるダウンライトであり、内面が光を反射する反射鏡になっている本体部２０１と、本体部２０１の内部に取り付けられるソケット２０２と、当該ソケット２０２に装着される電球形蛍光ランプ１００とを備えている。
【００１８】
図２は、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプの構成を示す模式図である。
電球形蛍光ランプ１００は、一般電球６０Ｗ代替用であり、点灯回路１０１と、樹脂ケース１０２と、光透過性グローブ１０３と、口金１０４と、蛍光管２１とを備えている。電球形蛍光ランプ１００では、点灯回路１０１が樹脂ケース１０２に収容されている。樹脂ケース１０２の一端には口金（Ｅ１７形）１０４が装着され、口金１０４の反対方向には蛍光管２１が配設され、蛍光管２１を覆うごとく光透過性グローブ１０３が配設されている。
【００１９】
以下、点灯回路１０１の各実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
[構成]
図３は、第１の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
図３に示すように、第１の実施の形態に係る点灯回路は、直流電源回路１、駆動回路２、負荷回路３、電圧可変回路３０から構成される。
【００２０】
直流電源回路１は、自動点灯装置４０を介して商用交流電源４から交流電圧を受けて、抵抗素子５を介してダイオード６Ａ，６Ｂ、およびコンデンサ７Ａ，７Ｂで整流平滑し、ノイズフィルタ８を介して直流電圧を出力する。
負荷回路３は、直流成分をカットするコンデンサ１７Ａ、１７Ｂの直列接続体と、蛍光管２１の一対の電極２２Ａ、２２Ｂにコンデンサ１８及びインダクタ１９が直列接続された共振回路とからなる。コンデンサ１７Ａ、１７Ｂの直列接続体は、直流電源回路１の正極側と接地側の出力間に接続されている。共振回路は、コンデンサ１７Ａ、１７Ｂの接続点と駆動回路２の出力端子であるインバータ回路９の端子５との間に接続されている。蛍光管２１は、コンデンサ１８と並列に接続されている。
【００２１】
駆動回路２は、主たる構成部品としてインバータ回路９（フィリップス社、UBA2024：Half-bridge power IC for CFL lamp）を備える。インバータ回路９は、電圧制御形スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂの直列接続体と、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂの制御端子にスイッチング素子１０Ａ、１０Ｂを交互にオンオフさせるための制御電圧を発生させる発振制御回路１１とを備える。インバータ回路９は、８本の端子を有するパッケージに統合された構成となっており、駆動回路２の小形化が可能となっている。
【００２２】
端子１は電圧の状態を変化させることによって発振周波数を制御することができる周波数制御端子、端子２はシグナルグランド、端子４はパワーグランド、端子５は発振出力を発する出力端子、端子６は駆動電圧として直流電圧が供給される入力端子、端子７は電圧の状態を変化させることによって発振動作の開始、停止の切換を制御することができる発振制御端子である。
【００２３】
インバータ回路９の端子６には直流電源回路１の正極が接続され、端子４には直流電源回路１の接地極が接続されている。
インバータ回路９の内部では、スイッチング素子１０Ａは、ドレイン端子が端子６に接続され、ソース端子が端子５に接続されている。スイッチング素子１０Ｂは、ドレイン端子が端子５に接続され、ソース端子が端子４に接続されている。発振制御回路１１は、端子６及び端子４に接続されている。
【００２４】
抵抗素子１２及びコンデンサ１３は直列回路を構成し、抵抗素子１２はインバータ回路９の端子７と端子８との間に接続され、コンデンサ１３はインバータ回路９の端子８と端子２との間に接続されている。
コンデンサ１４は、インバータ回路９の動作電源電圧を充電する役割を果たし、その一端はインバータ回路９の端子７に接続され、他端はインバータ回路９の端子２に接続されている。インバータ回路９の端子４と端子２はインバータ回路９の外部で接続されている。
【００２５】
コンデンサ１５は、蛍光管２１をソフトスタートさせる役割を果たし、その一端はインバータ回路９の端子１を介して発振制御回路１１に接続され、他端はインバータ回路９の端子２に接続されている。
コンデンサ１６は、スイッチング素子１０Ａを駆動するための電源電圧を充電する役割を果たし、インバータ回路９の端子３と端子５との間に接続されている。
【００２６】
コンデンサ２０は、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂのスイッチングロスを軽減する役割を果たし、インバータ回路９の端子５と端子４との間に接続されている。
電圧可変回路３０は、直流電源回路１の正極側であるインバータ回路９の端子６と、直流電源回路１の接地側であるインバータ回路９の端子２と、インバータ回路９の端子７に接続されている。抵抗素子３１の一端はインバータ回路９の端子６に、他端は抵抗素子３２と抵抗素子３４の接続点に接続されている。抵抗素子３４の他端は、トランジスタ３６のコレクタとトランジスタ３７のベースとの接続点に接続されている。抵抗素子３２の他端は、トランジスタ３６のベースと抵抗素子３３との接続点に接続されている。抵抗素子３３の他端とトランジスタ３６のエミッタとトランジスタ３７のエミッタは、インバータ回路９の端子２に接続されている。トランジスタ３７のコレクタは、インバータ回路９の端子７に接続されている。トランジスタ３６とトランジスタ３７とは、一つのパッケージ３５に収納され小型化されている。
【００２７】
[通常の点灯動作]
つぎに、点灯回路、特に、直流電源回路１、駆動回路２、および負荷回路３による通常の点灯動作について説明する。説明を容易にするために、電圧可変回路３０の動作については、漏れ電流が生じたときの動作として後述することにする。通常の点灯動作は、電圧可変回路３０のトランジスタ３７がオフ状態であって、端子７−端子２間が高抵抗の状態にあるときに実行される。
【００２８】
直流電源回路１の動作は公知の倍電圧整流平滑方式なので省略する。商用交流電源４の電圧実効値が１００Ｖの場合、直流電源回路１の直流出力電圧はおおよそ１００Ｖ×２×１．４＝２８０Ｖとなる。自動点灯装置４０が通電状態になると、この２８０Ｖの直流電圧（駆動電圧）が直流電源回路１よりインバータ回路９の端子６に供給される。インバータ回路９内部の発振制御回路１１は、端子６に供給された直流電圧を降圧させるレギュレータ機能を有し、端子７に約１２Ｖの直流電圧を出力する。この電圧はコンデンサ１４に数ｍｓ程度で充電され、端子７の電圧が充電され１１Ｖに達した時点から発振制御回路１１は発振制御を開始する。また、インバータ回路９が発振動作しているときに、端子７の電圧が８．５Ｖ以下に低下するとインバータ回路９の発振動作は停止される。この意味で、インバータ回路９の端子７は、電圧の状態を変化させることによって発振動作の開始、停止の切り換えを制御することができる発振制御端子であるといえる。
【００２９】
インバータ回路９は、トランジスタ３７がオン状態で端子７−端子２間が低抵抗の状態になったとき、端子７の電圧は１１Ｖに到達しないので、インバータ回路９は発振動作を停止する。
また、インバータ回路９は、トランジスタ３７がオフ状態で端子７−端子２間が高抵抗の状態にあって、端子６に６０Ｖ（敷居電圧）以上の直流電圧が供給されたときには、端子７の電圧が１１Ｖ以上になって発振動作を開始する。さらに、インバータ回路９が発振しているときに、端子６に供給される電圧が６０Ｖ（敷居電圧）未満になったときには、端子７の電圧が８．５Ｖ以下に低下してインバータ回路９は発振動作を停止する。
【００３０】
ここで敷居電圧を６０Ｖとしたが、この敷居電圧は６０Ｖに限られるわけではなく、本実施の形態では少なくとも３０〜１００Ｖの設定範囲内であれば正常に動作する。また敷居電圧の設定範囲は接続される機器や直流電源回路等の特性に応じて異なり、接続された自動点灯装置やホタルスイッチ等による漏れ電流や微少電流等の流量、及び通常点灯時の駆動電圧の変動状況等によって決まるものである。例えば敷居電圧は、通常点灯時（始動から消灯まで）における最も低い電圧よりも低い電圧でなければならない。より詳細には、敷居電圧は、始動の際の端子６におけるリップル電圧よりも低い電圧にする必要があり、本実施の形態の構成においては、このリップル電圧が１００Ｖ強であり、かつ１００Ｖ以下にはならないので、敷居電圧の上限を１００Ｖとする。また、敷居電圧は、トランジスタ３７がオン状態で端子７−端子２間が低抵抗の状態において、漏れ電流や微少電流等により端子６に生じる最大の電圧よりも高いことが望ましく、本実施の形態の構成においては、この最大の電圧が３０Ｖ弱であり、かつ３０Ｖ以上にはならないので、敷居電圧の下限を３０Ｖにすることを推奨する。ただし、敷居電圧を３０Ｖよりも低く設定しても、正常に動作する場合もあるものと思われる。  また、本実施の形態においては、敷居電圧がヒステリシスを持っておらず、端子６に敷居電圧付近の電圧が継続的に供給されたときには、発振動作の開始と停止とが頻繁に繰り返されるような状態に成り得る構成であるが、敷居電圧を適切に設定すれば実質的にこのような状態にはならず、また仮にこのような状態になったとしても実用上特に問題ないものと思われる。しかしながら、このような状態に成り得ないようにしたり、安定した動作を保証する等の諸々の理由により、敷居電圧にヒステリシスを待たせるような構成にしてもよい。なお、このような構成にしたとしても、本願発明の本質は変わらないので、実質的に同一の発明であり本発明の範疇であると言える。
【００３１】
図４は、インバータ回路９の発振の様子を示すタイミングチャートである。
図４（ａ）はインバータ回路９の端子８の電圧、図４（ｂ）はスイッチング素子１０Ａのゲート電圧、図４（ｃ）はスイッチング素子１０Ｂのゲート電圧、図４（ｄ）はインバータ回路９の端子５の電圧を示す。
インバータ回路９は、端子７に定電圧１２Ｖを印加することにより、抵抗素子１２を介してコンデンサ１３を充電し、端子８の電圧をコンデンサ１３の充電電圧として検出している。本明細書では、特に指定の無い場合、電圧はインバータ回路９の端子４と端子２である接地側電圧からみた電圧を意味することとする。コンデンサ１３の充電電圧が端子１の電圧に相当する電圧になった時点で端子８を介してコンデンサ１３の電荷を一瞬で放電させる。インバータ回路９は、この動作を繰り返す。その結果、図４（ａ）に示すようにＣＲ発振により、インバータ回路９の端子８の電圧波形はのこぎり波で発振する。
【００３２】
図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、インバータ回路９は、端子８に発生するのこぎり波に基づいてスイッチング素子１０Ａ、１０Ｂのゲート・ソース端子間に印加する電圧波形を生成する。
そうすると、図４（ｄ）に示すように、インバータ回路９の端子５の電圧は、ほぼ矩形波状の電圧波形を示すことになる。
【００３３】
インバータ回路９の端子５の交流電圧は、負荷回路３のコンデンサ１８とインダクタ１９からなる共振回路に印加され、共振電流を発生させる。そして、共振回路は、インバータ回路９の出力端子である端子５からの発振出力に共振して、蛍光管２１の電極２２Ａ，２２Ｂ間に交流高電圧を供給する。
コンデンサ１７Ａ、１７Ｂは直流電源回路１から負荷回路３に直流電流が流れるのを阻止し、かつノイズフィルタ８と共働して負荷回路３に流れる高周波電流を商用交流電源４に漏れるのを低減する機能を有している。なお、これらの容量値はコンデンサ１８に比べて十分大きい値としているため、負荷回路３の共振周波数はコンデンサ１８とインダクタ１９の値によりほぼ決定される。
【００３４】
図５は、第１の実施の形態に係る点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
図５（ａ）はインバータ回路９の端子７の電圧、図５（ｂ）はインバータ回路９の端子１の電圧、図５（ｃ）はインバータ回路９の端子５に発生する交流電圧の周波数、図５（ｄ）は蛍光管２１の電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流を示す。
図５（ａ）に示すように、端子７の電圧は、コンデンサ１４の充電とともに電源投入後０Ｖから１２Ｖまで上昇する。
【００３５】
端子７の電圧が１１Ｖに達した時刻ｔ１からコンデンサ１５への充電が開始される。そのため、図５（ｂ）に示すように、端子１の電圧は、時刻ｔ１から上昇し始める。
図５（ｃ）に示すように、インバータ回路９の端子５に生成される交流電圧の周波数は、時刻ｔ１において周波数ｆ１であり、端子１の電圧の上昇に伴って直線的に低下し、端子１の電圧が４Ｖに達した時刻ｔ２で周波数ｆ２になる。時刻ｔ２以降は周波数ｆ２が維持される。ここで、周波数ｆ１は、インバータ回路９の仕様に基づき、蛍光管２１の安定点灯時の周波数ｆ２の２．５倍になる。周波数ｆ２は、ｆ２＝１／（１．１×コンデンサ１３の容量値×抵抗素子１２の抵抗値）で設定される。負荷回路３の共振周波数ｆ０は、周波数ｆ１とｆ２の間になるように設定されているので、周波数がｆ１からｆ２に低下する途中でコンデンサ１８に蛍光管２１を始動させるのに十分な共振電圧が発生する。その結果、時刻ｔ０で蛍光管２１が点灯する。
【００３６】
図５（ｄ）に示すように、電極２２Ａ、２２Ｂを流れる電流は、時刻ｔ１から時刻ｔ０まで指数関数的に徐々に増加し、時刻ｔ０において蛍光管２１の点灯に伴って減少し、これ以降は略一定になる。この時刻ｔ１から時刻ｔ０までの時間が、予熱時間に相当する。
なお、インバータ回路の端子１は、図５（ｂ）に示すように、端子６に駆動電圧が供給されると、端子７の電圧が１１Ｖになって、電圧が略０Ｖから上昇する。そして、インバータ回路９は、図５（ｃ）に示すように、端子１の電圧上昇に応じて周波数を変化させて発振動作をする。すなわち、インバータ回路９の端子１は、インバータ回路９の発振周波数を制御する周波数制御端子といえる。
【００３７】
[電圧可変回路の動作]
つぎに、図３を参照しながら、電圧可変回路３０の動作について説明する。
自動点灯装置４０が遮断状態で、自動点灯装置４０から漏れ電流が直流電源回路１に流れ出しているときには、商用交流電源４の電圧実効値が１００Ｖの場合、直流電源回路１から通常点灯時の直流電圧２８０Ｖよりも低い直流電圧、たとえば３０Ｖがインバータ回路９の端子６に印加される。
【００３８】
この漏れ電流の影響による直流電圧３０Ｖは、抵抗素子３１、３２、３３によって分圧され、トランジスタ３６のエミッタ−ベース間に印加される。抵抗素子３１の抵抗値を４７０ｋΩ、抵抗素子３２の抵抗値を８２０ｋΩ、抵抗素子３３の抵抗値を１５ｋΩ、抵抗素子３４の抵抗値を５６０ｋΩに設定すると、抵抗素子３１と抵抗素子３２と抵抗素子３４の接続点の電圧は０．４１の分圧で約１２Ｖになる。さらに、抵抗素子３２と抵抗素子３３の０．０１８の分圧によりトランジスタ３６のベース電圧は約０．２Ｖになる。トランジスタ３６はエミッタ−ベース間の電圧が０．６Ｖ以上となったときにオン状態になるので、漏れ電流が流れ込んだ場合にはトランジスタ３６はオフ状態になる。すると、抵抗素子３４を介してトランジスタ３７のベースに電流が流れ込んで、トランジスタ３７がオン状態になる。トランジスタ３７がオン状態になると、インバータ回路９の端子７−端子２間が低抵抗になる。
【００３９】
これにより、電圧可変回路３０は、インバータ回路９の端子７の電圧を低下させて略０Ｖとし、インバータ回路９は発振することなく停止状態を維持する。
一方、自動点灯装置４０が通電状態のときには、直流電源回路１から通常時の直流電圧２８０Ｖがインバータ回路９の端子６に供給される。電圧可変回路３０の抵抗素子３１と抵抗素子３２と抵抗素子３４の接続点の電圧は０．４１の分圧で約１１５Ｖになる。さらに、抵抗素子３２と抵抗素子３３の０．０１８の分圧によりトランジスタ３６のエミッタ−ベース間には約２Ｖの電圧が印加される。これによりトランジスタ３６がオン状態になると、トランジスタ３７のベース電圧は０Ｖになるので、トランジスタ３７はオフ状態になる。トランジスタ３７がオフ状態になると、インバータ回路９の端子７−端子２間が高抵抗になる。
【００４０】
したがって、この場合、電圧可変回路３０によって、インバータ回路９の端子７の電圧が低下されずに保たれ、インバータ回路９では通常の発振動作によって交流電圧が生成されて、所定の予熱時間で電極２２Ａ，２２Ｂが予熱され、蛍光管２１が点灯する。
抵抗素子３１〜３４が上述した抵抗値にあるときには、端子６に供給される電圧が、約６０Ｖ（敷居電圧）以上のときに、トランジスタ３６のエミッタ−ベース間に印加される電圧が０．６Ｖ以上になり、トランジスタ３６がオン状態になる。
【００４１】
すなわち、電圧可変回路３０は、端子６に供給される駆動電圧をモニターし、端子６に通常点灯時よりも低い約６０Ｖ（敷居電圧）未満の直流電圧が供給された場合に、トランジスタ３７をオン状態にしてインバータ回路９の端子７−端子２間を低抵抗の状態にすることによって、端子７の電圧を略０Ｖとして、インバータ回路９の発振動作を停止する。
また、電圧可変回路３０は、端子６に供給される駆動電圧をモニターし、端子６に約６０Ｖ（敷居電圧）以上の直流電圧が供給された場合には、トランジスタ３７をオフ状態にしてインバータ回路９の端子７−端子２間を高抵抗の状態にすることによって、端子７の電圧を低下させることなく、インバータ回路９の発振動作を維持している。
【００４２】
点灯回路が電圧可変回路３０を備えていない場合には、自動点灯装置４０から漏れ電流が流れ込むと、発明が解決しようとする課題の欄に記載したように、インバータ回路９が発振・停止の誤作動を繰り返す。ここで、インバータ回路９が誤作動によって発振している最中に、自動点灯装置が通電状態になって直流電源回路１から通常の電圧がインバータ回路９に印加されると、すでに発振始動している分だけ予熱時間が設定値より短くなってしまう。
【００４３】
これに対して、第１の実施の形態に係る点灯回路は、電圧可変回路３０を備えているので、漏れ電流が流れ込んだ場合であっても、インバータ回路９において誤作動が生じず、発振が停止された状態を維持することができる。したがって、どのタイミングで自動点灯装置４０が通電状態になっても、通常どおりに発振制御が開始されるので、所定の予熱時間が確保される。
【００４４】
なお、漏れ電流の影響によってインバータ回路９の端子６に供給される電圧は最大５０Ｖ程度までになることが想定されるので、直流電源回路１の電圧が５０Ｖ以下の範囲にあるときにトランジスタ３６がオフ状態、すなわち、トランジスタ３６のエミッタ−ベース間の電圧が動作電圧の０．６Ｖ未満になるように、抵抗素子３１〜３４の抵抗値を選定する。
【００４５】
＜第２の実施の形態＞
つぎに、第２の実施の形態に係る点灯回路について説明する。
[構成]
図６は、第２の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。直流電源回路１、負荷回路３及び電圧可変回路３０の構成は第１の実施の形態と同じであるので、ここでの説明は省略し、第１の実施の形態と異なる駆動回路２の構成について
第２の実施の形態に係る点灯回路では、駆動回路２において、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタ２３及び抵抗素子２４の直列接続体が、抵抗素子１２に並列に接続されている。また、トランジスタ２３のエミッタとベースとの間に抵抗素子２５、トランジスタ２３のベースとインバータ回路９の端子２との間に抵抗素子２６とコンデンサ２７とが接続されている。抵抗素子２５、２６及びコンデンサ２７は、インバータ回路９の端子７の電圧が略０Ｖから上昇し始めてから所定時間が経過するまで、トランジスタ２３をオン状態にし、所定時間が経過すれば、トランジスタ２３をオフ状態にする。
【００４６】
[点灯動作]
つぎに、点灯回路、特に、直流電源回路１、駆動回路２、および負荷回路３による通常の点灯動作について説明する。なお、説明を容易にするために、電圧可変回路３０の動作については、漏れ電流が生じたときの動作として後述することにする。
図７は、第２の実施の形態に係る点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
【００４７】
図７（ａ）は、インバータ回路９の端子７の電圧を示す。端子７の電圧は、商用交流電源４の投入後、０Ｖから１２Ｖまで上昇する。
図７（ｂ）は、インバータ回路９の端子１の電圧を示す。インバータ回路９は、端子７の電圧が１１Ｖに達した時刻ｔ１に、コンデンサ１５の充電を開始する。そのため、端子１の電圧は、時刻ｔ１から上昇し始める。商用交流電源４が投入されてから時刻１までの時間は数ｍｓである。また、時刻ｔ１から端子１の電圧が１２Ｖに達するまでの時間は、０．１秒以下になるように設定されている。この時間は、コンデンサ１５の容量により定められる。
【００４８】
図７（ｃ）はトランジスタ２３の状態を示す図である。トランジスタ２３は、エミッタ−ベース間の電圧が−０．６Ｖを負の方向に超えればオン状態となり、超えなければオフ状態となる。エミッタ−ベース間の電圧は、抵抗素子２５に電流が流れることにより誘起される。
端子７の電圧は、商用交流電源４の投入後０Ｖから１２Ｖまで上昇する。商用交流電源４の投入直後には、コンデンサ２７はほとんど充電されていないので、抵抗素子２５にはコンデンサ２７を充電するための充電電流が流れる。したがってトランジスタ２３のエミッタ−ベース間には、端子７の電圧を抵抗素子２５と２６で分圧した抵抗素子２５の負性電圧がかかる。抵抗素子２５と２６の抵抗比は１対５程度にしているので、エミッタ−ベース間の電圧は−２Ｖ程度になる。実際はトランジスタ２３のエミッタからベースを介して抵抗素子２６、コンデンサ２７に電流が流れ、エミッタからみたベース電圧はＮＰ接合の順方向電圧である約−０．６Ｖとなりオン状態を維持する。その結果、トランジスタ２３はオン状態となる。
【００４９】
その後、時間の経過とともにコンデンサ２７が充電され、時刻ｔ４においてコンデンサ１３の充電電圧が８．４Ｖに達すると、抵抗素子２５と２６にかかる電圧和は３．６Ｖとなる。このときトランジスタ２３のエミッタ−ベース間の電圧が抵抗素子２５と２６とで分圧され−０．６Ｖを負の方向に超えない電圧になり、トランジスタ２３はベース電流を流すことができなくなってオフ状態へと移行する。そして、時刻ｔ２で完全にオフ状態になる。なお、抵抗素子２５、２６及びコンデンサ２７からなるＣＲ回路の時定数は、０．５秒〜１秒になるように設定されている。
【００５０】
図７（ｄ）はインバータ回路９の端子５に発生する交流電圧の周波数を示す。トランジスタ２３がオン状態のとき、発振用抵抗体は、抵抗素子１２と抵抗素子２４との並列接続体となる。一方、トランジスタ２３がオフ状態のとき、発振用抵抗体は、抵抗素子１２となる。
交流電圧の周波数は、時刻ｔ１では周波数ｆ１であり、端子１の電圧の上昇とともに低下して時刻ｔ３に周波数ｆ３に達する。周波数ｆ１は、発振用抵抗体が抵抗素子１２と抵抗素子２４との並列接続体となるので、発振用抵抗体が抵抗素子１２のみとなる安定時の周波数ｆ２の２．５倍より高い。また、周波数ｆ３は、ｆ３＝１／（１．１×コンデンサ１３の容量値×発振用抵抗体の抵抗値）で設定される。周波数ｆ３は、周波数ｆ１よりも低く、かつ、蛍光管２１が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高くなるように設定されている。
【００５１】
時刻ｔ４においてトランジスタ２３がオフ状態に移行するので、交流電圧の周波数は、時刻ｔ０で共振周波数ｆ０を通過して、安定時周波数ｆ２へと低下する。
図７（ｅ）は、蛍光管２１の電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流を示す。予熱時間における予熱電流の大きさは、交流電圧の周波数に応じて定まる。時刻ｔ１から時刻ｔ３まで周波数が共振周波数ｆ０に近づくにつれて予熱電流が増大する。時刻ｔ３からｔ４まで周波数がｆ３で一定なので、予熱電流も略一定となる。周波数ｆ３は蛍光管２１が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高いので、蛍光管２１は未だ放電を開始しない。
【００５２】
時刻ｔ４からｔ０まで周波数が共振周波数ｆ０に近づくにつれて予熱電流がさらに増大する。蛍光管２１は、蛍光管２１が放電を開始する周波数帯の最高周波数に達した時刻（共振周波数ｆ０に達する時刻ｔ０の直前）に放電を開始する。放電開始後は、蛍光管２１が点灯状態なので、電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流は略一定となる。
上記の通り、電極２２Ａ、２２Ｂに流れる予熱電流の大きさは、交流電圧の周波数に応じて定まる。予め大きな予熱電流が流れるように周波数ｆ３を設定しておくことにより、大きな予熱電流を予熱開始直後から流すようにすることができる。また、予熱時間は、抵抗素子２６とコンデンサ２７の時定数を変えることによって例えば０．５秒から１秒の適切な時間に設定することができる。
【００５３】
実際に、消灯時の抵抗が約９Ωの電極２２Ａ、２２Ｂに実効電流値約２５０ｍＡの電流を約０．９秒間流すように設定して試験を行った。その結果、０．９秒間予熱した後、電極２２Ａ、２２Ｂの抵抗値は３０Ω以上に上昇しており、電極温度も８００℃以上となっていた。すなわち熱電子を放出可能であり、蛍光管２１が点灯する瞬間の電極のスパッタリングを防止できることが確認された。
【００５４】
[電圧可変回路の動作]
つぎに、図６を参照しながら、電圧可変回路３０の動作について説明する。基本的には、第１の実施の形態で説明した動作と同様である。
自動点灯装置４０が遮断状態で、漏れ電流が点灯回路に流れ込んだときには、インバータ回路９の端子６には約３０Ｖの直流電圧が印加され、トランジスタ３６はオフ状態になり、トランジスタ３７はオン状態となる。したがって、インバータ回路９の端子７の電圧は略０Ｖで維持されると共に、コンデンサ２７およびコンデンサ１３が充電されていない状態になっている。
【００５５】
ここで、自動点灯装置４０が通電状態になると、インバータ回路９の端子６には約２８０Ｖの直流電圧が印加され、トランジスタ３６はオン状態になり、トランジスタ３７はオフ状態になる。これにより、インバータ回路の端子７の電圧が略０Ｖから上昇し始めて、コンデンサ２７およびコンデンサ１３への充電が開始され、上述の点灯動作が開始されることになる。
【００５６】
点灯回路が電圧可変回路３０を備えていない場合には、自動点灯装置４０から漏れ電流が流れ込むと、インバータ回路９の端子７の電圧が上昇してコンデンサ２７およびコンデンサ１３への充電が開始されてしまい、この状態で自動点灯装置４０が通電状態になると、コンデンサ２７およびコンデンサ１３にすでに充電されている分だけ予熱時間が短くなってしまう。
【００５７】
これに対して、第２の実施の形態に係る点灯回路は、電圧可変回路３０を備えているので、漏れ電流が流れ込んだ場合であっても、インバータ回路９の端子７の電圧は略０Ｖに維持されており、コンデンサ２７およびコンデンサ１３がほとんど充電されていない状態にある。したがって、どのタイミングで自動点灯装置４０が通電状態になっても、所定の予熱時間が確保される。
【００５８】
なお、漏れ電流によってインバータ回路９の端子６に０Ｖから６０Ｖ程度の直流電圧が印加されたときには、インバータ回路９の端子７の電圧は０．２Ｖ以下に維持されており、コンデンサ２７およびコンデンサ１３にはほとんど充電されていないことが確認された。
＜第３の実施の形態＞
つぎに、第３の実施の形態に係る点灯回路について説明する。
【００５９】
[構成]
図８は、第３の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。第３の実施の形態に係る点灯回路は、直流電源回路１、駆動回路２、負荷回路３および電圧可変回路５０を備えている。なお、直流電源回路１、駆動回路２及び負荷回路３の構成は第１の実施の形態と同じなので、ここでの説明を省略し、電圧可変回路５０の構成について説明する。
【００６０】
電圧可変回路５０の構成は、第１の実施の形態における電圧可変回路３０と同様であるが、第１の実施の形態では、電圧可変回路３０のトランジスタ３７のコレクタはインバータ回路９の端子７に接続されているのに対し、第３の実施の形態においては、電圧可変回路５０のトランジスタ３７のコレクタは、インバータ回路９の端子１に接続されている点が相違している。
【００６１】
[電圧可変回路５０の動作]
つぎに、第３の実施の形態に係る点灯装置の動作について説明する。直流電源回路１、駆動回路２、および負荷回路３による通常の点灯動作については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略することとし、ここでは漏れ電流が流れ込んだときの電圧可変回路５０の動作について説明することとする。
【００６２】
自動点灯装置４０が遮断状態のとき、自動点灯装置４０から漏れ電流が点灯回路に流れ込んで、インバータ回路９の端子６に約３０Ｖの直流電圧が供給されると、電圧可変回路５０では、トランジスタ３６はオフ状態となり、トランジスタ３７はオン状態となる。これにより、インバータ回路９の端子１の電圧は低下して、端子１の電圧は略０Ｖに維持される。したがってインバータ回路９は図５（ｃ）に示す発振開始時の最大周波数ｆ１で発振動作をする。発振によりインバータ回路９から負荷回路３に交流電圧が印加されると、直流電源回路１の電圧が低下してインバータ回路９の端子７の電圧も低下するので発振動作が停止する。このように漏れ電流が流れ込むと周波数ｆ１で発振、停止を繰り返す。
【００６３】
周波数ｆ１で発振しているタイミングで、自動点灯装置４０が通電状態になると、インバータ回路９の端子６には２８０Ｖの直流電圧が供給され、電圧可変回路５０では、トランジスタ３６はオン状態となり、トランジスタ３７はオフ状態となる。これにより、インバータ回路９の端子１の電圧は、略０Ｖに維持される状態が解除され、図５（ｂ）に示すように略０Ｖから徐々に上昇することになり、発振周波数は、図５（ｃ）に示すように周波数ｆ１から変化し始めることになる。
【００６４】
抵抗素子３１〜３４が第１の実施の形態において記載した抵抗値にあるときには、端子６に供給される電圧が、約６０Ｖ以上のときに、トランジスタ３６のベース電圧が０．６Ｖ以上になり、トランジスタ３６がオン状態になる。
すなわち、電圧可変回路５０は、端子６に供給される駆動電圧をモニターし、端子６に通常点灯時よりも低い約６０Ｖ未満の直流電圧が供給された場合に、トランジスタ３７をオン状態にしてインバータ回路９の端子１−端子２間を低抵抗の状態にすることによって、端子１の電圧を略０Ｖとして、インバータ回路９の周波数を発振開始時の周波数ｆ１に維持する。
【００６５】
また、電圧可変回路５０は、端子６に供給される駆動電圧をモニターし、端子６に約６０Ｖ以上の直流電圧が供給された場合には、トランジスタ３７をオフ状態にしてインバータ回路９の端子１−端子２間を高抵抗の状態にすることによって、端子１の電圧変化に影響を及ぼすことなく、インバータ回路９の発振周波数を変化させる。
点灯回路が電圧可変回路５０を備えていない場合には、自動点灯装置４０から漏れ電流が流れ込むと、インバータ回路９の端子１の電圧が上昇していく。端子１の電圧が上昇するのに伴って、発振周波数はｆ１から漸次低下していく。このタイミングで自動点灯装置４０が通電状態になると、発振周波数が低下している分だけ、予熱時間が短くなってしまう。
【００６６】
これに対して、第３の実施の形態に係る点灯回路は、電圧可変回路５０を備えているので、漏れ電流が流れ込んだ場合であっても、インバータ回路９の端子１の電圧は略０Ｖに維持されており、インバータ回路９が発振しているときには、発振開始時の発振周波数ｆ１で維持されているので、自動点灯装置４０が通電状態になったときには、設定されている発振開始時の周波数ｆ１から発振する構成となるので、所定の予熱時間が確保されることになる。
【００６７】
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記の実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
（１）上記においては、負荷回路３は、直流成分をカットするコンデンサ１７Ａ、１７Ｂの直列接続体と、蛍光管２１の一対の電極２２Ａ、２２Ｂにコンデンサ１８及びインダクタ１９が直列接続された共振回路とからなる構成について説明したが、これに限定されず、図９に示す負荷回路６０のような構成であってもよい。
【００６８】
図９は、変形例に係る点灯回路の構成を示す回路図である。変形例に係る点灯回路は、第２の実施の形態に係る点灯回路において、負荷回路３が負荷回路６０に置き換えられたものである。
負荷回路６０は、インダクタ１９に磁気的に結合された２次巻線４０Ａ、４０Ｂが巻かれている。２次巻線４０Ａ、４０Ｂはコンデンサ４１Ａ、４１Ｂを介して、電極２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ接続されている。コンデンサ４１Ａ、４１Ｂは予熱電流を限流し、かつ、電極２２Ａ，２２Ｂが短絡した場合に、回路に過大電流が流れるのを防止する役割を果たしている。予熱開始時の電極２２Ａ，２２Ｂに流れる電流値は、発振周波数と２次巻線４０Ａ、４０Ｂのターン数とコンデンサ４１Ａ、４１Ｂによって自由に設定することができる。
【００６９】
図１０は、変形例に係る点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
図１０（ａ）は、インバータ回路９の端子７の電圧、図１０（ｂ）は、インバータ回路９の端子１の電圧、図１０（ｃ）は、トランジスタ２３の状態、図１０（ｄ）は、インバータ回路９の端子５に発生する交流電圧の周波数、図１０（ｄ）は蛍光管２１の電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流を示している。
【００７０】
図１０（ａ）から（ｄ）の動作は、第２の実施の形態で説明した図７（ａ）から（ｄ）と同じであるので、ここでの説明は省略する。
図１０（ｄ）に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ０の間、発振周波数はほぼ一定である。したがって、インダクタ１９の電圧も一定となり、電極２２Ａ，２２Ｂにかかる電圧も一定となる。時刻ｔ３において電極２２Ａ，２２Ｂは冷えているので抵抗値は小さく、予熱とともに抵抗値が増大する。電極２２Ａ，２２Ｂに流れる電流は、図４（ｆ）に示すように予熱開始直後に大きな電流が流れ、予熱の経過とともに電流が低下するように流れる。予熱開始時の電極２２Ａ，２２Ｂに流れる電流値は発振周波数と２次巻線４０Ａ、４０Ｂのターン数とコンデンサ４１Ａ、４１Ｂによって自由に設定できるので、蛍光管２１の安定点灯時の電極２２Ａ，２２Ｂの損失を考慮しながら適切な値に設定することができる。
【００７１】
実際に、消灯時の抵抗が約９Ωの電極２２Ａ、２２Ｂに実効電圧値約３．０Ｖの電流を約０．７秒間印加するように設定して試験を行った。その結果、０．７秒間予熱した後、電極２２Ａ、２２Ｂの抵抗値は３０Ω以上に上昇しており、電極温度も８００℃以上となっていた。すなわち熱電子を放出可能であり、蛍光管２１が点灯する瞬間の電極のスパッタリングを防止できることが確認された。２次巻線４０Ａ，４０Ｂで電極２２Ａ、２２Ｂを予熱することにより、予熱時間を短縮することができる。
【００７２】
（２）第２の実施の形態および上述の変形例において、トランジスタ２３はＰＮＰ形バイポーラトランジスタであっても、Ｐチャネル形電界効果トランジスタであってもよい。このように汎用的なスイッチ素子を用いることで、コストの増大を抑制することができる。特に、バイポーラトランジスタを用いた場合、オン状態からオフ状態へ遷移するに際して不飽和領域を通過するため、交流電圧の周波数は第１の周波数から第２の周波数に連続的に変化する。したがって蛍光管２１をソフトスタートさせることができ、電極２２Ａ，２２Ｂへの負担を抑えることができる。
【００７３】
（３）図１１は、自動点灯装置４０の回路構成を示す図である。自動点灯装置４０は、半導体スイッチ素子４１と制御回路４２と、容量素子４３と、誘導素子４４とから構成される。制御回路４２は、半導体スイッチ素子４１に並列に接続され、この並列接続体に誘導素子が直列に接続されている。そして、この直列接続体に容量素子４３が並列に接続されている。自動点灯装置４０は、商用電源４に対して直列に接続されている。なお、自動点灯装置４０が遮断状態のとき、すなわち、半導体スイッチ素子４１がオフ状態にあるときでも、容量素子４３や制御回路４２から漏れ電流が流れ出すことがある。
【００７４】
なお、自動点灯装置４０は、このような構成に限定されず、たとえば、商用電源に対して並列に接続されるタイプのものであってもよい。
また、自動点灯装置４０の代わりにホタルスイッチが接続された場合においてもインバータ回路の誤動作を防止することができる。ここでホタルスイッチとは、ネオンランプを備え、電源スイッチがオフの状態において、電源から電球形蛍光ランプを介してネオンランプに微少電流が流れ、ネオンランプが点灯するものである。
【００７５】
このようなホタルランプ等においてネオンランプ等を点灯させる微少電流に起因するインバータ回路の誤動作も、自動点灯装置４０等から流れ込む漏れ電流に起因するインバータ回路の誤動作を防止した上記各実施の形態に係る点灯回路の構成と同様の構成により防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、電球形蛍光ランプおよび照明装置に広く適用することができる。また、本発明は、所定の予熱時間を確保することによって長寿命の電球形蛍光ランプおよび照明装置を提供することができるので、その産業的利用価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施の形態に係る照明装置の構成を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る電球形蛍光ランプの構成を示す模式図である。
【図３】第１の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
【図４】発振の様子を示すタイミングチャートである。
【図５】第１の実施の形態に係る点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
【図７】第２の実施の形態に係る点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】第３の実施の形態に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
【図９】変形例に係る点灯回路の構成を示す回路図である。
【図１０】変形例に係る点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】自動点灯装置の回路構成を示す図である。
【図１２】非特許文献１に開示された電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７８】
１          直流電源回路
２          駆動回路
３          負荷回路
４          商用交流電源
９          インバータ回路
２１        蛍光管
３０，５０  電圧可変回路
３６，３７  トランジスタ
４０        自動点灯装置
１００      電球形蛍光ランプ
２００      照明装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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