(57)【要約】【課題】自励式インバータ点灯装置の点灯時に、十分な余熱ができるまで放電管に大きな電流を流さないようにして黒化を防止する。【解決手段】第１のコンデンサＣ１、放電管ＦＬ、リアクタンスＬ５、共振用コンデンサＣｃで構成される自励式インバータ点灯装置の点灯回路ＬＳに、第２コンデンサＣ２とそのコンデンサＣ２に始動時から所定時間経過後にオンになって電流を流すスイッチ手段ＳＷを設け、スイッチ手段ＳＷがオンになると、余熱電流が増加して放電管を点灯するようにする。こうすることで、スイッチ手段がオンになる所定時間を適宜設定すれば、十分な余熱を行ってから点灯させることができる。【選択図】図１
2005056644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個のトランジスタのいずれか一方のエミッタ端子と他方のコレクタ端子とを接続した直列回路と、２個のダイオードのいずれか一方のカソード端子と他方のアノード端子とを接続した直列回路とを前記ダイオード直列回路が逆接続となるように直流電源と並列に接続し、かつ、その直流電源のプラス側に接続されたダイオード直列回路のダイオードと並列に第１のコンデンサを接続するとともに、前記直列回路のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子の接続点と、ダイオードのカソード端子とアノード端子の接続点との間に、両端の一対のフィラメント端子の一方をリアクタンスと帰還用トランスを介して接続し、他方のフィラメント端子間に共振用のコンデンサを接続した放電管を設けて、前記帰還用トランスからトランジスタのベース回路へ正帰還をかけて交互にオン・オフするようにした自励式インバータ点灯装置において、
上記直流電源のマイナス側に接続されたダイオード直列回路のダイオードと並列に、第２のコンデンサとスイッチ手段とからなる直列回路を設け、その直列回路のスイッチ手段を始動時から所定時間経過後にオンとなるようにするとともに、上記第１のコンデンサの容量を小さくして第１と第２のコンデンサとで点灯に必要な余熱電流を流すようにした自励式インバータ点灯装置。
【請求項２】
上記スイッチ手段を、第２のコンデンサと直列に接続される電流制限用素子と、その素子を駆動するＣＲ時定数回路とで構成した請求項１に記載の自励式インバータ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、蛍光灯などの放電管の黒化を防止した自励式インバータ点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯などの放電管のインバータ点灯装置には、他励式と自励式とがある。  他例式のインバータ点灯装置は、図４（ａ）のように、発振回路（インバータ）を備えてトランジスタＱ１、Ｑ２を交互に作動して放電管ＦＬを点灯する。
【０００３】
また、始動時には、図４（ｂ）のように余熱期間を設けて、インバータ発振回路の周波数を回路の共振周波数より高い周波数に設定し、放電管ＦＬのフィラメントに余熱電流を流したのち、徐々に周波数を下げて放電させることで黒化を防止している。
【０００４】
そのため、このような複雑な動作を行うことから、回路も複雑となって部品点数も多くなり、コスト高となるばかりでなく、故障の発生も多くなる傾向がある。
【０００５】
一方、自励式のインバータ点灯装置では、他励式のような発振回路を持たないため、部品数が少なくて済む。また、部品数が少なくて済むので故障の発生も少なくなり、しかも低コストで実現できるというメリットもある。
【０００６】
例えば、図５に示す〔特許文献１〕の自励式の点灯装置では、２個のｎｐｎトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタ端子とコレクタ端子とを接続した直列回路と、２個のダイオードＤ１、Ｄ２のカソード端子とアノード端子とを接続した直列回路を前記ダイオード直列回路が逆接続となるように直流電源ＤＢと並列に接続し、その並列に接続した直列回路の一方のダイオードＤ１と並列に、第１のコンデンサＣ１を設けてある。そして、前記直列回路のトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタ端子とコレクタ端子の接続点と、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソード端子とアノード端子の接続点との間に放電管ＦＬを設けて、その放電管ＦＬの両端の一対のフィラメント端子ｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ２’の一方ｆ１、ｆ２を、それぞれ、リアクタンスＬ５と帰還用トランスＴを介して、前記エミッタ端子とコレクタ端子の接続点と、カソード端子とアノード端子の接続点とに接続し、他方のフィラメント端子ｆ１’、ｆ２’を共振用のコンデンサＣｃを介して、前記帰還用トランスＴの第３の巻線Ｌ４と接続することにより、トランジスタＱ１、Ｑ２のベース回路Ｂへ正帰還をかけて発振させている。
【０００７】
すなわち、この点灯装置では、始動時に例えば、トランジスタＱ２がオンになると、電流Ｉｃが電源ＤＢ→コンデンサＣ１→放電管フィラメントｆ２、ｆ２’→共振コンデンサＣｃ→第三の巻線Ｌ４→放電管フィラメントｆ１、ｆ１’→リアクタンスＬ５→帰還用トランスＴ→トランジスタＱ２→電源ＤＢと流れて、図６（ａ）のように、リアクタンスＬ５にエネルギーを蓄える。
【０００８】
次に、第１のコンデンサＣ１が充電されて電流Ｉｃが流れなくなると、帰還巻線Ｌ２にトランジスタＱ１をオンにする向きのトリガパルスが誘起され、帰還巻線Ｌ３にはトランジスタＱ２をオフにする向きのトリガパルスが誘起される。そのため、今度は図６（ｂ）の模式図に示すように、リアクタンスＬ５から電流ＩＬが、リアクタンスＬ５→フィラメントｆ１，ｆ１’→共振コンデンサＣｃ→フィラメントｆ２、ｆ２’→第１のコンデンサＣ１と流れる。そして、このような動作を繰り返すことにより、フィラメントｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ２’が加熱される。
【０００９】
このとき、帰還用トランスＴの一次巻線Ｌ１と第３の巻線Ｌ４との間の相互インダクタンスＭのため、発振周波数は回路の共振周波数より高くなっており、そのため、フィラメントｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ２’を流れる電流が少なく、温度上昇もユックリしたものとなる。したがって、フィラメントｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ２’は十分に加熱されてから放電を始めることになる。また、この放電の開始でフィラメントｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ２’間のインピーダンスが下がると、回路から第三の巻線Ｌ４と共振コンデンサＣｃが切り離されるため、一次巻線Ｌ１と第３の巻線Ｌ４との相互インダクタンスＭも解消されて放電管ＦＬは所定の点灯周波数で点灯する。
【特許文献１】特開２００１−１５５８８５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記の自励式インバータ点灯装置では、相互インダクタンスは、各コイルのインダクタンスと各コイルを流れる電流の変化量に依存する。そのため、余熱時に発振周波数が共振周波数から十分にズレるためには、コイルの巻線数を増やすか、大きな電流を流さなければならない。
【００１１】
しかしながら、巻線数を大きくすると形状が大きくなるし、大きな電流を流すと、温まる前のフィラメントに大きな電流を流すことになるので黒化を早める恐れがある。
【００１２】
また、流れる電流を最適な値にするためには、放電管の特性に合わせてトランスの設計を行って、特性に合わせた個別に部品を準備しなければならないため、コストアップや不要な在庫を発生する要因となる問題がある。
【００１３】
そこで、この発明の課題は、自励式インバータ点灯装置において、十分な余熱ができるまで大きな電流を流さないようにして黒化を防止しつつ、それを特別な部品を使用しないで低コストで実現できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、この発明では、２個のトランジスタのいずれか一方のエミッタ端子と他方のコレクタ端子とを接続した直列回路と、２個のダイオードのいずれか一方のカソード端子と他方のアノード端子とを接続した直列回路とを前記ダイオード直列回路が逆接続となるように直流電源と並列に接続し、かつ、その直流電源のプラス側に接続されたダイオード直列回路のダイオードと並列に第１のコンデンサを接続するとともに、前記直列回路のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子の接続点と、ダイオードのカソード端子とアノード端子の接続点との間に、両端の一対のフィラメント端子の一方をリアクタンスと帰還用トランスを介して接続し、他方のフィラメント端子間に共振用のコンデンサを接続した放電管を設けて、前記帰還用トランスからトランジスタのベース回路へ正帰還をかけて交互にオン・オフするようにした自励式インバータ点灯装置において、上記直流電源のマイナス側に接続されたダイオード直列回路のダイオードと並列に、第２のコンデンサとスイッチ手段とからなる直列回路を設け、その直列回路のスイッチ手段を始動時から所定時間経過後にオンとなるようにするとともに、上記第１のコンデンサの容量を小さくして第１と第２のコンデンサとで点灯に必要な余熱電流を流すようにした構成を採用したのである。
【００１５】
このような構成を採用することにより、始動時はスイッチ手段がオフなので、第１コンデンサに基づいて余熱電流が流れフィラメントを加熱する。次に、スイッチ手段が所定時間経過後にオンになり、第２のコンデンサに基づく余熱電流が加わると、必要な余熱電流が供給されて点灯に到るため、スイッチ手段がオンになる所定時間を適宜設定すれば、十分な余熱を行ってから点灯させることができる。
【００１６】
なお、上記２個のトランジスタには、ＦＥＴなどを使用することも可能である。
【００１７】
このとき、上記スイッチ手段を、第２のコンデンサと直列に接続される電流制限用素子と、その素子を駆動するＣＲ時定数回路とで構成した構成を採用することができる。
【００１８】
このような構成を採用することにより、ＣＲ時定数回路によるタイマで電流制限用素子を制御して第２のコンデンサを充電する電流を時間の経過とともに制御する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、以上のように構成したことにより、十分な余熱ができるまで大きな電流を流さないようにできるので、黒化を防止できる。また、その際、特別な部品を使用しないので、低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この形態の自励式インバータ点灯装置は、図１に示すように、２個のトランジスタＱ１とＱ２、２個のダイオードＤ１とＤ２、放電管ＦＬ、帰還用トランスＴ、リアクタンスＬ５、第１のコンデンサＣ１、共振用コンデンサＣｃで構成される点灯回路ＬＳに、第２のコンデンサＣ２とスイッチ手段ＳＷからなる直列回路ＳＳを設けた構成となっている。
【００２１】
点灯回路ＬＳは、この形態では、２個のｎｐｎトランジスタＱ１、Ｑ２の一方のトランジスタＱ１のエミッタ端子と他方のトランジスタＱ２のコレクタ端子とを接続したトランジスタ直列回路ＴＳと、２個のダイオードＤ１、Ｄ２の一方のダイオードＤ１のカソード端子と他方Ｄ２のアノード端子とを接続したダイオード直列回路ＤＳを、ダイオード直列回路ＤＳが逆接続となるように直流電源ＤＢと並列に接続している。
【００２２】
また、そのダイオード直列回路ＤＳと並列に第１のコンデンサＣ１を接続するとともに、前記トランジスタ直列回路ＴＳのエミッタ端子とコレクタ端子の接続点と、ダイオード直列回路ＤＳのカソード端子とアノード端子の接続点との間に放電管ＦＬとリアクタンスＬ５及び帰還用トランスＴを設けている。
【００２３】
すなわち、放電管ＦＬは、両端に一対のフィラメント端子ｆ１、ｆ１’とｆ２、ｆ２’が設けられたもので、その一方の側（ここでは、ｆ１、ｆ２）をリアクタンスＬ５と帰還用トランスＴを介してトランジスタ直列回路ＴＳのエミッタとコレクタの接続点と、ダイオード直列回路ＤＳのカソード端子とアノード端子の接続点とに接続している。また、他方の側（フィラメント端子ｆ１’とｆ２’）に共振用コンデンサＣｃを接続している。
【００２４】
そして、前記帰還用トランスＴの１次巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２、Ｌ３を介してトランジスタＱ１、Ｑ２のベース回路へ正帰還をかけて発振するようにしている。
【００２５】
一方、直列回路ＳＳは、先に述べたとおり、第２のコンデンサＣ２とスイッチ手段ＳＷとからなり、スイッチ手段ＳＷは、Ｎｃｈモス型パワートランジスタＱ３、ＣＲ時定数回路τと充電抵抗Ｒｃとで構成されている。
【００２６】
Ｎｃｈモス型パワートランジスタＱ３は、ドレインｄ−ソースｓ端子間に保護用ダイオードＤｐが設けられたもので、図２（ａ）のような等価回路で示すことができる。
【００２７】
このＮｃｈモス型パワートランジスタＱ３は、図１のように、ドレイン端子ｄを第２のコンデンサＣ２を介してダイオード直列回路ＤＳのカソード端子とアノード端子の接続点に接続し、ソース端子ｓを直流電源ＤＢのマイナス側に接続して、ゲート端子ｇにＣＲ時定数回路τを接続している。
【００２８】
ＣＲ時定数回路τは、図１のようにタイマコンデンサＣｔとタイマ抵抗Ｒｔとを並列に接続したもので、その並列回路の一方を直流電源ＤＢのマイナス側に接続し、他方をダイオード直列回路ＤＳのカソード端子とアノード端子の接続点に充電抵抗Ｒｃを介して接続してある。また、その充電抵抗ＲｃとＣＲ時定数回路τとの接続点は、Ｎｃｈモス型パワートランジスタＱ３のゲートｇに接続してある。
【００２９】
そのため、充電抵抗Ｒｃを介して充電されたＣＲ時定数回路τの電圧が、Ｎｃｈモス型パワートランジスタＱ３のスレッショルド電圧を越えると、図２（ｂ）のように、Ｎｃｈモス型パワートランジスタＱ３がオンとなり、第２のコンデンサＣ２へ電流が流れるようになっている。
【００３０】
この形態は上記のように構成されており、この形態の点灯装置は、第１のコンデンサＣ１の容量を発振に必要な（点灯しない）例えば、０．０１μＦ以下に設定してある。
【００３１】
いま、点灯開始で例えば、トランジスタＱ２がオンになると、電源ＤＢ→第１のコンデンサＣ１→放電管ＦＬのフィラメントｆ２、ｆ２’→共振用コンデンサＣｃ→放電管ＦＬのフィラメントｆ１、ｆ１’→リアクタンスＬ５→帰還用トランスＴ→トランジスタＱ２→電源ＤＢに電流Ｉｃが流れて余熱する。また同時に、直列回路ＳＳのＣＲ時定数回路τのタイマコンデンサＣｔへ充電抵抗Ｒｃを介して電流が流れる。
【００３２】
そのため、リアクタンスＬ５に、図３（ａ）の模式図のようにエネルギーが蓄積される。
【００３３】
そして、第１のコンデンサＣ１に電流Ｉｃが流れなくなると、帰還巻線Ｌ２、Ｌ３にトリガパルスが発生し、発生したトリガパルスによって帰還巻線Ｌ２に、トランジスタＱ１をオンにする向きの電流が誘起される。同時に、帰還巻線Ｌ３にトランジスタＱ２をオフにする向きの電流が誘起される。
【００３４】
すると、回路は図３（ｂ）の模式図に示すようになり、リアクタンスＬ５から、電流ＩＬがリアクタンスＬ５→フィラメントｆ１、ｆ１’→共振用コンデンサＣｃ→フィラメントｆ２、ｆ２’→第１のコンデンサＣ１→リアクタンスＬ５と流れ余熱する。
【００３５】
次に、電流が流れなくなって、トリガパルスが発生し、トランジスタＱ１がオフでトランジスタＱ２がオンになると、図３（ａ）の状態となって、先の動作を繰り返す。
【００３６】
このとき、ＣＲ時定数回路τの電圧が上昇し、上昇した電圧が図２（ｂ）、（ｃ）のように、Ｎｃｈモス型パワートランジスタＱ３のスレッショルド電圧に達すると（この形態では、０．６秒後位にセットしてある）、スイッチ手段ＳＷのＮｃｈモス型パワートランジスタＱ３がオンとなり、図３（ｃ）のように、第２のコンデンサＣ２に電流Ｉｃ’が流れて充電される。そして、第１のコンデンサＣ１に電流Ｉｃが流れなくなって、帰還巻線Ｌ２、Ｌ３にトリガパルスが発生し、トランジスタＱ１がオン、トランジスタＱ２がオフになると、図３（ｄ）のように、エネルギーが蓄えられたリアクタンスＬ５から電流ＩＬが流れる。
【００３７】
次に、リアクタンスＬ５からの電流ＩＬが流れなくなって、トランジスタＱ１がオフで、Ｑ２がオンになると、図３（ｅ）のように、第１のコンデンサＣ１からの電流Ｉｃと第２のコンデンサＣ２に充電された電流Ｉｃ’がリアクタンスＬ５に流れてエネルギーが蓄えられる。
【００３８】
また、電流ＩｃとＩｃ’が流れなくなってトランジスタＱ１がオン、Ｑ２がオフになると、図３（ｆ）のようにリアクタンスＬ５から第１と第２のコンデンサＣ１、Ｃ２へ電流が流れる。
【００３９】
このような発振（図３（ｅ）→（ｆ）、（ｆ）→（ｅ））を繰り返すことにより、第２のコンデンサＣ２により、増加した電流Ｉｃ’とＩＬ’が、フィラメントｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ２’に流れる。そのため、フィラメントｆ１、ｆ１’、ｆ２、ｆ２’の温度が放電を開始する温度まで上昇すると、放電を開始して点灯する。
【００４０】
すなわち、第２のコンデンサＣ２による余熱電流の増加によって、第１のコンデンサＣ１の容量を見掛け上大きくしたのと同様に余熱電流を増加することができるので、放電管ＦＬを確実に点灯することができる。点灯後は共振コンデンサＣｃがバイパスされるため、放電管ＦＬは、所定の点灯周波数で点灯する。
【００４１】
このように、スイッチ手段ＳＷがオンとなることにより、余熱電流を増加させて点灯するので、スイッチ手段ＳＷをオンにする時間を放電管ＦＬに応じて適宜設定すれば、十分な余熱を与えてから点灯させることができる。したがって、黒化を防止できる。また、このときの設定は、ＣＲ時定数回路τの時定数、すなわち、タイマコンデンサＣｔとタイマ抵抗Ｒｔの値を変更すればよく、簡単にしかも既成の部品を使ってできるので、低コストを実現できる。
【００４２】
ちなみに、このスイッチ手段ＳＷのオンまでの時間は、タイマコンデンサＣｔと充電抵抗Ｒｔとによって自由に決めることができるが、この形態では、１００〜２００ｍｓ程度となるようにしてある。
【００４３】
また、スイッチ手段ＳＷのトランジスタＱ３にモス型のＦＥＴトランジスタＱ３を使用したのは、ＦＥＴは電流を流さなくとも制御できるので、ＣＲ時定数回路τによる正確な予熱時間を提供することができるためである。
【００４４】
このように、余熱電流量の設定も回路定数で決めることができるので。安定した点灯ができるし、回路の小型化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態の回路図
【図２】（ａ）〜（ｃ）実施形態の作用説明図
【図３】（ａ）〜（ｆ）実施形態の作用説明図
【図４】（ａ）従来例の回路図、（ｂ）従来例の作用説明図
【図５】従来例の回路図
【図６】（ａ）、（ｂ）従来例の作用説明図
【符号の説明】
【００４６】
Ｃｃ  共振コンデンサ
Ｃｔ  タイマコンデンサ
Ｄ１  ダイオード
Ｄ２  ダイオード
ＤＳ  ダイオード直列回路
ｆ１、ｆ１’  フィラメント
ｆ２、ｆ２’  フィラメント
ＦＬ  放電管
Ｉｃ  電流
Ｉｃ’  電流
ＩＬ  電流
ＩＬ’  電流
Ｔ    帰還用トランス
ＴＳ  トランジスタ直列回路
Ｌ５  リアクタンス
ＬＳ  点灯回路
ＳＳ  直列回路
Ｑ１  トランジスタ
Ｑ２  トランジスタ
Ｑ３  モスＦＥＴトランジスタ
Ｒｔ  タイマ抵抗
τ  ＣＲ時定数回路
【図１】
2005056644.tif 000003
【図２】
2005056644.tif 000004
【図３】
2005056644.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005056644.tif 000007
【図６】
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