(57)【要約】    【課題】照明負荷の開閉の状況に応じて適切に回路を保護し、かつ抵抗器による電圧降下に伴って発生する高熱を抑制する照明用保護回路を提供する。    【解決手段】  一次コイルと二次コイルとを具えてなる高周波変圧器と、ブリッジドライバユニットとを具える照明装置に応用する保護回路であって、該高周波変圧器の一次コイルと、二次コイルとが該ブリッジドライバユニットの接地端に接続して構成される共同接地ユニットと、該共同接地ユニットに接続して電流を供給する半波整流ユニットであるか、全波整流ユニットである整流ユニットと、該半波整流ユニットか、又は該全波整流ユニットに接続して該高周波変圧器の該二次コイルの高周波電流が入力する照明負荷と、を具える【選択図】  図３
2013222640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一次コイルと二次コイルとを具えてなる高周波変圧器と、ブリッジドライバユニットとを具える照明装置に応用する保護回路であって、
該高周波変圧器の一次コイルと、二次コイルとが該ブリッジドライバユニットの接地端に接続して構成される共同接地ユニットと、
一つの電圧降下抵抗器と一つの整流ダイオードとを具える半波整流ユニットであるか、もしくは二つの電圧降下抵抗器と二つの整流ダイオードとによってなる全波整流ユニットであって、該半波整流ユニット、又は該全波整流ユニットが該共同接地ユニットに接続して電流を提供する整流ユニットと、
該半波整流ユニットか、又は該全波整流ユニットに接続して該高周波変圧器の該二次コイルの高周波電流が入力する照明負荷と、を具えることを特徴とする保護回路。
【請求項２】
前記半波整流ユニットか、又は前記全波整流ユニットが、前記照明負荷と直列接続し、さらに該高周波変圧器の二次コイルの両端と並列接続することを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項３】
前記半波整流ユニットか、又は前記全波整流ユニットが、該ブリッジドライバユニットの電源端に接続する出力端をさらに具えることを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項４】
前記ブリッジドライバユニットが、ハーフブリッジドライバか、フルブリッジドライバであることを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項５】
前記保護回路が、複数のトランジスタと複数の光電カプラーユニットとを具え、かつ該複数のトランジスタのエミッタが前記共同接地ユニットに接続して、該複数の光電カプラーが前記照明負荷の開閉の状態に応じて該ブリッジドライバユニットの動作を停止するように構成したシャットダウンユニットを具えることを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項６】
前記光電カプラーユニットと該照明負荷とが直列接続することを特徴とする請求項５に記載の保護回路。
【請求項７】
前記複数の光電カプラーユニットの内の任意の一が、Ｐ型端とＮ型端とを具える発光ダイオードと、フォトトランジスタとをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の保護回路。
【請求項８】
前記発光ダイオードのＰ型端が前記高周波変圧器の一端に接続し、Ｎ型端が前記照明負荷の一端に接続することを特徴とする請求項７に記載の保護回路。
【請求項９】
前記発光ダイオードのＰ型端が該高周波変圧器の他端に接続し、Ｎ型端が前記照明負荷の他端に接続することを特徴とする請求項８に記載の保護回路。
【請求項１０】
前記光電カプラーユニットのフォトトランジスタが、第１フォトトランジスタと第２フォトトランジスタとによって構成され、該第１フォトトランジスタと該第２フォトトランジスタのエミッタが該第２トランジスタのベース電極に接続し、かつ該第２トランジスタのコレクタが該第１トランジスタのベース電極に接続し、該第１トランジスタのコレクタが前記ブリッジドライバユニットの該シャットダウンユニットに接続することを特徴とする請求項5に記載の保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照明用の保護回路に関し、特に高周波変圧器とハーフブリッジドライバユニットを具える照明装置への応用に適した保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明用の回路において、例えば冷陰極管、もしくは熱陰極管などに常用される電子式の安定器には、ハーフブリッジ、もしくはフルブリッジ回路を採用し、かつ商品名をＨＤランプコントローラと称し、型番をＩＲ２１５３、ＵＣＣ３３０５、もしくはＵＣ１８７１とするものが市販されている。これらの特性について、商品の説明書からは、照明回路の高周波変圧器の二次回路に、ドライバ集積回路の電力供給回路と、ドライバ集積回路のシャットダウン回路を設けるなどの電子式安定器の集積回路の保護に係る技術についての記述が見られない。
【０００３】
従来の技術によれば、ハーフブリッジ、もしくはフルブリッジドライバユニットによる電力の供給は、ワット数の大きい電圧降下抵抗器を介して行われる。このため、高熱が発生して回路に影響する。そこで、照明負荷の開閉の状況に応じて適切に回路を保護し、かつ抵抗器による電圧降下に伴って発生する高熱を抑制する照明用保護回路が必要になる。
【０００４】
また、アメリカ合衆国特許７０４２１６１号、８０１８１７３号公報には、いずれもハーフブリッジドライバ回路を設けた電子式の安定器が開示され、かつアメリカ合衆国特許７３６９４２１号公報にはフルブリッジドライバ回路を具える電子式の安定器が開示される。然るに、これら公報に開示される技術は、例えば照明用の回路における高周波変圧器の二次コイルに、ドライバ集積回路による電力供給と、ドライバ集積回路によるシャットダウンの動作を行う回路とを設けるなどの電子式安定期の集積回路に保護を与えることを目的とした技術は論述されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】アメリカ合衆国特許７０４２１６１号公報
【特許文献２】アメリカ合衆国特許８０１８１７３号公報
【特許文献３】アメリカ合衆国特許７３６９４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、照明負荷の開閉の状況に応じて適切に回路を保護し、かつ抵抗器による電圧降下に伴って発生する高熱を抑制する照明用保護回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者は、従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、少なくとも一次コイルと二次コイルとを具えてなる高周波変圧器と、ブリッジドライバユニットとを具える照明装置に応用する保護回路であって、該高周波変圧器の一次コイルと、二次コイルとが該ブリッジドライバユニットの接地端に接続して構成される共同接地ユニットと、該共同接地ユニットに接続して電流を供給する半波整流ユニットであるか、全波整流ユニットである整流ユニットと、  該半波整流ユニットか、又は該全波整流ユニットに接続して該高周波変圧器の該二次コイルの高周波電流が入力する照明負荷と、を具える照明用保護回路によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００８】
前掲の構成による照明用保護回路は、照明負荷がオンの場合、整流回路が該ブリッジドライバユニットから電流を供給し、照明負荷がオフの場合はブリッジドライバユニットからの電流の供給を中止して照明回路の保護を達成する。
【０００９】
また、照明負荷の抵抗の大きさに基づいて全波整流ユニットか、半波整流ニット及び／もしくは光電カプラー回路を設けるなど、異なる照明のニーズに対応することができる。該照明負荷は、熱陰極管、冷陰極管、外部電極蛍光管、もしくはセラミック蛍光灯管であってもよい。
【００１０】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載する保護回路は、少なくとも一次コイルと二次コイルとを具えてなる高周波変圧器と、ブリッジドライバユニットとを具える照明装置に応用する保護回路であって、
該高周波変圧器の一次コイルと、二次コイルとが該ブリッジドライバユニットの接地端に接続して構成される共同接地ユニットと、
一つの電圧降下抵抗器と一つの整流ダイオードとを具える半波整流ユニットであるか、もしくは二つの電圧降下抵抗器と二つの整流ダイオードとによってなる全波整流ユニットであって、かつ該半波整流ユニット、又は該全波整流ユニットが該共同接地ユニットに接続して電流を提供する整流ユニットと、
該半波整流ユニットか、又は該全波整流ユニットに接続して該高周波変圧器の該二次コイルの高周波電流が入力する照明負荷と、を具える。
【００１１】
請求項２に記載する保護回路は、請求項１における半波整流ユニットか、又は前記全波整流ユニットが、前記照明負荷に直列接続し、さらに該高周波変圧器の二次コイルの両端と並列接続する。
【００１２】
請求項３に記載する保護回路は、請求項１に記載する半波整流ユニットか、又は前記全波整流ユニットが、該ブリッジドライバユニットの電源端に接続する出力端をさらに具える。
【００１３】
請求項４に記載する保護回路は、請求項１におけるブリッジドライバユニットが、ハーフブリッジドライバか、フルブリッジドライバである。
【００１４】
請求項５に記載する保護回路は、請求項１における保護回路が、複数のトランジスタと複数の光電カプラーユニットとを具え、かつ該複数のトランジスタのエミッタが前記共同接地ユニットに接続して、該複数の光電カプラーが前記照明負荷の開閉の状態に応じて該ブリッジドライバユニットの動作を停止するように構成したシャットダウンユニットを具える。
【００１５】
請求項６に記載する保護回路は、請求項５における光電カプラーユニットと該照明負荷とが直列接続する。
【００１６】
請求項７に記載する保護回路は、  請求項６における複数の光電カプラーユニットの内の任意の一が、Ｐ型端とＮ型端とを具える発光ダイオードと、フォトトランジスタとをさらに含む。
【００１７】
請求項８に記載する保護回路は、請求項７における発光ダイオードのＰ型端が前記高周波変圧器の一端に接続し、Ｎ型端が前記照明負荷の一端に接続する。
【００１８】
請求項９に記載する保護回路は、請求項８における発光ダイオードのＰ型端が該高周波変圧器の他端に接続し、Ｎ型端が前記照明負荷の他端に接続する。
【００１９】
請求項１０に記載する保護回路は請求項5に記載する光電カプラーユニットのフォトトランジスタが、第１フォトトランジスタと第２フォトトランジスタとによって構成され、該第１フォトトランジスタと該第２フォトトランジスタのエミッタが該第２トランジスタのベース電極に接続し、かつ該第２トランジスタのコレクタが該第１トランジスタのベース電極に接続し、該第１トランジスタのコレクタが前記ブリッジドライバユニットの該シャットダウンユニットに接続する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の照明用保護回路の第１の実施例による回路図である。
【図２】この発明の照明用保護回路の第２の実施例による回路図である。
【図３】この発明の照明用保護回路の第３の実施例による回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明は、照明負荷の開閉の状況に応じて適切に回路を保護し、かつ抵抗器による電圧降下に伴って発生する高熱を抑制する照明用保護回路を提供するものであって、少なくとも一次コイルと二次コイルとを具えてなる高周波変圧器と、ブリッジドライバユニットとを具える照明装置に応用する保護回路であり、該高周波変圧器の一次コイルと、二次コイルとが該ブリッジドライバユニットの接地端に接続して構成される共同接地ユニットと、該共同接地ユニットに接続して電流を供給する半波整流ユニットであるか、全波整流ユニットである整流ユニットと、  該半波整流ユニットか、又は該全波整流ユニットに接続して該高周波変圧器の該二次コイルの高周波電流が入力する照明負荷と、を具える。かかる照明用保護回路の構造と特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１に、この発明による照明用保護回路の第１の実施例を開示する。図面に開示する回路は、電源入力端から交流電流ＡＣが入力すると、ヒューズＦＳを経て、該ヒューズＦＳに接続するフルブリッジ整流器ＢＤの入力端にからフルブリッジ整流器ＢＤに入力する。
【００２３】
フルブリッジ整流器ＢＤの正、負電圧出力端は、平滑コンデンサＣ１の両端に並列に接続する。平滑コンデンサＣ１の一端には電圧降下抵抗器Ｒ１が接続し、他端には平滑コンデンサＣ２と定電圧ダイオードが接続する。フルブリッジ整流器ＢＤから出力される電流は、電圧降下抵抗器Ｒ１に至るとともに、平滑コンデンサＣ２と定電圧ダイオードとによってフィルタリングし、定電圧を得る。
【００２４】
さらに、電流がハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに至ると、次いで電界効果トランジスタＭ１と電界効果トランジスタＭ２も作動する。
【００２５】
次いで、高周波変圧器ＴＲの二次コイルＳの一端Ａと他端Ｃとの両端から照明負荷ＬＤと、全波整流回路内のダイオードＤ１、Ｄ２に電流が入力する。二次コイルＳのＡ端と電圧降下抵抗器Ｒ２、電圧降下抵抗器Ｒ３と照明負荷ＬＤのＢ端とを直列接続してＤ端を共同接地端とする。
【００２６】
照明負荷ＬＤが任意の負荷にある場合、電圧降下抵抗器Ｒ２と電圧降下抵抗器Ｒ３の両端で電圧降下が発生する。
【００２７】
ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣに電流を供給した場合の動作の原理によれば、Ａ端が正電位であった場合、正電圧はダイオードＤ１から平滑コンデンサＣ２に充電されて、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに提供され、照明負荷ＬＤがオンの場合、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣには電流が供給されず、照明用回路を保護する目的が達成される。
【００２８】
照明負荷ＬＤがオフの場合はハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに電流が供給されることなく、照明用回路を保護する目的が達成される。
【００２９】
Ｂ端が正電圧の場合、正電圧がダイオードＤ２から平滑ダイオードＣ２に充電され、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに供給され、照明負荷ＬＤがオンの場合、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに電流が供給されることなく、照明用回路を保護する目的が達成される。
【００３０】
ここから明らかなように、全波整流回路の出力はダイオードＤ１、Ｄ２の陰極端（Ｎ端）であって、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに接続する。その電圧降下抵抗器Ｒ１は起動の作用を有するのみであって、後ろのハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣへ電流の供給は、全波整流回路が行う。したがって、電圧降下抵抗器Ｒ１の熱ワット値が大幅に減少する。この場合、Ｄ端の負電位と高周波変圧器ＴＲの一次コイルＰの接地端が接続して共同接地端を構成する。
【００３１】
前述する実施の形態におけるハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣは、フルブリッジドライバ集積回路であってもよい。
【実施例２】
【００３２】
図２に、この発明による照明用保護回路の第２の実施の形態を開示する。図面に開示する回路は、電源入力端から交流電流が入力すると、ヒューズＦＳを経て、該ヒューズＦＳに接続するフルブリッジ整流器ＢＤの入力端にからフルブリッジ整流器ＢＤに入力する。
【００３３】
フルブリッジ整流器ＢＤの正、負電圧出力端は、平滑コンデンサＣ１の両端に並列に接続し、電圧降下抵抗器Ｒ１に電流を供給する。平滑コンデンサＣ２と定電圧ダイオードＺＤ１のフィルタリングによって定電圧を得て、電流をハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに供給すると、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣが起動し、電界効果トランジスタＭ１と電界効果トランジスタＭ２も作動する。
【００３４】
次いで、高周波変圧器ＴＲの二次コイルＳのＡ端とＣ端とが照明負荷ＬＤと、半波整流回路のダイオードＤ４と電圧降下抵抗器Ｒ４に電流を供給する。
【００３５】
照明負荷ＬＤのＢ端と電圧降下抵抗器Ｒ４は直列接続する。照明負荷ＬＤが任意の負荷に在る場合、電圧降下抵抗器Ｒ４の両端で電圧が効果する。
【００３６】
ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電力供給の動作の原理から言えば、Ｂ端が正電位の場合、正電圧がダイオードＤ４から平滑コンデンサＣ２に充電されて、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに提供され、照明用回路を保護する目的が達成される。
【００３７】
ここから明らかなように、半波整流回路の出力端はダイオードＤ４の陰極端（Ｎ端）であって、ハーフブリッジドライバ集積化路ＨＢＤＩＣの電源端ＶＣＣに接続する。
【００３８】
電圧降下抵抗器Ｒ１の作用は、起動用のみであって、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの電源は、すべて半波整流回路が提供する。よって、電圧降下抵抗器Ｒ１の熱ワット値が大幅に減少する。
【００３９】
この場合、Ａ端が負電位と高周波変圧器ＴＲの一次コイルＰの接地端に接続して共同接地端を形成する。ダイオードＤ３（逆流防止ダイオードとも称する）はＢ端の正電圧がＡ端に逆流するのを防止するために設ける。
【００４０】
この実施例におけるハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣはフルブリッジドライバ集積回路としてもよい。
【実施例３】
【００４１】
図３に、この発明による照明用保護回路の第３の実施の形態を開示する。図面によれば、図２に開示する回路にハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの動作を停止するシャットアウト回路を設けて、より完璧な照明用保護回路とする。
【００４２】
図面から明らかなように、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣのシャットアウト回路の作動の理論から言えば、高周波変圧器ＴＲの二次コイルＳのＣ端が正電位の場合、正電流は第１光電カプラーＰＨＩの光電ダイオードと、分流抵抗器ＲＳ１とから、照明負荷ＬＤを経て、第２光電カプラーＰＨ２の分流抵抗器ＲＳ２とダイオードＤ８に至り、更に二次コイルＳのＢ端に回帰する。
【００４３】
同時に、フルブリッジ整流器ＢＤの正端から電圧降下抵抗器Ｒ５と、ダイオードＤ５とを経て、第１光電カプラーＰＨＩの二次側のフォトトランジスタのコレクタとエミッタに至り、さらにトランジスタＱ２のベース電極に至る。この場合、トランジスタＱ２のコレクタとエミッタとが通電状態となり、トランジスタＱ１のベース電極がオンとなる。よって、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの動作に影響を与えない。
【００４４】
照明負荷ＬＤがオフの場合は、第１光電カプラーＰＨ１の二次側のトランジスタのコレクタとエミッタとがオフとなり、トランジスタＱ１のベース電極は高電位となり、トランジスタＱ１のコレクタとエミッタが短絡する。このためハーフブリッジドライバ集積回路とＨＢＤＩＣの動作が停止する。
【００４５】
この場合、トランジスタＱ１のベース電極は高電位となり、フルブリッジ整流器ＢＤの正、負電圧出力端の平滑整流器Ｃ１の正電圧端から、電圧降下抵抗器Ｒ５を経て、さらに定電圧ダイオードＺＤ３を経て、トランジスタＱ１のベース電極に供給される。
【００４６】
高周波変圧器の二次コイルＳのＢ端が正電位の場合、正電流が第２光電カプラーＰＨ２の光電ダイオードと分流抵抗器ＲＳ２から照明負荷ＬＤとダイオードＤ７を経て二次コイルＳのＣ端に回帰する。
【００４７】
同時に、フルブリッジ整流器ＢＤの正電圧出力端から電圧降下抵抗器Ｒ５を経て、さらにダイオードＤ６を経て第２光電カプラーＰＨ２の二次側の光電トランジスタのコレクタとエミッタに至り、さらにトランジスタＱ２のベース電極に至る。
【００４８】
この場合、トランジスタＱ２のコレクタとエミッタとが通電状態となり、トランジスタＱ１のベース電極が低電位となる。よって、ハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣの動作に影響を与えない。
【００４９】
照明負荷ＬＤがオフの場合は、トランジスタＱ２のコレクタとエミッタとがオフとなり、トランジスタＱ１のベース電極は高電位となり、トランジスタＱ１のコレクタとエミッタが短絡する。このためハーフブリッジドライバ集積回路とＨＢＤＩＣの動作が停止する。
【００５０】
この場合、トランジスタＱ１のベース電極は高電位となり、フルブリッジ整流器ＢＤの正電圧出力端の平滑コンデンサＣ１の正電圧端から電圧降下抵抗器Ｒ５を経て、さらに定電圧ダイオードＺＤ３を経て、トランジスタＱ１のベース電極に供給される。
【００５１】
この実施例におけるハーフブリッジドライバ集積回路ＨＢＤＩＣはフルブリッジドライバ集積回路としてもよい。
【００５２】
以上はこの発明の好ましい実施の形態であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者の為し得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【符号の説明】
【００５３】
ＨＢＤＩＣ     ハーフブリッジドライバ集積回路。
ＡＣ           交流電流
ＦＳ           ヒューズ
ＢＤ           フルブリッジ整流器
Ｃ１，Ｃ２     平滑コンデンサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５    電圧降下抵抗器
ＲＳ1，ＲＳ2   分流抵抗器阻。
ＶＣＣ          電源端
Ｍ１，Ｍ２     電界効果トランジスタ
ＴＲ           高周波変圧器
Ｐ             一次コイル
Ｓ             二次コイル
ＬＤ           照明負荷
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８   ダイオード
Ｑ１，Ｑ２     トランジスタ
ＺＤ１，ＺＤ３ 定電圧ダイオード
ＰＨ１         第１光電カプラー
ＰＨ２         第２光電カプラー
【図１】
2013222640.tif 000003
【図２】
2013222640.tif 000004
【図３】
2013222640.tif 000005