(57)【要約】【課題】放電管の片側エミッタレスの状態や両側エミッタレスの状態においてもエミッタッレス現象を精度よく検出し、熱陰極放電管が寿命に達したこと、あるいは寿命間近であることを検出して点灯装置を遮断するなどして、エミッタレス現象による火災の原因を排除した熱陰極放電管点灯装置を提供する。【解決手段】熱陰極放電管点灯装置において、放電管（ＦＬ）の管放電交流電流の正側・負側の電流値を個別に検出（５、６）し、正側・負側のいずれか一方、もしくは両方の電流値が予め設定した基準値（Ｖｒｅｆ）より下回った場合、放電管（ＦＬ）に流入する電流を遮断する（Ｓ）などして放電管点灯機能を無効にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱陰極放電管点灯装置において、放電管の管放電交流電流の正側・負側の電流値を個別に検出し、正側・負側のいずれか一方、もしくは両方の電流値が予め設定した基準値より下回った場合、放電管に流入する電流を遮断するなどして放電管点灯機能を無効にすることを特徴とする熱陰極放電管点灯装置。
【請求項２】
熱陰極放電管点灯装置において、放電管の一方のフィラメントとグランド間に管電流検出抵抗を備え、該管電流検出抵抗に降下した交流電圧の正側電圧または負側電圧を検出する第１の直線検波器と第２の直線検波器とを備え、該第１の直線検波器の出力と該第２の直線検波器の出力とを予め設定した基準電圧を備えたコンパレータに印加し、該コンパレータの出力により入力電源をオンオフするスイッチを備えたことを特徴とする熱陰極放電管点灯装置。
【請求項３】
前記第１の直線検波器と第２の直線検波器はオペアンプと複数のダイオードからなることを特徴とする請求項２記載の熱陰極放電管点灯装置。
【請求項４】
前記第１の直線検波器は前記管電流検出抵抗に降下した交流電圧の正側電圧を検出する反転型半波整流回路からなり、前記第２の直線検波器は前記管電流検出抵抗に降下した交流電圧の負側電圧を検出する非反転形半波整流回路からなることを特徴とする請求項２乃至請求項３記載の熱陰極放電管点灯装置。
【請求項５】
前記第１の直線検波器は前記管電流検出抵抗に降下した交流電圧の負側電圧を検出する非反転型半波整流回路からなり、前記第２の直線検波器は前記管電流検出抵抗に降下した交流電圧の正側電圧を検出する反転型半波整流回路からなることを特徴とする請求項２乃至請求項３記載の熱陰極放電管点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱陰極放電管（ＨＣＦＬ）のエミッタレス検出の手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱陰極放電管の点灯装置は図４に示すブロック図による方法が一般的によく知られている。
【０００３】
図４に示すように、熱陰極放電管ＦＬを点灯させる熱陰極放電管点灯装置は、熱陰極放電管ＦＬのフィラメントに予熱電流を流す予熱用インバータ回路３と、熱陰極放電管ＦＬに放電電圧を供給する点灯用インバータ回路２からなり、管電流検出回路１０からの検出値を基に点灯用インバータ回路２の放電電圧を制御する制御回路４から成る構成である。
【０００４】
しかしながら、このような熱陰極放電管点灯装置においては、熱陰極放電管の寿命あるいは寿命間近の時にフィラメントに塗布されたエミッタ物質が消耗してエミッタレス現象が発生する。このエミッタレス現象を放置するとやがては異常発熱が起こり、当該発熱が熱陰極放電管の口金を介して器具に達し、時として火災を引き起こす原因ともなっていた。
【０００５】
このエミッタレスの検出方法として、特許文献１は高周波電源に直列接続される放電管と直列に反転コンデンサを用い、該反転コンデンサの充電電流と放電電流のいずれか他方よりも大きい状態を検出する。このエミッタレス検出時には充電電流と放電電流に差が生じる放電管の両端のフィラメントの状態による正負いずれかの半波で検出するか、電圧波形の方向性に依存する。しかしながら、この方法は、高圧部からエミッタレス検出信号を取り出しているために使用部品の耐圧等考慮する必要がある。また、制御部に（Ｃｎｔ）に正負両電源が必要であり、小型化、安価にすることが難しい。
【０００６】
他の方法として、特許文献２には、両側エミッタレスの状態でも管電圧検出回路により回路を保護する蛍光灯点灯装置を開示している。この装置において、管電圧検出回路は管電圧の任意一方の負側電圧を検出する負側電圧検出回路と他方の正側電圧を検出する正側電圧検出回路とを備え、前記各検出回路の出力を受けてそれらの差分の信号を出力する差動増幅回路からなり、作動増幅回路の出力信号をインバータの出力を制御回路で制限している。しかしながら、この方法は、両側エミッタレス状態のときも管電圧を非対称検知の機能をさせるために電圧検出回路のコンデンサ（６８と７８）の誤差がそのまま電圧検出誤差になるため高精度の検出は期待できない。また、この回路においても高圧部からエミッタレス検出信号を取り出しているために使用部品の耐圧等考慮する必要がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５０４９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１６５１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は放電管の片側エミッタレスの状態や両側エミッタレスの状態においてもエミッタッレス現象を精度よく検出し、熱陰極放電管が寿命に達したこと、あるいは寿命間近であることを検出して点灯装置を遮断するなどして、エミッタレス現象による火災の原因を排除した熱陰極放電管点灯装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の熱陰極放電管点灯装置は、放電管の管放電交流電流の正側・負側の電流値を個別に検出し、正側・負側のいずれか一方、もしくは両方の電流値が予め設定した基準値より下回った場合、放電管に流入する電流を遮断するなどして放電管点灯機能を無効にすることを特徴とする。
すなわち、放電管の一方のフィラメントとグランド間に管電流検出抵抗を備え、該管電流検出抵抗に降下した交流電圧の正側電圧または負側電圧を検出する第１の直線検波器と第２の直線検波器とを備え、該第１の直線検波器の出力と該第２の直線検波器の出力とを予め設定した基準電圧を備えたコンパレータに印加し、該コンパレータの出力により入力電源をオンオフするスイッチを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、放電管の管放電交流電流の正側・負側の電流値を個別に検出し、正側・負側のいずれか一方、もしくは両方の電流値が予め設定した基準値より下回った場合、放電管に流入する電流を遮断することにより、エミッタレス現象による放電管の交換および火災を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態における熱陰極放電管点灯装置について、添付の図１、図２、図３を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例の熱陰極放電管点灯装置のブロック図である。
図１において、商用交流電源（図示しない）に接続された整流回路（図示しない）により得られた直流入力電源１に、放電管点灯手段としての熱陰極放電管点灯装置が接続されている。
【００１３】
直流入力電源１を高周波の高電圧に変換して放電管ＦＬに高周波電流を供給する点灯用インバータ回路２（放電電圧供給用ＤＣ／ＡＣインバータ）、放電管ＦＬのフィラメント７、８に電流を供給するための予熱用インバータ回路３（フィラメント電圧供給用ＤＣ／ＡＣインバータ）、点灯用インバータ回路２の出力の一部を帰還して入力電圧の安定化を図るＰＷＭ制御回路４、フィラメント７、８の一方とグランド間に接続した管電流検出抵抗Ｒｃ、管電流検出抵抗Ｒｃの交流出力を正側の電圧（電流）または負側の電圧（電流）を検出する第１の直線検波器５と第２の直線検波器６を備え、第１の直線検波器５と第２の直線検波器６の出力をコンパレータ９の非反転入力端子（＋）に印加し、コンパレータ９の出力に応じて直流入力電源１を遮断するスイッチＳを備えた構成である。ここで、コンパレータ９の反転入力端子（−）には予め設定（エミッタレスに対応）した基準電圧Ｖｒｅｆをグランド間に接続されている。
【００１４】
つぎに動作について説明する。
管電流検出抵抗Ｒｃの両端に降下した交流電圧Ｖrc＝ＩＬ・Ｒｃは、例えば、正側の電圧（電流）を第１の直線検波器５で、負側の電圧（電流）を第２の直線検波器６で各々整流・平滑し、それらの出力をコンパレータ９の非反転入力端子（＋）に入力する。
ここで、放電管ＦＬのフィラメント６または７のいずれか一方または両方の塗装されたエミッタ物質が消耗してくると、管電流検出抵抗Ｒｃの両端に降下した交流電圧Ｖrcの正側電圧、負側電圧または両方の電圧検出値が低下する。その結果、第１の直線検波器５と第２の直線検波器６の出力を印可するコンパレータ９の出力信号は、予め設定（エミッタレスに対応）した基準電圧Ｖｒｅｆより低下した状態となると、直流入力電源１のスイッチＳを遮断する信号を発生し、熱陰極放電管点灯装置を停止する。また、スイッチＳと共に放電管ＦＬがエミッタレスであることを知らせるランプ等設けてもよい。
【００１５】
ここで、本発明に係る熱陰極放電管点灯装置に用いられる第１の直線検波器と第２の直線検波器について説明する。
ここでは、第１の直線検波器として正側の電圧を検出する回路を図２に、第２の直線検波器として負側の電圧を検出する回路を図３に示す。
【００１６】
第１の直線検波器５は、図２に示すように、管電流検出抵抗Ｒｃの両端に降下した交流電圧Ｖｉｎの正側の電圧を検出する回路で、非反転型半波整流回路となる。
この回路は管電流検出抵抗Ｒｃの検出電圧ＶｉｎをオペアンプＯＰ１の非反転入力端子（＋）に印加し、オペアンプＯＰ１の出力端子に二つのダイオードＤ１、Ｄ２を備え、一方のダイオードＤ１はカソード側を第１の出力端子Ｖｏ１に接続し、他方のダイオードＤ２はアノード側をグランドに接続されている。そして、オペアンプＯＰ１の反転入力端子（−）は第１の出力端子Ｖｏ１に接続される。第１の出力端子Ｖｏ１とグランド間に出力抵抗Ｒ１と平滑コンデンサＣ１の並列回路が接続されている。
【００１７】
この動作は、非反転入力端子（＋）に正（Ｖｒｃ＞０）の電圧振幅が入力されたとき、反転入力端子（−）と仮想ショートが成り立ち、オペアンプＯＰ１の入力の反転入力端子はＶｏ１に接続されているのでＶｉｎ＝Ｖｏ１の関係が成り立つ。このとき、抵抗Ｒ１にはＶｏ１／Ｒ１相当の電流がオペアンプＯＰ１の出力端子からダイオードＤ１を通って抵抗Ｒ１に流れ込む。一方、ダイオードＤ２は逆方向にバイアスされているため、電流は流れない。
【００１８】
つぎに、非反転入力端子（＋）に負（Ｖｒｃ＜０）の電圧振幅が入力されたとき、オペアンプＯＰ１の出力は負方向に推移するが、ダイオードＤ１は逆方向にバイアスされるため電流が流れない。したがって、出力端子Ｖｏ１にはゼロのままとなる。また、ダイオードＤ２は順方向にバイアスされるため、負電圧をクランプする役目を果たす。このダイオードＤ２がないと負方向にどんどん推移してしまう。
この結果、検出電圧Ｖｉｎの交流電圧は正側のみ出力され、整流平滑された直流出力Ｖｏ１が得られる。
【００１９】
第２の直線検波器Ｓ２は、図３に示すように、管電流検出抵抗Ｒｃの両端に降下した交流電圧Ｖｉｎの負側の電圧を検出する回路で、反転型半波整流回路となる。
この回路は管電流検出抵抗Ｒｃの交流電圧Ｖｉｎを抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯＰ２の反転入力端子（−）に印加し、オペアンプＯＰ２の出力側に二つのダイオードＤ３、Ｄ４を接続し、一方のダイオードＤ３はアノード側を出力端子Ｖｏ２に接続し、他方のダイオードＤ４はカソード側を反転入力端子（−）に接続されている。そして、反転入力端子（−）と出力端子Ｖｏ２間に抵抗Ｒ４を接続し、負帰還ループとする。オペアンプＯＰ２の非反転入力端子（＋）はグランドに接続されている。出力端子Ｖｏ２とグランド間には抵抗Ｒ２と平滑コンデンサＣ２の並列回路が接続されている。
【００２０】
この動作は、反転入力端子（−）の抵抗Ｒ３に正（Ｖｒｃ＞０）の電圧振幅が入力されたとき、ダイオードＤ３がＯＮ、ダイオードＤ４がＯＦＦになり、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ４を通る負帰還ループができる。このとき回路は、反転増幅回路として働く。すなわち、Ｖｏ２＝−Ｖｉｎとなる。
そして、反転入力端子（−）の抵抗Ｒ３に負（Ｖｒｃ＜０）の電圧振幅が入力されたとき、ダイオードＤ４がＯＮ、ダイオードＤ３がＯＦＦになり、ダイオードＤ２を通る負帰還ループができる。このとき回路は、ダイオードＤ３は非導通なので、出力はオペアンプＯＰ２の反転入力端子（−）（仮想ショート点）から直接得られる。すなわち、Ｖｏ２＝０  となる。
この結果、検出電圧Ｖｉｎの交流電圧は負側のみ出力され、整流平滑された直流出力Ｖｏ２が得られる。
【００２１】
上記、第１、第２の直線検波器を用いることは、２乗検波を有するダイオード検波より、検出交流信号を精度よく直流信号に変換し、ほぼゼロボルトから直線的に直流変換できる。この直線検波器を用いることによりエミッタレス状態を精度よく検知でき、火災などの事故をより高い信頼度で未然に防止することができる。なお、上記説明では、第１の直線検波器を非反転型半波整流回路を用い、第２の直線検波器を反転型半波整流回路を用いたが、第１の直線検波器を反転型半波整流回路を用い、第２の直線検波器を非反転型半波整流回路を用いてもよい。
【００２２】
また、上記オペアンプＯＰ１とＯＰ２およびコンパレータ９において、エミッタレス検出をほぼグランド電位レベルとし、グランド電位に対して正の微小信号を得ている。このことから、本願は全て単電源作動型のオペアンプＯＰ１、ＯＰ２、コンパレータ９を用いることができ、低耐電圧素子が使用可能な回路構成とすることから、合理的に小型化、軽量化、および安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の熱陰極放電管点灯装置の一実施例を示すブロック図
【図２】本発明の熱陰極放電管点灯装置の一実施例に用いた第１の直線検波回路
【図３】本発明の熱陰極放電管点灯装置の一実施例に用いた第２の直線検波回路
【図４】従来の熱陰極放電管点灯装置のブロック図
【符号の説明】
【００２４】
１  直流入力電源
２  点灯用インバータ回路
３  予熱用インバータ回路
４  制御回路
５、６  直線検波器
ＦＬ  熱陰極放電管
７，８  フィラメント
９  コンパレータ
Ｒｃ  管電流検出抵抗
Ｓ  スイッチ
ＯＰ１、ＯＰ２  オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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