JP3026681B2 - 蛍光灯制御装置 - Google Patents
蛍光灯制御装置Info
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Description
て、この発振回路の出力周波数に基づき蛍光灯の点灯を
制御する蛍光灯制御装置に関するものである。
を有し、このフィラメント間にコンデンサを接続すると
共に、フィラメントにはチョークコイルを接続して負荷
回路を構成し、この負荷回路に発振回路の出力周波数に
基づく所定周波数の電圧を印加してフィラメントを予熱
し、両フィラメント間に放電を起こして発光させてい
る。
負荷回路に流れる管電流Iとの関係(f−I特性)を示
す。蛍光灯が正常に点灯しているときには、出力周波数
fと管電流Iの関係は図中aの如く、出力周波数fが増
せば管電流Iが減ると云う直線に近い特性を示すが、フ
ィラメント間に放電が行われない状態では、コンデン
サ、チョークコイル及びフィラメントの抵抗が直列に接
続される形となるため、図中bで示すような共振周波数
f0で最大電流となるf−I特性を示す。
数f0から離れた値の基本周波数f1(周期T1)にて
蛍光灯を点灯させているが、蛍光灯の立ち消え時や交換
時に負荷回路に大きな管電流を流して自動的に再点灯を
行わせるために、変調回路により図3に示す如く所定周
期T3(例えば4msec)毎に出力周波数fを基本周
波数f1よりも共振周波数f0に近い周波数f2に変調
する操作を行っている。このように変調することによ
り、点灯状態では図4に示す如く管電流Iは変調部分で
小さくなるものの、消灯状態では図5の如く管電流Iは
大きくなる。このときの大きな管電流Iによりフィラメ
ントが予熱され、放電が促されることにより、蛍光灯は
自動的に再点灯するものである。
メントには上述のように予熱電流が流れる関係上、経年
劣化により徐々に昇華して細り、やがて点灯不良に至
る。係る蛍光灯の管末期においては、フィラメントが断
線していないために負荷回路には電流が流れる。しか
も、前述の変調部分において再点灯できず、或いは点灯
しても直ぐに消灯してしまうために、変調毎に何回も前
記大きな管電流が流れることになる。係る状態が長く続
くとチョークコイルが異常に温度上昇してしまい、ま
た、管末期の蛍光灯は点灯・消灯を繰り返すことになる
ので照明として非常に見苦しくなる問題が生じ、係る問
題は蛍光灯を調光している場合に更に顕著となる。
回路保護のため、ある蛍光灯が管末期に至った場合、全
蛍光灯を消灯しなければならず、管末期に至った蛍光灯
のみを消灯させるためには、蛍光灯個々に検出回路を設
けなければならない問題もある。また、電源電圧が何ら
かの要因により低く、発振回路への印加電圧が低い場合
は発振回路が不安定になり、発振動作に異常を来たす問
題もあった。
るために成されたものであり、蛍光灯の管末期を検出し
て適切な処置を施すことができる蛍光灯制御装置を提供
することを目的とする。本発明のもう一つの目的は、発
振回路に印加される電圧が低いことによる発振回路の異
常動作を防止することにある。
は、両端にフィラメントを有した蛍光灯と、フィラメン
ト間に接続されたコンデンサ及びフィラメントに直列に
接続されたチョークコイルとを具備して成る負荷回路
と、発振回路と、この発振回路の出力周波数に基づいた
周波数の電圧を負荷回路に印加する出力回路と、発振回
路の出力周波数を所定の周期で負荷回路における共振周
波数付近に変調する変調回路と、発振回路の出力周波数
を調節して蛍光灯を調光する調光回路とを有したもので
あって、負荷回路を流れる管電流を検出する電流検出手
段と、この電流検出手段の出力を整流する整流回路と、
この整流回路の出力電圧を入力して変調回路による発振
回路の出力周波数変調時における前記出力電圧の上昇を
検出し、所定期間前記出力電圧の上昇が継続された場合
に変調回路による周波数変調動作、及び調光回路による
調光動作を禁止する検知回路とから成る管末期検出回路
とを具備しているものである。
回路により発振回路の出力周波数が共振周波数付近に変
調されても、管電流は図4の如く小さくなるが、消灯し
ている場合には図5の如く逆に大きくなり、フィラメン
トを予熱して放電を促す。フィラメントの経年劣化によ
り、係る変調部分における大電流によっても点灯せず、
或いは点灯してもすぐに消灯するような状態に至ると、
図5の状態が長く継続されることになる。
如く管末期を検出したことにより、変調回路による周波
数変調動作及び調光回路による調光動作を禁止するの
で、以後変調及び調光時に流れる大なる管電流を解消で
きる。
例を説明する。図1は本発明の蛍光灯制御装置1の電気
回路図を示している。交流電源ACには発振回路2の電
源回路3が接続され、発振回路2の出力周波数fはFE
T等から構成された出力回路4の駆動回路6に入力され
る。この出力回路4には負荷回路7が接続され、出力回
路4より前記発振回路2の出力周波数fに基づいた周波
数の電圧が印加される。負荷回路7は、それぞれ両端に
フィラメント8、8を有した数本の蛍光灯9と、各蛍光
灯9の一方のフィラメント8に直列にそれぞれ接続され
たチョークコイル11と、各蛍光灯9のフィラメント
8、8間にそれぞれ接続されたコンデンサ12とから構
成されており、各チョークコイル11を出力回路4の一
方の出力線13に並列に接続し、蛍光灯9の他方のフィ
ラメント8を他方の出力線14に並列に接続している。
記発振回路2に入力される。発振回路2は前述同様定常
状態ではチョークコイル11、コンデンサ12及びフィ
ラメント8、8の直列回路から決まる共振周波数f0か
ら離れた値の基本周波数f1(周期T1)を出力周波数
fとして出力し、出力回路4より負荷回路7には基本周
波数f1の電圧が印加されて各蛍光灯9を点灯させてい
るが、変調回路10は同様に図3に示す如く所定周期T
3(例えば4msec)毎に出力周波数fを基本周波数
f1よりも共振周波数f0に近い周波数f2に変調す
る。また、調光回路15は発振回路2の出力周波数fを
上昇させてチョークコイル11のインピーダンスを増加
させ、それによって各蛍光灯9の明るさを所定範囲で低
減できるようにしている。
管末期検出回路16を示す。管末期検出回路16は前記
出力回路4の出力線14を流れる管電流Iを検出する管
電流検出手段としての検出コイル17と、この検出コイ
ル17の出力電圧を整流する整流回路18と、この整流
回路18の出力電圧を入力する検知回路19とから構成
されている。前記整流回路18はダイオード21と、こ
のダイオード21の順方向側と接地間に接続した小容量
のコンデンサ24と、抵抗22、23とから構成されて
いる。検知回路19は前記コンデンサ24の端子に相互
に並列に接続された抵抗26、27と、各抵抗26、2
7がそれぞれ+入力端子及び−入力端子に接続されたO
Pアンプ28と、両入力端子間に接続されたコンデンサ
29と、−入力端子と接地間に接続された大容量のコン
デンサ31と、−入力端子と電源VCC間に接続された
抵抗32と、OPアンプ28の出力に接続されたダイオ
ード33及び抵抗34と、抵抗34に接続された出力発
生回路36とから構成され、この出力発生回路36の出
力が前記変調回路10及び調光回路15に接続される。
回路7に流れる管電流Iにより検出コイル17の2次側
には電圧が誘起され、この電圧は整流回路18のダイオ
ード21で整流され、コンデンサ24で平滑される。点
灯時のこのコンデンサ24の端子電圧V1を図6上段に
示す。尚、図では電圧V1は細かい波形で示している
が、実際にはコンデンサ24による平滑作用によって各
ピーク値間でならされた状態となる。この電圧V1は抵
抗26、27を通してOPアンプ28に入力される。こ
のとき電圧V1は抵抗27、コンデンサ31の時定数で
平滑されてOPアンプの−入力端子に入力され、+入力
端子には抵抗26を通して入力される。ここで、コンデ
ンサ31の端子電圧V2は抵抗32によって引き上げら
れ、V1とV2の関係は図6上段の如き関係とされてい
るので、いずれの蛍光灯9も点灯している状態ではOP
アンプ28の出力は「L」である。
変調回路10による前述の如き変調時に図5の如く大き
な管電流Iが負荷回路7に流れると、この管電流Iは検
出コイル17に検知され、コンデンサ24の端子電圧V
1は図6の下段の如く周期T3でパルス的に上昇するよ
うになる。一方、コンデンサ31の容量は大きく電圧V
1の上昇によっても電圧V2の上昇は僅かとなるため、
前記変調部分においてOPアンプ28の+入力端子の電
圧(V1)が−入力端子の電圧(V2)を越え、出力発
生回路36には周期T3の「H」パルスが入力されるよ
うになる。出力発生回路36はこの「H」パルスを例え
ば250回(時間としては約1秒間に相当)カウント
し、変調回路10及び調光回路15に禁止出力を発生す
る。変調回路10はこの禁止出力を入力すると、前記周
期T3毎の変調動作を停止する。また、調光回路15も
禁止出力を入力すると、調光動作を停止し発振回路2の
出力周波数fを基本周波数f1に戻す。これによって以
後負荷回路7には変調が行われない基本周波数f1の電
圧が印加されるようになるので、正常な蛍光灯9はその
まま通常の明るさで点灯し続け、管末期となった蛍光灯
9は再点灯できずに消灯することになる。これによって
負荷回路7に流れる大電流を解消し、チョークコイル1
1等の回路部品の損傷を防止すると共に、管末期の蛍光
灯9の点滅を防止して照明効果の低下を解消する。尚、
出力発生回路36においてカウントする理由は、正常時
の立ち消え時に短期間発生する大きな管電流Iによって
動作しないようにするためである。また、実施例の如く
パルスをカウントする以外に、パルスの発生から時定数
回路によって前記1秒の遅延時間を形成し、その後動作
するようにしても良い。
いては、正常点灯時の管電流Iが大きくなるために、前
記変調による異常管電流の検知が困難となる。そこで、
図7においては2個の検出コイル17A、17Bを用
い、多数の蛍光灯9から構成される2個の図1の如き負
荷回路7、7(それぞれ一個の蛍光灯9で構成した場合
も含む)に設ける。その際、各検出コイル17A、17
Bの2次側をその出力電圧v1、v2の特性が相互に反
対となるように接続し、この加算電圧v1+v2を整流
回路18のダイオード21に入力する(整流回路18で
は図1の抵抗22として22Aと22Bを用いる)。整
流回路18以降の回路は図1の場合と同様である。
しい管電流I1、I2が流れており、各検知コイル17
A、17Bの電圧v1、v2も等しいため、相互に相殺
されてダイオード21に入力される電圧v1+v2は0
となり、以後のOPアンプ28の出力は「H」とならな
い。いずれかの負荷回路7の蛍光灯9が管末期となっ
て、例えば管電流I1が前述の如く変調回路10による
変調時に大きくなると、電圧v1+v2が大きくなって
以後は図1の場合と同様にOPアンプ28が周期T3で
「H」パルスを発生して、出力発生回路36が動作する
ことになる。尚、両負荷回路7、7の蛍光灯9が同時に
管末期となり、同時に大電流が流れることは極めて少な
いので、実用上問題ない。
より発振回路2の動作を停止させる蛍光灯制御装置1の
低電圧検出回路39を説明する。尚、図中において図1
と同一符号で示すものは同一とし、出力回路4以降には
同様の負荷回路7が接続されているものとする。発振回
路2の電源回路3が接続される交流電源ACには直流電
源VCCを出力する電源回路40が接続される。電源V
CCと接地間には抵抗41、42とツェナーダイオード
ZD1の直列回路が接続される。トランジスタ43のエ
ミッタは電源VCCに接続され、ベースは抵抗41、4
2間に接続され、コレクタは抵抗44を介して接地され
る。トランジスタ46のコレクタは抵抗47を介して電
源VCCに接続され、エミッタは接地される。トランジ
スタ46のベースは抵抗48を介して接地され、更に、
抵抗44とベース間にツェナーダイオードZD2及び抵
抗49の直列回路が接続される。また、トランジスタ4
6のコレクタと抵抗47間の電圧はインバータ51に入
力され、インバータ51の出力は発振回路2に入力され
る。ツェナーダイオードZD1及び抵抗42間とインバ
ータ51の入力間には、また、ツェナーダイオードZD
3が接続され、このツェナーダイオードZD3とツェナ
ーダイオードZD1の電圧条件はZD3<ZD1とされ
ている。
れるとツェナーダイオードZD1の立ち上がり電圧まで
上昇した後、抵抗41、42、ツェナーダイオードZD
1を通して電流が流れるようになってトランジスタ43
が導通する。トランジスタ43が導通するとツェナーダ
イオードZD2に電圧が印加され、立ち上がり電圧まで
上昇した後電流が流れ、それによってトランジスタ46
が導通する。トランジスタ46の導通によりインバータ
51の入力電圧が「H」から「L」に変わり、それによ
って出力が「H」となる。発振回路2はインバータ51
の出力が「H」の場合は発振動作を実行するよう構成さ
れる。また、トランジスタ46の導通によりトランジス
タ43のベース電位はツェナーダイオードZD1の電圧
からツェナーダイオードZD3の電圧まで引き下げら
れ、それによって構成されるヒステリシスによりトラン
ジスタ43は安定して導通し続ける。
がツェナーダイオードZD1の電圧まで上昇しない場
合、或いは投入後に交流電源ACの電圧が何らかの要因
により低下し、電源VCCがツェナーダイオードZD3
の電圧よりも低下すると、ツェナーダイオードZD1及
びZD3に電流が流れなくなるのでトランジスタ43が
非導通となり、従って、トランジスタ46も非導通とな
ってインバータ51の出力は「L」となる。発振回路2
はインバータ51の出力が「L」の場合は発振動作を停
止する。それによって、低電圧電源による発振回路2の
異常動作を防止できるので、回路部品の損傷の発生が防
止される。
置によれば、蛍光灯の管末期を検出することができ、ま
た、それによって変調回路の変調動作、或いは調光回路
の調光動作を禁止するので、管末期に負荷回路を流れる
異常電流による回路部品の損傷の発生や、管末期に至っ
た蛍光灯の点滅による照明効果の低下を防止することが
可能となる。
如く管末期を検出したことにより、変調回路による周波
数変調動作及び調光回路による調光動作を禁止するの
で、以後変調及び調光時に流れる大なる管電流を解消で
きる。
である。
のコンデンサの端子電圧と、OPアンプの−入力端子に
入力されるコンデンサの端子電圧を示す図である。
路の電気回路図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 両端にフィラメントを有した蛍光灯
と、前記フィラメント間に接続されたコンデンサ及びフ
ィラメントに直列に接続されたチョークコイルとを具備
して成る負荷回路と、発振回路と、該発振回路の出力周
波数に基づいた周波数の電圧を前記負荷回路に印加する
出力回路と、前記発振回路の出力周波数を所定の周期で
前記負荷回路における共振周波数付近に変調する変調回
路と、前記発振回路の出力周波数を調節して前記蛍光灯
を調光する調光回路とを有した蛍光灯制御装置におい
て、前記負荷回路を流れる管電流を検出する電流検出手
段と、該電流検出手段の出力を整流する整流回路と、該
整流回路の出力電圧を入力して前記変調回路による前記
発振回路の出力周波数変調時における前記出力電圧の上
昇を検出し、所定期間前記出力電圧の上昇が継続された
場合に前記変調回路による周波数変調動作、及び前記調
光回路による調光動作を禁止する検知回路から成る管末
期検出回路とを具備して成る蛍光灯制御装置。
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