JP3067994B2 - 高周波インバータ応用の蛍光灯の点灯装置 - Google Patents
高周波インバータ応用の蛍光灯の点灯装置Info
- Publication number
- JP3067994B2 JP3067994B2 JP7350660A JP35066095A JP3067994B2 JP 3067994 B2 JP3067994 B2 JP 3067994B2 JP 7350660 A JP7350660 A JP 7350660A JP 35066095 A JP35066095 A JP 35066095A JP 3067994 B2 JP3067994 B2 JP 3067994B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorescent lamp
- frequency
- tube
- lighting
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、熱陰極蛍光放電灯
で、一般に蛍光灯と呼称されている汎用の照明用蛍光放
電灯又はスリムライン(以下代表的に蛍光灯と総括・略
称する)を利用した汎用の照明・展示・装飾・舞台・テ
レビスタジオ等々の照明分野に係り、該蛍光灯の高周波
インバータ点灯装置の改良に関するものである。
で、一般に蛍光灯と呼称されている汎用の照明用蛍光放
電灯又はスリムライン(以下代表的に蛍光灯と総括・略
称する)を利用した汎用の照明・展示・装飾・舞台・テ
レビスタジオ等々の照明分野に係り、該蛍光灯の高周波
インバータ点灯装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この分野における高周波インバータ応用
の蛍光灯の点灯装置としては、1石又は2石のトランジ
スタ・FET等の半導体素子を利用した自励式インバー
タを応用する蛍光灯の点灯装置が一般的であった。これ
等はすべて従来の慣用技術手段であり周知であるので詳
記しないが、一例として「図5・図6」を表示したので
概要を説明する。
の蛍光灯の点灯装置としては、1石又は2石のトランジ
スタ・FET等の半導体素子を利用した自励式インバー
タを応用する蛍光灯の点灯装置が一般的であった。これ
等はすべて従来の慣用技術手段であり周知であるので詳
記しないが、一例として「図5・図6」を表示したので
概要を説明する。
【0003】両図中の記号は、共通部品は共用で図中の
1は直流電源で電池又は商用電源から、所望の電圧・電
流を供給する整流直流電源、13はトランジスタ。15
は、ラピッドスタート式の蛍光灯、16は近接導体で低
電圧での始動を補助する効果がある。図5はブロッキン
グ型自励発振方式で、図中14はブロックキングトラン
ス、13のトランジスタ単石で弛張発振を行なわせるも
ので自励によりスイッチングを反復して所望の高周波出
力をリケージトランスの2次側の図中15の蛍光灯に印
加点灯せしむる装置で、最も簡易な回路で安価・軽便で
あるため、20W以下のスタンド照明、バッテリー利用
のポータブル照明..自動車の室内照明等に広く応用さ
れている。
1は直流電源で電池又は商用電源から、所望の電圧・電
流を供給する整流直流電源、13はトランジスタ。15
は、ラピッドスタート式の蛍光灯、16は近接導体で低
電圧での始動を補助する効果がある。図5はブロッキン
グ型自励発振方式で、図中14はブロックキングトラン
ス、13のトランジスタ単石で弛張発振を行なわせるも
ので自励によりスイッチングを反復して所望の高周波出
力をリケージトランスの2次側の図中15の蛍光灯に印
加点灯せしむる装置で、最も簡易な回路で安価・軽便で
あるため、20W以下のスタンド照明、バッテリー利用
のポータブル照明..自動車の室内照明等に広く応用さ
れている。
【0004】図6はジェンセン型自励発振方式で、図中
の17は可飽和ドライブトランス、18は高周波リケー
ジトランスでトランジスタ13a・13bを交互にスイ
ッチングして効率よく安定に高周波出力が得られる最も
一般的な装置でありラピッドスタート専用の汎用電子安
定器・インバータ照明器具等々に最も広く一般的に応用
されている。
の17は可飽和ドライブトランス、18は高周波リケー
ジトランスでトランジスタ13a・13bを交互にスイ
ッチングして効率よく安定に高周波出力が得られる最も
一般的な装置でありラピッドスタート専用の汎用電子安
定器・インバータ照明器具等々に最も広く一般的に応用
されている。
【0005】前記のような高周波インバータの蛍光灯の
点灯装置はすべて周知の慣用技術をもとに自由に設計・
仕様の選択が可能である。これ等は、従来の商用の点灯
装置と比較して、小型・軽量であること、ラピッド点灯
であること、低温特性が良好なこと、フリッカがないこ
と、光電変換効率が10KHzで12〜3%、20KH
zで17〜8%向上するために同一照度に設定すると、
この分が省エネルギになる等々の優れた利点があり、こ
の利点を活用した商品が市販され、それ相当の効果を奏
上している。
点灯装置はすべて周知の慣用技術をもとに自由に設計・
仕様の選択が可能である。これ等は、従来の商用の点灯
装置と比較して、小型・軽量であること、ラピッド点灯
であること、低温特性が良好なこと、フリッカがないこ
と、光電変換効率が10KHzで12〜3%、20KH
zで17〜8%向上するために同一照度に設定すると、
この分が省エネルギになる等々の優れた利点があり、こ
の利点を活用した商品が市販され、それ相当の効果を奏
上している。
【0006】然し乍ら、大部分の装置は1灯若しくは2
灯用で、出力が小さいため電波障害も少なく、微分高電
圧波形や10〜40%とデューティが低く狭い歪んだイ
ンパルス状の電圧波形でも、波高値が放電開始電圧を超
えると始動点灯がなされ、照度が安定に確保されれば外
見上では他の特性の良否の判別がつき難いために点灯時
の管電圧波形が管寿命に与える影響や始動時の過度現象
に因る管の劣化によるフィラメントの断線・黒化等々が
重視されていない傾向があった。
灯用で、出力が小さいため電波障害も少なく、微分高電
圧波形や10〜40%とデューティが低く狭い歪んだイ
ンパルス状の電圧波形でも、波高値が放電開始電圧を超
えると始動点灯がなされ、照度が安定に確保されれば外
見上では他の特性の良否の判別がつき難いために点灯時
の管電圧波形が管寿命に与える影響や始動時の過度現象
に因る管の劣化によるフィラメントの断線・黒化等々が
重視されていない傾向があった。
【0007】又更に加えて、従来技術では高周波インバ
ータ電源の負荷としてはラピッドスタート方式の蛍光灯
(以下FLR管と略称する)の使用が一股的であり、一
方の商用電源では大多数の既存照明装置には、最も安価
・軽便なグロースタート方式の蛍光灯(以下FL管と略
称する)の使用が一般的であり、それぞれの目的に適合
する二種類の管種(引例=FL−40とFLR−40)
を揃えて判別して使用することが必要不可欠であった。
ータ電源の負荷としてはラピッドスタート方式の蛍光灯
(以下FLR管と略称する)の使用が一股的であり、一
方の商用電源では大多数の既存照明装置には、最も安価
・軽便なグロースタート方式の蛍光灯(以下FL管と略
称する)の使用が一般的であり、それぞれの目的に適合
する二種類の管種(引例=FL−40とFLR−40)
を揃えて判別して使用することが必要不可欠であった。
【0008】
【発明が解決しょうとする課題】前記の様な数々の利点
を有する高周波インバータ応用の蛍光灯点灯装置にも欠
点があり、出力波形に非直線歪みに因る高調波(ハーモ
ニックス)成分が多く、不整合・不平衡に起因する定在
波の不要幅射(スプリアスラジエーション)を発生し
て、BCI・TVI・CPUI等々の他の放送・通信・
情報設備機器に電波雑音陣害(ノイズインタフェア)を
与える欠陥が埋蔵されていた。
を有する高周波インバータ応用の蛍光灯点灯装置にも欠
点があり、出力波形に非直線歪みに因る高調波(ハーモ
ニックス)成分が多く、不整合・不平衡に起因する定在
波の不要幅射(スプリアスラジエーション)を発生し
て、BCI・TVI・CPUI等々の他の放送・通信・
情報設備機器に電波雑音陣害(ノイズインタフェア)を
与える欠陥が埋蔵されていた。
【0009】又一方では、多数灯の同時使用を必要とす
るテレビスタジオ・舞台照明・看板照明・展示照明・店
舗・事務所・ビル照明等々の業務用では、限定領域に多
数のインバータ点灯装置が集合・集積せられると、単体
では起こり得ない相互干渉によるビート障害・フリッカ
・自己点滅や不点灯・照度不揃い等々の他に、雑音障害
が複雑顕著となり、従来のサイリスタ調光等の特定周波
数だけの障害対策が通用せず高周波の不平衡に因る不要
幅射の空中漏電で漏電ブレィカが誤作動する等々の特有
の欠陥の埋蔵が判明したものである。
るテレビスタジオ・舞台照明・看板照明・展示照明・店
舗・事務所・ビル照明等々の業務用では、限定領域に多
数のインバータ点灯装置が集合・集積せられると、単体
では起こり得ない相互干渉によるビート障害・フリッカ
・自己点滅や不点灯・照度不揃い等々の他に、雑音障害
が複雑顕著となり、従来のサイリスタ調光等の特定周波
数だけの障害対策が通用せず高周波の不平衡に因る不要
幅射の空中漏電で漏電ブレィカが誤作動する等々の特有
の欠陥の埋蔵が判明したものである。
【0010】この発明は高周波インバータのメリットで
あるフリッカレスを活用した多数灯の蛍光灯を、極めて
電波雑音障害に厳しいTVスタジオ内で使用した時に、
従来のインバータに潜在する欠点が判明した際に発想し
たもので、従来の高周波インバータを多数集積した時に
潜在した欠陥を除去・改良する目的で新たな技術思想の
創作に到達したものである。
あるフリッカレスを活用した多数灯の蛍光灯を、極めて
電波雑音障害に厳しいTVスタジオ内で使用した時に、
従来のインバータに潜在する欠点が判明した際に発想し
たもので、従来の高周波インバータを多数集積した時に
潜在した欠陥を除去・改良する目的で新たな技術思想の
創作に到達したものである。
【0011】更には、この発明者が先に提案した特許公
開No;昭和64−50396号の発明による、従来技
術では一般的ではない、FL管を高周波インバータの負
荷として応用して、低温特性の向上と省電力の実現を達
成した改良点灯装置の技術思想の創作であるが、この構
成を補足・応用して汎用の蛍光灯照明のFL管とFLR
管の互換・混在使用を可能とする技術手段として進展さ
せ4W〜110W迄の全蛍光灯を最も単純なグロースタ
ート方式の直列結線での実用を可能とする等々の、更な
る改良にも関するものである。
開No;昭和64−50396号の発明による、従来技
術では一般的ではない、FL管を高周波インバータの負
荷として応用して、低温特性の向上と省電力の実現を達
成した改良点灯装置の技術思想の創作であるが、この構
成を補足・応用して汎用の蛍光灯照明のFL管とFLR
管の互換・混在使用を可能とする技術手段として進展さ
せ4W〜110W迄の全蛍光灯を最も単純なグロースタ
ート方式の直列結線での実用を可能とする等々の、更な
る改良にも関するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の様に従
来の蛍光灯用高周波インバータを多数集積した時に生ず
る欠点である、電波雑音障害と相互干渉を僅少にするた
めの改良が主体的な目的で、副次的には1灯当りの光電
変換効率の向上、総合損失の低下更なる小型軽量化・装
置の簡素化を同時に達成し、点灯波形を、基本正弦波若
くは正弦波状波(以下これを修正正弦波と略称)に修正
して無理なく始動点灯せしめ蛍光灯の管寿命の延長をも
計ることを目的とするものである。
来の蛍光灯用高周波インバータを多数集積した時に生ず
る欠点である、電波雑音障害と相互干渉を僅少にするた
めの改良が主体的な目的で、副次的には1灯当りの光電
変換効率の向上、総合損失の低下更なる小型軽量化・装
置の簡素化を同時に達成し、点灯波形を、基本正弦波若
くは正弦波状波(以下これを修正正弦波と略称)に修正
して無理なく始動点灯せしめ蛍光灯の管寿命の延長をも
計ることを目的とするものである。
【0013】従来の商用周波数での蛍光灯の特性はアー
ク放電領域では負性抵抗特性であるが周波数が高くなる
と徐々に正抵抗領域に移行して、電圧・電流が正弦波状
となってくることは公知の現象特性であった。
ク放電領域では負性抵抗特性であるが周波数が高くなる
と徐々に正抵抗領域に移行して、電圧・電流が正弦波状
となってくることは公知の現象特性であった。
【0014】又一方では、従来の高周波のインバータの
周波数を30KHz以上にすると20KHzのものより
2〜3%光電変換効率が向上して更に小型・軽量化が可
能なことは公知であるが、費用対効果の点では、不経済
でメリットがなく一般的に利用されることは少なかっ
た。
周波数を30KHz以上にすると20KHzのものより
2〜3%光電変換効率が向上して更に小型・軽量化が可
能なことは公知であるが、費用対効果の点では、不経済
でメリットがなく一般的に利用されることは少なかっ
た。
【0015】この発明では、従来の蛍光灯を複数灯同時
点灯する装置の欠点を除去する目的を達成するための技
術手段として。
点灯する装置の欠点を除去する目的を達成するための技
術手段として。
【0016】(1)、歪みの無い高周波の修正正弦波を
応用して高調波を抑制、高調波に因る電波雑音障害を僅
少とするために、少くなくとも50%以上のデューティ
を保持する他励とする。デューティが低いと歪みが増加
するため、真正な正弦波を所望すれば、少なくとも2π
/3≒67%以上とすることが望ましい
応用して高調波を抑制、高調波に因る電波雑音障害を僅
少とするために、少くなくとも50%以上のデューティ
を保持する他励とする。デューティが低いと歪みが増加
するため、真正な正弦波を所望すれば、少なくとも2π
/3≒67%以上とすることが望ましい
【0017】(2)、1μSより速い立上がりを持った
矩形波で±150V以下の波高値の低電圧出力をローイ
ンピーダンス電力電送することで、不要幅射を抑制して
電波雑音障害を減少させると共に、このMHz帯の立上
りを応用して、蛍光灯自体の静電特性との相乗作用によ
る低電圧始動に利用する。
矩形波で±150V以下の波高値の低電圧出力をローイ
ンピーダンス電力電送することで、不要幅射を抑制して
電波雑音障害を減少させると共に、このMHz帯の立上
りを応用して、蛍光灯自体の静電特性との相乗作用によ
る低電圧始動に利用する。
【0018】(3)、インバータと蛍光灯を隔離し、こ
の間を汎用の配線ケーブルで接続する手段を採ること
で、蛍光灯側の器具を簡素・軽量とする。
の間を汎用の配線ケーブルで接続する手段を採ること
で、蛍光灯側の器具を簡素・軽量とする。
【0019】(4)、インバータ出力と配線ケーブルと
をインピーダンス整合させるために、高周波トランスを
使用して2次側を単相3線として負荷をバランスするこ
とで、不平衡に因る定在波を僅少として、両相が逆相で
中性点で高周波の漏電電流分が相殺されるので、効果的
に電波雑音障害を減らす手段である
をインピーダンス整合させるために、高周波トランスを
使用して2次側を単相3線として負荷をバランスするこ
とで、不平衡に因る定在波を僅少として、両相が逆相で
中性点で高周波の漏電電流分が相殺されるので、効果的
に電波雑音障害を減らす手段である
【0020】(5)、蛍光灯側にL/C共振素子を設け
て、同調共振を利用して基本正弦波に修正し、この修正
正弦波で蛍光灯を無理なく点灯。管寿命の延長を計る。
て、同調共振を利用して基本正弦波に修正し、この修正
正弦波で蛍光灯を無理なく点灯。管寿命の延長を計る。
【0021】(6)、インバータの高周波の周波数の設
定には、波形歪の原因ともなる負性抵抗特性を呈示する
比較的低域の高周波帯を避けて、蛍光灯の低温環境下で
の正抵抗特性を最優先要件として選定することが不可欠
である。
定には、波形歪の原因ともなる負性抵抗特性を呈示する
比較的低域の高周波帯を避けて、蛍光灯の低温環境下で
の正抵抗特性を最優先要件として選定することが不可欠
である。
【0022】蛍光灯がアーク放電領域での負性抵抗特性
を喪失して、正抵抗特性に移行する領域は、一般的に蛍
光灯の混合ガス比率とガス圧・水銀量・管経・管長・環
境温度等々のファクタに依つても異なるが、最も代表的
な40W蛍光灯では、25℃の室温下で6〜7KHz、
−10℃の冷凍庫内でも、一般市販の15KHz以上の
周波数であれば十分である。
を喪失して、正抵抗特性に移行する領域は、一般的に蛍
光灯の混合ガス比率とガス圧・水銀量・管経・管長・環
境温度等々のファクタに依つても異なるが、最も代表的
な40W蛍光灯では、25℃の室温下で6〜7KHz、
−10℃の冷凍庫内でも、一般市販の15KHz以上の
周波数であれば十分である。
【0023】然し、この発明では、4W〜110W迄の
全蛍光灯とスリムライン蛍光管を、FL管・FLR管の
区別なく全く同一の回路構成のL/Cの直列同調共振で
使用することを実現するために、限流(バラスト)素子
が無く、蛍光灯自身の正抵抗特性を安定器とする基本技
術思想と、寒冷な過酷条件下でも、正抵抗特性を確保す
る必要から十二分に余裕をとり、4OKHz以上に設定
する選択が望ましい。
全蛍光灯とスリムライン蛍光管を、FL管・FLR管の
区別なく全く同一の回路構成のL/Cの直列同調共振で
使用することを実現するために、限流(バラスト)素子
が無く、蛍光灯自身の正抵抗特性を安定器とする基本技
術思想と、寒冷な過酷条件下でも、正抵抗特性を確保す
る必要から十二分に余裕をとり、4OKHz以上に設定
する選択が望ましい。
【0024】但し一般的な温度環境下で正抵抗特性を顕
示する領域であれば、15〜30KHzの周波数帯で
も、全く同一・同等の作用・効果を呈し実用可能なこと
は勿論である。
示する領域であれば、15〜30KHzの周波数帯で
も、全く同一・同等の作用・効果を呈し実用可能なこと
は勿論である。
【0025】前記の目的から選定した40KHz以上の
高周波帯を利用する他励の矩形波インバータに高周波ト
ランスを使用してローインピーダンス整合した不平衡出
力を配線ケーブルで蛍光灯の周辺まで延長する。この延
長ケーブルの先端の蛍光灯にはL/Cの直列共振素子を
介して接続して高周波の修正正弦波で無理の無い始動点
灯を行ない、波形歪の少い無雑音インバータを提供する
ための技術手段である。
高周波帯を利用する他励の矩形波インバータに高周波ト
ランスを使用してローインピーダンス整合した不平衡出
力を配線ケーブルで蛍光灯の周辺まで延長する。この延
長ケーブルの先端の蛍光灯にはL/Cの直列共振素子を
介して接続して高周波の修正正弦波で無理の無い始動点
灯を行ない、波形歪の少い無雑音インバータを提供する
ための技術手段である。
【0026】個々の蛍光灯に付加する共振素子は、LC
のみの超小型のもので、100〜150gの軽量で、
(30mm3)のスペースがあれば取付が可能で、極め
て集積度の高い多数灯の蛍光灯を相互干渉のない同周波
・同相で、一括点灯するための技術手段である。
のみの超小型のもので、100〜150gの軽量で、
(30mm3)のスペースがあれば取付が可能で、極め
て集積度の高い多数灯の蛍光灯を相互干渉のない同周波
・同相で、一括点灯するための技術手段である。
【0027】更にFET応用の高速度スイッチングに依
り250〜500nSのシャープな立上がりの矩形波出
力を50%以上のデューティで送出し、この出力は高周
波整合トランスを介して50〜150Ω程度のローイン
ピーダンスの平衡型で出力電圧±150Vの波高値以下
の低圧矩形波の高周波単相3線とするのが最善の選択で
ある。この出力に汎用の3芯Fケーブル(VVF)か3
芯キャブタイヤ(VCT)を使用して、50〜150Ω
にインピーダンス整合した高周波の電力電送で終端抵抗
に高周波領域での蛍光灯の正抵抗の並列抵抗で効率良く
消費せしむる技術手段で定在波を残留させず、終端整合
抵抗で消費させて、不要幅射を僅少にし電波雑音障害を
抑制することを可能とするものである。
り250〜500nSのシャープな立上がりの矩形波出
力を50%以上のデューティで送出し、この出力は高周
波整合トランスを介して50〜150Ω程度のローイン
ピーダンスの平衡型で出力電圧±150Vの波高値以下
の低圧矩形波の高周波単相3線とするのが最善の選択で
ある。この出力に汎用の3芯Fケーブル(VVF)か3
芯キャブタイヤ(VCT)を使用して、50〜150Ω
にインピーダンス整合した高周波の電力電送で終端抵抗
に高周波領域での蛍光灯の正抵抗の並列抵抗で効率良く
消費せしむる技術手段で定在波を残留させず、終端整合
抵抗で消費させて、不要幅射を僅少にし電波雑音障害を
抑制することを可能とするものである。
【0028】但し、常温環境下で4〜500W以下の小
電力の装置であれば、電波雑音障害も少ないので、高周
波トランス応用の単相3線でなくとも、低圧・ローイン
ピーダンス整合のみの不平衡の2芯配線でも十分な効果
を奏上することは勿論である
電力の装置であれば、電波雑音障害も少ないので、高周
波トランス応用の単相3線でなくとも、低圧・ローイン
ピーダンス整合のみの不平衡の2芯配線でも十分な効果
を奏上することは勿論である
【0029】
【発明の構成】この発明の目的を達成するための装置の
構成を、実施例の一例を添付図面の、図1の点灯装置回
路構成図、及び図2の制御部回路ブロック構成図の、両
図を引用して詳細に説明する図2の図中の8は高周波発
振器で、この引例ではCMOSインバータ4584のア
ステーブルマルチバイブレータで所望のベースクロック
信号を発振する。
構成を、実施例の一例を添付図面の、図1の点灯装置回
路構成図、及び図2の制御部回路ブロック構成図の、両
図を引用して詳細に説明する図2の図中の8は高周波発
振器で、この引例ではCMOSインバータ4584のア
ステーブルマルチバイブレータで所望のベースクロック
信号を発振する。
【0030】一例として65KHzでの応用例を引用す
ると、前記の8の高周波発信器は、650KHz(図4
の図Aの信号電圧波形)を発振する。次に図中9は分周
器でCMOSの4017のリングカウンタで正確に1/
10に分周する。10はゲート回路でCMOSの407
2を使用して4/5 x2にパルスを合成して、80%
デューティで図4の図C・図Dの様な制御電圧信号を、
CMOSのバッファ4050で増幅して、図1の図中の
3a・3b、ここではパワーMOS−FETで東芝製の
2SK−447のゲートを制御信号で交互にドライブ高
速度にスイッチングして、図中の1の直流電源から、図
中2のプッシュプルトランスを介して、図Eの様なシャ
ープな立上りの矩形波電圧出力を、2次側の図中4の単
相3線電力電送フィーダに送出する。
ると、前記の8の高周波発信器は、650KHz(図4
の図Aの信号電圧波形)を発振する。次に図中9は分周
器でCMOSの4017のリングカウンタで正確に1/
10に分周する。10はゲート回路でCMOSの407
2を使用して4/5 x2にパルスを合成して、80%
デューティで図4の図C・図Dの様な制御電圧信号を、
CMOSのバッファ4050で増幅して、図1の図中の
3a・3b、ここではパワーMOS−FETで東芝製の
2SK−447のゲートを制御信号で交互にドライブ高
速度にスイッチングして、図中の1の直流電源から、図
中2のプッシュプルトランスを介して、図Eの様なシャ
ープな立上りの矩形波電圧出力を、2次側の図中4の単
相3線電力電送フィーダに送出する。
【0031】4は、この矩形波高周波電力を離れた箇所
に配設した蛍光灯回路まで、低損失で不要輻射を僅少と
し、効率良く電送するための饋電線(フィーダ)で、高
周波用フィーダが低損失であり、望ましいことは勿論で
あるが、高価で入手にも難があり実用的ではないので、
汎用のVVF・VRF・VKF又は、VFF・VCT等
の配線ケーブルがインピーダンスが50〜150Ω程度
であるために、逆にこのインピーダンスにトランスの方
を整合(マッチング)させて目的を達成させている
に配設した蛍光灯回路まで、低損失で不要輻射を僅少と
し、効率良く電送するための饋電線(フィーダ)で、高
周波用フィーダが低損失であり、望ましいことは勿論で
あるが、高価で入手にも難があり実用的ではないので、
汎用のVVF・VRF・VKF又は、VFF・VCT等
の配線ケーブルがインピーダンスが50〜150Ω程度
であるために、逆にこのインピーダンスにトランスの方
を整合(マッチング)させて目的を達成させている
【0032】5a・5bは共振コイルL、7a・7bは
共振コンデンサCで、6a・6bの蛍光灯に図の様に直
列に結線して、引例では高周波の基本波の65KHzに
直列同調共振させて、図4のE図の様な90度遅れた正
弦波に修正して蛍光灯に印加して点灯させている。
共振コンデンサCで、6a・6bの蛍光灯に図の様に直
列に結線して、引例では高周波の基本波の65KHzに
直列同調共振させて、図4のE図の様な90度遅れた正
弦波に修正して蛍光灯に印加して点灯させている。
【0033】図1の発明の構成には、主要であり不可欠
であるが、該分野に於ける従来の技術では一般的でない
技術手段としては。
であるが、該分野に於ける従来の技術では一般的でない
技術手段としては。
【0034】I、デューティを少くとも50%以上に設
定するために他励の発振回路を使用する。(2π/3≒
67%以上が望ましい。)
定するために他励の発振回路を使用する。(2π/3≒
67%以上が望ましい。)
【0035】II、矩形波出力電圧を±150V以下に
設定して、汎用の配線ケーブルとインピーダンス整合す
るために高周波電力トランスを使用する。
設定して、汎用の配線ケーブルとインピーダンス整合す
るために高周波電力トランスを使用する。
【0035】III、汎用の配線ケーブルを高周波の電
送フィーダとして転用する。(以下単に電送フィーダと
略称する)
送フィーダとして転用する。(以下単に電送フィーダと
略称する)
【0036】IV、矩形波の高周波の基本波と同調共振
するためL/Cの共振素子を挿入して修正正弦波とした
電圧・電流を蛍光灯に印加点灯する。
するためL/Cの共振素子を挿入して修正正弦波とした
電圧・電流を蛍光灯に印加点灯する。
【0037】v、蛍光灯自体の正抵抗特性を利用して、
終端整合抵抗・Qダンプ抵抗・限流抵抗の3用途に使役
すること。等々である。
終端整合抵抗・Qダンプ抵抗・限流抵抗の3用途に使役
すること。等々である。
【0038】上記の実施例の一例を図1の様に接続して
構成した蛍光灯の点灯装置を基に、この発明の作用及び
効果を詳細に説明する。
構成した蛍光灯の点灯装置を基に、この発明の作用及び
効果を詳細に説明する。
【0039】
【作 用】この発明は、複数のインバータを使用した複
数の蛍光灯を集積した際に生ずる相互干渉や電波雑音障
害を僅少とするための改良が主たる目的であるので、該
分野に於て最も条件の厳しい、テレビジョンのスタジオ
内で1系統に40W蛍光灯X12灯を、50〜100M
のフィーダの延長で8系統96灯使用した、65KHz
用の実例を引用して説明する。
数の蛍光灯を集積した際に生ずる相互干渉や電波雑音障
害を僅少とするための改良が主たる目的であるので、該
分野に於て最も条件の厳しい、テレビジョンのスタジオ
内で1系統に40W蛍光灯X12灯を、50〜100M
のフィーダの延長で8系統96灯使用した、65KHz
用の実例を引用して説明する。
【0040】各系統の周波数は65KHz±1KHz以
内で各蛍光灯に印加する矩形波電圧は±141V(波高
値)でA相B相にそれぞれ6灯ずつ高周波の相バランス
をとって並列に接続する。系列間の照度差は±5〜10
%で実用上の支障はなく、相互干渉は計測不能であっ
た。特に電波障害については、絶体値の計測が不能なた
め類似条件の従来の58KHzKの電子安定器6台と、
この発明を12灯用照明器具に応用したものをBCバン
ド(0、5〜1、6MHz)で高調波(ハーモニック
ス)のみの全域に渡る計測相対値の比較では、6〜10
db程度低い数値を表示し、雑音障害の僅少な装置とな
っている。
内で各蛍光灯に印加する矩形波電圧は±141V(波高
値)でA相B相にそれぞれ6灯ずつ高周波の相バランス
をとって並列に接続する。系列間の照度差は±5〜10
%で実用上の支障はなく、相互干渉は計測不能であっ
た。特に電波障害については、絶体値の計測が不能なた
め類似条件の従来の58KHzKの電子安定器6台と、
この発明を12灯用照明器具に応用したものをBCバン
ド(0、5〜1、6MHz)で高調波(ハーモニック
ス)のみの全域に渡る計測相対値の比較では、6〜10
db程度低い数値を表示し、雑音障害の僅少な装置とな
っている。
【0041】一方では、この発明は従来の技術思想上で
は一般的でない、この発明特有の作用として。
は一般的でない、この発明特有の作用として。
【0042】(1)、矩形波の立上がりを1μSより高
速度のスイッチングをさせることで、半導体損失を減ら
すと共に、矩形波のままで50〜150Ω程度のローイ
ンピーダンスの電送フィーダで低損失で電送して、L/
C共振素子を介して蛍光灯に印加させると、このLは、
オープン磁路のE−30のコァに3重巻装したコイルで
巻線間浮遊容量(ストレィ)≧100pFと大きく、C
はメタライズド・ポリエステル又はポリプロピレンで損
失角(tanδ)の少ないCであるが、静電容量が0、
0068μFと大きいために、C自体の固有共振周波数
(ナチュラルレゾナンス)は、数百KHz以下であり、
1μS=1MHz以上の周波数帯では、インダクティブ
であるために蛍光灯にはこの1MHz以上の短波帯成分
の高調波電圧が直接印加されたと等価になり、蛍光塗料
は静電励起発光がなされる。
速度のスイッチングをさせることで、半導体損失を減ら
すと共に、矩形波のままで50〜150Ω程度のローイ
ンピーダンスの電送フィーダで低損失で電送して、L/
C共振素子を介して蛍光灯に印加させると、このLは、
オープン磁路のE−30のコァに3重巻装したコイルで
巻線間浮遊容量(ストレィ)≧100pFと大きく、C
はメタライズド・ポリエステル又はポリプロピレンで損
失角(tanδ)の少ないCであるが、静電容量が0、
0068μFと大きいために、C自体の固有共振周波数
(ナチュラルレゾナンス)は、数百KHz以下であり、
1μS=1MHz以上の周波数帯では、インダクティブ
であるために蛍光灯にはこの1MHz以上の短波帯成分
の高調波電圧が直接印加されたと等価になり、蛍光塗料
は静電励起発光がなされる。
【0043】この時蛍光灯自体は、無極放電に近い静電
誘導電界をガラス管壁に表皮沿面する全面に形成して、
従来の近接導体を使用せずに、管内壁の蛍光塗料と、管
外壁の全面と外気との接合表面の湿気や汚濁とを対極と
した、ガラス円筒(シリンドリカル)コンデンサとして
作動するので、極めて有効な静電近接導体として作用し
て低電圧での蛍光灯の始動点灯を補助する。
誘導電界をガラス管壁に表皮沿面する全面に形成して、
従来の近接導体を使用せずに、管内壁の蛍光塗料と、管
外壁の全面と外気との接合表面の湿気や汚濁とを対極と
した、ガラス円筒(シリンドリカル)コンデンサとして
作動するので、極めて有効な静電近接導体として作用し
て低電圧での蛍光灯の始動点灯を補助する。
【0044】(2)、汎用の配線ケーブルのインピーダ
ンスを基にして高周波トランスを整合させ、対地バラン
スをとり不要輻射を僅少にするため平衡形出力を設け±
150V以下の高周波低圧の単相三線(2φ3W)とし
て、負荷の蛍光灯の正抵抗を同灯数並列に、A相・B相
にバランスして終端抵抗として利用することで、高周波
の対地バランスも取れ、互に相殺するので、電波雑音障
害を僅少にして有効に電力電送が出来る。従来のインバ
ータの多数集積使用時の不平衡の不要幅射に因る空中漏
電で、漏電ブレーカの誤作動が起きるトラブルをも未然
に防ぐことが可能となる。
ンスを基にして高周波トランスを整合させ、対地バラン
スをとり不要輻射を僅少にするため平衡形出力を設け±
150V以下の高周波低圧の単相三線(2φ3W)とし
て、負荷の蛍光灯の正抵抗を同灯数並列に、A相・B相
にバランスして終端抵抗として利用することで、高周波
の対地バランスも取れ、互に相殺するので、電波雑音障
害を僅少にして有効に電力電送が出来る。従来のインバ
ータの多数集積使用時の不平衡の不要幅射に因る空中漏
電で、漏電ブレーカの誤作動が起きるトラブルをも未然
に防ぐことが可能となる。
【0045】(3)、65KHzの高周波点灯時のFL
−40Wの定格管電圧が、±13OV〜150V(rm
s)程度であるのに対して、矩形波出力の波高値電圧
は、141V(pv)以下と低く設定されており、始動
の立上りのアーク放電移行の瞬間のみに残留する過度現
象時の負性抵抗特性に因るL/C同調共振短絡を回避す
ると共にコイルの実効Q=(ωL/r)を3〜10程度
の範囲で負荷の蛍光灯条件を配慮して±200〜600
Vrms程度の中で最適値を選定して、フィラメントが
充分加熱されない時点の冷陰極起動を抑制して、無理の
ない始動点灯をせしむる技術手段を応用することで、従
来の技術では高周波インバータの負荷としては一般的で
はなく、始動時に冷陰極に近似した瞬時点灯がなされ、
高周波では充分なイオンスポット加熱がなされず、不向
きとされたFL管の使用を可能として、従来の商用電源
利用のFLR管と等価のソフトスタートのラピッド始動
を実現することが可能となった。
−40Wの定格管電圧が、±13OV〜150V(rm
s)程度であるのに対して、矩形波出力の波高値電圧
は、141V(pv)以下と低く設定されており、始動
の立上りのアーク放電移行の瞬間のみに残留する過度現
象時の負性抵抗特性に因るL/C同調共振短絡を回避す
ると共にコイルの実効Q=(ωL/r)を3〜10程度
の範囲で負荷の蛍光灯条件を配慮して±200〜600
Vrms程度の中で最適値を選定して、フィラメントが
充分加熱されない時点の冷陰極起動を抑制して、無理の
ない始動点灯をせしむる技術手段を応用することで、従
来の技術では高周波インバータの負荷としては一般的で
はなく、始動時に冷陰極に近似した瞬時点灯がなされ、
高周波では充分なイオンスポット加熱がなされず、不向
きとされたFL管の使用を可能として、従来の商用電源
利用のFLR管と等価のソフトスタートのラピッド始動
を実現することが可能となった。
【0046】(4)、この発明に利用する蛍光管はFL
管でもFLR管でも全く同一のグロースタート方式の直
列結線でほぼ同一・同等の作動特性を提示するので混合
・互換は自由である。
管でもFLR管でも全く同一のグロースタート方式の直
列結線でほぼ同一・同等の作動特性を提示するので混合
・互換は自由である。
【0047】この理由は、この点灯方式では安定器のな
い所謂バラストレス点灯で、点灯後の定常時の蛍光灯は
正抵抗領域にありしかも低電圧で極性の反転速度が速す
ぎ通常のイオン衝撃に依るスポット加熱の熱電子放射は
僅少で、常時過度共振に依存する加熱電流を確保するこ
とが不可欠で、主動電流が減少して管抵抗が上がるとC
の進相バイパス電流が増加してフィラメント温度が上昇
しバランスが保持されFL管もFLR管と同等に作動し
て、常時フィラメント電流を確保、この発明特有の作用
を提示する。この作用に依り、従来の技術思想を逸脱し
たFL管・FLR管の混合・互換の自由選択が可能とな
ったのである。
い所謂バラストレス点灯で、点灯後の定常時の蛍光灯は
正抵抗領域にありしかも低電圧で極性の反転速度が速す
ぎ通常のイオン衝撃に依るスポット加熱の熱電子放射は
僅少で、常時過度共振に依存する加熱電流を確保するこ
とが不可欠で、主動電流が減少して管抵抗が上がるとC
の進相バイパス電流が増加してフィラメント温度が上昇
しバランスが保持されFL管もFLR管と同等に作動し
て、常時フィラメント電流を確保、この発明特有の作用
を提示する。この作用に依り、従来の技術思想を逸脱し
たFL管・FLR管の混合・互換の自由選択が可能とな
ったのである。
【0048】
【実施例】この発明の実施の一例を図1の実施回路構成
図及び図2の制御部の回路ブロック構成図の両図を参照
・引用して詳細に説明する。ここでは、最も代表的なF
L−40W蛍光灯を12灯並列に1インバータで点灯す
る装置の仕様を表示する。
図及び図2の制御部の回路ブロック構成図の両図を参照
・引用して詳細に説明する。ここでは、最も代表的なF
L−40W蛍光灯を12灯並列に1インバータで点灯す
る装置の仕様を表示する。
【0049】両図中の1は、直流電源で100VACを
整流して、1500μF200Vの電解コンデンサに充
電した直流、2は高周波トランスで、TDK社製EI−
50のH7C4のコアの標準巻枠に、1次2次共に同一
同等の巻線で0、5φのポリウレタン銅線10本を1束
線で並列(バィファイラー)に17Tx4を2重層に分
割巻装。1次2次共に一方の巻始めと他方の巻終わりを
直列になるように接続(17Tx2=34T)して各々
のセンタータップは、1次側は1の直流電源の+側。2
次側は高周波のニュートラルで電力出力端側の中性点C
接地側にそれぞれ接続するEIコアのギャップは0、2
5m/mである。この仕様では、±141Vの波高値の
矩形波電力を送出する。
整流して、1500μF200Vの電解コンデンサに充
電した直流、2は高周波トランスで、TDK社製EI−
50のH7C4のコアの標準巻枠に、1次2次共に同一
同等の巻線で0、5φのポリウレタン銅線10本を1束
線で並列(バィファイラー)に17Tx4を2重層に分
割巻装。1次2次共に一方の巻始めと他方の巻終わりを
直列になるように接続(17Tx2=34T)して各々
のセンタータップは、1次側は1の直流電源の+側。2
次側は高周波のニュートラルで電力出力端側の中性点C
接地側にそれぞれ接続するEIコアのギャップは0、2
5m/mである。この仕様では、±141Vの波高値の
矩形波電力を送出する。
【0050】図中の4は配線ケーブルで汎用のVVF・
VCT・VFF・VRF・VKF若しくはVSFのツィ
ストペァ配線で、50〜150Ωのロウインピーダンス
の電送フィーダで、図中2の高周波トランスとインピー
ダンス整合して高周波の矩形波電力を僅少な不要輻射で
有効に電力電送する。
VCT・VFF・VRF・VKF若しくはVSFのツィ
ストペァ配線で、50〜150Ωのロウインピーダンス
の電送フィーダで、図中2の高周波トランスとインピー
ダンス整合して高周波の矩形波電力を僅少な不要輻射で
有効に電力電送する。
【0051】5はLで7のCと直列同調共振して、矩形
波の基本波を修正正弦波に整合変換する。6a・6bの
グロースタート方式のFL蛍光灯に印加して始動点灯を
させるものである。この5・6・7の蛍光灯の点灯回路
を12灯分作成して、A相に6灯、B相に6灯づつ並列
にバランスしてフィーダに結線する。この5のLには、
TDK製のH7C1又はH7C4のEI−30の標準巻
枠にポリウレタン銅線の0、35φを92T三重巻装し
て、Eコァのみ挿入した開放磁路のチョークで810μ
Hを得る。このLの数値には、6の蛍光灯はFL管で両
フィラメントのL分70μHを加算して、総合して88
0μHとする。
波の基本波を修正正弦波に整合変換する。6a・6bの
グロースタート方式のFL蛍光灯に印加して始動点灯を
させるものである。この5・6・7の蛍光灯の点灯回路
を12灯分作成して、A相に6灯、B相に6灯づつ並列
にバランスしてフィーダに結線する。この5のLには、
TDK製のH7C1又はH7C4のEI−30の標準巻
枠にポリウレタン銅線の0、35φを92T三重巻装し
て、Eコァのみ挿入した開放磁路のチョークで810μ
Hを得る。このLの数値には、6の蛍光灯はFL管で両
フィラメントのL分70μHを加算して、総合して88
0μHとする。
【0052】7のC=0、0068μFとで設定周波数
の65KHzに同調共振させる。6の蛍光灯とL/Cの
結線は図示の様に直列に接続する。Cは商用のグロー管
の取付け位置に置き換えて結線するか、又はグロー管ケ
ースにCのみを内蔵して置換して構成する。
の65KHzに同調共振させる。6の蛍光灯とL/Cの
結線は図示の様に直列に接続する。Cは商用のグロー管
の取付け位置に置き換えて結線するか、又はグロー管ケ
ースにCのみを内蔵して置換して構成する。
【0053】上記の様な技術手段に基づいて構成された
装置を作動させると、図2の図中の8の発振器は650
KHzKのベースクロックを発振する。9の10進のリ
ングカウンタと、10の4入力オァとバッファを介し
て、80%デューティの制御電圧信号を得る。この信号
を3a・3bのFETに交互に印加して、1の直流電源
(+141V)から、2の高周波トランスを介して、4
の出力端子に1μSより速い立上がりの±141V矩形
波電力が送出される。4のインピーダンス整合した電送
フィーダを経由して、5のLと7のCでL/C直列同調
共振して、6の蛍光灯のフィラメントに過度短絡電流を
流通させ急速に加熱して熱電子の放射を促進する。
装置を作動させると、図2の図中の8の発振器は650
KHzKのベースクロックを発振する。9の10進のリ
ングカウンタと、10の4入力オァとバッファを介し
て、80%デューティの制御電圧信号を得る。この信号
を3a・3bのFETに交互に印加して、1の直流電源
(+141V)から、2の高周波トランスを介して、4
の出力端子に1μSより速い立上がりの±141V矩形
波電力が送出される。4のインピーダンス整合した電送
フィーダを経由して、5のLと7のCでL/C直列同調
共振して、6の蛍光灯のフィラメントに過度短絡電流を
流通させ急速に加熱して熱電子の放射を促進する。
【0053】この時既に蛍光灯は1MHz以上の短波帯
成分に因る静電誘導電界の近接導体の効果に依り低電圧
の始動条件は整っているが、フィラメント温度の低い時
間内に過度電圧で冷陰極に近い瞬時アーク放電(この瞬
間だけ負性抵抗性を提示)を起こして過度短絡に因るF
L管の損傷と負荷短絡を抑制するために、予め共振時に
発生するQ倍の過度電圧を±200〜600Vrms程
度の範囲から負荷の管条件(主に常用環境温度を基準と
する)に適切な昇圧電圧値(40WのFL管では±20
0〜300V程度)と比較的低めに設定することが不可
欠でこの発明の極めて重要な技術手段の選択である。こ
れを達成するために。
成分に因る静電誘導電界の近接導体の効果に依り低電圧
の始動条件は整っているが、フィラメント温度の低い時
間内に過度電圧で冷陰極に近い瞬時アーク放電(この瞬
間だけ負性抵抗性を提示)を起こして過度短絡に因るF
L管の損傷と負荷短絡を抑制するために、予め共振時に
発生するQ倍の過度電圧を±200〜600Vrms程
度の範囲から負荷の管条件(主に常用環境温度を基準と
する)に適切な昇圧電圧値(40WのFL管では±20
0〜300V程度)と比較的低めに設定することが不可
欠でこの発明の極めて重要な技術手段の選択である。こ
れを達成するために。
【0054】I、矩形波出力の波高値電圧を±150V
以下、ここでは±141Vの電圧値に設定する。(±5
0V以下であればQ=8〜10と上限に設定)
以下、ここでは±141Vの電圧値に設定する。(±5
0V以下であればQ=8〜10と上限に設定)
【0055】II、コイルの実効Q=ωL/rの値(こ
の引用例では≒3)を選定する。このQの数値の設計に
は、コイルの巻線の線径と巻数、及びコアの材質・透磁
率・ギヤップ・形状等の組合せを変更することで対応す
る。
の引用例では≒3)を選定する。このQの数値の設計に
は、コイルの巻線の線径と巻数、及びコアの材質・透磁
率・ギヤップ・形状等の組合せを変更することで対応す
る。
【0056】III、当該周波数での共振回路のL/C
の組合せ数値を選択すること。この三要件の組合せ数値
を選択して過度短絡電流・過度共振電圧・始動立上り時
間等々を制御する設計仕様上の選択を行ない蛍光灯に無
理の無いソフトスタート始動を行なうことも、この発明
の技術思想の原理である。
の組合せ数値を選択すること。この三要件の組合せ数値
を選択して過度短絡電流・過度共振電圧・始動立上り時
間等々を制御する設計仕様上の選択を行ない蛍光灯に無
理の無いソフトスタート始動を行なうことも、この発明
の技術思想の原理である。
【0057】この様にすると、従来では高周波インバー
タの負荷としては不適切なFL管−(グロースタート
管)が、FLR管(ラピッドスタート管)と同等にフィ
ラメント温度の上昇に従って比較的低電圧で、歪みの少
い修正正弦波でソフト始動がなされ65KHzの高周波
領域下で完全な正抵抗特性で蛍光灯に無理のない点灯を
せしむることを可能として、従来技術では一般的でない
FL管を高周波インバータの負荷として、FLR管と等
価に無理なく始動点灯せしめ応用することを実現させた
のである。
タの負荷としては不適切なFL管−(グロースタート
管)が、FLR管(ラピッドスタート管)と同等にフィ
ラメント温度の上昇に従って比較的低電圧で、歪みの少
い修正正弦波でソフト始動がなされ65KHzの高周波
領域下で完全な正抵抗特性で蛍光灯に無理のない点灯を
せしむることを可能として、従来技術では一般的でない
FL管を高周波インバータの負荷として、FLR管と等
価に無理なく始動点灯せしめ応用することを実現させた
のである。
【0058】図3に、この発明の他の実施例の一例とし
て従来公知の慣用技術であるハーフブリッジインバータ
回路を表示しているが、この発明では電源部・制御部・
出力部構成の技術手段は無関係であり、要はデューティ
50%以上で、1μsより速い立上りを持ち±150v
以下の波高値電圧の矩形波電力が得られれば良く、従来
周知の慣用技術手段による設計・仕様の選択で他の組合
せ回路でも結果出力が条件に適合する装置であれば、同
一・同等の作用・効果を奏上することは勿論である。
て従来公知の慣用技術であるハーフブリッジインバータ
回路を表示しているが、この発明では電源部・制御部・
出力部構成の技術手段は無関係であり、要はデューティ
50%以上で、1μsより速い立上りを持ち±150v
以下の波高値電圧の矩形波電力が得られれば良く、従来
周知の慣用技術手段による設計・仕様の選択で他の組合
せ回路でも結果出力が条件に適合する装置であれば、同
一・同等の作用・効果を奏上することは勿論である。
【0059】この発明特有の作用・効果は上記の矩形波
出力に更に図中の4の電送フィーダ及び、5のL、6の
FL蛍光管、7のCの3素子の組合せによる直列共振回
路との構成に依り、矩形波の基本波から、直列L/C共
振の修正正弦波を整合変換する過程での相乗作用に依り
奏上せられる故である。
出力に更に図中の4の電送フィーダ及び、5のL、6の
FL蛍光管、7のCの3素子の組合せによる直列共振回
路との構成に依り、矩形波の基本波から、直列L/C共
振の修正正弦波を整合変換する過程での相乗作用に依り
奏上せられる故である。
【0060】
【発明の効果】 、上記の第1図の様に結線された点灯回路の入力に1
μS=1MHz以上のシャープな立上りを持った矩形波
電圧が電力電送フィーダを介して印加されるとLの巻線
間のストレイ容量と、フィラメントのL分と、Cの誘導
性のために直接蛍光灯に印加されたと等価となる。管自
身が持つ静電容量に依る静電誘導電界の近接導体の効果
で、低電圧での始動点灯を補助するために従来の近接導
体は一切不要である。
μS=1MHz以上のシャープな立上りを持った矩形波
電圧が電力電送フィーダを介して印加されるとLの巻線
間のストレイ容量と、フィラメントのL分と、Cの誘導
性のために直接蛍光灯に印加されたと等価となる。管自
身が持つ静電容量に依る静電誘導電界の近接導体の効果
で、低電圧での始動点灯を補助するために従来の近接導
体は一切不要である。
【0061】、次にL/Cの直列同調共振に依る短絡
過度電流が両フィラメントを流通する、この時のLの直
流抵抗は1、4Ω、フィラメントの直流抵抗は室温の2
5℃で4、2ΩX2であったが表皮効果(スキンエフェ
クト)に依る実効抵抗は大きく、共振時の実効Q=(ω
L/γ)≧3程度で過度共振短絡電流でフィラメントを
急速に加熱する。この過度電流値は、Lの線経とL:C
の比率の組合せを変えることで、自由に設定が可能であ
るが、共振時のQは3〜10程度の範囲内に取ることが
適当で無理のない修正正弦波で蛍光灯を徐々にソフトな
始動点灯をさせて、寿命を延長する効果がある。
過度電流が両フィラメントを流通する、この時のLの直
流抵抗は1、4Ω、フィラメントの直流抵抗は室温の2
5℃で4、2ΩX2であったが表皮効果(スキンエフェ
クト)に依る実効抵抗は大きく、共振時の実効Q=(ω
L/γ)≧3程度で過度共振短絡電流でフィラメントを
急速に加熱する。この過度電流値は、Lの線経とL:C
の比率の組合せを変えることで、自由に設定が可能であ
るが、共振時のQは3〜10程度の範囲内に取ることが
適当で無理のない修正正弦波で蛍光灯を徐々にソフトな
始動点灯をさせて、寿命を延長する効果がある。
【0062】、この発明では、同調共振のままで点灯
を持続させる場合の、各管種の定格電流・電力を規定す
る最適値があるので、以下に列記する。但し、(本定格
は、±141Vの矩形波電圧で65KHz同調共振用の
1引例である) 1、スリムライン(20φ管)I=0、2A、L=2、
7mH:C=0、0022μF。 2、スリムライン(20φ管)I=0、3A L=1、
8mH:C=0、0033μF。 3、20〜40W蛍光灯 I=0、36A L=0、
88mH:C=0、0068μF 4、60〜110W蛍光灯 I=0、5A L=0、
66mH:C=0、009μF。 の組合せの4種類で全ラピッド蛍光灯とグロー蛍光灯を
実用的にカバーすることが可能となるので、器種を簡素
化する効果がある。
を持続させる場合の、各管種の定格電流・電力を規定す
る最適値があるので、以下に列記する。但し、(本定格
は、±141Vの矩形波電圧で65KHz同調共振用の
1引例である) 1、スリムライン(20φ管)I=0、2A、L=2、
7mH:C=0、0022μF。 2、スリムライン(20φ管)I=0、3A L=1、
8mH:C=0、0033μF。 3、20〜40W蛍光灯 I=0、36A L=0、
88mH:C=0、0068μF 4、60〜110W蛍光灯 I=0、5A L=0、
66mH:C=0、009μF。 の組合せの4種類で全ラピッド蛍光灯とグロー蛍光灯を
実用的にカバーすることが可能となるので、器種を簡素
化する効果がある。
【0063】但し、これ以外のL・Cの組合わせにより
自由に所望の定格を設定可能なことは勿論であるが、本
発明にこのL・Cの組合せも重要であるが構成要件の一
部分に係わるだけの設計仕様上の選択でありこれ以上言
及しない。
自由に所望の定格を設定可能なことは勿論であるが、本
発明にこのL・Cの組合せも重要であるが構成要件の一
部分に係わるだけの設計仕様上の選択でありこれ以上言
及しない。
【0064】、その上、結線方法は全蛍光灯共に同一
の簡単な直列グロースタート方式配線で、従来技術では
有り得ない110WのFLR管も、±150V以下の矩
形波電源から直列共振のL/Cのみで点灯時管電圧±2
40Vrmsの正弦波に昇圧して、何の支障もなく基本
波の同調共振修正正弦波で点灯保持させることを可能と
しこの発明特有の効果を奏上する。
の簡単な直列グロースタート方式配線で、従来技術では
有り得ない110WのFLR管も、±150V以下の矩
形波電源から直列共振のL/Cのみで点灯時管電圧±2
40Vrmsの正弦波に昇圧して、何の支障もなく基本
波の同調共振修正正弦波で点灯保持させることを可能と
しこの発明特有の効果を奏上する。
【0065】従来の技術思想からすれば、FLR管とF
L管とでは、作動原理も異なり加熱陰極も前者は、直流
抵抗が室温25℃下で2、4Ω、インダクタンスが、約
20μHでヒーター電圧が3、8V〜4、2V、電流
0、4Aである。後者は直流抵抗が室温25℃下で4、
2Ω、インダクタンスが約35μHでフィラメント電圧
6〜8V、電流0、3〜0、35Aである。FLR管は
アノードピンが別設され管電流が分流され、FL管の様
なイオン衝撃に依るスポット加熱が活用されず常時ヒー
ター電流の外部流入が必要不可欠な、他励熱陰極蛍光灯
である。
L管とでは、作動原理も異なり加熱陰極も前者は、直流
抵抗が室温25℃下で2、4Ω、インダクタンスが、約
20μHでヒーター電圧が3、8V〜4、2V、電流
0、4Aである。後者は直流抵抗が室温25℃下で4、
2Ω、インダクタンスが約35μHでフィラメント電圧
6〜8V、電流0、3〜0、35Aである。FLR管は
アノードピンが別設され管電流が分流され、FL管の様
なイオン衝撃に依るスポット加熱が活用されず常時ヒー
ター電流の外部流入が必要不可欠な、他励熱陰極蛍光灯
である。
【0066】この発明の加熱陰極はFL管に於ても、蛍
光灯が正抵抗特性であり、矩形波電源が低圧であるた
め、常時同調共振による昇圧電圧の印加保持が不可欠
で、Cの進相バイパス電流(0、3±0,02A)でフ
ィラメントの加熱を継続しないと点灯の保持が不能にな
るからである。厳密には、両者の加熱電流はラピッド管
はグロー管よりも、10〜15%増加させる方が合理的
であるが、25℃の室温下で実用上の照度差は10%以
内であり通常は屋内使用の汎用照明では、管の偏差程度
内で収まるので、特に支障はなく同一同等の回路・結線
で互換共用を可能としたのである。
光灯が正抵抗特性であり、矩形波電源が低圧であるた
め、常時同調共振による昇圧電圧の印加保持が不可欠
で、Cの進相バイパス電流(0、3±0,02A)でフ
ィラメントの加熱を継続しないと点灯の保持が不能にな
るからである。厳密には、両者の加熱電流はラピッド管
はグロー管よりも、10〜15%増加させる方が合理的
であるが、25℃の室温下で実用上の照度差は10%以
内であり通常は屋内使用の汎用照明では、管の偏差程度
内で収まるので、特に支障はなく同一同等の回路・結線
で互換共用を可能としたのである。
【0067】、50〜150Ωのインピーダンス整合
に因る平衡型の高周波の電力電送で他の放送通信機器に
障害を与える電波障害の原因となる不要幅射を僅少と
し、空中漏電による漏電ブレィカーの誤作動を防止する
効果がある。
に因る平衡型の高周波の電力電送で他の放送通信機器に
障害を与える電波障害の原因となる不要幅射を僅少と
し、空中漏電による漏電ブレィカーの誤作動を防止する
効果がある。
【0068】、広いパルス巾(50%以上のデューテ
ィ)の矩形波を使用することで、基本波正弦波を歪なく
修正して高調波に因る電波雑音障害を減少させ電力効率
の向上を図る効果がある
ィ)の矩形波を使用することで、基本波正弦波を歪なく
修正して高調波に因る電波雑音障害を減少させ電力効率
の向上を図る効果がある
【0068】、従来の商用の安定器が40Wで、1、
5〜2Kg・110Wで、2〜4Kgもの重量があった
が、この発明のL/Cの共振素子は管種に関係なく、1
00〜150gと超小型・軽量で30mm3のスペース
があれば取付可能で1/10〜1/20の容積・重量と
なり、照明器具への重量負担が無くなるので、構造・取
り付けが簡単で多数灯の集積を容易にする効果がある。
5〜2Kg・110Wで、2〜4Kgもの重量があった
が、この発明のL/Cの共振素子は管種に関係なく、1
00〜150gと超小型・軽量で30mm3のスペース
があれば取付可能で1/10〜1/20の容積・重量と
なり、照明器具への重量負担が無くなるので、構造・取
り付けが簡単で多数灯の集積を容易にする効果がある。
【0069】、従来の高周波インバータ装置では、作
動中の管の交換は高圧パルスが発生し、電力がラピッド
管の片側のヒーターに集中し新管を即断線させる危険が
あるため絶対禁止事項であった。この発明では直列結線
のために、回路の一部が離れると直列同調共振が解か
れ、点灯時には±340Vpvの110W管でさえも±
150Vpv以下の矩形波低電圧となるので、何の危険
も支障もなく安全で作動中でも、自由に管の交換を可能
とする効果がある。従つて、従来のインターロック装置
は一切不要となる。
動中の管の交換は高圧パルスが発生し、電力がラピッド
管の片側のヒーターに集中し新管を即断線させる危険が
あるため絶対禁止事項であった。この発明では直列結線
のために、回路の一部が離れると直列同調共振が解か
れ、点灯時には±340Vpvの110W管でさえも±
150Vpv以下の矩形波低電圧となるので、何の危険
も支障もなく安全で作動中でも、自由に管の交換を可能
とする効果がある。従つて、従来のインターロック装置
は一切不要となる。
【0070】
【図1】この発明の1実施例の配線回路構成図である。
【図2】この発明の1実施例「
【図1】」の1制御信号配線回路ブロック図。
【図3】この発明の他の1実施例の配線回路構成図。
【図4】この発明の1実施例の制御信号の各部出力電圧
波形図及び電力出力波形と、蛍光灯の管電圧波形図。
波形図及び電力出力波形と、蛍光灯の管電圧波形図。
【図5】従来公知の自励インバータのFLR蛍光灯の点
灯装置の1例回路図。
灯装置の1例回路図。
【図6】従来公知の他の自励インバータのFLR蛍光灯
の点灯装置の1例回路図。
の点灯装置の1例回路図。
【0071】
1、1a、1bは、電池又は整流直流電源。 2は、高周波プッシュプルトランス。 3a、3bは、パワーMOS−FET。 4は、電力電送フィーダ。 5a、5b、5nは、共振コイルL。 6a、6b、6nは、FL蛍光灯。 7a、7b、7nは、共振コンデンサC。 8は、高周波ベースクロック発信器。 9は、10進のリングカウンタ。 10は、デュアル4入力オァ。 11は、バッファ。 12は、ホトカップラ。 13、13a、13bは、トランジスタ。 14は、ブロッキング発振トランス。 15a、15b、15nは、FL蛍光灯。 16、16a、16nは、近接導体。 17は、可飽和ドライブトランス。 18は、高周波リケージトランス。
Claims (1)
- 【請求項1】 商用電源を利用する高周波インバータ応
用の蛍光灯の点灯装置において、 5 0%以上のデューティおよび1μSより速い立上がり
を持つ±150V以下の他励の低圧矩形波出力を送出す
る手段と、この出力にインピーダンス整合して接続され
た汎用の電源配線ケーブルを高周波の単相3線電力電送
フィーダとして利用延長する手段とが備えられており、 電力電送 フィーダの出力側に2灯以上の蛍光灯が相バラ
ンスを取り配置されて、電力電送フィーダの各相出力配
線の片線が共振コイルLを介して蛍光灯の一方のフィラ
メントの一端に接続され、電力電送フィーダの中性帰線
が蛍光灯の他方のフィラメントの一端に接続されている
とともに、蛍光灯の両方のフィラメントの非電源側両端
間に共振コンデンサCが接続されており、 共振 コイルLは3〜10のQ値を有し、且つ共振コンデ
ンサCはtanδの僅少なものであり、 インバータの基本周波数とLCの固有共振周波数とを直
列同調共振させて 蛍光灯が印加始動され、常時同調共振
を持続したバラストレス点灯を保持して進相フィラメン
ト電流が確保されていることを特徴とする高周波インバ
ータ応用の蛍光灯の点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7350660A JP3067994B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高周波インバータ応用の蛍光灯の点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7350660A JP3067994B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高周波インバータ応用の蛍光灯の点灯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09167689A JPH09167689A (ja) | 1997-06-24 |
JP3067994B2 true JP3067994B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=18411999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7350660A Expired - Fee Related JP3067994B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高周波インバータ応用の蛍光灯の点灯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3067994B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100864499B1 (ko) * | 2002-07-22 | 2008-10-20 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 및 그 백라이트 구동 장치 |
JP5434871B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2014-03-05 | 豊田合成株式会社 | Led蛍光灯器具 |
-
1995
- 1995-12-14 JP JP7350660A patent/JP3067994B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09167689A (ja) | 1997-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5798617A (en) | Magnetic feedback ballast circuit for fluorescent lamp | |
US4399391A (en) | Circuit for starting and operating fluorescent lamps | |
US4370600A (en) | Two-wire electronic dimming ballast for fluorescent lamps | |
CA1178647A (en) | Lightweight electronic ballast for fluorescent lamps | |
US4392087A (en) | Two-wire electronic dimming ballast for gaseous discharge lamps | |
US5021716A (en) | Forward inverter ballast circuit | |
US20120194070A1 (en) | Operating an electrodeless discharge lamp | |
US7388334B2 (en) | High frequency electronic ballast with sine wave oscillator | |
US5028846A (en) | Single-ended ballast circuit | |
US7514878B2 (en) | High frequency electronic ballast with sine wave oscillator | |
US5477112A (en) | Ballasting network with integral trap | |
US4350933A (en) | Two-wire ballast for fluorescent tube dimming | |
JP3067994B2 (ja) | 高周波インバータ応用の蛍光灯の点灯装置 | |
US5021714A (en) | Circuit for starting and operating fluorescent lamps | |
JP2004039264A (ja) | ランプ点灯システム | |
JPS587030B2 (ja) | ア−ク放電ランプ | |
FI78212C (fi) | Anordning foer styrning av ljusintensitet hos laogtrycksurladdningslampor. | |
TWI418248B (zh) | 無極燈高頻發生器之延遲啟動電路及使用其之高頻發生器 | |
JPH09167690A (ja) | 高周波インバータ応用のネオン管の点灯装置 | |
US8138682B2 (en) | Symmetrical RF power supply for inductively coupled electrodeless lamps | |
US8487544B2 (en) | Power splitter circuit for electrodeless lamp | |
CN2612205Y (zh) | 荧光灯/气体放电灯两用电子镇流器 | |
WO2003019992A1 (en) | High frequency electronic ballast | |
EP1228672B1 (en) | A power oscillator for driving a discharge lamp | |
KR101005558B1 (ko) | 냉음극 형광 램프 구동용 인버터 및 제어방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |