細 電子式放電管点灯装 _ r 技術分野
本発明は、 放 管を点灯させるために、 '用の 源を ¾ 波に変えて 放 ¾管を点灯し、 フ ィ ラ メ ン ト の放 路を分散させて放 ¾ 「の使用効率 を極大化してその寿命を延長させ、 二ネ ル 一消 を大 に ilil約する こ とができ る 子式放 用点灯装^に する . w W-技術
従来のイ ンハー クは、 2個のス ィ ッ チ S 1 . S 2 と 2個の ':!!源 E 1 . E 2 を ¾ 2 図の様に栊成し 2個のス ィ ッ チの接 点と ' 源の接続点との 間に、 リ エク タ一 L 1 とキ ャ パ シ タ ー C 1 によ り描成された L . C直列 回路を接続して、 栊成されてい る ,. 2個のス ィ ッ チの内 S ュ が() N にな り S 2が 0 F Fになったとき 、 L . C E列回路に流れる ¾ ¾ i L は、 第 2図の矢印方向に流れるよ う になる 2個のス ィ … 千の内の S 1 が ϋ F F にな り、 S 2が 0 Νになったとき、 L . C ϋ列回路に流れ る 流 i L は、 ¾ 2 冈の矢印^示の反対方向に れるよ う になる,.
こ の よ う に 2個のス ィ ツ チ S 1 と S 2が 万に 0 N . 0 F Fを 的 に反復する こ とによ り 、 L . C ^T列回路に流れる? H流の Τί向 逸続的に 換わるよ う になる こ とができ 、 ス ィ ッ チが換わる速度を L . C 15列回路 がもっている固有の共振 波数 (次式 1 を に近い逨 ^ T - 1 ' F 。 に 0 N 、 () F F されればこ の と き リ エ ク ク 一 L 1 と キ シ 夕一 し、 ; J の両端には次式 2 に示す ¾圧が各々発生する ,
(式 1 ) F O - I
C
(式 2 ) V L 1 = L d i d t , V C l = l C x _f i d t
こ の原理を利用して 子回路的に再構成した自励式ィ ン ハ一 夕を使用 した放電管点灯装— の回路が、 1 図の自励式ィ ンパー タを使用 した放 電管点灯装置である。 第 1 図の回路は、 2図の回路から 2 個のスイ ツ チ S 1 と S 2 の換わりにスィ ツ チと同 じ用途で使う こ とができ る半導体 素子である 卜 ラ ン ジ ス ター Q 1 と Q 2 を備え、 2個の ¾源 E 1 と E 2 の 代わり に外部から動作 源 E を供給し . 源^^用のキ シ タ ー C 2 と C 3 を接続して各々 源 E 1 と同 じ役割をするよ う に し 、 2 図の回 路と等価的な回路を 成した 2個の 卜 ラ ン ジ ス ター Q 1 と Q 2 を交互 に() N . 〇 F F させる為に 2個の ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 1 と Q 2 の接続点と リ ア ク タ一 L 1 の間に発振用 ト ラ ンスホ 丁 1 を挿入し 発振用 卜 ラ ン スホ T 1 の 2次侧コイ ルを 2個の ト ラ ン ジ ス タ ー Q 1 と Q 2 のベース と二 ミ ッ ターの問に 圧の誘^方向に各々相反する よ う に接続 し て別途の動作信号回路を ¾成した
第 1 図において、 ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 2 に動作信号を供給する と、 ト ラ ン ジ ス タ ー Q 2が() Nにな り 、 I L TC流が矢印の反対方向に流れるよ う になる。 こ の時、 発振用 卜 ラ ン ス ホ T 1 の 2次側に誘導された電 圧力く ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 1 を 0 F F させて ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 2 を完全に 0 Nになるよ う にして発振用 ト ラ ンスホ T 1 が飽和される と、 発振 用 ト ラ ン ス の 2次側のコ イ ルの ^圧の誘 ¾方向が反転にな り 、 ト ラ ン ジ ス タ ー Q 1 を 0 N に させ 卜 ラ ン シ ス タ ー Q 2 を () F F に さ せ る 二 と に よ り 、 1 L 流が 1 図の矢印方向に れるよう になる . フ: ^振用 ト ラ ン ス 丁 1 が飽和される と 、 ¾振用 卜 ラ ン ス丁 ] の 2次側の イ ルの^圧
の誘 ¾方向が反転にな り 、 !、 ラ ン 'ン ス タ ー Q 1 を 0 F Fに -せて、 卜 ラ ン ジスター Q 2を() Nにさせるよ う にする その ί の j作は、 ¾'Jに外部 信号がな く て も、 自励的に反復するよ う にな り 、 二の時キ パ ン ター C 1 の両端に次式 3で示す^圧が発生する(,
( 3 ) V C 1 =丄 Z C X .Γ i d t l 図の回路では、 キ ャ パ シ タ ー c 1 の両端に熱陰極型放' が接続 されて、 キ ャ パ シ タ ー C 1 の両端に発生する^圧が熟陰極型放^ ^に伝 達されて、 熟陰極型放 ΐΕ :を点灯するよ う に描成されてお り 、 これは従 来使用されてきた自励式ィ ンハ ー タを使 fll した熟 極型放 用点灯装 Sの一般型である ,>
従来の自励式ィ ンパー タを利用 した熱陰係型放熱管点灯 ¾ は、 L ,
C直列共振回路からキ ャ パ シ タ ーに流れる全 ΈΕ流が熱陰極型放^管の両 側のフ ィ ラ メ ン 卜を通じて流れるために、 フ ィ ラ メ ン 卜の加 圧 V f は、 フ ィ ラ メ ン ト の内部抵抗を R f にする と 、 V ί = R f .. i Lである から、 フ ィ ラ メ ン I、加 圧 V 「 は L 、 C J i- 回路のキ ヤ '' 、 ン ク 一を;! つて流れる IE ί¾によって 'わるよ う になるので、 フ イ ラ ノ ン 卜 'E圧を遜 切に調節する こ とができず、 フ ィ ラ メ ン 卜 の一点あるいは二, .のみを迎 つて熟 ¾子放出がされて しまい、 その極点に^;熱が発生して しま う。 そ のため、 フ ィ ラ メ ン 卜の寿命を短縮させ本来の性能を生か-こ とができ ない、 という問题点があるつ
また、 従来の技術では、 供給 ¾圧が変化する と出力周波 ¾が変化し ^波出力の ¾化幅が大き く な り L 、 C共振 0路のキ ャ パ シ タ ー C 1 の両 端の!;圧が変化しラ ン ァの照 ¾も変化するため、 点灯初期にフ イ ラ メ ン 卜へ予熟! £を供;^する こ と も、 放 ^ ΐί-の末期現¾に至つたと 一
きに適 な対処をするための制御回路を 'も ¾成する こ と も 、 雄しいため、 熱陰極型放電管の使用効率が恋く なり点灯装^の信頼性を :';める こ とが できない、 という問题点がある。
本発明は こ のよ うな従来技術の問 ¾点を適切に解消 して、 熱陰極型放 管の寿命を長く する こ とができ点灯装置の信頼性を高める こ とができ る、 ^子式放電管用点灯装置を提供する こ とを目的とする .. 発明の開示
本発明は、 ブー ス タ ー回路部に 流 Έ源を投入 した n ¾は、 自励式ィ ン ハー タ部に前記熟陰極型放 ' が点灯されない程^の低い初期 圧を 供給してフ ィ ラ メ ン !、 を予熟させ、 所定朋 Πの ;]、 ' 圧が 々 に上昇し て荊記熱陰^型放 ϊ21·を点灯させ、 所定 が経過 した ί 、 前記自励式 イ ンパー タ部に一定 圧を供給して、 前記熱陰極型放電管の寿命末期現 象に至ったとき 、 回路を実質的に遮断させる ¾子式放^管用点灯装置で ある。 こ の本発明の電子式放 "ΤΕ ΐ 用点灯装 Sでは、 過^荷 御回路を内 蔵して信頼性を高め、 また、 熟陰極型放^管のフ ィ ラ メ ン 卜 の 4 所よ り交互に熟^子放^路を加熱してフ ィ ラ メ ン ト の使用効率を; gめ、 つ ィ ラ メ ン I、の ¾圧を容易に調節でき る構造をも って 2灯以上の熱陰極型放 ¾管を並列に接続して使用でき るよ うに し、 このう ち 1 以上の熱陰極型 放^管を除去しても残りの熟陰 型放- 管の点灯には支障を与えない、 こ とを特徴と している .、
また本発明の 子式放 ¾ 用点灯装^は、 ¾源投入初期には自励式ィ ンパ一ターに動作 圧を低¾圧で供給して放 管のフ ィ ラ メ ン ト を予熱 し、 その後所定期間、 自励式イ ンハー タ ーへ供給する勅作';!:圧を徐々に 上^させ、 これによ り放 ¾ ' を低 圧で点' rrさせるよ う に し 、 前記所定 期間轻過 ¾には一定した定 ¾圧を供給し、 自励式ィ ンパー 一動作 安
定させるブー ス タ一回路部と、 ^源投入初期に勅作して 自励式ィ ンバー タ一に動作信号を供給し、 自励式ィ ンバ一タ ーが 1 周期の励作を した後
、 前記動作信号の供給を中断する泐作信号回路部と、 前記フ ー ス タ ー回 路から供給された動作電圧を高周波に変えさせて点灯回路部に送る 自励 式ィ ンバ一 タ 一部と、 自励式ィ ンバ一 タ ーか らの ^;周波出力を正弦波に 変換して放電管を点灯させる点灯回路部と、 を含み、 放 の点灯時に 放 管のフ ィ ラメ ン 卜が 4個の型態の放 路を通って交互に熱電子放出 を起こすよ う に した こ とを特徴と している,、
また本発明では、 交流入力電圧を整流して られる直流 源を出力す る ϋ流?E源部と、 この IE流^源部から供給された 15流 源を所定の動作 電圧に変換するブー ス タ ー回路部と、 こ の フ ー ス タ ー回路部から供給さ れた動作? S圧を所定の^周波に ¾換する 励式ィ ンパ一タ 一部と、 励 式イ ンバー タ ーか らの高周波出力を正弦波に変換して放 ^ を点灯させ る点灯回路部と、 を含むこ とを特徴と している,,
また本発明では、 交流入力 圧を整流して得られる直¾ ' 源を出力す る直流電源部と、 この直流電源部から供給された is流 源を所定の動作 圧に変換するブ一ス タ ー回 ½部と、 このブース タ一回 ;'^から供給さ れた動作 圧を所定の高周波に変換する 自励式ィ ンパー タ ー部と、 自励 式イ ンバー ターからの ; 波出力を正弦波に ¾換して放 ^ η:を点灯させ る点灯回路部と、 こ の点灯回路部に過, 1荷が生じたとき 、 己自励式ィ ンバー タ回路部の動作を停止させる過負荷防御回路部と、 を含むこ とを 特徴とする,,
また本発明では、 前記ブー ス タ ー回路部は、 前記 流人 ϊΕ圧の変動 に比例して変動する前記直流電源の変化を感知する感知手段と、 この感 知手段からの出力に基づいて、 自励式ィ ンハー タ に対して供給する勅作 電圧を常に一定の ¾圧となる よ う に調 する調整手段 ( η ン 卜 口一ル手
3—
段) とを含むこ とを特徴とする。
また本発明では、 前記ブー ス タ ー回路部は、 前記直流 ¾源部に接続さ れ、 直流電源部からの電圧を蓄積し、 またこ の蓄積した 圧を放出する リ エ ク タ一と、 こ の リ エ ク タ 一 に接続され、 こ の リ エ ク タ 一への電圧の 蓄積又はこの リ エク タ一からの電圧の放出をコ ン 卜 ロールする ト ラ ンジ ス ターと、 を含むこ とを特徴とする。
また本発明では、 前記点灯回路部は、 熱陰極型放電管のフ イ ラメ ン 卜 が 4個の型の熱電子放電路を通じて交互に熱電子を放電するよう になつ ている、 こ とを特徴と している こ とを特徴とする,,
また本発明では、 前記点灯回路部は、 前記点灯回路部を 2個以上並列 に接続してそれぞれの点灯回路部に、 前記熱陰極型放 ^を接続して使 用する こ とができるよう になっており 、 前記点灯回路部はそれぞれの接 続された前記熱陰極型放電管を取り除く と無限大のィ ン ピダ ン スをもつ よ う になつており、 前記熱陰極型放電管が取り除かれた前記点灯回路部 は事実上回路から分離されたこ とと同じよう になるため、 前記の並列に 接続された複数の熱陰極型放電管の中のいずれか 1個以上の前記熱陰極 型放電管を取り除いても残りの前記熱陰極型放 の点灯には支障が生 じないよう になつている、 こ とを特徴とする。
本発明は、 以上のように構成されているので、 ^源投入初期には、 自 励式ィ ンバー タ ー に動作電源を供給するブー ス タ ー回路部勁作によ り 、 自励式ィ ン バー タ 一の動作電圧を低電圧で供給して放電管のフ イ ラ メ ン 卜を予熱し、 それから所定期 fillが経過するまでの ;i、 向励 Λイ ンパー夕 一の動作電圧を徐々に上昇させて、 放電管を低電圧で点灯させるよう に する。 所定期間経過後には、 自励式ィ ンバータ ーに一定した定電圧を供 袷し、 自励式イ ンバー タ ー動作を安定させる。
また本発明では、 以上のよ う に構成されているので、 動作信号回路部
-b-
は、 電源投入初期に動作して、 自励式ィ ンバータ ーに動作信号を供給し ておき、 自励式イ ンバー タ ーが 1周期の動作を した後動作信号の供給を 中断する。 自励式イ ンバー タ ー部は、 ブース タ ー回路から供給された動 作電圧を、 萵周波に変えて、 点灯回路部に送る。 また、 点灯回路部は自 励式イ ンバータ ーの高周波出力を、 正弦波に変換して、 放電管を点灯さ せる。 この時、 放電管のフ ィ ラメ ン トが 4個の型態の放 路を通つて交 互に熱電子放出を起こすよ う になる。 図面の節 な説明
第 1 図は、 従来の自励式ィ ンバータを使用 した放電管用点灯装 11を示 す回路図である。 第 2図は、 従来のイ ンバー夕を示す回路図である。 第 3図は、 本発明の実施例による放 管点灯装置を示す回路図である。 第 4図は、 本実施例の点灯回路部を示す図である„ 第 5図は、 第 4図の点 灯回路部と等価的に励作する回路を示す図である。 第 6図は、 第 4図の 点灯回路部を 2個以上並列連結した例を示す図である ,, ίΠ7図は、 第 4 図の点灯回路の動作を説明するための回路図である。 第 8図は、 第 3図 の集積回路 I C 1 のブロ ッ ク ダイ ヤグラ ム 〔 B L () O K D I A G R A M) を示す図である ,, !09図は、 本発明の他の実施例による ¾子式放電 管点灯装置を示す概略ブロ ッ ク図である。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明の実施例を添付された図面によ り説明する,, 3図は放電 管点灯装湩を示す回路図である π 第 3図において、 A Cは^用の交流電 源、 S Oはスィ ッ チを示している,, また、 第 3図において、 L I N E F I L T E R (ライ ンフ ィ ルタ ー) と—記載しているプロ ッ ク 電源ノィ ズ除去用フ ィ ルター 、 B D 】 は整流用ブ リ ツ チダイォー ド、 C 1 は波形
定型用キ ャ パシ タ ーである,、 以上の各部品等によ り 、 直流 源部 1 が構 成されている。
次に、 第 3図において、 I C 1 と記載しているブロ ッ クは ¾積回路で ある。 また第 3図において、 R 9 、 R 1 0 、 R 1 1 、 及び R 1 2 は動作 電圧検出用セ ンサー抵抗、 C 7 は充 時定数用キ ャパ シ タ ー 、 R 8 は信 号增幅用抵抗、 C 4は萵周波バイ パス用キ ャ パ シ タ ー 、 T L 1 は リ エク タ ー 、 Q 1 は電界効果 ト ラ ン ジ ス タ 一 、 R 4 はゲー ト抵抗、 R 6 は電流 検出用抵抗、 R 5 は信号減鎖用抵抗、 C 5 は高周波バイ パス用キ ャパ シ 夕一 、 R 2 は初期電源供給用抵抗、 C 3 は平滑用キ ャパシ タ ー 、 R 1 と R 7 は動作基 電圧供給用抵抗、 C 2 は高周波信号バイ パス用キ ヤパシ ター、 D 1 は整流用ダイ オー ド、 R 3 は信号供給用抵抗、 D 2 は高周波 整流用ダイ オー ド、 C 6 は平滑用キャパン ターである,, 以上の各部品等 によ り、 ブースター回路部 2が構成されている。
次に第 3 図において、 Q 3. Q 4は高周波出力 卜 ラ ジ ス ター、 C 1 6 , C 1 7 は電源蓄積用キ ャパ シ タ ー 、 D 了、 D 1 0は ト ラ ン ジ ス タ 一保護 用ダイォ一 ド、 R 1 8. R 1 9 はベー ス抵抗、 D 6 . D 9 はス ピー ドア ツ ブダイ ォー ド、 T L 2 — Fは共振電流検出用 卜 ラ ン スホー マ ーの 1 次側 コ イ ル、 T L 2 — S.l . 丁 L 2 — S 2 は共振 流検出用 ト ラ スホー マ ー 2次侧コ イ ル、 T L 3 は共振用 リ エク タである,, ソ、上の各 ; ,7,', によ り 、 符号 3 で示す自励式イ ンバータ部 I N Vが構成されている .、
次に、 第 3図において、 C 1 3 , C 1 5 はフ イ ラ メ ン ト加熟電圧調節 用キ ャ パ シ タ ー 、 C 1 4は共振用キャパ シター、 D 1 3. D 1 4 , D 1 5 , D 1 6 はフ ィ ラ メ ン ト熱 子放^路分散用ダイオー ド、 L Aは熱陰 極型放電管である。 以上の各部品等によ り 、 符号 4で示す点灯回路部 E Lが構成されている,,
次に、 第 3 図において、 Q 2は動作信号用 ト ラ ン ジ ス タ 一 、 R 1 4は
ベー ス抵抗、 R 1 3及び R 1 7 は充電時定数用抵抗、 C 1 0 は充電時定 数用キャパシ タ ー、 D 4 は再充電防止用ダイォー ド、 D 1 2 は逆電圧防 止用ダイォー ドである。 以上の各部品等によ り 、 符号 5 で示す動作信号 回路部 T R Gが栊成されている。
次に、 第 3図において、 T R 2— S 3は共振電流検出用 ト ラ ンスホー マー T L 2 — Fの 2次側コイル、 D 3及び D l 1 は高周波整流用ダイォ — ド、 S C R 1 はサイ リ ス タ ー 、 R 1 6はゲ一 卜抵抗、 C 9 はゲ一 卜 キ ャ パ シ 夕一、 D I A C 1 ( ダイ アー ク 1 ) はダイ オー ド A C ス ィ ッ チ、 R 2 0及び R 1 5は電圧検出用セ ンサー抵抗、 C 8は時定数用キ ャパシ タ ー 、 T L 3 — Sは リ エ ク タ 一 T L 3 の 2次側コ イ ル、 D 2 1 は I C 1 の動作電源遮断用ダイオー トである ,, 以上の各部品等によ り 、 符号 6で 示す過食荷防御回路部 P R Oが構成されている。
次に、 以上の内容でそれぞれ構成された各回路部について 、 栊成別に 分けてそれぞれの動作を説明する。 まず、 直流電源部 1 では、 ス ィ ッ チ S 〇が() N になる と常用の交流'!;源 A Cがライ ンフィ ルタ一を通ってブ リ ッチダイオー ド B D I の入力側に供給され、 ブリ ッヂダイォー ド B D 】 の出力側の両端に、 前記直流 源部 1 の出力である E S が得られる。 この直流電源 E Sは、 前記ブースター回路部 2 に供給される ., すると、 ブース タ ー回 ¾部 2では、 リ エ ク タ 一 T L 1 を迎つ て ト ラ ン ジ ス タ ー Q 1 の ド レイ ン と ソ ー スの両端に ¾圧が供給され、 時に、 抵抗 R 1及び R 7 による動作基準^圧 V 1 ( Μ 1 ) が蓄 回路 I C 1 の 3番 ピ ン ( P I Ν ) に供給され、 同時に、 7 回路 I C 1 の 8 ピ ンに連結 された抵抗 R 2 とキャパシ タ ー C 3 による時定数にキャパ シ ター C 3が 充電を始める„ また、 これら と同時に、 抵抗 R 1 0、 R l l 、 R 1 2 C 7によ り 、 次式 4 によ り定ま る設定 ¾圧が、 R 9を通って桀衔回路 I C 1 の 1悉ピ ンに、 設定^圧 V I 信号と して供給される力、、 'IE源投人初
期には、 キ ャ パシ タ ー C 7 と抵抗 R 1 1 に よ る時定数でキャ パ シタ ー C 7 が充電されるために、 設定 ¾圧 V I は、 設定 ¾圧 V I = R 1 2 / ( R
1 0 + R 1 2 ) から R 1 2 / ( R 1 0 + R 1 1 R 1 2 ) まで、 徐々に 减つ て く る,, ί回路 ! C 1 は P , F . C ( パワ ー 、 フ ァ ク タ ー 、 コ レ ク シ ヨ ン ) 用 】 Cであり、 その内部のブロ ッ ク ダイ アグラムは第 8図に 示している。
(式 4 ) V I - (R 1 1 X R 1 2 ) xV S,' (R 1 0 +R 1 1 +R 12) さ らにブー ス タ 一回路部 2では、 集嵇回路 I C 1 の 8悉ピ ンに連結さ れたキ ャ パ シ タ ー C 3が充^され、 集積回路 I じ 1 の動作^圧 ' (: じ ま で充 される と、 稂回路 I c I の内部回路が動作するよ う にな り、 ブ ィア ウ ト ( V ο υ τ ) の 7番ピ ン にパルス出力信号が出力される。 こ の パルス出力信号は抵抗 R 4を通り電界効果 ト ラ ン ジ ス タ ー Q 1 のゲー ト に供給される。 電界効果 ト ラ ン ジ ス タ ー Q 1 は、 ゲー トパルス信号が入 力される と 0 Νになり 、 リ エク タ一 T L 1 にエネ ルギーを ^嵇させた後 ϋ F F にな る。 ^界効果 ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 1 が 0 F F にな る と 、 リ エ ク 夕一 T L 1 に蓄積されたエネ ルギーはダイォー ド D 2 を通って整流され キ ャ パ シ タ ー C 6 によ り平滑され、 前記自励式ィ ンバータ部 3 に直流電 圧 V Sが供給され、 リ エク タ 一 T L 2 にエネルギーが ¾も され、 放 す る リ エク ター T L 2の 2次側コ イ ルの両端に 圧が誘導される ,, こ の誘 導電圧は、 ダイオー ド D 1 によ り整流され、 キ ャ パ シ タ ー C 3 によって 平滑されて、 蓄積回路 〗 C 1 の動作 ¾圧 ' C Cに供給され、 さ らに、 抵 抗 3を通つて集積回路 I C 1 の 5番ピンに I D E T信号と して供給され る,'
電界効果 ト ラ ン ジ ス タ ー Q 1 が() Nになり ^流が流れ始める と、 電流
センサー用抵抗 R 6の両端に電圧が発生するよ う になり 、 この電圧は抵 抗 R 5 を通つて ί¾嵇回路 I C 1 の 4悉ピ ンに V C S信号と して供給され る。
こ のよ う に表 1 の集積回路 I C 1 の特性データに示される信号が I C 1 の各ピンに入って く ると、 桀積回路 I C 1 の内部回路が作動して、 前 記直流電源 E Sの変化を感知して、 電界効果 ト ラ ン ジ ス タ ー Q 1 が O N 、 () F Fする比率を調節し、 前記 ϊί流 ¾圧 V Sが常に一定 した定電圧に なるよう にコ ン 卜 口—ルする。 すなわち、 本実施例では、 前記值流電源 E Sは、 A C入力 ¾圧を全波整流したものであ り 、 前記 E流 Ε圧 V Sは 自励式ィ ンバー タ部に供給される励作 圧のこ とである力〈、 前記 A C入 力 ^圧の変動に比例して変動する前記直流 源 E Sの変化を感知して電 界効果 ト ラ ン ジス タ ー Q 1 が O N— O F Fする比率を調節するよ う に し 、 これによ り 自励式ィ ンバータの動作 圧である前記直流 ' 圧 V Sが常 に一定した定電圧になるよ う にコ ン ト ロ ーノレ している。
この電圧は抵抗 R 1 0、 R l l 、 R 1 2 によ り椠積回路 I C 1 の設定 電圧 V 1 に反比例しながら可変する。
前記直流電源 E Sを投入した初期には、 キ ャ パ シ タ ー C 7 と抵抗 R 1 1 による時定数が充 される間、 集積回路 〗 C 1 の設定^圧 V I が徐々 に减つて、 前記直流電圧 V Sが徐々 に上昇され、 キャパシ タ ー C 7の充 電が完了すると、 設定電圧 V I = R 1 2 Z ( R 1 0 + R 1 1 + R 1 2 ) によ り設定された電圧に比例する一定した定^圧か、 前記 m流電圧 V s と して前; ^]励式ィ ンバー タ部 3 に供給される,、
次に、 符号 5で示す前記動作信号回路部丁 R Gでは、 ス ィ ッ チ S 0が 0 Nにな つた初期には、 前記直流電源 V sがリ エク タ 一 T L 1 と整流用 ダイオー ド D 2を通って供給されると、 充電時定数用の抵抗 R 1 3 、 R 1 7 と充電時定数用キャパン タ ー C 1 0 による時定数でキャパシ タ ー C
1 0が充 ¾し始め、 キ ャパシ タ ー C 1 0が抵抗 R 1 7 と R 1 3によ って 設定された電圧まで充電した後、 前記ブース タ ー回路部 2の桀積回路 I C 1 が動作して、 その出力信号がベー ス抵抗 R 1 4を通って動作信号用 ト ラ ン ジスタ一 Q 2に供給される。 これによ り 、 動作信号用 ト ラ ン ジス 夕一 Q 2が 0 Nになり 、 同時に、 C 1 0に充 ΤΙΪされた 圧が、 動作信号 用 ト ラ ン ジス ター Q 2のコ レ ク タ ーを通って、 ダイ ォ一 ド D 1 2を経て 、 前記自励式ィ ンバータ部 3の高周波出力 卜 ラ ン ジ ス タ ー Q 4のベース に供給され、 ト ラ ン ジス タ ー Q 4を 0 Nに させる。
自励式ィ ンバータ部 3では、 ίί]波出力 卜 ラ ン ジ ス夕一 Q 4が() Νに なると、 前記直流^源 E Sが供給され、 同時に、 充 されていた 源蓄 積用キ ャパシ タ ー C 1 6、 C 1 7が充 され、 こ の充¾^圧によ って、 キ ャパシ タ ー C 1 7から、 符号 4で示す前記点灯回路部 E Lのフ ィ ラ メ ン 卜熱電子放電路分散用ダイオー ド D 1 6 と共振用キャバシター C 1 4 、 フ ィ ラ メ ン ト熱電子放電路分散用ダイオー ド D 1 4、 及び熱陰極型放 電管 L Aのフ ィ ラ メ ン ト F 1 を経て、 さ らに、 共振用 リ エク タ一 T L 3 と共振電流検出用 ト ラ ン ス ホー マ ー T L 2の 1次側コ イ ル T L 2 — Fを 通って、 Q 4のコ レク ターに流れる閉回路が形成され、 i L l ¾流が流 れるよ う になる。
こ のとき共振電流検出用 ト ラ ン ジス タ ー T L 2の 2次側コ イ ル T L 2 — S 1 と T L 2— S 2には各々相反する ¾圧が誘 ¾され、 ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 4を完全に O Nに させる と共に ト ラ ン ジス タ ー Q 3を O F Fにさせ る。
ト ラ ン ジス タ ー Q 4が完全に() Nされ、 ί L 1 流が充分に流れ、 共 振用 リ エク タ一 T L 3が飽和になると、 i L 1 の電流が徐々に減少する よ う になる。 このとき 、 共振電流検出用 ト ラ ンスホ一マ 一 T L 2の 2次 側コイル T L 2 — S l 、 T L 2 — S 2に誘導される電圧が反転され、 2
個の 周波出力 ト ラ ン ジス タ ー Q 3及び Q 4の中の Q 4を O F Fにさせ て Q 3を() Nにさせる,、 する と 、 ' ίΕ Λ'Λ灯 Ιΰ)路邡 4の' ,11 i ^も 'ί·用キャパ シ 夕ー C 1 6に充電されている電圧によって、 キャパシター C 1 6から 卜 ラ ン ジス夕一 Q 3を通って、 さ らに、 発振 流検出用 卜 ラ ンスホーマ 一の 1次侧コ イ ル T L 2 — F、 リ エク タ一 T L 3、 熱電子放 路分散用 ダイオー ド D 1 3、 キ ャパシ ター C 1 4、 熱電子放電路分 ί&用ダイォー 卜" D 1 5、 フ ィ ラ メ ン ト F 2 (Β 図参照) を通つて、 I L 2方向に 電流が流れるようになる,, ί L 2電流が充分に流れると、 さらに共振用 リ エク タ一 T L 3が飽和するよう になり、 〖 L 2電流が徐々に減少する よう になる, このとき、 共振 流検出用 卜 ラ ンスホーマー T L 2の 2次 側コイ ル T L 2— S 1 と T L 2— S 2に誘 ¾された 圧がさ らに反転さ れ、 2個の高周波出力 ト ラ ン ジスタ一中の Q 4を O Nにさせて Q 3を 0 F Fにさせる。 前記自励式ィ ンバーター部 3はこのような ¾作を自励的 に継続して反復する。
高周波出力 ト ラ ン ジス タ ー Q 4が 0 Nになると、 符号 5で示す前記動 作信号回路部 T R Gからキ ャパシ ター C 1 0に充電される tE圧がダイォ 一 ド D 4を通つて放電する ., すると、 抵抗 R 1 3、 R 1 了 とキャパシタ 一 C 1 0によ っ て再充電される時定数よ り 、 自励式イ ンバー タ ーの動作 速度が相対的に非常に速く なり、 ト ラ ン ジス タ - Q 4を通つて放電する 時間が充電する時間よ り速く なる,, する と、 キャパシ タ ー C 1 0は再充 電できず、 前記自励式イ ンバーター部 3が 1周期の動作をした後は、 符 号 5で示す前記動作信号回路部 T R Gは作動を中断するよ う になる。 次に、 前記自励式ィ ンバータ一部の萵周波出力端子に連結されている 前記点灯回路部 4の詳細な動作を、 第 4図の点灯回路部の回路図により 説明する。 第 4図において、 前記自励式イ ンバーター部の高周波出力 卜 ラ ン ジス タ ー Q 3が() F Fにな り 、 萵周波出力 ト ラ ン ジス タ ー Q 4が O
Nになる と、 i L 1の電流が l源蓄積用キ ャパシ 々 — C 1 7 :ニ蓄積され た電圧によ り 、 キ ヤ ノ、。シ タ 一 C 1 7 、 タ イ オー ド D 1 6 、 キ ャ パシ タ ー C 1 4、 ダイ オー ド D 1 4 、 フ ィ ラ メ ン ト F 1 、 卜 ラ ン ス ホ ー マ ー 丁 L 3を経て、 ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 4 を通って流れるよう になる,. する と、 フ イ ラ メ ン ト F 1 の両端に V F A B = F l x i L l による電圧が発生し、 フ ィ ラ メ ン ト F 1 を過熱する よ う になる。
こ の時、 フ ィ ラ メ ン ト F 2 の両端電圧 V F C Dによ り 、 キ ヤ ノぐシ タ — C 1 7力、らフ ィ ラ メ ン ト F 2 へ、 さ らにダイオー ド D 1 5 をフ IBつて、 キ ヤ ノ、ヘン 夕一 C 1 4 に i L 1 流が流れなければならないが、 ダイ ォー ド D 1 5力く i L 1 流のこ の流れに ¾ して逆 向に接 されているので、 ¾流はダイオー ド D 1 5を通って流れる こ とができない- ってフ イ ラ メ ン 卜 F 2 を迎つて流れる Τ1Ϊ流が無いため、 フ ィ ラ メ ン ト F 2 の両端 ΪΕ 圧 V F C Dは亊実上ゼ□になる。
一方、 熱陰極型放電管 L Aのフ イ ラ メ ン 卜 よ りの熟 子放出は、 最も 高い電位差を もつ放 路を迎つて起こ る ., この時の、 各々 フ ィ ラ メ ン 卜 極点の問にかかる電圧は次式 5 のよ う になる,,
(式 5 )
VAB- i L l x F l
② VAC^VC
(3、 V A D - V C
(4) V B C - V C + i L 1 F 1
© VBD-VC+ i L l x F 2
(G) V C D - 0
二れによ り 、 キ ヤ 夕 C 1 4 の V C と i Cの問に 9 0 - の位相差
、 „
WO 97/23119 が存在する ため、 i C 、ズ V C 〉 0 ί i C X V C がセ 口 よ り :' の とき 、 ift大^位は V B C と V B D にな る。 こ の時、 V C D両端の '; 位差は " 0 " であ り 、 熟 ¾子放出は B @点力、 ら フ ィ ラ メ ン ト F 2 全体に向けて拡散 される。 また、 i C X V C く 0 ぐ i C V C がゼ ロ よ り小 の と き 、 最 大電位は V A C と V A D にな り 、 熟 子放出が A極点からフ ィ ラ メ ン 卜 F 2 全体に向け拡散する よ う にな る,,
以上とは反対に、 前記自励式ィ ンバー タ ー部 3 の出力 ト ラ ン ジ ス タ ー Q 3 が ϋ N にな り Q 4 が() F" F になる と、 i L 2 の電流が、 ^源蓄積用 キ ャパシ 夕 一 C 1 6 に ¾ された ¾圧によ り 、 ト ラ ン シ ス タ ー Q 3 を迎 つ てダイ オー ド D 1 3 、 キ ャ パ シ タ ー C 1 4 、 々 ィ ォ 一 に D 1 5 、 フ ィ ラ メ ン 卜 F 2 に流れる よ う になる,、 する と 、 フ ィ ラ メ ン 卜 F 2 の両端に V F C D = F C D X i L 2 によ る E圧が発生 し、 フ イ ラ メ ン 卜 F 2 を加 熱させる。 こ の時、 フ ィ ラ メ ン ト F 1 の両端 F A B は、 卜 ラ ン ス ホ ーマ — T L 3 か ら フ ィ ラ メ ン 卜 F 1 を経てダイ ォー ド D 1 4 を迎つて、 キ ヤ ノ、"シ 夕 ー C 1 4 に Ί L 2 ¾流が流れなければな らない力く、 ダイ ォ一 ド D 1 4 が i L 2 電流の流れに対 し逆方向に接続されているために、 i L 2 ¾流は ク イ ォー に D 1 4 を通っ て流れる 二 とができ ない って 、 フ ィ ラ メ ン 卜 F 1 を通って流れる 流が無いために、 フ ィ ラ メ ン 卜 F 1 の両 端 圧 V F A B は寧卖上ゼ口 になる,,
一方、 熟陰極型放 ' ^ L A の フ ィ ラ メ ン 卜内での熟電子放出は最も高 い電位差を もつ放^路を通って起こ る,、 こ の時、 各々 フ ィ ラ メ ン ト の極 点間にかかる電圧は次式 6 のよ う になる,、
(式 6 )
X V A B = 0
(2 V A C - V C
(3〕 V A D V C i L ^ F 2
f4) V B C - V C
(5) V B D - V C + i L 2 x F 2
C6) V C D ^ i L 2 F 2 これによ り 、 キャパ' シ 夕 _ C 1 4 の V C と i C の [ϋ]には 9 0 。 の位相 差が存在し、 i C X V C > 0 ( i C x V Cがゼロ よ り大、 の時、 最大電 位は V A D 、 V B Dになり 、 i C V C く 0 ( i C x V C がゼロよ り 小) の は 人 ', 位が V A C: 、 V B C に な る ,,
と ころで、 V A B = 0であるために、 熟 放出は ¾ΐ 卜. D極点から
6 E子
F ] に拡散しながら も、 C 1 4 の位 ff lが反 'fムになれば C ^ から Γ 1 に 拡散するよ う になる 前 nilの式 5 と式 ϋ によ り 、 LI ΐ ] イ ン ハ 一 タ 一部 3が 1 周期の勅作をする fii! 、 lju記 ¾型放^ ^ L A 、!では、 熟 ¾ 子放出は B極点よ り F 2 、 A極点よ り F 2 、 D極点よ り F 1 、 C極点よ り F 1 に、 各々拡散する 4個の 3リの放 路をもつよ う になる。
従って、 前記熱陰極型放 管がこ の よ う な 4個型の放' ΐ路を持つこ と によって、 フ ィ ラ メ ン ト のある 1 極点力、ら 中的に '熟が出る こ とが防止 される, これによ り 、 フ ィ ラ メ ン ト の使川効率が められ:: の ίτϊが延 長させられるよ うになる。
また、 第 4図の点灯回路部から熱陰極型放 管 L Αを : する と、 7図 ( 1 ) の等価回路のよう になる, すなわち、 キ ャ パ シ ー c 1 3 と ダイォ一 卜 D 1 4の E列回路力、らタ イ ォー 卜 D 1 4 によ ってキャパシ 夕一 C 1 3 に直流 圧が供 されて、 X C = 1 ' 2 7Γ ί によ り 、 イ ン ピ 一グ ン ス X Cの値力く "無 " に大き く な り 、 ^丄 ^ つ''流れない 回路になる .. キ ャ パ シ タ ー C 1 5 と 々 ィ オー ド D ュ 5 の ίι'ΐ VI!回路も同じ よ う に ¾ nilが流れない Df]回路になる また、 7 図 ( 2 · 図から、 グ ィォー !、 D 1 3 、 キ 、 シ 々 一 C ュ 4 、 ウ イ オー ド D 1 6 o ]^ても、
キ ャ パ シ タ ー C 1 4の両端にダイォー ド D 1 3 と D 1 6 が逆方向に接続 されて電流は流れないよ う になる このよ う に、 第 4図の点灯回路部か ら熱陰極型放電管 L Aを除去する と、 点灯回路は無限大なィ ン ピーダン スを持つ第 7図 ( 3 ) のよ う な開回路になる。 よ って、 第 6 図のよ う に 点灯回路部を 2個以上並列に連結して使用する とき、 各々の点灯回路部 に連結されている熱陰極型放電管中のある 1 個を除去して も他の点灯回 路部には全く支障を与えない、 という効果が奏されるよう になる,, なお 、 太実施例の点灯回路部 4は、 第 5図のよ う に接続しても、 第 4図に示 す点灯回路部と同様に等価的に動作する。
前記自励式ィ ン パ 一 タ ー部が動作している時、 卜 ラ ン ス ホ 一マ一 T L 2 の 1 次側コイ ルである T L 2 一 F 1 に前記自励式ィ ンハー タ ー部の正 常動作電流が流れると、 ト ラ ン スホーマー丁 L 2 の 2次側コ イ ルである 丁 L 2 — S 1 と T L 2 — S 2の両端に約 3 Vの 圧が発生し 、 2個の ト ラ ンジ ス夕一 Q 3 と Q 4のベー ス に電圧を供給する。 また丁 L 2 — S 3 の両端には約 2 0 Vの電圧が発生し、 ダイォー ド D 3 を通じてサイ リ ス 夕一 S C R 1 に供給される。
一方、 サイ リ ス タ ー S C R 1 は、 ァ ノ ー !、 と力 ソ ー ドの両端に抵抗の 値がよ り高く 、 電気的に 0 F F状態を維持しながら、 ゲー ト ( G A T E ) に 卜 リ ガ一 ( T R I G G E R ) 信号が入って来る と O N状態にな りァ ノ ー ドとカ ソ 一 ドの両端の抵抗力 小さ く な り スィ ッ チが 0 Nになるのと 同 じよ う になるため、 ァ ノ 一 ドとカ ソ ー ドの両端 ΪΕ圧がセ口に近く なり 、 1 回 0 Nに した後は ¾圧を遮断するまで継続して 0 N状^を維持する S . C . R ( シ リ コ ン 、 コ ン 卜 ロ ール、 レ ク テ ィ フ ァ イ ア 一 S I L I C O N , C O T R O L E D R E C T I F E R ) である,,
次に第 3図の過:!!荷防御回路部 6 の動作を説明する ., 前記熟陰極型放 ¾管の寿命末期, 又は誤結線等によ り 、 前記点灯回路部 4 に過電流が流
れた場合、 前記自励式ィ ンバ— タ ー部 3 內の リ 1 ク タ 一 T L 3 の 2次側 コイル T L 3 — S に誘導される電圧が同 じよ う に上昇するよ う になる。 この電圧が上昇する と、 整流用ダイォ一 ド D 1 1 によ つて整流され、 抵 抗 R 2 0 , R 1 5 によ り キ ャパシ タ ー C 8 に充電された電圧も同 じよう に上昇する。 キャパシ タ ー C 8 の電圧がダイアー ク ( D I A C ) 1 の ト リ ガー電圧まで上昇すると、 ダイ ァ一 ク 1 力く 卜 リ ガ一 してサイ リ スター S C R 1 のゲー ト に 卜 リ ガ一信号を供給し、 サイ リ スター S C R 1 が〇 N にな る。 サイ リ ス タ ー S C R 1 が 0 N にな る と、 卜 ラ ン スホー マー丁 L 2の 2次側のコイ ルである 丁 L 2 — S 3の電圧が、 ダイォー ド D 3 と サイ リ ス夕一 S C R ュ の内部 ^圧てある ] 〜 2 Vまで低く な り 、 丁 L 2 一 S 1 と丁 L 2 — S 2 の両端の ¾圧も、 T L 2 — S 3 と同 じ比 で低く な り 、 0 , 1 〜 0 . 3 Vまで下がる,. これによ り 、 T L 2 — S 1 と丁 L 2 — S 2 によ り供給されていた 2個の高周波出力 ト ラ ン ジ ス タ 一 Q 3 と Q 4 のベース ( B A S E ) 電圧が動作点より下がり 、 高周波出力 卜 ラ ン ジスター Q 3 と Q 4が動作を止める。 同時に、 ダイオー ド D 1 とサイ リ ス タ ー S C R 1 の直列回路を通つてキ ャパシ タ ー C 1 0 も放電し、 再充 電しないよ う にし、 前記動作信号回路部 5の動作も中断される .: 同時に 、 ダイォー 卜" D 2 1 とサイ リ ス タ ー S C R 1 の直列回路を通って前記ブ 一 ス タ ー回路部内の平滑用キ ャパシ タ ー C 3 も放電し、 前記ブー ス タ ー 回路部の動作も中断され、 全体回路動作が中断されて回路が保護される 次に、 第 9図は本発明の他の実施例による ¾子式放電 U点灯装-置を示 す概略ブロ ッ ク図である,, ii 9図において、 符号 1 1 は ノ イ ズ フ ィ ノレ夕 一 、 2 は定 圧及び T . H . D . ( J o i I H a r m o n i c D i s t υ r t i o n ) 制御回路、 1 3 はコ ン ト ロ ール回路、 1 4 はイ ン ハーク回路、 1 5は動作信号供給回路、 】 6及び 1 7は点灯回路、 1 8
及び 1 9 はラ ンプ、 2 0は過負荷防御回路である。 次に ¾ 9図の装置の 動作を説明する。 ノ イ ズフ ィ ル タ ー 1 1 は A C電源からの 流電圧を整 流して直流電源を定電圧及び T . H . D制御回路 1 2及びコ ン ト ロ ー ル 回路 1 3 に供給する。 定電圧及び丁 . H . D制御回路 1 2 は、 ノ イ ズフ ィ ルター 1 1 からの直流!;源が供給される と、 源投入初期には、 イ ン バー タ ー回路 1 4 に動作電圧を低電圧で供給して、 放電管のフ イ ラ メ ン トを予熱し、 その後所定期間、 自励式イ ンバー ターへ供給する動作電圧 を徐々に上昇させ、 これによ り放電管を低電圧で点灯させるよ う に し、 前記所定期間経過後は、 一定した定電圧を供給し、 イ ンハ ー タ ー回路 1 4を安定的に動作させる。 動作信号供給回路 1 5 は、 1源投入初期に動 作してィ ン パー タ 一回路 1 4 に動作信号を供給し、 イ ンハ ー タ ー回路 1 4が 1 周期の動作を した後、 こ の動作信号の供給を中断する。 前記ィ ン バー タ回路 1 4は、 定電圧及び丁 . H . ϋ制御回路 1 2 か ら供給される 動作電圧を高周波に変えて点灯回路 1 6 , 1 7に送る。 点灯回路 1 6 , 1 7 は、 ィ ンバーター回路 1 4からの高周波出力を正弦波に変換してラ ンプ 1 8 . 1 9を点灯させる ., 熱陰極型放 の寿命末期又は誤結線等 に よ り 、 前記点灯回路部 4 に過 ^流が流れた ¾合、 過食荷防御回路 2 0 は、 動作信号供給回路 1 δ に信号を出力 し、 イ ンパー タ回路 1 4 の動作 を止めるよ うにする。 またこの場合、 過食荷防御回路 2 0は、 コ ン ト 口 ー ル回路 1 3 に も信号を出力 し、 定電圧及び丁 . H . D制御回路 1 2 の 動作を止めるよ う にする。 産業上の利用可能性
以上のよ う に、 本発明は、 ' 源投入初期には、 自励式イ ンパーターに 動作電源を供給するブ—ス タ ー回路部の動作によ り 、 自励式ィ ンパータ 一の動作^圧を低 ¾圧で供給して放 ¾ '7;:のフ ラ メ ン I、 を し、 所
期間の間に自励式ィ ン ハ一 夕 の動作電圧を除々 に上昇させる こ と によ つ て、 放電管を低電圧で点灯させ、 放電管の寿命を延長させ、 所定期間経 過後には、 ブースター回路部によ り 自励式ィ ンバ一 夕 にその動作 圧を 一定した定電圧で供給し、 自励式イ ンハ ー タ の動作を安定させ、 常用電 源の変動等によって入力電源が ± 2 0 %以内で変化する ときは、 放電管 の出力変化幅を ± 3 %以内に安定させて放電管内部の電圧と電流の流れ を一定するように しているので、 寿命を延長させて常に一定した照度を 維持できるよう になる。
また、 従来の放電管用点灯装置のよう にフ ィ ラ メ ン トの特定位置から 集中的に熱電子放出が起こ つ てその位^の温度が著し く W加 して放電管 の寿命が低下させられる という問- Si点を解決するために、 点灯回路部内 にある少な く と も 4個の放電路分散用ダイォー ドだけで ίίΗ ΐΕに構成され た回路の作用によ り 、 放電管のフ ィ ラ メ ン トが少な く と も 4個の型態の 放電路を通つて交互に熱電子放出を起こ らせてフ ィ ラ メ ン ト の使用効率 が高められるよう になる。
またこのとき、 熱 12子放^路の転移が線形的に変化するために、 ノ ィ ス の発生が無く 、 2個のフ ィ ラ メ ン ト の加熟 圧調節用キャ パ シ タ 一だ けでフ ィ ラ メ ン 卜加熱^圧を容易に設定でき、 放 ¾管の使用効率を改筌 し放電管の寿命を延長させてエネルギー節約の極大化を; ¾たする こ とが できる。