蛍光灯調光装置

【課題】蛍光灯のチラツキを無くし、任意の明るさで初期点灯でき、０％付近でも安定な調光ができる蛍光灯調光装置を提供する。
【解決手段】電源入力回路１に交流安定器を組み込む。倍電圧高圧発生回路２で初期放電させる。スイッチング電源回路３でフィラメントを駆動する。全波整流回路４で交流を直流に変換する。定電流制御回路５で調光する。極性反転回路６で一定時間置きに極性を切り替える。始動回路６で初期放電時に極性を定める。

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、蛍光灯をチラツカせずに点灯させ、０％から１００％までの任意の明るさで初期点灯と、調光とができる蛍光灯調光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光灯の調光方式には従来から幾つかの方式が提案されている。例えば、その一つには、商用周波数で専用トランスを設けてトライアックで位相制御する調光方式がある。この他、昨今、多く利用されている方式として、インバータ方式がある。また、あまり利用されていないが、直流方式も提案されている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
ところが、前記の位相制御による調光方式では、専用の蛍光管が必要である為、高価で、かつ重量が大となり、その上、チラツキが大きく、０％付近での調光が不安定である。また、前記のインバータ方式では、調光できる範囲が狭い上に、１００％付近で初期点灯する必要があり、また、０％付近の調光が困難である。更に、直流方式でも従来のものは、重量が大で、発熱が多く、加えて、調光範囲が狭かったり、蛍光管の寿命が短かくなったりするなどの問題があり、一般にはあまり普及していない。
【０００４】
本考案はこのような点に鑑み、チラツキを無くし、０％から１００％までの任意の明るさで初期点灯でき、その上、０％付近でも安定した調光が可能な蛍光灯調光装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本考案の調光装置の技術的手段は、交流安定器を組込んだ電源入力回路と、この電源入力回路に接続された、蛍光灯の初期放電のための倍電圧高圧発生回路と、電源入力回路に接続された、フィラメント駆動用と制御用とに併用するスイッチング電源回路と、電源入力回路に接続された、交流を直流に変換する整流回路と、この整流回路に接続された定電流制御回路と、この定電流制御回路に接続された、蛍光管の極性を一定時間置きに切り替えるための極性反転回路と、この極性反転回路に接続された、初期放電のために極性を定める始動回路とからなることにある。
【０００６】
また、スイッチング電源回路にはフィードフォワード方式を採用するのがよく、また、定電流制御回路は、駆動回路と、定電流回路と、ボリュームコントロール回路とで構成するのがよく、更に、極性反転回路は、発振回路と、極性切換回路とで構成するのが好ましい。
【０００７】
【考案の実施の態様】
本考案の調光装置の実施の態様を図面について説明する。図１は調光装置のブロック図である。１は電源入力回路で、商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）に交流安定器を接続することによって、電源の安定化と、発熱の抑制とを図っている。２は倍電圧高圧発生回路で、蛍光灯を初期放電させるための高電圧を発生する。３はスイッチング電源回路で、フィドフォワード方式を採用している。４は全波整流回路で、交流を直流に変換する。５は定電流制御回路で、定電流により調光する。６は極性反転回路で、半導体によって極性を一定時間置きに切替えて、蛍光管の電極の片減りを防止する。７は始動回路で、電源が投入されると、初期放電のために極性を定める。
【０００８】
次に、前記の各回路を、実施例について説明する。図２に電源入力回路１の一実施例が示されている。電源入力回路としては、一般的にはＬＣ型のノイズフィルターが採用されるが、この実施例では、電圧が低下しても回路に影響がないので、安価なＲＣ型を用いている。この回路には交流安定器（Ｌ１）が組込まれている。交流安定器１は大容量のインダクタンスを有するので、回路に流れる急激な電流を和らげ、電流が増加すると、インピーダンスにより電圧を低下させて、定電流制御回路５の負担を助け、また、インピーダンスによる発熱がないので、全体の発熱も小さくなり、商用電源の力率改善と電力効率を高め、また、電源側へのノイズ逆流を抑制する。
【０００９】
図３に倍電圧高圧発生回路２の一実施例が示されている。この回路は初期放電の為だけのものであるから、コンデンサは低容量のものでよい。放電電流が流れると、コンデンサのインピーダンスと、抵抗との働きで、蛍光灯の放電電圧まで電圧が低下する。また、万一、放電が止まった時には、電流が流れないので、急激に電圧が上がって、再放電するようになる。なお、抵抗のＲ２、Ｒ３、Ｒ４は低価格抵抗を直列接続することで、高抵抗値と耐圧とを稼いでいる。
【００１０】
図４にスイッチング電源回路３の一実施例が示されている。ここではトランスの効率がよいフィードフォワード方式を採用している。出力電圧が少々変動しても調光に影響しないので、固定周波数、固定パルス幅で、電圧をフィードバックせず、コストを下げている。
【００１１】
図５に全波整流回路４の一実施例が示されている。ここで交流が直流に変換される。３０Ｗまでの蛍光管なら、この整流回路で駆動できる。ただし、４０Ｗ以上になると、点灯電圧が高くなるので、図６の倍電圧整流回路を用いるのが良い。
【００１２】
定電流制御回路５は、図７の駆動回路と、図８の定電流回路と、図９のボリュームコントロール回路とからなる。図７の駆動回路では、蛍光管（ＦＬ）の極性と電流とを制御する。また、ダイオードＤ１、Ｄ２、及び接点Ｙ１は始動用高電圧の逆流を防止する。なお、ダイオードＤ１、Ｄ２を直列接続したのは、耐圧を稼ぎ、漏れ電流をなくして、始動後の放電電流を流すためである。Ｒ１は電流検出抵抗で、定電流回路へフィードバックされる。また、抵抗Ｒ５、Ｒ６は、０％付近でも微小電流を流して、放電を維持させると共に、倍電圧高圧発生回路２の電圧を下げ、半導体（パワートランジスタ）Ｑ１、Ｑ３の耐圧を稼ぐ。また、この抵抗値によって安定放電の最小値が決定される。更に抵抗Ｒ７は、蛍光管（ＦＬ）の過度的な変化を吸収して、定電流能力を補い、かつ、電圧も吸収して、半導体Ｑ１、Ｑ３の発熱を押さえる。半導体Ｑ１、Ｑ３は極性反転と定電流制御を兼ねていて、電圧吸収分の発熱をするので、放熱が必要である。なお、半導体Ｑ２、Ｑ４はスイッチングされて、あまり発熱しないので、放熱の必要はない、半導体Ｑ２のドライブには、フィラメント電源を利用しているが、Ｑ４には始動用電源が接続されているので、高電圧の逆流を防止する為、個別電源にして絶縁している。図８の定電流回路では、制御電圧入力を電流に変換する。図９のボリュームコントロール回路では、定電流回路に接続することにより、調光を行う。ＲＥＧは電圧安定回路である。
【００１３】
極性反転回路６は、図１０の発振回路と、図１１の極性切替回路とからなる。
発振回路では極性切り替わり時間を一定にする。極性切替回路はアナログスイッチにより、ハイサイド側はフォトカプラを駆動し、ローサイド側は定電流制御電圧を切り替えている。
【００１４】
図１２に始動回路７の一実施例が示されている。この始動回路７では電源が投入されると、初期放電の為に極性を定め、接点Ｙ１を一時切断する。
【００１５】
なお、本考案は前記の実施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲の記載の範囲内で自由に変形実施可能である。
【００１６】
【考案の効果】
本考案の蛍光灯調光装置では、蛍光灯を直流で放電させ、フィラメント電源も直流であるので、チラツキなしに点灯できる。また、倍電圧高圧発生回路で蛍光灯を初期放電させるので、０％から１００％までの任意の明るさで初期点灯可能である。更に、電源入力回路に交流安定器を組み込んでいるので、電流が増加すると、自動的に電圧が下がり、定電流回路の負担を和らげ、発熱を押さえることができる。また、定電流制御回路で調光するので、０％付近でも安定よく調光できる。更に、極性反転回路で一定時間置きに極性を切り替えるので、電極の片減りを防止して、蛍光管の寿命を延ばすことができる。更に、商用トランスを用いず、スイッチング電源回路を用いたので、軽量化が可能である。
【００１７】
請求項２のものでは、スイッチング電源回路にフィードフォワード方式を採用したので、トランス効率がよく、コストを下げることができる。
【００１８】
請求項３のものでは、定電流制御回路が、駆動回路と、定電流回路と、ボリュームコントロール回路とからなるので、調光を安定よく、かつ簡単な構成で行うことができる。
【００１９】
請求項４のものでは、極性反転回路が発振回路と、極性切替回路とからなるので、電極の極性を一定時間置きに確実に切り替えることができ、蛍光管の寿命の延長に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】調光装置のブロック図。
【図２】電源入力回路図。
【図３】倍電圧高圧発生回路図。
【図４】スイッチング電源回路図。
【図５】全波整流回路図。
【図６】倍電圧整流回路図。
【図７】駆動回路図。
【図８】定電流回路図。
【図９】ボリュームコントロール回路図。
【図１０】発振回路図。
【図１１】極性切替回路図。
【図１２】始動回路図。
【符号の説明】
１電源入力回路
２倍電圧高圧発生回路
３スイッチング電源回路
４全波整流回路
５定電流制御回路
６極性反転回路
７始動回路

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】交流安定器を組込んだ電源入力回路と、この電源入力回路に接続された、蛍光灯の初期放電のための倍電圧高圧発生回路と、電源入力回路に接続された、フィラメント駆動用と制御用とに併用するスイッチング電源回路と、電源入力回路に接続された、交流を直流に変換する整流回路と、この整流回路に接続された定電流制御回路と、この定電流制御回路に接続された、蛍光管の極性を一定時間置きに切り替えるための極性反転回路と、この極性反転回路に接続された、初期放電のために極性を定める始動回路とからなる蛍光灯調光装置。
【請求項２】スイッチング電源回路として、フィードフォワード方式を採用した請求項１記載の蛍光灯調光装置。
【請求項３】定電流制御回路が、駆動回路と、定電流回路と、ボリュームコントロール回路とからなる請求項１記載の蛍光灯調光装置。
【請求項４】極性反転回路が、発振回路と、極性切替回路とからなる請求項１記載の蛍光灯調光装置。

【図１】