説明

電球形蛍光ランプ

【課題】ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行う。
【解決手段】この電球形蛍光ランプは、装置本体に取り付けられた蛍光ランプ本体1と;装置本体内に収容された配線基板2aとを有する。配線基板2aには、蛍光ランプ本体1を点灯させるためのインバータINVを構成する部品の一つであるスイッチング素子Q1,Q2が実装されている。各スイッチング素子Q1,Q2のエミッタ端子には、セラミック抵抗(負帰還抵抗である抵抗器R4,R6)が接続され、ベース端子には、セラミック抵抗(ベース抵抗である抵抗器R3,R5)が接続されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば蛍光ランプを備える電球形蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
家庭などの白熱電球用のソケットに装着可能なE26口金を備え、インバータを内蔵した省電力型の電球形蛍光ランプが商品化されている。
従来の電球形蛍光ランプの多くは、ランプ寿命末期を含む異常時に、蛍光ランプの点灯状態や蛍光ランプを点灯させるための回路の動作が不安定になる。
特に、蛍光ランプが寿命末期に半波放電を起こすと、ランプ電圧が上昇して電極部分が過度に温度上昇することにより、蛍光ランプ周辺の部材が焼損するという不具合を引き起こす恐れがある。このためインバータで点灯される蛍光ランプは、寿命末期を迎えた場合、点灯動作を速やかに終了させる必要がある。
【0003】
そこで、放電灯を点灯させるインバータ装置の起動回路に抵抗とコンデンサの時定数回路とコンデンサの電圧でブレークオーバーするトリガー素子を有する放電灯点灯装置において、放電灯の少なくとも寿命末期を含む異常時、例えば1つ又は複数の放電灯のうち、1つのフィラメントでも非接続になると、インバータ装置の発振を停止させることで、スイッチング素子等に過大なストレスが加わることなく信頼性を高めた放電灯点灯装置が既に提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
また、蛍光ランプの寿命末期にランプ電流が増加することを利用してインバータのスイッチ素子およびこのスイッチ素子の信号入力側を保護する定電圧素子が破壊されるような素子定数を設定することにより、蛍光ランプの寿命末期時にインバータの発振を速やかに停止するように蛍光ランプ点灯装置も提案されている(例えば特許文献2参照)。
【特許文献1】特許3010789号公報
【特許文献2】特開平10−208895号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1の技術の場合、フィラメントが断線するなどによって非接続になるまでは、スイッチ素子に過電流が継続して流れることから、この間、スイッチ素子周辺の抵抗素子の過熱状況が継続し過度に発熱し、蛍光ランプが異常放電を継続するという問題がある。
また、上記特許文献2の技術の場合、素子が開放モードで破壊されればインバータの発振が停止するものの、短絡モードで破壊されることも起こり得る。
素子が短絡モードで破壊された場合には、インバータの発振は継続されることもあるので、上記特許文献2は、寿命末期時の異常放電に対する保護手段としては十分なものではなかった。
【0006】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことのできる電球形蛍光ランプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記した目的を達成するために、請求項1記載の発明の電球形蛍光ランプは、蛍光ランプと;この蛍光ランプが取り付けられ、電球用の口金が設けられた装置本体と;前記装置本体内に収容され、トランジスタ形スイッチ素子を交互に駆動して前記蛍光ランプを点灯させるインバータと;前記スイッチ素子の複数の端子のうち少なくとも一つの端子に直列的に接続されたセラミック抵抗器と;を具備したことを特徴とする。
【0008】
請求項1記載の発明では、インバータに用いる複数のスイッチ素子のいくつかの端子のうち少なくとも一つの端子に接続される抵抗器としてセラミック抵抗器を用いることで、ランプ寿命末期を含む異常時にスイッチ素子に過電流が流れた場合に、スイッチ素子に接続されたセラミック抵抗器が開放破壊を起こしインバータの回路を断線させるので、インバータの回路動作そのものが確実に停止する。これにより、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの過度の発熱を防止でき、蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。
なお、「直列的に」とは、両素子間の物理的な直列接続を示すのみならず、両素子間にスイッチ素子の動作に影響することのない低インピーダンス特性を有する素子が介在して直列接続されたり、等価的な電気要素を介在して直列接続されている場合も含まれる。
【0009】
請求項2記載の発明の電球形蛍光ランプは、請求項1または2記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記スイッチ素子は、バイポーラトランジスタ形であり、前記セラミック抵抗器は、前記スイッチ素子のエミッタ端子に直列接続された負帰還抵抗、またはベース端子に直列接続されるベース電流制御用抵抗のうちの少なくとも一つであることを特徴とする。
【0010】
請求項2記載の発明では、スイッチ素子は、バイポーラトランジスタ形であり、スイッチ素子のエミッタ端子に直列接続される負帰還抵抗、またはベース端子に直列接続されるベース電流制御用抵抗をセラミック抵抗器としたことで、異常時に最低限の箇所が開放破壊することで、インバータの回路動作を停止させることができ、蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。
【0011】
請求項3記載の発明の電球形蛍光ランプは、請求項1または2記載の電球形蛍光ランプにおいて、前記セラミック抵抗器は、前記蛍光ランプが異常放電を生起したときに過電流が前記インバータに流れて開放破壊することによって、前記インバータの発進を停止するように構成されていることを特徴とする。
【0012】
請求項3記載の発明では、セラミック抵抗器を、蛍光ランプが異常放電を生起したときに過電流がインバータに流れて開放破壊することによって、インバータの発進を停止するように構成したので、異常時に過電流に耐えることなく開放破壊を起こすことができ、蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【0013】
以上説明したように本発明によれば、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
図1、2に示すように、この電球形蛍光ランプは、蛍光ランプ本体1、点灯回路2、カバー3、口金4、グローブ5、仕切り部材6を備えている。蛍光ランプ本体1は、主光源である透光性放電容器1a、蛍光体層、放電媒体、電極1b、補助光源である発光ダイオードLD1,LD2,LD3などを備えている。
【0015】
なお、発光ダイオードLDの他に、例えば有機ELなどの光源を用いてもよい。カバー3、口金4、グローブ5、仕切り部材6などの外形部分を装置本体という。しかし、グローブ5は、必須の構成部品ではない。グローブ5の内部に配設されたU字状ガラス管1a1を連結して構成された発光管を蛍光ランプ本体1という。
装置本体は、電球用の口金4が固定されたカバー3にグローブ5を固定することで、外形が電球の形状をなすよう構成されている。
【0016】
カバー3は、白色の遮光性の耐熱性合成樹脂をカップ状の筒体に成形して構成されている。そして、基端3aが細く絞られ、先端3bが開口し、内部が空洞を形成していて、点灯回路2の殆どを包囲している。
【0017】
カバー3は、少なくともその内部に仕切り部材6および点灯回路2を収納するとともに、蛍光ランプ本体1を支持し、かつ、基端3aに口金4を支持する。さらに、この例のようにグローブ5を備えたものの場合、カバー3は、グローブ5を固定している。
【0018】
グローブ5は、透光性のものであり、カバー3に取り付けられている。グローブ5は、この電球形蛍光ランプの外囲器の一部であり、蛍光ランプ本体1とダイオードLD1,LD2,LD3を内部に収容するものである。
【0019】
グローブ5は、透明ガラスバルブの内面に形成された光拡散性微粒子を含む塗付膜によって乳白色の透光性および光拡散性を備え、A形をなし、蛍光ランプ本体1を包囲している。つまりグローブ5は、蛍光ランプ本体1の外側を包囲している。
【0020】
グローブ5を配設することにより、電球形蛍光ランプに種々の機能を付与することができる。グローブ5の基端は、カバー3の先端の開口に接続されている。グローブ5およびカバー3は、外囲器AJを形成している。
【0021】
発光ダイオードLD1,LD2,LD3は、グローブ5または装置本体のほぼ中心部分に仕切り部材6に固定されたLED支持部材7によってU字状ガラス管1a1(発光管)よりも少なくとも高い位置に支持されている。図1では矢印Cに示されている。
【0022】
LED支持部材7は、複数のU字状ガラス管1a1(発光管)に囲まれたほぼ中心位置に発光室Aの側に突出するように仕切り部材6に固定されている。LED支持部材7は、筒形状をなし、内部にLED用の配線8が挿通されている。LED支持部材7は、反射機能を発揮させるために表面の色が白色または銀色となるように形成されており、その材質は、耐熱性樹脂、金属、ガラス、セラミックのいずれかからなるものである。
【0023】
LED支持部材7は、直下照度をできるだけ多く取るため、グローブ5と発光ダイオードLD1,LD2,LD3の先端との間隔(図1の矢印B)が例えば3mm〜10mmとなるように発光ダイオードLD1,LD2,LD3を支持している。発光ダイオードLD1,LD2,LD3とグローブ5との距離が近いほど直下照度が高くなるが、製造ばらつきを考慮して互いが接触しない程度に離す必要があり、互いの間隔は、上記3mm〜10mmとすることが好ましい。
【0024】
仕切り部材6は、図3に示すように、下方に開放した頂部が閉塞した筒部6aおよび筒部6aの外側に突出した鍔部6bを備えている。そして、筒部6aの頂面6a1に蛍光ランプ本体1の透光性放電容器1aのU字状ガラス管1a1の両端のシール部1a3近傍を挿入する挿入孔6a2が形成されている。
【0025】
仕切り部材6は、装置本体の内部を発光室Aと回路収容室Bとに区分するように装置本体に固定されている。透光性放電容器1aは、U字状またはH字状の管が4個連結されたものである。透光性放電容器1aは、U字状またはH字状の管が3個連結されたものを用いてもよい。
【0026】
挿入孔6a2には、U字状ガラス管1a1のシール部1a3が挿入され、シリコーン接着剤(図示しない。)により仕切り部材6に接着されている。仕切り部材6は、蛍光ランプ本体1を支持し固定している。また、仕切り部材6の筒部6aの下端内部には、配線基板2aが挿入され支持されている。
【0027】
さらに、仕切り部材6は、その鍔部6bがカバー3の開口部近傍の内面に当接するようにカバー3内に挿入され、上からグローブ5の開口端がカバー3の開口端に挿入した状態でシリコーン接着剤(図示しない。)によって固着されている。
【0028】
蛍光ランプ本体1は、ほぼ中央部分の発光ダイオードLD1,LD2,LD3を包囲するように配置されている。発光ダイオードLD1,LD2,LD3のみを点灯させた場合、上記高さ位置とあいまって、蛍光ランプ本体1が影になることなく、ほぼ円形にムラなく点灯するようになる。
【0029】
各U字状ガラス管1a1の下端には、シール部1a3が設けられている。また複数の中の一つのU字状ガラス管1a1の下端には、細管1a4が設けられている。細管1a4は、シール部1a3から下方へ突出して設けられており、透光性放電容器1aの内部に連通している。
【0030】
この例の細管1a4は、U字状ガラス管1a1の下端より下方へ突出し一部が屈曲している。細管1a4は、連結されたU字状ガラス管1a1の中で最も温度が低くなる部分であり、比較的高い水銀蒸気圧特性を有する主アマルガム(図示せず)を収納する場合に利用する。
【0031】
次に、図4を参照して配線基板2aについて説明する。
図4に示すように、配線基板2aは、回路部品本体を装着した第1の面(以下一面Xと称す)とこれらの回路部品の端子を半田付けした第2の面Y(以下他面Yと称す)とを有している。回路部品は、電子部品ともいう。回路部品は、外部のスイッチのオン・オフ操作により供給、または供給停止される交流電源から得られた直流電源を基に高周波駆動するインバータINVを構成する電子部品(スイッチング素子Q1〜Q3、ダイオードD1、トリガダイオードDB3、コンデンサC1、C3…、抵抗素子R1〜R6…など)を含む。また、回路部品は、発光ダイオードLD1,LD2,LD3を点灯させる電子部品(スイッチング素子Q4、ダイオードD2、コンデンサC9…、抵抗素子R13など)を含む。
【0032】
すなわち、回路部品は、装置本体内に収容された蛍光ランプを点灯させるインバータINVと補助光源としての発光ダイオードLD1,LD2,LD3を点灯させる回路の各部品を含んでいる。
【0033】
発光ダイオードLD1,LD2,LD3を点灯させる補助光源点灯回路の部品として、限流抵抗50(限流用の抵抗素子R7、R8、R9)がある。これらの抵抗素子R7、R8、R9は、素子本体41が配線基板2aの一面Yの側に配置され、配線基板2aに実装されている。
【0034】
素子本体41から引き出されたリード42は、配線基板2aのリード挿入孔から他面Xへ挿通して露出したところで切断され、この他面Xと反対の一面Yに形成された半田付け用パターンに半田44で接続(半田付け)されている。
【0035】
また、配線基板2aの他面Xには、電子部品が実装され、それぞれの部品の端子45がリード挿入孔から一面Yへ挿通して露出したところで切断され、一面Yに形成された半田付け用パターンに半田44で接続(半田付け)されている。
【0036】
配線基板2aの一面Yから限流用の抵抗素子R7、R8、R9の素子本体41までの距離は3mm以上離間されている。このように3mm以上の間隔をあけることで、限流用の抵抗素子R7、R8、R9で発生した熱が、配線基板2aの一面Yに実装された整流ダイオード、コンデンサ、抵抗等のチップ部品および他面Xに配置した電子部品へ伝わり難くなる。
【0037】
次に、図5を参照してこの電球形蛍光ランプの点灯回路2の回路構成について説明する。
点灯回路2は、図1に示した配線基板2aに実装されている。配線基板2aは、ほぼ円形をなし、仕切り部材6を介してカバー3の開口端近傍に支持されている。ほぼ円形状の配線基板2aは、その一部が切り欠かれ、U字状ガラス管1a1の最冷部1a4が挿通される。
【0038】
点灯回路2は、蛍光ランプ(主光源)を点灯させるインバータ回路と、発光ダイオードLD1,LD2,LD3(補助光源)を点灯させる回路と、ユーザの好みのままに蛍光ランプおよび発光ダイオードLD1,LD2,LD3のうちのいずれか一方を点灯させるように壁スイッチなどがオン・オフされ、そのオン・オフ操作により入力電圧が変化した場合に、その変化に応じて各光源を点消灯制御する制御回路とを有している。
【0039】
図5に示すように、点灯回路2は、商用の交流電源が壁スイッチを通じて供給されるポートPortV1、PortV2、過電流遮断器としてのフューズFU1、コンデンサC1とコイルL1から構成されるノイズフィルタNF、整流平滑回路RS、インバータINV、発光ダイオード回路LED、調光制御回路DCC、放電回路DIS、スイッチオフ検出回路SC、起動回路ST、インバータ発振停止回路IOSC、蛍光ランプ本体(Lamp)1、ソフトスタート回路SSなどを有している。なお、点灯回路2は、必要に応じて他の構成を付加したり、または省いたりすることが許容される。
【0040】
ノイズフィルタNFは、整流平滑回路RSの直流出力側において線路に直列に挿入されたインダクタL1および同じく入力側において線路間に並列的に接続されたコンデンサC1を備える。
【0041】
蛍光ランプ本体1は、一対のフィラメント電極1bにはそれぞれ端子K3,K4、K5,K6が設けられている。端子K3、K5には共振コンデンサC5が並列に接続されている。他方の一対の端子K4、K6には、ソフトスタート回路SSが接続されている。
【0042】
ソフトスタート回路SSは、例えば温度可変抵抗素子PTCを利用した回路であり、電流が温度可変抵抗素子PTCに流れることで、温度可変抵抗素子PTCが自己発熱しインピーダンスを変化させて蛍光ランプ本体1を徐々に加熱する。
【0043】
商用の交流電源は、この例の場合、商用100V交流電源、つまり家庭用のAC電源である。ポートPortV1は、フューズFU1を介して全波整流回路FBR1の入力端に接続されている。ポートPortV2は、全波整流回路FBR1の他の入力端に接続されている。ポートPortV1、PortV2は、交流電源が供給されるソケット(図示せず)に取り付けられる口金4および点灯回路2の電源入力端がこれに相当する。
【0044】
整流平滑回路RSは、全波整流回路FBR1および平滑コンデンサC2からなる。平滑コンデンサC2には、電解コンデンサが用いられている。つまり整流平滑回路RSは、交流を平滑化された直流に変換する手段であり、直流出力端に平滑化直流を出力するものである。
【0045】
インバータINVは、駆動トランスCTの帰還信号によって自励発振するハーフブリッジ形インバータであり、第1および第2のスイッチング素子Q1、Q2を主体とし、コンデンサC4,抵抗器R2,R3,R4、R5,R6、駆動トランスCT、起動回路STなどを含む回路によって構成されている。
このインバータINVは、交互にスイッチング動作を行う2つのスイッチング素子Q1,Q2からなる直列回路を直流電源に接続して構成される。
【0046】
第1のスイッチング素子Q1および第2のスイッチング素子Q2は、バイポーラ形トランジスタである。第1のスイッチング素子Q1のコレクタは、整流平滑回路RSの直流出力端の正極に接続されている。第2のスイッチング素子Q2のコレクタは、ダイオードD1のカソードに接続されている。
【0047】
抵抗器R3は、第1のスイッチング素子Q1のベース端子と駆動トランスCTの二次コイルに直列的に接続されている。抵抗器R5は、第2のスイッチング素子Q2のベース端子と駆動トランスCTの二次コイルに直列的に接続されている。つまり抵抗器R3,R5は、バイポーラ形トランジスタQ1,Q2のベース電流制御用の抵抗、いわゆるベース抵抗である。
【0048】
抵抗器R4は、第1のスイッチング素子Q1のエミッタ端子とダイオードD1のカソードに直列的に接続されている。換言すれば第1のスイッチング素子Q1のエミッタは、抵抗器R4を介してダイオードD1のカソードに直列的に接続されている。
【0049】
抵抗器R6は、第2のスイッチング素子Q2のエミッタ端子と整流平滑回路RSの直流出力端の負極に直列的に接続されている。換言すれば第2のスイッチング素子Q2のエミッタは、抵抗器R6を介して整流平滑回路RSの直流出力端の負極に直列的に接続されている。
【0050】
抵抗器R4,R6は、通称:エミッタ抵抗と呼ばれる負帰還抵抗である。
抵抗器R3,R4、R5,R6には、セラミックチップ抵抗が用いられており、配線基板2aの蛍光ランプ本体1側に対向する面にそれぞれ実装されている。チップ抵抗の大きさは、2mm×1.25mm(EIA規格0805サイズ)である。
【0051】
これらセラミック抵抗器(抵抗器R3,R4、R5,R6)の含む回路は、蛍光ランプ本体1が異常放電を生起したときに過電流がインバータINVに流れると、開放破壊することによって、インバータINVの発進を停止するように構成されている。
このように第1のスイッチング素子Q1および第2のスイッチング素子Q2周辺の抵抗素子をセラミックチップ抵抗とすることで、例えば放電ランプの寿命末期時を含む異常放電状態のときに、スイッチング素子Q1,Q2に過電流が継続して流れた場合に、セラミックチップ抵抗が開放破壊を起こし、ランプの点灯を停止させる。つまり、セラミックチップ抵抗がヒューズの役目を果たし、過電流による過度の発熱などの異常動作を防止できる。
【0052】
なお、蛍光ランプの寿命末期の過電流によって開放破壊を確実に生起させるには、チップ抵抗を、長さ2.5mm以下、幅2.0mm以下、高さ2.0mm以下の寸法に抑えるのが好ましい。
【0053】
なお、セラミックチップ抵抗は、過電流破壊によって確実に開放モードになる素子なので、MOS−FET、チップコンデンサまたは定電圧ダイオードに比べて寿命末期時にインバータINVの発振を停止させるための素子として好適である。
【0054】
コンデンサC4および抵抗器R2は、整流平滑回路RSの直流出力端の正極とダイオードD1のカソードに、並列に接続されている。コンデンサC4は、スイッチング改善用のスナバ素子であり、電流の流れをON/OFFする第1のスイッチング素子Q1にて切り替わりの過渡状態で発生する高いスパイク電圧を防止する。
【0055】
これにより、第1のスイッチング素子Q1および第2のスイッチング素子Q2の直列回路の両端間、すなわちインバータINVの入力端に整流平滑回路RSから出力される平滑化直流電圧が印加される。
【0056】
インバータINVを起動する起動回路STは、抵抗器R1,R21、ダイオードD1、起動用のコンデンサC3、トリガ素子であるトリガダイオードDB3などからなる。
抵抗器R1は、ダイオードD1のアノードとカソード間に接続されている。
起動用のコンデンサC3は、ダイオードD1のアノードと整流平滑回路RSの直流出力端の負極に接続されている。
【0057】
ダイオードD1は、コンデンサC3に蓄えられた電荷を、第2のスイッチング素子Q2がオンしたときに第2のスイッチング素子Q2のコレクタ・エミッタを通じて放電、つまり抜くためのものである。
【0058】
トリガダイオードDB3は、商用100Vの交流電源からの電圧供給によって、インバータINVを起動させるときに、起動用のコンデンサC3の電圧が上昇し、ブレークオーバー電圧を超えると、通電状態になり、第2のスイッチング素子Q2のベースに起動パルスを与え、インバータINVの発振を開始させる。
【0059】
コンデンサC6は、整流平滑回路RSの直流出力端の正極と放電ランプ本体1の端子K3に接続されている。コンデンサC6は、直流成分カット用のカップリングコンデンサ(結合コンデンサ)である。コンデンサC6は、インバータINVから直流成分が負荷回路LCに流入しないようにするための手段である。コンデンサC7およびインダクタL3は直列共振回路である。
【0060】
直列共振回路は、インバータINVから出力される高周波交流により作動して蛍光ランプ本体1を安定に点灯させる回路である。
【0061】
インバータ発振停止回路IOSCは、スイッチング素子Q3とコンデンサC8からなる。スイッチング素子Q3は、MOSFETを利用している。スイッチング素子Q3がオフ状態のときにインバータINVが発振する。スイッチング素子Q3がオン状態になると、第2のスイッチング素子Q2のべースが短絡するためインバータINVは発振しない。
【0062】
調光制御回路DCCは、スイッチオフ検出回路SC、発光ダイオード回路LED、LED点灯回路LLC、ラッチ回路LTCなどを有している。
【0063】
複数の電圧保持回路VH1、VH2は、壁スイッチのオン・オフ操作による調光指令信号を識別するために、例えばコンデンサの放電時定数が異なる時定数回路を主体とする回路である。スイッチオフ検出回路SCは、スイッチング素子Q5とツェナーダイオードZD3と抵抗器R15を有している。スイッチング素子Q5には、例えばPNP接合のトランジスタが利用されている。
【0064】
スイッチオフ検出回路SCは、壁スイッチとして、通称「OFFピカスイッチ」などと呼ばれる、ネオン管などの発光素子が抵抗成分としてスイッチ回路に対して並列接続されたスイッチが入力側の負荷として接続された場合の誤動作を防止するための回路である。
【0065】
抵抗成分入りの壁スイッチがOFFされた場合、壁スイッチの抵抗成分を介して電流が流れ続けるために、回路電位はゼロにはならない。このため、回路電位がツェナーダイオードZD3のクランプ電圧(例えば16Vなど)以下になった場合にスイッチング素子Q5をオフしてスイッチング素子Q5のエミッタ・コレクタ間の通電を遮断することで、ラッチ回路LTCの電圧保持状態が強制的に解除される。なお、コンデンサC11は、スイッチオフ検出回路SCのノイズフィルタとして作用するものである。
【0066】
抵抗器R11,R12,R13から供給される電圧を抵抗器R14にて分流し、第1の電圧保持回路VH1、第2の電圧保持回路VH2およびラッチ回路LTCに供給する。
【0067】
電圧保持回路VHは、抵抗器R17とこれに並列接続されたコンデンサC12およびコンデンサC13とダイオードD4とからなる。
【0068】
ラッチ回路LTCは、プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタ1(以下PUT1と称す)、コンデンサC14、抵抗器R16、R18、R19から構成されている。PUT1は、抵抗器R18と直列回路を構成し、電解コンデンサC15に並列に接続されている。
【0069】
抵抗器R16は、ダイオードD4のアノードとPUT1のゲートとに接続されている。抵抗器R19は、PUT1のカソードとスイッチング素子Q3のゲートに接続されている。
【0070】
放電回路DICは、抵抗器R20とダイオードD6との直列回路により構成されている。抵抗器R20の他の一端は、コンデンサC3とトリガダイオードDB3の接点に接続されている。ダイオードD6のカソードは、スイッチング素子Q4のソースに接続されている。
【0071】
発光ダイオード回路LEDは、直列に接続された限流用の抵抗器R7,R8,R9と、これら抵抗器R7,R8,R9と直列に接続された発光ダイオードLD1,LD2,LD3、ダイオードD2を有している。抵抗器R7,R8,R9は、定数設定のためと発熱を分散させるため複数個としたが、一つでもさらに多くても良い。このように用いる抵抗を限流用抵抗50という。
【0072】
限流用抵抗50の一端は、整流平滑回路RSの直流出力端の正極に接続されており、他端は、発光ダイオードLD1のアノードに接続されている。ダイオードD2のカソードは、発光ダイオードLD1のアノードに接続されている。ダイオードD2のアノードは、発光ダイオードLD3のカソードに接続されている。
【0073】
LED点灯回路LLCは、発光ダイオード回路LEDの点消灯を制御する回路であり、LED点消灯の機能とコンデンサC3の電荷放電機能とを兼用するスイッチング素子Q4と抵抗器R13とコンデンサC9とを備える。
【0074】
抵抗器R13の一端は、抵抗器R18とPUT1との間に接続されている。また、抵抗器R13の他端は、スイッチング素子Q4のゲートに接続されている。コンデンサC9は、スイッチング素子Q4のゲートと整流平滑回路RSの直流出力端の負極に接続されている。
【0075】
スイッチング素子Q4のソースには、ダイオードLD3のカソードが接続されている。スイッチング素子Q4のドレインは、整流平滑回路RSの直流出力端の負極に接続されている。
【0076】
LED点灯回路LLCは、抵抗器R18の両端に電圧が発生し、コンデンサC11、C12、C13が充電された後の放電によりPUT1がオンしたときに抵抗器R13を通してスイッチング素子Q4のゲートに電圧を印加してスイッチング素子Q4をオンし、スイッチング素子Q4のソース・ドレイン間を導通させる回路である。
【0077】
スイッチング素子Q4がオンすると、整流平滑回路RSから抵抗器R7,R8,R9を通じて発光ダイオードLD1,LD2,LD3に電流が流れ、発光ダイオードLD1,LD2,LD3が点灯する。このとき、インバータ発振停止回路IOSCのスイッチング素子Q3はオン状態なので、インバータINVは発振を停止し、蛍光ランプ本体1は消灯する。
【0078】
また、スイッチング素子Q4がオンすると、コンデンサC3に電荷が蓄積されないように抵抗器R20を通じてスイッチング素子Q4から通電される。
【0079】
発光ダイオード回路LEDは、蛍光ランプ本体1の点灯時の10%〜20%程度の明るさ、つまりベビー球と同等の明るさで点灯させるよう回路が構成されている。
蛍光ランプ本体1は、回路の消費電力を含めた消費電力が13W程度で、電球色の場合、810lmの全光束となるように回路設計を行っている。
【0080】
インバータ発振停止回路IOSCは、調光制御回路DCCから供給されるオン信号により、コンデンサC8に電荷を溜めてスイッチング素子Q3をオンさせることで、スイッチング素子Q2のベース電圧を落とし、インバータINVの発振を確実に停止する。
【0081】
調光制御回路DCCでは、壁スイッチのオン・オフ操作による電源供給時間、または供給停止の時間に応じて、インバータ発振停止回路IOSCおよびLED点灯回路LLCを制御して、蛍光ランプ本体1および発光ダイオード回路LEDのうちのいずれかを点消灯せる制御を行う制御回路(手段)である。
【0082】
「壁スイッチのオン・オフ操作による交流電源からの電力供給または供給停止の時間に応じて」とは、壁スイッチのオン・オフ操作の組み合わせ(オン→オフ→オンなど)やオフ時間の長さ(長短など)が含まれる。
【0083】
オン操作およびオフ操作の組み合わせは、例えば電源供給を短い間隔で停止したり、オフ操作に引き続くオン操作での電源の再供給を行うことなどであり、それらの有無または操作回数により調光指令信号の内容が識別される。
【0084】
また、オフ時間の長さによる場合とは、例えば3秒を超える長いオフ時間と3秒以内(1〜2秒程度)の短いオフ時間とで異なる内容として調光制御回路DCCで識別される。
【0085】
調光制御回路DCCでは、電源投入後、抵抗器R10,R11,R12を通じてコンデンサC10が充電されると共に、スイッチング素子Q5を通じてコンデンサC11が充電される。また、電源投入後、スイッチング素子Q5およびダイオードD4を通じてコンデンサC12,C13が充電される。
【0086】
充電時には、コンデンサC11の電圧(点Tの電位)とコンデンサC12,C13の合成電圧(点Uの電位)とで電位差が生じる。つまりダイオードD4のフォワード電圧分(約0.6V)だけコンデンサC12,C13の合成電圧(点Uの電位)の方が低くなる。
【0087】
PUT1は、アノード電圧よりもゲート電圧が0.6V以上低下した場合にオンし、その後、ゲート電圧値に関わらずオンを保持する。
この回路では、PUT1のアノード電圧は、コンデンサC12,C13の合成電圧(点Uの電位)であり、ゲート電圧は、コンデンサC11の電圧(点Tの電位)であるので、充電時にはPUT1は、オンしない(T>U)。
【0088】
一方、壁スイッチのオフ操作によって回路電位が低下し、スイッチング素子Q5がオフして以降の回路(ラッチ回路LTCなど)への電源供給が停止されると、コンデンサC11,C12,C13が蓄積した電荷の放電を開始する。コンデンサC11は、コンデンサC12,C13に比べて容量が小さく自己放電により素早く放電する。
【0089】
また、コンデンサC12,13は、抵抗器R17を通してゆっくりと放電する。このとき、互いの時間差からT<Uの状態が発生する。点Tの電位が点Uの電位よりも0.6V低くなると、PUT1はオンする。この例では、T<Uの状態が発生する時間が1秒〜3秒程度になるよう回路定数を設定している。
【0090】
調光制御回路DCCは、壁スイッチのオン操作により交流電源が供給された後、壁スイッチのオフ操作により交流電源の供給が停止され、一定時間(3秒)以上経過後に引き続き、抵抗器R10,R11,R12、ダイオードD4からPUT1のオンを維持するための保持電流の供給がない場合、PUT1はオフ状態となり、交流電源が再供給されたとき、インバータINVを駆動して蛍光ランプ本体1を点灯させる。
【0091】
また、調光制御回路DCCは、壁スイッチのオフ・オン操作により交流電源の供給が停止された時間が一定時間(3秒)以下(1、2秒程度)で交流電源が再供給されたとき、蛍光ランプ本体1を消灯させると共に発光ダイオードLD1、LD2,LD3を点灯させる。
【0092】
このように回路が構成された電球形蛍光ランプは、インバータINVを構成する回路部品の一つであるスイッチング素子Q1,Q2のエミッタ端子に接続される負帰還抵抗である抵抗器R4,R6として、過電流により開放破壊するセラミック抵抗を用いて配線基板2a上に実装している。
また、この電球形蛍光ランプは、インバータINVを構成する回路部品の一つであるスイッチング素子Q1,Q2のベース端子に接続されるベース抵抗である抵抗器R3,R5として、過電流により開放破壊するセラミック抵抗を用いて配線基板2a上に実装している。
【0093】
この実施形態の電球形蛍光ランプは、上記説明のとおり、装置本体に蛍光ランプ本体1と発光ダイオードLD1,LD2,LD3などの補助光源とを一体に内蔵しており、壁スイッチのオン・オフ操作の時間(タイミング)によって、蛍光ランプ本体1と発光ダイオードLD1,LD2,LD3のいずれかを点灯させる。
また、配線基板2aのインバータINVを構成する部品の一つであるスイッチング素子Q1,Q2のエミッタ端子に接続する抵抗器R4,R6とスイッチング素子Q1,Q2のベース端子に接続する抵抗器R3,R5をセラミックチップ抵抗としたことで、ランプ寿命末期を含む異常時にスイッチング素子Q1,Q2に過電流が流れた場合に、スイッチング素子Q1,Q2に接続されたセラミック抵抗である抵抗器R3,R4,R5,R6が開放破壊を起こし、インバータINVの回路を断線させるので、インバータINVの回路動作そのものが停止し、抵抗器R3,R4,R5,R6や蛍光ランプ本体1を含めた部品の過度の発熱を防止できる。
つまり、蛍光ランプ本体1の寿命末期などに点灯回路2が異常動作を起こしかけると、セラミック抵抗がヒューズの役目をして蛍光ランプ本体1を消灯させるので、ランプ寿命末期を含む異常時における蛍光ランプの異常放電に対する保護を確実に行うことができる。
【0094】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。
上記実施形態では、スイッチング素子Q1,Q2のエミッタ端子およびベース端子にそれぞれ接続する抵抗器R3〜R6すべてをセラミックチップ抵抗として説明したが、エミッタ端子の抵抗器R4,R6のみ、またはベース端子の抵抗器R3,R5のみをセラミックチップ抵抗としても良い。
また、スイッチング素子Q1に接続する抵抗器R3,R4のみ、スイッチング素子Q2に接続する抵抗器R5,R6のみをセラミックチップ抵抗としても良い。
すなわち、本発明では、インバータを構成する部品の一つであるスイッチング素子Q1,Q2の複数の端子のうち、コレクタ端子を除いた少なくとも一つの端子に接続される抵抗器をセラミック抵抗器とすればよい。
【0095】
上記実施形態では、装置本体に蛍光ランプ本体1と発光ダイオードLD1,LD2,LD3などの補助光源とを一体に設けた電球形蛍光ランプを一例にして説明したが、従来の装置本体に蛍光ランプ本体1のみを備えるものについても抵抗器R4,R6および/または抵抗器R3,R5の少なくとも一つにセラミックチップ抵抗を用いても良い。
【0096】
上記実施形態では、インバータINVに用いる抵抗器R3,R4,R5,R6として、EIA規格で規定された0805サイズのものを使用したが、点灯回路の構成変更や新たな素材の抵抗器の出現によっては、これ以外のサイズや材質のものも利用可能である。
また、部品の追加にはなるが、インバータINVの回路部品としての抵抗器とは別にヒューズ動作専用のチップ部品をスイッチング素子Q1,Q2に接続しても良い。
【図面の簡単な説明】
【0097】
【図1】本発明の一つの実施形態の電球形蛍光ランプの構成を示す一部断面正面図。
【図2】グローブを透視した平面図。
【図3】電球形蛍光ランプの分解斜視図。
【図4】回路基板に限流用の抵抗素子を実装した一例を示す図。
【図5】電球形蛍光ランプの点灯回路の一例を示す図。
【符号の説明】
【0098】
1…蛍光ランプ本体、2…点灯回路、2a…配線基板、INV…インバータ、Q1,Q2…スイッチング素子、R3,R4,R5,R6…セラミックチップ抵抗器。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
蛍光ランプと;
この蛍光ランプが取り付けられ、電球用の口金が設けられた装置本体と;
前記装置本体内に収容され、トランジスタ形スイッチ素子を交互に駆動して前記蛍光ランプを点灯させるインバータと;
前記スイッチ素子の複数の端子のうち少なくとも一つの端子に直列的に接続されたセラミック抵抗器と;
を具備したことを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項2】
前記スイッチ素子は、バイポーラトランジスタ形であり、
前記セラミック抵抗器は、前記スイッチ素子のエミッタ端子に直列接続された負帰還抵抗、またはベース端子に直列接続されるベース電流制御用抵抗のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項1または2記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項3】
前記セラミック抵抗器は、前記蛍光ランプが異常放電を生起したときに過電流が前記インバータに流れて開放破壊することによって、前記インバータの発進を停止するように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の電球形蛍光ランプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2007−207508(P2007−207508A)
【公開日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−23271(P2006−23271)
【出願日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【出願人】(000003757)東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Fターム(参考)】