无电极灯泡形荧光灯和放电灯点亮装置的制作方法

专利名称：无电极灯泡形荧光灯和放电灯点亮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种放电灯点亮装置。更具体地，涉及一种能够对无电极荧光灯进行调整的无电极灯泡形荧光灯。
背景技术：
荧光灯由于比白炽电灯效率高且寿命长，所以从保护地球环境和经济性的观点来看得到广泛普及。近些年来，无电极的无电极灯泡形荧光灯，与已有的有电极的灯泡形荧光灯相比，寿命要长几倍，所以作为经济的光源引起注意，其需要有增加的倾向。
另外，荧光灯和点亮电路一体化的灯泡形荧光灯，作为家庭、旅馆、餐馆等地方节省能源的光源引起注意，能够作为电灯泡的替代品而方便地普及。这种灯泡形荧光灯，除了有电极的荧光灯外，还开发了无电极的荧光灯。
随着灯泡形荧光灯的普及，与可调光的白炽电灯泡一样，也产生了对灯泡形荧光灯进行调光的需要。如果更详细地描述，在家中或者旅馆中，当读书或者与家人聚会时人们进行的各种生活行为，为了形成与这些生活行为协调的舒适的光环境，用户希望形成与各种环境相当的亮度，因而要求这样的功能。由于电灯泡通过放电发光很容易，所以能够仅通过调整供给功率来容易地进行调光。另一方面，荧光灯的发光是通过放电进行的，所以对于象电灯泡那样仅调整供给功率，在实际使用中难于实现可调光的荧光灯。
最近，对应于与电灯泡之情况相同的利用现有的电灯泡用调光器来改变亮度的用户需要，已经开发了与电灯泡用调光器连接的能够调光点亮的有电极灯泡形荧光灯(例如，参照特开平11-111486号公报)。但是，在实际情况中，尚未开发出可调光的无电极的灯泡形荧光灯。
另外，有电极的灯泡形荧光灯需要为了从电极释放电子的电极的预热，为此，需要某种程度的大电压。因此，如果使用有电极荧光灯来深度调光，当调光电压一旦低于电极预热所必需的电压时就就会在中途熄灭，而不能进行平稳的调光。
本发明申请人开发了能够调光的无电极灯泡形荧光灯，虽成功地完成了这样的电灯，但这还不够。例如，在低调光的情况下产生电灯的熄灭或者闪烁，不能实现平稳的调光操作。
本发明是鉴于上述几点做出的，其主要目的是提供一种能够实现平稳的调光操作的无电极灯泡形荧光灯和放电灯点亮装置。

发明内容
本发明涉及一种无电极灯泡形荧光灯，具有无电极荧光灯；对上述无电极荧光灯施加高频电压的点亮电路；与上述点亮电路电连接的灯座，上述无电极荧光灯和上述点亮电路和上述灯座是一体构成的，上述点亮电路包括AC/DC变换部，其将相位控制的交流电压变换为直流电压；DC/AC变换部，其将上述直流电压变换为高频电压，根据对上述无电极荧光灯施加该高频电压来点亮的点亮期间，和停止上述高频电压的产生来对上述无电极荧光灯熄灭的熄灭期间，间歇驱动上述无电极荧光灯；调光控制部，具有下述构成检测上述经相位控制的交流电压的接通，而且，向上述DC/AC变换部输出改变上述点亮期间和上述熄灭期间的比的间歇指令信号，上述调光控制部具有下述构成，在上述无电极荧光灯的点亮不稳定之前，输出将上述无电极荧光灯熄灭的信号。
在较佳实施方式中，上述调光控制部包括第一调光控制信号输入部和第二调光控制信号输入部；产生锯形波的锯形波发生电路；产生调光指令信号的调光指令信号发生电路，
上述第一调光控制信号输入部通过光电耦合器与上述锯形波发生电路连接，上述第二调光控制信号输入部与上述调光指令信号发生电路连接。
在较佳实施方式中，上述锯形波发生电路和上述调光指令信号发生电路，与比较器连接。
在较佳实施方式中，上述调光控制部具有下述构成还输出将上述接通和上述DC/AC变换部的间歇驱动的点亮之定时同步的信号。
在较佳实施方式中，上述调光控制部包含由电容和电阻构成的微分电路，具有锯形波发生电路，上述微分电路与晶体管的集电极端子连接，该晶体管产生与上述相位控制交流电压的接通和关闭同步的脉冲波，上述微分电路的输出端子与二极管的正极连接，然后，上述二极管的负极与放电用晶体管的基极端子连接，上述放电用晶体管的发射极端子与电势调整用二极管连接，在上述放电用晶体管的集电极和发射极端子之间，连接充放电用电容，通过这样，与上述相位控制的电压的接通同步，产生锯形波。
在较佳实施方式中，上述相位控制的交流电压是通过调光器控制相位的调光器输出电压。
一种放电灯点亮装置，具有放电灯；AC/DC变换部，其将相位控制的交流电压变换为直流电压；DC/AC变换部，其将上述直流电压变换为高频电压，根据对上述放电灯施加该高频电压来点亮的点亮期间，和停止上述高频电压的产生来对上述放电灯熄灭的熄灭期间，间歇驱动上述放电灯；调光控制部，检测上述相位控制的交流电压的接通，而且，向上述DC/AC变换部输出改变上述点亮期间和上述熄灭期间的比的间歇指令信号，上述放电灯是无电极放电灯，
上述调光控制部在上述放电灯的点亮不稳定之前，输出将上述放电灯熄灭的信号。
在较佳实施方式中，上述调光控制部还输出将上述接通和上述DC/AC变换部的间歇驱动的点亮之定时同步的信号。
在较佳实施方式中，上述放电灯包括具有凹入部的放电真空管，在上述放电真空管的上述凹入部，插入感应线圈。


图1是本发明实施方式1的灯泡形无电极荧光灯(放电灯点亮装置)的电路构成图。
图2是示意性表示实施方式1的灯泡形无电极荧光灯的构成的截面图。
图3是表示实施方式1的构成的各种波形的波形图。
图4(a)是表示相位控制角和负载比(on duty)之间关系的波形图。
图4(b)是表示相位控制角和负载比(on duty)之间关系的曲线图。
图5是本发明实施方式2的放电灯点亮装置的电路构成图。
图6是参考形式的放电灯点亮装置的电路构成图。
图7是非同步类型的放电灯点亮装置的电路构成图。
图8是图7所示的放电灯点亮装置的各种波形图。
图9是图7所示的放电灯点亮装置的各种波形图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在下面的附图中，为了简化说明，将实质上具有相同功能的构成要件利用相同的参考符号来表示。而且，本发明不限于下面的实施方式。
实施方式1
图1示意性表示了本发明实施方式1的放电灯点亮装置的构成。且图2是将本实施方式的放电灯点亮装置构成为无电极灯泡形荧光灯的情况下的截面图。
本实施方式的无电极灯泡形荧光灯，具有无电极荧光灯3；对无电极荧光灯3施加高频电压的点亮电路4(电路基板54)；与点亮电路4(电路基板54)电连接的灯座56。在图2所示的电路基板54上，形成图1所示的点亮电路4。具体地说，在电路基板54上，形成点亮电路4所示构成的布线，安装各个电路元件。
如图2所示，无电极灯泡形荧光灯，由无电极荧光灯3和点亮电路4(电路基板54)和灯座56一体构成。这里，无电极荧光灯3具有包括凹入部17a的放电真空管17，在凹入部17a中，插入由线芯16a和卷线16b构成的感应线圈16。卷线16b和电路基板54电连接，在电路基板54的周围，设置容纳电路基板54的罩子55。在罩子55的下部，安装灯座56(例如，白炽电灯泡用E26型)，灯座56与电路基板54电连接。通过将该灯座56旋入白炽灯用插座来供电，能够将无电极荧光灯3点亮。接通灯座56的输入的交流电压是通过例如外部的相位控制装置(图1中的调光器2，典型的为白炽电灯泡用调光器)来控制相位的交流电压。
图1所示的点亮电路4具有将相位控制的交流电压变换为直流电压的AC/DC变换部5；将利用AC/DC变换部5变换的直流电压变换为高频电压的DC/AC变换部6；调光控制部7。而且，AC/DC变换部5、DC/AC变换部6和调光控制部7也可以分别称为平滑直流电压变换部、倒相部和检测部(检测单元)。
点亮电路4通过相位控制商用电源1的电压的调光器2，与商用电源1连接。然后，点亮电路4根据利用调光器2进行相位控制的电压的接通，点亮无电极荧光点亮3。商用电源1是例如60Hz、100V的交流电源，调光器2与之连接。调光器2是利用使用三端双向可控硅开关来进行相位控制的调光器，典型的为能够使用市售的白炽电灯泡用调光器。
AC/DC变换部5将由调光器2提供的相位控制电压变换为直流。作为该AC/DC变换部5，能够使用利用例如二极管电桥和平滑用电容等的变换部。DC/AC变换部6具有下述构成根据将变换后的高频电压施加到无电极荧光灯3来进行点亮的点亮期间，和停止高频电压的发生来对无电极荧光灯3进行熄灭的熄灭期间，间歇驱动无电极荧光灯3。
如图1所示，本实施方式的DC/AC变换部6由下列部分构成振荡部8；开关电路9；驱动电路10；开关元件(MOSFET11、12)；共振用电感线圈13；共振用电容14、15。即，感应线圈16与共振用电容15串联连接，此外感应线圈16和共振用电容15的串联电路与共振用电容14并联连接。这里，由感应线圈16和无电极放电真空管17构成无电极荧光灯3。感应线圈16由铁氧体磁芯16a和卷线16b构成，配置到具有放电真空管17的凹入部17a中。
调光控制部7具有下述构成检测相位控制的交流电压的接通，而且，输出改变DC/AC变换部6(特别是开关电路9)的所述点亮期间和所述熄灭期间的比的间歇指令信号。另外，调光控制部7构成为在无电极荧光灯3的点亮变为不稳定之前，输出将无电极荧光灯3熄灭的信号。此外，本实施方式的调光控制部7构成为输出同步接通和DC/AC变换部6的间歇驱动电灯之定时的信号。换言之，调光控制部7能够称为同步形负载调制电路。
如图1所示，本实施方式的调光控制部7，由下列部分构成调光控制信号输入部A18；光电耦合器19；锯形波发生电路20；调光指令信号输入部B21；调光指令信号发生电路22；比较器23(例如，利用运算放大器构成的比较器)。通过使用光电耦合器19，能够将调光控制信号输入部A18和锯形波发生电路20之间绝缘，所以能够降低噪声，提高性能。通过输入由调光器2来相位控制的电压的调光控制信号输入部A18，光电耦合器19，和锯形波发生电路20，来产生锯形波。此外，通过调光指令信号输入部B21和调光指令信号发生电路22来产生调光指令信号，然后，通过将锯形波连接到比较器23的非反向输入端子，将调光指令信号连接到比较器23的反向输入端子，由它们的电压差，比较器23产生间歇调光信号。
下面，简单说明本实施方式1之构成的操作。
首先，商用电源1的输出电压由调光器2来相位控制，其次，该相位控制的交流电压，利用AC/DC变换部5变换为直流电压。
接着，利用振荡部8的驱动频率f1(Hz)的输出，驱动DC/AC变换部6的MOSFET11、12的驱动电路10，2个MOSFET11、12交互开、关，由此利用AC/DC变换部5，平滑后的直流电压变换为高频电压。
下面，该高频电压施加到由共振用电感线圈13，共振用电容14、15，感应线圈16构成的共振电路上。通过流过感应线圈16的电流，在无电极放电真空管17中产生交流电磁场，然后，通过由该交流电磁场提供的能量，封入无电极放电真空管中的发光气体(未图示)被激励发光。作为发光气体，可使用例如水银，氪，氙等，或者它们的混合气体。在这种情况下，也可以没有水银，仅使用惰性气体。
而且，这种情况下，相位控制的电压的接通的定时通过调光控制部7检测，与该接通同步的间歇指令信号的接通由调光控制部7产生，传送到开关电路9。在间歇指令信号传送到开关电路9期间(接通期间或者无电极荧光灯3的点亮期间)，开关电路9接通，MOSFET11、12的驱动电路10接通。与此相对，在间歇指令信号不传送到开关电路9期间(关闭期间，或者无电极荧光灯3的熄灭期间)，开关电路9关闭，MOSFET11、12的驱动电路10关闭。在开关电路9接通期间，MOSFET11、12以驱动频率f1(Hz)交互地重复接通、关闭。对应于由调光器2相位控制的电压的导通期间的改变，通过来自调光控制部7的间歇指令信号确定的开关电路9的接通期间与关闭期间的比改变，与此相对应，MOSFET11、12的接通期间和关闭期间的比(称为负载比)改变。即，利用改变该负载比来改变向无电极荧光灯3的电能的输入，进行无电极荧光灯3的调光。
下面，还参照图3来详细说明调光控制部7的操作。图3表示了相位控制信号a，接通检测信号b，锯形波c，调光指令信号d，间歇指令信号e，光输出f之间的关系，在5个图中，横轴是时间轴，在各个图中，该时间轴有共同的比例。
图3中的相位控制电压a首先输入到图1的调光控制部7的调光控制信号输入部A18中。然后，在该调光控制信号输入部A18进行全波整流，接着，减压到驱动光电耦合器19的适当的电压(例如2V)，施加到光电耦合器19。
在利用调光器2相位控制的电压接通的同时，输入到光电耦合器19的全波整流的电压接通。接着，在光电耦合器19的上升时间(例如20μs)后，内置于光电耦合器19中的发光二极管发光。
根据该二极管的发光，从构成光电耦合器19的晶体管输出与相位控制电压a的接通和关闭同步的脉冲波。然后，在锯形波发生电路20中，通过单稳态多谐振荡器等的IC，将来自光电耦合器19的接通信号作为触发器输入，输出仅与相位控制电压a的接通同步的接通检测信号b。
将该接通检测信号b连接到晶体管的基极端子，进行在发射极和集电极之间连接的电容的充电放电，输出锯形波c。
另一方面，相位控制电压a输入到图1的调光控制部7的调光控制信号输入部B21中，通过该调光控制信号输入部B21进行半波整流。然后，利用调光指令信号发生电路22，经相位控制的电压的半波整流部分进行积分，接着，输出调光指令信号e。
在比较器23中，将锯形波c输入到非反向输入端子，将调光指令信号d输入到反向输入端子，利用两信号的电势差输出间歇指令信号c。
之后，间歇指令信号e传送到开关电路9，间歇指令信号e的接通期间之期间，DC/AC变换部6的MOSFET11、12以驱动频率f1(Hz)驱动，得到光输出f。
该间歇指令信号e接通的状态持续到锯形波c的电位比调光指令信号d的电势高为止。如果电势关系反转，则间歇指令信号e关闭，传送到开关电路9，MOSFET11、12的驱动停止，熄灭。
这样，根据锯形波c的电势和调光指令信号d的电势关系确定间歇指令信号e的负载，然后，重复间歇指令信号接通期间点亮，关闭期间熄灭，间歇调光成为可能。
此外，在锯形波发生电路20中，即使在充放电用电容的电荷完全放电的情况下，也能够设定为确保一定的电位。例如，如果在发射极端子上正向连接3个电压约0.6V的二极管，锯形波c的最低电压是约1.8V。另外，由于将受到相位控制的电压的接通信号作为触发器来进行充电放电，所以即使受到相位控制的电压的导通角发生变化，锯形波也维持一定的波形。另一方面，调光指令信号d将相位控制的电压的半波整流成分积分，所以如果其电势变化，锯形波c处于一定电势(最低电势)之下，则在间歇指令信号e为全部关闭期间，受到相位控制的电压为导通角之下(在锯形波c的最低电势和调光指令信号d的电势变为相等的导通角之下)，就停止DC/AC变换部6的MOSFET11、12的驱动并熄灭。
这样，通过调整锯形波的最低电势，能够在由调光器2相位控制的电压的任意相位电平中，停止DC/AC变换部6的MOSFET11、12的驱动，并进行熄灭。
下面，还参照图4来说明本实施方式的受到相位控制的电压的导通角和间歇指令信号的负载比(on duty)之间的关系。
图4(a)表示了相位控制电压a和间歇指令信号e的关系。这里，表示了(i)相位控制角是约0度，(ii)相位控制角是约90度，(iii)相位控制角是约120度的情况。并且，在表示相位控制电压a、间歇指令信号b的波形的6个图中，横轴是时间轴，该时间轴在各个图中具有共同的比例。
图4(a)的相位控制电压a首先输入到图1的调光控制部7中的调光控制信号输入部8中，在该调光控制信号输入部A18中整流。接着，利用间歇指令信号发生部19，间歇指令信号b传送到开关电路9中，这样，DC/AC变换部6的MOSFET11、12以驱动频率f1(Hz)驱动。
在本实施方式中，从图4(a)的(iii)可知，即使剩下相位控制电压a，也将间歇指令信号e设为关闭。即，在无电极荧光灯3的点亮变为不稳定之前，调光控制部7输出将无电极荧光点亮3熄灭的信号。
图4(b)表示相位控制角和负载比的关系，横轴是相位控制角“度”，纵轴是负载比。这里，(I)是调光器2的调光度深的情况下的电能供给不足的区域，由本申请的发明人确认，在该区域中向荧光灯3施加的电压低，能够产生熄灭或者闪烁等现象。
该电能供给不足的区域(I)是相位控制角是120度以上的范围。如果相位控制角是120度之上，则开始出现闪烁的倾向，如果到150度以上，大多数人感到不舒服，如果进行更深的调光就会熄灭。由无电极灯泡形荧光灯的波动特性，相位控制角即使超过120度也不出现闪烁，但是为了使整个电灯确实不闪烁，最好将电能供给不足区域(I)设为相位控制角是120度以上的范围。
另外，在相位控制角从0到120度之间，即负载比从100到0之间，如图4(b)所示，随着相位控制角的变大，负载比直线减少。即，在该范围中，相位控制角和负载比是倾向负的大致一次函数关系。为此，在操作调光器时，在该范围中，电灯的发光输出也大致随着相位控制角的变大而基本上呈线性减少，所以可容易地进行调光。
在本实施方式中，在直到电能供给不足区域(I)之间，将间歇指令信号e的负载比设为0，由于将无电极荧光灯3熄灭，所以不产生闪烁或者不点亮的不妥。
而且，单稳态多谐振荡器的接通时间t能够通过t＝0.693RC(对IC施加的电阻R和电容C)自由地设定，但在该接通时间长的情况下，充电放电用电容的电荷完全放电后也不开始电荷的充电，锯形波c的关闭期间(最低电势期间)变长。为此，根据锯形波c和调光指令信号d的电压差的间歇指令信号的接通期间的调整范围变窄。结果，MOSFET的驱动期间的调整范围变窄，不能实现低的调光电平。因此，单稳态多谐振荡器的接通时间越短，则间歇调光指令信号的接通期间的调整范围越宽。另一方面，由于锯形波是由电荷的充放电得到的信号，所以为了得到稳定的锯形波，必须设定充分的放电时间。为此，例如在将锯形波的最大输出电平设为约4V的情况下，考虑该放电时间，最好设为约0.4ms。
另外，如果使用带有磁滞的比较器来代替比较器23，即使在输入信号包含噪声的情况下，也不用进行不必要的输出反向，结果，能够进行不产生闪烁的调光。
上面，如果按本实施方式1的灯泡形无电极荧光灯，由于调光控制部7具有这种构成在无电极荧光灯3的点亮变为不稳定之前，输出将无电极荧光灯3熄灭的信号，所以，能够稳定地进行深调光(低调光)。即，利用电灯泡用调光器等正确地检测受到相位控制的交流电压的接通，开始驱动，且在得到荧光灯的启动所必需的施加电压的范围中停止驱动，就能够不产生闪烁，实现平滑的调光操作。
而且，在本实施方式中，表示了灯泡形无电极荧光灯的形式之构成，但也可以是没有荧光体的灯泡形无电极放电灯的形式。即，也可以是杀菌电灯这样的不在放电真空管上涂覆荧光体的放电灯。另外，用途不限于一般的照明用途，例如也可以是，对具有对红斑效果或者对生成维生素D具有有效作用的频谱的健康射线电灯，或者对植物的光合作用或形态有有效作用的频谱的植物培育用电灯进行点亮的情况。此外，由图1所示的电路图也可知，本实施方式的构成不限于灯泡形，也可以是将无电极荧光灯3和点亮电路4形成为其它形式的放电灯点亮装置(无电极放电灯点亮装置)。
这里，简单说明了本实施方式的灯泡形无电极荧光灯中的点亮电路4对无电极荧光灯3施加的高频电压的频率的情况。本实施方式中的该频率与实际上通常使用的ISM频带的13.56MHz或者几MHz相比，为1MHz之下(例如，50～500kHz)的比较低频率的区域。使用该低频区域的理由如下所述。首先，在以13.56MHz或者几MHz这样比较高的频率区域来操作的情况下，用于抑制由点亮电路(电路基板)中的高频电源电路产生的线路噪声的噪声滤波器为大型，高频电源电路的体积变大。另外，在从电灯放射或者传播的噪声是高频噪声的情况下，由于法律中设立有对高频噪声的非常严格的限制，所以为了通过该限制，需要设置使用高价的屏蔽罩，在试图降低成本方面有大的障碍。另一方面，在1MHz～50kHz左右的频率区域来操作的情况下，作为构成高频电源电路的部件，能够使用作为一般电子设备使用的电子元件的便宜的通用件，同时，能够使用小尺寸的元件，所以能够实现低成本和小型化，优点明显。但是，本实施方式的无电极荧光灯，不限于1MHz之下的操作，在13.56MHz或者几MHz等频率区域中也能够操作。
实施方式2下面，参照图5，来说明本发明的实施方式2。本实施方式的放电灯点亮装置与上述实施方式1所示的构成类似，但检测相位控制的电压的接通的锯形波发生电路20的构成与上述实施方式1不同，在本实施方式的构成中，不使用IC，从而能够便宜地构成。
图5表示了本实施方式的检测受到相位控制的电压的接通的电路，特别表示了锯形波发生电路20的构成。而且，与上述实施方式1相同的构成给予相同的符号，省略了重复说明。
图5所示的锯形波发生电路20具有微分电路201、二极管202、晶体管203、和电容器204，微分电路201由电容和电阻构成。该锯形波发生电路20通过光电耦合器19与调光控制信号输入部A18连接，然后，调光控制信号输入部A18与调光器2连接，调光器2与商用电源1电连接。而且，在光电耦合器19和微分电路201之间也配置用于电流放大的晶体管。
在本实施方式中，微分电路201与产生同受到相位控制的交流电压的接通和关闭同步的脉冲波的光电耦合器19的晶体管的集电极端子连接。微分电路201的输出端子连接二极管202的正极，然后，二极管202的负极与放电用晶体管203的基极端子连接。在放电用晶体管203的集电极端子和发射极端子之间，连接充电放电用电容204。此外，放电用晶体管203的发射极端子串联连接3个电势调整用二极管205。而且，电势调整用二极管205的正极端子与放电用晶体管203的发射极端子连接。通过这样的构成，锯形波发生电路20与相位控制的电压的接通同步，能够产生锯形波。
下面，简单说明本实施方式的操作。而且，在本实施方式中，放电灯的点亮原理与上述实施方式1的情况相同，所以省略了重复的说明。
通过来自光电耦合器19的脉冲波，微分电路201的输出信号成为与脉冲波的上升和下降同步的微分波，通过使用低的泄漏电流的二极管202，仅与上升同步的微分波输入到晶体管203的基极端子，在所述晶体管203的集电极端子和发射极端子间连接的电容204构成为将光电耦合器19的上升作为触发器重复充电放电，产生锯形波。然后，由于放电用晶体管203的发射极端子例如连接3个正向电压约0.6V的电势调整用二极管205，所以锯形波的最低电势是约1.8V，能够提高锯形波的基极电压。另外，由于锯形波是将受到相位控制的电压的接通信号作为触发器来进行充电放电，所以受到相位控制的电压的导通角即使变化，也维持一定的波形。
按本实施方式2的构成，能够不使用高价的IC元件，而利用便宜的元件构成。在本实施方式中，使用3个电势调整用二极管205，但是也可以使用4个以上，也可以是1个或者2个。另外，也可以使用恒定电压电源来代替二极管。而且，也可增加缓冲电路、提高输出阻抗。
参考方式图6是表示用于与本发明的实施方式作比较的作为参考形式的有电极放电灯点亮装置的电路图。与上述实施方式1不同之处在于，放电真空管17’有电极，构成用于点亮该有电极荧光灯3’的负载共振电路为仅有的不同点。而且，与上述实施方式1相同的构成被赋予相同符号，省略了说明。
本参考形式的构成，如图6所示，由荧光灯3’、共振用电感线圈13、共振用电容15、共振兼余热用电容14构成的LC共振电路连接在MOSFET12的漏极端子和源极端子之间。
在本参考形式的构成中，如果在LC共振电路的电容14的两端产生作为共振电压的高电压，基于向放电真空管17’中的2个电极的余热电流，电极的温度上升，而且，如容易从电极产生热电子，则引起放电真空管17’的绝缘破坏，开始放电。如果放电真空管17’开始放电，通过共振用电感线圈15限制流过放电真空管17’的电流，维持稳定的放电。
本参考形式的调光控制部7的构成和操作与上述实施方式1的情况相同。通过形成为图6所示的放电灯点亮装置的构成，在调光比较浅时，能够对有电极荧光灯稳定的调光点亮。但是，如果调光较深，电极的预热不充分，电子不放出，就会从一定亮度突然熄灭，不能平滑调光。这点与本发明的放电灯点亮装置不同。
由于本参考形式的放电灯点亮装置是包含有电极的荧光灯3’的装置，所以在进行间歇驱动的点亮电路4中，与本参考形式的有电极荧光灯3’的组合不太适合，与上述实施方式1和2的无电极荧光灯3的组合更合适。即，由于间歇驱动是重复接通关闭的操作，在有电极荧光灯3’的情况下，产生该电极的消耗过大，寿命变短的问题。这里，在无电极放电灯3的情况下，由于原来就不存在电极，所以不会产生那样的问题。
而且，在本发明的上述实施方式1中，调光控制部7具有输出与接通和DC/AC变换部6的间歇驱动的点亮之定时同步的信号的构成，是由于同步能够更好地进行调光操作。
图7所示的构成，是间歇驱动的点亮电路4’，没有表示将接通和DC/AC变换部6的间歇驱动的点亮的定时同步的意思。与上述实施方式1的构成不同的是，产生调光控制信号，将调光指令信号送到DC/AC变换部(反相器电路)6的调光控制部7’的构成。
调光控制部7’由调光信号发生部74和将调光指令信号发送到DC/AC变换部6的调光指令信号部10构成。从利用三端双向可控硅开关进行相位控制的调光器2的输出，是通过不完全整流器71进行不完全整流，将其输出电压(120Hz)和产生基准频率(120Hz)的基准电压的三角波发生电路72的输出电压，利用比较器73进行比较，从比较器73输出频率一定、脉冲波状的调光信号。将该调光信号通过调光指令信号部10发送到DC/AC变换部6，改变DC/AC变换部6的接通时间和关闭时间，进行无电极荧光灯3的调光。作为放电灯使用无电极荧光灯，反相器电路的开关频率f1是200kHz，作为开关元件使用MOSFET。
图8表示了图7所示构成的试验结果。这里，在说明图8所示的内容的同时，也说明图7所示的放电灯点亮装置的操作和特性。
图8是表示从a到d的波形的波形图，横轴是时间轴，该时间轴在各个波形图中具有共同的比例。
图8中的a表示经调光器2相位控制的电压的波形。由该图可知，调光器2的三端双向可控硅开关的导通角接近π，因此，可进行相当深的调光。图8中的b表示图8中的a这样的相位控制电压输入到点亮电路4中时，从调光控制部7发送到DC/AC变换部6的调光指令信号。
比较图8的a和b可知，这里，不可理解为相位控制电压的接通和调光指令信号的接通是同步的。即，在相位控制电压接通之后，来自调光控制部7的调光指令信号仅延迟Δt时间后送到DC/AC变换部。MOSFET11、12的漏极电流需要用于启动无电极荧光灯3的大的能量，流过如图8的c所示的点亮的瞬间大电流。调光指令信号的接通比相位控制电压的接通仅延迟Δt时间，由此MOSFET 11、12的漏极电流的上升延迟，仅其部分供给至无电极荧光灯3的高频电力的供给时间减少，发光时间变短，而且，在相位控制电压接通后的相位控制电压为更高的状态下，停止DC/AC变换部的驱动，因此大大降低了无电极放电灯的发光输出。
如果利用调光器2进行更深的调光，MOSOSFET11、12的漏极电流减少，结果，供给至无电极荧光灯3的高频电力减少，成为接近点亮熄灭的阀值状态。
在其它例子中，产生图9那样的偏差，即使在该例子中，由于不同步，同样，供给至无电极荧光灯3的高频电力减少，成为接近点亮、熄灭的阀值状态。在这样的状态中，容易产生闪烁或者熄灭，另外，在进行深度调光的情况下，如果偏差时间Δt过大，无电极荧光灯就成为完全不能点亮的状态。
即使存在这种不稳定的状态，如按本发明，调光控制部具有在电灯的点亮变为不稳定之前输出将电灯熄灭的信号之构成，所以，能够进行平滑的调光。此外，在这里，如果是同步，即使是更深度的调光，由于不能产生不稳定的情况，所以，能够将实际上亮度可变的范围(实际调光范围)变宽，结果，能够实现更优异的可调光的无电极放电灯，所以更舒适。即，如按上述各实施方式表示的放电灯点亮装置(例如，灯泡形无电极荧光灯)，将通过调光器相位控制的电压输入到荧光灯中，在调光荧光灯的情况下，将相位控制的电压的接通与用于间歇驱动DC/AC变换部6的间歇指令信号的接通之定时同步，相位控制的电压的导通角接近π，在由施加电压的降低导致的放电灯的点亮不稳定之前，能够熄灭荧光灯，所以能够实现稳定的调光操作。
根据本发明的灯泡形无电极荧光灯和放电灯点亮装置，调光控制部具有这种构成在无电极荧光灯(或者放电灯)的点亮变为不稳定之前，输出将无电极荧光灯(或者放电灯)熄灭的信号，所以，不产生闪烁，能够实现平滑的调光操作。
产业上的可利用性本发明在适用于无电极的放电灯的情况下是有用的，特别是在不出现与调光器连接的无电极灯泡形荧光灯闪烁的情况下，能够平滑调光这点上具有高的产业上可利用性。
权利要求
1.一种无电极灯泡形荧光灯，其特征在于，具有无电极荧光灯；对所述无电极荧光灯施加高频电压的点亮电路；和与所述点亮电路电连接的灯座，所述无电极荧光灯、所述点亮电路、和所述灯座是一体构成的，所述点亮电路包括AC/DC变换部，其将受到相位控制的交流电压变换为直流电压；DC/AC变换部，其将所述直流电压变换为高频电压，具有下述构成根据对所述无电极荧光灯施加该高频电压来点亮的点亮期间，和停止所述高频电压的产生来对所述无电极荧光灯熄灭的熄灭期间，间歇驱动所述无电极荧光灯；和调光控制部，检测所述受到相位控制的交流电压的接通，而且，向所述DC/AC变换部输出改变所述点亮期间和所述熄灭期间的比的间歇指令信号，所述调光控制部在所述无电极荧光灯的点亮变为不稳定之前，输出将所述无电极荧光灯熄灭的信号。
2.根据权利要求1所述的无电极灯泡形荧光灯，其特征在于，所述调光控制部包括第一调光控制信号输入部和第二调光控制信号输入部；产生锯形波的锯形波发生电路；和产生调光指令信号的调光指令信号发生电路，所述第一调光控制信号输入部通过光电耦合器与所述锯形波发生电路连接，所述第二调光控制信号输入部与所述调光指令信号发生电路连接。
3.根据权利要求2所述的无电极灯泡形荧光灯，其特征在于，所述锯形波发生电路和所述调光指令信号发生电路与比较器连接。
4.根据权利要求1所述的无电极灯泡形荧光灯，其特征在于，所述调光控制部进而还输出使所述接通和所述DC/AC变换部的间歇驱动的点亮之定时同步的信号。
5.根据权利要求1所述的无电极灯泡形荧光灯，其特征在于，所述调光控制部包含由电容和电阻构成的微分电路，具有锯形波发生电路，所述微分电路与晶体管的集电极端子连接，该晶体管产生与所述经相位控制交流电压的接通和关闭同步的脉冲波，所述微分电路的输出端子与二极管的正极连接，而且，所述二极管的负极与放电用晶体管的基极端子连接，所述放电用晶体管的发射极端子与电位调整用二极管连接，在所述放电用晶体管的集电极和发射极端子之间连接充放电用电容，由此，与所述受相位控制的电压的接通同步，产生锯形波。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的无电极灯泡形荧光灯，其特征在于，所述受相位控制的交流电压是通过调光器控制相位的调光器输出电压。
7.一种放电灯点亮装置，其特征在于，具有放电灯；AC/DC变换部，其将经相位控制的交流电压变换为直流电压；DC/AC变换部，其将所述直流电压变换为高频电压，根据对所述放电灯施加该高频电压来点亮的点亮期间，和停止所述高频电压的产生来熄灭所述放电灯的熄灭期间，间歇驱动所述放电灯；调光控制部，检测所述经相位控制的交流电压的接通，而且，向所述DC/AC变换部输出改变所述点亮期间和所述熄灭期间的比的间歇指令信号，所述放电灯是无电极放电灯，所述调光控制部具有下述构成，在所述放电灯的点亮变为不稳定之前，输出使所述放电灯熄灭的信号。
8.根据权利要求7所述的放电灯点亮装置，其特征在于，所述调光控制部进而还输出使所述接通和所述DC/AC变换部的间歇驱动的点亮之定时同步的信号。
9.根据权利要求7或者8所述的放电灯点亮装置，其特征在于，所述放电灯包括具有凹入部的放电真空管，在所述放电真空管的所述凹入部中插入感应线圈。
全文摘要
本发明为无电极荧光灯(3)、点亮电路(4)、和灯座一体构成的灯泡形无电极荧光灯。点亮电路(4)包括AC/DC变换部(5)；DC/AC变换部(6)，其具有间歇驱动无电极荧光灯(3)的构成；调光控制部(7)，具有下述构成检测经相位控制的交流电压的接通，而且，向DC/AC变换部(6)输出改变点亮期间和熄灭期间的比的间歇指令信号。而且，调光控制部(7)具有下述构成，在无电极荧光灯(3)的点亮变为不稳定之前，输出使无电极荧光灯(3)熄灭的信号。
文档编号H05B41/392GK1596565SQ0380164
公开日2005年3月16日 申请日期2003年6月6日 优先权日2002年6月7日
发明者松林容子, 高桥健一郎, 宫崎光治, 小南智, 仓地敏明, 竹田守 申请人:松下电器产业株式会社