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■ 電球豆知識 (蛍光灯の点灯方式)

トップページ > 電球豆知識 > 蛍光灯の点灯方式

■ 蛍光灯には3種類の点灯方式があります。
 
グロースタータ形 , ラピッドスタート形 , インバータ(高周波点灯専用形) に分かれています。
点灯方式により、どんな違いがあるのかをご説明する前に、まずどうして蛍光灯が光るのかをご説明します。

どうして蛍光灯は光るの?
  • 蛍光ランプは放電によって発光します。
    点灯(始動)するためには、電極のフィラメントに予熱電流を流して高温になったエミッター(電子放出物質)から電子を放出させるとともに、電極間に高電圧をかける必要があります。

電極間に高電圧をかける仕組みの違いが点灯方式の違いとなります。
  • この方式の違いにより器具 (安定器)とランプの構造が変わり、スタータ形とラピッドスタート形、そしてより効率の高い高周波点灯専用形(インバータ)に分かれます。

上記を踏まえて、3種類の点灯方式の違いを簡単にご説明をいたします。
 
■ スターター形
 
グロースタータという点灯管 を用いて点灯させる方式です。
スイッチオンから点灯まで時間がかかりまた若干チラツキが出やすいのがデメリットですが簡素な設計により価格が安いので一般的に広く普及しております。

  • 蛍光灯はFLやFCLなどのグロー専用ランプを使用します。別途グローランプが必要。
    一部の機種でラピッド式専用蛍光灯が使えたりするようです。
    スターター形には効率によって低力率、高力率の2種類があります。

1.低力率形
  • 力率が低い為、通常の倍ほどの電力を必要とします。その為ブレーカーや電線などの電設設備が多く必要となりますが安定器そのものは小型でまた安いのがメリットです。
    ちなみに低力率形は高力率の倍ほど電力量が高いですが無効電力として電気代には計上されませんのでどちらを使用してもランニングコストはかわりません。
    一般的に4W〜10W程度の小型の器具には低力率形を使用するものが多いようです。

2.高力率形
  • 力率が高く低力率と比較して約半分程と効率の高い安定器です。低力率形と比較すると多少大きくまた価格も高いですが電力量、発熱量ともに低く経済的です。
    一般的に20Wや40Wなどの大型のものには高力率を使用するものが多いようです。

【ポイント】
  • グローランプが必要 器具の値段が安い FL , FCL蛍光灯を使用 点灯まで時間がかかる

 
■ ラピッドスタート形
 
  • 即時に点灯するように設計されています。
    その為グロー式よりも安定器は大きく重いのが特徴です。
    インバーター式が主流になる前は、かなり一般に普及しておりましたが(40W) 現在では省エネなインバーター式が主流です。
  • 蛍光灯はFLRなどのラピッド専用ランプを使用

【ポイント】
  • グローランプ不要 FLR蛍光灯を使用 即時点灯する
 
■ インバーター形
 
  • 電子回路で構成されより効率が良く軽量で即時点灯ができる安定器です。
    高周波で動作するのでチラツキもなく、またワット数あたりの明るさも高いのが特徴です。
    最近では明るさを自在にコントロール(※調光可能な器具)する事で省エネ化できたりと高機能になり、蛍光灯器具ではスタンダードになってきています。
  • 蛍光灯はHf専用ランプのFHFを使用します。
    ランプフリー器具という商品があり、こちらの器具の場合グロー式、ラピッド式、Hf問わず蛍光灯を使用する事が出来ます。

【ポイント】
  • グローランプ不要 / FHF蛍光灯を使用 / 調光可能器具やランプフリー器具がある / 
    器具の値段が高い / 省エネ / 明るい / 即時点灯する
 
■ さらに細かく点灯方式の違いを下記にご説明をいたします。
1. スタータ式点灯回路
  • この方式は、あらかじめフィラメントを十分予熱してから放電を行わせるものです。 スタータ(点灯管)式の点灯回路を右の図に示します。
    (1)スイッチをいれて電圧を加えると(2)点灯管の(3)接点が閉じ、両方の(4)フィラメントに短絡電流が流れエミッター(電子放出物質)を予熱して電子が放出されます。
    やがて、点灯管の接点が開くとその瞬間に(5)安定器からインダクションキック電圧と呼ばれる高電圧が両極間にかかり、蛍光ランプが点灯(始動)します。
    始動後は、ランプ電流による熱でエミッター(電子放出物質)が加熱され、電子が放出され続けます。
    電子点灯管では、電子回路によりこのスタータの働きを改善し、より短時間でランプが始動します。
2. ラピッドスタート式点灯回路
  • スタータ形蛍光ランプは、スイッチを入れてからランプがつくまでに少し時間がかかりますが、ラピッドスタート形蛍光ランプはその名の通りスイッチを入れると速やかに点灯するように改善された蛍光ランプです。 ラピッドスタート形蛍光ランプは右の図に示すような回路で使用されます。
    点線で示される(1)安定器が(2)電極の予熱と、点灯のための高電圧を発生し、蛍光灯器具の(3)近接導体の始動補助作用によって点灯します。
    このため点灯管などのスタータは不要になりますが、始動補助のための近接導体が必要で、この近接導体は器具が代用する場合と、ランプ自体に設けてある場合があります。
    「ラピッドマスター」は後者のタイプで、器具内の近接導体は不要です。
    次頁に始動補助方式の構造と特徴をまとめてあります。

3. インバータ式(電子式)点灯回路
  • 電子安定器(インバータ)により50または60Hzの商用電源をいったん直流に変え、さらに20〜50kHzの高周波に変換してランプを点灯させます。
    この点灯方式では従来の商用電源の周波数による点灯に比べて次の特長があります。
    蛍光ランプ特有のチラツキがなく、目にやさしいあかりです。
    高周波点灯によりランプ効率がアップします。(省電力化、高照度化)
 
■スタータ形蛍光灯に使用する点灯管の種類と働き
  点灯管(グロースタータ) 電子点灯管
構造

固定電極と可動電極(バイメタル)を内蔵しています。

電子回路で構成され、蛍光灯の電極を予熱する回路と、安定器から常に一定電圧バルスをタイミングよく発生させられるタイマー回路を内蔵しています。
点灯管の働き
蛍光灯の寿命 予熱とパルス発生を繰り返してから点灯するので、蛍光灯の電極に充てんされたエミッター(電子放射性物質)が飛散し、すべてのエミッターが飛散すると蛍光灯の不点寿命となります。 1回の予熱とパルス発生で点灯するので、点灯管(グロースタータ)と比べ、蛍光灯の電極に充てんされたエミッターの飛散は少なくてすみます。そのぶん蛍光灯の不点までの寿命が長くなります。
点灯管の作動(点滅)や点灯により、蛍光灯の電極に充てんされたエミッター(電子放射性物質)が全てなくなると、蛍光灯は不点となります。また蛍光灯は点灯時間の経過とともに、蛍光物質の劣化などによって次第に光束(明るさ)が減少します。
一般的に、全光束が初光束の70%になったときが、蛍光灯の寿命とされています。
■ラピッドスタート形蛍光灯の始動補助装置
始動補助方式 構造 用途 使用できない器具

内面
導電被膜方式
 ( /M-X)

ガラス管内面全体に、透明の導電性被膜を設けたランプ。 一般用
ラピッドスタート形ランプの標準タイプ)インバータ式器具
ラピッド式の(連続)調光用具

外面
ストライプ方式
 ( /M)

ガラス管外面に、導電性ストライプを設け、口金内部で電極の一方と高抵抗で接続するとともに、ガラス管外面にシリコンを塗布したランプ。 (連続)調光用 防水型、耐蝕型、防爆型の器具
外面
シリコン方式
 ( /A)
ガラス管外面にシリコンを塗布したランプ、器具の接地または、近接導体が必要。 高出力用