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2019.08.22

電子点灯管を分解してみる - 半波で予熱、ON 期間を短くしてそのうち電流波高が高いところで Off で点灯

カテゴリ：電子工作

秋月八潮店で売っていた電子点灯管を買ってみる。パッケージを見ると秋月電子で使っていた照明器具から外した物だと分かる。

40W の蛍光管用だ。直管蛍光灯で使っていたのだろうか？ 40W 直管蛍光灯灯具はラピッドスタート型か、Hf 型が主だと考えていた。Hf 型はノイズの関係で採用しなかったのかも。

早速分解する。白色キャップの外周をぐるっと一回りするように爪が付いていて、ベークライトの円形基板が嵌まっている。小型のマイナスドライバを差し込んでこじ開ける。

FET の上に被る雑音防止コンデンサにテカリが見える。テカリは油状で粘性がある液体だった。キャップにも付いていた。カラカラ音低減？絶縁性能向上？(キャップはプラスチックだし...) 塗布する目的はよく分からず。

緩やかに部品の足が曲げてあるので、組み立て時に曲げているのだろうか？ヒューズ定格は 150℃ 富士端子製特注品だと思われる FTF-2 シリーズ F246 だ。下に 20Ω の抵抗を配置し、過電流時に発熱した際に切れるようになっていると思われる。

他の電子点灯管では FET 上にヒューズを配置した物がある。FET が発熱したら切れる様な構造だ。なんだろう請求項回避なのか、それともより安全な設計を選択したか。

意外なことに電解コンデンサが載っていた。うーん、これは寿命タイマー？回路を追ってみると、蛍光管予熱時間タイマーと点火パルスタイミング生成を兼用した回路を構成していた。

予熱電流、点火高圧発生に使われる FET は 2SK3566 だった。マーキングが読めるよう、付着した油状の液体は拭き取った。VDSS=900V, VDGR=900V, ID=2.5A, IDP=7.5A, RDS(on)=5.6Ω で高圧スイッチ用だ。用途はスイッチングレギュレータとされていた。電子点灯管の方が似合っている気もする。

表面実装側の画像はフラックスをあるていど除去して撮影した。部品点数が少ない回路だ。ツエナーダイオードど思われる部品(ZD) が省略されている。これは Q2 FET(恐らく Rohm RK7002BM) の G-S 間のクランプダイオードが代わりの役割をしていると考えられる。

FE4P PDF 回路図 FE4P LTspice 回路図一式

回路がある程度込み入っているので、画像をクリックして拡大してみた方が良い。回路は 3 ブロックに分かれる。一番左のブロックは Lamp Holder(灯具)、真ん中と下に b 文字状の囲みがしてある部分は Fluorescent Lamp(蛍光管, 40W 程度)、右部分は Starter(電子点灯管) だ。

Lamp Holder は電源と安定器、Fluorescent Lamp は蛍光管の電極部ヒーターと発光部分を模擬する簡易回路になっている。単純に 300V 程の高圧印加で点灯開始(M3 on)となる回路だ。FET の消費電力が大きいのは不問にしている。R11 20kΩは放電管の線形性を調整する。小さくすると非線形な応答になり、管部が低電圧で高抵抗化する。

Starter 部分が電子点灯管だ。Vtimer に繋がる R5, R4, C3 が予熱時間と高圧パルス発生タイミング(M2 on → M1 off 動作) を作っている。Vtimer は電子点灯管の電源回路にもなっている。

回路を動かしてみる。5 秒間の動作波形は次の通りだ。0 秒から 1 サイクル経過後に M1 は半波毎に On になり、蛍光管を予熱する。1.1 秒ほど経過ところで、On 期間が短くなり、半サイクルの途中で off し始め、点火高圧が発生する。蛍光管に電流が流れ始める。1.4 秒程度経過した時点で M1 の D-S 間電流はほぼ 0A になり、予熱動作は終了する。