《機械》〈照明〉[H19:問4]高周波専用蛍光ランプとその点灯回路に関する空欄穴埋問題

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★☆☆（普通）

次の文章は，高周波専用蛍光ランプ（$ \ \mathrm {Hf} \ $蛍光ランプ）とその点灯回路に関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる語句又は数値を解答群の中から選び，その記号をマークシートに記入しなさい。

高周波専用蛍光ランプは，ランプの管径を細くし，$ \ \fbox {　（１）　} \ \mathrm {[kHz]} \ $の高周波電圧を印加して点灯させることを特徴とする光源である。基本的な点灯回路は，$ \ \fbox {　（２）　} \ $，平滑回路，高周波発生回路，高周波安定回路などで構成される。

高周波点灯の利点は，ランプの$ \ \fbox {　（３）　} \ $や点灯回路の電力損失を抑えることができるので，ランプ効率のみならず，点灯回路を含めた$ \ \fbox {　（４）　} \ $が高くなることである。

このランプを用いた照明器具は，ランプが細管であり，点灯回路が電子化されているため，従来の蛍光灯照明器具より小形軽量になる。また，使用面では，高周波で点灯するので$ \ \fbox {　（５）　} \ $が感じられないこと，電源周波数フリー等の特徴がある。

〔問4の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　電極損失　　　　　&（ロ）&　増幅回路　　　　　&（ハ）&　温　熱 \\[ 5pt ] &（ニ）&　総合効率　　　　　&（ホ）&　グレア　　　　　&（ヘ）&　20\sim 70 \\[ 5pt ] &（ト）&　電圧増加　　　　　&（チ）&　照明器具効率　　　　　　　　&（リ）&　整流回路 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　蛍光体劣化　　　　　　　　&（ル）&　変調回路　　　　　&（ヲ）&　90\sim 170 \\[ 5pt ] &（ワ）&　視感効率　　　　　&（カ）&　200\sim 350　　　　　&（ヨ）&　フリッカ \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

高周波専用蛍光ランプに関する問題です。
高周波専用蛍光ランプは，一般の蛍光ランプに比べ高出力・高効率・即時点灯が可能等特徴があり，様々な場所で利用されてきました。
しかしながら，蛍光ランプから$ \ \mathrm {LED} \ $への移行が進んでいますので，電験でも今後の再出題の可能性は低いと考えられます。

1.高周波専用蛍光ランプの特徴
高周波専用形蛍光ランプ（$ \ \mathrm {Hf} \ $蛍光ランプ）は，専用の点灯回路（整流回路，平滑回路，インバータ，高周波安定回路等で構成）を用いて$ \ 20 \sim 70 \ \mathrm {kHz} \ $の高周波で点灯させることにより，従来の蛍光ランプに比べ省エネと高効率を実現した蛍光ランプで，以下のような特徴があります。

・高周波点灯により，従来の蛍光灯より点灯維持がしやすく電極損失や点灯回路の電力損失を抑え，総合効率が高くなる
・電子回路で電極を予熱するため，点灯管（グローランプ）が不要で点灯時間が短い
・高周波点灯により，蛍光灯特有のちらつき（フリッカ）が抑えられる
・ランプの管径も細くでき，重い安定器や点灯管が不要になるため，小型化・軽量化が可能

【解答】

(1)解答：ヘ
題意より解答候補は，（ヘ）$ \ 20\sim 70 \ $，（ヲ）$ \ 90\sim 170 \ $，（カ）$ \ 200\sim 350 \ $，になると思います。
ワンポイント解説「1.高周波専用蛍光ランプの特徴」の通り，高周波専用蛍光ランプは$ \ 20\sim 70 \ \mathrm {[kHz]} \ $の高周波電圧を印加して点灯させることを特徴とする光源となります。

(2)解答：リ
題意より解答候補は，（ロ）増幅回路，（リ）整流回路，（ル）変調回路，になると思います。
ワンポイント解説「1.高周波専用蛍光ランプの特徴」の通り，高周波専用蛍光ランプの点灯回路に入っているのは整流回路となります。

(3)解答：イ
題意より解答候補は，（イ）電極損失，（ト）電圧増加，（ヌ）蛍光体劣化，になると思います。
高周波専用蛍光ランプは電極の極性が切り替わる頻度が非常に高くなることにより，一度形成されたプラズマ状態が維持されやすくなり，電子の放出に必要な電極温度を低く設定できるようになるため，電極損失を抑えることができるという特徴があります。

(4)解答：ニ
題意より解答候補は，（ニ）総合効率，（チ）照明器具効率，（ワ）視感効率，になると思います。
ワンポイント解説「1.高周波専用蛍光ランプの特徴」の通り，高周波専用蛍光ランプは点灯回路を含めた総合効率が高くなります。照明器具効率は，光源が出す全光束のうち，外部にどれくらいの割合の光束が照射されるかを示す指標で，視感効率は，光のエネルギー（放射束）と人間が感じる光の明るさ（光束）の割合を示す指標です。

(5)解答：ヨ
題意より解答候補は，（ハ）温熱，（ホ）グレア，（ヨ）フリッカ，になると思います。
ワンポイント解説「1.高周波専用蛍光ランプの特徴」の通り，高周波専用蛍光ランプは従来の蛍光ランプに比べフリッカが感じられないという特徴があります。グレアは視野内にある明るい光が原因で，不快感や見えづらさを引き起こす現象のことをいいます。