JP2002015893A

JP2002015893A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002015893A
Application number: JP2000197178A
Authority: JP
Inventors: Masanori Mishima; 正徳三嶋; Minoru Yamamoto; 実山本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】定格電力の異なる放電灯が装着された場合にお
いても、光出力比が略一定となるように調光制御できる
異負荷共用タイプの放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】出力電圧可変の直流電源６と、直流電源の
出力端に接続されたインバータ７と、インバータ７の出
力端に接続された放電灯Ｌａとを有する放電灯点灯装置
において、上記インバータ７の出力電圧−出力電流特性
は、少なくとも２種類の異なる定格電力の放電灯に対し
て、各々の定格動作点もしくはその近傍を通るように設
定され、上記直流電源６の出力電圧Ｖ_DCを可変とするこ
とによって調光を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は交流電源を整流平滑
した直流電圧を高周波に変換して負荷に供給する放電灯
点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】（従来例１）この発明の基礎となる放電
灯点灯装置（特開昭６１―２９６６９５号）は、図３８
に示すように、商用電源Ｖｓ、ダイオードブリッジＤＢ
およびコンデンサＣ４よりなる直流電源６から他励式イ
ンバータ回路７に給電するようにして、他励式インバー
タ回路７の負荷としてコンデンサＣ１および放電ランプ
Ｌａの並列回路とインダクタＬ１との直列回路を接続し
ている。そして、他励式インバータ回路７の制御はＶ／
Ｆ（電圧／周波数）変換回路１１、可変抵抗ＶＲ、発振
回路１２およびドライブ回路１３よりなる制御回路１に
よって行うようになっている。

【０００３】この放電灯点灯装置は、他励式インバータ
回路７の高周波出力電圧をインダクタＬ１およびコンデ
ンサＣ１よりなる直列共振回路で昇圧して放電ランプＬ
ａに印加することにより放電ランプＬａを始動させ、放
電ランプＬａの始動後はインダクタＬ１により限流した
状態で放電ランプＬａを点灯させるようになっている。

【０００４】そして、Ｖ／Ｆ変換回路１１、可変抵抗Ｖ
Ｒ、発振回路１２およびドライブ回路１３よりなる制御
回路１によって他励式インバータ回路７の動作周波数を
周期的に第１の周波数と第２の周波数に交互に切替える
ようにしてあり、第１の周波数は、可変抵抗ＶＲを調整
することによって変化するように構成してあり、この第
１の周波数の調整によって放電ランプＬａの調光を行う
ようになっている。

【０００５】（従来例２）図３９は別の従来例（特開平
４−３４２９９５号）の回路図である。図中、Ｖｓは商
用電源、ＤＢは整流回路、６は出力電圧可変のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータよりなる直流電源、７はインダクタＬ１と
コンデンサＣ１を直列接続したＬＣ直列回路の直列共振
周波数と同じ出力周波数のインバータである。Ｌａは負
荷である放電ランプでコンデンサＣ１に並列に接続され
ている。今、点灯中の放電ランプＬａを抵抗とみなす
と、インバータ７の負荷は図４０の等価回路で示すこと
ができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ６の出力電圧Ｖ_DCを下
げて放電ランプＬａのランプ電流を制限すると調光状態
に入り、その調光の度合いが深まるにしたがい、放電ラ
ンプＬａの抵抗値が増大する。抵抗値がある値以上にな
ると、放電ランプＬａの抵抗値をＲ、インバータ７の出
力周波数をｆ０、インダクタＬ１のインダクタンスをＬ
として、Ｒ≧２Ｘ（Ｘ＝２πｆ０・Ｌ）の振動条件を満
たすようになる。放電ランプＬａは、ランプ電流を制限
して調光してゆくにしたがい、放電維持に必要なランプ
電圧Ｖｌａが増加する。放電ランプＬａがＲ≧２Ｘの条
件を満たすようになると、放電維持に必要なランプ電圧
Ｖｌａはインバータ７の出力電圧を上回るようになる
が、ＬＣ直列回路の共振による電圧上昇により、この放
電維持に必要な電圧Ｖｌａを確保することができる。

【０００６】この従来例２は、前述のようにして調光を
行い、調光時の放電維持に必要な電圧を確保するもの
で、その構成は、出力電圧可変の直流電源６と、該直流
電源６の出力端に接続されたインバータ７と、該インバ
ータ７の出力端に接続されたインダクタＬ１、コンデン
サＣ１の直列回路と、該コンデンサＣ１の両端に接続さ
れる負荷としての放電ランプＬａと、前記インバータ７
の出力周波数を前記ＬＣ直列共振回路の直列共振周波数
近傍に制御する第１の制御手段と、調光度に応じて前記
直流電源６の出力電圧Ｖ_DCを制御する第２の制御手段と
を備えている。従来例２の構成によれば、第２の制御手
段により直流電源６の出力電圧Ｖ_DCが制御され、調光を
行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】（従来例１の欠点）最
近の蛍光灯用電子バラストの分野において、１つの電子
バラストで定格電力の異なる複数の放電灯を点灯できる
ものが、開発・商品化されつつある。これは、電子バラ
ストを開発する上での開発効率の向上や、バラストの品
種集約による生産コストの削減、あるいは流通や管理コ
ストの削減を狙ったものである。しかし、この種の負荷
を共用した電子バラストにおいて、調光機能を付加する
場合には、従来例１で述べた周波数制御による調光が最
も簡単であるが、定格電力の異なる放電灯を装着して周
波数で調光する場合、同一の調光信号で調光制御を行う
と、各々の放電灯の定格出力に対する光出力比が放電灯
によって著しく異なる、という欠点があった。つまり、
連続調光あるいは段調光をする場合において、調光下限
値が放電灯毎にばらばらとなり、単なる周波数調光のみ
では所望の調光性能が得られないという欠点が生じる。

【０００８】（従来例２の欠点）従来例２で示した回路
によれば、直流電源６の出力電圧Ｖ_DCを下げることで調
光を行えることが示してあり、この従来例２を用いれ
ば、周波数をほとんど変化させることなく、調光を行う
ことができる。しかしながら、従来例２は、ある特定の
第１の放電灯に対して、調光時においても、放電維持に
必要な電圧を確保するためのものであり、例えば定格負
荷の異なる第２の放電灯が装着されたような場合につい
ては示唆するところではない。

【０００９】したがって、従来例２に示す回路に定格の
異なる第２の放電灯を装着した場合、バラストの出力電
圧−出力電流特性が、従来例に示すように周波数の範囲
を限定することにより一義的に決まっているため、第２
の放電灯の定格電圧、定格電流に対して、出力が出過ぎ
たり、あるいは不足したりするという事態が生じる。

【００１０】上記のことを図を用いてもう少し詳しく説
明する。図４１は、従来例２におけるインバータの出力
電圧−出力電流特性（以下インバータのＶ−Ｉ特性）
と、第１の放電灯Ｌａ１の出力電圧−出力電流特性（以
下放電灯のＶ−Ｉ特性）、および、従来例２にはない第
２の放電灯Ｌａ２のＶ−Ｉ特性を示したものである。放
電灯Ｌａ１のＶ−Ｉ特性を実線Ｃ、Ｌａ１とは定格の異
なる放電灯Ｌａ２のＶ−Ｉ特性を点線Ｄで示している。
また、インバータのＶ−Ｉ特性は点線Ａで示される特性
を持っているとする。この点線Ａはインバータの発振周
波数を限定することにより、一義的に決定される。ま
た、点ａ、点ｂはそれぞれ、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の定
格動作点を示している。このインバータに放電灯Ｌａ１
が装着された場合、放電灯Ｌａ１は実線Ｃと点線Ａが交
わる点ａで動作することになる。従来例２では、この点
ａが放電灯Ｌａ１の定格電力近傍となるように設計され
ることになる。

【００１１】次に、放電灯Ｌａ１の代わりに放電灯Ｌａ
２を装着すると、従来例２のインバータでは点線Ｄと点
線Ａが交わる点ｃで動作することになり、点ｂの定格動
作点に対し、ランプ電流が出過ぎることになる。また、
ランプ電圧についても点ａより大きいため、放電維持の
ための電圧が不足する場合を生じる。

【００１２】図４２は、従来例２において、放電灯Ｌａ
１と定格電力が異なり、定格電流が略等しい第３の放電
灯Ｌａ３が装着された場合を示している。放電灯Ｌａ３
の定格動作点を新たに点ｄとしている。この場合は、ラ
ンプ電流は過不足なく出力されるが、依然として、ラン
プ電圧が点ａより大きいため、放電維持のための電圧が
不足する場合を生じる。

【００１３】したがって、従来例２に示す回路に異なる
定格電力の放電灯が装着された場合には、素子に印加さ
れるストレスが増大したり、あるいは、調光時において
放電維持に必要な電圧が得られなくなったりすることが
ある。このことは、例えば調光時にランプ電圧が高くな
るコンパクト蛍光ランプなどの、管径の比較的細いラン
プなどによく言えることである。

【００１４】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、定格電力の異な
る放電灯が装着された場合においても、光出力比が略一
定となるように調光制御できる異負荷共用タイプの放電
灯点灯装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題を解決するために、図１に示すように、出力電圧可
変の直流電源６と、直流電源の出力端に接続されたイン
バータ７と、インバータ７の出力端に接続された放電灯
Ｌａとを有する放電灯点灯装置において、上記インバー
タ７の出力電圧−出力電流特性は、少なくとも２種類の
異なる定格電力の放電灯に対して、各々の定格動作点も
しくはその近傍を通るように設定され、上記直流電源６
の出力電圧Ｖ_DCを可変とすることによって調光を行うこ
とを特徴とするものである。

【００１６】ここで、上記異なる定格電力の放電灯は、
定格電流が異なるものであってもよいし、定格電流が略
一定のものであっても良い。また、上記直流電源は、昇
圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回
路のいずれでもよく、また、昇圧チョッパ回路と降圧チ
ョッパ回路を組み合わせて用いるものであっても良い。

【００１７】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本発明の第１の実
施形態の回路図を図１に示す。以下、その回路構成につ
いて説明する。本回路は、出力電圧可変の直流電源と、
直流電源の出力端に接続されたインバータと、インバー
タの出力端に接続された放電灯から構成される。上記イ
ンバータは、少なくとも２種類の異なる定格電力の放電
灯に対して、インバータの出力電圧−出力電流特性（以
下、Ｖ−Ｉ特性とする）が各々の放電灯の定格ランプ電
圧、定格ランプ電流、もしくは定格ランプ電圧、定格ラ
ンプ電流近傍を通るように設定され、上記直流電源の出
力を可変することによって調光するように構成されてい
る。ここでいうインバータのＶ−Ｉ特性とは、横軸に電
流、縦軸に電圧をとり、放電灯Ｌａのインピーダンスを
抵抗と仮定した時にその抵抗の抵抗値を０から無限大ま
で変化させたときに抵抗に流れる電流Ｉｌａと、抵抗の
両端に発生する電圧Ｖｌａとが通り得る軌跡を示したも
のである。

【００１８】図２は図１の回路において放電灯Ｌａに直
列にインダクタＬ１、放電灯Ｌａに並列にコンデンサＣ
１を接続した回路図を示している。インバータで発生さ
れる高周波電圧によりインダクタＬ１、コンデンサＣ１
の共振作用によって放電灯Ｌａの両端には点灯維持する
のに十分な高周波電圧が供給される。

【００１９】図３には図２のインバータの一例を示す。
インバータは直流電源の出力に並列に、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２の直列回路が接続され、スイッチング素子
Ｑ１とＱ２の接続点とインダクタＬ１の間には直流カッ
ト用のコンデンサＣ２が接続されている。また、スイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２は制御回路１により高周波で交互
にオン・オフするように駆動される。

【００２０】本回路において、〔１〕異なる電力の放電
灯が接続されてもそれぞれの定格近傍を通る設計、
〔２〕定格に対する光出力比を略一定のまま調光する方
法について分けて説明を行う。〔１〕定格近傍を通る設計図４には放電灯ＬａのＶ−Ｉ特性と、インバータのＶ−
Ｉ特性を示す。第１の放電灯Ｌａ１のＶ−Ｉ特性を実線
Ｃ、放電灯Ｌａ１とは定格の異なる第２の放電灯Ｌａ２
のＶ−Ｉ特性を点線Ｄで示している。また、最初、イン
バータのＶ−Ｉ特性は点線（１）で示される特性を持っ
ているとする。本回路のインバータに放電灯Ｌａ１が装
着された場合、放電灯Ｌａ１は実線Ｃと点線（１）が交
わる点ａで動作することになる。一般的には、この点ａ
が放電灯Ｌａ１の定格電力近傍となるように設計され
る。

【００２１】次に、同じインバータに放電灯Ｌａ２を装
着すると、今度は点線Ｄと点線（１）の交点で動作する
ことになるが、例えば、放電灯Ｌａ２の定格が点ｂであ
った場合には出力が出過ぎることになる。ここで、イン
バータのスイッチング周波数をインダクタＬ１とコンデ
ンサＣ１の共振周波数から遠ざける方向、すなわち、共
振周波数よりも高くする方向に変化させることにより、
インバータのＶ−Ｉ特性は点線（１）から点線（２）へ
と移行し、先述した放電灯Ｌａ１での動作点も点ａから
点ａ”へと移行する。

【００２２】その後、今度は直流電源の出力電圧Ｖ_DCを
大きくすることによって、インバータのＶ−Ｉ特性は点
線（２）から実線Ａへと移行し、放電灯Ｌａ１での動作
点が再び点ａに戻ると共に、放電灯Ｌａ２の動作点が放
電灯Ｌａ２の定格である点ｂとなる。このため、インバ
ータのＶ−Ｉ特性が実線Ａ上になるように予め直流電圧
Ｖ_DC、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の点灯周波数ｆを設
定しておけば、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のいずれの放電灯
が装着された場合においても各々定格電力で点灯するこ
とができる。

【００２３】図５では、図４のときとは逆に、放電灯Ｌ
ａ２を装着した時に、出力が足らない場合について説明
する。図５が図４と異なる点は、放電灯Ｌａ１の定格に
設計を合わせた点線（１）のインバータのＶ−Ｉ特性で
は、放電灯Ｌａ２を装着すると、点線Ｄと点線（１）の
交点で動作するため、例えば、放電灯Ｌａ２の定格が点
ｂであった場合には出力が足らないことになる。そこ
で、今度は先述とは逆に、インバータのスイッチング周
波数をインダクタＬ１とコンデンサＣ１の共振周波数に
近付ける方向、すなわち低くする方向に変化させること
により、インバータのＶ−Ｉ特性は点線（１）から点線
（２）へと移行し、先述した放電灯Ｌａ１での動作点も
点ａから点ａ”へと移行する。その後、今度は直流電源
の出力電圧Ｖ_DCを小さくすることによって、インバータ
のＶ−Ｉ特性は点線（２）から実線Ａへと移行し、放電
灯Ｌａ１での動作点が再び点ａに戻ると共に、放電灯Ｌ
ａ２の動作点が放電灯Ｌａ２の定格である点ｂとなる。
このため、上述と同様にインバータのＶ−Ｉ特性を予め
実線Ａに設定しておけば、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のいず
れの放電灯が装着された場合においても各々定格電力で
点灯することができる。

【００２４】〔２〕光出力比一定で調光図４、図５で示した実線Ａの状態にインバータのＶ−Ｉ
特性を設定した後、調光は直流電源の直流電圧Ｖ_DCを下
げることにより行う。図６は直流電圧Ｖ_DCを下げること
によりインバータのＶ−Ｉ特性が点線Ａから点線Ａ’へ
移行したことを示す。したがって調光により、放電灯Ｌ
ａ１は点ａから点ａ’へ、放電灯Ｌａ２は点ｂから点
ｂ’へとその動作点を変化させることになる。

【００２５】図７には、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のそれぞ
れの定格を１００（％）としたときの光出力比を、横軸
を直流電源の直流電圧Ｖ_DCとして示してある。図中、実
線が放電灯Ｌａ１、点線が放電灯Ｌａ２を示している。
直流電圧Ｖ_DCをＶ_DC1で動作させているときはＬａ１、
Ｌａ２のいずれの放電灯も定格の１００（％）で動作
し、例えば、調光で直流電圧をＶ_DC2にすると、Ｌａ
１、Ｌａ２のいずれの放電灯も定格の約５０（％）で動
作するようになる。このため、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の
いずれの放電灯が装着されても、直流電源の直流電圧Ｖ
_DCが同じであれば、略一定の光出力比を得ることができ
る。

【００２６】図８には、このときのインバータの点灯周
波数と無負荷時のコンデンサＣ１の両端電圧が示してあ
る。ｆ０はインダクタＬ１とコンデンサＣ１の無負荷共
振周波数、ｆ１は本実施形態の点灯周波数を示してい
る。調光比の大小にかかわらず常に一定の周波数で動作
させることができる。このため、周波数を変化させるよ
うな従来の回路に比べ、インバータの制御回路が簡単に
なる。なお、図８では、発振周波数ｆ１を無負荷共振周
波数ｆ０より右側に設定しているが、これに限ったもの
ではなく、発振周波数ｆ１が無負荷共振周波数ｆ０より
左側に設定されていても良いことは言うまでもない。

【００２７】参考までに、図４の実線Ａの状態から、従
来例に示すような周波数による調光を行った場合の特性
を図９に示す。放電灯Ｌａ１のＶ−Ｉ特性を点線Ｃ、放
電灯Ｌａ２のＶ−Ｉ特性を点線Ｄで示している。また、
図４の実線Ａで示したインバータのＶ−Ｉ特性は点線Ａ
とし、インバータの点灯周波数を高くした場合のインバ
ータのＶ−Ｉ特性を点線Ａ’で示している。この図で放
電灯Ｌａ１を装着した場合、定格点灯時には点ａで、調
光時には点ａ’で動作する。同様に、放電灯Ｌａ２を装
着した場合には、定格点灯時には点ｂで、調光時には点
ｂ’で動作することになる。

【００２８】図１０には、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のそれ
ぞれの定格を１００（％）としたときの光出力比を、横
軸をインバータの点灯周波数ｆとして示してある。図
中、実線が放電灯Ｌａ１、点線が放電灯Ｌａ２の調光特
性を示している。点灯周波数ｆをｆ１で動作させている
ときはＬａ１、Ｌａ２のいずれの放電灯も定格の１００
（％）で動作し、例えば、調光で点灯周波数をｆ２にす
ると、放電灯Ｌａ２は定格の約５０（％）で動作するの
に対し、放電灯Ｌａ１は定格の約８５（％）にしか絞れ
ていないことが分かる。すなわち、定格に対する光出力
比が一定でないことを示している。

【００２９】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。

【００３０】（実施形態２）本発明の第２の実施形態を
図１１〜図１３に示す。本実施形態における回路図は図
３と同じである。本実施形態では定格電力の異なる放電
灯のうち、定格ランプ電流が略等しい場合について説明
する。図１１には放電灯のＶ−Ｉ特性と、インバータの
Ｖ−Ｉ特性を示す。第１の放電灯Ｌａ１のＶ−Ｉ特性を
実線Ｃ、放電灯Ｌａ１とは定格の異なる第２の放電灯Ｌ
ａ２のＶ−Ｉ特性を点線Ｄで示している。また、インバ
ータのＶ−Ｉ特性を実線Ａで示す。

【００３１】本実施形態は実施形態１で説明したうち、
特に、放電灯Ｌａ１とＬａ２の定格ランプ電流が略等し
い場合の実施形態である。本回路のインバータに放電灯
Ｌａ１が装着された場合、放電灯Ｌａ１は実線Ｃと実線
Ａが交わる点ａで動作することになる。次に同じインバ
ータに放電灯Ｌａ２を装着すると、今度は点線Ｄと実線
Ａの交点ｂで動作することになる。動作点ａ、ｂがそれ
ぞれの定格電流になるように設計するわけである。

【００３２】図１２には、このときのインバータの発振
周波数と無負荷時のコンデンサＣ１の両端電圧が示して
ある。ｆ０はインダクタＬ１とコンデンサＣ１の無負荷
共振周波数、ｆ１は本実施形態の点灯周波数を示してい
る。ｆ１は無負荷共振周波数と同じか、あるいはその近
傍であれば良い。無負荷共振周波数においてインバータ
のＶ−Ｉ特性は最も垂直に近くなるため、図１１におけ
るインバータのＶ−Ｉ特性もほぼ垂直に近い傾きを持つ
ことになる。

【００３３】図１１で示した実線Ａの状態にインバータ
のＶ−Ｉ特性を設定した後、調光は直流電源の出力を下
げることにより行う。図１３は直流電圧Ｖ_DCを下げるこ
とによりインバータのＶ−Ｉ特性が点線Ａから点線Ａ’
へ移行したことを示す。したがって調光により、放電灯
Ｌａ１は点ａから点ａ’へ、放電灯Ｌａ２は点ｂから点
ｂ’へとその動作点を変化させることになる。このた
め、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のそれぞれの定格を１００
（％）としたときの光出力比を、横軸を直流電源の直流
電圧Ｖ_DCとして示すと、図７で得られた特性とほぼ同様
な特性が得られる。調光時においても放電灯に流れる電
流を放電灯によらず略一定にできるため、実施形態１よ
り更に光出力比のばらつきが小さく、また、定電流特性
に優れていると言える。

【００３４】また、インバータのＶ−Ｉ特性が急峻であ
ればあるほど調光下限においてちらつきやジャンプ、あ
るいは立ち消えといった低光束時特有の不快な現象が起
こりにくいため、従来例に比べて、調光下限を更に小さ
くすることができる。

【００３５】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。さらに、調光下限を小さくできるという効果があ
る。

【００３６】（実施形態３）本発明の第３の実施形態の
回路図を図１４に示す。以下、その回路構成について説
明する。本回路は、図３で示した回路において、直流電
源として図示するような昇圧チョッパ回路を適用した場
合の回路を示している。昇圧チョッパ回路は図示するよ
うに、交流電源Ｖｓと、ダイオードブリッジＤＢと、イ
ンダクタＬ３と、ダイオードＤ６と、コンデンサＣ４
と、スイッチング素子Ｑ３とからなっており、スイッチ
ング素子Ｑ３を駆動する制御回路２と、制御回路２に調
光信号を入力する調光器が接続されている。インダクタ
Ｌ３とスイッチング素子Ｑ３の直列回路は、ダイオード
ブリッジＤＢの直流出力端子間に接続されており、ダイ
オードＤ６とコンデンサＣ４の直列回路は、スイッチン
グ素子Ｑ３の両端に並列的に接続されている。

【００３７】以下、本回路の動作について説明する。図
１５は、本回路を適用したときの動作範囲を斜線で示し
ている。なお、この図の詳細については既に図６で説明
したので、ここでは省略する。本回路を用いると、直流
電源の直流電圧Ｖ_DCの範囲はＶｓ（ｐｅａｋ）≦Ｖ_DCと
なる。ここでＶｓ（ｐｅａｋ）は交流電源Ｖｓのピーク
値を示している。１００Ｖの交流電源であれば約１４１
Ｖ、２００Ｖの交流電源であれば約２８２Ｖがその値と
なる。したがって、予め調光器によって決められる調光
下限を点線Ａ’で示すＶ_DCの値、すなわち、上述したよ
うに１００Ｖの交流電源であればＶ_DCの値を１４１Ｖに
なるように設定しておけば、Ｖ_DCの電圧値はそれより下
がることがない。このため、例えば制御回路２でＶ_DCが
あるレべル以下にならないように制限するためのリミッ
タ回路が必要なくなり、制御が容易になる。

【００３８】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。さらに、調光下限におけるＶ_DCの値を制御する必要
がないので、制御回路が簡単になる。

【００３９】（実施形態４）本発明の第４の実施形態の
回路図を図１６に示す。以下、その回路構成について説
明する。本回路は、図３で示した回路において、直流電
源として図示するような降圧チョッパ回路を適用した場
合の回路を示している。降圧チョッバ回路は図示するよ
うに、交流電源Ｖｓと、ダイオードブリッジＤＢと、ス
イッチング素子Ｑ３と、ダイオードＤ６と、インダクタ
Ｌ３と、コンデンサＣ４とからなっており、スイッチン
グ素子Ｑ３を駆動する制御回路２と、制御回路２に調光
信号を入力する調光器が接続されている。スイッチング
素子Ｑ３とインダクタＬ３とコンデンサＣ４の直列回路
は、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子間に接続さ
れており、インダクタＬ３とコンデンサＣ４の直列回路
にはダイオードＤ６が回生電流を流す方向に並列接続さ
れている。

【００４０】以下、本回路の動作について説明する。図
１７は、本回路を適用したときの動作範囲を斜線で示し
ている。なお、この図の詳細については既に図６で説明
したので、ここでは省略する。本回路を用いると、直流
電源の直流電圧Ｖ_DCの範囲はＶ_DC≦Ｖｓ（ｐｅａｋ）と
なる。ここで、Ｖｓ（ｐｅａｋ）は交流電源Ｖｓのピー
ク値を示している。したがって、予め調光器によって決
められる調光上限を点線Ａで示すＶ_DCの値、すなわち、
上述したように１００Ｖの交流電源であればＶ _DCの値を
１４１Ｖになるように設定しておけば、Ｖ_DCの電圧値は
それより上がることがない。このため、例えば制御回路
２でＶ_DCがあるレべル以上にならないように制限するた
めのリミッタ回路が必要なくなり、制御が容易になる。

【００４１】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。さらに、調光上限におけるＶ_DCの値を制御する必要
がないので、制御回路が簡単になる。

【００４２】（実施形態５）本発明の第５の実施形態の
回路図を図１８に示す。以下、その回路構成について説
明する。本回路は、図３で示した回路において、直流電
源として図示するような昇降圧チョッパ回路を適用した
場合の回路を示している。昇降圧チョッパ回路は図示す
るように、交流電源Ｖｓと、ダイオードブリッジＤＢ
と、インダクタＬ３と、スイッチング素子Ｑ３と、ダイ
オードＤ６と、コンデンサＣ４とからなっており、スイ
ッチング素子Ｑ３を駆動する制御回路２と、制御回路２
に調光信号を入力する調光器が接続されている。インダ
クタＬ３とスイッチング素子Ｑ３の直列回路は、ダイオ
ードブリッジＤＢの直流出力端子間に接続されており、
ダイオードＤ６とコンデンサＣ４の直列回路は、インダ
クタＬ３の両端に並列的に接続されている。

【００４３】以下、本回路の動作について説明する。図
１９は、本回路を適用したときの動作範囲を斜線で示し
ている。なお、この図の詳細については既に図６で説明
したので、ここでは省略する。本回路を用いると、直流
電源の直流電圧Ｖ_DCの範囲は交流電源Ｖｓのピーク値に
関係なく任意に設定することができる。すなわち、Ｖ _DC
として交流電源Ｖｓのピーク値より低い電圧が必要なと
きには昇降圧チョッパ回路を降圧動作させ、Ｖ_DCとして
交流電源Ｖｓのピーク値より高い電圧が必要なときには
昇降圧チョッパ回路を昇圧動作させればよい。したがっ
て、交流電源によるＶ_DCの制限がなくなり、放電灯の電
流の制御範囲が広がることになる。

【００４４】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。さらに、Ｖ_DCの制御範囲が交流電源によって制限さ
れないため、任意の電流値に制御することができ、制御
範囲が広がるという効果がある。

【００４５】（実施形態６）本発明の第６の実施形態の
回路図を図２０に示す。以下、その回路構成について説
明する。本回路は、図３で示した回路において、直流電
源として昇圧チョッパ回路と降圧チョッパ回路の組み合
わせを適用した場合の回路を示している。すなわち、本
回路における直流電源は、図示するように、交流電源Ｖ
ｓと、ダイオードブリッジＤＢと、インダクタＬ３と、
スイッチング素子Ｑ３と、ダイオードＤ６と、コンデン
サＣ４とからなる昇圧チョッパ回路と、スイッチング素
子Ｑ４と、インダクタＬ４と、ダイオードＤ７と、コン
デンサＣ５とからなる降圧チョッパ回路とからなってお
り、スイッチング素子Ｑ３を駆動する制御回路３と、ス
イッチング素子Ｑ４を駆動する制御回路２と、制御回路
２に調光信号を入力する調光器が接続されている。イン
ダクタＬ３とスイッチング素子Ｑ３の直列回路は、ダイ
オードブリッジＤＢの直流出力端子間に接続されてお
り、ダイオードＤ６とコンデンサＣ４の直列回路は、ス
イッチング素子Ｑ３の両端に並列的に接続されている。
また、スイッチング素子Ｑ４とインダクタＬ４とコンデ
ンサＣ５の直列回路は、コンデンサＣ４の両端に並列接
続されており、インダクタＬ４とコンデンサＣ５の直列
回路にはダイオードＤ７が回生電流を流す方向に並列接
続されている。

【００４６】以下、本回路の動作について説明する。本
回路における動作は基本的に実施形態５と同じである。
すなわち、インダクタＬ３、スイッチング素子Ｑ３、ダ
イオードＤ６、コンデンサＣ４からなる昇圧チョッパ回
路によって、コンデンサＣ４の両端電圧は交流電源Ｖｓ
のピーク値Ｖｓ（ｐｅａｋ）よりも高い任意の電圧に昇
圧される。その後、コンデンサＣ４の両端電圧を電源と
して、スイッチング素子Ｑ４、インダクタＬ４、ダイオ
ードＤ７、コンデンサＣ５からなる降圧チョッパ回路に
より、任意の電圧Ｖ_DCに設定される。そのため、本回路
においても交流電源Ｖｓのピーク値に関係なく、Ｖ_DCを
設定することができる。

【００４７】効果として実施形態５と異なる点は、前段
の昇圧チョッパ回路によって、一旦、交流−直流変換さ
れるため、コンデンサＣ５の両端電圧Ｖ_DCには交流電源
の周波数に比例したリップルが比較的重畳されにくいと
いう利点がある。また、Ｖ_DCの電圧を決めるために制御
回路２と制御回路３といった回路が２つあるため、コン
デンサＣ４とＣ５の電圧の分担を可変することができ、
制御の自由度が広がる。例えば、Ｖ_DCの電圧が交流電源
のピーク値より低いときには、昇圧チョッパの出力とな
るコンデンサＣ４の両端電圧も交流電源のピーク値近傍
に設定しておくことにより、コンデンサＣ４の耐圧が低
くて済むといった利点がある。なお、回路構成として
は、降圧チョッパ回路を前段に、昇圧チョッパ回路を後
段にする組み合わせも考えられ、効果は同様である。

【００４８】本実施形態の効果は次のとおりである。ま
ず、定格電力の異なる放電灯が装着された場合において
も、光出力比が略一定となるように調光制御できる。ま
た、インバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が
簡単になると共に、ノイズ対策が容易になる。また、Ｖ
_DCの制御範囲が交流電源によって制限されないため、任
意の電流値に制御することができ、制御範囲が広がる。
さらに、コンデンサＣ４とＣ５の電圧の分担を可変させ
ることができるため、ストレスを低減することができ
る。

【００４９】（実施形態７）本発明の第７の実施形態の
回路図を図２１に示す。以下、その回路構成について説
明する。本実施形態の回路構成について図１４と異なる
点は、コンデンサＣ４の両端に抵抗Ｒ４、Ｒ５の直列回
路を並列に接続し、抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点の電圧が比
較回路に入力され、比較回路による比較判定の結果が、
制御回路１、制御回路２へと入力されている点である。

【００５０】本実施形態は、調光下限付近における立ち
消えを抑制すると共に、調光を更に深く行う場合の回路
例である。以下にその動作について説明する。図２２に
は調光比と直流電圧Ｖ_DC、点灯周波数ｆの関係が示して
ある。なお、このときの点灯周波数ｆ１とインバータの
無負荷共振周波数ｆ０は、図８に示す関係（ｆ０＜ｆ
１）にあるとする。先述してきた実施形態では、点灯周
波数ｆは一定のままで、直流電源の直流電圧Ｖ_DCを低く
することで調光を行ってきた。これは、調光比がｇ点よ
り右側の領域に相当する。本実施形態では、ｇ点より左
側の領域である調光下限付近において、Ｖ_DCをより低く
設定し、かつ、点灯周波数ｆもｆ１より下げる方向（例
えばｈ点）に制御することで調光下限の立ち消えを改善
することができる。

【００５１】図２３には、このときのインバータのＶ−
Ｉ特性と、放電灯のＶ−Ｉ特性を示す。インバータのＶ
−Ｉ特性は，点線Ａ、Ａ’、Ａ”で示してあり、Ｖ_DCの
低下と共にＡからＡ”方向へと移行する。また、先述し
てきたのと同様に、放電灯Ｌａ１のＶ−Ｉ特性が点線
Ｃ、放電灯Ｌａ２のＶ−Ｉ特性が点線Ｄで示してあり、
各々の放電灯の動作点が調光と共にａ，ａ’，ａ”と
ｂ，ｂ’，ｂ”で示してある。図中、点線Ａ”がこれま
での実施形態で述べてきた調光下限に相当し、図２２に
おけるｇ点を示している。

【００５２】ここから、図２２のｈ点に示すように直流
電圧Ｖ_DCを下げ、同時に点灯周波数ｆも下げることによ
り、インバータのＶ−Ｉ特性は一点鎖線Ｅで示す状態に
近づく。このため、動作点ｂ”は同じままだが、動作点
ａ”は動作点ｅになり、放電灯Ｌａ１については、調光
下限が更に改善されることになる。また、動作点ｂ”に
おけるインバータのＶ−Ｉ特性は点線Ａ”より傾きが急
峻であるため、よりちらつきや立ち消え、あるいはジャ
ンプといった現象が起こりにくなる、という利点があ
る。このことは、例えば低温時などに特に有効になる。

【００５３】なお、上記の説明において、点灯周波数ｆ
は下げる方向についてのみ説明したが、図８におけるｆ
１の設定がｆ０より小さければ、点灯周波数ｆは上げる
方向に制御すればよい。すなわち、無負荷共振周波数ｆ
０に、より近付けばよいわけである。以上の動作は、図
２１において直流電源の直流電圧Ｖ_DCに比例した電圧値
を抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点から比較回路に入力し、図２
２において、Ｖ_DCがＶ１点以下になったときに制御回路
１には点灯周波数ｆをより無負荷共振周波数ｆ０に近づ
ける信号を、制御回路２にはＶ_DCをさらに下げる信号を
各々入力することにより達成される。

【００５４】本実施形態の効果は次のとおりである。ま
ず、定格電力の異なる放電灯が装着された場合において
も、光出力比が略一定となるように調光制御できる。ま
た、調光下限付近における立ち消えを改善することがで
きる。また、調光下限を更に深くすることができる。

【００５５】（実施形態８）本発明の第８の実施形態の
回路図を図２４に示す。回路構成について、図３と異な
る点についてのみ述べる。インダクタＬ１とコンデンサ
Ｃ１の間に新たにインダクタＬ２が接続され、インダク
タＬ２の両端がダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４から
なるダイオードブリッジの入力端に接続され、ダイオー
ドＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４からなるダイオードブリッジ
の出力端に並列にスイッチング素子Ｔｒが接続されてい
る。また、放電灯Ｌａの非接地側端子から、接地側端子
に向けて抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路が接続され、抵抗Ｒ
２に並列にダイオードＤ５とコンデンサＣ３の直列回路
が接続され、ダイオードＤ５とコンデンサＣ３の接続点
は比較器ＣＰ１のマイナス側入力端子に接続され、比較
器ＣＰ１のプラス側入力端子には直流電源Ｅ１が接続さ
れ、比較器ＣＰ１の出力端子はスイッチング素子Ｔｒの
べース端子に接続されると共に、抵抗Ｒ３を介して制御
電源Ｖｃｃへと接続されている。

【００５６】以下、その回路動作について説明する。本
実施形態は放電灯Ｌａの電圧値によってインピーダンス
の値を切替えることにより、さらに定格電力の異なる他
の放電灯に対しても、定格点灯から調光といったこれま
で述べてきたような動作を、光出力比を略一定のままで
行うものである。以下にその動作について説明する。

【００５７】図２４において、比較器ＣＰ１のマイナス
側入力端子には放電灯Ｌａの電圧Ｖｌａに比例した値が
入力される。この電圧値と直流電圧Ｅ１を比較して、放
電灯Ｌａの電圧の方が小さいときには比較器ＣＰ１の出
力はＨレべルとなるため、スイッチング素子Ｔｒがオン
し、インダクタＬ２の両端を短絡することになる。した
がって、インバータのインダクタンス値としては、イン
ダクタＬ１のみの値となる。逆に放電灯Ｌａの電圧の方
が大きいときには比較器ＣＰ１の出力はＬレべルとなる
ため、スイッチング素子Ｔｒがオフし、インダクタＬ２
の両端は開放のままとなる。したがって、インバータの
インダクタンス値としては、インダクタＬ１とＬ２の合
成の値となる。本実施形態の回路を用いれば、異なるイ
ンバータのＶ−Ｉ特性上にある、異なる定格の２種類以
上の放電灯に対しても、これまで説明してきたような調
光制御を適用することができる。

【００５８】図２５には、本実施形態における放電灯の
Ｖ−Ｉ特性と、インバータのＶ−Ｉ特性を示す。第１の
放電灯Ｌａ１のＶ−Ｉ特性を実線Ｃ、放電灯Ｌａ１とは
定格の異なる第２の放電灯Ｌａ２のＶ−Ｉ特性を点線Ｄ
で示している。また、実線Ａは図２４においてスイッチ
ング素子Ｔｒがオンの状態、すなわち、インバータのイ
ンダクタがＬ１のみのときにおけるインバータのＶ−Ｉ
特性を示しており、点線Ｂは図２４においてスイッチン
グ素子Ｔｒがオフの状態、すなわち、インバータのイン
ダクタがＬ１＋Ｌ２のときにおけるインバータのＶ−Ｉ
特性を示している。

【００５９】図４と異なる点は、放電灯Ｌａ２の定格が
実線Ａ上ではなく、点線Ｂ上のｂ点で動作することであ
る。したがって、インバータのＶ−Ｉ特性としては、ａ
点、ｂ点の２点を通る必要がある。図２６は図２５のよ
うな特性を持つ放電灯Ｌａ１、Ｌａ２に対して、図２４
の回路を適用した場合の特性図である。図中、一点鎖線
で示す電圧値Ｖ１でインバータのＶ−Ｉ特性が切替わっ
ているが、これは、上述した回路によって、Ｖ１の上下
でインバータのインダクタンス値が切替わるからであ
る。したがって、インバータのＶ−Ｉ特性としては、図
２６において、実線で示す軌跡をたどることになり、ａ
点、ｂ点の両方を通ることになる。

【００６０】図２７は本回路において直流電源の直流電
圧Ｖ_DCを下げて調光を行った場合のインバータのＶ−Ｉ
特性を実線で示すと共に、調光時の動作点を点ａ’、点
ｂ’で示してある。なお、インバータの点灯周波数ｆ
は、図８で説明したように、ある一定の周波数ｆ１のま
までよい。本回路における放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のそれ
ぞれの定格を１００（％）としたときの光出力比を、横
軸を直流電源の直流電圧Ｖ_DCとして示すと、先述した図
７とほぼ同様の結果が得られる。

【００６１】参考までに本回路において、従来例に示す
ような周波数ｆによる調光を行った場合、図２８の実線
に示すようになる。図２７と異なる点は、点線Ａ’、実
線Ｂ’が、それぞれ周波数による調光を行った場合のイ
ンバータのＶ−Ｉ特性を示している点である。そのた
め、調光時の動作点ａ’、ｂ’が、図２７と大きく異な
ることになる。この場合も、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のそ
れぞれの定格を１００（％）としたときの光出力比を、
横軸を直流電源の直流電圧Ｖ_DCとして示すと、先述した
図１０とほぼ同様の結果になり、あるレべルのＶ_DCにお
ける光出力比が放電灯によって大きく異なってしまう。

【００６２】本実施形態の効果は次のとおりである。ま
ず、定格電力の異なる放電灯が装着された場合において
も、光出力比が略一定となるように調光制御できる。ま
た、インバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が
簡単になると共に、ノイズ対策が容易になる。また、複
数のインバータのＶ−Ｉ特性を組み合わせて利用できる
ため、装着できる放電灯の種類が多くなる。

【００６３】（実施形態９）本発明の第９の実施形態の
説明図を図２９と図３０に示す。回路構成は図２４と同
じである。本実施形態は、実施形態１と実施形態８を組
み合わせたものである。図２９において、動作点ａ１、
ａ２が実施形態１で述べた定格電力の異なる２種類の放
電灯の動作点を示している。また、動作点ｂが実施形態
８で述べたところのＬａ２に相当する。したがって、放
電灯のＶ−Ｉ特性は、点線Ｃ１、Ｃ２、Ｄの計３本あ
り、いずれの放電灯が装着されても必ず各々の定格を通
るインバータのＶ−Ｉ特性となる。このように設定され
たインバータにおいても、点灯周波数が一定のままで、
直流電源の直流電圧Ｖ_DCを下げることによって調光する
ことができる。

【００６４】図３０には本回路において、直流電源の直
流電圧Ｖ_DCを下げて調光した場合のインバータのＶ−Ｉ
特性と各放電灯のＶ−Ｉ特性を示してある。調光時には
実線で示すインバータのＶ−Ｉ特性となる。本実施形態
によれば、定格電力の異なる放電灯が装着された場合に
おいても、光出力比が略一定となるように調光制御でき
るという効果がある。また、インバータの点灯周波数が
一定のため、制御回路が簡単になると共に、ノイズ対策
が容易になるという効果がある。また、複数のインバー
タのＶ−Ｉ特性を組み合わせて利用できるため、装着で
きる放電灯の種類が多くなるという効果がある。

【００６５】（実施形態１０）本発明の第１０の実施形
態の説明図を図３１と図３２に示す。回路構成は図２４
と同じである。本実施形態では、実施形態９に更に異な
る定格の放電灯を適用させた場合について示す。図３１
において、点線Ａは点線Ｃ１でＶ−Ｉ特性が示される放
電灯Ｌａ１と、点線Ｃ２でＶ−Ｉ特性が示される放電灯
Ｌａ２の各々の動作点ａ１、ａ２を含んだインバータの
Ｖ−Ｉ特性を示しており、実施形態１で述べた手法によ
り、両動作点が、点線Ａ上にあるように設定してある。
また、同様に、点線Ｂは点線Ｄ１でＶ−Ｉ特性が示され
る放電灯Ｌａ３と、点線Ｄ２でＶ−Ｉ特性が示される放
電灯Ｌａ４の各々の動作点ｂ１、ｂ２を含んだインバー
タのＶ−Ｉ特性を示しており、この場合も実施形態１で
述べた手法により、両動作点が、点線Ｂ上にあるように
設定してある。

【００６６】インバータのＶ−Ｉ特性を示す点線Ａと点
線Ｂは一致しないが、図２４に示した回路を用いて、点
ａ１と点ｂ２の間のいずれかのレべルＶ１でインバータ
のＶ−Ｉ特性が切替わるように設定することによって、
図３１の実線で示すように、点ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２
の全ての定格動作点もしくはその近傍を通ることにな
る。詳しい説明は実施形態８で既に述べたのでここでは
省略する。

【００６７】図３２には本回路において、直流電源の直
流電圧Ｖ_DCを下げて調光した場合のインバータのＶ−Ｉ
特性と各放電灯のＶ−Ｉ特性を示してある。調光時には
実線で示すインバータのＶ−Ｉ特性となる。

【００６８】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。また、複数のインバータのＶ−Ｉ特性を組み合わせ
て利用できるため、装着できる放電灯の種類が多くなる
という効果がある。

【００６９】（実施形態１１）本発明の第１１の実施形
態の回路図を図３３に示す。回路構成が図１４と異なる
点は、図１４においては負荷として放電灯Ｌａ１が１灯
接続されていたのに対して、本実施形態では、放電灯Ｌ
ａ１、Ｌａ２の２灯が直列に接続されている点である。

【００７０】回路の動作としては、これまでの実施形態
で述べてきたのと同様である。放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の
定格電力は同じでも異なっていても良いが、定格電流は
略一定であることが望ましく、また、点灯周波数は、図
１２で示したように無負荷共振周波数ｆ０かその近傍で
あることが望ましい。しかしながら、これらに限ったも
のではなく、仮に定格電流が異なっていても点灯は可能
である。ただし、その時はいずれか一方の放電灯は定格
より大きい電力で点灯するか、または、調光状態で点灯
することになる。

【００７１】なお、多灯については、直列点灯が前提と
なる。なぜなら、並列接続すると、放電灯に流れる電流
が分流することにより、Ｉｌａの電流値が変わってしま
うからである。調光については、これまで述べてきたの
と同様に、直流電源の直流電圧Ｖ_DCを下げることによっ
て行うことができる。

【００７２】図３３では放電灯が２灯の場合について示
したが、３灯以上であってもよい。そのときも、各々の
放電灯の定格電流が略等しく、点灯周波数も無負荷共振
周波数ｆ０かその近傍であることが望ましい。また、接
続は直列接続であることが前提となる。

【００７３】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。また、装着される放電灯が２灯以上であってもよい
ため、負荷の組合せが増えることになる。

【００７４】（実施形態１２）本発明の第１２の実施形
態の回路図を図３４に示す。回路構成が図１４と異なる
点は、制御回路１にマイコン（マイクロコンピュータ）
８が接続され、マイコン８には発振子Ｘが接続され、発
振子Ｘの両端にコンデンサＣ６、Ｃ７の直列回路が接続
され、コンデンサＣ６、Ｃ７の接続点が接地されてい
る。

【００７５】回路動作については、これまで述べてきた
実施形態と同様である。ただし、マイコンによって、点
灯周波数を設定してやることにより、ばらつきの少ない
周波数でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を駆動できるた
め、インバータの共振系を形成しているインダクタＬ
１、コンデンサＣ１のばらつきによる動作点のずれを抑
えることができる。

【００７６】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。また、マイコンによって、点灯周波数を設定してや
ることにより、インダクタＬ１、コンデンサＣ１のばら
つきによる動作点のずれを抑えることができる。

【００７７】（実施形態１３）本発明の第１３の実施形
態の回路図を図３５に示す。回路構成が図１４と異なる
点は、インダクタＬ３の２次側に巻線Ｌ４、Ｌ５を設け
た点であり、巻線Ｌ４の両端がコンデンサＣ９を介して
放電灯Ｌａの接地側端子に、巻線Ｌ５の両端がコンデン
サＣ８を介して放電灯Ｌａの非接地側端子に接続されて
いる。

【００７８】本実施形態は、放電灯Ｌａにチョッパ用の
インダクタＬ３から得られる巻線で放電灯Ｌａのフィラ
メントの予熱を行うものである。放電灯Ｌａの予熱回路
としては、放電灯Ｌａのフィラメント端子のうち、非電
源側の両端間にコンデンサＣ１を接続したコンデンサ予
熱方式がよく用いられている。あるいは、インダクタＬ
１の２次側に巻線を２箇所設け、そこから放電灯Ｌａの
フィラメント端子へと接続した巻線予熱方式も用いられ
ている。

【００７９】上記２通りの予熱方式でも構わないが、例
えば、コンデンサＣ１を放電灯Ｌａの非電源側に接続し
て予熱を行う場合、異なる放電灯を装着したときに、そ
の両端の電圧が著しく大きくなる場合には、フィラメン
トにはコンデンサＣ１の電圧に比例した電流が流れるた
め、過大な電流をフィラメントに流すことになり、放電
灯にストレスがかかり、寿命を短くしたりすることにな
る。また、例えば、インダクタＬ１から予熱を取る方式
では、調光に応じてインバータの点灯周波数が変化しな
いため、コンデンサＣ１のインピーダンスも変化するこ
とがない。そのため、調光を深くするほど、インダクタ
Ｌ１に流れる電流が減少していき、結果的に予熱電流も
少なくなり、立ち消えといった現象が起こりやすくな
る。そこで、本実施形態のようにチョッパ用のインダク
タＬ３から予熱電流を取れば、コンデンサＣ１の電圧が
著しく大きくなっても、過大な電流をフィラメントに流
すことなく、適正な電流で予熱が行える。

【００８０】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。また、定格電力の異なる放電灯が装着された場合に
おいても、適正な予熱電流を放電灯に供給することがで
きる。

【００８１】（実施形態１４）本発明の第１４の実施形
態の回路図を図３６に示す。回路構成が図３５と異なる
点を説明すると、図３５の回路において、コンデンサＣ
８と放電灯Ｌａの間にインダクタＬ６が接続され、コン
デンサＣ９と放電灯Ｌａの間にインダクタＬ７が接続さ
れ、放電灯Ｌａの非接地側のフィラメントの両端子間に
コンデンサＣ１０が、放電灯Ｌａの接地側のフィラメン
トの両端子間にコンデンサＣ１１が各々接続されてい
る。

【００８２】本回路が先述した実施形態１３と異なる点
について説明する。本回路は巻線Ｌ４とフィラメントと
の間にインダクタＬ７、コンデンサＣ１１からなるＬＣ
の共振回路が接続されており、同様に巻線Ｌ５とフィラ
メントとの間にインダクタＬ６、コンデンサＣ１０から
なるＬＣの共振回路が接続されている。

【００８３】これらの共振回路の働きは以下の通りであ
る。調光が深くなるのに応じて、放電灯Ｌａの負荷は軽
くなる。そのため、直流電源の直流電圧Ｖ_DCを一定にす
るにはスイッチング素子Ｑ３を駆動する周波数を高くし
て、入力電力と出力電力のバランスを取る必要が生じ
る。ここで、インダクタＬ７とコンデンサＣ１１（ある
いは、インダクタＬ６とコンデンサＣ１０）の共振作用
を利用して適切に予熱電流を設定すれば、調光が深くな
るほど放電灯のフィラメントに流れる予熱電流を多くす
ることができる。

【００８４】図３７には横軸にスイッチング素子Ｑ３の
駆動周波数、縦軸にフィラメント電流をとった場合の図
を示す。図中、定格点灯時のスイッチング素子Ｑ３の駆
動周波数をｆ１、調光下限時のスイッチング素子Ｑ３の
駆動周波数をｆ２で示している。インダクタＬ７とコン
デンサＣ１１（あるいは、インダクタＬ６とコンデンサ
Ｃ１０）の無負荷共振周波数ｆ０を調光時のスイッチン
グ素子Ｑ３の駆動周波数ｆ２より大きくなるように設定
することにより、調光が深くなるほど予熱電流を大きく
することができる。

【００８５】本実施形態によれば、定格電力の異なる放
電灯が装着された場合においても、光出力比が略一定と
なるように調光制御できるという効果がある。また、イ
ンバータの点灯周波数が一定のため、制御回路が簡単に
なると共に、ノイズ対策が容易になるという効果があ
る。また、調光が深くなるほど予熱電流が増えるため、
調光下限時におけるちらつき、立ち消えといった現象を
抑制できる。

【００８６】

【発明の効果】請求項１、２の発明によれば、定格電力
の異なる放電灯が装着された場合においても、光出力比
が略一定となるように調光制御できるという効果があ
る。また、インバータの点灯周波数が一定のため、制御
回路が簡単になると共に、ノイズ対策が容易になるとい
う効果がある。請求項３の発明によれば、請求項１、２
と同様の効果を有するほかに、調光下限を小さくでき、
また、調光下限付近におけるちらつきや立ち消え、ジャ
ンプといった現象を抑制することができるという効果が
ある。

【００８７】請求項４、５の発明によれば、請求項１、
２と同様の効果を有するほかに、直流電源の直流電圧の
制御範囲が交流電源によって制限されないため、任意の
電流値に制御することができ、制御範囲が広がるという
効果がある。請求項６の発明によれば、請求項４、５と
同様の効果を有するほかに、昇圧チョッパの出力コンデ
ンサと降圧チョッパの出力コンデンサの電圧の分担を可
変させることができるため、ストレスを低減することが
できるという効果がある。

【００８８】請求項７の発明によれば、定格電力の異な
る放電灯が装着された場合においても、光出力比が略一
定となるように調光制御できる。また、調光下限付近に
おける立ち消えを改善することができ、調光下限を更に
深くすることができるという効果がある。請求項８、
９、１０の発明によれば、請求項１、２と同様の効果を
有するほかに、複数のインバータのＶ−Ｉ特性を組み合
わせて利用できるため、装着できる放電灯の種類が多く
なり、制御範囲が広がるという効果がある。

【００８９】請求項１１の発明によれば、請求項１、２
と同様の効果を有するほかに、装着される放電灯が２灯
以上であってもよいため、負荷の組合せが増えることに
なる。請求項１２の発明によれば、請求項１、２と同様
の効果を有するほかに、インバータの共振用のインダク
タやコンデンサのばらつきによる動作点のずれを抑える
ことができるという効果がある。

【００９０】請求項１３の発明によれば、請求項１、２
と同様の効果を有するほかに、定格電力の異なる放電灯
が装着された場合においても、適切な予熱電流を放電灯
に供給できるという効果がある。請求項１４の発明によ
れば、請求項１、２と同様の効果を有するほかに、調光
が深くなるほど、予熱電流が増えるため、調光下限時に
おけるちらつき、立ち消えといった現象を抑制できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の回路図である。

【図２】図１の回路においてＬＣ直列共振回路を付加し
た回路図である。

【図３】図２の回路においてインバータの詳細な構成を
示す回路図である。

【図４】図３の回路で一方の放電灯の出力が出過ぎる場
合の動作説明図である。

【図５】図３の回路で一方の放電灯の出力が不足する場
合の動作説明図である。

【図６】図３の回路で直流電源の出力電圧を下げた場合
の動作説明図である。

【図７】図３の回路で直流電源の出力電圧と光出力の関
係を示す特性図である。

【図８】図３の回路で無負荷時の共振コンデンサの電圧
と周波数の関係を示す特性図である。

【図９】図３の回路で周波数可変により調光した場合を
示す動作説明図である。

【図１０】図３の回路でインバータの発振周波数と光出
力の関係を示す特性図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態の定格時の動作説明
図である。

【図１２】本発明の第２の実施形態におけるインバータ
の発振周波数と無負荷共振周波数の関係を示す特性図で
ある。

【図１３】本発明の第２の実施形態の調光時の動作説明
図である。

【図１４】本発明の第３の実施形態の回路図である。

【図１５】本発明の第３の実施形態の動作説明図であ
る。

【図１６】本発明の第４の実施形態の回路図である。

【図１７】本発明の第４の実施形態の動作説明図であ
る。

【図１８】本発明の第５の実施形態の回路図である。

【図１９】本発明の第５の実施形態の動作説明図であ
る。

【図２０】本発明の第６の実施形態の回路図である。

【図２１】本発明の第７の実施形態の回路図である。

【図２２】本発明の第７の実施形態の調光時における直
流電源の出力電圧と点灯周波数の制御特性を示す説明図
である。

【図２３】本発明の第７の実施形態の調光時における定
格動作時と調光動作時の動作説明図である。

【図２４】本発明の第８の実施形態の回路図である。

【図２５】本発明の第８の実施形態のインピーダンスを
切り替えない場合の動作説明図である。

【図２６】本発明の第８の実施形態のインピーダンスを
切り替えた場合の動作説明図である。

【図２７】本発明の第８の実施形態の直流電源の出力電
圧可変による調光時の動作説明図である。

【図２８】本発明の第８の実施形態のインバータの発振
周波数可変による調光時の動作説明図である。

【図２９】本発明の第９の実施形態の定格時の動作説明
図である。

【図３０】本発明の第９の実施形態の調光時の動作説明
図である。

【図３１】本発明の第１０の実施形態の定格時の動作説
明図である。

【図３２】本発明の第１０の実施形態の調光時の動作説
明図である。

【図３３】本発明の第１１の実施形態の回路図である。

【図３４】本発明の第１２の実施形態の回路図である。

【図３５】本発明の第１３の実施形態の回路図である。

【図３６】本発明の第１４の実施形態の回路図である。

【図３７】本発明の第１４の実施形態の動作説明図図で
ある。

【図３８】従来例１の回路図である。

【図３９】従来例２の回路図である。

【図４０】従来例２におけるインバータの出力部の等価
回路図である。

【図４１】従来例２において定格電力、定格電流の異な
る放電灯を装着した場合の動作説明図である。

【図４２】従来例２において定格電流が同じで定格電力
の異なる放電灯を装着した場合の動作説明図である。

【符号の説明】

６直流電源７インバータＬａ放電灯

フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA02 AB03 AB09 BA05 BB10 BC01 DB01 DD04 GA03 GB12 GC04 HA06 3K098 CC25 CC40 CC60 DD20 DD22 DD28 DD32 EE13 EE18 5H007 AA06 BB03 CA02 CB17 CB22 CC03 CC12 DA06 DB01 DB07 DC05 5H730 AA04 AS11 BB13 BB14 BB15 BB57 BB86 CC01 DD04 FD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力電圧可変の直流電源と、直流電源
の出力端に接続されたインバータと、インバータの出力
端に接続された放電灯とを有する放電灯点灯装置におい
て、上記インバータの出力電圧−出力電流特性は、少な
くとも２種類の異なる定格電力の放電灯に対して、各々
の定格動作点もしくはその近傍を通るように設定され、
上記直流電源の出力電圧を可変とすることによって調光
を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】上記異なる定格電力の放電灯は、定格
電流が異なることを特徴とする請求項１記載の放電灯点
灯装置。
【請求項３】上記異なる定格電力の放電灯は、定格
電流が略一定であることを特徴とする請求項１記載の放
電灯点灯装置。
【請求項４】上記直流電源は、交流電源と、交流電
源の交流を直流に変換するダイオードブリッジと、ダイ
オードブリッジの出力端に接続されるインダクタとスイ
ッチング素子の直列回路と、上記スイッチング素子に並
列に接続され、かつ、交流電源からの電流が流れる経路
に接続されるダイオードとコンデンサの直列回路と、上
記スイッチング素子を駆動するための制御回路とを有す
る昇圧チョッパ回路からなり、上記コンデンサの両端が
上記インバータに接続されることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】上記直流電源は、交流電源と、交流電
源の交流を直流に変換するダイオードブリッジと、ダイ
オードブリッジの出力端に接続されるスイッチング素子
とインダクタとコンデンサの直列回路と、上記インダク
タとコンデンサの直列回路に並列接続され、交流電源か
らの電流を阻止する方向に接続されるダイオードと、上
記スイッチング素子を駆動するための制御回路とを有す
る降圧チョッパ回路からなり、上記コンデンサの両端が
上記インバータに接続されることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】上記直流電源は、交流電源と、交流電
源の交流を直流に変換するダイオードブリッジと、ダイ
オードブリッジの出力端に接続されるインダクタとスイ
ッチング素子の直列回路と、上記インダクタに並列に接
続され、かつ、交流電源からの電流を阻止する方向に接
続されるダイオードとコンデンサの直列回路と、上記ス
イッチング素子を駆動するための制御回路とを有する昇
降圧チョッパ回路からなり、上記コンデンサの両端が上
記インバータに接続されることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】上記直流電源は、交流電源と、交流電
源の交流を直流に変換するダイオードブリッジと、ダイ
オードブリッジの出力端に接続される第１のインダクタ
と第１のスイッチング素子の直列回路と、上記第１のス
イッチング素子に並列に接続され、かつ、交流電源から
の電流が流れる経路に接続される第１のダイオードと第
１のコンデンサの直列回路と、上記第１のスイッチング
素子を駆動するための第１の制御回路とを有する昇圧チ
ョッパ回路と、上記第１のコンデンサの出力端に接続される第２のスイ
ッチング素子と第２のインダクタと第２のコンデンサの
直列回路と、上記第２のインダクタと第２のコンデンサ
の直列回路に並列接続され、上記第１のコンデンサから
の電流を阻止する方向に接続される第２のダイオード
と、上記第２のスイッチング素子を駆動するための第２
の制御回路とを有する降圧チョッパ回路とからなり、上
記第２のコンデンサの両端が上記インバータに接続され
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
の放電灯点灯装置。
【請求項８】上記インバータは、前記直流電源に並
列に接続されて、交互にオン・オフされる一対のスイッ
チング素子の直列回路を備え、上記一対のスイッチング
素子のうち、いずれか一方の両端に、上記一対のスイッ
チング素子のオン・オフに応じて共振作用をする共振用
のインダクタと共振用のコンデンサの直列回路が、直流
カット用のコンデンサを介して接続され、上記共振用の
コンデンサに並列に放電灯が接続され、上記一対のスイ
ッチング素子を交互にオン・オフ駆動するためのインバ
ータ制御回路を有することを特徴とする請求項１ないし
７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】ある一定レべルまでの調光について
は、上記直流電源の出力を低下させることにより行い、
更に深いレべルまでの調光については、上記直流電源の
出力の低下に加えて、インバータの駆動周波数を上記共
振用のインダクタと共振用のコンデンサの直列共振周波
数に近づけることにより行うことを特徴とする請求項８
記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】放電灯の両端の電圧を検出する第１
の検出手段と、上記第１の検出手段によって検出された
電圧に応じて、上記共振用のインダクタと共振用のコン
デンサのうち、少なくとも一方のインピーダンスを切替
える手段を設けたことを特徴とする請求項８記載の放電
灯点灯装置。
【請求項１１】上記インバータに接続される放電灯
は、直列に２灯以上が接続されていることを特徴とする
請求項１ないし１０のいずれかに記載の放電灯点灯装
置。
【請求項１２】上記インバータ制御回路は、マイク
ロコンピュータで構成されていることを特徴とする請求
項８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１３】上記放電灯のフィラメントの両端
は、上記チョッパ回路のインダクタの２次側に設けられ
た巻線に接続されていることを特徴とする請求項４ない
し７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１４】上記チョッパ回路のインダクタの２
次側に設けられた巻線と放電灯のフィラメントの間に
は、チョッパ回路の駆動周波数に応じて共振作用を行う
インダクタとコンデンサの共振回路が接続されているこ
とを特徴とする請求項１３記載の放電灯点灯装置。