JP2002134295A

JP2002134295A - 無電極放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002134295A
Application number: JP2000331376A
Authority: JP
Inventors: Shingo Masumoto; 進吾増本; Hiroshi Kido; 大志城戸; Shinji Makimura; 紳司牧村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2002-05-10
Anticipated expiration: 2020-10-30
Also published as: JP3900817B2

Abstract

(57)【要約】【課題】調光始動において調光比が小さい場合でも始
動性を向上して、調光範囲を広げることが可能な無電極
放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】直流電圧を出力する直流電源回路１と、
直流電源回路１からの電力供給により高周波電力を出力
する高周波電源回路ＰＳと、この高周波電源回路ＰＳか
ら供給される高周波電力が印加される誘導コイルＬ３
と、誘導コイルＬ３に近接して配置されて高周波電力に
より点灯する無電極放電灯５と、高周波電源回路ＰＳの
高周波電力を調整して調光制御を行う調光回路７とを備
えるとともに、調光回路７より調光制御信号が出力され
た状態で始動する調光始動時において、直流電源回路１
の出力電圧Ｅを上昇させる出力電圧可変手段６を設けて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電灯に高
周波電力を印加して発光させる無電極放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の無電極放電灯点灯装
置として、例えば、図１０に示すような構成のものが知
られている。この無電極放電灯点灯装置は、交流電源Ａ
Ｃを整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢにより整流され
た電圧から直流電圧を出力する直流電源回路１と、この
直流電源回路１から出力された直流電圧を高周波電圧に
変換する高周波電源回路ＰＳと、高周波電源回路ＰＳの
高周波電力が印加される誘導コイルＬ３と、この誘導コ
イルＬ３と高周波電源回路ＰＳとの間に設けられたイン
ピーダンス整合用の整合回路４とを備えており、上記の
誘導コイルＬ３に近接して無電極放電灯５が配置されて
いる。

【０００３】上記の直流電源回路１は、例えば直流電圧
の安定化を行う昇圧チョッパ回路などで構成され、ま
た、高周波電源回路ＰＳは、発振回路やプリアンプを含
むドライブ回路と、このドライブ回路の出力をさらに電
力増幅する電力増幅回路（いずれも図示省略）などを備
えている。さらに、無電極放電灯５は、透光性材料より
なるバルブ内に不活性ガスや金属蒸気などの放電ガスが
封止されてなる。この構成の無電極放電灯点灯装置にお
いて、高周波電源回路ＰＳは、直流電源回路１からの直
流電力が供給されると、これに応じて高周波電力を出力
し、この高周波電力が整合回路４を通して誘導コイルＬ
３に供給される。誘導コイルＬ３ヘ高周波電力が供給さ
れると、無電極放電灯５のバルブ内部の空間に高周波電
磁界が作用し、これに伴って高周波放電を生じ、無電極
放電灯５が点灯する。

【０００４】ところで、無電極放電灯５は、始動時（絶
縁破壊により放電が開始される状態からアーク放電が開
始される状態に至るまでの間）において、インピーダン
スが大きく変化することが知られている。一方、整合回
路４は、反射による損失をできるだけ小さくするため
に、Ｑ値が高く（共振が鋭くなるように）設定されてい
る。従って、始動時に誘導コイルＬ３に流す高周波電流
の周波数が一定に保たれていると、整合回路４ではイン
ピーダンスの大きな変化に対応しきれず、整合がとれな
くなる場合がある。また、整合回路４を調整したとして
も、無電極放電灯５と誘導コイルＬ３との位置関係のば
らつきや経時的変動などによって整合しなくなることが
ある。このように、無電極放電灯５と高周波電源回路Ｐ
Ｓとの間のインピーダンスが整合しなくなると、無電極
放電灯５が点灯しなかったり、高周波電源回路ＰＳに過
大な電流が流れてその回路素子に大きなストレスがかか
り、ひいては回路素子が破損することが起こる。

【０００５】そこで、上述の対策のために、例えば、特
開平１０−２２８９８８号公報（以下、従来例１と称す
る）や、特開平１０−２２８９８９号公報（以下、従来
例２と称する）などに示すような技術が開示されてい
る。

【０００６】図１１は従来例１で開示されている無電極
放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１０に示した装
置と対応する構成および作用を奏する部分には同一の符
号を付している。図１１に示される従来例１の無電極放
電灯点灯装置では、直流電源回路１が昇圧チョッパ回路
で構成されている。また、高周波電源回路ＰＳは、発振
回路やプリアンプを含むドライブ回路３と、このドライ
ブ回路３の出力をさらに電力増幅する電力増幅回路２を
備えている。さらに、光検出回路９の検出出力に基づい
てドライブ回路３の駆動周波数を制御する調光回路７が
設けられている。

【０００７】図１１の構成において、無電極放電灯５の
始動時には、高周波電源回路ＰＳに供給される昇圧チョ
ッパ回路１の出力電圧（平滑コンデンサＣ１の両端電
圧）は、無電極放電灯５が点灯した後の所定の電圧Ｅ１
よりも高い電圧Ｅ２（＞Ｅ１）となるようにチョッパ制
御回路１ａにより制御される。この電圧Ｅ２は、予め無
電極放電灯５を点灯させるのに十分大きな電圧に設定さ
れている。

【０００８】こうして無電極放電灯５が点灯した後、チ
ョッパ制御回路１ａは、昇圧チョッパ回路１の出力電圧
を電圧Ｅ２から所定の電圧Ｅ１に切り替える。そして、
チョッパ制御回路１ａが昇圧チョッパ回路１の出力電圧
が電圧Ｅ１になった時点で、光検出回路９が無電極放電
灯５の光出力を検出すると、これに応じて調光回路７
は、光検出回路９の検出出力に基づいて高周波電源回路
ＰＳを構成するドライブ回路３の駆動周波数を制御し
て、無電極放電灯５が所定の光出力となるように調光点
灯を行う。

【０００９】図１２は従来例２で開示されている無電極
放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１０に示した装
置と対応する構成および作用を奏する部分には同一の符
号を付している。図１２に示される従来例２の無電極放
電灯点灯装置では、高周波電源回路ＰＳは、高周波を出
力する第１，第２の２つのドライブ回路３ａ，３ｂを備
えており、第１のドライブ回路３ａは駆動周波数が可変
であり、第２のドライブ回路３ｂは駆動周波数が例えば
１３.５６ＭＨｚに固定されている。そして、両ドライ
ブ回路３ａ，３ｂの出力の一方が選択スイッチＳＷを通
じて電力増幅回路２に選択的に入力されるようになって
いる。また、電力増幅回路２の出力電圧と出力電流との
位相に基づいて第１ドライブ回路３ａの駆動周波数を制
御するとともに、高周波電源回路ＰＳの出力電力を一定
に保つようにチョッパ制御回路１ａを制御する調光回路
７が設けられている。

【００１０】図１２の構成において、無電極放電灯５の
始動時には、インピーダンスが急激に変化するので、駆
動周波数が可変である第１のドライブ回路３ａを選択し
て電力増幅回路２を通して高周波電力を無電極放電灯５
に供給し、この間に、調光回路７は出力電圧と出力電流
との位相差を小さくするように第１ドライブ回路３ａの
駆動周波数を変化させことによりインピーダンス変化に
追随させる。無電極放電灯１が点灯すれば、スイッチＳ
Ｗで第１のドライブ回路３ａから第２のドライブ回路３
ｂへ切り換え、第２のドライブ回路３ｂから電力増幅回
路２を通して一定周波数の高周波電力を無電極放電灯５
に供給し、この間に高周波電源回路ＰＳの出力電力が一
定に保たれるように直流電源Ｅの出力電圧を制御する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、調光制御方
式を用いて無電極放電灯を調光することを前提としたと
き、調光回路７より調光制御信号が出力された状態で始
動する場合（以下、調光始動と称する）は、調光制御信
号が出力されていない状態で始動する場合（以下、調光
無し始動と称する）よりも電力供給量が少ない分だけ安
定した点灯状態になるまでの時間が長くかかり始動が困
難であり、特に調光比が小さくなるほど始動性が悪くな
る。上記の従来例１，２のいずれの場合も調光始動時の
状態については何ら言及されていない。ここで、例えば
上記の従来例１において、仮に調光比が小さい場合にも
調光始動を可能にするには、最初に高周波電源回路ＰＳ
に供給される電圧を大きくする必要があるが、そのため
には、無電極放電灯５が点灯した後の昇圧チョッパ回路
１の出力電圧Ｅ１と、始動時の昇圧チョッパ１の出力電
圧Ｅ２との差を大きくしなければならない。このとき、
調光無し始動時においては、調光始動時の場合と同様に
一義的に始動時の電圧を高く設定しておくと、昇圧チョ
ッパ１や電力増幅回路２を構成する素子へのストレスが
大きくなるため、場合によっては素子が破壊することが
起こり得る。

【００１２】また、従来例２においては、第１，第２の
２つのドライブ回路３ａ，３ｂが必要であり、それらの
回路を構成する素子数が多くなることや、調光比が小さ
い場合にも調光始動を可能にするためには、インピーダ
ンス変化に駆動周波数が追随するように第１のドライブ
回路３ａを構成せねばならず、回路構成が複雑になる。

【００１３】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、調光始動において調光比が小さい場合でも
始動性を向上して、調光範囲を広げることが可能な無電
極放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明では、直流電圧を出力する直
流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給により
高周波電力を出力する高周波電源回路と、前記高周波電
源回路から供給される高周波電力が印加される誘導コイ
ルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記高周波
電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波電源回
路の高周波電力を調整して調光制御を行う調光回路とを
備えた無電極放電灯点灯装置において、調光始動時にお
いて、前記直流電源回路の出力電圧を上昇させる出力電
圧可変手段を設けたことを特徴としている。

【００１５】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
構成において、前記調光制御信号の調光比を検出する調
光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動
時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記直流
電源回路の出力電圧と調光比とが略反比例となるように
予め設定された関係に基づいて直流電源回路の出力電圧
を決定し、その決定した値を前記出力電圧可変手段に対
して電圧制御の目標値として与えるようにしている。請
求項３記載の発明では、請求項２記載の構成において、
前記調光比検出回路に設定されている調光比と出力電圧
との関係は、リニアに変化するように設定されている。
請求項４記載の発明では、請求項２記載の構成におい
て、前記調光比検出回路に設定されている調光比と出力
電圧との関係は、段階的に変化するように設定されてい
る。請求項５記載の発明では、請求項１乃至請求項４の
構成において、前記直流電源回路の出力電圧を上昇させ
る時間は、一定時間になるように設定されている。請求
項６記載の発明では、請求項１乃至請求項５のいずれか
に記載の構成において、前記出力電圧可変手段は、無電
極放電灯の点灯後は、前記直流電源回路の出力電圧を当
初の電圧よりも低い所定の電圧に戻すようにしている。

【００１６】請求項７記載の発明では、直流電圧を出力
する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給
により高周波電力を出力する高周波電源回路と、この高
周波電源回路から供給される高周波電力が印加される誘
導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記
高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波
電源回路の高周波電力を調整して調光制御を行う調光回
路とを備え、前記高周波電源回路は、直流電源回路から
の直流電力を高周波電力に変換するドライブ回路を有す
る無電極放電灯点灯装置において、調光始動時におい
て、誘導コイルに印加される電力が増加する方向に前記
ドライブ回路の駆動周波数を変化させる駆動周波数可変
手段を設けたことを特徴としている。

【００１７】請求項８記載の発明では、請求項７記載の
構成において、前記調光制御信号の調光比を検出する調
光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動
時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記ドラ
イブ回路の駆動周波数と調光比とが略逆比例なるように
設定された関係に基づいて前記ドライブ回路の駆動周波
数を決定し、その決定した値を前記駆動周波数可変手段
に対して周波数制御の目標値として与えるようにしてい
る。請求項９記載の発明は、請求項１記載の出力電圧可
変手段と請求項７記載の駆動周波数可変手段とを共に備
えることを特徴としている。請求項１０記載の発明で
は、請求項９記載の構成において、請求項２記載の調光
制御信号検出手段と請求項８記載の調光制御信号検出手
段とを共に備えている。請求項１１記載の発明では、請
求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の構成におい
て、前記直流電源回路は、直流電圧安定化用のチョッパ
回路を含んでなる。

【００１８】請求項１２記載の発明では、直流電圧を出
力する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供
給により高周波電力を出力する高周波電源回路と、前記
高周波電源回路から供給される高周波電力が印加される
誘導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前
記高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周
波電源回路の高周波電力を調整して調光制御を行う調光
回路とを備えた無電極放電灯点灯装置において、前記高
周波電源回路は、直流電源回路からの直流電力を高周波
電力に変換するドライブ回路を含む一方、調光始動時に
おいて、前記直流電源回路の出力電圧を一定時間にわた
って上昇させて前記無電極放電灯が点灯した後は出力電
圧を所定の電圧に戻す出力電圧可変手段と、前記調光制
御信号の調光比を検出する調光比検出回路とを備え、こ
の調光比検出回路は、調光始動時において、前記調光比
の検出結果に応じて、前記直流電源回路の出力電圧と調
光比とが略反比例となるように予め設定された関係に基
づいて前記直流電源回路の出力電圧を決定し、その決定
した値を前記出力電圧可変手段に対して電圧制御の目標
値として与えるものである、ことを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。［実施の形態１］図１は、本発明の実施の形態１におけ
る無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１０乃
至図１２に示した従来技術に対応する構成及び作用を奏
する部分には同一の符号を付す。

【００２０】この実施の形態１の無電極放電灯点灯装置
は、交流電源ＡＣを整流するダイオードブリッジなどか
らなる整流器ＤＢと、整流器ＤＢにより整流された電圧
から直流電圧を出力する直流電源回路１と、この直流電
源回路１から出力された直流電圧を高周波電圧に変換す
る高周波電源回路ＰＳと、高周波電源回路ＰＳの高周波
出力電力が印加される誘導コイルＬ３と、この誘導コイ
ルＬ３と高周波電源回路ＰＳとの間に設けられたインピ
ーダンス整合用の整合回路４と、高周波電源回路ＰＳの
高周波出力を調整して無電極放電灯５の調光制御を行う
調光回路７とを備え、誘導コイルＬ３に近接して無電極
放電灯５が配置されている。この無電極放電灯５は、透
光性材料よりなるバルブ内に不活性ガスや金属蒸気など
の放電ガスが封止されてなる。

【００２１】また、直流電源回路１は、直流電圧の安定
化を行う昇降圧チョッパ回路からなり、この昇降圧チョ
ッパ回路は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、ダイオード
Ｄ１，Ｄ２、インダクタンス素子Ｌ１、平滑コンデンサ
Ｃ１、及びスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を駆動制御する
チョッパ制御回路１ａを備えている。そして、このチョ
ッパ制御回路１ａによりスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を
時分割でスイッチングすることで安定化された所定の直
流電圧Ｅが発生されるようにしている。高周波電源回路
ＰＳは、図示しない発振回路やプリアンプを含むドライ
ブ回路３と、このドライブ回路３の出力を電力増幅する
電力増幅回路２とを有する。そして、ここでの電力増幅
回路２としては、２つのトランジスタＱ１，Ｑ２をプッ
シュプル動作させてＤ級増幅を行うものが使用されてお
り、インダクタＬ２とコンデンサＣ２との直列共振回路
を通して高周波電力を出力するようになっている。

【００２２】調光回路７は、ドライブ回路３に対してそ
の高周波出力を時分割で断続するパルス状の調光制御信
号を出力することにより、電力増幅回路２のスイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の駆動／停止を制御して無電極放電灯
５の光出力を調光するものである。また、この調光回路
７は、例えば、その内部にタイマ回路を設けることによ
り、無電極放電灯５が点灯する時間を予測するようにな
っている。そして、上記のチョッパ制御回路１ａと調光
回路７とにより特許請求の範囲における出力電圧可変手
段６が構成されている。

【００２３】次に、上記構成の動作について説明する。
図２は、この実施の形態１の無電極放電灯点灯装置の直
流電源回路（昇降圧チョッパ回路）１の出力電圧の変化
を示すタイムチャートである。ここで、昇降圧チョッパ
回路１が立ち上がった時刻をｔ１、無電極放電灯５が点
灯した時刻をｔ２とする。調光回路７より調光制御信号
が出力された状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、
すなわち調光始動時には、調光回路７からは、チョッパ
制御回路１ａに対して例えばハイレベルの信号が出力さ
れる。また、調光回路７より調光制御信号が出力されな
い状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、すなわち調
光無し始動時には、調光回路７からはチョッパ制御回路
１ａに対してローレベルの信号が出力される。

【００２４】チョッパ制御回路１ａは、調光回路７から
ハイレベルの信号が入力されたときには、調光始動であ
ると判断して、図２に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間
は、昇降圧チョッパ回路１の出力電圧（平滑コンデンサ
Ｃ１の両端電圧）をＥ１よりも高い電圧Ｅ２となるよう
に制御する。ここでの電圧Ｅ２は、調光始動時に無電極
放電灯５を点灯させるのに十分大きな電圧に設定されて
いる。そして、無電極放電灯５が点灯した後の時刻ｔ２
になると、チョッパ制御回路１ａは、昇降圧チョッパ回
路１の出力電圧が当初の電圧Ｅ２よりも低い電圧Ｅ１に
なるように出力電圧を制御する。

【００２５】一方、チョッパ制御回路１ａは、調光回路
７からローレベルの信号が入力されたときには、調光無
し始動であると判断して、時刻ｔ１の当初から昇降圧チ
ョッパ回路１の出力電圧がＥ１となるように制御する。
このように、調光始動の場合には、昇降圧チョッパ回路
１の出力電圧を最初にＥ２に設定してから、点灯後にＥ
１に切り換えるが、調光無し始動の場合には、出力電圧
がＥ１に固定されたままになる。時刻ｔ２の経過後に無
電極放電灯５が安定点灯すると、昇降圧チョッパ回路１
の出力電圧はＥ１のままの状態になるので、調光回路７
から出力されている調光制御信号によってドライブ回路
３の高周波出力が時分割でオン／オフされることで高周
波出力が制御されて、無電極放電灯５が所定の光出力と
なるように調光される。

【００２６】以上のように、この実施の形態１において
は、調光始動の場合には、無電極放電灯５を点灯させる
のに十分大きな電圧Ｅ２を最初に発生し、点灯後に所定
のＥ１に切り換えるので無電極放電灯５が安定した点灯
状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲を広くする
ことが可能になる。また、調光無し始動の場合には、直
流電源回路１の出力電圧を変化させないので、直流電源
回路１及び高周波電源回路ＰＳを構成する各回路素子の
ストレスが大きくなるのを防ぐことができる。なお、こ
の実施の形態１では、直流電源回路１として昇降圧チョ
ッパ回路を使用しているが、図１１及び図１２に示した
ような構成の昇圧チョッパ回路を使用することも可能で
ある。

【００２７】［実施の形態２］図３は、本発明の実施の
形態１における無電極放電灯点灯装置の回路構成図であ
り、図１に示した実施の形態１に対応する構成及び作用
を奏する部分には同一の符号を付す。この実施の形態２
の無電極放電灯点灯装置において、直流電源回路１は、
直流電圧の安定化を行う昇圧チョッパ回路で構成されて
おり、この昇圧チョッパ回路１は、スイッチング素子Ｑ
３、ダイオードＤ１、インダクタンス素子Ｌ１、平滑コ
ンデンサＣ１、及びチョッパ制御回路１ａからなる。そ
して、このチョッパ制御回路１ａと調光回路７とにより
特許請求の範囲における出力電圧可変手段６が構成され
ている。

【００２８】また、この実施の形態２では、調光回路７
から出力される調光制御信号の調光比を検出する調光比
検出回路８が設けられている。そして、この調光比検出
回路８には、図４の関係をもつ特性曲線が記憶されてい
る。すなわち、調光比に対する直流電源回路１の出力電
圧が逆比例の関係を保ちながらリニアに変化する特性曲
線が設定されている。

【００２９】従って、調光比検出回路８は、調光始動時
において、調光回路７から出力される調光制御信号の調
光比を検出すると、その調光比の検出結果に応じて、図
４に示すように予め設定された関係に基づいて直流電源
回路１の出力電圧を決定し、その決定した値を調光回路
７を経由してチョッパ制御回路１ａに対して電圧制御の
目標値として与えるようになっている。その他の構成
は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳
しい説明は省略する。

【００３０】次に、この実施の形態２の無電極放電灯点
灯装置の動作について説明する。なお、実施の形態１の
場合と同様な動作については説明を省略する。調光始動
時において、調光比検出回路８は、調光回路７から出力
される調光制御信号の調光比を検出すると、その調光比
の検出結果に応じて、図４に示すように予め設定されて
いる調光比と直流電源回路１の出力電圧の関係に基づい
て、調光始動の最初に直流電源回路１から出力すべき電
圧を決定する。そして、調光比検出回路８は、その決定
した電圧値を調光回路７を経由してチョッパ制御回路１
ａに対して電圧制御の目標値として与える。チョッパ制
御回路１ａは、この目標値になるように直流電源回路１
の出力電圧を制御する。従って、調光始動時の最初の時
点（図２の時刻ｔ１〜ｔ２までの間）では、直流電源回
路１の出力電圧が調光比の大小に応じてＥ２からＥ１ま
での間の適切な値に設定される。

【００３１】ここで、実施の形態１においては、調光始
動時において調光比の大小にかかわらず、時刻ｔ１〜ｔ
２の間では直流電源回路１の出力電圧はＥ２に固定的に
設定される。従って、調光比が小さい場合にも調光始動
を可能にする上では直流電源回路１の出力電圧Ｅ２を大
きく設定する必要があるので、調光比が大きい場合の調
光始動時において直流電源回路１や高周波電源回路ＰＳ
を構成する各回路素子へのストレスが大きくなる。これ
に対して、この実施の形態２では、調光始動時には、調
光比の大小に応じてＥ２からＥ１までの適切な値に設定
されるので、調光比が大きい場合の調光始動時における
直流電源回路１や高周波電源回路ＰＳを構成する各回路
素子へのストレスを軽減することができる。そして、時
刻ｔ２の経過後（点灯後）は、実施の形態１の場合と同
様に、直流電源回路１の出力電圧はＥ１に変更される。
また、調光無し始動の場合には、実施の形態１の場合と
同様に、直流電源回路１の出力電圧を変化させず最初か
ら低い電圧Ｅ１に設定されるので、直流電源回路１及び
高周波電源回路ＰＳを構成する回路素子のストレスが大
きくなるのを防ぐことができる。

【００３２】以上のように、この実施の形態２において
は、無電極放電灯５が安定した点灯状態になるまでの始
動性が向上し、調光範囲を広くすることが可能になる。
しかも、実施の形態１の場合よりもさらに回路素子のス
トレスを軽減することが可能になる。なお、この実施の
形態２では、直流電源回路１として昇圧チョッパ回路を
使用しているが、実施の形態１（図１）に示したような
構成の昇降圧チョッパ回路を使用することも可能であ
る。

【００３３】［実施の形態３］上記の実施の形態２で
は、調光比検出回路８において、図４に示したように、
調光始動時の調光比に対する直流電源回路１の出力電圧
が逆比例の関係を保ちながらリニアに変化する特性曲線
が設定されているが、この実施の形態３では、図５に示
すように、調光始動時の調光比に対する直流電源回路１
の出力電圧の変化幅が段階的に漸次減少するように変化
する特性曲線が設定されている。その他の構成及び動作
は、実施の形態２の場合と同様であるから、ここでは詳
しい説明は省略する。

【００３４】以上のように、この実施の形態３において
は、実施の形態２の場合と同様に、無電極放電灯５が安
定した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲
を広くすることが可能になる。しかも、実施の形態１の
場合よりも回路素子のストレスを軽減することが可能に
なる。

【００３５】［実施の形態４］図６は、本発明の実施の
形態４における無電極放電灯点灯装置の回路構成図であ
り、図１に示した実施の形態１に対応する構成及び作用
を奏する部分には同一の符号を付す。この実施の形態４
の無電極放電灯点灯装置において、高周波電源回路ＰＳ
は、高周波を出力する第１，第２の２つのドライブ回路
３ａ，３ｂと、両ドライブ回路３ａ，３ｂのいずれか一
方を選択するスイッチＳＷとを備えている。そして、第
１のドライブ回路３ａは、調光回路７からの調光制御信
号に基づいて駆動周波数が可変されるものあり、また、
第２のドライブ回路３ｂは駆動周波数が一定値ｆ０（例
えば、ｆ０＝１３．５６ＭＨｚ）に固定されている。こ
の場合の第２のドライブ回路３ｂは、一定の駆動周波数
ｆ０を安定して保持するために、例えば、水晶発振回路
を含んでいる。

【００３６】また、調光回路７は、スイッチＳＷの切り
換えを制御するとともに、第１のドライブ回路３ａに対
してその駆動周波数を変化させる調光制御信号を出力す
ることにより、電力増幅回路２の出力電力を制御して無
電極放電灯５の光出力を調光するようになっている。そ
して、この実施の形態４では、上記の第１のドライブ回
路３ａと調光回路７とにより特許請求の範囲における駆
動周波数可変手段１０が構成されている。その他の構成
は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳
しい説明は省略する。

【００３７】次に、この実施の形態４の無電極放電灯点
灯装置の動作について説明する。図７は、この実施の形
態４の無電極放電灯点灯装置の第１，第２のドライブ回
路３ａ，３ｂの各駆動周波数の差｜ｆ−ｆ０｜の時間変
化を示すタイムチャートである。ここで、第１ドライブ
回路３ａが起動された時刻をｔ１、無電極放電灯５が点
灯した時刻をｔ２とする。調光回路７より調光制御信号
が出力された状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、
すなわち調光始動時には、調光回路７は、スイッチＳＷ
を第１のドライブ回路３ａ側に接続した後、図７に示す
ように、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、第１のドライブ回路３
ａの駆動周波数を第２のドライブ回路３ｂの駆動周波数
よりも高い一定値に固定して誘導コイルＬ３に印加され
る電力が増加するようにする。ここでの第１のドライブ
回路３ａの駆動周波数は、調光始動時に無電極放電灯５
を点灯させるのに十分大きな周波数に設定されている。
そして、無電極放電灯５が点灯した後の時刻ｔ２になる
と、調光回路７は、スイッチＳＷを第２のドライブ回路
３ｂ側に接続を切り換える。従って、第２のドライブ回
路３ｂの一定周波数ｆ０の高周波出力が電力増幅回路２
で増幅されて出力される。

【００３８】一方、調光回路７は、調光制御信号が出力
されない状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、すな
わち調光無し始動である場合には、時刻ｔ１の当初から
スイッチＳＷを第２のドライブ回路３ｂに接続するの
で、これにより第２のドライブ回路３ｂの一定周波数ｆ
０の高周波出力が電力増幅回路２で増幅されて出力され
る。時刻ｔ２の経過後に無電極放電灯５が安定点灯する
と、調光回路７は、調光制御信号によって直流電源回路
１の出力電圧を調光比に応じて変えることで高周波電源
回路ＰＳの高周波出力が制御されて、無電極放電灯５が
所定の光出力となるように調光される。このように、調
光始動の場合には、第１のドライブ回路３ａの駆動周波
数を最初に大きく設定してから、無電極放電灯５の点灯
後に第２のドライブ回路３ｂの駆動周波数ｆ０に切り換
えるが、調光無し始動の場合には、駆動周波数がｆ０に
固定されたままになる。

【００３９】以上のように、この実施の形態４において
は、調光始動の場合には、無電極放電灯５を点灯させる
のに最初に十分大きな駆動周波数を発生し、点灯後に所
定の駆動周波数に切り換えるので無電極放電灯５が安定
した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲を
広くすることが可能になる。また、調光無し始動の場合
には、駆動周波数を変化させないので、直流電源回路１
及び高周波電源回路ＰＳを構成する各回路素子のストレ
スが大きくなるのを防ぐことができる。なお、この実施
の形態４では、調光始動時の時刻ｔ１〜ｔ２の間は第１
のドライブ回路３ａの駆動周波数を固定するようにして
いるが、出力電圧と出力電流との位相差を小さくするよ
うに駆動周波数をインピーダンス変化に追随させるよう
に変化させてもよい。このようにインピーダンス変化に
追随させるように駆動周波数を変化させると、回路構成
は複雑になるものの、始動性をさらに向上することが可
能である。

【００４０】［実施の形態５］図８は、本発明の実施の
形態５における無電極放電灯点灯装置の回路構成図であ
り、図６に示した実施の形態４に対応する構成及び作用
を奏する部分には同一の符号を付す。この実施の形態５
の無電極放電灯点灯装置においては、一つのドライブ回
路３を有するとともに、このドライブ回路３の図示しな
い発振回路の駆動周波数を変化させる周波数制御回路１
１と、調光回路７から出力される調光制御信号の調光比
を検出する調光比検出回路８とが設けられている。そし
て、この実施の形態５では、上記の周波数制御回路１１
と調光回路７とによって特許請求の範囲における駆動周
波数可変手段１０が構成されている。

【００４１】一方、調光比検出回路８には、図９の関係
をもつ特性曲線が記憶されている。すなわち、調光比に
対するドライブ回路３の駆動周波数が逆比例の関係を保
ちながらリニアに変化する特性曲線が設定されている。
そして、調光比検出回路８は、調光始動時において、調
光回路７から出力される調光制御信号の調光比を検出す
ると、その調光比の検出結果に応じて、図９に示すよう
に予め設定された関係に基づいてドライブ回路３の駆動
周波数を決定し、その決定した値を調光回路７を経由し
て周波数制御回路１１に対して周波数制御の目標値とし
て与えるようになっている。その他の構成は、実施の形
態４の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省
略する。

【００４２】次に、この実施の形態５の無電極放電灯点
灯装置の動作について説明する。なお、実施の形態４の
場合と同様な動作については説明を省略する。調光始動
時において、調光比検出回路８は、調光回路７から出力
される調光制御信号の調光比を検出すると、その調光比
の検出結果に応じて、図９に示すように予め設定されて
いる調光比とドライブ回路３の駆動周波数との関係に基
づいて、調光始動の最初にドライブ回路３から出力すべ
き駆動周波数を決定する。そして、調光比検出回路８
は、その決定した駆動周波数の値を調光回路７を経由し
て周波数制御回路１１に対して周波数制御の目標値とし
て与える。周波数制御回路１１は、この目標値になるよ
うにドライブ回路３の駆動周波数を制御する。従って、
調光始動時の最初の時点（図７の時刻ｔ１〜ｔ２までの
間）では、ドライブ回路３の駆動周波数が調光比の大小
に応じて適切な値に設定される。そして、時刻ｔ２の経
過後（点灯後）は、実施の形態４の場合と同様に、ドラ
イブ回路３の駆動周波数は一定値ｆ０に変更される。ま
た、調光無し始動の場合には、実施の形態４の場合と同
様に、ドライブ回路３の駆動周波数は変化させないｆ０
のままに保持される。

【００４３】以上のように、この実施の形態５において
は、無電極放電灯５が安定した点灯状態になるまでの始
動性が向上し、調光範囲を広くすることが可能になる。
しかも、実施の形態４の場合よりもさらに回路素子のス
トレスを軽減することが可能になる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の無電極放電灯点灯装置は、次の
効果を奏する。請求項１、請求項７、及び請求項１２に
記載の発明によれば、無電極放電灯の調光始動時におけ
る始動性を向上することができるので、調光比が小さい
場合でも始動が容易になり、調光範囲を広げることがで
きる。請求項２、請求項３、請求項４及び請求項８に記
載の発明によれば、調光比が大きい場合の調光始動時に
おける直流電源回路や高周波電源回路を構成する素子へ
のストレスを軽減することができる。請求項６の発明に
よれば、無電極放電灯が点灯してから直流電源回路の出
力電庄を所定の電圧に戻すまでの間、直流電源回路や高
周波電源回路を構成する回路素子へのストレスを軽減す
るとともに、光出力が大きくなってしまうことを防止す
ることができる。請求項９の発明によれば、請求項１及
び請求項７の発明の効果に加えて、調光始動時の始動性
をさらに向上することができる。請求項１０の発明によ
れば、請求項２及び請求項８の発明の効果に加えて、調
光比が大きい場合の調光始動時における直流電源回路や
高周波電源回路を構成する回路素子へのストレスを軽減
することができ、調光始動時の始動性をさらに向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における無電極放電灯点
灯装置の回路構成図である。

【図２】同上装置の直流電源回路の出力電圧波形の変化
を示すタイムチャートである。

【図３】本発明の実施の形態２における無電極放電灯点
灯装置の回路構成図である。

【図４】同上において、調光比検出回路により検出され
た調光比とこれに対応して設定される直流電源回路の出
力電圧の関係を示す特性図である。

【図５】本発明の実施の形態３における、調光比検出回
路により検出された調光比とこれに対応して設定される
直流電源回路の出力電圧の関係を示す特性図である。

【図６】本発明の実施の形態４における無電極放電灯点
灯装置の回路構成図である。

【図７】同上における第１，第２のドライブ回路の両駆
動周波数の差の時間変化を示すタイムチャートである。

【図８】本発明の実施の形態５における無電極放電灯点
灯装置の回路構成図である。

【図９】同上における、調光比検出回路により検出され
た調光比とこれに対応して設定されるドライブ回路の駆
動周波数の関係を示す特性図である。

【図１０】従来の無電極放電灯点灯装置の回路構成図で
ある。

【図１１】従来例１の無電極放電灯点灯装置の回路構成
図である。

【図１２】従来例２の無電極放電灯点灯装置の回路構成
図である。

【符号の説明】

１直流電源回路１ａチョッパ制御回路２電力増幅回路３ドライブ回路３ａ第１のドライブ回路３ｂ第２のドライブ回路４整合回路５無電極放電灯６出力電圧可変手段７調光回路８調光比検出回路９光検出回路１０駆動周波数可変手段１１周波数制御回路ＤＢ整流器ＰＳ高周波電源回路Ｌ３誘導コイル

フロントページの続き (72)発明者牧村紳司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3K072 AA16 BA05 DD04 DE01 GA02 GB12 GC04 3K098 CC01 CC40 DD04 DD20 DD22 EE09 EE13 FF05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電圧を出力する直流電源回路と、前
記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力
する高周波電源回路と、前記高周波電源回路から供給さ
れる高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コ
イルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯す
る無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を
調整して調光制御を行う調光回路とを備えた無電極放電
灯点灯装置において、調光始動時において、前記直流電源回路の出力電圧を上
昇させる出力電圧可変手段を設けたことを特徴とする無
電極攻電灯点灯装置。
【請求項２】前記調光制御信号の調光比を検出する調
光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動
時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記直流
電源回路の出力電圧と調光比とが略反比例となるように
予め設定された関係に基づいて直流電源回路の出力電圧
を決定し、その決定した値を前記出力電圧可変手段に対
して電圧制御の目標値として与えるものである請求項１
記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】前記調光比検出回路に設定されている調
光比と出力電圧との関係は、リニアに変化するように設
定されたものである請求項２記載の無電極放電灯点灯装
置。
【請求項４】前記調光比検出回路に設定されている調
光比と出力電圧との関係は、段階的に変化するように設
定されたものである請求項２記載の無電極放電灯点灯装
置。
【請求項５】前記直流電源回路の出力電圧を上昇させ
る時間は、一定時間である請求項１乃至請求項４のいず
れかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】前記出力電圧可変手段は、前記無電極放
電灯の点灯後は、前記直流電源回路の出力電圧を当初の
電圧よりも低い所定の電圧に戻すものである請求項１乃
至請求項５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項７】直流電圧を出力する直流電源回路と、前
記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力
する高周波電源回路と、この高周波電源回路から供給さ
れる高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コ
イルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯す
る無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を
調整して調光制御を行う調光回路とを備え、前記高周波
電源回路は、直流電源回路からの直流電力を高周波電力
に変換するドライブ回路を有する無電極放電灯点灯装置
において、調光始動時において、誘導コイルに印加される電力が増
加する方向に前記ドライブ回路の駆動周波数を変化させ
る駆動周波数可変手段を設けたことを特徴とする無電極
攻電灯点灯装置。
【請求項８】前記調光制御信号の調光比を検出する調
光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動
時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記ドラ
イブ回路の駆動周波数と調光比とが略逆比例なるように
設定された関係に基づいて前記ドライブ回路の駆動周波
数を決定し、その決定した値を前記駆動周波数可変手段
に対して周波数制御の目標値として与えるものである請
求項７記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項９】請求項１記載の出力電圧可変手段と請求
項７記載の駆動周波数可変手段とを共に備える無電極放
電灯点灯装置。
【請求項１０】請求項２記載の調光制御信号検出手段
と請求項８記載の調光制御信号検出手段とを共に備える
請求項９記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項１１】前記直流電源回路は、直流電圧安定化
用のチョッパ回路を含んでなる請求項１乃至請求項１０
のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項１２】直流電圧を出力する直流電源回路と、
前記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出
力する高周波電源回路と、前記高周波電源回路から供給
される高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導
コイルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯
する無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力
を調整して調光制御を行う調光回路とを備えた無電極放
電灯点灯装置において、前記高周波電源回路は、直流電源回路からの直流電力を
高周波電力に変換するドライブ回路を含む一方、調光始
動時において、前記直流電源回路の出力電圧を一定時間
にわたって上昇させて前記無電極放電灯が点灯した後は
出力電圧を所定の電圧に戻す出力電圧可変手段と、前記
調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路とを備
え、この調光比検出回路は、調光始動時において、前記
調光比の検出結果に応じて、前記直流電源回路の出力電
圧と調光比とが略反比例となるように予め設定された関
係に基づいて前記直流電源回路の出力電圧を決定し、そ
の決定した値を前記出力電圧可変手段に対して電圧制御
の目標値として与えるものである、ことを特徴とする無
電極放電灯点灯装置。