JP2002231486A - 放電ランプ点灯装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】交流電源からの入力電流の歪みを低減させると
ともに、予熱時、始動時に一定化された所定電圧を放電
ランプに印加可能な放電ランプ点灯装置および照明器具
を提供する。 【解決手段】制御回路１０は、蛍光ランプ４，５の予熱
時および始動時に、駆動回路６に対して入力電流を低歪
化させるスイッチング素子ＦＥＴ１，ＦＥＴ２のオンオ
フ制御動作を不作動させて、ランプ電圧検出回路７によ
り検出された電圧が予め設定された一定電圧となるよう
にオンオフ制御させ、蛍光ランプ４，５の始動後は、駆
動回路６に対して入力電流を低歪化させるスイッチング
素子ＦＥＴ１，ＦＥＴ２のオンオフ制御動作をさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流入力電流を低
歪化させるチョッパ回路および放電ランプを点灯させる
インバータ回路を形成してなる複合回路を具備した放電
ランプ点灯装置および照明器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の放電ランプ点灯装置は、例え
ば、特開平９−１５４２８１号公報（従来技術）に開示
されたものがあり、その放電ランプ点灯装置の回路構成
を図４に示す。

【０００３】図４に示す放電ランプ点灯装置５０は、ス
イッチング回路５１、第１の直列回路５２および第２の
直列回路５３などを形成してなる複合回路を備え、可飽
和変流器ＣＴ１を用いてスイッチング回路５１を制御す
るものである。すなわち、可飽和変流器ＣＴ１の飽和時
間を変化させると、第１および第２のスイッチング装置
５４，５５の一方または両方のオン期間が変化して、出
力回路５６からの出力電圧値が変化する。

【０００４】また、第１のインピーダンス装置５７およ
び第２のインピーダンス装置５８の容量を変化させるこ
とにより、蛍光ランプ５９の予熱時、始動時および始動
後において、出力回路５６からの出力電圧値がそれぞれ
所定値となるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、商用交流
電源Ｖｓから入力電流の高調波を低減させることを優先
してスイッチング装置５４，５５のオン期間を制御して
いるので、蛍光ランプ５９のフィラメント５９ａ，５９
ｂ間に印加される電圧（ランプ電圧）は、図５に示すよ
うに、どうしても低周波で脈動する包絡線を有する高周
波電圧となりがちである。したがって、図５に示すよう
な脈動する包絡線を有する電圧について、蛍光ランプ５
９の予熱時、フィラメント５９ａ，５９ｂを十分に予熱
するとともに、蛍光ランプ５９が始動しないようにする
には、構成回路素子の定数の裕度が少なく設計に手間を
要するという問題があった。また、蛍光ランプ５９の始
動時も同様に、蛍光ランプ５９に過度な高電圧を印加す
ることなく、かつ、確実に始動点灯させるようにするに
は、構成回路素子の選定および定数の設定に手間を要す
る。

【０００６】本発明は、交流電源からの入力電流の歪み
を低減させるとともに、予熱時、始動時に一定化された
所定電圧を放電ランプに印加可能な放電ランプ点灯装置
および照明器具を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の放電ラ
ンプ点灯装置の発明は、商用交流電圧を整流する整流装
置と；整流装置の出力側に設けられ、互いにスイッチン
グ素子を共用して交流入力電流を低歪化させるチョッパ
回路および放電ランプを点灯させるインバータ回路を形
成してなる複合回路と；インバータ回路の高周波出力に
よって点灯される放電ランプと；交流入力電流を低歪化
させるように、前記スイッチング素子をオンオフ制御可
能な駆動手段と；放電ランプのランプ電圧に対応する電
圧を検出するランプ電圧検出手段と；放電ランプの始動
時には、駆動手段に対して交流入力電流を低歪化させる
前記スイッチング素子のオンオフ制御動作を不作動にし
て、ランプ電圧検出手段により検出された電圧が予め設
定された一定電圧となるようにオンオフ制御させ、放電
ランプの始動後は、駆動手段に対して交流入力電流を低
歪化させる前記スイッチング素子のオンオフ制御動作を
作動させる制御手段と；を具備していることを特徴とす
る。

【０００８】チョッパ回路は、交流入力電流を低歪化さ
せるように構成されていればよく、降圧チョッパ、昇圧
チョッパあるいは昇降圧チョッパのいずれであってもよ
い。

【０００９】交流入力電流を低歪化は、入力電流の高調
波が相対的に低減されればよく、例えば経済産業省のガ
イドラインの高調波次数（ｎ）２，３，５，７，９，…
に対して高調波電流含有率（％）がそれぞれ２，３０＊
力率，１０，７，５，…を下回るものであればよい。

【００１０】ランプ電圧に対応する電圧とは、ランプ電
圧（一対のフィラメント間の電圧）の他、放電ランプを
安定点灯するためのバラスト要素としての限流インピー
ダンスの電圧など、ランプ電圧に相関している電圧であ
ればよい。

【００１１】制御手段は、予熱電極を有する放電ランプ
に対しては、予熱時および始動時に駆動手段に対してラ
ンプ電圧検出手段により検出された電圧がそれぞれ予め
設定された一定電圧となるようにオンオフ制御させ、冷
陰極放電ランプのように、予熱電極を有しない放電ラン
プに対しては、始動時に、駆動手段に対してランプ電圧
検出手段により検出された電圧が予め設定された一定電
圧となるようにオンオフ制御させればよい。

【００１２】また、予熱時または始動時に入力電流を低
歪化させるスイッチング素子のオンオフ制御動作を不作
動にするとは、電圧一定化制御との優先関係をどうする
かを意味し、低歪化させるオンオフ制御要素を完全に零
にしなくてもよい。点灯中における低歪化制御も一定化
制御との関係において同様である。

【００１３】本発明によれば、放電ランプの始動時に、
ランプ電圧に対応する電圧が予め設定された一定電圧と
なるようにスイッチング素子がオンオフ制御されるの
で、過大な始動電圧を印加することなく放電ランプを確
実に始動、点灯できるとともに、構成回路素子の選定お
よび定数の設定に手間を要せず、安価に放電ランプ点灯
装置を提供できる。そして、放電ランプの始動後は、交
流入力電流が低歪化されるので、入力力率の向上を図る
ことができる。また、予熱形放電ランプの場合には、予
熱時にも適当な電圧で一定化される。したがって、予熱
不足で始動するいわゆるコールドスタートが防止され
る。

【００１４】請求項２に記載の放電ランプ点灯装置の発
明は、商用交流電圧を整流する整流装置と；整流装置の
出力側に設けられ、互いにスイッチング素子を共用して
交流入力電流を低歪化させるチョッパ回路および放電ラ
ンプを点灯させるインバータ回路を形成してなる複合回
路と；インバータ回路の高周波出力によって点灯される
放電ランプと；放電ランプのランプ電圧に対応する電圧
を検出するランプ電圧検出手段と；整流装置の入力電圧
の電圧波形を検出する入力電圧波形検出手段と；チョッ
パ回路の入力電流の低周波成分の電流波形を検出する入
力電流波形検出手段と；入力電圧波形検出手段により検
出された電圧波形および入力電流波形検出手段により検
出された電流波形が一致するように、前記スイッチング
素子をオンオフ動作させて交流入力電流の低歪化を行わ
せる駆動手段と；放電ランプの始動時には、駆動手段に
対して交流入力電流の低歪化を行う前記スイッチング素
子のオンオフ制御動作を不作動にして、ランプ電圧検出
手段により検出された電圧が予め設定された一定電圧と
なるようにオンオフ制御させ、放電ランプの始動後は、
駆動手段に対して交流入力電流の低歪化を行う前記スイ
ッチング素子のオンオフ制御動作を作動させる制御手段
と；を具備していることを特徴とする。

【００１５】整流装置の入力電圧の電圧波形と、チョッ
パ回路の入力電流の低周波成分の電流波形とを一致させ
ると、交流電源からの入力電流を低歪化でき、入力力率
を向上させることができる。

【００１６】本発明によれば、放電ランプの始動時に、
ランプ電圧に対応する電圧が予め設定された一定電圧と
なるようにスイッチング素子がオンオフ制御されるの
で、過大な始動電圧を印加することなく放電ランプを確
実に始動、点灯できるとともに、構成回路素子の選定お
よび定数の設定に手間を要せず、安価に放電ランプ点灯
装置を提供できる。そして、放電ランプの始動後は、入
力電圧波形検出手段により検出された整流装置の入力電
圧の電圧波形と、入力電流波形検出手段により検出され
たチョッパ回路の入力電流の低周波成分の電流波形とが
一致するようにスイッチング素子をオンオフ動作させる
ので、交流電源からの入力電流が容易に低歪化され、入
力力率が向上する。

【００１７】請求項３に記載の照明器具の発明は、照明
器具本体と；この照明器具本体に配設された請求項１ま
たは２記載の放電ランプ点灯装置と；を具備しているこ
とを特徴とする。

【００１８】本発明によれば、請求項１または請求項２
の発明の作用を有する放電ランプ点灯装置を配設してい
るので、照明器具は、始動時に放電ランプを確実に始
動、点灯できる。また、安価な放電ランプ点灯装置を配
設するので、安価で品質の高い照明器具が提供される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００２０】まず、本発明の第１の実施形態について説
明する。

【００２１】図１は、本発明の第１の実施形態を示す放
電ランプ点灯装置の回路図である。放電ランプ点灯装置
１は、整流装置２、複合回路３、放電ランプとしての蛍
光ランプ４，５、駆動手段としての駆動回路６、ランプ
電圧検出手段としてのランプ電圧検出回路７、入力電圧
波形検出手段としての入力電圧波形検出回路８、入力電
流波形検出手段としての入力電流波形検出回路９および
制御手段としての制御回路１０を有して構成されてい
る。

【００２２】整流装置２は、例えばダイオードブリッジ
にて構成されており、商用交流電源Ｖｓにノイズフィル
ター１１を介して接続されている。そして、整流装置２
は、商用交流電源Ｖｓからの商用交流電圧を整流する。
ノイズフィルター１１は、コモンモードチョーク１２お
よびこのコモンモードチョーク１２の入出力端間にそれ
ぞれ設けられたコンデンサＣ１，Ｃ２からなり、整流装
置２および商用交流電源Ｖｓ間に伝播するノイズを低減
する。

【００２３】複合回路３は、チョッパ回路１３およびイ
ンバータ回路１４を形成して、整流装置２の出力側に設
けられたものである。すなわち、整流装置２の出力端に
コンデンサＣ３が接続され、スイッチング素子としての
電界効果トランジスタＦＥＴ１を介して、インバータト
ランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよび抵抗Ｒ１の直列回路
と、電解コンデンサＣ４およびスイッチング素子として
の電界効果トランジスタＦＥＴ２の直列回路が接続され
ている。そして、電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲー
ト、ソース間には、ゲート回路１５が接続され、さらに
ゲート回路１５を介して、絶縁トランスＴ２の一次巻線
Ｔ２ａおよびコンデンサＣ５の直列回路が接続されてい
る。また、電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲート、ソ
ース間には、ゲート回路１６が接続され、さらにゲート
回路１６を介して、絶縁トランスＴ２の二次巻線Ｔ２ｂ
およびコンデンサＣ６の直列回路が接続されている。そ
して、絶縁トランスＴ２の一次巻線Ｔ２ａと二次巻線Ｔ
２ｂは、互いに逆極性の電圧が発生するように接続され
ている。なお、コンデンサＣ６と並列にダイオードＤ１
が接続されている。

【００２４】また、ゲート回路１５および絶縁トランス
Ｔ２の一次巻線Ｔ２ａの中点ａは、駆動回路６の出力側
に接続されている。駆動回路６は、所定周波数のパルス
信号を出力する。そして、パルス信号のオン時に、一次
巻線Ｔ２ａを介してコンデンサＣ５を充電する。そし
て、ゲート回路１５を介して、電界効果トランジスタＦ
ＥＴ２のゲート、ソース間電圧が所定電圧以上になる
と、電界効果トランジスタＦＥＴ２はオンする。このと
き、絶縁トランスＴ２の二次巻線Ｔ２ｂには、一次巻線
Ｔ２ａと逆極性の電圧が発生し、ゲート回路１６を介し
て電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフされる。そし
て、パルス信号のオフ時に、ゲート回路１５を介して電
界効果トランジスタＦＥＴ２のゲート、ソース間電圧が
所定電圧を下回ると、電界効果トランジスタＦＥＴ２は
オフする。このとき、二次巻線Ｔ２ｂには一次巻線Ｔ２
ａに印加される電圧と逆極性の電圧、つまり、コンデン
サＣ５の充電電圧が発生して、コンデンサＣ６を充電す
る。そして、二次巻線Ｔ２ｂに発生した電圧とコンデン
サＣ６の充電電圧の和がゲート回路１６を介して所定電
圧以上になると、電界効果トランジスタＦＥＴ１はオン
する。すなわち、電界効果トランジスタＦＥＴ１および
電界効果トランジスタＦＥＴ２は、駆動回路６のパルス
信号により交互にオンオフ制御される。なお、ダイオー
ドＤ１は、パルス信号のオン時に、二次巻線Ｔ２ｂに発
生する逆電圧によるコンデンサＣ６の逆充電をバイパス
するものである。

【００２５】インバータトランスＴ１は、一次巻線Ｔ１
ａと二次巻線Ｔ１ｂが直列的に接続され、一次巻線Ｔ１
ａの両端間と、一次巻線Ｔ１ａおよび二次巻線Ｔ１ｂの
直列的回路の両端間にインバータ回路１４のスイッチン
グ出力が供給されている。すなわち、駆動回路６のパル
ス信号による電界効果トランジスタＦＥＴ１および電界
効果トランジスタＦＥＴ２のオンオフ制御により、一次
巻線Ｔ１ａの両端間と、一次巻線Ｔ１ａおよび二次巻線
Ｔ１ｂの直列的回路の両端間にそれぞれ高周波電圧が出
力される。

【００２６】そして、チョッパ回路１３は、電界効果ト
ランジスタＦＥＴ１と、コンデンサＣ３と、電解コンデ
ンサＣ４および電界効果トランジスタＦＥＴ２の直列回
路と、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよび
抵抗Ｒ１の直列回路により形成されている。また、イン
バータ回路１４は、電解コンデンサＣ４および電界効果
トランジスタＦＥＴ２の直列回路と、インバータトラン
スＴ１および抵抗Ｒ１の直列回路に形成されている。チ
ョッパ回路１３およびインバータ回路１４は、スイッチ
ング素子としての電界効果トランジスタＦＥＴ２を互い
に共用しているので、回路構成が簡素となり、安価に形
成されている。そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１
および電界効果トランジスタＦＥＴ２は、それぞれ寄生
ダイオードＤ２，Ｄ３を有している。

【００２７】蛍光ランプ４は、例えば細管１６．５ｍｍ
の２７Ｗ環形蛍光ランプであり、インバータトランスＴ
１の一次巻線Ｔ１ａおよび抵抗Ｒ１の直列回路の両端間
に、直流カット用コンデンサＣ７および限流用インダク
タＬ１を介してフィラメント４ａ，４ｂが接続されてい
る。そして、フィラメント４ａ，４ｂの非電源側にはイ
ンダクタＬ１と共振する共振用コンデンサＣ８が接続さ
れている。

【００２８】また、蛍光ランプ５は、例えば細管１６．
５ｍｍの３４Ｗ環形蛍光ランプであり、インバータトラ
ンスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、二次巻線Ｔ１ｂおよび抵抗
Ｒ１の直列回路の両端間に、直流カット用コンデンサＣ
９および限流用インダクタＬ２を介してフィラメント５
ａ，５ｂが接続されている。そして、フィラメント５
ａ，５ｂの非電源側にはインダクタＬ２と共振する共振
用コンデンサＣ１０が接続されている。蛍光ランプ４，
５は、インバータ回路１４の高周波出力により、それぞ
れフィラメント４ａ，４ｂ、フィラメント５ａ，５ｂが
予熱された後、始動電圧が印加されて点灯する。そし
て、蛍光ランプ４のフィラメント４ａ，４ｂ間および蛍
光ランプ５のフィラメント５ａ，５ｂ間は、ランプ電圧
検出回路７に入力されるように構成されている。

【００２９】ランプ電圧検出回路７は、蛍光ランプ４の
フィラメント４ａ，４ｂ間の電圧（ランプ電圧Ｖａ）お
よび蛍光ランプ５のフィラメント５ａ，５ｂ間の電圧
（ランプ電圧Ｖｂ）を検出するものである。そして、ラ
ンプ電圧検出回路７の出力側は、誤差増幅器ＯＰ１の非
反転入力端子に接続されている。ランプ電圧検出回路７
は、ランプ電圧検出回路７によって検出されたランプ電
圧のうち、蛍光ランプ４，５の予熱時の電圧（予熱電
圧）または始動時の電圧（始動電圧）を出力して、誤差
増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に入力させる。そして、
誤差増幅器ＯＰ１の反転入力端子は、切換スイッチ１７
を介して基準電源Ｒｅｆ１または基準電源Ｒｅｆ２に接
続されている。切換スイッチ１７は、蛍光ランプ４，５
の予熱時に誤差増幅器ＯＰ１の反転入力端子と基準電源
Ｒｅｆ１を接続し、蛍光ランプ４，５の始動時に反転入
力端子と基準電源Ｒｅｆ２を接続するように制御されて
いる。

【００３０】誤差増幅器ＯＰ１は、蛍光ランプ４，５の
予熱時、蛍光ランプ４，５の予熱電圧と基準電源Ｒｅｆ
１の基準電圧Ｖ１を比較し、予熱電圧が基準電圧Ｖ１よ
り大きくなるにしたがって出力を大きくし、予熱電圧が
基準電圧Ｖ１より小さくなるにしたがって出力を小さく
するように構成されている。また、蛍光ランプ４，５の
始動時、蛍光ランプ４，５の始動電圧と基準電源Ｒｅｆ
２の基準電圧Ｖ２を比較し、始動電圧が基準電圧Ｖ２よ
り大きくなるにしたがって出力を大きくし、始動電圧が
基準電圧Ｖ２より小さくなるにしたがって出力を小さく
するように構成されている。そして、誤差増幅器ＯＰ１
の出力側は、リレー１８の常閉接点１８ｂを介して駆動
回路６に接続され、駆動回路６に出力が入力される。そ
して、駆動回路６は、蛍光ランプ４，５の予熱時に予熱
電圧と基準電圧Ｖ１が等しくなるように電界効果トラン
ジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥＴ２を
交互にオンオフ動作させるパルス信号を出力する。ま
た、蛍光ランプ４，５の始動時に始動電圧と基準電圧Ｖ
２が等しくなるように電界効果トランジスタＦＥＴ１お
よび電界効果トランジスタＦＥＴ２を交互にオンオフ動
作させるパルス信号を出力する。すなわち、蛍光ランプ
４，５の予熱時および始動時、予熱電圧および始動電圧
は、それぞれ予め設定された一定電圧に制御される。

【００３１】そして、ランプ電圧検出回路７には、点灯
検出回路１９が接続されている。点灯検出回路１９は、
ランプ電圧検出回路７により検出されたランプ電圧に基
づいて蛍光ランプ４，５の点灯を検出するように構成さ
れている。そして、点灯検出回路１９の出力側は、リレ
ー１８の図示しないコイルに接続されている。リレー１
８は、点灯検出回路１９が蛍光ランプ４，５の点灯を検
出すると、コイルが付勢され、常開接点１８ａがオンさ
れる。この結果、誤差増幅器ＯＰ１の出力側は、駆動回
路６と遮断される。すなわち、蛍光ランプ４，５が点灯
している時、誤差増幅器ＯＰ１の出力は、駆動回路６に
入力されなくなる。

【００３２】なお、ランプ電圧検出回路７は、蛍光ラン
プ４，５のランプ電圧に限らず、ランプ電圧に対応する
電圧を検出すればよいものである。

【００３３】入力電圧波形検出回路８は、整流装置２の
入力電圧の電圧波形を検出するものである。そして、入
力電圧波形検出回路８は、内部に図示しない補正回路を
具備し、入力電圧の電圧波形に応じた出力電圧Ｖ５を出
力する。入力電圧波形検出回路８の出力側は、誤差増幅
器ＯＰ２の反転入力端子に接続されており、この反転入
力端子に出力電圧Ｖ５が入力されている。

【００３４】入力電流波形検出回路９は、チョッパ回路
１３の入力電流の低周波成分の電流波形を検出するもの
であり、その電流波形の検出は、抵抗Ｒ１の両端電圧を
検出することによって行っている。そして、抵抗Ｒ１に
はチョッパ回路１３の高周波の入力電流が流れるので、
入力電流波形検出回路９は高周波から低周波成分の入力
電流を検出して、入力電流に応じた出力電圧Ｖ６を出力
する。そして、入力電流波形検出回路９の出力側は、誤
差増幅器ＯＰ２の非反転入力端子に接続されており、こ
の非反転入力端子に出力電圧Ｖ６が入力されている。

【００３５】誤差増幅器ＯＰ２は、入力電流波形検出回
路９から出力された出力電圧Ｖ６と入力電圧波形検出回
路８から出力された出力電圧Ｖ５を比較し、出力電圧Ｖ
６が出力電圧Ｖ５より大きくなるにしたがって出力を大
きくし、出力電圧Ｖ６が出力電圧５より小さくなるにし
たがって出力を小さくするように構成されている。そし
て、誤差増幅器ＯＰ２の出力側は、リレー１８の常開接
点１８ａを介して駆動回路６に接続されており、駆動回
路６に出力が入力される。そして、駆動回路６は、出力
電圧Ｖ６と出力電圧Ｖ５が等しくなるように、電界効果
トランジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ２を交互にオンオフ動作させるパルス信号を出力す
る。

【００３６】誤差増幅器ＯＰ２の出力側は、リレー１８
の常開接点１８ａに接続されている。リレー１８は、点
灯検出回路１９の制御により、点灯検出回路１９が蛍光
ランプ４，５の点灯を検出しているときに、常開接点１
８ａがオンされる。この結果、蛍光ランプ４，５が点灯
しているときには、駆動回路６に誤差増幅器ＯＰ２の出
力が入力される。一方、蛍光ランプ４，５の予熱時およ
び始動時には、リレー１８は、常閉接点１８ｂが接続さ
れているので、誤差増幅器ＯＰ２の出力側は駆動回路６
から遮断され、駆動回路６に誤差増幅器ＯＰ２出力が入
力されなくなる。

【００３７】駆動回路６が入力電流波形検出回路９から
出力された出力電圧Ｖ６と入力電圧波形検出回路８から
出力された出力電圧Ｖ５を等しくするように、電界効果
トランジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ２を交互にオンオフ動作させると、整流装置２の入力
電圧の電圧波形とチョッパ回路１３の入力電流の低周波
成分の電流波形が一致することになり、商用交流電源Ｖ
ｓからの交流入力電流が低歪化され、入力力率の向上が
なされる。

【００３８】そして、複合回路３の電解コンデンサＣ４
および電界効果トランジスタＦＥＴ２の中点ｂは、直流
電圧検出回路２０に接続されている。電解コンデンサＣ
４の充電電圧は、インバータ回路１４の入力電圧Ｖ７を
形成するものであり、この入力電圧Ｖ７が直流電圧検出
回路２０により検出される。そして、直流電圧検出回路
２０の出力側は、誤差増幅器ＯＰ３の非反転入力端子に
接続されており、この非反転入力端子に入力電圧Ｖ７が
入力される。一方、誤差増幅器ＯＰ３の非反転入力端子
に可変電圧源Ｒｅｆ３に接続されている。この可変電圧
源Ｒｅｆ３の電圧値Ｖ８は、蛍光ランプ４，５の調光率
に応じて連続的にあるいは段階的に変化されように形成
されている。そして、誤差増幅器ＯＰ３の非反転入力端
子には、蛍光ランプ４，５の調光率に応じた可変電圧源
Ｒｅｆ３の電圧値Ｖ８が入力される。

【００３９】誤差増幅器ＯＰ３は、直流電圧検出回路２
０により検出されたインバータ回路１４の入力電圧Ｖ７
と蛍光ランプ４，５の調光率に応じた可変電圧源Ｒｅｆ
３の電圧値Ｖ８を比較し、入力電圧Ｖ７が電圧値Ｖ８よ
り大きくなるにしたがって出力を大きくし、入力電圧Ｖ
７が電圧値Ｖ８より小さくなるにしたがって出力を小さ
くするように構成されている。そして、誤差増幅器ＯＰ
３の出力側は、駆動回路６に接続されており、駆動回路
６に出力が入力される。そして、駆動回路６は、入力電
圧Ｖ７と電圧値Ｖ８が等しくなるように、電界効果トラ
ンジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥＴ２
を交互にオンオフ動作させるパルス信号を出力するよう
に構成されている。この結果、蛍光ランプ４，５は、調
光率に応じた調光点灯をする。

【００４０】そして、点灯検出回路１９、直流電圧検出
回路２０、誤差増幅器ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３、切換ス
イッチ１７、リレー１８、基準電源Ｒｅｆ１，Ｒｅｆ２
および可変電圧源Ｒｅｆ３により、駆動回路６を制御す
る制御回路１０が形成されている。

【００４１】次に、第１の実施形態の作用について述べ
る。

【００４２】商用交流電源Ｖｓから整流装置２に商用交
流電圧が投入されると、整流装置２は商用交流電圧を整
流して、その整流電圧を複合回路３に印加する。そし
て、複合回路３のコンデンサＣ３は、整流電圧により充
電される。このとき、駆動回路６による切換スイッチ１
７の制御により、誤差増幅器ＯＰ１の反転入力端子には
基準電源Ｒｅｆ１の基準電圧Ｖ１が入力されている。ま
た、点灯検出回路１９は、リレー１８のコイルを付勢し
ておらず、リレー１８では常閉接点１８ｂが接続され、
誤差増幅器ＯＰ２の出力が駆動回路６に入力されないよ
うにしている。

【００４３】複合回路３は、駆動回路６により、電界効
果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２が交互にオンオフ動
作される。そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオ
ンしているときに、整流装置２から電界効果トランジス
タＦＥＴ１、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１
ａ、抵抗Ｒ１および整流装置２の経路で電流が流れて、
一次巻線Ｔ１ａに電磁エネルギーが蓄積される。

【００４４】そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１が
オフすると（電界効果トランジスタＦＥＴ２はオフして
いる。）、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに
蓄積された電磁エネルギーによる回生電流が、その電磁
エネルギーが消費されるまで、一次巻線Ｔ１ａ、抵抗Ｒ
１、電界効果トランジスタＦＥＴ２の寄生ダイオードＤ
３、電解コンデンサＣ４および一次巻線Ｔ１ａの閉回路
内で流れて、電解コンデンサＣ４を充電させる。

【００４５】そして、電界効果トランジスタＦＥＴ２が
オンすると、電解コンデンサＣ４の充電電荷による電流
が電界効果トランジスタＦＥＴ２、抵抗Ｒ１、インバー
タトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよび電解コンデンサ
Ｃ４の閉回路内に流れて、一次巻線Ｔ１ａに電磁エネル
ギーが蓄積される。

【００４６】そして、電界効果トランジスタＦＥＴ２が
オフすると（電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフして
いる。）、一次巻線Ｔ１に蓄積された電磁エネルギーに
よる回生電流が一次巻線Ｔ１ａ、電界効果トランジスタ
ＦＥＴ１の寄生ダイオードＤ２、コンデンサＣ３、抵抗
Ｒ１および一次巻線Ｔ１ａの閉回路内で流れ、コンデン
サＣ３をさらに充電させる。

【００４７】そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１が
オンすると、複合回路３はコンデンサＣ３または整流装
置２から給電され、以後、上述を繰り返す。そして、複
合回路３は、コンデンサＣ３の両端電圧が整流装置２の
出力電圧よりも高いときには、コンデンサＣ３から給電
され、コンデンサＣ３の両端電圧が整流装置２の出力電
圧よりも低いときには、整流装置２から給電される。そ
して、コンデンサＣ３の両端電圧が整流装置２の出力電
圧よりも低いとき、コンデンサＣ３は、整流装置２の出
力電流により充電される。このとき、整流装置２に交流
入力電流が流れるので、入力力率が向上される。

【００４８】商用交流電圧が投入されると、駆動回路６
は、まず、予熱周波数のパルス信号によって電界効果ト
ランジスタＦＥＴ２をオンオフ動作させる。すると、ト
ランスＴ２の作用により、電界効果トランジスタＦＥＴ
１がオフオン動作をする。電界効果トランジスタＦＥＴ
１，ＦＥＴ２が交互にオンオフ動作することにより、上
述したように、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１
ａに双方向に電流が流れる。

【００４９】そして、インバータトランスＴ１の一次巻
線Ｔ１ａに対して、整流装置２の正極側から負極側（抵
抗Ｒ１側）に電流が流れているときに、一次巻線Ｔ１
ａ、抵抗Ｒ１、蛍光ランプ４のフィラメント４ｂ、共振
用コンデンサＣ８、蛍光ランプ４のフィラメント４ａ、
インダクタＬ１、直流カット用コンデンサＣ７および一
次巻線Ｔ１ａの閉回路内で電流が流れて、蛍光ランプ４
のフィラメント４ａ，４ｂが予熱される。また、インバ
ータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、抵抗Ｒ１、蛍光ラ
ンプ５のフィラメント５ｂ、共振用コンデンサＣ１０、
蛍光ランプ５のフィラメント５ａ、インダクタＬ２、直
流カット用コンデンサＣ９、二次巻線Ｔ１ｂおよび一次
巻線Ｔ１ａの閉回路内で電流が流れて、蛍光ランプ５の
フィラメント５ａ，５ｂが予熱される。

【００５０】そして、インバータトランスＴ１の一次巻
線Ｔ１ａに対して、整流装置２の負極側（抵抗Ｒ１側）
から正極側に電流が流れているときに、一次巻線Ｔ１
ａ、直流カット用コンデンサＣ７、インダクタＬ１、蛍
光ランプ４のフィラメント４ａ、共振用コンデンサＣ
８、蛍光ランプ４のフィラメント４ｂおよび抵抗Ｒ１の
閉回路内で電流が流れて、蛍光ランプ４のフィラメント
４ａ，４ｂが予熱される。また、インバータトランスＴ
１の一次巻線Ｔ１ａ、二次巻線Ｔ１ｂ、直流カット用コ
ンデンサＣ９、インダクタＬ２、蛍光ランプ５のフィラ
メント５ａ、共振用コンデンサＣ１０、蛍光ランプ５の
フィラメント５ｂ、抵抗Ｒ１および一次巻線Ｔ１ａの閉
回路内で電流が流れて、蛍光ランプ５のフィラメント５
ａ，５ｂが予熱される。

【００５１】そして、蛍光ランプ４のフィラメント４
ａ，４ｂ間の電圧（ランプ電圧Ｖａ）および蛍光ランプ
５のフィラメント５ａ，５ｂ間の電圧（ランプ電圧Ｖ
ｂ）は、それぞれランプ電圧検出回路７によって検出さ
れる。ランプ電圧検出回路７は、検出したランプ電圧Ｖ
ａおよびランプ電圧Ｖｂのうち、大きい方のランプ電圧
を出力電圧Ｖ３として誤差増幅器ＯＰ１の非反転入力端
子に入力する。本実施形態の場合、蛍光ランプ５のフィ
ラメント５ａ，５ｂ間の電圧（ランプ電圧Ｖｂ）が誤差
増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に入力される。

【００５２】誤差増幅器ＯＰ１の反転入力端子に入力さ
れている基準電源Ｒｅｆ１の基準電圧Ｖ１は、所望のラ
ンプ電圧Ｖｂに予め設定されている。誤差増幅器ＯＰ１
は、ランプ電圧検出回路７から出力された出力電圧Ｖ３
と基準電圧Ｖ１の差分に応じて、駆動回路６への出力電
圧を変化させる。駆動回路６は、誤差増幅器ＯＰ１の出
力電圧の変化すなわち出力電圧Ｖ３と基準電圧Ｖ１の差
分に応じて、周波数またはオンデューティ比を変化させ
て、ランプ電圧検出回路７から出力される出力電圧Ｖ３
と基準電圧Ｖ１が等しくなるように、電界効果トランジ
スタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のオンオフ動作を制御する。こ
れにより、蛍光ランプ５のフィラメント５ａ，５ｂ間の
電圧（ランプ電圧Ｖｂ）は、図２に示すように、予め設
定される一定電圧になる。また、蛍光ランプ５のランプ
電圧Ｖｂが一定電圧になるように制御されることによ
り、インダクタＬ１および共振用コンデンサＣ８などの
定数が所望に設定されているので、蛍光ランプ４のラン
プ電圧Ｖａも予め設定される一定電圧になる。

【００５３】そして、駆動回路６は、所定期間例えば２
〜３秒、予熱周波数のパルス信号を出力した後、始動周
波数のパルス信号を所定期間例えば０．２秒出力する。
このとき、駆動回路６は、切換スイッチ１７を制御し
て、誤差増幅器ＯＰ１の反転入力端子に基準電源Ｒｅｆ
２の基準電圧Ｖ２を入力される。この基準電圧Ｖ２は、
蛍光ランプ５のフィラメント５ａ，５ｂ間に印加される
所望の始動電圧（ランプ電圧Ｖｄ）に予め設定されてい
る。

【００５４】そして、蛍光ランプ４のフィラメント４
ａ，４ｂ間にはインダクタＬ１および共振用コンデンサ
Ｃ８の共振による共振電圧すなわち始動電圧（ランプ電
圧Ｖｃ）が印加され、蛍光ランプ５のフィラメント５
ａ，５ｂ間にはインダクタＬ２および共振用コンデンサ
Ｃ１０の共振による共振電圧すなわち始動電圧（ランプ
電圧Ｖｄ）が印加される。そして、ランプ電圧Ｖｃおよ
びランプ電圧Ｖｄは、それぞれランプ電圧検出回路７に
よって検出される。ランプ電圧検出回路７は、検出した
ランプ電圧Ｖｃおよびランプ電圧Ｖｄのうち、大きい方
のランプ電圧すなわちランプ電圧Ｖｄを出力電圧Ｖ４と
して誤差増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に入力する。

【００５５】誤差増幅器ＯＰ１は、ランプ電圧検出回路
７から出力された出力電圧Ｖ４と基準電圧Ｖ２の差分に
応じて、駆動回路６への出力電圧を変化させる。駆動回
路６は、誤差増幅器ＯＰ１の出力電圧の変化すなわち出
力電圧Ｖ４と基準電圧Ｖ２の差分に応じて、周波数また
はオンデューティ比を変化させて、ランプ電圧検出回路
７から出力される出力電圧Ｖ４と基準電圧Ｖ２が等しく
なるように、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２
のオンオフ動作を制御する。これにより、蛍光ランプ５
のフィラメント５ａ，５ｂ間の始動電圧（ランプ電圧Ｖ
ｄ）は、図２に示すように、予め設定される一定電圧に
なる。また、蛍光ランプ５のランプ電圧Ｖｄが予め設定
された一定電圧になるように制御されることにより、イ
ンダクタＬ１および共振用コンデンサＣ８などの定数が
所望に設定されているので、蛍光ランプ４のランプ電圧
Ｖｃも予め設定される一定電圧になる。そして、蛍光ラ
ンプ５は、フィラメント５ａ，５ｂ間に予め設定された
一定電圧のランプ電圧Ｖｄが印加されて点灯する。ま
た、蛍光ランプ４は、フィラメント４ａ，４ｂ間に予め
設定された一定電圧のランプ電圧Ｖｃが印加されて点灯
する。

【００５６】蛍光ランプ４および蛍光ランプ５が点灯す
ると、駆動回路６は、点灯周波数のパルス信号を出力し
て電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を交互にオ
ンオフ動作させる。そして、インバータ回路１４のイン
バータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよび二次巻線Ｔ
１ｂに形成される高周波出力によって、蛍光ランプ４お
よび蛍光ランプ５の点灯が維持される。

【００５７】また、蛍光ランプ４および蛍光ランプ５が
点灯すると、すなわち蛍光ランプ４，５の始動後、点灯
検出回路１９は、リレー１８のコイルを付勢して常開接
点１８ａをオンし、常閉接点１８ｂをオフする。これに
より、駆動回路６には、誤差増幅器ＯＰ１の出力電圧が
入力されなくなり、代わって、誤差増幅器ＯＰ２の出力
電圧が入力されるようになる。

【００５８】誤差増幅器ＯＰ２の反転入力端子には、入
力電圧波形検出回路８から出力された出力電圧Ｖ５が入
力される。この出力電圧Ｖ５は、整流装置２の入力電圧
の電圧波形が内部に設けた図示しない補正回路などによ
り補正され電圧変換されたものである。そして、誤差増
幅器ＯＰ２の非反転入力端子には、入力電流波形検出回
路９の出力電圧Ｖ６が入力される。この出力電圧Ｖ６
は、チョッパ回路１３の入力電流から高周波成分が除去
された低周波成分の電流波形を電圧変換したものであ
る。

【００５９】誤差増幅器ＯＰ２は、入力電圧波形検出回
路８から出力された出力電圧Ｖ５と入力電流波形検出回
路９から出力された出力電圧Ｖ６が等しくなるように、
点灯周波数の周波数またはオンデューティ比を変化させ
て、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のオンオ
フ動作を制御する。これにより、チョッパ回路１３の入
力電流の低周波成分の電流波形は、整流装置２の入力電
圧の整流電圧波形に一致される。すなわち、整流装置２
の入力電流の電流波形は、整流装置２の入力電圧の電圧
波形（商用交流電源Ｖｓの交流電圧の電圧波形）に一致
させるので、交流入力電流の低歪化が行われる。そし
て、商用交流電源Ｖｓからの入力力率の向上を図ること
ができる。

【００６０】そして、蛍光ランプ４，５を調光させると
きには、可変電圧源Ｒｅｆ３の電圧値Ｖ８を調光率に応
じて連続的にあるいは段階的に変化させる。駆動回路６
は、直流電圧検出回路２０により検出されたインバータ
回路１４の入力電圧Ｖ７と可変電圧源Ｒｅｆ３の電圧値
Ｖ８が等しくなるように、電界効果トランジスタＦＥＴ
１および電界効果トランジスタＦＥＴ２を交互にオンオ
フ動作させるパルス信号を出力する。これにより、蛍光
ランプ４，５は、調光率に応じた調光点灯がなされる。

【００６１】上述したように、制御回路１０は、蛍光ラ
ンプ４，５の予熱時および始動時に、誤差増幅器ＯＰ２
の出力電圧を駆動回路６に入力させないようにすること
により、商用交流電源Ｖｓからの入力電流を低歪化させ
る電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のオンオフ
動作を不作動にさせて、ランプ電圧検出回路７により検
出されたランプ電圧が予め設定された一定電圧となるよ
うに駆動回路６を制御するので、蛍光ランプ４，５の予
熱時、始動時に過渡的あるいは低周波リップル成分によ
る変動を防止することができる。また、ランプ電圧が予
め設定された一定電圧となるように構成させればよいの
で、構成回路素子の選定、定数の設計が容易となり、放
電ランプ点灯装置１を安価にすることができる。

【００６２】そして、制御回路１０は、駆動回路６に対
して、蛍光ランプ４，５の始動後に、入力電圧波形検出
回路８により検出された電圧波形および入力電流波形検
出回路９により検出された電流波形が一致するように、
電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２をオンオフ動
作させ、商用交流電源Ｖｓからの入力電流を低歪化させ
るので、確実に交流入力電流の低歪化を行うことがで
き、入力力率の向上を図ることができる。

【００６３】なお、フィラメントを有さない蛍光ラン
プ、例えば冷陰極形蛍光ランプに対しては、始動時に、
制御回路１０が予め設定される一定電圧となるように駆
動回路６を制御すればよい。

【００６４】また、図１に示す入力電圧波形検出回路８
および入力電流波形検出回路９によって、交流入力電流
の低歪化を行わせる必要はなく、上述した複合回路３の
動作などによって交流入力電流を低歪化または入力力率
を向上させるように構成してもよい。

【００６５】次に、第２の実施形態について説明する。

【００６６】図３は、本発明の第２の実施形態を示す照
明器具の断面図である。なお、図１と同一部分には同一
符合を付して説明は省略する。

【００６７】図３に示す照明器具２１は、照明器具本体
２２、グローブ２３および図１に示す放電ランプ点灯装
置１などから構成されている。環形蛍光ランプ４，５
は、環外径が異なり、同心円状にして照明器具本体２２
のランプソケット２４，２５に配設されている。環形蛍
光ランプ４は、管外径１６．５ｍｍ、環外径２９９ｍ
ｍ、ランプ電力２７Ｗである。環形蛍光ランプ５は、管
外径１６．５ｍｍ、環外径３７３ｍｍ、ランプ電力３４
Ｗである。照明器具本体２２内には、環形蛍光ランプ
４，５を除く放電ランプ点灯装置１が配設されている。
放電ランプ点灯装置１のインバータ回路１４は、環形蛍
光ランプ４，５を高周波で付勢する。照明器具本体２２
は、天井２６に図示しないネジなどによって固定され、
前面はグローブ２３によって覆われている。環形蛍光ラ
ンプ４，５の管径が１６．５ｍｍと細いので、照明器具
２１は薄形化されている。

【００６８】照明器具２１は、環形蛍光ランプ４，５の
予熱時および始動時に、ランプ電圧に対応する電圧がそ
れぞれ予め設定された一定電圧となるように電界効果ト
ランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がオンオフ制御される放
電ランプ点灯装置１を配設しているので、予熱時、始動
時に環形蛍光ランプ４，５のランプ電圧の変動が防止さ
れる。そして、照明器具２１は、安価な放電ランプ点灯
装置１を配設するので、安価で高品質を提供することが
できる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、放電ランプの
始動時に、ランプ電圧に対応する電圧が予め設定された
一定電圧となるようにスイッチング素子がオンオフ制御
されるように構成されているので、始動時の放電ランプ
のランプ電圧の変動を防止することができ、放電ランプ
の始動後は、交流入力電流が低歪化されるので、入力力
率の向上を図ることができる。そして、構成回路素子の
選定、定数の設定が容易であるので、安価に放電ランプ
点灯装置を提供することができる。

【００７０】請求項２の発明によれば、放電ランプの始
動時に、ランプ電圧に対応する電圧が予め設定された一
定電圧となるようにスイッチング素子がオンオフ制御さ
れるように構成されているので、始動時の放電ランプの
ランプ電圧の変動を防止することができ、放電ランプの
始動後は、入力電圧波形検出手段により検出された整流
装置の入力電圧の電圧波形と、入力電流波形検出手段に
より検出されたチョッパ回路の入力電流の低周波成分の
電流波形が一致するようにスイッチング素子をオンオフ
動作させるので、交流電源からの入力電流を容易に低歪
化することができて、入力力率の向上を図ることができ
る。そして、構成回路素子の選定、定数の設定が容易で
あるので、安価に放電ランプ点灯装置を提供することが
できる。

【００７１】請求項３の発明によれば、放電ランプの始
動時に、ランプ電圧に対応する電圧が予め設定された一
定電圧となるようにスイッチング素子がオンオフ制御さ
れる放電ランプ点灯装置を配設しているので、照明器具
は、始動時に放電ランプのランプ電圧の変動を防止する
ことができる。また、安価な放電ランプ点灯装置を配設
するので、安価で品質の高い照明器具を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す放電ランプ点灯
装置の回路図。

【図２】同じく、放電ランプのランプ電圧の波形図。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す照明器具の断面
図。

【図４】従来技術の放電ランプ点灯装置の回路図。

【図５】同じく、放電ランプのランプ電圧の波形図。

【符号の説明】

１………………放電ランプ点灯装置 ２………………整流装置 ３………………複合回路 ４，５…………放電ランプとしての蛍光ランプ ６………………駆動手段としての駆動回路 ７………………ランプ電圧検出手段としてのランプ電圧
検出回路 ８………………入力電圧波形検出手段としての入力電圧
波形検出回路 ９………………入力電流波形検出手段としての入力電流
波形検出回路 １０……………制御手段としての制御回路 ２１……………照明器具 ２２……………照明器具本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垣谷 勉 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA02 AB02 BA05 BB01 BC01 BC03 CA11 CA16 DB03 DD01 DE02 DE04 FA05 GA02 GB04 GC04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電圧を整流する整流装置と；整
   流装置の出力側に設けられ、互いにスイッチング素子を
   共用して交流入力電流を低歪化させるチョッパ回路およ
   び放電ランプを点灯させるインバータ回路を形成してな
   る複合回路と；インバータ回路の高周波出力によって点
   灯される放電ランプと；交流入力電流を低歪化させるよ
   うに、前記スイッチング素子をオンオフ制御可能な駆動
   手段と；放電ランプのランプ電圧に対応する電圧を検出
   するランプ電圧検出手段と；放電ランプの始動時には、
   駆動手段に対して交流入力電流を低歪化させる前記スイ
   ッチング素子のオンオフ制御動作を不作動にして、ラン
   プ電圧検出手段により検出された電圧が予め設定された
   一定電圧となるようにオンオフ制御させ、放電ランプの
   始動後は、駆動手段に対して交流入力電流を低歪化させ
   る前記スイッチング素子のオンオフ制御動作を作動させ
   る制御手段と；を具備していることを特徴とする放電ラ
   ンプ点灯装置。
2. 【請求項２】 商用交流電圧を整流する整流装置と；整
   流装置の出力側に設けられ、互いにスイッチング素子を
   共用して交流入力電流を低歪化させるチョッパ回路およ
   び放電ランプを点灯させるインバータ回路を形成してな
   る複合回路と；インバータ回路の高周波出力によって点
   灯される放電ランプと；放電ランプのランプ電圧に対応
   する電圧を検出するランプ電圧検出手段と；整流装置の
   入力電圧の電圧波形を検出する入力電圧波形検出手段
   と；チョッパ回路の入力電流の低周波成分の電流波形を
   検出する入力電流波形検出手段と；入力電圧波形検出手
   段により検出された電圧波形および入力電流波形検出手
   段により検出された電流波形が一致するように、前記ス
   イッチング素子をオンオフ動作させて交流入力電流の低
   歪化を行わせる駆動手段と；放電ランプの始動時には、
   駆動手段に対して交流入力電流の低歪化を行う前記スイ
   ッチング素子のオンオフ制御動作を不作動にして、ラン
   プ電圧検出手段により検出された電圧が予め設定された
   一定電圧となるようにオンオフ制御させ、放電ランプの
   始動後は、駆動手段に対して交流入力電流の低歪化を行
   う前記スイッチング素子のオンオフ制御動作を作動させ
   る制御手段と；を具備していることを特徴とする放電ラ
   ンプ点灯装置。
3. 【請求項３】 照明器具本体と；この照明器具本体に配
   設された請求項１または２記載の放電ランプ点灯装置
   と；を具備していることを特徴とする照明器具。