JP2002260894A - 放電灯点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温時でも放電ランプを安定して点灯させる
放電灯点灯装置および照明装置を提供する。 【解決手段】 ランプ電流検出回路20で蛍光ランプFLの
ランプ電流を検出し、通常温度の場合には一般的に蛍光
ランプFLのランプ電流は所定値より大きいので、ランプ
電流検出回路20はダイオードD2およびダイオードD3で高
値優先のためランプ電流検出回路20で検出するランプ電
流が一定になるように、チョッパ制御回路19は昇圧チョ
ッパ回路12を制御する。ランプ電流検出回路20で検出さ
れるランプ電流が所定値以下の場合には、直流電圧検出
回路18からダイオードD2を介した昇圧チョッパ回路12の
出力電圧が一定となるようにチョッパ制御回路19は昇圧
チョッパ回路12を制御するとともに、電界効果トランジ
スタQ2，Q3のオン、オフタイミングを速くし、所定の周
波数まで上昇させ、インバータ回路14の出力電圧を高く
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温時でも放電ラ
ンプを安定して点灯させる放電灯点灯装置および照明装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置として
は、たとえば特開平１１−２２０８８９号公報に記載の
構成が知られている。この特開平１１−２２０８８９号
公報に記載の放電灯点灯装置は、可変直流電源にインバ
ータ回路が接続され、このインバータ回路により放電ラ
ンプを常に一定の高い周波数で点灯させる。また、放電
ランプのランプ電流を検出するランプ電流検出手段が設
けられ、このランプ電流手段で検出されたランプ電流が
所定値より小さくなると可変直流電源の電圧を上昇させ
ることにより、インバータ回路の出力を増加させてラン
プ電流を増加させ、反対にランプ電流が大きくなると可
変直流電源Eの電圧を低下させることにより、インバー
タ回路の出力を低下させてランプ電流を減少させ、ラン
プ電流を常に一定にして放電ランプを安定して点灯させ
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１−２２０８８９号公報に記載の構成の場合、通
常の温度条件の下では放電ランプのランプ電流を一定に
でき放電ランプの点灯が安定するものの、たとえば点灯
維持電圧が高くなる低温時には放電ランプの点灯が不安
定になるおそれがある。

【０００４】すなわち、図７に示すように、周囲温度が
２５℃の場合のランプ電圧と、インバータ回路の出力電
圧との関係を見ると、負荷電流が３００ｍＡのときのみ
に放電ランプのランプ電圧とインバータ回路の出力電圧
とが交差するので、負荷電流が３００ｍＡで放電ランプ
の動作が安定する。

【０００５】ところが、周囲温度が０℃の場合のランプ
電圧と、インバータ回路の出力電圧との関係を見ると、
負荷電流が２５ｍＡおよび３００ｍＡの２点で放電ラン
プの電圧−電流特性とインバータ回路の出力電圧とが交
差するので、放電ランプの電圧−電流特性が変化する
と、放電ランプの動作点が定まらなくなる問題を有して
いる。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、低温時でも放電ランプを安定して点灯させる放電灯
点灯装置および照明装置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記載の放電灯点
灯装置は、定格駆動周波数が放電ランプを含む負荷共振
回路の共振周波数よりも低い領域で放電ランプを点灯さ
せる放電灯点灯回路と；放電ランプのランプ電流を検出
するランプ電流検出手段と；このランプ電流検出手段で
検出されたランプ電流が所定値以上のときには放電灯点
灯回路の発振周波数を一定となるように制御し、ランプ
電流が所定値未満のときには放電灯点灯回路の発振周波
数を上昇させる制御手段とを具備したもので、ランプ電
流検出手段で検出されたランプ電流が所定値以上のとき
には放電灯点灯回路の発振周波数を一定となるように制
御し、ランプ電流が所定値未満のときには制御手段は放
電灯点灯回路の出力電圧を上昇させるので、放電ランプ
の点灯維持電圧が高くなる低温時にインバータ回路の出
力電圧を上昇させることにより、低電流域で放電ランプ
のランプ電圧とインバータ回路の出力電圧とが一致する
動作点が生じないので、低温状態でも放電ランプの点灯
が安定する。

【０００８】請求項２記載の放電灯点灯装置は、定格駆
動周波数が放電ランプを含む負荷共振回路の共振周波数
よりも低い領域で放電ランプを点灯させる放電灯点灯回
路と；放電ランプのランプ電圧を検出するランプ電圧検
出手段と；このランプ電圧検出手段で検出されたランプ
電圧が所定値以下のときには放電灯点灯回路の発振周波
数を一定となるように制御し、ランプ電圧が所定値を超
えたときには放電灯点灯回路の発振周波数を上昇させる
制御手段とを具備したもので、ランプ電圧検出手段で検
出されたランプ電圧が所定値以下のときには放電灯点灯
回路の発振周波数を一定となるように制御し、ランプ電
圧が所定値を超えたときには制御手段は放電灯点灯回路
の出力電圧を上昇させるので、放電ランプの点灯維持電
圧が高くなる低温時にインバータ回路の出力電圧を上昇
させることにより、低電流域で放電ランプのランプ電圧
とインバータ回路の出力電圧とが一致する動作点が生じ
ないので、低温状態でも放電ランプの点灯が安定する。

【０００９】請求項３記載の放電灯点灯装置は、定格駆
動周波数が放電ランプを含む負荷共振回路の共振周波数
よりも低い領域で交流電源を入力して直流に変換する直
流電源部を備え、この直流電源部の出力により放電ラン
プを点灯させる放電灯点灯回路と；直流電源部の直流電
圧を検出する直流電圧検出手段と；この直流電圧検出手
段で検出された直流電圧が所定値以下のときには放電灯
点灯回路の発振周波数を一定となるように制御し、直流
電圧が所定値を超えたときには放電灯点灯回路の発振周
波数を上昇させる制御手段とを具備したもので、直流電
圧検出手段で検出された直流電圧が所定値以下のときに
は放電灯点灯回路の発振周波数を一定となるように制御
し、直流電圧が所定値を超えたときには制御手段は放電
灯点灯回路の出力電圧を上昇させるので、放電ランプの
点灯維持電圧が高くなる低温時にインバータ回路の出力
電圧を上昇させることにより、低電流域で放電ランプの
ランプ電圧とインバータ回路の出力電圧とが一致する動
作点が生じないので、低温状態でも放電ランプの点灯が
安定する。

【００１０】請求項４記載の照明装置は、請求項１ない
し３いずれか一記載の放電灯点灯装置と；この放電灯点
灯装置で点灯される放電ランプが取り付けられる器具本
体とを具備したもので、それぞれの作用を奏する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置の一実施
の形態を図面を参照して説明する。

【００１２】図２は照明装置の外観を示す斜視図で、こ
の図２に示すように、照明装置１は器具本体２を有し、
この器具本体２の下面には反射面３が形成されている。
また、このこの反射面３の両端には、ランプソケット
４，４が取り付けられ、これらランプソケット４，４間
には放電ランプとしての直管型の蛍光ランプFLが取り付
けられており、器具本体２内には放電灯点灯装置５が収
容されている。

【００１３】図１は放電灯点灯装置を示す回路図で、こ
の図１に示すように、放電灯点灯装置５は、商用交流電
源ｅに全波整流回路11の入力端子が接続され、この全波
整流回路11の出力端子には、力率改善を兼ねた昇圧チョ
ッパ回路12が接続されている。この昇圧チョッパ回路12
は、全波整流回路11の出力端子にインダクタL1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Q1が直列
に接続され、この電界効果トランジスタQ1に対して並列
にダイオードD1およびコンデンサC1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Q1のゲートに
は、駆動回路13が接続されている。

【００１４】そして、コンデンサC1には放電灯点灯回路
としてのハーフブリッジ型のインバータ回路14が接続さ
れ、このインバータ回路14はコンデンサC1に対して並列
にスイッチング素子となる電界効果トランジスタQ2およ
び電界効果トランジスタQ3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Q2および電界効果トラ
ンジスタQ3には発振器（ＯＳＣ）が駆動回路16を介して
接続され、周波数一定で動作する。

【００１５】また、電界効果トランジスタQ3には、負荷
共振回路17が接続されている。この負荷共振回路17は電
界効果トランジスタQ3の両端に直流カット用のコンデン
サC2およびバラスト用のインダクタL2を介して蛍光ラン
プFLのフィラメントFLa，FLbのそれぞれの一端が接続さ
れ、これらフィラメントFLa，FLbの他端には始動用のコ
ンデンサC3が接続されている。なお、この負荷共振回路
17の共振周波数ｆ0は、インバータ回路14の定格駆動周
波数ｆ1より高い周波数に設定されており、インバータ
回路14の電界効果トランジスタQ2および電界効果トラン
ジスタQ3の駆動周波数を高くして共振周波数ｆ0に近づ
けることによりインバータ回路14の出力電圧が増加す
る。

【００１６】さらに、昇圧チョッパ回路12の出力端に
は、直流電圧検出手段としての直流電圧検出回路18が接
続され、この直流電圧検出回路18はダイオードD2を介し
て制御手段としてのチョッパ制御回路19が接続されてい
る。なお、ダイオードD2およびダイオードD3により直流
電圧検出回路18とランプ電流検出手段としてのランプ電
流検出回路20のうちの高値が優先して入力されるように
構成されている。また、蛍光ランプFLのフィラメントFL
bの近傍には磁気結合用のコイルL3が巻回され、このコ
イルL3はランプ電流検出回路20に接続され、このランプ
電流検出回路20はダイオードD3を介してチョッパ制御回
路19に接続されている。

【００１７】次に、上記実施の形態の動作について説明
する。

【００１８】まず、商用交流電源ｅの交流電圧を全波整
流回路11で全波整流し、この全波整流された脈流を駆動
回路13により電界効果トランジスタQ1をオン、オフさせ
ることによりチョッピングし、ダイオードD1で整流した
後コンデンサC1を充電して平滑する。そして、発振器15
により電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジ
スタQ3を交互にオン、オフさせて定格駆動周波数ｆ1と
しての高周波交流を発生させ、蛍光ランプFLを始動、点
灯させる。

【００１９】また、ランプ電流検出回路20で蛍光ランプ
FLのランプ電流を検出し、通常温度の場合には一般的に
蛍光ランプFLのランプ電流は所定値より大きいので、こ
のランプ電流検出回路20はダイオードD2およびダイオー
ドD3で高値優先のためこのランプ電流検出回路20で検出
されるランプ電流が一定になるように、チョッパ制御回
路19は昇圧チョッパ回路12を制御する。

【００２０】一方、ランプ電流検出回路20で検出される
ランプ電流が所定値以下の場合には、直流電圧検出回路
18からダイオードD2を介した昇圧チョッパ回路12の出力
電圧、すなわちインバータ回路14の入力電圧が一定とな
るようにチョッパ制御回路19は昇圧チョッパ回路12を制
御するとともに、駆動回路16により電界効果トランジス
タQ2および電界効果トランジスタQ3のオン、オフタイミ
ングを速くして所定の周波数まで上昇するように制御す
る。このように制御することによって、インバータ回路
14の出力電圧が高くなり、ランプ電流の低下が抑制され
る。

【００２１】このように、蛍光ランプFLの電流値が所定
値以下の場合には蛍光ランプFLの電圧が上昇すると、従
来は図７に示すように、インバータ回路14の出力電圧と
蛍光ランプFLの電圧−電流特性とがたとえば周囲温度が
０℃のときには２箇所で交差していたが、上記実施の形
態によれば、ランプ電流が所定値以下になるとインバー
タ回路14の周波数を高くして出力電圧を増加させること
により、図３に示すように、温度が低下して蛍光ランプ
FLの放電維持電圧が高くなっても、インバータ回路14の
出力電圧と蛍光ランプFLの電圧−電流特性とは１箇所で
しか交差しないため、蛍光ランプFLの動作点は１つにな
り周囲温度が低下した場合にも、蛍光ランプFLを安定し
て点灯できる。

【００２２】次に、他の実施の形態について図４を参照
して説明する。

【００２３】図４は他の実施の形態の放電灯点灯装置を
示す回路図で、図４に示すように、放電灯点灯装置５
は、図１に示す実施の形態において、チョッパ制御回路
19をダイオードD2およびダイオードD3のカソードに、抵
抗R1を介してコンパレータとなるオペアンプ21の非反転
入力端子に接続され、このオペアンプ21の反転入力端子
には基準電源E1が接続されている。また、オペアンプ21
の非反転入力端子および出力端子間には抵抗R2およびコ
ンデンサC11の並列回路が接続され、このオペアンプ21
の出力端子はオペアンプからの出力電圧に従い周波数お
よびデューティ比の少なくともいずれか一方を変化させ
る制御回路22に接続され、この制御回路22は駆動回路13
に接続されている。

【００２４】また、直流電圧検出回路18には制御手段と
してのインバータ制御回路23が接続され、このインバー
タ制御回路23は直流電圧検出回路18に抵抗R3を介してト
ランジスタQ4のベースに接続され、このトランジスタQ4
のベースおよびエミッタ間には抵抗R4が接続されてい
る。また、このトランジスタQ4のコレクタは抵抗R5を介
して発振器15に接続され、この発振器15および抵抗R5の
接続点とトランジスタQ4のエミッタ間には抵抗R6が接続
されている。

【００２５】次に、上記実施の形態の動作について説明
する。

【００２６】基本的には、図１に示す放電灯点灯装置と
同様に、蛍光ランプFLのランプ電流が所定値より大きい
場合には、このランプ電流検出回路20はダイオードD2お
よびダイオードD3で高値優先のためこのランプ電流検出
回路20で検出されるランプ電流が一定になるように、チ
ョッパ制御回路19は昇圧チョッパ回路12を制御し、蛍光
ランプFLのランプ電流が所定値以下の場合には、直流電
圧検出回路18からダイオードD2を介した昇圧チョッパ回
路12の出力電圧、すなわちインバータ回路14の入力電圧
が一定となるようにチョッパ制御回路19は昇圧チョッパ
回路12を制御し、結果としてインバータ回路14の出力電
圧を高くする。そして、この場合には、オペアンプ21の
非反転入力端子に入力されるダイオードD2を介した直流
電圧検出回路18の出力、または、ダイオードD3を介した
ランプ電流検出回路20の出力のうちのいずれか高値の電
圧が、オペアンプ21の反転入力端子の基準電圧源E1と等
しくなるように、駆動回路13を介して電界効果トランジ
スタQ1を制御する。

【００２７】さらに、直流電圧検出回路18で電圧を検出
し、この直流電圧検出回路18の出力を抵抗R3および抵抗
R4を介して検出し、トランジスタQ4で増幅する。直流電
圧検出回路18からの出力が小さい部分では、トランジス
タQ4にベース電流が供給されずトランジスタQ4はほとん
どオフ状態のためコンデンサC12の電荷はほとんど抵抗R
6を介してのみ放電されるため、インバータ回路14の周
波数は一定となる。一方、直流電圧検出回路18からの出
力が大きくなるに従い、トランジスタQ4のベース電流が
増加しトランジスタQ4のコレクタ、エミッタ間の見掛け
上の抵抗値が低下するためコンデンサC12の電荷は抵抗R
6および抵抗R6に並列な抵抗R5およびトランジスタQ4の
直列回路を介して放電されるため、インバータ回路14の
周波数は高くなり、出力電圧を増加させる。なお、この
様にトランジスタQ4をオンしてインバータ回路14の周波
数を高くして、インバータ回路14の出力電圧を高くする
のは蛍光ランプFLのランプ電流が所定値以下の場合のみ
とし、ランプ電流が所定値より大きい場合にはインバー
タ回路14の周波数を一定にし、出力電圧を一定にする。

【００２８】また、インバータ回路14は、図５に示すよ
うに、定格駆動周波数f1が負荷共振回路17のＬＣ共振周
波数f0より低いので、動作周波数が高くなるに従いイン
バータ回路14の出力は増加する。

【００２９】さらに、他の実施の形態の放電灯点灯装置
を図６を参照して説明する。

【００３０】図６はさらに他の実施の形態の放電灯点灯
装置で、この図６に示すように、放電灯点灯装置５は、
図４に示す放電灯点灯装置５において、直流電圧検出回
路18の出力に従いインバータ回路14の駆動周波数を変化
させるのに対し、蛍光ランプFLのランプ電圧を検出する
ランプ電圧検出手段25の出力に従いインバータ回路14の
駆動周波数を変化させるものである。

【００３１】そして、基本的な動作は、図４に示す放電
灯点灯装置５と同様であるが、蛍光ランプFLのランプ電
圧に従いインバータ回路14の周波数を変化させてインバ
ータ回路14の出力を変化させるので、より確実にインバ
ータ回路14の出力電圧と蛍光ランプFLの電圧−電流特性
とが１箇所でしか交差しなくなるため、蛍光ランプFLの
動作点は１つになり周囲温度が低下した場合にも、蛍光
ランプFLを安定して点灯できる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の放電灯点灯装置によれ
ば、ランプ電流検出手段で検出されたランプ電流が所定
値以上のときには放電灯点灯回路の発振周波数を一定と
なるように制御し、ランプ電流が所定値未満のときには
制御手段は放電灯点灯回路の出力電圧を上昇させるの
で、放電ランプの点灯維持電圧が高くなる低温時にイン
バータ回路の出力電圧を上昇させることにより、低電流
域で放電ランプのランプ電圧とインバータ回路の出力電
圧とが一致する動作点が生じないので、低温状態でも放
電ランプの点灯を安定できる。

【００３３】請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、
ランプ電圧検出手段で検出されたランプ電圧が所定値以
下のときには放電灯点灯回路の発振周波数を一定となる
ように制御し、ランプ電圧が所定値を超えたときには制
御手段は放電灯点灯回路の出力電圧を上昇させるので、
放電ランプの点灯維持電圧が高くなる低温時にインバー
タ回路の出力電圧を上昇させることにより、低電流域で
放電ランプのランプ電圧とインバータ回路の出力電圧と
が一致する動作点が生じないので、低温状態でも放電ラ
ンプの点灯を安定できる。

【００３４】請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、
直流電圧検出手段で検出された直流電圧が所定値以下の
ときには放電灯点灯回路の発振周波数を一定となるよう
に制御し、直流電圧が所定値を超えたときには制御手段
は放電灯点灯回路の出力電圧を上昇させるので、放電ラ
ンプの点灯維持電圧が高くなる低温時にインバータ回路
の出力電圧を上昇させることにより、低電流域で放電ラ
ンプのランプ電圧とインバータ回路の出力電圧とが一致
する動作点が生じないので、低温状態でも放電ランプの
点灯を安定できる。

【００３５】請求項４記載の照明装置によれば、請求項
１ないし３いずれか一記載の放電灯点灯装置で点灯され
る放電ランプが取り付けられる器具本体とを具備したの
で、それぞれの効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電灯点灯装置の一実施の形態を示す
回路図である。

【図２】同上照明装置の外観を示す斜視図である。

【図３】同上インバータ回路の出力電圧と蛍光ランプの
電圧−電流特性を示すグラフである。

【図４】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図５】同上インバータ回路の周波数と出力電圧の関係
を示すグラフである。

【図６】同上また他の実施の形態の放電灯点灯装置を示
す回路図である。

【図７】従来例のインバータ回路の出力電圧と蛍光ラン
プの電圧−電流特性を示すグラフである。

【符号の説明】

５ 放電灯点灯装置 14 放電灯点灯回路としてのインバータ回路 17 負荷共振回路 18 直流電圧検出手段としての直流電圧検出回路 19 制御手段としてのチョッパ制御回路 20 ランプ電流検出手段としてのランプ電流検出回路 23 制御手段としてのインバータ制御回路 25 ランプ電圧検出手段 FL 放電ランプとしての蛍光ランプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定格駆動周波数が放電ランプを含む負荷
   共振回路の共振周波数よりも低い領域で放電ランプを点
   灯させる放電灯点灯回路と；放電ランプのランプ電流を
   検出するランプ電流検出手段と；このランプ電流検出手
   段で検出されたランプ電流が所定値以上のときには放電
   灯点灯回路の発振周波数を一定となるように制御し、ラ
   ンプ電流が所定値未満のときには放電灯点灯回路の発振
   周波数を上昇させる制御手段と；を具備したことを特徴
   とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 定格駆動周波数が放電ランプを含む負荷
   共振回路の共振周波数よりも低い領域で放電ランプを点
   灯させる放電灯点灯回路と；放電ランプのランプ電圧を
   検出するランプ電圧検出手段と；このランプ電圧検出手
   段で検出されたランプ電圧が所定値以下のときには放電
   灯点灯回路の発振周波数を一定となるように制御し、ラ
   ンプ電圧が所定値を超えたときには放電灯点灯回路の発
   振周波数を上昇させる制御手段と；を具備したことを特
   徴とする放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 定格駆動周波数が放電ランプを含む負荷
   共振回路の共振周波数よりも低い領域で交流電源を入力
   して直流に変換する直流電源部を備え、この直流電源部
   の出力により放電ランプを点灯させる放電灯点灯回路
   と；直流電源部の直流電圧を検出する直流電圧検出手段
   と；この直流電圧検出手段で検出された直流電圧が所定
   値以下のときには放電灯点灯回路の発振周波数を一定と
   なるように制御し、直流電圧が所定値を超えたときには
   放電灯点灯回路の発振周波数を上昇させる制御手段と；
   を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか一記載の放電
   灯点灯装置と；この放電灯点灯装置で点灯される放電ラ
   ンプが取り付けられる器具本体と；を具備したことを特
   徴とする照明装置。