JP2002270391A - 照明用点灯装置 - Google Patents
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- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明が解決する課題は、高周波動作にも適応
した放電管の点灯装置において、ランプ点灯直後や低温
時の光束を向上する照明用点灯装置を提供することであ
る。 【解決手段】上記課題の解決は、放電管を含む共振負荷
回路と商用交流電圧から直流電圧を生成する電源回路
と、生成された直流電圧を交流電圧に変換して共振負荷
回路に供給するインバータを備えた照明用点灯装置にお
いて、放電管の点灯直後から放電管の動作パラメータに
応答して、共振負荷回路に供給する電力を制御する制御
回路を備えることにより達成できる。
した放電管の点灯装置において、ランプ点灯直後や低温
時の光束を向上する照明用点灯装置を提供することであ
る。 【解決手段】上記課題の解決は、放電管を含む共振負荷
回路と商用交流電圧から直流電圧を生成する電源回路
と、生成された直流電圧を交流電圧に変換して共振負荷
回路に供給するインバータを備えた照明用点灯装置にお
いて、放電管の点灯直後から放電管の動作パラメータに
応答して、共振負荷回路に供給する電力を制御する制御
回路を備えることにより達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインバータ方式の照
明用点灯装置に関する。
明用点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、商用交流電圧から得られる直流電
圧を高周波交流電圧に変換して放電管に印加するインバ
ータ方式の照明装置が広く用いられるようになってきて
いる。この方式の照明装置では、放電管は、フィラメン
トを備えた通常の蛍光ランプであってもよく、またフィ
ラメントを備えず、励起コイルから放出する磁力線でプ
ラズマを発生させる無電極蛍光ランプであってもよい。
蛍光ランプは周知のとおり、放電管内部の水銀蒸気を励
起し紫外線を放出し管内面の蛍光体で可視光に変換す
る。通常のアマルガム入りの蛍光ランプでは、点灯中の
水銀蒸気圧を最適に設定する主アマルガムと、点灯直後
の水銀放出を早める補助アマルガムを備えている。従来
のグロー管内蔵の銅鉄安定器を用いた点灯では、グロー
管が動作している間フィラメントが予熱され、電極部に
設けた補助アマルガムが加熱されることにより、管内部
の水銀蒸気圧が上昇し、光束立上りを改善していた。し
かしながら、インバータ方式では、瞬時に点灯すること
が要求される為、フィラメント予熱の時間が十分に確保
されず、点灯直後や低温時では水銀蒸気圧が低く、光束
立上りが遅いという問題がある。
圧を高周波交流電圧に変換して放電管に印加するインバ
ータ方式の照明装置が広く用いられるようになってきて
いる。この方式の照明装置では、放電管は、フィラメン
トを備えた通常の蛍光ランプであってもよく、またフィ
ラメントを備えず、励起コイルから放出する磁力線でプ
ラズマを発生させる無電極蛍光ランプであってもよい。
蛍光ランプは周知のとおり、放電管内部の水銀蒸気を励
起し紫外線を放出し管内面の蛍光体で可視光に変換す
る。通常のアマルガム入りの蛍光ランプでは、点灯中の
水銀蒸気圧を最適に設定する主アマルガムと、点灯直後
の水銀放出を早める補助アマルガムを備えている。従来
のグロー管内蔵の銅鉄安定器を用いた点灯では、グロー
管が動作している間フィラメントが予熱され、電極部に
設けた補助アマルガムが加熱されることにより、管内部
の水銀蒸気圧が上昇し、光束立上りを改善していた。し
かしながら、インバータ方式では、瞬時に点灯すること
が要求される為、フィラメント予熱の時間が十分に確保
されず、点灯直後や低温時では水銀蒸気圧が低く、光束
立上りが遅いという問題がある。
【０００３】蛍光ランプの光束立上りを改善した従来例
として、特開平１１−３７６４１号公報に開示されるよ
うな点灯装置がある。この点灯装置は、冷蔵室に設けた
蛍光ランプをドアの開閉に応じて点灯装置の制御回路で
点灯と消灯を行う。制御回路はタイマと接続されてお
り、ドアの開閉に非連動で作動するタイマにより所定の
時刻又は所定の時間に蛍光ランプを点消灯する。これに
より、蛍光ランプの温度が長時間低温になることを低減
している。又、点灯開始より所定時間蛍光ランプに過電
力を供給し、管内部の水銀蒸発を促進し光束立上りを改
善している。
として、特開平１１−３７６４１号公報に開示されるよ
うな点灯装置がある。この点灯装置は、冷蔵室に設けた
蛍光ランプをドアの開閉に応じて点灯装置の制御回路で
点灯と消灯を行う。制御回路はタイマと接続されてお
り、ドアの開閉に非連動で作動するタイマにより所定の
時刻又は所定の時間に蛍光ランプを点消灯する。これに
より、蛍光ランプの温度が長時間低温になることを低減
している。又、点灯開始より所定時間蛍光ランプに過電
力を供給し、管内部の水銀蒸発を促進し光束立上りを改
善している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例では、冷
蔵室のドアの開閉と非連動でランプを点灯および消灯す
る場合には、点灯装置に設けたタイマを用いて所定の時
間を設定している。又、点灯直後より所定の時間ランプ
に過電力を供給する場合においても、タイマで時間を設
定し点灯制御を行っている。このように、点灯装置にタ
イマを設けて点灯制御を行うと、部品点数の増加により
回路規模が大きくなりコスト高になる。
蔵室のドアの開閉と非連動でランプを点灯および消灯す
る場合には、点灯装置に設けたタイマを用いて所定の時
間を設定している。又、点灯直後より所定の時間ランプ
に過電力を供給する場合においても、タイマで時間を設
定し点灯制御を行っている。このように、点灯装置にタ
イマを設けて点灯制御を行うと、部品点数の増加により
回路規模が大きくなりコスト高になる。
【０００５】本発明の課題は、高周波動作にも適応した
放電管の点灯装置において、ランプ点灯直後や低温時の
光束を向上する照明用点灯装置を提供することである。
放電管の点灯装置において、ランプ点灯直後や低温時の
光束を向上する照明用点灯装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、電源
回路で生成された直流電圧を交流電圧に変換して前記共
振負荷回路に供給するインバータを備えた照明用点灯装
置にあって、予熱後に放電管が点灯を始める初期点灯以
降は、放電管の動作状況に応じて前記共振負荷回路に供
給する電力を調整する制御回路を備えることにより達成
できる。
回路で生成された直流電圧を交流電圧に変換して前記共
振負荷回路に供給するインバータを備えた照明用点灯装
置にあって、予熱後に放電管が点灯を始める初期点灯以
降は、放電管の動作状況に応じて前記共振負荷回路に供
給する電力を調整する制御回路を備えることにより達成
できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
ブロック図である。図１において、点灯回路は、放電管
を含む共振負荷回路１２と商用交流電圧１から直流電圧
を生成する電源回路１０と、生成された直流電圧を交流
電圧に変換して共振負荷回路１２に供給するインバータ
１１から構成されている。この点灯回路は図２に示すよ
うな回路で構成されており、先に図２について説明す
る。
ブロック図である。図１において、点灯回路は、放電管
を含む共振負荷回路１２と商用交流電圧１から直流電圧
を生成する電源回路１０と、生成された直流電圧を交流
電圧に変換して共振負荷回路１２に供給するインバータ
１１から構成されている。この点灯回路は図２に示すよ
うな回路で構成されており、先に図２について説明す
る。
【０００８】図２において、商用交流電圧１をキャパシ
タ２と３及びインダクタ４で構成されたフィルタを介し
て整流回路５に印加する。交流電圧はダイオードブリッ
ジで構成された整流回路５によって全波整流され、イン
ダクタ６、パワー半導体スイッチング素子５０、ダイオ
ード７、キャパシタ８で構成される昇圧形の電源回路に
印加する。ここで電源回路のスイッチ５０がオンすると
接続点ｈの電位は接続点ｏと同電位となり接続点ａとｏ
点の電位差によってインダクタ６にエネルギーを蓄積す
る。スイッチ５０のオフ時にダイオード７を介して平滑
用のキャパシタ８を充電し直流電圧を得る。この電圧を
インバータにより高周波電力に変換し蛍光ランプ４０に
供給して高周波点灯させる構成になっている。
タ２と３及びインダクタ４で構成されたフィルタを介し
て整流回路５に印加する。交流電圧はダイオードブリッ
ジで構成された整流回路５によって全波整流され、イン
ダクタ６、パワー半導体スイッチング素子５０、ダイオ
ード７、キャパシタ８で構成される昇圧形の電源回路に
印加する。ここで電源回路のスイッチ５０がオンすると
接続点ｈの電位は接続点ｏと同電位となり接続点ａとｏ
点の電位差によってインダクタ６にエネルギーを蓄積す
る。スイッチ５０のオフ時にダイオード７を介して平滑
用のキャパシタ８を充電し直流電圧を得る。この電圧を
インバータにより高周波電力に変換し蛍光ランプ４０に
供給して高周波点灯させる構成になっている。
【０００９】インバータは２つのパワー半導体スイッチ
ング素子２０、２１をハーフブリッジ接続した構成にな
っている。スイッチ２０はＮチャネル形パワーＭＯＳＦ
ＥＴであり、スイッチ２１はＰチャネル形パワーＭＯＳ
ＦＥＴであり互いに相補形である。スイッチ２０のソー
ス端子とドレイン端子間には還流ダイオード（以後、２
２と呼ぶ）を内蔵している。同様にスイッチ２１のドレ
イン端子とソース端子間には還流ダイオード（以後、２
３と呼ぶ）を内蔵している。スイッチ２０、２１の各ソ
ース端子は共通の接続点ｓで接続され、各ゲート端子は
接続点ｇで接続されている。スイッチ２０、２１のドレ
イン、ソース間に流れる電流は、接続点ｇと接続点ｓ間
の同一電圧によって制御される。接続点ｓとキャパシタ
８の負電極ｏ点との間にはキャパシタ２７及び共振用イ
ンダクタ４１、直流成分除去用キャパシタ４２、蛍光ラ
ンプ４０、キャパシタ５２を含む共振負荷回路が接続さ
れており、蛍光ランプ４０には電極を介して並列に共振
用キャパシタ４３を備える。スイッチ２０、２１が交互
にスイッチング動作を行うことによって共振負荷回路に
双方向の電流を流し、蛍光ランプを点灯させる。スイッ
チ２０のドレインとソース間に接続されたキャパシタ３
２は、両スイッチのドレイン、ソース間の電圧変化を調
整する。キャパシタ３２はスイッチ２１のドレインとソ
ース間に接続しても同様の役割を果たす。
ング素子２０、２１をハーフブリッジ接続した構成にな
っている。スイッチ２０はＮチャネル形パワーＭＯＳＦ
ＥＴであり、スイッチ２１はＰチャネル形パワーＭＯＳ
ＦＥＴであり互いに相補形である。スイッチ２０のソー
ス端子とドレイン端子間には還流ダイオード（以後、２
２と呼ぶ）を内蔵している。同様にスイッチ２１のドレ
イン端子とソース端子間には還流ダイオード（以後、２
３と呼ぶ）を内蔵している。スイッチ２０、２１の各ソ
ース端子は共通の接続点ｓで接続され、各ゲート端子は
接続点ｇで接続されている。スイッチ２０、２１のドレ
イン、ソース間に流れる電流は、接続点ｇと接続点ｓ間
の同一電圧によって制御される。接続点ｓとキャパシタ
８の負電極ｏ点との間にはキャパシタ２７及び共振用イ
ンダクタ４１、直流成分除去用キャパシタ４２、蛍光ラ
ンプ４０、キャパシタ５２を含む共振負荷回路が接続さ
れており、蛍光ランプ４０には電極を介して並列に共振
用キャパシタ４３を備える。スイッチ２０、２１が交互
にスイッチング動作を行うことによって共振負荷回路に
双方向の電流を流し、蛍光ランプを点灯させる。スイッ
チ２０のドレインとソース間に接続されたキャパシタ３
２は、両スイッチのドレイン、ソース間の電圧変化を調
整する。キャパシタ３２はスイッチ２１のドレインとソ
ース間に接続しても同様の役割を果たす。
【００１０】図２において、前述したようにキャパシタ
４３は蛍光ランプ４０の電極を介して接続されており、
蛍光ランプが点灯する直前に充分に電極を予熱すること
ができる。図３に示すように、蛍光ランプに並列にキャ
パシタ４４を接続した構成でも良く、点灯中に電極に流
れる電流を分流し、電極部での損失を抑えることができ
る。又、図４に示すように、キャパシタ４３に並列に正
特性サーミスタを接続することにより、予熱電流を制御
することができる。正特性サーミスタはキュリー温度以
下で抵抗値が小さく、キュリー温度を超えると抵抗値が
上昇する特性を持っており、抵抗変化によって予熱電流
を制御することが可能である。点灯中に電極に流れる電
流を限りなく小さくし、電極部での損失を抑えるには、
図５に示すように、蛍光ランプ４０の電極を介してキャ
パシタ４６と正特性サーミスタを直列に接続する。
４３は蛍光ランプ４０の電極を介して接続されており、
蛍光ランプが点灯する直前に充分に電極を予熱すること
ができる。図３に示すように、蛍光ランプに並列にキャ
パシタ４４を接続した構成でも良く、点灯中に電極に流
れる電流を分流し、電極部での損失を抑えることができ
る。又、図４に示すように、キャパシタ４３に並列に正
特性サーミスタを接続することにより、予熱電流を制御
することができる。正特性サーミスタはキュリー温度以
下で抵抗値が小さく、キュリー温度を超えると抵抗値が
上昇する特性を持っており、抵抗変化によって予熱電流
を制御することが可能である。点灯中に電極に流れる電
流を限りなく小さくし、電極部での損失を抑えるには、
図５に示すように、蛍光ランプ４０の電極を介してキャ
パシタ４６と正特性サーミスタを直列に接続する。
【００１１】スイッチ２０及び２１の導通状態を制御す
るゲート駆動回路には、共振負荷回路上に接続されたキ
ャパシタ２７が含まれている。キャパシタ２７は、ゲー
ト駆動回路を動作させるために、共振負荷回路に流れる
電流から駆動電圧を得る。キャパシタ２７の一端をｆ点
とし、接続点ｇとｆの間には、インダクタ２８、キャパ
シタ２９が接続されている。インダクタ２８は共振負荷
回路に流れる電流に対するゲートとソース間の電圧に位
相差を与え動作周波数の設定に寄与する。キャパシタ２
９はゲートとソース間に印加される交流電圧に重畳する
直流成分を除去する役割を果たす。ゲートとソース間に
は、直列に接合されたツェナーダイオード２４、２５を
並列に設けている。これらはスイッチ２０、２１のゲー
ト、ソース間に過電圧が印加された場合、素子の破壊を
防ぐ働きをする。ＭＯＳＦＥＴには既にゲート過電圧保
護用のツェナーダイオードが内蔵されているものもあ
り、このようなスイッチング素子を選んだ場合は、前述
のツェナーダイオードを外した構成でもよい。更に、ゲ
ートとソース間には、キャパシタ２６を備えて、ゲー
ト、ソース間の電圧変化を調整する。即ち、スイッチ２
０、２１が交互にスイッチング動作を行う中で、一方の
スイッチがオフし、もう一方のスイッチがオンするまで
のデッドタイムを補償する役割を果たす。
るゲート駆動回路には、共振負荷回路上に接続されたキ
ャパシタ２７が含まれている。キャパシタ２７は、ゲー
ト駆動回路を動作させるために、共振負荷回路に流れる
電流から駆動電圧を得る。キャパシタ２７の一端をｆ点
とし、接続点ｇとｆの間には、インダクタ２８、キャパ
シタ２９が接続されている。インダクタ２８は共振負荷
回路に流れる電流に対するゲートとソース間の電圧に位
相差を与え動作周波数の設定に寄与する。キャパシタ２
９はゲートとソース間に印加される交流電圧に重畳する
直流成分を除去する役割を果たす。ゲートとソース間に
は、直列に接合されたツェナーダイオード２４、２５を
並列に設けている。これらはスイッチ２０、２１のゲー
ト、ソース間に過電圧が印加された場合、素子の破壊を
防ぐ働きをする。ＭＯＳＦＥＴには既にゲート過電圧保
護用のツェナーダイオードが内蔵されているものもあ
り、このようなスイッチング素子を選んだ場合は、前述
のツェナーダイオードを外した構成でもよい。更に、ゲ
ートとソース間には、キャパシタ２６を備えて、ゲー
ト、ソース間の電圧変化を調整する。即ち、スイッチ２
０、２１が交互にスイッチング動作を行う中で、一方の
スイッチがオフし、もう一方のスイッチがオンするまで
のデッドタイムを補償する役割を果たす。
【００１２】次にインバータの始動動作について説明す
る。交流電圧１が印加され、キャパシタ８の電圧、即ち
接続点ｏに対するｄ点の直流電圧が増加すると、抵抗３
０、インダクタ２８、キャパシタ２９、２７、抵抗３１
の経路で電流が流れ、接続点ｓに対するｇ点の電圧即ち
ゲートとソース間の電圧が次第に増加する。ゲートとソ
ース間の電圧がスイッチ２０のゲート閾値電圧を上回り
スイッチ２０がオンすると、接続点ｄからスイッチ２
０、キャパシタ２７の経路で接続点ｆに向かって電流が
流れ、接続点ｆの電圧は減少する。これによってゲート
とソース間の電圧は、スイッチ２０の閾値電圧を直ぐに
下回るためスイッチはオフする。ここで、接続点ｆと接
続点ｓ間に接続されているキャパシタ２７及びキャパシ
タ２６、インダクタ２８はＬＣ共振回路を構成している
為、キャパシタ２７の僅かな電圧変化によって、駆動回
路に流れる電流は増加し、ゲートとソース間の電圧振幅
は増加する。このような発振現象によって、スイッチ２
０及び２１が交互にスイッチング動作を開始する。
る。交流電圧１が印加され、キャパシタ８の電圧、即ち
接続点ｏに対するｄ点の直流電圧が増加すると、抵抗３
０、インダクタ２８、キャパシタ２９、２７、抵抗３１
の経路で電流が流れ、接続点ｓに対するｇ点の電圧即ち
ゲートとソース間の電圧が次第に増加する。ゲートとソ
ース間の電圧がスイッチ２０のゲート閾値電圧を上回り
スイッチ２０がオンすると、接続点ｄからスイッチ２
０、キャパシタ２７の経路で接続点ｆに向かって電流が
流れ、接続点ｆの電圧は減少する。これによってゲート
とソース間の電圧は、スイッチ２０の閾値電圧を直ぐに
下回るためスイッチはオフする。ここで、接続点ｆと接
続点ｓ間に接続されているキャパシタ２７及びキャパシ
タ２６、インダクタ２８はＬＣ共振回路を構成している
為、キャパシタ２７の僅かな電圧変化によって、駆動回
路に流れる電流は増加し、ゲートとソース間の電圧振幅
は増加する。このような発振現象によって、スイッチ２
０及び２１が交互にスイッチング動作を開始する。
【００１３】スイッチ５０の導通状態は、共振負荷回路
上に接続されたキャパシタ５２の電圧によって制御され
る。キャパシタ５２には共振負荷回路に流れる電流に同
期した交流電圧を発生し、この電圧をスイッチ５０の制
御端子に印加しオンオフする。キャパシタ５２に並列に
接続した抵抗５３はキャパシタ５２に直流電圧が重畳す
ることを防ぐ働きをする。
上に接続されたキャパシタ５２の電圧によって制御され
る。キャパシタ５２には共振負荷回路に流れる電流に同
期した交流電圧を発生し、この電圧をスイッチ５０の制
御端子に印加しオンオフする。キャパシタ５２に並列に
接続した抵抗５３はキャパシタ５２に直流電圧が重畳す
ることを防ぐ働きをする。
【００１４】次に本発明の実施形態の作用について述べ
る。前述したように蛍光ランプは点灯直後や低温時では
水銀蒸気圧が低く、光束立上りが遅い。この時、ランプ
の等価抵抗は高く、ランプ両端の電圧は高くなる。図１
の本実施例では、ランプ等の動作状況の係るランプ電圧
（電流等を含めて動作パラメータと言う。）を検出し電
圧が高い場合には昇圧形の電源回路によってインバータ
の電源電圧を上昇しランプに供給する電力を増やすこと
で光束を向上することができる。図６にランプの予熱始
動から点灯後の動作の流れを示したタイミングチャート
を示す。図６はスイッチ５０の導通状態と図２の接続点
ｂの検出電圧Ｖｂ、及び接続点ｄの電圧Ｖｄを示してい
る。ここで接続点ｂの電圧は正負に高周波で変化するた
め、図６では正の電圧の包絡線を示している。図１の予
熱制御回路１００、ランプ電圧検出回路１５０及び昇圧
スイッチ制御回路２００は図２に示した昇圧用スイッチ
５０を制御し、予熱から点灯まで電源回路の出力電圧を
制御する。図７は昇圧用スイッチ５０の制御回路を示し
ている。
る。前述したように蛍光ランプは点灯直後や低温時では
水銀蒸気圧が低く、光束立上りが遅い。この時、ランプ
の等価抵抗は高く、ランプ両端の電圧は高くなる。図１
の本実施例では、ランプ等の動作状況の係るランプ電圧
（電流等を含めて動作パラメータと言う。）を検出し電
圧が高い場合には昇圧形の電源回路によってインバータ
の電源電圧を上昇しランプに供給する電力を増やすこと
で光束を向上することができる。図６にランプの予熱始
動から点灯後の動作の流れを示したタイミングチャート
を示す。図６はスイッチ５０の導通状態と図２の接続点
ｂの検出電圧Ｖｂ、及び接続点ｄの電圧Ｖｄを示してい
る。ここで接続点ｂの電圧は正負に高周波で変化するた
め、図６では正の電圧の包絡線を示している。図１の予
熱制御回路１００、ランプ電圧検出回路１５０及び昇圧
スイッチ制御回路２００は図２に示した昇圧用スイッチ
５０を制御し、予熱から点灯まで電源回路の出力電圧を
制御する。図７は昇圧用スイッチ５０の制御回路を示し
ている。
【００１５】図６において時間ｔ０で交流電圧１が印加
されると、図１の予熱制御回路１００によってｔ０から
ｔ１の期間（点灯予備段階の予熱過程）ではスイッチ５
０は導通不可となり、昇圧動作を停止する。これは、こ
の期間ランプの電極を予熱しており、電極が充分に予熱
される前にインバータの電源電圧が昇圧されランプに高
電圧が印加されることを防いでいる。ここで、予熱制御
回路１００は例えば図７に示すように１０１から１０７
で構成することができる。図７において交流電圧１が印
加されると、接続点ｄの電圧は上昇する。抵抗１０１及
び１０２はｄ点の電圧を分圧し、抵抗１０２の電圧によ
って抵抗１０３とキャパシタ１０４の時定数でスイッチ
１０５の制御電圧は上昇する。スイッチ１０５の閾値を
超えるまでの期間、１０５はオフしており、スイッチ１
０７は接続点ｄから抵抗１０６を介して制御端子に電流
が流れるためオン状態となる。スイッチ１０７は昇圧ス
イッチ制御回路２００の抵抗２０４を介して図２の接続
点ｃと接続されてさなるいる。ｃ点は昇圧スイッチ５０
の制御端子であり、スイッチ１０７のオンによって制御
端子と基準端子がショートする為、スイッチ５０は導通
不可となる。スイッチ１０５の制御電圧が閾値を超えて
１０５がオンするとスイッチ１０７はオフし、昇圧スイ
ッチ５０は導通可能となる。
されると、図１の予熱制御回路１００によってｔ０から
ｔ１の期間（点灯予備段階の予熱過程）ではスイッチ５
０は導通不可となり、昇圧動作を停止する。これは、こ
の期間ランプの電極を予熱しており、電極が充分に予熱
される前にインバータの電源電圧が昇圧されランプに高
電圧が印加されることを防いでいる。ここで、予熱制御
回路１００は例えば図７に示すように１０１から１０７
で構成することができる。図７において交流電圧１が印
加されると、接続点ｄの電圧は上昇する。抵抗１０１及
び１０２はｄ点の電圧を分圧し、抵抗１０２の電圧によ
って抵抗１０３とキャパシタ１０４の時定数でスイッチ
１０５の制御電圧は上昇する。スイッチ１０５の閾値を
超えるまでの期間、１０５はオフしており、スイッチ１
０７は接続点ｄから抵抗１０６を介して制御端子に電流
が流れるためオン状態となる。スイッチ１０７は昇圧ス
イッチ制御回路２００の抵抗２０４を介して図２の接続
点ｃと接続されてさなるいる。ｃ点は昇圧スイッチ５０
の制御端子であり、スイッチ１０７のオンによって制御
端子と基準端子がショートする為、スイッチ５０は導通
不可となる。スイッチ１０５の制御電圧が閾値を超えて
１０５がオンするとスイッチ１０７はオフし、昇圧スイ
ッチ５０は導通可能となる。
【００１６】図６において時間ｔ１でランプが点灯し、
ランプ電圧検出回路１５０の検出電圧ＶｂがＶｂ１を下
回るまで、スイッチ５０は導通状態となり、昇圧動作を
行う。時間ｔ１からｔ２までは、蛍光ランプ等の放電管
が点灯を始める点灯初期の点灯初期過程である。この点
灯初期過程は予熱過程と、安定した定常の点灯が行われ
る定常点灯過程との間に介在し、定常点灯よりも明るさ
が暗いものである。
ランプ電圧検出回路１５０の検出電圧ＶｂがＶｂ１を下
回るまで、スイッチ５０は導通状態となり、昇圧動作を
行う。時間ｔ１からｔ２までは、蛍光ランプ等の放電管
が点灯を始める点灯初期の点灯初期過程である。この点
灯初期過程は予熱過程と、安定した定常の点灯が行われ
る定常点灯過程との間に介在し、定常点灯よりも明るさ
が暗いものである。
【００１７】ここで、ランプ電圧検出回路１５０は図７
に示すように１５１から１６１で構成することができ
る。図７において接続点ｂのランプ電圧は抵抗１５１と
１５２で分圧され、抵抗１５２の電圧はダイオード１５
３で整流された後、抵抗１５４及びキャパシタ１５５で
直流電圧に変換される。スイッチ１５８の制御端子には
抵抗１５６及び１５７で決まる制御電流が流れ、オン又
はオフに切り替わる。ここで、スイッチ１５８がオンの
時、即ち検出電圧ＶｂがＶｂ１より高い場合には、昇圧
スイッチ制御回路２００のスイッチ２０３はオフとな
り、昇圧スイッチ５０の制御端子には、キャパシタ５２
の交流電圧が印加され、オンオフを繰り返すことができ
る。この間、インバータの電源電圧Ｖｄは昇圧され、ラ
ンプには大きな電力が供給される。ランプ電圧が徐々に
低下し光束が向上すると、ＶｂがＶｂ１を下回りランプ
電圧検出回路１５０のスイッチ１５８はオフする。昇圧
スイッチ制御回路２００のスイッチ２０３には接続点ｄ
から抵抗２０１、２０２を介して制御電流が流れ、スイ
ッチ２０３がオンする。スイッチ５０の制御端子と基準
端子はスイッチ２０３がオンすることによってショート
状態となり、スイッチ５０は導通不可となる。ここで、
ランプ電圧検出回路１５０のスイッチ１５８がオフする
と、スイッチ１６１の制御端子には、接続点ｄから抵抗
２０１、１５９を介して制御電流が流れ、スイッチ１６
１はオン状態となる。これにより、分圧用の抵抗１５２
は抵抗１６０と並列に接続される為、ｂ点の電圧を分圧
して得られる抵抗１５２の電圧は更に下がり、スイッチ
１５８が直ぐにオンすることが避けられる。これは、ス
イッチ５０が導通不可状態になり、昇圧機能が無くなる
と図６の時間ｔ２でインバータ電圧Ｖｄが低下し、再び
ランプ電圧が上昇し昇圧動作に移行することを防いでい
る。ランプの光束が安定している期間ｔ２からｔ３の期
間（安定した定常の点灯が行われる定常点灯過程）、イ
ンバータ電圧Ｖｄは低めに設定されており、インバータ
用のスイッチ２０、２１に印加される電圧が低い為、素
子への負担が軽減される。図６において時間ｔ３でラン
プの使用環境が変化し低温状態になると光束は低下し、
ランプ電圧が上昇しＶｂは高くなる。時間ｔ４で電圧Ｖ
ｂがＶｂ２を超えると、ランプ電圧検出回路１５０の抵
抗１５２と１６０の電圧が上昇し、スイッチ１５８はオ
ンする。これにより、昇圧スイッチ制御回路２００のス
イッチ２０３はオフ状態になり、昇圧用スイッチ５０は
昇圧動作を行い、インバータの電源電圧Ｖｄの上昇と共
にランプには大きな電力が供給される。ここで、スイッ
チ１５８のオンにより、スイッチ１６１はオフする為、
抵抗１５２と並列に接続されていた抵抗１６０は切り離
される。従って、抵抗１５２の電圧は更に上昇し、スイ
ッチ１５８が直ぐにオフすることが避けられる。これ
は、スイッチ５０が導通状態になり、昇圧機能が働くと
インバータ電圧Ｖｄが上昇し、再びランプ電圧が低下し
て昇圧動作を停止することを防いでいる。上述では昇圧
スイッチ５０の制御にランプ電圧を検出して行ったが、
フィラメントの電圧又は電流（蛍光灯ランプ等の放電管
の動作状況に係る動作パラメータ）でランプの状態を検
出し、昇圧スイッチ５０を制御する方法でも構わない。
この場合は、図２の接続点ｒの電圧を検出することによ
って、フィラメント電圧を検出することができる。又、
フィラメント電流は、図２のキャパシタ４３と直列にカ
レントトランスを設けることによって容易に検出でき
る。前述したように、点灯直後や低温時はランプ電流が
小さくなる為、フィラメントに流れる電流は増えフィラ
メントの電圧は増加する。従って、ランプ電圧と同様の
変化を示す為、前述のような制御を行うことによって、
点灯直後や低温時の光束低下を抑制することができる。
に示すように１５１から１６１で構成することができ
る。図７において接続点ｂのランプ電圧は抵抗１５１と
１５２で分圧され、抵抗１５２の電圧はダイオード１５
３で整流された後、抵抗１５４及びキャパシタ１５５で
直流電圧に変換される。スイッチ１５８の制御端子には
抵抗１５６及び１５７で決まる制御電流が流れ、オン又
はオフに切り替わる。ここで、スイッチ１５８がオンの
時、即ち検出電圧ＶｂがＶｂ１より高い場合には、昇圧
スイッチ制御回路２００のスイッチ２０３はオフとな
り、昇圧スイッチ５０の制御端子には、キャパシタ５２
の交流電圧が印加され、オンオフを繰り返すことができ
る。この間、インバータの電源電圧Ｖｄは昇圧され、ラ
ンプには大きな電力が供給される。ランプ電圧が徐々に
低下し光束が向上すると、ＶｂがＶｂ１を下回りランプ
電圧検出回路１５０のスイッチ１５８はオフする。昇圧
スイッチ制御回路２００のスイッチ２０３には接続点ｄ
から抵抗２０１、２０２を介して制御電流が流れ、スイ
ッチ２０３がオンする。スイッチ５０の制御端子と基準
端子はスイッチ２０３がオンすることによってショート
状態となり、スイッチ５０は導通不可となる。ここで、
ランプ電圧検出回路１５０のスイッチ１５８がオフする
と、スイッチ１６１の制御端子には、接続点ｄから抵抗
２０１、１５９を介して制御電流が流れ、スイッチ１６
１はオン状態となる。これにより、分圧用の抵抗１５２
は抵抗１６０と並列に接続される為、ｂ点の電圧を分圧
して得られる抵抗１５２の電圧は更に下がり、スイッチ
１５８が直ぐにオンすることが避けられる。これは、ス
イッチ５０が導通不可状態になり、昇圧機能が無くなる
と図６の時間ｔ２でインバータ電圧Ｖｄが低下し、再び
ランプ電圧が上昇し昇圧動作に移行することを防いでい
る。ランプの光束が安定している期間ｔ２からｔ３の期
間（安定した定常の点灯が行われる定常点灯過程）、イ
ンバータ電圧Ｖｄは低めに設定されており、インバータ
用のスイッチ２０、２１に印加される電圧が低い為、素
子への負担が軽減される。図６において時間ｔ３でラン
プの使用環境が変化し低温状態になると光束は低下し、
ランプ電圧が上昇しＶｂは高くなる。時間ｔ４で電圧Ｖ
ｂがＶｂ２を超えると、ランプ電圧検出回路１５０の抵
抗１５２と１６０の電圧が上昇し、スイッチ１５８はオ
ンする。これにより、昇圧スイッチ制御回路２００のス
イッチ２０３はオフ状態になり、昇圧用スイッチ５０は
昇圧動作を行い、インバータの電源電圧Ｖｄの上昇と共
にランプには大きな電力が供給される。ここで、スイッ
チ１５８のオンにより、スイッチ１６１はオフする為、
抵抗１５２と並列に接続されていた抵抗１６０は切り離
される。従って、抵抗１５２の電圧は更に上昇し、スイ
ッチ１５８が直ぐにオフすることが避けられる。これ
は、スイッチ５０が導通状態になり、昇圧機能が働くと
インバータ電圧Ｖｄが上昇し、再びランプ電圧が低下し
て昇圧動作を停止することを防いでいる。上述では昇圧
スイッチ５０の制御にランプ電圧を検出して行ったが、
フィラメントの電圧又は電流（蛍光灯ランプ等の放電管
の動作状況に係る動作パラメータ）でランプの状態を検
出し、昇圧スイッチ５０を制御する方法でも構わない。
この場合は、図２の接続点ｒの電圧を検出することによ
って、フィラメント電圧を検出することができる。又、
フィラメント電流は、図２のキャパシタ４３と直列にカ
レントトランスを設けることによって容易に検出でき
る。前述したように、点灯直後や低温時はランプ電流が
小さくなる為、フィラメントに流れる電流は増えフィラ
メントの電圧は増加する。従って、ランプ電圧と同様の
変化を示す為、前述のような制御を行うことによって、
点灯直後や低温時の光束低下を抑制することができる。
【００１８】図２の実施例において、スイッチ５０が導
通状態にある場合、電源回路はインバータの高周波動作
に応じて交流電圧１から電流を吸込む為、交流電圧１の
全周期において電流が流れる。従って、フィルタを通過
した後の入力電流は交流電圧とほぼ同相となり力率が向
上する。前述では点灯直後や低温時のみ昇圧動作を行い
ランプへの供給電力を調整したが、光束が安定している
期間も昇圧比を下げて昇圧動作を行う事によって、常に
交流電圧の全周期で入力電流が流れる。このように、入
力電流に休止期間が無く連続して流す事ができると、白
熱電球用の調光器に接続することも可能となる。一般に
調光器は電球のような抵抗を負荷としており、図８に示
すように商用電源電圧の導通位相角を制御し電力をコン
トロールする。図９は調光器にコンデンサ平滑回路のよ
うな容量性負荷が接続された場合の調光器の出力電圧、
入力電流及び平滑後の直流電圧波形を示しており、入力
電流は休止期間が生じ調光器の出力は位相角制御されて
いない。一方、図１０は交流電圧の全周期に渡って入力
電流が流れており、調光器の出力電圧は位相角制御され
た波形になっている。このように、入力電流は調光器の
出力に応じて変化する為、直流電圧と導通位相角の関係
は図１１のようにほぼ比例関係になる。従って、直流電
圧の変化を利用することにより、導通位相角に応じてラ
ンプの明るさを変えることが可能になる。ここで、スイ
ッチ５０のオンデューティーはキャパシタ５２の電圧振
幅によって決まるが、図１２に示すように昇圧用スイッ
チ５０に制御回路４５０を接続し、導通位相角検出回路
４６０からの指令値によって、オンデューティーを変え
ても良い。このような構成にすることにより、導通位相
角に対する直流電圧の変化を任意に調整することが可能
となり、より精度良く直流電圧を変えることが可能とな
る。この場合、昇圧スイッチ制御回路４５０は例えば図
１３に示すように抵抗４５２とキャパシタ４５１から構
成されるＲＣ回路で実現することができる。導通位相角
検出回路４６０は、例えば図２の接続点ａの電圧を検出
すれば容易に導通位相角を検出することができ、図１３
の抵抗４５２の値を検出値に応じて可変することにより
スイッチ５０のオンデューティーを変える事ができる。
導通位相角検出回路の別の構成については、後述する。
前述のように、スイッチ５０の駆動回路は共振負荷回路
の電流を帰還して駆動電圧を発生する自励方式である
が、他励方式の駆動回路を用いて導通位相角やユーザー
からの入力信号に応じてオンデューティーを制御しても
良い。
通状態にある場合、電源回路はインバータの高周波動作
に応じて交流電圧１から電流を吸込む為、交流電圧１の
全周期において電流が流れる。従って、フィルタを通過
した後の入力電流は交流電圧とほぼ同相となり力率が向
上する。前述では点灯直後や低温時のみ昇圧動作を行い
ランプへの供給電力を調整したが、光束が安定している
期間も昇圧比を下げて昇圧動作を行う事によって、常に
交流電圧の全周期で入力電流が流れる。このように、入
力電流に休止期間が無く連続して流す事ができると、白
熱電球用の調光器に接続することも可能となる。一般に
調光器は電球のような抵抗を負荷としており、図８に示
すように商用電源電圧の導通位相角を制御し電力をコン
トロールする。図９は調光器にコンデンサ平滑回路のよ
うな容量性負荷が接続された場合の調光器の出力電圧、
入力電流及び平滑後の直流電圧波形を示しており、入力
電流は休止期間が生じ調光器の出力は位相角制御されて
いない。一方、図１０は交流電圧の全周期に渡って入力
電流が流れており、調光器の出力電圧は位相角制御され
た波形になっている。このように、入力電流は調光器の
出力に応じて変化する為、直流電圧と導通位相角の関係
は図１１のようにほぼ比例関係になる。従って、直流電
圧の変化を利用することにより、導通位相角に応じてラ
ンプの明るさを変えることが可能になる。ここで、スイ
ッチ５０のオンデューティーはキャパシタ５２の電圧振
幅によって決まるが、図１２に示すように昇圧用スイッ
チ５０に制御回路４５０を接続し、導通位相角検出回路
４６０からの指令値によって、オンデューティーを変え
ても良い。このような構成にすることにより、導通位相
角に対する直流電圧の変化を任意に調整することが可能
となり、より精度良く直流電圧を変えることが可能とな
る。この場合、昇圧スイッチ制御回路４５０は例えば図
１３に示すように抵抗４５２とキャパシタ４５１から構
成されるＲＣ回路で実現することができる。導通位相角
検出回路４６０は、例えば図２の接続点ａの電圧を検出
すれば容易に導通位相角を検出することができ、図１３
の抵抗４５２の値を検出値に応じて可変することにより
スイッチ５０のオンデューティーを変える事ができる。
導通位相角検出回路の別の構成については、後述する。
前述のように、スイッチ５０の駆動回路は共振負荷回路
の電流を帰還して駆動電圧を発生する自励方式である
が、他励方式の駆動回路を用いて導通位相角やユーザー
からの入力信号に応じてオンデューティーを制御しても
良い。
【００１９】前述は昇圧機能を利用して、ランプへの供
給電力を調整したが、本実施例のようにインバータが電
流共振型の場合、駆動周波数である動作周波数ｆｓは共
振周波数ｆｒより高く設定し誘導性の負荷となり、動作
周波数ｆｓを低くし共振周波数ｆｒに近づけることでラ
ンプへの供給電力を増やすことができる。次に動作周波
数を可変しランプ電力を調整する方法について説明す
る。
給電力を調整したが、本実施例のようにインバータが電
流共振型の場合、駆動周波数である動作周波数ｆｓは共
振周波数ｆｒより高く設定し誘導性の負荷となり、動作
周波数ｆｓを低くし共振周波数ｆｒに近づけることでラ
ンプへの供給電力を増やすことができる。次に動作周波
数を可変しランプ電力を調整する方法について説明す
る。
【００２０】図１４は本発明の実施形態を示す回路図で
ある。図１４において、図２と同じ構成要素には同じ番
号を付し、その説明を省略する。本実施例では、インバ
ータの共振負荷回路に設けたキャパシタ７０の電圧を利
用し、入力電流を交流電圧１の全周期に渡って流すこと
ができ、白熱電球用の調光器を使用してランプ電力を調
整することが可能である。先に図１４の回路動作を説明
し、動作周波数の可変方法については後述する。図１４
において、接続点ｓとキャパシタ８の負電極ｏ点との間
にはキャパシタ２７及び共振用インダクタ４１、直流成
分除去用キャパシタ４２、蛍光ランプ４０、キャパシタ
７０を含む共振負荷回路が接続されており、蛍光ランプ
４０には並列にキャパシタ４４と電極を介してキャパシ
タ４３を備える。キャパシタ７０は整流回路５のダイオ
ード５ｄと並列に接続されている。次に図１４の回路の
動作を図１５、図１６を用いて説明する。ここでは、交
流電圧１から電流が流れ込む動作について説明する。図
１５において、スイッチ２０がオンするとキャパシタ８
からスイッチ２０、キャパシタ２７、インダクタ４１、
キャパシタ４２、ランプ４０、キャパシタ７０の経路で
電流Ｉａが流れる。電流Ｉａはキャパシタ７０を充電
し、ダイオード５ｄのカソード端子とキャパシタ７０と
の接続点ｎの電圧Ｖｎは上昇する。ここで、整流ダイオ
ード５ａのアノード端子をｐ点としｏ点を基準にｐ点の
電圧をＶｐとすると、ＶｐはＶｎに交流電圧１の電圧が
加わった電圧となり、Ｖｎの電圧上昇によって電圧Ｖｐ
が接続点ｄの電圧Ｖｄより高くなると整流回路５のダイ
オード５ａが導通状態なる。ダイオード５ａがオンする
と交流電圧１からインダクタ４、ダイオード５ａ、スイ
ッチ２０、キャパシタ２７、インダクタ４１、キャパシ
タ４２、ランプ４０の経路で電流Ｉｂが流れ、ランプ４
０を含む共振負荷回路にはキャパシタ８から流れる電流
Ｉａと電流Ｉｂの二つの電流が重畳して流れる。スイッ
チ２０がオフすると電流Ｉａは図１６に示すようにイン
ダクタ４１、キャパシタ４２、ランプ４０、キャパシタ
７０、ダイオード２３の経路で貫流する。一方、電流Ｉ
ｂはインダクタ４、ダイオード５ａ、キャパシタ８、ダ
イオード２３、キャパシタ２７、インダクタ４１、キャ
パシタ４２、ランプ４０の経路でキャパシタ８を充電す
る。この期間、スイッチ２１はオンするがインダクタ４
１の蓄積エネルギーが無くなるまで、電流Ｉａは流れ続
ける。次からの動作モードに関しては図示しないが、キ
ャパシタ７０の電圧によって電流Ｉａの極性が反転する
と、電流Ｉａはキャパシタ７０、ランプ４０、キャパシ
タ４２、インダクタ４１、キャパシタ２７、スイッチ２
１の経路で流れる。接続点ｎの電圧Ｖｎ即ちキャパシタ
７０の電圧が次第に減少し、整流回路５のダイオード５
ｄが導通状態になると、電流はインダクタ４１、キャパ
シタ２７、スイッチ２１、ダイオード５ｄ、ランプ４
０、キャパシタ４２の経路で流れる。スイッチ２１がオ
フすると、インダクタ４１の蓄積エネルギーによって、
電流はインダクタ４１、キャパシタ２７、ダイオード２
２、キャパシタ８、ダイオード５ｄ、ランプ４０、キャ
パシタ４２の経路で貫流する。この期間、スイッチ２０
はオンするが、インダクタ４１の蓄積エネルギーが無く
なるまで、電流は流れ続ける。以上のようにキャパシタ
７０の電圧変化を利用し、整流ダイードを高周波でオン
オフすることによって、部品の追加を最小限にして交流
電圧１の全周期に渡って入力電流を流すことができる。
図１４において、キャパシタ７０は整流回路５のダイオ
ード５ｄと並列に接続したが、ダイオード５ｂと並列に
接続した構成でも前述と同様に交流電圧１の全周期に渡
って入力電流を流すことができる。また、図１７に示す
ように接続点ｓとキャパシタ８の正電極ｄ点との間にキ
ャパシタ７１を含む共振負荷回路を接続した構成でも良
く、この場合にはキャパシタ７１が整流回路５のダイオ
ード５ｃと並列に接続され、キャパシタ７１の電圧変化
を利用して、交流電圧１から電流を吸込む。更に、図１
８に示すようにキャパシタ７０と７１をそれぞれ整流回
路５のダイオード５ｃと５ｄに並列に接続した構成でも
良く、前述と同様に交流電圧１の全周期で入力電流が流
れる。ここで整流回路のダイオードにはインバータと同
じ周波数の高周波電流が流れる為、高速ダイオードを用
いる事が望ましい。
ある。図１４において、図２と同じ構成要素には同じ番
号を付し、その説明を省略する。本実施例では、インバ
ータの共振負荷回路に設けたキャパシタ７０の電圧を利
用し、入力電流を交流電圧１の全周期に渡って流すこと
ができ、白熱電球用の調光器を使用してランプ電力を調
整することが可能である。先に図１４の回路動作を説明
し、動作周波数の可変方法については後述する。図１４
において、接続点ｓとキャパシタ８の負電極ｏ点との間
にはキャパシタ２７及び共振用インダクタ４１、直流成
分除去用キャパシタ４２、蛍光ランプ４０、キャパシタ
７０を含む共振負荷回路が接続されており、蛍光ランプ
４０には並列にキャパシタ４４と電極を介してキャパシ
タ４３を備える。キャパシタ７０は整流回路５のダイオ
ード５ｄと並列に接続されている。次に図１４の回路の
動作を図１５、図１６を用いて説明する。ここでは、交
流電圧１から電流が流れ込む動作について説明する。図
１５において、スイッチ２０がオンするとキャパシタ８
からスイッチ２０、キャパシタ２７、インダクタ４１、
キャパシタ４２、ランプ４０、キャパシタ７０の経路で
電流Ｉａが流れる。電流Ｉａはキャパシタ７０を充電
し、ダイオード５ｄのカソード端子とキャパシタ７０と
の接続点ｎの電圧Ｖｎは上昇する。ここで、整流ダイオ
ード５ａのアノード端子をｐ点としｏ点を基準にｐ点の
電圧をＶｐとすると、ＶｐはＶｎに交流電圧１の電圧が
加わった電圧となり、Ｖｎの電圧上昇によって電圧Ｖｐ
が接続点ｄの電圧Ｖｄより高くなると整流回路５のダイ
オード５ａが導通状態なる。ダイオード５ａがオンする
と交流電圧１からインダクタ４、ダイオード５ａ、スイ
ッチ２０、キャパシタ２７、インダクタ４１、キャパシ
タ４２、ランプ４０の経路で電流Ｉｂが流れ、ランプ４
０を含む共振負荷回路にはキャパシタ８から流れる電流
Ｉａと電流Ｉｂの二つの電流が重畳して流れる。スイッ
チ２０がオフすると電流Ｉａは図１６に示すようにイン
ダクタ４１、キャパシタ４２、ランプ４０、キャパシタ
７０、ダイオード２３の経路で貫流する。一方、電流Ｉ
ｂはインダクタ４、ダイオード５ａ、キャパシタ８、ダ
イオード２３、キャパシタ２７、インダクタ４１、キャ
パシタ４２、ランプ４０の経路でキャパシタ８を充電す
る。この期間、スイッチ２１はオンするがインダクタ４
１の蓄積エネルギーが無くなるまで、電流Ｉａは流れ続
ける。次からの動作モードに関しては図示しないが、キ
ャパシタ７０の電圧によって電流Ｉａの極性が反転する
と、電流Ｉａはキャパシタ７０、ランプ４０、キャパシ
タ４２、インダクタ４１、キャパシタ２７、スイッチ２
１の経路で流れる。接続点ｎの電圧Ｖｎ即ちキャパシタ
７０の電圧が次第に減少し、整流回路５のダイオード５
ｄが導通状態になると、電流はインダクタ４１、キャパ
シタ２７、スイッチ２１、ダイオード５ｄ、ランプ４
０、キャパシタ４２の経路で流れる。スイッチ２１がオ
フすると、インダクタ４１の蓄積エネルギーによって、
電流はインダクタ４１、キャパシタ２７、ダイオード２
２、キャパシタ８、ダイオード５ｄ、ランプ４０、キャ
パシタ４２の経路で貫流する。この期間、スイッチ２０
はオンするが、インダクタ４１の蓄積エネルギーが無く
なるまで、電流は流れ続ける。以上のようにキャパシタ
７０の電圧変化を利用し、整流ダイードを高周波でオン
オフすることによって、部品の追加を最小限にして交流
電圧１の全周期に渡って入力電流を流すことができる。
図１４において、キャパシタ７０は整流回路５のダイオ
ード５ｄと並列に接続したが、ダイオード５ｂと並列に
接続した構成でも前述と同様に交流電圧１の全周期に渡
って入力電流を流すことができる。また、図１７に示す
ように接続点ｓとキャパシタ８の正電極ｄ点との間にキ
ャパシタ７１を含む共振負荷回路を接続した構成でも良
く、この場合にはキャパシタ７１が整流回路５のダイオ
ード５ｃと並列に接続され、キャパシタ７１の電圧変化
を利用して、交流電圧１から電流を吸込む。更に、図１
８に示すようにキャパシタ７０と７１をそれぞれ整流回
路５のダイオード５ｃと５ｄに並列に接続した構成でも
良く、前述と同様に交流電圧１の全周期で入力電流が流
れる。ここで整流回路のダイオードにはインバータと同
じ周波数の高周波電流が流れる為、高速ダイオードを用
いる事が望ましい。
【００２１】次に図１４に示した回路図において、点灯
直後や低温時にランプの状態を検出しインバータの動作
周波数を共振周波数に近づけてランプへの供給電力を増
やす制御方法について説明する。前述したようにインバ
ータの動作周波数はゲート駆動回路に含まれるインダク
タ２８が大きく寄与しており、インダクタンスが小さい
と動作周波数は高く、インダクタンスが大きいと周波数
は低くなる。従って、インダクタ２８のインダクタンス
を任意に変えることができれば、動作周波数を調整する
ことができる。インダクタ２８を変える手段として、図
１９に示すようにインダクタ２８とトランス結合するイ
ンダクタ２８ａを設け、インダクタ２８ａに流れる電流
を制御する分流調整回路６００を用いることによって実
現できる。図１９においてインダクタ２８ａの電流は、
ダイオード６０７、６１０又は６０８、６０９を介しト
ランジスタ６０１を流れる。ここで、ダイオード６０７
及び６０９とトランジスタ６０１の接続点をｋとする。
トランジスタ６０１を流れる電流Ｉｃはベース電流を変
えることによって制御することができ、ｊ点の電圧Ｖｊ
を可変電圧とし抵抗６０２及びトランジスタ６０３を介
して流れる電流によって調整できる。トランジスタ６０
３は抵抗６０５、６０６及び電圧Ｖｊによってバイアス
電圧が設定され、トランジスタ６０３に流れる電流が設
定される。ここで、接続点ｋとｏ点間の抵抗即ちトラン
ジスタ６０１の動作抵抗をＲｋｏとすると、抵抗Ｒｋｏ
と動作周波数ｆｓには図２０に示すような関係があり、
Ｒｋｏが小さいとｆｓは高く、Ｒｋｏが大きいとｆｓは
低くなる。これはインバータの駆動回路を１次側とし分
流調整回路６００を２次側とすると、例えば、抵抗Ｒｋ
ｏの減少により電流Ｉｃが増加すると、１次側から見た
インダクタンスが低下し動作周波数が高くなるからであ
る。前述したように、抵抗Ｒｋｏは電圧Ｖｊにより調整
することができ、ランプの状態に応じ電圧Ｖｊを変えれ
ば動作周波数ｆｓを可変することが可能である。次に図
２１及び図２２を用いて電圧Ｖｊを変える手段について
説明する。図２１及び図２２は分流調整回路６００を制
御する為にブロック図と回路図を示しており、予熱制御
回路１００、ランプ電圧検出回路５００、電圧調整回路
５５０から構成されている。予熱回路１００は、既に図
１及び図７で説明しており、ここでの説明は省略する。
ランプ電圧検出回路５００は、図２２に示すように５０
１から５０５で構成することができる。電圧検出回路５
００は図１４の接続点ｂの電圧を抵抗５０１と５０２で
分圧し、ダイオード５０３で整流した後、抵抗５０４及
びキャパシタ５０５で直流電圧に変換する。ダイオード
５０３は抵抗５０１と５０２の接続点側をカソードとし
て接続しており、分圧電圧が負の時にキャパシタ５０５
を充電する。従って、ダイオード５０３のアノード端子
とキャパシタ５０５の接続点をｉとすると、ｉ点の電圧
Ｖｉは負電圧となる。電圧調整回路５５０は電界効果ト
ランジスタを可変抵抗器として利用し、分流調整回路６
００に可変電圧を出力する。電圧調整回路５５０は図２
２に示すように５５１から５５６で構成されており、抵
抗５５３を介して電界効果トランジスタ５５５のゲート
電圧を変えることによって、接続点ｊの出力電圧を調整
することができる。出力電圧はツェナーダイオード５５
２のツェナー電圧を抵抗５５６とトランジスタ５５５の
動作抵抗で分圧した値となる。ツェナーダイオード５５
２には抵抗５５１を介して図１４の接続点ｄから電流が
供給される。図２３に接続点ｉの電圧Ｖｉに対する接続
点ｊの電圧Ｖｊの関係を示す。図２３においてトンジス
タ５５５が接合型でｎチャネル形の電界効果トランジス
タの場合、ゲート電圧Ｖｉが低いと動作抵抗は増加する
為、出力電圧Ｖｊは増加する。図２４にランプの予熱始
動から点灯後の動作の流れを示したタイミングチャート
を示す。図２４において時間ｔ０で交流電圧１が印加さ
れると、図２２の予熱制御回路１００によってｔ０から
ｔ１の期間スイッチ１０７は導通状態となり、接続点ｉ
は接続点ｏと同電位で０Ｖになる為、電圧調整回路５５
０の出力電圧Ｖｊは低めに設定される。従って、分流調
整回路６００の抵抗Ｒｋｏは小さく動作周波数ｆｓは共
振周波数ｆｒより十分高い周波数でインバータを駆動す
る。予熱期間中は動作周波数が高い為、電極が予熱され
る前にランプに高電圧が印加されることを防ぐことがで
きる。時間ｔ１でスイッチ１０７がオフすると、電圧Ｖ
ｉはランプ電圧検出回路５００の検出値によって設定さ
れ、ランプ電圧の上昇と共にＶｉは減少し抵抗Ｒｋｏが
増加し動作周波数ｆｓは共振周波数ｆｒに近づき、時間
ｔ２でランプに高電圧が印加され点灯する。ランプの光
束が安定するまでの期間、ランプ電圧は高く動作周波数
ｆｓは共振周波数ｆｒに近い周波数となり、ランプへの
供給電力を増やす。その後、ランプの光束が安定しラン
プ電圧の低下と共に動作周波数は高くなる。時間ｔ３で
ランプの使用環境が変化し低温状態になるとランプ電圧
は高くなる為、再び動作周波数ｆｓは共振周波数ｆｒに
近づき、光束の低下を抑制することができる。前述では
ランプ電圧を検出しインバータの動作周波数を制御した
が、フィラメントの電圧でランプの状態を検出し、動作
周波数を制御する方法でも構わない。
直後や低温時にランプの状態を検出しインバータの動作
周波数を共振周波数に近づけてランプへの供給電力を増
やす制御方法について説明する。前述したようにインバ
ータの動作周波数はゲート駆動回路に含まれるインダク
タ２８が大きく寄与しており、インダクタンスが小さい
と動作周波数は高く、インダクタンスが大きいと周波数
は低くなる。従って、インダクタ２８のインダクタンス
を任意に変えることができれば、動作周波数を調整する
ことができる。インダクタ２８を変える手段として、図
１９に示すようにインダクタ２８とトランス結合するイ
ンダクタ２８ａを設け、インダクタ２８ａに流れる電流
を制御する分流調整回路６００を用いることによって実
現できる。図１９においてインダクタ２８ａの電流は、
ダイオード６０７、６１０又は６０８、６０９を介しト
ランジスタ６０１を流れる。ここで、ダイオード６０７
及び６０９とトランジスタ６０１の接続点をｋとする。
トランジスタ６０１を流れる電流Ｉｃはベース電流を変
えることによって制御することができ、ｊ点の電圧Ｖｊ
を可変電圧とし抵抗６０２及びトランジスタ６０３を介
して流れる電流によって調整できる。トランジスタ６０
３は抵抗６０５、６０６及び電圧Ｖｊによってバイアス
電圧が設定され、トランジスタ６０３に流れる電流が設
定される。ここで、接続点ｋとｏ点間の抵抗即ちトラン
ジスタ６０１の動作抵抗をＲｋｏとすると、抵抗Ｒｋｏ
と動作周波数ｆｓには図２０に示すような関係があり、
Ｒｋｏが小さいとｆｓは高く、Ｒｋｏが大きいとｆｓは
低くなる。これはインバータの駆動回路を１次側とし分
流調整回路６００を２次側とすると、例えば、抵抗Ｒｋ
ｏの減少により電流Ｉｃが増加すると、１次側から見た
インダクタンスが低下し動作周波数が高くなるからであ
る。前述したように、抵抗Ｒｋｏは電圧Ｖｊにより調整
することができ、ランプの状態に応じ電圧Ｖｊを変えれ
ば動作周波数ｆｓを可変することが可能である。次に図
２１及び図２２を用いて電圧Ｖｊを変える手段について
説明する。図２１及び図２２は分流調整回路６００を制
御する為にブロック図と回路図を示しており、予熱制御
回路１００、ランプ電圧検出回路５００、電圧調整回路
５５０から構成されている。予熱回路１００は、既に図
１及び図７で説明しており、ここでの説明は省略する。
ランプ電圧検出回路５００は、図２２に示すように５０
１から５０５で構成することができる。電圧検出回路５
００は図１４の接続点ｂの電圧を抵抗５０１と５０２で
分圧し、ダイオード５０３で整流した後、抵抗５０４及
びキャパシタ５０５で直流電圧に変換する。ダイオード
５０３は抵抗５０１と５０２の接続点側をカソードとし
て接続しており、分圧電圧が負の時にキャパシタ５０５
を充電する。従って、ダイオード５０３のアノード端子
とキャパシタ５０５の接続点をｉとすると、ｉ点の電圧
Ｖｉは負電圧となる。電圧調整回路５５０は電界効果ト
ランジスタを可変抵抗器として利用し、分流調整回路６
００に可変電圧を出力する。電圧調整回路５５０は図２
２に示すように５５１から５５６で構成されており、抵
抗５５３を介して電界効果トランジスタ５５５のゲート
電圧を変えることによって、接続点ｊの出力電圧を調整
することができる。出力電圧はツェナーダイオード５５
２のツェナー電圧を抵抗５５６とトランジスタ５５５の
動作抵抗で分圧した値となる。ツェナーダイオード５５
２には抵抗５５１を介して図１４の接続点ｄから電流が
供給される。図２３に接続点ｉの電圧Ｖｉに対する接続
点ｊの電圧Ｖｊの関係を示す。図２３においてトンジス
タ５５５が接合型でｎチャネル形の電界効果トランジス
タの場合、ゲート電圧Ｖｉが低いと動作抵抗は増加する
為、出力電圧Ｖｊは増加する。図２４にランプの予熱始
動から点灯後の動作の流れを示したタイミングチャート
を示す。図２４において時間ｔ０で交流電圧１が印加さ
れると、図２２の予熱制御回路１００によってｔ０から
ｔ１の期間スイッチ１０７は導通状態となり、接続点ｉ
は接続点ｏと同電位で０Ｖになる為、電圧調整回路５５
０の出力電圧Ｖｊは低めに設定される。従って、分流調
整回路６００の抵抗Ｒｋｏは小さく動作周波数ｆｓは共
振周波数ｆｒより十分高い周波数でインバータを駆動す
る。予熱期間中は動作周波数が高い為、電極が予熱され
る前にランプに高電圧が印加されることを防ぐことがで
きる。時間ｔ１でスイッチ１０７がオフすると、電圧Ｖ
ｉはランプ電圧検出回路５００の検出値によって設定さ
れ、ランプ電圧の上昇と共にＶｉは減少し抵抗Ｒｋｏが
増加し動作周波数ｆｓは共振周波数ｆｒに近づき、時間
ｔ２でランプに高電圧が印加され点灯する。ランプの光
束が安定するまでの期間、ランプ電圧は高く動作周波数
ｆｓは共振周波数ｆｒに近い周波数となり、ランプへの
供給電力を増やす。その後、ランプの光束が安定しラン
プ電圧の低下と共に動作周波数は高くなる。時間ｔ３で
ランプの使用環境が変化し低温状態になるとランプ電圧
は高くなる為、再び動作周波数ｆｓは共振周波数ｆｒに
近づき、光束の低下を抑制することができる。前述では
ランプ電圧を検出しインバータの動作周波数を制御した
が、フィラメントの電圧でランプの状態を検出し、動作
周波数を制御する方法でも構わない。
【００２２】本実施例において、調光器を用いてランプ
電力を調整した場合、導通位相角と接続点ｄの直流電圧
の関係は図２５となる。図より直流電圧は導通位相角が
９０度付近から小さくなるにつれて低下し、ランプ電力
が小さくなるため光束は低下する。一方導通位相角が９
０度以上では直流電圧が殆ど変化せず、安定な点灯を継
続している場合においては、ランプ電圧も変化しない
為、動作周波数は一定でランプの光束も変化しない。こ
のように、直流電圧の変化を利用し明るさを変えた場
合、導通位相角に対応して明るさを変えることができな
い。このような場合には、図２６に示すような構成で導
通位相角を検出し動作周波数を制御することが望まし
い。図２６において予熱制御回路１００は図７で説明し
たようにランプ電極の予熱期間を設定する。導通位相角
検出回路９００は、図２７に示すように図１４のフィル
タ用のインダクタ４にトランス結合したインダクタ４ａ
を設けて、導通位相角に応じた電圧を電圧調整回路９５
０に出力する。位相角検出回路９００はインダクタ４ａ
と９０１から９０５で構成されおり、図２８に示すよう
に調光器の出力電圧にΔＶａｃの電圧変化が生じた時
に、インダクタ４ａからダイオード９０１、インダクタ
９０３を介して流れる電流でキャパシタ９０４を充電し
直流電圧Ｖｉを得る。インダクタ９０３は過電流防止用
であり、抵抗に置きかえることも可能である。導通位相
角を検出する別の構成としては、調光器とフィルタの間
に更にインダクタを設け、前述のインダクタ４ａをトラ
ンス結合した構成でも良い。図２８より導通位相角が小
さいと調光器出力電圧の電圧変化ΔＶａｃが大きくなる
為、出力電圧Ｖｉは大きくなる。電圧調整回路９５０は
前述したように電界効果トランジスタを可変抵抗器とし
て利用し、電圧Ｖｉに応じて分流調整回路９００に可変
電圧を出力する。電圧調整回路９５０は図２７に示すよ
うに９５１から９５４で構成されており、電界効果トラ
ンジスタ９５４のゲート電圧を変えることによって、接
続点ｊの出力電圧を調整することができる。出力電圧は
ツェナーダイオード９５２のツェナー電圧を抵抗９５３
とトランジスタ９５４の動作抵抗で分圧した値となる。
ツェナーダイオード９５２には抵抗９５１を介して図１
４の接続点ｄから電流が供給される。図２９にゲート制
御電圧Ｖｉに対する出力電圧Ｖｊの関係を示す。図２９
においてトランジスタ９５４がＭＯＳ型でｎチャネル形
の電界効果トランジスタの場合、ゲート電圧Ｖｉが高い
と動作抵抗は低下する為、出力電圧Ｖｊも減少する。従
って、導通位相角が小さい場合、電圧Ｖｉは大きく電圧
Ｖｊは減少する為、分流調整回路６００の抵抗Ｒｋｏは
小さくなる。その為、動作周波数ｆｓは共振周波数ｆｒ
より十分高い周波数でインバータを駆動し、ランプ電力
を小さくする。
電力を調整した場合、導通位相角と接続点ｄの直流電圧
の関係は図２５となる。図より直流電圧は導通位相角が
９０度付近から小さくなるにつれて低下し、ランプ電力
が小さくなるため光束は低下する。一方導通位相角が９
０度以上では直流電圧が殆ど変化せず、安定な点灯を継
続している場合においては、ランプ電圧も変化しない
為、動作周波数は一定でランプの光束も変化しない。こ
のように、直流電圧の変化を利用し明るさを変えた場
合、導通位相角に対応して明るさを変えることができな
い。このような場合には、図２６に示すような構成で導
通位相角を検出し動作周波数を制御することが望まし
い。図２６において予熱制御回路１００は図７で説明し
たようにランプ電極の予熱期間を設定する。導通位相角
検出回路９００は、図２７に示すように図１４のフィル
タ用のインダクタ４にトランス結合したインダクタ４ａ
を設けて、導通位相角に応じた電圧を電圧調整回路９５
０に出力する。位相角検出回路９００はインダクタ４ａ
と９０１から９０５で構成されおり、図２８に示すよう
に調光器の出力電圧にΔＶａｃの電圧変化が生じた時
に、インダクタ４ａからダイオード９０１、インダクタ
９０３を介して流れる電流でキャパシタ９０４を充電し
直流電圧Ｖｉを得る。インダクタ９０３は過電流防止用
であり、抵抗に置きかえることも可能である。導通位相
角を検出する別の構成としては、調光器とフィルタの間
に更にインダクタを設け、前述のインダクタ４ａをトラ
ンス結合した構成でも良い。図２８より導通位相角が小
さいと調光器出力電圧の電圧変化ΔＶａｃが大きくなる
為、出力電圧Ｖｉは大きくなる。電圧調整回路９５０は
前述したように電界効果トランジスタを可変抵抗器とし
て利用し、電圧Ｖｉに応じて分流調整回路９００に可変
電圧を出力する。電圧調整回路９５０は図２７に示すよ
うに９５１から９５４で構成されており、電界効果トラ
ンジスタ９５４のゲート電圧を変えることによって、接
続点ｊの出力電圧を調整することができる。出力電圧は
ツェナーダイオード９５２のツェナー電圧を抵抗９５３
とトランジスタ９５４の動作抵抗で分圧した値となる。
ツェナーダイオード９５２には抵抗９５１を介して図１
４の接続点ｄから電流が供給される。図２９にゲート制
御電圧Ｖｉに対する出力電圧Ｖｊの関係を示す。図２９
においてトランジスタ９５４がＭＯＳ型でｎチャネル形
の電界効果トランジスタの場合、ゲート電圧Ｖｉが高い
と動作抵抗は低下する為、出力電圧Ｖｊも減少する。従
って、導通位相角が小さい場合、電圧Ｖｉは大きく電圧
Ｖｊは減少する為、分流調整回路６００の抵抗Ｒｋｏは
小さくなる。その為、動作周波数ｆｓは共振周波数ｆｒ
より十分高い周波数でインバータを駆動し、ランプ電力
を小さくする。
【００２３】前述では、駆動回路のインダクタンスを変
えることによって動作周波数を制御したが、図３０に示
すように図１４の接続点ｎとｏ点間に直列接続したキャ
パシタ７２とスイッチング素子７３を設けて、共振負荷
回路の合成容量を制御し、共振周波数を変えることによ
って動作周波数を制御しても良い。スイッチング素子７
３は例えばＭＯＳＦＥＴであり、制御端子ｍ点の電圧を
コントロールすることによって、導通状態を制御し、接
続点ｎとｏ点間の容量を調整する。
えることによって動作周波数を制御したが、図３０に示
すように図１４の接続点ｎとｏ点間に直列接続したキャ
パシタ７２とスイッチング素子７３を設けて、共振負荷
回路の合成容量を制御し、共振周波数を変えることによ
って動作周波数を制御しても良い。スイッチング素子７
３は例えばＭＯＳＦＥＴであり、制御端子ｍ点の電圧を
コントロールすることによって、導通状態を制御し、接
続点ｎとｏ点間の容量を調整する。
【００２４】図１４において、インバータ駆動回路は共
振負荷回路の電流を帰還し駆動電圧を発生する自励方式
であるが、図３１のように他励方式の駆動回路７５０を
用いても良い。この場合、駆動回路７５０は図３２に示
すように予熱制御回路１００及び導通位相角検出回路９
００の出力に応じて動作周波数を制御しランプ電力を調
整する。また、ユーザーからの入力信号に応じて、前述
のように動作周波数を制御しても良い。
振負荷回路の電流を帰還し駆動電圧を発生する自励方式
であるが、図３１のように他励方式の駆動回路７５０を
用いても良い。この場合、駆動回路７５０は図３２に示
すように予熱制御回路１００及び導通位相角検出回路９
００の出力に応じて動作周波数を制御しランプ電力を調
整する。また、ユーザーからの入力信号に応じて、前述
のように動作周波数を制御しても良い。
【００２５】このように本発明の照明用点灯装置は、簡
単な構成で点灯開始からランプの状態を検出しランプへ
の供給電力を制御することができるので、点灯直後や低
温時の光束が高く、充分な明るさを得ることができる。
また、商用交流電源電圧の全周期に渡って、入力電流を
流すことができ、白熱電球用の調光器を用いてランプへ
の供給電力を制御することができる。
単な構成で点灯開始からランプの状態を検出しランプへ
の供給電力を制御することができるので、点灯直後や低
温時の光束が高く、充分な明るさを得ることができる。
また、商用交流電源電圧の全周期に渡って、入力電流を
流すことができ、白熱電球用の調光器を用いてランプへ
の供給電力を制御することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、放電
管の動作状況に応じて前記共振負荷回路に供給する電力
を調整するようにしたので、初期点灯間の制御にタイマ
等が不要で構成が簡単で安価なる物を提供できる。
管の動作状況に応じて前記共振負荷回路に供給する電力
を調整するようにしたので、初期点灯間の制御にタイマ
等が不要で構成が簡単で安価なる物を提供できる。
【図１】本発明の実施形態を示す点灯装置のブロック図
である。
である。
【図２】図１の実施形態における点灯回路を示す回路図
である。
である。
【図３】本発明の実施形態における別の構成を示す回路
図である。
図である。
【図４】本発明の実施形態における別の構成を示す回路
図である。
図である。
【図５】本発明の実施形態における別の構成を示す回路
図である。
図である。
【図６】図１の実施形態における駆動制御のタイミング
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図７】図１の実施形態における制御部の構成を示す回
路図である。
路図である。
【図８】商用交流電源の電圧波形と調光器の出力電圧波
形を示す図である。
形を示す図である。
【図９】調光器に容量性負荷が接続された時の出力電
圧、入力電流及び平滑後の直流電圧波形を示す図であ
る。
圧、入力電流及び平滑後の直流電圧波形を示す図であ
る。
【図１０】調光器に抵抗負荷が接続された時の出力電
圧、入力電流及び平滑後の直流電圧波形を示す図であ
る。
圧、入力電流及び平滑後の直流電圧波形を示す図であ
る。
【図１１】本発明の実施形態における交流電源電圧の導
通位相角に対する直流電圧の関係を示すグラフである。
通位相角に対する直流電圧の関係を示すグラフである。
【図１２】図１の実施形態における制御部の別の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１３】図１の実施形態における制御部の別の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図１４】本発明の別の実施形態を示す点灯装置の回路
図である。
図である。
【図１５】図１４の実施形態における第１の説明図であ
る。
る。
【図１６】図１４の実施形態における第２の説明図であ
る。
る。
【図１７】本発明の別の実施形態を示す点灯装置の回路
図
図
【図１８】本発明の別の実施形態を示す点灯装置の回路
図である。
図である。
【図１９】図１４の実施形態における分流調整回路の回
路図である。
路図である。
【図２０】図１９の分流調整回路の動作抵抗と駆動周波
数の関係を示すグラフである。
数の関係を示すグラフである。
【図２１】図１４の実施形態における制御部の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２２】図１４の実施形態における制御部の構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２３】図２２の制御部における説明図である。
【図２４】図１４の実施形態における駆動制御のタイミ
ングを示す説明図である。
ングを示す説明図である。
【図２５】本発明の実施形態における交流電源電圧の導
通位相角に対する直流電圧の関係を示すグラフである。
通位相角に対する直流電圧の関係を示すグラフである。
【図２６】図１４の実施形態における制御部の別の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２７】図１４の実施形態における制御部の別の構成
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２８】図２７の制御部における第１の説明図であ
る。
る。
【図２９】図２７の制御部における第２の説明図であ
る。
る。
【図３０】図１４の実施形態における制御部の別の構成
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図３１】本発明の別の実施形態を示す点灯装置の回路
図である。
図である。
【図３２】図３１の実施形態における制御部の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１…商用交流電圧、２，３，８，２６，２７，２９，４
２，４３，４４，４６，５２，７０〜７２，１０４，１
５５，５０５，９０４…キャパシタ、４，４ａ，６，２
８，２８ａ，４１，９０３…インダクタ、５…整流器、
１０…電源回路、１１…インバータ、１２…共振負荷回
路、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，７，２２，２３，５１，
７４，１５３，５０３，６０７〜６１０，９０１，９０
２…ダイオード、２０，２１，３３，５０，７３，１０
５，１０７，１５８，２０３，５５５，６０１，６０
３，９５４…スイッチング素子、２４，２５，５５２，
９５２…ツェナーダイオード、３０，３１，５３，１０
１〜１０３，１０６，１５１，１５２，１５４，１５
６，１５７，２０１，２０２，２０４，４５１，５０
１，５０２，５０４，５５１，５５３，５５４，５５
６，６０２，６０４〜６０６，９０５，９５１，９５３
…抵抗、４０…ランプ、４５…サーミスタ、１００…予
熱制御回路、１５０，５００…ランプ電圧検出回路、２
００，４５０…昇圧スイッチ制御回路、４６０，９００
…導通位相角検出回路、５５０，９５０…電圧調整回
路、６００…分流調整回路、７５０…インバータ駆動回
路。
２，４３，４４，４６，５２，７０〜７２，１０４，１
５５，５０５，９０４…キャパシタ、４，４ａ，６，２
８，２８ａ，４１，９０３…インダクタ、５…整流器、
１０…電源回路、１１…インバータ、１２…共振負荷回
路、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，７，２２，２３，５１，
７４，１５３，５０３，６０７〜６１０，９０１，９０
２…ダイオード、２０，２１，３３，５０，７３，１０
５，１０７，１５８，２０３，５５５，６０１，６０
３，９５４…スイッチング素子、２４，２５，５５２，
９５２…ツェナーダイオード、３０，３１，５３，１０
１〜１０３，１０６，１５１，１５２，１５４，１５
６，１５７，２０１，２０２，２０４，４５１，５０
１，５０２，５０４，５５１，５５３，５５４，５５
６，６０２，６０４〜６０６，９０５，９５１，９５３
…抵抗、４０…ランプ、４５…サーミスタ、１００…予
熱制御回路、１５０，５００…ランプ電圧検出回路、２
００，４５０…昇圧スイッチ制御回路、４６０，９００
…導通位相角検出回路、５５０，９５０…電圧調整回
路、６００…分流調整回路、７５０…インバータ駆動回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川端 賢治 東京都青梅市新町六丁目16番地の２ 株式 会社日立製作所熱器ライティング事業部内 Ｆターム(参考） 3K072 AA02 BA00 BA05 BC01 BC03 CA11 CA16 DB03 DC05 DD04 DE02 DE04 DE06 FA05 GA03 GB12 GC01 GC06 HA06 HA10
Claims (34)
- 【請求項１】照明用の放電管を含む共振負荷回路と、商
用交流電圧から直流電圧を生成する電源回路と、生成さ
れた直流電圧を交流電圧に変換して前記共振負荷回路に
供給するインバータを備えた照明用点灯装置において、 予熱後に前記放電管が点灯を始める初期点灯以降は、放
電管の動作状況に応じて前記共振負荷回路に供給する電
力を調整する制御回路を有することを特徴とする照明用
点灯装置。 - 【請求項２】照明用の放電管を含む共振負荷回路と、商
用交流電圧から直流電圧を生成する電源回路と、該電源
回路で生成された直流電圧を交流電圧に変換して前記共
振負荷回路に供給するインバータを備えた照明用点灯装
置において、 前記放電管を点灯させる点灯予備段階の予熱過程から安
定した点灯状態の定常点灯過程に移行する間に介在する
点灯初期の初期点灯過程では、前記放電管の動作状況を
検知して定常点灯過程で供給される定常の電力よりも多
くの電力を供給するように調整する制御回路を有するこ
とを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項３】請求項２記載の照明用装置において、 前記定常点灯過程における前記放電管の動作状況を検知
して定常状態に引き上げるように供給する電力を多くす
ることを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項４】請求項１記載の照明用点灯装置において、 前記放電管の動作状況を電圧または電流で検知し、この
検知値によって放電管に供給する電力を調整することを
特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項５】請求項１記載の照明用点灯装置において、 前記放電管はフィラメントを備え、 前記放電管の動作状況は、前記フィラメントの電圧また
は電流に基づいて検知することを特徴とする照明用点灯
装置。 - 【請求項６】請求項５記載の照明用点灯装置において、 前記制御回路は、前記フィラメントの電圧又は電流が所
定の電圧又は電流より大きい時に、前記電源回路より前
記共振負荷回路に供給する出力電圧を高くするように制
御し、前記放電管の点灯に備えて前記フィラメントを予
熱する予熱期間は時定数回路により設定され、前記制御
回路は前記電源回路の出力電圧を、前記フィラメントの
前記予熱期間の方が前記放電管点灯時より低くするよう
に制御することを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項７】請求項１記載の照明用点灯装置において、 前記放電管の動作状況は前記放電管の電圧で検知され、
前記放電管の電圧が所定の電圧より高い時には前記制御
回路で前記電源回路の出力電圧を高くするように制御す
ることを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項８】請求項１から７記載のいずれか一つの照明
用点灯装置において、 前記電源回路は昇圧機能を有することを特徴とする照明
用点灯装置。 - 【請求項９】請求項８記載の照明用点灯装置において、 前記インバータは前記共振負荷回路に流れる電流に同期
した電圧により駆動することを特徴とする照明用点灯装
置。 - 【請求項１０】請求項９記載の照明用点灯装置におい
て、 前記電源回路は前記共振負荷回路に流れる電流に同期し
た電圧により駆動することを特徴とする照明用点灯装
置。 - 【請求項１１】請求項１０記載の照明用点灯装置におい
て、 前記電源回路はダイオードから成る整流回路と平滑用の
キャパシタを備え、前記整流回路と商用交流電圧との間
に介在するフィルタ回路を備え、前記整流回路から出力
される脈流電圧の正負極間に直列接続された昇圧用のイ
ンダクタとスイッチ素子を備え、前記インダクタとスイ
ッチ素子の接続点と平滑用のキャパシタとの間にダイオ
ードを接続し、前記共振負荷回路は電流に同期した電圧
を発生するようにキャパシタを備え、前記スイッチ素子
は前記キャパシタの電圧により駆動することを特徴とす
る照明用点灯装置。 - 【請求項１２】請求項５記載の照明用点灯装置におい
て、 前記制御回路は、前記フィラメントの電圧又は電流が所
定の電圧又は電流より大きい時に、前記インバータの駆
動周波数を低くするように制御し、前記フィラメントの
予熱期間は時定数回路により設定され、前記制御回路は
前記インバータの駆動周波数を、前記フィラメントの予
熱期間の方が前記放電管点灯時より高くするように制御
することを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項１３】請求項１記載の照明用点灯装置におい
て、 前記放電管の動作状況は前記放電管の電圧で検知し、前
記制御回路は前記放電管の電圧が所定の電圧より高い時
に、前記インバータの駆動周波数を低くするように制御
することを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項１４】請求項１２または１３記載の照明用点灯
装置において、 前記インバータは前記共振負荷回路に流れる電流に同期
した電圧により駆動することを特徴とする照明用点灯装
置。 - 【請求項１５】請求項１４記載の照明用点灯装置におい
て、 前記インバータは前記電源回路から出力される直流電圧
の正負極間に直列接続された第１、第２のスイッチ素子
を備え、前記スイッチ素子はＮチャンネルのパワー半導
体素子とＰチャンネルのパワー半導体素子であって、第
１、第２のパワー半導体素子の制御端子と基準端子はそ
れぞれ互いに共通点で接続され、第１、第２のパワー半
導体素子の基準端子が共通に接続された接続点と前記直
流電圧の少なくとも一方の極間に、前記放電管を接続し
た共振負荷回路と、前記共振負荷回路に流れる電流に同
期した電圧を発生する第１のキャパシタを直列に接続
し、前記第１のキャパシタと前記第１、第２のパワー半
導体素子の制御端子との間に第１のインダクタを備える
ことを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項１６】請求項１５記載の照明用点灯装置におい
て、 前記第１のインダクタはトランス結合した第２のインダ
クタを備え、前記第２のインダクタに双方向に流れる電
流を制御する分流調整回路を備えることを特徴とする照
明用点灯装置。 - 【請求項１７】請求項１６記載の照明用点灯装置におい
て、 前記分流調整回路に流れる電流は、前記放電管の動作状
況に応ずる電圧を出力する電圧調整回路によって制御さ
れることを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項１８】請求項１７記載の照明用点灯装置におい
て、 前記電源回路は少なくとも２つのダイオードを備えた整
流回路と平滑用のキャパシタを備え、前記整流回路と商
用交流電圧との間にフィルタ回路を備え、前記共振負荷
回路は共振用のインダクタに直列に第１及び第２のキャ
パシタを備え、前記第１のキャパシタが前記整流回路の
いずれか１つのダイオードと並列に接続されていること
を特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項１９】放電管を含む共振負荷回路と、商用交流
電圧から直流電圧を生成する電源回路と、該電源回路に
供給される商用交流電圧を位相制御により電圧の調整を
行う調光用電圧調整器と、直流電圧を交流電圧に変換し
て前記共振負荷回路に供給するインバータを備えた照明
用点灯装置において、 予熱後に前記放電管が点灯を始める初期点灯以降は、放
電管の動作状況に応じて前記共振負荷回路に供給する電
力を調整する制御回路を有し、 前記調光用電圧調整器の位相制御により前記電源回路が
前記インバータに出力する直流電圧を制御することを特
徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項２０】請求項１９記載の照明用点灯装置におい
て、 前記電源回路は昇圧機能を有することを特徴とする照明
用点灯装置。 - 【請求項２１】請求項２０記載の照明用点灯装置におい
て、 前記インバータは前記共振負荷回路に流れる電流に同期
した電圧により駆動することを特徴とする照明用点灯装
置。 - 【請求項２２】請求項２１記載の照明用点灯装置におい
て、 前記電源回路は前記共振負荷回路に流れる電流に同期し
た電圧により駆動することを特徴とする照明用点灯装
置。 - 【請求項２３】請求項２２記載の照明用点灯装置におい
て、 前記電源回路はダイオードから成る整流回路と平滑用の
キャパシタを備え、前記整流回路と商用交流電圧との間
にフィルタ回路を備え、前記整流回路から出力される脈
流電圧の正負極間に直列接続された昇圧のインダクタと
スイッチ素子を備え、前記インダクタとスイッチ素子の
接続点と平滑用のキャパシタとの間にダイオードを接続
し、前記共振負荷回路は電流に同期した電圧を発生する
ようにキャパシタを備え、前記スイッチ素子は前記キャ
パシタの電圧により駆動することを特徴とする照明用点
灯装置。 - 【請求項２４】請求項１９から２３記載の照明用点灯装
置において、 前記放電管は少なくとも一方にフィラメントを備え、前
記フィラメントの予熱期間は時定数回路により設定さ
れ、前記制御回路は前記電源回路の出力電圧を、前記フ
ィラメントの予熱期間の方が前記放電管点灯時より低く
するように制御することを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項２５】放電管を含む共振負荷回路と、商用交流
電圧から直流電圧を生成する電源回路と、該電源回路に
供給される商用交流電圧の位相制御を行う調光用電圧調
整器と、直流電圧を交流電圧に変換して前記共振負荷回
路に供給するインバータを備えた照明用点灯装置におい
て、 予熱後に前記放電管が点灯を始める初期点灯以移降は、
放電管の動作状況に応じて前記共振負荷回路に供給する
電力を調整する制御回路を有し、 前記電源回路は少なくとも２つのダイオードを備えた整
流回路と平滑用のキャパシタを備え、前記整流回路と商
用交流電圧との間にフィルタ回路を備え、前記共振負荷
回路は共振用のインダクタに直列に第１及び第２のキャ
パシタを備え、前記第１のキャパシタが前記整流回路の
いずれか１つのダイオードと並列に接続されていること
を特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項２６】請求項２５記載の照明用点灯装置におい
て、 前記調光用電圧調整器による商用交流電圧の位相制御
で、前記インバータの駆動周波数を制御することを特徴
とする照明用点灯装置。 - 【請求項２７】請求項２６記載の照明用点灯装置におい
て、 前記インバータは前記共振負荷回路に流れる電流に同期
した電圧により駆動することを特徴とする照明用点灯装
置。 - 【請求項２８】請求項２７記載の照明用点灯装置におい
て、 前記インバータは前記電源回路から出力される直流電圧
の正負極間に直列接続された第１、第２のスイッチ素子
を備え、前記スイッチ素子はＮチャンネルのパワー半導
体素子とＰチャンネルのパワー半導体素子であって、第
１、第２のパワー半導体素子の制御端子と基準端子はそ
れぞれ互いに共通点で接続され、第１、第２のパワー半
導体素子の基準端子が共通に接続された接続点と前記直
流電圧の少なくとも一方の極間に、前記放電管を接続し
た共振負荷回路と、前記共振負荷回路に流れる電流に同
期した電圧を発生するように第１のキャパシタを直列に
接続し、前記第１のキャパシタと前記第１、第２のパワ
ー半導体素子の制御端子との間に第１のインダクタを備
えることを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項２９】請求項２８記載の照明用点灯装置におい
て、 前記第１のインダクタはトランス結合した第２のインダ
クタを備え、前記第２のインダクタに双方向に流れる電
流を制御する分流調整回路を備えることを特徴とする照
明用点灯装置。 - 【請求項３０】請求項２９記載の照明用点灯装置におい
て、 前記分流調整回路に流れる電流は、前記商用交流電圧の
導通位相角に応答した電圧を出力する電圧調整回路によ
って制御されることを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項３１】請求項２５から３０記載のいずれか一つ
の照明用点灯装置において、 前記放電管は少なくとも一方にフィラメントを備え、前
記フィラメントの予熱期間は時定数回路により設定さ
れ、前記制御回路は前記インバータの駆動周波数を、前
記フィラメントの予熱期間の方が前記放電管点灯時より
高くするように制御することを特徴とする照明用点灯装
置。 - 【請求項３２】請求項１９から３１記載の照明用点灯装
置において、 前記電源回路と商用交流電圧との間にフィルタ回路を備
え、前記フィルタ回路は第１のインダクタを備え、前記
第１のインダクタはトランス結合した第２のインダクタ
と、前記第２のインダクタの交流電圧を整流する整流器
と前記整流器の出力を平滑する平滑回路を備え、前記商
用交流電圧の導通位相角に応じて直流電圧を得ることを
特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項３３】請求項１９から３１記載の照明用点灯装
置において、 前記電源回路と商用交流電圧との間にフィルタ回路を備
え、前記フィルタ回路と前記商用交流電圧との間に第１
のインダクタを備え、前記第１のインダクタはトランス
結合した第２のインダクタと、前記第２のインダクタの
交流電圧を整流する整流器と前記整流器の出力を平滑す
る平滑回路を備え、前記商用交流電圧の導通位相角に応
じて直流電圧を得ることを特徴とする照明用点灯装置。 - 【請求項３４】請求項１８及び２５記載の照明用点灯装
置において、 前記共振負荷回路は、前記第１のキャパシタに並列に第
３のキャパシタを接続する容量調整手段を備えているこ
とを特徴とする照明用点灯装置。
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