JP2002329594A - 放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハーフブリッジ形インバータを簡単な回路構成
で周波数制御することで調光を可能にした放電ランプ点
灯装置およびこれを用いた照明装置を提供する。 【解決手段】交流入力端が入力端子ａ、ｂに接続した整
流化直流電源ＲＤＣの直流出力端間に、交互にスイッチ
ングを行なって高周波電圧を発生する第１および第２の
スイッチング手段Ｑ１、Ｑ２を直列的に接続し、高周波
電圧を共振インダクタンスＬ２および共振キャパシタン
スＣ９を備え放電ランプＤＬを接続した負荷回路ＬＣに
印加し、帰還回路ＦＢＣおよびドライブ共振回路ＤＲＣ
を含むドライブ回路ＤＣのコンデンサＣ１１のドライブ
共振キャパシタンスを実効的に制御する導通制御手段Ｃ
Ｃと、整流化直流電源ＲＤＣの直流出力端から電源を得
て作動して調光信号を形成する調光信号発生回路ＤＳＧ
と、調光信号発生回路ＤＳＧおよび導通制御手段ＣＣの
間に介在して調光信号に応じて導通制御手段ＣＣの導通
を制御するブートストラップ回路ＢＳとを具備してい
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、調光可能な放電ラ
ンプ点灯装置およびこれを用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンプリメンタリペア形の第１および第
２のスイッチング手段を備えたハーフブリッジインバー
タを用いた放電ランプ点灯装置は、たとえば特開平１０
−１６２９８３号公報に記載されている。（従来技術
１） ところで、電球形蛍光ランプは、コンパクトな蛍光ラン
プとその点灯回路手段を一体化した構成を備え、一般照
明用白熱電球のように小形で、片口金構造を有していな
がら蛍光ランプの特徴である高いランプ効率と長寿命と
を併せて有し、大幅な省電力を図れる光源であるため
に、多用されている。

【０００３】一般に市販されている電球形蛍光ランプ
は、蛍光ランプを高効率点灯することが可能で、しかも
小形、軽量を要求されることから高周波点灯するものが
主流となっていて、そのために高周波インバータを備え
ている。高周波インバータは、直流を入力して高周波に
変換するために、整流回路を用いて低周波交流をいった
ん非平滑の直流に変換するとともに、平滑コンデンサを
用いて非平滑の直流電圧から平滑化された直流を得るコ
ンデンサインプット形を採用している。（従来技術２）

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術１に
おいては、放電ランプを調光することができない回路構
成である。また、図示説明されている電源１４は、直流
電源であり、低周波交流電源を用いて放電ランプを点灯
する場合、一般的にはコンデンサインプット方式を用い
る。

【０００４】ところが、コンデンサインプット方式を用
いた電球形蛍光ランプは、回路構成が簡単で安価になる
という利点があるが、以下の理由により位相制御形調光
器を用いて調光することができない。すなわち、低周波
交流電源から点灯回路手段への入力電流は、平滑コンデ
ンサへの充電電流になるから、その流入期間が短い。そ
のため、入力電流の休止期間中に位相制御形調光器がオ
ンした場合、保持電流を確保できなくなり、位相制御形
調光器は位相制御素子として用いているトライアックが
オフしてしまうために、オン状態を半サイクル中維持す
ることができない。その結果、電球形蛍光ランプの入力
電流が増加して短寿命になる。また、特に調光下限にお
いて位相制御形調光器のトライアックが誤動作するため
に、明るさのちらつきが生じる不具合を呈する。

【０００５】本発明は、ハーフブリッジ形インバータを
簡単な回路構成で周波数制御することで調光を可能にし
た放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提
供することを目的とする。

【０００６】また、本発明は、低周波交流電源電圧の導
通角に応じた周波数制御による調光を簡単な回路構成で
可能にした電球形蛍光ランプ用として好適な放電ランプ
点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供することを
他の目的とする。

【０００７】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の放電ラ
ンプ点灯装置は、低周波交流電源に接続する入力端子
と；交流入力端および直流出力端を備え、交流入力端が
入力端子に接続した整流化直流電源と；整流化直流電源
の直流出力端間に直列的に接続し、交互スイッチングに
より高周波電圧を発生する第１および第２のスイッチン
グ手段と；共振インダクタンスおよび共振キャパシタン
スを備え、第１および第２のスイッチング手段の交互ス
イッチングにより発生した高周波電圧が印加される負荷
回路と；負荷回路に接続する放電ランプと；負荷回路か
ら帰還を行なう帰還回路、ならびにドライブ共振キャパ
シタンスおよびドライブ共振インダクタンスにより形成
され帰還回路の帰還電圧が印加されるドライブ共振回路
を含み、ドライブ共振回路の共振出力により第１および
第２のスイッチング手段を交互にドライブするドライブ
回路と；ドライブ共振回路のドライブ共振キャパシタン
スを実効的に制御する導通制御手段と；整流化直流電源
の直流出力端から電源を得て作動して調光信号を形成す
る調光信号発生回路と；調光信号発生回路および導通制
御手段の間に介在して調光信号に応じて導通制御手段の
導通を制御するブートストラップ回路と；を具備してい
ることを特徴としている。

【０００８】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。本発明において、放電ランプ点灯装置は、放電ラン
プを始動し、高周波点灯するための回路手段であるが、
全光点灯および調光点灯が可能である。そして、入力端
子、整流化直流電源、第１および第２のスイッチング手
段、負荷回路、放電ランプ、ドライブ回路、導通制御手
段、調光信号発生回路、ならびにブートストラップ回路
の回路要素を具備して構成されている。また、必要に応
じてその他の構成を具備することが許容される。以下、
回路要素ごとに分説する。なお、本発明において、「高
周波」とは、周波数１０ｋＨｚ以上を意味し、好ましく
は周波数２０〜２００ｋＨｚである。

【０００９】＜入力端子について＞入力端子は、放電ラ
ンプ点灯装置の最も低周波交流電源側に位置する回路要
素であって、入力端子は、低周波交流電源から入力電源
を受け入れる部分であるが、格別な部材により形成され
ている必要はなく、端子金具を必須要件とするものでは
ない。したがって、単なる導電線などであってもよい。
なお、本発明を電球形蛍光ランプからなる照明装置に適
用する場合、口金をもって入力端子とすることができ
る。

【００１０】＜整流化直流電源について＞整流化直流電
源は、低周波交流電圧を直流電圧に変換する手段であっ
て、交流入力端および直流出力端を備え、交流入力端が
低周波交流電源に直接または間接的に接続されるととも
に、直流出力端に平滑化直流電圧または非平滑化直流電
圧を出力するもので、少なくとも整流回路を備えてい
て、平滑化直流電圧を出力する場合は、平滑化回路をも
備えている。整流回路としては、各種整流回路を任意所
望により採用することができる。たとえば、ブリッジ形
全波整流回路、倍電圧形全波整流回路、センタータップ
形全波整流回路、半波整流回路などを用いることができ
る。また、平滑化回路としては、整流回路の直流出力端
間に接続した平滑コンデンサ、部分平滑回路など既知の
平滑化回路を採用することが許容される。後述するよう
に、平滑回路への充電電流または平滑電圧を検出して低
周波交流電源電圧の導通角に応じた、またはほぼ比例す
る信号を得る場合には、部分平滑回路を用いるのがよ
い。

【００１１】部分平滑回路は、整流回路から出力された
非平滑直流電圧の谷の部分を埋めて部分的な平滑電圧を
形成するための回路手段である。そして、平滑コンデン
サおよびダイオードに、さらに場合によりインダクタを
含めて構成される。平滑コンデンサは、これを一または
複数用いることができる。複数の平滑コンデンサを用い
る場合、非平滑直流電圧による充電時には各平滑コンデ
ンサが直列接続し、並列接続された状態で放電される。
したがって、電球形蛍光ランプが１００Ｖ交流電源に接
続される場合に、２つの平滑コンデンサを用いた部分平
滑回路であれば、一つの平滑コンデンサはピーク値が約
７１Ｖになる。同様に３つの平滑コンデンサの場合、ピ
ーク値は約４７Ｖになる。本発明においては、複数の平
滑コンデンサを用いるいわゆる多段構成、好適には２段
または３段構成の部分平滑コンデンサを用いるのが好ま
しい。多段構成であると、平滑コンデンサの充電電流す
なわち入力電流のピーク値を小さくすることができ、た
とえば３段構成の場合、入力電流が最大で０．４Ａにな
る。また、部分平滑回路の出力である平滑化直流電圧
は、平滑回路の名称から理解できるように、十分な平滑
が行なわれていなくて、非平滑直流電圧のピーク波形が
そのまま残存するとともに、ピーク波形の間の谷間がフ
ラットな電圧によって埋められている。

【００１２】＜第１および第２のスイッチング手段につ
いて＞第１および第２のスイッチング手段は、整流化直
流電源の出力直流電圧が印加されるように直列的に接続
されていて、ハーフブリッジ形インバータの主体部分を
構成する。そして、第１および第２のスイッチング手段
の交互スイッチングにより高周波交流電圧を発生する。

【００１３】また、スイッチング手段は、電流ドライブ
形のスイッチング手段たとえばバイポーラ形トランジス
タ、ならびに電圧ドライブ形のスイッチング手段たとえ
ばＦＥＴなどいずれのドライブ形式のものであってもよ
い。そして、同一極性および相補形のいずれでもよい。
なお、ＦＥＴは、電圧ドライブ形のスイッチング手段で
あるため、ドライブが容易である。また、ＭＯＳＦＥＴ
は、安全動作領域による制約の少ない電力用のスイッチ
ング手段として効果的である。さらに、エンハンスメン
ト形ＭＯＳＦＥＴは、電源投入時の処理が容易で電力用
のスイッチング手段として好適である。さらにまた、Ｎ
チャンネル形ＭＯＳＦＥＴが現状では商品ラインアップ
が豊富であるから、有利である。しかし、要すれば、Ｐ
チャンネル形ＭＯＳＦＥＴを用いることができる。さら
に、一方のスイッチング手段にＮチャンネル形ＭＯＳＦ
ＥＴを用い、他方のスイッチング手段にＰチャンネル形
ＭＯＳＦＥＴを用いることにより、第１および第２のス
イッチング手段をコンプリメンタリペア形に構成するこ
とができる。

【００１４】ところで、スイッチング手段は、ドライブ
端子を備えていることが許容される。そして、ドライブ
端子に所定の極性のドライブ信号が供給されたときにド
ライブすなわちオンされる。エンハンスメント形ＭＯＳ
ＦＥＴにおいては、ドライブ端子であるところのゲート
と、ソースとの間にドライブ信号であるところのゲート
電圧が印加されたときに、チャンネルが形成されてオン
状態になる。したがって、ゲート電圧が印加されない状
態ではオフ状態を維持する。

【００１５】「出力直流電圧が印加されるように直列的
に接続される」とは、整流化直流電源から見て第１およ
び第２のスイッチング手段が直列的な接続関係にあるこ
とをいい、第１および第２のスイッチング手段と整流化
直流電源との間に他の回路部品たとえばインダクタや抵
抗器などが介在していてもよい。また、第１および第２
のスイッチング手段の間に回路部品が介在していてもよ
い。

【００１６】＜負荷回路について＞負荷回路は、ハーフ
ブリッジ形インバータから見て負荷を構成する。そし
て、第１および第２のスイッチング手段の交互スイッチ
ングにより発生する高周波交流電圧が印加される。ま
た、負荷回路は、共振インダクタンスおよび共振キャパ
シタンスを備えていて、負荷共振回路を形成するととも
に、さらに放電ランプ点灯装置の負荷であるところの後
述する放電ランプを接続する。

【００１７】さらに、負荷回路は、放電ランプに対して
バラスト作用を行なう限流インピーダンスを提供する。
限流インピーダンスとしては、共振インダクタンスの一
部または全部を利用するのが好ましい。この場合、共振
インダクタンスをそこに通流する電流の大きさに応じて
コアが適度に飽和するように構成することができる。

【００１８】さらにまた、負荷回路がハーフブリッジ形
インバータに導電的に接続する場合、直流電流が負荷回
路に流れないように共振キャパシタンスの一部を直流カ
ットコンデンサとして放電ランプに対して直列に接続す
るように構成することができる。また、放電ランプの始
動回路として、たとえば限流インダクタンスと直列共振
回路を形成する共振キャパシタンスを放電ランプと並列
的に接続して、共振キャパシタンスの両端間に現れる共
振電圧が放電ランプに印加されるように構成することが
できる。

【００１９】さらにまた、放電ランプの一対のフィラメ
ント電極を所要温度に加熱するために、電極加熱回路を
付設することができる。電極加熱回路として、放電ラン
プと並列接続する共振キャパシタンスの一部または全部
と一対のフィラメント電極の両方または一方を直列接続
することができる。

【００２０】＜放電ランプについて＞放電ランプは、そ
の種類が限定されるものではないが、蛍光ランプなどの
低圧放電ランプが好適である。また、放電ランプは、熱
陰極および冷陰極のいずれを備えていてもよい。

【００２１】＜ドライブ回路について＞ドライブ回路
は、帰還回路および共振回路を含んで構成されている。

【００２２】帰還回路は、第１および第２のスイッチン
グ手段を自励式のドライブを行なうために用いられ、負
荷電流を適当な手段により帰還する。たとえば、負荷回
路の共振インダクタンスに磁気結合した帰還巻線を用い
たり、共振インダクタンスと直列に挿入した独立した帰
還用変圧器を配設したりすることができる。共振インダ
クタンスに帰還巻線を磁気結合する場合には、磁気回路
に空隙を設けるのが一般的である。所望の特性が得られ
るように帰還巻線の磁気回路上の巻装位置に注意しなけ
ればならない。また、独立した帰還変圧器を挿入する場
合、その２次巻線が帰還巻線を構成する。なお、帰還変
圧器は、可飽和構成および不飽和構成のいずれであって
もよい。しかし、可飽和構成は、巻線の巻装が困難、特
性のばらつきが大きく、大形化するので、留意しなけれ
ばならない。これに対して、不飽和構成は、他の構成に
比較して優位性がある。いずれにしても、帰還変圧器
は、少なくとも１次巻線および２次巻線すなわち帰還巻
線を備えていて、第１および第２のスイッチング手段を
ドライブするために、負荷回路に流れる電流に比例する
電圧を２次巻線に誘起するように作用する。したがっ
て、１次巻線側における巻数が相対的に少なく、このた
め１次巻線のインダクタンスは小さくて、共振インダク
タンスとして実質的に貢献しないように構成することが
できる。

【００２３】ドライブ共振回路は、ドライブ共振インダ
クタンスおよびドライブ共振キャパシタンスにより構成
される。帰還回路として帰還変圧器の２次巻線を用いる
場合は、その２次巻線側から見たインダクタンスをドラ
イブ共振インダクタンスとして利用することができる。
負荷回路の共振インダクタンスに帰還巻線を磁気結合し
て帰還回路を構成する場合は、上記と同様に２次巻線側
から見たインダクタンスをドライブ共振インダクタンス
として利用することもできるが、別設のインダクタンス
をドライブ共振インダクタンスとして用いてもよい。な
お、ドライブ共振回路の接続形態は、並列共振回路およ
び直列共振回路のいずれであってもよい。ドライブ共振
キャパシタンスは、別設のコンデンサを用いるか、スイ
ッチング手段が有するキャパシタンス、たとえばＭＯＳ
ＦＥＴのゲート・ソース間キャパシタンスを利用するこ
とができる。ドライブ共振回路は、共振によって正負の
極性の共振出力を生じ、第１および第２のスイッチング
手段に共振出力を供給することができる。

【００２４】次に、ドライブ共振回路の共振出力を第１
および第２のスイッチング手段に供給して交互にスイッ
チングさせるために、必要に応じてドライブ共振回路と
第１および第２のスイッチング手段の間に直流カットコ
ンデンサを介在させることができる。また、過大なドラ
イブ信号が供給されないように、所要により保護回路を
付設することができる。さらに、第１および第２のスイ
ッチング手段が同一極性である場合には、各スイッチン
グ手段を交互にオン、オフさせるためには、ドライブ共
振回路の共振出力を一方のスイッチング手段に対してあ
る極性で供給するときに、他方のスイッチング手段に対
しては、極性を反転して供給すればよい。このために
は、たとえば変圧器を用いれば容易に極性を反転するこ
とができる。これに対して、第１および第２のスイッチ
ング手段がコンプリメンタリペア形の場合には、ドライ
ブ共振回路の共振出力をその極性を反転しないでそのま
ま両方のスイッチング手段に供給することができる。ま
た、第１および第２のスイッチング手段が電圧ドライブ
形である場合には、ドライブ電圧を供給するようにドラ
イブ回路を構成する。電流ドライブ形である場合には、
ドライブ電流を供給する。

【００２５】＜導通制御手段について＞導通制御手段
は、その導通度が可変であり、それを制御することによ
り、ドライブ共振回路のドライブ共振キャパシタンスを
実効的に制御する手段である。すなわち、導通制御手段
を制御して、その導通度を小さくすると、ドライブ共振
キャパスタンスに流れる電流が絞り込まれるので、その
キャパシタンスは実効的に小さくなる。そうして、キャ
パシタンスが変化することにより、ドライブ共振回路の
共振周波数が変化する。

【００２６】また、導通制御手段は、上記のように作用
すれば、具体的な構成は問わないが、後述するブートス
トラップ回路の構成上電圧ドライブ形のデバイスたとえ
ばＭＯＳＦＥＴが好適である。

【００２７】＜調光信号発生回路について＞調光信号発
生回路は、調光信号を形成し、当該調光信号を後述する
ブートストラップ回路を経由して導通制御手段に供給し
て、これを制御する。調光信号としては、たとえば入力
端子に入力する低周波交流電源電圧の導通角にほぼ比例
する信号を発生するように構成すれば、低周波交流電源
に挿入した調光器によって放電ランプを調光可能にする
ことができる。したがって、この場合は、電球形蛍光ラ
ンプなどの照明装置に適用するのに好適である。また、
任意の調光信号を形成できるように構成すれば、調光信
号発生回路を外部から操作して調光可能な照明装置を得
る場合に好適である。

【００２８】また、調光信号発生回路は、整流化直流電
源から電源を得て作動する。すなわち、調光信号発生回
路は、整流化直流電源の低電位側の電位を基準とする調
光制御信号を発生する。これに対して、ドライブ共振回
路は、第１および第２のスイッチング手段の接続点を基
準電位として作動するので、基準電位がハーフブリッジ
形インバータの動作によって高周波振動する。

【００２９】＜ブートストラップ回路について＞本発明
において、「ブートストラップ回路」とは、入力端およ
び出力端の間に位置するダイオードと、出力端に配設さ
れたコンデンサとを少なくとも備え、入力端からダイオ
ードを経由してコンデンサに電荷を汲み上げるように作
用する回路をいう。ダイオードは、単方向導通作用を有
するデバイスであればよく、いわゆるダイオードに限定
されない。また、コンデンサは、電荷蓄積作用があれば
よく、別設のコンデンサに限定されないので、たとえば
導通制御手段のゲートキャパシタンスなどを利用するこ
とができる。

【００３０】＜その他の構成について＞本発明の必須構
成要素ではないが、以下の構成を必要に応じて適宜選択
的に付加することができる。

【００３１】１ 起動回路について 起動回路は、ハーフブリッジ形インバータを起動する回
路である。

【００３２】２ ノイズフィルタについて ノイズフィルタは、低周波交流電源と整流回路との間に
介在して、高周波インバータを構成する第１および第２
のスイッチング手段の高周波スイッチングに伴って発生
した高周波ノイズが低周波交流電源側へ流出しないよう
に阻止する。もちろん、低周波交流電源とノイズフィル
タとの間に調光器が介在して、位相制御された低周波交
流電圧がノイズフィルタの入力端に印加され得る。そし
て、ノイズフィルタは、発明の範囲が限定されるもので
はないが、一般的には低周波交流電源と整流回路との間
に直列に接続されるインダクタと、低周波交流電源に並
列的に接続されるコンデンサとによって構成されてい
る。

【００３３】３ 位相制御形調光器について 位相制御形調光器（以下、特に必要な場合を除き、単に
「調光器」という。）は、一般的に電球形蛍光ランプを
構成する回路要素ではなく、室内の壁面に埋設された
り、照明器具に内蔵されたりして用いられるが、本発明
においては、要すれば放電ランプ点灯装置の一部として
組み込むことができる。

【００３４】また、調光器は、位相制御素子と、位相制
御素子のオン位相を制御する操作回路とを主構成要素と
している。位相制御素子は、トライアックやサイリスタ
などの無接点スイッチ素子からなる。操作回路は、位相
制御素子の制御端子に所望位相の導通信号を供給する回
路で、可変抵抗器およびコンデンサを直列に接続してな
る移相回路およびダイアックなどのトリガー素子を備え
ている。なお、位相制御素子に並列にコンデンサを接続
して、位相制御素子のスイッチングに伴って発生するノ
イズを吸収するように構成されている。

【００３５】＜本発明の作用について＞まず、ハーフブ
リッジ形インバータの自励形の動作について説明する。
入力端子に低周波交流電源電圧が印加されると、整流化
直流電源において低周波交流電圧が直流電圧に変換され
る。そして、その直流電圧が第１および第２のスイッチ
ング手段の両端間に印加される。第１および第２のスイ
ッチング手段の交互スイッチングにより高周波電圧が発
生し、負荷回路に供給される。負荷回路は、その共振イ
ンダクタンスおよび共振キャパシタンスが高周波電圧に
対して適度に共振し、高周波の共振電圧が放電ランプに
印加される。その結果、放電ランプは、高周波電圧の印
加により始動し、点灯する。

【００３６】負荷回路に流れる負荷電流は、帰還回路に
より帰還され、ドライブ共振回路に帰還電圧が印加され
ると、共振動作を行なう。その共振電圧は、第１および
第２のスイッチング手段にドライブ信号となって供給さ
れるので、第１および第２のスイッチング手段は交互に
ドライブされてスイッチングする。以上によりハーフブ
リッジ形インバータが自励形の動作を行なって高周波電
圧を発生し、放電ランプは高周波点灯する。

【００３７】次に、調光動作について説明する。調光信
号発生回路から調光信号が発生すると、ブートストラッ
プ回路を経由して導通制御手段が調光信号により制御さ
れる。すなわち、導通制御手段は、調光信号の調光度が
大きくなるのに伴ってその導通度が小さくなるように変
化する。ドライブ共振回路のドライブ共振キャパシタン
スに流れる電流が導通制御手段の導通度に応じて変化
し、さらにドライブ共振キャパシタンスの大きさが実効
的に変化する。その結果、共振周波数が変化するので、
ドライブ信号の励振周波数が変化し、これに応じてハー
フブリッジ形インバータの高周波電圧の周波数が変化す
る。したがって、調光度が大きくなると、負荷回路に供
給される高周波電圧の周波数が高くなり、共振インダク
タンスのインピーダンスが増大するので、放電ランプの
ランプ電流が低減して調光信号の調光度に応じた調光点
灯を行なう。

【００３８】以上の調光動作において、導通制御手段の
基準電位は高周波で振動するが、ブートストラップ回路
を経由して調光信号を汲み上げるため、調光信号発生回
路が整流化直流電源から電源を得て動作する構成を採用
することが可能になる。このため、安定した調光信号の
発生が可能になる。したがって、低周波交流電圧の導通
度に応じた調光信号を発生することも容易になる。

【００３９】請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１記載の放電ランプ点灯装置において、調光信号
発生回路は、入力端子から入力する低周波交流電圧の導
通角に応じた調光信号を発生することを特徴としてい
る。

【００４０】本発明は、電球形蛍光ランプに好適な回路
構成を規定している。しかし、本発明は、電球形蛍光ラ
ンプだけでなく、種々の照明装置に適応し得るものであ
る。なお、整流化直流電源の平滑化手段として部分平滑
回路を用いている場合、低周波交流電源電圧の導通度に
応じて入力電流が変化するので、調光が行なわれるが、
本発明を実施することによって調光を補正することもで
きるので、所望の調光特性を付与することができる。

【００４１】請求項３の発明の放電ランプ点灯装置は、
低周波交流電源に接続する入力端子と；交流入力端およ
び直流出力端を備え、交流入力端が入力端子に接続した
整流化直流電源と；整流化直流電源の直流出力端間に直
列的に接続し、交互にスイッチングして高周波電圧を発
生する第１および第２のキャパシタンスを備え、第１お
よび第２のスイッチング手段の交互スイッチングにより
発生した高周波電圧が印加される負荷回路と；負荷回路
の共振コンデンサの少なくとも一部に並列的に接続する
放電ランプと；負荷回路から帰還を行なう帰還回路、な
らびにドライブ共振キャパシタンスおよびドライブ共振
インダクタンスにより形成され帰還回路の帰還電圧が印
加されるドライブ共振回路を含み、ドライブ共振回路の
共振出力により第１および第２のスイッチング手段を交
互にドライブするドライブ回路と；ドライブ共振回路の
ドライブ共振キャパシタンスを実効的に制御する導通制
御手段と；入力端子から入力する低周波交流電圧の導通
角に応じた調光信号を形成して導通制御手段を制御する
調光信号発生回路と；を具備していることを特徴として
いる。

【００４２】本発明もまた、電球形蛍光ランプに好適な
回路構成を規定している。しかし、本発明は、電球形蛍
光ランプだけでなく、種々の照明装置に適応し得るもの
である。調光信号発生回路は、整流化直流電源から得る
ことができるが、別に設けた電源から得る構成であって
もよい。

【００４３】請求項４の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし３のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、放電ランプに対する限流インダクタンス
は、そのコアが点灯時に作用する断面積およびギャップ
長が相対的に大きな第１のギャップ部と、始動時に作用
する断面積およびギャップ長が相対的に小さな第２のギ
ャップ部とを少なくとも備えていることを特徴としてい
る。

【００４４】始動時や調光時に放電ランプに対する限流
インダクタンスのコアを飽和させることにより、そのイ
ンダクタンス値を小さくして、負荷回路の共振特性をハ
ーフブリッジ形インバータの動作周波数に接近させて、
放電ランプに印加される電圧を高くすることができる。

【００４５】ところが、コアの飽和時のインダクタンス
値は、周囲温度により大きな影響を受けるため、たとえ
ば電球形蛍光ランプのように回路温度が大きく変わる場
合、その温度によって飽和時に発生する電圧の高さが大
きく変化してしまう。このため、始動電圧は十分なマー
ジンを取っておく必要があり、使用回路部品の寸法が大
きくなり、小形化、軽量化を阻害するとともに、コスト
アップになる。

【００４６】これに対して、本発明は、上記のように構
成されていることにより、始動時のギャップ部と点灯時
のギャップ部とが分離されるので、温度変化によるイン
ダクタンス値の変化量を少なくすることができる。この
ため、余分なマージンを取る必要がなくなり、回路部品
の小形化、軽量化を図ることができる。

【００４７】なお、始動時から点灯時にわたりコアのギ
ャップ部を連続的変化させることによって、始動時のギ
ャップ部と点灯時のギャップ部とを形成することができ
る。また、始動時のギャップ部および点灯時のギャップ
部に加えて調光時のギャップ部など他のギャップ部を付
設することができる。限流インダクタンスは、負荷回路
の共振インダクタンスの一部または全部により構成する
ことができる。

【００４８】請求項５の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に配設された請求項１ないし４のい
ずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；を具備している
ことを特徴としている。

【００４９】照明装置は、放電ランプの発光を利用する
あらゆる装置を含む広い概念であり、したがってたとえ
ば電球形蛍光ランプ、照明器具、標識灯、表示灯、信号
灯、広告灯、各種紫外線灯などである。また、「照明装
置本体」とは、照明装置から放電ランプ点灯装置を除外
した残余の部分を意味する。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００５１】図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の一
実施形態を調光器とともに示すブロック回路図である。

【００５２】図２は、同じく調光器の内部回路を示す回
路図である。

【００５３】図３は、同じく放電ランプ点灯装置を示す
回路図である。

【００５４】各図において、ＡＳは低周波交流電源、Ｄ
Ｍは調光器、ＤＯＣは放電ランプ点灯装置、ＤＬは放電
ランプである。放電ランプ点灯装置ＤＯＣは、調光器Ｄ
Ｍを介して低周波交流電源ＡＳに接続している。放電ラ
ンプＤＬは、調光器ＤＭによる位相制御により調光点灯
する。

【００５５】＜低周波交流電源ＡＳについて＞低周波交
流電源ＡＳは、商用１００Ｖ交流電源からなる。

【００５６】＜調光器ＤＭについて＞調光器ＤＭは、図
３に示すように、一対の電源線路の一方に直列に挿入さ
れる２線式（他方の電源線路はｌ１）であり、端子ｔ
１、ｔ２、トライアックＴＲＩＡＣ、操作回路ＯＣおよ
びコンデンサＣ１を備えている。端子ｔ１は、図１にお
いて低周波交流電源ＡＳの図において上側の極に接続す
る。端子ｔ２は、同様に放電ランプ点灯装置ＯＣの入力
端子ａと共通になっている。また、端子ｔ１、ｔ２間に
はトライアックＴＲＩＡＣおよびコンデンサＣ１が並列
接続されている。操作回路ＯＣは、移相回路ＰＳＣおよ
びダイアックＤＩＡＣを備えている。移相回路ＰＳＣ
は、可変抵抗器Ｒ１およびコンデンサＣ２の直列回路か
らなるとともに、トライアックＴＲＩＡＣに並列接続さ
れ、移相出力端子とトライアックＴＲＩＡＣのトリガー
端子との間にダイアックＤＩＡＣが接続されている。

【００５７】＜放電ランプ点灯装置ＯＣについて＞放電
ランプ点灯装置ＯＣは、図３に示すように、入力端子
ａ、ｂ、ノイズフィルタＮＦ、整流化直流電源ＲＤＣ、
第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２、負荷回
路ＬＣ、放電ランプＤＬ、ドライブ回路ＤＣ、導通制御
手段ＣＣ、調光信号発生回路ＤＳＧ、ブートストラップ
回路ＢＳ、起動回路ＳＴ、およびゼロクロス電流通流回
路ＺＣＣにより構成されている。以下、構成要素ごとに
説明する。

【００５８】（入力端子ａ、ｂについて）入力端子ａ、
ｂは、放電ランプ点灯装置の入力端を構成している。

【００５９】（ノイズフィルタＮＦについて）ノイズフ
ィルタＮＦは、低周波交流電源ＡＳと整流回路ＦＢＲと
の間において線路に直列に挿入されるインダクタＬ１お
よび調光器ＤＭと整流回路ＦＢＲとの間において線路間
に並列的に接続されるコンデンサＣ３、Ｃ４からなり、
第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のスイッ
チングによって発生する高周波ノイズを低周波交流電源
ＡＳ側に流出しないように除去する。

【００６０】（整流化直流電源ＲＤＣについて）整流化
直流電源ＲＤＣは、ブリッジ形全波整流回路ＢＦＲ、お
よび部分平滑回路ＰＳＭ、ダイオードＤ１および高周波
バイパスコンデンサＣ５から構成されている。ブリッジ
形全波整流回路ＢＦＲは、その交流入力端がノイズフィ
ルタＮＦの出力端間に接続している。また、直流出力端
と直列にダイオードＤ１および高周波バイパスコンデン
サＣ５の直列回路が接続している。

【００６１】部分平滑回路ＰＳＭは、２個の平滑コンデ
ンサＣ６、Ｃ７、ダイオードＤ２、Ｄ４、Ｄ５からなる
２段構成である。すなわち、平滑コンデンサＣ６、ダイ
オードＤ２および平滑コンデンサＣ７の直列回路の平滑
コンデンサＣ６の外端がダイオードＤ１を介してブリッ
ジ形全波整流回路ＦＢＲの直流出力端の正極に接続し、
平滑コンデンサＣ７の外端が抵抗器Ｒ１、放電ランプＤ
Ｌのフィラメント電極Ｅ２、ダイオードＤ３および抵抗
器Ｒ２を直列に介してブリッジ形全波整流回路ＢＦＲの
直流出力端の負極に接続して、充電回路を形成してい
る。なお、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、いずれもブ
リッジ形全波整流回路ＢＦＲの直流出力端に対して順方
向になっている。また、ダイオードＤ４、Ｄ５が図３に
示すように接続して、各平滑コンデンサＣ６、Ｃ７の電
荷を、第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２に
対して、互いに並列的に放電するように構成されてい
る。高周波バイパスコンデンサＣ５は、上記直列回路に
並列接続して、第１および第２のスイッチング手段Ｑ
１、Ｑ２によって発生した高周波が整流回路ＦＲＣ側へ
流出しないようにバイパス作用を行なう。

【００６２】（第１および第２のスイッチング手段につ
いて）第１のスイッチング手段Ｑ１は、Ｎチャンネル形
ＭＯＳＦＥＴからなる。そして、第１のスイッチング手
段Ｑ１のドレインが部分平滑回路ＰＳＭの正極に接続し
ている。第２のスイッチング手段Ｑ２は、Ｐチャンネル
形ＭＯＳＦＥＴからなる。そして、第２のスイッチング
手段Ｑ２のソースが第１のスイッチング手段Ｑ１のソー
スに接続し、ドレインが部分平滑回路ＰＳＭの負極に接
続することにより、第１および第２のスイッチング素子
Ｑ１、Ｑ２は部分平滑回路ＰＳＭの平滑化直流電圧が印
加されるように直列接続している。要するに、第１およ
び第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２は、コンプリメン
タリペア形に構成されている。

【００６３】（負荷回路ＬＣについて）負荷回路ＬＣ
は、直流カットコンデンサＣ８、昇圧トランスＳＵＴ、
共振インダクタンスＬ２および共振コンデンサＣ９の直
列回路によって構成されていて、第２のスイッチング手
段Ｑ２に並列接続している。なお、後述する帰還回路Ｆ
ＢＣを構成している帰還変圧器の１次巻線ｗｐが負荷回
路ＬＣに直列に挿入されている。そして、直流カットコ
ンデンサＣ８のキャパシタンスが相対的に大きいので、
主として共振コンデンサＣ９が共振キャパシタンスとし
て作用して、共振インダクタンスＬ２と一緒に共振回路
を形成している。また、共振インダクタンスＬ２は、放
電ランプＤＬに対して限流インダクタンスとして作用す
る。昇圧トランスＳＵＴは、単巻トランス構造であり、
放電ランプＤＬに印加する電圧を所要の値まで昇圧する
ために用いられていて、その１次巻線が負荷回路ＬＣに
対して並列的に接続している。

【００６４】（放電ランプＤＬについて＞放電ランプＤ
Ｌは、蛍光ランプからなり、負荷回路ＬＣの共振コンデ
ンサＣ９にフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２を介して並列接
続している。すなわち、共振コンデンサＣ９は、コンデ
ンサ予熱形の回路フィラメント加熱回路を形成してい
る。

【００６５】（ドライブ回路ＤＣについて）ドライブ回
路ＤＣは、帰還回路ＦＢＣ、ドライブ共振回路ＤＲＣ、
直流カットコンデンサＣ１０およびドライブ保護回路Ｄ
Ｐからなる。

【００６６】帰還回路ＦＢＣは、コア、１次巻線ｗｐお
よび２次巻線ｗｓからなる帰還変圧器を構成している。
コアは、ドラム形のフェライトコアによって構成されて
おり、磁路が開放している。１次巻線ｗｐは、その一端
が２次巻線ｗｓの一端すなわち第１および第２のスイッ
チング手段Ｑ１、Ｑ２のソースに、また他端が共振イン
ダクタンスＬ２の一端に接続している。したがって、１
次巻線ｗｐは、負荷回路ＬＣに直列に挿入されている。
２次巻線ｗｓは、その一端が第１および第２のスイッチ
ング手段Ｑ１、Ｑ２のソースに接続されている。

【００６７】ドライブ共振回路ＤＲＣは、帰還変圧器Ｎ
ＳＴの２次巻線ｗｓおよびコンデンサＣ１１を並列接続
することにより、２次巻線ｗｓのインダクタンスをドラ
イブ共振インダクタンスとし、またコンデンサＣ１１を
ドライブ共振キャパシタンスとする並列共振回路であ
る。すなわち、コンデンサＣ１１は、その一端が２次巻
線ｗｓの一端に接続し、コンデンサＣ１１の他端が後述
する導通制御手段ＣＣを直列に介して２次巻線ｗｓの他
端に接続している。直流カットコンデンサＣ１０は、ド
ライブ共振回路ＤＲＣの高圧側の接続点と第１および第
２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲートとの間に接続
している。ドライブ保護回路ＤＰは、一対のツェナーダ
イオードＺＤ１、ＺＤ２の逆直列回路からなり、第１お
よび第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲート・ソー
ス間に接続されている。

【００６８】（導通制御手段ＣＣについて）導通制御手
段ＣＣは、小信号ＭＯＳＦＥＴからなり、そのドレイン
・ソースがドライブ共振回路ＤＲＣのコンデンサＣ１１
と直列に接続している。また、ゲートは、後述するブー
トストラップ回路ＢＳに接続している。なお、Ｒ３は残
留電荷放電用の抵抗器である。

【００６９】（調光信号発生回路ＤＳＧについて）調光
信号発生回路ＤＳＧは、電圧分割器ＶＤ、定電圧化回路
ＣＶ、オペアンプＯＰおよび充電電流検出回路ＩＣＤを
主体として構成されている。電圧分割器ＶＤは、抵抗器
Ｒ３、Ｒ４の直列回路からなり、その両端が整流化直流
電源ＲＤＣの直流出力端間に接続し、抵抗器Ｒ４の両端
から分圧電圧を得る。

【００７０】定電圧化回路ＣＶは、電圧分割器ＶＤの分
圧電圧をダイオードＤ６を介してツェナーダイオードＺ
Ｄ３でクランプし、さらに抵抗器Ｒ５を介してコンデン
サＣ１２で平滑化し、平滑化電圧をダイオードＤ７およ
び抵抗器Ｒ６を直列に介してオペアンプＯＰは、比較器
として動作し、その反転入力端子に定電圧化回路ＣＶの
出力が入力している。また、オペアンプＯＰの非反転入
力端子は、充電電流検出回路ＩＣＤに接続している。さ
らに、オペアンプＯＰの出力端子は、ブートストラップ
回路ＢＳに接続している。なお、抵抗器Ｒ７は、オペア
ンプＯＰにおける帰還用の抵抗器である。

【００７１】充電電流検出回路ＩＣＤは、ダイオードＤ
３、Ｄ８、抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣ１３からな
る。部分平滑回路ＰＳＭへの入力電流すなわち充電電流
はダイオードＤ３および抵抗器Ｒ２を経由して流入する
ので、抵抗器Ｒ２の両端に入力電流に比例した電圧が現
れる。この電圧は、コンデンサＣ１３で平滑化されて、
オペアンプＯＰの非反転入力端子に制御入力する。

【００７２】（ブートストラップ回路ＢＳについて）ブ
ートストラップ回路ＢＳは、ダイオードＤ９、コンデン
サＣ１４および抵抗器Ｒ８からなる。ダイオードＤ９
は、調光信号発生回路ＤＳＧの出力端および導通制御手
段ＣＣのゲートとの間に調光信号電圧をコンデンサＣ１
４に汲み上げる極性で接続している。コンデンサＣ１４
は、導通制御手段ＣＣのゲートキャパシタンスを利用し
て構成されている。抵抗器Ｒ８は、残留電荷放電用であ
る。

【００７３】（起動回路ＳＴについて）起動回路ＳＴ
は、抵抗器Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、および帰還回路ＦＢ
Ｃの２次巻線ｗｓの直列回路により形成されている。そ
して、２次巻線ｗｓの電圧降下が第１および第２のスイ
ッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲート・ソース間に印加され
てハーフブリッジ形インバータが起動する。

【００７４】（ゼロクロス電流通流回路ＺＣＣについ
て）ゼロクロス電流通流回路ＺＣＣは、ダイオードＤ
１、ツェナーダイオードＺＤ４、スイッチＱ３、Ｑ４、
抵抗器Ｒ１２を主体として構成されている。ツェナーダ
イオードＺＤ４は、そのカソードが抵抗器Ｒ１３を介し
てダイオードＤ１のアノードに接続し、アノードが抵抗
器Ｒ１４を介して整流化直流電源ＲＤＣの負極に接続し
ている。スイッチＱ３は、ＭＯＳＦＥＴからなり、その
ドレインが抵抗器Ｒ１５を介して整流化直流電源ＲＤＣ
の正極に接続し、ソースが負極に接続している。また、
ゲートは、ツェナーダイオードＺＤ４と抵抗器Ｒ１４の
接続点に接続している。スイッチＱ４は、同様にＭＯＳ
ＦＥＴからなり、そのドレインが抵抗器Ｒ１２を介して
整流化直流電源ＲＤＣの正極に接続し、ソースが負極に
接続している。また、ゲートは、スイッチＱ４のゲート
・ソース間に接続して、過電圧が印加されないように保
護している。

【００７５】＜回路動作について＞まず、調光器ＤＭが
接続されていないときの高周波発生動作について説明す
る。低周波交流電源ＡＳを投入すると、部分平滑回路Ｐ
ＳＭにより平滑化直流電圧が直列接続された第１および
第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のドレイン・ソース
間に印加される。しかし、第１および第２のスイッチン
グ手段Ｑ１、Ｑ２は、ゲート電圧が印加されていないの
で、オフ状態のままである。

【００７６】一方、低周波交流電圧は、上記と同時に起
動回路ＳＴにも印加される。これにより、帰還回路ＦＢ
Ｃの２次巻線ｗｓの電圧降下が直流カットコンデンサＣ
１０を介してドライブ保護回路ＤＰの両端に交流電圧と
して現れる。その結果、ドライブ保護回路ＤＰに生じる
電圧降下が第１および第２のスイッチング手段Ｑ１、Ｑ
２のゲート・ソース間に対して順方向になるスイッチン
グ手段がオンする。たとえば、第１のスイッチング手段
Ｑ１がオンすると、第２のスイッチング手段Ｑ２は、ド
ライブ保護回路ＤＰの電圧降下が逆方向なので、オフ状
態を維持する。

【００７７】第１のスイッチング手段Ｑ１がオンする
と、部分平滑回路ＰＳＭの正極から第１のスイッチング
手段Ｑ１のドレイン・ソースおよび帰還回路ＦＢＣの１
次巻線ｗｐおよび部分平滑回路ＰＳＭの負極の経路を励
磁電流が流れる。このとき昇圧トランスＳＵＴの２次巻
線に昇圧電圧が誘起され、昇圧トランスＳＵＴの１次巻
線の端子電圧に加算されて、負荷回路ＬＣの共振インダ
クタンスＬ２、フィラメント電極Ｅ１、共振コンデンサ
Ｃ９、フィラメント電極Ｅ２、ダイオードＤ３および抵
抗器Ｒ２の直列部分に印加される。その結果、負荷回路
ＬＣすなわち直流カットコンデンサＣ８、昇圧トランス
ＳＵＴの２次巻線、共振インダクタンスＬ２および共振
コンデンサＣ９は、直列共振を呈して共振コンデンサＣ
９の端子電圧が高くなり、かつ、充電される。

【００７８】また、帰還回路ＦＢＣの１次巻線ｗｐに電
流が流れたことにより、電流波形に比例した波形の電圧
が２次巻線ｗｓに誘起される。帰還回路ＦＢＣの２次巻
線ｗｓは、そのインダクタンスがドライブ共振インダク
タンスとして作用して、コンデンサＣ１１のドライブ共
振キャパシタンスと一緒にドライブ共振回路ＤＲＣを形
成しているので、２次巻線ｗｓの誘起電圧が共振してド
ライブ共振電圧を生じる。そして、ドライブ共振電圧
は、直流カットコンデンサＣ１０を介して第１のスイッ
チング手段Ｑ１のゲート・ソース間に順方向電圧を引き
続き印加して、オン状態を維持する。また、上記ドライ
ブ共振電圧は、第２のスイッチング手段Ｑ２のゲート・
ソース間に対して逆方向に印加されるので、第２のスイ
ッチング手段Ｑ２は引き続きオフ状態のままである。

【００７９】ところが、ドライブ共振回路ＤＲＣの共振
電圧は、共振による振動によって次に極性が反転するの
で、そのとき第１のスイッチング手段Ｑ１のゲート・ソ
ース間電圧が逆電圧になってオフし、反対に第２のスイ
ッチング手段Ｑ２のゲート・ソース間電圧が順方向の極
性になってオンする。

【００８０】したがって、第１のスイッチング手段Ｑ１
のオン時間は、ドライブ共振回路ＤＲＣのコンデンサＣ
１１のドライブ共振キャパシタンスと帰還回路ＦＢＣの
２次巻線ｗｓのドライブ共振インダクタンスとによって
定まる共振周波数により決定される。

【００８１】第１のスイッチング手段Ｑ１がオフになる
と、共振インダクタンスＬ２に蓄積されていた電磁エネ
ルギーが放出されて、共振インダクタンスＬ２から共振
コンデンサＣ９、第２のスイッチング手段Ｑ２の寄生ダ
イオード、帰還回路ＦＢＣの１次巻線ｗｐ、直流カット
コンデンサＣ８、昇圧トランスＳＵＴの２次巻線および
共振インダクタンスＬ２の経路を引き続き電流が流れ続
けるが、その電流が零になると、今度は共振コンデンサ
Ｃ９の充電電荷が共振インダクタンスＬ２、昇圧トラン
スＳＵＴの２次巻線、直流カットコンデンサＣ８、帰還
回路ＦＢＣの１次巻線ｗｐ、第２のスイッチング手段Ｑ
２および共振コンデンサＣ９の経路を放電し、電流が上
記とは逆方向に流れる。このとき、帰還回路ＢＦＣの２
次巻線ｗｓに誘起される電圧は、上述と逆になり、この
電圧がドライブ共振回路ＤＲＣにおいて共振し、その共
振電圧が印加される第１のスイッチング手段Ｑ１はオフ
状態を維持し、第２のスイッチング手段Ｑ２はオン状態
を維持する。

【００８２】ところが、ドライブ共振回路ＤＲＣのドラ
イブ共振電圧が振動して極性が反転すると、再び第１の
スイッチング手段Ｑ１がオンし、第２のスイッチング手
段Ｑ２がオフする。その結果、共振インダクタンスＬ２
に蓄積されていた電磁エネルギーが放出された後、再び
部分平滑回路ＰＳＭの正極から、最初に説明したように
電流が負荷回路ＬＣに流れる。以下、以上説明した動作
を繰り返して、第１および第２のスイッチング手段Ｑ
１、Ｑ２は、ハーフブリッジ形インバータとして作動し
て高周波交流電圧を発生する。部分平滑回路ＰＳＭは、
整流回路ＢＦＲの非平滑直流電圧によって平滑コンデン
サＣ６、Ｃ７を直列的に充電する。このとき、各平滑コ
ンデンサＣ６、Ｃ７には非平滑直流電圧のピーク値の１
／２の電圧が充電される。一方、放電時にはダイオード
Ｄ４およびＤ５の作用により、各平滑コンデンサＣ６、
Ｃ７は、並列に放電する。このため、低周波交流電圧の
半波整流波形における谷の部分が埋められて、平滑コン
デンサＣ６、Ｃ７の端子間にいわゆる部分平滑電圧が得
られる。なお、ドライブ共振回路ＤＲＣのドライブ共振
電圧がスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２のゲート・ソース間
に印加される際に、過電圧の部分は、ドライブ保護回路
ＤＰに吸収されるので、ゲートは過電圧から保護され
る。

【００８３】ところで、負荷回路ＬＣにおいては、放電
ランプＤＬのフィラメント電極Ｅ２は、部分平滑回路Ｐ
ＳＭの平滑コンデンサＣ６、Ｃ７の充電電流により加熱
される。フィラメント電極Ｅ２は、上記により加熱され
るので、熱電子放出状態になり、しかも負荷回路ＬＣの
共振による高い電圧がフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２間に
印加されるので、やがて放電ランプＤＬはインスタント
スタートのように始動して点灯する。

【００８４】放電ランプＤＬランプが点灯すると、その
フィラメント電極Ｅ１、Ｅ２間の電圧が直流電圧の半分
程度の低いランプ電圧になるので、共振コンデンサＣ１
０の共振が緩和されるが、帰還回路ＦＢＣの１次巻線ｗ
ｐにはランプ電流に比例した電圧誘起が継続される。

【００８５】なお、共振インダクタンスＬ２のコアが無
負荷時に飽和するようにコアを可飽和に構成することが
できる。この場合、放電ランプＤＬの始動前に上記コア
が飽和するので、インダクタンスが相対的に小さい状態
となり、これに伴って負荷回路ＬＣの共振周波数が高く
なる。このため、負荷回路ＬＣの共振特性の共振周波数
に近いところで負荷回路ＬＣが動作するので、共振コン
デンサＣ９の両端には相対的に高い共振電圧が発生す
る。この高電圧が印加されるので、放電ランプＤＬは始
動が容易になる。

【００８６】次に、調光器ＤＭによる調光点灯について
説明する。

【００８７】調光器ＤＭのトライアックＴＲＩＡＣのオ
ン期間中、整流化直流電源ＲＤＣのダイオードＤ１のア
ノードに半波整流電圧が現れる。この半波整流電圧が分
圧器ＶＢ、ツェナーダイオードＺＤ３で低い電圧に定電
圧化され、オペアンプＯＰの反転入力端子に入力する。
一方、充電電流検出回路ＩＣＤにより入力電流が検出さ
れ、両者が比較されて入力電流に応じた調光信号が出力
される。

【００８８】調光信号は、ブートストラップ回路ＢＳを
介して導通制御手段ＣＣに制御入力する。その結果、入
力電流、したがって導通角に応じて導通制御手段ＣＣの
導通度が制御される。ドライブ共振回路ＤＲＣのドライ
ブ共振キャパシタンスが導通制御手段ＣＣの導通度によ
り実効的に制御されるので、ドライブ共振回路ＤＲＣの
共振周波数が変化する。このため、負荷回路ＬＣの共振
インダクタンスＬ２のインピーダンスが変化するため、
ランプ電流が変化して、放電ランプＤＬは調光器ＤＭの
調光度に応じて調光点灯する。

【００８９】次に、ゼロクロス電流通流回路ＺＣＣの作
用について説明する。ダイオードＤ１のアノードに現れ
る電源電圧の各半サイクルにおいて、電源電圧の瞬時値
がゼロクロス電流通流回路ＺＣＣのツェナーダイオード
ＺＤ３のツェナー電圧より低くなると、ゼロクロス付近
になったと判定することができる。このとき、スイッチ
Ｑ３がオフし、スイッチＱ４はオンして、抵抗器Ｒ１２
を電流が流れる。このため、ゼロクロス付近でトライア
ックＴＲＩＡＣが誤動作しなくなる。しかも、このとき
流れる電流は、電圧が極めて低いので、電力損失は小さ
く、回路効率に対して実質的な影響を与えない。

【００９０】図４は、	本発明の放電ランプ点灯装置
の第２の実施形態における限流インダクタンスの可飽和
コアを示す正面図である。

【００９１】図５は、同じく片側のコアの断面積を説明
する底面図および断面図である。

【００９２】各図において、１１、１２は第１および第
２のＥ形コアであり、それぞれ脚部を突き合わせて配置
する。第１のＥ形コア１１は、単純なＥ形である。第２
のＥ形コア１２は、その中央脚が第１のギャップ部１２
ａおよび第２のギャップ部１２ｂを備えている。第１の
ギャップ部１２ａは、その断面積Ｓ１が小さくて、ギャ
ップ長ｇ１が短い。これに対して、第２のギャップ部１
２ｂは、その断面積Ｓ２が大きくて、ギャップ長ｇ２が
長い。

【００９３】図６は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
２の実施形態における限流インダクタンスの可飽和コア
の飽和特性を示すグラフである。

【００９４】図７は、従来の放電ランプ点灯装置の第２
の実施形態における限流インダクタンスの可飽和コアの
飽和特性を示すグラフである。

【００９５】各図において、横軸は直流電流を、縦軸は
インダクタンス値を、それぞれ示す。

【００９６】図７から理解できるように、従来の可飽和
コアにおいては、周囲温度がたとえば図に示すように、
０℃、２５℃および１２５℃と異なっているときに、飽
和する直流電流値が大きく変化する。このことは、イン
ダクタンス値が周囲温度により大きく影響されることを
意味する。

【００９７】これに対して、本発明においては、図６か
ら理解できるように、始動時と点灯時とで作用するギャ
ップ部が分離しているため、周囲温度が上記と同様にた
とえば図に示すように、０℃、２５℃および１２５℃と
異なっているときであっても、インダクタンス値が２段
階に分離されるので、周囲温度による影響が少なくな
る。

【００９８】図８は、本発明の照明装置の一実施形態と
しての電球形蛍光ランプを示す一部断面正面図である。

【００９９】図９は、同じくグローブを透視した平面図
である。

【０１００】図１０は、同じく分解斜視図である。

【０１０１】各図において、１は蛍光ランプ、２は点灯
回路、３はカバー、４は口金、５はグローブ、６は仕切
り板である。

【０１０２】〔蛍光ランプ１について〕蛍光ランプ１
は、図１および図３における放電ランプＤＬであり、透
光性放電容器１ａ、蛍光体層、イオン化媒体および電極
１ｂを備えている。

【０１０３】透光性放電容器１ａは、４本の外径１０ｍ
ｍのＵ字状ガラス管１ａ１を３つの連結管１ａ２によっ
て連結し、かつ各Ｕ字状ガラス管１ａ１が円周上に等配
されるように形成されている。各Ｕ字状ガラス管１ａ１
は、その両端にシール部１ａ３が形成されているととも
に、それぞれ１個の細管１ａ４が一つのシール部１ａ３
から外部へ突出している。細管１ａ４は、透光性放電容
器１ａの内部に連通している。そして、透光性放電容器
１の内部を排気し、主アマルガム（図示しない。）の収
納や希ガスの封入する際に利用する。連結管１ａ２は、
吹き破り法によって形成されている。

【０１０４】蛍光体層は、図示を省略しているが、３波
長発光形蛍光体を主体として構成されており、透光性放
電容器１ａの内面側に図示を省略しているアルミナ微粒
子を主体とする保護膜を介して形成されている。

【０１０５】イオン化媒体は、アマルガムおよびアルゴ
ンからなる。アマルガムは、主アマルガムおよび補助ア
マルガムからなる。主アマルガムは、透光性放電容器１
の細管１ａ４内に収納されている。そして、主アマルガ
ムは、Ｈｇが６質量％のＢｉ−Ｉｎ−Ｈｇからなり、粒
径約２．５ｍｍの粒子３個を封入している。補助アマル
ガム（図示しない。）は、ステンレス鋼の薄板にインジ
ウムＩｎを鍍金してなり、主アマルガムの近傍に位置す
るように導入線に溶接されている。

【０１０６】電極１ｂは、フィラメント電極によって構
成されている。そして、電極１ｂは、タングステン線か
らなる２重コイルにアルカリ土類金属からなる電子放射
物質の酸化物を塗布してなる。

【０１０７】〔点灯回路２について〕点灯回路２は、図
１および図３に示された回路構成の放電ランプ点灯装置
ＯＣである。したがって、その回路構成の詳細について
は前述のとおりであるが、ハーフブリッジ形インバータ
を主体として構成されていて、蛍光ランプ１を付勢して
点灯させるもので、後述するカバー３内に収納されてい
る。そして、高周波出力端は、後述するように蛍光ラン
プ１に所要に接続されている。また、点灯回路手段２
は、配線基板２ａおよびこれに実装された回路部品２ｂ
からなる。そして、主な回路部品２ｂは、図において配
線基板２ａの下面に実装されている。一方、回路部品２
ｂは、カバー３の内部の空洞が逆切頭円錐状をなしてい
るので、それに合わせて輪郭が背の高いコンデンサなど
の回路部品を頂点とする概ね逆円錐状になるように配線
基板２ａに実装されている。また、一対のスイッチング
手段Ｑ１、Ｑ２は、ＤＩＰ端子を備えたドレイン露出モ
ールドパッケージ形ＭＯＳＦＥＴからなる。

【０１０８】〔カバー３について〕カバー３は、白色の
遮光性の耐熱性合成樹脂をカップ状の筒体に成形して構
成されている。そして、基端３ａが細く絞られ、先端３
ｂが開口し、内部が回路部品を収納する空洞を形成して
いる。

【０１０９】〔口金４について〕口金４は、Ｅ２６形ね
じ口金からなり、カバー３の基端３ａにポンチによる加
締めによって装着されている。なお、点灯回路２の入力
端は口金４のセンターコンタクトと、口金シェルとに接
続されている。

【０１１０】〔グローブ５について〕グローブ５は、透
明ガラスバルブの内面に光拡散性微粒子を塗布して乳白
色の光拡散性を備え、Ａ形をなしていて、蛍光ランプ１
を包囲している。そして、グローブ５の基端がカバー３
の先端の開口に接続して、グローブ５およびカバー３
は、外囲器ＡＪを形成している。

【０１１１】〔仕切り板６について〕仕切り板６は、蛍
光ランプ１および配線基板２ａを支持しているととも
に、外囲器ＡＪ内を発光室Ａと点灯回路収納室Ｂとに区
分している。

【０１１２】また、仕切り板６は、蛍光ランプ１および
点灯回路手段２を支持するとともに、グローブ５と一緒
にカバー３に固定するために、以下の構造を備えてい
る。

【０１１３】すなわち、仕切り板６は、図において下方
に開放した頂部が閉塞した筒部６ａおよび筒部６ａの外
側に突出した鍔部６ｂを備えている。そして、筒部６ａ
の頂面６ａ１に蛍光ランプ１の透光性放電容器１ａのＵ
字状ガラス管１ａ１の両端のシール部近傍を挿入する挿
入孔６ａ２を形成していて、Ｕ字状ガラス管１ａ１のシ
ール部近傍を挿入し、シリコーン接着剤（図示しな
い。）により接着して、蛍光ランプ１を仕切り板６に支
持し、固定している。

【０１１４】また、仕切り板６の筒部６ａの下端内部に
配線基板２ａを挿入して支持している。

【０１１５】さらに、仕切り板６の鍔部６ｂがカバー３
の開口部近傍の内面に当接するように仕切り板６がカバ
ー３内に挿入され、上からグローブ５の開口端がカバー
３の開口端に挿入した状態でシリコーン接着剤（図示し
ない。）によって固着されている。

【０１１６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、交流入力端が
入力端子に接続した整流化直流電源の直流出力端間に、
交互にスイッチングを行なって高周波電圧を発生する第
１および第２のスイッチング手段を直列的に接続し、高
周波電圧を共振インダクタンスおよび共振キャパシタン
スを備え放電ランプを接続した負荷回路に印加し、帰還
回路およびドライブ共振回路を含むドライブ回路のドラ
イブ共振キャパシタンスを実効的に制御する導通制御手
段と、整流化直流電源の直流出力端から電源を得て作動
して調光信号を形成する調光信号発生回路と、調光信号
発生回路および導通制御手段の間に介在して調光信号に
応じて導通制御手段の導通を制御するブートストラップ
回路とを具備していることにより、ハーフブリッジ形イ
ンバータを簡単な回路構成で周波数制御することで調光
を可能にした放電ランプ点灯装置を提供することができ
る。

【０１１７】請求項２の発明によれば、加えて調光信号
発生回路が入力端子から入力する低周波交流電圧の導通
角に応じた調光信号を発生することにより、２線式調光
器を用いて調光が可能な放電ランプ点灯装置を提供する
ことができる。

【０１１８】請求項３の発明によれば、交流入力端が入
力端子に接続した整流化直流電源の直流出力端間に、交
互にスイッチングを行なって高周波電圧を発生する第１
および第２のスイッチング手段を直列的に接続し、高周
波電圧を共振インダクタンスおよび共振キャパシタンス
を備え放電ランプを接続した負荷回路に印加し、帰還回
路およびドライブ共振回路を含むドライブ回路のドライ
ブ共振キャパシタンスを実効的に制御する導通制御手段
と、低周波交流電圧の導通角に応じた調光信号を発生す
る調光信号発生回路とを具備していることにより、２線
式調光器を用いて調光が可能な放電ランプ点灯装置を提
供することができる。

【０１１９】請求項４の発明によれば、加えて放電ラン
プに対する限流インダクタンスのコアが点灯時に作用す
る断面積およびギャップ長が相対的に大きな第１のギャ
ップ部と、始動時に作用する断面積およびギャップ長が
相対的に小さな第２のギャップ部とを少なくとも備えて
いることにより、周囲温度の変化によるインダクタンス
値の変化が少ない放電ランプ点灯装置を提供することが
できる。

【０１２０】請求項５の発明によれば、照明装置本体
と、照明装置本体に配設された請求項１ないし４のいず
れか一記載の放電ランプ点灯装置とを具備していること
により、請求項１ないし４の効果を有する照明装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の一実施形態を調
光器とともに示すブロック回路図

【図２】同じく調光器の内部回路を示す回路図

【図３】同じく放電ランプ点灯装置を示す回路図

【図４】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態
における限流インダクタンスの可飽和コアを示す正面図

【図５】同じく片側のコアの断面積を説明する底面図お
よび断面図

【図６】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態
における限流インダクタンスの可飽和コアの飽和特性を
示すグラフ

【図７】従来の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態に
おける限流インダクタンスの可飽和コアの飽和特性を示
すグラフ

【図８】本発明の照明装置の一実施形態としての電球形
蛍光ランプを示す一部断面正面図

【図９】同じくグローブを透視した平面図 形図

【図１０】同じく分解斜視図

【符号の説明】 ａ…入力端子 ＡＳ…低周波交流電源 ｂ…入力端子 ＢＦＲ…ブリッジ形全波整流回路 ＢＳ…ブートストラップ回路 Ｃ５…高周波バイパスコンデンサ Ｃ６…平滑コンデンサ Ｃ７…平滑コンデンサ Ｃ８…直流カットコンデンサ Ｃ９…共振コンデンサ Ｃ１１…コンデンサ ＣＣ…導通制御手段 ＣＶ…定電圧化回路 ＤＣ…ドライブ回路 ＤＬ…放電ランプ ＤＰ…ドライブ保護回路 ＤＲＣ…ドライブ共振回路 ＤＳＧ…調光信号発生回路 Ｅ１…フィラメント電極 Ｅ２…フィラメント電極 ＦＢＣ…帰還回路 ＩＣＤ…充電電流検出回路 Ｌ２…共振インダクタンス ＬＣ…負荷回路 ＮＦ…ノイズフィルタ ＯＣ…放電ランプ点灯装置 ＯＰ…オペアンプ ＰＳＭ…部分平滑回路 Ｑ１…第１のスイッチング手段 Ｑ２…第２のスイッチング手段 ＳＴ…起動回路 ＳＵＴ…昇圧トランス ＶＤ…電圧分割器 ｗｐ…１次巻線 ｗｓ…２次巻線 ＺＣＣ…ゼロクロス電流通流回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２１Ｙ 103:025 Ｆ２１Ｓ 5/00 Ｂ Ｆターム(参考） 3K072 AA02 AA06 AC11 BA03 BB01 BC01 BC03 CA00 DB03 GA02 GB12 HA06 3K098 CC40 DD01 DD21 DD35 EE16 GG02 5H007 AA06 BB03 CA02 CB09 CB17 CC03 DA03 DB01 DC04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低周波交流電源に接続する入力端子と；交
   流入力端および直流出力端を備え、交流入力端が入力端
   子に接続した整流化直流電源と；整流化直流電源の直流
   出力端間に直列的に接続し、交互にスイッチングを行な
   って高周波電圧を発生する第１および第２のスイッチン
   グ手段と；共振インダクタンスおよび共振キャパシタン
   スを備え、第１および第２のスイッチング手段の交互ス
   イッチングにより発生した高周波電圧が印加される負荷
   回路と；負荷回路に接続する放電ランプと；負荷回路か
   ら帰還を行なう帰還回路、ならびにドライブ共振キャパ
   シタンスおよびドライブ共振インダクタンスにより形成
   され帰還回路の帰還電圧が印加されるドライブ共振回路
   を含み、ドライブ共振回路の共振出力により第１および
   第２のスイッチング手段を交互にドライブするドライブ
   回路と；ドライブ共振回路のドライブ共振キャパシタン
   スを実効的に制御する導通制御手段と；整流化直流電源
   の直流出力端から電源を得て作動して調光信号を形成す
   る調光信号発生回路と；調光信号発生回路および導通制
   御手段の間に介在して調光信号に応じて導通制御手段の
   導通を制御するブートストラップ回路と；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】調光信号発生回路は、入力端子から入力す
   る低周波交流電圧の導通角に応じた調光信号を発生する
   ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ点灯装置。
3. 【請求項３】低周波交流電源に接続する入力端子と；交
   流入力端および直流出力端を備え、交流入力端が入力端
   子に接続した整流化直流電源と；整流化直流電源の直流
   出力端間に直列的に接続し、交互にスイッチングして高
   周波電圧を発生する第１および第２のキャパシタンスを
   備え、第１および第２のスイッチング手段の交互スイッ
   チングにより発生した高周波電圧が印加される負荷回路
   と；負荷回路の共振コンデンサの少なくとも一部に並列
   的に接続する放電ランプと；負荷回路から帰還を行なう
   帰還回路、ならびにドライブ共振キャパシタンスおよび
   ドライブ共振インダクタンスにより形成され帰還回路の
   帰還電圧が印加されるドライブ共振回路を含み、ドライ
   ブ共振回路の共振出力により第１および第２のスイッチ
   ング手段を交互にドライブするドライブ回路と；ドライ
   ブ共振回路のドライブ共振キャパシタンスを実効的に制
   御する導通制御手段と；入力端子から入力する低周波交
   流電圧の導通角に応じた調光信号を形成して導通制御手
   段を制御する調光信号発生回路と；を具備していること
   を特徴とする放電ランプ点灯装置。
4. 【請求項４】放電ランプに対する限流インダクタンス
   は、そのコアが点灯時に作用する断面積およびギャップ
   長が相対的に大きな第１のギャップ部と、始動時に作用
   する断面積およびギャップ長が相対的に小さな第２のギ
   ャップ部とを少なくとも備えていることを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
   置。
5. 【請求項５】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
   た請求項１ないし４のいずれか一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装置。