JP2002359093A

JP2002359093A - 放電ランプ点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JP2002359093A
Application number: JP2002024813A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kamata; 征彦鎌田; Keiichi Shimizu; 恵一清水
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2002-12-13
Also published as: US20020140376A1; US6548964B2

Abstract

(57)【要約】【課題】制御回路を集積回路で構成したバイポーラトラ
ンジスタを用いる一石電圧共振形インバータを主体とす
る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】帰還制御によりオンスイッチングが制御さ
れるバイポーラトランジスタＱ１を用いて構成され、入
力端が直流電源ＤＣに接続し、出力端から高周波を出力
する一石電圧共振形インバータ主回路ＨＦＩの高周波出
力により放電ランプＤＬ１、ＤＬ２を付勢し、電源投入
時に作動を開始して少なくとも予熱モード、始動モード
および点灯モードの動作時間を決定するタイマ回路Ｔ
Ｃ、ならびに少なくとも予熱モード、始動モードおよび
点灯モードに応じて周期が制御された制御信号を発生し
て一石電圧共振形インバータ主回路ＨＦＩのバイポーラ
トランジスタＱ１のオフスイッチングを制御する発振器
ＯＳＣを含む集積回路ＩＣを備えた制御回路ＣＣ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】本発明は一石電圧共振形トラ
ンジスタインバータを用いて放電ランプを高周波点灯す
る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】放電ランプを高周波で点灯するいわゆる
電子式放電ランプ点灯装置が普及している。その主体を
なす高周波インバータに用いられるスイッチング素子
は、当初の電流ドライブ形スイッチング素子のバイポー
ラトランジスタに代わって、その後電圧ドライブ形スイ
ッチング素子のＭＯＳＦＥＴの利用が可能になった。そ
のため、スイッチング素子のドライブ回路に集積回路が
多く使用されている。ドライブ回路を集積回路化するこ
とによって、実装が容易になるとともに、配線基板、延
いては放電ランプ点灯装置のさらなる小形化を図ること
ができる。

【０００３】しかし、ＭＯＳＦＥＴの高耐電圧品は、オ
ン抵抗が高いので、導通損が大きいなど特性的に不利で
あり、したがってハーフブリッジ形インバータのように
比較的低い電圧での使用が可能な回路方式の場合に多用
されている。

【０００４】したがって、高耐電圧が要求される一石電
圧共振形インバータの場合には、バイポーラトランジス
タが使用されている。この場合、バイポーラトランジス
タのスイッチングは、可飽和トランスを用いた電流帰還
によって行なわれることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、可飽和トラン
スを用いて電流帰還を行なう場合、どうしても可飽和ト
ランスの特性のばらつきが大きくなってしまい、そのた
め品質管理が困難になるばかりか、温度特性のばらつき
も大きくなってしまうという問題がある。したがって、
一石電圧共振形インバータは、設計が困難であった。

【０００６】また、従来は、バイポーラトランジスタを
用いる一石電圧共振形インバータを主体とする放電ラン
プ点灯装置に適した制御回路を集積回路で構成しようと
すると、電流駆動形であるバイポーラトランジスタに十
分なベース電流を供給し得る容量を有するものとなり、
実際には集積化が困難であった。

【０００７】本発明は、制御回路の主要部を集積回路化
し得るバイポーラトランジスタを用いる一石電圧共振形
インバータを主体とする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。

【０００８】また、本発明は、加えて一石電圧共振形イ
ンバータ主回路のバイポーラトランジスタのターンオン
を良好に行なうように改良され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他の目的と
する。

【０００９】さらに、本発明は、加えて一石電圧共振形
インバータの起動を良好に行なうように改良された放電
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。

【００１０】

【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、帰還制御によりオンスイッチングが制
御されるバイポーラトランジスタを用いて構成され、入
力端が直流電源に接続し、出力端から高周波を出力する
一石電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧共振形イ
ンバータ主回路の高周波出力により付勢される放電ラン
プと；電源投入時に作動を開始して少なくとも予熱モー
ド、始動モードおよび点灯モードの動作時間を決定する
タイマ手段、ならびに少なくとも予熱モード、始動モー
ドおよび点灯モードに応じて周期が制御された制御信号
を発生して一石電圧共振形インバータ主回路のバイポー
ラトランジスタのオフスイッチングを制御する発振器を
含む制御回路と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００１１】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。

【００１２】＜直流電源について＞直流電源は、少なく
とも一石電圧共振形インバータ主回路および放電ランプ
を付勢するための電気エネルギーを供給する電源であ
り、直接的には一石電圧共振形インバータ主回路に対し
て入力を供給する。そして、電池電源および整流化直流
電源のいずれであってもよい。整流化直流電源の場合、
低周波交流電源たとえば商用交流電源の電圧を整流して
直流電圧を得る。

【００１３】また、直流電源は、必要に応じて平滑回路
を含むことができる。平滑回路としては、単に平滑コン
デンサを直流出力端間に接続した構成や部分平滑回路な
どのパッシブフィルタおよびチョッパなどのアクティブ
フィルタのいずれであってもよい。なお、部分平滑回路
は、少なくとも平滑コンデンサおよびダイオードを構成
要素としていて、各半波の整流波形の谷間が中間レベル
まで直流電圧で埋められたような電圧波形の直流出力を
呈する。また、アクティブフィルタを用いることによ
り、入力電流の高力率化および高調波低歪化を図ること
ができる。さらに、入力電流の高力率化および高調波低
歪化のために、一石電圧共振形インバータ主回路のバイ
ポーラトランジスタの高周波スイッチングを利用して平
滑化直流電圧を得るように一石電圧共振形インバータ主
回路を複合化してもよい。

【００１４】さらに、直流電源は、制御回路に対してそ
の動作電源を供給することもできる。

【００１５】＜一石電圧共振形インバータ主回路につい
て＞一石電圧共振形インバータ主回路は、電圧共振回路
を介して一つのスイッチング素子を直流電源に接続し、
スイッチング素子のオン、オフのスイッチングにより電
圧共振回路に正弦波の交流電圧を発生させる回路方式の
インバータである。一つのスイッチング素子は、機能的
に見た場合に一つのスイッチング素子としてスイッチン
グを行なうことを意味し、電流容量の点などで複数のス
イッチング素子を並列的に接続したものであってもよ
い。

【００１６】また、本発明においては、一石電圧共振形
インバータ主回路のスイッチング素子としてバイポーラ
トランジスタを用いている。そして、スイッチング素子
のオンスイッチングは、帰還制御によってベース電流を
バイポーラトランジスタに通流させて行なうように構成
される。帰還制御は、コレクタ電流、電圧共振回路に流
れる共振電流およびランプ電流のいずれかを電流帰還し
たり、限流インダクタの降下電圧などを帰還する電圧帰
還したりすることができる。なお、オフスイッチング
は、後述する制御回路を用いて行なう。また、オフスイ
ッチングを行いやすくするために、バイポーラトランジ
スタのベース・エミッタ間を短絡するスイッチング素子
を配設することができる。

【００１７】また、高周波出力の取り出しは、たとえば
電圧共振回路のインダクタに２次巻線を磁気結合して出
力トランスを構成したり、インダクタの降下電圧を導電
的に導出したりしてもよい。なお、本発明において、
「高周波」とは、点灯装置の小形化、軽量化およびまた
はランプ効率向上を図る意味から、本発明においては１
０ＫＨｚ以上、好ましくはバイポーラトランジスタのス
イッチング損失およびコストの観点から４０ＫＨｚ〜５
００ＫＨｚとする。

【００１８】＜放電ランプについて＞放電ランプは、一
対のフィラメント電極を備え、一石電圧共振形インバー
タの高周波出力により予熱、始動および点灯されるもの
であれば、蛍光ランプ、殺菌ランプなどどのような構成
であってもよい。

【００１９】また、放電ランプを安定に点灯するには、
限流インピーダンスを放電ランプに対して直列接続する
必要があるが、限流インピーダンスとしてはインダクタ
ンス、キャパシタンスおよび抵抗のいずれであってもよ
い。しかし、好適にはインダクタンスである。

【００２０】さらに、放電ランプは、その単一または複
数を一石電圧共振形インバータに接続することができ
る。複数の放電ランプを用いる場合、直列接続、並列接
続または直並列接続することができる。なお、並列接続
する場合、各並列回路ごとに限流インピーダンスを直列
接続する。

【００２１】さらにまた、放電ランプのフィラメント電
極の加熱は、コンデンサ加熱回路およびフィラメントト
ランスのいずれか、またはそれらの併用など既知の加熱
回路手段を用いることができる。なお、コンデンサ加熱
回路は、放電ランプと並列接続し、かつ、限流インダク
タンスと直列共振回路を形成するコンデンサを設けると
ともに、少なくとも一方のフィラメント電極を当該コン
デンサと直列接続することによって構成される。また、
フィラメントトランスは、電圧共振回路のインダクタや
限流インダクタにフィラメント加熱巻線磁気結合した
り、一石電圧共振形インバータとは別にフィラメントト
ランスを配設したりして構成することができる。

【００２２】＜制御回路について＞制御回路は、一石電
圧共振形インバータ主回路の主としてオフスイッチング
を制御する回路手段であり、本発明においては集積回路
を主体として構成される。そのため、集積回路は、電源
投入時に作動を開始して少なくとも予熱モードおよび始
動モードの動作時間を決定するタイマ手段、ならびに少
なくとも予熱モード、始動モードおよび点灯モードに応
じて周期が制御された制御信号を発生して一石電圧共振
形インバータ主回路のバイポーラトランジスタのスイッ
チングを制御する発振器を含む。なお、「始動モードの
動作時間」とは、一石電圧共振形インバータを始動モー
ドで動作させる時間であり、その時間内に放電ランプが
点灯すれば、別に設けた点灯検出回路によりこれを検出
してインバータ動作を継続させる。しかし、何らかの理
由で放電ランプが始動モードの時間内に点灯しない場合
には、始動モードの時間終了と同時にインバータ動作を
停止させる。インバータ動作の停止は、たとえば発振器
を制御することにより、これを行なうことができる。

【００２３】タイマ手段は、動作モードに応じた動作時
間を決定する。また、同時に後述する発振器から発生す
る制御信号のハイレベルまたはローレベルのタイミング
すなわち周期を制御するように構成することができる。
また、タイマ手段は、時定数回路を用いて構成すること
ができる。そして、この場合設計に応じて動作時間を所
望に設定しやすくするために、時定数回路を集積回路に
対して外付けするように構成することができる。

【００２４】発振器は、タイマ手段によって動作モード
ごとに予め決定されている動作時間の間、その動作モー
ドに応じたタイミングすなわち周期の制御信号を発生す
るように構成される。そのためには、たとえば発振器の
制御信号のオンまたはオフのタイミングを可変すべく、
そのタイミングを決定する回路を動作モードごとに複数
配設して、動作モードに応じて回路が選択されるように
構成することができる。また、制御信号のオフまたはオ
ンのタイミングを固定すべく、そのタイミングを決定す
る回路を共通する単一の回路によって構成することがで
きる。たとえば、発振器のタイミング決定用のコンデン
サに対して充電抵抗器および放電抵抗器を各別に配設す
るとともに、充電抵抗器の抵抗値により制御信号のオフ
のタイミングが決定され、放電抵抗器の抵抗値によりオ
ンのタイミングが決定されるように構成する。そして、
放電抵抗器を動作モードに必要なタイミングに応じて抵
抗値の異なる複数の抵抗器によって構成する。これに対
して、充電抵抗器は、単一にする。以上の構成におい
て、タイミング決定用のコンデンサ充電抵抗器および放
電抵抗器を集積回路に対して外付けすることにより、設
計に応じて制御信号のオン、オフのタイミングを所望に
設定することが容易になる。

【００２５】また、制御回路は、予熱、始動および点灯
の動作モードだけでなく、要すれば、これら以外の動作
モードを設定することができる。たとえば、外部から調
光信号を受け入れて制御信号を調光に適した周期に制御
するように調光レベル制御回路を集積回路中に含ませる
ことができる。なお、調光は、連続的な調光および段階
的な調光のいずれであってもよい。

【００２６】さらに、制御回路の集積回路中に入力電圧
変動補正回路を含ませることができる。すなわち、商用
交流電源を整流して得た直流電源を用いる場合、商用交
流電源電圧の変動によって放電ランプの作動が影響をな
るべく受けないように対策しておくことは実用上重要で
あるが、入力電圧変動補正回路を採用することにより、
これを回避ないし軽減することが可能になる。なお、予
熱モード中においては、入力電圧変動の影響が少ないの
で、入力電圧変動補正回路が機能しないようにすること
ができる。また、入力電圧変動補正回路は、点灯モード
中においてのみ機能するように構成することもできる。
これらにより、集積回路の回路構成が簡単になる。

【００２７】さらにまた、制御回路の集積回路中に高周
波出力一定化回路を含ませることができる。高周波出力
一定化回路は、放電ランプの点灯中において、一石電圧
共振形インバータ主回路または放電ランプに流れる回路
電流を帰還して高周波出力を一定化するように作用す
る。

【００２８】＜本発明の作用について＞本発明において
は、制御回路のタイマ手段が放電ランプの少なくとも予
熱、始動および点灯の各動作モードに応じて予め設定し
た動作時間を決定する。このため、放電ランプの特性に
応じた最適な時間を動作モードごとに与えることがで
き、したがって動作時間が不適切なために放電ランプの
寿命が阻害されるようなことがない。

【００２９】また、各動作モードの動作時間の決定と連
動して、動作モードごとに設定された周期に制御されて
発振器から制御信号が発生する。したがって、各動作モ
ードに応じて適切な周波数の高周波出力を放電ランプに
供給することができる。

【００３０】さらに、スイッチング周波数が制御回路に
より適正に制御されるので、温度特性などの影響が小さ
く、集積回路化が容易になる。

【００３１】さらにまた、一石電圧共振形インバータ主
回路は、そのスイッチング素子に高耐圧で特性に問題の
ないバイポーラトランジスタを用いることができる。バ
イポーラトランジスタをスイッチング制御するのに、そ
のオンスイッチングを帰還制御により行ない、そのオフ
スイッチングを制御回路の発振器から発生する制御信号
を用いて行なうので、制御回路の主体部分を集積回路化
しても、バイポーラトランジスタを良好にスイッチング
制御することができる。

【００３２】さらにまた、制御回路の主要部を集積回路
化することにより、寿命末期などの異常状態に対する保
護動作機能や入力電圧変動補正回路、高周波出力一定化
回路などを組み込むことが容易になり、制御の多機能化
を実現することができる。

【００３３】さらにまた、制御回路の主要部を集積回路
化することにより、回路実装が容易になるとともに、回
路基板を小形化し、かつ、回路を軽量化することもでき
る。

【００３４】請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、
直流電源と；帰還制御によりオンスイッチングが制御さ
れるバイポーラトランジスタを用いて構成され、入力端
が直流電源に接続し、出力端から高周波を出力する一石
電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧共振形インバ
ータ主回路の高周波出力により付勢される放電ランプ
と；前記バイポーラトランジスタのベース電流を短絡し
てバイポーラトランジスタをターンオフするベース電流
遮断手段と；電源投入により作動を開始して前記バイポ
ーラトランジスタに対して起動電流を供給し、少なくと
も予熱モード、始動モードおよび点灯モードの動作時間
を決定するタイマ手段、ならびに少なくとも予熱モー
ド、始動モードおよび点灯モードに応じて周期が制御さ
れた制御信号を発生し、前記バイポーラトランジスタを
ターンオフさせるタイミングを決定するとともに、ベー
ス電流遮断手段の短絡時間を一定にし、かつ、開放時間
を制御に応じて変化させる発振器を含む制御回路と；１
次巻線が放電ランプの電流経路に挿入され、２次巻線に
誘起する電圧により前記バイポーラトランジスタにベー
ス電流を帰還してバイポーラトランジスタをターンオン
させるカレントトランスと；を具備していることを特徴
としている。

【００３５】本発明は、一石電圧共振形インバータ主回
路の主スイッチング素子であるバイポーラトランジスタ
のターンオンを良好に行なえるように改良された構成を
規定している。すなわち、電源投入後の上記バイポーラ
トランジスタの起動は、制御回路からの起動電流により
ターンオンのきっかけが与えられ、その後一石電圧共振
形インバータ主回路の共振回路に電流が流れ、さらに引
き続いて電流帰還回路からベース電流が帰還によって供
給されることにより、円滑に行なわれ、定常動作へと移
行する。定常動作中の毎サイクルのターンオンは、電流
帰還回路から供給されるベース電流により行なわれる。

【００３６】一方、電流帰還回路のカレントトランスの
１次巻線が一石電圧共振形インバータのバイポーラトラ
ンジスタのコレクタに直列に接続されている場合、当該
トランジスタがオンしない限りカレントトランスには電
流が流れないので、トランジスタのターンオンに寄与す
ることができない。したがって、上記のような回路構成
においては、電流帰還回路が毎サイクルのターンオンに
作用しにくいという問題がある。

【００３７】ところで、一石電圧共振形インバータにお
いては、毎サイクルにおける前記バイポーラトランジス
タのターンオンの方法には２つのパターンが考えられ
る。その１つは電流帰還回路から供給されるベース電流
であり、他の１つは当該トランジスタのオフ期間中にベ
ースからコレクタへ流れる共振電流である。後者におい
て、ベースからコレクタに電流が流れると、ベース領域
に少数キャリヤの電子が蓄積される。その後、共振作用
により極性が反転してコレクタに正電圧が印加される
と、ベース領域に蓄積していた少数キャリヤを放出しよ
うとして、コレクタからベースへ電流が流れる。また、
この電流の一部はエミッタへも流れようとするため、コ
レクタからエミッタにも電流が流れることができる。し
たがって、カレントトランスの１次巻線がバイポーラト
ランジスタのコレクタに接続される構成においても、ベ
ースからコレクタへ電流が流れる条件下では、上記方法
により毎サイクルのターンオフが良好に行なわれる。し
かし、電源電圧値や放電ランプの点灯状態などの変動に
よっては、ベース・コレクタ電流が流れない可能性もあ
り、この条件下での毎サイクルのターンオンは、制御回
路からの起動電流で行なうことになる。

【００３８】しかしながら、制御回路から供給し得る起
動電流は、電流帰還回路から供給し得る電流に比較する
と小さくて数ｍＡ程度であるため、これによりターンオ
ンするにはベース・エミッタ間容量成分が大きく影響し
てくるので、ターンオンのタイミングが遅れてしまい、
スイッチング動作を悪化させる場合がある。

【００３９】そこで、本発明においては、電流帰還回路
から供給されるベース電流によって前記バイポーラトラ
ンジスタを毎サイクル確実にターンオンさせるために、
電流帰還回路のカレントトランスの１次巻線を放電ラン
プの電流経路に挿入する。なお、「放電ランプの電流経
路」とは、放電ランプに流れる負荷電流または負荷電流
に直接的に影響する電流の経路を意味する。たとえば、
一石電圧共振形インバータ主回路のバイポーラトランジ
スタと放電ランプとの間に出力トランスが介在している
場合、カレントトランスの１次巻線が当該出力トランス
の２次側回路に直列的に挿入されている態様であっても
よいし、同じく１次側回路に直列的に挿入されている態
様であってもよい。

【００４０】また、カレントトランスの２次巻線は、前
記バイポーラトランジスタのベース回路にベース電流を
帰還するが、そのベース電流の位相が負荷電流のそれに
対して所要の関係に調整されている必要がある。これを
適切に行なうために、カレントトランスの２次巻線と前
記バイポーラトランジスタのベース回路との間に位相整
合化回路を介在させることができる。位相整合化回路に
は、カレントトランスの１次巻線の挿入位置に応じてそ
れぞれ適合する構成を適宜採用すればよい。

【００４１】そうして、本発明においては、電流帰還回
路のカレントトランスの１次巻線が放電ランプの電流経
路に挿入されていることにより、一石電圧共振形インバ
ータ主回路におけるバイポーラトランジスタの毎サイク
ルのターンオンがカレントトランスの２次巻線から供給
されるベース電流によって行なわれるため、ターンオン
が確実で、しかも、安定する。

【００４２】また、バイポーラトランジスタのターンオ
フは、ベース電流遮断手段が制御回路から発生する制御
信号がたとえばハイレベルのときにベース電流を短絡す
ることにより行なわれる。そして、制御信号のハイレベ
ルの時間幅が一定であるが、ローレベルの時間幅は、制
御パターンに応じて所要に変化する。制御信号がローレ
ベルのときには、ベース電流遮断手段が開放状態となる
ので、カレントトランスからベース電流が帰還される
と、バイポーラトランジスタはターンオンする。

【００４３】請求項３の発明の放電ランプ点灯装置は、
直流電源と；帰還制御によりオンスイッチングが制御さ
れるバイポーラトランジスタを用いて構成され、入力端
が直流電源に接続し、出力端から高周波を出力する一石
電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧共振形インバ
ータ主回路から出力する高周波により付勢される放電ラ
ンプと；前記バイポーラトランジスタのベース電流を遮
断してバイポーラトランジスタをターンオフさせるベー
ス電流遮断手段と；放電ランプの点灯中の動作周波数を
設定する発振器、発振器の出力に基づいてベース電流遮
断手段を作用させるターンオフ指令手段、および前記バ
イポーラトランジスタのベース回路に電流を流す低電圧
電源を含む制御回路と；制御回路の低電圧電源と前記バ
イポーラトランジスタのベース回路との間に介在して起
動時の所定時間にのみ所要値のベース電流を流す起動電
流制御手段と；を具備していることを特徴としている。

【００４４】本発明は、起動時の起動電流が必要なとき
にのみ所要の起動電流が流れるように改良した構成を規
定している。

【００４５】インバータの主スイッチング素子であるバ
イポーラトランジスタを起動するには、商用電源を整流
して得た直流電源または制御回路の基準電源などから限
流用の抵抗器を経由して起動電流をベースに供給してタ
ーンオンさせるのが一般的である。電流帰還回路を備え
たインバータにおいては、起動後に電流帰還回路からベ
ース電流が帰還するので、継続して定常動作が行なわれ
る。

【００４６】ところが、放電ランプが負荷回路に装着さ
れていない無負荷状態の場合、負荷回路が開放されてい
るので、帰還回路があってもベース電流が帰還されな
い。しかしながら、電流帰還回路からのベース電流がな
くてもトランジスタをターンオンさせることが可能な条
件がある。すなわち、前述したように、ベースからコレ
クタへ共振電流が流れることにより、トランジスタのベ
ース領域に少数キャリヤの電子が蓄積されるので、その
後共振により極性が反転してコレクタに正電圧が印加さ
れると、ターンオンできる。

【００４７】一方、自励発振制御方式の一石電圧共振形
インバータの場合、無負荷状態で発振状態になると、周
波数が適正に制御されないで、動作周波数が低下してし
まい、そのため共振電圧が上昇して、トランジスタが耐
圧オーバーにより破壊に至る場合がある。これに対し
て、固定周波数制御の場合、共振周波数が低下して共振
電圧の時間幅が広がり、コレクタ電圧が０Ｖに下降する
以前に起動回路電流によりトランジスタがターンオンさ
れ、ゼロボルトスイッチングができなくなって、トラン
ジスタのスイッチング損失が増大し、トランジスタが破
壊することがある。

【００４８】次に、図１３および図１４を参照して、無
負荷状態における発振により、スイッチング損失が増大
し、これがトランジスタ破壊の原因になる理由について
説明する。

【００４９】図１３は、一石電圧共振形インバータにお
ける各部の電圧、電流波形を示す波形図であり、上から
コレクタ・エミッタ間電圧Ｖ_ＣＥ、コレクタ電流Ｉ_Ｃ、
ベース電流Ｉ_Ｂ、ベース・エミッタ間電圧Ｖ_ＢＥをそれ
ぞれ示す。図１４は、図１３のコレクタ・エミッタ間電
圧Ｖ_ＣＥおよびコレクタ電流Ｉ_Ｃの拡大波形を示す波形
図である。

【００５０】各図特に図１４から理解できるように、無
負荷状態においては、矢印にて示すように、小さいなが
らコレクタ電流が流れていて、この期間はＡ級動作とな
っている。そのため、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖ_ＣＥ
×コレクタ電流Ｉ_Ｃの損失がバイポーラトランジスタ内
に発生する。したがって、無負荷状態のときに起動電流
が流れ続けると、上述した不都合が生じる。この問題の
対策としては、起動電流を制限してトラジスタの損失を
抑制するのが効果的である。ところが、起動電流を小さ
くすると、本来の機能である機動性が低下してしまうと
いう問題がある。

【００５１】そこで、本発明においては、起動時の必要
なときにのみ所要値の起動電流が流れるように改良した
ものである。すなわち、一石電圧共振形インバータの制
御回路に主スイッチング素子のバイポーラトランジスタ
のベース回路に電流を流す低電圧電源を配設するととも
に、上記低電圧電源と前記バイポーラトランジスタのベ
ース回路との間に、起動時の所定時間にのみ所要値のベ
ース電流を流す起動電流制御手段を介在させている。起
動電流制御手段としては、上記の条件を満足すれば、そ
の具体的な構成は問わない。たとえば、微分回路や、タ
イマ制御されるスイッチなどによって構成することがで
きる。なお、所要値より小さい起動電流が継続的に流れ
ていてもよい。また、低電圧電源は、バイポーラトラン
ジスタにベース電流を供給できる程度の低電圧を出力で
きればよく、したがって集積回路化したときに集積回路
内に配設することができる。

【００５２】そうして、本発明においては、起動時の所
要時間の間にのみ所要値の起動電流を流して起動を行な
うことができるので、起動性が低下することがないばか
りでなく、無負荷状態における発振時に、起動電流がバ
イポーラトランジスタの破壊の原因になることを回避す
ることが可能になる。

【００５３】請求項４の発明の放電ランプ点灯装置は、
直流電源と；帰還制御によりオンスイッチングが制御さ
れるバイポーラトランジスタを用いて構成され、入力端
が直流電源に接続し、出力端から高周波を出力する一石
電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧共振形インバ
ータ主回路の高周波出力により付勢される放電ランプ
と；タイマ手段およびタイマ手段により制御されて制御
信号を発生し一石電圧共振形インバータ主回路のバイポ
ーラトランジスタのオフスイッチングを制御する発振器
を含む制御回路と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００５４】本発明は、一石電圧共振形インバータ主回
路におけるバイポーラトランジスタのオフスイッチング
を適切に行なうのに好適な構成を規定している。すなわ
ち、制御回路がタイマ手段および発振器を含む。そし
て、タイマ手段は、発振器を所要に制御する。また、発
振器は、制御信号を発生する。制御信号によってバイポ
ーラトランジスタのオフスイッチングを制御する。

【００５５】そうして、本発明においては、制御回路が
タイマ手段および発振器を含み、タイマ手段と発振器と
で一石電圧共振形インバータ主回路におけるバイポーラ
トランジスタのオフスイッチングを制御するので、オフ
スイッチングの制御が確実で、しかも、回路構成が簡単
化される。

【００５６】請求項５の発明の放電ランプ点灯装置は、
直流電源と；帰還制御によりオンスイッチングが制御さ
れるバイポーラトランジスタを用いて構成され、入力端
が直流電源に接続し、出力端から高周波を出力する一石
電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧共振形インバ
ータ主回路の高周波出力により付勢される放電ランプ
と；前記バイポーラトランジスタのベース電流を短絡し
てバイポーラトランジスタをターンオフするベース電流
遮断手段と；電源投入により作動を開始して前記バイポ
ーラトランジスタに対して起動電流を供給し、タイマ手
段により制御されて制御信号を発生し、前記バイポーラ
トランジスタをターンオフさせるタイミングを決定する
とともに、ベース電流遮断手段の短絡時間を一定にし、
かつ、開放時間を制御に応じて変化させる発振器を含む
制御回路と；１次巻線が放電ランプの電流経路に挿入さ
れ、２次巻線に誘起する電圧により前記バイポーラトラ
ンジスタにベース電流を帰還してバイポーラトランジス
タをターンオンさせるカレントトランスと；を具備して
いることを特徴としている。

【００５７】本発明は、一石電圧共振形インバータ主回
路の主スイッチング素子であるバイポーラトランジスタ
のターンオンを良好に行なえるように改良された構成を
規定している。また、制御回路の要件が簡素化されてい
る点で請求項２とは異なる。すなわち、タイマ手段は、
発振器を所要に制御すればよい。これに対して、発振器
がタイマ手段の制御を受けて制御信号を発生する点では
同様である。

【００５８】そうして、本発明においては、ベース電流
遮断手段の開放が制御パターンに応じて所要に変化する
ので、カレントトランスから帰還されるベース電流のタ
イミングによってバイポーラトランジスタを確実にター
ンオンさせることができる。

【００５９】また、バイポーラトランジスタのターンオ
フは、ベース電流遮断手段が制御回路から発生する制御
信号により作動してベース電流を短絡することにより行
なわれる。

【００６０】請求項６の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし５のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、放電ランプの寿命末期を検出するランプ寿
命末期検出回路と；放電ランプの装着を検出するランプ
装着検出回路と；を具備し、制御回路の集積回路は、ラ
ンプ寿命末期検出回路の出力に応じてランプ寿命末期を
判定するランプ寿命末期判定回路およびランプ装着検出
回路の出力に応じてランプ装着を判定するランプ装着判
定回路を含むとともに、ランプ寿命末期判定およびラン
プ不装着判定の際に保護動作を行なうように構成されて
いる；ことを特徴としている。

【００６１】本発明は、ランプ寿命末期を検出して保護
動作を行ない、ランプの装着を検出すると保護動作を解
除する保護動作機能を制御回路の集積回路に組み込んだ
構成を規定している。

【００６２】＜ランプ寿命末期検出回路について＞ラン
プ寿命末期検出回路は、放電ランプの寿命末期を検出す
る回路であれば、どのような構成であってもよいが、放
電ランプの寿命末期には半波放電が生じて点灯回路に直
流成分が重畳するので、この直流成分を検出することに
よって、容易に放電ランプの寿命末期を検出することが
できる。

【００６３】＜ランプ装着検出回路について＞ランプ装
着検出回路は、放電ランプの装着を検出する回路であれ
ば、どのような構成であってもよい。しかし、放電ラン
プが正規に装着されていれば、一石電圧共振形インバー
タに負荷が接続されている状態であり、また正規に装着
されていなければ、負荷の一部または全部が接続されて
いない状態であるから、負荷の程度を検出することによ
ってランプ装着を検出することができる。この場合、負
荷の程度を判定することによって、ランプ装着の程度ま
で検出することも可能である。

【００６４】＜集積回路化について＞制御回路の主要部
を集積回路化するときには、請求項１において説明した
構成に加えて、ランプ寿命末期判定回路およびランプ装
着判定回路を組み込んで構成することができる。ランプ
寿命末期判定回路は、ランプ寿命末期検出回路の出力に
応じてランプ寿命末期を判定する。ランプ装着判定回路
は、ランプ装着検出回路の出力に応じてランプ装着を判
定する。そして、これらの異常を判定したときに、保護
動作を行なう。保護動作としては、たとえば一石電圧共
振形インバータの動作を強制的に停止させる。なお、異
常状態が解消した場合には、再動作するように構成する
ことができる。

【００６５】＜本発明の作用について＞本発明において
は、放電ランプが寿命末期になると、ランプ寿命末期検
出回路がこれを検出する。ランプ寿命末期を検出する
と、制御回路の集積回路のランプ寿命末期判定回路がこ
れを判定する。そして、保護動作を必要とする寿命末期
であると判定されると、たとえば停止信号を発生して一
石電圧共振形インバータの動作を強制的に停止させて、
保護動作を行なう。そして、放電ランプの装着検出回路
がランプ未装着状態からランプ装着を検出すると、保護
動作を解除し、インバータ動作を復帰させる。このよう
にランプ装着により保護動作を解除する機能を設けたこ
とにより、電源を再投入しなくても放電ランプを安全に
点灯させることができる。

【００６６】なお、放電ランプが不完全な装着状態であ
ると、ランプ装着検出回路がこれを検出し、保護動作が
必要であると判定させ、たとえば停止信号を発生して一
石電圧共振形インバータの動作を強制的に停止させて、
保護動作を行なうようにしてもよい。

【００６７】以上の結果、放電ランプ点灯装置の安全化
を図ることができる。

【００６８】請求項７の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし６のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、制御回路の集積回路は、その発振器から発
生する制御信号のハイレベルの時間幅を一定とし、ロー
レベルの時間幅を制御に応じて変化させることによって
制御信号の周期を制御することを特徴としている。

【００６９】本発明は、バイポーラトランジスタのオフ
スイッチングが容易な構成を規定している。すなわち、
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間に制御ス
イッチたとえば電流容量の小さいＭＯＳＦＥＴを接続し
て、制御スイッチをオンさせたときにバイポーラトラン
ジスタのベース・エミッタ間が短絡されてオフスイッチ
ングを行なうように構成すると、一石電圧共振形インバ
ータの回路構成が比較的簡単になる。本発明によれば、
このような回路構成の一石電圧共振形インバータに対し
て単に制御信号を送出するだけで、バイポーラトランジ
スタの確実なオフスイッチングを行なうことができる。
しかも、ハイレベルの制御信号が継続している期間中バ
イポーラトランジスタをオフ状態に維持することができ
る。

【００７０】制御信号のハイレベル状態がなくなって制
御スイッチがオフした後、バイポーラトランジスタのベ
ースにカレントトランスからベース電流が流入すること
でオンする。

【００７１】以上のオフ、オンのスイッチング動作を繰
り返して一石電圧共振形インバータがインバータ動作を
行ない、発生した高周波出力が放電ランプに供給され
る。また、制御信号のローレベルの時間幅が変化する
と、制御信号の周期にしたがって発振周波数が変化す
る。発振周波数の変化は、一石電圧共振形インバータの
動作周波数の変化となり、そのため電圧共振回路の周波
数特性曲線上の動作位置が変化するので、高周波出力が
変化することになる。したがって、動作周波数を放電ラ
ンプの動作モードに応じて選択することにより、放電ラ
ンプの予熱、始動および点灯を最適化することができ
る。

【００７２】そうして、本発明においては、一石電圧共
振形インバータ主回路におけるバイポーラトランジスタ
のオフスイッチングのための回路構成が簡単になる請求
項８の発明の放電ランプ点灯装置は、請求項１ないし７
のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置において、制御
回路の集積回路は、その発振器から発生する制御信号の
周期が外付け回路部品によって決定されるように構成さ
れていることを特徴としている。

【００７３】本発明は、多様な放電ランプに対して共通
に使用することができる制御回路の集積回路として好適
な構成を規定している。すなわち、発振器から発生する
制御信号の周期に対しては、一般に放電ランプやその制
御の仕方により異なる要求がある。本発明においては、
制御信号の周期に関係する回路部品が集積回路に対して
外付けされるように構成されているので、外付け回路部
品を所要のものに変更するだけで、集積回路を異なる回
路設計に対して共用することができる。

【００７４】請求項７の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし６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。

【００７５】本発明において、照明装置とは、放電ラン
プの発光を利用するあらゆる装置を包含する広い概念で
あり、たとえば照明器具、画像読取装置、表示装置、紫
外線発生装置、電球形蛍光ランプなどである。

【００７６】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いた残余の部分をいう。放電ラン
プ点灯装置のうち点灯回路部分は、照明装置本体から離
間した位置に別置きにすることができる。

【００７７】

【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。

【００７８】図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態における主として一石電圧共振形インバー
タおよび放電ランプ点灯回路の部分を示す回路図であ
る。

【００７９】図２は、同じく主として制御回路の部分を
拡大し、回路ブロックで示す回路図である。

【００８０】各図において、ＡＳは低周波交流電源、Ｄ
Ｃは直流電源、ＨＦＩは一石電圧共振形主インバータ、
ＤＬ１、ＤＬ２は放電ランプ、ランプ寿命末期検出回路
ＬＥＤ、ランプ装着検出回路ＬＭＤ、ＣＣは制御回路、
ＣＤは電流検出回路、Ｖ_ＬＤはランプ電圧検出回路、Ｖ
_ＳＤは電源電圧検出回路である。以下、各構成ごとに説
明する。

【００８１】＜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。

【００８２】＜直流電源ＤＣについて＞直流電源ＤＣ
は、入力端子ａ、ｂ、ノイズフィルタＮＦ、整流回路Ｆ
ＢＲ、高周波バイパスコンデンサＣ１および部分平滑回
路ＰＳＣからなる。

【００８３】入力端子ａ、ｂは、低周波交流電源ＡＳ両
極に接続する。

【００８４】ノイズフィルタＮＦは、後述する一石電圧
共振形インバータ主回路ＨＦＩのバイポーラトランジス
タＱ１のスイッチングによって発生した高周波ノイズが
低周波交流電源ＡＳ側に流出するのを阻止するもので、
コンデンサＣ２、Ｃ３、バルーントランスＢＴおよびイ
ンダクタＬ１からなる。コンデンサＣ２は、入力端子
ａ、ｂに接続する線路間に並列に接続している。バルー
ントランスＢＴは、その一対の巻線がコンデンサＣ２の
後段において両線路に挿入されている。インダクタＬ１
は、バルーントランスＢＴの後段において入力端子ａ側
の線路に直列に挿入されている。コンデンサＣ３は、イ
ンダクタＬ１の後段において両線路間に接続している。

【００８５】整流回路ＦＢＲは、ブリッジ形全波整流回
路からなる。

【００８６】高周波バイパスコンデンサＣ１は、整流回
路ＦＢＲの直流出力端間に接続している。

【００８７】部分平滑回路ＰＳＣは、平滑コンデンサＣ
４、インダクタＬ２、ダイオードＤ１、Ｄ２からなる。
平滑コンデンサＣ４、インダクタＬ２およびダイオード
Ｄ１は、整流回路ＦＢＲの直流出力間に図示極性で接続
している。ダイオードＤ２は、インダクタおよびダイオ
ードＤ１の接続点と後述する一石電圧共振形インバータ
ＨＦＩの後述する部分との間に図示極性で接続してい
る。

【００８８】＜一石電圧共振形インバータ主回路ＨＦＩ
について＞一石電圧共振形インバータ主回路ＨＦＩは、
電圧共振回路ＲＣ、バイポーラトランジスタＱ１、電流
帰還回路ＣＦＣ、制御スイッチＱ２、限流インダクタＬ
３および出力トランスＯＴにより構成されている。電圧
共振回路ＲＣは、インダクタＬ４およびコンデンサＣ５
の並列回路によって構成され、その一端が直流電源ＤＣ
の正極に接続している。また、電圧共振回路ＲＣの他端
は、電流帰還回路ＣＦＣの１次巻線ｗ１を直列に介して
バイポーラトランジスタＱ１のコレクタに接続している
とともに、部分平滑回路ＰＳＣのダイオードＤ２のカソ
ードに接続している。バイポーラトランジスタＱ１は、
そのエミッタが後述する電流検出回路ＣＤの電流検出抵
抗器Ｒ１を介して直流電源ＤＣの負極に接続している。
電流帰還回路ＣＦＣは、１次巻線ｗ１、２次巻線ｗ２お
よびダイオードＤ３からなり、２次巻線ｗ２およびダイ
オードＤ３がバイポーラトランジスタＱ１のベース・エ
ミッタ間に電流検出抵抗器R１を介して順方向に接続し
ている。制御スイッチＱ２は、電流容量の小さいＭＯＳ
ＦＥＴからなり、そのドレインがバイポーラトランジス
タQ１のベースに、ソースがエミッタに、それぞれ接続
している。限流インダクタＬ３は、放電ランプＤＬ１、
ＤＬ２のランプ電流を所定値に限流する回路要素である
が、本実施形態においては電圧共振回路ＲＣに、そのイ
ンダクタＬ３と直列に挿入されている。出力トランスＯ
Ｔは、一石電圧共振形インバータ主回路ＨＦＩの高周波
電圧を放電ランプＤＬの点灯に必要な電圧に変圧するも
ので、電圧共振回路ＲＣのインダクタＬ４に出力巻線ｗ
ｏを磁気結合することによって構成されている。また、
出力トランスＯＴには、フィラメント加熱巻線ｗｆおよ
び後述するランプ電圧検出回路Ｖ_ＬＤの検出巻線ｗｄを
磁気結合している。

【００８９】＜放電ランプＤＬ１、ＤＬ２およびその点
灯回路について＞放電ランプＤＬ１、ＤＬ２は、蛍光ラ
ンプからなり、出力トランスＯＴの出力巻線ｗｏに直流
カットコンデンサＣ６を介して直列接続している。フィ
ラメント加熱巻線ｗｆは、放電ランプＤＬ１、ＤＬ２の
中央側のフィラメント電極に対してそれぞれ直列接続し
ている。放電ランプＤＬ１、ＤＬ２の外側のフィラメン
ト電極は、共振コンデンサＣ７と直列接続してコンデン
サ予熱回路ＦＨＣを形成している。また、一方の放電ラ
ンプＤＬ１に並列接続しているコンデンサＣ８は、シー
ケンススタート用である。

【００９０】＜ランプ寿命末期検出回路ＬＥＤについて
＞ランプ寿命末期検出回路ＬＥＤは、抵抗器Ｒ２ないし
Ｒ７およびコンデンサＣ９により構成されている。抵抗
器Ｒ２およびＲ３は、直流カットコンデンサＣ６の両端
に直列接続している。抵抗器Ｒ４ないしＲ７は、抵抗器
Ｒ２およびＲ３の接続点と、接地との間に直列接続して
いる。コンデンサＣ９は、抵抗器Ｒ５ないしＲ７の直列
部分に並列接続している。

【００９１】＜ランプ装着検出回路ＬＭＤについて＞ラ
ンプ装着検出回路ＬＭＤは、抵抗器Ｒ４ないしＲ９によ
り構成されている。抵抗器Ｒ４ないしＲ７の部分は、ラ
ンプ寿命末期検出回路ＬＥＤと回路を共用している。抵
抗器Ｒ８およびＲ９は、直列接続した上で直列接続した
放電ランプＤＬ１、ＤＬ２と並列に接続している。そし
て、抵抗器Ｒ８およびＲ９の接続点が直流電源ＤＣの正
極に接続している。

【００９２】＜制御回路ＣＣについて＞制御回路ＣＣ
は、主要部の集積回路ＩＣおよび外付け回路部品により
構成され、その内部が発振器ＯＳＣ、充電電流制御回路
ＣＣＣ、放電電流制御回路ＤＣＣ、タイマ手段ＴＣ、ラ
ンプ寿命判定回路ＬＥＪ、ランプ装着判定回路ＬＭＪ、
電流判定回路ＣＪ、ランプ不点検出回路Ｖ_ＬＪ、電源電
圧判定回路Ｖ_ＳＪおよび定電圧回路ＣＶＲを含んで構成
されている。なお、本発明との関係が比較的少ない回路
については、図示を省略している。

【００９３】また、制御回路ＣＣは、各端子 Reset、S
top、Is、OUT、Vref、Vcc、Trc、Ｖs、RTon1、RTon2、R
Ton3、CT、Rtoffを備えている。端子Rsetには、外部に
ランプ装着検出回路ＬＭＤの出力端が、また内部でラン
プ装着判定回路ＬＭＪが、それぞれ接続する。端子Stop
には、外部にランプ寿命検出回路ＬＥＤが、また内部で
ランプ寿命判定回路ＬＥＪが、それぞれ接続する。端子
Isには、外部に後述する電流検出回路ＣＤが、また内部
で電流判定回路ＣＪが、それぞれ接続する。端子OUTに
は、外部に制御スイッチＱ２のゲートが、また内部で発
振器ＯＳＣの出力端が、それぞれ接続する。端子Vrefに
は、外部において抵抗器Ｒsを介して電流帰還回路ＣＦ
Ｃ、後述するタイマ回路ＴＣの時定数回路ｔｃ、ならび
に抵抗器Ｒ10を介してランプ装着検出回路ＬＭＤの抵抗
器Ｒ６およびＲ７の接続点が、また内部で定電圧回路Ｃ
ＶＲの出力端が、それぞれ接続して、上記各部に定電圧
を供給する。端子Vccには、外部に後述するランプ不点
検出回路Ｖ_ＬＤが、また内部で定電圧回路ＣＶＲの入力
端およびランプ電圧判定回路Ｖ_ＬＪが、それぞれ接続す
る。端子Trcには、外部でタイマ回路ＴＣの外付け回路
部品である時定数回路ｔｃの出力端が、また内部でタイ
マ回路ＴＣ、にそれぞれ接続する。なお、時定数回路ｔ
ｃは、抵抗器Ｒ11およびコンデンサＣ１０の直列回路か
らなる。端子Ｖsには、外部に後述する電源電圧検出回
路Ｖ_ＳＤが、また内部で電源電圧判定回路Ｖ_ＳＪが、そ
れぞれ接続する。端子RTon1には、外部に放電電流制御
回路ＤＣＣの外付け回路部品である放電抵抗器Ｒ１２
が、内部で放電電流制御回路ＤＣＣに、それぞれ接続す
る。端子RTon2には、外部に放電電流制御回路ＤＣＣの
外付け回路部品である放電抵抗器Ｒ１３が、内部で放電
電流制御回路ＤＣＣに、それぞれ接続する。端子RTon3
には、外部に放電電流制御回路ＤＣＣの外付け回路部品
である放電抵抗器Ｒ１４が、内部で放電電流制御回路Ｄ
ＣＣに、それぞれ接続する。端子CTには、外部に発振器
ＯＳＣの外付け回路部品であるタイミングコンデンサＣ
１０が、内部で発振器ＯＳＣに、それぞれ接続する。ま
た、必要に応じて、集積回路ＩＣの内部の要接地個所が
集積回路ＩＣの外部で接地される。端子Rtoffには、外
部に充電電流制御回路ＣＣＣの外付け回路部品である充
電抵抗器Ｒ１５が、内部で充電電流制御回路ＣＣＣに、
それぞれ接続する。

【００９４】さらに、集積回路ＩＣは、主要部が図３に
示すように構成されている。

【００９５】図３は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態における集積回路の主要部を示す回路図で
ある。図において、図１および図２と同一部分について
は同一符号を付して説明は省略する。

【００９６】（発振器ＯＳＣについて）発振器ＯＳＣ
は、フリップフロップｆｆ、一対の比較器ＣＰ１、ＣＰ
２、スイッチＱ３、Ｑ４、外付けのタイミングコンデン
サＣ１１および充放電抵抗器Ｒ１２ないしＲ１５からな
る。充電抵抗器Ｒ１５を経由してタイミングコンデンサ
Ｃ１１が充電されていく間、端子ＯＵＴから出力される
制御信号はハイの状態となる。時間が進んでタイミング
コンデンサＣ１１の端子電圧が基準電圧を超えると、比
較器ＣＰ１の出力がハイになり、フリップフロップｆｆ
が反転して、端子Ｑがローになるので、スイッチＱ３が
オフ、スイッチＱ４がオンするので、端子ＯＵＴから出
力される制御信号はローの状態になる。これと同時にタ
イミングコンデンサＣ１１の電荷は、動作モードに応じ
て選択された抵抗器Ｒ１２ないしＲ１４のいずれかを経
由して放電を開始し、したがって端子電圧が低下してい
く。タイミングコンデンサＣ１１の端子電圧が基準値を
下回ると、再び最初の状態に戻り、以下以上の回路動作
を繰り返すので、制御信号が周期的に発生し、端子ＯＵ
Ｔから送出される。

【００９７】（充電電流制御回路ＣＣＣについて）充電
電流制御回路ＣＣＣは、外付けの充電抵抗器Ｒ１５、カ
レントミラー回路ＣＭ１、スイッチＱ５およびダイオー
ドＤ５を主体として構成されている。そして、タイミン
グコンデンサＣ１１の充電時には、カレントミラー回路
ＣＭ１がオンするので、充電抵抗器１５に流れる電流と
等しい電流が充電電流としてダイオードＤ５を介してタ
イミングコンデンサＣ１１に流れる。したがって、タイ
ミングコンデンサＣ１１の充電は、常に一定のペースで
行なわれるので、制御信号のハイレベルの時間幅が一定
になる。

【００９８】（放電電流制御回路ＤＣＣについて）放電
電流制御回路ＤＣＣは、外付けの放電抵抗器Ｒ１２ない
しＲ１４、カレントミラー回路ＣＭ２ないしＣＭ５およ
びスイッチＱ６ないしＱ８を主体として構成されてい
る。そして、予熱モード時には、カレントミラー回路Ｃ
Ｍ２ないしＣＭ５を介して全ての放電抵抗器Ｒ１２ない
しＲ１４に放電電流が流れるので、これに等しい放電電
流がタイミングコンデンサＣ１１から放電される。した
がって、放電時間は短い。始動モード時には、スイッチ
Ｑ７がオンするため、カレントミラー回路ＣＭ４はオフ
する。したがって、放電時間は比較的長くなる。点灯モ
ード時には、さらに加えてスイッチＱ６もオンするた
め、放電時間は最も長くなる。

【００９９】（タイマ回路ＴＣについて）タイマ回路Ｔ
Ｃは、時定数回路ｔｃ（ただし、外付け）、一対の比較
器ＣＰ３、ＣＰ４およびスイッチＱ９、Ｑ１０を主体と
して構成されている。一対の比較器ＣＰ３、ＣＰ４は、
それぞれ時定数回路ｔｃの出力と基準電圧とを比較す
る。そして、比較器ＣＰ４は、その出力がハイレベルに
なったときにスイッチＱ１０をオンして、始動モードの
開始時間を決定する。また、時定数回路ｔｃの出力が増
大して、比較器ＣＰ３の基準電圧を超えると、スイッチ
Ｑ９がオンして、始動モード時が終了して点灯モードに
移行する。始動モード中に放電ランプＤＬ１、ＤＬ２が
点灯しない場合には、図示しない保護回路により発振器
ＯＳＣの動作が停止させる。

【０１００】（ランプ寿命判定回路ＬＥＪについて）ラ
ンプ寿命判定回路ＬＥＪは、比較器ＣＰ５、ＣＰ６、イ
ンバータＩＮＶおよびフリップフロップｆｆ２を主体と
して構成されている。そして、端子Stopの電位が上限値
を超えるときには、比較器ＣＰ５がローレベルになる。
また、下限値を下回るときには、比較器ＣＰ６がローレ
ベルになる。いずれのときにも、インバータＩＮＶによ
りハイレベルに変換されてフリップフロップｆｆ２に入
力するので、停止信号が発生する。なお、停止信号は、
発振器ＯＳＣに制御入力され、発振器ＯＳＣの発振を停
止する。

【０１０１】（ランプ装着判定回路ＬＭＪについて）ラ
ンプ装着判定回路ＬＭＪは、比較器ＣＰ７、ＣＰ８およ
びフリップフロップｆｆ３、ｆｆ２を主体として構成さ
れている。そして、電源投入時に放電ランプＤＬ１、Ｄ
Ｌ２が装着されたときに、端子Rsetの電位に応じてフリ
ップフロップｆｆ３を動作させ、さらにフリップフロッ
プｆｆ２を従動させて停止信号を発生したり、リセット
して停止信号を停止したりする。

【０１０２】（電源電圧判定回路Ｖ_ＳＪについて）電源
電圧判定回路Ｖ_ＳＪは、入力端が端子INPに接続した増
幅器ＡＭＰおよびトランジスタＱ１１を主体として構成
されている。そして、端子INPに現れる低周波交流電源
電圧に比例する電圧を増幅し、トランジスタＱ１１の導
通度を変化させる。そのため、電源電圧の変動に応じて
発振器ＯＳＣのタイミングコンデンサＣ１１の放電電流
を調整するので、制御信号のローレベルの時間幅が低周
波交流電圧の変動を補償するような作用を行なわすこと
ができる。

【０１０３】＜電流検出回路ＣＤについて＞電流検出回
路ＣＤは、電流検出抵抗器Ｒ１からなる。電流検出抵抗
器Ｒ１は、既述のように一石電圧共振形インバータ主回
路ＨＦＩ内に接続しているとともに、集積回路ＩＣの端
子Isに接続している。

【０１０４】＜ランプ電圧検出回路Ｖ_ＬＤについて＞ラ
ンプ電圧検出回路Ｖ_ＬＤは、ランプ電圧検出巻線ｗｄ、
ダイオードＤ４および平滑コンデンサＣ１２からなる。
ランプ電圧検出巻線ｗｄは、一石電圧共振形インバータ
ＨＦＩの出力トランスＯＴに磁気結合し、一端が直流電
源ＤＣの負極に接続している。ダイオードＤ４は、その
アノードがランプ電圧検出巻線ｗｄの他端に接続してラ
ンプ電圧検出巻線ｗｄに誘起したランプ電圧に相当する
電圧を整流する。平滑コンデンサＣ１２は、ダイオード
Ｄ４のカソードおよびランプ電圧検出巻線ｗｄの一端の
間に接続して、整流電圧を平滑化する。ダイオードＤ４
および平滑コンデンサＣ１２の接続点は、集積回路ＩＣ
の端子Vccに接続している。

【０１０５】＜電源電圧検出回路Ｖ_ＳＤについて＞電源
電圧検出回路Ｖ_ＳＤは、抵抗器Ｒ１７、Ｒ１８および平
滑コンデンサＣ１３からなる。抵抗器Ｒ１７、Ｒ１８
は、整流回路ＦＢＲの交流入力端の一方と、接地との間
に直列接続している。コンデンサＣ１３は、抵抗器Ｒ１
８に並列接続している。抵抗器Ｒ１７およびＲ１８の接
続点は、集積回路ＩＣの端子INPに接続している。

【０１０６】＜回路動作について＞（予熱時の回路動
作）低周波交流電源ＡＳを投入すると、低周波交流電圧
が直流電源ＤＣにおいて整流、平滑化されて一石電圧共
振形インバータ主回路ＨＦＩの入力端間に印加される。
これと同時にランプ電圧検出回路Ｖ_ＬＤの抵抗器Ｒ１６
を経由した電圧が平滑コンデンサＣ１２により平滑化さ
れて制御回路ＣＣの集積回路ＩＣの端子Vccを経由して
定電圧回路ＣＶＲの入力端に印加されるので、端子Vref
に定電圧が出力される。そして、この定電圧が集積回路
の各部に電源として供給される。このため、タイマ回路
ＴＣはタイマ動作を開始し、発振器ＯＳＣは発振を開始
する。この最初の状態は予熱モードであり、発振器ＯＳ
ＣのタイミングコンデンサＣ１１に対して全ての放電抵
抗器Ｒ１２ないしＲ１４が放電に参加する。そのため、
タイミングコンデンサＣ１１の放電時間が最も短くな
り、そのため発振器ＯＳＣから発生する制御信号のロー
レベルの時間幅は最も短くなる。

【０１０７】そうして、一石電圧共振形インバータ主回
路ＨＦＩは、予熱モードで動作する。予熱モードにおい
ては、ローレベルの時間幅は最も短くなるから、一石電
圧共振形インバータ主回路ＨＦＩの動作周波数が最も高
くなる。そのため、電圧共振回路ＲＣの共振特性曲線の
共振点から相対的に離れた位置で動作するので、高周波
出力は相対的に低くなり、放電ランプＤＬ１、ＤＬ２の
フィラメント加熱のみが行なわれる。

【０１０８】（始動時の回路動作）タイマ手段ＴＣにお
けるタイマ動作が所定時間を経過すると、タイマ手段Ｔ
Ｃの比較器ＣＰ４の出力がハイになり、始動モードに移
行する。このとき、スイッチＱ１０がオンし、これに伴
って放電電流制御回路ＤＣＣのスイッチＱ７がオンする
ため、カレントミラー回路ＣＭ４がオフする。これによ
り、放電電流制御回路ＤＣＣの作用により抵抗器Ｒ１２
が放電回路から切り離される。その結果、発振器ＯＳＣ
から発生する制御信号のローレベルの時間幅が予熱時の
それより長くなる。

【０１０９】そうして、一石電圧共振形インバータ主回
路ＨＦＩは、ローレベルの時間幅が予熱時のそれより長
くなった制御信号により動作するので、その動作周波数
が予熱時のそれよい低くなる。そのため、電圧共振回路
ＲＣの共振特性曲線の共振点に相対的に接近した位置で
動作するので、高周波出力は相対的に高くなり、放電ラ
ンプＤＬ１、ＤＬ２の始動が促進される。なお、放電ラ
ンプＤＬ１、ＤＬ２は、シーケンス方式で始動する。

【０１１０】続いて、時定数回路ｔｃの出力がさらに増
大して比較器ＣＰ３の基準電位を超えると、比較器ＣＰ
３の出力がハイになり、スイッチＱ９がオンする。これ
に伴って、放電電流制御回路ＤＣＣのスイッチＱ６がオ
ンするため、カレントミラー回路ＣＭ３がオフするの
で、放電抵抗器Ｒ１３も放電回路から切り離されて、始
動モードが終了する。

【０１１１】（点灯時の回路動作）タイマ手段ＴＣにお
けるタイマ動作の始動時間が終了すると、点灯モードに
なる。すなわち、発振器ＯＳＣのタイミングコンデンサ
Ｃ１１の放電回路には、放電抵抗器Ｒ１４のみが接続し
ているので、放電時間が始動モード時よりさらに長くな
る。その結果、発振のタイミングが相対的にさらに遅く
なり、そのため発振器制御ＯＳＣから発生する制御信号
のローレベルの時間幅がさらに長くなる。この制御信号
により一石電圧共振形インバータ主回路ＨＦＩは動作す
るので、その動作周波数は低くなって、電圧共振回路の
共振点に相対的に接近してインバータ動作を行なう。し
かし、放電ランプＤＬ１、ＤＬ２が点灯していれば、そ
の電極間の電圧はランプ電圧まで低下する。

【０１１２】以上、説明した各動作モード時における各
部の電圧、電流の関係は、図４から一層よく理解できる
であろう。

【０１１３】図４は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態における各部の電圧、電流波形を示す波形
図である。図において、Ｖ_ＣＥはバイポーラトランジス
タＱ１のコレクタ・エミッタ間電圧、Ｉ_Ｃは同じくコレ
クタ電流、Ｖ_ＣＳは制御信号電圧、Ｖ_Ｃ１１はタイミン
グコンデンサＣ１１の端子電圧である。また、制御信号
電圧Ｖ_ＣＳの時間軸に示されたＴ１は予熱モード時の時
間幅、Ｔ２は始動モード時の時間幅、Ｔ３は点灯モード
時の時間幅である。

【０１１４】（ランプ寿命末期時の回路動作）ランプ寿
命末期時の回路動作の回路動作を以下に説明する。すな
わち、放電ランプＤＬ１、ＤＬ２のいずれか一方が寿命
末期になると、半波放電が発生し、それをランプ寿命検
出回路ＬＥＤが検出する。そして、検出出力は、集積回
路ＩＣの端子Stopを経由してランプ寿命判定回路ＬＥＪ
に入力する。そして、ランプ寿命判定回路ＬＥＪは、停
止信号を発生して保護動作する。

【０１１５】（ランプ未装着時の回路動作）ランプ未装
着時の回路動作の回路動作を以下に説明する。すなわ
ち、放電ランプＤＬ１、ＤＬ２のいずれか一方または両
方の片側または両側が未装着であると、ランプ装着検出
回路ＬＭＤがこれを検出する。そして、検出出力は、集
積回路ＩＣの端子Rsetを経由してランプ装着判定回路Ｌ
ＭＪに入力する。そして、ランプ装着判定回路ＬＭＪが
ランプ未装着を判定すると、停止信号を発生する。放電
ランプが正規に装着されると、停止信号を遮断する。

【０１１６】（その他の制御動作）回路電流一定化動
作：回路電流は、電流検出回路ＣＤにおいて検出され、
集積回路ＩＣの端子Isから電流判定回路ＣＪに入力し、
その変動が判定されると、発振器ＯＳＣを制御して変動
を補償する。

【０１１７】電源電圧補償動作：低周波交流電源電圧
は、電源電圧検出回路Ｖ_ＳＤで検出され、集積回路ＩＣ
の端子INPから電源電圧判定回路Ｖ_ＳＪに入力し、その
変動が判定されると、放電電流制御回路ＤＣＣを介して
発振器ＯＳＣを制御して変動を補償する。

【０１１８】ランプ不点検出回路ＬＮＯは、制御回路Ｃ
Ｃの集積回路ＩＣの一構成要素となっていて、端子Vcc
に印加される放電ランプＤＬ１、ＤＬ２のランプ電圧に
比例的な電圧を検出して放電ランプＤＬ１、ＤＬ２の不
点を判定したときに、タイマ回路ＴＣを所要に制御する
ように構成されている。

【０１１９】図５ないし図７は、本発明の放電ランプ点
灯装置の第２の実施形態を示し、図５は回路図、図６は
集積回路の主要部の内部回路構成を示す回路図、図７は
主として一石電圧共振形インバータ主回路におけるバイ
ポーラトランジスタのベースからコレクタへ流れる逆電
流の経路を説明する回路図である。各図において、図１
ないし図３と同一部分については同一符号を付して説明
は省略する。本実施形態は、主として電流帰還回路ＣＦ
Ｃ、ランプ寿命末期検出回路ＬＥＤおよびランプ不点検
出回路ＬＮＯが異なる。なお、ＳＰはサージ保護回路で
ある。

【０１２０】まず、図７を参照して、本実施形態の一石
電圧共振形インバータにおけるバイポーラトランジスタ
Ｑ１のカレントトランスＣＴによらないターンオンのメ
カニズムについて説明する。すなわち、上記バイポーラ
トランジスタＱ１のターンオフ中に、共振回路ＲＣのイ
ンダクタＬ３のインダクタンスおよび出力トランスＯＴ
の１次インダクタンスと高周波バイパスコンデンサＣ１
との共振作用により、矢印に示す方向にバイポーラトラ
ンジスタＱ１のベースからコレクタに電流が流れると、
ベース領域に少数キャリヤの電荷が蓄積される。その
後、共振により電圧が反転して、コレクタに正電圧が印
加されると、ベースに蓄積されていた少数キャリヤを放
出しようとしてコレクタからベースに電流が流れるが、
また一部はエミッタへも流れようとするため、コレクタ
からエミッタに電流が流れる。

【０１２１】電流帰還回路ＣＦＣは、カレントトランス
ＣＴ、位相整合化回路ＰＭＣおよびダイオードＤ３から
なる。カレントトランスＣＴは、その１次巻線ｗ１が出
力トランスＯＴの出力巻線ｗｏに接続する放電ランプＤ
Ｌ１、ＤＬ２および直流カットコンデンサＣ６の直列回
路からなる点灯回路すなわち放電ランプＤＬ１、ＤＬ２
の電流経路に直列に挿入されている。また、カレントト
ランスＣＴの２次巻線ｗ２とダイオードＤ３との間に位
相整合化回路ＰＭＣが介挿されている。位相整合化回路
ＰＭＣは、上記２次巻線ｗ２に直列接続しているコンデ
ンサＣ１４と、２次巻線ｗ２およびコンデンサＣ１４の
直列回路に対して並列接続している図示極性のダイオー
ドＤ６とにより構成されている。

【０１２２】電流帰還回路ＣＦＣにおいて、カレントト
ランスＣＴの２次巻線ｗ２に電圧が誘起されて電流帰還
が行なわれるとともに、位相整合化回路ＰＭＣにより位
相が整合化され、さらにダイオードＤ３を経由してバイ
ポーラトランジスタＱ１のベース回路に印加される。こ
れにより、バイポーラトランジスタＱ１のベースに電流
帰還のベース電流が流れるので、当該トランジスタＱ１
が定常動作としてターンオンする。

【０１２３】バイポーラトランジスタＱ１のターンオフ
は、そのベース・エミッタ間に電流検出手段ＣＤを介し
て接続されたベース電流遮断手段Ｑ２を制御回路ＣＣか
らの制御信号によってオンすることにより、ベース電流
が短絡されて行なわれる。ベース電流遮断手段Ｑ２は、
ＭＯＳＦＥＴからなる。

【０１２４】ランプ寿命末期検出回路ＬＥＤは、フォト
カプラＰＣを経由してランプ寿命末期検出信号を制御回
路ＣＣに帰還している。すなわち、フォトカプラＰＣ
は、その発光ダイオードＬＤが直流カットコンデンサＣ
６の両端間電圧をダイオードＤ７、Ｄ８からなる全波整
流回路により整流し、平滑コンデンサＣ１５により平滑
化し、さらに電圧分割器ＶＤにより分圧して得た直流電
圧により駆動される。また、フォトカプラＰＣのフォト
トランジスタＰＴは、制御回路ＣＣのランプ寿命判定回
路ＬＥＪの端子Stopおよび接地間に接続している。

【０１２５】ランプ電圧一定化動作：ランプ電圧は、ラ
ンプ電圧検出回路Ｖ_ＬＤで検出され、抵抗器により分圧
された後、ランプ電圧判定回路ＬＮＯに入力し、その変
動が判定されると、発振器ＯＳＣを制御して変動を補償
する。

【０１２６】サージ保護回路ＳＰは、ダイオードＤ９お
よびコンデンサＣ１６の直列回路を主体として構成され
ていて、共振回路ＲＣに並列接続している。なお、Ｒ１
９は放電抵抗器である。

【０１２７】図８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各部の電圧、電流波形を示す波形
図である。図において、上からバイポーラトランジスタ
Ｑ１のコレクタ電流Ｉ_Ｃ、同じくコレクタ・エミッタ間
電圧Ｖ_ＣＥ、同じくベース電流Ｉ_Ｂ、共振回路ＲＣのイ
ンダクタＬ３に流れる電流Ｉ_Ｌ３、同じくコンデンサＣ
５に流れる電流Ｉ_Ｃ５、負荷電流Ｉ_Ｌ、高周波バイパス
コンデンサＣ１に流れる電流Ｉ_Ｃ１、部分平滑電圧Ｖ
_ＰＳＣ、をそれぞれ示す。

【０１２８】図９は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
３の実施形態における主として一石電圧共振形インバー
タ主回路を示す回路図である。図において、図５と同一
部分については同一符号を付して説明は省略する。本実
施形態は、電流帰還回路ＣＦＣが異なる。

【０１２９】すなわち、電流帰還回路ＣＦＣは、位相整
合化回路ＰＭＣが複数たとえば２個のダイオードＤ６
１、Ｄ６２を直列接続し、この直列回路をカレントトラ
ンスＣＴの２次巻線ｗ２に並列接続することにより構成
されている。なお、位相整合化回路ＰＭＣは、図５に示
す第２の実施形態におけるカレントトランスＣＴの２次
巻線ｗ２と直列接続したコンデンサコンデンサＣ６は不
要になる。

【０１３０】図１０は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第４の実施形態における主として一石電圧共振形インバ
ータ主回路を示す回路図である。図において、図９と同
一部分については同一符号を付して説明は省略する。本
実施形態もまた電流帰還回路ＣＦＣが異なる。

【０１３１】すなわち、電流帰還回路ＣＦＣは、カレン
トトランスＣＴの１次巻線ｗ１が共振回路ＲＣの中でイ
ンダクタＬ３と直列に挿入されるとともに、位相整合化
回路ＰＭＣが複数個たとえば３個のダイオードＤ６１、
Ｄ６２、Ｄ６３を直列接続し、かつ、カレントトランス
ＣＴの２次巻線ｗ２に並列接続することにより構成され
ている。なお、位相整合化回路ＰＭＣは、図５に示す第
２の実施形態におけるカレントトランスＣＴの２次巻線
ｗ２と直列接続したコンデンサＣ６は不要になる。

【０１３２】図１１および図１２は、本発明の放電ラン
プ点灯装置の第５の実施形態を示し、図１１は回路図、
図１２は起動電流の時間変化を示す減衰特性カーブであ
る。図において、図５と同一部分については同一符号を
付して説明は省略する。本実施形態は、起動回路ＳＴが
異なる。

【０１３３】起動回路ＳＴは、低電圧電源ｅ、起動電流
制御手段ＳＴＣおよび起動抵抗器Ｒ９からなる。低電圧
電源ｅは、集積回路ＩＣの内部で形成される基準電源か
らなり、常時低電圧を出力する。起動電流制御手段ＳＴ
Ｃは、コンデンサを主体とする微分回路からなる。起動
抵抗器Ｒsは、起動電流を限流する。起動電流制御手段
ＳＴＣおよび起動抵抗器Ｒsは、低電圧電源ｅとバイポ
ーラトランジスタＱ１のベースとの間に直列接続してい
る。

【０１３４】そうして、商用交流電源が投入されて制御
回路ＣＣの集積回路ＩＣが起動すると、低電圧電源ｅか
ら基準電位が出力され、起動電流制御手段ＳＴＣおよび
起動抵抗器Ｒsを経由してバイポーラトランジスタＱ１
のベースに起動電流が流れる。起動電流制御手段ＳＴＣ
は、図１２に示すように、微分動作をするので、起動電
流が時間とともに減衰する。

【０１３５】図１５は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第６の実施形態における要部を示す回路図である。図に
おいて、図１１と同一部分については同一符号を付して
説明は省略する。本実施形態は、他の構成の起動回路Ｓ
Ｔを備えている。

【０１３６】すなわち、起動回路ＳＴは、起動電流制御
手段ＳＴＣがタイマ制御されるスイッチからなる。起動
電流制御手段ＳＴＣは、一石電圧共振形インバータの起
動時に所定時間オンして起動電流をバイポーラトランジ
スタＱ１のベースに流し、所定時間経過後オフする。

【０１３７】図１６は、本発明の照明装置の一実施形態
としてのシーリングライトを示す概念的断面図である。

【０１３８】図において、１１はシャーシ、１２は反射
板、１３Ａ、１３Ｂは環形蛍光ランプ、１４はセード、
１５は高周波点灯装置、１６は引掛シーリングアダプタ
である。

【０１３９】シャーシ１１は、金属板をプレス成形して
形成され、中央に貫通孔が形成され、周縁に起立縁１１
ａ（図においては、下向きになっている。）が形成され
ている。

【０１４０】反射板１２は、白色合成樹脂を成形して形
成され、シャーシ１１の下面に配設されている。

【０１４１】環形蛍光ランプ１３Ａは、図１に示すのと
同一仕様すなわち管径１６．５ｍｍ、環外径３７３ｍ
ｍ、環内径３４０ｍｍ、定格ランプ電力３４Ｗ／４８Ｗ
である。

【０１４２】環形蛍光ランプ１３Ｂは、管径１６．５ｍ
ｍ、環外径２２５ｍｍ、環内径１９２ｍｍ、定格ランプ
電力２０Ｗ／２８Ｗである。

【０１４３】環形蛍光ランプ１３Ａ、１３Ｂは、図示し
ない単一のランプホルダによって一体的に反射板の所定
の場所に着脱されるとともに、同時に高周波点灯装置１
５に対する所要の接続が行われるように構成されてい
る。

【０１４４】セード１４は、乳白アクリル樹脂などを薄
いドーム状に成形して、シャーシ１１、反射板１２およ
び環形蛍光ランプ１３Ａ、１３Ｂなどを覆い、開口縁１
４ａがシャーシ１１の起立縁１１ａの内側に嵌合した状
態で着脱可能に固定されている。

【０１４５】高周波点灯装置１５は、図１および図２に
示す構成であり、環形蛍光ランプ１３Ａ、１３Ｂを付勢
して点灯し、シャーシ１１と反射板１２との間に形成さ
れた空間内に配設されている。なお、高周波点灯装置１
５は、図において２つに分割されているように見える
が、一体化構成のものである。

【０１４６】引掛シーリングアダプタ１６は、交流電源
を天井から受電してシーリングライトに電気エネルギー
を供給するとともに、シーリングライトを天井に取り付
けるために機能する。そして、引掛シーリングキャップ
機構１６ａと、図示を省略しているが、電気コネクタお
よび引掛爪とを備えている。

【０１４７】引掛シーリングキャップ機構１６ａは、天
井に配設された埋込形または露出形の引掛シーリングボ
ディ（図示しない。）に着脱自在に引掛係止することに
より、引掛シーリングボディに電気的および機械的に接
続される。

【０１４８】電気コネクタは、引掛シーリングキャップ
機構に絶縁電線を介して接続していて、反射板１２に配
設されている受電プラグに接続することにより、シーリ
ングライトへの給電路が形成される。

【０１４９】引掛爪は、引掛シーリングアダプタ１６の
側面から進退自在に突出していて、反射板１２の中央に
形成された円筒孔１２ａの側面に開口する係止孔に係止
する。

【０１５０】そうして、シーリングライトを天井に取り
付けるには、以下の手順による。

【０１５１】第１ステップ：天井の引掛シーリングボデ
ィに引掛シーリングアダプタ１６を引っ掛けて装着す
る。

【０１５２】第２ステップ：シャーシ１１および反射板
１２の組立体を持ち上げて、円筒孔１２ａを引掛シーリ
ングアダプタ１６に嵌合してから、天井に向かって押し
付ける。なお、環形蛍光ランプ１３Ａ、１３Ｂおよびセ
ード１４は取り外しておく。

【０１５３】すると、引掛シーリングアダプタ１６の引
掛爪が円筒孔１２ａの側面に摺接しながら円筒孔１２ａ
が上昇していき、やがて引掛爪が係止孔に合致すると、
引掛爪が引掛シーリングアダプタ１６の内部に配設した
ばねによって押し出されて係止孔に係止する。この状態
でシャーシ１１および反射板１２の組立体が引掛シーリ
ングアダプタ１６および引掛シーリングボディを介して
天井に固定される。

【０１５４】第３ステップ：電気コネクタを反射板１２
の受電プラグに接続する。

【０１５５】第４ステップ：環形蛍光ランプ１３Ａ、１
３Ｂをランプホルダを反射板１２の所定の位置に係止す
ることによって、環形蛍光ランプ１３Ａ、１３Ｂの装着
と、電気接続とをワンタッチで行う。

【０１５６】第５ステップ：最後に、セード１４の開口
縁１４ａをシャーシ１１の起立縁１１ａの内側に嵌合し
てから、セード１４を回動することにより、シャーシ１
１に配設した引掛爪に固定すると、セード１４が装着さ
れて、シーリングライトの取付が完了する。

【０１５７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、帰還制御によ
りオンスイッチングが制御されるバイポーラトランジス
タを用いて構成され、入力端が直流電源に接続し、出力
端から高周波を出力する一石電圧共振形インバータ主回
路の高周波出力により放電ランプを付勢し、電源投入時
に作動を開始して少なくとも予熱モード、始動モードお
よび点灯モードの動作時間を決定するタイマ手段、なら
びに少なくとも予熱モード、始動モードおよび点灯モー
ドに応じて周期が制御された制御信号を発生して一石電
圧共振形インバータ主回路のバイポーラトランジスタの
オフスイッチングを制御する発振器を含む制御回路を具
備していることにより、放電ランプの特性に応じた最適
な時間を動作モードごとに与えるとともに、動作モード
に応じた周期の制御信号を発生してバイポーラトランジ
スタのオフスイッチングを制御するので、制御回路の主
要部を集積回路化してもバイポーラトランジスタのスイ
ッチングを良好に制御する放電ランプ点灯装置を提供す
ることができる。

【０１５８】請求項２の発明によれば、直流電源と、入
力端が直流電源に接続する帰還制御形の一石電圧共振形
インバータ主回路と、この主回路の高周波出力により付
勢される放電ランプと、前記バイポーラトランジスタの
ベース電流を短絡してターンオフするベース電流遮断手
段と、電源投入により作動を開始して前記バイポーラト
ランジスタに対して起動電流を供給し、少なくとも予熱
モード、始動モードおよび点灯モードの動作時間を決定
するタイマ手段、ならびに各モードに応じて周期が制御
された制御信号を発生し、前記バイポーラトランジスタ
をターンオフさせるタイミングを決定するとともに、ベ
ース電流遮断手段の短絡時間を一定にし、かつ、開放時
間を制御に応じて変化させる発振器を含む制御回路と、
１次巻線が放電ランプの電流経路に挿入され、２次巻線
に誘起する電圧により前記バイポーラトランジスタにベ
ース電流を帰還してバイポーラトランジスタをターンオ
ンさせるカレントトランスと、を具備していることによ
り、バイポーラトランジスタの毎サイクルのターンオン
がカレントトランスの２次巻線から供給されるベース電
流によって行なわれるため、ターンオンが確実で、しか
も、安定して行なわれる放電ランプ点灯装置を提供する
ことができる。

【０１５９】請求項３の発明によれば、直流電源と、入
力端が直流電源に接続する帰還制御形の一石電圧共振形
インバータ主回路と、この主回路から出力する高周波に
より付勢される放電ランプと、前記バイポーラトランジ
スタのベース電流を遮断してターンオフさせるベース電
流遮断手段と、放電ランプの点灯中の動作周波数を設定
する発振器、発振器の出力に基づいてベース電流遮断手
段を作用させるターンオフ指令手段、および前記バイポ
ーラトランジスタのベース回路に電流を流す低電圧電源
を含む制御回路と、制御回路の低電圧電源と前記バイポ
ーラトランジスタのベース回路との間に介在して起動時
の所定時間にのみ所要値のベース電流を流す起動電流制
御手段と、を具備していることにより、起動性が低下す
ることがないばかりでなく、無負荷状態における発振時
に、起動電流がバイポーラトランジスタの破壊の原因に
なることを回避することが可能な放電ランプ点灯装置を
提供することができる。

【０１６０】請求項４の発明によれば、直流電源と、帰
還制御によりオンスイッチングが制御されるバイポーラ
トランジスタを用いた一石電圧共振形インバータ主回路
と、この回路の高周波出力により付勢される放電ランプ
と、タイマ手段およびタイマ手段により制御されて制御
信号を発生し一石電圧共振形インバータ主回路のバイポ
ーラトランジスタのオフスイッチングを制御する発振器
を含む制御回路とを具備していることにより、制御回路
のタイマ手段と発振器とで一石電圧共振形インバータ主
回路におけるバイポーラトランジスタのオフスイッチン
グを制御するので、オフスイッチングの制御が確実で、
しかも、回路構成が簡単化される放電ランプ点灯装置を
提供することができる。

【０１６１】請求項５の発明によれば、直流電源と、帰
還制御によりオンスイッチングが制御されるバイポーラ
トランジスタを用いた一石電圧共振形インバータ主回路
と、この回路の高周波出力により付勢される放電ランプ
と、前記バイポーラトランジスタのベース電流を短絡し
てバイポーラトランジスタをターンオフするベース電流
遮断手段と、電源投入により作動を開始して前記バイポ
ーラトランジスタに対して起動電流を供給し、タイマ手
段により制御されて制御信号を発生し、前記バイポーラ
トランジスタをターンオフさせるタイミングを決定する
とともに、ベース電流遮断手段の短絡時間を一定にし、
かつ、開放時間を制御に応じて変化させる発振器を含む
制御回路と、１次巻線が放電ランプの電流経路に挿入さ
れ、２次巻線に誘起する電圧により前記バイポーラトラ
ンジスタにベース電流を帰還してバイポーラトランジス
タをターンオンさせるカレントトランスと、を具備して
いることにより、ベース電流遮断手段の開放が制御パタ
ーンに応じて所要に変化するので、カレントトランスか
ら帰還されるベース電流のタイミングによってバイポー
ラトランジスタをターンオンさせる放電ランプ点灯装置
を提供することができる。

【０１６２】請求項６の発明によれば、加えてランプ寿
命末期検出回路と、ランプ装着検出回路とを具備し、制
御回路がランプ寿命末期判定回路およびランプ装着判定
回路を含むことにより、所要時に保護動作を行ない、ま
た電源投入時にランプ装着を判定すると保護動作を解除
することにより、安全化を図った放電ランプ点灯装置を
提供することができる。

【０１６３】請求項７の発明によれば、加えて制御回路
がその発振器から発生する制御信号のハイレベルの時間
幅を一定とし、ローレベルの時間幅を制御に応じて変化
させることによって制御信号の周期を制御することによ
り、一石電圧共振形インバータ主回路におけるバイポー
ラトランジスタのオフスイッチングのための回路構成が
簡単になる放電ランプ点灯装置を提供することができ
る。

【０１６４】請求項８の発明によれば、加えて制御回路
がその発振器から発生する制御信号の周期が外付け回路
部品によって決定されるように構成されていることによ
り、集積回路を多様な放電ランプに対して共通に使用す
ることが可能な放電ランプ点灯装置を提供することがで
きる。

【０１６５】請求項９の発明によれば、請求項１ないし
８の発明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第１の実施形態
における主として一石電圧共振形インバータおよび放電
ランプ点灯回路の部分を示す回路図

【図２】同じく主として制御回路の部分を拡大し、回路
ブロックで示す回路図

【図３】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
における集積回路の主要部を示す回路図

【図４】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
における各部の電圧、電流波形を示す波形図

【図５】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態
を示す回路図

【図６】同じく集積回路の主要部の内部回路構成を示す
回路図

【図７】同じく主として一石電圧共振形インバータ主回
路におけるバイポーラトランジスタのベースからコレク
タへ流れる逆電流の経路を説明する回路図

【図８】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態
における各部の電圧、電流波形を示す波形図

【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形態
における主として一石電圧共振形インバータ主回路を示
す回路図

【図１０】本発明の放電ランプ点灯装置の第４の実施形
態における主として一石電圧共振形インバータ主回路を
示す回路図

【図１１】本発明の放電ランプ点灯装置の第５の実施形
態を示す回路図

【図１２】同じく起動電流の時間変化を示す減衰特性カ
ーブ

【図１３】一石電圧共振形インバータにおける各部の電
圧、電流波形を示す波形図

【図１４】図１３のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖ_ＣＥお
よびコレクタ電流Ｉ_Ｃの拡大波形を示す波形図

【図１５】本発明の放電ランプ点灯装置の第６の実施形
態における要部を示す回路図

【図１６】本発明の照明装置の一実施形態としてのシー
リングライトを示す概念的断面図

【符号の説明】

ＡＳ…低周波交流電源Ｃ６…直流カットコンデンサＣＣ…制御回路ＣＣＣ…充電電流制御回路ＣＤ…電流検出回路ＣＦＣ…電流帰還回路ＣＪ…電流判定回路ＣＶＲ…定電圧回路ＤＣ…直流電源ＤＣＣ…放電電流制御回路ＤＬ１…放電ランプＤＬ２…放電ランプＦＨＣ…フィラメント加熱回路ＨＦＩ…一石電圧共振形インバータ主回路ＩＣ…集積回路ＬＥＤ…ランプ寿命末期検出回路ＬＥＪ…ランプ寿命判定回路ＬＭＤ…ランプ装着検出回路ＬＭＪ…ランプ装着判定回路ＯＳＣ…発振器ＰＳＣ…部分平滑回路ＲＣ…電圧共振回路ＴＣ…タイマ回路ｔｃ…時定数回路Ｖ_ＬＤ…ランプ電圧検出回路Ｖ_ＳＤ…電源電圧検出回路Ｖ_ＬＪ…ランプ不点検出回路Ｖ_ＳＪ…電源電圧判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA02 AA04 AB03 AC02 AC11 BC05 CB02 DA02 DB02 DB03 DB09 DC07 DC08 DD03 DD04 DE02 DE04 DE06 EA01 EA02 EB01 EB05 EB07 GA01 GB04 HA05 HA06 HB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と；帰還制御によりオンスイッチ
ングが制御されるバイポーラトランジスタを用いて構成
され、入力端が直流電源に接続し、出力端から高周波を
出力する一石電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧
共振形インバータ主回路の高周波出力により付勢される
放電ランプと；電源投入時に作動を開始して少なくとも
予熱モード、始動モードおよび点灯モードの動作時間を
決定するタイマ手段、ならびに少なくとも予熱モード、
始動モードおよび点灯モードに応じて周期が制御された
制御信号を発生して一石電圧共振形インバータ主回路の
バイポーラトランジスタのオフスイッチングを制御する
発振器を含む制御回路と；を具備していることを特徴と
する放電ランプ点灯装置。
【請求項２】直流電源と；帰還制御によりオンスイッチ
ングが制御されるバイポーラトランジスタを用いて構成
され、入力端が直流電源に接続し、出力端から高周波を
出力する一石電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧
共振形インバータ主回路の高周波出力により付勢される
放電ランプと；前記バイポーラトランジスタのベース電
流を短絡してバイポーラトランジスタをターンオフする
ベース電流遮断手段と；電源投入により作動を開始して
前記バイポーラトランジスタに対して起動電流を供給
し、少なくとも予熱モード、始動モードおよび点灯モー
ドの動作時間を決定するタイマ手段、ならびに少なくと
も予熱モード、始動モードおよび点灯モードに応じて周
期が制御された制御信号を発生し、前記バイポーラトラ
ンジスタをターンオフさせるタイミングを決定するとと
もに、ベース電流遮断手段の短絡時間を一定にし、か
つ、開放時間を制御に応じて変化させる発振器を含む制
御回路と；１次巻線が放電ランプの電流経路に挿入さ
れ、２次巻線に誘起する電圧により前記バイポーラトラ
ンジスタにベース電流を帰還してバイポーラトランジス
タをターンオンさせるカレントトランスと；を具備して
いることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項３】直流電源と；帰還制御によりオンスイッチ
ングが制御されるバイポーラトランジスタを用いて構成
され、入力端が直流電源に接続し、出力端から高周波を
出力する一石電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧
共振形インバータ主回路から出力する高周波により付勢
される放電ランプと；前記バイポーラトランジスタのベ
ース電流を遮断してバイポーラトランジスタをターンオ
フさせるベース電流遮断手段と；放電ランプの点灯中の
動作周波数を設定する発振器、発振器の出力に基づいて
ベース電流遮断手段を作用させるターンオフ指令手段、
および前記バイポーラトランジスタのベース回路に電流
を流す低電圧電源を含む制御回路と；制御回路の低電圧
電源と前記バイポーラトランジスタのベース回路との間
に介在して起動時の所定時間にのみ所要値のベース電流
を流す起動電流制御手段と；を具備していることを特徴
とする放電ランプ点灯装置。
【請求項４】直流電源と；帰還制御によりオンスイッチ
ングが制御されるバイポーラトランジスタを用いて構成
され、入力端が直流電源に接続し、出力端から高周波を
出力する一石電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧
共振形インバータ主回路の高周波出力により付勢される
放電ランプと；タイマ手段およびタイマ手段により制御
されて制御信号を発生し一石電圧共振形インバータ主回
路のバイポーラトランジスタのオフスイッチングを制御
する発振器を含む制御回路と；を具備していることを特
徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項５】直流電源と；帰還制御によりオンスイッチ
ングが制御されるバイポーラトランジスタを用いて構成
され、入力端が直流電源に接続し、出力端から高周波を
出力する一石電圧共振形インバータ主回路と；一石電圧
共振形インバータ主回路の高周波出力により付勢される
放電ランプと；前記バイポーラトランジスタのベース電
流を短絡してバイポーラトランジスタをターンオフする
ベース電流遮断手段と；電源投入により作動を開始して
前記バイポーラトランジスタに対して起動電流を供給
し、タイマ手段により制御されて制御信号を発生し、前
記バイポーラトランジスタをターンオフさせるタイミン
グを決定するとともに、ベース電流遮断手段の短絡時間
を一定にし、かつ、開放時間を制御に応じて変化させる
発振器を含む制御回路と；１次巻線が放電ランプの電流
経路に挿入され、２次巻線に誘起する電圧により前記バ
イポーラトランジスタにベース電流を帰還してバイポー
ラトランジスタをターンオンさせるカレントトランス
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。
【請求項６】放電ランプの寿命末期を検出するランプ寿
命末期検出回路と；放電ランプの装着を検出するランプ
装着検出回路と；を具備し、制御回路は、ランプ寿命末
期検出回路の出力に応じてランプ寿命末期を判定するラ
ンプ寿命末期判定回路およびランプ装着検出回路の出力
に応じてランプ装着を判定するランプ装着判定回路を含
むとともに、ランプ寿命末期判定の際に保護動作を行な
い、ランプ装着判定の際に保護動作を解除するように構
成されている；ことを特徴とする請求項１ないし５のい
ずれか一記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項７】制御回路は、その発振器から発生する制御
信号のハイレベルの時間幅を一定とし、ローレベルの時
間幅を制御に応じて変化させることによって制御信号の
周期を制御することを特徴とする請求項１ないし６のい
ずれか一記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項８】制御回路は、その発振器から発生する制御
信号の周期が外付け回路部品によって決定されるように
構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のい
ずれか一記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項９】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
た請求項１ないし８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。