JP2003017286A

JP2003017286A - 無電極放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2003017286A
Application number: JP2001197676A
Authority: JP
Inventors: Shingo Masumoto; 進吾増本; Hiroshi Kido; 大志城戸; Shinji Makimura; 紳司牧村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-17
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: JP4293743B2

Abstract

(57)【要約】【課題】調光点灯の設定を行っているものの始動にお
いて、全点灯状態を経ることなく調光点灯ができる無電
極放電灯点灯装置の提供。【解決手段】直流電源回路１と、高周波電源回路２
と、高周波電磁界を発生する誘導コイル３と、高周波電
磁界により点灯する無電極放電灯４からなる負荷と、時
分割制御の調光制御信号を出力する調光回路５と、負荷
の異常を検出する無負荷検出回路６と、を備えた無電極
放電灯点灯装置において、無負荷検出回路６は、負荷の
異常状態を検出したとき、所定期間Ｔａだけ調光停止部
８により調光回路５の調光制御信号を実質的に停止せし
め、かつ所定期間Ｔｂだけ無負荷検出部７により高周波
電源回路２の出力を停止せしめるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電灯に高
周波電力を印加してそれを発光させる無電極放電灯点灯
装置、特に、その始動性を改善した無電極放電灯点灯装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の無電極放電灯点灯装置と
して、特開昭６３−２０７１００号（特許第２５１７９
４４号）が存在する。このものを、図６に基づいて説明
する。図において、１は直流電源部、２は高周波電力発
生部、３は誘導コイル、４は無電極放電灯（負荷）、２
ａは発振回路部、２ｂは中間増幅部、２ｃは電力増幅
部、２ｄはマッチング回路部、Ｃは調光制御部、Ｃａは
その調整器、Ｄは調光遅延手段である。

【０００３】このものは、次のように動作する。まず最
初に、調整器Ｃａにより調光比を設定する。次いで、電
源を投入すると、直流電源部１の直流電圧が高周波電力
発生部２に印加され、それが連続的な高周波電力を出力
し得る状態になる。無電極放電灯４の始動に際しては、
これが少なくともアーク状放電を維持できる状態になる
まで、調光遅延手段Ｄにより調光制御部Ｃの調光制御信
号の中間増幅部２ｂへの出力を所定時間遅延させる。こ
のため、その出力開始を遅延させている間、発振回路部
２ａにより生成される信号は、中間増幅部２ｂ、電力増
幅部２ｃ、マッチング回路部２ｄを経て連続的な高周波
電力として誘導コイル３に印加され、これにより、誘導
コイル３には数ＭＨｚから数１００ＭＨｚの高周波電流
が流れ、無電極放電灯４の内部がグロー状放電からアー
ク状放電に移行させられるのである。そして、電源投入
から所定時間経過した後、すなわち、無電極放電灯４が
良好なアーク状放電を維持できる状態になると、調光遅
延手段Ｄの動作を停止し、調整器Ｃａにより設定してい
る調光比に基づく調光制御下の点灯動作となる。

【０００４】この調光遅延手段Ｄの動作を、図７に基づ
いてさらに詳述する。最初の調整器Ｃａによる調整は、
図７（ｆ）に示すように、そのオンデユーティをＴ１１
／Ｔの調光比αとする。次いで、電源を投入すると、直
流電源部１の直流電圧が高周波電力発生部２の発振回路
部２ａに印加され、発振回路部２ａは図７（ａ）に示す
ような連続的な高周波電圧を生成する。電源投入から所
定時間経過後まで、すなわち、無電極放電灯４が良好な
アーク状放電を維持できる状態になるまで、調光遅延手
段Ｄの動作により、調光制御部Ｃの調光制御信号の中間
増幅部２ｂへの出力を停止しているので、高周波電力発
生部２の出力は図７（ａ）に示す発振回路部２ａの高周
波電圧波形を増幅した連続的な高周波電力となる。この
連続的な高周波電力（定格値）が印加される誘導コイル
３は、速やかに、無電極放電灯４の内部に一定以上のプ
ラズマを生じさせ、グロー状放電からアーク状放電に移
行させられるのである。

【０００５】そして、電源投入から所定時間（通常、数
１０ｍｓ〜数１００ｍｓ）経過した後、調光遅延手段Ｄ
の動作を停止して調光制御部Ｃの調光制御信号の中間増
幅部２ｂへの出力を開始し、既に設定している調光比α
による調光制御下の点灯動作となる。ここで、調光制御
信号におけるＴ１１はオン期間、Ｔ１２はオフ期間、Ｔ
は周期であり、周期Ｔはチラツキ感のない値に設定して
いる。なお、調光遅延手段Ｄは、電源投入から所定時
間、図７（ｄ）〜（ｆ）にそれぞれ示すような調光制御
部Ｃの調光制御信号を段階的に、あるいは連続的に出力
するようにしてもよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のものに
あっては、負荷である無電極放電灯４に異常、例えば、
無電極放電灯４の破損、取り外し等、により、無負荷状
態になった場合にも、調光制御部Ｃから調光制御信号が
出力され続けることがあり得、極端なときには回路が破
壊に至るおそれがある。また、定格出力によらない調光
点灯による始動に際しては、調光遅延手段Ｄが電源投入
から所定時間、調光制御信号の出力を停止することによ
り、誘導コイル３には、通常、連続的な高周波電力（定
格値）が印加され、その結果、全点灯（定格値点灯）状
態を経て調光点灯状態になる。

【０００７】なお、本願出願人は、無電極放電灯全般あ
るいはその始動性の改善について研究を継続しており、
上記課題に関連するものとして無負荷状態になった場合
に回路を保護する保護回路を設けたもの、この保護回路
に連動して調光点灯による始動における点灯までの時間
短縮化等を、例えば、特開平８−８０７８等において提
案している。また、上記した無電極放電灯のグロー状放
電からアーク状放電への早期移行については、無電極放
電灯の構成あるいは高周波電源回路の改良によりかなり
進められており、無負荷状態になった場合に回路の保護
を行いつつ始動性を改善するということがこの分野の一
つの課題となっている。

【０００８】本発明は、かかる課題に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、調光点灯の設定を行って
いるものの始動において、全点灯状態を経ることなく調
光点灯ができる無電極放電灯点灯装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、直流電圧を出力する直流
電源回路と、この直流電源回路の直流電圧が印加されて
高周波電力を出力する高周波電源回路と、この高周波電
源回路の高周波電力が印加されて高周波電磁界を発生す
る誘導コイルと、この誘導コイルに近接して配置されそ
の高周波電磁界により点灯する無電極放電灯からなる負
荷と、前記高周波電源回路の出力を時分割制御するため
の調光制御信号を出力する調光回路と、前記負荷の異常
を検出する無負荷検出回路と、を備えた無電極放電灯点
灯装置において、前記無負荷検出回路は、前記負荷の異
常状態を検出したとき、所定期間だけ前記調光回路の調
光制御信号を実質的に停止せしめ、かつ所定期間だけ前
記高周波電源回路の出力を停止せしめるようにした構成
としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、前記無負荷検出回路は、負荷の異常状態を
検出したとき、先に所定期間だけ前記調光回路の調光制
御信号を実質的に停止せしめるようにした構成としてい
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載のも
のにおいて、前記調光回路の調光制御信号を実質的に停
止せしめているとき、前記高周波電源回路は調光制御信
号に無関係に出力する構成としている。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載のものにおいて、前記調光回路の時分割
制御における発振停止期間よりも、負荷の異常状態を検
出したときの調光回路の調光制御信号を実質的に停止せ
しめる期間の方が長く設定してある構成としている。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路
は、前記調光回路の時分割制御における発振期間より
も、負荷の異常状態を検出したときの高周波電源回路の
出力を停止せしめる期間の方が長く設定してある構成と
している。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路
は、前記直流電源回路から前記高周波電源回路に供給さ
れる電流から負荷の異常状態を検出するようにした構成
としている。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の
いずれかに記載のものにおいて、前記高周波電源回路は
駆動回路と増幅回路とよりなり、前記無負荷検出回路
を、前記駆動回路のグランドと前記増幅回路のグランド
の間に設けてなる構成としている。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路
は、前記高周波電源回路の出力から負荷の異常状態を検
出するようにした構成としている。

【００１７】請求項９記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路
は、前記高周波電源回路と前記誘導コイルとの間に挿入
されるマッチング回路の出力から負荷の異常状態を検出
するようにした構成としている。

【００１８】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９
のいずれかに記載のものにおいて、記直流電源回路は、
チョッパ回路を含んでなる構成としている。

【００１９】直流電圧を出力する直流電源回路と、この
直流電源回路の直流電圧が印加されて高周波電力を出力
する高周波電源回路と、この高周波電源回路の高周波電
力が印加されて高周波電磁界を発生する誘導コイルと、
この誘導コイルに近接して配置されその高周波電磁界に
より点灯する無電極放電灯からなる負荷と、前記高周波
電源回路の出力を時分割制御するための調光制御信号を
出力する調光回路と、前記負荷の異常を検出する無負荷
検出回路と、を備えた無電極放電灯点灯装置において、
前記無負荷検出回路は、前記負荷の異常状態を検出した
とき、先に所定期間だけ前記調光回路の調光制御信号を
実質的に停止せしめるとともに前記高周波電源回路は調
光制御信号に無関係に出力しており、かつその後、所定
期間だけ前記高周波電源回路の出力を停止せしめるよう
にしており、前記調光回路の時分割制御における発振停
止期間よりも、負荷の異常状態を検出したときの調光回
路の調光制御信号を実質的に停止せしめる期間の方が長
く設定してあり、かつ前記無負荷検出回路は、前記調光
回路の時分割制御における発振期間よりも、負荷の異常
状態を検出したときの高周波電源回路の出力を停止せし
める期間の方が長く設定してあり、前記直流電源回路か
ら前記高周波電源回路に供給される電流から負荷の異常
状態を検出するようにしてあり、前記高周波電源回路を
駆動回路と増幅回路とより構成して前記駆動回路のグラ
ンドと前記増幅回路のグランドの間に設けてあり、さら
に、前記直流電源回路は、チョッパ回路を含んでなる構
成としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の無電極放電灯点灯
装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明
する。

【００２１】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図であ
り、図６に示した従来例と対応する構成部分には同一の
符号を付す。１は直流電源回路であり、商用交流電源Ａ
Ｃに接続されて直流電圧を出力する。２は高周波電源回
路であり、直流電源回路１の直流電圧が印加されて高周
波電力を出力する。３は誘導コイルであり、高周波電源
回路２の高周波電力が印加されて高周波電磁界を発生す
る。４は無電極放電灯からなる負荷であり、誘導コイル
３に近接して配置されその高周波電磁界により点灯せし
められる。５は調光回路であり、高周波電源回路２の出
力を時分割制御するための調光制御信号を出力する。６
は無負荷検出回路であり、負荷に異常があった場合にそ
れを検出する。９はマッチング回路であり、高周波電源
回路２と誘導コイル３との間に挿入されて両者のインピ
ーダンス整合を行う。

【００２２】上記した高周波電源回路２は、駆動回路２
Ａと増幅回路２Ｂとよりなり、この駆動回路２Ａは発振
回路２ａと補助増幅回路２ｂとよりなる。発振回路２ａ
は、水晶振動子ＸとトランジスタＱ１を有する無調整の
発振器であり、インダクタＬ１とコンデンサＣ１により
同調回路を構成して高周波信号（電圧）を発生する。補
助増幅回路２ｂは、発振回路２ａの高周波信号を、トラ
ンジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）Ｑ２によりＣ級増幅
し、インダクタＬ２とコンデンサＣ２により同調回路を
構成して発振周波数に同調するようにし、駆動トランス
Ｔ１を介して増幅回路２Ｂのトランジスタ（パワーＭＯ
ＳＦＥＴ）Ｑ３、Ｑ４に供給（出力）される。増幅回路
２Ｂは、補助増幅回路２ｂの出力を、さらに電力増幅
し、高周波電源回路２としての高周波電力を出力する。
この高周波電力は、マッチング回路９を介して誘導コイ
ル３に印加される。

【００２３】無電極放電灯４は、ガラスバルブ内に、不
活性ガス、金属蒸気などの放電ガスを封入し、ガラスバ
ルブの外周に、上記した誘導コイル３を、具体的には数
ターン巻回している。すなわち、誘導コイル３は、空心
コイル状であり、高周波電力が印加されることにより数
ＭＨｚから数１００ＭＨｚの高周波電流が流れて高周波
電磁界を発生する。その電磁界内に存在する無電極放電
灯４は、内部に一定以上のプラズマを生じ、グロー状放
電からアーク状放電に移行して点灯する。

【００２４】１ａはフィルタ回路であり、インダクタＬ
３とコンデンサＣ３により構成されるローパスフィルタ
であって直流電源回路１と高周波電源回路２の間に挿入
され、高周波が直流電源回路１に帰還しないようにして
いる。

【００２５】調光回路５は、実質的には、トランジスタ
Ｑ５よりなり、コレクタをダイオードＤ５を介してトラ
ンジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）Ｑ６のゲートに、エミ
ッタをグランドに、そしてベースに図外調光制御信号発
生部からの調光制御信号を入力するよう構成される。上
記したトランジスタＱ６は、後述する無負荷検出回路６
の一部をも兼ねる高周波電源回路２の出力を制御するも
のであり、ドレインが高周波電源回路２のトランジスタ
Ｑ２、Ｑ４のゲートに、ソースがグランドに接続され
る。

【００２６】このトランジスタＱ５のベースにＨレベル
の調光制御信号が入力されると、コレクタ−エミッタ間
がオンし、トランジスタＱ６のドレイン−ソース間がオ
フし、トランジスタＱ２、Ｑ４のゲートに正常な信号が
入力され（高周波電源回路２の発振期間）、無電極放電
灯４は定格高周波電力により点灯する。また、同じくＬ
レベルの調光制御信号が入力されると、コレクタ−エミ
ッタ間がオフし、ダイオードＤ５を介してトランジスタ
Ｑ６のゲートに電圧が印加されてドレイン−ソース間が
オンし、トランジスタＱ２、Ｑ４のゲートに正常な信号
が入力されず（高周波電源回路２の発振停止期間）、無
電極放電灯４は消灯する。従って、図外調光制御信号発
生部の調光制御信号のＨレベルの比率（オンデューテ
ィ）を適宜に設定し、また、調光制御信号周期は目にチ
ラツキ感を与えない程度にして時分割制御による所望の
調光特性が得られる。つまり、調光回路５は、高周波電
源回路２の出力を時分割制御するための調光制御信号を
出力する。

【００２７】無負荷検出回路６は、無負荷検出部７と調
光停止部８とを有する。無負荷検出部７は、直流電源回
路１と高周波電源回路２との間に挿入される検出抵抗Ｒ
１と、検出抵抗Ｒ１の両端電圧に基づいて作動する３段
のコンパレータＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３と、前述した高
周波電源回路２の出力を制御するトランジスタＱ６とを
有する。すなわち、検出抵抗Ｒ１は、直流電源回路１か
ら高周波電源回路２に供給される電流から負荷の異常状
態を検出するようにしている。また、調光停止部８は、
実質的には、トランジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）Ｑ７
よりなり、ドレイン−ソースを調光回路５のトランジス
タＱ５のコレクタ−エミッタに対し並列に、ゲートを第
１段のコンパレータＩＣ１の出力部に、それぞれ接続し
てなる。

【００２８】Ｃ０は電源コンデンサ、Ｒ２、Ｒ３は基準
電圧用分圧抵抗で、両抵抗の接続点がコンパレータＩＣ
１の負入力端子に接続される。検出抵抗Ｒ１の両端に
は、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ４の直列回路が接続され、
これらの接続点がコンパレータＩＣ１の正入力端子に接
続される。第１段のコンパレータＩＣ１の出力部は、前
述したトランジスタＱ７のゲートに抵抗Ｒ１１を介して
接続されるとともに、出力部とグランドとの間に抵抗Ｒ
５とコンデンサＣ５の直列回路が挿入され、かつ、これ
らの接続点が第２段のコンパレータＩＣ２の負入力端子
に接続される。また、基準電圧用分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３に
並列に第２の基準電圧用分圧抵抗Ｒ６、Ｒ７を設け、両
抵抗の接続点がコンパレータＩＣ２の正入力端子に接続
される。

【００２９】第２段のコンパレータＩＣ２の出力部は、
それとグランドとの間に、逆接続のダイオードＤ３、抵
抗Ｒ８、コンデンサＣ６の直列回路が挿入され、かつ、
抵抗Ｒ８とコンデンサＣ６の接続点が第３段のコンパレ
ータＩＣ３の負入力端子に及び抵抗１２を介して電源コ
ンデンサＣ０の高圧側に、それぞれ接続される。また、
基準電圧用分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３に並列に第３の基準電圧
用分圧抵抗Ｒ９、Ｒ１０を設け、両抵抗の接続点がコン
パレータＩＣ３の正入力端子に接続される。

【００３０】第３段のコンパレータＩＣ３の出力部は、
ダイオードＤ４を介して前述した高周波電源回路２の出
力を制御するトランジスタＱ６のゲート、逆接続のダイ
オードＤ５を介して調光回路５のトランジスタＱ５のコ
レクタ、及び抵抗を介してグランドに、それぞれ接続さ
れる。トランジスタＱ６は、前述したように調光回路５
の一部をも兼ねる高周波電源回路２の出力を制御するも
ので、ダイオードＤ１、Ｄ２を介してドレインが高周波
電源回路２のトランジスタＱ２、Ｑ４のゲートに、ソー
スがグランドに接続される。

【００３１】すなわち、この無負荷検出回路２は、直流
電源回路１から高周波電源回路２に供給される電流から
負荷の異常状態を検出するようにしており、また、駆動
回路２Ａのグランドと増幅回路２Ｂのグランドの間に設
けている。

【００３２】かかる無電極放電灯点灯装置の動作を、図
２に基づいて説明する。今、所望の調光特性が図外調光
制御信号発生部により設定され、その調光制御信号に基
づいて調光回路５が高周波電源回路の出力を時分割制御
するための調光制御信号を出力しているものとする。す
なわち、調光回路５は、（ｂ）に示すように、期間Ｔ１
がそのトランジスタＱ５がオンで発振期間、期間Ｔ２が
オフで発振停止期間となってトランジスタＱ６を制御
し、これに対応して高周波電源回路２が期間Ｔ１で高周
波電力を出力し、同じく期間Ｔ２で出力を停止する。Ｔ
は調光制御信号の周期である。この状態では、無電極放
電灯４は、期間Ｔ１で点灯し、期間Ｔ２で消灯する。従
って、正常時の高周波電源回路２の出力という観点から
すると、期間Ｔ１は発振期間、期間Ｔ２は発振停止期間
といえる。

【００３３】この状態において、負荷に異常が発生した
場合の動作を説明する。なお、負荷の異常とは、無電極
放電灯４の異常によるインピーダンスの変化、無電極放
電灯４の非装着や破損等であり、さらには高周波電源回
路２の異常も含む。かかる負荷の異常が発生すると、検
出抵抗Ｒ１に過電流が流れ、その両端に過電圧が発生す
る。この過電圧により、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ
４が充電されてコンパレータＩＣ１の正入力端子の電圧
（電位）が上昇していく。そして、ｔ１時点においてコ
ンパレータＩＣ１の正入力端子の電圧が負入力端子の電
圧に達すると、（ｃ）に示すように、コンパレータＩＣ
１の出力部がＨレベルとなり、調光停止部８のトランジ
スタＱ７はゲート−ソース間に電圧が発生することによ
りオンとなり、（ｄ）に示すように、調光停止部８が動
作する。すなわち、この調光停止部８が動作している期
間、調光回路５の調光制御信号を実質的に停止せしめ
る。従って、高周波電源回路２の出力を制御するトラン
ジスタＱ６は、調光回路５から調光制御信号が出力され
ているもののトランジスタＱ７により調光制御信号が入
力されないために、（ｆ）に示すように、オフとなり、
従って、高周波電源回路２は、調光制御信号に無関係に
出力することとなり、無電極放電灯４は（ａ）に示すよ
うに、全点灯（定格値点灯）状態となる。

【００３４】このｔ１時点から、抵抗Ｒ５を介してコン
デンサＣ５が充電され、コンパレータＩＣ２の負入力端
子の電圧が上昇して正入力端子の電圧に達すると、コン
パレータＩＣ２の出力部がＬレベルとなる。これによ
り、抵抗Ｒ８を介してコンデンサＣ６が放電し、コンパ
レータＩＣ３の負入力端子の電圧が下降してｔ２時点に
て正入力端子の電圧に至ると、（ｅ）に示すように、コ
ンパレータＩＣ３の出力部がＨレベルとなる。ｔ１時点
の状態、すなわち、高周波電源回路２の出力に対する時
分割制御を停止せしめ、かつ無電極放電灯４が点灯する
状態は、その時点からｔ２時点までの期間Ｔａ、継続す
る。従って、異常時の高周波電源回路２の出力という観
点からすると、期間Ｔａは発振期間といえる。そして、
期間Ｔａは、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ５、抵抗Ｒ８とコ
ンデンサＣ６の時定数を適宜に設定して決める。この場
合、調光回路５の時分割制御における発振停止期間Ｔ２
よりも、期間（調光回路５の調光制御信号を実質的に停
止せしめる期間）Ｔａの方が長く設定してあると、回路
保護動作や調光停止動作における誤動作がより発生しに
くいものとなる。

【００３５】ｔ２時点では、コンパレータＩＣ３の出力
部がＨレベルになったことにより、トランジスタＱ６は
それがゲートに入力されてオンとなり、高周波電源回路
２からは高周波電力が出力されなくなり無電極放電灯４
は消灯する。この無電極放電灯４の消灯により、検出抵
抗Ｒ１に過電流が流れなくなってその両端の電圧が低く
なり、コンパレータＩＣ１の正入力端子の電圧が下降し
て負入力端子の電圧に至り、コンパレータＩＣ１の出力
部がＬレベルとなって調光停止部８のトランジスタＱ７
はオフとなる。この状態では、調光回路６から調光制御
信号が出力されているものの、トランジスタＱ６により
調光制御信号とは無関係に、無電極放電灯４は消灯状態
となる。

【００３６】このｔ２時点から、抵抗Ｒ５を介してコン
デンサＣ５が放電し、コンパレータＩＣ２の負入力端子
の電圧が下降して正入力端子の電圧に至ると、コンパレ
ータＩＣ２の出力部がＨレベルとなる。これにより、電
源コンデンサＣ０の電圧が抵抗Ｒ１２を介してコンデン
サＣ６に充電され、コンパレータＩＣ３の負入力端子の
電圧が上昇してｔ３時点にて正入力端子の電圧に達する
と、（ｅ）に示すように、コンパレータＩＣ３の出力部
がＬレベルとなる。ｔ２時点の状態、すなわち、高周波
電源回路２の出力を停止せしめる状態は、その時点から
ｔ３時点までの期間Ｔｂ、継続する。従って、異常時の
高周波電源回路２の出力という観点からすると、期間Ｔ
ｂは発振停止期間といえる。そして、期間Ｔｂは、抵抗
Ｒ１２とコンデンサＣ６の時定数を適宜に設定して決め
る。この場合、調光回路５の時分割制御における発振期
間Ｔ１よりも、期間（負荷の異常状態を検出したとき高
周波電源回路２の出力を停止せしめる期間）Ｔｂの方が
長く設定してあると、回路保護動作や調光停止動作にお
ける誤動作がより発生しにくいものとなる。

【００３７】ｔ３時点では、コンパレータＩＣ３の出力
部がＬレベルになったことにより、トランジスタＱ６は
コンパレータＩＣ３の制御下ではなく、調光回路５の制
御下におかれることになる。従って、ｔ３時点で負荷の
異常状態が解消されておれば、無電極放電灯４は所望の
調光特性に基づいて点灯され、負荷の異常状態が継続し
ておれば、ｔ１時点の状況に戻り、上記の動作を繰り返
す。その結果、負荷の異常状態が継続している期間は、
無電極放電灯４を点滅制御して直流電源回路１からの入
力電流の平均値を制限して回路を保護する。

【００３８】ｔ３時点で負荷の異常状態が解消されてい
る場合、具体的には、ｔ３時点からｔ４時点までの数十
μｓｅｃ〜数百μｓｅｃ程度の時間、突入電流が流れた
後、所望の調光特性に基づく点灯状態になる。この場
合、上記の極めて短い時間、検出抵抗Ｒ１に突入電流が
流れ、コンパレータＩＣ１の出力部はＨレベルになり、
トランジスタＱ７がオンするが、第２段以降のコンパレ
ータＩＣ２、ＩＣ３の出力を変化させ得るまでの時間で
はない。

【００３９】実施の形態１にあっては、無負荷検出回路
６が負荷の異常状態を検出したとき、所定期間Ｔａだ
け、調光停止部８のトランジスタＱ７をオンすることに
より、調光回路５の調光制御信号の出力を実質的に停止
せしめ、かつ、所定期間Ｔｂだけ高周波電源回路２の出
力を停止せしめるようにしているので、調光点灯の設定
を行っているものの始動において、全点灯状態を経るこ
となく調光点灯ができるものとなる。そして、負荷が異
常状態にある期間は、調光回路５の調光制御信号は実質
的に高周波電源回路２に入力（印加）されないので、調
光制御信号が回路へのストレスとして作用することがな
い。この場合、先に所定期間Ｔａだけ調光回路５の調光
制御信号を実質的に停止せしめるようにすることによ
り、負荷の異常状態を検出したときのかかる停止動作を
確実なものにする。また、所定期間Ｔａだけ調光回路５
の調光制御信号を実質的に停止せしめているとき、高周
波電源回路２はかかる調光制御信号に無関係に出力（発
振）して無電極放電灯４を点灯させるので、所定期間Ｔ
ｂだけ出力を停止（発振停止）して無電極放電灯４を消
灯させることとあいまって負荷の異常状態が継続してい
る間、間欠発振動作となって入力電流の平均値を制御す
ることとなり、回路を保護するとともに異常状態が解除
されたときに正常点灯状態への復帰が容易になる。ま
た、前述したように、調光回路５の時分割制御における
発振停止期間Ｔ２、発振期間Ｔ１よりも、調光回路５の
調光制御信号を実質的に停止せしめる期間Ｔａ、高周波
電源回路２の出力を停止せしめる期間Ｔｂを長く設定し
てあると、回路保護動作や調光停止動作における誤動作
がより発生しにくいものとなる。

【００４０】なお、実施の形態１にあっては、検出抵抗
Ｒ１を、直流電源回路１のグランドと駆動回路２Ａとの
間に挿入しているが、駆動回路２Ａのグランドと増幅回
路２Ｂのグランドとの間に挿入してもよい。その場合、
駆動回路２Ａに流れる電流は検出せずに直流電源回路１
を流れる電流だけを検出するので、増幅回路２Ｂのトラ
ンジスタＱ３、Ｑ４をより高精度に保護することが可能
である。

【００４１】［実施の形態２］図３は、本発明の実施の
形態２に係る無電極放電灯点灯装置の主要部（調光回路
５と無負荷検出回路６の調光停止部８）の回路構成図で
ある。すなわち、実施の形態２は、実施の形態１の無負
荷検出回路６、その調光停止部７、調光回路５を変えて
おり、その他の構成は実施の形態１と実質的に同様であ
る。

【００４２】すなわち、実施の形態１において用いた３
個のコンパレータのうち、第２，第３のコンパレータを
用いず、替わりに第１のコンパレータＩＣ１の出力部に
負入力端子が接続される第４のンパレータＩＣ４を用い
る。第４のコンパレータＩＣ４は、基準電圧用分圧抵抗
Ｒ２、Ｒ３に並列に設けた第４の基準電圧用分圧抵抗Ｒ
１０、１１の接続点を正入力端子に接続し、出力部をト
ランジスタＱ８のベースに接続している。抵抗Ｒ１２
は、リンギング防止用の抵抗である。

【００４３】トランジスタＱ８は、調光停止機能に加
え、高周波電源回路２の出力を制御する機能を有する。
具体的には、トランジスタＱ８は、そのエミッタ−コレ
クタが調光回路５のトランジスタＱ５のコレクタ−エミ
ッタに並列に接続してある。なお、調光回路５は、調光
制御信号入力部と出力部をフォトカプラＰＣ１を用いて
光学的に接続しており、このような構成によれば、高周
波電源回路２からのノイズが調光制御信号入力部側へ漏
れにくいものとなる。

【００４４】かかる実施の形態２は、次のように動作す
る。今、所望の調光特性が図外調光制御信号発生部によ
り設定され、その調光制御信号に基づいて調光回路５が
高周波電源回路の出力を時分割制御するための調光制御
信号を出力しているものとする。すなわち、調光回路５
は、トランジスタＱ５がオンして発振すると、トランジ
スタＱ６をオフして高周波電源回路２が発振し、無電極
放電灯４は点灯する。また、トランジスタＱ５がオフし
て発振停止となると、トランジスタＱ６をオンして高周
波電源回路２が発振停止し、無電極放電灯４は消灯す
る。すなわち、トランジスタＱ６は、そのオン、オフ動
作がトランジスタＱ５のオン、オフ動作の制御下におか
れ、従って、高周波電源回路２は調光制御信号に応じた
調光動作を行う。

【００４５】この状態において、負荷に異常が発生する
と、無負荷検出回路６の検出抵抗Ｒ１に過電流が流れ、
その両端に過電圧が発生する。この過電圧により、抵抗
Ｒ４を介してコンデンサＣ４が充電されてコンパレータ
ＩＣ１の正入力端子の電圧（電位）が上昇し、コンパレ
ータＩＣ１の正入力端子の電圧が負入力端子の電圧に達
すると、コンパレータＩＣ１の出力部がＨレベルとな
る。これにより、コンパレータＩＣ４の負入力端子が正
入力端子の電圧に達してその出力部はＬレベルとなり、
トランジスタＱ８がオンして調光停止部８が動作する。
すなわち、この調光停止部８が動作している期間、調光
回路５の調光制御信号を実質的に停止せしめる。この期
間、トランジスタＱ６は、調光回路５から調光制御信号
が出力されているもののトランジスタＱ８により調光制
御信号が入力されないために、オフとなり、従って、高
周波電源回路２は、調光制御信号に無関係に出力するこ
ととなり、無電極放電灯４は点灯状態となる。

【００４６】また、負荷の異常状態が解消されると、コ
ンパレータＩＣ１の正入力端子の電圧（電位）が低下し
て負入力端子の電圧に至ると、コンパレータＩＣ１の出
力部がＬレベルとなる。これにより、コンパレータＩＣ
４の負入力端子が正入力端子の電圧に低下してその出力
部はＨレベルとなり、トランジスタＱ８がオフして調光
停止部８の動作が停止する。この状態では、前述したよ
うに、トランジスタＱ６は、そのオン、オフ動作がトラ
ンジスタＱ５のオン、オフ動作の制御下におかれ、従っ
て、高周波電源回路２は調光制御信号に応じた調光動作
を行う。

【００４７】実施の形態２にあっては、負荷に異常が発
生して無負荷検出回路６がそれを検出すると、調光停止
部８が動作して調光回路５の調光制御信号を実質的に停
止せしめるので、無電極放電灯４の始動時は調光制御信
号と無関係な状態になる。従って、負荷が異常状態にあ
る期間は、調光制御信号が回路へのストレスとして作用
することがない。また、実施の形態１と同様、調光点灯
の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を
経ることなく調光点灯ができるものとなる。

【００４８】［実施の形態３］図４は、本発明の実施の
形態３に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図であ
る。この実施の形態３は、実施の形態１とは無負荷検出
回路６の負荷の異常検出の手段が異なるものであり、そ
の他の構成は実施の形態１と実質的に同様であって同一
の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００４９】実施の形態３では、負荷の異常検出を、高
周波電源回路の出力値から検出するようにしている。す
なわち、無負荷検出部７と調光停止部８とを有する無負
荷検出回路６は、高周波電源回路２の後段に接続されて
その出力値を検出する。図において、調光停止部８は、
無負荷検出回路６と分離して描いているが、無負荷検出
回路６の中に含ませても実質的な差異はない。

【００５０】この無負荷検出回路６は、高周波電源回路
２から負荷（無電極放電灯４）側をみた場合、無負荷時
は正常点灯時に比して経負荷になるという出力値の変化
から負荷の異常検出を行う。従って、具体的には、電
流、電圧、電力のいずれかを選択すればよいが、実施の
形態１で説明したように、コンパレータには電圧（電
位）が入力できるようにするのが望ましい。

【００５１】実施の形態３にあっても、負荷に異常が発
生して無負荷検出回路６がそれを検出すると、調光停止
部８が動作して調光回路５の調光制御信号を実質的に停
止せしめるので、無電極放電灯４の始動時は調光制御信
号と無関係な状態になる。従って、負荷が異常状態にあ
る期間は、調光制御信号が回路へのストレスとして作用
することがない。また、実施の形態１と同様、調光点灯
の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を
経ることなく調光点灯ができるものとなる。

【００５２】［実施の形態４］図５は、本発明の実施の
形態４に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図であ
る。この実施の形態４は、実施の形態１とは無負荷検出
回路６の負荷の異常検出の手段が異なるものであり、そ
の他の構成は実施の形態１と実質的に同様であって同一
の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００５３】実施の形態４では、負荷の異常検出を、マ
ッチング回路の出力値から検出するようにしている。す
なわち、無負荷検出部７と調光停止部８とを有する無負
荷検出回路６は、マッチング回路９の後段に接続されて
その出力値を検出する。図において、調光停止部８は、
無負荷検出回路６と分離して描いているが、無負荷検出
回路６の中に含ませても実質的な差異はない。

【００５４】この無負荷検出回路６は、無負荷状態と正
常状態でマッチング回路９のインピーダンスが大きく変
化し、その結果出力値も変化することから負荷の異常検
出を行う。従って、具体的には、電流、電圧、電力のい
ずれかを選択すればよいが、実施の形態１で説明したよ
うに、コンパレータには電圧（電位）が入力できるよう
にするのが望ましい。

【００５５】実施の形態４にあっても、負荷に異常が発
生して無負荷検出回路６がそれを検出すると、調光停止
部８が動作して調光回路５の調光制御信号を実質的に停
止せしめるので、無電極放電灯４の始動時は調光制御信
号と無関係な状態になる。従って、負荷が異常状態にあ
る期間は、調光制御信号が回路へのストレスとして作用
することがない。また、実施の形態１と同様、調光点灯
の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を
経ることなく調光点灯ができるものとなる。

【００５６】

【発明の効果】本発明に係る無電極放電灯点灯装置は、
無負荷検出回路が負荷の異常状態を検出したとき、所定
期間だけ、調光停止部のトランジスタをオンすることに
より、調光回路の調光制御信号の出力を実質的に停止せ
しめ、かつ、所定期間だけ高周波電源回路の出力を停止
せしめるようにしているので、調光点灯の設定を行って
いるものの始動において、全点灯状態を経ることなく調
光点灯ができるものとなる。そして、負荷が異常状態に
ある期間は、調光回路の調光制御信号は実質的に高周波
電源回路に入力（印加）されないので、調光制御信号が
回路へのストレスとして作用することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る無電極放電灯点灯
装置の回路構成図である。

【図２】同上の動作状態を示すタイムチャートである。

【図３】本発明の実施の形態２に係る無電極放電灯点灯
装置の要部回路構成図である。

【図４】本発明の実施の形態３に係る無電極放電灯点灯
装置の回路構成図である。

【図５】本発明の実施の形態４に係る無電極放電灯点灯
装置の回路構成図である。

【図６】従来の無電極放電灯点灯装置の回路構成図であ
る。

【図７】同上の調光遅延手段の動作状態を説明するタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

１直流電源回路２高周波電源回路２Ａ高周波電源回路の駆動回路２Ｂ高周波電源回路の増幅回路３誘導コイル４無電極放電灯（負荷）５調光回路６無負荷検出回路７無負荷検出回路の無負荷検出部Ｒ１無負荷検出部の検出抵抗ＩＣ１〜ＩＣ３無負荷検出部のコンパレータＱ６無負荷検出部の高周波電源回路の出力を制御す
るトランジスタ８無負荷検出回路の調光停止部Ｑ７調光停止部のトランジスタ９マッチング回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧村紳司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3K072 AA17 AC11 BA05 DD03 DE02 DE05 DE06 EA02 EB01 EB05 EB06 EB09 EB10 GA03 GB12 GC04 HA09 HA10 3K098 CC01 CC12 CC40 CC48 DD04 DD20 DD22 DD46 EE14 EE25 EE32 EE40 FF02 FF04 FF14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電圧を出力する直流電源回路と、こ
の直流電源回路の直流電圧が印加されて高周波電力を出
力する高周波電源回路と、この高周波電源回路の高周波
電力が印加されて高周波電磁界を発生する誘導コイル
と、この誘導コイルに近接して配置されその高周波電磁
界により点灯する無電極放電灯からなる負荷と、前記高
周波電源回路の出力を時分割制御するための調光制御信
号を出力する調光回路と、前記負荷の異常を検出する無
負荷検出回路と、を備えた無電極放電灯点灯装置におい
て、前記無負荷検出回路は、前記負荷の異常状態を検出
したとき、所定期間だけ前記調光回路の調光制御信号を
実質的に停止せしめ、かつ所定期間だけ前記高周波電源
回路の出力を停止せしめるようにしたことを特徴とする
無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】前記無負荷検出回路は、負荷の異常状態
を検出したとき、先に所定期間だけ前記調光回路の調光
制御信号を実質的に停止せしめるようにした請求項１記
載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】前記調光回路の調光制御信号を実質的に
停止せしめているとき、前記高周波電源回路は調光制御
信号に無関係に出力する請求項２記載の無電極放電灯点
灯装置。
【請求項４】前記無負荷検出回路は、前記調光回路の
時分割制御における発振停止期間よりも、負荷の異常状
態を検出したときの調光回路の調光制御信号を実質的に
停止せしめる期間の方が長く設定してある請求項１乃至
３のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】前記無負荷検出回路は、前記調光回路の
時分割制御における発振期間よりも、負荷の異常状態を
検出したときの高周波電源回路の出力を停止せしめる期
間の方が長く設定してある請求項１乃至４のいずれかに
記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】前記無負荷検出回路は、前記直流電源回
路から前記高周波電源回路に供給される電流から負荷の
異常状態を検出するようにした請求項１乃至５のいずれ
かに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項７】前記高周波電源回路は駆動回路と増幅回
路とよりなり、前記無負荷検出回路を、前記駆動回路の
グランドと前記増幅回路のグランドの間に設けてなる請
求項１乃至６のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装
置。
【請求項８】前記無負荷検出回路は、前記高周波電源
回路の出力から負荷の異常状態を検出するようにした請
求項１乃至５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装
置。
【請求項９】前記無負荷検出回路は、前記高周波電源
回路と前記誘導コイルとの間に挿入されるマッチング回
路の出力から負荷の異常状態を検出するようにした請求
項１乃至５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項１０】前記直流電源回路は、チョッパ回路を
含んでなる請求項１乃至９のいずれかに記載の無電極放
電灯点灯装置。
【請求項１１】直流電圧を出力する直流電源回路と、
この直流電源回路の直流電圧が印加されて高周波電力を
出力する高周波電源回路と、この高周波電源回路の高周
波電力が印加されて高周波電磁界を発生する誘導コイル
と、この誘導コイルに近接して配置されその高周波電磁
界により点灯する無電極放電灯からなる負荷と、前記高
周波電源回路の出力を時分割制御するための調光制御信
号を出力する調光回路と、前記負荷の異常を検出する無
負荷検出回路と、を備えた無電極放電灯点灯装置におい
て、前記無負荷検出回路は、前記負荷の異常状態を検出した
とき、先に所定期間だけ前記調光回路の調光制御信号を
実質的に停止せしめるとともに前記高周波電源回路は調
光制御信号に無関係に出力しており、かつその後、所定
期間だけ前記高周波電源回路の出力を停止せしめるよう
にしており、前記調光回路の時分割制御における発振停止期間より
も、負荷の異常状態を検出したときの調光回路の調光制
御信号を実質的に停止せしめる期間の方が長く設定して
あり、かつ、前記調光回路の時分割制御における発振期
間よりも、負荷の異常状態を検出したときの高周波電源
回路の出力を停止せしめる期間の方が長く設定してあ
り、前記直流電源回路から前記高周波電源回路に供給される
電流から負荷の異常状態を検出するようにしてあり、前記高周波電源回路を駆動回路と増幅回路とより構成し
て前記駆動回路のグランドと前記増幅回路のグランドの
間に設けてあり、前記直流電源回路は、チョッパ回路を含んでなること、
を特徴とする無電極放電灯点灯装置。