JP2003168584A

JP2003168584A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2003168584A
Application number: JP2001367520A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Sasagawa; 知宏笹川; Masanori Mishima; 正徳三嶋; Hiroaki Mannami; 寛明万波; Katsunobu Hamamoto; 勝信濱本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】調光制御を行う場合でもフィラメントの両端電
圧により放電灯の寿命末期のような異常を正確に検出す
ることができる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】インバータ回路１は調光回路５に入力され
る調光信号Ｄｉｍで指示された調光比に応じて制御回路
３を通して出力周波数が制御され、インバータ回路１の
出力周波数が変化すると共振回路２に含まれる放電灯Ｌ
ａへの印加電圧が変化する。フィラメント電圧検出回路
ＤＦ１，ＤＦ２は放電灯Ｌａのフィラメントｆ１，ｆ２
の両端電圧を検出し、判定回路６ではフィラメント電圧
検出回路ＤＦ１，ＤＦ２の出力電厚の上昇時に放電灯Ｌ
ａが異常であると判別してインバータ回路１の動作を停
止させる。インバータ回路１の出力電圧は予熱トランス
Ｔ１の１次巻線ｎ１１とコンデンサＣ２との直列回路に
印加され、予熱トランスＴ１の予熱巻線ｎ２１，ｎ２２
から予熱電流が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィラメントを備
える放電灯の調光制御が可能であり、しかも寿命末期の
検出が可能である放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、フィラメントを備える蛍光ラ
ンプのような放電灯を点灯させる放電灯点灯装置として
図１３に示す構成が提案されている。この放電灯点灯装
置は、直流電源Ｅを電源として動作するインバータ回路
１を用いたものであって、インバータ回路１には放電灯
Ｌａを含む共振回路２が接続される。

【０００３】インバータ回路１は、いわゆるハーフブリ
ッジ型であって、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の
直列回路を直流電源Ｅの両端間に接続し、図示しない制
御回路によってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオ
ンオフさせるように構成されている。共振回路２は、直
流カット用のコンデンサＣ０とインダクタＬ１と放電灯
Ｌａとからなる直列回路を一方のスイッチング素子Ｑ２
の両端間に接続し、放電灯Ｌａの両フィラメントｆ１，
ｆ２における非電源側端間にコンデンサＣ１を接続した
構成を有する。したがって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２がオンオフを繰り返すと放電灯Ｌａには交番電圧が印
加される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング
周波数、つまりインバータ回路１の出力周波数は、共振
回路２の共振周波数よりも高い周波数に設定される。た
だし、コンデンサＣ０はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の
スイッチング周波数に対して実質的に影響しない程度に
コンデンサＣ１よりも十分に大きい容量のものを用い
る。

【０００４】インバータ回路１の出力周波数は、フィラ
メントｆ１，ｆ２の先行予熱、放電灯Ｌａの始動、放電
灯Ｌａの点灯の各段階に応じて制御される。先行予熱時
には放電灯Ｌａは放電を開始していないから、放電灯Ｌ
ａのフィラメントｆ１，ｆ２を通る予熱電流はコンデン
サＣ１を通過することになる。つまり、コンデンサＣ１
は予熱回路として機能する。

【０００５】各フィラメントｆ１，ｆ２には、各フィラ
メントｆ１，ｆ２の両端電圧（以下では、フィラメント
電圧という）をそれぞれ検出するフィラメント電圧検出
回路としてのＶｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２がそれ
ぞれ接続される。Ｖｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２
は、フィラメント電圧が規定の閾値を越えると出力がＨ
レベルになるように構成されており、両Ｖｆレベル検出
回路ＤＦ１，ＤＦ２の出力はオア回路ＯＲに入力され、
両Ｖｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２の出力の論理和に
よってフィラメント電圧の上昇が検出されるようになっ
ている。

【０００６】ところで、蛍光ランプのような熱陰極型の
放電灯では、フィラメントｆ１，ｆ２に塗布された電子
放出物質（エミッタ）が点灯時間の経過とともに徐々に
飛散して消耗し、フィラメントｆ１，ｆ２からの電子の
放出量がしだいに減少する。その結果、点灯時間が経過
するに従って、ランプ電流が減少するとともにランプ電
圧が上昇することになる。ここに、フィラメントｆ１，
ｆ２のエミッタは、両フィラメントｆ１，ｆ２のうちの
一方が他方よりも速く消耗する場合と、両フィラメント
ｆ１，ｆ２でほぼ等しく消耗する場合とがある。両フィ
ラメントｆ１，ｆ２のうちの一方のエミッタが他方より
も速く消耗して電子の放出量が放電を維持できない程度
になると、放電灯Ｌａに印加される交番電圧の半波での
み放電灯Ｌａが点灯することになり、いわゆる半波点灯
状態になる。このような状態を以下では片側エミレスと
呼び、両フィラメントｆ１，ｆ２のエミッタがほぼ等し
く消耗して放電を維持できない程度になる場合を両側エ
ミレスと呼ぶ。両側エミレスでは、片側エミレスの場合
よりもランプ電流が減少しランプ電圧が上昇する。

【０００７】ここにおいて、コンデンサＣ１にはランプ
電圧に比例した電流が流れるから、片側エミレスや両側
エミレスの状態ではコンデンサＣ１に流れる電流が定常
点灯時よりも大きくなり、コンデンサＣ１には過大な電
流が流れ続けることになる。また、片側エミレスの際に
は半波点灯状態になりインダクタＬ１の限流効果が低減
するから、インダクタＬ１にも大きな電流が流れること
になる。その結果、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に過大
な電流が流れ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に大きなス
トレスがかかることになる。

【０００８】上述したように、片側エミレスや両側エミ
レスを生じると回路素子に過大なストレスがかかるか
ら、片側エミレスや両側エミレスを生じる放電灯Ｌａの
寿命末期を検出し、寿命末期においては回路を保護する
ことが必要である。そこで、上述したようにＶｆレベル
検出回路ＤＦ１，ＤＦ２を設けているのであり、両Ｖｆ
レベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２で検出されるフィラメン
ト電圧の一方でも規定値よりも高くなると寿命末期と判
断するのである。

【０００９】ところで、放電灯Ｌａの寿命末期を検出す
る技術としては、図１４に示すように、ランプ電圧を検
出する技術が知られており、図示例では放電灯Ｌａの両
フィラメントｆ１，ｆ２の電源側端間の電圧を分圧する
抵抗Ｒａ，Ｒｂと、コンデンサＣａ，Ｃｂ、ダイオード
Ｄａ，Ｄｂ、抵抗Ｒｃからなる倍電圧整流器とを備える
ランプ電圧検出回路ＤＶを用いて、ランプ電圧に相当す
る電圧を検出している。

【００１０】また、ランプ電圧に相当する電圧として、
図１５に示すように、インダクタＬ１に２次巻線を設
け、この２次巻線の誘起電圧をダイオードＤｃ，Ｄｄと
抵抗ＲｄとコンデンサＣｃとにより整流した電圧を用い
る構成が提案されている。この構成はインダクタＬ１の
２次巻線の誘起電圧がランプ電圧と正の相関を有してい
ることを利用するものであり、図１４に示したランプ電
圧を検出する構成とほぼ同様に機能する。

【００１１】さらに、図１６に示すように、一方のフィ
ラメントｆ１の両端電圧をダイオードＤｅとコンデンサ
Ｃｄと抵抗Ｒｅとにより整流平滑する構成も考えられて
いる。この構成では、放電灯Ｌ１の寿命末期においてラ
ンプ電圧の上昇に伴ってコンデンサＣ１を流れる電流が
増加したことをフィラメント電圧の上昇に置き換えて検
出するものである。

【００１２】また、図１７に示すように、直流カット用
のコンデンサＣ０の両端電圧を検出する技術も考えられ
ている。この構成も、放電灯Ｌａの寿命末期においてラ
ンプ電圧が上昇するのに伴ってコンデンサＣ０の両端電
圧が変化することを利用している。

【００１３】図１４ないし図１７に示した各構成では、
放電灯の片側エミレスと両側エミレスとのいずれか一方
を検出することができるが、放電灯Ｌａの寿命末期にお
ける現象は多岐にわたるものであるから、製品化にあた
っては片側エミレスと両側エミレスとの両方を確実に検
出する技術が要求される。

【００１４】ところで、近年、定格電力は異なるが全光
束が得られるランプ電流はほぼ等しくなるように設計し
た放電灯が提供されており、この種の放電灯を適合ラン
プとする放電灯点灯装置においては、１つの放電灯点灯
装置で複数の定格電力の放電灯に対応させることが提案
されている。この種の放電灯としては、高周波専用の蛍
光ランプであるＦＨＴ２４、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ４２が
知られている。これらの蛍光ランプのうち末尾の２桁の
数字は電力の定格値（定格電力）をワット数で表したも
のである。各蛍光ランプについて、正常に点灯している
期間でのランプ電圧の度数分布を示すと図１８（ａ）の
ようになる。図において実線はＦＨＴ２４、一点鎖線は
ＦＨＴ３２、二点鎖線はＦＨＴ４２を示す。つまり、各
蛍光ランプについてそれぞれ定格電圧付近が最大度数に
なる。

【００１５】一方、寿命末期においてはランプ電圧が上
昇するから、たとえばＦＨＴ２４の蛍光ランプが寿命末
期になると、図１８（ｂ）のように、ＦＨＴ２４の蛍光
ランプにおけるランプ電圧の範囲とＦＨＴ４２の蛍光ラ
ンプにおけるランプ電圧の範囲とが重複する領域（斜線
部）が大きくなる。その結果、ランプ電圧に対する閾値
を設定して正常に点灯しているか寿命末期かを判定する
とすれば、ＦＨＴ４２の蛍光ランプの正常点灯時と、Ｆ
ＨＴ２４の蛍光ランプの寿命末期時とを区別するのが困
難になる。とくに、ＦＨＴ４２の蛍光ランプの正常点灯
における誤検出を避けようとすれば、ＦＨＴ２４の蛍光
ランプの寿命末期時における一部領域（斜線部）のラン
プ電圧の範囲では閾値を設定できないから、ＦＨＴ２４
の蛍光ランプの寿命末期を検出できない場合が生じる。

【００１６】上述したように、全光束が得られるランプ
電流がほぼ等しくかつ定格電力が異なる複数種類の放電
灯が適合する放電灯点灯装置ではランプ電圧のみで寿命
末期を判定するのが困難である。この問題はフィラメン
ト電圧を検出するＶｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２を
備える図１３に示した構成を採用すれば解決可能になる
と考えられる。複数種類の蛍光ランプが適合する放電灯
点灯装置において、Ｖｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２
を用いることによって、ランプ電圧を検出する場合より
も正確に寿命末期を検出することができる理由を以下に
簡単に説明する。

【００１７】図１９に示すように、放電灯Ｌａのフィラ
メントｆ（フィラメントｆ１，ｆ２）は抵抗体として考
えることができるのであるが、フィラメントｆは電子を
放出する機能と、ヒータとしての機能とを備えることか
ら、フィラメントｆの動作を図２０に示す３種類の動作
に分けて考えることができる。ここに、図１９および図
２０においてコンデンサＣ１を示すことによって、フィ
ラメントｆの電源側と非電源側（コンデンサＣ１側）と
を示している。

【００１８】図２０（ａ）はフィラメントｆがコンデン
サＣ１を通して流れる電流Ｉｃに対する抵抗として動作
することを表している。コンデンサＣ１は放電灯Ｌａの
２個のフィラメントの間に接続されるから、コンデンサ
Ｃ１の両端電圧はランプ電圧（両フィラメントｆの電源
側端間の電圧）に比例し、したがってフィラメントｆの
抵抗値が一定であれば、電流Ｉｃによるフィラメントｆ
の抵抗での電圧降下はランプ電圧に比例する。

【００１９】また、図２０（ｂ）のように、フィラメン
トｆは電子ｅを授受し、授受する電子ｅの数は放電灯Ｌ
ａのランプ電流Ｉｌａに相当するから、フィラメントｆ
ではランプ電流Ｉｌａによる電圧降下も生じる。電子ｅ
の経路はフィラメントｆの一点に集中し、フィラメント
ｆにはスポットが生じる。フィラメントｆに十分なエミ
ッタが存在する間は、スポットはフィラメントｆの電源
側（コンデンサＣ１から遠い側）に形成され、ランプ電
流Ｉｌａによる電圧降下は小さい。このように、スポッ
トがフィラメントｆの電源側に形成されることにより、
エミッタの消耗はフィラメントｆの電源側から進み、ス
ポットはフィラメントｆの非電源側に移動することにな
る。このようにスポットが移動すると、ランプ電流Ｉｌ
ａによる電圧降下が大きくなる。

【００２０】ところで、上述した説明から明らかなよう
に、フィラメントｆにはコンデンサＣ１を通る電流Ｉｃ
とランプ電流Ｉｌａとの両方が流れるから（図２０
（ｃ）参照）、フィラメントｆはこれらの電流によって
発熱し、温度の変化によってフィラメントｆの抵抗値も
変化する。つまり、フィラメントｆによる電圧降下は、
フィラメントｆの温度によっても変化する。ここで、ラ
ンプ電流Ｉｌａが流れることによってフィラメントｆに
は上述のようにスポットが形成されるから、スポットの
周囲は局部的に高温になる。スポットの温度はフィラメ
ントｆの全体の温度にも影響を及ぼすから、スポットが
移動するとフィラメントｆの抵抗値が変動し、このこと
によってもフィラメントｆによる電圧降下は変動する。

【００２１】要するに、図１９に示すフィラメントｆの
両端電圧Ｖｆは、コンデンサＣ１に流れる電流Ｉｃによ
る電圧降下と、ランプ電流Ｉｌａによる電圧降下とを含
み、さらにフィラメントｆの温度による変動分を含むこ
とになる。そこで、これらの３要素がフィラメントｆの
両端電圧Ｖｆに対して及ぼす影響について考察する。

【００２２】図２１（ａ）は、放電灯Ｌａの内部の電位
分布をランプ電圧の半サイクルについて模式的に示した
ものである。また、図２１（ｂ）は放電灯Ｌａの位置と
図２１（ａ）の電位とを対応付けるために示してある。
図２１（ａ）において、（Ａ）は放電灯Ｌａの正常点灯
時、（Ｂ）は放電灯Ｌａの寿命末期時を示す。また、図
２１（ａ）のＡ１は陰極降下領域、Ａ２は陽光柱、Ａ３
は陽極降下領域を示している。図から明らかなように、
エミッタの消耗とともに陰極降下電圧はＶａからＶｂに
上昇する。

【００２３】このように、放電灯Ｌａの寿命末期におい
て陰極降下電圧が上昇すると、放電灯Ｌａの管電圧（フ
ィラメントｆ間の電圧）が上昇することになり、フィラ
メントｆから放出される電子に対する加速電圧が上昇す
る。また、陰極降下の上昇によってイオン（正イオン）
によるフィラメントｆのスパッタリング率が上昇し、イ
オンの衝突によってフィラメントｆに形成されるスポッ
トの温度が上昇する。

【００２４】上述したように、管電圧が上昇すると、コ
ンデンサＣ１に流れる電流Ｉｃが増加してフィラメント
ｆの両端電圧Ｖｆの上昇が促進される。また、スポット
の位置がコンデンサＣ１寄りに移動するから、ランプ電
流Ｉｌａによる電圧降下が増大してフィラメント電圧Ｖ
ｆが増加する。さらに、上述のようなスパッタリング率
の増加によってもスポットの温度が上昇するから、フィ
ラメントｆの抵抗値が増大して電流Ｉｃおよびランプ電
流Ｉｌａによる電圧降下、すなわちフィラメント電圧Ｖ
ｆの増加を加速する。要するに、放電灯Ｌａの寿命末期
時にはフィラメント電圧Ｖｆが加速度的に増加する。そ
こで、図２２に示すように、放電灯Ｌａの正常点灯時と
寿命末期時とにおけるフィラメント電圧Ｖｆの閾値Ｖｔ
ｈを適宜に決定すれば、放電灯Ｌａの寿命を判定するこ
とが可能になる。なお、図２２において縦軸にとった度
数は、放電灯Ｌａへの印加電圧の半サイクル毎における
フィラメント電圧Ｖｆの出現頻度を意味する。

【００２５】上述したように、フィラメント電圧Ｖｆを
検出する構成としては図１６に示す構成が考えられてい
る。ただし、この構成はコンデンサＣ１を流れる電流Ｉ
ｃの増加にのみ着目してフィラメント電圧Ｖｆを検出
し、放電灯Ｌａの一方のフィラメントｆのフィラメント
電圧Ｖｆのみで放電灯Ｌａの寿命末期を検出しようとし
ている。しかしながら、フィラメント電圧Ｖｆは、コン
デンサＣ１を流れる電流Ｉｃのみによって決定されるの
ではなく、上述のような他の２要素（ランプ電流Ｉｌａ
とフィラメントの温度）を含むから、一方のフィラメン
トｆのみのフィラメント電圧Ｖｆを検出しても、放電灯
Ｌａの寿命末期を精度よく検出するのは困難である。こ
のことから、図１３に示す構成では両フィラメントｆ
１，ｆ２についてフィラメント電圧を検出しているので
ある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｖｆレベル
検出回路ＤＦ１，ＤＦ２を備える放電灯点灯装置では、
定格電力の異なる複数種類の放電灯Ｌａが適合する構成
であっても、定格点灯を行うようにインバータ回路１を
制御しているかぎりは、寿命末期を正確に検出すること
ができる。しかしながら、放電灯Ｌａを調光点灯させる
ように制御するとすれば、調光比に応じてフィラメント
電圧が変化するから、フィラメント電圧を検出しても放
電灯Ｌａの寿命末期を正確に検出することができなくな
るという問題が生じる。

【００２７】つまり、フィラメントｆ１，ｆ２を有する
放電灯Ｌａ（とくに、蛍光ランプ）では、ランプ電流と
ランプ電圧との関係は負特性であることが知られてお
り、ランプ電流を減少させて光出力を低減させるように
調光すればランプ電圧が上昇する。一方、放電灯Ｌａに
おけるフィラメントｆ１，ｆ２の非電源側端間に接続さ
れたコンデンサＣ１に流れる電流Ｉｃはランプ電圧に比
例する。したがって、放電灯Ｌａの光出力を低下させラ
ンプ電圧が上昇すると、コンデンサＣ１に流れる電流Ｉ
ｃは増加する。

【００２８】ここに、インバータ回路１を用いた放電灯
点灯装置では、ランプ電流を変化させる技術として、イ
ンバータ回路１に設けたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の
スイッチング周波数を変化させることにより共振回路２
の通過電流を変化させる技術が広く用いられている。一
般にはスイッチング周波数を共振回路２の共振周波数よ
りも高く設定しているから、スイッチング周波数が高く
なれば共振回路２に流れる電流が減少するのであって、
ランプ電流が低減され、結果的に光出力が低減される。
しかしながら、コンデンサＣ１のインピーダンスは１／
２πｆＣ（ただし、ｆはコンデンサＣ１への印加電圧の
周波数、ＣはコンデンサＣ１の容量）であるから、イン
バータ回路１のスイッチング周波数が高くなるとコンデ
ンサＣ１のインピーダンスが低下することになり、コン
デンサＣ１に流れる電流が一層大きくなる。

【００２９】ところで、フィラメント電圧は、コンデン
サＣ１に流れる電流Ｉｃによる電圧降下と、ランプ電流
による電圧降下と、フィラメントｆ１，ｆ２の温度によ
って決まるフィラメントｆ１，ｆ２の抵抗値とによって
決まる。したがって、調光制御を行って光出力を低減さ
せたときにコンデンサＣ１に流れる電流が増加すると、
フィラメント電圧が大きく上昇し、結果的に調光制御が
正常に行われているにもかからわず寿命末期と誤判断さ
れる可能性が生じる。

【００３０】たとえば、図１３に示した放電灯点灯装置
において、インダクタＬ１を１．１ｍＨ、コンデンサＣ
１を３．０ｎＦ、直流電源Ｅの電圧を４０５Ｖとして、
ＦＨＴ３２の蛍光ランプを正常に点灯させたときのフィ
ラメント電圧を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１から明らかなように、ランプ電流を２
９０ｍＡから２００ｍＡになるように調節して調光制御
を行うと、ランプ電圧の変化率よりもフィラメント電圧
の変化率のほうが大きいから、調光制御を行う場合に
は、フィラメント電圧によって寿命末期を検出すること
はランプ電圧によって寿命末期を検出するよりも一層難
しくなると言える。

【００３３】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、調光制御を行う場合であってもフィ
ラメントの両端電圧を検出することによって放電灯の寿
命末期のような異常を正確に検出することを可能とした
放電灯点灯装置を提供することにある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直流
電源からの直流電圧を高周波交番電圧に電力変換するイ
ンバータ回路と、インバータ回路の出力周波数を変化さ
せる制御回路と、フィラメントを備えた放電灯を含みイ
ンバータ回路の出力周波数が変化すると放電灯への印加
電圧を変化させる共振回路と、放電灯のランプ電流が外
部からの調光信号で指示された調光レベルに対応するよ
うに制御回路を通してインバータ回路の出力周波数を制
御する調光回路と、放電灯のフィラメントの両端電圧を
検出するフィラメント電圧検出回路と、フィラメント電
圧検出回路で検出されたフィラメントの両端電圧の上昇
時に放電灯の異常と判別してインバータ回路から放電灯
への供給電力を減少させる方向に制御回路に指示する判
別回路と、インバータ回路の出力の一部を用いて放電灯
のフィラメントに予熱電流を流すとともに予熱電流がイ
ンバータ回路の出力周波数の変化に依存しない予熱回路
とを備えることを特徴とする。

【００３５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱回路が、インバータ回路の出力電圧が１次
巻線とコンデンサとの直列回路に印加される予熱トラン
スを備え、予熱トランスの２次巻線である予熱巻線から
前記放電灯のフィラメントに予熱電流を流すことを特徴
とする。

【００３６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱回路が、前記インダクタと、インダクタに
設けた２次巻線と放電灯のフィラメントとの間に挿入さ
れた容量性の減流要素とからなることを特徴とする。

【００３７】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、前記放電灯に印加される電圧と前記
放電灯を通過する電流との少なくとも一方の直流成分を
検出する直流成分検出回路が付加され、前記フィラメン
ト電圧検出回路が前記放電灯の一方のフィラメントの両
端電圧を検出し、前記判別回路がフィラメント電圧検出
回路で検出されたフィラメントの両端電圧に加えて直流
成分検出回路で検出される直流成分により放電灯の正常
・異常を判別し、フィラメントの両端電圧の上昇と直流
成分の発生との少なくとも一方の状態が生じると放電灯
の異常と判別することを特徴とする。

【００３８】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記直流成分検出回路が、前記インバータ回路の出
力電圧が印加される抵抗とコンデンサとの直列回路であ
って、コンデンサの両端電圧を直流成分に相当する電圧
としたことを特徴とする。

【００３９】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、前記放電灯の両端電圧であるランプ
電圧を検出するランプ電圧検出回路が付加され、前記フ
ィラメント電圧検出回路が前記放電灯の一方のフィラメ
ントの両端電圧を検出し、前記判別回路が、フィラメン
ト電圧検出回路で検出されたフィラメントの両端電圧
と、ランプ電圧検出回路で検出されるランプ電圧との少
なくとも一方が上昇すると放電灯の異常と判別すること
を特徴とする。

【００４０】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記インバータ回路が、前記直流電
源の両端間に接続され高周波で交互にオンオフされる２
個のスイッチング素子の直列回路からなり、直流電源の
負極側に接続されたスイッチング素子の両端間に直流カ
ット用のコンデンサと前記放電灯とを含む直列回路が接
続され、前記フィラメント電圧検出回路が、放電灯のフ
ィラメントのうち直流電源の負極側のフィラメントのみ
について両端電圧を検出することを特徴とする。

【００４１】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
７の発明において、前記共振回路が、前記インバータ回
路の出力電圧が印加されるインダクタと第１のコンデン
サとの直列回路と、第１のコンデンサの両端間に前記放
電灯との直列回路が接続される第２のコンデンサとから
なることを特徴とする。

【００４２】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
８の発明において、前記放電灯を通過するランプ電流を
検出するランプ電流検出回路が付加され、前記制御回路
が、ランプ電流検出回路で検出されるランプ電流が前記
調光信号に相当する目標値に保たれるようにインバータ
回路の出力周波数をフィードバック制御するフィードバ
ック制御回路を備えることを特徴とする。

【００４３】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項９の発明において、前記調光信号により指示された調
光比が規定値以下である間に前記判別回路による前記放
電灯の正常・異常の判別を停止させる停止回路が付加さ
れたことを特徴とする。

【００４４】請求項１１の発明は、請求項９の発明にお
いて、電力の定格値が異なりかつランプ電流の定格値が
ほぼ等しい複数種類の放電灯が適合することを特徴とす
る。

【００４５】請求項１２の発明は、請求項９ないし請求
項１１の発明において、前記ランプ電流検出回路で検出
されるランプ電流から直流成分を検出する直流成分検出
回路が付加され、前記フィラメント電圧検出回路が前記
放電灯の一方のフィラメントの両端電圧を検出し、前記
判別回路がフィラメント電圧検出回路で検出されたフィ
ラメントの両端電圧に加えて直流成分検出回路で検出さ
れる直流成分により放電灯の正常・異常を判別し、フィ
ラメントの両端電圧の上昇と直流成分の発生との少なく
とも一方の状態が生じると放電灯の異常と判別すること
を特徴とする。

【００４６】請求項１３の発明は、請求項１ないし請求
項１２の発明において、前記放電灯が高周波専用の蛍光
ランプであることを特徴とする。

【００４７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
図１に示すように、交流電源ＡＣを全波整流するダイオ
ードブリッジのような整流器ＤＢと、整流器ＤＢから出
力される脈流電圧を直流平滑電圧に変換するチョッパ回
路のような直流電源回路ＤＣとにより構成された直流電
源Ｅを備える。ただし、直流電源Ｅの構成はこの構成に
限定されるものではなく、電池電源からＤＣ−ＤＣ変換
を行う構成を直流電源Ｅに用いてもよい。直流電源Ｅか
らの直流電圧はインバータ回路１により高周波交番電圧
に電力変換され、この高周波交番電圧が放電灯Ｌａを含
む共振回路２に印加される。

【００４８】インバータ回路１は、ハーフブリッジ型で
あって制御回路３によって高周波で交互にオンオフされ
る２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路を直流
電源Ｅの両端間に接続してある。各スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２にはオフ時にオン時とは逆向きの電流が通過可
能となるものを用いる。この種のスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２としては、ＭＯＳＦＥＴを用いたり、バイポー
ラトランジスタのコレクタ−エミッタに電流の通過方向
が逆向きとなるようにダイオードを並列接続したものを
用いたりすることができる。図示例ではＭＯＳＦＥＴを
用いており、ボディダイオードがオフ時においてオン時
とは逆向きの電流を流す経路になる。

【００４９】共振回路２は、一方のスイッチング素子Ｑ
２の両端間に接続された直流カット用のコンデンサＣ０
とインダクタＬ１とコンデンサＣ１との直列回路と、コ
ンデンサＣ１に並列に接続された放電灯Ｌａとを備え
る。つまり、インバータ回路１の出力電圧がコンデンサ
Ｃ０を介してインダクタＬ１とコンデンサＣ１との直列
回路に印加されるのであって、コンデンサＣ１の両端電
圧が放電灯Ｌａに印加される。コンデンサＣ１の各一端
は放電灯Ｌａの両フィラメントｆ１，ｆ２の各一端が接
続される。コンデンサＣ０にはインバータ回路１におけ
るスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数
（以下では、インバータ回路１の出力周波数という）に
対してインピーダンスが無視できる程度の比較的大きい
容量のものを用いる。また、インバータ回路１の出力周
波数は、共振回路２の共振周波数よりも高く、かつ先行
予熱、始動、点灯の各状態に対応するように制御回路３
により制御される。

【００５０】制御回路３では調光比を指示するように外
部から入力される調光信号Ｄｉｍに対応して調光回路５
から出力される信号を受けてインバータ回路１の出力周
波数を決定する。制御回路３は、インバータ回路１の出
力周波数を決定する周波数制御回路３１と、周波数制御
回路３１の出力をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動信
号に変換する駆動回路３２とにより構成される。また、
駆動回路３２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動す
るように信号を生成する出力部ＤＲと、周波数制御回路
３１と出力部ＤＲとの間に挿入された２入力のアンド回
路ＡＮＤとにより構成される。アンド回路ＡＮＤの一方
の入力端には周波数制御回路３１の出力が入力され、他
方の入力端には判別回路６の出力が入力される。したが
って、判別回路６から２値信号をアンド回路ＡＮＤに入
力することによって、周波数制御回路３１の出力を出力
部ＤＲに与えるか否かを決めることができる。ここに、
両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間は互いにほぼ
等しくなるように制御され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２のオンデューティを制御するのではなく、インバータ
回路１の出力周波数の制御によって調光制御を行ってい
る。また、調光信号Ｄｉｍにより指示される調光比が小
さいほどスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の出力周波数を高
くする。さらに、本実施形態の周波数制御回路３１は、
外部からの調光信号Ｄｉｍに応じた調光回路５からの出
力によってのみインバータ回路１の出力周波数を変化さ
せる。

【００５１】放電灯Ｌａの各フィラメントｆ１，ｆ２に
はフィラメント電圧を検出するフィラメント電圧検出回
路としてのＶｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２がそれぞ
れ接続され、両Ｖｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２の出
力は放電灯Ｌａの正常・異常を判別する判別回路６に入
力される。判別回路６ではフィラメントｆ１，ｆ２の両
端電圧が正常時よりも上昇して規定の閾値を越えると、
放電灯Ｌａが寿命末期のような異常であると判別する。

【００５２】具体的には、判別回路６は、２つのＶｆ検
出回路ＤＦ１，ＤＦ２の出力をそれぞれ閾値と比較する
２個の比較回路ＣＰ１，ＣＰ２と、各比較回路ＣＰ１，
ＣＰ２の出力の論理和の否定を出力するノア回路ＮＯＲ
とにより構成される。比較回路ＣＰ１，ＣＰ２は、各比
較回路ＣＰ１，ＣＰ２において設定された閾値Ｖｔｈ
１，Ｖｔｈ２とＶｆレベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２にお
いて検出したフィラメント電圧とを比較し、フィラメン
ト電圧が閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を越えると出力をＨレ
ベルにするように構成されている。したがって、ノア回
路ＮＯＲの出力は、いずれか一方のフィラメント電圧が
閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を越えるとＬレベルになる。要
するに、判別回路６の出力がＬレベルであると放電灯Ｌ
ａが寿命末期のような異常であることを判別結果として
出力していることになる。

【００５３】判別回路６での判別結果は制御回路３に入
力され、判別回路６において放電灯Ｌａが異常と判別さ
れるときには、制御回路３では放電灯Ｌａへの供給電力
を減少させる方向にインバータ回路１の出力周波数を制
御する。放電灯Ｌａへの供給電力を減少させる方向と
は、供給電力を正常時よりも小さく制限するように周波
数制御回路３１の出力周波数を制御するほか、インバー
タ回路１の動作を停止させるように制御する場合も含
む。したがって、判別回路６の判別結果は、周波数制御
回路３１または駆動回路３２に出力されることになる。
本実施形態では、判別回路６において放電灯Ｌａが異常
と判別されたときにインバータ回路１の動作を停止させ
るために、判別回路６の判別結果を駆動回路３２に与え
てスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフに保つ制御を行
う。

【００５４】具体的には、駆動回路３２に設けたアンド
回路ＡＮＤの一方の入力端に判別回路６の出力であるノ
ア回路ＮＯＲの出力を入力するのであって、ノア回路Ｎ
ＯＲの出力がＬレベルになると周波数制御回路３１の出
力がアンド回路ＡＮＤを通過できなくなり、結果的にイ
ンバータ回路１の動作が停止する。つまり、２つのフィ
ラメントｆ１，ｆ２のうちの一方でもフィラメント電圧
が閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を越えるような異常を生じる
とインバータ回路１の動作が停止して保護されるのであ
る。

【００５５】ところで、本実施形態では、放電灯Ｌａの
フィラメントｆ１，ｆ２に対して放電灯Ｌａの始動前に
先行予熱のための予熱電流を流すだけではなく、放電灯
Ｌａの点灯中にも予熱電流を流す常時予熱を行うために
予熱回路４を設けている。要するに、インバータ回路１
の動作中にはインバータ回路１の出力の一部を用いて放
電灯Ｌａのフィラメントｆ１，ｆ２に予熱電流を流すの
である。予熱回路４は、予熱トランスＴ１とコンデンサ
Ｃ２とにより構成される。コンデンサＣ２は予熱トラン
スＴ１の１次巻線ｎ１１に直列接続され、１次巻線ｎ１
１とコンデンサＣ２との直列回路はコンデンサＣ０を介
してスイッチング素子Ｑ２の両端間に接続される。ま
た、予熱トランスＴ１には２次巻線として２個の予熱巻
線ｎ２１，ｎ２２を備え、各予熱巻線ｎ２１，ｎ２２は
放電灯Ｌａの各フィラメントｆ１，ｆ２にそれぞれ接続
される。このように、予熱回路４はインバータ回路１の
出力の一部を用いて放電灯Ｌａのフィラメントｆ１，ｆ
２に予熱電流を流している。

【００５６】ここに、予熱トランスＴ１の１次巻線ｎ１
１とコンデンサＣ２との直列回路の共振周波数とインバ
ータ回路１の出力周波数との差が十分に大きくなるよう
に設計することによって、インバータ回路１の出力周波
数が変化しても予熱トランスＴ１の１次巻線ｎ１１に流
れる電流の変化が小さくなり、調光制御を行ってもフィ
ラメントｆ１，ｆ２に流れる予熱電流の変化は比較的少
なくなる。その結果、調光制御を行いながらもフィラメ
ント電圧を監視する簡単な構成によって放電灯Ｌａの寿
命末期を正確に検出することが可能になる。

【００５７】（第２実施形態）本実施形態は、図２に示
すように、放電灯Ｌａの一方のフィラメントｆ１につい
てのみフィラメント電圧を検出するＶｆレベル検出回路
ＤＦ１を設けるとともに、放電灯Ｌａに印加される電圧
の直流成分を検出する直流成分検出回路７を設けてい
る。Ｖｆレベル検出回路ＤＦ１の出力は比較回路ＣＰ１
に入力され、第１実施形態と同様にＶｆレベル検出回路
ＤＦ１の出力電圧が閾値Ｖｔｈ１を越えると比較回路Ｃ
Ｐ１の出力がＨレベルになるように構成してある。

【００５８】直流成分検出回路７は、抵抗Ｒ３とコンデ
ンサＣ３との直列回路であって、コンデンサＣ０を介し
てスイッチング素子Ｑ２の両端間に接続されている。イ
ンバータ回路１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンデ
ューティはほぼ等しく設定されているから、回路グラン
ドを直流電源回路ＤＣの負極にとると、各スイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間にそれぞれ放電灯Ｌａに正常
に電流が流れるときには、コンデンサＣ０とインダクタ
Ｌ１との接続点の電圧は交番し、交番電圧の波形は正負
極性がほぼ対称になる。したがって、インバータ回路１
の出力周波数の逆数に対して、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ
３とからなる直流成分検出回路７の時定数を十分に大き
く設定しておけば、放電灯Ｌａが正常に点灯していると
きには抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３との接続点の電位はほ
ぼ０Ｖになる。

【００５９】一方、放電灯Ｌａが寿命末期になって片側
エミレスになると、一方のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
のオン時にのみ放電灯Ｌａには電流が流れることになる
から、コンデンサＣ０とインダクタＬ１との接続点の電
圧波形は正負極性が非対称になる。言い換えると、コン
デンサＣ０とインダクタＬ１との接続点の電圧に直流成
分が含まれることになる。その結果、直流成分検出回路
７の出力電圧である抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３との接続
点の電位が正または負に偏移するから、比較回路ＣＰ３
において直流成分検出回路７の出力電圧を適宜に設定し
た閾値Ｖｔｈ３と比較すれば、閾値Ｖｔｈ３との大小関
係によって放電灯Ｌａが片側エミレスか否かを判断する
ことができる。本実施形態では、片側エミレスが生じて
直流成分検出回路７の出力電圧の絶対値が閾値Ｖｔｈ３
を越えると、比較回路ＣＰ３の出力がＨレベルになるよ
うに比較回路ＣＰ３を構成してある。

【００６０】比較回路ＣＰ３の出力は比較回路ＣＰ１の
出力とともにノア回路ＮＯＲに入力され、比較回路ＣＰ
１，ＣＰ３とのいずれか一方において異常が検出されて
出力がＨレベルになると、ノア回路ＮＯＲの出力がＬレ
ベルになり、第１実施形態と同様に、インバータ回路１
の動作が停止する。つまり、フィラメントｆ１のフィラ
メント電圧が閾値Ｖｔｈ１を越えるか、片側エミレスに
なって直流成分検出回路７の出力電圧の絶対値が閾値Ｖ
ｔｈ３を越えると、インバータ回路１の動作が停止す
る。つまり、本実施形態では両比較回路ＣＰ１，ＣＰ３
の出力の組合せによって、両比較回路ＣＰ１，ＣＰ３の
出力がＨレベルであればフィラメントｆ１の片側エミレ
ス、比較回路ＣＰ３の出力のみがＨレベルであればフィ
ラメントｆ２の片側エミレスと判断することが可能であ
り、さらに両側エミレスの場合には直流成分検出回路７
の出力電圧がほぼ０Ｖになるが、フィラメントｆ１のフ
ィラメント電圧は正常時よりも上昇するから、両側エミ
レスでは比較回路ＣＰ１の出力のみがＨレベルになる。
このように、片側エミレスまたは両側エミレスであると
両比較回路ＣＰ１，ＣＰ３のうちの少なくとも一方の出
力がＨレベルになるから、本実施形態の回路構成によっ
ても第１実施形態と同様に片側エミレスと両側エミレス
とを検出することが可能である。

【００６１】また、第１実施形態の構成では、放電灯Ｌ
ａの両側のフィラメントｆ１，ｆ２についてそれぞれフ
ィラメント電圧を検出しており、回路グランド側である
低電圧側のフィラメントｆ１に対して、高電圧側のフィ
ラメントｆ２のフィラメント電圧を検出するためのＶｆ
レベル検出回路ＤＦ２については、放電灯Ｌａの始動時
に印加される電圧に耐える程度の耐圧の高い部品が要求
される。これに対して、本実施形態ではフィラメント電
圧については低電圧側のフィラメントｆ１についてのみ
検出し、直流成分検出回路７は直流電源回路ＤＣの出力
電圧程度の低耐圧の部品を用いればよいから、低耐圧の
部品によって放電灯Ｌａの寿命末期を検出する構成を実
現することができる。

【００６２】他の構成および動作については第１実施形
態と同様であって、本実施形態においても、予熱トラン
スＴ１を用いてフィラメントｆ１，ｆ２をインバータ回
路１の動作中に常時予熱する構成を採用しており、予熱
トランスＴ１の１次巻線ｎ１１とコンデンサＣ２との直
列回路の共振周波数とインバータ回路１の出力周波数と
の差が十分に大きくなるように設計してある。したがっ
て、インバータ回路１の出力周波数が変化しても予熱ト
ランスＴ１の１次巻線ｎ１１に流れる電流の変化が小さ
く、インバータ回路１の出力周波数の変化に対する各フ
ィラメントｆ１，ｆ２のフィラメント電圧の変化が抑制
されている。その結果、調光制御を行うためにインバー
タ回路１の出力周波数を変化させても、フィラメント電
圧を監視する簡単な構成を用いて放電灯Ｌａの寿命末期
のような異常を検出することが可能になる。

【００６３】（第３実施形態）本実施形態は、図３に示
すように、第１実施形態におけるＶｆレベル検出回路Ｄ
Ｆ２に代えてランプ電圧検出回路ＤＶ１を設けたもので
ある。つまり、放電灯Ｌａの低電圧側のフィラメントｆ
１についてフィラメント電圧を検出するＶｆレベル検出
回路ＤＦ１と、放電灯Ｌａの両端電圧であるランプ電圧
を検出するランプ電圧検出回路ＤＶ１とを用いて放電灯
Ｌａの寿命末期のような異常を検出するものである。ラ
ンプ電圧は放電灯Ｌａのフィラメントｆ１，ｆ２の電源
側端間の電圧、つまり、フィラメントｆ２におけるイン
ダクタＬ１との接続点と直流電源回路ＤＣの負極にとっ
た回路グランドとの間の電圧を検出する。ランプ電圧検
出回路ＤＶ１としては図２１に示した従来構成を採用す
ることができるが、この構成に限定されるものではなく
他の構成によってランプ電圧を検出してもよい。

【００６４】ランプ電圧検出回路ＤＶ１により検出され
るランプ電圧は比較回路ＣＰ４に入力され、ランプ電圧
検出回路ＤＶ１の出力電圧が比較回路ＣＰ４に設定され
た閾値Ｖｔｈ４を越えるときに比較回路ＣＰ４の出力が
Ｈレベルになるように設定される。比較回路ＣＰ４の出
力は比較回路ＣＰ１の出力とともにノア回路ＮＯＲに入
力され、いずれか一方の比較回路ＣＰ１，ＣＰ４の出力
がＨレベルであると、ノア回路ＮＯＲの出力がＬレベル
になり、結果的にインバータ回路１の動作を停止させる
ことができる。

【００６５】したがって、本実施形態の構成では、フィ
ラメントｆ１のエミッタの減少による片側エミレスでは
比較回路ＣＰ１の出力のみがＨレベルになり、フィラメ
ントｆ２のエミッタの減少による片側エミレスでは比較
回路ＣＰ１の出力はＬレベルであるがランプ電圧の上昇
によって比較回路ＣＰ４の出力がＨレベルになる。ま
た、両側エミレスの場合には比較回路ＣＰ１の出力がＨ
レベルになるとともにランプ電圧の上昇によって比較回
路ＣＰ４の出力もＨレベルになる。このように、本実施
形態の構成においても片側エミレスと両側エミレスとを
検出することができる。

【００６６】ここで、放電灯Ｌａが両側エミレスであ
り、かつ両フィラメントｆ１，ｆ２が何らかの原因で短
絡している場合を想定する。フィラメントｆ１，ｆ２が
短絡するとフィラメント電圧が検出されないから、Ｖｆ
レベル検出回路ＤＦ１，ＤＦ２の出力ではエミレスを検
出することができない。つまり、第１実施形態のように
両フィラメントｆ１，ｆ２についてフィラメント電圧を
監視しても放電灯Ｌａの異常を検出することができな
い。また、第２実施形態のように直流成分検出回路７を
併用したとしても直流成分検出回路７だけでは両側エミ
レスを検出することができず、フィラメントｆ１の短絡
によってＶｆレベル検出回路ＤＦ１も異常を検出するこ
とができないから、第２実施形態においてもこの種の異
常については検出することができない。しかしながら、
この種の異常が生じたときにインバータ回路１の動作が
停止しなければ、ランプ電圧が異常に上昇して回路が破
損するおそれがある。

【００６７】これに対して、本実施形態の構成では、ラ
ンプ電圧を監視しているから、上述のような異常が生じ
フィラメント電圧を検出することができない場合であっ
てもインバータ回路１を停止させることが可能であり、
ランプ電圧の異常上昇から回路を保護することができ
る。

【００６８】他の構成および動作については第１実施形
態と同様であって、本実施形態においても、予熱トラン
スＴ１を用いてフィラメントｆ１，ｆ２をインバータ回
路１の動作中に常時予熱する構成を採用しており、予熱
トランスＴ１の１次巻線ｎ１１とコンデンサＣ２との直
列回路の共振周波数とインバータ回路１の出力周波数と
の差が十分に大きくなるように設計してある。したがっ
て、インバータ回路１の出力周波数が変化しても予熱ト
ランスＴ１の１次巻線ｎ１１に流れる電流の変化が小さ
く、インバータ回路１の出力周波数の変化に対する各フ
ィラメントｆ１，ｆ２のフィラメント電圧の変化が抑制
されている。その結果、調光制御を行うためにインバー
タ回路１の出力周波数を変化させても、フィラメント電
圧を監視する簡単な構成を用いて放電灯Ｌａの寿命末期
のような異常を検出することが可能になる。

【００６９】（第４実施形態）第３実施形態では、ラン
プ電圧検出回路ＤＶ１によって放電灯Ｌａの一端の電位
を検出しているが、本実施形態は、図４のようにインダ
クタＬ１に２次巻線ｎ２３を設け、インダクタＬ１の２
次巻線ｎ２３の両端電圧をランプ電圧検出回路ＤＶ２に
よって検出している。つまり、インダクタＬ１の２次巻
線ｎ２３の一端は直流電源回路ＤＣの負極にとった回路
グランドに接続され、他端はランプ電圧検出回路ＤＶ２
に接続されている。ランプ電圧検出回路ＤＶ２の基準電
圧は回路グランドの電圧であって、インダクタＬ１の２
次巻線ｎ２３の両端電圧がランプ電圧検出回路ＤＶ２に
入力されることになる。インダクタＬ１はインバータ回
路１と放電灯Ｌａとの間に挿入されているから、インダ
クタＬ１の２次巻線ｎ２３の両端電圧はランプ電圧と相
関があり、インダクタＬ１の２次巻線ｎ２３の電圧によ
ってランプ電圧を検出したことと等価になる。

【００７０】第３実施形態ではランプ電圧を直接監視し
ているから、ランプ電圧検出回路ＤＶ１に比較的高い電
圧が印加され、ランプ電圧検出回路ＤＶ１には高耐圧の
部品が必要になる。これに対して、本実施形態の構成で
はインダクタＬ１の２次巻線ｎ２３の電圧をランプ電圧
に相関を持つ電圧として検出しており、インダクタＬ１
の１次巻線ｎ１３と２次巻線ｎ２３との巻比を適宜に設
定すれば、ランプ電圧検出回路ＤＶ２に印加される電圧
を比較的低い電圧とすることができ、結果的にランプ電
圧検出回路ＤＶ２を低耐圧の部品のみで構成することが
可能になる。他の構成および動作は第３実施形態と同様
である。

【００７１】（第５実施形態）本実施形態は、図５に示
すように、図２に示した第２実施形態の構成から予熱ト
ランスＴ１とコンデンサＣ２とを省略し、インダクタＬ
１に２次巻線としての２個の予熱巻線ｎ２４，ｎ２５を
設けて、予熱巻線ｎ２４，ｎ２５の出力によって放電灯
Ｌａの各フィラメントｆ１，ｆ２を予熱するように構成
してある。また、各予熱巻線ｎ２４，ｎ２５と各フィラ
メントｆ１，ｆ２との間には、それぞれ減流要素Ｚ１，
Ｚ２を挿入してある。減流要素Ｚ１，Ｚ２には容量性の
交流インピーダンス要素を用いる。つまり、インダクタ
Ｌ１と減流要素Ｚ１，Ｚ２とにより予熱回路４を構成し
てある。

【００７２】また、本実施形態では共振用のコンデンサ
Ｃ１を放電灯Ｌａの両端間に接続するのではなく、イン
ダクタＬ１の１次巻線ｎ１４とコンデンサＣ１との接続
点から放電灯Ｌ１の一方のフィラメントｆ２に至る経路
上にコンデンサＣ４と抵抗Ｒ４との並列回路を挿入して
ある。したがって、コンデンサＣ４も共振回路２の一部
を構成する。要するに、共振回路２は、インバータ回路
１の出力電圧が印加されるインダクタＬ１とコンデンサ
Ｃ１との直列回路と、放電灯Ｌａとの直列回路がコンデ
ンサＣ１の両端間に接続されるコンデンサＣ４とを備え
ている。本実施形態では第２実施形態と同様の構成の直
流成分検出回路７を用いており、コンデンサＣ４に並列
接続した抵抗Ｒ４は、放電灯Ｌａの片側エミレス時に直
流成分が通過する経路を形成して直流成分検出回路７で
の直流成分の検出を可能とするために設けてある。

【００７３】ここで、インバータ回路１を高周波信号源
とみなすと、インダクタＬ１とコンデンサＣ１とからな
る直列共振回路に対して、放電灯ＬａはコンデンサＣ４
との直列回路がコンデンサＣ１に並列接続された形にな
り、インダクタＬ１とコンデンサＣ４とからなる直列共
振回路に対して放電灯Ｌａは当該直列共振回路を通して
電力供給がなされる形になっている。インバータ回路１
の出力周波数は各直列共振回路の共振周波数よりも高く
設定され、共振周波数が高いほどコンデンサＣ１の両端
電圧は低下して放電灯Ｌａに印加される電圧が低下し、
一方でコンデンサＣ４を通過する電流が増加することに
なる。

【００７４】また、本実施形態では、放電灯Ｌａのフィ
ラメントｆ１，ｆ２への予熱電流を共振回路２に設けた
インダクタＬ１の２次巻線ｎ２４，ｎ２５から取り出し
ており、インダクタＬ１の１次巻線ｎ１４はインバータ
回路１の出力を放電灯Ｌａに供給する経路に挿入されて
いるから、放電灯Ｌａのランプ電流に応じてインダクタ
Ｌ１の２次巻線ｎ２４，ｎ２５の出力電圧は変化する。
つまり、調光制御を行うためにインバータ回路１の出力
周波数を変化させるとインダクタＬ１の２次巻線ｎ２
４，ｎ２５の出力電圧が変化する。ただし、各２次巻線
ｎ２４，ｎ２５と各フィラメントｆ１，ｆ２との間には
容量性の減流要素Ｚ１，Ｚ２を挿入しているから、イン
バータ回路１の出力周波数が高いほど減流要素Ｚ１，Ｚ
２のインピーダンスが小さくなる。つまり、２次巻線ｎ
２４，ｎ２４の誘起電圧が低いほど減流要素Ｚ１，Ｚ２
のインピーダンスが小さくなり、結果的にインバータ回
路１の出力周波数の変化に対する予熱電流の変化は比較
的小さくなる。要するに、インバータ回路１の出力周波
数の変化に対する各フィラメントｆ１，ｆ２のフィラメ
ント電圧の変化が抑制されているのであって、調光制御
を行うためにインバータ回路１の出力周波数を変化させ
ても、フィラメント電圧を監視する簡単な構成を用いて
放電灯Ｌａの寿命末期のような異常を検出することが可
能になる。

【００７５】ところで、本実施形態の構成において、高
周波専用の蛍光ランプであるＦＨＴ２４に合わせて定数
を設定した場合のランプ電流とフィラメント電圧との関
係を図６に示す。正常な放電灯Ｌａでは図６に実線で代
表値を示しているように、調光制御を行ってランプ電流
を変化させても、フィラメント電圧の変化の範囲は比較
的狭くなる。一方、フィラメントｆ１のエミッタが減少
した寿命末期の直前では、図６に×印で示しているよう
に、フィラメント電圧のばらつきの範囲の最大値は、ラ
ンプ電流が１５０〜３００ｍＡの範囲ではほぼ一定であ
るが、ランプ電流が１５０ｍＡより小さくなると急に上
昇する。

【００７６】また、フィラメントｆ１のエミッタが完全
に消耗した寿命末期においてはフィラメント電圧がさら
に上昇する。つまり、寿命末期のフィラメント電圧は、
図６に示すランプ電流の最小値に対応する寿命末期の直
前でのフィラメント電圧のばらつきの範囲の最大値より
も上昇するから、たとえば図６に示す電圧ＶＡを閾値と
して電圧ＶＡを越えると寿命末期と判定することが可能
である。ここに、ランプ電流の最小値は放電灯Ｌａの調
光範囲の最小レベルに対応し、図６では５０ｍＡ付近に
なっている。

【００７７】一方、上述したようにランプ電流が１５０
〜３００ｍＡの範囲においては、寿命末期の直前におけ
るフィラメント電圧のばらつきの最大値がほぼ一定であ
るから、ランプ電流が１５０〜３００ｍＡの範囲では、
寿命末期の判定を図６に破線で示す電圧によって判定す
ることが可能である。ここに、ＦＨＴ２４の定格電流は
３００ｍＡであって、ランプ電流が１５０ｍＡであると
きには調光比は約７０％であるから、調光比が７０〜１
００％の範囲（つまり、規定値を７０％にとり、調光比
が７０％以上の範囲としている）ではフィラメント電圧
に対して寿命末期を判定する閾値を、ランプ電流が１５
０ｍＡ以下の範囲よりも低い一定値に設定することが可
能であり、寿命末期を迅速に検出することが可能にな
る。つまり、調光比を７０〜１００％の範囲で変化させ
るように調光回路５の調光範囲を制限するのであれば、
ランプ電圧が大きく上昇する前にインバータ回路１の動
作を停止させることが可能になり、より確実に回路を保
護することが可能になる。他の構成は第２実施形態と同
様である。

【００７８】（第６実施形態）本実施形態は、図７に示
すように、図６に示した第５実施形態の構成における直
流成分検出回路７を省略するとともに、２個のコンデン
サＣ１，Ｃ４の直列回路の両端間に放電灯Ｌａとランプ
電流検出回路ＤＩ１との直列回路を接続し、さらに放電
灯Ｌａのランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路ＤＶ
１を設けたものである。したがって、ランプ電流検出回
路ＤＩ１は予熱回路４からフィラメントｆ１，ｆ２への
予熱電流が流れる経路には挿入されず、予熱電流の影響
を受けることなくランプ電流を検出できるように配置し
てある。

【００７９】ランプ電流検出回路ＤＩ１の出力は、制御
回路３において調光回路５と周波数制御回路３１との間
に挿入したフィードバック制御回路３３に入力される。
フィードバック制御回路３３では、調光信号Ｄｉｍに対
応する調光回路５の出力値を目標値とし、ランプ電流検
出回路ＤＩ１において検出されるランプ電流が目標値に
保たれるように、周波数制御回路３１の出力周波数つま
りインバータ回路１の出力周波数を制御する。したがっ
て、本実施形態では放電灯Ｌａのランプ電流が調光信号
Ｄｉｍに応じた一定値に保たれることになる。

【００８０】ところで、本実施形態は、定格電力は異な
るが全光束が得られるランプ電流がほぼ等しくなるよう
に設計された放電灯Ｌａを適合ランプとするものであっ
て、従来の技術として説明したように、この種の放電灯
Ｌａには高周波専用ランプであるＦＨＴ４２、ＦＨＴ３
２、ＦＨＴ２４がある。これらの放電灯Ｌａの定格ラン
プ電流はほぼ同じ値であって、フィラメントｆ１，ｆ２
にもほぼ同仕様のものが用いられている。したがって、
これらの放電灯Ｌａを上述のようにランプ電流を一定値
に保つ制御（定値制御）を行う本実施形態の構成の適合
ランプとして点灯させることが可能である。

【００８１】ここで、本実施形態において定格電力の異
なる放電灯Ｌａを用いる場合の寿命末期の検出動作につ
いて考察する。以下では、放電灯Ｌａとして高周波専用
の蛍光ランプであるＦＨＴ４２とＦＨＴ２４とを用いる
場合を想定する。ＦＨＴ３２についてはＦＨＴ４２とＦ
ＨＴ２４との両方の中間の特性を備えるから、ＦＨＴ４
２とＦＨＴ２４との両方で寿命末期を検出することがで
きれば、ＦＨＴ３２についても寿命末期を検出すること
が可能である。

【００８２】ＦＨＴ４２とＦＨＴ２４とをそれぞれ点灯
させた場合のランプ電流とフィラメント電圧との関係を
図８に示す。図８において破線はＦＨＴ４２の正常時の
代表値を示し、実線はＦＨＴ２４の正常時の代表値を示
す。また、●印および×印はフィラメントｆ１，ｆ２の
エミッタが減少した寿命末期の直前での特性を示し、●
印はＦＨＴ４２、×印はＦＨＴ２４を示している。

【００８３】図８によれば、寿命末期の直前におけるフ
ィラメント電圧のばらつきの範囲の最大値は、ランプ電
流が１５０〜３００ｍＡの範囲ではＦＨＴ２４のほうが
ＦＨＴ４２よりも大きく、ランプ電流が１５０ｍＡ以下
の範囲ではＦＨＴ４２のほうがＦＨＴ２４よりも大きく
なる。つまり、放電灯Ｌａを調光制御することによって
ランプ電流が変化したときの寿命末期の直前でのフィラ
メント電圧の最大値の変化は放電灯Ｌａの定格電力によ
って異なることがわかる。

【００８４】従来の技術として説明したように、正常な
放電灯Ｌａの定格点灯時のランプ電圧は、ＦＨＴ４２で
は約１３５Ｖであり、ＦＨＴ２４では約８０Ｖである
が、温度特性等を考慮するとＦＨＴ２４の寿命末期での
ランプ電圧がＦＨＴ４２の定格点灯時のランプ電圧に近
い値になることがある。したがって、ＦＨＴ４２とＦＨ
Ｔ２４との両方を適合ランプとする放電灯点灯装置で
は、ランプ電圧によって放電灯Ｌａの寿命末期を判定す
る技術を採用すると、ランプの種類に応じて寿命末期を
判定するための判定値を切り換えなければならず構成が
複雑になるという問題が生じる。そこで、フィラメント
電圧によって放電灯Ｌａの寿命末期を検出する技術を採
用することによってこの種の問題を解決することができ
ると考えられる。ただし、フィラメント電圧はランプ電
圧と正の相関があるから、フィラメント電圧はＦＨＴ４
２のほうがＦＨＴ２４よりも高くなりやすく、判定値を
一定値に設定すると、ＦＨＴ４２の寿命末期を検出する
場合に比較してＦＨＴ２４の寿命末期を検出するときの
ほうが、ランプ電圧の上昇率が大きくなる可能性があ
る。

【００８５】さらに、高周波専用の蛍光ランプであるＦ
ＨＴ２４、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ４２では、バルブに封入
されている放電ガスの組成に相違があり、放電ガスの組
成は陰極降下電圧に影響する。したがって、第１実施形
態ないし第４実施形態として示した４つの実施形態のよ
うに予熱トランスＴ１を用いた予熱回路４を採用して予
熱電流をほぼ一定に保ったとしても、ＦＨＴ４２のフィ
ラメント電圧はやや高くなる傾向がある。つまり、第１
実施形態ないし第４実施形態の構成を用いてもフィラメ
ント電圧のばらつきを完全に除去することはできない。

【００８６】これに対して、本実施形態ではコンデンサ
Ｃ４を含む共振回路を設けていることによって、第５実
施形態と同様に１５０〜３００ｍＡの範囲では正常点灯
時においてＦＨＴ２４のフィラメント電圧のほうが高く
なる。つまり、ランプ電流が１５０〜３００ｍＡの範囲
になるように調光するときには、フィラメント電圧に対
する寿命末期の判定値をＦＨＴ２４のフィラメント電圧
を基準にして設定することができ、結果的にＦＨＴ４２
に比較してＦＨＴ２４の寿命末期の検出が容易になる。
他の構成は第５実施形態と同様である。

【００８７】（第７実施形態）本実施形態は、図９に示
すように、図７に示した第６実施形態の構成に、フィラ
メント電圧による放電灯Ｌａの寿命末期の判定の有効・
無効を指示するための２値信号を発生する停止回路８を
付加したものである。停止回路８は、調光回路５からの
出力を閾値Ｖｔｈと比較するコンパレータＣＰであっ
て、調光信号Ｄｉｍにより指示された調光比の大小に応
じた２値信号を出力する。停止回路８の出力はＶｆレベ
ル検出回路ＤＦ１の出力とともに比較回路ＣＰ１に入力
される。ここに、調光信号Ｄｉｍにより指示された調光
比が小さい範囲（光出力を小さくする範囲）では停止回
路３の出力がＬレベルになるように停止回路８を構成し
てある。また、停止回路８の出力とＶｆレベル検出回路
ＤＦ１の出力とは一方がＬレベルになると比較回路ＣＰ
１への入力がＬレベルになるように接続されている。し
たがって、停止回路８の出力がＬレベルになると、比較
回路ＣＰ１の出力はＬレベルになり、フィラメント電圧
を検出するＶｆレベル検出回路ＤＦ１の動作は無効にな
る。言い換えると、調光信号Ｄｉｍにより指示された調
光比が、閾値Ｖｔｈに対応する調光比よりも大きい範囲
ではフィラメント電圧によって放電灯Ｌａの寿命末期を
検出する動作が有効になり、閾値Ｖｔｈに対応する調光
比よりも小さい範囲ではフィラメント電圧によって放電
灯Ｌａの寿命末期を検出する動作が無効になるのであ
る。

【００８８】第６実施形態において説明した図８によれ
ば、ランプ電流が１５０〜３００ｍＡの範囲では定格電
力の異なる放電灯Ｌａであっても寿命末期の直前でのフ
ィラメント電圧の最大値にばらつきが比較的少なく、し
たがって比較回路ＣＰ１の閾値Ｖｔｈ１を一定値に設定
しても、放電灯Ｌａの寿命末期をフィラメント電圧によ
って検出することが可能である。しかしながら、ランプ
電流が１５０ｍＡ以下になる範囲では正常点灯時のフィ
ラメント電圧が上昇するから、正常点灯時であっても閾
値Ｖｔｈ１を越えることがあり、結果的に寿命末期を誤
検知する可能性が高くなる。そこで、本実施形態では調
光比が小さい範囲では、フィラメント電圧による寿命末
期の判定を無効にすることによって、正常点灯時に誤検
知によって寿命末期と判定されるのを防止しているので
ある。

【００８９】たとえば、高周波専用の蛍光ランプである
ＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４では定格ランプ電
流が３００ｍＡであって、１５０ｍＡのランプ電流は７
０％の調光比に対応する。つまり、本実施形態において
上述のようにランプ電流が１５０ｍＡになる範囲ではフ
ィラメント電圧の検出による寿命末期の判定を行わない
ようにすることによって、定格点灯（１００％）から調
光比が７０％である範囲においては第６実施形態と同様
にフィラメント電圧に基づいて放電灯Ｌａの寿命末期を
検出することができ、調光比が７０％以下になるとフィ
ラメント電圧に基づく放電灯Ｌａの寿命末期の判定を行
わず、ランプ電圧のみによって放電灯Ｌａの寿命末期の
判定を行うのである。

【００９０】高周波専用の蛍光ランプであるＦＨＴ４２
とＦＨＴ２４とについて、調光制御を行った場合のラン
プ電流とランプ電圧との関係を図１０に示す。図１０に
おいて実線はＦＨＴ４２の特性を示し、破線はＦＨＴ２
４の特性を示す。また、図１０において一点鎖線は、共
振回路２を適宜に構成した場合の放電灯Ｌａへの最大供
給電圧を示す。図示例ではランプ電流が１５０ｍＡ以下
になると最大供給電圧が急上昇するように設定してあ
る。共振回路２の特性を図１０のように設定することに
よって、１５０ｍＡ以下ではランプ電圧のみで放電灯Ｌ
ａの寿命末期を容易に判定することができる。

【００９１】上述のように、調光比が７０〜１００％の
範囲ではフィラメント電圧を用いて放電灯Ｌａの寿命末
期を検出し、調光比が７０％以下の範囲ではフィラメン
ト電圧を用いずにランプ電圧によって放電灯Ｌａの寿命
末期を検出するとともにランプ電圧による寿命末期の検
出が容易になるように共振回路２を設計しておくことに
よって、たとえば調光比が２５〜１００％の範囲におい
て寿命末期を確実に検出することが可能になる。他の構
成および動作は第６実施形態と同様である。

【００９２】（第８実施形態）本実施形態は、図１１に
示すように、図７に示した第６実施形態におけるランプ
電流検出回路ＤＩ１に、放電灯Ｌａを通過する電流の直
流成分を検出する機能も併せ持たせ、ランプ電圧検出回
路ＤＶ１を省略した構成を有する。ランプ電流検出回路
ＤＩ１は、回路グランド（直流電源回路ＤＣの負極）と
放電灯Ｌａの一方のフィラメントｆ１の一端との間に１
次巻線ｎ１６を挿入した電流トランスＣＴ１を備え、電
流トランスＣＴ１には２個の２次巻線ｎ２６，ｎ２７が
設けられる。一方の２次巻線ｎ２６の出力は整流回路Ｒ
Ｅを通して電流検出抵抗Ｒｓの両端に印加され、電流検
出抵抗Ｒｓの両端電圧がフィードバック制御回路３３に
入力される。他方の２次巻線ｎ２７にはランプ電流から
直流成分を検出する直流成分検出回路７が設けられる。
直流成分検出回路７は２次巻線ｎ２７の出力を平滑した
電圧を出力する。ここに、減流要素Ｚ１，Ｚ２としては
コンデンサＣｚ１，Ｃｚ２を用いており、インバータ回
路１の出力周波数が高く放電灯Ｌａへのランプ電流が減
少してインダクタＬ１に設けた２次巻線ｎ２４，ｎ２５
の出力が減少すると、コンデンサＣｚ１，Ｃｚ２のイン
ピーダンスが小さくなり、フィラメントｆ１，ｆ２に流
れる電流の変化を抑制する。言い換えると、調光制御を
行ってもフィラメントｆ１，ｆ２に流れる電流の変化を
小さくすることができる。

【００９３】本実施形態では、フィラメント電圧を検出
するＶｆレベル検出回路ＤＦ１の出力と、上述した直流
成分検出回路７の出力とが判別回路６に入力され、いず
れか一方が判別回路６に設定されている閾値以上になる
と、インバータ回路１の出力を低減させるように判別回
路６から周波数制御回路３１に対して出力周波数の変更
が指示される。つまり、放電灯Ｌａが寿命末期になると
インバータ回路１の出力が低減されるのである。

【００９４】また、本実施形態のフィードバック制御回
路３３は、オペアンプＯＰ１に抵抗ＲｉとコンデンサＣ
ｉとダイオードＤｉとを付加して構成した積分回路であ
って、電流トランスＣＴ１の２次巻線ｎ２６の出力とし
て検出されるランプ電流の平均値を求めるように構成さ
れている。オペアンプＯＰ１の非反転入力端には調光回
路５の出力が入力され、フィードバック制御回路３３で
はランプ電流が調光信号Ｄｉｍにより指示された調光比
が保たれるように周波数制御回路３１の出力周波数を制
御する。つまり、放電灯Ｌａのランプ電流が調光信号Ｄ
ｉｍに対応する電流値に保たれるようにインバータ回路
１の出力が制御される。

【００９５】本実施形態の構成では、ランプ電流検出回
路ＤＩ１を構成する電流トランスＣＴ１が、放電灯Ｌａ
のランプ電流を調光信号Ｄｉｍに対応する電流値に保つ
ようにフィードバック制御するためのランプ電流の検出
機能と、片側エミレスを検出して放電灯Ｌａの寿命末期
を判断するためのランプ電流の検出機能とに兼用される
から、部品点数の増加を抑制し回路構成を簡略化するこ
とができる。しかも、本実施形態では放電灯Ｌａの低電
圧側においてランプ電流を検出することによって片側エ
ミレスを検出するから、ランプ電圧を検出する構成に比
較すると低耐圧の部品で実現することが可能になる。他
の構成および動作は第６実施形態と同様である。

【００９６】（第９実施形態）本実施形態は、図１２に
示すように、図１１に示した第８実施形態の構成におい
てフィードバック制御回路３３の出力（オペアンプＯＰ
１の出力）を判別回路６に入力するようにしたものであ
る。

【００９７】ところで、放電灯Ｌａには点灯時間の経過
に伴ってランプ電流が減少するとともにランプ電圧が上
昇する傾向があり、フィードバック制御回路３３ではラ
ンプ電流を一定に保つように制御するから、フィードバ
ック制御回路３３の出力電圧（オペアンプＯＰ１の出力
電圧）は放電灯Ｌａの点灯時間の経過に伴って単調に上
昇（設計によっては低下）することになる。つまり、フ
ィードバック制御回路３３の出力電圧を監視すれば、放
電灯Ｌａのランプ電圧の上昇の目安を得ることができ、
結果的に放電灯Ｌａの寿命末期を検出することが可能に
なる。

【００９８】本実施形態ではこの現象を利用しているの
であって、判別回路６においてフィードバック制御回路
３３の出力電圧も総合的に考慮して放電灯Ｌａの寿命末
期を検出しているのである。他の構成および効果は第８
実施形態と同様である。

【００９９】なお、上述した各実施形態は例示的に示し
たものであって本発明は実施形態の構成に限定されるも
のではなく、各実施形態に示した構成を適宜に組み合わ
せることが可能である。

【０１００】

【発明の効果】請求項１の発明は、直流電源からの直流
電圧を高周波交番電圧に電力変換するインバータ回路
と、インバータ回路の出力周波数を変化させる制御回路
と、フィラメントを備えた放電灯を含みインバータ回路
の出力周波数が変化すると放電灯への印加電圧を変化さ
せる共振回路と、放電灯のランプ電流が外部からの調光
信号で指示された調光レベルに対応するように制御回路
を通してインバータ回路の出力周波数を制御する調光回
路と、放電灯のフィラメントの両端電圧を検出するフィ
ラメント電圧検出回路と、フィラメント電圧検出回路で
検出されたフィラメントの両端電圧の上昇時に放電灯の
異常と判別してインバータ回路から放電灯への供給電力
を減少させる方向に制御回路に指示する判別回路と、イ
ンバータ回路の出力の一部を用いて放電灯のフィラメン
トに予熱電流を流すとともに予熱電流がインバータ回路
の出力周波数の変化に依存しない予熱回路とを備えるも
のであり、予熱回路からインバータ回路の動作中にフィ
ラメントに常時供給される予熱電流がインバータ回路の
出力周波数に依存しないから、調光制御によってインバ
ータ回路の出力周波数が変化しても予熱電流はほぼ一定
に保たれ、インバータ回路の出力周波数を変化させて放
電灯を調光する構成を採用しながらも、フィラメントの
両端電圧を検出して放電灯の異常を正確に検出すること
が可能になる。

【０１０１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱回路が、インバータ回路の出力電圧が１次
巻線とコンデンサとの直列回路に印加される予熱トラン
スを備え、予熱トランスの２次巻線である予熱巻線から
前記放電灯のフィラメントに予熱電流を流すものであ
り、予熱トランスの１次巻線にはインバータ回路の出力
周波数にほとんど影響されない電流を流すことができる
から、調光制御によってインバータ回路の出力周波数が
変化してもフィラメントに流す予熱電流の変化を小さく
することができ、結果的にフィラメントの両端電圧によ
って放電灯の異常を検出する構成を調光制御が可能なイ
ンバータ回路と組み合わせて用いることができる。

【０１０２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱回路が、前記インダクタと、インダクタに
設けた２次巻線と放電灯のフィラメントとの間に挿入さ
れた容量性の減流要素とからなるものであり、インバー
タ回路の出力周波数の変化によってインダクタを通過す
る電流は変化するが、インダクタの２次巻線には容量性
の減流要素を介してフィラメントを接続しているから、
フィラメントを通過する電流の変化を抑制することがで
きる。つまり、フィラメントの両端電圧によって放電灯
の異常を検出する構成を調光制御が可能なインバータ回
路と組み合わせて用いることができる。

【０１０３】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、前記放電灯に印加される電圧と前記
放電灯を通過する電流との少なくとも一方の直流成分を
検出する直流成分検出回路が付加され、前記フィラメン
ト電圧検出回路が前記放電灯の一方のフィラメントの両
端電圧を検出し、前記判別回路がフィラメント電圧検出
回路で検出されたフィラメントの両端電圧に加えて直流
成分検出回路で検出される直流成分により放電灯の正常
・異常を判別し、フィラメントの両端電圧の上昇と直流
成分の発生との少なくとも一方の状態が生じると放電灯
の異常と判別するものであり、放電灯に印加される電圧
と放電灯を通過する電流との少なくとも一方について直
流成分を検出し、この直流成分をフィラメントの両端電
圧とともに放電灯の正常・異常の判別に用いるから、請
求項１の発明と同様に放電灯の異常を正確に検出するこ
とが可能になる。

【０１０４】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記直流成分検出回路が、前記インバータ回路の出
力電圧が印加される抵抗とコンデンサとの直列回路であ
って、コンデンサの両端電圧を直流成分に相当する電圧
としたものであり、放電灯の両端に印加される電圧の直
流成分を抵抗とコンデンサとを用いた簡単な構成で実現
することができる。

【０１０５】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、前記放電灯の両端電圧であるランプ
電圧を検出するランプ電圧検出回路が付加され、前記フ
ィラメント電圧検出回路が前記放電灯の一方のフィラメ
ントの両端電圧を検出し、前記判別回路が、フィラメン
ト電圧検出回路で検出されたフィラメントの両端電圧
と、ランプ電圧検出回路で検出されるランプ電圧との少
なくとも一方が上昇すると放電灯の異常と判別するもの
であり、フィラメントの両端電圧だけではなくランプ電
圧を併用して放電灯の正常・異常を判別するから、仮に
フィラメントが短絡していてフィラメントの両端電圧で
は放電灯の異常が検出されない場合でもランプ電圧の上
昇によって放電灯の異常を判別することが可能になる。

【０１０６】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記インバータ回路が、前記直流電
源の両端間に接続され高周波で交互にオンオフされる２
個のスイッチング素子の直列回路からなり、直流電源の
負極側に接続されたスイッチング素子の両端間に直流カ
ット用のコンデンサと前記放電灯とを含む直列回路が接
続され、前記フィラメント電圧検出回路が、放電灯のフ
ィラメントのうち直流電源の負極側のフィラメントのみ
について両端電圧を検出するものであり、直流電源の負
極側においてのみフィラメントの両端電圧を検出するか
ら、フィラメント電圧検出回路に印加される電圧はフィ
ラメントの両端電圧のみであって、構成部品として低耐
圧のものを用いることができ、結果的に比較的低コスト
で提供することができる。

【０１０７】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
７の発明において、前記共振回路が、前記インバータ回
路の出力電圧が印加されるインダクタと第１のコンデン
サとの直列回路と、第１のコンデンサの両端間に前記放
電灯との直列回路が接続される第２のコンデンサとから
なるものであり、インバータ回路の出力周波数の変化に
よって第１のコンデンサの両端電圧が下がれば第２のコ
ンデンサのインピーダンスが低下して放電灯に供給され
る電流を増加させるから、調光制御時においても放電灯
に比較的大きい電流を流すことが可能であって、調光比
を小さくしても放電灯を安定に点灯させることが可能に
なる。

【０１０８】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
８の発明において、前記放電灯を通過するランプ電流を
検出するランプ電流検出回路が付加され、前記制御回路
が、ランプ電流検出回路で検出されるランプ電流が前記
調光信号に相当する目標値に保たれるようにインバータ
回路の出力周波数をフィードバック制御するフィードバ
ック制御回路を備えるものであり、放電灯を通過する電
流を調光信号により指示された調光比に相当する電流に
保つことができ、放電灯の点灯中における光出力の変化
を小さくすることができる。

【０１０９】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項９の発明において、前記調光信号により指示された調
光比が規定値以下である間に前記判別回路による前記放
電灯の正常・異常の判別を停止させる停止回路が付加さ
れたものであり、放電灯が寿命末期の直前であるとフィ
ラメントの両端電圧のばらつきが大きくなるが、ばらつ
きの範囲内での最大値は調光比が既定値以上である間に
はほとんど変化しないという知見に基づいて停止回路を
設けているのであって、調光比が判別回路での判別が停
止回路によって停止されない範囲であればフィラメント
の両端電圧に対して正常・異常を判別する判定値を比較
的小さく設定することによって放電灯の異常が発見しや
すくなる。また、調光比が規定値以下になると停止回路
によって判別回路の動作を停止させるから、放電灯に異
常が生じていないときに異常と判定するのを防止するこ
とができる。

【０１１０】請求項１１の発明は、請求項９の発明にお
いて、電力の定格値が異なりかつランプ電流の定格値が
ほぼ等しい複数種類の放電灯が適合するものであって、
１台の放電灯点灯装置を電力の定格値が異なる複数種類
の放電灯で共用することができる。その結果、複数種類
の放電灯に対応した照明器具について放電灯点灯装置に
ついては同設計のものを用いることができ、部品の共用
化によるコストの低減が可能になる。

【０１１１】請求項１２の発明は、請求項９ないし請求
項１１の発明において、前記ランプ電流検出回路で検出
されるランプ電流から直流成分を検出する直流成分検出
回路が付加され、前記フィラメント電圧検出回路が前記
放電灯の一方のフィラメントの両端電圧を検出し、前記
判別回路がフィラメント電圧検出回路で検出されたフィ
ラメントの両端電圧に加えて直流成分検出回路で検出さ
れる直流成分により放電灯の正常・異常を判別し、フィ
ラメントの両端電圧の上昇と直流成分の発生との少なく
とも一方の状態が生じると放電灯の異常と判別するもの
であり、放電灯を通過する電流の直流成分をフィラメン
トの両端電圧とともに放電灯の正常・異常の判別に用い
るから、請求項１の発明と同様に放電灯の異常を正確に
検出することが可能になる。しかも、ランプ電流検出回
路で検出されるランプ電流から直流成分を検出するか
ら、直流成分検出回路の構成部品がランプ電流検出回路
の構成部品の少なくとも一部と共用されることになり、
結果的に部品点数の削減につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す回路図である。

【図２】本発明の第２実施形態を示す回路図である。

【図３】本発明の第３実施形態を示す回路図である。

【図４】本発明の第４実施形態を示す回路図である。

【図５】本発明の第５実施形態を示す回路図である。

【図６】同上の動作説明図である。

【図７】本発明の第６実施形態を示す回路図である。

【図８】同上の動作説明図である。

【図９】本発明の第７実施形態を示す回路図である。

【図１０】同上の動作説明図である。

【図１１】本発明の第８実施形態を示す要部回路図であ
る。

【図１２】本発明の第９実施形態を示す要部回路図であ
る。

【図１３】従来例を示す回路図である。

【図１４】他の従来例を示す要部回路図である。

【図１５】さらに他の従来例を示す要部回路図である。

【図１６】別の従来例を示す要部回路図である。

【図１７】さらに別の従来例を示す要部回路図である。

【図１８】従来例の問題点を示す動作説明図である。

【図１９】図１３に示した従来例の動作原理の説明図で
ある。

【図２０】図１３に示した従来例の動作原理の説明図で
ある。

【図２１】図１３に示した従来例の動作原理の説明図で
ある。

【図２２】図１３に示した従来例の動作原理の説明図で
ある。

【符号の説明】

１インバータ回路２共振回路３制御回路４予熱回路５調光回路６判別回路７直流成分検出回路８停止回路３３フィードバック制御回路Ｃ０（直流カット用）コンデンサＣ１コンデンサＣ２コンデンサＣ３コンデンサＣ４コンデンサＤＦ１，ＤＦ２フィラメント電圧検出回路ＤＩ１ランプ電流検出回路ＤＶ１ランプ電圧検出回路Ｅ直流電源ｆ１，ｆ２フィラメントＬ１インダクタＬａ放電灯ｎ１１１次巻線ｎ２１，ｎ２２予熱巻線Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子Ｒ３抵抗Ｔ１予熱トランスＺ１，Ｚ２減流要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者万波寛明大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者濱本勝信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 AA02 AB09 AC02 AC11 BA03 BC01 CA16 DB01 DD03 DD04 DE02 EA01 EB03 EB07 EB10 GA02 GB12 HA05 HA06 3K098 CC07 CC17 CC41 CC57 CC60 DD22 DD36 DD37 DD43 EE03 EE12 EE14 EE20 EE31 EE32 EE40 FF04 FF07 FF14 FF20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源からの直流電圧を高周波交番電
圧に電力変換するインバータ回路と、インバータ回路の
出力周波数を変化させる制御回路と、フィラメントを備
えた放電灯を含みインバータ回路の出力周波数が変化す
ると放電灯への印加電圧を変化させる共振回路と、放電
灯のランプ電流が外部からの調光信号で指示された調光
レベルに対応するように制御回路を通してインバータ回
路の出力周波数を制御する調光回路と、放電灯のフィラ
メントの両端電圧を検出するフィラメント電圧検出回路
と、フィラメント電圧検出回路で検出されたフィラメン
トの両端電圧の上昇時に放電灯の異常と判別してインバ
ータ回路から放電灯への供給電力を減少させる方向に制
御回路に指示する判別回路と、インバータ回路の出力の
一部を用いて放電灯のフィラメントに予熱電流を流すと
ともに予熱電流がインバータ回路の出力周波数の変化に
依存しない予熱回路とを備えることを特徴とする放電灯
点灯装置。
【請求項２】前記予熱回路は、インバータ回路の出力
電圧が１次巻線とコンデンサとの直列回路に印加される
予熱トランスを備え、予熱トランスの２次巻線である予
熱巻線から前記放電灯のフィラメントに予熱電流を流す
ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】前記予熱回路が、前記インダクタと、イ
ンダクタに設けた２次巻線と放電灯のフィラメントとの
間に挿入された容量性の減流要素とからなることを特徴
とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】前記放電灯に印加される電圧と前記放電
灯を通過する電流との少なくとも一方の直流成分を検出
する直流成分検出回路が付加され、前記フィラメント電
圧検出回路が前記放電灯の一方のフィラメントの両端電
圧を検出し、前記判別回路がフィラメント電圧検出回路
で検出されたフィラメントの両端電圧に加えて直流成分
検出回路で検出される直流成分により放電灯の正常・異
常を判別し、フィラメントの両端電圧の上昇と直流成分
の発生との少なくとも一方の状態が生じると放電灯の異
常と判別することを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】前記直流成分検出回路は、前記インバー
タ回路の出力電圧が印加される抵抗とコンデンサとの直
列回路であって、コンデンサの両端電圧を直流成分に相
当する電圧としたことを特徴とする請求項４記載の放電
灯点灯装置。
【請求項６】前記放電灯の両端電圧であるランプ電圧
を検出するランプ電圧検出回路が付加され、前記フィラ
メント電圧検出回路が前記放電灯の一方のフィラメント
の両端電圧を検出し、前記判別回路が、フィラメント電
圧検出回路で検出されたフィラメントの両端電圧と、ラ
ンプ電圧検出回路で検出されるランプ電圧との少なくと
も一方が上昇すると放電灯の異常と判別することを特徴
とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の
放電灯点灯装置。
【請求項７】前記インバータ回路が、前記直流電源の
両端間に接続され高周波で交互にオンオフされる２個の
スイッチング素子の直列回路からなり、直流電源の負極
側に接続されたスイッチング素子の両端間に直流カット
用のコンデンサと前記放電灯とを含む直列回路が接続さ
れ、前記フィラメント電圧検出回路が、放電灯のフィラ
メントのうち直流電源の負極側のフィラメントのみにつ
いて両端電圧を検出することを特徴とする請求項１ない
し請求項６のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】前記共振回路が、前記インバータ回路の
出力電圧が印加されるインダクタと第１のコンデンサと
の直列回路と、第１のコンデンサの両端間に前記放電灯
との直列回路が接続される第２のコンデンサとからなる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１
項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】前記放電灯を通過するランプ電流を検出
するランプ電流検出回路が付加され、前記制御回路が、
ランプ電流検出回路で検出されるランプ電流が前記調光
信号に相当する目標値に保たれるようにインバータ回路
の出力周波数をフィードバック制御するフィードバック
制御回路を備えることを特徴とする請求項１ないし請求
項８のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】前記調光信号により指示された調光比
が規定値以下である間に前記判別回路による前記放電灯
の正常・異常の判別を停止させる停止回路が付加された
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１
項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】電力の定格値が異なりかつランプ電流
の定格値がほぼ等しい複数種類の放電灯が適合すること
を特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
【請求項１２】前記ランプ電流検出回路で検出される
ランプ電流から直流成分を検出する直流成分検出回路が
付加され、前記フィラメント電圧検出回路が前記放電灯
の一方のフィラメントの両端電圧を検出し、前記判別回
路がフィラメント電圧検出回路で検出されたフィラメン
トの両端電圧に加えて直流成分検出回路で検出される直
流成分により放電灯の正常・異常を判別し、フィラメン
トの両端電圧の上昇と直流成分の発生との少なくとも一
方の状態が生じると放電灯の異常と判別することを特徴
とする請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載
の放電灯点灯装置。
【請求項１３】前記放電灯が高周波専用の蛍光ランプ
であることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のい
ずれか１項に記載の放電灯点灯装置。