JP2003297596A

JP2003297596A - 放電ランプ点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JP2003297596A
Application number: JP2002097664A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kamata; 征彦鎌田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電源投入から制御回路が動作するまでの期間に
バイポーラトランジスタがオンしないようにした放電ラ
ンプ点灯装置の提供。【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を用いた一石電圧共振形イ
ンバータ回路ＨＦＩにおいて、２次巻線に誘起する電圧
により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ＣＴと；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Ｑ２と、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、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発振器を含む制御回路ＣＣと；
電源投入から前記制御回路の動作開始までにベース電流
遮断手段が遮断状態を維持するように制御する状態制御
手段ＳＣと；を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は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のような高耐電圧品
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、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。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。そして、バイポーラトラン
ジスタのターンオフを可飽和トランスによって制御する
方式は、その回路が簡素にできる利点をもつが、可飽和
トランスの特性やばらつきの影響を受けやすく信頼性の
点で不利である。そこで、ターンオンは、トランスによ
る電流帰還で行い、ターンオフは制御回路によってバイ
ポーラトランジスタのベース電流を遮断することにより
行う技術が開発されつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ター
ンオフを制御回路によって行う場合、主電源投入から制
御回路が動作するまでの期間においては、インバータ回
路構成によっては電流帰還制御の作用によりバイポーラ
トランジスタがオン状態となってしまった場合、オン状
態が継続してトランジスタのスイッチング動作が適切に
なされないことがある。

【０００５】本発明は、電源投入から制御回路が動作す
るまでの期間においてバイポーラトランジスタがオンし
ないようにした放電ランプ点灯装置および照明装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明は、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；１次
巻線が前記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；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；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発振器を含む制御回路
と；電源投入から前記制御回路の動作開始までの期間に
前記ベース電流遮断手段が遮断状態を維持するように制
御する状態制御手段と；を具備していることを特徴とす
る。

【０００７】本発明によると、状態制御手段は、電源投
入から制御回路の動作開始までの期間に前記ベース電流
遮断手段が遮断状態を維持するように制御する。例え
ば、バイポーラトランジスタの駆動回路は、電流帰還回
路、ベース電流遮断手段、バイポーラトランジスタの起
動抵抗、これによる起動電流を阻止するダイオード、ベ
ース逆電流を流せるダイオード、ベース電流遮断手段の
ゲートと制御電源回路間に接続される抵抗で構成され
る。また、インバータ回路の共振回路は、コンデンサと
インダクタが直列に接続され直流電源の端子間に接続さ
れている。この回路構成において、電源が投入される
と、電源回路によって制御電源回路に電源が供給され
る。同時にベース電流遮断手段のゲート端子に電圧信号
が入力されベース電流遮断手段はオンしてバイポーラト
ランジスタのベース−エミッタ間を短絡する。一方、上
記共振回路が直流電源に対して並列に接続されているの
で、共振回路のコンデンサを充電するまで共振回路に電
流が流れる。共振回路に電流が流れるとトランスを介し
て放電ランプを含む負荷回路に電流が流れて負荷回路に
接続されている電流帰還用カレントトランスに電流が流
れる。そして、電流が帰還されてベース電流が供給され
るようになる。しかし、制御電源によってベース電流遮
断手段がオンしているので、バイポーラトランジスタは
オンすることはない。

【０００８】したがって、制御回路が動作する前に、ベ
ース電流遮断手段を制御することにより、制御回路の動
作前にバイポーラトランジスタがオンしてしまうことが
なく、異常動作を未然に防止することができる。

【０００９】請求項２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。なお、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。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は、本発明の一実施の形態を示す放電
ランプ点灯装置の回路図である。図において、ＡＳは低
周波交流電源、ＤＣは直流電源、ＨＦＩは一石電圧共振
形インバータ、ＳＣは状態制御手段、ＣＣは制御回路、
ＤＬ１およびＤＬ２は放電ランプ、ＬＥＤはランプ寿命
末期検出回路、ＬＭＤはランプ装着検出回路、Ｖ_ＬＤは
ランプ電圧検出回路である。以下、構成ごとに説明す
る。

【００１２】低周波交流電源ＡＳは、商用１００Ｖ交流
電源からなる。直流電源ＤＣは、ノイズフィルタＮＦ、
整流回路ＦＢＲ、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。

【００１３】なお、直流電源の平滑回路としては、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。また、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。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。

【００１４】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およびバルーントランスＢＴから
なる。

【００１５】整流回路ＦＢＲは、ブリッジ形全波整流回
路からなる。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。

【００１６】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Ｌ２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。

【００１７】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Ｌ３および出力トランスＯＴにより構成されている。

【００１８】なお、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。

【００１９】電圧共振回路ＲＣは、インダクタＬ４およ
びコンデンサＣ５の直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、直流電源ＤＣの負極に接続してい
る。

【００２０】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。

【００２１】そして、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。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。

【００２２】制御スイッチＱ２は、電流容量の小さいＭ
ＯＳＦＥＴ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ＤＬ
１、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ＯＴ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ｗｏ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ｗ
ｄを磁気結合している。

【００２３】状態制御手段ＳＣは、電源投入から制御回
路ＣＣの動作開始までの期間に前記ベース電流遮断手段
Ｑ２が遮断状態を維持するように制御する。すなわち、
バイポーラトランジスタＱ１の駆動回路は、電流帰還回
路ＣＦＣ、ベース電流遮断手段Ｑ２、バイポーラトラン
ジスタＱ１の起動抵抗Ｒｓ、これによる起動電流を阻止
するダイオードＤ３、ベース逆電流を流せるダイオード
Ｄ６、ベース電流遮断手段Ｑ２であるＭＯＳＦＥＴのゲ
ートと制御電源回路ＣＶ間に接続される抵抗Ｒ１６で構
成される。インバータ主回路ＨＦＩの共振回路は、コン
デンサＣ５とインダクタＬ４が直列に接続され直流電源
ＤＣの端子間に接続されている。

【００２４】電源が投入されると、電源回路によって制
御電源回路ＣＶに電源が供給される。同時にベース電流
遮断手段Ｑ２のゲート端子に電圧信号が入力されベース
電流遮断手段Ｑ２はオンしてバイポーラトランジスタＱ
１のベース−エミッタ間を短絡する。一方、上記共振回
路が直流電源ＤＣに対して並列に接続されているので、
共振回路のコンデンサＣ５を充電するまで共振回路に電
流が流れる。共振回路に電流が流れるとトランスＯＴを
介して放電ランプを含む負荷回路に電流が流れて負荷回
路に接続されている電流帰還用カレントトランスＣＴの
巻線ｗ１に電流が流れる。したがって、電流が帰還され
てベース電流が供給されるようになる。しかし、制御電
源によってベース電流遮断手段Ｑ２がオンしているの
で、バイポーラトランジスタＱ１はオンすることはな
い。

【００２５】したがって、制御回路ＣＣが動作する前
に、ベース電流遮断手段Ｑ２を制御することにより、制
御回路ＣＣの動作前にバイポーラトランジスタＱ１がオ
ンしてしまうことがなく、異常動作を未然に防止するこ
とができる。

【００２６】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Ｄ
ＣＣ、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。

【００２７】なお、制御回路は、集積回路を主体として
構成される。この集積回路は、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。

【００２８】また、本実施の形態の制御回路ＣＣは、各
端子Reset、Stop、Is、OUT、Vref１、Vcc、Trc、ＶL、
Ｖs、RTon1、RTon2、CTC、Rtoffを備えている。端子Rse
t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Ｃ
Ｄ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Vref1には、外部において抵抗器Ｒsを介して
電流帰還回路ＣＦＣ、後述するタイマ回路ＴＣの時定数
回路ｔｃおよび端子Stopにそれぞれ接続する。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ｔｃ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CTCには、外部に発振器Ｏ
ＳＣの外付け回路部品であるタイミングコンデンサＣ１
１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。

【００２９】タイマ手段ＴＣ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。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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】ランプ装着検出回路ＬＭＤは、複数の抵抗
器が直流電源ＤＣの正極に接続している。ランプ電圧検
出回路Ｖ_ＬＤは、ランプ電圧を検出し、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。そのため、ランプ電圧が一定化される。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】次に、本実施の形態のバイポーラトランジ
スタのスイッチング動作について以下に説明する。上記
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。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。

【００３６】そこで、本実施の形態では、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。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。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。

【００３７】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。

【００３８】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ＭＯＳＦ
ＥＴ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。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。

【００３９】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。

【００４０】図２は、本実施の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。

【００４１】図３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。図
において、１１はシャーシ、１２は反射板、１３Ａ、１
３Ｂ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。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１１ａ（図においては、
下向きになっている。）が形成されている。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。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
３７３ｍｍ、環内径３４０ｍｍ、定格ランプ電力３４Ｗ
／４８Ｗである。環形蛍光ランプ１３Ｂは、管径１６．
５ｍｍ、環外径２２５ｍｍ、環内径１９２ｍｍ、定格ラ
ンプ電力２０Ｗ／２８Ｗである。環形蛍光ランプ１３
Ａ、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１５に対する所要の接続が行われる
ように構成されている。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１４ａ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。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。

【００４２】なお、高周波点灯装置１５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。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。

【００４３】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。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。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。

【００４４】

【発明の効果】請求項１の発明は、電源投入から制御回
路の動作開始までの期間に前記ベース電流遮断手段が遮
断状態を維持するように制御する状態制御手段を有する
ので、制御回路の動作前にバイポーラトランジスタがオ
ンしてしまうことがなく、異常動作を未然に防止するこ
とができる。

【００４５】請求項２の発明は、請求項１記載の放電ラ
ンプ点灯装置を具備しているので、異常動作の少ない照
明装置を得ることがてきる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す放電ランプ点灯装
置の回路図。

【図２】同じく、本実施の形態の放電ランプ点灯装置の
各部における電圧、電流波形を示す波形図。

【図３】本発明の一実施の形態を示す照明装置としての
シーリングライトを示す概念的断面図。

【符号の説明】

ＤＣ…直流電源、ＨＦＩ…一石電圧共振形インバータ回
路、ＤＬ１，ＤＬ２…放電ランプ、ＣＴ…カレントトラ
ンス、Ｑ２…ベース電流遮断手段、ＣＣ…制御回路およ
びＳＣ…状態制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA02 AB03 AC02 AC11 BA03 BB01 CA12 DB02 DB03 DC08 DD03 DD04 DE02 DE04 DE06 EA01 EA02 EB05 EB07 FA02 FA05 GA01 GB04 GC02 HA05 HA06 HB02

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；１次巻線が前記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；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；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発
振器を含む制御回路と；電源投入から前記制御回路の動
作開始までの期間に前記ベース電流遮断手段が遮断状態
を維持するように制御する状態制御手段と；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２】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
た請求項１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。