JP2003317989A - 無電極放電ランプ点灯装置、電球形無電極蛍光ランプおよび放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相制御された交流電圧の導通期間を正確に
検出し、安定な調光動作を実現する放電ランプ点灯装置
を提供すること。 【解決手段】 調光器２により位相制御された交流電圧
を直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部５と、前記ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換部５の出力を高周波に変換し、放電ランプに印加
して放電ランプを間欠駆動するＤＣ／ＡＣ変換部６と、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部６を間欠駆動させる調光指令信号
を発生し、前記調光指令信号をフォトカプラ９を介して
ＤＣ／ＡＣ変換部６に出力する調光制御部７とを有し、
且つ、前記位相制御された電圧のターン・オン及びター
ン・オフのタイミングと、前記ＤＣ／ＡＣ変換部６の駆
動のオン及びオフとのタイミングとを、それぞれ、同期
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電ランプ
点灯装置、電球形無電極蛍光ランプ及び放電ランプ点灯
装置に関する。特に白熱電球用調光器でランプを調光す
る点灯装置に関する。

【０００２】

【従来技術】蛍光ランプは、白熱電球に比べて効率が高
く、且つ長寿命であることから地球環境保護並びに経済
性の観点から広く普及している。また近年、蛍光ランプ
と点灯回路とが一体化された電球形蛍光ランプが、住
宅、ホテル、レストランなどで省エネルギー光源として
注目され、電球に代えてそのまま利用できる手軽さもあ
り益々普及する趨勢にある。

【０００３】さらに最近、電極の無い無電極電球形蛍光
ランプが、従来の有電極の電球形蛍光ランプに比べて寿
命が数倍も長いことから経済的な光源として注目され、
需要が増加する傾向にある。

【０００４】一方、住宅やホテルでは、人々は、読書を
したり、あるいは家族との団欒を楽しんだり、と色々な
生活行為を行っており、これらの生活行為に合わせた快
適な光環境とするため、それぞれの場にふさわしい明る
さとすることが求められている。電球の場合には、市販
の電球用調光器を利用することで容易に明るさを変える
ことができる。白熱電球の調光は、商用電源電圧をオン
／オフし、そのオン期間を変えることによって明るさを
変える方法、すなわち位相制御された電圧を白熱電球に
入力するために電球用調光器を利用する方法が一般的で
ある。一方、電球形蛍光ランプの場合にも、電球の場合
と同様に既存の電球用調光器を利用して明るさを変える
ことが求められているが、蛍光ランプの発光は、放電に
よるものであるので、電球のように供給電力を単に調整
するだけでは、実際に使用できるレベルの、調光可能な
蛍光ランプを実現することは難しい（例えば、特許文献
１，２，３および４参照）。

【０００５】

【特許文献１】特開平１１−１１１４８６号公報

【特許文献２】特許第２８３１０１６号公報

【特許文献３】特開平２−１９９７９６号公報

【特許文献４】特開２０００−２６８９９２号公報

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】最近、電球の場合と同
様に既存の電球用調光器を利用して明るさを変えたいと
いうユーザーのニーズに応えて、電球用調光器に接続し
て調光点灯できる有電極の電球形蛍光ランプが開発され
た（特許文献１）。しかしながら、無電極の電球形蛍光
ランプで調光可能なものは、いまだ開発されていないの
が実情である。

【０００７】また、調光可能な前記有電極の蛍光ランプ
を調光点灯する場合、この蛍光ランプは市販の電球用調
光器に接続して用いられることが多い。この場合、市販
の電球用調光器としてはどの電球用調光器を用いても原
理的には調光できるはずであるが、電球用調光器によっ
てはランプが正常に調光点灯できず、チラツキを生じた
り、蛍光ランプが点灯しにくいといった不具合が生じる
ことがあることを本願発明者らは実際の試験により見つ
けだした。

【０００８】本発明は、上述した課題を解決するための
もので、チラツキや点灯のしにくさを防止し、安定な調
光動作を実現する無電極放電ランプ点灯装置、電球形無
電極蛍光ランプおよび放電ランプ点灯装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】また本発明は、位相制御された電圧の導通
期間の全期間を通して電気エネルギーを供給し、放電ラ
ンプを点灯するようにすることで調光範囲を従来の点灯
装置に比べてより広くすることを他の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無電極放電
ランプ点灯装置は、無電極放電ランプと、調光器によっ
て位相制御された交流電圧を直流電圧に変換して出力す
るＡＣ／ＤＣ変換部と、前記直流電圧を高周波電圧に変
換し、当該高周波電圧によって、前記無電極放電ランプ
を点灯させる点灯期間と前記無電極放電ランプを消灯す
る消灯期間とで前記無電極放電ランプを間欠駆動するＤ
Ｃ／ＡＣ変換部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換部に、点灯期間
と消灯期間との比を変える調光指令信号を出力する調光
制御部とを備える無電極放電ランプ点灯装置であって、
前記調光制御部は、前記位相制御された交流電圧のター
ン・オンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オン
と前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミン
グと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠
駆動の消灯とのタイミングとを、それぞれ実質的に同期
させる。

【００１１】ある好適な実施形態において、前記ＤＣ／
ＡＣ変換部は、前記高周波電圧を前記無電極放電ランプ
に印加して点灯させる点灯期間と、前記高周波電圧の発
生を停止して前記無電極放電ランプを消灯する消灯期間
とで前記無電極放電ランプを間欠駆動する。

【００１２】また、ある好適な実施形態において、前記
ＤＣ／ＡＣ変換部は、前記無電極放電ランプが点灯する
高周波電圧に前記直流電圧を変換して前記無電極放電ラ
ンプに印加する点灯期間と、前記無電極放電ランプが点
灯しない高周波電圧に前記直流電圧を変換して前記無電
極放電ランプに印加する消灯期間とで、前記無電極放電
ランプを間欠駆動する。

【００１３】さらに、別の好適な実施形態において、前
記ＤＣ／ＡＣ変換部は、少なくとも１つのスイッチング
素子を有し、前記直流電圧を高周波電圧に変換して前記
無電極放電ランプに印加する場合に、前記スイッチング
素子のゲート・ソース間の電圧を変えることによって、
前記無電極放電ランプを点灯させる点灯期間と前記無電
極放電ランプに前記点灯期間よりも少ない電流を流して
消灯する消灯期間とで前記無電極放電ランプを間欠駆動
する。

【００１４】また、前記調光制御部は、前記調光指令信
号を前記ＤＣ／ＡＣ変換部に伝達する手段としてフォト
カプラを備えることが好ましい。

【００１５】本発明に係る電球形無電極蛍光ランプは、
無電極蛍光ランプと、前記無電極蛍光ランプに高周波電
圧を印加する点灯回路と、前記点灯回路に電気的に接続
された口金とを備え、前記無電極蛍光ランプと前記点灯
回路と前記口金とは一体に組み立てられており、前記点
灯回路は、調光器によって位相制御された交流電圧を直
流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部と、前記直
流電圧を高周波電圧に変換し、当該高周波電圧によっ
て、前記無電極放電ランプを点灯させる点灯期間と前記
無電極放電ランプを消灯する消灯期間とで前記無電極放
電ランプを間欠駆動するＤＣ／ＡＣ変換部と、前記ＤＣ
／ＡＣ変換部に、点灯期間と消灯期間との比を変える調
光指令信号を出力する調光制御部とを含んでおり、前記
調光制御部は、前記位相制御された交流電圧のターン・
オンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オンと前
記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミング
と、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆
動の消灯とのタイミングとを、それぞれ実質的に同期さ
せる。

【００１６】前記調光制御部は、前記調光制御部は、前
記調光器によって位相制御された交流電圧を入力する調
光信号入力部と、当該調光信号入力部に接続されたフォ
トカプラと、当該フォトカプラからの前記調光指令信号
を前記ＤＣ／ＡＣ変換部に伝達する調光指令信号部とを
備えることが好ましい。

【００１７】本発明に係る第１の放電ランプ点灯装置
は、放電ランプと、調光器によって位相制御された交流
電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部
と、前記直流電圧を高周波電圧に変換して、当該高周波
電圧を前記放電ランプに印加して点灯させる点灯期間
と、前記高周波電圧の発生を停止して前記放電ランプを
消灯する消灯期間とで前記放電ランプを間欠駆動するＤ
Ｃ／ＡＣ変換部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換部に、点灯期間
と消灯期間との比を変える調光指令信号を出力する調光
制御部とを備える放電ランプ点灯装置であって、前記調
光制御部は、前記位相制御された交流電圧のターン・オ
ンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オンと前記
ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミングと、
前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の
消灯とのタイミングとのずれ量を一定に維持する。

【００１８】本発明に係る第２の放電ランプ点灯装置
は、放電ランプと、調光器によって位相制御された交流
電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部
と、前記放電ランプが点灯する高周波電圧に前記直流電
圧を変換して前記放電ランプに印加する点灯期間と、前
記放電ランプが点灯しない高周波電圧に前記直流電圧を
変換して前記放電ランプに印加する消灯期間とで、前記
放電ランプを間欠駆動するＤＣ／ＡＣ変換部と、前記Ｄ
Ｃ／ＡＣ変換部に、点灯期間と消灯期間との比を変える
調光指令信号を出力する調光制御部とを備える放電ラン
プ点灯装置であって、前記調光制御部は、前記位相制御
された交流電圧のターン・オンとターン・オフとを検出
し、前記ターン・オンと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆
動の点灯とのタイミングと、前記ターン・オフと前記Ｄ
Ｃ／ＡＣ変換部の間欠駆動の消灯とのタイミングとのず
れ量を一定に維持する。

【００１９】本発明に係る第３の放電ランプ点灯装置
は、放電ランプと、調光器によって位相制御された交流
電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部
と、少なくとも１つのスイッチング素子を有し、前記直
流電圧を高周波電圧に変換して前記放電ランプに印加す
る場合に、前記スイッチング素子のゲート・ソース間の
電圧を変えることによって、前記放電ランプを点灯させ
る点灯期間と前記放電ランプに前記点灯期間よりも少な
い電流を流して消灯する消灯期間とで前記放電ランプを
間欠駆動するＤＣ／ＡＣ変換部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換
部に、点灯期間と消灯期間との比を変える調光指令信号
を出力する調光制御部とを備える放電ランプ点灯装置で
あって、前記調光制御部は、前記位相制御された交流電
圧のターン・オンとターン・オフとを検出し、前記ター
ン・オンと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯との
タイミングと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換
部の間欠駆動の消灯とのタイミングとのずれ量を一定に
維持する。

【００２０】好適な実施形態において、前記調光制御部
は、前記位相制御された交流電圧のターン・オンとター
ン・オフとを検出し、前記ターン・オンと前記ＤＣ／Ａ
Ｃ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミングと、前記ター
ン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の消灯との
タイミングとの前記ずれ量を実質的にゼロに維持する。

【００２１】また、好適な実施形態において、前記調光
制御部は、前記調光指令信号を前記ＤＣ／ＡＣ変換部に
伝達する手段としてフォトカプラを備える。

【００２２】さらに、好適な実施形態において、前記放
電ランプは、電極を有する有電極蛍光ランプである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について詳細
説明をするに先立ち、本発明にあたって事前検討した事
項について述べる。

【００２４】まず、図８に示す、特許文献１における従
来の有電極の放電ランプ点灯装置について検討した。こ
の放電ランプ点灯装置は、インバータ回路の動作周波数
を変えて調光する周波数変化方式を用いており、入力さ
れる位相制御された電圧の導通角、すなわち電圧の導通
期間（オン期間）に応じて蛍光ランプの明るさを変える
ものである。

【００２５】図８に示した放電ランプ点灯装置は、商用
電源１０１に接続された位相制御装置１０２と、高周波
発生装置１０３と、蛍光ランプ１０８とを備えており、
さらに位相制御電圧の導通角を検出する検知手段１０
９、および、蛍光ランプの光出力を検出する光検出部１
１０を備えている。また高周波発生装置１０３は、高周
波阻止フィルタ１０４と、整流装置１０５と、位相制御
された電圧を平滑化直流電圧に変換する平滑化直流電圧
変換部１０６と、直流化変換電圧を高周波に変換するイ
ンバータ部１０７とから構成されている。インバータ部
１０７は、スイッチング部１７１と、スイッチング部１
０７を制御する信号を発する発振制御部１７２とから構
成されている。また検知手段１０９は、検知した導通角
に応じてインバータ部１０７の発振制御部の出力周波数
を変化させる。出力周波数を変化させることで放電ラン
プからの発光出力が変化する。一方、光検出部１１０
は、光検出量に応じて発振制御部１７２の出力周波数を
変化させる。

【００２６】この周波数変化方式による調光方法では、
インバータのスイッチング周波数（動作周波数）をかな
り広く変える必要があり、スイッチング素子を駆動する
駆動回路を広い周波数範囲で応答可能なものにする必要
がある。さらに、インバータのスイッチング周波数を広
い範囲で変化させるためにノイズ対策が複雑となり、コ
ストが高くなることが指摘されている（特許文献２）。

【００２７】また別の調光方法として、電源からの交流
電力をトライアックで位相制御し、さらに全波整流した
出力をインバータ回路に供給し、その高周波出力を放電
ランプに供給することでランプ電流を制限し調光する位
相制御方式がある。しかし、この位相制御方式では、ト
ライアックの導通角をπに近づけて調光を深くしていく
と放電ランプの立ち消えやチラツキ等の現象が生ずる。
このような位相制御方式を電球用調光器を通した電気入
力に接続する放電ランプ点灯装置に用いると、放電ラン
プの立ち消えやチラツキが一層発生しやすくなる。

【００２８】この位相制御方式において調光を深くした
ときに生ずる立ち消えやチラツキ現象を解消する調光方
式として、インバータ回路のスイッチング周波数を一定
にしておき、スイッチング素子のオン時間と、オフ時間
との比率を変え、放電ランプに高電圧を間欠的に印加す
ることにより調光する間欠駆動方式があり、たとえば、
特許文献３、特許文献４で開示されている。

【００２９】しかしながら、この間欠駆動方式を用いて
も、電球用調光器によってはランプがちらついたり点灯
しにくいといった不具合が生じることがある。本願発明
者らは、この不具合の原因は、主として調光指令信号
が、電球用調光器のトライアックにより位相制御された
電圧のターン・オンと、ターン・オフとに同期していな
いことにより、放電ランプの点灯に必要なエネルギーが
供給されないためと考えた。ここで、同期とは、調光指
令信号とターン・オン／ターン・オフとが時間的に一致
していること、あるいは常に一定のずれ時間で生じてい
ることである。特に、無電極蛍光ランプにあっては、こ
の無電極蛍光ランプに供給する電気エネルギーをインバ
ータ回路のスイッチング素子をオン、オフして間欠駆動
する場合、スイッチング素子をオンして無電極蛍光ラン
プを始動させるとき、瞬時的に大きな電気エネルギーの
供給を必要とするが、調光指令信号が位相制御された電
圧のターン・オン／ターン・オフに同期していないと、
ランプの始動毎に電圧の大きさが変わるので、ランプが
ちらついてしまうと考えた。このため無電極蛍光ランプ
においては、トライアックで位相制御された電圧のター
ン・オンのタイミングを、正確に検知手段により検知
し、これに基づいて発生した調光指令信号によってイン
バータ回路のスイッチング素子を位相制御された電圧の
ターン・オンのタイミングに同期してオンさせることを
思いついた。

【００３０】以上の検討より、本発明者らは、位相制御
電圧のターン・オン／ターン・オフのタイミングと、調
光指令信号のターン・オン／ターン・オフのタイミング
とを実質的に同期させる調光制御部を構成することによ
り、チラツキを生じず、安定な調光動作をする放電ラン
プ点灯装置を実現した。

【００３１】以下、図面を参照しながら、本発明による
実施の形態を説明する。以下の図面においては、簡素化
のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の
参照符号で示す。なお、本発明は、以下の実施の形態に
限定されない。

【００３２】（実施の形態１）図１は、本発明による実
施の形態１にかかる放電ランプ点灯装置の構成を模式的
に示している。

【００３３】本実施の形態１の放電ランプ点灯装置は、
無電極蛍光ランプ３と、商用電源１の電圧を位相制御す
る調光器２と、前記調光器２で位相制御された電圧のタ
ーン・オンおよびターン・オフに応じて無電極蛍光ラン
プ３を点灯制御する点灯回路４とで構成されている。商
用電源１は、例えば６０Ｈｚ、１００Ｖの交流電源であ
り、調光器２に接続されている。調光器２は、トライア
ックを用いた周知の位相制御を利用した調光器で、市販
の白熱電球用調光器を用いることができる。

【００３４】点灯回路４は、ＡＣ／ＤＣ変換部５と、Ｄ
Ｃ／ＡＣ変換部６と、調光制御部７とで構成されてい
る。なお、ここで言うＡＣ／ＤＣ変換部５、ＤＣ／ＡＣ
変換部および調光制御部７なる用語の概念は、それぞ
れ、特許文献１において、平滑化直流電圧変換部、イン
バータ部および検知手段という用語で表現されているも
のに相当する。

【００３５】ＡＣ／ＤＣ変換部５は、調光器２から供給
される位相制御された電圧を直流に変換する。このＡＣ
／ＤＣ変換部としては、周知のものを利用すれば良く、
例えばダイオード・ブリッジと平滑用コンデンサなど、
を利用したものを用いることができる。

【００３６】またＤＣ／ＡＣ変換部６は、発振部２４、
スイッチ回路２５、駆動回路１１、ＭＯＳＦＥＴ１２，
１３、共振用インダクタ１４、共振用コンデンサ１７，
１８とで構成されている。共振用コンデンサ１８に、誘
導コイル１９が直列に接続され、さらに誘導コイル１９
と共振用コンデンサ１８との直列回路は、共振用コンデ
ンサ１７に並列接続されている。誘導コイル１９と無電
極放電バルブ２０とで無電極蛍光ランプ３を構成してい
る。

【００３７】また調光制御部７は、調光器２により位相
制御された電圧を入力する調光制御信号入力部８と、フ
ォトカプラ９と、調光指令信号をＤＣ／ＡＣ変換部６に
伝達する調光指令信号部１０とで構成されている。

【００３８】本発明においてフォトカプラ９を用いた理
由は、調光器２で位相制御された電圧の変化に応じて、
調光指令信号を、スイッチ回路２５を介して、パワー回
路、すなわちＤＣ／ＡＣ変換回路の影響を受けること無
く、スイッチング素子１２，１３を駆動する駆動回路１
１にタイミング良く確実に伝達するためである。なお当
然のことながら、このためのフォトカプラ９としては、
立ち上がり時間、立ち下がり時間の早い高速応答のフォ
トカプラを用いている。

【００３９】以下、本実施の形態１の動作について間単
に説明する。

【００４０】商用電源１の出力電圧は調光器２で位相制
御され、調光器２で位相制御された交流電圧は、ＡＣ／
ＤＣ変換部５で直流電圧に変換される。

【００４１】ＡＣ／ＤＣ変換部５によって平滑化された
直流電圧は、ＤＣ／ＡＣ変換部６のＭＯＳＦＥＴ１２，
１３の駆動回路１１が、発振部２４の駆動周波数ｆ１
（Ｈｚ）、の出力で駆動され、ＭＯＳＦＥＴ１２と１３
が交互にオン、オフすることにより高周波電圧に変換さ
れる。この高周波電圧が、共振用インダクタ１４、共振
用コンデンサ１７，１８、誘導コイル１９からなる共振
回路に印加される。ここで、無電極蛍光ランプ３は、誘
導コイル１９と無電極放電バルブ２０とで構成されてい
るので、点灯回路４は、無電極蛍光ランプ３に高周波電
圧を印加するということができる。誘導コイル１９を流
れる電流によって無電極放電バルブ２０内に発生される
交流電磁界によって供給されるエネルギーにより、無電
極放電バルブ内に封入されている発光ガス（図示せず）
が励起され発光する。発光ガスとしては、例えば、水
銀、クリプトン、キセノンなど、あるいはこれらの混合
ガスが用いられる。

【００４２】なお、この場合、調光器２で位相制御され
た電圧のターン・オンとターン・オフのタイミングが調
光制御部７で検出され、このターン・オンとターン・オ
フとの間の期間（すなわち位相制御された電圧の導通期
間）、調光制御部７で発生された調光指令信号が、スイ
ッチ回路２５に伝達され続ける。調光指令信号がスイッ
チ回路２５に伝達されている期間（オン期間、または無
電極蛍光ランプの点灯期間）は、スイッチ回路がオンと
なり、ＭＯＳＦＥＴ１２，１３の駆動回路１１をオンさ
せ、これに対して調光指令信号がスイッチ回路２５に伝
達されていない期間（オフ期間、または無電極蛍光ラン
プの消灯期間）は、スイッチ回路が２５オフとなり、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１２，１３の駆動回路１１がオフとなる。ス
イッチ回路がオンの期間中、ＭＯＳＦＥＴ１２，１３
は、駆動周波数ｆ１（Ｈｚ）で、交互に、オン・オフを
繰り返す。調光器２により位相制御された電圧の導通期
間が変わることに応じて、調光制御部７からの調光指令
信号によって決まるスイッチ回路のオン期間とオフ期間
の比が変わり、これに応じてＭＯＳＦＥＴ１２，１３の
オン期間とオフ期間の比（デューティ比と呼ぶ）が変わ
る。このデューティー比を変えることで無電極蛍光ラン
プ３への電気エネルギー入力が変わり、無電極蛍光ラン
プ３の調光が行われる。

【００４３】調光制御部７の動作について今少し詳しく
説明する。

【００４４】以下、図１及び図２を参照しながら動作を
説明する。図２のａからｄまでの波形を示す４つの図に
おいて、横軸は時間軸であり、各図において共通尺度で
ある。

【００４５】図２のａは、調光器２で位相制御された電
圧の波形を示しており、この位相制御された電圧は、先
ず調光制御部７の調光制御信号入力部８に入力され、こ
の調光制御信号入力部８で全波整流され、さらにフォト
カプラ９を駆動するのに適当な電圧（例えば２Ｖ）に減
圧してフォトカプラ９に印加される。調光器２で位相制
御された電圧が、ターン・オンすると同時に、フォトカ
プラ９に入力される全波整流された電圧がターン・オン
し、さらにフォトカプラ９の立ち上がり時間（例えば２
０μｓ）後にフォトカプラ９に内蔵された発光ダイオー
ドが発光する。このダイオードの発光によりフォトカプ
ラ９を構成するトランジスタから、調光指令信号部１０
を介して調光指令信号がスイッチ回路２５に伝達され、
これによってＤＣ／ＡＣ変換部６のＭＯＳＦＥＴ１２，
１３が駆動周波数ｆ１（Ｈｚ）で駆動される。この調光
指令信号のオン状態は、調光器で位相制御された電圧が
ターン・オフされ、これによりフォトカプラ９の発光が
立ち下がり、調光指令信号がオフ状態となる時間まで持
続される。調光器で位相制御された電圧が再びターン・
オンされると、フォトカプラ９を介して調光指令信号が
オンされ、さらに位相制御された電圧がターン・オフさ
れると、フォトカプラ９を介してスイッチ回路２５に伝
達される調光指令信号がオフされ、ＤＣ／ＡＣ変換部６
のＭＯＳＦＥＴ１２，１３の駆動が停止する。

【００４６】このようにして調光指令信号のオン、オフ
が繰り返される状態を示す波形が、図２のｂに示されて
いる。この調光指令信号の波形（図２のｂ）とＭＯＳＦ
ＥＴ１２，１３の駆動との関係が分かるように、一例と
してＭＯＳＦＥＴ１２を取りあげ、このＭＯＳＦＥＴ１
２のドレイン電流の波形を、調光指令信号の波形（図２
のｂ）と時間軸を共通にして、図２のｃに示した。ＭＯ
ＳＦＥＴ１３のドレイン電流も、ＭＯＳＦＥＴ１２に関
して図２のｃに示したものと同様である。また、図２の
ｄに、無電極放電ランプからの発光波形を示した。図２
に示したように、フォトカプラ９を利用した調光制御部
７を設けることにより、調光器２により位相制御された
電圧のターン・オンおよびターン・オフに正確に同期し
てＭＯＳＦＥＴ１２、１３の駆動が、オン、オフされ、
これに呼応した無電極蛍光ランプ３からの発光出力が得
られることが実験的に確認された。なお、ここでの同期
とは、フォトカプラ９の立ち上がり時間、立ち下がり時
間等による短時間の遅れを含んだ実質的な同期のことで
ある。このような短時間の遅れは、入力交流電圧の周期
に比べて短いので、発光出力には影響はない。

【００４７】なお、本実施の形態１の無電極蛍光ランプ
におけるＤＣ／ＡＣ変換部６では、スイッチング素子と
してＭＯＳＦＥＴを用いたが、パワートランジスタを用
いたものであっても勿論良い。

【００４８】ここで、本実施の形態の電球形無電極蛍光
ランプにおいて点灯回路４が無電極蛍光ランプ３に印加
する高周波電圧の周波数について簡単に説明する。本実
施の形態における当該周波数は、実用的に一般的に使用
されているＩＳＭ帯の１３．５６ＭＨｚまたは数ＭＨｚ
と比べると、１ＭＨｚ以下（例えば、５０〜５００ｋＨ
ｚ）の比較的低い周波数の領域となっている。この低周
波数領域の周波数を使用する理由を述べると、次の通り
である。まず、１３．５６ＭＨｚまたは数ＭＨｚのよう
な比較的高い周波数領域で動作させる場合、点灯回路
（回路基板）内の高周波電源回路から発生するラインノ
イズを抑制するためのノイズフィルタが大型となり、高
周波電源回路の体積が大きくなってしまう。また、ラン
プから放射または伝播されるノイズが高周波ノイズの場
合、高周波ノイズには非常に厳しい規制が法令にて設け
られているため、その規制をクリアーするには、高価な
シールドを設けて使用する必要があり、コストダウンを
図る上で大きな障害となる。一方、５０ｋＨｚ〜１ＭＨ
ｚ程度の周波数領域で動作させる場合には、高周波電源
回路を構成する部材として、一般電子機器用の電子部品
として使用されている安価な汎用品を使用することがで
きるとともに、寸法の小さい部材を使用することが可能
となるため、コストダウンおよび小型化を図ることがで
き、利点が大きい。ただし、本実施の形態の無電極蛍光
ランプは、１ＭＨｚ以下の動作に限らず、１３．５６Ｍ
Ｈｚまたは数ＭＨｚ等の周波数の領域においても動作さ
せ得るものである。

【００４９】以上述べたように実施の形態１の放電ラン
プ点灯装置を用いることにより、調光器２で位相制御さ
れた電圧のターン・オン及びターン・オフに同期させ
て、ＤＣ／ＡＣ変換部６を間欠駆動させることにより、
調光用の無電極蛍光ランプを安定して調光点灯すること
ができ、解決すべき課題の項で述べたような不安定な点
灯によるチラツキや不点灯といった不具合が生ずること
はない。

【００５０】また、以上述べた本発明になる実施の形態
１で述べた放電ランプ点灯装置は、安定した調光という
ことだけでなく、位相制御された電圧のオン期間（導通
期間）に入力される電力を、この期間全体に渡って有効
に、最大限利用できる点灯装置である。換言すれば、位
相制御された電圧と必ずしも同期していないことによ
り、放電ランプへの電力供給期間が、位相制御された電
圧の導通期間よりも少なくなる従来の調光用点灯装置に
比べて調光範囲が広い点灯装置である。

【００５１】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
係る放電ランプ点灯装置は、実施の形態１の構成と類似
しており、実施の形態１とは調光制御部７が異なってい
る。

【００５２】本実施の形態が実施の形態１と異なってい
る点は、フォトカプラ９に実施の形態１のフォトカプラ
９よりも立ち上がり及び立ち下がり時間の長いものを用
いている点である。従って、本実施の形態の放電ランプ
点灯装置は、位相制御された電圧のターン・オン、ター
ン・オフに常に一定のずれ時間をもってＤＣ／ＡＣ変換
部６を同期させて間欠駆動させる。一定のずれ時間は、
フォトカプラ９の応答時間であって、例えば入力交流電
圧の周期の数％よりも長い時間である。

【００５３】次に、図１０をもとに本実施の形態の放電
ランプ点灯装置の動作と特性について説明する。

【００５４】図１０ａからｄまでの波形を示す図におい
て、横軸は時間軸であり、各図において共通尺度であ
る。図１０のａは、調光器２で位相制御された電圧の波
形を示している。この図から調光器２のトライアックの
導通角はπに近づいており、かなり深い調光が行われて
いる状態であることが分かる。

【００５５】図１０のｂは、図１０のａのような位相制
御された電圧が点灯回路４に入力されたとき、調光制御
部７からＤＣ／ＡＣ変換部６に送られる調光指令信号を
示している。図１０のａとｂとを比較すると分かるよう
に、位相制御電圧がターン・オンした後、調光制御部７
からの調光指令信号は時間Δｔだけ遅れてＤＣ／ＡＣ変
換部６に送られている。

【００５６】これに伴いＤＣ／ＡＣ変換部６のスイッチ
ング素子であるＭＯＳＦＥＴ１２のドレイン電流は、図
１０のｃに示す通りになる。ＭＯＳＦＥＴ１３のドレイ
ン電流も、図１０のｃで示されるものとほぼ同一である
ため図示していない。

【００５７】ＭＯＳＦＥＴ１２，１３のドレイン電流が
流れているときには、無電極蛍光ランプ３が発光し、そ
の発光出力は図１０のｄに示す通りである。ずれ時間△
ｔは一定であるので、発光出力も常に一定になり、無電
極蛍光ランプ３がちらつくことはない。

【００５８】ただし、ＭＯＳＦＥＴ１２，１３のドレイ
ン電流は、無電極蛍光ランプ３が始動するために大きな
エネルギーを必要とし、図１０のｃに示すように点灯す
る瞬間大きな電流が流れる。調光指令信号のターン・オ
ンが、位相制御電圧のターン・オンからΔｔ時間だけ遅
れることにより、ＭＯＳＦＥＴ１２，１３のドレイン電
流の立ち上がりが遅れ、その分だけ無電極蛍光ランプ３
に供給される高周波電力の供給時間が減少し発光時間が
短くなるだけでなく、位相制御電圧がターン・オンした
直後の位相制御電圧がもっとも高い状態でＤＣ／ＡＣ変
換部６の駆動が停止しているため、ずれ時間△ｔが実質
的にゼロの場合に比べ、無電極蛍光ランプ３の発光出力
が低下する。

【００５９】本実施の形態では、位相制御された交流電
圧のターン・オン、ターン・オフと、ＤＣ／ＡＣ変換部
６の間欠駆動の点灯、消灯のタイミングとのずれ量（時
間△ｔ）を一定に維持しているので、放電ランプのちら
つきを防止できる。このタイミングのずれは、本実施の
形態ではフォトカプラ９の応答時間を利用しているが、
遅延回路などを用いてずれ時間を設けても構わない。ま
た、ずれ時間△ｔが交流電圧の一周期よりも少し短い時
間の場合は、ＤＣ／ＡＣ変換部６の間欠駆動の点灯、消
灯のタイミングは、位相制御された交流電圧のターン・
オン、ターン・オフよりも前にずれているように観察さ
れるが、この場合も放電ランプのちらつきは防止され
る。なお、発光出力の低下を考慮すると、ずれ量は小さ
い方が好ましく、実質的にゼロであることがより好まし
い。

【００６０】（実施の形態３）本発明に係る実施の形態
３における放電ランプ点灯装置は、無電極蛍光ランプを
調光点灯する放電ランプ点灯装置であり、先に実施の形
態１の説明で述べた構成と類似しているが、ＤＣ／ＡＣ
変換部６の構成において異なっている。

【００６１】図３は、本発明の実施の形態３における放
電ランプ点灯装置の点灯回路を模式的に示したものであ
る。実施の形態１と同一の構成は、同一の符号を付して
重複した説明を省略する。

【００６２】図３において、ＤＣ／ＡＣ変換部６は、発
振部２４４、スイッチ回路２５５、駆動回路１１、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２，１３，共振用インダクタ１４，共振用コ
ンデンサ１７，１８とで構成されている。なお発振部２
４４は、発振周波数がｆ１（Ｈｚ）の発振部Ａと、発振
周波数がｆ２（Ｈｚ）の発振部Ｂとで構成されており、
周波数ｆ２は、周波数ｆ１よりも低い周波数に設定され
ている。駆動回路１１は、調光指令信号部１０から調光
指令信号がスイッチ回路２５５に出力されるときには発
振部Ａと接続され、また駆動回路１１は、調光指令信号
部１０から調光指令信号が駆動回路２５５に出力されな
いときには発振部Ｂと接続される構成となっている。

【００６３】以下本実施の形態３の動作について簡単に
説明する。

【００６４】本実施の形態３においても放電ランプの点
灯原理は、実施の形態１の場合と同じであり重複して説
明しない。

【００６５】調光器２から調光制御部７に入力される位
相制御された電圧に対する調光制御部７の動作も実施の
形態１の場合と基本的に同じであり詳しい説明を省略す
る。

【００６６】調光制御信号入力部８に入力された位相制
御された電圧から、先に実施の形態１で述べたようにフ
ォトカプラ９を利用する方法で、２値化した、オン、オ
フの調光指令信号出力を得ることができる。

【００６７】フォトカプラ９に内蔵されたトランジスタ
を介して調光指令信号がスイッチ回路２５５に伝達され
る、調光指令信号がオンのとき、スイッチ回路におい
て、発振周波数がｆ１（Ｈｚ）である発振部Ａと駆動回
路１１とが接続され、スイッチング素子たるＭＯＳＦＥ
Ｔ１２，１３は、スイッチング周波数ｆ１（Ｈｚ）で、
交互に、駆動する。これにより高周波電圧が発生し、無
電極蛍光ランプ３を点灯する。

【００６８】一方、フォトカプラ９に内蔵されたトラン
ジスタを介して調光指令信号がスイッチ回路２５５に伝
達されない、調光指令信号がオフのときには、スイッチ
回路２５５において、発振周波数がｆ２（Ｈｚ）である
発振部Ｂと駆動回路１１とが接続され、スイッチング素
子たるＭＯＳＦＥＴ１２と１３は、スイッチング周波数
ｆ２（Ｈｚ）で、交互に、駆動する。ただし、この場
合、発振部Ｂの周波数ｆ２（Ｈｚ）は、発振部Ａの周波
数ｆ１（Ｈｚ）に比べて低く設定されているため、無電
極蛍光ランプ３の誘導コイル１９を流れる高周波電流
は、調光指令信号がオンの場合に比べて少ない。このよ
うに発振部２４４の発振周波数の設定にあたっては、周
波数がｆ２（Ｈｚ）のとき誘導コイル１９を通して電流
は流れるが、無電極蛍光ランプ３は点灯しないように設
定してある。ｆ２（Ｈｚ）の周波数では、放電バルブ２
０の内部で放電が生じない、あるいは発光には不十分な
放電しか生じないからである。つまり、ｆ１（Ｈｚ）の
電圧が、無電極蛍光ランプ３が点灯する高周波電圧であ
り、ｆ２（Ｈｚ）の電圧が、無電極蛍光ランプ３が点灯
しない高周波電圧である。

【００６９】実施の形態３の動作の理解を助けるため
に、位相制御された電圧の電圧波形、調光指令信号の波
形、ＭＯＳＦＥＴ１２のドレイン電流の波形、および無
電極蛍光ランプ３からの発光出力の波形を、図４のａ、
ｂ、ｃ及びｄに、それぞれ示した。

【００７０】図２のｃと図４のｃとを比較すると、本実
施の形態３のように無電極蛍光ランプ３の消灯時間に、
点灯しない程度の電流を流しておいた場合（図４の
ｃ）、位相制御された電圧がターン・オンされたときの
無電極放電ランプからの発光出力は、実施の形態１で述
べた消灯時間に電流を流さない場合（図２のｃ）に比べ
てより少ない電流で立ち上がっていることが分かる。こ
れは、消灯時間においても無電極放電バルブ２０におい
て電離した発光ガスが存在しているため、次回に無電極
放電バルブ２０を点灯させるためのエネルギーが少なく
なるためのである。点灯させるためのエネルギーが少な
くなると、点灯が容易となり、その結果光束立ち上がり
も早くなる（図４のｄの発光出力の立ち上がりが、図２
のｄと比べて急峻になる）。

【００７１】以上述べた本実施の形態３の構成とするこ
とにより、無電極蛍光ランプ３の調光を深くして、ＤＣ
／ＡＣ変換部６のＭＯＳＦＥＴ１２，１３が駆動するオ
ン期間が短かく、すなわちデューティー比を小さくして
も、位相制御された電圧に同期した確実に調光点灯が可
能である。

【００７２】なお、本実施の形態では、発振部Ｂの周波
数ｆ２（Ｈｚ）が、発振部Ａの周波数ｆ１（Ｈｚ）より
低く設定したが、これと逆に、発振部Ｂの周波数ｆ２
（Ｈｚ）が、発振部Ａの周波数ｆ１（Ｈｚ）より高く設
定したものであっても良い。

【００７３】また、上記実施の形態３では、点灯期間
と、消灯期間とで、駆動周波数をｆ１と、ｆ２とに、そ
れぞれ、変えることによって、消灯期間に無電極放電バ
ルブ２０を流れる高周波電流が点灯期間に流れる高周波
電流よりも少なくした。これと同様に、点灯期間と消灯
期間とで、ＭＯＳＦＥＴ１２，１３のゲート・ソース間
の電圧を変えることよって、ドレイン電流を制御し、消
灯期間に放電バルブ２０を流れる高周波電流が、点灯期
間に流れる高周波電流よりも少なくなるようにしても実
施の形態３と同様な効果を得ることができる。

【００７４】（実施の形態４）実施の形態４は、本発明
の他の応用例に係る無電極放電ランプ点灯装置である。
なお、実施の形態１，３と同一の構成は、同一の符号を
付して説明を省略する。

【００７５】図５は、本発明の実施の形態４における無
電極放電ランプ点灯装置の回路図である。

【００７６】本無電極放電ランプ点灯装置は、無電極蛍
光ランプ３と、入力電圧を位相制御する調光器２と、前
記調光器２によって位相制御された電圧のターン・オン
とターン・オフとの期間、すなわち導通期間に同期し
て、前記無電極蛍光ランプ３を点灯制御する点灯回路４
とから構成されている。

【００７７】以下、本実施の形態４の無電極放電ランプ
点灯装置の構成と動作について説明する。

【００７８】点灯回路４は、ＡＣ／ＤＣ変換部５と、Ｄ
Ｃ／ＡＣ変換部６と、調光制御部７とで構成されてい
る。

【００７９】ＡＣ／ＤＣ変換部５は、ダイオードブリッ
ジＤＢ１と電解コンデンサＣ２とで構成されている。こ
のＡＣ／ＤＣ変換部５に、突入電流防止用の抵抗や雑音
防止フィルタが接続されていても勿論よい。

【００８０】電源が入力されると、調光器２で位相制御
された電圧は、ＡＣ／ＤＣ変換部５のダイオードブリッ
ジＤＢ１で整流され、さらに電解コンデンサＣ２で平滑
化され、この出力がＤＣ／ＡＣ変換部６に送られる。

【００８１】次に、ＤＣ／ＡＣ変換部６の構成と動作を
説明するにあたっては、先ず、調光制御部７から調光指
令信号がＤＣ／ＡＣ変換部６に送られず、すなわちトラ
ンジスタＱ４がオフであり、ＤＣ／ＡＣ変換部６のスイ
ッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１２，１３が、駆動し
ている状態を考え、この状態について説明する。

【００８２】商用電源１から調光器２に入力され，位相
制御された電圧はＡＣ／ＤＣ変換部５で整流され、平滑
コンデンサＣ２，ＤＣ／ＡＣ変換部６のＭＯＳＦＥＴ１
３のトリガコンデンサＣ４及びチャージポンプ回路機能
を果たすコンデンサＣ８を充電する。

【００８３】トリガコンデンサＣ４の充電電圧がチェナ
ーダイオードＺＤ４のチェナー電圧に達すると、抵抗Ｒ
２，Ｒ４，Ｒ３を通して電流が流れ、ＭＯＳＦＥＴ１３
のゲート・ソース間にゲート電圧が供給されてえ、ＭＯ
ＳＦＥＴ１３がオン状態になる。

【００８４】ＭＯＳＦＥＴ１３がオン状態になった当初
は、平滑コンデンサＣ２の電圧が電源電圧より低いた
め、電源１から調光器２、さらにＡＣ／ＤＣ変換部５を
介して、共振コンデンサ１８，１７、インダクタＬ１、
誘導コイル１９，トランスＣＴの一次巻線ＣＴ１、ＭＯ
ＳＦＥＴ１３を通して電流が流れる。

【００８５】一方、トランスＣＴの一次巻線ＣＴ１を流
れる電流によって、トランスＣＴの二次巻線ＣＴ３に誘
導電圧が発生し、ＭＯＳＦＥＴ１３にゲート電圧を供給
することができるため、ＭＯＳＦＥＴ１３はオン状態を
続ける。

【００８６】しかし、トランスＣＴの各巻線を流れる電
流が増加すると、一定時間経過後、トランスＣＴのコア
自体が磁気飽和し、トランスＣＴの二次巻線ＣＴ３の誘
導電圧が生じなくなり、ＭＯＳＦＥＴ１３のゲート電圧
が供給できなくなり、ＭＯＳＦＥＴ１３はオフとなる。

【００８７】なお、トランスＣＴの二次巻線ＣＴ２に接
続されるＭＯＳＦＥＴ１３と、トランスＣＴの二次巻線
ＣＴ３に接続されるＭＯＳＦＥＴ１２のゲート・ソース
間に流れる電流の方向が異なるため、ＭＯＳＦＥＴ１３
がオフ状態になると、ＭＯＳＦＥＴ１２のゲート電圧が
上昇する。したがって、かかる電圧上昇によってＭＯＳ
ＦＥＴ１２は、オン状態となる。

【００８８】ＭＯＳＦＥＴ１２がオン状態になると、電
流は、ＭＯＳＦＥＴ１２、トランスＣＴ、インダクタＬ
１、コンデンサＣ１７，コンデンサＣ１７に並列に接続
された、コンデンサ１８と誘導コイル１９の直列回路を
通して流れる。この電流は、インダクタＬ１、共振コン
デンサＣ１８，Ｃ１７及び誘導コイル１９とで共振す
る。

【００８９】さらに、電流トランスＣＴの各巻線を流れ
る電流が増加すると、再度、電流トランスＣＴのコア自
体が磁気飽和する。電流トランスＣＴのコアが磁気飽和
すると、二次巻線ＣＴ２の出力が無くなり、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２にゲート電圧を供給できなくなる。こうしてＭＯ
ＳＦＥＴ１２はオフ状態となる。

【００９０】以後、上述した動作を繰り返すことで、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１２とＭＯＳＦＥＴ１３において、駆動周波
数ｆ１（Ｈｚ）、例えば２００（ｋＨｚ）でオン状態と
オフ状態とを、交互に、切り替えることができる。

【００９１】これによってＤＣ／ＡＣ変換部６の共振回
路に高周波電圧を発生し、誘導コイル１９を介して無電
極放電バルブ２０に電磁エネルギーを供給し、無電極放
電バルブ２０の内部に封入された発光ガスを励起し紫外
放射を放射させ、この紫外放射によって無電極放電バル
ブ２０内部に塗布した蛍光体（図示せず）を励起発光さ
せ、無電極蛍光ランプ３を点灯することができる。

【００９２】次に、調光制御部７から調光指令信号がＤ
Ｃ／ＡＣ変換部６に伝達され、調光点灯が行われる場合
の動作について説明する。

【００９３】調光器２で位相制御された電圧（図４のａ
参照）を、抵抗Ｒ３０とＲ３１とでフォトカプラ９の駆
動に適切な電圧となるように分圧して、ダイオード・ブ
リッジＤＢ２に入力し、全波整流された電圧がフォトカ
プラ９のフォト・ダイオードに印加されるようになって
いる。したがって、位相制御された電圧がターン・オン
されると同時にフォトカプラ９のフォト・ダイオードに
全波整流された電圧が印加され、フォト・ダイオードが
発光し、これによりフォトカプラ９のフォト・トランジ
スタに電流が流れ、フォトカプラ９がオンとなる。

【００９４】フォトカプラ９がオンとなると、トランジ
スタＱ４のベース電位がゼロになり、トランジスタＱ４
のコレクタ電流は流れない。このためＱ４は、ＭＯＳＦ
ＥＴ１２およびＭＯＳＦＥＴ１３のオン、オフ駆動には
何ら影響を与えず、ＭＯＳＦＥＴ１２，１３には図４の
ｃに示したようなドレイン電流が流れ、ＤＣ／ＡＣ変換
部６には高周波電圧が発生し、無電極蛍光ランプ３が点
灯する。

【００９５】調光器２により位相制御された電圧がター
ン・オンされてフォトトランジスタを通して流れる電流
は、位相制御された電圧がターン・オフされ、フォトカ
プラ９のフォト・ダイオードにダイオード・ブリッジＤ
Ｂ２を介して電圧が印加されなくなるまで持続する、す
なわち、無電極蛍光ランプ３の点灯が持続する。

【００９６】調光器２により位相制御された電圧がター
ン・オフされると、フォトカプラ９に印加される電圧は
ゼロであり、したがってフォトカプラ９はオフ状態とな
る。この状態において、トランジスタＱ４のベースには
直流電源回路（例えば３端子レギュレータ）４０により
抵抗Ｒ３５を介して直流電圧が印加され、Ｑ４のコレク
タ電流が流れる。これにより抵抗Ｒ３と並列に抵抗Ｒ３
８が入ることになり、ＭＯＳＦＥＴ１３のゲート電圧が
下がり、ＭＯＳＦＥＴ１２はオフ状態となり、無電極放
電バルブ２０には高周波電圧がかからなくなり無電極蛍
光ランプ３は消灯する。このＭＯＳＦＥＴ１２のオフ状
態は、調光器２により位相制御された電圧が、再び、タ
ーン・オンされるまで続く。

【００９７】このように、位相制御された電圧が、ター
ン・オン及びターン・オフされるのと同期してＭＯＳＦ
ＥＴ１２，１３がオン、オフを繰り返し、さらにＭＯＳ
ＦＥＴ１２，１３がオン、オフするのと同期して無電極
蛍光ランプ３が点灯と消灯を繰り返す。なお、抵抗Ｒ３
８のＤＣ／ＡＣ変換部６内部での接続部分は、二つのツ
ェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４の間以外に、抵抗Ｒ６
とツェナーダイオードＺＤ３との連結部分でもよい。ど
ちらであっても無電極蛍光ランプ３がオン、オフを繰り
返すからである。

【００９８】よって、本実施の形態によって先の実施の
形態３で述べた効果と同様な効果が得られることは言う
までもない。

【００９９】（実施の形態５）図６は、実施の形態５に
係る放電ランプ点灯装置の回路図である。先に述べた実
施の形態１と異なる点は、放電バルブ２００が有電極で
あり、この有電極の蛍光ランプ３３を点灯するために負
荷共振回路の構成が異なる点だけである。なお実施の形
態１と同一の構成は、同一符号を付して説明を省略す
る。

【０１００】図６において、ＭＯＳＦＥＴ１３のドレイ
ン端子とソース端子間に蛍光ランプ３３、共振用インダ
クタ１４，共振用コンデンサ１５，共振兼余熱用のコン
デンサ１６とで構成されたＬＣ共振回路が接続されてい
る。

【０１０１】上述したＬＣ共振回路のコンデンサ１６の
両端に共振電圧として高電圧が発生する。放電バルブ２
００内の２つの電極への余熱電流によって電極の温度が
上昇し、電極から熱電子が発生しやすくなると、放電バ
ルブ２００は絶縁破壊を起こし放電を開始する。放電バ
ルブ２００が放電を始めると共振用インダクタ１４によ
り放電バルブ２００を流れる電流を制限し安定した放電
を維持する。

【０１０２】本実施の形態５の調光制御部７の構成と動
作は、実施の形態１の場合と同様である。放電ランプ点
灯装置の構成を図６のような構成とすることにより、調
光可能な一般の有電極の蛍光ランプを安定して調光点灯
できることは先の実施の形態１の説明から明らかであ
り、重複して説明しない。

【０１０３】（実施の形態６）次に、実施の形態６の放
電ランプ点灯装置の構成を説明する。図７は、本実施の
形態６として無電極の電球形蛍光ランプを取りあげ、そ
の構成を模式的に示している。なお、本実施の形態の放
電ランプ点灯装置は、無電極の電球形蛍光ランプとした
が、有電極の電球形蛍光ランプの構成とすることもでき
る。

【０１０４】図７に示した無電極電球形蛍光ランプは、
凹入部２０ａを有し、水銀と稀ガス例えばアルゴン（図
示せず）を封入した透光性の放電バルブ２０で構成され
た無電極蛍光ランプ３と、例えば白熱電球用Ｅ２６型な
どの口金５６と、点灯回路（例えば図６で示した回路）
の構成の配線が形成され各々の回路部品が取り付けられ
た回路基板５４と、回路基板を収容するカバー５５とを
有している。

【０１０５】放電バルブ２０の内部に封入した水銀励起
のための放電プラズマの生成は、誘導コイル１９によっ
て放電バルブ内に発生される交流電磁界によって供給さ
れるエネルギーによって行われる。誘導コイル１９は、
フェライト磁芯と１９ａと巻線１９ｂとで構成されてお
り、放電バルブが有する凹入部２０ａに配置されてい
る。

【０１０６】無電極蛍光ランプ３と、回路基板５４と口
金５６は、図示していないが、それぞれ、互いに電気的
に接続されており、口金５６を介して白熱電球用ソケッ
トにねじ込むことで電力が供給されて、無電極蛍光ラン
プ３が点灯する。

【０１０７】口金５６を通して入力される交流電圧は、
外部の位相制御装置（例えば、白熱電球用調光器等）に
よって位相制御された交流電圧である。

【０１０８】放電ランプは、本実施の形態のように無電
極蛍光ランプでなく有電極の蛍光ランプであっても勿論
良い。

【０１０９】また、本実施の形態では、無電極放電ラン
プ３と点灯回路と口金とが一体に組み立てられた電球形
無電極蛍光ランプを示したが、本実施の形態はこれに限
られず、無電極蛍光ランプ３と点灯回路とが別々になっ
ているような放電ランプ点灯装置（無電極放電ランプ点
灯装置）であってもよい。

【０１１０】（他の実施の形態）実施の形態１〜６で述
べた放電ランプの形状は、直管、丸管、Ｕ字管、など一
般照明用に供されるものであればどんな形状のものであ
っても良い。

【０１１１】また、本発明の放電ランプ点灯装置は、一
般照明用の蛍光ランプに限定されることなく、例えば紅
斑効果やビタミンＤの生成に有効な作用スペクトルを有
する健康線ランプや、植物の光合成や形態形成に有効な
作用スペクトルを有する植物育成用ランプを点灯するも
のであっても勿論良い。

【０１１２】さらに本発明の放電ランプ点灯装置が点灯
対象とする放電ランプは、殺菌ランプのように放電バル
ブに蛍光体を塗布しない放電ランプであってもよい。

【０１１３】なお、上記実施の形態１では、調光制御部
７は、ターン・オンとＤＣ／ＡＣ変換部６の間欠駆動の
点灯とのタイミングを同期させる信号を出力する構成を
有しているが、これは、同期させた方が良好に調光動作
を実行させることができるからである。

【０１１４】図９に示した構成は、間欠駆動の点灯回路
４’でありながらターン・オンとＤＣ／ＡＣ変換部６の
間欠駆動の点灯とのタイミングを同期させることを意図
していないものである。上記実施の形態１の構成と異な
るのは、調光制御信号を発生させ、ＤＣ／ＡＣ変換部
（インバータ回路）６に調光指令信号を送る調光制御部
７’の構成である。

【０１１５】調光制御部７’は、調光信号発生部７４と
ＤＣ／ＡＣ変換部６に調光指令信号を送る調光指令信号
部１０とで構成されている。トライアックで位相制御さ
れた調光器２からの出力は、半波整流回路７１を介して
半波整流され、その出力電圧（１２０Ｈｚ）と、基準周
波数（１２０Ｈｚ）の基準電圧を発生する三角波発生回
路７２の出力電圧とが、比較器７３で比較され、比較器
７３から周波数が一定で、矩形波状の調光信号が出力さ
れる。この調光信号を調光指令信号部１０を介してＤＣ
／ＡＣ変換部６に送り、ＤＣ／ＡＣ変換部６のオン時間
とオフ時間とを変えて無電極蛍光ランプ３の調光を行っ
た。放電ランプとしては無電極蛍光ランプ３を用い、イ
ンバータ回路のスイッチング周波数ｆ１は２００ｋＨｚ
とし、スイッチング素子としてはＭＯＳＦＥＴ１２，１
３を用いた。

【０１１６】図１１に実験結果の一例を示した。

【０１１７】以下、図１１をもとに図９の放電ランプ点
灯装置の動作と特性について説明する。図１１ａからｄ
までの波形を示す図において、横軸は時間軸であり、各
図において共通尺度である。図１１のａは、調光器２で
位相制御された電圧の波形を示している。この図から調
光器２のトライアックの導通角はπに近づいており、か
なり深い調光が行われている状態であることが分かる。

【０１１８】図１１のｂは、図１０のａのような位相制
御された電圧が点灯回路４’に入力されたとき、調光制
御部７からＤＣ／ＡＣ変換部６に送られる調光指令信号
を示している。図１１のａとｂとを比較すると分かるよ
うに、位相制御電圧のターン・オンと、調光指令信号の
ターン・オンとは同期が取れていない。つまり、調光指
令信号のターン・オン／ターン・オフのタイミングが、
位相制御電圧のターン・オン／ターン・オフのタイミン
グからずれており、しかも、そのずれる時間Δｔが時刻
により変動している。

【０１１９】この調光指令信号が図１１のｂに示すよう
に変動したとき、ＭＯＳＦＥＴ１２（または１３）のド
レイン電流が図１１のｃのように変化し、その結果無電
極蛍光ランプへの電気エネルギーの供給が減少し発光出
力が図１１のｄのように変化し、チラツキを生ずる。

【０１２０】調光器２によりさらに深い調光をしていく
と、ＭＯＳＯＳＦＥＴ１２，１３のドレイン電流が減少
し、その結果、無電極蛍光ランプ３に供給される高周波
電力が低減し、点灯するか消灯するかの閾状態に近い状
態となる。

【０１２１】今、位相制御された電圧のターン・オンの
タイミングと、調光制御部７’からの調光信号のターン
・オンのタイミングとが同期している状態では、無電極
蛍光ランプ３がかろうじて点灯できるような電気エネル
ギーを無電極蛍光ランプ３に供給できる放電ランプ点灯
装置を考える。この装置において、図１１に示すように
調光指令信号のターン・オンが位相制御電圧のターン・
オンとのタイミングがずれ、そのずれ時間の長さが変動
していくと、この点灯装置に取り付けた無電極蛍光ラン
プ３は上述した説明から分かるようにほとんど消灯し、
たまに点灯する状態になる。また深い調光を行う場合、
位相制御電圧のターン・オンと調光指令信号のターン・
オンのタイミングとのずれ時間Δｔが大きくなると、無
電極蛍光ランプ３がまったく点灯できない状態となる。

【０１２２】因みに、実施の形態１の放電ランプ点灯装
置に図１０ａに示す深い調光の位相制御電圧と同じ電圧
を印加したときの、位相制御電圧、調光指令信号、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２のドレイン電流及び発光出力の、各波形を
図１２のａ、ｂ、ｃ及びｄに、それぞれ示した。図１１
のｄと、図１２のｄとを比較して分かるように、調光器
２により位相制御された電圧のターン・オンおよびター
ン・オフに、ＤＣ／ＡＣ変換部のスイッチング素子のタ
ーン・オン及びターン・オフのタイミングを正確に同期
させた本発明になる放電ランプ点灯装置（図１）は、ち
らつきが無く、且つ、発光出力も多いことを確認してい
る。

【０１２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明になる放電
ランプ点灯装置によれば、調光器により位相制御された
電圧を無電極、あるいは、有電極の蛍光ランプに入力
し、蛍光ランプを調光する場合、位相制御された電圧の
ターン・オンおよびターン・オフのタイミングと、ＤＣ
／ＡＣ変換部を間欠駆動させるための調光指令信号のタ
ーン・オンおよびターン・オフのタイミングとを同期さ
せることによりチラツキや、立ち消えをすることなく安
定な調光動作を実現できる。

【０１２４】さらに、本発明の放電ランプ点灯装置を利
用することにより、従来の点灯装置に比べて放電ランプ
に電気エネルギーをより多く供給でき、放電ランプ発光
出力の増大が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施の形態１の放電ランプ点灯
装置の回路構成図である。

【図２】実施の形態１の放電ランプ点灯装置における回
路およびランプの特性図である。

【図３】本発明のおける実施の形態３の放電ランプ点灯
装置の回路構成図である。

【図４】実施の形態３の放電ランプ点灯装置における回
路およびランプの特性図である。

【図５】本発明における実施の形態４の放電ランプ点灯
装置の回路図である。

【図６】本発明における実施の形態５の放電ランプ点灯
装置の回路構成図である。

【図７】本発明における実施の形態６の放電ランプ点灯
装置の模式的な断面図である。

【図８】従来例における有電極放電ランプ点灯装置の回
路構成図である。

【図９】非同期タイプの放電ランプ点灯装置の回路構成
図である。

【図１０】実施の形態２の放電ランプ点灯装置における
回路およびランプの特性図である。

【図１１】図９の放電ランプ点灯装置における回路およ
びランプの特性図である。

【図１２】実施の形態１の放電ランプ点灯装置における
別の回路およびランプの特性図である。

【符号の説明】

１ 電源 ２ 調光器 ３ 無電極蛍光ランプ（無電極放電ラン
プ、放電ランプ） ３３ 蛍光ランプ（放電ランプ） ４、４’ 点灯回路 ５ ＡＣ／ＤＣ変換部 ６ ＤＣ／ＡＣ変換部 ７，７’ 調光制御部 ９ フォトカプラ １１ 駆動回路 １９ 誘導コイル ２０ 無電極放電バルブ ２４，２４４ 発振部 ２５，２５５ スイッチ回路 ５４ 基板 ５５ ケース ５６ 口金 ７１ 半波整流回路 ７２ 三角波発生回路 ７３ 比較器 ７４ 調光信号発生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 光治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 倉地 敏明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 下村 容子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA16 AC11 BA05 CA16 DE03 EB08 GA02 HA10 3K073 AA12 AA13 AA28 AA50 AA56 AA60 AA63 AB05 BA16 CC12 CE12

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無電極放電ランプと、 調光器によって位相制御された交流電圧を直流電圧に変
   換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部と、 前記直流電圧を高周波電圧に変換し、当該高周波電圧に
   よって、前記無電極放電ランプを点灯させる点灯期間と
   前記無電極放電ランプを消灯する消灯期間とで前記無電
   極放電ランプを間欠駆動するＤＣ／ＡＣ変換部と、 前記ＤＣ／ＡＣ変換部に、点灯期間と消灯期間との比を
   変える調光指令信号を出力する調光制御部とを備える無
   電極放電ランプ点灯装置であって、 前記調光制御部は、前記位相制御された交流電圧のター
   ン・オンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オン
   と前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミン
   グと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠
   駆動の消灯とのタイミングとを、それぞれ実質的に同期
   させる、無電極放電ランプ点灯装置。
2. 【請求項２】 前記ＤＣ／ＡＣ変換部は、前記高周波電
   圧を前記無電極放電ランプに印加して点灯させる点灯期
   間と、前記高周波電圧の発生を停止して前記無電極放電
   ランプを消灯する消灯期間とで前記無電極放電ランプを
   間欠駆動する、請求項１に記載の無電極放電ランプ点灯
   装置。
3. 【請求項３】 前記ＤＣ／ＡＣ変換部は、前記無電極放
   電ランプが点灯する高周波電圧に前記直流電圧を変換し
   て前記無電極放電ランプに印加する点灯期間と、前記無
   電極放電ランプが点灯しない高周波電圧に前記直流電圧
   を変換して前記無電極放電ランプに印加する消灯期間と
   で、前記無電極放電ランプを間欠駆動する、請求項１に
   記載の無電極放電ランプ点灯装置。
4. 【請求項４】 前記ＤＣ／ＡＣ変換部は、少なくとも１
   つのスイッチング素子を有し、前記直流電圧を高周波電
   圧に変換して前記無電極放電ランプに印加する場合に、
   前記スイッチング素子のゲート・ソース間の電圧を変え
   ることによって、前記無電極放電ランプを点灯させる点
   灯期間と前記無電極放電ランプに前記点灯期間よりも少
   ない電流を流して消灯する消灯期間とで前記無電極放電
   ランプを間欠駆動する、請求項１に記載の無電極放電ラ
   ンプ点灯装置。
5. 【請求項５】 前記調光制御部は、前記調光指令信号を
   前記ＤＣ／ＡＣ変換部に伝達する手段としてフォトカプ
   ラを備える、請求項１に記載の無電極放電ランプ点灯装
   置。
6. 【請求項６】 無電極蛍光ランプと、 前記無電極蛍光ランプに高周波電圧を印加する点灯回路
   と、 前記点灯回路に電気的に接続された口金とを備え、 前記無電極蛍光ランプと前記点灯回路と前記口金とは一
   体に組み立てられており、 前記点灯回路は、 調光器によって位相制御された交流電圧を直流電圧に変
   換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部と、 前記直流電圧を高周波電圧に変換し、当該高周波電圧に
   よって、前記無電極放電ランプを点灯させる点灯期間と
   前記無電極放電ランプを消灯する消灯期間とで前記無電
   極放電ランプを間欠駆動するＤＣ／ＡＣ変換部と、 前記ＤＣ／ＡＣ変換部に、点灯期間と消灯期間との比を
   変える調光指令信号を出力する調光制御部とを含んでお
   り、 前記調光制御部は、前記位相制御された交流電圧のター
   ン・オンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オン
   と前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミン
   グと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠
   駆動の消灯とのタイミングとを、それぞれ実質的に同期
   させる、電球形無電極蛍光ランプ。
7. 【請求項７】 前記調光制御部は、前記調光器によって
   位相制御された交流電圧を入力する調光信号入力部と、
   当該調光信号入力部に接続されたフォトカプラと、当該
   フォトカプラからの前記調光指令信号を前記ＤＣ／ＡＣ
   変換部に伝達する調光指令信号部とを備える、請求項６
   に記載の電球形無電極蛍光ランプ。
8. 【請求項８】 放電ランプと、 調光器によって位相制御された交流電圧を直流電圧に変
   換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部と、 前記直流電圧を高周波電圧に変換して、当該高周波電圧
   を前記放電ランプに印加して点灯させる点灯期間と、前
   記高周波電圧の発生を停止して前記放電ランプを消灯す
   る消灯期間とで前記放電ランプを間欠駆動するＤＣ／Ａ
   Ｃ変換部と、 前記ＤＣ／ＡＣ変換部に、点灯期間と消灯期間との比を
   変える調光指令信号を出力する調光制御部とを備える放
   電ランプ点灯装置であって、 前記調光制御部は、前記位相制御された交流電圧のター
   ン・オンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オン
   と前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミン
   グと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠
   駆動の消灯とのタイミングとのずれ量を一定に維持す
   る、放電ランプ点灯装置。
9. 【請求項９】 放電ランプと、 調光器によって位相制御された交流電圧を直流電圧に変
   換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部と、 前記放電ランプが点灯する高周波電圧に前記直流電圧を
   変換して前記放電ランプに印加する点灯期間と、前記放
   電ランプが点灯しない高周波電圧に前記直流電圧を変換
   して前記放電ランプに印加する消灯期間とで、前記放電
   ランプを間欠駆動するＤＣ／ＡＣ変換部と、 前記ＤＣ／ＡＣ変換部に、点灯期間と消灯期間との比を
   変える調光指令信号を出力する調光制御部とを備える放
   電ランプ点灯装置であって、 前記調光制御部は、前記位相制御された交流電圧のター
   ン・オンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オン
   と前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミン
   グと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠
   駆動の消灯とのタイミングとのずれ量を一定に維持す
   る、放電ランプ点灯装置。
10. 【請求項１０】 放電ランプと、調光器によって位相制
    御された交流電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣ／
    ＤＣ変換部と、 少なくとも１つのスイッチング素子を有し、前記直流電
    圧を高周波電圧に変換して前記放電ランプに印加する場
    合に、前記スイッチング素子のゲート・ソース間の電圧
    を変えることによって、前記放電ランプを点灯させる点
    灯期間と前記放電ランプに前記点灯期間よりも少ない電
    流を流して消灯する消灯期間とで前記放電ランプを間欠
    駆動するＤＣ／ＡＣ変換部と、 前記ＤＣ／ＡＣ変換部に、点灯期間と消灯期間との比を
    変える調光指令信号を出力する調光制御部とを備える放
    電ランプ点灯装置であって、 前記調光制御部は、前記位相制御された交流電圧のター
    ン・オンとターン・オフとを検出し、前記ターン・オン
    と前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の点灯とのタイミン
    グと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠
    駆動の消灯とのタイミングとのずれ量を一定に維持す
    る、放電ランプ点灯装置。
11. 【請求項１１】 前記調光制御部は、前記位相制御され
    た交流電圧のターン・オンとターン・オフとを検出し、
    前記ターン・オンと前記ＤＣ／ＡＣ変換部の間欠駆動の
    点灯とのタイミングと、前記ターン・オフと前記ＤＣ／
    ＡＣ変換部の間欠駆動の消灯とのタイミングとの前記ず
    れ量を実質的にゼロに維持する、請求項８から１０のい
    ずれか一つに記載の放電ランプ点灯装置。
12. 【請求項１２】 前記調光制御部は、前記調光指令信号
    を前記ＤＣ／ＡＣ変換部に伝達する手段としてフォトカ
    プラを備える、請求項８から１０の何れか一つに記載の
    放電ランプ点灯装置。
13. 【請求項１３】 前記放電ランプは、電極を有する有電
    極蛍光ランプである請求項８から１０の何れか一つに記
    載の放電ランプ点灯装置。