JP2004319428A - 放電灯点灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】定格消費電力が異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯することが可能であり、かつ、それぞれの放電灯の光出力を定格の光出力に近付けることができる放電灯点灯システムおよびこれらを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電極加熱装置１９は、高周波発生装置１２の周波数に応じて電極加熱電力を変化させる。例えば、相対的にランプ電力の大きい放電灯２１の点灯時には、高周波発生装置１２の出力周波数が小さくなり、電極加熱装置１９からの電極加熱電力は減少する。高周波発生装置の出力電力は一定化制御されているから、電極加熱電力の差の分、定格消費電力ひいては定格光出力に近付く。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱陰極形の放電灯を高周波点灯する放電灯点灯システムおよび照明装置に関する。

けい光ランプ等の熱陰極形の放電灯を点灯する放電灯点灯装置は、放電灯の種類に応じて専用に設計、製造されていた。このため、設計に時間を要するとともに、管理が面倒であるという問題があった。

これに対して、近時、略同一外形寸法で比較的特性が接近している放電灯を共通の点灯装置で点灯しようということが試みられている。例えば、特開2001-267090号公報には、ランプ電流が共通でランプ電圧が異なるけい光ランプを共通の点灯装置で点灯しようとするもの（従来技術）が示されている。
特開2001-267090（第６頁、図１、図２）

従来技術は、基本的には、異なる種類の放電灯に対して同一電力を供給しようとするものである。構成としては、出力電圧値を一定化されている直流電源およびインバータを備え、インバータの入力電流を検出して、この検出値が一定化するようにインバータの発振周波数を制御するようにしている。

しかしながら、従来技術は種類の異なる放電灯に対して同一の電力を供給しようとするから、それぞれの放電灯から定格消費（ランプ）電力に相応した定格の光出力を得ることができないものであった。インバータの発振周波数の制御限界を設定することにより、異なる電力を供給することも可能な旨開示されているが、このことによって各種の放電灯に定格ランプ電力を供給できるということは実際には困難である。

本発明は、定格消費電力が異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯することが可能であり、かつ、それぞれの放電灯の光出力を定格の光出力に近付けることができる放電灯点灯システムおよびこれらを用いた照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の放電灯点灯システムは、それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、前記放電灯点灯装置は、

出力電圧を一定化制御された直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて放電灯に電極加熱電力を供給するとともに高周波発生装置の出力周波数に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；を具備してなり、前記異種の放電灯は、少なくともそれぞれの定格ランプ電圧値が異なり、前記放電灯点灯装置で前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力が大きくなるように高周波発生装置の出力周波数を変化させることを特徴としている。

本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成、用語は以下のように定義される。定格消費電力値または定格ランプ電圧値の定格とは、必ずしも規格等によって規定されたものであることを要さず、例えばカタログ値、ある放電灯における設計の中心値等であってもよい。また、定格消費電力値が互いに接近しているとは、いずれか一方の放電灯からみた他方の放電灯との電力値の差が略２０％以内である。しかし、より接近していればそれぞれの放電灯から定格値に近い光出力を得られることになり、後述する設計値に対して例えば±７〜８％以内、さらには±５％とすることが好ましい。

直流電源装置は、バッテリ、商用交流電圧を整流または整流平滑したもの、商用交流電源に整流回路および高力率低歪用の昇圧チョッパ回路を接続したもの、後述する高周波発生装置のスイッチング装置を共用して前記高力率低歪用の昇圧チョッパ回路と同様に入力電流の高力率低歪作用を行って平滑化直流電圧を得るもの等、を用いることができる。そして、この直流電源装置としては、出力電圧を一定化制御されている。

高周波発生装置は、スイッチング部として１個のスイッチング装置を有するもの、２個以上を有するもののいずれでもよい。スイッチング装置としては、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等を使用できる。スイッチング部のスイッチング制御は、発振手段を有するＩＣ等にて行ういわゆる他励式であっても、変流器等を用いて自己の発振出力を帰還するいわゆる自励式であってもよい。

電極加熱装置は、トランス構成のものを格別に設けてもよいし、または、共振用誘導成分を供するインダクタに電極加熱巻線を設ける等他の部品を利用するようにしてもよい。さらに、放電灯の一対の電極のそれぞれ非電源側端間に電極加熱電流通流用のインピーダンス素子を設けるようにしてもよい。高周波発生装置の周波数に応じて電極加熱電力を変化させる構成としては、周波数に応じてインピーダンス値が変化するインダクタ、コンデンサを利用するのが回路構成を簡単化できて有利である。しかし、これに限らず、スイッチング部のスイッチング周波数を直接監視して、電極過熱電力を変化させるようにしてもよい。

電力制御装置は、高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流（好ましくは実行値）を検知し、この電流が一定化するように高周波発生装置のスイッチング部のスイッチング周波数を制御する。なお、スイッチング部のスイッチング制御手段が他励式の場合には、例えば検知電流信号を電圧に変換し、Ｖ-Ｆ変換手段を用いて発振手段の発振出力を変化可能である。また、自励式の場合には、例えば検知電流信号に応じて帰還量を変化させることによりスイッチング周波数の変化が可能である。

請求項１記載の発明によれば、比較的定格消費電力が接近している異なる種類の放電灯を点灯した場合、スイッチング部に流れる電流の電流値（検知電流）に応じて高周波発生装置の出力周波数が異なる。すなわち、各放電灯の定格ランプ電圧値が異なるから、放電灯の種類に応じてランプ電流も異なり、出力周波数が異なる。したがって、例えば、相対的に定格消費電力値の大きい放電灯の場合に高周波発生装置の出力周波数が小さくなる関係の放電灯群を共通の点灯装置で点灯しようとする場合には、電極加熱装置の電力供給量と周波数との関係を正の相関を持たせるようにする。この場合、相対的に定格消費電力値の大きい放電灯点灯時には、高周波発生装置の出力周波数が小さくなり、電極加熱装置からの電極加熱電力は相対的に小さくなる。高周波発生装置に入力される電圧が一定化され、入力電流すなわちスイッチング部に流れる電流が一定化されるから、入力電力ひいては出力電力は一定化制御されており、電極加熱電力が相対的に小さい分消費（ランプ）電力の減少は少ない。

相対的に定格消費電力値の小さい放電灯点灯時には、高周波発生装置の出力周波数が大きくなり、電極加熱装置からの電極加熱電力は相対的に大きくなる。高周波発生装置の出力電力は一定化制御されているから、電極加熱電力が大きい分ランプ電力の減少分は大きい。したがって、出力電力が一定化された高周波発生装置で各放電灯を点灯しても、電極過熱電力分の差が生じることになり、それぞれの放電灯の定格消費電力ひいては定格光出力に近付くことになる。この場合、電極加熱電力の変化量はある程度任意に設定可能であるが、過度の電極加熱、あるいは加熱不足を来たさない（省電力の点で点灯中の電極加熱を中止した方が好ましい場合があり、この場合、下限を零とすることができる。）範囲とするのが好ましい。

また、例えば、相対的にランプ電力の大きい放電灯の場合に高周波発生装置の出力周波数が大きくなる関係の放電灯群を共通の点灯装置で点灯しようとする場合には、電極加熱装置の電力供給量と周波数との関係を負の相関を持たせるようにする。この場合も、同様に各放電灯の点灯時には定格消費電力ひいては定格光出力に近付けることができることが、上述の説明から容易に理解されるであろう。

なお、上記説明した関係以外の放電灯をも点灯することは場合によっては可能であり、任意ではあるけれども、この場合には本発明の作用を得られないため、明確に区別すべきである。

請求項２に記載の点灯システムは、それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、前記放電灯点灯装置は、発振周波数を制御されることによって放電灯の消費電力および放電灯の電極に供給する電力の和を定電力化制御される高周波発生装置と；放電灯に電極加熱電力を供給するとともに高周波発生装置の出力周波数に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；を具備してなり、前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力が大きくなるように出力周波数を変化させることを特徴としている。

請求項２の発明における高周波発生装置は、入力電源装置、制御手段は特に限定されない。

請求項２記載の発明は、請求項１の発明に関して説明したような関係の放電灯の集合体を点灯すれば、電極加熱電力の調整により、それぞれの放電灯のランプ電力は定格消費電力値に近付くことになる。

請求項３に記載の点灯システムは、定格消費電力が異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する点灯システムであって；前記放電灯点灯装置は、出力電圧を一定化制御されている直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、高周波発生装置の出力周波数に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；を具備していることを特徴とする。

請求項３記載の発明において定格消費電力が異なるが比較的接近しているとは、請求項１記載の発明における定格消費電力値が互いに接近している場合と同じことを意味する。請求項３記載の発明においても、請求項１の発明に関して説明したような関係の放電灯の集合体を点灯すれば、電極加熱電力の調整により、それぞれの放電灯のランプ電力は定格消費電力値に近付くことになる。

請求項４記載の放電灯点灯システムは、定格消費電力が異なるが比較的接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって；前記放電灯点灯装置は、出力電圧を一定化制御されている直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、高周波発生装置の出力周波数および放電灯のランプ電圧の少なくとも一方に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；を具備していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、電極加熱装置が高周波発生装置の出力周波数および放電灯のランプ電圧の少なくとも一方に応じても電極加熱電力を変化させるものである。すなわち、請求項３記載の発明は高周波発生装置の出力周波数に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させるものであるが、請求項１に関して述べたように、例えば、共振用誘導成分を供するインダクタに電極加熱巻線を設けたり、放電灯の一対の電極のそれぞれ非電源側端間に電極加熱電流通流用のインピーダンス素子を設けたりした場合、電極加熱電力は主として周波数に応じて変化する。しかし、この場合、見方によってはランプ電圧に応じて変化しているともいえるので、請求項４では、出力周波数および／またはランプ電圧に応じて変化すればよいことを明確にしたものである。要するに、請求項４記載の発明は、出力周波数またはランプ電圧あるいは程度の如何に係らず両方に応じて電極加熱電力を変化させるものの全てを包含することを明確にしている。

したがって、請求項４記載の発明は、ランプ電圧に応じてのみ電極加熱電力を変化させるものを含んでいる。このような構成は、例えば、電極加熱出力手段を外部から出力可変とし、この電極加熱出力手段をランプ電圧値の検出値に応じて制御すればよく、このような構成は当業者であれば任意になし得るものである。その他の作用は、これまでの説明発明と同様である。

請求項５の放電灯点灯システムは、請求項１ないし３のいずれか一記載の放電灯点灯システムにおいて、前記異種の放電灯は、相対的に定格消費電力値の小さい放電灯ほど相対的に定格ランプ電圧値が大きい関係を有する放電灯の集合であり、前記放電灯点灯装置は前記各放電灯を点灯した場合、出力周波数の大きさと電極加熱電力の大きさとの関係が正の相関を示す周波数領域で作動するものであることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明に関して説明した、相対的に定格消費電力値の大きい放電灯の場合に高周波発生装置の出力周波数が小さくなる関係の放電灯群を点灯し、電極加熱装置の電力供給量と周波数との関係に正の相関を有する場合を特定したものである。したがって、請求項５記載の発明の作用は既述のとおりである。

請求項６記載の放電灯点灯システムは、請求項１ないし３のいずれか一記載の放電灯点灯システムにおいて、前記異種の放電灯は、相対的に定格消費電力値の小さい放電灯ほど相対的に定格ランプ電圧値が小さい関係を有する放電灯の集合であり、前記放電灯点灯装置は前記各放電灯を点灯した場合、出力周波数の大きさと電極加熱電力の大きさとの関係が負の相関を示す周波数領域で作動するものであることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明に関して説明した、相対的にランプ電力の大きい放電灯の場合に高周波発生装置の出力周波数が大きくなる関係の放電灯群を点灯し、電極加熱装置の電力供給量と周波数との関係に負の相関を有する場合を特定したものである。したがって、請求項６記載の発明の作用は既述のとおりである。

請求項７記載の放電灯点灯システムは、それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、前記放電灯点灯装置は、出力電圧を一定化制御された直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて放電灯に電極加熱電力を供給するとともに放電灯のランプ電圧値に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；を具備してなり、前記異種の放電灯はそれぞれ定格ランプ電圧値が異なり、前記放電灯点灯装置で前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力を大きくすることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、電極加熱装置が負荷回路内の放電灯または他のインピーダンス装置の電圧値に影響を受けるように設ける。例えば、放電灯の一対の電極のそれぞれ非電源側端間に電極加熱電流通流用のインピーダンス素子を設ける。この場合、周波数に関する変動要素が無いと、ランプ電圧値が大きくなるにしたがって電極加熱電力が大きくなる。周波数に関する変動要素を和の関係で加えると、より電極加熱電力による調整作用を大きくすることができる。また、電極加熱装置を共振用誘導成分または共振用容量成分を呈する部品に設けてもよく、この場合もランプ電圧値に応じて電極加熱電力を変化させることができる。

請求項７記載の発明は、定格消費電力値の大きい放電灯ほど定格ランプ電圧値が小さい放電灯の集合体とする。これにより、相対的に定格消費電力の大きい放電灯点灯時には、電極加熱装置からの電極加熱電力は相対的に小さい。相対的に定格消費電力値の小さい放電灯の点灯時には、電極加熱装置からの電極加熱電力は相対的に大きい。高周波発生装置の出力電力は一定化制御されているから、上記のような電極加熱電力の差によりそれぞれの放電灯は定格消費電力ひいては定格光出力に近付くことになる。

請求項８記載の放電灯点灯システムは、それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、前記放電灯点灯装置は、放電灯の消費電力および放電灯の電極に供給する電力の和を定電力化制御された高周波発生装置と；放電灯に電極加熱電力を供給するとともに放電灯のランプ電圧値に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；を具備してなり、前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力が大きくすることを特徴としている。

請求項８記載の発明における高周波発生装置も入力電源装置、制御手段を特に限定されない。

請求項８記載の発明は、請求項７の発明と同様な放電灯の集合体を点灯すれば、電極加熱電力の調整により、それぞれの放電灯のランプ電力は定格消費電力値に近付くことになる。

請求項９記載の放電灯点灯システムは、定格消費電力が異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって；前記放電灯点灯装置は、直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、放電灯のランプ電圧に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置の出力電力を一定化制御する電力制御装置と；を具備していることを特徴としている。

請求項９記載の発明において、直流電源装置は必ずしも出力電圧を一定化制御されていることを要しない。なお、直流電源装置が出力一定化されている場合には、高周波発生装置の入力電流を検知し、入力電流が一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御するようにしてもよい。すなわち、この場合、高周波発生装置の入力電圧ひいては直流電源装置の出力電圧が一定化されているので、入力電流を一定化制御すればその積である入力電力ひいては出力電力も一定化される。

電極加熱装置は、例えば、放電灯と並列に加熱トランスを設けるようにしてもよいし、ランプ電圧に応じて電極加熱回路のインピーダンス値を変化させるようにしてもよい。

電力制御装置は、高周波発生装置の出力電圧および出力電流（好ましくは共に実行値）を検知し、これらの積が一定化するように直流電源装置および／または高周波発生装置を制御する。

請求項９記載の発明は、比較的定格消費電力が接近している異なる種類の放電灯を点灯した場合、放電灯の種類に応じてランプ電圧が異なる。したがって、例えば、定格消費電力が小さくなるにつれて定格ランプ電圧が大きくなる関係の放電灯群を共通の点灯装置で点灯しようとする場合には、電極加熱装置の電力供給量とランプ電圧との関係を正の相関を持たせるようにする。この場合、相対的に定格消費電力の小さい放電灯点灯時には、ランプ電圧が大きく、電極加熱装置からの電極加熱電力は大きくなる。

相対的に定格消費電力の大きい放電灯点灯時には、ランプ電圧が小さく、電極加熱装置からの電極加熱電力は小さくなる。高周波発生装置の出力電力は一定化制御されているから、電極加熱電力の差によりそれぞれの放電灯において定格消費電力ひいては定格光出力に近付くことになる。

また、例えば、相対的にランプ電力が大きくなるにつれてランプ電圧が小さくなる関係の放電灯群を共通の点灯装置で点灯しようとする場合には、電極加熱装置の電力供給量とランプ電圧との関係を負の相関を持たせるようにする。この場合も、同様に各放電灯の点灯時には定格消費電力ひいては定格光出力に近付けることができることが、上述の説明から容易に理解されるであろう。

請求項１０記載の放電灯点灯システムは、定格消費電力が異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって；前記放電灯点灯装置は、直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、スイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、放電灯のランプ電圧および点灯周波数の少なくとも一方に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置の出力電力を一定化制御する電力制御装置と；

を具備していることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、電極加熱装置が、放電灯のランプ電圧および点灯周波数の少なくとも一方に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる。この構成の意味は、請求項４と同様であり、したがって、ランプ電圧に応じてのみ電極加熱電力を変化させるものを含む。このため、高周波発生装置の負荷回路は共振作用を有するものに限定されない。このような共振作用を有しない高周波発生装置は当業者にとっては周知であり、また、適宜構成可能である。

請求項１１記載の放電灯点灯システムは、請求項３、４、９または１０記載の発明において、前記電極加熱装置は、前記異種の放電灯を点灯する場合、周波数および／またはランプ電圧の少なくとも一方に応じて、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力を大きくすることを特徴とする。

請求項１１の構成は、本出願の各発明の構成を一層明確にするものである。

請求項１２記載の照明装置は、定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を支持可能な照明装置本体と；照明装置本体に支持された上記異種の熱陰極形の放電灯を点灯する請求項１ないし１１のいずれか一記載の放電灯点灯システムと；を具備していることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、上述した各請求項の発明のいずれかと同様な作用を奏し得る照明装置を提供する。

請求項１〜１１に記載の発明によれば、定格消費電力は異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯することができる。しかも、放電灯の種類に応じて電極加熱電力を調整することにより、それぞれの放電灯の定格消費電力に近付けて光出力を定格の光出力に近付けることができる。

請求項１２記載の発明によれば、請求項１〜１１に記載の発明と同様な効果を奏する照明装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態を示す放電灯点灯装置の回路図である。１は直流電源装置であり、商用交流電源２、高周波カットフィルタ３、整流装置４および昇圧チョッパ装置５を有している。昇圧チョッパ装置５は、電力蓄積用のインダクタ６、スイッチング装置７、平滑用のコンデンサ8、逆流防止用のダイオード９、平滑用のコンデンサ８の両端電圧を検出する検出手段１０、検出手段1０の検出値に応じて平滑用のコンデンサ８の両端間電圧が一定化するようにスイッチング装置７のオンデューティを制御する制御装置１１を有している。

１２は高周波発生装置で、スイッチング部１３と、負荷回路１４とからなる。スイッチング部１３は、互いに直列に接続された一対のスイッチング装置１５、１６およびこれらスイッチング装置１５、１６のスイッチング制御装置１７を有している。スイッチング装置１５、１６はたとえばバイポーラトランジスタであり、この場合には各トランジスタにダイオードが逆極性に並列接続される。すなわち、平滑用のコンデンサ８の正側をカソードとして接続する。

負荷回路１４は、直流カット用のコンデンサ１８、共振用誘導成分を供するバラスト兼電極加熱装置１９、共振用の容量成分を供する共振用兼始動用のコンデンサ２０および放電灯２１の並列回路を有している。

電力制御装置２２は、スイチッング装置1６に直列接続された抵抗等からなるスイッチング部１３に流れる電流を検出する電流検出手段２３、この検出値の平均値または実効値を基準信号２４と比較する比較器２５を有し、この比較器２５の出力に応じて電流値が一定化するようにスイッチング制御装置１７のスイッチング周波数を制御する。

前記電極過熱装置１９は、一対の電極加熱用の巻線３０、３１および限流用のコンデンサ３２、３３を有している。

次に、作用を説明する。高周波発生装置１２の出力電力の設計値を約３２ワットに設定し、放電灯２１として相対的に定格消費電力の大きい放電灯例えばＦＬＲ４０Ｓ／Ｍ／３６（東芝ライテック株式会社製）を点灯した場合、高周波発生装置１２の出力周波数は約６０KHzとなった。また、放電灯２１として相対的に定格消費電力の小さい放電灯例えばＦＨＦ３２（東芝ライテック株式会社製）を点灯した場合、高周波発生装置１２の出力周波数は約７０KHzとなった。ＦＬＲ４０Ｓ／Ｍ／３６の定格消費電力を３１W、FHＦ32の定格消費電力を３０Wとすると、高周波発生装置１２の出力電力が約３２Wと一定でも、電極加熱電力に出力周波数と限流用のコンデンサ３２、３３のインピーダンス値との関係により差があるため、それぞれの放電灯への供給電力を定格消費電力に近付けることができる。

以下に、具体的な実施例を示す。

上記ＦＬＲ４０Ｓ／Ｍ／３６（実際には光源色等によりＤ、Ｗ等の記号が付加されている。）のカタログ掲載の定格ランプ電力は３６W、ランプ電流０．４４０Ａ、同じくＦＨＦ３２（同前）の定格ランプ電力は３２W、ランプ電流０．２５５Ａである。この両放電灯を図１のような構成で、かつ、出力電力を３２．５Wに設計された（回路ロス分を除く）放電灯点灯装置で点灯した結果はつぎのとおりであった。

FLR40S/M36/：周波数60KHz、消費（ランプ）電力31.5W、電極加熱電力1.5W

FHF32 ：周波数72KHz、消費（ランプ）電力30.0W、電極加熱電力2.5W

上記のように、それぞれの放電灯において、定格ランプ電力に近付けることができた。なお、上記において、各放電灯における消費（ランプ）電力と電極加熱電力の和の合計および出力電力の設計値が一致していないが、これらは、製造誤差、点灯する放電灯による回路ロスの違い等によるものと考えられる。また、放電灯点灯装置の出力電力値をどの値に設計するかは任意である。

これに対して、放電灯間の特性を考慮しないで、単に定電力で異種の放電灯を点灯しようとした場合には、少なくともいずれか一方の放電灯にとっては定格消費電力と大きく隔たった電力で点灯することになり、所要の光出力を得難くなることは明らかである。

なお、上記実施例では、ＦＬＲ４０Ｓ／Ｍ／３６およびＦＨＦ３２を点灯した場合を示したが、請求項１〜１１の発明に関して課題を達成するための手段の項で説明したように、特定の関係を有する放電灯の集合体と特定の特性を有する放電灯点灯装置とを組合わせることにより、同様の作用効果を得られることは明らかである。また、放電灯は直管形の他、例えば環形等屈曲形成されたものであってもよいものである。

図２は本発明の他の実施形態を示す回路図である。本実施形態は電極加熱装置４０が放電灯２１に並列接続されている。また、電力制御装置５０は図１のものに加えて、電圧検出手段５１、電流検出手段２３の検出値と積算する積算手段５２を有している。そして、スイッチング制御装置の図示を省略してあるが、電力制御装置５０により、スイッチング部のスイッチング周波数を制御する。

なお、電力制御手段としては、上記の他、例えば周知の手段によって直流電源装置からの入力電圧値を変化させるようなものでもよいし、さらにその他であってもよい。したがって、この場合には周波数変化による電極加熱電力の変化は期待できないが、ランプ電圧値の変化に応じて変化させることができる。

本実施形態のその他の作用はこれまでの説明により容易に理解されるので、詳細説明を省略する。

図４は本発明の第３の実施形態を示す回路図である。図１と同じまたは同様の部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態において、電極加熱装置５３は放電灯２１と並列的で放電灯２１に電極加熱電流を通流可能に設けられたコンデンサである。したがって、この実施形態においては、周波数が大きくなるに従って、電極加熱電力は小さくなる。

なお、図４中に前記電極加熱装置５３と並列的に点線で示したように、電極加熱手段５４をインダクタで構成してもよい。この場合、周波数が大きくなるに従って、電極加熱電力は大きくなる。

本実施形態の作用は容易に理解されるので、説明は省略する。

図５は本発明の第４の実施形態を示す回路図である。図１と同じまたは同様の部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

図５において５５は高周波発生装置であり、上記した実施形態のものと同様であっても別異であってもよい。放電灯２１の非電源側端間には電極加熱装置５６が設けられている。この電極加熱装置５６は、ランプ電圧検出手段５７、このランプ電圧検出手段５７に導通を制御されて等価抵抗値を変化する半導体スイッチング素子５８および電極加熱用インピーダンス素子（図ではコンデンサ）５９を有している。

この実施形態は、ランプ電圧検出手段５７が検出値に応じて半導体スイッチング素子５８の導通度を制御する。これにより、電極加熱用インピーダンス素子５９に流れる電極加熱電流が変化し、電極加熱電力が変化する。したがって、ランプ電圧検出手段５７の導通制御信号を、上述したように異種の放電灯間で定格消費電力に近付くように予め設定しておくことにより、上記した実施形態と同様な関係で作動する。

なお、放電灯２１の始動時は一般に大きい始動電圧を印加するため、始動から始動完了までの所定期間は、ランプ電圧に応動しないようにするのが好ましい。図５の場合、前記所定期間はランプ電圧検出手段５７から電極予熱に適当な予熱電流となる導通制御信号を出力するように設定しておくとよい。

また、図５の実施形態において、半導体スイッチング素子５８および電極加熱用インピーダンス素子５９は互いに並列的に設けてもよい。さらに、例えば電極加熱用インピーダンス素子がインダクタの場合、ランプ電圧検出手段５７によってインダクタのタップを切換えてインピーダンス値を変化するようにしてもよい。電極加熱用インピーダンス素子がコンデンサの場合、コンデンサを複数個用い、ランプ電圧検出手段５７によってコンデンサの回路に接続される個数を切変化してインピーダンス値を変化するようにしてもよい。

なお、本発明においては、上記の各実施形態を組合わせたり、または任意の部分を置き換えたりして変形することも可能である。

図３は、本発明の照明装置に係る実施形態を示す簡略化した斜視図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。図３に示す照明装置本体６０は、天井等に直付けされる直付照明器具を構成するものである。照明装置本体６０は、下面の両端に一対のランプソケット６１、６１を備え、これらランプソケット６１、６１間に放電ランプ２１が装着されている。また、放電灯２１に光学的に対向し、放電灯２１からの放射光を反射させる反射面６２ａが形成された反射体６２が照明装置本体６０に取付けられている。また、照明装置本体６０は、反射面６２ａの背面側に放電灯点灯装置６３を配設している。

そして、ランプソケット６１、６１に上述した関係の異種の放電灯を装着して点灯した場合、それぞれの放電灯において定格消費電力に近い電力で点灯でき、それぞれ定格に近い光出力を得られる。

なお、照明装置本体は直付照明器具の他、吊下げ形、壁面取付形でもよく、さらには環形放電灯用の照明装置本体等どのようなものであってもよい。

本発明の第１の実施形態を示す回路図。 本発明の第２の実施形態を示す回路図。 本発明の照明装置に係る実施形態を簡略化して示す斜視図。 本発明の第３の実施形態を示す回路図。 本発明の第４の実施形態を示す回路図。

符号の説明

１…直流電源装置、１２，５５…高周波発生装置、１９，４０，５３，５４，５６…電極加熱装置、２２，５０…電力制御装置、２３…電流検出手段、６０…照明装置本体。

Claims (12)

1. それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、
   前記放電灯点灯装置は、
   出力電圧を一定化制御された直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて放電灯に電極加熱電力を供給するとともに高周波発生装置の出力周波数に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；を具備してなり、
   前記異種の放電灯は、少なくともそれぞれの定格ランプ電圧値が異なり、
   前記放電灯点灯装置で前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力が大きくなるように高周波発生装置の出力周波数が変化することを特徴とする放電灯点灯システム。
2. それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、
   前記放電灯点灯装置は、
   発振周波数を制御されることによって放電灯の消費電力および放電灯の電極に供給する電力の和を定電力化制御される高周波発生装置と；放電灯に電極加熱電力を供給するとともに高周波発生装置の出力周波数に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；を具備してなり、前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力が大きくなるように出力周波数を変化させることを特徴とする放電灯点灯システム。
3. 定格消費電力が異なるが比較的接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって；
   前記放電灯点灯装置は、
   出力電圧を一定化制御されている直流電源装置と；
   直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；
   高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、高周波発生装置の出力周波数に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；
   高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；
   を具備していることを特徴とする放電灯点灯システム。
4. 定格消費電力が異なるが比較的接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって；
   前記放電灯点灯装置は、
   出力電圧を一定化制御されている直流電源装置と；
   直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；
   高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、高周波発生装置の出力周波数および放電灯のランプ電圧の少なくとも一方に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；
   高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；
   を具備していることを特徴とする放電灯点灯システム。
5. 前記異種の放電灯は、相対的に定格消費電力値の小さい放電灯ほど相対的に定格ランプ電圧値が大きい関係を有する放電灯の集合であり、
   前記放電灯点灯装置は前記各放電灯を点灯した場合、出力周波数の大きさと電極加熱電力の大きさとの関係が正の相関を示す周波数領域で作動するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の放電灯点灯システム。
6. 前記異種の放電灯は、相対的に定格消費電力値の小さい放電灯ほど相対的に定格ランプ電圧値が小さい関係を有する放電灯の集合であり、
   前記放電灯点灯装置は前記各放電灯を点灯した場合、出力周波数の大きさと電極加熱電力の大きさとの関係が負の相関を示す周波数領域で作動するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の放電灯点灯システム。
7. それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、
   前記放電灯点灯装置は、
   出力電圧を一定化制御された直流電源装置と；直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；高周波発生装置の出力の一部を供給されて放電灯に電極加熱電力を供給するとともに放電灯のランプ電圧値に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；高周波発生装置のスイッチング部に流れる電流を一定化するように高周波発生装置の出力周波数を制御する電力制御装置と；を具備してなり、
   前記異種の放電灯はそれぞれ定格ランプ電圧値が異なり、
   前記放電灯点灯装置で前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力を大きくすることを特徴とする放電灯点灯システム。
8. それぞれの定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって、
   前記放電灯点灯装置は、
   放電灯の消費電力および放電灯の電極に供給する電力の和を定電力化制御された高周波発生装置と；放電灯に電極加熱電力を供給するとともに放電灯のランプ電圧値に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；を具備してなり、前記異種の放電灯を点灯する場合、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力を大きくすることを特徴とする放電灯点灯システム。
9. 定格消費電力が異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって；
   前記放電灯点灯装置は、
   直流電源装置と；
   直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、共振用誘導成分および共振用容量成分を含みスイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；
   高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、放電灯のランプ電圧に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；
   高周波発生装置の出力電力を一定化制御する電力制御装置と；
   を具備していることを特徴とする放電灯点灯システム。
10. 定格消費電力が異なるが比較的接近している複数種類の熱陰極形の放電灯を共通の放電灯点灯装置で点灯する放電灯点灯システムであって；
    前記放電灯点灯装置は、
    直流電源装置と；
    直流電源装置からの出力電圧を供給されて高周波でスイッチングするスイッチング部と、スイッチング部からのスイッチング出力を受けて熱陰極形の放電灯を点灯させる負荷回路とを有する高周波発生装置と；
    高周波発生装置の出力の一部を供給されて熱陰極形の放電灯に電極加熱電力を供給するとともに、放電灯のランプ電圧および点灯周波数の少なくとも一方に応じて放電灯に供給する電極加熱電力を変化させる電極加熱装置と；
    高周波発生装置の出力電力を一定化制御する電力制御装置と；
    を具備していることを特徴とする放電灯点灯システム。
11. 前記電極加熱装置は、前記異種の放電灯を点灯する場合、周波数および／またはランプ電圧の少なくとも一方に応じて、定格消費電力値が小さい放電灯ほど電極加熱電力を大きくすることを特徴とする請求項３、４、９および１０のいずれか一記載の放電灯点灯システム。
12. 定格消費電力値が互いに接近している異種の熱陰極形の放電灯を支持可能な照明装置本体と；
    照明装置本体に支持された上記異種の熱陰極形の放電灯を点灯する請求項１ないし１１のいずれか一記載の放電灯点灯システムと；
    を具備していることを特徴とする照明装置。

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