JP2005183107A - 2灯直列式放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
直列点灯の1灯をダミーランプに代えることによって間引き点灯を行って省電力を可能にするとともに、放電ランプの短寿命および安定器故障を防止した2灯直列式放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】
2灯直列式放電ランプ点灯装置は、直流電源DC、少なくとも1つのスイッチング素子Q1、Q2を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータHFI、ならびにインダクタL1および共振コンデンサC3の直列部分を含み高周波インバータHFIの出力端に接続した負荷回路LCを備えるとともに、定電流特性を有する高周波点灯回路HFOと;それぞれ1灯の放電ランプDL1およびダミーランプDuLが直列接続してなり、高周波点灯回路HFIの負荷回路LCの共振コンデンサC3に対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体SDLとを具備している。
【選択図】
図1
直列点灯の1灯をダミーランプに代えることによって間引き点灯を行って省電力を可能にするとともに、放電ランプの短寿命および安定器故障を防止した2灯直列式放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】
2灯直列式放電ランプ点灯装置は、直流電源DC、少なくとも1つのスイッチング素子Q1、Q2を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータHFI、ならびにインダクタL1および共振コンデンサC3の直列部分を含み高周波インバータHFIの出力端に接続した負荷回路LCを備えるとともに、定電流特性を有する高周波点灯回路HFOと;それぞれ1灯の放電ランプDL1およびダミーランプDuLが直列接続してなり、高周波点灯回路HFIの負荷回路LCの共振コンデンサC3に対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体SDLとを具備している。
【選択図】
図1
Description
本発明は、1灯がダミーランプである2灯直列ランプ構成体を具備した2灯直列式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。
従来、1灯がダミーランプである2灯直列ランプを点灯する2灯直列式放電ランプ点灯装置は既知である(特許文献1参照。)。この放電ランプ点灯装置によれば、2灯直列式放電ランプ点灯装置に接続する2灯直列ランプのうち1灯をダミーランプにすることによって、1灯間引き点灯が可能になり、約1/2の省電力になる。この放電ランプ点灯装置は、安定器が磁気漏れ変圧器と、この変圧器の1次巻線に磁気結合したフィラメント加熱巻線からなるフィラメント加熱回路とによって構成されている。すなわち、特許文献1の安定器は、いわゆる銅鉄型安定器と称される構成である。
特開2000−208283号公報
ところが、特許文献1に記載の2灯直列式放電ランプ点灯装置は、安定器が銅鉄型安定器であるため、負荷のランプに流れるランプ電流が安定器の仕様によって異なり、極端に電流が増加すると、放電ランプの定格ランプ電流を超過してしまう。その結果、放電ランプの短寿命を引き起こすばかりでなく、安定器の損失が大きくなり、安定器故障の原因となるという問題がある。
本発明は、直列点灯の1灯をダミーランプに代えることによって間引き点灯を行って省電力を可能にするとともに、放電ランプの短寿命および安定器故障を防止した2灯直列式放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、加えて間引き点灯時の明るさを増して照明効果を維持しやすくした2灯直列式放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供することを他の目的とする。
請求項1の発明の2灯直列式放電ランプ点灯装置は、直流電源、少なくとも1つのスイッチング素子を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータ、ならびにインダクタおよび共振コンデンサの直列部分を含み高周波インバータの出力端に接続した負荷回路を備えるとともに、定電流特性を有する高周波点灯回路と;それぞれ1灯の放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体と;を具備してい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、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
<高周波点灯回路について> 高周波点灯回路は、直流電源、高周波インバータおよび負荷回路を備えて構成されているとともに、負荷特性が定電流特性を有している。なお、高周波点灯回路は、後述するようにその出力端間に放電ランプが2灯直列接続状態で接続することができるように構成されているが、そのうちの1灯を上記ダミーランプに変更することによって、放電ランプ1灯のみで、換言すれば1灯間引き点灯をさせようとするものである。
(直流電源について) 直流電源は、高周波インバータに対する入力電力を提供する手段であり、電池電源および整流化直流電源などのいずれであってもよい。整流化直流電源は、非平滑化直流、平滑化直流および半平滑化直流のいずれを出力するのであってもよい。また、交流電圧を整流した後に昇圧または降圧した直流電圧を出力するのであってもよい。これらのいずれを選択するかは、高周波インバータの回路方式や負荷側の要求条件に応じて適宜に決定すればよい。交流電圧を整流した後に昇圧または降圧した直流電圧を出力する場合には、スイッチング電源、例えば昇圧チョッパまたは降圧チョッパなどを整流回路の後段に付加すればよい。
(高周波インバータについて) 高周波インバータは、インバータ主回路および制御回路を備えている。インバータ主回路は、直流−交流変換の主体部分を構成する手段であり、少なくとも1つのスイッチング素子を備えた直流−交流変換回路およびスイッチング素子を駆動する駆動回路を備えている。スイッチング素子としては、トランジスタなどの各種半導体スイッチング素子を用いることができる。また、トランジスタとしては、バイポーラトランジスタ、FETなどを用いることができる。
また、インバータ主回路は、各種回路方式のインバータ回路を適宜選択して用いることができる。例えば、ハーフブリッジ形インバータ、一石式インバータなどは、放電ランプ点灯装置用として好適である。直流−交流変換回路は、直流−交流変換を行ういわゆるパワー回路を構成する。駆動回路は、使用するスイッチング素子の構成に応じてスイッチング素子を電流駆動または電圧駆動する。
スイッチング素子を駆動する駆動回路は、自励方式または他励方式のいずれの方式を採用してもよい。自励方式の場合、駆動回路は、インバータ主回路から発生される交流出力に相当する電気信号が負帰還的に帰還制御された駆動信号を形成する。これに対して、他励方式の場合、駆動回路は、発振回路から発生する発振信号に基づいて駆動信号を形成する。
制御回路は、高周波インバータを制御する回路手段であり、負荷特性を決定する。本発明において、高周波点灯回路は、その負荷特性が定電流形であるが、その定電流特性は、高周波インバータの制御回路および負荷回路の構成により決定される。なお、負荷特性が「定電流形」であるとは、負荷特性を示す電流・電圧特性曲線が電圧軸にほぼ平行な領域を有していて、かつ、このほぼ平行な領域で放電ランプが点灯する特性をいう。また、制御回路は、負荷特性を上記のように定電流形にするのに加えて、放電ランプの非装着状態に対する保護動作を行ったり、高周波インバータの出力を負荷の動作モードに応じて都度変化させたり、電源電圧変動に対する補償動作を行ったりするように構成することができる。
すなわち、高周波インバータの出力を負荷となる放電ランプの動作モードに応じて変化させるためには、例えば制御回路中にタイマを備え、このタイマにより予め記憶されたプログラムにしたがって例えば起動モード、予熱モードおよび始動モードなどのように所望の動作モードごとの動作時間を予め設定しておくとともに、各動作モードに応じた制御信号を送出するように構成するができる。また、負荷の動作状態を監視して、その監視結果に応じて動作モードを決定し、各動作モードに応じた制御信号を形成して送出するように構成することもできる。
電源電圧に対する補償動作を行うためには、電源電圧を監視して高周波インバータの出力が電源電圧変動に応じて変動しないか、または変動の影響が少なくなるように制御する構成とすることができる。
(負荷回路について) 負荷回路は、負荷である放電ランプを高周波インバータの出力端に接続して所望に作動させるための回路手段である。そして、高周波インバータの出力波形を正弦波に整形したり、負荷の始動時に高い電圧が印加されるようにしたり、放電ランプに流れる電流の限流作用、すなわちバラスト作用を行わせたりすることができる。これらの作用の全部または一部のために、負荷回路は、インダクタおよび共振コンデンサの直列回路部分を備えていて、この直列回路部分が負荷共振回路を形成する。そして、共振コンデンサに後述する2灯直列ランプ構成体が接続される。また、このインダクタは、限流インピーダンスとして作用する。なお、所望により、インダクタにフィラメント電極加熱巻線を磁気結合させることによってフィラメント電極加熱変圧器を兼用させることができる。
また、負荷回路には、高周波インバータと負荷回路との間を直流的に遮断するために、直流カットコンデンサすなわち結合コンデンサを直列に挿入することができる。さらに、上述の制御回路のために、負荷電圧や負荷電流を検出するための回路手段を付加的に接続することを許容するものである。
<2灯直列ランプ構成体について> 2灯直列ランプ構成体は、間引き点灯時に用いられる。そして、1灯が放電ランプ、他の1灯がダミーランプの直列接続することによって構成されている。また、2灯直列ランプ構成体は、負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続する。しかし、2灯の放電ランプを点灯する際には、ダミーランプを放電ランプに代えればよい。なお、本発明においては、高周波点灯回路が定電流特性なので、2灯の放電ランプは、定格ランプ電流が同一またはほぼ同一であればよく、定格ランプ電力は同一でもよいし、非同一であってもよい。
(放電ランプについて) 放電ランプは、どのようなものでもよいが、低圧放電ランプ、例えば蛍光ランプなどが好適である。蛍光ランプとしては、一般照明用の蛍光ランプおよび高周波点灯専用形蛍光ランプのいずれであってもよい。なお、一般照明用の蛍光ランプの場合、ラピッドスタート形およびスイッチスタート形のいずれであってもよい。また、高周波点灯専用形蛍光ランプの場合、2重定格を有するものであってもよい。
また、低圧放電ランプでフィラメント電極すなわち熱陰極形電極を備える場合、高周波インバータの出力特性に予熱モードを設けて、その予熱モード時にフィラメント電極を予熱するために、コンデンサ予熱回路またはフィラメント電極加熱変圧器を用いることができる。前者は、放電ランプと並列的に接続する共振コンデンサを、一対のフィラメント電極の少なくとも一方を経由してインダクタに直列接続させることによって構成される。そこの結果、この共振コンデンサに流れる電流が放電ランプにおける一対のフィラメント電極の少なくとも一方に流れるので、当該フィラメント電極は加熱される。
後者は、前述のように負荷回路のインダクタに磁気結合した2次巻線をもって構成することができる。しかし、負荷回路のインダクタとは別にフィラメント電極加熱変圧器を用意してもよく、この場合には1次巻線を直接交流電源に接続する。
(ダミーランプについて) ダミーランプは、放電ランプとサイズが同一で、しかも同一の口金構造を備えていることが許容されるが、この場合、内部は放電ランプではなく、一対の口金端子間を接続している導体が延在しているような構造を備えているように構成することができる。したがって、上記の構造を備えている場合、ダミーランプは、放電ランプに代えて照明器具などの照明装置のランプソケットに装着することが可能になっている。
<本発明の作用について> 本発明は、上記の構成を具備していることにより、2灯直列ランプ構成体のうち1灯をダミーランプに代えても残りの放電ランプ1灯を定格ランプ電流で、しかも高周波で点灯することで高効率に点灯させることができる。このため、1灯間引き点灯のときでもランプ電流の不所望な増加が生じないので、放電ランプが短寿命を引き起こしたり、高周波点灯回路の損失が大きくなったりしない。したがって、高周波点灯回路の損失が大きくなることに伴う高周波点灯回路の故障もなくなる。
また、高周波点灯回路が定電流特性になっているため、間引き点灯中でも放電ランプを定格点灯させることができるので、所定の明るさで点灯する。
さらに、間引き点灯により50%の省電力を図ることができるという従来技術におけるのと同様の効果を奏するのはいうまでもない。
請求項2の発明の2灯直列式放電ランプ点灯装置は、直流電源、少なくとも1つのスイッチング素子を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータ、ならびにインダクタおよび共振コンデンサの直列部分を含み高周波インバータの出力端に接続した負荷回路を備えるとともに、負荷回路の共振コンデンサに対して後記2灯直列ランプ構成体が並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体の放電ランプをほぼ定格ランプ電力で点灯し、負荷回路の共振コンデンサに対して2灯の放電ランプが直列接続される場合には当該放電ランプを定格ランプ電力の約90%で点灯する負荷特性が付与されている高周波点灯回路と;それぞれ1灯の放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体と;を具備していることを特徴としている。
本発明は、放電ランプの1灯当たりのランプ電力を1灯点灯時と2灯点灯時とで異ならせた2灯直列式放電ランプ点灯装置の構成を規定している。すなわち、2灯のうち1灯をダミーランプに代えることによって1灯のみの点灯する場合には、ほぼ定格ランプ電力、換言すればほぼ100%で点灯し、2灯点灯時にはそれぞれの放電ランプが約90%で点灯するように高周波点灯回路の負荷特性が設定されている。このような負荷特性は、高周波点灯回路の電圧・電流特性曲線が円弧状になるように構成されている。したがって、1灯点灯時のランプ電流がほぼ定格値となり、また2灯点灯時のランプ電流が定格値より小さくなり、切り換えに伴って上記の動作点が円弧状をなす単一の電圧・電流特性曲線上を移動する。
なお、本発明において、放電ランプは、請求項1の発明におけるのと同様に多様であることを許容する。
そうして、一般に1灯間引き点灯を行うと、明るさが半分になり、照明効果が大きく変化するが、本発明においては、ほぼ定格ランプ電力で点灯する。これに対して、2灯点灯時には、定格ランプ電力の約90%で点灯する。
したがって、間引き点灯時の1灯当たりのランプ電力が間引き点灯前のそれより大きくなるので、2灯点灯から1灯間引き点灯に移行した際に、明るさの低下が少なくなる。そのため、間引き点灯に伴う照明効果の悪化を低減することができる。
一方、2灯点灯時においては、定格電力の90%で点灯すれば、点灯条件としては別段問題がないし、しかも2灯が同時に点灯するので、照明効果は許容範囲内になる。
請求項3の発明の2灯直列式放電ランプ点灯装置は、直流電源、少なくとも1つのスイッチング素子を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータ、ならびにインダクタおよび共振コンデンサの直列部分を含み高周波インバータの出力端に接続した負荷回路を備えるとともに、負荷回路の共振コンデンサに対して後記2灯直列ランプ構成体が並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプを高い方のほぼ定格ランプ電力で点灯し、負荷回路の共振コンデンサに対して2灯の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプが直列接続される場合には当該放電ランプを低い方のほぼ定格ランプ電力で点灯する負荷特性が付与されている高周波点灯回路と;それぞれ1灯の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体と;を具備していることを特徴としている。
本発明は、2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプを用いる場合に好適な2灯直列式放電ランプ点灯装置の構成を規定している。
本発明において、「高周波点灯専用形放電ランプ」とは、特定の高周波点灯専用形照明器具でのみ点灯できる放電ランプであり、高周波点灯専用形蛍光ランプとして市販されているランプを含む概念である。なお、高周波点灯専用形照明器具には高周波点灯回路が配設されている。また、高周波点灯専用形放電ランプは、高周波点灯専用として設計されているため、高効率であるのに加えて、高周波点灯での始動が容易で、しかも放電が安定であるという特長がある。
さらに、高周波点灯専用形放電ランプは、管径、形状および効率など多様な放電ランプが設計されている。例えば、FHF形と称される管径25.5mmの直管形蛍光ランプ、FHC形と称される管径16mmの環形蛍光ランプおよびFHP形と称される管径17.5mmのU字形蛍光ランプなどが製品化されている。これらの蛍光ランプは、そのいずれも管径が一般照明用蛍光ランプに比較して小さくなっていて、照明器具のスリム化を実現している。
また、本発明において、高周波点灯専用形放電ランプが「2重定格」であるとは、定格点灯に加えて高出力点灯も可能なような設計になっていることを意味していて、定格ランプ電力、ランプ電流および全光束についてそれぞれ2つの定格値を有している。すなわち、2重定格のうち小さい方の値は定格点灯における値であり、大きい方の値は高出力点灯における値である。例えば、高周波点灯専用形放電ランプがFHF32形(FHF32EX-L-H形)の蛍光ランプの場合、管径5.5mm、管長1198mmで、定格点灯時の定格は次のとおりである。すなわち、定格ランプ電力32W、ランプ電流0.255A、全光束3360lmまた、高出力点灯時の定格は次のとおりである。すなわち、定格ランプ電力45W、ランプ電流0.425A、全光束4730lm
本発明において、高周波点灯専用形放電ランプは、2灯点灯時には2重定格のうち低い方の定格点灯を行い、また1灯間引き点灯時には高い方の高出力点灯を行うという構成は、高周波点灯回路の負荷特性を所要に設定することにより実現することができる。すなわち、高周波点灯回路の電圧・電流特性曲線が円弧状になるように構成する。したがって、2灯点灯時のランプ電流が低い方の定格値となり、1灯点灯時のランプ電流が高い方の定格値となり、切り換えに伴って上記の動作点が円弧状をなす単一の電圧・電流特性曲線上を移動する。
本発明において、高周波点灯専用形放電ランプは、2灯点灯時には2重定格のうち低い方の定格点灯を行い、また1灯間引き点灯時には高い方の高出力点灯を行うという構成は、高周波点灯回路の負荷特性を所要に設定することにより実現することができる。すなわち、高周波点灯回路の電圧・電流特性曲線が円弧状になるように構成する。したがって、2灯点灯時のランプ電流が低い方の定格値となり、1灯点灯時のランプ電流が高い方の定格値となり、切り換えに伴って上記の動作点が円弧状をなす単一の電圧・電流特性曲線上を移動する。
そうして、本発明においては、ダミーランプを含む2灯直列ランプ構成体によって1灯間引き点灯を行う場合、高周波点灯専用形放電ランプが高い方の定格ランプ電力の高出力点灯を行う。また、2灯の高周波点灯専用形放電ランプを点灯させる場合には、高周波点灯専用形放電ランプが低い方の定格ランプ電力の定格点灯を行う。このため、1灯間引き点灯時の明るさと2灯点灯時の明るさとの差が小さくなる。例えば、FHF32EX-L-H形高周波点灯専用形放電ランプの場合、2灯点灯時の全光束が6720lmであり、1灯間引き点灯時の全光束が4730lmになるので、1灯間引き点灯時には2灯点灯時の約70%の全光束を確保することができる。
したがって、本発明によれば、1灯点灯時の明るさが2灯点灯時のそれに比較して差が小さくなるので、照明効果が比較的良好に維持される。
請求項4の発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体に配設された請求項1ないし3のいずれか一記載の2灯直列式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。
本発明において、「照明装置」とは、請求項1ないし3のいずれかに規定する2灯直列式放電ランプ点灯装置の放電ランプの発光を利用する装置の全てを包含する広い概念であり、例えば照明器具、標識灯、表示灯および広告灯などが該当する。また、「照明装置本体」とは、照明装置から2灯直列式放電ランプ点灯装置を除いた残余の部分をいう。
照明装置は、蛍光ランプが例えば透光性グローブやセードのような部材によって閉じられた空間内において点灯する構成であることを許容する。しかし、外部に開放された状態で点灯するような構成であってもよい。さらに、2灯直列式放電ランプ点灯装置のうち、2灯直列ランプ構成体は照明装置本体に配置するのがよいが、その他の構成部分、例えば回路構成部分は照明装置本体から離間した位置に配置して、それらの間を配線により接続するように構成することができる。
そうして、本発明によれば、請求項2に規定する2灯直列式放電ランプ点灯装置の作用、効果を奏する照明装置を得ることができる。
請求項1の発明によれば、定電流特性を有する高周波点灯回路と、それぞれ1灯の放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体とを具備していることにより、2灯直列ランプのうち1灯をダミーランプに代えても残りの放電ランプ1灯を定格ランプ電流で、しかも高周波で点灯することで高効率に点灯させることができ、1灯間引き点灯のときでもランプ電流の不所望な増加が生じないので、放電ランプが短寿命を引き起こしたり、高周波点灯回路の損失が大きくなったりしないとともに、高周波点灯回路の損失が大きくなることに伴う高周波点灯回路の故障がなくなる2灯直列式放電ランプ点灯装置を提供することができる。
請求項2の発明によれば、負荷回路の共振コンデンサに対して後記2灯直列ランプ構成体が並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体の放電ランプをほぼ定格ランプ電力で点灯し、負荷回路の共振コンデンサに対して2灯の放電ランプが直列接続される場合には当該放電ランプを定格ランプ電力の約90%で点灯する負荷特性が付与されている高周波点灯回路と、それぞれ1灯の放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体とを具備していることにより、1灯間引き点灯においては、ほぼ定格ランプ電力で点灯するので、間引き点灯前より明るくなり、照明効果の悪化を低減することができ、また2灯点灯時においても定格電力の90%であれば、点灯条件としては別段問題がなく、照明効果も許容範囲内になる2灯直列式放電ランプ点灯装置を提供することができる。
請求項3の発明によれば、負荷回路の共振コンデンサに対して後記2灯直列ランプ構成体が並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプを高い方のほぼ定格ランプ電力で点灯し、負荷回路の共振コンデンサに対して2灯の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプが直列接続される場合には当該放電ランプを低い方のほぼ定格ランプ電力で点灯する負荷特性が付与されている高周波点灯回路と、それぞれ1灯の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体とを具備していることにより、1灯点灯時の明るさが2灯点灯時のそれに比較して極端に暗くならないので、照明効果が比較的良好に維持される2灯直列式放電ランプ点灯装置を提供することができる。
請求項4の発明によれば、請求項1ないし3の効果を有する照明装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
図1ないし図3は、本発明の2灯直列式放電ランプ点灯装置を実施するための第1の形態を示し、図1は回路図、図2は2灯点灯時の回路図、図3は負荷特性を示すグラフである。本形態は、請求項1の発明に対応する。
本形態において、2灯直列式放電ランプ点灯装置は、高周波点灯回路HFOおよび2灯直列ランプ構成体SDLを具備して構成されていて、入力端a、bを商用低周波交流電源ACに接続することによって作動する。なお、
<高周波点灯回路HFO> 高周波点灯回路HFOは、直流電源DC、高周波インバータHFIおよび負荷回路LCを備えて構成されている。また、高周波点灯回路HFOは、その負荷特性として定電流特性が付与されている。
<高周波点灯回路HFO> 高周波点灯回路HFOは、直流電源DC、高周波インバータHFIおよび負荷回路LCを備えて構成されている。また、高周波点灯回路HFOは、その負荷特性として定電流特性が付与されている。
直流電源DCは、ブリッジ形全波整流回路BFRおよび平滑コンデンサC1からなる。ブリッジ形全波整流回路BFRの交流入力端が図示を省略している雑音防止回路を介して放電ランプ点灯装置の入力端a、bに接続している。平滑コンデンサC1は、ブリッジ形全波整流回路BFRの直流出力端間に接続している。
高周波インバータHFIは、ハーフブリッジ形インバータからなり、その両端が直列接続した一対のスイッチング素子Q1、Q2および駆動回路GDCを主構成要素として形成されている。直列接続した一対のスイッチング素子Q1、Q2は、N形MOSFETからなり、直流電源DCの平滑コンデンサC1の両端に接続している。駆動回路GDCは、一対のスイッチング素子Q1、Q2のゲート・ソース間に180°位相のずれたゲートドライブ信号を交互に印加して一対のスイッチング素子Q1、Q2をハーフブリッジ形インバータとしてドライブする。
負荷回路LCは、直流カットコンデンサC2、インダクタL1および共振コンデンサC3の直列回路からなり、インバータ主回路INVのスイッチング素子Q2に並列接続している。
インダクタL1は、3つのフィラメント電極加熱巻線wf1、wf2、wf3が磁気結合されている。したがって、インダクタL1は、3つのフィラメント電極加熱巻線wf1、wf2、wf3に対して1次巻線として作用するフィラメント電極加熱変圧器Tfを兼ねている。
<2灯直列ランプ構成体SDL> 2灯直列ランプ構成体SDLは、放電ランプDL1およびダミーランプDuLの直列接続体から構成されている。これらのランプDL1、DuLは、高周波点灯回路に接続した状態において直列接続していればよく、個別に分離していて、それぞれ別に取り扱えるような形態をなしていることが許容されるものである。しかし、要すれば、予め一体的に取り扱えるように構成されていてもよい。
放電ランプDLは、例えばFLR40S/36形蛍光ランプからなり、一対のフィラメント電極E、Eを備えている。そして、一対のフィラメント電極E、Eからは、例えば図示を省略しているランプソケットなどを介して端子f1、f2が導出され、フィラメント電極加熱変圧器Tfのフィラメント電極加熱巻線wf1、wf2が接続されている。したがって、一対のフィラメント電極E、Eは、主として予熱時にフィラメント電極加熱巻線wf1、wf2により加熱される。
ダミーランプDuLは、放電ランプDLと同様に例えば図示を省略しているランプソケットなどを介して端子f2、f3が両端から導出され、フィラメント電極加熱変圧器Tfのフィラメント電極加熱巻線wf2、wf3が接続されているが、ダミーランプDuLに対しては開放状態とされている。また、ダミーランプDuLは、両端から導出された端子f2、f3が内部において導体lにより短絡されている。
図2は、第1の形態において、ダミーランプDuLに代えて放電ランプDL2を接続して2灯直列点灯を行う場合を示す回路図である。したがって、図1と同一部分は同一符号を付している。放電ランプDL2は、その一対のフィラメント電極E、Eが放電ランプDL1と同様にフィラメント電極加熱変圧器Tfのフィラメント電極加熱巻線wf2、wf3が接続されていて、主として予熱時に加熱される
次に、図3の負荷特性曲線を参照しながら第1の形態の回路動作について説明する。図3において、横軸はランプ電流(mA)を、縦軸の左側がランプ電圧(V)、同じく右側がランプ電力(W)を、それぞれ示している。また、図中曲線Vl・Ilは電圧・電流特性曲線、Wlはランプ電力特性曲線、をそれぞれ示している。
次に、図3の負荷特性曲線を参照しながら第1の形態の回路動作について説明する。図3において、横軸はランプ電流(mA)を、縦軸の左側がランプ電圧(V)、同じく右側がランプ電力(W)を、それぞれ示している。また、図中曲線Vl・Ilは電圧・電流特性曲線、Wlはランプ電力特性曲線、をそれぞれ示している。
図から理解できるように、本形態においては、高周波点灯回路HFOの電圧・電流特性が定電流特性を有しているので、2灯の放電ランプDL1、DL2を定格ランプ電力で点灯するときも、1灯間引きして放電ランプDL1のみを点灯するときも、ランプ電流は定格ランプ電流440mAほぼ一定で、定格ランプ電力36Wで点灯する。これに対して、2灯点灯のときにはやはりランプ電流が定格ランプ電流440mAほぼ一定で殆ど変化しないで、定格ランプ電力72Wで点灯する。
以下、図ないし図6を参照して本発明を実施するための他の形態について説明する。なお、各図において、図1および3と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
図4は、本発明の2灯直列式放電ランプ点灯装置を実施するための第2の形態における負荷特性を示すグラフである。本形態は、請求項2の発明に対応する。
本形態の2灯直列式放電ランプ点灯装置は、図1において、高周波点灯回路HFOの負荷特性が、2灯直列ランプ構成体SDLが負荷回路LCの共振コンデンサC3に並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体SDLの放電ランプDL1をほぼ定格ランプ電力で点灯し、また負荷回路LCの共振コンデンサC3に対して2灯の放電ランプDL1、DL2が直列接続される場合には当該放電ランプDL1、DL2を定格ランプ電力の約90%でそれぞれ点灯するように構成されている。
すなわち、放電ランプDL1は、第1の形態と同じ蛍光ランプであり、図において電圧・電流特性曲線Vl・Ilは、円弧状をなしていて、1灯の放電ランプDL1を点灯する場合には、定格ランプ電流440mAが流れて定格ランプ電力36Wで点灯する。これに対して、2灯の放電ランプDL1、DL2を点灯する場合には、ランプ電流が300mAに低下し、2灯合計で60Wの点灯となる。
図5は、本発明の2灯直列式放電ランプ点灯装置を実施するための第3の形態における負荷特性を示すグラフである。本形態は、請求項3の発明に対応する。
本形態の2灯直列式放電ランプ点灯装置は、高周波点灯専用形放電ランプDL1が2重定格を有する高周波点灯専用形蛍光ランプFHF32形であり、図1において高周波点灯回路HFOの負荷特性が、2灯直列ランプ構成体SDLが負荷回路LCの共振コンデンサC3に並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体SDLの高周波点灯専用形放電ランプDL1をほぼ高い方の定格ランプ電力40Wで高出力点灯を行い、また負荷回路LCの共振コンデンサC3に対して2灯の高周波点灯専用形放電ランプDL1、DL2が直列接続される場合には当該放電ランプDL1、DL2を低い方の定格ランプ電力30Wでそれぞれ点灯するように構成されている。
すなわち、図において、電圧・電流特性曲線Vl・Ilは、円弧状をなしていて、1灯の高周波点灯専用形放電ランプDL1を点灯する場合には、高い方のほぼ定格ランプ電流380mAが流れて定格ランプ電力40Wで点灯する。これに対して、2灯の高周波点灯専用形放電ランプDL1、DL2を点灯する場合には、低い方のほぼ定格ランプ電流が230mAに低下し、2灯合計で60Wの点灯となる。
構成されていて、入力端a、bを商用低周波交流電源ACに接続することによって作動する。なお、本形態は、請求項1の発明に相当する。
構成されていて、入力端a、bを商用低周波交流電源ACに接続することによって作動する。なお、本形態は、請求項1の発明に相当する。
図6は、本発明の2灯直列式放電ランプ点灯装置を実施するための第4の形態を示す回路図である。本形態は、請求項1ないし3の各発明に対応する。本形態は、放電ランプ検出回路LDおよび制御回路CCを具備していている。
そうして、1灯間引き点灯と2灯点灯を放電ランプ検出回路LDで自動的に検出する。放電ランプ検出回路LDの検出出力に応じて高周波インバータの動作、例えば動作周波数を切り換えることによって、高周波点灯回路HFOの負荷特性を切り換えるように構成されている。なお、負荷特性は、請求項1ないし3のいずれの内容であってもよい。
図7は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての天井埋込み形蛍光灯器具を示す正面図である。図において、1は照明器具本体、2は放電ランプ、3はダミーランプである。
照明器具本体1は、下面開放形をなしていて、外面に反射性塗料が塗布され、内部に横断面M字状の反射板1aが長手方向に延在し、その両端に2対のランプソケット1bが配設されている。なお、反射板1aの内面側には図示されていない高周波点灯回路が配設されている。
放電ランプ2は、直管形蛍光ランプからなり、一対のランプソケット1a、1a間に装着されている。
ダミーランプ3は、外観およびサイズが放電ランプ2と同様であり、放電ランプと同様に一対のランプソケット1b、1b間に装着されている。
DC…直流電源、DL1…放電ランプ、DuL…ダミーランプ、HFI…高周波インバータ、HFO…高周波点灯回路、LC…負荷回路、SDL…2灯直列ランプ構成体
Claims (4)
- 直流電源、少なくとも1つのスイッチング素子を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータ、ならびにインダクタおよび共振コンデンサの直列部分を含み高周波インバータの出力端に接続した負荷回路を備えるとともに、定電流特性を有する高周波点灯回路と;
それぞれ1灯の放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体と;
を具備していることを特徴とする2灯直列式放電ランプ点灯装置。 - 直流電源、少なくとも1つのスイッチング素子を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータ、ならびにインダクタおよび共振コンデンサの直列部分を含み高周波インバータの出力端に接続した負荷回路を備えるとともに、負荷回路の共振コンデンサに対して後記2灯直列ランプ構成体が並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体の放電ランプをほぼ定格ランプ電力で点灯し、負荷回路の共振コンデンサに対して2灯の放電ランプが直列接続される場合には当該放電ランプを定格ランプ電力の約90%で点灯する負荷特性が付与されている高周波点灯回路と;
それぞれ1灯の放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体と;
を具備していることを特徴とする2灯直列式放電ランプ点灯装置。 - 直流電源、少なくとも1つのスイッチング素子を有し入力端が直流電源に接続し出力端に高周波電圧を出力する高周波インバータ、ならびにインダクタおよび共振コンデンサの直列部分を含み高周波インバータの出力端に接続した負荷回路を備えるとともに、負荷回路の共振コンデンサに対して後記2灯直列ランプ構成体が並列的に接続される場合には2灯直列ランプ構成体の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプを高い方のほぼ定格ランプ電力で点灯し、負荷回路の共振コンデンサに対して2灯の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプが直列接続される場合には当該放電ランプを低い方のほぼ定格ランプ電力で点灯する負荷特性が付与されている高周波点灯回路と;
それぞれ1灯の2重定格を有する高周波点灯専用形放電ランプおよびダミーランプが直列接続してなり、高周波点灯回路の負荷回路の共振コンデンサに対して並列的に接続された2灯直列ランプ構成体と;
を具備していることを特徴とする2灯直列式放電ランプ点灯装置。 - 照明装置本体と;
照明装置本体に配設された請求項1ないし3のいずれか一記載の2灯直列式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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003420610A JP2005183107A (ja) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | 2灯直列式放電ランプ点灯装置および照明装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100451446C (zh) * | 2007-06-26 | 2009-01-14 | 周必忠 | 具有双发光管的弧光灯 |
WO2010058620A1 (ja) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | 株式会社日本エナジー研究所 | 蛍光灯器具、及び蛍光灯器具の点灯制御機器 |
JP4865087B2 (ja) * | 2008-11-27 | 2012-02-01 | 株式会社日本エナジー研究所 | 蛍光灯器具、及び蛍光灯器具の点灯制御機器 |
-
2003
- 2003-12-18 JP JP2003420610A patent/JP2005183107A/ja active Pending
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JP4865087B2 (ja) * | 2008-11-27 | 2012-02-01 | 株式会社日本エナジー研究所 | 蛍光灯器具、及び蛍光灯器具の点灯制御機器 |
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