JP2006049084A - 放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】位相を検出すること無く、スイッチ素子が進相スイッチング状態になるのを予測する。
【解決手段】インバータ回路２の各ＦＥＴ３、４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づくと、ＦＥＴ４のオン期間においてスイッチ電流が増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなる。これを判定手段１３は検出手段１２から微分波形を取込んで判定し、判定信号を駆動信号生成手段１６に供給する。駆動信号生成手段は判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ３をオフからオンに切替える。これにより、インバータ回路２の各ＦＥＴが進相スイッチング状態になる前にスイッチング切替えができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インバータ回路を備えた放電灯点灯装置及び照明装置に関する。
インバータ回路を備えた放電灯点灯装置において、インバータの出力電流の位相を検出し、駆動回路の周波数を変化させることでインバータ回路の電界効果トランジスタが進相になるのを防止するもの、また、インバータ回路における電界効果トランジスタのスイッチング電流の位相を検出し、駆動回路の周波数を変化させることで電界効果トランジスタが進相スイッチング状態になるのを防止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２２０８８９号公報（図６、図７など）
しかしながら、特許文献１記載のものはインバータの出力電流の位相を検出したり、電界効果トランジスタのスイッチング電流の位相を検出したりするものであり、位相を検出するための回路が必要であった。
本発明は、位相を検出すること無く、スイッチ素子が進相スイッチング状態になるのを予測できる放電灯点灯装置及び照明装置を提供することを目的とする。
請求項１記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と、この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と、この判定手段が、スイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
なお、インバータ回路としては、ハーフブリッジ形のものやフルブリッジ形のものなどが使用される。スイッチ素子としては、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタやバイポーラ型トランジスタが使用され、バイポーラ型トランジスタの場合は別途ダイオードを逆並列に接続する必要がある。また、スイッチ素子のオン期間とは、スイッチ素子が安定してオン動作している期間であり、オンからオフ、また、オフからオンに切替わる期間は含まない。また、スイッチ電流の減少の変化割合とは、スイッチ電流が単位時間当たりに減少する量を示し、電流減少時の電流波形の傾きを示している。
請求項２記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と、この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と、この判定手段が、スイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、各スイッチ素子をスイッチング動作する駆動周波数を上昇させるスイッチ素子駆動手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、検出手段にＡ／Ｄ変換器を設け、このＡ／Ｄ変換器によって検出したスイッチ電流をデジタル値に変換し、判定手段に演算処理装置を設け、この演算処理装置によってＡ／Ｄ変換器からデジタル値を取込んでスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったか否かを判定することにある。
請求項４記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの交流電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、放電灯の動作抵抗を検出する検出手段と、この検出手段が検出する放電灯の動作抵抗が所定時間にわたって増加し続けたか否かを判定する判定手段と、この判定手段が動作抵抗の所定時間にわたる増加継続を判定すると、各スイッチ素子をスイッチング動作する駆動周波数を上昇させるスイッチ素子駆動手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
請求項５記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの交流電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、放電灯の動作電圧と動作電流を一定の周期で繰り返し検出してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器から動作電圧と動作電流のデジタル値を一定の周期で繰り返し取込んでは動作抵抗を算出し、この算出した動作抵抗が所定時間にわたって増加し続けたか否かを判定する演算処理装置と、この演算処理装置が、動作抵抗の所定時間にわたる増加継続を判定すると、各スイッチ素子をスイッチング動作する駆動周波数を上昇させるスイッチ素子駆動手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
請求項６記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と、この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と、オン動作しているスイッチ素子のオン時間を計時する計時手段と、判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段とを備え、計時手段が計時した１つのスイッチ素子のオン時間に合わせて他方のスイッチ素子のオン時間を決める放電灯点灯装置にある。
請求項７記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と、この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と、この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、オン動作している１つのスイッチ素子を所定のタイミングでオフに切替えるとともに、検出手段が検出するスイッチ電流値がゼロになるタイミングで他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
請求項８記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と、この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と、この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、検出手段が検出するスイッチ電流値がゼロになるタイミングで、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
請求項９記載の発明は、直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と、放電灯を負荷として含み、インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて放電灯を点灯制御する共振負荷回路と、インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と、この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と、この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、検出手段が検出するスイッチ電流値が負から正に転じた後に、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
請求項１０記載の発明は、請求項１、２、３、６、７、８又は９記載の放電灯点灯装置において、放電灯に流れるランプ電流又はランプ電力を直接的又は間接的に検出し、ランプ電流又はランプ電力が制御目標値を維持するようにインバータ回路の駆動周波数をフィードバック制御する制御手段と、判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、制御目標値が小さくなるように可変制御する可変手段とを備えた放電灯点灯装置にある。
なお、ランプ電流を直接的に検出するとは、放電灯に流れるランプ電流を検出することであり、間接的に検出するとは、インバータ回路のスイッチ素子に流れる電流を検出してランプ電流を予測することなどである。また、ランプ電力を直接的に検出するとは、放電灯に流れるランプ電流と放電灯に印加するランプ電圧からランプ電力を検出することであり、間接的に検出するとは、インバータ回路に供給されるＤＣ電源電圧とスイッチ素子に流れる電流とを検出してランプ電力を予測することである。但し、ランプ電力を間接的に検出する場合は、インバータ回路に供給される直流電源の電圧が一定である必要が有る。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、可変手段は、制御目標値が小さくなるように可変制御した後、人の目が変化を感知しない程度の所定時間経過後に制御目標値を元の値に復帰させることにある。なお、人の目が変化を感知しない程度の所定時間とは、制御目標値の変化による放電灯の明るさの変化が目で見て分からない程度の時間で有り、５ｍsec以下が適当で有る。
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、可変手段は、制御目標値が小さくなるように可変制御した後、インバータ回路のスイッチングサイクルの、次のサイクルで判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定しなければ、さらに次のサイクルで制御目標値を元の値に復帰させることにある。
請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１つ記載の放電灯点灯装置と、この放電灯点灯装置を有する照明器具本体とを具備した照明装置にある。
請求項１乃至１２記載の発明によれば、位相を検出すること無く、スイッチ素子が進相スイッチング状態になるのを予測できる放電灯点灯装置を提供できる。
請求項３及び５記載の発明によれば、さらに、デジタル処理ができる放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１０記載の発明によれば、さらに、出力を絞ることでフェイルセーフ制御ができる放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１１及び１２記載の発明によれば、さらに、出力を絞る制御を行っても明るさの変化の影響を人に与えることが無い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１３記載の発明によれば、位相を検出すること無く、スイッチ素子が進相スイッチング状態になるのを予測でき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。
（第１の実施の形態）
図１に示すように、直流電源１にハーフブリッジ型のインバータ回路２を接続している。なお、直流電源１としては、交流電源から昇圧チョッパ等のレギュレータを使用して直流を出力するものであってもよい。
前記インバータ回路２は、１対のＭＯＳ型のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３，４の直列回路を前記直流電源１に接続している。なお、ＭＯＳ型のＦＥＴに代えて、バイポーラ型のＦＥＴとダイオードとの並列回路を使用してもよい。そして、前記ＦＥＴ３のソース端子と前記ＦＥＴ４のドレイン端子との接続点を、コンデンサ５及びインダクタ６を直列に介して放電灯７の、一方のフィラメント電極７ａの一端に接続している。前記ＦＥＴ４のソース端子側の回路に、このＦＥＴ４に流れるスイッチ電流を検出するための抵抗８を直列に接続している。
前記ＦＥＴ４のソース端子を、前記抵抗８を介して前記直流電源１の負極端子に接続するとともに、前記放電灯７の、他方のフィラメント電極７ｂの一端に接続している。前記放電灯７の、各フィラメント電極７ａ，７ｂの他端間には予熱用コンデンサ９が接続されている。そして、前記コンデンサ５、インダクタ６、放電灯７、予熱用コンデンサ９で共振負荷回路を形成している。
前記抵抗８にコンデンサ１０と抵抗１１からなる微分回路を並列に接続してスイッチ電流の検出手段１２を形成している。そして、前記微分回路の微分出力、すなわち、コンデンサ１０と抵抗１１との接続点の出力を、判定手段１３を構成するコンパレータ１４の反転入力端子(-)に入力している。前記コンパレータ１４の非反転入力端子(+)には、閾値として、負電圧源１５から所定の負電圧を入力している。
前記コンパレータ１４は、検出手段１２からの微分出力値と負電圧源１５からの負電圧値とを比較し、微分出力値が負電圧値よりも小さくなったときに、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流が、このＦＥＴ４のスイッチング期間において増加から減少に転じ、さらにその減少の変化割合、すなわち、スイッチ電流が単位時間当たりに減少する大きさが、大きくなったと判定し、その判定出力を駆動信号生成手段１６に供給するようにしている。
前記駆動信号生成手段１６は、各ＦＥＴ３，４をスイッチング駆動する駆動信号を生成し、生成した駆動信号をドライバ回路１７に供給している。前記ドライバ回路１７は駆動信号生成手段１６とともにスイッチ素子駆動手段を形成し、前記駆動信号生成手段１６からの駆動信号に従って前記各ＦＥＴ３，４を交互にスイッチング駆動する。そして、前記駆動信号生成手段１６は、前記判定手段１３から判定出力を入力すると、前記ＦＥＴ４をオフ動作させ、前記ＦＥＴ３をオン動作させる駆動信号を生成してドライブ回路１７に供給するようになっている。
このような構成においては、インバータ回路２の各ＦＥＴ３、４が正常にスイッチング動作しているときには、ＦＥＴ４のオン動作時に抵抗８に流れるスイッチ電流は図２の(a)に示すようになり、それを微分した検出手段１２から出力される微分波形は図２の(b)に示すようになる。なお、ＦＥＴ４のオン、オフの切替わり時にはパルス状の負電圧が発生するが判定手段１３のコンパレータ１４ではこれは無視される。
インバータ回路２の各ＦＥＴ３、４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になると、ＦＥＴ４のオン動作時に抵抗８に流れるスイッチ電流は図３の(a)に示すようになり、ＦＥＴ４のオン期間においてスイッチ電流が増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなる。すなわち、スイッチ電流が単位時間当たりに減少する量が大きくなり、電流減少時の電流波形の傾きが大きくなる。
そして、抵抗８に流れるスイッチ電流を微分した検出手段１２から出力される微分波形は図３の(b)に示すようになる。すなわち、ＦＥＴ４が安定してオン動作しているオン期間において微分波形が負電圧になり、しかも、閾値となる負電圧源１５からの負電圧値よりも小さくなる。これにより、判定手段１３のコンパレータ１４から駆動信号生成手段１６に、スイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいていることを判定した判定信号が供給される。
駆動信号生成手段１６は判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ３をオフからオンに切替える。これにより、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流は、図３の(a)において実線の状態から一点鎖線の状態に切替えられる。
このように、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になる前に検出してスイッチング切替えができるので、各ＦＥＴ３，４は進相スイッチング状態になることはない。これにより、各ＦＥＴ３，４を進相により損傷を受けることから保護することができる。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
なお、ここでは、駆動信号生成手段１６が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ３をオフからオンに切替える制御を行うようにしたが、駆動信号生成手段１６が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を上昇させるようにしてもよい。
インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４の駆動周波数は、図４に示すように、通常は回路効率を上げるために共振負荷回路の無負荷時の共振周波数１／（２π√ＬＣ）（但し、Ｌは共振負荷回路のインダクタ成分を示し、Ｃは共振負荷回路のキャパシタ成分を示す。）よりも低い周波数ｆ1に設定している。しかしながら、共振負荷回路の無負荷時の共振周波数よりも低い周波数ｆ1で各ＦＥＴ３，４を駆動すると、進相になり易いという傾向がある。
従って、回路効率を上げるために共振負荷回路の無負荷時の共振周波数よりも低い周波数ｆ1で各ＦＥＴ３，４を駆動し、判定手段１３が進相スイッチング状態に近づいたことを判定すると、駆動信号生成手段１６はドライバ回路１７を制御し、各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を共振負荷回路の無負荷時の共振周波数よりも高い周波数ｆ2に変更し、各ＦＥＴ３，４が進相スイッチング状態になるのを防止する。
（第２の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、図５に示すように、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流の検出に代えて、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流の検出を行うものである。すなわち、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流を検出手段１２１で検出している。前記検出手段１２１は、前述した検出手段１２と同様にＦＥＴ３に流れるスイッチ電流を、抵抗を使用して電圧として検出し、それを微分回路で微分して出力するものである。そして、前記検出手段１２１からの微分波形を判定手段１３に供給している。その他の構成は第１の実施の形態と同一である。
このように、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流の検出に代えて、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流の検出を行うものであっても、進相スイッチング状態に近づくと、ＦＥＴ３がオン動作しているオン期間において微分波形が負電圧になり、閾値よりも小さくなる。これにより、判定手段１３から駆動信号生成手段１６に、スイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいていることを判定した判定信号が供給される。駆動信号生成手段１６は判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ３をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ４をオフからオンに切替える。
従って、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になる前に検出してスイッチング切替えができるので、各ＦＥＴ３，４が進相スイッチング状態になることはない。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
なお、ここでは駆動信号生成手段１６が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ３をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ４をオフからオンに切替える制御を行うようにしたが、駆動信号生成手段１６が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を上昇させるようにしてもよい。
（第３の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、図６に示すように、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流を検出手段１２で検出し、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流を検出手段１２１で検出する。そして、検出手段１２からの微分波形を判定手段１３に供給し、検出手段１２１からの微分波形を判定手段１３１に供給している。
前記各判定手段１３，１３１は同一の構成で、ＦＥＴ４，３のスイッチ電流がそれぞれのスイッチング期間において増加から減少に転じ、さらにその減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、判定出力を駆動信号生成手段１６１に供給するようになっている。
前記駆動信号生成手段１６１は、判定手段１３から判定出力を入力すると、ＦＥＴ４をオフ動作させ、前記ＦＥＴ３をオン動作させる駆動信号を生成してドライブ回路１７に供給し、判定手段１３１から判定出力を入力すると、ＦＥＴ３をオフ動作させ、前記ＦＥＴ４をオン動作させる駆動信号を生成して前記ドライブ回路１７に供給するようになっている。
このように、ＦＥＴ３，４の両方に流れるスイッチ電流の検出を行うものであっても、進相スイッチング状態に近づくと、ＦＥＴ３又はＦＥＴ４が安定してオン動作しているオン期間において微分波形が負電圧になり、閾値よりも小さくなる。これにより、判定手段１３１又は判定手段１３から駆動信号生成手段１６１に、スイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいていることを判定した判定信号が供給される。駆動信号生成手段１６１は判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ３又はＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ４又はＦＥＴ３をオフからオンに切替える。
従って、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になる前に検出してスイッチング切替えができるので、各ＦＥＴ３，４が進相スイッチング状態になることはない。しかも、ＦＥＴ３，４の何れかが進相スイッチング状態に近づくと直ちにＦＥＴ３，４のスイッチング切替えを行うので、迅速に対処することができる。また、放電灯７の点灯を継続することができる。
なお、ここでは駆動信号生成手段１６１が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ３又はＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ４又はＦＥＴ３をオフからオンに切替える制御を行うようにしたが、駆動信号生成手段１６１が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を上昇させるようにしてもよい。
（第４の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、図７に示すように、検出手段にＡ／Ｄ変換器２１を設け、判定手段に演算処理装置２２とメモリ２３を設け、ＦＥＴ４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づくのをデジタル的に検出するものである。
すなわち、抵抗８に流れるＦＥＴ４のスイッチ電流によって発生する電圧値をＡ／Ｄ変換器２１でデジタル値に変換する。演算処理装置２２はＡ／Ｄ変換器２１からのデジタル値を所定の周期でサンプリングして取込み、それを電流検出値としてメモリ２３に格納する。そして、現時刻でサンプリングした電流検出値Ｉsw(n)と１つ前にサンプリングした電流検出値Ｉsw(n-1)との差、すなわち、Ｉsw(n)−Ｉsw(n-1)を計算する。
そして、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流がオン期間において増加から減少に転じたことを判定するとともに、メモリ２３に予め設定されている閾値Ｉthと比較して大小関係を判定する。すなわち、Ｉsw(n)−Ｉsw(n-1)＜０で、かつ、｜Ｉsw(n)−Ｉsw(n-1)｜＞Ｉthか否かを判定する。
演算処理装置２２はＩsw(n)−Ｉsw(n-1)＜０で、かつ、｜Ｉsw(n)−Ｉsw(n-1)｜＞Ｉthであることを判定すると、ＦＥＴ４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいていると判定し、駆動信号生成手段１６に判定信号を出力する。駆動信号生成手段１６は判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ３をオフからオンに切替える。
このように、ＦＥＴ４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づくのをデジタル的に検出しても、前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になる前に検出してスイッチング切替えができる。すなわち、各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になるのを防止できる。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
なお、この実施の形態においても駆動信号生成手段１６が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を上昇させる制御を行ってもよい。
（第５の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施の形態は放電灯の動作抵抗によって進相スイッチング状態になるのを検出する場合について述べる。
図８に示すように、ランプ動作抵抗検出手段２４を設け、放電灯７の動作抵抗を検出している。なお、インバータ回路２は放電灯７の点灯周波数が略一定になるように駆動信号生成手段１６２によって駆動周波数が制御されるようになっている。そして、変化量検出手段２５で前記ランプ動作抵抗検出手段２４の出力を元に、動作抵抗の変化量を検出し、この変化量検出手段２５が、動作抵抗の増加を検出し続ける時間を計時手段２６で計時するようにしている。そして、計時したデータを判定手段１３２に供給している。
前記判定手段１３２は、計時時間を予め設定した設定時間と比較し、計時時間が設定時間を超えると、各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいていると判定し、駆動信号生成手段１６２に判定信号を供給する。前記駆動信号生成手段１６２は判定手段１３２から判定信号を受けるとドライバ回路１７を制御し、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を上昇させるようにしている。そして、このときの駆動周波数は、共振負荷回路の無負荷時の共振周波数１／（２π√ＬＣ）よりも高くなる。
例えば、型名ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎの蛍光ランプを７５ｋＨｚの一定周波数で点灯させ、インバータ回路が正常スイッチングから進相スイッチングに移行し、最終的に蛍光ランプが立ち消えてしまうまでの間における、蛍光ランプの動作抵抗、すなわち、蛍光ランプの等価抵抗を時間に対してプロットすると、図９に示すグラフが得られた。
このグラフは、図中Ｐ１の時点から動作抵抗は増加し始め、Ｐ２、Ｐ３と動作抵抗は増加し続け、Ｐ４の時点で進相スイッチング状態に至り、さらに、Ｐ５と急激に増加するようになり、Ｐ６の時点に至った直後に立ち消える状態を示している。そして、Ｐ１の時点におけるランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形を示すと、図１０の(a)、(b)、(c)に示すようになり、Ｐ４の時点におけるランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形を示すと、図１１の(a)、(b)、(c)に示すようになり、Ｐ５の時点におけるランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形を示すと、図１２の(a)、(b)、(c)に示すようになり、Ｐ６の時点におけるランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形を示すと、図１３の(a)、(b)、(c)に示すようになる。
図９のグラフは、正常スイッチングから進相スイッチングに移行する際は、蛍光ランプの動作抵抗が徐々に増加することを示している。従って、ランプの動作抵抗をモニターし、所定期間増加し続けた場合に進相に至ってしまうことが予想できる。
前記判定手段１３２は、この動作抵抗が増加し続ける時間が設定時間を越えるか否かによって各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいているか否かを判定している。設定時間としては、例えば、２ｍsec〜４ｍsec程度が適当である。
このような構成においては、インバータ回路２によって放電灯７は点灯周波数が略一定になるように制御される。そして、ランプ動作抵抗検出手段２４は放電灯７の動作抵抗を検出する。変化量検出手段２５は動作抵抗の変化量を検出する。そして、この変化量が増加すれば、計時手段２６は計時を開始し、途中で変化量の増加が停止すれば計時を停止し計時時間をリセットする。
計時手段２６による計時時間が設定時間を超えると、判定手段１３２はインバータ回路２の各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいていることを判定する。そして、判定手段１３２は、駆動信号生成手段１６２に対して判定信号を出力する。駆動信号生成手段１６２は判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を共振負荷回路の無負荷時の共振周波数よりも高く上昇させる。これにより、各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になるのを防止できる。
従って、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になる前に検出して各ＦＥＴ３，４を保護することができる。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
（第６の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、図１４に示すように、Ａ／Ｄ変換器２１１を設け、このＡ／Ｄ変換器２１１で放電灯７の動作電圧と動作電流を一定の周期で繰り返し検出してデジタル値に変換し、演算処理装置２２１に供給している。このときの一定の周期を、例えば、ＦＥＴ３，４の毎スイッチングサイクルにおける所定の位相に合わせている。
前記演算処理装置２２１は、Ａ／Ｄ変換器２１１から動作電圧と動作電流のデジタル値を一定の周期で繰返し取込んでは動作抵抗を算出し、この算出した動作抵抗をメモリ２３に格納し、現時刻で算出した動作抵抗値と１つ前に算出した動作抵抗値との差を求め、動作抵抗が増加したか否かを判定するようになっている。そして、動作抵抗の増加を判定すると内部タイマによって計時動作を行い、動作抵抗が増加し続けている間は計時動作を継続し、この計時した時間が予め設定した設定時間を超えると、各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づいていると判定し、駆動信号生成手段１６２に判定信号を出力するようになっている。
駆動信号生成手段１６２は判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を共振負荷回路の無負荷時の共振周波数よりも高く上昇させる制御を行う。
従って、この実施の形態においても、放電灯７の動作抵抗が設定時間を超えて増加し続けることがあると、演算処理装置２２１は駆動信号生成手段１６２に判定信号を出力し、これにより、駆動信号生成手段１６２はドライバ回路１７を制御し、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を共振負荷回路の無負荷時の共振周波数よりも高く上昇させるので、前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４のスイッチング動作が進相スイッチング状態になる前に検出して各ＦＥＴ３，４を保護することができる。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
なお、この実施の形態においては、演算処理装置２２１がＡ／Ｄ変換器２１１からデジタル値を取込む一定の周期をＦＥＴ３，４の毎スイッチングサイクルにおける所定の位相に合わせたがこれに限定するものではなく、数サイクルに１回の周期に設定してもよい。このようにすれば、演算処理装置２２１の処理負担を軽減することができる。
（第７の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、図１５に示すように、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流を検出手段１２で検出し、この検出手段１２からの微分波形を判定手段１３に供給している。また、前記検出手段１２がＦＥＴ４に流れるスイッチ電流を検出することでＦＥＴ４のオン動作を検出し、その検出出力を計時手段２７に供給している。
前記計時手段２７は、前記ＦＥＴ４のオン時間を計時し、その計時した時間を駆動信号生成手段１６３に供給している。前記判定手段１３は、ＦＥＴ４のスイッチング期間においてスイッチ電流が増加から減少に転じ、さらにその減少の変化割合が大きくなったと判定すると、その判定出力を前記駆動信号生成手段１６３に供給するようになっている。
前記駆動信号生成手段１６３は、判定手段１３から判定出力を入力すると、前記ＦＥＴ４をオフ動作させ、前記ＦＥＴ３をオン動作させる駆動信号を生成してドライブ回路１７に供給する。そして、前記計時手段２７が計時したＦＥＴ４のオン時間に合わせて前記ＦＥＴ３のオン時間を決め、そのオン時間経過後に前記ＦＥＴ３をオフに切替えるとともに前記ＦＥＴ４をオンに切替えるようになっている。すなわち、ＦＥＴ４のオン時間が長くなればＦＥＴ３のオン時間も長くし、ＦＥＴ４のオン時間が短くなればＦＥＴ３のオン時間も短くする。
このような構成においては、インバータ回路２の各ＦＥＴ３、４のスイッチング動作が進相スイッチング状態に近づくと、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流は増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなる。そして、検出手段１２から出力される微分波形はＦＥＴ４が安定してオン動作している期間において負電圧になり、しかも、閾値よりも小さくなる。これにより、判定手段１３は駆動信号生成手段１６３に判定信号を供給する。
駆動信号生成手段１６３は、判定信号を受けるとドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ３をオフからオンに切替える。また、駆動信号生成手段１６は計時手段２７からＦＥＴ４のオン時間を計時した時間データを取り込む。そして、このオン時間の長さに応じてＦＥＴ３のオン時間を決定する。
その後、決定したＦＥＴ３のオン時間が経過すると、駆動信号生成手段１６はドライバ回路１７を制御し、ＦＥＴ３をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ４をオフからオンに切替える。
このような制御を行っても前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４は進相スイッチング状態になる前に切替え制御され、進相により損傷を受けることから保護される。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
なお、この実施の形態では、各ＦＥＴ３、４が進相スイッチング状態に近づくのを判定するためにＦＥＴ４に流れるスイッチ電流を検出するようにしたが、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流を検出しても、また、両ＦＥＴ３，４に流れるスイッチ電流を検出してもよい。
（第８の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、図１６に示すように、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流を検出手段１２１で検出し、この検出手段１２１からの微分波形を判定手段１３に供給している。前記判定手段１３は、ＦＥＴ３のスイッチング期間においてスイッチ電流が増加から減少に転じ、さらにその減少の変化割合が大きくなったと判定すると、その判定出力を前記駆動信号生成手段１６４に供給するようになっている。
前記駆動信号生成手段１６４は判定手段１３から判定出力を入力すると、所定のタイミングで前記ＦＥＴ３をオフ動作させ、前記ＦＥＴ４をオン動作させる駆動信号を生成してドライブ回路１７に供給する。前記ドライブ回路１７は駆動信号を受けて前記ＦＥＴ３をオンからオフに切替える。
また、前記駆動信号生成手段１６４は検出手段１２１からスイッチ電流値を取込み、前記ＦＥＴ３をオンからオフに切替えた後、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流値がゼロになるタイミングで前記ＦＥＴ４をオフからオンに切替えるようにドライブ回路１７を駆動制御するようにしている。
このような構成においては、インバータ回路２が通常動作を行っているときには、ＦＥＴ３のゲートには図１７の(a)に示す駆動信号Ｖg(H)が入力され、ＦＥＴ４のゲートには図１７の(b)に示す駆動信号Ｖg(L)が入力され、ＦＥＴ３には図１７の(c)に示すスイッチ電流Ｉsw(H)が流れ、ＦＥＴ４には図１７の(d)に示すスイッチ電流Ｉsw(L)が流れる。
そして、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に近づくと、判定手段１３でそれを判定し、判定信号を駆動信号生成手段１６４に供給する。駆動信号生成手段１６４は判定信号を受けると、ドライブ回路１７を駆動制御しＦＥＴ３のゲートに入力する駆動信号Ｖg(H)を図１８の(a)に示すようにハイレベルからローレベルに切替える。このとき、ＦＥＴ３のゲートに入力する駆動信号Ｖg(L)はローレベルを維持する。
その後、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流Ｉsw(H)が図１８の(c)に示すように正から負へ変化し、ＦＥＴ３の寄生ダイオードを介して共振電流が流れ、さらにその電流値がゼロになると、駆動信号生成手段１６４はドライブ回路１７を駆動制御しＦＥＴ４のゲートに入力する駆動信号Ｖg(L)を図１８の(b)に示すようにローレベルからハイレベルに切替え、ＦＥＴ４をオフからオンに切替える。こうしてＦＥＴ４には図１８の(d)に示すスイッチ電流Ｉsw(L)が流れる。
このように、判定手段１３が、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に近づいていることを判定すると、ＦＥＴ３を直ちにオンからオフに切替えるがＦＥＴ４は切替えず、その後、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流Ｉsw(H)がゼロになることを検出してＦＥＴ４をオフからオンに切替える制御を行っても、前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４は進相スイッチング状態になる前に切替え制御され、進相により損傷を受けることから保護される。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
なお、この実施の形態では、判定手段１３が、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に近づいていることを判定すると、ＦＥＴ３を直ちにオンからオフに切替え、その後、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流Ｉsw(H)がゼロになることを検出してＦＥＴ４をオフからオンに切替える制御を行うようにしたが、切替え制御はこれに限定するものではない。
例えば、図１９に示すように、Ｔ１のタイミングで判定手段１３がＦＥＴ３に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に近づいていることを判定しても直ちにＦＥＴ３をオフに切替えることはせず、その後、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流Ｉsw(H)がゼロになるタイミングＴ２でＦＥＴ３をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ４をオフからオンに切替える制御を行ってもよい。この場合は、ＦＥＴ３の寄生ダイオードを介して共振電流が流れているときもＦＥＴ３のゲートにはハイレベルな駆動信号Ｖg(H)が印加されているので導通損失を低減することができる。
また、図２０に示すように、Ｔ１のタイミングで判定手段１３がＦＥＴ３に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に近づいていることを判定しても直ちにＦＥＴ３をオフに切替えることはせず、その後、ＦＥＴ３に流れるスイッチ電流Ｉsw(H)が負から正になったタイミングＴ３でＦＥＴ３をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ４をオフからオンに切替える制御を行ってもよい。この場合も、ＦＥＴ３の寄生ダイオードを介して共振電流が流れているときもＦＥＴ３のゲートにはハイレベルな駆動信号Ｖg(H)が印加されているので導通損失を低減することができる。
なお、この実施の形態では、各ＦＥＴ３、４が進相スイッチング状態に近づくのを判定するためにＦＥＴ３に流れるスイッチ電流を検出するようにしたが、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流を検出しても、また、両ＦＥＴ３，４に流れるスイッチ電流を検出してもよい。
また、この実施の形態においても、Ａ／Ｄ変換器、演算処理装置及びメモリを使用してデジタル処理できるのは勿論である。
（第９の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、図２１に示すように、放電灯７に流れるランプ電流をランプ電流検出回路２８で検出している。このランプ電流検出回路２８はトランスを使用しフィラメント７ａ，７ｂに流れる電流の影響を受けないように巻線で相殺している。
前記ランプ電流検出回路２８が検出したランプ電流値をコンパレータ２９の一方の入力端子に入力している。前記コンパレータ２９の他方の入力端子にはランプ電流の制御目標値を設定する可変設定器３０からの制御目標値が入力している。ランプ電流の制御目標値としては、実効値やピーク値、平均値、あるいはそれに準ずる値を設定する。前記コンパレータ２９は、ランプ電流検出回路２８が検出したランプ電流値と可変設定器３０からの制御目標値とを比較し、比較出力を駆動信号生成手段１６５に供給している。
前記駆動信号生成手段１６５は、コンパレータ２９からの比較出力によって放電灯７に流れるランプ電流が制御目標値を維持するようにドライバ回路１７を駆動制御し、インバータ回路２の駆動周波数を制御するようにしている。
以上は、放電灯７に流れるランプ電流を直接的に検出し、ランプ電流が制御目標値を維持するようにインバータ回路２の駆動周波数をフィードバック制御する制御手段を構成するものである。
また、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流を検出手段１２で検出し、この検出手段１２からの微分波形を判定手段１３３に供給している。前記判定手段１３３は、ＦＥＴ４のスイッチング期間においてスイッチ電流が増加から減少に転じ、さらにその減少の変化割合が大きくなったと判定すると前記駆動信号生成手段１６５に判定出力を供給するとともに、前記可変設定器３０に目標値を下げる制御信号を供給している。また、前記判定手段１３３は、内部にタイマを設け、可変設定器３０に目標値を下げる制御信号を出力すると前記タイマで時間をカウントし、所定時間をカウンとすると前記可変設定器３０に目標値を元に戻す制御信号を出力するようになっている。この場合の所定時間は、制御目標値の低下による放電灯７の明るさの変化が人の目に感知しない程度の時間で有り、例えば、５ｍsec以下の時間であればよい。
前記可変設定器３０は判定手段１３３から目標値を下げる制御信号を受けると制御目標値が小さくなるように可変制御し、また、判定手段１３３から目標値を元に戻す制御信号を受けると制御目標値を元の状態に戻すように可変制御するようになっている。前記駆動信号生成手段１６５は、判定手段１３３から判定出力を入力すると、前記ＦＥＴ４をオフ動作させ、前記ＦＥＴ３をオン動作させる駆動信号を生成してドライブ回路１７に供給するようにしている。
このような構成においては、放電灯７に流れるランプ電流がランプ電流検出回路２８によって検出され、コンパレータ２９において可変設定器３０からの制御目標値と比較され、その比較出力が駆動信号生成手段１６５に供給される。そして、駆動信号生成手段１６５はランプ電流が制御目標値を維持するようにドライバ回路１７を制御し、インバータ回路２の駆動周波数を制御する。こうしてフィードバック制御によってランプ電流が制御目標値に維持される。
一方、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流が検出手段１２によって検出され、判定手段１３３に検出手段１２からの微分波形が供給される。各ＦＥＴ３，４が進相スイッチング状態に近づくようになると、判定手段１３３がＦＥＴ４のスイッチング期間においてスイッチ電流が増加から減少に転じ、さらにその減少の変化割合が大きくなったことを判定する。そして、駆動信号生成手段１６５に判定出力を供給する。これにより、駆動信号生成手段１６５は直ちに、ＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ３をオフからオンに切替えるようにドライバ回路１７を制御する。
また、判定手段１３３は可変設定器３０に対して制御目標値を下げる制御信号を供給する。これにより、可変設定器３０は制御目標値を小さくする。制御目標値が小さくなると、ランプ電流が小さくなり、出力が絞られる。次のスイッチングサイクルにおいても判定手段１３３がＦＥＴ４のスイッチング期間において各ＦＥＴ３，４が進相スイッチング状態になることを検出すると、判定手段１３３は可変設定器３０に対して制御目標値をさらに下げる制御信号を供給する。これにより、可変設定器３０は制御目標値をさらに小さくする。
そして、各ＦＥＴ３，４が進相スイッチング状態になることが無くなれば、駆動信号生成手段１６５はランプ電流が制御目標値を維持するようにドライバ回路１７を制御し、インバータ回路２の駆動周波数を制御する。また、制御目標値を下げてから所定時間が経過すると、判定手段１３３は可変設定器３０に目標値を元に戻す制御信号を出力する。これにより、可変設定器３０は制御目標値を元の値に戻す。
このように、放電灯７に流れるランプ電流を直接的に検出し、ランプ電流が制御目標値を維持するようにインバータ回路２の駆動周波数をフィードバック制御するものにおいても、判定手段１３３が、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に近づいていることを判定すると、ＦＥＴ４を直ちにオンからオフに切替えるので、前述した実施の形態と同様に、インバータ回路２の各ＦＥＴ３，４は進相スイッチング状態になる前に切替え制御され、進相により損傷を受けることから保護される。しかも、放電灯７の点灯を継続することができる。
また、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に近づくと制御目標値が小さくなってランプ電流が小さく絞られるので、出力のフェイルセーフ制御ができる。さらに、所定時間経過後には制御目標値を元の値に戻すので、放電灯７を自動的に正常な点灯状態に戻すことができる。しかも、制御目標値が低下している時間は、制御目標値の低下による放電灯７の明るさの変化が人の目に感知しない程度の時間であり、制御目標値の低下による明るさの変化の影響を人の目に与える虞は無い。
なお、ここでは駆動信号生成手段１６５が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、直ちに、ＦＥＴ４をオンからオフに切替えるとともにＦＥＴ３をオフからオンに切替える制御を行うようにしたが、駆動信号生成手段１６５が判定信号を受けると、ドライバ回路１７を制御し、各ＦＥＴ３，４の駆動周波数を上昇させるようにしてもよい。
なお、この実施の形態においては判定手段１３３にタイマを設けて制御目標値を下げた後の時間をカウントし、所定時間経過後に制御目標値を元に戻すようにしたがこれに限定するものではない。
例えば、図２２に示すように、ＦＥＴ４に流れるスイッチ電流がスイッチングサイクルｈ１において進相スイッチング状態に至ることが検出され、それによりＦＥＴ３，４を切替え制御するとともに制御目標値を下げ、その結果、次のスイッチングサイクルｈ２においてＦＥＴ４に流れるスイッチ電流が進相スイッチング状態に至ることが検出されなければ、さらに次のスイッチングサイクルｈ３において制御目標値を元の値に戻す制御を行うものであってもよい。このようにすれば制御目標値が低下している時間は数μsec程度となり、制御目標値の低下による明るさの変化の影響を人の目に与える虞は無い。
また、この実施の形態では、放電灯７に流れるランプ電流を直接的に検出してフィードバック制御するものについて述べたがこれに限定するものではない。
例えば、放電灯７に流れるランプ電流を間接的に検出してフィードバック制御するものであってもよい。すなわち、図２３に示すように、検出手段１２の抵抗８に流れるスイッチ電流によってその抵抗８の両端間に発生する電圧によりランプ電流を間接的に検出し、この電圧値をコンパレータ２９に供給してもよい。なお、この場合、フィラメント電流も含んだランプ電流を検出することになるが、ランプ電流を略一定に制御する上では支障はない。
また、ランプ電流に代えて、ランプ電力を検出してフィードバック制御するものであってもよい。
ランプ電力を直接的に検出してフィードバック制御する場合は、図２４に示すように、放電灯７のフィラメント電極７ａ，７ｂの一端間に抵抗３１と抵抗３２の直列回路を接続し、抵抗３２の両端間に発生する電圧ＶＬとランプ電流検出回路２８が検出するランプ電流ＩＬを乗算器３３に入力してランプ電力ＷＬを求め、そのランプ電力ＷＬをコンパレータに入力して制御目標値と比較してフィードバック制御する。
また、ランプ電力を間接的に検出してフィードバック制御する場合は、図２３と同じ回路を使用してランプ電流を間接的に検出するとともにインバータ回路２に印加する直流電圧ＶＤＣを一定に制御することで、ランプ電力を間接的に得ることができ、このランプ電力をコンパレータに入力して制御目標値と比較してフィードバック制御する。
なお、この実施の形態においても、Ａ／Ｄ変換器、演算処理装置及びメモリを使用してデジタル処理できるのは勿論である。その場合に、コンパレータ２９、可変設定器３０、判定手段１３３は演算処理装置及びメモリで構成することになり、制御目標値を小さくする場合は、制御目標値に計数ｘ（０＜ｘ＜１）を乗じることで対処し、制御目標値を元に戻すのは小さくした制御目標値をｘで除算することで対処する。
なお、前述した各実施の形態では、インバータ回路として、ハーフブリッジ型のインバータ回路を使用したがこれに限定するものではなく、フルブリッジ型のインバータ回路であってもよい。
また、前述した各実施の形態は、放電灯点灯装置について述べたが、本発明は、この放電灯点灯装置を組み込んだ照明装置としても実現できる。例えば、照明器具本体のソケットに放電灯を取付け、内部に前述した各実施の形態に記載した放電灯点灯装置のいずれかを組み込み、この放電灯点灯装置によって放電灯を点灯する。
こうして、前述した各実施の形態の放電灯点灯装置を組み込んだ照明装置を構成することができ、照明装置としても前述した各実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
本発明の、第１の実施の形態に係る回路構成図。 同実施の形態において正常にスイッチング動作しているときのＦＥＴに流れるスイッチ電流波形と検出手段から出力される微分波形を示す図。 同実施の形態において進相スイッチング状態に近づくときのＦＥＴに流れるスイッチ電流波形と検出手段から出力される微分波形を示す図。 同実施の形態における共振負荷回路の無負荷時の共振周波数と駆動周波数との関係を示す特性図。 本発明の、第２の実施の形態に係る回路構成図。 本発明の、第３の実施の形態に係る回路構成図。 本発明の、第４の実施の形態に係る回路構成図。 本発明の、第５の実施の形態に係る回路構成図。 同実施の形態において蛍光ランプを正常から進相に移行させて最終的に立ち消えてしまうまでの間における蛍光ランプの等価抵抗の時間変化を示すグラフ。 図９におけるＰ１時点でのランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形図。 図９におけるＰ４時点でのランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形図。 図９におけるＰ５時点でのランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形図。 図９におけるＰ６時点でのランプ電圧、ランプ電流、スイッチ電流の波形図。 本発明の、第６の実施の形態に係る回路構成図。 本発明の、第７の実施の形態に係る回路構成図。 本発明の、第８の実施の形態に係る回路構成図。 同実施の形態において通常動作時にＦＥＴに入力する駆動信号とＦＥＴに流れるスイッチ電流を示す波形図。 同実施の形態において進相スイッチング状態に至るときのＦＥＴに入力する駆動信号とＦＥＴに流れるスイッチ電流の一例を示す波形図。 同実施の形態において進相スイッチング状態に至るときのＦＥＴに入力する駆動信号とＦＥＴに流れるスイッチ電流の他の例を示す波形図。 同実施の形態において進相スイッチング状態に至るときのＦＥＴに入力する駆動信号とＦＥＴに流れるスイッチ電流の他の例を示す波形図。 本発明の、第９の実施の形態に係る回路構成図。 同実施の形態において進相スイッチング状態に至ることを検出し、制御目標値を下げ、さらに制御目標値を元に戻すまでのタイミングの他の例を示す図。 同実施の形態においてランプ電流を間接的に検出する回路例を示す図。 同実施の形態においてランプ電力を直接的に検出する回路例を示す図。
符号の説明
１…直流電源、２…インバータ回路、３，４…ＭＯＳ型のＦＥＴ、６…インダクタ、７…放電灯、５，９…コンデンサ、８…抵抗、１２…検出手段、１３…判定手段、１６…駆動信号生成手段、１７…ドライバ回路。

Claims (13)

  1. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と；
    この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と；
    この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と；
    この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と；
    この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、前記各スイッチ素子をスイッチング動作する駆動周波数を上昇させるスイッチ素子駆動手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  3. 検出手段は、Ａ／Ｄ変換器を設け、このＡ／Ｄ変換器によって検出したスイッチ電流をデジタル値に変換し、
    判定手段は、演算処理装置を設け、この演算処理装置によって前記Ａ／Ｄ変換器からデジタル値を取込んでスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
  4. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの交流電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記放電灯の動作抵抗を検出する検出手段と；
    この検出手段が検出する放電灯の動作抵抗が所定時間にわたって増加し続けたか否かを判定する判定手段と；
    この判定手段が動作抵抗の所定時間にわたる増加継続を判定すると、前記各スイッチ素子をスイッチング動作する駆動周波数を上昇させるスイッチ素子駆動手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  5. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの交流電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記放電灯の動作電圧と動作電流を一定の周期で繰り返し検出してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と；
    このＡ／Ｄ変換器から動作電圧と動作電流のデジタル値を一定の周期で繰り返し取込んでは動作抵抗を算出し、この算出した動作抵抗が所定時間にわたって増加し続けたか否かを判定する演算処理装置と；
    この演算処理装置が、動作抵抗の所定時間にわたる増加継続を判定すると、前記各スイッチ素子をスイッチング動作する駆動周波数を上昇させるスイッチ素子駆動手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  6. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と；
    この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と；
    オン動作している前記スイッチ素子のオン時間を計時する計時手段と；
    前記判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段と；
    を備え、前記計時手段が計時した１つのスイッチ素子のオン時間に合わせて他方のスイッチ素子のオン時間を決めることを特徴とする放電灯点灯装置。
  7. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と；
    この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と；
    この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、オン動作している１つのスイッチ素子を所定のタイミングでオフに切替えるとともに、前記検出手段が検出するスイッチ電流値がゼロになるタイミングで他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  8. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と；
    この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と；
    この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、前記検出手段が検出するスイッチ電流値がゼロになるタイミングで、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  9. 直流電源に接続された、少なくとも１対のスイッチ素子の直列回路を含み、この各スイッチ素子を交互にスイッチング動作して高周波電力を出力するインバータ回路と；
    放電灯を負荷として含み、前記インバータ回路からの高周波電力の供給を受けて前記放電灯を点灯制御する共振負荷回路と；
    前記インバータ回路のスイッチ素子に流れるスイッチ電流を検出する検出手段と；
    この検出手段が検出する１つのスイッチ素子のスイッチ電流が、そのスイッチ素子のオン期間において増加から減少に転じた後にその減少の変化割合が大きくなったか否かを判定する判定手段と；
    この判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、前記検出手段が検出するスイッチ電流値が負から正に転じた後に、オン動作している１つのスイッチ素子をオフに切替えるとともに他方のスイッチ素子をオフ動作からオンに切替えるスイッチ素子駆動手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  10. 請求項１、２、３、６、７、８又は９記載の放電灯点灯装置において、
    放電灯に流れるランプ電流又はランプ電力を直接的又は間接的に検出し、ランプ電流又はランプ電力が制御目標値を維持するようにインバータ回路の駆動周波数をフィードバック制御する制御手段と；
    判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定すると、前記制御目標値が小さくなるように可変制御する可変手段と；
    を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  11. 可変手段は、制御目標値が小さくなるように可変制御した後、人の目が変化を感知しない程度の所定時間経過後に前記制御目標値を元の値に復帰させることを特徴とする請求項１０記載の放電灯点灯装置。
  12. 可変手段は、制御目標値が小さくなるように可変制御した後、前記インバータ回路のスイッチングサイクルの、次のサイクルで判定手段がスイッチ電流の減少の変化割合が大きくなったことを判定しなければ、さらに次のサイクルで前記制御目標値を元の値に復帰させることを特徴とする請求項１０記載の放電灯点灯装置。
  13. 請求項１乃至１２のいずれか１つ記載の放電灯点灯装置と;
    この放電灯点灯装置を有する照明器具本体と；
    を具備したことを特徴とする照明装置。
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