JP2006120464A - 放電灯点灯装置の実装構造、放電灯点灯装置、及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】
発熱部品の放熱性を向上でき、かつ検出部の誤動作を防止するとともに制御部の誤動作を防止できる放電灯点灯装置の実装構造、放電灯点灯装置、及び照明器具を提供する。
【解決手段】
放電灯点灯装置の実装構造は、交流電源を直流電源に変換する直流変換部２と、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有し直流変換部２からの直流出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ部３と、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御してインバータ部３から出力される高周波出力を調整する制御部４と、放電灯の接続異常を検出する検出部５と、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、制御部４、及び検出部５が半田面６ａに実装されるプリント基板６と、該プリント基板６を収納しプリント基板６の半田面６ａと底面７ａとの間に、制御部４及び検出部５をそれぞれ構成する電子部品を覆わないようにして放熱用の樹脂８が充填されるケース７とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯を点灯する放電灯点灯装置の実装構造、放電灯点灯装置、及び照明器具に関する。

従来から、スイッチング素子等の発熱部品を有する放電灯点灯装置では、放電灯の寿命末期や放電灯の接続外れ等の際に発熱部品が過剰な電流によって破壊されることを防止するために、放電灯の寿命末期や放電灯外れ等を検出して放電灯の点灯を停止させる等の保護回路（例えば入力インピーダンスの高い電子部品を備えて放電灯の接続外れを検出する検出部を有する）を備えたものが提供されている。

また、このような放電灯点灯装置では、発熱部品の放熱を促すために、プリント基板とこのプリント基板が収納されるケースとの間に放熱用の樹脂を充填して、発熱部品等が実装されたプリント基板を放熱用の樹脂で覆う技術が幅広く利用されている。

ところが、放電灯は高周波出力の供給によって点灯するため、高周波出力が通過する放電灯点灯装置から放電灯への接続線と放電灯点灯装置のケースとの間に浮遊容量が発生してケース自体に不安定な電位が生じることがあり、この不安定な電位が放熱用の樹脂を介して入力インピーダンスの高い検出部に伝播して検出部に悪影響を及ぼし、これにより、検出部の出力が不安定になって、放電灯が正常に接続されているのに放電灯の接続異常を示す検出信号が発生してしまう等の誤動作を引き起こすという問題が生じていた。

そこで、このような放熱用の樹脂による検出部を含む保護回路の誤動作を防止するために、図５に示すように、検出部を構成する電子部品を放熱用の樹脂で覆わないようにした放電灯点灯装置の実装構造が提供されている。

ここで、図５に示す放電灯点灯装置の実装構造について図５乃至図９を参照して説明すると、この放電灯点灯装置の実装構造は、商用電源のような交流電源ＶＳ（図６参照）が接続されるフィルタ部１と、該フィルタ部１を介して入力される交流電圧を直流電圧に変換する直流変換部２と、直列接続された一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有し直流変換部２から直流出力ＶＤＣ（図７参照）を高周波出力に変換して放電灯Ｌａ（図６参照）に供給するインバータ部３と、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御してインバータ部３から出力される高周波出力を調整する制御部４と、入力インピーダンスの高い電子部品を備え放電灯Ｌａの接続異常を検出する検出部５と、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、制御部４、及び検出部５を半田面６ａ（図５における下面）側に配置して、フィルタ部１、直流変換部２、インバータ部３、制御部４、及び検出部５が実装されるプリント基板６と、該プリント基板６を収納しプリント基板６の半田面６ａと絶縁性材料からなるキャップ９で覆われた底面（内面）７ａとの間に、検出部５を構成する電子部品を覆わないようにして放熱用の樹脂８が充填されるケース７とから構成されている。

この実装構造による放電灯点灯装置は、図６のブロック図に示すように、数百ｍＡ〜数Ａの比較的大きな電流が流れるフィルタ部１、直流変換部２、インバータ部３等のパワー回路部と、数μＡ〜数百μＡの微弱な電流が流れる制御部４と、放電灯Ｌａの接続異常を検出する検出部５（図７参照）とを備えており、以下に、この放電灯点灯装置の回路構成について図７及び図８を参照して説明する。

フィルタ部１は、直流変換部２と交流電源ＶＳとの間に介装されて、インバータ部３で発生する高調波や高周波ノイズ等が交流電源ＶＳに帰還することを防止するものである。

直流変換部２は、フィルタ部１を介して入力される交流電源ＶＳからの出力を全波整流して脈流電圧に変換するダイオードブリッジからなる全波整流器２ａと、該全波整流器２ａから出力された脈流電圧を直流電圧に変換する昇圧チョッパ回路２ｂとから構成され、この直流変換部２によれば、交流電源ＶＳを直流電源に変換してインバータ部３に直流出力ＶＤＣを供給できるようになっている。

この直流変換部２の昇圧チョッパ回路２ｂは、図７に示すように、一端が全波整流器２ａの高電位側の出力端に接続されたインダクタＬ０と、インダクタＬ０の他端にアノードが接続された逆流阻止用のダイオードＤ０と、ドレインがダイオードＤ０のアノードに接続されるとともに、ソースがグラウンドＧＮＤにより接地された全波整流器２ａの低電位側の出力端に接続され、制御部４によりオンオフ制御されるＭＯＳＦＥＴ（バイポーラトランジスタやＦＥＴ等でもよい）からなるスイッチング素子Ｑ０と、ダイオードＤ０のカソードとスイッチング素子Ｑ０のソースとの間に介装された平滑コンデンサＣ０とから構成された所謂フライバックタイプのＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧チョッパ）である。

インバータ部３は、例えば、直流変換部２の出力端（平滑コンデンサＣ０の両端）間に接続された２個のＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路を備え、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点に直流カット用のコンデンサＣ２を介して一端が接続されたインダクタＬ１と、インダクタＬ１と共振回路を構成する共振用のコンデンサＣ１とを備え、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフを制御部４により制御するように構成されたハーフブリッジ形のインバータ回路から構成されている。尚、コンデンサＣ１はインダクタＬ１とともに共振回路を構成するだけでなく、予熱電流を流すフィラメント予熱通電用インピーダンスに兼用されている。

ところで、この放電灯点灯装置には、図７に示すように、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１側のランプソケット１５ａにリード線よりなる接続線（ランプ接続線）Ｓ１，Ｓ２を介して接続される出力端子Ａ，Ｂと、放電灯Ｌａのフィラメントｆ２側のランプソケット１５ｂにリード線よりなる接続線（ランプ接続線）Ｓ３，Ｓ４を介して接続される出力端子Ｃ，Ｄが設けられている。この出力端子Ａ，Ｃ間には、インバータ部３のコンデンサＣ１が接続されており、また出力端子Ｂがインバータ部３のインダクタＬ１の他端に接続され、出力端子Ｄが一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなる直列回路の低電位側に接続されている。

制御部４は、一対の高耐圧集積回路（以下、高耐圧ＩＣという）を備え、一方の高耐圧ＩＣが直流変換部２のスイッチング素子Ｑ０をオンオフ制御するスイッチング制御部となり、他方の高耐圧ＩＣがインバータ部３の両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をそれぞれオンオフ制御するスイッチング制御部となっている。この制御部４によればインバータ部３の両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンオフ制御して高周波出力の周波数を変化させて、放電灯Ｌａの予熱、始動、点灯並びに調光を行うことができる。加えて、この制御部４には、後述する検出部５からの検出電圧Ｖｋａが、放電灯Ｌａの接続異常が発生したか否かの判断基準となる規定電圧を下回った際に、放電灯Ｌａに接続異常が発生したと判断して、インバータ部３の動作を停止させる保護機能が設けられており、制御部４は検出部５とともに放電灯点灯装置の保護回路を構成している。

検出部５は、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１側の放電灯Ｌａの接続外れやフィラメントｆ１の断線等の接続異常を検出する検出回路５ａと、放電灯Ｌａのフィラメントｆ２側の放電灯Ｌａの接続外れやフィラメントｆ２の断線等の接続異常を検出する検出回路５ｂとを備え、これら検出回路５ａ，５ｂからの検出信号（検出電圧Ｖｋａ）を制御部４に送るように構成されている。

検出回路５ａは、図７に示すように、出力端子ＡとグラウンドＧＮＤの間に直列接続された４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及びツェナーダイオードＺＤの直列回路と、抵抗Ｒ４とツェナーダイオードＺＤとの接続点にアノードが接続されカソードが制御部４に接続されたダイオードＤ１と、ダイオードＤ１とツェナーダイオードＺＤとの直列回路に並列接続されたコンデンサＣ３と、コンデンサＣ３に並列接続された抵抗Ｒ５とから構成されている。

次に、この検出回路５ａの動作について説明する。放電灯Ｌａが正常に接続されている場合やフィラメントｆ１が断線していない場合は、出力端子Ｂ−接続線Ｓ２−フィラメントｆ１−接続線Ｓ１−出力端子Ａ−抵抗Ｒ１−抵抗Ｒ２−抵抗Ｒ３−抵抗Ｒ４−ダイオードＤ１−コンデンサＣ３−グラウンドＧＮＤという通電経路が形成され、このとき検出回路５ａの検出電圧Ｖｋａ（コンデンサＣ３の両端電圧）が制御部４の規定電圧よりも高い電圧となるようになっている。一方、放電灯Ｌａが正常に接続されていない場合やフィラメントｆ１が断線している場合等の接続異常時には、出力端子Ａ，Ｂ間が通電しないために上記の通電経路が形成されなくなって検出電圧Ｖｋａが略０Ｖとなるため、検出電圧Ｖｋａは制御部４の上記規定電圧よりも小さくなる。

このように検出回路５ａによれば、検出電圧Ｖｋａによって放電灯Ｌａのフィラメントｆ１側の接続異常を検出することができる。

検出回路５ｂは、図８に示すように、直流変換部２の出力端間に直列接続された６つの抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１の直列回路と、抵抗Ｒ１１に並列接続されたコンデンサＣ４と、ベースが抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１の接続点、エミッタがグラウンドＧＮＤ、コレクタが検出回路５ａのダイオードＤ１のカソードに接続されたトランジスタであるスイッチング素子Ｑ３とから構成され、抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ１０の接続点が出力端子Ｃに接続されている。

次に、この検出回路５ｂの動作について説明する。放電灯Ｌａが正常に接続されている場合やフィラメントｆ２が断線していない場合は、抵抗Ｒ６−抵抗Ｒ７−抵抗Ｒ８−抵抗Ｒ９−出力端子Ｃ−接続線Ｓ３−フィラメントｆ２−接続線Ｓ４−出力端子Ｄ−グラウンドＧＮＤという通電経路が形成されるから、検出電圧Ｖｋｂ（コンデンサＣ４の両端電圧）が略０Ｖとなってスイッチング素子Ｑ３がオフとなる。この場合、検出回路５ａの検出電圧Ｖｋａが制御部４にそのまま入力されるので、放電灯Ｌａの接続異常がある否かは検出回路５ａに依存することになる。一方、放電灯Ｌａが正常に接続されていない場合やフィラメントｆ２が断線している場合等の接続異常時には、出力端子Ｃ，Ｄ間が通電しないために上記の通電経路の代わりに抵抗Ｒ６−抵抗Ｒ７−抵抗Ｒ８−抵抗Ｒ９−抵抗Ｒ１０−コンデンサＣ４−グラウンドＧＮＤという通電経路が形成され、このとき検出電圧Ｖｋｂが高くなってスイッチング素子Ｑ３がオンになるため、スイッチング素子Ｑ３のコレクタがグラウンドＧＮＤに接続され、これにより検出回路５ａのコンデンサＣ３の両端が接地されて検出電圧Ｖｋａが略０Ｖとなるため、検出電圧Ｖｋａは制御部４の上記規定電圧よりも小さくなる。

このように検出回路５ｂによれば、検出電圧Ｖｋｂによるスイッチング素子Ｑ３のオンオフによって検出回路５ａの検出電圧Ｖｋａを変化させるので、これにより放電灯Ｌａのフィラメントｆ２側の接続異常を検出することができる。

すなわち、上記の検出回路５ａ，５ｂから構成された検出部５によれば、放電灯Ｌａの接続外れやフィラメントｆ１，ｆ２の断線等の接続異常を検出電圧Ｖｋａによって検出することができ、この検出電圧Ｖｋａが規定電圧を下回ったときに接続異常が発生したと判断して制御部４がインバータ部３の動作を停止させるので、放電灯点灯装置を保護することができるのである。尚、検出回路５ａの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、及び検出回路５ｂの抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０の合成抵抗値（入力インピーダンス）は電力損などを抑制するために高抵抗値となるように設定されており、通常は３００ｋΩ以上となるように設定されている。

ところで、これらフィルター部１、直流変換部２、インバータ部３、制御部４及び検出部５等が実装されるプリント基板６は、一面（図５における上面）に部品面（非半田面）６ｂ、他面（図５における下面）に半田面６ａが形成されている。

このプリント基板６が収納され、プリント基板６との間に樹脂８が一部充填されるケース７は、図９に示すように、合成樹脂若しくは金属を用いて一面（上面）及び長手方向両側面が開口した箱状に形成され、ケース７の底面７ａの長手方向両端側には、プリント基板６をケース７の底面７ａから所定距離離間させて収納するための支持台１２が各一対設けられている。また、このケース７には、開口した上面を覆うように合成樹脂製若しくは金属製のカバー１１が被着される。上記の支持台１２は、プリント基板６が載置される直方体状の載置片１２ａと、載置片１２ａから上方へ突出形成されてプリント基板６の長手方向における側端面が当接される突片１２ｂとを備えてＬ字状に形成されている。また、ケース７の底面７ａにおいて長手方向に対向する支持台１２間の部位及び短手方向に対向する両内側面は、ケース７とプリント基板６との間の絶縁性を保つために絶縁性材料からなるフィルムであるキャップ９で覆っている。このキャップ９は、比誘電率が樹脂８の比誘電率よりも低い素材が用いられ、ここでは東レ製ポリエステルフィルム等が用いられる。

樹脂８は、スイッチング素子等の発熱部品が実装されたプリント基板６の半田面６ａとケース７との隙間を埋めて、発熱部品で発生した熱をケース７に伝えることにより発熱部品の放熱を促すためのものであり、このような放熱用の樹脂８としては、比誘電率の低い絶縁性の樹脂が用いられる。

以上の部材により図５に示す放電灯点灯装置は構成されており、以下に上記構成部材による放電灯点灯装置の実装構造について説明する。

上記の放電灯点灯装置の回路を構成するフィルタ部１、直流変換部２、インバータ部３、制御部４及び検出部５は、プリント基板６に次のようにして実装されている。

すなわち、図５に示すように、発熱部品である直流変換部２のスイッチング素子Ｑ０及びインバータ部３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、制御部４と、検出部５とがプリント基板６の半田面６ａに実装されるとともに、フィルタ部１と、残りの直流変換部２のコンデンサＣ０、ダイオードＤ０、インダクタＬ０等の電子部品と、残りのインバータ部３のコンデンサＣ１，Ｃ２、インダクタＬ１等の電子部品とがプリント基板６の部品面６ｂに実装され、加えて出力端子Ａ，Ｂ及び出力端子Ｃ，Ｄがそれぞれ設けられた一対の直方体状のハウジング１０，１０がプリント基板６の部品面６ｂの一端側に実装されている。

放電灯点灯装置の回路が構成されたプリント基板６は、図９に示すように、半田面６ａをケース７の底面７ａに対向させるとともに、両端部を支持台１２の載置片１２ａ上に載置してケース７に収納されている。このとき、プリント基板６は、両側端面が支持台１２ａの突片１２ｂに当接して位置決めされており、またケース７の底面７ａから所定距離離間している。

そして、放熱用の樹脂８は、このプリント基板６の半田面６ａとケース７の底面７ａとの間に、検出部５を構成する電子部品を覆わないようにして充填され、検出部５の周辺部に空気層１４が設けられている。このようにして樹脂８が充填されたケース７には、カバー１１がケース７の開口した一面に、ハウジング１０，１０を露出するようにして被着され、ハウジング１０，１０にそれぞれ設けられた出力端子Ａ，Ｂ及び出力端子Ｃ，Ｄに接続線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をケース７外部から接続できるようになっている。

図５に示す放電灯点灯装置は、上記の実装構造を備えており、次にこの放電灯点灯装置の動作について簡単に説明する。交流電源ＶＳから出力される交流電圧は、フィルター部１を介して直流変換部２の全波整流器２ａに入力され、全波整流器２ａにより脈流電圧に変換される。この脈流電圧は昇圧チョッパ回路２ｂにより直流電圧に変換されて、直流変換部２から直流出力ＶＤＣとしてインバータ部３に供給される。そして、インバータ部３において、制御部４によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオンオフすることによって、直流出力ＶＤＣを高周波出力に変換して放電灯Ｌａに供給し、これにより放電灯Ｌａが点灯するのである。

次に放電灯Ｌａに接続異常等が生じたときの動作について説明する。放電灯Ｌａのフィラメントｆ１の断線やランプソケット１５ａ外れ等の接続異常が生じると、出力端子Ａ，Ｂ間が通電しなくなるので、上述したように検出回路５ａにおいて出力端子Ｂ−接続線Ｓ２−フィラメントｆ１−接続線Ｓ１−出力端子Ａ−抵抗Ｒ１−抵抗Ｒ２−抵抗Ｒ３−抵抗Ｒ４−ダイオードＤ１−コンデンサＣ３−グラウンドＧＮＤという通電経路が形成されなくなる。これにより検出電圧Ｖｋａが略０Ｖとなって制御部４の規定電圧よりも低くなるから、制御部４は接続異常が生じたと判断してインバータ部３の動作を停止させるのである。一方、放電灯Ｌａのフィラメントｆ２の断線やランプソケット１５ｂ外れ等の接続異常が生じると、出力端子Ｃ，Ｄ間が通電しなくなるので、上述したように検出回路５ｂにおいて、抵抗Ｒ６−抵抗Ｒ７−抵抗Ｒ８−抵抗Ｒ９−出力端子Ｃ−接続線Ｓ３−フィラメントｆ２−接続線Ｓ４−出力端子Ｄ−グラウンドＧＮＤという通電経路が形成される代わりに、抵抗Ｒ６−抵抗Ｒ７−抵抗Ｒ８−抵抗Ｒ９−抵抗Ｒ１０−コンデンサＣ４−グラウンドＧＮＤという通電経路が形成される。これにより検出電圧Ｖｋｂが高くなってスイッチング素子Ｑ３がオンとなり、スイッチング素子Ｑ３のコレクタがグラウンドＧＮＤに接続されることでコンデンサＣ３の両端が接地されて検出電圧Ｖｋａが略０Ｖとなるから、制御部４は接続異常が生じたと判断してインバータ部３の動作を停止させるのである。

また、同様に検出部を構成する電子部品を樹脂で覆わないようにした放電灯点灯装置が従来から提供されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−２０３６９２号公報（第１図）

このような図５に示す放電灯点灯装置や、従来の放電灯点灯装置の実装構造では、検出部を構成する電子部品を放熱用の樹脂で覆わないようにすることで、インバータ部の高周波出力によってケース自体に不安定な電位が生じたとしても、樹脂を介して不安定な電位が検出部に伝播しなくなり、これにより不安定な電位による検出部の誤動作を防止できていた。

ところが、上記の放電灯点灯装置の実装構造では、図５及び図７に点線で示すように、高電圧・高周波で交番するスイッチング素子Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２と、これらスイッチング素子Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２を制御する微弱な電流が流れる制御部４との間にそれぞれ浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２が生じており、浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２に対して、プリント基板６の半田面６ａを覆う比誘電率の低い樹脂８が誘電体として作用するために、これら浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２による影響が無視できないほど大きくなって、制御部４に、浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２に起因する信号遅延や、クロストーク等の電気的悪影響が生じ、これにより制御部４が誤動作するという問題が生じていた。

つまり、上述の図５に示す放電灯点灯装置や、従来の放電灯点灯装置の実装構造によれば、検出部５の誤動作は防止できるものの、制御部４の誤動作を防止できないという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、発熱部品の放熱性を向上でき、かつ検出部の誤動作を防止するとともに制御部の誤動作を防止できる放電灯点灯装置の実装構造、放電灯点灯装置、及び照明器具を提供することである。

上述の課題を解決するために、請求項１の発明では、交流電源を直流電源に変換する直流変換部と、直列接続された一対のスイッチング素子を有し前記直流変換部からの直流出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ部と、前記両スイッチング素子を制御して前記インバータ部から出力される高周波出力を調整する制御部と、前記放電灯の接続異常を検出する検出部と、少なくとも前記両スイッチング素子、前記制御部、及び前記検出部を半田面側に配置して、前記直流変換部、前記インバータ部、前記制御部、及び前記検出部が実装されるプリント基板と、該プリント基板を収納し前記プリント基板の半田面と内面との間に、少なくとも前記制御部及び前記検出部をそれぞれ構成する電子部品を覆わないようにして放熱用の樹脂が充填されるケースとからなることを特徴とする放電灯点灯装置の実装構造とした。

請求項１の発明によれば、プリント基板の半田面とケースの内面との間に充填した放熱用の樹脂によって、スイッチング素子等の発熱部品で生じる熱をケースに伝えるので、発熱部品の放熱性を向上できる。加えて、検出部を構成する電子部品を放熱用の樹脂で覆わないようにしているので、インバータ部の高周波出力によってケース自体に不安定な電位が生じたとしても、樹脂を介して不安定な電位が検出部に伝播しなくなり、不安定な電位による検出部の誤動作を防止できる。さらに、制御部を構成する電子部品を放熱用の樹脂で覆わないようにしているので、スイッチング素子等と制御部との間に形成される浮遊容量に対して樹脂が誘電体として作用することによって生じるクロストーク、信号遅延等の電気的影響や、放熱用の樹脂の絶縁劣化によるインピーダンス不整合の影響を制御部が受けにくくなり、これにより制御部の誤動作を防止できる。

請求項２の発明では、請求項１の発明の構成に加えて、前記直流変換部はチョッパ回路を備え、前記制御部は前記インバータ部の両スイッチング素子を制御するとともに、前記チョッパ回路のスイッチング素子を制御する高耐圧集積回路を備えていることを特徴とする放電灯点灯装置の実装構造とした。

請求項２の発明によれば、３つのスイッチング素子の制御を１つの高耐圧集積回路で行えるので、制御部の部品点数を削減できるとともに実装範囲を縮小でき、これにより放電灯点灯装置の小型化を図ることができる。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の構成に加えて、前記直流変換部は平滑コンデンサを備え、前記平滑コンデンサは前記プリント基板からの突出量が少なくなるように前記プリント基板の部品面に実装されていることを特徴とする放電灯点灯装置の実装構造とした。

請求項３の発明によれば、一般的に平滑コンデンサは形状の大きい電子部品であるので、平滑コンデンサのプリント基板からの突出量を少なくすることで、放電灯点灯装置の高さ寸法を小さくして薄型化を図ることができる。

請求項４の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置の実装構造を備えることを特徴とする放電灯点灯装置とした。

請求項４の発明によれば、上記の請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置の実装構造を備えた放電灯点灯装置を得ることができる。

請求項５の発明では、請求項４に記載の放電灯点灯装置を備えることを特徴とする照明器具とした。

請求項５の発明によれば、上記の請求項４に記載の放電灯点灯装置を備えた照明器具を得ることができる。

本発明は、放熱用の樹脂によりスイッチング素子等の発熱部品の放熱性を向上できるとともに、インバータ部の高周波出力によりケース自体に生じる不安定な電位に起因する検出部の誤動作を防止でき、さらに、浮遊容量によるクロストークや信号遅延、樹脂の絶縁劣化によるインピーダンス不整合等の電気的悪影響に起因する制御部の誤動作を防止できるという効果がある。

（実施形態１）
本実施形態の放電灯点灯装置は、その実装構造に特徴があり、図５に示す放電灯点灯装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の放電灯点灯装置の実装構造は、図１に示すように、商用電源のような交流電源ＶＳが接続されるフィルタ部１と、該フィルタ部１を介して入力される交流電圧を直流電圧に変換する直流変換部２と、直列接続された一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有し直流変換部２からの直流出力ＶＤＣを高周波出力に変換して放電灯Ｌａに供給するインバータ部３と、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御してインバータ部３から出力される高周波出力を調整する制御部４と、放電灯Ｌａの接続異常を検出する検出部５と、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、制御部４、及び検出部５を半田面６ａ側に配置して、直流変換部２、インバータ部３、制御部４、及び検出部５が実装されるプリント基板６と、該プリント基板６を収納しプリント基板６の半田面６ａと底面７ａとの間に、制御部４及び検出部５をそれぞれ構成する電子部品を覆わないようにして放熱用の樹脂８が充填されるケース７とから構成されている。

つまり、本実施形態では、図１に示すように、放熱用の樹脂８を、プリント基板６の半田面６ａとケース７の底面７ａとの間に、制御部４及び検出部５をそれぞれ構成する電子部品を覆わないようにして充填して、制御部４と検出部５の周辺部にそれぞれ空気層１３，１４を設けている。

この放電灯点灯装置の実装構造によれば、プリント基板６の半田面６ａとケース７の底面７ａとの間に放熱用の樹脂８を充填して、直流変換部２のスイッチング素子Ｑ０、及びインバータ部３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２等の発熱部品で発生する熱をケース７に伝えるようにしてあるので、これら発熱部品の放熱を効率良く行えるようになり、これにより、発熱部品の放熱性を向上できる。加えて、検出部５の周辺部に空気層１４を設けて検出部５を構成する電子部品を樹脂８で覆わないようにしてあるので、接続線Ｓ１，Ｓ２とケース７との間の浮遊容量によってケース７に不安定な電位が生じたとしても、このような不安定な電位が樹脂８を介して入力インピーダンスの高い検出部５の検出回路５ａ，５ｂに伝播して悪影響を及ぼすことがなくなり、これにより検出部５の誤動作を防止することができる。さらに、上述したように空気層１３を設けて制御部４を構成する電子部品を放熱用の樹脂８で覆わないようにしてあるので、浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２に対して樹脂８が誘電体として作用しなくなり、これにより浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２の影響が無視できるほど小さくなって、これら浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２によるクロストークや信号遅延等の電気的悪影響を制御部４が受け難くなり、また、放熱用の樹脂８の絶縁劣化によるインピーダンス不整合の影響や、スイッチング素子Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２等で発生したノイズが樹脂８を介して制御部４に伝播することによる影響を受け難くなるため、これらに起因する制御部４の誤動作を防止することができる。

また、プリント基板６として安価な紙フェノール材を用い、放熱用の樹脂８として安価なウレタン樹脂、例えばサンユレジン（株）製ＵＦ−１１７９を用いることとすれば、放電灯点灯装置の製造コストの低減を図ることができる。

（実施形態２）
本実施形態は、上記の実施形態１に比べて直流変換部及び制御部に特徴があり、上記の実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態において直流変換部２は、図２に示すように、縦長の円柱状の平滑コンデンサＣ０を、プリント基板６からの突出量が少なくなるように、横倒しにしてプリント基板６の部品面６ｂに実装してある。

また、本実施形態の制御部４’は、上記実施形態１の制御部４が一対の高耐圧ＩＣを備えているのに対して、図３に示すように、１つの高耐圧ＩＣ１６からなるスイッチング制御部によって、直流変換部２のスイッチング素子Ｑ０、及びインバータ部３の両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を各別にオンオフ制御するように構成してある。また、この制御部４’の高耐圧ＩＣ１６の各端子１６ａには、制御部４’を構成する電子部品として、例えば検出端子保護用の面実装型ツェナーダイオード１７や、スイッチング周波数を決定する面実装型コンデンサ１８、能動素子である面実装型トランジスタ（図示せず）等の電子部品が、プリント基板６の半田面６ａに形成された配線パターン１９ａ，１９ｂ等を介して接続されている。

本実施形態の放電灯点灯装置の実装構造によれば、直流変換部２において比較的大きい部品である平滑コンデンサＣ０のプリント基板６からの突出量を少なくすることで、放電灯点灯装置の高さ寸法を小さくして薄型化を図ることができる。また、直流変換部２のスイッチング素子Ｑ０と、インバータ部３の両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とを、制御部４’の１つの高耐圧ＩＣ１６からなるスイッチング制御部で制御するようにしているので、上記実施形態１に比べて制御部の部品点数を削減することができ、これにより制御部４’の実装範囲を縮小できるとともに、放電灯点灯装置の小型化を図ることができる。加えて、上記実施形態１と同様に、制御部４’を構成する電子部品を放熱用の樹脂８で覆わないようにしてあるので、浮遊容量Ｃｓ０，Ｃｓ１，Ｃｓ２によるクロストークや信号遅延等の電気的悪影響を受け難くなり、例えば、ＩＣや１．６ｍｍ×０．８ｍｍ程度の大きさのチップセラミックコンデンサといった、端子間が狭いために浮遊容量の影響を受け易い小型の電子部品であっても問題無く使用することができる。そのため制御部４’を構成する電子部品として小型の高耐圧ＩＣ１６や、１．６ｍｍ×０．８程度の大きさの面実装型コンデンサ１８等を用いれば、制御部４’を構成する電子部品を高密度化してプリント基板６に実装でき、これにより制御部４’の実装範囲のさらなる縮小化を図ることができる。さらに、樹脂８が絶縁劣化したとしても、上述したように制御部４’は、インピーダンス不整合による影響を受けず、特にツェナーダイオード１７やトランジスタ（図示せず）等の半導体素子の電子部品においては、漏洩電流の影響を小さくすることができ、これにより制御部４’の誤動作を防止できる。しかも、この制御部４’に使用するツェナーダイオードやトランジスタ、コンデンサ等の電子部品として面実装型のものを使用しているので、さらに放電灯点灯装置の薄型化を図れるとともに、耐ノイズ性を向上でき、制御部４’の誤動作防止を図ることができる。

ところで、放電灯Ｌａは、一般的に初期点灯時において明るく、やがて放電灯の寿命に近付くにつれて点灯照度が減衰していくため、一定の高周波出力で点灯させた場合、初期の明るさが寿命付近における明るさよりもかなり眩しく、これが余分な明るさとなる。

そこで、上記の制御部４’に、放電灯の初期照度補正機能を有するマイコンＩＣを設けることとしてもよく、このようなマイコンＩＣは、放電灯Ｌａの点灯時間に応じた制御信号をインバータ部３に出力して、インバータ部３から放電灯Ｌａに供給する高周波出力の大きさを調整し、放電灯Ｌａが点灯時間に依存せずに一定の照度で点灯するように点灯照度の補正を行うのである。

つまり、このマイコンＩＣが、点灯初期において高周波出力の供給を抑え、点灯時間の経過とともに放電灯Ｌａに供給する高周波出力を増やすようにインバータ部３に制御信号を送ることで、放電灯Ｌａの明るさを点灯時間に関係なく一定に保つので、放電灯の初期の余分な明るさを抑えて適切な明るさを得ることができ、また、放電灯点灯装置の省エネルギー化を図ることができる。もちろん、制御部４’の高耐圧ＩＣ１６からなるスイッチング制御部と初期照度補正機能を有するマイコンＩＣとを、樹脂８で覆わないようにしてあるので、上述したような樹脂８で覆われることに起因する電気的悪影響による誤動作の発生を防止することができる。尚、本実施形態では、マイコンＩＣをプリント基板６の半田面６ａに実装することとしているが、このマイコンＩＣの実装場所は半田面６ａに限られるものではなく、部品面６ｂに実装することとしてもよい。

（実施形態３）
本実施形態は、上記の実施形態２に比べて検出部５に特徴があり、上記の実施形態２と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の放電灯点灯装置の実装構造では、図４に示すように、検出部５の各検出回路５ａ，５ｂを構成する電子部品を、それぞれ検出電圧Ｖｋａ，Ｖｋｂを生成する回路部を構成する電子部品と、それ以外の回路部を構成する電子部品とに大きく二分し、前者を制御部４’の近傍の半田面６ａに、後者を出力端子Ａ，Ｂ、Ｃ，Ｄをそれぞれ備えたハウジング１０，１０の近傍の半田面６ａに実装するとともに、このように分割して実装された検出部５を樹脂８で覆わないようにしている。

つまり、検出回路５ａでは、検出電圧Ｖｋａが生成される回路部を構成する電子部品であるツェナーダイオードＺＤ、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３及び抵抗Ｒ５が制御部４’の近傍に、残りの回路部を構成する抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がハウジング１０の近傍に実装されており、検出回路５ｂでは、検出電圧Ｖｋｂを生成する回路部を構成する電子部品である抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ４、及びトランジスタＴｒが制御部４’の近傍に、残りの回路部を構成する抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０がハウジング１０の近傍に実装されている。

本実施形態の放電灯点灯装置の実装構造によれば、上述したように各検出回路５ａ，５ｂの検出電圧Ｖｋａ，Ｖｋｂを生成する回路部が制御部４’の近傍に位置しているので、各回路部と制御部４’との距離を短くでき、これにより検出電圧Ｖｋａ，Ｖｋｂが通る配線の長さ寸法が小さくなるから、検出電圧Ｖｋａ，Ｖｋｂに生じるノイズを低減して制御部４’及び検出部５が誤動作することを防止することができる。

尚、本実施形態、及び上記の実施形態１，２で述べた放電灯点灯装置の実装構造を備えた放電灯点灯装置は、各実施形態の趣旨を逸脱することなく様々な照明器具に用いることができることはいうまでもない。

本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の実装構造の要部を示す概略説明図である。 本発明の実施形態２の放電灯点灯装置の実装構造の要部を示す概略説明図である。 同上の制御部の要部の概略説明図である。 本発明の実施形態３の放電灯点灯装置の実装構造の要部を示す概略断面図である。 従来の放電灯点灯装置の実装構造を示す概略説明図である。 同上の放電灯点灯装置のブロック図である。 同上の放電灯点灯装置の回路構成を示す概略説明図である。 同上の放電灯点灯装置の検出部の一部の回路構成を示す回路説明図である。 同上の放電灯点灯装置の斜視図である。

符号の説明

２ 直流変換部
３ インバータ部
４ 制御部
５ 検出部
６ プリント基板
６ａ 半田面
７ ケース
７ａ 底面
８ 樹脂
Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子

Claims (5)

1. 交流電源を直流電源に変換する直流変換部と、直列接続された一対のスイッチング素子を有し前記直流変換部からの直流出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ部と、前記両スイッチング素子を制御して前記インバータ部から出力される高周波出力を調整する制御部と、前記放電灯の接続異常を検出する検出部と、少なくとも前記両スイッチング素子、前記制御部、及び前記検出部を半田面側に配置して、前記直流変換部、前記インバータ部、前記制御部、及び前記検出部が実装されるプリント基板と、該プリント基板を収納し前記プリント基板の半田面と内面との間に、少なくとも前記制御部及び前記検出部をそれぞれ構成する電子部品を覆わないようにして放熱用の樹脂が充填されるケースとからなることを特徴とする放電灯点灯装置の実装構造。
2. 前記直流変換部はチョッパ回路を備え、前記制御部は前記インバータ部の両スイッチング素子を制御するとともに、前記チョッパ回路のスイッチング素子を制御する高耐圧集積回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置の実装構造。
3. 前記直流変換部は平滑コンデンサを備え、前記平滑コンデンサは前記プリント基板からの突出量が少なくなるように前記プリント基板の部品面に実装されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置の実装構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置の実装構造を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 請求項４に記載の放電灯点灯装置を備えることを特徴とする照明器具。

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