JP2006252907A - 無電極放電灯点灯装置およびそれを用いる照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 直流電源からの電圧を、スイッチング素子を含む電力変換回路が高周波の交番電圧に変換して無電極放電灯の誘導コイルに与え、前記誘導コイルに近接配置されたバルブ内に封入された放電ガスを電離・励起させることで、該バルブを点灯させるとともに、調光回路が、前記電力変換回路のスイッチング周波数を周期的に該電力変換回路における共振回路の無負荷共振周波数からずらすことで前記高周波の交番電圧の可変を行い、前記バルブを点滅させることで、デューティ可変で調光を行うようにした無電極放電灯点灯装置において、誘導コイルの再点弧時のコア鳴りによる騒音を抑える。
【解決手段】 調光回路６に、無電極放電灯９に与える高周波電圧Ｖｃｏｉｌを、再点弧時には初期点弧後に比べて低下させる始動制御回路１７を設ける。したがって、始動性を損なうことなく、誘導コイル７の再点弧時のコア鳴りによる騒音を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バルブ内に封入された放電ガスに高周波電磁界が印加されることで光を放出する無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置およびそれを用いる照明器具に関する。

上記のような無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置の従来例としては、特許文献１が上げられる。その従来技術によれば、インバータのスイッチング周波数を共振回路の無負荷共振周波数からずらすことで、無電極放電灯に近接する誘導コイルの端子に与える高周波の交番電圧（Ｖｃｏｉｌ）の振幅を、図１８で示すように間欠的に変化させ、大振幅の期間では無電極放電灯をターンオンして点灯させ、小振幅の期間は点灯維持電圧未満で、かつゼロにしないことで無電極放電灯をターンオフさせて消灯させ、大振幅の期間と小振幅の期間との時間比率（デューティ）が可変で、点滅調光が行われている。なお、無電極放電灯のオフ時に前記誘導コイルの端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）を略ゼロにしても、同様に点滅調光が可能となる。

なお、この様な方式での調光時、前記誘導コイルの端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）は、実際には図１９のようになり、立上がり時に高電圧である出力電圧Ｖｉが印加される。図２０には、前記端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）の周波数特性の一例を示すが、出力電圧Ｖｉは無電極放電灯の点弧始動に必要な最小限の電圧である点弧始動電圧Ｖｓｔより大きくなるよう設定され、また端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）の動作周波数ｆｉｎｖに対する特性は、始動時（点灯前）と点灯時とで異なる曲線となり、無電極放電灯の始動時はｆｉｎｖ＝ｆ１として前記端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）に点弧始動電圧Ｖｓｔ以上の電圧を発生させることで無電極放電灯が点灯し、直ちに前記端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）が低下し、図２０のＡ点に移動する。しかしながら、点灯後もｆｉｎｖ＝ｆ１のままで一定とした場合、その調光出力が所望の値となっていない場合があり、動作周波数ｆｉｎｖを出力所望の値となる周波数（＝ｆ２）にシフトさせることが必要となる。

また、点灯状態から無電極放電灯をターンオフさせる場合、前記動作周波数ｆｉｎｖをｆ２→ｆ３に変化させて前記端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）が点灯維持電圧Ｖｏｆｆを下回るようにしており、ターンオフすると直ちに端子電圧（Ｖｃｏｉｌ）の動作周波数ｆｉｎｖに対する特性は、始動時の状態に戻る。
特開２０００−３５３６００号公報

一方、従来から、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚで動作する無電極放電灯において、誘導コイルのインダクタンスを確保するために、フェライトコアがよく用いられる（たとえば、特表２００３−５１５８９８号公報）。しかしながら、特に誘導コイルとしてフェライトコアを使用して上記のような方法で調光（点滅調光）を行う場合、調光周波数は、たとえば数十Ｈｚ〜数ｋＨｚであり、再点弧時の誘導コイルへの過渡電流のためにフェライトコアに発生した歪によって、騒音が発生してしまうという問題がある。

本発明の目的は、無電極放電灯を点滅調光させる際の騒音を低減することができる無電極放電灯点灯装置およびそれを用いる照明器具を提供することである。

本発明の無電極放電灯点灯装置は、直流電源からの直流電圧を、スイッチング素子を含む電力変換回路が高周波の交番電圧に変換して無電極放電灯の誘導コイルに与え、前記誘導コイルに近接配置されたバルブを点灯させるとともに、調光回路が、前記電力変換回路のスイッチング周波数を周期的に該電力変換回路における共振回路の無負荷共振周波数からずらすことで前記高周波の交番電圧の可変を行い、前記バルブを点滅させることで、デューティ可変で調光を行うようにした無電極放電灯点灯装置において、前記調光回路に、無電極放電灯の初期点弧後において、前記無電極放電灯を再点弧する際の前記高周波電圧を、初期点弧する際の前記高周波電圧より低下させる始動制御回路を含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、直流電源からの直流電圧を、スイッチング素子を含む電力変換回路が高周波の交番電圧に変換して無電極放電灯の誘導コイルに与え、前記誘導コイルに近接配置されたバルブ内に封入された放電ガスを電離・励起させることで、該バルブを点灯させるとともに、調光回路が、前記電力変換回路のスイッチング周波数を周期的に該電力変換回路における共振回路の無負荷共振周波数からずらすことで前記高周波の交番電圧の可変を行い、前記バルブを点滅させることで、デューティ可変で調光を行うようにした無電極放電灯点灯装置において、前記調光回路に、無電極放電灯の初期点弧後、定常点灯に移ると、前記無電極放電灯を再点弧する際の高周波電圧（＝再点弧始動電圧）を、初期点弧する際の高周波電圧（＝点弧始動電圧）より低下させる始動制御回路を設ける。

したがって、始動性を損なうことなく、前記誘導コイルの再点弧時のコア鳴りによる騒音を抑えることができる。

また、本発明の無電極放電灯点灯装置では、前記始動制御回路は、所定の移行時間をかけて徐々に前記再点弧始動電圧を低減させることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記騒音をより低減することができる。

さらにまた、本発明の無電極放電灯点灯装置では、前記始動制御回路は、再点弧始動時の前記高周波電圧の立ち上がりを緩やかにすることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記騒音をより低減することができる。

また、本発明の無電極放電灯点灯装置では、前記始動制御回路は、周囲温度が高くなるほど、前記無電極放電灯を再点弧する際の前記高周波電圧を、より低下させることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記騒音をより低減することができる。

さらにまた、本発明の照明器具は、上記の無電極放電灯点灯装置を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、調光点灯時の騒音を低減することができる照明器具を実現することができる。

本発明の無電極放電灯点灯装置および照明器具は、以上のように、直流電源からの直流電圧を、スイッチング素子を含む電力変換回路が高周波の交番電圧に変換して無電極放電灯の誘導コイルに与え、前記誘導コイルに近接配置されたバルブ内に封入された放電ガスを電離・励起させることで、該バルブを点灯させるとともに、調光回路が、前記電力変換回路のスイッチング周波数を周期的に該電力変換回路における共振回路の無負荷共振周波数からずらすことで前記高周波の交番電圧の可変を行い、前記バルブを点滅させることで、デューティ可変で調光を行うようにした無電極放電灯点灯装置において、前記調光回路に、無電極放電灯の初期点弧後、定常点灯に移ると、前記無電極放電灯を再点弧する際の高周波電圧（＝再点弧始動電圧）を、初期点弧する際の高周波電圧（＝点弧始動電圧）より低下させる始動制御回路を設ける。

それゆえ、始動性を損なうことなく、前記誘導コイルの再点弧時のコア鳴りによる騒音を抑えることができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る無電極放電灯点灯装置１の電気的構成を示すブロック図である。この無電極放電灯点灯装置１は、大略的に、交流電源２からの交流電圧ＡＣの供給を受けて、直流電圧ＶＤＣを出力する直流電源３と、直流電源３からの電力供給を受けて高周波電圧Ｖｃｏｉｌを出力する電力変換回路であるインバータ回路４と、インバータ回路４を駆動する駆動回路５と、前記駆動回路５の動作周波数ｆｉｎｖを制御する調光回路６とを備えて構成される。前記インバータ回路４の出力端には、フェライトコアを有する誘導コイル７と、誘導コイル７に近接配置されるバルブ８とを備えて構成される無電極放電灯９が接続される。この無電極放電灯点灯装置１は、前記無電極放電灯９が装備される照明器具（図示せず）に搭載される。

前記直流電源３は、整流用のダイオードブリッジ１１に、ＦＥＴＱ０、インダクタＬ０、ダイオードＤ０、平滑用コンデンサＣ０および出力の直流電圧ＶＤＣを制御する制御回路１２を備えて構成される昇圧チョッパ回路で実現される。また、前記インバータ回路４は、前記直流電圧ＶＤＣから高周波の交流を生成するＦＥＴＱ１，Ｑ２と、共振回路を構成するインダクタＬｓおよびコンデンサＣｐと、結合用のコンデンサＣｓとを備えて構成される。ＦＥＴＱ１，Ｑ２の動作周波数ｆｉｎｖは、前述のように、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚである。

一方、前記バルブ８は、透明な球状のガラスバルブまたは内面に蛍光体が塗布された球状のガラスバルブ内に、不活性ガス・金属蒸気等の放電ガス（たとえば、水銀および希ガス）が封入され成り、前記インバータ回路４が誘導コイル７に対して前記数十ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波電流を流すことによって、誘導コイル７に高周波電磁界が発生し、バルブ８に高周波電力を供給する。これによって、バルブ８内に高周波プラズマ電流が発生し、紫外線もしくは可視光が発生する。

前記駆動回路５は、図２で示すように、ホロワアンプ１３と、定電圧源１４と、電圧制御発振器１５と、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３と、ダイオードＤ１１とを備えて構成される。前記電圧制御発振器１５の入力端子Ｖ２には、前記定電圧源１４の出力電圧が抵抗Ｒ１２，Ｒ１３で分圧されて与えられており、その分圧点から、後述する制御電圧Ｖｆに応じて、ホロワアンプ１３が、抵抗Ｒ１１およびダイオードＤ１１を介して電流Ｉｖｆを引抜く。したがって、前記電圧制御発振器１５の入力端子ＶＩには制御電圧Ｖｆに応じた電圧が入力され、該電圧制御発振器１５は、それに対応した動作周波数で、Ｈｏｕｔ−Ｈ−ＧＮＤ端子間、Ｌｏｕｔ−Ｌ−ＧＮＤ端子間に、相互に位相が略１８０°ずれたＦＥＴＱ１，Ｑ２に対する略矩形波状の駆動信号を出力する。

またこの無電極放電灯点灯装置１には、点滅調光制御を行うために、その調光レベルを表すＰＷＭ信号である電圧Ｖｐｗｍを出力する図外の制御信号発生装置が設けられており、その電圧ＶｐｗｍのＯＮ／ＯＦＦに応じてインバータ回路４の出力をＯＦＦ／ＯＮし、かつ前記電圧ＶｐｗｍのＯＮデューティを変化することによって、無電極放電灯９に対する平均的な電力が全点灯時よりも低くなり、無電極放電灯９が点滅調光されることになる。前記ＰＷＭ信号の周波数は、前述のように数十Ｈｚ〜数ｋＨｚである。そのため、前記調光回路６は、前記ＰＷＭ信号の電圧Ｖｐｗｍを基に無電極放電灯９の点滅調光を行うための変換回路１６を有する。前記変換回路１６は、始動シーケンス制御回路を有し、前記電圧ＶｐｗｍのＨ→Ｌの立下がりから、Ｌ→Ｈへの立上がりまでを点灯期間とし、その点灯期間内に、無電極放電灯９に対する点弧始動、再点弧始動等の周波数シーケンスを実現するための周波数制御信号である前記制御電圧Ｖｆを作成し、駆動回路５へ出力する。

本発明で注目すべきは、前記調光回路６は、無負荷時における誘導コイル７の出力目標値である電圧Ｖｏｕｔを細かく制御する始動制御回路１７を有することである。前記始動制御回路１７は、直流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ２１を介してコンデンサＣ２１に与えるとともに、前記コンデンサＣ２１の端子間に放電用の抵抗Ｒ２２および短絡用のスイッチＳＷ２１を接続し、前記コンデンサＣ２１の充電電圧ＶＣ２１をオペアンプ１８に取込み、その出力電圧Ｖｖｃを抵抗Ｒ２３，Ｒ２４で帰還して構成されている。前記出力電圧Ｖｖｃは前記変換回路１６に与えられ、前記スイッチＳＷ２１は、図示しない制御手段によって、後述するように初期点弧始動時にＯＮ→ＯＦＦ制御される。

したがって、前記オペアンプ１８の出力電圧Ｖｖｃは、スイッチＳＷ２１がＯＮしている場合にはローレベルとなり、ＯＦＦすると徐々に立上がる。これに応答して、前記変換回路１６内の始動シーケンス制御回路は、前記制御電圧Ｖｆを制御し、インバータ回路４の動作周波数ｆｉｎｖを制御して、始動時の出力電圧Ｖｃｏｉｌ（ピーク値）を、無負荷時には電圧Ｖｏｕｔに制御し、負荷がある場合には、結果的に、点弧始動時および再点弧始動時においても、通常、前記電圧Ｖｏｕｔ以下に制御する。

図３は、上記のように構成される無電極放電灯点灯装置１の動作を説明するための波形図である。時刻ｔ１で（初期の）点弧始動が開始され、電圧ＶｐｗｍがＨ→Ｌのアクティブに変化されると、変換回路１６は、動作周波数ｆｉｎｖを点弧始動可能な周波数ｆ１とするような電圧Ｖ１を作成し、前記制御電圧Ｖｆとして駆動回路５へ出力する。これによって、出力電圧Ｖｃｏｉｌは点灯開始電圧Ｖｉ１になり、時刻ｔ２で無電極放電灯９が点灯すると、直ちに動作周波数ｆｉｎｖは周波数ｆ２に切換わり、変換回路１６は前記制御電圧ＶｆをＶ２として、時刻ｔ３にかけて点灯する。

そして、ＯＮ期間Ｔｏｎの終了時刻ｔ３になると、変換回路１６は、動作周波数ｆｉｎｖを周波数ｆ３とするような電圧Ｖ３を作成し、前記制御電圧Ｖｆとして、駆動回路５へ出力する。これによって、出力電圧Ｖｃｏｉｌが点灯維持電圧Ｖｏｆｆ未満となり、無電極放電灯９は消灯する。こうして、無電極放電灯９が点灯しているオン時間をＴｏｎ、消灯しているオフ時間をＴｏｆｆとすると、デューティ比（Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ））を反映して無電極放電灯９の出力が決定され、点滅調光が行われる。なお、前述の図１９と同様に、インバータ回路４の動作周波数ｆｉｎｖが増加すると、誘導コイル７への出力電圧Ｖｃｏｉｌが低下する場合で説明している。

ここで、ＰＷＭ信号電圧ＶｐｗｍのＯＮデューティが一定の条件においては、無電極放電灯９がしばらく点灯していない状態から初期点弧する際に必要な電圧である点弧始動電圧Ｖｓｔに対して、点滅調光時のように無電極放電灯９が一旦消灯後、放電ガスにある程度エネルギを有した状態で直ちに再点弧する際に必要な電圧である再点弧始動電圧Ｖｒｓｔは、図４で示すように低くなる。したがって、点滅調光周波数ｆｐｗｍは点弧始動周波数よりも高くなる。そこで本実施の形態では、定常の調光点灯に移ると、再点弧始動時の動作周波数が点弧始動時よりも高くなるように前記制御電圧ＶｆをＶ１’に上昇させ、前記誘導コイル７のフェライトコアに発生する歪を抑え、騒音を低減する。

以下に、そのための無負荷時の前記始動制御回路１７の動作について詳しく説明する。無電極放電灯９の（初期）点弧始動時、それまでＯＦＦであったスイッチＳＷ２１を一旦ＯＮ→ＯＦＦ（時刻ｔ１）することによって、コンデンサＣ２１は放電した後、直流電圧Ｅ１からの電力供給を受けて充電され、その充電電圧ＶＣ２１に応じた電圧Ｖｖｃが、オペアンプ１８の出力端子から出力され、その値は徐々に増加し、変換回路１６に入力される。変換回路１６において、前記電圧Ｖｖｃと無負荷時の出力目標値である電圧Ｖｏｕｔとの関係が図５の通りに設定されているとすると、図６（ａ）から、点弧始動が行われた時刻ｔ１（Ｖｏｕｔ＝Ｖｏ１）以降は無負荷時の電圧Ｖｏｕｔが徐々に減少し、その時刻ｔ１から所定の移行時間ｔｄ経過後に、Ｖｏｕｔ＝Ｖｏ２で一定となる。なお、電圧Ｖｏ２の値は、最低限再点弧始動電圧Ｖｒｓｔより大きければよいが、余裕を見て、点弧始動電圧Ｖｓｔより大きく設定することが、より安全で望ましい。

このように無電極放電灯９が点弧始動を行ってから所定時間ｔｄ経過後の時刻ｔ５以降で定常の調光点灯に移り、点滅調光動作によって再点弧始動を繰返すにあたって、無負荷時の出力目標電圧Ｖｏｕｔを安定点灯動作に問題ないレベルＶｉ２まで低減することによって、無電極放電灯９の再点弧始動時間（ｔ５〜ｔ６までの時間）は、（初期）点弧始動時間（ｔ１〜ｔ２までの時間）より長くなるが、結果的に誘導コイル７の両端に現れる再点弧始動電圧Ｖｃｏｉｌのピーク値を低減させることができる。したがって、前記ＰＷＭ信号の周波数が、数十Ｈｚ〜数ｋＨｚの可聴範囲であっても、上述のようにして誘導コイル７に流れる再点弧時の過渡電流を抑制することによって、始動性を損なうことなく、点滅調光時の該誘導コイル７のフェライトコアからの騒音を速やかに低減させることができる。また、輻射雑音も低減することができる。

なお、出力電圧Ｖｃｏｉｌの低減動作を行う時刻ｔ５までの無負荷時の目標電圧Ｖｏｕｔの低減方法は、図６（ｂ）のようなリニア状、図６（ｃ）のような階段状等何でもよく、騒音の低減に対して同様の効果が得られる。また、無負荷時の目標電圧Ｖｏｕｔの低減手段として、動作周波数ｆｉｎｖを可変させる場合を示したが、無電極放電灯負荷の場合は、他の有電極蛍光灯等と比較して点弧始動時に高い電圧が必要であり、インバータ回路４にはＱの高い共振回路が用いられるので、前記の図５で示すような特性を実現するにあたっての動作周波数ｆｉｎｖの変化はわずかで済むという特徴がある。

さらにまた、図６のような動作を行うために動作周波数ｆｉｎｖを可変させているが、代わりに、たとえば制御回路１２によるＦＥＴＱ０のスイッチング制御によって、直流電圧ＶＤＣを可変させてもよい。

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の第２の形態に係る無電極放電灯点灯装置の動作を説明するための波形図である。この無電極放電灯点灯装置には、前述の無電極放電灯点灯装置１の構成をそのまま用いることができ、また初期点弧始動時の動作は、前述の図３と全く同様である。

注目すべきは、本実施の形態では、時刻ｔ５以降で定常の調光点灯に移り、点滅調光動作によって再点弧始動を繰返すにあたって、無負荷時の出力目標電圧Ｖｏｕｔを時定数τで前記安定点灯動作に問題のないレベルＶｉ２まで立上げることである。したがって、前記始動制御回路１７はτ制御手段となり、時刻ｔ１の無電極放電灯９の（初期）点弧始動時は、それまでＯＦＦであったスイッチＳＷ２１をＯＮ→ＯＦＦ（時刻ｔ１）することによって、コンデンサＣ２１は放電した後、直流電圧Ｅ１からの電力供給を受けて抵抗Ｒ２１を介して充電され、その充電電圧ＶＣ２１に応じた電圧Ｖｔｃが、オペアンプ１８の出力端子から出力され、その値は徐々に増加し、変換回路１６に入力される。

変換回路１６において、前記電圧Ｖｔｃと無負荷時の出力目標値である電圧Ｖｏｕｔの立上がり時定数τとの関係が図８の通りに設定されているとすると、図９（ａ）から、点弧始動が行われた時刻ｔ１（τ＝τ１）以降は時定数τが徐々に増加し、時間ｔｄ経過後にτ＝τ２で一定となる。なお、時定数τ２の値は、大きすぎると点滅調光のＯＮ期間Ｔｏｎに比べて無視できなくなり、無電極放電灯９の出力値がＰＷＭ信号ＶｐｗｍのＯＮデューティ比に準じたものとならなかったり、出力値がゼロになったりする可能性があるので、点滅周波数ｆｐｗｍに応じて、実質的に問題の無いよう適度に設定するものとする。

このように無電極放電灯９が点弧始動を行った所定時間後、時刻ｔ５以降で定常の調光点灯に移り、点滅調光動作によって再点弧始動を繰返すにあたって、無負荷時の出力目標電圧Ｖｏｕｔの立上がり時定数τを安定点灯動作に問題ないレベルτ２まで増加することによって、無電極放電灯９の再点弧始動時間（ｔ５〜ｔ６までの時間）は、点弧始動時間（ｔ１〜ｔ２までの時間）より長くなるが、結果的に誘導コイル７の両端に現れる再点弧始動電圧Ｖｃｏｉｌのピーク値を低減させることができる。こうして、誘導コイル７に流れる再点弧時の過渡電流をさらに抑制することによって、点滅調光時における該誘導コイル７のフェライトコアからの騒音を一層低減させることができる。

前記電圧Ｖｔｃは、図９（ｂ）で示すように時間経過に比例して立上がってもよく、また、図９（ｃ）で示すように時間ｔｄが経過するまでτ１を維持し、経過した時点でτ２に立上がるようにしてもよく、このように任意の特性で立上がってもよい。

［実施の形態３］
図１０は、本発明の実施の第３の形態に係る無電極放電灯点灯装置の動作を説明するための波形図である。この無電極放電灯点灯装置にも、前述の無電極放電灯点灯装置１の構成をそのまま用いることができ、また初期点弧始動時の動作は、前述の図３および図７と全く同様であり、定常の調光点灯後の一部の動作のみを示している。注目すべきは、時刻ｔ５以降で定常の調光点灯に移り、時刻ｔ５〜ｔ６にかけて再点弧を行った後、時刻ｔ６〜ｔ６’にかけて動作周波数ｆｉｎｖを緩やかに上昇させていることである。これによって、再点弧時における誘導コイル７に流れる過渡電流の変化をさらに緩やかにすることができ、点滅調光時における誘導コイル７のフェライトコアからの騒音をさらに低減させることができる。

［実施の形態４］
図１１は、本発明の実施の第４の形態に係る無電極放電灯点灯装置２１の電気的構成を示すブロック図である。この無電極放電灯点灯装置２１は、前述の無電極放電灯点灯装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この無電極放電灯点灯装置２１では、前述の制御電圧Ｖｆを出力する調光回路２６の始動制御回路２７において、コンデンサＣ２１の放電用の抵抗Ｒ２２に代えて、感温抵抗Ｒｔｈ１が設けられていることである。前記感温抵抗Ｒｔｈ１は、正の略リニアの温度係数（たとえば、数百〜数千ｐｐｍ／℃）を有する。

したがって、この無電極放電灯点灯装置２１の周囲温度Ｔａが上昇した場合、感温抵抗Ｒｔｈ１の抵抗値は増大するので、コンデンサＣ２１の放電電流は少なくなり、オペアンプ１８の出力電圧Ｖｖｃは速やかに増大し、かつ安定値も高くなる。これによって、図１２に示すように、コンデンサＣ２１の充電後（時刻ｔ５以降）のインバータ回路４の出力電圧Ｖｏｕｔは、常温時Ｖｏｕｔ＝Ｖｏ２＿Ｌ、高温時Ｖｏｕｔ＝Ｖｏ２＿Ｈ（但しＶｏ２＿Ｌ＞Ｖｏ２＿Ｈ）となり、高温時ほど出力電圧Ｖｏｕｔは低く設定される。

ここで、図１３に無電極放電灯９の周囲温度Ｔａの変化に対する点弧始動電圧Ｖｓｔおよび再点弧始動電圧Ｖｒｓｔの一般的な変化を示す。この図１３から明らかなように、無電極放電灯９は、低温時に点弧始動電圧Ｖｓｔおよび再点弧始動電圧Ｖｒｓｔが高くなる傾向があるので、無負荷時の誘導コイル７の出力目標値である電圧Ｖｏｕｔは、通常、最悪である低温時（たとえば、０℃〜―３０℃）でも、少なくとも前記電圧Ｖｓｔ，Ｖｒｓｔを上回るように設定される。その結果、高温時には、電圧Ｖｏｕｔと電圧Ｖｓｔ，Ｖｒｓｔとのマージンが大きくなるので、上記のように高温時ほどコンデンサＣ２１の充電後（時刻ｔ５以降）の電圧Ｖｏｕｔを、Ｖｏ２＿ＬからＶｏ２＿Ｈに低くすることが可能となる（但し電圧ＶｓｔあるいはＶｒｓｔを超える範囲）。

これによって、高温時には誘導コイル７に出力される再点弧始動時電圧Ｖｃｏｉｌのピーク値をさらに低減できるので、誘導コイル７のフェライトコアからの騒音をさらに低減することができる。

なお、負の温度係数を有するサーミスタＲｔｈ２を使用する場合は、図１４の始動制御回路２７ａで示すように、前述の図１で示す始動制御回路１７において、コンデンサＣ２１の充電用の抵抗Ｒ２１に代えて、この感温抵抗Ｒｔｈ２を設ければよい。これによって、周囲温度Ｔａが上昇した場合、感温抵抗Ｒｔｈ２の抵抗値は減少するので、コンデンサＣ２１の充電電流は大きくなり、オペアンプ１８の出力電圧Ｖｖｃは速やかに増大し、かつ安定値も高くなって、上述と同様の動作を行うことができる。

［実施の形態５］
図１５は、本発明の実施の第５の形態に係る無電極放電灯点灯装置３１の電気的構成を示すブロック図である。この無電極放電灯点灯装置３１は、前述の無電極放電灯点灯装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この無電極放電灯点灯装置３１では、制御電圧Ｖｆを出力する調光回路３６において、変換回路１６の前段に周波数変換回路３７が設けられていることである。この周波数変換回路３７は、図１６で示すように、平滑回路４１と、電圧レベル変換回路４２と、電圧制御発振器４３とを備えて構成される。

外部からのＰＷＭ信号の電圧Ｖｐｗｍ（周波数ｆｐｗｍ）は、先ず平滑回路４１に入力され、ＯＮデューティに対応した直流電圧に変換され、電圧レベル変換回路４２および電圧制御発振器４３によって、図１７で示すような、前記ＯＮデューティに応じた周波数ｆｐｗｍ’のＰＷＭ信号の電圧Ｖｐｗｍ’に変換される。したがって、通常であれば、調光が深い（＝ＯＮデューティが小さい）場合、点滅調光のＯＦＦ期間Ｔｏｆｆがより大きくなるので、再点弧始動時電圧Ｖｃｏｉｌのピーク値も大きくなり、誘導コイル７のフェライトコアからの騒音も増大するが、本実施の形態では、ＰＷＭ信号の周波数を増加させることによって、点滅調光のＯＦＦ期間Ｔｏｆｆを短縮できるので、騒音を低減することができる。

本発明の実施の第１の形態に係る無電極放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１で示す無電極放電灯点灯装置におけるスイッチングの駆動回路の一構成例を示すブロック図である。 図１で示す無電極放電灯点灯装置の動作を説明するための波形図である。 無電極放電灯の点弧始動電圧と再点弧始動電圧および点弧始動周波数と点滅調光周波数との関係を示すグラフである。 始動制御回路の出力電圧と無負荷時の出力目標電圧との関係を示すグラフである。 前記出力目標電圧の制御の様子を示すグラフである。 本発明の実施の第２の形態に係る無電極放電灯点灯装置の動作を説明するための波形図である。 第２の形態に係る始動制御回路の出力電圧と無負荷時の出力目標電圧の立上がり時定数との関係を示すグラフである。 前記出力目標電圧の立上がり時定数の制御の様子を示すグラフである。 本発明の実施の第３の形態に係る無電極放電灯点灯装置の動作を説明するための波形図である。 本発明の実施の第４の形態に係る無電極放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。 第４の形態に係る出力目標電圧の温度による変化を示すグラフである。 無電極放電灯の周囲温度の変化に対する点弧始動電圧および再点弧始動電圧の一般的な変化を示すグラフである。 第４の形態における始動制御回路の他の例を示す図である。 本発明の実施の第５の形態に係る無電極放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。 第５の形態における周波数変換回路の一構成例を示すブロック図である。 前記周波数変換回路の変換特性を示すグラフである。 従来の無電極放電灯点灯装置の動作を説明するための波形図である。 図１８を詳しく説明する波形図である。 無電極放電灯の端子電圧の周波数特性の一例を示すグラフである。

符号の説明

１，２１，３１ 無電極放電灯点灯装置
２ 交流電源
３ 直流電源
４ インバータ回路
５ 駆動回路
６，２６，３６ 調光回路
７ 誘導コイル
８ バルブ
９ 無電極放電灯
１１ ダイオードブリッジ
１２ 制御回路
１３ ホロワアンプ
１４ 定電圧原
１５，４３ 電圧制御発振器
１６ 変換回路
１７，２７，２７ａ 始動制御回路
１８ オペアンプ
３７ 周波数変換回路
４１ 平滑回路
４２ 電圧レベル変換回路
Ｃ０ 平滑用コンデンサ
Ｃ２１，Ｃｐ，Ｃｓ コンデンサ
Ｄ０，Ｄ１１ ダイオード
Ｌ０，Ｌｓ インダクタ
Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２ ＦＥＴ
Ｒ１１〜Ｒ１３，Ｒ２１〜Ｒ２４ 抵抗
Ｒｔｈ１，Ｒｔｈ２ 感温抵抗
ＳＷ２１ スイッチ

Claims (5)

1. 直流電源からの直流電圧を、スイッチング素子を含む電力変換回路が高周波の交番電圧に変換して無電極放電灯の誘導コイルに与え、前記誘導コイルに近接配置されたバルブを点灯させるとともに、調光回路が、前記電力変換回路のスイッチング周波数を周期的に該電力変換回路における共振回路の無負荷共振周波数からずらすことで前記高周波の交番電圧の可変を行い、前記バルブを点滅させることで、デューティ可変で調光を行うようにした無電極放電灯点灯装置において、
   前記調光回路に、無電極放電灯の初期点弧後において、前記無電極放電灯を再点弧する際の前記高周波電圧を、初期点弧する際の前記高周波電圧より低下させる始動制御回路を含むことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
2. 前記始動制御回路は、予め定める移行時間をかけて徐々に前記再点弧始動電圧を低減させることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
3. 前記始動制御回路は、再点弧始動時の前記高周波電圧の立ち上がりを緩やかにすることを特徴とする請求項１または２記載の無電極放電灯点灯装置。
4. 前記始動制御回路は、周囲温度が高くなるほど、前記無電極放電灯を再点弧する際の前記高周波電圧をより低下させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置を備えた照明器具。

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