JP2007122987A - 点灯装置、照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 雑音の影響を受け難い小型の点灯装置、照明装置を提供する。
【解決手段】 誘導灯装置の光源として用いる冷陰極ランプＬａに点灯電力を供給する定格入力電力が２０Ｗ以下の点灯装置において、一端同士を接続した上辺２０ａと左辺２０ｂとを有する配線基板２０と、配線基板２０上で上辺２０ａに沿って配置されて商用電源ＡＣからの入力を受ける入力部２ａと、配線基板２０上で左辺２０ｂに沿って配置されて冷陰極ランプＬａへ点灯電力を出力する出力部２ｇと、配線基板２０上で入力部２ａ、出力部２ｇとは異なる箇所に配置されて、入力部２ａで受けた商用電源ＡＣからの入力を整流する整流回路２ｂ、整流電圧を所望の直流電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ、および蓄電池３，ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃの各出力を冷陰極ランプＬａへ供給する点灯電力に変換する点灯回路２ｆとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置、照明装置に関するものである。

一般的に、放電灯点灯装置を搭載した蛍光灯照明装置は、直管型蛍光灯を負荷としている。（例えば、特許文献１参照）。例えば、３２Ｗの直管型高周波用蛍光灯は、ガラス管径２５．５ｍｍ、長さ１１９８ｍｍの寸法で、細長い形状に形成される。そのため、照明装置自体も細長くなり、照明装置に搭載される放電灯点灯装置も細長い形状になっている。

特許文献１の放電灯点灯装置においても、細長筒状のケースにインバータ回路等の点灯回路を含む配線基板が収納され、配線基板の長手方向の一端には電源側接続端子（入力部）が配置され、配線基板の長手方向の他端には負荷側接続端子（出力部）が配置され、点灯回路は、配線基板上の電源側接続端子と負荷側接続端子とに挟まれた箇所に配置された構造となっている。

例えば３２Ｗ蛍光灯を２灯用いて、入力電力が７０Ｗ程度となる放電灯点灯装置では発生する雑音が大きくなるが、上記特許文献１の構造では、電源側の入力部と負荷側の出力部とが、配線基板の長手方向に対向するように配置されて、互いに離れた構造となっているため、出力部は、入力部に誘起する雑音等の影響を受け難くなっている。
特許第２５６７９７４号公報

直管型蛍光灯を負荷とする照明装置であれば、放電灯点灯装置は上記特許文献１のように細長い形状のものがよい。しかし、近年、照明装置の小型化が加速されており、特に誘導灯装置の分野では、蛍光灯よりも冷陰極ランプを負荷に用いたものが市場に多く浸透している。冷陰極ランプは、蛍光灯に比べてさらに小さく細長い。また、誘導灯装置自体も小さく、スクエア形状になっており、誘導灯装置の構造上、点灯装置をさらに小さくする必要があり、上記特許文献１のように入力部と出力部とが配線基板の長手方向に対向するように配置される対面型の点灯装置の構造では誘導灯装置に収まらないという問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷陰極ランプを負荷に用いた小型の点灯装置、照明装置を提供することにある。

請求項１の発明は、誘導灯装置の光源として用いる冷陰極ランプに点灯電力を供給する定格入力電力が２０Ｗ以下の点灯装置において、一端同士を接続した第１辺と第２辺とを外周に有する配線基板と、配線基板上で第１辺に沿って配置されて電源からの入力を受ける入力部と、配線基板上で第２辺に沿って配置されて冷陰極ランプへ点灯電力を出力する出力部と、配線基板上で入力部、出力部とは異なる箇所に配置されて入力部を介して受けた入力を所望の出力に変換する電力変換回路と、配線基板上で入力部、出力部とは異なる箇所に配置されて電力変換回路の出力を冷陰極ランプへ供給する点灯電力に変換する点灯回路とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、点灯装置内の配線に無駄がなく、効率的な設計が可能になるとともに、点灯装置の小型化を実現することができ、冷陰極ランプを負荷に用いた誘導灯装置に容易に適用することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記配線基板上で、前記入力部から前記電力変換回路、前記点灯回路を介して前記出力部に至る配線がＵ字状またはＶ字状になるように、入力部、電力変換回路、点灯回路、出力部を配置したことを特徴とする。

この発明によれば、入力部，電力変換回路，点灯回路で発生した雑音を含む配線が通る範囲を狭くできるので、雑音の影響を低減して、安定した動作を行なうことができる。また、配線基板の実装面を有効利用して実装面積を抑えることができる。

請求項３の発明は、照明装置において、請求項１または２の点灯装置と、該点灯装置によって点灯電力を供給される冷陰極ランプとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、冷陰極ランプを負荷に用いた照明装置の小型化を実現することができる。

以上説明したように、本発明では、冷陰極ランプを負荷に用いた点灯装置、照明装置の小型化を実現することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図２は、本実施形態の点灯装置２を搭載した誘導灯装置の回路構成を示し、誘導灯装置は、光源たる冷陰極ランプＬａと、１００Ｖの商用電源ＡＣからの電源線が接続される電源端子台１と、電源端子台１を介して商用電源ＡＣが入力され、冷陰極ランプＬａを点灯させる点灯装置２と、非常用電源である蓄電池３とを備える。

点灯装置２は、電源端子台１を介して商用電源ＡＣからの入力を受ける入力部２ａと、入力部２ａで受けた商用電源ＡＣからの入力を整流する整流回路２ｂと、整流電圧を所望の直流電圧に降圧するフライバック方式のＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ（ここで、整流回路２ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃとは、入力部２ａを介して受けた入力を所望の出力に変換する電力変換回路を構成する）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃの出力から蓄電池３への充電電流を生成する充電回路２ｄと、蓄電池３の接続を充電回路２ｄまたは後述する点灯回路２ｆに切り換えるスイッチ２ｅと、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃの出力または蓄電池３の出力を冷陰極ランプＬａへ供給する点灯電力に変換する点灯回路２ｆと、冷陰極ランプＬａへ点灯電力を出力する出力部２ｇと、点灯回路２ｆの入力側から電源を得て、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，充電回路２ｄ，スイッチ２ｅ，点灯回路２ｆの各動作を制御するマイコンを含む制御回路２ｈとを備えて構成される。

点灯回路部２ｆは、発振周波数が約４５ｋＨｚで動作するインバータ回路で構成されており、発振電圧（実効値）が約１５００Ｖ、ランプ電流が約１０ｍＡの高周波出力を点灯電力として出力する。

制御回路２ｈは、商用電源ＡＣが通電している常時においては、スイッチ２ｅを充電回路２ｄ側へ切り換えて蓄電池３を充電するとともに、商用電源ＡＣを電源として点灯回路２ｆで変換した点灯電力を出力部２ｇを介して冷陰極ランプＬａに供給する。そして、商用電源ＡＣの通電状態を監視して商用電源ＡＣの停電を検知した非常時においては、スイッチ２ｅを点灯回路２ｆ側へ切り換えて蓄電池３を点灯回路２ｆに接続し、蓄電池３を電源として点灯回路２ｆで変換した点灯電力を出力部２ｇを介して冷陰極ランプＬａに供給する。

本実施形態において、冷陰極ランプＬａは、例えば長さ２００ｍｍまたは２２０ｍｍ、管径４ｍｍ、消費電力３Ｗの仕様であり、このように冷陰極ランプＬａ自体に消費電力が小さいものを用いることで、点灯装置２の定格入力電力を最大で２０Ｗ程度にしている。したがって、点灯装置２は、入力電力が小さいため、装置自体が発する雑音も小さくなっている。

そして、上記誘導灯装置は図１に示すように構成され、冷陰極ランプＬａ、電源端子台１、点灯装置２、蓄電池３は、スクエア状の筐体４内に収納されている。以下、スクエア状の筐体４は、図１において、上辺４ａ、左辺４ｂ、下辺４ｃ、右辺４ｄでその外周を構成するものとする。

まず、冷陰極ランプＬａは筐体４の上辺４ａに沿って配置され、蓄電池３は筐体４の左辺４ｂと下辺４ｃとで構成される角部に配置され、電源端子台１は冷陰極ランプＬａと蓄電池３との間で筐体４の左辺４ｂに沿って配置され、点灯装置２は筐体４の下辺４ｃと右辺４ｄとで構成される角部から右辺４ｄに沿って配置される。

筐体４の底面には、冷陰極ランプＬａと電源端子台１、点灯装置２との間に楕円状の電源線取り出し孔４ｄが設けられ、電源線取り出し孔４ｄを介して商用電源ＡＣから導入された電源線（図示なし）は電源端子台１に接続される。

次に、図３は点灯装置２内の各部の配置を示し、正方形に近い略矩形の配線基板２０上に各部が配置されている。以下、略矩形の配線基板２０は、図２，図３において、上辺２０ａ、左辺２０ｂ、下辺２０ｃ、右辺２０ｄでその外周を構成するものとする。

配線基板２０の左辺２０ｂは電源端子台１、蓄電池３に対向しており、電源端子台１に対向する箇所に入力部２ａを左辺２０ｂに沿って配置し、入力部２ａの右辺２０ｄ側には整流回路２ｂを配置する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃは、配線基板２０の下辺２０ｃに沿って配置され、充電回路２ｄは、整流回路２ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃとの間に配置される。さらに、配線基板２０の上辺２０ａは冷陰極ランプＬａに対向しており、上辺２０ａの右端側には出力部２ｇを上辺２０ａに沿って配置し、出力部２ｇの下辺２０ｃ側には点灯回路２ｆを配置する。スイッチ２ｅ，制御回路２ｈは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃと点灯回路２ｆとの間に配置される。点灯装置２−蓄電池３間は、配線基板２０の左辺２０ｂの下端側に配置したコネクタ２ｉを介して接続される。

このように、配線基板２０において、電源端子台１に近い左辺２０ｂに沿って入力部２ａを配置し、冷陰極ランプＬａに近い上辺２０ａ（上辺２０ａと左辺２０ｂとは各一端同士を接続している）に沿って出力部２ｇを配置し、入力部２ａ，出力部２ｇ以外のスペースにＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，点灯回路２ｆ等を配置しており、入力部２ａ，出力部２ｇはＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，点灯回路２ｆを介して電気的に接続される。したがって、点灯装置２内の配線に無駄がなく、効率的な設計が可能になるとともに、点灯装置２の小型化を実現することができ、スクエア形状の誘導灯装置に容易に適用することができる。また、この点灯装置２を搭載した誘導灯装置の小型化にも寄与する。

さらに、入力部２ａを電源端子台１の近傍に配置して配線ロスを低減し、出力部２ｇを冷陰極ランプＬａの近傍に配置して点灯回路２ｆの高周波出力による配線損失を低減しているので、所定のランプ電流を維持でき、十分な光出力を確保することができる。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃはフライバック方式に限定されるものではなく、フォワード方式等の他の方式であってもよい。また、冷陰極ランプＬａは１灯構成に限定されるものではなく、冷陰極ランプＬａを並設して２灯構成（例えば、図２の表面側、裏面側に１灯づつ配置する）としてもよい。

（実施形態２）
本実施形態の点灯装置２を搭載した誘導灯装置の構成は、実施形態１と同様に図１，図２に示され、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。図４は、本実施形態の点灯装置２内の各部の配置を示し、実施形態１と同様に正方形に近い略矩形の配線基板２０上に各部が配置されており、入力部２ａ，整流回路２ｂ，点灯回路２ｆ，出力部２ｇ、コネクタ２ｉの各配置は実施形態１と同様である。

本実施形態において、制御回路２ｈは、配線基板２０の下辺２０ｃに沿って配置され、整流回路２ｂ，点灯回路２ｆと制御回路２ｈとの間にＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃが配置される。充電回路２ｄ、スイッチ２ｅは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃと制御回路２ｈとの境界付近に各々配置され、充電回路２ｄは左辺２０ｂ側に位置し、スイッチ２ｅは右辺２０ｄ側の裏面に位置する。そして、配線基板２０上では、入力部２ａから整流回路２ｂ，ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，点灯回路２ｆを介して出力部２ｇに至る配線をＶ字状に引き回している（図４内に示す１点鎖線１００参照）。

フライバック方式等で構成されるＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃは、高周波で発振しており雑音が発生する。さらに、点灯回路２ｆも冷陰極ランプＬａを点灯させるために高周波で発振しており雑音が発生する。また、入力部２ａには外部から入力される商用電源ＡＣに重畳した雑音が発生している。しかし、本実施形態では上記のように各部を配置し、入力部２ａからＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，点灯回路２ｆを介して出力部２ｇに至る配線をＶ字状にすることで、入力部２ａ，整流回路２ｂ，ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，点灯回路２ｆで発生した雑音を含む配線が通る範囲を狭くできるので、雑音の影響を低減して、安定した動作を行なうことができる。特に、制御回路２ｈは、入力部２ａ，整流回路２ｂ，ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，点灯回路２ｆから離れ、雑音を含む配線は制御回路２ｈの近傍を通らないので、制御回路２ｈは雑音の影響を受け難くなり、各部の制御を安定して行うことができる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃが備えるトランスＴ１の一次側−二次側間は、耐電圧、耐雷サージ等の対策のため絶縁距離が必要であり、実装面積が大きくなってしまう。しかし、本実施形態では、配線を上記Ｖ字状に引き回し、折返す前のＶ字の一方の辺にトランスＴ１の一次側を配置し、折返した後のＶ字の他方の辺にトランスＴ１の二次側を配置することで、耐電圧、耐雷サージの性能を維持しながら、配線基板２０の実装面を有効利用して実装面積を抑えている。

なお、入力部２ａからＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃ，点灯回路２ｆを介して出力部２ｇに至る配線はＶ字状に限定されるものではなく、Ｕ字状に引き回してもよい。

（実施形態３）
図５は、本実施形態の点灯装置２を搭載した誘導灯装置の回路構成を示し、実施形態２の構成に付加して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｃと点灯回路２ｆとの間の電源ラインを導通・遮断するスイッチ２ｊと、外部のリモコンからの例えば赤外線信号を受けるための受光部２ｋと、ＬＥＤ等の充電モニター部２ｍとを備える。なお、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

基本的な動作は実施形態２と同様であり、以下、外部のリモコンによる蓄電池３の点検動作について説明する。まず、リモコンからの点検開始信号を受光部２ｋが受けると、制御部２ｈは、スイッチ２ｊをオフし、スイッチ２ｅを点灯回路２ｆ側へ切り換えて蓄電池３を点灯回路２ｆに接続し、蓄電池３を電源として冷陰極ランプＬａを所定時間点灯させることで、蓄電池３の点検を行う。この点検時には、一般的に２０分以上、蓄電池３を電源として冷陰極ランプＬａを点灯させる必要があり、２０分経過後に蓄電池３の正常、異常を判定する。

点検が終了すると、制御部２ｈは、スイッチ２ｅを充電回路２ｄ側へ切り換えて蓄電池３を充電するとともに、スイッチ２ｊをオンして商用電源ＡＣを電源として冷陰極ランプＬａを点灯させる通常動作に戻してから、蓄電池３の点検結果を充電モニター部２ｍに表示する。充電モニター部２ｍはＬＥＤで構成されており、制御部２ｈは、蓄電池３が充電されている通常時には充電モニター部２ｍを点灯させ、蓄電池３の異常判定時には充電モニター部２ｍを点滅動作させることで、蓄電池３の異常を報知している。

図６は、本実施形態の点灯装置２内の各部の配置を示し、実施形態２と同様に配線基板２０上に各部が配置されており、受光部２ｋ，充電モニター部２ｍは配線基板２０の下辺２０ｃの縁端部に配置され、制御部２ｈと同様に点灯回路２ｆの入力側から電源を得ている。

実施形態１の点灯装置を搭載した誘導灯装置の内部構成を示す図である。 同上の回路構成を示す図である。 同上の点灯装置の構成を示す図である。 実施形態２の点灯装置の構成を示す図である。 実施形態３の点灯装置を搭載した誘導灯装置の回路構成を示す図である。 同上の点灯装置の構成を示す図である。

符号の説明

Ｌａ 冷陰極ランプ
ＡＣ 商用電源
１ 電源端子台
２ 点灯装置
３ 蓄電池
２ａ 入力部
２ｂ 整流回路
２ｃ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２ｆ 点灯回路
２ｇ 出力部
２０ 配線基板

Claims (3)

1. 誘導灯装置の光源として用いる冷陰極ランプに点灯電力を供給する定格入力電力が２０Ｗ以下の点灯装置において、一端同士を接続した第１辺と第２辺とを外周に有する配線基板と、配線基板上で第１辺に沿って配置されて電源からの入力を受ける入力部と、配線基板上で第２辺に沿って配置されて冷陰極ランプへ点灯電力を出力する出力部と、配線基板上で入力部、出力部とは異なる箇所に配置されて入力部を介して受けた入力を所望の出力に変換する電力変換回路と、配線基板上で入力部、出力部とは異なる箇所に配置されて電力変換回路の出力を冷陰極ランプへ供給する点灯電力に変換する点灯回路とを備えることを特徴とする点灯装置。
2. 前記配線基板上で、前記入力部から前記電力変換回路、前記点灯回路を介して前記出力部に至る配線がＵ字状またはＶ字状になるように、入力部、電力変換回路、点灯回路、出力部を配置したことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
3. 請求項１または２の点灯装置と、該点灯装置によって点灯電力を供給される冷陰極ランプとを備えることを特徴とする照明装置。

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