JP2007149409A - 放電灯点灯装置、照明器具および照明システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インバータ回路1の高周波出力によりLC共振回路2を介して放電灯LAを高周波点灯させる放電灯点灯装置において、放電灯LAの放電開始前に放電灯フィラメントft1,ft2を暖めるための予熱モードと、放電を開始させるために放電灯LAの両端間に放電可能となる電圧を印加する始動モードと、点灯後に所定の放電灯出力を維持する点灯モードの少なくとも3つのモードを有し、予熱モード以前にLC共振回路2の状態を検出し、その検出状態に応じて予熱時の特性を補正する補正制御手段(周波数補正回路8)を設けると共に、この予熱時の特性補正状態を記憶して始動モードまたは点灯モードに伝達する手段(予熱時補正状態記憶回路9)を設けた。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施の形態1に係る放電灯点灯装置DLAの回路図である。以下、その回路構成について説明する。商用の交流電源Vsには、交流電圧を所定の直流電圧に変換する電源回路CVが接続されている。この電源回路CVの出力端にはインバータ回路1が接続されている。インバータ回路1は高周波で交互にオン/オフ駆動される一対のスイッチング素子Q1、Q2を備えている。インバータ回路1の出力端にはインバータ負荷回路ILが接続されている。インバータ負荷回路ILは、LC直列共振回路を構成する共振用インダクタL1と共振用コンデンサC1、及び直流カット用コンデンサC2、放電灯負荷LAで構成されている。
図2は本発明の実施の形態2に係る放電灯点灯装置DLAの回路図である。以下、その回路構成について説明する。商用の交流電源Vsには、交流電圧を所定の直流電圧に変換する電源回路CVが接続されている。この電源回路CVの出力端にはインバータ回路1が接続されている。インバータ回路1は高周波で交互にオン/オフ駆動される一対のスイッチング素子Q1、Q2を備えている。インバータ回路1の出力端にはインバータ負荷回路ILが接続されている。インバータ負荷回路ILは、LC直列共振回路を構成する共振用インダクタL1と共振用コンデンサC1、及び直流カット用コンデンサC2、放電灯負荷LAで構成されている。
図3は本発明の実施の形態3に係る放電灯点灯装置DLAの回路図である。以下、その回路構成について説明する。商用の交流電源Vsには、交流電圧を所定の直流電圧に変換する電源回路CVが接続されている。この電源回路CVの出力端にはインバータ回路1が接続されている。インバータ回路1は高周波で交互にオン/オフ駆動される一対のスイッチング素子Q1、Q2を備えている。インバータ回路1の出力端にはインバータ負荷回路ILが接続されている。インバータ負荷回路ILは、LC直列共振回路を構成する共振用インダクタL1と共振用コンデンサC1、及び直流カット用コンデンサC2、放電灯負荷LA1、LA2で構成されている。また、電源回路CVのスイッチング素子Q3を高周波でオン/オフ駆動制御する制御回路CVCCと、インバータ回路1のスイッチング素子Q1、Q2を高周波でオン/オフ駆動制御する制御回路4を備えている。その制御回路4は、インバータ負荷回路ILの放電灯負荷電圧Vlaを検出してインバータ周波数制御回路IVDRに帰還する帰還回路を含んだ構成である。さらに、放電灯点灯装置DLAの回路グランドGndはコンデンサC18を介して対地アースE/Gに接続されている。
1)電源回路CV
商用電源Vsからの交流電圧は、電流ヒューズFuseを介してフィルタ回路FIの入力端に供給されている。電流ヒューズFuseは、放電灯点灯装置DLA内の故障等による電源短絡時に直ちに交流電源Vsから回路を遮断するものである。フィルタ回路FIはコンデンサCf、コモン(ノーマル)モードフィルタLFよりなり、後段のチョッパ回路の入力電流の高周波成分を除去するものである。フィルタ回路FIの入力端には、サージ電圧を吸収するサージ電圧吸収素子ZNRが並列接続されている。
インバータ回路1は、電源回路CVの出力端(コンデンサC0の平滑出力電圧Vdc)を入力とし、スイッチング素子Q1,Q2と検出抵抗R1の直列回路を接続したものである。電源回路CVの正出力端には、スイッチング素子Q1のドレイン端子が接続され、そのスイッチング素子Q1のソース端子にはスイッチング素子Q2のドレイン端子が接続され、さらにそのスイッチング素子Q2のソース端子には帰還回路FBC2の検出抵抗R1が接続されて、その抵抗R1は回路グランドGndへと接続されている。そして、スイッチング素子Q1,Q2の各ゲート端子及びインバータ回路1の出力端Vmは、制御回路IVCCへ接続される。
以下に、インバータ駆動回路IVDRとタイマー回路TIMについて、それらの周辺部品の構成及び動作の説明を行なう。
インバータ負荷回路ILは、インバータ回路1の出力であるVm−Gnd間に接続され、放電灯負荷LA1、LA2に電力供給する二重共振回路2と、放電灯フィラメントft1,ft2,ft3,ft4を予熱する予熱回路3によって構成される。
図4は本発明の実施の形態4に係る放電灯点灯装置DLAの回路図である。以下、その回路構成について説明する。商用の交流電源Vsには、交流電圧を所定の直流電圧に変換する電源回路CVが接続されている。この電源回路CVの出力端にはインバータ回路1が接続されている。インバータ回路1は高周波で交互にオン/オフ駆動される一対のスイッチング素子Q1、Q2を備えている。そのインバータ回路1の出力側には放電灯LAを負荷とする共振回路2と、放電灯LAのフィラメントft1,ft2に予熱電流を供給するための予熱回路3が接続されている。共振回路2は、共振用インダクタL1と共振用コンデンサC1、及び共振兼直流阻止用コンデンサC2、放電灯負荷LAで構成される。予熱回路3は、直流カット用コンデンサCtと予熱トランスT1とスイッチSWの直列接続回路により構成され、予熱トランスT1の二次巻線n2、n3にはそれぞれコンデンサC4、C5を介してランプフィラメントft1、ft2が接続されている。
・最小予熱電流ik=(a/tp+im)
[a=0.2(As),im=0.25(A)]
・最大予熱電流IK=(A/tp+IM)
[A=0.960(As),IM=0.40(A)]
上述の実施の形態1〜4で説明したような放電灯点灯装置を搭載した照明器具の一例を図10に示す。図10は2灯の放電灯LA1,LA2を点灯可能な2灯用照明器具の斜視図である。図中、S1〜S4はソケットであり、反射板R、ランプLA1、LA2を備えて構成される。器具の内部には、放電灯点灯装置として、図3のような2灯用の放電灯点灯装置1台、あるいは図1、図2、図4のような1灯用の放電灯点灯装置2台を搭載している。
上述の実施の形態5に記載した照明器具複数台を制御装置にて一括制御する照明システムの一例を図11に示した。実施の形態5に記載した照明器具A〜Lの12台が人体感知センサー、及びプログラム制御可能なシステムを備えた制御装置Sに接続されている。本実施形態においては、A〜Iにランプ負荷としてFHF32を装着し、外光の入る窓側のJ〜Lには光束はFHF32より低いがコストの安いFLR40/36を装着している。制御装置Sの特徴として人体感知センサーにより人を感知すると放電灯が点灯し、人が不在となると消灯する機能や、負荷の装着状況の入力、任意の照明器具の点灯、消灯条件の設定が可能であるプログラム制御機能を有しており、実施形態5に示した照明器具と組み合わせることにより、放電灯始動時の点灯ばらつきを抑えるとともに、回路特性の影響によるランプ寿命のばらつきを抑え、ランプの長寿命化と交換の利便性がはかれる。
2 共振回路
3 予熱回路
4 制御回路
5 周波数制御回路
6 ドライブ回路
7 帰還回路
7a ランプ電圧検出回路
7b 共振電圧検出回路
7c 予熱電流検出回路
8 周波数補正回路
9 予熱時補正状態記憶回路
10 タイマー回路
LA 放電灯
Claims (8)
- 直流電源電圧をインバータ回路により高周波電圧に変換し、共振用インダクタと共振用コンデンサによるLC共振回路を含む放電灯負荷回路に電力を供給することにより放電灯を高周波点灯させる放電灯点灯装置において、放電灯の放電開始前に放電灯フィラメントを暖めるための予熱モードと、放電を開始させるために放電灯の両端間に放電可能となる電圧を印加する始動モードと、点灯後に所定の放電灯出力を維持する点灯モードの少なくとも3つのモードを有し、前記予熱モード以前にLC共振回路の状態を検出し、その検出状態に応じて予熱時の特性を補正する補正制御手段と、前記予熱時の特性補正状態を記憶して始動モードまたは点灯モードに伝達する手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 前記LC共振回路の状態を検出する検出手段は、放電灯の両端間に発生する電圧、もしくは該電圧と相関のある部位の電圧を検出する手段であることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
- 前記予熱モードにおける放電灯フィラメントへの予熱電流供給手段は、前記LC共振回路の共振用インダクタの補助巻線から予熱電流を供給し、前記補正制御手段は該補助巻線から検出した前記LC共振回路の状態に応じて予熱時の特性を補正することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
- 前記予熱時の特性補正状態を記憶して始動モードまたは点灯モードに伝達する手段は、予熱時の特性の補正制御量と、始動モードまたは点灯モードにおける特性の補正制御量との間に相関関係を持たせる手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 前記予熱時の特性を補正する補正制御手段は、インバータ回路の動作周波数の制御と予熱時間の時間制御を組み合わせることにより予熱時の特性を補正することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 前記予熱時の特性補正状態を記憶して始動モードまたは点灯モードに伝達する手段としてマイクロコンピュータを用いたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯と、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置を備える照明器具において、前記放電灯点灯装置は、請求項1〜6のいずれかに記載の放電灯点灯装置であることを特徴とする照明器具。
- 請求項7に記載の照明器具を有することを特徴とする照明システム。
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