JP2008147071A - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】熱陰極形の放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、回路効率に優れ、放電灯の放電電流が定格電流に近い動作領域から、調光時のように放電電流が小さい動作領域までの広い動作領域に亘り、放電灯の適切な予熱電流の制御が可能な放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置１００は、放電灯１１を点灯させるインバータ回路３００と、点灯中の放電灯１１の陰極に予熱電流を供給する回路であって予熱用スイッチング素子２４を備え、予熱用スイッチング素子２４のオンデューティの制御を受けることにより予熱電流の値の制御が可能な予熱制御回路４００と、予熱用スイッチング素子２４のオンデューティの制御を介して、予熱制御回路４００の供給する予熱電流の値を、放電灯１１の陰極に流れる放電電流に対応して予め設定された予熱電流の許容範囲において下限値に近づける制御をするマイクロコンピュータ３１２とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱陰極形の放電灯の陰極（フィラメント）の予熱制御に関するものである。

以下の説明で、熱陰極形の放電灯の点灯前の陰極の予熱を先行予熱（ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ）と呼び、放電灯の点灯後の陰極の過熱を単に予熱（ｈｅａｔｉｎｇ）と呼ぶことにする。

従来より、熱陰極形の放電灯の陰極に先行予熱・始動・点灯状態において一定の電流を流すことは知られている。このような従来の実施例として、特開平８−１７５８５号公報（特許文献１）がある。

また、先行予熱・始動状態ではフィラメントに一定電流を流し、点灯後は、いわゆる省エネのために、フィラメントに流す電流を減ずる、または、遮断するなどして抑制することも知られている。このような従来の実施例として、特開２００１−１２６８９６号公報（特許文献２）及び特開２００１−３５１７９０号公報（特許文献３）がある。

また、放電灯の放電電流を低減して調光した点灯動作状態では、調光時の放電電流に加えて陰極に予熱電流を流し、陰極の温度を適切に保つ必要があることが知られている。このような従来の実施例として、特開２００１−２４４０９６号公報（特許文献４）及び特開２００３−１６８５８２号公報（特許文献５）がある。
特開平８−１７５８５号公報 特開２００１−１２６８９６号公報 特開２００１−３５１７９０号公報 特開２００１−２４４０９６号公報 特開２００３−１６８５８２号公報

しかし、特許文献１の従来例の場合には、放電ランプＦＬが点灯した以降もフィラメント予熱トランスＴｒ１により、フィラメントＦＬ１及びＦＬ２に電流が流れ続ける。このため、この電流による電力損失が発生し、放電灯点灯装置としての回路効率の低下を招き、省エネの効果が薄いという課題がある。

また、特許文献２の従来例の場合には、放電灯が点灯状態になると予熱電流を遮断するため点灯した以降は予熱電流による電力損失を削減できる効果がある。（特許文献２の図１の第３スイッチング手段、及び特許文献２の図４（ｄ）参照）。しかし、放電灯を調光して点灯する場合には、特許文献４及び特許文献５に示すように、ランプ電流の大きさが定格電流値に近い動作領域では予熱電流を遮断できるが、ランプ電流の小さい動作領域では予熱電流を流してフィラメントの温度を適切に保つ必要があることが示されている。（特許文献４の請求項１、及び、特許文献５の段落［０００２］：５行目〜９行目。特許文献２では、放電灯を調光する場合、特に、放電電流を小さい動作領域まで調光する場合に適切な動作条件を満たすことができないという課題がある。

また、特許文献３の従来例の場合には、放電灯が点灯状態になると予熱電流を遮断するため、点灯した以降は予熱電流による電力損失を削減できる効果がある。また、特許文献３の図６及び図８に示されているように、スイッチ素子ＳＷ３と並列にコンデンサＣ１２を設けることで、スイッチ素子ＳＷ３をオフした以降もコンデンサＣ１２を介して予熱トランスＴ２の１次側に電流を流し続けることができる。そして、コンデンサＣ１２の容量値を適当に選定することにより、スイッチ素子ＳＷ３がオフした以降の予熱電流をスイッチ素子ＳＷ３がオン時の予熱電流に比べて抑制できるものである。しかし、特許文献３では前記図６及び図８で示された構成の予熱制御回路の場合は、ランプ電流が定格電流に近く予熱電流が不要な動作領域でも予熱電流が流れ続けるため、この電流による電力損失が発生し、放電灯点灯装置としての回路効率の低下を招き、省エネの効果が薄いという課題がある。

また、特許文献４の従来例の場合には、放電灯が定格出力で点灯状態になると予熱電流を遮断し調光状態では予熱電流を流すことができる。しかし、予熱電流の切り替え手段をハード的に行っているため、予熱電流値を最適値にきめ細かく制御する場合にはハード的な切り替え手段（特許文献４の図１のＱ３、Ｑ４のスイッチ及びコンデンサＣ３、Ｃ４等に相当する予熱トランスＴｒｆａの限流素子）が複雑高価になるという課題がある。また、特許文献４の図６に示すようにＱ５のインピーダンスを可変することで予熱電流はきめ細かく制御できるが、放電灯の予熱電流を減じる制御状態では抵抗Ｒ４の損失が増大してしまい、回路効率の低下を招くという課題がある（特許文献４の段落［００３３］）。

また、特許文献５の従来例の場合には、特許文献４の場合と同様に放電灯が点灯状態になった場合に予熱電流を遮断し調光状態では予熱電流を流すことができる。また、ランプ識別手段で点灯時には異なる２つ以上の適合放電灯に適切な予熱電流になるように制御できるとしている。しかし、適合ランプの種類（型式）が異なる場合には、点灯時に限らず、予熱、始動、点灯の全動作領域に亘り、適合ランプ別に適合した予熱電流を流すことが求められるが、特許文献５の従来例では点灯時のみの予熱電流制御に限定され、放電灯の寿命時間に大きな影響を与える先行予熱、始動時の予熱制御が欠けており予熱制御特性としては充分でないという課題がある。

本発明は、上記の課題に鑑み為されたもので、その目的とするところは、回路効率に優れ、放電灯の放電電流が定格電流に近い動作領域から、調光時の電流が小さい動作領域までの広い動作領域に亘り、放電灯の適切な予熱電流の制御が可能な放電灯点灯装置を提供することにある。

さらに本発明は、先行予熱、始動の動作領域でも、かつ、異なる種類の適合放電灯に対しても、適合放電灯ごとにその放電灯に適合した先行予熱電流で制御できる放電灯点灯装置を提供することにある。

この発明の放電灯点灯装置は、
直流電源回路の出力の直流電圧を高周波電圧に変換し、変換した高周波電圧により熱陰極形の陰極を有する放電灯を点灯させるインバータ回路と、
点灯中の前記放電灯の前記陰極に予熱電流を供給する回路であって予熱用スイッチング素子を備えるととも前記予熱用スイッチング素子のオンデューティの制御を受けることにより予熱電流の値の制御が可能な予熱制御回路と、
前記予熱用スイッチング素子のオンデューティの制御を介して、前記予熱制御回路の供給する前記予熱電流の値を、前記放電灯の前記陰極に流れる放電電流に対応して予め設定された前記予熱電流の許容範囲において下限値に近づける制御をするマイクロコンピュータと
を備えたことを特徴とする。

この発明により、回路効率に優れ、放電灯の放電電流が定格電流に近い動作領域から、調光時のように放電電流が小さい動作領域までの広い動作領域に亘り、放電灯の適切な予熱電流の制御が可能な放電灯点灯装置を提供することができる。

実施の形態１．
図１〜図２１を用いて実施の形態１を説明する。実施の形態１の放電灯点灯装置は、熱陰極形の放電灯を装着する。実施の形態１の放電灯点灯装置は、放電灯の種類（型式）を識別する放電灯種類識別回路３４０を具備し、放電灯の種類に対応した適切な電流を放電灯の陰極（以降の説明では、フィラメントと呼ぶ場合がある）に流して先行予熱（先行予熱モード）をした後に放電灯を始動、点灯させる。そして放電灯の点灯後は、調光状態を含む点灯状態で放電電流に対応して陰極を許容範囲の予熱状態に制御することにより、陰極での電力損失を最小にすることができる。

図１は、実施の形態１の放電灯点灯装置１００の構成を示す回路図である。図１において、放電灯点灯装置１００は、交流電源１から交流電源を与えられて整流するダイオードブリッジ２（整流回路）、昇圧チョッパ回路２００（直流電源回路）、昇圧チョッパ制御回路２１０、インバータ回路３００、インバータ制御回路３１０、放電灯状態検出回路３２０（抜去検出部、異常状態検出部）、放電灯負荷回路３３０、放電灯種類識別回路３４０、調光インターフェース回路３５０（以降、調光Ｉ／Ｆ回路３５０と呼ぶ）、及び、予熱制御回路４００を備える。

インバータ制御回路３１０は、制御出力回路３１１、マイクロコンピュータ３１２（以下、マイコン３１２という）、不揮発性メモリ３１３を備える。

図１において、放電灯点灯装置１００は、交流電源１から交流電力を与えられる。
（１）放電灯点灯装置１００では、交流電源１からの交流電力が、ダイオードブリッジ２で整流される。ダイオードブリッジ２の出力は、脈流成分を含む直流電源である。この脈流成分を含む直流電源が昇圧チョッパ回路２００に供給される。
（２）昇圧チョッパ回路２００は、昇圧チョッパ制御回路２１０で制御される。昇圧チョッパ回路２００はチョークコイル３、ダイオード４、スイッチング素子５、コンデンサ６から構成され、入力された脈流を含む直流電源を昇圧・平滑し、インバータ回路３００に安定化された一定の直流電圧を供給する。
（３）インバータ回路３００は、インバータ制御回路３１０で制御される。図１に示すように、インバータ回路３００は、ハーフブリッジ回路構成である。インバータ回路３００は、スイッチング素子７及びスイッチング素子８により、昇圧チョッパ回路２００で昇圧された直流電圧を高周波電圧に変換する。また、抵抗１３が、スイッチング素子７に並列に接続される。なお、スイッチング素子７及び８のドレイン・ソース間に逆並列に接続するように内蔵されているダイオードは、図示を省略する。
（４）放電灯負荷回路３３０は、カップリングコンデンサ９、チョークコイル１０、放電灯１１の直列回路及びカップリングコンデンサ９に並列に接続された抵抗１４、及び、放電灯１１に並列に接続されたコンデンサ１２から構成される。
（５）インバータ制御回路３１０のマイコン３１２には、放電灯状態検出回路３２０、放電灯種類識別回路３４０、及び、調光Ｉ／Ｆ回路３５０の出力信号が入力される。
（６）放電灯状態検出回路３２０は、放電灯１１の放電灯負荷回路３３０への装着または抜去状態の検出及び放電灯１１の正常または不良状態を検出する。放電灯１１の装着状態はコンデンサ６を電源として抵抗１３、抵抗１４、放電灯１１の両フィラメントを介して電流が流れることを検出する。また、放電灯１１の不良状態は放電灯１１の両端電圧の上昇、陰極の電圧等で検出する。
（７）放電灯種類識別回路３４０は、放電灯１１の陰極を流れる先行予熱電流による陰極両端の電圧を検出し、マイコン３１２に出力する。マイコン３１２では、先行予熱開始時と所定時間経過後の陰極の両端電圧比から放電灯の種類を識別する。
（８）調光Ｉ／Ｆ回路３５０は、放電灯１１の放電電流を制御するために放電灯点灯装置１００の外部から送出される調光信号を入力し、その信号をマイコン３１２に出力する。
（９）予熱制御回路４００は、放電灯１１の陰極に先行予熱、始動、点灯の動作状態のそれぞれにおいて許容される適切な陰極の予熱電流を供給する。予熱制御回路４００は、コンデンサ２１と、予熱トランス２３の１次巻線と、予熱用スイッチング素子２４との直列回路が、インバータ回路３００の出力（スイッチング素子７とスイッチング素子８の接続点）と昇圧チョッパ回路２００の負極側との間に接続される。予熱トランス２３の２つの２次巻線は、それぞれ２つのカップリングコンデンサ２２、２５を介して放電灯１１の２つの陰極に電流を流すように接続される。予熱用スイッチング素子２４は、インバータ制御回路３１０のマイコン３１２が生成した制御信号により制御出力回路３１１を介してオンデューティ（ｏｎ ｄｕｔｙ）が制御される。予熱用スイッチング素子２４のドレイン・ソース間に逆並列に内蔵されているダイオードは、図示を省略する。

なお、昇圧チョッパ制御回路２１０、インバータ制御回路３１０、放電灯状態検出回路３２０、放電灯種類識別回路３４０、及び、調光Ｉ／Ｆ回路３５０の制御用駆動電源は図示を省略する。

（１．先行予熱モードにおける先行予熱制御の原理の説明）
次に、図２、図３により、フィラメントを先行予熱する状態（先行予熱の期間）である先行予熱モードにおいて、放電灯の種類によって適切な先行予熱を行うための先行予熱制御の原理を説明する。図２は、ＦＨＦ３２形放電灯（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ／ＯＳＲＡＭ社製）の先行予熱特性を示したものである。図２において、横軸は時間軸（秒）である。さらに詳しく言えば、放電灯の陰極に一定の大きさの先行予熱を流し始めた時を時間ゼロ秒とした時間経過を示している。縦軸は、先行予熱電流を流し始めた時点（ゼロ秒時）の陰極抵抗値（Ｒｃ）と、時間経過後の陰極抵抗値（Ｒｈ）との比であるＲｈ／Ｒｃを示している。図２より明らかなように、陰極（材料：タングステン）のＲｈ／Ｒｃは、先行予熱電流による発熱による温度上昇のため、時間の経過に従って増大する。また、先行予熱電流値（図示のＩ_{ｔｏｔａｌ}）が大きい程、Ｒｈ／Ｒｃの時間経過に対する増加率は大きくなる。例えば、先行予熱電流値が０．６０Ａｒｍｓの場合では、Ｒｈ／Ｒｃが４．５（約１０００°Ｋ）に達するまでの時間は約０．９Ｓ（秒）であるのに対し、先行予熱電流が０．５０Ａｒｍｓの場合は約１．５Ｓ（秒）である。

また、図３は、ＦＬ４０Ｓ形放電灯（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ／ＯＳＲＡＭ社製）の先行予熱特性を示したものである。図３より明らかなように、先行予熱電流が０．６０ＡｒｍｓのときにＲｈ／Ｒｃが４．５（約１０００°Ｋ）に達するまでの時間は、約１．９Ｓ（秒）であり、ＦＨＦ３２形放電灯の同一条件の場合の時間０．９Ｓ（秒）の約２倍の長さである。

従って、放電灯の陰極に一定の先行予熱電流を流し、その電流値と時間を制御することで陰極の温度上昇を適切な値にすることができる。

また、図２、図３からわかるように、例えば、０．６０Ａｒｍｓの先行予熱電流を放電灯の陰極に流して、所定時間経過後（例えば、０．５Ｓ（秒）後）のＲｈ／Ｒｃをマイコン３１２で算出すれば、その時間におけるＲｈ／Ｒｃの時間に対する増加率から放電灯の形名（型式）が識別できる。

また、一定の先行予熱電流値の制御は、予熱制御回路４００の予熱用スイッチング素子２４のオンデューティ（ｏｎ ｄｕｔｙ）を変化させることで行う。

なお、Ｒｈ／Ｒｃの増加は、陰極のエンドグロー放電（同一陰極内の両端で熱電子による放電が発生する現象）が発生するまで、概略直線的に増加するので、この直線性の範囲内では放電灯の種類が識別されれば、Ｒｈ／Ｒｃは経過時間に比例した値として求めることができる。つまり、Ｒｈ／Ｒｃは、経過時間の都度測定する必要はなく、放電灯の種類を所定時間経過後に識別すれば、それ以降の時間経過後のＲｈ／Ｒｃは比例計算で求めることができる。そして、陰極の温度が始動電圧の印加に適した温度（以降の説明ではＲｈ／Ｒｃが概略４．５になる１０００°Ｋの場合として説明する）になったタイミングで始動電圧を印加する。すなわち、放電灯を識別できればＲｈ／Ｒｃが４．５（（約１０００°Ｋ）になる時間は計算することができる。

（２．点灯時の放電電流の制御の原理の説明）
図４及び図５とにより、放電灯の点灯時の放電電流を制御する原理について説明する。以下の説明では、放電灯の調光率を定格点灯時の放電電流を１００％とし、それに対する調光時の放電電流の比率として説明する。なお、調光率は、通常、放電灯の定格点灯時の光出力と調光時の放電灯の光出力の比で定義され、または、放電灯の定格点灯時の放電灯電力と調光時の放電灯電力の比で定義されるが、以下では制御原理の説明を簡単化するために、「放電灯の調光率を定格点灯時の放電電流を１００％とし、それに対する調光時の放電電流の比率」の前記定義として説明する。放電電流の比率で算出した調光率を、例えば、放電電力比の調光率に換算するには、それぞれの放電電流と、その放電電流に対応する放電灯電圧との積から放電電力を求め、定格出力時の放電電力に対する比を求めれば算出できる。これについての詳細は後述する。

また、以下の説明で放電灯負荷回路３３０を構成する各部品の定数値は中心値（ｔｙｐ）であり、無負荷時（放電灯１１が未放電時）の共振周波数ｆ_０のばらつき（部品公差）が中心値である場合の各諸特性にはｔｙｐの添え字（サフィックス ：ｓｕｆｆｉｘ）を付してある。同様に、無負荷時の共振周波数ｆ_０が最大値である場合の各諸特性にはｍａｘの添え字を付し、無負荷時の共振周波数ｆ_０が最小値である場合の各諸特性にはｍｉｎの添え字を付して説明する。なお、放電灯負荷回路３３０の無負荷時共振周波数ｆ_０は、各部品のばらつき（公差）が最大のときに最小（ｆ_０ｍｉｎ）となり、最小のときに最大（ｆ_０ｍａｘ）となる。

図４を説明する。図４の横軸はインバータ回路３００の駆動周波数である。Ｉ_{Ｌ１１−ｔｙｐ}で示す直線状のグラフは、放電灯１１の放電電流であり、その値は左縦軸に示す。また、Ｖ_ｃ１２−Ａ_ｔｙｐとＶ_ｃ１２−Ｂ_ｔｙｐとして示すグラフは、放電灯１１が未放電時のコンデンサ１２の電圧Ｖ_ｃ１２であり、その値は右縦軸に示す。

インバータ回路３００の駆動周波数は、調光Ｉ／Ｆ回路３５０から入力される調光信号に対応してマイコン３１２で生成され、制御出力回路３１１から出力される。マイコン３１２で生成される周波数は、マイコン３１２のクロック周波数を基に生成される。図５で１００％出力時の周波数は、マイコン３１２のクロック周波数を行番５の駆動周波数基準指令値ｎ１で除することで求められる。
例えば、
マイコン３１２のクロック周波数＝８．０ＭＨｚ、ｎ１＝１２５の場合、
駆動周波数ｆ_{ｔｙｐ−１００}＝６４．０ｋＨｚ
となる。同様に、放電電流が７５％の駆動周波数を与える駆動周波数基準指令値はｎ２であり、そのときの駆動周波数はｆ_{ｔｙｐ−７５}、放電電流が５０％の駆動周波数を与える駆動周波数基準指令値はｎ３であり、そのときの駆動周波数はｆ_{ｔｙｐ−５０}である。

前述の先行予熱の制御原理に従い、マイコン３１２は、インバータ回路３００を駆動周波数ｆ_{ｔｙｐ−ＰＨ}（動作点は図４のｔｙｐ１）で駆動する。動作点ｔｙｐ１に対応するコンデンサ１２の電圧Ｖ_{ｃ１２−ＰＨ}は、放電灯１１が点灯に至らない充分低い電圧にする。マイコン３１２は、放電灯１１の陰極温度が適正な温度に達したタイミングで駆動周波数ｆ_{ｔｙｐ−ｉｇ}（動作点はｔｙｐ２）で駆動する。動作点ｔｙｐ２に対応するコンデンサ１２の電圧Ｖ_{ｃ１２−ｉｇ}は、放電灯１１が点灯に可能な充分高い電圧にする。

放電灯１１の点灯後に、インバータ回路３００の駆動周波数をｆ_{ｔｙｐ−１００}とすることで、調光率１００％で点灯制御できる（動作点はｔｙｐ１１）。同様にマイコン３１２の制御により、ｆ_{ｔｙｐ−７５}では調光率７５％（動作点はｔｙｐ１２）に点灯制御し、ｆ_{ｔｙｐ−５０}では調光率５０％（動作点はｔｙｐ１３）に点灯制御する。なお、図５の行番４の駆動周波数基準指令値の補正値ｎｃは、放電灯負荷回路３３０を構成する各部品の定数値が中心値（ｔｙｐ．）でない場合に、駆動周波数基準指令値に加える正または負の補正値であり詳細は後述する。

（３．点灯時の予熱制御の原理の説明）
次に、点灯時の予熱制御の原理を説明する。放電灯の陰極の許容電流は、放電灯メーカから、通常、図６のような特性図で示される。Ｉ_Ｌ１１は放電灯１１の放電電流、Ｉ_ｈは予熱電流、Ｉ_{ｔｏｔａｌ}は放電電流Ｉ_Ｌ１１と予熱電流Ｉ_ｈのベクトル合成電流である。なお、Ｉ_{ｔｏｔａｌ}＝＜Ｉ_Ｌ１１＞＋＜Ｉ_ｈ＞の「＜＞」で囲んだ部分はベクトル的に加算したことを示している。（以降、「＜＞」の標記はベクトル数であることを示す）そして、許容電流の上限値は陰極のリード線の許容最大値である。

しかし、図６の特性は放電灯を調光した場合の寿命や放電灯管の黒化を適正に制御する上では充分でなく、調光点灯を含む場合は図７で示す制御が必要である。図７は、放電電流Ｉ_Ｌ１１と予熱電流の位相差を９０°にした場合の特性を示したものである。放電電流Ｉ_Ｌ１１と予熱電流Ｉｈの位相差が異なれば、これらをベクトル的に加算したＩ_{ｔｏｔａｌ}の値も異なる。図７において、許容領域（Ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｒｅｇｉｏｎ）は縦線で示した領域であり、調光時にＩ_{ｔｏｔａｌ}（＝＜Ｉ_Ｌ１１＞＋＜Ｉ_ｈ＞）をこの領域に制御することが必要である。蒸発領域（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）は、放電灯の陰極のリード線の許容最大値内であっても、Ｉ_{ｔｏｔａｌ}が図示の許容領域を超えると、陰極温度が過昇になり放電物質が蒸発する現象が起こり、放電灯が短寿命になる領域である。飛散領域（Ｓｐｕｔｔｅｒｒｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ）は、Ｉ_{ｔｏｔａｌ}が許容領域より小さく陰極の温度が低過ぎるために、放電物質が放電により飛散してしまう現象が起こり、放電灯が短寿命になる領域である。図７のＩ_ｈは放電電流に対応した予熱電流を示したもので、Ｉ_{ｔｏｔａｌ}から放電電流Ｉ_Ｌ１１をベクトル的に減算したものである。Ｉ_ｈの許容領域、蒸発領域、飛散領域はそれぞれＩ_{ｔｏｔａｌ}のそれらに対応する。

図８は図７と同一の図である。図８において、放電電流Ｉ_Ｌ１１を減じて調光率を小さくする場合に、マイコン３１２の制御により予熱制御回路４００は、予熱電流を許容領域の下限に沿って（１）ａ→（１）ｂ→（１）ｃのように制御する。つまり、マイコン３１２によりＩ_{ｔｏｔａｌ}を（２）ａ→（２）ｂ→（２）ｃのように許容領域の下限に沿って制御すれば、調光時の陰極温度を適正に保つとともに、陰極での電力損失を最小にすることができる。

次に、同一の放電灯点灯装置１００に２種の異なる放電灯を装着する場合に、装着した放電灯の種類を識別し、識別した放電灯に対して、先行予熱、始動、調光点灯を含む点灯動作状態において、図７で示す許容された動作状態で制御する具体的実施の形態について説明する。２種の放電灯は，ＦＨＦ３２とＦＬ４０Ｓであり、ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ／ＯＳＲＡＭ社製である。

（１）図９は、放電灯形名がＦＨＦ３２のときの図４に対応する特性図である。ただし、無負荷時共振周波数ｆ_０より大きい周波数領域を示している。図１０及び図１１は、図９に対応する動作特性説明図である。
（２）図１２は、図９において放電灯の放電電流Ｉ_Ｌ１１のみを示した図である。図１３は、図１２に対応する動作特性説明図である。
（３）図１４は、ＦＬ４０Ｓ放電灯のときの図１２に対応する特性図である。図１５は、図１４に対応する動作特性説明図である。
（４）図１６は，図７に対応するＦＨＦ３２放電灯の場合の調光点灯時の放電電流Ｉ_Ｌ１１と予熱電流Ｉ_ｈの許容領域示したもので、放電電流Ｉ_Ｌ１１と予熱電流Ｉ_ｈとの位相差が９０°の場合である。図１６において、縦軸の予熱電流Ｉ_ｈが括弧付で示されているのは、同一縦軸のＩ_{ｔｏｔａｌ}と位相が異なっていることを示している。これは、Ｉ_{ｔｏｔａｌ}が放電電流Ｉ_Ｌ１１と予熱電流Ｉ_ｈのベクトル合成値であることによる。図１６で「ｌｉｍｉｔ」の添え字が付された特性は、陰極の放電物質塗布部の輝点部（ｈｏｔ−ｓｐｏｔ）以外の温度上昇の上限で制約される電流の特性を示す。また、「ｍａｘ」の添え字が付された特性は、放電物質の蒸発領域との境界を示す。また、「ｍｉｎ」の添え字が付された特性は、放電物質の飛散領域との境界で制限される電流を示す。添え字の定義は、他の図でも同一である。なお、ｌｉｍｉｔ，ｍａｘ，ｍｉｎの添え字が付された特性は、いずれも陰極の放電物質非塗布部温度上昇の上限で制約される最大電流以下の電流である。
（５）図１７は、ＦＬ４０Ｓ場合の図１６に対応する図である。

（４．２種の異なる放電灯の識別の説明）
前述の「１．先行予熱の制御原理の説明」において放電灯の種類の識別の概要を説明したが、ここで改めて説明する。図１の回路において、予熱制御回路４００を構成する各部品の回路定数を適当に選定して、予熱用スイッチング素子２４が連続してオンしているときに放電灯１１の陰極に０．６０Ａｒｍｓの電流が流れるようにして、交流電源１を投入する。このときの駆動周波数は図９のｔｙｐ１を動作点とする。図９の説明ではＦＨＦ３２の装着時としてあるが、放電灯が未放電の場合はＦＬ４０Ｓの場合でも、この動作点は同一である。このときの放電灯１１の駆動周波数は７６．９ｋＨｚ（ｎ＝１０４）、両端電圧Ｖ_ｃ１２は１７５Ｖｒｍｓであり、放電灯がＦＨＦ３２及びＦＬ４０Ｓのいずれであっても放電開始（点灯）しない。

そして、先行予熱電流の印加直後の陰極電圧（開始時電圧）と０．５Ｓ（秒）経過後の放電灯１１の陰極電圧（経過後電圧）とを放電灯種類識別回路３４０を介してマイコン３１２に取り込み、マイコン３１２が、その比であるＲｈ／Ｒｃを算出する。図２、図３より、マイコン３１２は、もし算出値Ｒｈ／Ｒｃが概略２．９なら装着した放電灯の種類（形名）をＦＨＦ３２と識別し、Ｒｈ／Ｒｃが概略１．９であれば放電灯の種類（形名）をＦＬ４０Ｓと識別する。

そして、マイコン３１２は、放電灯の種類がＦＨＦ３２の場合は、Ｒｈ／Ｒｃが４．５（約１０００°Ｋ相当）になる先行予熱電流を印加開始後の約０．９Ｓ（秒）で動作点をｔｙｐ１からｔｙｐ２に移行させる。このときの放電灯１１の駆動周波数は６５．０ｋＨｚ（ｎ＝１２３）、両端電圧Ｖ_ｃ１２は５５０Ｖｒｍｓであり、放電灯１１（ＦＨＦ３２）は点灯する。また、もしマイコン３１２が、装着した放電灯がＦＬ４０Ｓと識別した場合は、マイコン３１２は、先行予熱期間を約１．９Ｓ（秒）の時点で動作点をｔｙｐ１からｔｙｐ２に移行する。動作点ｔｙｐ２のＶ_ｃ１２はＦＨＦ３２形放電灯と同一の５５０Ｖｒｍｓなので放電灯１１は点灯する。

（５．調光点灯制御の説明）
以下、放電灯１１がＦＨＦ３２と識別されて始動動作を経て点灯状態になった場合の制御について主に図１、図１２及び図１６を用いて具体的に説明する。調光Ｉ／Ｆ回路３５０からの調光指令が調光率１００％の場合、マイコン３１２は、図１３に示すようにプログラムでインバータ回路３００の駆動周波数の基準指令値ｎ１として１２５を選択する。このときのインバータ回路３００の駆動周波数はｆ_{ｔｙｐ−１００}＝６４_ｋＨｚ、Ｉ_Ｌ１１＝０．３６Ａｒｍｓ（図１２（ａ）の動作点ｔｙｐ１１）である。また、図１６の特性図よりＩ_Ｌ１１が０．３６Ａｒｍｓで点灯する場合は、予熱電流がゼロでも許容値を満足するので、マイコン３１２は予熱制御回路４００の予熱用スイッチング素子２４をオフにするようにインバータ制御回路３１０の制御出力回路３１１を制御する。予熱用スイッチング素子２４をオフして予熱電流をゼロにすれば、放電灯１１の陰極温度を適正に保ちつつ陰極での電力損失を削減できる効果がある。

なお、放電電流Ｉ_Ｌ１１に対する予熱電流Ｉ_ｈの許容範囲は、インバータ制御回路３１０の不揮発性メモリ３１３に論理式またはデータテーブル（ｄａｔａ ｔａｂｌｅ）として、適合する全ての放電灯の種類に対して格納しておく。即ち、不揮発性メモリ３１３は、放電灯１１の陰極の放電物質非塗布部の温度上昇で制約される最大電流以下の電流であって放電灯１１の調光点灯時を含む点灯状態における陰極の放電電流及び予熱電流の作用による陰極の放電物質の蒸発領域と飛散領域に囲まれた放電電流に対応した予熱電流の許容範囲のデータテーブル（例えば図１６、図１７に対応したテーブル）を備える。

次に、調光Ｉ／Ｆ回路３５０からの調光指令が調光率が７５％の動作について説明する。図１３に示すように、マイコン３１２はプログラムで駆動周波数基準指令値ｎ２として１１２を選択する。このときの駆動周波数はｆ_{ｔｙｐ−７５}＝７１ｋＨｚ、Ｉ_Ｌ１１＝０．２７Ａｒｍｓ（図１２（ａ）の動作点ｔｙｐ１２）である。Ｉ_Ｌ１１＝０．２７Ａｒｍｓの場合の予熱電流Ｉ_ｈの許容値は図１６よりＩ_ｈ＝０．１０〜０．３７Ａｒｍｓの範囲である。このとき、マイコン３１２のプログラムで上記のＩ_ｈの許容範囲内でＩ_ｈ＝０．１０Ａｒｍｓに近づけるように、制御出力回路３１１を介して予熱用スイッチング素子２４のオンデューティ（ｏｎ ｄｕｔｙ）を制御する。このように制御すれば、放電灯１１の陰極温度を許容範囲内に保ちつつ陰極での電力損失を必要最小限度に削減できる効果がある。

次に、調光Ｉ／Ｆ回路３５０からの調光指令が調光率が５０％の動作について説明する。マイコン３１２はプログラムで駆動周波数基準指令値ｎ３として１０５を選択する。このときの駆動周波数はｆ_{ｔｙｐ−５０}＝７６_ｋＨｚ、Ｉ_Ｌ１１＝０．１８Ａｒｍｓ（図１２の動作点ｔｙｐ１３）である。Ｉ_Ｌ１１＝０．１８Ａｒｍｓの場合の予熱電流Ｉ_ｈの許容値は図よりＩ_ｈ＝０．２１〜０．３８Ａｒｍｓの範囲である。このとき、マイコン３１２のプログラムで上記のＩｈの許容範囲内における下限値のＩｈ＝０．２１Ａｒｍｓに近づけるように、制御出力回路３１１を介して予熱用スイッチング素子２４のオンデューティ（ｏｎ ｄｕｔｙ）を制御する。このように制御すれば、放電灯１１の陰極温度を許容範囲内に保ちつつ陰極での電力損失を必要最小限度に削減できる効果がある。調光Ｉ／Ｆ回路３５０から上記で説明した以外の調光率の調光指令が入力された場合も、上記と同様の制御を行う。

なお、上記の説明では許容範囲の予熱電流Ｉ_ｈを求める場合に、放電電流Ｉ_Ｌ１１が１００％から調光して５０％に減少する全領域に亘り図１６の特性図により説明した。つまり、放電電流Ｉ_Ｌ１１と予熱電流Ｉ_ｈの位相差が常に９０°であるとして説明した。しかし、実際は、インバータ回路の出力電圧を基準にした場合に、放電電流が減少するに従い放電灯負荷回路３３０の電流の出力電圧との位相差は大きくなる。さらに、予熱制御回路４００の２次側にはカップリングコンデンサ２２、２５が接続されているため、インバータ回路３００の駆動周波数が変化すれば、このリアクタンス（ｒｅａｃｔａｎｃｅ）が変化する。このため、インバータ回路３００の駆動周波数が変化すれば、インバータ回路３００の出力電圧を基準にした場合に、陰極を流れる予熱電流の位相の差が変化する。従って、より正確な予熱電流の許容範囲の制御に対しては、不揮発性メモリ３１３に格納する予熱電流の許容範囲のデータテーブルまたは論理式は、上記で説明した放電電流と予熱電流のインバータ回路３００の駆動周波数の変化に対するこれら２つの電流の位相差の変化を織り込んで作成される。

また、予熱用スイッチング素子２４で予熱電流のオンデューティ（ｏｎ ｄｕｔｙ）の制御を行う場合に、予熱用スイッチング素子２４のオン状態からオフ状態に転ずるタイミングを、図１８に示すようにスイッチング素子８のオン期間に行うようにする。（図１８は図１から必要部のみ抜粋した図示）これにより予熱トランス２３に予熱用スイッチング素子２４のオン期間に蓄えられた磁気エネルギによる電流が、コンデンサ２１、スイッチング素子８（オン状態）、予熱用スイッチング素子２４の内蔵ダイオードの閉ループ回路（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｉｒｃｕｉｔ）で継続的に流れてエネルギが消費される。このため、予熱用スイッチング素子２４にオン状態からオフ状態に転ずる際の高サージ電圧が印加されるのを防止できる。即ち、予熱用スイッチング素子２４のオン状態からオフ状態に転ずるタイミングを、スイッチング素子８のオン期間に行うことにより、予熱トランス２３から発生するサージ電圧の吸収回路が不要になり、予熱用スイッチング素子２４の電圧定格を小さくできる効果がある。

放電灯点灯装置１００に装着された放電灯がＦＬ４０Ｓと識別された場合は、放電灯がＦＨＦ３２の場合と同様に不揮発性メモリ３１３に格納されたデータに基づきマイコン３１２によって図１４と図１７に示す特性になるように制御される。また、上記以外の放電灯についても、上記と同様の制御原理で制御される。

上記の説明では、調光率を定格放電電流に対する調光時の放電電流比として説明した。通常、調光率は、定格放電電力時の光出力に対する調光時の放電灯光出力比、または、定格放電灯電力に対する調光時の放電灯電力比として表される。図１９に、放電灯の放電電流比で算出した調光率と、放電電力比で算出した調光率との関係を示す。これより、２つの方法で求めた調光率は絶対値は異なるが、それぞれの調光率は相関をもって対応していることが分かる。従って、調光時の予熱電流の制御は放電灯の放電電流比で行っても問題がない。

また、マイコン３１２でインバータ回路３００の駆動周波数を決定する場合、図４、図９、及び図１２で説明したように、放電灯負荷回路３３０を構成する各部品の定数値が中心値（ｔｙｐ．）の場合について説明した。放電灯負荷回路３３０の部品定数が実用的な範囲でばらついた場合（標準市販品の各部品の定数公差で約±１０％以下）の特性を図２０及び図２１に示す。例えば、調光率が１００％の場合、放電灯負荷回路３３０の部品ばらつきにより無負荷時共振周波数がｆ_０ｔｙｐからｆ_０ｍｉｎに変化した場合に、駆動周波数をｆ_{０ｔｙｐ−１００}からｆ_{０ｍｉｎ−１００}に変化させる必要がある。そのために、駆動周波数基準指令値をｎ１からｎ１＋ｎｃ１に変化させる。「＋ｎｃ１」は、駆動周波数基準指令値の補正値である。また、調光率が１００％の場合、放電灯負荷回路３３０の部品ばらつきにより無負荷時共振周波数がｆ_０ｔｙｐからｆ_０ｍａｘに変化した場合に、駆動周波数をｆ_{０ｔｙｐ−１００}からｆ_{０ｍａｘ−１００}に変化させる必要がある。この場合の駆動周波数基準指令値の補正値は「−ｎｃ１」である。これは、放電灯負荷回路３３０の部品のばらつきが実用的な範囲内ばらついた場合には図２０より明らかなように、各特性線はバラツキの大きさに対応して平行移動するためである。調光率が１００％以外の場合も、同一の補正値で良い。また、無負荷共振周波数のｆ_ｔｙｐからの変化が小さい場合は補正値を小さく、大きい場合は大きくする。

以上のように、本実施の形態によれば、同一の放電灯点灯装置に異なる種類の放電灯が装着された場合でも、装着した放電灯の種類を識別して、識別したそれぞれの放電灯に適した先行予熱動作を行うことができる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。また、調光点灯を含む点灯状態において、放電灯電流に対応した許容範囲の予熱電流に制御することができる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。また、許容された予熱電流を許容範囲の下限に近づける制御を行うことで、陰極の温度を適切に保ちつつ陰極での電力損失を必要な最小限に削減できる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。以上の制御を行うことで、放電灯の寿命劣化と放電灯管の黒化を最小に抑えることができる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、複数の適合放電灯の許容予熱電流の制御データテーブルまたは制御特性式を不揮発性メモリ３１３に格納してマイコン３１２のプログラム制御をするようにしているので複数の種類の適合放電灯に対するデータ変更だけで簡単に対応でき、製品在庫の種類を削減きる効果がある。また、マイコン３１２のプログラムで予熱制御回路４００を制御しているので、適合機種毎に、あるいは、放電灯の調光率の変化に対して予熱制御回路のハード構成を変える必要がない。このため、予熱制御回路を簡単で少ない部品点数で構成でき、即ち、安価で小型な放電灯点灯装置を提供できる効果がある。なお、上記実施例で具体例として説明したＦＨＦ３２とＦＫ４０Ｓの不揮発性メモリ３１３に記録されるデータ類の設定（所定値）は一例である。これらの所定値は放電灯負荷回路３３０の回路定数、昇圧チョッパ回路２００の出力電圧などにより異なる。

また、予熱用スイッチング素子２４がオン状態からオフ状態に転ずるタイミングを、スイッチング素子８がオン状態の期間に行うようにしているので、予熱トランス２３のサージ吸収回路が不要になるとともに、予熱用スイッチング素子２４の耐圧定格を小さくできる。このため、安価で小型な放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

なお、適合放電灯が１種類の場合は、放電灯種類認識回路が不要である。また、適合放電灯は実施例で説明した２種に限らず、それ以上でも良い。

また、放電灯の調光率をインバータ制御回路３１０に内蔵した放電灯の累積点灯メモリ時間（図示省略）などに対応して制御する場合は、外部からの調光信号及び調光Ｉ／Ｆ回路は不要である。

放電灯の種類の識別は、上記の実施例で示した放電灯の陰極のＲｈ／Ｒｃ比を算出する方式に限らず、例えば、放電灯の長さや形状の違いを識別してマイコン３１２に入力しても良い。

なお、インバータ回路３００、放電灯負荷回路３３０、予熱制御回路４００は図示の回路構成のものに限らず、調光制御が可能な他の構成のものでも良いことは明らかである。

（照明器具）
また、上記で説明した放電灯点灯装置１００を、放電灯１１が装着された照明器具本体に搭載すれば、複数の種類の放電灯に適合するとともに、先行予熱、始動、調光点灯を含む点灯状態に亘り予熱電流が許容範囲で、寿命や放電灯管の黒化に対し適切な制御がされた照明装置を提供できる効果がある。

また、許容された予熱電流を許容範囲の下限に近づける制御を行うことで、陰極の温度を適切に保ちつつ陰極での電力損失を必要な最小限に削減できる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

以上実施の形態で説明した放電灯点灯装置は、以下に示すような効果を奏する。すなわち、商用電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を昇圧し一定の直流電圧を得る昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路の出力を高周波電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路に接続される熱陰極形の放電灯を適合負荷とする放電灯負荷回路を有する放電灯点灯装置において、前記インバータ回路の出力と前記チョッパ回路の正負の出力の内の一端との間にコンデンサと前記放電灯の陰極を予熱するための予熱トランスの１次巻線及び予熱制御スイッチング素子の直列回路を配置し、前記予熱トランスの２次巻線は直流カットコンデンサを介して前記放電灯の陰極に電流を流すようにする予熱制御回路と、前記インバータ回路の駆動周波数の生成を行うマイクロコンピュータと、前記放電灯の陰極のリード線最大電流の範囲の電流であって前記放電灯の調光点灯時を含む点灯状態における陰極の放電電流及び予熱電流の作用による陰極の蒸発領域と飛散領域に囲まれた前記放電電流に対応した予熱電流の許容範囲のデータテーブルを備えた不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリのデータテーブルに基づき前記放電電流に対応した許容範囲の予熱電流になるように前記マイクロコンピュータで前記予熱制御回路のオンデューティを制御するようにしているので、調光点灯を含む点灯状態において、放電灯電流に対応した許容範囲の予熱電流に制御することができる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、放電灯の寿命劣化と放電灯管の黒化を最小に抑え、かつ、安価で小型の放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、商用電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を昇圧し一定の直流電圧を得る昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路の出力を高周波電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路に接続される熱陰極形の放電灯を適合負荷とする放電灯負荷回路を有する放電灯点灯装置において、前記インバータ回路の出力と前記チョッパ回路の正負の出力の内の一端との間にコンデンサと前記放電灯の陰極を予熱するための予熱トランスの１次巻線及び予熱制御スイッチング素子の直列回路を配置し、前記予熱トランスの２次巻線は直流カットコンデンサを介して前記放電灯の陰極に電流を流すようにする予熱制御回路と、前記放電灯負荷回路の少なくても２種類以上の適合放電灯の種類の識別と前記インバータ回路の駆動周波数の生成を行う前期マイクロコンピュータと、前記識別された放電灯の陰極のリード線最大電流の範囲の電流であって前記識別された放電灯の調光点灯時を含む点灯状態における陰極の放電電流及び予熱電流の作用による陰極の蒸発領域と飛散領域に囲まれた前記放電電流に対応した予熱電流の許容範囲のデータテーブルを備えた不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリのデータテーブルに基づき前記放電電流に対応した許容範囲の予熱電流になるように前記マイクロコンピュータで前記予熱制御回路のオンデューティを制御するようにしているので、同一の放電灯点灯装置に異なる種類の放電灯が装着された場合でも、装着した放電灯の種類を識別して、識別したそれぞれの放電灯の形名に適した先行予熱動作を行うことができる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、複数の適合放電灯の許容予熱電流の制御データテーブルまたは制御特性式を不揮発性メモリ３１３に格納してマイコン３１２のプログラム制御でをするようにしているので複数の種類の適合放電灯に対するデータ変更だけで簡単に対応でき、製品在庫の種類を削減できる効果がある。

また、マイコン３１２のプログラムで予熱制御回路４００を制御しているので、適合機種毎に、あるいは、放電灯の調光率の変化に対して予熱制御回路のハード構成を変える必要がないので、予熱制御回路を簡単で少ない部品点数で構成できる。このため、安価で小型な放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、予熱用スイッチング素子２４がオン状態からオフ状態に転ずるタイミングを、スイッチング素子８がオン状態の期間に行うようにしているので、予熱トランス２３のサージ吸収回路が不要になるとともに、予熱用スイッチング素子２４の耐圧定格を小さくできる。このため、安価で小型な放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、上記で説明した放電灯点灯装置１００を、放電灯１１が装着された照明器具本体に搭載すれば、複数の種類の放電灯に適合するとともに、先行予熱、始動、調光点灯を含む点灯状態に亘り予熱電流が許容範囲で、寿命や放電灯管の黒化に対し適切な制御がされた照明装置を提供できる効果がある。

実施の形態１の放電灯点灯装置１００により、同一の放電灯点灯装置に異なる種類の放電灯が装着された場合でも、装着した放電灯の種類を識別して、識別したそれぞれの放電灯の形名に適した先行予熱動作を行うことができる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、調光点灯を含む点灯状態において、放電灯電流に対応した許容範囲の予熱電流に制御することができる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、許容された予熱電流を許容範囲の下限に近づける制御を行うことで、陰極の温度を適切に保ちつつ陰極での電力損失を必要な最小限に削減できる放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、放電灯の寿命劣化と放電灯管の黒化を最小に抑え、かつ、安価で小型の放電灯点灯装置を提供できる効果がある。

また、上記で説明した放電灯点灯装置１００を、放電灯１１が装着された照明器具本体に搭載すれば、複数の種類の放電灯に適合するとともに、先行予熱、始動、調光点灯を含む点灯状態に亘り予熱電流が許容範囲で、寿命や放電灯管の黒化に対し適切な制御がされた照明装置を提供できる効果がある。

実施の形態１における放電灯点灯装置の回路図。 実施の形態１におけるＦＨＦ３２形放電灯の陰極の先行予熱特性を説明する図。 実施の形態１におけるＦＬ４０Ｓ形放電灯の陰極の先行予熱特性を説明する図。 実施の形態１における放電灯負荷回路の制御特性を説明する図。 図４に対応する駆動周波数生成法の原理を説明する図。 実施の形態１における放電灯の電極の許容電流を説明する図。 実施の形態１における放電灯の電極の許容電流を説明する別の図。 実施の形態１における放電灯の電極の許容電流の制御を説明する図。 実施の形態１におけるＦＨＦ３２形放電灯の特性を説明する図。 図９の動作特性を説明する図。 図９の動作特性を説明する別の図。 実施の形態１におけるＦＨＦ３２形放電灯の特性を説明する図。 図１２の動作特性を説明する図。 実施の形態１におけるＦＬ４０Ｓ形放電灯の特性を説明する図。 図１４の動作特性を説明する図。 実施の形態１におけるＦＨＦ３２形放電灯の陰極電流の適正範囲を説明する図。 実施の形態１におけるＦＬ４０Ｓ形放電灯の陰極電流の適正範囲を説明する図。 実施の形態１における予熱制御回路の動作を説明する図。 実施の形態１におけるＦＨＦ３２形放電灯の調光率を説明する図。 実施の形態１における放電灯負荷回路の部品ばらつきを説明する図。 図１９に対応する駆動周波数生成法の原理を説明する図。

符号の説明

１ 交流電源、２ ダイオードブリッジ、３ チョークコイル、４ ダイオード、５ スイッチング素子、６ コンデンサ、７，８ スイッチング素子、９ カップリングコンデンサ、１０ チョークコイル、１１ 放電灯、１２ コンデンサ、１３，１４ 抵抗、２１，２２，２５ コンデンサ、２３ 予熱トランス、２４ 予熱用スイッチング素子、１００ 放電灯点灯装置、２００ 昇圧チョッパ回路、２１０ 昇圧チョッパ制御回路、３００ インバータ回路、３１０ インバータ制御回路、３１１ 制御出力回路、３１２ マイコン、３１３ 不揮発性メモリ、３２０ 放電灯状態検出回路、３３０ 放電灯負荷回路、３４０ 放電灯種類識別回路、３５０ 調光Ｉ／Ｆ回路、４００ 予熱制御回路。

Claims (9)

1. 直流電源回路の出力の直流電圧を高周波電圧に変換し、変換した高周波電圧により熱陰極形の陰極を有する放電灯を点灯させるインバータ回路と、
   点灯中の前記放電灯の前記陰極に予熱電流を供給する回路であって予熱用スイッチング素子を備えるととも前記予熱用スイッチング素子のオンデューティの制御を受けることにより予熱電流の値の制御が可能な予熱制御回路と、
   前記予熱用スイッチング素子のオンデューティの制御を介して、前記予熱制御回路の供給する前記予熱電流の値を、前記放電灯の前記陰極に流れる放電電流に対応して予め設定された前記予熱電流の許容範囲において下限値に近づける制御をするマイクロコンピュータと
   を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記放電灯点灯装置は、さらに、
   前記予熱電流を前記放電灯の陰極の放電物質非塗布部の温度上昇で制約される最大電流以下の予熱電流であって、
   前記放電灯の調光点灯時を含む点灯状態における
   陰極の放電電流及び予熱電流の作用による放電物質の蒸発領域と、
   陰極の放電電流及び予熱電流の作用による放電物質の飛散領域と
   に囲まれた前記放電電流に対応した予熱電流の許容範囲のデータテーブルを格納した不揮発性メモリを備え、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記不揮発性メモリが格納する前記予熱電流の許容範囲のデータテーブルに基づいて、前記予熱電流の値を前記予熱電流の許容範囲において下限値に近づける制御をすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記マイクロコンピュータは、
   前記放電灯の先行予熱モードにおいて前記予熱用スイッチング素子のオンデューティを制御し、
   前記予熱制御回路は、
   前記マイクロコンピュータによる前記オンデューティの制御を受けることにより先行予熱モードの前記放電灯の前記陰極に予熱電流を流し、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記予熱制御回路が前記陰極に前記予熱電流を流し始めた時の前記陰極の電圧である開始時電圧と前記予熱制御回路が前記陰極に前記予熱電流を流し始めた時から所定時間経過後の前記陰極の電圧である経過後電圧とを取得し、取得した前記経過後電圧と前記開始時電圧との比率に基づいて前記インバータ回路を始動状態へ移行させるタイミングを計算し、計算したタイミングに従って前記インバータ回路に始動状態への移行を指示する制御信号を出力し、
   前記インバータ回路は、
   前記マイクロコンピュータが出力した前記制御信号に従って先行予熱モードの前記放電灯の点灯を始動させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 前記マイクロコンピュータは、
   装着されている前記放電灯を識別する識別機能を有し、前記放電灯の識別結果に応じて前記予熱用スイッチング素子のオンデューティを制御することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 前記マイクロコンピュータは、
   前記放電灯の先行予熱モードにおいて前記予熱用スイッチング素子の前記オンデューティを制御し、
   前記予熱制御回路は、
   前記マイクロコンピュータによる前記オンデューティの制御を受けることにより先行予熱モードの前記放電灯の前記陰極に予熱電流を流し、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記予熱制御回路が前記陰極に前記予熱電流を流し始めた時の前記陰極の電圧である開始時電圧と前記予熱制御回路が前記陰極に前記予熱電流を流し始めた時から所定時間経過後の前記陰極の電圧である経過後電圧とを取得し、取得した前記経過後電圧と前記開始時電圧との比率に基づいて先行予熱モードの前記放電灯を識別することを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
6. 前記マイクロコンピュータは、
   先行予熱モードの前記放電灯を識別した場合には識別した先行予熱モードの前記放電灯に対応した期間だけ前記オンデューティの制御を継続し、前記期間の終了に対応して始動状態への移行を前記インバータ回路に指示する制御信号を出力し、
   前記インバータ回路は、
   前記マイクロコンピュータが出力した始動状態への移行を指示する前記制御信号に応じて先行予熱モードの前記放電灯の点灯を始動させることを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
7. 前記インバータ回路は、
   直列に接続された２つのスイッチング素子から構成され、
   前記予熱制御回路は、
   前記インバータ回路の出力と前記直流電源回路の正負の出力のうちの一端との間にコンデンサと、前記放電灯の前記陰極を予熱する予熱トランスの１次巻線と、前記予熱用スイッチング素子との直列接続が配置されるとともに、前記予熱トランスの２次巻線は直流カットコンデンサを介して前記放電灯の前記陰極に前記予熱電流を流すように接続され、
   前記予熱制御回路の備える前記予熱用スイッチング素子は、
   逆並列に等価ダイオードを内蔵したＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記ＭＯＳＦＥＴをオン状態からオフ状態に転ずるタイミングを、前記予熱トランスの前記１次巻線を流れる前記予熱電流が、前記インバータ回路の前記スイッチング素子の一方と前記ＭＯＳＦＥＴに内蔵される前記等価ダイオードとから構成される閉ループを経由して連続的に流れる期間に行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
8. 前記放電灯点灯装置は、さらに、
   前記放電灯の調光率を指示する調光信号を受信する調光信号受信部を備え、
   前記インバータ回路は、
   前記調光信号受信部が受信した調光信号に従って前記放電灯を点灯させ、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記調光信号受信部が受信した調光信号に従って、前記予熱用スイッチング素子のオンデューティを制御することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えた照明器具。

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