JP2008270048A

JP2008270048A - 放電灯点灯装置及び照明器具

Info

Publication number: JP2008270048A
Application number: JP2007113447A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Kanja; 敏也神舎
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】三相四線配線の誤結線のような、通常時に比べて所定倍率の高い電圧が印加される場合に点灯装置の故障する確率を低く抑え、施工時に工事者やユーザーに不安感を与えず速やかに異常であることを認知できるような手段を提供する。
【解決手段】商用電源Ｖｉｎを高周波に変換し、放電灯負荷ＦＬに高周波電力を供給する放電灯点灯装置であって、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率（例えば、√３倍）の高い電圧が入力されたことを検出する検知手段（比較器ＣＰ１）を有し、その検知出力により放電灯点灯装置の回路構成部品へのストレスを抑制する異常保護回路３を有する。異常保護回路３は、施工時に明らかに正常でないことを知らせる報知手段として、主電源ラインに挿入されたスイッチング素子Ｑ４を遮断することにより、通電状態にも関わらず放電灯負荷ＦＬを不点とする。
【選択図】図１

Description

本発明は商用電源を高周波に変換し、放電灯負荷に高周波電力を供給する放電灯点灯装置及びこれを用いた照明器具に関するものである。

一般照明用に供給される電源電圧の結線方式には、幾つかの方式がある。例えば、単相二線式や単相三線式や三相三線式や三相四線式などである。これらの配線は、配線工事での誤結線や欠相が発生した場合において、本来の供給電圧に対して、非常に大きな電圧が供給されることは良く知られている。例えば、単相三線式の場合において、中性点が欠相した場合には、接続負荷のインピーダンスにより各線と中性点間の印加電圧のバランスが崩れてしまい、中性点と１線の間に通常時に印加されているＡＣ１００Ｖよりも高い電圧が印加される負荷と低い電圧が印加される負荷が生じてしまう。

また、三相四線式の場合は、相間誤結線が発生した場合において、本来の供給電圧に対して√３倍の電圧が印加されてしまう。誤配線やその他異常による異常電圧の印加に対して、放電灯点灯装置では何らかの保護装置を設けている。

（従来例１）
従来例１（特開２００３−２１７８８３）の構成を図１２に示す。交流電源Ｖｉｎには過電流保護素子ＦＵＳＥとサージアブゾーバＺＮＲを介して整流器ＤＢが接続されている。整流器ＤＢの出力はチョッパ回路１により所定の直流電圧に変換される。チョッパ回路１の出力はインバータ回路２により高周波に変換される。インバータ回路２の高周波出力は共振回路６に供給され、放電灯負荷を点灯させる。チョッパ回路１はチョッパ制御回路４により制御される。チョッパ回路１の出力検出電圧が第１の閾値を上回る場合を異常と判定してチョッパ回路１を停止させる第１の異常判定部４ａと、出力検出電圧が第２の閾値を下回る場合を異常と判定してチョッパ回路１並びにインバータ回路２を停止させる第２の異常判定部４ｂとをチョッパ制御回路４に具備している。

インバータ回路２はインバータ制御回路４’により制御される。インバータ制御回路４’は、予熱・始動制御用のタイマＴＭを備え、タイマＴＭの出力を受けて予熱時、始動時、点灯時に発振器ＯＳＣの発振周波数が可変制御される。

チョッパ出力電圧は抵抗Ｒ４、Ｒ５により分圧されて誤差アンプＡＰにフィードバックされる。抵抗Ｒ５の電圧は、誤差アンプＡＰのほか、第１の異常判定部４ａと第２の異常判別部４ｂにも入力されている。

図１２の回路の動作について説明する。整流器ＤＢにより交流電源Ｖｉｎを整流し、チョッパ回路１により所定の電圧に昇圧させ、インバータ回路２に直流電源を供給する。放電灯負荷の先行予熱等の通常時より負荷が軽い場合や、負荷外し等の急激に負荷が軽くなる変動がある場合は、チョッパ出力電圧が所定値より上昇しやすくなる。所定値よりも出力電圧が上昇した場合は、第１の異常判別部４ａにより、チョッパ回路１の動作を停止させ、所定値以上の昇圧を抑制している。また、抵抗Ｒ４、Ｒ５が故障（抵抗Ｒ４がオープンもしくは抵抗Ｒ５がショート）した場合には、第２の異常判別部４ｂにより、チョッパ回路１の動作を停止させ、またインバータ回路２の出力を停止もしくは抑制し、チョッパ出力電圧が所定値より低いと誤判断し、さらに昇圧しようとする動作を防止している。これにより、回路部品に過大なス卜レスがかかることがなく、放電灯への過剰な電力供給を防止して安全性の向上が図れる。
特開２００３−２１７８８３号公報

従来例１の課題を説明する。例えば、三相四線電源において、誤結線がなされた場合、通常の印加電圧に対して、√３倍の電圧が印加される。電源電圧がＡＣ２４０Ｖの場合は、ＡＣ４１５Ｖが印加される。この時、図１２に示すような回路構成の場合、部品の選定によって幾つかの故障モードが考えられる。

（１）交流電源ＡＣの電源線間に接続されたサージアブゾーバＺＮＲのブレークオーバーによりサージアブゾーバＺＮＲが破壊された場合に、過電流保護素子ＦＵＳＥが断線する。

（２）チョッパ回路１の電圧定格オーバーによりそのスイッチング素子が破壊された場合に、過電流保護素子ＦＵＳＥが断線する。

（３）インバータ回路２の主スイッチング素子の電圧定格オーバーによりそのスイッチング素子が破壊された場合に、過電流保護素子ＦＵＳＥが断線する。

（４）チョッパ回路１の出力部の電解コンデンサが電圧定格オーバーにより絶縁破壊された場合に、過電流保護素子ＦＵＳＥが断線する。

これらの故障モードでは、いずれも過電流保護素子ＦＵＳＥが断線するため、電源供給が遮断され、それ以上の事象（次の不安全モードに移る等）には進まない。しかしながら、サージアブゾーバＺＮＲの破壊モードでは、故障時にサージアブゾーバＺＮＲより破裂音が発生する。また、コンデンサの破壊モードでは防爆弁が開くため、コンデンサより煙が噴出する。事務所や店舗等の多灯施工される用途においては殆どのインバータが上記事象になってしまうため、交換作業の手間が必要になり、交換時間や交換費用の面においての問題があった。また、サージアブゾーバＺＮＲの破壊モードでは、故障時にサージアブゾーバＺＮＲより破裂音が発生するため、工事者もしくはユーザーに不安感を与えてしまう。コンデンサの破壊モードでは防爆弁が開き、破裂音が発生し、煙を噴出する場合があり、工事者もしくはユーザーに不安感を与えてしまう。

また、上述したような故障モードが発生せず、施工後に異常な電源電圧が入力されたまま、通常より大きなストレスが印加されたまま使用され続けると、本来よりも商品寿命が著しく劣化してしまう。しかしながら、電源電圧として最大でＡＣ４１５Ｖが印加されることを想定し、ＡＣ４１５Ｖに対応した部品選定・回路設計を行なうとコストが大幅に上昇してしまう。

本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、例えば、三相四線配線の誤結線等のような、通常時に比べて所定倍率の高い電圧が印加される場合に点灯装置の故障する確率を低く抑える手段を提供することを課題とする。また、このような場合において、施工時に工事者やユーザーに不安感を与えず速やかに異常であることを認知できるような手段を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電源Ｖｉｎを高周波に変換し、放電灯負荷ＦＬに高周波電力を供給する放電灯点灯装置であって、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率（例えば、√３倍）の高い電圧が入力されたことを検出する検知手段（比較器ＣＰ１）を有し、前記検知手段の検知出力により放電灯点灯装置の回路構成部品へのストレスを抑制する保護手段（異常保護回路３）を有し、前記保護手段は、施工時に明らかに正常でないことを知らせる報知手段（スイッチング素子Ｑ４）を有していることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記報知手段とは、図１に示すように、主電源ラインに挿入されたスイッチング素子Ｑ４を遮断することにより、通電状態にも関わらず放電灯負荷ＦＬを不点とする手段であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記報知手段とは、図２に示すように、商用電源Ｖｉｎを直流電圧に変換するチョッパ回路１と、前記直流電圧を高周波電力に変換するインバータ回路２の主スイッチング素子を停止させることで、通電状態にも関わらず放電灯負荷ＦＬを不点とする手段（アンドゲートＧ１，Ｇ２）であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記報知手段とは、図３に示すように、放電灯負荷ＦＬの光出力を通常時に比べて明らかに抑制する手段（例えば、発振器ＯＳＣの周波数を高くする手段）であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記報知手段とは、図４に示すように、放電灯負荷の光出力を点滅させる手段（例えばカウンタＣＮＴとアンドゲートＧ２）であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記報知手段とは、図５に示すように、報知音を出力させる手段（報知部５）であることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検出する検知手段は、図５に示すように、商用電源電圧を整流する整流回路ＤＢの出力電圧を検知する手段（抵抗Ｒ１，Ｒ２と比較器ＣＰ２）であることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、図６に示すように、商用電源Ｖｉｎを直流電圧に変換するチョッパ回路１を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する検知手段は、前記チョッパ回路１のチョッパチョークＬ１の２次巻線電圧を検知する手段であることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、図７に示すように、商用電源Ｖｉｎを直流電圧に変換するチョッパ回路１を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する検知手段は、前記チョッパ回路１の出力電圧を検出する手段（抵抗Ｒ４，Ｒ５）であることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、図８に示すように、放電灯負荷ＦＬが外れたことを検出する無負荷検出回路（抵抗Ｒ７〜Ｒ９、ダイオードＤ３、コンデンサＣ５）を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する検知手段は、前記無負荷検出回路の印加電圧を検出する手段（比較器ＣＰ２）であることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、図９に示すように、放電灯負荷ＦＬに供給する高周波電流を発生するインバータ回路２を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する検知手段は、前記インバータ回路２を流れる電流を検出する手段（抵抗Ｒ１０）であることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、図１０に示すように、放電灯負荷ＦＬに供給する高周波電流を発生するインバータ回路２を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する検知手段は、前記インバータ回路２の限流用チョークＬ２の２次巻線電圧を検出する手段であることを特徴とする。

請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置を含む照明器具である。

本発明によれば、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力された場合でも、点灯装置を故障から保護することが可能になる効果がある。また、放電灯負荷が不点灯ないしは出力抑制状態となるため、工事者もしくはユーザーに何らかの異常があることを知らせることが可能となる。これにより、異常電圧の印加状態を速やかに改善することができ、特に事務所や店舗などの多灯施工される用途においては、故障保護と異常認知の点において効果が大きい。さらにユーザーへの不安感を与えるような部品の破壊を防止することが可能になる効果がある。

（実施形態１）
本発明の実施形態１の構成を図１に示す。交流電源Ｖｉｎには、過電流保護素子ＦＵＳＥを介して整流器ＤＢの入力端が接続されている。整流器ＤＢの入力端には、サージアブゾーバＺＮＲが並列接続されている。整流器ＤＢの出力端に接続された異常電圧保護回路３は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４、コンデンサＣ１１，Ｃ１２、比較器ＣＰ１、その基準電圧Ｅ１、スイッチング素子Ｑ４より構成されている。整流器ＤＢの出力端には異常電圧保護回路３を介してチョッパ回路１が接続されている。チョッパ回路１の出力端にはインバータ回路２が接続され、その出力により放電灯負荷ＦＬが高周波点灯する。

以下、本実施形態の動作について説明する。本実施形態は、交流電源Ｖｉｎを整流した脈流電圧をチョッパ回路１にて直流電圧Ｖｄｃに変換し、この直流電圧Ｖｄｃをインバータ回路２にて高周波電圧に変換し、放電灯負荷ＦＬに高周波電力を供給するものである。

通常の動作時においては、スイッチング素子Ｑ４のゲートには整流器ＤＢの出力電圧を抵抗Ｒ１３、Ｒ１４で分圧し、コンデンサＣ１２で平滑した電圧が供給される。比較器ＣＰ１の−入力には、整流器ＤＢの出力を抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧し、コンデンサＣ１１で平滑した電圧が入力されており、＋入力の基準電圧Ｅ１と比較されている。比較器ＣＰ１の出力はオープンコレクタ（あるいはオープンドレイン）となっており、出力がオフ状態（高インピーダンス状態）のときには抵抗Ｒ１３を介してＨｉｇｈレベルにプルアップされる。通常時は基準電圧Ｅ１よりコンデンサＣ１１の電圧が低くなるように設定されているため、比較器ＣＰ１の出力はＨｉｇｈレベル（オフ状態）である。したがって、スイッチング素子Ｑ４のゲート電圧がスレショルドレベルを超えることにより、スイッチング素子Ｑ４はオン状態となる。

ここで、電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合、放電灯点灯装置には、定格電圧の√３倍の電圧が印加される。

この時、コンデンサＣ１１の電圧ＶＣ１１は基準電圧Ｅ１を上回るため、比較器ＣＰ１の出力はＬｏｗレベル（オン）となるため、スイッチング素子Ｑ４のゲート電圧が引き抜かれ、スイッチング素子Ｑ４はオフ状態となる。この場合、異常電圧（√３×Ｖｉｎ）を整流器ＤＢで整流した電圧は、スイッチング素子Ｑ４に印加されるため、チョッパ回路１やインバータ回路２の構成部品へのストレスを大幅に低減することができる。

また、ここでサージアブゾーバＺＮＲの保護電圧として、√３×Ｖｉｎのゼロ対ピーク電圧よりも高いスペックを採用することで、サージアブゾーバＺＮＲの破壊を防止することができる。

さらに、チョッパ回路１以降の回路への電源供給が遮断されるため、放電灯負荷ＦＬは不点となる。

本実施形態によれば、異常電圧が印加された場合でも、点灯装置を故障から保護することが可能になる。また、放電灯負荷が不点となるため、工事者もしくはユーザーに何らかの異常があることを知らせることが可能となり、異常電圧の印加状態を速やかに改善することができる。特に事務所や店舗などの多灯施工される用途においては、故障保護と異常認知の点において効果が大きい。さらにユーザーへの不安感を与えるような部品の破壊を防止することが可能になる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２の構成を図２に示す。交流電源Ｖｉｎには、過電流保護素子ＦＵＳＥを介して整流器ＤＢの入力端が接続されている。整流器ＤＢの入力端には、サージアブゾーバＺＮＲが並列接続されている。整流器ＤＢの出力端にはチョッパ回路１が接続されている。チョッパ回路１の出力端にインバータ回路２が接続され、その出力により放電灯負荷ＦＬが高周波点灯する。

チョッパ回路１とインバータ回路２を制御する制御回路４は、チョッパ回路１及びインバータ回路２の主スイッチング素子の駆動信号を出力するドライブ部ＤＲ１，ＤＲ２、インバータ回路２のドライブ周波数を設定する発振器ＯＳＣ、チョッパ回路１のドライブを制御する制御ブロックＣＢ、外部から所定値以上の信号が入力された時にチョッパ回路１とインバータ回路２のドライブ信号を停止させる信号を出力する比較器ＣＰ２を備えている。比較器ＣＰ２には整流器ＤＢの出力電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧し、コンデンサＣ１で平滑した電圧が入力されている。比較器ＣＰ２の出力はアンドゲートＧ１，Ｇ２に入力されている。

以下、本実施形態の動作について説明する。通常の放電灯を点灯させる動作については、実施形態１と同じであるため省略する。通常の電圧が印加されている場合には、比較器ＣＰ２の入力は内部で構成される基準電圧以下であるため、比較器ＣＰ２の出力はＨｉｇｈレベルとなり、制御ブロックＣＢや発振器ＯＳＣよりドライバＤＲ１，ＤＲ２へドライブ信号が出力される。

ここで、電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合、放電灯点灯装置には、定格電圧の√３倍の電圧が印加される。この時、コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１が、比較器ＣＰ２の内部基準電圧以上となるため、比較器ＣＰ２の出力がＬｏｗとなり、ドライバＤＲ１，ＤＲ２へのドライブ信号は停止する。つまり、チョッパ回路１及びインバータ回路２は停止状態となるため、動作時に異常電圧が各部品に印加される場合に比べて、電流が流れないことにより、大幅にストレスを抑制することが可能になる。

また、サージアブゾーバＺＮＲの保護電圧として、√３×Ｖｉｎのゼロ対ピーク電圧より高いスペックを採用することでサージアブゾーバＺＮＲの破壊を防止することができる。さらに、点灯装置が停止するため、放電灯負荷ＦＬは不点である。

本実施形態によれば、異常電圧が印加された時の、点灯装置の故障確率を大幅に低減することが可能になる。また、放電灯負荷が不点となるため、工事者もしくはユーザーに何らかの異常があることを知らせることが可能となり、異常電圧の印加状態を速やかに改善することができる。特に事務所や店舗などの多灯施工される用途においては、故障保護と異常認知の点において効果が大きい。さらにユーザーへの不安感を与えるような部品の破壊を防止することが可能になる。

（実施形態３）
本発明の実施形態３の構成を図３に示す。本実施形態では、上述の実施形態２における比較器ＣＰ２の出力がインバータ回路２のドライバＤＲ２の入力段のアンドゲートＧ２に代えて、発振器ＯＳＣの制御端子へと入力されたものである。

以下、本実施形態の動作について説明する。電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合に、比較器ＣＰ２の出力が発振器ＯＳＣの周波数を高くするように信号が入力され、通常の放電灯負荷ＦＬの出力に対して、大幅に暗くなるように制御している。したがって、チョッパ回路１は昇圧動作を停止した状態で、なおかつインバータ回路２が出力を大幅に抑制した状態で動作を継続していることになる。

本実施形態によれば、実施形態１，２の効果のほか、必要最低限の明るさを確保しながら、異常電圧が印加された時の点灯装置の故障確率を大幅に低減することが可能になる。また、放電灯負荷ＦＬの出力が明らかに暗くなるため、工事者もしくはユーザーに何らかの異常があることを知らせることが可能になり、異常電圧印加状態を速やかに改善することができる。特に事務所や店舗などの多灯施工される用途においては、故障保護と異常認知の点において効果が大きい。さらにユーザーへの不安感を与えるような部品の破壊を防止することが可能になる。

（実施形態４）
本発明の実施形態４の構成を図４に示す。本実施形態では、上述の実施形態２における比較器ＣＰ２の出力がカウンタＣＮＴを介して、インバータ回路２のドライバＤＲ２の入力段のアンドゲー卜Ｇ２へ入力されたものである。

本実施形態の動作について説明する。電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合に、比較器ＣＰ２の出力がＬｏｗレベルとなることでチョッパ回路１を停止させ、カウンタＣＮＴにカウンタ動作を開始させ、発振器ＯＳＣからのドライブ信号を間欠的に停止するようにアンドゲートＧ２へ信号が入力される。つまり、放電灯負荷ＦＬは点滅を繰り返すように制御している。したがって、チョッパ回路１は昇圧動作を停止した状態で、インバータ回路２が間欠的に発振動作を繰り返していることになる。

本実施形態によれば、異常電圧が印加された時の点灯装置の故障確率を大幅に低減することが可能になる。また、放電灯負荷ＦＬの出力が点滅するため、工事者もしくはユーザーに何らかの異常があることを確実に知らせることが可能になり、異常電圧印加状態を速やかに改善することができる。特に事務所や店舗などの多灯施工される用途においては、故障保護と異常認知の点において効果が大きい。さらにユーザーへの不安感を与えるような部品の破壊を防止することが可能になる。

（実施形態５）
本発明の実施形態５の構成を図５に示す。本実施形態では、上述の実施形態２における比較器ＣＰ２の出力をさらに報知部５へ接続したものである。

本実施形態の動作について説明する。電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合に、比較器ＣＰ２の出力がＬｏｗレベルとなることでチョッパ回路１とインバータ回路２を停止させ、かつ報知部５に音を出力する信号が入力され、報知部５より音が発生するものである。したがって、チョッパ回路１とインバータ回路２は停止した状態で、音を発生させることができる。

本実施形態によれば、異常電圧が印加された時の点灯装置の故障確率を大幅に低減することが可能になる。また、点灯装置からの報知音により、工事者もしくはユーザーに何らかの異常があることを確実に知らせることが可能になり、異常電圧印加状態を速やかに改善することができる。特に事務所や店舗などの多灯施工される用途においては、故障保護と異常認知の点において効果が大きい。さらにユーザーへの不安感を与えるような部品の破壊を防止することが可能になる。

（実施形態６）
本発明の実施形態６の構成を図６に示す。交流電源Ｖｉｎには、過電流保護素子ＦＵＳＥを介して整流器ＤＢの入力端が接続されている。整流器ＤＢの入力端には、サージアブゾーバＺＮＲが並列接続されている。整流器ＤＢの出力端にはチョッパ回路１が接続されている。

チョッパ回路１は、チョッパ用のインダクタＬ１、チョッパ用のスイッチング素子Ｑ１、電流回生用のダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ２、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５から構成されている。

チョッパ回路１では、スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、整流器ＤＢよりインダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ１→抵抗Ｒ３の経路でチョッパ電流が流れる。ここで、抵抗Ｒ３の電位が所定値まで上昇すると、その電圧を監視している制御ブロックＣＢよりアンドゲートＧ１を介してスイッチング素子Ｑ１へ停止信号（Ｌｏｗ信号）が出力される。スイッチング素子Ｑ１がオフすると、スイッチング素子Ｑ１がオンの間に蓄えられたエネルギーがインダクタＬ１→ダイオードＤ１→コンデンサＣ２の経路で充電される（回生電流モード）。この回生電流が無くなると、制御ブロックＣＢより再びオン信号が出力され、スイッチング素子Ｑ１は再びオンする。

チョッパ回路１の出力端にはインバータ回路２が接続され、その出力により放電灯負荷ＦＬが高周波点灯する。チョッパ回路１とインバータ回路２を制御する制御回路４は、チョッパ回路１及びインバータ回路２の主スイッチング素子の駆動信号を出力するドライブ部ＤＲ１，ＤＲ２、インバータ回路２のドライブ周波数を設定する発振器ＯＳＣ、チョッパ回路１のドライブを制御する制御ブロックＣＢ、外部から所定値以上の信号が入力された時にチョッパ回路１とインバータ回路２のドライブ信号を停止させる信号を出力する比較器ＣＰ２、チョッパ出力電圧を検出し、所定値以上の出力電圧が発生したときにチョッパ回路１を停止させる信号を出力する比較器ＣＰ３を備えている。比較器ＣＰ２にはインダクタＬ１の２次巻線出力を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧、コンデンサＣ１で平滑した電圧が入力されている。また、比較器ＣＰ３にはチョッパ出力電圧を抵抗Ｒ４，Ｒ５で分圧した電圧が入力されている。

以下、本実施形態の動作について説明する。通常の放電灯負荷ＦＬを点灯させる動作については、実施形態２と同じであるため省略する。通常の電圧が印加されている時は、比較器ＣＰ２への入力は内部で構成される基準電圧以上であるため、比較器ＣＰ２の出力はＨｉｇｈレベルとなり、制御ブロックＣＢや発振器ＯＳＣよりドライバＤＲ１，ＤＲ２へドライブ信号が出力される。

ここで電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合、放電灯点灯装置には、定格電圧の√３倍の電圧が印加される。この時、抵抗Ｒ５の電圧ＶＲ５が比較器ＣＰ３の内部基準電圧以上となるため、チョッパ回路１を停止させる電圧が印加される。

また、チョッパ回路１が停止すると、インダクタＬ１に電圧が発生しなくなるため、コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１の電圧はほぼ０Ｖとなり、比較器ＣＰ２の内部閾値以下となるため、比較器ＣＰ２より停止信号が出力される。

本実施形態のような異常電圧の検出手段と、実施形態３〜５のような報知手段（減光、点滅、発音）を組合せても同等の効果が得られる。

（実施形態７）
本発明の実施形態７の構成を図７に示す。本実施形態では、上述の実施形態６において、比較器ＣＰ２への入力信号を抵抗Ｒ５の電圧ＶＲ５から兼用して入力したものである。ただし、本例での比較器ＣＰ２の出力ロジックは、実施形態６とは逆（比較器ＣＰ２の内部閾値以上になると停止信号を出力）である。本実施形態においても、上述の実施形態６と同等の効果が得られる。本実施形態のような異常電圧の検出手段と、実施形態３〜５のような報知手段（減光、点滅、発音）を組合せても同等の効果が得られる。

（実施形態８）
本発明の実施形態８の構成を図８に示す。交流電源Ｖｉｎには、過電流保護素子ＦＵＳＥを介して整流器ＤＢの入力端が接続されている。整流器ＤＢの入力端には、サージアブゾーバＺＮＲが並列接続されている。整流器ＤＢの出力端にはチョッパ回路１が接続されている。チョッパ回路１の出力端にインバータ回路２が接続され、その出力により放電灯負荷ＦＬが高周波点灯する。

インバータ回路２は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３、ＤＣカット用コンデンサＣ３、共振用インダクタンス素子Ｌ２、共振用コンデンサＣ４より主回路が構成されている。また、抵抗Ｒ７、Ｒ８、ダイオードＤ２、Ｄ３、抵抗Ｒ９、コンデンサＣ５より放電灯負荷ＦＬのフィラメントの有無を検出する無負荷検出回路が構成されている。

チョッパ回路１とインバータ回路２を制御する制御回路４は、チョッパ回路１及びインバータ回路２の主スイッチング素子の駆動信号を出力するドライブ部ＤＲ１，ＤＲ２、インバータ回路２のドライブ周波数を設定する発振器ＯＳＣ、チョッパ回路１のドライブを制御する制御ブロックＣＢ、外部から所定値以上の信号が入力された時にチョッパ回路１とインバータ回路２のドライブ信号を停止させる信号を出力する比較器ＣＰ２、起動時にフィラメントが接続されているかの有無を判断する比較器ＣＰ１を備えている。比較器ＣＰ１，ＣＰ２には、放電灯負荷ＦＬのフィラメントの有無を検出する無負荷検出回路の検出電圧が入力されている。

以下、本実施形態の動作について説明する。通常の状態では、電源が投入されると、抵抗Ｒ７、放電灯ＦＬのフィラメント、抵抗Ｒ８、ダイオードＤ３、コンデンサＣ５（抵抗Ｒ９）の経路で直流バイアスが印加され、比較器ＣＰ１より発振器ＯＳＣに起動信号が出力され、通常動作を開始する。この時は、比較器ＣＰ２への入力は内部基準電圧以下のため、停止信号は出力されない。

ここで電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合、放電灯点灯装置には、定格電圧の√３倍の電圧が印加される。この時に電源が投入されると、比較器ＣＰ１ではフィラメントが有ると判断するが、比較器ＣＰ２では内部基準電圧以上の電圧が入力され、異常であると判断し、チョッパ回路１とインバータ回路２を停止するように信号が出力される。つまり、チョッパ回路１及びインバータ回路２は停止状態となるため、動作時に異常電圧が各部品に印加される場合に比べて、電流が流れないため、大幅にストレスを抑制することが可能になる。

また、ここでサージアブゾーバＺＮＲの保護電圧として、√３×Ｖｉｎのゼロ対ピークの電圧より高いスペックを採用することでサージアブゾーバＺＮＲの破壊を防止することができる。さらに、放電灯点灯装置が停止するため、放電灯負荷ＦＬは不点である。本実施形態においても実施形態６と同等の効果が得られる。

（実施形態９）
本発明の実施形態９の構成を図９に示す。交流電源Ｖｉｎには、過電流保護素子ＦＵＳＥを介して整流器ＤＢの入力端が接続されている。整流器ＤＢの入力端には、サージアブゾーバＺＮＲが並列接続されている。整流器ＤＢの出力端にはチョッパ回路１が接続されている。チョッパ回路１の出力端にインバータ回路２が接続され、その出力により放電灯負荷ＦＬが高周波点灯する。

インバータ回路２は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３、ＤＣカット用コンデンサＣ３、共振用インダクタンス素子Ｌ２、共振用コンデンサＣ４、抵抗Ｒ１０より主回路が構成されている。また、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ９、コンデンサＣ５によりインバータ回路２の電流の大きさを検出する過電流検知回路が構成されている。

チョッパ回路１とインバータ回路２を制御する制御回路４は、チョッパ回路１及びインバータ回路２の主スイッチング素子の駆動信号を出力するドライブ部ＤＲ１，ＤＲ２、インバータ回路２のドライブ周波数を設定する発振器ＯＳＣ、チョッパ回路１のドライブを制御する制御ブロックＣＢ、外部から所定値以上の信号が入力された時にチョッパ回路１とインバータ回路２のドライブ信号を停止させるトリガー信号を出力する比較器ＣＰ２、比較器ＣＰ２のトリガー信号を受けてチョッパ回路１とインバータ回路２の停止信号を出力するラッチ回路ＬＳを備えている。

本実施形態の動作について説明する。通常の状態で、電源が投入されると、比較器ＣＰ２への入力は内部基準電圧以下のため、停止信号は出力されない。

ここで、電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合、放電灯点灯装置には、定格電圧の√３倍の電圧が印加される。この時、インバータ回路１の入力電圧Ｖｄｃが通常に比べて大きくなる。この状態において、コンデンサＣ５の電圧ＶＣ５が比較器ＣＰ２の内部基準電圧以上となると、比較器ＣＰ２はラッチ回路ＬＳにトリガー信号を出力し、チョッパ回路１とインバータ回路２を停止する信号を出力する。つまり、チョッパ回路１及びインバータ回路２は停止状態となるため、動作時に異常電圧が各部品に印加される場合に比べて、電流が流れないため、大幅にストレスを抑制することが可能になる。

また、サージアブゾーバＺＮＲの保護電圧として、√３×Ｖｉｎのゼロ対ピークの電圧より高いスペックを採用することでサージアブゾーバＺＮＲの破壊を防止することができる。さらに、点灯装置が停止するため、放電灯負荷ＦＬは不点である。

本実施形態においても実施形態６と同等の効果が得られる。本実施形態のような異常電圧の検出手段と、実施形態３〜５のような報知手段（減光、点滅、発音）を組合せても同等の効果が得られる。

（実施形態１０）
本発明の実施形態１０の構成を図１０に示す。本実施形態では、上述の実施形態９において、比較器ＣＰ２への入力信号として、インダクタＬ２の２次巻線で発生する電圧をダイオードＤ２，抵抗Ｒ１０，Ｒ９，コンデンサＣ９にて整流・平滑した電圧を用いるものである。

ここで、電源配線誤結線（ここでは例えばＡＣ２４０ＶやＡＣ２２０Ｖの三相四線の相間誤結線とする）が発生した場合、放電灯点灯装置には、定格電圧の√３倍の電圧が印加される。この時、インバータ回路２の入力電圧Ｖｄｃが通常に比べて大きくなる。この状態において、コンデンサＣ９の電圧ＶＣ９が比較器ＣＰ２の内部基準電圧以上となると、比較器ＣＰ２はラッチ回路ＬＳにトリガー信号を出力し、チョッパ回路１とインバータ回路２を停止する信号を出力する。つまり、チョッパ回路１及びインバータ回路２は共に停止状態となるため、動作時に異常電圧が各部品に印加される場合に比べて、電流が流れないことにより、大幅にストレスを抑制することが可能になる。

また、サージアブゾーバＺＮＲの保護電圧として、√３×Ｖｉｎのゼロ対ピークの電圧より高いスペックを採用することでサージアブゾーバＺＮＲの破壊を防止することができる。さらに、点灯装置が停止するため、放電灯負荷ＦＬは不点となり、保護動作を知らせることができる。

（実施形態１１）
上記各実施形態に示した放電灯点灯装置は図１１に示すような照明器具に使用されるものである。２灯の放電灯負荷ＦＬ１，ＦＬ２はソケット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにより器具本体８に装着されており、器具本体８の内部には実施形態１〜１０のいずれかの点灯装置が収納されている。

本発明の実施形態１の構成を示す回路図である。本発明の実施形態２の構成を示す回路図である。本発明の実施形態３の構成を示す回路図である。本発明の実施形態４の構成を示す回路図である。本発明の実施形態５の構成を示す回路図である。本発明の実施形態６の構成を示す回路図である。本発明の実施形態７の構成を示す回路図である。本発明の実施形態８の構成を示す回路図である。本発明の実施形態９の構成を示す回路図である。本発明の実施形態１０の構成を示す回路図である。本発明の照明器具の外観を示す斜視図である。従来例の回路図である。

符号の説明

１チョッパ回路
２インバータ回路
３異常保護回路
４制御回路
ＦＬ放電灯負荷

Claims

商用電源を高周波に変換し、放電灯負荷に高周波電力を供給する放電灯点灯装置であって、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検出する誤結線検知手段を有し、前記誤結線検知手段の検知出力により放電灯点灯装置の回路構成部品へのストレスを抑制する保護手段を有し、前記保護手段は、施工時に明らかに正常でないことを知らせる報知手段を有していることを特徴とする放電灯点灯装置。
前記報知手段とは、主電源ラインに挿入されたスイッチング素子を遮断することにより、通電状態にも関わらず放電灯負荷を不点と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。
前記報知手段とは、商用電源を直流電圧に変換するチョッパ回路と、前記直流電圧を高周波電力に変換するインバータ回路の主スイッチング素子を停止させることで、通電状態にも関わらず放電灯負荷を不点と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。
前記報知手段とは、放電灯負荷の光出力を通常時に比べて明らかに抑制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。
前記報知手段とは、放電灯負荷の光出力を点滅させ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。
前記報知手段とは、報知音を出力させ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。
請求項１〜６のいずれかにおいて、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検出する誤結線検知手段は、商用電源電圧を整流する整流回路の出力電圧を検知する手段であることを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、商用電源を直流電圧に変換するチョッパ回路を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する誤結線検知手段は、前記チョッパ回路のチョッパチョークの２次巻線電圧を検知する手段であることを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、商用電源を直流電圧に変換するチョッパ回路を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する誤結線検知手段は、前記チョッパ回路の出力電圧を検出する手段であることを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、放電灯負荷が外れたことを検出する無負荷検出回路を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する誤結線検知手段は、前記無負荷検出回路の印加電圧を検出する手段であることを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、放電灯負荷に供給する高周波電流を発生するインバータ回路を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する誤結線検知手段は、前記インバータ回路を流れる電流を検出する手段であることを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１〜６のいずれかにおいて、放電灯負荷に供給する高周波電流を発生するインバータ回路を備え、電源配線の誤結線によって通常時に比べて所定の倍率の高い電圧が入力されたことを検知する誤結線検知手段は、前記インバータ回路の限流用チョークの２次巻線電圧を検出する手段であることを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置を含む照明器具。