JP2009032520A - 無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を構成する回路へのストレス及び騒音を低減することのできる無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】放電ガスが封入された無電極放電灯１に近接配置される誘導コイル２に高周波電力を供給するスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３及び共振回路を含む高周波電源部３と、無電極放電灯１の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返すように高周波電源部３の動作周波数ｆｉｎｖを可変して制御する周波数制御部４とを有する無電極放電灯点灯装置において、周波数制御部４に、点灯期間から不点灯期間に切り替わる直前に高周波電源部３から出力される高周波電圧Ｖｃｏｉｌを上昇させるように高周波電源部３の動作周波数ｆｉｎｖを可変する出力上昇期間を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具に関する。

従来から、バルブ内に放電ガスを封入した無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに高周波電流を供給することで無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置が知られており、例えば特許文献１に開示されている。この従来例は、図１０に示すように、無電極放電灯（図示せず）に近接配置された誘導コイル（図示せず）の両端電圧Ｖｃｏｉｌの振幅を間欠的に変化させ、期間Ｔｏｎでは無電極放電灯を点灯させ、期間Ｔｏｆｆでは誘導コイルの両端電圧Ｖｃｏｉｌを点灯維持電圧未満となるようにし、且つ誘導コイルの両端電圧Ｖｃｏｉｌを零にしないことで無電極放電灯を消灯させ、一周期Ｔにおける期間Ｔｏｎ及び期間Ｔｏｆｆの時間比率により無電極放電灯の点滅動作を行い調光するものである。
特開２０００−３５３６００号公報

ところで、上記のような無電極放電灯点灯装置において、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚで動作するものでは、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を用いる。しかしながら、上記従来例では、不点灯期間におけるプラズマ密度が小さいために、イオンの残留量が少なくなり、再点弧始動時に必要となる誘導コイルへの印加電圧が大きくなる。このため、装置を構成する回路へのストレスが増大するとともに、再点弧始動時の高電圧に応じて誘導コイルに過渡電流が流れ、フェライトコアが振動して騒音が生じるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、装置を構成する回路へのストレス及び騒音を低減することのできる無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに共振回路を介して高周波電力を供給する高周波電源部と、無電極放電灯の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返すように高周波電源部の動作周波数を可変して制御する周波数制御部とを有する無電極放電灯点灯装置において、周波数制御部に、点灯期間から不点灯期間に切り替わる直前に高周波電源部の出力電圧を上昇させるように高周波電源部の動作周波数を可変する出力上昇期間を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、周波数制御部は、出力上昇期間において高周波電源部の出力電圧を徐々に上昇させるように制御することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、周波数制御部は、出力上昇期間において高周波電源部の出力電圧の上昇の割合を時間が経つにつれて高くなるように制御することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項の発明において、周波数制御部は、点灯時には高周波電源部の動作周波数を無電極放電灯が立ち消えしない程度に共振回路の共振周波数から遠ざけるとともに、再点弧始動時には高周波電源部の動作周波数を共振回路の共振周波数に近づけるように制御することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項の発明において、周波数制御部は、出力上昇期間における高周波電源部の出力電圧の上昇分を点灯期間が不点灯期間よりも短い場合により高くなるように制御することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、周波数制御部は、出力上昇期間における高周波電源部の出力電圧の上昇分を装置の周囲温度が高い場合には低くすることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１項の発明において、周波数制御部は、高周波電源部の出力電圧を検出する検出部を有し、再点弧始動時の高周波電源部の出力電圧が所定の閾値以下の場合には出力上昇期間における高周波電源部の出力電圧の上昇分が低くなるように制御することを特徴とする。

請求項８の発明は、少なくとも無電極放電灯を保持する器具本体と、無電極放電灯に近接配置される誘導コイルと、誘導コイルに高周波電力を供給する請求項１乃至７の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置とを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、点灯期間から不点灯期間に切り替わる直前に高周波電源部の出力電圧を上昇させるように高周波電源部の動作周波数を可変する出力上昇期間を設けたので、不点灯期間におけるプラズマ密度を高めることができ、不点灯期間を経ても多くのイオンが残留するために再点弧始動時に必要とする印加電圧を小さくすることができ、したがって、装置を構成する回路へのストレス及び騒音を低減することができる。

請求項２の発明によれば、高周波電源部の出力電圧を瞬間的に上昇させる場合と比較してオーバーシュート及びそれに伴う振動が発生するのを防止することができる。

請求項３の発明によれば、高周波電源部の出力電圧の上昇の割合を時間が経つにつれて低くなるように制御する場合と比較してランプ電力への寄与が低減され、不点灯期間を短くすることができるとともに再点弧始動時に必要な印加電圧を小さくすることができ、したがって、装置を構成する回路へのストレス及び騒音を低減することができる。

請求項４の発明によれば、点灯時には動作周波数を無電極放電灯が立ち消えしない程度に共振周波数から遠ざけるので、一定のランプ電力のもとで点灯期間を長くすることで相対的に不点灯期間を短くすることができ、したがって、不点灯期間におけるイオンの残留量の低下を抑えて、再点弧始動時に必要な印加電圧を小さくすることができる。また、再点弧始動時には動作周波数を共振周波数に近づけるように制御することで、不点灯期間を短くしたまま再点弧始動時に必要とされる印加電圧まで高周波電源部の出力電圧を上昇させることができ、再点弧の安定化を図ることができる。

請求項５の発明によれば、点灯期間に比べて不点灯期間が短い場合に必要とされる再点弧始動時の印加電圧以上に高周波電源部の出力電圧が上昇するのを防ぐことができ、装置を構成する回路への不要なストレスを低減することができる。

請求項６の発明によれば、高温時において必要とされる再点弧始動時の印加電圧以上に高周波電源部の出力電圧が上昇するのを防ぐことができ、装置を構成する回路への不要なストレスを低減することができる。

請求項７の発明によれば、再点弧始動時の高周波電源部の出力電圧を検出して高周波電源部の出力電圧が所定の閾値以下の場合には出力上昇期間における出力電圧の上昇分を低くするので、より精度良く装置を構成する回路への不要なストレス及び騒音を低減することができる。

請求項８の発明によれば、請求項１乃至７の何れか１項の効果を奏する照明器具を実現することができる。

（実施形態１）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態１について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、交流電源ＡＣからの交流電圧を変換して直流電圧ＶＤＣを出力する直流電源回路３１、及び直流電源回路３１からの直流電圧ＶＤＳを変換して高周波電圧Ｖｃｏｉｌを出力する電力変換回路３０から成る高周波電源部３と、電力変換回路３０の出力端に接続されて両端に高周波電圧Ｖｃｏｉｌが印加される誘導コイル２と、誘導コイル２に近接配置される無電極放電灯１と、電力変換回路３０を駆動するドライブ回路４０、及び無電極放電灯１の点灯・不点灯を制御するためのＰＷＭ信号を電力変換回路３０に与えるＰＷＭ信号発振回路４１、並びにドライブ回路４０とＰＷＭ信号発振回路４１との間に設けられて動作周波数ｆｉｎｖをスイープさせる始動スイープ回路４２から成る周波数制御部４とから構成される。

無電極放電灯１は、図８（ｂ）に示すように、不活性ガス・金属蒸気等の放電ガス（例えば、水銀及び希ガス）が封入された透明な略球状のバルブ１０と、バルブ１０に封止されてバルブ１０の内方に突出した略円筒状のキャビティ１１とから成り、キャビティ１１には、バルブ１０を保持するとともにバルブ１０に対する誘導コイル２の位置決めをする略円筒状のカプラ１２（図８（ａ）参照）が挿入される。カプラ１２にはフェライトコア（図示せず）が設けられており、該コアに誘導コイル２が巻設される。また、カプラ１２は、出力線９ａを介して金属製のケース９の内部に収納される無電極放電灯点灯装置と接続されている。而して、カプラ１２をキャビティ１１に挿入するとともにバルブ１０に設けられた口金１３に嵌合することで、口金１３と電気的に接続された出力線９ａを介してカプラ１２の誘導コイル２に高周波電流が供給される。尚、ケース９には、本実施形態若しくは後述する何れかの実施形態の無電極放電灯点灯装置が収納される。このような無電極放電灯１及び無電極放電灯点灯装置は、例えば街路灯の器具本体７（図９（ａ）参照）や防犯灯の器具本体８（図９（ｂ）参照）に搭載される。

直流電源回路３１は、ダイオードブリッジから成る整流回路ＤＢとスイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、制御回路ＣＣ及び平滑用コンデンサＣ１から成る昇圧チョッパ回路で構成される。而して、交流電源ＡＣからの交流電圧を整流し、整流された脈流電圧を昇圧した後に平滑化することで直流電圧ＶＤＣを出力するようになっている。

電力変換回路３０は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と、インダクタＬｓ、コンデンサＣｐ，Ｃｓから成る共振回路とで構成されており、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン／オフを高周波でスイッチングして誘導コイル２に対して数十ｋＨｚから数百ｋＨｚの高周波電圧Ｖｃｏｉｌを印加することにより、誘導コイル２に高周波電磁界を発生させて無電極放電灯１に高周波電力を供給する。これに応じて、無電極放電灯１内に高周波プラズマ電流を発生させて紫外線若しくは可視光を発生させるようになっている。

ドライブ回路４０は、定電圧源Ｅｓ、電圧制御発振器ＶＣＯ、抵抗Ｒ１，Ｒ２で構成される。電圧制御発振器ＶＣＯの入力端子ＶＩには、定電圧源Ｅｓの出力電圧が抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧されて与えられており、その分圧点からのシンク電流Ｉｖｐに応じて電圧が変化する。したがって、電圧制御発振器ＶＣＯの入力端子ＶＩにはシンク電流Ｉｖｐに応じた電圧が入力され、電圧制御発振器ＶＣＯは入力された電圧に応じた動作周波数ｆｉｎｖでＨｏｕｔ端子とＨ−ＧＮＤ端子間、Ｌｏｕｔ端子とＬ−ＧＮＤ端子間に、相互に位相が略１８０°ずれたスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３に対する略矩形波状の駆動信号を出力する。本実施形態では、入力端子ＶＩの電圧が大きくなるにつれて動作周波数ｆｉｎｖが小さくなるように設定されている。尚、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３としてＦＥＴを例示しているが、これに限定されるものではない。

ＰＷＭ発振回路４１は、任意の周波数ｆｐｗｍのＰＷＭ信号（電圧Ｖｐｗｍ）を発生し、そのデューティ比は利用者の操作によって所定の値に設定される。ＰＷＭ発振回路４１の出力は後述する始動スイープ回路４２を介してドライブ回路４０に接続され、ＰＷＭ信号に応じてシンク電流Ｉｖｐを変化させ、動作周波数ｆｉｎｖを可変する。尚、本実施形態ではＰＷＭ発振回路４１は無電極放電灯点灯装置に内蔵されているが、ＰＷＭ発振回路４１を装置の外部に設け、外部からＰＷＭ信号を無電極放電灯点灯装置に与える構成にしても構わない。

始動スイープ回路４２は、ＰＷＭ発振回路４１からのＰＷＭ信号を受けて動作周波数ｆｉｎｖのスイープを行い、誘導コイル２に印加する高周波電圧Ｖｃｏｉｌを所定の速度で徐々に上昇させ、無電極放電灯１の点弧始動、再点弧始動を行う。始動スイープ回路４２は直流電源Ｅ１、オペアンプＯＰ１、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ２からなる積分回路、コンデンサＣ２の電荷放電のためのスイッチング素子Ｑ４及び抵抗Ｒ４，Ｒ５等から構成される。また、点灯期間から不点灯期間に切り替わる直前に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを上昇させる出力上昇期間を設けるために、ＰＷＭ信号発振回路４１の出力端とスイッチング素子Ｑ４のゲートとの間にダイオードＤ３及び抵抗Ｒ９の直列回路と抵抗Ｒ８とを並列に接続した回路を挿入するとともに、スイッチング素子Ｑ４のゲート−ソース間にコンデンサＣ３を挿入しており、更に、抵抗Ｒ３と並列に抵抗Ｒ７と、フォトトランジスタＴｒ１及びフォトダイオードＰＤ１から成るフォトカプラＱ５との直列回路を接続し、フォトダイオードＰＤ１に抵抗Ｒｐを介してＰＷＭ信号を与えるように構成している。

以下、本実施形態の点滅動作について図１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。尚、図１（ｃ）は、電力変換回路３０の再点弧始動時の共振曲線Ａと点灯時の共振曲線Ｂを示す。先ず、上記出力上昇期間が設けられていない場合について説明する（出力上昇期間が設けられていない場合の始動スイープ回路４２は、図２（ａ）参照）。ＰＷＭ信号がローレベルの場合、スイッチング素子Ｑ４はオフとなり、直流電源Ｅ１からの電圧供給を受けて抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ２を充電し、コンデンサＣ２の両端電圧ＶＣ２をオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に印加し、その出力である制御電圧Ｖｆを抵抗Ｒ６、ダイオードＤ２を介してドライブ回路４０に出力する。その結果、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ２より決定される時定数に応じて動作周波数ｆｉｎｖはｆｓｔからｆ１まで徐々にスイープする。而して、動作周波数ｆｉｎｖのスイープに応じて高周波電圧Ｖｃｏｉｌが不点灯時の電圧Ｖｓｔから徐々に上昇し、再点弧電圧Ｖａに達すると無電極放電灯１が点灯する。その後、ＰＷＭ信号がハイレベルになるまで動作周波数ｆｉｎｖはｆ１に固定され、無電極放電灯１は周波数ｆ１に応じた出力に維持される。

ＰＷＭ信号がハイレベルになると、スイッチング素子Ｑ４がオフからオンに変化し、コンデンサＣ２の電荷が抵抗Ｒ５、スイッチング素子Ｑ４を介して放電され、コンデンサＣ２の両端電圧ＶＣ２は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４，Ｒ５の並列回路との分圧で決定される。このため、高周波電圧Ｖｃｏｉｌは低下してＶｓｔとなり、無電極放電灯１の点灯維持に必要な電圧より下回ることで消灯する。したがって、ＰＷＭ信号によって周期的にスイッチング素子Ｑ４のオン、オフを繰り返すことにより無電極放電灯１の点滅動作が可能となり、ＰＷＭ信号のデューティ比を可変することによって無電極放電灯１の出力を所定の出力に可変することができる。尚、動作周波数ｆｉｎｖは装置の低コスト化のため、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚとし、点滅動作時のＰＷＭ信号の周波数ｆｐｗｍは人間の目にちらつき感を与えないよう、１００Ｈｚ〜数ｋＨｚに設定される。また、ＰＷＭ信号の周波数ｆｐｗｍは、無電極放電灯１を安定点灯させるために、点灯期間のうち再点弧始動に要する時間の占有率が５０％以下となるように設定される。

次に、上記出力上昇期間が設けられた場合について説明する。先ず、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに切り替わる場合、即ち、点灯期間から不点灯期間に切り替わる場合について説明する。ＰＷＭ信号がハイレベルになると、抵抗Ｒ８を介してコンデンサＣ３を充電し、コンデンサＣ３の両端電圧が一定値に達するまでスイッチング素子Ｑ４がオンとならない。このため、点灯期間から不点灯期間に移行するまでにタイムラグが生じる。このタイムラグにおいては、フォトカプラＱ５がオンとなるために、コンデンサＣ２は抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ７の並列回路を介して充電される。而して、コンデンサＣ２の両端電圧Ｃ２が出力上昇期間を設けられていない場合と比較して大きくなるため、これに伴って動作周波数ｆｉｎｖは、ｆ１から共振周波数付近のｆ２まで徐々にスイープし、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが徐々に上昇する。その後、スイッチング素子Ｑ４がオンとなると高周波電圧Ｖｃｏｉｌが低下してＶｓｔとなり、不点灯期間へと移行する。

ＰＷＭ信号がローレベルになると、フォトカプラＱ５がオフになるとともに、コンデンサＣ３が抵抗Ｒ９及びダイオードＤ３を介して直ちに放電されることでスイッチング素子Ｑ４もオフとなる。したがって、出力上昇期間が設けられていない場合と同様に、無電極放電灯１が再点弧されて点灯期間へと移行する。尚、抵抗Ｒ８，Ｒ９を調整することで、前記タイムラグ及びコンデンサＣ３の放電時間を調整することが可能である。また、抵抗Ｒ７を調整することで、タイムラグにおける高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分を調整することが可能である。

上述のように、点灯期間において不点灯期間に切り替わる直前に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを上昇させるように高周波電源部３の動作周波数ｆｉｎｖを可変する出力上昇期間を設けたので、出力上昇期間を設けない場合と比較して不点灯期間におけるプラズマ密度を高めることができ、不点灯期間を経ても多くのイオンが残留するために再点弧電圧Ｖａを小さくすることができる。このため、再点弧電圧Ｖａの増大に伴う装置を構成する回路へのストレス及び騒音を低減することができる。

尚、図２（ａ），（ｂ）に示すように、パルス発生回路５を設けて点灯期間から不点灯期間に切り替わる直前に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを瞬間的に上昇させるように構成しても、上記と同様に再点弧電圧Ｖａを小さくする効果が得られるが、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを瞬間的に上昇させるとオーバーシュート及びそれに伴う振動が発生し、不安定動作となる可能性があるので、上記実施形態１のように、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを徐々に上昇させる構成の方が望ましい。ここで、出力上昇期間を必要以上に長くすると、ランプ電力の制御のために不点灯期間を長くとらなければならず、結果としてイオンが拡散して再点弧電圧Ｖａが上昇する。このため、出力上昇期間は短くするのが望ましいが、出力上昇期間を必要以上に短くすると、上記のようにオーバーシュート及びそれに伴う振動が発生する。また、少なくとも点灯時、電圧変化の最も大きい再点弧始動時においてオーバーシュートを防ぐように設けられている周波数スイープ期間よりも長く出力上昇期間をとる必要もない。したがって、本実施形態では、出力上昇期間を再点弧始動時の周波数スイープ期間よりも短くなるように設定している。

（実施形態２）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態２について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図３（ａ）に示すように、ＰＷＭ信号発振回路４１の出力端とフォトカプラＱ５のフォトダイオードＰＤ１との間にダイオードＤ４及び抵抗Ｒ１０の直列回路と抵抗Ｒ１１とを並列に接続した回路を挿入するとともに、フォトダイオードＰＤ１及び抵抗Ｒｐの直列回路と並列にコンデンサＣ４を挿入している。また、本実施形態では、抵抗Ｒ３の抵抗値を調整することで、点灯時の動作周波数ｆｉｎｖを実施形態１における点灯時の動作周波数ｆ１と比較して高い周波数ｆ３、即ち、無電極放電灯１が立ち消えしない程度に共振周波数から遠ざけた周波数に設定している。

以下、本実施形態の動作について図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。尚、本実施形態の基本的な動作は実施形態１の動作と共通であるので、共通する動作については説明を省略する。先ず、ＰＷＭ信号がハイレベルになると、コンデンサＣ４がダイオードＤ４及び抵抗Ｒ１０を介して直ちに充電されて、フォトカプラＱ５がオンとなる。このため、実施形態１と同様に、点灯期間から不点灯期間に切り替わるタイムラグの間で高周波電圧Ｖｃｏｉｌが徐々に上昇し、その後不点灯期間へと移行する。次に、ＰＷＭ信号がローレベルになると、コンデンサＣ４が抵抗Ｒ１１を介して放電し、コンデンサＣ４の両端電圧が一定値に達するまでフォトカプラＱ５がオフとならない。このため、フォトカプラＱ５がオンの間は、コンデンサＣ２は抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ７の並列回路を介して充電される。而して、動作周波数ｆｉｎｖはｆｓｔからｆ３を経てｆ２まで徐々にスイープするので、再点弧始動時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌは実施形態１と比較して更に上昇する。尚、動作周波数ｆｉｎｖがｆ３からｆ２になるまでの間に高周波電圧Ｖｃｏｉｌが再点弧電圧Ｖａに到達して無電極放電灯１が点灯するが、点灯後も動作周波数ｆｉｎｖはｆ２まで徐々にスイープする。その後、フォトカプラＱ５がオフになると、コンデンサＣ２の両端電圧は抵抗Ｒ３に応じた電圧まで低下するため、動作周波数ｆｉｎｖはｆ２からｆ３になり、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが低下する。

ここで、一定のランプ電力のもとで点灯時の周波数ｆ３を立ち消えしない程度に共振周波数から遠ざけることで、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを小さくして点灯期間を長くすることができ、相対的に不点灯期間を短くすることができる。不点灯期間を短くすれば、イオンの残留量の低下を抑えることができるので、再点弧電圧Ｖａを小さくすることができる。

しかしながら、ｆ３を共振周波数から一定以上ずらすと、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが再点弧始動時に必要な電圧まで上昇しないために、無電極放電灯１が点灯しない虞がある。そこで、上述のように、再点弧始動時に動作周波数ｆｉｎｖをｆ３からｆ２へと共振周波数に近づけることで、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを再点弧始動時に必要な大きさまで上昇させることができ、無電極放電灯１を確実に点灯させて再点弧の安定化を図ることができる。

（実施形態３）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態３について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図４（ａ）に示すように、抵抗Ｒ７とフォトカプラＱ５との間に、抵抗Ｒ１２と、フォトダイオードＰＤ２及びフォトトランジスタＴｒ２から成るフォトカプラＱ６との並列回路を挿入するとともに、ＰＷＭ信号を抵抗Ｒｑを介してフォトダイオードＰＤ２に与えるように構成し、ＰＷＭ信号発振回路４１の出力端とフォトダイオードＰＤ２との間にダイオードＤ５を挿入し、更に、フォトダイオードＰＤ２及び抵抗Ｒｑの直列回路と並列にコンデンサＣ５を挿入している。

以下、本実施形態の動作について図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。尚、本実施形態の基本的な動作は実施形態１の動作と共通であるので、共通する動作については説明を省略する。ＰＷＭ信号がハイレベルの場合、ダイオードＤ５を介してコンデンサＣ５が充電され、コンデンサＣ５の両端電圧が一定値に達するとフォトカプラＱ６がオンとなる。ＰＷＭ信号がローレベルになると、コンデンサＣ５は放電し、コンデンサＣ５の両端電圧が一定値以下になるとフォトカプラＱ６がオフとなる。

ここで、ＰＷＭ信号のデューティ比が小さい場合、即ち、点灯期間が不点灯期間よりも長い場合には、ＰＷＭ信号がハイレベルとなる期間が短いためにコンデンサＣ５が十分に充電されず、また、ＰＷＭ信号がローレベルとなる期間が長いためにコンデンサＣ５が必要以上に放電されるので、フォトカプラＱ６は常にオフとなる。すると、点灯期間から不点灯期間に切り替わるタイムラグにおいて、コンデンサＣ２は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ７及び抵抗Ｒ１２の直列回路との並列回路に応じて充電されるので、図４（ｂ）に示すように、出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分は実施形態１と比べて小さくなる。

一方、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合、即ち、不点灯期間が点灯期間よりも長い場合には、ＰＷＭ信号がハイレベルとなる期間が長いためにコンデンサＣ５が十分に充電され、また、ＰＷＭ信号がローレベルとなる期間が短いためにコンデンサＣ５が必要以上に放電されないので、フォトカプラＱ６は少なくとも点灯期間から不点灯期間に切り替わるタイムラグにおいて常にオンとなる。すると、点灯期間から不点灯期間に切り替わるタイムラグにおいて、コンデンサＣ２は抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ７の並列回路に応じて充電されるので、図４（ｃ）に示すように、出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分は実施形態１と同じとなる。

ここで、不点灯期間が短い場合には、イオンの残留量の低下も少ないために再点弧始動時に必要な電圧も小さくて済む。このような場合に、出力上昇期間において高周波電圧Ｖｃｏｉｌを必要以上に高く上昇させることは装置を構成する回路へ不要なストレスを与えることとなる。そこで、上述のように、出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分を、点灯期間が不点灯期間よりも短い場合には高くし、不点灯期間が点灯期間よりも短い場合には低くするように制御することで、装置を構成する回路への不要なストレスを低減することができる。

（実施形態４）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態４について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図５（ａ）に示すように、抵抗Ｒ７の代わりに感温抵抗Ｒａを用いている。感温抵抗Ｒａは、高温になるほど抵抗値が増大する特性を有しているため、装置の周囲温度が高温になると、それに伴って感温抵抗Ｒａの抵抗値が増大するようになっている。

以下、本実施形態の動作について図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。尚、本実施形態の基本的な動作は実施形態１と共通であるので、共通する動作については説明を省略する。図４（ｂ）は、装置の周囲温度が常温である場合の高周波電圧Ｖｃｏｉｌの波形図を示しており、この場合の出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分は、抵抗Ｒ３及び常温時の感温抵抗Ｒａの並列回路に応じて充電されたコンデンサＣ２の両端電圧の大きさに応じたものとなっている。装置の周囲温度が高温になると、感温抵抗Ｒａの抵抗値が増大するために、抵抗Ｒ３及び感温抵抗Ｒａの合成抵抗値が増大する。すると、コンデンサＣ２の両端電圧が低下するので、図４（ｃ）に示すように、出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分が常温時と比べて小さくなる。

ここで、装置の周囲温度が高い場合には、再点弧始動時に必要となる電圧が低下する傾向がある。このような場合に、出力上昇期間において高周波電圧Ｖｃｏｉｌを必要以上に高く上昇させることは装置を構成する回路へ不要なストレスを与えることとなる。そこで、上述のように、出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分を、装置の周囲温度が高い場合には低くするように制御することで、装置を構成する回路への不要なストレスを低減することができる。更に、高温時には回路を構成する半導体素子等のパルス的な電気信号に対する耐性が弱くなるため、高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分を低くすることで半導体素子に対してのストレスも低減することができる。

（実施形態５）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態５について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、図６（ａ）に示すように、誘導コイル２の両端間に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを検出するための検出部６を設けるとともに、始動スイープ回路４２をマイコン４３で構成している。

マイコン４３は、実施形態１と同様に、再点弧始動時に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを徐々に上昇させる始動スイープ機能を有するとともに、点灯期間から不点灯期間に切り替わる直前（出力上昇期間）に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを徐々に上昇させる機能を有する。また、マイコン４３は、再点弧始動時において検出部６で検出された高周波電圧Ｖｃｏｉｌに応じて出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分を調整する調整機能を有する。

而して、再点弧始動時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを検出部６によって検出し、検出された高周波電圧Ｖｃｏｉｌが高い場合には、出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分を高くすることで、不点灯期間におけるプラズマ密度を高めて再点弧始動時に必要な電圧を精度良く小さくすることができ、検出された高周波電圧Ｖｃｏｉｌが低い場合には、出力上昇期間における高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇分を低くすることで、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを必要以上に上昇させるのを防ぎ、装置を構成する回路への不要なストレスを精度良く低減することができる。

ところで、上記各実施形態の出力上昇期間においては、図４（ａ）に示すように、高周波電圧Ｖｃｏｉｌの上昇の割合を時間が経つにつれて高くなるようにするのが望ましい。これは、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが高いほど雑音が大きくなることに鑑みたもので、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを上記のように上昇させた場合（図４（ｂ）の曲線イ）、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを一気に上昇させた後に徐々に下げる場合（図４（ｂ）の曲線ア）と比較して高周波電圧Ｖｃｏｉｌが高くなる期間を低減することができ、したがって雑音を低減することができる。また、ランプ電力への寄与も低減することから、不点灯期間を短くすることができる。したがって、不点灯期間におけるイオンの残留量の低下を抑えて再点弧電圧Ｖａを小さくすることができ、装置を構成する回路へのストレス及び騒音を低減することができる。

本発明の無電極放電灯点灯装置の実施形態１を示す図で、（ａ）は回路図で、（ｂ）は動作波形図で、（ｃ）は共振特性のグラフである。 同上においてパルス発生回路を用いた場合を示す図で、（ａ）は回路図で、（ｂ）は動作波形図である。 本発明の無電極放電灯点灯装置の実施形態２を示す図で、（ａ）は回路図で、（ｂ）は動作波形図で、（ｃ）は共振特性のグラフである。 本発明の無電極放電灯点灯装置の実施形態３を示す図で、（ａ）は回路図で、（ｂ）はデューティ比が高い場合の波形図で、（ｃ）はデューティ比が低い場合の波形図である。 本発明の無電極放電灯点灯装置の実施形態４を示す図で、（ａ）は回路図で、（ｂ）は常温時における動作波形図で、（ｃ）は高温時における動作波形図である。 本発明の無電極放電灯点灯装置の実施形態５を示す図で、（ａ）は回路図で、（ｂ）は再点弧始動時の印加電圧が高い場合の動作波形図で、（ｃ）は再点弧始動時の印加電圧が低い場合の動作波形図である。 本発明の無電極放電灯点灯装置の出力上昇期間における高周波電圧の上昇分の波形の説明図で、（ａ）は動作波形図で、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 本発明の無電極放電灯点灯装置の概略を示す図で、（ａ）は点灯装置が接続されるカプラの概略図で、（ｂ）は無電極放電灯の概略図である。 本発明の無電極放電灯点灯装置を用いた照明器具の例を示す図で、（ａ）は街路灯の一部破断した正面図で、（ｂ）は防犯灯の側面図である。 従来の無電極放電灯点灯装置を示す動作波形図である。

符号の説明

１ 無電極放電灯
２ 誘導コイル
３ 高周波電源部
３０ 電力変換回路
３１ 直流電源回路
４ 周波数制御部
４０ ドライバ回路
４１ ＰＷＭ発振回路
４２ 始動スイープ回路

Claims (8)

1. 無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに共振回路を介して高周波電力を供給する高周波電源部と、無電極放電灯の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返すように高周波電源部の動作周波数を可変して制御する周波数制御部とを有する無電極放電灯点灯装置において、周波数制御部に、点灯期間から不点灯期間に切り替わる直前に高周波電源部の出力電圧を上昇させるように高周波電源部の動作周波数を可変する出力上昇期間を設けたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
2. 前記周波数制御部は、出力上昇期間において高周波電源部の出力電圧を徐々に上昇させるように制御す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. 前記周波数制御部は、出力上昇期間において高周波電源部の出力電圧の上昇の割合を時間が経つにつれて高くなるように制御することを特徴とする請求項２記載の無電極放電灯点灯装置。
4. 前記周波数制御部は、点灯時には高周波電源部の動作周波数を無電極放電灯が立ち消えしない程度に共振回路の共振周波数から遠ざけるとともに、再点弧始動時には高周波電源部の動作周波数を共振回路の共振周波数に近づけるように制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
5. 前記周波数制御部は、出力上昇期間における高周波電源部の出力電圧の上昇分を点灯期間が不点灯期間よりも短い場合により高くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
6. 前記周波数制御部は、出力上昇期間における高周波電源部の出力電圧の上昇分を装置の周囲温度が高い場合には低くすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
7. 前記周波数制御部は、高周波電源部の出力電圧を検出する検出部を有し、再点弧始動時の高周波電源部の出力電圧が所定の閾値以下の場合には出力上昇期間における高周波電源部の出力電圧の上昇分が低くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
8. 少なくとも無電極放電灯を保持する器具本体と、無電極放電灯に近接配置される誘導コイルと、誘導コイルに高周波電力を供給する請求項１乃至７の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置とを備えたことを特徴とする照明器具。

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