JP2010056042A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カタホリシス現象を防止しつつ各蛍光ランプの寿命末期を確実に検出できる放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】電源部51から出力した直流電圧を高周波交流電圧に変換して直列に接続した蛍光ランプ13，14を一括して点灯可能なインバータ回路52を設ける。電源部51の出力側から蛍光ランプ13，14に、蛍光ランプ13，14の寿命末期の半波放電電流を検出する寿末検出回路56，57を設ける。直流電圧をインバータ回路52の出力に重畳することなく蛍光ランプ13，14毎に寿末検出回路56，57により半波放電電流を検出できるので、カタホリシス現象を抑制しつつ各蛍光ランプ13，14の寿命末期を確実に検出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、直列に接続された一対のランプを備えた放電灯点灯装置に関する。

従来、例えば一対の放電ランプを連続調光する放電灯点灯装置が知られている。このような点灯装置は、直流電源部に対して接続されそれぞれの放電ランプを一括で点灯させるインバータ回路を備え、このインバータ回路の動作周波数を制御することで放電ランプを調光点灯する。また、放電ランプの装着の有無を判定するため、直流電源部からの直流電圧が重畳されている。さらに、この放電灯点灯装置は、各放電ランプの両端子間電圧を検出することで各放電ランプの寿命を検出する寿命末期検出回路を備え、この寿命末期検出回路により検出した電圧が各放電ランプの寿命末期を示すときに、インバータ回路の動作を停止させるように制御される(例えば、特許文献１参照。)。
特開平８−２７３８５９号公報(第７−１０頁、図２)

しかしながら、例えば全光点灯状態の１０％以下などの深い調光点灯時には、ランプ電流が小さい。このため、インバータ回路からの出力に直流電圧を重畳させてランプの装着を検出する上述の構成では、ランプの明るさに偏りが生じる、いわゆるカタホリシス現象を引き起こすおそれがあるだけでなく、半波放電電流の検出、すなわち放電ランプの寿命末期の検出が容易でないという問題点もある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、カタホリシス現象を防止しつつ各放電ランプの寿命末期を確実に検出できる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の放電灯点灯装置は、直流電圧を出力する直流電圧部と；この直流電圧部から出力された直流電圧を高周波交流電圧に変換し、直列に接続された一対の放電ランプを一括して点灯可能なインバータ回路と；外部からの調光信号に応じてインバータ回路の動作周波数を制御する調光制御手段と；直流電圧部の出力側から放電ランプ毎に接続され、各放電ランプの寿命末期の半波放電電を検出する寿末検出手段と；この寿末検出手段により放電ランプの少なくともいずれかの半波放電電流を検出するとインバータ回路の動作を停止させる制御手段と；を具備しているものである。

直流電圧部は、例えばチョッパ昇圧回路などの出力電圧を整流および平滑することで直流電圧を出力可能となっている。

放電ランプは、例えば蛍光ランプなどの低圧水銀放電灯が好適であるが、これに限定されるものではない。

インバータ回路は、例えば対をなすスイッチング素子を備えたハーフブリッジ型などのものが用いられるが、これに限定されるものではない。

調光制御手段は、例えばインバータ回路の動作周波数を高周波電圧の周波数より低い、または高い周波数で間欠的にオン、オフするＰＷＭ変化方式などを採用することができる。

所定の調光点灯状態とは、例えば全ての放電ランプを定格点灯した全光点灯状態に対して１０％程度の調光状態としたときなどをいう。

寿末検出手段は、例えば複数の抵抗を直列に接続した抵抗分圧回路により充電されたコンデンサの電圧により半波放電電流を間接的に検出するものである。

制御手段は、例えばマイコンなどのＭＰＵ(演算素子)であり、放電ランプの状態などに対応してインバータ回路の動作周波数を可変制御可能となっている。

請求項２記載の放電灯点灯装置は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、各寿末検出手段は、それぞれ対応する放電ランプの装着を検出可能であるものである。

請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、一対の放電ランプのいずれか一方を、所定の調光点灯状態では消灯させる消灯手段を具備し、制御手段は、所定の調光点灯状態で一方の放電ランプを消灯させている場合には、この放電ランプに対応する寿末検出手段による半波放電電流の検出を無視するものである。

消灯手段は、例えば低電位側の放電ランプに流れる電流の少なくとも一部をバイパスするコンデンサなどである。

寿末検出手段による半波放電電流の検出を無視するとは、例えば半波放電電流を検出してもインバータ回路の動作を停止させないことをいう。

請求項１記載の放電灯点灯装置によれば、直流電圧部の出力側から、放電ランプの寿命末期の半波放電電流を検出する寿末検出手段を放電ランプ毎に接続することにより、直流電圧をインバータ回路の出力に重畳することなく放電ランプ毎に寿末検出手段により半波放電電流を検出できるので、カタホリシス現象を抑制しつつ各放電ランプの寿命末期を確実に検出できる。

請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、請求項１記載の放電灯点灯装置の効果に加えて、各寿末検出手段が、それぞれ対応する放電ランプの装着を検出可能とすることで、放電ランプの装着を検出するための構成を別途設ける必要がなく、構成を簡略化できる。

請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、請求項１記載の放電灯点灯装置の効果に加えて、所定の調光点灯状態で消灯手段により一方の放電ランプを消灯させている場合には、この放電ランプに対応する寿末検出手段による半波放電電流の検出を無視することで、調光点灯のために放電ランプを消灯させた状態を、この放電ランプが装着されていない状態と誤判断することを防止できる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は放電灯点灯装置の回路図、図２は放電灯点灯装置を備えた照明器具を示す斜視図、図３は放電灯点灯装置の調光時の光出力変化を示すグラフ、図４は放電灯点灯装置の電源部の動作のタイミングチャート、図５は放電灯点灯装置の制御のフローチャートである。

図２において、11は照明器具を示し、この照明器具11は、器具本体12に円環状の放電ランプとしての蛍光ランプ13，14が同心状に配設され、これら蛍光ランプ13，14を覆うように乳白色のセード15が器具本体12に装着されている。

本実施の形態において、一方の蛍光ランプ13は、他方の蛍光ランプ14よりも径寸法が小さく、そのため、定格電力が小さく設定されている。また、他方の蛍光ランプ14は、低電位側、すなわちグランド電位側に接続されている。さらに、これら蛍光ランプ13，14は、略同一面上に配置され、照明器具11を薄型としている。

そして、器具本体12に搭載される放電灯点灯装置42（以下、点灯装置42という）は、図１に示すように、商用交流電源ｅを整流平滑する直流電圧部としての電源部51にインバータ回路52が接続され、このインバータ回路52の出力端には、共振回路53を介して蛍光ランプ13，14のフィラメントFL1a，FL2aが接続されている。また、インバータ回路52と共振回路53との接続部には、蛍光ランプ13，14のフィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bの予熱回路55が接続されている。すなわち、蛍光ランプ13，14は互いに直列に接続されている。さらに、各蛍光ランプ13，14には、寿末検出手段としての寿末検出回路56，57がそれぞれ接続されている。そして、電源部51、インバータ回路52、予熱回路55および寿末検出回路56，57には、調光制御手段および制御手段の機能を有するディジタル信号処理装置58(以下、ＤＳＰ58という)が接続されている。また、このＤＳＰ58に対して、調光信号DIMを外部から入力する調光信号部59が接続されている。そして、商用交流電源ｅ、電源部51、インバータ回路52、共振回路53、予熱回路55、寿末検出回路56，57、ＤＳＰ58および調光信号部59などにより作動回路としての点灯回路LCが構成されているとともに、この点灯回路LCと蛍光ランプ13，14とが接続されることにより、主回路MCが構成されている。

電源部51は、入力電流I0と入力電圧V0との位相を合わせる、いわゆる臨界モードの力率改善(ＰＦＣ)機能を備えた昇圧チョッパ電源であり、商用交流電源ｅに全波整流部としての全波整流素子REC1が接続され、この全波整流素子REC1の出力側には、昇圧チョッパ回路60が接続されている。この昇圧チョッパ回路60は、全波整流素子REC1の出力側に、インバータ回路52との間に昇圧用のトランスであるチョッパチョークL1と逆阻止用のダイオードD1との直列回路が接続されているとともに、チョッパチョークL1とダイオードD1のアノードとの接続点にスイッチング素子としての第１スイッチング素子、すなわちチョッピング用スイッチング素子である電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)Q1が並列に接続されて、かつ、ダイオードD1のカソードとインバータ回路52との接続点に、平滑用のコンデンサである電解コンデンサC1が並列に接続されている。

チョッパチョークL1は、一次巻線L1aと二次巻線L1bとを有し、一次巻線L1aが全波整流素子REC1の出力側とダイオードD1のアノードとの間に接続されているとともに、二次巻線L1bの一端側がグランド電位側に接続され、他端側が検出用の抵抗R1を介して制御信号生成部としての順序回路であるフリップフロップ61のセット端子に接続されている。したがって、フリップフロップ61のセット端子には、チョッパチョークL1の二次巻線L1bからチョーク電流Ｉにより抵抗R1に生じるチョーク電圧Ｖが入力されている。

電界効果トランジスタQ1は、ドレイン端子がチョッパチョークL1とダイオードD1のアノードとの接続点に接続されているとともに、ソース端子が抵抗R2を介してグランド電位側に接続され、かつ、制御端子であるゲート端子がフリップフロップ61の出力端子に接続されている。

ここで、フリップフロップ61は、いわゆるＲＳ型のものであり、オペアンプとしての比較器すなわちコンパレータであるアナログコンパレータ63の出力端子がリセット端子に接続されている。このアナログコンパレータ63は、一方の入力端子が電界効果トランジスタQ1のドレイン端子と抵抗R2との接続点に接続されて電界効果トランジスタQ1のスイッチング電流IQにより抵抗R2にて生じる電圧VQが入力されるとともに、他方の入力端子が抵抗R3を介してＤＳＰ58に接続され、この抵抗R3との接続点がコンデンサC2を介してグランド電位側に接続されている。

そして、これらフリップフロップ61およびアナログコンパレータ63などにより、チョーク電流Ｉのゼロ電流位相と、スイッチング電流IQとに基づいて昇圧チョッパ回路60の動作を制御するスイッチングパルス生成回路としての昇圧チョッパ回路制御手段であるチョッピング制御部64が構成されている。

また、インバータ回路52は、電源部51に対して、第２スイッチング素子としてのインバータ用のスイッチング素子である電界効果トランジスタQ2，Q3が直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ型のものである。

電界効果トランジスタQ2，Q3は、制御端子であるゲート端子が制御手段としてのドライバ65を介してＤＳＰ58に接続されており、このドライバ65から供給される信号によってオンオフが制御される。

ドライバ65は、ＤＳＰ58から供給される調光用のＰＷＭ信号Ｐに応じて、数十ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の動作周波数、本実施の形態では例えば５０ｋＨｚ以上で電界効果トランジスタQ2，Q3を交互にオンオフする(スイッチング駆動する)ことで、所定の高周波交流を発生させるものである。

共振回路53は、電界効果トランジスタQ3の両端間に、直流成分を遮断するコンデンサC3と共振用インダクタL2とを直列に介して共振用コンデンサC4が並列に接続されている。

予熱回路55は、予熱用トランスL3、コンデンサC5、予熱用スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ4および電流検出用の抵抗R4の直列回路を備え、コンデンサC5と電界効果トランジスタQ4との接続点と電界効果トランジスタQ2のソース端子との間に、ダイオードD2が接続されている。

予熱用トランスL3は、一次巻線L3aと、第１二次巻線L3b、第２二次巻線L3cおよび第３二次巻線L3dとが対向配置されており、一次巻線L3aは、電界効果トランジスタQ2，Q3の接続点と共振用コンデンサC4との間に接続され、第１二次巻線L3bは、コンデンサC6との直列回路が一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1aの両端間に接続され、第２二次巻線L3cは、コンデンサC7との直列回路が一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1bおよび他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2b間に接続され、第３二次巻線L3dは、コンデンサC8との直列回路が他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2aの両端間に接続されている。

ここで、一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1bと他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2bとは、互いに一端側が電気的に接続され、他端側間に第２二次巻線L3cとコンデンサC8との直列回路が電気的に接続されている。また、一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1bと他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2bとの一端側には、消灯手段としてのバイパス用コンデンサC9が接続されている。さらに、他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2bの他端側は、直流カット用のコンデンサC10を介してグランド電位側に電気的に接続されている。

バイパス用コンデンサC9は、フィラメントFL1b，FL2bの一端側と、コンデンサC8と他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2aの一端側との接続点と間に接続されており、浮遊容量相当の容量、例えば２２０ｐＦ程度の容量を有しており、他方の蛍光ランプ14に流れようとする電流の一部をバイパスする機能を有している。このため、他方の蛍光ランプ14は、調光信号部59から出力された調光信号DIMによる調光段階が深くなると、他方の蛍光ランプ14に流れる電流に対してバイパス用コンデンサC9にバイパスされる電流の割合が相対的に増加することで、所定の調光状態、例えば蛍光ランプ13，14の全光点灯時の１０％以下に設定されたときに、消灯するように設定されている。なお、このバイパス用コンデンサC9は、物理的にコンデンサを接続して形成してもよく、他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2a，FL2b間に形成される浮遊容量であってもよい。

電界効果トランジスタQ4は、制御端子であるゲート端子がＤＳＰ58に接続され、このＤＳＰ58から供給される予熱用ＰＷＭ信号によりスイッチング制御される。

一方の寿末検出回路56は、一方の蛍光ランプ13の寿命末期の半波放電電流を検出するもので、共振回路53の出力側であるコンデンサC4と一方の蛍光ランプ14のフィラメントFL1aの一端側との接続点に対してグランド電位との間に抵抗R5，R6の抵抗分圧回路である直列回路が接続され、これら抵抗R5，R6の接続点に、充電されるコンデンサC11がグランド電位との間に接続されている。

他方の寿末検出回路57は、他方の蛍光ランプ14の寿命末期の半波放電電流を検出するもので、コンデンサC10と他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2aの他端側との接続点に対してグランド電位との間に抵抗R7，R8の抵抗分圧回路である直列回路が接続され、これら抵抗R7，R8の接続点に、充電されるコンデンサC12がグランド電位との間に接続されている。

そして、これら寿末検出回路56，57には、電源部51の出力側から蛍光ランプ13，14の中点である一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1bの一端側に接続された抵抗R11、この抵抗R11とフィラメントFL1aの一端側との接続点とコンデンサC6と一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1aの他端との間に接続された抵抗R12、および、コンデンサC7と他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2aの一端側との間に接続された抵抗R13を共通に有している。

そして、ＤＳＰ58は、ディジタル信号処理を行う、いわゆるマイコンなどのＭＰＵ(演算素子)であり、アナログコンパレータ63の入力端子と接続される基準波形設定部としての参照電圧設定部である電圧設定部71、予熱回路55の電界効果トランジスタQ4のスイッチングを制御するための予熱回路制御部72、放電電流すなわちランプ電流ILおよび放電電圧すなわちランプ電圧VLの少なくともいずれか一方を検出することで点灯回路LCおよび蛍光ランプ13，14の動作状態(主回路MCの動作状態)を検出する状態検出手段の機能を有する状態検出部73、電界効果トランジスタQ2，Q3の動作制御用のＰＷＭ信号Ｐを生成する信号生成手段としてのインバータ回路制御部である制御信号生成部74、および、寿末検出回路56，57からの出力に基づいて蛍光ランプ13，14の寿命および蛍光ランプ13，14の装着の有無を判断する判断手段としての判断部75などを内部に一体に備えているとともに、図示しない記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェースであるＩ／Ｏポートなどをそれぞれ備えている。

なお、ＤＳＰ58が電圧設定部71、予熱回路制御部72、制御信号生成部74および判断部75などを一体に備えるとは、これらがＤＳＰ58においてソフトウェア処理部分を共有していることをいう。

電圧設定部71は、電源部51の入力電圧V0および出力電圧V1の少なくともいずれか一方を検出する電源電圧検出手段の機能を有するソフトウェア部であり、この検出した電圧V0，V1の少なくともいずれか一方に基づいて、アナログコンパレータ63の比較のための基準電圧であってＰＷＭ信号である参照電圧VTHを設定する。

具体的に、本実施の形態において、参照電圧VTHは、アナログコンパレータ63に入力される電圧VQと参照電圧VTHとの大小によってオフされるように、基準波形SWとなる整流された電源電圧波形によって、出力電圧V1が所望の目標値に近付くようにフィードバック制御するための制御信号すなわちＰＷＭ制御信号である電界効果トランジスタQ1のスイッチングパルスSPを生成するように設定される。なお、基準波形SWは、例えば電源部51からの出力電圧V1(出力電流I1)および電源電圧の少なくともいずれか一方に対応して可変させることが可能である。

換言すれば、点灯装置42は、電源部51のＰＦＣ制御用のスイッチングのための参照電圧VTHをＤＳＰ58により生成し、電界効果トランジスタQ1をスイッチングするためのスイッチングパルスSPを、フリップフロップ61やアナログコンパレータ63などのハードウェアにより構成したチョッピング制御部64により生成している。

予熱回路制御部72は、予熱回路55の予熱電流IPを検出する予熱電流検出手段の機能を有するソフトウェア部であり、予熱回路55の予熱電流IPを監視しつつ、状態検出部73で検出したランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方の変化に追従するように最適予熱条件すなわち目標値を設定し、予熱電流IPが目標値に近付くように、予熱回路55の電界効果トランジスタQ4のゲート端子に供給する予熱用ＰＷＭ信号PPを生成する。

状態検出部73は、アナログ信号であるランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方を、これらランプ電流ILやランプ電圧VLに対応したディジタルの周波数データに変換する演算手段であるＡ／Ｄ変換器の機能を有しており、Ａ／Ｄ変換したランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方を予熱回路制御部72あるいは制御信号生成部74などに出力するものである。この状態検出部73でのランプ電流IL、あるいはランプ電圧VLの検出のタイミングは、例えば電源電圧波形、あるいは共振用コンデンサC4の両端電圧など、主回路MC中の少なくともいずれかのアナログ信号、あるいは、この状態検出部73で検出したランプ電流ILやランプ電圧VLなどに基づいて演算されたディジタル信号である所定の周波数データによって、ランプ電流ILやランプ電圧VLのピーク位相に同期したタイミングに決定される。本実施の形態では、例えば状態検出部73がＡ／Ｄ変換器の機能を有しているので、ランプ電流ILやランプ電圧VLなどに基づいて演算されたディジタル信号である所定の周波数データに基づいてランプ電流ILあるいはランプ電圧VLの検出のタイミングが決定される。

ＲＯＭには、ＤＳＰ58の各部、例えば電圧設定部71、予熱回路制御部72および制御信号生成部74などにより実行される各種プログラムが予め格納されている。

ＲＡＭには、状態検出部73などにより検出した各種ディジタル値がそれぞれに割り当てられた領域に記憶される。

調光信号部59は、例えば１００Ｈｚ程度のＰＷＭ調光信号を出力する信号出力部76と、この信号出力部76から出力されたＰＷＭ調光信号を整流してＤＳＰ58へと入力させる整流手段としての全波整流素子REC2とを備えている。

制御信号生成部74は、状態検出部73により検出した蛍光ランプ13，14の点灯状態、すなわちランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方、寿末検出回路56，57によって間接的に検出した蛍光ランプ13，14の寿命、あるいは、調光信号部59から出力された調光信号DIMに基づいて、所定の周波数を有するＰＷＭ信号Ｐを生成するソフトウェア部である。なお、この制御信号生成部74により生成されたＰＷＭ信号Ｐでの調光特性は、図３に示すように、蛍光ランプ13の全光出力をA1、蛍光ランプ14の光出力をA2、蛍光ランプ13，14の光出力A1，A2の和を光出力Ａとする。

判断部75は、点灯状態で寿末検出回路56，57からの出力を予め設定された所定の閾値と比較することにより、蛍光ランプ13，14が寿命末期であるかどうかを判断するとともに、非点灯状態で寿末検出回路56，57からの出力を予め設定された所定の閾値と比較することにより、蛍光ランプ13，14が装着されているかどうかを判断する。また、判断部75には、各蛍光ランプ13，14に対応する図示しない装着状態カウンタが設けられている。これら装着状態カウンタは、蛍光ランプ13，14が装着状態であると判断した場合にクリアされることで、蛍光ランプ13，14が装着状態であるかどうかを判断するためのものである。なお、この判断部75による各判断は、電源投入状態で常時行われている。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

まず、ＤＳＰ58の制御信号生成部74での蛍光ランプ13，14の寿命末期の検出制御、および、蛍光ランプ13，14の装着・非装着の検出制御を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

ＤＳＰ58の判断部75では、まず、照明器具11が点灯動作中であるかどうかを判断する(ステップS1)。

この判断には、寿末検出回路56，57からの出力が用いられる。すなわち、蛍光ランプ13，14がともに点灯中である場合には、これら蛍光ランプ13，14のインピーダンスが非常に小さくなり、抵抗R12の電流および抵抗R13の電流がそれぞれバイパスされるとともに、フィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bでの抵抗損失も非常に小さくなるので、各寿末検出回路56，57の抵抗R5，R6および抵抗R7，R8により分圧されて充電されたコンデンサC11，C12の電圧VC11，VC12が非常に小さくなるため、ＤＳＰ58の判断部75は、点灯中であることを判断できる。

同様に、例えば全光点灯時の１０％以下の調光状態など、一方の蛍光ランプ13のみが点灯中である場合には、一方の蛍光ランプ13のインピーダンスが非常に小さくなり、抵抗R12の電流がバイパスされるとともに、他方の蛍光ランプ14では、バイパス用コンデンサC9により抵抗R13の電流がバイパスされるので、上記と同様に、コンデンサC11，C12の電圧VC11，VC12が非常に小さくなるため、ＤＳＰ58の判断部75は、点灯中であることを判断できる。

そして、このステップS1で、蛍光ランプ13，14が点灯中であると判断した場合には、高圧側である一方の蛍光ランプ13が寿命末期であるかどうかを判断する(ステップS2)。

この判断には、一方の寿末検出回路56からの出力が用いられる。すなわち、一方の蛍光ランプ13が寿命末期を迎えた状態で装着されている場合には、フィラメントFL1a，FL1bのいずれかがエミッタレス状態となり、一方の蛍光ランプ13に整流作用が生じて半波放電電流が生じることで、一方の寿末検出回路56の抵抗R5，R6で分圧されてコンデンサC11が充電される。したがって、判断部75では、この充電されたコンデンサC11の電圧VC11が予め設定された所定の電圧ａより大きく電圧ｂより小さいかどうか、すなわちａ＜VC11＜ｂであるかどうかを判断することにより、一方の蛍光ランプ13が寿命末期であるかどうかを判断できる。

そして、ステップS2で、一方の蛍光ランプ13が寿命末期であると判断した場合には、判断部75からの出力により制御信号生成部74がドライバ65に出力するＰＷＭ信号Ｐを停止させて発振停止処理を行う(ステップS3)。この後、ＤＳＰ58の判断部75では、他方の蛍光ランプ14が消灯しているかどうか、すなわち所定レベルの調光点灯状態以下、例えば全光点灯時の１０％以下の調光状態であるかどうかを判断し(ステップS4)、所定レベルの調光点灯状態以下であると判断した場合には、リターンする。また、このステップS4で、所定レベルの調光点灯状態以下でないと判断した場合には、低圧側である他方の蛍光ランプ14が寿命末期であるかどうかを判断する(ステップS5)。なお、ステップS2で、一方の蛍光ランプ13が寿命末期でないと判断した場合には、そのままステップS4に進む。

ステップS5の判断には、他方の寿末検出回路57からの出力が用いられる。上記ステップS2の判断と同様に、すなわち、他方の蛍光ランプ14が寿命末期を迎えた状態で装着されている場合には、フィラメントFL2a，FL2bのいずれかがエミッタレス状態となり、他方の蛍光ランプ14に整流作用が生じて半波放電電流が生じることで、他方の寿末検出回路57の抵抗R7，R8で分圧されてコンデンサC12が充電される。したがって、判断部75では、この充電されたコンデンサC12の電圧VC12が予め設定された所定の電圧ｃより大きく電圧ｄより小さいかどうか、すなわちｃ＜VC12＜ｄであるかどうかを判断することにより、他方の蛍光ランプ14が寿命末期であるかどうかを判断できる。

そして、ステップS5で、他方の蛍光ランプ14が寿命末期であると判断した場合には、ドライバ65に出力するＰＷＭ信号Ｐを停止させて発振停止処理を行い(ステップS6)、リターンする。また、ステップS5で他方の蛍光ランプ14が寿命末期でないと判断した場合には、そのままリターンする。

一方、ステップS1で、蛍光ランプ13，14が点灯中でないと判断した場合には、高圧側である一方の蛍光ランプ13が装着されているかどうかを判断する(ステップS7)。

この判断には、上記ステップS2と同様に一方の寿末検出回路56からの出力が用いられる。例えば、一方の蛍光ランプ13が装着されている場合には、電源部51からの直流電圧に対して、抵抗R11，R12、抵抗として作用するフィラメントFL1aおよび抵抗R5，R6の流通回路が接続されることで、これら抵抗R11，R12、フィラメントFL1aおよび抵抗R5，R6により分圧されてコンデンサC11が充電されるのに対して、一方の蛍光ランプ13が装着されていない場合には、上記流通回路が形成されず、コンデンサC11が充電されない。したがって、判断部75では、この充電されたコンデンサC11の電圧を検出することで一方の蛍光ランプ13が装着されているかどうかを判断できる。

そして、ステップS6で一方の蛍光ランプ13が装着されていると判断した場合には、ＤＳＰ58の判断部75において、一方の蛍光ランプ13側の装着状態カウンタをクリアする(ステップS8)。次いで、ＤＳＰ58の判断部75は、一方の蛍光ランプ13が装着されているかどうかを判断する(ステップS9)。なお、ステップS7で、一方の蛍光ランプ13が装着されていないと判断した場合には、そのままステップS9に進む。

ステップS9での判断には、上記ステップS5と同様に他方の寿末検出回路57からの出力が用いられる。例えば、他方の蛍光ランプ14が装着されている場合には、電源部51からの直流電圧に対して、抵抗R11、抵抗として作用するフィラメントFL2b、抵抗R13、抵抗として作用するフィラメントFL2aおよび抵抗R7，R8の流通回路が接続されることで、これら抵抗R11、フィラメントFL2b、抵抗R13、フィラメントFL2aおよび抵抗R7，R8により分圧されてコンデンサC12が充電されるのに対して、他方の蛍光ランプ14が装着されていない場合には、上記流通回路が形成されず、コンデンサC12が充電されない。したがって、判断部75では、この充電されたコンデンサC12の電圧を検出することで他方の蛍光ランプ14が装着されているかどうかを判断できる。

さらに、ステップS9で他方の蛍光ランプ14が装着されていると判断した場合には、ＤＳＰ58の判断部75において、他方の蛍光ランプ14側の装着状態カウンタをクリアし(ステップS10)、リターンする。また、ステップS9で蛍光ランプ14が装着されていないと判断した場合には、そのままリターンする。

そして、上記制御により、蛍光ランプ13，14が寿命末期でない状態で装着されていると判断した場合(装着状態カウンタがクリアされている場合)の動作について説明する。

点灯装置42は、電源部51において、フリップフロップ61の動作によってスイッチングパルスSPを生成して電界効果トランジスタQ1をスイッチング動作させ、入力電圧V0と入力電流I0との位相を合わせて力率を改善する。

具体的に、図１および図４に示すように、図示しない起動用回路などにより電界効果トランジスタQ1がオンされると、チョッパチョークL1(ダイオードD1)に直線的に増加する電流が流れることで、このチョッパチョークL1の二次巻線L1bにチョーク電流Ｉが流れ、チョッパチョークL1に電磁的エネルギが蓄積される。同時に、電界効果トランジスタQ1のオンによるスイッチング電流IQによって抵抗R2により生じる電圧VQ(≧参照電圧VTH)がアナログコンパレータ63に入力されると、アナログコンパレータ63からフリップフロップ61のリセット端子にリセット電圧VR(＝電圧VQ)が入力され、このフリップフロップ61の出力端子からオフのスイッチングパルスSPが電界効果トランジスタQ1のゲート端子に供給されてこの電界効果トランジスタQ1がオフされることで、チョッパチョークL1に蓄積された電磁的エネルギが放出され、チョッパチョークL1(ダイオードD1)に直線的に減少する電流が流れる。

この動作の繰り返しにより、入力電圧V0の波形すなわち全波整流されたサイン波形である基準波形SWを包絡線として出力電流I1が形成される。

電源部51により生成された出力電圧V1は、インバータ回路52の電界効果トランジスタQ2，Q3を、例えば５０ｋＨｚなどの所定の周波数および所定のオンデューティでオンオフ動作させることで、高周波交流電圧に変換される。

この高周波交流電圧により、共振回路53が共振して共振電流が流れ、予熱回路制御部72で生成された所定の周波数の予熱用ＰＷＭ信号PPにより電界効果トランジスタQ4がスイッチング動作された予熱回路55の予熱用トランスL3の各二次巻線L3b，L3c，L3dにそれぞれ予熱電流IPが流れて、蛍光ランプ13，14のフィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bを予熱する。

そして、フィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bの予熱によりフィラメントFL1a，FL1b間およびフィラメントFL2a，FL2b間に所定の始動電圧が印加されて蛍光ランプ13，14が点灯(始動)し、これら蛍光ランプ13，14が定常点灯される。

このように点灯した蛍光ランプ13，14を調光する場合には、点灯装置42のドライバ65にＤＳＰ58の制御信号生成部74からＰＷＭ信号Ｐを入力してインバータ回路52を駆動する駆動周波数を可変する。インバータ回路52の駆動周波数を増加、あるいは減少させることで、インバータ回路52からの高周波電力が抑制、あるいは増加されて、ランプ電流ILが抑制、あるいは増加され、蛍光ランプ13，14が調光される。

このインバータ回路52の動作周波数、すなわちＰＷＭ信号Ｐの周波数は、制御信号生成部74において、状態検出部73により検出したランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方、あるいは、調光信号部59から出力された調光信号DIMに基づいて設定される。

図１および図３に示すように、調光信号部59から出力された調光信号DIMにより調光度が所定の調光状態、例えば全光点灯時の１０％以下の状態に設定されると、バイパス用コンデンサC9によりランプ電流ILの一部がバイパスされることで、他方の蛍光ランプ14が消灯し(光出力A2)、一方の蛍光ランプ13のみが点灯する。

したがって、全光点灯時の１０％以下の調光状態では、インバータ回路52およびＤＳＰ58などは一方の蛍光ランプ13のみを調光制御する。

なお、予熱回路55では、状態検出部73で検出したランプ電流IL、ランプ電圧VL、ランプ電力、あるいは周囲の温度変化などに追従するように予熱回路制御部72により設定された目標値に予熱電流IPが近付くように生成した予熱用ＰＷＭ信号PPによって電界効果トランジスタQ4がスイッチング動作されることで、蛍光ランプ13，14の種類や製造過程でのばらつきなどによって変化する点灯中の予熱量を最適化する。

以上のように、電源部51の出力側から、蛍光ランプ13，14の寿命末期の半波放電電流を検出する寿末検出回路56，57をそれぞれ接続することにより、直流電圧をインバータ回路52の出力に重畳することなく蛍光ランプ13，14毎に寿末検出回路56，57により半波放電電流を検出できるので、カタホリシス現象を抑制しつつ各蛍光ランプ13，14の寿命末期を確実に検出できる。

すなわち、直列に接続された蛍光ランプ13，14のうち、蛍光ランプ14のみに対して、高周波電流の一部をバイパスするバイパス用コンデンサC9を並列に接続し、このバイパス用コンデンサC9により、全光点灯時の１０％以下の所定の調光状態では蛍光ランプ14を消灯させることで、光出力が小さい場合には一方の蛍光ランプ13のみを調光制御して、例えば蛍光ランプ13，14のそれぞれを点灯制御するインバータ回路などを設けるなど、構成を複雑化させることなく、きめ細かい調光制御を可能とした本実施の形態では、このような調光状態での電流が小さく、直流電圧をインバータ回路52の出力側に重畳することで蛍光ランプ13，14に直流電流が流れると、カタホリシス現象が生じやすくなるだけでなく、半波放電電流を検出することが容易でない。このため、一方の蛍光ランプ13に一方の寿末検出回路56を接続し、他方の蛍光ランプ14に他方の寿末検出回路57を接続するなど、蛍光ランプ毎に寿末検出回路を接続することで、各蛍光ランプ13，14の寿命末期を確実に検出できる。

また、寿末検出回路56，57が、それぞれ対応する蛍光ランプ13，14の装着を検出可能であるため、蛍光ランプ13，14の装着を検出するための構成を別途設ける必要がなく、構成を簡略化できる。

また、所定の調光点灯状態でコンデンサC9により電流をバイパスして他方の蛍光ランプ14を消灯させている場合には、この蛍光ランプ14に対応する寿末検出回路57による半波放電電流の検出をＤＳＰ58の判断部75が無視することで、調光点灯のために他方の蛍光ランプ14を消灯させた状態を、この蛍光ランプ14が装着されていない状態と誤判断することを防止できる。

なお、上記一実施の形態において、定格電力が小さいランプ、すなわち内側に配置されたランプに対して上記バイパス用コンデンサC9と同様のコンデンサを並列に接続してもよい。

また、電源部51は、直流電圧を出力できるものであれば、上記構成に限定されるものではない。

さらに、共振回路53、予熱回路55などのそれぞれの構成、および、これらの制御などは、上記構成および制御に限定されるものではない。

本発明の一実施の形態を示す放電灯点灯装置の回路図である。 同上放電灯点灯装置を備えた照明器具を示す斜視図である。 同上放電灯点灯装置の調光時の光出力変化を示すグラフである。 同上放電灯点灯装置の電源部の動作のタイミングチャートである。 同上放電灯点灯装置の制御のフローチャートである。

符号の説明

13，14 放電ランプとしての蛍光ランプ
42 放電灯点灯装置
51 直流電圧部としての電源部
52 インバータ回路
56，57 寿末検出手段としての寿末検出回路
58 調光制御手段および制御手段の機能を有するディジタル信号処理装置
C9 消灯手段としてのバイパス用コンデンサ

Claims (3)

1. 直流電圧を出力する直流電圧部と；
   この直流電圧部から出力された直流電圧を高周波交流電圧に変換し、直列に接続された一対の放電ランプを一括して点灯可能なインバータ回路と；
   外部からの調光信号に応じてインバータ回路の動作周波数を制御する調光制御手段と；
   直流電圧部の出力側から放電ランプ毎に接続され、各放電ランプの寿命末期の半波放電電流を検出する寿末検出手段と；
   この寿末検出手段により放電ランプの少なくともいずれかの半波放電電流を検出するとインバータ回路の動作を停止させる制御手段と；
   を具備していることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 各寿末検出手段は、それぞれ対応する放電ランプの装着を検出可能である
   ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 一対の放電ランプのいずれか一方を、所定の調光点灯状態では消灯させる消灯手段を具備し、
   制御手段は、所定の調光点灯状態で一方の放電ランプを消灯させている場合には、この放電ランプに対応する寿末検出手段による半波放電電流の検出を無視する
   ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。

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