JP2010218962A - 低圧放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電圧源Vdcから出力される直流電圧をスイッチングする1つ以上のスイッチング素子Q1,Q2と、スイッチング素子Q1,Q2を高周波でオン・オフする駆動回路8と、スイッチング素子Q1,Q2によりスイッチングされた電圧を印加されて放電灯LAに共振電圧を供給する共振回路とで構成されるインバータ回路4を備え、放電灯LAの電圧−電流特性との交点におけるインバータ回路4の電圧−電流特性の傾きが放電灯LAの電圧−電流特性の接線と略垂直となるように、直流電圧源Vdcから出力される直流電圧またはスイッチング素子Q1,Q2のオン・オフを調整するフィードバック手段5を設けた。
【選択図】図1
Description
図16は特許文献1(特許第2727476号公報)に開示された従来例1の回路図である。可変AC電圧源25はAC電圧を共振LC回路27に、その共振周波数に等しいか又は近傍の周波数で出力する。この共振LC回路27は電流を蛍光ランプLAに供給する。電流センサ29がランプを流れる電流量を感知し、検出信号を加算部30に供給する。加算部30はこの信号を基準信号源31からの信号と比較し、その差に比例する誤差信号を増幅器32に供給する。増幅器32は電流センサ29からの信号と基準信号源31からの信号との差を減じるように可変AC電圧源25を調節し、それによって蛍光ランプLA中の電流の変動の大きさを減少させ、かつ回路の出力インピーダンスを増大させる。かくして、この回路の等価の出力インピーダンスは非常に高く、実際には共振LC回路27単独のインピーダンスよりもはるかに高い。約35kΩの等価の出力インピーダンスを持つこの形態のバラスト23を有する調光回路は、定格点灯時の約1%以下の光レベルにおいてコンパクト蛍光ランプを安定に動作させることができるとされている。
図19は特許文献2(特開2005−339972号公報)に開示された従来例2の回路図である。この回路では、交流電源Vsを低域通過フィルタ回路1を介して整流回路2に入力して整流し、さらにチョッパ回路3と平滑用キャパシタC0で所定の電圧の直流を得て、この平滑用キャパシタC0の両端電圧を直流電源としてハーフブリッジ形インバータ回路4に供給するようになっている。平滑用キャパシタC0の両端にはFETからなるスイッチング素子Q1,Q2と抵抗Rsとの直列回路を接続し、ローサイド側のスイッチング素子Q2と抵抗Rsの直列回路には共振用インダクタL1と共振用キャパシタC1と共振用キャパシタC1に並列接続した放電灯LAとからなる共振回路を接続し、共振用キャパシタC1の両端電圧を放電灯LAに印加するようになっている。そして、放電灯LAの出力電力を抵抗Rsの両端電圧で検出し、この両端電圧と調光レベルを決める可変の基準電圧Vrefとをフィードバック手段5の比較器を構成する誤差増幅器EAで比較してその差分に基づいた電圧信号をフィードバック信号として出力させる。そのフィードバック信号とパルス信号発生器7からの電圧信号からなる制御信号とを加算器6で加算した電圧信号に基づいて発振器8aからのパルス信号の周波数を変調するようになっている。
図21は特許文献3(特開2005−339976号公報)に開示された従来例3の回路図である。この放電灯点灯装置は、直流電源Eの両極間に直列接続された2つのスイッチング素子(電界効果トランジスタ)Q1,Q2からなるインバータ回路4aと、ハイサイドのスイッチング素子Q1の両端(ドレイン−ソース)間に直流カット用のコンデンサC2を介して直列接続されたインダクタL1及びコンデンサC1からなる共振回路4bと、共振用のコンデンサC1にフィラメント(図示せず)の一端が接続された放電灯(蛍光ランプ)LAの各フィラメントを予熱する予熱回路4cとを備えている。
請求項4の発明によれば、定格付近で無理にゲインを上げる必要がないので、フィードバック手段での発散が起こりにくい。また、調光が深いほどゲインを高くすることで、より立消えに強くなる。
請求項5の発明によれば、ランプが確実に始動してから、調光時に立消えしにくい本発明の制御を開始できる。
請求項7の発明によれば、無負荷時やフィードバック手段での発散による異常時などに安全に回路の発振を弱めたり、停止したりできる。また、ランプ電圧検出手段またはランプ電流検出手段を異常検出回路と兼用することで、回路の簡易化が図れる。
請求項9の発明によれば、センサによる補正により照度を一定化したまま、低光束調光が可能である。
図1は本発明の実施形態1の基本構成を示す回路図である。直流電圧源Vdcには、スイッチング素子Q1、Q2の直列回路が接続されている。スイッチング素子Q1、Q2は駆動回路8により高周波でオン・オフされる。スイッチング素子Q1、Q2の接続点と直流電圧源Vdcの一端(ここでは負極)の間にはインダクタL1とコンデンサC1の直列共振回路が接続されている。コンデンサC1の一端にコンデンサC2の一端が接続されている。以上の回路により電子安定器(バラスト)としてのインバータ回路4を構成している。
図5は実施形態1の一変形例の回路図である。図1の基本回路構成では、バラストのV−I特性の傾きを最適化するフィードバック・ループと、ランプ電流Ilaを調整するフィードバック・ループが別々に設けられているが、図5の回路では、図1におけるオペアンプOP、オペアンプOP2を用いた2つのフィードバック・ループを一つにまとめた例である。
図6は本発明の実施形態2の回路図である。図5に示した構成と異なる点は、抵抗Rと直列に抵抗R’が接続されており、抵抗R’と並列にスイッチSW1が接続されている点である。スイッチSW1は調光器9の信号に応じて、オン・オフを切り替えられる。他の構成は図5と同じであるため、重複する説明を省略する。
図9は本発明の実施形態3の回路図である。図5と異なる点は、フィードバック手段5の出力と駆動回路8の入力の間にスイッチSW2を挿入し、Ila検出回路13の検出出力に応じて、スイッチSW2のオン・オフを切り替える回路を追加した点である。他の部分は図5と同じであるため、重複する説明は省略する。
図11は本発明の実施形態4の回路図である。図5と異なる点は、フィードバック手段5の入力として、Ila検出回路13の出力と垂線演算手段10の出力とが選択的に切替可能なスイッチSW3を設け、調光器9の出力に応じて、スイッチSW3を切り替える回路を追加した点である。他の部分は図5と同じであるため、重複する説明は省略する。
図13は本発明の実施形態5の回路図である。図5と異なる点は、Vla検出回路11の出力を受けて異常を検出する異常検出回路51が付加された点である。異常検出回路51の出力は駆動回路8に入力されている。他の部分は図5と同じであるため、重複する説明は省略する。
図14は本発明の実施形態6の回路図である。図5と異なる点は、調光器9の出力に、照度センサ17による出力が重畳された点であり、他の部分は図5と同じであるため、重複する説明は省略する。
実施形態1〜6のいずれかの低圧放電灯点灯装置を搭載された照明器具の外観を図15に例示する。照明器具40は、実施形態1〜6のいずれかに記載の放電灯点灯装置を組み込んだ器具本体41と、放電灯点灯装置と蛍光ランプLAを電気的に接続するための一対のソケット42とを備え、ソケット42には蛍光ランプLAのフィラメント電極が着脱自由に装着される。ここでは、負荷として直管型の蛍光ランプを例示したが、丸型蛍光ランプやコンパクト形蛍光ランプあるいは二重環形蛍光ランプの点灯装置に本発明を適用しても構わない。本実施形態によれば、低光束まで安定した調光点灯が可能な照明器具を実現できる。
Q1 スイッチング素子
Q2 スイッチング素子
4 インバータ回路
5 フィードバック手段
8 駆動回路
LA 放電灯
Claims (10)
- 直流電圧源から出力される直流電圧をスイッチングする1つ以上のスイッチング素子と、前記スイッチング素子を高周波でオン・オフする駆動回路と、前記スイッチング素子によりスイッチングされた電圧を印加されて放電灯に共振電圧を供給する共振回路とで構成されるインバータ回路を備える放電灯点灯装置において、
放電灯の電圧−電流特性との交点における前記インバータ回路の電圧−電流特性の傾きが放電灯の電圧−電流特性の接線と略垂直となるように、前記直流電圧源から出力される直流電圧または前記スイッチング素子のオン・オフを調整するフィードバック手段を設けたことを特徴とする低圧放電灯点灯装置。 - 前記放電灯のランプ電流を調光器で実質的に可変とすることを特徴とする請求項1記載の低圧放電灯点灯装置。
- 前記調光器によって調整されるランプ電流の値は離散的に設定され、その設定値の間隔は調光が深くなるほど狭くなっていることを特徴とする請求項2記載の低圧放電灯点灯装置。
- 前記フィードバック手段のゲインを調光のレベルに応じて変化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の低圧放電灯点灯装置。
- 前記フィードバック手段の機能を放電灯の始動前はオフにし、放電灯の始動後にオンにすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の低圧放電灯点灯装置。
- 前記フィードバック手段は、放電灯の電圧−電流特性との交点における前記インバータ回路の電圧−電流特性の傾きが放電灯の電圧−電流特性の接線と略垂直となるように、前記直流電圧源から出力される直流電圧または前記スイッチング素子のオン・オフを調整する第1のフィードバック機能と、放電灯の電流の検出値が略一定となるように、前記直流電圧源から出力される直流電圧または前記スイッチング素子のオン・オフを調整する第2のフィードバック機能を、調光レベルに応じて切り替え可能としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の低圧放電灯点灯装置。
- ランプ電圧検出手段またはランプ電流検出手段を備え、ランプ電圧またはランプ電流のいずれかの検出信号が所定の閾値以上になると、インバータ回路の出力を抑制するか、又は停止させる異常検出回路を設けたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の低圧放電灯点灯装置。
- 放電灯の電圧−電流特性との交点におけるインバータ回路の電圧−電流特性の傾きを演算する手段は、除算用アナログIC、またはマイコン、またはデジタル・シグナル・プロセッサのいずれかであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の低圧放電灯点灯装置。
- センサを備え、センサの出力に応じて調光レベルを変化させることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の低圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の低圧放電灯点灯装置が組み込まれた照明器具。
Priority Applications (1)
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JP2009066546A JP2010218962A (ja) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | 低圧放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012152053A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Murata Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置、及びled照明装置 |
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2009
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