JP2012113878A - Lighting device and luminaire using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧放電灯等の光源を点灯させる点灯装置及びそれを用いた照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting device for lighting a light source such as a high-pressure discharge lamp and a lighting fixture using the same.
従来から、高輝度・高出力の照明として高圧放電灯が広く使用されているが、放電灯の一種である高圧放電灯を安定して点灯させるためには、安定器(点灯装置)が必要となる。高圧放電灯用の点灯装置としては、主に鉄心に銅線が巻かれて成る銅鉄型安定器と、半導体スイッチング素子を用いた電子安定器とがある。近年では、省エネルギーの観点から電子安定器が普及しており、年々小型化及び低コスト化が図られている。そして、点灯装置の小型化に伴って、点灯装置の放熱能力が低下して点灯装置が高温化してきている。 Conventionally, high-pressure discharge lamps have been widely used as high-intensity, high-power illumination, but a ballast (lighting device) is required to stably light up a high-pressure discharge lamp that is a type of discharge lamp. Become. As a lighting device for a high-pressure discharge lamp, there are mainly a copper-iron type ballast in which a copper wire is wound around an iron core and an electronic ballast using a semiconductor switching element. In recent years, electronic ballasts have become widespread from the viewpoint of energy saving, and miniaturization and cost reduction are achieved year by year. And with the miniaturization of the lighting device, the heat dissipating capability of the lighting device is lowered, and the lighting device is getting high temperature.
ここで、点灯装置を互いに電源電圧の異なる複数の電源(例えば、100V電源と200V電源)に兼用させて用いる場合がある。点灯装置には、電源電圧を昇圧する昇圧コンバータ回路が内蔵されており、この昇圧コンバータ回路は、通常、電源電圧が高い方の電源に合わせて設計される。このため、点灯装置を電源電圧が低い方の電源に用いる場合、昇圧コンバータ回路の昇圧比が電源電圧が高い方の電源に用いる場合と比較して大きくなり、回路損失が大きくなって更に点灯装置が高温化してしまうという問題があった。 Here, the lighting device may be used in combination with a plurality of power supplies (for example, a 100V power supply and a 200V power supply) having different power supply voltages. The lighting device incorporates a boost converter circuit that boosts the power supply voltage, and this boost converter circuit is usually designed according to the power supply having the higher power supply voltage. For this reason, when the lighting device is used for a power source having a lower power supply voltage, the boost ratio of the boost converter circuit is larger than that used for a power source having a higher power supply voltage, resulting in a larger circuit loss and a further lighting device. However, there was a problem that the temperature became high.
上記の問題を解決するものとして、負荷時(放電灯の点灯時)において、100Vの電源電圧の入力時の昇圧コンバータ回路の昇圧電圧を200Vの電源電圧の入力時の昇圧電圧より低減させるように構成した放電灯点灯装置が特許文献1に開示されている。
As a solution to the above problem, the boosted voltage of the boost converter circuit at the time of input of the power supply voltage of 100V is reduced from the boosted voltage at the time of input of the power supply voltage of 200V at the time of load (when the discharge lamp is turned on) A constructed discharge lamp lighting device is disclosed in
ところで、上述のように光源を高圧放電灯とし、高圧放電灯を安定して点灯させる点に鑑みると、昇圧コンバータ回路の出力電圧が高い程安定して点灯させることができる。しかしながら、特許文献1に記載の従来例のように、電源電圧に応じて昇圧コンバータ回路の出力電圧を変動させると、電源電圧の大きさによって放電灯の点灯を維持する能力に差が生じてしまう。例えば、寿命末期の高圧放電灯など、点灯状態が不安定になり易い光源を用いるとする。そして、互いに異なる電源電圧が配電される2つの地域で上記の同じ光源をそれぞれ点灯させた場合に、一方の地域では高圧放電灯にチラつきが生じないが、他方の地域では高圧放電灯にチラつきが生じる虞があった。また、高圧放電灯は、始動してから点灯状態が安定するまでに数分間が必要となり、この期間は非常に不安定である。この期間に、特許文献1に記載の従来例のように昇圧コンバータ回路の出力電圧が変動すると、始動した高圧放電灯が消灯して点灯を維持できない虞があった。
By the way, considering that the light source is a high-pressure discharge lamp and the high-pressure discharge lamp is stably lit as described above, the higher the output voltage of the boost converter circuit, the more stable the lighting. However, when the output voltage of the boost converter circuit is varied according to the power supply voltage as in the conventional example described in
上記の問題に対する一般的な対策としては、高圧放電灯が始動してから一定時間の間は昇圧コンバータ回路の出力電圧を非点灯(無負荷)時の電圧から変更せず、一定時間経過後に出力電圧を非点灯時よりも低い電圧に設定する方法が考えられる。しかしながら、当該方法では、高電圧を出力する期間が長くなることから、スイッチング素子やコンデンサ等の回路部品に大きなストレスを与え、また、昇圧コンバータ回路の回路損失が増大し、結果として点灯装置が高温化してしまうという問題があった。 As a general countermeasure against the above problems, the output voltage of the boost converter circuit is not changed from the voltage at non-lighting (no load) for a certain period of time after the high-pressure discharge lamp starts, and is output after a certain period of time has elapsed. A method is conceivable in which the voltage is set to a lower voltage than when the lamp is not lit. However, in this method, since the period during which a high voltage is output becomes long, a large stress is applied to circuit components such as switching elements and capacitors, and the circuit loss of the boost converter circuit increases, resulting in a high temperature of the lighting device. There was a problem of becoming.
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、互いに電源電圧の異なる複数の電源に用いる場合でも、装置の温度の上昇を抑えるとともに点灯の維持を図ることのできる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。 The present invention has been made in view of the above points, and even when used for a plurality of power supplies having different power supply voltages, a lighting device capable of suppressing an increase in the temperature of the device and maintaining lighting can be provided. It aims at providing the used lighting fixture.
本発明の点灯装置は、入力電源からの電圧を所定の直流電圧に変換して出力する第1のコンバータ部と、前記第1のコンバータ部の出力電圧を光源の点灯に必要な電圧に変換して前記光源に供給する第2のコンバータ部と、前記第1のコンバータ部及び前記第2のコンバータ部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光源の非点灯時における前記第1のコンバータ部の出力電圧の目標値を設定する第1の設定部と、前記光源の安定点灯時における前記第1のコンバータ部の出力電圧の目標値を設定する第2の設定部と、前記光源の始動後の一定期間における前記第1のコンバータ部の出力電圧の目標値を設定する第3の設定部とを有し、前記各設定部で設定される目標値に基づいて前記第1のコンバータ部の出力電圧を制御し、前記各設定部で設定される目標値は、前記第1の設定部、前記第3の設定部、前記第2の設定部の順に小さくなることを特徴とする。 The lighting device of the present invention converts a voltage from an input power source into a predetermined DC voltage and outputs the voltage, and converts the output voltage of the first converter into a voltage required for lighting the light source. A second converter unit that supplies the light source, and a control unit that controls the first converter unit and the second converter unit, and the control unit includes the first converter unit when the light source is not lit. A first setting unit that sets a target value of the output voltage of the converter unit, a second setting unit that sets a target value of the output voltage of the first converter unit when the light source is stably lit, and the light source And a third setting unit for setting a target value of the output voltage of the first converter unit in a certain period after starting, and the first converter based on the target value set by each setting unit Control the output voltage of the unit, Target value set by the setting unit, the first setting portion, the third setting unit, characterized by comprising reduced in the order of the second setting unit.
この点灯装置において、前記第3の設定部は、時間の経過に伴って目標値を一定の傾きで減少させることが好ましい。 In the lighting device, it is preferable that the third setting unit decreases the target value with a constant inclination as time elapses.
この点灯装置において、前記第3の設定部は、時間の経過に伴って目標値を段階的に減少させることが好ましい。 In this lighting device, it is preferable that the third setting unit decreases the target value stepwise as time passes.
この点灯装置において、前記光源に印加されるランプ電圧を検出するランプ電圧検出部を備え、前記第3の設定部は、前記ランプ電圧検出部で検出されるランプ電圧に基づいて目標値を減少させることが好ましい。 The lighting device includes a lamp voltage detection unit that detects a lamp voltage applied to the light source, and the third setting unit decreases a target value based on the lamp voltage detected by the lamp voltage detection unit. It is preferable.
この点灯装置において、前記第2のコンバータ部は、前記第1のコンバータ部の出力電圧を矩形波に変換して出力するものであって、前記制御部は、前記光源の始動後の一定期間における前記第1のコンバータ部の出力電圧の目標値を設定し且つ設定される目標値が前記第3の設定部で設定される目標値よりも小さい第4の設定部を有し、前記光源の始動後の一定期間において前記矩形波の反転時には前記第3の設定部で設定される目標値に基づいて前記第1のコンバータ部の出力電圧を制御し、反転時以外には前記第4の設定部で設定される目標値に基づいて前記第1のコンバータ部の出力電圧を制御することが好ましい。 In this lighting device, the second converter unit converts the output voltage of the first converter unit into a rectangular wave and outputs the rectangular wave, and the control unit is in a certain period after starting the light source. A fourth setting unit that sets a target value of the output voltage of the first converter unit and a target value to be set is smaller than a target value set by the third setting unit; The output voltage of the first converter unit is controlled on the basis of a target value set by the third setting unit when the rectangular wave is inverted during a later fixed period. It is preferable to control the output voltage of the first converter unit based on the target value set in (1).
この点灯装置において、前記入力電源の電源電圧を検出する電源電圧検出部を備え、前記第2の設定部は、前記電源電圧検出部で検出される電源電圧に基づいて目標値を変化させることが好ましい。 The lighting device may include a power supply voltage detection unit that detects a power supply voltage of the input power supply, and the second setting unit may change a target value based on the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit. preferable.
本発明の照明器具は、上記何れかの点灯装置と、前記点灯装置及び前記光源を保持する器具本体とを備えたことを特徴とする。 The lighting fixture of the present invention includes any one of the lighting devices described above, and a fixture main body that holds the lighting device and the light source.
本発明は、互いに電源電圧の異なる複数の電源に用いる場合でも、装置の温度の上昇を抑えるとともに点灯の維持を図ることができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that even when used for a plurality of power supplies having different power supply voltages, it is possible to suppress an increase in the temperature of the apparatus and to maintain lighting.
(実施形態1)
以下、本発明に係る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に示すように、整流部1と、第1のコンバータ部2と、第2のコンバータ部3と、制御部4とを備える。整流部1は、ダイオードブリッジから構成され、交流電源AC1(入力電源。本実施形態では100V電源)から供給される交流電圧を全波整流して後段の第1のコンバータ部2に出力する。
(Embodiment 1)
Hereinafter,
第1のコンバータ部2は、例えばFETから成るスイッチング素子Q1と、チョークコイルCH1と、ダイオードD1と、平滑コンデンサC1とを有する所謂昇圧チョッパ回路である。第1のコンバータ部2は、整流部1から出力される脈流電圧を所望の直流電圧に昇圧して出力することで力率を改善する。なお、昇圧チョッパ回路については従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
The
第2のコンバータ部3は、例えばFETから成る4つのスイッチング素子Q2〜Q5と、チョークコイルCH2と、コンデンサC3とを有する所謂降圧チョッパ回路である。第2のコンバータ部3では、2つのスイッチング素子Q2,Q3の直列回路と、残り2つのスイッチング素子Q4,Q5の直列回路とが第1のコンバータ部2の出力端間に互いに並列に接続されている。また、スイッチング素子Q2,Q3の接続点とスイッチング素子Q4,Q5の接続点との間に、チョークコイルCH2とコンデンサC3との直列回路が接続されている。更に、コンデンサC3と並列に、共振回路30と高圧放電灯100(光源)との直列回路が接続されている。共振回路30は、高圧放電灯100に直列に接続されるパルストランスPT1と、パルストランスPT1のタップと第1のコンバータ部2の低電位側の出力端の間に挿入されたコンデンサC2とを具備している。
The
制御部4は、第1のコンバータ部2の出力電圧、即ち、第2のコンバータ部3への入力電圧(平滑コンデンサC1の両端電圧)V1を検出する入力電圧検出部40を備える。また、制御部4は、検出される入力電圧V1が所望の電圧レベルとなるように第1のコンバータ部2のスイッチング素子Q1をスイッチング制御する第1の駆動制御部41を備える。
The
また、制御部4は、第2のコンバータ部3の出力電圧、即ち、高圧放電灯100に印加されるランプ電圧V2を検出するランプ電圧検出部42と、検出されるランプ電圧V2に基づいて高圧放電灯100の点灯・非点灯を判別する点灯判別部44とを備える。更に、制御部4は、検出されるランプ電圧V2が所望の電圧レベルとなるように第2のコンバータ部3の各スイッチング素子Q2〜Q5をスイッチング制御する第2の駆動制御部43を備える。
Further, the
第2の駆動制御部43は、点灯判別部44での判別結果を受けて第2のコンバータ部3の動作モードを切り替える切替部43Bと、検出されるランプ電圧V2に応じてスイッチング素子Q4,Q5の駆動周波数及びオン期間を決定する演算部43Aとを備える。切替部43Bは、第2のコンバータ部3から高圧放電灯100を始動させるための高電圧を出力させる始動モードと、第2のコンバータ部3から高圧放電灯100を安定して点灯させるための電圧を出力させる安定点灯モードとを切り替える。また、演算部43Aは、安定点灯モードの時に切替部43Bを介して各スイッチング素子Q4,Q5を制御する。
The second
例えば、安定点灯モードにおいては、図2に示すように、制御部4の第2の駆動制御部43は、スイッチング素子Q2,Q5をオン/オフさせる期間と、スイッチング素子Q3,Q4をオン/オフさせる期間とを所定の周波数(数百Hz程度)で交番させている。ここで、前者の期間ではスイッチング素子Q3,Q4はオフの状態であり、後者の期間ではスイッチング素子Q2,Q5がオフの状態である。そして、前者の期間では、第2の駆動制御部43はスイッチング素子Q2をオンさせた状態でスイッチング素子Q5を所定の周波数(数十kHz程度)でオン/オフさせる。また、後者の期間では、第2の駆動制御部43はスイッチング素子Q3をオンさせた状態でスイッチング素子Q4を所定の周波数(数十kHz程度)でオン/オフさせる。
For example, in the stable lighting mode, as shown in FIG. 2, the second
ここで、制御部4は、高圧放電灯100の非点灯時における入力電圧V1の目標値を設定する第1の設定部45と、高圧放電灯100の安定点灯時における入力電圧V1の目標値を設定する第2の設定部46とを備える。更に、制御部4は、高圧放電灯100の始動後一定時間TS1における入力電圧V1の目標値を設定する第3の設定部47を備える。
Here, the
第1の設定部45では、図2に示すように、非点灯時における入力電圧V1が第1の基準電圧VB1となるように目標値を設定する。第2の設定部46では、図2に示すように、点灯時における入力電圧V1が第2の基準電圧VB2となるように目標値を設定する。第3の設定部47では、始動後一定時間TS1における入力電圧V1が第3の基準電圧VB3となるように目標値を設定する。このとき。これら非点灯時、始動過程時、安定点灯時のそれぞれの基準電圧VB1,VB3,VB2が、VB1>VB3>VB2となるように各設定部45〜47の各目標値が設定される。なお、一定時間TS1は、例えば高圧放電灯100規定の安定時間となる1分〜数分間である。そして、第1の駆動制御部41は、各設定部45〜47から適宜目標値を読み出し、目標値に基づいて入力電圧V1が各基準電圧VB1〜VB3となるように第1のコンバータ部2を制御する。
In the
即ち、図2に示すように、高圧放電灯100が絶縁破壊するまでの非点灯時では入力電圧V1が第1の基準電圧VB1となるように制御され、高圧放電灯100の始動後一定時間TS1では入力電圧V1が第3の基準電圧VB3となるように制御される。また、高圧放電灯100が始動してから一定時間TS1が経過した高圧放電灯100の安定点灯時では、入力電圧V1が第2の基準電圧VB2となるように制御される。
That is, as shown in FIG. 2, the input voltage V1 is controlled to be the first reference voltage VB1 at the time of non-lighting until the high
以下、本実施形態の動作について図2を用いて説明する。なお、図2は高圧放電灯100が非点灯状態から安定した点灯状態に至るまでの各部の波形図を示している。先ず、高圧放電灯100が非点灯状態のときに図示しない点灯スイッチが投入されて電源がオンになると、制御部4の第1の駆動制御部41が制御動作を開始し、スイッチング素子Q1を数10kHz程度でオン/オフさせるスイッチング制御を行う。これにより、第1のコンバータ部2からは、高圧放電灯100の非点灯時及び点灯時の何れにおいても、電源電圧を昇圧した直流電圧(入力電圧V1)が出力される。ここで、第1のコンバータ部2は、入力力率を高めることで入力電流歪みを抑制している。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a waveform diagram of each part of the high
入力電圧V1が所定の電圧値に達すると、制御部4の第2の駆動制御部43が動作を開始する。この時点では、まだ高圧放電灯100は点灯しておらず、その等価インピーダンスは無限大に近い高インピーダンスとなっている。また、切替部43Bは始動モードとなっている。第2の駆動制御部43は、スイッチング素子Q2,Q5がオンの期間と、スイッチング素子Q3,Q4がオンの期間とを所定の周波数f0(数百kHz程度)で交番させる。ここで、所定の周波数f0は共振回路30の共振周波数に近い周波数であり、正弦波状の高電圧がパルストランスPT1の1次巻線N1に発生する。1次巻線N1で発生した正弦波状の高電圧は、1次巻線N1と2次巻線N2の巻数比によって昇圧され、昇圧された電圧がコンデンサC3を介して高圧放電灯100に印加される。これにより、高圧放電灯100が絶縁破壊されて始動する。このとき、高圧放電灯100は短絡に近い低インピーダンスとなるため、高圧放電灯100の両端電圧は略0Vまで低下する。
When the input voltage V1 reaches a predetermined voltage value, the second
一方、点灯判別部44では、ランプ電圧検出部42で検出されるランプ電圧V2が所定の閾値を超えるか否かに基づいて高圧放電灯100の点灯・非点灯を判別している。即ち、ランプ電圧V2が所定の閾値を上回っている場合には、点灯判別部44は高圧放電灯100が非点灯状態にあると判別し、その出力電圧はハイレベルとなる。一方、ランプ電圧が所定の閾値を下回っている場合には、点灯判別部44は高圧放電灯100が点灯状態にあると判別し、その出力電圧はローレベルとなる。
On the other hand, the
ここで、高圧放電灯100の始動により、上記のようにランプ電圧V2が略0Vまで低下することで所定の閾値を下回るので、点灯判別部44は高圧放電灯100が点灯したと判別し、その出力電圧がローレベルとなって切替部43Bに入力される。このローレベルの電圧信号を受けて、切替部43Bでは動作モードを始動モードから安定点灯モードに切り替える。
Here, when the high-
安定点灯モードにおいては、既に上で述べたように、第2の駆動制御部43は、スイッチング素子Q2,Q5をオン/オフさせる期間と、スイッチング素子Q3,Q4をオン/オフさせる期間とを所定の周波数f1(数百Hz程度)で交番させる。したがって、高圧放電灯100には周波数f1の矩形波交流電圧が印加される。そして、高圧放電灯100は、始動直後では両端電圧(ランプ電圧V2)が低いが、ランプ内部が高温・高圧になるにつれてランプ電圧V2が上昇して定格電圧に至り、安定した点灯状態となる。なお、演算部43Aでは、入力されるランプ電圧V2に基づいてスイッチング素子Q4,Q5の駆動周波数及びオン期間を適正に制御している。このため、高圧放電灯100に適正な電力が供給され、安定した点灯状態が持続される。
In the stable lighting mode, as already described above, the second
ここで、本実施形態では、非点灯時においては、高圧放電灯100を始動させるためには大きなエネルギーが必要となるため、第1の基準電圧VB1を高電圧(本実施形態では400V)に設定している。また、始動後一定時間TS1、即ち、始動過程においては、高圧放電灯100の点灯状態が不安定となった場合でも高圧放電灯100が立ち消えしない程度の電圧(本実施形態では、350V)に第3の基準電圧VB3を設定している。高圧放電灯100の始動時においては、高圧放電灯100自身の温度が低いために、高圧放電灯100に印加される矩形波交流電圧の極性反転時にランプ電流が流れない等、点灯状態が不安定になる虞がある。そこで、高圧放電灯100の始動時に入力電圧V1が十分に高ければ、再点弧に必要な電圧まで素早くランプ電圧V2を上昇させることができ、上記のような不安定な点灯状態を解消することが可能である。
Here, in this embodiment, since a large amount of energy is required to start the high-
更に、高圧放電灯100の安定点灯時においては、高圧放電灯100を安定して点灯させるのに最低限必要な電圧(本実施形態では、170V)に第2の基準電圧VB2を設定している。これにより、安定点灯時において高圧放電灯100に印加される電圧を極力抑えることができる。
Furthermore, at the time of stable lighting of the high-
上述のように、本実施形態では、高圧放電灯100の非点灯時、始動過程時、安定点灯時のそれぞれにおいて第1のコンバータ部2の出力電圧、即ち入力電圧V1が各基準電圧VB1,VB3,VB2となるように各設定部45〜47で目標値を設定している。このため、高圧放電灯100始動後の不安定な点灯状態においても高圧放電灯100を立ち消えさせることなく安定した点灯状態に移行させることができる。また、始動過程時の一定期間に第1のコンバータ部2が必要以上に高い電圧を出力することがないので、発明が解決しようとする課題で述べた一般的な対策と比較して高電圧を出力する期間を短くすることができる。したがって、装置の回路部品に与えるストレスや回路損失を低減することができ、結果として装置の高温化を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the output voltage of the
更に、高圧放電灯100の安定点灯時には入力電圧V1が第2の基準電圧VB2となるように目標値を設定しているので、高圧放電灯100の安定点灯時において高圧放電灯100に印加される電圧を極力抑えることができる。このため、互いに電源電圧の異なる複数の電源に用いる場合でも、装置の回路部品に与えるストレスや回路損失を低減して装置の高温化を防止することができる。
Furthermore, since the target value is set so that the input voltage V1 becomes the second reference voltage VB2 when the high-
(実施形態2)
以下、本発明に係る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、第3の設定部47が、時間の経過に伴って目標値を一定の傾きで減少させる、即ち、第3の基準電圧VB3を一定の傾きで減少させることに特徴がある。
(Embodiment 2)
Hereinafter,
実施形態1でも述べたように、高圧放電灯100の始動時においては点灯状態が不安定になる虞があるので、高圧放電灯100の始動時に入力電圧V1を十分に高くすることで不安定な点灯状態を解消することができる。ここで、高圧放電灯100の点灯後は、時間の経過に伴って徐々にランプ温度が高くなり、点灯状態が安定していく。そこで、本実施形態では、点灯状態がより不安定である高圧放電灯100の始動初期において第3の基準電圧VB3を大きく設定し、時間の経過に伴って一定の傾きで第3の基準電圧VB3を低下させている。
As described in the first embodiment, since the lighting state may become unstable when the high
上述のように、本実施形態では、高圧放電灯100の始動過程時においては高圧放電灯100が立ち消えしない程度の高電圧が高圧放電灯100に印加される。このため、高圧放電灯100始動後の不安定な点灯状態においても高圧放電灯100を立ち消えさせることなく安定した点灯状態に移行させることができる。また、高圧放電灯100の点灯状態が安定になるにつれて第3の基準電圧V3を低下させることで、装置の回路部品に与えるストレスや回路損失をより低減することができ、結果として装置の高温化をより効果的に防止することができる。
As described above, in the present embodiment, a high voltage is applied to the high
なお、第3の設定部47は、図3(b)に示すように、時間の経過に伴って第3の基準電圧VB3を曲線的に減少させるように目標値を設定してもよい。また、第3の設定部47は、図3(c)に示すように、時間の経過に伴って第3の基準電圧VB3を段階的に減少させるように目標値を設定してもよい。何れの場合においても本実施形態と同様の効果を奏することができる。
Note that the
(実施形態3)
以下、本発明に係る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),(b)に示すように、第3の設定部47が、ランプ電圧検出部42で検出されるランプ電圧V2に基づいて目標値を減少させる、即ち第3の基準電圧VB3を減少させることに特徴がある。
(Embodiment 3)
Hereinafter,
実施形態1では、高圧放電灯100の始動後一定時間TS1を始動過程の期間としていたが、本実施形態では、高圧放電灯100が始動してからランプ電圧V2が所定値(例えば、ランプ定格電圧VT1の90%)以上となるまでを始動過程の期間としている。そして、図4(b)に示すように、ランプ電圧V2の上昇に伴って第3の基準電圧VB3を低下させるように第3の設定部47で目標値を設定している。ここで、ランプ電圧V2がランプ定格電圧VT1近傍まで上昇すると、高圧放電灯100が比較的安定した点灯状態となるため、第3の基準電圧VB3を低い電圧(本実施形態では、175V)に設定している。
In the first embodiment, the fixed time TS1 after the start of the high-
また、ランプ電圧V2が所定値以上となると、高圧放電灯100は安定した点灯状態に移行したと判定する。そして、第1の駆動制御部41は第2の設定部46から目標値を読み出し、目標値に基づいて入力電圧V1が第2の基準電圧VB2となるように第1のコンバータ部2を制御する。
When the lamp voltage V2 becomes equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the high
なお、図5に示すように、高圧放電灯100が始動してからランプ電流が所定値(例えば、ランプ定格電流の110%)以下になるまでを始動過程の期間とし、ランプ電流の減少に伴って第3の設定部47が目標値を減少させるようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, the period from the start of the high-
上述のように、本実施形態では、高圧放電灯100のランプ定格電圧やランプ定格電流といった電気的特性に基づいて第3の基準電圧VB3を低下させるように第3の設定部47で目標値を設定している。したがって、高圧放電灯100の種類や経年劣化等によって高圧放電灯100が安定した点灯状態に至るまでの特性にばらつきがあっても、入力電圧V1を適切な値に設定し、高圧放電灯100を立ち消えさせることなく安定した点灯状態に移行させることができる。また、実施形態2と同様に、高圧放電灯100の点灯状態が安定になるにつれて第3の基準電圧V3を低下させることで、装置の回路部品に与えるストレスや回路損失をより低減することができ、結果として装置の高温化をより効果的に防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the target value is set by the
(実施形態4)
以下、本発明に係る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6(a)に示すように、制御部4が、高圧放電灯100の始動後の一定期間、即ち、始動過程時における入力電圧V1の目標値を設定する第4の設定部48を有することに特徴がある。
(Embodiment 4)
Hereinafter,
第4の設定部48は、図6(a)に示すように、始動過程時における入力電圧V1が第3の基準電圧VB3よりも低い第4の基準電圧VB4(本実施形態では、170V)となるように目標値を設定する。そして、第1の駆動制御部41は、切替部43Bからの極性反転信号に基づいて入力電圧V1を変動させるように第1のコンバータ部2を制御する。なお、極性反転信号とは、ランプ電圧V2の極性が反転するタイミングを知らせる信号である。
As shown in FIG. 6A, the
実施形態1でも述べたように、高圧放電灯100の始動時においては、高圧放電灯100自身の温度が低いために、特に高圧放電灯100に印加される矩形波交流電圧の極性反転時にランプ電流が瞬間的に零となり、立ち消えが発生し易い。そこで、本実施形態では、始動過程時におけるランプ電圧V2の反転時の前後の所定時間(例えば、500μs)では、第1の駆動制御部41が第3の設定部47から目標値を読み出して入力電圧V1が第3の基準電圧VB3となるように制御している。そして、始動過程時における上記所定時間以外の期間では、第1の駆動制御部41が第4の設定部48から目標値を読み出して入力電圧V1が第4の基準電圧VB4となるように制御している。
As described in the first embodiment, when the high-
上述のように、本実施形態では、高圧放電灯100の始動過程時において特に立ち消えの発生し易いランプ電圧V2の反転時のみ、高圧放電灯100が立ち消えしない程度の高電圧が高圧放電灯100に印加される。このため、高圧放電灯100始動後の不安定な点灯状態においても高圧放電灯100を立ち消えさせることなく安定した点灯状態に移行させることができる。また、始動過程時においてランプ電圧V2の反転時以外の期間では、高圧放電灯100を安定して点灯させるのに最低限必要な電圧が高圧放電灯100に印加される。このため、装置の回路部品に与えるストレスや回路損失をより低減することができ、結果として装置の高温化をより効果的に防止することができる。
As described above, in the present embodiment, a high voltage that does not cause the high-
なお、実施形態2と同様に、時間の経過に伴って、即ち、高圧放電灯100の点灯状態が安定になるにつれて第3の基準電圧V3を低下させるようにしてもよい。また、本実施形態では、実施形態3と同様に、高圧放電灯100が始動してからランプ電圧V2が所定値(例えば、ランプ定格電圧VT1の90%)以上となるまでを始動過程の期間としている。勿論、高圧放電灯100が始動してからランプ電流が所定値(例えば、ランプ定格電流の110%)以下になるまでを始動過程の期間とし、ランプ電流の減少に伴って第3の設定部47が目標値を減少させるようにしてもよい。
Note that, as in the second embodiment, the third reference voltage V3 may be decreased with time, that is, as the lighting state of the high-
(実施形態5)
以下、本発明に係る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4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7(a)に示すように、制御部4が入力電源AC1の電源電圧を検出する電源電圧検出部49を備え、第2の設定部46及び第4の設定部48が、電源電圧検出部49で検出される電源電圧に基づいて目標値を変化させることに特徴がある。
(Embodiment 5)
Hereinafter, Embodiment 5 of the lighting device according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, since the basic configuration of the present embodiment is common to that of the fourth embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the
背景技術においても述べたように、第1のコンバータ部2のような昇圧チョッパ回路は、通常、電源電圧が高い方の電源に合わせて設計される。このため、装置を電源電圧が低い方の電源に用いる場合、第1のコンバータ部2の昇圧比が電源電圧が高い方の電源に用いる場合と比較して大きくなり、回路損失が大きくなる。
As described in the background art, the step-up chopper circuit such as the
そこで、本実施形態では、図7(b)に示すように、電源電圧が低い方の電圧(本実施形態では、100V)の場合には、第2の基準電圧VB2及び第4の基準電圧VB4が170Vとなるように第2の設定部46及び第4の設定部48の目標値を設定している。また、電源電圧が高い方の電圧(本実施形態では、200V)の場合には、図7(b)に示すように、第2の基準電圧VB2及び第4の基準電圧VB4が340Vとなるように第2の設定部46及び第4の設定部48の目標値を設定している。このため、装置を電源電圧が低い方の電源に用いる場合でも、第1のコンバータ部2の昇圧比が大きくならない。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7B, when the power supply voltage is lower (100 V in this embodiment), the second reference voltage VB2 and the fourth reference voltage VB4 are used. The target values of the
上述のように、本実施形態では、電源電圧に基づいて高圧放電灯100の安定点灯時における入力電圧V1を変化させているので、実施形態4と比較して装置の回路部品に与えるストレスや回路損失をより低減し、装置の高温化をより効果的に防止することができる。勿論、実施形態4と同様に、高圧放電灯100の始動過程時におけるランプ電圧V2の反転時には、高圧放電灯100が立ち消えしない程度の高電圧が高圧放電灯100に印加される。このため、高圧放電灯100始動後の不安定な点灯状態においても高圧放電灯100を立ち消えさせることなく安定した点灯状態に移行させることができる。
As described above, in this embodiment, since the input voltage V1 at the time of stable lighting of the high-
なお、本実施形態では第2の設定部46及び第4の設定部48の目標値を電源電圧に基づいて変化させているが、第2の設定部46の目標値のみを電源電圧に基づいて変化させてもよい。この場合でも、実施形態4と比較して装置の回路部品に与えるストレスや回路損失をより低減し、装置の高温化をより効果的に防止することができる。
In the present embodiment, the target values of the
以下、本発明に係る照明器具の実施形態について図面を用いて説明する。図8(a)〜(c)に示す照明器具は、何れも上記実施形態1〜5の何れかの点灯装置A1と、ランプソケット(図示せず)が収納された器具本体200と、点灯装置A1とランプソケットとを接続する電源ケーブル201とを共通に備える。そして、ランプソケットに装着される高圧放電灯(図示せず)に点灯装置A1から電源ケーブル201を介して点灯電力が供給される。
Hereinafter, embodiments of a lighting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The lighting fixtures shown in FIGS. 8A to 8C are all the lighting device A1 according to any of the first to fifth embodiments, the fixture
これらの照明器具は、上記実施形態1〜5の何れかの点灯装置A1が用いられることにより、上記実施形態1〜5の何れかと同様の効果を奏することができる。なお、図8(a)に示す照明器具はダウンライトであり、同図(b),(c)に示す照明器具は、配線ダクトレール202に移動自在に取り付けられる照明器具である。
These lighting fixtures can achieve the same effects as any one of the first to fifth embodiments by using any lighting device A1 of the first to fifth embodiments. 8A is a downlight, and the lighting fixtures shown in FIGS. 8B and 8C are lighting fixtures that are movably attached to the
2 第1のコンバータ部
3 第2のコンバータ部
4 制御部
45 第1の設定部
46 第2の設定部
47 第3の設定部
100 高圧放電灯(光源)
AC1 交流電源(入力電源)
2
AC1 AC power supply (input power supply)
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