JP3448900B2 - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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JP3448900B2
JP3448900B2 JP15575093A JP15575093A JP3448900B2 JP 3448900 B2 JP3448900 B2 JP 3448900B2 JP 15575093 A JP15575093 A JP 15575093A JP 15575093 A JP15575093 A JP 15575093A JP 3448900 B2 JP3448900 B2 JP 3448900B2
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧放電灯や蛍光灯な
どの放電灯を高周波で点灯するための照明装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、蛍光灯用の点灯回路において、そ
の小型・軽量化を図るべく、数10KHz程度の高周波
でランプを点灯するという方式は周知の技術となってい
る。一方、メタルハライドランプ、水銀ランプ、高圧ナ
トリウムランプなどのいわゆる高輝度放電ランプ(以
下、HIDランプと称する)においては、蛍光灯で用い
られているような点灯周波数でランプを点灯させると、
音響的共鳴現象が生じて放電アークが不安定となり、ち
らつきや立ち消えが生じることがあり、場合によっては
ランプ自身が破損するという問題が生じる。この問題を
解消するためには、種々の手段があるが、そのうちの1
つの手段として音響的共鳴現象の生じない、より高い周
波数を選択して、ランプを点灯させる方法がある。この
方式における点灯周波数は、ランプの種類やワット数に
よっても異なるが、一般的には200〜数100KHz
となり、蛍光灯で用いられている周波数よりも高い周波
数でランプを点灯させる必要がある。
【0003】図9はランプを高周波点灯させるための代
表的な回路を示している。簡単に説明すると、まず、商
用電源VsをダイオードブリッジDB等で整流し、平滑
用のコンデンサC1 に所定の直流電圧を得る。インバー
タ回路3は、例えば、ハーフブリッジ回路で構成され、
スイッチング素子Q1 とQ2 が200〜数100KHz
の高周波で交互にON/OFFして、ランプ1には略正
弦波状のランプ電流が流れて、ランプ1は安定に点灯維
持する。各スイッチング素子Q1 ,Q2 には、それぞれ
ダイオードD1 ,D2 が逆並列接続されている。スイッ
チング素子Q2の両端には、直流カット用のコンデンサ
2 を介してインダクタL1 とコンデンサC3 の直列共
振回路が接続されている。コンデンサC3 の両端には共
振作用により高周波の高電圧が誘起され、ランプ1に印
加される。
【0004】ところで、最近、HIDランプの分野で
は、ランプの小型化の観点より、図10に示すような両
口金型のメタルハライドランプ1が開発され、一般照明
分野に広く使用されてきている。発光管11は外管12
の中央部に収納されており、外管12の両端部には、そ
れぞれ電極としての口金13a,13bが設けられてい
る。具体的には、図11に示すような天井埋め込み形の
ダウンライトに組み込まれ、店舗照明用等に広く普及し
ている。ランプ1の両端はソケット21に装着されてお
り、各ソケット21からそれぞれリード線22が引き出
されている。各ソケット21は天板23に装着されてい
る。この天板23は、支柱25により支持されて、スト
ッパ26により天井板に固定される。20はランプセー
ドである。また、ランプ1の周囲には反射板24が配置
されており、これは天板23に固定されている。
【0005】前述したように、HIDランプを音響的共
鳴現象の生じない周波数(例えば、200〜数100K
Hz)で点灯すれば、ランプを極めて安定に点灯するこ
とが可能であり、しかも点灯回路4も高周波で動作する
ので、大幅に小型・軽量化が図れる。しかし、高周波で
点灯しているので、実用上、ノイズの発生が大きな問題
となる。特に、輻射ノイズの発生が大きく、他の周辺機
器に対して誤動作等の悪影響を与える恐れがある。ノイ
ズの発生源として考えられるのは、図12に示すよう
に、点灯回路自身、点灯回路4から灯具2までの管
灯回路5の部分、灯具2の内部のランプ1の近傍の3
つの部分に分類できる。そこで、ノイズ防止の対策とし
ては、例えば、については、点灯回路全体を金属製の
ケース等で覆い、電磁遮蔽すれば、ノイズ防止の効果が
ある。また、については、例えば2本の線をできる限
り短くすると共に、互いを近接させて配置させたり、互
いを捩ったりして、ノイズを抑制させることが可能であ
る。さらに、これらの線を金属製のチューブに内装させ
ることで、より一層の効果が得られる。したがって、こ
の種の照明装置では、前記の灯具2の内部のランプ1
の近傍から発生するノイズを如何に低減させるかが最大
のポイントとなる。
【0006】もう少し詳しく説明すると、灯具2の部分
の構成は一般的に図12のようになる。点灯回路4から
の出力線は灯具2の入口まで互いに近接させて配線する
ことは可能である。しかし、図11で示したように、こ
の種の両口金型ランプ1を使用する灯具2においては、
ランプ1の両側に位置する一対のソケット21に前記出
力線を配線することが必要となり、結果として、図12
に示すように、ランプ1も含めた1ターンのループAが
形成される。このループAに高周波のランプ電流が流れ
ることによりループ面と直角方向に点灯周波数と同じ周
波数の磁界が発生する。そして、このループが一種のア
ンテナとなり、灯具2の外部に輻射ノイズとして放射さ
れる。このノイズによって周辺機器に対して誤動作等の
悪影響を与える。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この種の輻射ノイズを
低減させる1つの手段として、ループの面積を小さくす
れば、理論的にはノイズを低減できる。しかし、ループ
の面積を小さくするということは、リード線をランプ近
傍に近づけてやることとなり、ランプの表面温度は50
0〜600℃程度で非常な高温であるので、リード線の
熱劣化の問題があり、実用的ではない。また、他の方法
として、ランプ近傍を金属製の板や金網で覆うことによ
り磁気的シールドを施せば、ノイズをある程度は抑制で
きるが、ランプ自身の温度が過剰に上昇し、ランプ寿命
に悪影響を及ぼしたり、また、ランプ光束を有効に利用
できない等の欠点がある。
【0008】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、高周波又は高周
波リップル成分を含む電流によりランプを点灯させる照
明装置において、ランプ近傍から発生する有害なノイズ
を低減させることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置にあっ
ては、上記の課題を解決するために、図1に示すよう
に、電源Vsに接続された点灯回路4の出力に直管ラン
プ1を接続してなる照明装置において、図4に示すよう
に、前記直管ランプ1の管軸方向に沿って前記直管ラン
プ1を両側から挟み込むように少なくとも一対の導体製
の反射板24a, 24bを配置し、前記点灯回路4の一
方の出力線(a端子からの出力線)を前記直管ランプ1
の管軸方向の一端に設けられた第1の電極に接続し、前
記点灯回路4の他方の出力線(b端子からの出力線)を
前記直管ランプ1の第1の電極の近傍(d点)にて前記
反射板24a,24bの管軸方向の各一端に接続し、前
記反射板24a,24bの管軸方向の各他端を前記直管
ランプ1の管軸方向の他端に設けられた第2の電極に接
続したことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】図1に本発明の基本概念を示す。本発明のポイ
ントはランプ1の管軸方向に沿ってランプ1を両側から
挟み込むように配置された一対の導体製の反射板24
a,24bによってランプ1に流れる電流を2分流し、
それぞれの反射板24a,24bをランプ1の近傍に配
置する点にある。つまり、点灯回路4のa端子よりラン
プ電流Iがランプ1の一端に流入し、この電流がランプ
1の他端のc点にて2分流され、それぞれランプ1の近
傍を通ってd点にて合流する。そして、点灯回路4の他
端のb端子に流れるように構成する。このとき、ランプ
1も含めて、その近傍の配線に着目すると、図1に示す
ように、2つの電流ループA,Bが形成される。それぞ
れのループに着目すると、これらはランプ1も含めて1
ターンのコイルを形成しており、それぞれのループより
発生する磁界の方向は各ループに対して垂直方向とな
り、その極性は互いに逆方向となる。すなわち、各ルー
プより発生する磁束は互いに打ち消し合うように作用す
る。よって、ランプ近傍から外部に発生する磁界成分に
よるノイズは大幅に低減できる。一方、各ループに流れ
る電流は正規のランプ電流の約半分になる。ところで、
ループより発生する磁界の強さは、ループに流れる電流
に比例し、電流が半減しているので、ループより発生す
る磁界も半減でき、ランプ近傍より発生するノイズを極
めて少なくすることが可能となる。
【0011】図2と図3はそれぞれ従来例と本発明の構
成について、輻射ノイズを測定した結果を示す。負荷と
しては、150ワットのメタルハライドランプを220
KHzの高周波で点灯した。また、図2と図3で示した
各電流の流れるループの面積であるが、従来のループ面
積≒ループAの面積≒ループBの面積となるように設定
している。横軸は周波数(0.15〜30MHz)を示
し、縦軸はノイズのレベルを(dBμV/m)で示して
いる。図より明らかなように、従来の構成においては、
点灯周波数の基本周波数成分(220KHz)のノイズ
が顕著に発生しており、また、その3倍波、5倍波の高
調波成分のノイズも高い。しかし、本発明の構成におい
ては、基本周波数成分のノイズは大幅に低減されてお
り、しかも高調波成分のノイズは殆ど発生しておらず、
ノイズ低減の効果が極めて大であることが分かる。
【0012】
【実施例】図4は本発明の第1実施例の構成を示す。
4はランプ1の管軸方向と垂直な方向の断面構造を示し
ている。本実施例では、導体製の反射板24a,24b
を絶縁板29を介して天板23に固定し、点灯回路4か
らランプ1に流れる電流を反射板24a,24bを介し
て点灯回路4へ戻してやる構成としている。この構成に
より、反射板24a,24bにはランプ電流と逆向きの
電流がランプ1を包み込むような形で流れるので、輻射
ノイズの低減には多大な効果がある。
【0013】以上の説明は、図5(a)に示すような高
周波電流をランプに流して、ランプを高周波で点灯させ
る場合のものであったが、高周波点灯方式に限らず、他
の点灯方式であっても同様の効果が得られる場合があ
る。例えば、HIDランプの電子点灯回路としては、矩
形波点灯方式が良く用いられる。これは、図5(b)に
示すような矩形波電流をランプに流して音響的共鳴現象
を防止し、ランプを安定に点灯させる回路方式である。
具体的な回路は公知の技術であるので、省略するが、こ
のような矩形波点灯方式にあっても、ランプ電流には、
図5(b)に示すように、高周波リップル成分が或る割
合で重畳されており、この高周波リップル成分がノイズ
発生の原因となる。このような場合にも、上述のよう
に、ランプ電流経路を分割することにより、ノイズの発
生を大幅に低減できる。また、矩形波点灯方式以外に
も、図5(c)に示すような高周波リップル成分が重畳
された直流電流をランプに流して、ランプを直流で点灯
させる直流点灯方式もHIDランプの点灯回路として用
いられるが、このような点灯方式についてもノイズ低減
の効果が大である。また、図5(a)で示した高周波点
灯方式については、点灯周波数が500KHz程度まで
は非常に効果がある。
【0014】図6は本発明の第2の実施例を示す。この
実施例はランプ1を蛍光ランプにしたものであり、ラン
プ近傍の配線は図1で示した構成と同じであり、ランプ
電流Iを2分流するという考え方も同じである。蛍光ラ
ンプの場合、HIDランプ1に比べて管長が長く、ノイ
ズも発生しやすいが、図6に示したような構成により有
害なノイズの発生を大幅に低減できる。なお、28a,
28bは、蛍光ランプ1の両端のフィラメントに予熱電
流を流すための予熱回路である。
【0015】図7は点灯回路4の別の例を示す。この回
路は商用電源VsをダイオードブリッジDBにより全波
整流し、コンデンサC1 ,C2 の直列回路に脈流の直流
電圧を得る。そして、スイッチング素子Q1 ,Q2 を高
周波で交互にON/OFF動作させる。各スイッチング
素子Q1 ,Q2 には、それぞれダイオードD1 ,D2
逆並列接続されている。コンデンサC1 ,C2 の接続点
とスイッチング素子Q1 ,Q2 の接続点の間には、高周
波トランスTrの1次巻線n1 が接続されている。それ
によって、高周波トランスTrの2次巻線n2 には所定
の電圧が発生し、ランプ1が高周波で点灯する。この
際、ランプ1には図8に示すようなランプ電流が流れ
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、電源に接続された点灯
回路の出力に直管ランプを接続してなる照明装置におい
て、前記直管ランプの管軸方向に沿って前記直管ランプ
を両側から挟み込むように少なくとも一対の導体製の反
射板を配置し、前記点灯回路の一方の出力線を前記直管
ランプの管軸方向の一端に設けられた第1の電極に接続
し、前記点灯回路の他方の出力線を前記直管ランプの第
1の電極の近傍にて前記反射板の管軸方向の各一端に接
続し、前記反射板の管軸方向の各他端を前記直管ランプ
の管軸方向の他端に設けられた第2の電極に接続した
とにより、ランプ電流がループ状に流れることによる磁
界の大きさが減少し、しかも各ループで生成される磁界
が互いに相殺されるので、ループ電流に起因する輻射ノ
イズを大幅に低減することができるという効果がある。
特に、ランプ電流が高周波電流である場合や、高周波リ
ップル成分を含む矩形波電流である場合、あるいは、高
周波リップル成分を含む直流電流である場合には、高圧
放電灯であっても蛍光ランプであっても白熱ランプであ
ってもノイズの低減の効果が得られる。また、ランプ電
流をランプの両側に2分割して流すための導体として、
ランプを両側から挟み込むように配置された反射板を利
用したので、反射板によりランプ光束を有効に利用しな
がら、簡単な構成で輻射ノイズを効果的に低減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的な構成を示す回路図である。
【図2】従来例の輻射ノイズの測定結果を示す図であ
る。
【図3】本発明の輻射ノイズの測定結果を示す図であ
る。
【図4】本発明の第1実施例概略構成図である。
【図5】本発明の第1実施例に適用できるランプ電流の
波形図である。
【図6】本発明の第2実施例の回路図である。
【図7】本発明に用いる高周波点灯回路の一例を示す回
路図である。
【図8】図7の高周波点灯回路の高周波電流の波形図で
ある。
【図9】従来のHIDランプの高周波点灯回路の回路図
である。
【図10】従来のHIDランプの構造を示す正面図であ
る。
【図11】従来のHIDランプを用いた照明装置の構造
を示す正面図である。
【図12】従来のHIDランプを用いた照明装置の問題
点を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ランプ 2 灯具 4 点灯回路 A 第1の電流ループ B 第2の電流ループ24a 反射板 24b 反射板 29 絶縁板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05B 41/282 H05B 41/29 C (56)参考文献 特開 昭52−16884(JP,A) 特開 平4−43547(JP,A) 特開 平4−138614(JP,A) 実開 平2−22514(JP,U) 実開 平1−86160(JP,U) 実開 昭62−150863(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24 H05B 41/16 H05B 41/231 H05B 41/282

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源に接続された点灯回路の出力に
    ランプを接続してなる照明装置において、前記直管ラ
    ンプの管軸方向に沿って前記直管ランプを両側から挟み
    込むように少なくとも一対の導体製の反射板を配置し、
    前記点灯回路の一方の出力線を前記直管ランプの管軸方
    向の一端に設けられた第1の電極に接続し、前記点灯回
    路の他方の出力線を前記直管ランプの第1の電極の近傍
    にて前記反射板の管軸方向の各一端に接続し、前記反射
    板の管軸方向の各他端を前記直管ランプの管軸方向の他
    端に設けられた第2の電極に接続したことを特徴とする
    照明装置。
  2. 【請求項2】 前記ランプが高圧放電灯であることを
    特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. 【請求項3】 前記点灯回路が高周波インバータ点灯
    回路であることを特徴とする請求項記載の照明装置。
  4. 【請求項4】 前記点灯回路は高周波リップル成分を
    含んだ矩形波点灯回路であることを特徴とする請求項
    記載の照明装置。
  5. 【請求項5】 前記点灯回路は高周波リップル成分を
    含んだ直流点灯回路であることを特徴とする請求項
    載の照明装置。
  6. 【請求項6】 点灯周波数が可聴周波数及び音響的共
    鳴現象の生じる周波数以上であることを特徴とする請求
    記載の照明装置。
  7. 【請求項7】 高周波リップル成分の周波数が可聴周
    波数及び音響的共鳴現象の生じる周波数以上であること
    を特徴とする請求項4又は5記載の照明装置。
  8. 【請求項8】 点灯回路が高周波又は高周波リップル成
    分を含む点灯回路であって、ランプが蛍光灯ランプであ
    ることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101757475B1 (ko) 2009-09-29 2017-07-13 박기용 형광등 대체용 엘이디 조명등의 전원 연결방법 및 그에 의한 엘이디 조명등

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KR101757475B1 (ko) 2009-09-29 2017-07-13 박기용 형광등 대체용 엘이디 조명등의 전원 연결방법 및 그에 의한 엘이디 조명등

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