JP4040769B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータ回路からの高周波電力によって放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に、従来の放電灯点灯装置の回路図を示す。図において、１は商用電源を整流、平滑化して直流電流を得る直流電源、２はＭＯＳ ＦＥＴ等のスイッチング素子２ａ、２ｂから成るインバ−タ回路、３はインバータ回路２を駆動するインバータ駆動回路、４はインバータ回路２の出力側に接続された結合コンデンサ、５はチョ−クコイル５ａ、始動コンデンサ５ｂおよび放電灯５ｃから成る放電灯負荷回路、６は検出抵抗７と、抵抗８ａおよびコンデンサ８ｂを備えた積分回路８（ハイパスフィルタ−）から構成され放電灯負荷回路５に供給される正味電流を検出する電流検出回路、９は誤差増幅器、１０ａおよび１０ｂは誤差増幅器９での積分用の抵抗およびコンデンサであり、誤差増幅器９の反転入力端には積分回路８の出力電圧が、また、非反転入力端には安定化された基準電圧用直流電源１１および分割抵抗１２、１３とを備えた基準電圧回路１４から基準電圧が入力され、上記の２つの電圧の差が誤差増幅器９で増幅されて制御信号としてインバ−タ駆動回路３にフィードバックされている。
【０００３】
なお、商用電源から直流電流を得る場合の直流電源１の構成例を図１１に示す。図に示すように、商用電源１ａから出力された交流電流はダイオ−ドブリッジ１ｂで全波整流された後、平滑コンデンサ１ｃで平滑化され、直流電流として負荷回路に出力されるよう構成されている。
【０００４】
以下、この図１０に示した従来例の回路の動作について説明する。図において、インバータ駆動回路３によりインバ−タ回路２が駆動されると直流電源１から供給される直流電流が高周波電流に変換され、放電灯負荷回路５に供給されて、放電灯５ｃが点灯する。この時、放電灯負荷回路５には結合コンデンサ４が接続されているため、スイッチング素子２ａおよび２ｂのＯＮ、ＯＦＦに連動して、検出抵抗７には、図１２に示すような順方向および逆方向（回生方向）に交流電流が流れることになり、回路損失を無視すると、この有効成分（順および逆方向の電流の和。以下、正味電流と呼ぶ）が放電灯５ｃで電力として消費される。
【０００５】
一方、検出抵抗７によって検出された電流は、積分回路８で順方向および逆方向の電流の和（正味電流）が検出されて、対応する電圧が誤差増幅器９の反転入力端に入力される。また、誤差増幅器９の非反転入力端には、基準電圧回路１４から基準電圧用直流電源１１の電圧を分割抵抗１２及び１３で分割して生成した基準電圧が入力されており、誤差増幅器９では、この基準電圧と積分回路８からの出力電圧との電圧差が増幅されるとともに、積分用の抵抗１０ａおよびコンデンサ１０ｂによって積分され、インバ−タ駆動回路３に制御信号としてフィードバックされて、インバ−タ駆動回路３でインバータ回路２のスイッチング周波数が制御されることにより、直流電源１から放電灯負荷回路５に供給される高周波電流が調整される。こうして、放電灯負荷回路５に供給される高周波電流がインバ−タ回路２のスイッチング周波数で制御されるため、インバ−タ回路２のスイッチング周波数を制御して積分回路８の出力電圧が基準電圧に等しくなるよう保持すれば、直流電源１の出力電圧が一定の場合、放電灯５ｃに供給される電力を一定に保つことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１０に示した従来の放電灯点灯装置では、基準電圧回路１４から出力される基準電圧が点灯装置毎に固定されていたため、異なる定格値を有する放電灯に対応するためには、チョークコイル５ａや始動コンデンサ５ｂ等の部品をあらかじめ複数種類用意しておき、装着する放電灯５ｃの定格値に合わせて回路定数を変更したり、商品群をラインアップする場合に放電灯５ｃの定格値に対応した多種類の放電灯点灯装置を用意しておく必要があり、生産時の部品管理や製品の在庫管理が煩雑になり、管理コストが高くなるといった問題点があった。
【０００７】
また、放電灯点灯装置を設置した後に、照度アップや省電力等の目的で異なる定格値の放電灯に変更する場合には、放電灯点灯装置を新たに交換、設置する必要があり、購入費用や放電灯点灯装置の交換に要する運用コストが高くなるといった問題点も有していた。
【０００８】
この発明は、従来装置の上記のような問題点を解消するためになされたもので、この発明の第１の目的は、１つの放電灯点灯装置で複数の異なる定格値を有する放電灯に自動的に適合できるとともに、設置後においても放電灯の定格値の変更に自動的に対応され、生産時の部品管理等の管理コストや設置後の運用コスト等の削減が可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明の第２の目的は、放電灯の定格値の変更を自動的に行うことにより、定格値の変更が容易であるとともに、電気的な知識がない場合にも確実に定格値が変更でき、また、点灯時にも放電灯に定格値を超える電流が流れることを防止して、放電灯が短寿命となる心配のない放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明の第３の目的は、同一の放電灯で複数の定格値を有する放電灯にも適合できる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、この発明の第４の目的は、定格値の変更に伴う放電灯の明るさ（光出力）の急激な変化を抑制し、使用時の快適性にも優れた放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電灯点灯装置は、上記の目的を達成するために、直流電源と、上記直流電源から供給される直流を高周波電流に変換するインバータ回路と、上記インバータ回路からの高周波電流により放電灯を点灯させる放電灯負荷回路と、上記インバータ回路から上記放電灯負荷回路に供給される電流を検出する電流検出回路と、基準電圧を発生する基準電圧回路と、上記電流検出回路からの出力と上記基準電圧回路からの基準電圧に基づいて制御信号を生成する誤差増幅器と、上記誤差増幅器からの制御信号に基づいて上記インバータ回路のスイッチング周波数を制御し、上記インバータ回路から上記放電灯負荷回路に供給される電流を制御するインバータ駆動回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記インバータ回路のスイッチング周波数を検出する周波数検出手段を設けるとともに、上記基準電圧回路を放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を出力できるよう構成し、さらに、上記基準電圧回路には、上記周波数検出手段によって検出されたスイッチング周波数に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、この定格値に適合した基準電圧を自動的に選択可能な基準電圧選択手段を設けたものである。
【００１３】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧選択手段が、上記周波数検出手段から出力されるスイッチング周波数と上記電流検出回路から出力される上記放電灯負荷回路に供給される正味電流値とに基づいて、上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別するよう構成したものである。
【００１４】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗とを備え、あらかじめ設定された放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を発生する基準電圧発生部と、上記周波数検出手段からの出力に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、上記基準電圧発生部で生成する基準電圧の中からこの定格値に適合した基準電圧を自動的に選択する基準電圧選択手段とから構成したものである。
【００１５】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と、上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗と、基準電圧を選択するスイッチ部および上記スイッチ部を制御するスイッチ制御部とを備えた基準電圧選択手段とから構成するとともに、上記スイッチ部の各スイッチを上記分割抵抗に並列に接続し、上記スイッチ制御部でバイパスする分割抵抗を選択することにより、上記基準電圧回路から出力される基準電圧が選択されるよう構成したものである。
【００１６】
さらに、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧選択手段を、上記周波数検出手段の出力をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換器と、上記インバータ回路のスイッチング周波数を記憶する記憶回路と、上記Ａ／Ｄ変換器によって検出されたデジタルデータと上記記憶回路にあらかじめ保存されたスイッチング周波数とを比較して装着された放電灯の定格値を識別し、制御信号を出力する演算回路とを備えたスイッチ制御部と、上記演算回路からの制御信号により上記基準電圧回路から出力される基準電圧を選択するスイッチ部とから構成したものである。
【００１７】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯点灯装置の起動時に、上記基準電圧選択手段が、上記基準電圧回路から出力可能な基準電圧のうち最も小さい正味電流に対応した基準電圧を選択するよう構成したものである。
【００１８】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯の定格値を識別する情報を上記基準電圧選択手段に手動で入力できる外部設定手段を設けたものである。
【００１９】
さらに、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路と上記誤差増幅器との間に緩衝回路を設け、上記基準電圧回路から出力される基準電圧の変更時に、上記誤差増幅器に入力される基準電圧が連続的に変化するよう構成したものである。
【００２０】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路を、上記誤差増幅器が実装された回路基板上に設けたものである。
【００２１】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路および上記誤差増幅器が実装された回路基板をケース内に収納したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図において、１は商用電源を整流、平滑化して直流電流を得る直流電源、２はＭＯＳ ＦＥＴ等のスイッチング素子２ａ、２ｂから成るインバ−タ回路、３は、内部に電圧によってスイッチング周波数が制御される電圧制御発振回路３ａ（図中、「ＶＣＯ」と記載）およびドライバ３ｂを備え、インバータ回路２を駆動するインバータ駆動回路、４はインバータ回路２の出力側に接続された結合コンデンサ、５はチョ−クコイル５ａ、始動コンデンサ５ｂおよび放電灯５ｃから成る放電灯負荷回路、６は検出抵抗７と、抵抗８ａおよびコンデンサ８ｂを備えた積分回路８（ハイパスフィルタ−）から構成され放電灯負荷回路５に供給される正味電流を検出する電流検出回路、９は誤差増幅器、１０ａおよび１０ｂは誤差増幅器９での積分用の抵抗およびコンデンサであり、誤差増幅器９の反転入力端には積分回路８の出力電圧が、また、非反転入力端には基準電圧回路１４から基準電圧が入力され、上記の２つの電圧の差が誤差増幅器９で増幅されて制御信号としてインバ−タ駆動回路３にフィードバックされている。
【００２３】
一方、この実施の形態１では、インバータ駆動回路３には、電圧制御発振回路３ａの発振周波数、すなわち、インバータ駆動回路３のスイッチング周波数を外部に出力する周波数出力端子２１ａが備えられ、接続線２１ｂとともに、このスイッチング周波数に関する情報を基準電圧回路１４内のスイッチ制御部２２に入力する周波数検出手段２１を構成している。
【００２４】
また、基準電圧回路１４は、安定化された基準電圧用直流電源１１の電圧を分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１３で分割して放電灯５ｃの定格値（例えば、３２Ｗ、４０Ｗ、４５Ｗ）に対応した３つの基準電圧をあらかじめ設定、生成する基準電圧発生部１５と、基準電圧発生部１５で生成された３つの基準電圧の中から装着された放電灯５ｃの定格値に適合した基準電圧を選択し誤差増幅器９に入力する基準電圧選択手段２３から構成され、この基準電圧選択手段２３は、３つのスイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃから成るスイッチ部２０と、接続線２１ｂにより周波数出力端子２１ａから入力されたインバータ駆動回路３のスイッチング周波数に基づいて放電灯負荷回路５に装着された放電灯５ｃの定格値を識別し、スイッチ部２０の各スイッチを自動制御するスイッチ制御部２２とを備えている。
【００２５】
さらに、このスイッチ制御部２２の具体的構成は、図１に示すように、周波数出力端子２１ａからの出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２ａと、基準電圧回路１４から出力される基準電圧とインバータ駆動回路３のスイッチング周波数との関係を記憶した記憶回路２２ｂと、上記Ａ／Ｄ変換器２２ａからの出力と上記記憶回路２２ｂ内に保存された周波数データに基いて放電灯負荷回路５に装着された放電灯５ｃの定格値を検出し、スイッチ部２０にＯＮ／ＯＦＦ信号を送出する演算回路２２ｃから構成され、この実施の形態１では、スイッチ制御部２２をＡ／Ｄ変換機能およびメモリを内蔵したマイコンで、また、スイッチ部２０を半導体スイッチにより構成している。
【００２６】
以下、この実施の形態１の動作について図１の構成図と図２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１において、この放電灯点灯装置の起動時には、スイッチ制御部２２によって、スイッチ部２０のスイッチのうち最も小さな正味電流を与える基準電圧に対応したスイッチ２０ａがＯＮに、また、他のスイッチ２０ｂ、２０ｃがＯＦＦになるよう設定されている。この状態で放電灯点灯装置を起動すると、誤差増幅器９には、基準電圧回路１４から最小の正味電流に対応する基準電圧が入力され、誤差増幅器９で電流検出回路６からの信号との差が増幅されてインバータ駆動回路３に入力され、インバータ駆動回路３内の電圧制御発振回路３ａではこの電圧に対応してスイッチング周波数が制御され、ドライバ３ｂを介してインバ−タ回路２を駆動することにより、直流電源１から供給される直流電流が高周波電流に変換されて、放電灯負荷回路５に供給され、放電灯５ｃが点灯する。
【００２７】
この時、放電灯負荷回路５には結合コンデンサ４が接続されているため、スイッチング素子２ａおよび２ｂのＯＮ、ＯＦＦに連動して、放電灯負荷回路５には、直流電源１→スイッチング素子２ａ→結合コンデンサ４→放電灯負荷回路５→検出抵抗７→直流電源１なる右周りおよび結合コンデンサ４→スイッチング素子２ｂ→放電灯負荷回路５→結合コンデンサ４なる左周りの交流電流が交互に流れることになり、この結果、検出抵抗７には図１２と同様の交流電流が流れて、積分回路８でこの交流電流の順方向および逆方向の電流の和（正味電流）が検出され、対応する電圧が誤差増幅器９の反転入力端に入力される。
【００２８】
一方、誤差増幅器９の非反転入力端には基準電圧回路１４から基準電圧が入力されており、放電灯点灯装置の起動後は、積分回路８の出力と基準電圧との差が誤差増幅器９を介してインバータ駆動回路３にフィードバックされることにより、放電灯負荷回路５に供給される正味電流が基準電圧回路１４で設定した値に等しくなるまでインバータ回路２のスイッチング周波数が調整され、この結果、従来例と全く同様に、この正味電流に対応した電力が放電灯５ｃで消費される。
【００２９】
こうして、ステップＳ２で、起動後の一定時間、上記の最小の正味電流に対応した基準電圧で放電灯点灯装置を運転し、放電灯負荷回路５に供給される正味電流が基準電圧に対応した電流値で一定になったところで、ステップＳ３に移行して、周波数出力端子２１ａから出力されるスイッチング周波数（ｆＤ）をスイッチ制御部２２内のＡ／Ｄ変換器２２ａで検出し、続いてステップＳ４で、このデータを演算回路２２ｃで記憶回路２２ｂに保存された図３に示すような基準電圧とスイッチング周波数との関係を表すデータと比較することにより、放電灯負荷回路５に装着されている放電灯５ｃの定格値が識別される。
【００３０】
そして、この識別結果に基いて、ステップＳ５またはステップＳ６で、基準電圧発生部１５で生成される３つの基準電圧の中から、装着された放電灯５ｃの定格値に適合した基準電圧が演算回路２２ｃによって選択され、スイッチ部２０によって最初に設定したスイッチ２０ａから自動的に切り替えられると、以後、新しく設定された基準電圧にもとづいて誤差増幅器９がインバータ駆動回路３を制御し、放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流が放電灯負荷回路５に供給されるようになる。
【００３１】
ここで、図３に示した基準電圧とスイッチング周波数との関係を表す特性図を用いて、上記した基準電圧とスイッチング周波数の関係から装着された放電灯５ｃの定格値を識別する方法について詳しく説明する。なお、図中、横軸は基準電圧回路１４から出力される基準電圧、縦軸はインバータ駆動回路３のスイッチング周波数であり、放電灯Ａおよび放電灯Ｂで表す線は、それぞれ、異なる定格電力ＷＬＡおよびＷＬＢ（ＷＬＡ＞ＷＬＢ）を有する２種類の放電灯の特性曲線である。
【００３２】
上記したように、この放電灯点灯装置では、積分回路８からの出力が基準電圧回路１４から出力される基準電圧に等しくなるよう、誤差増幅器９がインバータ駆動回路３のスイッチング周波数を制御するため、基準電圧回路１４から出力される基準電圧が定められると、定常状態においては、この基準電圧に対応する正味電流およびこの正味電流を供給しうるスイッチング周波数が一義的に決定される。こうして、同一の放電灯に対して、基準電圧を変更すれば、これに伴って、スイッチング周波数と正味電流が変化し、図３に示したような特性曲線を得ることができる。
【００３３】
一方、結合コンデンサ４と放電灯負荷回路５からなる回路系はＬＣＲから成る共振系を構成しているため、定格値の異なる放電灯を装着した場合、放電灯５ｃのインピーダンスの違いに起因して同一正味電流（すなわち、基準電圧）を供給できるスイッチング周波数が変化し、それぞれ、異なる特性曲線を有することになる。例えば、図３に示す例では、定格電力がＷＬＡ＞ＷＬＢである放電灯ＡおよびＢを同一の基準電圧（ＶＲＥＦ）で駆動した場合、定格電力が大なる放電灯Ａのスイッチング周波数ｆＤＡが、定格電力が小なる放電灯Ｂのスイッチング周波数ｆＤＢより大きくなり、こうして、基準電圧を最も小さい正味電流を与える基準電圧に一定に保った状態で放電灯点灯装置を運転しながら、周波数検出手段２１から出力された信号をＡ／Ｄ変換してスイッチング周波数ｆＤを検出し、この周波数がこの基準電圧（ＶＲＥＦ）に対応した各放電灯のスイッチング周波数ｆＤＡおよびｆＤＢのどちらにより近いかを比較することにより、装着された放電灯５ｃの定格値を識別することができる。
【００３４】
なお、この図３では、基準電圧とスイッチング周波数との関係を特性曲線として表現したが、実際の放電灯点灯装置では、起動時の基準電圧（ＶＲＥＦ）が定まっているため、設定された基準電圧に対応するスイッチング周波数ｆＤＡおよびｆＤＢのみを記憶回路２２ｂに保存しておき、周波数検出手段２１から出力されたスイッチング周波数をこの値と比較するだけで定格値の識別ができ、この場合、基準電圧を検知する手段も不要である。
【００３５】
また、図４には、誤差増幅器９に入力される基準電圧と放電灯負荷回路５で消費される電力の関係を表す特性図を示す。定格値に適合した基準電圧が選択された後、新たに設定された基準電圧と電流検出回路６の出力電圧が等しくなるよう誤差増幅器９およびインバータ駆動回路３によりスイッチング周波数が制御され、直流電源１から放電灯５ｃの定格値に適合した高周波電流（正味電流）が放電灯負荷回路５に供給されて、回路損失を無視すれば、この正味電流に対応した一定の電力（図３の例では、ＷＬＡ）が放電灯５ｃで消費される。
【００３６】
以上、この実施の形態１によれば、放電灯負荷回路５に供給される正味電流を基準電圧回路１４から出力される基準電圧によって制御するよう構成するとともに、所定の基準電圧で運転した時、すなわち、所定の正味電流が供給されている時のインバータ回路２のスイッチング周波数ｆＤを周波数検出手段２１によって検出することにより、放電灯負荷回路５に装着されている放電灯５ｃの定格値をスイッチ制御部２２で識別して、スイッチ部２０で基準電圧回路１４から出力される基準電圧を自動的に切り替え、装着された放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流を放電灯負荷回路５に供給するよう構成したため、同一の放電灯点灯装置で種々の定格値を有する放電灯に適用可能な放電灯点灯装置を得ることができ、この結果、多種類の部品や放電灯点灯装置を備える必要がなくなり、生産時の部品管理等の管理コストが安くなる効果がある。また、放電灯５ｃの定格値に合わせて自動的に基準電圧が変更されるため、製品出荷時等にスイッチを操作して手動で定格値を設定する必要がないといった利点もある。
【００３７】
また、放電灯点灯装置を設置した後に照度アップなどのために放電灯５ｃの定格値を変更する場合も、放電灯５ｃの定格値に合わせて基準電圧が自動的に切り替わるため、同一の放電灯点灯装置で異なる定格値の放電灯を使用することができ、放電灯点灯装置を新たに交換、設置する必要がなくなって、購入費用や放電灯点灯装置の交換のための運用コストが削減できるとともに、長期にわたって使用可能な資源効率に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００３８】
さらに、スイッチ制御部２２およびスイッチ部２０からなる基準電圧選択手段２３が、装着されている放電灯５ｃの定格値を判断し、基準電圧を自動的に切り替えて放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流を供給するよう構成したため、電気の知識がなくても放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流を流すことができ、放電灯５ｃの交換時等において、放電灯５ｃの選択ミスやスイッチの設定ミス等により放電灯５ｃに過大な電流を印加して放電灯５ｃが短寿命となることを防止できる効果がある。
【００３９】
また、基準電圧回路１４を、基準電圧用直流電源１１と分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１３とを備え、あらかじめ設定された放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を生成する基準電圧発生部１５と、基準電圧発生部１５で生成した基準電圧を自動的に選択する基準電圧選択手段２３とで構成したため、回路構成がシンプルになり、安価な基準電圧回路が得られる効果があるとともに、例えば、分割抵抗１２を可変抵抗等によって構成し、可変抵抗の抵抗を変えて電圧の分割比を変更する方式に比べて、基準電圧の設定が容易となる効果がある。
【００４０】
また、スイッチ制御部２２を、Ａ／Ｄ変換器２２ａ、記憶回路２２ｂおよび演算回路２２ｃとから構成し、Ａ／Ｄ変換器２２ａで電流検出回路６の出力をデジタルデータ化するとともに、演算回路２２ｃにおいて、このデジタルデータを記憶回路２２ｂにあらかじめ保存された周波数データと比較して装着された放電灯５ｃの定格値を識別し、基準電圧回路１４からこの定格値に対応した基準電圧が出力されるようスイッチ部２０に制御信号を出力するよう構成したため、記憶回路２２ｂ内のデータを変更するだけで多種類の放電灯に対応でき、適用範囲の広い柔軟性に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００４１】
また、スイッチ制御部２２をマイコンで、また、スイッチ部２０を半導体スイッチで構成したため、基準電圧選択手段２３の回路を集積化でき、装置の小型化が可能となる効果がある。
【００４２】
さらに、この実施の形態１では、放電灯点灯装置の起動時に出力される基準電圧を、最も小さい正味電流に対応した基準電圧に設定したため、定格値の小さな放電灯に過大な電流を流して放電灯５ｃが短寿命となることを防止できる効果がある。
【００４３】
また、周波数検出手段として、インバータ駆動回路３内の周波数出力端子２１ａからスイッチング周波数の信号を得るよう構成したため、応答が速く、正確なスイッチング周波数が得られる効果がある。
【００４４】
なお、この実施の形態１においては、放電灯負荷回路５に供給される正味電流およびスイッチング周波数が定常状態になるまで、一定時間待機してからスイッチング周波数を検出するよう構成した例を示したが、起動時から周波数検出手段２１およびスイッチ制御部２２でスイッチング周波数を繰り返し検知し、スイッチング周波数が一定となったところで定常状態になったものと判断して、放電灯５ｃの定格値を識別するようにしてもよく、この場合、定常状態になるまでの裕度をもっておく必要がないため、速やかに定格値の変更ができる効果がある。
【００４５】
また、上記では、スイッチ２０ａをＯＮにした状態でスイッチング周波数を検出する場合について説明したが、その他のスイッチをＯＮにした状態で起動して周波数を検出してもよく、さらには、記憶回路２１ｂに図３のような特性曲線が保存されている場合は、任意のスイッチをＯＮにして起動し、演算回路２１ｃによってスイッチ部２０の設定状況を検知し、この設定状況に対応した基準電圧とスイッチング周波数から放電灯５ｃの定格値を識別するよう構成してもよい。
【００４６】
また、基準電圧選択手段２３として、スイッチ制御部２２をマイコンで、また、スイッチ部２０を半導体スイッチで構成した例を示したが、例えば、異なる電圧でＯＮ、ＯＦＦされるリレーを組み合わせ、周波数検出手段２１からの出力電圧によって各スイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの接点がＯＮ／ＯＦＦされるリレー回路で構成し、アナログ処理してもよく、また、上記したように、分割抵抗１２として可変抵抗を用いて、電圧の分割比を変更するよう構成してもよい。
【００４７】
さらに、上記図１では、周波数検出手段２１として、スイッチング周波数をインバータ駆動回路３の周波数出力端子２１ａから検出するよう構成した例を示したが、例えば、インバータ回路２や放電灯負荷回路５等に流れる電流または電圧波形をスイッチ制御部２２に入力し、スイッチ制御部２２内のＡ／Ｄ変換器２２ａでデジタルデータ化した後、演算回路２１ｃでフーリエ変換してスイッチング周波数を検出するよう構成してもよい。
【００４８】
また、この実施の形態１では、インバータ駆動回路３を電圧制御発振回路３ａとドライバ３ｂで構成した例を示したが、電圧制御発振回路３ａの替りに電流制御発振回路を応用しても良く、上記と全く同様の効果が得られる。
【００４９】
実施の形態２．
図５には、この発明の実施の形態２である放電灯点灯装置の構成を表す回路図を示す。この実施の形態２では、インバータ駆動回路３は、電流によって発振周波数が制御される電流制御発振回路３ｃ（図中、「ＣＣＯ」と記載）とドライバ３ｂから構成されるとともに、インバータ駆動回路３とグランド間には抵抗２４が、また、インバータ駆動回路３と誤差増幅器９間にはダイオード２５が接続されている。また、基準電圧回路１４内のスイッチ制御部２２には、インバータ駆動回路３の周波数出力端子２１ａから接続線２１ｂを介してスイッチング周波数が、さらに、電流検出回路６からは接続線２６を介して放電灯負荷回路５に供給される正味電流に対応した出力が入力されている。なお、図中、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。
【００５０】
以下、この実施の形態２の動作について、電圧制御発振回路３ａと電流制御発振回路３ｃの動作の違い、および、電流検出回路６から出力される正味電流データの利用方法を中心に説明する。図５は、この実施の形態２の構成を表す回路図であり、図において、電流制御発振回路３ｃは、電流制御発振回路３ｃの内部に内蔵された内部電源（図示せず）から流れ出る電流値によって発振周波数が制御される発振回路であり、この例では、内部電源から抵抗２４を介してグランドに流れ出る電流とダイオード２５から誤差増幅器９に引き込まれる電流の合計電流によって電流制御発振回路３ｃの発振周波数が制御される。
【００５１】
まず、この放電灯点灯装置の起動時に、スイッチ制御部２２によって、スイッチ部２０のスイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち最も小さい正味電流に対応したスイッチ２０ａをＯＮに、また、他のスイッチ２０ｂ、２０ｃをＯＦＦに設定しておく。この状態で、放電灯点灯装置を動作させると、電流制御発信回路３ｃの内部電源（図示せず）から、抵抗２４を通ってグランドに電流が流れるとともに、抵抗２４の上流側に比べて誤差増幅器９側の電位が低いためダイオード２５を通って誤差増幅器９側にも電流が流入する。こうして、電流制御発信回路３ｃは、内部電源から抵抗２４を介してグランドに流れ出る電流とダイオード２５から誤差増幅器９に引き込まれる電流の合計電流に対応した発振周波数で発振し、この信号をドライバ３ｂで増幅して、インバータ回路２を駆動することにより、直流電源１から供給される直流電流が高周波電流に変換されて、放電灯負荷回路５に供給され、放電灯５ｃが点灯する。
【００５２】
一方、放電灯負荷回路５に電流が流れ出すと、検出抵抗７には図１２と同様の交流電流が流れ、積分回路８でこの交流電流の順方向および逆方向の電流の和（正味電流）が検出されて誤差増幅器９の反転入力端に入力され、非反転入力端に入力された基準電圧との差が誤差増幅器９で増幅されて出力されることにより、ダイオード２５の下流側の電位が変化し、この結果、電流制御発振回路３ｃから誤差増幅器９側へ流出する電流量が変化して、電流制御発振回路３ｃの発振周波数が制御され、電流検出回路６からの出力が基準電圧に等しくなるまでスイッチング周波数が制御されて、定常状態に移行する。
【００５３】
こうして、この実施の形態２においても、スイッチ部２０により最も小さい正味電流に対応した基準電圧が選択されると、誤差増幅器９がインバータ駆動回路３のスイッチング周波数を制御して、放電灯負荷回路５に供給される正味電流が選択された基準電圧に対応した電流値となるよう調整され、定常状態においては、実施の形態１と同様に基準電圧と正味電流およびスイッチング周波数が一義的に対応することとなり、図３と同様の基準電圧とスイッチング周波数の関係を記憶回路２２ｂに保存しておけば、周波数検出手段２１によって検出されたスイッチング周波数から装着された放電灯５ｃの定格値が識別でき、演算回路２２ｃとスイッチ部２０によりこの定格値に適合した基準電圧への切り替えを自動的に行うことができる。
【００５４】
しかしながら、この実施の形態２では、以下のような構成と動作により一層精密に定格値の識別が行えるよう構成している。すなわち、上記したように、この実施の形態２では、電流制御発振回路３ｃが抵抗２４および誤差増幅器９へ流出する合計電流によって制御されるため、基準電圧回路１４から出力される基準電圧を設定しても抵抗２４の抵抗値にばらつきがあると、電流制御発振回路３ｃから流出する電流値が変化し、この結果、所定の基準電圧に対応したインバータ回路３のスイッチング周波数にばらつきが生じて、定格値を精密に識別することが困難になる。
【００５５】
そこで、この実施の形態２では、基準電圧とスイッチング周波数の関係からではなく、図６に例示したような正味電流値とスイッチング周波数の関係から放電灯５ｃの定格値を直接識別するよう構成している。具体的には、周波数検出手段２１からのスイッチング周波数の信号と電流検出回路６からの正味電流の信号をスイッチ制御部２２に入力し、スイッチ制御部２２のＡ／Ｄ変換器２２ａでスイッチング周波数と正味電流値を検出するとともに、記憶回路２２ｂに保存された正味電流値とスイッチング周波数のデータから放電灯５ｃの定格値を直接識別し、演算回路２２ｃとスイッチ部２０によりこの定格値に適合した基準電圧への切り替えを自動的に行うのである。
【００５６】
上記したように、定常状態においては基準電圧と正味電流およびスイッチング周波数が１対１の関係にあるため、正味電流とスイッチング周波数の関係からも放電灯５ｃの定格値を識別することが可能であり、特に、正味電流値とスイッチング周波数の関係は、インバータ回路２および放電灯負荷回路５の特性のみによって決定されるため、このような識別方法を採用すれば、抵抗２４のばらつき等に影響されずに、常に放電灯５ｃの定格値を精密に識別できるようになる。
【００５７】
以上のように、この実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と全く同様の効果が得られるとともに、電流検出回路６から出力される正味電流のデータと周波数検出手段２１からのスイッチング周波数のデータから放電灯５ｃの定格値を直接識別し、基準電圧を選択するよう構成したため、抵抗２４のばらつき等に影響されずに一層精密に定格値を識別できる効果がある。
【００５８】
なお、上記の説明から明らかなように、この実施の形態２の電流制御発振回路３ｃを電圧制御発振回路で構成しても、正味電流とスイッチング周波数の関係から定格値を識別するよう構成することにより、全く同様の効果が得られる。また、上記の実施の形態２では、正味電流の値を得る方法として、電流検出回路６から誤差増幅器９へ出力される信号を分岐してスイッチ制御部２２に入力した例を示したが、上記の電流検出回路６とは別に電流検出回路を設けてスイッチ制御部２２に入力するよう構成してもよい。
【００５９】
さらに、上記図５では、スイッチング周波数をインバータ駆動回路３の周波数出力端子２１ａから検出するよう構成した例を示したが、電流検出回路６から出力される正味電流の信号が完全に平滑化されておらず、スイッチング周波数成分が含まれている場合は、この信号をＡ／Ｄ変換器２２ａでデジタル化した後、演算回路２１ｃでフーリエ変換してスイッチング周波数を検出してもよく、この場合、周波数出力端子２１ａへの接続等が不要となって、回路が簡単になる効果がある。
【００６０】
実施の形態３．
図７には、この発明の実施の形態３である放電灯点灯装置の回路図を示す。なお、この発明は、例えば、三菱電機オスラム株式会社製のＨｆ蛍光放電灯(形名ＦＨＦ３２ＥＸ)のように、同一の放電灯で複数の定格値を有している（ＦＨＦ３２ＥＸの場合は、３２Ｗと４５Ｗの２つの定格電力を有する）放電灯を、実施の形態１に示した放電灯点灯装置で駆動した場合、基準電圧ＶＲＥＦに対するスイッチング周波数ｆＤを表す特性曲線が１本だけとなるため、スイッチ制御部２２だけではこの放電灯５ｃを３２Ｗで運転するのか、４５Ｗで運転するかの識別ができないといった問題点を解決するためになされたものである。
【００６１】
以下、この実施の形態３の構成および動作について図７を用いて説明する。図７において、２７は、スイッチ制御部２２に設けられた放電灯５ｃの定格を外部から手動で設定するための外部設定手段であり、この実施の形態では、「自動モード」、「３２Ｗモード」、「４５Ｗモード」の３つのモードが切り替えられる外部設定スイッチで構成されている。なお、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。
【００６２】
以下、この実施の形態３の動作について説明する。図７において、この放電灯点灯装置が起動されると、まず、基準電圧回路１４から最も小さい正味電流に対応した基準電圧が出力され、誤差増幅器９がインバータ駆動回路３に制御信号を送出してインバータ回路２のスイッチング周波数を制御し、電流検出回路６からの出力が基準電圧と等しくなるよう放電灯負荷回路５に供給される電流を調整する。一方、この基準電圧で運転されている間にスイッチ制御部２２では、最初に、外部設定スイッチ２７の設定状況が検出され、「自動モード」に設定されている場合は、実施の形態１と同様の手順で装着された放電灯５ｃの定格値が自動識別され、一定時間後に、この定格値に適合した基準電圧に切り替えられる。また、外部設定スイッチ２７の設定が「３２Ｗモード」あるいは「４５Ｗモード」である場合は、自動識別を行わず、この外部設定スイッチ２７で設定された定格値で放電灯５ｃを点灯するようスイッチ部２０を切り替える。
【００６３】
こうして、この実施の形態３によれば、上記した実施の形態１で得られた効果に加え、スイッチ制御部２２に、定格値のマニュアル設定が可能な外部設定手段２７を付加したため、同一放電灯で複数の定格値を有する放電灯に対しても対応できる放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００６４】
なお、上記の実施の形態３では、まず、外部設定スイッチ２７の設定状況を検出し、この設定状況によってスイッチ制御部２２で「自動モード」、「３２Ｗモード」、「４５Ｗモード」の、それぞれに対応した処理を行うよう構成した例を示したが、複数の定格値を有する放電灯の基準電圧とスイッチング周波数の特性曲線が分かっている場合は、まず、起動時の基準電圧とスイッチング周波数の関係から複数定格を有する放電灯であるかどうかを判断し、複数定格である場合に、外部設定スイッチ２７の設定状況を確認に行くよう構成してもよく、この場合、複数定格以外の放電灯に対しては上記の実施の形態１と同様にして定格値の自動識別が行われる。
【００６５】
また、上記においては、外部設定スイッチ２７として「自動モード」以外に、「３２Ｗモード」、「４５Ｗモード」の２つのモードを持つ例を示したが、外部設定スイッチ２７の接点の数を増やせば、３つ以上の定格値にも対応できることは明らかである。
【００６６】
実施の形態４．
図８には、この発明の実施の形態４として、基準電圧の切り替えに伴う放電灯５ｃの明るさの変化を連続的に変化させることが可能な放電灯点灯装置の回路図を示す。図において、２８ａ、２８ｂおよび２９は、それぞれ、緩衝用抵抗、緩衝用コンデンサおよび抵抗であり、緩衝用抵抗２８ａと緩衝用コンデンサ２８ｂは全体として緩衝用積分回路２８を構成している。なお、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。
【００６７】
このように、この実施の形態４では、基準電圧を選択するスイッチ部２０のスイッチが、仮に、２２ａがＯＮの状態から２２ｂがＯＮの状態に変化した場合に、その電圧の変化分が緩衝用積分回路２８で積分されるので、誤差増幅器９に入力される基準電圧は緩衝用積分回路２８の積分定数で連続的に変化し、この積分定数を適当に選定すれば、基準電圧の変化を徐々に変化させることができ、光出力をスム−スに変化させることができる。
【００６８】
以上のように、この実施の形態４によれば、上記した実施の形態１で得られた効果に加え、誤差増幅器９の入力端と基準電圧回路１４の間に緩衝回路２８である緩衝用積分回路２８を設け、基準電圧の切り替えにともなう基準電圧回路１４の階段的な出力の変化を緩衝し、誤差増幅器９に入力される信号が徐々に、連続的に変化するよう構成したため、起動時の基準電圧から放電灯５ｃの定格値に適合した基準電圧に自動的に切り替える際等に生じる、放電灯５ｃの光出力（明るさ）の急激な階段状の変化を抑制することができ、起動から定常状態に至る光出力をスム−スに変化させることができるため、ユーザの違和感や不快感を減少でき、快適性に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００６９】
なお、このように、毎起動時に放電灯５ｃの定格値が識別されスイッチ部２０が切り替えられて基準電圧の選択が自動で行われる放電灯点灯装置においては、装置を起動するたびに放電灯５ｃの明るさが変化することになり、明るさが毎回急変することはユーザの快適性を大きく損なうもので、光出力をスム−スに変化させることのできる上記実施の形態４の放電灯点灯装置は実用上非常に大きな利点を有する。
【００７０】
また、例えば、起動時の基準電圧から４５Ｗ定格時に切り替える際も、直接４５Ｗ定格の基準電圧に切り替えるのではなく、スイッチ制御部２２で、３２Ｗ→４０Ｗ→４５Ｗと順に１段づつ切り替えるようにすれば、緩衝用積分回路２８の効果ともあいまって、光出力がより連続的に変化し、一層快適な放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００７１】
さらに、上記の実施の形態４では、誤差増幅器９に入力される緩衝回路２８として、緩衝用抵抗２８ａと緩衝用コンデンサ２８ｂからなる緩衝用積分回路２８を用いた例を示したが、例えば、オペアンプによる積分回路等の、これと同等の機能を持つ他の構成でも良い。
【００７２】
実施の形態５．
図９には、実施の形態５である放電灯点灯装置の回路構成図を示す。これまでの実施の形態１ないし実施の形態４においては、スイッチ部２０を基準電圧発生部１５と誤差増幅器９の間に配置し、基準電圧発生部１５により生成された複数の基準電圧の中から、スイッチ部２０により誤差増幅器９に入力する基準電圧を選択するよう構成した例を示したが、図９に示すこの実施の形態のように、スイッチ部２０の各スイッチ２０ａ、２０、２０ｃを各分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃに並列に接続し、スイッチ部２０の各スイッチをＯＮ、ＯＦＦすることによって分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃがバイパスされ、誤差増幅器９に接続された基準電圧の出力端の両側の分割抵抗の分割比が変化して、基準電圧が変更されるよう構成してもよい。
【００７３】
なお、図９中、１６は、分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１３に直列に接続された分割抵抗であり、また、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。さらに、動作についても、上記の実施の形態１と全く同様であり、説明を省略する。
【００７４】
こうして、この実施の形態５によれば、上記した実施の形態１で得られた効果に加え、以下のような効果が得られる。すなわち、一般に誤差増幅器９の入力インピ−ダンスは非常に大きいことから、実施の形態１に示した例では、スイッチ部２０の各接点には長期間にわたって微少電流が流れ続けることになり、このような条件下で基準電圧の値を長期間安定して保つことはなかなか困難であった。しかし、この実施の形態５によれば、スイッチ部２０を分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃに並列に接続したため、スイッチ部２０には、基準電圧用直流電源１１からの分割抵抗を流れる電流が流れることになり、経年変化に対して安定を保つために必要十分な電流値を流すことができるため、経年変化に対して耐久性が高く、信頼性の高い放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００７５】
なお、図９では、スイッチ部２０の各スイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを各分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上流側とグランド間に並列に設けた例を示したが、スイッチ部２０の各スイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが、それぞれ、分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃをバイパスするよう接続しても良く、この場合、各スイッチの切り替えにより多種類の分割比を得ることができ、少ない分割抵抗数でより多くの定格値に対応できる放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００７６】
実施の形態６．
また、上記の実施の形態１ないし実施の形態５において、基準電圧発生部１５やスイッチ部２０を含む基準電圧回路１４を誤差増幅器９と同一の回路基板上に実装すれば、放電灯５ｃの放電によって基準電圧発生部１５やスイッチ部２０を流れる微少電流が外乱ノイズの影響で変動し、放電灯５ｃの出力が不安定になることを防止できるとともに、スイッチ部を別基板に設置する場合に比べてノイズ対策費用が軽減できる利点がある。
【００７７】
実施の形態７．
さらに、回路基板を金属等で形成したケース内に収納すれば、放電灯５ｃの取り替え時等に回路基板を損傷する危険が少なくなり、また、ケースを金属で形成すれば放電灯５ｃの放電によるノイズの影響が一層軽減される効果もある。
【００７８】
また、上記の実施の形態１ないし実施の形態５においては、誤差増幅器９に積分用のコンデンサ１０ｂを付加した例を示したが、積分回路８の積分定数を適当に選定すれば、誤差増幅器９の積分の機能は不要となり、コンデンサ１０ｂは増幅用の抵抗によって置き換えることができる。また、積分回路８の機能を誤差増幅器９内に一体化してもよい。
【００７９】
さらに、上記の実施の形態１ないし実施の形態５では、誤差増幅器９に入力される基準電圧の数を３種類としたが、これを２種類または４種類以上としても全く同様の効果が得られる。また、放電灯負荷回路５として１灯用のものを例示したが、同一定格を持つ２灯用以上のものに適用しても良い。また、基準電圧用直流電源１１を直流電源１から供給される直流電圧を一層安定化して使用するよう構成すれば、電源の共用が図られ、部品点数やコストが減少できる利点がある。
【００８０】
さらに、上記の実施の形態１および実施の形態６では、それぞれ、基本的な構成のみを説明したが、これらの構成を組み合わせることにより一層使い易い放電灯点灯装置が得られることは明らかであり、また、インバ−タ駆動回路３内の発振回路を、電流制御発振回路（ＣＣＯ）または電圧制御発振回路（ＶＣＯ）のどちらで構成しても同様の効果が得られる。
【００８１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００８２】
インバータ回路から放電灯負荷回路に供給される電流を基準電圧回路から出力される基準電圧によって制御するよう構成するとともに、上記インバータ回路のスイッチング周波数を検出する周波数検出手段を設け、基準電圧選択手段が、上記周波数検出手段によって検出されたスイッチング周波数から上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、この定格値に対応した基準電圧を自動的に選択して上記基準電圧回路から出力するよう構成したため、同一の放電灯点灯装置で種々の定格値を有する放電灯に適用可能な放電灯点灯装置を得ることができ、この結果、生産時の部品管理等の管理コストが安くなる効果がある。また、放電灯の定格値に合わせて基準電圧が自動的に切り替わるため、放電灯の交換時等において放電灯の選択ミス等によって放電灯が短寿命となることを防止できる効果がある。
【００８３】
また、上記放電灯負荷回路に供給される電流を検出する電流検出手段を設け、上記周波数検出手段から出力されるスイッチング周波数と上記放電灯負荷回路に供給される電流値から上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、基準電圧選択手段でこの定格値に対応した基準電圧を自動的に選択して上記基準電圧回路から出力するよう構成したため、一層正確に定格値を識別できる効果がある。
【００８４】
また、上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗とを備え、あらかじめ設定された放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を発生する基準電圧発生部と、上記周波数検出手段からの出力に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、上記基準電圧発生部で生成する基準電圧の中からこの定格値に適合した基準電圧を自動的に選択する基準電圧選択手段とから構成したため、上記基準電圧回路の構成がシンプルになり、安価な基準電圧回路が得られるとともに、基準電圧の設定が容易となる効果がある。
【００８５】
また、上記基準電圧選択手段内のスイッチ部を上記分割抵抗に並列に接続したため、経年変化に対して安定した動作が得られ、信頼性の高い放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００８６】
さらに、上記基準電圧選択手段内のスイッチ制御部を、Ａ／Ｄ変換器と、記憶回路と、演算回路とから構成し、上記Ａ／Ｄ変換器で上記周波数検出手段の出力をデジタルデータ化するとともに、上記演算回路において、上記記憶回路にあらかじめ保存された周波数データと比較して装着された放電灯の定格値を識別するよう構成したため、上記記憶回路内のデータを変更するだけで多種類の放電灯に対応でき、適用範囲の広い放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００８７】
また、放電灯点灯装置の起動時に、上記基準電圧回路から出力可能な基準電圧のうち最も小さい正味電流に対応した基準電圧が上記基準電圧回路から出力されるよう構成したため、定格値の小さな放電灯に過大な電流を流して放電灯が短寿命となることを防止できる効果がある。
【００８８】
また、放電灯の定格値を識別する情報を上記基準電圧選択手段に手動で入力できる外部設定手段を設けたため、複数の定格値を有する放電灯にも対応できる放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００８９】
さらに、上記基準電圧回路と上記誤差増幅器との間に緩衝回路を設け、上記基準電圧回路から出力される基準電圧が変化する際、上記誤差増幅器に入力される基準電圧が連続的に変化するよう構成したため、基準電圧の切り替えに伴う放電灯の光出力（明るさ）の急激な変化を抑制することができ、起動から定常状態に至る光出力がスム−スに変化するため、ユーザの違和感や不快感を減少でき、快適性に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００９０】
また、上記基準電圧回路を上記誤差増幅器が実装された回路基板上に設けたため、上記スイッチ部等を流れる微少電流が外乱ノイズの影響で変動して、放電灯の出力が不安定になることを防止できるとともに、別基板に設置する場合に比べてノイズ対策費用が軽減できる効果がある。
【００９１】
また、上記基準電圧回路および上記誤差増幅器が実装された回路基板をケース内に収納したため、上記回路基板の損傷が防止される効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の構成を示す回路図。
【図２】 この発明の実施の形態１の動作を示すフローチャート。
【図３】 この発明の実施の形態１の放電灯の定格値の識別方法を示す説明図。
【図４】 この発明の実施の形態１の基準電圧と消費電力の関係を表す特性図。
【図５】 この発明の実施の形態２の構成を示す回路図。
【図６】 この発明の実施の形態２の放電灯の定格値の識別方法を示す説明図。
【図７】 この発明の実施の形態３の構成を示す回路図。
【図８】 この発明の実施の形態４の構成を示す回路図。
【図９】 この発明の実施の形態５の構成を示す回路図。
【図１０】 従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図。
【図１１】 従来の放電灯点灯装置の直流電源の構成を示す回路図。
【図１２】 従来の放電灯点灯装置の検出抵抗を流れる電流波形図。
【符号の説明】
１ 直流電源
２ インバ−タ回路
３ インバータ駆動回路
５ 放電灯負荷回路
５ｃ 放電灯
６ 電流検出回路
９ 誤差増幅器
１１ 基準電圧用直流電源
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 分割抵抗
１３ 分割抵抗
１４ 基準電圧回路
１５ 基準電圧発生部
１６ 分割抵抗
２０ スイッチ部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ スイッチ
２１ 周波数検出手段
２２ スイッチ制御部
２２ａ Ａ／Ｄ変換器
２２ｂ 記憶回路
２２ｃ 演算回路
２３ 基準電圧選択手段
２７ 外部設定スイッチ（外部設定手段）
２８ 緩衝用積分回路（緩衝回路）
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータ回路からの高周波電力によって放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に、従来の放電灯点灯装置の回路図を示す。図において、１は商用電源を整流、平滑化して直流電流を得る直流電源、２はＭＯＳ ＦＥＴ等のスイッチング素子２ａ、２ｂから成るインバ−タ回路、３はインバータ回路２を駆動するインバータ駆動回路、４はインバータ回路２の出力側に接続された結合コンデンサ、５はチョ−クコイル５ａ、始動コンデンサ５ｂおよび放電灯５ｃから成る放電灯負荷回路、６は検出抵抗７と、抵抗８ａおよびコンデンサ８ｂを備えた積分回路８（ハイパスフィルタ−）から構成され放電灯負荷回路５に供給される正味電流を検出する電流検出回路、９は誤差増幅器、１０ａおよび１０ｂは誤差増幅器９での積分用の抵抗およびコンデンサであり、誤差増幅器９の反転入力端には積分回路８の出力電圧が、また、非反転入力端には安定化された基準電圧用直流電源１１および分割抵抗１２、１３とを備えた基準電圧回路１４から基準電圧が入力され、上記の２つの電圧の差が誤差増幅器９で増幅されて制御信号としてインバ−タ駆動回路３にフィードバックされている。
【０００３】
なお、商用電源から直流電流を得る場合の直流電源１の構成例を図１１に示す。図に示すように、商用電源１ａから出力された交流電流はダイオ−ドブリッジ１ｂで全波整流された後、平滑コンデンサ１ｃで平滑化され、直流電流として負荷回路に出力されるよう構成されている。
【０００４】
以下、この図１０に示した従来例の回路の動作について説明する。図において、インバータ駆動回路３によりインバ−タ回路２が駆動されると直流電源１から供給される直流電流が高周波電流に変換され、放電灯負荷回路５に供給されて、放電灯５ｃが点灯する。この時、放電灯負荷回路５には結合コンデンサ４が接続されているため、スイッチング素子２ａおよび２ｂのＯＮ、ＯＦＦに連動して、検出抵抗７には、図１２に示すような順方向および逆方向（回生方向）に交流電流が流れることになり、回路損失を無視すると、この有効成分（順および逆方向の電流の和。以下、正味電流と呼ぶ）が放電灯５ｃで電力として消費される。
【０００５】
一方、検出抵抗７によって検出された電流は、積分回路８で順方向および逆方向の電流の和（正味電流）が検出されて、対応する電圧が誤差増幅器９の反転入力端に入力される。また、誤差増幅器９の非反転入力端には、基準電圧回路１４から基準電圧用直流電源１１の電圧を分割抵抗１２及び１３で分割して生成した基準電圧が入力されており、誤差増幅器９では、この基準電圧と積分回路８からの出力電圧との電圧差が増幅されるとともに、積分用の抵抗１０ａおよびコンデンサ１０ｂによって積分され、インバ−タ駆動回路３に制御信号としてフィードバックされて、インバ−タ駆動回路３でインバータ回路２のスイッチング周波数が制御されることにより、直流電源１から放電灯負荷回路５に供給される高周波電流が調整される。こうして、放電灯負荷回路５に供給される高周波電流がインバ−タ回路２のスイッチング周波数で制御されるため、インバ−タ回路２のスイッチング周波数を制御して積分回路８の出力電圧が基準電圧に等しくなるよう保持すれば、直流電源１の出力電圧が一定の場合、放電灯５ｃに供給される電力を一定に保つことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１０に示した従来の放電灯点灯装置では、基準電圧回路１４から出力される基準電圧が点灯装置毎に固定されていたため、異なる定格値を有する放電灯に対応するためには、チョークコイル５ａや始動コンデンサ５ｂ等の部品をあらかじめ複数種類用意しておき、装着する放電灯５ｃの定格値に合わせて回路定数を変更したり、商品群をラインアップする場合に放電灯５ｃの定格値に対応した多種類の放電灯点灯装置を用意しておく必要があり、生産時の部品管理や製品の在庫管理が煩雑になり、管理コストが高くなるといった問題点があった。
【０００７】
また、放電灯点灯装置を設置した後に、照度アップや省電力等の目的で異なる定格値の放電灯に変更する場合には、放電灯点灯装置を新たに交換、設置する必要があり、購入費用や放電灯点灯装置の交換に要する運用コストが高くなるといった問題点も有していた。
【０００８】
この発明は、従来装置の上記のような問題点を解消するためになされたもので、この発明の第１の目的は、１つの放電灯点灯装置で複数の異なる定格値を有する放電灯に自動的に適合できるとともに、設置後においても放電灯の定格値の変更に自動的に対応され、生産時の部品管理等の管理コストや設置後の運用コスト等の削減が可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明の第２の目的は、放電灯の定格値の変更を自動的に行うことにより、定格値の変更が容易であるとともに、電気的な知識がない場合にも確実に定格値が変更でき、また、点灯時にも放電灯に定格値を超える電流が流れることを防止して、放電灯が短寿命となる心配のない放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明の第３の目的は、同一の放電灯で複数の定格値を有する放電灯にも適合できる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、この発明の第４の目的は、定格値の変更に伴う放電灯の明るさ（光出力）の急激な変化を抑制し、使用時の快適性にも優れた放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電灯点灯装置は、上記の目的を達成するために、直流電源と、上記直流電源から供給される直流を高周波電流に変換するインバータ回路と、上記インバータ回路からの高周波電流により放電灯を点灯させる放電灯負荷回路と、上記インバータ回路から上記放電灯負荷回路に供給される電流を検出する電流検出回路と、基準電圧を発生する基準電圧回路と、上記電流検出回路からの出力と上記基準電圧回路からの基準電圧に基づいて制御信号を生成する誤差増幅器と、上記誤差増幅器からの制御信号に基づいて上記インバータ回路のスイッチング周波数を制御し、上記インバータ回路から上記放電灯負荷回路に供給される電流を制御するインバータ駆動回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記インバータ回路のスイッチング周波数を検出する周波数検出手段を設けるとともに、上記基準電圧回路を放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を出力できるよう構成し、さらに、上記基準電圧回路には、上記周波数検出手段によって検出されたスイッチング周波数に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、この定格値に適合した基準電圧を自動的に選択可能な基準電圧選択手段を設けたものである。
【００１３】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧選択手段が、上記周波数検出手段から出力されるスイッチング周波数と上記電流検出回路から出力される上記放電灯負荷回路に供給される正味電流値とに基づいて、上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別するよう構成したものである。
【００１４】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗とを備え、あらかじめ設定された放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を発生する基準電圧発生部と、上記周波数検出手段からの出力に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、上記基準電圧発生部で生成する基準電圧の中からこの定格値に適合した基準電圧を自動的に選択する基準電圧選択手段とから構成したものである。
【００１５】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と、上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗と、基準電圧を選択するスイッチ部および上記スイッチ部を制御するスイッチ制御部とを備えた基準電圧選択手段とから構成するとともに、上記スイッチ部の各スイッチを上記分割抵抗に並列に接続し、上記スイッチ制御部でバイパスする分割抵抗を選択することにより、上記基準電圧回路から出力される基準電圧が選択されるよう構成したものである。
【００１６】
さらに、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧選択手段を、上記周波数検出手段の出力をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換器と、上記インバータ回路のスイッチング周波数を記憶する記憶回路と、上記Ａ／Ｄ変換器によって検出されたデジタルデータと上記記憶回路にあらかじめ保存されたスイッチング周波数とを比較して装着された放電灯の定格値を識別し、制御信号を出力する演算回路とを備えたスイッチ制御部と、上記演算回路からの制御信号により上記基準電圧回路から出力される基準電圧を選択するスイッチ部とから構成したものである。
【００１７】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯点灯装置の起動時に、上記基準電圧選択手段が、上記基準電圧回路から出力可能な基準電圧のうち最も小さい正味電流に対応した基準電圧を選択するよう構成したものである。
【００１８】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯の定格値を識別する情報を上記基準電圧選択手段に手動で入力できる外部設定手段を設けたものである。
【００１９】
さらに、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路と上記誤差増幅器との間に緩衝回路を設け、上記基準電圧回路から出力される基準電圧の変更時に、上記誤差増幅器に入力される基準電圧が連続的に変化するよう構成したものである。
【００２０】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路を、上記誤差増幅器が実装された回路基板上に設けたものである。
【００２１】
また、この発明に係る放電灯点灯装置は、上記基準電圧回路および上記誤差増幅器が実装された回路基板をケース内に収納したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図において、１は商用電源を整流、平滑化して直流電流を得る直流電源、２はＭＯＳ ＦＥＴ等のスイッチング素子２ａ、２ｂから成るインバ−タ回路、３は、内部に電圧によってスイッチング周波数が制御される電圧制御発振回路３ａ（図中、「ＶＣＯ」と記載）およびドライバ３ｂを備え、インバータ回路２を駆動するインバータ駆動回路、４はインバータ回路２の出力側に接続された結合コンデンサ、５はチョ−クコイル５ａ、始動コンデンサ５ｂおよび放電灯５ｃから成る放電灯負荷回路、６は検出抵抗７と、抵抗８ａおよびコンデンサ８ｂを備えた積分回路８（ハイパスフィルタ−）から構成され放電灯負荷回路５に供給される正味電流を検出する電流検出回路、９は誤差増幅器、１０ａおよび１０ｂは誤差増幅器９での積分用の抵抗およびコンデンサであり、誤差増幅器９の反転入力端には積分回路８の出力電圧が、また、非反転入力端には基準電圧回路１４から基準電圧が入力され、上記の２つの電圧の差が誤差増幅器９で増幅されて制御信号としてインバ−タ駆動回路３にフィードバックされている。
【００２３】
一方、この実施の形態１では、インバータ駆動回路３には、電圧制御発振回路３ａの発振周波数、すなわち、インバータ駆動回路３のスイッチング周波数を外部に出力する周波数出力端子２１ａが備えられ、接続線２１ｂとともに、このスイッチング周波数に関する情報を基準電圧回路１４内のスイッチ制御部２２に入力する周波数検出手段２１を構成している。
【００２４】
また、基準電圧回路１４は、安定化された基準電圧用直流電源１１の電圧を分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１３で分割して放電灯５ｃの定格値（例えば、３２Ｗ、４０Ｗ、４５Ｗ）に対応した３つの基準電圧をあらかじめ設定、生成する基準電圧発生部１５と、基準電圧発生部１５で生成された３つの基準電圧の中から装着された放電灯５ｃの定格値に適合した基準電圧を選択し誤差増幅器９に入力する基準電圧選択手段２３から構成され、この基準電圧選択手段２３は、３つのスイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃから成るスイッチ部２０と、接続線２１ｂにより周波数出力端子２１ａから入力されたインバータ駆動回路３のスイッチング周波数に基づいて放電灯負荷回路５に装着された放電灯５ｃの定格値を識別し、スイッチ部２０の各スイッチを自動制御するスイッチ制御部２２とを備えている。
【００２５】
さらに、このスイッチ制御部２２の具体的構成は、図１に示すように、周波数出力端子２１ａからの出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２ａと、基準電圧回路１４から出力される基準電圧とインバータ駆動回路３のスイッチング周波数との関係を記憶した記憶回路２２ｂと、上記Ａ／Ｄ変換器２２ａからの出力と上記記憶回路２２ｂ内に保存された周波数データに基いて放電灯負荷回路５に装着された放電灯５ｃの定格値を検出し、スイッチ部２０にＯＮ／ＯＦＦ信号を送出する演算回路２２ｃから構成され、この実施の形態１では、スイッチ制御部２２をＡ／Ｄ変換機能およびメモリを内蔵したマイコンで、また、スイッチ部２０を半導体スイッチにより構成している。
【００２６】
以下、この実施の形態１の動作について図１の構成図と図２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１において、この放電灯点灯装置の起動時には、スイッチ制御部２２によって、スイッチ部２０のスイッチのうち最も小さな正味電流を与える基準電圧に対応したスイッチ２０ａがＯＮに、また、他のスイッチ２０ｂ、２０ｃがＯＦＦになるよう設定されている。この状態で放電灯点灯装置を起動すると、誤差増幅器９には、基準電圧回路１４から最小の正味電流に対応する基準電圧が入力され、誤差増幅器９で電流検出回路６からの信号との差が増幅されてインバータ駆動回路３に入力され、インバータ駆動回路３内の電圧制御発振回路３ａではこの電圧に対応してスイッチング周波数が制御され、ドライバ３ｂを介してインバ−タ回路２を駆動することにより、直流電源１から供給される直流電流が高周波電流に変換されて、放電灯負荷回路５に供給され、放電灯５ｃが点灯する。
【００２７】
この時、放電灯負荷回路５には結合コンデンサ４が接続されているため、スイッチング素子２ａおよび２ｂのＯＮ、ＯＦＦに連動して、放電灯負荷回路５には、直流電源１→スイッチング素子２ａ→結合コンデンサ４→放電灯負荷回路５→検出抵抗７→直流電源１なる右周りおよび結合コンデンサ４→スイッチング素子２ｂ→放電灯負荷回路５→結合コンデンサ４なる左周りの交流電流が交互に流れることになり、この結果、検出抵抗７には図１２と同様の交流電流が流れて、積分回路８でこの交流電流の順方向および逆方向の電流の和（正味電流）が検出され、対応する電圧が誤差増幅器９の反転入力端に入力される。
【００２８】
一方、誤差増幅器９の非反転入力端には基準電圧回路１４から基準電圧が入力されており、放電灯点灯装置の起動後は、積分回路８の出力と基準電圧との差が誤差増幅器９を介してインバータ駆動回路３にフィードバックされることにより、放電灯負荷回路５に供給される正味電流が基準電圧回路１４で設定した値に等しくなるまでインバータ回路２のスイッチング周波数が調整され、この結果、従来例と全く同様に、この正味電流に対応した電力が放電灯５ｃで消費される。
【００２９】
こうして、ステップＳ２で、起動後の一定時間、上記の最小の正味電流に対応した基準電圧で放電灯点灯装置を運転し、放電灯負荷回路５に供給される正味電流が基準電圧に対応した電流値で一定になったところで、ステップＳ３に移行して、周波数出力端子２１ａから出力されるスイッチング周波数（ｆＤ）をスイッチ制御部２２内のＡ／Ｄ変換器２２ａで検出し、続いてステップＳ４で、このデータを演算回路２２ｃで記憶回路２２ｂに保存された図３に示すような基準電圧とスイッチング周波数との関係を表すデータと比較することにより、放電灯負荷回路５に装着されている放電灯５ｃの定格値が識別される。
【００３０】
そして、この識別結果に基いて、ステップＳ５またはステップＳ６で、基準電圧発生部１５で生成される３つの基準電圧の中から、装着された放電灯５ｃの定格値に適合した基準電圧が演算回路２２ｃによって選択され、スイッチ部２０によって最初に設定したスイッチ２０ａから自動的に切り替えられると、以後、新しく設定された基準電圧にもとづいて誤差増幅器９がインバータ駆動回路３を制御し、放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流が放電灯負荷回路５に供給されるようになる。
【００３１】
ここで、図３に示した基準電圧とスイッチング周波数との関係を表す特性図を用いて、上記した基準電圧とスイッチング周波数の関係から装着された放電灯５ｃの定格値を識別する方法について詳しく説明する。なお、図中、横軸は基準電圧回路１４から出力される基準電圧、縦軸はインバータ駆動回路３のスイッチング周波数であり、放電灯Ａおよび放電灯Ｂで表す線は、それぞれ、異なる定格電力ＷＬＡおよびＷＬＢ（ＷＬＡ＞ＷＬＢ）を有する２種類の放電灯の特性曲線である。
【００３２】
上記したように、この放電灯点灯装置では、積分回路８からの出力が基準電圧回路１４から出力される基準電圧に等しくなるよう、誤差増幅器９がインバータ駆動回路３のスイッチング周波数を制御するため、基準電圧回路１４から出力される基準電圧が定められると、定常状態においては、この基準電圧に対応する正味電流およびこの正味電流を供給しうるスイッチング周波数が一義的に決定される。こうして、同一の放電灯に対して、基準電圧を変更すれば、これに伴って、スイッチング周波数と正味電流が変化し、図３に示したような特性曲線を得ることができる。
【００３３】
一方、結合コンデンサ４と放電灯負荷回路５からなる回路系はＬＣＲから成る共振系を構成しているため、定格値の異なる放電灯を装着した場合、放電灯５ｃのインピーダンスの違いに起因して同一正味電流（すなわち、基準電圧）を供給できるスイッチング周波数が変化し、それぞれ、異なる特性曲線を有することになる。例えば、図３に示す例では、定格電力がＷＬＡ＞ＷＬＢである放電灯ＡおよびＢを同一の基準電圧（ＶＲＥＦ）で駆動した場合、定格電力が大なる放電灯Ａのスイッチング周波数ｆＤＡが、定格電力が小なる放電灯Ｂのスイッチング周波数ｆＤＢより大きくなり、こうして、基準電圧を最も小さい正味電流を与える基準電圧に一定に保った状態で放電灯点灯装置を運転しながら、周波数検出手段２１から出力された信号をＡ／Ｄ変換してスイッチング周波数ｆＤを検出し、この周波数がこの基準電圧（ＶＲＥＦ）に対応した各放電灯のスイッチング周波数ｆＤＡおよびｆＤＢのどちらにより近いかを比較することにより、装着された放電灯５ｃの定格値を識別することができる。
【００３４】
なお、この図３では、基準電圧とスイッチング周波数との関係を特性曲線として表現したが、実際の放電灯点灯装置では、起動時の基準電圧（ＶＲＥＦ）が定まっているため、設定された基準電圧に対応するスイッチング周波数ｆＤＡおよびｆＤＢのみを記憶回路２２ｂに保存しておき、周波数検出手段２１から出力されたスイッチング周波数をこの値と比較するだけで定格値の識別ができ、この場合、基準電圧を検知する手段も不要である。
【００３５】
また、図４には、誤差増幅器９に入力される基準電圧と放電灯負荷回路５で消費される電力の関係を表す特性図を示す。定格値に適合した基準電圧が選択された後、新たに設定された基準電圧と電流検出回路６の出力電圧が等しくなるよう誤差増幅器９およびインバータ駆動回路３によりスイッチング周波数が制御され、直流電源１から放電灯５ｃの定格値に適合した高周波電流（正味電流）が放電灯負荷回路５に供給されて、回路損失を無視すれば、この正味電流に対応した一定の電力（図３の例では、ＷＬＡ）が放電灯５ｃで消費される。
【００３６】
以上、この実施の形態１によれば、放電灯負荷回路５に供給される正味電流を基準電圧回路１４から出力される基準電圧によって制御するよう構成するとともに、所定の基準電圧で運転した時、すなわち、所定の正味電流が供給されている時のインバータ回路２のスイッチング周波数ｆＤを周波数検出手段２１によって検出することにより、放電灯負荷回路５に装着されている放電灯５ｃの定格値をスイッチ制御部２２で識別して、スイッチ部２０で基準電圧回路１４から出力される基準電圧を自動的に切り替え、装着された放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流を放電灯負荷回路５に供給するよう構成したため、同一の放電灯点灯装置で種々の定格値を有する放電灯に適用可能な放電灯点灯装置を得ることができ、この結果、多種類の部品や放電灯点灯装置を備える必要がなくなり、生産時の部品管理等の管理コストが安くなる効果がある。また、放電灯５ｃの定格値に合わせて自動的に基準電圧が変更されるため、製品出荷時等にスイッチを操作して手動で定格値を設定する必要がないといった利点もある。
【００３７】
また、放電灯点灯装置を設置した後に照度アップなどのために放電灯５ｃの定格値を変更する場合も、放電灯５ｃの定格値に合わせて基準電圧が自動的に切り替わるため、同一の放電灯点灯装置で異なる定格値の放電灯を使用することができ、放電灯点灯装置を新たに交換、設置する必要がなくなって、購入費用や放電灯点灯装置の交換のための運用コストが削減できるとともに、長期にわたって使用可能な資源効率に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００３８】
さらに、スイッチ制御部２２およびスイッチ部２０からなる基準電圧選択手段２３が、装着されている放電灯５ｃの定格値を判断し、基準電圧を自動的に切り替えて放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流を供給するよう構成したため、電気の知識がなくても放電灯５ｃの定格値に適合した正味電流を流すことができ、放電灯５ｃの交換時等において、放電灯５ｃの選択ミスやスイッチの設定ミス等により放電灯５ｃに過大な電流を印加して放電灯５ｃが短寿命となることを防止できる効果がある。
【００３９】
また、基準電圧回路１４を、基準電圧用直流電源１１と分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１３とを備え、あらかじめ設定された放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を生成する基準電圧発生部１５と、基準電圧発生部１５で生成した基準電圧を自動的に選択する基準電圧選択手段２３とで構成したため、回路構成がシンプルになり、安価な基準電圧回路が得られる効果があるとともに、例えば、分割抵抗１２を可変抵抗等によって構成し、可変抵抗の抵抗を変えて電圧の分割比を変更する方式に比べて、基準電圧の設定が容易となる効果がある。
【００４０】
また、スイッチ制御部２２を、Ａ／Ｄ変換器２２ａ、記憶回路２２ｂおよび演算回路２２ｃとから構成し、Ａ／Ｄ変換器２２ａで電流検出回路６の出力をデジタルデータ化するとともに、演算回路２２ｃにおいて、このデジタルデータを記憶回路２２ｂにあらかじめ保存された周波数データと比較して装着された放電灯５ｃの定格値を識別し、基準電圧回路１４からこの定格値に対応した基準電圧が出力されるようスイッチ部２０に制御信号を出力するよう構成したため、記憶回路２２ｂ内のデータを変更するだけで多種類の放電灯に対応でき、適用範囲の広い柔軟性に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００４１】
また、スイッチ制御部２２をマイコンで、また、スイッチ部２０を半導体スイッチで構成したため、基準電圧選択手段２３の回路を集積化でき、装置の小型化が可能となる効果がある。
【００４２】
さらに、この実施の形態１では、放電灯点灯装置の起動時に出力される基準電圧を、最も小さい正味電流に対応した基準電圧に設定したため、定格値の小さな放電灯に過大な電流を流して放電灯５ｃが短寿命となることを防止できる効果がある。
【００４３】
また、周波数検出手段として、インバータ駆動回路３内の周波数出力端子２１ａからスイッチング周波数の信号を得るよう構成したため、応答が速く、正確なスイッチング周波数が得られる効果がある。
【００４４】
なお、この実施の形態１においては、放電灯負荷回路５に供給される正味電流およびスイッチング周波数が定常状態になるまで、一定時間待機してからスイッチング周波数を検出するよう構成した例を示したが、起動時から周波数検出手段２１およびスイッチ制御部２２でスイッチング周波数を繰り返し検知し、スイッチング周波数が一定となったところで定常状態になったものと判断して、放電灯５ｃの定格値を識別するようにしてもよく、この場合、定常状態になるまでの裕度をもっておく必要がないため、速やかに定格値の変更ができる効果がある。
【００４５】
また、上記では、スイッチ２０ａをＯＮにした状態でスイッチング周波数を検出する場合について説明したが、その他のスイッチをＯＮにした状態で起動して周波数を検出してもよく、さらには、記憶回路２１ｂに図３のような特性曲線が保存されている場合は、任意のスイッチをＯＮにして起動し、演算回路２１ｃによってスイッチ部２０の設定状況を検知し、この設定状況に対応した基準電圧とスイッチング周波数から放電灯５ｃの定格値を識別するよう構成してもよい。
【００４６】
また、基準電圧選択手段２３として、スイッチ制御部２２をマイコンで、また、スイッチ部２０を半導体スイッチで構成した例を示したが、例えば、異なる電圧でＯＮ、ＯＦＦされるリレーを組み合わせ、周波数検出手段２１からの出力電圧によって各スイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの接点がＯＮ／ＯＦＦされるリレー回路で構成し、アナログ処理してもよく、また、上記したように、分割抵抗１２として可変抵抗を用いて、電圧の分割比を変更するよう構成してもよい。
【００４７】
さらに、上記図１では、周波数検出手段２１として、スイッチング周波数をインバータ駆動回路３の周波数出力端子２１ａから検出するよう構成した例を示したが、例えば、インバータ回路２や放電灯負荷回路５等に流れる電流または電圧波形をスイッチ制御部２２に入力し、スイッチ制御部２２内のＡ／Ｄ変換器２２ａでデジタルデータ化した後、演算回路２１ｃでフーリエ変換してスイッチング周波数を検出するよう構成してもよい。
【００４８】
また、この実施の形態１では、インバータ駆動回路３を電圧制御発振回路３ａとドライバ３ｂで構成した例を示したが、電圧制御発振回路３ａの替りに電流制御発振回路を応用しても良く、上記と全く同様の効果が得られる。
【００４９】
実施の形態２．
図５には、この発明の実施の形態２である放電灯点灯装置の構成を表す回路図を示す。この実施の形態２では、インバータ駆動回路３は、電流によって発振周波数が制御される電流制御発振回路３ｃ（図中、「ＣＣＯ」と記載）とドライバ３ｂから構成されるとともに、インバータ駆動回路３とグランド間には抵抗２４が、また、インバータ駆動回路３と誤差増幅器９間にはダイオード２５が接続されている。また、基準電圧回路１４内のスイッチ制御部２２には、インバータ駆動回路３の周波数出力端子２１ａから接続線２１ｂを介してスイッチング周波数が、さらに、電流検出回路６からは接続線２６を介して放電灯負荷回路５に供給される正味電流に対応した出力が入力されている。なお、図中、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。
【００５０】
以下、この実施の形態２の動作について、電圧制御発振回路３ａと電流制御発振回路３ｃの動作の違い、および、電流検出回路６から出力される正味電流データの利用方法を中心に説明する。図５は、この実施の形態２の構成を表す回路図であり、図において、電流制御発振回路３ｃは、電流制御発振回路３ｃの内部に内蔵された内部電源（図示せず）から流れ出る電流値によって発振周波数が制御される発振回路であり、この例では、内部電源から抵抗２４を介してグランドに流れ出る電流とダイオード２５から誤差増幅器９に引き込まれる電流の合計電流によって電流制御発振回路３ｃの発振周波数が制御される。
【００５１】
まず、この放電灯点灯装置の起動時に、スイッチ制御部２２によって、スイッチ部２０のスイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち最も小さい正味電流に対応したスイッチ２０ａをＯＮに、また、他のスイッチ２０ｂ、２０ｃをＯＦＦに設定しておく。この状態で、放電灯点灯装置を動作させると、電流制御発信回路３ｃの内部電源（図示せず）から、抵抗２４を通ってグランドに電流が流れるとともに、抵抗２４の上流側に比べて誤差増幅器９側の電位が低いためダイオード２５を通って誤差増幅器９側にも電流が流入する。こうして、電流制御発信回路３ｃは、内部電源から抵抗２４を介してグランドに流れ出る電流とダイオード２５から誤差増幅器９に引き込まれる電流の合計電流に対応した発振周波数で発振し、この信号をドライバ３ｂで増幅して、インバータ回路２を駆動することにより、直流電源１から供給される直流電流が高周波電流に変換されて、放電灯負荷回路５に供給され、放電灯５ｃが点灯する。
【００５２】
一方、放電灯負荷回路５に電流が流れ出すと、検出抵抗７には図１２と同様の交流電流が流れ、積分回路８でこの交流電流の順方向および逆方向の電流の和（正味電流）が検出されて誤差増幅器９の反転入力端に入力され、非反転入力端に入力された基準電圧との差が誤差増幅器９で増幅されて出力されることにより、ダイオード２５の下流側の電位が変化し、この結果、電流制御発振回路３ｃから誤差増幅器９側へ流出する電流量が変化して、電流制御発振回路３ｃの発振周波数が制御され、電流検出回路６からの出力が基準電圧に等しくなるまでスイッチング周波数が制御されて、定常状態に移行する。
【００５３】
こうして、この実施の形態２においても、スイッチ部２０により最も小さい正味電流に対応した基準電圧が選択されると、誤差増幅器９がインバータ駆動回路３のスイッチング周波数を制御して、放電灯負荷回路５に供給される正味電流が選択された基準電圧に対応した電流値となるよう調整され、定常状態においては、実施の形態１と同様に基準電圧と正味電流およびスイッチング周波数が一義的に対応することとなり、図３と同様の基準電圧とスイッチング周波数の関係を記憶回路２２ｂに保存しておけば、周波数検出手段２１によって検出されたスイッチング周波数から装着された放電灯５ｃの定格値が識別でき、演算回路２２ｃとスイッチ部２０によりこの定格値に適合した基準電圧への切り替えを自動的に行うことができる。
【００５４】
しかしながら、この実施の形態２では、以下のような構成と動作により一層精密に定格値の識別が行えるよう構成している。すなわち、上記したように、この実施の形態２では、電流制御発振回路３ｃが抵抗２４および誤差増幅器９へ流出する合計電流によって制御されるため、基準電圧回路１４から出力される基準電圧を設定しても抵抗２４の抵抗値にばらつきがあると、電流制御発振回路３ｃから流出する電流値が変化し、この結果、所定の基準電圧に対応したインバータ回路３のスイッチング周波数にばらつきが生じて、定格値を精密に識別することが困難になる。
【００５５】
そこで、この実施の形態２では、基準電圧とスイッチング周波数の関係からではなく、図６に例示したような正味電流値とスイッチング周波数の関係から放電灯５ｃの定格値を直接識別するよう構成している。具体的には、周波数検出手段２１からのスイッチング周波数の信号と電流検出回路６からの正味電流の信号をスイッチ制御部２２に入力し、スイッチ制御部２２のＡ／Ｄ変換器２２ａでスイッチング周波数と正味電流値を検出するとともに、記憶回路２２ｂに保存された正味電流値とスイッチング周波数のデータから放電灯５ｃの定格値を直接識別し、演算回路２２ｃとスイッチ部２０によりこの定格値に適合した基準電圧への切り替えを自動的に行うのである。
【００５６】
上記したように、定常状態においては基準電圧と正味電流およびスイッチング周波数が１対１の関係にあるため、正味電流とスイッチング周波数の関係からも放電灯５ｃの定格値を識別することが可能であり、特に、正味電流値とスイッチング周波数の関係は、インバータ回路２および放電灯負荷回路５の特性のみによって決定されるため、このような識別方法を採用すれば、抵抗２４のばらつき等に影響されずに、常に放電灯５ｃの定格値を精密に識別できるようになる。
【００５７】
以上のように、この実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と全く同様の効果が得られるとともに、電流検出回路６から出力される正味電流のデータと周波数検出手段２１からのスイッチング周波数のデータから放電灯５ｃの定格値を直接識別し、基準電圧を選択するよう構成したため、抵抗２４のばらつき等に影響されずに一層精密に定格値を識別できる効果がある。
【００５８】
なお、上記の説明から明らかなように、この実施の形態２の電流制御発振回路３ｃを電圧制御発振回路で構成しても、正味電流とスイッチング周波数の関係から定格値を識別するよう構成することにより、全く同様の効果が得られる。また、上記の実施の形態２では、正味電流の値を得る方法として、電流検出回路６から誤差増幅器９へ出力される信号を分岐してスイッチ制御部２２に入力した例を示したが、上記の電流検出回路６とは別に電流検出回路を設けてスイッチ制御部２２に入力するよう構成してもよい。
【００５９】
さらに、上記図５では、スイッチング周波数をインバータ駆動回路３の周波数出力端子２１ａから検出するよう構成した例を示したが、電流検出回路６から出力される正味電流の信号が完全に平滑化されておらず、スイッチング周波数成分が含まれている場合は、この信号をＡ／Ｄ変換器２２ａでデジタル化した後、演算回路２１ｃでフーリエ変換してスイッチング周波数を検出してもよく、この場合、周波数出力端子２１ａへの接続等が不要となって、回路が簡単になる効果がある。
【００６０】
実施の形態３．
図７には、この発明の実施の形態３である放電灯点灯装置の回路図を示す。なお、この発明は、例えば、三菱電機オスラム株式会社製のＨｆ蛍光放電灯(形名ＦＨＦ３２ＥＸ)のように、同一の放電灯で複数の定格値を有している（ＦＨＦ３２ＥＸの場合は、３２Ｗと４５Ｗの２つの定格電力を有する）放電灯を、実施の形態１に示した放電灯点灯装置で駆動した場合、基準電圧ＶＲＥＦに対するスイッチング周波数ｆＤを表す特性曲線が１本だけとなるため、スイッチ制御部２２だけではこの放電灯５ｃを３２Ｗで運転するのか、４５Ｗで運転するかの識別ができないといった問題点を解決するためになされたものである。
【００６１】
以下、この実施の形態３の構成および動作について図７を用いて説明する。図７において、２７は、スイッチ制御部２２に設けられた放電灯５ｃの定格を外部から手動で設定するための外部設定手段であり、この実施の形態では、「自動モード」、「３２Ｗモード」、「４５Ｗモード」の３つのモードが切り替えられる外部設定スイッチで構成されている。なお、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。
【００６２】
以下、この実施の形態３の動作について説明する。図７において、この放電灯点灯装置が起動されると、まず、基準電圧回路１４から最も小さい正味電流に対応した基準電圧が出力され、誤差増幅器９がインバータ駆動回路３に制御信号を送出してインバータ回路２のスイッチング周波数を制御し、電流検出回路６からの出力が基準電圧と等しくなるよう放電灯負荷回路５に供給される電流を調整する。一方、この基準電圧で運転されている間にスイッチ制御部２２では、最初に、外部設定スイッチ２７の設定状況が検出され、「自動モード」に設定されている場合は、実施の形態１と同様の手順で装着された放電灯５ｃの定格値が自動識別され、一定時間後に、この定格値に適合した基準電圧に切り替えられる。また、外部設定スイッチ２７の設定が「３２Ｗモード」あるいは「４５Ｗモード」である場合は、自動識別を行わず、この外部設定スイッチ２７で設定された定格値で放電灯５ｃを点灯するようスイッチ部２０を切り替える。
【００６３】
こうして、この実施の形態３によれば、上記した実施の形態１で得られた効果に加え、スイッチ制御部２２に、定格値のマニュアル設定が可能な外部設定手段２７を付加したため、同一放電灯で複数の定格値を有する放電灯に対しても対応できる放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００６４】
なお、上記の実施の形態３では、まず、外部設定スイッチ２７の設定状況を検出し、この設定状況によってスイッチ制御部２２で「自動モード」、「３２Ｗモード」、「４５Ｗモード」の、それぞれに対応した処理を行うよう構成した例を示したが、複数の定格値を有する放電灯の基準電圧とスイッチング周波数の特性曲線が分かっている場合は、まず、起動時の基準電圧とスイッチング周波数の関係から複数定格を有する放電灯であるかどうかを判断し、複数定格である場合に、外部設定スイッチ２７の設定状況を確認に行くよう構成してもよく、この場合、複数定格以外の放電灯に対しては上記の実施の形態１と同様にして定格値の自動識別が行われる。
【００６５】
また、上記においては、外部設定スイッチ２７として「自動モード」以外に、「３２Ｗモード」、「４５Ｗモード」の２つのモードを持つ例を示したが、外部設定スイッチ２７の接点の数を増やせば、３つ以上の定格値にも対応できることは明らかである。
【００６６】
実施の形態４．
図８には、この発明の実施の形態４として、基準電圧の切り替えに伴う放電灯５ｃの明るさの変化を連続的に変化させることが可能な放電灯点灯装置の回路図を示す。図において、２８ａ、２８ｂおよび２９は、それぞれ、緩衝用抵抗、緩衝用コンデンサおよび抵抗であり、緩衝用抵抗２８ａと緩衝用コンデンサ２８ｂは全体として緩衝用積分回路２８を構成している。なお、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。
【００６７】
このように、この実施の形態４では、基準電圧を選択するスイッチ部２０のスイッチが、仮に、２２ａがＯＮの状態から２２ｂがＯＮの状態に変化した場合に、その電圧の変化分が緩衝用積分回路２８で積分されるので、誤差増幅器９に入力される基準電圧は緩衝用積分回路２８の積分定数で連続的に変化し、この積分定数を適当に選定すれば、基準電圧の変化を徐々に変化させることができ、光出力をスム−スに変化させることができる。
【００６８】
以上のように、この実施の形態４によれば、上記した実施の形態１で得られた効果に加え、誤差増幅器９の入力端と基準電圧回路１４の間に緩衝回路２８である緩衝用積分回路２８を設け、基準電圧の切り替えにともなう基準電圧回路１４の階段的な出力の変化を緩衝し、誤差増幅器９に入力される信号が徐々に、連続的に変化するよう構成したため、起動時の基準電圧から放電灯５ｃの定格値に適合した基準電圧に自動的に切り替える際等に生じる、放電灯５ｃの光出力（明るさ）の急激な階段状の変化を抑制することができ、起動から定常状態に至る光出力をスム−スに変化させることができるため、ユーザの違和感や不快感を減少でき、快適性に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００６９】
なお、このように、毎起動時に放電灯５ｃの定格値が識別されスイッチ部２０が切り替えられて基準電圧の選択が自動で行われる放電灯点灯装置においては、装置を起動するたびに放電灯５ｃの明るさが変化することになり、明るさが毎回急変することはユーザの快適性を大きく損なうもので、光出力をスム−スに変化させることのできる上記実施の形態４の放電灯点灯装置は実用上非常に大きな利点を有する。
【００７０】
また、例えば、起動時の基準電圧から４５Ｗ定格時に切り替える際も、直接４５Ｗ定格の基準電圧に切り替えるのではなく、スイッチ制御部２２で、３２Ｗ→４０Ｗ→４５Ｗと順に１段づつ切り替えるようにすれば、緩衝用積分回路２８の効果ともあいまって、光出力がより連続的に変化し、一層快適な放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００７１】
さらに、上記の実施の形態４では、誤差増幅器９に入力される緩衝回路２８として、緩衝用抵抗２８ａと緩衝用コンデンサ２８ｂからなる緩衝用積分回路２８を用いた例を示したが、例えば、オペアンプによる積分回路等の、これと同等の機能を持つ他の構成でも良い。
【００７２】
実施の形態５．
図９には、実施の形態５である放電灯点灯装置の回路構成図を示す。これまでの実施の形態１ないし実施の形態４においては、スイッチ部２０を基準電圧発生部１５と誤差増幅器９の間に配置し、基準電圧発生部１５により生成された複数の基準電圧の中から、スイッチ部２０により誤差増幅器９に入力する基準電圧を選択するよう構成した例を示したが、図９に示すこの実施の形態のように、スイッチ部２０の各スイッチ２０ａ、２０、２０ｃを各分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃに並列に接続し、スイッチ部２０の各スイッチをＯＮ、ＯＦＦすることによって分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃがバイパスされ、誤差増幅器９に接続された基準電圧の出力端の両側の分割抵抗の分割比が変化して、基準電圧が変更されるよう構成してもよい。
【００７３】
なお、図９中、１６は、分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１３に直列に接続された分割抵抗であり、また、図１と同一または相当部分は同一記号を付し、説明を省略する。さらに、動作についても、上記の実施の形態１と全く同様であり、説明を省略する。
【００７４】
こうして、この実施の形態５によれば、上記した実施の形態１で得られた効果に加え、以下のような効果が得られる。すなわち、一般に誤差増幅器９の入力インピ−ダンスは非常に大きいことから、実施の形態１に示した例では、スイッチ部２０の各接点には長期間にわたって微少電流が流れ続けることになり、このような条件下で基準電圧の値を長期間安定して保つことはなかなか困難であった。しかし、この実施の形態５によれば、スイッチ部２０を分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃに並列に接続したため、スイッチ部２０には、基準電圧用直流電源１１からの分割抵抗を流れる電流が流れることになり、経年変化に対して安定を保つために必要十分な電流値を流すことができるため、経年変化に対して耐久性が高く、信頼性の高い放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００７５】
なお、図９では、スイッチ部２０の各スイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを各分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上流側とグランド間に並列に設けた例を示したが、スイッチ部２０の各スイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが、それぞれ、分割抵抗１２ａ、１２ｂ、１２ｃをバイパスするよう接続しても良く、この場合、各スイッチの切り替えにより多種類の分割比を得ることができ、少ない分割抵抗数でより多くの定格値に対応できる放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００７６】
実施の形態６．
また、上記の実施の形態１ないし実施の形態５において、基準電圧発生部１５やスイッチ部２０を含む基準電圧回路１４を誤差増幅器９と同一の回路基板上に実装すれば、放電灯５ｃの放電によって基準電圧発生部１５やスイッチ部２０を流れる微少電流が外乱ノイズの影響で変動し、放電灯５ｃの出力が不安定になることを防止できるとともに、スイッチ部を別基板に設置する場合に比べてノイズ対策費用が軽減できる利点がある。
【００７７】
実施の形態７．
さらに、回路基板を金属等で形成したケース内に収納すれば、放電灯５ｃの取り替え時等に回路基板を損傷する危険が少なくなり、また、ケースを金属で形成すれば放電灯５ｃの放電によるノイズの影響が一層軽減される効果もある。
【００７８】
また、上記の実施の形態１ないし実施の形態５においては、誤差増幅器９に積分用のコンデンサ１０ｂを付加した例を示したが、積分回路８の積分定数を適当に選定すれば、誤差増幅器９の積分の機能は不要となり、コンデンサ１０ｂは増幅用の抵抗によって置き換えることができる。また、積分回路８の機能を誤差増幅器９内に一体化してもよい。
【００７９】
さらに、上記の実施の形態１ないし実施の形態５では、誤差増幅器９に入力される基準電圧の数を３種類としたが、これを２種類または４種類以上としても全く同様の効果が得られる。また、放電灯負荷回路５として１灯用のものを例示したが、同一定格を持つ２灯用以上のものに適用しても良い。また、基準電圧用直流電源１１を直流電源１から供給される直流電圧を一層安定化して使用するよう構成すれば、電源の共用が図られ、部品点数やコストが減少できる利点がある。
【００８０】
さらに、上記の実施の形態１および実施の形態６では、それぞれ、基本的な構成のみを説明したが、これらの構成を組み合わせることにより一層使い易い放電灯点灯装置が得られることは明らかであり、また、インバ−タ駆動回路３内の発振回路を、電流制御発振回路（ＣＣＯ）または電圧制御発振回路（ＶＣＯ）のどちらで構成しても同様の効果が得られる。
【００８１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００８２】
インバータ回路から放電灯負荷回路に供給される電流を基準電圧回路から出力される基準電圧によって制御するよう構成するとともに、上記インバータ回路のスイッチング周波数を検出する周波数検出手段を設け、基準電圧選択手段が、上記周波数検出手段によって検出されたスイッチング周波数から上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、この定格値に対応した基準電圧を自動的に選択して上記基準電圧回路から出力するよう構成したため、同一の放電灯点灯装置で種々の定格値を有する放電灯に適用可能な放電灯点灯装置を得ることができ、この結果、生産時の部品管理等の管理コストが安くなる効果がある。また、放電灯の定格値に合わせて基準電圧が自動的に切り替わるため、放電灯の交換時等において放電灯の選択ミス等によって放電灯が短寿命となることを防止できる効果がある。
【００８３】
また、上記放電灯負荷回路に供給される電流を検出する電流検出手段を設け、上記周波数検出手段から出力されるスイッチング周波数と上記放電灯負荷回路に供給される電流値から上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、基準電圧選択手段でこの定格値に対応した基準電圧を自動的に選択して上記基準電圧回路から出力するよう構成したため、一層正確に定格値を識別できる効果がある。
【００８４】
また、上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗とを備え、あらかじめ設定された放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を発生する基準電圧発生部と、上記周波数検出手段からの出力に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、上記基準電圧発生部で生成する基準電圧の中からこの定格値に適合した基準電圧を自動的に選択する基準電圧選択手段とから構成したため、上記基準電圧回路の構成がシンプルになり、安価な基準電圧回路が得られるとともに、基準電圧の設定が容易となる効果がある。
【００８５】
また、上記基準電圧選択手段内のスイッチ部を上記分割抵抗に並列に接続したため、経年変化に対して安定した動作が得られ、信頼性の高い放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００８６】
さらに、上記基準電圧選択手段内のスイッチ制御部を、Ａ／Ｄ変換器と、記憶回路と、演算回路とから構成し、上記Ａ／Ｄ変換器で上記周波数検出手段の出力をデジタルデータ化するとともに、上記演算回路において、上記記憶回路にあらかじめ保存された周波数データと比較して装着された放電灯の定格値を識別するよう構成したため、上記記憶回路内のデータを変更するだけで多種類の放電灯に対応でき、適用範囲の広い放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００８７】
また、放電灯点灯装置の起動時に、上記基準電圧回路から出力可能な基準電圧のうち最も小さい正味電流に対応した基準電圧が上記基準電圧回路から出力されるよう構成したため、定格値の小さな放電灯に過大な電流を流して放電灯が短寿命となることを防止できる効果がある。
【００８８】
また、放電灯の定格値を識別する情報を上記基準電圧選択手段に手動で入力できる外部設定手段を設けたため、複数の定格値を有する放電灯にも対応できる放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００８９】
さらに、上記基準電圧回路と上記誤差増幅器との間に緩衝回路を設け、上記基準電圧回路から出力される基準電圧が変化する際、上記誤差増幅器に入力される基準電圧が連続的に変化するよう構成したため、基準電圧の切り替えに伴う放電灯の光出力（明るさ）の急激な変化を抑制することができ、起動から定常状態に至る光出力がスム−スに変化するため、ユーザの違和感や不快感を減少でき、快適性に優れた放電灯点灯装置が得られる効果がある。
【００９０】
また、上記基準電圧回路を上記誤差増幅器が実装された回路基板上に設けたため、上記スイッチ部等を流れる微少電流が外乱ノイズの影響で変動して、放電灯の出力が不安定になることを防止できるとともに、別基板に設置する場合に比べてノイズ対策費用が軽減できる効果がある。
【００９１】
また、上記基準電圧回路および上記誤差増幅器が実装された回路基板をケース内に収納したため、上記回路基板の損傷が防止される効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の構成を示す回路図。
【図２】 この発明の実施の形態１の動作を示すフローチャート。
【図３】 この発明の実施の形態１の放電灯の定格値の識別方法を示す説明図。
【図４】 この発明の実施の形態１の基準電圧と消費電力の関係を表す特性図。
【図５】 この発明の実施の形態２の構成を示す回路図。
【図６】 この発明の実施の形態２の放電灯の定格値の識別方法を示す説明図。
【図７】 この発明の実施の形態３の構成を示す回路図。
【図８】 この発明の実施の形態４の構成を示す回路図。
【図９】 この発明の実施の形態５の構成を示す回路図。
【図１０】 従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図。
【図１１】 従来の放電灯点灯装置の直流電源の構成を示す回路図。
【図１２】 従来の放電灯点灯装置の検出抵抗を流れる電流波形図。
【符号の説明】
１ 直流電源
２ インバ−タ回路
３ インバータ駆動回路
５ 放電灯負荷回路
５ｃ 放電灯
６ 電流検出回路
９ 誤差増幅器
１１ 基準電圧用直流電源
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 分割抵抗
１３ 分割抵抗
１４ 基準電圧回路
１５ 基準電圧発生部
１６ 分割抵抗
２０ スイッチ部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ スイッチ
２１ 周波数検出手段
２２ スイッチ制御部
２２ａ Ａ／Ｄ変換器
２２ｂ 記憶回路
２２ｃ 演算回路
２３ 基準電圧選択手段
２７ 外部設定スイッチ（外部設定手段）
２８ 緩衝用積分回路（緩衝回路）
Claims (10)
- 直流電源と、上記直流電源から供給される直流を高周波電流に変換するインバータ回路と、上記インバータ回路からの高周波電流により放電灯を点灯させる放電灯負荷回路と、上記インバータ回路から上記放電灯負荷回路に供給される電流を検出する電流検出回路と、基準電圧を発生する基準電圧回路と、上記電流検出回路からの出力と上記基準電圧回路からの基準電圧に基づいて制御信号を生成する誤差増幅器と、上記誤差増幅器からの制御信号に基づいて上記インバータ回路のスイッチング周波数を制御し、上記インバータ回路から上記放電灯負荷回路に供給される電流を制御するインバータ駆動回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記インバータ回路のスイッチング周波数を検出する周波数検出手段を設けるとともに、上記基準電圧回路を放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を出力できるよう構成し、さらに、上記基準電圧回路には、上記周波数検出手段によって検出されたスイッチング周波数に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、この定格値に適合した基準電圧を自動的に選択可能な基準電圧選択手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 上記基準電圧選択手段が、上記周波数検出手段から出力されるスイッチング周波数と上記電流検出回路から出力される上記放電灯負荷回路に供給される正味電流値とに基づいて、上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別するよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
- 上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗とを備え、あらかじめ設定された放電灯の定格値に対応した複数の異なる基準電圧を発生する基準電圧発生部と、上記周波数検出手段からの出力に基づいて上記放電灯負荷回路に装着された放電灯の定格値を識別し、上記基準電圧発生部で生成する基準電圧の中からこの定格値に適合した基準電圧を自動的に選択する基準電圧選択手段とから構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電灯点灯装置。
- 上記基準電圧回路を、基準電圧用直流電源と、上記基準電圧用直流電源の電圧を分割する分割抵抗と、基準電圧を選択するスイッチ部および上記スイッチ部を制御するスイッチ制御部とを備えた基準電圧選択手段とから構成するとともに、上記スイッチ部の各スイッチを上記分割抵抗に並列に接続し、上記スイッチ制御部でバイパスする分割抵抗を選択することにより、上記基準電圧回路から出力される基準電圧を選択するよう構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電灯点灯装置。
- 上記基準電圧選択手段を、上記周波数検出手段の出力をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換器と、上記インバータ回路のスイッチング周波数を記憶する記憶回路と、上記Ａ／Ｄ変換器によって検出されたデジタルデータと上記記憶回路にあらかじめ保存されたスイッチング周波数とを比較して装着された放電灯の定格値を識別し、制御信号を出力する演算回路とを備えたスイッチ制御部と、上記演算回路からの制御信号により上記基準電圧回路から出力される基準電圧を選択するスイッチ部とから構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯点灯装置の起動時に、上記基準電圧選択手段が、上記基準電圧回路から出力可能な基準電圧のうち最も小さい正味電流に対応した基準電圧を選択するよう構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯の定格値を識別する情報を上記基準電圧選択手段に手動で入力できる外部設定手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 上記基準電圧回路と上記誤差増幅器との間に緩衝回路を設け、上記基準電圧回路から出力される基準電圧の変更時に、上記誤差増幅器に入力される基準電圧が連続的に変化するよう構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 上記基準電圧回路を、上記誤差増幅器が実装された回路基板上に設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 上記基準電圧回路および上記誤差増幅器が実装された回路基板をケース内に収納したことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
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