JP4140219B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯を調光点灯可能な放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の放電灯点灯装置のブロック図を示しており、この放電灯点灯装置は直流電源部２と、インバータ部３と、負荷回路部４と、制御部５と、調光信号生成部６とで構成される。また、負荷回路部４は、インバータ部３の出力端子間に接続されたインダクタＬ２及びコンデンサＣ４からなる直列共振回路と、コンデンサＣ４に並列に接続された放電灯Ｌａとで構成される。
【０００３】
本回路では商用電源１の交流電圧を直流電源部２で直流電圧に変換し、さらにインバータ部３で高周波の交流電圧に変換して放電灯Ｌａに供給している。
【０００４】
ここで、制御部５はインバータ部３の駆動周波数を制御しており、インダクタＬ２とコンデンサＣ４との共振作用を利用して、放電灯Ｌａに供給する電力を変化させることにより、放電灯Ｌａの予熱、点灯などを制御する。
【０００５】
また、制御部５は調光信号生成部６から入力される調光信号Ｓに応じてインバータ部３の駆動周波数を変化させ、放電灯Ｌａを調光点灯している。すなわち、安定点灯時はインバータ部３を進相領域で動作させているので、調光比を低下させるような調光信号Ｓが入力されると、制御部５はインバータ部３の駆動周波数を上昇させ、放電灯Ｌａに流れるランプ電流を減少させて、ランプ光束を低下させる。ここに、直流電源部２とインバータ部３とで放電灯Ｌａを調光点灯可能な点灯手段が構成され、制御部５から調光信号に応じてインバータ部３の出力を変化させることにより放電灯Ｌａを調光する調光制御手段が構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の放電灯点灯装置では、放電灯Ｌａが低光束領域（例えば、定格出力の１０％〜２０％）で点灯している場合に、放電灯Ｌａ周囲の温度環境などによって放電灯Ｌａが立ち消えするという問題があった。つまり、周囲温度が２５℃と０℃とでは放電灯Ｌａの負荷特性が変化するため、インバータ部３を同じ駆動周波数で動作させても、２５℃では点灯状態を維持するが、０℃では立ち消えしてしまう場合がある。同様に、放電灯Ｌａのランプ特性のばらつきによっても負荷特性が変化するため、インバータ部３を同じ駆動周波数で動作させたとしても、負荷特性の違いによって立ち消えが生じる場合がある。
【０００７】
このような放電灯Ｌａの立ち消えを防止するために、放電灯Ｌａの点灯時に放電灯Ｌａの点灯状態を常時フィードバックして、インバータ部３の出力を制御することも考えられるが、エアコンディショナの冷風が放電灯Ｌａに当たるなどして負荷特性が変化した場合、この負荷特性の変化がフィードバックされてインバータ部３の出力が変化し、放電灯Ｌａのちらつきの原因になるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、調光点灯時に放電灯の点灯状態を安定に維持できる放電灯点灯装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、直列に接続された２つのスイッチング素子を交互にスイッチングさせることにより放電灯へ点灯電力を供給して当該放電灯を点灯させるとともに、放電灯を調光点灯可能な点灯手段と、調光信号に応じてスイッチング素子の駆動周波数を変化させて点灯手段の出力を変化させることにより放電灯を調光する調光制御手段と、放電灯のインピーダンスから調光状態を検出する調光状態検出手段と、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の下限レベルよりも暗くなると、調光信号が下限レベルよりも暗い値に変化するのを抑制するとともに、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の定格点灯レベルよりも明るくなると、上記調光信号が定格点灯レベルよりも明るい値に変化するのを抑制する調光信号制限手段とを備えて成ることを特徴とし、調光信号制限手段は、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の下限レベルよりも暗くなると、調光信号が下限レベルよりも暗い値に変化するのを抑制しているので、放電灯が下限レベルよりも暗い低光束領域で点灯されることはなく、したがって周囲温度の変動や放電灯のバラツキなどの影響で放電灯が立ち消えするのを防止でき、放電灯を安定的に調光点灯できる。しかも、調光信号制限手段は、調光状態検出手段の検出した調光状態が定格点灯レベルよりも明るくなると、調光信号が定格点灯レベルよりも明るい値に変化するのを抑制しているので、放電灯が定格点灯レベルよりも明るい調光レベルで点灯されることはなく、したがって周囲温度の変動や放電灯のバラツキなどの影響で定格電流を超えるランプ電流が流れるのを防止でき、点灯手段などの回路部品に加わるストレスを低減できる。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、調光状態検出手段は、放電灯を含む負荷回路と点灯手段との間に接続されたカップリングコンデンサの電位をもとに、放電灯の調光状態を検出することを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項１の発明において、調光状態検出手段は、点灯時における放電灯の両端電圧から調光状態を検出することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、上記低光束域は、上記放電灯が点灯維持可能な調光レベルよりも明るく、且つ、定格点灯レベルの略３０％よりも暗い調光範囲であることを特徴とし、請求項１又は２の発明と同様の作用を奏する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１３】
図１は放電灯点灯装置のブロック図を示しており、この放電灯点灯装置は直流電源部２と、インバータ部３と、負荷回路部４と、制御部５と、調光信号生成部６と、調光状態検出部７と、調光信号制限部８とで構成される。尚、調光状態検出部７及び調光信号制限部８以外の構成は上述した従来の放電灯点灯装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００１４】
調光状態検出部７（調光状態検出手段）は、放電灯Ｌａの調光レベルに応じて電圧レベルが変化する電圧信号（例えばランプ電圧）を検出することによって放電灯Ｌａの調光状態を検出しており、ランプ電圧に応じて変化する検出信号Ｋを調光信号制限部８（調光信号制限手段）に出力する。この検出信号Ｋは、図２に示すように調光レベルが高い（光出力が明るい）ほど電圧レベルが高くなり、調光レベルが低い（光出力が暗い）ほど電圧レベルが低くなる。
【００１５】
調光信号制限部８には、調光信号生成部６の発生した調光信号Ｓと、調光状態検出部７の検出信号Ｋとが入力され、検出信号Ｋに基づいて調光信号Ｓを補正して得た出力信号Ｔを制御部５に出力する。すなわち、検出信号Ｋが下限レベルに対応した閾値電圧Ｋthよりも大きい場合（放電灯Ｌａの調光レベルが所定の下限レベルよりも明るい場合）、調光信号制限部８は、調光信号生成部６から入力された調光信号Ｓをそのまま出力信号Ｔとして、制御部５に出力する。一方、調光状態検出部７の検出信号Ｋが閾値電圧Ｋth以下になると（放電灯Ｌａの調光レベルが下限レベルよりも暗くなると）、調光信号制限部８は、調光信号Ｓが下限レベルに対応した値Ｓthよりも暗い値に変化するのを抑制する。尚、調光信号Ｓの電圧レベルは、放電灯Ｌａの調光レベルが高い（光出力が明るい）ほど高くなり、調光レベルが低い（光出力が暗い）ほど低くなっている。
【００１６】
ここで、放電灯Ｌａの光出力を低下させるために、調光信号生成部７が調光信号Ｓを大きくし、上記下限レベルに対応した値Ｓthまで上昇させると、それに応じて制御部５がインバータ部３の出力を変化させ、放電灯Ｌａの調光状態が変化して、検出信号Ｋの値が閾値電圧Ｋthに等しくなる。この状態から放電灯Ｌａの光出力をさらに低下させるために、調光信号生成部７が調光信号ＳをＳthからさらに大きくしようとしても、調光状態検出部７の検出信号Ｋが閾値電圧Ｋth以下になるので、調光信号制限部８は出力信号Ｔを下限レベルに対応した値Ｓthに制限し、この値Ｓthを制御部５に出力する（図２参照）。
【００１７】
このように、調光信号制限部８が、調光状態検出部７の検出した放電灯Ｌａの調光状態に基づいて、制御部５に出力する調光信号Ｓを下限レベルよりも明るい値に制限しているので、放電灯Ｌａが下限レベルよりも暗い調光レベルで点灯されることはなく、したがって周囲温度の変動や放電灯のバラツキなどの影響で放電灯が立ち消えするのを防止し、低光束域においても放電灯Ｌａを安定的に点灯させることができる。尚、放電灯Ｌａの下限レベルはランプ特性などを考慮して適当な値を設定すれば良いが、定格点灯レベルの略３０％の値とするのが望ましく、この場合は調光信号Ｓの調光レベルが放電灯Ｌａの点灯維持可能な調光レベルよりも明るく、且つ、定格点灯レベルの略３０％よりも暗い低光束域において、制御部５への出力が定格点灯レベルの略３０％に制限されるから、定格点灯レベルの１０％〜２０％の低光束域で立ち消えが発生するのを防止できる。
【００１８】
また、本点灯装置では調光状態検出部７がランプ電圧から放電灯の調光状態を検出しているが、調光状態に応じて信号レベルが変化するような信号であれば、ランプ電流などの信号から調光状態を検出するようにしても良い。
【００１９】
（参考例１）
図３は本参考例の放電灯点灯装置の回路図であり、この放電灯点灯装置は、直流電源部２と、インバータ部３と、負荷回路部４と、制御部５と、調光信号生成部６と、調光状態検出部７と、調光信号制限部８と、制御電源生成部９とで構成される。尚、直流電源部２、インバータ部３及び制御電源生成部９以外の構成は図１で説明した放電灯点灯装置と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２０】
直流電源部２は、ブリッジ接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４からなり商用電源１の電源電圧を全波整流する全波整流回路２ａと、全波整流回路２ａの出力端子間に接続されたコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１の両端間に接続されたインダクタＬ１及びスイッチング素子Ｑ１の直列回路と、スイッチング素子Ｑ１の両端間にダイオードＤ５を介して接続された電解コンデンサよりなるコンデンサＣ２とで構成され、インダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ５とコンデンサＣ２とで所謂昇圧チョッパ回路を構成している。尚、昇圧チョッパ回路は従来周知の回路であるので、回路動作の説明は省略する。
【００２１】
インバータ部３はハーフブリッジ形のインバータ回路であって、直流電源部２の出力端子間に接続されたスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路を有し、ローサイドのスイッチング素子Ｑ３の両端間に直流カット用のコンデンサＣ３を介して直列共振回路を構成するインダクタＬ２とコンデンサＣ４との直列回路を接続してある。コンデンサＣ４の両端間にはコンデンサＣ５を介して昇圧トランスＴ１の一次巻線が接続され、昇圧トランスＴ１の二次巻線の両端間にはコンデンサＣ６を介して蛍光灯よりなる放電灯Ｌａの両フィラメントの電源側端子が接続されている。また、インダクタＬ２及びコンデンサＣ４の直列回路と並列にコンデンサＣ９を介して予熱用トランスＴ２の一次巻線ｎ１が接続され、トランスＴ２の二次側に設けられた巻線ｎ２，ｎ３の両端間には、それぞれコンデンサＣ７，Ｃ８を介して放電灯Ｌａの両フィラメントが接続されている。
【００２２】
また制御電源生成部９は、直流電源部２の出力電圧を降圧して一定電圧Ｖccを生成する降圧チョッパ回路などからなり、直流電源部２を電源として制御部５の動作電圧Ｖccを生成する。
【００２３】
制御部５は、直流電源部２のスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御して直流電源部２の出力電圧を所望の電圧に制御するとともに、インバータ部３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオン／オフさせており、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動周波数を変化させることによって、放電灯Ｌａの点灯状態を制御する。
【００２４】
調光状態検出部７は、図４に示すように、コンデンサＣ５の両端間にコンデンサＣ１０を介して接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と逆並列に接続されたダイオードＤ６と、抵抗Ｒ２の両端間にダイオードＤ７を介して接続された抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ１１の並列回路とで構成される。そして、この調光状態検出部７では、コンデンサＣ５の両端電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧し、ダイオードＤ７で整流した後、コンデンサＣ１１で平滑して得た電圧を検出信号Ｋとして調光信号制限部８に出力する。
【００２５】
また、調光信号制限部８は、図５に示すようにオペアンプＯＰ１，ＯＰ２と、抵抗Ｒ４〜Ｒ８と、ダイオードＤ８とで構成されるリミッタ回路からなり、調光信号生成部６の調光信号Ｓが調光状態検出部７の検出信号Ｋよりも小さい範囲では調光信号Ｓをそのまま制御部５に出力し、調光信号Ｓが検出信号Ｋ以上になると検出信号Ｋを制御部５に出力する。
【００２６】
ここで、放電灯Ｌａの予熱、始動時の動作を簡単に説明する。先ず、制御部５はインバータ部３の駆動周波数を、インダクタＬ２及びコンデンサＣ４からなる共振回路の共振周波数よりも十分高い周波数として、放電灯Ｌａの両端電圧を始動時の電圧よりも低い電圧に設定し、トランスＴ２とコンデンサＣ７〜Ｃ９とで構成される予熱回路によって放電灯Ｌａの両フィラメントに予熱電流を流し、両フィラメントを予熱する。予熱終了後、制御部５はインバータ部３の駆動周波数を下げて、駆動周波数を共振回路の共振周波数に近づけており、共振作用によってコンデンサＣ４の両端電圧が上昇し、昇圧トランスＴ１を介して放電灯Ｌａの両端電圧が上昇し、放電灯Ｌａが始動、点灯する。放電灯Ｌａの点灯後は、制御部５がインバータ部３の駆動周波数を所定の周波数に変化させることによって、所望の光出力が得られる。そして、定常点灯時に制御部５がインバータ部３の駆動周波数を上昇させると、インバータ部３の駆動周波数が共振回路の共振周波数から遠ざかり、コンデンサＣ４の両端電圧が低下して、放電灯Ｌａの両端電圧が低下するので、放電灯Ｌａが調光される。
【００２７】
ところで、放電灯Ｌａが略定格出力で点灯している場合、調光信号制限部８は調光信号生成部６から入力された調光信号Ｓ１をそのまま制御部５に出力し、この調光信号Ｓ１に応じて制御部５がインバータ部３の駆動周波数をｆ１とし、それによって調光状態検出部７の検出電圧がＫ１になる（図６参照）。
【００２８】
ここで放電灯Ｌａの光出力を低下させるために、調光信号生成部６が調光信号をＳ１からＳ２に切り替えた場合（Ｓ１＜Ｓ２）、調光信号制限部８は調光信号Ｓ２をそのまま制御部５に出力し、この調光信号Ｓ２に応じて制御部５がインバータ部３の駆動周波数をｆ１からｆ２に上昇させるため（ｆ１＜ｆ２）、駆動周波数が共振回路の共振周波数から遠ざかって、放電灯Ｌａの光出力が低下する。この時、放電灯Ｌａのランプインピーダンスが増加して両端電圧が上昇し、それに伴ってコンデンサＣ５の両端電圧が低下するため、調光状態検出部７の検出信号がＫ１からＫ２に低下する（Ｋ１＞Ｋ２）。
【００２９】
さらに放電灯Ｌａの光出力を低下させるために、調光信号生成部６が調光信号Ｓを大きくしていくと、光出力の低下に伴って調光状態検出部７の検出信号Ｋが低下し、調光信号ＳをＳ３とした時点で調光信号Ｓの値Ｓ３と検出信号Ｋの値Ｋ３が等しくなる（Ｓ３＝Ｋ３）。
【００３０】
この状態から、放電灯Ｌａの光出力をさらに低下させるために、調光信号生成部６が調光信号ＳをＳ３から増加させた場合、検出信号Ｋよりも調光信号Ｓの方が大きくなるが、調光信号制限部８では調光信号Ｓが検出信号Ｋよりも大きくなると、検出信号Ｋを出力信号Ｔとして制御部５に出力するので、制御部５に入力される出力信号はＫ３（＝Ｓ３）に保持される。したがって、調光信号生成部６から調光信号Ｓ４（＞Ｓ３）が入力された場合でも、調光信号制限部８から制御部５に出力される出力信号ＴはＫ３（＝Ｓ３）のままであり、出力信号がＫ３（＝Ｓ３）のときの放電灯Ｌａの光束が下限レベル（例えば定格光束の約３０％）となる。
【００３１】
このように、調光信号制限部８が、調光状態検出部７の検出した放電灯Ｌａの調光状態に基づいて調光範囲の下限レベルを設定しており、放電灯Ｌａが下限レベルよりも暗い低光束領域で点灯されることはないから、周囲温度の低下や放電灯Ｌａのバラツキなどの影響で放電灯Ｌａが立ち消えするのを防止し、低光束域において放電灯Ｌａの点灯状態を安定に維持することができる。
【００３２】
（参考例２）
図７は本参考例の放電灯点灯装置の回路図であり、この放電灯点灯装置は、直流電源２’と、インバータ部３と、負荷回路部４と、制御部５と、調光信号生成部６と、調光状態検出部７と、調光信号制限部８と、制御電源生成部９とで構成される。尚、インバータ部３、調光状態検出部７及び調光信号制限部８以外の構成は参考例１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符合を付してその説明は省略する。
【００３３】
インバータ部３は、参考例１と同様にハーフブリッジ形のインバータ回路からなり、直流電源２’の両端間に接続されたスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路を有し、ローサイドのスイッチング素子Ｑ３の両端間に直流カット用のコンデンサＣ３及びインダクタＬ２の直列回路を介して蛍光灯のような放電灯Ｌａの両フィラメントの電源側端子が接続されている。また、放電灯Ｌａの両フィラメントの非電源側端子間にはインダクタＬ２と共に共振回路を構成するコンデンサＣ４が接続されている。各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は制御部５によって交互にオン／オフされ、直流電源２’の直流電圧を高周波の交流電圧に変換して放電灯Ｌａに供給する。
【００３４】
ところで、参考例１では放電灯Ｌａの光出力を低下させるにつれて調光状態検出部７の検出信号Ｋが低下しているのに対して、本実施形態では調光状態検出部７が、放電灯Ｌａの両端電圧を分圧した後、さらに整流、平滑して検出信号Ｋを作成しているので、放電灯Ｌａの光出力が低下するにつれて調光状態検出部７の検出信号Ｋが増加する。なお、放電灯Ｌａの調光レベルが所定の下限レベルよりも明るい調光範囲では、調光信号Ｓよりも検出信号Ｋの方が大きくなり、調光レベルが下限レベルよりも暗くなると、調光信号Ｓよりも検出信号Ｋの方が小さくなるように、調光状態検出部７の回路定数が設定されている。
【００３５】
ここで、放電灯Ｌａの光出力を低下させるために、調光信号生成部６が調光信号をＳ１からＳ２に増加させた場合、調光信号制限部８は調光信号Ｓ２をそのまま制御部５に出力し、この調光信号Ｓ２に応じて制御部５がインバータ部３の駆動周波数をｆ１からｆ２（＞ｆ１）に上昇させるため、駆動周波数が共振回路の共振周波数から遠ざかって、放電灯Ｌａの光出力が低下する。この時、放電灯Ｌａのランプインピーダンスが増加して両端電圧が上昇し、それに伴って調光状態検出部７の検出信号がＫ１からＫ２（＞Ｋ１）に増加する（図８参照）。
【００３６】
さらに放電灯Ｌａの光出力を低下させるために、調光信号生成部６が調光信号Ｓを大きくしていくと、光出力の低下に伴って調光状態検出部７の検出信号Ｋが増加し、調光信号ＳをＳ３とした時点で調光信号Ｓの値Ｓ３と検出信号Ｋの値Ｋ３が等しくなる（Ｓ３＝Ｋ３）。
【００３７】
この状態から、放電灯Ｌａの光出力をさらに低下させるために、調光信号生成部６が調光信号Ｓを増加させた場合、検出信号Ｋよりも調光信号Ｓの方が大きくなるが、調光信号制限部８では調光信号Ｓが検出信号Ｋよりも大きくなると、検出信号Ｋを出力信号Ｔとして制御部５に出力するので、制御部５に入力される出力信号はＫ３（＝Ｓ３）に保持される。したがって、調光信号生成部６から調光信号Ｓ４（＞Ｓ３）が入力された場合でも、調光信号制限部８から制御部５に出力される出力信号ＴはＫ３（＝Ｓ３）のままであり、出力信号がＫ３（＝Ｓ３）のときの放電灯Ｌａの光出力が下限レベルとなる。
【００３８】
このように、調光信号制限部８が、調光状態検出部７の検出した放電灯Ｌａの調光状態に基づいて調光範囲の下限レベルを設定しており、放電灯Ｌａが下限レベルよりも暗い低光束領域で点灯されることはないから、周囲温度の低下や放電灯Ｌａのバラツキなどの影響で放電灯Ｌａが立ち消えするのを防止し、低光束域において放電灯Ｌａの点灯状態を安定に維持することができる。
【００３９】
（実施形態１）
図９は本実施形態の放電灯点灯装置のブロック図を示しており、この放電灯点灯装置は、直流電源部２と、インバータ部３と、負荷回路部４と、制御部５と、調光信号生成部６と、第１及び第２の調光状態検出部７ａ，７ｂと、調光信号制限部８とで構成される。上述した参考例１、２の放電灯点灯装置では、調光信号制限部８が調光レベルの下限値のみを制限しているのに対して、本実施形態では、調光レベルの下限値と上限値の両方を制限している。尚、第１及び第２の調光状態検出部７ａ，７ｂ、及び、調光信号制限部８以外の構成は参考例１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符合を付してその説明は省略する。
【００４０】
本回路では、インバータ部３の出力端子間にインダクタＬ２及びコンデンサＣ４からなる直列共振回路を接続し、コンデンサＣ４と並列にコンデンサＣ５を介して放電灯Ｌａを接続しており、コンデンサＣ５及び放電灯Ｌａの接続点の電圧を検出する第１の調光状態検出部７ａと、放電灯Ｌａの高圧側端の電圧を検出する第２の調光状態検出部７ｂとを設けてある。また、調光信号制限部８を、調光信号Ｓと第１の調光状態検出部７ａの検出信号Ｋとを比較して小さい方の信号を出力信号とする上限リミット回路８ａと、調光信号Ｓと第２の調光状態検出部７ｂの検出信号Ｈとを比較して大きい方の信号を出力信号とする下限リミット回路８ｂとで構成している。
【００４１】
ここで、放電灯Ｌａの光出力が低下すると、放電灯Ｌａのランプインピーダンスが増加して両端電圧が上昇し、それに伴ってコンデンサＣ５の両端電圧が低下するので、光出力が低下するにつれて第１の調光状態検出部７ａの検出信号Ｋは増加し、第２の調光状態検出部７ｂの検出信号Ｈは低下する。尚、放電灯Ｌａの調光レベルが下限レベルよりも明るい調光範囲では、調光信号Ｓよりも検出信号Ｋの方が大きくなり、調光レベルが下限レベルよりも暗くなると、調光信号Ｓよりも検出信号Ｋの方が小さくなるように、第１の調光状態検出部７ａの回路定数が設定されている。また、放電灯Ｌａの調光レベルが定格点灯レベルよりも明るい調光範囲では、調光信号Ｓよりも検出信号Ｈの方が大きくなり、調光レベルが定格点灯レベルよりも暗くなると、調光信号Ｓよりも検出信号Ｈの方が小さくなるように、第２の調光状態検出部７ｂの回路定数が設定されている（図１０参照）。
【００４２】
ところで、定常点灯時において放電灯Ｌａの光出力を増加させるために、調光信号生成部６が調光信号Ｓを小さくしていくと、光出力の増加に伴って第１の調光状態検出部７の検出信号Ｋが増加すると共に、第２の調光状態検出部７ｂの検出信号Ｈが低下し、調光信号をＳ１とした時点で調光信号Ｓの値Ｓ１と検出信号Ｈの値Ｈ１とが略等しくなる（Ｓ１＝Ｈ１）。この状態から、放電灯Ｌａの光出力をさらに増加させるために、調光信号生成部６が調光信号Ｓを低下させた場合、検出信号Ｈよりも調光信号Ｓの方が小さくなるが、下限リミット回路８ｂでは調光信号Ｓが検出信号Ｈよりも小さくなると、検出信号Ｈを出力信号Ｔとして制御部５に出力するので、制御部５に入力される出力信号ＴはＨ１に制限され、放電灯Ｌａの調光レベルが下限値Ｈ１に対応した調光レベル（定格点灯レベル）以下となる。
【００４３】
一方、定常点灯時において放電灯Ｌａの光出力を低下させるために、調光信号生成部６が調光信号Ｓを大きくしていくと、光出力の低下に伴って第１の調光状態検出部７の検出信号Ｋが低下すると共に、第２の調光状態検出部７ｂの検出信号Ｈが増加し、調光信号ＳをＳ３とした時点で調光信号Ｓの値Ｓ３と検出信号Ｋの値Ｋ３とが略等しくなる（Ｓ３＝Ｋ３）。この状態から、放電灯Ｌａの光出力をさらに増加させるために、調光信号生成部６が調光信号Ｓを低下させた場合、検出信号Ｋよりも調光信号Ｓの値の方が大きくなるが、上限リミット回路８ａでは調光信号Ｓが検出信号Ｋよりも大きくなると、検出信号Ｋを出力信号Ｔとして制御部５に出力するので、制御部５に入力される出力信号がＫ３に制限され、放電灯Ｌａの調光レベルが上限値Ｋ３に対応した下限レベルに制限される。
【００４４】
このように、調光信号制限部８では、第１及び第２の調光状態検出部７ａ，７ｂの検出した放電灯Ｌａの調光状態に基づいて、調光範囲の下限値及び上限値を設定しており、調光信号ＳがＳ３以上となる低光束域においては、調光信号制限部８が制御部５に出力する信号をＫ３に制限しているので、放電灯Ｌａが下限レベルよりも暗い調光レベルで点灯されることはなく、周囲温度の低下などの影響で放電灯Ｌａが立ち消えするのを防止でき、放電灯Ｌａの点灯状態を安定に維持することができる。また、調光信号がＳ０以上Ｓ１以下となる定格光束域においては、調光信号制限部８が制御部５に出力する信号をＳ１に制限しているので、放電灯Ｌａが定格点灯レベルよりも明るい調光レベルで点灯されることはなく、周囲温度やランプ特性のバラツキによる影響によらず、定格のランプ電流を流すことができる。したがって、放電灯Ｌａに定格以上のランプ電流が流れることはないから、インバータ部３のスイッチング素子などにかかるストレスを低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、直列に接続された２つのスイッチング素子を交互にスイッチングさせることにより放電灯へ点灯電力を供給して当該放電灯を点灯させるとともに、放電灯を調光点灯可能な点灯手段と、調光信号に応じてスイッチング素子の駆動周波数を変化させて点灯手段の出力を変化させることにより放電灯を調光する調光制御手段と、放電灯のインピーダンスから調光状態を検出する調光状態検出手段と、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の下限レベルよりも暗くなると、調光信号が下限レベルよりも暗い値に変化するのを抑制するとともに、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の定格点灯レベルよりも明るくなると、上記調光信号が定格点灯レベルよりも明るい値に変化するのを抑制する調光信号制限手段とを備えて成ることを特徴とし、調光信号制限手段は、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の下限レベルよりも暗くなると、調光信号が下限レベルよりも暗い値に変化するのを抑制しているので、放電灯が下限レベルよりも暗い低光束領域で点灯されることはなく、したがって周囲温度の変動や放電灯のバラツキなどの影響で放電灯が立ち消えするのを防止でき、放電灯を安定的に調光点灯できるという効果がある。しかも、調光信号制限手段は、調光状態検出手段の検出した調光状態が定格点灯レベルよりも明るくなると、調光信号が定格点灯レベルよりも明るい値に変化するのを抑制しているので、放電灯が定格点灯レベルよりも明るい調光レベルで点灯されることはなく、したがって周囲温度の変動や放電灯のバラツキなどの影響で定格電流を超えるランプ電流が流れるのを防止でき、点灯手段などの回路部品に加わるストレスを低減できるという効果がある。
【００４６】
また請求項２の発明では、請求項１の発明において、調光状態検出手段は、放電灯を含む負荷回路と点灯手段との間に接続されたカップリングコンデンサの電位をもとに、放電灯の調光状態を検出することを特徴とする。また請求項３の発明では、請求項１の発明において、調光状態検出手段は、点灯時における放電灯の両端電圧から調光状態を検出することを特徴とする。
【００４７】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、上記低光束域は、上記放電灯が点灯維持可能な調光レベルよりも明るく、且つ、定格点灯レベルの略３０％よりも暗い調光範囲であることを特徴とし、請求項１又は２の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】同上の調光信号Ｓに対する制御部への出力信号Ｔ及び検出信号Ｋの関係を示す図である。
【図３】参考例１の放電灯点灯装置の一部省略せる回路図である。
【図４】同上の点灯状態検出部を示す要部回路図である。
【図５】同上の調光信号制限部を示す要部回路図である。
【図６】同上の調光信号Ｓに対する制御部への出力信号Ｔ及び検出信号Ｋの関係を示す図である。
【図７】参考例２の放電灯点灯装置の一部省略せる回路図である。
【図８】同上の調光信号Ｓに対する制御部への出力信号Ｔ及び検出信号Ｋの関係を示す図である。
【図９】実施形態１の放電灯点灯装置の回路図である。
【図１０】同上の調光信号Ｓに対する制御部への出力信号Ｔ及び検出信号Ｋ，Ｈの関係を示す図である。
【図１１】従来の放電灯点灯装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ 直流電源部
３ インバータ部
５ 制御部
６ 調光信号生成部
７ 調光状態検出部
８ 調光信号制限部
Ｌａ 放電灯
Ｓ 調光信号

Claims (4)

1. 直列に接続された２つのスイッチング素子を交互にスイッチングさせることにより放電灯へ点灯電力を供給して当該放電灯を点灯させるとともに、前記放電灯を調光点灯可能な点灯手段と、調光信号に応じて前記スイッチング素子の駆動周波数を変化させて点灯手段の出力を変化させることにより放電灯を調光する調光制御手段と、放電灯のインピーダンスから調光状態を検出する調光状態検出手段と、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の下限レベルよりも暗い低光束域になると、前記調光信号が前記下限レベルよりも暗い値に変化するのを抑制するとともに、調光状態検出手段の検出した調光状態が所定の定格点灯レベルよりも明るくなると、上記調光信号が定格点灯レベルよりも明るい値に変化するのを抑制する調光信号制限手段とを備えて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記調光状態検出手段は、前記放電灯を含む負荷回路と前記点灯手段との間に接続されたカップリングコンデンサの電位をもとに、放電灯の調光状態を検出することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記調光状態検出手段は、点灯時における前記放電灯の両端電圧から調光状態を検出することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 上記低光束域は、上記放電灯が点灯維持可能な調光レベルよりも明るく、且つ、定格点灯レベルの略３０％よりも暗い調光範囲であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。

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