JP4162053B2 - 蛍光ランプの調光装置 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、蛍光ランプの調光装置に関し、特に低温時の安定点灯に関するものである。
背景技術
図２３は例えば特開平６−３３３６９２号公報に示されたものと同様な従来の蛍光ランプの調光装置の構成を示すブロック図である。
図２３において、１は高周波電源、２はコイル、３は蛍光ランプ（以下単にランプと称す）、４は高周波電源１の制御部、５は調光信号である。
図２３に示す装置において、制御部４は入力される調光信号５に対応して高周波電源１の周波数を制御する。高周波電源１は、コイル２を介してランプ３に接続されているため、高周波電源１の周波数によってコイル２のインピーダンスが変化し、これに付随してランプ３に流れる高周波電流が変化する。即ち、高周波電源１の周波数が高くなればランプ３に流れる電流が小さくなり、ランプ３は調光状態となる。
ランプ３の調光度は、おおよそランプ３に流れる電流に比例することから、制御部４は、入力された調光信号５に応じて高周波電源１の周波数を制御してランプ３を調光する。便宜上、ある特定の調光度を示す調光信号５の場合に、高周波電源１から出力される周波数を調光周波数、この時の調光度を設定調光度（％表示）と称する。
図２４は設定調光度に対する高周波電源１の出力周波数の一例を示すグラフであり、制御部４は、例えば設定調光度が１００％の場合には周波数が５０ＫＨｚ、設定調光度２５％の場合は周波数が８０ＫＨｚになるように、高周波電源１を制御する。
この制御状態でのランプ３からの光出力を図２５のグラフに示す。図２５において、０℃、１０℃及び２５℃はランプ３の雰囲気温度を表し、同じ設定調光度においてもランプ雰囲気により光出力が異なる。これは、ランプ３の特性に起因するもので、ランプ３のインピーダンスに温度特性を持つためである。例えば設定調光度が１００％の場合に、２５℃では光出力がＬ１、１０℃では光出力がＬ２，０℃では光出力がＬ３となり、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係となる。
また、ランプ３の雰囲気温度が２５℃では設定調光度に対し光出力が連続的に変化するが、ランプ３の雰囲気温度が１０℃および０℃では設定調光度を小さくすると光出力が急激に変化し不連続な点が現れる。
ランプ３の雰囲気温度が０℃では設定調光度４０％（３５〜４５％の間）近辺において光出力がＡ点からＢ点に変化し、Ｂ点においては光出力が非常に小さくなることが分かる。また、ランプ３の雰囲気温度が１０℃では設定調光度３０％近辺で同様の現象が起きる。
これは、ランプ３の雰囲気が低温（１０℃以下）の場合、ある調光度以下では常温と比べランプ電圧が高くなり、また、低調光度ほどランプ電圧の上昇傾向が急激になるためである。ランプ電圧が急激に上昇すると、高周波電源１からコイル２とランプ３に流れる電流の動作点が不安定となり、ランプ３に流れる電流が減少→ランプ３のインピーダンス増加→ランプ３に流れる電流が減少というループを帰還することでランプ電流が急激に減少する。
この時、ランプ３の状態によっては光出力がちらつくこともある。常温（２５℃）ではランプ電圧が低いことから、動作点が１つとなり、コイル２によってランプ電流が安定して流れる。
従来の蛍光ランプの調光装置は以上のように構成されているので、ランプ３の温度特性と高周波電源１からの回路条件により、ランプ周囲温度が低い時に急激に光出力が低下し、連続的な調光が不可能であったり、光出力がちらつくという問題点がある。
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、連続的な調光を可能とし、光出力のちらつきを無くすことができる蛍光ランプの調光装置を得ることを目的とする。
発明の開示
この発明に係る蛍光ランプの調光装置は、蛍光ランプと、上記蛍光ランプに高周波電力を供給する高周波電源と、入力される調光信号に基づいて上記高周波電源の出力周波数を制御する制御部と、上記高周波電源と上記蛍光ランプとの間に設けられて、上記高周波電源から上記蛍光ランプに流れる電流を限流するコイルとを備えた蛍光ランプの調光装置において、上記蛍光ランプの放電電圧を検出するランプ電圧検出回路をさらに備え、上記制御部は、上記高周波電源の出力周波数を上記調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数になるように間欠的に周波数制御して上記蛍光ランプへの電流を周期的に低い電流に変化させると共に、上記高周波電源の出力周波数が上記調光周波数より高い周波数である時に、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧に基づいて調光下限設定値を設定することにより上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限設定値に応じた上記上限周波数以下に制御することを特徴とするものである。
また、上記制御部は、入力される上記調光信号に基づく設定調光度が所定の調光度以下の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数の試験周波数になるように間欠的に周波数制御することを特徴とするものである。
また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧が予め設定されたしきい値電圧より大きい場合に調光下限値を設定して、上記調光信号に基づく設定調光度が上記調光下限値より小さい場合に上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数より高い周波数として上記試験周波数から上記調光下限値に応じた上限周波数に可変させることを特徴とするものである。
また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしきい値電圧以上の場合に調光下限値を設定して、上記調光信号に基づく設定調光度が上記調光下限値より小さい場合に上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限値に応じた上限周波数に設定することを特徴とするものである。
また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしきい値電圧以上の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数に制御することを特徴とするものである。
また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしきい値電圧以上の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数より低い電流増加周波数になるように所定時間制御した後、上記調光周波数に戻すように制御することを特徴とするものである。
また、上記制御部は、上記蛍光ランプの調光下限設定値を、常温時に蛍光ランプに定格電力を入力したときの調光度に対し５〜６０％の範囲で設定されることを特徴とするものである。
また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧を応じて調光下限設定値を変化させることを特徴とするものである。
また、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる周期Ｔ０と調光周波数ｆ１との関係を、Ｔ０≧３／ｆ１とすることを特徴とするものである。
また、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる時間Ｔ０を、Ｔ０≧０．１ｍｓとすることを特徴とするものである。
さらに、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる時間Ｔ０と、上記調光周波数より高い周波数を出力している時間Ｔ２を、Ｔ２≦Ｔ０／２とすることを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態１に係る蛍光ランプの調光装置の構成を示すブロック図、
図２は、実施の形態１で用いる制御部の動作フローチャート、
図３は、実施の形態１における高周波電源１の出力周波数の波形図、
図４は、実施の形態１における蛍光ランプ３に流れるランプ電流の波形図、
図５は、実施の形態１における２５℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図６は、実施の形態１における０℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図７は、実施の形態１の展開で用いられるランプ電圧と調光下限設定値との関係を示すグラフ、
図８は、この発明の実施の形態２で用いる制御部の動作フローチャート、
図９は、実施の形態２における高周波電源１の出力周波数の波形図、
図１０は、実施の形態２における蛍光ランプ３に流れるランプ電流の波形図、
図１１は、実施の形態２における２５℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図１２は、実施の形態２における０℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図１３は、この発明の実施の形態３で用いる制御部の動作フローチャート、
図１４は、実施の形態３における２５℃における高周波電源１の出力周波数の波形図、
図１５は、実施の形態３における２５℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図１６は、実施の形態３における０℃における高周波電源１の出力周波数の波形図、
図１７は、実施の形態３における０℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図１８は、この発明の実施の形態４で用いる制御部の動作フローチャート、
図１９は、実施の形態４における２５℃における高周波電源１の出力周波数の波形図、
図２０は、実施の形態４における２５℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図２１は、実施の形態４における０℃における高周波電源１の出力周波数の波形図、
図２２は、実施の形態４における０℃における蛍光ランプ３に印加されるランプ電圧の波形図、
図２３は、従来の蛍光ランプの調光装置の構成を示すブロック図、
図２４は、設定調光度に対する高周波電源の出力周波数の特性図、
図２５は、設定調光度に対する光出力の特性図である。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る蛍光ランプの調光装置を示すブロック図である。
図１において、図２３に示す従来装置と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、６はランプ３の電圧を検出するランプ電圧検出回路であり、その検出電圧は制御回路４に入力され、制御回路４は、高周波電源１の出力周波数を調光信号５に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数になるように間欠的に周波数制御して蛍光ランプ３への電流を周期的に低い電流に変化させると共に、高周波電源１の出力周波数が上記調光周波数より高い周波数である時に、ランプ電圧検出回路６の検出電圧に基づいて高周波電源１の出力周波数の上限周波数を設定して高周波電源１の出力周波数を上限周波数以下に制御するようになされている。
次に、実施の形態１の動作について図２に示すフローチャートを用いて説明する。図２は制御部４の動作フローチャートであり、電源が投入されるとスタートから制御部４の動作が開始する。
ステップＳ１では、調光下限設定の初期化を行う。実施の形態１では調光下限設定値ＤＬを初期値として２５％とした。調光度２５％とはランプ３の光出力比であり、常温時（２５℃）にランプ３に定格電力を入力した時を１００％としている。
ステップＳ２では、設定調光度となる調光信号５を入力して設定調光度を内部信号ＤＭとして取り込む。
ステップＳ３では、設定調光度ＤＭが所定の調光度より大きいか、小さいかの大小比較を行う。実施の形態１では所定の調光度を５０％としている。ステップＳ３において、設定調光度ＤＭが５０％以上の場合（ｎｏ）はステップＳ４に移行し、５０％以下の場合（ｙｅｓ）はステップＳ５に移行する。
ステップＳ４では、高周波電源１に設定調光度ＤＭに対応した調光周波数ｆ１を出力する。ステップＳ４が終了すると、ステップＳ２に戻り同じ動作を繰り返す。
ステップＳ５では、設定調光度ＤＭと調光下限設定値ＤＬとの大小比較を行い、調光下限設定値ＤＬより設定調光度ＤＭが大きい場合（ｎｏ）はステップＳ６に移行し、設定調光度ＤＭが小さい場合（ｙｅｓ）はステップＳ７に移行する。
ステップＳ６では、調光周波数ｆ１より高い周波数ｆ２を高周波電源１から出力するように制御する。説明の便宜上、周波数ｆ２を試験周波数と称する。実施の形態１では、試験周波数ｆ２を設定調光度２０％相当の周波数とする。
ステップＳ７では、上限周波数ｆｄを高周波電源１から出力するように制御する。上限周波数ｆｄは調光下限設定の周波数であり、電源投入時においては設定調光度２５％相当の周波数となる。ステップＳ７が終了するとステップＳ２に戻る。
ステップＳ８では、所定時間Ｔ２のタイマが動作し、タイマ設定時間Ｔ２が経過するとステップＳ９に移行する。
ステップＳ９では、ランプ電圧検出回路６の検出電圧を入力して内部信号ＶＬとして取り込む。
ステップＳ１０では、ランプ電圧ＶＬと予め設定したしきい値電圧ＶＳとの大小比較を行い、ランプ電圧ＶＬがしきい値電圧ＶＳより小さい場合（ｎｏ）はステップＳ１２に移行し、大きい場合（ｙｅｓ）はステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、調光下限設定の設定変えを行う。実施の形態１では調光下限設定値ＤＬを４０％に再設定する。
ステップ１２では、調光周波数ｆ１を高周波電源１から出力するように制御する。
ステップ１３では、タイマＴ１を動作する。タイマ設定時間Ｔ１を経過するとステップＳ２に戻る。
次に、図３ないし図６に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。
図３は高周波電源１の周波数の遷移を示す模式図、図４はランプ３に流れるランプ電流波形、図５は常温（２５℃）におけるランプ電圧波形、図６は低温（０℃）におけるランプ電圧波形である。また、これらの図は調光信号５が調光度５０％以下となっているときの波形図である。
高周波電源１の周波数は、制御部４からの制御信号により、図３に示すように、調光周波数ｆ１と試験周波数ｆ２を交互に繰り返す。コイル２は周波数に対応してインピーダンスが変化することから、調光周波数ｆ１から試験周波数ｆ２に変化すると、ランプ３に流れる電流は、図４に示すように、タイマ設定時間Ｔ２の間に減少する。２５℃におけるランプ電圧は、図５に示すように、ランプ電流が減少する期間Ｔ２で電圧上昇があるが、しきい値ＶＳには達しない。
一方、０℃におけるランプ電圧は、図６に示すように、タイマ設定時間Ｔ２の期間、電圧上昇がしきい値電圧ＶＳを越える電圧値となる。前述の通り、図２において、ステップＳ１０でランプ電圧を判定した結果、ランプ電圧ＶＬがしきい値電圧ＶＳより大きい場合に、ステップＳ１１で調光下限設定値ＤＬを４０％に設定変えする。
従って、その後、調光信号５、即ち設定調光度が４０％以下である場合でも、ステップＳ５で設定調光度ＤＭ＜調光下限設定値ＤＬが判定され、ステップＳ７で設定調光度４０％相当の周波数で高周波電源１が動作する。設定調光度４０％は、図２５からも明らかなように、ランプ３が安定して点灯する領域である。また、この時の光出力は、ステップＳ１における常温時（２５℃）の場合の初期設定による調光下限設定値２５％に基づく光出力であり、設定調光度４０％を下限値にした場合でもランプの光出力は十分調光可能となる。
このように、０℃などの低温下においてもランプ３の不安定点灯領域に調光しないため、光出力が急激に減少したり、ちらつきを起こすことがない。また、周期的な繰り返しランプ電流を減少しているので、繰り返し周波数が５０Ｈｚ以上であれば人間の目にも感じることがない。
なお、実施の形態１では、調光信号５による設定調光度ＤＭが５０％以下の場合にランプ電流を減少させているが、即ち試験周波数ｆ２を所定時間動作させているが、設定調光度は５０％に限らなくても同様な効果が得られる。
また、実施の形態１では、調光信号５による設定調光度ＤＭが５０％以下であり、調光下限設定値ＤＬより設定調光度ＤＭが大きく、ランプ電圧ＶＬがしきい値ＶＳより大きい場合に、調光下限設定値ＤＬを４０％に設定変えしているが、ランプ３の使用温度範囲やランプ３の種類によって個々に設定しても良く、調光下限設定値ＤＬを、常温時に蛍光ランプ３に定格電力を入力したときの調光度に対し、５〜６０％の範囲で設定されるのが適切である。
また、図７に示すように、ステップＳ１１における調光下限設定値を、ランプ電圧に応じてＤＬ１からＤＬ２まで連続的に可変しても良い。この時、ランプ電圧が低い場合は調光下限設定値を低く、つまりランプ電圧がＶＬ１の場合は調光下限設定値ＤＬ１に設定し、他方、ランプ電圧が高い場合は調光下限設定を高く、つまりランプ電圧がＶＬ２の場合は調光下限設定値ＤＬ２に設定する。この場合、図２に示すステップＳ１１の処理内容を、ランプ電圧ＶＬに応じて調光下限設定値を可変にする内容に変える必要がある。
また、図３に示す波形において、高周波電源１の周波数を間欠的に変化させる周期Ｔ０と調光周波数ｆ１との関係は、Ｔ０≧３／ｆ１が適している。前記間欠的に周波数を変化させる時間Ｔ０は、Ｔ０≧０．１ｍｓとすることが適しており、この時間Ｔ０と、前記調光周波数ｆ１より高い周波数の試験周波数ｆ２を出力している時間Ｔ２は、Ｔ２≦Ｔ０／２とすることが適している。
実施の形態２．
次に、図８は図２に示す実施の形態１のフローチャートに対応する実施の形態２に係る制御部４の動作を示すフローチャートであり、この実施の形態２に係る構成は、図１に示す実施の形態１と同様で構成を備えている。
以下、図８に示すフローチャートを参照して実施の形態２に係る動作を説明する。
まず、電源が投入されることにより、制御部４の動作が開始し、ステップＳ２１〜ステップＳ２８までは、図２に示す実施の形態１のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ８と同様の動作を行うので、その説明は省力する。
ステップ２９では、ランプ電圧検出回路６の検出電圧を入力して内部信号Ｖ２として取り込む。
ステップ３０では、調光周波数ｆ１を高周波電源１から出力するよう制御する。
ステップ３１ではタイマＴ１を動作させ、タイマ設定時間が経過すると、ステップ３２に移行する。
ステップ３２では、再びランプ電圧検出回路６からランプ電圧を入力して内部信号Ｖ１として取り込む。
ステップ３３では、ランプ電圧Ｖ１とランプ電圧Ｖ２の差電圧ＶＤを内部信号として演算する。
ステップ３４では、差電圧ＶＤと予め設定したしきい値電圧ＶＳとの大小比較を行い、差電圧ＶＤがしきい値電圧ＶＳより大きい場合（ｙｅｓ）はステップＳ３５に移行する。逆に、小さい場合はステップＳ２２に戻る。
ステップ３５では、調光下限設定値ＤＬを所定の調光度、実施の形態２では実施の形態１と同様に４０％に設定している。
以下、図９〜図１２に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。
図９は高周波電源１の周波数の遷移を示す模式図、図１０はランプ３に流れるランプ電流波形、図１１は常温（２５℃）におけるランプ電圧波形、図１２は低温（０℃）におけるランプ電圧波形である。また、これらの図は調光信号５が調光度５０％以下となっているときの波形図である。
図９及び図１０は、図３及び図４に示す実施の形態１の場合と同様であるが、この実施の形態２では、図１１及び図１２に示す高周波電源１の電圧波形のように、調光周波数ｆ１で高周波電源１が動作している時はランプ電圧Ｖ１となり、試験周波数ｆ２で動作している時はランプ電圧Ｖ２となり、ＶＤは両者の電圧差となる。
また、図１１はランプ３の雰囲気温度が２５℃である場合のランプ電圧であり、図１２はランプ３の雰囲気温度が０℃である場合のランプ電圧であり、これらの図より、０℃の場合は差電圧ＶＤが大きいことが明らかである。しきい値電圧ＶＳを適当な値に設定すれば、即ち常温（２５℃）での差電圧ＶＤと低温（０℃）での差電圧ＶＤの中間値にすれば、実施の形態１同様に、低温時に調光下限設定値を４０％に設定できる。
前述した通り、図８に示すフローチャートのステップＳ３４において、ランプ電圧の差電圧を判定した結果、差電圧ＶＤがしきい値電圧ＶＳより大きい場合に、ステップＳ３５で調光下限設定値ＤＬを４０％に設定する。
従って、その後、調光信号５、即ち設定調光度ＤＭが４０％以下である場合でも、ステップＳ２５で設定調光度ＤＭ＜調光下限設定値ＤＬが判定され、ステップＳ２７で、設定調光度４０％相当の周波数で高周波電源１が動作する。
このように、この実施の形態２によれば、実施の形態１同様に、０℃などの低温下においてもランプ３の不安定点灯領域に調光しないため、光出力が急激に減少したり、ちらつきを起こすことがない。
実施の形態３．
次に、図１３は図２に示す実施の形態１のフローチャートに対応する実施の形態３に係る制御部４の動作を示すフローチャートであり、この実施の形態３に係る構成は、図１に示す実施の形態１と同様で構成を備えている。
以下、図１３に示すフローチャートを参照して実施の形態３に係る動作を説明する。
まず、電源が投入されることにより、制御部４の動作が開始し、ステップＳ４１〜ステップＳ４５までは、図２に示す実施の形態１のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ５と同様の動作を行うので、ここでは省略する。
ステップＳ４５では、設定調光度ＤＭと調光下限設定値ＤＬとの大小比較を行い、設定調光度ＤＬより調光下限設定値ＤＭが大きい場合（ｎｏ）はステップＳ４６に移行し、他方、調光下限設定値ＤＭが小さい場合（ｙｅｓ）はステップＳ４７に移行する。
ステップＳ４６では、調光周波数ｆ１を高周波電源１から出力するよう制御する。
ステップＳ４７では、上限周波数ｆｄを高周波電源１から出力するよう制御する。実施の形態１同様に、上限周波数ｆｄは調光下限設定値ＤＬに応じた周波数であり、電源投入時の初期設定時においては設定調光度２５％相当の周波数となる。ステップＳ４７が終了するとステップＳ４２に戻る。
ステップＳ４８では、タイマＴ１が動作し、その設定時間Ｔ１が経過するとステップＳ４９に移行する。
ステップＳ４９では、ランプ電圧検出回路６の検出電圧を入力して検出電圧を内部信号Ｖ１として取り込む。
ステップＳ５０では、試験周波数ｆ２を高周波電源１から出力するよう制御する。
ステップＳ５１では、タイマＴ２の動作を開始する。
ステップＳ５２では、再びランプ電圧検出回路６の検出電圧を内部信号Ｖ２として取り込む。
ステップＳ５３では、電圧Ｖ２とＶ１の差電圧を内部信号ＶＤとして演算する。
ステップＳ５４では、差電圧ＶＤと予め設定したしきい値電圧ＶＳとの大小比較を行い、差電圧ＶＤがしきい値ＶＳ以下の場合（ｎｏ）はステップＳ５５に移行し、他方、差電圧ＶＤがしきい値ＶＳ以上の場合（ｙｅｓ）はステップＳ５６に移行する。
ステップＳ５５では、タイマＴ２が終了しているか判断し、終了している場合（ｙｅｓ）はステップＳ４２に戻る。他方、終了していない場合はステップＳ５２以降を繰り返して実行する。
ステップＳ５６では、調光下限設定値ＤＬを４０％に設定変えする。
ステップＳ５７では、調光周波数ｆ１（または上限周波数ｆｄ）に周波数を戻す。
ステップＳ５８では、タイマＴ２が終了しているかの判断を行い、終了している場合（ｙｅｓ）はステップＳ４２に戻る。
以下、図１４〜図１７に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。
図１４は２５℃における高周波電源１の周波数の遷移を示す模式図、図１５は２５℃におけるランプ電圧、図１６は０℃における周波数の遷移を示す模式図、図１７は０℃におけるランプ電圧である。
図１４及び図１５に示すように、２５℃ではしきい値電圧ＶＳに対しランプ電圧の差電圧ＶＤが低いため、タイマＴ２の間、試験周波数ｆ２を出力する。
一方、０℃においては、図１６及び図１７に示すように、タイマＴ２の動作中に、差電圧ＶＤがしきい値電圧ＶＳを越えてしまうため（ＶＤ≧ＶＳ）、試験周波数ｆ２から調光周波数ｆ１に切り替わる。この時、タイマＴ２は途中で停止することなく継続するため、タイマＴ２が終了して後に同じ動作が繰り返される。従って、高周波電源１の周波数変化の周期Ｔ０は常に一定となる。
このように、この実施の形態３においても、実施の形態１同様に、０℃などの低温下においてもランプ３の不安定領域に調光しないため、光出力が急激に減少したり、ちらつきを発生することがない。また、試験的にランプ電流を減少する時間が必要最小限であるため、ランプ点灯がさらに安定化する。
実施の形態４．
次に、図１８は図２に示す実施の形態１のフローチャートに対応する実施の形態４に係る制御部４の動作を示すフローチャートであり、この実施の形態４に係る構成は、図１に示す実施の形態１と同様で構成を備えている。
以下、図１８に示すフローチャートを参照して実施の形態４に係る動作を説明する。
まず、図１８に示す実施の形態４においては、図１３に示す実施の形態３とステップＳ４１〜Ｓ５６までが全く同様の動作を行う。
すなわち、ステップＳ５４において、電圧差ＶＬと予め設定したしきい値電圧ＶＳとの大小比較を行い、ＶＬがＶＳより小さい場合（ｎｏ）はステップＳ５５、逆に、大きい場合（ｙｅｓ）はステップＳ１６に移行する。
ステップ５５では、タイマＴ２の終了を判断する。終了していない場合は再びステップＳ５２に戻り、終了している場合はステップＳ４２に戻り、最初から処理を繰り返す。
ステップＳ５６では、調光下限周波数ＤＬを４０％に設定する。
ここまでが実施の形態３と同様であるが、以下の動作が異なる。
ステップＳ６０では、電流増加周波数ｆ３を高周波電源１から出力するように制御する。電流増加周波数ｆ３は調光または上限周波数ｆ１より低い周波数であり、ランプ３に強制的にある程度大きな電流を流すためのものである。これは、ランプ電流を減少したときに発生する不安定動作を、急激にランプ電流を増加することで、安定領域に状態を回復させる目的である。
ステップＳ６１およびステップＳ６２では、新たなタイマＴ３を動作させ、タイマＴ３が終了すると、ステップＳ６３で調光周波数ｆ１（または上限周波数ｆｄ）を出力するように制御する。
さらに、ステップＳ６４において、タイマＴ２が終了すれば、図１３に示す実施の形態３と同様にステップＳ４２に戻り、再び同様の処理が繰り返される。
以下、図１９〜図２２に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。
図１９は２５℃における周波数の遷移を示す模式図、図２０は同温度時のランプ電圧、図２１は０℃における周波数の遷移を示す模式図、図２２は同温度のランプ電圧である。
２５℃ではしきい値電圧ＶＳに対しランプ電圧の差電圧ＶＤが低いため、タイマＴ２の間試験周波数ｆ２を出力する。一方、０℃においては、タイマＴ２の動作中に、差電圧ＶＬがしきい値電圧ＶＳを越えてしまうため（ＶＬ≧ＶＳ）、試験周波数ｆ２から電流増加周波数ｆ３に切り替わる。そして、タイマ３が動作するため、電流増加周波数ｆ３は継続して出力される。
そして、タイマ３の動作が終了すると、調光周波数ｆ１（または上限周波数ｆｄ）が出力される。この時、タイマＴ２は途中で停止することなく継続するため、タイマＴ２が終了して後に、ステップＳ４２に移行して同じ動作が繰り返される。
従って、高周波電源１の周波数変化の周期Ｔ０は常に一定となる。
このように、実施の形態１と同様に、０℃などの低温下においてもランプの不安定領域に調光しないため光出力が急激に減少したり、ちらつきを発生することがない。また、試験的にランプ電流を減少する時間が必要最小限であり、さらに切り替え時にランプ電流を増加するためランプ点灯が更に安定する。
以上のように、この発明によれば、調光ランプ電流からランプ電流を間欠的に減少するよう周波数を高くし、この時のランプ電流の変化から制御上限周波数を設定するようにしたので、蛍光ランプが安定に点灯できる領域まで調光を行い、それ以下の調光度ではリミッタがかかるよう動作するので、ランプ電流が不連続に急激に減少することがない。また、この時に発生するちらつきも回避できる。
また、調光信号に基づく設定調光度が所定の調光度以下の場合に、高周波電源の出力周波数を調光信号に基づく調光周波数から調光周波数より高い試験周波数になるように間欠的に周波数制御してランプ電流を間欠的に減少するので、間欠的な変化をランプ電流の小さい領域で行うことになりランプ等からの音の発生がない。
また、ランプ電圧から制御上限周波数を設定するため、周波数上限値が可変となるので、常温に比べ同じ調光信号で光量増加がない。
また、調光時とランプ電流の減少時のランプ電圧差を検出し所定の電圧差の場合に、制御上限周波数を設定するので、ランプ電流電圧特性の個体差による影響を受けない。
また、所定のランプ電圧差を検出した場合にランプ電流の減少を止めるため、ランプ電流の減少時間を最小限に止めるためランプ電流を減少しても安定した放電が得られる。
また、ランプ電流の減少を止めた後、所定時間の間に調光電流より大きい電流をランプに流し所定時間保持するので、ランプ電流を減少してもさらに放電が安定するため使用温度範囲が拡大できる。
また、周波数上限値を調光度５〜６０％に設定するためランプの種類が替わっても対応できる。
また、間欠的にランプ電流を減少させるを調光周波数の周期の３倍以上に設定するランプの種類が替わっても対応できる。
また、間欠的にランプ電流を減少させる時間を０．１ｍｓ以上とするので確実に周波数上限値を設定できる。
さらに、間欠的ランプ電流を減少させる周期と減少させる時間の２倍以上とするので確実に周波数上限値を設定できる。
産業上の利用分野
以上のように、この発明によれば、制御部により、高周波電源の出力周波数を入力される調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数になるように間欠的に周波数制御して蛍光ランプへの電流を周期的に低い電流に変化させると共に、高周波電源の出力周波数が調光周波数より高い周波数である時に、ランプ電圧検出回路の検出電圧に基づいて調光下限設定値を設定することにより上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限設定値に応じた上記上限周波数以下に制御することにより、連続的な調光を可能とし、光出力のちらつきを無くすことができ、特に低温時の安定点灯が可能となる。

Claims (2)

1. 蛍光ランプと、
   上記蛍光ランプに流れる電流を限流するコイルを介して上記蛍光ランプに高周波電力を供給する高周波電源と、
   入力される調光信号に基づいて上記高周波電源の出力周波数を制御することで、上記蛍光ランプの調光度を制御する制御部と
   を備えた蛍光ランプの調光装置において、
   上記蛍光ランプの放電電圧を検出するランプ電圧検出回路をさらに備え、
   上記制御部は、
   上記高周波電源の出力周波数を調光周波数と試験周波数を交互に繰り返すように制御して、上記ランプ電圧検出回路が検出する電圧があらかじめ設定されたしきい値電圧よりも高い電圧であるときに上記蛍光ランプの下限の調光度である調光下限設定値を設定し、上記調光下限設定値と入力される調光信号に対応する調光度とを比較し、入力される調光信号に対応する調光度が上記調光下限設定値よりも小さい場合は、上記調光下限設定値で上記蛍光ランプを点灯させるように上記高周波電源の出力周波数の制御を行なうこと
   を特徴とする蛍光ランプの調光装置。
2. 請求項１に記載の蛍光ランプの調光装置において、
   上記制御部は、
   上記ランプ電圧検出回路が検出する電圧の変化に応じて上記調光下限設定値を可変設定する
   ことを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

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