JP4304953B2 - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源をインバータで高周波変換し放電灯の出力を切替可能とした放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平９−１９０７０４号公報
【特許文献２】
特開平８−１３００９５号公報
【０００３】
従来、プッシュプル型インバータで直流電源を高周波変換し、放電灯の出力を切替可能とする方式としてＰＷＭ制御が知られている。その一例を図１７に示す。図中、Ａはプッシュプル形のトランジスタインバータを用いた放電灯点灯装置である。プッシュプル型インバータは、一対のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を有し、入力側に定電流用のインダクタＬ１を有している。Ｃ１は共振用のコンデンサ、Ｒ１はベース抵抗、Ｔ１は出力トランスである。前記一対のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、前記出力トランスＴ１の帰還巻線の出力により、交互にオン・オフするように自励発振するものである。ＢはＰＷＭ制御回路であり、直流電源Ｅからプッシュプル型インバータへの入力電流のオンデューティを制御することによってたとえば調光点灯を得るものである。
【０００４】
また、別の放電灯出力切替方法として、電流抑制用コンデンサの静電容量を切り替える方式を図１８に示す（特許文献１：特開平９−１９０７０４号）。この回路では、照度切り替え手段１６のスイッチのオン・オフにより放電灯Ｌａに接続されるコンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４を切り替えることにより、放電灯Ｌａへ供給される電流を切り替えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１７の従来例においてＰＷＭ制御を行うと、インバータの発振は電力を供給されている期間すなわちＰＷＭ制御回路Ｂのオン期間だけとなるから、放電灯Ｌａは点灯、消灯を繰り返すことになる。したがって、前記オン期間が一定であってもこのオン期間内に供給される電力が変化すると、光出力が変化し、使用者にとってはちらつきとなる。ここで、前記オン期間内に供給される電力（ひいては放電灯の光出力）は、インバータ回路が始動時にどちらのトランジスタからオンして発振を開始するか、その結果、電圧印加後どの時点で発振を開始するかによって異なるものである。すなわち、インバータの始動時に最初に発振を開始させるトランジスタが異なると、特性偏差により発振開始時期がその都度異なり、放電灯に供給される電力に差が生じる。
【０００６】
たとえば、図１９に示すようにＰＷＭ制御回路Ｂのオン期間（１）においてはトランジスタＴｒ１から即時に発振を開始し、オン期間（２）においてはトランジスタＴｒ２からわずかな時間遅れをもって発振を開始したとすると（発振開始までの時間差はトランジスタの特性偏差によるものである）、放電灯に供給される電力は大きく変化してしまうものである。これは、ＰＷＭ制御によってインバータの発振期間が比較的短い期間に制限されるからであり、特に調光を深くするために、ＰＷＭ制御のオン期間を更に短くすると、顕著に表れるものである。
【０００７】
そのため、一対のトランジスタのうち、発振を開始させるトランジスタを特定する手段Ｃを設ける必要があり、その構成を図２０に示す（特許文献２：特開平８−１３００９５号）。しかしＰＷＭ制御回路に加えさらに回路追加が必要となるため、複雑で部品点数が多くなってしまうという欠点がある。
【０００８】
また、図１８の従来例において、照度切り替え用のスイッチとして機械式スイッチを使用すると構成は簡易となるが、例えばスイッチの接点間が接触不良を起こしてしまうと高周波電圧が接点間に印加されているため微放電（アーク）が継続し、安全性が懸念される。
本発明は上記のような問題を改善し、簡易な構成で安全な放電灯点灯装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有することを特徴とするものである。
請求項２記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電圧の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、電流抑制用のコンデンサは直列接続されていることを特徴とするものである。
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサは放電灯に接続されたコンデンサであることを特徴とするものである。
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項３又は４記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサの静電容量は他のコンデンサの静電容量よりも小さく設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有することを特徴とするものである。
請求項７記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電位の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項８記載の放電灯点灯装置は、請求項１、３〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とするものである。
請求項９記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７、８のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチにより放電灯の明るさを切り替えた時に発振停止回路がインバータ回路へ発振停止信号を与えないように発振停止回路の動作を制限するマスク回路を備えることを特徴とするものである。
請求項１０記載の放電灯点灯装置は、請求項９記載の放電灯点灯装置において、放電灯の両端電圧より得られた放電灯電圧異常検出電圧とスイッチの接点検出電圧とを加算した電圧を所定値と比較する電圧比較回路を備え、この電圧比較回路の出力を受けて前記発振停止回路は放電灯の電圧異常時もしくはスイッチの接点接触異常時にインバータ回路へ発振停止信号を与えるように動作することを特徴とするものである。
請求項１１記載の放電灯点灯装置は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、放電灯の正常点灯時において放電灯のインピーダンスよりも十分大きいインピーダンスを一次巻線に有するトランスの一次側を放電灯と並列に接続し、前記トランスの二次巻線より前記放電灯電圧異常検出電圧を得ていることを特徴とするものである。
請求項１２記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記２回路３接点のスイッチは、明るさが切り替わるよりも早くインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦが切り替わるように各回路の接点の接触面積が異なるスイッチとしたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１３記載の放電灯点灯装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、インバータ回路への入力電源は蓄電池であり、前記蓄電池を商用電源により充電するための充電回路を有することを特徴とするものである。
請求項１４記載の放電灯点灯装置は、請求項１３記載の放電灯点灯装置において、前記蓄電池が短絡したときに充電電流を停止する充電停止回路を有することを特徴とするものである。
請求項１５記載の放電灯点灯装置は、請求項１３又は１４記載の放電灯点灯装置において、放電灯以外の光源を点灯させるための電源として、インバータ回路への入力電源とは別の第２の蓄電池を備え、第２の蓄電池の充電回路はインバータ回路の入力電源となる第１の蓄電池の充電回路と並列に接続したことを特徴とするものである。
請求項１６記載の照明器具は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、商用電源を直流変換して直流電源を得る着脱式のＡＣアダプターより蓄電池の充電電流を得ていることを特徴とする照明器具である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の回路図を示す。直流電源Ｅより定電流用インダクタＬ１を介し、発振トランスＴ１、一対のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２、共振用コンデンサＣ１によりプッシュプル形インバータを構成している。Ｒ１はべース抵抗である。発振トランスＴ１の出力には電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３の並列接続を介して、放電灯Ｌａが接続されている。一方のコンデンサＣ２は機械式スイッチＳＷを介して発振トランスＴ１の出力に接続されており、スイッチＳＷの開閉によりコンデンサＣ２，Ｃ３の合成容量が切り替え可能となっている。また、コンデンサＣ２とスイッチＳＷの接続点に得られる高周波の電圧を接点電圧検出回路１により整流平滑して直流電圧として検出された接点検出電圧Ｖｓｗを得て、電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２に入力している。この電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２からの信号を信号処理回路２により処理し、その出力は発振停止回路３に入力されている。
【００１５】
次に上記回路の動作について説明する。直流電源Ｅより抵抗Ｒ１を介しトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２にべース電流が供給され導通しようとするが、エミッタ接地電流増幅率ｈｆｅのばらつきによりどちらか一方が先に導通する。トランジスタＴｒ１が先に導通すると、発振トランスＴ１のべース帰還巻線ｎ３に電圧が誘起し、トランジスタＴｒ１のべースは順方向にバイアスされて急速に導通、飽和へ向かい、逆にトランジスタＴｒ２のベースは逆方向にバイアスされ、不導通へと帰還作用される。発振トランスＴ１の一次巻線ｎ１，ｎ２とコンデンサＣ１とで並列共振をするので、ベース帰還巻線ｎ３にはこの並列共振電圧が帰還され、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は交互にＯＮ・ＯＦＦを繰り返し発振動作する。発振トランスＴ１の一次巻線ｎ１，ｎ２に発生した高周波正弦波電圧は発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４に昇圧され、コンデンサＣ２，Ｃ３を介して放電灯Ｌａに供給される。
【００１６】
また、スイッチＳＷによりコンデンサＣ２，Ｃ３の合成容量を切り替えることにより放電灯Ｌａへの供給電流が変わるため、放電灯Ｌａの出力電流を切り替えることができる。スイッチＳＷをＯＮした場合、電流抑制用コンデンサの静電容量はＣ２＋Ｃ３となり出力電流は大きくなり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合は電流抑制用コンデンサの静電容量はＣ３となり出力電流は小さくなる。
【００１７】
ここで、スイッチＳＷをＯＮした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｎは発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４からの電圧供給となり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｆｆは放電灯Ｌａのランプ電圧からコンデンサＣ２を介する電圧供給となり、Ｖｓｗｏｎ＞Ｖｓｗｏｆｆとなる。この接点検出電圧Ｖｓｗは電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２に入力されており、電圧比較回路ＣＰ１はある閾値Ｖｋ１を超えるとＯＮ信号を出力し、電圧比較回路ＣＰ２はある閾値Ｖｋ２を超えるとＯＦＦ信号を出力するが、電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２両者ともにＯＮ信号を出力した場合のみ信号処理回路２から発振停止回路３にＯＮ信号を送り、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のべース電流を引き抜き、発振停止するよう制御している。すなわち、スイッチＳＷがＯＮ状態の時には、電圧比較回路ＣＰ１はＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＦＦ、スイッチＳＷがＯＦＦ状態の時には、電圧比較回路ＣＰ１はＯＦＦ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＮとなり、いずれも検出動作はしない。
【００１８】
ここで、スイッチＳＷが塵埃の侵入等により接触不良を起こし、接触抵抗が増した場合の接点検出電圧Ｖｓｗ’は、図２に示すように、Ｖｓｗｏｎ＞Ｖｓｗ’＞Ｖｓｗｏｆｆとなり、電圧比較回路ＣＰ１はＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２もＯＮとなるため、発振停止回路３が動作し、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のべース電流を引き抜き発振停止する。
【００１９】
なお、電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２の閾値Ｖｋ１，Ｖｋ２を調整することにより、図２に示すように、スイッチＳＷの接触不良時の検出動作の感度を調整することが可能である。
この結果、スイッチＳＷが接触不良となった時でもインバータ回路は発振停止するため安全なものとなっている。
【００２０】
（実施形態２）
図３に本発明の実施形態２の回路図を示す。インバータ回路は実施形態１と同様のため説明は省略する。この実施形態では電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３は直列接続され放電灯Ｌａに接続されており、昇圧トランスＴ１の出力に接続されているコンデンサＣ２にスイッチＳＷが並列接続され、スイッチＳＷの開閉により出力電流の大きさを切り替え可能としている。また、コンデンサＣ２とＣ３の接続点より直流に平滑された接点検出電圧Ｖｓｗを得ている。
【００２１】
スイッチＳＷをＯＮした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｎは発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４からの電圧供給となり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｆｆは発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４の電圧をコンデンサＣ２，Ｃ３、放電灯Ｌａのインピーダンスにより分圧した電圧となり、Ｖｓｗｏｎ＞Ｖｓｗｏｆｆとなる。
検出動作は実施形態１と同様である。
【００２２】
本実施形態では、コンデンサＣ２には最大でも発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４の電圧をコンデンサＣ２，Ｃ３、放電灯Ｌａのインピーダンスにより分圧された電圧しか印加されないため、実施形態１と比べてコンデンサＣ２の耐圧を下げることができる。
【００２３】
（実施形態３）
図４に本発明の実施形態３の回路図を示す。インバータ回路は実施形態１と同様のため説明は省略する。この実施形態では昇圧トランスＴ１の出力よりそれぞれ電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３を介して２灯の放電灯Ｌａ１，Ｌａ２が並列に接続されている。そのうち１本の放電灯Ｌａ２にはスイッチＳＷが並列に接続されており、スイッチＳＷをＯＮすることにより放電灯Ｌａ１のみの１灯点灯となり、明るさの切り替えが可能となっている。また、スイッチＳＷとコンデンサＣ３、放電灯Ｌａ２の接続点より直流に平滑された接点検出電圧Ｖｓｗを得ており、スイッチＳＷをＯＮした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｎは０Ｖとなり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合、放電灯Ｌａ２のランプ電圧からの電圧供給となり、Ｖｓｗｏｎ＜Ｖｓｗｏｆｆとなる。この接点検出電圧Ｖｓｗは電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２に入力されており、スイッチＳＷがＯＮ状態の時には電圧比較回路ＣＰ１はＯＦＦ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＮとなり、スイッチＳＷがＯＦＦ状態の時には電圧比較回路ＣＰ１はＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＦＦとなり、いずれも検出動作はしない。
【００２４】
スイッチＳＷが接触不良を起こし、接触抵抗が増した場合の接点検出電圧Ｖｓｗ’は、Ｖｓｗｏｎ＜Ｖｓｗ’＜Ｖｓｗｏｆｆとなり、電圧比較回路ＣＰ１がＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２がＯＮとなるため、発振停止回路３が動作し、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のべース電流を引き抜き、発振停止する。
この実施形態では２灯用の場合において、スイッチＳＷの接点が接触不良となってもインバータ回路は発振停止するため、安全なものとなっている。
【００２５】
（実施形態４）
図５に本発明の実施形態４の回路図を示す。インバータ回路は実施形態１と同様のため説明は省略する。この実施形態では電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３は直列接続され放電灯Ｌａに接続され、放電灯Ｌａに接続されたコンデンサＣ３にスイッチＳＷが接続されており、スイッチＳＷには２回路３接点スイッチを使用している。１つの回路はインバータ入力電源のＯＮ・ＯＦＦに、もう１つはコンデンサＣ３及びマスク回路５のＯＮ・ＯＦＦに使用されている。また、接点が図示された中央の位置となっている時は電源供給が無く、放電灯Ｌａは消灯しており、ａ側にすると出力電流の高いモードで点灯し、ｂ側にすると出力電流の低いモードで点灯する。すなわち「出力大⇔消灯⇔出力小」という配列となっている。また、電圧比較回路ＣＰに入力される接点検出電圧Ｖｓｗはマスク回路５と連動しており、スイッチＳＷがｂ側になると、マスク回路５が動作して、接点検出電圧Ｖｓｗはマスクされる。つまり、電圧比較回路ＣＰには入力されない。
【００２６】
一方、放電灯異常電圧検出回路４により、放電灯Ｌａの両端電圧より平滑された放電灯異常検出電圧Ｖｌａを得ており、この放電灯異常検出電圧Ｖｌａと接点検出電圧Ｖｓｗが電圧比較回路ＣＰに加算入力されている。この加算入力された電圧がある閾値Ｖｋを超えると、発振停止回路３にＯＮ信号を送り、発振停止する。なお、電圧比較回路ＣＰは図のような電圧比較器に限らず、定電圧ダイオード、トランジスタ等で構成された回路であっても支障は無い。
【００２７】
次に点灯モード毎の検出回路の動作について説明する。スイッチＳＷがａ側の時、放電灯異常検出電圧Ｖｌａと接点検出電圧Ｖｓｗの加算された電圧が電圧比較回路ＣＰに入力され、接点検出電圧Ｖｓｗもしくは放電灯異常検出電圧Ｖｌａのいずれかが上昇すると、電圧比較回路ＣＰの閾値Ｖｋを超えて発振停止する。すなわち、スイッチＳＷの接触不良または放電灯の寿命時等の異常電圧のいずれも検出できる。
【００２８】
スイッチＳＷがｂ側の場合、マスク回路５が動作し、接点検出電圧Ｖｓｗは電圧比較回路ＣＰに入力されず、放電灯異常検出電圧Ｖｌａのみが入力される。すなわち、スイッチＳＷの接触不良は不検知となる。しかし、この時はスイッチＳＷに高周波電圧は印加されていないため、接触不良となっても不安全となることはない。よって、放電灯Ｌａの寿命時等の異常電圧のみを検出する。また、この時は出力電流が小さいモードであり、放電灯Ｌａの電圧はスイッチＳＷがａ側の時よりも大きくなり、電圧比較回路ＣＰに入力される電圧は放電灯Ｌａ及びスイッチＳＷが正常状態の場合は、スイッチＳＷがａ側とｂ側で略同様となっている。以上の関係を図６に示す。
【００２９】
この結果、誤動作無く確実にスイッチＳＷの接触不良を検出し、さらに放電灯Ｌａの異常時も検出可能であり、より安全性の高いものとなっている。また、出力を切り替えるために開放・短絡しているコンデンサＣ３は放電灯Ｌａに接続されている方のコンデンサであり、スイッチＳＷのＯＮ時に放電灯Ｌａのランプ電圧からの電圧供給となるため、実施形態２と比べて接点検出電圧Ｖｓｗを得るための回路の損失を小さくすることができる。また、コンデンサＣ２，Ｃ３の容量をＣ２＜Ｃ３とすることにより、より出力電流の差（調光比）を大きくすることができ、さらにスイッチＳＷのＯＮ，ＯＦＦ時の接点検出電圧Ｖｓｗの差が大きくなり、制御しやすくなる。さらに放電灯Ｌａの明るさを切り替えた場合においても電圧比較回路ＣＰに入力される電圧は略同等のため、閾値Ｖｋを切り替える必要が無く、制御が容易となる。
【００３０】
（実施形態５）
図７に本発明の実施形態５の回路図を示す。放電灯異常検出電圧Ｖｌａの供給先以外は実施形態４と同様のため、その違いのみを説明する。放電灯Ｌａの両端にはトランスＴ２が接続されている。このトランスＴ２は放電灯Ｌａが正常に点灯している時は放電灯Ｌａに対し十分インピーダンスを大きくしているため、出力電流への影響はほとんどない。また、放電灯異常検出電圧ＶｌａはトランスＴ２の二次巻線より得ている。ここで、放電灯Ｌａが寿命末期時に半波放電すると、トランスＴ２はインダクタとして動作せず、インピーダンスが下がるため出力電流は下がる。そのため発振トランスＴ１の飽和を避けることができ、インバータ回路の信頼性を向上させることができる。放電灯Ｌａのランプ電圧が上昇した場合には、トランスＴ２の二次巻線の電圧が上昇するため、実施形態４と同様、発振停止し保護動作する。
【００３１】
（実施形態６）
図８に本発明の実施形態６に用いるスイッチＳＷの仕様を示す。Ｓ１１〜Ｓ１４は一次側回路の固定接点、Ｓ２１〜Ｓ２４は二次側回路の固定接点、Ｓ１０は一次側回路の固定接点Ｓ１１〜Ｓ１４のうち隣接する２つを接続する可動接点、Ｓ２０は二次側回路の固定接点Ｓ２１〜Ｓ２４のうち隣接する２つを接続する可動接点であり、可動接点Ｓ１０，Ｓ２０は連動してスライド可能とされている。全体の回路構成は図５または図７と同じである。本実施形態に用いるスイッチＳＷは一次側回路と二次側回路の固定接点の接触面積が異なっており、スイッチＳＷを動作させた時、図９の（ａ）〜（ｅ）に示すように、必ず二次側の方が一次側よりもＯＮするタイミングが早くなっている。従って、このスイッチＳＷを実施形態１〜５にて使用した場合、電源のＯＮ・ＯＦＦする方が早くなるため、スイッチＳＷの切り替え時のタイミングによる二次側の接触不良が起こりにくく、より信頼性の高いものとなる。
【００３２】
（実施形態７）
図１０に本発明の実施形態７の回路図を示す。これは実施形態４（図５）の電源Ｅを蓄電池６とし、蓄電池６の充電回路７を設けたものである。充電回路７は商用電源Ｖｓから所定の直流電源に変換するＡＣ−ＤＣ変換器を内蔵しているＡＣアダプター９を入力として蓄電池６に充電電流を供給し、蓄電池６が寿命末期等により短絡した場合、充電回路７の保護として充電停止回路８により充電を停止させる。また蓄電池６にはヒューズＦＵＳＥが直列に接続され、インバータ回路が故障時に溶断するように動作して、インバータ回路への電源供給を停止させる。
【００３３】
これによると、インバータ回路への入力は蓄電池６を使用しているため、この放電灯点灯装置を使用した照明器具は停電時においても使用可能である。また、ＡＣアダプター９を着脱式とすると、本体を軽くすることができ、持ち運びやすくなる。本実施形態の照明器具の断面図を図１１に、斜視図を図１２に示す。図中、６は蓄電池、１０は放電灯点灯装置、１１はＡＣアダプター入力、Ｌａは放電灯、ＳＷは出力切替スイッチである。ＡＣアダプター内蔵のＡＣ−ＤＣ変換器がトランス、ダイオード、電解コンデンサから構成されている場合はトランスの巻数の変更により、すなわち、ＡＣアダプター９のみを変更することにより電源電圧違いの様々な地域で使用可能な照明器具となる。また、ＡＣ−ＤＣ変換器が例えば商用電源１００Ｖ〜２４０Ｖに対応している場合はＡＣアダプター９も変更無しに上記と同様、様々な地域で使用可能となり、汎用性の高い照明器具となる。更に、蓄電池６が寿命となっても充電回路７に大電流が流れることがないため、信頼性の高いものとなっている。
【００３４】
（実施形態８）
図１３に本発明の実施形態８の回路図を示す。これは実施形態７の蓄電池６を鉛蓄電池６ａとし、充電回路７ａは定電圧回路とし、この回路と並列にダイオード、抵抗からなる充電回路７ｂを追加し、Ｎｉ−Ｃｄ電池６ｂを充電可能としたものである。この放電灯点灯装置を使用した照明器具を図１４〜図１６に示す。図中、６ａは鉛蓄電池、６ｂはＮｉ−Ｃｄ電池、１０は放電灯点灯装置、１１はＡＣアダプター入力、１２は豆球、１３は豆球ＯＮ・ＯＦＦスイッチ、１４はトーチライト、１５は器具本体、Ｌａは放電灯である。これによると、簡易な構成で異なる種類の蓄電池６ａ，６ｂを充電することができるため、器具の小型化が可能となる。また、Ｎｉ−Ｃｄ電池６ｂを電源として豆球１２を負荷とする懐中電灯形のトーチライト１４にＮｉ−Ｃｄ電池６ｂを内蔵することにより、着脱可能とすることができ、器具本体１５とは別々に使用できるため、使用用途の広い照明器具を提供できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の放電灯点灯装置によれば、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより開放・短絡することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有しているため、簡易な構成で出力電流の切り替えが可能であり、また、スイッチの接点が接触不良時にはインバータ回路の発振を停止させることができるので、安全性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項２記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電圧の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されているので、スイッチの接点に高周波電圧が印加されているのは明るさが大きい時のみであり、明るさが小さくなるモードとした時はスイッチの接点には高周波電圧は印加されていないため、より信頼性の高いものとなっている。
【００３６】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、電流抑制用のコンデンサは直列接続されているため、電流抑制用のコンデンサのうちスイッチに接続している方の耐圧を下げることができ、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置よりも小型化が可能となる。
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサは放電灯に接続されたコンデンサとしているため、請求項３記載の放電灯点灯装置よりもスイッチをＯＮした時の回路損失を小さくすることができる。
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項３又は４記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサの静電容量は他のコンデンサの静電容量よりも小さく設定したので、より調光比を大きくすることができ、また、スイッチの接点電圧の検出による接点接触の異常検出が容易となっている。
【００３７】
請求項６記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有しているため、多灯用で１灯消灯可能とする場合でも簡易な構成で明るさの切り替えが可能であり、またスイッチの接点が接触不良時においても安全性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項７記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電位の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されているので、スイッチの接点に高周波電圧が印加されているのは明るさが大きい時のみであり、明るさが小さくなるモードとした時はスイッチの接点には高周波電圧は印加されていないため、より信頼性の高いものとなっている。
【００３８】
請求項８記載の放電灯点灯装置は、請求項１、３〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されているので、スイッチの接点に高周波電圧が印加されているのは明るさが大きい時のみであり、明るさが小さくなるモードとした時はスイッチの接点には高周波電圧は印加されていないため、より信頼性の高いものとなっている。
請求項９記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７、８のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチにより放電灯の明るさを切り替えた時に発振停止回路がインバータ回路へ発振停止信号を与えないように発振停止回路の動作を制限するマスク回路を備えるので、簡易な構成で誤動作無くスイッチの接点接触不良を検出できる放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１０記載の放電灯点灯装置は、請求項９記載の放電灯点灯装置において、放電灯の両端電圧より得られた放電灯電圧異常検出電圧とスイッチの接点検出電圧とを加算した電圧を所定値と比較する電圧比較回路を備え、この電圧比較回路の出力を受けて前記発振停止回路は放電灯の電圧異常時もしくはスイッチの接点接触異常時にインバータ回路へ発振停止信号を与えるように動作するものであるから、放電灯の異常も検出可能となっており、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１１記載の放電灯点灯装置は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、放電灯の正常点灯時において放電灯のインピーダンスよりも十分大きいインピーダンスを一次巻線に有するトランスの一次側を放電灯と並列に接続し、前記トランスの二次巻線より前記放電灯電圧異常検出電圧を得ているため、放電灯が正常点灯している時は前記トランスの影響はほとんど無く、放電灯が寿命末期で半波点灯した場合にはインバータ回路の部品の温度上昇を低く抑えることができ、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１２記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記２回路３接点のスイッチは、明るさが切り替わるよりも早くインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦが切り替わるように各回路の接点の接触面積が異なるスイッチとしたので、スイッチ切り替え時の接触不良に対し、より信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
【００３９】
請求項１３の放電灯点灯装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、インバータ回路への入力電源は蓄電池であり、前記蓄電池を商用電源により充電するための充電回路を有するので、停電時においても使用可能であり、また蓄電池に充電することにより再使用も可能となっている。
請求項１４記載の放電灯点灯装置は、請求項１３記載の放電灯点灯装置において、前記蓄電池が短絡したときに充電電流を停止する充電停止回路を有するので、蓄電池が寿命末期時においても、充電回路の部品に大電流が流れることなく信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１５記載の放電灯点灯装置は、請求項１３又は１４記載の放電灯点灯装置において、放電灯以外の光源を点灯させるための電源として、インバータ回路への入力電源とは別の第２の蓄電池を備え、第２の蓄電池の充電回路はインバータ回路の入力電源となる第１の蓄電池の充電回路と並列に接続したので、簡易な構成で多機能な放電灯点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図３】本発明の実施形態２の回路図である。
【図４】本発明の実施形態３の回路図である。
【図５】本発明の実施形態４の回路図である。
【図６】本発明の実施形態４の動作説明図である。
【図７】本発明の実施形態５の回路図である。
【図８】本発明の実施形態６のスイッチの構成図である。
【図９】本発明の実施形態６のスイッチの動作説明図である。
【図１０】本発明の実施形態７の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態７の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態７の斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態８の回路図を示す。
【図１４】本発明の実施形態８の断面図である。
【図１５】本発明の実施形態８の斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態８の分解斜視図である。
【図１７】従来例１の回路図である。
【図１８】従来例２の回路図である。
【図１９】従来例１の動作説明図である。
【図２０】従来例３の回路図である。
【符号の説明】
１ 接点電圧検出回路
２ 信号処理回路
３ 発振停止回路
Ｌａ 放電灯
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源をインバータで高周波変換し放電灯の出力を切替可能とした放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平９−１９０７０４号公報
【特許文献２】
特開平８−１３００９５号公報
【０００３】
従来、プッシュプル型インバータで直流電源を高周波変換し、放電灯の出力を切替可能とする方式としてＰＷＭ制御が知られている。その一例を図１７に示す。図中、Ａはプッシュプル形のトランジスタインバータを用いた放電灯点灯装置である。プッシュプル型インバータは、一対のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を有し、入力側に定電流用のインダクタＬ１を有している。Ｃ１は共振用のコンデンサ、Ｒ１はベース抵抗、Ｔ１は出力トランスである。前記一対のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、前記出力トランスＴ１の帰還巻線の出力により、交互にオン・オフするように自励発振するものである。ＢはＰＷＭ制御回路であり、直流電源Ｅからプッシュプル型インバータへの入力電流のオンデューティを制御することによってたとえば調光点灯を得るものである。
【０００４】
また、別の放電灯出力切替方法として、電流抑制用コンデンサの静電容量を切り替える方式を図１８に示す（特許文献１：特開平９−１９０７０４号）。この回路では、照度切り替え手段１６のスイッチのオン・オフにより放電灯Ｌａに接続されるコンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４を切り替えることにより、放電灯Ｌａへ供給される電流を切り替えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１７の従来例においてＰＷＭ制御を行うと、インバータの発振は電力を供給されている期間すなわちＰＷＭ制御回路Ｂのオン期間だけとなるから、放電灯Ｌａは点灯、消灯を繰り返すことになる。したがって、前記オン期間が一定であってもこのオン期間内に供給される電力が変化すると、光出力が変化し、使用者にとってはちらつきとなる。ここで、前記オン期間内に供給される電力（ひいては放電灯の光出力）は、インバータ回路が始動時にどちらのトランジスタからオンして発振を開始するか、その結果、電圧印加後どの時点で発振を開始するかによって異なるものである。すなわち、インバータの始動時に最初に発振を開始させるトランジスタが異なると、特性偏差により発振開始時期がその都度異なり、放電灯に供給される電力に差が生じる。
【０００６】
たとえば、図１９に示すようにＰＷＭ制御回路Ｂのオン期間（１）においてはトランジスタＴｒ１から即時に発振を開始し、オン期間（２）においてはトランジスタＴｒ２からわずかな時間遅れをもって発振を開始したとすると（発振開始までの時間差はトランジスタの特性偏差によるものである）、放電灯に供給される電力は大きく変化してしまうものである。これは、ＰＷＭ制御によってインバータの発振期間が比較的短い期間に制限されるからであり、特に調光を深くするために、ＰＷＭ制御のオン期間を更に短くすると、顕著に表れるものである。
【０００７】
そのため、一対のトランジスタのうち、発振を開始させるトランジスタを特定する手段Ｃを設ける必要があり、その構成を図２０に示す（特許文献２：特開平８−１３００９５号）。しかしＰＷＭ制御回路に加えさらに回路追加が必要となるため、複雑で部品点数が多くなってしまうという欠点がある。
【０００８】
また、図１８の従来例において、照度切り替え用のスイッチとして機械式スイッチを使用すると構成は簡易となるが、例えばスイッチの接点間が接触不良を起こしてしまうと高周波電圧が接点間に印加されているため微放電（アーク）が継続し、安全性が懸念される。
本発明は上記のような問題を改善し、簡易な構成で安全な放電灯点灯装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有することを特徴とするものである。
請求項２記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電圧の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、電流抑制用のコンデンサは直列接続されていることを特徴とするものである。
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサは放電灯に接続されたコンデンサであることを特徴とするものである。
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項３又は４記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサの静電容量は他のコンデンサの静電容量よりも小さく設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有することを特徴とするものである。
請求項７記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電位の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項８記載の放電灯点灯装置は、請求項１、３〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とするものである。
請求項９記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７、８のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチにより放電灯の明るさを切り替えた時に発振停止回路がインバータ回路へ発振停止信号を与えないように発振停止回路の動作を制限するマスク回路を備えることを特徴とするものである。
請求項１０記載の放電灯点灯装置は、請求項９記載の放電灯点灯装置において、放電灯の両端電圧より得られた放電灯電圧異常検出電圧とスイッチの接点検出電圧とを加算した電圧を所定値と比較する電圧比較回路を備え、この電圧比較回路の出力を受けて前記発振停止回路は放電灯の電圧異常時もしくはスイッチの接点接触異常時にインバータ回路へ発振停止信号を与えるように動作することを特徴とするものである。
請求項１１記載の放電灯点灯装置は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、放電灯の正常点灯時において放電灯のインピーダンスよりも十分大きいインピーダンスを一次巻線に有するトランスの一次側を放電灯と並列に接続し、前記トランスの二次巻線より前記放電灯電圧異常検出電圧を得ていることを特徴とするものである。
請求項１２記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記２回路３接点のスイッチは、明るさが切り替わるよりも早くインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦが切り替わるように各回路の接点の接触面積が異なるスイッチとしたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１３記載の放電灯点灯装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、インバータ回路への入力電源は蓄電池であり、前記蓄電池を商用電源により充電するための充電回路を有することを特徴とするものである。
請求項１４記載の放電灯点灯装置は、請求項１３記載の放電灯点灯装置において、前記蓄電池が短絡したときに充電電流を停止する充電停止回路を有することを特徴とするものである。
請求項１５記載の放電灯点灯装置は、請求項１３又は１４記載の放電灯点灯装置において、放電灯以外の光源を点灯させるための電源として、インバータ回路への入力電源とは別の第２の蓄電池を備え、第２の蓄電池の充電回路はインバータ回路の入力電源となる第１の蓄電池の充電回路と並列に接続したことを特徴とするものである。
請求項１６記載の照明器具は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、商用電源を直流変換して直流電源を得る着脱式のＡＣアダプターより蓄電池の充電電流を得ていることを特徴とする照明器具である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の回路図を示す。直流電源Ｅより定電流用インダクタＬ１を介し、発振トランスＴ１、一対のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２、共振用コンデンサＣ１によりプッシュプル形インバータを構成している。Ｒ１はべース抵抗である。発振トランスＴ１の出力には電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３の並列接続を介して、放電灯Ｌａが接続されている。一方のコンデンサＣ２は機械式スイッチＳＷを介して発振トランスＴ１の出力に接続されており、スイッチＳＷの開閉によりコンデンサＣ２，Ｃ３の合成容量が切り替え可能となっている。また、コンデンサＣ２とスイッチＳＷの接続点に得られる高周波の電圧を接点電圧検出回路１により整流平滑して直流電圧として検出された接点検出電圧Ｖｓｗを得て、電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２に入力している。この電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２からの信号を信号処理回路２により処理し、その出力は発振停止回路３に入力されている。
【００１５】
次に上記回路の動作について説明する。直流電源Ｅより抵抗Ｒ１を介しトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２にべース電流が供給され導通しようとするが、エミッタ接地電流増幅率ｈｆｅのばらつきによりどちらか一方が先に導通する。トランジスタＴｒ１が先に導通すると、発振トランスＴ１のべース帰還巻線ｎ３に電圧が誘起し、トランジスタＴｒ１のべースは順方向にバイアスされて急速に導通、飽和へ向かい、逆にトランジスタＴｒ２のベースは逆方向にバイアスされ、不導通へと帰還作用される。発振トランスＴ１の一次巻線ｎ１，ｎ２とコンデンサＣ１とで並列共振をするので、ベース帰還巻線ｎ３にはこの並列共振電圧が帰還され、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は交互にＯＮ・ＯＦＦを繰り返し発振動作する。発振トランスＴ１の一次巻線ｎ１，ｎ２に発生した高周波正弦波電圧は発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４に昇圧され、コンデンサＣ２，Ｃ３を介して放電灯Ｌａに供給される。
【００１６】
また、スイッチＳＷによりコンデンサＣ２，Ｃ３の合成容量を切り替えることにより放電灯Ｌａへの供給電流が変わるため、放電灯Ｌａの出力電流を切り替えることができる。スイッチＳＷをＯＮした場合、電流抑制用コンデンサの静電容量はＣ２＋Ｃ３となり出力電流は大きくなり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合は電流抑制用コンデンサの静電容量はＣ３となり出力電流は小さくなる。
【００１７】
ここで、スイッチＳＷをＯＮした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｎは発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４からの電圧供給となり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｆｆは放電灯Ｌａのランプ電圧からコンデンサＣ２を介する電圧供給となり、Ｖｓｗｏｎ＞Ｖｓｗｏｆｆとなる。この接点検出電圧Ｖｓｗは電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２に入力されており、電圧比較回路ＣＰ１はある閾値Ｖｋ１を超えるとＯＮ信号を出力し、電圧比較回路ＣＰ２はある閾値Ｖｋ２を超えるとＯＦＦ信号を出力するが、電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２両者ともにＯＮ信号を出力した場合のみ信号処理回路２から発振停止回路３にＯＮ信号を送り、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のべース電流を引き抜き、発振停止するよう制御している。すなわち、スイッチＳＷがＯＮ状態の時には、電圧比較回路ＣＰ１はＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＦＦ、スイッチＳＷがＯＦＦ状態の時には、電圧比較回路ＣＰ１はＯＦＦ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＮとなり、いずれも検出動作はしない。
【００１８】
ここで、スイッチＳＷが塵埃の侵入等により接触不良を起こし、接触抵抗が増した場合の接点検出電圧Ｖｓｗ’は、図２に示すように、Ｖｓｗｏｎ＞Ｖｓｗ’＞Ｖｓｗｏｆｆとなり、電圧比較回路ＣＰ１はＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２もＯＮとなるため、発振停止回路３が動作し、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のべース電流を引き抜き発振停止する。
【００１９】
なお、電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２の閾値Ｖｋ１，Ｖｋ２を調整することにより、図２に示すように、スイッチＳＷの接触不良時の検出動作の感度を調整することが可能である。
この結果、スイッチＳＷが接触不良となった時でもインバータ回路は発振停止するため安全なものとなっている。
【００２０】
（実施形態２）
図３に本発明の実施形態２の回路図を示す。インバータ回路は実施形態１と同様のため説明は省略する。この実施形態では電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３は直列接続され放電灯Ｌａに接続されており、昇圧トランスＴ１の出力に接続されているコンデンサＣ２にスイッチＳＷが並列接続され、スイッチＳＷの開閉により出力電流の大きさを切り替え可能としている。また、コンデンサＣ２とＣ３の接続点より直流に平滑された接点検出電圧Ｖｓｗを得ている。
【００２１】
スイッチＳＷをＯＮした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｎは発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４からの電圧供給となり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｆｆは発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４の電圧をコンデンサＣ２，Ｃ３、放電灯Ｌａのインピーダンスにより分圧した電圧となり、Ｖｓｗｏｎ＞Ｖｓｗｏｆｆとなる。
検出動作は実施形態１と同様である。
【００２２】
本実施形態では、コンデンサＣ２には最大でも発振トランスＴ１の二次巻線ｎ４の電圧をコンデンサＣ２，Ｃ３、放電灯Ｌａのインピーダンスにより分圧された電圧しか印加されないため、実施形態１と比べてコンデンサＣ２の耐圧を下げることができる。
【００２３】
（実施形態３）
図４に本発明の実施形態３の回路図を示す。インバータ回路は実施形態１と同様のため説明は省略する。この実施形態では昇圧トランスＴ１の出力よりそれぞれ電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３を介して２灯の放電灯Ｌａ１，Ｌａ２が並列に接続されている。そのうち１本の放電灯Ｌａ２にはスイッチＳＷが並列に接続されており、スイッチＳＷをＯＮすることにより放電灯Ｌａ１のみの１灯点灯となり、明るさの切り替えが可能となっている。また、スイッチＳＷとコンデンサＣ３、放電灯Ｌａ２の接続点より直流に平滑された接点検出電圧Ｖｓｗを得ており、スイッチＳＷをＯＮした場合、接点検出電圧Ｖｓｗｏｎは０Ｖとなり、スイッチＳＷをＯＦＦした場合、放電灯Ｌａ２のランプ電圧からの電圧供給となり、Ｖｓｗｏｎ＜Ｖｓｗｏｆｆとなる。この接点検出電圧Ｖｓｗは電圧比較回路ＣＰ１，ＣＰ２に入力されており、スイッチＳＷがＯＮ状態の時には電圧比較回路ＣＰ１はＯＦＦ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＮとなり、スイッチＳＷがＯＦＦ状態の時には電圧比較回路ＣＰ１はＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２はＯＦＦとなり、いずれも検出動作はしない。
【００２４】
スイッチＳＷが接触不良を起こし、接触抵抗が増した場合の接点検出電圧Ｖｓｗ’は、Ｖｓｗｏｎ＜Ｖｓｗ’＜Ｖｓｗｏｆｆとなり、電圧比較回路ＣＰ１がＯＮ、電圧比較回路ＣＰ２がＯＮとなるため、発振停止回路３が動作し、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のべース電流を引き抜き、発振停止する。
この実施形態では２灯用の場合において、スイッチＳＷの接点が接触不良となってもインバータ回路は発振停止するため、安全なものとなっている。
【００２５】
（実施形態４）
図５に本発明の実施形態４の回路図を示す。インバータ回路は実施形態１と同様のため説明は省略する。この実施形態では電流抑制用コンデンサＣ２，Ｃ３は直列接続され放電灯Ｌａに接続され、放電灯Ｌａに接続されたコンデンサＣ３にスイッチＳＷが接続されており、スイッチＳＷには２回路３接点スイッチを使用している。１つの回路はインバータ入力電源のＯＮ・ＯＦＦに、もう１つはコンデンサＣ３及びマスク回路５のＯＮ・ＯＦＦに使用されている。また、接点が図示された中央の位置となっている時は電源供給が無く、放電灯Ｌａは消灯しており、ａ側にすると出力電流の高いモードで点灯し、ｂ側にすると出力電流の低いモードで点灯する。すなわち「出力大⇔消灯⇔出力小」という配列となっている。また、電圧比較回路ＣＰに入力される接点検出電圧Ｖｓｗはマスク回路５と連動しており、スイッチＳＷがｂ側になると、マスク回路５が動作して、接点検出電圧Ｖｓｗはマスクされる。つまり、電圧比較回路ＣＰには入力されない。
【００２６】
一方、放電灯異常電圧検出回路４により、放電灯Ｌａの両端電圧より平滑された放電灯異常検出電圧Ｖｌａを得ており、この放電灯異常検出電圧Ｖｌａと接点検出電圧Ｖｓｗが電圧比較回路ＣＰに加算入力されている。この加算入力された電圧がある閾値Ｖｋを超えると、発振停止回路３にＯＮ信号を送り、発振停止する。なお、電圧比較回路ＣＰは図のような電圧比較器に限らず、定電圧ダイオード、トランジスタ等で構成された回路であっても支障は無い。
【００２７】
次に点灯モード毎の検出回路の動作について説明する。スイッチＳＷがａ側の時、放電灯異常検出電圧Ｖｌａと接点検出電圧Ｖｓｗの加算された電圧が電圧比較回路ＣＰに入力され、接点検出電圧Ｖｓｗもしくは放電灯異常検出電圧Ｖｌａのいずれかが上昇すると、電圧比較回路ＣＰの閾値Ｖｋを超えて発振停止する。すなわち、スイッチＳＷの接触不良または放電灯の寿命時等の異常電圧のいずれも検出できる。
【００２８】
スイッチＳＷがｂ側の場合、マスク回路５が動作し、接点検出電圧Ｖｓｗは電圧比較回路ＣＰに入力されず、放電灯異常検出電圧Ｖｌａのみが入力される。すなわち、スイッチＳＷの接触不良は不検知となる。しかし、この時はスイッチＳＷに高周波電圧は印加されていないため、接触不良となっても不安全となることはない。よって、放電灯Ｌａの寿命時等の異常電圧のみを検出する。また、この時は出力電流が小さいモードであり、放電灯Ｌａの電圧はスイッチＳＷがａ側の時よりも大きくなり、電圧比較回路ＣＰに入力される電圧は放電灯Ｌａ及びスイッチＳＷが正常状態の場合は、スイッチＳＷがａ側とｂ側で略同様となっている。以上の関係を図６に示す。
【００２９】
この結果、誤動作無く確実にスイッチＳＷの接触不良を検出し、さらに放電灯Ｌａの異常時も検出可能であり、より安全性の高いものとなっている。また、出力を切り替えるために開放・短絡しているコンデンサＣ３は放電灯Ｌａに接続されている方のコンデンサであり、スイッチＳＷのＯＮ時に放電灯Ｌａのランプ電圧からの電圧供給となるため、実施形態２と比べて接点検出電圧Ｖｓｗを得るための回路の損失を小さくすることができる。また、コンデンサＣ２，Ｃ３の容量をＣ２＜Ｃ３とすることにより、より出力電流の差（調光比）を大きくすることができ、さらにスイッチＳＷのＯＮ，ＯＦＦ時の接点検出電圧Ｖｓｗの差が大きくなり、制御しやすくなる。さらに放電灯Ｌａの明るさを切り替えた場合においても電圧比較回路ＣＰに入力される電圧は略同等のため、閾値Ｖｋを切り替える必要が無く、制御が容易となる。
【００３０】
（実施形態５）
図７に本発明の実施形態５の回路図を示す。放電灯異常検出電圧Ｖｌａの供給先以外は実施形態４と同様のため、その違いのみを説明する。放電灯Ｌａの両端にはトランスＴ２が接続されている。このトランスＴ２は放電灯Ｌａが正常に点灯している時は放電灯Ｌａに対し十分インピーダンスを大きくしているため、出力電流への影響はほとんどない。また、放電灯異常検出電圧ＶｌａはトランスＴ２の二次巻線より得ている。ここで、放電灯Ｌａが寿命末期時に半波放電すると、トランスＴ２はインダクタとして動作せず、インピーダンスが下がるため出力電流は下がる。そのため発振トランスＴ１の飽和を避けることができ、インバータ回路の信頼性を向上させることができる。放電灯Ｌａのランプ電圧が上昇した場合には、トランスＴ２の二次巻線の電圧が上昇するため、実施形態４と同様、発振停止し保護動作する。
【００３１】
（実施形態６）
図８に本発明の実施形態６に用いるスイッチＳＷの仕様を示す。Ｓ１１〜Ｓ１４は一次側回路の固定接点、Ｓ２１〜Ｓ２４は二次側回路の固定接点、Ｓ１０は一次側回路の固定接点Ｓ１１〜Ｓ１４のうち隣接する２つを接続する可動接点、Ｓ２０は二次側回路の固定接点Ｓ２１〜Ｓ２４のうち隣接する２つを接続する可動接点であり、可動接点Ｓ１０，Ｓ２０は連動してスライド可能とされている。全体の回路構成は図５または図７と同じである。本実施形態に用いるスイッチＳＷは一次側回路と二次側回路の固定接点の接触面積が異なっており、スイッチＳＷを動作させた時、図９の（ａ）〜（ｅ）に示すように、必ず二次側の方が一次側よりもＯＮするタイミングが早くなっている。従って、このスイッチＳＷを実施形態１〜５にて使用した場合、電源のＯＮ・ＯＦＦする方が早くなるため、スイッチＳＷの切り替え時のタイミングによる二次側の接触不良が起こりにくく、より信頼性の高いものとなる。
【００３２】
（実施形態７）
図１０に本発明の実施形態７の回路図を示す。これは実施形態４（図５）の電源Ｅを蓄電池６とし、蓄電池６の充電回路７を設けたものである。充電回路７は商用電源Ｖｓから所定の直流電源に変換するＡＣ−ＤＣ変換器を内蔵しているＡＣアダプター９を入力として蓄電池６に充電電流を供給し、蓄電池６が寿命末期等により短絡した場合、充電回路７の保護として充電停止回路８により充電を停止させる。また蓄電池６にはヒューズＦＵＳＥが直列に接続され、インバータ回路が故障時に溶断するように動作して、インバータ回路への電源供給を停止させる。
【００３３】
これによると、インバータ回路への入力は蓄電池６を使用しているため、この放電灯点灯装置を使用した照明器具は停電時においても使用可能である。また、ＡＣアダプター９を着脱式とすると、本体を軽くすることができ、持ち運びやすくなる。本実施形態の照明器具の断面図を図１１に、斜視図を図１２に示す。図中、６は蓄電池、１０は放電灯点灯装置、１１はＡＣアダプター入力、Ｌａは放電灯、ＳＷは出力切替スイッチである。ＡＣアダプター内蔵のＡＣ−ＤＣ変換器がトランス、ダイオード、電解コンデンサから構成されている場合はトランスの巻数の変更により、すなわち、ＡＣアダプター９のみを変更することにより電源電圧違いの様々な地域で使用可能な照明器具となる。また、ＡＣ−ＤＣ変換器が例えば商用電源１００Ｖ〜２４０Ｖに対応している場合はＡＣアダプター９も変更無しに上記と同様、様々な地域で使用可能となり、汎用性の高い照明器具となる。更に、蓄電池６が寿命となっても充電回路７に大電流が流れることがないため、信頼性の高いものとなっている。
【００３４】
（実施形態８）
図１３に本発明の実施形態８の回路図を示す。これは実施形態７の蓄電池６を鉛蓄電池６ａとし、充電回路７ａは定電圧回路とし、この回路と並列にダイオード、抵抗からなる充電回路７ｂを追加し、Ｎｉ−Ｃｄ電池６ｂを充電可能としたものである。この放電灯点灯装置を使用した照明器具を図１４〜図１６に示す。図中、６ａは鉛蓄電池、６ｂはＮｉ−Ｃｄ電池、１０は放電灯点灯装置、１１はＡＣアダプター入力、１２は豆球、１３は豆球ＯＮ・ＯＦＦスイッチ、１４はトーチライト、１５は器具本体、Ｌａは放電灯である。これによると、簡易な構成で異なる種類の蓄電池６ａ，６ｂを充電することができるため、器具の小型化が可能となる。また、Ｎｉ−Ｃｄ電池６ｂを電源として豆球１２を負荷とする懐中電灯形のトーチライト１４にＮｉ−Ｃｄ電池６ｂを内蔵することにより、着脱可能とすることができ、器具本体１５とは別々に使用できるため、使用用途の広い照明器具を提供できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の放電灯点灯装置によれば、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより開放・短絡することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有しているため、簡易な構成で出力電流の切り替えが可能であり、また、スイッチの接点が接触不良時にはインバータ回路の発振を停止させることができるので、安全性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項２記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電圧の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されているので、スイッチの接点に高周波電圧が印加されているのは明るさが大きい時のみであり、明るさが小さくなるモードとした時はスイッチの接点には高周波電圧は印加されていないため、より信頼性の高いものとなっている。
【００３６】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、電流抑制用のコンデンサは直列接続されているため、電流抑制用のコンデンサのうちスイッチに接続している方の耐圧を下げることができ、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置よりも小型化が可能となる。
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサは放電灯に接続されたコンデンサとしているため、請求項３記載の放電灯点灯装置よりもスイッチをＯＮした時の回路損失を小さくすることができる。
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項３又は４記載の放電灯点灯装置において、出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサの静電容量は他のコンデンサの静電容量よりも小さく設定したので、より調光比を大きくすることができ、また、スイッチの接点電圧の検出による接点接触の異常検出が容易となっている。
【００３７】
請求項６記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有しているため、多灯用で１灯消灯可能とする場合でも簡易な構成で明るさの切り替えが可能であり、またスイッチの接点が接触不良時においても安全性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項７記載の放電灯点灯装置は、直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電位の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されているので、スイッチの接点に高周波電圧が印加されているのは明るさが大きい時のみであり、明るさが小さくなるモードとした時はスイッチの接点には高周波電圧は印加されていないため、より信頼性の高いものとなっている。
【００３８】
請求項８記載の放電灯点灯装置は、請求項１、３〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されているので、スイッチの接点に高周波電圧が印加されているのは明るさが大きい時のみであり、明るさが小さくなるモードとした時はスイッチの接点には高周波電圧は印加されていないため、より信頼性の高いものとなっている。
請求項９記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７、８のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチにより放電灯の明るさを切り替えた時に発振停止回路がインバータ回路へ発振停止信号を与えないように発振停止回路の動作を制限するマスク回路を備えるので、簡易な構成で誤動作無くスイッチの接点接触不良を検出できる放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１０記載の放電灯点灯装置は、請求項９記載の放電灯点灯装置において、放電灯の両端電圧より得られた放電灯電圧異常検出電圧とスイッチの接点検出電圧とを加算した電圧を所定値と比較する電圧比較回路を備え、この電圧比較回路の出力を受けて前記発振停止回路は放電灯の電圧異常時もしくはスイッチの接点接触異常時にインバータ回路へ発振停止信号を与えるように動作するものであるから、放電灯の異常も検出可能となっており、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１１記載の放電灯点灯装置は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、放電灯の正常点灯時において放電灯のインピーダンスよりも十分大きいインピーダンスを一次巻線に有するトランスの一次側を放電灯と並列に接続し、前記トランスの二次巻線より前記放電灯電圧異常検出電圧を得ているため、放電灯が正常点灯している時は前記トランスの影響はほとんど無く、放電灯が寿命末期で半波点灯した場合にはインバータ回路の部品の温度上昇を低く抑えることができ、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１２記載の放電灯点灯装置は、請求項２、７〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記２回路３接点のスイッチは、明るさが切り替わるよりも早くインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦが切り替わるように各回路の接点の接触面積が異なるスイッチとしたので、スイッチ切り替え時の接触不良に対し、より信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
【００３９】
請求項１３の放電灯点灯装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、インバータ回路への入力電源は蓄電池であり、前記蓄電池を商用電源により充電するための充電回路を有するので、停電時においても使用可能であり、また蓄電池に充電することにより再使用も可能となっている。
請求項１４記載の放電灯点灯装置は、請求項１３記載の放電灯点灯装置において、前記蓄電池が短絡したときに充電電流を停止する充電停止回路を有するので、蓄電池が寿命末期時においても、充電回路の部品に大電流が流れることなく信頼性の高い放電灯点灯装置を提供できる。
請求項１５記載の放電灯点灯装置は、請求項１３又は１４記載の放電灯点灯装置において、放電灯以外の光源を点灯させるための電源として、インバータ回路への入力電源とは別の第２の蓄電池を備え、第２の蓄電池の充電回路はインバータ回路の入力電源となる第１の蓄電池の充電回路と並列に接続したので、簡易な構成で多機能な放電灯点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図３】本発明の実施形態２の回路図である。
【図４】本発明の実施形態３の回路図である。
【図５】本発明の実施形態４の回路図である。
【図６】本発明の実施形態４の動作説明図である。
【図７】本発明の実施形態５の回路図である。
【図８】本発明の実施形態６のスイッチの構成図である。
【図９】本発明の実施形態６のスイッチの動作説明図である。
【図１０】本発明の実施形態７の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態７の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態７の斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態８の回路図を示す。
【図１４】本発明の実施形態８の断面図である。
【図１５】本発明の実施形態８の斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態８の分解斜視図である。
【図１７】従来例１の回路図である。
【図１８】従来例２の回路図である。
【図１９】従来例１の動作説明図である。
【図２０】従来例３の回路図である。
【符号の説明】
１ 接点電圧検出回路
２ 信号処理回路
３ 発振停止回路
Ｌａ 放電灯
Claims (16)
- 直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に２つ以上の電流抑制用コンデンサを介して放電灯を接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、コンデンサの一つをスイッチにより接続または開放することにより放電灯への出力電流の大きさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサのみが接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電圧の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
- 電流抑制用のコンデンサは直列接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置
- 出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサは放電灯に接続されたコンデンサであることを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
- 出力電流を切り替えるために接続または開放されるコンデンサの静電容量は他のコンデンサの静電容量よりも小さく設定したことを特徴とする請求項３又は４に記載の放電灯点灯装置。
- 直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、前記スイッチがオンのときの接点電圧とスイッチがオフのときの接点電圧の間に大小２つの閾値を設定し、これら２つの閾値と接点電圧を比較する電圧比較手段と、接点電圧が前記２つの閾値の間に存在するときにスイッチの接点が接触不良であると判定してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 直流電源を高周波に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧する昇圧回路と、昇圧された出力に電流抑制用としてコンデンサを介して放電灯を接続した回路を１つ以上並列に接続して放電灯を点灯させる放電灯点灯回路と、放電灯の一つをスイッチにより開放・短絡することにより明るさを切り替える照度切替回路と、スイッチの接点のうちコンデンサと放電灯が接続されている接点よりスイッチの接点電圧を検出する接点電圧検出回路と、スイッチの接点接触不良時には前記接点電位の変化を検出してインバータ回路の発振を停止するように発振停止信号を与え、スイッチが正常な場合には発振停止信号を与えないように制御する発振停止回路とを有し、放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
- 放電灯の明るさを切り替えるために使用するスイッチは、接点が中央に接続された時に放電灯を消灯させる２回路３接点のスイッチであり、該スイッチの２回路のうち一方の回路はインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦの切替に、他方の回路は照度切替回路に使用されていることを特徴とする請求項１、３〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 前記スイッチにより放電灯の明るさを切り替えた時に発振停止回路がインバータ回路へ発振停止信号を与えないように発振停止回路の動作を制限するマスク回路を備えることを特徴とする請求項２、７、８のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯の両端電圧より得られた放電灯電圧異常検出電圧とスイッチの接点検出電圧とを加算した電圧を所定値と比較する電圧比較回路を備え、この電圧比較回路の出力を受けて前記発振停止回路は放電灯の電圧異常時もしくはスイッチの接点接触異常時にインバータ回路へ発振停止信号を与えるように動作することを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯の正常点灯時において放電灯のインピーダンスよりも十分大きいインピーダンスを一次巻線に有するトランスの一次側を放電灯と並列に接続し、前記トランスの二次巻線より前記放電灯電圧異常検出電圧を得ていることを特徴とする請求項１０記載の放電灯点灯装置。
- 前記２回路３接点のスイッチは、明るさが切り替わるよりも早くインバータ入力電圧のＯＮ・ＯＦＦが切り替わるように各回路の接点の接触面積が異なるスイッチとしたことを特徴とする請求項２、７〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- インバータ回路への入力電源は蓄電池であり、前記蓄電池を商用電源により充電するための充電回路を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 前記蓄電池が短絡したときに充電電流を停止する充電停止回路を有することを特徴とする請求項１３記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯以外の光源を点灯させるための電源として、インバータ回路への入力電源とは別の第２の蓄電池を備え、第２の蓄電池の充電回路はインバータ回路の入力電源となる第１の蓄電池の充電回路と並列に接続したことを特徴とする請求項１３又は１４記載の放電灯点灯装置。
- 請求項１３〜１５のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、商用電源を直流変換して直流電源を得る着脱式のＡＣアダプターより蓄電池の充電電流を得ていることを特徴とする照明器具。
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