JP4543769B2 - 調光用放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents
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Description
これにより、図24に示すように、第2の従来例の放電灯LAの光出力P(実線)は、第1の従来例の放電灯LAの光出力P(点線)よりも大きくなるのである。
請求項14の発明によれば、定格ランプ電流値が略等しい複数種の放電灯に対し、任意の調光レベルにおいて略等しいランプ電流を流し、前記複数種の放電灯間での光出力比を略等しくすることが可能となる。
図1は本発明の実施形態1の全体構成を示すブロック回路図である。図1に示す放電灯点灯装置は、第3の従来例として、図27に示したように、整流器DB及び少なくとも1つのスイッチング素子を有する直流電圧変換部CVから構成され、交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する直流電源回路部1と、少なくとも1つのスイッチング素子を有し、直流電源回路部1からの出力電圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路部INVと、直流カットコンデンサCd、放電灯LAおよび共振要素であるインダクタL1、コンデンサC1を含み、インバータ回路部INVからの高周波電圧により共振動作をする負荷回路部と、直流電源回路部1が有するスイッチング素子を駆動制御する直流電圧制御部2と、インバータ回路部INVが有するスイッチング素子を駆動制御するインバータ制御部3と、外部からの調光信号を受けて直流電圧制御部2及びインバータ制御部3へ調光制御信号を出力する調光制御処理部4とを具備し、調光レベルに応じて直流電圧制御部2は直流電圧を変化させるとともに、インバータ制御部3はインバータ動作周波数を変化させる調光用放電灯点灯装置であって、さらに、調光制御処理部4と、直流電圧制御部2及びインバータ制御部3それぞれの間に、直流電圧調光時適正制御手段5及びインバータ調光時適正制御手段7を付加した構成となっている。
整流器DBは交流電源VSからの交流電圧を脈流電圧に整流し出力するものであり、例えば、ダイオードブリッジで構成する。交流電源VSが100Vの場合、ダイオードブリッジの代わりに例えば倍電圧整流回路を用いても良い。倍電圧整流回路を用いると、交流電源VSの電圧が実質的に200Vと同等と見なせ、倍電圧整流回路以後に接続されている回路に流れる電流がダイオードブリッジと比べて約半分になるので、放電灯点灯装置の効率を上げることができる。
インバータ回路部INVに関しても図3に具体例を示しており、詳細は後述することとする。
まず、発振周波数の決定についてであるが、半固定抵抗VR1と抵抗Roの直列回路で決まる抵抗値により、ミラー回路電流値を設定し、コンデンサCpをミラー回路からの電流により充放電して源発振周波数が設定される。例えば、ミラー回路M1のミラー比を1:1、ミラー回路M2のミラー比を1:5と設定すると、コンデンサCpの充電電流及び放電電流は以下のようになる。
充電電流Ic=Vref/(VR1+Ro)
放電電流Id=4×Vref/(VR1+Ro)
T=充電期間+放電期間
=Cp×2.5/Ic+Cp×2.5/Id
=5×Cp×(VR1+Ro)/8
よって、発振周波数fは、次式で求められる。
f=1/T=8/{5×Cp×(VR1+Ro)}
充電電流Ic1=Vref/(VR1+Ro)=5/(VR1+Ro)
ミラー回路M4からコンデンサCiに供給される充電電流Ic2は以下のように算出される。
充電電流Ic2=Vref/Ri=5/Ri
よって、コンデンサCiに供給される充電電流IcはIc1とIc2の合成電流であることから、
充電電流Ic=Ic1+Ic2=5/(VR1+Ro)+5/Ri
Toff=Ci×2.5/Ic=Ci×(VR1+Ro)×Ri/{2×(Ri+VR1+Ro)}
図6は本発明の実施形態2の要部構成を示す回路図である。本実施形態での放電灯点灯装置は、図1〜図3に示した回路構成において、図2中の直流電圧調光時適正制御手段5を図6の直流電圧調光時適正制御手段5のように変更したものである。
以下、本発明の実施形態3を図7及び図8を参照して説明する。本実施形態での放電灯点灯装置は、図1〜図3で示した回路構成において、図2中の直流電圧調光時適正制御手段5を図7の直流電圧調光時適正制御手段5のように変更し、また、図3中のインバータ調光時適正制御手段7を図8のインバータ調光時適正制御手段7のように変更したものである。
以下、本発明の実施形態4を図7及び図11を参照して説明する。本実施形態での放電灯点灯装置は、図1〜図3で示した回路構成において、図2中の直流電圧調光時適正制御手段5を図7の直流電圧調光時適正制御手段5のように変更し、また、図3中のインバータ調光時適正制御手段7を図11のインバータ調光時適正制御手段7のように変更したものである。
以下、本発明の実施形態5を図13を参照して説明する。本実施形態での放電灯点灯装置は、図1〜図3で示した回路構成において、図2中の直流電圧調光時適正制御手段5を図7の直流電圧調光時適正制御手段5のように変更し、また、図3中のインバータ調光時適正制御手段7を図8のインバータ調光時適正制御手段7のように変更したものである。つまり、実施形態3と同じ構成である。
以下、本発明の実施形態6を図14を参照して説明する。本実施形態での放電灯点灯装置は、図1〜図3で示した回路構成において、図2中の直流電圧調光時適正制御手段5を図6の直流電圧調光時適正制御手段5のように変更し、また、図3中のインバータ調光時適正制御手段7を図11のインバータ調光時適正制御手段7のように変更したものである。
以下、本発明の実施形態7を図15を参照して説明する。本実施形態での放電灯点灯装置は、図1〜図3で示した回路構成において、図2中の直流電圧調光時適正制御手段5を図6の直流電圧調光時適正制御手段5のように変更し、また、図3中のインバータ調光時適正制御手段7を図8のインバータ調光時適正制御手段7のように変更したものである。
以下、本発明の実施形態8を図16を参照して説明する。本実施形態での放電灯点灯装置は、図1〜図3に示した回路構成において、図2中の直流電圧調光時適正制御手段5を図7の直流電圧調光時適正制御手段5のように変更し、また、図3中のインバータ調光時適正制御手段7を図11のインバータ調光時適正制御手段7のように変更したものである。これは実施形態4と同じ構成である。
以下、本発明の実施形態9を図17を参照して説明する。本実施形態での放電灯点灯装置は、図17で示した回路構成である。商用電源VSの両端には、FUSE(電流ヒューズ)を介してZNR(サージアブソーバ)が接続され、過電流及び過電圧保護としている。コンデンサC5、ラインフィルタLF1により、雑音防止用のフィルタ回路が構成される。ダイオードD2〜D5により整流器DBを構成し、商用電源VSを全波整流する。コンデンサC6は高周波電流バイパス用のコンデンサである。コンデンサC6の両端には、少なくとも1つのスイッチング素子を有する直流電圧変換部CVが接続される。直流電圧変換部CVは例えば図2に示したような構成である。
図20は照明装置の外観を示す斜視図である。器具本体101の下面には反射板102が形成され、この反射板102の両端にはランプソケット103、103が設けられ、これらランプソケット103、103間には低圧放電ランプとしての直管型蛍光灯ランプLAが取付けられ、器具本体101には、実施形態1〜9において説明した調光用放電灯点灯装置が内蔵されている。
2 直流電圧制御部
3 インバータ制御部
4 調光制御処理部
5 直流電圧調光時適正制御部
7 インバータ調光時適正制御部
LA 放電灯
Claims (15)
- 少なくとも1つのスイッチング素子を有し、交流電圧を所定の直流電圧に変換し出力する直流電源回路部と、
少なくとも1つのスイッチング素子を有し、直流電源回路部からの出力電圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路部と、
放電灯に接続されるLC共振回路を含み、インバータ回路部からの高周波電圧により共振動作をする負荷回路部と、
直流電源回路部が有するスイッチング素子を駆動制御する直流電圧制御部と、
インバータ回路部が有するスイッチング素子を駆動制御するインバータ制御部と、
外部からの調光信号を受けて直流電圧制御部及びインバータ制御部へ調光制御信号を出力する調光制御処理部とを具備し、
調光レベルに応じて、直流電圧制御部は直流電圧を変化させるとともに、インバータ制御部はインバータ動作周波数を変化させる調光用放電灯点灯装置であって、
外部からの調光信号が光出力の高い全点灯時から、光出力の低い調光点灯時に近づくように設定されたときには、インバータ動作周波数の調光制御を優先させ、直流電圧の調光制御を実質的に遅らせる手段を付加し、
全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、外部からの調光信号を受けてから直流電圧をVFからVDに制御開始するまでの遅延時間をTv、外部からの調光信号を受けてからインバータ動作周波数をfFからfDに制御開始するまでの遅延時間をTfとした場合に、インバータ動作周波数の調光制御を優先させ、直流電圧の調光制御を実質的に遅らせる手段によりTv>Tfとなるようにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。 - 全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、VFからVDに変化するまでの移行所要時間をτv、fFからfDに変化するまでの移行所要時間をτfとした場合に、インバータ動作周波数の調光制御を優先させ、直流電圧の調光制御を実質的に遅らせる手段によりτv>τfとなるようにしたことを特徴とする請求項1記載の調光用放電灯点灯装置。
- 少なくとも1つのスイッチング素子を有し、交流電圧を所定の直流電圧に変換し出力する直流電源回路部と、
少なくとも1つのスイッチング素子を有し、直流電源回路部からの出力電圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路部と、
放電灯に接続されるLC共振回路を含み、インバータ回路部からの高周波電圧により共振動作をする負荷回路部と、
直流電源回路部が有するスイッチング素子を駆動制御する直流電圧制御部と、
インバータ回路部が有するスイッチング素子を駆動制御するインバータ制御部と、
外部からの調光信号を受けて直流電圧制御部及びインバータ制御部へ調光制御信号を出力する調光制御処理部とを具備し、
調光レベルに応じて、直流電圧制御部は直流電圧を変化させるとともに、インバータ制御部はインバータ動作周波数を変化させる調光用放電灯点灯装置であって、
外部からの調光信号が光出力の低い調光点灯時から光出力の高い全点灯時に近づくように設定されたときには、直流電圧の調光制御を優先させ、インバータ動作周波数の調光制御を実質的に遅らせる手段を付加し、
直流電圧の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで直流電圧が変化する移行所要時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、直流電圧がVFからVDに変化するまでの移行所要時間をτv、直流電圧がVDからVFに変化するまでの移行所要時間をτv’とした場合、τv>τv’となるようにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。 - 少なくとも1つのスイッチング素子を有し、交流電圧を所定の直流電圧に変換し出力する直流電源回路部と、
少なくとも1つのスイッチング素子を有し、直流電源回路部からの出力電圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路部と、
放電灯に接続されるLC共振回路を含み、インバータ回路部からの高周波電圧により共振動作をする負荷回路部と、
直流電源回路部が有するスイッチング素子を駆動制御する直流電圧制御部と、
インバータ回路部が有するスイッチング素子を駆動制御するインバータ制御部と、
外部からの調光信号を受けて直流電圧制御部及びインバータ制御部へ調光制御信号を出力する調光制御処理部とを具備し、
調光レベルに応じて、直流電圧制御部は直流電圧を変化させるとともに、インバータ制御部はインバータ動作周波数を変化させる調光用放電灯点灯装置であって、
外部からの調光信号が光出力の低い調光点灯時から光出力の高い全点灯時に近づくように設定されたときには、直流電圧の調光制御を優先させ、インバータ動作周波数の調光制御を実質的に遅らせる手段を付加し、
インバータ動作周波数の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで動作周波数が変化する移行所要時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、動作周波数がfFからfDに変化するまでの移行所要時間をτf、動作周波数がfDからfFに変化するまでの移行所要時間をτf’とした場合、τf<τf’となるようにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。 - 少なくとも1つのスイッチング素子を有し、交流電圧を所定の直流電圧に変換し出力する直流電源回路部と、
少なくとも1つのスイッチング素子を有し、直流電源回路部からの出力電圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路部と、
放電灯に接続されるLC共振回路を含み、インバータ回路部からの高周波電圧により共振動作をする負荷回路部と、
直流電源回路部が有するスイッチング素子を駆動制御する直流電圧制御部と、
インバータ回路部が有するスイッチング素子を駆動制御するインバータ制御部と、
外部からの調光信号を受けて直流電圧制御部及びインバータ制御部へ調光制御信号を出力する調光制御処理部とを具備し、
調光レベルに応じて、直流電圧制御部は直流電圧を変化させるとともに、インバータ制御部はインバータ動作周波数を変化させる調光用放電灯点灯装置であって、
外部からの調光信号が光出力の低い調光点灯時から光出力の高い全点灯時に近づくように設定されたときには、直流電圧の調光制御を優先させ、インバータ動作周波数の調光制御を実質的に遅らせる手段を付加し、
直流電圧の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで直流電圧が変化開始するまでの遅延時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、直流電圧をVFからVDに制御開始するまでの遅延時間をTv、直流電圧をVDからVFに制御開始するまでの遅延時間をTv’とした場合、Tv>Tv’となるようにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。 - 少なくとも1つのスイッチング素子を有し、交流電圧を所定の直流電圧に変換し出力する直流電源回路部と、
少なくとも1つのスイッチング素子を有し、直流電源回路部からの出力電圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路部と、
放電灯に接続されるLC共振回路を含み、インバータ回路部からの高周波電圧により共振動作をする負荷回路部と、
直流電源回路部が有するスイッチング素子を駆動制御する直流電圧制御部と、
インバータ回路部が有するスイッチング素子を駆動制御するインバータ制御部と、
外部からの調光信号を受けて直流電圧制御部及びインバータ制御部へ調光制御信号を出力する調光制御処理部とを具備し、
調光レベルに応じて、直流電圧制御部は直流電圧を変化させるとともに、インバータ制御部はインバータ動作周波数を変化させる調光用放電灯点灯装置であって、
外部からの調光信号が光出力の低い調光点灯時から光出力の高い全点灯時に近づくように設定されたときには、直流電圧の調光制御を優先させ、インバータ動作周波数の調光制御を実質的に遅らせる手段を付加し、
インバータ動作周波数の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで動作周波数が変化開始するまでの遅延時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、動作周波数をfFからfDに制御開始するまでの遅延時間をTf、動作周波数をfDからfFに制御開始するまでの遅延時間をTf’とした場合、Tf<Tf’となるようにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。 - 全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、VDからVFに変化するまでの移行所要時間をτv’、fDからfFに変化するまでの移行所要時間をτf’とした場合に、直流電圧の調光制御を優先させ、インバータ動作周波数の調光制御を実質的に遅らせる手段によりτv’<τf’となるようにしたことを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- 全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、外部からの調光信号を受けてから直流電圧をVDからVFに制御開始するまでの遅延時間をTv’、外部からの調光信号を受けてからインバータ動作周波数をfDからfFに制御開始するまでの遅延時間をTf’とした場合に、直流電圧の調光制御を優先させ、インバータ動作周波数の調光制御を実質的に遅らせる手段によりTv’<Tf’となるようにしたことを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- 直流電圧の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで直流電圧が変化する移行所要時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、直流電圧がVFからVDに変化するまでの移行所要時間をτv、直流電圧がVDからVFに変化するまでの移行所要時間をτv’とした場合、τv>τv’となるようにしたことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- インバータ動作周波数の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで動作周波数が変化する移行所要時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、動作周波数がfFからfDに変化するまでの移行所要時間をτf、動作周波数がfDからfFに変化するまでの移行所要時間をτf’とした場合、τf<τf’となるようにしたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- 直流電圧の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで直流電圧が変化開始するまでの遅延時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時の直流電圧設定値をそれぞれVF、VDとし、直流電圧をVFからVDに制御開始するまでの遅延時間をTv、直流電圧をVDからVFに制御開始するまでの遅延時間をTv’とした場合、Tv>Tv’となるようにしたことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- インバータ動作周波数の調光制御において、全点灯時から調光点灯時へ制御する場合と、調光点灯時から全点灯時へ制御する場合とで動作周波数が変化開始するまでの遅延時間を変化させる手段を付加し、全点灯時、調光点灯時のインバータ周波数設定値をそれぞれfF、fDとし、動作周波数をfFからfDに制御開始するまでの遅延時間をTf、動作周波数をfDからfFに制御開始するまでの遅延時間をTf’とした場合、Tf<Tf’となるようにしたことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- 直流電源回路部は、少なくとも1つのスイッチング素子とチョッパ用インダクタ、ダイオード及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子をON/OFFすることで直流電圧を出力する昇圧チョッパ回路構成であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- 前記放電灯は、定格出力が異なり、定格ランプ電流が略等しい複数種の放電灯が対象となることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の調光用放電灯点灯装置。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、この放電灯点灯装置により点灯される放電灯と、これらが取り付けられる器具本体とを具備したことを特徴とする照明装置。
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