JP4665480B2

JP4665480B2 - 放電灯点灯装置、照明器具、および照明システム

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Publication number: JP4665480B2
Application number: JP2004311499A
Authority: JP
Inventors: 健史強力; 浩史野呂; 律之福盛; 健一福田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2024-10-26
Also published as: EP1814214A4; EP1814214A1; CA2584556C; CN101057389B; JP2006129564A; WO2006046364A1; EP1814214B1; CA2584556A1; US7557523B2; US20080030143A1; CN101057389A

Description

本発明は、放電灯を点灯させるための放電灯点灯装置、照明器具、および照明システムに関するものである。

図７は、従来の放電灯点灯装置の回路構成を示し、商用電源１０１の出力は整流器１０２で整流され、整流された直流出力は平滑コンデンサ１０３で平滑された後、インバータ主回路１０４によって交流出力に変換されて放電灯１０６へ供給される。このとき、放電灯１０６への供給電力は、主制御回路１０５がインバータ主回路１０４の動作を制御することで、所望の値に制御される。

平滑コンデンサ１０３は大きな静電容量を必要とするため、一般的にはアルミニウム箔電解コンデンサが用いられている。このアルミニウム箔電解コンデンサは、内部で電気化学反応が行われているため、使用時間が長くなるのに伴い静電容量が減少して、本来の平滑機能を損なったり、あるいは損失が増大するという特性があり、そのため寿命が規定されている（例えば、１０５℃時、１２０００時間の保証値）。

アルミニウム箔電解コンデンサの寿命は他の電子部品と比べて短いため、放電灯点灯装置としての寿命は、結果的にアルミニウム箔電解コンデンサが決定している。

そこで、モータを負荷とするインバータ装置では、アルミニウム箔電解コンデンサを用いた平滑コンデンサの寿命を判定するために、インバータ主回路の入力遮断あるいは停電時において、平滑コンデンサの両端電圧が電圧Ｖ１００に低下した時点から所定時間おいて測定した両端電圧Ｖ１０１がしきい値以下か否かを判定して、両端電圧Ｖ１０１がしきい値以下になった場合に平滑コンデンサの寿命を報知していた。（例えば、特許文献１参照）。

あるいは、インバータ主回路の入力遮断時に、平滑コンデンサの放電時間を計測、記憶し、放電時間が予め定めたしきい値以下になった場合に平滑コンデンサの寿命を報知していた。（例えば、特許文献２参照）。

さらには、平滑コンデンサのリプル電圧あるいはリプル電流を検出して、所定値と比較し、その比較結果から平滑コンデンサの寿命判断を行うインバータ装置もあった。（例えば、特許文献３参照）。
特開平８−８００５５号公報（段落番号［００３０］〜［００４３］、図１、図２）特許第３３２４２３９号公報（段落番号［０００８］〜［００１１］、図１、図２）特開平７−２２２４３６号公報（段落番号［００１４］〜［００２０］、図１、図２）

上記特許文献１〜３は、モータを負荷とするインバータ装置であり、電源開閉動作によるインバータ主回路の入力遮断時、あるいは停電時といった電源遮断時においてのみ平滑コンデンサの寿命判断が行われ、常時駆動している場合は平滑コンデンサの寿命判断を行うことができなかった。

また、上記特許文献２では、電源遮断時に行った平滑コンデンサの寿命判断の結果を次回の電源投入時に反映する必要があるため、不揮発性メモリの装備が必須となり、実用上好ましくなかった。

また、上記特許文献３では、平滑出力に重畳された比較的小さなリプル成分（例えば、数百Ｖの平滑電圧に重畳された数Ｖのリプル電圧）を検出しなければならず、リプル成分測定の難易度は高く、測定誤差が大きいものであった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、放電灯を常時点灯している場合でも、平滑コンデンサの寿命判断を精度よく簡単な構成で行うことができる放電灯点灯装置、照明器具、および照明システムを提供することにある。

請求項１の発明は、直流電源回路と、直流電源回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、平滑コンデンサからの直流入力を交流出力に変換して放電灯に供給するインバータ主回路と、インバータ主回路を制御して放電灯への出力を制御する主制御回路と、所定時間を計時するタイマ回路と、タイマ回路が所定時間を計時している期間に亘って平滑コンデンサへの電力供給を抑制する電力供給抑制手段と、少なくとも平滑コンデンサへの電力供給を抑制している期間内における平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、平滑コンデンサの電圧の検出値と第１のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第１の比較器と、第１の比較器の出力に応じた制御動作を行う補助制御回路と、放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段とを備え、タイマ回路は、放電灯電圧の検出値の変化に応じて計時する所定時間を可変とすることを特徴とする。

この発明によれば、放電灯の緩やかな放電特性を利用し、瞬時停電動作を自発的に所定時間だけ作り出すことによって、従来のような電源開閉動作を必要とせず、放電灯を常時点灯している場合でも平滑コンデンサの寿命判断を、精度よく簡単な構成で行うことができる。また、放電灯の寿命に関わらず立ち消えすることなく平滑コンデンサの寿命判定を行うことができる。

請求項２の発明は、直流電源回路と、直流電源回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、平滑コンデンサからの直流入力を交流出力に変換して放電灯に供給するインバータ主回路と、インバータ主回路を制御して放電灯への出力を制御する主制御回路と、所定時間を計時するタイマ回路と、タイマ回路が所定時間を計時している期間に亘って平滑コンデンサへの電力供給を抑制する電力供給抑制手段と、少なくとも平滑コンデンサへの電力供給を抑制している期間内における平滑コンデンサの電圧降下を検出する電圧降下検出手段と、平滑コンデンサの電圧降下の検出値と第１のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第１の比較器と、第１の比較器の出力に応じた制御動作を行う補助制御回路と、放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段とを備え、タイマ回路は、放電灯電圧の検出値の変化に応じて計時する所定時間を可変とすることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記第１の比較器の出力に応じて前記補助制御回路によって制御され、平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知する報知手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、ユーザは、平滑コンデンサの寿命を把握することができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記補助制御回路は、前記第１の比較器の出力に応じて前記主制御回路の動作を制御することを特徴とする。

この発明によれば、平滑コンデンサ寿命時の安全性を確保できる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記タイマ回路は、放電灯電圧の検出値が高くなるにつれて計時する所定時間を短くすることを特徴とする。

この発明によれば、放電灯の寿命に応じて計時する所定時間を短くすることで、立ち消えすることなく平滑コンデンサの寿命判定を行うことができる。

請求項６の発明は、請求項３において、放電灯電圧の検出値に応じて放電灯の寿命を判定する放電灯寿命判定手段と、放電灯が寿命であることを外部に報知する報知手段と、平滑コンデンサおよび放電灯両方が寿命であることを外部に報知する報知手段とを備え、前記補助制御回路は、前記第１の比較器の出力および放電灯寿命判定手段の出力に基づいて前記各報知手段を制御することを特徴とする。

この発明によれば、平滑コンデンサの寿命、放電灯の寿命、平滑コンデンサおよび放電灯両方の寿命を区別することができ、ユーザは状況に適した次のアクションを起こすことができる。

請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかにおいて、前記直流電源回路は、昇圧チョッパ回路を備え、前記電力供給抑制手段は、昇圧チョッパ回路の昇圧動作を制御して出力を抑制することで、平滑コンデンサへの電力供給を抑制することを特徴とする。

この発明によれば、昇圧チョッパ回路を電力供給遮断手段に兼用させることで、構成の簡略化を図ることができる。

請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、前記第１の比較器で用いるしきい値は、放電灯電圧の検出値に応じて可変となることを特徴とする。

この発明によれば、放電灯の寿命に関わらず正確に平滑コンデンサの寿命判定を行うことができる。

請求項９の発明は、請求項１において、前記第１の比較器で用いるしきい値は、放電灯電圧の検出値が高くなるにつれて増加することを特徴とする。

この発明によれば、電圧検出による平滑コンデンサの寿命判定を行う場合に、放電灯の寿命に関わらず正確に寿命判定を行うことができる。

請求項１０の発明は、請求項２において、前記第１の比較器で用いるしきい値は、放電灯電圧の検出値が高くなるにつれて減少することを特徴とする。

この発明によれば、電圧降下検出による平滑コンデンサの寿命判定を行う場合に、放電灯の寿命に関わらず正確に寿命判定を行うことができる。

請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、前記タイマ回路は、外部制御システムからのトリガ信号によって所定時間の計時を開始し、前記補助制御回路は、前記第１の比較器の出力に応じて前記平滑コンデンサの寿命判定結果を外部制御システムに出力することを特徴とする。

この発明によれば、外部制御システムは、放電灯点灯装置からの寿命判定結果に基づいて、照明システムとしての判定結果認知、判断、指示を行うことができる。

請求項１２の発明は、請求項１において、前記第１の比較器の出力に応じて前記補助制御回路によって制御され、平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知する報知手段と、平滑コンデンサの電圧の検出値と第２のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第２の比較器と、平滑コンデンサの電圧の検出値と第３のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第３の比較器とを備えて、平滑コンデンサの電圧が低下するのに応じて３段階の比較器出力を得ることができ、前記補助制御回路は、第１段階においては前記報知手段に平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知させ、第２段階においては前記主制御回路の動作を制御して放電灯を点滅制御し、第３段階においては主制御回路の動作を制御して放電灯を消灯させることを特徴とする。

この発明によれば、平滑コンデンサの寿命の深刻度に応じて、表示手段による外部表示、放電灯の点滅、放電灯の消灯に順に制御しており、ユーザは、補助制御回路の出力状態によって、適切な処理を実行することができる。

請求項１３の発明は、請求項２において、前記第１の比較器の出力に応じて前記補助制御回路によって制御され、平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知する報知手段と、平滑コンデンサの電圧降下の検出値と第２のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第２の比較器と、平滑コンデンサの電圧降下の検出値と第３のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第３の比較器とを備えて、平滑コンデンサの電圧降下が増加するのに応じて３段階の比較器出力を得ることができ、前記補助制御回路は、第１段階においては前記報知手段に平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知させ、第２段階においては前記主制御回路の動作を制御して放電灯を点滅制御し、第３段階においては主制御回路の動作を制御して放電灯を消灯させることを特徴とする。

請求項１４の発明は、請求項１乃至１３いずれか記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とする。

この発明によれば、請求項１乃至１３いずれか記載の放電灯点灯装置と同様の効果を奏し得る照明器具を提供することができる。

請求項１５の発明は、請求項１乃至１３いずれか記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とする。

この発明によれば、請求項１乃至１３いずれか記載の放電灯点灯装置と同様の効果を奏し得る照明システムを提供することができる。

以上説明したように、本発明では、放電灯を常時点灯している場合でも、平滑コンデンサの寿命判断を精度よく簡単な構成で行うことができるという効果がある。また、放電灯の寿命に関わらず立ち消えすることなく平滑コンデンサの寿命判定を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示し、商用電源１と、整流器２と、電力供給遮断部３と、平滑コンデンサ４と、インバータ主回路５と、主制御回路６と、放電灯７と、タイマ回路８と、コンデンサ電圧検出回路９と、比較器１０と、基準電圧源１１と、補助制御回路１２と、表示回路１３とを備える。

商用電源１の出力は整流器２で整流され、整流された直流出力は電力供給遮断部３を介して平滑コンデンサ４で平滑された後、インバータ主回路５によって交流出力に変換されて放電灯７へ供給される。このとき、放電灯７への供給電力は、主制御回路６がインバータ主回路５の動作を制御することで、所望の値に制御される。また、商用電源１と整流器２とで直流電源回路を構成している。

電力供給遮断部３は、整流器２の正側出力に直列接続したＭＯＳＦＥＴ３ａと、ＭＯＳＦＥＴ３ａをオンオフ駆動するレベルシフトＩＣ３ｂ（例えば、ＩＲ社製ＩＲ２１０１）と、レベルシフトＩＣ３ｂを動作させるためのダイオード３ｃ、コンデンサ３ｄ、３ｅとを備える。ダイオード３ｃとコンデンサ３ｄとの直列回路は制御電源ＶｃｃとＭＯＳＦＥＴ３ａのソースとの間に接続され、コンデンサ３ｅは制御電源Ｖｃｃとグランドとの間に接続されており、ダイオード３ｃ、コンデンサ３ｄ、３ｅはレベルシフトＩＣ３ｂにも接続されている。

平滑コンデンサ４はアルミニウム箔電解コンデンサが用いられる。

タイマ回路８は、４ビットマイコン（例えば、マイクロチップ社製ＰＩＣ１２Ｆ６７５）等で構成され、基本発振周波数を分周することによって基本発振周波数の整数倍の分周時間を生成することができ、基本発振周波数が４ＭＨｚの場合、１〜４００００００回分周によって、２５μｓｅｃ〜１ｓｅｃを生成できる。そして外部からのトリガ信号Ｓｔを受けるとカウントスタートし、カウントスタートしてから所定のカウント数をカウントアップするまでの間、電力供給遮断部３のレベルシフトＩＣ３ｂに遮断信号Ｓａを出力する。すなわち、所定の計時時間Ｔに亘って遮断信号Ｓａを出力するのである。

コンデンサ電圧検出回路９は、平滑コンデンサ４の両端電圧を検出するもので、平滑コンデンサ４の両端間に接続された抵抗９ａ，９ｂ，９ｃの直列回路で構成され、負電圧側の抵抗９ｂ，９ｃの接続点電圧が検出信号Ｓｂとして出力される。

比較器１０（例えばＬＭ２１１）は、非反転入力端子にコンデンサ電圧の検出信号Ｓｂが入力され、反転入力端子に基準電圧源１１の基準電圧Ｖｒ１が入力される。

補助制御回路１２は、ＮＯＴ素子１２ａ，１２ｂを有するロジックＩＣで構成され、ＮＯＴ素子１２ａ，１２ｂの各入力には比較器１０の出力が接続され、ＮＯＴ素子１２ａの出力は表示回路１３に接続され、ＮＯＴ素子１２ｂの出力は主制御回路６に接続される。

表示回路１３は、ＮＯＴ素子１２ａの出力とグランドとの間に接続された抵抗１３ａとＬＥＤ１３ｂとの直列回路で構成される。

以下、平滑コンデンサ４の寿命判定動作について説明する。

本実施形態では、使用時間が長くなるのに伴い静電容量が減少するという平滑コンデンサ４の特性を利用して寿命判定を行うものであり、放電灯７の点灯中に外部の制御機器から入力されるトリガ信号Ｓｔによってカウントスタートしたタイマ回路８は、カウントアップするまでの計時時間Ｔの期間、遮断信号Ｓａを出力する。タイマ回路８から遮断信号Ｓａを入力されている間、電力供給遮断部３のレベルシフトＩＣ３ｂは、ＭＯＳＦＥＴ３ａをオフして、平滑コンデンサ４への電力供給を遮断する。すると、平滑コンデンサ４の両端電圧は電圧降下を開始し、両端電圧は徐々に低下する。このとき、平滑コンデンサ４の使用時間が長く、静電容量が減少している場合は、時間当たりの電圧降下が大きくなる。そして、遮断信号Ｓａの入力中（すなわち計時時間Ｔ内）にコンデンサ電圧の検出信号Ｓｂが基準電圧Ｖｒ１より低下すると、比較器１０の出力がＨレベルからＬレベルに反転し、補助制御回路１２のＮＯＴ素子１２ａ，１２ｂの各出力はＬレベルからＨレベルに反転して、ＬＥＤ１３ｂにはＮＯＴ素子１２ａから抵抗１３ａを介して電流が流れて点灯し、平滑コンデンサ４の寿命を報知する。

そして、計時時間Ｔが経過してタイマ回路８の計時動作がカウントアップすると遮断信号Ｓａの出力も停止し、レベルシフトＩＣ３ｂはＭＯＳＦＥＴ３ａをオンして、平滑コンデンサ４へ電力が再び供給される。しかし、計時時間Ｔ内に平滑コンデンサ４が寿命であると判定されてＮＯＴ素子１２ｂからＨレベル出力を入力されていた主制御回路６は、インバータ主回路５の出力を停止させて放電灯７を消灯させる、あるいはインバータ主回路５の出力を間欠動作させて放電灯７を点滅させる、あるいはインバータ主回路５の出力を低減させて放電灯７の調光レベルを５０％に下げる等々、放電灯７への供給電力を抑制するようにインバータ主回路５の動作を制御する。

このように、本実施形態では、放電灯７の点灯中に自発的に平滑コンデンサ４への電力供給を遮断している。ＭＯＳＦＥＴ３ａがオフしている計時時間Ｔの期間は瞬時停電と同じ状態となるが、本実施形態では、インバータ主回路５の負荷が放電灯７であり、タイマ回路８の計時時間Ｔを最大３０ｍｓｅｃとすることで、３０ｍｓｅｃ以下の瞬時停電においては放電灯７の緩やかな応答特性のために点灯状態には何の変化も及ぼさない。つまり、他の負荷（例えばモータ負荷等）では、動作期間中に瞬時停電動作を意図的にもたらすことは何らかの弊害を及ぼすことが懸念されるが、本実施形態のように放電灯負荷の場合はそのような弊害がないため、動作期間中に意図的、自発的にもたらした瞬時停電の期間中に、平滑コンデンサ４の両端電圧をしきい値と比較することで平滑コンデンサ４の寿命を判定することができる。したがって、放電灯７を常時点灯させている場合でも平滑コンデンサ４の寿命判断を精度よく行うことができるのである。また、背景技術で示した特許文献２のように不揮発性メモリも必要なく構成を簡単化できる。

なお、トリガ信号Ｓｔは本放電灯点灯装置内部で生成してもよく、１日１回程度周期的に生成される信号、および電源投入してから数分後の点灯動作が安定したときに生成される信号等が用いられる。

また、本実施形態では、コンデンサ電圧検出回路９の両端電圧を検出して、コンデンサ電圧の検出信号Ｓｂが計時時間Ｔ内で基準電圧Ｖｒ１より低下した場合に平滑コンデンサ４の寿命を報知しているが、コンデンサ電圧の検出信号Ｓｂから計時時間Ｔ内におけるコンデンサ電圧の降下分を検出して電圧降下検出信号を出力する手段を設けて、計時時間Ｔ内で電圧降下検出信号が基準電圧より大きくなった場合に平滑コンデンサ４の寿命を報知してもよい。

（実施形態２）
図２は本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示し、実施形態１の構成の基準電圧源１１の代わりに、基準電圧生成回路１４を設け、さらには放電灯７に並列接続された１次巻線１５ａと１次巻線１５ａに磁気的に結合した２次巻線１５ｂとを有するトランス１５を備えており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

基準電圧生成回路１４は、オペアンプ１４ａと、オペアンプ１４ａの非反転入力端子に一端を接続した抵抗１４ｂと、オペアンプ１４ａの反転入力端子とグランドとの間に接続した抵抗１４ｃと、オペアンプ１４ａの反転入力端子と出力端子との間に接続した抵抗１４ｄと、制御電源Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続され、接続点にオペアンプ１４ａの出力端子を接続した抵抗１４ｅ，１４ｆとから構成され、抵抗１４ｅ，１４ｆの接続点電圧を基準電圧Ｖｒｖとして出力している。

トランス１５の２次巻線１５ｂは、その一端をグランドに接続し、他端を抵抗１４ｂの他端およびタイマ回路８に接続しており、放電灯７の両端電圧（放電灯電圧）を検出して、検出信号Ｓｃを基準電圧生成回路１４およびタイマ回路８に出力している。

一般的に放電灯７は、その緩やかな応答特性にも関わらず、放電灯自身の寿命末期には瞬時停電の影響を受けやすくなり、立ち消え状態になる場合があった。この放電灯の寿命道程において放電灯電圧は徐々に上昇することが知られている。そこで、トランス１５による放電灯電圧の検出信号Ｓｃをタイマ回路８に入力し、タイマ回路８は放電灯電圧の検出信号Ｓｃが高いほど計時時間Ｔを短くしている。具体的には、タイマ回路８を構成するマイコンが搭載しているＡ／Ｄ変換器を介して放電灯電圧の検出信号Ｓｃが入力され、放電灯電圧の検出信号Ｓｃが高いと分周比を低くし、放電灯電圧の検出信号Ｓｃが低いと分周比を高くすることで、計時時間Ｔを可変としている。

したがって、ＭＯＳＦＥＴ３ａをオフして瞬時停電の状態とする計時時間Ｔは放電灯７の寿命に近付くにつれて徐々に短くなり、放電灯７の寿命に関わらず立ち消えすることなく平滑コンデンサ４の寿命判定を行うことができる。

また、放電灯７は上述のように、その寿命道程において放電灯電圧が徐々に上昇する。さらに、主制御回路６は、放電灯７の寿命道程期間において光束を変化させないために、放電灯７の入力が一定電力となるようにインバータ主回路５を制御している。その結果、放電灯７の寿命道程期間において、徐々に上昇する放電灯電圧に対して、放電灯電流は徐々に低下する。このことは、平滑コンデンサ４の放電を緩やかにし、放電時間を長くする結果となる。そこで、放電灯電圧の検出信号Ｓｃをオペアンプ１４ａ、抵抗１４ｂ，１４ｃ，１４ｄで構成した非反転増幅器で増幅し、オペアンプ１４ａの出力によって抵抗１４ｆに電流バイアスを印加して、基準電圧Ｖｒｖを可変としている。

したがって、放電灯電圧の検出信号Ｓｃが高くなるにつれて基準電圧Ｖｒｖは増加し、放電灯７の寿命に関わらず正確に平滑コンデンサ４の寿命判定を行うことができる。

なお、コンデンサ電圧の検出信号Ｓｂから計時時間Ｔ内におけるコンデンサ電圧の降下分を検出して電圧降下検出信号を出力する手段を設けて、計時時間Ｔ内で電圧降下検出信号が基準電圧より大きくなった場合に平滑コンデンサ４の寿命を報知する場合は、放電灯電圧の検出信号Ｓｃが高くなるにつれて基準電圧を減少させれば、放電灯７の寿命に関わらず正確に平滑コンデンサ４の寿命判定を行うことができる。

（実施形態３）
図３は本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示し、実施形態２の構成に、放電灯７の寿命を判定するための比較器１６、制御電源Ｖｃｃを分圧して基準電圧Ｖｒ４を生成するための抵抗１７ａ，１７ｂを設け、さらには補助制御回路１２および表示回路１３の各構成が異なるものであり、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

比較器１６は、反転入力端子にトランス１５の２次巻線１５ｂの出力を接続し、非反転入力端子には制御電源Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続された抵抗１７ａ，１７ｂの接続点が接続されている。すなわち、放電灯電圧の検出信号Ｓｃと基準電圧Ｖｒ４とを比較することで、放電灯７の寿命を判定している。放電灯電圧の検出信号Ｓｃが基準電圧Ｖｒ４より低いときは放電灯７は寿命ではないと判定して比較器１６の出力はＨレベルとなる。放電灯電圧の検出信号Ｓｃが基準電圧Ｖｒ４より高いときは放電灯７は寿命であると判定して比較器１６の出力はＬレベルとなる。

補助制御回路１２は、ＮＯＴ素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｅ、ＡＮＤ素子１２ｄを有するロジックＩＣで構成され、ＮＯＴ素子１２ａ，１２ｂの各入力には比較器１０の出力が接続され、ＮＯＴ素子１２ｃの入力には比較器１６の出力が接続され、ＡＮＤ素子１２ｄの入力には比較器１０，１６の各出力が接続され、ＮＯＴ素子１２ｅの入力には、ＡＮＤ素子１２ｄの出力が接続されている。すなわち、ＮＯＴ素子１２ａ，１２ｂの各出力は、平滑コンデンサ４の寿命時にＨレベルとなり、ＮＯＴ素子１２ｃの出力は、放電灯７の寿命時にＨレベルとなり、ＮＯＴ素子１２ｅの出力は、平滑コンデンサ４と放電灯７との両方が寿命時にＨレベルとなる。

表示回路１３は、ＮＯＴ素子１２ａの出力とグランドとの間に接続された抵抗１３ａとＬＥＤ１３ｂとの直列回路と、ＮＯＴ素子１２ｃの出力とグランドとの間に接続された抵抗１３ｃとＬＥＤ１３ｄとの直列回路と、ＮＯＴ素子１２ｅの出力とグランドとの間に接続された抵抗１３ｅとＬＥＤ１３ｆとの直列回路とで構成される。そして、平滑コンデンサ４の寿命時には、ＮＯＴ素子１２ａから抵抗１３ａを介してＬＥＤ１３ｂに電流が流れて点灯し、平滑コンデンサ４の寿命を報知する。放電灯７の寿命時には、ＮＯＴ素子１２ｃから抵抗１３ｃを介してＬＥＤ１３ｄに電流が流れて点灯し、放電灯７の寿命を報知する。平滑コンデンサ４と放電灯７との両方の寿命時には、ＮＯＴ素子１２ｅから抵抗１３ｅを介してＬＥＤ１３ｆに電流が流れて点灯し、平滑コンデンサ４と放電灯７との両方の寿命を報知する。

このように、ユーザは、平滑コンデンサ４だけでなく、放電灯７の寿命も知ることができ、平滑コンデンサ４、放電灯７の交換等、状況に適した次のアクションを起こすことができる。

（実施形態４）
図４は本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示し、実施形態２とは電力供給遮断部３の構成が異なるものであり、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

電力供給遮断部３は、整流器２の正側出力に直列接続したチョーク用インダクタ３ｆと高速ダイオード３ｇとの直列回路と、インダクタ３ｆを介して整流器２の出力端間に接続したＭＯＳＦＥＴ３ｈと、ＭＯＳＦＥＴ３ｈを駆動する昇圧チョッパ制御用ＩＣ３ｉ（例えば、モトローラ社製ＭＣ３３２６２）とを備え、昇圧チョッパ回路を構成している。そして、昇圧チョッパ制御用ＩＣ３ｉによってＭＯＳＦＥＴ３ｈを駆動することで、昇圧した出力を平滑コンデンサ４へ供給する。

昇圧チョッパ制御用ＩＣ３ｉは、タイマ回路８が出力するトリガ信号Ｓｔが入力される計時時間Ｔの期間、ＭＯＳＦＥＴ３ｈのスイッチング動作を停止してオフさせる。すると、昇圧チョッパ回路の昇圧機能が停止して、平滑コンデンサ４への出力電圧は低下し、実施形態１乃至３と同様に瞬時停電の状態となる。

昇圧チョッパ回路は、力率改善を目的として一般に設けられており、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ３ｈ）を電力供給遮断手段のスイッチング素子に兼用させることで、スイッチング素子の数を増やすことなく、構成の簡略化を図ることができる。

そして、実施形態２と同様に、コンデンサ電圧の検出信号Ｓｂおよび放電灯電圧の検出信号Ｓｃに基づいて平滑コンデンサ４の寿命判定を行う。

（実施形態５）
図５は本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示し、実施形態４の構成に外部制御システムの外部制御盤３０を設けたもので、実施形態４と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

近年、インターネットを活用して携帯電話やＰＣから宅内の照明、センサー、エアコン、電気錠などの各機器を遠隔操作するシステムが提供されており、各機器は、家庭内に設置した情報コントローラに接続され、ゲートウェイを介してＰＣや携帯電話から一括管理される。

外部制御盤３０は、上記情報コントローラ等であり、照明システムを一斉に制御している。そして、放電灯点灯装置を搭載した照明器具が外部制御盤３０に接続されれば照明システムを構成でき、外部制御盤３０によって各放電灯点灯装置が制御されている。そして、ユーザが必要と思う時期に外部制御盤３０から自発的に各放電灯点灯装置へトリガ信号Ｓｔを出力することで、各放電灯点灯装置で平滑コンデンサ４の寿命判定を行う。つまり、各放電灯点灯装置では平滑コンデンサ４の寿命判定を積極的に行うことができる。

さらに、補助制御回路１２は、表示回路１３へ出力する平滑コンデンサ４の寿命判定結果を、平滑コンデンサ４の寿命判定信号Ｓ１として外部制御盤３０へ出力する。外部制御盤３０は、複数の放電灯点灯装置からの寿命判定信号Ｓ１に基づいて、照明システムとしての判定結果認知、判断、指示を行う。

（実施形態６）
図６は本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示し、実施形態５の構成に、比較器１８，２０、基準電圧源１９，２１を設け、さらには補助制御回路１２の構成が異なるものであり、実施形態５と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

比較器１８は、非反転入力端子にコンデンサ電圧の検出信号Ｓｂを接続し、反転入力端子に基準電圧源１９を接続して、比較器２０は、非反転入力端子にコンデンサ電圧の検出信号Ｓｂを接続し、反転入力端子に基準電圧源２１を接続している。そして、比較器１８の出力は補助制御回路１２のＮＯＴ素子１２ｆに入力され、比較器２０の出力は補助制御回路１２のＮＯＴ素子１２ｇに入力される。

ここで、基準電圧源１１，１９，２１の各基準電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３は、Ｖｒ１＞Ｖｒ２＞Ｖｒ３の大小関係にあり、平滑コンデンサ４の寿命判定時に、平滑コンデンサ４が放電を開始してコンデンサ電圧の検出信号Ｓｂが低下するにつれて、比較器１０→比較器１８→比較器２０の順番で出力がＨレベルからＬレベルに反転し、ＮＯＴ素子１２ａ→１２ｆ→１２ｇの順番で出力がＬレベルからＨレベルに反転する。

そして、平滑コンデンサ４の寿命判定時に１番目に出力反転するＮＯＴ素子１２ａは、平滑コンデンサ４の寿命判定信号Ｓ１を表示回路１３へ出力してＬＥＤ１３ｂを点灯させるととも、外部制御盤３０へ出力する。２番目に出力反転するＮＯＴ素子１２ｆは、点滅制御信号Ｓ２を主制御回路６へ出力するとともに、外部制御盤３０へ出力する。３番目に出力反転するＮＯＴ素子１２ｇは、停止制御信号Ｓ３を主制御回路６へ出力するとともに、外部制御盤３０へ出力する。主制御回路６は、点滅制御信号Ｓ２によってインバータ主回路５を制御して放電灯７を点滅させ、停止制御信号Ｓ３によってインバータ主回路５を制御して放電灯７を消灯させる。

すなわち、平滑コンデンサ４の寿命の深刻度に応じて、表示回路１３による外部表示、放電灯７の点滅、放電灯７の消灯の順に制御しており、ユーザは、補助制御回路１２の出力状態によって、適切な処理を実行することができる。

また、外部制御盤３０は、放電灯点灯装置からの寿命判定信号Ｓ１、点滅制御信号Ｓ２、停止制御信号Ｓ３に基づいて、照明システムとしての判定結果認知、判断、指示を行う。

さらに、実施形態１乃至６で示した放電灯点灯装置を搭載した照明器具も実施形態１乃至６と同様の効果を奏し得るもので、該照明器具を用いた照明システムも同様の効果を奏し得るものである。

また、コンデンサ電圧の検出信号Ｓｂから計時時間Ｔ内におけるコンデンサ電圧の降下分を検出して電圧降下検出信号を出力する手段を設けて、計時時間Ｔ内で電圧降下検出信号が基準電圧より大きくなった場合に平滑コンデンサ４の寿命を報知する場合は、平滑コンデンサ４の電圧降下が増加するのに応じて３段階の比較器出力を得ることで、上記同様の制御を行うことができる。

本発明の実施形態１の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。本発明の実施形態２の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。本発明の実施形態３の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。本発明の実施形態４の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。本発明の実施形態５の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。本発明の実施形態６の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。従来の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。

１商用電源
２整流器
３電力供給遮断部
４平滑コンデンサ
５インバータ主回路
６主制御回路
７放電灯
８タイマ回路
９コンデンサ電圧検出回路
１０比較器
１１基準電圧源
１２補助制御回路
１３表示回路

Claims

直流電源回路と、直流電源回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、平滑コンデンサからの直流入力を交流出力に変換して放電灯に供給するインバータ主回路と、インバータ主回路を制御して放電灯への出力を制御する主制御回路と、所定時間を計時するタイマ回路と、タイマ回路が所定時間を計時している期間に亘って平滑コンデンサへの電力供給を抑制する電力供給抑制手段と、少なくとも平滑コンデンサへの電力供給を抑制している期間内における平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、平滑コンデンサの電圧の検出値と第１のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第１の比較器と、第１の比較器の出力に応じた制御動作を行う補助制御回路と、放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段とを備え、タイマ回路は、放電灯電圧の検出値の変化に応じて計時する所定時間を可変とすることを特徴とする放電灯点灯装置。
直流電源回路と、直流電源回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、平滑コンデンサからの直流入力を交流出力に変換して放電灯に供給するインバータ主回路と、インバータ主回路を制御して放電灯への出力を制御する主制御回路と、所定時間を計時するタイマ回路と、タイマ回路が所定時間を計時している期間に亘って平滑コンデンサへの電力供給を抑制する電力供給抑制手段と、少なくとも平滑コンデンサへの電力供給を抑制している期間内における平滑コンデンサの電圧降下を検出する電圧降下検出手段と、平滑コンデンサの電圧降下の検出値と第１のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第１の比較器と、第１の比較器の出力に応じた制御動作を行う補助制御回路と、放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段とを備え、タイマ回路は、放電灯電圧の検出値の変化に応じて計時する所定時間を可変とすることを特徴とする放電灯点灯装置。
前記第１の比較器の出力に応じて前記補助制御回路によって制御され、平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
前記補助制御回路は、前記第１の比較器の出力に応じて前記主制御回路の動作を制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の放電灯点灯装置。
前記タイマ回路は、放電灯電圧の検出値が高くなるにつれて計時する所定時間を短くすることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の放電灯点灯装置。
放電灯電圧の検出値に応じて放電灯の寿命を判定する放電灯寿命判定手段と、放電灯が寿命であることを外部に報知する報知手段と、平滑コンデンサおよび放電灯両方が寿命であることを外部に報知する報知手段とを備え、前記補助制御回路は、前記第１の比較器の出力および放電灯寿命判定手段の出力に基づいて前記各報知手段を制御することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
前記直流電源回路は、昇圧チョッパ回路を備え、前記電力供給抑制手段は、昇圧チョッパ回路の昇圧動作を制御して出力を抑制することで、平滑コンデンサへの電力供給を抑制することを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の放電灯点灯装置。
前記第１の比較器で用いるしきい値は、放電灯電圧の検出値に応じて可変となることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の放電灯点灯装置。
前記第１の比較器で用いるしきい値は、放電灯電圧の検出値が高くなるにつれて増加することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
前記第１の比較器で用いるしきい値は、放電灯電圧の検出値が高くなるにつれて減少することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
前記タイマ回路は、外部制御システムからのトリガ信号によって所定時間の計時を開始し、前記補助制御回路は、前記第１の比較器の出力に応じて前記平滑コンデンサの寿命判定結果を外部制御システムに出力することを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の放電灯点灯装置。
前記第１の比較器の出力に応じて前記補助制御回路によって制御され、平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知する報知手段と、平滑コンデンサの電圧の検出値と第２のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第２の比較器と、平滑コンデンサの電圧の検出値と第３のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第３の比較器とを備えて、平滑コンデンサの電圧が低下するのに応じて３段階の比較器出力を得ることができ、前記補助制御回路は、第１段階においては前記報知手段に平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知させ、第２段階においては前記主制御回路の動作を制御して放電灯を点滅制御し、第３段階においては主制御回路の動作を制御して放電灯を消灯させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
前記第１の比較器の出力に応じて前記補助制御回路によって制御され、平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知する報知手段と、平滑コンデンサの電圧降下の検出値と第２のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第２の比較器と、平滑コンデンサの電圧降下の検出値と第３のしきい値とを比較して該比較結果を出力する第３の比較器とを備えて、平滑コンデンサの電圧降下が増加するのに応じて３段階の比較器出力を得ることができ、前記補助制御回路は、第１段階においては前記報知手段に平滑コンデンサが寿命であることを外部に報知させ、第２段階においては前記主制御回路の動作を制御して放電灯を点滅制御し、第３段階においては主制御回路の動作を制御して放電灯を消灯させることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
請求項１乃至１３いずれか記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とする照明器具。
請求項１乃至１３いずれか記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とする照明システム。