JP4729962B2 - 放電灯点灯装置、照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置、照明器具に関するものである。

従来、商用交流電源を直流電圧に変換し、スイッチング素子により交流電圧に変換して放電灯を点灯させるインバータ回路を備えた放電灯点灯装置については様々なＥＭＣ規制が定められており、日本国内においては放電灯点灯装置を備えた照明器具について雑音端子電圧および雑音電力規格があり、海外においてはＩＥＣ規格等があり、規制としてはＣＩＳＰＲ１５がある。

このような国内向けの放電灯点灯装置はそのまま海外では適用できないため、図１０に示すように、インバータ回路を含むメインブロック１と商用交流電源ＡＣとの間に補助ブロック２を接続して海外の異なる規格に対応させることで、国内向けの放電灯点灯装置を海外向けに合致させている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３４７０７６号公報

しかし、上記補助ブロック２においては以下の点が懸念される。例えば、上述のように国内と海外では雑音の規格、いわゆるＥＭＣ規制が異なり、このことが国内の放電灯点灯装置がそのまま海外に出荷できない大きな要因となっている。（電源電圧が異なる、雷サージの規格が異なる等の細かい相違点は存在する。）
したがって、補助ブロック２はおのずとＥＭＣ対策のためのフィルタブロック（以下、フィルタブロック２と称す）となることが多いが、そのためにはメインブロック１のＥＭＣ対策の回路も確認してフィルタブロック２を選択する必要がある。

このメインブロック１内にも交流ラインに挿入されたコモンモードフィルタが収納されているのであるが、特に放電灯点灯装置の筐体を介して照明器具本体とコンデンサにてアースを取る場合に、フィルタブロック２と照明器具本体（図１０中のＥ）との間でコンデンサを介してアースを取ると、交流ラインに挿入されたメインブロック１内のコモンモードフィルタに、放電灯Ｌａが電源となってアースＥ、コンデンサを介して高周波の回生電流、すなわち漏洩電流が流れるループが存在する。そのためコモンモードフィルタには想定外の電流が流れることになり、コモンモードフィルタが磁気飽和し、フィルタの役目を果たさなくなる可能性がある。

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、放電灯を点灯させるメインブロックにＥＭＣ性能を改善するフィルタブロックを接続した場合に、メインブロックのフィルタを磁気飽和させることなくＥＭＣ性能を改善することができる放電灯点灯装置、照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、入力電源を高周波に変換して放電灯に出力するインバータ手段を内蔵したメインブロックと、メインブロックの電源側と交流電源の間に接続されるフィルタブロックとを備え、メインブロックは、交流ラインに挿入された第１のフィルタと、前記第１のフィルタの非電源側に接続されて電源電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジの非電源側とアースとの間に接続される第１のコンデンサとを具備し、フィルタブロックは、交流ラインに挿入された第２のフィルタと、第２のフィルタとアースとの間に接続される第２のコンデンサとを具備し、第１のコンデンサの容量は第２のコンデンサの容量以上であることを特徴とする。

この発明によれば、第１のコンデンサには第２のコンデンサと比較して同等以上の高周波の回生電流、すなわち漏洩電流がアースを介して流れ、第１のフィルタに流れる漏洩電流は低減されるので、第１のフィルタが磁気飽和することなくＥＭＣ性能を改善することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記第１のコンデンサの容量は前記第２のコンデンサの容量よりも１．５倍以上大きいことを特徴とする。

この発明によれば、第１のフィルタに流れる漏洩電流はさらに低減されるので、ＥＭＣ性能をさらに改善することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記第２のコンデンサは、前記第２のフィルタの非電源側とアースとの間に接続されることを特徴とする。

この発明によれば、第２のフィルタに流れる漏洩電流は低減されるので、第２のフィルタが磁気飽和することなくＥＭＣ性能を改善することができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記メインブロックと前記フィルタブロックとに、雷サージ防止用のサージアブソーバを各々設けたことを特徴とする。

この発明によれば、雷サージに対して装置を保護することができる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、電源線の送り線用端子を備えた電源端子台を備え、この電源端子台に前記フィルタブロックを収納したことを特徴とする。

この発明によれば、施工が容易となり、さらには電源端子台とフィルタブロックとを兼用して小型化を図ることができる。また、複数の放電灯点灯装置への送り配線が容易になる。

請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を装着する本体と、放電灯点灯装置から電力が供給される放電灯とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、照明器具において、上記実施形態１乃至５いずれかと同様の効果を奏し得る。

以上説明したように、本発明では、放電灯を点灯させるメインブロックにＥＭＣ性能を改善するフィルタブロックを接続した場合に、メインブロックのフィルタを磁気飽和させることなくＥＭＣ性能を改善することができるという効果がある。

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）
本実施形態の放電灯点灯装置は図１に示すように、放電灯Ｌａを点灯させるメインブロック１と、ＥＭＣ対策用の補助ブロック（以下、フィルタブロック２と称す）とから構成され、商用交流電源ＡＣに対し、フィルタブロック２を介してメインブロック１が接続されている。

フィルタブロック２は、商用交流電源ＡＣ−メインブロック１間の交流ラインに挿入されたＥＭＣ対策用のコモンモードフィルタＬＦ２（第２のフィルタ）と、コモンモードフィルタＬＦ２の非電源側の一方の交流ラインと本放電灯点灯装置を搭載した照明器具の金属部本体である導体３（アース）との間に接続されたコンデンサＣ２（第２のコンデンサ）とを備える。ここで、コモンモードフィルタＬＦ２は、交流ラインの２線に各々挿入されて互いに磁気結合したインダクタで構成される。

メインブロック１は、フィルタブロック２からの交流ラインに電源側端子を接続したコモンモードフィルタＬＦ１（第１のフィルタ）と、コモンモードフィルタＬＦ１の非電源側端子に接続したダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの全波整流出力を所望の直流電圧に変換する直流電圧変換回路１１と、直流電圧変換回路１１の直流出力を所望の高周波電圧に変換する交流電圧変換回路１２とを備えて、コモンモードフィルタＬＦ１の電源側端子間にはコンデンサＣ１１が接続され、コモンモードフィルタＬＦ１の電源側の一方の交流ラインにはヒューズＦが挿入され、ダイオードブリッジＤＢの出力端間にはコンデンサＣ１２が接続される。さらに、ダイオードブリッジＤＢの低圧側出力（メインブロック１の回路グランド）と導体３との間にはコンデンサＣ１（第１のコンデンサ）が接続される。ここで、コモンモードフィルタＬＦ１は、交流ラインの２線に各々挿入されて互いに磁気結合したインダクタで構成される。

直流電圧変換回路１１は、放電灯Ｌａの電力に応じて、例えば電解コンデンサのみを用いたコンデンサインプット型、または昇圧チョッパ型等で構成される。また、交流電圧変換回路１２は、スイッチング素子を用いたインバータ回路で構成される。

上記のように構成される放電灯点灯装置では、メインブロック１のコンデンサＣ１とフィルタブロック２のコンデンサＣ２とは導体３に共通接続しているため、放電灯Ｌａが電源となって、コンデンサＣ１，Ｃ２に導体３を介して高周波の回生電流、すなわち漏洩電流が流れる。そして、本発明では、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の容量を、Ｃ１≧Ｃ２となるように設定しており、コンデンサＣ１にはコンデンサＣ２と比較して同等以上の漏洩電流が導体３を介して流れることになる。したがって、メインブロック１のコモンモードフィルタＬＦ１に流れる漏洩電流は、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の容量がＣ１＜Ｃ２であるときよりも減るため、コモンモードフィルタＬＦ１は磁気飽和しにくくなり、ＥＭＣ対策としての機能を果たすことができる。なお、コンデンサＣ１の容量がコンデンサＣ２の容量の１．５倍以上であればより効果的である。

さらに、コンデンサＣ２はコモンモードフィルタＬＦ２の非電源側に接続されているので、コモンモードフィルタＬＦ２に流れる漏洩電流が減って磁気飽和しにくくなり、ＥＭＣ性能をさらに改善することができる。

また、本実施形態ではメインブロック１のフィルタが１つの場合を示したが、特に１つである必要はなく、複数個のフィルタ（コモンモードフィルタ、ノーマルモードフィルタに依らない）を備えていてもよい。コンデンサＣ１，Ｃ２についても各々１つのコンデンサで構成しているが、複数のコンデンサの合成容量であってもよい。

また、導体３は照明器具の金属部本体であると述べたが、特に照明器具でなくともよく、例えばメインブロック１とフィルタブロック２とを直接電線等で接続してもよい。また、導体３は商用交流電源ＡＣのアースに接続される場合もある。

（実施形態２）
本実施形態の放電灯点灯装置の構成を図２に示す。本実施形態では、実施形態１のフィルタブロック２のコモンモードフィルタＬＦ２の非電源側端子間にコンデンサＣ２１，Ｃ２２の直列回路を接続し、コンデンサＣ２をコンデンサＣ２１，Ｃ２２の接続中点と導体３との間に接続している。そして、コンデンサＣ１の容量は、コンデンサＣ２，Ｃ２１，Ｃ２２の合成容量以上に設定される。

実施形態１では、導体３がコンデンサＣ２を介して交流ラインの１線のみに接続されていたが、本実施形態ではコンデンサＣ２，Ｃ２１，Ｃ２２を介して交流ラインの２線ともに接続されており、実施形態１よりもＥＭＣ性能の改善を図ることができる。

（実施形態３）
本実施形態の放電灯点灯装置の構成を図３に示す。本実施形態では、実施形態１のコンデンサＣ１の接続位置を変更しており、実施形態１ではダイオードブリッジＤＢの非電源側に接続されているが、本実施形態ではダイオードブリッジＤＢの電源側に接続される。すなわち、コンデンサＣ１は、ダイオードブリッジＤＢの電源側の一方の交流ラインと導体３との間に接続され、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の容量を、Ｃ１≧Ｃ２となるように設定する。

また、ダイオードブリッジＤＢの電源側端子間にコンデンサＣ１３を接続している。本放電灯点灯装置と商用交流電源ＡＣとの間の交流ラインに図示しない片切りスイッチを設けて、導体３を商用交流電源ＡＣのアースに接続した場合、商用交流電源ＡＣ−片切りスイッチを設けていない交流ライン−コンデンサＣ１またはＣ２−導体３−商用交流電源ＡＣのループで漏洩電流が流れることになるが、コンデンサＣ１３によって、この漏洩電流がダイオードブリッジＤＢの非電源側の回路に流れにくくしており、メインブロック１の誤作動等を防止することができる。

（実施形態４）
本実施形態の放電灯点灯装置の構成を図４に示す。本実施形態では、実施形態３のメインブロック１のコモンモードフィルタＬＦ１の非電源側端子間にコンデンサＣ１４，Ｃ１５の直列回路を接続し、コンデンサＣ１をコンデンサＣ１４，Ｃ１５の接続中点と導体３との間に接続している。そして、コンデンサＣ１，Ｃ１４，Ｃ１５の合成容量は、コンデンサＣ２の容量以上に設定される。

したがって、本実施形態では導体３がコンデンサＣ１，Ｃ１４，Ｃ１５を介して交流ラインの２線ともに接続されており、ＥＭＣ性能のさらなる改善を図ることができる。

（実施形態５）
本実施形態の放電灯点灯装置の構成を図５に示す。本実施形態では、実施形態１のメインブロック１の交流変換回路１２の一方の出力と導体３との間にコンデンサＣ３を接続したものであり、放電灯Ｌａが電源となって発生する漏洩電流を導体３を介してコンデンサ３に流している。

そして、本実施形態においてもコンデンサＣ１の容量はコンデンサＣ２の容量以上に設定するが、さらにコンデンサＣ３の容量もコンデンサＣ２の容量以上に設定することで、コモンモードフィルタＬＦ１の磁気飽和をさらに防ぐことができ、ＥＭＣ性能のさらなる改善を図ることができる。

なお、図５は実施形態１の構成にコンデンサＣ３を設けているが、他の実施形態においても同様にコンデンサＣ３を設ければ上記同様の効果を奏し得る。

（実施形態６）
本実施形態の放電灯点灯装置の構成を図６に示す。本実施形態では、実施形態１のコモンモードフィルタＬＦ１の電源側端子間にサージアブソーバＺＮＲ１を接続し、コモンモードフィルタＬＦ２の電源側端子間にサージアブソーバＺＮＲ２を接続している。したがって、実施形態１と同様にＥＭＣ性能を改善するとともに、商用交流電源ＡＣから印加される突然のサージ電圧、例えば雷サージに対して保護することができる。さらに、メインブロック１，フィルタブロック２の両方にサージアブソーバを設けているので、メインブロック１，フィルタブロック２のいずれか一方に設けた場合よりも、サージ電圧に対する保護性能は向上している。

なお、図６は実施形態１の構成にサージアブソーバＺＮＲ１，ＺＮＲ２を設けているが、他の実施形態においても同様にサージアブソーバＺＮＲ１，ＺＮＲ２を設ければ上記同様の効果を奏し得る。

（実施形態７）
本実施形態の放電灯点灯装置の構成を図７に示す。本実施形態では、実施形態１のフィルタブロック２のコンデンサＣ２を削除して、フィルタブロック２をコモンモードフィルタＬＦ２のみで構成している。すなわち、コンデンサＣ２の容量を０としたものであり、放電灯Ｌａを電源とする漏洩電流は導体３からコンデンサＣ１のみを介して流れるので、実施形態１に比べてコモンモードフィルタＬＦ１，ＬＦ２に漏洩電流が流れにくくなり、コモンモードフィルタＬＦ１，ＬＦ２はより磁気飽和しにくくなる。

なお、他の実施形態においても同様にコンデンサＣ２を削除する、すなわち、コンデンサＣ２の容量を０とすれば上記同様の効果を奏し得る。

（実施形態８）
本実施形態では、実施形態１〜７いずれかの放電灯点灯装置において、図８（ａ）に示すように、照明器具に組み込まれる樹脂製の電源端子台４にフィルタブロック２を収納したものであり、電源端子台４の外観を図８（ｂ）に示す。なお、導体３は商用交流電源ＡＣのアースに接続する。

電源端子台４には、フィルタブロック２の入力に接続する配線の挿入口４１（４１ａ，４１ｂ），４２（４２ａ，４２ｂ）と、フィルタブロック２の出力に接続する配線の挿入口４３，４４と、導体３に接続する配線の挿入口４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）と、内部で挿入口４５に接続して導体３に導通する金属製の爪４６とを設けている。

そして、挿入口４１ａ，４２ａ，４５ａは電源線用であり、挿入口４１ａ，４２ａには商用交流電源ＡＣが接続され、特に挿入口４１ａには商用交流電源ＡＣのＮ側が接続され、挿入口４５ａには導体３が接続される。

また、挿入口４１ｂ，４２ｂ，４５ｂは送り線用で、電源端子台４内部で挿入口４１ａ，４２ａ，４５ａに接続しており、他の照明器具への電源線の送り配線が容易となる。

また、挿入口４３，４４，４５ｃは器具内配線用で、予めメインブロック１に配線されており、照明器具の施工時の配線は挿入口４１ａ，４２ａ，４５ａに電源線を接続するだけでよい。

（実施形態９）
図９（ａ）（ｂ）は、実施形態１〜８いずれかの放電灯点灯装置を備えた照明器具Ｂの一形態を示すものであり、照明器具Ｂは、本体５と、反射板部６と、ランプソケット７とを備え、ランプソケット７には放電灯Ｌａが装着される。本体５には、メインブロック１およびフィルタブロック２からなる放電灯点灯装置Ａが搭載されており、放電灯Ｌａに電力を供給する。そして、本実施形態の照明器具Ｂも上記同様にＥＭＣ性能が向上するものである。

また、実施形態１〜８の導体３は、照明器具Ｂの本体５の金属部または電線に相当する。

本発明の実施形態１の放電灯点灯装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態２の放電灯点灯装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態３の放電灯点灯装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態４の放電灯点灯装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態５の放電灯点灯装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態６の放電灯点灯装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態７の放電灯点灯装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態８の電源端子台を示し、（ａ）は内部配線図、（ｂ）は外観図である。 本発明の実施形態９の照明器具を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。 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

１ メインブロック
２ フィルタブロック
３ 導体
１１ 直流電圧変換回路
１２ 交流電圧変換回路
ＡＣ 商用交流電源
ＬＦ１，ＬＦ２ コモンモードフィルタ
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
ＤＢ ダイオードブリッジ
Ｌａ 放電灯

Claims (6)

1. 入力電源を高周波に変換して放電灯に出力するインバータ手段を内蔵したメインブロックと、メインブロックの電源側と交流電源の間に接続されるフィルタブロックとを備え、
   メインブロックは、交流ラインに挿入された第１のフィルタと、前記第１のフィルタの非電源側に接続されて電源電圧を整流するダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジの非電源側とアースとの間に接続される第１のコンデンサとを具備し、
   フィルタブロックは、交流ラインに挿入された第２のフィルタと、第２のフィルタとアースとの間に接続される第２のコンデンサとを具備し、
   第１のコンデンサの容量は第２のコンデンサの容量以上であることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記第１のコンデンサの容量は前記第２のコンデンサの容量よりも１．５倍以上大きいことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記第２のコンデンサは、前記第２のフィルタの非電源側とアースとの間に接続され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。
4. 前記メインブロックと前記フィルタブロックとに、雷サージ防止用のサージアブソーバを各々設けた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。
5. 電源線の送り線用端子を備えた電源端子台を備え、この電源端子台に前記フィルタブロックを収納した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。
6. 請求項１乃至５いずれかの放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を装着する本体と、放電灯点灯装置から電力が供給される放電灯とを備えることを特徴とする照明器具。

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