JPH10294194A - 放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】細管の放電ランプであっても複雑な保護回路を
用いないで寿命末期時に放電ランプを消灯させることが
できる放電ランプ点灯装置を提供する。 【解決手段】放電ランプ、インダクタンスおよびキャパ
シタンスを含む負荷回路に高周波を高周波発生手段から
供給して放電ランプを全光点灯および調光点灯のいずれ
でも可能にするにあたり、負荷特性付与手段により、全
光点灯時には相対的に低い開放電圧および大きな短絡電
流の負荷特性を負荷回路に付与し、調光点灯時には相対
的に高い開放電圧および小さな短絡電流の負荷特性を付
与するように構成した。全光点灯時に放電ランプが寿命
末期になると、放電ランプのランプ電圧が負荷回路の開
放電圧より高くなっているから、放電ランプは消灯す
る。調光点灯時に寿命末期になったら、全光点灯に変更
すればよい。寿命末期になると、放電ランプは消灯する
ため、電極近傍が異常温度上昇しないので、ガラスバル
ブ、口金およびソケットなどが溶融しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電ランプ点灯装置
およびこれを用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電ランプは寿命末期になると、半波の
放電となる異常放電を起こす。この異常放電によって電
極近傍が異常に加熱される。特にガラスバルブが細い放
電ランプにおいては、電極とガラスバルブとの間隔が小
さいので、異常放電によってガラスバルブの温度が非常
に高くなる。このため、ガラスバルブ、プラスチックス
製口金、ソケットなどが溶融するという問題がある。

【０００３】図１３は、従来技術１の放電ランプ点灯装
置を示す回路図である。

【０００４】図において、１３１は交流電源、１３２は
整流回路、１３３はＤＣ−ＤＣコンバータ、１３４は高
周波発生手段、１３５は負荷回路、１３６は寿命末期検
出手段である。

【０００５】負荷回路１３５は、限流要素としてのイン
ダクタ１３５ａ、放電ランプ１３５ｂの直列回路および
放電ランプ１３５ｂと並列接続されたコンデンサ１３５
ｃからなる。

【０００６】寿命末期検出手段１３６は、放電ランプ１
３５ｂの両端間に接続されており、その出力で高周波発
生手段１３４を制御するように構成されている。

【０００７】そうして、整流回路１３２で整流され、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ１３３で平滑化および電圧調整され
た直流電圧が高周波発生手段１３４の入力端に印加され
ると、高周波発生手段１３４はその出力端に所定周波数
の高周波電圧を発生する。そして、高周波電圧は負荷回
路１３５に印加される。負荷回路１３５に印加された高
周波電圧はインダクタ１３５ａを介して放電ランプ１３
５ｂおよびコンデンサ１３５ｃに印加される。インダク
タ１３５ａおよびコンデンサ１３５ｃは、適度に共振す
るために放電ランプ１３５ｂには始動に必要な高電圧が
印加されて、放電ランプ１３５ｂは始動し、点灯に至
る。

【０００８】放電ランプ１３５ｂの点灯中、寿命末期検
出手段１３６は放電ランプ１３５ｂの電極間電圧を監視
し続ける。そして、放電ランプ１３５ｂが寿命末期にな
ると、寿命末期検出手段１３６がそれを検出する。検出
信号は高周波発生手段１３４の制御端子に入力され、高
周波発生手段１３４の動作を停止させる。

【０００９】図１４は、従来技術１における負荷回路の
負荷特性を示すグラフである。

【００１０】図において、横軸は出力電流を、縦軸は出
力電圧を、それぞれ示す。

【００１１】曲線Ａは全光点灯時の負荷特性曲線、曲線
Ｂは調光点灯時の負荷特性曲線、曲線ｃは正常な放電ラ
ンプの動作特性曲線、曲線ｄは同じく寿命末期時の動作
特性曲線である。

【００１２】負荷特性は、全光点灯時および調光点灯時
のいずれにおいても円弧状の相似形である。放電ランプ
は、寿命の進展に伴ってランプ電圧が徐々に上昇するた
め、動作特性は図において上方へ転移していく。

【００１３】したがって、放電ランプが正常時に全光点
灯している場合は、図において曲線Ａと曲線ｃとの交点
Ｘ₁にて動作する。調光点灯している場合は、曲線Ｂと
曲線ｃとの交点Ｘ₂にて動作する。すなわち、調光点灯
時には出力電流、出力電圧ともにほぼ同程度低減する。

【００１４】一方、全光点灯時に放電ランプが寿命末期
になると、放電ランプは負荷特性曲線Ａと動作特性曲線
ｄとの交点Ｙで動作するので、そのまま半波放電状態で
点灯を持続して消灯することはない。このため、前述の
ような溶融の問題を生じる。

【００１５】これに対して、特開平１−２３１２９５号
公報には、複数の放電ランプを並列点灯するときに、放
電ランプの異常を検出したら、他の正常な放電ランプが
点灯維持できる程度に高周波発生手段の出力を低減させ
ることが開示されている（従来技術２）。この従来技術
２によれば、寿命末期時に残余の放電ランプを高周波発
生手段の出力を絞って点灯するので、最低限の照明レベ
ルを確保することができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１は、高周波
発生手段の動作停止により、放電ランプが暗転してしま
うので、保安上問題がある。

【００１７】従来技術２は、これを細管の放電ランプに
適用した場合、高周波発生手段の出力を絞ってもガラス
バルブの温度が高すぎてしまう。また、異常放電ランプ
が放電維持できなくなるまで出力を絞ることも開示され
ているが、この状態では正常放電ランプの点灯を維持す
ることが困難である。特に家庭用の照明器具において
は、定格消費電力の異なる２以上の放電ランプを単一の
高周波発生手段で点灯することが多いので、異常時に残
余の正常な放電ランプを点灯維持させるのは極めて困難
である。

【００１８】本発明は、細管の放電ランプであっても複
雑な保護回路を用いないでも寿命末期時に放電ランプを
減光ないし消灯させることができる放電ランプ点灯装置
およびこれを用いた照明装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の放電ラ
ンプ点灯装置は、放電ランプ、インダクタンスおよびキ
ャパシタンスを含む負荷回路と；負荷回路に高周波出力
を供給する高周波発生手段と；全光点灯および調光点灯
を設定する制御手段と；全光点灯時または全光時および
電極予熱時に相対的に小さな開放電圧および大きな短絡
電流の負荷特性を負荷回路に付与し、調光点灯時または
始動時に相対的に大きな開放電圧および小さな短絡電流
の負荷特性を付与する負荷特性付与手段と；を具備して
いることを特徴としている。

【００２０】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００２１】まず、放電ランプについて説明する。

【００２２】放電ランプは、特に限定されないが、細管
の放電ランプであってもよい。ここでいう細管の放電ラ
ンプとは、たとえばコンパクト形蛍光ランプ、電球形蛍
光ランプ、高周波点灯専用の環形蛍光ランプ（ＦＨＣ２
０、ＦＨＣ２７、ＦＨＣ３４形、いずれも管外径は１
６．５ｍｍである。いずれも本件出願人の製造によ
る。）などに対して所期の効果を奏する。しかし、一般
形の蛍光ランプに対しても有効である。

【００２３】次に、負荷回路について説明する。

【００２４】負荷回路は、放電ランプ、インダクタンス
およびキャパシタンスを含むのであれば、その具体的回
路接続は問わない。本発明において、負荷回路は高周波
発生手段から見て、放電ランプおよび放電ランプを安定
に点灯する限流要素を含んだ回路をいう。放電ランプを
始動するために用いられる回路構成は負荷回路に付加さ
れていてもよいが、必須要件ではない。

【００２５】負荷回路は、上記のように具体的回路構成
を問わないが、しかし、一般的にはインダクタンスは、
主として放電ランプの限流要素として用いられる。この
場合、高周波発生手段とは別に接続されたインダクタま
たは高周波発生手段の一部を構成する出力トランスの漏
洩インダクタンスの形において負荷回路に接続され得
る。

【００２６】また、キャパシタンスは、一般的には放電
ランプの予熱のために用いられ、また他のキャパシタン
スは限流要素と直列接続されて限流要素の一部として、
あるいは直流カットのために用いられることが多い。

【００２７】負荷回路の数は、１または複数用いること
を許容する。複数の場合は、それらを高周波発生手段に
対して並列接続することできる。また、１つの負荷回路
に複数の放電ランプを直列接続することもできる。

【００２８】高周波発生手段について説明する。

【００２９】高周波発生手段は、負荷回路に高周波出力
を供給することができれば、どのような構成のものであ
ってもよい。

【００３０】また、高周波発生手段は、既知の高周波発
生のためのあらゆる回路方式を採用することができる。
たとえばブロッキング発振形、マルチバイブレータ形、
ハーフブリッジ形、フルブリッジ形およびこれらの変形
形などのインバータを用いることができる。

【００３１】さらに、電圧共振形および電流共振形のい
ずれでもよいが、電流共振形の場合、耐圧の相対的に低
いスイッチング手段を用いることができるとともに、負
荷回路のインダクタンスおよびキャパシタンスに関係な
く周波数を設定することが可能であるから、本発明の実
施には特に好適である。

【００３２】さらにまた、放電ランプを調光するため
に、高周波発生手段はオンデューティを変化するなどの
出力低減のための常套手段を用いることができるものと
する。

【００３３】高周波発生手段の電源は、適当なものを用
いることができるが、一般的には商用交流電源を整流
し、さらに平滑してなる直流電源を用いることができ
る。平滑を行うために、平滑コンデンサを用いることが
できるが、力率が悪くなるので、これを回避するととも
に、所望値の電源電圧を得るとともに、高調波歪の少な
いＤＣ−ＤＣコンバータを用いることもできる。

【００３４】制御手段について説明する。

【００３５】制御手段は、放電ランプの点灯状態を少な
くとも全光点灯と調光点灯とのいずれにも設定すること
ができるものとする。制御手段は、高周波発生手段また
は直流電源を構成するＤＣ−ＤＣコンバータを制御し
て、全光モードおよび調光モードのいずれかの動作モー
ドに設定することができる。調光モードは、段調光、連
続調光のいずれでもよい。

【００３６】また、必要に応じて消灯などの制御モード
の切り換えも付加してこれを行うことができるように構
成することができる。

【００３７】制御手段を操作する手法としては、壁スイ
ッチ、赤外線などを用いるリモートコントロールなどの
手法を採用することができる。

【００３８】負荷特性付与手段について説明する。

【００３９】負荷特性付与手段は、たとえば負荷回路の
構成要素の一部であるインダクタンスおよびキャパシタ
ンスの定数または負荷回路の回路構成を適当に設定する
ことであり、あるいはさらに加えて高周波発生手段の出
力周波数を、放電ランプの作動状況に応じて適切に設定
することを含む。

【００４０】なお、ここで放電ランプの作動状況とは、
電極予熱、始動、点灯の一連の作動の状況を全ての一部
または全部を含む意味である。さらに、点灯とは全光点
灯および調光点灯のいずれをも含む概念である。

【００４１】したがって、本発明の実施においては、点
灯における全光点灯および調光点灯の各動作モード間の
変更に際して負荷特性を変更することができる。また、
電極加熱および始動の動作モード間の切り換え、または
電極加熱、始動および全光点灯の動作モード間の切り換
えに際して負荷特性を変更することができる。さらに、
電極加熱、始動、全光点灯および調光点灯の全ての動作
モードの切り換えに際して負荷特性を変更することがで
きる。

【００４２】さて、負荷特性付与手段は、負荷回路に対
して全光点灯時または全光点灯時および電極加熱時には
相対的に小さな開放電圧および大きな短絡電流の負荷特
性を付与し、調光点灯時または調光点灯時および始動時
には相対的に大きな開放電圧および小さな短絡電流の負
荷特性を付与する。

【００４３】最後に、作用について説明する。

【００４４】本発明においては、全光点灯時または電極
加熱時に開放電圧が上記のように低いが、短絡電流は相
対的に大きい。全光点灯時に放電ランプが寿命末期にな
ると、ランプ電圧が開放電圧より高くなっているから、
その放電ランプは点灯を維持することができなくなって
消灯する。負荷回路が複数並列接続されている場合に
は、寿命末期の放電ランプは上記のように消灯するが、
正常な放電ランプは引き続き点灯を継続する。また、電
極加熱時にも低い開放電圧、大きい短絡電流により、十
分に、または短時間に電極を所要に加熱することがで
き、しかも電極加熱中に高い電圧が電極間に印加されな
いので、電極温度が低いときに無理に始動されることが
ない。このことは電極損傷を減少させる効果がある。

【００４５】一方、調光点灯時または調光点灯時および
始動時には開放電圧が高いが、短絡電流は小さいので、
調光度を大きく、すなわち深く調光することができる。
また、始動時にも高い開放電圧、小さい短絡電流によ
り、本発明は、全光点灯時および調光点灯時で、または
電極加熱時および始動時で、さらにまたは電極加熱時、
始動時および全光点灯時で、さらにまたは電極加熱時、
始動時、全光点灯時および調光点灯時で、負荷回路の負
荷特性を上述のように変更するものであるから、良好な
点灯または始動を円滑に行うことができる。

【００４６】ここで、動作モードの全てにわたって本発
明を適用する場合について説明すれば、以下のとおりで
ある。すなわち、始動前の電極加熱時には全光点灯時の
相対的に低い開放電圧、大きい短絡電流の負荷特性にす
る。これにより、十分な電極加熱を行うことができる。
次に、始動時には調光点灯時の相対的に高い開放電圧、
小さい短絡電流の負荷特性にする。これにより、高い開
放電圧の印加によって始動が促進される。始動したら、
全光点灯時の負荷特性に変更すればよい。このようにす
ることにより、特別な電極予熱回路を用いないでも、電
極加熱を適切に行うことができる。

【００４７】以上の制御は、たとえばＩＣなどにプログ
ラムを組み込んでおくことにより、容易に自動的に遂行
させることができる。しかし、要すれば手動によりこれ
を行うこともできる。

【００４８】また、上記の制御を実施するに際して、高
周波発生手段の出力周波数をも連動して変更することは
必要に応じて採用することができる。すなわち、予熱時
には周波数を低くする。始動時には周波数を高くする。
全光点灯時には低くする。予熱時と全光点灯時との周波
数を等しくしてもよいし、異なっていてもよい。

【００４９】請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、
それぞれ放電ランプ、インダクタンスおよびキャパシタ
ンスを含み、並列接続された複数の負荷回路と；各負荷
回路に高周波出力を供給する共通の高周波発生手段と；
寿命末期になった放電ランプは消灯するが正常な放電ラ
ンプは全光点灯を継続するように負荷特性を負荷回路に
付与する負荷特性付与手段と；を具備していることを特
徴としている。

【００５０】本発明においては、並列接続されている複
数の負荷回路のいずれかの放電ランプが寿命末期になっ
たら消灯し、残余の放電ランプが点灯を継続する負荷特
性であれば、負荷特性付与手段はどのような構成であっ
てもよい。しかし、代表的には全光点灯時においては相
対的に小さな開放電圧、大きな短絡電流の特性であり、
調光点灯時においては相対的に大きな開放電圧、小さな
短絡電流の特性である。

【００５１】負荷特性付与手段は、請求項１と同様な構
成であることを許容する。

【００５２】請求項３の放電ランプ点灯装置は、請求項
１または２記載の放電ランプ点灯装置において、負荷回
路は、放電ランプ、放電ランプと直列接続されたインダ
クタンスおよび放電ランプと並列接続されたキャパシタ
ンスを含み；放電ランプと並列接続されたキャパシタン
スの容量を可変する容量可変手段を具備している；こと
を特徴としている。

【００５３】本発明は、負荷回路の負荷特性の特に開放
電圧を簡単な構成によって変更できるようにしたもので
ある。すなわち、放電ランプと並列接続されるキャパシ
タンスの容量を変更することにより、負荷特性を変更す
る。キャパシタンスの容量を小さくすると、負荷回路の
固有共振周波数が大きくなるので、高周波発生手段の出
力周波数が不変であれば、放電ランプに印加される開放
電圧は低くなる。

【００５４】反対に、キャパシタンスの容量を大きくす
ると、負荷回路の固有共振周波数が低くなるので、放電
ランプに印加される開放電圧は高くなる。

【００５５】なお、短絡電流については、たとえば高周
波発生手段の周波数を変更することにより、効果的に行
うことができる。すなわち、周波数を低くする。これに
より、負荷回路のインピーダンスが減少して短絡電流が
大きくなる。反対に周波数を高くすると、負荷回路のイ
ンピーダンスが増加して短絡電流が小さくなる。

【００５６】キャパシタンスの容量を変化させる容量可
変手段は、たとえばスイッチによって予め用意したコン
デンサを切り替える。

【００５７】キャパシタンスの容量の変化は、たとえば
放電ランプの寿命末期時に行うことができる。寿命末期
時に負荷特性を変更して放電ランプがより一層確実に消
灯するようにすることができる。すなわち、寿命末期時
にはキャパシタンスの容量を小さく変えて開放電圧を低
くする。

【００５８】また、全光点灯と調光点灯とでキャパシタ
ンスの容量を変化させることもできる。すなわち、調光
時にはキャパシタンスの容量を大きくして開放電圧を高
くする。

【００５９】さらに、放電ランプの始動時にキャパシタ
ンスの容量を相対的に大きくして電極加熱電流を増加さ
せることにより、所望の電極加熱を行わせることができ
る。

【００６０】請求項４の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項３記載の放電ランプ点灯装置において、放電ラン
プの寿命末期を検出する検出手段を具備し；検出手段が
放電ランプの寿命末期を検出した際に容量可変手段によ
って放電ランプと並列接続されたキャパシタンスの容量
を小さくする；ことを特徴としている。

【００６１】本発明は、放電ランプが寿命末期時に自動
的に開放電圧を低くして、放電ランプが消灯するように
したものである。

【００６２】検出手段は、放電ランプの電極間電圧、ラ
ンプ電流または放電ランプの消費電力または光などに応
動して放電ランプの寿命末期を検出することができれば
どのような構成であってもよい。

【００６３】請求項５の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項４記載の放電ランプ点灯装置において、検出手段
が放電ランプの寿命を検出した際に高周波発生手段の出
力周波数を可変する周波数可変手段を具備したことを特
徴としている。

【００６４】本発明は、放電ランプが寿命末期になった
場合に、寿命末期の放電ランプが点灯を維持できない負
荷特性に変えるように構成したものである。

【００６５】すなわち、放電ランプが寿命末期になって
も半波点灯のまま点灯を持続しやすいか、点灯を持続す
るおそれのある場合であっても、本発明においては、寿
命末期を検出時に高周波発生手段の出力周波数を可変す
ることにより、負荷回路の負荷特性を寿命末期の放電ラ
ンプのランプ電圧より開放電圧を低くなるようにして放
電ランプを確実に消灯させることができる。

【００６６】請求項６の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項２記載の放電ランプ点灯装置において、複数の放
電ランプは、定格消費電力が異なることを特徴としてい
る。

【００６７】主として家庭用の照明器具においては、１
つの照明器具に定格消費電力の異なる放電ランプを装着
する仕様のものがある。特に環形の放電ランプにおいて
は、異なる定格消費電力の複数の放電ランプを同心的に
配設した照明器具が多用されている。

【００６８】本発明は、上記のような照明器具に共通の
高周波発生手段を用いながらも適応するものである。し
たがって、構成が簡単で安価になる。

【００６９】異なる定格消費電力の放電ランプを負荷回
路に適合させるために、それぞれのランプ電流は限流要
素のインピーダンスを調整することによって適正化させ
ることができる。

【００７０】請求項７の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項２または６記載の放電ランプ点灯装置において、
全光点灯および調光点灯を選択可能で、かつ調光点灯時
にいずれかの放電ランプが寿命末期になったときに全光
点灯に変更する制御手段を具備していることを特徴とし
ている。

【００７１】一般に、調光点灯のためには開放電圧が高
い負荷特性を負荷回路に付与しているから、放電ランプ
が寿命末期になっても半波放電のまま点灯を持続しやす
い。

【００７２】これに対して、全光点灯のためには開放電
圧が低くて短絡電流の大きな負荷特性の部分で作動させ
るので、寿命末期の放電ランプはそのランプ電圧が高く
なっているので、点灯を維持しにくい。

【００７３】そうして、本発明においては、調光点灯時
に放電ランプが寿命末期になったときには全光点灯に変
更することにより、確実に消灯させることができる。

【００７４】請求項８の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし７のい
ずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；を具備している
ことを特徴としている。

【００７５】本発明は、照明器具などの照明装置におい
て、請求項１ないし７の特徴および作用を有している。
照明器具の場合、家庭用、施設用など任意所望の照明器
具に適応する。また、屋内用、屋外用のいずれでもよ
い。

【００７６】本発明において、照明装置とは、放電ラン
プの発光を利用するあらゆる装置を含む。

【００７７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００７８】図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態を示すブロック的回路図である。

【００７９】図において、１は交流電源、２は整流回
路、３はＤＣ−ＤＣコンバータ、４は高周波発生手段、
５は負荷回路、６は制御手段である。

【００８０】交流電源１、波整流回路２およびＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３は可調節直流電源を構成する。

【００８１】高周波発生手段２は、入力端にＤＣ−ＤＣ
コンバータ３の出力端が接続され、内部にスイッチング
手段を備えている。

【００８２】負荷回路５は、インダクタンス５ａ、放電
ランプ５ｂおよびキャパシタンス５ｃを含んでいる。そ
して、放電ランプ５ｂおよびキャパシタンス５ｃは並列
接続されるとともに、インダクタンス５ａと直列接続さ
れている。インダクタンス５ａは限流要素として作用
し、キャパシタンス５ｃは始動時の共振による所要の高
電圧を放電ランプ５ｂに印加する。

【００８３】さらに、負荷回路５はインダクタンス５
ａ、キャパシタンス５ｃおよび高周波発生手段４の出力
周波数を適当に設定することにより、次の負荷特性を負
荷回路に付与することができる。

【００８４】すなわち、全光点灯時には相対的に小さな
開放電圧および大きな短絡電流の負荷特性であり、調光
点灯時には相対的に大きな開放電圧および小さな短絡電
流の負荷特性である。

【００８５】したがって、本実施形態においては、イン
ダクタンス５ａ、キャパシタンス５ｃおよび高周波発生
手段４は負荷特性付与手段を構成している。

【００８６】制御手段は、放電ランプ５ｂの全光点灯お
よび調光点灯を設定するためのもので、高周波発生手段
１３４のたとえば出力周波数を切り替える。

【００８７】図２は、図１に示す本発明の放電ランプ点
灯装置の第１の実施形態における負荷回路の負荷特性を
示すグラフである。

【００８８】図において、横軸は出力電流を、縦軸は出
力電圧を、それぞれ示す。

【００８９】曲線Ａは全光点灯時の負荷特性曲線であ
り、曲線Ｂは調光点灯時の負荷特性曲線である。

【００９０】全光点灯時においては開放電圧は低いが、
短絡電流は大きい。

【００９１】これに対して、調光点灯時においては反対
に開放電圧は大きいが、短絡電流は小さい。

【００９２】また、曲線ａは正常時の放電ランプの動作
特性曲線、曲線ｂは同じく寿命末期時の動作特性曲線で
ある。

【００９３】放電ランプの正常時は負荷特性曲線Ａと動
作特性曲線ａとの交点Ｘ₁が動作点となる。

【００９４】さて、放電ランプが全光点灯時に寿命末期
になると、正常時に比較して放電ランプの動作特性が曲
線ｂのように変化してランプ電圧が開放電圧より高くな
っているから、動作特性曲線ｂは負荷特性曲線Ａと交差
できない。このため、放電ランプは点灯を維持すること
ができないで消灯する。

【００９５】したがって、寿命末期時に放電ランプの電
極近傍のガラスバルブや口金、ソケットなどが溶融する
ようなことを回避できる。

【００９６】一方、調光点灯時においては、負荷特性曲
線Ｂと動作特性曲線ａとの交点Ｘ₂が動作点となる。

【００９７】図３は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
２の実施形態を示す回路図である。

【００９８】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００９９】本実施形態は、複数たとえば２個の負荷回
路５、５’を高周波発生手段４の出力端に並列接続し、
またＤＣ−ＤＣコンバータ３および高周波発生手段４の
具体的回路構成を示しているものである。

【０１００】ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、インダクタ３
ａおよびダイオード３ｂが入力および出力端間に直列接
続され、インダクタ３ａおよびダイオード３ｂの接続点
と負極との間にスイッチング手段３ｃが接続され、出力
端間に平滑コンデンサ３ｄが接続されている。また、入
力端および出力端にそれぞれ電圧検出回路３ｅ、３ｆが
接続されてそれらの検出出力に応じて制御回路３ｇにお
いて定電圧になるようにスイッチング手段３ｃの制御信
号を発生するように構成され、全体として昇圧チョッパ
を形成している。

【０１０１】高周波発生手段４は、ハーフブリッジ形イ
ンバータからなる。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３
の出力端間に一対のスイッチング手段４ａ、４ｂが直列
接続され、スイッチング制御回路４ｃにより交互にオ
ン、オフする。スイッチング制御回路４ｃは、発振器４
ｃ１、基準電位源４ｃ２、比較器４ｃ３およびインバー
タ４ｃ４からなる。そして、発振器４ｃ１の出力と基準
電位源４ｃ２の電位とを比較器４ｃ３で比較して、その
出力をスイッチング手段４ｂの制御極へ供給し、比較器
４ｃ３の出力をインバータ４ｃ４で反転してスイッチン
グ手段４ａの制御極に供給する。

【０１０２】負荷回路５、５’は、高周波発生手段４の
高周波出力端すなわち両スイッチング手段４ａ、４ｂの
接続点およびＤＣ−ＤＣコンバータ３の負極の間に接続
され、それぞれ直流カット用のコンデンサ５ｄ、５ｄ’
を直列に接続している。

【０１０３】制御手段６は、全光点灯と調光点灯とを設
定するものであるが、高周波発生手段４のスイッチング
制御回路４ｃの発振器４ｃ１の発振周波数を切り替える
ように作用する構成である。

【０１０４】そうして、本実施形態においては、一方の
放電ランプたとえば５ｂが寿命末期になると、消灯する
が、残余の放電ランプ５ｂ’は全光点灯を継続する。

【０１０５】図４は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
３の実施形態を示す回路図である。

【０１０６】図において、図３と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【０１０７】本実施形態は、放電ランプと並列接続した
コンデンサ５ｃ、５ｃ’の容量を可変にし、かつ寿命末
期検出手段７、７’を配設したものである。すなわち、
相対的に容量の大きい第１のコンデンサ５ｃ１、５ｃ
１’と相対的に容量の小さい第２のコンデンサ５ｃ２、
５ｃ２’をスイッチ８、８’で切り替えるように構成し
ている。

【０１０８】寿命末期検出手段７、７’は、放電ランプ
５ｂ、５ｂ’の電極間電圧を検出して寿命末期を検出す
るものである。

【０１０９】スイッチ８、８’は、常時は容量の大きな
第１のキャパシタンス５ｃ１、５ｃ１’を放電ランプ５
ｂ、５ｂ’と並列に接続しているが、寿命末期検出手段
７、７’が放電ランプ５ｂ、５ｂ’の寿命末期を検出し
た際に容量の小さな第２のキャパシタンス５ｃ２、５ｃ
２’に切り替える。なお、Ｅは直流電源である。

【０１１０】そうして、負荷回路５、５’は、放電ラン
プ５ｂ、５ｂ’が正常時には第１のキャパシタンス５ｃ
１、５ｃ１’によって定まる負荷特性を示すが、いずれ
かの放電ランプたとえば５ｂが寿命末期ななると、寿命
末期検出手段７がそれを検出するので、スイッチ８は第
１のキャパシタンス５ｃ１を開放して第２のキャパシタ
ンス５ｃ２を接続する。これにより、負荷回路５、５’
は、第２のキャパシタンス５ｃ２、５ｃ２’によって定
まる負荷特性を示す。

【０１１１】図５は、図４に示す本発明の放電ランプ点
灯装置の第３の実施形態における負荷特性を示すグラフ
である。

【０１１２】図において、横軸は出力電流を、縦軸は出
力電圧を、それぞれ示す。

【０１１３】図中、曲線Ｃは第１のキャパシタンス５ｃ
１、５ｃ１’が接続されている場合の負荷特性曲線、曲
線Ｄは第２のキャパシタンス５Ｃ２が接続されている場
合の負荷特性曲線である。また、曲線ｃは正常な放電ラ
ンプの動作特性曲線、曲線ｄは同じく寿命末期時の動作
特性曲線である。

【０１１４】まず、放電ランプが正常な場合は、負荷特
性曲線Ｃと動作特性曲線ｃとの交点Ｘで点灯する。

【０１１５】次に、放電ランプたとえば５ｂが寿命末期
になると、負荷回路５に第２のキャパシタンス５ｃ２が
接続されることにより、負荷特性は負荷特性曲線Ｄに変
更されるので、開放電圧は低い。一方、放電ランプの動
作特性は動作特性曲線ｄに変化していて、ランプ電圧が
高くなっているから、曲線Ｄと曲線ｄとは交点を作るこ
とができない。

【０１１６】このため、寿命末期になった放電ランプは
消灯する。

【０１１７】これに対して、他方の放電ランプ５ｂ’は
第１のコンデンサ５ｃ１’が接続されたままであるか
ら、前記した理由により点灯を継続する。

【０１１８】図６は、図４に示す本発明の放電ランプ点
灯装置の第３の実施形態を連続調光点灯した場合の負荷
特性を示すグラフである。

【０１１９】図において、図５と同一部分については説
明を省略する。

【０１２０】全光時の負荷特性曲線Ｃから高周波発生手
段の出力周波数を高くしていくことにより、調光度が大
きくなる。これにともなって負荷特性曲線はＣ₁、Ｃ₂へ
と転移し、動作点はＸからＸ₁、Ｘ₂へと移行していき、
連続的な調光を行うことができる。

【０１２１】図７は、図４に示す本発明の放電ランプ点
灯装置の第３の実施形態を始動時に第２のキャパシタン
スに切り替え、点灯後第１のキャパシタンスに切り替え
る場合の負荷特性を示すグラフである。

【０１２２】図において、図５と同一部分は説明を省略
する。

【０１２３】始動時に第２のコンデンサ５ｃ２を接続す
ることにより、負荷特性曲線Ｃになるので、高い開放電
圧を放電ランプに印加して始動を容易にできる。

【０１２４】そうして、放電ランプが点灯した後は第１
のコンデンサ５ｃ１を接続する。これにより、負荷特性
曲線Ｄとなり、放電ランプは動作点Ｘにて点灯する。放
電ランプが寿命末期になると、前述のように負荷特性曲
線Ｄと寿命末期時の動作特性曲線とは交差し得ないた
め、放電ランプは自動的に消灯する。

【０１２５】図８は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
４の実施形態を示す回路図である。

【０１２６】図において、図４と同一部分は同一符号を
付して説明を省略する。

【０１２７】本実施形態は、キャパシタンス切り替えの
回路構成において図４とは異なる。すなわち、コンデン
サ５ｃ２を常時放電ランプ５ｂ、５ｂ’と並列接続し、
キャパシタンス５ｃ３、５ｃ３’をスイッチ８によって
接離するように構成したものである。したがって、スイ
ッチ８を閉成すると、コンデンサ５ｃ２および５ｃ３が
並列接続されて合成容量が大きくなって図４におけるキ
ャパシタンス５ｃ１の容量と等しくなる。

【０１２８】これに対して、スイッチ８を開放すると、
キャパシタンス５ｃ２のみが放電ランプ５ｂ、５ｂ’に
並列接続されるから、キャパシタンスの容量は小さくな
る。

【０１２９】そうして、キャパシタンスの容量の変化に
伴う作用は図４に示す本発明の第３の実施形態と同じな
ので、説明は省略する。

【０１３０】図９は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
５の実施形態を示す回路図である。

【０１３１】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１３２】本実施形態は、負荷回路が異なる。すなわ
ち、３組の負荷回路５、５’、５”を共通の高周波発生
手段４に並列接続したものである。そして、放電ランプ
５ｂ、５ｂ’、５ｂ”はそれぞれ定格消費電力の異なる
ものを用いることができ、この場合にはインダクタンス
５ａ、５ａ’、５ａ”を調整して所定値のランプ電流が
通流するようにするものとする。

【０１３３】また、インダクタンス５ａ、５ａ’、５
ａ”、キャパシタンス５ｃ、５ｃ’，５ｃ”および高周
波発生手段４の出力周波数を適当に設定することによ
り、いずれかの放電ランプが寿命末期になったときに
は、当該放電ランプは消灯するが、残余の放電ランプは
点灯を継続するように構成されている。その具体的な構
成例を示せば、次のとおりである。

【０１３４】全光時の高周波発生手段の出力周波数を負
荷回路の固有共振周波数より十分小さく設定する。固有
共振周波数は負荷回路のインダクタンスおよびキャパシ
タンスを選択することにより、任意所望に設定すること
ができる。

【０１３５】そうして、上記のように出力周波数を設定
することにより、放電ランプと並列接続のキャパシタン
ス５ｃ、５ｃ’、５ｃ”は共振しないから、インダクタ
ンス５ａ、５ａ’、５ａ”は単なるインピーダンスとし
て作用するから、開放電圧は低くなる。この場合、開放
電圧はほぼ高周波発生手段の出力電圧により決定され
る。

【０１３６】図１０は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第６の実施形態を示す回路図である。

【０１３７】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１３８】本実施形態は、負荷回路５、５’の放電ラ
ンプを複数灯直列接続した点において異なる。すなわ
ち、各負荷回路５、５’にそれぞれ２灯の放電ランプ５
ｂ₁、５ｂ₂、５ｂ₁’、５ｂ₂’を直列接続し、さらに両
放電ランプと並列にキャパシタンス５ｃ、５ｃ’を接続
するとともに、一方の放電ランプ５ｂ₁、５ｂ₁’と並列
に逐次始動用のキャパシタンス５ｈ、５ｈ’を接続して
いる。

【０１３９】そうして、高周波発生手段４の高周波出力
を負荷回路５、５’に印加すると、放電ランプ５ｂ₂、
５ｂ₂’の両端間にキャパシタンス５ｄ、５ｄ’、５
ｄ”を介して全電圧が印加されて最初に始動し、点灯す
る。次に、放電ランプ５ｂ₁、５ｂ₁’の両端間に電圧が
集中的に印加されるために、当該放電ランプ５ｂ₁、５
ｂ₁’が引き続いて始動し、点灯する。この動作はいわ
ゆる逐次始動形と同じである。

【０１４０】図１１は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第７の実施形態を示す回路図である。

【０１４１】図において、図３と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１４２】本実施形態は、寿命末期時に高周波発生手
段４の出力周波数を低くする点において異なる。すなわ
ち、ランプ電圧検出手段９、９’を各放電ランプ５ｂ、
５ｂ’に並列に接続し、その出力を判定手段１０に入力
して寿命末期を判定し、寿命末期時には周波数切替手段
１１を作用させて発振器３ｃ１の発振周波数を切り替え
る。

【０１４３】そうして、放電ランプたとえば５ｂが寿命
末期になると、ランプ電圧検出手段９、判定手段１０お
よび周波数切替手段１１を介して発振器３ｃ１の発振周
波数が低く切り替えられるので、高周波発生手段３のス
イッチング手段の周波数が低下し、高周波発生手段３の
出力周波数が低くなる。これにより、開放電圧が低下し
て寿命末期の放電ランプ５ｂが消灯することは、既述に
説明から明白である。

【０１４４】図１２は、本発明の照明装置の一実施形態
を示す概念図である。

【０１４５】本実施形態は、細管形の放電ランプ５ｂ
１、５ｂ２を用いた家庭用の天井直付形照明器具であ
る。

【０１４６】図において、１２はシャーシ、１３は反射
板、１４は点灯装置、１５は透光カバーである。

【０１４７】シャーシ１２は、円形の浅皿状をなし、天
井に取り付ける手段を備えているとともに、透光カバー
１５を装着するための機構を有している。

【０１４８】反射板１３は、極力浅く形成されるととも
に、放電ランプ５ｂ１、５ｂ２の発光をなるべく透光カ
バー１５の面の輝度が均一になるように反射する形状に
成形されている。

【０１４９】点灯装置１４は、放電ランプを除いた負荷
回路、高周波発生手段および直流電源からなり、シャー
シ１２および反射板１３の間に形成される空間内に配設
されている。

【０１５０】透光カバー１５は、シャーシ１２の下面に
配設されて放電ランプ５ｂ１、５ｂ２および反射板１３
などを包囲している。

【０１５１】ところで、放電ランプ５ｂ１、５ｂ２は、
管外径が１６．５ｍｍの細管で、かつ環形の蛍光ランプ
を用いている。この蛍光ランプは形名がＦＨＣ２７およ
びＦＨＣ３４で、それぞれを全光点灯において３４Ｗ、
４８Ｗの高出力点灯するように点灯装置１４が構成され
ている。

【０１５２】そうして、本実施形態の照明器具は、従来
の一般形の蛍光ランプが管外径２９ｍｍであるのに対し
て、上記のように管外径が１６．５ｍｍなので、器具高
さを平均４０％小さくでき、すこぶる薄形にできるの
で、マンションに見られるように比較的低い天井高さの
室内に設置しても圧迫感がない。また、定格寿命は一般
形の蛍光ランプが６０００時間であるのに対して、９０
００時間なので、１．５倍になる。さらに、従来細管の
放電ランプにおいて深刻な問題を提起しやすい寿命末期
の異常温度上昇による溶融の心配がないことは既述のと
おりである。

【０１５３】

【発明の効果】請求項１ないし７の各発明によれば、た
とえ細管の放電ランプであっても複雑な保護回路を用い
ることなく、寿命末期時に放電ランプを消灯させること
により、ガラスバルブ、口金、ソケットなどが溶融する
のを未然に防止し、さらに所望により、良好で円滑な始
動を行う放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１５４】請求項２の発明によれば、加えて複数の負
荷回路を並列接続するとともに、負荷特性付与手段によ
って寿命末期の放電ランプを消灯させるが正常な放電ラ
ンプを継続点灯させるように構成したことにより、寿命
末期に暗転しない放電ランプ点灯装置を提供することが
できる。

【０１５５】請求項３の発明によれば、加えて放電ラン
プと並列接続されるキャパシタンスの容量を可変にした
ことにより、負荷特性を所望に変更させて寿命末期時の
保護動作を確実に行う放電ランプ点灯装置を提供するこ
とができる。

【０１５６】請求項４の発明によれば、加えて寿命末期
検出手段の出力に応じて放電ランプと並列接続のキャパ
シタンスの容量切り替えることにより、自動的に保護動
作を確実に行う放電ランプ点灯装置を提供することがで
きる。

【０１５７】請求項５の発明によれば、加えて放電ラン
プの寿命末期時に高周波発生手段の出力周波数を可変す
ることにより、開放電圧を確実に低くして寿命末期の放
電ランプを消灯する放電ランプ点灯装置を提供すること
ができる。

【０１５８】請求項６の発明によれば、加えて定格消費
電力の異なる放電ランプを共通の高周波発生手段に接続
したことにより、家庭用の照明器具に好適な放電ランプ
点灯装置を提供することができる。

【０１５９】請求項７の発明によれば、調光点灯時にお
いて放電ランプが寿命末期になったときに、全光点灯に
変更することにより、調光点灯中に寿命末期になっても
消灯する放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１６０】請求項８の発明によれば、請求項１ないし
７の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
を示すブロック的回路図

【図２】図１に示す本発明の放電ランプ点灯装置の第１
の実施形態における負荷回路の負荷特性を示すグラフ

【図３】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態
を示す回路図

【図４】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形態
を示す回路図

【図５】図４に示す本発明の放電ランプ点灯装置の第３
の実施形態における負荷特性を示すグラフ

【図６】図４に示す本発明の放電ランプ点灯装置の第３
の実施形態を連続調光点灯した場合の負荷特性を示すグ
ラフ

【図７】図４に示す本発明の放電ランプ点灯装置の第３
の実施形態を始動時に第２のキャパシタンスに切り替
え、点灯後第１のキャパシタンスに切り替える場合の負
荷特性を示すグラフ

【図８】本発明の放電ランプ点灯装置の第４の実施形態
を示す回路図

【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の第５の実施形態
を示す回路図

【図１０】本発明の放電ランプ点灯装置の第６の実施形
態を示す回路図

【図１１】本発明の放電ランプ点灯装置の第７の実施形
態を示す回路図

【図１２】本発明の照明装置の一実施形態を示す概念図

【図１３】従来技術１の放電ランプ点灯装置を示す回路
図

【図１４】従来技術１における負荷回路の負荷特性を示
すグラフ

【符号の説明】 １…交流電源 ２…整流回路 ３…ＤＣ−ＤＣコンバータ ４…高周波発生手段 ５…負荷回路 ５ａ…インダクタンス ５ｂ…放電ランプ ５ｃ…キャパシタンス ６…制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 啓二 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 仲矢 文則 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電ランプ、インダクタンスおよびキャパ
   シタンスを含む負荷回路と；負荷回路に高周波出力を供
   給する高周波発生手段と；全光点灯および調光点灯を設
   定する制御手段と；全光点灯時または全光時および電極
   予熱時に相対的に小さな開放電圧および大きな短絡電流
   の負荷特性を負荷回路に付与し、調光点灯時または始動
   時に相対的に大きな開放電圧および小さな短絡電流の負
   荷特性を付与する負荷特性付与手段と；を具備している
   ことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
2. 【請求項２】それぞれ放電ランプ、インダクタンスおよ
   びキャパシタンスを含み、並列接続された複数の負荷回
   路と；各負荷回路に高周波出力を供給する共通の高周波
   発生手段と；寿命末期になった放電ランプは消灯するが
   正常な放電ランプは全光点灯を継続するように負荷特性
   を負荷回路に付与する負荷特性付与手段と；を具備して
   いることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
3. 【請求項３】負荷回路は、放電ランプ、放電ランプと直
   列接続されたインダクタンスおよび放電ランプと並列接
   続されたキャパシタンスを含み；放電ランプと並列接続
   されたキャパシタンスの容量を可変する容量可変手段を
   具備している；ことを特徴とする請求項１または２記載
   の放電ランプ点灯装置。
4. 【請求項４】放電ランプの寿命末期を検出する検出手段
   を具備し；検出手段が放電ランプの寿命末期を検出した
   際に容量可変手段によって放電ランプと並列接続された
   キャパシタンスの容量を小さくする；ことを特徴とする
   請求項３記載の放電ランプ点灯装置。
5. 【請求項５】放電ランプの調光点灯時において検出手段
   が放電ランプの寿命を検出した際に高周波発生手段の出
   力周波数を可変する周波数可変手段を具備したことを特
   徴とする請求項４記載の放電ランプ点灯装置。
6. 【請求項６】複数の放電ランプは、定格消費電力が異な
   ることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ点灯装
   置。
7. 【請求項７】全光点灯および調光点灯を選択可能で、か
   つ調光点灯時にいずれかの放電ランプが寿命末期になっ
   たときに全光点灯に変更する制御手段を具備しているこ
   とを特徴とする請求項２または６記載の放電ランプ点灯
   装置。
8. 【請求項８】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項１ないし７のいずれか一記載の放電ランプ点灯
   装置と；を具備していることを特徴とする照明装置。