JPH11273889A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のタイマ手段を設けることなく、各高周
波発生装置の放電灯を同時に点灯する放電灯点灯装置を
提供する。 【解決手段】 直流電源装置１０は、交流電源印加時、
直流電圧Ｖ１を生成して出力し、制御電源回路１４が交
流電源印加時から第１の時間経過後に制御電圧を昇圧チ
ョッパ制御回路１３に出力すると直流電圧Ｖ１をＶ２ま
で昇圧し、タイマ回路１５がタイムアップ（第２の時
間）すると直流電圧Ｖ２をＶ３まで昇圧し、複数のイン
バータ装置２０は直流電圧Ｖ１及びＶ２が入力されたと
き、インバータ制御回路２４が所定の周波数ｆ２の制御
信号でＦＥＴ２６、２７を駆動して蛍光ランプ３０を予
熱し、電圧検出回路２３が直流電圧Ｖ３を検出したとき
はインバータ制御回路２４が所定の周波数ｆ１の制御信
号でＦＥＴ２６、２７を駆動して放電灯を点灯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一つの直流電源装
置と複数のインバータ装置からなる放電灯点灯装置に係
わり、さらに詳しくは、複数のインバータ装置にそれぞ
れ接続された放電灯を同時に点灯する放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は例えば特開平８−６９８
９２号公報に開示されている。この従来の放電灯点灯装
置は、直流電源装置とこれにそれぞれ接続された照明装
置とからなっている。照明装置は、放電灯が接続された
高周波発生装置と、直流電源装置の出力電圧を検出する
電圧検出手段及び放電灯の始動に要する時間が設定され
たタイマ手段を有する出力制御手段とから構成されてい
る。

【０００３】直流電源装置から高周波発生装置に直流電
圧が出力されると、各出力制御手段の電圧検出手段が検
出してタイマ手段に供給する。各タイマ手段は、検出電
圧が入力されると、所定時間が経過するまで、高周波発
生装置の出力周波数が低くなるよう制御して放電灯を始
動させ、その後に高周波発生装置の出力周波数が高くな
るよう制御して放電灯を点灯させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の放電灯
点灯装置では、高周波発生装置に直流電圧が印加されて
から放電灯が点灯するまでの時間は、照明装置の出力制
御手段に設けられたタイマ手段で設定されるが、このタ
イマ手段が照明装置毎に設けられているため、回路定数
のばらつきや、印加される直流電圧のばらつき（配線長
の違いによる電圧降下）によりタイマ時間がばらつき、
複数の放電灯を同時に点灯することが難しかった。

【０００５】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、複数のタイマ手段を設けることなく、各
高周波発生装置の放電灯を同時に点灯する放電灯点灯装
置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る放電灯点灯
装置は、交流電源が印加されると所定の直流電圧を生成
して出力し、かつ、その直流電圧を出力してから所定時
間を経過する毎に電圧値を可変して出力する直流電源装
置と、該直流電源装置にそれぞれ接続され、直流電圧が
印加されたとき所定の周波数ｆ２でスイッチング素子を
駆動して放電灯を予熱し、最終段の直流電圧が印加され
たときは所定の周波数ｆ１に可変してスイッチング素子
を駆動し放電灯を点灯する複数のインバータ装置とを備
えたものである。

【０００７】また、本発明に係る放電灯点灯装置は、交
流電源が印加されると直流電圧Ｖ１を生成して出力し、
交流電源印加時から第１の時間を経過したときは直流電
圧Ｖ１をＶ２まで昇圧して出力し、引き続き第２の時間
を経過したときは直流電圧Ｖ２をＶ３まで昇圧して出力
する直流電源装置と、該直流電源装置にそれぞれ接続さ
れ、直流電圧Ｖ１及びＶ２が入力されたときは所定の周
波数ｆ２でスイッチング素子を駆動して放電灯を予熱
し、直流電圧Ｖ３が入力されたときは所定の周波数ｆ１
（ｆ１＜ｆ２）でスイッチング素子を駆動して放電灯を
点灯する複数のインバータ装置とを備えたものである。

【０００８】前記直流電源装置は、交流電源印加時に生
成された直流電圧が印加され、該直流電圧の印加によっ
て電圧が所定値に達したときそれを制御電圧として出力
する制御電源回路と、スイッチング素子を有し、前記制
御電圧の印加によって電圧が所定値に達したとき前記ス
イッチング素子をオンするタイマ回路と、交流電源印加
時に生成された直流電圧Ｖ１が出力されたとき第１の電
圧を設定し、前記タイマ回路のスイッチング素子がオン
したときは第２の電圧を設定する電圧設定回路と、前記
制御電源回路の制御電圧が印加されたとき前記第１の電
圧に応じて直流電圧Ｖ１をＶ２まで昇圧し、前記第２の
電圧が入力されたときは直流電圧Ｖ２をＶ３まで昇圧す
る昇圧チョッパ制御回路を有する直流電源回路とを備え
たものであり、前記複数のインバータ装置は、スイッチ
ング素子を有し、直流電圧Ｖ３を検出したときそのスイ
ッチング素子をオンする電圧検出回路と、直流電圧Ｖ１
及びＶ２が入力されたときは所定の周波数ｆ２の制御信
号を出力し、前記電圧検出回路のスイッチング素子がオ
ンしたときは所定の周波数ｆ１の制御信号を出力するイ
ンバータ制御回路と、複数のスイッチング素子を有し、
かつ、出力端に放電灯が接続され、所定の周波数ｆ２の
制御信号の入力に基づいて複数のスイッチング素子を駆
動して放電灯を予熱し、所定の周波数ｆ１の制御信号が
入力されたときは該制御信号に基づいて複数のスイッチ
ング素子を駆動し放電灯を点灯する高周波発生回路とを
備えたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す放
電灯点灯装置の回路図、図２は本発明が適用された照明
器具の一例図である。まず、放電灯点灯装置の直流電源
装置１０の構成を説明する。図１において、１１は交流
電源の交流電圧を全波整流する全波整流回路、Ｃ１は全
波整流回路１１に直列に接続され、高周波カットフィル
タ用のコンデンサ、Ｌ１は全波整流回路１１のプラス側
に一次側コイルが挿入された昇圧コイル、１２はコンデ
ンサＣ１に並列に接続された例えばＦＥＴ、Ｄ１は逆流
防止用のダイオード、Ｃ２はＦＥＴ１２に並列に接続さ
れた平滑コンデンサで、交流電源印加時には電圧Ｖ１が
充電される。

【００１０】１３はＦＥＴ１２を制御して発生する昇圧
コイルＬ１のエネルギーを全波整流の電圧に重畳する昇
圧チョッパ制御回路で、制御電圧Ｖccが所定値に達した
ときに動作を開始する。制御電圧Ｖcc印加時は、例え
ば、後述する電圧設定回路の第１の電圧に応じてＦＥＴ
１２を制御し、平滑コンデンサＣ２に充電される電圧を
Ｖ１からＶ２まで昇圧し、電圧設定回路からの電圧が第
２の電圧に切り換わったときは電圧Ｖ２をＶ３まで昇圧
する。

【００１１】１４は制御電源回路で、全波整流回路１１
の両極の間に挿入された直列接続の抵抗Ｒ１及びコンデ
ンサＣ３と、コンデンサＣ３に並列に接続された定電圧
ダイオードＤ２とから構成され、交流電源印加時に充電
されたコンデンサＣ３の充電電圧が所定値（ツェナー電
圧）に達すると、その電圧を制御電圧Ｖccとして出力す
る。コンデンサＣ３への充電が開始されてから制御電圧
Ｖccを生成するまでの時間は第１の時間ｔ₁ である。

【００１２】１５はタイマ回路で、制御電源回路１４の
定電圧ダイオードＤ２に並列に接続された直列接続の抵
抗Ｒ２及びコンデンサＣ４と、抵抗Ｒ２及びコンデンサ
Ｃ４の接続点にカソードが接続された定電圧ダイオード
Ｄ３と、ベースが定電圧ダイオードＤ３のアノードに接
続され、コレクタが電圧設定回路側に接続され、エミッ
タが全波整流回路１１のマイナス側に接続されたトラン
ジスタＱ１とから構成され、制御電圧Ｖccの印加により
充電されたコンデンサＣ４の充電電圧が定電圧ダイオー
ドＤ３のツェナー電圧に達すると、トランジスタＱ１を
オンする。この制御電圧Ｖcc印加時からトランジスタＱ
１がオンするまでの時間は第２の時間ｔ₂ である。

【００１３】１６は直列に接続された抵抗Ｒ３、Ｒ４及
びＲ５からなる電圧設定回路で、抵抗Ｒ３の一端が平滑
コンデンサＣ２のプラス側に接続され、抵抗Ｒ３及びＲ
４の接続点が昇圧チョッパ制御回路１３に接続され、抵
抗Ｒ４及びＲ５の接続点がトランジスタＱ１のコレクタ
側に接続され、抵抗Ｒ５の他端が平滑コンデンサＣ２の
マイナス側に接続されている。交流電源の印加によって
直流電圧Ｖ１が出力され、制御電源回路１４の電圧がＶ
ccに達して昇圧チョッパ制御回路１３が動作すると、直
流電圧Ｖ１を抵抗Ｒ３、Ｒ４及びＲ５で構成される分圧
回路で分圧して第１の電圧を昇圧チョッパ制御回路１３
に設定し、直流電圧Ｖ１をＶ２まで昇圧させ、タイマ回
路５のトランジスタＱ１がオンしたときは、前記直流電
圧Ｖ２を抵抗Ｒ３及びＲ４で構成される分圧回路で分圧
して第２の電圧を昇圧チョッパ制御回路１３に設定し、
直流電圧Ｖ２をＶ３まで昇圧させる。

【００１４】次に、直流電源装置１０にそれぞれ接続さ
れたインバータ装置２０の回路構成を説明する。図１に
おいて、２１は高周波阻止用のフィルタで、図示してい
ないが入力端子間に接続されたコンデンサＣ５及びイン
ダクタンスＬ２からなっている。２２は全波整流回路か
らなる逆接続防止回路、２３は電圧検出回路で、カソー
ドが逆接続防止回路２２のプラス側に接続された定電圧
ダイオードＤ４と、定電圧ダイオードＤ４に直列に接続
された抵抗Ｒ６と、ベースが抵抗Ｒ６の他端に接続さ
れ、エミッタが逆接続防止回路２２のマイナス側に接続
されたトランジスタＱ２とから構成され、入力された直
流電圧がＶ３になると定電圧ダイオードＤ４がブレーク
オーバし、トランジスタＱ２がオンする。

【００１５】２４はインバータ制御回路で、直列に接続
された抵抗Ｒ７及びコンデンサＣ６と、電圧検出器２３
のトランジスタＱ２がオンしたときにコンデンサＣ６と
並列回路を構成するコンデンサＣ７とからなり、入力の
直流電圧がＶ１及びＶ２のときは、電圧検出回路２３の
トランジスタＱ２がオフ状態であるため、抵抗Ｒ７とコ
ンデンサＣ６で設定される周波数ｆ２の制御信号を出力
し、電圧検出器２３のトランジスタＱ２がオンしたと
き、即ち直流電圧Ｖ３が入力されたときコンデンサＣ
６、Ｃ７の並列による周波数ｆ１（ｆ１＜ｆ２）の制御
信号を出力する。

【００１６】２５は放電灯の蛍光ランプ３０が接続され
た高周波発生回路で、逆接続防止回路２２の両極間に直
列に挿入され、インバータ制御回路２４の制御信号に基
づいて交互にオン／オフする一対のＦＥＴ２６、２７
と、一端がＦＥＴ２６、２７の接続点に接続され、蛍光
ランプ３０の電流を所定値に制限するインダクタンスＬ
３と、蛍光ランプ３０に並列に接続されたコンデンサＣ
８とで構成されている。

【００１７】前述した直流電源装置１０は、図２に示す
ように天井に取り付けられてカバー４０で覆われてい
る。複数のインバータ装置２０は、それぞれ照明器具５
０に内蔵され、接続線６０を介して直流電源装置１０に
接続されている。

【００１８】前記のように構成された放電灯点灯装置の
動作を図３及び図４を参照しながら説明する。図３は本
実施形態の動作を示す波形図、図４はインバータの周波
数と蛍光ランプのコンデンサの印加電圧、即ち蛍光ラン
プに印加される電圧との関係を示す図である。例えば、
図３ａに示すように時間ｔ₀ において交流電源が印加さ
れると、直流電源装置１０の全波整流回路１１は、交流
電圧を全波整流し、昇圧コイルＬ１及びダイオードＤ１
を介して平滑コンデンサＣ２に充電する。平滑コンデン
サＣ２は、この充電により直流電圧Ｖ１を生成し、接続
線６０を介して複数のインバータ装置２０にそれぞれ出
力する。この時、電圧設定回路１６は、抵抗Ｒ３、Ｒ４
及びＲ５で構成される分圧回路で直流電圧Ｖ１を分圧し
て第１の電圧を設定し、昇圧チョッパ制御回路１３に出
力する。

【００１９】各インバータ装置２０は直流電圧Ｖ１が印
加されると、インバータ制御回路２４が、抵抗Ｒ７とコ
ンデンサＣ６で設定される周波数ｆ２の制御信号を高周
波発生回路２５に出力し（図３ｂ参照）、ＦＥＴ２６、
２７を交互にオン／オフする。この周波数ｆ２では、高
周波発生回路２５のインダクタンスＬ３とコンデンサＣ
８の共振が弱いので（図４参照）、コンデンサＣ８の発
生電圧、即ち蛍光ランプ３０の両端の印加電圧は低く設
定され（図３ｃ参照）、インダクタンスＬ３→蛍光ラン
プ３０の電極→コンデンサＣ８→蛍光ランプ３０の電極
という経路で電流が流れ電極を予熱する。

【００２０】一方、制御電源回路１４のコンデンサＣ３
には電圧が印加されており、この電圧により充電電圧が
定電圧ダイオードＤ２のツェナー電圧に達したとき、即
ち第１の時間ｔ₁ に達したときその電圧を制御電圧Ｖcc
として昇圧チョッパ制御回路１３及びタイマ回路１５に
印加する。この時、タイマ回路１５はコンデンサＣ４へ
の充電を開始し、昇圧チョッパ制御回路１３は、入力さ
れている電圧設定回路１６からの第１の電圧に応じてＦ
ＥＴ１２を制御し、平滑コンデンサＣ２に充電される電
圧をＶ１からＶ２に昇圧する（図３ａ参照）。

【００２１】各インバータ装置２０は直流電圧Ｖ２が入
力された場合、電圧検出回路２３が作動しないので、イ
ンバータ制御回路２４から出力される制御信号の周波数
はｆ２のままとなり（図３ｂ参照）、蛍光ランプ３０の
電極の予熱を継続する。

【００２２】一方、タイマ回路１５は、コンデンサＣ４
への充電を継続しており、その充電電圧が定電圧ダイオ
ードＤ３のツェナー電圧に達したとき、即ち第２の時間
ｔ₂に達するとトランジスタＱ１をオンする。電圧設定
回路１６は、トランジスタＱ１がオンされたとき抵抗Ｒ
３及びＲ４で分圧回路を構成し、直流電圧Ｖ２を分圧し
て第２の電圧を設定する。この時、昇圧チョッパ制御回
路１３は、その設定された第２の電圧に応じてＦＥＴ１
２を制御し、平滑コンデンサＣ２に充電される電圧をＶ
２からＶ３に昇圧する（図３ａ参照）。

【００２３】各インバータ装置２０は直流電圧Ｖ３が入
力されると、電圧検出回路２３がそれを検出する。即
ち、定電圧ダイオードＤ４がブレークオーバしてトラン
ジスタＱ２がオンする。この時、インバータ制御回路２
４は、トランジスタＱ２のオンによって構成されるコン
デンサＣ６、Ｃ７の並列により、制御信号の周波数をｆ
２からｆ１に切り換え（図３ｂ参照）、高周波発生回路
２５のＦＥＴ２６、２７を交互に駆動する。この場合
は、インダクタンスＬ３とコンデンサＣ８の共振に近づ
きコンデンサＣ８の電圧、即ち蛍光ランプ３０の両端電
圧が上昇し（図４参照）、蛍光ランプ３０を点灯する
（図３ｃ参照）。

【００２４】以上のように本実施形態においては、蛍光
ランプ３０の予熱から点灯に切り換えるタイミングを直
流電源装置１０に設けたタイマ回路１５で行うようにし
たので、複数の照明装置の出力制御手段にタイマ手段を
それぞれ設けた従来と比べ、タイマ手段の回路定数のば
らつきや、配線長の違いの電圧降下によるタイマ時間の
ばらつきがなく、複数のインバータ装置２０の照明器具
５０を同時に点灯できるという効果がある。

【００２５】なお、本実施形態では高周波発生回路２５
をハーフブリッジ型インバータで例示したが、この型に
限らず一石式インバータ、フルブリッジ型インバータ等
でもよい。また、蛍光ランプの予熱及び点灯の制御を高
周波発生回路２５のインダクタンスＬ３とコンデンサＣ
８の共振を利用して周波数制御することについて述べた
が、この制御に限らず点灯に先行して電極を予熱し、そ
の後に高電圧を印加して点灯させるものでもよい。さら
に、本実施形態では蛍光ランプ３０を点灯する電圧を予
熱時の電圧より高く設定しているが、その逆でもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本願の請求項１の発明によ
れば、複数のインバータ装置に電圧値を可変した直流電
圧を所定時間毎に出力し、最終段においては放電灯を点
灯させる直流電圧を出力するようにしたので、従来のよ
うにそれぞれの照明装置側にタイマ手段を設けることな
く複数の放電灯を同時に点灯できるという効果がある。

【００２７】本願の請求項２の発明によれば、交流電源
印加時は直流電圧Ｖ１を複数のインバータ装置に出力し
てそれぞれの放電灯を予熱させ、第１の時間を経過した
ときは直流電圧Ｖ１をＶ２まで変化して放電灯の予熱を
継続させ、第２の時間を経過したときは直流電圧Ｖ２を
Ｖ３まで変化して複数の放電灯を点灯させるようにした
ので、従来のようにそれぞれの照明装置側にタイマ手段
を設けることなく複数の放電灯を同時に点灯できるとい
う効果がある。

【００２８】本願の請求項３の発明によれば、直流電源
装置から出力されている直流電圧Ｖ２をＶ３に切り換え
るタイミングをその直流電源装置に設けられたタイマ回
路が行うようにしたので、従来のようにそれぞれの照明
装置側にタイマ手段を設けることなく複数の放電灯を同
時に点灯できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を示す放電灯点灯装置の回
路図である。

【図２】 本発明が適用された照明器具の一例図であ
る。

【図３】 本実施形態の動作を示す波形図である。

【図４】 インバータの周波数と蛍光ランプのコンデン
サの印加電圧、即ち蛍光ランプに印加される電圧との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１０ 直流電源装置、１１ 全波整流回路、１２ ＦＥ
Ｔ、１３ 昇圧チョッパ制御回路、１４ 制御電源回
路、１５ タイマ回路、１６ 電圧設定回路、２０ イ
ンバータ装置、２１ 高周波阻止用のフィルタ、２２
逆接続防止回路、２３ 電圧検出回路、２４ インバー
タ制御回路、２５ 高周波発生回路、２６、２７ ＦＥ
Ｔ、３０ 蛍光ランプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源が印加されると所定の直流電圧
   を生成して出力し、かつ、その直流電圧を出力してから
   所定時間を経過する毎に電圧値を可変して出力する直流
   電源装置と、 該直流電源装置にそれぞれ接続され、直流電圧が印加さ
   れたとき所定の周波数ｆ２でスイッチング素子を駆動し
   て放電灯を予熱し、最終段の直流電圧が印加されたとき
   は所定の周波数ｆ１に可変してスイッチング素子を駆動
   し放電灯を点灯する複数のインバータ装置とを備えたこ
   とを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 交流電源が印加されると直流電圧Ｖ１を
   生成して出力し、交流電源印加時から第１の時間を経過
   したときは直流電圧Ｖ１をＶ２まで変化して出力し、引
   き続き第２の時間を経過したときは直流電圧Ｖ２をＶ３
   まで変化して出力する直流電源装置と、 該直流電源装置にそれぞれ接続され、直流電圧Ｖ１及び
   Ｖ２が入力されたときは所定の周波数ｆ２でスイッチン
   グ素子を駆動して放電灯を予熱し、直流電圧Ｖ３が入力
   されたときは所定の周波数ｆ１でスイッチング素子を駆
   動して放電灯を点灯する複数のインバータ装置とを備え
   たことを特徴とする放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記直流電源装置は、交流電源印加時に
   生成された直流電圧が印加され、該直流電圧の印加によ
   って電圧が所定値に達したときそれを制御電圧として出
   力する制御電源回路と、スイッチング素子を有し、前記
   制御電圧の印加によって電圧が所定値に達したとき前記
   スイッチング素子をオンするタイマ回路と、交流電源印
   加時に生成された直流電圧Ｖ１が出力されたとき第１の
   電圧を設定し、前記タイマ回路のスイッチング素子がオ
   ンしたときは第２の電圧を設定する電圧設定回路と、前
   記制御電源回路の制御電圧が印加されたとき前記第１の
   電圧に応じて直流電圧Ｖ１をＶ２まで変化し、前記第２
   の電圧が入力されたときは直流電圧Ｖ２をＶ３まで変化
   する直流電源回路とを備え、 前記複数のインバータ装置は、スイッチング素子を有
   し、直流電圧Ｖ３を検出したときそのスイッチング素子
   をオンする電圧検出回路と、直流電圧Ｖ１及びＶ２が入
   力されたときは所定の周波数ｆ２の制御信号を出力し、
   前記電圧検出回路のスイッチング素子がオンしたときは
   所定の周波数ｆ１の制御信号を出力するインバータ制御
   回路と、複数のスイッチング素子を有し、かつ、出力端
   に放電灯が接続され、所定の周波数ｆ２の制御信号の入
   力に基づいて複数のスイッチング素子を駆動して放電灯
   を予熱し、所定の周波数ｆ１の制御信号が入力されたと
   きは該制御信号に基づいて複数のスイッチング素子を駆
   動し放電灯を点灯する高周波発生回路とを備えたことを
   特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。