JPH11307291A

JPH11307291A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH11307291A
Application number: JP11400898A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Miki; 伸和三木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】大々的な回路の追加を行なわずに簡単な回路構
成で定格が異なる同形状同寸法の蛍光灯を適合ランプと
して使用する。【解決手段】チョッパ回路２の出力電圧を４００Ｖ、イ
ンバータ回路４の発振周波数を焼く５０ｋＨｚとし、イ
ンダクタＬ４を２．２ｍＨ、コンデンサＣ１２を１５ｎ
Ｆとすると、ＨＥ２８Ｗ、ＨＯ５４Ｗを定格点灯させる
ことができる。また、可変抵抗ＶＲ２０でインバータ回
路４の発振周波数を変化させると、他のランプの組み合
わせにも適合可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同形状同寸法で定
格がそれぞれ異なる複数種の蛍光灯を適合ランプとして
使用する放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蛍光灯のような放電灯には、Ｆ
ＨＦ３２（高周波点灯専用で３２Ｗと４５Ｗの２重定格
ランプ）、ＦＬＲ４０Ｓ（定格４０Ｗ）、ＦＬ４０ＳＳ
/ ３７（定格３７Ｗ）、ＦＰＬ３６（定格３６Ｗ）等種
々の定格のものがある。それぞれ構造的に寸法、形状や
フィラメント構造等に違いがあるばかりか、定常時のラ
ンプ電圧やランプ電流、始動時の始動電圧、予熱時の予
熱電流特性等の電気特性についても違いがある。その結
果、日本市場のみならず、海外市場でも蛍光灯の品名
（蛍光灯の形状毎に、また定格違いに応じて）に対し
て、ほぼ１：１の関係で、専用のインバータ装置を使用
していた。

【０００３】ただし、従来よりある直管ラピッド型の一
般ランプ（例ＦＬＲ４０Ｓ：ランプ電流３８０ｍＡ、ラ
ンプ電圧１０５Ｖ、定格４０Ｗ）と省電力ランプ（ＦＬ
Ｒ４０Ｓ/ ３６：ランプ電流４００ｍＡ、ランプ電圧９
０Ｖ、定格３６Ｗ）のように略１０％程度の違いに対し
て一品種のインバータ装置で共用することはあった（松
下電工株式会社製ＥＳＸ４０２１ＨＫ−５ＥＮＨ等）。

【０００４】ところが、管径が１５．９ｍｍの通称Ｔ５
（以下Ｔ５ランプと称する。）と呼ばれる蛍光灯は、同
形状同寸法であっても定格がｌ：１．４倍以上の差を有
するものがある。例を上げると、Ｔ５ランプの管長４フ
ィートのものでは定格が大きい方のランプ（以後ＨＯラ
ンプと呼ぶ）が５４Ｗ（ランプ電流４００ｍＡ、ランプ
電圧１３５Ｖ）、定格が小さい方のランプ（以後ＨＥラ
ンプと呼ぶ）が２８Ｗ（ランプ電流１７０ｍＡ、ランプ
電圧１６５Ｖ）であり、両者には略２倍の定格差があ
る。そのため、上記ＦＬＲ４０ＳとＦＬＲ４０Ｓ/ ３６
の取り扱いと同じようには点灯装置の共用化ができな
い。

【０００５】なお、異種異定格のランプを共用しようと
するものとしては、特公平７−６６８６４号公報に記載
されたもののように、始動時にステップ的に始動電圧を
与え、点灯したタイミングでランプの種類を判別し、ラ
ンプ種別に応じたランプ定格を与えるものがある。

【０００６】また、特公平６−１２７１４号公報に示さ
れているインバータ回路は、定格ランプ電流が略等しく
定格ランプ電圧がそれぞれ異なる複数種の蛍光灯を適合
ランプとし、ランプ電圧−ランプ電流特性を急峻な垂下
性の定電流特性としている。

【０００７】さらに、一定のランプ電流を供給するイン
バータ回路で、管径が等しくランプ電流が等しい（２５
５ｍＡ）高周波専用のランプ（Ｔ８ランプ）を点灯させ
るもの等が提供されている。

【０００８】ところで、特公平７−６６８６４号公報に
示されるものは始動電圧で蛍光灯の種類を検出するとし
ているが、蛍光灯の始動電圧は周囲温度の変化でも大き
く変化するばかりか、現在のように多種多用の蛍光灯が
存在している場合、始動電圧の違いだけで蛍光灯の種別
を検出すると誤動作の危険性が高いという問題がある。

【０００９】また、このような従来構成ではマイクロコ
ンピュータ等により各蛍光灯の特徴を記憶させておく必
要があり、非常に大がかりな装置を必要とし、高コスト
化や制御の難しさから実用的でないという問題があっ
た。

【００１０】さらに、特公平６−１２７１４号公報に記
載のものはＨＥランプとＨＯランプのように定格電流が
大きく異なるものは対象としていない。

【００１１】さらにまた、管径およびランプ電流が等し
い蛍光灯を点灯させるものは、同形同寸法でランプ電流
が異なる場合には対処できない等の問題があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＴ
５ランプのような蛍光灯は同形状同寸法であっても定格
の違いがｌ：１．４倍以上あるから、放電灯点灯装置の
製造サイドでもユーザーによる挿入間違いを考慮する必
要がある。しかしながら、定格の違いがｌ：１．４倍以
上ある場合それぞれのランプ定格を同時に満たし、双方
を適合ランプとすることは非常に困難であり、大々的な
対策回路の付加が必要となり、実装面での問題や製品単
体コストで課題がある。

【００１３】また、各種ランプに対応して異なるインバ
ータ回路からなる放電灯点灯装置を使用することは、放
電灯点灯装置の種類が多くなり、使用する上で、繁雑に
なるとともに、放電灯点灯装置の製造が多品種少量生産
になるから、製造設備投資等に時間とコストが投入され
市場に対し低コストかつ信頼性の高い製品を提供できな
いものである。さらに、この場合は、製品ごとに最初か
ら設計を行なうことになるから、設計が煩雑になるとい
う不都合もある。

【００１４】本発明は、上記事由に鑑みて為されたもの
であり、その目的は、大々的な回路の追加を行なわずに
簡単な制御のみで、同形状同寸法で定格の異なる蛍光灯
を使用可能とした低価格な放電灯点灯装置を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、同形
状同寸法で定格がそれぞれ異なる複数種の蛍光灯を適合
ランプとし、商用電源を整流平滑して直流電源を得る電
源回路と、この電源回路に接続される１乃至複数のスイ
ッチ要素並びにＬＣ共振回路を具備し該１乃至複数のス
イッチ要素が高周波でスイッチング動作することでＬＣ
共振回路を介して上記蛍光灯に高周波電力を供給するイ
ンバータ回路と、少なくとも上記複数種の蛍光灯のそれ
ぞれを点灯させるときにインバータ回路の発振周波数を
変化させずに個々の適合ランプの定格が得られるように
動作特性を補正する補正手段とを設けたものである。こ
の構成により、インバータ回路の発振周波数を固定した
ままで補正手段により動作特性を変化させることで、そ
れぞれの蛍光灯に応じた定格出力を得ることができ、大
々的な回路の追加を行なわずに非常に簡単な制御のみで
定格が異なる同形状同寸法の蛍光灯を適合ランプとして
使用することができる、低価格な放電灯点灯装置が提供
可能となる。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記蛍光灯の種類を判別する種類判別手段を備え、
該種類判別手段の判別結果に基づいて上記補正手段が動
作特性を補正するものである。この構成によれば、請求
項１の発明の作用に加えて、たとえば、使用者などが蛍
光灯の種別を手動で設定するような手間をかける必要が
なく、使い勝手の向上が図れる。

【００１７】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記種類判別手段が、それぞれの蛍光灯のフィラメ
ント抵抗値を検出し該抵抗値に基づいて種類の判別を行
なうものである。この構成によれば、請求項２の発明の
作用に加えて、簡単な回路構成で蛍光灯の種別が容易に
判別できる。

【００１８】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、上記種類判別手段が、それぞれの蛍光灯の点灯時に
おけるランプ電圧またはランプ電流を検出し該検出電圧
または検出電流に基づいて種類の判別を行なうものであ
る。この構成によれば、請求項２の発明の作用に加え
て、簡単な回路構成で蛍光灯の種別が容易に判別でき
る。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、上記補正手段が、上記電源回路の出力電圧を可変す
るものである。この構成によれば、請求項１の発明の作
用に加えて、電源回路の出力電圧を可変するだけの簡単
な回路構成で定格の異なる蛍光灯に適合させることがで
きる。

【００２０】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、上記補正手段が、上記ＬＣ共振回路の共振特性を可
変するものである。この構成によれば、請求項１の発明
の作用に加えて、ＬＣ共振回路の共振特性を可変にする
だけの簡単な回路構成で定格の異なる蛍光灯に適合させ
ることができる。

【００２１】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、フィラメントに予熱電流を流す経路
に定格の異なるそれぞれの蛍光灯に適正な予熱電流を流
すインピーダンス要素が挿入されているものである。こ
の構成によれば、請求項１ないし請求項６の発明の作用
に加えて、定格の異なる蛍光灯に対してインピーダンス
要素を設けるだけの簡単な回路構成で適性な予熱電流を
得ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、直管型で管径が１６ｍ
ｍ（最大１７ｍｍ）の通称Ｔ５ランプを高周波で点灯さ
せるものであるが、Ｔ５ランプには同形状同寸法であっ
て定格が違う２種類のランプがあり、この定格違いのラ
ンプに対して一つのインバータで共用することに技術目
的を有するものである。

【００２３】つまり従来技術でも述べたとおり、ＦＬＲ
４０ＳとＦＬＲ４０Ｓ／３６のように同形状同寸法で定
格差が１０％程度のランプは以前よりあるが、ランプの
消費電力の定格差が１．４倍以上のランプは、最近にな
って日本市場に初めて導入されたものである。同形状同
寸法で異定格の２種のランプは、図３（ａ）に示すＨＥ
ランプのうちの１４Ｗと、図３（ｂ）に示すＨＯランプ
の内の２４Ｗ、同様にＨＥランプの２１ＷとＨＯの３９
Ｗ、ＨＥランプの２８ＷとＨＯランプの５４Ｗ、ＨＥラ
ンプの３５ＷとＨＯアンプの４９Ｗの各組み合わせがあ
り、ランプ電流、フィラメント抵抗値、等価抵抗に差が
あることが理解できる。

【００２４】このような同形状同寸法のランプを共用す
るための本発明の放電灯点灯装置の実施形態を以下に説
明する。

【００２５】（実施形態１）本実施形態は、図１に示す
回路構成を有し、商用電源ＡＣ、商用電源ＡＣを全波整
流する整流回路１、整流回路１の出力を昇圧するチョッ
パ回路２、チョッパ回路２を制御するチョッパ制御回路
３、チョッパ回路２の出力を電源として高周波電圧を出
力するインバータ回路４、インバータ回路４を制御する
インバータ制御回路５を含む。

【００２６】商用周波数の交流電圧は、フィルタ回路９
を介して整流回路１により整流され、チョッパ回路２に
より昇圧平滑されて直流電圧が生成される。この直流電
圧はインバータ回路４により高周波に変換される。イン
バータ回路４はインダクタＬ４とコンデンサＣ12からな
るＬＣ共振回路を含み、その共振電流により２灯直列に
接続した蛍光灯たるＴ５ランプ（以下、単に「ランプ」
と呼ぶ。）ＦＬ１，ＦＬ２が高周波で駆動される。ラン
プＦＬ１，ＦＬ２を数１０ｋＨｚの高周波で点灯するこ
とにより、光出力の増加、装置の小型化、可聴騒音の低
減、ちらつきの抑制、即時点灯などが可能となる。

【００２７】チョッパ回路２は、電磁エネルギーを蓄積
するイングクタＬ３、パワーＭＯＳＦＥＴよりなるスイ
ッチング素子Ｑ１、逆流防止用のダイオードＤ１、平滑
用コンデンサＣ４，Ｃ５を具備する。しかして、スイッ
チング素子Ｑ１がオンである期間に、整流回路１の出力
電圧がインダクタＬ３に印加されてインダクタＬ３に流
れる電流が直線的に増加し、イングクタＬ３に電磁エネ
ルギーが蓄積される。また、スイッチング素子Ｑ１がオ
フの期間に、インダクタＬ３に蓄積された電磁エネルギ
ーにより、イングクタＬ３の両端に逆起電力が発生す
る。この逆起電力は整流回路１の出力電圧に加算され、
ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ４，Ｃ５を充電す
る。これによりコンデンサＣ４，Ｃ５の両端に整流回路
１の出力電圧を昇圧し平滑した直流電圧が得られる。な
お、本実施形態では、出力電圧が４００Ｖとなるように
設定している。また、本実施形態では整流回路１とチョ
ッパ回路２とにより電源回路を構成している。

【００２８】チョッパ制御回路３は、チョッパ回路２に
流れる電流とチョッパ回路２の出力電圧とを検出するこ
とにより、チョッパ回路２のスイッチング素子Ｑ１のオ
ンオフ制御を行なっている。このチョッパ制御回路３は
汎用の集積回路ＩＣ１（ユニットロード社製ＵＣ３８５
２）とその外付け部品群により構成されているものであ
る。

【００２９】インバータ回路４は、バイポーラのパワー
トランジスタＱ２、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３、ダイオー
ドＤ２、インダクタＬ４、コンデンサＣ８，Ｃ１２、ト
ランスＴ１を含むハーフブリッジインバータ回路で構成
されたいわゆる自励他励制御型インバータ回路である。
ここで、インダクタＬ４（インダクタンス値＝２．２ｍ
Ｈ）とコンデンサＣ１２（静電容量値＝１５ｎＦ）とで
ＬＣ直列共振回路を構成している。

【００３０】インダクタＬ４とコンデンサＣ１２、トラ
ンスＴ１、ランプＦＬ１，ＦＬ２を有する負荷回路６に
流れる振動電流がイングクタＬ４の２次巻線ｎ２から、
パワートランジスタＱ２のベースにフィードバックさ
れ、パワートランジスタＱ２がオンオフされる。パワー
ＭＯＳＦＥＴＱ３は、インバータ制御回路５によりオン
オフされる。インバータ回路４は高周波で発振し、その
発振周波数の電力がトランスＴｌを介して負荷回路６の
ランプＦＬ１，ＦＬ２に供給され、ランプＦＬ１，ＦＬ
２が点灯する。

【００３１】インバータ制御回路５は、専用の集積回路
ＩＣ２（たとえば、松下電子部品社製のＡＮ６７６６
Ｋ）と、周辺用の電子部品とからなり、インバータ回路
４の始動、ランプＦＬ1 ，ＦＬ２の予熱、インバータ
回路４の発振周波数の変更を行なうように構成される。
インバータ回路４の発振周波数は、パワーＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３のオン期間を変えることで制御される。パワーＭＯ
ＳＦＥＴＱ３のオン期間は、パワートランジスタＱ２が
ターンオフした直後から始まるのであって、パワートラ
ンジスタＱ２のターンオフは、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３
のボディダイオードが導通したときに、インバータ制御
回路５で検出される。集積回路ＩＣ２の制御電圧は、抵
抗Ｒ11とツェナーダイオードＺＤ１とコンデンサＣ10と
により構成された電源部により供給される。なお、本実
施形態では、トランスＴ１に設けた２次巻線に接続され
たランプ電圧検出回路７と、間欠発振タイマ回路８とを
備えている。

【００３２】ランプ電圧検出回路７は、ランプＦＬ1 ，
ＦＬ２の寿命末期における放電抵抗の増加に伴う端子
電圧の大幅な上昇を検出し、検出電圧が規定の閾値に達
するとインバータ回路４の出力電圧を制限するように機
能する。ランプ電圧検出回路７における検出電圧の上記
閾値は、過電圧からインバータ回路４を保護するように
設定される。

【００３３】間欠発振タイマ回路８は、ランプＦＬ1 ，
ＦＬ２が取り外されたときにインバータ回路４の動作
を停止させ、ランプＦＬ1 ，ＦＬ２が再装着されたと
きにインバータ回路４に始動電圧を与えて再始動させる
ために設けられている。以下に動作の詳細を説明する。

【００３４】まず、チョッパ回路２について動作を説明
する。上述した回路に商用電源である交流電源ＡＣを接
続すると、チョッパ制御回路３では整流回路１の出力に
より抵抗Ｒ12を通してコンデンサＣ17が充電される。コ
ンデンサＣ17の両端電圧は集積回路ＩＣ１の電源電圧と
なり、上記電圧が集積回路ＩＣ１の動作電圧（約１５
Ｖ）よりも上昇すると、集積回路ＩＣ１は制御端子であ
る６番端子から制御信号を出力してスイッチング素子Ｑ
１を所定期間だけオンにし、チョッパ回路２を始動させ
る。チョッパ制御回路３では、始動後にはチョッパ回路
２に設けたインダクタＬ３の２次巻線Ｎ２の誘起電力が
ダイオードＤ６を通してコンデンサＣ17を充電し、集積
回路ＩＣ１の７番端子である電源端子への給電が維持さ
れる。スイッチング素子Ｑ１のオン期間は、集積回路Ｉ
Ｃ１の３番端子に接続された抵抗Ｒ17と４番端子に接続
されたコンデンサＣ18と、集積回路ＩＣ１の１番端子で
あるフィードバック端子に印加されるチョッパ回路２の
出力電圧を抵抗Ｒ20，Ｒ21と可変抵抗ＶＲ１とにより分
圧して得た電圧とにより決定される。

【００３５】ところで、スイッチング素子Ｑ１は、集積
回路ＩＣ１の２番端子に印加される抵抗Ｒ１の端子電圧
により決定されるタイミングで６番端子から出力される
制御信号によってターンオンする。抵抗Ｒ１の端子電圧
は２番端子に印加されるのであって、この電圧はインバ
ータ回路４の負側を基準（接地電位）としてチョッパ回
路２に流れる電流を示す。抵抗Ｒ１の端子電圧は集積回
路ＩＣ１によって基準電圧と比較され、インダクタＬ３
がエネルギーを放出してチョッパ回路２の出力電流がほ
ぼ零になったか否かが判定される。集積回路ＩＣ１は、
チョッパ回路２の出力電流がほぼ零になったことを検出
すると、６番端子からスイッチング素子Ｑ１をターンオ
ンする制御信号を出力し、上述のようにして設定された
オン期間だけスイッチング素子Ｑ１をオンにする。上述
のようにしてスイッチング素子Ｑ１は、４０〜１００ｋ
Ｈｚの高周波でオンオフを繰り返してコンデンサＣ４，
Ｃ５の両端の直流電圧を安定化するようにフィードバッ
ク制御される。しかるに、チョッパ回路２の出力電圧
は、商用交流電源ＡＣのピーク電圧よりも高く、かつ商
用交流電源ＡＣの変動にかかわらず一定に保たれること
になる。

【００３６】抵抗Ｒ２，Ｒ３は、スイッチング素子Ｑ１
のゲート電流を制限し、スイッチング素子Ｑ１の誤動作
を防止するために設けられている。集積回路ＩＣ１は、
８番端子であるオフセット端子を備え、１番端子である
フィードバック端子に対して抵抗Ｒ18およびコンデンサ
Ｃ19を介して接続されている。抵抗Ｒ18およびコンデン
サＣ19は、集積回路ＩＣ１が内蔵している演算増幅器の
オフセットを設定する。

【００３７】チョッパ回路２が上述のように動作するこ
とによって、インダクタＬ３には休止期間のない鋸歯状
波形の高周波電流が流れる。この高周波電流は、フィル
タ回路９により平滑化されて入力電流を正弦波とするの
であって、商用交流電源ＡＣの電圧波形の位相にほぼ一
致し、結果的に高周波成分の除去によって入力電流歪を
抑制しかつ力率を向上させる。

【００３８】次に、インバータ制御回路５について説明
する。インバータ制御回路５のコンデンサＣ10は抵抗Ｒ
11を通して充電され、このコンデンサＣ10の両端電圧が
集積回路ＩＣ２の１番端子である電源端子に動作電圧と
して印加される。この電圧の上限は、ツェナーダイオー
ドＺＤ１により制限されている。上記動作電圧が約１０
Ｖまで上昇すると、集積回路ＩＣ２はパワーＭＯＳＦＥ
ＴＱ３をターンオンできるようになる。ここにおいて、
集積回路ＩＣ２は集積回路ＩＣ１の作動後に、チョッパ
制御回路３の抵抗Ｒ12とコンデンサＣ17とに関連付けて
設定した抵抗Ｒ11とコンデンサＣ10との時定数分だけ遅
延して作動する。パワーＭＯＳＦＥＴＱ３は集積回路Ｉ
Ｃ２により設定された期間だけオンになるように制御さ
れる。パワーＭＯＳＦＥＴＱ３がターンオフすると、パ
ワートランジスタＱ２はインバータ回路４の構成部品に
より決定される所定時間だけオンになり、その後、再び
パワーＭＯＳＦＥＴＱ３がターンオンするように制御さ
れる。このようにしてパワーＭＯＳＦＥＴＱ３とパワー
トランジスタＱ２とは高周波で交互にオンオフされるこ
とになる。オンオフの周波数は略５０ｋＨｚに設定さ
れ、このインバータ回路４の出力はトランスＴ１と共振
回路とを介してランプＦＬ１，ＦＬ２に供給され、ラ
ンプＦＬ１，ＦＬ２に高周波電圧が印加されるのであ
る。

【００３９】しかして、初期動作期間では、インバータ
回路４の発振周波数はＬＣ共振回路の共振周波数よりも
高く設定される。このことによって、ランプＦＬ１，
ＦＬ２には始動電圧よりも低い予熱電圧が印加されフ
ィラメントが予熱される。予熱期間はコンデンサＣ24の
容量により設定され、トランスＴ１の２次巻線から共振
用のコンデンサＣ12を通して流れる電流および別に設け
た予熱巻線からの電流によりフィラメントが予熱され
る。こうしてフィラメントを予熱することにより、イオ
ン衝撃によるフィラメントの損耗を抑制しフィラメント
の寿命を長くすることができる。

【００４０】予熱は通常は電源投入から約１秒以内に行
なわれ、予熱後にはパワーＭＯＳＦＥＴＱ３は定常動作
時よりもオン期間が引き延ばされるように制御される。
このことによって、インバータ回路４は共振回路の共振
周波数に近い発振周波数で動作し、ランプＦＬ１，Ｆ
Ｌ２に対して始動電圧を与えるのである。その後、イ
ンバータ回路４はランプＦＬ１，ＦＬ２が点灯するま
でほぼ同じ発振周波数で動作し続ける。

【００４１】インバータ回路４の動作さらに詳しく説明
する。１番端子である電源端子への印加電圧が上昇する
と、集積回路ＩＣ２では基準電圧を発生させる。この基
準電圧についてはパワーＭＯＳＦＥＴＱ３の動作に関連
させて後述する。チョッパ回路２が始動した直後は、パ
ワートランジスタＱ２およびパワーＭＯＳＦＥＴＱ３は
ともにオフ状態に保たれており、その間には、チョッパ
回路２の出力電圧は抵抗Ｒ７の両端間とパワーＭＯＳＦ
ＥＴＱ３のソース−ドレイン間とに印加される。パワー
ＭＯＳＦＥＴＱ３のソース−ドレイン間の電圧は抵抗Ｒ
４〜Ｒ６により分圧され、抵抗Ｒ６の両端電圧は集積回
路ＩＣ２の１８番端子に印加される。集積回路ＩＣ２の
１１番端子に印加されるコンデンサＣ24の端子電圧が約
０．５Ｖまで上昇し、抵抗Ｒ６の両端電圧が上記基準電
圧よりも低くなると、集積回路ＩＣ２の２２番端子の出
力はＨレベルになる。２２番端子のＨレベルの出力は抵
抗Ｒ10を通してパワーＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに始動
パルスを与え、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３をターンオンさ
せる。このとき、パワートランジスタＱ２はオフ状態に
保たれる。

【００４２】パワーＭＯＳＦＥＴＱ３がオンになると、
インバータ回路４では、コンデンサＣ９、トランスＴ１
の１次巻線、共振用のインダクタＬ４、パワーＭＯＳＦ
ＥＴＱ３、抵抗Ｒ９を通して電流が流れる。したがっ
て、抵抗Ｒ９の両端電圧が上昇し、この電圧は集積回路
ＩＣ２の２０番端子である電流検出端子に印加され、集
積回路ＩＣ２の内部で別に設定された基準縁圧を越える
と、集積回路ＩＣ２の内部タイマが作動し、内部タイマ
の出力電圧がＨレベルになる。内部タイマの時限時間
は、集積回路ＩＣ２の２番端子に外付された抵抗Ｒ20と
コンデンサＣ21並びにスイッチＳＷを介して接続された
抵抗Ｒ_HEとにより決定される。ここに、内部タイマは、
パワーＭＯＳＦＥＴＱ３のオン期間を、始動パルスによ
って得たオン期間よりも引き延ばす機能を有する。すな
わち、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３は、内部タイマが動作し
ていないときには短時間だけオンになる。内部タイマの
出力があらかじめ設定された時間間隔が経過してＬレベ
ルになると、集積回路ＩＣ２は２２番端子の出力をＬレ
ベルにし、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３をターンオフさせ
る。パワーＭＯＳＦＥＴＱ３がオンになっている期間に
は、インダクタＬ４の２次巻線ｎ２にはパワートランジ
スタＱ２を逆バイアスしてオフに保つように電圧が発生
する。逆に、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３がターンオフする
と、２次巻線ｎ２には逆極性の電圧が発生してパワート
ランジスタＱ２が順バイアスされ、パワートランジスタ
Ｑ２がターンオンする。このようにして、インバータ回
路４は発振電流ないし発振電圧の出力を開始する。

【００４３】ドレイン電流が停止してパワーＭＯＳＦＥ
ＴＱ３がターンオフすると、インダクタＬ４は同じ向き
の電流を流し続けようとするから、インダクタＬ４の２
次巻線ｎ２には逆極性の電圧が誘起される。この誘起電
圧による電流は、ダイオードＤ２を通して流れる。した
がって、パワートランジスタＱ２は２次巻線ｎ２に誘起
された電圧によって順バイアスされてターンオンする。
上記電流が減少して零になると、コンデンサＣ９が電源
として機能し、パワートランジスタＱ２にコレクタ電流
を流す。コレクタ電流がベース電流の所定倍になると、
パワートランジスタＱ２は不飽和になる。したがって、
２次巻線ｎ２の誘起電圧は、パワートランジスタＱ２の
オン状態を維持できなくなるまでパワートランジスタＱ
２のベース電流を減少する。パワートランジスタＱ２が
ターンオフした後にも、インダクタＬ４は、トランスＴ
１の１次巻線、チョッパ回路２よりなる直流電源、パワ
ーＭＯＳＦＥＴＱ３のボディダイオードを通して同じ向
きに電流を流し続けようとする。ボディダイオードが導
通すると、ソース−ドレイン間電圧は零まで低下し、そ
れに伴って、集積回路ＩＣ２の１８番端子である電圧モ
ニタ端子への印加電圧も低下する。その結果、抵抗Ｒ６
の両端電圧は集積回路ＩＣ２の内部で設定されている基
準電圧よりも下がり、集積回路ＩＣ２は２２番端子であ
る出力端子の出力をＨレベルにして、パワーＭＯＳＦＥ
ＴＱ３をターンオンさせる。これによって、パワーＭＯ
ＳＦＥＴＱ３にドレイン電流が流れる。ドレイン電流が
流れ始めた後には、抵抗Ｒ10の両端に電圧が発生し、こ
の電圧が集積回路ＩＣ２の２０番端子である電流検出端
子に印加され、この電圧は基準電圧と比較される。比較
される電圧が基準電圧を越えていると、集積回路ＩＣ２
の内部タイマはあらかじめ設定された時限時間で動作
し、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３のオン期間を時限し、その
後、集積回路ＩＣ２はパワーＭＯＳＦＥＴＱ３をターン
オフさせるように制御する。上述のようにして、パワー
ＭＯＳＦＥＴＱ３およびパワートランジスタＱ２は高周
波で交互にオンオフされ、トランスＴ１およびインダク
タＬ４とコンデンサＣ12とにより形成された共振回路を
通してランプＦＬ1 ，ＦＬ2 を点灯させるのである。

【００４４】次に、ランプ電圧検出回路７の動作につい
て説明する。ランプＦＬ1 ，ＦＬ2が寿命末期に近付く
と、ランプ電流が減少してランプ電圧が上昇し、インバ
ータ回路４の出力電圧も上昇する。したがって、トラン
スＴ１の２次巻線の誘起電圧が上昇し、２次巻線にダイ
オードＤ５および抵抗Ｒ32を介して直列接続されている
抵抗Ｒ33の両端電圧が上昇する。抵抗Ｒ33の両端電圧
は、集積回路ＩＣ２の１５番端子に入力され所定の閾値
（集積回路ＩＣ２の内部でたとえば５Ｖに設定される）
と比較される。抵抗Ｒ33の電圧がこの閾値を越えると、
集積回路ＩＣ２は２２番端子である出力端子の出力をＬ
レベルに設定し、パワーＭＯＳＦＥＴＱ３をターンオフ
させるか、あるいは所定時間内で間欠的に出力をＨレベ
ルに設定する。このようにして、インバータ回路４の発
振が停止もしくはランプ電圧が制限されることになる。
したがって、ランプ電圧検出回路７を設けていることに
より、集積回路ＩＣ２はランプＦＬ1 ，ＦＬ2 の寿命が
末期に近づいたことを知ることができ、インバータ回路
４の動作を停止させたり制限したりし、寿命末期では無
負荷状態に近くなってランプ電圧が上昇するのに対し
て、このような過電圧から回路要素を保護することがで
きるのである。したがって、パワートランジスタＱ２お
よびパワーＭＯＳＦＥＴＱ３は過電圧による破壊が防止
され、インダクタＬ４およびトランスＴ１の１次巻線は
過熱が防止される。

【００４５】次に、間欠発振タイマ回路８の動作につい
て説明する。いま、本装置を作動させた状態でいずれか
一方のランプＦＬ1 ，ＦＬ2 を交換のために取り外す
と、共振用のコンデンサＣ12が切り離されてインバータ
回路４は停止する。すなわち、コンデンサＣ12が切り離
されると共振回路が形成されなくなり、またトランスＴ
１の２次巻線が開放されて１次巻線のインダクタンスが
増加する。その結果、インダクタＬ４を通過する電流が
減少し、パワートランジスタＱ２のベースに十分な順方
向バイアスを与えることができなくなり、パワートラン
ジスタＱ２とパワーＭＯＳＦＥＴＱ３とはともにオフに
なる。この状態が継続すれば、一般に使用者はランプ交
換を行なって再始動させることになる。このとき、ラン
プの予熱が必要になるから、ランプの点灯までに時間遅
れが生じる。しかしながら、本実施形態の構成では間欠
発振タイマ回路８を設けていることによって、このよう
な操作が不要になるのである。この理由を以下に説明す
る。間欠発振タイマ回路８は、整流回路１に接続された
抵抗Ｒ11の一端に抵抗Ｒ31を介してコレクタが接続され
たバイポーラトランジスタＱ４を備え、このトランジス
タＱ４のコレクタは集積回路ＩＣ２の１２番端子にも接
続される。トランジスタＱ４のベースは抵抗Ｒ22，Ｒ23
を通してパワーＭＯＳＦＥＴＱ３のドレインに接続さ
れ、またトランジスタＱ４のベース−エミッタ間にはコ
ンデンサＣ25が接続される。すなわち、コンデンサＣ25
は抵抗Ｒ22，Ｒ23と直列接続され、この直列回路はパワ
ーＭＯＳＦＥＴＱ３のドレイン−ソース間に並列的に接
続されるのである。インバータ回路４が高周波電圧を供
給するときには、コンデンサＣ25はパワートランジスタ
Ｑ２およびトランスＴ1の１次巻線を通る交流によって
常時充電されており、抵抗Ｒ22，Ｒ23を通してトランジ
スタＱ４をオン状態に保つように順バイアスする。この
とき集積回路ＩＣ２の１２番端子はＬレベルになる。

【００４６】一方、ランプＦＬ１，ＦＬ２が取り外され
コンデンサＣ12が切り離されることによってインバータ
回路４の動作が停止し、パワートランジスタＱ２および
パワーＭＯＳＦＥＴＱ３がともにオフになると、チョッ
パ回路２から抵抗Ｒ7a，Ｒ7b，Ｒ22，Ｒ23を通して流れ
る電流によってコンデンサＣ25は急速に充電され、トラ
ンジスタＱ４を順バイアスしてターンオンさせようとす
る。その結果、トランジスタＱ４はターンオンしてコン
デンサＣ25は放電し、このコンデンサＣ25は上記経路を
通して再充電されることになる。このようにして、コン
デンサＣ25は充放電を繰り返して、集積回路ＩＣ２の１
２番端子にＨレベルとＬレベルとの入力を交互に与える
のである。集積回路ＩＣ２は、１２番端子がＨレベルに
立ち上がるたびに所定時間幅の始動パルスを２２番端子
である出力端子から出力してパワーＭＯＳＦＥＴＱ３を
オンにするように構成されている。したがって、ランプ
ＦＬ１，ＦＬ２が取り外され無負荷状態になって共振回
路が形成されなくなると、トランスＴ１の２次巻線が切
り離されて、１次巻線とインダクタＬ４とはパワーＭＯ
ＦＳＥＴＱ３への電流を制限するように機能する。すな
わち、抵抗Ｒ６の両端電圧は基準電圧まで上昇できず、
内部タイマはインバータ回路４の発振動作を開始させる
に必要な程度にパワーＭＯＳＦＥＴＱ３のオン時間を引
き延ばすことができなくなる。上述のようにして、ラン
プＦＬ１，ＦＬ２が取り外された後には、集積回路ＩＣ
２は、インバータ回路４をいつでも再始動できるように
いつもリセットされ、パワートランジスタＱ２をオフに
保ったままでパワーＭＯＳＦＥＴＱ３のオンオフを繰り
返させるのである。

【００４７】ランプＦＬ１，ＦＬ２が装着されると、抵
抗Ｒ10の両端電圧は基準電圧までただちに上昇して、内
部タイマはパワーＭＯＳＦＥＴＱ３のオン時間を引き延
し、上記動作によってパワートランジスタＱ２をオンさ
せることができるようにする。すなわち、インバータ回
路４が再び作動して高周波電圧がランプＦＬ１，ＦＬ２
に印加されるのである。

【００４８】次に、本発明の要旨の部分について説明す
る。本実施形態では上述のように、パワーＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３のオン期間を決定する集積回路ＩＣ２の内部タイマ
の時限時間、つまりインバータ回路４の発振周波数をラ
ンプＦＬ１，ＦＬ２の点灯中には変化させずに固定して
いる。

【００４９】ところで、本発明者らは上記放電灯点灯装
置を用いて、前述のＨＥ２８ＷのランプとＨＯ５４Ｗの
ランプとを点灯した場合のランプ電流を測定したところ
図２に示すような特性を示すという知見を得た。図２中
イはＨＥランプの電流を示し、ロはＨＯランプの電流を
示す。また、両ランプのランプ定格電力の比はｌ：１．
９である。図では、インバータ回路４の発振周波数を５
０k Ｈｚ固定で動作させると、ＨＥ２８Ｗでは１７０ｍ
Ａ、ＨＯ５４Ｗでは４００ｍＡのランプ電流が得られ、
それぞれの定格出力（ＨＥ：２８Ｗ、ＨＯ：５４Ｗ）が
得られることを示している。このときのインダクタＬ４
とコンデンサＣ12とのＬＣ共振回路の固有振動周波数は
略２８ｋＨｚに設定してあり、チョッパ回路２の出力電
圧は４００Ｖとした。

【００５０】しかして、本実施形態ではＨＥ２８Ｗのラ
ンプとＨＯ５４Ｗのランプ( ＨＥ：９８２Ω、ＨＯ：３
３７Ω）と、インダクタＬ４( ２．２ｍＨ) −コンデン
サＣ１２（１５ｎＦ）の組合せとチョッパ電圧(4００
Ｖ) および発振周波数を５０ｋＨｚで固定する組み合わ
せにより、ＨＥ２８Ｗの使用時は１７０ｍＡ、ＨＯ５４
Ｗの使用時は４００ｍＡのランプ電流が得られ、上記ラ
ンプ電流をそれぞれ得られる組合せの構成であれば、Ｈ
Ｅ２８ＷとＨＯ５４Ｗのランプで共用できる放電灯点灯
装置が実現できた。

【００５１】また、集積回路ＩＣ２の２番端子に抵抗Ｒ
20と可変抵抗ＶＲ20との直列回路を接続して、可変抵抗
ＶＲ20の調整によりインバータ回路４の発振周波数を調
整可能としてある。可変抵抗ＶＲ20の抵抗値を大きくす
るほど発振周波数は低くなる。しかして、複数種のラン
プのそれぞれを点灯させたときに個々の適合ランプの定
格が得られるようにインバータ回路４の発振周波数を可
変抵抗ＶＲ20により調節すれば、インバータ回路４の発
振周波数を可変することによりそれぞれのランプに応じ
た定格出力をインバータ回路４からランプに供給し、大
々的な回路の追加を行なわずに非常に簡単な制御のみで
定格が異なるランプを適合ランプとして使用することが
できる、低価格な放電灯点灯装置が提供可能となる。

【００５２】つまり、インバータ回路４の発振周波数を
調節すれば、管長が２フィートである定格１４ＷのＨＥ
ランプと定格２４ＷのＨＯランプを共用したり、管長が
３フィートである定格２１ＷのＨＥランプと定各３９Ｗ
のＨＯランプを共用したり、あるいは管長が５フィート
である定各３５ＷのＨＥランプと定格４９ＷのＨＯラン
プを共用することが可能になる。

【００５３】ところで、上述のような昇圧チョッパ回路
２と自励他制のハーフブリッジ型インバータ回路との組
み合わせ以外にも、図４に示すように共振回路を形成し
ているＬＣのインピーダンス要素が商用交流電源ＡＣの
電源電圧に応じて変化する、いわゆる高周波充電式のイ
ンバータ回路を用いたものや、ハーフブリッジ型のイン
バータ回路の一方のスイッチング素子をチョッパ回路の
スイッチング素子と兼用する、いわゆる１石兼用式のイ
ンバータ回路を用いたものや、図５に示すようにハーフ
ブリッジ型のインバータ回路の両方のスイッチング素子
Ｑ１’，Ｑ２’をチョッパ回路と兼用する、いわゆる２
石兼用式のインバータ回路を用いたものや、４つのスイ
ッチング素子をブリッジ状に接続してなる、いわゆるフ
ルブリッジ式のインバータ回路を用いたもの、スイッチ
ング素子を１つしか具備しない、いわゆる１石式のイン
バータ回路を用いたもの、あるいはプッシュプル式のイ
ンバータ回路を用いたものなどにおいてもＬＣ共振回路
の組み合わせは無限にあり、インバータ回路の発振周波
数を約２０〜１００ｋＨｚの範囲内で適宜値に調節し、
その周波数に固定したままで、ＨＥランプとＨＯランプ
との同形状同寸法の異定格の２種のランプに１つの点灯
装置で対応することが可能になる。

【００５４】（実施形態２）実施形態１では、インバー
タ回路４の発振周波数を固定し、無制御でＨＥランプと
ＨＯランプとの共用を図っているが、ランプの動作には
予熱、始動、寿命末期の検出等各種の動作状態があるな
ど、実使用上は無制御とするよりもランプの種類に応じ
た制御を行なうのが望ましい。

【００５５】本実施形態では、図６のブロック図に示す
ように負荷回路６に接続されたランプＦＬの種類（ＨＥ
ランプとＨＯランプ）を判別するランプ種類判別回路１
０を備え、このランプ種類判別回路１０により求めたラ
ンプの種類に応じてチョッパ補正回路１２がチョッパ回
路２の出力電圧を制御するようにしたものである。

【００５６】図７にランプ種類判別回路１０の具体例を
示す。なお、チョッパ回路２、チョッパ制御回路３、イ
ンバータ回路４、インバータ制御回路５の構成について
は基本的に実施形態１と共通である。図２（ａ）（ｂ）
に示したようにＨＥランプとＨＯランプとでは互いにフ
ィラメント抵抗値が異なっている。つまり、ＨＥランプ
のフィラメント抵抗値は定格電力にかかわりなく４０Ω
であるのに対し、ＨＯランプのフィラメント抵抗値は、
定格電力に応じて１２Ω、８Ω、７Ωがある。そこで、
本実施形態のランプ種類判別回路１０では上記フィラメ
ント抵抗値の違いを利用してＨＥランプとＨＯランプの
種類を判別する。

【００５７】ランプ種類判別回路１０は、図７に示すよ
うに、ランプＦＬの一方のフィラメントに接続され、商
用交流電源ＡＣの電源投入後かつ予熱前のわずかな時間
に整流回路１の出力端から直流電圧を上記フィラメント
間に印加して種類の判別を行なうものであり、バイポー
ラトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８、
サイリスタＳＣＲ、コンパレータＣＰ３、抵抗Ｒ35〜Ｒ
40、コンデンサＣ20〜Ｃ23並びにダイオードＤ10，Ｄ11
などで構成される。

【００５８】スイッチ１１をオンして商用交流電源ＡＣ
が投入されると、整流回路１の脈流出力電圧が抵抗Ｒ3
5，Ｒ36を介してコンデンサＣ20に印加されてコンデン
サＣ20が充電される。これとほぼ同時に抵抗Ｒ39を介し
てコンデンサＣ21も充電される。コンデンサＣ21の充電
電圧によって２つのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６がオン
するとともに、スイッチング素子Ｑ５がオンすることで
スイッチング素子Ｑ７もオンする。すると、充電された
コンデンサＣ20の両端電圧がスイッチング素子Ｑ７から
ダイオードＤ10を介してランプＦＬのフィラメントに印
加され、コンデンサＣ20→ダイオードＤ10→フィラメン
ト→抵抗Ｒ37→ダイオードＤ11→スイッチング素子Ｑ６
→抵抗Ｒ38→コンデンサＣ20の経路で電流が流れる。こ
のとき、フィラメントの抵抗値の違いによって抵抗Ｒ38
の両端電圧に差が生じる。ゆえに、抵抗Ｒ38の両端電圧
をコンパレータＣＰ３にて基準電圧Ｖｒと比較すること
でフィラメント抵抗値の違いに基づくランプＦＬの種類
判別が可能となる。

【００５９】コンパレータＣＰ３の出力端はサイリスタ
ＳＣＲのゲートに接続されており、たとえばランプＦＬ
としてフィラメント抵抗値が大きい方のＨＥランプが接
続されていれば、コンパレータＣＰ３の出力がＨレベル
となってサイリスタＳＣＲがターンオンする。その結
果、サイリスタＳＣＲを介してコンデンサＣ23が充電さ
れ、このコンデンサＣ23の充電電圧がランプ種類の判別
信号としてインバータ制御回路５に入力される。チョッ
パ制御回路３ではＨレベルの判別信号が入力されればチ
ョッパ回路２の出力電圧を低くするように制御してＨＥ
ランプからなるランプＦＬに定格電流を供給する。

【００６０】一方、ランプＦＬとしてフィラメント抵抗
値が小さい方のＨＯランプが接続されていれば、コンパ
レータＣＰ３の出力がＬレベルとなるためにサイリスタ
ＳＣＲがターンオンしない。よって、コンデンサＣ23が
充電されないからチョッパ制御回路３にはＬレベルの判
別信号が入力される。チョッパ制御回路３はＬレベルの
判別信号が入力されるとチョッパ回路２の出力電圧を高
くするように制御してＨＯランプからなるランプＦＬに
定格電流を供給する。

【００６１】また、コンデンサＣ20の放電によって抵抗
Ｒ40を介してコンデンサＣ22が充電される。ここで、抵
抗Ｒ40とコンデンサＣ22の時定数はコンデンサＣ20，Ｃ
21の充電時間よりも大きく設定してあり、上記抵抗Ｒ40
とコンデンサＣ22でタイマ回路が構成してある。コンデ
ンサＣ22の両端電圧が上昇してスイッチング素子Ｑ８が
オンすると、インバータ制御回路５によってランプＦＬ
の予熱が開始される前にスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の
ベース電流が引き抜かれてスイッチング素子Ｑ５〜Ｑ７
がすべてオフとなり、ランプ種類判別回路１０がランプ
ＦＬや整流回路１から切り離される。よって、ランプ種
類判別回路１０がランプＦＬの予熱および点灯動作に何
ら影響を与えることがない。

【００６２】上述のように本実施形態では、フィラメン
ト抵抗値の違いに基づいてランプの種類を判別するラン
プ種類判別回路１０を設け、ランプ種類判別回路１０の
判別結果に応じてチョッパ制御回路３が自動的にチョッ
パ回路２の出力電圧を可変制御するようにしているの
で、実施形態１のように無制御である場合よりもさらに
安定した動作が可能になる。

【００６３】なお、本実施形態ではランプＦＬを予熱す
る前にフィラメント抵抗値の検出を行なっているが、制
御をさらに簡単にするためにランプＦＬの点灯後にフィ
ラメント抵抗値の検出を行なうようにしてもよい。

【００６４】図８および図９は、図７に示した回路にお
いて、インバータ回路４に含まれるＬＣ共振回路を構成
するインダクタＬ４を３．３ｍＨとし、コンデンサＣ12
を５．１ｎＦとしたときの周波数−ランプ電流特性を示
している。図８ではチョッパ回路２の出力電圧を４００
Ｖとしたときに発振周波数ｆ１（≒６５ｋＨｚ）でＨＥ
ランプの定格出力が得られたことを示しており、図９で
はチョッパ回路の出力電圧を６００Ｖとしたときに発振
周波数ｆ１でＨＯランプの定格出力が得られたことを示
している。

【００６５】上述のように、ＨＥランプとＨＯランプと
に応じてチョッパ回路２の出力電圧を調節することによ
り各ランプの共振カーブの滑らかな部分を用いることが
できるから、ＬＣ共振回路とインバータ回路４の発振周
波数との関係が進相にならずインバータ回路４の回路素
子へのストレスを防止することができる。なお、チョッ
パ回路２を設けていない場合でも、ランプの種類に応じ
て交流電源ＡＣの入力電圧を可変する構成を採用するこ
とも可能である。

【００６６】（実施形態３）本実施形態は、図１０のブ
ロック図に示すように実施形態２と同様のランプ種類判
別回路１０と、このランプ種類判別回路１０による判別
結果に応じてインバータ回路４に含まれるＬＣ共振回路
の容量成分を可変して共振特性を切り替える共振切替回
路１３とを備え、ランプの種類に応じてインバータ回路
４のＬＣ共振回路の共振特性の切替制御を行なうように
して、制御性を向上させたものである。なお、チョッパ
回路２、チョッパ制御回路３、インバータ回路４、イン
バータ制御回路５並びにランプ種類判別回路１０の構成
については基本的に実施形態１および実施形態２と共通
であるから説明を省略する。

【００６７】共振切替回路１３はランプ種類判別回路１
０からの判別信号に応じてインバータ回路４に含まれる
ＬＣ共振回路の容量成分を可変するもので、ランプの種
類がＨＥランプである場合には上記ＬＣ共振回路の容量
成分を増大させ、ＨＯランプである場合には上記ＬＣ共
振回路の容量成分を減少させる。なお、容量成分を可変
するには、たとえばＬＣ共振回路にスイッチによって容
量成分の接続・切り離しを行なうなどの適宜の手段を用
いることができる。

【００６８】図１１に共振特性の切替制御の具体例を示
す。図示回路構成では、インバータ回路４にいわゆる他
励他制御のハーフブリッジ型インバータ回路を用いてい
る点以外、チョッパ回路２、チョッパ制御回路３並びに
インバータ制御回路５の構成については基本的に実施形
態１と共通である。図２（ａ）および（ｂ）に示したよ
うにＨＥランプとＨＯランプとではその定常点灯時のラ
ンプ電圧が異なっている。

【００６９】図示例ではＬＣ共振回路を、コンデンサＣ
12a（３．２ｎＦ）およびコンデンサＣ12b（２．０ｎ
Ｆ）とインダクタＬ４（３．３ｍＨ）とにより構成した
ものであり、コンデンサＣ12bをスイッチ要素ＳＷと直
列接続し、このスイッチ要素ＳＷを共振切替回路１３に
よりオンオフさせるようにしたものである。つまり、ス
イッチ要素ＳＷがオンであると３．２ｎＦと２．０ｎＦ
とを並列接続した合成容量である５．２ｎＦと３．３
ｍＨとの直列共振になり、スイッチ要素ＳＷがオフであ
ると３．２ｎＦと３．３ｍＨとの直列共振になる。

【００７０】図１２に上記定数に設定した場合のＨＥラ
ンプとＨＯランプとに対する共振特性を示す。ＨＯラン
プに対してはランプ電流が小さくなり、ＨＥランプに対
してはランプ電流が大きくなるのであって、両ランプで
定格出力を得られることがわかる。なお、図１２はチョ
ッパ回路２の出力電圧を４００Ｖとした場合の例を示し
ている。

【００７１】上述のようにＨＥランプとＨＯランプとの
違いに対して共振特性を変化させるから、より柔軟かつ
精密にランプ制御が可能になる。また、上述の回路例で
はＬＣ共振回路を構成するコンデンサの容量を変化させ
ているが、インダクタンスを変化させるようにしても同
様の効果が得られる。さらに、ＬＣ共振回路の特性を予
熱、始動、正常点灯、寿命末期などに対応させて切り換
えるようにしてもよい。

【００７２】（実施形態４）上述した各実施形態では、
ランプのフィラメント抵抗に基づいてランプの種類を判
別しているが、本実施形態ではランプ電圧を検出してそ
のランプ電圧からランプの種類を判別するようにしてい
る。図１３は本実施形態のブロック図を示しており、ラ
ンプ電圧を検出して種類の判別を行なうランプ種類判別
回路１０を備え、このランプ種類判別回路１０による判
別結果に応じて、ランプ種類補正回路１４を通してチョ
ッパ回路２の出力電圧を制御したり、インバータ回路４
の共振特性を制御したりしている。

【００７３】たとえば、ＨＥ２８ＷとＨＯ５４Ｗとを例
とすれば、ＨＥ２８Ｗでは通常点灯時のランプ電圧が１
６７Ｖ、ＨＯ５４Ｗでは１３５Ｖである。したがって、
ランプ電圧の違いを利用してランプの種類を判別するこ
とができる。他の構成および動作は上述した各実施形態
と同様である。

【００７４】ところで、本発明者らは寿命末期時のラン
プ電圧が略２００Ｖ（２５℃時）であるという知見を実
験により得ることができた。そこで、図１４に示すよう
な回路構成を採用すれば、寿命末期の制御を行なうこと
ができる。ここでは、ランプの種別をランプ種類判別回
路１０’で検出する。ランプ種別判別回路１０’は、ト
ランスＴ１の２次巻線に生じる誘起電圧でダイオードＤ
５および抵抗Ｒ32を介してコンデンサＣ30を充電し、ラ
ンプ電圧に対応したコンデンサＣ30の両端電圧をコンパ
レータＣＰ４で基準電圧Ｖｒと比較することにより、Ｈ
ＥランプとＨＯランプの種類を判別している。このコン
パレータＣＰ４の出力がインバータ制御回路５に入力さ
れており、インバータ制御回路５ではランプの種類に応
じてスイッチング素子Ｑ２’，Ｑ３’のオンオフの周波
数（発振周波数）を可変制御し、ランプの定格にあった
出力を得る。なお、タイマ回路を用いてランプＦＬ１，
ＦＬ２の点灯の数十秒後に検出を行なうようにしてもよ
い。また、ランプ電圧の代わりにランプ電流を検出し
て、ランプ電流の違いからランプの種類を判別すること
も可能である。

【００７５】ところで、ランプＦＬ1 ，ＦＬ2 が寿命末
期に近付くとランプ電流が減少してランプ電圧が上昇
し、インバータ回路４’の出力電圧も上昇するから、ト
ランスＴ１の２次巻線の誘起電圧が上昇してランプ種類
判別回路１０’のコンデンサＣ30の両端電圧が異常上昇
する。そこで、本実施形態ではコンデンサＣ30の両端電
圧が異常上昇した場合にオンするツェナーダイオードＺ
Ｄ２と、ツェナーダイオードＺＤ２がオンしたときにイ
ンバータ制御回路５に異常検出信号（エミレス検出信
号）を出力する異常検出回路１５とを備えている。イン
バータ制御回路５では、異常検出回路１５から異常検出
信号が入力されるとインバータ回路４の動作を停止させ
たり制限したりする。その結果、寿命末期では無負荷状
態に近くなってランプ電圧が上昇するのに対して、この
ような過電圧から回路要素を保護することができるので
ある。なお、ＬＣ共振回路はインダクタＬ４とコンデン
サＣ12，Ｃ12’により構成される。

【００７６】上述した例ではランプ電圧に基づいてラン
プの種類を判別しているが、ランプ電流を検出するよう
にしても同様の技術を適用することができる。

【００７７】（実施形態５）本実施形態は、フィラメン
トにインピーダンス要素を直列に接続することにより、
ランプの種類による予熱電流の違い対応可能としたもの
である。

【００７８】図１５は、ＨＥ２８ＷのランプとＨＯ５４
Ｗのランプの予熱電流特性を示したものである。図中
イ、イ’はＨＥランプの予熱電流の最大、最小を示し、
ロ、ロ’はＨＯランプの予熱電流の最大、最小をそれぞ
れ示す。ランプの予熱電流（図１５：予熱電流の最大と
最小はＩＥＣ８１Ａでの推奨値）はランプそれぞれに差
がある。

【００７９】ランプの寿命を考慮すると、コールドスタ
ートさせないｔめに、予熱電流は少なくとも最小値以上
にすることが必要である。図１５によれば、予熱時間が
１秒であればＨＯランプでは最低８５０ｍＡ、ＨＥラン
プでは最低２５０ｍＡの予熱電流が必要である。このよ
うに必要最小限の予熱電流に３．４倍の差がある。一
方、フィラメントのみのインピーダンスの差は４０／８
＝５倍である。そこで、この差を小さくするために、本
実施形態では、図１６に示すように、フィラメント抵抗
Ｒに対してインピーダンス要素Ｘを直列接続しているの
である。その結果、予熱電流Ｉpreは、フィラメント抵
抗Ｒとインピーダンス要素Ｘとの直列回路に印加される
電圧Ｅとの関係から、Ｉpre＝Ｅ／Ｚになる。ただし、全インピーダンスＺ＝（Ｘ²＋Ｒ²）
^1/2である。図示例ではインピーダンス要素Ｘをコンデ
ンサのような容量性とした。なお、図１７からわかるよ
うにフィラメント抵抗Ｒにインピーダンス要素Ｘを直列
接続したとしてもＨＥランプの予熱電流については変化
率が比較的少なく、ＨＯランプの予熱電流を大きく変化
させるから、両者に適合させるような適宜のインピーダ
ンス要素Ｘを選択することができる（図１７は予熱電流
とインピーダンス要素Ｘと電圧Ｅとの関係を示してい
る）。このように、インピーダンス要素Ｘを設けること
により、予熱電流の変化幅を改善することができ、ラン
プを共用させる際の予熱設計に効果がある。

【００８０】

【発明の効果】請求項１の発明は、同形状同寸法で定格
がそれぞれ異なる複数種の蛍光灯を適合ランプとし、商
用電源を整流平滑して直流電源を得る電源回路と、この
電源回路に接続される１乃至複数のスイッチ要素並びに
ＬＣ共振回路を具備し該１乃至複数のスイッチ要素が高
周波でスイッチング動作することでＬＣ共振回路を介し
て上記蛍光灯に高周波電力を供給するインバータ回路
と、少なくとも上記複数種の蛍光灯のそれぞれを点灯さ
せるときにインバータ回路の発振周波数を変化させずに
個々の適合ランプの定格が得られるように動作特性を補
正する補正手段とを設けたものであり、インバータ回路
の発振周波数を固定したままで補正手段により動作特性
を変化させることで、それぞれの蛍光灯に応じた定格出
力を得ることができ、大々的な回路の追加を行なわずに
非常に簡単な制御のみで定格が異なる同形状同寸法の蛍
光灯を適合ランプとして使用することができる、低価格
な放電灯点灯装置が提供可能となるという利点がある。

【００８１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記蛍光灯の種類を判別する種類判別手段を備え、
該種類判別手段の判別結果に基づいて上記補正手段が動
作特性を補正するものであり、請求項１の発明の効果に
加えて、たとえば、使用者などが蛍光灯の種別を手動で
設定するような手間をかける必要がなく、使い勝手の向
上が図れるという利点がある。

【００８２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記種類判別手段が、それぞれの蛍光灯のフィラメ
ント抵抗値を検出し該抵抗値に基づいて種類の判別を行
なうものであり、請求項２の発明の効果に加えて、簡単
な回路構成で蛍光灯の種別が容易に判別できるという利
点がある。

【００８３】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、上記種類判別手段が、それぞれの蛍光灯の点灯時に
おけるランプ電圧またはランプ電流を検出し該検出電圧
または検出電流に基づいて種類の判別を行なうものであ
り、請求項２の発明の効果に加えて、簡単な回路構成で
蛍光灯の種別が容易に判別できるという利点がある。

【００８４】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、上記補正手段が、上記電源回路の出力電圧を可変す
るものであり、請求項１の発明の作用に加えて、電源回
路の出力電圧を可変するだけの簡単な回路構成で定格の
異なる蛍光灯に適合させることができるという利点があ
る。

【００８５】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、上記補正手段が、上記ＬＣ共振回路の共振特性を可
変するものであり、請求項１の発明の作用に加えて、Ｌ
Ｃ共振回路の共振特性を可変にするだけの簡単な回路構
成で定格の異なる蛍光灯に適合させることができるとい
う利点がある。

【００８６】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、フィラメントに予熱電流を流す経路
に定格の異なるそれぞれの蛍光灯に適正な予熱電流を流
すインピーダンス要素が挿入されているものであり、請
求項１ないし請求項６の発明の作用に加えて、定格の異
なる蛍光灯に対してインピーダンス要素を設けるだけの
簡単な回路構成で適性な予熱電流を得ることができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す具体回路図である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】同上に用いられるＴ５ランプの特性を示し、
（ａ）がＨＥランプ、（ｂ）がＨＯランプである。

【図４】同上の他の構成を示す回路図である。

【図５】同上のさらに他の構成を示す回路図である。

【図６】実施形態２を示すブロック図である。

【図７】同上の具体回路図である。

【図８】同上の動作説明図である。

【図９】同上の動作説明図である。

【図１０】実施形態３を示すブロック図である。

【図１１】同上の具体回路図である。

【図１２】同上の動作説明図である。

【図１３】実施形態４を示すブロック図である。

【図１４】同上の具体回路図である。

【図１５】実施形態５に対応する予熱電流の説明図であ
る。

【図１６】同上の概略回路図である。

【図１７】同上の動作を説明する図である。

【符号の説明】

１整流回路２チョッパ回路３チョッパ制御回路４インバータ回路５インバータ制御回路６負荷回路ＩＣ２集積回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同形状同寸法で定格がそれぞれ異なる複
数種の蛍光灯を適合ランプとし、商用電源を整流平滑し
て直流電源を得る電源回路と、この電源回路に接続され
る１乃至複数のスイッチ要素並びにＬＣ共振回路を具備
し該１乃至複数のスイッチ要素が高周波でスイッチング
動作することでＬＣ共振回路を介して上記蛍光灯に高周
波電力を供給するインバータ回路と、少なくとも上記複
数種の蛍光灯のそれぞれを点灯させるときにインバータ
回路の発振周波数を変化させずに個々の適合ランプの定
格が得られるように動作特性を補正する補正手段とを設
けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】上記蛍光灯の種類を判別する種類判別手
段を備え、該種類判別手段の判別結果に基づいて上記補
正手段が動作特性を補正することを特徴とする請求項１
記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】上記種類判別手段は、それぞれの蛍光灯
のフィラメント抵抗値を検出し該抵抗値に基づいて種類
の判別を行なう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４】上記種類判別手段は、それぞれの蛍光灯
の点灯時におけるランプ電圧またはランプ電流を検出し
該検出電圧または検出電流に基づいて種類の判別を行な
う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５】上記補正手段は、上記電源回路の出力電
圧を可変することを特徴とする請求項１記載の放電灯点
灯装置。
【請求項６】上記補正手段は、上記ＬＣ共振回路の共
振特性を可変することを特徴とする請求項１記載の放電
灯点灯装置。
【請求項７】フィラメントに予熱電流を流す経路に定
格の異なるそれぞれの蛍光灯に適正な予熱電流を流すイ
ンピーダンス要素が挿入されていることを特徴とする請
求項１ないし請求項６記載の放電灯点灯装置。