JPWO2007036995A1 - 無電極放電ランプ用調光自在電子安定器及び照明器具 - Google Patents

Abstract

インバータ回路、共振回路、誘導コイル及び始動回路を備える無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。始動回路は、可変の時定数を持ち、コイルに印加される電圧を、ランプを始動及び再始動するための始動電圧及び再始動電圧よりも低い電圧からその始動電圧及び再始動電圧よりも高い電圧に上げるように、始動又は再始動用時定数でインバータ回路の駆動周波数をスイープする。ランプを始動するための始動期間の間の始動用時定数は、ランプを再始動するための再始動期間の間の再始動用時定数よりも大きい。

Description

本発明は、無電極放電ランプ用調光自在電子安定器及びその安定器を装備する照明器具に関連する。

無電極放電ランプ用調光自在電子安定器における調光は、例えば特開２０００−３５３６００号公報記載の回路と同様に、ランプをオン（点灯）及びオフ（消灯）にする繰り返しによって実現される。そのような回路では、ランプ・オン及びオフ期間の各々は、ランプによる明るさの変化が人の目に知覚されない短期間（例えば、数ｍｓ以下）に設定される。その回路では、各ランプ・オフ期間は約０．５ｍｓに設定される。

この種の安定器は、例えば、ＤＣ電源回路、インバータ回路、共振回路及び誘導コイルで構成される。また、無電極放電ランプを安定的に首尾よく始動するべく、安定器には、コイルに印加される始動電圧をスイープ・アップするための始動回路が更に具備される。

そのようなスイープ・アップ型の安定器では、始動期間の間にスイープ・アップされる始動電圧が、始動回路の時定数によって非常に高くなる。再始動電圧を短いランプ・オフ期間直後にランプを再始動するのに必要な電圧まで上昇させなければならず、また始動期間が再始動期間よりも長いからである。

安定器にフェライト・コアが例えば特表Ｐ２００３−５１５８９８Ａ（ＷＯ０１／０４１５１５）号公報記載のシステムと同様に更に具備されるとき、周囲温度が高ければ、フェライト・コアが始動期間の間に飽和し易くなる。

そこで、本発明の目的は、再始動電圧を下げることなく、始動電圧を下げ、またフェライト・コアが取付けられたとしてもフェライト・コアを始動期間の間に飽和し難くすることにある。

本発明の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器は、インバータ回路、共振回路、誘導コイル及び始動回路を備える。インバータ回路は、可変の駆動周波数の駆動信号に応じて、ＤＣ電源回路からのＤＣ電力をその駆動周波数に対応する動作周波数の高周波電力に変換する。共振回路は、高周波電力を受けて、共振特性に基づいて動作周波数に応じた可変出力の高周波共振電力を生成する。誘導コイルは、高周波共振電力を受けて高周波電磁界を発生し、その電磁界を無電極放電ランプに印加する。始動回路は、可変の時定数を持ち、高周波共振電力によってコイルに印加される電圧を、ランプを始動及び再始動するための始動電圧及び再始動電圧よりも低い電圧からその始動電圧及び再始動電圧よりも高い電圧に上げるように、始動又は再始動用時定数で駆動周波数をスイープする。ランプを始動するための始動期間の間の始動用時定数は、ランプを再始動するための再始動期間の間の再始動用時定数よりも大きい。

この構成では、各再始動期間の間に、再始動用時定数によりコイルに印加される電圧を素早く上昇させることができるので、ランプを素早く再始動して点灯することができる。しかも、始動期間の間のコイルに印加される電圧の立上りを始動用時定数により緩やかにし、また始動時の電圧（最高電圧）を低減することができるので、回路にかかるストレスを低減することができる。従って、再始動電圧を下げることなく、始動電圧を下げ、またフェライト・コアが取付けられたとしてもフェライト・コアを始動期間の間に飽和し難くすることことができる。

好ましい一実施形態において、始動回路は、デューティが可変である第１及び第２レベルを繰り返す調光制御信号を受け、各第１レベルに応じて、コイルに印加される電圧を、再始動電圧よりも低い電圧からその再始動電圧よりも高い電圧に上げるように、再始動用時定数で駆動周波数を周期的にスイープする。ランプは、調光制御信号に従って点灯及び消灯を繰り返し、デューティに対応する調光率で点灯する。

別の好ましい実施形態において、始動回路は、調光制御信号の各第２レベルの間、駆動周波数を消灯用周波数に周期的に切り替える。消灯用周波数は、コイルに印加される電圧をランプを点灯するのに必要な電圧よりも低い電圧に下げるための周波数である。なお、これに限らず、インバータ回路は、調光制御信号の各第２レベルの間、それ自体の出力を周期的に停止してもよい。

増強された一実施形態において、始動回路は、始動用時定数及び再始動用時定数を連続的にスイープ・ダウンする。この実施形態によれば、オーバーシュート及びアンダーシュート成分が除去されるので、そのような成分によって再始動電圧が過大になるのを防止することができる。

別の増強された実施形態において、始動回路は、制御信号発生装置と接続される。制御信号発生装置は、調光制御信号を始動回路に出力し、また調光制御信号の各第２レベルのデューティをその調光制御信号の出力時点から増大する。デューティは、ゼロから所定値まで増大される。この実施形態によれば、時定数変更による過電圧の発生を防止することができる。

他の増強された実施形態において、始動回路は、制御信号発生装置と接続される。制御信号発生装置は、ランプの共振特性が点灯モードの共振に切り替わる時点から５０ｍｓの時間が経過する前に調光制御信号を始動回路に出力する。この実施形態によれば、始動期間後のちらつき感を抑えることができる。

他の好ましい実施形態において、始動期間にスイープする直前の第１動作周波数は、再始動期間にスイープする直前の第２動作周波数よりも低い。また、第１動作周波数によってコイルに印加される電圧は、第２動作周波数によってコイルに印加される電圧よりも高い。この実施形態によれば、始動電圧を一層低く低減することができ、また始動期間を短縮することができる。さらに、フェライト・コアの飽和を一層効果的に防止することができる。

本発明の照明器具は、前記無電極放電ランプ用調光自在電子安定器を備え、ランプが装備される。

本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されることになるであろう。
本発明による第１実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器の回路図である。 図１の安定器を装備する照明器具の一例を示す。 図１の安定器を装備する照明器具の別例を示す。 図１の安定器における駆動回路の回路図である。 図４の駆動回路の入／出力特性図である。 図１の安定器の共振特性図である。 図１の安定器における時定数変更回路の動作原理を示す。 図１の安定器の動作を示すタイミング図である。 本発明による第２実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器における制御信号発生装置及び始動回路の回路図である。 一代替実施形態を示す。 図１０の実施形態の動作を示すタイミング図である。 本発明による第３実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器における調光制御信号のＨＩＧＨ期間の可変デューティを示す。 図１２の安定器の動作を示すタイミング図である。 本発明による第４実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器の出力波形を示す。 本発明による第５実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器における始動回路の回路図である。 図１５の安定器の動作を示すタイミング図である。

図１は、本発明による第１実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器を示す。第１実施形態の安定器は、例えば、図２の街路ランプ１Ａ、図３の防犯ランプ１Ｂ又はダウンライト等の照明器具１に取付けられる。照明器具１には、無電極放電ランプ２が装備される。ランプ２は、不活性ガス及び金属蒸気等の放電ガス（例えば、水銀及び希ガス）を充填された、ガラス・バルブ又はガラス球等のバルブを持つ。バルブは、透明であるか或いはその内面に塗布された蛍光体を含む。

安定器は、図１に示されるように、ＤＣ電源回路１１、インバータ回路１２、共振回路１３、誘導コイル１４、制御信号発生装置１５及び始動回路（制御回路）１６で構成される。なお、装置１５は、外部装置であってもよい。

ＤＣ電源回路１１は、例えば昇圧型コンバータであり、ＡＣ電源３からのＡＣ電力をＤＣ電圧Ｖ_DCのＤＣ電力に変換する。コンバータは、例えば、整流器（ダイオード・ブリッジ）１１０、インダクタ１１１、ＦＥＴ１１２、ダイオード１１３、平滑キャパシタ１１４及び制御回路１１５で構成される。

インバータ回路１２は、例えばハーフ・ブリッジ・インバータであり、可変の駆動周波数の駆動信号に応じて、ＤＣ電源回路１１からのＤＣ電力をその駆動周波数に対応する動作周波数（例えば数十ｋＨｚから数十ＭＨｚ）の高周波電力に変換する。インバータは、ＦＥＴ１２０及び１２１、及び駆動回路１２２で構成される。

駆動回路１２２は、図４の例に示されるように、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１２３、抵抗１２４−１２６、定電圧源１２７、ダイオード１２８及びフォロア・アンプ１２９で構成され、方形波等の駆動信号をＦＥＴ１２０及び１２１の各ゲートに出力する。両駆動信号は、約１８０°の位相差を持ち、端子Ｈ_OUT 及びＨ_GND と端子Ｌ_OUT 及びＬ_GND とに出力される。これにより、ＦＥＴ１２０及び１２１は、駆動信号によって交互にオン及びオフされる。

また、駆動回路１２２は、始動回路１６からの駆動制御信号（電圧）Ｖ_swp に従って、各駆動信号の駆動周波数を制御する。駆動周波数の基本周波数は、定電圧源１２７、及び抵抗１２４及び１２５により決定され、ＶＣＯ１２３の入力電圧Ｖ_inの基本成分は、定電圧源１２７の電圧を抵抗１２４及び１２５で分圧して得られる電圧（分圧電圧）になる。抵抗１２４及び１２５の分圧（接続）点から引き出された電流Ｉ_swp は、信号Ｖ_swp の増大及び減少に応じて、それぞれ減少及び増大する。電圧Ｖ_inは、電流Ｉ_swp の減少及び増大に応じてそれぞれ増大及び減少する。そして、ＶＣＯ１２３は、電圧Ｖ_inの増大及び減少に応じて、各駆動信号の駆動周波数ｆ_drをそれぞれ減少及び増大する。従って、回路１２２は、図５に示されるように、駆動制御信号Ｖ_swp の増大及び減少に従って、それぞれ、各駆動信号の駆動周波数ｆ_drを減少及び増大する。

図１の共振回路１３は、例えば、インダクタ１３０及びキャパシタ１３１で構成される直列共振回路であり、インバータ回路１２からの高周波電力を受けて、共振特性に基づいて回路１２の動作周波数に応じた可変出力の高周波共振電力を生成する。共振特性は、図６に示されるように、ランプ２の消灯及び点灯状態に応じて、それぞれ第１共振カーブＳＰ及び第２共振カーブＬＰに変化する。カーブＳＰは、ランプ２が点灯する前の始動期間（始動モード）の特性であり、特定の共振周波数で共振ピークを持つ。カーブＬＰは、ランプ２が点灯する間の点灯期間（点灯モード）の特性であり、第１共振カーブＳＰよりも低い。図１のキャパシタ１３２は、キャパシタ１３１と組み合わされて整合回路を構成する。

誘導コイル１４は、共振回路１３の出力に接続され、またランプ２近傍に配置される。コイル１４は、回路１３からの高周波共振電力を受けて高周波電磁界を発生し、その電磁界をランプ２に印加する。また、コイル１４には、フェライト・コアが具備される。

制御信号発生装置１５は、始動及び調光制御信号を含む複合制御信号Ｖ_pwm を始動回路１６に出力し、また時定数変更信号Ｖ_t を回路１６に出力する。信号Ｖ_t は、始動時点から所定期間の間、ＨＩＧＨにされ、その期間の後にＬＯＷにされる。調光率の調整は、複合制御信号Ｖ_pwm に含まれる調光制御信号のオン・デューティを制御することによって実現される。

始動回路１６は、可変の時定数を持つスイープ回路である。回路１６は、図５及び６に示されるように、高周波共振電力によってコイル１４に印加される電圧Ｖ_out を、ランプ２を始動及び再始動するための始動電圧及び再始動電圧よりも低い電圧（図８のＶ_out1参照）からその始動電圧及び再始動電圧よりも高い電圧に上げるように、始動又は再始動用時定数で駆動周波数ｆ_opをスイープ・ダウンする。

始動回路１６は、図１に示されるように、キャパシタ１６０、抵抗１６１−１６５、オペ・アンプ１６６、ＦＥＴ１６７及び時定数変更回路１６８で構成される。キャパシタ１６０及び抵抗１６１は、基本時定数を持つ積分回路を構成し、ＤＣ電圧Ｖ_E が印加される。オペ・アンプ１６６、及び抵抗１６２及び１６３は、非反転増幅器を構成し、積分回路の出力を増幅する。ＦＥＴ１６７及び抵抗１６４（抵抗１６４＜抵抗１６５）は、放電回路を構成し、複合制御信号Ｖ_pwm の各ＨＩＧＨ時のＦＥＴ１６７のオンの間にキャパシタ１６０の電荷を放電する。抵抗１６１，１６４及び１６５は、ＦＥＴ１６７オン時に非反転増幅器の最低出力電圧（Ｖ_swp の最低電圧）を決定して、駆動周波数ｆ_drのスイープ開始周波数を定める。これにより、始動及び消灯時の最高動作周波数ｆ_op1 が図６に示されるように定められる。周波数ｆ_op1 は、インバータ回路１２及びコイル１４等での損失が僅かとなる値に設定される。他方、キャパシタ１６０の最大電圧は、非反転増幅器の最高出力電圧を決定して、周波数ｆ_drのスイープ終了周波数を定める。これにより、最低動作周波数ｆ_op4が定められ、動作周波数ｆ_opがｆ_op1 からｆ_op4 にスイープ・ダウンしている時にランプ２が点灯する。図６において、ｆ_op3 は、始動期間においてランプ２が点灯するときの動作周波数であり、ｆ_op2 は、再始動期間においてランプ２が点灯するときの動作周波数である。

時定数変更回路１６８は、図７に示されるように、ランプ２を始動するための始動期間の間、始動回路１６の時定数τを始動用時定数τ０に切り替え、ランプ２を再始動するための再始動期間の間、時定数τを再始動用時定数τ１に切り替える。このため、回路１６８は、例えば図１に示されるように、トランジスタ１６８ａ、キャパシタ１６８ｂ及び抵抗１６８ｃで構成され、時定数変更信号Ｖ_t のＨＩＧＨ時に時定数τをτ０に切り替え、Ｖ_t のＬＯＷ時に時定数τをτ１に切り替える。τ１は、Ｃ１６０×Ｒ１６１によって算出され、数ｍｓの値に設定される。Ｃ１６０はキャパシタ１６０のキャパシタンスであり、Ｒ１６１は抵抗１６１のレジスタンスである。τ０は、（Ｃ１６０＋Ｃ１６８ｂ）×Ｒ１６１によって算出され、τ１よりも大きい所定範囲内の値に設定される。Ｃ１６８ｂはキャパシタ１６８ｂのキャパシタンスである。

次に図８を参照して第１実施形態の動作を説明する。始動時点ｔ１０で、ＨＩＧＨの時定数変更信号Ｖ_t が始動回路１６に出力され、時定数τがτ０に設定される。また、ＨＩＧＨの複合制御信号（始動制御信号）Ｖ_pwm が回路１６に出力され、回路１６の駆動制御信号Ｖ_swp が駆動周波数ｆ_drのスイープ開始周波数に対応する最低電圧に設定される。これにより、スイープ開始周波数の駆動信号が駆動回路１２２からＦＥＴ１２０及び１２１の各ゲートに出力され、インバータ回路１２が最高動作周波数ｆ_op1 で動作する。

次いで、複合制御信号（始動制御信号）Ｖ_pwm がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わる時点ｔ１１以降、キャパシタ１６０の電圧が時定数τ０でスイープ・アップし、駆動制御信号Ｖ_swp が最低電圧からスイープ・アップする。これにより、駆動周波数ｆ_drがスイープ・ダウンしてインバータ回路１２の動作周波数がｆ_op1からｆ_op4 にスイープ・ダウンするので、コイル１４に印加される電圧Ｖ_out が上昇する。ランプ２は、動作周波数がｆ_op4 に達する時点ｔ１２の前に電圧Ｖ_out3で点灯する。この時、高周波プラズマ電流がランプ２内でコイル１４からの高周波電磁界によって発生され、ランプ２は紫外線又は可視光を発する。

次いで、複合制御信号（調光制御信号）Ｖ_pwm がＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる時点ｔ１３以降、駆動制御信号Ｖ_swp が最低電圧に戻される。また、複合制御信号（調光制御信号）Ｖ_pwmは、１００Ｈｚから数ｋＨｚの一定値に設定される。これにより、インバータ回路１２が再び最高動作周波数ｆ_op1 で動作し、ランプ２が消灯する。時点ｔ１４で、時定数変更信号Ｖ_t がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わり、時定数τがτ１に切り替えられる。

次いで、複合制御信号（調光制御信号）Ｖ_pwm がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わる時点ｔ１５以降、キャパシタ１６０の電圧が時定数τ１でスイープ・アップし、駆動制御信号Ｖ_swp が最低電圧からスイープ・アップする。これにより、駆動周波数ｆ_drがスイープ・ダウンしてインバータ回路１２の動作周波数がｆ_op1からｆ_op4 にスイープ・ダウンするので、電圧Ｖ_out が上昇する。ランプ２は、動作周波数がｆ_op4 に達する時点ｔ１６の前に電圧Ｖ_out2で点灯する。このとき、再始動時のランプ内の放電ガスは、エネルギーを保持しているので、再始動電圧Ｖ_out2は、始動電圧Ｖ_out3よりも低くなる。

次いで、信号Ｖ_pwm がＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる時点ｔ１７以降、駆動制御信号Ｖ_swp が最低電圧に戻される。これにより、インバータ回路１２が再び最高動作周波数ｆ_op1 で動作し、ランプ２が消灯する。この動作以降、同様の動作が繰り返される。

第１実施形態では、調光モードにおける各再始動期間の間に、再始動用時定数τ１により電圧Ｖ_out を素早く上昇させることができるので、信号Ｖ_pwm のＬＯＷに応じてランプ２を素早く再始動して点灯することができる。

しかも、始動期間の間の電圧Ｖ_out の立上りを始動用時定数τ０により緩やかにし、また始動時の電圧（最高電圧）Ｖ_out を低減することができるので、回路にかかるストレスを低減することができる（図７参照）。この効果は、実験で確認された。始動時の時定数τが０．４ｍｓであって再始動時の時定数と同じであるとき、始動時の最高電圧は、電圧（パルス幅変調電圧）Ｖ_pwm の周波数ｆ_pwm が５００Ｈｚであり、始動時の動作周波数ｆ_op3 が１３５ｋＨｚである条件で、１．６５ｋＶo-p であった。始動用時定数τ０が３５ｍｓであるとき、始動時の最高電圧は、その条件で、１．１５ｋＶo-p であった。従って、再始動電圧を下げることなく、始動電圧を下げ、また、フェライト・コアが取付けられたとしてもフェライト・コアを始動期間の間に飽和し難くすることができる。

一代替実施形態において、インバータ回路は、電圧Ｖ_out をＶ_out1（図８参照）に低減する代わりに、複合制御信号Ｖ_pwm の各ＨＩＧＨ（Ｖ_swp の最低電圧）の間、それ自体の出力を周期的に停止する。

図９は、本発明による第２実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器における制御信号発生装置２５及び始動回路２６を示す。第２実施形態の安定器は、始動回路２６によって特徴付けられる。回路２６は、キャパシタ２６０、抵抗２６１−２６５、オペ・アンプ２６６及びＦＥＴ２６７を第１実施形態のそれらと同様に備え、また第１実施形態とは異なる時定数変更回路２６８を備える。

時定数変更回路２６８は、トランジスタ２６８ａ、及び抵抗２６８ｂ及び２６８ｃで構成され、時定数変更信号Ｖ_t のＨＩＧＨ時に時定数τをτ０に設定し、Ｖ_t のＬＯＷ時に時定数τをτ１に切り替える。トランジスタ２６８ａのエミッタ及びベース間の電流が無視できるほど小さい条件で、τ１は、Ｃ２６０×（Ｒ２６１／／Ｒ２６８ｂ）によって算出され、数ｍｓの値に設定される。Ｃ２６０はキャパシタ２６０のキャパシタンスであり、Ｒ２６１及びＲ２６８ｂは、それぞれ抵抗２６１及び２６８ｂのレジスタンスである。τ０は、Ｃ２６０×Ｒ２６１によって算出され、τ１よりも大きい所定範囲内の値に設定される。

一代替実施形態において、始動回路２６は、図１０及び１１に示されるように、制御信号発生装置２５からの時定数変更信号Ｖ_t に応じて、始動用時定数τ０及び再始動用時定数τ１をそれぞれ連続的にスイープ・ダウンする。装置２５は、始動期間のスイープ開始時点ｔ２１から例えば時点ｔ２７まで信号Ｖ_t をスイープ・ダウンする。この実施形態によれば、オペ・アンプ２６６の非反転入力端子に印加される電圧が第２実施形態のようなオーバーシュート及びアンダーシュート成分を含まないので、そのような成分によって再始動電圧が過大になるのを防止することができる。

図１２及び１３は、本発明による第３実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器の動作を示す。第３実施形態の安定器は、制御信号発生装置によって特徴づけられ、制御信号発生装置は、複合制御信号Ｖ_pwm に含まれる調光制御信号の各ＨＩＧＨのデューティをその調光制御信号の出力時点ｔ３３から増大する。デューティは、ゼロから時点ｔ３４の所定値まで増大される。そのＨＩＧＨのデューティがより小さいほど、再始動時にランプに残留する電離したイオンの割合がより大きくなるため、再始動時の最高電圧が徐々に上昇する。始動回路のオペ・アンプの非反転入力端子に印加される電圧は、時定数変更時に不安定になる傾向を持つが、再始動時の最高電圧を低くすることにより、時定数変更に起因する過電圧を抑制することができる。

図１４は、本発明による第４実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器の出力波形を示す。第４実施形態の安定器は、制御信号発生装置によって特徴づけられ、制御信号発生装置は、ランプの共振特性が点灯モードの共振（図６の第２共振カーブＬＰ）に切り替わる時点から５０ｍｓの時間が経過する前に、調光制御信号を始動回路に出力する。図１４の例では、調光制御信号は、共振特性が第２共振カーブＬＰに切り替わる時点から４２ｍｓが経過する時点で、出力される。

目に光刺激を受けた人の感覚は、光刺激を受けてから５０〜１００ｍｓ後にピークに達するが、この現象はBroca-Sulzer効果として知られている。第４実施形態では、図１４の△Ｔを５０ｍｓよりも短くすることで、始動期間後のちらつき感を抑えることができる。

図１５は、本発明による第５実施形態の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器における始動回路５６を示す。回路５６は、キャパシタ５６０、抵抗５６１−５６５、オペ・アンプ５６６、ＦＥＴ５６７及び時定数変更回路５６８を第１実施形態のそれらと同様に備え、また始動電圧変更回路５６９を更に備える。

始動電圧変更回路５６９は、制御信号発生装置からの時定数変更信号Ｖ_t に応じて、始動期間にスイープする直前の動作周波数ｆ_op1’を、再始動期間にスイープする直前の動作周波数ｆ_op1 よりも低くなるようにして、周波数ｆ_op1’によってコイルに印加される電圧Ｖ_out1’ を、周波数ｆ_op1 によってコイルに印加される電圧Ｖ_out1よりも高くなるようにする。電圧Ｖ_out1’ は、ランプがアーク放電に移行するときのレベルよりも低く、ランプ内の放電ガスの電離イオンの割合を増大するためのレベルに設定される。なお、Ｖ_out1’ は、ランプでグロー放電が発生されるときのレベルでもよい。

このため、始動電圧変更回路５６９は、図１５の例に示されるように、トランジスタ５６９ａ及び抵抗５６９ｂ及び５６９ｃで構成される。また、抵抗５６４及び５６５の並列回路（５６４／／５６５）のレジスタンスは、第１実施形態における１６４／／１６５のそれよりも大きい値に設定される。これにより、トランジスタ５６９ａが、始動時点ｔ５０で、ＨＩＧＨの時定数変更信号Ｖ_t に応じてオフになるとき、電圧Ｖ_swp が第１実施形態のそれよりも高くなり、動作周波数ｆ_opがｆ_op1’に設定される。その結果、期間ｔ５０−ｔ５１の間、コイルに印加される電圧が第１実施形態のＶ_out1より高い電圧Ｖ_out1’ になる。また、５６４／／５６５及び抵抗５６９ｂの並列回路のレジスタンスは、１６４／／１６５のそれとほぼ同じ値に設定される。これにより、トランジスタ５６９ａが、時点ｔ５３で、ＬＯＷの時定数変更信号Ｖ_t に応じてオンになるとき、電圧Ｖ_swp が低くなり、消灯時の動作周波数ｆ_opがｆ_op1’から第１実施形態と同様のｆ_op1 に切り替わる。

第５実施形態では、始動期間にスイープ・ダウンする直前の電圧Ｖ_out をＶ_out1からＶ_out1’に上げることにより、ランプ内の放電ガスにより多くのエネルギーを蓄積することができるので、始動電圧Ｖ_out3を第１実施形態のそれよりも低く低減することができ、また始動期間を短縮することができる。さらに、フェライト・コアの飽和を一層効果的に防止することができる。

本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

本発明の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器は、インバータ回路、共振回路、誘導コイル及び始動回路を備える。インバータ回路は、可変の駆動周波数の駆動信号に応じて、ＤＣ電源回路からのＤＣ電力をその駆動周波数に対応する動作周波数の高周波電力に変換する。共振回路は、高周波電力を受けて、共振特性に基づいて動作周波数に応じた可変出力の高周波共振電力を生成する。誘導コイルは、高周波共振電力を受けて高周波電磁界を発生し、その電磁界を無電極放電ランプに印加する。始動回路は、可変の時定数を持ち、高周波共振電力によってコイルに印加される電圧を、ランプを始動及び再始動するための始動電圧及び再始動電圧よりも低い電圧からその始動電圧及び再始動電圧よりも高い電圧に上げるように、始動又は再始動用時定数で駆動周波数をスイープする。調光開始時にランプを始動するための始動期間の間の始動用時定数は、その調光期間においてランプを再始動するための再始動期間の間の再始動用時定数よりも大きい。

Claims (9)

1. 可変の駆動周波数の駆動信号に応じて、ＤＣ電源回路からのＤＣ電力をその駆動周波数に対応する動作周波数の高周波電力に変換するインバータ回路と、
   前記高周波電力を受けて、共振特性に基づいて前記動作周波数に応じた可変出力の高周波共振電力を生成する共振回路と、
   前記高周波共振電力を受けて高周波電磁界を発生し、その電磁界を無電極放電ランプに印加する誘導コイルと、
   可変の時定数を持ち、前記高周波共振電力によって前記コイルに印加される電圧を、前記ランプを始動及び再始動するための始動電圧及び再始動電圧よりも低い電圧からその始動電圧及び再始動電圧よりも高い電圧に上げるように、始動又は再始動用時定数で前記駆動周波数をスイープする始動回路とを備え、
   前記ランプを始動するための始動期間の間の始動用時定数は、前記ランプを再始動するための再始動期間の間の再始動用時定数よりも大きい
   ことを特徴とする無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
2. 前記始動回路は、デューティが可変である第１及び第２レベルを繰り返す調光制御信号を受け、各第１レベルに応じて、前記コイルに印加される電圧を、前記再始動電圧よりも低い電圧からその再始動電圧よりも高い電圧に上げるように、前記再始動用時定数で前記駆動周波数を周期的にスイープし、
   前記ランプは、前記調光制御信号に従って点灯及び消灯を繰り返し、前記デューティに対応する調光率で点灯する
   ことを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
3. 前記始動回路は、前記調光制御信号の各第２レベルの間、前記駆動周波数を消灯用周波数に周期的に切り替え、前記消灯用周波数は、前記コイルに印加される電圧を前記ランプを点灯するのに必要な電圧よりも低い電圧に下げるための周波数であることを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
4. 前記インバータ回路は、前記調光制御信号の各第２レベルの間、それ自体の出力を周期的に停止することを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
5. 前記始動回路は、前記始動用時定数及び前記再始動用時定数を連続的にスイープ・ダウンすることを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
6. 前記始動回路は、制御信号発生装置と接続され、
   前記制御信号発生装置は、前記調光制御信号を前記始動回路に出力し、また前記調光制御信号の各第２レベルのデューティをその調光制御信号の出力時点から増大し、前記デューティは、ゼロから所定値まで増大される
   ことを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
7. 前記始動回路は、制御信号発生装置と接続され、
   前記制御信号発生装置は、前記ランプの共振特性が点灯モードの共振に切り替わる時点から５０ｍｓの時間が経過する前に前記調光制御信号を前記始動回路に出力する
   ことを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
8. 前記始動期間にスイープする直前の第１動作周波数は、前記再始動期間にスイープする直前の第２動作周波数よりも低く、前記第１動作周波数によって前記コイルに印加される電圧は、前記第２動作周波数によって前記コイルに印加される電圧よりも高いことを特徴とする請求項２記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器。
9. 請求項２記載の無電極放電ランプ用調光自在電子安定器を備え、前記ランプが装備される照明器具。
   

Images