WO1999059383A1

WO1999059383A1 - Gradateur pour lampes fluorescentes

Info

Publication number: WO1999059383A1
Application number: PCT/JP1998/002073
Authority: WO
Inventors: Satoshi Nagai; Kenichiro Nishi; Takahisa Hamaguchi; Kentaro Eguchi; Jun Bunya; Osamu Ishikawa
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha; Mitsubishi Lighting Fixture Co., Ltd.
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 1999-11-18
Also published as: US6133697A; EP1047287A1; TW401721B; JP4162053B2; EP1047287A4

Description

明細書蛍光ランプの調光装置技術分野

この発明は、蛍光ランプの調光装置に関し、特に低温時の安定点灯に関するものである。背景技術

図 2 3は例えば特開平 6— 3 3 3 6 9 2号公報に示されたものと同様な従来の蛍光ランプの調光装置の構成を示すプロック図である。

図 2 3において、 1は高周波電源、 2はコイル、 3は蛍光ランプ（以下単にランプと称す）、 4は高周波電源 1の制御部、 5は調光信号である。

図 2 3に示す装置において、制御部 4は入力される調光信号 5に対応して高周波電源 1の周波数を制御する。高周波電源 1は、コイル 2を介してランプ 3に接続されているため、高周波電源 1の周波数によってコイル 2のインピーダンスが変化し、これに付随してランプ 3に流れる高周波電流が変化する。即ち、高周波電源 1の周波数が高くなればランプ 3に流れる電流が小さくなり、ランプ 3は調光状態となる。

ランプ 3の調光度は、おおよそランプ 3に流れる電流に比例することから、制御部 4は、入力された調光信号 5に応じて高周波電源 1の周波数を制御してランプ 3を調光する。便宜上、ある特定の調光度を示す調光信号 5の場合に、高周波電源 1から出力される周波数を調光周波数、この時の調光度を設定調光度（％表示）と称する。

図 2 4は設定調光度に対する高周波電源 1の出力周波数の一例を示すグラフであり、制御部 4は、例えば設定調光度が 1 0 0 %の場合には周波数が 5 0 K H z 、設定調光度 2 5 %の場合は周波数が 8 0 K H zになるように、高周波電源 1を制御する。この制御状態でのランプ 3からの光出力を図 25のグラフに示す。図 25において、 0°C、 10°C及び 25°Cはランプ 3の雰囲気温度を表し、同じ設定調光度においてもランプ雰囲気により光出力が異なる。これは、ランプ 3の特性に起因するもので、ランプ 3のインピーダンスに温度特性を持っためである。例えば設定調光度が 100%の場合に、 25°Cでは光出力が L 1、 10°Cでは光出力が L 2, 0°Cでは光出力が L 3となり、 L 1 >L 2 >L 3の関係となる。

また、ランプ 3の雰囲気温度が 25 °Cでは設定調光度に対し光出力が連続的に変化するが、ランプ 3の雰囲気温度が 10°Cおよび 0°Cでは設定調光度を小さくすると光出力が急激に変化し不連続な点が現れる。

ランプ 3の雰囲気温度が 0°Cでは設定調光度 40% (35〜45%の間）近辺において光出力が A点から B点に変化し、 B点においては光出力が非常に小さくなることが分かる。また、ランプ 3の雰囲気温度が 10°Cでは設定調光度 30% 近辺で同様の現象が起きる。

これは、ランプ 3の雰囲気が低温（10°C以下）の場合、ある調光度以下では常温と比べランプ電圧が高くなり、また、低調光度ほどランプ電圧の上昇傾向が急激になるためである。ランプ電圧が急激に上昇すると、高周波電源 1からコィル 2とランプ 3に流れる電流の動作点が不安定となり、ランプ 3に流れる電流が減少→ランプ 3のインピーダンス增加→ランプ 3に流れる電流が減少というループを帰還することでランプ電流が急激に減少する。

この時、ランプ 3の状態によっては光出力がちらつくこともある。常温（25 °C) ではランプ電圧が低いことから、動作点が 1つとなり、コイル 2によってランプ電流が安定して流れる。

従来の蛍光ランプの調光装置は以上のように構成されているので、ランプ 3の温度特性と高周波電源 1からの回路条件により、ランプ周囲温度が低い時に急激に光出力が低下し、連続的な調光が不可能であったり、光出力がちらつくという問題点がある。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、連続的な調光を可能とし、光出力のちらつきを無くすことができる蛍光ランプの調光装置を得ることを目的とする。

発明の開示

この発明に係る蛍光ランプの調光装置は、蛍光ランプと、上記蛍光ランプに高周波電力を供給する高周波電源と、入力される調光信号に基づいて上記高周波電源の出力周波数を制御する制御部と、上記高周波電源と上記蛍光ランプとの間に設けられて、上記高周波電源から上記蛍光ランプに流れる電流を限流するコイルとを備えた蛍光ランプの調光装置において、上記蛍光ランプの放電電圧を検出するランプ電圧検出回路をさらに備え、上記制御部は、上記高周波電源の出力周波数を上記調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高、周波数になるように間欠的に周波数制御して上記蛍光ランプへの電流を周期的に低い電流に変化させると共に、上記高周波電源の出力周波数が上記調光周波数より高い周波数である時に、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧に基づいて調光下限設定値を設定することにより上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限設定値に応じた上記上限周波数以下に制御することを特徴とするものである。

また、上記制御部は、入力される上記調光信号に基づく設定調光度が所定の調光度以下の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数の試験周波数になるように間欠的に周波数制御することを特徴とするものである。

また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧が予め設定されたしき、値電圧より大き、場合に調光下限値を設定して、上記調光信号に基づく設定調光度が上記調光下限値より小さい場合に上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数より高い周波数として上記試験周波数から上記調光下限値に応じた上限周波数に可変させることを特徴とするものである。

また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしきい値電圧以上の場合に調光下限値を設定して、上記調光信号に基づく設定調光度が上記調光下限値より小さい場合に上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限値に応じた上限周波数に設定することを特徴とするものである。

また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高 t、周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしきい値電圧以上の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数に制御することを特徴とするものである。

また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしきい値電圧以上の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数より低 L、電流増加周波数になるように所定時間制御した後、上記調光周波数に戻すように制御することを特徴とするものである。

また、上記制御部は、上記蛍光ランプの調光下限設定値を、常温時に蛍光ランプに定格電力を入力したときの調光度に対し 5〜 6 0 %の範囲で設定されることを特徴とするものである。

また、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧を応じて調光下限設定値を変化させることを特徴とするものである。

また、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる周期 T Oと調光周波数 f 1 との関係を、 T 0≥3 Z f 1とすることを特徴とするものである。

また、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる時間 T Oを、 T 0≥0. 1 m sとすることを特徴とするものである。

さらに、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる時間 T Oと、上記調光周波数より高い周波数を出力している時間 T 2を、 T 2≤T 0 / 2とすることを特徴とするものである。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態 1に係る蛍光ランプの調光装置の構成を示すブロック図、

図 2は、実施の形態 1で用いる制御部の動作フローチヤ一ト、

図 3は、実施の形態 1における高周波電源 1の出力周波数の波形図、図 4は、実施の形態 1における蛍光ランプ 3に流れるランプ電流の波形図、図 5は、実施の形態 1における 2 5 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、

図 6は、実施の形態 1における 0 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、

図 7は、実施の形態 1の展開で用いられるランプ電圧と調光下限設定値との関係を示すグラフ、

図 8は、この発明の実施の形態 2で用いる制御部の動作フローチヤ一ト、図 9は、実施の形態 2における高周波電源 1の出力周波数の波形図、図 1 0は、実施の形態 2における蛍光ランプ 3に流れるランプ電流の波形図、図 1 1は、実施の形態 2における 2 5 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、

図 1 2は、実施の形態 2における 0 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、

図 1 3は、この発明の実施の形態 3で用いる制御部の動作フローチヤ一ト、図 1 4は、実施の形態 3における 2 5 °Cにおける高周波電源 1の出力周波数の波形図、

図 1 5は、実施の形態 3における 2 5 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、

図 1 6は、実施の形態 3における 0 °Cにおける高周波電源 1の出力周波数の波形図、

図 1 7は、実施の形態 3における 0 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、

図 1 8は、この発明の実施の形態 4で用いる制御部の動作フローチヤ一ト、図 1 9は、実施の形態 4における 2 5 °Cにおける高周波電源 1の出力周波数の波形図、

図 2 0は、実施の形態 4における 2 5 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、図 2 1は、実施の形態 4における 0 °Cにおける高周波電源 1の出力周波数の波形図、

図 2 2は、実施の形態 4における 0 °Cにおける蛍光ランプ 3に印加されるランプ電圧の波形図、

図 2 3は、従来の蛍光ランプの調光装置の構成を示すブロック図、

図 2 4は、設定調光度に対する高周波電源の出力周波数の特性図、

図 2 5は、設定調光度に対する光出力の特性図である。発明を実施するための最良の形態

実施の形態 1 .

図 1はこの発明の実施の形態 1に係る蛍光ランプの調光装置を示すプロック図である。

図 1において、図 2 3に示す従来装置と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、 6はランプ 3の電圧を検出するランプ電圧検出回路であり、その検出電圧は制御回路 4に入力され、制御回路 4は、高周波電源 1の出力周波数を調光信号 5に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数になるように間欠的に周波数制御して蛍光ランプ 3への電流を周期的に低い電流に変化させると共に、高周波電源 1の出力周波数が上記調光周波数より高い周波数である時に、ランプ電圧検出回路 6の検出電圧に基づ、て高周波電源 1の出力周波数の上限周波数を設定して高周波電源 1の出力周波数を上限周波数以下に制御するようになされている。

次に、実施の形態 1の動作について図 2に示すフローチヤ一トを用いて説明する。図 2は制御部 4の動作フローチャートであり、電源が投入されるとスタートから制御部 4の動作が開始する。

ステップ S 1では、調光下限設定の初期化を行う。実施の形態 1では調光下限設定値 D Lを初期値として 2 5 %とした。調光度 2 5 %とはランプ 3の光出力比であり、常温時（2 5 °C) にランプ 3に定格電力を入力した時を 1 0 0 %としている。ステップ S 2では、設定調光度となる調光信号 5を入力して設定調光度を内部信号 DMとして取り込む。

ステップ S 3では、設定調光度 DMが所定の調光度より大きいか、小さいかの大小比較を行う。実施の形態 1では所定の調光度を 50%としている。ステップ S 3において、設定調光度 DMが 50%以上の場合（n o) はステップ S 4に移行し、 50%以下の場合（y e s) はステップ S 5に移行する。

ステップ S 4では、高周波電源 1に設定調光度 DMに対応した調光周波数 f 1 を出力する。ステップ S 4が終了すると、ステップ S 2に戻り同じ動作を繰り返す。

ステップ S 5では、設定調光度 D Mと調光下限設定値 D Lとの大小比較を行い、調光下限設定値 DLより設定調光度 DMが大きい場合（no) はステップ S 6 に移行し、設定調光度 DMが小さい場合（y e s) はステップ S 7に移行する。ステップ S 6では、調光周波数 f 1より高い周波数 f 2を高周波電源 1から出力するように制御する。説明の便宜上、周波数 f 2を試験周波数と称する。実施の形態 1では、試験周波数 f 2を設定調光度 20%相当の周波数とする。

ステップ S 7では、上限周波数 f dを高周波電源 1から出力するように制御する。上限周波数 f dは調光下限設定の周波数であり、電源投入時においては設定調光度 25%相当の周波数となる。ステップ S 7が終了するとステップ S 2に戻る。

ステップ S 8では、所定時間 T 2のタイマが動作し、タイマ設定時間 T 2が経過するとステップ S 9に移行する。

ステップ S 9では、ランプ電圧検出回路 6の検出電圧を入力して内部信号 VL として取り込む。

ステップ S 10では、ランプ電圧 VLと予め設定したしきい値電圧 VSとの大小比較を行い、ランプ電圧 VLがしきい値電圧 VSより小さい場合（no) はステツプ S 12に移行し、大きい場合（y e s) はステップ S 11に移行する。ステップ S 11では、調光下限設定の設定変えを行う。実施の形態 1では調光下限設定値 DLを 40%に再設定する。ステップ 1 2では、調光周波数 f 1を高周波電源 1から出力するように制御する。

ステップ 1 3では、タイマ T 1を動作する。タイマ設定時間 T 1を経過するとステップ S 2に戻る。

次に、図 3ないし図 6に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。

図 3は高周波電源 1の周波数の遷移を示す模式図、図 4はランプ 3に流れるランプ電流波形、図 5は常温（2 5 °C) におけるランプ電圧波形、図 6は低温（0 °C) におけるランプ電圧波形である。また、これらの図は調光信号 5が調光度 5 0 %以下となっているときの波形図である。

高周波電源 1の周波数は、制御部 4からの制御信号により、図 3に示すように、調光周波数 f 1と試験周波数 f 2を交互に繰り返す。コイル 2は周波数に対応してインピーダンスが変化することから、調光周波数 f 1から試験周波数 f 2に変化すると、ランプ 3に流れる電流は、図 4に示すように、タイマ設定時間 T 2 の間に減少する。 2 5 °Cにおけるランプ電圧は、図 5に示すように、ランプ電流が減少する期間 T 2で電圧上昇があるが、しきい値 V Sには達しない。

一方、 0 °Cにおけるランプ電圧は、図 6に示すように、タイマ設定時間 T 2の期間、電圧上昇がしきい値電圧 V Sを越える電圧値となる。前述の通り、図 2において、ステップ S 1 0でランプ電圧を判定した結果、ランプ電圧 V Lがしきい値電圧 V Sより大きい場合に、ステップ S 1 1で調光下限設定値 D Lを 4 0 %に設定変えする。

従って、その後、調光信号 5、即ち設定調光度が 4 0 %以下である場合でも、ステップ S 5で設定調光度 DM <調光下限設定値 D Lが判定され、ステップ S 7 で設定調光度 4 0 %相当の周波数で高周波電源 1が動作する。設定調光度 4 0 % は、図 2 5からも明らかなように、ランプ 3が安定して点灯する領域である。また、この時の光出力は、ステップ S 1における常温時（2 5 °C) の場合の初期設定による調光下限設定値 2 5 %に基づく光出力であり、設定調光度 4 0 %を下限値にした場合でもランプの光出力は十分調光可能となる。

このように、 0 °Cなどの低温下においてもランプ 3の不安定点灯領域に調光しないため、光出力が急激に減少したり、ちらつきを起こすことがない。また、周期的な繰り返しランプ電流を減少しているので、繰り返し周波数が 5 OHz以上であれば人間の目にも感じることがな、。

なお、実施の形態 1では、調光信号 5による設定調光度 DMが 50%以下の場合にランプ電流を減少させているが、即ち試験周波数 f 2を所定時間動作させて、るが、設定調光度は 50 %に限らなくても同様な効果が得られる。

また、実施の形態 1では、調光信号 5による設定調光度 DMが 50%以下であり、調光下限設定値 DLより設定調光度 DMが大きく、ランプ電圧 VLがしきい値 V Sより大きい場合に、調光下限設定値 D Lを 40%に設定変えしているが、ランプ 3の使用温度範囲ゃランプ 3の種類によつて個々に設定しても良く、調光下限設定値 DLを、常温時に蛍光ランプ 3に定格電力を入力したときの調光度に対し、 5〜60%の範囲で設定されるのが適切である。

また、図 7に示すように、ステップ S 11における調光下限設定値を、ランプ電圧に応じて DL 1から DL 2まで連続的に可変しても良い。この時、ランプ電圧が低い場合は調光下限設定値を低く、つまりランプ電圧が VL 1の場合は調光下限設定値 D L 1に設定し、他方、ランプ電圧が高い場合は調光下限設定を高く、つまりランプ電圧が VL 2の場合は調光下限設定値 DL 2に設定する。この場合、図 2に示すステップ S 11の処理内容を、ランプ電圧 VLに応じて調光下限設定値を可変にする内容に変える必要がある。

また、図 3に示す波形において、高周波電源 1の周波数を間欠的に変化させる周期 TOと調光周波数 f 1との関係は、 T0≥3Zf 1が適している。前記間欠的に周波数を変化させる時間 TOは、 T0≥0. 1msとすることが適しており、この時間 TOと、前記調光周波数 f 1より高い周波数の試験周波数 f 2を出力している時間 T 2は、 T2≤T0Z2とすることが適している。実施の形態 2.

次に、図 8は図 2に示す実施の形態 1のフローチャートに対応する実施の形態 2に係る制御部 4の動作を示すフローチヤ一トであり、この実施の形態 2に係る構成は、図 1に示す実施の形態 1と同様で構成を備えている。

以下、図 8に示すフローチャートを参照して実施の形態 2に係る動作を説明する。

まず、電源が投入されることにより、制御部 4の動作が開始し、ステップ S 2 1〜ステップ S 2 8までは、図 2に示す実施の形態 1のフローチャートにおけるステップ S 1〜S 8と同様の動作を行うので、その説明は省力する。

ステップ 2 9では、ランプ電圧検出回路 6の検出電圧を入力して内部信号 V 2 として取り込む。

ステップ 3 0では、調光周波数 f 1を高周波電源 1から出力するよう制御するステップ 3 1ではタイマ T 1を動作させ、タイマ設定時間が経過すると、ステップ 3 2に移行する。

ステップ 3 2では、再びランプ電圧検出回路 6からランプ電圧を入力して内部信号 V Iとして取り込む。

ステップ 3 3では、ランプ電圧 V 1とランプ電圧 V 2の差電圧 V Dを内部信号として演算する。

ステップ 3 4では、差電圧 V Dと予め設定したしきい値電圧 V Sとの大小比較を行い、差電圧 V Dがしきい値電圧 V Sより大きい場合（y e s ) はステップ S 3 5に移行する。逆に、小さい場合はステップ S 2 2に戻る。

ステップ 3 5では、調光下限設定値 D Lを所定の調光度、実施の形態 2では実施の形態 1と同様に 4 0 %に設定している。

以下、図 9〜図 1 2に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。

図 9は高周波電源 1の周波数の遷移を示す模式図、図 1 0はランプ 3に流れるランプ電流波形、図 1 1は常温（2 5 °C) におけるランプ電圧波形、図 1 2は低温（0 °C) におけるランプ電圧波形である。また、これらの図は調光信号 5が調光度 5 0 %以下となっているときの波形図である。

図 9及び図 1 0は、図 3及び図 4に示す実施の形態 1の場合と同様であるが、この実施の形態 2では、図 1 1及び図 1 2に示す高周波電源 1の電圧波形のように、調光周波数 f 1で高周波電源 1が動作している時はランプ電圧 V Iとなり、試験周波数 f 2で動作している時はランプ電圧 V 2となり、 V Dは両者の電圧差となる。

また、図 1 1はランプ 3の雰囲気温度が 2 5 °Cである場合のランプ電圧であり、図 1 2はランプ 3の雰囲気温度が 0 °Cである場合のランプ電圧であり、これらの図より、 0 °Cの場合は差電圧 V Dが大きいことが明らかである。しきい値電圧 V Sを適当な値に設定すれば、即ち常温（2 5 °C) での差電圧 V Dと低温（0 °C ) での差電圧 V Dの中間値にすれば、実施の形態 1同様に、低温時に調光下限設定値を 4 0 %に設定できる。

前述した通り、図 8に示すフローチャートのステップ S 3 4において、ランプ電圧の差電圧を判定した結果、差電圧 V Dがしき、値電圧 V Sより大き、場合に、ステップ S 3 5で調光下限設定値 D Lを 4 0 %に設定する。

従って、その後、調光信号 5、即ち設定調光度 DMが 4 0 %以下である場合でも、ステップ S 2 5で設定調光度 DMぐ調光下限設定値 D Lが判定され、ステツプ S 2 7で、設定調光度 4 0 %相当の周波数で高周波電源 1が動作する。

このように、この実施の形態 2によれば、実施の形態 1同様に、 0 °Cなどの低温下においてもランプ 3の不安定点灯領域に調光しないため、光出力が急激に減少したり、ちらつきを起こすことがない。実施の形態 3.

次に、図 1 3は図 2に示す実施の形態 1のフローチヤ一卜に対応する実施の形態 3に係る制御部 4の動作を示すフローチャートであり、この実施の形態 3に係る構成は、図 1に示す実施の形態 1と同様で構成を備えている。

以下、図 1 3に示すフローチヤ一トを参照して実施の形態 3に係る動作を説明する。

まず、電源が投入されることにより、制御部 4の動作が開始し、ステップ S 4 1〜ステップ S 4 5までは、図 2に示す実施の形態 1のフローチヤ一卜におけるステップ S 1〜S 5と同様の動作を行うので、ここでは省略する。ステップ S 45では、設定調光度 DMと調光下限設定値 DLとの大小比較を行い、設定調光度 DLより調光下限設定値 DMが大きい場合（no) はステップ S 46に移行し、他方、調光下限設定値 DMが小さい場合（y e s) はステップ S 47に移行する。

ステップ S 46では、調光周波数 f 1を高周波電源 1から出力するよう制御する。

ステップ S 47では、上限周波数 f dを高周波電源 1から出力するよう制御する。実施の形態 1同様に、上限周波数 f dは調光下限設定値 DLに応じた周波数であり、電源投入時の初期設定時においては設定調光度 25%相当の周波数となる。ステップ S 47が終了するとステップ S 42に戻る。

ステップ S 48では、タイマ T1が動作し、その設定時間 T1が経過するとステツプ S 49に移行する。

ステップ S 49では、ランプ電圧検出回路 6の検出電圧を入力して検出電圧を内部信号 VIとして取り込む。

ステップ S 50では、試験周波数 f 2を高周波電源 1から出力するよう制御すな。

ステップ S 51では、タイマ T2の動作を開始する。

ステップ S 52では、再びランプ電圧検出回路 6の検出電圧を内部信号 V 2として取り込む。

ステップ S 53では、電圧 V 2と V 1の差電圧を内部信号 V Dとして演算するステップ S 54では、差電圧 V Dと予め設定したしき、値電圧 V Sとの大小比較を行い、差電圧 VDがしきい値 VS以下の場合（no) はステップ S 55に移行し、他方、差電圧 VDがしきい値 VS以上の場合（y e s) はステップ S 56 に移行する。

ステップ S 55では、タイマ T 2が終了しているか判断し、終了している場合 (y e s) はステップ S 42に戻る。他方、終了していない場合はステップ S 5 2以降を繰り返して実行する。ステップ S 56では、調光下限設定値 DLを 40%に設定変えする。

ステップ S 57では、調光周波数 f 1 (または上限周波数 f d) に周波数を戻す。

ステップ S 58では、タイマ T 2が終了しているかの判断を行い、終了している場合（y e s) はステップ S 42に戻る。

以下、図 14〜図 17に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。

図 14は 25°Cにおける高周波電源 1の周波数の遷移を示す模式図、図 15は 25°Cにおけるランプ電圧、図 16は 0°Cにおける周波数の遷移を示す模式図、図 17は 0°Cにおけるランプ電圧である。

図 14及び図 15に示すように、 25 °Cではしきい値電圧 VSに対しランプ電圧の差電圧 VDが低いため、タイマ T2の間、試験周波数 f 2を出力する。

—方、 0°Cにおいては、図 16及び図 17に示すように、タイマ T2の動作中に、差電圧 VDがしきい値電圧 VSを越えてしまうため（VD≥VS) 、試験周波数 f 2から調光周波数 f 1に切り替わる。この時、タイマ T2は途中で停止することなく継続するため、タイマ T 2が終了して後に同じ動作が繰り返される。従って、高周波電源 1の周波数変化の周期 T 0は常に一定となる。

このように、この実施の形態 3においても、実施の形態 1同様に、 0°Cなどの低温下においてもランプ 3の不安定領域に調光しないため、光出力が急激に減少したり、ちらつきを発生することがない。また、試験的にランプ電流を減少する時間が必要最小限であるため、ランプ点灯がさらに安定化する。実施の形態 4.

次に、図 18は図 2に示す実施の形態 1のフローチヤ一トに対応する実施の形態 4に係る制御部 4の動作を示すフローチヤ一トであり、この実施の形態 4に係る構成は、図 1に示す実施の形態 1と同様で構成を備えている。

以下、図 18に示すフローチヤ一トを参照して実施の形態 4に係る動作を説明する。

まず、図 18に示す実施の形態 4においては、図 13に示す実施の形態 3とステツプ S 41〜S 56までが全く同様の動作を行う。

すなわち、ステップ S 54において、電圧差 VLと予め設定したしきい値電圧 VSとの大小比較を行い、 VLが VSより小さい場合（no) はステップ S 55 、逆に、大きい場合（y e s) はステップ S 16に移行する。

ステップ 55では、タイマ T2の終了を判断する。終了していない場合は再びステップ S 52に戻り、終了している場合はステップ S 42に戻り、最初から処理を繰り返す。

ステップ S 56では、調光下限周波数 DLを 40%に設定する。

ここまでが実施の形態 3と同様であるが、以下の動作が異なる。

ステップ S 60では、電流増加周波数 f 3を高周波電源 1から出力するように制御する。電流増加周波数 f 3は調光または上限周波数 f 1より低い周波数であり、ランプ 3に強制的にある程度大きな電流を流すためのものである。これは、ランプ電流を減少したときに発生する不安定動作を、急激にランプ電流を増加することで、安定領域に状態を回復させる目的である。

ステップ S 61およびステップ S 62では、新たなタイマ T3を動作させ、タイマ T3が終了すると、ステップ S 63で調光周波数 f 1 (または上限周波数 f d) を出力するように制御する。

さらに、ステップ S 64において、タイマ T 2が終了すれば、図 13に示す実施の形態 3と同様にステップ S 42に戻り、再び同様の処理が繰り返される。以下、図 19〜図 22に示す波形図を参照して全体の動作を説明する。

図 19は 25°Cにおける周波数の遷移を示す模式図、図 20は同温度時のランプ電圧、図 21は 0°Cにおける周波数の遷移を示す模式図、図 22は同温度のランプ電圧である。

25 °Cではしき、値電圧 V Sに対しランプ電圧の差電圧 V Dが低 L、ため、タィマ T 2の間試験周波数 f 2を出力する。一方、 0°Cにおいては、夕イマ T2の動作中に、差電圧 VLがしきい値電圧 VSを越えてしまうため（VL≥VS) 、試験周波数 f 2から電流増加周波数 f 3に切り替わる。そして、タイマ 3が動作するため、電流増加周波数 f 3は継続して出力される。そして、タイマ 3の動作が終了すると、調光周波数 f 1 (または上限周波数 f d ) が出力される。この時、タイマ T 2は途中で停止することなく継続するため、タイマ T 2が終了して後に、ステップ S 4 2に移行して同じ動作が繰り返される。

従って、高周波電源 1の周波数変化の周期 T 0は常に一定となる。

このように、実施の形態 1と同様に、 o °cなどの低温下においてもランプの不安定領域に調光しないため光出力が急激に減少したり、ちらつきを発生することがない。また、試験的にランプ電流を減少する時間が必要最小限であり、さらに切り替え時にランプ電流を増加するためランプ点灯が更に安定する。

以上のように、この発明によれば、調光ランプ電流からランプ電流を間欠的に減少するよう周波数を高くし、この時のランプ電流の変化から制御上限周波数を設定するようにしたので、蛍光ランプが安定に点灯できる領域まで調光を行い、それ以下の調光度ではリミッタがかかるよう動作するので、ランプ電流が不連続に急激に減少することがない。また、この時に発生するちらつきも回避できる。また、調光信号に基づく設定調光度が所定の調光度以下の場合に、高周波電源の出力周波数を調光信号に基づく調光周波数から調光周波数より高い試験周波数になるように間欠的に周波数制御してランプ電流を間欠的に減少するので、間欠的な変化をランプ電流の小さい領域で行うことになりランプ等からの音の発生がない。

また、ランプ電圧から制御上限周波数を設定するため、周波数上限値が可変となるので、常温に比べ同じ調光信号で光量増加がない。

また、調光時とランプ電流の減少時のランプ電圧差を検出し所定の電圧差の場合に、制御上限周波数を設定するので、ランプ電流電圧特性の個体差による影響を受けない。

また、所定のランプ電圧差を検出した場合にランプ電流の減少を止めるため、ランプ電流の減少時間を最小限に止めるためランプ電流を減少しても安定した放電が得られる。

また、ランプ電流の減少を止めた後、所定時間の間に調光電流より大きい電流をランプに流し所定時間保持するので、ランプ電流を減少してもさらに放電が安定するため使用温度範囲が拡大できる。

また、周波数上限値を調光度 5〜6 0 %に設定するためランプの種類が替わつても対応できる。

また、間欠的にランプ電流を減少させるを調光周波数の周期の 3倍以上に設定するランプの種類が替わっても対応できる。

また、間欠的にランプ電流を減少させる時間を 0. 1 m s以上とするので確実に周波数上限値を設定できる。

さらに、間欠的ランプ電流を減少させる周期と減少させる時間の 2倍以上とするので確実に周波数上限値を設定できる。産業上の利用分野

以上のように、この発明によれば、制御部により、高周波電源の出力周波数を入力される調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数になるように間欠的に周波数制御して蛍光ランプへの電流を周期的に低い電流に変化させると共に、高周波電源の出力周波数が調光周波数より高い周波数である時に、ランプ電圧検出回路の検出電圧に基づいて調光下限設定値を設定することにより上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限設定値に応じた上記上限周波数以下に制御することにより、連続的な調光を可能とし、光出力のちらつきを無くすことができ、特に低温時の安定点灯が可能となる。

Claims

請求の範囲

1. 蛍光ランプと、

上記蛍光ランプに高周波電力を供給する高周波電源と、

入力される調光信号に基づいて上記高周波電源の出力周波数を制御する制御部と、

上記高周波電源と上記蛍光ランプとの間に設けられて、上記高周波電源から上記蛍光ランプに流れる電流を限流するコイルと

を備えた蛍光ランプの調光装置において、

上記蛍光ランプの放電電圧を検出するランプ電圧検出回路をさらに備え、上記制御部は、上記高周波電源の出力周波数を上記調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数になるように間欠的に周波数制御して上記蛍光ランプへの電流を周期的に低い電流に変化させると共に、上記高周波電源の出力周波数が上記調光周波数より高い周波数である時に、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧に基づ、て調光下限設定値を設定することにより上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限設定値に応じた上記上限周波数以下に制御することを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

2. 請求項 1記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、入力される上記調光信号に基づく設定調光度が所定の調光度以下の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光信号に基づく調光周波数から当該調光周波数より高い周波数の試験周波数になるように間欠的に周波数制御することを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

3. 請求項 2記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧が予め設定されたしきい値電圧より大きい場合に調光下限値を設定して、上記調光信号に基づく設定調光度が上記調光下限値より小さい場合に上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数より高い周波数として上記試験周波数から上記調光下限値に応じた上限周波数に可変させることを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

4. 請求項 2記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしき、値電圧以上の場合に調光下限値を設定して、上記調光信号に基づく設定調光度が上記調光下限値より小さい場合に上記高周波電源の出力周波数を上記調光下限値に応じた上限周波数に設定することを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

5. 請求項 4記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしき、値電圧以上の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数に制御することを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

6. 請求項 4記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路による調光周波数出力時の検出電圧と当該調光周波数より高い周波数の試験周波数出力時の検出電圧との差電圧が予め設定されたしき t、値電圧以上の場合に、上記高周波電源の出力周波数を上記調光周波数より低い電流増加周波数になるように所定時間制御した後、上記調光周波数に戻すように制御することを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

7. 請求項 1記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、上記蛍光ランプの調光下限設定値を、常温時に蛍光ランプに定格電力を入力したときの調光度に対し 5〜 6 0 %の範囲で設定されることを特徴とする蛍光ランプの調光装

8. 請求項 1記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、上記ランプ電圧検出回路の検出電圧を応じて調光下限設定値を変化させることを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

9. 請求項 1記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる周期 T Oと調光周波数 f 1との関係を、 T 0≥3 / f 1とすることを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

1 0. 請求項 1記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる時間 TOを、 T0≥0. 1msとすることを特徴とする蛍光ランプの調光装置。

11. 請求項 1記載の蛍光ランプの調光装置において、上記制御部は、間欠的に周波数を変化させる時間 T 0と、上記調光周波数より高い周波数を出力している時間 T 2を、 T 2≤T 0 2とすることを特徴とする蛍光ランプの調光装置。