JPH10294193A

JPH10294193A - 放電ランプ点灯装置および照明装置

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Publication number: JPH10294193A
Application number: JP9100019A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kakiya; 勉垣谷; Masahiko Kamata; 征彦鎌田; Keiichi Shimizu; 恵一清水; Keiji Takahashi; 啓二高橋; Fuminori Nakaya; 文則仲矢
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: JP3965718B2

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減光ないしは消灯
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】放電ランプの全光点灯時には、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
路の固有共振周波数より十分低い周波数の高周波を高周
波発生手段から出力し、調光点灯時には固有共振周波数
より高い周波数の高周波を発生するように構成する。全
光点灯時は負荷回路が共振しないから、開放電圧が低く
て短絡電流が相対的に大きい。これに対して、調光点灯
時は開放電圧が高くて、短絡電流は相対的に小さい。し
たがって、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て点灯を維持できなくて消灯する
か、出力電流が小さい負荷特性の領域において点灯する
ため、大幅に減光する。このため、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】このような問題を回避するために、放電ラ
ンプの寿命末期などの異常を検出したときに、高周波発
生手段の動作を停止することが一般的に行われている。

【０００４】しかし、これで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。

【０００５】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。この従来技術によれば、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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、細管の放電
ランプにおいては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
正常放電ランプを点灯維持させるのは極めて困難であ
る。

【０００７】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。

【０００８】

【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；放電ランプの全光点灯
時には負荷回路の固有共振周波数より十分低い周波数の
高周波出力を発生するとともに、調光点灯時には固有共
振周波数より高い周波数の高周波を発生して、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；を具備しているこ
とを特徴としている。

【０００９】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。

【００１０】まず、放電ランプについて説明する。

【００１１】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。

【００１２】次に、負荷回路について説明する。

【００１３】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
路接続は問わないが、固有共振周波数を有する。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。

【００１４】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る。

【００１５】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。

【００１６】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ができる。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ができる。

【００１７】高周波発生手段について説明する。

【００１８】高周波発生手段は、高周波出力の周波数が
負荷回路の固有共振周波数より十分に低い周波数と、固
有共振周波数より高い周波数との少なくとも２段階に可
変であるものとする。もちろん、上記の周波数範囲内で
連続的に周波数が可変であってもよい。

【００１９】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。

【００２０】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なため、周波数可変範囲
を広くすることができるさらにまた、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
るなどの常套手段を用いることができるものとする。

【００２１】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、所望の電源電圧を得るとともに、高調波の少ないチ
ョッパなどのＤＣ−ＤＣコンバータを用いることもでき
る。

【００２２】制御手段について説明する。

【００２３】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かに設定すること
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。調光モードは、段調光、連続調光の
いずれでもよい。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】最後に、作用について説明する。

【００２７】本発明においては、全光点灯時に高周波発
生手段の発生する高周波が負荷回路の固有共振周波数に
対して十分低い周波数であるから、負荷回路は実質的に
共振しない。

【００２８】したがって、放電ランプの限流要素は単に
インピーダンスとして作用するので、高周波発生手段の
開放電圧は低い。

【００２９】しかし、この開放電圧は放電ランプのラン
プ電圧より高いものとする。さらに、放電ランプの寿命
末期には正常時に比較してランプ電圧が著しく高くなる
が、開放電圧は寿命末期時のランプ電圧より明らかに低
いものとする。したがって、正常点灯時のランプ電圧の
２〜２．７倍程度に設定するとよい。

【００３０】負荷特性は、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。この負荷特性は負荷回
路のインダクタンス、キャパシタンスおよび高周波発生
手段の周波数を適切に設定することにより、容易に得る
ことができる。たとえば放電ランプと並列にキャパシタ
ンスが接続されている場合に、そのキャパシタンスの容
量を全光点灯時に実質的に共振が発生しないように小さ
く設定することで容易に実現することができる。

【００３１】そうして、全光点灯時に放電ランプが寿命
末期になると、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か、減光点灯する。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。

【００３２】なお、本発明において、固有共振周波数よ
り十分低いとは、当該周波数では実質的に共振しない程
度の周波数をいう。換言すれば、前述のように開放電圧
が正常な放電ランプのランプ電圧に対して２〜２．７倍
程度を出力するような周波数をいう。

【００３３】一方、調光時には高周波発生手段の発生す
る高周波が負荷回路の固有共振周波数より高いので、負
荷回路は共振して高周波発生手段の開放電圧は高くな
る。このときの負荷特性は開放電圧が高いが、短絡電流
は小さい。

【００３４】そうして、開放電圧が高いので、調光度を
大きく、すなわち深く調光することができる。

【００３５】請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１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小容量のキャ
パシタンスを含むことによって、全光時の動作周波数に
対して固有共振周波数が十分に高く設定されていること
を特徴としている。

【００３６】本発明は、さらに負荷回路を最も一般的で
簡単な回路構成にするとともに、放電ランプと並列接続
されるキャパシタンスの容量を小さくすることによっ
て、請求項１の周波数の要件を満足するものである。

【００３７】したがって、構成が簡単でありながら、特
別な保護回路を設けることなく、寿命末期時の保護動作
が確実にできる。

【００３８】請求項３の発明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、
高周波発生手段は、全光点灯時の動作周波数ｆが負荷回
路の固有共振周波数をｆ₀としたとき、下式を満足して
いることを特徴している。

【００３９】ｆ₀／３≦ｆ≦ｆ₀／２本発明は、全光点灯時の高周波発生手段の周波数を上記
のように規定することにより、高周波発生手段のスイッ
チング手段が進相動作をしないようにしたものである。
なお、高周波発生手段の動作周波数がｆ₀／２〜ｆ₀であ
ると、進相モードになる。

【００４０】進相スイッチングが生じると、高周波発生
手段が一時的に短絡状態になるために、スイッチング手
段の破壊の要因になり、信頼性が著しく低下するので、
回避しなければならない。

【００４１】請求項４の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし３のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、負荷回路は、その複数が高周波発生手段の
出力端に並列接続されており；寿命末期になった放電ラ
ンプは減光ないし消灯するが、正常な放電ランプは点灯
し続けるように構成されている；ことを特徴としてい
る。

【００４２】本発明において、負荷回路中の放電ランプ
はその複数が直列接続されたものであってもよい。

【００４３】そうして、本発明においてはいずれかの放
電ランプが寿命末期になっても残余の放電ランプが点灯
を継続しているので、暗転がなく、安全である。

【００４４】請求項５の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし４のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、負荷回路と並列に接続されたインダクタン
スを具備していることを特徴としている。

【００４５】インダクタンスは、単一機能のインダクタ
ンスだけでなく、他の機能および目的を備えたインダク
タンスであってもよく、たとえばフィラメント加熱トラ
ンスの１次巻線、負荷回路の全光時の開放電圧を調整す
るための昇圧または降圧用のトランスであってもよい。
また、インダクタンスと直列にコンデンサを接続するこ
とにより、インダクタに流れようとする直流をカットし
て不所望な磁気飽和を回避することができる。

【００４６】本発明においては、負荷回路と並列にイン
ダクタンスを接続したことにより、たとえ負荷回路に進
相電流が流れても、上記インダクタンスに流れる遅相電
流によって進相電流を相殺することができ、したがって
本発明によれば、設計の裕度が高くなり、高周波発生手
段のスイッチング手段が進相スイッチングするのを効果
的に防止することができる。

【００４７】請求項６の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし５のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、放電ランプの始動時において、動作周波数
の高次の高調波の共振電圧を放電ランプに印加すること
を特徴としている。

【００４８】本発明においては、始動時のように無負荷
のときに高周波発生手段の動作周波数に対して高次たと
えば３次の共振電圧を発生させるので、スイッチング手
段は共振電圧の３半サイクル目の時にオフ動作をする。

【００４９】なお、高次の高調波としては３次以外の奇
数次の高調波であってもよい。

【００５０】請求項７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６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。

【００５１】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６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。

【００５２】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。

【００５３】

【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。

【００５４】図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態を示す回路図である。

【００５５】図において、１は直流電源、２は高周波発
生手段、３は負荷回路、４は制御手段である。

【００５６】直流電源１は、商用交流電源を全波整流回
路にて整流し、チョッパで平滑化する構成である。

【００５７】高周波発生手段２は、入力端に直流電源１
が接続され、交互にスイッチング動作を行う一対のスイ
ッチング手段２ａ、２ｂおよびスイッチング手段２ａ、
２ｂのスイッチングを制御する駆動回路２ｃを主体に構
成されている。そして、動作周波数は全光点灯時の周波
数ｆ₁が５０ＫＨｚ、調光点灯時の周波数ｆ₂が１０５Ｋ
Ｈｚに設定されている。

【００５８】また、高周波発生手段２は、スイッチング
手段２ａ、２ｂが直流電源１に対して直列接続されたハ
ーフブリッジ形インバータであり、このインバータは電
流共振形に属する。

【００５９】負荷回路３は、高周波発生手段２の出力端
に接続され、放電ランプ３ａ、インダクタンス３ｂ、キ
ャパシタンス３ｃ、３ｄからなる。インダクタンス３ｂ
およびキャパシタンス３ｄは放電ランプ３ａと直列に接
続され、キャパシタンス３ｃは放電ランプと並列に接続
されている。インダクタンスは１．１５ｍＨ、キャパシ
タンス３ｃは２２００ｐＦである。一方、キャパシタン
ス３ｄは０．１μＦであり、直流カット用として作用す
る。負荷回路３の固有共振周波数ｆ₀は１００ＫＨｚで
ある。

【００６０】上記とは別の設計例を次に示す。

【００６１】インダクタンス３ｂが１．３ｍＨ、キャパ
シタンス３ｃが１５００ｐＦ、固有共振周波数が１１４
ＫＨｚ、全光時の周波数が３５ＫＨｚである。なお、使
用した放電ランプ３ａはＦＨＣ３４形蛍光ランプであ
る。

【００６２】制御手段４は、放電ランプ３ｂを全光点灯
と調光点灯とに変更するための手段で、本実施形態にお
いては高周波発生手段２の出力周波数を変更することに
より、これを行うように構成されている。

【００６３】図２は、図１に示す本発明の第１の実施形
態における負荷回路の周波数特性曲線を示すグラフであ
る。

【００６４】図において、横軸は周波数を、縦軸は出力
電圧を、それぞれ示す。

【００６５】ｆ₀は固有共振周波数、ｆ₁は全光点灯時の
周波数、ｆ₂は調光点灯時の周波数である。すなわち、
全光点灯時の周波数ｆ₁は固有共振周波数ｆ₀に比較して
十分に低く、そのときの出力電圧も低い。これに対し
て、調光点灯時の周波数ｆ₂は固有共振周波数ｆ₀より高
く、その出力電圧は全光点灯時の電圧より高いことを示
している。

【００６６】図３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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】以上、図１ないし図３を参照して本発明の
第１の実施形態を説明したが、要するに本実施形態は、
全光時の周波数が固有共振周波数より十分に低いので、
インダクタンスのみが限流要素として作用するから、開
放電圧は低くなる。

【００７２】さて、図３に示すように放電ランプは、正
常時における初期点灯時の動作特性は曲線ａであるが、
寿命の進展に伴って動作特性が図において徐々に上方へ
移動していき、寿命末期時には曲線ｂになっている。す
なわち、放電ランプの寿命末期時には、動作特性により
定まるランプ電圧が負荷特性曲線Ａにより定まる開放電
圧より高くなっているから、動作点を形成することがで
きないので、点灯を維持できないで、消灯する。

【００７３】このため、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。

【００７４】また、キャパシタンス３ｃの容量を小さく
して固有共振周波数を全光点灯時の周波数より十分に高
く設定することができるので、回路構成がすこぶる簡単
である。

【００７５】図４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。

【００７６】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。

【００７７】本実施形態は、複数たとえば２個の負荷回
路３、３’を高周波発生手段２の出力端に並列接続した
ものである。放電ランプ３ａ、３ａ’は始動電圧が大差
なければ、異なる消費電力の放電ランプを用いることが
できる。

【００７８】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３ａが寿命末期になると、後述する
理由により、放電ランプ３ａは、大幅な減光点灯に移行
する。しかし、残余の放電ランプ３ａ’は高周波発生手
段の出力電圧よりランプ電圧が低いので、正常な点灯を
継続する。

【００７９】図５は、図４に示す本発明の放電ランプ点
灯装置の第２の実施形態における負荷特性を示すグラフ
である。

【００８０】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。

【００８１】図中、曲線Ｃは負荷回路の負荷特性曲線、
曲線ａは放電ランプの正常時の全光点灯における動作特
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。すなわち、負荷特性は、出力電流が大きい領域では
出力電圧が低く、出力電流が小さい領域では急激に出力
電圧が高くなるように設定されている。

【００８２】したがって、放電ランプは全光点灯時には
負荷特性曲線Ｃと動作特性曲線ａの交点Ｘが動作点とな
って正常に作動する。しかし、放電ランプは寿命の進展
に伴って徐々にその動作特性が図において上方向に転移
していき、寿命末期時には曲線ｂになっている。このた
め、放電ランプが寿命末期になると、負荷特性曲線Ｃは
その出力電流が小さい領域において動作特性曲線ｂと交
叉するので、放電ランプは交点Ｙにおいてのみ作動し得
るから、点灯していても大幅な減光状態となり、放電ラ
ンプの電極近傍の異常高温化を未然に防止できる。ま
た、容易に寿命末期に至ったことを認識することができ
る。

【００８３】図６は、従来技術における負荷特性を示す
グラフである。

【００８４】図において、図５と同一部分については説
明を省略する。

【００８５】従来技術においては、負荷特性がほぼ円弧
状の曲線Ｃ’となる。このため、放電ランプの寿命末期
時の動作特性曲線ｂと負荷特性曲線Ｃ’との交点Ｙ’の
位置においては、出力電流が正常時の交点Ｘ’における
出力電流に対して大きな差がなく、このため寿命末期に
なると、半波放電によって電極近傍が異常高温になりや
すい。

【００８６】図７は、図４に示す本発明の放電ランプ点
灯装置の第２の実施形態における負荷回路の周波数特性
を示すグラフである。

【００８７】図において、横軸は周波数を、縦軸は出力
電圧を、それぞれ示す。

【００８８】本実施形態にあっては、始動時（無負荷
時）において、負荷回路の固有共振周波数ｆ₀に対して
ｆ₀／３の周波数のときに相対的に小さな低次の共振が
現れる。このｆ₀／３の近傍に始動時の出力周波数を設
定すると、第３次高調波の共振が発生し、しかも遅れ位
相のスイッチングを実現できることが分かった。

【００８９】図８は、図４に示す本発明の放電ランプ点
灯装置の第２の実施形態において始動時にスイッチング
手段を通流する電流波形を示すグラフである。

【００９０】図において、横軸は時間を、縦軸は電流
を、それぞれ示す。

【００９１】時間ｔ₀はスイッチング手段のオン時、時
間ｔ₁はオフ時をそれぞれ示す。すなわち、始動時（無
負荷時）において、スイッチング手段がオンすると、高
周波発生手段の動作周波数に対して第３次の高調波の共
振が起こり、その共振電流がスイッチング手段を通流す
る。

【００９２】したがって、３半サイクル目の電流が通流
している時にスイッチング手段はオフする。この際の電
流の位相は遅れであるから、スイッチング手段への負担
は少ないにもかかわらず、第３次の共振によって、所望
の程度に高い開放電圧を得ることができる。このため、
放電ランプの始動が容易となる。

【００９３】図９は、従来技術における始動時にスイッ
チング手段を通流する電流波形を示すグラフである。

【００９４】図において、図８と同一部分は説明を省略
する。

【００９５】図から理解できるように、高次の共振は発
生しないから、スイッチング手段は１半サイクル目でオ
フする。したがって、開放電圧を共振によって高めるこ
とはできない。

【００９６】図１０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。

【００９７】図において、図４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。

【００９８】本実施形態は、負荷回路３、３’と並列に
インダクタンス５を接続しているとともに、駆動回路２
ｃの具体回路を示している点において異なる。

【００９９】すなわち、インダクタンス５は、キャパシ
タンス６と直列接続されたうえで、負荷回路３、３’と
並列接続されている。

【０１００】なお、キャパシタンス６は直流カット用で
ある。

【０１０１】駆動回路２ｃは、発振器２ｃ１、基準電位
源２ｃ２、比較器２ｃ３およびインバータ２ｃ４からな
る。

【０１０２】そうして、負荷回路３、３’と並列接続さ
れたインダクタンス５には遅れ電流が流れるので、たと
えば負荷回路に多少の進相電流が流れたとしても、相殺
されて高周波発生手段２には確実に遅れ電流を流すこと
ができる。

【０１０３】また、駆動回路２ｃは、発振器２ｃ１の出
力と基準電位源２ｃ２とを比較器２ｃ３で比較して第１
の駆動信号を形成し、スイッチング手段２ｂの制御極に
供給する。さらに、インバータ２ｃ４で第１の駆動信号
を反転させて第２の駆動信号を形成し、スイッチング手
段２ａの制御極に供給する。

【０１０４】図１１は、図１０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無負荷時に各部に
流れる電流の波形図である。

【０１０５】図において、イは負荷回路３、３’に流れ
る電流ｉ_Lを、ロはインダクタンス５に流れる電流ｉ
_Iを、ハはスイッチング手段２ａ、２ｂに流れる電流ｉ_S
を、それぞれ示している。

【０１０６】図は、負荷回路に流れる電流ｉ_Lをタイミ
ングの基準にしているが、電流ｉ_Lは進相電流である。

【０１０７】これに対して、電流ｉ_Iは遅相電流であ
る。

【０１０８】スイッチング手段２ａ、２ｂに流れる電流
ｉ_Sは、電流ｉ_Lとｉ_Iの合成電流であるから、両者を適
当に設定することにより、図示のように遅相電流にな
る。

【０１０９】図１２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。

【０１１０】図において、図１０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。

【０１１１】本実施形態は、インダクタンス５’が昇圧
トランスを兼ねている点において異なる。

【０１１２】すなわち、インダクタンス５’は、１次巻
線５ａ’をキャパシタンス６’を介して高周波発生手段
２の出力端に接続し、２次巻線５ｂ’を１次巻線５ａ’
と直列接続して負荷回路３、３’と並列接続している。
したがって、インダクタンス５’は単巻トランス形の昇
圧トランスを構成している。

【０１１３】そうして、本実施形態においては、昇圧ト
ランスによって負荷回路３、３’の要求する電圧に整合
させることができるとともに、昇圧トランスの１次巻線
５ａ’を流れる遅れの励磁電流をスイッチング手段に通
流させることができる。

【０１１４】図１３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。

【０１１５】図において、図１０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。

【０１１６】本実施形態は、インダクタンス５”がフィ
ラメント加熱トランスを兼ねている点において異なる。

【０１１７】すなわち、インダクタンス５”は、１次巻
線５ａ”をキャパシタンス６を介して高周波発生手段２
の出力端に接続し、放電ランプ３、３’のフィラメント
電極の数に等しい数の２次巻線ａ、ｂ、ｃ、ｄを放電ラ
ンプ３、３’のフィラメント電極ａ、ｂ、ｃ、ｄに接続
している。

【０１１８】そうして、本実施形態においては、放電ラ
ンプ３、３’のフィラメント電極ａ、ｂ、ｃ、ｄをイン
ダクタんすであるフィラメント加熱トランスにより加熱
してラピッドスタート形に構成できるとともに、フィラ
メント加熱トランスの１次巻線５ａ”に流れる遅れの励
磁電流をスイッチング手段２ａ、２ｂに通流させること
ができる。

【０１１９】図１４は、本発明の照明装置の一実施形態
を示す概念図である。

【０１２０】本実施形態は、細管形の放電ランプ３ａ
１、３ａ２を用いた家庭用の天井直付形照明器具であ
る。

【０１２１】図において、７はシャーシ、８は反射板、
９は点灯装置、１０は透光カバーである。

【０１２２】シャーシ７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１
０を装着するための機構を有している。

【０１２３】反射板８は、極力浅く形成されるととも
に、放電ランプ３ａ１、３ａ２の発光をなるべく透光カ
バー１０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。

【０１２４】点灯装置９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
７および反射板８の間に形成される空間内に配設されて
いる。

【０１２５】透光カバー１０は、シャーシ７の下面に配
設されて放電ランプ３ａ１、３ａ２および反射板８など
を包囲している。

【０１２６】ところで、放電ランプ３ａ１、３ａ２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３８Ｗ、
４８Ｗの高出力点灯するように点灯装置９が構成されて
いる。

【０１２７】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。

【０１２８】

【発明の効果】請求項１ないし６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減光ないし消灯
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する放電ランプ点灯装置を提
供することができる。

【０１２９】請求項２の発明によれば、加えて放電ラン
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
ことにより、構成が簡単でありながら、特別な保護回路
を設けることなく、寿命末期時の保護動作が確実な放電
ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１３０】請求項３の発明によれば、加えて全光点灯
時における高周波発生手段の動作周波数を負荷回路の固
有共振周波数ｆ₀の１／３ないし１／２にしたことによ
り、スイッチング手段が進相動作をしないようにした放
電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１３１】請求項４の発明によれば、加えて複数の負
荷回路を高周波発生手段の出力端に並列接続したことに
より、寿命末期になった放電ランプは減光ないし消灯す
るが、正常な放電ランプは引き続き点灯するので、暗転
することがない放電ランプ点灯装置を提供することがで
きる。

【０１３２】請求項５の発明によれば、加えて負荷回路
と並列にインダクタンスを接続したことにより、遅れの
電流をスイッチング手段に通流させるので、スイッチン
グ手段が進相動作になりにくくて、設計の裕度の高い放
電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１３３】請求項６の発明によれば、加えて放電ラン
プの始動時に高次の高調波の共振電圧を発生させること
により、始動を容易にした放電ランプ点灯装置を提供す
ることができる。

【０１３４】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
６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周波数特性を示すグラフ

【図３】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特性を示すグラフ

【図４】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５】図４に示す本発明の放電ランプ点灯装置の第２
の実施形態における負荷特性を示すグラフ

【図６】従来技術における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２
の実施形態における負荷回路の周波数特性を示すグラフ

【図８】図４に示す本発明の放電ランプ点灯装置の第２
の実施形態において始動時にスイッチング手段を通流す
る電流波形を示すグラフ

【図９】従来技術における始動時にスイッチング手段を
通流する電流波形を示すグラフ

【図１０】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１１】図１０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無負荷時に各部に流れる電流の
波形図

【図１２】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１３】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１４】本発明の照明装置の一実施形態を示す概念図

【符号の説明】

１…直流電源２…高周波発生手段２ａスイッチング手段… ２ｂ…スイッチング手段２ｃ…駆動回路３…負荷回路３ａ…放電ランプ３ｂ…インダクタンス３ｃ…キャパシタンス３ｄ…キャパシタンス４…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

【特許請求の範囲】

【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；放電ランプの全光点灯時に
は負荷回路の固有共振周波数より十分低い周波数の高周
波出力を発生するとともに、調光点灯時には固有共振周
波数より高い周波数の高周波を発生して、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；を具備していることを
特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】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
続された小容量のキャパシタンスを含むことによって、
全光時の動作周波数に対して固有共振周波数が十分に高
く設定されていることを特徴とする請求項１記載の放電
ランプ点灯装置。
【請求項３】高周波発生手段は、全光点灯時の動作周波
数ｆが負荷回路の固有共振周波数をｆ₀としたとき、下
式を満足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。ｆ₀／３≦ｆ≦ｆ₀／２
【請求項４】負荷回路は、その複数が高周波発生手段の
出力端に並列接続されており；寿命末期になった放電ラ
ンプは減光ないし消灯するが、正常な放電ランプは点灯
し続けるように構成されている；ことを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】負荷回路と並列に接続されたインダクタン
スを具備していることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれか一記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項６】放電ランプの始動時において、動作周波数
の高次の共振電圧を放電ランプに印加することを特徴と
する請求項１ないし５のいずれか一記載の放電ランプ点
灯装置。
【請求項７】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６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。