JP2002299089A - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細い管径の放電管の両端部に設けられる電極
とこの電極と点灯装置を接続するワイヤーが接近された
状態で封装される。この細管放電管は、製造中または搬
送中の振動により電極とワイヤーが接触して、電極に所
定の電源供給と加熱が出来なく早期黒化現象と、フィラ
メントのレアショート状態となり加熱用のトランスが異
常温度上昇を行う課題があった。 【解決手段】 商用交流電源を直流電源に整流平滑する
整流回路４と、この整流回路４で生成された直流電源を
高周波電源に変換して、放電灯のフィラメントに供給す
るインバータ回路のＦＥＴ９，１０と、放電灯のフィラ
メント短絡を検出する短絡検出回路を構成するフィラメ
ント電圧・電流検出回路１６，１７、掛け算回路１８，
及び比較回路１９と、短絡検出回路でフィラメント短絡
が検出されるとインバータ回路の動作を停止制御する制
御回路２０からなる放電灯点灯装置及び照明器具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光灯等の放電灯
の点灯装置と、この点灯装置を用いて照明器具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】蛍光灯等の放電灯の点灯制御は、グロー
放電からアーク放電領域へと速やかに始動させる必要が
ある。このため、電極からの電子放出を容易にするため
に電極を予熱したり、始動時に電極にグロー放電を促す
ために点灯維持に必要な電圧よりも高い電圧を印加させ
ている。

【０００３】この放電灯の点灯制御を行う点灯装置は、
商用交流電源である低周波交流電源を整流回路によって
直流に整流し、この整流された直流電源をチョッパー回
路で平滑安定化させ、この平滑安定化直流電源を高周波
インバータで高周波交流電源に変換して前記放電灯のフ
ィラメント電極に供給する。

【０００４】前記高周波インバータから供給された高周
波交流電源は、限流インダクタ、直流カットコンデン
サ、及び放電灯のフィラメントと並列に設けられた一対
の共振コンデンサとの共振により始動点灯させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の蛍光灯等の放電
灯の点灯装置は、高周波インバータにより生成された高
周波交流電源で始動点灯されている。一方、近年放電灯
の放電管が細径化されている。

【０００６】この細径化された放電管を有する放電灯
は、その両端部にフィラメント電極を封装するために、
フィラメント電極を支持する一対のワイヤー等を封着し
ている。

【０００７】この一対のワイヤーは、細径化のためにお
互いに接近された状態で封着されているので、製造中ま
たは搬送中の振動により、一対のワイヤー同士が封着部
から導出された放電灯の外側で、接触してしまう現象が
生じる。

【０００８】このようにして一対のワイヤー同士が接触
した状態の放電灯を点灯制御すると、電極には所定の電
源供給ができないので、フィラメントを所定の状態に加
熱することが出来なく、放電灯の早期黒化現象が生じる
課題と、フィラメントがショート（短絡）状態となり、
トランスの温度が過度に上昇してしまうという課題があ
った。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、フィラメント電極を支持する一対のワイヤー間の
接触状態を検出し、前記高周波交流電源の供給を停止さ
せて、前記点灯装置の保護を図ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の放電灯
点灯装置は、商用交流電源を直流電源に整流平滑する整
流手段と；この整流手段で生成された直流電源を高周波
電源に変換して、放電灯のフィラメントに供給するイン
バータ手段と：前記放電灯のフィラメント短絡を検出す
る短絡検出手段と；前記短絡検出手段でフィラメント短
絡が検出されると前記インバータ手段の動作を停止制御
する制御手段と；を具備したことを特徴とする。

【００１１】本発明及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と技術的意味は次による。

【００１２】整流手段は、交流を直流に全波または半波
整流する回路である。この整流回路で整流された直流
は、平滑コンデンサを用いた平滑回路、またはスイッチ
素子を用いたチョッパー回路で平滑される。

【００１３】インバータ手段は、スイッチ素子を用いて
前記直流電源を高周波交流電源に変換するインバータ回
路である。このインバータ回路で生成された高周波電源
により放電灯の安定した発光が維持される。

【００１４】放電灯は、放電管内径が２０ｍｍ以下の細
管を用いた放電灯である。この細管放電灯は、フィラメ
ントとこのフィラメントを接続するワイヤー線とが接近
して設置される。このために、放電灯の組立製造時や運
搬搬送時の振動によりお互いのワイヤー線が接触する。
このワイヤー線の接触が生じるとフィラメントに適正な
予熱電流が供給されず、フィラメント加熱が出来ずに早
期黒化したり、フィラメント予熱用のトランスに電流が
増加して異常発熱する。

【００１５】この一対のワイヤー線の相互の接触は、フ
ィラメントが短絡されたことと同じ現象となる。

【００１６】よって、短絡検出手段は、前記放電灯のフ
ィラメントの短絡を検出する短絡検出回路で、フィラメ
ント電圧と電流のいずれかを検出することで、フィラメ
ントの短絡を検出するものである。

【００１７】制御手段は、前記短絡検出手段でフィラメ
ント短絡が検出されると、前記インバータ手段の駆動を
停止制御させるものである。

【００１８】これにより、細管放電灯のワイヤー線が振
動により短絡した際に、前記短絡検出回路でフィラメン
トの短絡として検出し、この短絡検出により前記放電灯
のフィラメントに点灯電力を供給するインバータ回路の
駆動を停止させることが出来るために、放電管のフィラ
メント短絡が早期に発見でき、かつ、フィラメント短絡
による点灯回路の過剰動作が防止でき、電子部品素子の
劣化を防止できる。

【００１９】請求項２の発明の放電灯点灯装置は、請求
項１記載の放電灯点灯装置において、前記短絡検出手段
は、前記放電灯のフィラメント電圧を検出するフィラメ
ント電圧検出手段と、このフィラメント電圧検出手段で
検出したフィラメント電圧を所定の基準値と比較する比
較手段と、前記比較手段の比較結果を前記制御手段に出
力し、前記フィラメント電圧が所定の基準値以下の際に
前記制御手段によって前記インバータ手段の動作を停止
させることを特徴とする。

【００２０】フィラメント電圧検出手段は、前記放電灯
のフィラメントの両端、つまりフィラメントを支持する
一対のワイヤー線に印加される電圧を検出する回路で、
このフィラメントの両端に電圧検出用のトランスの１次
側が接続され、このトランスに２次側に生じるフィラメ
ント電圧を整流して、電圧値を求める。

【００２１】比較手段は、前記フィラメント電圧検出手
段で求めた電圧値とフィラメントの基準電圧値と比較す
る比較回路である。

【００２２】つまり、前記フィラメント電圧検出手段で
検出したフィラメント電圧を比較手段でフィラメント基
準電圧とを比較し、前記検出フィラメント電圧がフィラ
メント基準電圧よりも低いとフィラメント短絡、すなわ
ち、フィラメントを支持する一対のワイヤー線が短絡し
ていると判定し、前記制御手段により前記インバータ手
段を停止制御させる。

【００２３】これにより、放電管のフィラメントを支持
するワイヤー線の短絡をフィラメント電圧の値によっ
て、容易に検出でき、フィラメントに点灯電力を供給す
るインバータ回路の駆動を停止させることが出来、フィ
ラメント短絡による放電管点灯回路の過剰動作が防止で
き、点灯回路を構成する電子部品素子の劣化を防止でき
る。

【００２４】請求項３の発明の放電灯点灯装置は、請求
項１記載の放電灯点灯装置において、前記短絡検出手段
は、前記放電灯のフィラメント電流を検出するフィラメ
ント電流検出手段と、このフィラメント電流検出手段で
検出したフィラメント電流を所定の基準値と比較する比
較手段と、前記比較手段の比較結果を前記制御手段に出
力し、前記フィラメント電流が所定の基準値以下の際に
前記制御手段によって前記インバータ手段の動作を停止
させることを特徴とする。

【００２５】フィラメント電流検出手段は、前記放電灯
の一対のフィラメントに印加される電流を検出する回路
で、この一対のフィラメント間に電流検出用のトランス
の１次側が接続され、このトランスに２次側に生じるフ
ィラメント電流を整流して、電流値を求める。

【００２６】比較手段は、前記フィラメント電流検出手
段で求めた電流値とフィラメントの基準電流値と比較す
る比較回路である。

【００２７】つまり、前記フィラメント電流検出手段で
検出したフィラメント電流を比較手段でフィラメント基
準電流とを比較し、前記検出フィラメント電流がフィラ
メント基準電流よりも高いとフィラメント、すなわちフ
ィラメントを支持する一対のワイヤー線が短絡している
と判定し、前記制御手段により前記インバータ手段を停
止制御させる。

【００２８】これにより、放電管のフィラメントを支持
するワイヤー線の短絡をフィラメント電流の値によっ
て、容易に検出でき、フィラメントに点灯電力を供給す
るインバータ回路の駆動を停止させることが出来、フィ
ラメント短絡による放電灯点灯回路の過剰動作が防止で
き、点灯回路を構成する電子部品素子の劣化を防止でき
る。

【００２９】請求項４の発明の放電灯点灯装置は、請求
項１記載の放電灯点灯装置において、前記短絡検出手段
は、前記放電灯のフィラメント電圧を検出するフィラメ
ント電圧検出手段と、フィラメント電流を検出するフィ
ラメント電流検出手段と、このフィラメントの電圧と電
流の検出手段で検出したフィラメント電圧と電流を基に
フィラメント電力を求め電力算出手段と、この電力算出
手段で求めたフィラメント電力を所定の基準値と比較す
る比較手段と、前記比較手段の比較結果を前記制御手段
に出力し、前記フィラメント電力が所定の基準値以下の
際に前記制御手段によって前記インバータ手段の動作を
停止させることを特徴とする。

【００３０】フィラメントの電圧と電流の検出手段は、
前記放電灯のフィラメントの一対の両端に印加される電
圧と電流を検出する回路である。

【００３１】フィラメント電圧は、一対のフィラメント
の両端にトランスの１次側が接続され、このトランスに
２次側に生じるフィラメント電圧を整流して、電圧値を
求める。

【００３２】フィラメント電流は、一対のフィラメント
間に電流検出用のトランスの１次側が接続され、このト
ランスに２次側に生じるフィラメント電流を整流して、
電流値を求める。

【００３３】前記フィラメントの電圧と電流の検出手段
で検出した電圧と電流値を用いて電力算出手段である掛
け算回路で電力値を算出する。

【００３４】比較手段は、前記フィラメントの電圧と電
流の検出手段で求めた電圧と電流値を基に前記掛け算回
路で演算した電力値とフィラメントの基準電力値と比較
する比較回路である。

【００３５】つまり、前記フィラメントの電圧と電流の
検出手段で検出したフィラメント電圧と電流を基に電力
値を演算し、この演算された電力値を比較手段でフィラ
メント基準電力値と比較し、前記検出フィラメント電力
がフィラメント基準電力よりも低いとフィラメント、す
なわち、フィラメントを支持する一対のワイヤー線が短
絡していると判定し、前記制御手段により前記インバー
タ手段を停止制御させる。

【００３６】前記放電管のフィラメント短絡した際に、
ワイヤー線などの抵抗分によりフィラメント電圧または
電流の変化が判別できない場合がある。特に、ワイヤー
線が放電管内の熱により温度上昇すると抵抗分が増加す
る。また、定電流で加熱した場合などは、フィラメント
が短絡した際にフィラメント電流に変化が生じない場合
がある。

【００３７】このように場合に、フィラメント電圧と電
流を検出することにより、フィラメント短絡の検出精度
が向上する。

【００３８】請求項５の発明の放電灯点灯装置は、請求
項１記載の放電灯点灯措置において、前記短絡検出手段
は、前記放電灯のフィラメント電圧値と電流値とを検出
する電圧と電流の検出手段と、前記電圧と電流の検出手
段で検出したフィラメント電圧値と電流値の上限値を判
定するウィンドコンパレータ手段とからなり、このウィ
ンドコンパレータ手段でフィラメント電圧値と電流値の
上限値が所定の値を超えた際に、前記放電灯の寿命末期
と判定して前記制御手段を駆動制御して前記インバータ
手段の動作を停止させることを特徴とする。

【００３９】ウィンドコンパレータ手段は、前記フィラ
メント電圧と電流の検出手段で検出したフィラメント電
圧と電流値の上限値を判定比較する回路である。

【００４０】一方、放電管は、寿命末期となるとフィラ
メント電圧と電流が大きくなる。このため、前記フィラ
メント電圧と電流の上限値を判定比較することで放電管
の寿命末期を知ることが可能となる。

【００４１】これにより、放電管の寿命末期に点灯装置
の動作を停止させ、放電灯末期による点灯装置の不要な
動作を停止させることが出来る。

【００４２】請求項６の放電灯点灯装置は、請求項２乃
至５のいずれか一に記載の放電灯点灯装置において、前
記短絡検出手段の比較手段で前記放電灯のフィラメント
電圧値と電流値を比較する基準値は、前記放電灯の調光
制御に応じて変化させることを特徴とした。

【００４３】放電灯の調光制御は、放電灯が全灯（１０
０％発光）の際には、ランプ電流は大きく、フィラメン
ト電圧は低くなる。また、全灯から減光して、例えば２
０％点灯させた際には、ランプ電流を低下させるが、フ
ィラメント電極を所定の発熱温度に維持させるためにフ
ィラメント電圧を上昇させる。

【００４４】このような調光制御を行う点灯装置におい
て、前記フィラメントの電圧と電流の検出手段で検出し
たフィラメントの電圧と電流を用いて、前記比較手段で
放電管のフィラメント短絡判定を行うと放電灯の調光状
態によって誤判定することがある。

【００４５】このため、前記比較手段の基準電力値を前
記調光制御に応じて変更設定することで、調光制御時の
フィラメント短絡判定の精度が向上する。

【００４６】請求項７の発明の照明器具は、放電灯と；
この放電灯を点灯制御する請求項１乃至６のいずれか一
に記載の放電灯点灯装置と；を具備したことを特徴とす
る。

【００４７】照明器具は、放電灯の一対のフィラメント
にリード線で接続された一対端子に装着される一対のソ
ケットと、このソケットに点灯電力を供給する前記放電
灯点灯装置とが配置されて、前記放電灯から発光された
照明光を反射させる反射板等からなっている。

【００４８】前記放電灯点灯装置を照明器具に内蔵させ
ることで、照明器具に装着した放電灯のフィラメント短
絡時に点灯装置の破損が防止でき、長寿命の照明器具が
提供できる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る
放電灯点灯装置の全体構成を示すブロック図、図２は、
本発明に係る放電灯点灯装置における放電灯フィラメン
ト短絡検出回路を示す接続図である。

【００５０】図１を用いて放電灯点灯装置の全体構成を
説明する。低周波の商用交流電源１は、インダクタンス
２とコンデンサ３からなる高周波ノイズ除去回路を介し
て、整流回路４に供給される。

【００５１】この整流回路４の一方の出力端には、イン
ダクタンス５を介して、ＦＥＴ６のドレインとダイオー
ド７のアノードが接続され、他方の出力端（基準端）に
は、前記ＦＥＴ６のソースが接続されている。前記整流
回路４で整流された直流電源は、インダクタンス５を介
して、ＦＥＴ６のドレインとソース間に供給される。こ
のＦＥＴ６は、スイッチング素子で前記整流回路４で整
流された直流を平滑安定化させるチョッパー回路を構成
する。

【００５２】前記ダイオード７のカソードと基準端との
間に電解コンデンサ８が接続されている。この電解コン
デンサ８と並列に、スイッチング素子であるＦＥＴ９，
１０が逆直列接続されている。このＦＥＴ９，１０のソ
ースには、コンデンサ１１と予熱用トランス１２、放電
灯１３の一方のフィラメント１３ａ、共振コンデンサ１
４、放電灯１３の他方のフィラメント１３ｂの直列回路
を介して、基準端に接続されている。

【００５３】つまり、前記スイッチング素子であるＦＥ
Ｔ９，１０を高周波スイッチング動作させて、高周波交
流電源を生成するインバータ回路である。このインバー
タ回路で生成された高周波交流電源は、コンデンサ１１
と予熱用トランス１２を介してフィラメント１３ａ，１
３ｂに供給される。この時共振コンデンサ１４による共
振動作により放電灯１３のフィラメント１３ａ，１３ｂ
に始動電力と点灯維持電力が供給される。

【００５４】前記放電灯１３のフィラメント１３ａ，１
３ｂの電圧と電流を検出するために、フィラメント１３
ｂの両端にフィラメント電圧検出回路１６が接続され、
さらに、フィラメント１３ｂと共振コンデンサ１４との
間には、フィラメント電流検出用のインダクタンス１５
が設けられ、このインダクタンス１５の出力は、フィラ
メント電流検出回路１７に供給される。

【００５５】前記フィラメント電圧検出回路１６とフィ
ラメント電流検出回路１７では、それぞれ検出したフィ
ラメント電圧と電流値を求める。このフィラメント電圧
検出回路１６とフィラメント電流検出回路１７で求めら
れた電圧値と電流値は、掛け算回路１８に出力される。

【００５６】この掛け算回路１８は、供給された電圧値
と電流値から電力値を演算し、比較回路１９に出力す
る。この比較回路１９は、前記掛け算回路１８の電力値
と基準電力値と比較する。この比較回路１９の基準電力
値との比較は、前記放電灯１３のフィラメント１３ａ，
１３ｂが短絡するとフィラメント電圧と電流が変換す
る。このため、所定の基準電力値以下のフィラメント電
力値である場合には、前記フィラメント１３ａ，１３ｂ
のいずれかの短絡と判定できる。

【００５７】よって、前記フィラメント電圧検出回路１
６とフィラメント電流検出回路１７で検出した電圧電流
を基に掛け算回路１８で演算したフィラメント電力が、
基準電力よりも低い電力であると比較回路１９で判定さ
れると、比較回路１９は、制御回路２０に対してその判
定結果を出力する。

【００５８】制御回路２０は、前記インバータ回路を構
成するＦＥＴ９，１０の駆動制御と、前記チョッパー回
路のＦＥＴ６の駆動を制御する。

【００５９】すなわち、前記放電灯１３のフィラメント
１３ａ，１３ｂの電圧と電流を検出し、フィラメント１
３ａ，１３ｂが短絡するとフィラメント電圧と電流が変
化する。このフィラメント電圧と電流の変化を基準値と
比較して、フィラメントの短絡判定を行い。フィラメン
ト短絡と判定されると、制御回路２０によって、インバ
ータ回路とチョッパー回路の駆動を停止制御させる。

【００６０】これにより、放電灯１３のフィラメント短
絡によるインバータ回路や加熱用トランス１２の異常発
熱を防止できる。

【００６１】次に、図２を用いてフィラメント電圧と電
流検出の具体的検出方法を説明する。放電灯１３の一方
のフィラメント１３ａには、前記予熱用トランス１２が
接続され、他方のフィラメント１３ｂには、前記基準端
に接続されている。

【００６２】前記放電灯１３の一方のフィラメント１３
ａの両端には、第１のフィラメント電圧検出回路１６ａ
が設けられている。この第１のフィラメント電圧検出回
路１６ａは、電圧検出用の第１のトランス２１ａの１次
側が接続され、この第１トランス２１ａの２次側には、
整流回路２２ａが接続されている。この整流回路２２ａ
の出力には、コンデンサ２３ａと抵抗２４ａの並列回路
が接続されており、このコンデンサ２３ａと抵抗２４ａ
の並列回路の出力には、掛け算回路１８ａの一方の端子
が接続されている。

【００６３】また、前記放電灯１３の他方のフィラメン
ト１３ｂの両端には、第２のフィラメント電圧検出回路
１６ｂが設けられている。この第２のフィラメント電圧
検出回路１６ｂは、電圧検出用の第２のトランス２１ｂ
の１次側が接続され、この第２トランス２１ｂの２次側
には、整流回路２２ｂが接続されている。この整流回路
２２ｂの出力には、コンデンサ２３ｂと抵抗２４ｂの並
列回路が接続されており、このコンデンサ２３ｂと抵抗
２４ｂの並列回路の出力には、掛け算回路１８ｂの一方
の端子が接続されている。

【００６４】さらにまた、前記放電灯１３の一方のフィ
ラメント１３ａと他方のフィラメント１３ｂとの間の共
振コンデンサ１４と直列にフィラメント電流検出回路１
７が設けられている。このフィラメント電流検出回路１
７は、共振コンデンサ１４とフィラメント１３ｂとの間
に電流検出用の第３のトランス２５の１次側が接続され
ている。この第３トランス２５の２次側には、整流回路
２６が接続されている。この整流回路２６の出力には、
コンデンサ２７と抵抗２８の並列回路が接続されてお
り、このコンデンサ２７と抵抗２８の並列回路の出力に
は、掛け算回路１８ａ、１８ｂの他方の端子が接続され
ている。

【００６５】すなわち、第１と第２のトランス２１ａ，
２１ｂでフィラメント１３ａ，１３ｂの電圧を検出す
る。この第１と第２のトランス２１ａ，２１ｂで検出さ
れたフィラメント電圧は、整流回路２２ａ，２２ｂでそ
れぞれ整流され、コンデンサ２３ａ，２３ｂ及び抵抗２
４ａ，２４ｂで直流電圧値に変換される。この直流電圧
値は、掛け算回路１８ａ，１８ｂにそれぞれ出力され
る。

【００６６】一方、第３のトランス２５では、前記放電
管１３のフィラメント電流を検出し、この検出したフィ
ラメント電流を整流回路２６で直流に整流し、コンデン
サ２７と抵抗２８で直流電圧値に変換される。この直流
電圧値は、掛け算回路１８ａ，１８ｂにそれぞれ出力さ
れる。

【００６７】前記掛け算回路１８ａは、フィラメント１
３ａの電圧を検出する第１のフィラメント電圧検出回路
１６ａからの電圧値と、前記フィラメント電流検出回路
１７からのフィラメント電流値とを掛け算処理して電力
値を算出する。

【００６８】この掛け算回路１８ａで算出された電力値
は、比較回路１９ａに出力され、この比較回路１９ａで
基準電力値と比較処理される。この比較回路１９ａは、
前記掛け算回路１８ａから出力された電力値が基準電力
値以上か、または以下かの判定を行い、その判定結果信
号を制御回路２０に出力する。

【００６９】この制御回路２０は、比較回路１９ａから
の判定結果信号を基に、前記インバータ回路のスイッチ
ング素子であるＦＥＴ９，１０の駆動を制御する信号Ｑ
１，Ｑ２を生成出力する。

【００７０】すなわち、前記フィラメント１３ａの電力
値が基準電力値以上の場合は、フィラメント１３ａが正
常の状態であると判定され、前記制御回路２０からは、
前記インバータ回路を正常動作させる制御を行い、電力
値が基準電力値以下であれば、前記フィラメント１３ａ
が短絡していると判定され、前記制御回路２０は、前記
インバータ回路の動作を停止させる制御を行う。

【００７１】なお、前記掛け算回路１８ｂ及び比較回路
１９ｂは、前述した掛け算回路１８ａと比較回路１９ａ
と同一動作のため説明は省略する。

【００７２】従って、放電管１３のフィラメント１３
ａ，１３ｂのいずれかが短絡した際に、速やかにその短
絡が検出されて、インバータ回路の動作を停止させるこ
とが出来る。これにより、フィラメントが振動で短絡し
やすい細管放電灯の点灯装置として用いることが可能と
なる。

【００７３】なお、前述の実施形態では、放電灯１３の
フィラメント１３ａ，１３ｂの電圧と電流を検出して、
フィラメントの短絡を判定しているが、フィラメント電
圧またはフィラメント電流のみでも短絡の判定は可能で
ある。

【００７４】しかしながら、フィラメント電圧のみを検
出し、この検出電圧と基準電圧値との比較判定する際
に、放電灯１３のフィラメント１３ａ，１３ｂに電源供
給するリード線の抵抗分が熱により変動するために、放
電灯１３内の温度が上昇していると誤判定となることが
ある。このため、前記フィラメント１３ａ，１３ｂに電
源供給するリード線の抵抗変動分を考慮する必要があ
る。

【００７５】また、フィラメント電流のみを検出し、こ
の検出電流と基準電流値との比較判定する際に、放電灯
１３のフィラメント１３ａ，１３ｂが短絡した際に、フ
ィラメント電流の変化が微小となるために、微細な電流
検出が可能な検出回路を備える必要がある。

【００７６】前記放電灯点灯装置は、細管放電灯のフィ
ラメント短絡を検出して、点灯装置の保護を図るもので
あるが、放電灯には寿命があり、一般には、放電灯が黒
化したり、あるいは点灯しなくなって初めて寿命末期を
認識するが、この放電灯の寿命末期を過ぎても点灯継続
させると点灯装置の破壊となる。

【００７７】このような放電灯の寿命末期時の点灯装置
の保護について、図３を用いて説明する。前記比較回路
１９ａ，１９ｂに替えて、図３（ａ）に示すウィンドウ
コンパレータ２９を用いる。このウィンドウコンパレー
タ２９の一方の端子には、前記掛け算回路１８ａ，１８
ｂのフィラメント電力値を供給し、他方の端子には、基
準電力とを供給する。

【００７８】このウィンドウコンパレータ２９は、図３
（ｂ）に示すようにフィラメント電力の幅と電力の高さ
からなる上限値を監視する。この電力値が基準上限を超
えると放電灯１３の寿命末期と判定し、この判定結果を
基に前記制御回路２０からインバータ回路のＦＥＴ９，
１０の駆動を停止させる制御を行う。

【００７９】これにより、放電灯１３の寿命末期におけ
る点灯装置から点灯電源供給が停止されて、点灯装置の
破壊が防止できる。

【００８０】前記放電灯の点灯装置は、調光装置と組み
合わせて用いることがある。この調光装置と組み合わせ
た放電灯点灯装置において、放電灯の短絡検出につい
て、図４と図５を用いて説明する。なお、図４は、図２
と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。

【００８１】図４に示すように、放電灯１３の調光は、
調光装置３２からの調光信号を基に、前記制御回路２０
からちチョッパー回路のスイッチ素子６とインバータ回
路のスイッチ素子９，１０を制御して、放電灯１３に供
給されるフィラメント電圧と電流を制御調整することで
調光している。

【００８２】この調光装置３２からの調光信号を基に、
前記比較回路１９ａ，１９ｂの基準電力源３１ａ，３１
ｂの電力値Ｖ１を調光状態に応じて設定することによ
り、調光時の放電灯１３の短絡検出が可能となる。

【００８３】調光時の放電灯１３に供給されるランプ電
流とフィラメント電圧の関係は、図５に示すように、放
電灯１３が全灯状態の際には、ランプ電流が大きく、フ
ィラメント電圧は小さくなる。また、放電灯１３を減光
すると、ランプ電流が小さくなるにつれて、フィラメン
ト電圧は、大きくなる。

【００８４】従って、調光時のランプ電流の変化に応じ
て、前記比較回路１９ａ，１９ｂの基準電源３１ａ，３
１ｂの基準電力値Ｖ１を可変することで、調光時の放電
灯１３の短絡検出が可能となり、仮に放電灯１３が短絡
した際には、前記制御回路２０からインバータ回路の駆
動を停止可能となる。これにより、調光時のランプ電流
とフィラメント電圧が変動してもフィラメント短絡が検
出でき、インバータ回路の動作停止が可能となり、点灯
装置の破損を防止できる。

【００８５】次に、放電灯点灯装置に供給されている商
用交流電源１の供給が停止されて放電灯が消灯された
後、再度商用交流電源が供給されて、放電灯を再点灯さ
せる場合の点灯装置について図６乃至図８を用いて説明
する。なお、商用交流電源１の供給停止が瞬間的に行わ
れ、直ちに再供給される瞬間停電の場合で、放電灯が消
灯後、フィラメントが十分に冷却されない内に、再度点
灯電源が供給される場合の瞬間停電時の再始動方法であ
る。

【００８６】一般に放電灯１３のランプ特性と、点灯装
置のインバータ回路の出力特性は、図６に示すように、
横軸を電流、縦軸を電圧とすると、放電灯１３のランプ
特性は図中Ｂで示す特性を示し、インバータ回路の出力
特性は図中Ａで示す特性を有している。なお、インバー
タ回路の出力特性Ａは、周波数が低下すると特性Ａから
Ａ１，及びＡ２へと変換する。また、図中ａ０点は、イ
ンバータ回路の負荷が開放状態（放電灯１３が装着され
ていない）時の電圧値で、図中ｂ点は、放電灯１３の定
格点灯時の電圧電流値で、図中ｃ点は、前記負荷の短絡
（放電灯１３のフィラメント短絡）時の電流値である。

【００８７】このようなランプ特性とインバータ特性に
おいて、管径の細い放電灯の点灯制御あるいは調光制御
等の複雑な制御を行う点灯装置は、例えば、調光始動や
瞬時停電で即点灯復帰させる機能を必要とするインバー
タ回路で他励制御を行う場合は、放電灯の始動直後のイ
ンピーダンスの変化量が大きく、フィードバック制御を
外れて最低周波数で動作することがある。特に管径の細
い放電灯においてこの傾向が顕著である。

【００８８】この他励制御によって最低周波数で調光始
動や瞬時停電時の点灯復帰の際に、放電灯の定格点灯電
圧電流値ｂの電圧ＶＬの１．８倍以上に設定することで
放電灯の点灯復帰が出来ることが実験により判明した。

【００８９】一般に放電灯の始動時の点灯電圧は、定格
点灯電圧ＶＬの２．８倍であるが、瞬時停電時は、放電
灯のフィラメントは充分予熱されているために、この点
灯復帰時には定格点灯電圧ＶＬの１．８倍の点灯電圧に
より速やかな再点灯が可能となり、点灯装置の電子部品
に対して不必要な動作を与えることもなく長寿命化が可
能となる。

【００９０】次に、図７を用いて瞬時停電後の点灯復帰
制御手段を有する点灯装置を説明する。なお、図１と同
一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。

【００９１】放電灯１３の一方のフィラメント１３ａと
共振コンデンサ１４との接続点には、瞬時停電時の点灯
復帰を検出する点灯検出回路７１が接続されている。こ
の点灯検出回路７１は、瞬時停電後のフィラメント１３
ａに供給された点灯電源を検出する。この点灯検出回路
７１の出力は、タイマー回路７２に供給される。このタ
イマー回路７２は、前記点灯検出回路７１から点灯復帰
信号により、予め設定された所定の時間を計測するため
のタイマースタートを行う。このタイマー７２の出力
は、周波数制御回路７３に供給される。この周波数制御
回路７３は、インバータ回路を構成するスイッチ素子で
あるＦＥＴ９，１０のスイッチング周波数を制御する。

【００９２】さらに、前記放電灯１３の一方のフィラメ
ント１３ａと共振コンデンサ１４との接続点には、電圧
発生回路７４が接続され、この電圧発生回路７４の出力
は、前記周波数制御回路７３に供給される。この電圧発
生回路７４は、前記フィラメント１３ａの点灯電圧を検
出して、放電灯１３の始動後、定格点灯の一定期間経過
後、定格点灯電圧よりもさらに低い点灯電圧に移行させ
る制御を行う。

【００９３】この瞬時停電時の点灯復帰の動作を図８を
用いて説明する。放電灯１３への点灯電源は、前記イン
バータ回路のＦＥＴ９，１０のスイッチング動作によ
り、高周波交流電源を生成して前記放電灯１３に供給さ
れる。前記放電灯１３の始動時は、フィラメント１３
ａ，１３ｂの予熱を行う必要があるために、図８（ａ）
に示すように開放電圧が最大の共振周波数ｆ０の高周波
数が出力される。この時の放電灯１３に供給される電圧
が定格電圧ｂの２．８倍である。

【００９４】放電灯灯１３が始動して一定期間経過する
と、開放電圧の最も低い周波数ａに移行されて、消費電
力の軽減が図られている。

【００９５】この周波数ａで点灯維持させると、放電灯
１３の寿命末期において、放電灯１３を立ち消えさせる
ことが可能となる。しかし、開放電圧が低いために、エ
ミッションが悪い放電灯１３は、寿命末期でない放電灯
１３であっても立ち消えする現象が生じる。この現象
は、瞬時停電後の点灯復帰時に顕著に生じる。

【００９６】このような放電灯１３の定格点灯時に、図
８（ｂ）に示すように、時間ｔ１とｔ２の間に瞬時停電
が発生し、時間ｔ２で再点灯電源が供給されると、前記
点灯検出回路７１は、前記放電灯１３への瞬時停電後の
再点灯電源供給を検出して、その再点灯電源検出の基
で、タイマー７２のタイマースタートさせる。このタイ
マー７２のタイマースタートにより、前記周波数制御回
路７３は、放電灯１３を予熱動作させるためのインバー
タ回路のＦＥＴ９，１０の制御を行う。この予熱動作に
より、時間ｔ３で放電灯１３のフィラメント１３ａ，１
３ｂが所定温度に達すると、放電灯１３に定格点灯電圧
ｂの１．８倍以上の始動電圧を供給するように、前記周
波数制御回路７３からインバータ回路の駆動を制御す
る。この始動動作により、フィラメント１３ａ，１３ｂ
が放電を開始して、時間ｔ４で定格点灯となる。この時
間ｔ４以降の定格点灯になると、前記周波数制御回路７
３は、前記インバータ回路のＦＥＴ９，１０が定格周波
数ｂで動作するように制御する。 この定格周波数ｂで
の定格点灯が一定期間経過すると、前記電圧発生回路７
４の制御の基で、前記周波数制御回路７３を制御して、
前記インバータ回路のＦＥＴ９，１０が開放電圧の低い
周波数ａで動作するように制御する。

【００９７】これにより、瞬時停電後の点灯復帰時に、
小電力で、かつ、短時間で点灯復帰させ、また、開放電
圧を高くして点灯復帰させるためエミッションが悪化し
た放電灯であっても容易に再点灯が可能で、さらに、定
格点灯後一定期間経過するとさらに低い駆動電圧で点灯
維持させることが出来る。これにより、点灯装置の長寿
命化と、省電力化が可能となる。

【００９８】

【発明の効果】請求項１の発明の放電灯点灯装置は、細
管放電灯のフィラメントが振動により短絡した際に、前
記短絡検出回路でフィラメントの短絡を検出し、この短
絡検出により前記放電灯のフィラメントに点灯電力を供
給するインバータ回路の駆動を停止させることが出来る
ために、放電管のフィラメント短絡が早期に発見でき、
かつ、フィラメント短絡による点灯回路の過剰動作が防
止でき、電子部品素子の劣化を防止できる。

【００９９】請求項２の発明の放電灯点灯装置は、放電
管のフィラメント短絡をフィラメント電圧の値によっ
て、容易に検出でき、フィラメントに点灯電力を供給す
るインバータ回路の駆動を停止させることが出来、フィ
ラメント短絡による点灯回路の過剰動作が防止でき、点
灯回路を構成する電子部品素子の劣化を防止できる。

【０１００】請求項３の発明の放電灯点灯装置は、放電
管のフィラメント短絡をフィラメント電流の値によっ
て、容易に検出でき、フィラメントに点灯電力を供給す
るインバータ回路の駆動を停止させることが出来、フィ
ラメント短絡による点灯回路の過剰動作が防止でき、点
灯回路を構成する電子部品素子の劣化を防止できる。

【０１０１】請求項４の発明の放電灯点灯装置は、放電
管のフィラメント短絡した際に、リード線などの抵抗分
によりフィラメント電圧または電流の変化が判別できな
い場合がある。特に、リード線が放電管内の熱により温
度上昇すると抵抗分が増加する。また、フィラメントが
短絡した際にフィラメント電流に変化が生じない場合が
ある。このように場合に、フィラメント電圧電流を検出
することにより、フィラメント短絡の検出精度が向上す
る。

【０１０２】請求項５の発明の放電灯点灯装置は、放電
管の寿命末期に点灯装置との動作を停止させ、放電灯末
期による点灯装置の不要な動作を防止できる。

【０１０３】請求項６の発明の放電灯点灯装置は、調光
制御を行う点灯装置において、前記比較手段の基準電力
値を前記調光制御に応じて変更設定することで、調光制
御時のフィラメント短絡判定の精度が向上する。

【０１０４】請求項７の発明の照明器具は、前記放電灯
点灯装置を照明器具に内蔵させることで、照明器具に装
着した放電灯のフィラメント短絡時に点灯装置の破損が
防止でき、長寿命の照明器具が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の一実施形態の全
体構成を示すブロック図。

【図２】本発明に係る放電灯点灯装置における放電灯フ
ィラメント短絡検出回路を示す回路図。

【図３】本発明に係る放電灯点灯装置の他の実施形態
で、図３（ａ）はウィンドコンパレータのブロック図、
図３（ｂ）はウィンドコンパレータの判定状態を説明す
る電圧判定図。

【図４】本発明に係る放電灯点灯装置における放電灯フ
ィラメント短絡検出回路の他の実施形態を示す回路図。

【図５】本発明に係る放電灯点灯装置を用いて調光制御
する際の放電灯のランプ電流とフィラメント電圧の関係
を示す特性図。

【図６】本発明に係る放電灯点灯装置の出力特性と放電
灯の特性の関係を説明する特性図。

【図７】本発明に係る放電灯点灯装置の応用例を示す回
路図。

【図８】本発明に係る放電灯点灯措置の応用例の動作を
説明図で、図８（ａ）は周波数とフィラメント電圧の関
係を示す特性図、図８（ｂ）は瞬時停電後の点灯復帰を
説明するタイムチャート。

【符号の説明】

１…商用交流電源 ２…インダクタンス ３…コンデンサ ４…整流回路 ５…インダクタンス ６…チョッパー回路用スイッチ素子 ７…ダイオード ８…電解コンデンサ ９，１０…インバータ回路用スイッチング素子 １１…コンデンサ １２…限流インダクタンス １３…放電灯 １４…共振コンデンサ １５…フィラメント電流検出巻線 １６…フィラメント電圧検出回路 １７…フィラメント電流検出回路 １８…掛け算回路 １９…比較回路 ２０…制御回路

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA02 BA05 BB01 BC01 BC03 CA16 CB10 DB03 DE02 DE05 DE06 DE07 EA01 EA03 EA07 EB01 EB03 EB05 EB10 FA05 GA02 GB12 GC04 HA06 HB03 3K098 CC07 CC12 CC41 DD37 DD42 DD43 EE13 EE14 FF01 FF14

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電源を直流電源に整流平滑する
   整流手段と；この整流手段で生成された直流電源を高周
   波電源に変換して、放電灯のフィラメントに供給するイ
   ンバータ手段と：前記放電灯のフィラメント短絡を検出
   する短絡検出手段と；前記短絡検出手段でフィラメント
   短絡が検出されると前記インバータ手段の動作を停止制
   御する制御手段と；を具備したことを特徴とする放電灯
   点灯装置。
2. 【請求項２】 前記短絡検出手段は、前記放電灯のフィ
   ラメント電圧を検出するフィラメント電圧検出手段と、
   このフィラメント電圧検出手段で検出したフィラメント
   電圧を所定の基準値と比較する比較手段と、前記比較手
   段の比較結果を前記制御手段に出力し、前記フィラメン
   ト電圧が所定の基準値以下の際に前記制御手段によって
   前記インバータ手段の動作を停止させることを特徴とす
   る請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記短絡検出手段は、前記放電灯のフィ
   ラメント電流を検出するフィラメント電流検出手段と、
   このフィラメント電流検出手段で検出したフィラメント
   電流を所定の基準値と比較する比較手段と、前記比較手
   段の比較結果を前記制御手段に出力し、前記フィラメン
   ト電流が所定の基準値以下の際に前記制御手段によって
   前記インバータ手段の動作を停止させることを特徴とす
   る請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 前記短絡検出手段は、前記放電灯のフィ
   ラメント電圧を検出するフィラメント電圧検出手段と、
   フィラメント電流を検出するフィラメント電流検出手段
   と、このフィラメントの電圧と電流を検出手段で検出し
   たフィラメント電圧と電流を基にフィラメント電力を求
   め電力算出手段と、この電力算出手段で求めたフィラメ
   ント電力を所定の基準値と比較する比較手段と、前記比
   較手段の比較結果を前記制御手段に出力し、前記フィラ
   メント電力が所定の基準値以下の際に前記制御手段によ
   って前記インバータ手段の動作を停止させることを特徴
   とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記短絡検出手段は、前記放電灯のフィ
   ラメント電圧値と電流値とを検出する電圧と電流の検出
   手段と、前記電圧と電流の検出手段で検出したフィラメ
   ント電圧値と電流値の上限値を判定するウィンドコンパ
   レータ手段とからなり、このウィンドコンパレータ手段
   でフィラメント電圧値と電流値の上限値が所定の値を超
   えた際に、前記放電灯の寿命末期と判定して前記制御手
   段を駆動制御して前記インバータ手段の動作を停止させ
   ることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記短絡検出手段の比較手段で前記放電
   灯のフィラメント電圧値と電流値を比較する基準値は、
   前記放電灯の調光制御に応じて変化させることを特徴と
   した請求項２乃至４のいずれか一に記載の放電灯点灯装
   置。
7. 【請求項７】 放電灯と；この放電灯を点灯制御する請
   求項１乃至６のいずれか一に記載の放電灯点灯装置と；
   を具備したことを特徴とする照明器具。