JP2009289664A - 放電灯点灯装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】回路寿命を確実に検出でき、回路寿命時には回路を確実に保護できる放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】高周波電源部の入力電力と出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超えた場合には、制御信号生成部76が高周波電源部からの出力を停止させる。蛍光ランプを調光する場合など、入力電力が変化する場合でも、回路寿命を確実に検出できる。回路寿命時には高周波電源部からの出力停止により回路を確実に保護できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力電力により寿命末期を判定可能な制御手段を有する放電灯点灯装置およびこれを備えた照明器具に関する。

従来、この種の放電灯点灯装置は、放電ランプと、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプを点灯させるインバータ回路とを有する主回路を備えている。この主回路には、インバータ回路の入力電流と入力電圧とを乗算してインバータ回路の入力電力を算出する入力電力検出手段が設けられている。また、インバータ回路には、動作を制御する制御手段が接続されている。そして、この制御手段は、入力電力検出手段により算出したインバータ回路の入力電力が予め設定された所定の閾値を超えると、インバータ回路の寿命末期であると判断して、このインバータ回路からの出力を停止させる（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２９６２５０６号公報(第２頁、図１)

しかしながら、上述の放電灯点灯装置では、入力電力に基づいてインバータ回路の寿命末期を判定するに過ぎないため、例えば放電ランプを調光してインバータ回路の入力電力自体が低下した場合には、インバータ回路の寿命を検出することが容易でないという問題点を有している。

また、放電ランプの寿命末期には、放電ランプのフィラメント電力が増大するため、このような単なるフィラメント電力の増大の場合にも、インバータ回路の末期であると誤判定するおそれがある。

そして、このようにインバータ回路の寿命を確実に検出できないときには、継続して使用すると回路部品などが破損するおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、回路寿命を確実に検出でき、回路寿命時には回路を確実に保護できる放電灯点灯装置およびこれを備えた照明器具を提供することを目的とする。

請求項１記載の放電灯点灯装置は、高周波電圧を出力して放電ランプを点灯させる高周波電源部と；この高周波電源部の入力電力を検出する入力電力検出手段と；高周波電源部の出力電力を検出する出力電力検出手段と；入力電力検出手段により検出した入力電力と出力電力検出手段により検出した出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超えた場合には、高周波電源部からの出力を停止させる制御手段と；を具備しているものである。

放電ランプは、蛍光ランプなどの低圧水銀放電灯が好適であるが、これに限定されるものではない。

高周波電源部は、例えば対をなすスイッチング素子を備えたハーフブリッジ型のインバータ回路などを備えている。

入力電力検出手段は、例えば入力電流と入力電圧とを検出し、これらを乗算することにより入力電力を検出する。

制御手段は、例えば高周波電源部の動作周波数を高周波電圧の周波数より低いまたは高い周波数で間欠的にオン、オフするＰＷＭ変化方式などを採用することができる。

請求項２記載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、放電ランプの異常状態を検出するランプ異常検出手段を具備し、制御手段は、ランプ異常検出手段により放電ランプの異常を検出した場合には、高周波電源部からの出力を停止させる機能を有し、入力電力検出手段により検出した入力電力と出力電力検出手段により検出した出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超え、かつ、ランプ異常検出手段により放電ランプの異常を検出した場合には、放電ランプの交換を検出すると高周波電源部からの出力の停止を解除し、入力電力検出手段により検出した入力電力と出力電力検出手段により検出した出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超え、かつ、ランプ異常検出手段により放電ランプの異常を検出しない場合には、高周波電源部からの出力停止を永久的に解除しないものである。

ランプ異常検出手段は、例えばフィラメント電流とフィラメント電圧とを検出し、これらを乗算することによりフィラメント電力を検出することにより、このフィラメント電力を所定の閾値などと比較することで放電ランプの異常を検出する。なお、放電ランプの寿命は、入力電力および出力電力に影響を与える可能性があり、放電ランプの異常状態時に制御手段が誤って回路異常と判断してしまうおそれがある。

請求項３記載の照明器具は、複数の放電ランプが取り付けられる器具本体と；放電ランプを点灯させる請求項１または２記載の放電灯点灯装置と；を具備しているものである。

照明器具は、屋外照明用、室内照明用、一般照明用、表示用などのいずれでもよいし、その形状もどのようなものでもよい。また、点灯装置は、器具本体と一体または別体のいずれでもよい。

請求項１記載の放電灯点灯装置によれば、高周波電源部の入力電力と出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超えた場合には、制御手段が高周波電源部からの出力を停止させることで、例えば放電ランプを調光する場合など、入力電力が変化する場合でも、回路寿命を確実に検出でき、この回路寿命時には高周波電源部からの出力停止により回路を確実に保護できる。

請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、請求項１記載の放電灯点灯装置の効果に加えて、高周波電源部の入力電力と出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超え、かつ、放電ランプの異常が検出された場合には、制御手段が放電ランプの寿命であると判定して放電ランプの交換を検出すると高周波電源部からの出力の停止を解除して再度使用でき、入力電力と出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超え、かつ、放電ランプの異常を検出しない場合には、制御手段が高周波電源部の寿命であると判定して高周波電源部からの出力の停止を永久的に解除せず、寿命を迎えた回路を誤って動作させることを防止できる。

請求項３記載の照明器具によれば、請求項１または２記載の放電灯点灯装置を備えることで、それぞれの効果を奏することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は放電灯点灯装置の回路図の要部を示すブロック図、図２は放放電灯点灯装置の回路図、図３は放電灯点灯装置を備えた照明器具を下方から示す斜視図、図４は放電灯点灯装置の調光時の光出力変化を示すグラフ、図５は放電灯点灯装置の電源部の動作を示すタイミングチャートである。

図３において、11は照明器具を示し、この照明器具11は、器具本体12に円環状の放電ランプとしての蛍光ランプ13，14が同心状に配設され、これら蛍光ランプ13，14を覆うように乳白色のセード15が器具本体12に装着されている。

本実施の形態において、一方の蛍光ランプ13は、他方の蛍光ランプ14よりも径寸法が小さく、そのため、定格電力が小さく設定されている。また、他方の蛍光ランプ14は、低電位側、すなわちグランド電位側に接続されている。さらに、これら蛍光ランプ13，14は、略同一面上に配置され、照明器具11を薄型としている。

そして、器具本体12に搭載される放電灯点灯装置42(以下、単に点灯装置42という)は、図２に示すように、商用交流電源ｅを整流平滑する電源部51にインバータ回路52が接続されて高周波電源部53が形成されているとともに、インバータ回路52の出力端には、共振回路54を介して蛍光ランプ13，14のフィラメントFL1a，FL2aが接続されている。また、インバータ回路52と共振回路54との接続部には、蛍光ランプ13，14のフィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bの予熱回路55が接続されている。すなわち、蛍光ランプ13，14は互いに直列に接続されている。さらに、高周波電源部53および予熱回路55には、制御装置としてのディジタル信号処理装置56(以下、ＤＳＰ56という)が接続されている。また、このＤＳＰ56に対して、調光信号DIMを外部から入力する調光信号部57が接続されている。そして、商用交流電源ｅ、高周波電源部53、共振回路54、予熱回路55、ＤＳＰ56および調光信号部57などにより作動回路としての点灯回路58が構成されているとともに、この点灯回路58と蛍光ランプ13，14とが接続されることにより、主回路59が構成されている。

電源部51は、電源部入力電流I0と電源部入力電圧V0との位相を合わせる、いわゆる臨界モードの力率改善(ＰＦＣ)機能を備えた昇圧チョッパ電源であり、商用交流電源ｅに全波整流素子REC1が接続され、この全波整流素子REC1の出力側には、昇圧チョッパ回路60が接続されている。この昇圧チョッパ回路60は、全波整流素子REC1の出力側に、インバータ回路52との間に昇圧用のトランスであるチョッパチョークL1と逆阻止用のダイオードD1との直列回路が接続されているとともに、チョッパチョークL1とダイオードD1のアノードとの接続点にスイッチング素子としての第１スイッチング素子、すなわちチョッピング用スイッチング素子である電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)Q1が並列に接続されて、かつ、ダイオードD1のカソードとインバータ回路52との接続点に、平滑用のコンデンサである電解コンデンサC1が並列に接続されている。

チョッパチョークL1は、一次巻線L1aと二次巻線L1bとを有し、一次巻線L1aが全波整流素子REC1の出力側とダイオードD1のアノードとの間に接続されているとともに、二次巻線L1bの一端側がグランド電位側に接続され、他端側が検出用の抵抗R1を介して制御信号生成部としての順序回路であるフリップフロップ61のセット端子に接続されている。したがって、フリップフロップ61のセット端子には、チョッパチョークL1の二次巻線L1bからチョーク電流Ｉにより抵抗R1に生じるチョーク電圧Ｖが入力されている。

電界効果トランジスタQ1は、ドレイン端子がチョッパチョークL1とダイオードD1のアノードとの接続点に接続されているとともに、ソース端子が抵抗R2を介してグランド電位側に接続され、かつ、制御端子であるゲート端子がフリップフロップ61の出力端子に接続されている。

ここで、フリップフロップ61は、いわゆるＲＳ型のものであり、オペアンプとしての比較器すなわちコンパレータであるアナログコンパレータ63の出力端子がリセット端子に接続されている。このアナログコンパレータ63は、一方の入力端子が電界効果トランジスタQ1のドレイン端子と抵抗R2との接続点に接続されて電界効果トランジスタQ1のスイッチング電流IQにより抵抗R2にて生じる電圧VQが入力されるとともに、他方の入力端子が抵抗R3を介してＤＳＰ56に接続され、この抵抗R3との接続点がコンデンサC2を介してグランド電位側に接続されている。

そして、これらフリップフロップ61およびアナログコンパレータ63などにより、チョーク電流Ｉのゼロ電流位相と、スイッチング電流IQとに基づいて昇圧チョッパ回路60の動作を制御するスイッチングパルス生成回路としての昇圧チョッパ回路制御手段であるチョッピング制御部64が構成されている。

また、インバータ回路52は、電源部51に対して、第２スイッチング素子としてのインバータ用のスイッチング素子である電界効果トランジスタQ2，Q3が直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ型のものである。

電界効果トランジスタQ2，Q3は、制御端子であるゲート端子がドライバ部としてのハイサイドドライバ65を介してＤＳＰ56に接続されており、このハイサイドドライバ65から供給される信号によってオンオフが制御される。

ハイサイドドライバ65は、ＤＳＰ56から供給される調光用のＰＷＭ信号Ｐに応じて、数十ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の動作周波数、本実施の形態では例えば５０ｋＨｚ以上で電界効果トランジスタQ2，Q3を交互にオンオフする(スイッチング駆動する)ことで、電界効果トランジスタQ3のドレイン−ソース間に所定の高周波交流を発生させるものである。

共振回路54は、電界効果トランジスタQ3の両端間に、直流成分を遮断するコンデンサC3と共振用インダクタL2とを直列に介して共振用コンデンサC4が並列に接続されている。

予熱回路55は、予熱用トランスL3、コンデンサC5、予熱用スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ4および電流検出用の抵抗R4の直列回路を備え、コンデンサC5と電界効果トランジスタQ4との接続点と電界効果トランジスタQ2のソース端子との間に、ダイオードD2が接続されている。

予熱用トランスL3は、一次巻線L3aと、第１二次巻線L3b、第２二次巻線L3cおよび第３二次巻線L3dとが対向配置されており、一次巻線L3aは、電界効果トランジスタQ2，Q3の接続点と共振用コンデンサC4との間に接続され、第１二次巻線L3bは、コンデンサC6を介して一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1aに接続され、第２二次巻線L3cは、コンデンサC7を介して一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1bおよび他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2bに接続され、第３二次巻線L3dは、コンデンサC8を介して他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2aに接続されている。

ここで、一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1bと他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2bとは、互いに一端側が電気的に接続され、他端側間に第２二次巻線L3cとコンデンサC8との直列回路が電気的に接続されている。また、一方の蛍光ランプ13のフィラメントFL1bと他方の蛍光ランプ14のフィラメントFL2bとの一端側は、バイパス用コンデンサC9を介してグランド電位側に電気的に接続されている。

バイパス用コンデンサC9は、他方の蛍光ランプ14に流れようとする電流の一部をバイパスする機能を有している。このため、他方の蛍光ランプ14は、調光信号部57から出力された調光信号DIMによる調光段階が深くなると、他方の蛍光ランプ14に流れる電流に対してバイパス用コンデンサC9にバイパスされる電流の割合が相対的に増加することで、全光点灯時の所定％、例えば１０％以下に設定されたときに、消灯するように設定されている。

電界効果トランジスタQ4は、制御端子であるゲート端子がＤＳＰ56に接続され、このＤＳＰ56から供給される予熱用ＰＷＭ信号によりスイッチング制御される。

そして、ＤＳＰ56は、ディジタル信号処理を行う、いわゆるマイコンなどのＭＰＵ(演算素子)であり、図１および図２に示すように、アナログコンパレータ63の入力端子と接続される基準波形設定部としての参照電圧設定部である電圧設定部71、予熱回路55の電界効果トランジスタQ4のスイッチングを制御するための予熱回路制御部72、出力電流すなわちランプ電流ILおよび出力電圧すなわちランプ電圧VLを検出することで点灯回路58および蛍光ランプ13，14の動作状態(主回路59の動作状態)を検出する状態検出手段の機能およびランプ電流ILとランプ電圧VLとを乗算して高周波電源部53の出力電力W1を検出(算出)する出力電力検出手段の機能を有する状態検出部73、高周波電源部53の入力電力を検出する入力電力検出手段の機能を有する入力電力検出部74、蛍光ランプ13，14のフィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bのフィラメント電力を検出することで蛍光ランプ13，14の異常を検出するランプ異常検出手段(フィラメント電力検出手段)の機能を有するフィラメント電力検出部75、状態検出部73、入力電力検出部74およびフィラメント電力検出部75での各検出および調光信号部57からの調光信号DIMなどに基づいてインバータ回路52の電界効果トランジスタQ2，Q3の動作制御用のＰＷＭ信号Ｐを生成する制御手段としてのインバータ回路制御部である制御信号生成部76などを内部に一体に備えているとともに、計時手段としてのタイマ77、記憶手段としてのメモリ78、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェースであるＩ／Ｏポートなどをそれぞれ備えている。

なお、ＤＳＰ56が電圧設定部71、予熱回路制御部72、状態検出部73、入力電力検出部74、フィラメント電力検出部75および制御信号生成部76などを一体に備えるとは、これらがＤＳＰ56においてソフトウェア処理部分を共有していることをいう。

電圧設定部71は、電源部51の電源部入力電圧V0および電源部出力電圧V1の少なくともいずれか一方を検出する電源電圧検出手段の機能を有するソフトウェア部であり、この検出した電圧V0，V1の少なくともいずれか一方に基づいて、アナログコンパレータ63の比較のための基準電圧であってＰＷＭ信号である参照電圧VTHを設定する。

具体的に、本実施の形態において、参照電圧VTHは、アナログコンパレータ63に入力される電圧VQと参照電圧VTHとの大小によってオフされるように、基準波形SWとなる整流された電源電圧波形によって、電源部出力電圧V1が所望の目標値に近付くようにフィードバック制御するための制御信号すなわちＰＷＭ制御信号である電界効果トランジスタQ1のスイッチングパルスSPを生成するように設定される。なお、基準波形SWは、例えば電源部51の電源部出力電圧V1(電源部出力電流I1)および電源電圧の少なくともいずれか一方に対応して可変させることが可能である。

換言すれば、点灯装置42は、電源部51のＰＦＣ制御用のスイッチングのための参照電圧VTHをＤＳＰ56により生成し、電界効果トランジスタQ1をスイッチングするためのスイッチングパルスSPを、フリップフロップ61やアナログコンパレータ63などのハードウェアにより構成したチョッピング制御部64により生成している。

予熱回路制御部72は、予熱回路55に流れる予熱電流を検出する予熱電流検出手段の機能を有するソフトウェア部であり、予熱回路55の予熱電流を監視しつつ、状態検出部73で検出したランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方の変化に追従するように最適予熱条件すなわち目標値を設定し、予熱電流が目標値に近付くように、予熱回路55の電界効果トランジスタQ4のゲート端子に供給する予熱用ＰＷＭ信号PPを生成する。なお、予熱電流は、フィラメントFL1a〜FL2bに流れるフィラメント電流に対応(比例)する。このため、予熱電流を、以下、便宜的に、フィラメント電流IFというものとする。

状態検出部73は、アナログ信号であるランプ電流ILおよびランプ電圧VLを、これらランプ電流ILおよびランプ電圧VLに対応したディジタルの周波数データに変換する演算手段であるＡ／Ｄ変換器の機能を有しており、Ａ／Ｄ変換したランプ電流IL、ランプ電圧VL、および、これらランプ電流ILとランプ電圧VLとを乗算した出力電力W1をメモリ78に出力して記憶させるものである。この状態検出部73でのランプ電流ILおよびランプ電圧VLの検出のタイミングは、例えば電源電圧波形、あるいは共振用コンデンサC4の両端電圧など、主回路59中の少なくともいずれかのアナログ信号、あるいは、この状態検出部73で検出したランプ電流ILやランプ電圧VLなどに基づいて演算されたディジタル信号である所定の周波数データによって、ランプ電流ILやランプ電圧VLのピーク位相に同期したタイミングに決定される。本実施の形態では、例えば状態検出部73がＡ／Ｄ変換器の機能を有しているので、ランプ電流ILやランプ電圧VLなどに基づいて演算されたディジタル信号である所定の周波数データに基づいてランプ電流ILおよびランプ電圧VLの検出のタイミングが決定される。

入力電力検出部74は、アナログ信号である高周波電源部53の入力電流に対応(比例)する対応入力電流I0aおよび電源部入力電圧V0を、これら対応入力電流I0aおよび電源部入力電圧V0に対応したディジタルの周波数データに変換する演算手段であるＡ／Ｄ変換器の機能を有しており、Ａ／Ｄ変換した対応入力電流I0aと電源部入力電圧V0とを乗算した入力電力に対応(比例)する対応入力電力をメモリ78に出力して記憶させるソフトウェア部である。したがって、入力電力検出部74は、対応入力電力を介して高周波電源部53の入力電力を間接的に検出(算出)している。このため、以下、便宜的に、対応入力電力を高周波電源部53の入力電力W2というものとする。

対応入力電流I0aは、例えば電界効果トランジスタQ1とアナログコンパレータ63との接続点間で検出するものとする。

フィラメント電力検出部75は、アナログ信号であるフィラメント電流IFおよびフィラメント電圧VFを、これらフィラメント電流IFおよびフィラメント電圧VFに対応したディジタルの周波数データに変換する演算手段であるＡ／Ｄ変換器の機能を有しており、Ａ／Ｄ変換したフィラメント電流IFとフィラメント電圧VFとを乗算した蛍光ランプ13，14のフィラメント電力W3をメモリ78に出力して記憶させるソフトウェア部である。したがって、このフィラメント電力検出部75は、間接的にフィラメント電力W3を検出(算出)している。

制御信号生成部76は、メモリ78から、状態検出部73により検出した蛍光ランプ13，14の点灯状態、すなわちランプ電流ILやランプ電圧VL、および、調光信号部57から出力された調光信号DIMに基づいて、所定の周波数を有するＰＷＭ信号Ｐを生成するソフトウェア部である。また、この制御信号生成部76には、入力電力検出部74により検出した入力電力W2と状態検出部73により検出した出力電力W1との差分Ｄに基づいて高周波電源部53を含む主回路59の寿命を判定するための所定の電力差分閾値T1、および、フィラメント電力検出部75により検出したフィラメント電力W3に基づいて蛍光ランプ13，14の寿命を判定するための所定のフィラメント電力閾値T2が設定されている。なお、この調光信号生成部76により生成されたＰＷＭ信号Ｐでの調光特性は、図４に示すように、蛍光ランプ13の光出力をA1、蛍光ランプ14の光出力をA2、蛍光ランプ13，14の光出力A1，A2の和を光出力Ａとする。

タイマ77は、制御信号生成部76と連動し、差分Ｄが電力差分閾値T1を超えた時間、あるいはフィラメント電力W3がフィラメント電力閾値T2を超えた時間を計測するものである。

メモリ78は、制御信号生成部76およびタイマ77などと接続され、差分Ｄが電力差分閾値T1を超えた回数、フィラメント電力W3がフィラメント電力閾値T2を超えた回数、あるいは、タイマ77により計測した時間などを記憶している。

なお、制御信号生成部76には、メモリ78に記憶した差分Ｄが電力差分閾値T1を超えた回数に対応する所定の差分回数閾値T3、フィラメント電力がフィラメント電力閾値T2を超えた回数に対応する所定の回数閾値T4、差分Ｄが電力差分閾値T1を超えた時間に対応する所定の差分時間閾値T5、および、フィラメント電力がフィラメント電力閾値T2を超えた時間に対応する所定のフィラメント時間閾値T6などが設定されている。

ＲＯＭには、ＤＳＰ56の各部、例えば電圧設定部71、予熱回路制御部72、入力電力検出部74、フィラメント電力検出部75および制御信号生成部76などにより実行される各種プログラムが格納されている。

ＲＡＭには、状態検出部73などにより検出した各種ディジタル値がそれぞれに割り当てられた領域に記憶される。

調光信号部57は、例えば１００Ｈｚ程度のＰＷＭ調光信号を出力する信号出力部81と、この信号出力部81から出力されたＰＷＭ調光信号を整流してＤＳＰ56へと入力させる整流手段としての全波整流素子REC2とを備えている。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

点灯装置42は、電源部51において、フリップフロップ61の動作によってスイッチングパルスSPを生成して電界効果トランジスタQ1をスイッチング動作させ、電源部入力電圧V0と電源部入力電流I0との位相を合わせて力率を改善する。

具体的に、図１、図２および図５に示すように、図示しない起動用回路などにより電界効果トランジスタQ1がオンされると、チョッパチョークL1(ダイオードD1)に直線的に増加する電流が流れることで、このチョッパチョークL1の二次巻線L1bにチョーク電流Ｉが流れ、チョッパチョークL1に電磁的エネルギが蓄積される。同時に、電界効果トランジスタQ1のオンによるスイッチング電流IQによって抵抗R2により生じる電圧VQ(≧参照電圧VTH)がアナログコンパレータ63に入力されると、アナログコンパレータ63からフリップフロップ61のリセット端子にリセット電圧VR(＝電圧VQ)が入力され、このフリップフロップ61の出力端子からオフのスイッチングパルスSPが電界効果トランジスタQ1のゲート端子に供給されてこの電界効果トランジスタQ1がオフされることで、チョッパチョークL1に蓄積された電磁的エネルギが放出され、チョッパチョークL1(ダイオードD1)に直線的に減少する電流が流れる。

この動作の繰り返しにより、電源部入力電圧V0の波形すなわち全波整流されたサイン波形である基準波形SWを包絡線として電源部出力電流I1が形成される。

電源部51により生成された電源部出力電圧V1は、インバータ回路52の電界効果トランジスタQ2，Q3を、例えば５０ｋＨｚなどの所定の周波数および所定のオンデューティでオンオフ動作させることで、高周波交流電圧に変換される。

この高周波交流電圧により、共振回路54が共振して共振電流が流れ、予熱回路制御部72で生成された所定の周波数の予熱用ＰＷＭ信号PPにより電界効果トランジスタQ4がスイッチング動作された予熱回路55の予熱用トランスL3の各二次巻線L3b，L3c，L3dにそれぞれフィラメント電流IFが流れて、蛍光ランプ13，14のフィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bを予熱する。

そして、フィラメントFL1a，FL1b，FL2a，FL2bの予熱によりフィラメントFL1a，FL1b間およびフィラメントFL2a，FL2b間に所定の始動電圧が印加されて蛍光ランプ13，14が点灯(始動)し、これら蛍光ランプ13，14が定常点灯される。

このように点灯した蛍光ランプ13，14を調光する場合には、点灯装置42のハイサイドドライバ65にＤＳＰ56の制御信号生成部76からＰＷＭ信号Ｐを入力してインバータ回路52を駆動する駆動周波数を可変する。インバータ回路52の駆動周波数を増加、あるいは減少させることで、インバータ回路52からの高周波電力が抑制、あるいは増加されて、ランプ電流ILが抑制、あるいは増加され、蛍光ランプ13，14が調光される。

このインバータ回路52の動作周波数、すなわちＰＷＭ信号Ｐの周波数は、制御信号生成部76において、状態検出部73により検出したランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方、あるいは、調光信号部57から出力された調光信号DIMに基づいて設定される。

図４に示すように、調光信号部57から出力された調光信号DIMにより調光度が全光点灯時の１０％以下の調光状態に設定されると、バイパス用コンデンサC9によりランプ電流ILの一部がバイパスされることで、他方の蛍光ランプ14が消灯し(光出力A2)、一方の蛍光ランプ13のみが点灯する。

したがって、全光点灯時の１０％以下の調光状態では、インバータ回路52およびＤＳＰ56などは一方の蛍光ランプ13のみを調光制御する。

なお、予熱回路55では、状態検出部73で検出したランプ電流IL、ランプ電圧VL、ランプ電力、あるいは周囲の温度変化などに追従するように予熱回路制御部72により設定された目標値にフィラメント電流IFが近付くように生成した予熱用ＰＷＭ信号PPによって電界効果トランジスタQ4がスイッチング動作されることで、蛍光ランプ13，14の種類や製造過程でのばらつきなどによって変化する点灯中の予熱量を最適化する。

ここで、点灯装置42は、経年変化により、電解コンデンサC1のドライアップなどが生じて寿命となると、高周波電源部53の入力電力に関連した入力電力W2が増加する。この状態で主回路59を継続的に動作させると、回路部品の破損などの不具合が生じるおそれがある。このため、入力電力検出部74で検出した入力電力W2と状態検出部73で検出した出力電力W1との差分Ｄが所定の電力差分閾値T1を超えたときには、その超えた回数をメモリ78に記憶し、この回数が所定の差分回数閾値T3を超えた場合、あるいは、タイマ77により計測した差分Ｄが所定の電力差分閾値T1を超えた継続時間が所定の差分時間閾値T5を超えた場合には、制御信号生成部76は、高周波電源部53(主回路59)の寿命であると判定し、ハイサイドドライバ65を介してインバータ回路52を停止させるＰＷＭ信号Ｐを供給する(回路寿命状態)。

また、蛍光ランプ13，14が経年変化して寿命に近づくと、フィラメント電力W3が増加することで入力電力W2が増加し、この状態で主回路59を継続的に動作させると、回路部品の破損などの不具合が生じるおそれがある。このため、フィラメント電力検出部75で検出したフィラメント電力W3が所定のフィラメント電力閾値T2を超えると、その超えた回数をメモリ78に記憶し、この回数が所定の回数閾値T4を超えた場合、あるいは、タイマ77により計測したフィラメント電力W3が所定のフィラメント電力閾値T2を超えた継続時間が所定のフィラメント時間閾値T6を超えた場合には、制御信号生成部76は、蛍光ランプ13，14のいずれかが寿命であるものと判定し、ハイサイドドライバ65を介してインバータ回路52を停止させるＰＷＭ信号Ｐを供給する(ランプ寿命状態)。

ここで、上記ランプ寿命状態になった場合には、高周波電源部53の入力電力W2も増加するものの、この入力電力は、寿命となった蛍光ランプ13，14を新たな蛍光ランプ13，14に交換することで、上記回路寿命状態とならない通常動作範囲まで低下するため、制御信号生成部76は、蛍光ランプ13，14の交換を検出すると、電源再投入時には、インバータ回路52からの出力の停止を解除させる。

一方、上記回路寿命状態になった場合には、蛍光ランプ13，14の交換などでも入力電力W2が通常動作範囲まで低下することはないので、永久的にインバータ回路52からの出力の停止を解除しない。

以上のように、高周波電源部53の入力電力W2と出力電力W1との差分Ｄが所定の電力差分閾値T1を超えた場合には、制御信号生成部76が高周波電源部53からの出力を停止させることで、例えば蛍光ランプ13，14調光する場合など、入力電力が変化する場合でも、回路寿命を確実に検出でき、この回路寿命時には高周波電源部53からの出力停止により回路を確実に保護できる。

また、蛍光ランプ13，14のフィラメント電力W3が所定のフィラメント電力閾値T2を超えた場合には、制御信号生成部76が高周波電源部53からの出力を停止させることで、蛍光ランプ13，14の寿命をも検出でき、この蛍光ランプ13，14の寿命時には高周波電源部53からの出力停止により蛍光ランプ13，14を確実に保護できる。

さらに、上記ランプ寿命状態では、フィラメント電力W3が増加することで、フィラメント電力W3を含む入力電力W2も増加する。このため、差分Ｄが電力差分閾値T1を超え、かつ、フィラメント電力W3がフィラメント電力閾値T2を超えているなどの蛍光ランプ13，14の異常を検出した場合には、制御信号生成部76が蛍光ランプ13，14の寿命であると判定し、蛍光ランプ13，14の交換を検出すると高周波電源部53からの出力の停止を解除することで、蛍光ランプ13，14を交換することによって照明器具11を再度使用できるようにする。

一方、上記ランプ寿命状態ではなく、回路寿命状態である場合には、入力電力W2のみが増加し、フィラメント電力W3は殆ど増加しない。このため、差分Ｄが電力差分閾値T1を超え、かつ、フィラメント電力W3がフィラメント電力閾値T2以下など蛍光ランプ13，14の異常を検出しない場合には、制御信号生成部76が高周波電源部53(主回路59)の寿命であると判定して高周波電源部53からの出力の停止を永久的に解除しないようにすることで、寿命を迎えた回路を、蛍光ランプ13，14の交換などによって誤って動作させることを防止できる。

また、各寿命(異常)の判定の際には、差分Ｄが所定の電力差分閾値T1を超えた回数が所定の差分回数閾値T3を超えたかどうか、あるいはフィラメント電力W3が所定のフィラメント電力閾値T2を超えた回数が所定の回数閾値T4を超えたかどうか、また、差分Ｄが電力差分閾値T1を超えた継続時間が差分時間閾値T5を超えたかどうか、あるいは、フィラメント電力W3がフィラメント電力閾値T2を超えた継続時間がフィラメント時間閾値T6を超えたかどうかを判断するため、例えばノイズなどによって瞬間的に差分Ｄが電力差分閾値T1を超えたりフィラメント電力W3がフィラメント電力閾値T2を超えたりした場合の誤判定を確実に防止できる。

さらに、入力電力検出部74は、主回路59に用いる昇圧チョッパ回路60で用いる電界効果トランジスタQ1とアナログコンパレータ63との接続点を利用して対応入力電流I0aを検出することで高周波電源部53の入力電流を間接的に検出するので、入力電流を検出するための新たな構成が必要とならず、構成の複雑化を防止できる。

同様に、フィラメント電力検出部75は、予熱回路55の制御用の予熱回路制御部72で用いる予熱電流を利用してフィラメント電流IFを間接的に検出するので、フィラメント電流を検出するための新たな構成が必要予ならず、構成の複雑化を防止できる。

なお、上記一実施の形態において、寿命の判定の際には、タイマ77による継続時間と時間閾値T5，T6とを用いた判定、あるいは回数閾値T3，T4を用いた判定の少なくともいずれか一方があればよい。

また、電源部51、共振回路54および予熱回路55などのそれぞれの構成、および、これらの制御などは、上記構成および制御に限定されるものではない。

さらに、入力電力検出部74は、入力電流を直接検出するように構成してもよい。同様に、フィラメント電力検出部75は、フィラメント電流を直接検出するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態を示す放電灯点灯装置の回路図の要部を示すブロック図である。 同上放電灯点灯装置の回路図である。 同上放電灯点灯装置を備えた照明器具を下方から示す斜視図である。 同上放電灯点灯装置の調光時の光出力変化を示すグラフである。 同上放電灯点灯装置の電源部の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

11 照明器具
12 器具本体
13，14 放電ランプとしての蛍光ランプ
42 放電灯点灯装置
53 高周波電源部
73 出力電力検出手段の機能を有する状態検出部
74 入力電力検出手段の機能を有する入力電力検出部
75 ランプ異常検出手段の機能を有するフィラメント電力検出部
76 制御手段としての制御信号生成部

Claims (3)

1. 高周波電圧を出力して放電ランプを点灯させる高周波電源部と；
   この高周波電源部の入力電力を検出する入力電力検出手段と；
   高周波電源部の出力電力を検出する出力電力検出手段と；
   入力電力検出手段により検出した入力電力と出力電力検出手段により検出した出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超えた場合には、高周波電源部からの出力を停止させる制御手段と；
   を具備していることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 放電ランプの異常状態を検出するランプ異常検出手段を具備し、
   制御手段は、ランプ異常検出手段により放電ランプの異常を検出した場合には、高周波電源部からの出力を停止させる機能を有し、入力電力検出手段により検出した入力電力と出力電力検出手段により検出した出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超え、かつ、ランプ異常検出手段により放電ランプの異常を検出した場合には、放電ランプの交換を検出すると高周波電源部からの出力の停止を解除し、入力電力検出手段により検出した入力電力と出力電力検出手段により検出した出力電力との差分が所定の電力差分閾値を超え、かつ、ランプ異常検出手段により放電ランプの異常を検出しない場合には、高周波電源部からの出力停止を永久的に解除しない
   ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 複数の放電ランプが取り付けられる器具本体と；
   放電ランプを点灯させる請求項１または２記載の放電灯点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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