JP2003068494A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放電灯の点灯状態に関わらずエネルギー効率を
安定させ、交流電源の電圧変動に関わらず放電灯を安定
に点灯させる放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】直流電源部１０と、インバータ部ＩＮＶ
と、調光器２０と、直流電源部１０からの出力及び調光
器２０からの調光信号に応じて直流電源部１０のスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を可変さ
せる帰還制御部３０とを備える。帰還制御部３０に調光
信号に応じて直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２のオン／オフする周波数を可変させることによっ
て、放電灯Ｌｐの点灯状態に関わらずエネルギー効率を
安定させることができ、さらに帰還制御部３０に直流電
源部１０からの出力に応じて前記周波数を可変させるこ
とによって、交流電源Ｖｓの電圧変動に関わらず放電灯
Ｌｐを安定に点灯させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、交流電源の出力を直流電圧に
変換した後に、高周波電圧に変換して放電灯に供給する
とともに、放電灯への供給電力を可変させて放電灯を調
光させる放電灯点灯装置が提供されている。

【０００３】例えば、図９に示すように、交流電源Ｖｓ
の出力を直流電圧に変換する直流電源部１０’と、直流
電源部１０’からの出力を高周波電圧に変換して限流要
素９０を介して放電灯Ｌｐに供給するインバータ部ＩＮ
Ｖと、放電灯Ｌｐを調光するように指示する調光信号を
出力する調光部９５と、調光部９５の調光信号に応じて
直流電源部１０’及びインバータ部ＩＮＶを制御する第
１及び第２の調光制御手段９１，９２とを備えている
（特開昭６１−１３５０９６号公報参照）。

【０００４】直流電源部１０’は、交流電源Ｖｓの出力
を整流する例えばダイオードブリッジなどの整流器、前
記整流器からの出力を昇降圧するチョッパ回路から構成
される電圧制御部９３と、電圧制御部９３からの出力を
平滑する平滑部９４とを備え、電圧制御部９３のチョッ
パ回路に具備されたスイッチング素子をオン／オフさせ
ることで、前記オン／オフに応じた直流電圧を出力す
る。

【０００５】インバータ部ＩＮＶは、例えば複数のスイ
ッチング素子を具備してハーフブリッジ形やフルブリッ
ジ形などに構成されており、前記複数のスイッチング素
子をオン／オフすることで、前記オン／オフに応じた高
周波電圧を出力する。

【０００６】そして、第１の調光制御手段９１は、調光
部９５からの調光信号に応じて、電圧制御部９３におけ
るチョッパ回路のスイッチング素子をオン／オフさせ、
第２の調光制御手段９２は、調光部９５からの調光信号
に応じて、インバータ部ＩＮＶの複数のスイッチング素
子をオン／オフさせる。

【０００７】このような放電灯点灯装置では、調光部９
５から調光信号を出力させてこの調光信号を所定のレベ
ルまで変化させると、第１の調光制御手段９１が電圧制
御部９３のスイッチング素子のオンデューティを可変さ
せて、直流電源部１０’から出力される直流電圧の値を
小さくすることによって、放電灯Ｌｐへの供給電力は抑
えられて放電灯Ｌｐは全点灯から一定レベルまで調光す
る。そして、調光部９５からの調光信号を前記所定のレ
ベルからさらに変化させると、第２の調光制御手段９２
が、インバータ部ＩＮＶのスイッチング素子のオン／オ
フする周波数を可変させることによって、放電灯Ｌｐへ
の供給電力はさらに抑えられて放電灯Ｌｐはより深く調
光する。

【０００８】ところで、第１の調光制御手段９１は、放
電灯Ｌｐを全点灯状態から調光状態にするときには、電
圧制御部９３のスイッチング素子のオンデューティを小
さくするように制御し、放電灯Ｌｐを調光状態から全点
灯状態にするときには、前記オンデューティを大きくす
るように制御している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の放電灯点灯装置では、深い調光状態のときには上記
オンデューティが小さくなるので入力電流の流れない期
間が長くなってエネルギー効率が悪化し、全点灯状態の
ときには上記オンデューティが大きくなるので入力電流
が連続モードになり易く、その結果、上述と同様にエネ
ルギー効率が悪化するとともに、回路素子へのストレス
が増大してしまうといった問題があった。なお、入力電
流の連続モードを回避するためにはチョッパ回路に具備
されるインダクタのインダクタンスを大きくすれば良い
が、これでは前記インダクタが大型化してしまう。

【００１０】また、交流電源の電圧が例えば約１００
［Ｖ］から約２４２［Ｖ］といった広い範囲で変動する
と、前記効率も変動してさらに悪化することがある。

【００１１】例えば、定格電力が異なる複数種の放電灯
Ｌｐを点灯させる放電灯点灯装置では、チョッパ回路の
インダクタに流れる入力電流が最も大きくなる状態、つ
まり定格電力の最も大きな放電灯Ｌｐが接続されていて
交流電源Ｖｓの電圧値が最も小さい状態に合わせて回路
設計が行われている。しかし、定格電力の最も小さい放
電灯Ｌｐが接続されている状態で交流電源Ｖｓの電圧値
が大きくなれば、前記インダクタに流れる入力電流は小
さくなり、ここで上述のように入力電流の流れない期間
を長くすることで放電灯Ｌｐを調光状態にすると、入力
電流が大きいときと比べて前記効率がさらに悪化する。

【００１２】さらに、交流電源Ｖｓの電圧が上述のよう
に変動してしまうと、直流電源部１０’からの出力電圧
も、調光部９５の調光信号に関わらず変動してしまい、
放電灯Ｌｐの点灯状態が不安定になってしまうといった
問題があった。

【００１３】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、放電灯の点灯状態に関わらずエネルギー効率
を高く安定させるとともに、交流電源の電圧変動による
影響を抑えて放電灯を安定に点灯させる放電灯点灯装置
を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、少なくとも１つのスイッチング
素子を具備して、前記スイッチング素子をオン／オフさ
せることで、交流電源の出力を前記スイッチング素子の
オン／オフに応じた直流電圧に変換する直流電源部と、
前記直流電源部からの出力を高周波電圧に変換して放電
灯に供給するインバータ部と、放電灯を調光するように
指示する調光信号を出力する調光器と、前記調光器から
調光信号が出力されていないときに、直流電源部からの
出力電圧が変化すると、前記変化を抑えるように直流電
源部のスイッチング素子の周波数を可変させるととも
に、調光信号が出力されているときには、前記調光信号
に応じて前記周波数を可変させる帰還制御部とを備えた
ことを特徴とし、帰還制御部に調光信号に応じて直流電
源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変
させることによって、調光器から調光信号を出力させる
ことで、直流電源部からの出力電圧を抑えて放電灯を調
光信号に応じたレベルに調光することができるととも
に、従来例のようにスイッチング素子のオンデューティ
を可変させることがないため、放電灯の点灯状態に関わ
らずエネルギー効率を高く安定させることができ、ま
た、放電灯を調光するためにインバータ部を制御するこ
とを要せず、回路構成を簡単にすることができてコスト
低減を図ることができ、さらに、調光器から調光信号を
出力させていないときには、交流電源の電圧変動に応じ
て直流電源部からの出力電圧が変化しようとしても、帰
還制御部に前記変化が抑えられるように直流電源部のス
イッチング素子のオン／オフする周波数を可変させるこ
とによって、直流電源部からの出力電圧を略一定に保つ
ことができ、その結果、交流電源の電圧変動による影響
を抑えて放電灯を安定に点灯させることができる。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、インバータ部は、１乃至複数のスイッチング素子
と、調光器からの調光信号に応じて前記スイッチング素
子をオン／オフする制御部とを備え、前記オン／オフに
応じた高周波電圧を出力することを特徴とし、調光器か
ら調光信号を出力させたときには、前記調光信号に応じ
て制御部にインバータ部のスイッチング素子をオン／オ
フさせることによって、インバータ部から放電灯への供
給電力をさらに抑えて、放電灯をより深く調光すること
ができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、調光信号は電圧信号であって、帰還制御部
は、調光信号を直流電源部からの出力に応じた電圧とし
て入力することを特徴とし、調光信号を直流電源部から
の出力に応じた電圧として帰還制御部に入力することに
よって、帰還制御部に調光信号と直流電源部の出力電圧
とを区別させず、入力される電圧に応じて直流電源部の
スイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させる
ことができ、帰還制御部の制御を簡単にして、帰還制御
部を簡単な回路で構成することができる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、帰還制御部は、直流電源部からの出力に応じた電圧
と、調光信号による電圧とが印加される抵抗を備え、前
記抵抗に印加される電圧に応じて直流電源部のスイッチ
ング素子のオン／オフする周波数を可変させることを特
徴とし、請求項３と同様の作用を奏する。

【００１８】請求項５の発明は、請求項３又は４の発明
において、調光器は、調光を深めるにつれて調光信号の
電圧値の変化率を小さくさせることを特徴とし、調光が
深い状態で調光信号の電圧値を増すことで調光を深めよ
うとしたときには、調光器の構成部品のばらつきで前記
電圧値を増加し過ぎて直流電源部からの出力電圧が過大
に減少し放電灯を立消えさせてしまうことがあるが、調
光器に調光を深めるにつれて調光信号の電圧値の変化率
を小さくさせることによって、直流電源部の出力電圧の
過大な減少を防いで放電灯の光出力の変化率を小さくす
ることができ、上述のような構成部品のばらつきによる
放電灯の立消えを防止することができる。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、帰還制御部は、直流電源部からの出力
に応じた電圧値と、前記電圧値における放電灯に定格電
力を供給するときの値との基準差を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果に応じて直流電源部のスイッチン
グ素子のオン／オフする周波数を可変させる駆動回路と
を備えたことを特徴とし、例えば交流電源の電圧が約１
００［Ｖ］から約２４２［Ｖ］といった広い範囲で変動
し、直流電源部からの出力電圧も前記変動に応じて変化
しても、前記変化に応じた値を演算部に演算させて、そ
の結果に応じて駆動回路に直流電源部のスイッチング素
子の周波数を可変させることによって、直流電源部から
の出力電圧を略一定に保って放電灯に定格電力を供給
し、放電灯を安定に全点灯させるができる。

【００２０】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、演算部は、直流電源部からの出力に応じた電圧値の
基準値からの差を積分する積分回路からなることを特徴
とし、演算部を積分回路から構成したことによって、直
流電源部の出力電圧が僅かに変化しても、この変化を捉
えて抑えることができる。

【００２１】請求項８の発明は、請求項４の発明におい
て、抵抗には、直流電源部からの出力電圧が分圧された
電圧が印加されることを特徴とし、請求項４と同様の作
用を奏する。

【００２２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態は、図
１及び図２に示すように、交流電源Ｖｓの出力を直流電
圧に変換する直流電源部１０と、直流電源部１０からの
出力を高周波電圧に変換して放電灯Ｌｐに供給するイン
バータ部ＩＮＶと、放電灯Ｌｐを調光するように指示す
る調光信号を出力する調光器２０と、直流電源部１０の
出力電圧及び調光器２０の調光信号に応じて直流電源部
１０を制御する帰還制御部３０と、インバータ部ＩＮＶ
の両出力端間に接続されるインダクタＬ及びコンデンサ
Ｃの直列回路とを備えている。

【００２３】直流電源部１０は、交流電源Ｖｓの出力を
整流する例えばダイオードブリッジからなる整流器ＤＢ
と、整流器ＤＢの両出力端間に接続されるＦＥＴからな
るスイッチング素子Ｑ１及びダイオードＤ１の直列回路
と、ダイオードＤ１に並列接続されるインダクタＬ１及
びＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２の直列回路と、
スイッチング素子Ｑ２に並列接続されるダイオードＤ２
及び電解コンデンサからなる平滑用コンデンサＣ１の直
列回路とを備えている。

【００２４】このような直流電源部１０では、両スイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２が共にオン、共にオフする状態が
高周波数で繰り返される。

【００２５】スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオンのとき
には、交流電源Ｖｓ→整流器ＤＢ→スイッチング素子Ｑ
１→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ２→整流器Ｄ
Ｂ→交流電源Ｖｓの順に電流が流れて、これによりイン
ダクタＬ１にエネルギーが蓄えられる。そして、スイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２がオフしたときには、インダクタ
Ｌ１に蓄えられたエネルギーが放出されて、インダクタ
Ｌ１→ダイオードＤ２→平滑用コンデンサＣ１→ダイオ
ードＤ１→インダクタＬ１の順に電流が流れ、平滑用コ
ンデンサＣ１に電荷が蓄積される。

【００２６】上述のようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
が繰り返しオン／オフされることで、直流電源部１０
は、平滑用コンデンサＣ１にスイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２のオン／オフに応じた電荷を蓄積して、平滑用コンデ
ンサＣ１の両端から直流電圧を出力するのである。

【００２７】インバータ部ＩＮＶは、直流電源部１０の
平滑用コンデンサＣ１に並列接続されたＦＥＴからなる
スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路と、スイッチン
グ素子Ｑ３，Ｑ４を交互に高周波数でオン／オフさせる
インバータ制御部４０と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４
の接続点に一端が接続された直流カット用のコンデンサ
Ｃ２とを備えている。また、インダクタＬ及びコンデン
サＣの直列回路は、インバータ部ＩＮＶのコンデンサＣ
２とスイッチング素子Ｑ４の直列回路の両端に接続さ
れ、放電灯ＬｐはコンデンサＣに並列接続される。

【００２８】帰還制御部３０は、図３に示すように、基
準電源Ｅ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、反転入力
端に抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点が接続され、非反転入力端
に基準電源Ｅ１の正極が接続されたオペアンプＯＰ１
と、オペアンプＯＰ１の出力端と反転入力端の間に接続
される抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ４の並列回路と、オペ
アンプＯＰ１からの出力電圧に応じて駆動信号を出力
し、直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を前
記出力電圧に応じた周波数でオン／オフさせる電圧−周
波数変換回路からなる駆動回路３１とを備え、オペアン
プＯＰ１及び抵抗Ｒ３並びにコンデンサＣ４から演算部
たる比例積分回路が構成されている。また、帰還制御部
３０における抵抗Ｒ１の抵抗Ｒ２と反対側の一端ａは、
直流電源部１０における平滑用コンデンサＣ１の高電位
側の一端に接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点ｂは調光
器２０の出力端に接続され、駆動回路３１の出力端ｃ
は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各ゲートに接続され
ている。そして、直流電源部１０における平滑用コンデ
ンサＣ１の低電位側の一端と、帰還制御部３０における
抵抗Ｒ２の抵抗Ｒ１と反対側の一端と、基準電源Ｅ１の
負極とは、それぞれ共に接地されている。

【００２９】調光器２０は、例えばスライドスイッチを
備えており、前記スイッチの操作部を一方向にスライド
させることにより操作部の操作位置に応じた電圧値の調
光信号を出力する。

【００３０】ここで、上述のような本実施形態の動作に
ついて説明する。

【００３１】まず、帰還制御部３０は、駆動回路３１の
出力端ｃから予め設定された駆動信号を出力して、直流
電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を所定の周波
数で繰り返しオン／オフさせる。これにより、直流電源
部１０は、交流電源Ｖｓの出力を前記所定の周波数に応
じた直流電圧に変換する。

【００３２】直流電源部１０から直流電圧が出力される
と、インバター部ＩＮＶがスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４
を交互にオン／オフさせることで前記直流電圧を高周波
電圧に変換し放電灯Ｌｐに供給するとともに、帰還制御
部３０が、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路で前記直流電圧を
分圧し、抵抗Ｒ２にかかる電圧を検出電圧として検出し
て、前記検出電圧の値と基準電源Ｅ１の電圧値との差を
演算部で演算する。ここに、基準電源Ｅ１の電圧値は、
放電灯Ｌｐに定格電力を供給するときの検出電圧の値と
略等しくなるように設定されている。

【００３３】そして演算した結果、前記差が略ゼロであ
れば、帰還制御部３０は、駆動回路３１からの前記駆動
信号をそのまま維持させて、直流電源部１０のスイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２を前記所定の周波数でオン／オフさ
せ続ける。このとき、インバータＩＮＶからは放電灯Ｌ
ｐに定格電力が供給され、放電灯Ｌｐは全点灯する。

【００３４】ここで、交流電源Ｖｓの電圧が変動する
と、直流電源部１０からの出力電圧も変化しようとす
る。しかし、前記出力電圧の変化によって、帰還制御部
３０で検出する検出電圧の値と基準電源Ｅ１の電圧値と
の間に差が生じ、オペアンプＯＰ１が、前記差を増幅し
積分した値の電圧を出力することで、駆動回路３１が前
記出力電圧の変化を抑えるように、直流電源部１０のス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を可
変させる。

【００３５】つまり、交流電源Ｖｓの電圧が例えば約１
００［Ｖ］から約２４２［Ｖ］に増加した場合には、直
流電源部１０からの出力電圧も増加しようとするが、帰
還制御部３０が、前記出力電圧の増加を抑えるようにス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を小
さくし、これとは逆に、交流電源Ｖｓの電圧が減少した
場合には、直流電源部１０からの出力電圧も減少しよう
とするが、帰還制御部３０が、前記出力電圧の減少を抑
えるようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフす
る周波数を大きくする。

【００３６】これにより本実施形態では、交流電源Ｖｓ
の電圧が変動しても直流電源部１０からの出力電圧を略
一定に保って放電灯Ｌｐに定格電力を供給することがで
きる。その結果、交流電源Ｖｓの電圧変動による影響を
抑えて放電灯Ｌｐを安定に全点灯させることができるの
である。また、帰還制御部３０の演算部を比例積分回路
から構成したことによって、直流電源部１０の出力電圧
が僅かに変化しても、この変化を捉えて抑えることがで
きる。

【００３７】次に、調光器２０の操作部をスライドさせ
たときの本実施形態の動作について説明する。

【００３８】例えば図４（ａ）に示すように、調光器２
０の操作部の操作位置ＰがＦｕｌｌの位置にあるときに
は、調光器２０からは調光信号が出力されず、上述のよ
うに、帰還制御部３０の駆動回路３１が直流電源部１０
のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を所定の周波数でオン／
オフさせて放電灯Ｌｐに定格電力を供給させる。その結
果、図４（ｂ）に示すように、放電灯Ｌｐは光出力φ１
で全点灯する。

【００３９】そして、調光器２０の操作部を、調光が深
くなる向きに、つまり操作部の操作位置ＰがＦｕｌｌか
らＤｉｍに移るようにスライドさせると、調光器２０か
ら帰還制御部３０に調光信号が出力され、この調光信号
の電圧値Ｖは、操作部のスライド幅に略比例して大きく
なる。このように調光信号が出力されると、調光信号に
よる電圧が帰還制御部３０の抵抗Ｒ２に印加されるた
め、抵抗Ｒ２に印加される電圧値が基準電源Ｅ１の電圧
値よりも大きくなって、両電圧値の間に差が生じる結
果、上述の交流電源Ｖｓの電圧が変動したときと同様、
帰還制御部３０が前記差に応じて直流電源部１０のスイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を減少
させて、直流電源部１０の出力電力を抑える。

【００４０】その結果、調光器２０の操作部をその操作
位置ＰがＦｌｌからＤｉｍに移るようにスライドさせる
と、調光器２０から出力される調光信号の電圧値Ｖが０
からＶ２に増加し、この電圧値の増加に応じて放電灯Ｌ
ｐの光出力φは前記電圧値Ｖの増加率よりも大きな変化
率でφ１からφ２に減少するのである。

【００４１】このように本実施形態では、調光器２０か
ら調光信号を出力させることで、直流電源部１０からの
出力電圧を抑えて放電灯Ｌｐを調光信号に応じた任意の
レベルに調光することができる。また、従来例のように
スイッチング素子のオンデューティを可変させることが
ないので、全点灯状態や調光状態といった放電灯Ｌｐの
点灯状態に関わらずエネルギー効率を高く安定させるこ
とができる。また、本実施形態では、放電灯Ｌｐを調光
するためにインバータ部ＩＮＶのスイッチング素子Ｑ
３，Ｑ４のオン／オフする周波数やオンデューティを可
変することを要せず、回路構成を簡単にすることができ
てコスト低減を図ることができる。

【００４２】さらに、調光信号による電圧を検出電圧と
同様に抵抗Ｒ２に印加して、調光信号を検出電圧として
帰還制御部３０に入力することによって、帰還制御部３
０に調光信号と検出電圧とを区別させずに、調光信号が
出力されたときには帰還制御部３０に、あたかも検出電
圧が増加したかのようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の
オン／オフする周波数を小さくさせることができて、直
流電源部１０からの出力電圧を抑え、放電灯Ｌｐを調光
することができるのである。これにより、帰還制御部３
０の制御を簡単にして、帰還制御部３０を簡単な回路で
構成することができる。

【００４３】ところで、上述のように調光器２０の操作
部をスライドさせて放電灯Ｌｐを調光させるときには、
図４（ｂ）に示すように、操作部の操作位置ＰがＤｉｍ
に近付くにつれて、操作部のスライド幅に対する放電灯
Ｌｐの光出力φの変化率が大きくなる。つまり、帰還制
御部１０は、操作部の操作位置ＰがＤｉｍ付近にあって
調光信号の電圧値Ｖが大きいとき、電圧値Ｖの僅かな増
加で、直流電源部１０の出力電圧を大幅に減少させて放
電灯Ｌｐの光出力φを大きく減少させるのである。その
結果、操作位置ＰがＤｉｍ付近にあって、さらに調光を
深めようとしたときには、調光器２０の構成部品のばら
つきによる操作位置Ｐの僅かなずれによって調光信号の
電圧値Ｖを増加し過ぎて放電灯Ｌｐを立消えさせてしま
うことがある。

【００４４】そこで本実施形態では、図５（ａ）の実線
及び点線に示すように、操作部をスライドさせて操作位
置ＰをＦｕｌｌからＤｉｍに移すにつれて、つまり調光
を深めるにつれて前記スライド幅に対する調光信号の電
圧値Ｖの変化率を次第に小さくさせても良い。例えば、
図５（ａ）の実線に示すように、調光信号の電圧値Ｖの
変化率を次第に減少させたときには、直流電源部１０の
出力電圧の過大な減少を防いで、図５（ｂ）の実線に示
すように、光出力φの変化率は、操作部の操作位置Ｐに
関わらず略一定に保たれ、操作位置ＰがＤｉｍ付近にあ
るときの前記変化率を小さくすることができる。また、
図５（ａ）の点線に示すように、調光信号の電圧値Ｖの
変化率をさらに小さくさせたときには、直流電源部１０
の出力電圧の過大な減少をさらに防いで、図５（ｂ）の
点線に示すように、操作部の操作位置ＰがＤｉｍに近付
くにつれて、光出力φは操作位置Ｐのスライド幅の増加
に対して例えば逆二乗に減少し、操作位置ＰがＤｉｍ付
近にあるときの光出力φの変化率をさらに小さくするこ
とができる。このように、操作部の操作位置ＰがＤｉｍ
付近にあるときには、光出力φの変化率を小さくするこ
とができ、上述のような構成部品のばらつきによる放電
灯Ｌｐの立消えを防止することができる。

【００４５】また本実施形態では、本実施形態の調光器
２０以外の回路構成から、放電灯Ｌｐを調光させる機能
を必要としない放電灯点灯装置を構成することができる
ので、前記放電灯点灯装置の回路構成を流用して、コス
ト低減を図ることができる。

【００４６】なお、本実施形態では帰還制御部３０をオ
ペアンプＯＰ１等で構成したが、例えば一般に市販され
ているような力率改善用のＩＣ（例えばモトローラ社製
のＭＣ３３２６２など）を用いて帰還制御部３０を構成
しても良い。このときには前記ＩＣに、直流電源部１０
の出力電圧以外にも、例えば直流電源部１０の整流器Ｄ
Ｂの出力電圧や、スイッチング素子Ｑ２に流れる電流な
どに応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御させて、
力率を改善し、制御の安定性を向上することができる。 （実施形態２）本実施形態における基本構成は実施形態
１と共通するために共通する部分については同一の符号
を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分に
ついてのみ詳細に説明する。

【００４７】本実施形態では、図６及び図７に示すよう
に、調光器２０が帰還制御部３０とインバータ部ＩＮＶ
のインバータ制御部４０に調光信号を出力し、インバー
タ制御部４０が前記調光信号に応じてスイッチング素子
Ｑ３，Ｑ４のオン／オフする周波数を可変させる。

【００４８】ここで本実施形態の直流電源部１０は、整
流器ＤＢと、整流器ＤＢの両出力端に接続されたインダ
クタＬ１及びスイッチング素子Ｑ２の直列回路と、スイ
ッチング素子Ｑ２に並列接続されたダイオードＤ２及び
平滑用コンデンサＣ１の直列回路とからなり、実施形態
１の直流電源部１０と比べてスイッチング素子Ｑ１とダ
イオードＤ１とが省略されたように構成されている。

【００４９】このような直流電源部１０では、スイッチ
ング素子Ｑ２がオンしたとき、交流電源Ｖｓ→整流器Ｄ
Ｂ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ２→整流器Ｄ
Ｂ→交流電源Ｖｓの順に電流が流れてインダクタＬ１に
エネルギーが蓄えられる。そして、スイッチング素子Ｑ
２がオフしたときには、インダクタＬ１に蓄えられたエ
ネルギーが放出されて、インダクタＬ１→ダイオードＤ
２→平滑用コンデンサＣ１→整流器ＤＢ→インダクタＬ
１の順に電流が流れて、平滑用コンデンサＣ１に電荷が
蓄積される。このようにスイッチング素子Ｑ２が繰り返
しオン／オフされることで、直流電源部１０は、実施形
態１と同様、平滑用コデンサＣ１にスイッチング素子Ｑ
２のオン／オフする周波数に応じた電荷を蓄積して、平
滑用コンデンサＣ１の両端から直流電圧を出力する。

【００５０】このような本実施形態では、図８（ａ）に
示すように、調光器２０の操作部をスライドさせて操作
部の操作位置ＰをＦｕｌｌからＤｉｍに移すと、実施形
態１と同様、調光器２０から電圧値Ｖが操作部のスライ
ド幅に略比例して大きくなる調光信号が出力される。し
かし本実施形態では、実施形態１と異なって、前記調光
信号に応じてインバータ部ＩＮＶのスイッチング素子Ｑ
３，Ｑ４のオン／オフする周波数も可変させることによ
って、インバータ部ＩＮＶから放電灯Ｌｐへの供給電力
が実施形態１よりも抑えられる。その結果、図８（ｂ）
に示すように、調光器２０の操作部の操作位置ＰがＤｉ
ｍにあるときには、放電灯Ｌｐの光出力φがφ２よりも
さらに小さいφ３となるように、放電灯Ｌｐの光出力φ
を、図８（ｂ）の実線に示すように、実施形態１の光出
力φ（図８（ｂ）に示す点線）よりも小くして、放電灯
Ｌｐをより深く調光することができる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明は、少なくとも１つのス
イッチング素子を具備して、前記スイッチング素子をオ
ン／オフさせることで、交流電源の出力を前記スイッチ
ング素子のオン／オフに応じた直流電圧に変換する直流
電源部と、前記直流電源部からの出力を高周波電圧に変
換して放電灯に供給するインバータ部と、放電灯を調光
するように指示する調光信号を出力する調光器と、前記
調光器から調光信号が出力されていないときに、直流電
源部からの出力電圧が変化すると、前記変化を抑えるよ
うに直流電源部のスイッチング素子の周波数を可変させ
るとともに、調光信号が出力されているときには、前記
調光信号に応じて前記周波数を可変させる帰還制御部と
を備えたので、帰還制御部に調光信号に応じて直流電源
部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変さ
せることによって、調光器から調光信号を出力させるこ
とで、直流電源部からの出力電圧を抑えて放電灯を調光
信号に応じたレベルに調光することができるとともに、
従来例のようにスイッチング素子のオンデューティを可
変させることがないため、放電灯の点灯状態に関わらず
エネルギー効率を高く安定させることができ、また、放
電灯を調光するためにインバータ部を制御することを要
せず、回路構成を簡単にすることができてコスト低減を
図ることができ、さらに、調光器から調光信号を出力さ
せていないときには、交流電源の電圧変動に応じて直流
電源部からの出力電圧が変化しようとしても、帰還制御
部に前記変化が抑えられるように直流電源部のスイッチ
ング素子のオン／オフする周波数を可変させることによ
って、直流電源部からの出力電圧を略一定に保つことが
でき、その結果、交流電源の電圧変動による影響を抑え
て放電灯を安定に点灯させることができるという効果が
ある。

【００５２】請求項２の発明は、インバータ部は、１乃
至複数のスイッチング素子と、調光器からの調光信号に
応じて前記スイッチング素子をオン／オフする制御部と
を備え、前記オン／オフに応じた高周波電圧を出力する
ので、調光器から調光信号を出力させたときには、前記
調光信号に応じて制御部にインバータ部のスイッチング
素子をオン／オフさせることによって、インバータ部か
ら放電灯への供給電力をさらに抑えて、放電灯をより深
く調光することができるという効果がある。

【００５３】請求項３の発明は、調光信号は電圧信号で
あって、帰還制御部は、調光信号を直流電源部からの出
力に応じた電圧として入力するので、調光信号を直流電
源部からの出力に応じた電圧として帰還制御部に入力す
ることによって、帰還制御部に調光信号と直流電源部の
出力電圧とを区別させず、入力される電圧に応じて直流
電源部のスイッチング素子をオン／オフする周波数を可
変させることができ、帰還制御部の制御を簡単にして、
帰還制御部を簡単な回路で構成することができるという
効果がある。

【００５４】請求項４の発明は、帰還制御部は、直流電
源部からの出力に応じた電圧と、調光信号による電圧と
が印加される抵抗を備え、前記抵抗に印加される電圧に
応じて直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする
周波数を可変させるので、請求項３と同様の効果を奏す
る。

【００５５】請求項５の発明は、調光器は、調光を深め
るにつれて調光信号の電圧値の変化率を小さくさせるの
で、調光が深い状態で調光信号の電圧値を増すことで調
光を深めようとしたときには、調光器の構成部品のばら
つきで前記電圧値を増加し過ぎて直流電源部からの出力
電圧が過大に減少し放電灯を立消えさせてしまうことが
あるが、調光器に調光を深めるにつれて調光信号の電圧
値の変化率を小さくさせることによって、直流電源部の
出力電圧の過大な減少を防いで放電灯の光出力の変化率
を小さくすることができ、上述のような構成部品のばら
つきによる放電灯の立消えを防止することができるとい
う効果がある。

【００５６】請求項６の発明は、帰還制御部は、直流電
源部からの出力に応じた電圧値と、前記電圧値における
放電灯に定格電力を供給するときの値との基準差を演算
する演算部と、前記演算部の演算結果に応じて直流電源
部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変さ
せる駆動回路とを備えたので、例えば交流電源の電圧が
約１００［Ｖ］から約２４２［Ｖ］といった広い範囲で
変動し、直流電源部からの出力電圧も前記変動に応じて
変化しても、前記変化に応じた値を演算部に演算させ
て、その結果に応じて駆動回路に直流電源部のスイッチ
ング素子の周波数を可変させることによって、直流電源
部からの出力電圧を略一定に保って放電灯に定格電力を
供給し、放電灯を安定に全点灯させるができるという効
果がある。

【００５７】請求項７の発明は、演算部は、直流電源部
からの出力に応じた電圧値の基準値からの差を積分する
積分回路からなるので、演算部を積分回路から構成した
ことによって、直流電源部の出力電圧が僅かに変化して
も、この変化を捉えて抑えることができるという効果が
ある。

【００５８】請求項８の発明は、抵抗には、直流電源部
からの出力電圧が分圧された電圧が印加されることを特
徴とし、請求項４と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す概略回路ブロック図である。

【図２】同上の概略回路図である。

【図３】同上の帰還制御部の概略回路図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は、同上の動作説明図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は、同上の他の動作説明図であ
る。

【図６】実施形態２を示す概略回路ブロック図である。

【図７】同上の概略回路図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は、同上の動作説明図である

【図９】従来例を示す概略回路ブロック図である。

【符号の説明】 １０ 直流電源部 ２０ 調光器 ３０ 帰還制御部 ＩＮＶ インバータ部 Ｌｐ 放電灯 Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子 Ｖｓ 交流電源

フロントページの続き (72)発明者 笹川 知宏 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA00 AC02 AC11 BA05 BB10 BC01 CA11 CA16 CB08 DD03 DD04 DE05 GA02 GB12 GC04 HA04 HA05 HA06 HB03 3K098 CC23 CC24 CC41 CC51 CC56 DD22 DD35 DD37 DD42 DD43 EE13 EE14 EE17 EE27 FF20

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのスイッチング素子を具
   備して、前記スイッチング素子をオン／オフさせること
   で、交流電源の出力を前記スイッチング素子のオン／オ
   フに応じた直流電圧に変換する直流電源部と、前記直流
   電源部からの出力を高周波電圧に変換して放電灯に供給
   するインバータ部と、放電灯を調光するように指示する
   調光信号を出力する調光器と、前記調光器から調光信号
   が出力されていないときに、直流電源部からの出力電圧
   が変化すると、前記変化を抑えるように直流電源部のス
   イッチング素子の周波数を可変させるとともに、調光信
   号が出力されているときには、前記調光信号に応じて前
   記周波数を可変させる帰還制御部とを備えたことを特徴
   とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 インバータ部は、１乃至複数のスイッチ
   ング素子と、調光器からの調光信号に応じて前記スイッ
   チング素子をオン／オフする制御部とを備え、前記オン
   ／オフに応じた高周波電圧を出力す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】 調光信号は電圧信号であって、帰還制御
   部は、調光信号を直流電源部からの出力に応じた電圧と
   して入力することを特徴とする請求項１又は２記載の放
   電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 帰還制御部は、直流電源部からの出力に
   応じた電圧と、調光信号による電圧とが印加される抵抗
   を備え、前記抵抗に印加される電圧に応じて直流電源部
   のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させ
   ることを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 調光器は、調光を深めるにつれて調光信
   号の電圧値の変化率を小さくさせることを特徴とする請
   求項３又は４記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 帰還制御部は、直流電源部からの出力に
   応じた電圧値と、前記電圧値における放電灯に定格電力
   を供給するときの基準値との差を演算する演算部と、前
   記演算部の演算結果に応じて直流電源部のスイッチング
   素子のオン／オフする周波数を可変させる駆動回路とを
   備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の
   放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 演算部は、直流電源部からの出力に応じ
   た電圧値の基準値からの差を積分する積分回路からなる
   ことを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
8. 【請求項８】 抵抗には、直流電源部からの出力電圧が
   分圧された電圧が印加されることを特徴とする請求項４
   記載の放電灯点灯装置。