JP2010146880A - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】出荷後に経年劣化等により可変抵抗の値が変動した場合でも、定常時の出力電力が定格となるようにすると共に、部品点数の削減が可能な放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】電圧検出回路２６の検出電圧及び電流検出回路３０の検出電流に基づいて高圧放電灯２１に供給される電力を定電力制御する制御回路２３と、所定の電気信号を生成するスイッチ回路３２と、高圧放電灯２１の電力が定格となるように電圧値を可変する直流電圧回路３１とを備え、制御回路２３は、スイッチ回路３２からの所定の電気信号が入力されたとき、直流電圧回路３１により可変される電圧値を記憶装置に格納し、所定の電気信号の入力が遮断されたときは、その信号の遮断直前に記憶装置に格納した電圧値を高圧放電灯２１の定電力制御のための基準値とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、定常時の高圧放電灯の出力電力を定格となるように調整する機能を備えた放電灯点灯装置、及びこの放電灯点灯装置を備えた照明器具に関するものである。

従来の放電灯点灯装置は、分圧抵抗によって検出された放電灯の電流値及び電圧値に基づいて、放電灯に供給される電力を制御する制御部を備えており、出荷前は可変抵抗の値を変化させて制御部に入力される直流電圧を変動することで、定常時の出力電力が定格となるように調整している（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１３５０８６号公報（第３−４頁、図２）

前述した従来の放電灯点灯装置は、出荷前は可変抵抗の値を変化させて制御部に入力される直流電圧を変動することで、定常時の出力電力が定格となるように調整しているが、出荷された後についても、制御部に入力される前記直流電圧の電圧値に基づいて放電灯に供給される電力も変動するため、可変抵抗の値が変動した場合は、定常時の出力電力が定格とならないことがある。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、出荷後に経年劣化等により可変抵抗の値が変動した場合でも、定常時の出力電力が定格となるようにすると共に、部品点数の削減が可能な放電灯点灯装置、及びこの放電灯点灯装置を用いた照明器具を提供することを目的とする。

本発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源回路からの出力電力を交流に変換し、負荷回路に供給するインバータ回路と、負荷回路に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、負荷回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、電圧検出手段の検出電圧及び電流検出手段の検出電流に基づいて負荷回路の電力が定電力となるようインバータ回路を制御する制御手段と、外部操作により電圧が印加されたときに所定の電気信号を生成する信号生成手段と、外部操作に基づいて電圧値を可変する電圧可変手段と、記憶手段とを備え、制御手段は、信号生成手段からの所定の電気信号が入力されると、電圧可変手段により可変される電圧値を記憶手段に格納し、所定の電気信号の入力が遮断されたときは、その電気信号の遮断直前に記憶手段に格納した電圧値を負荷回路の定電力制御のための基準値とする。

本発明においては、信号生成手段からの所定の電気信号が入力されると、電圧可変手段により可変される電圧値を記憶手段に格納し、所定の電気信号の入力が遮断されたときは、その電気信号の遮断直前に記憶手段に格納した電圧値を負荷回路の定電力制御のための基準値としたので、出荷後に経年劣化等により基準値設定用の可変抵抗の値が変動した場合でも、負荷回路の電力制御に影響がないため、負荷回路に供給される電力が安定化し定電力制御を行うことができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の回路図である。
図１において、放電灯点灯装置の直流電源回路１は、例えば、交流電源２からの交流電力を直流電力に整流する整流回路３と、この整流回路３の出力端子間に接続されたコンデンサ４と、整流回路３の出力端子間に接続された昇圧チョッパ回路５と、昇圧チョッパ回路５の出力端子間に接続された降圧チョッパ回路１０とで構成されている。

前述の昇圧チョッパ回路５は、コンデンサ４の陽極側に接続されたインダクタ６と、インダクタ６を介してコンデンサ４に並列に接続されたスイッチング素子７と、インダクタ６とスイッチング素子７の接続点に順方向に接続されたダイオード８と、ダイオード８を介してスイッチング素子７に並列に接続された電解コンデンサ９とで構成されている。

前述の降圧チョッパ回路１０は、昇圧チョッパ回路５のダイオード８と電解コンデンサ９の接続点に接続されたスイッチング素子１１と、スイッチング素子１１を介して電解コンデンサ９に並列に接続された順方向のダイオード１３と、スイッチング素子１１とダイオード１３の接続点に接続されたインダクタ１２と、インダクタ１２を介してダイオード１３に並列に接続されたコンデンサ１４とで構成されている。

そして、降圧チョッパ回路１０の出力端子間に、第１のスイッチング素子１５及び第２のスイッチング素子１６の直列回路と、第３のスイッチング素子１７及び第４のスイッチング素子１８の直列回路とが並列に接続されたフルブリッジ型のインバータ回路を備えている。

さらに、第１のスイッチング素子１５と第２のスイッチング素子１６の接続点、並びに第３のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１８の接続点の間には、昇圧トランス２０の２次巻線側とＨＩＤランプ等の高圧放電灯２１が直列に接続された負荷回路が挿入され、その負荷回路に並列にコンデンサ１９が接続されている。昇圧トランス２０の１次巻線側には始動回路２２が設けられている。

また、降圧チョッパ回路１０の出力端子間には、抵抗分圧回路よりなる電圧検出回路２９が接続され、降圧チョッパ回路１０とインバータ回路の間には、抵抗よりなる電流検出回路３０が接続されている。電圧検出回路２９は、降圧チョッパ回路１０の出力電圧（高圧放電灯２１の電圧に対応）を検出し、電流検出回路３０は、降圧チョッパ回路１０の出力電流（高圧放電灯２１の電流に対応）を検出する。

制御回路２３には、抵抗２４と可変抵抗２５からなり、可変抵抗２５の抵抗値に応じて電圧を可変する直流電圧回路３１（電圧可変手段）と、２つの抵抗２６、２７とスイッチ２８からなり、スイッチ２８がオンされたときに所定の電気信号を出力するスイッチ回路３２（信号生成手段）とが接続されている。また、制御回路２３には、後述するが、スイッチ回路３２からの電気信号が入力されているときに、直流電圧回路３１によって生成された電圧を保持する記憶装置が備えられている。この制御回路２３は、フルブリッジ型インバータ回路の各スイッチング素子１５、１６、１７、１８の制御、並びに高圧放電灯２１の電圧検出回路２９と電流検出回路３０により検出された値に応じて、降圧チョッパ回路１０のスイッチング素子１１を高周波でオン・オフ制御し高圧放電灯２１の電力を制御する。

次に、高圧放電灯の定常時の出力電力が定格となるように電力調整する場合の動作を説明する。この電力調整は、放電灯点灯装置を出荷する前に行われている。
制御回路２３は、電圧検出回路２９の検出電圧と電流検出回路３０の検出電流に基づいて高圧放電灯２１の電力制御を行っている際、制御回路２３の記憶装置に格納された電圧値に応じて設定された係数を用いて、電圧検出回路２９の検出電圧と電流検出回路３０の検出電流を補正している。これは、電圧検出回路２９と電流検出回路３０の抵抗値にばらつきがあるからである。

制御回路２３の電力制御によって高圧放電灯２０の出力電力が定常状態になったときに、スイッチ回路３２のスイッチ２８をオンすると、そのスイッチ回路３２から所定の電気信号が制御回路２３に出力される。この時、制御回路２３は、直流電圧回路３１の電圧値（直流電圧）を読み込んで記憶装置に格納する。電圧値の読み込みは随時行われ、その都度電圧値が更新されていく。

次に、放電灯点灯装置の出力側に予め接続した電力測定器（図示せず）により測定された高圧放電灯２１の出力電力が定格となるように、直流電圧回路３１の可変抵抗２５を調整する。この可変抵抗２５の調整により、電力測定器で測定された高圧放電灯２１の出力電力が定格となった際にスイッチ回路３２のスイッチ２８をオフすると、制御回路２３は、直流電圧回路３１からの電圧値の読み込みを停止し、スイッチ２８のオフ直前に記憶装置に格納した電圧値を高圧放電灯２１の定電力制御の基準値として保持する。

以上のように実施の形態１によれば、放電灯点灯装置の出荷前に高圧放電灯２１の出力電力を調整する際、可変抵抗２５によって調整した電圧値を制御回路２３の記憶装置に随時格納し、電力調整が完了したときは電力調整完了直前に記憶装置に格納した電圧値を高圧放電灯２１の定電力制御の基準値として保持するようにしたので、出荷後に経年劣化等により可変抵抗２５の値が変動した場合でも、高圧放電灯２１の電力制御に影響がないため、高圧放電灯２１に供給される電力が安定化し定電力制御を行うことができる。また、高圧放電灯２１への電力供給が安定化するので、放電灯点灯装置の長寿命化が可能になる。

また、出荷前に高圧放電灯２１の出力電力を調整する際も、制御回路２３の記憶装置に格納された電圧値を用いて電力制御を実施することで、制御回路２３に接続された直流電圧回路３１の電圧値が記憶装置へ確実に格納されたことも確認することができる。

実施の形態２．
前述の実施の形態１では、高圧放電灯２１の出力電力を調整するために、制御回路２３に所定の電気信号を出力するスイッチ回路３２を備えたが、実施の形態２は、スイッチ回路３２を用いることなく高圧放電灯２１の出力電力を調整できるようにしたものである。

図２は本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置における制御回路周辺の回路図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
本実施の形態の放電灯点灯装置は、図２に示すように、抵抗２４と可変抵抗２５からなる直流電圧回路３１が接続された制御回路２３を備えている。

本実施の形態においては、放電灯点灯装置に電源が印加されると、制御回路２３は、直流電圧回路３１の電圧値が例えば０Ｖ（所定値）かどうかを判定する。直流電圧回路３１の電圧値を０Ｖにするには、可変抵抗２５の値を０Ωに設定する。この設定は放電灯点灯装置の電源を入れる前に行われる。制御回路２３は、０Ｖの電圧値を検知したときは、その電圧値を読み込んで記憶装置に格納する。電圧値の読み込みは随時行われ、その都度電圧値が更新されていく。

制御回路２３の電力制御によって高圧放電灯２０の出力電力が定常状態になったときに、放電灯点灯装置の出力側に予め接続した電力測定器（図示せず）により測定された高圧放電灯２１の出力電力が定格となるように、直流電圧回路３１の可変抵抗２５を調整すると、制御回路２３は、可変抵抗２５の調整に基づく電圧値（直流電圧）を読み込み、記憶装置に格納した電圧値を更新する。制御回路２３は、放電灯点灯装置に電源が印加されてから例えば５秒が経過すると電力調整完了と判定して、直流電圧回路３１からの電圧値の読み込みを停止し、停止直前に記憶装置に格納した電圧値を高圧放電灯２１の定電力制御の基準値として保持する。

以上のように実施の形態２によれば、放電灯点灯装置に電源が入れられた際、直流電圧回路３１の電圧値が０Ｖであれば、直流電圧回路３１の電圧値を記憶装置に随時格納し、放電灯点灯装置に電源が印加されてから５秒経過したときに記憶装置への直流電圧回路３１の電圧値の格納を停止し、最後に格納した電圧値を高圧放電灯２１の定電力制御の基準値として保持するようにしたので、高圧放電灯２１の出力電力の調整を行うためのスイッチ回路３２が不要になり、このため、放電灯点灯装置を小型化することができる。また、高圧放電灯２１への電力供給が安定化するので、放電灯点灯装置の長寿命化が可能になる。

実施の形態３．
前述した実施の形態１、２では、高圧放電灯２１の出力電力の調整に必要な回路を放電灯点灯装置に備えたことを述べたが、実施の形態３は、その回路を別途用意し、使用時に放電灯点灯装置に接続するようにしたものである。

図３は本発明の実施の形態３の放電灯点灯装置における制御回路周辺の回路図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
本実施の形態の放電灯点灯装置は、高圧放電灯２１の出力電力を調整する際に、本装置の回路基板に接続する電力調整用基板３３を備えたものである。この電力調整用基板３３は、同じタイプの放電灯点灯装置に適用される。なお、その他の回路は図１と同様である。

電力調整用基板３３は、図３に示すように、４つのコネクタ端子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと、コネクタ端子３３ａ、３３ｂの間に直列に接続された抵抗２４及び可変抵抗２５と、コネクタ端子３３ａ、３３ｄの間に直列に接続された抵抗２６及びスイッチ２８とで構成されている。電力調整用基板３３を放電灯点灯装置の回路基板に接続した際には、抵抗２４及び可変抵抗２５が直流電圧回路として動作し、抵抗２６及びスイッチ２８が制御回路３２に接続された抵抗２７とでスイッチ回路を構成する。

次に、高圧放電灯の定常時の出力電力が定格となるように電力調整する場合の動作を説明する。なお、電圧検出回路２９と電流検出回路３０の抵抗値のばらつきによる検出電圧と検出電流の補正については、実施の形態１で述べた内容と同様であるため、電力調整の場合の動作のみを説明する。

制御回路２３の電力制御によって高圧放電灯２０の出力電力が定常状態になった後に、電力調整用基板３３を放電灯点灯装置の回路基板に接続し、そして、電力調整用基板３３上のスイッチ２８をオンすると、２つの抵抗２６、２７とスイッチ２８で構成されるスイッチ回路３２から所定の電気信号が制御回路２３に出力される。この時、制御回路２３は、抵抗２４と可変抵抗２５で構成される直流電圧回路からの電圧値（直流電圧）を読み込んで記憶装置に格納する。電圧値の読み込みは随時行われ、その都度電圧値が更新されていく。

次に、放電灯点灯装置の出力側に予め接続した電力測定器（図示せず）により測定された高圧放電灯２１の出力電力が定格となるように、電力調整用基板３３上の可変抵抗２５を調整する。この可変抵抗２５の調整により、電力測定器で測定された高圧放電灯２１の出力電力が定格となった際にスイッチ２８をオフすると、制御回路２３は、直流電圧回路からの電圧値の読み込みを停止し、スイッチ２８のオフ直前に記憶装置に格納した電圧値を高圧放電灯２１の定電力制御の基準値として保持する。

電力調整が完了したときは、前述の放電灯点灯装置から電力調整用基板３３を取り外す。さらに、出荷前の他の放電灯点灯装置に対して定常時の高圧放電灯２１の出力電力が定格となるように調整する場合は、先ほど取り外した電力調整用基板３３を取り付けて電力調整を実施する。

以上のように実施の形態３によれば、放電灯点灯装置の出荷前に出力電力を調整する際、放電灯点灯装置に電力調整用基板３３を取り付け、電力調整用基板３３によって出力電力の調整が完了した際には電力調整用基板３３を取り外し、これを他の放電灯点灯装置に適用するようにしたので、放電灯点灯装置の部品点数を削減でき放電灯点灯装置を小型化することができる。

なお、実施の形態３では、抵抗２４及び可変抵抗２５と、抵抗２６及びスイッチ２８とが実装された電力調整用基板３３について説明したが、実施の形態２についても、制御回路２３に接続された直流電圧回路３１を電力調整用の別基板とすることで、実施の形態３と同様な効果が得られる。

また、実施の形態１〜３では、出荷前の放電灯点灯装置に高圧放電灯２１を接続して出力電力の調整を行うようにしたが、高圧放電灯２１の定格インピーダンスと同等の抵抗負荷を放電灯点灯装置に接続して出力電力の調整を行うようにしても良い。このようにした場合、高圧放電灯２１を始動点灯させる制御を行うことなく、出力電力が定格となるように電力調整ができ、電力調整にかかる時間を短縮することができる。

実施の形態４．
以上の実施の形態１〜３で説明した放電灯点灯装置を照明器具に組み込むことで、照明器具の安定した点灯制御が可能になり、小型化した照明器具が得られる。

本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の回路図である。 本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置における制御回路周辺の回路図である。 本発明の実施の形態３の放電灯点灯装置における制御回路周辺の回路図である。

符号の説明

１ 直流電源回路、２ 交流電源、３ 整流回路、４ コンデンサ、５ 昇圧チョッパ回路、６ インダクタ、７ スイッチング素子、８ ダイオード、９ 電解コンデンサ、１０ 降圧チョッパ回路、１１ スイッチング素子、１２ インダクタ、１３ ダイオード、１４ コンデンサ、１５ 第１のスイッチング素子、１６ 第２のスイッチング素子、１７ 第３のスイッチング素子、１８ 第４のスイッチング素子、１９ コンデンサ、２０ 昇圧トランス、２１ 高圧放電灯、２２ 始動回路、２３ 制御回路、２４ 抵抗、２５ 可変抵抗、２６ 抵抗、２７ 抵抗、２８ スイッチ、２９ 電圧検出回路、
３０ 電流検出回路、３１ 直流電圧回路、３２ スイッチ回路、３３ 電力調整用基板、３３ａ〜３３ｄ コネクタ端子。

Claims (7)

1. 直流電源回路からの出力電力を交流に変換し、負荷回路に供給するインバータ回路と、
   前記負荷回路に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記負荷回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記電圧検出手段の検出電圧及び前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記負荷回路の電力が定電力となるよう前記インバータ回路を制御する制御手段と、
   外部操作により電圧が印加されたときに所定の電気信号を生成する信号生成手段と、
   外部操作に基づいて電圧値を可変する電圧可変手段と、
   記憶手段とを備え、
   前記制御手段は、前記信号生成手段からの所定の電気信号が入力されると、前記電圧可変手段により可変される電圧値を前記記憶手段に格納し、前記所定の電気信号の入力が遮断されたときは、その電気信号の遮断直前に前記記憶手段に格納した電圧値を前記負荷回路の定電力制御のための基準値とすることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記制御手段は、前記信号生成手段からの所定の電気信号が入力されている間、前記電圧可変手段により可変される電圧値を前記記憶装置に随時格納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. 前記信号生成手段及び前記電圧可変手段は、前記負荷回路の電力調整用として別の基板に実装されてい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. 直流電源回路からの出力電力を交流に変換し、負荷回路に供給するインバータ回路と、
   前記負荷回路に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記負荷回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記電圧検出手段の検出電圧及び前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記負荷回路の電力が定電力となるよう前記インバータ回路を制御する制御手段と、
   外部操作に基づいて電圧値を可変する電圧可変手段と、
   記憶手段とを備え、
   前記制御手段は、前記電圧可変手段の電圧値が所定値であったとき、その後に入力される前記電圧可変手段からの電圧値を前記記憶手段に格納し、前記記憶手段に格納した電圧値を前記負荷回路の定電力制御のための基準値とすることを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 前記制御手段は、電源が印加されたときに前記電圧可変手段の電圧値が所定値であったとき、その後に入力される前記電圧可変手段からの電圧値を前記記憶手段に随時格納し、電源の印加から所定時間を経過したときに所定時間経過直前に前記記憶手段に格納した電圧値を前記負荷回路の定電力制御のための基準値とすることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
6. 前記電圧生成手段は、前記負荷回路の電力調整用として別の基板に実装されていることを特徴とする請求項４又は５記載の放電灯点灯装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。

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