JP3315398B2

JP3315398B2 - 放電ランプ点灯装置

Info

Publication number: JP3315398B2
Application number: JP2001105914A
Authority: JP
Inventors: 健一郎高橋; 智小南; 正芳業天; 光治宮崎; 守竹田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP2002008889A

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
置に関する。特に、蛍光ランプを点灯・調光する放電ラ
ンプ点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプは、白熱電球と比較して高効
率かつ長寿命の特長を有しているので、家庭用照明を中
心として広く普及している。特に、電球形蛍光灯は、白
熱電球と直接代替可能であるため注目され普及しつつあ
る。

【０００３】最近、白熱電球と同様に蛍光ランプについ
ても調光したいというニーズが生まれてきており、この
ニーズに応えるべく、調光可能な蛍光ランプが開発され
ている。放電ランプでない白熱電球の場合、ランプ電力
を制御すれば、比較的容易に調光可能であるのに対し、
放電ランプである蛍光ランプの場合には、単にランプ電
力を制御するだけでは、良好に調光を行うことができな
い。そのため、蛍光ランプの調光を行う場合には、位相
制御された交流電圧を入力し、調光点灯を可能とする点
灯回路が必要となる。

【０００４】調光点灯が可能な従来の放電ランプ点灯装
置の回路構成を図１１に示す。図１１に示した点灯装置
は、放電ランプ１２と、駆動回路２６とを備えており、
駆動回路２６は、直流電源４と、ＤＣ／ＡＣ変換回路１
０と、制御回路１６とから構成されている。

【０００５】直流電源４は、商用交流電源１をダイオー
ドブリッジ２によって整流した後、平滑用コンデンサ３
で平滑して、直流電圧を出力する。直流電源４には、主
スイッチング素子であるパワーＭＯＳＦＥＴ５、６の直
列回路が並列接続されており、そして、パワーＭＯＳＦ
ＥＴ６のドレイン端子とソース端子間には、放電ランプ
１２、共振用のインダクタ７、共振用のコンデンサ８、
共振及び予熱電流通電用のコンデンサ９を含むＬＣ共振
回路が接続されている。

【０００６】ＤＣ／ＡＣ変換回路１０は、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ５、６と、共振用のインダクタ７、共振用のコン
デンサ８、共振及び予熱電流通電用のコンデンサ９とか
ら構成されている。制御回路１６は、直流電源４に接続
された電源用抵抗１３とツェナーダイオード１４とから
なる電源部と、制御回路部１５とから構成されている。
制御回路部１５は、パワーＭＯＳＦＥＴ５、６に接続さ
れており、これらスイッチング素子の発振周波数または
ＯＮデューティーを可変することによって、放電ランプ
１２に供給する電力を可変する。制御回路部１５を含む
制御回路１６は、調光指令信号に応じて放電ランプ１２
への供給電力を可変制御し、それにより、放電ランプの
光束を制御して調光する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１２は、従来の放電
ランプ点灯装置の調光状態を模式的に示すグラフであ
る。図１２中の横軸は、調光指令を示し、一方、縦軸
は、調光指令に対応して変化する放電ランプの光束レベ
ルを示している。

【０００８】図１２から、調光指令に応じて、ランプ電
力（カーブＢ）を可変制御して調光できることがわか
る。しかし、光束を低くするために、調光指令を低光束
調光側にした場合、不安定放電が発生するという問題が
ある。不安定放電が発生する理由は次のようなものと推
測される。すなわち、低光束調光領域では、供給電力
（ランプ電力）が小さくなるように制御しなければなら
ず、そのために、ランプ電流を小さく絞ることが必要と
なる。ただし、このことは同時に、図１２に示すように
ランプ電圧（カーブＡ）を非常に高くしてしまう結果に
なる。ランプ電圧が非常に高くなって、回路の動作限界
以上になると、回路動作が不安定になり、それによっ
て、発光ランプの明滅現象などの不安定放電を生じるよ
うになる。その結果、全光状態から消灯状態まで安定な
調光動作を行うことができず、図１２の斜線部で示され
る不安定放電発生領域が生じてしまう。不安定放電発生
領域での点灯は、ちらつきや明滅を生じさせ、場合によ
っては、低光束調光動作時に回路が破壊するなどの不具
合をも発生させてしまう。

【０００９】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、簡単な回路構成にて、全光状
態から消灯状態まで安定な調光動作を実現できる放電ラ
ンプ点灯装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による放電ランプ
点灯装置は、放電ランプと、前記放電ランプの駆動回路
とを備えた放電ランプ点灯装置であって、前記駆動回路
は、前記放電ランプへの供給電力を可変でき、かつ、前
記放電ランプに不安定放電が発生する供給電力値よりも
上の供給電力値で前記放電ランプを消灯する機能を有す
る。

【００１１】ある実施形態において、前記駆動回路は、
直流電源と、前記直流電源の出力を交流に変換するスイ
ッチング素子を含むＤＣ／ＡＣ変換回路であって、その
出力端に前記放電ランプが接続されたＤＣ／ＡＣ変換回
路と、前記スイッチング素子の発振周波数またはＯＮデ
ューティを可変し、それによって前記放電ランプに供給
する電力を可変制御する制御回路と、前記放電ランプへ
の供給電力値が所定値であることを検知するランプ特性
検出回路と、前記所定値ならば前記制御回路の動作を停
止する信号を発生する停止回路とを含んでいる。

【００１２】前記ランプ特性検出回路は、出力信号を所
定の時間遅延させる遅延回路を有することが好ましい。

【００１３】ある実施形態において、前記停止回路は、
前記ランプ特性検出回路の出力信号が入力されている
間、前記制御回路の動作を停止する信号を発生する回路
である。

【００１４】ある実施形態において、前記放電ランプ点
灯装置は、電球形蛍光ランプとして構成されている。

【００１５】ある実施形態において、前記駆動回路は、
前記放電ランプへの供給電力を連続的または離散的に可
変でき、それによって、前記放電ランプを連続的または
離散的に調光する。

【００１６】本発明による他の放電ランプ点灯装置は、
放電ランプと、前記放電ランプの駆動回路とを備えた放
電ランプ点灯装置であって、前記駆動回路は、前記放電
ランプへの供給電力を可変でき、かつ、前記放電ランプ
に不安定放電が発生する供給電力値よりも上の供給電力
値で前記放電ランプを消灯する機能を有し、さらに、前
記放電ランプ点灯装置は、当該放電ランプ点灯装置の調
光レベルに関係なく、前記放電ランプに対して調光レベ
ルが全光状態の供給電力を一定期間供給する手段を有し
ている。

【００１７】ある実施形態において、前記駆動回路は、
直流電源と、前記直流電源の出力を交流に変換するスイ
ッチング素子を含むＤＣ／ＡＣ変換回路であって、その
出力端に前記放電ランプが接続されたＤＣ／ＡＣ変換回
路と、前記スイッチング素子の発振周波数またはＯＮデ
ューティを可変し、それによって前記放電ランプに供給
する電力を可変制御する制御回路と、前記放電ランプへ
の供給電力値が所定値であることを検知するランプ特性
検出回路と、前記所定値ならば前記制御回路の動作を停
止する信号を発生する停止回路とを含んでおり、前記全
光状態の供給電力を一定期間供給する手段は、前記交流
電源をＯＮさせるスイッチに連動させて一定期間動作す
るタイマー回路と、前記タイマー回路からの出力に応じ
て、調光レベルを全光状態のレベルにする全光調光指令
信号を発生して、前記制御回路へと出力する全光調光指
令信号発生部とを含んでおり、前記制御回路は、前記全
光調光指令信号発生部からの前記全光調光指令信号の方
を、前記放電ランプに供給する電力を可変制御するため
の調光指令信号よりも、優先して処理する機能を有し、
それによって、前記放電ランプに全光状態の電力を供給
させる。

【００１８】本発明によると、放電ランプへの供給電力
を可変でき、かつ、放電ランプに不安定放電が発生する
供給電力値よりも上の供給電力値で放電ランプを消灯す
る機能を駆動回路が有しているので、放電ランプへの供
給電力を可変して調光できることに加えて、所定の供給
電力値で放電ランプを消灯できる。その結果、放電ラン
プに不安定放電が発生するのを回避できるので、全光状
態から消灯状態まで安定な調光動作を実現することが可
能となる。駆動回路に含まれるランプ特性検出回路が、
出力信号を所定の時間遅延させる遅延回路を有している
場合には、放電ランプ始動点灯時に発生する高圧パルス
による誤動作を防止することができる。加えて、駆動回
路に含まれる停止回路が、ランプ特性検出回路の出力信
号が入力されている間、制御回路の動作を停止する信号
を発生する回路であるときには、停止信号を保持する複
雑な回路やリセット回路などが要らない簡単な構成で停
止回路を実現することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明による実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の
実施形態に限定されない。

【００２０】図１は、本発明による実施形態にかかる放
電ランプ点灯装置の回路構成を示している。本実施形態
の放電ランプ点灯装置は、放電ランプ１２と、放電ラン
プ１２の駆動回路２７とを備えており、駆動回路２７
は、放電ランプ１２への供給電力を可変でき、かつ、放
電ランプ１２に不安定放電が発生する供給電力値よりも
上の供給電力値で放電ランプ１２を消灯する機能を有し
ている。駆動回路２７がこのような機能を有しているこ
とにより、全光状態から消灯状態まで不安定放電のない
安定な調光動作可能な放電ランプの点灯回路を実現する
ことができる。すなわち、不安定放電が起こる領域（不
安定放電発生領域）では放電ランプ１２を消灯させるこ
とによって、ちらつきや明滅等の発生防止を図ってい
る。

【００２１】図１における放電ランプの駆動回路２７
は、直流電源４と、ＤＣ／ＡＣ変換回路１０と、制御回
路１６と、ランプ特性検出回路２２と、停止回路２５と
から構成されている。主に、ランプ特性検出回路２２及
び停止回路２５が、放電ランプ１２に不安定放電が発生
する供給電力値よりも上の供給電力値で放電ランプ１２
を消灯する役割を果たしている。

【００２２】より詳細に説明すると、本実施形態の駆動
回路２７は、直流電源４と、直流電源４の出力を交流に
変換するスイッチング素子（５，６）を含むＤＣ／ＡＣ
変換回路１０とを有している。ＤＣ／ＡＣ変換回路１０
の出力端に、放電ランプ１２が接続されている。スイッ
チング素子（５，６）は制御回路１６に接続されてお
り、制御回路１６は、調光指令信号に応じて、スイッチ
ング素子（５，６）の発振周波数またはＯＮデューティ
を可変し、それによって放電ランプ１２に供給する電力
を可変制御する。放電ランプ１２は、ランプ特性検出回
路２２に接続されており、ランプ特性検出回路２２は、
放電ランプ１２への供給電力値が所定値であることを検
知する。ランプ特性検出回路２２には、停止回路２５が
接続されており、停止回路２５は、放電ランプ１２への
供給電力値が所定値ならば、制御回路１６の動作を停止
する信号を発生し、制御回路１６に出力する。

【００２３】直流電源４は、図１１に示した構成と同様
に、商用交流電源１をダイオードブリッジ２によって整
流した後、平滑用コンデンサ３で平滑して、直流電圧を
出力する。直流電源４には、主スイッチング素子である
パワーＭＯＳＦＥＴ５、６の直列回路が並列接続されて
おり、そして、パワーＭＯＳＦＥＴ６のドレイン端子と
ソース端子間には、放電ランプ１２、共振用のインダク
タ７、共振用のコンデンサ８、共振及び予熱電流通電用
のコンデンサ９を含むＬＣ共振回路が接続されている。

【００２４】ＤＣ／ＡＣ変換回路１０も、図１１に示し
た構成と同様に、パワーＭＯＳＦＥＴ５、６と、共振用
のインダクタ７、共振用のコンデンサ８、共振及び予熱
電流通電用のコンデンサ９とから構成されている。制御
回路１６は、直流電源４に接続された電源用抵抗１３と
ツェナーダイオード１４とからなる電源部と、制御回路
部１５とから構成されている。制御回路部１５は、パワ
ーＭＯＳＦＥＴ５、６に接続されており、これらスイッ
チング素子の発振周波数またはＯＮデューティーを可変
することによって、放電ランプ１２に供給する電力を可
変する。制御回路部１５を含む制御回路１６は、調光指
令に応じて放電ランプ１２への供給電力を可変制御する
ことができる。

【００２５】ランプ特性検出回路２２は、上述したよう
に、放電ランプ１２への供給電力値が所定値であること
を検知する機能を有している。本実施形態のランプ特性
検出回路２２は、抵抗１７、抵抗１８、ダイオード１
９、コンデンサ２０、抵抗２１から構成されている。放
電ランプ１２への供給電力を検知するために、抵抗１７
と抵抗１８との直列回路が放電ランプ１２の両端に並列
接続されている。図１２に示されているように供給電力
と放電ランプの両端の電圧との間には相関があるので、
これを利用して、本実施形態の構成では、抵抗１７と抵
抗１８との抵抗比で放電ランプの電圧を分圧したものを
検知して、それによって供給電力を検知することとして
いる。このような構成にした場合、供給電力をそのまま
検知するよりも、回路構成を簡単にできるという利点が
得られる。なお、回路構成は複雑になるが、ランプ電流
も検知して、ランプ供給電力を検出するような構成にす
ることも勿論可能である。

【００２６】抵抗１８の両端には、ダイオード１９とコ
ンデンサ２０との直列回路が接続されているので、抵抗
１８によって放電ランプの電圧が分圧されたものは、ダ
イオード１９を介してコンデンサ２０に充電される。こ
こで、抵抗１７とコンデンサ２０とは遅延回路を構成し
ており、これによって、コンデンサ２０への充電時間に
時間遅れを持たせている。コンデンサ２０と抵抗１７と
の遅延回路は、放電ランプ始動点灯時に発生する高圧パ
ルスによって、停止回路が誤って動作することを防止す
る機能を有している。つまり、当該遅延回路は、放電ラ
ンプ始動点灯時に停止回路が動作することを防止しつ
つ、不安定放電発生領域において停止回路が動作させる
ような役割を果たしている。この遅延回路の動作の詳細
な説明は後述する。なお、コンデンサ２０に並列に接続
された抵抗２１は、コンデンサ２０の放電用抵抗であ
る。

【００２７】停止回路２５は、ツェナーダイオード２３
と、スイッチング素子であるトランジスタ２４から構成
されている。ツェナーダイオード２３のツェナー電圧
と、スイッチング素子であるトランジスタ２４のベース
・エミッタ間の順方向電圧との合計電圧よりもコンデン
サ２０の充電電圧が高い電圧になると、トランジスタ２
４にベース電流が流れて、トランジスタ２４はＯＮにな
る。ＯＮになったトランジスタ２４は、制御回路１６の
電源用抵抗１３とツェナーダイオード１４との接続点を
直流電源４のマイナス端子にショートさせ、これによ
り、制御回路部１５への給電を停止して、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ５、６のスイッチングを停止させる。その結果、
放電ランプ１２への供給電力がなくなり、放電ランプ１
２を消灯させることができる。

【００２８】本実施形態の構成による放電ランプ点灯装
置の動作は、例えば、図２に示すよになる。図２は、本
実施形態の放電ランプ点灯装置の調光状態を模式的に示
すグラフである。図２中の横軸は、調光指令を示し、一
方、縦軸は、調光指令に対応して変化する放電ランプの
光束レベルを示している。図２中の曲線Ａは、ランプ電
圧を示しており、曲線Ｃは、光束を示している。Ｂ点
は、放電ランプの動作が不安定放電発生領域に入らない
ようにこの点以上にランプ電圧が達したら放電ランプを
消灯するようにした点である。Ｂ点は、予めランプ特性
検出回路２２の回路定数を設定することよって規定する
ことができる。

【００２９】図２に示すように、放電ランプ１２の光束
を全光（１００％）状態から調光によって下げていく
と、ランプ特性検出回路２２がＢ点の電圧を検出し、停
止回路２５を動作させて、放電ランプ１２を消灯させ
る。つまり、Ｂ点に対応した放電ランプ１２の光束が、
調光点灯下限光束値（Ｄ点）となり、Ｄ点より下の調光
領域では、放電ランプ１２は消灯することになる。

【００３０】Ｂ点およびＤ点に対応する調光指令よりさ
らに下げていったときでも、依然として消灯状態は続
く。すなわち、このときも、調光指令信号により、スイ
ッチング素子の発振周波数またはＯＮデューティが可変
されて、放電ランプへの供給電力は小さくしぼられてい
るため、発光ランプの点灯に必要なランプ電圧は、得ら
れず、消灯状態が続く。この消光状態は、ランプ特性検
出回路２２の出力信号が停止回路２５に入力されている
間、制御回路１６の動作を停止する信号（停止信号）を
発生し続ける停止回路２５によって実現することができ
るし、また、停止信号を保持できる停止回路２５によっ
ても実現可能である。

【００３１】このように、本実施形態の放電ランプ点灯
装置によれば、低光束調光領域で発生していた不安定放
電を回避することが可能となり、その結果、全光状態か
ら消灯状態まで安定な調光動作を実現することができ
る。

【００３２】次に、図３を参照しながら、不安定放電が
発生し得る放電ランプ点灯装置の動作の説明をする。図
３は、調光時におけるランプ電圧変化の一例を示すグラ
フである。図３中の横軸は光出力（％）を表し、縦軸
は、ランプ電圧（Ｖ；実効値）を表している。このラン
プ電圧は、実効値によって表しているので、Ｖ_p-pのラ
ンプ電圧に換算するときには、実効値のランプ電圧
（Ｖ）に２×（２）^1/2を乗じればよい。なお、図３中
の各点は、本願発明者の実験によって求めたものであ
る。

【００３３】図３からわかるように、調光により光出力
を全光状態から下げていくと、除々にランプ電圧は上昇
していく。光出力が１０％までの調光においては、ラン
プ電圧（Ｖ）は、なだらかに上昇していくが、１０％を
下回ると、急に上昇する。この急激に上昇する範囲が不
安定放電発生領域となるので、この例の場合、１０％を
下回ると、停止回路２５が作動するように、ランプ特性
検出回路２２の設定を行えばよい。

【００３４】次に、図４（ａ）に示すような波形を有す
る商用交流電源１（図１参照）の代わりに、外部位相制
御装置（例えば、白熱電流用の調光器など）によって、
図４（ｂ）に示すように位相制御された交流電圧を用
い、その交流電圧のＯＮ時間幅を変化させることで、放
電ランプ１２を調光する場合の一例を説明する。

【００３５】図５は、ＯＮ時間幅（ｍＳ）と、ランプ電
圧（Ｖｌａ）およびランプ電流（Ｉｌａ）との関係を示
している。図５中のランプ電圧は、図３に示した実効値
のランプ電圧ではなく、Ｖ_p-pのランプ電圧を示してい
る。なお、図５では、ランプ電圧に加えて、ランプ電流
も示しているので、ランプ電圧とランプ電流との両者か
ら、ＯＮ時間幅（ｍＳ）に対する供給電力の変化も容易
に導き出すことができる。

【００３６】図５から理解できるように、ＯＮ時間幅が
約６．５ｍＳの全光状態（１００％調光）から下げてい
くと、ＯＮ時間幅に対して一定割合で（直線的に）ラン
プ電流（Ｉｌａ）は低下していく。一方、ランプ電圧
（Ｖｌａ）は、ＯＮ時間幅が約２．５ｍＳの状態の３８
０Ｖ_p-p（Ｉｌａ＝４０ｍＡ）まで除々に上昇していく
が、３８０Ｖ_p-pを越えると、ランプ電圧（Ｖｌａ）
は、急に上昇し、４８０Ｖ_p _-p（Ｉｌａ＝１０ｍＡ）に
なる。この例の場合、ランプ電圧が３８０Ｖ_p-pを越え
た範囲が不安定放電発生領域になるので、この領域にな
る前の調光ポイント、例えばＯＮ時間幅が約２．５ｍＳ
の点で、放電ランプ１２の点灯を停止させるように回路
を構成すればよい。製品のバラツキを考慮し、マージン
をもたせて、調光状態が約１０％（約２．７ｍＳ）の点
で、放電ランプ１２の点灯を停止させるように回路を構
成するのも好ましい。なお、どの点で放電ランプ１２の
点灯を停止させるようにするかは、ランプ特性や回路特
性、または使用目的等から適宜決定することができる。
使用目的上、必要であれば、調光状態が３％や５％の点
で放電ランプ１２の点灯を停止させるようにしてもよ
い。本願発明者は、実験により、調光状態が５％の点で
放電ランプ１２の点灯を停止させても、不安定な放電の
発生を抑制し得ることを確認した。

【００３７】次に、本実施形態の装置構成を説明する。
本実施形態の放電ランプ点灯装置は、図６に示すよう
に、電球形蛍光ランプとして構成することができる。図
６は、本実施形態の電球形蛍光ランプ（２２Ｗクラス）
の構成を模式的に示している。

【００３８】図６に示した電球形蛍光ランプは、図１に
示した放電ランプ（蛍光ランプ）１２の形状を屈曲形に
した蛍光ランプ５１と、例えば白熱電球用Ｅ２６型など
の口金５２と、図１に示した点灯回路の構成の配線が形
成され各々の回路部品５６が取り付けられた回路基板５
３と、一端に口金５２が取りつけられ内部に回路基板５
３を収容するカバー５４と、蛍光ランプ５１の周囲を覆
うように配置され透光性を有したグローブ５５とを有し
ている。なお、グローブ５５は無くても構わないし、白
熱電球用Ｅ２６型以外の口金を用いてもよい。回路基板
５３には、点灯回路を構成する各々の回路部品５６が取
り付けられているが、図６においては代表的な部品のみ
を図示している。

【００３９】蛍光ランプ５１と回路基板５３、および回
路基板５３と口金５２は、図示していないがそれぞれ互
いに電気的に接続されており、口金５２を介して白熱電
球用ソケットにねじ込むことによって電力が供給され
て、蛍光ランプ５１が点灯する。口金５２を通して入力
される交流電圧は、外部の位相制御装置（例えば、白熱
電球用の調光器等）によって位相制御された交流電圧で
ある。

【００４０】図６に示した電球形蛍光ランプ（放電ラン
プ点灯装置）の調光を行う場合、例えば、ランプが設け
られる部屋の壁などに設置した調光器、またはリモコン
式の調光器を用いて調光を行えばよい。放電ランプ１２
への供給電力を連続的に可変させるように駆動回路２７
を構成することもできるし、離散的に可変させるように
構成することもできるので、調光器による調光は、例え
ば、調光指令１００％〜１０％の範囲を通じて連続的な
ものであってもよいし、離散的なもの（例えば、調光指
令１００％、９０％・・・１０％）であってもよい。連
続的なものは、調光を任意に行うことができるという利
点があるし、離散的なものは、所望の一定の明るさにな
るように簡便に調光できるという利点がある。本実施形
態では、調光器として、ボリューム式位相制御タイプの
ものも使用できるし、電子式位相制御タイプのものも使
用することができる。電子式位相制御タイプのものの場
合、使用者の好みの明るさを記憶させておく機能を付与
した構成（調光記憶機能付き調光器）にするのも簡単に
できるので、使用者の要望を満足させる照明器具を実現
できる。

【００４１】次に、図７を参照しながら、従来技術にお
いて問題となる不安定放電発生領域の具体例を説明す
る。図７（ａ）は、電球形蛍光ランプ（２２Ｗクラス）
と、それを調光するための調光器としてボリューム式位
相制御タイプを用いた時の不安定放電発生領域を示して
いる。一方、図７（ｂ）は、電球型蛍光管（２２Ｗクラ
ス）と、調光器として電子式位相制御タイプを用いた時
の不安定放電発生領域（点線部）を示している。図７
（ｂ）の場合、理由は明確ではないが、不安定放電発生
領域（点線部）として、明滅領域（ピカピカ）と、ちら
つき領域（チカチカ）との２つの異なる領域があった。
ここで、「明滅」とは、ランプがついたり消えたりする
ことを感じる現象を意味し、「ちらつき（flicker）」
とは、光の変化が比較的小さい周期で目に入る場合、定
常な刺激として感じられない現象を意味するものとす
る。

【００４２】本実施形態では、調光状態が例えば１０％
未満の時に停止回路２５を作動させるようにすれば、明
滅領域およびちらつき領域の２つの領域を含む不安定放
電発生領域の全てを回避することができる。なお、交流
動作の放電ランプの場合、厳密に計測器にて測定すれ
ば、不安定放電発生領域以外の領域でも、完全にちらつ
きがない状態はないものと言えるので、使用上、ちらつ
きが感じられないレベルを基準にして、停止回路２５を
作動させるように設計すればよい。本実施形態では、全
ての不安定放電が発生する供給電力値よりも上の供給電
力値で放電ランプ１２を消灯する構成のものについて説
明したが、使用上問題なければ、例えば、図７（ｂ）の
不安定放電発生領域の中の一部の領域（例えば、明滅領
域とちらつき領域の一部）を回避するようにし、他の領
域（例えば、ちらつき領域の一部）については許容する
ような構成にすることも可能である。このような一部の
不安定放電発生領域だけを回避するような構成も本発明
の範囲に含まれる。

【００４３】次に、図８（ａ）および（ｂ）を参照しな
がら、ランプ特性検出回路２２に含まれる遅延回路の動
作を説明する。図８（ａ）は、図１に示した回路のう
ち、放電ランプ１２と、ランプ特性検出回路２２と、停
止回路２５とを含む部分の回路構成を示している。図８
（ｂ）は、全光状態から最小減光状態へと調光した際、
ランプ電圧（Ｖｌａ）が遅延回路によって遅れることを
説明するためのグラフである。

【００４４】図８（ｂ）に示すように、全光から最小減
光に調光すると、ランプ電圧（Ｖｌａ）は上昇してい
く。このような調光によってランプ電圧（Ｖｌａ；曲線
Ａ₀）が上昇していくのは、図２、図３および図５に示
したとおりである。ランプ電圧（Ｖｌａ；曲線Ａ₀）
は、まず、抵抗１７、１８によって分圧されたもの（Ｖ
ｒ；曲線Ａ₁）となり、次いで、抵抗１７とコンデンサ
２０とにより時間遅れを持たされて、Ｖａ（曲線Ａ₂）
となる。Ｖａ（曲線Ａ₂）が、トランジスタ２４（Ｑ
１）のスレショルド電圧（Ｖｂｅ＋Ｖｚｄ）を越えない
うちは、トランジスタ２４（Ｑ１）はＯＦＦ状態である
が、スレショルド電圧を越えると、トランジスタ２４
（Ｑ１）はＯＮ状態になり、それに伴って放電ランプ１
２は消灯する。このように、放電ランプ電圧（Ｖｌａ）
が上昇していき、それに伴なって、時間遅れを持ったＶ
ａ電圧により、スレショルド電圧（Ｖｂｅ＋Ｖｚｄ）を
超えるとトランジスタ２４（Ｑ１）はＯＮして消灯す
る。

【００４５】仮に遅延回路がない構成でＶａ電圧に時間
遅れを持たせない場合、ランプの始動点灯時に発生する
急峻な高電圧（１．５ＫＶ〜）によって、ランプ始動毎
に停止回路が作動して、放電ランプ１２が消灯してしま
うことになる。本実施形態では、Ｒ１７とＣ２０の時定
数で時間遅れを持ったＶａ電圧を利用しているので、こ
のような不都合を回避することができる。つまり、この
遅れ時間によって、急峻に立ち上がり急峻に立ち下がる
始動点灯時のランプ電圧（Ｖｌａ）に対しては、停止回
路２５が動作しないようにすることができる。換言する
と、急峻に立ち下がる始動点灯時のランプ電圧（Ｖｌ
ａ）に伴って、時間遅れを持ったＶａ電圧がスレショル
ド電圧を越える前に下がるようにすることによって、停
止回路２５を動作させないようにすることができる。始
動点灯時にＶｌａが一度もスレショルド電圧を越えなけ
れば、停止回路２５は動作せずに、適切に始動点灯が行
われることになる。この始動点灯時の動作を、図９を参
照しながら、さらに詳細に説明する。

【００４６】図９は、図８（ａ）に示した遅延回路によ
り、ランプ始動点灯時に停止回路２５が作動しないこと
を説明するためのグラフである。放電ランプ１２を始動
させる場合、最初に、急峻な高電圧（曲線Ａ₀）が印加
される。この電圧は、約５０μＳの間に、約１．５ＫＶ
のブレーク電圧まで上昇し、放電ランプ１２がいったん
点灯すると、２００Ｖ位の電圧に安定する。曲線Ａ₀の
始動電圧の上昇に伴って、抵抗分圧電圧（Ｖｒ；曲線Ａ
₁）も急上昇してＢ₀点を越えるものの、曲線Ａ₀の始動
電圧の下降に伴って、抵抗分圧電圧は、すぐにスレショ
ルド電圧（Ｖｔｈ）以下の電圧になる。抵抗分圧電圧に
時間遅れを持たせたＶａ電圧（曲線Ａ₂）は、最初は、
ＶｔｈのＢ点を目指して上昇していくが、抵抗分圧電圧
の下降に伴って、Ｖａ電圧は、Ｂ点に達することなく下
降する。したがって、Ｖａ電圧がＶｔｈを越えることは
ない。このように、ランプ始動点灯時においてＶａ電圧
がＶｔｈを越えないように、遅延回路を構成することに
より、停止回路２５を、調光時には適切に動作させると
ともに、ランプ始動時に誤動作が生じないように動作さ
せることが可能となる。

【００４７】したがって、図８（ａ）に示した回路の定
数を設定する場合、調光時のゆるやかなＶｌａ電圧変化
においては、所定の電圧（例えば、Ｑ１のＶｔｈ）以上
になるようにして停止回路２５を動作させるとともに、
始動点灯時の急峻な高電圧と急峻な立ち下がりに本回路
が動作しないように設計することが好ましい。本実施形
態では、Ｒ１７＝２７２ｋΩ、Ｃ２０＝１μＦの時定数
により、Ｂ₀点→Ｂ点の時間遅れを０．２７２秒に設定
している。本実施形態の他の回路定数を示すと、Ｒ１８
＝６．８ｋΩ、Ｒ２１＝１ＭΩである。また、ツェナー
電圧Ｖｚｄ＝８．２Ｖ、Ｖｂｅ＝０．６Ｖであり、Ｑ１
のＶｔｈ（すなわち、Ｖｚｄ＋Ｖｂｅ）は、８．８Ｖで
ある。したがって、本実施形態の回路構成では、Ｖａが
８．８Ｖに達すると、Ｑ１がＯＮとなり、放電ランプ１
２が消灯する。なお、本実施形態の回路の定数は、例示
であり、回路の定数は、使用するランプや回路に応じて
適宜好適なものを設定すればよい。

【００４８】以上説明したように、本実施形態の放電ラ
ンプ点灯装置によると、簡単な回路構成にて、全光状態
から消灯状態まで安定な調光動作を実現することができ
る。

【００４９】次に、図１０を参照しながら、本実施形態
の放電ランプ点灯装置の改変例を説明する。図１に示し
た上記実施形態の放電ランプ点灯装置の場合、調光器の
調光レベルを例えば５０％以下に下げた状態、すなわ
ち、５０％以下の調光指令に設定した状態で交流電源１
を停止した後、再度、交流電源１をＯＮさせても、放電
ランプ１２が再点灯しないという問題が生じ得る。これ
は、調光指令信号が調光レベルを下げた状態のため、ラ
ンプ始動点灯に必要なランプ電圧（ブレーク電圧）が得
られないことがあるからである。

【００５０】使用者にとってみれば、交流源源１をＯＮ
さえすれば、調光器の調光レベルに関係なく放電ランプ
１２は点灯するものと考えるのが通常である。このた
め、調光器の調光レベルが低い時に、交流電源１の再点
灯ができないのは、使用者にとって大きな問題である。
そこで、本願発明者は、調光器の調光レベルに関係な
く、放電ランプ１２に対して調光レベルが全光状態の供
給電力を一定期間供給する機能を、図１に示した点灯装
置に追加することによって、上記問題を回避することと
した。その機能を有する回路構成の一例を図１０に示
す。

【００５１】図１０に示した点灯装置は、交流電源１を
ＯＮさせるスイッチ２８に連動させて一定期間（例え
ば、２〜５秒）動作するタイマー回路２９と、タイマー
回路２９の出力に応じて、全光調光指令信号（１００％
調光指令信号）を発生する全光調光指令信号発生部３０
とを有している。当該点灯装置の制御回路部１５は、全
光調光指令信号発生部３０から出力された全光調光指令
信号３１の方を、通常の調光指令信号３２よりも優先さ
せるように構成されている。この構成によれば、調光指
令信号３２の調光レベルが低い状態（例えば、５０％〜
２０％）で交流電源１を停止させ、次いで、再度ＯＮさ
せても、ある一定時間（例えば、２〜５秒）全光調光指
令信号３１によりランプの始動点灯に必要なランプ電圧
が得られる。このため、たとえ通常の調光指令信号３２
が低い状態であっても、放電ランプ１２の再始動が可能
になる。

【００５２】このように本実施形態の改変例によれば、
上記実施形態の効果に加えて、調光器の調光レベルに関
係なく、再点灯を容易に行うことができるという効果も
得られる。

【００５３】なお、上述した実施形態においては、電球
形蛍光ランプの装置構成にて説明したが、勿論、この装
置構成に限定されず、電球形蛍光ランプ以外の通常の蛍
光ランプの装置構成にしてもよい。そして、放電ランプ
１２は、蛍光ランプに限らず、高圧放電ランプでもよ
い。

【００５４】また、ランプ特性検出回路２２、停止回路
２５の構成は、各所要機能さえあれば、上述した構成に
限定されない。さらに、停止回路２５のトランジスタ２
４はスイッチング素子であればサイリスタでもＭＯＳＦ
ＥＴトランジスタでもよく、それ以外のものでもよい。
パワーＭＯＳＦＥＴ５，６についても、同様に、ほかの
スイッチング素子でもよい。

【００５５】加えて、直流電源４に使用している商用交
流電源１の代わりに、上述したように位相制御された交
流電源を使用してもよい。また、上述の実施形態では、
停止回路２５で制御回路１６の電源部を停止してパワー
ＭＯＳＦＥＴ５，６のスイッチングを停止させるように
したが、制御回路部１５の発振回路を直接停止させても
よいし、また周波数を放電ランプなどを含むＬＣ共振回
路の共振周波数から高くずらしてスイッチングを停止さ
せてもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によると、放電ランプへの供給電
力を可変でき、かつ、放電ランプに不安定放電が発生す
る供給電力値よりも上の供給電力値で放電ランプを消灯
する機能を駆動回路が有しているので、全光状態から消
灯状態まで不安定放電のない安定な調光動作可能な放電
ランプ点灯装置を提供することができる。

【００５７】さらに、放電ランプ点灯装置の調光レベル
に関係なく、放電ランプに対して調光レベルが全光状態
の供給電力を一定期間供給する手段を有している場合に
は、再点灯を容易に実行できる放電ランプ点灯装置を実
現できる。放電ランプ点灯装置が電球形蛍光ランプとし
て構成される場合、白熱電球と代替可能となるので、本
発明の放電ランプ点灯装置を広範囲に適用することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態にかかる放電ランプ点灯
装置の構成図である。

【図２】本実施形態にかかる放電ランプ点灯装置の動作
を説明するためのグラフである。

【図３】本実施形態にかかる放電ランプ点灯装置につい
ての光出力（％）とランプ電圧（Ｖ）との関係を示すグ
ラフである。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、交流電源の
波形を示すグラフである。

【図５】本実施形態にかかる放電ランプ点灯装置につい
てのＯＮ時間幅（ｍＳ）とランプ電圧（Ｖ_p-p）との関
係を示すグラフである。

【図６】本実施形態の電球形蛍光ランプの構成を模式的
に示す図である。

【図７】（ａ）および（ｂ）は、調光指令と光束量との
関係を示すグラフである。

【図８】（ａ）は、本実施形態の回路構成を説明するた
めの図である。（ｂ）は、調光時における遅延回路・停
止回路の動作を説明するためのグラフである。

【図９】ランプ点灯始動時における遅延回路・停止回路
の動作を説明するためのグラフである。

【図１０】本実施形態にかかる放電ランプの点灯装置の
改変例を説明するための構成図である。

【図１１】従来における放電ランプ点灯装置の構成図で
ある。

【図１２】従来における放電ランプ点灯装置の動作を説
明するためのグラフである。

【符号の説明】

１０ＤＣ／ＡＣ変換回路１２放電ランプ１５制御回路部１６制御回路２２ランプ特性検出回路２５停止回路２６，２７駆動回路２９タイマー回路３０全光調光指令信号発生部５１蛍光ランプ５２口金５３回路基板５４カバー５５グローブ５６回路部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎光治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者竹田守大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平９−245979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 41/392

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放電ランプと、前記放電ランプの駆動回
路とを備えた放電ランプ点灯装置であって、前記駆動回路は、前記放電ランプへの供給電力を位相制
御された交流電圧に応じて可変でき、かつ、全光状態か
ら消灯状態まで不安定放電のない安定な調光動作を可能
とするために、前記放電ランプに不安定放電が発生する
供給電力値よりも上の供給電力値で前記放電ランプを消
灯する機能を有する、放電ランプ点灯装置。
【請求項２】前記駆動回路は、直流電源と、前記直流電源の出力を交流に変換するスイッチング素子
を含むＤＣ／ＡＣ変換回路であって、その出力端に前記
放電ランプが接続されたＤＣ／ＡＣ変換回路と、前記スイッチング素子の発振周波数またはＯＮデューテ
ィを位相制御された交流電圧に応じて可変し、それによ
って前記放電ランプに供給する電力を可変制御する制御
回路と、前記放電ランプへの供給電力値が所定値であることを検
知するランプ特性検出回路と、前記所定値ならば前記制御回路の動作を停止する信号を
発生する停止回路とを含んでいる、請求項１に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項３】前記ランプ特性検出回路は、出力信号を
所定の時間遅延させる遅延回路を有する、請求項２に記
載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】前記停止回路は、前記ランプ特性検出回
路の出力信号が入力されている間、前記制御回路の動作
を停止する信号を発生する回路である、請求項２または
３に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】電球形蛍光ランプとして構成されてい
る、請求項１から４のいずれかに記載の放電ランプ点灯
装置。
【請求項６】前記駆動回路は、前記放電ランプへの供
給電力を連続的または離散的に可変でき、それによっ
て、前記放電ランプを連続的または離散的に調光する、
請求項１に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項７】放電ランプと、前記放電ランプの駆動回
路とを備えた放電ランプ点灯装置であって、前記駆動回路は、前記放電ランプへの供給電力を位相制
御された交流電圧に応じて可変でき、かつ、全光状態か
ら消灯状態まで不安定放電のない安定な調光動作を可能
とするために、前記放電ランプに不安定放電が発生する
供給電力値よりも上の供給電力値で前記放電ランプを消
灯する機能を有し、さらに、前記放電ランプ点灯装置は、当該放電ランプ点
灯装置の調光レベルに関係なく、前記放電ランプに対し
て調光レベルが全光状態の供給電力を一定期間供給する
手段を有している、放電ランプ点灯装置。
【請求項８】前記駆動回路は、直流電源と、前記直流電源の出力を交流に変換するスイッチング素子
を含むＤＣ／ＡＣ変換回路であって、その出力端に前記
放電ランプが接続されたＤＣ／ＡＣ変換回路と、前記スイッチング素子の発振周波数またはＯＮデューテ
ィを位相制御された交流電圧に応じて可変し、それによ
って前記放電ランプに供給する電力を可変制御する制御
回路と、前記放電ランプへの供給電力値が所定値であることを検
知するランプ特性検出回路と、前記所定値ならば前記制御回路の動作を停止する信号を
発生する停止回路とを含んでおり、前記全光状態の供給電力を一定期間供給する手段は、前記交流電源をＯＮさせるスイッチに連動させて一定期
間動作するタイマー回路と、前記タイマー回路からの出力に応じて、調光レベルを全
光状態のレベルにする全光調光指令信号を発生して、前
記制御回路へと出力する全光調光指令信号発生部とを含んでおり、前記制御回路は、前記全光調光指令信号発生部からの前
記全光調光指令信号の方を、前記放電ランプに供給する
電力を可変制御するための調光指令信号よりも、優先し
て処理する機能を有し、それによって、前記放電ランプ
に全光状態の電力を供給させる、請求項７に記載の放電
ランプ点灯装置。