JP4479406B2 - 放電灯点灯装置、及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯を発光させる放電灯点灯装置に関する。そして、このような放電灯点灯装置を備えた照明装置に関する。

例えば蛍光灯を代表とする放電灯を点灯させる放電灯点灯装置として、低周波の商用電源を高周波に変換するインバータ回路を用いて放電灯を高周波点灯し、例えば外部から入力される調光信号に応じて放電灯に供給する電力を制御することにより放電灯の発光量を調光する放電灯点灯装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような放電灯点灯装置においては、より低光束まで光出力のばらつきや、ちらつき等の不安定現象の発生しない安定した調光性能を得ることが要求されている。

この要求に応えるために、放電灯（例えば、蛍光灯）の点灯状態を検出し、入力される調光信号に応じて、放電灯が所定の出力となるようにフィードバック制御を行なう放電灯点灯装置が知られている。このようなフィードバック制御を用いたものとしては、放電灯に流れるランプ電流や、放電灯に印加される電圧を検出し、この電流や電圧が調光信号に応じた所定の電流値、又は電圧値となるようにフィードバック制御するものや、放電灯への出力されるランプ電力を検出し、フィードバック制御する方式が一般的に用いられている。

図８は、背景技術に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図８に示す放電灯点灯装置では、入力された交流電圧ＡＣをダイオードブリッジＤＢで全波整流し、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１よりなるチョッパ回路１０１によって、コンデンサＣ１の両端に所定の直流電圧Ｖｄｃが生成される。そして、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３及び抵抗Ｒ１の直列回路と、コンデンサＣ３とからなるインバータ回路１０２は、直流電圧Ｖｄｃをスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３によって高周波でスイッチングすることにより高周波の電圧に変換するものである。ここで、抵抗Ｒ１は、スイッチング素子Ｑ３に流れる電流を検出し、検出される電流の平均値によってインバータ回路から出力される電力を等価的に検出するためのものである。

また、インダクタＬ２、コンデンサＣ２、および放電灯ＦＬからなる負荷回路１０３は、インバータ回路１０２によって生成された高周波電圧を、インダクタＬ２、コンデンサＣ２の共振によって略正弦波状に変換し、放電灯ＦＬに所定の電力を供給するものである。抵抗Ｒ１によって検出されたインバータ出力電力は、抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１の反転入力端子に入力され、指令値電圧Ｖref1はオペアンプの非反転入力端子に入力されている。オペアンプＯＰ１は二つの入力信号を比較し、その差分が小さくなるようにオペアンプＯＰ１の出力電圧を変化させる。指令値電圧Ｖref1は、入力される調光信号に応じて変化されるようになっている。

オペアンプＯＰ１の出力端子は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）１０４に接続され、オペアンプＯＰ１の出力電圧に応じてインバータ回路１０２の駆動周波数を変化させることによりインバータ回路１０２の出力電力を制御し、抵抗Ｒ１によって検出された電圧、すなわちインバータの出力電力を表す電圧が、指令値電圧Ｖref1と略同一となるようにフィードバック動作を行なう。これにより、調光信号に応じてインバータの出力電圧が調整される。このように、フィードバック制御を備えた放電灯点灯装置においては、例えば放電灯の特性ばらつきや、周囲温度の変化によって放電灯の特性が変化したような場合においても、略一定の電力を放電灯に供給することで、放電灯の明るさを略一定にできるという利点がある。
特開２００２−７５６８１号公報

ところで、上述のように、放電灯に流れるランプ電流や、放電灯に供給されるランプ電力等を検出して放電灯へ出力する電力をフィードバック制御するものにおいては、図９（ａ），（ｂ）に示すように、調光比が低くなる（発光量が低下する）に従って、ランプ電流やランプ電力が低下するため、例えば調光比数％以下といった領域では、ランプ電流やランプ電力の検出値が微少となる結果、例えば抵抗Ｒ１、オペアンプＯＰ１、ＶＣＯ１０４等のフィードバック回路に重畳されるノイズの影響や、これらフィードバック回路の不安定性等の影響を受けやすくなるため、放電灯ＦＬへの電力供給の精度が低下し、放電灯ＦＬの発光が不安定となり、放電灯ＦＬのちらつきや立消えが発生するという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、調光比が低下した場合において、放電灯の発光動作の安定性を向上させることができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。そして、このような放電灯点灯装置を用いた照明装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る放電灯点灯装置は、放電灯に高周波の電力を供給して発光させる電力供給部と、前記放電灯の発光量を指示する調光指示を受け付ける調光指示受付部と、前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示に応じて前記電力供給部による電力供給量を制御する制御部とを備えた放電灯点灯装置であって、前記制御部は、前記電力供給部から前記放電灯に供給される電力量を検出する電力検出部と、前記電力検出部により検出された電力量と前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示とに基づいて前記電力供給部による電力供給量を制御する第１のフィードバック制御部と、前記放電灯のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部と、前記インピーダンス検出部により検出されたインピーダンスと前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示とに基づいて前記電力供給部による電力供給量を制御する第２のフィードバック制御部と、を備え、前記第１のフィードバック制御部は、前記電力供給量が予め設定された所定の電力供給量以上の場合に前記電力供給量の制御を主位的に行う一方、前記第２のフィードバック制御部は、前記電力供給量が予め設定された前記所定の電力供給量に満たない場合に前記電力供給量の制御を主位的に行うものであることを特徴としている。

また、上述の放電灯点灯装置において、前記インピーダンス検出部は、前記放電灯に、前記放電灯のインピーダンスに応じた直流電圧を重畳させる直流電圧重畳手段を備えると共に、前記放電灯に重畳された直流電圧に基づいて前記放電灯のインピーダンスを検出するものであることを特徴としている。

そして、上述の放電灯点灯装置において、前記第１のフィードバック制御部は、前記電力検出部により検出された電力量を示す電力量信号の信号値と、前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示を表す第１の指示信号値との差分を縮小させるべく前記電力供給部による電力供給量を制御するものであり、前記第２のフィードバック制御部は、前記インピーダンス検出部により検出されたインピーダンスを表す信号値と、前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示を表す第２の指示信号値との差分を増幅して前記第１の指示信号値に加算することによって、当該インピーダンスを表す信号値と当該第２の指示信号値との差分を縮小させるべく前記電力供給部による電力供給量を制御するものであることを特徴としている。

さらに、上述の放電灯点灯装置において、前記第２のフィードバック制御部は、前記差分の増幅率を、前記放電灯における発光量の多寡に応じて増減させるものであることを特徴としている。

また、上述の放電灯点灯装置において、前記第２のフィードバック制御部は、前記第２の指示信号値により表される前記放電灯における発光量の増減に応じて、前記差分の増幅率を増減させるものであることを特徴としている。

そして、上述の放電灯点灯装置において、前記第２のフィードバック制御部は、前記インピーダンス検出部により検出されたインピーダンスの増減に応じて前記差分の増幅率を減増させるものであることを特徴としている。

さらに、本発明の第２の手段に係る照明装置は、放電灯を点灯させるための放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置を収容する筐体と、前記放電灯を前記放電灯点灯装置に接続するためのソケットとを備え、前記放電灯点灯装置は、上述の放電灯点灯装置であることを特徴としている。

このような構成の放電灯点灯装置及び照明装置は、電力供給量が予め設定された所定の電力供給量以上の場合、第１のフィードバック制御部によって電力供給量の制御が主位的に行われる一方、電力供給量が予め設定された所定の電力供給量に満たない場合、第２のフィードバック制御部によって電力供給量の制御が主位的に行われるので、調光比が低下しても放電灯のインピーダンスの変化に基づき電力供給量の制御が行われ、調光比が低下した場合において放電灯の発光動作の安定性を向上させることができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置１の外観の一例を示す斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置２の構成の一例を示す回路図である。図１に示す照明装置１は、図略の放電灯点灯装置２と、放電灯点灯装置２を収容する筐体３と、放電灯ＦＬを放電灯点灯装置２に接続するためのソケット４とを備えている。

図２に示す放電灯点灯装置２は、チョッパ回路５、電力供給部の一例に相当するインバータ回路６、負荷回路７、制御部８、及び調光指示受付部９を備える。チョッパ回路５は、例えば商用の交流電源電圧ＡＣから直流電圧Ｖｄｃを生成してインバータ回路６へ出力する回路で、交流電源電圧ＡＣを全波整流するダイオードブリッジＤＢを備え、ダイオードブリッジＤＢの出力端子間にインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が接続され、スイッチング素子Ｑ１と並列に、ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１との直列回路が接続されている。平滑コンデンサＣ１とスイッチング素子Ｑ１との接続点は、グラウンドに接続されており、平滑コンデンサＣ１の両端電圧が直流電圧Ｖｄｃとしてインバータ回路６へ出力される。

インバータ回路６は、平滑コンデンサＣ１と並列に接続されたスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３及び抵抗Ｒ１の直列回路と、抵抗Ｒ１とグラウンドとの接続点と放電灯ＦＬの一方のフィラメントｆ１との間に介設されるコンデンサＣ３と、を備え、直流電圧Ｖｄｃをスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３によって高周波でスイッチングすることにより放電灯ＦＬを発光させるための高周波の電圧に変換する。負荷回路７は、ソケット４を介して放電灯ＦＬと接続可能に構成されており、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点と、放電灯ＦＬの他方のフィラメントｆ２とを接続するインダクタＬ２と、放電灯ＦＬと並列に接続されたコンデンサＣ２とを備える。そして、インバータ回路６から供給された高周波電圧を、インダクタＬ２、コンデンサＣ２の共振によって略正弦波状に変換し、放電灯ＦＬに所定の電力を供給するようにされている。

制御部８は、抵抗Ｒ２，Ｒ６、コンデンサＣ４、オペアンプＯＰ１、ＶＣＯ１０、インバータ駆動回路１１、及び第１の指示信号値に相当する指令値電圧Ｖref1を生成する指令値電圧発生回路１２からなる第１フィードバック回路８１と、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ７、コンデンサＣ５、オペアンプＯＰ２、及び第２の指示信号値に相当する指令値電圧Ｖref2を生成する指令値電圧発生回路１３からなる第２フィードバック回路８２とを備える。この場合、第１フィードバック回路８１は第１のフィードバック制御部の一例に相当し、第２フィードバック回路８２は第２のフィードバック制御部の一例に相当し、抵抗Ｒ５がインピーダンス検出部の一例に相当している。

調光指示受付部９は、放電灯ＦＬの発光量を指示する調光指示を受け付けて、その調光指示を表す調光信号ＳＣを指令値電圧発生回路１２，１３へ出力するもので、例えば、ユーザからの調光を指示する操作入力を受け付ける調光スイッチであったり、照明装置１の外部に設けられた調光スイッチからの調光信号ＳＣを伝達するための配線を接続するコネクタであったり、あるいは放電灯の明るさを自動的に調光する調光回路からの調光信号ＳＣを伝達するための配線等であってもよい。指令値電圧発生回路１２，１３は、調光指示受付部９からの調光信号ＳＣに応じてそれぞれ指令値電圧Ｖref1及びＶref2を出力する。

そして、インダクタＬ２とフィラメントｆ２との接続点と、コンデンサＣ３とフィラメントｆ１との接続点との間に抵抗Ｒ３が接続され、コンデンサＣ３とフィラメントｆ１との接続点は、抵抗Ｒ４，Ｒ５の直列回路を介してグラウンドに接続されている。この場合、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５が直流電圧重畳手段の一例に相当している。さらに、抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続点がオペアンプＯＰ２の反転入力端子に接続され、オペアンプＯＰ２の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサＣ５が接続され、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に、指令値電圧発生回路１３が接続されている。

また、インバータ回路６におけるスイッチング素子Ｑ３と抵抗Ｒ１との接続点に、抵抗Ｒ２の一端が接続され、他端がオペアンプＯＰ１の反転入力端子に接続され、オペアンプＯＰ１の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサＣ４が接続されている。この場合、抵抗Ｒ１が電力検出部の一例に相当している。そして、抵抗Ｒ６を介して指令値電圧発生回路１２から出力された指令値電圧Ｖref1と、抵抗Ｒ７を介してオペアンプＯＰ２の出力電圧とが加算されてオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力され、オペアンプＯＰ２からの出力信号がＶＣＯ１０へ出力されることによって、ＶＣＯ１０からインバータ回路６の動作周波数となる周波数信号がインバータ駆動回路１１へ出力され、インバータ駆動回路１１からスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のゲートに制御信号が出力されることにより、ＶＣＯ１０からの周波数信号に応じた周波数でスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が交互にオン、オフされ、インバータ回路６から放電灯ＦＬへ供給される電力がフィードバック制御されるようになっている。

次に、上述のように構成された放電灯点灯装置２の動作について説明する。まず、交流電圧ＡＣからチョッパ回路５によって直流電圧Ｖｄｃが生成され、インバータ回路６によって直流電圧Ｖｄｃから生成された高周波電圧が負荷回路７へ供給されて、インダクタＬ２とコンデンサＣ２との共振により生じた共振電圧が放電灯ＦＬに印加されることにより、放電灯ＦＬが点灯する。

そうすると、インバータ回路６において、直流電圧Ｖｄｃは一定であるから抵抗Ｒ１を流れる電流は、インバータ回路６から負荷回路７へ供給される電力量に比例する。従って、第１フィードバック回路８１において、抵抗Ｒ１から抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力される電圧は、インバータ回路６から負荷回路７へ供給される電力量に比例するので、抵抗Ｒ１によって検出された電力量がオペアンプＯＰ１によって取得される。

また、放電灯ＦＬには、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ３との接続点に発生する高周波矩形波電圧が印加されると共に抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５によって放電灯ＦＬのインピーダンスに応じた直流電圧がこの高周波電圧に重畳される。そして、高周波電圧に重畳された直流電圧成分は、抵抗Ｒ３と放電灯ＦＬとの並列回路と、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５との直列回路によって分圧され、抵抗Ｒ５の両端に発生する直流電圧が放電灯ＦＬの等価インピーダンスを示す検出電圧Ｖｋとして第２フィードバック回路８２により検出される。この場合、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のスイッチングデューティが５０％であれば、高周波矩形波電圧の直流成分は、直流電圧Ｖｄｃの１／２となる。

そして、調光指示受付部９によって、放電灯ＦＬの発光量を低下（調光比を低下）させる調光指示が受け付けられ、調光指示受付部９からの調光信号ＳＣによって指令値電圧発生回路１２の指令値電圧Ｖref1が低下されると、オペアンプＯＰ１によって、インバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給を低下させるべく制御信号がＶＣＯ１０へ出力され、ＶＣＯ１０及びインバータ駆動回路１１によってスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン、オフ周波数が制御されて放電灯ＦＬが調光され、調光比が低下する。

図３は、放電灯ＦＬの調光比と、放電灯ＦＬのインピーダンスであるランプ等価抵抗値との関係を示すグラフである。放電灯ＦＬのランプ等価抵抗値は、調光比が低下するに従って増大する。このとき、抵抗Ｒ３と放電灯ＦＬとの並列回路の合成抵抗値が増大するため、放電灯ＦＬ両端に発生する電圧の直流成分は増大し、抵抗Ｒ５両端に発生する直流電圧は低下する。よって、第２フィードバック回路８２において、抵抗Ｒ５の両端に発生する直流電圧を検出電圧Ｖｋとして検出することにより、放電灯ＦＬの等価インピーダンスを検出することができる。なお、この場合、放電灯ＦＬの等価インピーダンスが増大すれば検出電圧Ｖｋは低下し、放電灯ＦＬの等価インピーダンスが減少すれば検出電圧Ｖｋは上昇する関係となる。

図３に示すように放電灯ＦＬのランプ等価抵抗値は調光比が低下するに従って指数関数的に増大するため、低光束調光時には僅かな調光比の変動が大きな直流電圧成分の変化となって現れるので、背景技術に係る放電灯点灯装置のように放電灯ＦＬに流れるランプ電流や放電灯ＦＬに供給されるランプ電力等を検出する場合と比べて、調光比が低下した低光束調光時においてフィードバック回路に重畳されるノイズの影響やこれらフィードバック回路の不安定性等の影響が低減され、放電灯ＦＬの発光量に関わる僅かな特性変動を精度よく検出することができるので、放電灯の発光動作の安定性を向上させることができる。

図４は、図２に示す放電灯点灯装置２における放電灯ＦＬ両端に発生する低光束調光時の電圧波形を示す波形図である。図４（ａ）は通常の温度環境における調光時の電圧波形であり、図４（ｂ）は低温時における調光時の電圧波形である。まず、図４（ａ）に示すように、通常の温度環境における低光束調光時の放電灯両端電圧は、インバータ回路から供給される高周波電圧成分Ｖla#acに調光時の放電灯等価インピーダンスに応じた直流電圧成分Ｖla#dcが重畳された波形となっている。しかし、この状態で放電灯ＦＬの周囲温度が低下すると、放電灯ＦＬの特性変化によって等価インピーダンスが増大し、直流電圧成分Ｖla#dcは図４（ｂ）に示すように増大する。同時に放電灯ＦＬの照度は低下し、安定した放電の維持が困難となり、ちらつきや立消えを発生するようになる。

そこで、第２フィードバック回路８２では、検出電圧Ｖｋが指令値電圧Ｖref2よりも低下した場合には放電灯ＦＬの照度が低下したとみなし、オペアンプＯＰ２によって抵抗Ｒ５で検出された検出電圧Ｖｋと指令値電圧Ｖref2との差分を増幅してオペアンプＯＰ１へ出力し、オペアンプＯＰ１の指令値電圧Ｖref1に加算されるオペアンプＯＰ２の出力電圧を上昇させることによって、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に印加される電圧を上昇させてインバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給を増加させる。そうすると、検出電圧Ｖｋが上昇し、検出電圧Ｖｋと指令値電圧Ｖref2との差分が縮小する。

一方、検出電圧Ｖｋが指令値電圧Ｖref2よりも上昇した場合には放電灯ＦＬの照度が上昇したとみなし、オペアンプＯＰ２によって検出電圧Ｖｋと指令値電圧Ｖref2との差分を増幅してオペアンプＯＰ１へ出力し、オペアンプＯＰ１の指令値電圧Ｖref1に加算されるオペアンプＯＰ２の出力電圧を低下させることによって、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に印加される電圧を低下させ、インバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給を減少させるようにフィードバック制御が行われる。そうすると、検出電圧Ｖｋが低下し、検出電圧Ｖｋと指令値電圧Ｖref2との差分が縮小する。

これにより、周囲温度が低下した場合の放電灯照度の低下に伴うちらつきや立消えを防止することができる。

さらに、図５（ａ）に示すように、指令値電圧発生回路１３から出力される指令値電圧Ｖref2は、調光信号ＳＣによって指示される調光比の増大に応じて上昇し、予め設定された所定の調光比、例えば４０％以上では、指令値電圧Ｖref2が検出電圧Ｖｋよりも高くなるようにされており、図５（ｂ）に示すように、所定の調光比以上ではオペアンプＯＰ２の出力電圧が、例えばオペアンプＯＰ２に供給されている図略の電源電圧で飽和し、クランプされる。

そうすると、予め設定された所定の調光比以上の領域、すなわちインバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給量が予め設定された所定の電力供給量以上となる場合、オペアンプＯＰ２によってオペアンプＯＰ１の指令値電圧Ｖref1に加算される電圧値は調光比に関わらず一定値となるので、オペアンプＯＰ１によるインバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給量に応じたフィードバック制御が主位的となる。

これにより、所定の調光比以上の高光束調光時、すなわちインバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給量が予め設定された所定の電力供給量以上となる場合には、第１フィードバック回路８１によるインバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給量に応じたフィードバック制御が主位的となる一方、調光比が低下してインバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給量が予め設定された所定の電力供給量に満たず、従って抵抗Ｒ１により検出されるランプ電力の検出値が微少となって第１フィードバック回路８１によるフィードバック制御が不安定になる低光束領域においては、第２フィードバック回路８２による放電灯ＦＬの等価インピーダンスに応じたフィードバック制御が主位的となるので、放電灯ＦＬを発光させる電力供給量のフォードバック制御の精度を向上させ、低光束調光時の光出力のばらつきや周囲温度による光出力の変動を抑制することができ、放電灯の発光動作の安定性を向上させることができる。また、高光束調光時と低光束調光時とで第１フィードバック回路８１と第２フィードバック回路８２との切替回路を設けることなく、第１フィードバック回路８１による制御と第２フィードバック回路８２による制御とを切り替えることができるので、回路構成を簡素化することができる。

なお、第１フィードバック回路８１は、抵抗Ｒ１によって検出された電力供給量に基づき、インバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給量をフィードバック制御する例に限られず、例えば放電灯ＦＬを流れる電流や放電灯ＦＬで消費される電力等を検出してインバータ回路６から放電灯ＦＬへの電力供給量をフィードバック制御する構成であってもよい。

また、放電灯ＦＬに放電灯ＦＬのインピーダンスに応じた直流電圧を重畳させる手段は、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５に限られず、例えばチョッパ回路５から抵抗を介して直流電圧Ｖｄｃを重畳させる方法や、別の直流電源から抵抗を介して重畳する方法等、他の構成を用いてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置２ａの構成の一例を示す回路図である。図６に示す放電灯点灯装置２ａと図１に示す放電灯点灯装置２とでは、第２フィードバック回路８２ａの構成が異なる。すなわち、図６に示す第２フィードバック回路８２ａは、検出電圧Ｖｋと、調光指示受付部９から出力された調光信号ＳＣに基づく調光指令値Ｖla#DCとの差分を増幅する増幅率Ｋを調光信号ＳＣに応じて変化させるようになっている。

その他の構成は図１に示す放電灯点灯装置２と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。第２フィードバック回路８２ａは、例えばＡＤコンバータ８２１、ＤＡコンバータ８２２、及び図略のＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えて構成され、ＣＰＵが所定の制御プログラムを実行することにより、誤差検出部８２３、増幅部８２４、積分部８２５、リミッタ部８２６、及び加算部８２７として機能する。

次に、上述のように構成された放電灯点灯装置２ａの動作について説明する。まず、ＡＤコンバータ８２１によって、検出電圧Ｖｋがディジタル値に変換されて誤差検出部８２３へ出力される。また、調光指示受付部９から、調光信号ＳＣが調光指令値Ｖla#DCとして誤差検出部８２３に出力される。そして、誤差検出部８２３によって、検出電圧Ｖｋと調光指令値Ｖla#DCとの差分が算出され、増幅部８２４へ出力される。

次に、増幅部８２４によって、調光指示受付部９からの調光信号ＳＣに応じた増幅率Ｋで、誤差検出部８２３で得られた差分が増幅され、積分部８２５へ出力される。この場合、増幅部８２４により、調光信号ＳＣにより示される調光比（第２の指示信号値）の増減、すなわち放電灯ＦＬにおける発光量の多寡に応じて増幅率Ｋが増減される。そして、積分部８２５によって、増幅部８２４で増幅された差分値が積分され、その積分値の上下限がリミッタ部８２６によってクランプされ、当該クランプされた積分値が加算部８２７によって調光信号ＳＣに基づくインバータ回路６の出力電力の指令値Ｗlaと加算され、その加算値がＤＡコンバータ８２２を介して第１フィードバック回路８１におけるオペアンプＯＰ１の非反転入力端子にフィードバック指令値として出力される。

一方、図２に示す放電灯点灯装置２においては、図３に示すように、放電灯ＦＬの等価インピーダンスは調光比が低くなるに従って指数関数的に増大するため、増幅率Ｋが大きすぎると低光束時に、例えばフィードバック・ループ内の利得が１以上、フィードバック・ループの位相のずれが３６０度以上等のフィードバック制御における発振条件が成立し、制御部８によるインバータ回路６のオン、オフ周波数制御が不安定になるため、放電灯ＦＬに供給される電力量が不安定になり、放電灯ＦＬのちらつきが発生する場合があるという不都合がある。この場合、増幅率Ｋを小さくすると、調光比が低い低光束領域におけるちらつきは回避し得るものの、放電灯ＦＬの等価インピーダンスの変化が緩やかになる高光束領域では、フィードバック制御の応答速度が遅くなってしまう。そのため、調光比によってフィードバック制御の応答速度が変化してしまい、スムーズな調光の過渡変化が行なえない場合があるという不都合がある。

しかし、図６に示す放電灯点灯装置２ａによれば、増幅部８２４によって、調光信号ＳＣにより示される調光比（第２の指示信号値）の増減、すなわち放電灯ＦＬの発光量の増減に応じて増幅率Ｋが増減されるので、調光比が低い低光束領域において増幅率Ｋが小さくされてフィードバック制御の発振が抑制され、放電灯ＦＬのちらつきが回避できる一方、調光比が高い高光束領域では増幅率Ｋが大きくされてフィードバック制御の応答速度が向上されるので、調光比に拠らず略一定の応答速度を得ることができる。

これにより、放電灯ＦＬの調光比に拠らず略一定のフィードバック応答速度を得ることができ、フィードバックの発振を抑制しつつ調光比の過渡変化時の光出力変化をスムーズに行なうことができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る放電灯点灯装置について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態に係る放電灯点灯装置２ｂの構成の一例を示す回路図である。図７に示す放電灯点灯装置２ｂと図６に示す放電灯点灯装置２ａとでは、制御部８ｂの第２フィードバック回路８２ｂにおける増幅部８２４ａは、放電灯ＦＬにおける発光量の多寡、すなわち放電灯ＦＬのインピーダンスの減増に応じて増幅率Ｋを増減させる点で異なる。この場合、放電灯ＦＬにおけるインピーダンスの減増は、検出電圧Ｖｋの増減に対応するので、増幅部８２４ａは、検出電圧Ｖｋの増減に応じて増幅率Ｋを増減させる。その他の構成は図１に示す放電灯点灯装置２と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。

図６に示す放電灯点灯装置２ａは、調光指示受付部９により受け付けられた調光指示が変化して調光信号ＳＣが変化すると、調光信号ＳＣの変化における過渡期において放電灯ＦＬの光出力は、制御部８ａにおけるフィードバック制御の応答遅れによって、調光信号ＳＣの変化よりも遅れて変化する。このため、調光信号ＳＣに応じて増幅率Ｋを変化させるようにした場合には、増幅率Ｋの過渡変化は放電灯ＦＬの等価インピーダンスの変化よりも早く変化してしまう。そのため、調光信号ＳＣが変化する過渡期間において増幅率Ｋの変化に過不足が生じ、フィードバック系が安定に達するまでの時間が増大するために調光比の過渡変化時における放電灯ＦＬの光出力変化スピードが低下する。

しかし、図７に示す放電灯点灯装置２ｂは、第２フィードバック回路８２ｂにおける増幅部８２４ａは、放電灯ＦＬのインピーダンスの増減、すなわち検出電圧Ｖｋの減増に応じて増幅率Ｋを減増させるので、調光比の過渡変化時における放電灯ＦＬのインピーダンス変化に追従して増幅率Ｋを変化させることができ、調光比が変化する過渡期間において増幅率Ｋの変化に過不足が生じることが低減され、フィードバック系が安定に達するまでの時間が低減されるために調光比の過渡変化時における放電灯ＦＬの光出力変化スピードを向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置の外観の一例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成の一例を示す回路図である。 放電灯の調光比と、放電灯のインピーダンスであるランプ等価抵抗値との関係を示すグラフである。 図２に示す放電灯点灯装置における放電灯ＦＬ両端に発生する低光束調光時の電圧波形を示す波形図である。 図２に示す放電灯点灯装置の動作を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成の一例を示す回路図である。 本発明の第３の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成の一例を示す回路図である。 背景技術に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。 （ａ）は調光比とランプ電流、（ｂ）は調光比とランプ電力の関係を示す図である。

符号の説明

１ 照明装置
２，２ａ，２ｂ 放電灯点灯装置
３ 筐体
４ ソケット
５ チョッパ回路
６ インバータ回路
７ 負荷回路
８，８ａ，８ｂ 制御部
９ 調光指示受付部
１０ ＶＯＣ
１１ インバータ駆動回路
１２，１３ 指令値電圧発生回路
８１ 第１フィードバック回路
８２，８２ａ，８２ｂ 第２フィードバック回路
８２１ ＡＤコンバータ
８２２ ＤＡコンバータ
８２３ 誤差検出部
８２４，８２４ａ 増幅部
８２５ 積分部
８２６ リミッタ部
８２７ 加算部
Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
ＤＢ ダイオードブリッジ
ｆ１ フィラメント
ｆ２ フィラメント
ＦＬ 放電灯
Ｌ１，Ｌ２ インダクタ
ＯＰ１，ＯＰ２ オペアンプ
Ｑ１〜Ｑ３ スイッチング素子
Ｒ１〜Ｒ７ 抵抗

Claims (7)

1. 放電灯に高周波の電力を供給して発光させる電力供給部と、前記放電灯の発光量を指示する調光指示を受け付ける調光指示受付部と、前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示に応じて前記電力供給部による電力供給量を制御する制御部とを備えた放電灯点灯装置であって、
   前記制御部は、
   前記電力供給部から前記放電灯に供給される電力量を検出する電力検出部と、
   前記電力検出部により検出された電力量と前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示とに基づいて前記電力供給部による電力供給量を制御する第１のフィードバック制御部と、
   前記放電灯のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部と、
   前記インピーダンス検出部により検出されたインピーダンスと前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示とに基づいて前記電力供給部による電力供給量を制御する第２のフィードバック制御部と、
   を備え、
   前記第１のフィードバック制御部は、前記電力供給量が予め設定された所定の電力供給量以上の場合に前記電力供給量の制御を主位的に行う一方、前記第２のフィードバック制御部は、前記電力供給量が予め設定された前記所定の電力供給量に満たない場合に前記電力供給量の制御を主位的に行うものであることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記インピーダンス検出部は、前記放電灯に、前記放電灯のインピーダンスに応じた直流電圧を重畳させる直流電圧重畳手段を備えると共に、前記放電灯に重畳された直流電圧に基づいて前記放電灯のインピーダンスを検出するものであることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記第１のフィードバック制御部は、前記電力検出部により検出された電力量を示す電力量信号の信号値と、前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示を表す第１の指示信号値との差分を縮小させるべく前記電力供給部による電力供給量を制御するものであり、
   前記第２のフィードバック制御部は、前記インピーダンス検出部により検出されたインピーダンスを表す信号値と、前記調光指示受付部により受け付けられた調光指示を表す第２の指示信号値との差分を増幅して前記第１の指示信号値に加算することによって、当該インピーダンスを表す信号値と当該第２の指示信号値との差分を縮小させるべく前記電力供給部による電力供給量を制御するものであ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. 前記第２のフィードバック制御部は、前記差分の増幅率を、前記放電灯における発光量の多寡に応じて増減させるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
5. 前記第２のフィードバック制御部は、前記第２の指示信号値により表される前記放電灯における発光量の増減に応じて、前記差分の増幅率を増減させるものであることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
6. 前記第２のフィードバック制御部は、前記インピーダンス検出部により検出されたインピーダンスの増減に応じて前記差分の増幅率を減増させるものであることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
7. 放電灯を点灯させるための放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置を収容する筐体と、前記放電灯を前記放電灯点灯装置に接続するためのソケットとを備え、
   前記放電灯点灯装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の放電灯点灯装置であることを特徴とする照明装置。

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