JP4501829B2

JP4501829B2 - 放電灯点灯装置及び照明器具及び照明システム

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Publication number: JP4501829B2
Application number: JP2005280948A
Authority: JP
Inventors: 敏也神舎; 勝信濱本; 秀雄大谷
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP2007095392A

Description

本発明は、放電灯点灯装置及び照明器具及び照明システムに関するものである。

従来から、所望の光出力に応じた電圧値の直流信号である調光信号が入力され、調光信号に応じて放電灯の光出力を制御する放電灯点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開１０−１１２３９６号公報

しかし、従来の放電灯点灯装置を用いて、１台の制御装置から出力された調光信号が複数個の放電灯点灯装置に入力される照明システムを構成すると、放電灯点灯装置で発生した伝導ノイズが他の放電灯点灯装置や制御装置に影響を与える可能性があった。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、伝導ノイズの出入りを抑制することができる放電灯点灯装置及びこれを用いた照明器具並びに照明システムを提供することにある。

請求項１の発明は、フォトカプラと、電圧値が時間に対して単調増加する立上りと電圧値が時間に対して単調減少する立下りとを交互に周期的に繰り返す発振信号を生成する発振回路と、所望の光出力に対応する電圧値の直流信号である調光信号が入力されて調光信号の電圧値と発振信号の電圧値との大小関係が入れ替わったときにフォトカプラの発光素子のオンオフを切換えることにより調光信号の電圧値に応じたデューティ比でフォトカプラの発光素子をオンオフするパルス生成回路と、フォトカプラの出力のデューティ比に応じて電圧値が調光信号の電圧値に対して直線的に変化する直流信号である制御信号を生成する制御信号生成回路と、２個のスイッチング素子の直列回路からなり両端間に直流電力が入力されるスイッチング部とスイッチング部の一方のスイッチング素子の両端間に接続され放電灯とともに共振回路を構成する共振部とを有するインバータ回路と、インバータ回路のスイッチング部のスイッチング素子を交互にオンオフするドライブ回路と、放電灯に供給される電力に対応した電圧値を検出するとともに検出された電圧値と制御信号の電圧値との大小関係に応じた出力を生成する比較演算回路と、放電灯の光出力が制御信号の電圧値に対して直線的に変化するようにドライブ回路がスイッチング素子をオンオフする周波数を比較演算回路の出力に応じて制御する制御回路とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、調光信号の入力側と制御信号の出力側の間にフォトカプラが介在することにより、伝導ノイズの出入りを抑制することができる。また、放電灯の光出力が制御信号の電圧値に対して直線的に変化し、且つ制御信号の電圧値が調光信号の電圧値に対して直線的に変化することにより、放電灯の光出力は調光信号の電圧値に対して直線的に変化することになるから、放電灯の光出力と調光信号の電圧値との関係が直線的でない場合に比べ、放電灯の光出力の調整が容易となる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御信号生成回路は、２個の抵抗の直列回路からなり両端間に定電圧が入力される分圧部と、分圧部の一方の抵抗の両端間に接続された出力コンデンサと、フォトカプラの出力によってオンオフされるスイッチング素子と抵抗との直列回路からなり出力コンデンサの両端間に接続された入力部とを有し、出力コンデンサの充電電圧を制御信号の電圧値とすることを特徴とする。

この発明によれば、分圧部と入力部との計３個の抵抗の抵抗値を適宜選択するだけで、制御信号の電圧値の取り得る範囲を容易に設定することができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、発振信号の電圧値は立上り時と立下り時との一方では時間に対して直線的に変化し、他方では時間に対して出力コンデンサの放電特性に応じて曲線的に変化することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、発振信号の電圧値の立上り時又は立下り時の曲線は、互いに傾きが異なる複数本の直線で構成された折れ線からなることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、発振信号の電圧値の立上り時又は立下り時の曲線は、互いに傾きが異なる３本以上の直線で構成された折れ線からなることを特徴とする。

この発明によれば、発振信号の電圧値の立上り時又は立下り時の曲線を互いに傾きが異なる２本の直線で構成された折れ線とする場合に比べ、調光信号と制御信号との関係をより直線に近付けることができる。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において、発振信号の電圧値の最大値及び最小値は、それぞれ、調光信号の電圧値の最大値及び最小値に略等しいことを特徴とする。

この発明によれば、調光信号の電圧値を変更したときには、フォトカプラがオンオフされるデューティ比も必ず変化することになる。

請求項７の発明は、請求項２の発明において、制御信号生成回路の入力部は、負の温度特性を有してスイッチング素子に直列に接続されたサーミスタを有し、インバータ回路から放電灯に供給される電力は、制御信号の電圧値に対して単調に増加することを特徴とする。

この発明によれば、低温時には制御信号の電圧値の下限すなわち放電灯に供給される電力の下限値が高くなるから、低温時の放電灯のちらつきや立ち消えの発生を抑えることができる。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかの発明において、フォトカプラの発光素子がオンオフされるデューティ比が取り得る上限値と下限値との一方が制御信号の上限値に対応し、他方が制御信号の下限値に対応することを特徴とする。

この発明によれば、制御信号の範囲を制限するためのクランプ回路が不要となる。

請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかの発明において、放電灯の光出力が調光信号の電圧値に対して単調増加することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を収納した器具本体とを備えることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１０記載の複数個の照明器具と、各照明器具にそれぞれ調光信号を入力する制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明は、調光信号の入力側と制御信号の出力側との間にフォトカプラを介在させたので、伝導ノイズの出入りを低減することができる。また、放電灯の光出力が制御信号の電圧値に対して直線的に変化し、且つ制御信号の電圧値が調光信号の電圧値に対して直線的に変化することにより、放電灯の光出力は調光信号の電圧値に対して直線的に変化することになるから、放電灯の光出力と調光信号の電圧値との関係が直線的でない場合に比べ、放電灯の光出力の調整が容易となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態は、図１に示すように、直流電源Ｖｄｃが入力され放電灯Ｌａに交流電源を供給して点灯させるインバータ回路１と、所望の光出力に対応する電圧値の直流信号である調光信号ＤＣ１が入力され調光信号ＤＣ１の電圧値に対して直線的に変化する電圧値の直流信号である制御信号を出力する信号変換回路２と、信号変換回路２の出力に応じてインバータ回路１を制御し調光信号ＤＣ１の電圧値に応じた電力を放電灯Ｌａに供給される制御駆動回路３とを備える。また、放電灯Ｌａの各フィラメントには、それぞれ放電灯Ｌａの始動時にフィラメントを予熱する予熱回路４が接続されている。

インバータ回路１は、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路からなり両端間に直流電力Ｖｄｃが入力されるスイッチング部１１と、放電灯Ｌａとともに共振回路を構成する共振部１２とを有する。共振部１２は、放電灯Ｌａとの直列回路がスイッチング部１のローサイドのスイッチング素子Ｑ２の両端間に接続されるインダクタＬ１とコンデンサＣ５との直列回路と、一方の電極がインダクタＬ１とコンデンサＣ５との接続点に接続され他方の電極が接地されたコンデンサＣ４とからなる。すなわち、インバータ回路１は周知のハーフブリッジ形のインバータ回路であって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオンオフされると、交流電力が放電灯Ｌａに供給される。ここで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオンオフされる周波数（以下、「駆動周波数」と呼ぶ。）が、共振部１２と放電灯Ｌａとからなる共振回路の共振周波数に近いほど、放電灯Ｌａに供給される電力は高く、すなわち放電灯Ｌａの光出力は高くなる。なお、直流電力Ｖｄｃは、例えば図２に示すように、商用電源Ｖｉｎから供給された交流電力を全波整流するダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの出力端間に接続されたインダクタＬ２とダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ２１との直列回路と、ダイオードブリッジＤＢの両端間に接続されたコンデンサＣ２０と、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２１との直列回路に並列に接続されたスイッチング素子Ｑ４とを備える周知の昇圧チョッパ回路から得られる。スイッチング素子Ｑ４は例えば制御駆動回路３によってオンオフされる。

信号変換回路２は、フォトカプラＰＣ１と、電圧値が時間に対して単調増加する立上りと電圧値が時間に対して単調減少する立下りとを交互に周期的に繰り返す発振信号を生成する発振回路２１と、調光信号ＤＣ１が入力されて調光信号ＤＣ１の電圧値と発振信号の電圧値との大小関係が入れ替わったときにフォトカプラＰＣ１の発光素子のオンオフを切換えることにより調光信号ＤＣ１の電圧値に応じたデューティ比でフォトカプラＰＣ１の発光素子をオンオフするパルス生成回路２２と、フォトカプラＰＣ１の出力のデューティ比に応じて電圧値が調光信号ＤＣ１の電圧値に対して直線的に変化する直流信号である制御信号を生成する制御信号生成回路２３とを備える。

発振回路２１は、定電流源Ｉｓにより充電されるコンデンサＣ４と、負の入力端子にコンデンサＣ４の充電電圧が入力されるとともに正の入力端子に閾値電圧Ｖｔｈが入力されたコンパレータＣＯ２とを備える。閾値電圧Ｖｔｈは、コンパレータＣＯ２の出力がＨレベルのときとＬレベルのときとで切り替わるようになっており、Ｈレベルのときの閾値電圧Ｖｔｈは調光信号の電圧値の最大値Ｖｈと略等しくしてあり、Ｌレベルのときの閾値電圧Ｖｔｈは調光信号の電圧値の最小値Ｖｌと略等しくしてある。また、コンデンサＣ４は、コンパレータＣＯ２の出力がＬレベルである期間にはダイオードＤ３と抵抗Ｒ１０とを介して放電されるようになっている。定電流源Ｉｓは、例えば図３に示すように流れる電流が互いに略等しくなるように構成された２組の入出力端子を有し各入力端子にそれぞれ定電圧Ｖｃｃ２が入力されたカレントミラー回路Ｍ１と、一端がカレントミラー回路Ｍ１の一方の出力端子に接続され他端が接地された抵抗Ｒ１４とで構成することができる。カレントミラー回路Ｍ１は、例えばペアトランジスタからなる。また、２個の抵抗Ｒ１５，Ｒ１６の直列回路の一端を定電圧Ｖｃｃ２に接続して他端を接地するとともに、低電圧側の抵抗Ｒ１６の両端間にコンデンサＣ１５を接続し、さらに抵抗Ｒ１５，１６の接続点を抵抗Ｒ１７を介してコンパレータＣＯ２の出力端子に接続すれば、コンデンサＣ１５の充電電圧を閾値電圧Ｖｔｈとして用いることができる。

発振回路２１の動作を説明する。コンデンサＣ４が充電されていないときには、コンパレータＣＯ２の出力はＨレベルであって閾値電圧Ｖｔｈは高い側の値Ｖｈをとる。コンデンサＣ４が定電流源Ｉｓにより充電され、充電電圧が直線状に上昇して閾値電圧Ｖｈを超えると、コンパレータＣＯ２の出力はＬレベルとなり、閾値電圧Ｖｔｈは低い側の値Ｖｌに切り替わってコンデンサＣ４の放電が開始され、充電電圧はコンデンサＣ４と抵抗Ｒ１０とによって決まる時定数により曲線状に低下する。やがてコンデンサＣ４の充電電圧が閾値電圧Ｖｌを下回ると、コンパレータＣＯ２の出力がＨレベルとなって閾値電圧Ｖｔｈは高い側の値Ｖｈに切り替わり、コンデンサＣ４の充電が再び開始される。すなわち、コンデンサＣ４の充電電圧は、図４に示すように電圧値Ｖｌと電圧値Ｖｈとの間で直線状の立上りと曲線状の立下りとを一定の周期Ｔで周期的に繰り返すこととなり、この充電電圧が発振信号としてパルス生成回路２２へ出力される。なお、発振信号の波形は、定電流源Ｉｓの出力や抵抗Ｒ１０の抵抗値を適宜選択することにより、図４に示すように立上りの時間と立下りの時間とを同程度としたり、図５に示すように立上りの時間を立下りの時間に対して非常に短くしたりすることができる。

パルス生成回路２２は、インピーダンスＺ１を介して調光信号ＤＣ１が入力されて充電されるコンデンサＣ１と、正の入力端子にコンデンサＣ１の充電電圧が入力され負の入力端子に発振信号が入力されるコンパレータＣＯ１とを備える。フォトカプラＰＣ１の発光素子のアノードには抵抗Ｒ５を介して定電圧Ｖｃｃ２が入力されており、コンパレータＣＯ１の出力端子は抵抗Ｒ５とフォトカプラＰＣ１との接続点に接続されている。すなわち、調光信号ＤＣ１の電圧値が発振信号の電圧値を上回っている期間にはコンパレータＣＯ１の出力がＨレベルとなってフォトカプラＰＣ１がオンされ、逆に下回っている期間にはコンパレータＣＯ１の出力がＬレベルとなってフォトカプラＰＣ１がオフされる。つまり、調光信号ＤＣ１の電圧値が高いほど、高いデューティ比でフォトカプラＰＣ１がオンオフされる。

制御信号生成回路２３は、一端が定電圧Ｅ１に接続され他端がフォトカプラＰＣ１の出力側を介して接地された抵抗Ｒ６と、２個の抵抗Ｒ７，Ｒ８からなり一端が定電圧Ｅ１に接続されて他端が接地された分圧部と、分圧部の低電圧側の抵抗Ｒ８の両端間に接続された出力コンデンサＣ２と、スイッチング素子としてのトランジスタＱ３と抵抗Ｒ９との直列回路からなり出力コンデンサＣ２の両端間に接続された入力部とを備える。トランジスタＱ３のベースは、抵抗Ｒ６とフォトカプラＰＣ１との接続点に接続されている。フォトカプラＰＣ１がオフされている期間にはトランジスタＱ３がオンされて出力コンデンサＣ２の両端電圧が低くなり、フォトカプラＰＣ１がオンされている期間にはトランジスタＱ３がオフされて出力コンデンサＣ２の両端電圧が高くなるから、フォトカプラＰＣ１がオンオフされるデューティ比（以下、単に「デューティ比」と呼ぶ。）が高いほど出力コンデンサＣ２の充電電圧は高くなる。この出力コンデンサＣ２の充電電圧が制御信号として制御駆動回路３に出力される。ここで、調光信号ＤＣ１の電圧値を横軸にとりデューティ比を縦軸にとったグラフは図６（ａ）に示すように上に凸の対数関数的な曲線となり、デューティ比を横軸にとり制御信号の電圧値を縦軸にとったグラフは図６（ｂ）に示すように下に凸の指数関数的な曲線となる。これらの曲線の曲率は組合わせにより互いに相殺され、制御信号の電圧値と調光信号ＤＣ１の電圧値との関係は調光信号ＤＣ１の電圧値が取り得る値の全体にわたって直線状となる。

制御駆動回路３は、インバータ回路１のスイッチング部１１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフするドライブ回路３１と、制御信号が入力されスイッチング部１１のローサイドのスイッチング素子Ｑ２に流れる電流に応じた電圧値（以下、「検出電圧値」と呼ぶ。）を検出して検出電圧値と制御信号の電圧値との大小関係に基いた電圧信号を出力する比較演算回路３２と、比較演算回路３２から出力された電圧信号に基いてドライブ回路３１の駆動周波数を制御する制御回路３３とを有する。比較演算回路３２は、正の入力端子に制御信号が入力されるオペアンプＥＡ１を有する。ここで、スイッチング部１１のローサイドのスイッチング素子Ｑ２は抵抗Ｒ１を介して接地されており、この抵抗Ｒ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点は抵抗Ｒ２を介してオペアンプＥＡ１の負の入力端子に接続されている。また、オペアンプＥＡ１の負の入力端子と出力端子との間にはコンデンサＣ３が接続されている。つまり、放電灯Ｌａに供給される電力すなわち放電灯Ｌａの光出力が、制御信号の電圧値に応じた一定値に維持されるように、制御回路３３は駆動周波数をフィードバック制御する。

ここで、制御信号の電圧値と駆動周波数との関係は、制御信号の電圧値と放電灯Ｌａの光出力との関係が図６（ｃ）に示すように直線状となるようにしてある。既に述べたように制御信号の電圧値と調光信号ＤＣ１の電圧値との関係は直線状となっているから、調光信号ＤＣ１の電圧値と放電灯Ｌａの光出力との関係は図６（ｄ）に示すように直線状となる。従って、調光信号ＤＣ１の調整による放電灯Ｌａの光出力の調整が容易となっている。また、調光信号ＤＣ１の電圧値が取り得る範囲の全体にわたって制御信号の電圧値は調光信号ＤＣ１の電圧値に対して直線状に変化し、且つ制御信号の電圧値が変化すれば必ず放電灯Ｌａの光出力が変化するから、調光信号ＤＣ１の電圧値が変化すれば必ず放電灯Ｌａの光出力が変化することになる。つまり、例えば調光信号ＤＣ１が使用者によって回動操作又はスライド操作されるハンドルを有しハンドルの位置に応じた電圧値の調光信号を出力する制御装置（図示せず）から出力されるものである場合、ハンドルの可動範囲の全体にわたって放電灯Ｌａの光出力の変化幅がハンドルの操作量に比例することになり、良好な操作性が得られる。なお、調光信号ＤＣ１の電圧値とデューティ比との関係と、デューティ比と制御信号の電圧値との関係とをともに直線状としても、同様の効果が得られる。

上記構成によれば、パルス生成回路２２と制御信号生成回路２３との間をフォトカプラＰＣ１によって電気的に絶縁しているから、調光信号ＤＣ１を直接制御信号として用いる場合に比べて伝導ノイズが出入りしにくくなっている。

また、デューティ比が０〜１という限られた値しか取り得ないことにより、制御信号の電圧値が取り得る範囲は制限されるから、仮に調光信号ＤＣ１として過大な電圧値や過小な電圧値の直流信号が入力されても、制御信号の電圧値が過大な値や過小な値となることがない。従って、制御信号の電圧値の範囲を制限するためのクランプ回路が不要である。

さらに、制御信号の電圧値が取り得る範囲は制御信号生成部の抵抗Ｒ７〜Ｒ９の抵抗値によってのみ決定されるので、制御信号の電圧値の範囲の下限を放電灯Ｌａを点灯可能な値とし、且つ制御信号の電圧値の範囲の上限を回路部品に過大な負荷がかからない程度とするには、抵抗Ｒ７〜Ｒ９の抵抗値を選択するだけでよいから設計が容易である。

なお、図７に示すように、発振回路２１においてコンデンサＣ４と定電流源Ｉｓとの間に、コンパレータＣＯ２の出力がＨレベルのときにオンされＬレベルのときにオフされるスイッチＳＷを追加してもよい。この構成を採用すれば、発振信号の立下りがより急峻になる。

また、図８に示すように、制御信号生成回路２３において入力部を構成する抵抗Ｒ９に、負の温度特性を有するサーミスタＮＴＣ１を直列に接続してもよい。この場合、横軸にフォトカプラＰＣ１のデューティ比をとり縦軸に制御信号の電圧値をとったグラフは常温時には図９に曲線Ｌｎで示すグラフとなるのに対し、温度がより高い高温時には曲線Ｌｈで示すグラフとなり、温度がより低い低温時には曲線Ｌｌで示すグラフとなる。すなわち、制御信号の電圧値の上限Ｖｕは温度に関わらず略一定となるのに対し、下限Ｖｂｌ，Ｖｂｎ，Ｖｂｈは温度の低下に伴って高くなる。この構成によれば、低温時には放電灯Ｌａに供給される電力の最低値が高温時よりも高い値に確保されることになるから、低温時の放電灯Ｌａのちらつきや立ち消えの発生を抑えることができる。

さらに、発振回路２１として、図１０に示すように立上りが複数の直線からなる折れ線である発振信号を出力するものを用いてもよい。このような発振信号は、例えば破線で示すようなそれぞれ立上りの傾きが異なるのこぎり波を生成する複数個の発振回路を、それぞれ出力端にダイオードを接続した上で互いに並列に接続するなど、複数個の発振回路の出力のうち最も出力電圧が高いものが出力されるように構成することにより得ることができる。この場合、発振回路２１として図１１に示すように発振信号の立ち上がりの曲線がより多くの直線で構成されるものを用いれば、発振信号の波形を制御信号生成回路２３の特性により合致させ、調光信号ＤＣ１と制御信号との関係すなわち調光信号ＤＣ１と放電灯Ｌａの光出力との関係をより直線的として、放電灯Ｌａの光出力の調整をより容易とすることができる。

また、制御信号生成回路２３において、図１２に示すように、トランジスタＱ３を設ける代わりに、抵抗Ｒ６とフォトカプラＰＣ１との接続点をバッファＶｓと抵抗Ｒ９とを介して入力コンデンサＣ２に接続し、分圧部を設ける代わりに、制御信号の電圧値が所定の値を下回ることを防止するクランプ回路２３ａを設けてもよい。

さらに、図１３に示すように、調光信号ＤＣ１に一定の電圧Ｖｒｅｆを加えたものをパルス生成回路のコンパレータＣＯ１に入力するようにしてもよい。

また、図１４に示すように、パルス生成回路２２において、正の入力端子に一定の電圧Ｖｒｅｆ２が入力され負の入力端子に抵抗Ｒ２１を介して調光信号ＤＣ１が入力されるオペアンプＥＡ２と、オペアンプＥＡ２の負の入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ２２とからなる反転増幅器により、調光信号ＤＣ１を反転増幅してコンパレータＣＯ１の負の入力端子に入力し、発振信号をコンパレータＣＯ１の正の入力端子に入力するようにしてもよい。

ここで、デューティ比が０であるときに制御信号の電圧値が０Ｖとなる図１２〜図１４の例において制御信号の電圧値として０Ｖが適切な値でない場合のように、デューティ比によっては制御信号の電圧値が適切でない値を取り得る場合には、調光信号ＤＣ１の電圧値が取り得る範囲に対して発振信号の波形や振幅を適宜選択することによりデューティ比が取り得る範囲を制限すればよいが、図１２〜図１４の例では、クランプ回路２３ａを設けたことにより、制御信号の電圧値が過小な値となることを確実に防止している。

上記の放電灯点灯装置は、図１５に示すように、放電灯Ｌａが取付けられるソケット５１を有し放電灯点灯装置を収納して天井面などの造営面に取付けられる器具本体５を備える照明器具に用いることができる。本実施形態の放電灯点灯装置では伝導ノイズの出入りが抑制されるから、上記の照明器具は、１個の制御装置（図示せず）から出力された調光信号ＤＣ１を複数個の放電灯点灯装置に入力するような照明システムでの使用に適する。

本発明の実施形態を示す回路ブロック図である。同上のインバータ回路に入力される直流電力を生成する回路の一例を示す回路図である。同上の信号変換回路の例を示す回路図である。同上の発振回路の動作の一例を示す説明図である。同上の発振回路の動作の別の例を示す説明図である。同上の動作を示す説明図であり、（ａ）は調光信号の電圧値とフォトカプラがオンオフされるデューティ比との関係を示し、（ｂ）はフォトカプラがオンオフされるデューティ比と制御信号の電圧値との関係を示し、（ｃ）は制御信号の電圧値と放電灯の光出力との関係を示し、（ｄ）は調光信号の電圧値と放電灯の光出力との関係を示す。同上の信号変換回路の別の例を示す回路図である。同上の信号変換回路の更に別の例を示す回路図である。図８の例の信号変換回路においてフォトカプラがオンオフされるデューティ比と制御信号の電圧値との関係を示す説明図である。同上の別の形態における発振回路の動作を示す説明図である。同上の更に別の形態における発振回路の動作を示す説明図である。同上の信号変換回路の別の例を示す回路ブロック図である。同上の信号変換回路の更に別の例を示す回路ブロック図である。同上の信号変換回路の別の例を示す回路ブロック図である。同上を用いた照明器具の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１インバータ回路
１１スイッチング部
１２共振部
２１発振回路
２２パルス生成回路
２３制御信号生成回路
３１ドライブ回路
３２比較演算回路
３３制御回路
Ｌａ放電灯
ＰＣ１フォトカプラ

Claims

フォトカプラと、電圧値が時間に対して単調増加する立上りと電圧値が時間に対して単調減少する立下りとを交互に周期的に繰り返す発振信号を生成する発振回路と、所望の光出力に対応する電圧値の直流信号である調光信号が入力されて調光信号の電圧値と発振信号の電圧値との大小関係が入れ替わったときにフォトカプラの発光素子のオンオフを切換えることにより調光信号の電圧値に応じたデューティ比でフォトカプラの発光素子をオンオフするパルス生成回路と、フォトカプラの出力のデューティ比に応じて電圧値が調光信号の電圧値に対して直線的に変化する直流信号である制御信号を生成する制御信号生成回路と、２個のスイッチング素子の直列回路からなり両端間に直流電力が入力されるスイッチング部とスイッチング部の一方のスイッチング素子の両端間に接続され放電灯とともに共振回路を構成する共振部とを有するインバータ回路と、インバータ回路のスイッチング部のスイッチング素子を交互にオンオフするドライブ回路と、放電灯に供給される電力に対応した電圧値を検出するとともに検出された電圧値と制御信号の電圧値との大小関係に応じた出力を生成する比較演算回路と、放電灯の光出力が制御信号の電圧値に対して直線的に変化するようにドライブ回路がスイッチング素子をオンオフする周波数を比較演算回路の出力に応じて制御する制御回路とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
制御信号生成回路は、２個の抵抗の直列回路からなり両端間に定電圧が入力される分圧部と、分圧部の一方の抵抗の両端間に接続された出力コンデンサと、フォトカプラの出力によってオンオフされるスイッチング素子と抵抗との直列回路からなり出力コンデンサの両端間に接続された入力部とを有し、出力コンデンサの充電電圧を制御信号の電圧値とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
発振信号の電圧値は立上り時と立下り時との一方では時間に対して直線的に変化し、他方では時間に対して出力コンデンサの放電特性に応じて曲線的に変化することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
発振信号の電圧値の立上り時又は立下り時の曲線は、互いに傾きが異なる複数本の直線で構成された折れ線からなることを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
発振信号の電圧値の立上り時又は立下り時の曲線は、互いに傾きが異なる３本以上の直線で構成された折れ線からなることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
発振信号の電圧値の最大値及び最小値は、それぞれ、調光信号の電圧値の最大値及び最小値に略等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の放電灯点灯装置。
制御信号生成回路の入力部は、負の温度特性を有してスイッチング素子に直列に接続されたサーミスタを有し、インバータ回路から放電灯に供給される電力は、制御信号の電圧値に対して単調に増加することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
フォトカプラの発光素子がオンオフされるデューティ比が取り得る上限値と下限値との一方が制御信号の上限値に対応し、他方が制御信号の下限値に対応することを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の放電灯点灯装置。
放電灯の光出力が調光信号の電圧値に対して単調増加することを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の放電灯点灯装置。
請求項１〜９のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を収納した器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
請求項１０記載の複数個の照明器具と、各照明器具にそれぞれ調光信号を入力する制御装置とを備えることを特徴とする照明システム。