放電ランプ用のインバータ、および照明装置
【課題】本発明は、グロー球を備えた放電ランプに適用可能な、放電ランプ用のインバータ、および該インバータを使用した照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、グロー球３を備えた予熱型の放電ランプ２用のインバータ４であり、放電ランプ２に予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路４０と、ランプ電流を測定するランプ電流測定回路４３と、放電ランプ２の状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部４７と、状態パラメータの測定値に基づき、放電ランプ２の放電が開始したときを判定し、発振回路４０によるランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を発振回路４０に出力する放電開始判定部４２と、制御開始信号を受け、ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、発振回路４０を制御する電流制御信号を生成し、発振回路４０に出力する電流制御部４４とを備える。
【解決手段】本発明は、グロー球３を備えた予熱型の放電ランプ２用のインバータ４であり、放電ランプ２に予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路４０と、ランプ電流を測定するランプ電流測定回路４３と、放電ランプ２の状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部４７と、状態パラメータの測定値に基づき、放電ランプ２の放電が開始したときを判定し、発振回路４０によるランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を発振回路４０に出力する放電開始判定部４２と、制御開始信号を受け、ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、発振回路４０を制御する電流制御信号を生成し、発振回路４０に出力する電流制御部４４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯時のランプ電極の予熱にグロー球を使用する予熱型の放電ランプにランプ電流を供給し制御する放電ランプ用のインバータ、および該インバータを使用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯に代表される予熱型の放電ランプを使用した照明装置には、図５（ａ）に示すように、放電ランプの点灯にグロー球を用い、点灯後は、安定器を介してランプ電流を供給するというものが多数存在する。グロー球は放電ランプの電極（ランプ電極）の予熱用電路として用いられる。このような照明装置では、予熱後にグロー球の電極間がバイメタル効果により「開」になることで、安定器から高電圧が放電ランプのランプ電極間に供給される。この高電圧とランプ電極の予熱効果によりランプ電極間で放電が開始し、放電ランプが点灯する。安定器は、ランプ点灯に必要な高電圧を発生させ放電ランプの始動を助けるとともに、点灯後はランプ電流を制御して放電の安定性を確保する機能を有している。
【０００３】
一方、安定器に替えてインバータを使用すると、同じ消費電力量でもランプの明るさが向上するため、昨今の省エネルギー化の要請に合致し、また、高周波点灯となるためちらつきが少なくなり、軽量となる等の利点がある。そのため、近年、グロー球を備えた放電ランプと安定器とで構成されている既設の照明装置を対象として、安定器をインバータに置き換えたいという要請がある。
【０００４】
照明装置にインバータを使用した例は、例えば特許文献１に示されている。インバータを使用した場合、ランプ電極の予熱用の電路にはコンデンサが使用され、グロー球は使用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１６９５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、グロー球を備えた放電ランプと安定器とで構成された図５（ａ）に示す照明器具の安定器を、インバータに置き換えるときは、図５（ｂ）に示すように、グロー球を撤去し、インバータと放電ランプ間の配線を、安定器と放電ランプ間の配線から変更する必要が生じる。その結果、置き換え作業に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、グロー球を備えた放電ランプに適用可能な、放電ランプ用のインバータ、および該インバータを使用した照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係る放電ランプ用のインバータは、
グロー球を備えた予熱型の放電ランプ用のインバータであって、
前記放電ランプに予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備える。
【０００９】
本発明の第２の観点に係る照明装置は、
グロー球を備えた予熱型の放電ランプと、電極予熱電流または所定値に制御した放電電流をランプ電流として前記放電ランプに供給するインバータとを備える照明装置であって、
前記インバータは、
前記放電ランプに前記ランプ電流を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る放電ランプ用のインバータおよび照明装置によれば、インバータと、グロー球を備えた放電ランプとを組み合わせて使用することができる。また、グロー球を備えた放電ランプと、安定器とで構成される既存の照明装置の安定器をインバータに置き換える際に、本発明に係るインバータを使用することにより、グロー球を残してこれを利用し、且つ安定器と放電ランプ間の配線をそのまま利用してインバータと放電ランプ間の配線を行うことができる。そのため、置き換え工事を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係るランプ電流およびランプ電圧の時間変化の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】（ａ）安定器を使用した従来の照明装置の構成例を示すブロック図である。（ｂ）インバータを使用した従来の照明装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、実施形態１に係る照明装置１は、グロー球３を備えた放電ランプ２と、放電ランプ２にランプ電流を供給するインバータ４とを備える。電源５は照明装置１に電流を供給する。
【００１３】
放電ランプ２は、放電用のガスを封入したガラス管と、放電ランプ２の両端のガラス管内に設置されたランプ電極２１、２２と、ランプ電極２１の両端からガラス管外にそれぞれ引き出された電極端子２１１、２１２と、ランプ電極２２の両端からガラス管外にそれぞれ引き出された電極端子２２１、及び２２２とを備える。放電ランプ２の電極端子２１２と、電極端子２２２との間にはグロー球３が接続されている。電極端子２１１、２２１はそれぞれインバータ４の電流出力端子４０１、４０２に接続されている。
【００１４】
インバータ４は、発振回路４０と、ランプ電圧測定回路４１（実施形態１ではランプ状態測定部４７を意味する）と、放電開始判定部４２と、ランプ電流測定回路４３と、電流制御部４４と、整流回路・力率改善回路４５と、調光回路４６とを備える。
【００１５】
発振回路４０は、電源５から供給される交流電流から高周波電流を生成し、放電ランプ２にランプ電流として供給する。ランプ電圧測定回路４１は、放電ランプ２のランプ電極２１、２２間の電圧を測定する。ランプ電流測定回路４３は、放電ランプ２のランプ電極２１、２２間に流れるランプ電流を測定する。放電開始判定部４２は、ランプ電圧測定値に基づき、ランプ電極２１、２２間で放電が開始したことを判定し、制御開始信号を発振回路４０に出力する。電流制御部４４は、ランプ電流測定値と制御対象となる所定の電流値（以下所定値という）との差異を制御信号として発振回路４０に出力する。制御開始信号の入力後、発振回路４０は、入力する制御信号が実質０になるように、すなわちランプ電流測定値が所定値に等しくなるように、出力電流を制御する。
【００１６】
なお、発振回路４０と電源５の間には発振回路４０で高周波電流を生成するための準備段階の電流信号処理として整流回路・力率改善回路４５が設置され、その出力は発振回路４０に入力される。また、放電ランプ２の光量調節を目的として発振回路４０から出力される電流、即ちランプ電流を設定するための調光回路４６が設置されている。調光回路４６の出力は発振回路４０に出力される。
【００１７】
ランプ状態測定部４７は、放電開始判定部４２で放電が開始したことを判定するための材料として、ランプの状態を示す状態パラメータを測定し、測定値を放電開始判定部４２に提供する。図１ではランプ電圧測定回路４１がランプ状態測定部４７の役割を担っており、実施形態１におけるランプ状態測定部４７はランプ電圧測定回路４１と同義である。状態パラメータはランプ電圧である。
【００１８】
図１に示すインダクタンスＬ１と容量Ｃ１とは、放電ランプ２への電力供給路に設置されており、放電開始時に放電ランプ２に高電圧を供給するための共振回路を構成する。抵抗Ｒ１、Ｒ２はランプ電圧測定回路４３でランプ電圧を測定するための入力電圧生成用の分割抵抗を構成する。ダイオードＤ１、Ｄ２はそれぞれランプ電流測定回路４３、ランプ電圧測定回路４１の入力端に、片側の極性の電流、電圧信号のみを測定対象とする目的で設置されている。
【００１９】
ランプ電圧測定回路４１は、抵抗Ｒ２の両端の電圧を測定し、その測定値を放電ランプ２のランプ電極２１、２２間の電圧値に換算し、これをランプ電圧測定値とする。ランプ電圧測定値は放電開始判定部４２に出力される。
【００２０】
ランプ電流測定回路４３は、インダクタンスＬ１に所定のインダクタンスを結合させた電流路の一端をその入力端子に接続し、インダクタンスＬ１に流れる発振回路４０の出力電流により、結合された所定のインダクタンスに誘導される電流をランプ電流として測定する。ランプ電流測定値は電流制御部４４に出力される。
【００２１】
図２は実施形態１に係るランプ電流およびランプ電圧の時間変化の例を示す図である。
図１に示す照明装置１の動作について、図２を参照しながら説明する。なお、以下ではランプ電流は、ランプ電極間の放電電流だけでなく、ランプ電極の予熱の際にグロー球３の電極間で流れる予熱電流も含むものとする。
【００２２】
放電ランプ２のランプ電極２１、２２は電極端子２１１、２２１を介してインバータ４の電流出力端子４０１、４０２とそれぞれ接続されている。図２に示す時刻ｔ１にインバータ４からの出力（高周波電力）が放電ランプ２に印加されるとする。この高周波電力は、ランプ電極２１、２２間に印加されることにより、電極２１の電極端子２１１、２１２及び電極２２の電極端子２２１、２２２を介してグロー球３の電極端子間にも印加される。これにより当初「開」状態となっているグロー球３の電極間で放電が開始される。この放電電流と、放電電路の抵抗により、グロー球３の電極間に電圧が発生し、これがランプ電圧となる。図２の「グロー球放電期間」として示す領域（時刻ｔ１〜ｔ２）がこの状態に該当する。このときの放電電流は微少であるため、ランプ電流はその後のランプ電流に比べて小さい。なお、電流値、電圧値とはそれぞれの振幅値の１／２、例えば、正値を有する部分の振幅値のことを言うものとする。
【００２３】
グロー球３では放電によりその電極が加熱され、バイメタル構造を有する電極の熱膨張によりその電極間が「閉」状態となる。グロー球３の電極間が「閉」状態になることにより、ランプ電圧はほぼ０Ｖになる。一方、ランプ電流は、グロー球３の電極間が「閉」状態となることにより増大する。この状態は図２に「グロー球閉状態」として示す領域（時刻ｔ２〜ｔ３）に該当する。この電流は電極端子２１１、および２１２間を流れ、ランプ電極２１を加熱し、更に、グロー球３を経由して、電極端子２２２、および２２１間を流れ、ランプ電極２２を加熱する。この段階がランプ電極の予熱である。この予熱により、ランプ電極２１、２２は温度が上昇し、放電が発生しやすい状態になる。
【００２４】
グロー球３の電極が「閉」状態になると、グロー球３での放電による電極の加熱が停止するため、その電極温度は低下し、時刻ｔ２からある時間が経過した時刻ｔ３に、グロー球３の電極は、熱収縮効果により当初の「開」の状態に戻る。
【００２５】
グロー球３の電極が「開」状態になると、インダクタンスＬ１と容量Ｃ１とで構成される共振回路の働きにより、加熱されたランプ電極２１、２２間に短時間高電圧が印加され、この高電圧によりランプ電極２１、２２間で放電が発生し、放電電流が流れ始める。放電電流によりガラス管に封入されたガスが発光し放電ランプ２から光が放出される。これ以降は、この放電電流がランプ電流となる。放電開始後のランプ電圧は放電ランプ２の放電電流とランプ電極２１、２２間の放電時の電路抵抗との積で定まる値となる。
【００２６】
放電ランプ２での放電電流は、所定値に制御する必要がある。そのため、グロー球３の電極間が「開」状態になり、ランプ電極２１、２２間で放電電流が流れ始めたことを判定し、その後電流制御を開始する必要がある。この判定は放電開始判定部４２において実施される。放電開始判定部４２は、ランプ電圧測定回路４１で得られるランプ電圧測定値を入力し、この電圧測定値に基づき、この判定を行う。この判定がなされると放電開始判定部４２は制御開始信号を発振回路４０に出力し、この制御開始信号を受けて発振回路４０は出力電流、即ちランプ電流の制御を開始する。
【００２７】
放電開始判定部４２は、インバータ４がＯＮ状態となり、放電ランプに電力を供給した後、ランプ電圧測定値が図２に示す値Ｖ０とＶ１との間の値に初めてなった時に制御開始信号を出力する。電圧値Ｖ０については、これを図２に示す放電ランプ２の放電時のランプ電圧測定値を超えず、グロー球３の電極が「閉」状態の時のランプ電圧測定値よりも大きい値に設定する。電圧値Ｖ１については、これを図２のグロー球３の放電時のランプ電圧測定値を超えず、放電ランプ２の放電時のランプ電圧測定値を超える値に設定する。いずれも予め各電圧値を測定して設定しておく。これらの測定値に代え設計計算結果に基づき上述の設定を行ってもよい。
【００２８】
電圧値Ｖ１はグロー球３の電極間放電に対応して設定された値で、電圧値Ｖ０はグロー球３の電極間が一端「閉」状態を経由した後「開」状態になったときの放電に対応して設定された値である。従って、ランプ電圧測定値に対する判定条件により、グロー球３が所期の動作を行った後、ランプ電極２１、２２間に放電が生じたことを確認することができる。
【００２９】
通常、この判定には所定の期間を設け（図２に示す時刻ｔ３〜ｔ４間の「放電開始判定期間」）、例えばこの間の電圧測定値の平均値を求め、この平均値と電圧値Ｖ０、Ｖ１との対比を行い、グロー球３の電極間が「開」状態になり、ランプ電極２１、２２間に放電電流が流れ始めたことを判定する。これは、１測定値のみで判定するのは信頼性にかけるという理由による。
【００３０】
電流制御部４４は、ランプ電流測定回路４３で得られたランプ電流測定値を入力し、この測定値と所定値との差異を制御信号として発振回路４０に出力する。発振回路４０は放電開始判定部４２から制御開始信号を入力した後、電流制御部４４から入力した制御信号により、ランプ電流測定値が所定値になるようにその出力電流、即ちランプ電流を制御する。図２の時刻ｔ４以降にこの電流制御がなされている。
【００３１】
なお、発振回路４０からの電流出力は調光回路による調光に従って変化することがあり、その場合はランプ電圧も変化する。そのため、電圧値Ｖ０、Ｖ１は固定値ではなく、それぞれの調光時のランプ電圧を予め測定し、これに所定の割合を乗じたものとして調光の設定毎に予め規定しておき、放電開始判定部４２は、この規定された値を判定に使用する。また、それぞれの設計電圧値に基づき設定しても良い。
【００３２】
また、放電開始判定部４２は、制御開始信号を、ランプ電圧測定値が図２に示す電圧値Ｖ０を２回目に超えたときに出力するようにしても良い。この場合の電圧値Ｖ０は上述した条件に加え、グロー球３の放電期間内のランプ電圧測定値を超えない値にしておく必要がある。その時は、グロー球放電期間にランプ電圧測定値が電圧値Ｖ０を超える状態が続く。その後、所定時間（図２のグロー球「閉」状態の時刻ｔ２〜ｔ３間）、電圧値Ｖ０を超える電圧値が測定されず、次に電圧値Ｖ０を超える電圧測定値が得られた時を２回目とし、放電開始判定部４２は、このときを放電開始時と判定し放電開始信号を出力する。なお、所定の判定期間（図２の放電開始判定期間ｔ３〜ｔ４）を設け、放電開始判定部４２は、この期間内のランプ電圧測定値の平均値が電圧値Ｖ０を超えたときに判定を行ってもよい。
【００３３】
上述したいずれの判定方法であっても、時刻ｔ４に放電開始判定部４２から発振回路４０に制御開始信号が出力される。発振回路４０から出力されるランプ電流の制御は、時刻ｔ４以降に開始される。
【００３４】
この電流制御部４４についても、所定期間の電流測定値の平均値と所定値との差異を制御信号とすることができる。１測定値に依拠するよりもデータの信頼性が向上するため、電流制御の精度が向上する。
【００３５】
本発明では、ランプ電圧測定値に基づき、ランプ電極２１、２２の予熱後に、グロー球３の電極が「開」状態となった結果として、ランプ電極２１、２２間に放電電流が流れ始めたことを判定し、その後、発振回路４０による電流制御を開始し、放電ランプ２の点灯制御を行う。従って、グロー球３を装備した放電ランプ２に対して、グロー球３を活用する形でインバータ４による点灯制御を実現することができる。
【００３６】
また、グロー球３を装備した放電ランプ２と、図５（ａ）に示す安定器６とを備えた既設照明装置１の安定器６をインバータ４に置き換える場合、本発明に係るインバータ４を使用することにより、放電ランプ２と安定器６との間の配線をそのまま利用して放電ランプ２とインバータ４との間の配線を行うことができる。そのため、安定器６をインバータ４に置き換えるに際して配線の組み替えをする必要がなく、従来に比べて置き換え作業を簡略化することができ、工期短縮を図ることができる。
【００３７】
（実施形態２）
図３は実施形態２に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す実施形態１の照明装置１との相違点は、ランプ状態測定部４７が、ランプ電圧測定回路４１とランプ電流測定回路４３とで構成され、状態パラメータはランプ電圧測定回路４１で測定されるランプ電圧と、ランプ電流測定回路４３で測定されるランプ電流になるということ、及び、インバータ４０の放電開始判定部４２は、ランプ電圧測定回路４１によるランプ電圧測定値だけでなく、ランプ電流測定回路４３によるランプ電流測定値も入力し、両測定値から、ランプ電極２１、２２間の放電が開始したことを判定するという点である。その他については実施形態１と同様である。
【００３８】
図２は、本実施形態２のランプ電圧、ランプ電流の時間変化をも示している。放電開始判定部４２は、図２に示すように、電圧値Ｖ０、電流値Ｉ０を予め設定しておき、インバータ４がＯＮ状態となり、ランプ電圧測定値が電圧値Ｖ０を超え、且つランプ電流測定値が電流値Ｉ０を超えた初めてのときを、ランプ電極の予熱後で、グロー球３の電極が「開」状態になり、その結果ランプ電極間で放電が開始したときと判定する。この判定により放電開始判定部４２は制御開始信号を発振回路４０に出力する。これ以降は実施形態１と同じである。放電開始判定部４２は、所定の判定期間を設け、判定に使用するランプ電圧測定値、およびランプ電流測定値として、それぞれの測定値の判定期間内の平均値を比較対象の測定値として使用しても良い。
【００３９】
また、調光制御を考慮し、電圧値Ｖ０、電流値Ｉ０を固定値ではなく、それぞれの調光時に予め測定したランプ電圧値、及びランプ電流値に所定の割合を乗じて求めた値を、調光の設定値毎に予め規定しておき、放電開始判定部４２は、この規定された値を判定に使用しても良い。また、それぞれの設計計算値に基づき設定しても良い。
【００４０】
このように、実施形態２によれば、放電開始判定部４２は、電圧、電流の２種類の測定値に基づき上述の判定を行うので、判定結果の信頼性が向上する。従って、実施形態２に依れば、より高い信頼性で、実施形態１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
（実施形態３）
図４は実施形態３に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。実施形態１との相違点は、ランプ状態測定部４７が兼用するランプ電流測定回路４３であり、このときの状態パラメータはランプ電流であること、及び放電開始判定部４２は、ランプ電流測定回路４３によるランプ電流の測定値だけを利用してランプ電極２１、２２間で放電が開始したことを判定することである。
【００４２】
図２のランプ電流の時間変化を示す図は本実施形態３のランプ電流の時間変化をも示している。放電開始判定部４２は、インバータ４がＯＮ状態となり、ランプ電流測定値が図２に示す予め設定された電流値Ｉ１とＩ０との間の値になったとき、ランプ電極２１、２２間の放電が開始されたと判定し、制御開始信号を発振回路４０に出力する。
【００４３】
放電開始判定部４２は、ランプ電流測定値が、電流値Ｉ１を超え、その後所定の割合、もしくは値だけ低減したときに上述の判定を行っても良い。
【００４４】
電流値Ｉ０については、これを、グロー球３が「閉」から「開」状態になったとき（図２の時刻ｔ３〜ｔ４間）のランプ電流値を超えず、グロー球３の電極間放電期間（図２の時刻ｔ１〜ｔ２間）のランプ電流値を超える値に設定し、電流値Ｉ１については、これを、グロー球３が「閉」状態のとき（図２の時刻ｔ２〜ｔ３間）のランプ電流値を超えず、グロー球３の電極間放電期間（図２の時刻ｔ１〜ｔ２間）のランプ電流値を超える値に設定する。
【００４５】
電流値Ｉ１はグロー球３の電極が「開」から「閉」状態に移行したことに対応して設定された値で、電流値Ｉ０はグロー球３の電極間が一端「閉」状態を経由した後「開」状態になったときの放電に対応して設定された値である。従って、ランプ電流測定値に対する判定条件により、グロー球３が所期の動作を行った後、ランプ電極２１、２２間に放電が生じたことを確認することができる。
【００４６】
また、実施形態１、２で説明したように、所定の判定期間を設け、放電開始判定部４２はその間のランプ電流測定値の平均値と設定された電流値Ｉ０、Ｉ１とを比較して判定を行ってもよい。その他については実施形態１、または２と同様である。
【００４７】
このように、本実施形態３によれば、放電開始判定部４２は、ランプ電流測定値だけを利用することにより判定を行うことができる。そのためランプ電圧測定回路を装備する必要がなくなり、より簡単な構成で、実施形態１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００４９】
（付記１）グロー球を備えた予熱型の放電ランプ用のインバータであって、
前記放電ランプに予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする放電ランプ用のインバータ。
【００５０】
（付記２）前記判定に使用する前記ランプ状態測定部の測定値は、所定の判定期間の平均値である、
ことを特徴とする付記１に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５１】
（付記３）前記ランプ状態測定部は、前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５２】
（付記４）前記ランプ状態測定部は、兼用する前記ランプ電流測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電流である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５３】
（付記５）前記ランプ状態測定部は、
兼用する前記ランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路と、で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧と前記ランプ電流である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５４】
（付記６）前記放電開始判定部は、前記インバータがＯＮ状態になった後、初めて前記ランプ電圧の測定値が、互いに異なる値としてあらかじめ設定された第１の電圧値と第２の電圧値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５５】
（付記７）前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が、前記インバータがＯＮ状態になり、初めて所定の電圧値を超えた後、所定時間以上、前記所定の電圧値を超えず、その後初めて前記所定の電圧値を超えたときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５６】
（付記８）前記放電開始判定部は、前記ランプ電流の測定値が、互いに異なる値である第１の電流値と第２の電流値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記４に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５７】
（付記９）前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が所定の電圧値を超え、且つ前記ランプ電流の測定値が所定の電流値を超えた、初めてのときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記５に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５８】
（付記１０）グロー球を備えた予熱型の放電ランプと、電極予熱電流または所定値に制御した放電電流をランプ電流として前記放電ランプに供給するインバータとを備える照明装置であって、
前記インバータは、
前記放電ランプに前記ランプ電流を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、照明装置用のインバータとして、及び照明装置として利用できるとともに、グロー球を装備した放電ランプと安定器とを備えた既設照明装置の安定器を本発明のインバータに置き換えるという置き換え工事にも利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 照明装置
２ 放電ランプ
３ グロー球
４ インバータ
５ 電源
６ 安定器
２１、２２ ランプ電極
４０ 発振回路
４１ ランプ電圧測定回路
４２ 放電開始判定部
４３ ランプ電流測定回路
４４ 電流制御部
４５ 整流回路・力率改善回路
４６ 調光回路
４７ ランプ状態測定部
２１１、２１２ ランプ電極２１の電極端子
２２１、２２２ ランプ電極２２の電極端子
４０１、４０２ インバータ４の電流出力端子
Ｌ１ インダクタンス
Ｃ１ 容量
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯時のランプ電極の予熱にグロー球を使用する予熱型の放電ランプにランプ電流を供給し制御する放電ランプ用のインバータ、および該インバータを使用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯に代表される予熱型の放電ランプを使用した照明装置には、図５（ａ）に示すように、放電ランプの点灯にグロー球を用い、点灯後は、安定器を介してランプ電流を供給するというものが多数存在する。グロー球は放電ランプの電極（ランプ電極）の予熱用電路として用いられる。このような照明装置では、予熱後にグロー球の電極間がバイメタル効果により「開」になることで、安定器から高電圧が放電ランプのランプ電極間に供給される。この高電圧とランプ電極の予熱効果によりランプ電極間で放電が開始し、放電ランプが点灯する。安定器は、ランプ点灯に必要な高電圧を発生させ放電ランプの始動を助けるとともに、点灯後はランプ電流を制御して放電の安定性を確保する機能を有している。
【０００３】
一方、安定器に替えてインバータを使用すると、同じ消費電力量でもランプの明るさが向上するため、昨今の省エネルギー化の要請に合致し、また、高周波点灯となるためちらつきが少なくなり、軽量となる等の利点がある。そのため、近年、グロー球を備えた放電ランプと安定器とで構成されている既設の照明装置を対象として、安定器をインバータに置き換えたいという要請がある。
【０００４】
照明装置にインバータを使用した例は、例えば特許文献１に示されている。インバータを使用した場合、ランプ電極の予熱用の電路にはコンデンサが使用され、グロー球は使用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１６９５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、グロー球を備えた放電ランプと安定器とで構成された図５（ａ）に示す照明器具の安定器を、インバータに置き換えるときは、図５（ｂ）に示すように、グロー球を撤去し、インバータと放電ランプ間の配線を、安定器と放電ランプ間の配線から変更する必要が生じる。その結果、置き換え作業に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、グロー球を備えた放電ランプに適用可能な、放電ランプ用のインバータ、および該インバータを使用した照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係る放電ランプ用のインバータは、
グロー球を備えた予熱型の放電ランプ用のインバータであって、
前記放電ランプに予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備える。
【０００９】
本発明の第２の観点に係る照明装置は、
グロー球を備えた予熱型の放電ランプと、電極予熱電流または所定値に制御した放電電流をランプ電流として前記放電ランプに供給するインバータとを備える照明装置であって、
前記インバータは、
前記放電ランプに前記ランプ電流を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る放電ランプ用のインバータおよび照明装置によれば、インバータと、グロー球を備えた放電ランプとを組み合わせて使用することができる。また、グロー球を備えた放電ランプと、安定器とで構成される既存の照明装置の安定器をインバータに置き換える際に、本発明に係るインバータを使用することにより、グロー球を残してこれを利用し、且つ安定器と放電ランプ間の配線をそのまま利用してインバータと放電ランプ間の配線を行うことができる。そのため、置き換え工事を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係るランプ電流およびランプ電圧の時間変化の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】（ａ）安定器を使用した従来の照明装置の構成例を示すブロック図である。（ｂ）インバータを使用した従来の照明装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、実施形態１に係る照明装置１は、グロー球３を備えた放電ランプ２と、放電ランプ２にランプ電流を供給するインバータ４とを備える。電源５は照明装置１に電流を供給する。
【００１３】
放電ランプ２は、放電用のガスを封入したガラス管と、放電ランプ２の両端のガラス管内に設置されたランプ電極２１、２２と、ランプ電極２１の両端からガラス管外にそれぞれ引き出された電極端子２１１、２１２と、ランプ電極２２の両端からガラス管外にそれぞれ引き出された電極端子２２１、及び２２２とを備える。放電ランプ２の電極端子２１２と、電極端子２２２との間にはグロー球３が接続されている。電極端子２１１、２２１はそれぞれインバータ４の電流出力端子４０１、４０２に接続されている。
【００１４】
インバータ４は、発振回路４０と、ランプ電圧測定回路４１（実施形態１ではランプ状態測定部４７を意味する）と、放電開始判定部４２と、ランプ電流測定回路４３と、電流制御部４４と、整流回路・力率改善回路４５と、調光回路４６とを備える。
【００１５】
発振回路４０は、電源５から供給される交流電流から高周波電流を生成し、放電ランプ２にランプ電流として供給する。ランプ電圧測定回路４１は、放電ランプ２のランプ電極２１、２２間の電圧を測定する。ランプ電流測定回路４３は、放電ランプ２のランプ電極２１、２２間に流れるランプ電流を測定する。放電開始判定部４２は、ランプ電圧測定値に基づき、ランプ電極２１、２２間で放電が開始したことを判定し、制御開始信号を発振回路４０に出力する。電流制御部４４は、ランプ電流測定値と制御対象となる所定の電流値（以下所定値という）との差異を制御信号として発振回路４０に出力する。制御開始信号の入力後、発振回路４０は、入力する制御信号が実質０になるように、すなわちランプ電流測定値が所定値に等しくなるように、出力電流を制御する。
【００１６】
なお、発振回路４０と電源５の間には発振回路４０で高周波電流を生成するための準備段階の電流信号処理として整流回路・力率改善回路４５が設置され、その出力は発振回路４０に入力される。また、放電ランプ２の光量調節を目的として発振回路４０から出力される電流、即ちランプ電流を設定するための調光回路４６が設置されている。調光回路４６の出力は発振回路４０に出力される。
【００１７】
ランプ状態測定部４７は、放電開始判定部４２で放電が開始したことを判定するための材料として、ランプの状態を示す状態パラメータを測定し、測定値を放電開始判定部４２に提供する。図１ではランプ電圧測定回路４１がランプ状態測定部４７の役割を担っており、実施形態１におけるランプ状態測定部４７はランプ電圧測定回路４１と同義である。状態パラメータはランプ電圧である。
【００１８】
図１に示すインダクタンスＬ１と容量Ｃ１とは、放電ランプ２への電力供給路に設置されており、放電開始時に放電ランプ２に高電圧を供給するための共振回路を構成する。抵抗Ｒ１、Ｒ２はランプ電圧測定回路４３でランプ電圧を測定するための入力電圧生成用の分割抵抗を構成する。ダイオードＤ１、Ｄ２はそれぞれランプ電流測定回路４３、ランプ電圧測定回路４１の入力端に、片側の極性の電流、電圧信号のみを測定対象とする目的で設置されている。
【００１９】
ランプ電圧測定回路４１は、抵抗Ｒ２の両端の電圧を測定し、その測定値を放電ランプ２のランプ電極２１、２２間の電圧値に換算し、これをランプ電圧測定値とする。ランプ電圧測定値は放電開始判定部４２に出力される。
【００２０】
ランプ電流測定回路４３は、インダクタンスＬ１に所定のインダクタンスを結合させた電流路の一端をその入力端子に接続し、インダクタンスＬ１に流れる発振回路４０の出力電流により、結合された所定のインダクタンスに誘導される電流をランプ電流として測定する。ランプ電流測定値は電流制御部４４に出力される。
【００２１】
図２は実施形態１に係るランプ電流およびランプ電圧の時間変化の例を示す図である。
図１に示す照明装置１の動作について、図２を参照しながら説明する。なお、以下ではランプ電流は、ランプ電極間の放電電流だけでなく、ランプ電極の予熱の際にグロー球３の電極間で流れる予熱電流も含むものとする。
【００２２】
放電ランプ２のランプ電極２１、２２は電極端子２１１、２２１を介してインバータ４の電流出力端子４０１、４０２とそれぞれ接続されている。図２に示す時刻ｔ１にインバータ４からの出力（高周波電力）が放電ランプ２に印加されるとする。この高周波電力は、ランプ電極２１、２２間に印加されることにより、電極２１の電極端子２１１、２１２及び電極２２の電極端子２２１、２２２を介してグロー球３の電極端子間にも印加される。これにより当初「開」状態となっているグロー球３の電極間で放電が開始される。この放電電流と、放電電路の抵抗により、グロー球３の電極間に電圧が発生し、これがランプ電圧となる。図２の「グロー球放電期間」として示す領域（時刻ｔ１〜ｔ２）がこの状態に該当する。このときの放電電流は微少であるため、ランプ電流はその後のランプ電流に比べて小さい。なお、電流値、電圧値とはそれぞれの振幅値の１／２、例えば、正値を有する部分の振幅値のことを言うものとする。
【００２３】
グロー球３では放電によりその電極が加熱され、バイメタル構造を有する電極の熱膨張によりその電極間が「閉」状態となる。グロー球３の電極間が「閉」状態になることにより、ランプ電圧はほぼ０Ｖになる。一方、ランプ電流は、グロー球３の電極間が「閉」状態となることにより増大する。この状態は図２に「グロー球閉状態」として示す領域（時刻ｔ２〜ｔ３）に該当する。この電流は電極端子２１１、および２１２間を流れ、ランプ電極２１を加熱し、更に、グロー球３を経由して、電極端子２２２、および２２１間を流れ、ランプ電極２２を加熱する。この段階がランプ電極の予熱である。この予熱により、ランプ電極２１、２２は温度が上昇し、放電が発生しやすい状態になる。
【００２４】
グロー球３の電極が「閉」状態になると、グロー球３での放電による電極の加熱が停止するため、その電極温度は低下し、時刻ｔ２からある時間が経過した時刻ｔ３に、グロー球３の電極は、熱収縮効果により当初の「開」の状態に戻る。
【００２５】
グロー球３の電極が「開」状態になると、インダクタンスＬ１と容量Ｃ１とで構成される共振回路の働きにより、加熱されたランプ電極２１、２２間に短時間高電圧が印加され、この高電圧によりランプ電極２１、２２間で放電が発生し、放電電流が流れ始める。放電電流によりガラス管に封入されたガスが発光し放電ランプ２から光が放出される。これ以降は、この放電電流がランプ電流となる。放電開始後のランプ電圧は放電ランプ２の放電電流とランプ電極２１、２２間の放電時の電路抵抗との積で定まる値となる。
【００２６】
放電ランプ２での放電電流は、所定値に制御する必要がある。そのため、グロー球３の電極間が「開」状態になり、ランプ電極２１、２２間で放電電流が流れ始めたことを判定し、その後電流制御を開始する必要がある。この判定は放電開始判定部４２において実施される。放電開始判定部４２は、ランプ電圧測定回路４１で得られるランプ電圧測定値を入力し、この電圧測定値に基づき、この判定を行う。この判定がなされると放電開始判定部４２は制御開始信号を発振回路４０に出力し、この制御開始信号を受けて発振回路４０は出力電流、即ちランプ電流の制御を開始する。
【００２７】
放電開始判定部４２は、インバータ４がＯＮ状態となり、放電ランプに電力を供給した後、ランプ電圧測定値が図２に示す値Ｖ０とＶ１との間の値に初めてなった時に制御開始信号を出力する。電圧値Ｖ０については、これを図２に示す放電ランプ２の放電時のランプ電圧測定値を超えず、グロー球３の電極が「閉」状態の時のランプ電圧測定値よりも大きい値に設定する。電圧値Ｖ１については、これを図２のグロー球３の放電時のランプ電圧測定値を超えず、放電ランプ２の放電時のランプ電圧測定値を超える値に設定する。いずれも予め各電圧値を測定して設定しておく。これらの測定値に代え設計計算結果に基づき上述の設定を行ってもよい。
【００２８】
電圧値Ｖ１はグロー球３の電極間放電に対応して設定された値で、電圧値Ｖ０はグロー球３の電極間が一端「閉」状態を経由した後「開」状態になったときの放電に対応して設定された値である。従って、ランプ電圧測定値に対する判定条件により、グロー球３が所期の動作を行った後、ランプ電極２１、２２間に放電が生じたことを確認することができる。
【００２９】
通常、この判定には所定の期間を設け（図２に示す時刻ｔ３〜ｔ４間の「放電開始判定期間」）、例えばこの間の電圧測定値の平均値を求め、この平均値と電圧値Ｖ０、Ｖ１との対比を行い、グロー球３の電極間が「開」状態になり、ランプ電極２１、２２間に放電電流が流れ始めたことを判定する。これは、１測定値のみで判定するのは信頼性にかけるという理由による。
【００３０】
電流制御部４４は、ランプ電流測定回路４３で得られたランプ電流測定値を入力し、この測定値と所定値との差異を制御信号として発振回路４０に出力する。発振回路４０は放電開始判定部４２から制御開始信号を入力した後、電流制御部４４から入力した制御信号により、ランプ電流測定値が所定値になるようにその出力電流、即ちランプ電流を制御する。図２の時刻ｔ４以降にこの電流制御がなされている。
【００３１】
なお、発振回路４０からの電流出力は調光回路による調光に従って変化することがあり、その場合はランプ電圧も変化する。そのため、電圧値Ｖ０、Ｖ１は固定値ではなく、それぞれの調光時のランプ電圧を予め測定し、これに所定の割合を乗じたものとして調光の設定毎に予め規定しておき、放電開始判定部４２は、この規定された値を判定に使用する。また、それぞれの設計電圧値に基づき設定しても良い。
【００３２】
また、放電開始判定部４２は、制御開始信号を、ランプ電圧測定値が図２に示す電圧値Ｖ０を２回目に超えたときに出力するようにしても良い。この場合の電圧値Ｖ０は上述した条件に加え、グロー球３の放電期間内のランプ電圧測定値を超えない値にしておく必要がある。その時は、グロー球放電期間にランプ電圧測定値が電圧値Ｖ０を超える状態が続く。その後、所定時間（図２のグロー球「閉」状態の時刻ｔ２〜ｔ３間）、電圧値Ｖ０を超える電圧値が測定されず、次に電圧値Ｖ０を超える電圧測定値が得られた時を２回目とし、放電開始判定部４２は、このときを放電開始時と判定し放電開始信号を出力する。なお、所定の判定期間（図２の放電開始判定期間ｔ３〜ｔ４）を設け、放電開始判定部４２は、この期間内のランプ電圧測定値の平均値が電圧値Ｖ０を超えたときに判定を行ってもよい。
【００３３】
上述したいずれの判定方法であっても、時刻ｔ４に放電開始判定部４２から発振回路４０に制御開始信号が出力される。発振回路４０から出力されるランプ電流の制御は、時刻ｔ４以降に開始される。
【００３４】
この電流制御部４４についても、所定期間の電流測定値の平均値と所定値との差異を制御信号とすることができる。１測定値に依拠するよりもデータの信頼性が向上するため、電流制御の精度が向上する。
【００３５】
本発明では、ランプ電圧測定値に基づき、ランプ電極２１、２２の予熱後に、グロー球３の電極が「開」状態となった結果として、ランプ電極２１、２２間に放電電流が流れ始めたことを判定し、その後、発振回路４０による電流制御を開始し、放電ランプ２の点灯制御を行う。従って、グロー球３を装備した放電ランプ２に対して、グロー球３を活用する形でインバータ４による点灯制御を実現することができる。
【００３６】
また、グロー球３を装備した放電ランプ２と、図５（ａ）に示す安定器６とを備えた既設照明装置１の安定器６をインバータ４に置き換える場合、本発明に係るインバータ４を使用することにより、放電ランプ２と安定器６との間の配線をそのまま利用して放電ランプ２とインバータ４との間の配線を行うことができる。そのため、安定器６をインバータ４に置き換えるに際して配線の組み替えをする必要がなく、従来に比べて置き換え作業を簡略化することができ、工期短縮を図ることができる。
【００３７】
（実施形態２）
図３は実施形態２に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す実施形態１の照明装置１との相違点は、ランプ状態測定部４７が、ランプ電圧測定回路４１とランプ電流測定回路４３とで構成され、状態パラメータはランプ電圧測定回路４１で測定されるランプ電圧と、ランプ電流測定回路４３で測定されるランプ電流になるということ、及び、インバータ４０の放電開始判定部４２は、ランプ電圧測定回路４１によるランプ電圧測定値だけでなく、ランプ電流測定回路４３によるランプ電流測定値も入力し、両測定値から、ランプ電極２１、２２間の放電が開始したことを判定するという点である。その他については実施形態１と同様である。
【００３８】
図２は、本実施形態２のランプ電圧、ランプ電流の時間変化をも示している。放電開始判定部４２は、図２に示すように、電圧値Ｖ０、電流値Ｉ０を予め設定しておき、インバータ４がＯＮ状態となり、ランプ電圧測定値が電圧値Ｖ０を超え、且つランプ電流測定値が電流値Ｉ０を超えた初めてのときを、ランプ電極の予熱後で、グロー球３の電極が「開」状態になり、その結果ランプ電極間で放電が開始したときと判定する。この判定により放電開始判定部４２は制御開始信号を発振回路４０に出力する。これ以降は実施形態１と同じである。放電開始判定部４２は、所定の判定期間を設け、判定に使用するランプ電圧測定値、およびランプ電流測定値として、それぞれの測定値の判定期間内の平均値を比較対象の測定値として使用しても良い。
【００３９】
また、調光制御を考慮し、電圧値Ｖ０、電流値Ｉ０を固定値ではなく、それぞれの調光時に予め測定したランプ電圧値、及びランプ電流値に所定の割合を乗じて求めた値を、調光の設定値毎に予め規定しておき、放電開始判定部４２は、この規定された値を判定に使用しても良い。また、それぞれの設計計算値に基づき設定しても良い。
【００４０】
このように、実施形態２によれば、放電開始判定部４２は、電圧、電流の２種類の測定値に基づき上述の判定を行うので、判定結果の信頼性が向上する。従って、実施形態２に依れば、より高い信頼性で、実施形態１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
（実施形態３）
図４は実施形態３に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。実施形態１との相違点は、ランプ状態測定部４７が兼用するランプ電流測定回路４３であり、このときの状態パラメータはランプ電流であること、及び放電開始判定部４２は、ランプ電流測定回路４３によるランプ電流の測定値だけを利用してランプ電極２１、２２間で放電が開始したことを判定することである。
【００４２】
図２のランプ電流の時間変化を示す図は本実施形態３のランプ電流の時間変化をも示している。放電開始判定部４２は、インバータ４がＯＮ状態となり、ランプ電流測定値が図２に示す予め設定された電流値Ｉ１とＩ０との間の値になったとき、ランプ電極２１、２２間の放電が開始されたと判定し、制御開始信号を発振回路４０に出力する。
【００４３】
放電開始判定部４２は、ランプ電流測定値が、電流値Ｉ１を超え、その後所定の割合、もしくは値だけ低減したときに上述の判定を行っても良い。
【００４４】
電流値Ｉ０については、これを、グロー球３が「閉」から「開」状態になったとき（図２の時刻ｔ３〜ｔ４間）のランプ電流値を超えず、グロー球３の電極間放電期間（図２の時刻ｔ１〜ｔ２間）のランプ電流値を超える値に設定し、電流値Ｉ１については、これを、グロー球３が「閉」状態のとき（図２の時刻ｔ２〜ｔ３間）のランプ電流値を超えず、グロー球３の電極間放電期間（図２の時刻ｔ１〜ｔ２間）のランプ電流値を超える値に設定する。
【００４５】
電流値Ｉ１はグロー球３の電極が「開」から「閉」状態に移行したことに対応して設定された値で、電流値Ｉ０はグロー球３の電極間が一端「閉」状態を経由した後「開」状態になったときの放電に対応して設定された値である。従って、ランプ電流測定値に対する判定条件により、グロー球３が所期の動作を行った後、ランプ電極２１、２２間に放電が生じたことを確認することができる。
【００４６】
また、実施形態１、２で説明したように、所定の判定期間を設け、放電開始判定部４２はその間のランプ電流測定値の平均値と設定された電流値Ｉ０、Ｉ１とを比較して判定を行ってもよい。その他については実施形態１、または２と同様である。
【００４７】
このように、本実施形態３によれば、放電開始判定部４２は、ランプ電流測定値だけを利用することにより判定を行うことができる。そのためランプ電圧測定回路を装備する必要がなくなり、より簡単な構成で、実施形態１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００４９】
（付記１）グロー球を備えた予熱型の放電ランプ用のインバータであって、
前記放電ランプに予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする放電ランプ用のインバータ。
【００５０】
（付記２）前記判定に使用する前記ランプ状態測定部の測定値は、所定の判定期間の平均値である、
ことを特徴とする付記１に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５１】
（付記３）前記ランプ状態測定部は、前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５２】
（付記４）前記ランプ状態測定部は、兼用する前記ランプ電流測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電流である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５３】
（付記５）前記ランプ状態測定部は、
兼用する前記ランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路と、で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧と前記ランプ電流である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５４】
（付記６）前記放電開始判定部は、前記インバータがＯＮ状態になった後、初めて前記ランプ電圧の測定値が、互いに異なる値としてあらかじめ設定された第１の電圧値と第２の電圧値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５５】
（付記７）前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が、前記インバータがＯＮ状態になり、初めて所定の電圧値を超えた後、所定時間以上、前記所定の電圧値を超えず、その後初めて前記所定の電圧値を超えたときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５６】
（付記８）前記放電開始判定部は、前記ランプ電流の測定値が、互いに異なる値である第１の電流値と第２の電流値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記４に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５７】
（付記９）前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が所定の電圧値を超え、且つ前記ランプ電流の測定値が所定の電流値を超えた、初めてのときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする付記５に記載の放電ランプ用のインバータ。
【００５８】
（付記１０）グロー球を備えた予熱型の放電ランプと、電極予熱電流または所定値に制御した放電電流をランプ電流として前記放電ランプに供給するインバータとを備える照明装置であって、
前記インバータは、
前記放電ランプに前記ランプ電流を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、照明装置用のインバータとして、及び照明装置として利用できるとともに、グロー球を装備した放電ランプと安定器とを備えた既設照明装置の安定器を本発明のインバータに置き換えるという置き換え工事にも利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 照明装置
２ 放電ランプ
３ グロー球
４ インバータ
５ 電源
６ 安定器
２１、２２ ランプ電極
４０ 発振回路
４１ ランプ電圧測定回路
４２ 放電開始判定部
４３ ランプ電流測定回路
４４ 電流制御部
４５ 整流回路・力率改善回路
４６ 調光回路
４７ ランプ状態測定部
２１１、２１２ ランプ電極２１の電極端子
２２１、２２２ ランプ電極２２の電極端子
４０１、４０２ インバータ４の電流出力端子
Ｌ１ インダクタンス
Ｃ１ 容量
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グロー球を備えた予熱型の放電ランプ用のインバータであって、
前記放電ランプに予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする放電ランプ用のインバータ。
【請求項２】
前記判定に使用する前記ランプ状態測定部の測定値は、所定の判定期間の平均値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項３】
前記ランプ状態測定部は、前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項４】
前記ランプ状態測定部は、兼用する前記ランプ電流測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電流である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項５】
前記ランプ状態測定部は、
兼用する前記ランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路と、で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧と前記ランプ電流である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項６】
前記放電開始判定部は、前記インバータがＯＮ状態になった後、初めて前記ランプ電圧の測定値が、互いに異なる値としてあらかじめ設定された第１の電圧値と第２の電圧値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項７】
前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が、前記インバータがＯＮ状態になり、初めて所定の電圧値を超えた後、所定時間以上、前記所定の電圧値を超えず、その後初めて前記所定の電圧値を超えたときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項８】
前記放電開始判定部は、前記ランプ電流の測定値が、互いに異なる値である第１の電流値と第２の電流値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項９】
前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が所定の電圧値を超え、且つ前記ランプ電流の測定値が所定の電流値を超えた、初めてのときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項１０】
グロー球を備えた予熱型の放電ランプと、電極予熱電流または所定値に制御した放電電流をランプ電流として前記放電ランプに供給するインバータとを備える照明装置であって、
前記インバータは、
前記放電ランプに前記ランプ電流を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
グロー球を備えた予熱型の放電ランプ用のインバータであって、
前記放電ランプに予熱電流または放電電流（併せてランプ電流と総称する）を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする放電ランプ用のインバータ。
【請求項２】
前記判定に使用する前記ランプ状態測定部の測定値は、所定の判定期間の平均値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項３】
前記ランプ状態測定部は、前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項４】
前記ランプ状態測定部は、兼用する前記ランプ電流測定回路で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電流である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項５】
前記ランプ状態測定部は、
兼用する前記ランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの放電電極間の電圧であるランプ電圧を測定するランプ電圧測定回路と、で構成され、
前記状態パラメータは、前記ランプ電圧と前記ランプ電流である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項６】
前記放電開始判定部は、前記インバータがＯＮ状態になった後、初めて前記ランプ電圧の測定値が、互いに異なる値としてあらかじめ設定された第１の電圧値と第２の電圧値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項７】
前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が、前記インバータがＯＮ状態になり、初めて所定の電圧値を超えた後、所定時間以上、前記所定の電圧値を超えず、その後初めて前記所定の電圧値を超えたときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項８】
前記放電開始判定部は、前記ランプ電流の測定値が、互いに異なる値である第１の電流値と第２の電流値との間の値になったときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項９】
前記放電開始判定部は、前記ランプ電圧の測定値が所定の電圧値を超え、且つ前記ランプ電流の測定値が所定の電流値を超えた、初めてのときを、前記放電ランプの放電が開始したときと判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の放電ランプ用のインバータ。
【請求項１０】
グロー球を備えた予熱型の放電ランプと、電極予熱電流または所定値に制御した放電電流をランプ電流として前記放電ランプに供給するインバータとを備える照明装置であって、
前記インバータは、
前記放電ランプに前記ランプ電流を供給する発振回路と、
前記ランプ電流を測定するランプ電流測定回路と、
前記放電ランプの状態を示す状態パラメータを測定するランプ状態測定部と、
前記状態パラメータの測定値に基づき、前記放電ランプの放電が開始したときを判定し、前記発振回路による前記ランプ電流の制御を開始するための制御開始信号を前記発振回路に出力する放電開始判定部と、
前記制御開始信号を受け、前記ランプ電流の測定値に基づき、該ランプ電流が所定の値になるように、前記発振回路を制御する電流制御信号を生成し、前記発振回路に出力する電流制御部と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１０４０６（Ｐ２０１１−２１０４０６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４５６４（Ｐ２０１０−７４５６４）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３０００２２３５３）ＮＥＣライティング株式会社 (483)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３０００２２３５３）ＮＥＣライティング株式会社 (483)
【Ｆターム（参考）】
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