放電灯点灯装置、及びそれを用いた照明器具
【課題】 簡易な構成で調光下限が拡大した放電灯点灯装置、及びそれを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】 直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源回路１と、直流電源回路１が出力する直流電圧Ｖｄｃから、高周波電力を生成して出力する高周波電源回路２と、高周波電源回路２と無電極放電灯４との間に配置され、無電極放電灯４に高周波電力を供給する共振回路３と、無電極放電灯４を調光制御する調光制御回路５と、高周波電源回路２駆動周波数を変化させる周波数制御部６とを備え、共振回路２を高周波電力が極大であるときに、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように二重共振回路を構成し、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を変動させる。
【解決手段】 直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源回路１と、直流電源回路１が出力する直流電圧Ｖｄｃから、高周波電力を生成して出力する高周波電源回路２と、高周波電源回路２と無電極放電灯４との間に配置され、無電極放電灯４に高周波電力を供給する共振回路３と、無電極放電灯４を調光制御する調光制御回路５と、高周波電源回路２駆動周波数を変化させる周波数制御部６とを備え、共振回路２を高周波電力が極大であるときに、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように二重共振回路を構成し、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を変動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光制御が可能な放電灯点灯装置、及びそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放電灯への出力電圧と出力電流の位相差を一定に制御する放電灯点灯装置が開示されている（例えば、特許文献１）。従来例１として、この放電灯点灯装置を以下に説明する。
【０００３】
本従来例の放電灯点灯装置の構成図を図９に示す。本従来例の放電灯点灯装置は、無電極放電灯点灯装置であり、商用交流電源１４３はダイオードブリッジ１４４で整流されたあと、直流電圧レギュレータ１４５で安定化された直流電源ＶＤＤにされ、ハーフブリッジ型に接続されたスイッチング素子のＦＥＴ−Ｔ１０１，Ｔ１０２に加えられる。ここで、増幅器１３９、ドライバ１２２およびＦＥＴ−Ｔ１０１，Ｔ１０２は、インバータ回路を構成している。このインバータ回路から出力される高周波電源は、直列共振コンデンサＣｓと並列共振コンデンサＣｐからなるマッチング回路を介して無電極放電ランプの励起コイルＬに供給される。ＳＴは、始動回路である。インバータ回路の出力電圧は検出点１２４Ｂで検出され、位相比較器１４６に送られ、出力電流は検出点１２４Ａで検出され、位相比較器１４６に送られる。この位相比較器１４６では、出力電流と出力電圧の位相差が検出され、この位相差に比例した電圧信号が電圧制御発振器１３７に送られる。この電圧制御発振器１３７の出力は、増幅器１３９を介してインバータスイッチング素子を駆動するドライバ１２２に供給される。これにより、高周波電源の出力電流と出力電圧の位相差が一定に保たれるように、インバータ回路の駆動周波数が制御される。また、インバータ回路の出力電流は、整流回路１４７で直流に変換され、出力電流値に比例した電圧信号にされたあと比較器１４８に送られる。この比較器１４８では、基準電圧１４９と出力電流値とが比較され、この比較出力に基づいて直流電圧レギュレータ１４５が制御されることにより、インバータ回路の出力電流値が一定に保たれる。
【０００４】
このように位相を合わせるループと出力電流値を一定化する２つの制御ループが働いており、このような制御ループによりインバータ回路の出力状態を監視することにより、インバータ回路のスイッチング素子に逆方向電流が流れなくなり、素子を保護できる。また、スイッチング素子のバラツキやマッチング回路のバラツキに対する許容幅を広くでき、始動時に十分な電流を励起コイルに流すことができる。
【０００５】
次に、従来例２として、部品ばらつきが大きい場合においても、立ち消えを抑制することのできる無電極放電灯点灯装置を以下に説明する（例えば、特許文献２）。
【０００６】
本従来例の無電極放電灯点灯装置は、図１０に示すようにスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２のオン・オフにより直流電源Ｅが供給する直流電力を高周波電力に変換する高周波電源回路２０１と、高周波電源回路２０１に接続されインダクタＬｓ及びコンデンサＣｓ、Ｃｐを含む共振回路２０２と、共振回路２０２に接続され無電極放電灯２０３に誘導電界を誘起する誘導コイルＬｃと、を備えている。
【０００７】
誘導コイルＬｃに高周波電力を供給する高周波電源回路２０１の直流電源Ｅは、外部からの調光信号に応じた直流電圧を出力するもので、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２の直列回路に接続されるとともに、直流電源Ｅの直流電圧を調光信号に基づいて増減させる出力電圧調整回路２０４に接続されている。
【０００８】
共振回路２０２は、高周波電源回路２０１のスイッチング素子ＳＷ２の両端に接続されたインダクタンスＬｓとコンデンサＣｐの直列回路及びコンデンサＣｐの両端に接続されたコンデンサＣｓとで構成されている。コンデンサＣｓの負荷側の端子とコンデンサＣｐの回路グランド側の端子、即ち共振回路２０２の出力端には、無電極放電灯２０３に電磁誘導電界を誘起する誘導コイルＬｃが接続されている。
【０００９】
また、図１０に示すように共振回路２０２のインダクタンスＬｓには、共振回路２０２に流れる電流を検出する２次巻線が設けられており、その一端は回路グランドに接続され、他端は共振回路２０２の共振状態を検出する共振状態検出手段の１つであるインピーダンス算出部２１０の第１の入力端子に接続されている。インダクタンスＬｓとスイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２の接続点には、共振回路２０２の電圧を検出する抵抗Ｒ２０１及び抵抗Ｒ２０２の直列回路が接続されており、抵抗Ｒ２０１と抵抗Ｒ２０２の接続点が、インピーダンス算出部２１０の第２の入力端子に接続されている。インピーダンス算出部２１０は、共振回路２０２の電圧と共振電流の比によりインピーダンスを算出するもので、インピーダンス算出部２１０の出力端は、インピーダンス算出部２１０の検出信号に基づいてスイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２を共振周波数の近傍で駆動させるように駆動周波数を変化させる制御回路２１１の入力端に接続されている。ここで、制御回路２１１は、駆動周波数の変化前のインピーダンスを記憶するメモリと、メモリに記憶されたインピーダンスと検出されたインピーダンスとを比較部と、を備えている（いずれも図示せず）。制御回路２１１の出力端は、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２に駆動信号を出力する駆動回路２１２に接続され、駆動回路２１２の出力端は、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２に接続されている。
【００１０】
上記の構成によって、共振回路２０２における共振電流と共振電圧とを検出し、共振電流と共振電圧との比からインピーダンス算出部２１０がインピーダンスを算出する。そして、得られるインピーダンスが極大値となるように駆動周波数を変動させる。インピーダンスが極大値となる点で駆動周波数が共振周波数となるとみなせるので、共振回路２０２の部品ばらつきが大きい場合においても、立ち消えを抑制することができ、より深い調光が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１８４５９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５５９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来例１は、出力電力の効率を上げるために出力電圧と出力電流の両方を検出して位相差を算出し、位相差を一定にする制御をしているが、回路構成および制御方法が複雑となる。また、位相差を算出する手段が必要となるため、コストが増加する。
【００１３】
従来例２も、駆動周波数と共振周波数を一致させるために出力電圧と出力電流の両方を検出してインピーダンスを算出しているが回路構成が複雑となる。また、インピーダンスを算出する手段が必要となるため、コストが増加する。
【００１４】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で調光下限が拡大した放電灯点灯装置、及びそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、直流電圧を出力する直流電源回路と、直流電源回路が出力する直流電圧から、高周波電力を生成して出力する高周波電源回路と、高周波電源回路と放電灯との間に配置され、放電灯に高周波電力を供給する共振回路と、放電灯を調光制御する調光制御回路と、放電灯の全点灯時および調光点灯時において、放電灯に供給される前記高周波電力が極大となるように、前記共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させる周波数制御回路とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明によれば、放電灯に供給される高周波電力が極大であるときは、高周波電源回路の駆動周波数は、共振回路の共振周波数であるとみなすことができ、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、放電灯に供給される高周波電力が極大となるように高周波電源回路の駆動周波数を変化させることによって、簡易な構成で駆動周波数を共振回路の共振周波数と一致させることができるので、調光下限が拡大し、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記共振回路は、放電灯に供給される前記高周波電力が極大である時に、前記共振回路の放電灯への出力電圧または出力電流は極小となる構成であり、前記周波数制御回路は、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを検出し、当該検出した出力電圧または出力電流が極小となるように、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させることを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明によれば、高周波電力が極大であるときに、放電灯への出力電圧または出力電流は極小となる構成であるので、出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを検出し、検出した出力電圧または出力電流が極小となるように、高周波電源回路の駆動周波数を変化させることによって、駆動周波数を共振周波数と一致させることができるので、調光下限の拡大および調光比に応じた連続調光をすることができる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記共振回路は、２つ以上の共振周波数を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明によれば、２つ以上の共振周波数を備えるように共振回路を構成することによって、高周波電力が極大であるときに、放電灯への出力電圧または出力電流が極小となるように構成することができる。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記調光制御回路は、前記直流電源回路が出力する直流電圧を変化させることによって、前記放電灯を調光制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項４の発明によれば、直流電源回路が出力する直流電圧と、放電灯に供給される高周波電力との関係は、略比例関係にあるので、直流電圧を制御することによって、放電灯を調光制御することができる。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記放電灯は無電極放電灯で構成されており、当該無電極放電灯に誘導電磁界を供給する誘導コイルを用いて、前記共振回路を構成することを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明によれば、無電極放電灯に誘導電磁界を供給する誘導コイルを用いて、共振回路を構成することによって、共振回路を簡略化することができる。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、当該放電灯点灯装置によって点灯する放電灯とを備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項６の発明は、照明器具において、放電灯に供給される高周波電力が極大であるときは、高周波電源回路の駆動周波数は、共振回路の共振周波数であるとみなすことができ、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、放電灯に供給される高周波電力が極大となるように高周波電源回路の駆動周波数を変化させることによって、簡易な構成で駆動周波数を共振回路の共振周波数と一致させることができるので、調光下限が拡大し、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明では、簡易な構成で調光下限を拡大することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１における放電灯点灯装置のブロック構成を示す図である。
【図２】同上の回路構成を示す図である。
【図３】同上の調光比と直流電圧の関係を示す図である。
【図４】同上の駆動周波数に対する高周波電力および出力電圧の出力特性を示す図である。
【図５】同上の調光時における駆動周波数に対する高周波電力の出力特性を示す図である。
【図６】（ａ）（ｂ）同上の照明器具の構成を示す図である。
【図７】（ａ）（ｂ）実施形態２における放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【図８】同上の駆動周波数に対する高周波電力および出力電流の出力特性を示す図である。
【図９】従来例１における放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【図１０】従来例２における放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
（実施形態１）
本発明の実施形態１の放電灯点灯装置のブロック構成図を図１、回路構成図を図２に示す。本実施形態の放電灯点灯装置は、商用交流電源ＡＣから出力される交流電圧を直流電圧Ｖｄｃに変換して出力する直流電源回路１と、直流電源回路１から出力される直流電圧Ｖｄｃから高周波電力を生成して出力する高周波電源回路２と、高周波電源回路２と無電極放電灯４との間に配置され、無電極放電灯４に高周波電力を供給する共振回路３と、制御部８とで構成されており、制御部８は、調光信号Ｓ１に基づいて無電極放電灯４を調光制御する調光制御回路５と、高周波電源回路２の駆動周波数を変動させる周波数制御部６とを備えている。
【００３１】
無電極放電灯４とは、例えば略電球形状のガラスバルブ内に不活性ガス・金属蒸気等の放電ガス（水銀・希ガスなど）が封入され、ガラスバルブの内側表面に蛍光体が塗布されている。また、中心方向に向かって略円柱形上の凹部をもつキャビティ部を有している。
【００３２】
直流電源回路１は、商用交流電源ＡＣから出力される交流電圧を直流電圧Ｖｄｃに変換する昇圧チョッパ回路を備えており、交流電圧を整流するダイオードブリッジＤＢと、チョークコイルＬ１と、チョークコイルＬ１を介してダイオードブリッジＤＢの出力端間に設けられるスイッチング素子Ｑ３と、整流用のダイオードＤ１と、平滑コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ３のオン・オフを制御するチョッパ制御回路１１とで構成されている。なお、上記の昇圧チョッパ回路の構成は、従来より周知である構成であり、詳細な説明は省略する。
【００３３】
高周波電源回路２は、直流電源回路１の出力端に直列接続されたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン・オフを制御するドライブ回路２１とで構成されており、ドライブ回路２１によってスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフすることによって、直流電圧Ｖｄｃを変換して高周波電力を出力している。
【００３４】
共振回路３は、スイッチング素子Ｑ２の両端間に接続されたインダクタＬｓとコンデンサＣｐの直列回路と、コンデンサＣｐの両端間に接続されたコンデンサＣｓと無電極放電灯に誘導電力を供給する誘導コイルＬｃの直列回路とで構成されており、高周波電源回路２の出力端から見て２重の共振点を備えている。つまり、本実施形態の共振回路３は、２つの共振周波数を備えている。誘導コイルＬｃは、少なくとも磁性コア（図示なし）を備え、磁性コアの周囲にコイルを巻回することで構成されている。また、誘導コイルＬｃは無電極放電灯４のキャビティ部内に近接配置されている。共振回路３は高周波電源回路２の出力を略正弦波に変換し、始動時および安定点灯時に所望の高周波電力を誘導コイルＬｃに供給し、誘導コイルＬｃから発生する高周波電磁界により無電極放電灯４は点灯する。
【００３５】
制御部８に備えられた調光制御回路５は、調光信号入力端子Ｔ１、Ｔ２間に直列接続された分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２と、分圧抵抗Ｒ２に並列接続された平滑用コンデンサＣ２と、マイコン７とで構成されている。調光信号入力端子Ｔ１、Ｔ２間に調光信号Ｓ１が入力されると、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧され、平滑用コンデンサＣ２で平滑されてマイコン７に入力する。調光信号Ｓ１は、調光比に応じてハイレベルのパルス幅（オンデューティ比）が変化する矩形波信号である。したがって、調光信号Ｓ１は調光比が大きくなるにつれて、オンデューティ比が大きくなり、平滑用コンデンサＣ２の両端電圧（充電電圧）が上昇する。そして、マイコン７は平滑用コンデンサＣ２の両端電圧から調光比を算出し、算出した調光比に基づいたチョッパ制御信号Ｓ２をチョッパ制御回路１１に出力する。チョッパ制御信号Ｓ２は矩形波信号で構成されており、マイコン７は算出した調光比に基づいてチョッパ制御信号Ｓ２のオンデューティ比を変動させる。そして、チョッパ制御回路１１はチョッパ制御信号Ｓ２に同期して、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ３をオン・オフして、直流電圧Ｖｄｃを出力する。なお、チョッパ制御信号Ｓ２を直流電圧信号やパルス信号等で構成し、チョッパ制御回路１１は、チョッパ制御信号Ｓ２の振幅やパルスのオン・オフに基づいて、スイッチング素子Ｑ３をオン・オフするオンデューティ比を制御してもよい。
【００３６】
次に、調光比を示す調光信号Ｓ１と、直流電源回路１が出力する直流電圧Ｖｄｃの関係について説明する。直流電圧Ｖｄｃと、無電極放電灯４に供給される高周波電力との関係は略比例関係にある。また、調光信号Ｓ１と、直流電圧Ｖｄｃとの関係も図３に示すように略比例関係にあり、調光信号Ｓ１が示す調光比が１００％であるときに、直流電圧Ｖｄｃの出力は１００％となる。したがって、調光信号Ｓ１に基づいて直流電圧Ｖｄｃを変化させることによって、所望の調光比に連続して調光制御することができる。また、調光信号Ｓ１のオンデューティ比に対する直流電圧Ｖｄｃを示すデータテーブル等を記憶部（図示なし）に格納しておくことによって、高周波電力または無電極放電灯４の照度または直流電圧Ｖｄｃ等を検出してフィードバック制御しなくても、容易な制御で調光信号Ｓ１に示される調光比に応じた調光制御を精度よく行うことができる。
【００３７】
次に、高周波電源回路２の駆動周波数に対する共振回路３における誘導コイルＬｃへの出力電圧Ｖｏｕｔおよび、無電極放電灯４に供給する高周波電力の出力特性を図４を用いて説明する。図４は、共振周波数を２つ備えた共振回路３における、高周波側の共振周波数ｆ０近傍を動作点とした時の駆動周波数に対する高周波電力の出力特性（グラフＧ１）および、出力電圧Ｖｏｕｔの出力特性（グラフＧ２）である。本実施形態の共振回路３は、インダクタＬｓ、コンデンサＣｐ、Ｃｓ、誘導コイルＬｃとで２重共振回路を構成しており、駆動周波数が高周波側の共振周波数ｆ０と一致したときに高周波電力が極大、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように構成されている。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を変動させることで、駆動周波数と共振周波数ｆ０とを略一致させることができる。以下に、駆動周波数と共振周波数ｆ０とを一致させる方法について説明する。
【００３８】
制御部８に備えられた周波数制御部６は、マイコン７内のプログラム等によって実行されるものであり、調光信号Ｓ１に示される調光比が変動した場合に、駆動周波数制御信号Ｓ３を出力して、高周波電源回路２の駆動周波数を変動させる。具体的には、マイコン７が誘導コイルＬｃに出力される出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、図示しないメモリに出力電圧Ｖｏｕｔを記憶させておく。また、高周波電源回路２の駆動周波数を制御するドライブ回路２１は、マイコン７から出力される駆動周波数制御信号Ｓ３に基づいて、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン・オフさせる周期を増加または低減させる。そして、マイコン７は、駆動周波数制御信号Ｓ３を出力して駆動周波数を微小変動させ、駆動周波数を変動させた現在の出力電圧Ｖｏｕｔと、メモリに記憶された変動前の出力電圧Ｖｏｕｔとを比較する。比較した結果に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔが低下するように駆動周波数制御信号Ｓ３を出力し、駆動周波数の増加・低減を繰り返すことによって、出力電圧Ｖｏｕｔが略極小値に制御される。出力電圧Ｖｏｕｔを極小値に制御することによって、駆動周波数と共振周波数ｆ０が略一致することになり、無電極放電灯４に供給される高周波電力が極大となる。
【００３９】
また、調光比を変動させた場合の駆動周波数に対する高周波電力の出力特性を図５に示す。調光比を変動させると、負荷のインピーダンスが変化するが、このときに共振回路３の誘導コイルＬｃのインダクタンス成分が変化すると、共振周波数も変化することとなる。例えば、図５のグラフＧ１に示すように、ある調光比では高周波電力が極大となる共振周波数はｆ０であるが、直流電圧Ｖｄｃを低下させて調光比を低減させると、グラフＧ３に示すように高周波電力が低下すると共に、高周波電力が極大となる共振周波数がｆ０からｆ１に変動する。しかし、本実施形態では、調光によって共振周波数が変動しても、出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を制御することによって、駆動周波数を変動後の共振周波数ｆ１に追従して略一致させることができる。
【００４０】
このように、誘導コイルＬｃに出力される出力電圧Ｖｏｕｔのみを検出して、出力電圧Ｖｏｕｔを極小値とする簡易な回路構成および制御方法によって、無電極放電灯４の全点灯時および調光点灯時において、駆動周波数を共振周波数に略一致させることができるので、調光点灯時における無電極放電灯４の立ち消えを抑制し、調光下限の拡大が可能となり、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００４１】
また、共振回路３を２つの共振周波数を備えた二重共振回路で構成することによって、一方の共振周波数に駆動周波数を一致させたときに、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように構成することができる。それによって、出力電圧Ｖｏｕｔの検出手段に、耐圧が低い素子を選択することができ、コストを下げることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、調光比を示す調光度が変化した場合にのみ、出力電圧Ｖｏｕｔを極小となるように駆動周波数を制御しているが、常に出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を制御してもよい。
【００４３】
次に、上記で説明した放電灯点灯装置を備えた照明器具の例として、図６（ａ）（ｂ）に示すような照明器具Ｘ、Ｙが考えられる。図６（ａ）は、照明器具Ｘの一部が破断した正面図、図６（ｂ）は照明器具Ｙの外観斜視図である。図６（ａ）に示す照明器具Ｘの筐体９は内部に点灯装置および無電極放電灯４を具備し、内部空間を密閉することにより防水性能が付与されたものであって、街路灯として屋外で使用される。また、図６（ｂ）に示す照明器具Ｙの筐体１０も内部に点灯装置および無電極放電灯４を具備し、内部空間を密閉することで防水性能が付与されたものであって、電柱Ｐ等に取り付けられ防犯灯として屋外で使用される。照明器具Ｘ、Ｙは、上記で説明した本発明の放電灯点灯装置を備えているので、駆動周波数を共振周波数に略一致させることができるので、調光点灯時における無電極放電灯４の立ち消えを抑制し、調光下限の拡大が可能となり、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００４４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２の放電灯点灯装置の回路構成を図７（ａ）に示す。本実施形態の放電灯点灯装置は、直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源Ｅと、高周波電源回路２と、共振回路３と、無電極放電灯４と、周波数制御部６とで構成されている。実施形態１と異なる点は、交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路１ではなく、直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源Ｅを備えている点と、誘導コイルＬｃに出力する出力電圧Ｖｏｕｔを検出するのではなく、誘導コイルＬｃに流れる出力電流を検出する点である。出力電流を検出する手段として、誘導コイルＬｃの後段に抵抗Ｒ３が備えられている。そして、マイコン７内のプログラム等で動作する周波数制御部６は、抵抗Ｒ３の両端電圧から出力電流を検出している。なお、他の構成は、実施形態１と同様の構成であるので、説明は省略する。また、本実施形態でも、調光信号Ｓ１に基づいてマイコン７が直流電源Ｅが出力する直流電圧Ｖｄｃを変動させて調光制御するが、実施形態１と略同様の構成であるので、説明は省略する。
【００４５】
本実施形態の共振回路３も、実施形態１と同様にインダクタＬｓと、コンデンサＣｓ、Ｃｐと、誘導コイルＬｃとで２つの共振周波数を備えた二重共振回路を構成している。図８に、共振周波数を２つ備えた共振回路３における、高周波側の共振周波数ｆ０近傍を動作点とした時の駆動周波数に対する高周波電力の出力特性（グラフＧ１）および、出力電流の出力特性（グラフＧ４）である。本実施形態の共振回路３は、インダクタＬｓ、コンデンサＣｐ、Ｃｓ、誘導コイルＬｃとで２重共振回路を構成しており、駆動周波数が高周波側の共振周波数ｆ０と一致したときに高周波電力が極大、出力電流が極小となるように構成されている。したがって、実施形態１で説明した出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるなるように駆動周波数を制御する方法と同様に、抵抗Ｒ３の両端電圧から出力電流を検出し、出力電流が極小となるように駆動周波数を変動させ、駆動周波数と共振周波数ｆ０とを略一致させる。それによって、実施形態１と同様に、調光点灯時における無電極放電灯４の立ち消えを抑制し、調光下限の拡大が可能となり、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００４６】
また、誘導コイルＬｃに流れる出力電流を検出する別構成として、図７（ｂ）に示すように、高周波電源回路２のスイッチング素子Ｑ２の後段に抵抗Ｒ４を設けてもよい。抵抗Ｒ４の両端電圧を検出することによって、誘導コイルＬｃに流れる出力電流を検出することができる。
【００４７】
また、無電極放電灯４の調光時に、直流電源Ｅが出力する直流電圧Ｖｄｃをマイコン７が検出し、直流電圧Ｖｄｃをフィードバック制御してもよい。マイコン７が、直流電圧Ｖｄｃを検出してフィードバック制御することによって、調光信号Ｓ１に示される調光比に応じた調光制御の精度より向上させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 直流電源回路
２ 高周波電源回路
３ 共振回路
４ 放電灯
５ 調光制御回路
６ 周波数制御部
８ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光制御が可能な放電灯点灯装置、及びそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放電灯への出力電圧と出力電流の位相差を一定に制御する放電灯点灯装置が開示されている（例えば、特許文献１）。従来例１として、この放電灯点灯装置を以下に説明する。
【０００３】
本従来例の放電灯点灯装置の構成図を図９に示す。本従来例の放電灯点灯装置は、無電極放電灯点灯装置であり、商用交流電源１４３はダイオードブリッジ１４４で整流されたあと、直流電圧レギュレータ１４５で安定化された直流電源ＶＤＤにされ、ハーフブリッジ型に接続されたスイッチング素子のＦＥＴ−Ｔ１０１，Ｔ１０２に加えられる。ここで、増幅器１３９、ドライバ１２２およびＦＥＴ−Ｔ１０１，Ｔ１０２は、インバータ回路を構成している。このインバータ回路から出力される高周波電源は、直列共振コンデンサＣｓと並列共振コンデンサＣｐからなるマッチング回路を介して無電極放電ランプの励起コイルＬに供給される。ＳＴは、始動回路である。インバータ回路の出力電圧は検出点１２４Ｂで検出され、位相比較器１４６に送られ、出力電流は検出点１２４Ａで検出され、位相比較器１４６に送られる。この位相比較器１４６では、出力電流と出力電圧の位相差が検出され、この位相差に比例した電圧信号が電圧制御発振器１３７に送られる。この電圧制御発振器１３７の出力は、増幅器１３９を介してインバータスイッチング素子を駆動するドライバ１２２に供給される。これにより、高周波電源の出力電流と出力電圧の位相差が一定に保たれるように、インバータ回路の駆動周波数が制御される。また、インバータ回路の出力電流は、整流回路１４７で直流に変換され、出力電流値に比例した電圧信号にされたあと比較器１４８に送られる。この比較器１４８では、基準電圧１４９と出力電流値とが比較され、この比較出力に基づいて直流電圧レギュレータ１４５が制御されることにより、インバータ回路の出力電流値が一定に保たれる。
【０００４】
このように位相を合わせるループと出力電流値を一定化する２つの制御ループが働いており、このような制御ループによりインバータ回路の出力状態を監視することにより、インバータ回路のスイッチング素子に逆方向電流が流れなくなり、素子を保護できる。また、スイッチング素子のバラツキやマッチング回路のバラツキに対する許容幅を広くでき、始動時に十分な電流を励起コイルに流すことができる。
【０００５】
次に、従来例２として、部品ばらつきが大きい場合においても、立ち消えを抑制することのできる無電極放電灯点灯装置を以下に説明する（例えば、特許文献２）。
【０００６】
本従来例の無電極放電灯点灯装置は、図１０に示すようにスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２のオン・オフにより直流電源Ｅが供給する直流電力を高周波電力に変換する高周波電源回路２０１と、高周波電源回路２０１に接続されインダクタＬｓ及びコンデンサＣｓ、Ｃｐを含む共振回路２０２と、共振回路２０２に接続され無電極放電灯２０３に誘導電界を誘起する誘導コイルＬｃと、を備えている。
【０００７】
誘導コイルＬｃに高周波電力を供給する高周波電源回路２０１の直流電源Ｅは、外部からの調光信号に応じた直流電圧を出力するもので、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２の直列回路に接続されるとともに、直流電源Ｅの直流電圧を調光信号に基づいて増減させる出力電圧調整回路２０４に接続されている。
【０００８】
共振回路２０２は、高周波電源回路２０１のスイッチング素子ＳＷ２の両端に接続されたインダクタンスＬｓとコンデンサＣｐの直列回路及びコンデンサＣｐの両端に接続されたコンデンサＣｓとで構成されている。コンデンサＣｓの負荷側の端子とコンデンサＣｐの回路グランド側の端子、即ち共振回路２０２の出力端には、無電極放電灯２０３に電磁誘導電界を誘起する誘導コイルＬｃが接続されている。
【０００９】
また、図１０に示すように共振回路２０２のインダクタンスＬｓには、共振回路２０２に流れる電流を検出する２次巻線が設けられており、その一端は回路グランドに接続され、他端は共振回路２０２の共振状態を検出する共振状態検出手段の１つであるインピーダンス算出部２１０の第１の入力端子に接続されている。インダクタンスＬｓとスイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２の接続点には、共振回路２０２の電圧を検出する抵抗Ｒ２０１及び抵抗Ｒ２０２の直列回路が接続されており、抵抗Ｒ２０１と抵抗Ｒ２０２の接続点が、インピーダンス算出部２１０の第２の入力端子に接続されている。インピーダンス算出部２１０は、共振回路２０２の電圧と共振電流の比によりインピーダンスを算出するもので、インピーダンス算出部２１０の出力端は、インピーダンス算出部２１０の検出信号に基づいてスイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２を共振周波数の近傍で駆動させるように駆動周波数を変化させる制御回路２１１の入力端に接続されている。ここで、制御回路２１１は、駆動周波数の変化前のインピーダンスを記憶するメモリと、メモリに記憶されたインピーダンスと検出されたインピーダンスとを比較部と、を備えている（いずれも図示せず）。制御回路２１１の出力端は、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２に駆動信号を出力する駆動回路２１２に接続され、駆動回路２１２の出力端は、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２に接続されている。
【００１０】
上記の構成によって、共振回路２０２における共振電流と共振電圧とを検出し、共振電流と共振電圧との比からインピーダンス算出部２１０がインピーダンスを算出する。そして、得られるインピーダンスが極大値となるように駆動周波数を変動させる。インピーダンスが極大値となる点で駆動周波数が共振周波数となるとみなせるので、共振回路２０２の部品ばらつきが大きい場合においても、立ち消えを抑制することができ、より深い調光が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１８４５９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５５９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来例１は、出力電力の効率を上げるために出力電圧と出力電流の両方を検出して位相差を算出し、位相差を一定にする制御をしているが、回路構成および制御方法が複雑となる。また、位相差を算出する手段が必要となるため、コストが増加する。
【００１３】
従来例２も、駆動周波数と共振周波数を一致させるために出力電圧と出力電流の両方を検出してインピーダンスを算出しているが回路構成が複雑となる。また、インピーダンスを算出する手段が必要となるため、コストが増加する。
【００１４】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で調光下限が拡大した放電灯点灯装置、及びそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、直流電圧を出力する直流電源回路と、直流電源回路が出力する直流電圧から、高周波電力を生成して出力する高周波電源回路と、高周波電源回路と放電灯との間に配置され、放電灯に高周波電力を供給する共振回路と、放電灯を調光制御する調光制御回路と、放電灯の全点灯時および調光点灯時において、放電灯に供給される前記高周波電力が極大となるように、前記共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させる周波数制御回路とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明によれば、放電灯に供給される高周波電力が極大であるときは、高周波電源回路の駆動周波数は、共振回路の共振周波数であるとみなすことができ、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、放電灯に供給される高周波電力が極大となるように高周波電源回路の駆動周波数を変化させることによって、簡易な構成で駆動周波数を共振回路の共振周波数と一致させることができるので、調光下限が拡大し、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記共振回路は、放電灯に供給される前記高周波電力が極大である時に、前記共振回路の放電灯への出力電圧または出力電流は極小となる構成であり、前記周波数制御回路は、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを検出し、当該検出した出力電圧または出力電流が極小となるように、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させることを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明によれば、高周波電力が極大であるときに、放電灯への出力電圧または出力電流は極小となる構成であるので、出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを検出し、検出した出力電圧または出力電流が極小となるように、高周波電源回路の駆動周波数を変化させることによって、駆動周波数を共振周波数と一致させることができるので、調光下限の拡大および調光比に応じた連続調光をすることができる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記共振回路は、２つ以上の共振周波数を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明によれば、２つ以上の共振周波数を備えるように共振回路を構成することによって、高周波電力が極大であるときに、放電灯への出力電圧または出力電流が極小となるように構成することができる。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記調光制御回路は、前記直流電源回路が出力する直流電圧を変化させることによって、前記放電灯を調光制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項４の発明によれば、直流電源回路が出力する直流電圧と、放電灯に供給される高周波電力との関係は、略比例関係にあるので、直流電圧を制御することによって、放電灯を調光制御することができる。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記放電灯は無電極放電灯で構成されており、当該無電極放電灯に誘導電磁界を供給する誘導コイルを用いて、前記共振回路を構成することを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明によれば、無電極放電灯に誘導電磁界を供給する誘導コイルを用いて、共振回路を構成することによって、共振回路を簡略化することができる。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、当該放電灯点灯装置によって点灯する放電灯とを備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項６の発明は、照明器具において、放電灯に供給される高周波電力が極大であるときは、高周波電源回路の駆動周波数は、共振回路の共振周波数であるとみなすことができ、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、放電灯に供給される高周波電力が極大となるように高周波電源回路の駆動周波数を変化させることによって、簡易な構成で駆動周波数を共振回路の共振周波数と一致させることができるので、調光下限が拡大し、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明では、簡易な構成で調光下限を拡大することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１における放電灯点灯装置のブロック構成を示す図である。
【図２】同上の回路構成を示す図である。
【図３】同上の調光比と直流電圧の関係を示す図である。
【図４】同上の駆動周波数に対する高周波電力および出力電圧の出力特性を示す図である。
【図５】同上の調光時における駆動周波数に対する高周波電力の出力特性を示す図である。
【図６】（ａ）（ｂ）同上の照明器具の構成を示す図である。
【図７】（ａ）（ｂ）実施形態２における放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【図８】同上の駆動周波数に対する高周波電力および出力電流の出力特性を示す図である。
【図９】従来例１における放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【図１０】従来例２における放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
（実施形態１）
本発明の実施形態１の放電灯点灯装置のブロック構成図を図１、回路構成図を図２に示す。本実施形態の放電灯点灯装置は、商用交流電源ＡＣから出力される交流電圧を直流電圧Ｖｄｃに変換して出力する直流電源回路１と、直流電源回路１から出力される直流電圧Ｖｄｃから高周波電力を生成して出力する高周波電源回路２と、高周波電源回路２と無電極放電灯４との間に配置され、無電極放電灯４に高周波電力を供給する共振回路３と、制御部８とで構成されており、制御部８は、調光信号Ｓ１に基づいて無電極放電灯４を調光制御する調光制御回路５と、高周波電源回路２の駆動周波数を変動させる周波数制御部６とを備えている。
【００３１】
無電極放電灯４とは、例えば略電球形状のガラスバルブ内に不活性ガス・金属蒸気等の放電ガス（水銀・希ガスなど）が封入され、ガラスバルブの内側表面に蛍光体が塗布されている。また、中心方向に向かって略円柱形上の凹部をもつキャビティ部を有している。
【００３２】
直流電源回路１は、商用交流電源ＡＣから出力される交流電圧を直流電圧Ｖｄｃに変換する昇圧チョッパ回路を備えており、交流電圧を整流するダイオードブリッジＤＢと、チョークコイルＬ１と、チョークコイルＬ１を介してダイオードブリッジＤＢの出力端間に設けられるスイッチング素子Ｑ３と、整流用のダイオードＤ１と、平滑コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ３のオン・オフを制御するチョッパ制御回路１１とで構成されている。なお、上記の昇圧チョッパ回路の構成は、従来より周知である構成であり、詳細な説明は省略する。
【００３３】
高周波電源回路２は、直流電源回路１の出力端に直列接続されたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン・オフを制御するドライブ回路２１とで構成されており、ドライブ回路２１によってスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフすることによって、直流電圧Ｖｄｃを変換して高周波電力を出力している。
【００３４】
共振回路３は、スイッチング素子Ｑ２の両端間に接続されたインダクタＬｓとコンデンサＣｐの直列回路と、コンデンサＣｐの両端間に接続されたコンデンサＣｓと無電極放電灯に誘導電力を供給する誘導コイルＬｃの直列回路とで構成されており、高周波電源回路２の出力端から見て２重の共振点を備えている。つまり、本実施形態の共振回路３は、２つの共振周波数を備えている。誘導コイルＬｃは、少なくとも磁性コア（図示なし）を備え、磁性コアの周囲にコイルを巻回することで構成されている。また、誘導コイルＬｃは無電極放電灯４のキャビティ部内に近接配置されている。共振回路３は高周波電源回路２の出力を略正弦波に変換し、始動時および安定点灯時に所望の高周波電力を誘導コイルＬｃに供給し、誘導コイルＬｃから発生する高周波電磁界により無電極放電灯４は点灯する。
【００３５】
制御部８に備えられた調光制御回路５は、調光信号入力端子Ｔ１、Ｔ２間に直列接続された分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２と、分圧抵抗Ｒ２に並列接続された平滑用コンデンサＣ２と、マイコン７とで構成されている。調光信号入力端子Ｔ１、Ｔ２間に調光信号Ｓ１が入力されると、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧され、平滑用コンデンサＣ２で平滑されてマイコン７に入力する。調光信号Ｓ１は、調光比に応じてハイレベルのパルス幅（オンデューティ比）が変化する矩形波信号である。したがって、調光信号Ｓ１は調光比が大きくなるにつれて、オンデューティ比が大きくなり、平滑用コンデンサＣ２の両端電圧（充電電圧）が上昇する。そして、マイコン７は平滑用コンデンサＣ２の両端電圧から調光比を算出し、算出した調光比に基づいたチョッパ制御信号Ｓ２をチョッパ制御回路１１に出力する。チョッパ制御信号Ｓ２は矩形波信号で構成されており、マイコン７は算出した調光比に基づいてチョッパ制御信号Ｓ２のオンデューティ比を変動させる。そして、チョッパ制御回路１１はチョッパ制御信号Ｓ２に同期して、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ３をオン・オフして、直流電圧Ｖｄｃを出力する。なお、チョッパ制御信号Ｓ２を直流電圧信号やパルス信号等で構成し、チョッパ制御回路１１は、チョッパ制御信号Ｓ２の振幅やパルスのオン・オフに基づいて、スイッチング素子Ｑ３をオン・オフするオンデューティ比を制御してもよい。
【００３６】
次に、調光比を示す調光信号Ｓ１と、直流電源回路１が出力する直流電圧Ｖｄｃの関係について説明する。直流電圧Ｖｄｃと、無電極放電灯４に供給される高周波電力との関係は略比例関係にある。また、調光信号Ｓ１と、直流電圧Ｖｄｃとの関係も図３に示すように略比例関係にあり、調光信号Ｓ１が示す調光比が１００％であるときに、直流電圧Ｖｄｃの出力は１００％となる。したがって、調光信号Ｓ１に基づいて直流電圧Ｖｄｃを変化させることによって、所望の調光比に連続して調光制御することができる。また、調光信号Ｓ１のオンデューティ比に対する直流電圧Ｖｄｃを示すデータテーブル等を記憶部（図示なし）に格納しておくことによって、高周波電力または無電極放電灯４の照度または直流電圧Ｖｄｃ等を検出してフィードバック制御しなくても、容易な制御で調光信号Ｓ１に示される調光比に応じた調光制御を精度よく行うことができる。
【００３７】
次に、高周波電源回路２の駆動周波数に対する共振回路３における誘導コイルＬｃへの出力電圧Ｖｏｕｔおよび、無電極放電灯４に供給する高周波電力の出力特性を図４を用いて説明する。図４は、共振周波数を２つ備えた共振回路３における、高周波側の共振周波数ｆ０近傍を動作点とした時の駆動周波数に対する高周波電力の出力特性（グラフＧ１）および、出力電圧Ｖｏｕｔの出力特性（グラフＧ２）である。本実施形態の共振回路３は、インダクタＬｓ、コンデンサＣｐ、Ｃｓ、誘導コイルＬｃとで２重共振回路を構成しており、駆動周波数が高周波側の共振周波数ｆ０と一致したときに高周波電力が極大、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように構成されている。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を変動させることで、駆動周波数と共振周波数ｆ０とを略一致させることができる。以下に、駆動周波数と共振周波数ｆ０とを一致させる方法について説明する。
【００３８】
制御部８に備えられた周波数制御部６は、マイコン７内のプログラム等によって実行されるものであり、調光信号Ｓ１に示される調光比が変動した場合に、駆動周波数制御信号Ｓ３を出力して、高周波電源回路２の駆動周波数を変動させる。具体的には、マイコン７が誘導コイルＬｃに出力される出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、図示しないメモリに出力電圧Ｖｏｕｔを記憶させておく。また、高周波電源回路２の駆動周波数を制御するドライブ回路２１は、マイコン７から出力される駆動周波数制御信号Ｓ３に基づいて、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン・オフさせる周期を増加または低減させる。そして、マイコン７は、駆動周波数制御信号Ｓ３を出力して駆動周波数を微小変動させ、駆動周波数を変動させた現在の出力電圧Ｖｏｕｔと、メモリに記憶された変動前の出力電圧Ｖｏｕｔとを比較する。比較した結果に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔが低下するように駆動周波数制御信号Ｓ３を出力し、駆動周波数の増加・低減を繰り返すことによって、出力電圧Ｖｏｕｔが略極小値に制御される。出力電圧Ｖｏｕｔを極小値に制御することによって、駆動周波数と共振周波数ｆ０が略一致することになり、無電極放電灯４に供給される高周波電力が極大となる。
【００３９】
また、調光比を変動させた場合の駆動周波数に対する高周波電力の出力特性を図５に示す。調光比を変動させると、負荷のインピーダンスが変化するが、このときに共振回路３の誘導コイルＬｃのインダクタンス成分が変化すると、共振周波数も変化することとなる。例えば、図５のグラフＧ１に示すように、ある調光比では高周波電力が極大となる共振周波数はｆ０であるが、直流電圧Ｖｄｃを低下させて調光比を低減させると、グラフＧ３に示すように高周波電力が低下すると共に、高周波電力が極大となる共振周波数がｆ０からｆ１に変動する。しかし、本実施形態では、調光によって共振周波数が変動しても、出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を制御することによって、駆動周波数を変動後の共振周波数ｆ１に追従して略一致させることができる。
【００４０】
このように、誘導コイルＬｃに出力される出力電圧Ｖｏｕｔのみを検出して、出力電圧Ｖｏｕｔを極小値とする簡易な回路構成および制御方法によって、無電極放電灯４の全点灯時および調光点灯時において、駆動周波数を共振周波数に略一致させることができるので、調光点灯時における無電極放電灯４の立ち消えを抑制し、調光下限の拡大が可能となり、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００４１】
また、共振回路３を２つの共振周波数を備えた二重共振回路で構成することによって、一方の共振周波数に駆動周波数を一致させたときに、出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように構成することができる。それによって、出力電圧Ｖｏｕｔの検出手段に、耐圧が低い素子を選択することができ、コストを下げることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、調光比を示す調光度が変化した場合にのみ、出力電圧Ｖｏｕｔを極小となるように駆動周波数を制御しているが、常に出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるように駆動周波数を制御してもよい。
【００４３】
次に、上記で説明した放電灯点灯装置を備えた照明器具の例として、図６（ａ）（ｂ）に示すような照明器具Ｘ、Ｙが考えられる。図６（ａ）は、照明器具Ｘの一部が破断した正面図、図６（ｂ）は照明器具Ｙの外観斜視図である。図６（ａ）に示す照明器具Ｘの筐体９は内部に点灯装置および無電極放電灯４を具備し、内部空間を密閉することにより防水性能が付与されたものであって、街路灯として屋外で使用される。また、図６（ｂ）に示す照明器具Ｙの筐体１０も内部に点灯装置および無電極放電灯４を具備し、内部空間を密閉することで防水性能が付与されたものであって、電柱Ｐ等に取り付けられ防犯灯として屋外で使用される。照明器具Ｘ、Ｙは、上記で説明した本発明の放電灯点灯装置を備えているので、駆動周波数を共振周波数に略一致させることができるので、調光点灯時における無電極放電灯４の立ち消えを抑制し、調光下限の拡大が可能となり、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００４４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２の放電灯点灯装置の回路構成を図７（ａ）に示す。本実施形態の放電灯点灯装置は、直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源Ｅと、高周波電源回路２と、共振回路３と、無電極放電灯４と、周波数制御部６とで構成されている。実施形態１と異なる点は、交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路１ではなく、直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源Ｅを備えている点と、誘導コイルＬｃに出力する出力電圧Ｖｏｕｔを検出するのではなく、誘導コイルＬｃに流れる出力電流を検出する点である。出力電流を検出する手段として、誘導コイルＬｃの後段に抵抗Ｒ３が備えられている。そして、マイコン７内のプログラム等で動作する周波数制御部６は、抵抗Ｒ３の両端電圧から出力電流を検出している。なお、他の構成は、実施形態１と同様の構成であるので、説明は省略する。また、本実施形態でも、調光信号Ｓ１に基づいてマイコン７が直流電源Ｅが出力する直流電圧Ｖｄｃを変動させて調光制御するが、実施形態１と略同様の構成であるので、説明は省略する。
【００４５】
本実施形態の共振回路３も、実施形態１と同様にインダクタＬｓと、コンデンサＣｓ、Ｃｐと、誘導コイルＬｃとで２つの共振周波数を備えた二重共振回路を構成している。図８に、共振周波数を２つ備えた共振回路３における、高周波側の共振周波数ｆ０近傍を動作点とした時の駆動周波数に対する高周波電力の出力特性（グラフＧ１）および、出力電流の出力特性（グラフＧ４）である。本実施形態の共振回路３は、インダクタＬｓ、コンデンサＣｐ、Ｃｓ、誘導コイルＬｃとで２重共振回路を構成しており、駆動周波数が高周波側の共振周波数ｆ０と一致したときに高周波電力が極大、出力電流が極小となるように構成されている。したがって、実施形態１で説明した出力電圧Ｖｏｕｔが極小となるなるように駆動周波数を制御する方法と同様に、抵抗Ｒ３の両端電圧から出力電流を検出し、出力電流が極小となるように駆動周波数を変動させ、駆動周波数と共振周波数ｆ０とを略一致させる。それによって、実施形態１と同様に、調光点灯時における無電極放電灯４の立ち消えを抑制し、調光下限の拡大が可能となり、広範囲にわたって調光制御が可能となる。
【００４６】
また、誘導コイルＬｃに流れる出力電流を検出する別構成として、図７（ｂ）に示すように、高周波電源回路２のスイッチング素子Ｑ２の後段に抵抗Ｒ４を設けてもよい。抵抗Ｒ４の両端電圧を検出することによって、誘導コイルＬｃに流れる出力電流を検出することができる。
【００４７】
また、無電極放電灯４の調光時に、直流電源Ｅが出力する直流電圧Ｖｄｃをマイコン７が検出し、直流電圧Ｖｄｃをフィードバック制御してもよい。マイコン７が、直流電圧Ｖｄｃを検出してフィードバック制御することによって、調光信号Ｓ１に示される調光比に応じた調光制御の精度より向上させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 直流電源回路
２ 高周波電源回路
３ 共振回路
４ 放電灯
５ 調光制御回路
６ 周波数制御部
８ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力する直流電源回路と、
直流電源回路が出力する直流電圧から、高周波電力を生成して出力する高周波電源回路と、
高周波電源回路と放電灯との間に配置され、放電灯に高周波電力を供給する共振回路と、
放電灯を調光制御する調光制御回路と、
放電灯の全点灯時および調光点灯時において、放電灯に供給される前記高周波電力が極大となるように、前記共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させる周波数制御回路とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記共振回路は、放電灯に供給される前記高周波電力が極大である時に、前記共振回路の放電灯への出力電圧または出力電流は極小となる構成であり、前記周波数制御回路は、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを検出し、当該検出した出力電圧または出力電流が極小となるように、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記共振回路は、２つ以上の共振周波数を備えることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記調光制御回路は、前記直流電源回路が出力する直流電圧を変化させることによって、前記放電灯を調光制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記放電灯は無電極放電灯で構成されており、当該無電極放電灯に誘導電磁界を供給する誘導コイルを用いて、前記共振回路を構成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、当該放電灯点灯装置によって点灯する放電灯とを備えることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
直流電圧を出力する直流電源回路と、
直流電源回路が出力する直流電圧から、高周波電力を生成して出力する高周波電源回路と、
高周波電源回路と放電灯との間に配置され、放電灯に高周波電力を供給する共振回路と、
放電灯を調光制御する調光制御回路と、
放電灯の全点灯時および調光点灯時において、放電灯に供給される前記高周波電力が極大となるように、前記共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを用いて、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させる周波数制御回路とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記共振回路は、放電灯に供給される前記高周波電力が極大である時に、前記共振回路の放電灯への出力電圧または出力電流は極小となる構成であり、前記周波数制御回路は、共振回路の出力電圧と出力電流とのいずれか一方のみを検出し、当該検出した出力電圧または出力電流が極小となるように、前記高周波電源回路の駆動周波数を変化させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記共振回路は、２つ以上の共振周波数を備えることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記調光制御回路は、前記直流電源回路が出力する直流電圧を変化させることによって、前記放電灯を調光制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記放電灯は無電極放電灯で構成されており、当該無電極放電灯に誘導電磁界を供給する誘導コイルを用いて、前記共振回路を構成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、当該放電灯点灯装置によって点灯する放電灯とを備えることを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１３７６２（Ｐ２０１１−１１３７６２Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６８０７５（Ｐ２００９−２６８０７５）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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