放電灯点灯装置および、これを用いた照明器具
【課題】半波放電が発生した場合でも、正負両極性に適正な電力を供給することができる放電灯点灯装置および、これを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】
直流電力を交流電力に電力変換して高圧放電灯ＤＬに供給する降圧チョッパ回路４と、高圧放電灯に印加される正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを検出する負荷電圧検出部６１と、負荷電圧検出部６１によって検出された正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部６２と、
降圧チョッパ回路４から高圧放電灯ＤＬに供給される電力を制御する制御回路６とを備え、制御回路６は、比較部６２が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧＋Ｖに応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧−Ｖに応じた負極性の負荷電流が出力されるように、降圧チョッパ回路４を制御する。
【解決手段】
直流電力を交流電力に電力変換して高圧放電灯ＤＬに供給する降圧チョッパ回路４と、高圧放電灯に印加される正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを検出する負荷電圧検出部６１と、負荷電圧検出部６１によって検出された正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部６２と、
降圧チョッパ回路４から高圧放電灯ＤＬに供給される電力を制御する制御回路６とを備え、制御回路６は、比較部６２が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧＋Ｖに応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧−Ｖに応じた負極性の負荷電流が出力されるように、降圧チョッパ回路４を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置および、こ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、共振回路の共振作用により発生させた交流電圧を放電灯に印加することで放電灯を点灯させる放電灯点灯装置がある。従来の放電灯点灯装置は、放電灯に所望の電力が供給されるように、放電灯に印加される正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、いずれか一方を読み込み、読み込んだ負荷電圧に応じた負荷電流の目標値を設定する。そして、正負両極性の負荷電流が目標値と一致するように制御することで、放電灯に所望の電力を供給している。
【０００３】
しかし、放電灯に印加される正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とが大きく異なる状態（半端放電状態）のときには、所望の電力を供給するために必要な負荷電流の目標値が正負両極性で異なる。そのため、負荷電圧を読み込んだ極性では所望の電力が供給されるが、読み込んだ極性とは異なる極性では、所望の電力を供給するために必要な負荷電流値と目標値とが異なるため、所望の電力が供給されなくなる。
【０００４】
例えば、正極性の負荷電圧が負極性の負荷電圧よりも低くなる半波放電が発生し、正極性の負荷電圧を読み込んで負荷電流の目標値を設定した場合、この目標値は負極性の負荷電流の適正値よりも大きくなってしまう。それによって、負極性の出力電力（負極性の負荷電圧×負荷電流（目標値））が所望の電力を超えることとなり、放電灯点灯装置の故障や放電灯の寿命短縮を招くおそれがあった。
【０００５】
そこで、放電灯に印加される正負両極性の負荷電圧を比較し、負荷電圧が高い方の極性の負荷電圧から正負両極性の負荷電流の目標値を設定する放電灯点灯装置がある（例えば、特許文献１）。この放電灯点灯装置は、半波放電が発生した場合、正負両極性の負荷電圧を比較し、負荷電圧が高いほうの極性の負荷電圧から負荷電流の目標値を設定する。それによって、半波放電が発生した場合に、読み込んだ極性とは異なる極性においても出力電力が所望の電力を超えることがないので、放電灯点灯装置の故障や放電灯の寿命短縮を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５７６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の放電灯点灯装置は、半波放電が発生した場合に、負荷電圧が高い方の極性から負荷電流の目標値を設定し、正負両極性の負荷電流が目標値と一致するように制御する。そのため、負荷電圧が低い方の極性に適正な負荷電流を供給することができなくなる。つまり、負荷電圧が低い方の極性の負荷電流が適正値より少なくなることにより、調光状態となり、ランプの立ち消え等の不具合が発生する。
【０００８】
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、半波放電が発生した場合でも、正負両極性に適正な電力を供給することができる放電灯点灯装置および、こ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】
【０００９】
本発明の放電灯点灯装置は、直流電力を交流電力に電力変換して放電灯に供給する電力供給回路と、前記放電灯に印加される正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、前記負荷電圧検出部によって検出された前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧とを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部と、前記電力供給回路から前記放電灯に供給される電力を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧に応じた負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御することを特徴とする。
【００１０】
この放電灯点灯装置において、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態でないと判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、いずれか一方の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御することが好ましい。
【００１１】
この放電灯点灯装置において、前記比較部は、前記負荷電圧検出部が検出した前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧との差が所定値以上となった場合に、半波放電状態であると判断することが好ましい。
【００１２】
この放電灯点灯装置において、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、負荷電圧が高い一方の極性の負荷電圧が出力される期間を短くすることが好ましい。
【００１３】
本発明の照明器具において、直流電力を交流電力に電力変換して放電灯に供給する電力供給回路と、前記放電灯に印加される正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、前記負荷電圧検出部によって検出された前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧とを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部と、前記電力供給回路から前記放電灯に供給される電力を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧に応じた負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御する放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、前記放電灯点灯装置と前記放電灯とが設けられた器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明では、半波放電が発生した場合でも、正負両極性に適正な電力を供給することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】（ａ）負荷電圧のタイミングチャートである。（ｂ）負荷電流のタイミングチャートである。（ｃ）出力電力のタイミングチャートである。
【図３】Ｖ−Ｉ特性テーブルを示すグラフである。
【図４】（ａ）負荷電圧のタイミングチャートである。（ｂ）負荷電流のタイミングチャートである。（ｃ）出力電力のタイミングチャートである。
【図５】実施形態２の照明器具２の外観図である。
【図６】実施形態２の照明器具２の外観図である。
【図７】実施形態２の照明器具２の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（実施形態１）
本実施形態の高圧放電灯点灯装置１の回路構成図を図１に示す。本実施形態の高圧放電灯点灯装置１（放電灯点灯装置）は、全波整流回路２と、昇圧チョッパ回路３と、極性反転型降圧チョッパ回路４（電力供給回路）と、始動電圧発生回路５と、制御回路６とで構成されている。
【００１８】
全波整流回路２は、商用交流電源Ｖｓに接続され、商用交流電源Ｖｓが出力する交流電圧を整流した脈流電圧を生成し、昇圧チョッパ回路３に出力するダイオードブリッジ回路である。昇圧チョッパ回路３は、全波整流回路２が生成する脈流電圧を入力とし、これを昇圧した直流電圧Ｖｄｃを生成し、極性反転型降圧チョッパ回路４に出力する。極性反転型降圧チョッパ回路４（以降、降圧チョッパ回路４と略称する）は、直流電圧Ｖｄｃを降圧して高圧放電灯ＤＬ（放電灯）に適正な電力を供給するように制御され、高圧放電灯ＤＬに矩形波交流電圧を印加する。また、高圧放電灯ＤＬの始動時には、共振型の始動電圧発生回路５を駆動するための高周波電圧を発生させる。
【００１９】
次に、昇圧チョッパ回路３，降圧チョッパ回路４，始動電圧発生回路５，制御回路６の構成について説明する。
【００２０】
昇圧チョッパ回路３は、入力コンデンサＣ１とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ２と制御部３１とで構成されている。
【００２１】
全波整流回路２の出力端間に入力コンデンサＣ１が接続され、入力コンデンサＣ１と並列にインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が接続されている。また、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Ｃ２とからなる直列回路が接続されている。そして、制御部３１は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行っている。
【００２２】
上記構成で、スイッチング素子Ｑ１が商用交流電源Ｖｓの商用周波数よりも十分に高い周波数でスイッチング制御されることにより、全波整流回路２から出力される脈流電圧は、所定の直流電圧Ｖｄｃに昇圧されて平滑コンデンサＣ２に充電される。また、制御部３１は、商用交流電源Ｖｓによる入力電流と入力電圧の位相がずれないように、回路に抵抗性を持たせる力率改善制御を行っている。なお、全波整流回路２の交流入力端に、高周波漏洩阻止用のフィルタ回路を設けてもよい。
【００２３】
降圧チョッパ回路４は、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を有するフルブリッジ回路で構成されている。昇圧チョッパ回路３の出力端間に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３からなる直列回路と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５とからなる直列回路とが並列接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の接続点との間に、出力フィルタとなるインダクタＬ２とコンデンサＣ３とからなる直列回路が接続されている。
【００２４】
始動電圧発生回路５は、パルストランスＰＴと、コンデンサＣ４とからなる共振回路で構成されており、降圧チョッパ回路４に印加された直流電圧Ｖｄｃを電源としている。そして、始動電圧発生回路５は、降圧チョッパ回路４のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が高周波でスイッチング制御されることにより、高圧放電灯ＤＬに印加される始動・再始動のための共振昇圧電圧を発生する。
【００２５】
制御回路６は、負荷電圧検出部６１と比較部６２と記憶部６３とスイッチング制御部６４とで構成され、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のスイッチング制御を行っている。負荷電圧検出部６１は、高圧放電灯ＤＬに印加される正負両極性の負荷電圧を検出する。比較部６２は、負荷電圧検出部６１が検出した正負両極性の負荷電圧を比較し、半波放電状態であるか否かを判断する。記憶部６３は、負荷電圧に応じた負荷電流を示すＶ−Ｉ特性テーブル（図３参照）を記憶している。Ｖ−Ｉ特性テーブルは図３に示すように、適正な電力を供給するための負荷電圧と負荷電流との関係を示すものであり、負荷電圧が大きくなるにつれて負荷電流が減少するように構成されている。スイッチング制御部６４は、負荷電圧検出部６１が検出した負荷電圧に基づいて高圧放電灯ＤＬの点灯・不点灯を判別し、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のスイッチング制御を行うことで、降圧チョッパ回路４の動作モードを始動モードと点灯モードとに切り替える。
【００２６】
始動モードを行う第１の動作期間では、高圧放電灯ＤＬの始動用の高電圧を発生させる。また、点灯モードを行う第２の動作期間では、記憶部６３に記憶されているＶ−Ｉ特性テーブルを参照し、負荷電圧検出部６１が検出した高圧放電灯ＤＬの負荷電圧に対応した負荷電流が高圧放電灯ＤＬに供給されるように、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の動作周波数およびオン期間を制御する。
【００２７】
次に、本実施形態の高圧放電灯点灯装置１の動作について説明する。
【００２８】
商用交流電源Ｖｓが投入されると、制御部３１がスイッチング素子Ｑ１を数１０ｋＨｚ程度でオン・オフさせ、直流電圧Ｖｄｃに応じてパルス幅を適正に制御する。それによって、高圧放電灯ＤＬが点灯していない非点灯時および、高圧放電灯ＤＬが点灯している点灯時に、直流電圧Ｖｄｃが所定値となるように制御している。また、昇圧チョッパ回路３は、商用交流電源Ｖｓからの入力力率を高め、入力電流歪を抑制する機能を有している。
【００２９】
直流電圧Ｖｄｃが所定値に達すると、降圧チョッパ回路４が動作を開始する。この時点で、高圧放電灯ＤＬは点灯していない非点灯状態であり、高圧放電灯ＤＬは開放状態と同一で、等価インピーダンスは無限大に近い高インピーダンス状態である。このとき、降圧チョッパ回路４は、高圧放電灯ＤＬを始動するための始動モードで動作を開始する。始動モードでは、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がオン状態と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がオン状態とを所定の周波数ｆ０（数１００ｋＨｚ程度）で交互に繰り返す。この周波数ｆ０は、パルストランスＰＴの１次巻線ｎ１とコンデンサＣ４からなる直列共振回路の共振周波数の共振周波数ｆｒに近い周波数であり、正弦波状の高電圧が１次巻線ｎ１に発生する。１次巻線ｎ１に発生した正弦波状の高電圧は、パルストランスＰＴの１次巻線ｎ１と２次巻線ｎ２との巻数比によって昇圧（始動用高電圧）され、コンデンサＣ３を介して高圧放電灯ＤＬに印加される。これによって、高圧放電灯ＤＬの両端間が絶縁破壊し、高圧放電灯ＤＬが始動する。
【００３０】
始動モード中に発生する始動用高電圧により、高圧放電灯ＤＬが始動すると、高圧放電灯ＤＬは短絡に近い低インピーダンス状態になり、高圧放電灯ＤＬの負荷電圧は略０Ｖに低下する。負荷電圧検出回路２１により検出される高圧放電灯ＤＬの負荷電圧が所定の点灯判別電圧閾値を下回ると、スイッチング制御手段２４は、高圧放電灯ＤＬが点灯したと判別する。そして、降圧チョッパ回路４の動作を、高圧放電灯ＤＬの点灯状態を安定させるための点灯モードに切り替える。
【００３１】
点灯モードでは、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が所定の低い周波数ｆａ（数１００Ｈｚ程度）で交互にオン・オフする。その際、スイッチング素子Ｑ２のオン期間は、スイッチング素子Ｑ５が所定の高い周波数ｆｂ（数１０ｋＨｚ程度）でオン・オフし、スイッチング素子Ｑ３のオン期間は、スイッチング素子Ｑ４が所定の高い周波数ｆｂでオン・オフする動作を繰り返す。この極性反転型降圧チョッパ動作により、高圧放電灯ＤＬには、周波数ｆａの矩形波交流電圧が印加される。このとき、コンデンサＣ３とインダクタＬ２とは、降圧チョッパ回路４のフィルタ回路として機能し、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５に内蔵された逆並列ダイオードは、降圧チョッパ回路４の回生電流通電用ダイオードとして機能する。
【００３２】
高圧放電灯ＤＬは、始動直後はランプ電圧が低く、発光管内部が高温・高圧になるにつれてランプ両端電圧が上昇して定格値に至り、安定点灯状態になる。そして、制御回路６は、高圧放電灯ＤＬの負荷電圧を１周期毎に検出し、検出した負荷電圧から記憶部６３に記憶されたＶ−Ｉ特性テーブルを参照して次回１周期分の負荷電流の目標値を決定する。そして、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５のチョッピング周波数やオン期間を制御することで負荷電流を目標値に一致させる。この制御を１周期毎に繰り返すことで、高圧放電灯ＤＬに適正な電力が供給され、高圧放電灯ＤＬを安定点灯させることができる。
【００３３】
次に、制御回路６の具体的な制御について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図２（ａ）は負荷電圧を示すタイミングチャート、図２（ｂ）は負荷電流を示すタイミングチャート、図２（ｃ）は出力電力を示すタイミングチャートである。
【００３４】
なお、正極性の負荷電圧が出力されている期間を正極性のオン期間＋Ｔｏｎ、負極性の負荷電圧が出力されている期間を負極性のオン期間−Ｔｏｎとし、正極性のオン期間＋Ｔｏｎと負極性のオン期間−Ｔｏｎとは同一の長さである。そして、正負両極性の負荷電圧の絶対値が９０Ｖであり、半波放電が発生していない１周期を周期Ｔ１とし、周期Ｔ１は正極性のオン期間＋Ｔｏｎ１と負極性のオン期間−Ｔｏｎ１とからなる。また、周期Ｔ１の次の１周期を周期Ｔ２とし、周期Ｔ２は正極性のオン期間＋Ｔｏｎ２と負極性のオン期間−Ｔｏｎ２とからなり、半波放電が発生して負極性の負荷電圧が９０Ｖから１５０Ｖに変動している。また、周期Ｔ２の次の１周期を周期Ｔ３とし、周期Ｔ３は正極性のオン期間＋Ｔｏｎ３と負極性のオン期間−Ｔｏｎ３とからなり、半波放電状態が継続している。なお、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ１，＋Ｔｏｎ２，＋Ｔｏｎ３は互いに同一の長さであり、負極性のオン期間−Ｔｏｎ１，−Ｔｏｎ２，−Ｔｏｎ３は互いに同一の長さである。
【００３５】
まず、負荷電圧検出部６１は、高圧放電灯ＤＬの正負両極性の負荷電圧を検出し、その検出結果を比較部６２に出力している。比較部６２は、１周期分の正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧の検出結果を保持する。そして、比較部６２は、保持している正極性の負荷電圧の絶対値と負極性の絶対値とを比較することで、半波放電状態であるか否かを判断する。以降、正極性の負荷電圧の絶対値を負荷電圧＋Ｖ，負極性の負荷電圧の絶対値を負荷電圧−Ｖと称す。比較部６２は、正負両極性の負荷電圧差（＋Ｖ，−Ｖの差）が所定値以上（例えば、負荷電圧差２０Ｖ以上）である場合、高圧放電灯ＤＬが半波放電状態であると判断する。
【００３６】
周期Ｔ１は、正極性の負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖ，負極性の負荷電圧−Ｖ＝９０Ｖであるので、比較部６２は半波放電状態ではないと判断する。この場合、スイッチング制御部６４は、記憶部６３を参照して、正極性の負荷電圧＋Ｖ（＝９０Ｖ）に応じた負荷電流の目標値（１．６７Ａ）を取得する。そして、周期Ｔ２において、スイッチング制御部６４は、正極性の負荷電流および負極性の負荷電流の各々が、取得した目標値（１．６７Ａ）となるように制御する。なお、本実施形態では、半波放電状態ではないと判断した場合、正極性の負荷電圧＋Ｖに応じた負荷電流の目標値を設定しているが、負極性の負荷電圧−Ｖに応じた負荷電流の目標値を設定してもよい。
【００３７】
周期Ｔ２において、比較部６２は、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ２における負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖと、負極性のオン期間−Ｔｏｎ２における負荷電圧−Ｖ＝１５０Ｖとを比較し、負荷電圧差が６０Ｖであるので半波放電状態であると判断する。
【００３８】
スイッチング制御部６４は、比較部６２が半波放電状態であると判断した場合、正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖの各々に応じた負荷電流の目標値を、記憶部６３に記憶されたＶ−Ｉ特性テーブル（図３参照）に基づいて取得する。この場合、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ２における正極性の負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖであるので、正極性の負荷電流の目標値は１．６７Ａとなる。また、負極性のオン期間−Ｔｏｎ２における負極性の負荷電圧−Ｖ--＝１５０Ｖであるので、負極性の負荷電流の目標値は１．０Ａとなる。
【００３９】
そして、スイッチング制御部６４は、周期Ｔ３において、正極性の負荷電流が目標値（１．６７Ａ）と一致し、負極性の負荷電流が目標値（１．０Ａ）と一致するように制御する。また、周期Ｔ３は半波放電状態が継続しており、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ３における負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖ，負極性のオン期間−Ｔｏｎ３における負荷電圧−Ｖ＝１５０Ｖとなっている。したがって、周期Ｔ３における正極性の出力電力が１５０Ｗ（＝９０Ｖ×１．６７Ａ）、負極性の出力電力が１５０Ｗ（＝１５０Ｖ×１．０Ａ）となり、半波放電状態であっても正極性および負極性に適正な電力が供給されることとなる。
【００４０】
また、周期Ｔ３においても半波放電状態が継続しているので、比較部６２は周期Ｔ３における正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを比較して半波放電状態であると判断する。そして、スイッチング制御部６４は、周期Ｔ３における正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖに応じた正極性の負荷電流の目標値および負極性の負荷電流の目標値を設定し、次の周期において正負両極性の負荷電流の各々が目標値と一致するように制御する。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、１周期毎に正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを比較して、半波放電状態であるか否かを判断する。そして、半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧＋Ｖに応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧−Ｖに応じた負極性の負荷電流が出力されるように、制御回路６は降圧チョッパ回路４を制御する。それによって、半波放電時であっても、正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖの各々に応じた正負両極性の負荷電流が出力されるので、正極性および負極性の各々に適正な電力が供給されることとなる。
【００４２】
このように、本実施形態では半波放電が発生した場合であっても、正負両極性に適正な電力が供給されるので、過電力によるランプ寿命の悪化，回路ストレスの増加，調光状態による高圧放電灯ＤＬの立ち消え等を防止することができる。
【００４３】
また、比較部６２が負荷電圧検出部６１によって検出された正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖから半波放電状態であると判断した場合、上記制御に加えて、以下の制御を行ってもよい。
【００４４】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、比較部６２は、周期Ｔ２において負荷電圧検出部６１によって検出された正極性の負荷電圧＋Ｖ（＝９０Ｖ）と、負極性の負荷電圧−Ｖ（＝１５０Ｖ）とを比較し、半波放電状態であると判断する。
【００４５】
すると、スイッチング制御部６４は、負荷電圧が高い方の極性（負極性）のオン期間が短くなるように制御する。すなわち、スイッチング制御部６４は、負極性のオン期間が−Ｔｏｎ２ａ（＜−Ｔｏｎ２）となるように降圧チョッパ回路４を制御する。また、周期Ｔ３においても、半波放電状態が継続しているので、上記同様の制御を行い、スイッチング制御部６４は、負極性のオン期間が−Ｔｏｎ３ａ（＜−Ｔｏｎ３）となるように制御する。
【００４６】
半波放電が発生した周期Ｔ２における負荷電流は、直前の周期Ｔ１における負荷電圧に基づいて決定される。そのため、周期Ｔ２における負極性の負荷電流は、周期Ｔ１における正極性の負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖに応じて設定されるので、１．６７Ａとなる。したがって、周期Ｔ２における負極性のオン期間−Ｔｏｎ２において過電力が供給されることとなる。これを防止するためには、事前に半波放電が発生することを知っておく必要があるが、それは技術的に困難である。
【００４７】
そこで、本実施形態では、上記制御を行い、半波放電状態であると判断した時点で、負荷電圧が高い方の極性のオン期間を短くする。それによって、半波放電が発生した直後における過電力が供給される時間が短くなり、ランプ寿命の悪化や部品ストレスを低減させることができる。
【００４８】
なお、上記では比較部６２が半波放電状態であると判断した場合、負荷電圧が高い方の極性のオン期間が短くなるように制御しているが、高い方の負荷電圧が所定値以上である場合に、この極性のオン期間が短くなるように制御してもよい。
【００４９】
（実施形態２）
図５〜図７に、本実施形態の照明器具１１の外観図を示す。本実施形態の照明器具１１は、実施形態１の高圧放電灯点灯装置１と、この高圧放電灯点灯装置１によって点灯される高圧放電灯ＤＬと、高圧放電灯点灯装置１を収納し、高圧放電灯ＤＬが取り付けられる器具本体７とで構成される。器具本体７は、高圧放電灯点灯装置１と安定器とを収納するハウジング８と、ソケット（図示なし）に高圧放電灯ＤＬが装着される灯具９とで構成されている。ハウジング８と灯具９とは配線１０で接続されており、高圧放電灯点灯装置１と高圧放電灯ＤＬとが電気的に接続され、高圧放電灯ＤＬが点灯する。
【００５０】
なお、図５，図６はスポットライトに高圧放電灯ＤＬを用いたトラックライト対応の照明器具１１であり、図７はダウンライトに高圧放電灯ＤＬを用いた照明器具１１である。
【００５１】
照明器具１１は、実施形態１の高圧放電灯点灯装置１を備えているため、高圧放電灯ＤＬに半波放電が発生して場合であっても、正負両極性に適正な電力が供給される。したがって、照明器具１１は、半波放電が発生しても、過電力によるランプ寿命の悪化，回路ストレスの増加，調光状態による高圧放電灯ＤＬの立ち消え等を防止することができる。
【００５２】
また、複数台の照明器具１１を組み合わせて照明システムを構築してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１ 高圧放電灯点灯装置（放電灯点灯装置）
２ 全波整流回路
３ 昇圧チョッパ回路
４ 極性反転型降圧チョッパ回路（電力供給回路）
５ 始動電圧発生回路
６ 制御回路
６１ 負荷電圧検出部
６２ 比較部
６３ 記憶部
６４ スイッチング制御部
ＤＬ 高圧放電灯（放電灯）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置および、こ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、共振回路の共振作用により発生させた交流電圧を放電灯に印加することで放電灯を点灯させる放電灯点灯装置がある。従来の放電灯点灯装置は、放電灯に所望の電力が供給されるように、放電灯に印加される正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、いずれか一方を読み込み、読み込んだ負荷電圧に応じた負荷電流の目標値を設定する。そして、正負両極性の負荷電流が目標値と一致するように制御することで、放電灯に所望の電力を供給している。
【０００３】
しかし、放電灯に印加される正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とが大きく異なる状態（半端放電状態）のときには、所望の電力を供給するために必要な負荷電流の目標値が正負両極性で異なる。そのため、負荷電圧を読み込んだ極性では所望の電力が供給されるが、読み込んだ極性とは異なる極性では、所望の電力を供給するために必要な負荷電流値と目標値とが異なるため、所望の電力が供給されなくなる。
【０００４】
例えば、正極性の負荷電圧が負極性の負荷電圧よりも低くなる半波放電が発生し、正極性の負荷電圧を読み込んで負荷電流の目標値を設定した場合、この目標値は負極性の負荷電流の適正値よりも大きくなってしまう。それによって、負極性の出力電力（負極性の負荷電圧×負荷電流（目標値））が所望の電力を超えることとなり、放電灯点灯装置の故障や放電灯の寿命短縮を招くおそれがあった。
【０００５】
そこで、放電灯に印加される正負両極性の負荷電圧を比較し、負荷電圧が高い方の極性の負荷電圧から正負両極性の負荷電流の目標値を設定する放電灯点灯装置がある（例えば、特許文献１）。この放電灯点灯装置は、半波放電が発生した場合、正負両極性の負荷電圧を比較し、負荷電圧が高いほうの極性の負荷電圧から負荷電流の目標値を設定する。それによって、半波放電が発生した場合に、読み込んだ極性とは異なる極性においても出力電力が所望の電力を超えることがないので、放電灯点灯装置の故障や放電灯の寿命短縮を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５７６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の放電灯点灯装置は、半波放電が発生した場合に、負荷電圧が高い方の極性から負荷電流の目標値を設定し、正負両極性の負荷電流が目標値と一致するように制御する。そのため、負荷電圧が低い方の極性に適正な負荷電流を供給することができなくなる。つまり、負荷電圧が低い方の極性の負荷電流が適正値より少なくなることにより、調光状態となり、ランプの立ち消え等の不具合が発生する。
【０００８】
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、半波放電が発生した場合でも、正負両極性に適正な電力を供給することができる放電灯点灯装置および、こ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】
【０００９】
本発明の放電灯点灯装置は、直流電力を交流電力に電力変換して放電灯に供給する電力供給回路と、前記放電灯に印加される正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、前記負荷電圧検出部によって検出された前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧とを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部と、前記電力供給回路から前記放電灯に供給される電力を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧に応じた負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御することを特徴とする。
【００１０】
この放電灯点灯装置において、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態でないと判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、いずれか一方の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御することが好ましい。
【００１１】
この放電灯点灯装置において、前記比較部は、前記負荷電圧検出部が検出した前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧との差が所定値以上となった場合に、半波放電状態であると判断することが好ましい。
【００１２】
この放電灯点灯装置において、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、負荷電圧が高い一方の極性の負荷電圧が出力される期間を短くすることが好ましい。
【００１３】
本発明の照明器具において、直流電力を交流電力に電力変換して放電灯に供給する電力供給回路と、前記放電灯に印加される正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、前記負荷電圧検出部によって検出された前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧とを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部と、前記電力供給回路から前記放電灯に供給される電力を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧に応じた負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御する放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、前記放電灯点灯装置と前記放電灯とが設けられた器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明では、半波放電が発生した場合でも、正負両極性に適正な電力を供給することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】（ａ）負荷電圧のタイミングチャートである。（ｂ）負荷電流のタイミングチャートである。（ｃ）出力電力のタイミングチャートである。
【図３】Ｖ−Ｉ特性テーブルを示すグラフである。
【図４】（ａ）負荷電圧のタイミングチャートである。（ｂ）負荷電流のタイミングチャートである。（ｃ）出力電力のタイミングチャートである。
【図５】実施形態２の照明器具２の外観図である。
【図６】実施形態２の照明器具２の外観図である。
【図７】実施形態２の照明器具２の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（実施形態１）
本実施形態の高圧放電灯点灯装置１の回路構成図を図１に示す。本実施形態の高圧放電灯点灯装置１（放電灯点灯装置）は、全波整流回路２と、昇圧チョッパ回路３と、極性反転型降圧チョッパ回路４（電力供給回路）と、始動電圧発生回路５と、制御回路６とで構成されている。
【００１８】
全波整流回路２は、商用交流電源Ｖｓに接続され、商用交流電源Ｖｓが出力する交流電圧を整流した脈流電圧を生成し、昇圧チョッパ回路３に出力するダイオードブリッジ回路である。昇圧チョッパ回路３は、全波整流回路２が生成する脈流電圧を入力とし、これを昇圧した直流電圧Ｖｄｃを生成し、極性反転型降圧チョッパ回路４に出力する。極性反転型降圧チョッパ回路４（以降、降圧チョッパ回路４と略称する）は、直流電圧Ｖｄｃを降圧して高圧放電灯ＤＬ（放電灯）に適正な電力を供給するように制御され、高圧放電灯ＤＬに矩形波交流電圧を印加する。また、高圧放電灯ＤＬの始動時には、共振型の始動電圧発生回路５を駆動するための高周波電圧を発生させる。
【００１９】
次に、昇圧チョッパ回路３，降圧チョッパ回路４，始動電圧発生回路５，制御回路６の構成について説明する。
【００２０】
昇圧チョッパ回路３は、入力コンデンサＣ１とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ２と制御部３１とで構成されている。
【００２１】
全波整流回路２の出力端間に入力コンデンサＣ１が接続され、入力コンデンサＣ１と並列にインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路が接続されている。また、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Ｃ２とからなる直列回路が接続されている。そして、制御部３１は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行っている。
【００２２】
上記構成で、スイッチング素子Ｑ１が商用交流電源Ｖｓの商用周波数よりも十分に高い周波数でスイッチング制御されることにより、全波整流回路２から出力される脈流電圧は、所定の直流電圧Ｖｄｃに昇圧されて平滑コンデンサＣ２に充電される。また、制御部３１は、商用交流電源Ｖｓによる入力電流と入力電圧の位相がずれないように、回路に抵抗性を持たせる力率改善制御を行っている。なお、全波整流回路２の交流入力端に、高周波漏洩阻止用のフィルタ回路を設けてもよい。
【００２３】
降圧チョッパ回路４は、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を有するフルブリッジ回路で構成されている。昇圧チョッパ回路３の出力端間に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３からなる直列回路と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５とからなる直列回路とが並列接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の接続点との間に、出力フィルタとなるインダクタＬ２とコンデンサＣ３とからなる直列回路が接続されている。
【００２４】
始動電圧発生回路５は、パルストランスＰＴと、コンデンサＣ４とからなる共振回路で構成されており、降圧チョッパ回路４に印加された直流電圧Ｖｄｃを電源としている。そして、始動電圧発生回路５は、降圧チョッパ回路４のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が高周波でスイッチング制御されることにより、高圧放電灯ＤＬに印加される始動・再始動のための共振昇圧電圧を発生する。
【００２５】
制御回路６は、負荷電圧検出部６１と比較部６２と記憶部６３とスイッチング制御部６４とで構成され、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のスイッチング制御を行っている。負荷電圧検出部６１は、高圧放電灯ＤＬに印加される正負両極性の負荷電圧を検出する。比較部６２は、負荷電圧検出部６１が検出した正負両極性の負荷電圧を比較し、半波放電状態であるか否かを判断する。記憶部６３は、負荷電圧に応じた負荷電流を示すＶ−Ｉ特性テーブル（図３参照）を記憶している。Ｖ−Ｉ特性テーブルは図３に示すように、適正な電力を供給するための負荷電圧と負荷電流との関係を示すものであり、負荷電圧が大きくなるにつれて負荷電流が減少するように構成されている。スイッチング制御部６４は、負荷電圧検出部６１が検出した負荷電圧に基づいて高圧放電灯ＤＬの点灯・不点灯を判別し、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のスイッチング制御を行うことで、降圧チョッパ回路４の動作モードを始動モードと点灯モードとに切り替える。
【００２６】
始動モードを行う第１の動作期間では、高圧放電灯ＤＬの始動用の高電圧を発生させる。また、点灯モードを行う第２の動作期間では、記憶部６３に記憶されているＶ−Ｉ特性テーブルを参照し、負荷電圧検出部６１が検出した高圧放電灯ＤＬの負荷電圧に対応した負荷電流が高圧放電灯ＤＬに供給されるように、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の動作周波数およびオン期間を制御する。
【００２７】
次に、本実施形態の高圧放電灯点灯装置１の動作について説明する。
【００２８】
商用交流電源Ｖｓが投入されると、制御部３１がスイッチング素子Ｑ１を数１０ｋＨｚ程度でオン・オフさせ、直流電圧Ｖｄｃに応じてパルス幅を適正に制御する。それによって、高圧放電灯ＤＬが点灯していない非点灯時および、高圧放電灯ＤＬが点灯している点灯時に、直流電圧Ｖｄｃが所定値となるように制御している。また、昇圧チョッパ回路３は、商用交流電源Ｖｓからの入力力率を高め、入力電流歪を抑制する機能を有している。
【００２９】
直流電圧Ｖｄｃが所定値に達すると、降圧チョッパ回路４が動作を開始する。この時点で、高圧放電灯ＤＬは点灯していない非点灯状態であり、高圧放電灯ＤＬは開放状態と同一で、等価インピーダンスは無限大に近い高インピーダンス状態である。このとき、降圧チョッパ回路４は、高圧放電灯ＤＬを始動するための始動モードで動作を開始する。始動モードでは、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がオン状態と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がオン状態とを所定の周波数ｆ０（数１００ｋＨｚ程度）で交互に繰り返す。この周波数ｆ０は、パルストランスＰＴの１次巻線ｎ１とコンデンサＣ４からなる直列共振回路の共振周波数の共振周波数ｆｒに近い周波数であり、正弦波状の高電圧が１次巻線ｎ１に発生する。１次巻線ｎ１に発生した正弦波状の高電圧は、パルストランスＰＴの１次巻線ｎ１と２次巻線ｎ２との巻数比によって昇圧（始動用高電圧）され、コンデンサＣ３を介して高圧放電灯ＤＬに印加される。これによって、高圧放電灯ＤＬの両端間が絶縁破壊し、高圧放電灯ＤＬが始動する。
【００３０】
始動モード中に発生する始動用高電圧により、高圧放電灯ＤＬが始動すると、高圧放電灯ＤＬは短絡に近い低インピーダンス状態になり、高圧放電灯ＤＬの負荷電圧は略０Ｖに低下する。負荷電圧検出回路２１により検出される高圧放電灯ＤＬの負荷電圧が所定の点灯判別電圧閾値を下回ると、スイッチング制御手段２４は、高圧放電灯ＤＬが点灯したと判別する。そして、降圧チョッパ回路４の動作を、高圧放電灯ＤＬの点灯状態を安定させるための点灯モードに切り替える。
【００３１】
点灯モードでは、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が所定の低い周波数ｆａ（数１００Ｈｚ程度）で交互にオン・オフする。その際、スイッチング素子Ｑ２のオン期間は、スイッチング素子Ｑ５が所定の高い周波数ｆｂ（数１０ｋＨｚ程度）でオン・オフし、スイッチング素子Ｑ３のオン期間は、スイッチング素子Ｑ４が所定の高い周波数ｆｂでオン・オフする動作を繰り返す。この極性反転型降圧チョッパ動作により、高圧放電灯ＤＬには、周波数ｆａの矩形波交流電圧が印加される。このとき、コンデンサＣ３とインダクタＬ２とは、降圧チョッパ回路４のフィルタ回路として機能し、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５に内蔵された逆並列ダイオードは、降圧チョッパ回路４の回生電流通電用ダイオードとして機能する。
【００３２】
高圧放電灯ＤＬは、始動直後はランプ電圧が低く、発光管内部が高温・高圧になるにつれてランプ両端電圧が上昇して定格値に至り、安定点灯状態になる。そして、制御回路６は、高圧放電灯ＤＬの負荷電圧を１周期毎に検出し、検出した負荷電圧から記憶部６３に記憶されたＶ−Ｉ特性テーブルを参照して次回１周期分の負荷電流の目標値を決定する。そして、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５のチョッピング周波数やオン期間を制御することで負荷電流を目標値に一致させる。この制御を１周期毎に繰り返すことで、高圧放電灯ＤＬに適正な電力が供給され、高圧放電灯ＤＬを安定点灯させることができる。
【００３３】
次に、制御回路６の具体的な制御について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図２（ａ）は負荷電圧を示すタイミングチャート、図２（ｂ）は負荷電流を示すタイミングチャート、図２（ｃ）は出力電力を示すタイミングチャートである。
【００３４】
なお、正極性の負荷電圧が出力されている期間を正極性のオン期間＋Ｔｏｎ、負極性の負荷電圧が出力されている期間を負極性のオン期間−Ｔｏｎとし、正極性のオン期間＋Ｔｏｎと負極性のオン期間−Ｔｏｎとは同一の長さである。そして、正負両極性の負荷電圧の絶対値が９０Ｖであり、半波放電が発生していない１周期を周期Ｔ１とし、周期Ｔ１は正極性のオン期間＋Ｔｏｎ１と負極性のオン期間−Ｔｏｎ１とからなる。また、周期Ｔ１の次の１周期を周期Ｔ２とし、周期Ｔ２は正極性のオン期間＋Ｔｏｎ２と負極性のオン期間−Ｔｏｎ２とからなり、半波放電が発生して負極性の負荷電圧が９０Ｖから１５０Ｖに変動している。また、周期Ｔ２の次の１周期を周期Ｔ３とし、周期Ｔ３は正極性のオン期間＋Ｔｏｎ３と負極性のオン期間−Ｔｏｎ３とからなり、半波放電状態が継続している。なお、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ１，＋Ｔｏｎ２，＋Ｔｏｎ３は互いに同一の長さであり、負極性のオン期間−Ｔｏｎ１，−Ｔｏｎ２，−Ｔｏｎ３は互いに同一の長さである。
【００３５】
まず、負荷電圧検出部６１は、高圧放電灯ＤＬの正負両極性の負荷電圧を検出し、その検出結果を比較部６２に出力している。比較部６２は、１周期分の正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧の検出結果を保持する。そして、比較部６２は、保持している正極性の負荷電圧の絶対値と負極性の絶対値とを比較することで、半波放電状態であるか否かを判断する。以降、正極性の負荷電圧の絶対値を負荷電圧＋Ｖ，負極性の負荷電圧の絶対値を負荷電圧−Ｖと称す。比較部６２は、正負両極性の負荷電圧差（＋Ｖ，−Ｖの差）が所定値以上（例えば、負荷電圧差２０Ｖ以上）である場合、高圧放電灯ＤＬが半波放電状態であると判断する。
【００３６】
周期Ｔ１は、正極性の負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖ，負極性の負荷電圧−Ｖ＝９０Ｖであるので、比較部６２は半波放電状態ではないと判断する。この場合、スイッチング制御部６４は、記憶部６３を参照して、正極性の負荷電圧＋Ｖ（＝９０Ｖ）に応じた負荷電流の目標値（１．６７Ａ）を取得する。そして、周期Ｔ２において、スイッチング制御部６４は、正極性の負荷電流および負極性の負荷電流の各々が、取得した目標値（１．６７Ａ）となるように制御する。なお、本実施形態では、半波放電状態ではないと判断した場合、正極性の負荷電圧＋Ｖに応じた負荷電流の目標値を設定しているが、負極性の負荷電圧−Ｖに応じた負荷電流の目標値を設定してもよい。
【００３７】
周期Ｔ２において、比較部６２は、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ２における負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖと、負極性のオン期間−Ｔｏｎ２における負荷電圧−Ｖ＝１５０Ｖとを比較し、負荷電圧差が６０Ｖであるので半波放電状態であると判断する。
【００３８】
スイッチング制御部６４は、比較部６２が半波放電状態であると判断した場合、正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖの各々に応じた負荷電流の目標値を、記憶部６３に記憶されたＶ−Ｉ特性テーブル（図３参照）に基づいて取得する。この場合、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ２における正極性の負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖであるので、正極性の負荷電流の目標値は１．６７Ａとなる。また、負極性のオン期間−Ｔｏｎ２における負極性の負荷電圧−Ｖ--＝１５０Ｖであるので、負極性の負荷電流の目標値は１．０Ａとなる。
【００３９】
そして、スイッチング制御部６４は、周期Ｔ３において、正極性の負荷電流が目標値（１．６７Ａ）と一致し、負極性の負荷電流が目標値（１．０Ａ）と一致するように制御する。また、周期Ｔ３は半波放電状態が継続しており、正極性のオン期間＋Ｔｏｎ３における負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖ，負極性のオン期間−Ｔｏｎ３における負荷電圧−Ｖ＝１５０Ｖとなっている。したがって、周期Ｔ３における正極性の出力電力が１５０Ｗ（＝９０Ｖ×１．６７Ａ）、負極性の出力電力が１５０Ｗ（＝１５０Ｖ×１．０Ａ）となり、半波放電状態であっても正極性および負極性に適正な電力が供給されることとなる。
【００４０】
また、周期Ｔ３においても半波放電状態が継続しているので、比較部６２は周期Ｔ３における正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを比較して半波放電状態であると判断する。そして、スイッチング制御部６４は、周期Ｔ３における正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖに応じた正極性の負荷電流の目標値および負極性の負荷電流の目標値を設定し、次の周期において正負両極性の負荷電流の各々が目標値と一致するように制御する。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、１周期毎に正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖを比較して、半波放電状態であるか否かを判断する。そして、半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧＋Ｖに応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧−Ｖに応じた負極性の負荷電流が出力されるように、制御回路６は降圧チョッパ回路４を制御する。それによって、半波放電時であっても、正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖの各々に応じた正負両極性の負荷電流が出力されるので、正極性および負極性の各々に適正な電力が供給されることとなる。
【００４２】
このように、本実施形態では半波放電が発生した場合であっても、正負両極性に適正な電力が供給されるので、過電力によるランプ寿命の悪化，回路ストレスの増加，調光状態による高圧放電灯ＤＬの立ち消え等を防止することができる。
【００４３】
また、比較部６２が負荷電圧検出部６１によって検出された正負両極性の負荷電圧＋Ｖ，−Ｖから半波放電状態であると判断した場合、上記制御に加えて、以下の制御を行ってもよい。
【００４４】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、比較部６２は、周期Ｔ２において負荷電圧検出部６１によって検出された正極性の負荷電圧＋Ｖ（＝９０Ｖ）と、負極性の負荷電圧−Ｖ（＝１５０Ｖ）とを比較し、半波放電状態であると判断する。
【００４５】
すると、スイッチング制御部６４は、負荷電圧が高い方の極性（負極性）のオン期間が短くなるように制御する。すなわち、スイッチング制御部６４は、負極性のオン期間が−Ｔｏｎ２ａ（＜−Ｔｏｎ２）となるように降圧チョッパ回路４を制御する。また、周期Ｔ３においても、半波放電状態が継続しているので、上記同様の制御を行い、スイッチング制御部６４は、負極性のオン期間が−Ｔｏｎ３ａ（＜−Ｔｏｎ３）となるように制御する。
【００４６】
半波放電が発生した周期Ｔ２における負荷電流は、直前の周期Ｔ１における負荷電圧に基づいて決定される。そのため、周期Ｔ２における負極性の負荷電流は、周期Ｔ１における正極性の負荷電圧＋Ｖ＝９０Ｖに応じて設定されるので、１．６７Ａとなる。したがって、周期Ｔ２における負極性のオン期間−Ｔｏｎ２において過電力が供給されることとなる。これを防止するためには、事前に半波放電が発生することを知っておく必要があるが、それは技術的に困難である。
【００４７】
そこで、本実施形態では、上記制御を行い、半波放電状態であると判断した時点で、負荷電圧が高い方の極性のオン期間を短くする。それによって、半波放電が発生した直後における過電力が供給される時間が短くなり、ランプ寿命の悪化や部品ストレスを低減させることができる。
【００４８】
なお、上記では比較部６２が半波放電状態であると判断した場合、負荷電圧が高い方の極性のオン期間が短くなるように制御しているが、高い方の負荷電圧が所定値以上である場合に、この極性のオン期間が短くなるように制御してもよい。
【００４９】
（実施形態２）
図５〜図７に、本実施形態の照明器具１１の外観図を示す。本実施形態の照明器具１１は、実施形態１の高圧放電灯点灯装置１と、この高圧放電灯点灯装置１によって点灯される高圧放電灯ＤＬと、高圧放電灯点灯装置１を収納し、高圧放電灯ＤＬが取り付けられる器具本体７とで構成される。器具本体７は、高圧放電灯点灯装置１と安定器とを収納するハウジング８と、ソケット（図示なし）に高圧放電灯ＤＬが装着される灯具９とで構成されている。ハウジング８と灯具９とは配線１０で接続されており、高圧放電灯点灯装置１と高圧放電灯ＤＬとが電気的に接続され、高圧放電灯ＤＬが点灯する。
【００５０】
なお、図５，図６はスポットライトに高圧放電灯ＤＬを用いたトラックライト対応の照明器具１１であり、図７はダウンライトに高圧放電灯ＤＬを用いた照明器具１１である。
【００５１】
照明器具１１は、実施形態１の高圧放電灯点灯装置１を備えているため、高圧放電灯ＤＬに半波放電が発生して場合であっても、正負両極性に適正な電力が供給される。したがって、照明器具１１は、半波放電が発生しても、過電力によるランプ寿命の悪化，回路ストレスの増加，調光状態による高圧放電灯ＤＬの立ち消え等を防止することができる。
【００５２】
また、複数台の照明器具１１を組み合わせて照明システムを構築してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１ 高圧放電灯点灯装置（放電灯点灯装置）
２ 全波整流回路
３ 昇圧チョッパ回路
４ 極性反転型降圧チョッパ回路（電力供給回路）
５ 始動電圧発生回路
６ 制御回路
６１ 負荷電圧検出部
６２ 比較部
６３ 記憶部
６４ スイッチング制御部
ＤＬ 高圧放電灯（放電灯）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に電力変換して放電灯に供給する電力供給回路と、
前記放電灯に印加される正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、
前記負荷電圧検出部によって検出された前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧とを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部と、
前記電力供給回路から前記放電灯に供給される電力を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧に応じた負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態でないと判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、いずれか一方の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御す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】
前記比較部は、前記負荷電圧検出部が検出した前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧との差が所定値以上となった場合に、半波放電状態であると判断することを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、負荷電圧が高い一方の極性の負荷電圧が出力される期間を短く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】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、
前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、
前記放電灯点灯装置と前記放電灯とが設けられ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１】
直流電力を交流電力に電力変換して放電灯に供給する電力供給回路と、
前記放電灯に印加される正極性の負荷電圧および負極性の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、
前記負荷電圧検出部によって検出された前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧とを比較し、半波放電状態であるか否かを判断する比較部と、
前記電力供給回路から前記放電灯に供給される電力を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および、前の周期における負極性の負荷電圧に応じた負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態でないと判断した後、前の周期における正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、いずれか一方の負荷電圧に応じた正極性の負荷電流および負極性の負荷電流が出力されるように、前記電力供給回路を制御す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】
前記比較部は、前記負荷電圧検出部が検出した前記正極性の負荷電圧と前記負極性の負荷電圧との差が所定値以上となった場合に、半波放電状態であると判断することを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記比較部が半波放電状態であると判断した後、正極性の負荷電圧と負極性の負荷電圧とのうち、負荷電圧が高い一方の極性の負荷電圧が出力される期間を短く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】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、
前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、
前記放電灯点灯装置と前記放電灯とが設けられた器具本体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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４３７０６（Ｐ２０１２−２４３７０６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５５３１（Ｐ２０１１−１１５５３１）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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