放電灯点灯装置およびそれを用いた照明装置
【課題】定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯を安定に並列点灯させる。
【解決手段】照明装置１は、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯２１および第２の放電灯２２が並列接続された照明負荷２と、照明負荷２を点灯させる放電灯点灯装置３とを備える。放電灯点灯装置３は、インバータ回路３１と、共振回路３２と、バランサ３５と、トランス３６とを備える。バランサ３５は、第１の巻線３５１が第１の放電灯２１の給電路に挿入され、第２の巻線３５２が第２の放電灯２２の給電路に挿入されている。トランス３６は、一次巻線３６１が共振回路３２の一対の出力端の間に接続され、第１の放電灯２１のランプ電流と第２の放電灯２２のランプ電流とが等しい平衡状態において、バランサ３５の第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧がゼロに近づくように、二次巻線３６２が第２の放電灯２２に接続される。
【解決手段】照明装置１は、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯２１および第２の放電灯２２が並列接続された照明負荷２と、照明負荷２を点灯させる放電灯点灯装置３とを備える。放電灯点灯装置３は、インバータ回路３１と、共振回路３２と、バランサ３５と、トランス３６とを備える。バランサ３５は、第１の巻線３５１が第１の放電灯２１の給電路に挿入され、第２の巻線３５２が第２の放電灯２２の給電路に挿入されている。トランス３６は、一次巻線３６１が共振回路３２の一対の出力端の間に接続され、第１の放電灯２１のランプ電流と第２の放電灯２２のランプ電流とが等しい平衡状態において、バランサ３５の第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧がゼロに近づくように、二次巻線３６２が第２の放電灯２２に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置およびそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、定格ランプ電流が略等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された照明負荷を適合負荷と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）。
【０００３】
特許文献１に記載された放電灯点灯装置では、並列接続された複数の放電灯の各々に流れるランプ電流が等しくなるように、バランサの巻線と放電灯とが１対１で直列接続されている。引用文献１に記載されたバランサでは、各巻線に流れる電流の差に応じて各巻線に電圧が発生する。このバランサは、各巻線に発生した電圧によって、各巻線に流れる電流を増加させたり、減少させたりして、各巻線に流れる電流が等しくなるように動作する。これにより、各巻線に直列接続されている各放電灯のランプ電流を等しくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された従来の放電灯点灯装置では、各放電灯のランプ電流が等しい平衡状態であっても、バランサの各巻線は、複数の放電灯の平均ランプ電圧と各放電灯のランプ電圧との差分電圧が印加された状態である。
【０００６】
このような状態から電流バランスが崩れた場合、バランサの各巻線に新たな電圧が発生する。このとき、ランプ電圧の高い放電灯は、ランプ電圧の低い放電灯よりもランプ電流の増減が小さく、ランプ電圧の低い放電灯よりも光出力が低下する。
【０００７】
このため、従来の放電灯点灯装置では、各放電灯に対して深調光（例えば２５％以下）を行うと、ランプ電流が低下するため、バランサの各巻線に発生する電圧が低下し、その結果、ランプ電圧の高い放電灯は点灯維持することができなくなり、立ち消えてしまう。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯を安定に並列点灯させることができる放電灯点灯装置およびそれを用いた照明装置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、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷を点灯させる放電灯点灯装置であって、直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電圧生成回路と、第１の巻線が前記第１の放電灯の給電路に挿入され、第２の巻線が前記第２の放電灯の給電路に挿入されたバランサと、一次巻線が前記高周波電圧生成回路の一対の出力端の間に電気的に接続され、前記第１の放電灯のランプ電流と前記第２の放電灯のランプ電流とが等しい平衡状態において前記バランサの前記第１の巻線および前記第２の巻線の各々の両端電圧がゼロに近づくように二次巻線が前記第１の放電灯および前記第２の放電灯の少なくとも一方に接続されるトランスとを備えることを特徴とする。
【００１０】
この放電灯点灯装置において、前記トランスは、前記第１の放電灯のランプ電圧と前記第２の放電灯のランプ電圧との電圧比に応じて前記一次巻線と前記二次巻線との巻数比が設定されていることが好ましい。
【００１１】
この放電灯点灯装置において、前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、前記トランスは、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第１の直列回路または前記第２の直列回路のいずれか一方に印加することが好ましい。
【００１２】
この放電灯点灯装置において、前記トランスは、前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられ、前記一次巻線が前記第２の巻線に直列接続され、前記二次巻線が前記第２の放電灯に電気的に接続され、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第２の放電灯に印加することが好ましい。
【００１３】
この放電灯点灯装置において、前記高周波電圧生成回路と前記バランサとが実装されたプリント基板を備え、前記プリント基板には、前記トランスの前記一次巻線が接続される第１の接続端子と、前記トランスの二次巻線が接続される第２の接続端子とが設けられていることが好ましい。
【００１４】
この放電灯点灯装置において、前記第１の放電灯は、前記第２の放電灯よりも定格電力が大きく、前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、前記トランスは、前記二次巻線の両端が前記第１の直列回路に電気的に接続され、前記二次巻線の一端および中間タップが前記第２の直列回路に電気的に接続されることが好ましい。
【００１５】
この放電灯点灯装置において、前記高周波電圧生成回路と前記バランサと前記トランスとが実装されたプリント基板を備え、前記プリント基板には、前記トランスの前記二次巻線の他端に電気的に接続される第１の接続端子と、前記トランスの前記中間タップに電気的に接続される第２の接続端子と、前記第２の放電灯の一端に電気的に接続される第３の接続端子とが設けられていることが好ましい。
【００１６】
この放電灯点灯装置において、前記トランスは、単巻トランス、または、前記一次巻線と前記二次巻線とが直列接続されたトランスであることが好ましい。
【００１７】
この放電灯点灯装置において、前記バランサの前記第１の巻線と前記第１の放電灯との間に設けられた第１の容量性素子と、前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられた第２の容量性素子とを備えることが好ましい。
【００１８】
本発明の照明装置は、前記放電灯点灯装置と、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この照明装置において、前記第１の放電灯と前記第２の放電灯は、互いに直列接続された光源の個数が異なることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、バランサの第１の巻線および第２の巻線の各々の両端電圧がゼロに近づくように、トランスの二次巻線で発生した高周波電圧を第１の放電灯および第２の放電灯の少なくともいずれかに印加することができる。これにより、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯（第１の放電灯および第２の放電灯）を安定に並列点灯させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態１に係る照明装置であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図２】同上に係る照明装置であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図３】同上に係る照明装置の変形例であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図４】同上に係る照明装置の他の変形例であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図５】同上に係る照明装置の他の変形例であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図６】実施形態２に係る照明装置であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図７】同上に係る照明装置であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図８】実施形態３に係る照明装置であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図９】同上に係る照明装置であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１０】実施形態４に係る照明装置であって、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１１】同上に係る照明装置であって、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１２】実施形態５に係る照明装置であって、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１３】同上に係る照明装置であって、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１４】実施形態６に係る照明装置であって、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１５】同上に係る照明装置であって、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１６】同上に係る予熱回路の要部であって、（ａ）は、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図、（ｂ）は、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の実施形態１〜６では、複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置およびそれを用いた照明装置について説明する。
【００２３】
（実施形態１）
実施形態１に係る照明装置１は、図１に示すように、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２が並列接続された照明負荷（負荷回路）２と、照明負荷２を点灯させる放電灯点灯装置３とを備えている。
【００２４】
照明負荷２は、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが並列接続されて構成されている。第１の放電灯２１および第２の放電灯２２は、例えば熱陰極型蛍光ランプなどであり、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる光源である。本実施形態では、第１の放電灯２１が第２の放電灯２２よりも定格電力が大きい。
【００２５】
放電灯点灯装置３は、インバータ回路３１と、共振回路３２と、発振制御部３３と、駆動回路３４と、バランサ３５と、トランス３６と、予熱回路３７とを備えている。また、放電灯点灯装置３は、第１の放電灯２１が装着される一対のコネクタ４１，４２と、第２の放電灯２２が装着される一対のコネクタ４３，４４とを備えている。インバータ回路３１および共振回路３２は、直流電源９の直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電圧生成回路の機能を有している。
【００２６】
インバータ回路３１は、直流電源９の両端間に第１のスイッチング素子３１１と第２のスイッチング素子３１２とが直列接続されたハーフブリッジ型の回路である。第１のスイッチング素子３１１および第２のスイッチング素子３１２は、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型電界効果トランジスタなどである。高圧側の第１のスイッチング素子３１１および低圧側の第２のスイッチング素子３１２が交互にスイッチングすることによって、インバータ回路３１は直流電源９の直流電圧を高周波電圧に変換する。なお、インバータ回路３１は、ハーフブリッジ型の回路に限定されず、フルブリッジ型の回路であってもよい。
【００２７】
共振回路３２は、第２のスイッチング素子３１２の両端間に接続されたインダクタ３２１およびコンデンサ３２２のＬＣ共振回路と、インダクタ３２１とコンデンサ３２２との接続点に接続された直流カットコンデンサ３２３とを備えている。なお、共振回路３２は、第１のスイッチング素子３１１の両端間に接続されてもよい。
【００２８】
発振制御部３３は、所定の周波数で発振する発振回路（図示せず）を備え、外部の調光器８から入力される調光信号に応じて発振回路の発振周波数を変化させ、所定周波数の矩形波信号からなる発振制御信号を駆動回路３４に出力する。
【００２９】
駆動回路３４は、発振制御部３３から入力される発振制御信号に応じて、第１のスイッチング素子３１１および第２のスイッチング素子３１２を駆動して交互にオンオフさせる。すなわち、発振制御部３３が発振制御信号の周波数を変化させ、駆動回路３４が第１のスイッチング素子３１１および第２のスイッチング素子３１２を駆動して交互にオンオフさせることによって、インバータ回路３１の動作周波数を変化させて、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２を始動させたり、調光させたりすることができる。
【００３０】
バランサ３５は、第１の放電灯２１の給電路に挿入された第１の巻線３５１と、第２の放電灯２２の給電路に挿入された第２の巻線３５２とを備え、共振回路３２の出力側に接続されている。バランサ３５は、例えば共通の鉄心に巻回されることで第１の巻線３５１と第２の巻線３５２とが磁気結合するバランサトランスである。本実施形態のバランサ３５では、第１の巻線３５１が第１の放電灯２１とともに第１の直列回路を形成し、第２の巻線３５２が第２の放電灯２２とともに第２の直列回路を形成するように共振回路３２と照明負荷２との間に設けられている。
【００３１】
トランス３６は、磁気結合する一次巻線３６１および二次巻線（トランス３６の出力側）３６２を備えている。一次巻線３６１は、直流カットコンデンサ３８とともに直列回路を形成し、共振回路３２の一対の出力端の間に接続されている。二次巻線３６２は、バランサ３５の第２の巻線３５２を介して第２の放電灯２２に電気的に接続されている。すなわち、一次巻線３６１は、一端が後述の第１の接続端子５１に接続され、他端が後述の第３の接続端子５３に接続されている。二次巻線３６２は、一端が後述の第２の接続端子５２に接続され、他端が第３の接続端子５３に接続されている。なお、本実施形態のトランス３６は、単巻トランス（オートトランス）であるが、他のトランスであってもよい。他のトランスとしては、一次巻線３６１と二次巻線３６２とが直列接続されたトランスなどがある。
【００３２】
ところで、トランス３６は、バランサ３５において第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧がゼロに近づくように、二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加する。このため、トランス３６は、第１の放電灯２１のランプ電圧と第２の放電灯２２のランプ電圧との電圧比に応じて一次巻線３６１と二次巻線３６２との巻数比が設定されていることが好ましい。例えば、第１の放電灯２１のランプ電圧が第２の放電灯２２のランプ電圧のｎ倍である場合、一次巻線：二次巻線＝ｎ：１とすればよい。例えば、第１の放電灯２１のランプ電圧が第２の放電灯２２のランプ電圧の２倍である場合、一次巻線：二次巻線＝２：１とすればよい。すなわち、分路巻線：直列巻線＝１：１とすればよい。なお、トランス３６の励磁電流などを考慮してトランス３６の巻数比を調整して設定してもよい。
【００３３】
これにより、第１の放電灯２１のランプ電流と第２の放電灯２２のランプ電流とが等しい平衡状態において、バランサ３５の第１の巻線３５１の両端電圧と第２の巻線３５２の両端電圧とをゼロに近づけることができる。その結果、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２の各々の基準電圧にバランサ電圧が加えられることによって、ランプ電流のバランスが崩れにくくなるので、バランサ３５を大型化することなく、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２を深調光（例えば２５％以下）まで絞ることができる。
【００３４】
予熱回路３７は、第１の放電灯２１のフィラメントおよび第２の放電灯２２のフィラメントに予熱電流を流す。
【００３５】
ところで、放電灯点灯装置３は、インバータ回路３１と共振回路３２とバランサ３５と予熱回路３７とが実装されたプリント基板（図示せず）を備えている。さらに、上記プリント基板には、第１の接続端子５１と、第２の接続端子５２と、第３の接続端子５３と、第４の接続端子５４と、第５の接続端子５５とが設けられている。第１の接続端子５１にはトランス３６の一次巻線３６１の一端が接続され、第２の接続端子５２にはトランス３６の二次巻線３６２の一端が接続され、第３の接続端子５３には一次巻線３６１および二次巻線３６２の他端（直流電源９のグランド側）が接続される。第４の接続端子５４には直流カットコンデンサ３８の一端が接続され、第５の接続端子５５には直流カットコンデンサ３８の他端（直流電源９のグランド側）が接続される。すなわち、図１に示す回路パターンがプリント基板上に配線されている。なお、第１の接続端子５１、第２の接続端子５２、第３の接続端子５３、第４の接続端子５４および第５の接続端子５５は、プリント基板上にランドとして設けられてもよい。
【００３６】
第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが異なる特性の場合、図１に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装され、トランス３６は、二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加する。
【００３７】
一方、図２に示すように、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である照明負荷２を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。すなわち、共振回路３２の出力端とバランサ３５の第２の巻線３５２との間が短絡する。
【００３８】
以上の説明より、本実施形態の照明装置１は、放電灯点灯装置３において、バランサ３５の第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧がゼロに近づくように、トランス３６の二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加することができる。これにより、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯（第１の放電灯２１および第２の放電灯２２）を安定に並列点灯させることができる。この際に、バランサ３５のインダクタまたはインピーダンスを大きくすることなく、複数の放電灯のランプ電流を等しくして深調光（例えば２５％以下）に対応させることができるので、バランサ３５を大型にする必要がない。
【００３９】
また、本実施形態によれば、トランス３６の巻数比を第１の放電灯２１のランプ電圧と第２の放電灯２２のランプ電圧との電圧比に近づけることによって、バランサ３５の第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧をゼロに近づけることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態によれば、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である場合に、トランス３６を実装せずに、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間をジャンパ線６１で短絡させることができる。これにより、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが異なる特性の場合と、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である場合とで、放電灯点灯装置３の主要な回路部品（インバータ回路３１、共振回路３２、バランサ３５および予熱回路３７）が配置されたプリント基板の共通化を図ることができるので、生産性を向上させることができる。
【００４１】
なお、共振回路３２は、直流カットコンデンサ３２３に代えて、図３に示すように、第１の放電灯２１に直列接続された直流カットコンデンサ３２４と、第２の放電灯２２に直列接続された直流カットコンデンサ３２５とを備えていてもよい。直流カットコンデンサ３２４は、バランサ３５の第１の巻線３５１と第１の放電灯２１との間に設けられた第１の容量性素子であり、直流カットコンデンサ３２５は、バランサ３５の第２の巻線３５２と第２の放電灯２２との間に設けられた第２の容量性素子である。
【００４２】
また、放電灯点灯装置３は、バランサ３５の第１の巻線３５１の出力端と第２の巻線３５２の出力端との間にコンデンサ３５３を備えてもよい。これにより、バランサ３５のインピーダンスを等価的に大きくすることができるので、コンデンサ３５３を備えていない場合よりもバランサ３５を小型にすることができる。
【００４３】
さらに、放電灯点灯装置３は、図４，５に示すように、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２に対して直流電源９のグランド側にバランサ３５が配置された構成であってもよい。図４は、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが異なる特性の場合を示し、図５は、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性の場合を示す。
【００４４】
（実施形態２）
実施形態２に係る照明装置１は、図６に示すように、ランプ電圧の高い第１の放電灯２１に、トランス３６の二次巻線３６２で発生した高周波電圧を印加する点で、実施形態１に係る照明装置１（図１参照）と相違する。なお、実施形態１の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態のトランス３６は、第１の放電灯２１のランプ電圧と第２の放電灯２２のランプ電圧との電圧比に応じて、一次巻線３６１と二次巻線３６２との巻数比が設定されている。例えば、第１の放電灯２１のランプ電圧が第２の放電灯２２のランプ電圧の２倍である場合、一次巻線：二次巻線＝１：２とすればよい。本実施形態の第１の放電灯２１には、トランス３６で昇圧された高周波電圧が印加される。なお、実施形態１のトランス３６（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００４６】
一方、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である照明負荷２を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、図７に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。
【００４７】
（実施形態３）
実施形態３に係る照明装置１は、図８に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８の直列回路がバランサ３５の第２の巻線３５２の出力側に接続されている点で、実施形態１に係る照明装置１（図１参照）と相違する。なお、実施形態１の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本実施形態のトランス３６は、バランサ３５の第２の巻線３５２と第２の放電灯２２との間に設けられている。具体的には、一次巻線３６１は、第２の巻線３５２および直流カットコンデンサ３８とともに直列回路を形成して共振回路３２の一対の出力端の間に接続され、二次巻線３６２は、第２の放電灯２２に接続されている。トランス３６は、二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加する。なお、実施形態１のトランス３６（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００４９】
一方、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である照明負荷２を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、図９に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。すなわち、バランサ３５の第２の巻線３５２と第２の放電灯２２との間が短絡する。
【００５０】
（実施形態４）
実施形態４では、図１０，１１に示すように、３つ以上の放電灯２１１，２１２，２２１，２２２を点灯させる場合について説明する。図１０は、３つの放電灯２１１，２１２，２２１で構成される照明負荷２（以下「３灯負荷」という）の場合の構成を示し、図１１は、４つの放電灯２１１，２１２，２２１，２２２によって２組の２灯直列の並列回路で構成された照明負荷２（以下「４灯負荷」という）の場合の構成を示す。なお、実施形態１の照明装置１（図１参照）と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図１０では、第１の放電灯として、２つの放電灯２１１，２１２が直列接続されて用いられ、第２の放電灯として、１つの放電灯２２１が用いられている。すなわち、図１０では、第１の放電灯と第２の放電灯は、互いに直列接続された光源の個数が異なっている。
【００５２】
このような３灯負荷の場合、トランス３６の二次巻線３６２にバランサ３５の第２の巻線３５２を介して第２の放電灯としての放電灯２２１が接続されている。予熱回路３７に接続されているコネクタ４６は用いられず、放電灯２２１はコネクタ４３，４４に接続され、予熱回路３７により予熱される。２灯直列の放電灯２１１，２１２の接続点のフィラメントは、コネクタ４５によって予熱回路３７に接続され、予熱回路３７によって予熱される。
【００５３】
一方、図１１に示す４灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。４灯負荷の場合、２灯直列の放電灯２１１，２１２の接続点のフィラメントは、コネクタ４５によって予熱回路３７に接続され、予熱回路３７によって予熱される。２灯直列の放電灯２２１，２２２の接続点のフィラメントは、コネクタ４６によって予熱回路３７に接続され、予熱回路３７によって予熱される。
【００５４】
放電灯２１１，２１２，２２１，２２２が全て同じ特性である場合、本実施形態のトランス３６の巻数比は、理想的には１対１である。ただし、トランス３６の励磁電流などを考慮してトランス３６の巻数比を調整して設定してもよい。なお、実施形態１のトランス３６（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００５５】
以上の説明より、本実施形態では、３灯負荷の場合と４灯負荷の場合とで、放電灯点灯装置３の主要な回路部品（インバータ回路３１、共振回路３２、バランサ３５および予熱回路３７）が配置されたプリント基板（図示せず）の共通化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態の放電灯点灯装置３は、例えば３灯直列の放電灯が並列接続された６灯負荷のような５つ以上の放電灯の場合であっても適用することができる。
【００５７】
（実施形態５）
実施形態５に係る照明装置１は、図１２，１３に示すように、３灯負荷の場合（第１の放電灯と第２の放電灯とで放電灯の個数が異なる場合）だけではなく、４灯負荷（第１の放電灯と第２の放電灯とで放電灯の個数が同じである場合）の場合にもトランス３６および直流カットコンデンサ３８を用いる点で、実施形態４に係る照明装置１（図１１参照）と相違する。なお、実施形態４の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態のプリント基板（図示せず）には、インバータ回路３１と共振回路３２とバランサ３５とトランス３６と予熱回路３７とが設置されている。さらに、本実施形態のプリント基板には、第１の接続端子７１と、第２の接続端子７２と、第３の接続端子７３１，７３２とが設けられている。第１の接続端子７１はトランス３６の二次巻線３６２に電気的に接続され、第２の接続端子７２はトランス３６の中間タップに電気的に接続され、第３の接続端子７３１，７３２は放電灯２２２に電気的に接続される。
【００５９】
本実施形態のトランス３６は、第１の放電灯のランプ電圧と第２の放電灯のランプ電圧との電圧比に応じて二次巻線３６２の中間タップが設定されている。例えば、第２の放電灯のランプ電圧が第１の放電灯のランプ電圧のｎ分の１である場合、中間タップから他端までの巻数を二次巻線３６２の全体の巻数のｎ分の１にすればよい。なお、トランス３６の励磁電流などを考慮してトランス３６の巻数比を調整して設定してもよい。
【００６０】
図１２に示す３灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、第１の接続端子７１と第３の接続端子７３１との間が開放され、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間がジャンパ線６３によって短絡する。これにより、トランス３６は、二次巻線３６２の両端がバランサ３５の第１の巻線３５１および放電灯２１１，２１２の直列回路に電気的に接続され、二次巻線３６２の一端および中間タップがバランサ３５の第２の巻線３５２および放電灯２２１の直列回路に電気的に接続される。
【００６１】
一方、図１３に示す４灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、第１の接続端子７１と第３の接続端子７３１との間がジャンパ線６２によって短絡し、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間が開放される。これにより、トランス３６の二次巻線３６２の両端は、バランサ３５の第１の巻線３５１および放電灯２１１，２１２の直列回路と、バランサ３５の第２の巻線３５２および放電灯２２１の直列回路との両方に電気的に接続される。
【００６２】
図１３に示すように４灯負荷の場合にもトランス３６を用いることによって、放電灯２１１，２１２の接続点および放電灯２２１，２２２の接続点を擬似的に回路の基準電位とすることができる。これにより、トランス３６の巻数比を１対１とした場合、コネクタ４５，４６の電圧を実施形態４（図１１参照）の場合よりも約半分にすることができるので、放電灯２１１，２１２，２２１，２２２からの漏れ電流を少なくすることができる。さらに、放電灯２１１，２１２の接続点および放電灯２２１，２２２の接続点の各々の配線からの漏れ電流を極めて小さくすることができる。
【００６３】
また、本実施形態の放電灯点灯装置３では、３灯負荷の場合に、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間にジャンパ線６３を接続し、４灯負荷の場合に、第１の接続端子７１と第３の接続端子７３１との間にジャンパ線６２を接続することができる。これにより、３灯負荷の場合と４灯負荷の場合とで、放電灯点灯装置３の主要な回路部品（インバータ回路３１、共振回路３２、バランサ３５、トランス３６および予熱回路３７）が配置されたプリント基板（図示せず）の共通化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００６４】
（実施形態６）
実施形態６に係る照明装置１は、図１４，１５に示すように、実施形態５に係る照明装置１（図１２，１３参照）とは異なる回路構成を有している。なお、実施形態５の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図１４に示す３灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間はジャンパ線６３によって短絡し、図１５に示す４灯負荷の場合、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間は開放される。
【００６６】
予熱回路３７は、図１６に示すように、予熱トランス３７１と予熱コンデンサ３７２とを備えている。４灯負荷の場合、図１６（ｂ）に示すように、第４の接続端子７４と第５の接続端子７５との間がジャンパ線６４によって短絡し、３灯負荷の場合、図１６（ａ）に示すように、第４の接続端子７４と第６の接続端子７６との間がジャンパ線６５によって短絡する。予熱電流は、予熱コンデンサ３７２の容量値を調整することで対応することができる。
【００６７】
本実施形態の照明装置１においても、３灯負荷の場合と４灯負荷の場合とで、放電灯点灯装置３のプリント基板（図示せず）の共通化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００６８】
なお、実施形態４〜６において、放電灯点灯装置３が放電灯２１１，２１２，２２１，２２２の各フィラメントの脱着検出回路（図示せず）を備えている場合であっても、３灯負荷のときに、コネクタ４６に接続されるフィラメントに対する検出を不動作にすればよい。これにより、３灯負荷である場合と４灯負荷の場合とで検出回路を共用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 照明装置
２ 照明負荷
２１ 第１の放電灯
２１１，２１２ 放電灯（光源）
２２ 第２の放電灯
２２１，２２２ 放電灯（光源）
３ 放電灯点灯装置
３１ インバータ回路（高周波電圧生成回路）
３２ 共振回路（高周波電圧生成回路）
３５ バランサ
３５１ 第１の巻線
３５２ 第２の巻線
３６ トランス
３６１ 一次巻線
３６２ 二次巻線
５１ 第１の接続端子
５２ 第２の接続端子
７１ 第１の接続端子
７２ 第２の接続端子
７３１，７３２ 第３の接続端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置およびそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、定格ランプ電流が略等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された照明負荷を適合負荷と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）。
【０００３】
特許文献１に記載された放電灯点灯装置では、並列接続された複数の放電灯の各々に流れるランプ電流が等しくなるように、バランサの巻線と放電灯とが１対１で直列接続されている。引用文献１に記載されたバランサでは、各巻線に流れる電流の差に応じて各巻線に電圧が発生する。このバランサは、各巻線に発生した電圧によって、各巻線に流れる電流を増加させたり、減少させたりして、各巻線に流れる電流が等しくなるように動作する。これにより、各巻線に直列接続されている各放電灯のランプ電流を等しくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された従来の放電灯点灯装置では、各放電灯のランプ電流が等しい平衡状態であっても、バランサの各巻線は、複数の放電灯の平均ランプ電圧と各放電灯のランプ電圧との差分電圧が印加された状態である。
【０００６】
このような状態から電流バランスが崩れた場合、バランサの各巻線に新たな電圧が発生する。このとき、ランプ電圧の高い放電灯は、ランプ電圧の低い放電灯よりもランプ電流の増減が小さく、ランプ電圧の低い放電灯よりも光出力が低下する。
【０００７】
このため、従来の放電灯点灯装置では、各放電灯に対して深調光（例えば２５％以下）を行うと、ランプ電流が低下するため、バランサの各巻線に発生する電圧が低下し、その結果、ランプ電圧の高い放電灯は点灯維持することができなくなり、立ち消えてしまう。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯を安定に並列点灯させることができる放電灯点灯装置およびそれを用いた照明装置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、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷を点灯させる放電灯点灯装置であって、直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電圧生成回路と、第１の巻線が前記第１の放電灯の給電路に挿入され、第２の巻線が前記第２の放電灯の給電路に挿入されたバランサと、一次巻線が前記高周波電圧生成回路の一対の出力端の間に電気的に接続され、前記第１の放電灯のランプ電流と前記第２の放電灯のランプ電流とが等しい平衡状態において前記バランサの前記第１の巻線および前記第２の巻線の各々の両端電圧がゼロに近づくように二次巻線が前記第１の放電灯および前記第２の放電灯の少なくとも一方に接続されるトランスとを備えることを特徴とする。
【００１０】
この放電灯点灯装置において、前記トランスは、前記第１の放電灯のランプ電圧と前記第２の放電灯のランプ電圧との電圧比に応じて前記一次巻線と前記二次巻線との巻数比が設定されていることが好ましい。
【００１１】
この放電灯点灯装置において、前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、前記トランスは、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第１の直列回路または前記第２の直列回路のいずれか一方に印加することが好ましい。
【００１２】
この放電灯点灯装置において、前記トランスは、前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられ、前記一次巻線が前記第２の巻線に直列接続され、前記二次巻線が前記第２の放電灯に電気的に接続され、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第２の放電灯に印加することが好ましい。
【００１３】
この放電灯点灯装置において、前記高周波電圧生成回路と前記バランサとが実装されたプリント基板を備え、前記プリント基板には、前記トランスの前記一次巻線が接続される第１の接続端子と、前記トランスの二次巻線が接続される第２の接続端子とが設けられていることが好ましい。
【００１４】
この放電灯点灯装置において、前記第１の放電灯は、前記第２の放電灯よりも定格電力が大きく、前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、前記トランスは、前記二次巻線の両端が前記第１の直列回路に電気的に接続され、前記二次巻線の一端および中間タップが前記第２の直列回路に電気的に接続されることが好ましい。
【００１５】
この放電灯点灯装置において、前記高周波電圧生成回路と前記バランサと前記トランスとが実装されたプリント基板を備え、前記プリント基板には、前記トランスの前記二次巻線の他端に電気的に接続される第１の接続端子と、前記トランスの前記中間タップに電気的に接続される第２の接続端子と、前記第２の放電灯の一端に電気的に接続される第３の接続端子とが設けられていることが好ましい。
【００１６】
この放電灯点灯装置において、前記トランスは、単巻トランス、または、前記一次巻線と前記二次巻線とが直列接続されたトランスであることが好ましい。
【００１７】
この放電灯点灯装置において、前記バランサの前記第１の巻線と前記第１の放電灯との間に設けられた第１の容量性素子と、前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられた第２の容量性素子とを備えることが好ましい。
【００１８】
本発明の照明装置は、前記放電灯点灯装置と、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この照明装置において、前記第１の放電灯と前記第２の放電灯は、互いに直列接続された光源の個数が異なることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、バランサの第１の巻線および第２の巻線の各々の両端電圧がゼロに近づくように、トランスの二次巻線で発生した高周波電圧を第１の放電灯および第２の放電灯の少なくともいずれかに印加することができる。これにより、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯（第１の放電灯および第２の放電灯）を安定に並列点灯させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態１に係る照明装置であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図２】同上に係る照明装置であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図３】同上に係る照明装置の変形例であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図４】同上に係る照明装置の他の変形例であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図５】同上に係る照明装置の他の変形例であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図６】実施形態２に係る照明装置であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図７】同上に係る照明装置であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図８】実施形態３に係る照明装置であって、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図９】同上に係る照明装置であって、同じ特性の複数の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１０】実施形態４に係る照明装置であって、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１１】同上に係る照明装置であって、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１２】実施形態５に係る照明装置であって、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１３】同上に係る照明装置であって、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１４】実施形態６に係る照明装置であって、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１５】同上に係る照明装置であって、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【図１６】同上に係る予熱回路の要部であって、（ａ）は、個数の異なる複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図、（ｂ）は、個数の等しい複数組の放電灯が並列接続された場合の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の実施形態１〜６では、複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置およびそれを用いた照明装置について説明する。
【００２３】
（実施形態１）
実施形態１に係る照明装置１は、図１に示すように、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２が並列接続された照明負荷（負荷回路）２と、照明負荷２を点灯させる放電灯点灯装置３とを備えている。
【００２４】
照明負荷２は、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが並列接続されて構成されている。第１の放電灯２１および第２の放電灯２２は、例えば熱陰極型蛍光ランプなどであり、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる光源である。本実施形態では、第１の放電灯２１が第２の放電灯２２よりも定格電力が大きい。
【００２５】
放電灯点灯装置３は、インバータ回路３１と、共振回路３２と、発振制御部３３と、駆動回路３４と、バランサ３５と、トランス３６と、予熱回路３７とを備えている。また、放電灯点灯装置３は、第１の放電灯２１が装着される一対のコネクタ４１，４２と、第２の放電灯２２が装着される一対のコネクタ４３，４４とを備えている。インバータ回路３１および共振回路３２は、直流電源９の直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電圧生成回路の機能を有している。
【００２６】
インバータ回路３１は、直流電源９の両端間に第１のスイッチング素子３１１と第２のスイッチング素子３１２とが直列接続されたハーフブリッジ型の回路である。第１のスイッチング素子３１１および第２のスイッチング素子３１２は、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型電界効果トランジスタなどである。高圧側の第１のスイッチング素子３１１および低圧側の第２のスイッチング素子３１２が交互にスイッチングすることによって、インバータ回路３１は直流電源９の直流電圧を高周波電圧に変換する。なお、インバータ回路３１は、ハーフブリッジ型の回路に限定されず、フルブリッジ型の回路であってもよい。
【００２７】
共振回路３２は、第２のスイッチング素子３１２の両端間に接続されたインダクタ３２１およびコンデンサ３２２のＬＣ共振回路と、インダクタ３２１とコンデンサ３２２との接続点に接続された直流カットコンデンサ３２３とを備えている。なお、共振回路３２は、第１のスイッチング素子３１１の両端間に接続されてもよい。
【００２８】
発振制御部３３は、所定の周波数で発振する発振回路（図示せず）を備え、外部の調光器８から入力される調光信号に応じて発振回路の発振周波数を変化させ、所定周波数の矩形波信号からなる発振制御信号を駆動回路３４に出力する。
【００２９】
駆動回路３４は、発振制御部３３から入力される発振制御信号に応じて、第１のスイッチング素子３１１および第２のスイッチング素子３１２を駆動して交互にオンオフさせる。すなわち、発振制御部３３が発振制御信号の周波数を変化させ、駆動回路３４が第１のスイッチング素子３１１および第２のスイッチング素子３１２を駆動して交互にオンオフさせることによって、インバータ回路３１の動作周波数を変化させて、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２を始動させたり、調光させたりすることができる。
【００３０】
バランサ３５は、第１の放電灯２１の給電路に挿入された第１の巻線３５１と、第２の放電灯２２の給電路に挿入された第２の巻線３５２とを備え、共振回路３２の出力側に接続されている。バランサ３５は、例えば共通の鉄心に巻回されることで第１の巻線３５１と第２の巻線３５２とが磁気結合するバランサトランスである。本実施形態のバランサ３５では、第１の巻線３５１が第１の放電灯２１とともに第１の直列回路を形成し、第２の巻線３５２が第２の放電灯２２とともに第２の直列回路を形成するように共振回路３２と照明負荷２との間に設けられている。
【００３１】
トランス３６は、磁気結合する一次巻線３６１および二次巻線（トランス３６の出力側）３６２を備えている。一次巻線３６１は、直流カットコンデンサ３８とともに直列回路を形成し、共振回路３２の一対の出力端の間に接続されている。二次巻線３６２は、バランサ３５の第２の巻線３５２を介して第２の放電灯２２に電気的に接続されている。すなわち、一次巻線３６１は、一端が後述の第１の接続端子５１に接続され、他端が後述の第３の接続端子５３に接続されている。二次巻線３６２は、一端が後述の第２の接続端子５２に接続され、他端が第３の接続端子５３に接続されている。なお、本実施形態のトランス３６は、単巻トランス（オートトランス）であるが、他のトランスであってもよい。他のトランスとしては、一次巻線３６１と二次巻線３６２とが直列接続されたトランスなどがある。
【００３２】
ところで、トランス３６は、バランサ３５において第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧がゼロに近づくように、二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加する。このため、トランス３６は、第１の放電灯２１のランプ電圧と第２の放電灯２２のランプ電圧との電圧比に応じて一次巻線３６１と二次巻線３６２との巻数比が設定されていることが好ましい。例えば、第１の放電灯２１のランプ電圧が第２の放電灯２２のランプ電圧のｎ倍である場合、一次巻線：二次巻線＝ｎ：１とすればよい。例えば、第１の放電灯２１のランプ電圧が第２の放電灯２２のランプ電圧の２倍である場合、一次巻線：二次巻線＝２：１とすればよい。すなわち、分路巻線：直列巻線＝１：１とすればよい。なお、トランス３６の励磁電流などを考慮してトランス３６の巻数比を調整して設定してもよい。
【００３３】
これにより、第１の放電灯２１のランプ電流と第２の放電灯２２のランプ電流とが等しい平衡状態において、バランサ３５の第１の巻線３５１の両端電圧と第２の巻線３５２の両端電圧とをゼロに近づけることができる。その結果、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２の各々の基準電圧にバランサ電圧が加えられることによって、ランプ電流のバランスが崩れにくくなるので、バランサ３５を大型化することなく、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２を深調光（例えば２５％以下）まで絞ることができる。
【００３４】
予熱回路３７は、第１の放電灯２１のフィラメントおよび第２の放電灯２２のフィラメントに予熱電流を流す。
【００３５】
ところで、放電灯点灯装置３は、インバータ回路３１と共振回路３２とバランサ３５と予熱回路３７とが実装されたプリント基板（図示せず）を備えている。さらに、上記プリント基板には、第１の接続端子５１と、第２の接続端子５２と、第３の接続端子５３と、第４の接続端子５４と、第５の接続端子５５とが設けられている。第１の接続端子５１にはトランス３６の一次巻線３６１の一端が接続され、第２の接続端子５２にはトランス３６の二次巻線３６２の一端が接続され、第３の接続端子５３には一次巻線３６１および二次巻線３６２の他端（直流電源９のグランド側）が接続される。第４の接続端子５４には直流カットコンデンサ３８の一端が接続され、第５の接続端子５５には直流カットコンデンサ３８の他端（直流電源９のグランド側）が接続される。すなわち、図１に示す回路パターンがプリント基板上に配線されている。なお、第１の接続端子５１、第２の接続端子５２、第３の接続端子５３、第４の接続端子５４および第５の接続端子５５は、プリント基板上にランドとして設けられてもよい。
【００３６】
第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが異なる特性の場合、図１に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装され、トランス３６は、二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加する。
【００３７】
一方、図２に示すように、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である照明負荷２を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。すなわち、共振回路３２の出力端とバランサ３５の第２の巻線３５２との間が短絡する。
【００３８】
以上の説明より、本実施形態の照明装置１は、放電灯点灯装置３において、バランサ３５の第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧がゼロに近づくように、トランス３６の二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加することができる。これにより、定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる複数の放電灯（第１の放電灯２１および第２の放電灯２２）を安定に並列点灯させることができる。この際に、バランサ３５のインダクタまたはインピーダンスを大きくすることなく、複数の放電灯のランプ電流を等しくして深調光（例えば２５％以下）に対応させることができるので、バランサ３５を大型にする必要がない。
【００３９】
また、本実施形態によれば、トランス３６の巻数比を第１の放電灯２１のランプ電圧と第２の放電灯２２のランプ電圧との電圧比に近づけることによって、バランサ３５の第１の巻線３５１および第２の巻線３５２の各々の両端電圧をゼロに近づけることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態によれば、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である場合に、トランス３６を実装せずに、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間をジャンパ線６１で短絡させることができる。これにより、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが異なる特性の場合と、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である場合とで、放電灯点灯装置３の主要な回路部品（インバータ回路３１、共振回路３２、バランサ３５および予熱回路３７）が配置されたプリント基板の共通化を図ることができるので、生産性を向上させることができる。
【００４１】
なお、共振回路３２は、直流カットコンデンサ３２３に代えて、図３に示すように、第１の放電灯２１に直列接続された直流カットコンデンサ３２４と、第２の放電灯２２に直列接続された直流カットコンデンサ３２５とを備えていてもよい。直流カットコンデンサ３２４は、バランサ３５の第１の巻線３５１と第１の放電灯２１との間に設けられた第１の容量性素子であり、直流カットコンデンサ３２５は、バランサ３５の第２の巻線３５２と第２の放電灯２２との間に設けられた第２の容量性素子である。
【００４２】
また、放電灯点灯装置３は、バランサ３５の第１の巻線３５１の出力端と第２の巻線３５２の出力端との間にコンデンサ３５３を備えてもよい。これにより、バランサ３５のインピーダンスを等価的に大きくすることができるので、コンデンサ３５３を備えていない場合よりもバランサ３５を小型にすることができる。
【００４３】
さらに、放電灯点灯装置３は、図４，５に示すように、第１の放電灯２１および第２の放電灯２２に対して直流電源９のグランド側にバランサ３５が配置された構成であってもよい。図４は、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが異なる特性の場合を示し、図５は、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性の場合を示す。
【００４４】
（実施形態２）
実施形態２に係る照明装置１は、図６に示すように、ランプ電圧の高い第１の放電灯２１に、トランス３６の二次巻線３６２で発生した高周波電圧を印加する点で、実施形態１に係る照明装置１（図１参照）と相違する。なお、実施形態１の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態のトランス３６は、第１の放電灯２１のランプ電圧と第２の放電灯２２のランプ電圧との電圧比に応じて、一次巻線３６１と二次巻線３６２との巻数比が設定されている。例えば、第１の放電灯２１のランプ電圧が第２の放電灯２２のランプ電圧の２倍である場合、一次巻線：二次巻線＝１：２とすればよい。本実施形態の第１の放電灯２１には、トランス３６で昇圧された高周波電圧が印加される。なお、実施形態１のトランス３６（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００４６】
一方、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である照明負荷２を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、図７に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。
【００４７】
（実施形態３）
実施形態３に係る照明装置１は、図８に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８の直列回路がバランサ３５の第２の巻線３５２の出力側に接続されている点で、実施形態１に係る照明装置１（図１参照）と相違する。なお、実施形態１の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本実施形態のトランス３６は、バランサ３５の第２の巻線３５２と第２の放電灯２２との間に設けられている。具体的には、一次巻線３６１は、第２の巻線３５２および直流カットコンデンサ３８とともに直列回路を形成して共振回路３２の一対の出力端の間に接続され、二次巻線３６２は、第２の放電灯２２に接続されている。トランス３６は、二次巻線３６２で発生した高周波電圧を第２の放電灯２２に印加する。なお、実施形態１のトランス３６（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００４９】
一方、第１の放電灯２１と第２の放電灯２２とが同じ特性である照明負荷２を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、図９に示すように、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。すなわち、バランサ３５の第２の巻線３５２と第２の放電灯２２との間が短絡する。
【００５０】
（実施形態４）
実施形態４では、図１０，１１に示すように、３つ以上の放電灯２１１，２１２，２２１，２２２を点灯させる場合について説明する。図１０は、３つの放電灯２１１，２１２，２２１で構成される照明負荷２（以下「３灯負荷」という）の場合の構成を示し、図１１は、４つの放電灯２１１，２１２，２２１，２２２によって２組の２灯直列の並列回路で構成された照明負荷２（以下「４灯負荷」という）の場合の構成を示す。なお、実施形態１の照明装置１（図１参照）と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図１０では、第１の放電灯として、２つの放電灯２１１，２１２が直列接続されて用いられ、第２の放電灯として、１つの放電灯２２１が用いられている。すなわち、図１０では、第１の放電灯と第２の放電灯は、互いに直列接続された光源の個数が異なっている。
【００５２】
このような３灯負荷の場合、トランス３６の二次巻線３６２にバランサ３５の第２の巻線３５２を介して第２の放電灯としての放電灯２２１が接続されている。予熱回路３７に接続されているコネクタ４６は用いられず、放電灯２２１はコネクタ４３，４４に接続され、予熱回路３７により予熱される。２灯直列の放電灯２１１，２１２の接続点のフィラメントは、コネクタ４５によって予熱回路３７に接続され、予熱回路３７によって予熱される。
【００５３】
一方、図１１に示す４灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、トランス３６および直流カットコンデンサ３８はプリント基板（図示せず）に実装されず、第１の接続端子５１と第２の接続端子５２との間がジャンパ線６１によって短絡する。４灯負荷の場合、２灯直列の放電灯２１１，２１２の接続点のフィラメントは、コネクタ４５によって予熱回路３７に接続され、予熱回路３７によって予熱される。２灯直列の放電灯２２１，２２２の接続点のフィラメントは、コネクタ４６によって予熱回路３７に接続され、予熱回路３７によって予熱される。
【００５４】
放電灯２１１，２１２，２２１，２２２が全て同じ特性である場合、本実施形態のトランス３６の巻数比は、理想的には１対１である。ただし、トランス３６の励磁電流などを考慮してトランス３６の巻数比を調整して設定してもよい。なお、実施形態１のトランス３６（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００５５】
以上の説明より、本実施形態では、３灯負荷の場合と４灯負荷の場合とで、放電灯点灯装置３の主要な回路部品（インバータ回路３１、共振回路３２、バランサ３５および予熱回路３７）が配置されたプリント基板（図示せず）の共通化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態の放電灯点灯装置３は、例えば３灯直列の放電灯が並列接続された６灯負荷のような５つ以上の放電灯の場合であっても適用することができる。
【００５７】
（実施形態５）
実施形態５に係る照明装置１は、図１２，１３に示すように、３灯負荷の場合（第１の放電灯と第２の放電灯とで放電灯の個数が異なる場合）だけではなく、４灯負荷（第１の放電灯と第２の放電灯とで放電灯の個数が同じである場合）の場合にもトランス３６および直流カットコンデンサ３８を用いる点で、実施形態４に係る照明装置１（図１１参照）と相違する。なお、実施形態４の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態のプリント基板（図示せず）には、インバータ回路３１と共振回路３２とバランサ３５とトランス３６と予熱回路３７とが設置されている。さらに、本実施形態のプリント基板には、第１の接続端子７１と、第２の接続端子７２と、第３の接続端子７３１，７３２とが設けられている。第１の接続端子７１はトランス３６の二次巻線３６２に電気的に接続され、第２の接続端子７２はトランス３６の中間タップに電気的に接続され、第３の接続端子７３１，７３２は放電灯２２２に電気的に接続される。
【００５９】
本実施形態のトランス３６は、第１の放電灯のランプ電圧と第２の放電灯のランプ電圧との電圧比に応じて二次巻線３６２の中間タップが設定されている。例えば、第２の放電灯のランプ電圧が第１の放電灯のランプ電圧のｎ分の１である場合、中間タップから他端までの巻数を二次巻線３６２の全体の巻数のｎ分の１にすればよい。なお、トランス３６の励磁電流などを考慮してトランス３６の巻数比を調整して設定してもよい。
【００６０】
図１２に示す３灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、第１の接続端子７１と第３の接続端子７３１との間が開放され、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間がジャンパ線６３によって短絡する。これにより、トランス３６は、二次巻線３６２の両端がバランサ３５の第１の巻線３５１および放電灯２１１，２１２の直列回路に電気的に接続され、二次巻線３６２の一端および中間タップがバランサ３５の第２の巻線３５２および放電灯２２１の直列回路に電気的に接続される。
【００６１】
一方、図１３に示す４灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、第１の接続端子７１と第３の接続端子７３１との間がジャンパ線６２によって短絡し、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間が開放される。これにより、トランス３６の二次巻線３６２の両端は、バランサ３５の第１の巻線３５１および放電灯２１１，２１２の直列回路と、バランサ３５の第２の巻線３５２および放電灯２２１の直列回路との両方に電気的に接続される。
【００６２】
図１３に示すように４灯負荷の場合にもトランス３６を用いることによって、放電灯２１１，２１２の接続点および放電灯２２１，２２２の接続点を擬似的に回路の基準電位とすることができる。これにより、トランス３６の巻数比を１対１とした場合、コネクタ４５，４６の電圧を実施形態４（図１１参照）の場合よりも約半分にすることができるので、放電灯２１１，２１２，２２１，２２２からの漏れ電流を少なくすることができる。さらに、放電灯２１１，２１２の接続点および放電灯２２１，２２２の接続点の各々の配線からの漏れ電流を極めて小さくすることができる。
【００６３】
また、本実施形態の放電灯点灯装置３では、３灯負荷の場合に、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間にジャンパ線６３を接続し、４灯負荷の場合に、第１の接続端子７１と第３の接続端子７３１との間にジャンパ線６２を接続することができる。これにより、３灯負荷の場合と４灯負荷の場合とで、放電灯点灯装置３の主要な回路部品（インバータ回路３１、共振回路３２、バランサ３５、トランス３６および予熱回路３７）が配置されたプリント基板（図示せず）の共通化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００６４】
（実施形態６）
実施形態６に係る照明装置１は、図１４，１５に示すように、実施形態５に係る照明装置１（図１２，１３参照）とは異なる回路構成を有している。なお、実施形態５の照明装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図１４に示す３灯負荷を点灯させるために放電灯点灯装置３が用いられる場合、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間はジャンパ線６３によって短絡し、図１５に示す４灯負荷の場合、第２の接続端子７２と第３の接続端子７３２との間は開放される。
【００６６】
予熱回路３７は、図１６に示すように、予熱トランス３７１と予熱コンデンサ３７２とを備えている。４灯負荷の場合、図１６（ｂ）に示すように、第４の接続端子７４と第５の接続端子７５との間がジャンパ線６４によって短絡し、３灯負荷の場合、図１６（ａ）に示すように、第４の接続端子７４と第６の接続端子７６との間がジャンパ線６５によって短絡する。予熱電流は、予熱コンデンサ３７２の容量値を調整することで対応することができる。
【００６７】
本実施形態の照明装置１においても、３灯負荷の場合と４灯負荷の場合とで、放電灯点灯装置３のプリント基板（図示せず）の共通化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００６８】
なお、実施形態４〜６において、放電灯点灯装置３が放電灯２１１，２１２，２２１，２２２の各フィラメントの脱着検出回路（図示せず）を備えている場合であっても、３灯負荷のときに、コネクタ４６に接続されるフィラメントに対する検出を不動作にすればよい。これにより、３灯負荷である場合と４灯負荷の場合とで検出回路を共用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 照明装置
２ 照明負荷
２１ 第１の放電灯
２１１，２１２ 放電灯（光源）
２２ 第２の放電灯
２２１，２２２ 放電灯（光源）
３ 放電灯点灯装置
３１ インバータ回路（高周波電圧生成回路）
３２ 共振回路（高周波電圧生成回路）
３５ バランサ
３５１ 第１の巻線
３５２ 第２の巻線
３６ トランス
３６１ 一次巻線
３６２ 二次巻線
５１ 第１の接続端子
５２ 第２の接続端子
７１ 第１の接続端子
７２ 第２の接続端子
７３１，７３２ 第３の接続端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷を点灯させる放電灯点灯装置であって、
直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電圧生成回路と、
第１の巻線が前記第１の放電灯の給電路に挿入され、第２の巻線が前記第２の放電灯の給電路に挿入されたバランサと、
一次巻線が前記高周波電圧生成回路の一対の出力端の間に電気的に接続され、前記第１の放電灯のランプ電流と前記第２の放電灯のランプ電流とが等しい平衡状態において前記バランサの前記第１の巻線および前記第２の巻線の各々の両端電圧がゼロに近づくように二次巻線が前記第１の放電灯および前記第２の放電灯の少なくとも一方に接続されるトランスと
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記トランスは、前記第１の放電灯のランプ電圧と前記第２の放電灯のランプ電圧との電圧比に応じて前記一次巻線と前記二次巻線との巻数比が設定されてい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】
前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、
前記トランスは、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第１の直列回路または前記第２の直列回路のいずれか一方に印加する
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】
前記トランスは、前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられ、前記一次巻線が前記第２の巻線に直列接続され、前記二次巻線が前記第２の放電灯に接続され、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第２の放電灯に印加す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５】
前記高周波電圧生成回路と前記バランサとが実装されたプリント基板を備え、
前記プリント基板には、前記トランスの前記一次巻線が接続される第１の接続端子と、前記トランスの前記二次巻線が接続される第２の接続端子とが設けられている
ことを特徴とする請求項３または４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記第１の放電灯は、前記第２の放電灯よりも定格電力が大きく、
前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、
前記トランスは、前記二次巻線の両端が前記第１の直列回路に接続され、前記二次巻線の一端および中間タップが前記第２の直列回路に接続される
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７】
前記高周波電圧生成回路と前記バランサと前記トランスとが実装されたプリント基板を備え、
前記プリント基板には、前記トランスの前記二次巻線の他端に接続される第１の接続端子と、前記トランスの前記中間タップに接続される第２の接続端子と、前記第２の放電灯の一端に接続される第３の接続端子とが設けられている
ことを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記トランスは、単巻トランス、または、前記一次巻線と前記二次巻線とが直列接続されたトランスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記バランサの前記第１の巻線と前記第１の放電灯との間に設けられた第１の容量性素子と、
前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられた第２の容量性素子と
を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、
定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷と
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
前記第１の放電灯と前記第２の放電灯は、互いに直列接続された光源の個数が異なることを特徴とする請求項１０記載の照明装置。
【請求項１】
定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷を点灯させる放電灯点灯装置であって、
直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電圧生成回路と、
第１の巻線が前記第１の放電灯の給電路に挿入され、第２の巻線が前記第２の放電灯の給電路に挿入されたバランサと、
一次巻線が前記高周波電圧生成回路の一対の出力端の間に電気的に接続され、前記第１の放電灯のランプ電流と前記第２の放電灯のランプ電流とが等しい平衡状態において前記バランサの前記第１の巻線および前記第２の巻線の各々の両端電圧がゼロに近づくように二次巻線が前記第１の放電灯および前記第２の放電灯の少なくとも一方に接続されるトランスと
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記トランスは、前記第１の放電灯のランプ電圧と前記第２の放電灯のランプ電圧との電圧比に応じて前記一次巻線と前記二次巻線との巻数比が設定されてい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】
前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、
前記トランスは、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第１の直列回路または前記第２の直列回路のいずれか一方に印加する
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】
前記トランスは、前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられ、前記一次巻線が前記第２の巻線に直列接続され、前記二次巻線が前記第２の放電灯に接続され、前記二次巻線で発生した高周波電圧を前記第２の放電灯に印加す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５】
前記高周波電圧生成回路と前記バランサとが実装されたプリント基板を備え、
前記プリント基板には、前記トランスの前記一次巻線が接続される第１の接続端子と、前記トランスの前記二次巻線が接続される第２の接続端子とが設けられている
ことを特徴とする請求項３または４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記第１の放電灯は、前記第２の放電灯よりも定格電力が大きく、
前記バランサは、前記第１の巻線が前記第１の放電灯とともに第１の直列回路を形成し、前記第２の巻線が前記第２の放電灯とともに第２の直列回路を形成し、
前記トランスは、前記二次巻線の両端が前記第１の直列回路に接続され、前記二次巻線の一端および中間タップが前記第２の直列回路に接続される
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７】
前記高周波電圧生成回路と前記バランサと前記トランスとが実装されたプリント基板を備え、
前記プリント基板には、前記トランスの前記二次巻線の他端に接続される第１の接続端子と、前記トランスの前記中間タップに接続される第２の接続端子と、前記第２の放電灯の一端に接続される第３の接続端子とが設けられている
ことを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記トランスは、単巻トランス、または、前記一次巻線と前記二次巻線とが直列接続されたトランスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記バランサの前記第１の巻線と前記第１の放電灯との間に設けられた第１の容量性素子と、
前記バランサの前記第２の巻線と前記第２の放電灯との間に設けられた第２の容量性素子と
を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、
定格ランプ電流が等しく定格電力が異なる第１の放電灯および第２の放電灯が並列接続された照明負荷と
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
前記第１の放電灯と前記第２の放電灯は、互いに直列接続された光源の個数が異なることを特徴とする請求項１０記載の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−４５６５３（Ｐ２０１３−４５６５３Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３０２８（Ｐ２０１１−１８３０２８）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【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２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【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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