放電灯点灯装置および照明器具
【課題】予熱モードにおいて点灯時間に応じて変化するフィラメントの状態に合わせて予熱の条件を変化させ、ランプ寿命を向上できる放電灯点灯装置および照明器具を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置１０および照明器具１は、放電灯ＬＡに交流電力を供給するスイッチング部１１と、スイッチング部１１の動作周波数を制御することによりスイッチング部１１から放電灯ＬＡに出力される交流電力を制御する制御部１８とを備え、制御部１８は、放電灯ＬＡに有するフィラメントを予熱する先行予熱動作と、放電灯ＬＡの点灯を維持させる定常動作の状態を切替可能であって、放電灯ＬＡの点灯時間を計時する点灯時間計時部２４を備え、点灯時間計時部２４の信号に応じて制御部１８が先行予熱動作の動作条件を変化させる。
【解決手段】放電灯点灯装置１０および照明器具１は、放電灯ＬＡに交流電力を供給するスイッチング部１１と、スイッチング部１１の動作周波数を制御することによりスイッチング部１１から放電灯ＬＡに出力される交流電力を制御する制御部１８とを備え、制御部１８は、放電灯ＬＡに有するフィラメントを予熱する先行予熱動作と、放電灯ＬＡの点灯を維持させる定常動作の状態を切替可能であって、放電灯ＬＡの点灯時間を計時する点灯時間計時部２４を備え、点灯時間計時部２４の信号に応じて制御部１８が先行予熱動作の動作条件を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、交流電源を整流する整流回路と、整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備え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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４６８８号公報（図１、請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、入力電流歪が少なく、負荷への供給電流の変動を少なくできる。
ところで、特許文献１と同様に、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置が提案されている。
図１７に示すように、このような従来の放電灯点灯装置１００は、照明器具１５０に装備されており、蛍光灯などの熱陰極放電灯（以下、放電灯と呼ぶ）１０１を点灯させる。
そのため、放電灯点灯装置１００は、放電灯１０１の両端に始動電圧を印加する前にフィラメントに塗布された電子放出物質（以下、エミッタという）から熱電子が放出しやすくするため十分に電流を流して加熱を行う。
これにより、放電灯点灯装置１００は、点滅時のフィラメントへのストレスや加熱不足で起こるコールドスタートによるエミッタの飛散や蒸発を抑えて短寿命となることを回避している。
【０００５】
放電灯点灯装置１００は、交流電源Ｖｉｎを整流する全波整流回路１０２と、昇圧チョッパ回路１０３とからなる直流電源１０４を備える。
放電灯点灯装置１００は、直流電源１０４の直流出力を高周波交流出力に変換するインバータ回路１０５を備える。
放電灯点灯装置１００は、複数のインダクタＬ２やコンデンサＣ３にて構成されインバータ回路１０５の高周波交流出力との共振作用によって放電灯を高周波点灯するＬＣ共振回路１０６を備える。
【０００６】
放電灯点灯装置１００は、負荷である放電灯１０１に接続される負荷回路１０７の消費電力に応じて昇圧チョッパ回路１０３の動作を制御するチョッパ制御回路１０８を備える。
放電灯点灯装置１００は、インバータ回路１０５の発振周波数を制御するインバータ制御回路１０９を備える。
放電灯点灯装置１００は、トランスＴ１とコンデンサＣ７とコンデンサＣ８とコンデンサＣ９とコンデンサＣ１０とで構成される予熱回路１１０を備える。
【０００７】
放電灯点灯装置１００は、予熱回路１１０においてトランスＴ１とコンデンサＣ７とで構成される予熱共振回路１１１を備える。
放電灯点灯装置１００は、トランスＴ１の１次側巻線に流れる共振電流により発生する２次側巻線の電流をコンデンサＣ７，コンデンサＣ８，コンデンサＣ９，コンデンサＣ１０を介して放電灯１０１のフィラメントに流す。
そのため、放電灯点灯装置１００は、予熱共振回路１１１により放電灯１０１のフィラメントの予熱動作が行われる。
【０００８】
また、放電灯点灯装置１００は、インバータ制御回路１０９において、インバータ回路１０５の動作周波数を変化させる。
そして、放電灯点灯装置１００は、ＬＣ共振回路１０６の共振作用を利用して放電灯１０１の両端にかかる電圧（以下、ランプ電圧という）が変化するように周波数制御が行われる。
【０００９】
次に、放電灯点灯装置１００の動作についてＬＣ共振回路１０６の共振カーブと予熱共振回路１１１の共振カーブとの動作周波数の関係を説明する。
図１８に示すように、放電灯点灯装置１００は、予熱モードと始動モードにおいては、負荷である放電灯１０１の放電が開始されていないために、放電灯１０１のインピーダンスは無限大である。
そのため、放電灯点灯装置１００は、ＬＣ共振回路１０６で決定する共振点ｆａを持つ「予熱・始動時」の共振カーブとなる。
放電灯点灯装置１００は、予熱モードでは、放電灯１０１にかかるランプ電圧を低くすることによりコールドスタートを防ぐために、共振点ｆａよりも十分に高い周波数で動作させる必要がある。
【００１０】
また、放電灯点灯装置１００は、予熱電流については予熱共振回路１１１で決定する共振点ｆｄを持つ「予熱共振回路」の共振カーブとなる。
そのため、放電灯点灯装置１００は、トランスＴ１の両端電圧と１次側に流れる共振電流により発生する２次巻線側の電圧と電流（以下、予熱電流という）とが、コンデンサＣ８，コンデンサＣ９，コンデンサＣ１０を介してフィラメントに流れる。
そして、放電灯点灯装置１００は、予熱を行うが、フィラメントを十分加熱するために、共振点ｆｄに、より近い周波数で動作させる必要がある。
放電灯点灯装置１００は、この予熱時のランプ電圧と予熱電流との関係より、ある所定の予熱周波数で動作させ、予熱時は、ランプ電圧は低く、予熱電流は多く流すことにより十分な予熱が行われる。
【００１１】
放電灯点灯装置１００は、始動モードにおいて、ランプ電圧が放電を開始するために必要な十分な高電圧とする必要がある。
そのため、放電灯点灯装置１００は、ＬＣ共振回路１０６で決定する共振点ｆａを持つ「予熱・始動時」の共振カーブにおいて、予熱モードの周波数ｆ１から共振点ｆａに近づくように周波数ｆ２を変化させる。
そして、放電灯点灯装置１００は、周波数ｆ２で決まるランプ電圧を放電灯１０１に印加して放電を開始させる。
【００１２】
放電灯点灯装置１００は、始動モードで放電灯１０１が放電を開始して点灯モードになると、放電灯１０１の特性により放電灯１０１のインピーダンスが低下して放電灯１０１に流れる電流（以下、ランプ電流という）が増加する。
放電灯点灯装置１００は、ある点灯状態では、その時点での放電灯１０１のインピーダンスとＬＣ共振回路１０６で決まる共振点ｆｂの「点灯時」の共振カーブとなる。
そのため、放電灯点灯装置１００は、所望のランプ電圧とランプ電流となるように周波数ｆ３で動作させる。
【００１３】
放電灯点灯装置１００は、調光時にインピーダンスが変化するため、その時点での放電灯１０１のインピーダンスで決まる共振点ｆｃの「調光時」の共振カーブとなる。
これにより、放電灯点灯装置１００は、所望の調光状態のランプ電圧とランプ電流となるように周波数ｆ４で動作させる。
そして、放電灯点灯装置１００は、インバータ制御回路１０９にてインバータ回路１０５の動作周波数を制御する。
そのため、放電灯点灯装置１００は、始動時に放電灯１０１のフィラメント電極を予熱する予熱モードと、放電灯１０１を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モードとを自在に切り替えできる。
そして、放電灯点灯装置１００は、予熱モードと、始動モードとに加えて、放電灯１０１を定常点灯および調光点灯させる点灯モードへも自在に切り替えできる。
【００１４】
しかし、このような従来の放電灯点灯装置１００は、予熱モードと、始動モードと、点灯モードでのインバータ動作周波数が、それぞれ所定の周波数で固定されている。
放電灯点灯装置１００は、点灯モードについては、放電灯１０１の蛍光体の劣化や照明器具１５０の汚れによる照度低下を考慮する。
そのため、放電灯点灯装置１００は、点灯初期にランプ電流を抑えた調光状態から点灯時間に応じてインバータ回路１０５の動作周波数を、ランプ電流を増加させていく方向へ変化させる初期照度補正機能により省エネを目的とした機能を有する。
【００１５】
しかし、放電灯点灯装置１００は、予熱モードおよび始動モードの周波数は、点灯時間にかかわらず常に一定としており、特に、予熱モードにおいては、点灯時間とともにエミッタが飛散や蒸発によりフィラメントが劣化していく。
そのため、放電灯点灯装置１００は、熱電子の放出量がしだいに減少していくために、点灯初期に比べてより先行予熱を入念にする必要がある。
しかし、放電灯点灯装置１００は、この点が考慮されておらず、点灯時間が経過するにしたがってフィラメントへのダメージが大きくなっていき、結果として、寿命が短くなる虞がある。
【００１６】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、予熱モードにおいて点灯時間に応じて変化するフィラメントの状態に合わせて予熱の条件を変化させ、ランプ寿命を向上できる放電灯点灯装置および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】
【００１７】
本発明に係る放電灯点灯装置は、商用電源を受けて放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、少なくとも１個のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子をオン・オフ駆動させることにより前記放電灯に交流電力を供給するスイッチング部と、前記スイッチング部の動作周波数を制御することにより前記スイッチング部から放電灯に出力される交流電力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記放電灯に有するフィラメントを予熱する先行予熱動作と、前記放電灯の点灯を維持させる定常動作の状態を切替可能であって、前記放電灯の点灯時間を計時する点灯時間計時部を備え、前記点灯時間計時部の信号に応じて前記制御部が先行予熱動作の動作条件を変化させる。
【００１８】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流を変化させることである。
【００１９】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱時間を変化させることである。
【００２０】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流と予熱時間とを変化させることである。
【００２１】
本発明に係る放電灯点灯装置は、点灯時間に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることにより照度補正を行う照度補正部を備え、前記点灯時間計時部を共用する。
【００２２】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記放電灯の寿命を検出する検出部を備え、前記放電灯の寿命末期検出までは先行予熱条件が寿命延長方向、寿命末期検出後は先行予熱条件が寿命加速方向へと変化する。
【００２３】
本発明に係る照明器具は、前記放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る放電灯点灯装置および照明器具によれば、予熱モードにおいて点灯時間に応じて変化するフィラメントの状態に合わせて予熱の条件を変化させ、ランプ寿命を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図２】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数との関係図
【図３】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置のインバータ動作周波数と共振カーブとの関係図
【図４】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置の予熱時インバータ動作周波数と予熱電流との関係図
【図５】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図６】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時間との関係図
【図７】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図８】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の予熱共振回路の共振カーブの状態図
【図９】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数との関係図
【図１０】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の予熱時インバータ動作周波数と予熱電流との関係図
【図１１】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱条件との関係図
【図１２】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図１３】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置の初期照度補正の状態図
【図１４】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図１５】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間とランプ電圧との関係図
【図１６】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時間との関係図
【図１７】従来の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図１８】従来の放電灯点灯装置の共振回路の特性図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る複数の実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置１０は、照明器具１に有する器具本体２に保持される。
放電灯点灯装置１０は、交流電源Ｖｉｎを整流するダイオードブリッジである全波整流回路１１と、昇圧チョッパ回路１２とからなる直流電源１３を備える。
昇圧チョッパ回路１２は、インダクタＬ１と、スイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ２と、電解コンデンサＣ２とから構成される。
放電灯点灯装置１０は、直流電源１３の直流出力を高周波交流出力に変換するスイッチング部であるインバータ回路１４を備える。
インバータ回路１４は、スイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ３と、検出抵抗Ｒ１とから構成される。
放電灯点灯装置１０は、複数のインダクタＬ２やコンデンサＣ３にて構成されインバータ回路１４の高周波交流出力との共振作用によって放電灯を高周波点灯するＬＣ共振回路１５を備える。
【００２７】
放電灯点灯装置１０は、負荷である放電灯ＬＡに接続される負荷回路１６の消費電力に応じて昇圧チョッパ回路１２の動作を制御するチョッパ制御回路１７を備える。
放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４の発振周波数を制御する制御部であるインバータ制御回路１８を備える。
放電灯点灯装置１０は、トランスＴ１とコンデンサＣ７とコンデンサＣ８とコンデンサＣ９とコンデンサＣ１０とで構成される予熱回路１９を備える。
【００２８】
放電灯点灯装置１０は、予熱回路１９においてトランスＴ１とコンデンサＣ７とで構成される予熱共振回路２０を備える。
放電灯点灯装置１０は、トランスＴ１の１次側巻線に流れる共振電流により発生する２次側巻線の電流をコンデンサＣ７，コンデンサＣ８，コンデンサＣ９，コンデンサＣ１０を介して放電灯ＬＡのフィラメントに流す。
そのため、放電灯点灯装置１０は、予熱共振回路２０により放電灯ＬＡのフィラメントの予熱動作が行われる。
【００２９】
また、放電灯点灯装置１０は、インバータ制御回路１８において、インバータ回路１４の動作周波数を変化させる。
そして、放電灯点灯装置１０は、ＬＣ共振回路１５の共振作用を利用して放電灯ＬＡの両端にかかるランプ電圧が変化するように周波数制御が行われる。
【００３０】
放電灯点灯装置１０は、電源のオン・オフを検出する電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路（電源ＯＮ／ＯＦＦ）２１を備える。
放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４に流れる電流を検出するために、スイッチング素子Ｑ３とグランド間に設けられた検出抵抗Ｒ１との接続点に接続する点灯検出回路２２とを備える。
【００３１】
放電灯点灯装置１０は、電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１と点灯検出回路２２の出力とが入力に接続されるＡＮＤ回路２３と、ＡＮＤ回路２３の出力が入力される点灯時間計時部である点灯時間カウンタ２４とを備える。
放電灯点灯装置１０は、点灯時間カウンタ２４の累積点灯時間を記憶するメモリ２５を有し、点灯時間カウンタ２４の出力が入力される予熱周波数決定部２６を備える。
予熱周波数決定部２６は、その出力がインバータ制御回路１８に入力される。
電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１は、電源のオン・オフを検出し、オン検出時に、Ｈ（Ｈｉｇｈ）出力を、オフ検出時に、Ｌ（Ｌｏｗ）出力を発生する。
点灯検出回路２２は、インバータ回路１４が動作時に流れる電流を検出抵抗Ｒ１にて検出し、インバータ回路１４の動作中にＨ出力を発生し、インバータ回路１４の停止中にＬ出力を発生する。
【００３２】
ＡＮＤ回路２３は、電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１の出力と点灯検出回路２２の出力とが入力され、両者の出力がＨ出力の時にのみＨ出力を発生する。
ＡＮＤ回路２３は、電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１または点灯検出回路２２のどちらかまたは両者がＬ出力のときにＬ出力を発生する。
点灯時間カウンタ２４は、ＡＮＤ回路２３の出力が入力され、ＡＮＤ回路２３がＨ出力、つまり電源がオン、かつ、点灯検出時に点灯時間の計時を行う。
また、点灯時間カウンタ２４は、外部にメモリ２５を有し、ＡＮＤ回路２３の出力がＬ出力、つまり電源がオフまたは消灯検出時に、点灯時間の計時を停止し、その時点での累積点灯時間がメモリ２５に記憶される。
【００３３】
放電灯点灯装置１０は、電源のオン時に、メモリ２５から点灯時間カウンタ２４に計時時間が通知され、点灯時間カウンタ２４は、計時時間を予熱周波数決定部２６へ通知する。
予熱周波数決定部２６は、内部に累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数のテーブルまたは計算式を有し、点灯時間カウンタ２４から通知された累積点灯時間に応じた予熱時インバータ動作周波数を決定する。
予熱周波数決定部２６は、累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数のテーブルまたは計算式について、以下の動作に基づく。
【００３４】
次に、放電灯点灯装置１０の予熱周波数と予熱電流との関係について説明する。
図２に示すように、累積点灯時間ｔ０（点灯初期）においては、予熱時インバータ周波数はｆ（ｔ０）で動作し、点灯時間が経過して累積点灯時間ｔ１となった際に，予熱時インバータ動作周波数をｆ（ｔ１）に変化させる。
【００３５】
図３に示すように、このとき、変化の方向は、予熱共振回路２０の共振カーブにおいて、共振点ｆｄに対して遅相（右側）で使用する際は、周波数を下げる方向で変化させる。
これにより、トランスＴ１の両端電圧が予熱時インバータ動作周波数：ｆ（ｔ０）時にＶ（ｔ０）だったのに対し、累積点灯時間：ｔ１で予熱時インバータ動作周波数：ｆ（ｔ１）に変化することによりトランスＴ１の両端電圧がＶ（ｔ１）に増加する。
トランスＴ１の１次巻線側に発生する電圧Ｖ（ｔ０）が電圧Ｖ（ｔ１）に変化し、１次巻線側の共振電流が増加することにより、２次巻線に発生する電流である予熱電流が増加する。
そのため、図４に示すように、予熱時インバータ動作周波数がｆ（ｔ０）からｆ（ｔ１）に変化することにより、予熱電流はＩ（ｔ０）からＩ（ｔ１）に増加することになる。
【００３６】
このように放電灯点灯装置１０は、累積点灯時間に応じて、予熱時インバータ動作周波数を変化させて予熱電流を増加させていく。
従って、放電灯点灯装置１０は、放電灯ＬＡの点灯時間とともにエミッタが飛散や蒸発によりフィラメントが劣化することに対して、予熱動作を十分に行うことによりダメージを軽減して寿命を延長できる。
【００３７】
以上、説明した本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、点灯時間カウンタ２４の信号に応じてインバータ回路１８が先行予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置１０によれば、放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱条件を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００３８】
また、放電灯点灯装置１０によれば、インバータ回路１８、先行予熱時の予熱電流を変化させて予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置１０によれば、放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱時の予熱電流を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００３９】
そして、照明器具１によれば、放電灯点灯装置１０により制御される放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱条件を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００４１】
図５に示すように、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置３０は、照明器具３に装備される。
放電灯点灯装置３０は、予熱時間決定部３１を備える。
予熱時間決定部３１は、内部に累積点灯時間と予熱時間のテーブルまたは計算式を有し、点灯時間カウンタ２４から通知された累積点灯時間に応じた予熱時間を決定する。
予熱時間決定部３１が有する累積点灯時間と予熱時間のテーブルまたは計算式については、以下の動作に基づく。
【００４２】
次に、放電灯点灯装置３０の累積点灯時間と予熱時間との関係について説明する。
図６に示すように、累積点灯時間ｔ０（点灯初期）において、予熱時間はＴ（ｔ０）であり、点灯時間が経過して累積点灯時間ｔ１となった際に、予熱時間をＴ（ｔ１）に変化させる。
このとき、変化の方向は、点灯時間が経過するにしたがって予熱時間が長くなる方向で変化させる。
【００４３】
このように、放電灯点灯装置３０は、累積点灯時間に応じて、予熱時間を変化させて予熱時間を増加させていく。
そのため、放電灯点灯装置３０は、放電灯ＬＡの点灯時間とともにエミッタが飛散や蒸発によりフィラメントが劣化することに対して、予熱動作を十分に行うことによりダメージを軽減して寿命を延長できる。
【００４４】
放電灯点灯装置３０によれば、インバータ回路１８が、先行予熱時の予熱時間を変化させて予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置３０によれば、放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱時の予熱時間を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
図７に示すように、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置４０は、照明器具４に装備される。
放電灯点灯装置４０は、予熱条件決定部４１を備える。
予熱条件決定部４１は、内部に累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数および累積点灯時間と予熱時間の２つのテーブルまたは計算式を有し、点灯時間カウンタ２４から通知された累積点灯時間に応じた予熱時インバータ動作周波数と予熱時間とを決定する。
予熱条件決定部４１は、累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数および累積点灯時間と予熱時間のテーブルまたは計算式については、累積点灯時間に応じて予熱時インバータ動作周波数を変化させる。
そして、予熱条件決定部４１は、予熱共振回路２０の共振カーブを利用して予熱電流を増加させると同時に予熱時間を長く変化させる。
【００４６】
図８に示すように、予熱時インバータ動作周波数のみで予熱条件を変更する場合、予熱共振回路２０の回路部品のばらつきの影響で、共振カーブが、部品ばらつき無しの共振カーブＡと、部品ばらつき有りの共振カーブＢのような共振鋭度の異なるカーブとなる。
これにより、累積点灯時間０時間での予熱時インバータ動作周波数ｆ（ｔ０）で決まるトランスＴ１の両端電圧は、共振カーブＡでは、Ｖ（ｔ０）であり、共振カーブＢでは、Ｖ”（ｔ０）となる。
このとき、両者の電圧差異はあまり大きくないが、累積点灯時間とともに予熱時インバータ動作周波数を変化させていった際に、共振鋭度が異なる。
そのため、累積点灯時間ｔ１後の予熱時インバータ動作周波数ｆ（ｔ１）において、共振カーブＡでは、Ｖ（ｔ１）であり、共振カーブＢでは、Ｖ”（ｔ１）となる。
これにより、共振鋭度が鋭くなると、周波数変化に対してのトランスＴ１の両端電圧のばらつきが大きくなり、予熱電流が過剰になる虞があり、周波数変化幅に制限を生ずる。
【００４７】
このとき、累積点灯時間に応じて予熱時間のみを長く変化させていく場合は、電源のオンから放電灯ＬＡの点灯までの時間が累積点灯時間とともに長くなっていく。
そのため、ユーザが違和感を覚えることがあり、電源オンで、すぐに明るくできるという本来の目的から外れていく。
従って、予熱時間の変化幅に制限が生じる。
しかし、放電灯点灯装置４０は、累積点灯時間に応じて予熱時インバータ周波数と予熱時間を同時に変化させることにより十分な予熱効果が得られ、それぞれの変化量を小さくできる。
【００４８】
図９に示すように、予熱電流においては、予熱時インバータ動作周波数の変化量を小さくする。
図１０に示すように、共振カーブは、共振点から遠ざかる方向で使用することにより、予熱共振回路２０のばらつきの影響を少なくできる。
図１１に示すように、予熱時間においては、予熱時間を短くすることにより、累積点灯時間とともに電源のオンから放電灯ＬＡの点灯までの時間が長くなる時間を短く抑えることができる。
【００４９】
放電灯点灯装置４０によれば、インバータ回路１８が、累積点灯時間に応じて予熱時インバータ周波数と予熱時間を同時に変化させて予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置４０によれば、放電灯ＬＡのフィラメントへのダメージを抑制でき、予熱共振回路２０の回路部品のばらつきの影響を抑制できる。
【００５０】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
図１２に示すように、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置５０は、照明器具５に装備される。
放電灯点灯装置５０は、点灯時間カウンタ２４が、インバータ制御回路１８と予熱条件決定部（予熱条件）４１との両方に接続される。
【００５１】
図１３に示すように、放電灯点灯装置５０は、放電灯ＬＡの点灯初期の余分な照度を抑えて省エネを実現するために、累積点灯時間に応じて照度を変化させる初期照度補正機能を有する。
これは、放電灯点灯装置５０が、点灯モードにおいて点灯時間カウンタ２４がインバータ制御回路１８に累積点灯時間に応じてインバータ動作周波数を変化させることにより行う。
そこで、放電灯点灯装置５０は、その点灯時間カウンタを予熱条件決定部４１に共用して使用して、累積点灯時間に応じて予熱条件を変化させる。
このように、放電灯点灯装置５０は、初期照度補正機能のための点灯時間カウンタ２４を共用して予熱条件を変化させることにより、回路の大規模化を防止できる。
なお、放電灯点灯装置５０は、点灯時間カウンタ２４の計時において点灯検出回路２２と電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１で行っているが、検出手段としては、特に問わない。
【００５２】
放電灯点灯装置５０によれば、初期照度補正機能のための点灯時間カウンタ２４を予熱条件決定部４１と共用して先行予熱条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置５０によれば、回路の大規模化を防止でき、放電灯ＬＡのフィラメントへのダメージを抑制でき、放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００５３】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
図１４に示すように、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置６０は、照明器具６に装備される。
放電灯点灯装置６０は、予熱条件決定部４１にランプ寿命末期検出回路であるエミレス検出回路６１が接続される。
【００５４】
図１５に示すように、放電灯点灯装置６０は、放電灯ＬＡが寿命末期に近づくと、ランプ電圧が上昇する。
図１６に示すように、放電灯点灯装置６０は、ランプ電圧が、ある検出閾値を越えると、それを検出して予熱条件を検出前後で変化させる。
具体的には、放電灯点灯装置６０は、放電灯ＬＡの寿命末期までは、累積点灯時間に応じて予熱条件を放電灯ＬＡの寿命を伸ばすように予熱時間を長く変化させる。
これとは異なり、放電灯点灯装置６０は、放電灯ＬＡの寿命末期検出後は、逆に放電灯ＬＡの寿命を早めるように予熱時間を短くする。
これにより、放電灯点灯装置６０は、寿命末期以降に放電灯のフィラメント断線を促進することで放電灯が寿命末期状態で長期間使用されることを防止できる。
なお、ここでは、予熱条件が予熱時間の変化について説明したが、予熱時インバータ周波数でもかまわない。
また、ランプ寿命末期検出回路として、ランプ電圧の上昇を検出する方法について記載したが、検出方法については問わない。
【００５５】
放電灯点灯装置６０によれば、エミレス検出回路６１により、ランプ寿命末期を検出して、ランプ寿命検出までは、先行予熱条件を変化させることでフィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
また、放電灯点灯装置６０によれば、ランプ寿命検出後は先行予熱条件を長寿命化とは反対方向に変化させることにより、フィラメント断線を促進して放電灯ＬＡが寿命末期状態で長期間使用されることを防止できる。
【００５６】
なお、本発明の放電灯点灯装置および照明器具において全波整流回路，昇圧チョッパ回路，インバータ回路等は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１，３，４，５，６ 照明器具
２ 器具本体
１０，３０，４０，５０，６０ 放電灯点灯装置
１４ インバータ回路（スイッチング部）
１８ インバータ制御回路（制御部）
２４ 点灯時間カウンタ（点灯時間計時部）
６１ エミレス検出回路（検出部）
ＬＡ 放電灯
Ｑ２，Ｑ３ スイッチング素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、交流電源を整流する整流回路と、整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備え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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４６８８号公報（図１、請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、入力電流歪が少なく、負荷への供給電流の変動を少なくできる。
ところで、特許文献１と同様に、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置が提案されている。
図１７に示すように、このような従来の放電灯点灯装置１００は、照明器具１５０に装備されており、蛍光灯などの熱陰極放電灯（以下、放電灯と呼ぶ）１０１を点灯させる。
そのため、放電灯点灯装置１００は、放電灯１０１の両端に始動電圧を印加する前にフィラメントに塗布された電子放出物質（以下、エミッタという）から熱電子が放出しやすくするため十分に電流を流して加熱を行う。
これにより、放電灯点灯装置１００は、点滅時のフィラメントへのストレスや加熱不足で起こるコールドスタートによるエミッタの飛散や蒸発を抑えて短寿命となることを回避している。
【０００５】
放電灯点灯装置１００は、交流電源Ｖｉｎを整流する全波整流回路１０２と、昇圧チョッパ回路１０３とからなる直流電源１０４を備える。
放電灯点灯装置１００は、直流電源１０４の直流出力を高周波交流出力に変換するインバータ回路１０５を備える。
放電灯点灯装置１００は、複数のインダクタＬ２やコンデンサＣ３にて構成されインバータ回路１０５の高周波交流出力との共振作用によって放電灯を高周波点灯するＬＣ共振回路１０６を備える。
【０００６】
放電灯点灯装置１００は、負荷である放電灯１０１に接続される負荷回路１０７の消費電力に応じて昇圧チョッパ回路１０３の動作を制御するチョッパ制御回路１０８を備える。
放電灯点灯装置１００は、インバータ回路１０５の発振周波数を制御するインバータ制御回路１０９を備える。
放電灯点灯装置１００は、トランスＴ１とコンデンサＣ７とコンデンサＣ８とコンデンサＣ９とコンデンサＣ１０とで構成される予熱回路１１０を備える。
【０００７】
放電灯点灯装置１００は、予熱回路１１０においてトランスＴ１とコンデンサＣ７とで構成される予熱共振回路１１１を備える。
放電灯点灯装置１００は、トランスＴ１の１次側巻線に流れる共振電流により発生する２次側巻線の電流をコンデンサＣ７，コンデンサＣ８，コンデンサＣ９，コンデンサＣ１０を介して放電灯１０１のフィラメントに流す。
そのため、放電灯点灯装置１００は、予熱共振回路１１１により放電灯１０１のフィラメントの予熱動作が行われる。
【０００８】
また、放電灯点灯装置１００は、インバータ制御回路１０９において、インバータ回路１０５の動作周波数を変化させる。
そして、放電灯点灯装置１００は、ＬＣ共振回路１０６の共振作用を利用して放電灯１０１の両端にかかる電圧（以下、ランプ電圧という）が変化するように周波数制御が行われる。
【０００９】
次に、放電灯点灯装置１００の動作についてＬＣ共振回路１０６の共振カーブと予熱共振回路１１１の共振カーブとの動作周波数の関係を説明する。
図１８に示すように、放電灯点灯装置１００は、予熱モードと始動モードにおいては、負荷である放電灯１０１の放電が開始されていないために、放電灯１０１のインピーダンスは無限大である。
そのため、放電灯点灯装置１００は、ＬＣ共振回路１０６で決定する共振点ｆａを持つ「予熱・始動時」の共振カーブとなる。
放電灯点灯装置１００は、予熱モードでは、放電灯１０１にかかるランプ電圧を低くすることによりコールドスタートを防ぐために、共振点ｆａよりも十分に高い周波数で動作させる必要がある。
【００１０】
また、放電灯点灯装置１００は、予熱電流については予熱共振回路１１１で決定する共振点ｆｄを持つ「予熱共振回路」の共振カーブとなる。
そのため、放電灯点灯装置１００は、トランスＴ１の両端電圧と１次側に流れる共振電流により発生する２次巻線側の電圧と電流（以下、予熱電流という）とが、コンデンサＣ８，コンデンサＣ９，コンデンサＣ１０を介してフィラメントに流れる。
そして、放電灯点灯装置１００は、予熱を行うが、フィラメントを十分加熱するために、共振点ｆｄに、より近い周波数で動作させる必要がある。
放電灯点灯装置１００は、この予熱時のランプ電圧と予熱電流との関係より、ある所定の予熱周波数で動作させ、予熱時は、ランプ電圧は低く、予熱電流は多く流すことにより十分な予熱が行われる。
【００１１】
放電灯点灯装置１００は、始動モードにおいて、ランプ電圧が放電を開始するために必要な十分な高電圧とする必要がある。
そのため、放電灯点灯装置１００は、ＬＣ共振回路１０６で決定する共振点ｆａを持つ「予熱・始動時」の共振カーブにおいて、予熱モードの周波数ｆ１から共振点ｆａに近づくように周波数ｆ２を変化させる。
そして、放電灯点灯装置１００は、周波数ｆ２で決まるランプ電圧を放電灯１０１に印加して放電を開始させる。
【００１２】
放電灯点灯装置１００は、始動モードで放電灯１０１が放電を開始して点灯モードになると、放電灯１０１の特性により放電灯１０１のインピーダンスが低下して放電灯１０１に流れる電流（以下、ランプ電流という）が増加する。
放電灯点灯装置１００は、ある点灯状態では、その時点での放電灯１０１のインピーダンスとＬＣ共振回路１０６で決まる共振点ｆｂの「点灯時」の共振カーブとなる。
そのため、放電灯点灯装置１００は、所望のランプ電圧とランプ電流となるように周波数ｆ３で動作させる。
【００１３】
放電灯点灯装置１００は、調光時にインピーダンスが変化するため、その時点での放電灯１０１のインピーダンスで決まる共振点ｆｃの「調光時」の共振カーブとなる。
これにより、放電灯点灯装置１００は、所望の調光状態のランプ電圧とランプ電流となるように周波数ｆ４で動作させる。
そして、放電灯点灯装置１００は、インバータ制御回路１０９にてインバータ回路１０５の動作周波数を制御する。
そのため、放電灯点灯装置１００は、始動時に放電灯１０１のフィラメント電極を予熱する予熱モードと、放電灯１０１を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モードとを自在に切り替えできる。
そして、放電灯点灯装置１００は、予熱モードと、始動モードとに加えて、放電灯１０１を定常点灯および調光点灯させる点灯モードへも自在に切り替えできる。
【００１４】
しかし、このような従来の放電灯点灯装置１００は、予熱モードと、始動モードと、点灯モードでのインバータ動作周波数が、それぞれ所定の周波数で固定されている。
放電灯点灯装置１００は、点灯モードについては、放電灯１０１の蛍光体の劣化や照明器具１５０の汚れによる照度低下を考慮する。
そのため、放電灯点灯装置１００は、点灯初期にランプ電流を抑えた調光状態から点灯時間に応じてインバータ回路１０５の動作周波数を、ランプ電流を増加させていく方向へ変化させる初期照度補正機能により省エネを目的とした機能を有する。
【００１５】
しかし、放電灯点灯装置１００は、予熱モードおよび始動モードの周波数は、点灯時間にかかわらず常に一定としており、特に、予熱モードにおいては、点灯時間とともにエミッタが飛散や蒸発によりフィラメントが劣化していく。
そのため、放電灯点灯装置１００は、熱電子の放出量がしだいに減少していくために、点灯初期に比べてより先行予熱を入念にする必要がある。
しかし、放電灯点灯装置１００は、この点が考慮されておらず、点灯時間が経過するにしたがってフィラメントへのダメージが大きくなっていき、結果として、寿命が短くなる虞がある。
【００１６】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、予熱モードにおいて点灯時間に応じて変化するフィラメントの状態に合わせて予熱の条件を変化させ、ランプ寿命を向上できる放電灯点灯装置および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】
【００１７】
本発明に係る放電灯点灯装置は、商用電源を受けて放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、少なくとも１個のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子をオン・オフ駆動させることにより前記放電灯に交流電力を供給するスイッチング部と、前記スイッチング部の動作周波数を制御することにより前記スイッチング部から放電灯に出力される交流電力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記放電灯に有するフィラメントを予熱する先行予熱動作と、前記放電灯の点灯を維持させる定常動作の状態を切替可能であって、前記放電灯の点灯時間を計時する点灯時間計時部を備え、前記点灯時間計時部の信号に応じて前記制御部が先行予熱動作の動作条件を変化させる。
【００１８】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流を変化させることである。
【００１９】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱時間を変化させることである。
【００２０】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流と予熱時間とを変化させることである。
【００２１】
本発明に係る放電灯点灯装置は、点灯時間に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることにより照度補正を行う照度補正部を備え、前記点灯時間計時部を共用する。
【００２２】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記放電灯の寿命を検出する検出部を備え、前記放電灯の寿命末期検出までは先行予熱条件が寿命延長方向、寿命末期検出後は先行予熱条件が寿命加速方向へと変化する。
【００２３】
本発明に係る照明器具は、前記放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る放電灯点灯装置および照明器具によれば、予熱モードにおいて点灯時間に応じて変化するフィラメントの状態に合わせて予熱の条件を変化させ、ランプ寿命を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図２】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数との関係図
【図３】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置のインバータ動作周波数と共振カーブとの関係図
【図４】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置の予熱時インバータ動作周波数と予熱電流との関係図
【図５】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図６】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時間との関係図
【図７】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図８】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の予熱共振回路の共振カーブの状態図
【図９】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数との関係図
【図１０】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の予熱時インバータ動作周波数と予熱電流との関係図
【図１１】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱条件との関係図
【図１２】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図１３】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置の初期照度補正の状態図
【図１４】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図１５】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間とランプ電圧との関係図
【図１６】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置の累積点灯時間と予熱時間との関係図
【図１７】従来の放電灯点灯装置および照明器具の回路構成図
【図１８】従来の放電灯点灯装置の共振回路の特性図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る複数の実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置１０は、照明器具１に有する器具本体２に保持される。
放電灯点灯装置１０は、交流電源Ｖｉｎを整流するダイオードブリッジである全波整流回路１１と、昇圧チョッパ回路１２とからなる直流電源１３を備える。
昇圧チョッパ回路１２は、インダクタＬ１と、スイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ２と、電解コンデンサＣ２とから構成される。
放電灯点灯装置１０は、直流電源１３の直流出力を高周波交流出力に変換するスイッチング部であるインバータ回路１４を備える。
インバータ回路１４は、スイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ３と、検出抵抗Ｒ１とから構成される。
放電灯点灯装置１０は、複数のインダクタＬ２やコンデンサＣ３にて構成されインバータ回路１４の高周波交流出力との共振作用によって放電灯を高周波点灯するＬＣ共振回路１５を備える。
【００２７】
放電灯点灯装置１０は、負荷である放電灯ＬＡに接続される負荷回路１６の消費電力に応じて昇圧チョッパ回路１２の動作を制御するチョッパ制御回路１７を備える。
放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４の発振周波数を制御する制御部であるインバータ制御回路１８を備える。
放電灯点灯装置１０は、トランスＴ１とコンデンサＣ７とコンデンサＣ８とコンデンサＣ９とコンデンサＣ１０とで構成される予熱回路１９を備える。
【００２８】
放電灯点灯装置１０は、予熱回路１９においてトランスＴ１とコンデンサＣ７とで構成される予熱共振回路２０を備える。
放電灯点灯装置１０は、トランスＴ１の１次側巻線に流れる共振電流により発生する２次側巻線の電流をコンデンサＣ７，コンデンサＣ８，コンデンサＣ９，コンデンサＣ１０を介して放電灯ＬＡのフィラメントに流す。
そのため、放電灯点灯装置１０は、予熱共振回路２０により放電灯ＬＡのフィラメントの予熱動作が行われる。
【００２９】
また、放電灯点灯装置１０は、インバータ制御回路１８において、インバータ回路１４の動作周波数を変化させる。
そして、放電灯点灯装置１０は、ＬＣ共振回路１５の共振作用を利用して放電灯ＬＡの両端にかかるランプ電圧が変化するように周波数制御が行われる。
【００３０】
放電灯点灯装置１０は、電源のオン・オフを検出する電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路（電源ＯＮ／ＯＦＦ）２１を備える。
放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４に流れる電流を検出するために、スイッチング素子Ｑ３とグランド間に設けられた検出抵抗Ｒ１との接続点に接続する点灯検出回路２２とを備える。
【００３１】
放電灯点灯装置１０は、電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１と点灯検出回路２２の出力とが入力に接続されるＡＮＤ回路２３と、ＡＮＤ回路２３の出力が入力される点灯時間計時部である点灯時間カウンタ２４とを備える。
放電灯点灯装置１０は、点灯時間カウンタ２４の累積点灯時間を記憶するメモリ２５を有し、点灯時間カウンタ２４の出力が入力される予熱周波数決定部２６を備える。
予熱周波数決定部２６は、その出力がインバータ制御回路１８に入力される。
電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１は、電源のオン・オフを検出し、オン検出時に、Ｈ（Ｈｉｇｈ）出力を、オフ検出時に、Ｌ（Ｌｏｗ）出力を発生する。
点灯検出回路２２は、インバータ回路１４が動作時に流れる電流を検出抵抗Ｒ１にて検出し、インバータ回路１４の動作中にＨ出力を発生し、インバータ回路１４の停止中にＬ出力を発生する。
【００３２】
ＡＮＤ回路２３は、電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１の出力と点灯検出回路２２の出力とが入力され、両者の出力がＨ出力の時にのみＨ出力を発生する。
ＡＮＤ回路２３は、電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１または点灯検出回路２２のどちらかまたは両者がＬ出力のときにＬ出力を発生する。
点灯時間カウンタ２４は、ＡＮＤ回路２３の出力が入力され、ＡＮＤ回路２３がＨ出力、つまり電源がオン、かつ、点灯検出時に点灯時間の計時を行う。
また、点灯時間カウンタ２４は、外部にメモリ２５を有し、ＡＮＤ回路２３の出力がＬ出力、つまり電源がオフまたは消灯検出時に、点灯時間の計時を停止し、その時点での累積点灯時間がメモリ２５に記憶される。
【００３３】
放電灯点灯装置１０は、電源のオン時に、メモリ２５から点灯時間カウンタ２４に計時時間が通知され、点灯時間カウンタ２４は、計時時間を予熱周波数決定部２６へ通知する。
予熱周波数決定部２６は、内部に累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数のテーブルまたは計算式を有し、点灯時間カウンタ２４から通知された累積点灯時間に応じた予熱時インバータ動作周波数を決定する。
予熱周波数決定部２６は、累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数のテーブルまたは計算式について、以下の動作に基づく。
【００３４】
次に、放電灯点灯装置１０の予熱周波数と予熱電流との関係について説明する。
図２に示すように、累積点灯時間ｔ０（点灯初期）においては、予熱時インバータ周波数はｆ（ｔ０）で動作し、点灯時間が経過して累積点灯時間ｔ１となった際に，予熱時インバータ動作周波数をｆ（ｔ１）に変化させる。
【００３５】
図３に示すように、このとき、変化の方向は、予熱共振回路２０の共振カーブにおいて、共振点ｆｄに対して遅相（右側）で使用する際は、周波数を下げる方向で変化させる。
これにより、トランスＴ１の両端電圧が予熱時インバータ動作周波数：ｆ（ｔ０）時にＶ（ｔ０）だったのに対し、累積点灯時間：ｔ１で予熱時インバータ動作周波数：ｆ（ｔ１）に変化することによりトランスＴ１の両端電圧がＶ（ｔ１）に増加する。
トランスＴ１の１次巻線側に発生する電圧Ｖ（ｔ０）が電圧Ｖ（ｔ１）に変化し、１次巻線側の共振電流が増加することにより、２次巻線に発生する電流である予熱電流が増加する。
そのため、図４に示すように、予熱時インバータ動作周波数がｆ（ｔ０）からｆ（ｔ１）に変化することにより、予熱電流はＩ（ｔ０）からＩ（ｔ１）に増加することになる。
【００３６】
このように放電灯点灯装置１０は、累積点灯時間に応じて、予熱時インバータ動作周波数を変化させて予熱電流を増加させていく。
従って、放電灯点灯装置１０は、放電灯ＬＡの点灯時間とともにエミッタが飛散や蒸発によりフィラメントが劣化することに対して、予熱動作を十分に行うことによりダメージを軽減して寿命を延長できる。
【００３７】
以上、説明した本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、点灯時間カウンタ２４の信号に応じてインバータ回路１８が先行予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置１０によれば、放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱条件を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００３８】
また、放電灯点灯装置１０によれば、インバータ回路１８、先行予熱時の予熱電流を変化させて予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置１０によれば、放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱時の予熱電流を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００３９】
そして、照明器具１によれば、放電灯点灯装置１０により制御される放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱条件を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００４１】
図５に示すように、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置３０は、照明器具３に装備される。
放電灯点灯装置３０は、予熱時間決定部３１を備える。
予熱時間決定部３１は、内部に累積点灯時間と予熱時間のテーブルまたは計算式を有し、点灯時間カウンタ２４から通知された累積点灯時間に応じた予熱時間を決定する。
予熱時間決定部３１が有する累積点灯時間と予熱時間のテーブルまたは計算式については、以下の動作に基づく。
【００４２】
次に、放電灯点灯装置３０の累積点灯時間と予熱時間との関係について説明する。
図６に示すように、累積点灯時間ｔ０（点灯初期）において、予熱時間はＴ（ｔ０）であり、点灯時間が経過して累積点灯時間ｔ１となった際に、予熱時間をＴ（ｔ１）に変化させる。
このとき、変化の方向は、点灯時間が経過するにしたがって予熱時間が長くなる方向で変化させる。
【００４３】
このように、放電灯点灯装置３０は、累積点灯時間に応じて、予熱時間を変化させて予熱時間を増加させていく。
そのため、放電灯点灯装置３０は、放電灯ＬＡの点灯時間とともにエミッタが飛散や蒸発によりフィラメントが劣化することに対して、予熱動作を十分に行うことによりダメージを軽減して寿命を延長できる。
【００４４】
放電灯点灯装置３０によれば、インバータ回路１８が、先行予熱時の予熱時間を変化させて予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置３０によれば、放電灯ＬＡの点灯時間に応じて先行予熱時の予熱時間を変化させることにより、フィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
図７に示すように、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置４０は、照明器具４に装備される。
放電灯点灯装置４０は、予熱条件決定部４１を備える。
予熱条件決定部４１は、内部に累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数および累積点灯時間と予熱時間の２つのテーブルまたは計算式を有し、点灯時間カウンタ２４から通知された累積点灯時間に応じた予熱時インバータ動作周波数と予熱時間とを決定する。
予熱条件決定部４１は、累積点灯時間と予熱時インバータ動作周波数および累積点灯時間と予熱時間のテーブルまたは計算式については、累積点灯時間に応じて予熱時インバータ動作周波数を変化させる。
そして、予熱条件決定部４１は、予熱共振回路２０の共振カーブを利用して予熱電流を増加させると同時に予熱時間を長く変化させる。
【００４６】
図８に示すように、予熱時インバータ動作周波数のみで予熱条件を変更する場合、予熱共振回路２０の回路部品のばらつきの影響で、共振カーブが、部品ばらつき無しの共振カーブＡと、部品ばらつき有りの共振カーブＢのような共振鋭度の異なるカーブとなる。
これにより、累積点灯時間０時間での予熱時インバータ動作周波数ｆ（ｔ０）で決まるトランスＴ１の両端電圧は、共振カーブＡでは、Ｖ（ｔ０）であり、共振カーブＢでは、Ｖ”（ｔ０）となる。
このとき、両者の電圧差異はあまり大きくないが、累積点灯時間とともに予熱時インバータ動作周波数を変化させていった際に、共振鋭度が異なる。
そのため、累積点灯時間ｔ１後の予熱時インバータ動作周波数ｆ（ｔ１）において、共振カーブＡでは、Ｖ（ｔ１）であり、共振カーブＢでは、Ｖ”（ｔ１）となる。
これにより、共振鋭度が鋭くなると、周波数変化に対してのトランスＴ１の両端電圧のばらつきが大きくなり、予熱電流が過剰になる虞があり、周波数変化幅に制限を生ずる。
【００４７】
このとき、累積点灯時間に応じて予熱時間のみを長く変化させていく場合は、電源のオンから放電灯ＬＡの点灯までの時間が累積点灯時間とともに長くなっていく。
そのため、ユーザが違和感を覚えることがあり、電源オンで、すぐに明るくできるという本来の目的から外れていく。
従って、予熱時間の変化幅に制限が生じる。
しかし、放電灯点灯装置４０は、累積点灯時間に応じて予熱時インバータ周波数と予熱時間を同時に変化させることにより十分な予熱効果が得られ、それぞれの変化量を小さくできる。
【００４８】
図９に示すように、予熱電流においては、予熱時インバータ動作周波数の変化量を小さくする。
図１０に示すように、共振カーブは、共振点から遠ざかる方向で使用することにより、予熱共振回路２０のばらつきの影響を少なくできる。
図１１に示すように、予熱時間においては、予熱時間を短くすることにより、累積点灯時間とともに電源のオンから放電灯ＬＡの点灯までの時間が長くなる時間を短く抑えることができる。
【００４９】
放電灯点灯装置４０によれば、インバータ回路１８が、累積点灯時間に応じて予熱時インバータ周波数と予熱時間を同時に変化させて予熱動作の動作条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置４０によれば、放電灯ＬＡのフィラメントへのダメージを抑制でき、予熱共振回路２０の回路部品のばらつきの影響を抑制できる。
【００５０】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
図１２に示すように、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置５０は、照明器具５に装備される。
放電灯点灯装置５０は、点灯時間カウンタ２４が、インバータ制御回路１８と予熱条件決定部（予熱条件）４１との両方に接続される。
【００５１】
図１３に示すように、放電灯点灯装置５０は、放電灯ＬＡの点灯初期の余分な照度を抑えて省エネを実現するために、累積点灯時間に応じて照度を変化させる初期照度補正機能を有する。
これは、放電灯点灯装置５０が、点灯モードにおいて点灯時間カウンタ２４がインバータ制御回路１８に累積点灯時間に応じてインバータ動作周波数を変化させることにより行う。
そこで、放電灯点灯装置５０は、その点灯時間カウンタを予熱条件決定部４１に共用して使用して、累積点灯時間に応じて予熱条件を変化させる。
このように、放電灯点灯装置５０は、初期照度補正機能のための点灯時間カウンタ２４を共用して予熱条件を変化させることにより、回路の大規模化を防止できる。
なお、放電灯点灯装置５０は、点灯時間カウンタ２４の計時において点灯検出回路２２と電源ＯＮ／ＯＦＦ検出回路２１で行っているが、検出手段としては、特に問わない。
【００５２】
放電灯点灯装置５０によれば、初期照度補正機能のための点灯時間カウンタ２４を予熱条件決定部４１と共用して先行予熱条件を変化させる。
従って、放電灯点灯装置５０によれば、回路の大規模化を防止でき、放電灯ＬＡのフィラメントへのダメージを抑制でき、放電灯ＬＡを長寿命化できる。
【００５３】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置および照明器具について説明する。
図１４に示すように、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置６０は、照明器具６に装備される。
放電灯点灯装置６０は、予熱条件決定部４１にランプ寿命末期検出回路であるエミレス検出回路６１が接続される。
【００５４】
図１５に示すように、放電灯点灯装置６０は、放電灯ＬＡが寿命末期に近づくと、ランプ電圧が上昇する。
図１６に示すように、放電灯点灯装置６０は、ランプ電圧が、ある検出閾値を越えると、それを検出して予熱条件を検出前後で変化させる。
具体的には、放電灯点灯装置６０は、放電灯ＬＡの寿命末期までは、累積点灯時間に応じて予熱条件を放電灯ＬＡの寿命を伸ばすように予熱時間を長く変化させる。
これとは異なり、放電灯点灯装置６０は、放電灯ＬＡの寿命末期検出後は、逆に放電灯ＬＡの寿命を早めるように予熱時間を短くする。
これにより、放電灯点灯装置６０は、寿命末期以降に放電灯のフィラメント断線を促進することで放電灯が寿命末期状態で長期間使用されることを防止できる。
なお、ここでは、予熱条件が予熱時間の変化について説明したが、予熱時インバータ周波数でもかまわない。
また、ランプ寿命末期検出回路として、ランプ電圧の上昇を検出する方法について記載したが、検出方法については問わない。
【００５５】
放電灯点灯装置６０によれば、エミレス検出回路６１により、ランプ寿命末期を検出して、ランプ寿命検出までは、先行予熱条件を変化させることでフィラメントへのダメージを抑えて放電灯ＬＡを長寿命化できる。
また、放電灯点灯装置６０によれば、ランプ寿命検出後は先行予熱条件を長寿命化とは反対方向に変化させることにより、フィラメント断線を促進して放電灯ＬＡが寿命末期状態で長期間使用されることを防止できる。
【００５６】
なお、本発明の放電灯点灯装置および照明器具において全波整流回路，昇圧チョッパ回路，インバータ回路等は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１，３，４，５，６ 照明器具
２ 器具本体
１０，３０，４０，５０，６０ 放電灯点灯装置
１４ インバータ回路（スイッチング部）
１８ インバータ制御回路（制御部）
２４ 点灯時間カウンタ（点灯時間計時部）
６１ エミレス検出回路（検出部）
ＬＡ 放電灯
Ｑ２，Ｑ３ スイッチング素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を受けて放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、
少なくとも１個のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子をオン・オフ駆動させることにより前記放電灯に交流電力を供給するスイッチング部と、
前記スイッチング部の動作周波数を制御することにより前記スイッチング部から放電灯に出力される交流電力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記放電灯に有するフィラメントを予熱する先行予熱動作と、前記放電灯の点灯を維持させる定常動作の状態を切替可能であって、
前記放電灯の点灯時間を計時する点灯時間計時部を備え、
前記点灯時間計時部の信号に応じて前記制御部が先行予熱動作の動作条件を変化させる放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流を変化させることである放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱時間を変化させることである放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流と予熱時間とを変化させることである放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
点灯時間に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることにより照度補正を行う照度補正部を備え、
前記点灯時間計時部を共用する放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記放電灯の寿命を検出する検出部を備え、前記放電灯の寿命末期検出までは先行予熱条件が寿命延長方向、寿命末期検出後は先行予熱条件が寿命加速方向へと変化する放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の前記放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備える照明器具。
【請求項１】
商用電源を受けて放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、
少なくとも１個のスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子をオン・オフ駆動させることにより前記放電灯に交流電力を供給するスイッチング部と、
前記スイッチング部の動作周波数を制御することにより前記スイッチング部から放電灯に出力される交流電力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記放電灯に有するフィラメントを予熱する先行予熱動作と、前記放電灯の点灯を維持させる定常動作の状態を切替可能であって、
前記放電灯の点灯時間を計時する点灯時間計時部を備え、
前記点灯時間計時部の信号に応じて前記制御部が先行予熱動作の動作条件を変化させる放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流を変化させることである放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱時間を変化させることである放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、予熱動作の動作条件の変化が、先行予熱時の予熱電流と予熱時間とを変化させることである放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
点灯時間に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることにより照度補正を行う照度補正部を備え、
前記点灯時間計時部を共用する放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記放電灯の寿命を検出する検出部を備え、前記放電灯の寿命末期検出までは先行予熱条件が寿命延長方向、寿命末期検出後は先行予熱条件が寿命加速方向へと変化する放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の前記放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備える照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−８５０２（Ｐ２０１３−８５０２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３９３１５（Ｐ２０１１−１３９３１５）
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【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１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【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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