放電灯点灯装置及び照明器具
【課題】フィラメントを有する放電灯を高周波で点灯する簡単な構成の放電灯点灯装置であって、集積回路への負電圧の印加を防止しつつ放電灯の寿命末期の検知が可能な放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、熱陰極形の放電灯を点灯させる共振回路と、インバータ回路を制御するインバータ制御回路と、放電灯と並列な抵抗分圧回路と、抵抗分圧回路の分圧抵抗に接続される保護素子と、直流バイアスを保護素子に供給する直流電流源と、直流電流源と保護素子の接続点における電圧と第１の基準電圧を比較する第１の比較回路と、前記接続点における電圧と第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を比較する第２の比較回路とを備える。前記接続点における電圧が第１の基準電圧を上回った又は第２の基準電圧を下回ったとき、インバータ制御回路は、放電灯への高周波電力の供給を停止するようインバータ回路を制御する。
【解決手段】放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、熱陰極形の放電灯を点灯させる共振回路と、インバータ回路を制御するインバータ制御回路と、放電灯と並列な抵抗分圧回路と、抵抗分圧回路の分圧抵抗に接続される保護素子と、直流バイアスを保護素子に供給する直流電流源と、直流電流源と保護素子の接続点における電圧と第１の基準電圧を比較する第１の比較回路と、前記接続点における電圧と第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を比較する第２の比較回路とを備える。前記接続点における電圧が第１の基準電圧を上回った又は第２の基準電圧を下回ったとき、インバータ制御回路は、放電灯への高周波電力の供給を停止するようインバータ回路を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントを有する放電灯を高周波で点灯する放電灯点灯装置及びこれを用いた照明器具に関し、特に、負荷の接続不良検知、フィラメントの断線検知、及び放電灯の寿命末期検知の少なくともいずれかを行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３７は、特許文献１に開示された一実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図である。図３７に示した特許文献１の放電灯点灯装置では、商用交流電源ｅにダイオードブリッジなどの全波整流回路２１の入力端子が接続されている。また、全波整流回路２１の出力端子間には平滑コンデンサＣ１１が接続されている。また、平滑コンデンサＣ１１には放電灯点灯手段としてのハーフブリッジ型のインバータ回路２２が接続されている。
【０００３】
また、インバータ回路２２は、平滑コンデンサＣ１１に電界効果トランジスタＱ１１及び電界効果トランジスタＱ１２が直列に接続されている。電界効果トランジスタＱ１１のゲートにはＲ１１を介してドライブ回路２３が接続され、電界効果トランジスタＱ１２のゲートには抵抗Ｒ１２を介してドライブ回路２３が接続されている。
【０００４】
電界効果トランジスタＱ１２の両端には、直流カット用のコンデンサＣ１２、バラストチョークの機能を有するトランスＴｒ１の一次巻線Ｔｒ１ａ及び直流カット用のコンデンサＣ１３を介して、蛍光ランプＦＬが接続されている。但し、蛍光ランプＦＬを構成するフィラメントＦＬ１，ＦＬ２の一端がそれぞれ電界効果トランジスタＱ１２の両端に接続されている。また、フィラメントＦＬ１、ＦＬ２は、それぞれトランスＴｒ１のフィラメント予熱巻線Ｔｒ１ｂ、Ｔｒ１ｃに接続されている。また、コンデンサＣ１３を介した蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ１，ＦＬ２間には、コンデンサＣ１４が接続されている。
【０００５】
蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ１、ＦＬ２間には、抵抗Ｒ１３及び抵抗Ｒ１４の直列回路の抵抗分圧回路２４が接続され、抵抗Ｒ１４には並列にバイパスコンデンサＣ１５が接続されている。当該構成によって、直流電圧検出手段としての直流電圧検出回路２５が形成されている。直流電圧検出回路２５には、直流電圧検出回路２５のパイパスコンデンサＣ１５に充電された電圧が所定値以上であるか否かを検出する比較回路２６が接続されている。比較回路２６は、制御手段としての制御回路２７に接続されている。制御回路２７は、ドライブ回路２３に接続されている。
【０００６】
図３７に示した放電灯点灯装置では、商用交流電源ｅの交流電圧が全波整流回路２１で全波整流され、平滑コンデンサＣ１１で平滑される。さらに、ドライブ回路２３が電界効果トランジスタＱ１１及び電界効果トランジスタＱ１２をスイッチングさせることで高周波交流を誘起させ、蛍光ランプＦＬを高周波点灯させる。この際、ドライブ回路２３はフィラメント予熱巻線Ｔｒ１ｂ，Ｔｒ１ｃに電圧を誘起して、フィラメントＦＬ１，ＦＬ２を予熱する。
【０００７】
蛍光ランプＦＬが通常時には、蛍光ランプＦＬには正負ほぼ対称の高周波交流電圧が印加されている。このとき、パイパスコンデンサＣ１５により高周波交流がパイパスされて、バイパスコンデンサＣ１５は充電されず、比較回路２６は、制御回路２７にドライブ回路２３を通常通り動作させる。
【０００８】
一方、蛍光ランプＦＬが寿命末期になり、例えば、いずれかのフィラメントＦＬ１、ＦＬ２がエミッタレス状態になると、蛍光ランプＦＬには整流作用が生じ、抵抗Ｒ１３及びＲ１４で分圧されてバイパスコンデンサＣ１５が充電される。比較回路２６によりバイパスコンデンサＣ１５が所定電圧以上になったことが検出されると、制御回路２７は、ドライブ回路２３でインバータ回路２２を蛍光ランプＦＬのアークが消滅する電圧以下に出力を低下させたり、インバータ回路２２の出力を低下させる。
【０００９】
このように、図３７に示した特許文献１の放電灯点灯装置は、比較回路２６がバイパスコンデンサＣ１５で蛍光ランプＦＬの直流電圧のみを検出し、蛍光ランプＦＬの寿命末期を検出できる。
【００１０】
図３８は、特許文献１に開示された他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図である。図３８に示した特許文献１の放電灯点灯装置では、蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ１がエミッタレスの場合には、バイパスコンデンサＣ３２の抵抗Ｒ３２が正極の状態でバイパスコンデンサＣ３２が充電される。その結果、ツェナーダイオードＺＤ３がオンしてトランジスタＱ２２にベース電流を供給し、トランジスタＱ２２がオンすることによりトランジスタＱ２１のベースの電位が低下してトランジスタＱ２１もオンし、コンデンサＣ３３を充電する。このとき、制御回路６３は寿命末期であることを検出してドライブ回路２３を制御することにより、インバータ回路２２の出力を低下又は停止させる。
【００１１】
また、蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ２がエミッタレスの場合には、バイパスコンデンサＣ３２の抵抗Ｒ３２が負極の状態でバイパスコンデンサＣ３２が充電される。その結果、ツェナーダイオードＺＤ２がオンしてトランジスタＱ２１のベース電流を引き抜き、トランジスタＱ２１がオンし、コンデンサＣ３３を充電する。このとき、制御回路６３は寿命末期であることを検出してドライブ回路２３を制御することにより、同様に、インバータ回路２２の出力を低下又は停止させる。
【００１２】
図３９は、特許文献２に開示された放電灯点灯装置を示す回路図である。図３９に示した特許文献２の放電灯点灯装置では、直流電源Ｅの正極と放電灯ｌａの高圧側のフィラメント端子Ｂの間には抵抗Ｒ５が接続されている。また、高圧側のフィラメント端子Ａと直流電源Ｅの負極（グランドライン）の間には、抵抗Ｒ９，Ｒ１０とツェナーダイオードＺＤ１の直列回路が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１の両端にはダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ６が並列接続されており、その電位ＶＣはコンパレータＮＬのプラス側入力端子に入力される。抵抗Ｒ５、フィラメント端子Ｂ，Ａ、抵抗Ｒ９，Ｒ１０、ツェナーダイオードＺＤ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ６は起動時無負荷検出回路を構成する。
【００１３】
フィラメント端子Ａ，Ｂが接続の状態で電源が投入されると、直流電源Ｅより抵抗Ｒ５、フィラメント端子Ｂ，Ａ、抵抗Ｒ９，Ｒ１０、ツェナーダイオードＺＤ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ６の経路で直流バイアスが印加される。この時、トランジスタＱ３はオフしているため、コンデンサＣ６の電位ＶＣは抵抗Ｒ１４の影響を受けず、起動時無負荷検出回路を構成する抵抗のみで決まる分圧比の電圧が印加される。これにより、コンパレータＮＬには基準電圧Ｒｅｆ−ＮＬ以上の直流バイアスが印加され、コンパレータＮＬの出力はＨｉｇｈとなり、インバータ回路は発振開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−３１５９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図３７に示した放電灯点灯装置が蛍光ランプＦＬの寿命末期を検出する場合、蛍光ランプＦＬで半波放電が発生し、直流成分がバイパスコンデンサＣ１５に発生する。バイパスコンデンサＣ１５がグランドに対して負電位となるような半波放電が蛍光ランプＦＬで生じた時、比較回路２６には負電圧が入力される。しかし、比較回路２６を集積回路で構成する場合、負電圧の入力は集積回路内部における誤動作を誘起する原因となる。
【００１６】
負電圧の入力を防止するため、バイパスコンデンサＣ１５と並列に、カソードが比較回路２６側、アノードがグランド側となるようにダイオードを接続すれば良い。当該ダイオードを備えた構成によれば、バイパスコンデンサＣ１５がグランドに対して負電位となるような半波放電が蛍光ランプＦＬで生じても、比較回路２６にはグランドに対してダイオードの順電圧Ｖｆ以上の負電圧が入力されない。このため、比較回路２６は、蛍光ランプＦＬの寿命末期時に発生する負方向の直流成分を検出できない。
【００１７】
但し、上記方法でも、ダイオードの順電圧Ｖｆ分だけ集積回路に負電圧が印加される。部品の固体バラツキや周囲温度特性によっては集積回路の誤動作を誘起するのに十分な負電圧が発生する可能性がある。
【００１８】
また、図３８に示した放電灯点灯装置は、正方向と負方向の両方向について半波放電を検出して、保護動作に移行することが可能である。しかし、当該放電灯点灯装置を実現するためには多くの半導体部品が必要であるため、比較的高価となり、少なくない実装スペースを確保する必要性がある。
【００１９】
また、図３９に示した放電灯点灯装置では、起動時無負荷検出回路と寿命末期検出回路とがそれぞれ個別の回路であるため、部品点数が多くなる。また、起動時の負荷の有無は、「直流電源Ｅ−抵抗Ｒ５−フィラメント端子Ｂ−フィラメント端子Ａ−抵抗Ｒ９−抵抗Ｒ１０−ダイオードＤ１−コンパレータＮＬ」の経路で判別される。したがって、放電灯ｌａのフィラメント端子Ｂ又はＡが外れている場合にはこの経路が途切れるため、定常的にコンデンサＣ６は充電されない。
【００２０】
しかし、例えばフィラメント端子Ｂが外れていても、電源投入時のような過渡的な状態では、「直流電源Ｅ−抵抗Ｒ５−コンデンサＣ２−端子ｂ−端子ａ−抵抗Ｒ９−抵抗Ｒ１０−ダイオードＤ１−コンパレータＮＬ」といった経路が存在する。フィラメント端子Ａが外れていても同様である。このように、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れていても、電源投入時には過渡的にコンデンサＣ６の両端電圧が上昇するため、起動時無負荷検出回路が誤検出を行い、インバータが発振を開始する可能性がある。インバータが一旦発振を開始すると、放電灯ｌａの両端に発生する高周波電圧によってコンデンサＣ６が充電される。つまり、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れた状態であってもコンデンサＣ６は充電され続けるため、インバータの発振は停止しない。このように、図３９に示した放電灯点灯装置には、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れていても、インバータが動作を開始・継続するといった課題がある。
【００２１】
本発明の目的は、フィラメントを有する放電灯を高周波で点灯する簡単な構成の放電灯点灯装置であって、集積回路への負電圧の印加を防止しつつ放電灯の寿命末期の検知が可能な放電灯点灯装置及び当該放電灯点灯装置を用いた照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、直流電源に接続され、少なくとも１つのスイッチング素子を有し、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路に接続され、少なくともコンデンサ及びインダクタを有し、熱陰極形の放電灯を点灯させる共振回路と、前記インバータ回路が有する前記スイッチング素子をオンオフ制御するインバータ制御回路と、直列に接続された２つ以上の分圧抵抗を有し、前記放電灯に対して並列に設けられた抵抗分圧回路と、前記抵抗分圧回路の分圧抵抗に接続される保護素子と、前記保護素子に接続され、第１の直流バイアスを前記保護素子に供給する直流電流源と、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第１の基準電圧を比較する第１の比較回路と、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と前記第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を比較する第２の比較回路と、を備えた放電灯点灯装置であって、前記第１の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第１の基準電圧を上回ったことを検出したとき、又は、前記第２の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第２の基準電圧を下回ったことを検出したとき、前記インバータ制御回路は、前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ回路を制御する放電灯点灯装置を提供する。
【００２３】
上記放電灯点灯装置では、前記第１の比較回路及び前記第２の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作を開始して所定の期間マスクされる。
【００２４】
上記放電灯点灯装置は、前記抵抗分圧回路が接続された前記放電灯のフィラメント端子とフィラメントが共通の他方のフィラメント端子に所定の第２の直流バイアスを供給する直流バイアス回路と、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第３の基準電圧を比較する第３の比較回路と、を備え、前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回ったことを検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御して、前記放電灯への高周波電力の供給を開始する。
【００２５】
上記放電灯点灯装置では、前記第３の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作している期間中マスクされる。
【００２６】
上記放電灯点灯装置では、前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回っていることを所定の期間継続して検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御する。
【００２７】
上記放電灯点灯装置では、前記直流電流源は、前記インバータ回路が動作を開始するまでの前記所定の期間の間は前記第１の直流バイアスの供給を低下又は停止する。
【００２８】
上記放電灯点灯装置では、前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路が前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ制御回路を制御した後、所定の期間の間は、前記第３の比較回路からの信号がマスクされる。
【００２９】
上記放電灯点灯装置では、前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路により前記放電灯への高周波電力の供給が低下又は停止された後の所定の期間は、前記直流電流源が前記保護素子への前記第１の直流バイアスを継続する。
【００３０】
上記放電灯点灯装置では、前記直流バイアス回路の電源は、前記インバータ回路に接続される前記直流電源である。
【００３１】
本発明は、上記放電灯点灯装置を備えた照明器具を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、集積回路への負電圧の印加を防止しつつ放電灯の寿命末期の検知が可能な放電灯点灯装置及び当該放電灯点灯装置を用いた照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】放電灯点灯装置の外観の一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図３】インバータ回路の動作周波数と共振回路の共振特性の関係を示す図
【図４】通常の放電灯ＦＬが接続されている時のタイミングチャート
【図５】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャート
【図６】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャート
【図７】本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図９】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャート
【図１０】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャート
【図１１】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャート
【図１２】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャート
【図１３】本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１４】本発明の実施の形態５の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１５】本発明の実施の形態６の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１６】本発明の実施の形態７の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１７】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャート
【図１８】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャート
【図１９】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャート
【図２０】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャート
【図２１】本発明の実施の形態８の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図２２】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャート
【図２３】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャート
【図２４】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャート
【図２５】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャート
【図２６】本発明の実施の形態９の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図２７】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャート
【図２８】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャート
【図２９】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャート
【図３０】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャート
【図３１】本発明の実施の形態１０の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図３２】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャート
【図３３】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャート
【図３４】本発明の実施の形態１１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図３５】駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止と同時に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止する場合のタイミングチャート
【図３６】駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止後も所定の期間は電流源Ｉ１が直流バイアスを供給する場合のタイミングチャート
【図３７】特許文献１に開示された一実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図
【図３８】特許文献１に開示された他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図
【図３９】特許文献２に開示された放電灯点灯装置を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態の放電灯点灯装置について、図面を参照して説明する。図１は、放電灯点灯装置の外観の一例を示す。なお、図１に示した放電灯転送装置は１灯用の器具であるが、２灯以上の器具形態であっても良い。放電灯点灯装置に装着される放電灯は、熱陰極形の放電灯であって、施設や店舗等で用いられる直管型や、主に住宅で用いられる環状型、ダウンライトの器具等で用いられるコンパクト型のいずれであってもよい。以下説明する各実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図では、便宜上、放電灯が装着された状態を示す。
【００３５】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。図２に示す放電灯点灯装置は、ハーフブリッジ型インバータ回路を用いている。本実施の形態の放電灯点灯装置は、主に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路と、共振用インダクタンス素子Ｔ１、共振用コンデンサＣ１及び共振兼直流阻止用コンデンサＣ２から構成される共振回路と、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５から構成される直流電圧検出回路と、制御部２とを主に備える。
【００３６】
直流電源Ｖｄｃは、例えば商用交流電源を整流平滑した電圧である。直流電源Ｖｄｃには、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続されている。インバータ回路は、直流電源Ｖｄｃからの直流電圧を高周波電圧に変換する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とＧＮＤの間には、共振用インダクタンス素子Ｔ１と、共振用コンデンサＣ１が直列に接続され、共振用コンデンサＣ１の両端に共振兼直流阻止用コンデンサＣ２と、放電灯ＦＬとが接続される。放電灯ＦＬのフィラメントｆ１及びｆ２には、それぞれ、共振用インダクタンス素子Ｔ１の二次巻線と予熱制御用コンデンサＣ３又はＣ４の直列回路が並列に接続される。
【００３７】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、制御部２により高周波で交互にオンオフされる。なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフデューティは略５０％である。制御部２は、タイマー回路内蔵の周波数制御回路１２２と、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２と、駆動回路１２１と、電流源Ｉ１とを有する。タイマー回路内蔵の周波数制御回路１２２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作周波数を制御する。コンパレータＥＬ１，ＥＬ２は、負荷の異常を検出する。駆動回路１２１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する。電流源Ｉ１は、直流電流を供給する。
【００３８】
コンパレータＥＬ１，ＥＬ２には、放電灯ＦＬの直流成分を検出する抵抗Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５から構成される直流電圧検出回路の出力が、保護素子としての抵抗Ｒ４を介して印加される。駆動回路１２１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２への駆動信号により、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオンオフ動作することによって、後段に設けられた共振回路に矩形波状の高周波電圧が印加される。なお、共振回路は、上述したように、共振用インダクタンス素子Ｔ１と、共振用コンデンサＣ１と、共振兼直流阻止用コンデンサＣ２とから構成される。当該共振回路に矩形波状の高周波電圧が印加されると、放電灯ＦＬが正弦波状の高周波で点灯する。
【００３９】
インバータ回路の動作周波数と共振回路の共振特性の関係を図３に示す。インバータ回路は、電源投入されると、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１により決まる無負荷共振周波数ｆ０よりも十分に高い周波数ｆｐｈにて発振開始し、放電灯ＦＬには、点灯できない程度の共振電圧が印加される。このとき、共振用インダクタンス素子Ｔ１の２次巻線より予熱制御用コンデンサＣ３，Ｃ４を介して、放電灯ＦＬのフィラメントｆ１，ｆ２を加熱するための先行予熱電流が流れる。この動作を先行予熱モードと称する。なお、本実施の形態では、電源投入後の放電灯点灯装置を構成する集積回路の起動時間として、先行予熱モードの前にスタンバイモードが設けられている。
【００４０】
所定の時間の間、先行予熱が行われた後、インバータ回路の動作周波数は、放電灯ＦＬを点灯できるよう無負荷共振周波数ｆ０に近い始動時周波数ｆｓｔに変化するよう制御され、共振回路には、放電灯ＦＬが点灯可能な共振電圧が印加される。その結果、放電灯ＦＬは点灯する。放電灯ＦＬが点灯するとインピーダンスが変わるため、点灯後の共振電圧は低下する。この動作を始動モードと称する。その後、インバータ回路の動作周波数は、通常点灯時の周波数ｆｔに変化するよう制御される。こうして、インバータ回路は通常点灯状態に移行し、放電灯ＦＬは所定の出力を得ることができる。この動作を点灯モードと称する。
【００４１】
以上が、放電灯ＦＬが正常に接続されている場合の電源投入から通常点灯に至るまでシーケンス動作である。なお、先行予熱モード、始動モード及び点灯モードの各タイミングについては、制御部２が有する周波数制御回路１２２に内蔵されたタイマー回路によって制御される。すなわち、周波数制御回路１２２は、タイマー回路が計時する時間に応じて、インバータ回路の動作周波数を調整する。
【００４２】
制御部２が有するコンパレータＥＬ１は、入力電圧があらかじめ設定された基準電圧Ｖｔｈ１を上回ると、Ｈｉｇｈ信号を出力する。コンパレータＥＬ１から出力されたＨｉｇｈ信号が周波数制御回路１２２に入力されると、周波数制御回路１２２は動作を停止又は出力を低減し、駆動回路１２１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２への駆動信号の供給が停止する。この結果、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路は発振を停止する。なお、周波数制御回路１２２は、点灯モード時のみコンパレータＥＬ１からのＨｉｇｈ信号を受け付ける。つまり、停止時、スタンバイモード時、先行予熱モード時及び始動モード時には、コンパレータＥＬ１から出力された信号は周波数制御回路１２２においてマスクされる。
【００４３】
制御部２が有するコンパレータＥＬ２は、入力電圧があらかじめ設定された基準電圧Ｖｔｈ２を下回ると、Ｈｉｇｈ信号を出力する。コンパレータＥＬ２から出力されたＨｉｇｈ信号が周波数制御回路１２２に入力されると、周波数制御回路１２２は動作を停止又は出力を低減し、駆動回路１２１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２への駆動信号の供給が停止する。この結果、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路は発振を停止する。なお、周波数制御回路１２２は、点灯モード時のみコンパレータＥＬ２からのＨｉｇｈ信号を受け付ける。つまり、停止時、スタンバイモード時、先行予熱モード時及び始動モード時には、コンパレータＥＬ２から出力された信号は周波数制御回路１２２においてマスクされる。
【００４４】
制御部２が有する電流源Ｉ１は、直流バイアスを抵抗Ｒ４を介してバイパスコンデンサＣ５に入力する直流電流源である。
【００４５】
放電灯ＦＬが通常時、すなわち、放電灯ＦＬが寿命に至っていない場合、放電灯ＦＬには、正負ほぼ対称の高周波交流電圧が印加される。放電灯ＦＬの両端電圧が正負ほぼ対称の高周波交流電圧である場合、バイパスコンデンサＣ５は高周波電圧の周波数に対して十分低いインピーダンスとなるため、放電灯ＦＬの両端に発生する高周波電圧によって直流的に充電されない。バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、電流源Ｉ１と抵抗Ｒ１，Ｒ２によって決まる。電流源Ｉ１からの直流バイアスにより、抵抗Ｒ４では電圧降下Ｖ（Ｒ４）が生じる。したがって、制御部２には、以下に示す電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が印加される。なお、バイパスコンデンサＣ５には、保護ツェナーダイオードＺＤ１が並列に接続されている。
Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＝Ｖ（Ｒ４）＋Ｖ（Ｃ５）
【００４６】
コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の各入力端子には、当該Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が印加される。通常の放電灯ＦＬが接続されている時のＶ（Ｉｎｐｕｔ）とコンパレータＥＬ１，ＥＬ２で用いられる基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２とは以下の関係となる。
Ｖｔｈ１＞Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ２
このときのコンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力はいずれもＬｏｗ信号であるため、周波数制御回路１２２は動作を停止せず、駆動回路１２１はインバータ回路の発振動作を継続する。図４に、通常の放電灯ＦＬが接続されている時のタイミングチャートを示す。
【００４７】
以下、寿命末期の放電灯ＦＬが接続されている時の状態遷移について、図５及び図６を参照して説明する。放電灯ＦＬが寿命末期となり、フィラメントｆ１又はｆ２がエミッタレスの状態になると、放電灯ＦＬは正方向又は負方向に半波放電して整流作用が生じ、放電灯ＦＬの両端電圧は抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧され、バイパスコンデンサＣ５は充放電される。
【００４８】
図５は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャートを示す。放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じると、バイパスコンデンサＣ５は充電される。その結果、「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ１」の関係が成立すると、コンパレータＥＬ１はＨｉｇｈ信号を出力する。Ｈｉｇｈ信号が点灯モード時に周波数制御回路１２２へ入力されると、駆動回路１２１はインバータ回路の発振動作を停止し、放電灯ＦＬへの高周波電力の供給が停止される。
【００４９】
コンパレータＥＬ１の出力信号は、スタンバイモード時、先行予熱モード時及び始動モード時にはマスクされ、周波数制御回路１２２の動作の変更が禁止される。特に先行予熱モード時及び始動モード時は、直流電源Ｖｄｃ及び放電灯ＦＬの両端電圧が不安定な状態であり、正常な放電灯ＦＬであっても放電灯ＦＬの両端電圧には直流成分が発生し易い状態にある。このような不安定な動作モードでは、コンパレータＥＬ１の出力信号をマスクすることで、誤検知を回避することができる。
【００５０】
一方、寿命末期の放電灯ＦＬが接続された状態で電源が投入され、先行予熱モード時又は始動モード時に「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ１」の関係が成立しても、コンパレータＥＬ１からの信号はマスクされているため、放電灯ＦＬへの高周波電力供給は継続される。しかし、その後、点灯モードに移行すると、コンパレータＥＬ１からはＨｉｇｈ信号が出力されているため、放電灯ＦＬへの高周波電力供給が低下又は停止される。
【００５１】
図６は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャートを示す。放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じると、バイパスコンデンサＣ５は抵抗Ｒ１及び放電灯ＦＬを介して放電される。その結果、「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ２」の関係が成立すると、コンパレータＥＬ２はＨｉｇｈ信号を出力する。Ｈｉｇｈ信号が点灯モード時に周波数制御回路１２２へ入力されると、駆動回路１２１はインバータ回路の発振動作を停止し、放電灯ＦＬへの高周波電力の供給が低下又は停止される。以降の基本的な動作については、上記説明したコンパレータＥＬ１がＨｉｇｈ信号を出力した場合と同様である。
【００５２】
なお、上記説明では、点灯モードに入ると同時にコンパレータＥＬ１，ＥＬ２からの出力信号のマスクを解除しているが、点灯モードに入ってしばらくしてコンパレータＥＬ１，ＥＬ２からの出力信号のマスクを解除しても良い。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態の放電灯点灯装置によれば、点灯モード時に放電灯ＦＬの寿命末期を検知すると、放電灯ＦＬへの高周波電力の供給を低下又は停止する。また、当該効果を奏する放電灯点灯装置を少ない部品で実現でき、コストダウンや実装スペースの確保ができる。また、保護ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧（＝バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５））が順方向電圧分だけ負電位となった場合、その負電圧分に対して抵抗Ｒ４での電圧降下（Ｖ（Ｒ４））分を足し合わせた電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が電流源Ｉ１と抵抗Ｒ４の接続点に発生する。このため、電流源Ｉ１、コンパレータＥＬ１及びコンパレータＥＬ２を集積回路で構成しても、当該集積回路への負電圧の印加を防止することができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号は、点灯モード以外ではマスクされる。特に先行予熱モード時及び始動モード時は、正常な放電灯ＦＬであっても放電灯ＦＬの両端電圧には直流成分が発生し易い状態である。このため、点灯モード時以外のコンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号をマスクすることで、周波数制御回路１２２の動作の変更が禁止されるため、誤検知を回避することができる。
【００５５】
なお、図７に示すように、抵抗Ｒ４の代わりに、電流源Ｉ１からバイパスコンデンサＣ５の方向が順方向となるようダイオードＤ１を保護素子として設けても良い。図７は、本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。ダイオードＤ１の順方向電圧をＶ（Ｄ１）としたとき、制御部２に印加される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は、以下のように表される。
Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＝Ｖ（Ｄ１）＋Ｖ（Ｃ５）
【００５６】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態２の放電灯点灯装置が実施の形態１の放電灯点灯装置と異なる点は、負荷の有無を検出するコンパレータＮＬが制御部２に設けられていること、及び、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ｂと直流電源Ｖｄｃの正極の間に抵抗Ｒ３が設けられていることである。この点以外は実施の形態１と同様であり、図８において、図２と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。なお、放電灯ＦＬのフィラメントｆ１，ｆ２のうち、フィラメントｆ１は高圧側のフィラメントである。また、フィラメントｆ１の両端にはフィラメント端子Ａ，Ｂが設けられている。
【００５７】
コンパレータＮＬは、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ若しくはＢが外れた状態又はフィラメントｆ１の断線による無負荷状態を検知する。コンパレータＮＬには、直流電源Ｖｄｃ、抵抗Ｒ３，Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５から構成される無負荷検出回路の出力が抵抗Ｒ４を介して印加される。なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５は、実施の形態１で説明した直流電圧検出回路も構成する。
【００５８】
コンパレータＮＬは、入力電圧があらかじめ設定された基準電圧Ｖｔｈ３を上回ると、Ｈｉｇｈ信号を出力する。コンパレータＮＬから出力された信号は、周波数制御回路１２２に入力される。コンパレータＮＬが所定の期間継続してＨｉｇｈ信号を出力すると、周波数制御回路１２２は動作を開始し、駆動回路１２１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路の駆動信号を出力する。本実施の形態では、インバータ回路が動作を開始した後にコンパレータＮＬの出力がＬｏｗ信号に変わっても、周波数制御回路１２２や駆動回路１２１の動作が変化したり停止することはない。つまり、インバータ回路の動作中、コンパレータＮＬから出力された信号はマスクされる。
【００５９】
図９に、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャートを示す。図９に示した例では、コンパレータＮＬで用いられる基準電圧Ｖｔｈ３はコンパレータＥＬ１で用いられる基準電圧Ｖｔｈ１と同じ値であるが異なる値であっても良い。無負荷検出回路では、直流電源Ｖｄｃからの直流バイアスにより抵抗Ｒ３，Ｒ１を介して抵抗Ｒ２に電流が流れる。放電灯ＦＬのフィラメントの抵抗値は概ね数Ω〜数十Ωと低く、一方、抵抗Ｒ３，Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は共振回路に影響を与えない比較的大きな値（概ね数十ｋΩ〜数ＭΩ）である。
【００６０】
バイパスコンデンサＣ５は、電流源Ｉ１からの直流バイアスと直流電源Ｖｄｃからの直流バイアスにより充電され、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は所定値まで上昇する。コンパレータＮＬの正側入力端子には、Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）（＝Ｖ（Ｒ４）＋Ｖ（Ｃ５））が印加される。したがって、コンパレータＮＬの正側入力端子に印加される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は所定の時間継続して基準電圧Ｖｔｈ３を上回り、コンパレータＮＬはＨｉｇｈ信号を出力する。この結果、周波数制御回路１２２は動作を開始し、駆動回路１２１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路の駆動信号を出力するため、インバータ回路は通常動作を開始する。
【００６１】
先行予熱モードでは放電灯ＦＬが放電していないため、放電灯ＦＬのインピーダンスは無限大となり、「直流電源Ｖｄｃ−抵抗Ｒ３−抵抗Ｒ１−バイパスコンデンサＣ５」の充電経路が発生している。したがって、正常な放電灯ＦＬが接続された状態で、先行予熱モード時にバイパスコンデンサＣ５が充電されていても、このときのコンパレータＥＬ１からの出力信号をマスクしておくことで、誤検知を回避することができる。
【００６２】
通常動作を開始すると放電灯ＦＬは点灯し、放電灯ＦＬの両端には高周波電圧が発生する。このとき、バイパスコンデンサＣ５は高周波電圧の周波数に対して十分低いインピーダンスとなるため、放電灯ＦＬの両端に発生する高周波電圧によってバイパスコンデンサＣ５は直流的に充電されない。また、放電灯ＦＬが点灯すると、放電灯ＦＬのインピーダンスは概ね数百Ωとなり、直流電源Ｖｄｃから抵抗Ｒ３を介した直流バイアスは抵抗Ｒ１，Ｒ２にほとんど流れない。
【００６３】
また、放電灯ＦＬが正常である時、放電灯ＦＬの両端電圧は直流電圧成分をほぼ含まない。したがって、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び電流源Ｉ１によって決定される。放電灯ＦＬが点灯した後は、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）が低下するため、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）に抵抗Ｒ４での電圧降下Ｖ（Ｒ４）分を加算したＶ（Ｉｎｐｕｔ）は基準電圧Ｖｔｈ３よりも低くなる。その結果、コンパレータＮＬはＬｏｗ信号を出力する。しかし、このときのコンパレータＮＬの出力はマスクされているため、インバータ回路の動作に影響しない。また、放電灯ＦＬが正常である時は「Ｖｔｈ１＞Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ２」の関係を有するように抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４及び電流源Ｉ１を設定すれば、点灯モード時にはコンパレータＥＬ１，ＥＬ２から停止信号が周波数制御回路１２２に入力されない。このため、放電灯ＦＬは通常点灯を維持する。
【００６４】
図１０に、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャートを示す。図１０に示した例では、コンパレータＮＬで用いられる基準電圧Ｖｔｈ３はコンパレータＥＬ１で用いられる基準電圧Ｖｔｈ１と同じ値であるが異なる値であっても良い。電源投入時のような過渡状態では、「直流電源Ｖｄｃ−抵抗Ｒ３−予熱制御用コンデンサＣ３−端子ｂ−端子ａ−抵抗Ｒ１−バイパスコンデンサＣ５」の経路で、バイパスコンデンサＣ５が充電される。このとき、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は過渡的には上昇するが、定常的にはバイパスコンデンサＣ５の充電経路がない。このため、定常状態のとき、バイパスコンデンサＣ５は抵抗Ｒ２を介して放電される。
【００６５】
例えば、電源投入時にはバイパスコンデンサＣ５が充電されることにより一時的に「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」となる可能性があるが、バイパスコンデンサＣ５は抵抗Ｒ４，Ｒ２を介して放電される。このため、所定の期間継続して「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」の状態が維持されない。その結果、コンパレータＮＬからは所定の時間継続してＨｉｇｈ信号が出力されないため、周波数制御回路１２２は動作しない。この場合、駆動回路１２１も動作しないためインバータ回路は駆動されない。
【００６６】
本実施の形態では、負荷の有無にかかわらず、電流源Ｉ１がバイパスコンデンサＣ５に直流バイアスを供給している。しかし、無負荷状態のときには「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」の関係となるように抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び電流源Ｉ１の関係を設定しておけば、無負荷状態の時にインバータ回路が動作することはない。
【００６７】
本実施形態では、インバータ回路の動作中、コンパレータＮＬの出力信号はマスクされる。このため、点灯モード時に放電灯ＦＬの寿命末期が検知されたときの動作は実施の形態１と同様である。図１１は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャートを示す。図１２は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャートを示す。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態の放電灯点灯装置によれば、電源投入時に、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ，Ｂの一部が外れた状態又はフィラメントｆ１の断線による無負荷状態を検出すると、インバータ回路の発振動作を開始しない。また、本実施の形態の放電灯点灯装置は、簡単な構成要素の追加により、上記機能（起動時無負荷検出保護機能）に加え、実施の形態１で説明した放電灯ＦＬの寿命末期におけるインバータ回路の動作停止機能（寿命末期保護機能）も併せて有する。
【００６９】
また、本実施の形態では、コンパレータＮＬが所定の時間継続してＨｉｇｈ信号を出力すれば、インバータ回路の発振動作が開始される。したがって、無負荷時に電源が投入されて過渡的にコンパレータＮＬからＨｉｇｈ信号が出力されても、放電灯ＦＬが正常であり正常な接続状態であるとの誤検出を防ぐことができる。
【００７０】
なお、図１３に示すように、抵抗Ｒ４の代わりに、電流源Ｉ１からバイパスコンデンサＣ５の方向が順方向となるようダイオードＤ１を設けても良い。図１３は、本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。ダイオードＤ１の順方向電圧をＶ（Ｄ１）としたとき、制御部２に印加される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は、以下のように表される。
Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＝Ｖ（Ｄ１）＋Ｖ（Ｃ５）
【００７１】
また、図１４に示すように、フィラメント端子Ａに抵抗Ｒ３が接続され、フィラメント端子Ｂに抵抗Ｒ１が接続された構造であっても良い。図１４は、本発明の実施の形態５の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。
【００７２】
（実施の形態６）
図１５は、本発明の実施の形態６の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。図１５に示すように、実施の形態６の放電灯点灯装置では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とＧＮＤの間に、直流阻止用コンデンサＣ２と共振用インダクタンス素子Ｔ１と共振用コンデンサＣ１が直列に接続され、コンデンサＣ１の両端に放電灯ＦＬが接続される。本実施の形態の共振回路は、直流阻止用コンデンサＣ２、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１から構成される。インバータ回路、直流電圧検出回路及び制御部２の構成は実施の形態１と同様である。
【００７３】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路は、電源投入されると、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１により決まる無負荷共振周波数ｆ０よりも十分に高い周波数ｆｐｈにて発振開始し、放電灯ＦＬには点灯できない程度の共振電圧が印加される。このとき、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１を介して、放電灯ＦＬのフィラメントｆ１，ｆ２を加熱するための先行予熱電流が流れる。
【００７４】
所定の時間の間、先行予熱が行われた後、インバータ回路の動作周波数は、放電灯ＦＬを点灯できるよう無負荷共振周波数ｆ０に近い始動時周波数ｆｓｔに変化するよう制御され、共振回路には、放電灯ＦＬが点灯可能な共振電圧が印加される。その結果、放電灯ＦＬは点灯する。放電灯ＦＬが点灯するとインピーダンスが変わるため、点灯後の共振電圧は低下する。その後、インバータ回路の動作周波数は、通常点灯時の周波数ｆｔに変化するよう制御される。こうして、インバータ回路は通常点灯状態に移行し、放電灯ＦＬは所定の出力を得ることができる。
【００７５】
本実施の形態の放電灯点灯装置によれば、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れている時にバイパスコンデンサＣ５を充電する経路はないため、電源投入時に過渡的なバイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）の上昇を考慮する必要はない。本実施の形態によれば、実施の形態２と同様に、電源投入時に、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ，Ｂの一部が外れた状態又はフィラメントｆ１の断線による無負荷状態を検出して、インバータ回路の発振動作を開始しないよう制御することができる。また、実施の形態１と同様に、放電灯ＦＬの寿命末期におけるインバータ回路の動作停止機能も有する。
【００７６】
（実施の形態７）
図１６は、本発明の実施の形態７の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。図１６に示すように、実施の形態７の放電灯点灯装置の構成は、実施の形態２の放電灯点灯装置の構成と略同じである。実施の形態７の放電灯点灯装置が実施の形態２の放電灯点灯装置と異なる点は、電流源Ｉ１が駆動回路１２１の動作中にのみ直流バイアスを供給すること、及び負荷の有無を判別する所定の期間中はバイパスコンデンサＣ５への直流バイアスの供給を遮断することである。
【００７７】
本実施の形態では、駆動回路１２１が動作前の制御部２に入力されるＶ（Ｉｎｐｕｔ）は、電流源Ｉ１が直流バイアスを供給していないため、無負荷検出回路からの経路のみである。このため、無負荷のときのＶ（Ｉｎｐｕｔ）と基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ３の差が大きく、無負荷のとき電源投入時に生じるＶ（Ｉｎｐｕｔ）の過渡的な上昇の後のバイパスコンデンサＣ５の放電が早くなる。したがって、電源投入時における放電灯ＦＬの無負荷状態を確実に検出することができる。
【００７８】
図１７は、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャートである。図１８は、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャートである。図１９は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャートである。図２０は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャートである。
【００７９】
なお、本実施の形態では、駆動回路１２１が動作していない時は電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止されているが、このときの電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給は停止であっても低下であってもよい。また、本実施の形態における電流源Ｉ１の直流バイアスの供給形態を実施の形態１に適用しても良い。
【００８０】
（実施の形態８）
図２１は、本発明の実施の形態８の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態８の放電灯点灯装置が実施の形態２の放電灯点灯装置と異なる点は、制御部２においてコンパレータＥＬ１，ＥＬ２，ＮＬと周波数制御回路２２との間に論理回路（ＮＯＴゲート、ＡＮＤゲート（ＡＮＤ＿ＥＬ），ＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＮＬ），ＡＮＤゲート（ＡＮＤ_ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２））が設けられたことである。なお、本実施形態の制御部２には、無負荷判定信号が入力される。無負荷判定信号は、負荷の有無を判別する所定の期間はＨｉｇｈであり、その他の動作状態ではＬｏｗである。
【００８１】
本実施の形態では、無負荷判定信号の反転信号とコンパレータＮＬの出力信号の論理積がＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＮＬ）のＳ入力端子に入力される。一方、ＦＦ＿ＮＬＲ入力端子には停止信号が入力される。停止信号は、放電灯点灯装置の他の構成要素で何等かの異常が検出された時にＨｉｇｈとなる。この状態以外の停止信号はＬｏｗである。
【００８２】
図２２は、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャートである。負荷の有無を判別する所定の期間中、無負荷判定信号の反転信号はＬｏｗであり、コンパレータＮＬは当該所定の期間にわたってＨｉｇｈ信号を出力するため、ＡＮＤ＿ＮＬはＬｏｗ信号を出力する。正常な放電灯ＦＬが接続された状態で電源が投入された時、バイパスコンデンサＣ５へは直流電源Ｖｄｃからの直流バイアスが供給されている状態であり、所定の期間経過後も「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」の関係が成立している。
【００８３】
所定の期間経過後に無負荷判定信号はＬｏｗへ切り替わるため、コンパレータＮＬの出力信号及び無負荷判定信号の反転信号は共にＨｉｇｈとなる。このとき、ＡＮＤ＿ＮＬの出力はＨｉｇｈとなり、ＦＦ＿ＮＬの出力（Ｑ）はＨｉｇｈとなり、駆動回路１２１が動作を開始する。駆動回路１２１が動作を開始した後に「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」となっても、Ｈｉｇｈレベルの停止信号が入力されない限り、ＦＦ＿ＮＬのＨｉｇｈ出力は維持され、駆動回路１２１は動作を継続する。
【００８４】
図２３は、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャートである。負荷の有無を判別する所定の期間中、無負荷判定信号の反転信号はＨｉｇｈであり、コンパレータＮＬの出力信号は当該所定の期間の途中でＨｉｇｈからＬｏｗに変わるため、ＡＮＤ＿ＮＬはＬｏｗ信号を出力する。フィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時、過渡的にＶ（Ｉｎｐｕｔ）が上昇し、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈとなるが、所定の期間中は無負荷判定信号の反転信号がＬｏｗであるため、ＡＮＤ＿ＮＬの出力はＬｏｗが維持される。このとき、ＦＦ＿ＮＬの出力（Ｑ）もＬｏｗであるため、駆動回路１２１は動作開始しない。
【００８５】
図２４は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャートである。また、図２５は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャートである。
【００８６】
図２１に示すように、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号はそれぞれＡＮＤ＿ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２に入力される。また、ＡＮＤ＿ＥＬ１及びＡＮＤ＿ＥＬ２へはコンパレータＥＬ１，ＥＬ２のマスク信号（ＥＬ１／ＥＬ２マスク信号）も入力される。当該マスク信号は、先行予熱モード時及び始動モード時はＬｏｗであり、点灯モード時はＨｉｇｈである。ＡＮＤ＿ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２は、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号とマスク信号との論理積を取ることで、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号を先行予熱モード時及び始動モード時にはマスクすることができる。
【００８７】
本実施の形態によれば、実施の形態２と同様の機能を有する制御部２を備えた放電灯点灯制御装置を実現できる。なお、図２２〜図２５に示したタイミングチャートでは、電流源Ｉ１が常に直流バイアスを供給しているが、実施の形態７と同様に、駆動回路１２１が動作中のみ電流源Ｉ１が直流バイアスを供給しても良い。
【００８８】
（実施の形態９）
図２６は、本発明の実施の形態９の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態９の放電灯点灯装置が実施の形態８の放電灯点灯装置と異なる点は、コンパレータＮＬの出力側の構成である。コンパレータＮＬの出力側には、ＮＯＲゲート（ＮＯＲ＿ＮＬ）と、スイッチング素子Ｑ２１と、電流源Ｉ２と、コンデンサＣ６と、コンパレータＣＰとが設けられている。電流源Ｉ２は、放電灯点灯装置の電源がオンのときに直流電流を供給する直流電流源である。
【００８９】
ＮＯＲ＿ＮＬには、コンパレータＮＬの出力信号と、実施の形態８と同様の無負荷判定信号とが入力される。ＮＯＲ＿ＮＬの出力信号はスイッチング素子Ｑ２１のゲートに入力され、スイッチング素子Ｑ２１のドレインには電流源Ｉ２とコンデンサＣ６接続される。コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）は基準電圧Ｖｔｈ５とコンパレータＣＰで比較される。コンパレータＣＰの出力は周波数制御回路２２に入力される。なお、本実施の形態では、コンデンサＣ６が電流源Ｉ２により充電される期間が、負荷の有無を判別する期間として用いられている。
【００９０】
図２７は、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャートである。「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」の関係が成立すると、コンパレータＮＬの出力はＨｉｇｈとなる。負荷の有無を判別する所定の期間中、無負荷判定信号はＨｉｇｈであるため、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈとなると、ＮＯＲ＿ＮＬの出力はＬｏｗとなり、スイッチング素子Ｑ２１がオフする。電流源Ｉ２によりコンデンサＣ６が充電され、コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）がコンパレータＣＰにて基準電圧Ｖｔｈ５と比較される。コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）が基準電圧Ｖｔｈ５を上回ると、コンパレータＣＰの出力がＨｉｇｈとなり、駆動回路１２１が動作を開始する。
【００９１】
放電灯ＦＬが正常である時、放電灯ＦＬの両端電圧は直流電圧成分をほぼ含まない。したがって、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び電流源Ｉによって決定される。駆動回路１２１が動作を開始して放電灯ＦＬが点灯した後、「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」となり、コンパレータＮＬの出力はＬｏｗに落ちるが、駆動回路１２１が動作しているため無負荷判定信号の出力はＨｉｇｈである。したがって、コンパレータＮＬの出力にかかわらず、ＮＯＲ＿ＮＬの出力はＬｏｗのまま、スイッチング素子Ｑ２１はオフ状態を継続する。したがって、コンパレータＣＰの出力はＨｉｇｈの状態のまま、駆動回路１２１は動作を継続する。
【００９２】
図２８は、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャートである。フィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時、過渡的にＶ（Ｉｎｐｕｔ）が上昇し、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈとなるため、ＮＯＲ＿ＮＬの出力はＬｏｗになり、スイッチング素子Ｑ２１はオフする。このとき、コンデンサＣ６が電流源Ｉ２によって充電されるが、バイパスコンデンサＣ５が放電され、所定の期間の途中で「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」になると、コンパレータＮＬの出力がＬｏｗとなりＮＯＲ＿ＮＬの出力はＨｉｇｈとなる。このとき、スイッチング素子Ｑ２１はオンし、コンデンサＣ６は放電する。その結果、コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）は基準電圧Ｖｔｈ５を下回るため、コンパレータＣＰの出力はＬｏｗの状態ままである。したがって、駆動回路１２１は動作しない。駆動回路１２１が動作しないため、無負荷判定信号の出力もＬｏｗのままであり、駆動回路１２１は停止を継続する。
【００９３】
図２９は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャートである。また、図３０は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャートである。
【００９４】
本実施の形態によれば、実施の形態２又は８と同様の機能を有する制御部２を備えた放電灯点灯制御装置を実現できる。なお、図２７〜図３０に示したタイミングチャートでは、電流源Ｉ１が常に直流バイアスを供給しているが、実施の形態７と同様に、駆動回路１２１が動作中のみ電流源Ｉ１が直流バイアスを供給しても良い。
【００９５】
（実施の形態１０）
本実施の形態の放電灯点灯装置は、放電灯ＦＬの寿命末期を検出したためインバータ回路の発振動作が停止した後、正常な放電灯ＦＬに交換されたことを検出した際に、インバータ回路を自動的に再起動する機能を有する。
【００９６】
図３１は、本発明の実施の形態１０の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態１０の放電灯点灯装置が実施の形態８の放電灯点灯装置と異なる点は、制御部２が、タイマー回路１６をリセットするリセット回路１８と、放電灯ＦＬの寿命末期を検出した後の状態を保持するＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＥＬ）と、放電灯ＦＬの寿命末期を検出した後の経過時間を計測するコンパレータＣＰ２とをさらに有することである。なお、実施の形態８の制御部２が有するタイマー回路を内蔵した周波数制御回路１２２は、タイマー回路１６と周波数制御回路１５とに分けて説明されている。また、実施の形態８の制御部２が有する駆動回路１２１は、駆動回路１７として説明されている。
【００９７】
まず、電源投入時に放電灯ＦＬが装着されていると、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈになり、この出力信号がタイマースタート信号としてタイマー回路１６に入力される。タイマー回路１６がスタートすると、タイマー回路１６は、リセット回路１８よりタイマーリセット信号が入力されるまでカウントを継続する。また、タイマー回路１６がスタートすると、タイマー回路１６は、Ｌｏｗレベルの無負荷判定信号を出力する。この後は、実施の形態８と同様に無負荷検出判定が行われる。点灯モードに移行すると、タイマー回路１６より出力されるＥＬ１／ＥＬ２マスク信号の出力がＨｉｇｈに変わり、放電灯ＦＬの寿命末期検出が有効となる。
【００９８】
図３２は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャートである。また、図３３は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャートである。
【００９９】
図３２に示すように、寿命末期を迎えた放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じると、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）がコンパレータＥＬ１の基準電圧Ｖｔｈ１よりも大きくなり、ＡＮＤ＿ＥＬ１の出力がＨｉｇｈになる。また、図３３に示すように、寿命末期を迎えた放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じると、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）がコンパレータＥＬ２の基準電圧Ｖｔｈ２よりも小さくなり、ＡＮＤ＿ＥＬ２の出力がＨｉｇｈになる。ＡＮＤゲート（ＡＮＤ＿ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２）の出力がＯＲゲート（ＯＲ＿ＥＬ）を介してＲＳフリップフロップＦＦ＿ＥＬのセット信号として入力されると、ＲＳフリップフロップＦＦ＿ＥＬの反転出力端子よりＬｏｗレベルの信号が出力される。この出力信号はＮＯＴゲートを介して周波数制御回路１５に入力される。このとき、周波数制御回路１５にはＨｉｇｈレベルの信号が入力されるため周波数制御回路１５は動作を停止し、その結果、駆動回路１７は、インバータ回路の発振動作を停止する。
【０１００】
ＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＥＬ）の反転出力信号は、スイッチング素子Ｑ２２のゲートにも入力される。ＦＦ＿ＥＬの反転出力信号がＬｏｗレベルになるとスイッチング素子Ｑ２２はオフする。このとき、電流源Ｉ３よりコンデンサＣ７が充電されるため、コンデンサＣ７の両端電圧が上昇し、この電圧がコンパレータＣＰ２の基準電圧Ｖｔｈ６を超えるとコンパレータＣＰ２の出力はＬｏｗになる。
【０１０１】
リセット回路１８のリセット入力端子Ｒには、コンパレータＣＰ２の出力信号が入力される。このため、寿命末期検出が動作してコンパレータＣＰ２の出力がＬｏｗになるまでの間（所定の時間）はリセット回路１８の動作を遅らせることができる。また、リセット回路１８のセット入力端子Ｓには、ＮＯＴゲート及びＥＬ１／ＥＬ２マスク中の動作を禁止するＡＮＤゲート（ＡＮＤ＿ＲＳ）を介して、コンパレータＮＬの出力が入力される。このため、寿命末期検出が動作してから所定の時間が経過した後に、放電灯ＦＬが取り外されるとコンパレータＮＬの出力がＬｏｗとなり、リセット回路１８のセット入力端子ＳにＨｉｇｈ信号が入力されるため、タイマー回路１６がリセットされる。その後、放電灯ＦＬが再度装着されるとコンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈになり、この出力信号がタイマースタート信号としてタイマー回路１６に入力される。以降の動作は上述のとおりである。
【０１０２】
なお、図３２に示したように、コンパレータＥＬ１の基準電圧Ｖｔｈ１とコンパレータＮＬの基準電圧Ｖｔｈ３が同じであれば、放電灯ＦＬが正方向に整流作用が生じた寿命末期状態の場合には、寿命末期検出と同時に、コンパレータＮＬの出力もＨｉｇｈになる。このため、リセット回路１８のセット入力端子ＳにＨｉｇｈ信号が入力されることはない。すなわち、寿命末期検出と同時に、リセット回路１８が動作してタイマー回路１６が動作してしまうことはない。
【０１０３】
しかし、放電灯ＦＬの負方向に整流作用が生じた寿命末期を検出した直後はフィラメントｆ１が接続されているにも関わらず、コンパレータＮＬの出力がＬｏｗのままであるため、リセット回路１８が動作してタイマー回路１６が動作してしまう可能性がある。このため、インバータ回路の動作が停止してからＶ（Ｉｎｐｕｔ）の電圧が通常の電圧に復帰して無負荷検出が正常に動作可能となるまでの間はリセット回路が動作しないようにする必要がある。本実施の形態では、図３３に示すように、コンパレータＣＰ２によって設定される寿命末期検出後の所定時間を、Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が基準電圧Ｖｔｈ３よりも大きな値に復帰するまでの時間よりも長くする。こうすることで、放電灯ＦＬの負方向に整流作用が生じた寿命末期の検出が動作した直後に無負荷検出回路が動作しない。
【０１０４】
本実施の形態の放電灯点灯装置は、放電灯ＦＬの寿命末期を検出した後、無負荷検出回路の動作を所定の時間だけマスクするため、その所定の時間内に放電灯が交換されたとき、無負荷状態の判定に伴うインバータ回路の再起動を防止できる。したがって、本実施の形態の放電灯点灯装置は、簡単な回路構成で、放電灯ＦＬの寿命末期状態の検出と無負荷状態の判定をそれぞれ確実に行うことができる。なお、図３２及び図３３に示したタイミングチャートでは、電流源Ｉ１が常に直流バイアスを供給しているが、実施の形態７と同様に、駆動回路１２１が動作中のみ電流源Ｉ１が直流バイアスを供給しても良い。
【０１０５】
（実施の形態１１）
図３４は、本発明の実施の形態１１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態１１の放電灯点灯装置が実施の形態１０の放電灯点灯装置と異なる点は、制御部２の入力側と抵抗Ｒ４の間にコンデンサＣ８を並列に接続したことである。また、電流源Ｉ１は、常に動作するのではなく、駆動回路１２１が動作中及び放電灯ＦＬの寿命末期が検出された後の所定の期間に直流バイアスを供給する。
【０１０６】
放電灯ＦＬの寿命末期に伴う負方向に整流作用が生じた状態が検出される直前は、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は負電位であるが、電流源Ｉ１と抵抗Ｒ４により、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は負電圧とはならない。放電灯ＦＬの寿命末期が検出されインバータ回路の発振動作が停止したと同時に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止すると、バイパスコンデンサＣ５の負電位によって、コンデンサＣ８の電荷は抵抗Ｒ４を介してバイパスコンデンサＣ５へ引き抜かれる。また、その結果、コンデンサＣ８が負電位となる可能性がある。
【０１０７】
図３５は、駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止と同時に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止する場合のタイミングチャートである。また、図３６は、駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止後も所定の期間は電流源Ｉ１が直流バイアスを供給する場合のタイミングチャートである。
【０１０８】
インバータ回路の発振動作が停止されると、バイパスコンデンサＣ５の電荷が引き抜かれる経路は存在しない。その結果、バイパスコンデンサＣ５は、「直流電源Ｖｄｃ−抵抗Ｒ３−予熱制御用コンデンサＣ３−端子ｂ−端子ａ−抵抗Ｒ１−バイパスコンデンサＣ５」の経路と、「電流源Ｉ１−抵抗Ｒ４−バイパスコンデンサＣ５」の経路の２つの経路で充電される。このように、バイパスコンデンサＣ５には充電の経路しか存在しないため、図３５及び図３６に示すように、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、放電灯ＦＬの寿命末期が検出される直前の電圧が最低電圧となる。しかし、それ以降に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止すると、図３５に示すように、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）はさらに低下して負電圧となる。
【０１０９】
本実施の形態では、インバータ回路の発振動作停止後、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）が負から正となるまでの時間よりも長い所定の期間、電流源Ｉ１による直流バイアスの供給を継続する。その結果、図３６に示すように、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が負電圧にはならない。このようにして、集積回路への負電圧の印加を防止することができる。
【０１１０】
実施の形態１〜１０においては、抵抗分圧回路の分圧抵抗と並列接続される第１の平滑コンデンサのみ接続されている。しかし、第１の平滑コンデンサが未接続で、保護素子と直流電流源の接続点とグランドの間に第２の平滑コンデンサが接続された形態であっても、第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサの両方が接続された形態であっても同様の効果が得られる。
【０１１１】
本明細書において、インダクタンスやコンデンサなどの電気部品の接続態様について言及する時、用語「接続される」は、２つ以上の電気部品の間に、追加の部品を含み得る導電路が存在するものとする。例えば、インダクタンスの一端がコンデンサの一端と接続されるという場合、インダクタンスとコンデンサとの間に、本発明の作用効果に直接関係ない電気部品が接続されていても、インダクタンスの一端がコンデンサの一端に接続されているというものとする。
【０１１２】
また、本明細書において、「直流電源」とは単向性を有していればよく、例えば商用の交流電源を平滑コンデンサで平滑した後の脈動の電源でもよいし、平滑コンデンサの後段にさらにチョッパ回路を設けたものでもよい。もちろん、電池のように脈動しないものでもよい。要は、経時変化に対して実質的に負にならない全ての電源を含むものとする。
【０１１３】
なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１２１ 駆動回路
１２２ タイマー回路内蔵の周波数制御回路
２ 制御部
Ｃ１ 共振用コンデンサ
Ｃ２ 共振兼直流阻止用コンデンサ
Ｃ３，Ｃ４ 予熱制御用コンデンサ
Ｃ５ バイパスコンデンサ
Ｄ１ ダイオード
ＥＬ１，ＥＬ２，ＮＬ コンパレータ
ＦＬ 放電灯
ｆ１，ｆ２ フィラメント
Ａ，Ｂ フィラメント端子
Ｉ１ 電流源
Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｒ４ 抵抗
Ｔ１ 共振用インダクタ
Ｔ１ 共振用インダクタンス素子
Ｖｄｃ 直流電源Ｖｄｃ
ＺＤ１ ツェナーダイオード
１５ 周波数制御回路
１６ タイマー回路
１７ 駆動回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントを有する放電灯を高周波で点灯する放電灯点灯装置及びこれを用いた照明器具に関し、特に、負荷の接続不良検知、フィラメントの断線検知、及び放電灯の寿命末期検知の少なくともいずれかを行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３７は、特許文献１に開示された一実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図である。図３７に示した特許文献１の放電灯点灯装置では、商用交流電源ｅにダイオードブリッジなどの全波整流回路２１の入力端子が接続されている。また、全波整流回路２１の出力端子間には平滑コンデンサＣ１１が接続されている。また、平滑コンデンサＣ１１には放電灯点灯手段としてのハーフブリッジ型のインバータ回路２２が接続されている。
【０００３】
また、インバータ回路２２は、平滑コンデンサＣ１１に電界効果トランジスタＱ１１及び電界効果トランジスタＱ１２が直列に接続されている。電界効果トランジスタＱ１１のゲートにはＲ１１を介してドライブ回路２３が接続され、電界効果トランジスタＱ１２のゲートには抵抗Ｒ１２を介してドライブ回路２３が接続されている。
【０００４】
電界効果トランジスタＱ１２の両端には、直流カット用のコンデンサＣ１２、バラストチョークの機能を有するトランスＴｒ１の一次巻線Ｔｒ１ａ及び直流カット用のコンデンサＣ１３を介して、蛍光ランプＦＬが接続されている。但し、蛍光ランプＦＬを構成するフィラメントＦＬ１，ＦＬ２の一端がそれぞれ電界効果トランジスタＱ１２の両端に接続されている。また、フィラメントＦＬ１、ＦＬ２は、それぞれトランスＴｒ１のフィラメント予熱巻線Ｔｒ１ｂ、Ｔｒ１ｃに接続されている。また、コンデンサＣ１３を介した蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ１，ＦＬ２間には、コンデンサＣ１４が接続されている。
【０００５】
蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ１、ＦＬ２間には、抵抗Ｒ１３及び抵抗Ｒ１４の直列回路の抵抗分圧回路２４が接続され、抵抗Ｒ１４には並列にバイパスコンデンサＣ１５が接続されている。当該構成によって、直流電圧検出手段としての直流電圧検出回路２５が形成されている。直流電圧検出回路２５には、直流電圧検出回路２５のパイパスコンデンサＣ１５に充電された電圧が所定値以上であるか否かを検出する比較回路２６が接続されている。比較回路２６は、制御手段としての制御回路２７に接続されている。制御回路２７は、ドライブ回路２３に接続されている。
【０００６】
図３７に示した放電灯点灯装置では、商用交流電源ｅの交流電圧が全波整流回路２１で全波整流され、平滑コンデンサＣ１１で平滑される。さらに、ドライブ回路２３が電界効果トランジスタＱ１１及び電界効果トランジスタＱ１２をスイッチングさせることで高周波交流を誘起させ、蛍光ランプＦＬを高周波点灯させる。この際、ドライブ回路２３はフィラメント予熱巻線Ｔｒ１ｂ，Ｔｒ１ｃに電圧を誘起して、フィラメントＦＬ１，ＦＬ２を予熱する。
【０００７】
蛍光ランプＦＬが通常時には、蛍光ランプＦＬには正負ほぼ対称の高周波交流電圧が印加されている。このとき、パイパスコンデンサＣ１５により高周波交流がパイパスされて、バイパスコンデンサＣ１５は充電されず、比較回路２６は、制御回路２７にドライブ回路２３を通常通り動作させる。
【０００８】
一方、蛍光ランプＦＬが寿命末期になり、例えば、いずれかのフィラメントＦＬ１、ＦＬ２がエミッタレス状態になると、蛍光ランプＦＬには整流作用が生じ、抵抗Ｒ１３及びＲ１４で分圧されてバイパスコンデンサＣ１５が充電される。比較回路２６によりバイパスコンデンサＣ１５が所定電圧以上になったことが検出されると、制御回路２７は、ドライブ回路２３でインバータ回路２２を蛍光ランプＦＬのアークが消滅する電圧以下に出力を低下させたり、インバータ回路２２の出力を低下させる。
【０００９】
このように、図３７に示した特許文献１の放電灯点灯装置は、比較回路２６がバイパスコンデンサＣ１５で蛍光ランプＦＬの直流電圧のみを検出し、蛍光ランプＦＬの寿命末期を検出できる。
【００１０】
図３８は、特許文献１に開示された他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図である。図３８に示した特許文献１の放電灯点灯装置では、蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ１がエミッタレスの場合には、バイパスコンデンサＣ３２の抵抗Ｒ３２が正極の状態でバイパスコンデンサＣ３２が充電される。その結果、ツェナーダイオードＺＤ３がオンしてトランジスタＱ２２にベース電流を供給し、トランジスタＱ２２がオンすることによりトランジスタＱ２１のベースの電位が低下してトランジスタＱ２１もオンし、コンデンサＣ３３を充電する。このとき、制御回路６３は寿命末期であることを検出してドライブ回路２３を制御することにより、インバータ回路２２の出力を低下又は停止させる。
【００１１】
また、蛍光ランプＦＬのフィラメントＦＬ２がエミッタレスの場合には、バイパスコンデンサＣ３２の抵抗Ｒ３２が負極の状態でバイパスコンデンサＣ３２が充電される。その結果、ツェナーダイオードＺＤ２がオンしてトランジスタＱ２１のベース電流を引き抜き、トランジスタＱ２１がオンし、コンデンサＣ３３を充電する。このとき、制御回路６３は寿命末期であることを検出してドライブ回路２３を制御することにより、同様に、インバータ回路２２の出力を低下又は停止させる。
【００１２】
図３９は、特許文献２に開示された放電灯点灯装置を示す回路図である。図３９に示した特許文献２の放電灯点灯装置では、直流電源Ｅの正極と放電灯ｌａの高圧側のフィラメント端子Ｂの間には抵抗Ｒ５が接続されている。また、高圧側のフィラメント端子Ａと直流電源Ｅの負極（グランドライン）の間には、抵抗Ｒ９，Ｒ１０とツェナーダイオードＺＤ１の直列回路が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１の両端にはダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ６が並列接続されており、その電位ＶＣはコンパレータＮＬのプラス側入力端子に入力される。抵抗Ｒ５、フィラメント端子Ｂ，Ａ、抵抗Ｒ９，Ｒ１０、ツェナーダイオードＺＤ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ６は起動時無負荷検出回路を構成する。
【００１３】
フィラメント端子Ａ，Ｂが接続の状態で電源が投入されると、直流電源Ｅより抵抗Ｒ５、フィラメント端子Ｂ，Ａ、抵抗Ｒ９，Ｒ１０、ツェナーダイオードＺＤ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ６の経路で直流バイアスが印加される。この時、トランジスタＱ３はオフしているため、コンデンサＣ６の電位ＶＣは抵抗Ｒ１４の影響を受けず、起動時無負荷検出回路を構成する抵抗のみで決まる分圧比の電圧が印加される。これにより、コンパレータＮＬには基準電圧Ｒｅｆ−ＮＬ以上の直流バイアスが印加され、コンパレータＮＬの出力はＨｉｇｈとなり、インバータ回路は発振開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−３１５９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図３７に示した放電灯点灯装置が蛍光ランプＦＬの寿命末期を検出する場合、蛍光ランプＦＬで半波放電が発生し、直流成分がバイパスコンデンサＣ１５に発生する。バイパスコンデンサＣ１５がグランドに対して負電位となるような半波放電が蛍光ランプＦＬで生じた時、比較回路２６には負電圧が入力される。しかし、比較回路２６を集積回路で構成する場合、負電圧の入力は集積回路内部における誤動作を誘起する原因となる。
【００１６】
負電圧の入力を防止するため、バイパスコンデンサＣ１５と並列に、カソードが比較回路２６側、アノードがグランド側となるようにダイオードを接続すれば良い。当該ダイオードを備えた構成によれば、バイパスコンデンサＣ１５がグランドに対して負電位となるような半波放電が蛍光ランプＦＬで生じても、比較回路２６にはグランドに対してダイオードの順電圧Ｖｆ以上の負電圧が入力されない。このため、比較回路２６は、蛍光ランプＦＬの寿命末期時に発生する負方向の直流成分を検出できない。
【００１７】
但し、上記方法でも、ダイオードの順電圧Ｖｆ分だけ集積回路に負電圧が印加される。部品の固体バラツキや周囲温度特性によっては集積回路の誤動作を誘起するのに十分な負電圧が発生する可能性がある。
【００１８】
また、図３８に示した放電灯点灯装置は、正方向と負方向の両方向について半波放電を検出して、保護動作に移行することが可能である。しかし、当該放電灯点灯装置を実現するためには多くの半導体部品が必要であるため、比較的高価となり、少なくない実装スペースを確保する必要性がある。
【００１９】
また、図３９に示した放電灯点灯装置では、起動時無負荷検出回路と寿命末期検出回路とがそれぞれ個別の回路であるため、部品点数が多くなる。また、起動時の負荷の有無は、「直流電源Ｅ−抵抗Ｒ５−フィラメント端子Ｂ−フィラメント端子Ａ−抵抗Ｒ９−抵抗Ｒ１０−ダイオードＤ１−コンパレータＮＬ」の経路で判別される。したがって、放電灯ｌａのフィラメント端子Ｂ又はＡが外れている場合にはこの経路が途切れるため、定常的にコンデンサＣ６は充電されない。
【００２０】
しかし、例えばフィラメント端子Ｂが外れていても、電源投入時のような過渡的な状態では、「直流電源Ｅ−抵抗Ｒ５−コンデンサＣ２−端子ｂ−端子ａ−抵抗Ｒ９−抵抗Ｒ１０−ダイオードＤ１−コンパレータＮＬ」といった経路が存在する。フィラメント端子Ａが外れていても同様である。このように、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れていても、電源投入時には過渡的にコンデンサＣ６の両端電圧が上昇するため、起動時無負荷検出回路が誤検出を行い、インバータが発振を開始する可能性がある。インバータが一旦発振を開始すると、放電灯ｌａの両端に発生する高周波電圧によってコンデンサＣ６が充電される。つまり、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れた状態であってもコンデンサＣ６は充電され続けるため、インバータの発振は停止しない。このように、図３９に示した放電灯点灯装置には、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れていても、インバータが動作を開始・継続するといった課題がある。
【００２１】
本発明の目的は、フィラメントを有する放電灯を高周波で点灯する簡単な構成の放電灯点灯装置であって、集積回路への負電圧の印加を防止しつつ放電灯の寿命末期の検知が可能な放電灯点灯装置及び当該放電灯点灯装置を用いた照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、直流電源に接続され、少なくとも１つのスイッチング素子を有し、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路に接続され、少なくともコンデンサ及びインダクタを有し、熱陰極形の放電灯を点灯させる共振回路と、前記インバータ回路が有する前記スイッチング素子をオンオフ制御するインバータ制御回路と、直列に接続された２つ以上の分圧抵抗を有し、前記放電灯に対して並列に設けられた抵抗分圧回路と、前記抵抗分圧回路の分圧抵抗に接続される保護素子と、前記保護素子に接続され、第１の直流バイアスを前記保護素子に供給する直流電流源と、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第１の基準電圧を比較する第１の比較回路と、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と前記第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を比較する第２の比較回路と、を備えた放電灯点灯装置であって、前記第１の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第１の基準電圧を上回ったことを検出したとき、又は、前記第２の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第２の基準電圧を下回ったことを検出したとき、前記インバータ制御回路は、前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ回路を制御する放電灯点灯装置を提供する。
【００２３】
上記放電灯点灯装置では、前記第１の比較回路及び前記第２の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作を開始して所定の期間マスクされる。
【００２４】
上記放電灯点灯装置は、前記抵抗分圧回路が接続された前記放電灯のフィラメント端子とフィラメントが共通の他方のフィラメント端子に所定の第２の直流バイアスを供給する直流バイアス回路と、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第３の基準電圧を比較する第３の比較回路と、を備え、前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回ったことを検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御して、前記放電灯への高周波電力の供給を開始する。
【００２５】
上記放電灯点灯装置では、前記第３の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作している期間中マスクされる。
【００２６】
上記放電灯点灯装置では、前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回っていることを所定の期間継続して検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御する。
【００２７】
上記放電灯点灯装置では、前記直流電流源は、前記インバータ回路が動作を開始するまでの前記所定の期間の間は前記第１の直流バイアスの供給を低下又は停止する。
【００２８】
上記放電灯点灯装置では、前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路が前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ制御回路を制御した後、所定の期間の間は、前記第３の比較回路からの信号がマスクされる。
【００２９】
上記放電灯点灯装置では、前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路により前記放電灯への高周波電力の供給が低下又は停止された後の所定の期間は、前記直流電流源が前記保護素子への前記第１の直流バイアスを継続する。
【００３０】
上記放電灯点灯装置では、前記直流バイアス回路の電源は、前記インバータ回路に接続される前記直流電源である。
【００３１】
本発明は、上記放電灯点灯装置を備えた照明器具を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、集積回路への負電圧の印加を防止しつつ放電灯の寿命末期の検知が可能な放電灯点灯装置及び当該放電灯点灯装置を用いた照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】放電灯点灯装置の外観の一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図３】インバータ回路の動作周波数と共振回路の共振特性の関係を示す図
【図４】通常の放電灯ＦＬが接続されている時のタイミングチャート
【図５】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャート
【図６】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャート
【図７】本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図９】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャート
【図１０】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャート
【図１１】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャート
【図１２】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャート
【図１３】本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１４】本発明の実施の形態５の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１５】本発明の実施の形態６の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１６】本発明の実施の形態７の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図１７】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャート
【図１８】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャート
【図１９】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャート
【図２０】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャート
【図２１】本発明の実施の形態８の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図２２】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャート
【図２３】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャート
【図２４】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャート
【図２５】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャート
【図２６】本発明の実施の形態９の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図２７】正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャート
【図２８】放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャート
【図２９】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャート
【図３０】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャート
【図３１】本発明の実施の形態１０の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図３２】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャート
【図３３】放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャート
【図３４】本発明の実施の形態１１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図
【図３５】駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止と同時に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止する場合のタイミングチャート
【図３６】駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止後も所定の期間は電流源Ｉ１が直流バイアスを供給する場合のタイミングチャート
【図３７】特許文献１に開示された一実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図
【図３８】特許文献１に開示された他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図
【図３９】特許文献２に開示された放電灯点灯装置を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態の放電灯点灯装置について、図面を参照して説明する。図１は、放電灯点灯装置の外観の一例を示す。なお、図１に示した放電灯転送装置は１灯用の器具であるが、２灯以上の器具形態であっても良い。放電灯点灯装置に装着される放電灯は、熱陰極形の放電灯であって、施設や店舗等で用いられる直管型や、主に住宅で用いられる環状型、ダウンライトの器具等で用いられるコンパクト型のいずれであってもよい。以下説明する各実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図では、便宜上、放電灯が装着された状態を示す。
【００３５】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。図２に示す放電灯点灯装置は、ハーフブリッジ型インバータ回路を用いている。本実施の形態の放電灯点灯装置は、主に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路と、共振用インダクタンス素子Ｔ１、共振用コンデンサＣ１及び共振兼直流阻止用コンデンサＣ２から構成される共振回路と、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５から構成される直流電圧検出回路と、制御部２とを主に備える。
【００３６】
直流電源Ｖｄｃは、例えば商用交流電源を整流平滑した電圧である。直流電源Ｖｄｃには、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続されている。インバータ回路は、直流電源Ｖｄｃからの直流電圧を高周波電圧に変換する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とＧＮＤの間には、共振用インダクタンス素子Ｔ１と、共振用コンデンサＣ１が直列に接続され、共振用コンデンサＣ１の両端に共振兼直流阻止用コンデンサＣ２と、放電灯ＦＬとが接続される。放電灯ＦＬのフィラメントｆ１及びｆ２には、それぞれ、共振用インダクタンス素子Ｔ１の二次巻線と予熱制御用コンデンサＣ３又はＣ４の直列回路が並列に接続される。
【００３７】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、制御部２により高周波で交互にオンオフされる。なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフデューティは略５０％である。制御部２は、タイマー回路内蔵の周波数制御回路１２２と、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２と、駆動回路１２１と、電流源Ｉ１とを有する。タイマー回路内蔵の周波数制御回路１２２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作周波数を制御する。コンパレータＥＬ１，ＥＬ２は、負荷の異常を検出する。駆動回路１２１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する。電流源Ｉ１は、直流電流を供給する。
【００３８】
コンパレータＥＬ１，ＥＬ２には、放電灯ＦＬの直流成分を検出する抵抗Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５から構成される直流電圧検出回路の出力が、保護素子としての抵抗Ｒ４を介して印加される。駆動回路１２１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２への駆動信号により、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオンオフ動作することによって、後段に設けられた共振回路に矩形波状の高周波電圧が印加される。なお、共振回路は、上述したように、共振用インダクタンス素子Ｔ１と、共振用コンデンサＣ１と、共振兼直流阻止用コンデンサＣ２とから構成される。当該共振回路に矩形波状の高周波電圧が印加されると、放電灯ＦＬが正弦波状の高周波で点灯する。
【００３９】
インバータ回路の動作周波数と共振回路の共振特性の関係を図３に示す。インバータ回路は、電源投入されると、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１により決まる無負荷共振周波数ｆ０よりも十分に高い周波数ｆｐｈにて発振開始し、放電灯ＦＬには、点灯できない程度の共振電圧が印加される。このとき、共振用インダクタンス素子Ｔ１の２次巻線より予熱制御用コンデンサＣ３，Ｃ４を介して、放電灯ＦＬのフィラメントｆ１，ｆ２を加熱するための先行予熱電流が流れる。この動作を先行予熱モードと称する。なお、本実施の形態では、電源投入後の放電灯点灯装置を構成する集積回路の起動時間として、先行予熱モードの前にスタンバイモードが設けられている。
【００４０】
所定の時間の間、先行予熱が行われた後、インバータ回路の動作周波数は、放電灯ＦＬを点灯できるよう無負荷共振周波数ｆ０に近い始動時周波数ｆｓｔに変化するよう制御され、共振回路には、放電灯ＦＬが点灯可能な共振電圧が印加される。その結果、放電灯ＦＬは点灯する。放電灯ＦＬが点灯するとインピーダンスが変わるため、点灯後の共振電圧は低下する。この動作を始動モードと称する。その後、インバータ回路の動作周波数は、通常点灯時の周波数ｆｔに変化するよう制御される。こうして、インバータ回路は通常点灯状態に移行し、放電灯ＦＬは所定の出力を得ることができる。この動作を点灯モードと称する。
【００４１】
以上が、放電灯ＦＬが正常に接続されている場合の電源投入から通常点灯に至るまでシーケンス動作である。なお、先行予熱モード、始動モード及び点灯モードの各タイミングについては、制御部２が有する周波数制御回路１２２に内蔵されたタイマー回路によって制御される。すなわち、周波数制御回路１２２は、タイマー回路が計時する時間に応じて、インバータ回路の動作周波数を調整する。
【００４２】
制御部２が有するコンパレータＥＬ１は、入力電圧があらかじめ設定された基準電圧Ｖｔｈ１を上回ると、Ｈｉｇｈ信号を出力する。コンパレータＥＬ１から出力されたＨｉｇｈ信号が周波数制御回路１２２に入力されると、周波数制御回路１２２は動作を停止又は出力を低減し、駆動回路１２１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２への駆動信号の供給が停止する。この結果、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路は発振を停止する。なお、周波数制御回路１２２は、点灯モード時のみコンパレータＥＬ１からのＨｉｇｈ信号を受け付ける。つまり、停止時、スタンバイモード時、先行予熱モード時及び始動モード時には、コンパレータＥＬ１から出力された信号は周波数制御回路１２２においてマスクされる。
【００４３】
制御部２が有するコンパレータＥＬ２は、入力電圧があらかじめ設定された基準電圧Ｖｔｈ２を下回ると、Ｈｉｇｈ信号を出力する。コンパレータＥＬ２から出力されたＨｉｇｈ信号が周波数制御回路１２２に入力されると、周波数制御回路１２２は動作を停止又は出力を低減し、駆動回路１２１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２への駆動信号の供給が停止する。この結果、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路は発振を停止する。なお、周波数制御回路１２２は、点灯モード時のみコンパレータＥＬ２からのＨｉｇｈ信号を受け付ける。つまり、停止時、スタンバイモード時、先行予熱モード時及び始動モード時には、コンパレータＥＬ２から出力された信号は周波数制御回路１２２においてマスクされる。
【００４４】
制御部２が有する電流源Ｉ１は、直流バイアスを抵抗Ｒ４を介してバイパスコンデンサＣ５に入力する直流電流源である。
【００４５】
放電灯ＦＬが通常時、すなわち、放電灯ＦＬが寿命に至っていない場合、放電灯ＦＬには、正負ほぼ対称の高周波交流電圧が印加される。放電灯ＦＬの両端電圧が正負ほぼ対称の高周波交流電圧である場合、バイパスコンデンサＣ５は高周波電圧の周波数に対して十分低いインピーダンスとなるため、放電灯ＦＬの両端に発生する高周波電圧によって直流的に充電されない。バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、電流源Ｉ１と抵抗Ｒ１，Ｒ２によって決まる。電流源Ｉ１からの直流バイアスにより、抵抗Ｒ４では電圧降下Ｖ（Ｒ４）が生じる。したがって、制御部２には、以下に示す電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が印加される。なお、バイパスコンデンサＣ５には、保護ツェナーダイオードＺＤ１が並列に接続されている。
Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＝Ｖ（Ｒ４）＋Ｖ（Ｃ５）
【００４６】
コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の各入力端子には、当該Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が印加される。通常の放電灯ＦＬが接続されている時のＶ（Ｉｎｐｕｔ）とコンパレータＥＬ１，ＥＬ２で用いられる基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２とは以下の関係となる。
Ｖｔｈ１＞Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ２
このときのコンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力はいずれもＬｏｗ信号であるため、周波数制御回路１２２は動作を停止せず、駆動回路１２１はインバータ回路の発振動作を継続する。図４に、通常の放電灯ＦＬが接続されている時のタイミングチャートを示す。
【００４７】
以下、寿命末期の放電灯ＦＬが接続されている時の状態遷移について、図５及び図６を参照して説明する。放電灯ＦＬが寿命末期となり、フィラメントｆ１又はｆ２がエミッタレスの状態になると、放電灯ＦＬは正方向又は負方向に半波放電して整流作用が生じ、放電灯ＦＬの両端電圧は抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧され、バイパスコンデンサＣ５は充放電される。
【００４８】
図５は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャートを示す。放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じると、バイパスコンデンサＣ５は充電される。その結果、「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ１」の関係が成立すると、コンパレータＥＬ１はＨｉｇｈ信号を出力する。Ｈｉｇｈ信号が点灯モード時に周波数制御回路１２２へ入力されると、駆動回路１２１はインバータ回路の発振動作を停止し、放電灯ＦＬへの高周波電力の供給が停止される。
【００４９】
コンパレータＥＬ１の出力信号は、スタンバイモード時、先行予熱モード時及び始動モード時にはマスクされ、周波数制御回路１２２の動作の変更が禁止される。特に先行予熱モード時及び始動モード時は、直流電源Ｖｄｃ及び放電灯ＦＬの両端電圧が不安定な状態であり、正常な放電灯ＦＬであっても放電灯ＦＬの両端電圧には直流成分が発生し易い状態にある。このような不安定な動作モードでは、コンパレータＥＬ１の出力信号をマスクすることで、誤検知を回避することができる。
【００５０】
一方、寿命末期の放電灯ＦＬが接続された状態で電源が投入され、先行予熱モード時又は始動モード時に「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ１」の関係が成立しても、コンパレータＥＬ１からの信号はマスクされているため、放電灯ＦＬへの高周波電力供給は継続される。しかし、その後、点灯モードに移行すると、コンパレータＥＬ１からはＨｉｇｈ信号が出力されているため、放電灯ＦＬへの高周波電力供給が低下又は停止される。
【００５１】
図６は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用を生じた場合の実施の形態１のタイミングチャートを示す。放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じると、バイパスコンデンサＣ５は抵抗Ｒ１及び放電灯ＦＬを介して放電される。その結果、「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ２」の関係が成立すると、コンパレータＥＬ２はＨｉｇｈ信号を出力する。Ｈｉｇｈ信号が点灯モード時に周波数制御回路１２２へ入力されると、駆動回路１２１はインバータ回路の発振動作を停止し、放電灯ＦＬへの高周波電力の供給が低下又は停止される。以降の基本的な動作については、上記説明したコンパレータＥＬ１がＨｉｇｈ信号を出力した場合と同様である。
【００５２】
なお、上記説明では、点灯モードに入ると同時にコンパレータＥＬ１，ＥＬ２からの出力信号のマスクを解除しているが、点灯モードに入ってしばらくしてコンパレータＥＬ１，ＥＬ２からの出力信号のマスクを解除しても良い。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態の放電灯点灯装置によれば、点灯モード時に放電灯ＦＬの寿命末期を検知すると、放電灯ＦＬへの高周波電力の供給を低下又は停止する。また、当該効果を奏する放電灯点灯装置を少ない部品で実現でき、コストダウンや実装スペースの確保ができる。また、保護ツェナーダイオードＺＤ１の両端電圧（＝バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５））が順方向電圧分だけ負電位となった場合、その負電圧分に対して抵抗Ｒ４での電圧降下（Ｖ（Ｒ４））分を足し合わせた電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が電流源Ｉ１と抵抗Ｒ４の接続点に発生する。このため、電流源Ｉ１、コンパレータＥＬ１及びコンパレータＥＬ２を集積回路で構成しても、当該集積回路への負電圧の印加を防止することができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号は、点灯モード以外ではマスクされる。特に先行予熱モード時及び始動モード時は、正常な放電灯ＦＬであっても放電灯ＦＬの両端電圧には直流成分が発生し易い状態である。このため、点灯モード時以外のコンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号をマスクすることで、周波数制御回路１２２の動作の変更が禁止されるため、誤検知を回避することができる。
【００５５】
なお、図７に示すように、抵抗Ｒ４の代わりに、電流源Ｉ１からバイパスコンデンサＣ５の方向が順方向となるようダイオードＤ１を保護素子として設けても良い。図７は、本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。ダイオードＤ１の順方向電圧をＶ（Ｄ１）としたとき、制御部２に印加される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は、以下のように表される。
Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＝Ｖ（Ｄ１）＋Ｖ（Ｃ５）
【００５６】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態２の放電灯点灯装置が実施の形態１の放電灯点灯装置と異なる点は、負荷の有無を検出するコンパレータＮＬが制御部２に設けられていること、及び、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ｂと直流電源Ｖｄｃの正極の間に抵抗Ｒ３が設けられていることである。この点以外は実施の形態１と同様であり、図８において、図２と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。なお、放電灯ＦＬのフィラメントｆ１，ｆ２のうち、フィラメントｆ１は高圧側のフィラメントである。また、フィラメントｆ１の両端にはフィラメント端子Ａ，Ｂが設けられている。
【００５７】
コンパレータＮＬは、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ若しくはＢが外れた状態又はフィラメントｆ１の断線による無負荷状態を検知する。コンパレータＮＬには、直流電源Ｖｄｃ、抵抗Ｒ３，Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５から構成される無負荷検出回路の出力が抵抗Ｒ４を介して印加される。なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びバイパスコンデンサＣ５は、実施の形態１で説明した直流電圧検出回路も構成する。
【００５８】
コンパレータＮＬは、入力電圧があらかじめ設定された基準電圧Ｖｔｈ３を上回ると、Ｈｉｇｈ信号を出力する。コンパレータＮＬから出力された信号は、周波数制御回路１２２に入力される。コンパレータＮＬが所定の期間継続してＨｉｇｈ信号を出力すると、周波数制御回路１２２は動作を開始し、駆動回路１２１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路の駆動信号を出力する。本実施の形態では、インバータ回路が動作を開始した後にコンパレータＮＬの出力がＬｏｗ信号に変わっても、周波数制御回路１２２や駆動回路１２１の動作が変化したり停止することはない。つまり、インバータ回路の動作中、コンパレータＮＬから出力された信号はマスクされる。
【００５９】
図９に、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャートを示す。図９に示した例では、コンパレータＮＬで用いられる基準電圧Ｖｔｈ３はコンパレータＥＬ１で用いられる基準電圧Ｖｔｈ１と同じ値であるが異なる値であっても良い。無負荷検出回路では、直流電源Ｖｄｃからの直流バイアスにより抵抗Ｒ３，Ｒ１を介して抵抗Ｒ２に電流が流れる。放電灯ＦＬのフィラメントの抵抗値は概ね数Ω〜数十Ωと低く、一方、抵抗Ｒ３，Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は共振回路に影響を与えない比較的大きな値（概ね数十ｋΩ〜数ＭΩ）である。
【００６０】
バイパスコンデンサＣ５は、電流源Ｉ１からの直流バイアスと直流電源Ｖｄｃからの直流バイアスにより充電され、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は所定値まで上昇する。コンパレータＮＬの正側入力端子には、Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）（＝Ｖ（Ｒ４）＋Ｖ（Ｃ５））が印加される。したがって、コンパレータＮＬの正側入力端子に印加される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は所定の時間継続して基準電圧Ｖｔｈ３を上回り、コンパレータＮＬはＨｉｇｈ信号を出力する。この結果、周波数制御回路１２２は動作を開始し、駆動回路１２１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路の駆動信号を出力するため、インバータ回路は通常動作を開始する。
【００６１】
先行予熱モードでは放電灯ＦＬが放電していないため、放電灯ＦＬのインピーダンスは無限大となり、「直流電源Ｖｄｃ−抵抗Ｒ３−抵抗Ｒ１−バイパスコンデンサＣ５」の充電経路が発生している。したがって、正常な放電灯ＦＬが接続された状態で、先行予熱モード時にバイパスコンデンサＣ５が充電されていても、このときのコンパレータＥＬ１からの出力信号をマスクしておくことで、誤検知を回避することができる。
【００６２】
通常動作を開始すると放電灯ＦＬは点灯し、放電灯ＦＬの両端には高周波電圧が発生する。このとき、バイパスコンデンサＣ５は高周波電圧の周波数に対して十分低いインピーダンスとなるため、放電灯ＦＬの両端に発生する高周波電圧によってバイパスコンデンサＣ５は直流的に充電されない。また、放電灯ＦＬが点灯すると、放電灯ＦＬのインピーダンスは概ね数百Ωとなり、直流電源Ｖｄｃから抵抗Ｒ３を介した直流バイアスは抵抗Ｒ１，Ｒ２にほとんど流れない。
【００６３】
また、放電灯ＦＬが正常である時、放電灯ＦＬの両端電圧は直流電圧成分をほぼ含まない。したがって、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び電流源Ｉ１によって決定される。放電灯ＦＬが点灯した後は、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）が低下するため、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）に抵抗Ｒ４での電圧降下Ｖ（Ｒ４）分を加算したＶ（Ｉｎｐｕｔ）は基準電圧Ｖｔｈ３よりも低くなる。その結果、コンパレータＮＬはＬｏｗ信号を出力する。しかし、このときのコンパレータＮＬの出力はマスクされているため、インバータ回路の動作に影響しない。また、放電灯ＦＬが正常である時は「Ｖｔｈ１＞Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ２」の関係を有するように抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４及び電流源Ｉ１を設定すれば、点灯モード時にはコンパレータＥＬ１，ＥＬ２から停止信号が周波数制御回路１２２に入力されない。このため、放電灯ＦＬは通常点灯を維持する。
【００６４】
図１０に、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態２のタイミングチャートを示す。図１０に示した例では、コンパレータＮＬで用いられる基準電圧Ｖｔｈ３はコンパレータＥＬ１で用いられる基準電圧Ｖｔｈ１と同じ値であるが異なる値であっても良い。電源投入時のような過渡状態では、「直流電源Ｖｄｃ−抵抗Ｒ３−予熱制御用コンデンサＣ３−端子ｂ−端子ａ−抵抗Ｒ１−バイパスコンデンサＣ５」の経路で、バイパスコンデンサＣ５が充電される。このとき、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は過渡的には上昇するが、定常的にはバイパスコンデンサＣ５の充電経路がない。このため、定常状態のとき、バイパスコンデンサＣ５は抵抗Ｒ２を介して放電される。
【００６５】
例えば、電源投入時にはバイパスコンデンサＣ５が充電されることにより一時的に「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」となる可能性があるが、バイパスコンデンサＣ５は抵抗Ｒ４，Ｒ２を介して放電される。このため、所定の期間継続して「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」の状態が維持されない。その結果、コンパレータＮＬからは所定の時間継続してＨｉｇｈ信号が出力されないため、周波数制御回路１２２は動作しない。この場合、駆動回路１２１も動作しないためインバータ回路は駆動されない。
【００６６】
本実施の形態では、負荷の有無にかかわらず、電流源Ｉ１がバイパスコンデンサＣ５に直流バイアスを供給している。しかし、無負荷状態のときには「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」の関係となるように抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及び電流源Ｉ１の関係を設定しておけば、無負荷状態の時にインバータ回路が動作することはない。
【００６７】
本実施形態では、インバータ回路の動作中、コンパレータＮＬの出力信号はマスクされる。このため、点灯モード時に放電灯ＦＬの寿命末期が検知されたときの動作は実施の形態１と同様である。図１１は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャートを示す。図１２は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態２のタイミングチャートを示す。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態の放電灯点灯装置によれば、電源投入時に、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ，Ｂの一部が外れた状態又はフィラメントｆ１の断線による無負荷状態を検出すると、インバータ回路の発振動作を開始しない。また、本実施の形態の放電灯点灯装置は、簡単な構成要素の追加により、上記機能（起動時無負荷検出保護機能）に加え、実施の形態１で説明した放電灯ＦＬの寿命末期におけるインバータ回路の動作停止機能（寿命末期保護機能）も併せて有する。
【００６９】
また、本実施の形態では、コンパレータＮＬが所定の時間継続してＨｉｇｈ信号を出力すれば、インバータ回路の発振動作が開始される。したがって、無負荷時に電源が投入されて過渡的にコンパレータＮＬからＨｉｇｈ信号が出力されても、放電灯ＦＬが正常であり正常な接続状態であるとの誤検出を防ぐことができる。
【００７０】
なお、図１３に示すように、抵抗Ｒ４の代わりに、電流源Ｉ１からバイパスコンデンサＣ５の方向が順方向となるようダイオードＤ１を設けても良い。図１３は、本発明の他の実施の形態の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。ダイオードＤ１の順方向電圧をＶ（Ｄ１）としたとき、制御部２に印加される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は、以下のように表される。
Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＝Ｖ（Ｄ１）＋Ｖ（Ｃ５）
【００７１】
また、図１４に示すように、フィラメント端子Ａに抵抗Ｒ３が接続され、フィラメント端子Ｂに抵抗Ｒ１が接続された構造であっても良い。図１４は、本発明の実施の形態５の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。
【００７２】
（実施の形態６）
図１５は、本発明の実施の形態６の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。図１５に示すように、実施の形態６の放電灯点灯装置では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とＧＮＤの間に、直流阻止用コンデンサＣ２と共振用インダクタンス素子Ｔ１と共振用コンデンサＣ１が直列に接続され、コンデンサＣ１の両端に放電灯ＦＬが接続される。本実施の形態の共振回路は、直流阻止用コンデンサＣ２、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１から構成される。インバータ回路、直流電圧検出回路及び制御部２の構成は実施の形態１と同様である。
【００７３】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から構成されるインバータ回路は、電源投入されると、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１により決まる無負荷共振周波数ｆ０よりも十分に高い周波数ｆｐｈにて発振開始し、放電灯ＦＬには点灯できない程度の共振電圧が印加される。このとき、共振用インダクタンス素子Ｔ１及び共振用コンデンサＣ１を介して、放電灯ＦＬのフィラメントｆ１，ｆ２を加熱するための先行予熱電流が流れる。
【００７４】
所定の時間の間、先行予熱が行われた後、インバータ回路の動作周波数は、放電灯ＦＬを点灯できるよう無負荷共振周波数ｆ０に近い始動時周波数ｆｓｔに変化するよう制御され、共振回路には、放電灯ＦＬが点灯可能な共振電圧が印加される。その結果、放電灯ＦＬは点灯する。放電灯ＦＬが点灯するとインピーダンスが変わるため、点灯後の共振電圧は低下する。その後、インバータ回路の動作周波数は、通常点灯時の周波数ｆｔに変化するよう制御される。こうして、インバータ回路は通常点灯状態に移行し、放電灯ＦＬは所定の出力を得ることができる。
【００７５】
本実施の形態の放電灯点灯装置によれば、フィラメント端子Ａ，Ｂが外れている時にバイパスコンデンサＣ５を充電する経路はないため、電源投入時に過渡的なバイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）の上昇を考慮する必要はない。本実施の形態によれば、実施の形態２と同様に、電源投入時に、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ，Ｂの一部が外れた状態又はフィラメントｆ１の断線による無負荷状態を検出して、インバータ回路の発振動作を開始しないよう制御することができる。また、実施の形態１と同様に、放電灯ＦＬの寿命末期におけるインバータ回路の動作停止機能も有する。
【００７６】
（実施の形態７）
図１６は、本発明の実施の形態７の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。図１６に示すように、実施の形態７の放電灯点灯装置の構成は、実施の形態２の放電灯点灯装置の構成と略同じである。実施の形態７の放電灯点灯装置が実施の形態２の放電灯点灯装置と異なる点は、電流源Ｉ１が駆動回路１２１の動作中にのみ直流バイアスを供給すること、及び負荷の有無を判別する所定の期間中はバイパスコンデンサＣ５への直流バイアスの供給を遮断することである。
【００７７】
本実施の形態では、駆動回路１２１が動作前の制御部２に入力されるＶ（Ｉｎｐｕｔ）は、電流源Ｉ１が直流バイアスを供給していないため、無負荷検出回路からの経路のみである。このため、無負荷のときのＶ（Ｉｎｐｕｔ）と基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ３の差が大きく、無負荷のとき電源投入時に生じるＶ（Ｉｎｐｕｔ）の過渡的な上昇の後のバイパスコンデンサＣ５の放電が早くなる。したがって、電源投入時における放電灯ＦＬの無負荷状態を確実に検出することができる。
【００７８】
図１７は、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャートである。図１８は、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態７のタイミングチャートである。図１９は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャートである。図２０は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態７のタイミングチャートである。
【００７９】
なお、本実施の形態では、駆動回路１２１が動作していない時は電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止されているが、このときの電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給は停止であっても低下であってもよい。また、本実施の形態における電流源Ｉ１の直流バイアスの供給形態を実施の形態１に適用しても良い。
【００８０】
（実施の形態８）
図２１は、本発明の実施の形態８の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態８の放電灯点灯装置が実施の形態２の放電灯点灯装置と異なる点は、制御部２においてコンパレータＥＬ１，ＥＬ２，ＮＬと周波数制御回路２２との間に論理回路（ＮＯＴゲート、ＡＮＤゲート（ＡＮＤ＿ＥＬ），ＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＮＬ），ＡＮＤゲート（ＡＮＤ_ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２））が設けられたことである。なお、本実施形態の制御部２には、無負荷判定信号が入力される。無負荷判定信号は、負荷の有無を判別する所定の期間はＨｉｇｈであり、その他の動作状態ではＬｏｗである。
【００８１】
本実施の形態では、無負荷判定信号の反転信号とコンパレータＮＬの出力信号の論理積がＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＮＬ）のＳ入力端子に入力される。一方、ＦＦ＿ＮＬＲ入力端子には停止信号が入力される。停止信号は、放電灯点灯装置の他の構成要素で何等かの異常が検出された時にＨｉｇｈとなる。この状態以外の停止信号はＬｏｗである。
【００８２】
図２２は、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャートである。負荷の有無を判別する所定の期間中、無負荷判定信号の反転信号はＬｏｗであり、コンパレータＮＬは当該所定の期間にわたってＨｉｇｈ信号を出力するため、ＡＮＤ＿ＮＬはＬｏｗ信号を出力する。正常な放電灯ＦＬが接続された状態で電源が投入された時、バイパスコンデンサＣ５へは直流電源Ｖｄｃからの直流バイアスが供給されている状態であり、所定の期間経過後も「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」の関係が成立している。
【００８３】
所定の期間経過後に無負荷判定信号はＬｏｗへ切り替わるため、コンパレータＮＬの出力信号及び無負荷判定信号の反転信号は共にＨｉｇｈとなる。このとき、ＡＮＤ＿ＮＬの出力はＨｉｇｈとなり、ＦＦ＿ＮＬの出力（Ｑ）はＨｉｇｈとなり、駆動回路１２１が動作を開始する。駆動回路１２１が動作を開始した後に「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」となっても、Ｈｉｇｈレベルの停止信号が入力されない限り、ＦＦ＿ＮＬのＨｉｇｈ出力は維持され、駆動回路１２１は動作を継続する。
【００８４】
図２３は、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態８のタイミングチャートである。負荷の有無を判別する所定の期間中、無負荷判定信号の反転信号はＨｉｇｈであり、コンパレータＮＬの出力信号は当該所定の期間の途中でＨｉｇｈからＬｏｗに変わるため、ＡＮＤ＿ＮＬはＬｏｗ信号を出力する。フィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時、過渡的にＶ（Ｉｎｐｕｔ）が上昇し、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈとなるが、所定の期間中は無負荷判定信号の反転信号がＬｏｗであるため、ＡＮＤ＿ＮＬの出力はＬｏｗが維持される。このとき、ＦＦ＿ＮＬの出力（Ｑ）もＬｏｗであるため、駆動回路１２１は動作開始しない。
【００８５】
図２４は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャートである。また、図２５は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態８のタイミングチャートである。
【００８６】
図２１に示すように、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号はそれぞれＡＮＤ＿ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２に入力される。また、ＡＮＤ＿ＥＬ１及びＡＮＤ＿ＥＬ２へはコンパレータＥＬ１，ＥＬ２のマスク信号（ＥＬ１／ＥＬ２マスク信号）も入力される。当該マスク信号は、先行予熱モード時及び始動モード時はＬｏｗであり、点灯モード時はＨｉｇｈである。ＡＮＤ＿ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２は、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号とマスク信号との論理積を取ることで、コンパレータＥＬ１，ＥＬ２の出力信号を先行予熱モード時及び始動モード時にはマスクすることができる。
【００８７】
本実施の形態によれば、実施の形態２と同様の機能を有する制御部２を備えた放電灯点灯制御装置を実現できる。なお、図２２〜図２５に示したタイミングチャートでは、電流源Ｉ１が常に直流バイアスを供給しているが、実施の形態７と同様に、駆動回路１２１が動作中のみ電流源Ｉ１が直流バイアスを供給しても良い。
【００８８】
（実施の形態９）
図２６は、本発明の実施の形態９の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態９の放電灯点灯装置が実施の形態８の放電灯点灯装置と異なる点は、コンパレータＮＬの出力側の構成である。コンパレータＮＬの出力側には、ＮＯＲゲート（ＮＯＲ＿ＮＬ）と、スイッチング素子Ｑ２１と、電流源Ｉ２と、コンデンサＣ６と、コンパレータＣＰとが設けられている。電流源Ｉ２は、放電灯点灯装置の電源がオンのときに直流電流を供給する直流電流源である。
【００８９】
ＮＯＲ＿ＮＬには、コンパレータＮＬの出力信号と、実施の形態８と同様の無負荷判定信号とが入力される。ＮＯＲ＿ＮＬの出力信号はスイッチング素子Ｑ２１のゲートに入力され、スイッチング素子Ｑ２１のドレインには電流源Ｉ２とコンデンサＣ６接続される。コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）は基準電圧Ｖｔｈ５とコンパレータＣＰで比較される。コンパレータＣＰの出力は周波数制御回路２２に入力される。なお、本実施の形態では、コンデンサＣ６が電流源Ｉ２により充電される期間が、負荷の有無を判別する期間として用いられている。
【００９０】
図２７は、正常な放電灯ＦＬが正常に接続された状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャートである。「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＞Ｖｔｈ３」の関係が成立すると、コンパレータＮＬの出力はＨｉｇｈとなる。負荷の有無を判別する所定の期間中、無負荷判定信号はＨｉｇｈであるため、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈとなると、ＮＯＲ＿ＮＬの出力はＬｏｗとなり、スイッチング素子Ｑ２１がオフする。電流源Ｉ２によりコンデンサＣ６が充電され、コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）がコンパレータＣＰにて基準電圧Ｖｔｈ５と比較される。コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）が基準電圧Ｖｔｈ５を上回ると、コンパレータＣＰの出力がＨｉｇｈとなり、駆動回路１２１が動作を開始する。
【００９１】
放電灯ＦＬが正常である時、放電灯ＦＬの両端電圧は直流電圧成分をほぼ含まない。したがって、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、抵抗Ｒ１，Ｒ２及び電流源Ｉによって決定される。駆動回路１２１が動作を開始して放電灯ＦＬが点灯した後、「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」となり、コンパレータＮＬの出力はＬｏｗに落ちるが、駆動回路１２１が動作しているため無負荷判定信号の出力はＨｉｇｈである。したがって、コンパレータＮＬの出力にかかわらず、ＮＯＲ＿ＮＬの出力はＬｏｗのまま、スイッチング素子Ｑ２１はオフ状態を継続する。したがって、コンパレータＣＰの出力はＨｉｇｈの状態のまま、駆動回路１２１は動作を継続する。
【００９２】
図２８は、放電灯ＦＬのフィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時の実施の形態９のタイミングチャートである。フィラメント端子Ａ又はＢが外れた状態で電源が投入された時、過渡的にＶ（Ｉｎｐｕｔ）が上昇し、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈとなるため、ＮＯＲ＿ＮＬの出力はＬｏｗになり、スイッチング素子Ｑ２１はオフする。このとき、コンデンサＣ６が電流源Ｉ２によって充電されるが、バイパスコンデンサＣ５が放電され、所定の期間の途中で「Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）＜Ｖｔｈ３」になると、コンパレータＮＬの出力がＬｏｗとなりＮＯＲ＿ＮＬの出力はＨｉｇｈとなる。このとき、スイッチング素子Ｑ２１はオンし、コンデンサＣ６は放電する。その結果、コンデンサＣ６の両端電圧Ｖ（Ｃ６）は基準電圧Ｖｔｈ５を下回るため、コンパレータＣＰの出力はＬｏｗの状態ままである。したがって、駆動回路１２１は動作しない。駆動回路１２１が動作しないため、無負荷判定信号の出力もＬｏｗのままであり、駆動回路１２１は停止を継続する。
【００９３】
図２９は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャートである。また、図３０は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態９のタイミングチャートである。
【００９４】
本実施の形態によれば、実施の形態２又は８と同様の機能を有する制御部２を備えた放電灯点灯制御装置を実現できる。なお、図２７〜図３０に示したタイミングチャートでは、電流源Ｉ１が常に直流バイアスを供給しているが、実施の形態７と同様に、駆動回路１２１が動作中のみ電流源Ｉ１が直流バイアスを供給しても良い。
【００９５】
（実施の形態１０）
本実施の形態の放電灯点灯装置は、放電灯ＦＬの寿命末期を検出したためインバータ回路の発振動作が停止した後、正常な放電灯ＦＬに交換されたことを検出した際に、インバータ回路を自動的に再起動する機能を有する。
【００９６】
図３１は、本発明の実施の形態１０の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態１０の放電灯点灯装置が実施の形態８の放電灯点灯装置と異なる点は、制御部２が、タイマー回路１６をリセットするリセット回路１８と、放電灯ＦＬの寿命末期を検出した後の状態を保持するＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＥＬ）と、放電灯ＦＬの寿命末期を検出した後の経過時間を計測するコンパレータＣＰ２とをさらに有することである。なお、実施の形態８の制御部２が有するタイマー回路を内蔵した周波数制御回路１２２は、タイマー回路１６と周波数制御回路１５とに分けて説明されている。また、実施の形態８の制御部２が有する駆動回路１２１は、駆動回路１７として説明されている。
【００９７】
まず、電源投入時に放電灯ＦＬが装着されていると、コンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈになり、この出力信号がタイマースタート信号としてタイマー回路１６に入力される。タイマー回路１６がスタートすると、タイマー回路１６は、リセット回路１８よりタイマーリセット信号が入力されるまでカウントを継続する。また、タイマー回路１６がスタートすると、タイマー回路１６は、Ｌｏｗレベルの無負荷判定信号を出力する。この後は、実施の形態８と同様に無負荷検出判定が行われる。点灯モードに移行すると、タイマー回路１６より出力されるＥＬ１／ＥＬ２マスク信号の出力がＨｉｇｈに変わり、放電灯ＦＬの寿命末期検出が有効となる。
【００９８】
図３２は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャートである。また、図３３は、放電灯ＦＬが点灯中に寿命を迎え、放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じた場合の実施の形態１０のタイミングチャートである。
【００９９】
図３２に示すように、寿命末期を迎えた放電灯ＦＬでグランドに対して正方向に整流作用が生じると、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）がコンパレータＥＬ１の基準電圧Ｖｔｈ１よりも大きくなり、ＡＮＤ＿ＥＬ１の出力がＨｉｇｈになる。また、図３３に示すように、寿命末期を迎えた放電灯ＦＬでグランドに対して負方向に整流作用が生じると、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）がコンパレータＥＬ２の基準電圧Ｖｔｈ２よりも小さくなり、ＡＮＤ＿ＥＬ２の出力がＨｉｇｈになる。ＡＮＤゲート（ＡＮＤ＿ＥＬ１，ＡＮＤ＿ＥＬ２）の出力がＯＲゲート（ＯＲ＿ＥＬ）を介してＲＳフリップフロップＦＦ＿ＥＬのセット信号として入力されると、ＲＳフリップフロップＦＦ＿ＥＬの反転出力端子よりＬｏｗレベルの信号が出力される。この出力信号はＮＯＴゲートを介して周波数制御回路１５に入力される。このとき、周波数制御回路１５にはＨｉｇｈレベルの信号が入力されるため周波数制御回路１５は動作を停止し、その結果、駆動回路１７は、インバータ回路の発振動作を停止する。
【０１００】
ＲＳフリップフロップ（ＦＦ＿ＥＬ）の反転出力信号は、スイッチング素子Ｑ２２のゲートにも入力される。ＦＦ＿ＥＬの反転出力信号がＬｏｗレベルになるとスイッチング素子Ｑ２２はオフする。このとき、電流源Ｉ３よりコンデンサＣ７が充電されるため、コンデンサＣ７の両端電圧が上昇し、この電圧がコンパレータＣＰ２の基準電圧Ｖｔｈ６を超えるとコンパレータＣＰ２の出力はＬｏｗになる。
【０１０１】
リセット回路１８のリセット入力端子Ｒには、コンパレータＣＰ２の出力信号が入力される。このため、寿命末期検出が動作してコンパレータＣＰ２の出力がＬｏｗになるまでの間（所定の時間）はリセット回路１８の動作を遅らせることができる。また、リセット回路１８のセット入力端子Ｓには、ＮＯＴゲート及びＥＬ１／ＥＬ２マスク中の動作を禁止するＡＮＤゲート（ＡＮＤ＿ＲＳ）を介して、コンパレータＮＬの出力が入力される。このため、寿命末期検出が動作してから所定の時間が経過した後に、放電灯ＦＬが取り外されるとコンパレータＮＬの出力がＬｏｗとなり、リセット回路１８のセット入力端子ＳにＨｉｇｈ信号が入力されるため、タイマー回路１６がリセットされる。その後、放電灯ＦＬが再度装着されるとコンパレータＮＬの出力がＨｉｇｈになり、この出力信号がタイマースタート信号としてタイマー回路１６に入力される。以降の動作は上述のとおりである。
【０１０２】
なお、図３２に示したように、コンパレータＥＬ１の基準電圧Ｖｔｈ１とコンパレータＮＬの基準電圧Ｖｔｈ３が同じであれば、放電灯ＦＬが正方向に整流作用が生じた寿命末期状態の場合には、寿命末期検出と同時に、コンパレータＮＬの出力もＨｉｇｈになる。このため、リセット回路１８のセット入力端子ＳにＨｉｇｈ信号が入力されることはない。すなわち、寿命末期検出と同時に、リセット回路１８が動作してタイマー回路１６が動作してしまうことはない。
【０１０３】
しかし、放電灯ＦＬの負方向に整流作用が生じた寿命末期を検出した直後はフィラメントｆ１が接続されているにも関わらず、コンパレータＮＬの出力がＬｏｗのままであるため、リセット回路１８が動作してタイマー回路１６が動作してしまう可能性がある。このため、インバータ回路の動作が停止してからＶ（Ｉｎｐｕｔ）の電圧が通常の電圧に復帰して無負荷検出が正常に動作可能となるまでの間はリセット回路が動作しないようにする必要がある。本実施の形態では、図３３に示すように、コンパレータＣＰ２によって設定される寿命末期検出後の所定時間を、Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が基準電圧Ｖｔｈ３よりも大きな値に復帰するまでの時間よりも長くする。こうすることで、放電灯ＦＬの負方向に整流作用が生じた寿命末期の検出が動作した直後に無負荷検出回路が動作しない。
【０１０４】
本実施の形態の放電灯点灯装置は、放電灯ＦＬの寿命末期を検出した後、無負荷検出回路の動作を所定の時間だけマスクするため、その所定の時間内に放電灯が交換されたとき、無負荷状態の判定に伴うインバータ回路の再起動を防止できる。したがって、本実施の形態の放電灯点灯装置は、簡単な回路構成で、放電灯ＦＬの寿命末期状態の検出と無負荷状態の判定をそれぞれ確実に行うことができる。なお、図３２及び図３３に示したタイミングチャートでは、電流源Ｉ１が常に直流バイアスを供給しているが、実施の形態７と同様に、駆動回路１２１が動作中のみ電流源Ｉ１が直流バイアスを供給しても良い。
【０１０５】
（実施の形態１１）
図３４は、本発明の実施の形態１１の放電灯点灯装置の基本構成を示す図である。実施の形態１１の放電灯点灯装置が実施の形態１０の放電灯点灯装置と異なる点は、制御部２の入力側と抵抗Ｒ４の間にコンデンサＣ８を並列に接続したことである。また、電流源Ｉ１は、常に動作するのではなく、駆動回路１２１が動作中及び放電灯ＦＬの寿命末期が検出された後の所定の期間に直流バイアスを供給する。
【０１０６】
放電灯ＦＬの寿命末期に伴う負方向に整流作用が生じた状態が検出される直前は、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は負電位であるが、電流源Ｉ１と抵抗Ｒ４により、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）は負電圧とはならない。放電灯ＦＬの寿命末期が検出されインバータ回路の発振動作が停止したと同時に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止すると、バイパスコンデンサＣ５の負電位によって、コンデンサＣ８の電荷は抵抗Ｒ４を介してバイパスコンデンサＣ５へ引き抜かれる。また、その結果、コンデンサＣ８が負電位となる可能性がある。
【０１０７】
図３５は、駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止と同時に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止する場合のタイミングチャートである。また、図３６は、駆動回路１２１によるインバータ回路の発振動作の停止後も所定の期間は電流源Ｉ１が直流バイアスを供給する場合のタイミングチャートである。
【０１０８】
インバータ回路の発振動作が停止されると、バイパスコンデンサＣ５の電荷が引き抜かれる経路は存在しない。その結果、バイパスコンデンサＣ５は、「直流電源Ｖｄｃ−抵抗Ｒ３−予熱制御用コンデンサＣ３−端子ｂ−端子ａ−抵抗Ｒ１−バイパスコンデンサＣ５」の経路と、「電流源Ｉ１−抵抗Ｒ４−バイパスコンデンサＣ５」の経路の２つの経路で充電される。このように、バイパスコンデンサＣ５には充電の経路しか存在しないため、図３５及び図３６に示すように、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）は、放電灯ＦＬの寿命末期が検出される直前の電圧が最低電圧となる。しかし、それ以降に電流源Ｉ１からの直流バイアスの供給が停止すると、図３５に示すように、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）はさらに低下して負電圧となる。
【０１０９】
本実施の形態では、インバータ回路の発振動作停止後、バイパスコンデンサＣ５の両端電圧Ｖ（Ｃ５）が負から正となるまでの時間よりも長い所定の期間、電流源Ｉ１による直流バイアスの供給を継続する。その結果、図３６に示すように、制御部２に入力される電圧Ｖ（Ｉｎｐｕｔ）が負電圧にはならない。このようにして、集積回路への負電圧の印加を防止することができる。
【０１１０】
実施の形態１〜１０においては、抵抗分圧回路の分圧抵抗と並列接続される第１の平滑コンデンサのみ接続されている。しかし、第１の平滑コンデンサが未接続で、保護素子と直流電流源の接続点とグランドの間に第２の平滑コンデンサが接続された形態であっても、第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサの両方が接続された形態であっても同様の効果が得られる。
【０１１１】
本明細書において、インダクタンスやコンデンサなどの電気部品の接続態様について言及する時、用語「接続される」は、２つ以上の電気部品の間に、追加の部品を含み得る導電路が存在するものとする。例えば、インダクタンスの一端がコンデンサの一端と接続されるという場合、インダクタンスとコンデンサとの間に、本発明の作用効果に直接関係ない電気部品が接続されていても、インダクタンスの一端がコンデンサの一端に接続されているというものとする。
【０１１２】
また、本明細書において、「直流電源」とは単向性を有していればよく、例えば商用の交流電源を平滑コンデンサで平滑した後の脈動の電源でもよいし、平滑コンデンサの後段にさらにチョッパ回路を設けたものでもよい。もちろん、電池のように脈動しないものでもよい。要は、経時変化に対して実質的に負にならない全ての電源を含むものとする。
【０１１３】
なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１２１ 駆動回路
１２２ タイマー回路内蔵の周波数制御回路
２ 制御部
Ｃ１ 共振用コンデンサ
Ｃ２ 共振兼直流阻止用コンデンサ
Ｃ３，Ｃ４ 予熱制御用コンデンサ
Ｃ５ バイパスコンデンサ
Ｄ１ ダイオード
ＥＬ１，ＥＬ２，ＮＬ コンパレータ
ＦＬ 放電灯
ｆ１，ｆ２ フィラメント
Ａ，Ｂ フィラメント端子
Ｉ１ 電流源
Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｒ４ 抵抗
Ｔ１ 共振用インダクタ
Ｔ１ 共振用インダクタンス素子
Ｖｄｃ 直流電源Ｖｄｃ
ＺＤ１ ツェナーダイオード
１５ 周波数制御回路
１６ タイマー回路
１７ 駆動回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続され、少なくとも１つのスイッチング素子を有し、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路に接続され、少なくともコンデンサ及びインダクタを有し、熱陰極形の放電灯を点灯させる共振回路と、
前記インバータ回路が有する前記スイッチング素子をオンオフ制御するインバータ制御回路と、
直列に接続された２つ以上の分圧抵抗を有し、前記放電灯に対して並列に設けられた抵抗分圧回路と、
前記抵抗分圧回路の分圧抵抗に接続される保護素子と、
前記保護素子に接続され、第１の直流バイアスを前記保護素子に供給する直流電流源と、
前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第１の基準電圧を比較する第１の比較回路と、
前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と前記第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を比較する第２の比較回路と、を備えた放電灯点灯装置であって、
前記第１の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第１の基準電圧を上回ったことを検出したとき、又は、前記第２の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第２の基準電圧を下回ったことを検出したとき、前記インバータ制御回路は、前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ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】
前記第１の比較回路及び前記第２の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作を開始して所定の期間マスクされることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記抵抗分圧回路が接続された前記放電灯のフィラメント端子とフィラメントが共通の他方のフィラメント端子に所定の第２の直流バイアスを供給する直流バイアス回路と、
前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第３の基準電圧を比較する第３の比較回路と、を備え、
前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回ったことを検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御して、前記放電灯への高周波電力の供給を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記第３の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作している期間中マスクされることを特徴とする請求項３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回っていることを所定の期間継続して検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記直流電流源は、前記インバータ回路が動作を開始するまでの前記所定の期間の間は前記第１の直流バイアスの供給を低下又は停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路が前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ制御回路を制御した後、所定の期間の間は、前記第３の比較回路からの信号がマスクされることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路により前記放電灯への高周波電力の供給が低下又は停止された後の所定の期間は、前記直流電流源が前記保護素子への前記第１の直流バイアスを継続することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記直流バイアス回路の電源は、前記インバータ回路に接続される前記直流電源であることを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置を備えた照明器具。
【請求項１】
直流電源に接続され、少なくとも１つのスイッチング素子を有し、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路に接続され、少なくともコンデンサ及びインダクタを有し、熱陰極形の放電灯を点灯させる共振回路と、
前記インバータ回路が有する前記スイッチング素子をオンオフ制御するインバータ制御回路と、
直列に接続された２つ以上の分圧抵抗を有し、前記放電灯に対して並列に設けられた抵抗分圧回路と、
前記抵抗分圧回路の分圧抵抗に接続される保護素子と、
前記保護素子に接続され、第１の直流バイアスを前記保護素子に供給する直流電流源と、
前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第１の基準電圧を比較する第１の比較回路と、
前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と前記第１の基準電圧よりも低い第２の基準電圧を比較する第２の比較回路と、を備えた放電灯点灯装置であって、
前記第１の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第１の基準電圧を上回ったことを検出したとき、又は、前記第２の比較回路が前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第２の基準電圧を下回ったことを検出したとき、前記インバータ制御回路は、前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ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】
前記第１の比較回路及び前記第２の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作を開始して所定の期間マスクされることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記抵抗分圧回路が接続された前記放電灯のフィラメント端子とフィラメントが共通の他方のフィラメント端子に所定の第２の直流バイアスを供給する直流バイアス回路と、
前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧と第３の基準電圧を比較する第３の比較回路と、を備え、
前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回ったことを検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御して、前記放電灯への高周波電力の供給を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記第３の比較回路からの信号は、前記インバータ回路が動作している期間中マスクされることを特徴とする請求項３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記第３の比較回路は、前記直流電流源と前記保護素子の接続点における電圧が前記第３の基準電圧を上回っていることを所定の期間継続して検出すると、前記インバータ回路の動作を開始するよう前記インバータ制御回路を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記直流電流源は、前記インバータ回路が動作を開始するまでの前記所定の期間の間は前記第１の直流バイアスの供給を低下又は停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路が前記放電灯への高周波電力の供給を低下又は停止するよう前記インバータ制御回路を制御した後、所定の期間の間は、前記第３の比較回路からの信号がマスクされることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記第１の比較回路又は前記第２の比較回路により前記放電灯への高周波電力の供給が低下又は停止された後の所定の期間は、前記直流電流源が前記保護素子への前記第１の直流バイアスを継続することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記直流バイアス回路の電源は、前記インバータ回路に接続される前記直流電源であることを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置を備えた照明器具。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公開番号】特開２０１３−１０９９１２（Ｐ２０１３−１０９９１２Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２９４３（Ｐ２０１１−２５２９４３）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【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６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【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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