放電灯点灯装置
【課題】再点灯時などに短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給可能とするとともに、ランプ点灯時や待機予熱時に消費電力を低減させて省エネルギーを図る。
【解決手段】インバータ制御回路７２は、インバータ回路４の動作を制御するもので、タイマ回路７４で計測したインバータ回路４の動作開始からの時間に基づき、ランプ８の電極を加熱する予熱時間とランプ８の電極間に高電圧を印加するタイミングを制御することにより、ランプ８を確実に点灯可能にする。予熱制御回路７３は、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４を制御するもので、タイマ回路７４で計測したランプ８の電極を加熱する予熱時間に基づき、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御し、第１の予熱電流、第２の予熱電流のように予熱電流を２段階に切り替え、ランプ８の電極に流れる予熱電流の供給を制御する。
【解決手段】インバータ制御回路７２は、インバータ回路４の動作を制御するもので、タイマ回路７４で計測したインバータ回路４の動作開始からの時間に基づき、ランプ８の電極を加熱する予熱時間とランプ８の電極間に高電圧を印加するタイミングを制御することにより、ランプ８を確実に点灯可能にする。予熱制御回路７３は、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４を制御するもので、タイマ回路７４で計測したランプ８の電極を加熱する予熱時間に基づき、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御し、第１の予熱電流、第２の予熱電流のように予熱電流を２段階に切り替え、ランプ８の電極に流れる予熱電流の供給を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯の始動・点灯・消灯を制御可能とした放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放電灯を高周波で点灯させることによって発光効率を改善し、省エネルギーを図ることができる点灯装置が提案されている。従来の点灯装置の一例を図１６に示す。この点灯装置３０の入力には商用電源１がスイッチ２を介して接続され、出力には熱陰極蛍光ランプであるランプ３８が接続される。この点灯装置３０は、入力側からフィルタ回路３１、整流回路３２、インバータ回路３３、及び共振回路３４の順に構成され、負荷となるランプ３８に接続される。
【０００３】
点灯装置３０において、まず、整流回路３２は、ブリッジ構成のダイオードＤ１〜Ｄ４と、例えばアルミ電解コンデンサ等の比較的大容量のコンデンサＣ２とで構成され、商用電源１の交流電圧を全波整流し、略一定の直流電圧に平滑する。インバータ回路３３は、整流回路３２の出力段に接続され、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を２個直列に接続した構成となっている。この２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を５０ｋＨｚ程度の高周波で交互にスイッチングすることにより、スイッチング素子の両端には高周波の矩形波電圧が発生するため、整流回路３２により平滑された直流電圧を高周波電圧に変換することができる。
【０００４】
共振回路３４は、インバータ回路３３のスイッチング素子Ｑ２と並列にチョークコイルＬ１、共振コンデンサＣ３、及び直流カット用コンデンサＣ４が直列に接続されており、インバータ回路３３の矩形波電圧を正弦波状の電圧に変換してランプ３８に供給する。また、共振コンデンサＣ３はランプ３８のそれぞれの電極を介してチョークコイルＬ１と直流カット用コンデンサＣ４に接続されており、ランプ３８を点灯させる際には、共振回路３４に流れる電流をランプ３８の電極を加熱する予熱電流と兼用させている。ランプ３８が放電を開始する前の状態では、ランプ３８の等価インピーダンスが点灯時に比べて極めて大きいため、共振コンデンサＣ４の両端にランプ３８の放電開始に必要な高電圧を容易に得ることが可能となる。
【０００５】
インバータ制御回路３５は、インバータ回路３３の動作周波数を変化させることにより、共振回路３４のインピーダンスが周波数によって変化することを利用して、ランプ３８への供給電力を制御している。このインバータ制御回路３５にはインバータ回路３３の動作開始からの時間を計測するタイマ回路３６が接続されており、タイマ回路３６の計測時間に基づいてランプ３８の電極を加熱する予熱時間ｔｐとランプ３８の電極間に高電圧Ｖｓを印加するタイミングを制御することにより、ランプ３８を確実に点灯させることができる。インバータ制御回路３５とタイマ回路３６は、これらの機能を集積化したＩＣが発売されており、例えば、インターナショナル レクティファイアー（ＩＲ）社製のＩＲ２１５６等のＩＣを使用することにより、容易に構成できる。
【０００６】
インバータ回路３３は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を有し、かつ、高周波でスイッチング動作をしているため、スイッチングノイズを発生しているが、このノイズ等が電源ラインを介して他の電子機器等に不具合を与えないように、フィルタ回路３１により高周波ノイズをカットしている。このような点灯装置を用いることにより、放電灯の発光効率を改善して照明器具の大幅な省エネルギーを図ることができる。
【０００７】
近年、更なる省エネルギーを目的として、例えば、人感センサを用いて人がいない時には放電灯を消灯させる事ができる照明器具が増えてきている。しかし、この種の放電灯点灯装置では、電極を加熱する予熱時間ｔｐを１．０〜１．５秒程度設けているために、センサが人を検知してからランプが点灯するまでに１．５秒程度の時間遅れが生じ、使用者に違和感を感じさせることがある。
【０００８】
特に、廊下などの人が往来する場所にこれらの照明器具を設置した場合、人が通り過ぎた後にランプが点灯することが起こり得る。このため、この種の照明器具では時間遅れを極力短くすることが望ましく、このため予熱時間ｔｐは０．５秒以下であることが好ましい。
【０００９】
しかし、図１６に示す従来例の点灯装置では、ランプ３８に高電圧を印加して放電を開始させる前に電極を加熱するために予熱電流Ｉｆを供給する際に、この予熱電流ＩｆがコンデンサＣ３を介して両方の電極に供給されることになる。よって、この予熱電流とコンデンサＣ３のインピーダンスによってコンデンサの両端間に電圧Ｖｐが発生し、この電圧がランプ３８の電極間にそのまま印加されることになる。この電圧Ｖｐは、予熱電流Ｉｆｐ、コンデンサ容量Ｃ３、及びインバータ回路の動作周波数ｆｐによって、次式のように与えられる。
【００１０】
【数１】
【００１１】
つまり、予熱電流Ｉｆｐが大きくなるほどコンデンサＣ３に発生する電圧Ｖｐも高くなり、条件によってはこの電圧Ｖｐによってランプ３８が放電を開始することがある。予熱時間ｔｐ中にこのような高い電圧がランプ３８に印加されると、電極が充分に加熱される前にランプ３８が放電してしまい、このような状態で放電が開始されると電極には大きなダメージが加えられる。さらに、ランプ３８の点灯と消灯が繰り返された場合には電極のエミッタが消耗し、ランプ３８の寿命が短くなる。
【００１２】
このことを、図１６の放電灯点灯装置の例を用いてさらに詳しく説明する。例えば、ＦＨＦ３２（直管形高周波点灯専用形３２Ｗ）を予熱時間ｔｐ＝０．５秒で点灯させる場合、ＪＩＳ Ｃ７６１７−２に記載されているデータシートによると、ＦＨＦ３２ランプの定格点灯時の電気特性、及び高周波点灯安定器設計基準は表１（ＦＨＦ３２電気特性）、表２（ＦＨＦ３２高周波点灯安定器設計基準）に示す通りである（抜粋）。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
このデータシートより、予熱時間ｔｐを０．５秒とした場合の予熱電流Ｉｆは０．６８Ａ以上、１．４４２Ａ以下が最適な範囲となる。これに対し、図１６の回路構成でこの予熱電流を確保しようとする場合の設計例を下記に示す。
共振回路 チョークコイルＬ１：１．２５ｍＨ
コンデンサＣ３：４．７ｎＦ
チョッパー回路 出力電圧：４００Ｖ
インバータ回路 動作周波数 予熱時：７７ｋＨｚ
点灯時：５３ｋＨｚ
【００１６】
以上の条件によれば、点灯装置３０よりランプ３８に供給される各電気特性は以下の通りとなり、予熱時にランプに印加される電圧がランプの始動に必要な電圧以上となるため、電極が充分に加熱される前にランプが点灯し、電極に大きなダメージが加わる。
予熱電流Ｉｆｐ：１．０９Ａ
予熱時印加電圧Ｖｐ：４８０Ｖ
点灯時ランプ電流：０．４２５Ａ
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−９３６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、予熱時間ｔｐを短くしてランプの電極にダメージを与えずにランプを点灯させるには、ランプに印加される電圧を抑えつつ、電極には充分な予熱電流を流すことが必要である。しかしながら、図１６に示した従来例の点灯装置では、設計の制約条件が多く、実現が困難である。
【００１９】
予熱時間を短くするとともにランプに印加される電圧を抑えつつ電極には充分な予熱電流を流せるようにする課題に対しては、図１７に示すように、予熱トランスＴ２を用いて、予熱回路を共振回路と別に設けることにより実現可能である。しかし、この図１７に示す回路において、予熱電流を増やすと点灯時においても予熱電流が大きくなり、電極での不要な電力が増大するという課題がある。
【００２０】
このような課題に対して、特許文献１では、センサによる消灯後においても予熱電流を供給しておき、瞬時点灯を可能とした放電灯点灯装置が提案されている。この特許文献１の放電灯点灯装置は、直流電源と、該直流電源の出力を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力に接続される共振回路と、共振回路の共振作用により駆動される放電灯と、インバータ回路の出力を可変とするインバータ制御回路と、外部からの調光信号を入力して放電灯の調光制御と消灯／点灯制御を行う調光制御回路とを備え、放電灯の消灯時には、図１８のように、放電灯の電極に少なくとも２つのレベルの予熱電流を所定の周期で切り替えて供給する。
【００２１】
この場合、予熱電流Ｉｆのレベルが高く設定される第１の期間Ｔｂと、予熱電流のレベルが低く設定される第２の期間Ｔａとが交互に切り替わり、第１の期間Ｔｂは第２の期間Ｔａに比べて十分に短く設定されることで、放電灯が点灯しない程度の予熱電流を電極に供給し続ける方法を採っている。これにより瞬時点灯が可能となる。
【００２２】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例では、瞬時点灯は可能になるものの、待機予熱状態において定常的に電極に電流が流れ、電極で電力が消費されているため、待機予熱状態が長くなると、消費電力が増大するという課題がある。
【００２３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ランプ点灯時や待機予熱時において消費電力を低減させ省エネルギーを図ることが可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力電圧を直流電圧に変換するチョッパ回路と、前記チョッパ回路から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路から出力される高周波電圧を入力し、放電灯を点灯する負荷回路と、前記放電灯の電極に予熱電流を供給するもので、この予熱電流の供給量を少なくとも第１の予熱電流と第２の予熱電流を持つ複数段階に切り替え可能な予熱回路と、外部信号に応じて前記放電灯の点灯、消灯を制御する消灯制御部と、前記予熱回路に予熱電流を供給する予熱時間を設定するタイマ部と、前記インバータ回路の駆動周波数を設定するインバータ制御部と、前記予熱回路から出力する予熱電流の供給量を切り替える予熱制御部とを備え、前記予熱制御部は、放電灯消灯後の再点灯時に、点灯時の第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を再点灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置を提供する。
上記構成により、消灯後に放電灯を再点灯させる際には、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能になる。また、点灯時などにはより少ない予熱電流を供給することにより、消費電力を低減させて省エネルギーを図れる。よって、放電灯に最適な予熱電流を設定して点灯までの時間を短縮するとともに、消費電力を低減させることが可能になる。
【００２５】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記予熱制御部は、放電灯消灯時に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を消灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替えるものを含む。
上記構成により、消灯後に小さい予熱電流の供給を継続させることで、消費電力を低減させるとともに、再点灯する場合に点灯までの時間を短くすることが可能になる。
【００２６】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記予熱電流の供給を停止する予熱停止時間を設定し、前記予熱制御部は、前記放電灯消灯時に前記予熱停止時間が経過した後、前記予熱回路からの消灯時予熱電流の供給を停止するものを含む。
上記構成により、予熱停止時間経過後に予熱電流の供給を停止することで、消費電力の増大を抑えることが可能になる。
【００２７】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記予熱時間として第１の点灯時予熱時間と第２の点灯時予熱時間とを設定し、前記予熱制御部は、電源投入時に前記第１の点灯時予熱時間が経過するまでは第１の点灯時予熱電流として第１の予熱電流を供給し、前記第１の点灯時予熱時間の経過後から前記第２の点灯時予熱時間が経過するまでは第２の点灯時予熱電流として前記第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を供給するよう前記予熱回路を切り替えるものを含む。
上記構成により、電源投入時に予熱電流を段階的に大きくすることで、放電灯の寿命が短くなる問題を回避することができる。
【００２８】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記予熱制御部は、放電灯点灯後に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を点灯中予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替えるものを含む。
上記構成により、点灯中に小さい予熱電流を供給することで、放電灯点灯中の消費電力を低減させることが可能になる。
【００２９】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記放電灯消灯後の再点灯時に前記再点灯時予熱電流を供給する時間を０．５秒以下に設定するものを含む。
上記構成により、放電灯の再点灯までの時間を短くすることが可能であり、例えば放電灯を廊下などの人が往来する場所に設置した場合に、人が通り過ぎた後に放電灯が点灯するなどの不都合を防止できる。
【００３０】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記第２の予熱電流を供給する動作回数または前記外部信号による消灯信号の回数をカウントする回数カウンタ部を有し、前記回数に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させるものを含む。
上記構成により、例えば第２の予熱電流の供給回数や消灯信号の回数が増えた場合に、予熱時間を長くしたり予熱電流の大きさを大きくすることで、放電灯の電極を十分に加熱し、放電灯の寿命が短くなる問題を回避することができる。
【００３１】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記放電灯の点灯時間をカウントする時間カウンタ部を有し、前記点灯時間に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させるものを含む。
上記構成により、例えば累積点灯時間が長くなった場合に、予熱時間を長くしたり予熱電流の大きさを大きくすることで、放電灯の電極を十分に加熱し、放電灯の寿命が短くなる問題を回避することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能な放電灯点灯装置を提供できる。また、ランプ点灯時や待機予熱時において消費電力を低減させ省エネルギーを図ることが可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の具体的構成について図１に示す構成図と図２に示す特性図を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図である。図２は実施の形態１の放電灯点灯装置における負荷回路６の出力電圧Ｖｏと、予熱回路５による予熱電流Ｉｆの周波数特性を示した特性図である。
【００３４】
図１に示す放電灯点灯装置の入力には商用電源１がスイッチ２を介して接続され、出力には熱陰極蛍光ランプであるランプ８が接続される。この放電灯点灯装置は、入力側から整流回路３、インバータ回路４、予熱回路５、及び負荷回路６の順に構成され、負荷となるランプ８に接続される。
【００３５】
放電灯点灯装置において、まず、整流回路３は、商用電源１から入力される交流電源ＡＣを全波整流するブリッジ構成のダイオードＤ１〜Ｄ４と、直流電源に接続されるとともに少なくとも一つのスイッチング素子Ｑ３を有し、直流電源からの直流電圧を所定の直流電圧に変換するチョッパ回路と、例えばアルミ電解コンデンサ等の比較的大容量のコンデンサＣ２とを含んで構成される。この整流回路３は、商用電源１の交流電圧を全波整流し、略一定の直流電圧に平滑する。入力の交流電源ＡＣは、商用の交流電源であり、電圧は、例えば、１００Ｖ、２００Ｖまたは２４０Ｖである。
【００３６】
以下、整流回路３の各部の構成を詳述する。ダイオードＤ１〜Ｄ４は、交流電源ＡＣからの交流電圧を脈流電圧に整流し出力するものである。また、チョッパ回路は、昇圧式のＡＣ−ＤＣコンバータであり、整流回路３によって全波整流された電源電圧を所定の直流電圧に昇圧して出力する。チョッパ回路の構成は、チョークコイルＬ２とダイオードＤ５が直列に整流回路３のダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段の一端と平滑用コンデンサＣ２との間に挿入されており、チョークコイルＬ２とダイオードＤ５の接続点とダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４出力段のもう一端の間には、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ３が接続されている。
【００３７】
スイッチング素子Ｑ３を導通させると、ダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段からチョークコイルＬ２とスイッチング素子Ｑ３を介して電流が流れることにより、チョークコイルＬ２にはエネルギーが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｑ３を遮断すると、チョークコイルＬ２に蓄えられたエネルギーはダイオードＤ５を介してコンデンサＣ２へと供給される。このようにスイッチング素子Ｑ３の導通と遮断を繰り返すことにより、コンデンサＣ２への電流供給と遮断を繰り返し、このスイッチングを高周波で行うことによりコンデンサＣ２の両端にはほぼ直流の電圧を得ることができる。
【００３８】
また、フィルタＴ１とダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の間にはチョークコイルＬ３が挿入されており、ダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段にはコンデンサＣ８が並列に挿入されている。このチョークコイルＬ３とコンデンサＣ８によってフィルタ回路が構成されており、チョッパ回路のスイッチングによって発生する高周波電流をコンデンサＣ８を介してバイパスさせることにより、高周波電流が商用電源１側に流れることがないようにしている。
【００３９】
ここでは昇圧式のチョッパ回路について説明しているが、降圧式や昇降圧式といった他のチョッパ回路でもよく、商用電源１の交流電圧を直流電圧に変換できる構成であれば、その作用効果は変わらない。
【００４０】
次に、インバータ回路４について詳述する。インバータ回路４は、整流回路３の出力段に接続され、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を２個直列に接続した構成となっている。この２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を５０ｋＨｚ程度の高周波で交互にスイッチングすることにより、スイッチング素子の両端には高周波の矩形波電圧が発生するため、整流回路３により平滑された直流電圧を高周波電圧に変換することができる。
【００４１】
インバータ回路として、本実施の形態では、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路を採用している。もちろんインバータ回路は、その他フルブリッジ型、１石型、あるいはプッシュプル型であってもよい。
【００４２】
次に、予熱回路５について詳述する。予熱回路５は、トランスＴ２を有して構成され、トランスＴ２の１次側巻線ｎ１の一端は直流カット用のコンデンサＣ５を介してインバータ回路４の出力段に接続されている。また、トランスＴ２の２次側にはランプ８の２つの電極をそれぞれ別個に加熱できるように巻線ｎ２、ｎ３が設けられており、それぞれの電極にコンデンサＣ６、Ｃ７を介して接続されている。また、コンデンサＣ９及びＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ４が設けられ、トランスＴ２の１次側巻線ｎ１の他端とインバータ回路４の出力段との間に並列に接続されている。このスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦにより、所定の予熱電流を供給する制御を行っている。
【００４３】
スイッチング素子Ｑ４がＯＮの時には、トランスＴ２によって二次側に発生する電圧を電源としてランプの各電極を予熱するものである。コンデンサＣ６、Ｃ７は、各フィラメントの予熱電流Ｉｆの減流インピーダンスとして機能する。スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦの時には、矩形波の殆どの電圧をコンデンサＣ９が保持するため、トランスＴ２の二次側には殆ど電圧が発生しない。そのため、ランプの各電極を予熱する電流を抑えることができる。
【００４４】
このような予熱回路５を構成することで、（スイッチング素子Ｑ４がＯＮ時の電流供給量）＞（スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ時の電流供給量）となり、スイッチング素子Ｑ４により予熱電流の供給量を制御することができる。以降では、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ時の電流を第１の予熱電流Ｉｆｐ１、スイッチング素子Ｑ４がＯＮ時の電流を第２の予熱電流Ｉｆｐ２とする。
【００４５】
負荷回路６は、インバータ回路４のスイッチング素子Ｑ２と並列にチョークコイルＬ１、共振コンデンサＣ３、及び直流カット用コンデンサＣ４が直列に接続されて構成される。この負荷回路６は、インバータ回路４の矩形波電圧を正弦波状の電圧に変換してランプ８に供給する。
【００４６】
以下、本実施の形態の要部となっている、制御回路７について詳述する。制御回路７は、チョッパ制御回路７１、インバータ制御回路（インバータ制御部）７２、予熱制御回路（予熱制御部）７３、タイマ回路（タイマ部）７４、消灯制御部１０を有して構成される。
【００４７】
チョッパ制御回路７１は、スイッチング素子Ｑ３のスイッチングを制御するもので、コンデンサＣ２の両端電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して検出している。コンデンサＣ２の両端電圧が所定の電圧よりも低い場合にはスイッチング素子Ｑ２の導通時間が長くなるように、逆にコンデンサＣ２の両端電圧が低い場合には導通時間が短くなるようにフィードバック制御する。これにより、電源電圧や負荷の状態が変化してもコンデンサＣ２の電圧を一定に制御することができる。
【００４８】
インバータ制御回路７２は、インバータ回路４の動作周波数を変化させることにより、負荷回路６のインピーダンスが周波数によって変化することを利用して、ランプ８への供給電力を制御する。このインバータ制御回路７２には、インバータ回路４の動作開始からの時間を計測するタイマ回路７４が接続されており、タイマ回路７４の計測時間に基づいてランプ８の電極を加熱する予熱時間とランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加するタイミングを制御することにより、ランプ８を確実に点灯させることができる。
【００４９】
予熱制御回路７３は、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦを制御するもので、タイマ回路７４でランプ８の電極を加熱する予熱時間を計測し、この計測時間に基づいて予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御することにより、第１の予熱電流、第２の予熱電流の２段階に予熱電流を自由に切り替え、電極に流れる予熱電流の供給を制御することができる。
【００５０】
消灯制御回路１０は、消灯信号及び点灯信号を出力し、タイマ回路７４に送信するものである。消灯制御回路１０は、センサ等の外部信号９に対して、人がいない時には消灯信号を送信し、人を検知した場合は点灯信号をタイマ回路７４に送信する。
【００５１】
図３は実施の形態１の放電灯点灯装置における消灯信号と点灯信号を示す動作説明図である。消灯制御回路１０は、例えば、図３に示すように消灯信号として時間ｔ０〜ｔ１には０Ｖを送信し、点灯信号として時間ｔ１〜には５Ｖを送信する制御を行う。ここで、消灯制御回路１０は、外部信号９として人を検出するセンサ等の出力を用いて、人がいない時には消灯する等の制御を行うものとしているが、ＰＷＭ信号のデューティ制御を行うものや、ＤＣ電圧を制御するもの、デジタル信号を制御するものであっても構わない。
【００５２】
本実施の形態の放電灯点灯装置は、上記のような回路構成とすることにより、予熱時間中（ランプ８が点灯していない状態）の出力電圧Ｖｏと予熱電流Ｉｆは、図２に示すような周波数特性となる。ここで、周波数のｆ０は負荷回路６の固有振動周波数であり、図１の回路構成の場合には次式で示すことができる。
【００５３】
【数２】
【００５４】
インバータ制御回路７２は、インバータ回路４の動作周波数を変化させることで、インバータ回路４の動作周波数をこのｆ０に近付けると負荷回路６の出力電圧Ｖｏを高くすることができ、ｆ０から遠ざけると出力電圧Ｖｏを低くすることができる。
【００５５】
本実施の形態では、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＮ／ＯＦＦすることにより、スイッチング素子Ｑ４がＯＮの時には、第２の予熱電流Ｉｆｐ２が供給される。また、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦの時には、スイッチング素子Ｑ４に並列に接続されたコンデンサＣ９により予熱電流が保持され、第２の予熱電流Ｉｆｐ２よりも小さい第１の予熱電流Ｉｆｐ１が供給される。
【００５６】
ここで、負荷回路６の固有振動周波数ｆ０とインバータ回路４の動作周波数との関係は、予熱電流供給時は、図２に示すように動作周波数をｆ０よりも高いｆｐに設定する。そして、インバータ制御回路７２は、タイマ回路７４によってインバータ回路４の動作時間が予熱時間を経過したことを確認した後、動作周波数をｆｐからｆ０の近傍のｆｓに移行させランプを点灯させる。このように設定することにより、所定の予熱時間中はランプ８の電極を最適に加熱し、かつそのときの電極間に印加される電圧Ｖｐをランプ８が放電を開始しないレベルに下げることができ、予熱時間経過後にランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８の電極にダメージを与えずに、かつ確実にランプを点灯させることができる。したがって、ランプ８の点灯回数が増えてもランプ８の寿命が短くなることを回避することができる。
【００５７】
以上のように、放電灯点灯回路を構成することで図４に示すような動作波形に制御することができる。図４は実施の形態１の放電灯点灯装置における負荷回路６の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、消灯後の再点灯時の動作波形を示したものである。まず、時間ｔ０にセンサ等の外部信号９に基づき消灯制御部１０が消灯信号をタイマ回路７４に送信し、消灯が指示された場合、インバータ制御回路７２はタイマ回路７４を介して消灯信号を受け、インバータ回路４を停止させランプ８を消灯させる。この際、予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａは０になる。
【００５８】
そして、時間ｔ１でセンサ等の外部信号９に基づき消灯制御部１０が点灯信号を送信し、消灯後の再点灯が指示された場合、インバータ制御回路７２はタイマ回路７４を介して点灯信号を受け、ますインバータ回路４の動作周波数をｆｐに移行して動作させ、予熱制御回路７３により予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＮに切り替えて、再点灯時予熱電流として第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給してランプ８の電極を予熱する。この予熱時間中は、電極間に印加される電圧Ｖｐはランプ８が放電を開始しない小さい電圧となっている。その後、予熱時間経過後にインバータ回路４の動作周波数をｆｐからｆｓに移行し、ランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８を再点灯させる。ここで、再点灯時に第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する予熱時間は、０．５秒以下とする。
【００５９】
前記課題でも述べたように、センサ等の外部信号９から消灯信号を受けた後の再点灯には、できるだけ瞬時点灯が好ましい。図２及び図４に示したように、第２の予熱電流Ｉｆｐ２は第１の予熱電流Ｉｆｐ１よりも大きい予熱電流となっているため、再点灯時には第２の予熱電流Ｉｆｐ２のみで点灯させるように設定することで、再点灯時での瞬時点灯が可能となる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、予熱電流を２段階に切り替える場合についてのみ説明しているが、予熱電流を３以上の複数段階に設定してもよい。以降の実施の形態においても同様である。
【００６１】
（実施の形態２）
以降の実施の形態では、基本的な回路構成は図１に示したものと同様であるため、詳細な回路説明は省略する。
【００６２】
本発明の実施の形態２の動作波形を図５に示す。図５は実施の形態２の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、消灯時の動作波形を示したものである。
【００６３】
図５に示すように、タイマ回路７４がセンサ等の外部信号９から消灯信号を受け、消灯が指示された場合、インバータ制御回路７２はインバータ回路４の動作周波数をｆｐに移行し、ランプ８を消灯させるとともに、予熱制御回路７３により予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、消灯時予熱電流としてより少ない第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給してランプ８の電極を予熱する。このように消灯時は、予熱電流Ｉｆｐ１の供給を継続させることで、消費電力を低減させて省エネルギーを図ることができる。また、再点灯する場合に点灯までの時間を短くすることができる。ただし、実施の形態１でも述べたように、この時の電極間に印加される電圧Ｖｐは、ランプ８が放電を開始しないレベルに小さく設定する必要がある。
【００６４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の動作波形を図６に示す。図６は実施の形態３の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、消灯時の動作波形を示したものである。実施の形態２と同様、タイマ回路７４がセンサ等の外部信号９から消灯信号を受け、消灯が指示された場合、インバータ制御回路７２は、ランプ８を消灯させるとともに、第１の予熱電流Ｉｆｐ１により予熱電流の供給を継続させる。
【００６５】
そして、実施の形態３では、タイマ回路７４には一定値である所定の時間Ｔ３（予熱停止時間）が記憶されており、この予熱停止時間Ｔ３と計測された予熱時間とを比較し、予熱時間が予熱停止時間Ｔ３を越えると、インバータ制御回路７２はインバータ回路４を停止させ、放電灯点灯装置を停止させる。所定の予熱停止時間Ｔ３は、例えば消費電力の増大を抑えるためには、約１分程度に設定する。ただし、予熱停止時間Ｔ３を越える前に、再点灯が指示された場合は、実施の形態１と同様に予熱制御回路７３によりスイッチング素子Ｑ４をＯＮさせ、第２の予熱電流Ｉｆｐ２でランプ８の電極を予熱して再点灯させる。このように予熱停止時間経過後に予熱電流Ｉｆｐ１の供給を停止することで、消費電力の増大を抑えることができる。
【００６６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の構成を図７に、動作波形を図８に示す。図７は本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図、図８は実施の形態４の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、電源ＯＮ時の動作波形を示したものである。
【００６７】
実施の形態４は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、タイマ回路７４に予熱時間比較手段８１、インバータ動作時間比較手段８２を設けている。その他の構成は図１と同様である。
【００６８】
タイマ回路７４には、図８に示すように、一定値である所定の時間Ｔ１（第１の点灯時予熱時間）及びＴ２（第２の点灯時予熱時間）が記憶されており、予熱時間比較手段８１によりこれらの第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２と計測された予熱時間とを比較する。電源投入時は、予熱時間比較手段８１により第１の点灯時予熱時間Ｔ１と計測された予熱時間とを比較し、予熱時間が第１の点灯時予熱時間Ｔ１を越えるまで、予熱制御回路７３は予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、第１の点灯時予熱電流として第１の予熱電流Ｉｆｐ１をランプ８の電極に供給して予熱する。予熱時間が第１の点灯時予熱時間Ｔ１を越えると、予熱制御回路７３はスイッチング素子Ｑ４をＯＮさせ、第２の点灯時予熱電流として第２の予熱電流Ｉｆｐ２に切り替えてランプ８の電極に供給する。そして、予熱時間比較手段８１により第２の点灯時予熱時間Ｔ２と計測された予熱時間とを比較し、第２の点灯時予熱時間Ｔ２を越えるまで、予熱制御回路７３は第２の点灯時予熱電流として第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給し、ランプ８を予熱する。
【００６９】
また、インバータ動作時間比較手段８２により、第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２と計測されたインバータ回路の動作時間とを比較する。インバータ制御回路７２は、インバータ動作時間比較手段８２の比較により第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２が経過するまでは、インバータ回路４の動作周波数をｆｐにして動作させる。そして、第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２の終了後は、インバータ回路４の動作周波数をｆｓに移行し、ランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８を始動させる。
【００７０】
このように、実施の形態４によれば、電源投入時にのみ所定の第１の点灯時予熱時間Ｔ１の期間は第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給して、電極をある程度予熱するようにし、その後第２の点灯時予熱時間Ｔ２の期間は第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給し、電源投入時に予熱電流を段階的に大きくすることで、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。ここで、第１の予熱電流Ｉｆｐ１は０であっても構わない。また、第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する第２の点灯時予熱時間Ｔ２は、使用者にとって不快なものとならない程度に設定する必要がある。例えば、電源投入時の場合には第１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ１、Ｔ２を合わせて約２秒以下に設定することが望ましい。
【００７１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の動作波形を図９及び図１０に示す。図９は実施の形態５の放電灯点灯装置における電源ＯＮ時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図、図１０は実施の形態５の放電灯点灯装置における消灯から再点灯時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図である。
【００７２】
図９のように、電源投入直後から予熱→始動→点灯と移行する場合、インバータ制御回路７２は、タイマ回路７４にて計時された時間に基づき、インバータ回路４の動作周波数を、予熱時ｆｐ→始動時ｆｓ→点灯時ｆｐとなるように切り替える。そして、点灯時のインバータ動作周波数ｆｐの時には、予熱制御回路７３は予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、点灯中予熱電流として第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する。
【００７３】
また、図１０のように、消灯信号の後に点灯信号を受けて再点灯する場合、上記点灯時と同様に、予熱制御回路７３は予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、点灯中予熱電流として第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する。
【００７４】
このように実施の形態５では、点灯中において、第２の予熱電流Ｉｆｐ２よりも小さい第１の予熱電流Ｉｆｐ１にて予熱電流を供給することで、点灯中の消費電力も低減させることができる。
【００７５】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の構成を図１１に、動作のフローチャートを図１２及び図１３に示す。図１１は本発明の実施の形態６に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図、図１２は実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第１例を説明するためのフローチャート、図１３は実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第２例を説明するためのフローチャートである。
【００７６】
実施の形態６は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、タイマ回路７４に回数カウンタ部８３、不揮発性メモリ６１を設け、不揮発性メモリ６１に記憶された累積回数をリセットするリセット制御部６２を設けている。その他の構成は図１と同様である。
【００７７】
回数カウンタ部８３は、センサ等の外部信号９からの消灯信号、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の動作回数をカウントする。不揮発性メモリ６１は、このカウントした消灯信号の回数、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の動作回数を逐次記憶する。制御回路７は、この回数に応じて、少なくとも第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する第２の点灯時予熱時間Ｔ２、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量を自由に変化させることが可能になっている。
【００７８】
リセット制御部６２は、ランプ８を新品に交換した場合などに、不揮発性メモリ６１に記憶された累積回数を初期値（累積回数が零の状態）にリセットする動作を行う。リセット動作として、具体的には、リセットボタンの操作によるリセット方法や、ランプ８の寿命末期状態を検出して自動的にリセットする方法、電源の既定のオン・オフ操作によってリセットする方法などが挙げられる。通常、不揮発性メモリ６１としては、汎用のＥＥＰＲＯＭやマイクロプロセッサに内蔵されたフラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより構成することができる。
【００７９】
次に、図１２及び図１３を参照して実施の形態６の動作を詳細に説明する。まず、図１２に示す第１例は、第２の予熱電流の動作回数のみを用いる例である。この第１例では、電源ＯＮしたときに（ステップＳ１１）、予熱制御回路７３が予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦし、第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する（ステップＳ１２）。そして、第１の点灯時予熱時間Ｔ１が経過するかを判定し（ステップＳ１３）、時間Ｔ１が経過すると（ステップＳ１３：Ｙ）、予熱制御回路７３がスイッチング素子Ｑ４をＯＮし、第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する（ステップＳ１４）。その後、第２の点灯時予熱時間Ｔ２が経過するかを判定し（ステップＳ１５）、時間Ｔ２が経過すると（ステップＳ１５：Ｙ）、回数カウンタ部８３が第２の予熱電流Ｉｆｐ２が動作した回数を計測し（ステップＳ１６）、この動作回数を不揮発性メモリ６１に記憶する（ステップＳ１７）。このとき、タイマ回路７４は、例えば表３に示すように、第２の予熱電流の動作回数に応じて第２の予熱電流時間Ｔ２を変化させることができる。
【００８０】
【表３】
【００８１】
このように回数カウンタ部８３でカウントし不揮発性メモリ６１に記憶した第２の予熱電流の動作回数が増えるにつれて、第２の予熱電流時間Ｔ２の時間を長くする。これにより、電極を予熱する時間が長くなるため、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。
【００８２】
そして、インバータ制御回路７２は、ランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８を点灯させる（ステップＳ１８）。このとき、予熱時間中はインバータ回路４の動作周波数をｆｐとし、予熱時間経過後はインバータ回路４の動作周波数をｆｐからｆｓに移行し、ランプ８を点灯させる。
【００８３】
ランプ点灯時は、予熱制御回路７３がスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦし、第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する（ステップＳ１９）。その後、消灯制御部１０において外部信号が点灯信号か消灯信号かを判断し（ステップＳ２０）、外部信号が消灯信号の場合（ステップＳ２０：Ｎ）、インバータ制御回路７２がインバータ回路４を制御してランプを消灯する（ステップＳ２１）。
【００８４】
そして、予熱停止時間Ｔ３が経過するかを判定し（ステップＳ２２）、時間Ｔ３が経過すると（ステップＳ２２：Ｙ）、予熱制御回路７３が第１の予熱電流Ｉｆｐ１の供給を停止する（ステップＳ２３）。一方、時間Ｔ３が経過していない場合（ステップＳ２２：Ｎ）、予熱制御回路７３が第１の予熱電流Ｉｆｐ１の供給を継続する（ステップＳ２４）。その後、消灯制御部１０において外部信号が点灯信号か消灯信号かを判断し（ステップＳ２５）、外部信号が点灯信号の場合（ステップＳ２５：Ｙ）、ステップＳ１４に戻って第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給を行う。一方、外部信号が消灯信号の場合（ステップＳ２５：Ｎ）、ステップＳ２１に戻りランプを消灯する。
【００８５】
また、図１３に示す第２例は、図１２の第１例の変形例であり、第２の予熱電流の動作回数とともに消灯信号の回数を用いる例である。ここでは図１２と異なる部分についてのみ説明する。この第２例では、ステップＳ２０で外部信号が消灯信号の場合、回数カウンタ部８３は消灯信号が入力された回数を計測し（ステップＳ３１）、この回数を不揮発性メモリ６１に記憶する（ステップＳ３２）。このとき、タイマ回路７４は、例えば表４に示すように、消灯信号の回数に応じて第２の予熱電流時間Ｔ２を変化させることができる。
【００８６】
【表４】
【００８７】
このように回数カウンタ部８３でカウントし不揮発性メモリ６１に記憶した消灯信号の回数が増えるにつれて、第２の予熱電流時間Ｔ２の時間を長くする。これにより、電極を予熱する時間が長くなるため、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。
【００８８】
上記のように、本実施の形態では、第２の予熱電流の動作回数や消灯信号の回数によって第２の予熱時間Ｔ２を変化させることが可能であるが、さらに、図２に示したように、インバータ回路４の動作周波数を変化させることで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も同様に自由に変化させることができる。例えば、第２の予熱電流の動作回数もしくは消灯信号の回数を不揮発性メモリ６１で記憶し、この回数が多くなるにつれて、インバータ回路４の動作周波数ｆｐを徐々に高い周波数に移行することで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も大きくすることが可能である。このように設定することで、同様にランプの寿命が短くなることを防止できる効果を得ることができる。
【００８９】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７の構成を図１４に、動作のフローチャートを図１５に示す。図１４は本発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図、図１５は実施の形態７の放電灯点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００９０】
実施の形態７は、図１１に示した実施の形態６の変形例であり、タイマ回路７４において、回数カウンタ部８３の代わりに時間カウンタ部８４を設けたものである。その他の構成は図１１と同様である。
【００９１】
時間カウンタ部８４は、整流回路３の出力に基づき、放電灯の点灯時間をカウントする。ここで、点灯時間は、タイマ回路７４の時間カウンタ部８４が整流回路３からの直流電圧を受けることでカウントを開始する。なお、センサ等の外部信号９による点灯信号、消灯信号に基づく点灯時間をカウントしてもよい。不揮発性メモリ６１は、このカウントした放電灯の点灯時間を累積点灯時間として逐次記憶する。
【００９２】
次に、図１５を参照して実施の形態７の動作を詳細に説明する。ここでは、図１２及び図１３に示した実施の形態６と異なる部分についてのみ説明する。
【００９３】
ステップＳ１８でランプを点灯させ、ステップＳ１９で第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給した状態で、時間カウンタ部８４がランプの点灯時間を計測し（ステップＳ４１）、この点灯時間を不揮発性メモリ６１に記憶する（ステップＳ４２）。このとき、タイマ回路７４は、例えば表５に示すように、ランプの点灯時間に応じて第２の予熱電流時間Ｔ２を変化させることができる。
【００９４】
【表５】
【００９５】
このように時間カウンタ部８４でカウントし不揮発性メモリ６１に記憶した累積点灯時間が長くなるにつれて、第２の予熱電流時間Ｔ２の時間を長くする。これにより、電極を予熱する時間が長くなるため、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。
【００９６】
その後、消灯制御部１０において外部信号が点灯信号か消灯信号かを判断し（ステップＳ４３）、外部信号が消灯信号の場合（ステップＳ４３：Ｎ）、時間カウンタ部８４はランプの点灯時間の計測を終了し（ステップＳ４４）、不揮発性メモリ６１は累積点灯時間の記憶を終了する（ステップＳ４５）。そして、ステップＳ２１でインバータ制御回路７２がインバータ回路４を制御してランプを消灯する。
【００９７】
さらに、累積点灯時間によって、実施の形態６と同様に、インバータ回路４の動作周波数を変化させることで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も同様に自由に変化させることができる。例えば、累積点灯時間を不揮発性メモリ６１で記憶し、この時間が多くなるにつれて、インバータ回路４の動作周波数ｆｐを徐々に高い周波数に移行することで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も大きくすることが可能である。このように設定することで、同様にランプの寿命が短くなることを防止できる効果を得ることができる。
【００９８】
このように実施の形態７では、ランプの累積点灯時間に応じて、少なくとも第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する予熱時間Ｔ２、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量を自由に変化させることができ、ランプ寿命の短縮を防止することができる。
【００９９】
上記実施の形態１〜７において、制御回路７のチョッパ制御回路７１、インバータ制御回路７２、予熱制御回路７３、タイマ回路７４、消灯制御部１０等の各構成要素は、マイクロコンピュータを用いて容易に構成することができ、プロセッサとこのプロセッサ上で動作するプログラムによって、各動作に対応する処理を実行することで、上記実施の形態の各機能を実現することが可能である。
【０１００】
以上のように、本実施の形態の放電灯点灯装置では、電極に供給する予熱電流を２段階以上に切り替え可能であり、少なくともセンサ信号に基づき消灯させた後にランプを再点灯させる際には、短い予熱時間で、より大きな予熱電流を供給させることができる。また、ランプ点灯時や待機予熱時には、より少ない予熱電流を供給することにより、消費電力を低減させて省エネルギーを図ることが可能となる。
【０１０１】
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、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。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能となる効果、ランプ点灯時や待機予熱時において消費電力を低減させ省エネルギーを図ることが可能となる効果を有し、放電灯の始動・点灯・消灯を制御可能とした放電灯点灯装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図２】実施の形態１の放電灯点灯装置における出力電圧Ｖｏと予熱電流Ｉｆの周波数特性を示した特性図
【図３】実施の形態１の放電灯点灯装置における消灯信号と点灯信号を示す動作説明図
【図４】実施の形態１の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図７】本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図８】実施の形態４の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図９】本発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の電源ＯＮ時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図１０】本発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の消灯から再点灯時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図１１】本発明の実施の形態６に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図１２】実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第１例を説明するためのフローチャート
【図１３】実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第２例を説明するためのフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図１５】実施の形態７の放電灯点灯装置の動作を説明するためのフローチャート
【図１６】従来の放電灯点灯装置の一例の概略構成を示す図
【図１７】従来の放電灯点灯装置の他の例の概略構成を示す図
【図１８】従来の放電灯点灯装置の動作を説明するためのタイムチャート
【符号の説明】
【０１０４】
１ 商用電源
２ スイッチ
３ 整流回路
４ インバータ回路
５ 予熱回路
６ 負荷回路
７ 制御回路
８ ランプ
９ 外部信号
１０ 消灯制御部
６１ 不揮発性メモリ
６２ リセット制御部
７１ チョッパ制御回路
７２ インバータ制御回路
７３ 予熱制御回路
７４ タイマ回路
８１ 予熱時間比較手段
８２ インバータ動作時間比較手段
８３ 回数カウンタ部
８４ 時間カウンタ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯の始動・点灯・消灯を制御可能とした放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放電灯を高周波で点灯させることによって発光効率を改善し、省エネルギーを図ることができる点灯装置が提案されている。従来の点灯装置の一例を図１６に示す。この点灯装置３０の入力には商用電源１がスイッチ２を介して接続され、出力には熱陰極蛍光ランプであるランプ３８が接続される。この点灯装置３０は、入力側からフィルタ回路３１、整流回路３２、インバータ回路３３、及び共振回路３４の順に構成され、負荷となるランプ３８に接続される。
【０００３】
点灯装置３０において、まず、整流回路３２は、ブリッジ構成のダイオードＤ１〜Ｄ４と、例えばアルミ電解コンデンサ等の比較的大容量のコンデンサＣ２とで構成され、商用電源１の交流電圧を全波整流し、略一定の直流電圧に平滑する。インバータ回路３３は、整流回路３２の出力段に接続され、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を２個直列に接続した構成となっている。この２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を５０ｋＨｚ程度の高周波で交互にスイッチングすることにより、スイッチング素子の両端には高周波の矩形波電圧が発生するため、整流回路３２により平滑された直流電圧を高周波電圧に変換することができる。
【０００４】
共振回路３４は、インバータ回路３３のスイッチング素子Ｑ２と並列にチョークコイルＬ１、共振コンデンサＣ３、及び直流カット用コンデンサＣ４が直列に接続されており、インバータ回路３３の矩形波電圧を正弦波状の電圧に変換してランプ３８に供給する。また、共振コンデンサＣ３はランプ３８のそれぞれの電極を介してチョークコイルＬ１と直流カット用コンデンサＣ４に接続されており、ランプ３８を点灯させる際には、共振回路３４に流れる電流をランプ３８の電極を加熱する予熱電流と兼用させている。ランプ３８が放電を開始する前の状態では、ランプ３８の等価インピーダンスが点灯時に比べて極めて大きいため、共振コンデンサＣ４の両端にランプ３８の放電開始に必要な高電圧を容易に得ることが可能となる。
【０００５】
インバータ制御回路３５は、インバータ回路３３の動作周波数を変化させることにより、共振回路３４のインピーダンスが周波数によって変化することを利用して、ランプ３８への供給電力を制御している。このインバータ制御回路３５にはインバータ回路３３の動作開始からの時間を計測するタイマ回路３６が接続されており、タイマ回路３６の計測時間に基づいてランプ３８の電極を加熱する予熱時間ｔｐとランプ３８の電極間に高電圧Ｖｓを印加するタイミングを制御することにより、ランプ３８を確実に点灯させることができる。インバータ制御回路３５とタイマ回路３６は、これらの機能を集積化したＩＣが発売されており、例えば、インターナショナル レクティファイアー（ＩＲ）社製のＩＲ２１５６等のＩＣを使用することにより、容易に構成できる。
【０００６】
インバータ回路３３は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を有し、かつ、高周波でスイッチング動作をしているため、スイッチングノイズを発生しているが、このノイズ等が電源ラインを介して他の電子機器等に不具合を与えないように、フィルタ回路３１により高周波ノイズをカットしている。このような点灯装置を用いることにより、放電灯の発光効率を改善して照明器具の大幅な省エネルギーを図ることができる。
【０００７】
近年、更なる省エネルギーを目的として、例えば、人感センサを用いて人がいない時には放電灯を消灯させる事ができる照明器具が増えてきている。しかし、この種の放電灯点灯装置では、電極を加熱する予熱時間ｔｐを１．０〜１．５秒程度設けているために、センサが人を検知してからランプが点灯するまでに１．５秒程度の時間遅れが生じ、使用者に違和感を感じさせることがある。
【０００８】
特に、廊下などの人が往来する場所にこれらの照明器具を設置した場合、人が通り過ぎた後にランプが点灯することが起こり得る。このため、この種の照明器具では時間遅れを極力短くすることが望ましく、このため予熱時間ｔｐは０．５秒以下であることが好ましい。
【０００９】
しかし、図１６に示す従来例の点灯装置では、ランプ３８に高電圧を印加して放電を開始させる前に電極を加熱するために予熱電流Ｉｆを供給する際に、この予熱電流ＩｆがコンデンサＣ３を介して両方の電極に供給されることになる。よって、この予熱電流とコンデンサＣ３のインピーダンスによってコンデンサの両端間に電圧Ｖｐが発生し、この電圧がランプ３８の電極間にそのまま印加されることになる。この電圧Ｖｐは、予熱電流Ｉｆｐ、コンデンサ容量Ｃ３、及びインバータ回路の動作周波数ｆｐによって、次式のように与えられる。
【００１０】
【数１】
【００１１】
つまり、予熱電流Ｉｆｐが大きくなるほどコンデンサＣ３に発生する電圧Ｖｐも高くなり、条件によってはこの電圧Ｖｐによってランプ３８が放電を開始することがある。予熱時間ｔｐ中にこのような高い電圧がランプ３８に印加されると、電極が充分に加熱される前にランプ３８が放電してしまい、このような状態で放電が開始されると電極には大きなダメージが加えられる。さらに、ランプ３８の点灯と消灯が繰り返された場合には電極のエミッタが消耗し、ランプ３８の寿命が短くなる。
【００１２】
このことを、図１６の放電灯点灯装置の例を用いてさらに詳しく説明する。例えば、ＦＨＦ３２（直管形高周波点灯専用形３２Ｗ）を予熱時間ｔｐ＝０．５秒で点灯させる場合、ＪＩＳ Ｃ７６１７−２に記載されているデータシートによると、ＦＨＦ３２ランプの定格点灯時の電気特性、及び高周波点灯安定器設計基準は表１（ＦＨＦ３２電気特性）、表２（ＦＨＦ３２高周波点灯安定器設計基準）に示す通りである（抜粋）。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
このデータシートより、予熱時間ｔｐを０．５秒とした場合の予熱電流Ｉｆは０．６８Ａ以上、１．４４２Ａ以下が最適な範囲となる。これに対し、図１６の回路構成でこの予熱電流を確保しようとする場合の設計例を下記に示す。
共振回路 チョークコイルＬ１：１．２５ｍＨ
コンデンサＣ３：４．７ｎＦ
チョッパー回路 出力電圧：４００Ｖ
インバータ回路 動作周波数 予熱時：７７ｋＨｚ
点灯時：５３ｋＨｚ
【００１６】
以上の条件によれば、点灯装置３０よりランプ３８に供給される各電気特性は以下の通りとなり、予熱時にランプに印加される電圧がランプの始動に必要な電圧以上となるため、電極が充分に加熱される前にランプが点灯し、電極に大きなダメージが加わる。
予熱電流Ｉｆｐ：１．０９Ａ
予熱時印加電圧Ｖｐ：４８０Ｖ
点灯時ランプ電流：０．４２５Ａ
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−９３６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、予熱時間ｔｐを短くしてランプの電極にダメージを与えずにランプを点灯させるには、ランプに印加される電圧を抑えつつ、電極には充分な予熱電流を流すことが必要である。しかしながら、図１６に示した従来例の点灯装置では、設計の制約条件が多く、実現が困難である。
【００１９】
予熱時間を短くするとともにランプに印加される電圧を抑えつつ電極には充分な予熱電流を流せるようにする課題に対しては、図１７に示すように、予熱トランスＴ２を用いて、予熱回路を共振回路と別に設けることにより実現可能である。しかし、この図１７に示す回路において、予熱電流を増やすと点灯時においても予熱電流が大きくなり、電極での不要な電力が増大するという課題がある。
【００２０】
このような課題に対して、特許文献１では、センサによる消灯後においても予熱電流を供給しておき、瞬時点灯を可能とした放電灯点灯装置が提案されている。この特許文献１の放電灯点灯装置は、直流電源と、該直流電源の出力を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力に接続される共振回路と、共振回路の共振作用により駆動される放電灯と、インバータ回路の出力を可変とするインバータ制御回路と、外部からの調光信号を入力して放電灯の調光制御と消灯／点灯制御を行う調光制御回路とを備え、放電灯の消灯時には、図１８のように、放電灯の電極に少なくとも２つのレベルの予熱電流を所定の周期で切り替えて供給する。
【００２１】
この場合、予熱電流Ｉｆのレベルが高く設定される第１の期間Ｔｂと、予熱電流のレベルが低く設定される第２の期間Ｔａとが交互に切り替わり、第１の期間Ｔｂは第２の期間Ｔａに比べて十分に短く設定されることで、放電灯が点灯しない程度の予熱電流を電極に供給し続ける方法を採っている。これにより瞬時点灯が可能となる。
【００２２】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例では、瞬時点灯は可能になるものの、待機予熱状態において定常的に電極に電流が流れ、電極で電力が消費されているため、待機予熱状態が長くなると、消費電力が増大するという課題がある。
【００２３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ランプ点灯時や待機予熱時において消費電力を低減させ省エネルギーを図ることが可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力電圧を直流電圧に変換するチョッパ回路と、前記チョッパ回路から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路から出力される高周波電圧を入力し、放電灯を点灯する負荷回路と、前記放電灯の電極に予熱電流を供給するもので、この予熱電流の供給量を少なくとも第１の予熱電流と第２の予熱電流を持つ複数段階に切り替え可能な予熱回路と、外部信号に応じて前記放電灯の点灯、消灯を制御する消灯制御部と、前記予熱回路に予熱電流を供給する予熱時間を設定するタイマ部と、前記インバータ回路の駆動周波数を設定するインバータ制御部と、前記予熱回路から出力する予熱電流の供給量を切り替える予熱制御部とを備え、前記予熱制御部は、放電灯消灯後の再点灯時に、点灯時の第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を再点灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置を提供する。
上記構成により、消灯後に放電灯を再点灯させる際には、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能になる。また、点灯時などにはより少ない予熱電流を供給することにより、消費電力を低減させて省エネルギーを図れる。よって、放電灯に最適な予熱電流を設定して点灯までの時間を短縮するとともに、消費電力を低減させることが可能になる。
【００２５】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記予熱制御部は、放電灯消灯時に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を消灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替えるものを含む。
上記構成により、消灯後に小さい予熱電流の供給を継続させることで、消費電力を低減させるとともに、再点灯する場合に点灯までの時間を短くすることが可能になる。
【００２６】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記予熱電流の供給を停止する予熱停止時間を設定し、前記予熱制御部は、前記放電灯消灯時に前記予熱停止時間が経過した後、前記予熱回路からの消灯時予熱電流の供給を停止するものを含む。
上記構成により、予熱停止時間経過後に予熱電流の供給を停止することで、消費電力の増大を抑えることが可能になる。
【００２７】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記予熱時間として第１の点灯時予熱時間と第２の点灯時予熱時間とを設定し、前記予熱制御部は、電源投入時に前記第１の点灯時予熱時間が経過するまでは第１の点灯時予熱電流として第１の予熱電流を供給し、前記第１の点灯時予熱時間の経過後から前記第２の点灯時予熱時間が経過するまでは第２の点灯時予熱電流として前記第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を供給するよう前記予熱回路を切り替えるものを含む。
上記構成により、電源投入時に予熱電流を段階的に大きくすることで、放電灯の寿命が短くなる問題を回避することができる。
【００２８】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記予熱制御部は、放電灯点灯後に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を点灯中予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替えるものを含む。
上記構成により、点灯中に小さい予熱電流を供給することで、放電灯点灯中の消費電力を低減させることが可能になる。
【００２９】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記放電灯消灯後の再点灯時に前記再点灯時予熱電流を供給する時間を０．５秒以下に設定するものを含む。
上記構成により、放電灯の再点灯までの時間を短くすることが可能であり、例えば放電灯を廊下などの人が往来する場所に設置した場合に、人が通り過ぎた後に放電灯が点灯するなどの不都合を防止できる。
【００３０】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記第２の予熱電流を供給する動作回数または前記外部信号による消灯信号の回数をカウントする回数カウンタ部を有し、前記回数に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させるものを含む。
上記構成により、例えば第２の予熱電流の供給回数や消灯信号の回数が増えた場合に、予熱時間を長くしたり予熱電流の大きさを大きくすることで、放電灯の電極を十分に加熱し、放電灯の寿命が短くなる問題を回避することができる。
【００３１】
また、本発明は、上記の放電灯点灯装置であって、前記タイマ部は、前記放電灯の点灯時間をカウントする時間カウンタ部を有し、前記点灯時間に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させるものを含む。
上記構成により、例えば累積点灯時間が長くなった場合に、予熱時間を長くしたり予熱電流の大きさを大きくすることで、放電灯の電極を十分に加熱し、放電灯の寿命が短くなる問題を回避することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能な放電灯点灯装置を提供できる。また、ランプ点灯時や待機予熱時において消費電力を低減させ省エネルギーを図ることが可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の具体的構成について図１に示す構成図と図２に示す特性図を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図である。図２は実施の形態１の放電灯点灯装置における負荷回路６の出力電圧Ｖｏと、予熱回路５による予熱電流Ｉｆの周波数特性を示した特性図である。
【００３４】
図１に示す放電灯点灯装置の入力には商用電源１がスイッチ２を介して接続され、出力には熱陰極蛍光ランプであるランプ８が接続される。この放電灯点灯装置は、入力側から整流回路３、インバータ回路４、予熱回路５、及び負荷回路６の順に構成され、負荷となるランプ８に接続される。
【００３５】
放電灯点灯装置において、まず、整流回路３は、商用電源１から入力される交流電源ＡＣを全波整流するブリッジ構成のダイオードＤ１〜Ｄ４と、直流電源に接続されるとともに少なくとも一つのスイッチング素子Ｑ３を有し、直流電源からの直流電圧を所定の直流電圧に変換するチョッパ回路と、例えばアルミ電解コンデンサ等の比較的大容量のコンデンサＣ２とを含んで構成される。この整流回路３は、商用電源１の交流電圧を全波整流し、略一定の直流電圧に平滑する。入力の交流電源ＡＣは、商用の交流電源であり、電圧は、例えば、１００Ｖ、２００Ｖまたは２４０Ｖである。
【００３６】
以下、整流回路３の各部の構成を詳述する。ダイオードＤ１〜Ｄ４は、交流電源ＡＣからの交流電圧を脈流電圧に整流し出力するものである。また、チョッパ回路は、昇圧式のＡＣ−ＤＣコンバータであり、整流回路３によって全波整流された電源電圧を所定の直流電圧に昇圧して出力する。チョッパ回路の構成は、チョークコイルＬ２とダイオードＤ５が直列に整流回路３のダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段の一端と平滑用コンデンサＣ２との間に挿入されており、チョークコイルＬ２とダイオードＤ５の接続点とダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４出力段のもう一端の間には、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ３が接続されている。
【００３７】
スイッチング素子Ｑ３を導通させると、ダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段からチョークコイルＬ２とスイッチング素子Ｑ３を介して電流が流れることにより、チョークコイルＬ２にはエネルギーが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｑ３を遮断すると、チョークコイルＬ２に蓄えられたエネルギーはダイオードＤ５を介してコンデンサＣ２へと供給される。このようにスイッチング素子Ｑ３の導通と遮断を繰り返すことにより、コンデンサＣ２への電流供給と遮断を繰り返し、このスイッチングを高周波で行うことによりコンデンサＣ２の両端にはほぼ直流の電圧を得ることができる。
【００３８】
また、フィルタＴ１とダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の間にはチョークコイルＬ３が挿入されており、ダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４の出力段にはコンデンサＣ８が並列に挿入されている。このチョークコイルＬ３とコンデンサＣ８によってフィルタ回路が構成されており、チョッパ回路のスイッチングによって発生する高周波電流をコンデンサＣ８を介してバイパスさせることにより、高周波電流が商用電源１側に流れることがないようにしている。
【００３９】
ここでは昇圧式のチョッパ回路について説明しているが、降圧式や昇降圧式といった他のチョッパ回路でもよく、商用電源１の交流電圧を直流電圧に変換できる構成であれば、その作用効果は変わらない。
【００４０】
次に、インバータ回路４について詳述する。インバータ回路４は、整流回路３の出力段に接続され、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を２個直列に接続した構成となっている。この２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を５０ｋＨｚ程度の高周波で交互にスイッチングすることにより、スイッチング素子の両端には高周波の矩形波電圧が発生するため、整流回路３により平滑された直流電圧を高周波電圧に変換することができる。
【００４１】
インバータ回路として、本実施の形態では、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路を採用している。もちろんインバータ回路は、その他フルブリッジ型、１石型、あるいはプッシュプル型であってもよい。
【００４２】
次に、予熱回路５について詳述する。予熱回路５は、トランスＴ２を有して構成され、トランスＴ２の１次側巻線ｎ１の一端は直流カット用のコンデンサＣ５を介してインバータ回路４の出力段に接続されている。また、トランスＴ２の２次側にはランプ８の２つの電極をそれぞれ別個に加熱できるように巻線ｎ２、ｎ３が設けられており、それぞれの電極にコンデンサＣ６、Ｃ７を介して接続されている。また、コンデンサＣ９及びＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ４が設けられ、トランスＴ２の１次側巻線ｎ１の他端とインバータ回路４の出力段との間に並列に接続されている。このスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦにより、所定の予熱電流を供給する制御を行っている。
【００４３】
スイッチング素子Ｑ４がＯＮの時には、トランスＴ２によって二次側に発生する電圧を電源としてランプの各電極を予熱するものである。コンデンサＣ６、Ｃ７は、各フィラメントの予熱電流Ｉｆの減流インピーダンスとして機能する。スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦの時には、矩形波の殆どの電圧をコンデンサＣ９が保持するため、トランスＴ２の二次側には殆ど電圧が発生しない。そのため、ランプの各電極を予熱する電流を抑えることができる。
【００４４】
このような予熱回路５を構成することで、（スイッチング素子Ｑ４がＯＮ時の電流供給量）＞（スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ時の電流供給量）となり、スイッチング素子Ｑ４により予熱電流の供給量を制御することができる。以降では、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ時の電流を第１の予熱電流Ｉｆｐ１、スイッチング素子Ｑ４がＯＮ時の電流を第２の予熱電流Ｉｆｐ２とする。
【００４５】
負荷回路６は、インバータ回路４のスイッチング素子Ｑ２と並列にチョークコイルＬ１、共振コンデンサＣ３、及び直流カット用コンデンサＣ４が直列に接続されて構成される。この負荷回路６は、インバータ回路４の矩形波電圧を正弦波状の電圧に変換してランプ８に供給する。
【００４６】
以下、本実施の形態の要部となっている、制御回路７について詳述する。制御回路７は、チョッパ制御回路７１、インバータ制御回路（インバータ制御部）７２、予熱制御回路（予熱制御部）７３、タイマ回路（タイマ部）７４、消灯制御部１０を有して構成される。
【００４７】
チョッパ制御回路７１は、スイッチング素子Ｑ３のスイッチングを制御するもので、コンデンサＣ２の両端電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して検出している。コンデンサＣ２の両端電圧が所定の電圧よりも低い場合にはスイッチング素子Ｑ２の導通時間が長くなるように、逆にコンデンサＣ２の両端電圧が低い場合には導通時間が短くなるようにフィードバック制御する。これにより、電源電圧や負荷の状態が変化してもコンデンサＣ２の電圧を一定に制御することができる。
【００４８】
インバータ制御回路７２は、インバータ回路４の動作周波数を変化させることにより、負荷回路６のインピーダンスが周波数によって変化することを利用して、ランプ８への供給電力を制御する。このインバータ制御回路７２には、インバータ回路４の動作開始からの時間を計測するタイマ回路７４が接続されており、タイマ回路７４の計測時間に基づいてランプ８の電極を加熱する予熱時間とランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加するタイミングを制御することにより、ランプ８を確実に点灯させることができる。
【００４９】
予熱制御回路７３は、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦを制御するもので、タイマ回路７４でランプ８の電極を加熱する予熱時間を計測し、この計測時間に基づいて予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御することにより、第１の予熱電流、第２の予熱電流の２段階に予熱電流を自由に切り替え、電極に流れる予熱電流の供給を制御することができる。
【００５０】
消灯制御回路１０は、消灯信号及び点灯信号を出力し、タイマ回路７４に送信するものである。消灯制御回路１０は、センサ等の外部信号９に対して、人がいない時には消灯信号を送信し、人を検知した場合は点灯信号をタイマ回路７４に送信する。
【００５１】
図３は実施の形態１の放電灯点灯装置における消灯信号と点灯信号を示す動作説明図である。消灯制御回路１０は、例えば、図３に示すように消灯信号として時間ｔ０〜ｔ１には０Ｖを送信し、点灯信号として時間ｔ１〜には５Ｖを送信する制御を行う。ここで、消灯制御回路１０は、外部信号９として人を検出するセンサ等の出力を用いて、人がいない時には消灯する等の制御を行うものとしているが、ＰＷＭ信号のデューティ制御を行うものや、ＤＣ電圧を制御するもの、デジタル信号を制御するものであっても構わない。
【００５２】
本実施の形態の放電灯点灯装置は、上記のような回路構成とすることにより、予熱時間中（ランプ８が点灯していない状態）の出力電圧Ｖｏと予熱電流Ｉｆは、図２に示すような周波数特性となる。ここで、周波数のｆ０は負荷回路６の固有振動周波数であり、図１の回路構成の場合には次式で示すことができる。
【００５３】
【数２】
【００５４】
インバータ制御回路７２は、インバータ回路４の動作周波数を変化させることで、インバータ回路４の動作周波数をこのｆ０に近付けると負荷回路６の出力電圧Ｖｏを高くすることができ、ｆ０から遠ざけると出力電圧Ｖｏを低くすることができる。
【００５５】
本実施の形態では、予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＮ／ＯＦＦすることにより、スイッチング素子Ｑ４がＯＮの時には、第２の予熱電流Ｉｆｐ２が供給される。また、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦの時には、スイッチング素子Ｑ４に並列に接続されたコンデンサＣ９により予熱電流が保持され、第２の予熱電流Ｉｆｐ２よりも小さい第１の予熱電流Ｉｆｐ１が供給される。
【００５６】
ここで、負荷回路６の固有振動周波数ｆ０とインバータ回路４の動作周波数との関係は、予熱電流供給時は、図２に示すように動作周波数をｆ０よりも高いｆｐに設定する。そして、インバータ制御回路７２は、タイマ回路７４によってインバータ回路４の動作時間が予熱時間を経過したことを確認した後、動作周波数をｆｐからｆ０の近傍のｆｓに移行させランプを点灯させる。このように設定することにより、所定の予熱時間中はランプ８の電極を最適に加熱し、かつそのときの電極間に印加される電圧Ｖｐをランプ８が放電を開始しないレベルに下げることができ、予熱時間経過後にランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８の電極にダメージを与えずに、かつ確実にランプを点灯させることができる。したがって、ランプ８の点灯回数が増えてもランプ８の寿命が短くなることを回避することができる。
【００５７】
以上のように、放電灯点灯回路を構成することで図４に示すような動作波形に制御することができる。図４は実施の形態１の放電灯点灯装置における負荷回路６の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、消灯後の再点灯時の動作波形を示したものである。まず、時間ｔ０にセンサ等の外部信号９に基づき消灯制御部１０が消灯信号をタイマ回路７４に送信し、消灯が指示された場合、インバータ制御回路７２はタイマ回路７４を介して消灯信号を受け、インバータ回路４を停止させランプ８を消灯させる。この際、予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａは０になる。
【００５８】
そして、時間ｔ１でセンサ等の外部信号９に基づき消灯制御部１０が点灯信号を送信し、消灯後の再点灯が指示された場合、インバータ制御回路７２はタイマ回路７４を介して点灯信号を受け、ますインバータ回路４の動作周波数をｆｐに移行して動作させ、予熱制御回路７３により予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＮに切り替えて、再点灯時予熱電流として第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給してランプ８の電極を予熱する。この予熱時間中は、電極間に印加される電圧Ｖｐはランプ８が放電を開始しない小さい電圧となっている。その後、予熱時間経過後にインバータ回路４の動作周波数をｆｐからｆｓに移行し、ランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８を再点灯させる。ここで、再点灯時に第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する予熱時間は、０．５秒以下とする。
【００５９】
前記課題でも述べたように、センサ等の外部信号９から消灯信号を受けた後の再点灯には、できるだけ瞬時点灯が好ましい。図２及び図４に示したように、第２の予熱電流Ｉｆｐ２は第１の予熱電流Ｉｆｐ１よりも大きい予熱電流となっているため、再点灯時には第２の予熱電流Ｉｆｐ２のみで点灯させるように設定することで、再点灯時での瞬時点灯が可能となる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、予熱電流を２段階に切り替える場合についてのみ説明しているが、予熱電流を３以上の複数段階に設定してもよい。以降の実施の形態においても同様である。
【００６１】
（実施の形態２）
以降の実施の形態では、基本的な回路構成は図１に示したものと同様であるため、詳細な回路説明は省略する。
【００６２】
本発明の実施の形態２の動作波形を図５に示す。図５は実施の形態２の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、消灯時の動作波形を示したものである。
【００６３】
図５に示すように、タイマ回路７４がセンサ等の外部信号９から消灯信号を受け、消灯が指示された場合、インバータ制御回路７２はインバータ回路４の動作周波数をｆｐに移行し、ランプ８を消灯させるとともに、予熱制御回路７３により予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、消灯時予熱電流としてより少ない第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給してランプ８の電極を予熱する。このように消灯時は、予熱電流Ｉｆｐ１の供給を継続させることで、消費電力を低減させて省エネルギーを図ることができる。また、再点灯する場合に点灯までの時間を短くすることができる。ただし、実施の形態１でも述べたように、この時の電極間に印加される電圧Ｖｐは、ランプ８が放電を開始しないレベルに小さく設定する必要がある。
【００６４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の動作波形を図６に示す。図６は実施の形態３の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、消灯時の動作波形を示したものである。実施の形態２と同様、タイマ回路７４がセンサ等の外部信号９から消灯信号を受け、消灯が指示された場合、インバータ制御回路７２は、ランプ８を消灯させるとともに、第１の予熱電流Ｉｆｐ１により予熱電流の供給を継続させる。
【００６５】
そして、実施の形態３では、タイマ回路７４には一定値である所定の時間Ｔ３（予熱停止時間）が記憶されており、この予熱停止時間Ｔ３と計測された予熱時間とを比較し、予熱時間が予熱停止時間Ｔ３を越えると、インバータ制御回路７２はインバータ回路４を停止させ、放電灯点灯装置を停止させる。所定の予熱停止時間Ｔ３は、例えば消費電力の増大を抑えるためには、約１分程度に設定する。ただし、予熱停止時間Ｔ３を越える前に、再点灯が指示された場合は、実施の形態１と同様に予熱制御回路７３によりスイッチング素子Ｑ４をＯＮさせ、第２の予熱電流Ｉｆｐ２でランプ８の電極を予熱して再点灯させる。このように予熱停止時間経過後に予熱電流Ｉｆｐ１の供給を停止することで、消費電力の増大を抑えることができる。
【００６６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の構成を図７に、動作波形を図８に示す。図７は本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図、図８は実施の形態４の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図であり、電源ＯＮ時の動作波形を示したものである。
【００６７】
実施の形態４は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、タイマ回路７４に予熱時間比較手段８１、インバータ動作時間比較手段８２を設けている。その他の構成は図１と同様である。
【００６８】
タイマ回路７４には、図８に示すように、一定値である所定の時間Ｔ１（第１の点灯時予熱時間）及びＴ２（第２の点灯時予熱時間）が記憶されており、予熱時間比較手段８１によりこれらの第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２と計測された予熱時間とを比較する。電源投入時は、予熱時間比較手段８１により第１の点灯時予熱時間Ｔ１と計測された予熱時間とを比較し、予熱時間が第１の点灯時予熱時間Ｔ１を越えるまで、予熱制御回路７３は予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、第１の点灯時予熱電流として第１の予熱電流Ｉｆｐ１をランプ８の電極に供給して予熱する。予熱時間が第１の点灯時予熱時間Ｔ１を越えると、予熱制御回路７３はスイッチング素子Ｑ４をＯＮさせ、第２の点灯時予熱電流として第２の予熱電流Ｉｆｐ２に切り替えてランプ８の電極に供給する。そして、予熱時間比較手段８１により第２の点灯時予熱時間Ｔ２と計測された予熱時間とを比較し、第２の点灯時予熱時間Ｔ２を越えるまで、予熱制御回路７３は第２の点灯時予熱電流として第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給し、ランプ８を予熱する。
【００６９】
また、インバータ動作時間比較手段８２により、第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２と計測されたインバータ回路の動作時間とを比較する。インバータ制御回路７２は、インバータ動作時間比較手段８２の比較により第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２が経過するまでは、インバータ回路４の動作周波数をｆｐにして動作させる。そして、第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ２の終了後は、インバータ回路４の動作周波数をｆｓに移行し、ランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８を始動させる。
【００７０】
このように、実施の形態４によれば、電源投入時にのみ所定の第１の点灯時予熱時間Ｔ１の期間は第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給して、電極をある程度予熱するようにし、その後第２の点灯時予熱時間Ｔ２の期間は第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給し、電源投入時に予熱電流を段階的に大きくすることで、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。ここで、第１の予熱電流Ｉｆｐ１は０であっても構わない。また、第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する第１の点灯時予熱時間Ｔ１及び第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する第２の点灯時予熱時間Ｔ２は、使用者にとって不快なものとならない程度に設定する必要がある。例えば、電源投入時の場合には第１及び第２の点灯時予熱時間Ｔ１、Ｔ２を合わせて約２秒以下に設定することが望ましい。
【００７１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の動作波形を図９及び図１０に示す。図９は実施の形態５の放電灯点灯装置における電源ＯＮ時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図、図１０は実施の形態５の放電灯点灯装置における消灯から再点灯時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図である。
【００７２】
図９のように、電源投入直後から予熱→始動→点灯と移行する場合、インバータ制御回路７２は、タイマ回路７４にて計時された時間に基づき、インバータ回路４の動作周波数を、予熱時ｆｐ→始動時ｆｓ→点灯時ｆｐとなるように切り替える。そして、点灯時のインバータ動作周波数ｆｐの時には、予熱制御回路７３は予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、点灯中予熱電流として第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する。
【００７３】
また、図１０のように、消灯信号の後に点灯信号を受けて再点灯する場合、上記点灯時と同様に、予熱制御回路７３は予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦさせ、点灯中予熱電流として第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する。
【００７４】
このように実施の形態５では、点灯中において、第２の予熱電流Ｉｆｐ２よりも小さい第１の予熱電流Ｉｆｐ１にて予熱電流を供給することで、点灯中の消費電力も低減させることができる。
【００７５】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の構成を図１１に、動作のフローチャートを図１２及び図１３に示す。図１１は本発明の実施の形態６に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図、図１２は実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第１例を説明するためのフローチャート、図１３は実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第２例を説明するためのフローチャートである。
【００７６】
実施の形態６は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、タイマ回路７４に回数カウンタ部８３、不揮発性メモリ６１を設け、不揮発性メモリ６１に記憶された累積回数をリセットするリセット制御部６２を設けている。その他の構成は図１と同様である。
【００７７】
回数カウンタ部８３は、センサ等の外部信号９からの消灯信号、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の動作回数をカウントする。不揮発性メモリ６１は、このカウントした消灯信号の回数、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の動作回数を逐次記憶する。制御回路７は、この回数に応じて、少なくとも第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する第２の点灯時予熱時間Ｔ２、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量を自由に変化させることが可能になっている。
【００７８】
リセット制御部６２は、ランプ８を新品に交換した場合などに、不揮発性メモリ６１に記憶された累積回数を初期値（累積回数が零の状態）にリセットする動作を行う。リセット動作として、具体的には、リセットボタンの操作によるリセット方法や、ランプ８の寿命末期状態を検出して自動的にリセットする方法、電源の既定のオン・オフ操作によってリセットする方法などが挙げられる。通常、不揮発性メモリ６１としては、汎用のＥＥＰＲＯＭやマイクロプロセッサに内蔵されたフラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより構成することができる。
【００７９】
次に、図１２及び図１３を参照して実施の形態６の動作を詳細に説明する。まず、図１２に示す第１例は、第２の予熱電流の動作回数のみを用いる例である。この第１例では、電源ＯＮしたときに（ステップＳ１１）、予熱制御回路７３が予熱回路５のスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦし、第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する（ステップＳ１２）。そして、第１の点灯時予熱時間Ｔ１が経過するかを判定し（ステップＳ１３）、時間Ｔ１が経過すると（ステップＳ１３：Ｙ）、予熱制御回路７３がスイッチング素子Ｑ４をＯＮし、第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する（ステップＳ１４）。その後、第２の点灯時予熱時間Ｔ２が経過するかを判定し（ステップＳ１５）、時間Ｔ２が経過すると（ステップＳ１５：Ｙ）、回数カウンタ部８３が第２の予熱電流Ｉｆｐ２が動作した回数を計測し（ステップＳ１６）、この動作回数を不揮発性メモリ６１に記憶する（ステップＳ１７）。このとき、タイマ回路７４は、例えば表３に示すように、第２の予熱電流の動作回数に応じて第２の予熱電流時間Ｔ２を変化させることができる。
【００８０】
【表３】
【００８１】
このように回数カウンタ部８３でカウントし不揮発性メモリ６１に記憶した第２の予熱電流の動作回数が増えるにつれて、第２の予熱電流時間Ｔ２の時間を長くする。これにより、電極を予熱する時間が長くなるため、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。
【００８２】
そして、インバータ制御回路７２は、ランプ８の電極間に高電圧Ｖｓを印加し、ランプ８を点灯させる（ステップＳ１８）。このとき、予熱時間中はインバータ回路４の動作周波数をｆｐとし、予熱時間経過後はインバータ回路４の動作周波数をｆｐからｆｓに移行し、ランプ８を点灯させる。
【００８３】
ランプ点灯時は、予熱制御回路７３がスイッチング素子Ｑ４をＯＦＦし、第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給する（ステップＳ１９）。その後、消灯制御部１０において外部信号が点灯信号か消灯信号かを判断し（ステップＳ２０）、外部信号が消灯信号の場合（ステップＳ２０：Ｎ）、インバータ制御回路７２がインバータ回路４を制御してランプを消灯する（ステップＳ２１）。
【００８４】
そして、予熱停止時間Ｔ３が経過するかを判定し（ステップＳ２２）、時間Ｔ３が経過すると（ステップＳ２２：Ｙ）、予熱制御回路７３が第１の予熱電流Ｉｆｐ１の供給を停止する（ステップＳ２３）。一方、時間Ｔ３が経過していない場合（ステップＳ２２：Ｎ）、予熱制御回路７３が第１の予熱電流Ｉｆｐ１の供給を継続する（ステップＳ２４）。その後、消灯制御部１０において外部信号が点灯信号か消灯信号かを判断し（ステップＳ２５）、外部信号が点灯信号の場合（ステップＳ２５：Ｙ）、ステップＳ１４に戻って第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給を行う。一方、外部信号が消灯信号の場合（ステップＳ２５：Ｎ）、ステップＳ２１に戻りランプを消灯する。
【００８５】
また、図１３に示す第２例は、図１２の第１例の変形例であり、第２の予熱電流の動作回数とともに消灯信号の回数を用いる例である。ここでは図１２と異なる部分についてのみ説明する。この第２例では、ステップＳ２０で外部信号が消灯信号の場合、回数カウンタ部８３は消灯信号が入力された回数を計測し（ステップＳ３１）、この回数を不揮発性メモリ６１に記憶する（ステップＳ３２）。このとき、タイマ回路７４は、例えば表４に示すように、消灯信号の回数に応じて第２の予熱電流時間Ｔ２を変化させることができる。
【００８６】
【表４】
【００８７】
このように回数カウンタ部８３でカウントし不揮発性メモリ６１に記憶した消灯信号の回数が増えるにつれて、第２の予熱電流時間Ｔ２の時間を長くする。これにより、電極を予熱する時間が長くなるため、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。
【００８８】
上記のように、本実施の形態では、第２の予熱電流の動作回数や消灯信号の回数によって第２の予熱時間Ｔ２を変化させることが可能であるが、さらに、図２に示したように、インバータ回路４の動作周波数を変化させることで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も同様に自由に変化させることができる。例えば、第２の予熱電流の動作回数もしくは消灯信号の回数を不揮発性メモリ６１で記憶し、この回数が多くなるにつれて、インバータ回路４の動作周波数ｆｐを徐々に高い周波数に移行することで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も大きくすることが可能である。このように設定することで、同様にランプの寿命が短くなることを防止できる効果を得ることができる。
【００８９】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７の構成を図１４に、動作のフローチャートを図１５に示す。図１４は本発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図、図１５は実施の形態７の放電灯点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００９０】
実施の形態７は、図１１に示した実施の形態６の変形例であり、タイマ回路７４において、回数カウンタ部８３の代わりに時間カウンタ部８４を設けたものである。その他の構成は図１１と同様である。
【００９１】
時間カウンタ部８４は、整流回路３の出力に基づき、放電灯の点灯時間をカウントする。ここで、点灯時間は、タイマ回路７４の時間カウンタ部８４が整流回路３からの直流電圧を受けることでカウントを開始する。なお、センサ等の外部信号９による点灯信号、消灯信号に基づく点灯時間をカウントしてもよい。不揮発性メモリ６１は、このカウントした放電灯の点灯時間を累積点灯時間として逐次記憶する。
【００９２】
次に、図１５を参照して実施の形態７の動作を詳細に説明する。ここでは、図１２及び図１３に示した実施の形態６と異なる部分についてのみ説明する。
【００９３】
ステップＳ１８でランプを点灯させ、ステップＳ１９で第１の予熱電流Ｉｆｐ１を供給した状態で、時間カウンタ部８４がランプの点灯時間を計測し（ステップＳ４１）、この点灯時間を不揮発性メモリ６１に記憶する（ステップＳ４２）。このとき、タイマ回路７４は、例えば表５に示すように、ランプの点灯時間に応じて第２の予熱電流時間Ｔ２を変化させることができる。
【００９４】
【表５】
【００９５】
このように時間カウンタ部８４でカウントし不揮発性メモリ６１に記憶した累積点灯時間が長くなるにつれて、第２の予熱電流時間Ｔ２の時間を長くする。これにより、電極を予熱する時間が長くなるため、ランプが短寿命になるという問題を回避することができる。
【００９６】
その後、消灯制御部１０において外部信号が点灯信号か消灯信号かを判断し（ステップＳ４３）、外部信号が消灯信号の場合（ステップＳ４３：Ｎ）、時間カウンタ部８４はランプの点灯時間の計測を終了し（ステップＳ４４）、不揮発性メモリ６１は累積点灯時間の記憶を終了する（ステップＳ４５）。そして、ステップＳ２１でインバータ制御回路７２がインバータ回路４を制御してランプを消灯する。
【００９７】
さらに、累積点灯時間によって、実施の形態６と同様に、インバータ回路４の動作周波数を変化させることで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も同様に自由に変化させることができる。例えば、累積点灯時間を不揮発性メモリ６１で記憶し、この時間が多くなるにつれて、インバータ回路４の動作周波数ｆｐを徐々に高い周波数に移行することで、第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量も大きくすることが可能である。このように設定することで、同様にランプの寿命が短くなることを防止できる効果を得ることができる。
【００９８】
このように実施の形態７では、ランプの累積点灯時間に応じて、少なくとも第２の予熱電流Ｉｆｐ２を供給する予熱時間Ｔ２、もしくは第２の予熱電流Ｉｆｐ２の供給量を自由に変化させることができ、ランプ寿命の短縮を防止することができる。
【００９９】
上記実施の形態１〜７において、制御回路７のチョッパ制御回路７１、インバータ制御回路７２、予熱制御回路７３、タイマ回路７４、消灯制御部１０等の各構成要素は、マイクロコンピュータを用いて容易に構成することができ、プロセッサとこのプロセッサ上で動作するプログラムによって、各動作に対応する処理を実行することで、上記実施の形態の各機能を実現することが可能である。
【０１００】
以上のように、本実施の形態の放電灯点灯装置では、電極に供給する予熱電流を２段階以上に切り替え可能であり、少なくともセンサ信号に基づき消灯させた後にランプを再点灯させる際には、短い予熱時間で、より大きな予熱電流を供給させることができる。また、ランプ点灯時や待機予熱時には、より少ない予熱電流を供給することにより、消費電力を低減させて省エネルギーを図ることが可能となる。
【０１０１】
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、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。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、短い予熱時間でより大きな予熱電流を供給することが可能となる効果、ランプ点灯時や待機予熱時において消費電力を低減させ省エネルギーを図ることが可能となる効果を有し、放電灯の始動・点灯・消灯を制御可能とした放電灯点灯装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図２】実施の形態１の放電灯点灯装置における出力電圧Ｖｏと予熱電流Ｉｆの周波数特性を示した特性図
【図３】実施の形態１の放電灯点灯装置における消灯信号と点灯信号を示す動作説明図
【図４】実施の形態１の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図７】本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図８】実施の形態４の放電灯点灯装置における予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図９】本発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の電源ＯＮ時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図１０】本発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の消灯から再点灯時の予熱電流Ｉｆと出力電圧Ｖｌａの波形を示す図
【図１１】本発明の実施の形態６に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図１２】実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第１例を説明するためのフローチャート
【図１３】実施の形態６の放電灯点灯装置の動作の第２例を説明するためのフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す図
【図１５】実施の形態７の放電灯点灯装置の動作を説明するためのフローチャート
【図１６】従来の放電灯点灯装置の一例の概略構成を示す図
【図１７】従来の放電灯点灯装置の他の例の概略構成を示す図
【図１８】従来の放電灯点灯装置の動作を説明するためのタイムチャート
【符号の説明】
【０１０４】
１ 商用電源
２ スイッチ
３ 整流回路
４ インバータ回路
５ 予熱回路
６ 負荷回路
７ 制御回路
８ ランプ
９ 外部信号
１０ 消灯制御部
６１ 不揮発性メモリ
６２ リセット制御部
７１ チョッパ制御回路
７２ インバータ制御回路
７３ 予熱制御回路
７４ タイマ回路
８１ 予熱時間比較手段
８２ インバータ動作時間比較手段
８３ 回数カウンタ部
８４ 時間カウンタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電圧を直流電圧に変換するチョッパ回路と、
前記チョッパ回路から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路から出力される高周波電圧を入力し、放電灯を点灯する負荷回路と、
前記放電灯の電極に予熱電流を供給するもので、この予熱電流の供給量を少なくとも第１の予熱電流と第２の予熱電流を持つ複数段階に切り替え可能な予熱回路と、
外部信号に応じて前記放電灯の点灯、消灯を制御する消灯制御部と、
前記予熱回路に予熱電流を供給する予熱時間を設定するタイマ部と、
前記インバータ回路の駆動周波数を設定するインバータ制御部と、
前記予熱回路から出力する予熱電流の供給量を切り替える予熱制御部とを備え、
前記予熱制御部は、放電灯消灯後の再点灯時に、点灯時の第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を再点灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記予熱制御部は、放電灯消灯時に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を消灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記予熱電流の供給を停止する予熱停止時間を設定し、
前記予熱制御部は、前記放電灯消灯時に前記予熱停止時間が経過した後、前記予熱回路からの消灯時予熱電流の供給を停止する放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記予熱時間として第１の点灯時予熱時間と第２の点灯時予熱時間とを設定し、
前記予熱制御部は、電源投入時に前記第１の点灯時予熱時間が経過するまでは第１の点灯時予熱電流として第１の予熱電流を供給し、前記第１の点灯時予熱時間の経過後から前記第２の点灯時予熱時間が経過するまでは第２の点灯時予熱電流として前記第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記予熱制御部は、放電灯点灯後に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を点灯中予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記放電灯消灯後の再点灯時に前記再点灯時予熱電流を供給する時間を０．５秒以下に設定する放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記第２の予熱電流を供給する動作回数または前記外部信号による消灯信号の回数をカウントする回数カウンタ部を有し、
前記回数に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させる放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記放電灯の点灯時間をカウントする時間カウンタ部を有し、
前記点灯時間に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させる放電灯点灯装置。
【請求項１】
交流電源を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力電圧を直流電圧に変換するチョッパ回路と、
前記チョッパ回路から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路から出力される高周波電圧を入力し、放電灯を点灯する負荷回路と、
前記放電灯の電極に予熱電流を供給するもので、この予熱電流の供給量を少なくとも第１の予熱電流と第２の予熱電流を持つ複数段階に切り替え可能な予熱回路と、
外部信号に応じて前記放電灯の点灯、消灯を制御する消灯制御部と、
前記予熱回路に予熱電流を供給する予熱時間を設定するタイマ部と、
前記インバータ回路の駆動周波数を設定するインバータ制御部と、
前記予熱回路から出力する予熱電流の供給量を切り替える予熱制御部とを備え、
前記予熱制御部は、放電灯消灯後の再点灯時に、点灯時の第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を再点灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記予熱制御部は、放電灯消灯時に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を消灯時予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記予熱電流の供給を停止する予熱停止時間を設定し、
前記予熱制御部は、前記放電灯消灯時に前記予熱停止時間が経過した後、前記予熱回路からの消灯時予熱電流の供給を停止する放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記予熱時間として第１の点灯時予熱時間と第２の点灯時予熱時間とを設定し、
前記予熱制御部は、電源投入時に前記第１の点灯時予熱時間が経過するまでは第１の点灯時予熱電流として第１の予熱電流を供給し、前記第１の点灯時予熱時間の経過後から前記第２の点灯時予熱時間が経過するまでは第２の点灯時予熱電流として前記第１の予熱電流よりも大きい第２の予熱電流を供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記予熱制御部は、放電灯点灯後に、前記第２の予熱電流よりも小さい第１の予熱電流を点灯中予熱電流として供給するよう前記予熱回路を切り替える放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記放電灯消灯後の再点灯時に前記再点灯時予熱電流を供給する時間を０．５秒以下に設定する放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記第２の予熱電流を供給する動作回数または前記外部信号による消灯信号の回数をカウントする回数カウンタ部を有し、
前記回数に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させる放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
前記タイマ部は、前記放電灯の点灯時間をカウントする時間カウンタ部を有し、
前記点灯時間に応じて、前記第２の予熱電流を供給する供給時間と前記第２の予熱電流の大きさとの少なくとも一方を変化させる放電灯点灯装置。
【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２０１０−３５６０（Ｐ２０１０−３５６０Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１９００（Ｐ２００８−１６１９００）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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