(57)【要約】【課題】光出力を低減させることなく他機器と干渉する恐れのある周波数帯域を回避することができる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】放電等点灯装置は、直流電源回路１１と、直流電源を高周波電力に変換して放電灯を高周波点灯させるインバータ回路と、所定の駆動信号に基づいて、インバータ回路のスイッチング素子１２、１３を駆動させる駆動回路１７と、所定の光出力を得る前記駆動信号の駆動周波数の組み合わせを複数有し、少なくとも２つ以上の駆動周波数を交互に切り替えて前記駆動信号を生成する周波数制御回路１８と、を備える。【選択図】図１
2010003630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を直流電源に変換する電源回路と、
前記直流電源を高周波電力に変換して放電灯を高周波点灯させるインバータ回路と、
所定の駆動信号に基づいて、前記インバータ回路のスイッチング素子を駆動させる駆動回路と、
所定の光出力を得る前記駆動信号の駆動周波数の組み合わせを複数有し、少なくとも２つ以上の駆動周波数を交互に切り替えて前記駆動信号を生成する周波数制御回路と、
を備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、
前記異なる複数の駆動周波数の組み合わせを設定する周波数決定部品を有し、
前記周波数制御回路は、前記周波数決定部品により設定された複数の駆動周波数に基づく前記駆動信号を生成する
放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
前記異なる複数の駆動周波数を可変に設定する設定変更用部品を有し、
前記周波数制御回路は、前記設定変更用部品により設定された複数の駆動周波数に基づく前記駆動信号を生成する
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、
前記異なる複数の駆動周波数の組み合わせを設定する切り替え手段を有する
放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１記載の放電灯点灯装置であって、
前記異なる複数の駆動周波数を制御するマイコンを有し、
前記周波数制御回路は、前記マイコンにより設定された駆動周波数を選択する
放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項２記載の放電灯点灯装置であって、
前記周波数決定部品は、前記放電灯の定格以上の出力を得る動作周波数を含む複数の駆動周波数を設定し、
前記周波数制御回路は、電源周波数または所定の周波数に応じて、前記複数の駆動周波数の配分を変更する
放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つ以上のインバータ動作周波数を組み合わせることにより、放電灯の出力を所望の値に保ちつつ、他機器と干渉する周波数帯域を避ける機能を有した放電灯点灯装置及び照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来インバータにおいて、単一負荷もしくは定格ランプ電流値が近い異なる定格電力の放電灯を点灯させる際の点灯周波数は、インダクタ及び共振コンデンサからなる共振回路の条件と効率等を考慮し一定の周波数に制御されている。
【０００３】
一方、近年市場に普及している異なる定格電力の放電灯が点灯可能である異負荷適合型インバータにおいて、インバータスイッチング素子に流れる共振電流等をモニターし、フィードバック制御を施すことにより、異なる定格電力の放電灯が装着されても負荷に応じた周波数にて放電灯に電力を供給し、略一定の電力を放電灯に供給することが可能となってきた。例えば、ＦＨＦ３２（直管形高周波点灯専用形３２Ｗ）、ＦＬＲ４０／３６（直管形ラピッドスタート形４０／３６Ｗ）が適合負荷となっている放電灯点灯装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記従来のインバータにおいては、インバータ回路のインダクタとコンデンサによって決まる共振回路条件と、負荷のインピーダンス特性により決まる駆動周波数にて動作周波数が決定され、放電灯のインピーダンスが高いものは高めの駆動周波数、インピーダンスが低めの放電灯は低めの駆動周波数で電力を供給することにより異なる定格電力の放電灯に対応しているため、駆動周波数の選択は放電灯の種類や単一負荷対応の点灯装置の選択によることが大きかった。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている放電灯点灯装置では、放電灯点灯装置において駆動周波数を切り替える手法を用いて連続的に調光する場合に、特定の周波数を回避させて動作させつつ、円滑に調光することが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５０６４８号公報
【特許文献２】特願２００６−２９１７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記記載の従来の点灯装置を使用した場合、点灯装置の駆動周波数（＝出力光の周波数）の選択余地は限られる。したがって、点灯装置からの光出力が影響を及ぼす防犯タグシステムや赤外線リモコン等の他機器への干渉を避けるため、干渉が発生すると想定されるエリアには、銅鉄安定器や他エリアとは異なる放電灯または点灯装置を設置することになり、省エネルギーや放電灯の保守に無駄が発生することがあった。
【０００８】
しかも放電灯の長さ等の規制、干渉、設置場所等の条件により選択範囲が狭くなり、一般対応の点灯装置を専用設計し、定格電力よりも低い電力を放電灯に供給したり、他機器との干渉を避けるために光出力を低減させるため定格光出力が得られなかったり等、不具合が発生していた。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放電灯の点灯周波数が他機器と干渉する恐れのある状況において、光出力を低減させることなく他機器と干渉する恐れのある周波数帯域を回避することができる放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放電灯点灯装置は、商用電源を直流電源に変換する電源回路と、前記直流電源を高周波電力に変換して放電灯を高周波点灯させるインバータ回路と、所定の駆動信号に基づいて、前記インバータ回路のスイッチング素子を駆動させる駆動回路と、所定の光出力を得る前記駆動信号の駆動周波数の組み合わせを複数有し、少なくとも２つ以上の駆動周波数を交互に切り替えて前記駆動信号を生成する周波数制御回路と、を備える。
【００１１】
この構成により、駆動周波数を切り替えて出力する周波数の組み合わせを複数持つことにより放電灯の光出力を低減させることなく、また保守・メンテナンスが複雑となる複数の放電灯を確保することなく、他機器と干渉する周波数帯域を回避できる。
【００１２】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記異なる複数の駆動周波数の組み合わせを設定する周波数決定部品を有し、前記周波数制御回路は、前記周波数決定部品により設定された複数の駆動周波数に基づく前記駆動信号を生成する。
【００１３】
この構成により、異なる駆動周波数の組み合わせにより、回避したい周波数帯域を避けたために起こりうる光出力の低減を補うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記異なる複数の駆動周波数を可変に設定する設定変更用部品を有し、前記周波数制御回路は、前記設定変更用部品により設定された複数の駆動周波数に基づく前記駆動信号を生成する。
【００１５】
この構成により、組み合わせる駆動周波数の選択数を増加させ、任意に選択が可能とすることにより、他機器と干渉する周波数帯域を回避しつつ所望の光出力を得ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記異なる複数の駆動周波数の組み合わせを設定する切り替え手段を有する。
【００１７】
この構成により、駆動周波数の選択がスイッチ等で設定可能であるため、同じ放電等点灯装置において、回避したい周波数帯域を回避しつつ任意に光出力が設定できる。
【００１８】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記異なる複数の駆動周波数を制御するマイコンを有し、前記周波数制御回路は、前記マイコンにより設定された駆動周波数を選択する。
【００１９】
この構成により、マイコンにあらかじめ複数の駆動周波数を設定しておき、その中より少なくとも二つ以上の駆動周波数を選択し、インバータ回路を制御できることにより、回避したい周波数帯域を回避しつつ、所望の放電灯出力が得られる。
【００２０】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記周波数決定部品が、前記放電灯の定格以上の出力を得る動作周波数を含む複数の駆動周波数を設定し、前記周波数制御回路が、電源周波数または所定の周波数に応じて、前記複数の駆動周波数の配分を変更する。
【００２１】
この構成により、放電灯点灯装置に装着される放電灯の定格出力以上の電力が放電灯に出力されるインバータ回路の駆動周波数を有することにより、他機器と干渉の恐れがある周波数帯域を回避するために組み合わせられた駆動周波数によるインバータ回路の出力が想定外に低くなることを低減できる。
【００２２】
また、本発明の照明装置は、上記放電灯点灯装置を搭載している。
【００２３】
この構成により、駆動周波数を切り替えて出力する周波数の組み合わせを複数持つことにより放電灯の光出力を低減させることなく、また保守・メンテナンスが複雑となる複数の放電灯を確保することなく、他機器と干渉する周波数帯域を回避できる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、放電灯を点灯させる場合に、他機器と干渉する恐れのある周波数帯域を回避してインバータ回路を動作させることで、他機器の誤動作や不動作を抑えつつ、かつ放電灯からの光出力を任意に設定可能である放電灯点灯装置及びそれを用いた照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
本実施形態では、他励制御方式の放電灯点灯装置を構成し、図１に示すように直流電源回路１１とスイッチング素子１２，１３等からなるインバータ回路と駆動回路１７と周波数制御回路１８とから構成されている。直流電源回路１１は、図示しない電源回路により商用電源から直流電源に変換されたものを示す。インバータ回路は、直流電源を高周波電力に変換して放電灯を高周波点灯させる。周波数制御回路１８は、インバータ回路の動作周波数を制御し、放電灯１５の光出力を制御するために、少なくとも２つ以上の周波数を切り替えて駆動信号を生成し、駆動回路１７に出力する。駆動回路１７は駆動信号により、インバータ回路のスイッチング素子１２、１３等を駆動させる。また、周波数制御回路１８は、所定の光出力を得る駆動信号の駆動周波数の組み合わせを複数有しており、少なくとも２つ以上の駆動周波数を向後に切り替えて駆動信号を生成する。
【００２６】
周波数制御回路１８は、駆動周波数を決定する抵抗Ｒ１，Ｒ２等の可変手段を少なくとも２つ以上有し、抵抗値の値により周波数が決定される。この時、選択できる周波数としては、図１中抵抗Ｒ１により決定される駆動周波数と、抵抗Ｒ２により決定される駆動周波数と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の並列合成抵抗により決定される駆動周波数と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の直列合成抵抗により決定される駆動周波数の４つの異なる駆動周波数が選択可能となる。
【００２７】
図２に放電灯装置で放電灯を点灯させた場合の駆動周波数−光出力の関係を示す。所望する光出力が、回避したい周波数帯域を使用した図２中周波数ｆ１のような放電灯点灯装置の駆動周波数である場合、他機器の検知周波数との干渉により他機器が誤動作する恐れがあるが、取り出したい光出力よりも大きな光出力が得られる駆動周波数ｆ３と、取り出したい光出力よりも小さな光出力となる駆動周波数ｆ５を組み合わせ、少なくとも商用周波数の２倍以上の周期内で周波数ｆ３と周波数ｆ５の駆動周波数を交互に切り替えるようにインバータ回路が駆動される。
【００２８】
図３は、電源電圧波形の２倍の周期でインバータ駆動周波数ｆ３，ｆ５を交互に切り替えた場合を示す。本実施形態においては、上記動作を行うことにより回避したい周波数帯域で放電灯が点灯することを回避でき、周辺機器に対して誤動作が発生することを防止できる。
【００２９】
ここで、所望の光出力に不足がある場合は駆動周波数ｆ２，ｆ３，ｆ５（図２参照）の組み合わせとし、光出力が過剰な場合は駆動周波数ｆ３，ｆ５，ｆ６の組み合わせとすることにより、所望の光出力が得られる。
【００３０】
さらに周波数制御回路１８の周波数決定部品（図１中では抵抗Ｒ１，Ｒ２）の数を増加させることにより、組み合わせることが出来る周波数の設定を多く持つことが可能となり、回避できる周波数帯域もより選択しやすくなる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図４は、本実施形態にかかる他励制御方式の放電灯点灯装置の概略構成を説明するための図を示す。本実施形態では周波数制御回路１８に異なる組み合わせの設定条件を可変できる部品を具備したことを特徴とする。すなわち、図１記載の周波数を決定する部品（図中では抵抗Ｒ１，Ｒ２）以外に、抵抗や可変抵抗からなる設定変更用部品Ｒｓを具備し、その抵抗値により選択される２つ以上の駆動周波数のグループが決定される。
【００３２】
本実施形態では、駆動周波数グループ設定部品Ｒｓを搭載することにより、異なる駆動周波数を持つ複数の駆動周波数切り替えグループを任意に設定可能となり、より容易に回避したい周波数帯域を回避でき、かつ回避したい周波数帯域が異なる状況においても、設定を換える事により同一の放電灯点灯装置を多用途に使用可能となる。また、駆動周波数グループ設定部品Ｒｓを器具設置状態で切替できる構造とすることにより、設置現場での調整が可能となり、各設置場所での対応が可能となる。
【００３３】
（第３の実施形態）
本実施形態では、図５に示すように複数設定された２つ以上の周波数を切り替えて所望の光出力を得る放電灯点灯装置において、設定の変更をディップスイッチＳＷ１９等の切り替え手段により変更可能であることを特徴とする。
【００３４】
周波数制御回路１８に設けられる周波数決定部品が３つ以上設けられると、組み合わされ切り替えて出力される周波数のグループは少なくとも６通り以上となり、放電灯から光出力として出される周波数と光出力の選択範囲が大幅に広がる。
【００３５】
例えば、ディップスイッチＳＷ１９等にて周波数グループ切り替えを行い、それを基板上に設置することにより、取付現場に応じた設定が可能となり、仮に放電灯点灯装置の設置場所における他機器への影響度が不明な場合でも、その場でのディップスイッチＳＷ１９操作により、他機器に与える影響を避けることが可能となる。また、放電灯点灯装置設置後、省エネルギーを図りたい場合にもディップスイッチＳＷ１９操作により、回避したい周波数を回避しつつ、省エネルギーとなる周波数グループの選択が可能となる。
【００３６】
（第４の実施形態）
本実施形態では、第１〜第３の実施形態に記載した周波数制御回路１８、周波数決定部品をマイコンに搭載することにより駆動周波数の組み合わされたグループを精度良く、かつ、より多くのグループを選択できるようにマイコンに記憶させたことを特徴とする。
【００３７】
第３の実施形態と同様にディップスイッチやロータリースイッチ等の判別要素部品により、容易に回避したい周波数が回避でき、異例の事態にも現場での対応が可能となる。
【００３８】
（第５の実施形態）
本実施形態では、放電灯点灯装置の出力を放電灯の定格出力よりも大きい出力が得られる駆動周波数を有することを特徴とする。
【００３９】
例えば図６において、定格出力が駆動周波数ｆ４で決定される負荷の場合で、駆動周波数ｆｌで決定される定格出力よりも大きい出力を所望する場合、駆動周波数ｆ２，ｆ５が交互に切り替えられる駆動周波数組み合わせのグループを選ぶことにより、回避したい周波数帯域を回避することが可能となる。
（第６の実施形態）
【００４０】
本実施形態では、組み合される周波数の割合を可変できるようにすることで、所望の光出力、回避したい周波数帯域を選択しやすくしたことを特徴とする。
【００４１】
例えば、電源の周波数に応じて図６の駆動周波数ｆ３，ｆ５で組み合されて駆動されている場合、 図７のように、駆動周波数の組み合わせ配分を可変することにより、より所望の光出力が得られる。図７において、駆動周波数切替は電源１周期において、駆動周波数ｆ３が２／３、駆動周波数ｆ５が１／３の配分としている。
【００４２】
本実施形態においては、電源周波数に対して整数倍の周波数において、インバータの駆動周波数を配分することにより、所望の光出力を得られるが、電源周波数に応じた制御に限らず、駆動周波数を制御する回路やマイコンにより配分を切り替えることを可能とすることにより所望の光出力が得られる手段も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、放電灯の点灯周波数が他機器と干渉する恐れのある状況において、光出力を低減させることなく他機器と干渉する恐れのある周波数帯域を回避することができる放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具等として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる他励制御方式の放電灯点灯装置の概略構成を説明するための図
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる放電灯装置で放電灯を点灯させた場合の駆動周波数−光出力の関係を示す図
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる放電灯装置で電源電圧波形の２倍の周期でインバータ駆動周波数ｆ３，ｆ５を交互に切り替えた場合を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる他励制御方式の放電灯点灯装置の概略構成を説明するための図
【図５】本発明の第３の実施形態にかかる他励制御方式の放電灯点灯装置の概略構成を説明するための図
【図６】本発明の第５の実施形態において放電灯点灯装置を放電灯の定格より大きい出力が得られる駆動周波数で駆動する場合の説明図
【図７】本発明の第６の実施形態において組み合される周波数の割合を可変し、回避したい周波数帯域を選択する場合の説明図
【符号の説明】
【００４５】
１１  直流電源
１２，１３  スイッチング素子
１４  インダクタ
１５  放電灯
１６  コンデンサ
１７  駆動回路
１８  周波数制御回路
１９  ディップスイッチ
【図１】
2010003630.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010003630.tif 000008
【図７】
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