(57)【要約】【課題】主回路の寿命を確実に検出して主回路の異常動作を確実に防止できる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】電解コンデンサC1を備え、入力電圧を昇圧した出力電圧Ｖ直流電圧に変換する電源部51、および、電源部51により変換した出力電圧Ｖによりランプ12を動作させる主回路MCを設ける。電源部51により変換した出力電圧Ｖが所定値よりも大きい状態では主回路MCの動作を永久的に停止させるマイコン58を設ける。主回路MCの寿命を確実に検出して主回路MCの異常動作を確実に防止できる。【選択図】図１
2010057343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平滑コンデンサを備え、入力電圧を昇圧した直流電圧に変換する力率改善回路、および、この力率改善回路により変換された直流電圧により負荷を動作させる主回路と；
力率改善回路により変換された直流電圧が所定値よりも大きい状態では主回路の動作を永久的に停止させる制御手段と；
を具備していることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
制御手段は、力率改善回路により変換された直流電圧が所定値よりも大きい状態が所定時間以上継続した回数が所定回数以上になると主回路を永久的に停止させる
ことを特徴とする請求項１記載の負荷制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の負荷制御装置と；
負荷としてのランプが取り付けられる器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧により負荷を動作させる負荷制御装置およびこれを備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば負荷として蛍光ランプなどの放電灯を点灯させる負荷制御装置である放電灯点灯装置は、直流電源、および、この直流電源から供給される直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路などを備え、インバータ回路の出力側が放電灯と接続されることにより主回路を構成している。そして、インバータ回路の入力電圧と入力電流とをそれぞれ検出し、これら検出した入力電圧と入力電流との乗算の算出結果が予め設定された所定値となったときに、インバータ回路の出力を停止、あるいは低減する(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開平８−１１５７９３号公報(第３−４頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、一般的に交流電源からの入力電圧を昇圧して直流電圧に変換してインバータ回路に供給する昇圧チョッパ回路などの力率改善回路(ＰＦＣ回路)を搭載する構成が採用されている。この力率改善回路に用いられる平滑コンデンサである電解コンデンサは、主回路を構成する素子中で最も寿命が短いため、この電解コンデンサの寿命が主回路あるいは放電灯点灯装置の寿命を設定している。
【０００４】
このような場合、インバータ回路の入力電圧と入力電流との乗算の算出結果に基づいてインバータ回路の出力を制御する上述の構成では、例えば電解コンデンサの寿命などによって力率改善回路の出力電圧が高くなるなどの異常が発生した場合、インバータ回路側に異常が生じているか、力率改善回路側に異常が生じているかを検出することができないという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、主回路の寿命を確実に検出して主回路の異常動作を確実に防止できる負荷制御装置およびこれを備えた照明器具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】
【０００６】
請求項１記載の負荷制御装置は、平滑コンデンサを備え、入力電圧を昇圧した直流電圧に変換する力率改善回路、および、この力率改善回路により変換された直流電圧により負荷を動作させる主回路と；力率改善回路により変換された直流電圧が所定値よりも大きい状態では主回路の動作を永久的に停止させる制御手段と；を具備しているものである。
【０００７】
平滑コンデンサとしては、例えば電解コンデンサが用いられる。
【０００８】
力率改善回路は、例えば臨界モード、あるいは電流不連続モードなどの昇圧チョッパ回路である。
【０００９】
負荷としては、例えば蛍光ランプなどの低圧水銀放電灯などが好適に用いられるが、これに限定されるものではない。
【００１０】
主回路の動作を永久的に停止させるとは、主回路を一旦停止すると、電源を再投入しても主回路を再動作させない状態にすることをいう。
【００１１】
制御手段は、例えば主回路の動作を制御するためのマイコンなどである。
【００１２】
請求項２記載の負荷制御装置は、請求項１記載の負荷制御装置において、制御手段は、力率改善回路により変換された直流電圧が所定値よりも大きい状態が所定時間以上継続した回数が所定回数以上になると主回路を永久的に停止させるものである。
【００１３】
所定時間は、例えば雷サージなどの異常電圧の継続時間である数ｍｓｅｃよりも長い、例えば１ｓｅｃ程度に設定する。
【００１４】
請求項３記載の照明器具は、請求項１または２記載の負荷制御装置と；負荷としてのランプが取り付けられる器具本体と；を具備しているものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の負荷制御装置によれば、力率改善回路により変換された直流電圧が所定値よりも大きい状態では制御手段が主回路の動作を永久的に停止させることにより、主回路の寿命を確実に検出して主回路の異常動作を確実に防止できる。
【００１６】
請求項２記載の負荷制御装置によれば、請求項１記載の負荷制御装置の効果に加えて、力率改善回路により変換された直流電圧が所定値よりも大きい状態が所定時間以上継続した回数が所定回数以上になると主回路を永久的に停止させることにより、例えばサージ電圧などが印加されて一時的に入力電圧が大きくなった場合などでも誤って主回路を永久的に停止させることを防止できる。
【００１７】
請求項３記載の照明器具によれば、請求項１または２記載の負荷制御装置を備えることで、それぞれの効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は負荷制御装置の回路図、図２は負荷制御装置を備えた照明器具の一部を断面とした側面図、図３は照明器具の一部を断面とした底面図である。
【００２０】
図２および図３に示すように、照明器具11は、例えば住宅の天井などに取付アダプタなどの図示しない取付装置により取り付けられる住宅用照明器具であって、負荷としての光源である放電ランプ(放電灯)、すなわち円形環状のランプ12を使用する。このランプ12は、円形環状に形成された発光管15、およびこの発光管15の一部で発光管15の両端を接続するとともに近傍に最冷部が形成されている図示しない口金を備え、この口金の内周面側には発光管15の両端に設けられる図示しない電極に接続された図示しない接続ピンが突設されている。
【００２１】
そして、照明器具11は、器具本体21、ランプホルダ体23およびセード24を備え、ランプホルダ体23にランプ12が取り付けられ、器具本体21とランプホルダ体23との間に負荷制御装置としての放電灯点灯装置25(以下、点灯装置25という)が収納されて取り付けられている。
【００２２】
器具本体21は、中央部に取付装置が挿通される開口部31を有する略円盤状に形成され、上面には、器具本体21と器具取付面との間に介在される例えばスポンジなどの弾性部材32が取り付けられている。
【００２３】
ランプホルダ体23は、円弧状に湾曲した保持部33を先端部に備え、この保持部33にランプ12の発光管15を保持している。なお、図２において、保持部33には２つの異なるランプ12を保持可能であるが、便宜上、ランプ12は１つとして以下説明する。
【００２４】
セード24は、透光性を有し、器具本体21の下面全体を囲んでこの器具本体21に取り付けられている。
【００２５】
そして、点灯装置25は、図１に示すように、商用交流電源ｅに整流平滑するフィルタ部50および力率改善回路としての電源部51にインバータ回路52が接続され、このインバータ回路52の出力端には、共振回路53を介してランプ12のフィラメントFLa，FLbが接続されている。また、電源部51およびインバータ回路52には、それぞれ制御装置としての回路制御手段である処理装置55，56が接続され、これら処理装置55，56は、共通の制御電源部57からスイッチSWを介して給電されている。さらに、このスイッチSWは、制御手段としての制御処理装置であるマイコン58によりオンオフが制御されている。そして、フィルタ部50、電源部51、インバータ回路52および共振回路53により、ランプ12を動作させる主回路MCが構成され、処理装置55，56、制御電源部57、スイッチSWおよびマイコン58により、主回路MCを制御してランプ12の点灯状態を制御する制御回路CCが構成されている。
【００２６】
フィルタ部50は、商用交流電源ｅに接続された図示しないコモンモードトランス、高周波成分を遮断するコンデンサ、および、全波整流素子RECを有している。
【００２７】
電源部51は、入力電流と入力電圧との位相を合わせる、いわゆる臨界モード(不連続モード)の力率改善(ＰＦＣ)機能を備えた昇圧チョッパ回路であり、フィルタ部50の全波整流素子RECの出力側に、インバータ回路52との間に昇圧用のトランスであるチョッパチョークL1と逆阻止用のダイオードＤとの直列回路が接続されているとともに、チョッパチョークL1とダイオードＤのアノードとの接続点にスイッチング素子としての第１スイッチング素子、すなわちチョッピング用スイッチング素子である電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)Q1が並列に接続され、かつ、ダイオードＤのカソードとインバータ回路52との接続点に、平滑用の平滑コンデンサである電解コンデンサC1が並列に接続されている。
【００２８】
電界効果トランジスタQ1は、ソース端子がチョッパチョークL1とダイオードＤのアノードとの接続点に接続されているとともに、ドレイン端子がグランド電位に接続され、かつ、制御端子であるゲート端子が一方の処理装置55に接続され、チョッパチョークL1に流れるチョーク電流と電界効果トランジスタQ1に流れるスイッチング電流とに基づいて一方の処理装置55によりスイッチング駆動される。
【００２９】
また、インバータ回路52は、電源部51に対して、制御信号出力部材としての第２スイッチング素子、すなわちインバータ用スイッチング素子である電界効果トランジスタQ2，Q3が直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ形のものである。
【００３０】
電界効果トランジスタQ2，Q3は、制御端子であるゲート端子がそれぞれ他方の処理装置56に接続されており、この他方の処理装置56から供給される信号によってオンオフが制御される。
【００３１】
共振回路53は、電界効果トランジスタQ3の両端間に、直流成分を遮断するコンデンサC2とトランスとしての共振用巻線(共振用インダクタ)であるバラストチョークL2とを直列に介して共振用コンデンサC3が並列に接続されている。
【００３２】
一方の処理装置55は、電源部51のＰＦＣ制御用に電界効果トランジスタQ1をスイッチングするためのスイッチングパルスを生成し、入力電圧と入力電流との位相を合わせて力率を改善する力率改善制御部の機能を有している。
【００３３】
また、他方の処理装置56は、図示しない調光手段などにより設定されたランプ12の調光状態に対応するように、数十ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の周波数で電界効果トランジスタQ2，Q3を交互にオンオフする(スイッチング駆動する)ことで、電界効果トランジスタQ3のドレイン−ソース間に所定の高周波交流を発生させるドライバ部の機能を有している。
【００３４】
マイコン58は、電源部51からの直流電圧である出力電圧Ｖが所定値よりも大きい状態ではスイッチSWを永久的に開いて制御電源部57からの各処理装置55，56への給電を永久的に停止し、主回路MCを永久的に停止させるように動作する。なお、このマイコン58では、出力電圧Ｖが所定値よりも大きい状態が所定回数を越えた場合、あるいは所定時間以上継続した場合に、スイッチSWを開くように構成されている。
【００３５】
スイッチSWは、機械的スイッチでもよいし、例えば電界効果トランジスタなどの電気的スイッチなどでもよい。
【００３６】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００３７】
電源を投入すると、制御電源部57から給電された一方の処理装置55により電界効果トランジスタQ1がオンオフされることで、入力電圧V0の波形すなわち全波整流されたサイン波形である基準波形を包絡線として出力電流が形成される。
【００３８】
電源部51により生成された出力電圧Ｖは、インバータ回路52の電界効果トランジスタQ2，Q3を、制御電源部57から給電された他方の処理装置56が所定の周波数および所定のオンデューティでオンオフ動作させることで、高周波交流電圧に変換される。
【００３９】
この高周波交流電圧により、共振回路53が共振して共振電流が流れ、フィラメントFLa，FLb間に所定の始動電圧が印加されてランプ12が点灯(始動)し、このランプ12が定常点灯される。
【００４０】
上記のように点灯したランプ12を調光する場合には、調光手段からの信号に応じて他方の処理装置56がインバータ回路52の駆動周波数を可変する。すなわち、インバータ回路52の駆動周波数を増加、あるいは減少させることで、インバータ回路52からの高周波電力が抑制、あるいは増加されて、ランプ電流が抑制、あるいは増加され、ランプ12が調光される。
【００４１】
また、マイコン58は、点灯装置25の動作中、電源部51からの出力電圧Ｖを検出している。この検出は、所定時間毎に行ってもよいし、常時行ってもよい。
【００４２】
そして、この検出した電源部51からの出力電圧Ｖが予め設定された所定値よりも大きい状態が予め設定された所定時間以上継続した回数を１カウントとし、このカウントが予め設定された所定回数以上となった場合には、スイッチSWを開いて、制御電源部57からの各処理装置55，56への給電を永久的に停止させることで、主回路MCを永久的に停止させる。
【００４３】
なお、検出した電源部51からの出力電圧Ｖが、雷サージなどによって異常電圧となった場合には、それが所定時間以上継続しなくても主回路MCを停止させるように制御してもよい。この場合には、主回路MCを永久的に停止させるのではなく、電源を再投入すると再起動するように一時的な停止とする。
【００４４】
以上のように、電源部51により変換された出力電圧Ｖが所定値よりも大きい状態では、マイコン58が電源部51およびインバータ回路52の動作を永久的に停止させて主回路MCの動作を永久的に停止させることにより、主回路MCの寿命を確実に検出して主回路MCの異常動作を確実に防止できる。
【００４５】
すなわち、電源部51の電解コンデンサC1の寿命末期には、電源部51からの出力電圧Ｖが高くなる。この電解コンデンサC1は、主回路MCを構成する素子中で最も寿命が短いものなので、この電解コンデンサC1の寿命が主回路MCの寿命となるから、この電解コンデンサC1の寿命末期を電源部51からの出力電圧Ｖを介して検出することで、電解コンデンサC1(主回路MC)の寿命を精度よく検出できる。
【００４６】
また、主回路MCの動作を永久的に停止させることにより、例えば使用者が誤って電源を再投入した場合であっても、主回路MCが再動作することがなく、主回路MCが寿命を迎えているにも拘らず動作することを確実に防止できる。
【００４７】
さらに、電源部51により変換された出力電圧Ｖが所定値よりも大きい状態が所定時間以上継続した場合を１カウントとし、このカウントが所定回数以上になると、マイコン58が主回路MCを永久的に停止させることにより、例えばサージ電圧などが入力側に印加されて一時的に入力電圧が大きくなった場合などでも、誤って主回路MCを永久的に停止させることを防止できる。
【００４８】
すなわち、雷サージなどのサージ電圧は、経験的に数ｍｓｅｃレベルであることが分かっているため、所定時間として、例えば２桁以上余裕を持った１ｓｅｃ程度に設定することで、雷サージなどが印加された場合を誤って１カウントとすることがなく、また、雷サージなどを仮に誤って１カウントした場合でも、それが所定回数となることはないので、サージにより誤って主回路MCを永久的に停止させることを確実に防止できる。
【００４９】
そして、照明器具11が上記点灯装置25を備えることで、主回路MCの寿命を確実に検出して主回路MCの異常動作を確実に防止できるなど、この点灯装置25が奏する各効果をそれぞれ奏することができ、信頼性を向上できる。
【００５０】
なお、上記一実施の形態において、点灯装置25は、例えば施設用の天井埋込形照明器具など、任意の照明器具に適用することができる。
【００５１】
また、負荷制御装置は、点灯装置25に限定されるものではない。
【００５２】
さらに、力率改善回路の構成は、上記電源部51に限定されるものではない。
【００５３】
そして、マイコン58により主回路MCを永久的に停止させる構成は、上記構成に限定されるものではなく、例えばスイッチSWを、主回路MCを開放する任意の位置に配置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態を示す負荷制御装置の回路図である。
【図２】同上負荷制御装置を備えた照明器具の一部を断面とした側面図である。
【図３】同上照明器具の一部を断面とした底面図である。
【符号の説明】
【００５５】
11    照明器具
12    負荷としてのランプ
21    器具本体
25    負荷制御装置としての放電灯点灯装置
51    力率改善回路としての電源部
52    インバータ回路
58    制御手段としてのマイコン
C1    平滑コンデンサである電解コンデンサ
MC    主回路
【図１】
2010057343.tif 000003
【図２】
2010057343.tif 000004
【図３】
2010057343.tif 000005