(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の出力電圧を整流して非平滑直流電圧を出力する整流手段と；
入力巻線を有する可飽和変流器と；
互いに直列的に接続され交互にオン、オフして整流手段の出力を整流手段の出力より高い周波数でスイッチングしそれぞれ還流用のダイオードとコンデンサおよび可飽和変流器の出力巻線とを有する駆動回路を備えるとともにそれぞれバイアス用の端子を有し出力巻線の出力でバイアス用の端子が制御されて自励発振する一対のスイッチング手段と；
一方のスイッチング手段に対して並列的に設けられ、他方のスイッチング手段のオン期間に他方のスイッチング手段を介して整流手段の出力により充電され、整流手段の出力周波数に対して平滑作用を行なうとともに、一方のスイッチング手段のオン期間に充電電荷を一方のスイッチング手段を介して放電する第１のコンデンサと；
一方のスイッチング手段および他方のスイッチング手段の接続点と第１のコンデンサとの間に介挿され第１のコンデンサの充放電電流を通流し可飽和変流器の入力巻線に直列に接続され電流が所定値以上になると可飽和変流器を飽和させるインダクタと；
他方のスイッチング手段に対して並列に設けられ、第１のコンデンサに対して直列に接続されるとともに、インダクタを介して一対のスイッチング手段間に接続され、一方のスイッチング手段および他方のスイッチング手段のオン、オフに応じてインダクタとともに共振する第２のコンデンサと；
インダクタおよび第２のコンデンサの共振に基づいた出力を負荷に供給する出力手段と；
この出力手段に負荷が接続されていると電圧が発生し、負荷が接続されていない無負荷で電圧が発生しないコンデンサを有し、負荷が接続されているか否かを検出する負荷検出手段と；
この負荷検出手段のコンデンサに電圧が発生しない無負荷でスイッチング手段のバイアス用の端子を短絡して発振を停止させ、コンデンサに電圧が発生する負荷が接続されていると駆動回路の電源をリセットしてスイッチング手段の発振を再開させる電界効果トランジスタを有する発振停止手段と；
を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
発振停止手段は、スイッチング手段をバイアス方向ではバイアス用の端子の短絡の有無の制御により開閉し、逆バイアス方向では常時導通可能とする電界効果トランジスタを有する
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電源装置の負荷は、放電ランプである
ことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項３記載の放電灯点灯装置と；
この放電灯点灯装置を設けた照明装置本体と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源からの入力力率を向上し、入力電流の歪みを低減した電源装置、放電灯点灯装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の放電灯点灯装置としては、たとえば特開平５−１７４９８６号公報に記載の構成が知られている。
【０００３】
この特開平５−１７４９８６号公報に記載の構成は、商用交流電源に共振用の共振コイルおよび共振コンデンサを介して接続された全波整流器の出力側に小容量のコンデンサが接続され、この平滑コンデンサの出力側にスイッチング素子を直列に接続したハーフブリッジ型のインバータ回路を接続したものである。
【０００４】
そして、高圧側のスイッチング素子のオン期間では、インバータ回路には最初は小容量のコンデンサから給電し、このコンデンサは小容量であるのでまもなく電圧が低下し、このコンデンサの放電後は商用交流電源から電流を流入させる。
【０００５】
また、高圧側のスイッチング素子のオフ期間では、流入電流が遮断されて共振コイルおよび共振コンデンサで共振された共振電圧を発生させ、コンデンサにこの共振電流を供給する。
【０００６】
そして、商用交流電源からの入力電圧が低い期間においても入力電流を流すようにして、高入力力率と入力電流との低歪み化を図るものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上記特開平５−１７４９８６号公報に記載の構成で、放電ランプが接続されていないときに発振を停止させる発振停止手段、および、発振の停止をリセットさせるリセット手段を設ける必要があるが、発振停止手段およびリセット手段をそれぞれ設けると、回路構成が複雑になる問題を有している。
【０００８】
ここで、図３は従来例の回路に基づき考えられた放電灯点灯装置を示す回路図で、この図３に示す放電灯点灯装置は公知ではないが、商用交流電源ＥはスイッチSW1 を介して全波整流回路１の入力端子に接続され、この全波整流回路１の出力端子には他方のスイッチング手段としてのトランジスタQ1および一方のスイッチング手段としてのトランジスタQ2が直列に接続され、これら他方のトランジスタQ1および一方のトランジスタQ2には、それぞれ還流用のダイオードD1およびダイオードD2が接続されている。
【０００９】
また、他方のトランジスタQ1および一方のトランジスタQ2に対して並列に、第２のコンデンサC1およびこの第２のコンデンサC1より大きな容量の第１のコンデンサC2が直列に接続されている。
【００１０】
さらに、他方のトランジスタQ1および一方のトランジスタQ2の接続点と、第２のコンデンサC1および第１のコンデンサC1の接続点との間には、インダクタとしての出力トランスTrの一次巻線Tra および可飽和変流器CTの入力巻線CTa の直列回路が接続されている。
【００１１】
また、他方のトランジスタQ1のベースには、ダイオードD3および抵抗R1を介して起動回路２が接続されている。この起動回路２は、他方のトランジスタQ1のコレクタ、エミッタ間に、抵抗R2およびコンデンサC3の直列回路が接続され、この抵抗R2に対して並列にダイオードD4が接続され、抵抗R2およびコンデンサC3の接続点と抵抗R1との間には抵抗R3およびＳＳＳなどのトリガ素子Q3が接続されている。
【００１２】
さらに、抵抗R1を介した他方のトランジスタQ1のベース、エミッタ間には、リセット用のダイオードD5および抵抗R4の直列回路が接続されているとともに、駆動回路３が接続されている。そして、この駆動回路３は可飽和変流器CTの第１の出力巻線CTb 、コンデンサC4およびダイオードD6にて構成されている。
【００１３】
また、一方のトランジスタQ2のベース、エミッタ間には、抵抗R5およびダイオードD7の並列回路、ダイオードD8および抵抗R6が直列に接続されており、ダイオードD8および抵抗R6に対して並列に駆動回路４が接続されている。そして、この駆動回路４は可飽和変流器CTの第２の出力巻線CTc 、コンデンサC5およびダイオードD9にて構成されている。
【００１４】
そして、抵抗R5を介した一方のトランジスタQ2のベース、エミッタ間には、第１の発振停止回路５が接続されている。この第１の発振停止回路５は、抵抗R5にダイオードD11 を介してＭＯＳ型の電界効果トランジスタQ3のドレインに接続され、この電界効果トランジスタQ3のソースは全波整流回路１の負極に接続され、ゲートは第１のコンデンサC2に並列に接続された抵抗R7および抵抗R8の直列回路の抵抗R7および抵抗R8の接続点に接続され、抵抗R8に対して並列にフォトトランジスタPTr1に接続されている。
【００１５】
さらに、第１の発振停止回路５には第２の発振停止回路６が接続されている。この第２の発振停止回路６は、電界効果トランジスタQ3のドレイン、ソースに対応して、電界効果トランジスタQ4のドレイン、ソースが接続され、この電界効果トランジスタQ4のゲートは抵抗R9を介して第１のコンデンサC2に対して並列に接続された抵抗R11 および抵抗R12 の接続点に接続されている。また、抵抗R12 の両端子間には、トランジスタQ5のコレクタ、エミッタが接続されている。一方、第１のコンデンサC2の両端子間には、抵抗R15 、抵抗R16 、抵抗R17 およびフォトトランジスタPTr2の直列回路が接続され、抵抗R16 に対して並列にコンデンサC4が接続されている。抵抗R15 および抵抗R16 の接続点と全波整流回路１の負極との間には、ツェナダイオードZD1 および抵抗R18 の直列回路が接続され、ツェナダイオードZD1 および抵抗R18 の接続点はトランジスタQ5のベースに接続されている。また、抵抗R16 の両端にはプログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタQ6のカソードおよびゲートが接続され、アノードは全波整流回路１の負極に接続されている。
【００１６】
また、第２のコンデンサC1および第１のコンデンサC2の接続点は、抵抗R21 およびコンデンサC5を介してフォトトランジスタPTr1のエミッタに接続されている。そして、これら抵抗R21 およびコンデンサC5の接続点は、ツェナダイオードZD2 を介してトランジスタQ7のベースに接続され、このトランジスタQ7のコレクタは抵抗R15 および抵抗R16 の接続点に接続されている。そして、コンデンサC5の両端子間にトランジスタQ8のコレクタ、エミッタが接続され、このトランジスタQ8のベースは抵抗R22 を介してフォトトランジスタPTr1のコレクタに接続されている。
【００１７】
一方、出力トランスTrの二次巻線Trb には、出力回路７が接続されている。この出力回路７は、出力トランスTrの二次巻線Trb に放電ランプとしての蛍光ランプFL1 のフィラメントFL1aおよび蛍光ランプFL2 のフィラメントFL2bが接続され、これら蛍光ランプFL1 のフィラメントFL1aおよび蛍光ランプFL2 のフィラメントFL2b間には、コンデンサC7、コンデンサC8およびコンデンサC9の直列回路が接続されている。そして、出力トランスTrのフィラメント予熱巻線Trc には、蛍光ランプFL1 のフィラメントFL1bおよび蛍光ランプFL2 のフィラメントFL2aが接続されている。
【００１８】
また、コンデンサC9の両端子間には、負荷検出手段であるランプ装着検出手段10が接続され、このランプ装着検出手段10はコンデンサC9に対して並列に抵抗R23 を接続し、この抵抗R23 に対して並列にダイオードD15 およびコンデンサC11 の直列回路を接続し、このコンデンサC11 に対して並列に抵抗R24 およびフォトトランジスタPTr1にフォトカップリングされた発光ダイオードLED1が接続されている。
【００１９】
さらに、蛍光ランプFL1 のフィラメントFL1aおよび蛍光ランプFL2 のフィラメントFL2b間には、蛍光ランプFL1 および蛍光ランプFL2 の寿命末期をたとえば半波放電などを検出することにより検出する寿命末期検出回路９が接続され、この寿命末期検出回路９には蛍光ランプFL1 または蛍光ランプFL2 が寿命末期になると発光するフォトトランジスタPTr2とフォトカップリングされた発光ダイオードLED2が接続されている。
【００２０】
そして、スイッチSW1 を閉成すると、第２のコンデンサC1および第１のコンデンサC2に電荷が蓄積されるとともに、起動回路２のコンデンサC3に電荷が蓄積され、このコンデンサC3の電圧が所定値以上に達すると、トリガ素子Q3がオンして他方のトランジスタQ1のベースにベース電流を供給し、他方のトランジスタQ1がオンする。
【００２１】
この他方のトランジスタQ1がオンすると、出力トランスTrの一次巻線Tra および第２のコンデンサC1が共振して、共振電流が一次巻線Tra から第２のコンデンサC1に流れた後、共振電圧が低下して全波整流回路１からの電流が他方のトランジスタQ1、可飽和変流器CTの入力巻線CTa および出力トランスTrの一次巻線Tra を介して、第１のコンデンサC2に流れる。
【００２２】
そして、出力トランスTrの一次巻線Tra に流れる電流が所定値以上になると、可飽和変流器CTが飽和して、第１の出力巻線CTb および第２の出力巻線CTc の出力が反転し、他方のトランジスタQ1をオフし、一方のトランジスタQ2をオンする。
【００２３】
この一方のトランジスタQ2のオンにより、出力トランスTrの一次巻線Tra の蓄積エネルギにより一方のトランジスタQ2から第１のコンデンサC2に電流が流れる。そして、この第１のコンデンサC2に充電された電荷が放出され、ダイオードD2を介して可飽和変流器CTの入力巻線CTa および出力トランスTrの一次巻線Tra に電流が流れる。
【００２４】
そして、再び可飽和変流器CTが飽和して、第１の出力巻線CTb および第２の出力巻線CTc の出力が反転し、他方のトランジスタQ1をオンし、一方のトランジスタQ2をオフして動作を繰り返す。
【００２５】
また、蛍光ランプFL1 または蛍光ランプFL2 が装着されていない場合は、コンデンサC9の両端間に電圧が発生しないため、ランプ装着検出回路10の発光ダイオードLED1が発光しないため、フォトトランジスタPTr1がオフ状態になり、電界効果トランジスタQ3がオン状態を維持するので、一方のトランジスタQ2にベース電流を供給できなくなり、発振を停止する。
【００２６】
再び、蛍光ランプFL1 および蛍光ランプFL2 を装着すると、コンデンサC9の両端子間に電圧が発生して、ランプ装着検出回路10の発光ダイオードLED1が発光し、フォトトランジスタPTr1がオンして、電界効果トランジスタQ3がオフ状態を維持するので、一方のトランジスタQ2にベース電流の供給が可能になり、発振を再開する。なお、この際には、ダイオードD8および抵抗R6により電源リセットが行なわれているため、確実に発振を再開する。
【００２７】
しかしながら、第１の発振停止手段５とリセット用の抵抗R6およびダイオードD8が別個に設けられているため、回路構成が複雑になる問題を有している。
【００２８】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、構成を簡単にして発振の停止および再起動が可能である電源装置、放電灯点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電源装置は、交流電源の出力電圧を整流して非平滑直流電圧を出力する整流手段と；入力巻線を有する可飽和変流器と；互いに直列的に接続され交互にオン、オフして整流手段の出力を整流手段の出力より高い周波数でスイッチングしそれぞれ還流用のダイオードとコンデンサおよび可飽和変流器の出力巻線とを有する駆動回路を備えるとともにそれぞれバイアス用の端子を有し出力巻線の出力でバイアス用の端子が制御されて自励発振する一対のスイッチング手段と；一方のスイッチング手段に対して並列的に設けられ、他方のスイッチング手段のオン期間に他方のスイッチング手段を介して整流手段の出力により充電され、整流手段の出力周波数に対して平滑作用を行なうとともに、一方のスイッチング手段のオン期間に充電電荷を一方のスイッチング手段を介して放電する第１のコンデンサと；一方のスイッチング手段および他方のスイッチング手段の接続点と第１のコンデンサとの間に介挿され第１のコンデンサの充放電電流を通流し可飽和変流器の入力巻線に直列に接続され電流が所定値以上になると可飽和変流器を飽和させるインダクタと；他方のスイッチング手段に対して並列に設けられ、第１のコンデンサに対して直列に接続されるとともに、インダクタを介して一対のスイッチング手段間に接続され、一方のスイッチング手段および他方のスイッチング手段のオン、オフに応じてインダクタとともに共振する第２のコンデンサと；インダクタおよび第２のコンデンサの共振に基づいた出力を負荷に供給する出力手段と；この出力手段に負荷が接続されていると電圧が発生し、負荷が接続されていない無負荷で電圧が発生しないコンデンサを有し、負荷が接続されているか否かを検出する負荷検出手段と；この負荷検出手段のコンデンサに電圧が発生しない無負荷でスイッチング手段のバイアス用の端子を短絡して発振を停止させ、コンデンサに電圧が発生する負荷が接続されていると駆動回路の電源をリセットしてスイッチング手段の発振を再開させる電界効果トランジスタを有する発振停止手段とを具備したもので、可飽和変流器の出力巻線の電流が所定値以上になると飽和して出力巻線の出力で一対のスイッチング手段を自励発振させ、第１のコンデンサにより、整流手段の非平滑直流電圧を平滑化し、第２のコンデンサおよびインダクタの共振回路により発生した共振電圧により、第１のコンデンサの電圧を一対のスイッチング手段のスイッチングの一周期中に整流手段で整流された非平滑直流電圧より低くしようとし、整流された非平滑直流電圧の波高値が低い期間にも入力電流を確保して入力を高めるとともに、入力電流を低歪み化して入力電流の高調波を低減させ、さらに、負荷装着検出回路のコンデンサで負荷が接続されていると電圧が発生し、負荷が接続されていない無負荷で電圧が発生せず、発振停止手段の電界効果トランジスタは、負荷検出手段のコンデンサに電圧が発生しない無負荷でオフ状態になりスイッチング手段のバイアス用の端子を短絡して発振を停止させ、コンデンサに電圧が発生する負荷が接続されているとオン状態になり駆動回路の電源をリセットしてスイッチング手段の発振を再開できるとともに、構成が簡単になる。
【００３０】
請求項２記載の電源装置は、請求項１記載の電源装置において、発振停止手段は、スイッチング手段をバイアス方向ではバイアス用の端子の短絡の有無の制御により開閉し、逆バイアス方向では常時導通可能とする電界効果トランジスタを有するもので、より構成が簡単になる。
【００３１】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１または２記載の電源装置の負荷は、放電ランプであるもので、それぞれの作用を奏する。
【００３２】
請求項４記載の照明装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置と；この放電灯点灯装置を設けた照明装置本体とを具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の照明装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３４】
図２は、照明装置の外観を示す斜視図で、この図２に示すように照明装置本体11の両端には、２対のソケット12が設けられ、これら２対のソケット12間には、蛍光ランプFL1 ，FL2 が取り付けられ、これら蛍光ランプFL1 ，FL2 間には反射板13が位置しており、内部には放電灯点灯装置11が配設される。
【００３５】
図１は放電灯点灯装置の回路図で、図３に示す放電灯点灯装置において、抵抗R6およびダイオードD8の直列回路を取り除き、ダイオードD11 に対して並列に抵抗R41 を接続したものである。
【００３６】
そして、スイッチSW1 を閉成すると、第２のコンデンサC1および第１のコンデンサC2に電荷が蓄積されるとともに、起動回路２のコンデンサC3に電荷が蓄積され、このコンデンサC3の電圧が所定値以上に達すると、トリガ素子Q3がオンして他方のトランジスタQ1のベースにベース電流を供給し、他方のトランジスタQ1がオンする。
【００３７】
この他方のトランジスタQ1がオンすると、出力トランスTrの一次巻線Tra および第２のコンデンサC1が共振して、共振電流が一次巻線Tra から第２のコンデンサC1に流れた後、共振電圧が低下して全波整流回路１からの電流が他方のトランジスタQ1、可飽和変流器CTの入力巻線CTa および出力トランスTrの一次巻線Tra を介して、第１のコンデンサC2に流れる。
【００３８】
そして、出力トランスTrの一次巻線Tra に流れる電流が所定値以上になると、可飽和変流器CTが飽和して、第１の出力巻線CTb および第２の出力巻線CTc の出力が反転し、他方のトランジスタQ1をオフし、一方のトランジスタQ2をオンする。
【００３９】
この一方のトランジスタQ2のオンにより、出力トランスTrの一次巻線Tra の蓄積エネルギにより一方のトランジスタQ2から第１のコンデンサC2に電流が流れる。そして、この第１のコンデンサC2に充電された電荷が放出され、ダイオードD2を介して可飽和変流器CTの入力巻線CTa および出力トランスTrの一次巻線Tra に電流が流れる。
【００４０】
そして、再び可飽和変流器CTが飽和して、第１の出力巻線CTb および第２の出力巻線CTc の出力が反転し、他方のトランジスタQ1をオンし、他方のトランジスタQ2をオフして動作を繰り返す。
【００４１】
また、蛍光ランプFL1 または蛍光ランプFL2 が寿命末期に達すると、たとえば半波放電となって直流電流が重畳され、寿命末期検出回路９でこの直流を検出することにより、発光ダイオードLED2が発光し、フォトトランジスタPTr2がオンすることにより、プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタQ6がオンして、ツェナダイオードZD1 が逆阻止状態になり、トランジスタQ5がオフする。そして、電界効果トランジスタQ4がオンすることにより、一方のトランジスタQ2のベース電流が停止し、発振が停止する。なお、この間も、起動回路２により他方のトランジスタQ1にベース電流が供給されるが、発光ダイオードLED1が発光していることにより、フォトトランジスタPTr1がオン状態になっているので、電界コンデンサC5の電荷を放電する。また、抵抗R21 およびコンデンサC5の時定数を大きくすることにより、ツェナダイオードZD2 を逆阻止状態にし、プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタQ6をオフ状態に保っている。
【００４２】
そして、蛍光ランプFL1 または蛍光ランプFL2 がたとえば交換のために装着されていない場合は、コンデンサC9の両端間に電圧が発生しないため、ランプ装着検出回路10の発光ダイオードLED1が発光しないため、フォトトランジスタPTr1がオフ状態になり、電界効果トランジスタQ3がオン状態を維持するので、一方のトランジスタQ2にベース電流を供給できなくなり、発振を停止する。
【００４３】
再び、蛍光ランプFL1 および蛍光ランプFL2 を装着すると、コンデンサC9の両端子間に電圧が発生して、ランプ装着検出回路10の発光ダイオードLED1が発光し、フォトトランジスタPTr1がオンして、電界効果トランジスタQ3がオフ状態を維持するので、一方のトランジスタQ2にベース電流の供給が可能になり、発振を再開する。なお、この際には、電界効果トランジスタQ3の寄生ダイオードおよび抵抗R41 により電源リセットが行なわれ一方のトランジスタQ2のベース、エミッタ間電圧を一定以上にすることができるため、確実に発振を再開できる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１記載の電源装置によれば、負荷装着検出回路のコンデンサで負荷が接続されていると電圧が発生し、負荷が接続されていない無負荷で電圧が発生せず、発振停止手段の電界効果トランジスタは、負荷検出手段のコンデンサに電圧が発生しない無負荷でオフ状態になりスイッチング手段のバイアス用の端子を短絡して発振を停止させ、コンデンサに電圧が発生する負荷が接続されているとオン状態になり駆動回路の電源をリセットしてスイッチング手段の発振を再開できるとともに、構成を簡単にできる。
【００４５】
請求項２記載の電源装置によれば、請求項１記載の電源装置に加え、電界効果トランジスタにより、バイアス方向で制御して逆バイアス方向では常時導通可能として、より構成が簡単になる。
【００４６】
請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、請求項１または２記載の負荷は放電ランプであるので、それぞれの効果を奏する。
【００４７】
請求項４記載の照明装置によれば、請求項３記載の放電灯点灯装置を設けた照明装置本体を具備したので、それぞれの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電灯点灯装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上照明装置の外観を示す斜視図である。
【図３】従来例の放電灯点灯装置に基づき考えられる放電灯点灯装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１    整流回路
３，４    駆動回路
５    発振停止手段としての発振停止回路
10    負荷検出手段としてのランプ装着検出回路
11    器具本体
C1    第２のコンデンサ
C2    第１のコンデンサ
C4，C5，C9    コンデンサ
D1，D2 ダイオード
Q1，Q2    スイッチング手段としてのトランジスタ
Q3    電界効果トランジスタ
Tr    インダクタとしての出力トランス
【図１】
0003722160.tif 000002
【図２】
0003722160.tif 000003
【図３】
0003722160.tif 000004