(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正負のいずれの方向にも電流を流通可能なスイッチング素子に流れる正負のスイッチ電流を検出するスイッチ電流検出手段と；
スイッチ電流検出手段で検出された負の所定値を判定する第１の判定手段と；
スイッチ電流検出手段で検出された正の所定値を判定する第２の判定手段と；
第１の判定手段および第２の判定手段に基づき、スイッチング素子のスイッチ電流が負から正に変化した場合にスイッチング素子をオンさせ、スイッチ電流が正から負に変化した場合にスイッチング素子をオフさせるようにスイッチング素子に信号を出力する信号発生手段と；
を具備したことを特徴とする自励発振制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の自励発振制御装置とともにＩＣチップとして形成され正負いずれの方向にも電流を流通可能なスイッチング素子
を具備したことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
放電ランプが接続され放電ランプを点灯させる請求項２記載のインバータ装置
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
口金を有するカバーと；
カバーに取り付けられるグローブと；
グローブ内に収容される放電ランプと；
この放電ランプを始動、点灯させる請求項３記載の放電灯点灯装置と；
を具備したことを特徴とする放電ランプ装置。
【請求項５】
請求項４記載の放電ランプ装置と；
この放電ランプ装置を用いる器具本体と；
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、簡単な構成で進相スイッチングを防止した自励発振制御装置、インバータ装置、放電灯点灯装置、放電ランプ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、たとえばハーフブリッジ型のインバータ回路に放電ランプが接続され、ハーフブリッジ型のインバータは、直列に接続された１対のトランジスタと、これらトランジスタを制御するドライブ回路とを備えており、ドライブ回路によりトランジスタをオン、オフ制御することにより、交流電圧を出力し、放電ランプを始動、点灯させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上述のようなドライブ回路によりトランジスタをオン、オフ制御する場合、放電ランプの予熱、始動および点灯で出力を変化させる必要があるため、たとえば予熱、始動および点灯でそれぞれ発振周波数を異ならせている。このため、放電ランプの点灯状態を判断して、容量性あるいは誘導性のインピーダンスを変化させなければスイッチングが進相になるおそれがある。
【０００４】
一方、このように周波数に基づきインピーダンスを変化させるには、回路構成が複雑になり、また、１対のトランジスタの同時オンを防止するものなどの構成も必要で、より回路構成が複雑になる問題を有している。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、簡単な回路構成で進相スイッチングを防止した自励発振制御装置、インバータ装置、放電灯点灯装置、放電ランプ装置および照明装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の自励発振制御装置は、正負のいずれの方向にも電流を流通可能なスイッチング素子に流れる正負のスイッチ電流を検出するスイッチ電流検出手段と；スイッチ電流検出手段で検出された負の所定値を判定する第１の判定手段と；スイッチ電流検出手段で検出された正の所定値を判定する第２の判定手段と；第１の判定手段および第２の判定手段に基づき、スイッチング素子のスイッチ電流が負から正に変化した場合にスイッチング素子をオンさせ、スイッチ電流が正から負に変化した場合にスイッチング素子をオフさせるようにスイッチング素子に信号を出力する信号発生手段とを具備したもので、スイッチング電流検出手段でスイッチング素子に流れるスイッチ電流を検出し、第１の判定手段および第２の判定手段でそれぞれ負および正の所定電圧を判定し、信号発生手段でスイッチ電流が負から正に変化した場合にスイッチング素子をオンさせ、スイッチ電流が正から負に変化した場合にスイッチング素子をオフさせるようにスイッチング素子に信号を出力するため、簡単な構成で進相スイッチングを確実に防止する。
【０００７】
請求項２記載の自励発振制御装置は、請求項１記載の自励発振制御装置とともにＩＣチップとして形成され正負いずれの方向にも電流を流通可能なスイッチング素子を具備したもので、ＩＣチップにすることにより小型化を図れる。
【０００８】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、放電ランプが接続され放電ランプを点灯させる請求項２記載のインバータ装置を具備したもので、簡単な構成で放電ランプを点灯する。
【０００９】
請求項４記載の放電ランプ装置は、口金を有するカバーと；カバーに取り付けられるグローブと；グローブ内に収容される放電ランプと；この放電ランプを始動、点灯させる請求項３記載の放電灯点灯装置とを具備したもので、口金を有するいわゆるコンパクト型のものにおいても、小型化を図れる。
【００１０】
請求項５記載の照明装置は、請求項４記載の放電ランプ装置と；この放電ランプ装置を用いる器具本体とを具備したもので、小型化を図った放電ランプ装置を用いることにより、小型化を図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放電ランプ装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は一実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図で、図２は照明装置の外観を示す斜視図で、図３は電球型蛍光ランプの外観を示す側面図である。
【００１３】
図２に示すように、たとえばダウンライト型の照明装置１は、ダウンライト型の器具本体２に、蛍光ランプ装置としての電球型蛍光ランプ３が装着されており、図３に示すように、電球型蛍光ランプ３は、たとえばＰＢＴ樹脂などの耐熱性合成樹脂のカバー４を備え、このカバー４の一端にはエジソンタイプのＥ２６型などのねじ込み型の口金５が接着剤またはかしめなどにより固定され、カバー４の内部には図１に示す放電灯点灯装置11が収納されている。また、カバー４にはガラスあるいはプラスティック製の透光性を有するグローブ６が取り付けられ、このグローブ６内には放電ランプとしての蛍光ランプFLが収納されている。
【００１４】
そして、図１に示すように、放電灯点灯装置11は、商用交流電源を整流、平滑した直流電源Ｅに接続され、ＩＣチップで構成されたインバータ装置12を有している。このインバータ装置12は、スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ1、スイッチ電流検出手段としての抵抗R1、スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ2およびスイッチ電流検出手段としての抵抗R2の直列回路が接続されている。
【００１５】
また、電界効果トランジスタQ1には、この電界効果トランジスタQ1を制御する高圧側自励発振制御部13が接続され、電界効果トランジスタQ2には、この電界効果トランジスタQ2を制御する低圧側自励発振制御部14が接続され、これら高圧側自励発振制御部13および低圧側自励発振制御部14にて自励発振制御装置15を形成している。
【００１６】
そして、高圧側自励発振制御部13は、抵抗R1の一端が負の所定値を判定する第１の判定手段を構成するコンパレータ16の非反転入力端子に接続され、このコンパレータ16の反転入力端子には基準電源E1が接続されている。また、同様に抵抗R1の一端が正の所定値を判定する第２の判定手段を構成するコンパレータ17の反転入力端子に接続され、このコンパレータ17の非反転入力端子には基準電源E2が接続されている。さらに、コンパレータ16の出力端子およびコンパレータ17の出力端子はアンド回路18の入力端子に接続され、このアンド回路18の出力端子は、信号発生手段としてのＴフリップフロップ回路19のクロック端子CLK に接続されている。そして、このＴフリップフロップ回路19の反転出力端子Ｑとデータ端子Ｄとが接続され、非反転出力端子Ｑはバッファとなるアンプ20を介して電界効果トランジスタQ1のゲートに接続されている。なお、電源供給用の電源E3を有している。
【００１７】
一方、低圧側自励発振制御部14は、抵抗R2の一端が負の所定値を判定する第１の判定手段を構成するコンパレータ21の非反転入力端子に接続され、このコンパレータ21の反転入力端子には基準電源E4が接続されている。また、同様に抵抗R2の一端が正の所定値を判定する第２の判定手段を構成するコンパレータ22の反転入力端子に接続され、このコンパレータ22の非反転入力端子には基準電源E5が接続されている。さらに、コンパレータ21の出力端子およびコンパレータ22の出力端子はアンド回路23の入力端子に接続され、このアンド回路23の出力端子は、信号発生手段としてのＴフリップフロップ回路24のクロック端子CLK に接続されている。そして、このＴフリップフロップ回路24の反転出力端子Ｑとデータ端子Ｄとが接続され、非反転出力端子Ｑはバッファとなるアンプ25を介して電界効果トランジスタQ2のゲートに接続されている。なお、電源供給用の電源E6を有している。
【００１８】
また、抵抗R1を介した電界効果トランジスタQ1の両端には抵抗R3が接続され、抵抗R2を介した電界効果トランジスタQ2の両端には負荷回路27が接続されている。この負荷回路27は、共振用のチョークコイルL1および直流カット用のコンデンサC1の直列回路を介して蛍光ランプFLのフィラメントFL1 ，FL2 のそれぞれの一端間に接続されるとともに、フィラメントFL1 ，FL2 の他端間には始動用のコンデンサC2が接続されている。
【００１９】
次に、上記実施の形態の動作について図４を参照して説明する。
【００２０】
まず、電界効果トランジスタQ1のスイッチング電流を検出する抵抗R1の電圧が負側に所定値以下に低下し、コンパレータ16の非反転入力の負の電圧値が反転入力の負の基準電圧値より大きくなると、コンパレータ16の出力はＨレベルからＬレベルになるとともに、アンド回路18の一方の入力がＬレベルになるため、アンド回路18もＬレベル出力となり、Ｔフリップフロップ回路19のクロック端子CLK の出力もＬレベルになる。図中Ａ点において抵抗R1の電圧が０Ｖ側に戻る際にコンパレータ16の非反転入力側の抵抗R1の電圧の負の電圧値が反転入力の基準電圧値より小さくなると、コンパレータ16の出力は再びＨレベルになる。そして、コンパレータ16およびコンパレータ17の出力がいずれもＨレベルになり、Ｔフリップフロップ回路19のクロック端子CLK の出力がＨレベルになるとともに、非反転出力端子ＱもＨレベル出力し、アンプ20を介して電界効果トランジスタQ1のゲートにゲート電圧を印加して、電界効果トランジスタQ1をオンする。
【００２１】
その後、電界効果トランジスタQ1のスイッチング電流を検出する抵抗R1の電圧が正側の所定値以上に上昇し、コンパレータ17の反転入力の電圧値が非反転入力の正の基準電圧値より大きくなると、コンパレータ17の出力はＨレベルからＬレベルになるとともに、アンド回路18の一方の入力がＬレベルになるため、アンド回路18もＬレベル出力となり、Ｔフリップフロップ回路19のクロック端子CLK の出力もＬレベルになる。そして、抵抗R1の電圧が０Ｖ側に戻る際にコンパレータ17の反転入力側の抵抗R1の電圧の電圧値が非反転入力の正の基準電圧値より小さくなる。図中Ｂ点ではコンパレータ17の出力は再びＨレベルになり、コンパレータ16およびコンパレータ17の出力がいずれもＨレベルになり、Ｔフリップフロップ回路19のクロック端子CLK の出力がＨレベルになるとともに、非反転出力端子ＱはＬレベル出力し、アンプ20を介して電界効果トランジスタQ1のゲートにゲート電圧をなくして、電界効果トランジスタQ1をオフする。
【００２２】
このような動作を繰り返して、電界効果トランジスタQ1はオン、オフを繰り返す。
【００２３】
また、電界効果トランジスタQ2も電界効果トランジスタQ1とは交互にこの図４に示すような動作と同様に動作して、電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2が同時にオンすることなく、交互にオン、オフを繰り返す。したがって、従来のようにＣＲ時定数などにより変化させるものではないため、予熱、始動および点灯でインバータ装置12の周波数を変化させても、Ｔフリップフロップ回路19は負から正に変化する負の電流領域では電界効果トランジスタQ1，Q2にＨレベル出力してオンさせ、正から負に変化する正の電流領域では電界効果トランジスタQ1，Q2をオンさせるので、進相スイッチングを確実に防止して、電界効果トランジスタQ1，Q2のストレスを防止する。
【００２４】
さらに、インバータ装置12をＩＣチップで構成することにより、電球型蛍光ランプ３を小型化することができる。
【００２５】
次に、他の実施の形態を図５を参照して説明する。
【００２６】
図５は他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図で、図５に示すように、放電灯点灯装置31は、商用交流電源を整流、平滑した直流電源Ｅに接続され、この直流電源Ｅには並列共振回路32およびＩＣチップで構成されたインバータ装置33を有しており、並列共振回路32は、共振用のコンデンサC11 、共振用のインダクタL11 および抵抗R11 の並列回路を有している。また、インバータ装置33は、スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ11 およびスイッチ電流検出手段としての抵抗R12 の直列回路が接続されている。
【００２７】
また、電界効果トランジスタQ11 には、この電界効果トランジスタQ11 を制御する自励発振制御装置34を形成している。
【００２８】
そして、自励発振制御装置34は、抵抗R12 の一端が負の所定値を判定する第１の判定手段を構成するコンパレータ36の非反転入力端子に接続され、このコンパレータ36の反転入力端子には負の基準電源E11 が接続されている。また、同様に抵抗R11 の一端が正の所定値を判定する第２の判定手段を構成するコンパレータ37の反転入力端子に接続され、このコンパレータ37の非反転入力端子には正の基準電源E12 が接続されている。さらに、コンパレータ36の出力端子およびコンパレータ37の出力端子はアンド回路38の入力端子に接続され、このアンド回路38の出力端子は、信号発生手段としてのＴフリップフロップ回路39のクロック端子CLK に接続されている。そして、このＴフリップフロップ回路39の反転出力端子Ｑとデータ端子Ｄとが接続され、非反転出力端子Ｑはバッファとなるアンプ40を介して電界効果トランジスタQ11 のゲートに接続されている。
【００２９】
また、抵抗R11 を介した電界効果トランジスタQ11 の両端には、負荷回路35が接続されている。この負荷回路35は、共振用のチョークコイルL12 および直流カット用のコンデンサC12 の直列回路を介して蛍光ランプFLのフィラメントFL1 ，FL2 のそれぞれの一端間に接続されるとともに、フィラメントFL1 ，FL2 の他端間には始動用のコンデンサC15 が接続されている。
【００３０】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００３１】
まず、電界効果トランジスタQ11 のスイッチング電流を検出する抵抗R12 の電圧が負側に所定値以下に低下し、コンパレータ36の非反転入力の負の電圧値が反転入力の負の基準電圧値より大きくなると、コンパレータ36の出力はＨレベルからＬレベルになるとともに、アンド回路38の一方の入力がＬレベルになるため、アンド回路38もＬレベル出力となり、Ｔフリップフロップ回路39のクロック端子CLK の出力もＬレベルになり、抵抗R12 の電圧が０Ｖ側に戻る際にコンパレータ36の非反転入力側の抵抗R12 の電圧の負の電圧値が反転入力の基準電圧値より小さくなると、コンパレータ36の出力は再びＨレベルになる。そして、コンパレータ36およびコンパレータ37の出力がいずれもＨレベルになり、Ｔフリップフロップ回路39のクロック端子CLK の出力がＨレベルになるとともに、非反転出力端子ＱもＨレベル出力し、アンプ40を介して電界効果トランジスタQ11 のゲートにゲート電圧を印加して、電界効果トランジスタQ11 をオンする。
【００３２】
その後、電界効果トランジスタQ21 のスイッチング電流を検出する抵抗R12 の電圧が正側の所定値以上に上昇し、コンパレータ37の反転入力の電圧値が非反転入力の正の基準電圧値より大きくなると、コンパレータ37の出力はＨレベルからＬレベルになるとともに、アンド回路38の一方の入力がＬレベルになるため、アンド回路38もＬレベル出力となり、Ｔフリップフロップ回路39のクロック端子CLK の出力もＬレベルになる。そして、抵抗R12 の電圧が０Ｖ側に戻る際にコンパレータ37の反転入力側の抵抗R12 の電圧の電圧値が非反転入力の正の基準電圧値より小さくなると、コンパレータ37の出力は再びＨレベルになり、コンパレータ36およびコンパレータ37の出力がいずれもＨレベルになり、Ｔフリップフロップ回路39のクロック端子CLK の出力がＨレベルになるとともに、非反転出力端子ＱはＬレベル出力し、アンプ40を介して電界効果トランジスタQ11 のゲートにゲート電圧をなくして、電界効果トランジスタQ11 をオフする。
【００３３】
なお、電界効果トランジスタQ11 がオフしている期間は並列共振回路32の共振により動作する。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載の自励発振制御装置によれば、スイッチング電流検出手段でスイッチング素子に流れるスイッチ電流を検出し、第１の判定手段および第２の判定手段でそれぞれ負および正の所定電圧を判定し、信号発生手段でスイッチ電流が負から正に変化した場合にスイッチング素子をオンさせ、スイッチ電流が正から負に変化した場合にスイッチング素子をオフさせるようにスイッチング素子に信号を出力するため、簡単な構成で進相スイッチングを確実に防止できる。
【００３５】
請求項２記載のインバータ装置によれば、請求項１記載の自励発振制御装置とともにＩＣチップとして形成されたスイッチング素子を具備したので、ＩＣチップにすることにより小型化を図ることができる。
【００３６】
請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、放電ランプが接続され放電ランプを点灯させる請求項２記載のインバータ装置を具備したので、簡単な構成で放電ランプを点灯できる。
【００３７】
請求項４記載の放電ランプ装置によれば、口金を有するいわゆるコンパクト型のものにおいても、小型化を図ることができる。。
【００３８】
請求項５記載の照明装置によれば、請求項４記載の放電ランプ装置を用いる器具本体とを具備したので、小型化を図った放電ランプ装置を用いることにより、小型化を図ることができる。
【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】同上電球型蛍光ランプの外観を示す側面図である。
【図４】同上放電灯点灯装置の動作を示す波形図である。
【図５】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１    照明装置
２    器具本体
３    蛍光ランプ装置としての電球型蛍光ランプ
４    カバー
５    口金
６    グローブ
11，31    放電灯点灯装置
12，33    インバータ装置
15，34    自励発振制御装置
16，21，36    第１の判定手段としてのコンパレータ
17，22，37    第２の判定手段としてのコンパレータ
19，24，39    信号発生手段としてのＴフリップフロップ回路
FL    放電ランプとしての蛍光ランプ
Q1，Q2，Q11     スイッチング素子としての電界効果トランジスタ
R1，R2，R12     スイッチ電流検出手段としての抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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