(57)【要約】【課題】  蛍光灯などの放電灯をインバータを用いて高周波点灯させる放電灯点灯装置において、調光点灯を行うにあたって、精度よくフィードバック制御を行う。【解決手段】  インバータ３の後段の共振回路４と放電灯Ｌａとの間にセンタータップトランス５を設け、放電灯Ｌａが接続される２次巻線Ｎ２とは逆極性の３次巻線Ｎ３の誘起電圧を、誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎを介して、放電灯Ｌａを流れる電流を検出するカレントトランスＣＴの１次巻線Ｎ１１側にフィードバックするしたがって、放電灯Ｌａの周囲温度低温時やランプ電流が小さい調光下限時などにおいて、浮遊静電容量ＣＳによって無視し得ない誤差電流が生じても、カレントトランスＣＴで検出される電流値が不所望に大きくなってしまうことはなく、ランプ電流のみを精度良く検出することができる。これによって、チラツキ、立ち消えがなく、深い調光を行うことができる。【選択図】      図１
2006092858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータを用いて放電灯を高周波点灯させ、その放電灯に流れる電流を検出手段で検出し、前記インバータのスイッチングを制御する制御手段へフィードバックすることで、所望とする調光レベルで放電灯を点灯させるようにした放電灯点灯装置において、
前記検出手段の検出電流から、放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流を相殺する誤差電流打ち消し手段を有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間には、絶縁形の出力トランスまたはセンタータップ形の出力トランスが設けられることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間にはセンタータップ形の出力トランスが設けられ、
前記誤差電流打ち消し手段は、前記センタータップ形の出力トランスにおける２次巻線とは逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサとの直列回路から成ることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間にはセンタータップ形の出力トランスが設けられ、
前記誤差電流打ち消し手段は、前記センタータップ形の出力トランスにおける２次巻線とは逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサと、インダクタとコンデンサとから成る並列共振回路との直列回路から成ることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間にはセンタータップ形の出力トランスが設けられ、
前記誤差電流打ち消し手段は、前記センタータップ形の出力トランスにおける２次巻線とは逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサと、サーミスタとの直列回路から成ることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置を用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、インバータを用いて放電灯を高周波点灯させ、特に蛍光灯の明暗調節のためにフィードバック制御を行い、放電灯を所望の調光レベルへ調光させる放電灯点灯装置およびそれを用いる照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電灯を所望の調光レベルへ調光させるために、たとえば特許文献１や２で示されるように、フィードバック制御が行われている。図７は、従来の放電灯点灯装置１０１の概略的構成を示すブロック図である。この放電灯点灯装置１０１では、高周波電源１０２が放電灯１０３に高周波電圧を印加して高周波点灯させており、その点灯状態を検出部１０４で検出し、比較部１０５においてその検出結果と所望の調光信号Ｖ１とを比較し、制御部１０６がそれらの差に応じて高周波電源１０２から放電灯１０３に供給される電力の調整を行う。
【特許文献１】特開平９−８２４８５号公報
【特許文献２】特表平１１−５０９９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、この種の調光機能を有する放電灯点灯装置としては、低光束域まで(例えば、アーク放電領域からグロー放電領域まで)調光を行うものがある。その場合、調光時の放電灯のインピーダンスは定格出力時の１００倍以上となる。また、放電灯の周囲温度が低い場合は、より高インピーダンスとなり、ランプのちらつき、立ち消えを招く。しかしながら、上述のような従来例によるフィードバック制御は、この種の放電灯のちらつき、立ち消えを抑制する有効な手段であることは周知の事実であるが、放電灯に至る配線に無視し得ない浮遊静電容量が存在している場合、かつ放電灯のインピーダンスが高い場合には、放電灯に流れるべき電流の一部が前記浮遊静電容量を介して、漏れ電流として器具や放電灯の線間を流れることになり、精度よくランプ電流を検出することはできないという問題がある。以下に、この点について詳述する。
【０００４】
前記漏れ電流は、先ず第１には、図８で示すように、放電灯１０３に至る配線１０７，１０８から放電灯１０３に流れるべき電流が、浮遊静電容量１０９，１１０を介して、器具などに漏れることによって生じる。この場合、電流計１１１，１１２によって放電灯点灯装置１０１の出力の高電位側(非接地側)と低電位側(接地側)との電流値をそれぞれ測定すると、図９で示すように、測定値が異なることになる。すなわち、高電位側の配線１０７の浮遊静電容量１０９に加わる電圧が、低電位側の配線１０８の浮遊静電容量１１０に加わる電圧よりも高く、低電位側は高電位側よりも漏れ電流が少なくなる。したがって、低電位側の配線１０８の電流を検出する検出部１０４は、実際のランプ電流よりも多くの電流を検出していることになる。
【０００５】
第２には、前記漏れ電流は、図１０で示すように、配線１０７，１０８間の浮遊静電容量１１３を介して電流が流れることによって生じる。この場合は、放電灯１０３のインピーダンスが高くなる程、より多くの漏れ電流が流れることになる。したがって、図１１に示されるように、調光信号Ｖ１に対して、放電灯１０３のインピーダンスが大きい領域では、理想(実線)よりもランプ電流が少なく制御される(点線)。この実線と点線の差は、周囲温度や放電灯１０３の特性のばらつきによって大きく異なるので、放電灯１０３の低光束調光時においては、立ち消え・チラツキの大きな原因となる。
【０００６】
また、前記配線１０７，１０８間の浮遊静電容量１１３による漏れ電流は、配線１０７，１０８が長くなる程多くなり、高圧側の配線１０７と低圧側の配線１０８とが束ねられていても多くなる。これによってもまた、検出部１０４は、実際のランプ電流よりも多くの電流を検出していることになる。
【０００７】
以上のように従来の放電灯点灯装置１０１では、検出部１０４において、実際のランプ電流の増減と、検出部１０４で検出される電流の増減とが異なり、精度よくランプ電流を検出することはできない。周囲温度や放電灯１０３のばらつきによって漏れ電流量が異なる上に、さらにこのように実際のランプ電流と検出電流値とが異なると、所望の光出力(ランプ電力)を実現できなくなるだけでなく、実際のランプ電流より多い電流量を検出している場合は、立ち消え・ちらつきの原因となる。
【０００８】
本発明の目的は、放電灯の点灯状態を検出してフィードバック制御を行い、調光点灯を行うにあたって、精度よくフィードバック制御を行うことができる放電灯点灯装置およびそれを用いる照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の放電灯点灯装置は、インバータを用いて放電灯を高周波点灯させ、その放電灯に流れる電流を検出手段で検出し、前記インバータのスイッチングを制御する制御手段へフィードバックすることで、所望とする調光レベルで放電灯を点灯させるようにした放電灯点灯装置において、前記検出手段の検出電流から、放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流を相殺する誤差電流打ち消し手段を有することを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、蛍光灯などの放電灯をインバータを用いて高周波点灯させる放電灯点灯装置において、調光制御を行うにあたって、制御手段へフィードバックする電流値を検出手段で検出する際に、誤差電流打ち消し手段は、放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流に対応する電流を作成し、相殺する。
【００１１】
したがって、放電灯の周囲温度低温時やランプ電流が小さい調光下限時などにおいて、前記浮遊静電容量によって無視し得ない誤差電流が生じても、前記検出手段で検出される電流値が不所望に大きくなってしまうことはなく、ランプ電流のみを精度良く検出することができる。これによって、チラツキ、立ち消えがなく、深い調光を行うことができるフィードバック制御を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間には、絶縁形の出力トランスまたはセンタータップ形の出力トランスが設けられることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、放電灯点灯装置のグランドに対して、放電灯両端の実効値電圧を等しくすることができ、前記放電灯の両端子への配線と放電灯点灯装置のグランドとの間に生じる浮遊静電容量を略等しくすることができる。これによってもまた、前記検出手段ではランプ電流のみを精度良く検出することができ、チラツキ、立ち消えがなく、深い調光を行うことができるフィードバック制御を行うことができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の放電灯点灯装置は、前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間にはセンタータップ形の出力トランスが設けられ、前記誤差電流打ち消し手段は、前記センタータップ形の出力トランスにおける２次巻線とは逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサとの直列回路から成ることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、出力トランスにおいて放電灯が接続される２次巻線に対して逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサとの直列回路によって前記誤差電流打ち消し手段を構成し、該直列回路を流れる電流を前記検出手段に与えることによって、前記検出手段の検出電流から前記放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流を相殺することができる。また、センタータップ形の出力トランスを用いることで、放電灯点灯装置のグランドに対して、放電灯両端の実効値電圧を等しくすることができ、前記放電灯の両端子への配線と放電灯点灯装置のグランドとの間に生じる浮遊静電容量を略等しくすることもできる。こうして、より一層、ランプ電流のみを精度良く検出することができる。
【００１６】
また、本発明の放電灯点灯装置では、前記誤差電流打ち消し用コンデンサの容量は、放電灯インピーダンスが最大で、前記浮遊静電容量が最大である時に、前記浮遊静電容量を流れる電流値と等しい電流値を前記出力トランスの３次巻線に流すように設定されることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、誤差電流打ち消し用コンデンサの容量を、放電灯インピーダンスが最も大きく、浮遊静電容量が最も大きい状態（ランプ線長などで影響される）で決定することで、検出手段において、より精度良くランプ電流のみを検出することができる。
【００１８】
さらにまた、本発明の放電灯点灯装置は、調光レベルに応じて、前記誤差電流打ち消し用コンデンサの容量を変化させる手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、たとえば誤差電流打ち消し用コンデンサを複数個の並列コンデンサに分割形成し、それぞれに直列に設けたスイッチを調光レベルが深くなる程オンしてゆくことによって、浮遊静電容量の影響が大きくなるに従い、前記３次巻線に流れる電流を増加することができ、より正確にランプ電流を検出することができる。
【００２０】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間にはセンタータップ形の出力トランスが設けられ、前記誤差電流打ち消し手段は、前記センタータップ形の出力トランスにおける２次巻線とは逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサと、インダクタとコンデンサとから成る並列共振回路との直列回路から成ることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、出力トランスにおいて放電灯が接続される２次巻線に対して逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサとの直列回路によって前記誤差電流打ち消し手段を構成し、該直列回路を流れる電流を前記検出手段に与えることによって、前記検出手段の検出電流から前記放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流を相殺することができる。また、前記直列回路にさらにインダクタとコンデンサとから成る並列共振回路を設けることで、インバータのスイッチング周波数の変化によって、前記並列共振回路は調光レベルが深くなる、すなわち浮遊静電容量の影響が大きくなるに従い、前記３次巻線に流れる電流を増加するので、簡単な構成で、より正確にランプ電流を検出することができる。さらにまた、センタータップ形の出力トランスを用いることで、放電灯点灯装置のグランドに対して、放電灯両端の実効値電圧を等しくすることができ、前記放電灯の両端子への配線と放電灯点灯装置のグランドとの間に生じる浮遊静電容量を略等しくすることもできる。
【００２２】
さらにまた、本発明の放電灯点灯装置は、前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間にはセンタータップ形の出力トランスが設けられ、前記誤差電流打ち消し手段は、前記センタータップ形の出力トランスにおける２次巻線とは逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサと、サーミスタとの直列回路から成ることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、出力トランスにおいて放電灯が接続される２次巻線に対して逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサとの直列回路によって前記誤差電流打ち消し手段を構成し、該直列回路を流れる電流を前記検出手段に与えることによって、前記検出手段の検出電流から前記放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流を相殺することができる。また、前記直列回路にさらにサーミスタを設けることで、周囲温度の変化による浮遊静電容量に流れる電流量の増減に対応しても、より正確にランプ電流を検出することができる。さらにまた、センタータップ形の出力トランスを用いることで、放電灯点灯装置のグランドに対して、放電灯両端の実効値電圧を等しくすることができ、前記放電灯の両端子への配線と放電灯点灯装置のグランドとの間に生じる浮遊静電容量を略等しくすることもできる。こうして、より一層、ランプ電流のみを精度良く検出することができる。
【００２４】
また、本発明の放電灯点灯装置は、前記インバータの後段の共振回路と、前記放電灯との間にはセンタータップ形の出力トランスが設けられ、前記誤差電流打ち消し手段は、前記センタータップ形の出力トランスにおける２次巻線とは逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサと、調光下限時に前記浮遊静電容量を流れる誤差電流とランプ電流との合成電流と、該誤差電流打ち消し手段を流れる電流との位相差を１８０°ずらす位相補正手段との直列回路から成ることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、出力トランスにおいて放電灯が接続される２次巻線に対して逆極性の３次巻線と、誤差電流打ち消し用コンデンサとの直列回路によって前記誤差電流打ち消し手段を構成し、該直列回路を流れる電流を前記検出手段に与えることによって、前記検出手段の検出電流から前記放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流を相殺することができる。また、前記直列回路にさらに位相補正手段を設け、前記浮遊静電容量を流れる電流とランプ電流との合成電流と、該誤差電流打ち消し手段を流れる電流との位相差を１８０°ずらすことで、さらに精度良くランプ電流のみを検出することができる。さらにまた、センタータップ形の出力トランスを用いることで、放電灯点灯装置のグランドに対して、放電灯両端の実効値電圧を等しくすることができ、前記放電灯の両端子への配線と放電灯点灯装置のグランドとの間に生じる浮遊静電容量を略等しくすることもできる。こうして、より一層、ランプ電流のみを精度良く検出することができる。
【００２６】
さらにまた、本発明の照明器具は、前記の放電灯点灯装置を用いることを特徴とする。
【００２７】
したがって、チラツキ、立ち消えがなく、深い調光を行うことができるフィードバック制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の放電灯点灯装置およびそれを用いる照明器具は、以上のように、蛍光灯などの放電灯をインバータを用いて高周波点灯させる放電灯点灯装置において、調光制御を行うにあたって、制御手段へフィードバックする電流値を検出手段で検出する際に、誤差電流打ち消し手段は、放電灯までの配線間の浮遊静電容量によって生じる誤差電流に対応する電流を作成し、相殺する。
【００２９】
それゆえ、放電灯の周囲温度低温時やランプ電流が小さい調光下限時などにおいて、前記浮遊静電容量によって無視し得ない誤差電流が生じても、前記検出手段で検出される電流値が不所望に大きくなってしまうことはなく、ランプ電流のみを精度良く検出することができる。これによって、チラツキ、立ち消えがなく、深い調光を行うことができるフィードバック制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る放電灯点灯装置１の電気的構成を示すブロック図である。この放電灯点灯装置１は、大略的に、直流電源２と、インバータ３と、共振回路４と、センタータップトランス５と、ランプ電流検出回路６と、調光器７と、ランプ電流フィードバック回路８と、２つの制御回路９，１０と、誤差電流打ち消し回路１１とを備えて構成される。
【００３１】
前記直流電源２は、商用電源１２の交流電圧ＶＳから一定の直流電圧ＶＤＣを作成するものであり、商用交流をダイオードブリッジＤＢ１によって全波整流し、その直流の脈流を昇圧チョッパ回路によって昇圧する。昇圧チョッパ回路は、インダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ３、ダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ３を備えて成り、前記ダイオードブリッジＤＢ１からの脈流を、インダクタＬ２およびスイッチング素子Ｑ３の直列回路によってスイッチングし、ダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ３によって整流することで昇圧する。前記スイッチング素子Ｑ３のゲートは制御回路１０によって制御され、前記直流電圧ＶＤＣが予め定める一定値となるように制御される。前記直流電圧ＶＤＣの範囲は、
ＶＳ（ｐｅａｋ）≦ＶＤＣ
となる。ここで、ＶＳ（ｐｅａｋ）は、交流電圧ＶＳのピーク値を示しており、前記商用電源１２の実効値が１００Ｖであれば約１４１Ｖ、２００Ｖであれば約２８２Ｖとなる。
【００３２】
前記直流電源２からの直流電圧ＶＤＣは、インバータ３に入力され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２によってスイッチングされる。前記スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、相互に直列に接続され、その直列回路が直流電源２の出力となる平滑コンデンサＣ３に並列に接続される。これらのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、パルス幅変調制御ＩＣから成る制御回路９によって、高周波で相反駆動され、かつ所望調光レベルに応じてスイッチング周波数および／またはデューティが変化される。以下の説明では、調光レベルに応じてスイッチング周波数を変化するものとする。前記スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点からは、直流カットコンデンサＣＤＣによって、直流成分が除去された交流電圧が出力される。
【００３３】
前記直流カットコンデンサＣＤＣからの出力は、インダクタＬ１とコンデンサＣ１とのＬＣ直列共振回路から成る共振回路４を介して、センタータップトランス５の１次巻線Ｎ１に入力される。センタータップトランス５の２次巻線Ｎ２において、センタータップはグランドに接続され、一方の端子は直流カットコンデンサＣＤを介して放電灯Ｌａの一方の端子に接続され、他方の端子はカレントトランスＣＴの１次巻線Ｎ１１を介して放電灯Ｌａの他方の端子に接続され、こうして放電灯Ｌａの両端子は実効電圧がグランドから等しくなるように駆動される。
【００３４】
検出手段である前記カレントトランスＣＴは、ダイオードブリッジＤＢ２および抵抗Ｒ１とともに、ランプ電流検出回路６を構成している。前記カレントトランスＣＴの２次巻線Ｎ１２からは、ランプ電流に対応した交流電流が誘起され、その交流電流はダイオードブリッジＤＢ２において全波整流され、抵抗Ｒ１によって電圧値に変換されて、ランプ電流信号ＶＬとしてランプ電流フィードバック回路８に入力される。
【００３５】
前記ランプ電流フィードバック回路８は、基準電圧源１３と、帰還制御回路１４とを備えて構成され、前記ランプ電流信号ＶＬは、入力抵抗Ｒ−を介して、帰還制御回路１４のオペアンプＯＰの負入力端に入力される。前記オペアンプＯＰの正入力端には、入力抵抗Ｒ＋を介して、前記基準電圧源１３から基準電圧Ｖｌａが入力される。前記基準電圧Ｖｌａは、調光器７からの調光信号ＣＴＬによって設定される。オペアンプＯＰは、前記ランプ電流信号ＶＬと基準電圧Ｖｌａとを比較し、その差分を増幅して、調光制御信号ＶＣＴＬとして前記制御回路９へ出力するとともに、その出力は、相互に並列の帰還抵抗ＲＰおよび帰還コンデンサＣＩを介して負帰還されている。したがって、オペアンプＯＰのゲインは、入力抵抗Ｒ−、帰還抵抗ＲＰおよび帰還コンデンサＣＩの比例積分ゲインで決定され、さらに帰還抵抗ＲＰおよび帰還コンデンサＣＩはカットオフ周波数を決定しており、低周波のリップルを低減している。
【００３６】
このように構成されるランプ電流フィードバック回路８の概略動作は、以下の通りである。ランプ電流信号ＶＬが基準電圧Ｖｌａより低くなり、制御回路９に帰還制御回路１４から＋の調光制御信号ＶＣＴＬが入力されると、制御回路９はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数を低下させて、光出力（ランプ電流）を増加させる。これに対して、ランプ電流信号ＶＬが基準電圧Ｖｌａより高くなり、制御回路９に帰還制御回路１４から−の調光制御信号ＶＣＴＬが入力されると、制御回路９はスイッチング周波数を増加させて、光出力を低下させる。このようにして、インバータ３のスイッチング周波数が制御回路９によって制御されることで、調光器７からの調光信号ＣＴＬに応じて、放電灯Ｌａの調光点灯が行われる。
【００３７】
そして注目すべきは、この放電灯点灯装置１では、前記センタータップトランス５には、２次巻線Ｎ２とは逆極性の３次巻線Ｎ３が設けられ、その３次巻線Ｎ３の誘起電圧は、誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎを介して、カレントトランスＣＴの１次巻線Ｎ１１側にフィードバックされることである。前記３次巻線Ｎ３、誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎおよびカレントトランスＣＴは、誤差電流打ち消し手段である誤差電流打ち消し回路１１を構成している。図１において、放電灯Ｌａと並列に接続されているコンデンサＣＳは、該放電灯点灯装置１から放電灯Ｌａに至る配線間に存在する浮遊静電容量を示している。
【００３８】
上述のように構成される放電灯点灯装置１において、カレントトランスＣＴで検出され、帰還制御回路１４へ出力されるランプ電流信号ＶＬは、ランプ電流と浮遊静電容量ＣＳによる電流との合成電流となるが、本実施例では、センタータップトランス５の３次巻線Ｎ３が２次巻線Ｎ２とは逆極性であるので、前記誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎを介して流れる電流は、前記合成電流を打ち消す方向に流れる。ここで、誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎの値は、下記の式によって求められる。
【００３９】
調光下限時、すなわち最もランプインピーダンスが大きな状態で浮遊静電容量ＣＳに流れる電流Ｉ１は、
Ｉ１＝２・π・ｆ・ＣＳ・Ｖｌａ
となる。ただし、ｆは調光下限時の周波数であり、Ｖｌａは調光下限時のランプ電圧である。一方、誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎに流れる電流Ｉ２は、
Ｉ２＝２・π・ｆ・Ｃｎ・Ｅ３
となる。ただし、Ｅ３は、３次巻線Ｎ３によって発生する電圧である。したがって、Ｉ１＝Ｉ２とすると、
Ｃｎ＝（Ｖｌａ／Ｅ３）ＣＳ
となる。
【００４０】
ここで、重要な点は、ランプインピーダンスが最も大きく、浮遊静電容量ＣＳが最も大きい状態（ランプ配線長などで影響される）で誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎを決定すべきことである。定格出力時など、浮遊静電容量ＣＳの影響が少ない場合でもこの誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎが作用してしまうけれども、そのようにランプインピーダンスが低い状態では、浮遊静電容量ＣＳに電流が殆ど流れず、ランプ電流検出回路６で実際のランプ電流よりも低い値をランプ電流信号ＶＬとして出力しても、立ち消えやチラツキへの影響はない。すなわち、帰還制御回路１４は、本来の出力よりも増加させる方向に働くので、浮遊静電容量ＣＳに流れる電流分を打ち消すことができる。
【００４１】
また、誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎは周波数特性を有し、定格出力時にはインバータ３のスイッチング周波数が低くなるので、該誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎのインピーダンス成分が高くなり、３次巻線Ｎ３に流れる電流は調光時よりも少なくなる。このようにして、ランプ出力が高い程、誤差電流打ち消し回路１１の影響は少なくなる。
【００４２】
以上のように、誤差電流打ち消し回路１１を設けることで、配線間の浮遊静電容量ＣＳに流れる誤差電流を相殺し、ランプ電流のみをカレントトランスＣＴで精度良く検出することができる。これによって、チラツキ、立ち消えがなく、深い調光を行うことができるフィードバック制御を行うことができる。
【００４３】
また、インバータ３の後段の共振回路４と、放電灯Ｌａとの間には、センタータップトランス５を設けるので、該放電灯点灯装置１のグランドに対して、放電灯Ｌａの両端の実効値電圧を等しくすることができ、該放電灯Ｌａの両端子への配線と放電灯点灯装置１のグランドとの間に生じる浮遊静電容量を略等しくすることができる。これによってもまた、前記カレントトランスＣＴではランプ電流のみを精度良く検出することができ、チラツキ、立ち消えがなく、深い調光を行うことができるフィードバック制御を行うことができる。
【００４４】
なお、前記センタータップトランス５に代えて、絶縁形の出力トランスを用いても、放電灯点灯装置１のグランドに対して、放電灯Ｌａの両端の実効値電圧を等しくすることができる。
【００４５】
［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の第２の形態に係る放電灯点灯装置２１の電気的構成を示すブロック図である。この放電灯点灯装置２１は、前述の放電灯点灯装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この放電灯点灯装置２１では、誤差電流打ち消し回路２２の誤差電流打ち消し用コンデンサが複数（図２ではＣｎ１，Ｃｎ２の２つ）の並列コンデンサに分割されており、それらが調光器７からの調光信号ＣＴＬによってオン／オフ駆動されるスイッチＳＷ１，ＳＷ２によって選択的に前記センタータップトランス５の３次巻線Ｎ３とカレントトランスＣＴの１次巻線Ｎ１１との間に接続されることである。
【００４６】
前記調光信号ＣＴＬが１００％出力を表す定格出力時には、上述のように、ランプインピーダンスが低く、殆ど浮遊静電容量ＣＳに漏れ電流が流れることがないので、カレントトランスＣＴは正確にランプ電流を検出することができ、前記スイッチＳＷ１，ＳＷ２はオフされている。調光レベルが深くなる、すなわちランプインピーダンスが増加すると、それに応じて、前記スイッチＳＷ１，ＳＷ２は順にオンされてゆき、こうして浮遊静電容量ＣＳの影響が大きくなるに従い、３次巻線Ｎ３に流れる電流が増加されてゆく。前記誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎ１，Ｃｎ２の容量やスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンする調光レベルは、点灯されるランプＬａの特性に応じて適切な値に定められる。
【００４７】
このように前記誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎの容量を調光レベルに応じて変化させることで、より正確にランプ電流を検出することができる。
【００４８】
［実施の形態３］
図３は、本発明の実施の第３の形態に係る放電灯点灯装置３１の電気的構成を示すブロック図である。この放電灯点灯装置３１は、前述の放電灯点灯装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この放電灯点灯装置３１では、誤差電流打ち消し回路３２の誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎに直列に、インダクタＬｋとコンデンサＣｋとの並列共振回路が接続されていることである。並列共振回路の共振周波数は、ランプ定格出力時のインバータ３のスイッチング周波数付近に設定されている。
【００４９】
定格出力時は、前記並列共振回路のインピーダンスは非常に高く、前記センタータップトランス５の３次巻線Ｎ３には、殆ど電流は流れない。調光レベルが深くなるに従い、インバータ３のスイッチング周波数が並列共振回路の共振周波数から離れるので、誤差電流打ち消し回路３２は、３次巻線Ｎ３に流れる電流を増加してゆき、浮遊静電容量ＣＳに流れる電流を打ち消す作用を強めることができる。
【００５０】
このように構成することで、前記の放電灯点灯装置２１のようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を用いることなく、誤差電流打ち消し回路３２を最適に動作させ、簡単な構成で低コストに、ランプ電流をより正確に検出することができる。なお、並列共振回路だけでなく、直列共振回路やそれらの組合わせによって、さらに正確なランプ電流検出が可能であることは言うまでもない。
【００５１】
［実施の形態４］
図４は、本発明の実施の第４の形態に係る放電灯点灯装置４１の電気的構成を示すブロック図である。この放電灯点灯装置４１も、前述の放電灯点灯装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示す。注目すべきは、この放電灯点灯装置４１では、誤差電流打ち消し回路４２の誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎに直列に、サーミスタＲｔｈが接続されていることである。このサーミスタＲｔｈは、ＰＴＣサーミスタであり、室温以下では抵抗値は低いが、高温時には抵抗値が高くなり、３次巻線Ｎ３に流れる電流を制限する。
【００５２】
したがって、放電灯Ｌａが定格出力であったり、器具の周囲温度が一定温度以上である場合は、誤差電流打ち消し回路４２は動作しないことになる。これに対して、浮遊静電容量ＣＳの影響が大きくなる、調光下限時や周囲温度が低い場合は、誤差電流打ち消し回路４２が動作することになる。
【００５３】
このように構成することで、周囲温度による浮遊静電容量ＣＳの影響にも対応した放電灯点灯装置を実現することができる。
【００５４】
［実施の形態５］
図５は、本発明の実施の第５の形態に係る放電灯点灯装置５１の電気的構成を示すブロック図である。この放電灯点灯装置５１も、前述の放電灯点灯装置１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示す。注目すべきは、この放電灯点灯装置５１では、誤差電流打ち消し回路５２の誤差電流打ち消し用コンデンサＣｎに直列に、電流位相補正用インピーダンスＺが接続されていることである。位相補正手段であるこの電流位相補正用インピーダンスＺによって、ランプ電流と浮遊静電容量ＣＳを流れる電流との合成電流と、３次巻線Ｎ３に流れる電流との位相が、相互に１８０°ずれることになる。
【００５５】
これまでの放電灯点灯装置１，２１，３１，４１では、ランプ電流と浮遊静電容量ＣＳとを流れる電流との合成電流と、３次巻線Ｎ３に流れる電流との調光下限（ランプインピーダンスが最大時）での実効値を等しくすることが示されていたが、実際は図６（ａ）で示すように、回路内のＣ成分やＬ成分、或いはスイッチング周波数の変化によって、位相が相互に１８０°ずれていない場合がある。そこで前記電流位相補正用インピーダンスＺにインダクタンスを用いることで、図６（ｂ）で示すように、３次巻線Ｎ３に流れる電流の位相をさらに９０°遅らせ、ランプ電流と浮遊静電容量ＣＳを流れる電流との合成電流と、３次巻線Ｎ３に流れる電流との位相を１８０°ずらすようにしている。
【００５６】
このように電流位相を補正することで、調光下限での真のランプ電流を検出することができる。電流位相補正用インピーダンスＺとしては、前記の位相遅れ用のインダクタや、位相進み用のコンデンサを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の第２の形態に係る放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の第３の形態に係る放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の第４の形態に係る放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の第５の形態に係る放電灯点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図５で示す放電灯点灯装置における誤差電流打ち消し用の電流に対する位相補正を説明するための図である。
【図７】従来の放電灯点灯装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図８】放電灯への配線と器具との間の浮遊静電容量による漏れ電流を説明するための図である。
【図９】図８で示す漏れ電流の測定値結果の一例を示す図である。
【図１０】放電灯への配線間の浮遊静電容量による漏れ電流を説明するための図である。
【図１１】調光信号に対するランプ電流の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１，２１，３１，４１，５１    放電灯点灯装置
２    直流電源
３    インバータ
４    共振回路
５    センタータップトランス
６    ランプ電流検出回路
７    調光器
８    ランプ電流フィードバック回路
９，１０    制御回路
１１，２２，３２，４２，５２    誤差電流打ち消し回路
１２    商用電源
１３    基準電圧源
１４    帰還制御回路
Ｃ１    コンデンサ
Ｃ３    平滑コンデンサ
ＣＤ，ＣＤＣ  直流カットコンデンサ
ＣＩ    帰還コンデンサ
Ｃｋ    コンデンサ
Ｃｎ；Ｃｎ１，Ｃｎ２    誤差電流打ち消し用コンデンサ
ＣＳ    浮遊静電容量
ＣＴ    カレントトランス
Ｄ１    ダイオード
ＤＢ１，ＤＢ２    ダイオードブリッジ
Ｌ１，Ｌ２    インダクタ
Ｌａ    放電灯
Ｌｋ    インダクタ
ＯＰ    オペアンプ
Ｑ１〜Ｑ３    スイッチング素子
Ｒ１    抵抗
Ｒ−，Ｒ＋    入力抵抗
ＲＰ    帰還抵抗
ＳＷ１，ＳＷ２    スイッチ
Ｒｔｈ  サーミスタ
Ｚ    電流位相補正用インピーダンス
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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