(57)【要約】【課題】始動用コンデンサが装置外部に配置される放電灯点灯装置において、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的大きなランプであっても放電灯の有無を確実に判別することができ、しかも当該判別を行うために必要となるコストを最小限に抑えることができる放電灯点灯装置及び照明装置を提供する。【解決手段】始動用コンデンサ３が設けられた放電灯１の有無を判別する場合に、インバータ回路４の動作停止中はスイッチング素子Ｑ４と抵抗Ｒａ１、Ｒａ２と発振制御回路２３によって微小な矩形波電圧を印加して、それを交流電圧検出回路７１で検出し、発振制御回路２３で放電灯１に設けられた始動用コンデンサ３の接続有無で判別し、インバータ回路４の動作中は抵抗Ｒｃによって微小な直流電圧を印加し、それを直流電圧検出回路７２で検出し、発振制御回路２３で放電灯１を取り外したときのインピーダンスの変化を検出して放電灯１の有無を判別する。【選択図】図２
2011034720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動用コンデンサが設けられた放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、
直流電源と、
前記直流電源に接続され前記直流電源の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路の直流出力を外部へ出力する出力端子間に微小な交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、
前記出力端子間に微小な直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、
前記出力端子間の交流電圧を検出し前記インバータ回路の停止状態において検出した交流電圧に基づいて前記放電灯の接続状態を判別する第１の負荷判別手段と、
前記出力端子間の直流電圧を検出し前記インバータ回路の動作状態において検出した直流電圧に基づいて前記放電灯の接続状態を判別する第２の負荷判別手段と、
を備えた放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記第１の負荷判別手段は、前記放電灯の異常状態を検出する手段と兼用する請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記第２の負荷判別手段は、前記放電灯の異常状態を検出する手段と兼用する請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記第２の負荷判別手段は、前記放電灯が点灯するまでの状態では検出動作を行わない請求項３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、
前記放電灯点灯装置に接続され、始動用コンデンサが設けられた放電灯と、
を備えた照明装置。
【請求項６】
前記放電灯は、点灯時の最大ランプ電圧が１５０Ｖ以上である請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記放電灯は、管径が２５．５ｍｍ以下である請求項５に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置及び該放電灯点灯装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蛍光ランプを２０ｋＨｚ以上の高周波で点灯させてランプの発光効率を改善することにより、従来の銅鉄式安定器よりも省エネを図ることができるインバータ式の安定器が普及している。冷蔵ショーケース用の照明など、一般の照明器具とは異なる用途でもインバータ式の安定器が使用されるようになっている。これらの安定器では、安定器とランプの配線や設置条件に制限があり、例えば、図４に示すように始動用コンデンサ３が放電灯点灯装置５０の外部に接続される場合がある。この場合、放電灯点灯装置５０から放電灯１への配線は一方のフィラメント２ａの一端と装置との間、及び、もう一方のフィラメント２ｂの一端と装置との間の２線となり、フィラメントの両端間には接続されない。このため、一般照明用では放電灯のフィラメントの有無によって放電灯１が接続されているか判断できるが、これらの安定器では、同様の手段によって放電灯点灯装置５０の側にて放電灯１の接続の有無を判別することが困難であるという問題があった。
【０００３】
なお、上述した図４に示す放電灯点灯装置５０は特許文献１に記載されたものであり、この放電灯点灯装置５０は、装置側にて放電灯１の接続の有無を判別する機能を有しているため、上述した問題はない。
【０００４】
特許文献１に記載された放電灯点灯装置５０は、図４に示すように、熱陰極型の放電灯１を高周波点灯させる高周波インバータ（以下、インバータ回路と呼ぶ）４を内蔵し、放電灯１を始動させるための始動用コンデンサ３が外部に接続されるものである。さらに、放電灯１の両端に微小な交流電圧Ｖａ又は微小な矩形波電圧Ｖｂを与えることで、放電灯１のフィラメント外れ又は始動用コンデンサ３の有無を判別し、フィラメント外れ検出時又は始動用コンデンサ外れ検出時にはインバータ回路４の発振を停止させる判別回路（端子５０ａ，５０ｂ間の電圧検出器７）を備えている。
【０００５】
この放電灯点灯装置５０を、図５に示す回路を参照してさらに詳細に説明する。インバータ回路４は、ハーフブリッジ回路構成であり、直流電源回路８の出力に対してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と出力端子５０ａとの間には、チョークコイルＬ１とコンデンサＣ１の直列回路が接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１と並列に抵抗Ｒａが接続されており、スイッチング素子Ｑ２と並列にスイッチング素子Ｑａが接続されている。また、放電灯１の両端が接続される端子５０ａ，５０ｂ間に検出抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路が接続され、抵抗Ｒ３の両端には電圧検出器７が接続されている。コンデンサＣ１は始動用コンデンサ３に比べて十分に容量の大きいものである。なお、この放電灯点灯装置５０は、出力電流を検出する電流検出器６を備えている（図４参照）。
【０００６】
放電灯１の接続の有無を確認するには、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が共にオフ状態のとき、スイッチング素子Ｑａをオン、オフすることでスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点に矩形波電圧を発生させ、これをチョークコイルＬ１、コンデンサＣ１を介して出力端子５０ａ，５０ｂ間に印加する。
【０００７】
まず、放電灯１が接続されている場合、スイッチング素子Ｑａがオフのとき、直流電源回路８から、抵抗Ｒａ、チョークコイルＬ１、コンデンサＣ１、フィラメント２ａ、コンデンサ３、フィラメント２ｂを介して電流が流れて、コンデンサ３に充電される。スイッチング素子Ｑａがオンのとき、コンデンサ３に充電された電圧がフィラメント２ａ、コンデンサＣ１、チョークコイルＬ１、スイッチング素子Ｑａ、フィラメント２ｂを通じて放電される。このとき、放電灯１の両端電圧は、スイッチング素子Ｑａがオフすると、抵抗Ｒａ、コンデンサ３の時定数により徐々に上昇し、スイッチング素子Ｑａがオンすると下降する。
【０００８】
抵抗Ｒａとコンデンサ３の時定数を大きく設定し、スイッチング素子Ｑａのオフ時間を短く設定すれば、検出抵抗Ｒ２，Ｒ３の両端電圧は低くなり、抵抗Ｒａとコンデンサ３の時定数を小さく設定し、スイッチング素子Ｑａのオフ時間を長くすれば、検出抵抗Ｒ２，Ｒ３の両端電圧は高くなる。
【０００９】
一方、放電灯１、コンデンサ３が接続されていない場合は、スイッチング素子Ｑａがオフのとき、コンデンサ３が無いため、検出抵抗Ｒ２，Ｒ３の両端電圧は、瞬時に立ち上がり、スイッチング素子Ｑａがオンのとき、検出抵抗Ｒ２，Ｒ３の両端電圧は、瞬時に立ち下がる。つまり、放電灯１が有る場合の出力端子５０ａ，５０ｂ間の電圧をＶ１、放電灯１が無い場合の出力端子５０ａ，５０ｂ間の電圧をＶ０とすると、その関係は、コンデンサ３の時定数、スイッチング素子Ｑａのオン・オフ時間を調整することで、Ｖ１＜Ｖ０となる。したがって、出力端子５０ａ，５０ｂ間の電圧を抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧し、電圧検出器７で検出することで、放電灯１の有無を判別することが可能となる。また、放電灯１が点灯した後の出力端子間５０ａ，５０ｂ間の電圧は放電灯１のランプ電圧によって決まるため、このランプ電圧がＶ０よりも低い値であれば、ランプ点灯後に放電灯１が取り外されたとしても同様に放電灯１の有無を判別することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２００６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、最近の照明器具の動向として、例えば、直管用の放電灯であればＴ８ランプ（管径２５．５ｍｍ）や、Ｔ５ランプ（管径１６ｍｍ）などのように従来の放電灯よりも管径を細くすることによってランプの発光効率を向上させた高効率のランプが主流となってきている。放電灯の一般的な特徴として、ランプの管径が細くなるほどランプ電圧が高くなり、また、調光用の場合などのようにランプ電流が少なくなるほどランプ電圧が高くなる傾向にある。
【００１２】
このようなランプを対象負荷とする放電灯点灯装置において従来例に示す手段で放電灯１の有無を判別するためには、放電灯１が外れているときの出力端子５０ａ，５０ｂ間に発生する電圧をランプ電圧よりも高く設定する必要がある。放電灯１がない場合の出力電圧の実効値はインバータ回路４に入力される直流電圧にのみ比例関係があるため、ランプ電圧が高くなるほど直流電圧を高く設計する必要がある。しかし、直流電圧を高く設定する場合、直流電源回路８を構成する部品やインバータ回路４のスイッチング素子などに使用される部品は定格電圧が高いものを選定する必要があり、コストアップの要因となる。
【００１３】
これらの課題について、さらに具体的に以下の例を用いて説明する。例えば、冷蔵ショーケース用の放電灯として省エネを目的に最近使用されるようになったプリンス電機製Ｔ５ランプの「ＦＬＲ１１９０Ｔ５」を点灯させる場合を考える。このランプは定格ランプ電流が０．１５Ａであり、このときのランプ電圧は１９０Ｖである。さらに、このランプを例えば調光比約７５％まで調光させる場合、ランプ電流は約０．１０Ａまで小さくする必要があり、このときのランプ電圧は約２２０Ｖになる。
【００１４】
このランプ電圧に対して放電灯の有無を確実に検出できるようにするためには、部品や放電灯のバラツキ、使用条件等を考慮し、無負荷時に発生する出力電圧がランプ電圧の１．２倍以上（２６４Ｖ以上）になるように設計するのが望ましい。図５の回路構成でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフのデューティサイクルを５０％で動作させる場合、放電灯１が無い場合の出力電圧を２６４Ｖ以上となるように設計するには直流電圧は少なくとも６００Ｖ以上の電圧に設定する必要がある。よって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の定格電圧はこの値以上に設定する必要があり、これらのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の定格電圧は少なくともそれ以上のものを選定する必要がある。さらに、この放電灯点灯装置を商用電源に接続して使用可能とするためには、交流電源を直流電源に変換するＡＣ−ＤＣコンバータが必要である。ＡＣ−ＤＣコンバータで交流電圧の平滑用によく用いられるアルミ電解コンデンサは一般的に定格電圧が５００Ｖ以下のものしかなく、５００Ｖ以上で使用するためには大容量のコンデンサを２個以上直列接続して使用しなければならず、これらの部品がコストアップや点灯装置の大型化の大きな要因となる。
【００１５】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、始動用コンデンサが装置外部に配置される放電灯点灯装置において、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的大きなランプであっても放電灯の有無を確実に判別することができ、しかも当該判別を行うために必要となるコストを最小限に抑えることができる放電灯点灯装置及び照明装置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】
【００１６】
本発明の放電灯点灯装置は、始動用コンデンサが設けられた放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、直流電源と、前記直流電源に接続され前記直流電源の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の直流出力を外部へ出力する出力端子間に微小な交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、前記出力端子間に微小な直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、前記出力端子間の交流電圧を検出し前記インバータ回路の停止状態において検出した交流電圧に基づいて前記放電灯の接続状態を判別する第１の負荷判別手段と、前記出力端子間の直流電圧を検出し前記インバータ回路の動作状態において検出した直流電圧に基づいて前記放電灯の接続状態を判別する第２の負荷判別手段と、を備えた。
【００１７】
上記構成によれば、放電灯の有無を判別する場合に、インバータ回路の動作停止中は微小な交流電圧を印加して放電灯に設けられた始動用コンデンサの接続有無で判別し、インバータ回路の動作中は微小な直流電圧を印加して放電灯を取り外したときのインピーダンスの変化を検出して放電灯の有無を判別することにより、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的大きなランプであっても放電灯の有無を確実に判別することができ、しかも当該判別を行うために必要となるコストを最小限に抑えることができる。
【００１８】
また、上記構成において、前記第１の負荷判別手段を、前記放電灯の異常状態を検出する手段と兼用するのが望ましい。当該手段と兼用することで、コストダウンが図れる。
【００１９】
また、上記構成において、前記第２の負荷判別手段は、前記放電灯の異常状態を検出する手段と兼用するのが望ましい。当該手段と兼用することで、コストダウンが図れる。
【００２０】
また、上記構成において、前記第２の負荷判別手段は、前記放電灯が点灯するまで状態では検出動作を行わない。すなわち、インバータ回路が動作を開始してから放電灯が点灯するまでの間、第２の負荷判別手段における検出動作を禁止する。これは、この間の放電灯のインピーダンスが、放電灯が装着されているにも関わらずほぼ無限大に近い値になっており、これによって出力端子間に直流電圧が発生してしまうためである。この直流電圧を検出しないように、第２の負荷判別手段における検出動作を禁止する。
【００２１】
本発明の照明装置は、前記放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置に接続され、始動用コンデンサが設けられた放電灯とを備えた。
【００２２】
上記構成によれば、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的大きなランプであっても放電灯の有無を確実に判別することができ、しかも当該判別を行うために必要となるコストを最小限に抑えた照明装置を提供できる。
【００２３】
また、上記構成において、前記放電灯は、点灯時の最大ランプ電圧が１５０Ｖ以上である。
【００２４】
また、上記構成において、前記放電灯は、管径が２５．５ｍｍ以下である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、放電灯の有無を判別する場合に、インバータ回路の動作停止中は微小な交流電圧を印加して始動用コンデンサの接続有無で判別し、放電灯の点灯中は放電灯を取り外したときのインピーダンスの変化を検出して放電灯の有無を判別するようにしたので、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的大きなランプであっても放電灯の有無を確実に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路構成を示す図
【図２】本発明を適用した放電灯点灯装置の回路構成を示す図
【図３】図２の放電灯点灯装置の動作を示すフローチャート
【図４】従来の放電灯点灯装置の回路構成を示す図
【図５】図４の従来の放電灯点灯装置の詳細な回路構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。なお、図１において前述した図４と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００２９】
本実施の形態の放電灯点灯装置５は、図４に示す従来の放電灯点灯装置５０と同様に、直流電源回路８とインバータ回路４を備える一方、新たな手段として、直流バイアス回路３０を有している。直流バイアス回路３０は、抵抗Ｒｃとスイッチ９とからなり、これらが直列接続されて、一端が直流電源回路８の出力端の一方に接続され、他端が放電灯点灯装置５の出力端子５ａに接続される。なお、本実施の形態の放電灯点灯装置５も従来の放電灯点灯装置５０と同様に、出力電流を検出できる電流検出器６を備えている。また、放電灯点灯装置５と放電灯点灯装置５に接続される放電灯１は照明装置４０を構成する。
【００３０】
次に、本実施の形態の放電灯点灯装置５の動作を説明する。まず、インバータ回路４を動作させる前に放電灯１が装着されているかを検出するために、従来と同様に微小な交流電圧Ｖａもしくは矩形波電圧Ｖｂを放電灯１に印加する。放電灯１が装着されている場合は、電圧検出器７で検出される電圧はしきい値を下回るため、有負荷と判断してインバータ回路４が動作を開始する。これに対し、放電灯１が装着されていない場合は、電圧検出器７の電圧がしきい値を上回るため、無負荷と判断してインバータ回路４は動作を開始しない。
【００３１】
次に、インバータ回路４が動作して放電灯１が点灯した後に直流バイアス回路３０のスイッチ９を導通させ、放電灯１に直流電流を流す。このとき、抵抗Ｒｃの抵抗値を放電灯１の点灯時の等価抵抗よりも充分に大きい値に設定しておくと、放電灯点灯装置５の出力端子５ａ，５ｂ間（放電灯１の両端）に発生する直流電圧は微小な電圧となる。この状態から放電灯１が取り外されると放電灯１が消灯して等価抵抗が無限大となるため、放電灯点灯装置５の出力端子５ａ，５ｂ間に発生する直流電圧は直流電源回路８の出力電圧とほぼ等しい電圧となる。
【００３２】
ここで、電圧検出器７を放電灯点灯装置５の出力端子５ａ，５ｂ間に発生する交流電圧と直流電圧のどちらも検出できる構成とし、放電灯１が取り外された際に発生する直流電圧を検出できるようにしきい値を設定すれば、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的高いランプであっても、放電灯１の有無を確実に検出することができる。また、抵抗Ｒｃとスイッチ９からなる直流バイアス回路３０を追加するだけで済むことから、放電灯点灯装置５を小型で安価に構成することが可能となる。
【００３３】
このように本実施の形態の放電灯点灯装置５によれば、放電灯１の有無を判別する場合に、インバータ回路４の動作停止中は微小な交流電圧Ｖａもしくは矩形波電圧Ｖｂを印加して放電灯１に設けられた始動用コンデンサ３の接続有無で判別し、インバータ回路４の動作中は直流バイアス回路３０によって微小な直流電圧を印加して放電灯１を取り外したときのインピーダンスの変化を検出して放電灯１の有無を判別する。これにより、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的大きなランプであっても放電灯の有無を確実に判別することができ、しかも当該判別を行うために必要となるコストを最小限に抑えることができる。
【００３４】
（実施例）
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。図２は本発明を適用した放電灯点灯装置５の回路構成を示す図、図３は同装置５の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
図２において、放電灯点灯装置５の入力側には商用電源１０がスイッチ１１を介して接続されており、商用電源１０がフィルタ回路（図示せず）、整流回路２０を介して直流電源回路８に入力される。図示せぬフィルタ回路は、直流電源回路８やインバータ回路４で発生する高周波ノイズを商用電源１０から除去するものであり、整流回路２０はダイオードブリッジ等で構成され、商用電源１０の交流電圧を全波整流している。
【００３６】
直流電源回路８は、チョークコイルＬ２、スイッチング素子Ｑ３、整流ダイオードＤ１、及び平滑コンデンサＣ２からなる昇圧チョッパー回路で構成されている。スイッチング素子Ｑ３には例えば図のようにＭＯＳＦＥＴが用いられ、スイッチング素子Ｑ３を導通させると整流回路２０の出力段からチョークコイルＬ２とスイッチング素子Ｑ３を介して電流が流れることにより、チョークコイルＬ２にはエネルギーが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｑ３を遮断すると、チョークコイルＬ２に蓄えられたエネルギーはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２へと供給される。このようにスイッチング素子Ｑ３の導通と遮断を繰り返すことによりコンデンサＣ２への電流供給と遮断を繰り返し、このスイッチングを高周波で行うことによりコンデンサＣ２の両端にはほぼ直流の電圧を得ることができる。
【００３７】
直流電源制御回路２１は、直流電源回路８のスイッチング素子Ｑ３のスイッチングを制御しており、コンデンサＣ２の両端電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して検出している。コンデンサＣ２の両端電圧が所定の電圧よりも低い場合にはスイッチング素子Ｑ２の導通時間が長くなるように、逆に電圧が低い場合には導通時間が短くなるようにフィードバック制御することにより、電源電圧や負荷の状態が変化してもコンデンサＣ２の電圧を一定に制御することができる。直流電源制御回路２１は、その機能を集積化した汎用のＩＣが発売されており、例えば、富士電機製のＦＡ５５０１等は入力電流の高調波歪を改善する力率改善機能もひとつのＩＣに内蔵しており、これらのＩＣを使用することによりこれらの制御部を容易に構成することができる。
【００３８】
インバータ回路４は、直流電源回路８の出力段にＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を２個直列に接続したハーフブリッジ回路と、この２つのスイッチング素子の接続端子（中点）から点灯装置の出力端子５ａの間に直列に接続されたチョークコイルＬ１と、直流カット用コンデンサＣ１とで構成されている。２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を例えば２５ｋＨｚ程度の高周波で交互にスイッチングすることにより、スイッチング素子Ｑ２の両端には矩形波電圧が発生し、直流電源回路８の出力電圧を高周波電圧に変換することができる。チョークコイルＬ１は、放電灯点灯装置５の外部で放電灯１と並列に接続される始動用コンデンサ３と共振回路を構成しており、この矩形波電圧を正弦波状の電圧に変換して放電灯１に供給する。放電灯１が放電を開始する前の状態では放電灯１の等価インピーダンスが点灯時に比べて極めて大きいため、始動用コンデンサ３の両端に放電灯１の放電開始に必要な高電圧を容易に得ることが可能となる。
【００３９】
駆動回路２２は、発振制御回路２３で設定されるインバータ回路４の動作周波数に応じてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にＯＮ／ＯＦＦさせるもので、例えば、ＩＲ社製のＩＲ２１５１等のハーフブリッジ回路用の高耐圧ドライバＩＣを用いることによって、部品点数が少なく容易に駆動回路を構成することができる。
【００４０】
次に、放電灯１の接続有無を判別する手段を説明する。矩形波の微小信号（電源Ｖｂと制限抵抗Ｒａ）を、直流電源回路８の出力段にスイッチング素子Ｑ４と抵抗Ｒａ１、Ｒａ２を直列に接続し、抵抗Ｒａ１とＲａ２の接続点をインバータ回路４のハーフブリッジ回路の中点に接続することで供給する。スイッチング素子Ｑ４を交互にＯＮ／ＯＦＦすることによってハーフブリッジ回路に微小な矩形波電圧が供給される。なお、この場合、微小な矩形波電圧の他に微小な交流電圧でもよい。放電灯１を確実に判別するためには、この周波数（すなわちスイッチング素子Ｑ４を交互にＯＮ／ＯＦＦする周波数）は、例えば１ｋＨｚ程度の比較的低い周波数を選択し、チョークコイルＬ１と始動用コンデンサ３の共振作用や、放電灯点灯装置５からの出力配線による浮遊容量の影響を受け難くすることが望ましい。
【００４１】
放電灯１が装着されている場合には始動用コンデンサ３のインピーダンスによって出力端子５ａ，５ｂ間の電圧が低下し、放電灯１が装着されていない場合には出力端子５ａ，５ｂ間のインピーダンスが無限大となるので、矩形波信号の振幅電圧がそのまま出力端子５ａ，５ｂ間に印加される。これらの電圧の差を判別できるように電圧検出器７のしきい値を設定し、しきい値以下の場合にはインバータ回路４が動作を開始する。
【００４２】
電圧検出器７は、出力端子５ａ，５ｂ間の交流電圧を検出する交流電圧検出回路７１と直流電圧を検出する直流電圧検出回路７２とから構成されている。交流電圧検出回路７１は、コンデンサＣ７１、Ｃ７２、抵抗Ｒ７１、Ｒ７２、及びダイオードＤ７１、Ｄ７２でフィルタ回路を構成し、チョークコイルＬ１と直流カット用コンデンサＣ１の接続点と出力端子５ｂ間に並列に接続されている。この間に発生している直流電圧は放電灯点灯装置５の出力端子５ａへは直流カット用コンデンサＣ１で、交流電圧検出回路７１へはフィルタ回路のコンデンサＣ７１でそれぞれカットされている。
【００４３】
交流電圧検出回路７１の出力段では交流電圧成分が直流電圧に整流平滑され、発振制御回路２３へ出力される。この検出電圧は出力端子５ａ，５ｂ間に発生する交流電圧と比例関係にあるので、放電灯１が装着されている場合と装着されていない場合の電圧の違いを検出できるようにしきい値を設定すると放電灯１の有無を判別可能となる。
【００４４】
インバータ回路４が動作を開始すると、出力端子５ａ，５ｂ間に発生する電圧はさらに大きくなるので、この間は交流電圧検出回路７１の検出動作を禁止するか、しきい値をさらに高い値に設定する必要がある。例えば、従来例で示したプリンス電機製Ｔ５ランプの「ＦＬＲ１１９０Ｔ５」を調光点灯させる場合、ランプ電圧は２２０Ｖまで上昇するため、しきい値をこの値よりも高い値に切替えれば、放電灯の寿命末期等に発生する異常な電圧を検出してインバータ回路４を停止させることもできる。
【００４５】
一方、放電灯１に直流電流をバイアスする手段は、直流電源回路８の出力段と出力端子５ａの間に抵抗Ｒｃを挿入して実現する。放電灯１が点灯しているときの等価抵抗よりもＲｃの抵抗値を充分大きい値に設定して出力端子５ａ，５ｂ間に発生する直流電圧を低く抑える。
【００４６】
直流電圧検出回路７２は、抵抗Ｒ７３とコンデンサＣ７３からなるフィルタ回路で構成され、出力端子５ａ，５ｂ間に発生する直流電圧を検出する。放電灯１が取り外されると直流電源回路８から抵抗Ｒｃ、Ｒ７３、Ｒ７４を介して直流電流が流れ、これらの抵抗によって分圧された電圧が直流電圧検出回路７２から発振制御回路２３へ出力される。放電灯１が点灯している場合には検出電圧はほぼゼロであるため、しきい値をこれらの電圧の間に設定すれば、放電灯１が点灯した後に放電灯１が取り外されても装着の有無を判断してインバータ回路４を停止させることができる。
【００４７】
ここで、トランジスタＱ９はインバータ回路４が動作を開始してから放電灯１が点灯するまでの間は短絡され、これによって直流電圧検出回路７１の動作が禁止される。これは、この間の放電灯１のインピーダンスが、放電灯１が装着されているにも関わらずほぼ無限大に近い値になっており、これによって出力端子５ａ，５ｂ間に直流電圧が発生してしまうためである。前述した実施の形態では、放電灯１の点灯後にスイッチ９を導通させるように制御してこの現象を抑制していたが、本実施例のように直流電圧検出回路７１の動作を禁止させても同等の効果がある。
【００４８】
また、この直流電圧検出回路７２は、放電灯１が寿命末期になったときの異常検出回路にも使用できる。フィラメント２ａ及び２ｂには放電管内で電子を放出しやすくするためにエミッタが塗布されており、このエミッタが消耗してなくなると寿命末期状態となる。すなわち、放電灯１のフィラメント２ａ，２ｂのうちのいずれか一方のフィラメントのエミッタが消耗すると、放電灯１を流れる電流が正負非対称となり直流電圧が発生する。通常の点灯時は直流電圧がほぼゼロであるため、同じ検出回路で放電灯１の寿命末期を検出することができる。例えば、図中のフィラメント２ｂのエミッタが消耗した場合は正方向に直流電圧が発生するので、先述の放電灯１が取り外された場合と同様の動作で寿命末期の検出が可能である。なお、交流電圧検出回路７１も、放電灯１が寿命末期になったときの異常検出回路にも使用できる。
【００４９】
フィラメント２ａが寿命末期のときには負方向に直流電圧が発生するため、正方向と同様の検出動作ができない。このためにトランジスタＱ７１とツェナーダイオードＤ７４、抵抗Ｒ７５が検出端子と制御回路用の直流電源２４の間に接続されている。負方向の電圧が大きくなるとダイオードＤ７４にかかる電圧が大きくなり、ツェナー電圧を超えるとトランジスタＱ７１のベースからダイオードＤ７４を介して検出端子に電流が流れ、トランジスタＱ７１が導通し、直流電圧検出回路７２には直流電源２４の電圧を抵抗Ｒ７５とＲ７４で分圧された電圧が発振制御回路２３に出力されるので、このときの電圧が先に設定した検出しきい値を上回るように抵抗値を設定すれば、放電灯１が寿命末期時に発生する負方向の直流電圧も検出可能となる。この検出回路であれば交流電圧の振幅に関わらず直流電圧のみで異常状態を判断できるので、周囲温度が変化したり、調光制御などでランプ電圧の実効値が変化したりしても寿命末期時の半波放電現象を精度良く検出することができる。したがって、例えば、放電灯１の長さが異なる「ＦＬＲ１１９０Ｔ５」と「ＦＬＲ３００Ｔ５」のように、定格ランプ電流が同じでランプ電圧が異なるランプの寿命末期状態を同じ回路で検出可能となる。
【００５０】
なお、スイッチング素子Ｑ４、抵抗Ｒａ１、抵抗Ｒａ２及び発振制御回路２３は、交流電圧印加手段を構成し、また抵抗Ｒｃは直流電圧印加手段に対応する。また、交流電圧検出回路７１と発振制御回路２３は、第１の負荷判定手段を構成する。また、直流電圧検出回路７２と発振制御回路２３は、第２の負荷判定手段を構成する。
【００５１】
インバータ回路４の制御や放電灯１の異常検出などの動作は発振制御回路２３によって制御される。そのフローチャートを図３に示す。
【００５２】
電源が投入されると、まず初期設定として、発振制御回路２３のＶｏ３を“Ｈ”、Ｖｉ２を無効に設定して直流電圧検出回路７２の動作を禁止させる（Ｓ１）。そして、この状態で発振制御回路２３からＶｏ１を出力してスイッチング素子Ｑ４の発振を開始させて微小交流信号を印加し、放電灯１の装着有無を確認する（Ｓ２）。すなわち、検出電圧Ｖｉ１がしきい値未満かどうか判定する（Ｓ３）。交流電圧検出回路７１の検出電圧Ｖｉ１がしきい値よりも低ければ放電灯１が装着されていると判断し、インバータ回路４の発振を開始させる（Ｓ４）。交流電圧検出回路７１の検出電圧Ｖｉ１がしきい値よりも大きければ放電灯１は未装着と判断して初期状態に戻り、同じ処理を繰り返す。
【００５３】
次に、インバータ回路４が動作すると、放電灯１が点灯するまでの時間遅れを考慮した始動時間が経過するのを待つため、始動時間を経過したかどうかを判定する（Ｓ５）。始動時間を経過すると、交流電圧検出回路７１の検出しきい値を点灯状態での異常検出が可能なしきい値に変更する（Ｓ６）。そして、放電灯１の点灯状態が正常かを判断する。すなわち、交流電圧検出回路７１の検出電圧Ｖｉ１がしきい値を超えるかどうか判定し（Ｓ７）、検出電圧Ｖｉ１がしきい値を超えていれば異常状態と判断してインバータ回路４の発振を停止させる（Ｓ８）。
【００５４】
交流電圧検出回路７１の検出電圧Ｖｉ１がしきい値よりも低ければ、発振制御回路２３のＶｏ３＝“Ｌ”、Ｖｉ２を有効（直流電圧検出回路７２を有効）にする（Ｓ９）。次いで、直流電圧検出回路７２の検出電圧Ｖｉ２がしきい値を超えるかどうか判定して放電灯１が取り外されていないかを判断する（Ｓ１０）。直流電圧検出回路７２の検出電圧Ｖｉ２がしきい値を超えていれば放電灯１が取り外されていると判断してインバータ回路４の動作を停止し（Ｓ８）、しきい値未満であれば正常状態であると判断して、発振制御回路２３のＶｏ２の発振を継続し（Ｓ１１）、Ｓ７の判定に戻る。
【００５５】
交流電圧検出回路７１の検出電圧Ｖｉ１もしくは直流電圧検出回路７２の検出電圧Ｖｉ２がしきい値を超えた場合は、インバータ回路４の動作を停止させた後に初期状態（Ｓ１）に戻り、放電灯１の装着判断に戻る。なお、これらの制御はマイコンを用いることによって容易に実現できる。
【００５６】
このように本実施の形態の放電灯点灯装置５によれば、始動用コンデンサ３が設けられた放電灯１の有無を判別する場合に、インバータ回路４の動作停止中は、スイッチング素子Ｑ４と抵抗Ｒａ１、Ｒａ２と発振制御回路２３によって微小な矩形波電圧を印加して、それを交流電圧検出回路７１で検出し、発振制御回路２３で放電灯１に設けられた始動用コンデンサ３の接続有無で判別し、インバータ回路４の動作中は、抵抗Ｒｃによって微小な直流電圧を印加し、それを直流電圧検出回路７２で検出し、発振制御回路２３で放電灯１を取り外したときのインピーダンスの変化を検出して放電灯１の有無を判別する。これにより、Ｔ５ランプのようにランプ電圧が比較的大きなランプであっても放電灯の有無を確実に判別することができ、しかも当該判別を行うために必要となるコストを最小限に抑えることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  放電灯
２ａ，２ｂ  フィラメント
３  始動用コンデンサ
４  インバータ回路
５  放電灯点灯装置
５ａ、５ｂ  出力端子
６  電流検出器
７  電圧検出器
８  直流電源回路
１０  商用電源
１１  スイッチ
２０  整流回路
２１  直流電源制御回路
２２  駆動回路
２３  発振制御回路
２４  直流電源
４０  照明装置
７１  交流電圧検出回路
７２  直流電圧検出回路
Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｃ  抵抗
Ｑ４  スイッチング素子
【図１】
2011034720.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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