(57)【要約】【課題】チョッパ制御回路とインバータ制御回路とを有する放電灯点灯装置において、チョッパ制御回路の専用の起動電源を不要とする消費電力の少ない放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】放電灯点灯装置１００は、昇圧チョッパ制御回路４を起動する起動電源を、インバータ回路５に接続された第２の電力供給回路１２の出力電圧を抵抗２２、ダイオード２３を介しコンデンサ２４に充電した電圧から取得する。そして、昇圧チョッパ制御回路４が起動して昇圧チョッパ回路３（トランジスタ１５）が発振した後には、昇圧チョッパ回路３のチョークコイル１４の２次巻き線１４ａに発生する電圧に基づき第３の電力供給回路１３のコンデンサ３０が充電する。さらに、コンデンサ３０の電圧によりコンデンサ２４が充電し、コンデンサ２４の電圧により昇圧チョッパ制御回路４が駆動を継続する。この構成により、チョッパ制御回路の専用の起動電源を不要とする。【選択図】図１
2008243429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を供給する交流電源から供給された交流電圧を整流し、整流した電圧を出力する整流回路と、
駆動制御を受けて駆動するとともに、駆動制御を受けて駆動するときは前記整流回路の出力した電圧を昇圧と降圧との何れかを行って出力し、駆動制御を受けていないときは前記整流回路の出力した電圧を昇圧と降圧との何れも行うことなく出力するチョッパ回路と、
前記チョッパ回路を駆動制御するチョッパ制御回路と、
前記チョッパ回路が出力した電圧を駆動制御を受けて駆動することにより高周波電圧に変換して出力し、出力した高周波電圧で放電灯を点灯させるインバータ回路と、
前記整流回路の出力した電圧を入力し、入力した電圧を所定の電圧に変換する第１の電力供給回路と、
前記第１の電力供給回路が変換した電圧の供給を受けて起動し、前記インバータ回路を駆動制御するインバータ制御回路と、
前記インバータ制御回路により駆動制御された前記インバータ回路の出力する高周波電圧を入力し、入力した高周波電圧から直流電圧を生成する第２の電力供給回路と、
前記チョッパ回路が駆動を開始すると、前記チョッパ回路の駆動に基づき電圧を発生して出力する第３の電力供給回路と
を備え、
前記チョッパ制御回路は、
前記第２の電力供給回路が生成した直流電圧を所定の抵抗を介して供給を受けることにより起動して前記チョッパ回路の駆動制御を開始するとともに、前記チョッパ回路が駆動を開始した後は、前記第３の電力供給回路から電圧の供給を受けることにより継続して前記チョッパ回路を駆動制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記放電灯点灯装置は、さらに、
前記第２の電力供給回路の出力電圧に応じてオンオフすることにより、前記チョッパ制御回路への前記第２の電力供給回路の電圧の供給をオンオフするスイッチング回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記チョッパ回路は、
前記チョッパ制御回路から駆動制御を受けてスイッチングするスイッチング素子と、１次巻き線と２次巻き線とを有するとともに前記スイッチング素子のスイッチングにともなって前記２巻き線に電圧を発生するチョークコイルとを備え、
前記第３の電力供給回路は、
前記チョークコイルの前記２次巻き線に発生する電圧を整流平滑して出力することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記第２の電力供給回路は、
前記インバータ回路の出力に並列接続されたコンデンサを備えるとともに前記コンデンサに充電された電圧を整流平滑することにより直流電圧を生成することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装置に接続され、点灯に供される放電灯を固定するとともに、電気的に接続するランプソケットと、
前記放電灯点灯装置と前記ランプソケットが取り付けられる器具本体と
を備えた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】
この発明は、整流され電圧をチョッパ回路で昇圧あるいは降圧し、この電圧をインバータ回路で高周波電圧に変換し放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１や特許文献２に示されるように、昇圧チョッパ回路は、制御用の昇圧チョッパ制御回路を有し、インバータ回路は制御用のインバータ制御回路を有している。また、昇圧チョッパ制御回路とインバータ制御回路とは、それぞれ電源を有し、外部から電力供給が必要であり効率的でない。
すなわち、
（１）昇圧チョッパ制御回路およびインバータ制御回路とを交流電源電圧から整流した直流電圧で起動する場合、それぞれに起動用の抵抗が必要であり不経済である。
（２）この点、昇圧チョッパ回路を起動して昇圧チョッパ回路から昇圧チョッパ制御回路およびインバータ制御回路の電力を供給することも考えられるが、インバータ制御回路は点灯消灯を制御するため困難である。
（３）また、インバータ制御回路を起動してインバータ回路からインバータ制御回路および昇圧チョッパ制御回路の電力を供給することも考えられるが、インバータ回路に接続するスナバ回路を用いた簡単な回路で賄うことは困難である。
【特許文献１】特開平５−９４８９３号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、チョッパ制御回路の専用の起動電源を不要とする消費電力の少ない放電灯点灯装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の放電灯点灯装置は、
交流電圧を供給する交流電源から供給された交流電圧を整流し、整流した電圧を出力する整流回路と、
駆動制御を受けて駆動するとともに、駆動制御を受けて駆動するときは前記整流回路の出力した電圧を昇圧と降圧との何れかを行って出力し、駆動制御を受けていないときは前記整流回路の出力した電圧を昇圧と降圧との何れも行うことなく出力するチョッパ回路と、
前記チョッパ回路を駆動制御するチョッパ制御回路と、
前記チョッパ回路が出力した電圧を駆動制御を受けて駆動することにより高周波電圧に変換して出力し、出力した高周波電圧で放電灯を点灯させるインバータ回路と、
前記整流回路の出力した電圧を入力し、入力した電圧を所定の電圧に変換する第１の電力供給回路と、
前記第１の電力供給回路が変換した電圧の供給を受けて起動し、前記インバータ回路を駆動制御するインバータ制御回路と、
前記インバータ制御回路により駆動制御された前記インバータ回路の出力する高周波電圧を入力し、入力した高周波電圧から直流電圧を生成する第２の電力供給回路と、
前記チョッパ回路が駆動を開始すると、前記チョッパ回路の駆動に基づき電圧を発生して出力する第３の電力供給回路と
を備え、
前記チョッパ制御回路は、
前記第２の電力供給回路が生成した直流電圧を所定の抵抗を介して供給を受けることにより起動して前記チョッパ回路の駆動制御を開始するとともに、前記チョッパ回路が駆動を開始した後は、前記第３の電力供給回路から電圧の供給を受けることにより継続して前記チョッパ回路を駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
この発明により、チョッパ制御回路の専用の起動電源を不要とする、構成が簡単で消費電力の少ない放電灯点灯装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における放電灯点灯装置１００の回路構成図である。
【０００７】
放電灯点灯装置１００は、整流回路２、昇圧チョッパ回路３、昇圧チョッパ制御回路４、インバータ回路５、インバータ制御回路６、放電灯９を含む負荷回路４０、第１の電力供給回路１１、第２の電力供給回路１２、第３の電力供給回路１３、抵抗２２、ダイオード２３、コンデンサ２４、ダイオード３２を備えている。
【０００８】
（負荷回路４０）
負荷回路４０は、直流カットコンデンサ７、バラストコイル８、放電灯９、始動コンデンサ１０から構成される。
【０００９】
（昇圧チョッパ回路３）
昇圧チョッパ回路３は、チョークコイル１４、スイッチング素子であるトランジスタ１５、ダイオード１６、平滑コンデンサ１７から構成されている。チョークコイル１４は、第３の電力供給回路１３に電圧を発生させる２次巻き線１４ａを備えている。
【００１０】
（第１の電力供給回路１１）
第１の電力供給回路１１は、整流回路２の出力に接続され交流電源１から直接的に電圧を降圧するための抵抗２５と、平滑コンデンサ２６と、ツェナーダイオード２７から構成される。
【００１１】
（第２の電力供給回路１２）
第２の電力供給回路１２は、インバータ回路５の出力に接続されＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）改善のためのスナバ回路と兼用するコンデンサ１８と、コンデンサ１８の出力を整流するダイオード１９、ダイオード２０と、平滑用コンデンサ２１とから構成される。
【００１２】
（第３の電力供給回路１２）
第３の電力供給回路１３は、昇圧チョッパ回路３内のチョークコイル１４の２次巻き線１４ａからの電圧を整流するダイオード２８と、抵抗２９と、平滑用コンデンサ３０と、ツェナーダイオード３１とから構成される。
【００１３】
抵抗２２は、第２の電力供給回路１２からの出力をダイオード２３を経由してコンデンサ２４を充電すると共に昇圧チョッパ制御回路４の電源端子（Ｖｃｃ）に接続する。
【００１４】
（放電灯点灯装置１００の動作）
図２は、放電灯点灯装置１００の動作を示すフローチャートである。また、図３は、放電灯点灯装置１００のタイミング図である。図２、図３を参照して放電灯点灯装置１００の動作を説明する。この放電灯点灯装置１００は、昇圧チョッパ制御回路４を起動する起動電源を第２の電力供給回路１２から得ることが特徴である。放電灯点灯装置１００は、昇圧チョッパ制御回路４を起動する起動電源を、インバータ回路５に接続された第２の電力供給回路１２の出力電圧を抵抗２２、ダイオード２３を介しコンデンサ２４に充電した電圧から取得する。そして、昇圧チョッパ制御回路４が起動して昇圧チョッパ回路３（トランジスタ１５）が発振した後には、昇圧チョッパ回路３のチョークコイル１４の２次巻き線１４ａに発生する電圧に基づき第３の電力供給回路１３のコンデンサ３０が充電する。さらに、コンデンサ３０の電圧によりコンデンサ２４が充電し、コンデンサ２４の電圧により昇圧チョッパ制御回路４が駆動を継続する。以下に詳細な動作を説明する。
【００１５】
図３（１）は、交流電源１のＯＮ／ＯＦＦ状態、すなわち通電状態を示す。交流電源１が放電灯点灯装置１００に通電されると（Ｓ１）、整流回路２を経由して第１の電力供給回路１１に直流電圧が印加される（Ｓ２）。
【００１６】
（第１の電力供給回路１１からインバータ制御回路６への電力供給）
図３（２）は、第１の電力供給回路１１の出力電圧を示している。第１の電力供給回路１１の出力電圧がインバータ制御回路６に供給され、インバータ制御回路６がインバータ回路５を駆動し、インバータ回路５が発振を開始する。
【００１７】
具体的に説明する。図３（２）に示すように、交流電源１が通電されると、第１の電力供給回路１１は、抵抗２５とコンデンサ２６との充電回路により、コンデンサ２６の電圧が徐々に上昇する。このコンデンサ２６の電圧は、インバータ制御回路６の電源端子（Ｖｃｃ）に接続されている。なお、コンデンサ２６に並列接続するツェナーダイオード２７は、インバータ制御回路６に印加される電圧を安定化するためものである。図３（３）は、インバータ回路５の発振タイミングを示すものである。図３（２）及び図３（３）のように、インバータ制御回路６は、電源電圧（第１の電力供給回路１１の出力電圧）が所定電圧に達すると、起動して高周波発振を開始し（Ｓ３）、インバータ回路５のトランジスタ（スイッチング素子）を駆動制御する（Ｓ４）。
【００１８】
前記のように図３（３）は、インバータ回路５の発振タイミングを示すものであるが、インバータ回路５から出力される高周波電圧は、直流カットコンデンサ７、バラストコイル８、放電灯９、始動コンデンサ１０からなる負荷回路４０に印加され、放電灯９を点灯させる。
【００１９】
また同時に、インバータ回路５の出力電圧は、第２の電力供給回路１２に印加される。第２の電力供給回路１２のコンデンサ１８、整流用ダイオード１９、２０によって直流電圧が生成される。この直流電圧は、平滑用コンデンサ２１で平滑され、インバータ制御回路６の電源（Ｖｃｃ）に印加される。
【００２０】
図３（４）は、第２の電力供給回路１２の出力電圧を示す。また、図３（２）、（３）に示すように、インバータ回路５が発振するとインバータ制御回路６の電源端子（Ｖｃｃ）が急激に上昇し、ツェナーダイオード２７のツェナー電圧で安定化されることになる。これ以降、インバータ制御回路６は、第２の電力供給回路１２の電圧で駆動される。
【００２１】
（第２の電力供給回路１２から昇圧チョッパ制御回路４への電力供給）
更に、平滑用コンデンサ２１で平滑された第２の電力供給回路１２の出力電圧は、抵抗２２、ダイオード２３を介してコンデンサ２４を充電する（Ｓ５、Ｓ６）。図３（５）は、コンデンサ２４の電圧を示している。図３（５）に示すように、コンデンサ２４の電圧は、徐々に上昇する。コンデンサ２４の電圧が所定電圧に達すると、昇圧チョッパ制御回路４が起動し、発振開始する（Ｓ７）。昇圧チョッパ制御回路４の発振が開始すると、昇圧チョッパ回路３（トランジスタ１６）の発振が開始する（Ｓ８）。
【００２２】
図３（６）は、昇圧チョッパ回路３の発振タイミングを示す。昇圧チョッパ回路３が発振を開始すると、第３の電力供給回路１３は、昇圧チョッパ回路３のチョークコイル１４の２次巻き線１４ａからの電圧をダイオード２８によって整流し、抵抗２９を介して平滑用コンデンサ３０が急速に充電され（Ｓ９）、ツェナーダイオード３１によって電圧が安定化される。
【００２３】
（第３の電力供給回路１３から昇圧チョッパ制御回路４への電力供給）
図３（７）は、第３の電力供給回路１３の出力電圧を示す。図１に示すように、第３の電力供給回路１３の出力電圧は、ダイオード３２を介してコンデンサ２４を充電する（Ｓ１０）。コンデンサ２４の電圧が昇圧チョッパ制御回路４の電源端子（Ｖｃｃ）に印加され、昇圧チョッパ制御回路４は、第３の電力供給回路１３の出力電圧で継続的に駆動される（Ｓ１１）。
【００２４】
このように、実施の形態１の放電灯点灯装置１００は、第２の電力供給回路１２の出力を、この出力に直列に接続した抵抗２２、ダイオード２３を介してコンデンサ２４に充電された電圧により昇圧チョッパ制御回路４を起動する。このため、昇圧チョッパ制御回路４の専用の起動電源が不要となり回路構成が簡単になる。さらに、専用の起動電源を用いる場合に対し、消費電力が低減し、省エネを図ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図４を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態２は、放電灯点灯装置１００が、さらに、スイッチング回路３３を備えた構成である。図１の実施の形態１に対し、図４の放電灯点灯装置１００は、スイッチング回路３３を備え、ダイオード２３及びダイオード３２が、このスイッチング回路３３を介してコンデンサ２４に接続している点が異なる。この相違によって、図４の放電灯点灯装置１００では、昇圧チョッパ制御回路４が、第２の電力供給回路１２でオン・オフするスイッチング回路３３を介して、第２の電力供給回路１２および第３の電力供給回路１３から電力供給を受けて起動および動作する。
【００２６】
（スイッチング回路３３）
図４に示すように、スイッチング回路３３は、トランジスタ３４、トランジスタ３６とそれぞれのベース抵抗３５、３７から構成される。スイッチング回路３３は、第２の電力供給回路１２の出力電圧が所定の電圧に達しない場合はオフとなり、所定の電圧に達した場合にはオンとなる。スイッチング回路３３は、第２の電力供給回路１２および第３の電力供給回路１３との、昇圧チョッパ制御回路４への接続を開閉するスイッチ回路である。
【００２７】
図４の放電灯点灯装置１００は、基本的な回路動作は図１に示す実施の形態１の放電灯点灯装置１００と同様である。しかし、実施の形態１の放電灯点灯装置１００に対して、インバータ回路５が発振停止時は、第２の電力供給回路１２および第３の電力供給回路１３から昇圧チョッパ制御回路４への電力供給が閉ざれる。このため、スイッチング回路３３を設けることにより、昇圧チョッパ回路３を完全に停止させることができる。実施の形態１の場合は、昇圧チョッパ回路３の発振が間欠する場合もあり、放電灯が不点灯時に消費電力が若干増える可能性がある。
【００２８】
以上の実施の形態１、実施の形態２の放電灯点灯装置１００では、昇圧チョッパ回路、すなわち「昇圧」の場合を説明したが、整流電源の出力を「降圧」する場合もあり、以上の構成、方式は、「降圧」の場合にも適用できることはもちろんである。
【００２９】
以上の実施の形態１、実施の形態２では放電灯点灯装置１００について説明したが、これらの放電灯点灯装置は、照明器具に組み込まれて実施される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１における放電灯点灯装置１００の回路図。
【図２】実施の形態１における放電灯点灯装置１００の動作のフローチャート。
【図３】実施の形態１における放電灯点灯装置１００のタイミング図。
【図４】実施の形態２における放電灯点灯装置１００の回路図。
【符号の説明】
【００３１】
１  交流電源、２  整流回路、３  昇圧チョッパ回路、４  昇圧チョッパ制御回路、５  インバータ回路、６  インバータ制御回路、７  直流カットコンデンサ、８  バラストコイル、９  放電灯、１０  始動コンデンサ、１１  第１の電力供給回路、１２  第２の電力供給回路、１３  第３の電力供給回路、１４  チョークコイル、１４ａ  ２次巻き線、１５  トランジスタ、１６  ダイオード、１７  平滑コンデンサ、１８  コンデンサ、１９，２０  ダイオード、２１  平滑用コンデンサ、２２  抵抗、２３  ダイオード、２４  コンデンサ、２５  抵抗、２６  コンデンサ、２７  ツェナーダイオード、２８  ダイオード、２９  抵抗、３０  コンデンサ、３１  ツェナーダイオード、３２  ダイオード、３３  スイッチング回路、３４  トランジスタ、３５  ベース抵抗、３６  トランジスタ、３７  ベース抵抗、４０  負荷回路、１００  放電灯点灯装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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