(57)【要約】【課題】装着された放電灯の種別の判別を容易に行え、定格電力が異なる放電灯が装着された場合であってもワットフリーで点灯できる放電灯点灯装置を提供することである。【解決手段】制御部２１は、装着検出回路１９により放電灯１６の装着が検出された状態でインバータ回路１４を駆動制御して放電灯１６の調光制御を行う。そして、放電灯判別回路２３で判別された放電灯１６の種別に基づきインバータ回路１４の出力をその放電灯１６の定格電力になるように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる複数種の放電灯が適合可能であって、放電灯に高周波交流電力を供給するインバータ回路と；
前記放電灯の種別を調光時のランプ電圧に基づいて判別する放電灯判別回路と；
前記放電灯判別回路で判別された放電灯の種別に基づき前記インバータ回路の出力をその放電灯の定格電力になるように制御する制御部と；
を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記放電灯判別回路は、定格電力種別ごとに基準電圧を有し、前記放電灯の種別の判別のための前記基準電圧を周囲温度により変化させ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３】
前記放電灯判別回路は、放電灯の交換ごとに放電灯の種別を判別す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる放電灯を定電力制御で点灯する放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる放電灯としては、例えばＦＨＴがある。このようなＦＨＴをワットフリーで点灯する放電灯点灯装置のインバータ回路は、略定電流制御で動作する点灯方式を用いていた。また、定電力制御でＦＨＴを点灯する放電灯点灯装置のインバータ回路では、放電灯の定格毎に異なる設計をしておりワットフリーでの点灯は行われていなかった。
【０００３】
そのため、定格電力ごとに専用で設計された定電力制御でＦＨＴを点灯する放電灯点灯装置に定格電力に合致しない放電灯を装着した場合には、当該放電灯を定格電力で点灯することができない。
【０００４】
ここで、定格出力が異なり定格ランプ電流がほぼ等しい複数種の放電灯に対し、任意の調光レベルにおいてほぼ等しいランプ電流を流し、複数種の放電灯間での光出力比をほぼ等しくし、何れの放電灯に対してもチラツキや立ち消えが生ずることなく深く調光可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６８５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のものはインバータ回路の出力をその放電灯の定格電力になるように制御するものではない。すなわち、周囲温度の変化によって、ちらつきが発生してしまうことを完全に防止することは困難である。従って、環境にかかわらず所定の電力（明るさ）を得るためには定電力制御が有利であるが、前述したように、定電力制御方式の放電灯点灯装置ではランプ毎に個別設計をしていたので、定格電力に合致しない放電灯を装着した場合には、放電灯を定格電力で点灯することができない。そこで、これを解消するためには、装着された放電灯の種別検出を確実に行えることである。
【０００６】
本発明の目的は、装着された放電灯の種別の判別を容易に行え、定格電力が異なる放電灯が装着された場合であってもワットフリーで点灯できる放電灯点灯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係わる放電灯点灯装置は、定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる複数種の放電灯が適合可能であって、放電灯に高周波交流電力を供給するインバータ回路と；前記放電灯の種別を調光時のランプ電圧に基づいて判別する放電灯判別回路と；前記放電灯判別回路で判別された放電灯の種別に基づき前記インバータ回路の出力をその放電灯の定格電力になるように制御する制御部と；を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明および以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下による。
【０００９】
放電灯は、定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なるものであり、例えばＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４などである。インバータ回路は直流電力を高周波交流電力に変換し放電灯に出力するものである。
【００１０】
放電灯判別回路は、調光時のランプ電圧とその基準電圧との比較により放電灯の種別を判別する。定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる放電灯、例えばＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４などの放電灯では、全光時よりも調光時の方がランプ電圧差が大きいので、ランプ電圧差が大きい調光時に装着された放電灯の種別を判別する。
【００１１】
制御部は、放電灯判別回路で放電灯の種別を判別できるようにするために、インバータ回路を駆動制御して放電灯の調光制御を行う。そして、その後に、放電灯判別回路で判別された放電灯の種別に基づき、インバータ回路の出力をその放電灯の定格電力になるように制御する。
【００１２】
請求項２の発明に係わる放電灯点灯装置は、請求項１の発明において、  前記放電灯判別回路は、定格電力種別ごとに基準電圧を有し、前記放電灯の種別の判別のための前記基準電圧を周囲温度により変化させることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、放電灯の種別の判別のための基準電圧を周囲温度により変化させることを特定したものである。定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる放電灯、例えばＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４などの放電灯では、周囲温度が上昇するとランプ電圧は低くなる特性を有する。従って、常温時と高温時とではランプ電圧の値が異なるので、周囲温度により基準電圧を変化させて、放電灯の種別を適正に判別する。
【００１４】
請求項３の発明に係わる放電灯点灯装置は、請求項１または２の発明において、前記放電灯判別回路は、放電灯の交換ごとに放電灯の種別を判別することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、放電灯判別回路で放電灯の種別を判別する時期を放電灯の交換ごとに行うことを特定したものである。放電灯の交換は、装着検出回路や安全回路で監視できるので、装着検出回路で未装着が検出された後に装着が検出されたとき、あるいは安全回路が動作した後に装着検出回路で装着が検出されたときに、放電灯判別回路は放電灯の種別を判別する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、放電灯の種別によりランプ電圧差が大きい調光時に放電灯の種別の判定を行うので、ランプ種別の判別がし易く、より精度よく放電灯の種別の判別を行うことができる。そして、判別した放電灯の種別に基づいて放電灯への定電力制御を行うので、放電灯の種別の定格電力に合致した電力を供給でき放電灯を適正に点灯できる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、周囲温度が変化しても放電灯の種別を適正に判別できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加え、放電灯の交換ごとに放電灯の種別を判別するので、放電灯の種別の判別のための調光制御を極力減らすことができ、しかも放電灯の判別の必要性が高いときに判別できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置の一例の構成図である。交流電源１１は電源スイッチ１２を介して整流回路１３に接続され、交流電源１１及び整流回路１３で直流電源回路を構成している。直流電源回路の整流回路１３で得られた直流はインバータ回路１４に入力される。インバータ回路１４は直流電源回路の直流電力を高周波交流電力に変換し、ＬＣ共振回路１５を介して放電灯１６に出力する。
【００２０】
一方、整流回路１３とＬＣ共振回路１５との間に装着検出用バイパス回路１７が設けられている。装着検出用バイパス回路１７は、インバータ回路１４及び直流カットコンデンサＣをバイパスして、放電灯１６が不点灯のときに装着検出用の微少電流を放電灯のフィラメント１８ａ、１８ｂに流すものである。すなわち、インバータ回路１４が不動作状態で装着検出用バイパス回路１７がオンのときは、直流電源回路の整流回路１３で得られた直流は、インバータ回路１４及び直流カットコンデンサＣをバイパスして、ＬＣ共振回路１５、放電灯１６のフィラメント１８ａ、抵抗Ｒ１、Ｒ２、放電灯１６のフィラメント１８ｂを通って装着検出回路１９に入力される。
【００２１】
ここで、図１では、装着検出用バイパス回路１７は、インバータ回路１４及び直流カットコンデンサＣをバイパスして、放電灯１６が不点灯のときに放電灯のフィラメント１８ａ、１８ｂの双方に装着検出用の微少電流を流すようにしたが、図２に示すように、放電灯のフィラメント１８ａ、１８ｂのいずれか一方に装着検出用の微少電流を流すようにしてもよい。図２では放電灯のフィラメント１８ａに装着検出用の微少電流を流すようにしたものを示している。
【００２２】
次に、装着検出回路１９は、電源スイッチ１２がオンとなって電源の投入したとき、その電源投入時のインバータ回路１４の点灯動作開始前に、整流回路１３から不点灯状態の放電灯１６のフィラメント１８ａ、１８ｂに供給される微少な直流電流を検出して放電灯１６の装着の有無を検出するものである。
【００２３】
装着検出回路１９は放電灯１６の装着を検出すると、制御部２１に対し放電灯１６が装着されていることを通知する。また、安全回路２０は、放電灯１６のランプ電圧を抵抗で分圧して検出し、ランプ電圧が過電圧になったときに制御部２１に対しランプ電圧が過電圧である旨を通知する。ランプ電圧が過電圧か否かを判定するための基準電圧は可変電圧設定器２２により設定される。
【００２４】
また、放電灯判別回路２３は放電灯１６の調光時のランプ電圧を検出し、その基準電圧との比較により放電灯の種別を判別するものであり、放電灯１６のランプ電圧を抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧して検出し、判別手段２４は制御部２１からの指令に基づき、放電灯のランプ電圧とその基準電圧とを比較して放電灯１６の種別を判別し、その比較結果である放電灯の種別を制御部２１に出力する。
【００２５】
制御部２１は装着検出回路１９及び安全回路２０の動作状態に基づき、放電灯１６が交換されたことを判断し、放電灯が交換されたときに、放電判別回路２３に対して放電灯の種別の判別結果を求める指令を出力する。そして、制御部２１は、放電灯判別回路２３で判別された放電灯１６の種別に基づき、インバータ回路１４の出力をその放電灯１６の定格電力になるように制御する。
【００２６】
ここで、装着検出回路１９は、電源スイッチ１２がオンとなって電源の投入したとき、その電源投入時のインバータ回路１４の点灯動作開始前に、整流回路１３から不点灯状態の放電灯１６のフィラメント１８ａ、１８ｂに供給される微少な直流電流を検出して放電灯１６の装着の有無を検出するものである。
【００２７】
図３は、定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる放電灯、例えばＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４の電圧電流特性（Ｖ−Ｉ特性）の特性図である。特性曲線Ｓ１はＦＨＴ４２のＶ−Ｉ特性曲線、特性曲線Ｓ２はＦＨＴ３２のＶ−Ｉ特性曲線、特性曲線Ｓ３はＦＨＴ２４のＶ−Ｉ特性曲線である。
【００２８】
特性曲線Ｓ１の点Ｓ１０はＦＨＴ４２の全光時、特性曲線Ｓ２の点Ｓ２０はＦＨＴ３２の全光時、特性曲線Ｓ３の点Ｓ３０はＦＨＴ２４の全光時である。一方、特性曲線Ｓ１の点Ｓ１１はＦＨＴ４２の約２５％調光時、特性曲線Ｓ２の点Ｓ２１はＦＨＴ３２の約２５％調光時、特性曲線Ｓ３の点Ｓ３１はＦＨＴ２４の約２５％調光時である。すなわち、ＦＨＴ４２の定格ランプ電流は約３２０ｍＡ（点Ｓ１０）、ＦＨＴ３２の定格ランプ電流は約３１０ｍＡ（点Ｓ２０）、ＦＨＴ２４の定格ランプ電流は約３００ｍＡ（点Ｓ３０）であり、定格ランプ電流がほぼ等しい。表１は、周囲温度が常温（２５℃）であるときのＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４の約２５％調光時のランプ電圧及び全光時のランプ電圧である。
【表１】
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【００２９】
表１に示すように、例えば全光時のＦＨＴ４２のランプ電圧と全光時のＦＨＴ３２のランプ電圧とのランプ電圧差は３４Ｖであるに対し、２５％調光時のランプ電圧差は５２Ｖと差が大きい。従って、調光時は全光時よりランプ負荷（ランプ電力）を判別しやすいことが分かる。そこで、調光時のランプ電圧で放電灯１６の種別を判別する。
【００３０】
図４は放電灯判別回路２３の一例を示す構成図である。放電灯１６のランプ電圧は、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧されて分圧抵抗Ｒ４の電圧が判別手段２４に入力される。判別手段２４は２個の電圧比較手段を有し、電圧比較手段はツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、制御電源Ｖｃｃから構成される。そして、電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂはマイコン２５に入力され、マイコン２５では電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂに基づいて放電灯１６の種別を判別し、その判別結果を制御部に出力する。
【００３１】
いま、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４として、Ｒ３＝１００ｋΩ、Ｒ４＝４．７ｋΩとすると、放電灯判別回路２３の判別手段２４に入力される検出電圧は、表２に示すようになる。
【表２】
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【００３２】
表２に示すように、ＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４の２５％調光時のランプ電圧２０８Ｖ、１５６Ｖ、１２２Ｖに対し、分圧抵抗Ｒ４の電圧は、９．３４Ｖ、７．００Ｖ、５．４８Ｖとなる。そこで、ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２として、ツェナーダイオードＺＤ１はツェナー電圧が８．０Ｖのもの、ツェナーダイオードＺＤ２はツェナー電圧が６．０Ｖのものを採用する。これにより、表３に示すように、２個の電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂにより、ＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４の識別が可能となる。
【表３】
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【００３３】
放電灯１６がＦＨＴ４２である場合には、表２に示すように、放電灯判別回路２３の分圧抵抗Ｒ４の電圧は９．３４Ｖであり、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧８．０Ｖ及びツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧６．０Ｖより高いのでツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２の双方が導通する。このため、表３に示すように、２個の電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂは双方ともに「０」となる。従って、２個の電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂが双方ともに「０」となったときは、放電灯１６はＦＨＴ４２であると判別できる。
【００３４】
次に、放電灯１６がＦＨＴ３２である場合には、表２に示すように、放電灯判別回路２３の分圧抵抗Ｒ４の電圧は７．００Ｖであり、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧８．０Ｖより低いのでツェナーダイオードＺＤ１は非導通である。一方、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧６．０Ｖより高いのでツェナーダイオードＺＤ２が導通する。このため、表３に示すように、電圧比較手段の出力信号Ｓａは「１」で、電圧比較手段の出力信号Ｓｂは「０」となる。従って、電圧比較手段の出力信号Ｓａが「１」、電圧比較手段の出力信号Ｓｂが「０」となったときは、放電灯１６はＦＨＴ３２であると判別できる。
【００３５】
また、放電灯１６がＦＨＴ２４である場合には、表２に示すように、放電灯判別回路２３の分圧抵抗Ｒ４の電圧は５．４８Ｖであり、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧８．０Ｖ及びツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧６．０Ｖよりより低いのでツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２は双方ともに非導通である。このため、表３に示すように、２個の電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂは双方ともに「１」となる。従って、２個の電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂが双方ともに「１」となったときは、放電灯１６はＦＨＴ２４であると判別できる。
【００３６】
図５は放電灯判別回路２３の他の一例を示す構成図である。放電灯１６のランプ電圧は、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧されて分圧抵抗Ｒ４の電圧が判別手段２４に入力される。判別手段２４は２個の電圧比較手段を有し、電圧比較手段は演算増幅器２６ａ、２６ｂ、可変電圧設定器２７ａ、２７ｂから構成される。そして、電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂ及び温度センサ２８の検出温度はマイコン２５に入力される。マイコン２５では、温度センサ２８の検出温度に基づいて可変電圧設定器２７ａ、２７ｂの設定電圧Ｅ１、Ｅ２を変化させ、電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂと可変電圧設定器２７ａ、２７ｂの設定電圧Ｅ１、Ｅ２とに基づいて放電灯１６の種別を判別し、その判別結果を制御部に出力する。
【００３７】
いま、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４として、Ｒ３＝１００ｋΩ、Ｒ４＝４．７ｋΩとすると、周囲温度が２５℃のときは、放電灯判別回路２３の判別手段２４に入力される検出電圧は表２に示すようになる。
【００３８】
前述したように、周囲温度が上昇すると放電灯のランプ電圧は低くなる特性を有するので、周囲温度により基準電圧Ｅ１、Ｅ２を変化させて、放電灯の種別を判別する。表４は、周囲温度が６０℃のときのＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４の２５％調光時のランプ電圧及び分圧抵抗Ｒ４の検出電圧の表である。
【表４】
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【００３９】
表４に示すように、周囲温度が６０℃のときは、ＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４の２５％調光時のランプ電圧は、１３３Ｖ、１０８Ｖ、８３Ｖとなる。また、そのときの分圧抵抗Ｒ４の電圧は、５．９７Ｖ、４．８５Ｖ、３．７５Ｖとなる。そこで、周囲温度が６０℃のときは、可変電圧設定器２７ａ、２７ｂの設定電圧Ｅ１、Ｅ２を例えば５Ｖ、４Ｖに設定する。これにより、表５に示すように、２個の電圧比較手段の出力信号Ｓａ、Ｓｂにより、ＦＨＴ４２、ＦＨＴ３２、ＦＨＴ２４の識別が可能となる。
【表５】
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【００４０】
以上の説明では、放電灯の種別の判別は放電灯１６が交換されたときに行うようにしたが、放電灯点灯装置の電源投入直後に毎回行うようにしてもよいし、放電灯の所定の点灯時間ごとに行うようにしてもよい。例えば、１ヶ月に１回ごとに放電灯１６の種別を判別するようにしてもよい。また、放電灯点灯装置の電源のＯＮ／ＯＦＦの所定の回数ごとに行うようにしてもよい。例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦの１００回に１回につき放電灯１６の種別を判別するようにしてもよい。
【００４１】
また、制御部２１は、放電灯判別回路２３で判別された放電灯１６の種別に基づき、インバータ回路１４の出力をその放電灯１６の定格電力になるように制御するにあたり、安全回路２０の可変電圧設定器２２の設定値を変更し、その放電灯１６の種別に合致した基準電圧とするようにしてもよい。これにより、放電灯１６の種別ごとにランプの寿命末期を判断できる。
【００４２】
本発明の実施の形態によれば、放電灯１６の種別によりランプ電圧差が大きい調光時に放電灯１６の種別の判定を行うのでランプ種別の判別がし易い。また、周囲温度の変化に応じて放電灯１６の種別の判別のための基準電圧を変化させるので、周囲温度が変化しても放電灯の種別を適正に判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置の一例の構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置の他の一例の構成図。
【図３】定格ランプ電流がほぼ等しく定格電力が異なる放電灯の電圧電流特性（Ｖ−Ｉ特性）の一例の特性図。
【図４】本発明の実施の形態における放電灯判別回路の一例を示す構成図。
【図５】本発明の実施の形態における放電灯判別回路の他の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００４４】
１１…交流電源、１２…電源スイッチ、１３…整流回路、１４…インバータ回路、１５…ＬＣ共振回路、１６…放電灯、１７…装着検出用バイパス回路、１８…フィラメント、１９…装着検出回路、２０…安全回路、２１…制御部、２２…可変電圧設定器、２３…放電灯判別回路、２４…判別手段、２５…マイコン、２６…演算増幅器、２７…可変電圧設定器、２８…温度センサ
【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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