(57)【要約】【課題】動作を安定化して効率を上昇させると共に、量産を容易とする。【解決手段】入力された直流電圧を所定の動作電圧に変換するブースタ回路部２０と、内部に独立した発振回路を有し、前記ブースタ回路部から供給された動作電圧を、周波数ｆが可変とされた高周波に変換する他励式インバータ回路部３０と、該他励式インバータ回路部の発振周波数ｆを設定するための発振周波数設定手段（ＶＲ１）と、前記他励式インバータ回路部からの高周波出力により放電管ＬＡ１、ＬＡ２を点灯させる点灯回路部４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された直流電圧を所定の動作電圧に変換するブースタ回路部と、
内部に独立した発振回路を有し、前記ブースタ回路部から供給された動作電圧を、周波数が可変とされた高周波に変換する他励式インバータ回路部と、
該他励式インバータ回路部の発振周波数を設定するための発振周波数設定手段と、
前記他励式インバータ回路部からの高周波出力により放電管を点灯させる点灯回路部と、
を備えたことを特徴とする電子式放電管点灯装置。
【請求項２】
前記ブースタ回路部が、力率改善制御用ＩＣを含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子式放電管点灯装置。
【請求項３】
前記他励式インバータ回路部が、バラスト制御用ＩＣを含んで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子式放電管点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常用の電源を高周波に代えて放電管を点灯する電子式放電管点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子式放電管点灯装置の１つに、特許文献１に記載されているように、交流入力電圧を整流して得られる直流電源を出力する直流電源部と、この直流電源部から供給された直流電源を所定の動作電圧に変換するブースタ回路部と、このブースタ回路部から供給された動作電圧を所定の高周波に変換して点灯回路部に供給する自励式インバータ回路部と、この自励式インバータ回路部からの高周波出力により放電管を点灯させる点灯回路部とを備えたものがある。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９３５２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来は、インバータの整流素子に転流を起させるに必要な転流電圧が、半導体電力変換装置の構成要素自体から与えられる自励式インバータ回路を用いていたため、周波数が固定され、且つ、必ずしも安定せず、効率が低く、照度も十分でない場合がある。又、ブースタ回路とインバータ回路の動作が相互に関連し合うため、電圧や電流の変化の影響を受け、ブースタ回路の誤動作によるちらつきが発生することがある。更に、ブースタ回路とインバータ回路が独立していないため、片方の回路に誤差が発生すると、安定した動作が期待できず、量産が難しい。又、調光には、電圧や電流を変える必要があり、調光が容易でない等の問題点を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、安定した周波数で動作し、ブースタ回路の誤動作によるちらつきが無く、量産や調光が容易な電子式放電管点灯装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電子式放電管点灯装置において、入力された直流電圧を所定の動作電圧に変換するブースタ回路部と、内部に独立した発振回路を有し、前記ブースタ回路部から供給された動作電圧を、周波数が可変とされた高周波に変換する他励式インバータ回路と、該他励式インバータ回路部の発振周波数を設定するための発振周波数設定手段と、前記他励式インバータ回路部からの高周波出力により放電管を点灯させる点灯回路部とを備えることにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、内部に独立した発振回路を有し、周波数が可変とされた他励式インバータ回路を用いているので、自励式インバータ回路を用いた場合に比べて、高い周波数と安定した周波数で動作し、効率が高まり、照度が例えば約１０％向上する。又、ブースタ回路とインバータ回路の動作が分離されるので、電圧や電流の変化に影響を受けず、ブースタ回路の誤動作によるちらつきが無い。更に、ブースタ回路とインバータ回路が独立しているので、片方の回路に若干の誤差が発生しても安定した動作ができ、量産が容易である。更に、周波数を変えることで容易に調光できる。又、例えば−１５℃の寒冷地でも、安定して動作する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
本実施形態は、図１に示す如く、交流入力電圧ＡＣＩＮをダイオードブリッジＢＤ１で整流して、コンデンサＣ４で平滑化する整流回路部１０と、該整流回路部１０から供給される直流電圧、例えばＤＣ２４Ｖを、所定の動作電圧、例えば３４０Ｖに変換するブースタ回路部２０と、内部に独立した発振回路を有し、前記ブースタ回路部２０から供給された動作電圧を、周波数ｆが可変とされた高周波に変換する他励式インバータ回路部３０と、該他励式インバータ回路部３０の発振周波数ｆを設定するための可変抵抗器ＶＲ１と、前記他励式インバータ回路部３０からの高周波出力により、例えば２本の放電管ＬＡ１、ＬＡ２を点灯させる点灯回路部４０とを備えている。
【００１０】
前記ブースタ回路部２０は、入力交流に対して非線形な整流回路部１０で発生する低周波の高調波電流による力率低下を改善して、インバータ回路部３０の高周波電力対策を行なうための力率改善制御用のＩＣ１（例えばフェアチャイルド社のＫＡ７５２６）を中心として構成されている。
【００１１】
このＩＣ１は、図２に示す如く、ＵＶＬＯコンパレータ２１と、零電流検出器２２と、電流感知用ＰＷＭコンパレータ２３と、乗算器２４と、タイマ２５と、ゲート２６と、過電圧保護回路を有する高電流電力ドライバ２８と、エラーアンプ２９を含んで構成されている。
【００１２】
図２において、ピン１（ＩＮＶ）は、エラーアンプ２９の反転入力端子、ピン２（ＥＡ
ＯＵＴ）は、同じくエラーアンプ２９の出力端子、ピン３（ＭＵＬＴ）は、乗算器２４への入力端子、ピン４（ＣＳ）は、ＰＷＭコンパレータ２３への入力端子、ピン５（Ｉｄｅｔ）は、零電流検出器２２への入力端子、ピン６（ＧＮＤ）は接地用端子、ピン７（ＯＵＴ）は、高電流電力ドライバ２８の出力端子、ピン８（Ｖｃｃ）は電源供給端子である。
【００１３】
このＩＣ１の動作は、フェアチャイルド社のＫＡ７５２６と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００１４】
このブースタ回路部２０でランプ出力を一定に維持し、ランプ出力波形を理想的な正弦波に補正することで、安定したランプ出力が形成される。
【００１５】
前記インバータ回路部３０は、バラスト制御用のＩＣ２（例えばインターナショナルレクティファイヤ社のＩＲ２１５７１）を中心として構成されている。
【００１６】
このバラスト制御用のＩＣ２の内部構成の例を図３に、動作ダイヤグラムの例を図４に示す。
【００１７】
図３において、ピン１（ＶＤＣ）は、ＤＣバス検知入力端子、ピン２（ＣＰＨ）は、予熱タイミングコンデンサ接続端子、ピン３（ＲＰＨ）は、予熱周波数抵抗器及び点火コンデンサ接続端子、ピン４（ＲＴ）は、発振タイミング抵抗器接続端子、ピン５（ＲＵＮ）は、運転（ＲＵＮ）周波数抵抗器接続端子、ピン６（ＣＴ）は、発振タイミングコンデンサ接続端子、ピン７（ＤＴ）は、無駄時間（Ｄead  Ｔime）プログラミング端子、ピン８（ＯＣ）は、過電流（ＣＳ＋）閾値プログラミング端子、ピン９（ＳＤ）は、シャットダウン入力端子、ピン１０（ＣＳ）は、電流検知入力端子、ピン１１（ＬＯ）は、低位側ゲートドライバ出力端子、ピン１２（ＣＯＭ）は、接地用端子、ピン１３（ＶＣＣ）は、論理及び低位側ゲートドライバ電源端子、ピン１４（ＶＢ）は、高位側ゲートドライバ電源
端子、ピン１５（ＶＳ）は、高電圧浮遊戻り端子、ピン１６（ＨＯ）は、高位側ゲートドライバ出力端子である。
【００１８】
このＩＣ２の動作は、インターナショナルレクティファイア社のＩＲ２１５７１と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００１９】
前記点灯回路部４０は、図５にシングルスポット方式の従来例と比較して示す如く、放電路分散化方式のダブルスポットにより放電管ＬＡ１、ＬＡ２を点灯するので、フィラメント部分の熱損失を抑え、スポット温度の適切な調整により、ランプ寿命の延命が可能となる。
【００２０】
又、これまでの直列点灯方式の２灯式器具では１点灯ができなかったが、本実施形態は点灯回路を２つに独立させた並列点灯方式で構成しているので１点灯が可能になる。従って、高所な場所でランプ交換がしにくい場所でも、悪くなった１本のランプのみ切れて、もう一本は正常に点灯するので、ランプ交換保守を軽減できる。
【００２１】
本実施形態によれば、図４に示したように、ＩＣ２に、ランプ点灯時のフィラメント予熱、電圧、電流と時間を制御するプログラムが組み込まれているので、ランプ寿命と明るさを向上できる。即ち、電源投入初期にインバータ部に動作電圧を低電圧で供給して放電管ＬＡ１、ＬＡ２のフィラメントを予熱し、その後、インバータ部に供給する動作電圧を徐々に上昇させ、放電管を定電圧で点灯させるようにソフトスタートの制御を行っているので、スイッチングによるランプ劣化を軽減することができ、特に人感センサとの組合せに最適である。
【００２２】
又、インバータ回路部３０のＶＲ１を調整することによって、発振周波数ｆを変更することができるので、出力を調整でき、調光することも可能である。特に周波数を高めた場合には、消費電力を下げることができる。
【００２３】
又、高い周波数と安定した周波数で動作するので、自励式インバータ回路を用いた場合に比べて、効率が向上し、照度が約１０％向上する。
【００２４】
又、ブースタ回路部２０の出力電圧を約３４０Ｖに固定し、出力電力Ｗを変化させる方式であるため、ＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３及び電界コンデンサＣ１０が安定した電圧状態で動作する。
【００２５】
又、ブースタ回路部２０とインバータ回路部３０の動作が分離されるので、電圧や電流の変化に影響を受けず、ブースタ回路部２０の誤動作によるちらつきが無い。
【００２６】
又、ブースタ回路部２０とインバータ回路部３０が独立しているので、片方の回路に若干の誤差が発生しても、安定した動作が行なわれ、量産が容易である。
【００２７】
又、−１５℃程度の寒冷地でも安定して動作する。
【００２８】
本実施形態によれば、整流回路部１０が設けられているので、商用交流電源で動作させることができる。なお、自動車のバッテリを使用したり、アウトドアで直流電源を用いて使用する場合には、整流回路部１０を省略することも可能である。直流電圧もＤＣ２４Ｖに限定されない。
【００２９】
ランプや点灯回路の数も２組に限定されず、１組又は３組以上であっても良い。他励式インバータ回路の発振周波数設定手段も可変抵抗器に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す回路図
【図２】前記実施形態のブースタ回路部で用いられている力率改善制御用ＩＣの内部構成を示すブロック図
【図３】同じくインバータ回路部で用いられているバラスト制御用ＩＣの内部構成を示すブロック図
【図４】同じく動作状態図
【図５】同じく放電管の点灯状態を従来列と比較して示す説明図
【符号の説明】
【００３１】
１０…整流回路部
２０…ブースタ回路部
ＩＣ１…力率改善用制御ＩＣ
３０…他励式インバータ回路
ＩＣ２…バラスト制御用ＩＣ
ＶＲ１…発振周波数設定用可変抵抗器
４０…点灯回路部
ＬＡ１、ＬＡ２…放電管
【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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