(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成でありながら円滑で所要の範囲にわたる調光を行うことができる高圧放電ランプ点灯装置を提供する。【解決手段】高圧放電ランプのランプ電力検出手段の出力を可変分圧手段Ｓによってきりかえて制御手段７に入力し、制御手段７により点灯回路を制御する。  【選択図】  図１
2007149520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプを点灯する点灯主回路と；
外部からの調光信号に基づきランプ電力を調整する調光制御手段と；
高圧放電ランプのランプ電圧およびランプ電流に基づいてランプ電力を検出するランプ電力検出手段と；
調光信号の調光度が深いときに、ランプ電力検出手段のランプ電圧とランプ電流の検出比を切り替える切り替え手段と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
高圧放電ランプを点灯する点灯主回路と；
外部からの調光信号に基づきランプ電力を調整する制御手段と；
高圧放電ランプのランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段と；
高圧放電ランプのランプ電流を検出するランプ電流検出手段と；
ランプ電圧検出手段およびランプ電流検出手段の両出力に対して共通になるように接続され、調光信号の調光度が深いときには分圧比を切り替える分圧切り替え手段と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
器具本体と；
器具本体に取付けられる高圧放電ランプと；
高圧放電ランプに電力を供給する請求項１または２記載の高圧放電ランプ点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光可能な高圧放電ランプ点灯装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネなどの観点からランプを調光して使用する用途が多くなっている。高圧放電ランプもまた、調光にて点灯され使用されるニーズが多くなっている。
【０００３】
高圧放電ランプは、製品のばらつきや寿命によってランプ電圧が大きく変化することが知られている。このため、高圧放電ランプを点灯させる場合には一般的に定電力制御を行っている。
【０００４】
しかしながら、定電力制御を行いながら調光点灯を行うと電流の供給が小さくなり、ランプの光束立ち上がりが遅くなる問題があった。このため調光時であっても全光時に近いランプ電流を供給して立ち上がりを早くするために、特許文献１では、高圧放電ランプを調光点灯させるため、調光時にランプ電圧が低下してもランプ電流を低下させないようにランプ電圧検出抵抗値を減少させて調光時の負荷特性のランプ電圧に対するランプ電流の勾配を大きくさせて点灯させる放電灯点灯装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高圧放電ランプは入力される電力が低減するとランプが立ち消えなど生じてしまい、調光度を深くして点灯させることができない問題があった。これはランプの放電を維持するための電力が必要であるためおよびランプの負荷特性と点灯装置の負荷特性によるものと考えられている。
【０００６】
このような、ランプおよび点灯装置の負荷特性と点灯の安定性について図４を参照して説明する。図４は、ランプと点灯装置の負荷特性を示している。Ａはランプの負荷特性であり、Ｂは全光時の点灯装置の負荷特性、Ｃは全光時に負荷特性がＢである点灯装置の出力電力を低減させて調光させた負荷特性である。負荷特性のグラフ上Ｃは、Ｂの特性を平行移動したものと略等しい。
【０００７】
この種の高圧放電ランプは、ランプ個々のばらつきやランプの点灯時間によって変化するので、定格のランプ電圧の±１０Ｖ程度は変動してしまうものである。このため、ランプ電圧のばらつきによらずランプ電力が一定となるような負荷特性Ｂを有している。この負荷特性Ｂの傾きでランプ電力を低減させようとすると、ランプの負荷特性Ａの傾きと点灯装置の負荷特性Ｃの傾きが近づいてしまうためこの２つの負荷特性の交点での交差角度が浅くなり動作点が定まりにくく、このため点灯が不安定になり立ち消えしてしまう虞が有る。
【０００８】
このため、本発明では、調光度を深くしてもランプの点灯が不安定になることを抑制して、ランプ電力を低減させて点灯することができる高圧放電ランプ点灯装置およびこの点灯装置を用いた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】
【０００９】
請求項１の発明の高圧放電ランプ点灯装置は、高圧放電ランプを点灯する点灯主回路と；外部からの調光信号に基づきランプ電力を調整する調光制御手段と；高圧放電ランプのランプ電圧およびランプ電流の検出値から検出するランプ電力検出手段と調光信号の調光度が深いときに、ランプ電力検出手段のランプ電圧とランプ電流の検出比を切り替える切り替え手段と；を具備している。
【００１０】
本発明および以下の各発明において、特に定義しない限り各発明に用いられる用語は次のとおり。
【００１１】
高圧放電ランプは、メタルハライドランプ、セラミックメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、高圧キセノンランプなどの高圧放電ランプであることを許容する。点灯主回路は、高圧放電灯ランプを交流点灯してもよいし、直流点灯してもよい。そして、高圧放電ランプを定電力制御することは好ましいことであり、このような場合に点灯主回路にスイッチング手段を含ませて、このスイッチング手段をランプ電圧およびランプ電流の両方に応じて制御することによって、定電力的に制御することができる。スイッチング手段を含む点灯主回路としては、例えばチョッパ回路にて構成し、このチョッパ回路のチョッピングのオンデューティを制御することによって定電力的に制御し、さらに要すれば整流化直流電源の非平滑化直流を平滑化させるアクティブフィルタとしても作用させてもよい。また、高圧放電ランプを始動させるように既知の各種始動回路を採用することができる。
【００１２】
ランプ電力検出手段は、ランプ電圧およびランプ電流をそれぞれ直接または間接的に検出したものから検出できればよく、特定の回路に限定されない。ランプ電力はランプ電圧値およびランプ電流値を点灯主回路の定電力的な制御などのために利用することができる。
【００１３】
調光信号は、外部から信号が入力されたり、操作されたりすることによって高圧放電ランプ点灯装置に入力される。調光信号の調光度が深いときとは、特に５０％以下の調光率が示されたとき、さらに好ましくは３５％以下の調光率の場合にランプ電圧とランプ電流の検出比を切り替えるものである。
【００１４】
調光度は、一般的にはランプを定格点灯したときのランプの光出力を１００％にしたときの光出力の割合で示す。高圧放電ランプは、光出力の割合と消費電力の割合が一致しないので、高圧放電ランプ点灯装置は調光度に対応したランプ電力となるように点灯主回路の出力を調整する。
【００１５】
ランプ電力検出手段によって検出された電力が所望のランプ電力と等しくなるように点灯主回路の出力を調整する。調光信号が入力されたときには、その調光度に合致するようなランプ電力となるように制御を行う。
【００１６】
請求項２の発明の高圧放電ランプ点灯装置は、高圧放電ランプを点灯する点灯主回路と；高圧放電ランプのランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段と；高圧放電ランプのランプ電流を検出するランプ電流検出手段と；ランプ電圧検出手段およびランプ電流検出手段の両出力に対して共通になるように接続され、調光信号の調光度が深いときには分圧比を切り替える分圧切り替え手段と；を具備している。
【００１７】
分圧切り替え手段は、ランプ電圧検出手段またはランプ電流検出手段の検出の割合が変わるように分圧比を替えるようにきりかえる。例えば、ランプ電圧検出手段またはランプ電流検出手段に使用する検出抵抗を並列に加えることにより簡易に行うことができる。
【００１８】
請求項３の発明の照明装置は、器具本体と；器具本体に取付けられる高圧放電ランプと；高圧放電ランプに電力を供給する請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放電ランプ点灯装置と；を具備している。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、高圧放電ランプを調光点灯させた場合であっても、ランプの点灯を不安定になることを抑制し、従来よりもさらに調光度を深くして調光点灯させることができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、高圧放電ランプを調光点灯させた場合であっても、ランプの点灯を不安定になることを抑制し、従来よりもさらに調光度を深くして調光点灯させることを簡単な構成で行うことができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明の効果を奏した照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の点灯装置の実施例を図１ないし図２を参照して説明する。図１は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施形態を示す回路図である。
【００２３】
図において、１は電源、２はフルブリッジ回路、３は昇圧チョッパ回路、４はインバータ回路、５は高圧放電灯ランプ、６は始動回路、７は制御手段、８は調光信号である。
【００２４】
フルブリッジ回路２で整流された電圧は、昇圧チョッパ３にて所望の電圧に昇圧される。これは、インダクタL1およびスイッチ手段Q1のスイッチングによって充放電された電圧がダイオードD1を経由し、コンデンサC1,C2に充電されて昇圧される。
【００２５】
昇圧された電圧は、インバータ回路４のスイッチ手段Q2,Q3によって交流に変換されて、高圧放電ランプ５に印加される。このとき、スイッチ手段Q2,Q3のスイッチングのデューティー比などによって高圧放電ランプに供給される電力を決定している。
【００２６】
これらの昇圧回路２やインバータ回路４の制御は制御手段７によって行われる。制御手段７は入力されるランプ電力やランプ電圧および調光信号８の情報によって各スイッチング手段のスイッチング動作を制御してランプに所望の電力を供給する。
【００２７】
インバータ回路４の出力には、高圧放電ランプ５と検出抵抗R0の直列回路が接続される。また、高圧放電ランプ５と並列に検出抵抗R2,R3の直列回路が接続され、検出抵抗R2と並列にスイッチＳと分圧用検出抵抗R1の直列回路が接続される。
【００２８】
コンデンサC1およびC2と検出抵抗R0の接続点および検出抵抗R2およびR3スイッチＳの接続点が制御手段７に入力される。そうすることで制御手段７には、検出抵抗R0およびR2そして検出抵抗R2に並列に接続されたスイッチＳと抵抗R1の値が入力される。
【００２９】
R0は、高圧放電ランプ５に流れる電流を検出するための検出抵抗であり、R2はランプ電圧の分圧を検出するための抵抗である。つまり、制御手段７には、ランプ電流値とランプ電圧値の分圧値の和が入力され、本実施形態ではこの和をランプ電力値として検出している。制御手段７では、ここで検出されたランプ電力値が一定になるようにインバータ４のスイッチ手段Q2,Q3のデューティー比などを制御して、ランプ５に供給される電力を調整している。
【００３０】
このときの高圧放電ランプの負荷特性が図２に示すＡである。図２に示された負荷特性Ａは、セラミックメタルハライドランプの定格電力が２５０Ｗの一例である。図２の負荷特性Ｂは、上述した点灯回路の定格点灯時の負荷特性を示している。この状態で、調光信号８が制御手段７に入力されたときには、点灯回路の負荷特性は、負荷特性Ｂの傾きを維持して平行移動をした状態で負荷特性グラフを移動する。
【００３１】
そうして、ランプ電力が１００Ｗ以下となる調光度３０％以下であるときに制御手段に入力されたときに分圧用検出抵抗R1に接続されたスイッチがONされる。そうして検出抵抗R2に分圧用検出抵抗R1が並列接続される。そうするとランプ電圧用の検出抵抗が見かけ小さくなり、分圧比が切り替わったので、ランプ電圧値の比率が小さく出力される。つまり、ランプ電圧とランプ電流の検出比が切り替わったことになる。すると、このときに点灯装置は、負荷特性のグラフ上には負荷特性Ｃと比較して傾きが小さくなった負荷特性Ｄとなる。
【００３２】
傾きが小さくなった負荷特性Ｄは、ランプ電力が小さくなったときのランプの負荷特性Ａの傾きの差を大きくすることができるので、負荷特性Ｃと比較しても負荷特性Ｄの点灯装置のほうがランプの入力電力を小さくしたときにランプの特性を安定させて立ち消えなどを抑制できる。
【００３３】
本実施形態によれば、調光率が小さくなったときに、ランプ電圧検出用の分圧比を切り替えたことによって、ランプ電力検出のランプ電圧とランプ電流の検出比が切り替わり、負荷特性の傾きが調光時のランプの負荷特性の傾きとの差を大きくすることができたので、ランプを深く調光した場合でも点灯が安定し立ち消えなどを抑制させることができた。このため従来の調光度は３０％が限界でそれ以下に調光しようとしたときには点灯状態が不安定になり立ち消えなどが生じる虞があったが、本実施形態によれば、調光度を１５％（光出力）ランプ電力で２８％まで低減させても、安定的に調光点灯させる事ができた。
【００３４】
次に、本発明の第二の実施形態である道路灯になどに用いられる照明器具について、図を参照して説明する。図３は本実施形態に係る道路灯になどに用いられる照明器具１０を下から見た斜視図である。
【００３５】
１０は直線形ポール３０用の道路灯であり、道路灯１は、開口カバー１０１と、シャーシ１０２から器具本体１００が構成される。開口カバー１０１は、アルミダイキャストで形成された開口カバー部１０３および透光性カバー１０４を備えて、直線形ポール３０の上側に取付けられている。
【００３６】
器具本体１０内部には、光源ランプ２０としてメタルハライドランプがソケット（図示しない）を介して配設されている。メタルハライドランプ２０を点灯させる点灯装置（図示しない）は、ポール３０内部に設置される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態である高圧放電ランプ点灯装置の回路図。
【図２】同じく高圧放電ランプおよび点灯装置の負荷特性を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態である照明装置の斜視図。
【図４】従来の高圧放電ランプおよび点灯装置の負荷特性を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・電源、２・・・フルブリッジ回路、３・・・昇圧チョッパ回路、４・・・インバータ回路、５・・・始動回路、６・・・高圧放電灯ランプ、７・・・制御手段、８・・・調光信号、Ｓ・・・切換スイッチ
【図１】
2007149520.tif 000003
【図２】
2007149520.tif 000004
【図３】
2007149520.tif 000005
【図４】
2007149520.tif 000006