(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電源を倍電圧整流する電源回路と、
第１及び第２のスイッチング素子を、回生ダイオードを内蔵した電界効果型トランジスタで構成し、該第１のスイッチング素子を電源回路の出力点に、該第２のスイッチング素子をグランドに接続したハーフブリッジ構成とし、前記電源回路の直流出力を高周波に変換するスイッチング回路と、
該スイッチング回路の高周波出力を消費する負荷回路とを備え、
前記電源回路は、直列に順極性接続した第１、第２のダイオード、第１、第２のコンデンサ並びに直列接続した第１、第２のインダクタとからなり、前記第１のダイオードのカソードと前記第１のコンデンサの正極との接続点を前記電源回路の出力点とし、前記第２のダイオードのアノードと前記第２のコンデンサの負極との接続点をグランドとし、前記第１のコンデンサの負極と前記第２のコンデンサの正極間に前記第１、第２のインダクタの直列回路を接続し、
前記負荷回路は、放電灯と、該放電灯に流れる電流を制限するチョークコイルの直列回路からなり、
前記ＡＣ電源の一端を、前記第１、第２のインダクタの接続点に接続し、他端を前記第１、第２のダイオードの接続点に接続し、
前記負荷回路の一端を前記スイッチング回路の出力点に接続し、他端を前記第１、第２のインダクタの接続点に接続したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記第１、第２のインダクタの直列回路に第３のコンデンサを並列接続し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】
前記第１、第２のインダクタを磁気結合させた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。
【請求項４】
前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとを、中間タップを有する単一のコイルとして一体化し、該コイルの巻線の巻き始めを前記第１のコンデンサの負極に、巻線の巻き終わりを前記第２のコンデンサの正極に接続し、または、前記コイルの巻線の巻き終わりを前記第１のコンデンサの負極に、巻線の巻き始めを前記第２のコンデンサの正極に接続し、
前記コイルの中間タップを前記負荷回路の他端に接続したことを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記第１、第２のインダクタと前記チョークコイルを磁気結合させた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。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの放電灯点灯装置を有する屈曲形蛍光ランプを用いた照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯を高周波点灯する放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は従来の放電灯点灯装置の回路図を示したものである。
図において１はＡＣ電源、２はノイズフィルタ、３はダイオード３ｂ、３ｃと平滑コンデンサ３ｅ、３ｆによって構成された倍電圧整流回路からなる電源回路、４は回生ダイオードを内蔵したＭＯＳＦＥＴ（以下、スイッチング素子と称する）４ａ、４ｂとドライバ４ｃによって構成されたハーフブリッジからなるスイッチング回路、５は放電灯（以下、ランプと称する）５ａ、チョークコイル５ｂ、直流カットコンデンサ５ｃ、始動用コンデンサ５ｄによって構成された負荷回路、６は位相制御式調光器である。
【０００３】
より詳しくは、ダイオード３ｂと３ｃ、並びに平滑コンデンサ３ｅと３ｆはそれぞれ順極性で直列接続され、ダイオード３ｂのカソードと平滑コンデンサ３ｅの正極、ダイオード３ｃのアノードと平滑コンデンサ３ｆの負極がそれぞれ接続されている。ノイズフィルタ２を介して入力されるＡＣ入力は、一端が両ダイオード３ｂ、３ｃの接続点に、他端が両平滑コンデンサ３ｅ、３ｆの接続点に接続されている。また、ランプ５ａと始動用コンデンサ５ｄは並列接続され、ランプ５ａ、チョークコイル５ｂ及び直流カットコンデンサ５ｃは直列接続され、その一端はスイッチング回路４の出力点に接続されている。
【０００４】
次に図１７をもとに動作を説明する。
図１７においてノイズフィルタ２を介して入力されるＡＣ入力のうち、ダイオード３ｂ、３ｃに接続されるラインをＬ１、平滑コンデンサ３ｅ、３ｆに接続されるラインをＬ２と称する。
まず、Ｌ１の電位がＬ２の電位より高くて、両者の電位差が平滑コンデンサ３ｅの充電電圧より高くなった場合、Ｌ１→ダイオード３ｂ→平滑コンデンサ３ｅ→Ｌ２の径路で電流が流れ、平滑コンデンサ３ｅが充電される。
【０００５】
またＬ２の電位がＬ１の電位より高くて、両者の電位差が平滑コンデンサ３ｆの充電電圧より高くなった場合、Ｌ２→平滑コンデンサ３ｆ→ダイオード３ｃ→Ｌ１の径路で電流が流れ、平滑コンデンサ３ｆが充電される。
この両平滑コンデンサ３ｅ、３ｆの充電電圧の和は、電源回路３の直流出力として出力される。この直流出力はスイッチング回路４に印加され、ドライバ４ｃによって駆動されるスイッチング素子４ａとスイッチング素子４ｂが交互にＯＮ、ＯＦＦすることにより高周波電力に変換される。そして、この高周波電力は、チョークコイル５ｂによる電流制限を受けながらランプ５ａを点灯する。
【０００６】
ここで、倍電圧整流した電圧によってランプを点灯する場合、ＡＣ電圧を全波整流して平滑するコンデンサインプット型の回路の場合と比べると、スイッチング回路に入力する電圧がランプ電圧に対して余裕があるので、スイッチングの周波数を変えるだけで、幅広いランプ出力を得ることができる。
即ち、ランプの出力を絞った場合でもランプ電圧を確保でき、ランプのちらつきや立ち消えを防止できるとともに、出力を上げた場合もスイッチング位相が進相にならず安全に駆動できるというメリットがあり、ＡＣ１００Ｖ電源に対して有効な点灯装置である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１７に示した従来の放電灯点灯装置には、以下のような課題があった。
第１に平滑コンデンサ３ｅ、３ｆが充電される時間が非常に短く、その期間内に回路に必要な電荷を充電することになるため、入力電流のピークが極めて大きくなり、平滑コンデンサの寿命を縮める恐れがあった。
図１８（ｃ）はこの入力電流のピークの様子を示したものであり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ上記放電灯点灯装置の電源回路３における入力電圧、出力電圧の波形を入力電流と同じ時間軸で表したものである。
またこの時、力率が低いため、ＡＣ電源供給側の設備を破壊してしまう恐れもあった。
【０００８】
第２に当該放電灯点灯装置に位相制御式調光器６を接続し、入力電圧が位相制御された場合には、調光器内のサイリスタがＯＮする瞬間に、さらに大きな突入電流が流れてしまい、平滑コンデンサ３ｅ、３ｆの寿命をさらに縮め、位相制御式調光器６と平滑コンデンサ３ｅまたは３ｆの間に位置する部品やダイオード３ｂ、３ｃ等の故障を招く恐れがあった。
図１９（ｃ）はこの突入電流の様子を示したものであり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ上記放電灯点灯装置の入力電圧が位相制御された場合の電源回路３における入力電圧、出力電圧の波形を入力電流と同じ時間軸で表したものである。
またこの時、点灯装置ばかりか、調光器そのものも誤動作や故障を招く恐れがあった。
【０００９】
このような課題を解決するために、例えば図２０及び図２１に示すようなアクティブフィルタやトランスを用いて、スイッチング回路への印加電圧を高くし、力率を改善する方法が提案されている。
図をもとにこれらの動作の要点について説明する。
まず、図２０の場合は、整流回路１６によって全波整流されたＡＣ電圧をコイル１７、スイッチ１８及びダイオード１９のチョッピングにより昇圧しつつ、平滑コンデンサ２０に流れる電流を制御し、力率を改善するというものである。
また、図２１の場合は、トランス２１のインダクタンス成分とコンデンサ２２の共振作用及び、平滑コンデンサ２３の平滑作用により力率を改善するというものである。
それぞれ、新たにチョークコイル５ｂに相当する大きさのコイル１７が必要であったり、トランス２１の小型化が難しく、大容量のコンデンサ２３が必要であったりする等の課題が発生していた。この結果、放電灯点灯装置の小型化が難しく、例えば、電球形蛍光灯等への搭載が困難であった。
【００１０】
そこで、本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、少ない部品点数でスイッチング回路への印加電圧を高くし、力率の改善された放電灯点灯装置及び照明器具を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電灯点灯装置は、ＡＣ電源を倍電圧整流する電源回路と、第１及び第２のスイッチング素子を、回生ダイオードを内蔵した電界効果型トランジスタで構成し、第１のスイッチング素子を電源回路の出力点に、第２のスイッチング素子をグランドに接続したハーフブリッジ構成とし、電源回路の直流出力を高周波に変換するスイッチング回路と、スイッチング回路の高周波出力を消費する負荷回路とを備え、電源回路は、直列に順極性接続した第１、第２のダイオード、第１、第２のコンデンサ並びに直列接続した第１、第２のインダクタとからなり、第１のダイオードのカソードと第１のコンデンサの正極との接続点を電源回路の出力点とし、第２のダイオードのアノードと第２のコンデンサの負極との接続点をグランドとし、第１のコンデンサの負極と第２のコンデンサの正極間に第１、第２のインダクタの直列回路を接続し、負荷回路は、放電灯と、放電灯に流れる電流を制限するチョークコイルの直列回路からなり、ＡＣ電源の一端を、第１、第２のインダクタの接続点に接続し、他端を第１、第２のダイオードの接続点に接続し、負荷回路の一端をスイッチング回路の出力点に接続し、他端を第１、第２のインダクタの接続点に接続するように構成したものである。
【００１４】
また、第１、第２のインダクタの直列回路に第３のコンデンサを並列接続するように構成したものである。
【００１５】
また、第１、第２のインダクタを磁気結合させるように構成したものである。
【００１６】
また、第１のインダクタと第２のインダクタとを、中間タップを有する単一のコイルとして一体化し、コイルの巻線の巻き始めを第１のコンデンサの負極に、巻線の巻き終わりを第２のコンデンサの正極に接続し、または、コイルの巻線の巻き終わりを第１のコンデンサの負極に、巻線の巻き始めを第２のコンデンサの正極に接続し、コイルの中間タップを負荷回路の他端に接続するように構成したものである。
【００１７】
また、第１、第２のインダクタとチョークコイルを磁気結合させるように構成したものである。
【００２１】
さらにまた、上記の放電灯点灯装置を有する屈曲形蛍光ランプを用いた照明器具とするように構成したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の回路図を示したものである。図１７に示した従来の回路構成と同じ点については説明を省略し、異なる点について説明する。
電源回路３は、ダイオード３ａと３ｄが追加されている。まずダイオード３ａは、ダイオード３ｂと平滑コンデンサ３ｅの間に配され、ダイオード３ａのアノードとカソードは、それぞれダイオード３ｂのカソードと平滑コンデンサ３ｅの正極に接続されている。またダイオード３ｄは、ダイオード３ｃと平滑コンデンサ３ｆの間に配され、ダイオード３ｄのカソードとアノードはそれぞれダイオード３ｃのアノードと平滑コンデンサ３ｆの負極に接続されている。
【００２３】
次に負荷回路５は、ランプ５ａとチョークコイル５ｂが直列接続され、始動用コンデンサ５ｄがランプ５ａに並列接続された負荷回路５の終端を、２つの等しい容量の直流カットコンデンサ９、１０とコンデンサ１１によって分岐し、それぞれをダイオード３ａのアノード、ダイオード３ｄのカソード、平滑コンデンサ３ｆの正極に接続されている。
【００２４】
次に図１をもとに動作を説明する。
まず、コンデンサ１１が接続されてない場合の動作を説明する。
電源回路３により倍電圧整流し、この直流出力をスイッチング回路４のよって高周波に変換し、負荷回路５において、チョークコイル５ｂにより電流を制限しながらランプ５ａを点灯する点は、従来例と同じであるので、説明を省略する。０＜Ｖ０の場合における電流の流れについて説明する。
【００２５】
(１)スイッチング素子４ａがＯＮの時
それまでに平滑コンデンサ３ｅに蓄えられた電気エネルギーが放電され、スイッチング素子４ａ→ランプ５ａ→チョークコイル５ｂ→直流カットコンデンサ９→ダイオード３ａ→スイッチング素子４ａ  のループに電流が流れる。
(２)スイッチング素子４ｂの回生ダイオードがＯＮの時
前期間でチョークコイル５ｂに蓄えられた電気エネルギーにより、平滑コンデンサ３ｅ→平滑コンデンサ３ｆ→グランド→スイッチング素子４ｂの回生ダイオード→ランプ５ａ→チョークコイル５ｂ→直流カットコンデンサ９→ダイオード３ａ→平滑コンデンサ３ｅ  のループに電流が流れる。
(３)スイッチング素子４ｂがＯＮの時
前期間でチョークコイル５ｂに蓄えられた電気エネルギーがなくなると、ＡＣ電源１→ダイオード３ｂ→直流カットコンデンサ９→チョークコイル５ｂ→ランプ５ａ→スイッチング素子４ｂ→グランド→平滑コンデンサ３ｆ→ＡＣ電源１  のループに電流が流れる。
(４)スイッチング素子４ａの回生ダイオードがＯＮの時
前期間でチョークコイル５ｂに蓄えられた電気エネルギーが放電され、チョークコイル５ｂ→ランプ５ａ→スイッチング素子４ａの回生ダイオード→平滑コンデンサ３ｅ→ＡＣ電源１→ダイオード３ｂ→直流カットコンデンサ９→チョークコイル５ｂ  のループに電流が流れる。
【００２６】
上記の動作は、Ｖ０＜０時の平滑コンデンサ３ｆ周辺の電流についても同じであり、結果として、図２（ｃ）に示すような入力波形を得ることができる。
この入力電流波形と図１８（ｃ）に示した従来の波形を比べると、ピークが低減されて電流が平準化されていることが分かる。
【００２７】
なお図２において、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれコンデンサ１１が接続されていない実施の形態１の放電灯点灯装置において、位相制御式調光器６の調光機能をＯＦＦした場合の電源回路３における入力電圧、出力電圧の波形と、平滑コンデンサ９、１０を流れる電流ｉ１、ｉ３の波形と、ランプ５ａを流れる電流ｉ１の波形を、入力電流と同じ時間軸で表したものである。
なお、ランプ電流ｉ１と、直流カットコンデンサ９、１０に流れる電流ｉ２、ｉ３の間には、ｉ１＝ｉ２＋ｉ３  なる関係が成り立つ。
【００２８】
次にコンデンサ１１が接続されている場合について説明する。
この場合、コンデンサ１１は、コンデンサ９、１０より小さな容量のものが選ばれる。負荷回路５の終端からみると、コンデンサ１１のインピーダンスは小さく、またＡＣ電圧のゼロクロス近傍において、Ｖ４とＶ２の電位差の振幅が最大となるので、コンデンサ１１を流れる電流ｉ４もここで最大となる。
また、コンデンサ１１を流れる電流ｉ４と、ランプ電流、直流カットコンデンサ９、１０に流れる電流ｉ１、ｉ２、ｉ３の間には  ｉ１＝ｉ２＋ｉ３＋ｉ４  なる関係が成り立つ。
【００２９】
したがってこれら結果より、図３（ｃ）、４（ｃ）に示すような入力波形を得ることができる。
これら入力電流波形と図１８（ｃ）もしくは図１９（ｃ）に示した従来の波形を比べると、ピークが低減されて電流が平準化されていることが分かる。
【００３０】
なお図３において、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、それぞれコンデンサ１１が接続された実施の形態１の放電灯点灯装置において、位相制御式調光器６の調光機能をＯＦＦした場合の電源回路３における入力電圧、出力電圧の波形と、負荷回路５の終端電圧Ｖ４の波形と、平滑コンデンサ９、１０を流れる電流ｉ２、ｉ３の波形と、コンデンサ１１を流れる電流ｉ４の波形と、ランプ５ａを流れる電流ｉ１の波形を入力電流と同じ時間軸で表したものである。
【００３１】
また、図４において、（ａ）、（ｂ）は、それぞれコンデンサ１１が接続された実施の形態１の放電灯点灯装置において、位相制御式調光器６の位相角を４５度程度にして調光した場合の電源回路３における入力電圧、出力電圧の波形を入力電流と同じ時間軸で表したものである。
【００３２】
このように、負荷電流を、直流カットコンデンサを介して、ＡＣ電源及び平滑コンデンサに帰還する構成として、ＡＣ電源から平滑コンデンサに流れる電流を高周波的に分散させるようにしているので、突入電流を低減することができ、かつ、力率を改善することができる。
さらに、直流カットコンデンサ９、１０の接続に加え、コンデンサ１１を接続することにより、ランプ電流のリップルを低減し、発光効率を良くすることができる。
【００３３】
また、コンデンサ１１の動作により、ゼロクロス近傍でも、０＜Ｖ０であれば電流ｉ４が、ＡＣ電源１→ダイオード３ｂ→ダイオード３ａ→スイッチング素子４ａ→チョークコイル５ｂ→コンデンサ１１→ＡＣ電源１の径路で流れる。
【００３４】
またＶ０＜０では、ＡＣ電源１→コンデンサ１１→チョークコイル５ｂ→スイッチング素子４ｂ→ダイオード３ｄ→ダイオード３ｃ→ＡＣ電源１の径路で流れるので、直流カットコンデンサ９及び１０の動作に加えて、さらに力率を高くすることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、負荷回路の終端と平滑コンデンサ３ｆの正極間に、コンデンサ１１を接続したが、抵抗、インダクタ等のインピーダンス素子またはスイッチング素子を接続しても同様な効果が得られる。
【００３６】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の回路図を示したものである。従来例もしくは実施の形態１の回路構成と一致している点については説明を省略し、異なる点について説明する。
図において負荷回路５は、チョークコイル５ｂに中間タップ５ｅを設けて、直流カットコンデンサ９、１０を、中間タップ５ｅに接続するように構成されている。
また、ＡＣ電源１、ノイズフィルタ２、電源回路３、スイッチング回路４、ランプ５ａ、始動用コンデンサ５ｄ及びコンデンサ１１は、実施の形態１のものと構成、動作が同じであるので説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態は、中間タップ５ｅの分割比とコンデンサ９の容量を最適化することにより、力率やランプ電流のリップルを設定するものであり、実施の形態１と比べて設計の自由度が広がっている。
また、動作は実施の形態１と同じであり、電圧・電流波形も図３及び図４に示したものと同じである。
【００３８】
以上のように、負荷電流を、直流カットコンデンサを介して、ＡＣ電源及び平滑コンデンサに帰還する構成として、ＡＣ電源から平滑コンデンサに流れる電流を高周波的に分散するようにしているので、突入電流を低減することができ、かつ、力率を改善することができる。
【００３９】
また、コンデンサ１１によりＡＣ電源のゼロクロス近傍でもランプ電流を確保できる構成としたので、ランプ電流のリップルを低減することができる。
さらに、力率やランプ電流リップルを決めるファクタが増えるので、最適設計を容易にすることができる。
【００４０】
なお、図６に示すようにチョークコイル５ｂの終端に直流カットコンデンサ９及び１０を接続し、中間タップ５ｅにコンデンサ１１を接続しても同様な効果が得られる。
また、図７のように、コンデンサ１１を、ランプ５ａとチョークコイル５ｂの接続点と平滑コンデンサ３ｆの正極間に接続しても同様な効果が得られる。
さらにまた、図８のように、チョークコイル５ｂをスイッチング回路４側にしても同様な効果が得られる。
【００４１】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の回路図を示したものである。従来もしくは実施の形態１、２の回路構成と一致している点については説明を省略し、異なる点について説明する。
図において、電源回路３は、平滑コンデンサ３ｅ、インダクタ３ｈ、インダクタ３ｉ及び平滑コンデンサ３ｆの直列接続をダイオード３ｂ及び３ｃの直列回路に並列接続し、ＡＣ電源１の一端をダイオード３ｂ及び３ｃの接続点に、他端と負荷回路５の終端をインダクタ３ｈ及び３ｉの接続点に接続するような構成となっている。
また、ＡＣ電源１、ノイズフィルタ２、スイッチング回路４、負荷回路５は、実施の形態１のものと、構成、動作が同じであるので説明を省略する。
【００４２】
次に図９をもとに動作を説明する。
両インダクタ３ｈ、３ｉの接続点からみた点３ｇの電圧をＶ０、平滑コンデンサ３ｅの両端電圧をＶ１、インダクタ３ｈの両端電圧をＶ５、Ｖ１とＶ５の合計をＶ６とする。
０＜Ｖ０の場合における電流の流れについて説明する。
【００４３】
(１)スイッチング素子４ａがＯＮの時
それまでに平滑コンデンサ３ｅに蓄えられた電気エネルギーが放電され、スイッチング素子４ａ→ランプ５ａ→チョークコイル５ｂ→インダクタ３ｈ→平滑コンデンサ３ｅ  のループに電流が流れる。
(２)スイッチング素子４ｂの回生ダイオードがＯＮの時
前期間でチョークコイル５ｂに蓄えられた電気エネルギーにより、グランド→スイッチング素子４ｂの回生ダイオード→ランプ５ａ→チョークコイル５ｂ→インダクタ３ｉ→平滑コンデンサ３ｆ  のループに電流が流れる。
(３)スイッチング素子４ｂがＯＮの時
平滑コンデンサ３ｆ→インダクタ３ｉ→チョークコイル５ｂ→ランプ５ａ→スイッチング素子４ｂ→グランド  のループに電流が流れる。
(４)スイッチング素子４ａの回生ダイオードがＯＮの時
チョークコイル５ｂに蓄えられた電気エネルギーが放電され、チョークコイル５ｂ→ランプ５ａ→スイッチング素子４ａの回生ダイオード→平滑コンデンサ３ｅ→インダクタ３ｈ  のループに電流が流れる。
【００４４】
また、ドライバ４ｃの発振周波数をｆ、振幅をα１とすると、
Ｖ６＝Ｖ１＋α１・sin（２πｆｔ）  なる関係が成り立つ。
ここで、α１の大きさはチョークコイル５ｂとインダクタ３ｈのインダクタンス値によって決まる。
これにより、Ｖ０＜Ｖ６となる期間を高周波的に分散することとなり、力率を改善することができる。
【００４５】
上記の動作は、Ｖ０＜０時の平滑コンデンサ３ｆ周辺の電流についても同じであり、結果として図１０（ｃ）に示すような入力電流波形を得ることができる。この入力電流波形と図１８（ｃ）に示した従来の波形を比べると、ピークが低減されて電流が平準化されていることが分かる。
【００４６】
なお図１０において、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施の形態３の放電灯点灯装置において、位相制御式調光器６の調光機能をＯＦＦした場合の電源回路３における入力電圧、出力電圧の波形を入力電流と同じ時間軸で表したものである。
【００４７】
また、図１１に示すように、図９で示したインダクタ３ｈ、３ｉを磁気結合し、一体化したコイル３ｊを用いてもよく、さらには図１２のように、チョークコイル５ｂに２次巻線５ｆ及び５ｇを設け、インダクタ３ｈ、３ｉと同様の効果を持たせてもよい。インダクタ３ｈと３ｉを磁気結合した場合、両者は負荷回路５の接続点から見て互いに反対の極性となるようにコイル３ｊを設計する。
さらにまた、図１３に示されるインダクタ５ｂまたは２次巻線５ｆ及び５ｇに対して、図１４のようにコンデンサ１２を並列に接続することにより、コンデンサ１２とインダクタの共振作用により、さらに力率を改善することができる。
【００４８】
以上のように、ダイオード３ｂ及び３ｃを高周波的にスイッチングすることになるので、入力電流が流れ込む期間を分散でき、力率を改善することができる。
【００４９】
実施の形態４．
図１５は本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の回路図を示したものである。従来例もしくは実施の形態１、２、３の回路構成と一致している点については説明を省略し、異なる点について説明する。
図においてチョークコイル５ｂは、２次巻線５ｈ及び５ｉを有し、２次巻線５ｈの一端を電源回路３の出力側に、他端にコンデンサ８を介してダイオード３ａのアノードを接続する。同様に２次巻線５ｉの一端はグランド側に、他端はコンデンサ９を介してダイオード３ｄのカソードに接続する。
【００５０】
スイッチング回路４は、スイッチング素子４ａをＰチャネルＭＯＳＦＥＴ、スイッチング素子４ｂをＮチャネルＭＯＳＦＥＴとし、両者のドレイン端子を共通に接続し出力端とする。スイッチング素子４ａは、２次巻線５ｈの出力をゲート信号としてインピーダンス素子４ｄを介して取り込み、スイッチング素子４ｂは、２次巻線５ｉの出力をゲート信号としてインピーダンス素子４ｅを介して取り込む。４ｆ、４ｇ、４ｈ及び４ｉはスイッチング素子４ａ、４ｂを保護する定電圧ダイオード、４ｊは起動回路である。
また、ＡＣ電源１、ノイズフィルタ２、電源回路３は、実施の形態１のものと、構成、動作が同じであるので説明を省略する。
【００５１】
力率改善に関する原理は実施の形態１と同じであるので省略する。スイッチング回路４の動作が異なっており、この点について説明する。
起動回路４ｊによってスイッチング素子４ａまたは４ｂが最初にＯＮし、自励発振を開始する。発振を開始した後の安定した動作において、２次巻線５ｈに発生する電圧Ｖ７は、電源回路３の出力点を基準として、振幅をα２、スイッチング周波数をｆとすると、
Ｖ７＝α２・ｓｉｎ(２πｆｔ)
となる。一方、２次巻線５ｉの電圧Ｖ８はグランドを基準として、振幅をα３とすると同じスイッチング周波数ｆにより
Ｖ８＝α３・ｓｉｎ(２πｆｔ)
となる。
【００５２】
（１）０＜Ｖ７、Ｖ８の時
スイッチング素子４ａがＯＦＦ、４ｂがＯＮとなり、
（２）Ｖ７、Ｖ８＜０の時
スイッチング素子４ａがＯＮ、４ｂがＯＦＦとなる。
これにより、スイッチング素子４ａ及び４ｂが交互にＯＮ・ＯＦＦする。
なお、インピーダンス素子４ｄ、４ｅが抵抗の時は、Ｖ７＜０＜Ｖ８、またはその逆、Ｖ８＜０＜Ｖ７にはなり得ず、両スイッチング素子４ａ、４ｂが同時にＯＮすることはないが、インピーダンス素子４ｄ、４ｅが例えばインダクタ等のときは、上記のような状態を避けるように定電圧ダイオード４ｆ、４ｇ、４ｈ及び４ｉを適切に選定する必要がある。
【００５３】
以上のように、負荷回路５の高周波出力部分と、ＡＣ電源１及び平滑コンデンサ３ｅ、３ｆとを、コンデンサ７及び８により結合する構成として、ＡＣ電源から平滑コンデンサに流れる電流を高周波的に分散するようにしているので、突入電流を低減することができ、かつ、力率を改善することができるとともに、力率改善に要する部品とスイッチング回路４の駆動部を構成する部品とを兼ねることができる。
【００５４】
実施の形態５．
図１６は電球形蛍光灯装置に、本発明に係る放電灯点灯装置を組み込んだ状態を概略正面図である。従来例もしくは実施の形態１、２、３、４と一致している点については説明を省略し、異なる点について説明する。
図において１３は口金、１４ａはカバー、１４ｂはグローブ、１５は実施の形態１〜５で説明したいずれかに対応する放電灯点灯装置を実装した回路基板である。
ランプ５ｂは屈曲型蛍光ランプとし、ランプ５ｂ、口金１３、カバー１４ａ、グローブ１４ｂ及び回路基板１５を一体化し、電球形蛍光灯装置を構成する。
回路基板１５は、少ない部品点数で構成できるので、図に示すように電球形蛍光ランプに組み込むこと可能で、また、位相制御式調光器に対応した電球形蛍光灯装置とすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので以下に示すような効果を奏する。
【００５８】
本発明によれば、スイッチング回路の動作に合わせて、倍電圧整流回路を構成するダイオードをスイッチングできることになるので、倍電圧整流回路を構成するダイオードの数を増やさずに、入力電流が流れ込む期間を高周波的に分散でき、力率を改善することができる。
【００５９】
また、本発明によれば、力率改善に必要な２つのインダクタとコンデンサとを共振させる構成としたので、請求項６記載の発明に比べてインダクタンスの小さいインダクタを使用することができ、インダクタ及び装置全体を小型化することができる。
【００６０】
また、本発明によれば、力率改善に必要な２つのインダクタを磁気結合する構成としたので、さらに部品点数を減らし、装置を小型化することができる。
【００６１】
また、本発明によれば、磁気結合の極性を適切に設定することにより、さらに力率を改善することができる。
【００６２】
また、本発明によれば、力率改善に必要な２つのインダクタとランプ電流減流用のチョークコイルを磁気結合する構成としたので、さらに部品点数を減らし、装置を小型化することができる。
【００６６】
また、本発明によれば、上記の放電灯点灯装置を有する屈曲形蛍光ランプを用いた照明器具とするように構成したので、小型、かつ、高効率な電球形蛍光ランプ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の回路図を示したものである。
【図２】コンデンサ１１が接続されてない、本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置において位相制御式調光器６の調光機能をＯＦＦにした場合の電源回路における電圧・電流波形を示したものである。
【図３】コンデンサ１１が接続された、本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置において位相制御式調光器６の調光機能をＯＦＦにした場合の電源回路における電圧・電流波形を示したものである。
【図４】コンデンサ１１が接続された、本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置において位相制御式調光器６の位相角を４５度にした場合の電源回路における電圧・電流波形を示したものである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の第１の回路図を示したものである。
【図６】本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の第２の回路図を示したものである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の第３の回路図を示したものである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の第４の回路図を示したものである。
【図９】本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の第１の回路図を示したものである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置において位相制御式調光器６の調光機能をＯＦＦにした場合の電源回路における電圧・電流波形を示したものである。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の第２の回路図を示したものである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の第３の回路図を示したものである。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の第４の回路図を示したものである。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の第５、６、７の回路例に対する要部説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の回路図を示したものである。
【図１６】本発明に係る放電灯点灯装置を組み込んだ電球形蛍光灯の概略正面図である。
【図１７】第１の従来の放電灯点灯装置における回路図を示したものである。
【図１８】第１の従来の放電灯点灯装置における電源回路の電圧・電流波形を示したものである。
【図１９】第１の従来の放電灯点灯装置において位相制御式調光器を調光機能させた時の電源回路における電圧・電流波形を示したものである。
【図２０】第２の従来の放電灯点灯装置における回路図を示したものである。
【図２１】第３の従来の放電灯点灯装置における回路図を示したものである。
【符号の説明】
１  ＡＣ電源
３  電源回路
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  ダイオード
３ｅ、３ｆ  平滑コンデンサ
３ｈ、３ｉ  インダクタ
３ｊ  コイル
４  スイッチング回路
４ａ、４ｂ  スイッチング素子
４ｃ  ドライバ
４ｄ、４ｅ  インピーダンス素子
４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ  定電圧ダイオード
４ｊ  起動回路
５  負荷回路
５ａ  ランプ
５ｂ  チョークコイル
５ｃ、９、１０  直流カットコンデンサ
５ｅ  中間タップ
５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ  ２次巻線
７、８、１１、１２  コンデンサ
１３  口金
１４ａ  カバー
１４ｂ  グローブ
１５  回路基板
【図１】
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【図２】
0003932423.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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