(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の直流出力を高周波出力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続されるインダクタおよびコンデンサからなる共振回路と、前記共振回路にて生成される高周波電力によって点灯する放電灯と、前記放電灯の出力異常を検出する放電灯異常検出部と、前記共振回路もしくは前記放電灯の出力に基づく電圧から一定電圧を差し引いて遅延させた補正電圧を前記放電灯異常検出部に出力するフィードバック制御部とを設け、前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく検出電圧から前記補正電圧を減算する補正としきい値電圧に前記補正電圧を加算する補正の少なくとも一方を行うことによって前記補正後における前記放電灯の正常時の検出電圧としきい値電圧の電圧差を一定とする一方、前記放電灯の出力が急激に異常上昇したときに前記補正後における検出電圧としきい値電圧の少なくとも一方が遅延して変動し検出電圧がしきい値電圧を超えることによって前記放電灯の出力異常を検出することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく電圧を分圧して前記検出電圧を生成する分圧抵抗を有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記分圧抵抗の接続中点に出力することによって前記検出電圧から当該補正電圧を減算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３】
前記放電灯異常検出部は、前記検出電圧を非反転入力端子に入力し前記しきい値電圧を反転入力端子に入力して前記電圧差を求めるコンパレータを有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記コンパレータの前記反転入力端子に接続することによって前記しきい値電圧に当該補正電圧を加算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】
前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく電圧を分圧して前記検出電圧を生成する分圧抵抗と、前記検出電圧を非反転入力端子に入力し前記しきい値電圧を反転入力端子に入力して前記電圧差を求めるコンパレータとを有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記分圧抵抗の接続中点に出力することによって前記検出電圧から当該補正電圧を減算するとともに、前記補正電圧を前記コンパレータの前記反転入力端子に接続することによって前記しきい値電圧に当該補正電圧を加算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】
前記放電灯の調光信号に対応して前記インバータ回路の高周波出力の周波数を可変制御することによって、前記放電灯の点灯出力を可変とすることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記フィードバック制御部が、前記調光信号に対応して前記インバータ回路の高周波出力の周波数を可変制御することによって、前記放電灯の点灯出力を可変とすることを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放電灯点灯装置のブロック構成を図１５に示す。従来の放電灯点灯装置においては、商用電源ＡＣは整流回路１に接続され、整流回路１の整流出力は直流電源回路２によって、任意の直流出力に変換される。インバータ回路３は、インバータ制御回路４からの信号によって任意の周波数で発振動作を行い、直流電源回路２の直流出力を交流に変換して負荷回路５に出力する。
【０００３】
負荷回路５は、インダクタンスＬ１とコンデンサＣ１との直列共振回路、コンデンサＣ１に並列に接続されたトランスＴ１の１次巻線Ｎ１とコンデンサＣ２との直列回路、トランスＴ１の２次巻線Ｎ２と放電灯Ｌａとの並列回路、およびトランスＴ１の３次巻線Ｎ３から構成される。インバータ回路３の交流出力を供給された負荷回路５は、インダクタンスＬ１とコンデンサＣ１との共振作用でコンデンサＣ１の両端に高電圧が発生することによって、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１から２次巻線Ｎ２に誘起された高電圧が放電灯Ｌａに印加されて、放電灯Ｌａは点灯始動する。
【０００４】
放電灯Ｌａが点灯した後、インバータ制御回路４がインバ−タ回路３の発振動作を所定の発振周波数に制御することによって、任意の放電灯出力を得ることができる。
【０００５】
コンデンサＣ２は、放電灯Ｌａが点灯中の直流カット用コンデンサであり、トランスＴ１の３次巻線Ｎ３は、放電灯Ｌａの出力異常の判定動作を行うために検出した放電灯Ｌａのランプ電圧を検出信号Ｖｌａとして放電灯異常検出部６に出力する。
【０００６】
放電灯異常検出部６は、検出信号Ｖｌａによって放電灯Ｌａの正常・異常判定を行い、その判定結果をインバータ制御回路４に出力し、インバータ制御回路４はその判定結果に基づいてインバータ回路３の発振動作を制御する。
【０００７】
本従来例の無負荷時（放電灯Ｌａ立ち消え時）、および放電灯Ｌａ点灯時（全光時、調光時）の各共振カーブを図１６に示し、周波数−放電灯Ｌａ両端に発生するランプ電圧の関係をグラフで表している。
【０００８】
放電灯Ｌａが正常時、および異常時（寿命末期時）の共振状態の変化を、図１６を用いて説明する。放電灯Ｌａのインピーダンスは、ランプ電流に応じて変化するため、全光時には共振カーブ１００、調光時には共振カーブ１０１のようになる（全光時：ランプ電流大、ランプインピーダンス小、ランプ電圧小、調光時：ランプ電流小、ランプインピーダンス大、ランプ電圧大）。
【０００９】
放電灯Ｌａが正常に点灯した場合、インバータ制御回路４は、放電灯出力が所定値となるようにインバータ回路３の発振周波数を制御する。例えば、全光時には発振周波数が周波数ｆ１になるように発振動作を動作点Ａに移行させ、調光時には発振周波数が周波数ｆ２になるように発振動作を動作点Ｂに移行させる。
【００１０】
放電灯Ｌａの寿命末期時には、フィラメントに塗布されたエミッタが消耗し、放電灯Ｌａは片方向のみに電流が流れる整流作用を行う異常放電となる。以下、この現象をエミレスと呼ぶ。このとき共振系は崩れ、放電灯Ｌａのランプ電圧は正常放電時に比べて異常上昇する。そして、エミレスが進行すると、放電灯Ｌａのインピーダンスは増加する方向に変化するため、徐々に無負荷時（放電灯Ｌａ立ち消え時）の共振カーブ１０２に近くなり、最終的には両フィラメントに塗布されたエミッタが完全に消耗し、放電できなくなると、無負荷時の共振カーブ１０２のようになる。
【００１１】
また、放電灯Ｌａが点灯動作しているときに、放電灯Ｌａの内封ガス抜け（スローリーク）等の異常が生じて、放電灯Ｌａが立ち消えした場合にも、同様に共振カーブは無負荷時の共振カーブ１０２に急変する。
【００１２】
図１６において、全光点灯時に放電灯異常となると発振動作は動作点Ａから動作点Ｃに移行してランプ電圧は上昇し、調光点灯時に放電灯異常となると発振動作は動作点Ｂから動作点Ｄに移行してランプ電圧は上昇する。
【００１３】
次に、図１７に放電灯Ｌａの寿命末期等の放電灯異常を検出する従来の放電灯異常検出部６の回路構成を示す。放電灯異常検出部６は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点に一端を接続したコンデンサＣ３とダイオードＤ２との直列回路と、コンデンサＣ３を介して抵抗Ｒ２に並列に接続されたダイオードＤ１と、コンデンサＣ３とダイオードＤ２との直列回路の他端に接続したコンデンサＣ４、抵抗Ｒ３と、コンデンサＣ４の両端電圧である検出電圧Ｖａを非反転入力端子に入力し、反転入力端子にしきい値電圧Ｖｒ１を出力する直流電圧源Ｅ１を接続したコンパレータＣＰ１とから構成される。
【００１４】
放電灯異常検出部６の動作について説明する。トランスＴ１の３次巻線Ｎ３から得られる検出信号Ｖｌａは抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧され、コンデンサＣ３で直流成分をカットされ、ダイオードＤ１，Ｄ２で整流され、コンデンサＣ４で平滑されて、直流の検出電圧ＶａとしてコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力される。なお、抵抗Ｒ３はコンデンサＣ４の放電用抵抗である。コンパレータＣＰ１は、反転入力端子に接続した直流電圧源Ｅ１が出力するしきい値電圧Ｖｒ１と検出電圧Ｖａとを比較する。そして、しきい値電圧Ｖｒ１のほうが大きい場合にはＬレベル信号をインバータ制御回路４に出力し、検出電圧Ｖａのほうが大きい場合にはＨレベル信号をインバータ制御回路４に出力する。
【００１５】
ここで、放電灯Ｌａが正常に点灯している場合には、異常時に比べてランプ電圧は低く、検出信号Ｖｌａの電圧レベルも低い。その結果、検出電圧Ｖａも低く、検出電圧Ｖａ＜しきい値電圧Ｖｒ１となり、コンパレータＣＰ１はＬレベルの信号をインバータ制御回路４に出力する。そして、インバータ制御回路４は、Ｌレベルの信号を入力されている間、任意の放電灯出力を得るようにインバ−タ回路３の発振動作を所定の発振周波数に制御する。
【００１６】
放電灯異常によって放電灯Ｌａのランプ電圧が上昇すると、それに比して検出信号Ｖｌａの電圧レベルも上昇する。その結果、検出電圧Ｖａも上昇し、検出電圧Ｖａ＞しきい値電圧Ｖｒ１となった場合、コンパレータＣＰ１はＨレベルの信号をインバータ制御回路４に出力する。そして、インバータ制御回路４は、Ｈレベルの信号を入力されると放電灯異常と判定し、インバータ回路３の発振動作を保護動作に移行させる。なお、ここで保護動作とは、発振動作を停止させる、発振動作を間欠的に行う、発振周波数をかなり高くして微弱共振作用を行うなどのうち、いずれかの動作のことを言う。
【００１７】
そして、本従来例においては、放電灯Ｌａのランプ電圧が、図１６に示す放電灯異常時しきい値電圧Ｖｒ１０以上になると、インバータ制御回路４が放電灯異常と判定するように、直流電圧源Ｅ１のしきい値電圧Ｖｒ１の値、および放電灯異常検出部６の各部品の定数を設定することによって、放電灯Ｌａの正常・異常判定を行う構成となっていた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放電灯Ｌａは温度特性を有し、一般的に周囲温度が２５℃から３５℃程度で放電灯Ｌａのランプ電圧が最も高くなり、周囲温度の低下および上昇によってランプ電圧は低下方向に移行する。そのため、検出電圧Ｖａも図１８に示す変化を生じる。図１８は、従来例のランプ周囲温度に対する検出電圧Ｖａおよびしきい値電圧Ｖｒ１の変化を示すグラフである。この場合、放電灯異常判定の基準となるしきい値電圧Ｖｒ１は約５Ｖで一定であるのに対して、検出電圧Ｖａは、周囲温度の変化によって大きく変化する。そのため、検出電圧Ｖａが最も高くなる時には、検出電圧Ｖａとしきい値電圧Ｖｒ１との電圧差が小さくなり、放電灯Ｌａは正常であるのにも関わらず、異常であると誤検出してしまうという恐れがある。
【００１９】
また、検出電圧Ｖａが低くなる時には、しきい値電圧Ｖｒ１との電圧差が大きくなりすぎて放電灯Ｌａの出力が正常から異常へ移行した場合における検出精度が低下し、保護動作に移行できずに、放電灯点灯装置の構成回路部品に過大な電気ストレスおよび熱ストレスが生じる恐れがある。
【００２０】
さらに、放電灯点灯装置の構成回路部品のばらつきによる放電灯Ｌａの出力のばらつき、および放電灯Ｌａ自体のばらつき（内封ガスの圧力、成分のばらつき等）によってもランプ電圧は大きく変化してしまうため、検出電圧Ｖａも同様に変化する。例えば図１８に示すように、出力が高めの場合には検出電圧Ｖａ１のように変化し、出力が低めの場合には検出電圧Ｖａ２のように変化して、前記問題はさらに深刻になる。
【００２１】
さらに、放電灯Ｌａの出力を広範囲に制御する構成の放電灯点灯装置においても同様の問題を生じる。図１９は、放電灯Ｌａに流れるランプ電流に対する検出電圧Ｖａおよびしきい値電圧Ｖｒ１の変化を示すグラフである。この場合、放電灯異常判定の基準となるしきい値電圧Ｖｒ１は、約５Ｖで一定あるのに対して、検出電圧Ｖａは、ランプ電流の変化によって大きく変化する。そのため、検出電圧Ｖａが高くなる時（ランプ電流低下時）には、検出電圧Ｖａとしきい値電圧Ｖｒ１との差が小さくなり、また検出電圧Ｖａが低くなる時（ランプ電流上昇時）には、検出電圧Ｖａとしきい値電圧Ｖｒ１との差が大きくなるため、前記と同様の問題を生じる。
【００２２】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、正常な放電灯を誤検出することなく、確実に放電灯の出力の異常を検出することのできる放電灯点灯装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、直流電源の直流出力を高周波出力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続されるインダクタおよびコンデンサからなる共振回路と、前記共振回路にて生成される高周波電力によって点灯する放電灯と、前記放電灯の出力異常を検出する放電灯異常検出部と、前記共振回路もしくは前記放電灯の出力に基づく電圧から一定電圧を差し引いて遅延させた補正電圧を前記放電灯異常検出部に出力するフィードバック制御部とを設け、前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく検出電圧から前記補正電圧を減算する補正としきい値電圧に前記補正電圧を加算する補正の少なくとも一方を行うことによって前記補正後における前記放電灯の正常時の検出電圧としきい値電圧の電圧差を一定とする一方、前記放電灯の出力が急激に異常上昇したときに前記補正後における検出電圧としきい値電圧の少なくとも一方が遅延して変動し検出電圧がしきい値電圧を超えることによって前記放電灯の出力異常を検出することを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく電圧を分圧して前記検出電圧を生成する分圧抵抗を有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記分圧抵抗の接続中点に出力することによって前記検出電圧から当該補正電圧を減算することを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯異常検出部は、前記検出電圧を非反転入力端子に入力し前記しきい値電圧を反転入力端子に入力して前記電圧差を求めるコンパレータを有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記コンパレータの前記反転入力端子に接続することによって前記しきい値電圧に当該補正電圧を加算することを特徴とする。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく電圧を分圧して前記検出電圧を生成する分圧抵抗と、前記検出電圧を非反転入力端子に入力し前記しきい値電圧を反転入力端子に入力して前記電圧差を求めるコンパレータとを有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記分圧抵抗の接続中点に出力することによって前記検出電圧から当該補正電圧を減算するとともに、前記補正電圧を前記コンパレータの前記反転入力端子に接続することによって前記しきい値電圧に当該補正電圧を加算することを特徴とする。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの発明において、前記放電灯の調光信号に対応して前記インバータ回路の高周波出力の周波数を可変制御することによって、前記放電灯の点灯出力を可変とすることを特徴とする。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記フィードバック制御部が、前記調光信号に対応して前記インバータ回路の高周波出力の周波数を可変制御することによって、前記放電灯の点灯出力を可変とすることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図１に本実施形態の放電灯点灯装置のブロック構成を示す。本放電灯点灯装置の基本構成は従来例に示した図１５と略同じであるが、フィードバック制御部７を設けた点が異なる。なお、図１５と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００３１】
トランスＴ１の３次巻線Ｎ３は、放電灯Ｌａの出力異常の判定動作を行うために検出した放電灯Ｌａのランプ電圧を検出信号Ｖｌａとして放電灯異常検出部６に出力するとともに、フィードバック信号Ｖｆｂとしてフィードバック制御部７に出力し、フィードバック制御部７は、放電灯異常検出部６にて検出信号Ｖｌａに応じて生成される検出電圧Ｖａの補正を行う。
【００３２】
図２に本実施形態の放電灯異常検出部６およびフィードバック制御部７の回路構成を示す。放電灯異常検出部６の基本構成は従来例に示した図１７と略同じである。なお、図１７と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００３３】
フィードバック制御部７は、抵抗Ｒ４，Ｒ５の直列回路と、抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続中点に一端を接続したコンデンサＣ５とダイオードＤ４との直列回路と、コンデンサＣ５を介して抵抗Ｒ５に並列に接続されたダイオードＤ３と、コンデンサＣ５とダイオードＤ４との直列回路の他端に接続したコンデンサＣ６、抵抗Ｒ６と、コンデンサＣ６の両端電圧である検出電圧Ｖｂを反転入力端子に入力し、非反転入力端子に直流電圧Ｖｒ２を出力する直流電圧源Ｅ２を接続したオペアンプＯＰ１と、オペアンプＯＰ１の反転入力端子と出力との間に接続したコンデンサＣ７と、オペアンプＯＰ１の出力に接続したダイオードＤ５および抵抗Ｒ７とから構成される。
【００３４】
次にフィードバック制御部７の動作について説明する。トランスＴ１の３次巻線Ｎ３から得られる信号は、検出信号Ｖｌａとして放電灯異常検出部６に入力されるとともに、フィードバック制御部７にフィードバック信号Ｖｆｂとしても入力される。フィードバック信号Ｖｆｂは抵抗Ｒ４，Ｒ５で分圧され、コンデンサＣ５で直流成分をカットされ、ダイオードＤ３，Ｄ４で整流され、コンデンサＣ６で平滑されて、直流の検出電圧ＶｂとしてオペアンプＯＰ１の反転入力端子に入力される。なお、抵抗Ｒ６はコンデンサＣ６の放電用抵抗である。オペアンプＯＰ１は、検出電圧Ｖｂと直流電圧Ｖｒ２との差分を増幅した補正電圧Ｖｃを出力する。この補正電圧Ｖｃが放電灯異常検出部６の抵抗Ｒ２の両端電圧よりも低くなるように、フィードバック制御部７の各部品の定数を設定してある。コンデンサＣ７は、オペアンプＯＰ１の、検出電圧Ｖｂの変化に対する補正電圧Ｖｃの変化追随性を遅らせるために設けている。
【００３５】
オペアンプＯＰ１が出力する補正電圧Ｖｃは、ダイオードＤ５と抵抗Ｒ７とを介して放電灯異常検出部６の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点に接続される。ここで、フィードバック信号Ｖｆｂの変化に応じて補正電圧Ｖｃは変化し、補正電圧Ｖｃの変化に応じて、検出信号Ｖｌａから検出電圧Ｖａを生成するための抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ７による分圧比（検出電圧Ｖａ生成分圧比）も変化する。具体的に、ランプ周囲温度の変化によりランプ電圧が減少傾向に移行した場合、および増加傾向に移行した場合の各信号の増減は、
ランプ電圧：減少  →  検出信号Ｖｌａ，フィードバック信号Ｖｆｂ：減少  →  補正電圧Ｖｃ：増加  →  検出電圧Ｖａ生成分圧比：大
ランプ電圧：増加  →  検出信号Ｖｌａ，フィードバック信号Ｖｆｂ：増加  →補正電圧Ｖｃ：減少  →  検出電圧Ｖａ生成分圧比：小
のようになる。
【００３６】
すなわち、ランプ電圧が減少傾向に移行した場合には、検出電圧Ｖａ生成分圧比が大きくなり、また、ランプ電圧が増加傾向に移行した場合には、検出電圧Ｖａ生成分圧比が小さくなることによって、検出信号Ｖｌａが変動しても検出電圧Ｖａは略同じ値に保たれるように補正される構成となっている。
【００３７】
したがって、図３に示すように、ランプ周囲温度が変化した場合にでも、検出電圧Ｖａとしきい値電圧Ｖｒ１との差が略一定に保たれるため、誤検出や、検出感度の低下といった問題は回避される。
【００３８】
また、放電灯Ｌａの出力のばらつき、および放電灯Ｌａ自体のばらつきによる検出電圧Ｖａの変化（図３に出力が高めの場合の検出電圧Ｖａ１と出力が低めの場合の検出電圧Ｖａ２とを示す）も前記同様に補正されるため、誤検出や検出感度の低下の回避に対してさらによい方向に働く。
【００３９】
なお、放電灯Ｌａの異常によって、放電灯Ｌａの出力が急激に異常上昇した場合には、フィードバック制御部７の遅延要素であるコンデンサＣ７によって検出電圧Ｖａに対する補正作用は遅れるので、放電灯異常検出部６のコンパレータＣＰ１の出力はＬレベルからＨレベルに反転して、問題なく放電灯Ｌａの異常を判定することができる。
【００４０】
このように、本実施形態においては放電灯Ｌａの出力異常を検出する放電灯異常検出部６と、フィードバック信号Ｖｆｂをフィードバックして放電灯Ｌａの異常判定を行うための検出電圧Ｖａのレベルを補正するフィードバック制御部７とを設けたので、放電灯Ｌａの周囲温度変化や放電灯点灯装置の構成回路部品のばらつきによる放電灯出力のばらつき、および放電灯Ｌａ自体のばらつきによる負荷変動の影響に関係することなく、正常な放電灯Ｌａを異常であると誤検出せずに、確実に放電灯Ｌａの出力異常を検出することのできる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００４１】
（実施形態２）
図４に本実施形態の放電灯点灯装置のブロック構成を示す。本放電灯点灯装置の基本構成は実施形態１に示した図１と略同じであるが、フィードバック制御部７に入力されるフィードバック信号ＶｆｂはコンデンサＣ２に発生する電圧から得ており、フィードバック制御部７は、放電灯異常検出部６にて検出信号Ｖｌａに応じて生成される検出電圧Ｖａと比較するしきい値電圧Ｖｒ１の補正を行う点が異なる。なお、図１と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００４２】
図５に本実施形態の放電灯異常検出部６およびフィードバック制御部７の回路構成を示す。放電灯異常検出部６の基本構成は実施形態１に示した図２と略同じであるが、コンパレータＣＰ１の反転入力端子には、定電圧Ｖｃｃ（例えば各制御回路の駆動用電源の電圧値）を抵抗Ｒ８，Ｒ９で分圧したしきい値電圧Ｖｒ１が入力される点が異なる。また、フィードバック制御部７の基本構成は実施形態１に示した図２と略同じであるが、オペアンプＯＰ１が出力する補正電圧Ｖｃが、ダイオードＤ５と抵抗Ｒ７とを介して放電灯異常検出部６の抵抗Ｒ８，Ｒ９の接続中点に接続される点が異なる。なお、図２と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００４３】
まず、補正電圧Ｖｃが放電灯異常検出部６の抵抗Ｒ９の両端電圧よりも低くなるように、フィードバック制御部７の各部品の定数を設定してある。
【００４４】
コンデンサＣ６の両端電圧である検出電圧Ｖｂは、コンデンサＣ２から得られるフィードバック信号Ｖｆｂを、分圧し、直流成分をカットして、さらに整流、平滑して生成されており、つまりはコンデンサＣ２に発生する共振電圧の変化によって検出電圧Ｖｂの値が変化することになる。コンデンサＣ２に発生する共振電圧は放電灯Ｌａのランプインピーダンスの変化によって変動し、ランプインピーダンス小（つまりはランプ電流大、ランプ電圧小）の時は、コンデンサＣ２に発生する共振電圧は大となり、ランプインピーダンス大（つまりはランプ電流小、ランプ電圧大）の時は、コンデンサＣ２に発生する共振電圧は小となる。
【００４５】
本実施形態においては、フィードバック信号Ｖｆｂの変化に応じて補正電圧Ｖｃも変化し、補正電圧Ｖｃの変化に応じて、定電圧Ｖｃｃからしきい値電圧Ｖｒ１を生成するための抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９による分圧比（しきい値電圧Ｖｒ１生成分圧比）も変化する。具体的には、ランプ周囲温度の変化によりランプ電圧が減少傾向に移行した場合、および増加傾向に移行した場合の各信号の増減は、
ランプ電圧：減少  →  検出信号Ｖｌａ：減少，フィードバック信号Ｖｆｂ：増加  →  補正電圧Ｖｃ：減少  →  しきい値電圧Ｖｒ１：減少
ランプ電圧：増加  →  検出信号Ｖｌａ：増加，フィードバック信号Ｖｆｂ：減少  →  補正電圧Ｖｃ：増加  →  しきい値電圧Ｖｒ１：増加
のようになる。
【００４６】
したがって、ランプ電圧が減少傾向に移行した場合には、しきい値電圧Ｖｒ１も減少し、また、ランプ電圧が増加傾向に移行した場合には、しきい値電圧Ｖｒ１も増加することによって、検出信号Ｖｌａが変動してもしきい値電圧Ｖｒ１も同じ傾向に変動するように補正される構成となっている。
【００４７】
そして、図６に示すように、ランプ周囲温度が変化した場合にでも、検出電圧Ｖａとしきい値電圧Ｖｒ１との差が略一定に保たれるため、誤検出や、検出感度の低下といった問題は回避される。
【００４８】
また、放電灯Ｌａの出力のばらつき、および放電灯Ｌａ自体のばらつきによる検出電圧Ｖａの変化時（図６に出力が高めの場合の検出電圧Ｖａ１と出力が低めの場合の検出電圧Ｖａ２を示す）には、しきい値電圧Ｖｒ１は検出電圧Ｖａ１に対応するしきい値電圧Ｖｒ１１、または検出電圧Ｖａ２に対応するＶｒ１２に補正されるため、誤検出や検出感度の低下の回避に対してさらによい方向に働く。
【００４９】
なお、放電灯Ｌａの異常によって、放電灯Ｌａの出力が急激に異常上昇した場合には、フィードバック制御部７の遅延要素であるコンデンサＣ７によってしきい値電圧Ｖｒ１に対する補正作用は遅れるので、放電灯異常検出部６のコンパレータＣＰ１の出力はＬレベルからＨレベルに反転して、問題なく放電灯Ｌａの異常を判定することができる。
【００５０】
このように、本実施形態においては放電灯Ｌａの出力異常を検出する放電灯異常検出部６と、フィードバック信号Ｖｆｂをフィードバックして放電灯Ｌａの異常判定を行うためのしきい値電圧Ｖｒ１のレベルを補正するフィードバック制御部７とを設けたので、放電灯Ｌａの周囲温度変化や放電灯点灯装置の構成回路部品のばらつきによる放電灯出力のばらつき、および放電灯Ｌａ自体のばらつきによる負荷変動の影響に関係することなく、正常な放電灯Ｌａを異常であると誤検出せずに、確実に放電灯Ｌａの出力異常を検出することのできる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００５１】
（実施形態３）
図７に本実施形態の放電灯点灯装置のブロック構成を示す。本放電灯点灯装置の基本構成は実施形態２に示した図４と略同じであるが、調光信号生成回路８を設けた点が異なる。なお、図４と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００５２】
調光信号生成回路８は、外部からの調光信号（例えば矩形波のデューティ信号）を、直流の調光信号Ｖｄｍ（デューティ比に応じた直流レベル信号）に変換し、調光信号Ｖｄｍはインバータ制御回路４およびフィードバック制御部７に出力される。
【００５３】
インバータ制御回路４は、調光信号Ｖｄｍの信号レベルに対応してインバータ回路３の発振周波数を変化させることによって、放電灯出力の制御を任意に行うことができる構成となっている。本実施形態においては、調光信号Ｖｄｍの信号レベルが大きい時は、インバータ回路３の発振周波数を低くしてランプ電流を多くし、調光信号Ｖｄｍの信号レベルが小さい時は、インバータ回路３の発振周波数を高くしてランプ電流を少なくすることによって任意のランプ電流値に制御できるものである。
【００５４】
また、調光信号Ｖｄｍ、およびコンデンサＣ２から得られるフィードバック信号Ｖｆｂはフィードバック制御部７に入力され、フィードバック制御部７は、放電灯異常検出部６にて検出信号Ｖｌａに応じて生成される検出電圧Ｖａの補正を行うものである。
【００５５】
図８に本実施形態の放電灯異常検出部６およびフィードバック制御部７の回路構成を示す。放電灯異常検出部６の基本構成は実施形態１に示した図２と同一構成である。また、フィードバック制御部７の基本構成は実施形態１に示した図２と略同じであるが、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に調光信号Ｖｄｍ（調光電圧Ｖｄｍ´）が入力される点が異なる。なお、図２と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００５６】
オペアンプＯＰ１は、調光信号Ｖｄｍの電圧である調光電圧Ｖｄｍ´と検出電圧Ｖｂとの差分が増幅された補正電圧Ｖｃを出力し、補正電圧Ｖｃが放電灯異常検出部６の抵抗Ｒ２の両端電圧よりも低くなるように、フィードバック制御部７の各部品の定数を設定してある。
【００５７】
そして、調光電圧Ｖｄｍ´を大→小に変化させると、ランプ電流が大→小となるようにインバータ制御回路４はインバータ回路３の発振周波数を高くする。このとき、調光電圧Ｖｄｍ´と検出電圧Ｖｂとの差分が増幅された補正電圧Ｖｃが大→小となるようにフィードバック制御部７の各部品の定数が設定されておれば、検出信号Ｖｌａから検出電圧Ｖａを生成するための抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ７による分圧比（検出電圧Ｖａ生成分圧比）も小さくなる。
【００５８】
逆に、調光電圧Ｖｄｍ´を小→大に変化させると、ランプ電流が小→大となるようにインバータ制御回路４はインバータ回路３の発振周波数を低くする。このとき、調光電圧Ｖｄｍ´と検出電圧Ｖｂとの差分が増幅された補正電圧Ｖｃが小→大となるようにフィードバック制御部７の各部品の定数が設定されておれば、検出信号Ｖｌａから検出電圧Ｖａを生成するための抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ７による分圧比（検出電圧Ｖａ生成分圧比）も大きくなる。
【００５９】
したがって本実施形態では、放電灯Ｌａの出力を任意に制御することによって検出信号Ｖｌａが変動しても、検出電圧Ｖａは略同じ値に保たれるように補正される。そして、図９に示すように、ランプ電流が変化した場合にでも、検出電圧Ｖａとしきい値電圧Ｖｒ１との差が略一定に保たれるため、誤検出や、検出感度の低下といった問題は回避される。
【００６０】
また、放電灯Ｌａの出力異常を検出する放電灯異常検出部６と、フィードバック信号Ｖｆｂ、および調光信号Ｖｄｍに応じて、放電灯Ｌａの異常判定を行うための検出電圧Ｖａのレベルを補正するフィードバック制御部７とを設けたので、任意に放電灯出力を制御した場合の負荷変動の影響に関係することなく、正常な放電灯Ｌａを異常であると誤検出せずに、確実に放電灯Ｌａの出力異常を検出することのできる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００６１】
なお、本実施形態においては、検出電圧Ｖａの補正を行う構成となっているが、実施形態２のようにしきい値電圧Ｖｒ１の補正を行う構成としても同様の効果がある。
【００６２】
（実施形態４）
図１０に本実施形態の放電灯点灯装置のブロック構成を示す。本放電灯点灯装置の基本構成は実施形態３に示した図７と略同じであるが、インバータ制御回路４には調光信号Ｖｄｍは入力されず、インバータ制御回路４からフィードバック制御部７へ発振周波数を変更するための電流Ｉｏｓｃが流れる経路が設けられた点が異なる。なお、図７と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００６３】
インバータ制御回路４は内部発振器（図示なし）を備え、内部発振器は、周波数設定電流値によりコンデンサの充放電電流量を設定し、任意の源発振周波数信号を生成して、インバータ回路３の発振周波数を設定する構成であり、周波数設定電流値が大きければ発振周波数が高くなり、周波数設定電流値が小さければ発振周波数が低くなる。電流Ｉｏｓｃが流れる経路は、周波数設定電流を分流させるものであり、電流Ｉｏｓｃが大きくなれば周波数設定電流は小さくなり、電流Ｉｏｓｃが小さくなれば周波数設定電流は大きくなる構成となっている。
【００６４】
図１１に本実施形態の放電灯異常検出部６およびフィードバック制御部７の回路構成を示す。放電灯異常検出部６の基本構成は実施形態３に示した図８と同一構成である。また、フィードバック制御部７の基本構成は実施形態３に示した図８と略同じであるが、オペアンプＯＰ１の出力は、ダイオードＤ５，抵抗Ｒ７を介して放電灯異常検出部６の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続中点に接続されるとともに、ダイオードＤ５，抵抗Ｒ１０を介してインバータ制御回路４の電流Ｉｏｓｃ出力に接続された点が異なる。なお、図８と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００６５】
オペアンプＯＰ１が出力する補正電圧Ｖｃの大小関係は、調光信号Ｖｄｍとフィードバック信号Ｖｆｂとにより設定され、本実施形態では、フィードバック制御部７が検出電圧Ｖａの補正を行うとともにインバータ回路３の発振周波数制御を行う構成となっている。
【００６６】
補正電圧Ｖｃの大小によって、電流Ｉｏｓｃ、周波数設定電流の大小、および発振周波数の高低の関係は、
補正電圧Ｖｃ：大  →  電流Ｉｏｓｃ：小  →  周波数設定電流：大  →  発振周波数：高
補正電圧Ｖｃ：小  →  電流Ｉｏｓｃ：大  →  周波数設定電流：小  →  発振周波数：低
となる。
【００６７】
したがって、本実施形態においては、フィードバック制御部７が出力する補正電圧Ｖｃによって、検出電圧Ｖａは略同じ値に保たれるように補正されるとともに、インバータ回路３の発振周波数制御も行うことができるため、インバータ制御回路４には発振周波数制御回路が不要となり、部品点数の削減、回路構成の簡素化を図ることができる。
【００６８】
また、放電灯Ｌａの出力異常を検出する放電灯異常検出部６と、フィードバック信号Ｖｆｂ、および調光信号Ｖｄｍに応じて、放電灯Ｌａの異常判定を行うための検出電圧Ｖａのレベルを補正し、且つインバータ回路３の発振周波数制御を行うフィードバック制御部７とを設けたので、任意に放電灯出力を制御した場合の負荷変動の影響に関係することなく、正常な放電灯Ｌａを異常であると誤検出せずに、確実に放電灯Ｌａの出力異常を検出することのできる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、検出電圧Ｖａの補正を行う構成となっているが、実施形態２のようにしきい値電圧Ｖｒ１の補正を行う構成としても同様の効果がある。
【００７０】
（実施形態５）
図１２に本実施形態の放電灯点灯装置のブロック構成を示す。本放電灯点灯装置の基本構成は実施形態４に示した図１０と略同じであるが、コンデンサＣ２にから得られるフィードバック信号Ｖｆｂ１，Ｖｆｂ２が各々フィードバック制御部７に入力される構成となっており、フィードバック制御部７は、放電灯異常検出部６にて検出信号Ｖｌａに応じて生成される検出電圧Ｖａの補正を行うとともにインバータ回路３の発振周波数制御を行う。なお、図１０と同じ構成については同一の符号を付して説明は省略する。
【００７１】
図１３に本実施形態の放電灯異常検出部６およびフィードバック制御部７の回路構成を示す。放電灯異常検出部６の基本構成は実施形態２に示した図５と同一構成である。また、フィードバック制御部７の基本構成は、実施形態２に示した図５と実施形態４に示した図１１との構成を組み合せた構成となっており、各々の構成については同一の符号を付して説明は省略する。（但し、図１３の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４、コンデンサＣ８〜Ｃ１０、ダイオードＤ６〜Ｄ８、オペアンプＯＰ２、検出電圧Ｖｂ２、補正電圧Ｖｃ２は、図５の抵抗Ｒ４〜Ｒ７、コンデンサＣ５〜Ｃ７、ダイオードＤ３〜Ｄ５、オペアンプＯＰ１、検出電圧Ｖｂ、補正電圧Ｖｃに対応し、図１３の検出電圧Ｖｂ１、補正電圧Ｖｃ１は、図１１の検出電圧Ｖｂ、補正電圧Ｖｃに対応する。）
本実施形態においては放電灯Ｌａの出力異常を検出する放電灯異常検出部６と、フィードバック信号Ｖｆｂ１，Ｖｆｂ２、および調光信号Ｖｄｍに応じて、放電灯Ｌａの異常判定を行うための検出電圧Ｖａのレベル、およびしきい値電圧Ｖｒ１のレベルを補正し、且つインバータ回路３の発振周波数制御を行うフィードバック制御部７とを設けたので、放電灯Ｌａの周囲温度変化や放電灯点灯装置の構成回路部品のばらつきによる放電灯出力のばらつき、放電灯Ｌａ自体のばらつきによる負荷変動の影響、および任意に放電灯出力を制御した場合の負荷変動の影響に関係することなく、正常な放電灯Ｌａを異常であると誤検出せずに、確実に放電灯Ｌａの出力異常を検出することができ、且つインバータ制御回路４には発振周波数制御回路が不要となるので、部品点数の削減、回路構成の簡素化を図ることができる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００７２】
（実施形態６）
本発明の放電灯点灯装置を用いた照明器具の概念図を示す。この照明器具は、家庭用の天井直付形照明器具であり、本体シャーシ１０、透光カバー１１、反射盤１２、放電灯点灯装置１３、放電灯Ｌａとから構成される。
【００７３】
本体シャーシ１０は、円形の浅皿状をなし、天井に取り付ける手段を備えてあるとともに、透光カバー１１を装着するための機構を有している。反射盤１２は、極力浅く形成されるとともに、放電灯Ｌａの発光による透光カバー１１の面の輝度がなるべく均一になるように反射する形状に形成されている。放電灯点灯装置１３は、実施形態１〜５いずれか記載の回路構成であり、本体シャーシ１０と反射板１２との間に形成される空間内に配設されている。透光カバー１１は、本体シャーシ１０の下面に配設されて放電灯Ｌａおよび反射板１２を包囲している。
【００７４】
本照明器具の放電灯点灯装置１３は、実施形態１〜５いずれか記載の放電灯点灯装置を用いているので、実施形態１乃至５いずれかと同様の効果を奏することができる。
【００７５】
特に、本実施形態のように放電灯Ｌａが本体シャーシ１０および透光カバー１１によって包囲される構成の場合は、放電灯Ｌａの点灯時に発生する熱によって放電灯Ｌａの周囲温度は大きく変化するため、本発明の効果が更に発揮される。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、直流電源の直流出力を高周波出力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続されるインダクタおよびコンデンサからなる共振回路と、前記共振回路にて生成される高周波電力によって点灯する放電灯と、前記放電灯の出力異常を検出する放電灯異常検出部と、前記共振回路もしくは前記放電灯の出力に基づく電圧から一定電圧を差し引いて遅延させた補正電圧を前記放電灯異常検出部に出力するフィードバック制御部とを設け、前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく検出電圧から前記補正電圧を減算する補正としきい値電圧に前記補正電圧を加算する補正の少なくとも一方を行うことによって前記補正後における前記放電灯の正常時の検出電圧としきい値電圧の電圧差を一定とする一方、前記放電灯の出力が急激に異常上昇したときに前記補正後における検出電圧としきい値電圧の少なくとも一方が遅延して変動し検出電圧がしきい値電圧を超えることによって前記放電灯の出力異常を検出するので、放電灯の周囲温度変化や放電灯点灯装置の構成回路部品のばらつきによる放電灯出力のばらつき、および放電灯自体のばらつきによる負荷変動の影響に関係することなく、正常な放電灯を異常であると誤検出せずに、確実に放電灯の出力異常を検出することができるという効果がある。
【００７７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく電圧を分圧して前記検出電圧を生成する分圧抵抗を有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記分圧抵抗の接続中点に出力することによって前記検出電圧から当該補正電圧を減算するので、請求項１と同様の効果を奏する。
【００７８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯異常検出部は、前記検出電圧を非反転入力端子に入力し前記しきい値電圧を反転入力端子に入力して前記電圧差を求めるコンパレータを有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記コンパレータの前記反転入力端子に接続することによって前記しきい値電圧に当該補正電圧を加算するので、請求項１と同様の効果を奏する。
【００７９】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯異常検出部は、前記放電灯の出力に基づく電圧を分圧して前記検出電圧を生成する分圧抵抗と、前記検出電圧を非反転入力端子に入力し前記しきい値電圧を反転入力端子に入力して前記電圧差を求めるコンパレータとを有し、前記フィードバック制御部からの前記補正電圧を前記分圧抵抗の接続中点に出力することによって前記検出電圧から当該補正電圧を減算するとともに、前記補正電圧を前記コンパレータの前記反転入力端子に接続することによって前記しきい値電圧に当該補正電圧を加算するので、請求項１と同様の効果を更に高めることができる。
【００８０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの発明において、前記放電灯の調光信号に対応して前記インバータ回路の高周波出力の周波数を可変制御することによって、前記放電灯の点灯出力を可変とするので、放電灯の周囲温度変化や放電灯点灯装置の構成回路部品のばらつきによる放電灯出力のばらつき、放電灯自体のばらつき、および任意に放電灯出力を制御したことによる負荷変動の影響に関係することなく、正常な放電灯を異常であると誤検出せずに、確実に放電灯の出力異常を検出することができるという効果がある。
【００８１】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記フィードバック制御部が、前記調光信号に対応して前記インバータ回路の高周波出力の周波数を可変制御することによって、前記放電灯の点灯出力を可変とするので、インバータ制御回路には発振周波数制御回路が不要となり、部品点数の削減、回路構成の簡素化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１の放電灯異常検出部およびフィードバック制御部の回路構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１のランプ周囲温度に対する検出電圧Ｖａおよびしきい値電圧Ｖｒ１の変化を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２のブロック構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２の放電灯異常検出部およびフィードバック制御部の回路構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態２のランプ周囲温度に対する検出電圧Ｖａおよびしきい値電圧Ｖｒ１の変化を示す図である。
【図７】本発明の実施形態３のブロック構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態３の放電灯異常検出部およびフィードバック制御部の回路構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態３のランプ電流に対する検出電圧Ｖａおよびしきい値電圧Ｖｒ１の変化を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態４のブロック構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態４の放電灯異常検出部およびフィードバック制御部の回路構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態５のブロック構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態５の放電灯異常検出部およびフィードバック制御部の回路構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態６の概念示す図である。
【図１５】従来例のブロック構成を示す図である。
【図１６】従来例の周波数−放電灯Ｌａ両端に発生するランプ電圧の関係を示す図である。
【図１７】従来例の放電灯異常検出部の回路構成を示す図である。
【図１８】従来例のランプ周囲温度に対する検出電圧Ｖａおよびしきい値電圧Ｖｒ１の変化を示す図である。
【図１９】従来例のランプ電流に対する検出電圧Ｖａおよびしきい値電圧Ｖｒ１の変化を示す図である。
【符号の説明】
１  整流回路
２  直流電源回路
３  インバータ回路
４  インバータ制御回路
５  負荷回路
６  放電灯異常検出部
７  フィードバック制御部
Ｌａ  放電灯
【図１】
0004066611.tif 000002
【図２】
0004066611.tif 000003
【図３】
0004066611.tif 000004
【図４】
0004066611.tif 000005
【図５】
0004066611.tif 000006
【図６】
0004066611.tif 000007
【図７】
0004066611.tif 000008
【図８】
0004066611.tif 000009
【図９】
0004066611.tif 000010
【図１０】
0004066611.tif 000011
【図１１】
0004066611.tif 000012
【図１２】
0004066611.tif 000013
【図１３】
0004066611.tif 000014
【図１４】
0004066611.tif 000015
【図１５】
0004066611.tif 000016
【図１６】
0004066611.tif 000017
【図１７】
0004066611.tif 000018
【図１８】
0004066611.tif 000019
【図１９】
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