(57)【要約】【課題】立ち消えを起こさず、共振出力電圧が低い明るさへ遷移可能とすること、及び、調光制御する際、現在使用している明るさのレベル及び変更後の明るさのレベルを認識可能にすることを目的とする。【解決手段】放電灯の明るさを第１の明るさから第２の明るさへ変更制御する場合に、共振回路の出力電流が上記第２の明るさが得られる目的電流よりも高い電流になるようにドライブ回路に高周波電流の周波数を一旦制御させた後、共振回路の出力電流が目的電流になるようにドライブ回路に高周波電流の周波数を制御させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から得られた直流電圧を高周波電流に変換して、変換した上記高周波電流により所定の特性の共振回路を動作させて上記共振回路の出力電流を放電灯に印加させるインバータ回路部と、
上記インバータ回路が変換する高周波電流の周波数を制御するドライブ回路部と、
放電灯の明るさを第１の明るさから第２の明るさへ変更制御する場合に、上記共振回路の出力電流が上記第２の明るさが得られる目的電流よりも高い電流になるように上記ドライブ回路に上記高周波電流の周波数を一旦制御させた後、上記共振回路の出力電流が上記目的電流になるように上記ドライブ回路に上記高周波電流の周波数を制御させる調光遷移制御回路部と
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
上記インバータ回路部は、スイッチング素子を有するとともに、上記直流電圧を上記スイッチング素子のスイッチングにより高周波電流に変換し、
上記ドライブ回路部は、
第１のコンデンサと、第２のコンデンサとを有するＲＣ回路と、
上記ＲＣ回路と接続され、上記ＲＣ回路の時定数に応じた動作周波数で動作して、上記動作周波数により上記インバータ回路部の上記スイッチング素子をスイッチングさせることで、上記高周波電流の周波数を制御する集積回路とを備え、
上記調光遷移制御回路部は、上記ＲＣ回路が備える上記第１のコンデンサの容量に基づき上記集積回路を動作させて放電灯を上記第１の明るさで点灯させるとともに、放電灯の明るさを上記第１の明るさから上記第２の明るさへ変更制御する場合に、上記第１のコンデンサと上記第２のコンデンサとの合成容量に基づき上記集積回路を一旦動作させた後、上記第２のコンデンサの容量に基づき上記集積回路を動作させて上記放電灯を上記第２の明るさで点灯させる
ことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
上記ＲＣ回路は、さらに、上記第１のコンデンサに接続された第１のスイッチと、上記第２のコンデンサに接続された第２のスイッチとを備え、
上記調光遷移制御回路部は、上記第１のスイッチをオンにして上記第１のコンデンサの容量に基づき上記集積回路を動作させて放電灯を上記第１の明るさで点灯させるとともに、放電灯の明るさを上記第１の明るさから上記第２の明るさへ変更制御する場合に、上記第１のスイッチをオンにしたまま上記第２のスイッチをオンにして上記第１のコンデンサと上記第２のコンデンサとの合成容量に基づき上記集積回路を一旦動作させた後、上記第２のスイッチをオンにしたまま上記第１のスイッチをオフにして上記第２のコンデンサの容量に基づき上記集積回路を動作させて上記放電灯を上記第２の明るさで点灯させる
ことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
上記調光遷移制御回路部は、上記商用電源から上記インバータ回路部への電圧の供給を制御する電源スイッチの所定の操作を検出した場合に、放電灯の明るさを上記第１の明るさから第２の明るさへ変更制御する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
上記調光遷移制御回路部は、マイクロコンピュータを用いて放電灯の明るさを上記第１の明るさから第２の明るさへ変更制御する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに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、例えば、放電灯の出力を切り替え可能な放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波点灯を行う放電灯点灯装置は、高電圧集積回路を使用することが一般的である。高電圧集積回路は、高周波スイッチングを行うパワースイッチング素子駆動用ドライバーであり、回路の簡略化及び省スペース化を実現することが可能である。また、高電圧集積回路の高周波スイッチングの動作周波数は、高電圧集積回路に接続された抵抗の抵抗値及びコンデンサの容量により決まる時定数に比例して決定される。したがって、高電圧集積回路を用いた放電灯点灯装置では、高電圧集積回路に接続された抵抗又はコンデンサを切り替えることにより、高電圧集積回路の動作周波数を変更できる。そして、高電圧集積回路の動作周波数を変更することで、放電灯を点灯制御するのに必要な、予熱動作、ランプ始動動作、及び、点灯動作を行うことが可能である。
【０００３】
同様に、高電圧集積回路を用いた放電灯点灯装置では、高電圧集積回路に接続された抵抗又はコンデンサを切り替えることにより、高電圧集積回路の動作周波数を変更することで、放電灯を調光（出力の切り替え）制御することも可能である。
【０００４】
また、放電灯を調光制御する放電灯点灯装置において、電源のＯＦＦ／ＯＮ操作により調光する放電灯点灯装置がある。
【特許文献１】特開平３−２６９９９６号公報
【特許文献２】特開平１０−１４９８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放電灯の高周波点灯は、一般的に共振回路により実施する。そして、調光制御は、共振出力電圧の低い領域を使用する。このため放電灯は、低温雰囲気中などの不安定な条件で点灯するときや、点灯直後、すなわち放電破壊した直後等の放電が安定していないときに、共振出力電圧が低い調光レベル（明るさ）へ遷移すると立ち消えの虞がある。
また、切り替え可能な調光レベルが数段階ある場合には、電源ＯＦＦ／ＯＮ操作により調光制御する際、現在使用している調光レベル及び調光制御後の調光レベルがどのレベルであるか分らない場合がある。
【０００６】
本発明は、例えば、立ち消えを起こさず、共振出力電圧が低い調光レベルへ調光制御可能とすることを目的とする。
また、本発明は、調光制御する際、現在使用している明るさのレベル及び変更後の明るさのレベルを認識可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る放電灯点灯装置は、例えば、商用電源から得られた直流電圧を高周波電流に変換して、変換した上記高周波電流により所定の特性の共振回路を動作させて上記共振回路の出力電流を放電灯に印加させるインバータ回路部と、上記インバータ回路が変換する高周波電流の周波数を制御するドライブ回路部と、放電灯の明るさを第１の明るさから第２の明るさへ変更制御する場合に、上記共振回路の出力電流が上記第２の明るさが得られる目的電流よりも高い電流になるように上記ドライブ回路に上記高周波電流の周波数を一旦制御させた後、上記共振回路の出力電流が上記目的電流になるように上記ドライブ回路に上記高周波電流の周波数を制御させる調光遷移制御回路部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯の明るさを第１の明るさから第２の明るさへ変更制御する場合に、共振回路の出力電流が上記第２の明るさが得られる目的電流よりも高い電流になるように一旦制御する。そのため、本発明に係る放電灯点灯装置によれば、立ち消えを起こさず、共振出力電流が低い調光レベルへ遷移することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図に基づき、この実施の形態に係る放電灯点灯装置について説明する。
図１は、放電灯点灯装置の回路図である。図１に示す放電灯点灯装置は、電源整流回路部１、直流電源回路部２（アクティブフィルタ回路部）、インバータ回路部３、負荷回路部４（共振回路部）、ドライブ回路部５を備える。
電源整流回路部１は、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う回路である。
直流電源回路部２は、電源電圧波形に沿ってスイッチングを行うことにより、電源電圧を所定の直流電圧に昇圧するとともに入力電流波形を整形して力率を改善する回路である。
インバータ回路３は、直流電源回路部２で昇圧された直流電圧を、ドライブ回路５から出力される逆極性の電圧でＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）Ｑ１、Ｑ２を交互にスイッチングすることにより、高周波電流（高周波電圧）を発生させ、負荷回路部４を動作させる回路である。
負荷回路部４は、インダクタＬ１、コンデンサＣ２の共振を利用して、放電灯へ出力電流を印加して点灯させる回路である。
ドライブ回路５は、インバータ回路３を駆動させる回路であり、インバータ回路部３によるＦＥＴＱ１、Ｑ２のスイッチングを制御する回路である。
【００１０】
ドライブ回路部５について詳しく説明する。ドライブ回路部５は、高電圧集積回路６、全光指令部７、調光指令部８、抵抗Ｒ１を備える。
高電圧集積回路６は、高周波スイッチングを行うパワースイッチング素子駆動用ドライバーである。高電圧集積回路６の高周波スイッチングの動作周波数によって、インバータ回路部３によるＦＥＴＱ１、Ｑ２のスイッチングが制御される。高電圧集積回路６の高周波スイッチングの動作周波数は、高電圧集積回路に接続された抵抗の抵抗値及びコンデンサの容量から決まる時定数に比例して決定される。時定数が大きくなるほど、高電圧集積回路６の高周波スイッチングの動作周波数は低くなる。
全光指令部７は、放電灯を全光点灯させる場合に通電される回路部である。全光指令部７は、コンデンサＣ３、スイッチＳ１を備える。
調光指令部８は、放電灯を調光点灯（全光点灯よりも暗く点灯）させる場合に通電される回路部である。調光指令部８は、コンデンサＣ４、スイッチＳ２を備える。
つまり、放電灯を全光点灯させる場合には、スイッチ１がＯＮ、スイッチ２がＯＦＦとなり、コンデンサＣ３の容量と抵抗Ｒ１の抵抗値とから決まる時定数により高電圧集積回路６の動作周波数が決定される。放電灯を調光点灯させる場合には、スイッチ２がＯＮ、スイッチ１がＯＦＦとなり、コンデンサＣ４の容量と抵抗Ｒ１の抵抗値とから決まる時定数により高電圧集積回路６の動作周波数が決定される。
【００１１】
図２は、負荷回路部４の周波数・出力特性グラフである。
図１に示す放電灯点灯装置では、共振周波数に対して、遅れた領域（電圧遅相領域）で動作する場合について説明する。よって、図２において、動作周波数としてＡ点とＢ点とを使用する場合、Ａ点が全光点灯時の周波数であり、Ａ点よりも周波数の高いＢ点が調光点灯時の周波数である。
したがって、全光指令部７のコンデンサＣ３と抵抗Ｒ１との時定数は、調光指令部８のコンデンサＣ４と抵抗Ｒ１との時定数とよりも大きい（全光指令部７の時定数＞調光指令部８の時定数）。
【００１２】
次に、調光制御するときのスイッチの切り替えについて説明する。なお、ここでは、全光点灯から調光点灯へ切り替える場合を一例として説明する。図３は、全光点灯から調光点灯へ切り替える場合のタイムチャート図である。
図３に示すように、全光点灯している場合には、スイッチ１がＯＮとなり、スイッチ２がＯＦＦとなっている。
全光点灯から調光点灯へ切り替える場合（調光遷移時）、一旦スイッチ１とスイッチ２との両方をＯＮとする。スイッチ１とスイッチ２との両方がＯＮとなるため、時定数は、コンデンサＣ３の容量とコンデンサＣ４の容量との合成容量と、抵抗Ｒ１の抵抗値とから決まる時定数により高電圧集積回路６の動作周波数が決定される。つまり、調光遷移時の時定数は、全光点灯のときの時定数よりも、調光点灯のときの時定数よりも高い。すなわち、調光遷移時に放電灯へ印加される電流は、全光点灯のときよりも調光点灯のときよりも高い（大きい）電流である。図２に示す負荷回路部４の周波数・出力特性グラフにおいては、調光遷移時は、例えば、全光指令値よりも低い周波数で動作するＣ点で動作する。なお、スイッチ１とスイッチ２との両方をＯＮとする時間は、例えば５０ｍｓ（ミリ秒）程度である。
そして、一旦スイッチ１とスイッチ２との両方をＯＮとした後、スイッチ１をＯＦＦとする。つまり、スイッチ２がＯＮ、スイッチ１がＯＦＦとなり、放電灯は調光点灯する。
【００１３】
ここで、図３のタイムチャートに示す略５０ｍｓの高出力期間がない場合には、調光制御するときに、スイッチ素子１と２を同時に切り替えることになる。その結果、高電圧集積回路６の動作周波数が不安定になり、放電灯の立ち消えが起こる虞がある。
一方、図３に示すように、略５０ｍｓの高出力期間を経て、スイッチ１をＯＦＦすれば動作周波数が不安定になることなく、立ち消えは起こらない。
【００１４】
なお、上記説明では、全光点灯から調光点灯へ切り替える処理について説明したが、調光点灯から全光点灯へ切り替える処理についても、同様に高出力期間を経て切り替えを行うことで、立ち消えを防止することができる。
また、複数の明るさに切り替え可能な放電灯点灯装置であれば、各明るさへ切り替える際に、同様に高出力期間を経て切り替えを行うことで、立ち消えを防止することができる。
【００１５】
また、上記説明では、放電灯の立ち消えを防止することを目的としていたため、高出力期間を例えば５０ｍｓ程度とした。しかし、複数の明るさに切り替え可能な放電灯点灯装置において、現在（あるいは切り替え後）の放電灯の明るさがどの程度の明るさであるかを認識可能とするのであれば、例えば、高出力期間を５００ｍｓ程度と長くすればよい。つまり、調光制御時に、一旦全光出力よりも明るいレベル（例えば、最高出力）に切り替えて、全光出力よりも明るいレベルの明るさを視認させることで、現在（あるいは切り替え後）の放電灯の明るさがどの程度の明るさであるかを認識することが可能となる。
【００１６】
図４は、所定の商用電源ＯＦＦ／ＯＮ操作を検出し、調光制御する放電灯点灯装置の回路図である。図４に示す放電灯点灯装置は、図１に示す放電灯点灯装置に加え、調光遷移制御回路部９を備える。
調光遷移制御回路部９は、商用電源の所定のＯＦＦ／ＯＮ操作を検出してドライブ回路部５へ調光指令を出力する。調光指令とは、調光制御を促す命令である。
ドライブ回路部５は、調光遷移制御回路部９から調光指令を受信すると、調光指令に従い、上記説明の通り調光制御を行う。つまり、上記説明であれば、ドライブ回路部５は、全光点灯から高出力期間を経て調光点灯へ切り替える。
なお、ドライブ回路部５は、ＩＣ回路でもよい。
【００１７】
図５は、図４に示す放電灯点灯装置の調光遷移制御回路部９の調光指令をマイクロコンピュータ１０によりドライブ回路部５へ出力する放電灯点灯装置の回路図である。図６に示す放電灯点灯装置では、調光制御をマイクロコンピュータ１０により実施することで、簡易にかつ部品数を少なく上記機能を実現することができる。
【００１８】
図６は、所定の商用電源ＯＦＦ／ＯＮ操作を検出し、全光点灯から調光点灯へ切り替える場合のタイムチャート図である。
図６では、調光遷移制御回路部９が商用電源の２連続のＯＦＦ／ＯＮ操作を検出して、調光指令を出力し、調光制御させている。２連続のＯＦＦ／ＯＮ操作とは、商用電源が一旦ＯＦＦされてから所定の時間以内にＯＮされ、さらに所定の時間以内にＯＦＦされ、またさらに所定の時間以内にＯＮされる操作である。つまり、全光点灯している状態で、調光遷移制御回路部９が商用電源の２連続のＯＦＦ／ＯＮ操作を検出すると、調光指令がドライブ回路部５へ出力される。調光指令を受信したドライブ回路部５は、高出力期間を経て、調光点灯に切り替える。なお、図６では、高出力期間を５０ｍｓとしているが、上述したように、複数の明るさに切り替え可能な放電灯点灯装置において、現在（あるいは切り替え後）の放電灯の明るさがどの程度の明るさであるかを認識可能とする場合には、視認可能な期間（例えば、５００ｍｓ程度）としてもよい。
【００１９】
以上のように、この実施の形態に係る放電灯点灯装置によれば、調光制御した際の立ち消えを防止することが可能である。また、調光遷移する場合に、現在（あるいは切り替え後）の放電灯の明るさがどの程度の明るさであるかを認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】放電灯点灯装置の回路図。
【図２】負荷回路部４の周波数・出力特性グラフ。
【図３】全光点灯から調光点灯へ切り替える場合のタイムチャート図。
【図４】所定の商用電源ＯＦＦ／ＯＮ操作を検出し、調光制御する放電灯点灯装置の回路図。
【図５】調光遷移制御回路部９の調光指令をマイクロコンピュータ１０によりドライブ回路部５へ出力する放電灯点灯装置の回路図。
【図６】所定の商用電源ＯＦＦ／ＯＮ操作を検出し、全光点灯から調光点灯へ切り替える場合のタイムチャート図。
【符号の説明】
【００２１】
１  電源整流回路部、２  直流電源回路部、３  インバータ回路部、４  負荷回路部、５  ドライブ回路部、６  高電圧集積回路、７  全光指令部、８  調光指令部、９  調光遷移制御回路部、１０  マイクロコンピュータ。
【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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【図６】
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