(57)【要約】【課題】放電灯の負荷インピーダンスが変動した場合でも安定して始動、点灯させることができる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】放電灯６を始動点灯させるためインバータ回路２の出力を徐々に増加させるように動作周波数ｆｉｎｖをスイープする第１の周波数制御回路１３と、放電灯６の始動点灯後、共振回路に流れる電流によりインバータ回路２の出力電力を検出し、出力電力が目標値となるように動作周波数制御を行う第２の周波数制御回路１７を備え、第１の周波数制御回路１３は、点灯検出回路１４による放電灯６の点灯検出時に、出力電力が目標値より小さい場合には、点灯検出直後の動作周波数で保持する保持手段１６を有する。【選択図】図１
2009032471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの電力供給を受け交流電圧を出力する少なくともスイッチング素子及び共振回路を含む電力変換回路と、
前記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
前記電力変換回路の出力に接続され少なくとも放電灯を接続される負荷回路と、
前記放電灯を始動点灯させるため前記電力変換回路の出力を徐々に増加させるように前記駆動回路の動作周波数をスイープする第１の周波数制御回路と、
前記放電灯の始動点灯後、前記共振回路に流れる電流により前記電力変換回路の出力電力を検出し、前記出力電力が目標値となるように前記駆動回路の動作周波数制御を行う第２の周波数制御回路と、
前記電力変換回路の出力を検出することで前記放電灯の点灯検出を行う点灯検出回路と、
から構成される放電灯点灯装置において、
前記第１の周波数制御回路は、前記点灯検出回路による点灯検出時に、前記出力電力が前記目標値より小さい場合には、前記点灯検出直後の動作周波数で保持する保持手段を有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記保持手段は、ディジタル記憶素子により前記点灯検出直後の動作周波数を保持す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】
前記点灯検出回路は、前記電力変換回路の出力の低下を検出することで前記放電灯の点灯検出を行うことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記第１の周波数制御回路は、前記電力変換回路の出力を検出し、フィードバック制御により目標出力となるように前記動作周波数のスイープを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記第１の周波数制御回路は、前記フィードバック制御を行うため前記電力変換回路の出力の検出値と、前記目標出力とするための目標値との差動増幅を行う差動増幅回路を有し、前記差動増幅回路の出力に応じて前記駆動回路の動作周波数制御を行うと共に、前記保持手段は、前記点灯検出時の動作周波数が保持されるよう前記差動増幅回路の出力を保持することを特徴とする請求項４に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記目標値を可変することにより前記差動増幅回路の出力を保持することを特徴とする請求項５に記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記保持手段は、前記検出値を可変することにより前記差動増幅回路の出力を保持することを特徴とする請求項５に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記第１の周波数制御回路は、前記フィードバック制御を行うため前記電力変換回路の出力の検出値と、前記目標出力とするための目標値との差動増幅を行う差動増幅回路を有し、前記差動増幅回路の出力及び前記点灯検出回路の出力に応じて前記駆動回路の動作周波数制御を行うと共に、前記保持手段は、前記点灯検出時の動作周波数が保持されるよう前記点灯検出回路の出力を可変することを特徴とする請求項４に記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記放電灯は、バッファガスとして少なくともＫｒを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記負荷は、前記電力変換回路の出力に接続される誘導コイルと、前記誘導コイルに近接配置されて点灯するバルブ内に放電ガスを封入した無電極放電灯からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えた照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電灯点灯装置の構成を図２３に示す。この放電灯点灯装置は、交流電源Ｖｉｎからの電力供給を受けて、直流電圧ＶＤＣを出力する直流電源１と、直流電源１からの電力供給を受けて高周波電圧Ｖｃｏｉｌを出力するインバータ回路２と、インバータ回路２の動作周波数制御によりインバータ回路２の出力電圧Ｖｃｏｉｌの可変制御を行う電圧制御手段１３と、インバータ回路２の出力に接続される、誘導コイル５および誘導コイル５に近接配置される無電極放電灯６からなる負荷３と、無電極放電灯６の出力電力を目標値に略一定化させるよう動作周波数制御を行う電流制御手段１７から構成される。
【０００３】
直流電源１は整流用ダイオードブリッジＤＢとスイッチング素子Ｑ６、インダクタＬ１０、ダイオードＤ１０、制御回路１０及び平滑用コンデンサＣ１０からなる昇圧チョッパ回路で構成される。インバータ回路２はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、共振回路の構成要素であるインダクタＬｓ、コンデンサＣｐ、Ｃｓから構成される。無電極放電灯６は透明な球状のガラスバルブまたは内面に蛍光体が塗布された球状のガラスバルブ内に不活性ガス・金属蒸気等の放電ガス（例えば、水銀及び希ガス）が封入され、誘導コイル５を近接配置されている。この誘導コイル５に対してインバータ回路２は数十ｋＨｚから数ＭＨｚの高周波電流を流すことにより、誘導コイル５に高周波電磁界を発生させて無電極放電灯６に高周波電力を供給する。これに応じて、無電極放電灯６内に高周波プラズマ電流を発生させて紫外線もしくは可視光を発生させるようになっている。
【０００４】
また、ドライブ回路１１は、図２４に示すように、定電圧源Ｅｓ、電圧制御発振器ＶＣＯ、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１で構成される。電圧制御発振器ＶＣＯの入力端子ＶＩには、定電圧源Ｅｓの出力電圧が抵抗Ｒ１０，Ｒ１１で分圧されて与えられており、その分圧点からのシンク電流Ｉｏに応じて発振周波数が変化する。電圧制御発振器ＶＣＯの入力端子ＶＩにはシンク電流Ｉｏに応じた電圧が入力され、電圧制御発振器ＶＣＯはそれに応じた動作周波数ｆｉｎｖでＨｏｕｔ端子とＨ−ＧＮＤ端子間、Ｌｏｕｔ端子とＬ−ＧＮＤ端子間に、相互に位相が略１８０°ずれたスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４に対する略矩形波状の駆動信号を出力する。
【０００５】
電圧制御手段１３は、オペアンプＱ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１からなる積分回路、コンデンサＣ１の電荷放電用スイッチＳＷ０等から構成される。
【０００６】
電流制御手段１７は、オペアンプＱ９、抵抗Ｒ１０、コンデンサＣ１１からなる積分回路、基準電圧作製のための抵抗Ｒ５、Ｒ６等から構成され、インバータ回路２の共振電流を検出する抵抗Ｒｄからの信号を差動増幅する。
【０００７】
ドライブ回路１１はその入力端子ＶＩから電圧制御手段１３、電流制御手段１７および可変抵抗ＶＲへ流れるシンク電流Ｉｓｗ、ＩｆｂおよびＩｖｒの和（＝Ｉｏ）に応じて動作周波数を可変させる。
【０００８】
可変抵抗ＶＲは、インバータ回路２、負荷３による共振回路や、ドライブ回路１１等の回路部品のばらつき吸収を行い、電圧制御手段１３による周波数スイープ制御（後述）を行う際、適当な周波数可変範囲に設定し、安定した始動点灯を行えるように調整される。
【０００９】
動作について図２６、図２９を用いて説明する。スイッチＳＷ０がＯＮからＯＦＦに切り替わると、電圧制御手段１３は直流電圧Ｅ１からの電力供給を受けて抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１を充電し、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１をオペアンプＱ１の非反転入力端子に印加し、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１に応じて電圧ＶＩを可変させ、ドライブ回路１１の周波数スイープ制御（始点周波数ｆｓ→終点周波数ｆｅ）を行う。
【００１０】
いま、ドライブ回路１１の入力電圧ＶＩと動作周波数ｆｉｎｖの関係が図２５の傾向に設定されているとすると、電圧ＶＣ１が増加するときシンク電流Ｉｏ（＝Ｉｓｗ）は減少するため電圧ＶＩは増加し、その結果、動作周波数ｆｉｎｖが徐々に低下するので、動作周波数ｆｉｎｖと電圧Ｖｃｏｉｌとの関係が図２９のようである場合、電圧Ｖｃｏｉｌは徐々に増加する。そして、この周波数スイープの間に無電極放電灯６が点弧始動に最低限必要な電圧を越えるように設計されるため、ある動作周波数ｆｉｎｖ（＝ｆｉ）で無電極放電灯６が点灯し、直ちに電圧Ｖｃｏｉｌは低下し、図中の点灯時側の曲線上に移動する。
【００１１】
なお、周波数スイープ制御の間、インバータ回路２の共振電流は初期状態（≒ゼロ）から増加するため、オペアンプＱ９の出力は初期状態の高電圧から減少するが、積分回路の抵抗Ｒ１０、コンデンサＣ１１の働きによりオペアンプＱ９は差動増幅回路動作に遅延時間を発生させている。従って、オペアンプＱ９の出力Ｖｏｕｔがドライブ回路１１の入力端子の電圧ＶＩと比較して高電圧である間は、ドライブ回路１１からのシンク電流Ｉｆｂは略ゼロとなり、マスク動作が行われ、電流Ｉｏ≒Ｉｓｗ＋Ｉｖｒとなるので、ドライブ回路１１の動作周波数は電圧制御手段１３の出力にほぼ支配される。
【００１２】
その後、時間ｔ＝ｔ２で無電極放電灯６が点灯した後、電圧ＶＣ１が一定値となるまで動作周波数が可変し、この時、図２９より動作周波数がｆｉで点灯した後、終点の周波数であるｆｅまで変化する。しかし、オペアンプＱ９の出力Ｖｏｕｔの低減により、時間ｔ＞ｔ３ではオペアンプＱ９が負帰還のフィードバック動作を行い、電流Ｉｆｂが流れ出すと、動作周波数ｆｉｎｖは増加し、抵抗Ｒ５、Ｒ６により決定される基準電圧により設定された所望のインバータ回路２の共振電流となるまで周波数制御され、ある周波数ｆｘに落ち着くこととなる。このようなフィードバック制御によりインバータ回路２の出力電力を所望の値に略一定化可能となる。
【００１３】
また、負荷３としては図５に示すように、フィラメントＦ１，Ｆ２を有する放電灯（蛍光灯）ＦＬ、コンデンサＣ２０からなる構成等、他の放電灯でも構わず、同様の動作を行う。
【００１４】
特に、無電極放電灯負荷の場合、点弧始動時はインダクタ負荷であるため、有電極の蛍光灯等、他の光源と比較して始動時に大きな電圧、電力を必要とする。従って安定した始動、点灯を行うためにはインバータ回路２の共振回路のＱも高く設定する必要がある。しかし、特に周囲温度変化や無電極放電灯６の周囲への金属筐体接近等、インバータ回路２の負荷インピーダンス変動要因があれば、電圧Ｖｃｏｉｌも大きく変化し、安定始動、点灯を行うことが困難となる。従って周波数スイープによる始動を行えば、負荷インピーダンス変動の影響をある程度、吸収可能であるため安定始動、点灯ができ、これより周波数スイープによる始動は特に無電極放電灯負荷の場合に有効と言える。
【００１５】
特許文献１には、無電極放電灯負荷の周波数スイープによる始動が開示されており、実際の共振周波数よりも高い周波数から共振周波数に向けて周波数をスイープすることにより部品定数が変化しても十分な電圧を印加して始動性を向上させる構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−６３８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、このようにインバータ回路２や負荷３において共振回路を含み、その共振特性を利用して動作周波数制御により放電灯に電力を与え始動点灯を行う場合では、インバータ回路２や負荷３のインピーダンスが変化すると、含まれる共振回路の共振出力も変化し、放電灯に十分な電力が与えられない、立ち消えが発生する等により安定した始動、点灯が行えなくなる、という問題があった。これらのインピーダンスが変化する要因としては、周囲温度変化、回路素子定数のばらつきや経時変化、金属筐体の負荷３への近接等がある。
【００１７】
特に、負荷３として無電極放電灯６を使用した場合、金属筐体の近接によりインピーダンス変化が顕著に起こる。図２８に無電極放電灯６を用いたダウンライト器具の一例を示す。ダウンライト器具は反射板３０によって無電極放電灯６が覆われているが、反射板３０が特に金属製のように、高導電率のものである場合、誘導コイル５からの電磁誘導による誘導電流３１が反射板３０上でループ状に流れることになる。従って反射板３０によるインダクタ成分が発生するので、等価回路では誘導コイル５にインダクタが並列接続されたことになる。その結果、図２９に示すように始動時、点灯時の共振曲線が、ダウンライト器具のような金属筐体の存在しない場合と比較して高周波側にシフトする。
【００１８】
図２９の負荷インピーダンス変化あり（実線）の場合、無電極放電灯６の点灯後も、コンデンサＣ１が満充電となり電圧ＶＣ１が一定値となるまで変化するため、終点周波数ｆｅまで変化する。しかし共振曲線が高周波側にずれている分、点灯時共振曲線のピークを越え、さらに出力電圧Ｖｃｏｉｌの低減する領域まで周波数スイープが行われる。この結果、終点周波数ｆｅが点灯時共振曲線のピークより低周波数となるが、この領域では、動作周波数と出力電力（あるいはインバータ回路２の共振電流）の増減関係により、電流制御手段１７のオペアンプＱ９を用いた負帰還フィードバック動作による動作周波数制御が機能しなくなる。そのため、出力電力が所望の値とならなかったり、無電極放電灯６が立ち消えしてしまうという問題があった。
【００１９】
これを回避する一つの方法として、金属筐体に囲まれた器具に装着した状態で終点周波数ｆｅの調整を行うことが考えられるが、多種多様な器具に対応させるために、その個々の場合について調整を行う必要があり、非常に手間やコストがかかり、現実的ではない。
【００２０】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放電灯の負荷インピーダンスが変動した場合でも安定して始動、点灯させることができる放電灯点灯装置及びその照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、直流電源１からの電力供給を受け交流電圧Ｖｃｏｉｌを出力する少なくともスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４及び共振回路（Ｌｓ，Ｃｐ，Ｃｓ）を含む電力変換回路（インバータ回路２）と、前記スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を駆動する駆動回路１１と、前記電力変換回路の出力に接続され少なくとも放電灯６を接続される負荷回路３と、前記放電灯６を始動点灯させるため前記電力変換回路の出力を徐々に増加させるように前記駆動回路１１の動作周波数ｆｉｎｖをスイープする第１の周波数制御回路１３と、前記放電灯６の始動点灯後、前記共振回路に流れる電流により前記電力変換回路の出力電力を検出し、前記出力電力が目標値となるように前記駆動回路１１の動作周波数制御を行う第２の周波数制御回路１７と、前記電力変換回路の出力を検出することで前記放電灯６の点灯検出を行う点灯検出回路１４と、から構成される放電灯点灯装置において、前記第１の周波数制御回路１３は、前記点灯検出回路１４による点灯検出時に、前記出力電力が前記目標値より小さい場合には、前記点灯検出直後の動作周波数で保持する保持手段１６を有することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記保持手段１６は、図６に示すように、ディジタル記憶素子（メモリ１８）により前記点灯検出直後の動作周波数を保持することを特徴とする。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記点灯検出回路１４は、前記電力変換回路の出力Ｖｃｏｉｌの低下（図３のｔ３）を検出することで前記放電灯６の点灯検出を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記第１の周波数制御回路１３は、図９、図１０、図１３、図１６に示すように、前記電力変換回路の出力Ｖｃｏｉｌを検出し、フィードバック制御により目標出力となるように前記動作周波数ｆｉｎｖのスイープを行うことを特徴とする。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項４において、前記第１の周波数制御回路１３は、図９、図１０、図１３、図１６に示すように、前記フィードバック制御を行うため前記電力変換回路の出力Ｖｃｏｉｌの検出値と、前記目標出力とするための目標値ＶＣ１との差動増幅を行う差動増幅回路Ｑ１を有し、前記差動増幅回路Ｑ１の出力に応じて前記駆動回路１１の動作周波数制御を行うと共に、前記保持手段１６は、前記点灯検出時の動作周波数が保持されるよう前記差動増幅回路Ｑ１の出力Ｖｆを保持することを特徴とする。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項５において、前記保持手段１６は、図１０に示すように、前記目標値ＶＣ１を可変することにより前記差動増幅回路Ｑ１の出力Ｖｆを保持することを特徴とする。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項５において、前記保持手段１６は、図１３に示すように、前記検出値を可変することにより前記差動増幅回路Ｑ１の出力Ｖｆを保持することを特徴とする。
【００２８】
請求項８の発明は、請求項４において、前記第１の周波数制御回路１３は、図１６に示すように、前記フィードバック制御を行うため前記電力変換回路の出力Ｖｃｏｉｌの検出値と、前記目標出力とするための目標値ＶＣ１との差動増幅を行う差動増幅回路Ｑ１を有し、前記差動増幅回路Ｑ１の出力及び前記点灯検出回路１４の出力に応じて前記駆動回路１１の動作周波数制御を行うと共に、前記保持手段１６は、前記点灯検出時の動作周波数が保持されるよう前記点灯検出回路１４の出力を可変することを特徴とする。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記放電灯は、バッファガスとして少なくともＫｒを含むことを特徴とする（図２０参照）。
【００３０】
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかにおいて、前記負荷３は、図１に示すように、前記電力変換回路の出力に接続される誘導コイル５と、前記誘導コイル５に近接配置されて点灯するバルブ内に放電ガスを封入した無電極放電灯６からなることを特徴とする。
【００３１】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えた照明器具である（図２１、図２２）。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、第１の周波数制御回路は、点灯検出の際、出力電力が目標値より小さい場合には、点灯検出直後の動作周波数で保持する保持手段を有するので、放電灯の負荷インピーダンスが変動した場合でも安定して始動、点灯させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施形態１）
本実施形態の構成について図１に示す。従来例と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。従来例（図２３）との相違点は、無電極放電灯６の点灯を検出する点灯検出回路１４を有し、さらに電圧制御手段１３において周波数スイープ制御を行うことで無電極放電灯６の点灯が検出された場合に、直ちに周波数スイープ制御を停止し、動作周波数ｆｉｎｖを保持する保持回路１６を有し、また可変抵抗ＶＲを有していないことである。また、周波数スイープ開始のトリガ信号である始動信号ＶｓｔによりスイッチＳＷ０のオン・オフが切り替えられており、さらに、この始動信号Ｖｓｔは点灯検出回路１４にも入力されている。
【００３４】
点灯検出回路１４は、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを分圧及び整流・平滑する回路、周波数スイープ制御のトリガを与える始動信号Ｖｓｔを所定期間保持するコンデンサＣ１２、周波数スイープ制御中に高周波電圧Ｖｃｏｉｌが所定値を超えた場合を検出するオペアンプＱ２、オペアンプＱ２の出力を受けてコンデンサＣ１２を放電させるスイッチＳＷ１、オア回路を構成するダイオードＤ４，Ｄ５、入力信号を論理反転する反転回路Ｑ５等から構成されている。また、保持回路１６は、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１，Ｄ２から構成される。
【００３５】
動作について図１〜図３により説明する。図２に示すように、Ａ：周波数スイープ制御、Ｂ：無電極放電灯６の点灯、Ｃ：点灯直後の動作周波数ｆｉｎｖに保持、Ｄ：インバータ回路２の出力電力が所望値となるよう動作周波数ｆｉｎｖを制御、という４つの動作に分類される。
【００３６】
＜動作Ａ、Ｂ＞
図３より始動信号ＶｓｔがＨレベルからＬレベルに変化することによりスイッチＳＷ０がＯＮからＯＦＦに変化し、周波数スイープ制御が開始するが、始動信号ＶｓｔがＨレベルとなっている間（時間ｔ≦ｔ１）、コンデンサＣ１２も所定電圧に充電されており、その電圧Ｖ（Ｃ１２）はＨレベルとなっている。
【００３７】
時間ｔ＝ｔ１以降、周波数スイープ制御により高周波電圧Ｖｃｏｉｌは徐々に増加し、所定電圧Ｖｔｈを超えるとオペアンプＱ２の出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｑ２）はＨレベルとなる（時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３）。
【００３８】
ここで時間ｔ１〜ｔ２の期間、始動信号ＶｓｔはＬレベルとなっているが、逆流防止用のダイオードＤ３により電圧Ｖ（Ｃ１２）はＨレベルを維持しており、その結果、電圧Ｖ（Ｃ１２）と電圧Ｖ（Ｑ２）の論理和となる電圧Ｖｄ１は時間ｔ≦ｔ３の期間Ｈレベルを維持する。
【００３９】
なお、電圧Ｖ（Ｑ２）がＬレベルからＨレベルに変化することによりスイッチＳＷ１はＯＦＦからＯＮに変化するためコンデンサＣ１２に充電された電荷は放電し、電圧Ｖ（Ｃ１２）はＨレベルからＬレベルに変化する。さらに無電極放電灯６の点灯後、インピーダンス変化により高周波電圧Ｖｃｏｉｌが低下した際、オペアンプＱ２の出力電圧Ｖ（Ｑ２）がＨレベルからＬレベルに変化するよう設定することにより無電極放電灯６の点灯を境界にして、電圧Ｖｄ１をＨレベルからＬレベルに変化させることが可能となる。従って反転回路Ｑ５の働きにより点灯検出回路１４の出力電圧Ｖｄ２は、無電極放電灯６が点灯することによりＬレベルからＨレベルに変化する。
【００４０】
＜動作Ｃ＞
点灯検出回路１４による無電極放電灯６の点灯検出直後、電圧Ｖｄ２がＬレベルからＨレベルに変化することにより、ダイオードＤ１のアノード端子側の電位がカソード端子側より低くなり、直流電源Ｅ１からコンデンサＣ１への充電が停止し、逆流防止用ダイオードＤ１の働きにより両端電圧ＶＣ１は略一定値で保持されることにより、点灯検出直後の動作周波数ｆｉｎｖで保持されることになる。
【００４１】
＜動作Ｄ＞
無電極放電灯６の点灯検出後、インバータ回路２の出力電力が所望の値を超える場合にのみ、電流制御手段１７による動作周波数ｆｉｎｖの制御を行い、出力電力を所望の値に略一定化させる。出力電力が所望の値に満たない場合は点灯検出直後の動作周波数ｆｉｎｖでの保持を継続する。
【００４２】
例えば、図４に動作周波数ｆｉｎｖに対するインバータ回路２の出力電力Ｗｏｕｔの特性で、電流制御手段１７が無い場合の例を示すが、放電灯温度を低下させると曲線が低出力側に移行することがあり、その結果、所望の出力電力（＝Ｗｔｇ）を超えている動作周波数範囲が狭くなったり、あるいは全く無くなったりすることがある。よって低温で点灯直後に出力電力Ｗｏｕｔ＜Ｗｔｇとなっていた場合でも、点灯検出直後の動作周波数ｆｉｎｖで保持して点灯させ、その後、放電灯温度が増加して出力電力Ｗｏｕｔ＞Ｗｔｇとなった場合に電流制御手段１７によるフィードバック制御を行えば、出力電力を所望の値に略一定化制御することが可能となる。
【００４３】
以上に述べたＡ〜Ｄの動作により放電灯の負荷インピーダンスが変動した場合でも安定して始動、点灯させることができるという効果がある。また、上述の制御を実施することにより周波数スイープ制御における終点周波数ｆｅの始動動作に対する影響度が緩和されるため、従来ばらつき吸収を行うため使用されていた可変抵抗ＶＲも省略可能となる効果がある。
【００４４】
また、本実施形態１の動作は、図５に示すように、負荷３としては、フィラメントＦ１，Ｆ２を有する放電灯（蛍光灯）ＦＬ、コンデンサＣ２０からなる構成等、他の放電灯でも構わず同様の効果がある。
【００４５】
なお便宜上、保持する動作周波数ｆｉｎｖは点灯検出直後の動作周波数ｆｉｎｖ近傍であれば支障の無いレベルで低周波側に変移させても構わない。
【００４６】
（実施形態２）
本実施形態の構成について図６に示す。実施形態１と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態１との相違点は、保持回路１６は点灯直後の動作周波数ｆｉｎｖをディジタルデータとして記憶させておく点であり、マイクロプロセッサＭＰＵ１９、メモリ１８、アナログ電圧をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２１、ディジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器２０等から構成される。
【００４７】
動作について説明する。点灯検出回路１４の出力電圧Ｖｄ２は、無電極放電灯６が点灯することによりＬレベルからＨレベルへと変化し、それをトリガとしてマイクロプロセッサＭＰＵ１９の働きにより、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１をＡ／Ｄ変換器２１を介してメモリ１８にディジタルデータとして記憶させ、保持する。さらにその記憶データをＤ／Ａ変換器２０を介してアナログ電圧値に戻し、コンデンサＣ１に印加させる。即ち、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１は点灯直後の電圧値に保持可能となり、その点での動作周波数ｆｉｎｖに保持される。実施形態１の場合（コンデンサＣ１両端のアナログ電圧値による保持）と比較して長時間の保持が可能となるという効果がある。
【００４８】
（実施形態３）
本実施形態の構成について図７に示す。実施形態２と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態２との相違点は、保持回路１６として発振回路２４、バイナリーカウンタ２２（例えばＣＭＯＳ  ＩＣ：４０２４）、Ｄ／Ａ変換器２３等を用いている点であり、発振回路２４はシュミットトリガインバータＱ１０（例えばＣＭＯＳ  ＩＣ：７４ＨＣ１４）、コンデンサＣ１３、抵抗Ｒ１１から構成され、シュミットトリガインバータＱ１０の入力閾値電圧のヒステリシス特性を利用して矩形波状電圧の発振を行う。発振周波数はコンデンサＣ１３、抵抗Ｒ１１の時定数とヒステリシス幅で決まる。
【００４９】
動作について図８を用いて説明する。始動信号ＶｓｔがＨレベルからＬレベルに変化する（時間ｔ＝ｔ１）ことを受けて、バイナリーカウンタ２２のリセットが解除され、発振回路２４の出力電圧Ｖｏｓｃがバイナリーカウンタ２２に印加され、カウント動作を開始する。バイナリーカウンタ２２の出力は、Ｄ／Ａ変換器２３、コンデンサＣ１を経由してアナログ電圧に変換され、電圧ＶＣ１を徐々に増加させることにより周波数スイープ動作が行われる。
【００５０】
点灯検出回路１４の出力電圧Ｖｄ２は、無電極放電灯６が点灯することによりＬレベルからＨレベルに変化し、それをトリガとしてスイッチＳＷ０をＯＦＦ→ＯＮに変化させ、発振回路２４の発振動作を停止させる。その結果、カウント動作が停止するためＤ／Ａ変換器２３の出力電圧は保持され、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１は点灯直後の電圧値に保持可能となり、その点での動作周波数ｆｉｎｖに保持される。即ち本実施形態ではバイナリーカウンタ２２によりディジタルデータとして保持している。
【００５１】
本実施形態では、実施形態２の場合と比較してマイクロプロセッサＭＰＵ１９を使用せず、汎用部品のみで低コストで実現可能となるという効果がある。
【００５２】
（実施形態４）
本実施形態の構成について図９に示す。実施形態１と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態１の回路（図１）との相違点は、点灯検出回路１４は出力電圧Ｖｃｏｉｌの検出電圧を、電圧制御手段１３のオペアンプＱ１の−端子に入力していることである。従ってオペアンプＱ１の＋端子の電圧値変化に従うようフィードバック制御することにより、出力電圧Ｖｃｏｉｌのある目標値に近づくよう周波数スイープ制御することになり、インバータ回路２及び負荷３で構成される共振回路の、無電極放電灯６の始動時における共振特性の傾きが急であっても、徐々に出力電圧Ｖｃｏｉｌが立ち上がることで、出力電圧Ｖｃｏｉｌの超過等も抑制できるので、安定して始動動作が行えるという効果がある。
【００５３】
（実施形態５）
本実施形態の構成について図１０に示す。実施形態４と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態４の回路（図９）との相違点は、電圧制御手段１３において直流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２１、Ｒ２２により分圧してオペアンプＱ１の＋端子（電圧Ｖ＋）に入力した構成とし、抵抗Ｒ２２、スイッチＳＷ１からなる保持回路１６を有し、点灯検出回路１４により点灯が検出された場合、抵抗Ｒ２２に並列接続されたスイッチＳＷ１を導通させて、電圧Ｖ＋を低減させていることである。
【００５４】
図１１、図１２に動作波形を示す。通常の場合、出力電圧Ｖｃｏｉｌの分圧であるオペアンプＱ１の−端子の電圧Ｖ−は、無電極放電灯６の点灯後はインピーダンス変化が生じて低減してしまうため、電圧Ｖ＋より相対的に小さくなり、オペアンプＱ１の出力電圧Ｖｆは再び増加する。しかし無電極放電灯６に金属筐体が近接した場合等、インピーダンス変化が起こった場合、周波数スイープの終点周波数ｆｅが点灯時共振曲線のピークより低周波数となることが起こり得る（図２６、図２９参照）。
【００５５】
本実施形態では、無電極放電灯６の点灯後、電圧Ｖ−の電圧変化に追随すべく、スイッチＳＷ１のオンにより電圧Ｖ＋を低減することによって、電圧Ｖｆを保持し、動作周波数ｆｉｎｖを点灯直後の値に保持することが可能となる。従って出力電圧Ｖｃｏｉｌをフィードバック制御する場合においても安定して始動、点灯可能であるという効果がある。
【００５６】
（実施形態６）
本実施形態の構成について図１３に示す。実施形態５と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態５の回路（図１０）との相違点は、点灯検出回路１４からの出力を受けてオペアンプＱ１の−端子に電圧を印加する保持回路１６を有することであり、保持回路１６はオペアンプＱ７、抵抗、ダイオードから構成される。
【００５７】
図１４、図１５に動作波形を示す。無電極放電灯６の点灯後、電圧Ｖ＋の電圧変化に追随すべく保持回路１６を介して電圧Ｖ−を増加させることによって、実施形態５と同様に電圧Ｖｆを保持し、動作周波数ｆｉｎｖを点灯直後の値に保持することが可能となり、実施形態５と同様の効果がある。
【００５８】
（実施形態７）
本実施形態の構成について図１６に示す。実施形態５と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態５の回路（図１０）との相違点は、点灯検出回路１４からの入力を受けてドライブ回路１１の入力端子側から電流（Ｉｉｇ）を引き抜く保持回路１６を有することであり、保持回路１６は反転回路Ｑ８、コンデンサ、抵抗から構成される。
【００５９】
図１７、図１８に動作波形を示す。無電極放電灯６の点灯後、反転回路Ｑ８の出力がＨレベルからＬレベルに変化し、電圧Ｖ＋、Ｖ−の差によって生じる電流Ｉｓｗの低下を補うように保持回路１６から電流Ｉｉｇを引き抜くことによって等価的に電圧Ｖｆを保持し、即ち動作周波数ｆｉｎｖを点灯直後の値に保持することが可能となり、同様の効果がある。
【００６０】
（実施形態８）
本実施形態の構成について図１９に示す。実施形態５と同一の構成、動作及び効果については説明を省略する。実施形態５の回路（図１０）との相違点として、電圧制御手段１３はマイクロプロセッサであるＭＰＵ１９と、メモリ１８、アナログ電圧をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２１、ディジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器２０等から構成されている。ＭＰＵ１９の入力ポートＩ＿１は始動信号ＶｓｔのＨ／Ｌを判定しており、入力ポートＩ＿２は点灯検出回路１４の出力信号Ｖｄ２のＨ／Ｌを判定している。出力電圧Ｖｃｏｉｌの分圧値はＡ／Ｄ変換器２１を介してディジタルデータに変換されてＭＰＵ１９に入力され、ＭＰＵ１９からの出力はＤ／Ａ変換器２０を介してアナログ電圧値としてドライブ回路１１に出力されている。さらに実施形態５で設けられていた無電極放電灯６の出力電力を目標値に略一定化させるよう動作周波数制御を行う電流制御手段１７の機能を電圧制御手段１３で兼用している。マイクロプロセッサＭＰＵ１９を利用して同様の動作を行うことが可能となり、オペアンプ等のアナログ部品を使用する場合と比較して動作周波数ｆｉｎｖを点灯直後の値に保持することがより容易で正確になり、部品点数削減も可能となるという効果がある。なお点灯検出回路１４の機能を電圧制御手段１３で兼用しても良く、さらに部品点数削減が可能となる。
【００６１】
（実施形態９）
本実施形態は上述の各実施形態１〜８において、無電極放電灯６は、バッファガスとして少なくともＫｒを含むことを特徴とするものである。
【００６２】
無電極放電灯６の点灯時の共振曲線を図２０に示す。無電極放電灯６に封入される不活性ガスとして、Ｋｒを使用した場合は、Ａｒを使用した場合と比較して、負荷インピーダンスがより低くなり、共振曲線もブロードとすることが可能であるので、動作周波数に対する出力電力の感度も低減でき、前述の各実施形態１〜８に示した動作をより確実に、安定して行うことができるという効果がある。
【００６３】
（実施形態１０）
上述の実施形態１〜９の放電灯点灯装置は、例えば、図２１の街路灯３５、図２２の防犯灯３６、あるいはダウンライト（図２８）等の照明器具に広く用いることができ、上述の各実施形態で述べたのと同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の共振特性を示す特性図である。
【図３】本発明の実施形態１の動作波形図である。
【図４】従来例の課題を説明するための出力特性図である。
【図５】本発明の負荷構成の他の一例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態２の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態３の構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施形態３の動作波形図である。
【図９】本発明の実施形態４の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態５の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施形態５の動作波形図である。
【図１２】本発明の実施形態５の動作波形図である。
【図１３】本発明の実施形態６の構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施形態６の動作波形図である。
【図１５】本発明の実施形態６の動作波形図である。
【図１６】本発明の実施形態７の構成を示す回路図である。
【図１７】本発明の実施形態７の動作波形図である。
【図１８】本発明の実施形態７の動作波形図である。
【図１９】本発明の実施形態８の構成を示す回路図である。
【図２０】本発明の実施形態９の点灯時の共振曲線を示す特性図である。
【図２１】本発明の実施形態１０の街路灯の一部破断せる正面図である。
【図２２】本発明の実施形態１０の防犯灯の側面図である。
【図２３】従来例の構成を示す回路図である。
【図２４】従来例の要部構成を示す回路図である。
【図２５】従来例の発振周波数の特性図である。
【図２６】従来例の始動時の動作説明のための波形図である。
【図２７】従来例の始動時の動作説明のための波形図である。
【図２８】従来例の課題を説明するための器具構成を示す斜視図である。
【図２９】従来例の課題を説明するための共振曲線を示す特性図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    直流電源
２    インバータ回路
１１  ドライブ回路
１３  電圧制御回路
１４  点灯検出回路
１６  保持回路
１７  電流制御回路
【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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【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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