CN101965090A - 高压放电灯点亮装置及使用该装置的照明器具、照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压放电灯点亮装置，在使高压放电灯从起动状态向通常的点亮状态过渡之前进行点亮判别，在判断为处于点亮状态的情况下，插入用于电极加热的动作期间而对高压放电灯的电极进行充分加热，能够实现在稳定的电弧放电状态下过渡到通常的点亮状态。具有：第1阶段(A1)，是通过起动电路(2)来进行产生用于进行高压放电灯(DL)的电极间的绝缘破坏的高电压的动作的期间；第2阶段(A2)，是进行在绝缘破坏后加热高压放电灯的电极的动作的期间；以及第3阶段(A3)，是进行使高压放电灯稳定点亮的动作的期间。在向第3阶段过渡之前的定时，通过点亮判别电路(5)进行点亮判别动作，在判别为点亮的情况下插入第2阶段。

Description

高压放电灯点亮装置及使用该装置的照明器具、照明系统

技术领域

本发明涉及使高压水银灯及金属卤化物灯等的高亮度高压放电灯点亮的高压放电灯点亮装置以及使用该装置的照明器具、照明系统。

背景技术

现有例1

图10表示电子式高压放电灯点亮装置的现有例。点亮电路1由全波整流电路DB、升压斩波电路11和极性反转型降压斩波电路12构成。极性反转型降压斩波电路12构成为，将与负载串联的电感器L2和与负载并联的电容器C3连接到由开关元件Q3～Q6构成的全桥电路的输出。开关元件Q3～Q6由开关元件控制电路4控制，其动作如下，起动时输出高频，点亮时输出基于降压斩波动作的低频矩形波。起动电路2由在点亮电路1的输出与高压放电灯DL之间所插入的谐振升压电路构成。

图11表示现有例1的概略的动作波形。图中，Vla是施加在高压放电灯DL两端的灯电压，Ila是流向高压放电灯DL的灯电流。在作为起动期间的A1阶段(phase)中，通过起动电路2的谐振升压作用对高压放电灯DL施加高频的高电压。若在A1阶段，电极间的绝缘被破坏，则灯电流Ila开始流动。此时，流动的灯电流Ila是振幅较小的电流。通过该电流来维持辉光放电，由此，电极升温。在规定时间的A1阶段之后，若过渡到作为稳定点亮期间的A3阶段，则对高压放电灯DL施加低频的矩形波电压。

图12表示现有例1的详细的波形动作。首先，在起动时的A1阶段中，点亮电路1的一对开关元件Q3、Q6与一对开关元件Q4、Q5以谐振频率(或其整数分之一)的高频而交替地导通(ON)/断开(OFF)，由此，通过由升压谐振电路构成的起动电路2产生高频的高电压，破坏高压放电灯DL的电极间的绝缘。若在A1阶段，电极间的绝缘被破坏，则灯电流Ila开始流动，但其动作频率fa1与绝缘破坏前相同，灯电流Ila的振幅较小。

在规定时间的A1阶段之后，若过渡到作为稳定点亮期间的A3阶段，则开关元件Q3、Q4以低频而交替地导通/断开。并且，利用当开关元件Q3导通时开关元件Q6以高频而导通/断开、当开关元件Q4导通时开关元件Q5以高频而导通/断开的极性反转型降压斩波动作，对高压放电灯DL供给低频的矩形波交流电压。在A3阶段中，输出检测部3检测灯电压Vla，接受该检测信号后，通过开关元件控制电路4控制开关元件Q5、Q6的斩波动作的导通时间幅度(オン時間幅)，以便成为适当的灯电流Ila。由此，将直流电源Vdc变换为高压放电灯DL的稳定点亮所需的矩形波交流电压并施加到高压放电灯La。

这样，在现有例1中，从高压放电灯DL的起动开始到稳定点亮为止，对产生高电压并进行电极间绝缘破坏的点火(ignition)阶段即A1阶段与使电弧放电继续的工作(running)阶段即A3阶段进行了转换。

现有例2

另一方面，专利文献1(日本特表2005-507553号公报)中提出了插入预热运转阶段(A2阶段)的方案，该预热运转阶段(A2阶段)实现了进行电极间绝缘破坏的点火阶段(A1阶段)和使电弧放电继续的工作阶段(A3阶段)的中转(引

ぎ)。

图13表示专利文献1所公开的控制例中的、电压投入后的灯电压Vla与动作频率f的推移。图中，到t2为止是A1阶段，t2～t3是A2阶段，t3以后是A3阶段。在专利文献1所公开的控制例中，电源投入后，使动作频率缓缓降低，在时刻t1，若达到谐振电路的谐振频率fo的1/3的频率(fo/3)附近，则使频率固定，到t2时刻为止使基于谐振作用的高频发生动作继续。之后，在t2～t2’、t2’～t3的期间中，使动作频率阶梯式地下降。由此，如图14所示，随着动作频率f的下降，能够增大灯电流Ila，能够充分加热高压放电灯的电极。在时刻t3以后进行与现有例1同样的动作，但电极已被充分加热，所以不会引起中途熄灭(立ち消え)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特表2005-507553号公报(图3、图4)

作为现有例1的问题点，如图11、图12所示，若高压放电灯在A1阶段点亮，则在剩余的A1阶段中，希望使高压放电灯从辉光放电向电弧放电过渡，但由于电流振幅较小，所以在高压放电灯的电极没有被充分加热的状态下直接向A3阶段过渡，因此，容易引起中途熄灭，会发生变为不点亮状态的情况。此外，进行高压放电灯的绝缘破坏的定时根据高压放电灯的状态的不同而不同，所以A1阶段的绝缘破坏后的余下的电极加热时间会变得不规则，在A3阶段中，存在在高压放电灯的极性发生反转的定时下容易引起高压放电灯的中途熄灭的问题。

另一方面，在为了解决作为现有例的技术问题的高压放电灯的电极加热不足而将使动作频率阶梯式地降低的A2阶段插入到A1阶段与A3阶段之间的现有例2中，如图15所示，通过在A2阶段增大灯电流Ila，能够充分地加热高压放电灯的电极，在稳定的电弧放电的状态下向A3阶段过渡。然而，由于预先将高压放电灯的电极加热所需的时间(例如1秒以上等)作为A2阶段来设定，所以如图16所示，当在A1阶段高压放电灯没有点亮时A2阶段会徒劳地存在，因此高压放电灯的起动时间会变长。此外，在没有点亮的A2阶段中产生比A1阶段低的高电压，所以会对部件产生不必要的压力(stress)。

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出，目的在于提供一种高压放电灯点亮装置，该高压放电灯点亮装置能够在使高压放电灯从起动状态过渡到通常的点亮状态之前进行点亮判别，在判断为处于点亮状态的情况下，插入用于电极加热的动作期间来充分地加热高压放电灯，使放电灯在稳定的电弧放电状态下向通常的点亮状态过渡。

本发明为了解决上述技术问题，如图1所示，提供一种高压放电灯点亮装置，具备：直流电源(升压斩波电路11)；电力变换电路，将直流电源的输出电压Vdc变换为高压放电灯DL所需的电力，使高压放电灯DL稳定点亮；起动电路2，产生用于使高压放电灯DL起动的高电压；电力变换控制电路(开关元件控制电路4)，从高压放电灯DL起动开始到稳定点亮为止对上述电力变换电路进行控制；以及点亮判别电路(A阶段过渡控制电路5)，判断高压放电灯DL的点亮状态，其特征在于，上述电力变换控制电路如图2所示，具有：第1阶段A1，是进行通过上述起动电路2产生高电压的动作的期间，该高电压用于进行高压放电灯DL的电极间的绝缘破坏；第2阶段A2，是进行在绝缘破坏后对高压放电灯DL的电极进行加热的动作的期间；以及第3阶段A3，是进行使高压放电灯DL稳定点亮的动作的期间，在过渡到上述第3阶段A3之前的定时，通过上述点亮判别电路(A阶段过渡控制电路5)进行点亮判别动作，在判别为点亮的情况下插入第2阶段A2。

技术方案2的发明的特征在于，在如技术方案1所述的高压放电灯点亮装置中，上述第3阶段的动作是低频矩形波动作。

技术方案3的发明的特征在于，在如技术方案1所述的高压放电灯点亮装置中，上述点亮判别的定时在第1阶段内。

技术方案4的发明的特征在于，在如技术方案3所述的高压放电灯点亮装置中，第1阶段内是高频动作期间。

技术方案5的发明的特征在于，在如技术方案1所述的高压放电灯点亮装置中，上述点亮判别的定时是第1阶段结束后(图5、图6)。

技术方案6的发明的特征在于，在如技术方案5所述的高压放电灯点亮装置中，第1阶段结束后的点亮判别的定时在低频动作期间内。

技术方案7的发明的特征在于，在如技术方案6所述的高压放电灯点亮装置中，上述低频动作期间至少是半个周期以上。

技术方案8的发明的特征在于，在如技术方案7所述的高压放电灯点亮装置中，上述进行点亮判别的高压放电灯的极性是同一极性。(图5)

技术方案9的发明的特征在于，在如技术方案7所述的高压放电灯点亮装置中，上述进行点亮判别的高压放电灯的极性是两个极性。(图6)

技术方案10的发明的特征在于，在如技术方案1所述的高压放电灯点亮装置中，在判别为不点亮的情况下向第2阶段以外过渡(图4、图6)。

技术方案11的发明的特征在于，在如技术方案10所述的高压放电灯点亮装置中，上述第2阶段以外的过渡目标是第1阶段。

技术方案12的发明的特征在于，在如技术方案10所述的高压放电灯点亮装置中，上述第2阶段以外的过渡目标是休止阶段。

技术方案13的发明是一种照明器具，其特征在于，具备如技术方案1～12的任一项所述的高压放电灯点亮装置。

技术方案14的发明是一种照明系统，其特征在于，具备如技术方案13所述的照明器具。

发明效果

根据本发明，当在第1阶段高压放电灯的电极间绝缘被破坏时，能够通过第2阶段的电极加热进行可靠地点亮，不会反复中途熄灭，所以能够实现高压放电灯的长寿命化。此外，当在第1阶段高压放电灯的电极间绝缘没有被破坏时，不会徒劳地插入第2阶段的动作，因此能够实现起动时间的缩短。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电路图。

图2是用于本发明的实施方式1的动作说明的波形图。

图3是用于本发明的实施方式1的动作说明的波形图。

图4是用于本发明的实施方式1的动作说明的波形图。

图5是用于本发明的实施方式2的动作说明的波形图。

图6是用于本发明的实施方式3的动作说明的波形图。

图7是本发明的实施方式4的电路图。

图8是本发明的实施方式5的电路图。

图9是表示使用了本发明的高压放电灯点亮装置的照明器具的结构例的立体图。

图10是现有例1的电路图。

图11是用于现有例1的动作说明的波形图。

图12是用于现有例1的动作说明的波形图。

图13是现有例2的动作说明图。

图14是用于现有例2的动作说明的特性图。

图15是用于说明现有例2的技术问题的波形图。

图16是用于说明现有例2的技术问题的波形图。

附图标记说明

DL   高压放电灯

1    点亮电路

2    起动电路

3    输出检测部

4    开关元件控制电路

5    A2阶段过渡控制电路

具体实施方式

实施方式1

图1是本发明的实施方式1的电路图。其基本的结构与图10的现有例相同，但开关元件控制电路4具备A2阶段过渡控制电路5这一点是不同的。以下说明图1的电路结构。

全波整流电路DB是与工频交流电源Vs连接并对其交流电压进行整流而输出脉动流电压(胍流電压)的二极管桥式电路。虽未图示，但也可以在全波整流电路DB的交流输入端设置用于阻止高频漏泄的过滤器电路。

升压斩波电路11将由全波整流电路DB整流后的电压作为输入而输出升压后的直流电压Vdc。在全波整流电路DB的输出端并联连接有输入电容C1，并且连接有电感器L1和开关元件Q1的串联电路，在开关元件Q1的两端经由二极管D1而连接有平滑电容C2。以与工频交流电源Vs的工频频率相比足够高的频率来控制开关元件Q1的导通/断开，由此，全波整流电路DB的输出电压被升压为规定的直流电压Vdc并对电容C2充电，并且，进行使电路具有电阻性的功率因数改善控制，以使得来自工频交流电源Vs的输入电流与输入电压的相位不发生偏移。

极性反转型降压斩波电路12构成为，在由开关元件Q3～Q6构成的全桥电路的输出连接有由与负载串联的电感器L2和与负载并联的电容器C3构成的过滤器电路，具有作为将输出电压变换为高压放电灯DL所需的电力而使高压放电灯稳定点亮的电力变换电路的功能。作为负载的高压放电灯DL是金属卤化物灯或高压水银灯那样的高亮度高压放电灯(HID灯)。极性反转型降压斩波电路12的开关元件Q3～Q6由开关元件控制电路4控制。其动作如图2所示。

在图2中，A1阶段是绝缘破坏期间(点火阶段)，A2阶段是绝缘破坏后的从辉光放电向电弧放电的过渡期间(预热运转阶段)，A3阶段是稳定点亮期间(工作阶段)。在图2中表示各阶段的开关元件Q3～Q6的导通/断开动作和高压放电灯DL的灯电压Vla、灯电流Ila。

利用图1的高压放电灯点亮装置、高压放电灯DL从未点亮状态开始到稳定点亮状态为止，依次实施图2所示的A1～A3阶段的控制。

首先，在A1阶段，将谐振频率或其整数分之一左右的高频电压供给到由谐振升压电路构成的起动电路2，由此，进行动作以使得对高压放电灯DL供给起动用的高电压，所述谐振升压电路由脉冲变压器PT与电容C4构成。即，如图2所示，开关元件Q3、Q6导通、开关元件Q4、Q5断开的状态与开关元件Q3、Q6断开、开关元件Q4、Q5导通的状态以频率fa1(几10kHz～几100kHz)而交替。该频率fa1在起动电路2的脉冲变压器PT的初级绕组n1与电容4的谐振频率fo、或谐振频率fo的整数分之一(例如fo/3)附近进行扫描(sweep)动作。由此，由脉冲变压器PT的初级绕组n1产生的谐振电压经由次级绕组n2、以n1∶n2的绕组比来升压，并经由电容器C3而被施加在高压放电灯DL的电极之间，由此，在电极之间引起绝缘破坏。

对极性反转型降压斩波电路12的开关元件Q3～Q6进行控制的开关元件控制电路4含有A2阶段过渡控制电路5，该A2阶段过渡控制电路5控制从A1阶段向A2阶段的过渡，在本实施方式中，A2阶段过渡控制电路5接受在A1阶段内总是动作的输出检测部3的检测信号，在判断为高压放电灯DL已点亮的情况下向A2阶段过渡，在判断为没有点亮的情况下不过渡到A2阶段。由此，本实施方式的A1阶段也是点亮判别阶段。

输出检测部3检测高压放电灯DL的灯电压Vla，A2阶段过渡控制电路5监视来自输出检测部3的灯电压Vla的变化，由此能够判别高压放电灯DL的点亮状态。此外，作为判别点亮状态的其他方法，也可以检测流过高压放电灯DL的灯电流Ila。

在A2阶段中，如图2所示，开关元件Q3、Q6导通、开关元件Q4、Q5断开的状态与开关元件Q3、Q6断开、开关元件Q4、Q5导通的状态以频率fa2(几10kHz～几100kHz)而交替。该频率fa2被设定为比A1阶段的频率fa1低。如图2所示，相对于在A 1阶段中灯电流Ila不流动、灯电压Vla的振幅较高这一情况，在A2阶段中灯电流Ila开始流动、灯电压Vla的振幅变得比A1阶段低。即，若通过A1阶段的动作电极间发生绝缘破坏，则高压放电灯DL开始辉光放电，但从辉光放电开始到稳定的电弧放电为止，为了使高压放电灯DL的电极温度为两个电极一起均等地上升，流过比A1阶段的动作频率fa1低的动作频率fa2的高频电流，从而使灯电流Ila的振幅比现有例(参照图12)提高。两个电极的温度均等且充分地上升后，向稳定的电弧放电过渡。这样，在作为A1阶段与A3阶段之间的中转的A2阶段中，以比A1阶段低的高频动作。A2阶段的动作频率fa2如图13的现有例2那样，可以阶梯式地或连续地下降。

此外，在A3阶段中，将升压斩波电流11的直流输出变换为降压后的低频的矩形波交流电压，并施加到高压放电灯DL。在极性反转型升压斩波电路12中，开关元件Q3与Q4以规定的较低的频率fa3(几10Hz～几100Hz)交替地导通/断开，此时，开关元件Q5及Q6反复进行如下动作：在开关元件Q3导通的期间中，开关元件Q6以规定的频率(几10kHz)导通/断开，在开关元件Q4导通的期间中，开关元件Q5以规定的频率(几10kHz)导通/断开。通过这种极性反转型降压斩波动作，对高压放电灯DL施加低频的矩形波交流电压。此时，电容C3与电感器L2作为降压斩波电路的过滤器电路而发挥作用，内置于开关元件Q5、Q6的反并联二极管(体二极管(body diode))作为降压斩波电路的再生电流通电用二极管而发挥作用。

在A3阶段中，在过渡到电弧放电状态后、到稳定点亮状态为止的过程中，高压放电灯DL的灯电压Vla经过几分钟从几伏特开始到额定电压(几十伏特～一百几十伏特)缓缓地上升。在高压放电灯DL的点亮后，若经过几分钟发光管内温度上升而成为稳定的状态，则高压放电灯DL的灯电压Vla变得大致一定，以这种状态继续点亮。

这里，图3和图4表示在电源投入后的最初的A1阶段内高压放电灯DL发生了绝缘破坏的情况，以及在电源投入后的最初的A1阶段内高压放电灯DL没有发生绝缘破坏、而在第二次的A1阶段内高压放电灯DL发生了绝缘破坏的情况。

首先，在图3的例子中，表示在电源投入后的最初的A1阶段内高压放电灯DL发生了绝缘破坏、向A2阶段和A3阶段过渡的起动过程中的高压放电灯DL的灯电压Vla与灯电流Ila之间的关系。在A1阶段中，在高压放电灯DL的电极间施加起动用的高电压而引起绝缘破坏。在判断为在A1阶段内高压放电灯DL发生了点亮的情况下，立刻向A2阶段过渡，使高压放电灯DL的两个电极的温度均等地充分地上升，过渡为稳定的电弧放电状态，从而向A3阶段引导。若比较图3(实施方式1)与图15(现有例2)，则在图15(现有例2)中，A1阶段的绝缘破坏后的剩余时间的灯电流Ila的振幅较小，该期间的电极加热不充分，与之相反，在图3(实施方式1)中，若A1阶段中发生绝缘破坏，则立即过渡到A2阶段，所以绝缘破坏后的灯电流Ila的振幅较大，能够对电极迅速加热而从辉光放电过渡到电弧放电。因此，在图3(实施方式1)的控制中，若与图15(现有例2)的控制相比，则即使A2阶段的时间相同，也能够缩短过渡到A3阶段之前的时间，能够缩短起动时间。

接着，在图4的例子中，表示在电源投入后的最初的A1阶段内高压放电灯DL没有发生绝缘破坏、在第二次的A1阶段内高压放电灯DL发生了绝缘破坏、向A2阶段和A3阶段过渡的起动过程中的高压放电灯DL的灯电压Vla与灯电流Ila之间的关系。

如图4所示，当判断为在电源投入后的最初的A1阶段内高压放电灯DL没有发生绝缘破坏、经过规定时间(预先决定好的A1阶段的继续时间的上限)高压放电灯DL也没有点亮的情况下，向某一固定时间的休止阶段过渡，之后，进入到第二次的A1阶段。在判断为在该第二次的A1阶段内高压放电灯DL发生了点亮的情况下，与图3的例子同样地，立刻向A2阶段过渡，使高压放电灯DL的两个电极的温度均等地充分地上升，过渡为稳定的电弧放电状态，从而向A3阶段引导。另外，也可以不向休止阶段过渡地再次向A1阶段过渡，使高压放电灯DL发生绝缘破坏。

这样，在高压放电灯DL在A1阶段内发生了点亮的情况下，能够在预先设定的A1阶段的继续时间经过之前，迅速地过渡到对高压放电灯DL的两个电极进行加热的A2模式，所以能够缩短起动时间。此外，在高压放电灯DL在A1阶段内没有点亮的情况下，不会额外地耗费与徒劳的A2阶段相当的时间而是过渡到休止阶段，所以能够缩短起动时间，高压放电灯的起动性提高。

即，若比较图4(实施方式1)与图16(现有例2)，则在图16(现有例2)中，在过渡到A3阶段的时刻判断对高压放电灯DL的点亮/不点亮判别，所以，即使在高压放电灯DL在规定时间的A1阶段内没有发生绝缘破坏的情况下，之后也继续实施规定时间的A2阶段的高频动作。与之相对地，在图4(实施方式1)中，在A1阶段进行对高压放电灯DL的点亮/不点亮判别，所以，在高压放电灯DL在规定时间的A1阶段内发生了绝缘破坏的情况下，能够立刻过渡到A2阶段，相反地，在高压放电灯DL在规定时间的A1阶段内没有发生绝缘破坏的情况下，能够省略徒劳的A2阶段，并过渡到休止阶段。

此外，在本实施方式中，A1阶段的动作是发生谐振电压的高频动作，但也可以是脉冲电压重叠于DC动作或低频动作的动作。同样地，在A2阶段中，在本实施方式中也进行高频动作，但也可以是DC动作或低频动作。另一方面，A3阶段进行低频矩形波动作，但只要高压放电灯稳定点亮，则也可以是DC动作或高频动作。

实施方式2

图5是用于本发明的实施方式2的动作说明的图。电路结构可以与图1相同。在图5中，表示在电源投入后的A1阶段内高压放电灯DL发生绝缘破坏后经过规定时间的点亮判别阶段再向A2阶段和A3阶段过渡的起动过程中的高压放电灯DL的灯电压Vla与灯电流Ila之间的关系。

在上述实施方式1中，A1阶段兼具点亮判别阶段，但在实施方式2中，将规定时间的A1阶段结束后的某一固定时间作为点亮判别阶段。如实施方式1所示，相比在作为高频动作的A1阶段内进行点亮判别，若通过在如图5所示的DC动作下的点亮判别阶段来进行点亮判别，则点亮电路1的输出侧不发生高电压，所以，能够廉价地构成输出检测部3等。此外，与作为高频动作的A1阶段相比，在作为DC动作的点亮判别阶段中，能够实现只流动使高压放电灯DL的电极温度上升的电流，所以，能够作为过渡到A2阶段之前的预备加热阶段，从而促进起动性的进一步提高。

在本实施方式中，使点亮判别阶段为DC动作，但也可以是下述的低频矩形波动作，该低频矩形波动作使能够判别高压放电灯DL的正负两个极性的点亮状态的DC动作分别作为半个周期或半个周期以上。在使DC动作分别作为半个周期的低频矩形波动作的情况下，图5的点亮判别阶段(DC动作)置换为低频矩形波动作。

实施方式3

图6是用于本发明的实施方式3的动作说明的波形图。电路结构可以与图1相同。在实施方式3中，当在第一次点亮判别时判断为非点亮之后继续进行第二次点亮判别时，其特征在于，在第一次与第二次的点亮判别阶段中，使高压放电灯DL的极性交替地反转。在图6的例子中，在通过第一次点亮判别阶段(灯电压Vla成为正极性的DC动作)没有检测出灯电流Ila并判断为不点亮状态的情况下，经过规定的休止阶段，进入到第二次的A1阶段。若通过第二次点亮判别阶段(灯电压Vla成为负极性的DC动作)检测出灯电流Ila，则过渡到A2阶段。

这样，在点亮判别阶段中，当第一次点亮判别阶段时与其后的第二次点亮判别阶段时，使高压放电灯DL的极性交替地反转，从而，在高压放电灯的容易点亮的极性随着高压放电灯的种类及状态而不同的情况下，不仅利用同一极性，而是利用容易点亮的极性向A2阶段过渡，从而起动性提高。

此外，用于判别高压放电灯DL的点亮/不点亮的输出检测部3，可以是对灯电压Vla或与灯电压Vla有关的特性进行判别的电路，也可以是对灯电流Ila或与灯电流Ila有关的特性进行判别的电路。

根据图6的例子，通过判断点亮判别阶段的灯电压Vla的绝对值与点亮判别的基准值相比是大还是小，能够判别点亮/不点亮。或者，通过判断点亮判别阶段的灯电流Ila的有无，也能够判别点亮/不点亮。

实施方式4

图7是本发明的实施方式4的电路图。在本实施方式中，通过降压斩波电路13与极性反转电路14的组合来实现图1的极性反转型降压斩波电路12的功能。

降压斩波电路13具有作为用于对作为负载的高压放电灯DL供给目标电力的稳定器的功能。此外，通过开关元件控制电路4对降压斩波电路13的输出电压进行可变控制，以使得从起动时开始、经过电弧放电过渡期间而到达稳定点亮期间为止，对高压放电灯DL供给适当的电力。

对降压斩波电路13的电路结构进行说明。作为直流电源的平滑电容C2的正极经由开关元件Q2、电感器L2连接于电容C3的正极，电容C3的负极连接于平滑电容C2的负极。在电容C3的负极连接有再生电流通电用二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接于开关元件Q2与电感器L2的连接点。

对降压斩波电路13的电路动作进行说明。通过开关元件控制电路4的输出，以高频对开关元件Q2进行导通/断开驱动，开关元件Q2导通时，电流从作为直流电源的平滑电容C2经由开关元件Q2、电感器L2和电容C3而进行流动，开关元件Q2断开时，再生电流经由电感器L2、电容C3和二极管D2而进行流动。由此，将直流电压Vdc降压后的直流电压被充电到电容C3。通过改变开关元件Q2的导通占空比(导通时间在一个周期中所占据的比例)，能够实现对从电容C3得到的电压的可变控制。

极性反转电路14连接于降压斩波电路13的输出。极性反转电路14是由开关元件Q3～Q6构成的全桥电路，一对开关元件Q3、Q6与一对开关元件Q4、Q5通过来自开关元件控制电路4的控制信号，起动时以高频、点亮时以低频交替地导通，由此，将降压斩波电路13的输出电力变换为矩形波交流电，提供给高压放电灯DL。

在图2中，本实施方式的动作波形在A3阶段的开关元件Q5、Q6的动作不是高频动作而是成为与开关元件Q4、Q3同步的低频动作，本实施方式仅在这一点上不同，A1阶段与A2阶段与图2相同。

实施方式5

图8是本方法的实施方式5的电路图。本实施方式的特征在于，在图1的极性反转型斩波电路12的结构中，在将开关元件Q5、Q6置换为电容C5、C6这一点上是不同的，代替全桥电路而使用半桥电路15。在图2中，本实施方式的动作波形在将开关元件Q5、Q6的控制信号作为图8的开关元件Q3、Q4的控制信号、并且在A3阶段中将降压斩波动作的开关频率设定为使起动电路2不发生谐振的频率这一点上是不同的。

在实施方式4或实施方式5的电路结构中，通过与实施方式1～3同样的控制也能够得到同样的效果，这是显而易见的。

实施方式6

图9表示使用了本发明的高压放电灯点亮装置的照明器具的结构例。图中，DL是高压放电灯，16是容纳点亮装置的电路的稳定器，17是安装有高压放电灯DL的灯体，18是布线。图9(a)、图9(b)分别是将高压放电灯用于聚光灯(spot light)的例子，图9(c)是将高压放电灯用于下照灯(down light)的例子。

在这些照明器具中，通过使用上述高压放电灯点亮装置，从而使点亮后的高压放电灯可靠地过渡到电弧放电状态，即使在没有点亮的情况下也能够极力缩短起动时间，提高了高压放电灯的起动性。此外，也可以将这些照明器具进行多台组合而构成照明系统。

Claims (14)

1.一种高压放电灯点亮装置，具备：

直流电源；

电力变换电路，将直流电源的输出电压变换为高压放电灯所需的电力，使高压放电灯稳定点亮；

起动电路，产生用于使高压放电灯起动的高电压；

电力变换控制电路，从高压放电灯的起动开始到稳定点亮为止对上述电力变换电路进行控制；以及

输出检测部，检测高压放电灯的电压或电流值，

该高压放电灯点亮装置的特征在于，

上述电力变换控制电路具有点亮判别电路，该点亮判别电路接收来自上述输出检测部的检测值，判别高压放电灯的点亮状态，

上述电力变换控制电路具有：

第1阶段，该第1阶段是进行通过上述起动电路产生高电压的动作的期间，该高电压用于进行高压放电灯的电极间的绝缘破坏；

第2阶段，该第2阶段是在绝缘破坏后进行对高压放电灯的电极进行加热的动作的期间；以及

第3阶段，该第3阶段是进行使高压放电灯稳定点亮的动作的期间，

在向上述第3阶段过渡之前的定时，通过上述点亮判别电路进行点亮判别动作，在判别为点亮的情况下插入第2阶段。

2.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述第3阶段的动作是低频矩形波动作。

3.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述点亮判别的定时在第1阶段内。

4.如权利要求3所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

第1阶段是高频动作期间。

5.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述点亮判别的定时是第1阶段结束后。

6.如权利要求5所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

第1阶段结束后的点亮判别的定时在低频动作期间内。

7.如权利要求6所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述低频动作期间至少是半个周期以上。

8.如权利要求7所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述进行点亮判别的高压放电灯的极性是同一极性。

9.如权利要求7所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述进行点亮判别的高压放电灯的极性是两个极性。

10.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在，

在判别为不点亮的情况下向第2阶段以外过渡。

11.如权利要求10所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述第2阶段以外的过渡目标是第1阶段。

12.如权利要求10所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

上述第2阶段以外的过渡目标是休止阶段。

13.一种照明器具，其特征在于，

具备权利要求1～12中任一项所述的高压放电灯点亮装置。

14.一种照明系统，其特征在于，

具备权利要求13所述的照明器具。

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