CN102047767A - 高压放电灯点亮装置及照明器具 - Google Patents

高压放电灯点亮装置及照明器具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高压放电灯点亮装置，具有：直流电源电路部(1)，将交流电源(AC)的交流电压变换至直流电压；输出部(2)，将直流电源输出部(1)的直流输出变换至极性以规定频率翻转的矩形波交流，并提供给高压放电灯(DL)；控制部(3)；以及异常检测部(4)，检测交流电源(AC)的瞬时的电压下降，在由异常检测部(4)检测到瞬时的电压下降时，控制部(3)从通常点亮模式转移至点亮维持模式，该通常点亮模式中控制部(3)控制输出部(2)使其对高压放电灯(DL)提供矩形波交流，该点亮维持模式中控制部(3)控制输出部(2)，使其对高压放电灯(DL)提供频率比通常点亮模式时低的矩形波交流。由此，即使发生瞬时停电或瞬时电压下降也能够维持高压放电灯(DL)的点亮。

Description

高压放电灯点亮装置及照明器具
技术领域
本发明涉及高压放电灯点亮装置以及使用该高压放电灯点亮装置的照明器具。
背景技术
以往，提出了一种放电灯点亮装置(高压放电灯点亮装置)，其用于金属卤化物灯和高压水银灯等的高压放电灯(也称为高亮度放电灯、HID灯)的点亮。
如图1所示，这种高压放电灯点亮装置具有：二极管电桥等的整流器100，对交流电源AC提供的交流电流进行全波整流；升压斩波电路110，使整流器100的输出电压升压至规定值；平滑电容器120，对升压斩波电路110的输出电压进行平滑；降压斩波电路130，使升压斩波电路110的输出电压降压至规定值；平滑电容器140，对降压斩波电路130的输出电压进行平滑；变换器电路150，将降压斩波电路130输出的直流电流变换为极性以规定频率翻转的矩形波交流(矩形交流电流)，并提供给高压放电灯DL；点火器160，对高压放电灯DL提供起动电压；以及控制部170，对各电路进行动作控制。
图1所示的高压放电灯点亮装置中，升压斩波电路110由电感器111、开关元件112、以及二极管113构成，降压斩波电路130由开关元件131、电感器132、以及二极管133构成，变换器电路150是由4个开关元件151～154构成的全桥式电路。再有，控制部170通过对升压斩波电路110的开关元件112、降压斩波电路130的开关元件131、以及变换器电路150的各开关元件151～154进行导通/关断(ON/OFF)控制，从而点亮高压放电灯DL。
另外，在图1所示的高压放电灯点亮装置中，若交流电源AC不供电，则平滑电容器120的两端子间的电压下降，在下降至某一程度的时刻，将不能维持高压放电灯DL的点亮，高压放电灯DL会熄灭。
如上所述，高压放电灯DL是金属卤化物灯或高压水银灯等，这种高压放电灯DL经由辉光放电从而开始电弧放电，然后，在发光管内的温度均匀化并处于稳定状态的时刻灯电压大致恒定。由于高压放电灯DL经由这种过程进行点亮，因此一旦熄灭，直至发光管内的温度和压力下降(通常要花费5分钟～15分钟)都将无法再次起动(再次点亮)。
因此，由于雷电、附近的大型设备起动、短路事故等，即便是发生了交流电源AC的瞬时停电(瞬停)或瞬时电压下降(瞬降)等的短期间(大概10～20ms)的电压异常的情况下，一旦熄灭之后直至再次起动将花费时间。
作为解决这种问题的一个方法考虑如下方式：增大平滑电容器120的容量，即便在发生瞬时停电的期间也能够对高压放电灯DL提供充足的电力。
但是，增大平滑电容器120的容量将引起高压放电灯点亮装置的体积变大、高成本化、质量加重等，这样将无法应对近年来使高压放电灯点亮装置小型化、低成本化、轻量化这种市场要求。
因此，提出了如下的方案：并不增大平滑电容器120的容量，为了防止因瞬时停电或瞬时电压下降引起的高压放电灯DL的熄灭，在发生瞬时停电或瞬时电压下降时，通过减少对高压放电灯DL供给的电力量，从而抑制电力消耗，防止高压放电灯DL熄灭(例如，参照专利文献1、2)。此外，通过分别使专利文献1所示方案中的降压斩波电路130的输出电压、专利文献2所示方案中的升压斩波电路110的输出电压降低，从而减少对高压放电灯DL的供电量。
专利文献1：特开2007-257989号公报
专利文献2：特开2004-303507号公报
但是，如上述专利文献1、2所示，高压放电灯点亮装置，在减少对高压放电灯DL的供电量上，高压放电灯DL的再点弧电压成为问题。
也就是说，由于对高压放电灯DL提供极性(正负)以规定周期翻转的矩形波电流，所以在极性翻转时灯电流瞬时为0。因此，在极性翻转之后使高压放电灯DL再次点亮时，由于灯电压在先，而灯电流的上升延迟，所以在过渡中阻抗增加，其结果，在灯电压中产生零交叉之后急剧上升的再点弧电压，此时如果电力不充裕，则高压放电灯DL会熄灭。
因此，上述专利文献1、2所示的高压放电灯点亮装置中，虽然能够实现平滑电容器120的小型化，但是也产生了由于再点弧电压而使高压放电灯DL熄灭的新问题，在维持高压放电灯DL的点亮这一点上不够理想。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的是提供高压放电灯点亮装置及照明器具，使得即使发生瞬时停电或瞬时电压下降等也能够维持高压放电灯的点亮。
为了解决上述问题，第1发明的高压放电灯点亮装置具有：直流电源电路部，将交流电源所提供的交流电压变换至直流电压；输出部，将从该直流电源电路部得到的直流变换为极性以规定频率翻转的矩形波交流，并提供给高压放电灯；控制部，控制输出部；以及异常检测部，检测交流电源的瞬时的电压下降，当由异常检测部检测到瞬时的电压下降时，控制部从通常点亮模式转移至点亮维持模式，所述通常点亮模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供矩形波交流，所述点亮维持模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供频率比该通常点亮模式时的矩形波交流低的矩形波交流。
根据第1发明，在发生了瞬时停电或瞬时电压下降时，由于提供给高压放电灯的矩形波交流的频率比通常点亮模式时低，因此与频率和通常点亮模式相同的情况相比，能够减少每单位时间的极性翻转次数，所以，减少由极性翻转引起的再点弧电压的发生次数，能够抑制高压放电灯由于这种再点弧电压而熄灭，能够维持高压放电灯的点亮，并且因为不需要增大直流电源电路部中设置的平滑电容器的容量，因此作为整体能够实现小型化。
第2发明的高压放电灯点亮装置具有：直流电源电路部，将交流电源所提供的交流电压变换至直流电压；输出部，将从该直流电源电路部得到的直流变换为极性以规定频率翻转的矩形波交流或者极性固定的极性固定电流，并提供给高压放电灯；控制部，控制输出部；以及异常检测部，检测交流电源的瞬时的电压下降，当由异常检测部检测到瞬时的电压下降时，控制部从通常点亮模式转移至点亮维持模式，所述通常点亮模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供所述矩形波交流，所述点亮维持模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供所述极性固定电流。
根据第2发明，在发生瞬时停电或瞬时电压下降等时，由于对高压放电灯提供极性固定的极性固定电流，而不是提供矩形波交流，因此与通常点亮模式时不同极性没有翻转，因而，不会发生由极性翻转所引起的再点弧电压，能够防止高压放电灯由于这种再点弧电压而熄灭，从而能够维持高压放电灯的点亮，并且因为不需要增大直流电源电路部中设置的平滑电容器的容量，所以作为整体能够实现小型化。
第3发明在第2发明的基础上，所述极性固定电流的极性与之前的所述矩形波交流的极性无关，而是恒定的。
根据第3发明，由于从通常点亮模式转移至点亮维持模式时与之前的矩形波交流的极性无关，点亮维持模式中的极性固定交流的极性恒定，因此能够不受矩形波交流的极性的影响维持高压放电灯的点亮。
第4发明在第1～3的任意一项发明的基础上，所述控制部控制所述输出部，使得在上述点亮维持模式中所述高压放电灯消耗的电能比所述通常点亮模式时少。
根据第4发明，由于能够减少直流电源电路部中设置的平滑电容器的容量，因此能够进一步实现小型化。
第5发明在第1～4的任意一项发明的基础上，所述异常检测部检测与所述交流电源的电压相应的电压、和所述直流电源部的输出电压的至少一个，当检测电压低于规定阈值时，判定发生了瞬时的电压下降。
根据第5发明，能够由简单的电路结构检测瞬时停电或瞬时电压下降。
第6发明在第5发明的基础上，所述异常检测部在所述检测电压低于所述规定阈值之后，当所述检测电压变为所述规定阈值以上时，判定瞬时的电压下降已结束；当由所述异常检测部判定为瞬时的电压下降已结束时，所述控制部从所述点亮维持模式转移至所述通常点亮模式。
根据第6发明，在瞬时停电和瞬时电压下降已消除时，自动地从点亮维持模式转移至通常点亮模式，因此，不需要人为地进行从点亮维持模式转移至通常点亮模式的操作，操作性得到提高。
第7发明在第5或第6发明的基础上，所述规定阈值是比通常时得到所述检测电压低防止误检测用的规定值的值。
根据第7发明，能够抑制对瞬时停电或瞬时电压下降进行误检测。
第8发明的照明器具有：第1～7的任意一项发明所述的高压放电灯点亮装置；以及器具主体，安装由该高压放电灯点亮装置进行点亮的高压放电灯。
根据第8发明，在发生瞬时停电或瞬时电压下降等时，能够维持高压放电灯的点亮，而且能够实现小型化。
本发明达到了即使发生瞬时停电和瞬时电压下降等也能够维持高压放电灯的点亮的效果。
附图说明
图1是以往的高压放电灯点亮装置的电路结构图。
图2是实施方式1的高压放电灯点亮装置的电路结构图。
图3是同上的高压放电灯点亮装置的动作说明用的波形图。
图4是使用同上的高压放电灯点亮装置的照明器具的立体图。
图5是实施方式2的高压放电灯点亮装置的电路结构图。
图6是同上的高压放电灯点亮装置的动作说明图的波形图。
图7是实施方式3的高压放电灯点亮装置的动作说明用的波形图。
图8是实施方式4的高压放电灯点亮装置的动作说明用的波形图。
图中：
1-直流电源电路部
2-输出部
3-控制部
4-异常检测部
6-器具主体
10-交直变换电路
DL-高压放电灯
C1-平滑电容器
AC-交流电源
具体实施方式
(实施方式1)
如图2所示，本实施方式的高压放电灯点亮装置具有：直流电源电路部1，将交流电源AC提供的交流电压变换至直流电压；输出部2，将该直流电源电路部1的直流输出变换至极性以规定频率翻转的矩形波交流，并提供给高压放电灯DL；控制部3，其控制输出部2；以及异常检测部4，检测交流电源AC的瞬时电压下降(也就是瞬时停电或瞬时电压下降)。此外，在本实施方式中，作为交流电源AC假定采用频率为60Hz、有效值(标称值)为100V的商用电流电源。
直流电源电路部1具有：交直变换电路10，将交流电源AC提供的交流电压(参照图3(a))变换为直流电压；以及平滑电容器C1，对交直变换电路10的输出进行平滑。
交直变换电路10由对交流电源AC的交流电流进行全波整流的二极管电桥等的整流器10a、将整流器10a的输出电压升压至规定值的升压斩波电路10b构成。升压斩波电路10b具有：电感器L1，其一端连接于整流器10a的高电位侧的端子，另一端经由二极管D1连接于平滑电容器C1的高电位侧的端子；以及MOSFET等的开关元件Q1，插入于电感器L1的另一端与整流器10a的低电压侧端子之间。此外，二极管D1的阳极连接于电感器L1，阴极连接于平滑电容器C1的高电位侧端子。
此外，直流电源电路部1具有升压控制部11，其控制升压斩波电路10b的开关元件Q1。升压控制部11例如由ON Semiconductor公司生产的功率因数改善用控制器IC(型号：MC33262)构成，实行开关元件Q1的导通/关断控制，使得平滑电容器C1的两端子间电压即直流电源电路部1的输出电压VBUS(参照图3(c))为规定值。此外，由于这种升压斩波电路10b为以往周知技术，因此省略说明。
输出部2具有：降压斩波电路20，将直流电源电路部1的输出电压VBUS降压至规定值；平滑电容器C2，对降压斩波电路20的输出电压进行平滑；以及变换器电路(极性翻转电路)21。
降压斩波电路20具有：电感器L2；MOSFET等的开关元件Q2，插入于电感器L2的一端与平滑电容器C1的高电位侧端子之间；以及二极管D2，插入于电感器L2的一端与整流器10a的低电位侧端子之间。此外，二极管D2的阳极连接于整流器10a的低电位侧端子，阴极连接于电感器L2。
变换器电路21具有由分别并联连接于平滑电容器C2的开关元件Q3、Q4组成的串联电路、以及由开关元件Q5、Q6组成的串联电路所构成的全桥式电路。该全桥式电路中，在开关元件Q3和开关元件Q4的连接点、与开关元件Q5和开关元件Q6的连接点之间插入高压放电灯DL。
其中，在开关元件Q3和开关元件Q4的连接点、与高压放电灯DL之间，插入由自耦变压器构成的变压器T3的次级线圈N2。变压器T3的初级线圈N1经由电容器C3与电阻R3的串联电路连接于整流器10a的低电位侧端子。
在本实施方式的输出部2中，由平滑电容器C2、开关元件Q3、Q4、变压器T3、电容器C3、电阻R3构成对高压放电灯DL提供起动电压的点火电路(点火器)IGN。在该点火电路IGN中，通过使开关元件Q3、Q4以高频(例如是由变压器T3的初级线圈N1与电容器C3构成的谐振电路的谐振频率或者是该谐振频率的整数分之一的频率，本实施方式的情况下例如是几十～几百kHz)进行导通/关断，由次级线圈N2对初级线圈N1中产生的谐振电压进行升压(升压比由初级线圈N1与次级线圈N2的线圈比来决定)，从而对高压放电灯DL提供起动电压。此外，由于这种点火器IGN是以往周知的，因此省略其详细说明。
异常检测部4检测与交流电源AC的电压相应的电压，当检测出的电压(即检测电压)低于规定阈值时，判定为发生了瞬时停电或瞬时电压下降等瞬时的电压下降。在本实施方式中，作为与交流电源AC的电压相应的电压，异常检测部4检测对整流器10a的输出电压进行平滑之后的电压Vin(参照图3(b))，由并未图示的比较器等对该检测电压Vin与规定阈值Vth进行比较。并且，异常检测部4在检测电压Vin低于阈值Vth时，判定为发生了瞬时停电或者瞬时电压下降等的电压异常，对控制部3输出异常检测信号。另一方面，在异常检测部4输出了异常检测信号(换言之检测电压Vin低于阈值Vth)之后，若检测电压Vin为阈值Vth以上则判定瞬时的电压下降已结束，对控制部3输出恢复信号。
这样，由于本实施方式的异常检测部4检测与交流电源AC的电压相应的电压Vin，若该电压(检测电压)Vin低于阈值Vth则判定为发生了瞬时的电压下降，因此能够由比较器等简单的电路结构检测瞬时停电或瞬时电压下降。
在此，阈值Vth设定为比通常得到的检测电压Vin低了防止误检测用规定值的值。该防止误检测用规定值是比由于通常的交流电源AC的电压波动而引起的检测电压Vin的波动值大的值。这种波动值能够通过测定实际的检测电压Vin的波动值而得到，在本实施方式中，将检测电压Vin的10％的值作为防止误检测用规定值的最低值。例如，如上所述那样在交流电源AC是有效值为100V的商用交流电源时，以如下方式设定阈值Vth，即：即使在该商用交流电源的有效值低于90V的情况下，也不将该有效值的变化误检测为瞬时停电或瞬时电压下降。这样一来，即使由于通常时的交流电源AC的电压波动而检测电压Vin发生波动，也能够抑制将这种波动误检测为瞬时停电或瞬时电压下降。
控制部3例如以按照保存在存储器中的程序执行各种处理的微计算机等为主要结构要素，主要进行降压斩波电路20的开关元件Q2的导通/关断控制、以及变换器电路21的开关元件Q3～Q6的导通/关断控制。此外，各开关元件Q2～Q6的控制通过由控制部3提供PWM信号来进行。
控制部3如图3(d)所示那样控制开关元件Q2的导通/关断，通过这样，如图3(i)所示，电感器L2中流过三角波电流IL2。该电流IL2被平滑电容器C2平滑，作为电流Ila(参照图3(j))提供给高压放电灯DL。在此，电流Ila的极性由变换器电路21的开关元件Q3～Q6的导通/关断状态决定，在本实施方式中，如图3(e)、(h)所示，如果开关元件Q3、Q6导通，开关元件Q4、Q5关断，则电流Ila的极性为正；如果开关元件Q4、Q5导通，开关元件Q3、Q6关断，则电流Ila的极性为负。
在此，高压放电灯DL具有的特性是：在引起介质击穿(绝缘破坏)之后，经辉光放电后开始电弧放电，然后在发光管内的温度均匀化并处于稳定状态的时刻灯电压大致保持恒定。也就是说，为了使高压放电灯DL点亮，需要发生介质击穿。
因此，每次使高压放电灯点亮时，控制部3都在起动模式下动作，如上所述那样以高频对变换器电路20的开关元件Q3、Q4进行导通/关断控制，使得由点火电路IGN对高压放电灯DL的电极间施加起动电压。在高压放电灯DL中发生介质击穿之后，控制部3在通常点亮模式下动作，对输出部2进行控制，使得输出部2对高压放电灯DL提供矩形波交流。
在该通常点亮模式中，控制部3如图3(e)～(h)所示以规定周期交替反复如下的控制：使开关元件Q3、Q6导通、使开关元件Q4、Q5关断的控制；使开关元件Q4、Q5导通、使开关元件Q3、Q6关断的控制。通过以上控制如图3(j)所示，将电流Ila变换为固定频率的矩形波交流提供给高压放电灯DL，使高压放电灯DL稳定点亮。
此外，控制部3在通常点亮模式下动作时，若从异常检测部4接收到异常检测信号(也就是由异常检测部4检测出瞬时的电压下降)，则转移至点亮维持模式，在点亮维持模式中控制部3控制输出部2，使得输出部2对高压放电灯提供频率比通常点亮模式时的矩形波交流低的矩形波交流。例如，本实施方式中的控制部3在通常点亮模式下，控制输出部2使其输出频率为170Hz的矩形波交流；在点亮维持模式下，控制输出部2使其输出频率为31Hz的矩形波交流。
再有，控制部3在点亮维持模块下动作时，若从异常检测部4接收到恢复信号(也就是由异常检测部4判定瞬时的电压下降已结束)，则从点亮维持模式转移至通常点亮模式。
以下，参照图3(a)～(j)，对本实施方式的高压放电灯点亮装置的动作、特别是交流电源AC发生瞬时停电或瞬时电压下降等情况下的动作进行说明。
首先，控制部3在通常点亮模式下进行动作的情况下，控制部3如图3(d)所示控制开关元件Q2的导通/关断，并且如图3(e)～(h)所示以规定周期交替反复使开关元件Q3、Q6导通使开关元件Q4、Q5关断的控制；和使开关元件Q4、Q5导通使开关元件Q3、Q6关断的控制，这样对高压放电灯DL提供规定频率的矩形波交流(参照图3(i)、(j))。
在此，在交流电源AC发生瞬时停电的情况下(图3(a)中的时刻t1)，整流器10a的高电位侧端子的电位下降，伴随于此异常检测部4的检测电压Vin也下降(参照图3(b))。并且，当检测电压Vin低于阈值Vth时(时刻t2)，异常检测部4对控制部3输出异常检测信号。接收到该异常检测信号的控制部3从通常点亮模式转移至点亮维持模式(时刻t3)，对高压放电灯DL提供频率比通常点亮模式时低的矩形波交流。
然后，在交流电源AC从瞬时停电恢复的情况下(图3(a)中的时刻t4)，整流器10a的高电位侧端子的电位上升，伴随于此异常检测部4的检测电压Vin也上升(参照图3(b))。并且，当检测电压Vin为阈值Vth以上时(时刻t5)，异常检测部4对控制部3输出恢复信号。接收到该恢复信号的控制部3从点亮维持模式转移至通常点亮模式。此外，在图3所示的例子中，点亮维持模式与通常点亮模式之间的转移从下一次的开关元件Q3～Q6的开关时起进行。
如以上所述，在本实施方式的高压放电灯点亮装置中，当由异常检测部3检测到瞬时的电压下降时，控制部3从控制输出部2使其对高压放电灯DL提供矩形波交流的通常点亮模式，转移至控制输出部2使其对高压放电灯DL提供频率比该通常点亮模式时的矩形波交流低的矩形波交流的点亮维持模式。
根据这种本实施方式的高压放电灯点亮装置，由于发生了瞬时停电或瞬时电压下降等情况下，对高压放电灯DL提供的矩形波交流的频率变得比通常点亮模式时低，因此与频率和通常点亮模式时相同的情况相比，能够减少每单位时间的极性翻转次数，所以，在极性翻转中引起的再点弧电压的发生次数减少，能够抑制由于这种再点弧电压从而高压放电灯DL熄灭，能够维持高压放电灯DL的点亮，并且因为不需要增大直流电源电路部1中设置的平滑电容器C1的容量，所以作为整体能够实现小型化。
此外，异常检测部4在检测电压Vin低于阈值Vth之后，当其值在阈值Vth以上时判定瞬时的电压下降已结束，并对控制部3输出恢复信号，接收到该恢复信号的控制部3从点亮维持模式转移至通常点亮模式。
因此，在瞬时停电或瞬时电压下降已消除时，因为自动地从点亮维持模式转移至通常点亮模式，所以不需要人为地进行从点亮维持模式转移至通常点亮模式的操作，从而提高了操作性。
上述的本实施方式中的高压放电灯点亮装置例如能够用于图4(a)～(c)所示的照明器具中。
图4(a)～(c)所示的照明器具具有：电子基座5，其收纳本实施方式的高压放电灯点亮装置；以及器具主体6，安装由该高压放电灯点亮装置来点亮的高压放电灯DL。此外，图4(a)所示的照明器具是向下照射灯(down light)，图4(b)、(c)所示的照明器具是聚光灯。
根据这种照明器具，在发生瞬时停电或瞬时电压下降等情况下，能够维持高压放电灯的点亮，并且能够实现小型化。此外，图4(a)～(c)所示的照明器具中使用的高压放电灯点亮装置并不限于本实施方式，也可以是后述的实施方式2～4的高压放电灯点亮装置。此外，也可以将多个这种照明器具进行组合从而构成照明系统。
(实施方式2)
如图5所示，本实施方式的高压放电灯点亮装置具有：直流电源电路部1，将交流电源AC提供的交流电压变换至直流电压；输出部2，将该直流电源电路部1的直流输出变换至极性以规定频率翻转的矩形波交流，并提供给高压放电灯DL；控制部3，其控制输出部2；以及异常检测部4，检测交流电源AC的瞬时的电压下降(也就是瞬时停电或瞬时电压下降)。
在此，直流电源电路1与实施方式1相同，但输出部2、控制部3以及异常检测部4与实施方式1不同。因此，在本实施方式中对输出部2、控制部3以及异常检测部4进行说明，省略直流电源电路部1的说明。
如图5所示，本实施方式中的输出部2具有由分别并联连接于平滑电容器C1的开关元件Q3、Q4组成的串联电路、以及由开关元件Q5、Q6组成的串联电路所构成的全桥式电路。该全桥式电路中，在开关元件Q3和开关元件Q4的连接点、与开关元件Q5和开关元件Q6的连接点之间插入高压放电灯DL。
此外，在开关元件Q3和开关元件Q4的连接点、与高压放电灯DL之间，插入由自耦变压器构成的变压器T3的次级线圈N2，变压器T3的初级线圈N1经由电容器C3与电阻R3的串联电路连接于整流器10a的低电位侧端子。也就是说，在本实施方式的输出部2中，由开关元件Q3、Q4、变压器T3、电容器C3、电阻R3构成对高压放电灯DL提供起动电压的点火电路IGN。由于该点火电路IGN与实施方式1是相同的结构，因此省略说明。
再有，在本实施方式的输出部2中，在开关元件Q5和开关元件Q6的连接点、与高压放电灯DL之间插入电感器L2，并且在高压放电灯DL与变压器T3的次级线圈N的串联电路并联连接电容器C2。在该输出部2中，由开关元件Q3～Q6、电感器L2、电容器C2构成降压斩波电路。
本实施方式中的异常检测部4检测平滑电容器C1的两端子间电压即直流电源电路部1的输出电压VBUS。并且，当检测电压(即输出电压VBUS)低于规定阈值Vth时，异常检测部4判定发生了瞬时停电或瞬时电压下降等的瞬时的电压下降，对控制部3输出异常检测信号；在输出该异常检测信号之后，当输出电压VBUS为阈值Vth以上时，判定瞬时的电压下降结束，从而对控制部3输出恢复信号。这样，本实施方式中的异常检测部4检测直流电源电路部1的输出电压VBUS，由于当该电压(检测电压)VBUS低于阈值Vth时，判定发生了瞬时的电压下降，因此能够以比较器等简单的电路结构检测瞬时停电或瞬时电压下降。
在本实施方式中，阈值Vth是比通常时得到的检测电压(输出电压VBUS)低了防止误检测用规定值的值。该防止误检测用规定值是比通常时的输出电压VBUS的波动值大的值。这种波动值能够通过测定实际的输出电压VBUS的波动值而得到，在本实施方式中考虑通常时的输出电压VBUS的最低值和平滑电容器C1的波纹电压来决定。例如，输出电压VBUS为284±10V，平滑电容器C1的波纹电压幅度为15V的情况下，设波动值为25V，则阈值Vth为259V(＝284V-10V-15V)。这样一来，能够抑制将平滑电容器C1的波纹电压或输出电压VBUS的偏差引起的波动误检测为瞬时停电或瞬时电压下降引起的波动。
本实施方式中的控制部3与实施方式1同样，例如以按照保存在存储器中的程序执行各种处理的微计算机等作为其主要结构要素。其中，开关元件Q3～Q6的导通/关断控制的内容与实施方式1不同。
本实施方式中的控制部3如图6(c)～(f)所示，在使开关元件Q4导通，使开关元件Q3、Q6关断的状态下，以规定频率(例如几十kHz)对开关元件Q5进行导通/关断控制(也就是使降压斩波电路进行动作)。由此，如图6(g)所示，电感器L2中流过三角波电流IL2，该电流IL2被平滑电容器C2平滑后，作为电流Ila(参照图6(h))提供给高压放电灯DL。此外，本实施方式中的控制部3在使开关元件Q3导通，使开关元件Q4、Q5关断的状态下，以规定频率(例如几十kHz)对开关元件Q6进行导通/关断控制。由此，如图6(g)所示，电感器L2中流过三角波电流IL2，该电流IL2被平滑电容器C2平滑之后，作为电流Ila(参照图6(h))提供给高压放电灯DL，但此时电流的流向与对开关元件Q5进行导通/关断控制时相反。
因此，本实施方式中的控制部3通过交替反复进行“正电流供给控制”和“负电流供给控制”从而对高压放电灯DL提供矩形波交流，所谓的“正电流供给控制”是在使开关元件Q4导通使开关元件Q3、Q6关断的状态下、以规定频率使开关元件Q5进行导通/关断的控制(对高压放电灯DL供给正的电流Ila的控制)；所谓的“负电流供给控制”是在使开关元件Q3导通时开关元件Q4、Q5关断的状态下、以规定频率使开关元件Q6导通/关断的控制(对高压放电灯DL供给负的电流Ila)。并且，该矩形波交流的大小(也就是电流Ila的大小)，极性为正的情况下根据开关元件Q5的导通/关断频率决定，极性为负的情况下根据开关元件Q6的导通/关断频率决定。高压放电灯DL的亮度由电流Ila的大小决定。
在本实施方式的输出部2中，构成与实施方式1同样的点火电路IGN，每次使高压放电灯DL点亮时，控制部3与实施方式1同样，在由点火电路IGN对高压放电灯DL的电极间施加起动电压的起动模式下动作。
然后，在高压放电灯DL中发生介质击穿之后，控制部3控制输出部2，使得输出部2对高压放电灯DL提供矩形波交流的通常点亮模式下动作。
在通常点亮模式中，控制部3如上述那样以规定频率交替反复正电流供给控制和负电流供给控制，由此如图6(h)所示那样，将电流Ila变换至规定频率的矩形波交流并提供给高压放电灯DL，使高压放电灯稳定点亮。
此外，控制部3在通常点亮模式下的动作时，若从异常检测部4接收到异常检测信号(也就是由异常检测部4检测到瞬时的电压下降)，则转移至点亮维持模式。在该点亮维持模式中，控制部3并不交替反复正电流供给控制和负电流供给控制，而是控制输出部2，使得输出部2对高压放电灯DL提供极性固定的电流(极性固定电流)。例如，本实施方式的控制部3在通常点亮模式中，提供频率为170Hz的矩形波电流，在点亮维持模式中提供与之前的矩形波电流相同极性的极性固定电流。具体而言，在控制部3进行正电流供给控制时，若接收到异常检测信号，则不从正电流供给控制切换至负电流供给控制，而是维持正电流供给控制(参照图6(c)～(h))。此外，在控制部3进行负电流供给控制时，若接收到异常检测信号，则不从负电流供给控制切换至正电流供给控制，而是维持负电流供给控制。
这样，本实施方式中的输出部2通过由控制部3控制开关元件Q3～Q6，从而将从直流电源电路部1得到的直流变换为极性以规定频率翻转的矩形波交流、或者极性固定的极性固定电流提供给高压放电灯DL。
此外，控制部3为点亮维持模式下动作时，若从异常检测部4接收到恢复信号(也就是由异常检测部4判定瞬时的电压下降已结束)，则从点亮维持模式转移至通常点亮模式。
以下，参照图6(a)～(h)，对本实施方式的高压放电灯点亮装置、特别是交流电源AC中产生瞬时停电或瞬时电压下降等时的动作进行说明。
首先，控制部3在通常点亮模式下动作时，控制部3如图6(c)～(f)所示，通过交替反复正电流供给控制和负电流供给控制，从而对高压放电灯DL提供矩形波交流(参照图6(g)、(h))。
在此，当交流电源AC发生瞬时停电的情况下(图6(a)中的时刻t1)，整流器10a的高电位侧端子的电位下降，于是输出电压VBUS也下降(参照图6(b))。然后，当输出电压VBUS低于阈值Vth时(时刻t2)，异常检测部4对控制部3输出异常检测信号。接收到该异常检测信号的控制部3从通常点亮模式转移至点亮维持模式(时刻t3)，对高压放电灯DL提供极性为正的极性固定电流(电流Ila)。
然后，在交流电源AC从瞬时停电恢复的情况下(图6(a)中的时刻t4)，整流器10a的高电位侧端子的电位上升，于是输出电压VBUS上升(参照图6(b))，当变为阈值Vth以上时(时刻t5)，异常检测部4对控制部3输出恢复信号。接收到该恢复信号的控制部3从点亮维持模式转移至通常点亮模式。
如上所述，在本实施方式的高压放电灯点亮装置中，当由异常检测部4检测到瞬时的电压下降时，控制部3从通常点亮模式转移至点亮维持模式，该通常点亮模式中控制部3控制输出部2，使其对高压放电灯DL提供矩形波交流，该点亮维持模式中控制部3控制输出部2，使得输出部2对高压放电灯DL提供极性固定的极性固定电流。
根据这种本实施方式的高压放电灯点亮装置，在发生瞬时停电或瞬时电压下降等情况下，由于对高压放电灯DL提供极性固定的极性固定电流，而不是矩形波交流，因此与通常点亮模式时不同没有极性翻转，因而，不发生极性翻转所引起的再点弧电压，能够防止高压放电灯DL由于这种再点弧电压而熄灭，能够维持高压放电灯DL的点亮，并且因为不需要增大直流电源电路部1中设置的平滑电容器C1的容量，因此作为整体能够实现小型化。
此外，异常检测部4检测直流电源电路部1的输出电压VBUS，在检测到的电压(即输出电压VBUS)低于阈值Vth之后，当检测到的电压变为阈值Vth以上时判定瞬时的电压下降已结束，对控制部3输出恢复信号，接收到该恢复信号的控制部3从点亮维持模式转移至通常点亮模式。
因此，在瞬时停电或瞬时电压下降被消除时，由于自动地从点亮维持模式转移至通常点亮模式，因此不需要人为地进行从点亮维持模式转移至通常点亮模式的操作，从而提高了操作性。
在本实施方式的异常检测部4中，决定阈值Vth时虽然考虑了通常时的输出电压VBUS的最低值和平滑电容器C1的波纹电压，但还可以考虑平滑电容器C1的静电容量的产品偏差(初期产品偏差)和寿命。例如，平滑电容器C1的静电容量的产品偏差为20％，此外如果设定寿命末期时的静电容量减少20％，则代替平滑电容器C1的波纹电压幅度，使用静电容量为平滑电容器C1的64％(80％×80％)的电容器波纹电压幅度即可。在此，在静电容量为平滑电容器C1的64％的电容器波纹电压幅度是20V的情况下，设定波动值为30V，则阈值Vth为254V(＝284V-10V-20V)。
这样一来，就能够抑制将平滑电容器C1的产品偏差和寿命引起的输出电压VBUS的波动误检测为由瞬时停电或瞬时电压下降引起的波动。此外，在上述例子中，虽然考虑了平滑电容器C1的产品偏差和寿命的双方，但也可以仅考虑其中一方。
此外，本实施方式中的异常检测部4虽然检测输出电压VBUS，但也可以与实施方式1同样，检测对整流器10a的输出电压进行平滑之后的电压Vin。此外，异常检测部4也可以构成为：检测输出电压VBUS和电压Vin的双方，考虑双方的大小来检测瞬时停电或瞬时电压下降。这一点在实施方式1以及后述的实施方式3、4中也同样。
(实施方式3)
本实施方式的高压放电灯点亮装置中，由于控制部3的动作与实施方式2不同，而其他与实施方式2相同，因此对于同样的结构省略图示及说明。
本实施方式中的控制部3在点亮维持模式时的动作与实施方式2不同，由于通常点亮模式以及起动模式时的动作与实施方式2相同，因此省略说明。
也就是说，本实施方式中的控制部3在点亮维持模式中实行正电流供给控制，由此从输出部2对高压放电灯DL提供极性固定为正的电流(极性固定电流)。也就是说，实施方式2中的控制部3在正电流供给控制中接收到异常检测信号的情况下，不切换至负电流供给控制而是继续正电流供给控制；在负电流供给控制中接收到异常检测信号的情况下，不切换至正电流供给控制而是继续负电流供给控制。但是，本实施方式中的控制部3无论正电流供给控制中还是负电流供给控制中，当接收到异常检测信号时都实行正电流供给控制。
以下，参照图7(a)～(h)，对本实施方式的高压放电灯点亮装置的动作、特别是交流电源AC中发生了瞬时停电或瞬时电压下降等时的动作进行说明。
首先，控制部3在通常点亮模式下进行动作时，控制部3如图7(c)～(f)所示，通过交替反复正电流供给控制和负电流供给控制，从而对高压放电灯DL提供矩形波交流(参照图7(g)、(h))。
在此，当交流电源AC中发生瞬时停电的情况下(图7(a)中的时刻t1)，整流器10a的高电位侧端子的电位下降，于是输出电压VBUS也下降(参照图7(b))。并且，当输出电压VBUS低于阈值Vth时(时刻t2)，异常检测部4对控制部3输出异常检测信号。接收到该异常检测信号的控制部3，从通常点亮模式转移至点亮维持模式(时刻t3)，由于实行正电流供给控制，因此对高压放电灯DL提供极性为正的极性固定电流(电流Ila)。
然后，在交流电源AC从瞬时停电恢复的情况下(图7(a)中的时刻t4)，整流器10a的高电位侧端子的电位上升，于是输出电压VBUS上升(参照图7(b))，当输出电压VBUS在阈值Vth以上时(时刻t5)，异常检测部4对控制部3输出恢复信号。接收到该恢复信号的控制部3从点亮维持模式转移至通常点亮模式。
如上所述，本实施方式的高压放电灯点亮装置中，控制部3控制输出部2，使得极性固定电流的极性恒定(本实施方式中为正)而与之前的矩形波交流的极性无关。
根据这种本实施方式的高压放电灯点亮装置，除了实施方式2所述的效果以外，由于从通常点亮模式转移至点亮维持模式时，与之前的矩形波交流的极性无关，点亮维持模式中的极性固定电流的极性是恒定的，因此能够不受矩形波交流极性的影响维持高压放电灯DL的点亮。
特别在本实施方式的高压放电灯点亮中，在点亮维持模式时，由于进行被导通/关断控制(斩波动作)的开关元件处于高压侧的正电流供给控制，因此与进行被导通/关断控制(斩波动作)的开关元件处于低压侧的负电流供给控制相比，容易对电源(平滑电容器C1)进行充电，能够实现平滑电容器C1的进一步小型化。
此外，在本实施方式中，在点亮维持模式下，虽然对高压放电灯DL提供极性为正的极性固定电流，但并不是说就不能对高压放电灯DL提供极性为负的极性固定电流，总之，只要与之前的矩形波交流的极性无关地使极性固定电流的极性恒定即可。
(实施方式4)
本实施方式的高压放电灯点亮装置中，由于控制部3的动作与实施方式2不同，而其他与实施方式2相同，因此对于同样的结构省略图示以及说明。
本实施方式中的控制部3由于点亮维持模式时的动作与实施方式2不同，而通常点亮模式时以及起动模式时的动作与实施方式2相同，因此省略说明。
也就是说，本实施方式中的控制部3在点亮维持模式中，控制输出部2，使得点亮维持模式时高压放电灯DL所消耗的电能比通常点亮模式时少。具体而言，控制部3在点亮维持模式时，与通常点亮模式时相比提高进行导通/关断控制的开关元件(开关元件Q5、Q6)的导通/关断频率，从而减小电流IL2的峰值，减小电流Ila(参照图8(g)、(h))。
以下，参照图8(a)～(h)，对本实施方式的高压放电灯点亮装置的动作、特别是交流电源AC中发生瞬时停电或瞬时电压下降等时的动作进行说明。
首先，控制部3在通常点亮模式下动作时，控制部3如图8(c)～(f)所示通过交替反复正电流供给控制和负电流供给控制，从而对高压放电灯DL提供矩形波交流(参照图8(g)、(h))。
在此，交流电源AC发生瞬时停电的情况下(图8(a)中的时刻t1)，整流器10a的高电位侧端子的电位下降，于是输出电压VBUS也下降(参照图8(b))。并且，当输出电压VBUS低于阈值Vth时(时刻t2)，异常检测部4对控制部3输出异常检测信号。接收到该异常检测信号的控制部3从通常点亮模式转移至点亮维持模式(时刻t3)，对高压放电灯DL提供极性为正的极性固定电流(电流Ila)。此外，同时，与通常点亮模式相比，提高开关元件Q5的导通/关断频率，减小电流IL2的峰值，减小电流Ila(参照图8(g)、(h))。
然后，在交流电源AC从瞬时停电恢复的情况下(图8(a)中的时刻t4)，整流器10a的高电位侧端子的电位上升，于是输出电压VBUS上升(参照图8(b))，当输出电压VBUS在阈值Vth以上时(时刻t5)，异常检测部4对控制部3输出恢复信号。接收到该恢复信号的控制部3从点亮维持模式转移至通常点亮模式。
如上所述，在本实施方式的高压放电灯点亮装置中，控制部3在点亮维持模式时控制输出部2，使得高压放电灯DL消耗的电能比通常点亮模式时少。
根据这种实施方式的高压放电灯点亮装置，除了实施方式2所述的效果以外，由于能够使点亮维持模式时(也就是交流电源AC瞬时停电或瞬时电压下降时)的平滑电容器C1的电压下降速度(放电速度)比实施方式2时缓慢，因此能够减小平滑电容器C1的容量，能够进一步实现小型化。
此外，只要点亮维持模式中的开关元件Q5、Q6的导通/关断频率比通常点亮模式高即可，至于有多少不同要根据平滑电容器C1的容量、高压放电灯DL的种类等各种广泛的观点设定，以在交流电源AC发生瞬时停电或瞬时电压下降时高压放电灯DL并不熄灭的方式来考虑设定即可。此外，本实施方式中的控制部3的动作(即控制输出部2使得在点亮维持模式时高压放电灯DL消耗的电能比通常点亮模式时少的这种动作)也能够应用于实施方式1、3。在此，应用于实施方式1的情况下，代替开关元件Q5、Q6，使开关元件Q2的导通/关断频率比通常点亮模式高即可。
(产业上的利用可能性)
本发明能够应用于即使发生瞬时停电或瞬时电压下降等也维持高压放电灯点亮的技术。

Claims (8)

1.一种高压放电灯点亮装置，其特征在于，具有：
直流电源电路部，将交流电源所提供的交流电压变换至直流电压；
输出部，将从该直流电源电路部得到的直流变换为极性以规定频率翻转的矩形波交流，并提供给高压放电灯；
控制部，控制输出部；以及
异常检测部，检测交流电源的瞬时的电压下降，
当由异常检测部检测到瞬时的电压下降时，控制部从通常点亮模式转移至点亮维持模式，所述通常点亮模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供矩形波交流，所述点亮维持模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供频率比该通常点亮模式时的矩形波交流低的矩形波交流。
2.一种高压放电灯点亮装置，其特征在于，具有：
直流电源电路部，将交流电源所提供的交流电压变换至直流电压；
输出部，将从该直流电源电路部得到的直流变换为极性以规定频率翻转的矩形波交流或者极性固定的极性固定电流，并提供给高压放电灯；
控制部，控制输出部；以及
异常检测部，检测交流电源的瞬时的电压下降，
当由异常检测部检测到瞬时的电压下降时，控制部从通常点亮模式转移至点亮维持模式，所述通常点亮模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供所述矩形波交流，所述点亮维持模式中控制部控制输出部，使得输出部对高压放电灯提供所述极性固定电流。
3.根据权利要求2所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，
所述极性固定电流的极性与之前的所述矩形波交流的极性无关，而是恒定的。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，
所述控制部控制所述输出部，使得在上述点亮维持模式时所述高压放电灯消耗的电能比所述通常点亮模式时少。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，
所述异常检测部检测与所述交流电源的电压相应的电压、和所述直流电源部的输出电压的至少一个，当检测电压低于规定阈值时，判定为发生了瞬时的电压下降。
6.根据权利要求5所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，
所述异常检测部在所述检测电压低于所述规定阈值之后，当所述检测电压变为所述规定阈值以上时，判定为瞬时的电压下降已结束，
当由所述异常检测部判定为瞬时的电压下降已结束时，所述控制部从所述点亮维持模式转移至所述通常点亮模式。
7.根据权利要求5或6所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，
所述规定阈值是比通常时得到所述检测电压低了防止误检测用的规定值的值。
8.一种照明器具，其特征在于，具有：
权利要求1～7的任意一项所述的高压放电灯点亮装置；以及
器具主体，安装由该高压放电灯点亮装置进行点亮的高压放电灯。
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