CN1378414A - 放电灯点灯装置以及照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以集成电路构成控制电路、以采用双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器为主体的放电灯点灯装置以及采用它的照明装置。采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管Q1而构成,利用输入端与直流电源DC连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路HFI的高频输出向放电灯DL1、DL2提供电能,在接入电源时开始动作,且具备具有集成电路IC的控制电路CC,该集成电路IC包含至少确定预热模式、起动模式、点灯模式的动作时间计时手段TC以及产生至少根据预热模式、起动模式、点灯模式控制周期的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路HFI的双极场效应晶体管Q1的截止的振荡器OSC。

Description

放电灯点灯装置以及照明装置

技术领域

本发明涉及采用独石电压谐振型晶体管逆变器来点亮放电灯的放电灯点灯装置以及使用它的照明装置。

背景技术

现在普遍存在以高频点亮放电灯的所谓的电子式放电灯点灯装置。对于使用于作为其主体的高频逆变器中的开关元件，替代起初的电流驱动型开关元件的双极场效应晶体管(bipolartransistor)，可以采用此后的电压驱动型开关元件的MOSFET(metallic oxide semiconductor field effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。因此，在开关元件的驱动电路中大量采用集成电路。通过使得驱动电路变成集成电路，能够容易地实际安装，并且能够减小布线基板以至于放电灯点灯装置的体积。

然而，MOSFET的高耐压制品由于导通电阻较大，特别地存在导通损失较大等的缺点，因此，广泛采用如半桥式逆变器那样的能在较低电压下使用的电路方式。

因此，对于要求高耐压的独石电压谐振型逆变器，使用双极场效应晶体管。此时，多数情况下，利用所采用了可饱和变压器的电流反馈来实现双极场效应晶体管的开关。

然而，采用可饱和变压器进行电流反馈时，可饱和变压器的特性总会存在较大偏差，因此，很难进行质量管理，而且还存在温度特性偏差变大的问题。因此，很难设计独石电压谐振型逆变器。

又，以往，当通过集成电路构成适用于以采用双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器为主的放电灯点灯装置的控制电路时，具有能够向电流驱动型双极场效应晶体管供给充足基极电流的容量，而实际上很难集成化。

本发明的目的在于提供一种放电灯点灯装置以及使用它的照明装置，该放电灯点灯装置的主体是采用将控制电路的主要部件集成电路化后获得的双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器。

又，本发明的另一目的在于，提供一种进行了改进以使得独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管能够更好地导通的放电灯点灯装置以及使用它的照明装置。

再者，本发明的目的在于，提供一种进行了改进以使得独石电压谐振型逆变器能够良好地起动的放电灯点灯装置以及使用它的照明装置。

发明内容

本发明第1方面的放电灯点灯装置具备：直流电源：采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管而构成并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；控制电路，所述控制电路包含在接入电源时开始动作并且至少确定预热模式、起动模式以及点灯模式的动作时间计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式以及点灯模式控制周期的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的截止的振荡器。

在本发明以及以下的各发明内容中，未特别指定的限制用语的定义以及技术性含义如下所述。

(关于直流电源)

直流电源是至少供给用于使独石电压谐振型逆变器主电路以及放电灯通电的电能的电源，直接地将输入供给独石电压谐振型逆变器主电路。而且，可以是电池电源以及整流后的直流电源中的任意一种。当为整流后的直流电源的情况下，将低频交流电源例如商用交流电源的电压进行整流后，获得直流电压。

又，直流电源根据需要能够包含滤波电路。作为滤波电路，可以是单单地将滤波电容连接在直流输出端间的构造或部分滤波电路等的无源滤波器以及斩波器等的有源滤波器中的任意一种。又，部分滤波器电路至少以滤波电容以及二极管作为构造部分，各半波整流波形的波谷间呈现被直流电压充满直到中间电平的电压波形的直流输出。又，通过采用有源滤波器，能够实现输入电流的高功率化以及高谐波低畸变。而且，为了实现输入电流的高功率化以及高谐波低畸变，可以复合独石电压谐振型逆变器主电路而使得利用独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的高频开关获得滤波直流电压。

再者，直流电源能够向控制电路供给其动作的电源。

(关于独石电压谐振型逆变器主电路)

独石电压谐振型逆变器主电路是通过电压谐振电路将一个开关元件连接到直流电源并且利用开关元件的导通/截止的开关使得在电压谐振电路中产生正弦波的交流电压的电路方式的逆变器。对于一个开关元件，在功能性方面上，表示作为一个开关元件进行开关动作，在电流容量的方面上，也可以并联连接多个开关元件。

又，在本发明中，作为独石电压谐振型逆变器主电路的开关元件采用双极场效应晶体管。这样，在构造上，根据反馈控制，使得基极电流流向双极场效应晶体管构成开关元件的导通。反馈控制能够进行反馈集电极电流、流过电压谐振电路的谐振电流以及灯电流中的任意之一的电流反馈，或者反馈限流电感器的压降等的电压反馈。又，导通采用下述的控制电路进行。又，为了能够容易地进行截止，能够配置使得双极场效应晶体管的基极与发射极间短路的开关元件。

又，为了获得高频输出，例如可以将次级绕组与电压谐振电路的电感器磁性耦合而构成输出变压器，或者也可以导电性地导出电感器的压降。又，在本发明中，所谓“高频”从实现点灯装置的小型化、轻量化以及提高灯效率的方面出发，在本发明中是指10KHz以上，从双极晶体管的开关损耗以及成本出发，最好在40kHz～500KHz。

(关于放电灯)

放电灯具备一对灯丝电极，只要是能够利用独石电压谐振型逆变器的高频输出使得进行预热、起动以及点灯，可以是荧光灯、灭菌等等的构造。

又，在为了稳定地点亮放电灯，必须将限流阻抗与放电灯串联连接，而作为限流阻抗，可以是电感、电容以及电阻中的任意一种。然而，最佳的还是电感。

再者，能够将单个或多个放电灯连接到独石电压谐振型逆变器。当采用多个放电灯时，能够进行串联连接、并联连接或串并联连接。又，当并联连接时，对于每个并联电路串联连接限流电感。

再者，放电灯的灯丝电极的加热能够采用电容加热电路以及灯丝变压器中的任意一种，或者采用并用上述两者的已知的加热电路手段。又，电容加热电路在构造上与放电灯并联连接并且设置形成限流电感器与串联谐振电路的电容器，而且，至少将一方的电极灯丝与该电容串联连接。又，灯丝变压器在结构上与电压谐振电路的电感以及限流电感进行灯丝加热绕组磁性耦合，或者与独石电压谐振型逆变器分开设置灯丝变压器。

(关于控制电路)

控制电路是主要为独石电压型逆变器主电路的控制截止的电路手段，在本发明中主要由集成电路构成。因此，集成电路包含：在接入电源时开始动作并且至少确定预热模式及起动模式的动作时间的计时手段；根据预热模式、起动模式以及点灯模式产生周期受控的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的开关的振荡器。又，“起动模式的动作时间”是指在起动模式下使独石电压谐振型逆变器动作的时间，若在该时间内点亮放电灯，由另外设置的点灯检测电路检测出该情况并使得逆变器继续动作。然而，当因某种情况在起动模式的时间内没有点亮放电灯时，与起动模式的结束时间同时地使得逆变器停止动作。例如可以通过控制振荡器，使得逆变器停止动作。

计时手段确定对应于动作模式的动作时间。又，同时，在构造上控制从下述的振荡器产生的控制信号的高电平或低电平的时刻即周期。又，采用时间常数电路来构成计时手段。然后，为了对应于此时的设计而使得能够容易地将动作时间设定为要求时间，使得时间常数电路附加在集成电路之外。

振荡器在构造上在利用计时手段对于每个动作模式预先确定的动作时间之间产生与该动作模式相对应的时刻即周期的控制信号。因此，例如要改变振荡器的控制信号的导通或者截止的时刻，在构造上能够对于每个动作模式设置多个确定其时刻的电路并且根据动作模式来选择电路。要固定控制信号的导通或截止的时刻，结构上利用共用决定该时刻的电路的单个电路。例如，对于振荡器的确定时间用的电容器，在构造上个别地配置充电电阻以及放电电阻，并且利用充电电阻的阻值来确定控制信号的截止的时刻，利用放电电阻的阻值确定导通的时刻。然后，根据动作模式所必要的时刻，由阻值不同的多个电阻构成放电电阻。与此相对，使得充电电阻为一个。在上述的构造中，通过将确定时刻用的电容器充电电阻以及放电电阻安装在集成电路之外，根据设计情况，能够容易地将控制信号的导通、截止的时刻设定为所要求的时刻。

又，控制电路不仅能够设定预热、起动以及点灯的动作模式，根据需要还可以设定除此以外的动作模式。例如，从外部接收调光信号并且进行控制使得控制信号为适合于调光的周期，能够使得调光电平控制电路包含于集成电路中。又，调光可以是连续的调光以及等级的调光。

再者，能够使得在控制电路的集成电路中包含输入电压变动校正电路。即，当采用将商用交流电源整流后获得的直流电源时，在实用上重要的是预先采取措施使得不会受到因商用交流电源电压的变动对于放电灯动作的影响，但通过采用输入电压变动校正电路，能够避免上述情况或减轻上述情况。又，在预热模式中，由于输入电压变动的影响较小，能够使得输入电压变动校正电路不发挥功能。又，在构造上也能够使得输入电压变动校正电路仅在点灯模式中发挥功能。由此，能够使得集成电路的电路构造变得简单。

再者，能够使得在控制电路的集成电路中包含高频输出恒定化电路。高频输出恒定化电路在放电灯的点灯过程中能够反馈流过独石电压谐振型逆变器主电路或放电灯的电路电流并且使得高频输出为恒定。

(关于本发明的作用)

在本发明中，控制电路的计时手段确定至少根据放电灯的预热、起动以及点灯的各动作模式而预先设定的动作时间。因此，能够向每个动作模式提供对应于放电灯特性的最适宜时间，因此，不会因动作时间不适当而损害放电灯的寿命。

又，与确定各动作模式的动作时间连动地控制对于每个动作模式设定的周期并且从振荡器产生控制信号。因此，能够根据各动作模式向放电灯提供适当频率的高频输出。

再者，由于能够利用控制电路适当地控制开关频率，因此，温度特性等的影响变小，容易实现集成电路化。

再者，在独石电压谐振型逆变器主电路中，对于该开关元件能够采用高耐压且特性上不存在问题的双极场效应晶体管。为了对双极场效应晶体管进行开关控制，通过反馈控制进行它的导通，利用从控制电路振荡器产生的控制信号进行它的截止，故即使使得控制电路的主体部分集成电路化，也能够良好地控制双极场效应晶体管。

再者，通过使得控制电路的主要部分集成电路化，能够容易地组入对于寿命末期等的异常状态的保护动作功能、输入电压变动校正电路、高频输出恒定化电路等，能够实现控制的多功能化。

再者，通过使得控制电路的主要部分集成电路化，能够容易地安装电路，能够实现的电路基板的小型化以及电路的轻量化。

本发明的第2方面的放电灯装置具备：直流电源；采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管而构成并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；短路所述双极场效应晶体管的基极电流并且截止双极场效应晶体管的基极电流截止手段；控制电路，所述控制电路包含通过接入电源开始动作而向双极场效应晶体管供给起动电流并且至少确定预热模式、起动模式以及点灯模式的动作时间的计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式以及点灯模式控制周期的控制信号并且在确定使得所述双极场效应晶体管截止的时刻的同时，使得基极电流截止手段的短路时间恒定且根据控制改变开启时间的振荡器；在放电灯的电流路径插入初级绕组并利用在次级绕组上感应产生的电压将基极电流反馈到所述双极场效应晶体管并且使得双极场效应晶体管开启的电流互感器。

本发明规定为了能够良好地进行作为独石电压谐振型逆变器主电路的主开关元件的双极场效应晶体管的开启而改进之后的构造。即，在接入电源之后的上述双极场效应晶体管的起动是利用来自控制电路的起动电流使得开始开启，此后在独石电压谐振型逆变器主电路的谐振电路流过电流，接着通过反馈从电流反馈电路供给基极电流，圆滑地进行上述动作并且转移到稳定动作。利用从电流反馈电路供给的基极电流进行稳定动作中的每次循环的开启。

另一方面，电流反馈电路的电流互感器的一次绕组与独石电压谐振型逆变器的双极场效应晶体管的集电极串联连接时，只要该晶体管不导通，就不会有电流流过电流互感器，故不能够使得晶体管开启。因此，在上述的电路构造中存在这样的问题，即电流反馈电流很难对每次循环的开启发挥作用。

然而，在独石电压谐振型逆变器中，对于每次循环的所述双极场效应晶体管的开启的方法存在2种模式。其一是从电流反馈电路供给的基极电流，另一是在该晶体管截止期间中从基极流向集电极的谐振电流。对于后者，当从基极向集电极流过电流时，在基极区域存储少数载流子的电子。此后，由于谐振作用极性发生反转，当向集电极施加正电压时，使得释放出存储在基极区域的少数载流子并且电流从集电极流向基极。又，由于该电流的一部分也会流向发射极，故电流也能够从集电极流向发射极。因此，对于将电流互感器的初级绕组连接在双极场效应晶体管的集电极的构造，在电流从基极流向集电极的条件小，利用上述方法能够良好地进行每次循环的开启。然而，由于电源电压值、放电灯的点灯状态等的变动，也有可能在基极与集电极之间不流过电流，则在该情况下，利用来自控制电路的起动电流进行每次循环的开启。

然而，由于从控制电路供给的起动电流与从电流反馈电路供给的电流相比，要小数mA左右，由此，在开启之时会对基极与发射极间的电容成分产生较大影响，故开启的时间会延迟，有时会破坏开关动作。

这里，在本发明中，为了利用从电流反馈电路供给的基极电流而使得所述双极场效应晶体管在每次循环可靠地进行开启，将电流反馈电路的电流互感器的初级绕组插入放电灯的电流路径。又，“放电灯的电流路径”是指对于流过放电灯的负载电流或对负载电流产生直接影响的电流路径。例如，当在独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管与放电灯之间存在输出变压器时，也可以是将电流互感器的初级绕组串联地插入该输出变压器的次级侧电路的状态，相同地，也可以是串联地插入到初级侧电路的状态。

又，电流互感器的次级绕组使得基极电流反馈到所述双极场效应晶体管的基极电路，而必须要调整该基极电流的相位以使得与负载电流的相位构成所要求的关系。为了适当地进行上述动作，能够使得在电流互感器的次级绕组与所述双极场效应晶体管的基极电路之间存在相位匹配电路。在相位匹配电路中，只要根据电流互感器的次级绕组的插入位置分别采取相合适的构造就可。

如此，在本发明中，通过将电流反馈电路的电流互感器的初级绕组插入放电灯的电流路径，由此，利用从电流互感器的次级绕组供给的基极电流，开启独石电压谐振型逆变器主电路中双极场效应晶体管的每次循环，能够可靠、稳定地进行开启。

又，利用基极电流截止手段当控制电路产生的控制信号例如在高电平时短路基极电流，由此进行双极场效应晶体管的开启。这样，虽然控制信号的高电平的时间宽度为恒定，而低电平的时间宽度会根据控制模式变化成所要求的宽度。当控制信号为低电平时，由于基极电流截止手段为开放状态，故当基极电流从电流互感器反馈回来时，双极场效应晶体管开启。

本发明第3方面的放电灯点灯装置具备：直流电源；采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管而构成并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；截止所述双极场效应晶体管的基极电流并且截止双极场效应晶体管的基极电流截止手段；控制电路，所述控制电路包含设定放电灯点灯中的动作频率的振荡器、根据振荡器的输出使得基极电流截止手段工作的截止指令手段以及使得电流流过所述双极场效应晶体管的基极电路的低压源；介于控制电路的低压源与所述双极场效应晶体管的基极电路之间并且使得仅在起动时的规定时间流过要求值的基极电流的起动电流控制手段。

本发明规定了改进后的构造以使得仅在必须起动时流过所要求的起动电流。

起动作为逆变器的主开关元件的双极场效应晶体管的过程一般如下，即从整流商用电源后获得的直流电源或者控制电路的基准电源等并通过限流用电阻而将起动电流供给基极使得开启。对于具备电流反馈电路的逆变器，由于起动后从电流反馈电路反馈基极电流，故能够持续地进行稳定动作。

然而，当在负载电路中没有安装放电灯的无负载状态下，由于负载电路为开路，即使存在反馈电路，也不能够反馈基极电流。然而，即使没有来自电流反馈电路的基极电流，也存在能够开启晶体管的条件。即，如上所述，通过从基极向集电极流过谐振电流，由于在晶体管的基极区域中存储少量载流子的电子，故利用此后的谐振极性发生反转并且当向集电极施加正电压时，能够开启晶体管。

另一方面，当在自激励谐振控制方式的独石电压谐振型逆变器的情况下，当在无负载状态下成为谐振状态时，由于没有适当地控制频率，动作频率会下降，由此，谐振电压上升，有时因超过耐压程度而破坏晶体管。与此相对，当固定频率控制的情况下，谐振频率下降，谐振电压的时间宽度增大，在集电极电压下降到0V之前利用起动电路电流开启晶体管，不能够进行0伏特开关，晶体管的开关损耗增大，有时会损坏晶体管。

其次，参照图13以及图14，因无负载状态下的谐振，开关损失增大并且它成为破坏晶体管的原因，对此理由进行说明。

图13是表示独石电压谐振型逆变器中各部分的电压、电流波形的波形图，从上面起分别表示集电极·发射极间电压V_CE集电极电流I_C、基极电流I_B、基极·发射极间电压V_BE。图14是表示图13的集电极·发射极间电压VCE以及集电极电流IC的放大波形的波形图。

从各图特别是图14可以理解，在无负载状态下，如箭头所示那样，流过较小的集电极电流，该期间为A类工作。因此，在双极场效应晶体管内产生集电极·发射极间电压V_CE×集电极电流I_C的损耗。因此，在无负载状态下当继续流过起动电流时，会产生上述的不良情况。作为解决上述问题的对策，可以限制起动电流并且抑制晶体管的损耗。然而，当减小起动电流时，存在作为原来功能的机动性下降的问题。

这里，在本发明中，进行了改进使得仅在起动时的必须时间流过要求值的起动电流。即，在独石电压谐振型逆变器的控制电路中设置使得电流流过主开关元件的双极场效应晶体管的基极电路的低压源，同时在上述低压源与所述双极场效应晶体管的基极电路之间，设置仅在起动时的规定时间流过要求值的基极电流的起动电流控制手段。作为起动电流控制手段，若满足上述条件，可以不追究它的具体结构。例如，能够由微分电路、受到时间控制的开关等构成。又，也可以持续地流过小于规定值的起动电流。又，低压源只要能够输出可供给双极场效应晶体管基极电流的低电压即可，因此，在使得集成电路化时，可以将低压源设置在集成电路内。

这样，在本发明中，由于能够仅在起动时的要求时间之间流过规定值的起动电流并进行起动，不仅起动性不会降低，而且在无负载状态下进行谐振时，能够避免起动电流成为破坏双极场效应晶体管的原因的情况。

本发明第4方面的放电灯点灯装置，具备：直流电源：采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管而构成并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；控制电路，所述控制电路包含计时手段以及由计时手段控制来产生控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的振荡器。

本发明规定适当的构造以使得能够适当地进行独石电压谐振型逆变器主电路中的双极场效应晶体管的截止。即，控制电路包含计时手段以及振荡器。这样，计时手段根据需要控制振荡器。又，振荡器产生控制信号。利用控制信号控制双极场效应晶体管的截止。

这样，在本发明中，控制电路包含计时手段以及振荡器，由于通过计时手段与振荡器控制独石电压谐振型逆变器主电路中的双极场效应晶体管的截止，能够可靠地进行截止控制，并且能够使得电路构造简单。

本发明第5方面的放电灯点灯装置具备：直流电源；采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管而构成并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；短路所述双极场效应晶体管的基极电流并且截止双极场效应晶体管的基极电流截止手段；包含振荡器的控制电路，所述振荡器通过接入电源开始动作而向双极场效应晶体管供给起动电流，产生由计时手段控制的控制信号，在确定使得所述双极场效应晶体管截止的时刻的同时，使得基极电流截止手段的短路时间恒定，根据控制改变开启时间；在放电灯的电流路径插入初级绕组并利用在次级绕组上感应产生的电压将基极电流反馈到所述双极场效应晶体管并且使得双极场效应晶体管开启的电流互感器。

本发明规定改进后的结构以使得能够良好地开启作为独石电压谐振型逆变器主电路的主开关元件的双极场效应晶体管。又，对于简单化控制电路的部件的方面，与本发明第2方面不同。即，只要计时手段根据需要控制振荡器即可。与此相对，振荡器接受计时手段的控制并且产生控制信号的这一点相同。

这样，在本发明中，根据控制模式将基极电流截止手段开路变化成所要求的情况，根据从电流互感器反馈来的基极电流的时刻，能够可靠地开启双极场效应晶体管。

又，通过基极电流截止手段根据控制电路产生的控制信号进行动作并且短路基极电流，由此能够开启双极场效应晶体管。

本发明第6方面的放电灯点灯装置是对于第1～5方面所述的任意一种放电灯点灯装置，具备：检测放电灯的寿命末期的灯寿命末期检测电路；检测放电灯安装情况的灯安装检测电路，控制电路的集成电路包含根据灯寿命末期检测电路的输出判定灯寿命末期的灯寿命末期判定电路以及按照安装检测电路的输出判定是否安装灯的灯安装判定电路，并且在判定灯寿命末期时以及在判定未安装灯时采取保护动作。

本发明将下述保护动作功能组入控制电路的集成电路，即检测灯寿命的末期并进行保护动作，当检测出安装有等时，解除保护动作。

(关于灯寿命末期检测电路)

灯寿命末期检测电路只要是能够检测出放电灯的寿命末期的电路即可，在构造上没有什么要求，而由于在放电灯的寿命末期产生半波放电并且在点灯电路中叠加直流成分，故通过检测出该直流成分，能够容易地检测出放电灯的寿命末期。

(灯安装检测电路)

灯安装检测电路只要是能够检测出放电灯的安装的电路即可，对于构造上没有什么要求。然而，若正规地安装放电灯，则为负载与独石电压谐振型逆变器连接的状态，若没有正规安装放电灯，则为负载的一部分或全部没有与独石电压谐振型逆变器连接的状态，由此，通过检测负载的大小，能够检测灯的安装。此时，通过判断负载的大小，也能够检测出灯安装的多少。

(关于集成电路化)

当将控制电路的主要部分集成电路化时，在第1方面中所说明的构造上，还能够附加使得组入灯寿命末期判定电路以及灯安装判定电路。灯寿命判定电路根据灯寿命末期检测电路的输出判定灯寿命末期。灯安装判定电路根据灯安装检测电路的输出判定灯的安装。这样，当判定它们为异常情况时，进行保护动作。作为保护动作，例如可以强制地使得独石电压谐振型逆变器停止动作。又，当解除异常状态时，能够再次进行动作。

(关于本发明的作用)

在本发明中，当放电灯到了寿命末期，放电灯寿命末期检测电路能够检测出该情况。当检测出放电灯寿命末期时，控制电路的集成电路的灯寿命末期判定电路判定该情况。然后，当判定是需要保护动作的寿命末期时，例如，产生停止信号并且强制地使得独石电压谐振型逆变器停止动作而进行保护动作。这样，当放电灯的安装检测电路从未安装灯的状态中检测到安装有灯的情况时，解除保护动作，恢复逆变器的动作。如此，通过设置根据是否安装有灯来解除保护动作的功能，即使没有再次接入电源，也能够安全地点亮放电灯。

又，当放电灯为不完全的安装状态时，灯安装检测电路检测出该情况，判定需要保护动作，则例如产生停止信号并且强制地使得独石电压谐振型逆变器停止动作，由此也可以进行保护动作。

上述的结果是能够实现放电灯点灯装置的安全性。

本发明第7方面的放电灯点灯装置是在上述第1～6方面的任意一种放电灯点灯装置中，控制电路的集成电路使得从所述振荡器产生的控制信号的高电平的时间宽度恒定，根据控制改变低电平的时间宽度，由此，控制控制信号的周期。

本发明规定构造以使得能够容易地截止双极场效应晶体管。即，在双极场效应晶体管的基极与发射极之间连接控制开关，例如电流容量小的MOSFET，当使得控制开关导通时，将双极场效应晶体管的基极与发射极之间短路并且进行截止，这样独石电压谐振型逆变器的电路构造比较简单。根据本发明，如此仅单单向电路构造中的独石电压谐振型逆变器发送控制信号，能够可靠地进行双极场效应晶体管的截止。而且，在高电平的控制信号持续的期间中，也能够将双极场效应晶体管维持在截止状态。

控制信号不为高电平状态并且控制开关截止之后，通过从电流互感器向双极场效应晶体管的基极流过基极电流，使得导通。

反复上述的导通、截止的开关动作，独石电压谐振型逆变器进行逆变器动作，向放电灯提供产生的高频输出。又，当控制信号的低电平的时间宽度发生变化时，随着控制信号的周期振荡频率产生变化。振荡频率的变化成为独石电压谐振型逆变器的动作频率的变化，因此，由于电压谐振电路的频率特性曲线上的动作位置产生变化，故高频输出产生变化。因此，根据放电灯的动作模式选择动作频率，由此能够获得放电灯的预热、起动以及点灯的最佳化。

这样，在本发明中，能够简化用于独石电压谐振型逆变器主电路中的双极场效应晶体管的截止的电路构造。

本发明第8方面的放电灯点灯装置是在上述第1～7方面所述的任意一种放电灯点灯中，所述控制电路的集成电路，在构造上由安装在外部的电路确定所述振荡器产生的控制信号的周期。

本发明规定了作为对于多种放电灯能够通用的控制电路的集成电路的最适宜构造。即，相对于振荡器产生的控制信号的周期，一般地，根据放电灯以及其控制方法而存在不同的要求。在本发明中，在构造上使得相关于控制信号的周期的电路部件安装在集成电路之外，仅通过将外装的电路部件变更成所要求的电路，对于不同电路设计能够通用集成电路。

本发明第9方面的照明装置具备：照明装置本体；由照明装置本体支持的、第1～6方面的任意一方面所述的放电灯点灯装置。

在本发明中，照明装置是包含利用放电灯的发光的所有装置的广义概念，例如，照明器具、图像读取装置、显示装置、紫外线发生装置、灯泡形荧光灯等。

又，照明装置本体是指照明装置中去除放电灯点灯装置后的剩余部分。放电灯点灯装置中的点灯电路部分能够另外设置于与照明装置本体分离的位置上。

附图简述

图1是表示本发明的放电灯点灯装置第1实施形态的主体中独石电压谐振型逆变器以及放电灯点灯电路部分的电路图。

图2是表示该实施形态主体中将放电控制电路部分放大并以电路框图进行表示的电路图。

图3是表示本发明的放电灯点灯装置的第1实施形态中的集成电路的主要部分的电路图。

图4是表示本发明的放电灯点灯装置的第1实施形态中各部分的电压、电流波形的波形图。

图5是表示本发明放电灯点灯装置的第2实施形态的电路图。

图6是表示该实施形态中集成电路的主要部分的内部电路构造的电路图。

图7主要说明该实施形态中从独石电压谐振型逆变器主电路中双极场效应晶体管的基极流向集电极的反向电流路径的电路图。

图8是表示本发明的放电灯点灯装置的第2实施形态中各部分的电压、电流波形的波形图。

图9是表示本发明的放电灯点灯装置的第3实施形态的主体中的独石电压谐振型逆变器主电路的电路图。

图10是表示本发明的放电灯点灯装置的第4实施形态的主体中的独石电压谐振型逆变器主电路的电路图。

图11是表示本发明的放电灯点灯装置的第5实施形态的电路图。

图12是表示该实施形态中的起动电流时间变化的衰减特性曲线。

图13是表示独石电压谐振型逆变器中各部分的电压、电流波形的波形图。

图14是表示图13的集电极·发射极间电压V_CE以及集电极电流Ic的放大波形的波形图。

图15是表示本发明的放电灯点灯装置的第6实施形态中的主要部分的电路图。

图16是概要性表示作为本发明的照明装置的一实施形态的顶灯的剖视图。

符号说明

AS…低频交流电源

C6…去除直流用电容

CC…控制电路

CCC…充电电流控制电路

CD…电流检测电路

CFC…电流反馈电路

CJ…电流判定电路

CVR…恒电压电路

DC…直流电源

DCC…放电电流控制电路

DL1…放电灯

DL2…放电灯

FHC…灯丝加热电路

HFI…独石电压谐振型逆变器主电路

IC…集成电路

LED…灯寿命末期检测电路

LEJ…灯寿命末期判定电路

LMD…灯安装检测电路

LMJ…灯安装判定电路

OSC…振荡器

PSC…部分滤波电路

RC…电压谐振电路

TC…计时电路

tc…时间常数电路

V_LD…灯电压检测电路

V_SD…电源电源检测电路

V_LJ…灯未点亮检测电路

V_SJ…电源电压判定电路

最佳实施形态

以下，参照附图对于本发明的实施形态进行说明。

图1是表示本发明的放电灯点灯装置的第1实施形态的主体中的独石电压谐振型逆变器以及放电灯点灯电路部分的电路图。

图2是放大该实施形态的主体中控制电路部分并且以电路框图进行表示的电路图。

在各图中，AS是低频交流电源，DC是直流电源，HFI是独石电压谐振型主逆变器，DL1、DL2是放电灯、LED是灯寿命末期检测电路、LMD是灯安装检测电路、CC是控制电路、CD是电流检测电路、V_LD是灯电压检测电路、V_SD是电源电压检测电路。以下，对于每个构造进行说明。

(关于低频交流电源AS)

低频交流电源AS由商用100V交流电源构成。

(关于直流电源DC)

直流电源DC由输入端a，b、噪声滤波器NF、整流电路FBR、高频旁通电容C1以及部分滤波电路PSC构成。

将输入端a、b连接到低频交流电源AS两极。

噪声滤波器NF是防止由下述的独石电压谐振型逆变器主电路HFI的双极场效应晶体管Q1的开关产生的高频噪声流出到低频交流电源AS侧的一种滤波器，由电容C2、C3、平衡—不平衡变压器BT以及电感L1构成。电容C2并联连接在与输入端a、b连接的线路间。对于平衡—不平衡变压器BT，在电容C2的后级中将一对绕组插入到两线路中。在平衡—不平衡变压器BT的后级，在输入端a侧的线路中串联插入电感L1。在电感L1的后段，将电容C3连接在两线路间。

整流电路FBR由构成桥式全波整流电路。

将高频旁路电容C1连接在整流电路FBR的整流输出端之间。

部分滤波电路PSC由滤波电容C4、电感L2、二极管D1，D2构成。在整流电路FBR的直流输出之间以图示极性连接滤波电容C4、电感L2以及二极管D1。在电感以及二极管D1的连接点与下述独石电压谐振型逆变器HFI的下述部分之间以图示连接二极管D2。

(关于独石电压谐振型逆变器主电路HFI)

独石电压谐振型逆变器主电路HFI由电压谐振电路RC、双极场效应晶体管晶体管Q1、电流反馈电路CFC、控制开关Q2、限流电感L3以及输出变压器OT构成。电压谐振电路RC由电感L4以及电容C5的并联电路构成并且其一端与直流电源DC的正极相连。又，电压谐振电路RC的另一端串联地通过电流反馈电路CFC的初级绕组w1并与双极场效应晶体管Q1的集电极连接，同时与部分滤波电路PSC的二极管D2的阴极连接。双极场效应晶体管Q1的发射极通过下述的电流检测电路CD的电流检测电阻R1与直流电源DC的负极连接。电流反馈电路CFC由初级绕组w1、次级绕组w2以及二极管D3构成，初级绕组w2以及二极管D3在双极场效应晶体管Q1的基极·发射极之间通过电流检测电阻R而顺方向连接。控制开关Q2由电流容量小的MOSFET构成，其漏极与双极场效应晶体管Q1的基极连接且其源极与双极场效应晶体管Q1的发射极连接。限流电感L3是将放电灯DL1、DL2的灯电流限制在规定值的电路部件，而在本实施形态中，向电压谐振电路RC串联地插入电感L3。输出变压器QT将独石电压谐振型逆变器主电路HFI的高频电压变换成放电灯DL点灯所必要的电压，并且通过将输出绕组wo与电压谐振电路RC的电感L4磁性耦合而构成输出变压器OT。又，在将灯丝加热绕组wf以及下述灯电压检测电路V_LD的检测绕组wd与输出变压器OT磁性耦合。

(关于放电灯DL1、DL2及其点灯电路)

放电灯DL1、DL2由荧光灯构成，并且通过去除直流用电容C6与输出变压器OT的输出绕组wo串联连接。灯丝加热绕组wf分别与放电灯DL1、DL2的中央侧的灯丝电极串联连接。放电灯DL1、DL2的外侧的灯丝电极与谐振电容C7串联连接并且形成电容预热电路FHC。又，与一放电灯DL1并联连接的电容C8用于顺序起动。

(关于灯寿命末期检测电路LED)

灯寿命末期检测电路LED由电阻R2～R7以及电容C9构成。电阻R2、R3与去除直流用电容C6的两端串联连接。电阻R4～R7串联连接在电阻R2、R3的接点与接地之间。电容C9与电阻R5～R7的串联部分并联连接。

(关于灯安装检测电路LMD)

灯安装检测电路LMD由电阻R4～R9构成。电阻R4～R7的部分共用灯寿命末期检测电路LED电路。电阻R8以及R9在串联连接之后，与串联连接的放电灯DL1、DL2并联连接。然后，电阻R8以及R9的接点与直流电源DC的正极相连。

(关于控制电路CC)

控制电路CC由主要部分的集成电路IC以及外附电路部件构成，其内部构造上包含振荡器OSC、充电电流控制电路CCC、放电电流控制电路DCC、计时手段TC、灯寿命判定电路LEJ、灯安装判定电路LMJ、电流判定电路CJ、灯不亮检测电路V_JL、电源电压判定电路V_SJ以及恒压电路CVR。又，对于与本发明不很相关的电路，则省略图示。

又，控制电路CC具备Reset、STop、IS、OUT、Verf、Vcc、Trc、Vs、RTon1、RTon2、RTon3、CT、Rtoff。在端子Rset上，在外部连接灯安装检测电路LMD的输出端、在内部连接灯安装判定电路LMJ。在端子Stop上，在外部连接灯寿命检测电路LED、在内部连接灯寿命判定电路LEJ。在端子Is上，在外部连接下述电路检测电路CD、在内部连接电流判定电路CJ。在端子OUT上，在外部连接控制开关Q2的栅极、在内部连接振荡器OS的输出端。在端子Vref上，在外部通过电阻Rs连接电流反馈电路CFC、下述的计时电路TC的时间常数电路tc以及通过电阻R10连接灯安装检测电路LMD的电阻R6与R7的接点、在内部连接恒压电路CVR的输出端，并且向上述各部分供给恒定电压。在端子Vcc上，外部连接下述灯未点亮检测电路V_LD、在内部连接恒压电路CVR的输入端以及灯电压判定电路V_LJ。在端子Trc上，在外部连接作为计时电路TC的外附电路部件的时间常数电路tc、在内部连接计时电路TC。又，时间常数电路tc由电阻R11以及电容C10的串联电路构成。在端子Vs上，在外部连接下述的电源电压检测电路V_SD、在内部连接电源电压判定电路V_SJ。在端子RTon1上，在外部连接作为放电电流控制电路DCC的外附电路部件的放电电阻R12、在内部连接放电电流控制电路DCC。在端子RTon2上，在外部连接作为放电电流控制电路DCC的外附电路部件的放电电阻R13、在内部连接放电电流控制电路DCC。在端子RTon3上，在外部连接作为放电电流控制电路DCC的外附电路部件的放电电阻R14、在内部连接放电电流控制电路DCC。在端子CT上，在外部连接作为振荡器OSC的外附电路部件的计时电容C10、在内部连接振荡器OSC。又，根据需要，将集成电路IC的内部的主要接地位置通过集成电路IC的外部接地。在端子Rtoff上，在外部连接作为充电电流控制电路CCC的外附电路部件的充电电阻R15、在内部连接充电电流控制电路CCC。

再者，如图3所示那样构成集成电路IC的主要部分。

图3是表示本发明的放电灯点灯装置的第1实施形态的集成电路的主要部分的电路图。在图中，对于与图1及图2相同的部分，采用相同的符号并省略说明。

(关于振荡器OSC)

振荡器OSC由触发器ff、一对比较器CP1及CP2、开关Q3及Q4、外附的计时电容C11以及充放电电阻R12～R15构成。在通过充电电阻R15对计时电容C11充电的过程中，从端子OUT输出的控制信号为高电平状态。随着时间推移，当计时电容C11的端电压超过基准电压时，比较器CP1的输出变成高电平，触发器ff反转，端子Q变成低电平，故开关Q3截止、开关Q4导通，则从端子OUT输出的控制信号为低电平状态。与此同时，计时电容C11的电荷通过根据动作模式所选择的电阻R12～R14中的任意一个开始放电，从而端电压下降。当计时电容C11的端电压低于基准值时，回到最初的状态，由于反复进行上述电路动作，周期地产生控制信号并且从端子OUT发送出去。

(关于充电电流控制电路CCC)

充电电流控制电路CCC主要由外附的充电电阻R15、电流镜电路CM1、开关Q5以及二极管D5构成。然后，在计时电容C11充电时，由于电流镜电路CM1导通，将与流过充电电阻15的电流相等的电流作为充电电流通过二极管D5流过计时电容C11。因此，通常在恒定的基础下进行计时电容C11的充电，故控制信号的高电平的时间宽度恒定。

(关于放电电流控制电路DCC)

放电电流控制电路DCC主要由外附的放电电阻R12～R14、电流镜电路CM2～CM5以及开关Q6～Q8构成。然后，在预热模式下，通过电流镜电路CM2～CM5，放电电流流过所有的放电电阻R12～R14，从计时电容C11放出与此相等的放电电流。因此，放电时间短。在起动模式下，由于开关Q7导通，电流镜电路CM4截止。因此，放电时间较长。在点灯模式下，由于开关Q6也导通，放电时间变得最长。

(计时电路TC)

计时电路TC主要由时间常数电路tc(外附)、一对比较器CP3及CP4、开关Q9及Q10构成。一对比较器CP3、CP4分别比较时间产生电路tc的输出与基准电压。这样，比较器CP4当其输出为高电平时开关Q10导通，确定起动模式的开始时间。又，当时间产生电路tc的输出增大并超过比较器CP3的基准电压时，开关Q9导通，起动模式结束而转移到点灯模式。在起动模式中当未点亮放电灯DL1、DL2时，利用未图示的保护电路使得振荡器OSC停止动作。

(关于灯寿命判定电路LEJ)

灯寿命判定电路LEJ主要由比较器CP5及CP6、逆变器INV以及触发器ff2构成。这样，当端子Stop的电位超过上限值时，比较器CP5为低电平。又，当低于下限值时，比较器CP6为低电平。无论哪种情况下都利用逆变器INV将其变换成高电平并输入触发器ff2，故产生停止信号。又，将停止信号输入振荡器OSC使得振荡器OSC停止振荡。

(关于灯安装判定电路LMJ)

灯安装判定电路JMJ主要有比较器CP7及CP8、触发器ff3及ff2。然后，接入电源并在安装放电灯DL1、DL2时，根据端子Rset的电位使得触发器ff3动作，然后使得触发器ff2连动并产生停止信号，或者复位停止产生停止信号。

(关于电源电源判定电路V_SJ)

电源电压判定电路V_SJ主要由输入端连接端子INP的放大器AMP以及晶体管Q11构成。这样，放大与端子INP上的低频交流电源电压成比例电压，使得改变晶体管Q11的导通程度。因此，由于根据电源电压的变动调整振荡器OSC的计时电容C11的放电电流，控制信号的低电平的时间宽度能够发挥校正低频交流电压的变动的作用。

(关于电流检测电路CD)

电流检测电路CD由电流检测电阻R1形成。电流检测电阻R1如上所述与独石电压谐振型逆变器主电路HFI内连接并且同时与集成电路IC的端子IS连接。

(关于灯电压检测电路V_LD)

灯电压检测电路V_LD由灯电压检测绕组wd、二极管D4以及滤波电容C12构成。灯电压检测绕组wd与独石电压谐振型逆变器HFI的输出变压器OT磁性耦合，并且一端与直流电源DC的负极连接。二极管D4的阳极与灯电压检测绕组wd的另一端连接并且整流相当于产生于灯电压检测绕组wd上的灯电压的电压。滤波电容C12连接在二极管D4的阴极以及灯电压检测绕组wd的一端之间并且滤波整流电压。二极管D4以及滤波电容C12的接点与集成电路IC的端子Vcc连接。

(关于电源电压检测电路VSD)

电源电压检测电路V_SD由电阻R17、R18以及功率电容C13构成。电阻R17、R18串联连接在整流电路FBR的交流输入端的一端与接地之间。电容C13与电阻R18并联连接。电阻R17、R18的接点与集成电路IC的端子INP连接。

(关于电路动作)

(预热时的电路动作)

当接入低频交流电源AS时，直流电源DC将低频交流电压进行直流、滤波并且施加到独石电压谐振型逆变器电路HFI的输入端间。与此同时，经过灯电压检测电路V_LD的电阻R16的电压由滤波电容C12进行滤波并通过控制电路CC的集成电路IC的端子Vcc施加到恒压电路VCR的输入端，故在端子Vref输出恒定电压。然后，将该恒定电压作为电源提供给集成电路的各部分。因此，计时电路TC开始计时动作，振荡器OSC开始振荡。该最初的状态是预热模式，对于振荡器OSC的计时电容C11所有的放电电阻R12～R14进行放电。因此，计时电容C11的放电时间最短，因此，从振荡器OSC产生的控制信号的低电平的时间宽度最短。

这样，独石电压谐振型逆变器主电路HFI在预热模式下进行动作。在预热模式下，由于低电平的时间宽度变得最短，故独石电压谐振型逆变器主电路HFI的动作频率最高。因此，由于在相对离开电压谐振电路RC的谐振特性曲线的谐振点的位置上进行动作，高频输出相对变低，仅进行放电灯DL1、DL2的灯丝加热。

(起动时的电路动作)

当计时手段TC的计时动作经过规定时间时，计时手段TC的比较器CP4的输出为高电平并且转移到起始模式。此时，开关Q10导通，随之放电电流控制电路DCC的开关Q7导通，电流镜电路CM4截止。由此，利用放电电流控制电路DCC的作用，从放电电路切离电阻R12。结果，从振荡器OSC产生的控制信号的低电平的时间宽度比预热时的长。

如此，利用低电平的时间宽度比预热时长的控制信号，独石电压谐振型逆变器主电路HFI进行动作，故其动作频率比预热时的要低。因此，由于在接近于电压谐振电路RC的谐振特性曲线的谐振点的位置上进行动作，高频输出相对地升高，促进放电灯DL1、DL2的起动。又，以顺序方式起动放电灯DL1、DL2。

接着，时间常数电路tc的输出再次增大并且当超过比较器CP3的基准电位时，比较器CP3的输出变为高电平，开关Q9导通。随之，由于放电电流控制电路DCC的开关Q6导通，电流镜电路CM3截止，也将放电电阻R13分离出放电电路，结束起始模式。

(点灯时的电路动作)

当计时手段TC的计时动作的起动时间结束时，则成为点灯模式。即，由于在振荡器OSC的计时电容C11的放电电路中仅连接放电电阻R14，放电时间比起动模式时的要长。结果，振荡的时刻相对地延迟，因此，从振荡器OSC产生的控制信号的低电平的时间宽度进一步变长。由于利用该控制信号独石电压谐振型逆变器主电路HFI进行动作，其动作频率变低，相对地接近电压谐振电路的谐振点而进行逆变器的动作。然而，若点亮放电灯DL1、DL2，则该电极间的电压下降到灯电压为止。

参照图4，能够更进一步地理解以上说明的各动作模式时的各部分的电压、电流的关系。

图4是表示本发明的放电灯点灯装置的第1实施形态的各部分的电压、电流波形的波形图。在该图中，V_CE是双极场效应晶体管Q1的集电极·发射极间的电压、Ic是集电极电流、V_CS是控制信号电压、V_C11是计时电容C11的端电压。又，控制信号电压V_CS的时间轴上所示的T1是预热时间模式时的时间宽度、T2是起动模式时的时间宽度、T3是点灯模式时的时间宽度。

(灯寿命末期时的电路动作)

以下，对于灯寿命末期时的电路动进行说明。即，当放电灯DL1、DL2中任意一个为寿命末期时，产生半波放电，由灯寿命检测电路LED检测出该情况。然后，检测输出通过集成电路IC的端子Stop输入灯寿命判定电路LEJ。然后，灯寿命判定电路LEJ产生停止信号并进行保护动作。

(灯未安装时的电路动作)

以下，对于灯安装时的电路动作进行说明。即，当放电灯DL1、DL2中的任意一者或两者的一侧或两侧未装上时，灯安装检测电路LMD检测出该情况。然后，检测输出通过集成电路IC的端子Rset输入灯安装判定电路LMJ。然后，当灯安装判定电路LMJ判定未安装灯时，产生停止信号。当正规安装灯时，截止停止信号。

(其他的控制动作)

电路电流恒定化动作：在电流检测电路CD中检测电路电流，从集成电路IC的端子Is输出到电流判定电路CJ，当判定该变动时，控制振荡器OSC并校正变动。

电源电压校正动作：通过电源电压检测电路V_SD检测出低频交流电源电压并从集成电路IC的端子INP输入到电源电源判定电路V_SJ，当判定该变动时，通过放电电流控制电路DCC控制振荡器OSC并且进行校正变动。

灯未点亮检测电路LNO为控制电路CC的集成电路IC的主要构造之一，在构造上，检测出施加到端子Vcc、与放电灯DL1、DL2的灯电压成比例的电压，当判定放电灯DL1、DL2未点亮时，根据要求控制计时电路TC。

图5～图7是表示本发明的放电灯点灯装置第2实施形态，图5是电路图，图6是表示集成电路的主要部分的内部电路结构的电路图、图7是主要说明从独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的基极流入集电极的反向电流路径的电路图。在各图中，对于与图1～图3相同的部分，采用相同符号并省略说明。本实施形态中的不同点主要在于，电流反馈电路CFC、灯寿命末期检测电路LED以及灯未点亮检测电路LNO。又，SP是冲击保护电路。

首先，参照图7，对于本实施形态中不依赖于独石电压谐振型逆变器的双极场效应晶体管Q1的电流互感器CT的开启机构进行说明。即，在上述双极场效应晶体管Q1的开启过程中，利用谐振电路RC的电感L3的电感以及输出变压器OT的初级电感与高频旁通电容C1的谐振作用，当以箭头所示方向电流从双极场效应晶体管Q1的基极流向集电极时，在基极区域中存储少数载流子的电荷。此后，利用谐振电压产生反转，当向集电极施加正电压时，使得存储在基极的少数载流子放出并且电流从集电极流向基极，而也使得一般电流流向发射极，故电流从集电极流向发射极。

电流反馈电路CFC由电流互感器CT、相位匹配化电路PMC以及二极管D3构成。对于电流互感器CT，将其初级绕组w1串联地插入由与输出变压器OT的输出绕组wo连接的放电灯DL1、DL2以及去除电流用电容C6的串联电路所形成的点灯电路即放电灯DL1、DL2的电流路径中。又，在电流互感器CT的次级绕组w2与二极管D3之间插入相位匹配化电路PMC。相位匹配化电路PMC由与上述次级绕组w2串联连接的电容C14、与次级绕组w2以及电容C14的串联电路并联连接的图示极性的二极管D6构成。

在电流反馈电路CFC中，在电流互感器CT的次级绕组w2上产生感应电压并且进行电流反馈，同时利用相位匹配化电路PMC使得相位匹配，然后通过二极管D3施加于双极场效应晶体管Q1的基极电路。由此，由于在双极场效应晶体管Q1的基极流入电流反馈的基极电流，作为稳定动作该晶体管Q1开启。

根据来自控制电路CC的控制信号，使得通过电流检测手段CD而连接在双极场效应晶体管Q1的基极·发射极之间的基极电流截止手段Q2导通，由此短路其基极电流，通过这样进行开启双极场效应晶体管Q1。基极电流截止手段Q2由MOSFET构成。

灯寿命末期检测电路LED通过光耦合器PC将灯寿命末期检测信号反馈到控制电路CC。即，光耦合器PC的发光二极管LD利用由二极管D7、D8形成的全波整流电路对于去除直流用电容C6的两端电压进行整流，利用滤波电容C15进行滤波，然后，利用通过电压分压器VD分压后获得直流电压进行驱动。又，将光耦合器PC的光电晶体管PT连接在控制电路CC的灯寿命判定电路LEJ的端子Stop以及接地之间。

灯电压恒定化动作：由灯电压检测电路V_LD检测灯电压并且利用电阻分压之后，将其输入灯电压判定电路LNO，当判定其变动时，控制振荡器OSC并且校正其变动。

冲击保护电路SP主要由二极管D9以及电容C16的串联电路构成，并且与谐振电路RC并联连接。又，R19是放电电阻。

图8是表示本发明的放电灯点灯装置的第2实施形态中各部分的电压、电流波形的波形图。在该图中，从上开始I_C是双极场效应晶体管Q1的集电极电流、V_CE是集电极·发射极间的电压、I_B是基极电流、I_L3是流过谐振电路RC的电感L3的电流、I_C5是流过电容C5的电流、I_L是负载电流、I_C1是流过高频旁通电容C1的电流I_C1、V_PSC是部分滤波电压。

图9是主要表示本发明放电灯点灯装置的第3实施形态中的独石电压谐振型逆变器主电路的电路图，在该图中，对于与图5相同的部分采用相同的符号，并省略说明。本实施形态的不同之处在于，电流反馈电路CFC。

即，相位匹配电路PMC串联连接多个例如2个二极管D61、D62，将该串联电路与电流互感器CT绕组w2并联连接，由此构成电流反馈电路CFC。又，相位匹配电路PMC不需要图5所示的第2实施形态中与电流互感器CT2的次级绕组w2串联连接的电容C6。

图10是主要表示本发明的放电灯点灯装置的第4实施形态的独石电压谐振型逆变器主电路的电路图。在该图中，对于与图9相同的部分采用相同的符号并省略说明。本实施形态的不同点也在于电流反馈电路CFC。

即，将电流互感器CT1的初级绕组w1插入谐振电路RC中并与电感L3并联，同时相位匹配电路PMC串联多个例如3个二极管D61、D62、D63，将该串联电路与电流互感器CT次级绕组w2并联连接，由此构成电流反馈电路CFC。又，相位匹配电路PMC不需要图5所示的第2实施形态中与电流互感器CT2的次级绕组w2串联连接的电容C6。

图11以及图12表示本发明的放电灯点灯装置的第5实施形态，图11是电路图，图12是表示起动电流的时间变化的衰减特性曲线。在图中，对于与图5相同的部分采用相同的符号并省略说明。本实施形态的不同之处在于起动电路ST。

起动电路ST由低压源e、起动电流控制手段STC以及起动电阻R9构成。低压源e由形成在集成电路IC内部的基准电源构成，通常输出低电压。起动电流控制手段STC由以电容为主体的微分电路构成。起动电阻Rs限制起动电流。将起动电流控制手段STC以及起动电阻Rs串联连接在低压源e与双极场效应晶体管Q1的基极之间。

如此，接入商用交流电源并且起动控制电路CC的集成电路IC时，从低压源e输出基准电位，通过起动电流控制手段STC以及起动电阻Rs，起动电流流入双极场效应晶体管Q1的基极。起动电流控制手段STC由于如图12所示进行微分动作，故起动电流随时间衰减。

图15是表示本发明的放电灯点灯装置的第6实施形态的主要部分的电路图。在图中，对于与图11相同的部分采用相同的符号并且省略说明。本实施形态具备其他构造的起动电路ST。

即，起动电路ST由起动电流控制手段STC受到计时控制的开关构成。起动电流控制手段STC在独石电压谐振型逆变器起动后的规定时间导通，使得起动电流流入双极场效应晶体管Q1的基极，经过规定时间后截止。

图16是表示作为本发明照明装置的一实施形态的顶灯的概要性的剖视图。

在该图中，11是底盘，12是反射板，13A、13B是环形荧光灯，14是灯罩、15是高频点灯装置、16是悬顶适配器。

底盘11通过金属板加压而成形，在中央形成通孔，在边缘形成高起边缘11a(在图中，向下方)。

将白色合成树脂成形而形成反射板12并设置在底盘11的下面。

环形荧光灯13A与图1所示相同，即管径为16.5mm、环外径为373mm、环内径为340mm、灯的额定功率为34W/48W。

环形荧光灯13B的管径为16.5mm、环外径为225mm、环内径为192mm、灯的额定功率为20W/28W。

在构造上，通过未图示的单个的灯支架将环形荧光灯13A、13B可脱卸地安装在反射板的规定位置上，同时，连接到高频点灯装置15进行点灯动作。

灯罩14是将乳白的丙烯树脂灯形成薄的拱形，并且覆盖底盘1、反射板12以及环形荧光灯13A及13B灯，以开口边14a嵌入底盘11的高起边缘11a的内侧的状态而可脱卸地固定该灯罩。

高频点灯装置15为图1以及图2所示的构造，向环形荧光灯13A、13B提供电源并点亮灯，将高频点灯装置设置在形成于底盘11与反射板12之间的空间内。又，在图中看起来好象将高频点灯装置15分割成了2个，而实际上是一体构造。

对于悬顶适配器16是用于从天花板获得交流电源并将电能供给顶灯，并同时使得顶灯安装在天花板上。这样，具备未图示的悬顶盖机构16a、电性连接器以及悬顶钩。

悬挂盖机构16a通过与配置在天花板上的埋入型或露出形悬顶主体脱卸自由地挂接，而能够与悬顶主体电性以及机械性地连接。

电性连接器通过绝缘电线与悬挂盖机构连接，并且通过与设置在反射板12上的接电插头连接，而形成向顶灯供电的电路。

悬挂钩从悬顶适配器16的侧面伸缩自由地突出，与形成在反射板12中央的圆筒孔12a的侧面的开口的固定孔固定。

这样，通过下述步骤将顶灯安装到天花板。

步骤1：将悬顶适配器16悬挂安装到天花板的悬顶主体上。

步骤2：将底盘11以及反射板12的组合体提高并且将圆筒孔12a嵌入悬顶适配器16，然后，押向天花板。又，预先取下环形荧光灯13A、13B以及灯罩14。

如此，将悬顶适配器16的悬挂钩与圆筒孔12a的侧面相接，圆筒孔12a上升，最后当悬挂钩与固定孔重合时，利用设置在悬顶适配器16内部的螺钉而将悬挂钩下押并固定于固定孔。在该状态下，底盘11以及反射板12的组合体通过悬顶适配器16以及悬顶主体固定在天花板上。

步骤3：将电性连接器与反射板12的接电插头连接。

步骤4：通过灯支架将环形荧光灯13A、13B固定在反射板12的规定位置上，由此，以单触式(one touch)进行环形荧光灯13A、13B的安装与电性连接。

步骤5：最后将灯罩14的开口边缘14a与底盘11的高起边缘11a的内侧嵌合，然后旋转灯罩14，由此，当固定与配置在底盘11上的悬挂钩时，安装好灯罩14并且完成顶灯的安装。

根据本发明的第1方面能够提供一种放电点灯装置，它采用利用反馈控制控制导通的双极场效应晶体管并且在输入端连接直流电源，利用从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出向放电灯提供电能，具备控制电路，该控制电路包含在接入电源时开始动作并且至少确定预热模式、起动模式、点灯模式的动作时间计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式、点灯模式控制周期的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的截止的振荡器，由此，对于每个动作模式，能够提供与放电灯特性相应的最适宜时间，产生周期与动作模式对应的控制信号并控制双极场效应晶体管的截止，故即使使得控制电路的主要部分为集成电路，也能够良好地控制双极性场效应晶体管的开关。

根据本发明的第2方面能够提供一种放电灯点灯装置，它具备：直流电源；采用输入端与直流电压电源连接的反馈控制型的独石电压谐振型逆变器主电路；由该主电路的高频输出提供电能的放电灯；短路所述双极场效应晶体管的基极电流并且截止双极场效应晶体管的基极电流截止手段；控制电路，该控制电路包含通过接入电源开始动作而向双极场效应晶体管供给起动电流并且至少确定预热模式、起动模式以及点灯模式的动作时间的计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式以及点灯模式控制周期的控制信号并且在确定使得所述双极场效应晶体管截止的时刻的同时，使得基极电流截止手段的短路时间恒定且根据控制改变开启时间的振荡器；在放电灯的电流路径插入初级绕组并利用在次级绕组上感应产生的电压将基极电流反馈到所述双极场效应晶体管并且使得双极场效应晶体管开启的电流互感器，由此，利用从电流互感器的次级绕组提供的基极电流进行双极晶体管的每个循环的开启，故能够可靠、稳定地进行开启。

根据本发明的第3方面能够提供一种放电灯点灯装置，它具备：直流电源；输入端与直流电源连接的反馈型独石电压谐振型逆变器主电路；由该主电路的高频输出提供电能的放电灯；截止所述双极场效应晶体管的基极电流并且截止双极场效应晶体管的基极电流截止手段；控制电路，所述控制电路包含设定放电灯点灯中的动作频率的振荡器、根据振荡器的输出使得基极电流截止手段工作的截止指令手段以及使得电流流过所述双极场效应晶体管的基极电路的低压源；介于控制电路的低压源与所述双极场效应晶体管的基极电路之间并且使得仅在起动时的规定时间流过要求值的基极电流的起动电流控制手段，由此，不仅起动性不会下降，而且在无负载状态下进行振荡时，能够避免起动电流成为破坏双极场效应晶体管原因的这种情况。

根据本发明的第4方面能够提供一种放电灯点灯装置，它具备：直流电源：采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器主电路；利用该主电路的高频输出提供电能的放电灯；控制电路，所述控制电路包含计时手段以及由计时手段控制来产生控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的振荡器，由此，通过控制电路的计时手段与振荡器控制独石电压谐振型逆变器主电路中的双极场效应晶体管的截止，故能够可靠地进行截止控制，并且能够简化电路构造。

根据本发明的第5方面能够提供一种放电点灯装置，它具备：直流电源；采用由反馈控制控制导通的双极场效应晶体管的独石电压谐振型逆变器主电路；由该主电路的高频输出提供电能的放电灯；短路所述双极场效应晶体管的基极电流并且截止双极场效应晶体管的基极电流截止手段；包含振荡器的控制电路，所述振荡器通过接入电源开始动作而向双极场效应晶体管供给起动电流，产生由计时手段控制的控制信号，在确定使得所述双极场效应晶体管截止的时刻的同时，使得基极电流截止手段的短路时间恒定，根据控制改变开启时间；在放电灯的电流路径插入初级绕组并利用在次级绕组上感应产生的电压将基极电流反馈到所述双极场效应晶体管并且使得双极场效应晶体管开启的电流互感器，由此，根据控制模式能够按需要改变基极电流截止手段的开放，根据从电流互感器反馈回来的基极电流的时刻使得双极场效应晶体管开启。

根据本发明的第6方面能够提供一种放电灯点灯装置，它还具备灯寿命末期检测电路以及灯安装检测电路，控制电路包含灯寿命末期判定电路以及灯安装判定电路，由此，能够在要求时间采取保护动作，或者在接入电源时当判定安装灯时解除保护动作，由此，能够使得放电灯更安全化。

根据本发明第7方面能够提供一种放电灯点灯装置，它的控制电路使得从所述振荡器产生的控制信号的高电平的时间宽度恒定，根据控制改变低电平的时间宽度，控制控制信号的周期，由此，能够简化用于截止独石电源谐振型逆变器主电路中的双极场效应晶体管的电路的构造。

根据本发明第8方面能够提供一种放电灯点灯装置，它的控制电路在构造上由安装在外部的电路确定该振荡器产生的控制信号的周期，由此，对于多种放电灯能够通用集成电路。

根据本发明第9方面，能够提供一种具有第1～第8方面效果的照明装置。

Claims (9)

1.一种放电灯点灯装置，其特征在于，具备：

直流电源；

采用利用反馈控制控制导通的双极场效应晶体管构成，输入端与直流电源连接，且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；

由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；以及

控制电路，所述控制电路包含在接入电源时开始动作并且至少决定预热模式、起动模式以及点灯模式的工作时间的计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式以及点灯模式控制周期的控制信号并且控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管的截止的振荡器。

2.一种放电灯点灯装置，其特征在于，具备：

直流电源；

采用利用反馈控制控制导通的双极场效应晶体管构成，输入端与直流电源连接，且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；

由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；

使所述双极场效应晶体管的基极电流短路，以使双极场效应晶体管截断的基极电流截止手段；

控制电路，所述控制电路包含通过接入电源开始动作而向双极场效应晶体管供给起动电流，至少决定预热模式、起动模式以及点灯模式的工作时间的计时手段以及产生至少根据预热模式、起动模式以及点灯模式控制周期的控制信号，并且在决定使所述双极场效应晶体管截止的时刻的同时，使得基极电流截止手段的短路时间为一定值，且根据控制改变开启时间的振荡器；以及

在放电灯的电流路径插入初级绕组并且利用在次级绕组上感应产生的电压将基极电流反馈到所述双极场效应晶体管而使双极场效应晶体管导通的电流互感器。

3.一种放电灯点灯装置，其特征在于，具备：

直流电源；

采用利用反馈控制控制导通的双极场效应晶体管构成，输入端与直流电源连接，且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；

由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；

使所述双极场效应晶体管的基极电流截止，以使双极场效应晶体管截断的基极电流截止手段；

控制电路，所述控制电路包含设定放电灯点时的工作频率的振荡器、根据振荡器的输出使基极电流截止手段工作的截止指令手段以及使电流流入所述双极场效应晶体管的基极电路的低压源；

介于控制电路的低压电源与所述双极场效应晶体管的基极电路之间并且仅在起动时的规定时间使要求值的基极电流流过的起动电流控制手段。

4.一种放电灯点灯装置，其特征在于，具备：

直流电源；

采用利用反馈控制控制导通的双极场效应晶体管构成，并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；

由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；

控制电路，所述控制电路包含计时手段以及由计时手段控制来产生控制信号以控制独石电压谐振型逆变器主电路的双极场效应晶体管截止的振荡器。

5.一种放电灯点灯装置，其特征在于，具备：

直流电源；

采用利用反馈控制控制导通的双极场效应晶体管而构成，并且输入端与直流电源连接且从输出端输出高频的独石电压谐振型逆变器主电路；

由独石电压谐振型逆变器主电路的高频输出提供电能的放电灯；

使所述双极场效应晶体管的基极电流短路，以使双极场效应晶体管截断的基极电流截止手段；

包含振荡器的控制电路，所述振荡器通过接入电源开始动作，向双极场效应晶体管供给起动电流，产生由计时手段控制的控制信号，在决定使得所述双极场效应晶体管截止的时刻的同时，使得基极电流截止手段的短路时间为一定值，根据控制改变开启时间；以及

在放电灯的电流路径上插入初级绕组并利用在次级绕组上感应产生的电压将基极电流反馈到所述双极场效应晶体管而使双极场效应晶体管导通的电流互感器。

6.如权利要求1～5任意一项所述的放电灯点灯装置，其特征在于，

具备检测放电灯的寿命末期的灯寿命末期检测电路；以及检测放电灯安装情况的灯安装检测电路，

控制电路在构造上包含根据灯寿命末期检测电路的输出判定灯寿命末期的灯寿命末期判定电路以及按照灯安装检测电路的输出判定是否安装灯的灯安装判定电路，并且在判定为灯寿命末期时采取保护动作，在判定安装灯时解除保护动作。

7.如权利要求1～5任意一项所述的放电灯点灯装置，其特征在于，

控制电路使得从所述振荡器产生的控制信号的高电平的时间宽度为一定值，根据控制改变低电平的时间宽度，以此对控制信号的周期进行控制。

8.如权利要求1～5任意一项所述的放电灯点灯装置，其特征在于，

所述控制电路具有利用安装在外部的电路零件决定所述振荡器产生的控制信号的周期的结构。

9.一种照明装置，其特征在于，具备：

照明装置主体；以及

支持于照明装置主体的权利要求1～5所述的任意一种放电灯点灯装置。

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