JP2000100586A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】チョッパー装置とインバータ装置とでスイッチ
ング素子を兼用した矩形波点灯装置において、平滑用コ
ンデンサの異常昇圧を抑制し、且つ放電灯を確実に始動
できるようにする。 【解決手段】交流電源を整流する第１のスイッチング手
段と、第１のスイッチング手段の出力を、交流電源の極
性に同期して極性が反転する矩形波出力に変換する第２
のスイッチング手段と、矩形波電力を供給される負荷回
路とからなり、第１のスイッチング手段と第２のスイッ
チング手段とで少なくとも２個のスイッチング素子を共
用したインバータ装置を用いた放電灯点灯装置におい
て、負荷回路の無負荷時にＬＣ直列回路の共振作用を利
用して放電灯始動用の高電圧の発生を行うときに、交流
電源の極性に同期して交互にオン・オフさせるスイッチ
ング素子Ｑ５，Ｑ６を平滑用コンデンサＣ１の両端と交
流電源Ｖｓの一端の間にそれぞれ備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＨＩＤランプ等の始
動時に高圧パルスを印加する必要のある高圧放電灯を点
灯するための放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】（従来例１）図７は従来例１（特開平２
−２８２８０９号公報参照）の回路図である。以下、そ
の回路構成について説明する。トランジスタＱ１，Ｑ２
はバイポーラ型のトランジスタよりなる。トランジスタ
Ｑ１のエミッタは、トランジスタＱ２のコレクタに接続
されている。トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ及びエ
ミッタには、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード及びアノ
ードが夫々接続されている。トランジスタＱ１のコレク
タにはダイオードＤ５のカソードが接続され、ダイオー
ドＤ５のアノードはダイオードＤ６のカソードに接続さ
れ、ダイオードＤ６のアノードはトランジスタＱ２のエ
ミッタに接続されている。トランジスタＱ１のコレクタ
には、コンデンサＣ３の一端が接続され、コンデンサＣ
３の他端はコンデンサＣ４の一端に接続され、コンデン
サＣ４の他端はトランジスタＱ２のエミッタに接続され
ている。トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とコンデンサ
Ｃ３，Ｃ４の接続点の間には、負荷回路Ｒが接続されて
いる。負荷回路Ｒとしては、例えば、図１１に示す放電
灯点灯回路などが接続される。トランジスタＱ１，Ｑ２
の接続点は交流電源Ｖｓの一端に接続されている。交流
電源Ｖｓの他端は、インダクタＬｆ，Ｌ１を介して、ダ
イオードＤ５，Ｄ６の接続点に接続されている。インダ
クタＬｆ，Ｌ１の接続点と交流電源Ｖｓの一端との間に
は、コンデンサＣｆが接続されている。インダクタＬｆ
とコンデンサＣｆはＡＣフィルタを構成している。

【０００３】図８は本従来例の動作波形図である。同図
に示すように、交流電源Ｖｓが正の半サイクルのときに
は、トランジスタＱ１が高周波的にオン・オフ駆動さ
れ、トランジスタＱ２はオフ状態とされる。また、交流
電源Ｖｓか負の半サイクルのときには、トランジスタＱ
２が高周波的にオン・オフ駆動され、トランジスタＱ１
はオフ状態とされる。以下、本回路の動作について詳述
する。

【０００４】まず、交流電源Ｖｓが正の半サイクルのと
きに、トランジスタＱ１がオンすると、インダクタＬ
１、ダイオードＤ５、トランジスタＱ１を通る経路で交
流電源ＶｓからインダクタＬ１に電流が流れ、その電流
値は入力交流電圧Ｖｉｎの瞬時値に比例した傾きで増加
していく。このとき、コンデンサＣ３からトランジスタ
Ｑ１を介して負荷回路Ｒに電流が流れる。次に、トラン
ジスタＱ１がオフすると、インダクタＬ１、ダイオード
Ｄ５、コンデンサＣ３、負荷回路Ｒ、交流電源Ｖｓを通
る経路、並びに、インダクタＬ１、ダイオードＤ５、コ
ンデンサＣ３，Ｃ４、ダイオードＤ２、交流電源Ｖｓを
通る経路で、インダクタＬ１のエネルギーが放出され、
コンデンサＣ３及びＣ４が充電される。このように、交
流電源Ｖｓが正の半サイクルでは、トランジスタＱ１が
チョッパー用のスイッチング素子と負荷電流供給用のス
イッチング素子を兼ねるものであり、トランジスタＱ２
は休止している。

【０００５】次に、交流電源Ｖｓが負の半サイクルのと
きに、トランジスタＱ２がオンすると、交流電源Ｖｓ、
トランジスタＱ２、ダイオードＤ６、インダクタＬ１、
インダクタＬｆを通る経路で電流が流れ、その電流値は
入力交流電圧Ｖｉｎの瞬時値に比例した傾きで増加して
行く。このとき、コンデンサＣ４から負荷回路Ｒ、トラ
ンジスタＱ２を通る経路で負荷回路Ｒに電流が流れる。
次に、トランジスタＱ２がオフすると、交流電源Ｖｓ、
負荷回路Ｒ、コンデンサＣ４、ダイオードＤ６、インダ
クタＬ１を通る経路、並びに、交流電源Ｖｓ、ダイオー
ドＤ１、コンデンサＣ３，Ｃ４、ダイオードＤ６、イン
ダクタＬ１を通る経路で、インダクタＬ１のエネルギー
が放出され、コンデンサＣ３及びＣ４を充電する。この
ように、交流電源Ｖｓが負の半サイクルでは、トランジ
スタＱ２がチョッパー用のスイッチング素子と負荷電流
供給用のスイッチング素子の働きを兼ねるものであり、
トランジスタＱ１は休止している。

【０００６】したがって、本回路にあっては、負荷電流
供給用のスイッチング素子がチョッパー用のスイッチン
グ素子を兼ね、且つ少ない素子数で構成されており、電
力損失が少なく、回路構成も簡単になるという利点があ
る。また、本回路にあっては、交流電源Ｖｓの半サイク
ル毎に各トランジスタＱ１，Ｑ２が交互にチョッパー用
及び負荷電流供給用のスイッチング素子として働くの
で、スイッチング素子１個当たりのストレスが軽減され
るという利点があり、またスイッチング素子（トランジ
スタＱ１，Ｑ２）の電力損失のバランスが取れているの
で、例えば放熱構造は同じで良い。さらに、スイッチン
グ素子（トランジスタＱ１，Ｑ２）はチョッパー用及び
負荷電流供給用のスイッチング素子として動作している
から、別個にチョッパー駆動回路を設ける必要がなく、
また駆動回路の構成も簡単化される。なお、交流電源Ｖ
ｓとインダクタＬ１の間に、インダクタＬｆとコンデン
サＣｆよりなるＡＣフィルタを挿入して入力電流Ｉｉｎ
を連続的にすることにより、入力電流歪率を低減するこ
とができ、また、入力電流Ｉｉｎを入力電圧Ｖｉｎと同
相の正弦波にできるので、入力力率はほぼ１となること
は言うまでもない。なお、本回路において、トランジス
タＱ１，Ｑ２としてＭＯＳＦＥＴを使用すれば、ダイオ
ードＤ１，Ｄ２はＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードで代用
できるので、使用素子数が減り、回路構成を更に簡単化
できるものである。

【０００７】（従来例２）図９は従来例２の回路図であ
る。本従来例は、負荷回路Ｒとして図１１に示す構成の
放電灯点灯回路を用いたこと以外は、図７の従来例と同
様である。本従来例にあっては、負荷回路Ｒにインダク
タＬ２が含まれているので、トランジスタＱ１，Ｑ２が
オフしたときにも負荷回路Ｒには電流が流れる。すなわ
ち、トランジスタＱ１がオフしたときには、インダクタ
Ｌ２から、コンデンサＣ２と放電灯Ｌａの並列回路、コ
ンデンサＣ４、ダイオードＤ２を介してインダクタＬ２
に戻る経路で電流が流れ、トランジスタＱ２がオフした
ときには、インダクタＬ２から、ダイオードＤ１、コン
デンサＣ３、コンデンサＣ２と放電灯Ｌａの並列回路を
介してインダクタＬ２に戻る経路で電流が流れる。その
他の動作については、図７の従来例と同様である。

【０００８】トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング周
波数は、例えば数十ＫＨｚ程度であり、負荷回路Ｒに供
給される高周波成分は、大部分が放電灯Ｌａに並列接続
された平滑用のコンデンサＣ２にバイパスされる。した
がって、放電灯Ｌａには直流成分のみが流れるものであ
り、ランプ電流ＩＬａは図１０に示すように、高周波成
分の少ない矩形波電流となる。また、その極性は商用交
流電圧Ｖｓに同期して反転するので、放電灯Ｌａとして
高圧放電灯を使用しても、音響的共鳴現象に起因するア
ークの不安定を生じることはなく、光出力のちらつきや
立ち消えを防止することができるものである。

【０００９】（従来例３）図１２は従来例３の回路図で
ある。本従来例にあっては、図７に示すハーフブリッジ
回路において、コンデンサＣ３，Ｃ４をトランジスタＱ
３，Ｑ４で置き換えて、フルブリッジ回路としたもので
ある。各トランジスタＱ３，Ｑ４には、それぞれダイオ
ードＤ３，Ｄ４が逆並列接続されている。トランジスタ
Ｑ３，Ｑ４の直列回路には、平滑用のコンデンサＣ１が
並列接続されている。なお、負荷回路Ｒとしてはインダ
クタと抵抗を含む誘導性負荷を用いている。その他の回
路構成は図７に示す従来例１と同様である。

【００１０】図１３は従来例３の動作波形図である。同
図に示すように、トランジスタＱ１がオン・オフ動作を
行う期間Ｔ１では、トランジスタＱ２，Ｑ３がオフとな
り、トランジスタＱ４はオンとなる。また、トランジス
タＱ２がオン・オフ動作を行う期間Ｔ２では、トランジ
スタＱ１，Ｑ４はオフとなり、トランジスタＱ３はオン
となる。

【００１１】以下、本回路の動作について説明する。ま
ず、期間Ｔ１において、トランジスタＱ１がオンする
と、インダクタＬ１、ダイオードＤ５、トランジスタＱ
１を介して交流電源Ｖｓから電流が流れ、インダクタＬ
１にエネルギーが蓄積される。このとき、コンデンサＣ
１からトランジスタＱ１、負荷回路Ｒ、トランジスタＱ
４を介して負荷回路Ｒに電流が供給される。これにより
負荷回路Ｒのインダクタにはエネルギーが蓄積される。
次に、トランジスタＱ１がオフされると、インダクタＬ
１の蓄積エネルギーにより、インダクタＬ１からダイオ
ードＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ２、交流電源
Ｖｓを介してインダクタＬ１に戻る経路で電流が流れ
る。このとき、負荷回路Ｒのインダクタの蓄積エネルギ
ーにより、負荷回路ＲからトランジスタＱ４、ダイオー
ドＤ２を介して負荷回路Ｒに戻る経路で電流が流れる。
これにより、期間Ｔ１では負荷回路Ｒに正極性の直流電
圧が印加されることになる。

【００１２】次に、期間Ｔ２において、トランジスタＱ
２がオンすると、トランジスタＱ２、ダイオードＤ６、
インダクタＬ１を介して交流電源Ｖｓから電流が流れ、
インダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。このとき、
コンデンサＣ１からトランジスタＱ３、負荷回路Ｒ、ト
ランジスタＱ２を介して負荷回路Ｒに電流が供給され
る。これにより負荷回路Ｒのインダクタにはエネルギー
が蓄積される。次に、トランジスタＱ２がオフされる
と、インダクタＬ１の蓄積エネルギーにより、インダク
タＬ１から交流電源Ｖｓ、ダイオードＤ１、コンデンサ
Ｃ１、ダイオードＤ６を介してインダクタＬ１に戻る経
路で電流が流れる。このとき、負荷回路Ｒのインダクタ
の蓄積エネルギーにより、負荷回路ＲからダイオードＤ
１、トランジスタＱ３を介して負荷回路Ｒに戻る経路で
電流が流れる。これにより、期間Ｔ２では負荷回路Ｒに
負極性の直流電圧が印加されることになる。

【００１３】本従来例においては、負荷回路Ｒにコンデ
ンサＣ１の充電電圧が印加されるので、従来例１，２に
比べると、約２倍の直流電圧を負荷回路Ｒに印加するこ
とができ、負荷回路Ｒに高い電圧を必要とする場合に特
に有効である。

【００１４】なお、図１３の動作波形図では、トランジ
スタＱ３，Ｑ４は高周波的にスイッチングされず、交流
電源Ｖｓの入力電圧Ｖｉｎに同期して交互にオン・オフ
されているが、トランジスタＱ４，Ｑ３がそれぞれトラ
ンジスタＱ１，Ｑ２と同じオン・オフ動作を行うように
しても構わない。この場合、トランジスタＱ１，Ｑ４が
オフしたとき、負荷回路Ｒのインダクタの蓄積エネルギ
ーによる電流は、ダイオードＤ２，Ｄ３を介してコンデ
ンサＣ１に流れることになり、トランジスタＱ２，Ｑ３
がオフしたときに、負荷回路Ｒのインダクタの蓄積エネ
ルギーによる電流は、ダイオードＤ１，Ｄ４を介してコ
ンデンサＣ１に流れることになる。

【００１５】また、トランジスタＱ１，Ｑ２は期間Ｔ
１，Ｔ２において共に交互にオン・オフし、トランジス
タＱ３，Ｑ４のみが図１３に示すように、交流電源Ｖｓ
の入力電圧Ｖｉｎに同期して交互にオン・オフするよう
に構成しても良い。

【００１６】（従来例４）図１４は、負荷回路として高
圧放電灯を使用した場合の回路図である。負荷として高
圧放電灯を使用した場合、放電灯に高圧パルスを印加し
始動させる動作期間が必要となる。図１５は、図１４の
従来例回路において、ＬＣ直列回路の共振作用を利用し
て、高圧パルスを発生させたときの動作波形である。以
下、放電灯に高圧パルスを印加する動作について説明す
る。

【００１７】まず、交流電源Ｖｓが正の半サイクルのと
きに、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４が共にＯＮすると、
インダクタＬ１、ダイオードＤ５、スイッチング素子Ｑ
１を通る経路で交流電源ＶｓからインダクタＬ１に電流
が流れ、その電流値は入力交流電圧の瞬時値に比例した
傾きで増加していく。この期間において、交流電源Ｖｓ
よりインダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。同時
に、スイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ２、コンデン
サＣ２、スイッチング素子Ｑ４を通る経路でコンデンサ
Ｃ１からＬＣ直列回路に電流が流れる。次に、スイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ４がＯＦＦし、スイッチング素子Ｑ
２、Ｑ３が共にＯＮすると、インダクタＬ１、ダイオー
ドＤ５、コンデンサＣ１、ダイオードＤ２、交流電源Ｖ
ｓを通る経路で電流が流れ、インダクタＬ１の蓄積エネ
ルギーがコンデンサＣ１に充電される。同時に、スイッ
チング素子Ｑ３、コンデンサＣ２、インダクタＬ２、ス
イッチング素子Ｑ２を通る経路でコンデンサＣ１からＬ
Ｃ直列回路に電流が流れる。

【００１８】また、交流電源Ｖｓが負の半サイクルのと
きに、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３が共にＯＮすると、
スイッチング素子Ｑ２、ダイオードＤ６、インダクタＬ
１を通る経路で交流電源ＶｓからインダクタＬ１に電流
が流れ、その電流値は入力交流電圧の瞬時値に比例した
傾きで増加していく。この期間において、交流電源Ｖｓ
よりインダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。同時
に、スイッチング素子Ｑ３、コンデンサＣ２、インダク
タＬ２、スイッチング素子Ｑ２を通る経路でコンデンサ
Ｃ１からＬＣ直列回路に電流が流れる。次に、スイッチ
ング素子Ｑ２、Ｑ３がＯＦＦし、スイッチング素子Ｑ
１、Ｑ４が共にＯＮすると、交流電源Ｖｓ、ダイオード
Ｄ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ６を通る経路で電
流が流れ、インダクタＬ１の蓄積エネルギーがコンデン
サＣ１に充電される。同時に、スイッチング素子Ｑ１、
インダクタＬ２、コンデンサＣ２、スイッチング素子Ｑ
４を通る経路でコンデンサＣ１からＬＣ直列回路に電流
が流れる。

【００１９】以下、同じ過程を繰り返し、インダクタＬ
２とコンデンサＣ２よりなるＬＣ直列回路には高周波電
流が流れる。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びスイッチ
ング素子Ｑ２、Ｑ３をＬＣ直列回路の共振周波数の近く
でスイッチングさせることで、コンデンサＣ２の両端電
圧は共振作用により増大し、高圧パルスを発生する。放
電灯はＬＣ直列回路の共振作用による高圧パルスにより
始動する。

【００２０】しかし、この従来例では高圧パルスを発生
している期間、交流電源ＶｓよりインダクタＬ１に蓄積
されるエネルギーが、コンデンサＣ１に常に充電される
ことになる。よって、コンデンサＣ１の電圧Ｖｃ１は図
１５に示すように異常昇圧を引き起こし、最終的にはコ
ンデンサＣ１が破損する恐れがある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、交流電
源を整流する第１のスイッチング手段と、第１のスイッ
チング手段の出力を、交流電源の極性に同期して極性が
反転する矩形波出力に変換する第２のスイッチング手段
と、矩形波電力を供給される負荷回路とからなり、第１
のスイッチング手段と第２のスイッチング手段とで少な
くとも２個のスイッチング素子を共用したインバータ装
置において、ＬＣ直列回路の共振作用を利用して放電灯
を始動させるための高電圧の発生を行うと、平滑用コン
デンサが異常昇圧を引き起こす問題があった。

【００２２】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、平滑用コンデンサ
の異常昇圧を抑制し、且つ放電灯を確実に始動できる放
電灯点灯装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、逆方向通
電要素Ｄ１，Ｄ２を備える第１及び第２のスイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２を順方向が一致するように直列接続した
回路と、逆方向通電要素Ｄ３，Ｄ４を備える第３及び第
４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を順方向が一致するよ
うに直列接続した回路と、第５及び第６のスイッチング
素子Ｑ５，Ｑ６を直列接続した回路とを、各回路の順方
向が第１のコンデンサＣ１の放電方向と一致するように
第１のコンデンサＣ１と並列に接続し、２つの整流素子
Ｄ５，Ｄ６を順方向が一致するように直列接続した回路
を各整流素子Ｄ５，Ｄ６の順方向が第１のコンデンサＣ
１の充電方向と一致するように第１のコンデンサＣ１と
並列に接続し、前記２つの整流素子Ｄ５，Ｄ６の接続点
と第５及び第６のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点
との間に、第１のインダクタＬ１を接続し、第５及び第
６のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点と第１及び第
２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点との間に、交
流電源Ｖｓを接続し、第１及び第２のスイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２の接続点と第３及び第４のスイッチング素子
Ｑ３，Ｑ４の接続点との間に、放電灯Ｌａと第２のコン
デンサＣ２が並列接続された負荷回路と第２のインダク
タＬ２とを直列接続した回路を接続した電力変換回路に
おいて、前記負荷回路の無負荷時に、第１及び第２のス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２を共にＯＦＦさせて、第５及
び第６のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を前記交流電源Ｖ
ｓの極性に同期して交互にオン・オフさせる制御手段を
備えるものである。

【００２４】本発明によれば、交流電源Ｖｓと第１のコ
ンデンサＣ１の間の経路には、第２のコンデンサＣ２が
接続されており、負荷回路の無負荷時は、第２のコンデ
ンサＣ２が、交流電源Ｖｓから第１のコンデンサＣ１に
エネルギーが流入するのを制限するため、第１のコンデ
ンサＣ１の異常昇圧を抑制できる。また、平滑コンデン
サＣ１を直流電源と見なすと、第３及び第４のスイッチ
ング素子Ｑ３，Ｑ４、第２のインダクタＬ２、第２のコ
ンデンサＣ２、交流電源Ｖｓからなる略ハーフブリッジ
のインバータが構成される。交流電源Ｖｓは一般的なハ
ーフブリッジインバータのカップリングコンデンサに代
わるものとできる。そのため、第２のインダクタＬ２及
び第２のコンデンサＣ２で構成されるＬＣ直列回路の共
振作用を利用して、高圧パルスを発生することができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の実施
例１の回路図である。負荷回路の無負荷時において、ス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２は共にＯＦＦさせておく。ま
ず、交流電源Ｖｓが正の半サイクルのとき、スイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２は共にＯＦＦであり、スイッチング素
子Ｑ５がＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ６がＯＮで、スイ
ッチング素子Ｑ３，Ｑ４は交互にＯＮ・ＯＦＦ動作を行
う。この動作期間において、図２に示すような、コンデ
ンサＣ１、スイッチング素子Ｑ３、スイッチング素子Ｑ
４、インダクタＬ２、コンデンサＣ２、交流電源Ｖｓ、
スイッチング素子Ｑ６から成る略ハーフブリッジのイン
バータが構成され、放電灯Ｌａには高周波電圧が印加さ
れる。次に、交流電源Ｖｓが負の半サイクルのとき、上
記動作期間と同様に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は共
にＯＦＦであって、スイッチング素子Ｑ５がＯＮ、スイ
ッチング素子Ｑ６がＯＦＦで、スイッチング素子Ｑ３，
Ｑ４は交互にＯＮ・ＯＦＦ動作を行う。この動作期間に
おいても、図３に示すような、コンデンサＣ１、スイッ
チング素子Ｑ３、スイッチング素子Ｑ４、インダクタＬ
２、コンデンサＣ２、交流電源Ｖｓ、スイッチング素子
Ｑ５から成る略ハーフブリッジインバータが構成され、
放電灯Ｌａには高周波電圧が印加される。

【００２６】図４は本実施例の動作波形図である。図
中、Ｖｉｎは交流電源Ｖｓの瞬時電圧値、ＶＬＣはＬＣ
直列回路の電圧、Ｖｃ２はコンデンサＣ２の電圧であ
る。以下、本実施例の回路動作について詳しく説明す
る。まず、交流電源Ｖｓが正の半サイクルのとき、スイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２は共にＯＦＦ、スイッチング素
子Ｑ５がＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ６がＯＮ、スイッ
チング素子Ｑ３がＯＮ、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ
のときには、スイッチング素子Ｑ３、インダクタＬ２、
コンデンサＣ２、交流電源Ｖｓ、スイッチング素子Ｑ６
を通る経路で、コンデンサＣ１からＬＣ直列回路に電流
が流れる。次に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は共にＯ
ＦＦ、スイッチング素子Ｑ５がＯＦＦ、スイッチング素
子Ｑ６がＯＮ、スイッチング素子Ｑ３がＯＦＦ、スイッ
チング素子Ｑ４がＯＮのときには、コンデンサＣ２、イ
ンダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ４、スイッチング素
子Ｑ６を通る経路でＬＣ直列回路に電流が流れる。

【００２７】また、交流電源Ｖｓが負の半サイクルのと
き、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は共にＯＦＦ、スイッ
チング素子Ｑ５がＯＮ、スイッチング素子Ｑ６がＯＦ
Ｆ、スイッチング素子Ｑ３がＯＦＦ、スイッチング素子
Ｑ４がＯＮのときには、交流電源Ｖｓ、コンデンサＣ
２、インダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ４を通る経路
でコンデンサＣ１からＬＣ直列回路に電流が流れる。次
に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は共にＯＦＦ、スイッ
チング素子Ｑ５がＯＮ、スイッチング素子Ｑ６がＯＦ
Ｆ、スイッチング素子Ｑ３がＯＮ、スイッチング素子Ｑ
４がＯＦＦのときには、交流電源Ｖｓ、インダクタＬ
２、コンデンサＣ２を通る経路でＬＣ直列回路に電流が
流れる。

【００２８】以下、同じ過程を繰り返し、インダクタＬ
２とコンデンサＣ２よりなるＬＣ直列回路には高周波電
流が流れる。この高周波電流の周波数は、スイッチング
素子Ｑ３，Ｑ４のスイッチング周波数により決まる。従
って、スイッチング周波数をＬＣ直列回路の共振周波数
に近い値に設定すれば、コンデンサＣ２の両端には共振
作用により高圧パルスが発生し、放電灯に印加される。
また、この共振作用は、ＬＣ直列回路において、コンデ
ンサＣ１からのエネルギー変化量と、交流電源Ｖｓから
のエネルギー変化量の均衡が取れたときが最も効果が上
がる。よって、交流電源Ｖｓの瞬時値に応じて、スイッ
チング素子Ｑ３，Ｑ４のスイッチングのデューティ比を
変化させることで、ＬＣ直列回路の共振作用の効果を最
も上げることができる。

【００２９】上記動作期間において、スイッチング素子
Ｑ４がＯＮのとき、コンデンサＣ１、交流電源Ｖｓ、コ
ンデンサＣ２、インダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ４
からなる直列回路が構成される。この経路には、コンデ
ンサＣ２が接続されており、コンデンサＣ２の容量は、
平滑用としてのコンデンサＣ１の容量に比べて十分小さ
く、負荷回路の無負荷時は、コンデンサＣ２が、交流電
源ＶｓからコンデンサＣ１にエネルギーが流入するのを
制限するため、コンデンサＣ１を異常昇圧を抑制するこ
とができる。

【００３０】（実施例２）図５は本発明の実施例２の動
作波形図である。本実施例では、交流電源Ｖｓからの入
力電圧Ｖｉｎの瞬時値が、コンデンサＣ１の両端電圧Ｖ
ｃ１の略１／２の電圧となる期間にのみ、ＬＣ直列回路
の共振作用を利用して高圧パルスを発生させる制御を行
う。高圧パルス発生のときの回路動作は、実施例１と同
様である。本実施例において、交流電源Ｖｓからの入力
電圧Ｖｉｎの瞬時値がコンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１
の略１／２となる期間は、インダクタＬ２とコンデンサ
Ｃ２からなるＬＣ直列回路において、コンデンサＣ１か
らのエネルギー変化量と交流電源Ｖｓからのエネルギー
変化量が等しくなる。従って、図６に示すようにスイッ
チング素子Ｑ３、Ｑ４のスイッチングデューティを５０
％に固定できるので、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の制
御が簡単になる。

【００３１】

【発明の効果】本発明にあっては、交流電源を整流する
第１のスイッチング手段と、第１のスイッチング手段の
出力を、交流電源の極性に同期して極性が反転する矩形
波出力に変換する第２のスイッチング手段と、矩形波電
力を供給される負荷回路とからなり、第１のスイッチン
グ手段と第２のスイッチング手段とで少なくとも２個の
スイッチング素子を共用したインバータ装置において、
スイッチング素子を２個用いた直列回路を前記インバー
タ装置の第２のスイッチング手段と並列に接続し、交流
電源の極性に同期して交互にオン・オフさせたことによ
り、放電灯の始動に必要な高圧パルスを発生させると同
時に平滑用コンデンサの異常昇圧を抑制する効果があ
る。また、高圧パルスの発生を、交流電源の瞬時値が平
滑用コンデンサの両端電圧の略１／２の期間にのみ行う
ことにより、放電灯点灯装置の制御が簡単になる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の回路図である。

【図２】本発明の実施例１の商用電源正極性時の回路図
である。

【図３】本発明の実施例１の商用電源負極性時の回路図
である。

【図４】本発明の実施例１の商用電源１周期の動作説明
図である。

【図５】本発明の実施例２の商用電源１周期の動作説明
図である。

【図６】本発明の実施例２のスイッチング波形を示す動
作波形図である。

【図７】従来例１の回路図である。

【図８】従来例１の動作波形図である。

【図９】従来例２の回路図である。

【図１０】従来例２の動作波形図である。

【図１１】従来例２の負荷回路の回路図である。

【図１２】従来例３の回路図である。

【図１３】従来例３の動作波形図である。

【図１４】従来例４の回路図である。

【図１５】従来例４の動作波形図である。

【符号の説明】

Ｑ１〜Ｑ６ スイッチング素子 Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード Ｌ１，Ｌ２ インダクタ Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｌａ 放電灯 Ｖｓ 交流電源

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 逆方向通電要素を備える第１及び第２
   のスイッチング素子を順方向が一致するように直列接続
   した回路と、逆方向通電要素を備える第３及び第４のス
   イッチング素子を順方向が一致するように直列接続した
   回路と、第５及び第６のスイッチング素子を直列接続し
   た回路とを、各回路の順方向が第１のコンデンサの放電
   方向と一致するように第１のコンデンサと並列に接続
   し、２つの整流素子を順方向が一致するように直列接続
   した回路を各整流素子の順方向が第１のコンデンサの充
   電方向と一致するように第１のコンデンサと並列に接続
   し、前記２つの整流素子の接続点と第５及び第６のスイ
   ッチング素子の接続点との間に、第１のインダクタを接
   続し、第５及び第６のスイッチング素子の接続点と第１
   及び第２のスイッチング素子の接続点との間に、交流電
   源を接続し、第１及び第２のスイッチング素子の接続点
   と第３及び第４のスイッチング素子の接続点との間に、
   放電灯と第２のコンデンサが並列接続された負荷回路と
   第２のインダクタとを直列接続した回路を接続した電力
   変換回路において、前記負荷回路の無負荷時に第５及び
   第６のスイッチング素子を前記交流電源の極性に同期し
   て交互にオン・オフさせる制御手段を備えることを特徴
   とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記負荷回路の無負荷時に、第１及び
   第２のスイッチング素子を共にＯＦＦさせて、第５及び
   第６のスイッチング素子は交流電源の極性に同期して交
   互にＯＮ・ＯＦＦさせる制御手段を備えることを特徴と
   する請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記負荷回路の無負荷時に、第２のイ
   ンダクタと第２のコンデンサの共振作用を利用して負荷
   回路に高電圧を印加することを特徴とする請求項１記載
   の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 前記負荷回路に高電圧を印加する動作
   期間において、第３及び第４のスイッチング素子のスイ
   ッチング周波数を第２のインダクタと第２のコンデンサ
   からなるＬＣ直列回路の共振周波数の近傍に設定したこ
   とを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記負荷回路に高電圧を印加する動作
   期間において、第３及び第４のスイッチング素子のスイ
   ッチングデューティを交流電源の瞬時値に応じて変化さ
   せる制御手段を備えることを特徴とする請求項３記載の
   放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記負荷回路に高電圧を印加する動作
   は、交流電源の瞬時値が第１のコンデンサの両端電圧の
   略１／２の電圧となる期間にのみ行う制御手段を備える
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の放
   電灯点灯装置。