JP2000123984A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JP2000123984A
JP2000123984A JP29421798A JP29421798A JP2000123984A JP 2000123984 A JP2000123984 A JP 2000123984A JP 29421798 A JP29421798 A JP 29421798A JP 29421798 A JP29421798 A JP 29421798A JP 2000123984 A JP2000123984 A JP 2000123984A
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power supply
capacitor
inductor
voltage
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JP29421798A
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Kazuo Yoshida
和雄 吉田
Masahito Onishi
雅人 大西
Takashi Kanda
隆司 神田
Masahiro Naruo
誠浩 鳴尾
Kazutaka Hori
和宇 堀
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯に環形蛍光灯を使用しても、昇圧トラ
ンスを使用することなく、放電灯の短寿命に起因するフ
ィラメントに流れる電流増大を防止し、小型化およびコ
スト低減を可能にする。 【解決手段】 直流電源1Aと、これと並列接続される
直列接続のFETQ21,Q22と、これらFETQ2
1,Q22と並列接続される直列接続のFETQ23,
Q24と、放電灯FL、共振用のインダクタL31およ
び共振用のコンデンサC31を有し、定格点灯時におけ
る放電灯FLの両端電圧を直流電源1Aの出力電圧で除
して得られる値が0.48以上となるように設定され、
インダクタL31およびコンデンサC31の共振によっ
て放電灯FLの各フィラメントに予熱用の電流を流す負
荷共振回路3Aと、FETQ21,Q24とFETQ2
2,Q23とを各ゲートに対する高周波制御信号によっ
て交互にオン/オフさせて放電灯FLの点灯制御を行う
制御回路4Aとを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電力により
放電灯を点灯する放電灯点灯装置、特に、従来の放電灯
よりも高電圧で細管型の蛍光灯を点灯する放電灯点灯装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図19は従来の放電灯点灯装置を示す概
略構成図で、この放電灯点灯装置は、チョッパ回路1、
インバータ回路2、負荷3および制御回路4により構成
されている。
【0003】チョッパ回路1は、インダクタL11、F
ETQ11、ダイオードD11、平滑コンデンサC1
1、およびFETQ11のオン/オフ制御を行うチョッ
パ制御回路11により構成され、交流電源に対する整流
により得られる脈流電圧をチョッパ入力電圧として取り
込んで所定レベルの電圧に昇圧するもので、入力高調波
歪の抑制効果を有する。
【0004】インバータ回路2は、平滑コンデンサC1
1と並列接続される直列接続のFETQ1,Q2、およ
びFETQ2のドレイン・ソース間に直列接続されるコ
ンデンサC1、インダクタL1およびコンデンサC2に
より構成され、チョッパ回路1からの直流電力を高周波
の交流電力に変換して負荷3に供給するものである。
【0005】負荷3は、一対のフィラメントを有する放
電灯(蛍光灯)FLおよびその一対のフィラメントの各
一端(図19では各右端)間に接続される予熱用のコン
デンサC3により構成されている。なお、一対のフィラ
メントの各他端(図19では各左端)間にはコンデンサ
C2が接続されている。
【0006】制御回路4は、FETQ1,Q2をゲート
への高周波制御信号によって交互にオン/オフさせるも
のである。この制御回路4のオン/オフ制御によって、
チョッパ回路1からの電圧が高周波のインバータ電圧に
変換されて放電灯FLに印加される。また、制御回路4
は、予熱(先行予熱)、始動および点灯(定格点灯)時
において、インバータ回路2から負荷3への交流電力量
を調整すべく、FETQ1,Q2のゲートへの高周波制
御信号の周波数を変更する構成になっている。
【0007】この放電灯点灯装置は、放電灯FLのフィ
ラメントを介して共振用のコンデンサを接続することに
よって、共振電流をフィラメントの予熱用の電流として
流すいわゆるC予熱方式を採用するもので、予熱用のト
ランスを別途使用する方式のものよりも安価で、また放
電灯の装着不具合などの異常検出が容易となる特徴を有
している。
【0008】なお、特開平4−274197号公報に
は、小さなインダクタンスのチョークコイルを用いて低
周波で安定点灯させる放電灯点灯装置が開示されてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図19
に示す従来の放電灯点灯装置では、近年、省資源および
省エネルギーの観点から、効率を上げるべく管径が18
〜29mm程度と細く成形され、光路長が1400〜2
500mmと長く成形されてなる高出力の環形蛍光灯が
開発されているが、このような環形蛍光灯を放電灯FL
として使用すると放電灯FLの寿命が短くなるという課
題が生じる。以下、この課題の発生について詳述する。
【0010】図20は環形蛍光灯の一例を示す平面図、
図21は図20に示す環形蛍光灯の内部構成の一部を示
す断面図で、この環形蛍光灯は、環形発光管FL1、一
対のフィラメントFL2および口金FL3により構成さ
れている。
【0011】環形発光管FL1は、両端が近接配置され
て成形される環形細管FL11を、その両端が所定位置
(図21では上部中央)にくるように2本同心円上に配
置してなり、当該環形発光管FL1の内部に一本の放電
路を形成するように各環形細管FL11の一端(図21
では右側の端部)側近傍がブリッジ接合部FL12によ
り接合されている。また、各環形細管FL11の一端は
閉塞され、そこが最冷点箇所となる。
【0012】また、一対のフィラメントFL2は、上記
一本の放電路の両端であって2本の環形細管FL11の
他端側に設けられている。さらに、口金FL3は、2本
の環形細管FL11の両端部を覆うようにして設けられ
ている。
【0013】このように構成された環形蛍光灯では、フ
ィラメントFL2が、設置の空間的余裕が少ないために
小型化に成形されているので、断線防止のためには点灯
時に当該フィラメントに流れる電流を低く抑える必要が
ある。
【0014】ここで、環形蛍光灯および従来の直管形蛍
光灯の特性をそれぞれ次の(表1)および(表2)に示
す。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】 (表1)において、「環形97W」は、定格ランプ電
力、定格ランプ電流、定格ランプ電圧および管径がそれ
ぞれ97W、0.43A、229Vおよび20mmの環
形蛍光灯で、「環形68W」は、定格ランプ電力、定格
ランプ電流、定格ランプ電圧および管径がそれぞれ68
W、0.43A、160Vおよび20mmの環形蛍光灯
である。
【0017】一方、(表2)において、「直管110
W」は、定格ランプ電力、定格ランプ電流、定格ランプ
電圧および管径がそれぞれ110W、0.8A、138
Vおよび38mmの直管形蛍光灯で、「直管45W」
は、定格ランプ電力、定格ランプ電流、定格ランプ電圧
および管径がそれぞれ45W、0.425A、106V
および25mmの直管形蛍光灯である。
【0018】上記表から分かるように、環形蛍光灯は、
直管形蛍光灯と比べて、ランプ電流が小さくランプ電圧
が高い傾向があり、直管形蛍光灯では、点灯中のランプ
電圧は高々138V程度である。
【0019】一般に、ランプ電圧が低い放電灯では始動
電圧も低くなるため、インバータ回路の電源となる平滑
コンデンサC11の電圧が100Vの商用交流電源のピ
ーク値である141V程度でも、放電灯の予熱、始動お
よび点灯用の共振回路の設計は可能であった。
【0020】例えば、チョッパ回路1の出力電圧、すな
わち平滑コンデンサC11の両端電圧が300Vで、放
電灯FLが「直管45W」であるとすると、インバータ
回路2の共振回路は、±150Vの高周波電圧から実効
値106Vの高周波電圧を得るように設定される。この
とき、放電灯FLの両端電圧106Vを共振回路に印加
される高周波電圧の振幅150Vで除して得られる値は
0.71となる。
【0021】ところが、「直管45W」に代えて「環形
97W」を使用すると、インバータ回路2の共振回路
は、±150Vの高周波電圧から実効値229Vの高周
波電圧を得るように設定される。このとき、放電灯FL
の両端電圧229Vを共振回路に印加される高周波電圧
の振幅150Vで除して得られる値は1.53となる。
【0022】このように、共振回路により大きな昇圧効
果を得ようとすると、共振用のインダクタのインダクタ
ンス値を小さく、共振用のコンデンサの容量を大きく設
定する必要があり、共振電流が勢い大きくなる。したが
って、図19に示すC予熱方式を採用する放電灯点灯装
置では、共振電流のほとんどが放電灯FLのフィラメン
トに流れることから、点灯時のフィラメント電流が大き
くなり、放電灯の寿命が短くなるという上記課題が生じ
る。
【0023】図22はこのような課題を解決しうる特願
平9−84173号に記載の放電灯点灯装置の概略構成
図、図23は図22の各電圧レベル(平均値)の高低関
係を示す図である。
【0024】この放電灯点灯装置は、チョッパ回路1、
インバータ回路2、負荷3および制御回路4を図19と
同様に備えているほか、インバータ回路2と負荷3との
間に介在するAC‐AC変換回路5を備え、チョッパ回
路1の出力電圧VC11 がその入力電圧VDBより高く、イ
ンバータ回路2の出力電圧VC2がチョッパ回路1の出力
電圧VC11 よりも低く、ランプ電圧VFLがインバータ回
路2の出力電圧VC2よりも高くなるように設定されてい
る。
【0025】上記AC‐AC変換回路5は、コンデンサ
C2と並列接続される1次巻線を有するとともに2次巻
線を有する昇圧トランスT、および2次巻線の両端間に
負荷3とともに直列接続されるコンデンサC4により構
成され、インバータ回路2の共振回路で得られる電圧を
昇圧するものである。
【0026】このように、AC‐AC変換回路5を設け
ることにより、チョッパ回路1におけるインダクタL1
1、FETQ11、ダイオードD11および平滑コンデ
ンサC11の電圧値や電流値の低減が可能になり、また
インバータ回路2におけるFETQ1,Q2、コンデン
サC1,C2およびインダクタL1に印加される電圧値
の低減が可能になる。
【0027】例えば、チョッパ回路1の出力電圧が30
0Vで、昇圧トランスTの昇圧比が2で、放電灯FLが
「環形97W」であるとすると、インバータ回路2の共
振回路は、±150Vの高周波電圧から実効値114.
5(=229/2)Vの高周波電圧を得るように設定さ
れる。このとき、実効値114.5Vを共振回路に印加
される高周波電圧の振幅150Vで除して得られる値は
0.76となり、「直管45W」の場合の0.71とほ
ぼ等しくなる。
【0028】また、チョッパ回路1のない放電灯点灯装
置と比較して、インバータ回路2におけるFETQ1,
Q2、コンデンサC1,C2およびインダクタL1に流
れる電流値の低減が可能になる。
【0029】したがって、図22に示す放電灯点灯装置
によれば、高ランプ電圧の環形蛍光灯を放電灯として使
用しても、回路素子(電子部品)のストレスを増加させ
ることなく点灯動作が可能となり、従来と同等の電子部
品の利用が可能になる。
【0030】しかしながら、図22に示す放電灯点灯装
置では、昇圧トランスが必要となるので、コスト増とな
るほか放電灯点灯装置の小型化が困難になる。また、昇
圧トランスの昇圧比だけインバータ回路の共振電流が増
大するため、FETQ1,Q2、コンデンサC1,C2
およびインダクタL1に流れる電流値が増大する。この
ため、回路効率が低下し、放熱部品の大型化に伴って放
電灯点灯装置の小型化およびコスト低減がさらに困難と
なる。
【0031】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、放電灯に環形蛍光灯を使用しても、昇圧トラン
スを使用することなく、放電灯の短寿命に起因するフィ
ラメントに流れる電流増大の防止が可能で、小型化およ
びコスト低減が可能な放電灯点灯装置を提供することを
目的とする。
【0032】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の放電灯点灯装置は、直流電源と、前記直流電
源と並列接続される直列接続の第1および第2スイッチ
ング素子と、前記第1および第2スイッチング素子と並
列接続される直列接続の第3および第4スイッチング素
子と、一対のフィラメントを有する放電灯、共振用の第
1インダクタ、および前記一対のフィラメントの各一端
間に接続される共振用の第1コンデンサを有し、前記一
対のフィラメント、第1インダクタおよび第1コンデン
サが前記第1および第2スイッチング素子の接続点と前
記第3および第4スイッチング素子の接続点との間に直
列接続されてなり、定格点灯時における前記放電灯の両
端電圧を前記直流電源の出力電圧で除して得られる値が
0.48以上となるように設定されている負荷共振回路
と、前記第1〜第4スイッチング素子のうち、対角に位
置する2組のスイッチング素子を高周波制御信号によっ
て交互にオン/オフさせて前記放電灯の点灯制御を行う
制御回路とを備え、LC共振回路の共振によって前記放
電灯のフィラメントに予熱用の電流を流す予熱機能を有
するものである。
【0033】この構成によれば、放電灯に環形蛍光灯を
使用しても、昇圧トランスを使用することなく、放電灯
の短寿命に起因するフィラメントに流れる電流増大の防
止が可能になるとともに、小型化およびコスト低減が可
能になる。
【0034】なお、前記第1インダクタおよび第1コン
デンサは、前記予熱機能を有し、共振によって前記放電
灯の各フィラメントに予熱用の電流を流す構成でもよ
い。この構成によれば、予熱用のトランスを別途使用す
る必要がないので、小型化およびコスト低減が可能にな
る。
【0035】また、前記負荷共振回路は、前記第1およ
び第2スイッチング素子の接続点と前記第3および第4
スイッチング素子の接続点との間に直列接続の前記一対
のフィラメント、第1インダクタおよび第1コンデンサ
とともに直列接続される第2インダクタと、直列接続の
前記一対のフィラメント、第1インダクタおよび第1コ
ンデンサと並列接続される第2コンデンサとを有し、前
記第1インダクタおよび第1コンデンサの組みと前記第
2インダクタおよび第2コンデンサの組みのいずれか一
方が、前記予熱機能を有し、共振によって前記放電灯の
各フィラメントに予熱用の電流を流す構成でもよい。こ
の構成では、第1インダクタおよび第1コンデンサの組
みと第2インダクタおよび第2コンデンサの組みのいず
れか一方に予熱機能を持たせるので、他方により形成さ
れる共振回路の共振周波数を例えば定格点灯および調光
点灯用に設定することが可能になる。これにより、予熱
用と定格点灯および調光点灯用とに分けた回路設計が可
能になるから、予熱、定格点灯および調光点灯などの各
期間に適切な電流を放電灯のフィラメント流すことが可
能になる。
【0036】また、前記直流電源は、前記第1および第
2スイッチング素子の接続点と前記第3および第4スイ
ッチング素子の接続点との間に前記負荷共振回路ととも
に直列接続される1次巻線を有するとともに2次巻線を
有するトランスと、交流電源から電力を取り込んで整流
を行う整流器と、前記整流器の両出力端間に前記トラン
スの2次巻線とともに直列接続されるコンデンサと、前
記整流器の両出力端の一方と一端が接続されるダイオー
ドと、前記ダイオードの他端と前記整流器の両出力端の
他方との間に接続され、両端電圧が前記直流電源の出力
電圧となる平滑コンデンサとにより構成されるものでも
よい。この構成によれば、交流電源からこの全周期に亘
って入力電流が引き込まれるようになる。これにより、
例えば交流電源側にフィルタ回路を設ければ、入力電流
高調波歪が抑制されるようになる。
【0037】また、前記直流電源は、交流電源から電力
を取り込んで整流を行うものであって前記第1および第
2スイッチング素子が両出力端間に接続される整流器
と、前記第3および第4スイッチング素子と並列接続さ
れ両端電圧が前記直流電源の出力電圧となる平滑コンデ
ンサと、前記第1および第2スイッチング素子と前記第
3および第4スイッチング素子との並列接続部分のう
ち、少なくとも一方に介在するダイオードと、前記ダイ
オードと並列接続される入力電流引込み用のコンデンサ
とにより構成されるものでもよい。この構成によれば、
交流電源からこの全周期に亘って入力電流が引き込まれ
るようになる。これにより、例えば交流電源側にフィル
タ回路を設ければ、入力電流高調波歪が抑制されるよう
になる。
【0038】また、前記直流電源は、前記第1〜第4ス
イッチング素子のうち、少なくとも1つのスイッチング
素子を利用して、入力電圧を所定レベルの電圧に変換す
るチョッパ回路を形成する構成でもよい。この構成によ
れば、少ない素子数でチョッパ回路が形成されるように
なる。また、交流電源からこの全周期に亘って入力電流
が引き込まれるようになる。これにより、例えば交流電
源側にフィルタ回路を設ければ、入力電流高調波歪が抑
制されるようになる。
【0039】また、前記制御回路は、予熱時において、
前記少なくとも1つのスイッチング素子をオフ状態に維
持させる構成でもよい。この構成によれば、予熱時にお
ける平滑コンデンサの両端電圧の上昇が抑制されるよう
になる。
【0040】また、前記放電灯は、定格ランプ出力、定
格ランプ電流および定格ランプ電圧がそれぞれ実質的に
97W、0.43Aおよび229Vの環形蛍光灯でもよ
い。この構成によれば、昇圧トランスを使用することな
く、放電灯の短寿命に起因するフィラメントに流れる電
流増大の防止が可能になるとともに、小型化およびコス
ト低減が可能になる。
【0041】また、前記放電灯は、定格ランプ出力、定
格ランプ電流および定格ランプ電圧がそれぞれ実質的に
68W、0.43Aおよび160Vの環形蛍光灯でもよ
い。この構成によれば、昇圧トランスを使用することな
く、放電灯の短寿命に起因するフィラメントに流れる電
流増大の防止が可能になるとともに、小型化およびコス
ト低減が可能になる。
【0042】さらに、前記負荷共振回路は、前記放電灯
の両端電圧を前記直流電源の出力電圧で除して得られる
値が1.5以下となるように設定されている構成でもよ
い。この構成によれば放電灯が安定に点灯するようにな
る。
【0043】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施形態に係
る放電灯点灯装置の概略構成図、図2は図1に示す放電
灯点灯装置に利用可能な直流電源の一例を示す概略構成
図で、以下これらの図を用いて第1実施形態について説
明する。
【0044】本放電灯点灯装置は、直流電源1A、イン
バータ回路2A、負荷共振回路3Aおよび制御回路4A
により構成され、放電灯FLのフィラメントに予熱用の
電流を流す予熱機能を有している。
【0045】直流電源1Aは、例えば図2に示すよう
に、交流電源ACへの当該放電灯点灯装置の高周波ノイ
ズ成分の混入を防止するフィルタ回路F、このフィルタ
回路Fを介して交流電源ACから交流電力を取り込んで
整流を行う整流器DB、およびこの整流器DBの出力電
圧を所定レベルの電圧に昇圧するチョッパ回路により構
成される。このチョッパ回路は、整流器DBの高電位側
出力端と一端が接続されるインダクタL11、このイン
ダクタL11の他端および整流器DBの低電位側出力端
にそれぞれドレインおよびソースが接続されるFETQ
11、このFETQ11のドレインとアノードが接続さ
れるダイオードD11、このダイオードD11のカソー
ドとFETQ11のソースとの間に接続される平滑コン
デンサC11、およびFETQ11のオン/オフ制御を
行うチョッパ制御回路11により構成されている。な
お、直流電源1Aは、図2の構成に限らずバッテリなど
でもよい。
【0046】ここで、上記チョッパ回路の動作について
概説すると、FETQ11がオンになるとインダクタL
11に磁気エネルギーが蓄積され、FETQ11がオフ
になるとインダクタL11に蓄積された磁気エネルギー
によって平滑コンデンサC11に電流が流れ、これによ
り、平滑コンデンサC11が充電される。この充電動作
は、平滑コンデンサC11の両端電圧VC11 が整流器D
Bの出力電圧VDBよりも高い所定レベルになるように行
われる。
【0047】インバータ回路2Aは、図1に示すよう
に、直流電源1Aの両出力端間に接続される直列接続の
FETQ21,Q22(第1および第2スイッチング素
子)、およびこれらFETQ21,Q22と並列接続さ
れる直列接続のFETQ23,Q24(第3および第4
スイッチング素子)により構成されている。ただし、F
ETQ21〜Q24の各々は、ソース・サブストレート
が接続され、ドレインおよびソースにそれぞれカソード
およびアノードが接続されるボディ(寄生)ダイオード
を有する構造になっている。
【0048】負荷共振回路3Aは、放電灯FL、FET
Q21,Q22の接続点とFETQ23,Q24の接続
点との間に放電灯FLとともに直列接続される共振用の
インダクタ(第1インダクタ)L31、および放電灯F
Lの非電源側と並列接続される共振用のコンデンサ(第
1コンデンサ)C31により構成されている。
【0049】ここで、放電灯FLは一対のフィラメント
を有しており、これら一対のフィラメントに着目して換
言すると、負荷共振回路3Aは、放電灯FL、共振用の
インダクタL31、および一対のフィラメントの各一端
間(図1では各上端間)に接続される共振用のコンデン
サC31を有し、一対のフィラメント、インダクタL3
1およびコンデンサC31がFETQ21,Q22の接
続点とFETQ23,Q24の接続点との間に直列接続
されてなっている。
【0050】また、負荷共振回路3Aは、定格点灯時の
放電灯FLの両端電圧を直流電源1Aの出力電圧で除し
て得られる値が0.48以上となるように設定されてい
る。なお、この「0.48以上」の理由については後述
する。
【0051】さらに、インダクタL31およびコンデン
サC31は、上記予熱機能を有し、共振によって放電灯
FLのフィラメントに予熱用の電流を流すように設定さ
れている。これにより、予熱用のトランスを別途使用す
る必要がなくなる。
【0052】ただし、図1では、インダクタL31は一
端がFETQ23,Q24の接続点と接続されている。
また、放電灯FLには、(表1)に示した「環形97
W」または「環形68W」のような環形蛍光灯が使用さ
れる。
【0053】制御回路4Aは、FETQ21〜Q24の
うち、対角に位置する2組のFETを高周波制御信号に
よって交互にオン/オフさせて放電灯FLの予熱、始動
および点灯の各制御を行うものである。すなわち、制御
回路4Aは、FETQ21,Q24のオンおよびFET
Q22,Q23のオフの制御と、FETQ21,Q24
のオフおよびFETQ22,Q23のオンの制御とを交
互に繰り返して、インバータ回路2Aから負荷共振回路
3Aへの±V1Aの高周波交流電圧の印加制御を行う。た
だし、V1Aは直流電源1Aの出力電圧であり、第1実施
形態では平滑コンデンサC11の両端電圧VC11 のこと
である。
【0054】次に、上記「0.48以上」について、図
19に示す従来の放電灯点灯装置と対比しながら説明す
る。
【0055】直流電源1Aの出力電圧が例えば300V
で、放電灯FLが「環形97W」であるとすると、負荷
共振回路3Aは、±300Vの高周波電圧から実効値2
29Vの高周波電圧を得るように設定される。このと
き、定格点灯時の放電灯FLの両端電圧229Vを直流
電源1Aの出力電圧300Vで除して得られる値は0.
76となる。この値は、図17に示す従来の放電灯点灯
装置が放電灯FLとして「直管45W」を使用する場合
の値0.71とほぼ同じ値になるから、ランプ電圧の高
い環形蛍光灯を放電灯FLとして使用しても、放電灯F
Lの短寿命に起因するフィラメントに流れる電流の増
大、および回路の大型化などの課題を解消することが可
能となる。すなわち、共振用のインダクタL31のイン
ダクタンス値を大きく、共振用のコンデンサC31の容
量を小さくして、共振電流を小さく保ったまま高電圧な
環形蛍光灯を点灯することが可能になる。
【0056】ここで、直流電源1Aの出力電圧に対して
±10%の余裕をもって上記負荷共振回路3Aの設定を
行うとすると、定格点灯時の放電灯FLの両端電圧22
9Vを直流電源1Aの出力電圧330(=300×1.
1)Vで除して得られる値は0.69となる。この値
は、「環形97W」の場合であるから、「環形68W」
の場合も考慮すると、定格点灯時の放電灯FLの両端電
圧160Vを直流電源1Aの出力電圧330(=300
×1.1)Vで除して得られる値は0.48となるか
ら、総合的に0.48以上とすればよいことが分かる。
【0057】一方、「0.48以上」に対する上限につ
いては、本願発明の目的がランプ電圧の高い環形蛍光灯
を放電灯FLとして使用しても、フィラメントに流れる
電流の増大を防止して、例えば図19に示す従来の放電
灯点灯装置よりも放電灯FLの寿命が短くならないよう
にすることにあるから、フィラメントに流れる電流が従
来の放電灯点灯装置よりも放電灯FLの短寿命の原因と
ならない程度になればよいことになる。
【0058】以上、第1実施形態によれば、放電灯FL
に環形蛍光灯を使用しても、昇圧トランスを使用するこ
となく、放電灯FLの短寿命に起因するフィラメントに
流れる電流増大の防止が可能になる。これにより、昇圧
トランスを使用する図22に示す放電灯点灯装置よりも
小型化およびコスト低減が可能となる。
【0059】また、昇圧トランスを使用しないので、昇
圧トランスの昇圧比だけ共振電流が増大することもな
い。
【0060】さらに、共振電流の増大防止が可能になる
ので、本放電灯点灯装置がC予熱方式を採用するもので
あっても、点灯時の電流の増大が防止されることとな
り、放電灯FLの短寿命化、予熱回路の大型化およびコ
スト増を回避することが可能となる。
【0061】なお、第1実施形態では、直流電源1Aの
出力電圧として300Vが例に挙げられているが、「環
形97W」のランプ電圧の上限が300Vであるので、
例えば、調光時の放電灯FLの両端電圧の上限を300
Vに設定する場合、直流電源1Aの出力電圧は300V
ではなく200Vなどに設定される。このような場合に
は、放電灯FLの両端電圧300Vを直流電源1Aの出
力電圧200Vで除して得られる値は1.5となる。
【0062】図3は本発明の第2実施形態に係る放電灯
点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第2実施
形態について説明する。
【0063】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2
A、負荷共振回路3Aおよび制御回路4Aを第1実施形
態と同様に備えているほか、第1実施形態とは回路構成
が異なる直流電源1Bを備え、負荷共振回路3Aの高周
波振動により交流電源ACからこの全周期に亘って入力
電流を引き込み、入力電流高調波歪を抑制するいわゆる
高周波充電方式を採用する構成になっている。
【0064】すなわち、直流電源1Bは、フィルタ回路
Fおよび整流器DBを直流電源1Aと同様に備えている
ほか、FETQ21,Q22の接続点とFETQ23,
Q24の接続点との間に負荷共振回路3Aとともに直列
接続されFETQ21,Q22の接続点と一端が接続さ
れる1次巻線n1を有するとともに2次巻線n2を有す
るトランスT1、整流器DBの両出力端間に2次巻線n
2とともに直列接続され整流器DBの高電位側出力端と
一端が接続されるコンデンサC12、整流器DBの高電
位側出力端とアノードが接続されるダイオードD12、
およびこのダイオードD12のカソードと整流器DBの
低電位側出力端との間に接続され両端が当該直流電源1
Bの両出力端となる平滑コンデンサC11を備えてい
る。
【0065】次に、第2実施形態の回路動作について説
明する。負荷共振回路3Aで共振が始まると、高周波交
流振動電流がトランスT1の1次巻線n1に流れるの
で、2次巻線n2に高周波交流振動電圧が発生する。
【0066】この高周波交流振動電圧が負方向に振動し
て、2次巻線n2の両端電圧とコンデンサC12の両端
電圧との和が整流器DBの出力電圧よりも低くなると、
整流器DB、すなわち交流電源ACから電流が引き込ま
れることになる。
【0067】一方、高周波交流振動電圧が正方向に振動
して、2次巻線n2の両端電圧とコンデンサC12の両
端電圧との和が整流器DBの出力電圧よりも高くなる
と、コンデンサC12からダイオードD12を介して平
滑コンデンサC11に電流が流れる。これにより、平滑
コンデンサC11が整流器DBの出力電圧よりも高い電
圧によって充電されることになる。
【0068】このように、交流電源ACからこの全周期
に亘って入力電流が交流電源ACの交流周波数よりも高
い高周波に応じて引き込まれることになる。
【0069】以上、第2実施形態によれば、第1実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、第1実
施形態と比較すると、FETQ11やチョッパ制御回路
11などが不要になるので、さらなる小型化およびコス
ト低減が可能となる。
【0070】また、フィルタ回路Fが設けられ、交流電
源ACからこの全周期に亘って入力電流が引き込まれる
ので、入力電流高調波歪の抑制が可能になる。
【0071】さらに、トランスT1にリーケージトラン
スを用いることにより、共振用のインダクタL31の削
減が可能になる。
【0072】図4は本発明の第3実施形態に係る放電灯
点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第3実施
形態について説明する。
【0073】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2
A、負荷共振回路3Aおよび制御回路4Aを第1実施形
態と同様に備えているほか、第1実施形態とは回路構成
が異なる直流電源1Cを備え、負荷共振回路3Aの高周
波振動により交流電源ACからこの全周期に亘って入力
電流を引き込み、入力電流高調波歪を抑制するいわゆる
高周波充電方式を採用する構成になっている。
【0074】すなわち、直流電源1Cは、FETQ2
1,Q22が両出力端間に接続され交流電源ACから交
流電力を取り込んで整流を行う整流器DB、FETQ2
3,Q24と並列接続され両端が当該直流電源1Cの両
出力端となる平滑コンデンサC13、FETQ21,Q
22とFETQ23,Q24との並列接続部分のうち、
一方(図4ではFETQ21,Q23の各ドレイン間)
に介在するダイオードD14、およびこのダイオードD
14と並列接続される入力電流引込み用のコンデンサC
14により構成されている。
【0075】次に、第3実施形態の回路動作について説
明する。まず、FETQ22,Q23がオフになり、F
ETQ21,Q24がオンになると、コンデンサC13
が電源となって、コンデンサC13,C14、FETQ
21、放電灯FLのフィラメント(図4では左側)、コ
ンデンサC31、放電灯FLのフィラメント(図4では
右側)、インダクタL31、FETQ24およびコンデ
ンサC13の閉ループにこの順路に沿って電流が流れ
る。これにより、コンデンサC14が充電され、また放
電灯FLに電力が供給される。
【0076】次いで、FETQ21,Q24がオフにな
り、FETQ22,Q23がオンになると、コンデンサ
C13が電源となって、コンデンサC13、FETQ2
3、インダクタL31、放電灯FLのフィラメント、コ
ンデンサC31、放電灯FLのフィラメント、FETQ
22およびコンデンサC13の閉ループにこの順路に沿
って電流が流れる。これにより、放電灯FLに電力が供
給される。このとき、整流器DBの出力電圧とコンデン
サC14の両端電圧との和が平滑コンデンサC13の両
端電圧よりも高ければ、整流器DB、すわわち交流電源
ACから電流が引き込まれて平滑コンデンサC13が整
流器DBの出力電圧よりも高い電圧によって充電され
る。
【0077】以上、第3実施形態によれば、第1実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、第1実
施形態と比較すると、FETQ11やチョッパ制御回路
11などが不要になるので、さらなる小型化およびコス
ト低減が可能となる。
【0078】また、交流電源ACからこの全周期に亘っ
て入力電流が引き込まれるので、例えば図2に示すよう
なフィルタ回路を設ければ、入力電流高調波歪を抑制す
ることが可能になる。
【0079】図5は本発明の第4実施形態に係る放電灯
点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第4実施
形態について説明する。
【0080】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2
A、負荷共振回路3Aおよび制御回路4Aを第1実施形
態と同様に備えているほか、第1実施形態とは回路構成
が異なる直流電源1Dを備え、負荷共振回路3Aの高周
波振動により交流電源ACからこの全周期に亘って入力
電流を引き込み、入力電流高調波歪を抑制するいわゆる
高周波充電方式を採用する構成になっている。
【0081】すなわち、直流電源1Dは、FETQ2
1,Q22が両出力端間に接続され交流電源ACから交
流電力を取り込んで整流を行う整流器DB、FETQ2
3,Q24と並列接続され両端が当該直流電源1Dの両
出力端となる平滑コンデンサC13、FETQ21,Q
22とFETQ23,Q24との並列接続部分の双方に
介在するダイオードD14,D15、およびこれらダイ
オードD14,D15とそれぞれ並列接続される入力電
流引込み用のコンデンサC14,C15により構成され
ている。
【0082】次に、第4実施形態の回路動作について説
明する。まず、FETQ22,Q23がオフになり、F
ETQ21,Q24がオンになると、コンデンサC13
が電源となって、コンデンサC13,C14、FETQ
21、放電灯FLのフィラメント、コンデンサC31、
放電灯FLのフィラメント、インダクタL31、FET
Q24およびコンデンサC13の閉ループにこの順路に
沿って電流が流れる。これにより、コンデンサC14が
充電され、放電灯FLに電力が供給される。
【0083】次いで、FETQ21,Q24がオフにな
り、FETQ22,Q23がオンになると、コンデンサ
C13が電源となって、コンデンサC13、FETQ2
3、インダクタL31、放電灯FLのフィラメント、コ
ンデンサC31、放電灯FLのフィラメント、FETQ
22、コンデンサC15およびコンデンサC13の閉ル
ープにこの順路に沿って電流が流れる。これにより、コ
ンデンサC15が充電され、放電灯FLに電力が供給さ
れる。
【0084】ここで、上記一連の回路動作において、整
流器DBの出力電圧、コンデンサC14の両端電圧およ
びコンデンサC15の両端電圧の和が平滑コンデンサC
13の両端電圧よりも高ければ、整流器DB、すわわち
交流電源ACから電流が引き込まれる。これにより、平
滑コンデンサC13は整流器DBの出力電圧よりも高い
電圧で充電されることになる。
【0085】第3実施形態では、FETQ22,Q23
がオンし、整流器DBの出力電圧とコンデンサC14の
両端電圧との和が平滑コンデンサC13の両端電圧より
も高ければ、交流電源ACから電流が引き込まれるのに
対して、第4実施形態では、FETQ21,Q24また
はFETQ22,Q23がオンする期間において、整流
器DBの出力電圧、コンデンサC14の両端電圧および
コンデンサC15の両端電圧の和が平滑コンデンサC1
3の両端電圧よりも高ければ、交流電源ACから電流が
引き込まれる。
【0086】以上、第4実施形態によれば、第1実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、第1実
施形態と比較すると、FETQ11やチョッパ制御回路
11などが不要になるので、さらなる小型化およびコス
ト低減が可能となる。
【0087】また、交流電源ACからこの全周期に亘っ
て入力電流が引き込まれるので、例えば図2に示すよう
なフィルタ回路を設ければ、入力電流高調波歪を抑制す
ることが可能になる。
【0088】図6は本発明の第5実施形態に係る放電灯
点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第5実施
形態について説明する。
【0089】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2
A、負荷共振回路3Aおよび制御回路4Aを第1実施形
態と同様に備えているほか、第1実施形態とは回路構成
が異なる直流電源1Eを備え、インバータ回路2Aのス
イッチング素子をチョッパ回路のスイッチング素子と兼
用し、LC共振回路で高周波振動を発生させて交流電源
ACからこの全周期に亘って入力電流を引き込み、入力
電流高調波歪を抑制するいわゆる兼用チョッパ方式を採
用する構成になっている。
【0090】すなわち、直流電源1Eは、フィルタ回路
F、このフィルタ回路Fを介して交流電源ACから交流
電力を取り込んで整流を行うものであってFETQ22
のソースと低電位側出力端が接続される整流器DB、こ
の整流器DBの高電位側出力端およびFETQ21のド
レインにそれぞれアノードおよびカソードが接続される
ダイオードD16、整流器DBの高電位側出力端とFE
TQ21,Q22の接続点との間に直列接続されるコン
デンサC16およびインダクタL12、およびFETQ
23,Q24と並列接続される平滑コンデンサC13に
より構成されている。ただし、コンデンサC16は一端
が整流器DBの高電位側出力端と接続されている。
【0091】この直流電源1Eの構成では、交流電源A
Cから引き込む電流は、コンデンサC16およびインダ
クタL12により構成されるLC共振回路の設定によっ
て調整される。例えば、放電灯FLの全点灯時に対する
インバータ回路2Aの駆動周波数近傍に上記LC共振回
路の共振周波数を設定すると、交流電源ACから引き込
む電流が大きくなる。
【0092】一方、このようにLC共振回路が所定の共
振周波数に設定された場合に、先行予熱時や調光時の軽
負荷時において、上記所定の共振周波数から離れた駆動
周波数でインバータ回路2Aが駆動されると、LC共振
回路による共振の振幅が小さくなり、交流電源ACから
引き込む電流も小さくなるので、平滑コンデンサC13
の電圧上昇を低く抑えることができる。
【0093】次に、第5実施形態の回路動作について説
明する。まず、FETQ21がオフになり、FETQ2
2がオンになると、整流器DB(あるいは交流電源A
C)が電源となって、整流器DB、コンデンサC16、
インダクタL12、FETQ22および整流器DBの閉
ループにこの順路に沿って電流が流れる。これにより、
交流電源ACから電流が引き込まれてインダクタL12
にエネルギーが蓄積される。
【0094】次いで、FETQ22がオフになり、FE
TQ21がオンになると、整流器DBおよびインダクタ
L12が電源となって、整流器DB、コンデンサC1
6、インダクタL12、FETQ21の寄生ダイオー
ド、平滑コンデンサC13および整流器DBの閉ループ
にこの順路に沿って電流が流れる。これにより、平滑コ
ンデンサC13が整流器DBおよびインダクタL12の
各電圧の和によって充電される。この後、インダクタL
12に蓄積されたエネルギーのコンデンサC16への移
動が完了すると、コンデンサC16、ダイオードD1
6、FETQ21、インダクタL12およびコンデンサ
C16の閉ループにこの順路に沿って電流が流れる。
【0095】次いで、FETQ21がオフになり、FE
TQ22がオンになると、コンデンサC16、ダイオー
ドD16、平滑コンデンサC13、FETQ22の寄生
ダイオード、インダクタL12およびコンデンサC16
の閉ループにこの順路に沿って電流が流れる。この後、
コンデンサC16のエネルギーのインダクタL12への
移動が完了すると、交流電源ACから電流を引き込んで
インダクタL12にエネルギーを蓄積する上記回路動作
に戻る。
【0096】以上、第5実施形態によれば、第1実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、フィル
タ回路Fを備え、交流電源ACからこの全周期に亘って
入力電流を引き込むので、入力電流高調波歪の抑制が可
能となる。
【0097】また、先行予熱時や調光時の軽負荷時にお
いて、直流電源1Eの共振回路の共振周波数から離れた
駆動周波数でインバータ回路2Aを駆動すると、平滑コ
ンデンサC13の電圧上昇を低く抑えることが可能にな
る。
【0098】図7は本発明の第6実施形態に係る放電灯
点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第6実施
形態について説明する。
【0099】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2
A、負荷共振回路3Aおよび制御回路4Aを第1実施形
態と同様に備えているほか、第1実施形態とは回路構成
が異なる直流電源1Fを備え、インバータ回路2Aのス
イッチング素子をチョッパ回路のスイッチング素子と兼
用し、LC共振回路で高周波振動を発生させて交流電源
ACからこの全周期に亘って入力電流を引き込み、入力
電流高調波歪を抑制するいわゆる兼用チョッパ方式を採
用する構成になっている。
【0100】すなわち、直流電源1Fは、フィルタ回路
Fおよび整流器DBを直流電源1Aと同様に備えている
ほか、整流器DBの高電位側出力端およびFETQ21
のドレインにそれぞれアノードおよびカソードが接続さ
れるダイオードD16、整流器DBの高電位側出力端と
FETQ21,Q22の接続点との間に直列接続される
コンデンサC16およびインダクタL12、整流器DB
の低電位側出力端およびFETQ22のソースにそれぞ
れカソードおよびアノードが接続されるダイオードD1
7、整流器DBの低電位側出力端とコンデンサC16お
よびインダクタL12の接続点との間に接続されるコン
デンサC17、およびFETQ23,Q24と並列接続
される平滑コンデンサC13を備えている。ただし、コ
ンデンサC16は一端が整流器DBの高電位側出力端と
接続され、コンデンサC17は一端が整流器DBの低電
位側出力端と接続されている。
【0101】次に、第6実施形態の回路動作について概
説すると、第5実施形態と同じコンデンサC16および
インダクタL12のLC共振回路(以下単に第1共振回
路)と第6実施形態で新たに追加されたコンデンサC1
7およびインダクタL12のLC共振回路(以下単に第
2共振回路)は、FETQ21,Q22の交互の相補的
なオン/オフ動作に応じて交互に相補的に動作する。
【0102】例えば、第5実施形態の回路動作を引用し
て説明すると、第2共振回路は、第1共振回路に対して
スイッチング周期の半周期だけ遅れるので、第1共振回
路が第5実施形態の回路動作における前半で交流電源A
Cから電流を引き込むのに対し、第2共振回路はその後
半で交流電源ACから電流を引き込む。このように、交
流電源ACからの電流の引込みが第1および第2共振回
路によって交互に行われることから、負荷共振回路3A
の高周波振動の1周期に着目すると、第6実施形態で
は、第5実施形態の場合よりも2倍の期間に亘って交流
電源ACから電流が引き込まれることになる。したがっ
て、1回当たりの交流電源ACからの引込み電流のピー
ク値を低減することが可能になる。これにより、兼用す
るスイッチング素子に流れる電流の低減が可能になると
ともにフィルタ回路Fの小型化が可能になる。
【0103】以上、第6実施形態によれば、第1実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、フィル
タ回路Fを備え、交流電源ACからこの全周期に亘って
入力電流を引き込むので、入力電流高調波歪の抑制が可
能となる。
【0104】また、コンデンサC16,C17およびイ
ンダクタL12を用いてLC共振回路を実質的に2組み
設けることで、1回当たりの交流電源ACからの引込み
電流のピーク値を低減することが可能になる。さらに、
兼用するスイッチング素子に流れる電流の低減が可能に
なるとともにフィルタ回路Fの小型化が可能になる。
【0105】図8は本発明の第7実施形態に係る放電灯
点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第7実施
形態について説明する。
【0106】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2A
および制御回路4Aを第1実施形態と同様に備えている
ほか、第1実施形態とは回路構成が異なる直流電源1G
および負荷共振回路3Bを備え、インバータ回路2Aの
スイッチング素子をチョッパ回路のスイッチング素子と
兼用し、交流電源ACからこの全周期に亘って入力電流
を引き込む構成になっている。
【0107】すなわち、直流電源1Gは、交流電源AC
から交流電力を取り込んで整流を行う整流器DB、この
整流器DBの高電位側出力端とFETQ21,Q22の
接続点との間に接続されるチョッパ用のインダクタL1
3、およびFETQ23,Q24と並列接続される平滑
コンデンサC13を備え、インバータ回路2AのFET
Q21,Q22を利用(兼用)して、整流器DBの出力
電圧を所定レベルの電圧に変換するチョッパ回路として
機能するものである。
【0108】負荷共振回路3Bは、負荷共振回路3Aと
実質的に同じもので、インダクタL31に対応するイン
ダクタL32の一端がFETQ21,Q22の接続点と
接続されている点で負荷共振回路3Aと異なっている。
【0109】また、負荷共振回路3Bでは、例えば、イ
ンダクタL32およびコンデンサC31により構成され
る共振回路の共振周波数は、FETQ21〜Q24の駆
動周波数よりも低く設定される。
【0110】このように構成された放電灯点灯装置で
は、FETQ21,Q22は入力電流と負荷共振回路3
Bの電流を流し、FETQ21〜24のオン/オフ動作
によって、入力電流高調波歪が改善されるとともに放電
灯FLが点灯される。
【0111】図9は本放電灯点灯装置の動作説明図で、
この図を用いて第7実施形態の回路動作について説明す
る。
【0112】制御回路4Aから、FETQ21,Q24
の各ゲートに対してハイレベルとなる制御信号V1,V
4が送出されるとともに、FETQ22,Q23の各ゲ
ートに対してローレベルとなる制御信号V2,V3が送
出されると、FETQ21,Q24はオンになって、F
ETQ22,Q23はオフになる(時点t11)。
【0113】このとき、直流電源1GがFETQ21,
Q22を利用することで形成されるチョッパ回路側で
は、交流電源ACおよび前回のFETQ22のオンによ
りエネルギーを蓄積するインダクタL13が電源となっ
て、交流電源AC、整流器DB、インダクタL13、F
ETQ21の寄生ダイオード、平滑コンデンサC13、
整流器DBおよび交流電源ACの閉ループにこの順路に
沿って電流が流れる。これにより、交流電源ACから入
力電流IINが引き込まれ、平滑コンデンサC13が充電
される。この後、インダクタL13がエネルギーを放出
し終えると、入力電流IINは零になる。
【0114】一方、負荷共振回路3B側では、前回のF
ETQ22,Q23のオン時にインダクタL32に蓄積
されたエネルギーによって、インダクタL32、FET
Q21の寄生ダイオード、平滑コンデンサC13、FE
TQ24の寄生ダイオード、放電灯FLのフィラメン
ト、コンデンサC31、放電灯FLのフィラメントおよ
びインダクタL32の閉ループにこの順路に沿って電流
が流れる。この後、インダクタL32のエネルギーの放
出が完了すると、平滑コンデンサC13が電源となっ
て、平滑コンデンサC13、FETQ21、インダクタ
L32、放電灯FLのフィラメント、コンデンサC3
1、放電灯FLのフィラメント、FETQ24および平
滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿って電流
が流れる。これにより、放電灯FLに電力が供給され、
またインダクタL32にエネルギーが蓄積される。
【0115】次いで、制御回路4Aから、FETQ2
1,Q24の各ゲートに対してローレベルとなる制御信
号V1,V4が送出されるとともに、FETQ22,Q
23の各ゲートに対してハイレベルとなる制御信号V
2,V3が送出されると、FETQ21,Q24はオフ
になって、FETQ22,Q23はオンになる(時点t
12)。
【0116】このとき、上記チョッパ回路側では、交流
電源ACが電源となって、交流電源AC、整流器DB、
インダクタL13、FETQ22、整流器DBおよび交
流電源ACの閉ループにこの順路に沿って電流が流れ
る。これにより、交流電源ACから入力電流IINが引き
込まれ、インダクタL13にエネルギーが蓄積される。
【0117】一方、負荷共振回路3B側では、時点t1
1〜t12においてインダクタL32に最終的に蓄積さ
れたエネルギーによって、インダクタL32、放電灯F
Lのフィラメント、コンデンサC31、放電灯FLのフ
ィラメント、FETQ23の寄生ダイオード、平滑コン
デンサC13、FETQ22の寄生ダイオードおよびイ
ンダクタL32の閉ループにこの順路に沿って電流が流
れる。この後、インダクタL32のエネルギーの放出が
完了すると、平滑コンデンサC13が電源となって、平
滑コンデンサC13、FETQ23、放電灯FLのフィ
ラメント、コンデンサC31、放電灯FLのフィラメン
ト、インダクタL32、FETQ22および平滑コンデ
ンサC13の閉ループにこの順路に沿って電流が流れ
る。これにより、放電灯FLに電力が供給され、またイ
ンダクタL32にエネルギーが蓄積される。
【0118】この後、時点t11以降の一連の回路動作
が繰り返される。このように、交流電源ACからこの全
周期に亘って入力電流が引き込まれるので、例えば図2
に示すようなフィルタ回路を設ければ、入力電流高調波
歪が抑制される。また、平滑コンデンサC13の充電電
力が交流電力に変換されて放電灯FLに供給される。
【0119】図10は交流電源ACが商用電源である場
合のその一周期分の電圧波形を基準にして入力電流IIN
などの各波形を示す図、図11は図10に示す電圧波形
の山部および谷部の各期間における各部の信号波形図で
ある。ただし、図11に示す時点t21,t22,t2
3はそれぞれ図9に示す時点t11,t12,t13に
対応し、また図11に示す時点t24,t25,t26
はそれぞれ図9に示す時点t11,t12,t13に対
応する。
【0120】この場合の回路動作も図9を用いて説明し
た上記回路動作と同様になる。すなわち、山部の期間T
M1の回路動作については、上記回路動作の説明におけ
る時点t11,t12,t13を図11に示す時点t2
1,t22,t23として読み替えればよく、また谷部
の期間TM2の回路動作については、上記回路動作の説
明における時点t11,t12,t13を図11に示す
時点t24,t25,t26として読み替えればよい。
ただし、交流電源ACからの引込み電流のレベルは、図
11の「IIN」に示すように山部の期間TM1の方が谷
部の期間TM2の方よりも大きくなる。
【0121】以上、第7実施形態によれば、第1実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、図10
の「IIN」に示すように、交流電源ACからこの全周期
に亘って入力電流が引き込まれるので、例えば図2示す
ようなフィルタ回路を設ければ、このフィルタ回路の交
流電源AC側の電流波形が図10に示す「IAC」の波形
になるから、入力電流高調波歪の抑制が可能になる。
【0122】また、FETQ21,Q22が兼用され回
路素子数が低減されるから、本放電灯点灯装置の小型化
が可能になる。
【0123】さらに、FETQ21〜Q24の駆動周波
数を変化させると、入力電力量の切替えが可能になり、
またインバータ回路2Aの出力電圧や放電灯FLの両端
電圧のレベル切替えが可能になる。
【0124】図12は本発明の第8実施形態に係る放電
灯点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第8実
施形態について説明する。
【0125】本放電灯点灯装置は、直流電源1G、イン
バータ回路2Aおよび制御回路4Aを第7実施形態と同
様に備えているほか、第7実施形態とは回路構成が異な
る負荷共振回路3Cを備えている。
【0126】この負荷共振回路3Cは、負荷共振回路3
B、すなわち第1実施形態と同様の放電灯FLを備えて
いるほか、図8に示すコンデンサC31およびインダク
タL32とそれぞれ同じ回路配置のコンデンサ(第1コ
ンデンサ)C33およびインダクタ(第1インダクタ)
L33に加えて、コンデンサ(第2コンデンサ)C34
およびインダクタ(第2インダクタ)L34を備え、定
格点灯時の放電灯FLの両端電圧を直流電源1Gの出力
電圧で除して得られる値が0.48以上となるように設
定されている。
【0127】インダクタL34は、一端がFETQ2
1,Q22の接続点と接続されるとともに、FETQ2
1,Q22の接続点とFETQ23,Q24の接続点と
の間に直列接続の放電灯FLの一対のフィラメント、コ
ンデンサC33およびインダクタL33とともに直列接
続されている。
【0128】コンデンサC34は、上記直列接続の一対
のフィラメント、コンデンサC33およびインダクタL
33と並列接続されている。
【0129】このように構成された負荷共振回路3C
は、インダクタL33およびコンデンサC33の組みと
インダクタL34およびコンデンサC34の組みのいず
れか一方が予熱機能を有すべく共振によって放電灯FL
のフィラメントに予熱電流を流すように設定されてい
る。例えば、インダクタL33およびコンデンサC33
の組みとインダクタL34およびコンデンサC34の組
みの一方は、先行予熱用に共振周波数が設定され、他方
は定格点灯および調光点灯用に共振周波数が設定されて
いる。これにより、先行予熱、定格点灯および調光点灯
の各期間において、放電灯FLのフィラメントに適切な
電流を流すことが可能になる。
【0130】次に、第8実施形態の回路動作については
第7実施形態と同様であるので概略を説明する。FET
Q21,Q24がオンになると、チョッパ回路側では交
流電源ACおよびインダクタL13が電源となって電流
が流れて平滑コンデンサC13が充電される一方、負荷
共振回路3C側では平滑コンデンサC13が電源となっ
て電流が流れて負荷共振回路3Cに電力が供給される。
【0131】次いで、FETQ22,Q23がオンにな
ると、チョッパ回路側では交流電源ACから入力電流が
引き込まれる一方、負荷共振回路3C側では平滑コンデ
ンサC13が電源となって電流が流れて負荷共振回路3
Cに電力が供給される。
【0132】以上、第8実施形態によれば、第7実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、例えば
インダクタL33およびコンデンサC33の組みとイン
ダクタL34およびコンデンサC34の組みの一方によ
り構成される共振回路の共振周波数を先行予熱用に設定
するとともに、他方により構成される共振回路の共振周
波数を定格点灯および調光点灯用に設定すれば、先行予
熱、定格点灯および調光点灯の各期間において、放電灯
FLのフィラメントに適切な電流を流すことが可能にな
る。
【0133】図13は本発明の第9実施形態に係る放電
灯点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第9実
施形態について説明する。
【0134】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2A
および制御回路4Aを第1実施形態と同様に備えている
ほか、第1実施形態とは回路構成が異なる直流電源1H
および負荷共振回路3Dを備え、インバータ回路2Aの
スイッチング素子をチョッパ回路のスイッチング素子と
兼用し、交流電源ACからこの全周期に亘って入力電流
を引き込む構成になっている。
【0135】すなわち、直流電源1Hは、交流電源AC
から交流電力を取り込んで整流を行う整流器DB、この
整流器DBの高電位側出力端とアノードが接続されるダ
イオードD14,D15、ダイオードD14のカソード
とFETQ21,Q22の接続点との間に接続されるチ
ョッパ用のインダクタL14、ダイオードD15のカソ
ードとFETQ23,Q24の接続点との間に接続され
るチョッパ用のインダクタL15、およびFETQ2
3,Q24と並列接続される平滑コンデンサC13を備
え、FETQ21〜Q24を利用して、整流器DBの出
力電圧を所定レベルの電圧に変換するチョッパ回路とし
て機能するものである。
【0136】負荷共振回路3Dは、図12に示す負荷共
振回路3Cと実質的に同じもので、インダクタL33,
L34にそれぞれ対応する直列接続のインダクタL3
5,L36の一端がFETQ23,Q24の接続点と接
続されている点で負荷共振回路3Cと異なっている。
【0137】次に、第9実施形態の回路動作について説
明する。FETQ21,Q24がオンになると、直流電
源1HがダイオードD14およびインダクタL14に対
してFETQ21,Q22を利用することで形成される
チョッパ回路(以下単に第1チョッパ回路)側では、交
流電源ACおよびインダクタL14が電源となって、交
流電源AC、整流器DB、ダイオードD14、インダク
タL14、FETQ21の寄生ダイオード、平滑コンデ
ンサC13、整流器DBおよび交流電源ACの閉ループ
にこの順路に沿って電流が流れ、平滑コンデンサC13
が充電される。
【0138】また、直流電源1HがダイオードD15お
よびインダクタL15に対してFETQ23,Q24を
利用することで形成されるチョッパ回路(以下単に第2
チョッパ回路)側では、交流電源AC、整流器DB、ダ
イオードD15、インダクタL15、FETQ24、整
流器DBおよび交流電源ACの閉ループにこの順路に沿
って電流が流れ、交流電源ACから入力電流が引き込ま
れる。
【0139】さらに、負荷共振回路3D側では、平滑コ
ンデンサC13が電源となって、平滑コンデンサC1
3、FETQ21、負荷共振回路3D、FETQ24お
よび平滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿っ
て電流が流れ、負荷共振回路3Dに電力が供給される。
【0140】次いで、FETQ22,Q23がオンにな
ると、第1チョッパ回路側では、交流電源AC、整流器
DB、ダイオードD14、インダクタL14、FETQ
22、整流器DBおよび交流電源ACの閉ループにこの
順路に沿って電流が流れ、交流電源ACから入力電流が
引き込まれる。
【0141】また、第2チョッパ回路側では、交流電源
ACおよびインダクタL15が電源となって、交流電源
AC、整流器DB、ダイオードD15、インダクタL1
5、FETQ23の寄生ダイオード、平滑コンデンサC
13、整流器DBおよび交流電源ACの閉ループにこの
順路に沿って電流が流れ、平滑コンデンサC13が充電
される。
【0142】さらに、負荷共振回路3D側では、平滑コ
ンデンサC13が電源となって、平滑コンデンサC1
3、FETQ23、負荷共振回路3D、FETQ22お
よび平滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿っ
て電流が流れ、負荷共振回路3Dに電力が供給される。
【0143】以上、第9実施形態によれば、第8実施形
態と同様の効果を奏することが可能になるほか、負荷共
振回路3Dの高周波振動の1周期につき2つの期間に亘
って交流電源ACから入力電流が引き込まれ、1期間当
たりの引込み電流量が低減するので、回路に流れる電流
値およびピーク値を低減することが可能になる。
【0144】図14は本発明の第10実施形態に係る放
電灯点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第1
0実施形態について説明する。
【0145】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2
A、負荷共振回路3Cおよび制御回路4Aを第8実施形
態と同様に備えているほか、第8実施形態とは回路構成
が異なる直流電源1Jを備え、インバータ回路2Aのス
イッチング素子をチョッパ回路のスイッチング素子と兼
用し、交流電源ACからこの全周期に亘って入力電流を
引き込む構成になっている。
【0146】すなわち、直流電源1Jは、交流電源AC
から交流電力を取り込んで整流を行う整流器DB、この
整流器DBの高電位側出力端とアノードが接続されるダ
イオードD14,D15、トランスT11、およびFE
TQ23,Q24と並列接続される平滑コンデンサC1
3を備え、インバータ回路2AのFETQ21〜Q24
のオン/オフ動作を利用して、整流器DBの出力電圧を
所定レベルの電圧に変換するチョッパ回路として機能す
るものである。ただし、トランスT11は、ダイオード
D14のカソードとFETQ21,Q22の接続点との
間に接続されるチョッパ用の巻線n11を有するととも
に、ダイオードD15のカソードとFETQ23,Q2
4の接続点との間に接続されるチョッパ用の巻線n12
を有している。
【0147】なお、第10実施形態の回路動作について
は第9実施形態と同様であり、第9実施形態の回路動作
においてインダクタL14,L15、直流電源1Hおよ
び負荷共振回路3Dをそれぞれ巻線n11,n12、直
流電源1Jおよび負荷共振回路3Cに読み替えることで
理解可能であるのでその説明は省略する。
【0148】以上、第10実施形態によれば、第9実施
形態と同様の効果を奏することが可能になるほか、互い
に磁気結合する巻線n11,n12を有するトランスを
用いることで、ダイオードD14,D15に電流が流れ
る期間を長くできるので、回路に流れる電流ピークをさ
らに抑え込むことが可能になる。
【0149】図15は本発明の第11実施形態に係る放
電灯点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第1
1実施形態について説明する。
【0150】本放電灯点灯装置は、インバータ回路2
A、負荷共振回路3Bおよび制御回路4Aを第7実施形
態と同様に備えているほか、第7実施形態とは回路構成
が異なる直流電源1Kを備え、インバータ回路2Aのス
イッチング素子をチョッパ回路のスイッチング素子と兼
用し、交流電源ACからこの全周期に亘って入力電流を
引き込む構成になっている。
【0151】すなわち、直流電源1Kは、FETQ2
1,Q22と並列接続され交流電源ACの一端(図15
では左端)と接続点が接続される直列接続の整流ダイオ
ードRD1,RD2、交流電源ACの他端とFETQ2
1,Q22の接続点との間に接続されるインダクタL1
6、およびFETQ23,Q24と並列接続される平滑
コンデンサC13により構成され、インバータ回路2A
のFETQ21,Q22を利用して、整流器DBの出力
電圧を所定レベルの電圧に変換するチョッパ回路として
機能するものである。
【0152】次に、第11実施形態の回路動作について
説明する。交流電源ACから整流ダイオードRD1,R
D2の接続点に(図15に示す「IIN」の向きに)電流
が流れる期間において、FETQ21,Q24がオンに
なると、交流電源ACを電源として、交流電源AC、整
流ダイオードRD1、FETQ21、インダクタL16
および交流電源ACの閉ループにこの順路に沿って電流
が流れ、交流電源ACから入力電流が引き込まれる一
方、平滑コンデンサC13が電源となって、平滑コンデ
ンサC13、FETQ21、負荷共振回路3B、FET
Q24および平滑コンデンサC13の閉ループにこの順
路に沿って電流が流れ、負荷共振回路3Bに電力が供給
される。
【0153】次いで、FETQ22,Q23がオンにな
ると、「交流電源ACおよびインダクタL16」が電源
となって、「交流電源ACおよびインダクタL16」、
整流ダイオードRD1、平滑コンデンサC13、FET
Q22の寄生ダイオードおよび「交流電源ACおよびイ
ンダクタL16」の閉ループにこの順路に沿って電流が
流れ、平滑コンデンサC13が「交流電源ACおよびイ
ンダクタL16」によって充電される一方、平滑コンデ
ンサC13が電源となって、平滑コンデンサC13、F
ETQ23、負荷共振回路3B、FETQ22および平
滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿って電流
が流れ、負荷共振回路3Bに電力が供給される。
【0154】また、交流電源ACからインダクタL16
に(図15に示す「IIN」とは逆向きに)電流が流れる
期間において、FETQ22,Q23がオンになると、
交流電源ACが電源となって、交流電源AC、インダク
タL16、FETQ22、整流ダイオードRD2および
交流電源ACの閉ループにこの順路に沿って電流が流
れ、交流電源ACから入力電流が引き込まれる一方、平
滑コンデンサC13が電源となって、平滑コンデンサC
13、FETQ23、負荷共振回路3B、FETQ22
および平滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿
って電流が流れ、負荷共振回路3Bに電力が供給され
る。
【0155】次いで、FETQ21,Q24がオンにな
ると、「交流電源ACおよびインダクタL16」が電源
となって、「交流電源ACおよびインダクタL16」、
FETQ21の寄生ダイオード、平滑コンデンサC1
3、整流ダイオードRD2および「交流電源ACおよび
インダクタL16」の閉ループにこの順路に沿って電流
が流れ、平滑コンデンサC13が「交流電源ACおよび
インダクタL16」によって充電される一方、平滑コン
デンサC13が電源となって、平滑コンデンサC13、
FETQ21、負荷共振回路3B、FETQ24および
平滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿って電
流が流れ、負荷共振回路3Bに電力が供給される。
【0156】以上、第11実施形態によれば、第1実施
形態と同様の効果を奏することが可能になるほか、交流
電源ACからこの全周期に亘って入力電流が引き込まれ
るので、例えば図に示すようなフィルタ回路を設けれ
ば、入力電流高調波歪の抑制が可能になる。
【0157】また、FETQ21,Q22が兼用され回
路素子数が低減されるから、本放電灯点灯装置の小型化
が可能になる。
【0158】図16は本発明の第12実施形態に係る放
電灯点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第1
2実施形態について説明する。
【0159】本放電灯点灯装置は、直流電源1G、イン
バータ回路2Aおよび負荷共振回路3Bを第7実施形態
と同様に備えているほか、第7実施形態とは制御動作が
異なる制御回路4Bを備えている。
【0160】この制御回路4Bは、先行予熱時にはFE
TQ22をオフに保持したまま、FETQ21,Q24
とFETQ23とを交互にオン/オフさせる一方、始動
時からはFETQ21,Q24とFETQ22,Q23
とを交互にオン/オフさせる制御を行うものである。
【0161】図17は本放電灯点灯装置の動作説明図
で、この図を用いて第12実施形態の回路動作について
説明する。
【0162】制御回路4Bから、FETQ21,Q24
の各ゲートに対してハイレベルとなる制御信号V1,V
4が送出されるとともに、FETQ22,Q23の各ゲ
ートに対してローレベルとなる制御信号V2,V3が送
出されると、FETQ21,Q24はオンになって、F
ETQ22,Q23はオフになる(時点t31)。
【0163】このとき、インダクタL32に蓄積された
エネルギーによって、インダクタL32、FETQ21
の寄生ダイオード、平滑コンデンサC13、FETQ2
4の寄生ダイオード、放電灯FLのフィラメント、コン
デンサC31、放電灯FLのフィラメントおよびインダ
クタL32の閉ループにこの順路に沿って電流が流れ
る。これにより、放電灯FLのフィラメントに電流IFL
が流れて先行予熱が行われる。この後、インダクタL3
2のエネルギーの放出が完了すると、平滑コンデンサC
13が電源となって、平滑コンデンサC13、FETQ
21、インダクタL32、放電灯FLのフィラメント、
コンデンサC31、放電灯FLのフィラメント、FET
Q24および平滑コンデンサC13の閉ループにこの順
路に沿って電流が流れる。これにより、放電灯FLのフ
ィラメントに電流IFLが流れて先行予熱が行われ、また
インダクタL32にエネルギーが蓄積される。
【0164】次いで、制御回路4Bから、FETQ2
1,Q22,Q24の各ゲートに対してローレベルとな
る制御信号V1,V2,V4が送出されるとともに、F
ETQ23のゲートに対してハイレベルとなる制御信号
V3が送出されると、FETQ21,Q24はオフにな
り、FETQ23はオンになり、FETQ22はオフを
維持する(時点t32)。
【0165】このとき、インダクタL32に蓄積された
エネルギーによって、インダクタL32、放電灯FLの
フィラメント、コンデンサC31、放電灯FLのフィラ
メント、FETQ23の寄生ダイオード、平滑コンデン
サC13、FETQ22の寄生ダイオードおよびインダ
クタL32の閉ループ、またはインダクタL32、放電
灯FLのフィラメント、コンデンサC31、放電灯FL
のフィラメント、FETQ23の寄生ダイオード、平滑
コンデンサC13、整流器DB、交流電源AC、整流器
DB、インダクタL13およびインダクタL32の閉ル
ープに電流が流れる。
【0166】この後、インダクタL32に蓄積されたエ
ネルギーのコンデンサC31への移動が完了すると、コ
ンデンサC31に移動したエネルギーによって、コンデ
ンサC31、放電灯FLのフィラメント、インダクタL
32、FETQ21の寄生ダイオード、FETQ23、
放電灯FLのフィラメントおよびコンデンサC31の閉
ループに電流が流れる。これにより、インダクタL32
がコンデンサC31からのエネルギーを蓄積する。
【0167】次いで、制御回路4Bから、FETQ2
1,Q24の各ゲートに対してハイレベルとなる制御信
号V1,V4が送出されるとともに、FETQ22,Q
23の各ゲートに対してローレベルとなる制御信号V
2,V3が送出されると、上述の時点t31と同様の回
路動作が行われる。これら一連の回路動作が繰り返され
ることで、先行予熱時には平滑コンデンサC13の両端
電圧の上昇が抑制され、また放電灯FLのフィラメント
に十分な電流が流れることになる。
【0168】この後、始動時に移行すると(時点t3
4)、第7実施形態と同様の回路動作が実行され、放電
灯FLに始動電圧が印加され、始動・点灯に至る。
【0169】以上、第12実施形態によれば、第7実施
形態と同様の効果を奏することが可能になるほか、先行
予熱時に平滑コンデンサC13の両端電圧の上昇を抑制
することが可能になるとともに、放電灯FLのフィラメ
ントに十分な電流を流すことが可能になる。
【0170】図18は本発明の第13実施形態に係る放
電灯点灯装置の概略構成図で、以下この図を用いて第1
3実施形態について説明する。
【0171】本放電灯点灯装置は、直流電源1K、イン
バータ回路2Aおよび負荷共振回路3Bを第11実施形
態と同様に備えているほか、第11実施形態とは制御動
作が異なる制御回路4Bを備えている。
【0172】この制御回路4Bは、第13実施形態と同
様に、先行予熱時にはFETQ22をオフに保持したま
ま、FETQ21,Q24とFETQ23とを交互にオ
ン/オフさせる一方、始動時からはFETQ21,Q2
4とFETQ22,Q23とを交互にオン/オフさせる
制御を行うものである。
【0173】次に、放電灯FLの始動時以降の回路動作
については第11実施形態と同様であるのでその説明を
省略し、先行予熱時における後述の2つの効果が得られ
る制御回路4Bの制御動作について説明する。
【0174】まず、先行予熱時における平滑コンデンサ
C13の電圧上昇の低減効果が得られる制御回路4Bの
制御動作について説明する。交流電源ACから整流ダイ
オードRD1,RD2の接続点に電流が流れる期間にお
いては、FETQ22がオフのまま、FETQ23がオ
フになり、FETQ21,Q24がオンになると、交流
電源ACが電源となって、交流電源AC、整流ダイオー
ドRD1、FETQ21、インダクタL16および交流
電源ACの閉ループに電流が流れる。これにより、交流
電源ACから入力電流が引き込まれてインダクタL16
にエネルギーが蓄積される。
【0175】この後、FETQ22がオフのまま、FE
TQ21,Q24がオフになり、FETQ23がオンに
なると、「交流電源ACおよびインダクタL16」が電
源となって、「交流電源ACおよびインダクタL1
6」、整流ダイオードRD1、平滑コンデンサC13、
FETQ22の寄生ダイオードおよび「交流電源ACお
よびインダクタL16」の閉ループにこの順路に沿って
電流が流れる。これにより、平滑コンデンサC13は
「交流電源ACおよびインダクタL16」により充電さ
れ、通常のチョッパ動作が行われる。
【0176】これに対し、交流電源ACからインダクタ
L16に電流が流れる期間においては、FETQ22が
オフのまま、FETQ21,Q24がオフになり、FE
TQ23がオンになると、チョッパ動作が間欠的に停止
する。すなわち、FETQ22のオンによる交流電源A
C、インダクタL16、FETQ22、整流ダイオード
RD2および交流電源ACの閉ループが形成されないの
で、交流電源ACからの入力電流引込みによるインダク
タL16へのエネルギーの蓄積は行われない。
【0177】次いで、FETQ22がオフのまま、FE
TQ23がオフになり、FETQ21,Q24がオンに
なると、交流電源ACが電源となって、交流電源AC、
インダクタL16、FETQ21の寄生ダイオード、平
滑コンデンサC13、整流ダイオードRD2および交流
電源ACの閉ループにこの順路に沿って電流が流れる。
この場合、平滑コンデンサC13は、チョッパ動作が行
われずに交流電源ACにより充電されるので、両端電圧
の上昇が低く抑えられることになる。
【0178】次に、先行予熱時における放電灯FLの各
フィラメントへの予熱に十分な電力(電流)供給効果が
得られる制御回路4Bの制御動作について説明する。交
流電源ACから整流ダイオードRD1,RD2の接続点
に電流が流れる期間において、FETQ22がオフのま
ま、FETQ23がオフになり、FETQ21,Q24
がオンになると、平滑コンデンサC13が電源となっ
て、平滑コンデンサC13、FETQ21、インダクタ
L32、放電灯FLのフィラメント、コンデンサC3
1、放電灯FLのフィラメント、FETQ24および平
滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿って電流
が流れる。これにより、放電灯FLの各フィラメントが
予熱されるとともに、インダクタL32にエネルギーが
蓄積される。
【0179】次いで、FETQ22がオフのまま、FE
TQ21,Q24がオフになり、FETQ23がオンに
なると、インダクタL32に蓄積されたエネルギーによ
って、インダクタL32、放電灯FLのフィラメント、
コンデンサC31、放電灯FLのフィラメント、FET
Q23の寄生ダイオード、平滑コンデンサC13、FE
TQ22の寄生ダイオードおよびインダクタL32の閉
ループにこの順路に沿って電流が流れる。これにより、
放電灯FLの各フィラメントが予熱される。この後、例
えばインダクタL32に蓄積されたエネルギーのコンデ
ンサC31への移動が完了すると、コンデンサC31に
移動したエネルギーによって、コンデンサC31、放電
灯FLのフィラメント、インダクタL32、FETQ2
1の寄生ダイオード、FETQ23、放電灯FLのフィ
ラメントおよびコンデンサC31の閉ループにこの順路
に沿って電流が流れる。これにより、放電灯FLの各フ
ィラメントが予熱される。
【0180】一方、交流電源ACからインダクタL16
に電流が流れる期間においては、FETQ22がオフの
まま、FETQ23がオフになり、FETQ21,Q2
4がオンになると、平滑コンデンサC13が電源となっ
て、平滑コンデンサC13、FETQ21、インダクタ
L32、放電灯FLのフィラメント、コンデンサC3
1、放電灯FLのフィラメント、FETQ24および平
滑コンデンサC13の閉ループにこの順路に沿って電流
が流れる。これにより、放電灯FLの各フィラメントが
予熱され、またインダクタL32にエネルギーが蓄積さ
れる。
【0181】次いで、FETQ22がオフのまま、FE
TQ21,Q24がオフになり、FETQ23がオンに
なると、インダクタL32に蓄積されたエネルギーによ
って、インダクタL32、放電灯FLのフィラメント、
コンデンサC31、放電灯FLのフィラメント、FET
Q23の寄生ダイオード、平滑コンデンサC13、FE
TQ22の寄生ダイオードおよびインダクタL32の閉
ループにこの順路に沿って電流が流れる。これにより、
放電灯FLの各フィラメントが予熱される。この後、例
えばインダクタL32に蓄積されたエネルギーのコンデ
ンサC31への移動が完了すると、コンデンサC31に
移動したエネルギーによって、コンデンサC31、放電
灯FLのフィラメント、インダクタL32、FETQ2
1の寄生ダイオード、FETQ23、放電灯FLのフィ
ラメントおよびコンデンサC31の閉ループにこの順路
に沿って電流が流れる。これにより、放電灯FLの各フ
ィラメントが予熱される。
【0182】このように、交流電源ACの電圧の全周期
に亘って放電灯FLの各フィラメントに電流を流すこと
が可能になるので、放電灯FLの各フィラメントには予
熱に十分な電力(電流)が供給されることになる。
【0183】以上、第13実施形態によれば、第11実
施形態と同様の効果を奏することが可能になるほか、先
行予熱時に平滑コンデンサC13の両端電圧の上昇を抑
制することが可能になるとともに、放電灯FLのフィラ
メントに十分な電流を流すことが可能になる。
【0184】なお、第13実施形態では、FETQ22
がオフに保持される構成になっているが、これに限ら
ず、FETQ21がオフに保持される構成でもよい。こ
の場合にも、第13実施形態と同様の効果を奏すること
が可能になる。
【0185】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
1記載の発明によれば、直流電源と、前記直流電源と並
列接続される直列接続の第1および第2スイッチング素
子と、前記第1および第2スイッチング素子と並列接続
される直列接続の第3および第4スイッチング素子と、
一対のフィラメントを有する放電灯、共振用の第1イン
ダクタ、および前記一対のフィラメントの各一端間に接
続される共振用の第1コンデンサを有し、前記一対のフ
ィラメント、第1インダクタおよび第1コンデンサが前
記第1および第2スイッチング素子の接続点と前記第3
および第4スイッチング素子の接続点との間に直列接続
されてなり、定格点灯時における前記放電灯の両端電圧
を前記直流電源の出力電圧で除して得られる値が0.4
8以上となるように設定されている負荷共振回路と、前
記第1〜第4スイッチング素子のうち、対角に位置する
2組のスイッチング素子を高周波制御信号によって交互
にオン/オフさせて前記放電灯の点灯制御を行う制御回
路とを備え、LC共振回路の共振によって前記放電灯の
フィラメントに予熱用の電流を流す予熱機能を有するの
で、放電灯に環形蛍光灯を使用しても、昇圧トランスを
使用することなく、放電灯の短寿命に起因するフィラメ
ントに流れる電流増大の防止が可能になるとともに、小
型化およびコスト低減が可能になる。
【0186】請求項2記載の発明によれば、前記第1イ
ンダクタおよび第1コンデンサは、前記予熱機能を有
し、共振によって前記放電灯の各フィラメントに予熱用
の電流を流すので、予熱用のトランスを別途使用する必
要がなくなり、小型化およびコスト低減が可能になる。
【0187】請求項3記載の発明によれば、前記負荷共
振回路は、前記第1および第2スイッチング素子の接続
点と前記第3および第4スイッチング素子の接続点との
間に直列接続の前記一対のフィラメント、第1インダク
タおよび第1コンデンサとともに直列接続される第2イ
ンダクタと、直列接続の前記一対のフィラメント、第1
インダクタおよび第1コンデンサと並列接続される第2
コンデンサとを有し、前記第1インダクタおよび第1コ
ンデンサの組みと前記第2インダクタおよび第2コンデ
ンサの組みのいずれか一方が、前記予熱機能を有し、共
振によって前記放電灯の各フィラメントに予熱用の電流
を流すので、例えば予熱、定格点灯および調光点灯など
の各期間に適切な電流を放電灯のフィラメント流すこと
が可能になる。
【0188】請求項4記載の発明によれば、前記直流電
源は、前記第1および第2スイッチング素子の接続点と
前記第3および第4スイッチング素子の接続点との間に
前記負荷共振回路とともに直列接続される1次巻線を有
するとともに2次巻線を有するトランスと、交流電源か
ら電力を取り込んで整流を行う整流器と、前記整流器の
両出力端間に前記トランスの2次巻線とともに直列接続
されるコンデンサと、前記整流器の両出力端の一方と一
端が接続されるダイオードと、前記ダイオードの他端と
前記整流器の両出力端の他方との間に接続され、両端電
圧が前記直流電源の出力電圧となる平滑コンデンサとに
より構成されるので、交流電源からこの全周期に亘って
入力電流を引き込むことが可能になる。これにより、例
えば交流電源側にフィルタ回路を設ければ、入力電流高
調波歪を抑制することが可能になる。
【0189】請求項5記載の発明によれば、前記直流電
源は、交流電源から電力を取り込んで整流を行うもので
あって前記第1および第2スイッチング素子が両出力端
間に接続される整流器と、前記第3および第4スイッチ
ング素子と並列接続され両端電圧が前記直流電源の出力
電圧となる平滑コンデンサと、前記第1および第2スイ
ッチング素子と前記第3および第4スイッチング素子と
の並列接続部分のうち、少なくとも一方に介在するダイ
オードと、前記ダイオードと並列接続される入力電流引
込み用のコンデンサとにより構成されるので、交流電源
からこの全周期に亘って入力電流を引き込むことが可能
になる。これにより、例えば交流電源側にフィルタ回路
を設ければ、入力電流高調波歪を抑制することが可能に
なる。
【0190】請求項6記載の発明によれば、前記直流電
源は、前記第1〜第4スイッチング素子のうち、少なく
とも1つのスイッチング素子を利用して、入力電圧を所
定レベルの電圧に変換するチョッパ回路を形成するの
で、回路素子数の低減が可能になる。また、交流電源か
らこの全周期に亘って入力電流を引き込むことが可能に
なる。これにより、例えば交流電源側にフィルタ回路を
設ければ、入力電流高調波歪を抑制することが可能にな
る。
【0191】請求項7記載の発明によれば、前記制御回
路は、予熱時において、前記少なくとも1つのスイッチ
ング素子をオフ状態に維持させるので、予熱時における
平滑コンデンサの両端電圧の上昇を抑制することが可能
になる。
【0192】請求項8記載の発明によれば、前記放電灯
は、定格ランプ出力、定格ランプ電流および定格ランプ
電圧がそれぞれ実質的に97W、0.43Aおよび22
9Vの環形蛍光灯であるので、昇圧トランスを使用する
ことなく、放電灯の短寿命に起因するフィラメントに流
れる電流増大の防止が可能になるとともに、小型化およ
びコスト低減が可能になる。
【0193】請求項9記載の発明によれば、前記放電灯
は、定格ランプ出力、定格ランプ電流および定格ランプ
電圧がそれぞれ実質的に68W、0.43Aおよび16
0Vの環形蛍光灯であるので、昇圧トランスを使用する
ことなく、放電灯の短寿命に起因するフィラメントに流
れる電流増大の防止が可能になるとともに、小型化およ
びコスト低減が可能になる。
【0194】請求項10記載の発明によれば、前記負荷
共振回路は、前記放電灯の両端電圧を前記直流電源の出
力電圧で除して得られる値が1.5以下となるように設
定されているので、放電灯の安定点灯が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る放電灯点灯装置の
概略構成図である。
【図2】図1に示す放電灯点灯装置に利用可能な直流電
源の一例を示す概略構成図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る放電灯点灯装置の
概略構成図である。
【図4】本発明の第3実施形態に係る放電灯点灯装置の
概略構成図である。
【図5】本発明の第4実施形態に係る放電灯点灯装置の
概略構成図である。
【図6】本発明の第5実施形態に係る放電灯点灯装置の
概略構成図である。
【図7】本発明の第6実施形態に係る放電灯点灯装置の
概略構成図である。
【図8】本発明の第7実施形態に係る放電灯点灯装置の
概略構成図である。
【図9】第7実施形態に係る放電灯点灯装置の動作説明
図である。
【図10】交流電源の一周期分の電圧波形を基準にして
入力電流などの各波形を示す図である。
【図11】図10に示す電圧波形の山部および谷部の各
期間における各部の信号波形図である。
【図12】本発明の第8実施形態に係る放電灯点灯装置
の概略構成図である。
【図13】本発明の第9実施形態に係る放電灯点灯装置
の概略構成図である。
【図14】本発明の第10実施形態に係る放電灯点灯装
置の概略構成図である。
【図15】本発明の第11実施形態に係る放電灯点灯装
置の概略構成図である。
【図16】本発明の第12実施形態に係る放電灯点灯装
置の概略構成図である。
【図17】第12実施形態に係る放電灯点灯装置の動作
説明図である。
【図18】本発明の第13実施形態に係る放電灯点灯装
置の概略構成図である。
【図19】従来の放電灯点灯装置を示す概略構成図であ
る。
【図20】環形蛍光灯の一例を示す平面図である。
【図21】図20に示す環形蛍光灯の内部構成の一部を
示す断面図である。
【図22】別の放電灯点灯装置の概略構成図である。
【図23】図22の各電圧レベルの高低関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
1A〜1H,1J,1K 直流電源 2A インバータ回路 3A〜3D 負荷共振回路 4A,4B 制御回路 Q21〜Q24 FET FL 放電灯 C31 コンデンサ L31 インダクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 隆司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 鳴尾 誠浩 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 堀 和宇 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 3K072 AA02 AA03 AA04 BA03 BA05 BB01 BB10 BC01 DB03 DD04 GA02 GB18 GC04 HA10 HB03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源と、 前記直流電源と並列接続される直列接続の第1および第
    2スイッチング素子と、 前記第1および第2スイッチング素子と並列接続される
    直列接続の第3および第4スイッチング素子と、 一対のフィラメントを有する放電灯、共振用の第1イン
    ダクタ、および前記一対のフィラメントの各一端間に接
    続される共振用の第1コンデンサを有し、前記一対のフ
    ィラメント、第1インダクタおよび第1コンデンサが前
    記第1および第2スイッチング素子の接続点と前記第3
    および第4スイッチング素子の接続点との間に直列接続
    されてなり、定格点灯時における前記放電灯の両端電圧
    を前記直流電源の出力電圧で除して得られる値が0.4
    8以上となるように設定されている負荷共振回路と、 前記第1〜第4スイッチング素子のうち、対角に位置す
    る2組のスイッチング素子を高周波制御信号によって交
    互にオン/オフさせて前記放電灯の点灯制御を行う制御
    回路とを備え、 LC共振回路の共振によって前記放電灯のフィラメント
    に予熱用の電流を流す予熱機能を有する放電灯点灯装
    置。
  2. 【請求項2】 前記第1インダクタおよび第1コンデン
    サは、前記予熱機能を有し、共振によって前記放電灯の
    各フィラメントに予熱用の電流を流す請求項1記載の放
    電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 前記負荷共振回路は、 前記第1および第2スイッチング素子の接続点と前記第
    3および第4スイッチング素子の接続点との間に直列接
    続の前記一対のフィラメント、第1インダクタおよび第
    1コンデンサとともに直列接続される第2インダクタ
    と、 直列接続の前記一対のフィラメント、第1インダクタお
    よび第1コンデンサと並列接続される第2コンデンサと
    を有し、 前記第1インダクタおよび第1コンデンサの組みと前記
    第2インダクタおよび第2コンデンサの組みのいずれか
    一方が、前記予熱機能を有し、共振によって前記放電灯
    の各フィラメントに予熱用の電流を流す請求項1または
    2記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 前記直流電源は、 前記第1および第2スイッチング素子の接続点と前記第
    3および第4スイッチング素子の接続点との間に前記負
    荷共振回路とともに直列接続される1次巻線を有すると
    ともに2次巻線を有するトランスと、 交流電源から電力を取り込んで整流を行う整流器と、 前記整流器の両出力端間に前記トランスの2次巻線とと
    もに直列接続されるコンデンサと、 前記整流器の両出力端の一方と一端が接続されるダイオ
    ードと、 前記ダイオードの他端と前記整流器の両出力端の他方と
    の間に接続され、両端電圧が前記直流電源の出力電圧と
    なる平滑コンデンサとにより構成される請求項1〜3の
    いずれかに記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】 前記直流電源は、 交流電源から電力を取り込んで整流を行うものであって
    前記第1および第2スイッチング素子が両出力端間に接
    続される整流器と、 前記第3および第4スイッチング素子と並列接続され両
    端電圧が前記直流電源の出力電圧となる平滑コンデンサ
    と、 前記第1および第2スイッチング素子と前記第3および
    第4スイッチング素子との並列接続部分のうち、少なく
    とも一方に介在するダイオードと、 前記ダイオードと並列接続される入力電流引込み用のコ
    ンデンサとにより構成される請求項1〜3のいずれかに
    記載の放電灯点灯装置。
  6. 【請求項6】 前記直流電源は、前記第1〜第4スイッ
    チング素子のうち、少なくとも1つのスイッチング素子
    を利用して、入力電圧を所定レベルの電圧に変換するチ
    ョッパ回路を形成する請求項項1〜3のいずれかに記載
    の放電灯点灯装置。
  7. 【請求項7】 前記制御回路は、予熱時において、前記
    少なくとも1つのスイッチング素子をオフ状態に維持さ
    せる請求項6記載の放電灯点灯装置。
  8. 【請求項8】 前記放電灯は、定格ランプ出力、定格ラ
    ンプ電流および定格ランプ電圧がそれぞれ実質的に97
    W、0.43Aおよび229Vの環形蛍光灯である請求
    項1〜7のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
  9. 【請求項9】 前記放電灯は、定格ランプ出力、定格ラ
    ンプ電流および定格ランプ電圧がそれぞれ実質的に68
    W、0.43Aおよび160Vの環形蛍光灯である請求
    項1〜7のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
  10. 【請求項10】 前記負荷共振回路は、前記放電灯の両
    端電圧を前記直流電源の出力電圧で除して得られる値が
    1.5以下となるように設定されている請求項1〜9の
    いずれかに記載の放電灯点灯装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003030340A2 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Adaptable inverter
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