JP2000123986A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トランスを用いることによってインバータ回路
の出力電圧を昇圧しながらも比較的少ない部品点数で構
成し、小型化かつ低コスト化を可能とする。 【解決手段】整流器ＤＢの出力端間にダイオードＤ１を
介して平滑コンデンサＣ０が接続される。インバータ回
路ＩＮＶは平滑コンデンサＣ０を電源として高周波電圧
を発生させる。インバータ回路ＩＮＶにおける高周波電
圧の発生部位とダイオードＤ１のアノードとの間にコン
デンサＣｉｎが接続され、交流電源ＡＣからの電流が流
れ込む状態と平滑コンデンサＣ０を充電する状態とが高
周波で交互に繰り返される。共振回路はインダクタＬ１
とコンデンサＣ３と昇圧トランスＴ１の１次巻線との直
列回路を含むとともに、昇圧トランスＴ１の２次巻線に
接続した放電灯ＬａとコンデンサＣ２との並列回路を含
み、昇圧トランスＴ１の励磁インダクタンスを共振要素
として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯を高周波で
点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、商用電源のような交流電源を入
力電源として放電灯を高周波で点灯させる放電灯点灯装
置では、交流から直流に電力変換した後に、直流から高
周波に電力変換する構成を採用したものが多い。このよ
うな構成では、交流から直流に変換する際に平滑コンデ
ンサを用いることが多いが、平滑コンデンサは交流電源
電圧のピーク値付近でしか充電されないから、交流電源
から放電灯点灯装置への入力電流に休止期間が生じて入
力電流波形の包絡線が正弦波状にならず、入力電流の高
調波歪が増加するという問題が生じる。

【０００３】入力電流の高調波歪を低減する技術として
は、平滑回路をチョークインプット型の構成とし、チョ
ークコイルとしてインダクタンスの大きいものを用いる
技術が従来から知られているが、この構成ではチョーク
コイルとして大型のインダクタが必要になるから、放電
灯点灯装置が大型化し、またコスト増につながるという
問題がある。

【０００４】一方、チョークインプット型の平滑回路に
代えてチョッパ回路を用いて平滑することが考えられて
おり、この構成を採用すれば、チョッパ回路に用いるス
イッチング素子の動作周波数に応じた高周波の入力電流
を流して入力電流の高調波歪を低減させることが可能に
なる。つまり、交流電源の電圧波形の１周期内のほぼ全
期間に亘って入力電流を高周波的に流すようにし、スイ
ッチング素子の動作周波数程度の高周波を阻止するフィ
ルタを交流電源とチョッパ回路との間に設けることで、
交流電源からの入力電流をほぼ連続させることが可能に
なるのである。しかしながら、チョッパ回路を設ける
と、部品点数が増加して放電灯点灯装置が大型化したり
高コストになったりするという問題が生じる。

【０００５】この種の問題を解決するために、図７に示
す構成が提案されている（特開平９−９２４８４号公報
の従来例参照）。この回路は、直流から高周波への電力
変換を行うインバータ回路ＩＮＶで生じる高周波電圧を
利用してコンデンサＣｉｎを充放電させることにより、
交流電源ＡＣからの入力電流の引き込みと、平滑コンデ
ンサＣ０の充電とを高周波的に行うようにしたものであ
る。

【０００６】この回路についてさらに詳しく説明する。
交流電源ＡＣは高周波阻止用のフィルタＦＬを通して整
流器ＤＢに入力され全波整流される。整流器ＤＢの直流
出力端間にはダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ
０が接続され、この平滑コンデンサＣ０が直流から高周
波への電力変換を行うインバータ回路ＩＮＶの電源にな
っている。

【０００７】インバータ回路ＩＮＶは、平滑コンデンサ
Ｃ０の両端間に接続された一対のスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の直列回路を備え、両スイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２の接続点にはカプリングコンデンサＣｃを介して共
振用のインダクタＬ１が接続され、カプリングコンデン
サＣｃとインダクタＬ１との直列回路に負荷としての放
電灯Ｌａを直列接続した直列回路がスイッチング素子Ｑ
２に並列接続されている。また、放電灯Ｌａは蛍光灯の
ようにフィラメントを備え、両フィラメントの非電源側
端間にはインダクタＬ１とともに共振回路を構成するコ
ンデンサＣ１が接続される。コンデンサＣ１はフィラメ
ントに予熱電流を流す際の電流経路としても機能する。
図示するインバータ回路ＩＮＶでは、両スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２にＭＯＳＦＥＴを用いており、各スイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２は図示しないボディダイオードを備
えている。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は制御回
路ＣＮによって交流電源ＡＣの電源周波数よりも十分に
高い周波数で交互にオンオフされる。したがって、この
インバータ回路ＩＮＶはハーフブリッジ型のインバータ
回路として動作し、放電灯Ｌａに高周波電圧を印加する
ことになる。

【０００８】インバータ回路ＩＮＶにおいて高周波電圧
が発生している箇所のうち点Ａと、上述したダイオード
Ｄ１の整流器ＤＢ側の一端との間にはインピーダンス素
子としてコンデンサＣｉｎが接続される。このコンデン
サＣｉｎは、点Ａの電位ＶＡの変化に応じて整流器ＤＢ
からの出力電流によって充電される状態と、電荷を放電
して平滑コンデンサＣ０を充電する状態とを交互に繰り
返す。つまり、電位ＶＡが整流器ＤＢの出力電圧よりも
低い期間には、整流器ＤＢの出力電圧と電位ＶＡとの差
の電圧がコンデンサＣｉｎに印加され、整流器ＤＢから
コンデンサＣｉｎに充電電流が流れる。この期間におい
て整流器ＤＢに入力電流が流れることになる。一方、電
位ＶＡが上昇して電位ＶＡとコンデンサＣｉｎの端子電
圧との加算電圧が平滑コンデンサＣ０の端子電圧に達す
ると、ダイオードＤ１が導通してコンデンサＣｉｎの電
荷が放電され、平滑コンデンサＣ０が充電される。

【０００９】電位ＶＡは接地点の電位に対して正負両極
性に変化するから、整流器ＤＢの出力電圧波形の１周期
内のほぼ全期間に亘ってコンデンサＣｉｎの充放電が繰
り返されることになり、結果的に整流器ＤＢへの入力電
流は高周波的に流れることになる。フィルタＦＬは高周
波成分を阻止するから、交流電源ＡＣからフィルタＦＬ
に流れ込む入力電流はほぼ連続した波形となり、入力電
流の高調波歪を抑制することができるのである。なお、
この回路では予熱時、始動時、定格点灯時においてスイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数を変化さ
せるようになっている。

【００１０】このように、インバータ回路ＩＮＶを構成
する部品に加えて、ダイオードＤ１とコンデンサＣｉｎ
とを追加する程度の簡単な構成で入力電流の高調波歪を
抑制することができるから、放電灯点灯装置の大型化や
コスト増を招くことなく高調波歪を抑制することができ
るのである。

【００１１】ところで、上述した放電灯点灯装置は、定
常負荷時（つまり放電灯Ｌａの定格点灯時）に平滑コン
デンサＣ０の端子電圧が適正値になるように設計されて
いる。一方、たとえば放電灯Ｌａの予熱時や始動時ある
いは調光時のような軽負荷時には、インバータ回路ＩＮ
Ｖへの入力電力が定常負荷時よりも減少するが、電位Ｖ
Ａは振動しておりコンデンサＣｉｎの充放電は継続して
いるから、平滑コンデンサＣ０にはコンデンサＣｉｎか
ら電荷が蓄積され続け、インバータ回路ＩＮＶへの入力
電力が減少した分だけ平滑コンデンサＣ０に充電される
電荷に余剰が生じることになる。つまり、平滑コンデン
サＣ０の端子電圧が定常負荷時よりも上昇することにな
る。

【００１２】このような軽負荷時の平滑コンデンサＣ０
の端子電圧の上昇に対してインバータ回路ＩＮＶが破壊
されないようにするには、インバータ回路ＩＮＶの構成
部品に高耐圧のものが必要になるから、結果的に放電灯
点灯装置の大型化やコスト増につながるという問題が生
じる。

【００１３】そこで、特開平９−９２４８４号公報に記
載された発明では、この問題を解決するために、図８に
示す回路構成が提案されている。図７に示した回路構成
では、コンデンサＣｉｎを充電するように流れる入力電
流は、その動作から明らかなように、点Ａの電位ＶＡの
ピーク値（つまり振幅）を小さくすれば減少させること
ができる。しかしながら、点Ａは放電灯Ｌａの一端であ
るから、軽負荷時におけるランプ電圧の上昇に伴って電
位ＶＡの振幅が定常負荷時よりも大きくなる。このよう
に、軽負荷時における電位ＶＡに対する要求と、図７の
回路構成における電位ＶＡの動作とは相反しているが、
図８に示す回路構成では図７の回路構成における共振回
路の構成を変更することによって、軽負荷時における電
位ＶＡに対する要求を満たすようにしている。

【００１４】すなわち、カプリングコンデンサＣｃとイ
ンダクタＬ１との直列回路にコンデンサＣ１を直列接続
し、カプリングコンデンサＣｃとインダクタＬ１とコン
デンサＣ１との直列回路をスイッチング素子Ｑ２に並列
接続してある。また、コンデンサＣ１の両端間にインダ
クタＬ２と放電灯Ｌａとの直列回路を接続し、さらに放
電灯Ｌａの両フィラメントの非電源側端間にコンデンサ
Ｃ２を接続してある。つまり、図７に示す回路構成に対
して、インダクタＬ２とコンデンサＣ２とを追加した構
成になっている。また、図７に示した回路構成において
放電灯Ｌａに並列に接続していたコンデンサＣ１をカプ
リングコンデンサＣｃとインダクタＬ１とに直列接続し
てあり、このコンデンサＣ１の一端である点Ａにコンデ
ンサＣｉｎの一端を接続してある。

【００１５】しかして、図８に示した回路構成における
放電灯Ｌａを含む共振回路の等価回路は図９のようにな
る。図９におけるインダクタＬｒ１，Ｌｒ２はインダク
タＬ１，Ｌ２に相当し、コンデンサＣｒ２はコンデンサ
Ｃ２に相当する。また、抵抗Ｒｌａは放電灯Ｌａの抵抗
成分であり、コンデンサＣａは点Ａから見た等価容量で
ある。この等価回路について点Ａの電位ＶＡの振幅Ｖｐ
とランプ電圧Ｖｌａとについて正規化した値の周波数特
性を図１０（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。図１０におい
て実線は定常負荷時を示し、破線は軽負荷時を示してい
る。また、電位ＶＡの振幅Ｖｐのディップ点の周波数ｆ
ｒ２は、次式で表される。 ｆｒ２＝１／２π（Ｌｒ２・Ｃｒ２）^1/2 そこで、予熱や始動のような軽負荷時には周波数ｆｒ２
の近傍の周波数でインバータ回路ＩＮＶを動作させると
（図１０（ｂ）に予熱Ｐｒおよび始動Ｓｔの動作点を示
している）、点Ａの電位ＶＡの振幅Ｖｐを０に近付ける
ことができる。つまり、インバータ回路ＩＮＶのスイッ
チング周波数を図１０に斜線部で示す範囲内で設定すれ
ば、軽負荷時における点Ａの電位ＶＡの振幅Ｖｐを定常
負荷時における振幅Ｖｐよりもつねに小さくすることが
でき、また、軽負荷時のランプ電圧Ｖｌａを定常負荷時
よりも高くすることができる。このようにして、図８に
示す回路構成を採用すれば、軽負荷時に電位ＶＡの振幅
Ｖｐを定常負荷時よりも引き下げることができるから、
軽負荷時における平滑コンデンサＣ０の端子電圧の上昇
を抑制することが可能になり、結果的にインバータ回路
ＩＮＶの構成部品に耐圧の比較的低いものを用いること
ができ、コスト増を抑制することができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では同
等ワット数の従来型のランプよりも管径が細く、かつラ
ンプ電流が相対的に小さくランプ電圧が相対的に高い放
電灯（蛍光灯）が提供されている。この種の放電灯は従
来型の放電灯に比較するとランプ効率が高く、結果的に
省資源、省エネルギにつながるものである。

【００１７】インバータ回路ＩＮＶの構成部品として高
耐圧のものを用いずに、このようなランプ電圧の高い放
電灯を確実に始動させかつ安定に点灯させるには、図１
１に示すように、昇圧トランスＴ１を用いることが考え
られる。つまり、図８に示す回路構成であれば、インダ
クタＬ２と放電灯Ｌａとの間に昇圧トランスＴ１を設け
ることが考えらる。

【００１８】しかしながら、上述したように、軽負荷時
における平滑コンデンサＣ０の端子電圧の上昇を抑制す
るために図７の回路構成に対して、インダクタＬ２およ
びコンデンサＣ２を追加した上に、放電灯Ｌａに印加す
る電圧を高めるために昇圧トランスＴ１を追加したので
は、部品点数が増加することになる。つまり、入力電流
の高調波歪を低減しながらも部品点数の削減を図るため
に図７の構成を採用したにもかかわらず、上述のような
理由で部品点数が増加すると、小型化や低コスト化を妨
げることになる。

【００１９】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、トランスを用いることによってイン
バータ回路の出力電圧を昇圧しながらも部品点数が比較
的少なく、小型化かつ低コスト化が可能な放電灯点灯装
置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、交流
電源を整流する整流器と、前記整流器の出力端間にダイ
オードを介して接続された平滑コンデンサと、平滑コン
デンサを電源として高周波電圧を発生させ共振回路を通
して放電灯に電力供給する出力周波数可変のインバータ
回路と、インバータ回路における高周波電圧の発生部位
と前記ダイオードよりも交流電源寄りの部位との間に接
続された帰還用のインピーダンス要素とを備え、前記共
振回路は共振用のインダクタと第１のコンデンサと昇圧
トランスの１次巻線との直列回路を含むとともに、昇圧
トランスの２次巻線に接続した放電灯と第２のコンデン
サとの並列回路を含み、昇圧トランスのインダクタンス
成分を共振要素として用いるものであって、この構成に
よれば、昇圧トランスのインダクタンス成分を用いて共
振回路を構成するから、インバータ回路の出力を昇圧ト
ランスによって昇圧しながらも、軽負荷時に帰還量を低
減させるためのインダクタを削減することができるか
ら、部品点数の増加を抑制することができる。その結
果、入力電流の高調波歪が少なく、かつランプ電圧の高
い放電灯を確実に始動させ、安定点灯させる構成を、耐
圧の比較的低い部品を用いて実現しながらも、小型化か
つ低コスト化が可能になるのである。

【００２１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、第１および第２のコンデンサと昇圧トランスと放電
灯とにより構成される共振回路のインピーダンスが軽負
荷時に小さくなるようにインバータ回路の出力周波数を
設定し、前記インピーダンス要素を通して帰還される帰
還量を定常負荷時よりも低減するものである。この構成
によれば、軽負荷時に帰還量が定常負荷時よりも低減さ
れるから、軽負荷時における平滑コンデンサの端子電圧
の上昇を抑制することができ、結果的にインバータ回路
の構成部品に耐圧の高い部品を用いる必要がなく、小型
かつ低コストで実現することができる。

【００２２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記放電灯がフィラメントを備え、第２のコンデン
サが昇圧トランスの２次巻線にフィラメントを介して接
続されているものである。

【００２３】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記放電灯がフィラメントを備え、インバータ回路
の出力から前記フィラメントに予熱電力を供給する予熱
回路を備えるものである。

【００２４】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記放電灯がフィラメントを備え、第３のコンデン
サと第２のインダクタとの直列回路が昇圧トランスの２
次巻線にフィラメントを介して接続されているものであ
る。

【００２５】請求項６の発明は、請求項４または請求項
５の発明において、予熱時のインバータ回路の出力周波
数付近で予熱電流が極大となるように定数が設定されて
いるものである。

【００２６】請求項４ないし請求項６の発明では、予熱
電流を十分に流しながらも、放電灯の点灯時にはフィラ
メントに流れる電流を低減させることが可能であり、フ
ィラメントに不要な電流を流すことを防止でき、結果的
にフィラメントの寿命が長くなる。また、請求項５の発
明のように放電灯のフィラメントを介して共振回路の構
成部品を接続している構成では、放電灯が外れたときに
共振状態が大きく変化するから、放電灯が外れたことを
検出する回路を容易に実現することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本実施形態
は、図１に示すように、図１１に示した従来構成におけ
るインダクタＬ２に代えてコンデンサＣ３（第１のコン
デンサ）を接続したものである。また、昇圧トランスＴ
１として、励磁インダクタンスが共振に寄与する程度に
小さいものを用いている。他の構成は図１１に示した回
路構成と同様であって、同機能の部材には同符号を付し
てある。なお、特許請求の範囲における第１のインダク
タはインダクタＬ１に相当し、第２のコンデンサはコン
デンサＣ２に相当するものである。

【００２８】この回路構成では、昇圧トランスＴ１の励
磁インダクタンスをインバータ回路ＩＮＶの動作周波数
付近での共振に寄与する程度に小さく設定しているか
ら、この励磁インダクタンスとコンデンサＣ２とによる
共振回路が構成される。つまり、インダクタＬ２を用い
る必要がなく、インダクタＬ２に比較すると小型かつ低
コストであるコンデンサＣ３を設けた構成であるから、
図１１に示した回路構成に比較すると小型化かつ低コス
ト化が可能になる。また、昇圧トランスＴ１がコンデン
サＣ２とともに共振回路を構成することによって、軽負
荷時における平滑コンデンサＣ０の端子電圧の上昇が抑
制される。

【００２９】本実施形態における共振回路の等価回路を
図２に示す。図２におけるインダクタＬｒ２は昇圧トラ
ンスＴ１の励磁インダクタンスであって、コンデンサＣ
ｒ２は昇圧トランスＴ１の１次側から見たコンデンサＣ
２の等価キャパシタンスである。ここに、コンデンサＣ
ｒ２は、昇圧トランスＴ１の１次巻線と２次巻線との巻
数をそれぞれｎ１，ｎ２とすると、Ｃｒ２＝（ｎ２／ｎ
１）^1/2 Ｃ２と表すことができる。

【００３０】図２に示す等価回路について点Ａの電位Ｖ
Ａの振幅Ｖｐとランプ電圧Ｖｌａとについて正規化した
値の周波数特性を図３（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。図
３において実線は定常負荷時を示し、破線は軽負荷時を
示している。また、電位ＶＡの振幅Ｖｐのディップ点の
周波数ｆｒ２は、次式で表される。 ｆｒ２＝１／２π｛Ｌｒ２（Ｃｒ２＋Ｃｒ３）｝^1/2 動作については図８に示した従来構成と同様であって、
予熱や始動のような軽負荷時には周波数ｆｒ２の近傍の
周波数でインバータ回路ＩＮＶを動作させると（図３
（ｂ）に予熱Ｐｒおよび始動Ｓｔの動作点を示してい
る）、点Ａの電位ＶＡの振幅Ｖｐを０に近くすることが
できる。つまり、インバータ回路ＩＮＶのスイッチング
周波数を図３に斜線部で示す範囲内で設定すれば、軽負
荷時における点Ａの電位ＶＡの振幅Ｖｐを定常負荷時に
おける振幅Ｖｐよりもつねに小さくすることができ、ま
た、軽負荷時のランプ電圧Ｖｌａを定常負荷時よりも高
くすることが可能になる。

【００３１】以上のように、本実施形態の構成を採用す
れば、インダクタの個数の増加を防止しながらも、軽負
荷時における平滑コンデンサＣ０の端子電圧の上昇を抑
制してインバータ回路ＩＮＶの構成部品の耐圧を比較的
小さくすることができ、しかも昇圧トランスＴ１を用い
て従来型よりもランプ電圧の高い放電灯Ｌａを確実に始
動させるとともに安定点灯させることができるのであ
る。なお、昇圧トランスＴ１としてリーケージトランス
を用い、リーケージインダクタンスを共振に利用しても
よい。他の構成および動作は従来構成と同様である。

【００３２】（第２の実施の形態）本実施形態は、図４
に示すように、図１に示した第１の実施の形態の回路構
成に対してコンデンサＣ２を放電灯Ｌａの両フィラメン
トの電源側端間に接続し、かつ放電灯Ｌａのフィラメン
トを予熱する別の構成を設けたものである。

【００３３】すなわち、カプリングコンデンサＣｃと直
列にコンデンサＣｆおよび予熱トランスＴ２の１次巻線
を直列接続し、カプリングコンデンサＣｃとコンデンサ
Ｃｆと予熱トランスＴ２の１次巻線との直列回路をスイ
ッチング素子Ｑ２に並列接続してある。また、予熱トラ
ンスＴ２は２個の２次巻線を備え、各２次巻線にそれぞ
れコンデンサＣｆ１，Ｃｆ２を直列接続し、各２次巻線
と各コンデンサＣｆ１，Ｃｆ２との直列回路をそれぞれ
放電灯Ｌａの各フィラメントの両端間に接続してある。
このように、インバータ回路ＩＮＶで発生する高周波電
圧を用いて放電灯Ｌａのフィラメントを予熱する予熱回
路が構成される。

【００３４】ところで、従来型の放電灯よりもランプ電
圧が高い放電灯Ｌａでは、管径が細いことからフィラメ
ントを配置する空間的余裕が少なく、結果的に小型のフ
ィラメントが用いられている。したがって、フィラメン
トの断線を防止するために点灯時にフィラメントを通過
する電流を小さくする必要がある。本実施形態はこのよ
うな要求を満足させるものであって、予熱トランスＴ２
の励磁インダクタンスとコンデンサＣｆとによる共振周
波数ｆｆ０を、図５に示すように予熱時Ｐｒにおけるイ
ンバータ回路ＩＮＶのスイッチング周波数（予熱周波数
ｆｐ）の近傍に設定してある。ここに、共振周波数ｆｆ
０は予熱周波数ｆｐに対して高周波側でも低周波側でも
よい。図５（ａ）は放電灯Ｌａのランプ電流の周波数特
性を示し、同図（ｂ）はフィラメントに流れる電流の周
波数特性を示す。また、同図（ａ）の実線は定常負荷
時、破線は軽負荷時を示している。

【００３５】上述の構成によって、予熱時には予熱トラ
ンスＴ２の１次巻線とコンデンサＣｆとの直列回路に流
れる電流が多くなり、予熱トランスＴ２の２次巻線に接
続されたフィラメントに予熱電流を十分に流すことがで
きる。また、放電灯Ｌａの点灯時にはインバータ回路Ｉ
ＮＶのスイッチング周波数を共振周波数ｆｆ０からずら
すことによって、予熱トランスＴ２の１次巻線に流れる
電流を大幅に低減し、結果的に予熱トランスＴ２の２次
巻線に接続されたフィラメントに流れる電流を予熱時よ
りも大幅に低減することができる。つまり、点灯時にお
けるフィラメントの通過電流を低減し、結果的に、放電
灯Ｌａのフィラメントを寿命を延ばすことになる。ここ
において、コンデンサＣｆ１，Ｃｆ２は、フィラメント
の断線時に予熱トランスＴ２の２次巻線の誘起電力によ
ってフィラメントに高電圧が印加されるのを防止するも
のであって、コンデンサＣｆに比較して十分に大きい値
に設定されている。

【００３６】なお、コンデンサＣｆ１，Ｃｆ２をコンデ
ンサＣｆと同程度に小さく設定すれば、予熱周波数ｆｐ
付近で予熱電流をより多く流すことができるから、予熱
時における予熱電流をより増加させる必要があれば、コ
ンデンサＣｆ１，Ｃｆ２をこのように設定することも可
能である。他の構成および動作は第１の実施の形態と同
様である。

【００３７】（第３の実施の形態）本実施形態は、第２
の実施の形態と同様に、放電灯Ｌａの点灯時にフィラメ
ントに流れる電流を予熱時よりも低減するものである。
すなわち、図６に示すように、図１に示した第１の実施
の形態の回路構成に対して、コンデンサＣ２を放電灯Ｌ
ａの両フィラメントの電源側端間に接続し、両フィラメ
ントの非電源側端間にはコンデンサＣｇとインダクタＬ
ｇとの直列回路を接続してある。コンデンサＣｇとイン
ダクタＬｇとからなる直列共振回路の共振周波数は、予
熱時におけるインバータ回路ＩＮＶのスイッチング周波
数（予熱周波数ｆｐ）の近傍に設定される。

【００３８】この構成では、放電灯Ｌａの点灯時におい
てコンデンサＣｇとインダクタＬｇとの直列回路に流れ
る電流は、コンデンサＣｇのインピーダンスによってほ
ぼ決定されるから、コンデンサＣｇは放電灯Ｌａの点灯
時にフィラメントに流れる電流が小さくなるように設定
し、コンデンサＣ２とコンデンサＣｇとの合成容量によ
り放電灯Ｌａの点灯時のランプ電圧を印加できるよう
に、コンデンサＣ２の容量を設定する。

【００３９】本実施形態の構成では、第２の実施の形態
の構成と比較すると、放電灯Ｌａが外れたときにコンデ
ンサＣｇとインダクタＬｇとからなる共振回路が回路か
ら切り離されることによって、共振状態が大きく変化
し、結果的にインバータ回路ＩＮＶにおける電流や電圧
に大きな変化が生じるから、これを検出すれば放電灯Ｌ
ａが外れたことを容易に検出することが可能になる。他
の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。

【００４０】なお、各実施形態において、調光が必要で
あれば放電灯Ｌａの点灯時におけるインバータ回路ＩＮ
Ｖのスイッチング周波数を調節することで、放電灯Ｌａ
のランプ電流を調節することが可能である。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の発明は、交流電源を整流する
整流器と、前記整流器の出力端間にダイオードを介して
接続された平滑コンデンサと、平滑コンデンサを電源と
して高周波電圧を発生させ共振回路を通して放電灯に電
力供給する出力周波数可変のインバータ回路と、インバ
ータ回路における高周波電圧の発生部位と前記ダイオー
ドよりも交流電源寄りの部位との間に接続された帰還用
のインピーダンス要素とを備え、前記共振回路は共振用
のインダクタと第１のコンデンサと昇圧トランスの１次
巻線との直列回路を含むとともに、昇圧トランスの２次
巻線に接続した放電灯と第２のコンデンサとの並列回路
を含み、昇圧トランスのインダクタンス成分を共振要素
として用いるものであって、この構成によれば、昇圧ト
ランスのインダクタンス成分を用いて共振回路を構成す
るから、インバータ回路の出力を昇圧トランスによって
昇圧しながらも、軽負荷時に帰還量を低減させるための
インダクタを削減することができるから、部品点数の増
加を抑制することができる。その結果、入力電流の高調
波歪が少なく、かつランプ電圧の高い放電灯を確実に始
動させ、安定点灯させる構成を、耐圧の比較的低い部品
を用いて実現しながらも、小型化かつ低コスト化が可能
になるのである。

【００４２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、第１および第２のコンデンサと昇圧トランスと放電
灯とにより構成される共振回路のインピーダンスが軽負
荷時に小さくなるようにインバータ回路の出力周波数を
設定し、前記インピーダンス要素を通して帰還される帰
還量を定常負荷時よりも低減するものである。この構成
によれば、軽負荷時に帰還量が定常負荷時よりも低減さ
れるから、軽負荷時における平滑コンデンサの端子電圧
の上昇を抑制することができ、結果的にインバータ回路
の構成部品に耐圧の高い部品を用いる必要がなく、小型
かつ低コストで実現することができる。

【００４３】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記放電灯がフィラメントを備え、第２のコンデン
サが昇圧トランスの２次巻線にフィラメントを介して接
続されているものである。

【００４４】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記放電灯がフィラメントを備え、インバータ回路
の出力から前記フィラメントに予熱電力を供給する予熱
回路を備えるものである。

【００４５】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記放電灯がフィラメントを備え、第３のコンデン
サと第２のインダクタとの直列回路が昇圧トランスの２
次巻線にフィラメントを介して接続されているものであ
る。

【００４６】請求項６の発明は、請求項４または請求項
５の発明において、予熱時のインバータ回路の出力周波
数付近で予熱電流が極大となるように定数が設定されて
いるものである。

【００４７】請求項４ないし請求項６の発明では、予熱
電流を十分に流しながらも、放電灯の点灯時にはフィラ
メントに流れる電流を低減させることが可能であり、フ
ィラメントに不要な電流を流すことを防止でき、結果的
にフィラメントの寿命が長くなる。また、請求項３また
は請求項５の発明のように放電灯のフィラメントを介し
て共振回路の構成部品を接続している構成では、放電灯
が外れたときに共振状態が大きく変化するから、放電灯
が外れたことを検出する回路を容易に実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】同上の要部の等価回路図である。

【図３】同上の要部の動作説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図５】同上の要部の動作説明図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図７】従来例を示す回路図である。

【図８】他の従来例を示す回路図である。

【図９】同上の要部の等価回路図である。

【図１０】同上の要部の動作説明図である。

【図１１】さらに他の従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

ＡＣ 交流電源 Ｃ０ 平滑コンデンサ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ Ｃｇ コンデンサ Ｃｉｎ コンデンサ ＣＮ 制御回路 Ｄ１ ダイオード ＤＢ 整流器 ＩＮＶ インバータ回路 Ｌ１ インダクタ Ｌａ 放電灯 Ｌｇ インダクタ Ｔ１ 昇圧トランス Ｔ２ 予熱トランス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流する整流器と、前記整流
   器の出力端間にダイオードを介して接続された平滑コン
   デンサと、平滑コンデンサを電源として高周波電圧を発
   生させ共振回路を通して放電灯に電力供給する出力周波
   数可変のインバータ回路と、インバータ回路における高
   周波電圧の発生部位と前記ダイオードよりも交流電源寄
   りの部位との間に接続された帰還用のインピーダンス要
   素とを備え、前記共振回路は共振用のインダクタと第１
   のコンデンサと昇圧トランスの１次巻線との直列回路を
   含むとともに、昇圧トランスの２次巻線に接続した放電
   灯と第２のコンデンサとの並列回路を含み、昇圧トラン
   スのインダクタンス成分を共振要素として用いることを
   特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 第１および第２のコンデンサと昇圧トラ
   ンスと放電灯とにより構成される共振回路のインピーダ
   ンスが軽負荷時に小さくなるようにインバータ回路の出
   力周波数を設定し、前記インピーダンス要素を通して帰
   還される帰還量を定常負荷時よりも低減することを特徴
   とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記放電灯はフィラメントを備え、第２
   のコンデンサは昇圧トランスの２次巻線にフィラメント
   を介して接続されてい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】 前記放電灯はフィラメントを備え、イン
   バータ回路の出力から前記フィラメントに予熱電力を供
   給する予熱回路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。
5. 【請求項５】 前記放電灯はフィラメントを備え、第３
   のコンデンサと第２のインダクタとの直列回路が昇圧ト
   ランスの２次巻線にフィラメントを介して接続されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 予熱時のインバータ回路の出力周波数付
   近で予熱電流が極大となるように定数が設定されている
   ことを特徴とする請求項４または請求項５記載の放電灯
   点灯装置。