JP2000195692A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振によって発生した高電圧で放電灯が放電
を開始してグロー放電となった後に、そのグロー放電を
アーク放電に確実に移行させて常に良好な始動特性を得
る。 【解決手段】 ＡＣ−ＤＣ−ＡＣ型の変換回路１１ａ、
この変換回路１１ａの出力に接続され、インダクタＬ
１、このインダクタＬ１と直列接続されるコンデンサＣ
１およびこのコンデンサＣ１と並列接続される放電灯Ｄ
Ｌにより構成される負荷共振回路１２により成る放電灯
点灯装置に対して、非放電期間および放電開始後の所定
期間に、所望の高電圧が発生するようにＦＥＴＱ１，Ｑ
２のデューティの差を調整する制御回路１３、およびＦ
ＥＴＱ１，Ｑ２のデューティの差に反比例するように電
圧Ｖ２の調整制御を行う制御回路１４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、高輝度放電灯（Ｈ
ＩＤランプ）用の放電灯点灯装置、特に、高輝度放電灯
の始動性能が高い放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２０は従来の高輝度放電灯用の放電灯
点灯装置を示す概略構成図、図２１は図２０に示す放電
灯のランプ電圧の波形図である。

【０００３】この放電灯点灯装置は、いわゆるＤＣ−Ａ
Ｃ型の変換回路PA１、イグナイタ回路ＩＧ、このイグナ
イタ回路ＩＧにおける後述する２次巻線ｎ２とともに変
換回路PA１の両出力端間に直列接続される放電灯（高輝
度放電灯）ＤＬ、および変換回路PA１用の制御回路PA３
により構成されている。

【０００４】変換回路PA１は、直流電源ＢＴ、この直流
電源ＢＴの両端と接続される降圧チョッパ回路１、この
降圧チョッパ回路１の両出力端間に接続される平滑用の
コンデンサＣＥ１０、およびこのコンデンサＣＥ１０の
両端と接続される極性反転回路２を備えている。降圧チ
ョッパ回路１は、ＦＥＴＱ１０、ダイオードＤ１０およ
びインダクタＬ１０により構成され、極性反転回路２は
フルブリッジ構成のＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４により構成さ
れている。

【０００５】イグナイタ回路ＩＧは、パルス電圧発生回
路ＰＧ、およびこのパルス電圧発生回路ＰＧと接続され
る１次巻線ｎ１を有するとともに２次巻線ｎ２を有する
パルストランスＰＴにより構成されている。また、この
イグナイタ回路ＩＧは、図２１に示すように、放電灯Ｄ
Ｌが点灯を開始する前の非点灯期間に駆動して、矩形波
交流電圧に始動パルスを重畳させる構成になっている。

【０００６】制御回路PA３は、変換回路PA１における各
ＦＥＴのオン／オフ制御を行うもので、例えば、ＦＥＴ
Ｑ１０に対して、直流電源ＢＴの電圧Ｖ１のレベルをコ
ンデンサＣＥ１０に直流電圧Ｖ２（０≦Ｖ２≦Ｖ１）が
発生するレベルに変換させるべく、高周波制御信号を用
いてオン／オフ制御を行う。その直流電圧Ｖ２は、ＦＥ
ＴＱ１０に対するスイッチング周波数、デューティ、お
よびコンデンサＣＥ１０に加わる負荷状態によって変化
する。

【０００７】また、制御回路PA３は、コンデンサＣＥ１
０の直流電圧が数１０〜数１００Ｈｚ程度の周波数およ
び正負の両極性を有する矩形波交流電圧となるように、
ＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４のオン／オフ制御を行う。

【０００８】次に、このように構成される放電灯点灯装
置の動作について概説する。まず、電源が投入される
と、制御回路PA３からの制御信号に従ってＦＥＴＱ１０
がオン／オフする。これにより、直流電源ＢＴの電圧Ｖ
１のレベル変換が行われてコンデンサＣＥ１０に直流電
圧Ｖ２が発生する。このとき、放電灯ＤＬが実質的に開
放状態であるので、通常、直流電圧Ｖ２は電圧Ｖ１とほ
ぼ等しくなる。

【０００９】また、制御回路PA３からの制御信号に従っ
てＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４がオン／オフするとともにイグ
ナイタ回路ＩＧが駆動する。これにより、コンデンサＣ
Ｅ１０の直流電圧が数１０〜数１００Ｈｚ程度の周波数
および正負の両極性を有する矩形波交流電圧に変換され
るとともに、この矩形波交流電圧に高電圧パルスが重畳
される。この高電圧パルスによって放電灯ＤＬが放電を
開始する。

【００１０】放電灯ＤＬが放電を開始して点灯に至る
と、放電灯ＤＬを安定に点灯させるための直流電圧Ｖ２
がコンデンサＣＥ１０に発生するように、制御回路PA３
からの制御信号に従ってＦＥＴＱ１０がオン／オフす
る。また、コンデンサＣＥ１０の直流電圧が放電灯ＤＬ
を安定に点灯させるための矩形波交流電圧となるよう
に、制御回路PA３からの制御信号に従ってＦＥＴＱ１１
〜Ｑ１４がオン／オフする。これにより、放電灯ＤＬの
点灯が安定に維持される。

【００１１】ここで、放電灯を始動させるための一般的
な電圧制御について、その説明図である図２２を用いて
説明する。まず、放電灯の電極間の絶縁破壊を実行すべ
く、あるレベルの高電圧パルスが放電灯に印加される。
これにより、放電灯がグロー放電を開始する。

【００１２】次いで、グロー放電領域のピーク電圧Ｖｇ
を乗り越えるための電圧および電流となる電力が放電灯
に供給される。これにより、放電灯がグロー放電からア
ーク放電に移行する。この後、ランプ電圧が定格電圧Ｖ
ｒとなる定格点灯に至る。

【００１３】一般に、グロー放電領域では、放電灯は、
種類にもよるが例えば定格点灯時の１０倍ほどの高イン
ピーダンス状態にあるので、ＦＥＴＱ１０のデューティ
を十分広げると、電圧Ｖ２を電圧Ｖ１と比較的近くする
ことができる。これにより、ピーク電圧Ｖｇを乗り越え
るのに十分な電圧Ｖ２を得ることが可能となる。例え
ば、定格電圧Ｖｒが９５Ｖの放電灯（ＨＩＤランプ）で
は、ピーク電圧Ｖｇが１５０〜２００Ｖ程度であるの
で、電圧Ｖ１を２５０〜３００Ｖ程度に設定するとグロ
ー放電時にピーク電圧Ｖｇよりも高い電圧Ｖ２が得られ
ることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２０
に示す放電灯点灯装置では、部品点数が多く、高価でサ
イズが大きくなるという課題がある。

【００１５】図２３はこのような課題を解決するために
提案された放電灯点灯装置を示す概略構成図、図２４は
図２３に示す各ＦＥＴのオン／オフ状態およびランプ電
圧を示す波形図である。ただし、図２３中、Ｉlaはラン
プ電流、Ｖlaはランプ電圧を示す。

【００１６】この放電灯点灯装置は、直流電源ＢＴ、こ
の直流電源ＢＴの両端間に接続される直列接続のＦＥＴ
Ｑ１，Ｑ２および直列接続のコンデンサＣＥ１，ＣＥ２
により構成されるＤＣ−ＡＣ型の変換回路１１、この変
換回路１１の出力、すなわちＦＥＴＱ１，Ｑ２の接続点
とコンデンサＣＥ１，ＣＥ２の接続点との間に接続さ
れ、インダクタＬ１、このインダクタＬ１と直列接続さ
れるコンデンサＣ１およびこのコンデンサＣ１と並列接
続される放電灯ＤＬにより構成される負荷共振回路１
２、および変換回路１１用の制御回路PA１３を備え、イ
グナイタを具備しない構成になっている。

【００１７】この制御回路PA１３は、ＦＥＴＱ１，Ｑ２
のオン／オフ制御を行うもので、例えば、図２４に示す
ように、ＦＥＴＱ２をオフ状態にしてＦＥＴＱ１を高周
波制御信号でオン／オフする制御とＦＥＴＱ１をオフ状
態にしてＦＥＴＱ２を高周波制御信号でオン／オフする
制御とを数１０〜数１００Ｈｚの低周波動作で交互に切
り替えて実行する。これにより、点灯用の低周波の矩形
波電圧が放電灯ＤＬに印加することになる。

【００１８】次に、この放電灯ＤＬが点灯に至るまでの
動作について概説する。ＦＥＴＱ１またはＦＥＴＱ２が
高周波制御信号に従って交互にオン／オフすると、高周
波電圧が発生する。この高周波電圧が負荷共振回路１２
に印加すると、インダクタＬ１およびコンデンサＣ１の
共振により高電圧が発生して放電灯ＤＬに印加する。こ
れにより、放電灯ＤＬが放電を開始して点灯に至る。

【００１９】ここで、ＬＣ共振の特性図を図２５に示
す。この図から、共振のピークを使用すればより高い電
圧を発生させることが可能になるのが分かる。そこで、
部品定数のばらつきなどによる共振ピークのずれの排除
をも考慮に入れて、ＬＣ共振のピークを含む所定範囲内
でＦＥＴＱ１，Ｑ２のスイッチング周波数ｆswを変化さ
せる（連続的に変化、すなわちスイープさせる）ように
すれば、部品定数がばらついてもＬＣ共振のピークを利
用することが可能になるので、より高い電圧を確実に発
生させることが可能となる。

【００２０】このスイッチング周波数ｆswのスイープに
加えて、図２６に示すように、オン幅がＦＥＴＱ１の方
がＦＥＴＱ２よりも幅広になるようにＦＥＴＱ１，Ｑ２
を交互にオン／オフする制御とオン幅がＦＥＴＱ２の方
がＦＥＴＱ１よりも幅広になるようにＦＥＴＱ１，Ｑ２
を交互にオン／オフする制御とが交互に繰り返されるよ
うにすれば、共振ピークによる高電圧を含む高電圧パル
ス列に直流成分が重畳するようになる。なお、正極性の
直流成分が重畳する場合と負極性の直流成分が重畳する
場合とでは、オン幅が異なる非対称の大小関係は逆転し
ている。

【００２１】このようにＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ
制御を行えば、少ない部品で図２０と同等の高電圧を発
生させることが可能になるとともに、低周波の矩形波電
圧による放電灯の点灯が可能になる。これにより、放電
灯点灯装置を安価に、そして小型にすることが可能とな
る。

【００２２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、共振によって発生した高電圧で放電灯が放電を
開始してグロー放電となった後に、そのグロー放電をア
ーク放電に確実に移行させて常に良好な始動特性を得る
ことができる放電灯点灯装置を提供することを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】図２３に示す放電灯点灯
装置は、図２６のランプ電圧制御によれば、非放電期間
の場合、高周波動作を行うようになる。この高周波動作
によって、コンデンサＣＥ１，ＣＥ２の各両端電圧が交
互に負荷共振回路１２に印加される。例えば、放電灯Ｄ
ＬのインダクタＬ１側の極性を正とすれば、放電灯ＤＬ
には、ＦＥＴＱ１がオンになるとコンデンサＣＥ１が接
続されるからコンデンサＣＥ１の電圧Ｖｅ１が印加され
ることになる一方、ＦＥＴＱ２がオンになるとコンデン
サＣＥ２が接続されるからコンデンサＣＥ２の電圧−Ｖ
ｅ２が印加されることになる。

【００２４】また、ＦＥＴＱ１，Ｑ２が非対称なデュー
ティでオン／オフ制御されると、その非対称分に応じた
直流成分がコンデンサＣ１および放電灯ＤＬに加えられ
ることになる（図２６のランプ電圧Ｖlaにおける両極の
直流成分参照）。この場合の等価回路を図２７に示す。
図２７（ａ）のＶhfは、高周波電源としての変換回路１
１の出力電圧を示し、図２７（ｂ）の電圧源ＥはＦＥＴ
Ｑ１がオン時の電圧源としてのコンデンサＣＥ１を示
し、図２７（ｃ）の電圧源ＥはＦＥＴＱ２がオン時の電
圧源としてのコンデンサＣＥ２を示す。また、図２７
（ｂ），（ｃ）におけるＶｏ（＝Ｖla）は電圧源とみな
したコンデンサＣ１を示す。さらに、図２７に対応する
ランプ電流および変換回路１１の出力電圧の各波形を図
２８に示す。図２７（ｂ）の場合は図２８のｔ１期間に
対応し、図２７（ｃ）の場合は図２８のｔ２期間に対応
している。

【００２５】図２８から分かるように、オン／オフの１
スイッチングサイクルＴsw中の電流ＩＬはバランスする
ので、ｔ１期間をデューティ比ｄで表すと次のようにな
る。

【００２６】

【数１】

【００２７】このｄの式（式１とする）から、変換回路
１１の出力電圧（放電灯ＤＬの印加電圧）の直流成分Ｖ
ｏはＶｏ＝（２ｄ−１）×Ｅとなる。このＶｏの式（式
２とする）から、ｄが０．５であれば、Ｖｏがゼロとな
って直流成分は生じない。また、ｄが１であれば、Ｖｏ
がＥとなって交流成分がゼロとなり、共振が発生しなく
なる。以上から、ｄが０．５〜１の範囲内で、ｄの値が
大きくなると、直流成分が増えて交流成分が減るのが分
かる。ただし、図２３、図２７および図２８において、
Ｅ＝Ｖe1＝Ｖe2、Ｖｏ＝Ｖlaの関係が成立する。

【００２８】グロー放電の間は、放電灯ＤＬのインピー
ダンスが比較的高いので、非放電期間と同等の高周波動
作でＦＥＴＱ１，Ｑ２が非対称なデューティでオン／オ
フ制御されると、直流オフセット電圧が重畳した高周波
電圧が、放電灯ＤＬの両端に印加することになる。

【００２９】グロー放電のピーク電圧Ｖｇと定格点灯で
の放電灯ＤＬの電圧Ｖｒとの比をｋ（＝Ｖｇ／Ｖｒ）と
し、高周波電源としての変換回路１１の出力電圧Ｅと電
圧Ｖｒとの比をｍ（＝Ｅ／Ｖｒ）とすれば、ｍ＝ｋ／
（２ｄ−１）である。

【００３０】そこで、本発明の放電灯点灯装置は、ｋが
放電灯の種類によってほぼ固定されるから、ＬＣ共振で
放電開始に必要な高電圧が得られるように変換回路１１
の出力の正極性の期間と負極性の期間との差を調整しな
がら、この差に対して、変換回路１１の出力電圧Ｅと放
電灯ＤＬの定格電圧Ｖｒとの比ｍが反比例するように構
成される。

【００３１】すなわち、請求項１記載の放電灯点灯装置
は、インダクタ、このインダクタと直列接続されるコン
デンサおよびこのコンデンサと並列接続される放電灯に
より構成される負荷共振回路と、前記放電灯の放電開始
前の非放電期間および放電開始後の所定期間の少なくと
も双方の期間において、前記負荷共振回路に高周波電圧
を印加する高周波電源回路と、前記非放電期間では、前
記コンデンサ、インダクタおよび高周波電源回路で共振
を発生させて放電開始に必要な高電圧が前記放電灯に印
加するように、正極性の期間と負極性の期間とが異なる
高周波電圧を前記負荷共振回路に印加させる制御を前記
高周波電源回路に対して行う一方、前記所定期間では、
少なくとも直流電圧成分を含む高周波電圧が前記放電灯
に印加するように、正極性の期間と負極性の期間とが異
なる高周波電圧を前記負荷共振回路に印加させる制御を
前記高周波電源回路に対して行う制御回路とを備え、前
記高周波電源回路の出力電圧の絶対値と前記放電灯の定
格電圧値との比が前記正極性の期間と負極性の期間との
差に反比例するように設定されるものである。

【００３２】この構成によれば、共振によって発生した
高電圧で放電灯が放電を開始してグロー放電となった後
に、そのグロー放電をアーク放電に確実に移行させて常
に良好な始動特性を得ることができる。

【００３３】なお、前記比は１．３〜６の範囲内に設定
される構成でもよい（請求項２）。この構成によれば、
良好な始動特性を得ることが可能になる。

【００３４】また、スイッチング変更手段を備え、前記
高周波電源回路は、直流電源回路、この直流電源回路の
出力と並列接続される直列接続の第１および第２コンデ
ンサ、および前記直流電源回路の出力と並列接続される
直列接続の第１および第２のスイッチング素子により構
成され、前記負荷共振回路は、前記第１および第２コン
デンサの接続点と前記第１および第２のスイッチング素
子の接続点との間に接続され、前記スイッチング変更手
段は、前記第１および第２コンデンサの両電圧値に所定
値以上の差が生じると前記第１および第２のスイッチン
グ素子のスイッチング状態を変化させる構成でもよい
（請求項３）。この構成によれば、素子のストレスを軽
減することが可能になるとともに、耐圧の低い素子の利
用が可能になり、コスト軽減が可能となる。

【００３５】また、前記高周波電源回路は、所定の直流
電圧を得る直流電源および前記所定の直流電圧を所望の
交流矩形波電圧に変換する極性反転回路により構成さ
れ、前記放電灯が点灯する前の非点灯期間の場合、前記
直流電圧を前記高周波電圧の出力動作とともに所定時間
かけて上昇させる構成でもよい（請求項４）。この構成
によれば、放電灯の電極の摩耗を低減でき、放電灯の寿
命劣化を防止することができる。

【００３６】さらに、前記高周波電源回路は、所定の直
流電圧を得る直流電源および前記所定の直流電圧を所望
の交流矩形波電圧に変換する極性反転回路により構成さ
れ、前記放電灯が点灯した後の点灯期間の場合、前記直
流電圧を変更して前記放電灯の電力制御を行う構成でも
よい（請求項４）。この構成によれば、制御回路の構成
の簡略化が可能になり、スイッチング素子などの部品ス
トレスを低減することができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る放電灯点灯装置を示す概略構成図で、以下この図を用
いて第１実施形態について説明する。

【００３８】この放電灯点灯装置は、ＡＣ−ＤＣ−ＡＣ
型の変換回路（高周波電源回路）１１ａ、この変換回路
１１ａの出力に接続され、インダクタＬ１、このインダ
クタＬ１と直列接続されるコンデンサＣ１およびこのコ
ンデンサＣ１と並列接続される放電灯ＤＬにより構成さ
れる負荷共振回路１２、および変換回路１１ａ用の制御
回路１３，１４を備えている。

【００３９】変換回路１１ａ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Ｄ
Ｂの両出力端間に接続される昇圧チョッパ回路１ａ、こ
の昇圧チョッパ回路１ａの出力と並列接続される直列接
続のＦＥＴＱ１，Ｑ２、および昇圧チョッパ回路１ａの
出力と並列接続される直列接続のコンデンサＣＥ１，Ｃ
Ｅ２（互いにほぼ等しい大容量を有する）により構成さ
れている。ただし、ＦＥＴＱ１，Ｑ２の接続点とコンデ
ンサＣＥ１，ＣＥ２の接続点とが変換回路１１ａの両出
力端となる。また、ＦＥＴＱ１，Ｑ２の各々は、ソース
・サブストレートが接続されており、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。

【００４０】昇圧チョッパ回路１ａ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Ｌ２０、こ
のインダクタＬ２０の他端および整流器ＤＢの低電位側
出力端とそれぞれドレインおよびソースが接続されるＦ
ＥＴＱ２０、およびこのＦＥＴＱ２０のドレインとアノ
ードが接続されるダイオードＤ２０により構成され、交
流電源ＡＣからの入力電流の力率改善機能を有し、図１
に示す直流電圧Ｖ２の電力供給源となるものである。

【００４１】制御回路１３は、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン
／オフ制御を行うもので、例えば、非放電期間では、イ
ンダクタＬ１、コンデンサＣ１および高周波電源回路１
１ａで共振を発生させて放電開始に必要な高電圧が放電
灯ＤＬに印加するように、正極性の期間と負極性の期間
とが異なる高周波電圧を負荷共振回路１２に印加させる
オン／オフ制御を高周波電源回路１１ａにおけるＦＥＴ
Ｑ１，Ｑ２に対して行う一方、放電開始後の所定期間で
は、少なくとも直流電圧成分を含む高周波電圧が放電灯
ＤＬに印加するように、正極性の期間と負極性の期間と
が異なる高周波電圧を負荷共振回路１２に印加させるオ
ン／オフ制御を高周波電源回路１１ａにおけるＦＥＴＱ
１，Ｑ２に対して行う。これにより、ＦＥＴＱ１，Ｑ２
は、図２６と同様にＬＣ共振で高電圧を発生するのに十
分な値に調整されるアンバランスなデューティでオン／
オフ制御される。すなわち、制御回路１３は、所望の高
電圧が発生するようにＦＥＴＱ１，Ｑ２のデューティの
差を調整する。このＦＥＴＱ１，Ｑ２のデューティの差
によって、電圧Ｖ２が上述の式２でＥ＝０．５×Ｖ２で
あるが、電圧Ｖ２を最適に選択することができる。

【００４２】制御回路１４は、昇圧チョッパ回路１ａの
ＦＥＴＱ２０のオン／オフ制御を行うもので、例えば、
整流器ＤＢの出力電圧のレベルを所定レベルに変換させ
るようにＦＥＴＱ２０のオン／オフ制御を行う。

【００４３】また、制御回路１４は、放電灯ＤＬの非点
灯時、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のデューティの差に反比例する
ように電圧Ｖ２の調整制御を行う。なお、この場合、放
電灯ＤＬの非点灯時の共振電圧を検出する回路を付加す
る構成にすれば、ＬＣ共振回路のばらつき、温度特性お
よび経年劣化などに起因する共振電圧の変動補正が可能
になり、放電灯ＤＬを放電開始に至らしめるのに必要な
高電圧の発生が可能となる。これにより、グロー放電か
らアーク放電に移行するのに必要な電圧を得ることがで
き、始動を常に良好に保つことが可能で小型で安価な放
電灯点灯装置を提供できる。

【００４４】なお、上記のＦＥＴＱ１，Ｑ２の高周波動
作は、放電灯ＤＬの非放電期間と、少なくとも放電を開
始してからアーク放電に移行するまでの間実行される構
成であればよい。また、放電開始時点から所定時間が経
過すれば、放電灯に低周波の矩形波電圧が印加される構
成にしてもよい。

【００４５】次に、本放電灯点灯装置による始動動作に
ついて概説する。電源が投入されると、ＦＥＴＱ２０が
制御回路１４からの制御信号に従ってオン／オフし、直
列接続のコンデンサＣＥ１，ＣＥ２が所定レベルの電圧
になるように充電される。

【００４６】そして、ＦＥＴＱ１，Ｑ２が制御回路１３
からの高周波制御信号に従ってアンバランスなデューテ
ィで交互にオン／オフするとともに、これらＦＥＴＱ
１，Ｑ２のデューティの差に反比例するように電圧Ｖ２
を調整するための制御回路１４からの制御信号に従って
ＦＥＴＱ２０がオン／オフする。これにより、グロー放
電からアーク放電に移行するのに必要な電圧が放電灯Ｄ
Ｌに印加されることになる。

【００４７】以上、第１実施形態によれば、共振によっ
て発生した高電圧で放電灯が放電を開始してグロー放電
となった後に、そのグロー放電をアーク放電に確実に移
行させて常に良好な始動特性を得ることができる。

【００４８】また、スイッチング素子などの回路部品の
電圧ストレスを低減することが可能になる。グロー放電
中は放電灯ＤＬが比較的高いインピーダンスの状態にあ
るので、図２に示すように放電灯ＤＬに印加される電圧
には高周波成分が残る。このとき、共振特性が図３に示
すように変化するので、非放電期間よりも高周波成分が
少なくなるが、電圧Ｖｏが図２に示す最大電圧Ｖｐまで
上昇してグロー放電領域のピーク電圧Ｖｇを乗り越える
のに寄与するから、上述の式２から得られる最適な電圧
Ｖ２よりも低くすることが可能となる。これにより、上
記電圧ストレスの低減が可能となる。

【００４９】次に、本発明の第２実施形態に係る放電灯
点灯装置について説明する。この放電灯点灯装置は、第
１実施形態の放電灯ＤＬにフィリップス社製のメタルハ
ライドランプＣＤＭ１５０を使用して、この放電灯ＤＬ
を良好に始動させるように、上述のｍとｄとの組合せが
好適に設定されたものである。

【００５０】この組合せの設定について説明する。ＣＤ
Ｍ１５０を使用すると、定格ランプ電圧Ｖｒは９５Ｖ
で、グロー放電からアーク放電に移行するために必要な
ピーク電圧Ｖｇは約１６０Ｖであった。したがって、ピ
ーク電圧Ｖｇと定格ランプ電圧Ｖｒとの比ｋの値は１．
６８となる。なお、他のＨＩＤランプのｋ値もこれとほ
ぼ同じ値であった。

【００５１】まず、デューティの差を調整し、広い方の
デューティを０．８（狭い方は０．２）とすれば、電圧
Ｅが約１９０Ｖでも始動可能であった。このとき、変換
回路１１ａの出力電圧Ｅと電圧Ｖｒとの比ｍの値が２で
あるので、ｍ＝ｋ／（２ｄ−１）から得られるｋが１．
２（＝ｍ×（２ｄ−１））となり、上記の１．６８より
も小さくて済むのが分かる。これは、既に何度も説明し
たように、高周波成分が使用されるからである。

【００５２】上記と同様の手順で、ｄをさらに０．６〜
０．９５の範囲内で変化させてみると、ｄが０．６以下
では電圧Ｅが高くなりすぎ、逆にｄが０．９５以上では
高周波共振が実質的に発生しなくなった。

【００５３】以上から、図４に示すように、ｍが１．３
〜６．０の範囲において、ｄの値を図４の実線の枠内に
入る値に設定すれば、良好な始動特性が得られるのが分
かった。したがって、０．６から０．９５の範囲内に設
定されるｄの値に応じて、ｍの値を１．３〜６．０の範
囲内の値に設定すれば、良好な始動特性が得られる。

【００５４】なお、第１および第２実施形態では、ハー
フブリッジ構成の変換回路が使用される構成になってい
るが、これに限らず、図５に示すように、ＦＥＴＱ１１
〜Ｑ１４により成るフルブリッジ構成の変換回路が使用
される構成でもよい。制御回路１３Ｌ，１３Ｒは、制御
回路１３と同様に、協調してＦＥＴＱ１１，Ｑ１４の組
とＦＥＴＱ１２，Ｑ１３の組とを異なるオン期間で高周
波動作させるものである。これにより、コンデンサＣＥ
１０が図２７と同様に負荷共振回路１２に印加され、同
様の効果が得られることになる。ただし、ＦＥＴＱ１１
〜Ｑ１４の各々は、ＦＥＴＱ１，Ｑ２と同様に寄生ダイ
オードを有する構造になっている。

【００５５】また、第１および第２実施形態では、放電
灯ＤＬ、この放電灯ＤＬと並列接続されるコンデンサＣ
１、およびこのコンデンサＣ１と直列接続されるインダ
クタＬ１により構成される負荷共振回路が使用される構
成になっているが、これに限らず、図６に示すように、
インダクタＬ１，Ｌ２、コンデンサＣ１，Ｃ２および放
電灯ＤＬにより構成される負荷共振回路が使用される構
成でもよい。この回路構成において、共振によって始動
用の高周波電圧を発生させ、定格点灯に移行した後には
ローパスフィルタとして機能するように、インダクタＬ
２およびコンデンサＣ２を設定すれば、放電灯ＤＬにお
ける低周波の矩形波電流から高周波成分を除去すること
が可能となる。

【００５６】図７は本発明の第３実施形態に係る放電灯
点灯装置を示す概略構成図で、以下この図を用いて第３
実施形態について説明する。

【００５７】この放電灯点灯装置は、負荷共振回路１２
および制御回路１３を第１実施形態と同様に備えている
ほか、負荷共振回路１２が出力に接続される変換回路１
１ｂおよびスイッチング変更回路（スイッチング変更手
段）１５を備えている。

【００５８】変換回路１１ｂは、ＦＥＴＱ１，Ｑ２およ
びコンデンサＣＥ１，ＣＥ２を第１実施形態と同様に備
えているほか、これら直列接続の各組が直流電源１ｂの
出力に接続されている。この直流電源１ｂは、第１実施
形態と同様に、整流器ＤＢおよび昇圧チョッパ回路１ａ
により構成されるものでもよい。この場合、制御回路１
４が具備されることになり、ＦＥＴＱ１，Ｑ２の各々が
オンになると、放電灯ＤＬに印加する各コンデンサの極
性が第１実施形態とは逆になる以外は第１実施形態と同
じである。

【００５９】スイッチング変更回路１５は、抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２、ダイオードＤ１１および増幅器ＡＭＰ１に
より構成されコンデンサＣＥ１の電圧Ｖc1を検出する非
反転増幅回路１５１、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４、ダイオード
Ｄ１２および増幅器ＡＭＰ２により構成されコンデンサ
ＣＥ２の電圧Ｖc2を検出する反転増幅回路１５２、およ
びこれら両検出結果の最大レベルを基準電圧Ｖref のレ
ベルと比較してその最大レベルが基準電圧のレベルより
も高ければＳＴＯＰ信号を出力して制御回路１３のＦＥ
ＴＱ１，Ｑ２に対するオン／オフ制御を停止させるコン
パレータＣＭＰ１を備えている。なお、制御回路１３
は、スイッチング変更回路１５からＳＴＯＰ信号が出力
されると、ＦＥＴＱ１，Ｑ２に対するオン／オフ制御を
停止するように構成される必要があるのは言うまでもな
い。以下、このスイッチング変更回路１５を設ける理由
について説明する。

【００６０】図８は図７に類似の回路図、図９は図８に
示すスイッチング動作の一例を示す図、図１０は図８に
示す各ＦＥＴのオン時に形成される一の閉ループを示す
図、図１１は他の閉ループを示す図である。ただし、図
９に示すように、オンデューティがＦＥＴＱ２よりもＦ
ＥＴＱ１の方が大きい期間を極性Ａといい、逆の関係に
なる期間を極性Ｂということにする。

【００６１】放電灯に高輝度放電灯を用いてこれを矩形
波電圧で点灯させると、始動過程において片方の極性の
みが放電しない半波放電と呼ばれる状態になる場合があ
る。このような場合、負荷は、図８などに示す等価抵抗
ＺおよびダイオードＤｚの直列回路と等価になる。

【００６２】このような状態で図９に示すスイッチング
制御が実行されると、極性がダイオードＤｚに対して順
方向となる場合には電流が流れるが、そうでない場合に
は電流が流れなくなる。すなわち、極性Ａでは、放電灯
に印加する電圧極性がダイオードＤｚに対して順方向と
なって放電灯の等価抵抗Ｚに電流が流れるのに対し、極
性Ｂでは、放電灯に印加する電圧極性がダイオードＤｚ
に対して逆方向となって等価抵抗Ｚに電流が流れなくな
る。後者の場合、図１０に示す閉ループによって、コン
デンサＣＥ２の電荷がコンデンサＣ１に蓄積されること
になり、極性Ａに変わると、図１１に示す閉ループによ
って、コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーが電流と
してコンデンサＣＥ１に逆極性で流れ込むことになる。
この後、コンデンサＣ１の放電が終了すると、コンデン
サＣ１は、コンデンサＣＥ１により逆向きに充電される
が、等価抵抗Ｚに電流が流れるために蓄積されるエネル
ギーは極性Ｂよりも小さくなる。

【００６３】したがって、上記のような半波放電が持続
すると、極性ＢにおけるコンデンサＣＥ１に対する逆極
性の電荷量の方が極性ＡにおけるコンデンサＣＥ２に対
する逆極性の電荷量よりも多くなり、相対的にコンデン
サＣＥ２のエネルギーがコンデンサＣＥ１に移動するこ
とになる。このような状態がさらに進行すると、コンデ
ンサＣＥ２の電圧が上昇していき、コンデンサＣＥ１の
電圧が降下していく。直流電源１ｂの作用によってコン
デンサＣＥ１の電圧とコンデンサＣＥ２の電圧との和が
一定であるとすると、コンデンサＣＥ１の電圧が負にな
る場合もあり得る。このような状態になると、コンデン
サが有極性であるとストレスが問題となってくる。

【００６４】このため、第３実施形態では、スイッチン
グ変更回路１５が設けられるのである。これにより、本
来は同程度になるコンデンサＣＥ１，ＣＥ２の電圧に上
記半波放電に起因する偏りが生じて、どちらか一方の電
圧が上昇しても、この上昇した電圧が上記基準電圧との
比較により検出され、上昇した電圧が基準電圧よりも高
くなると、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ動作が停止さ
れることになる。この結果、素子のストレスを軽減する
ことが可能になるとともに、耐圧の低い素子の利用が可
能になってコスト軽減が可能になる。

【００６５】図１２は本発明の第４実施形態に係る放電
灯点灯装置を示す概略構成図で、以下この図を用いて第
４実施形態について説明する。

【００６６】この放電灯点灯装置は、変換回路１１ｂ、
負荷共振回路１２および制御回路１３を第３実施形態と
同様に備えているほか、スイッチング変更回路１５ａを
備えている。

【００６７】このスイッチング変更回路１５ａは、直列
接続のコンデンサＣＥ１，ＣＥ２と並列接続される直列
接続の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２、およびコンパレータＣＭＰ
２，ＣＭＰ３およびＯＲ回路ＯＲにより成るウインドコ
ンパレータ回路を備え、コンデンサＣＥ１，ＣＥ２の接
続点を基準にして抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点の電位を
計測し、ウインドコンパレータ回路によってコンデンサ
ＣＥ１，ＣＥ２の電圧不均衡を検出し、この不均衡が検
出されると、ＳＴＯＰ信号を出力して制御回路１３のＦ
ＥＴＱ１，Ｑ２に対するオン／オフ制御を停止させるも
のである。

【００６８】これにより、コンデンサＣＥ１，ＣＥ２の
電圧に半波放電に起因する偏りが生じると、抵抗Ｒ２
１，Ｒ２２の接続点に電位が発生するので、スイッチン
グ変更回路１５ａによってその偏りが検出され、ＦＥＴ
Ｑ１，Ｑ２のオン／オフ動作が停止されることになり、
第３実施形態と同様の効果が得られる。

【００６９】なお、第３および第４実施形態では、コン
デンサＣＥ１，ＣＥ２の電圧に半波放電に起因する偏り
が生じると、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ動作を停止
する構成になっているが、そのような不均衡を是正する
ようなＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ制御に変更される
構成でもよい。

【００７０】図１３は本発明の第５実施形態に係る放電
灯点灯装置を示す概略構成図で、以下この図を用いて第
５実施形態について説明する。

【００７１】この放電灯点灯装置は、変換回路１１ｂ、
負荷共振回路１２および制御回路１３を第３実施形態と
同様に備えているほか、コンデンサＣＥ１，ＣＥ２とそ
れぞれ並列接続されるダイオードＤ１，Ｄ２を備えてい
る。

【００７２】このようにダイオードＤ１，Ｄ２を接続す
ると、コンデンサＣＥ１，ＣＥ２の電圧不均衡を検出す
ることはできないが、コンデンサＣ１を介して電荷が一
方に片寄り、片方がゼロになった後はコンデンサＣ３を
介して電荷が移動するのではなく、もう一度電荷の蓄積
されているコンデンサに戻され、コンデンサの電圧が負
になるのを防止される。

【００７３】これにより、コンデンサに逆向きの電圧が
充電されることなく、各コンデンサについてはある程度
の耐圧性能が要求されるが、アルミ電解コンデンサなど
の安価な有極性のコンデンサの使用が可能になり、コス
トの低減が可能となる。

【００７４】図１４は本発明の第６実施形態に係る放電
灯点灯装置を示す概略構成図で、以下この図を用いて第
６実施形態について説明すると、この放電灯点灯装置
は、変換回路１１ｃ、負荷共振回路１２ｃおよび制御回
路１３ｃ，１４ｃにより構成されている。

【００７５】変換回路１１ｃは、全波整流用の整流器Ｄ
Ｂ、昇圧チョッパ回路１ａ、ＦＥＴＱ１，Ｑ２およびコ
ンデンサＣＥ１，ＣＥ２を第１実施形態と同様に備えて
いるほか、図１４に示すように、ダイオードＤ１〜Ｄ４
をさらに備えている。

【００７６】負荷共振回路１２ｃは、インダクタＬ１、
コンデンサＣ１および放電灯ＤＬを第１実施形態と同様
に備えているほか、放電灯ＤＬと直列接続されてこの放
電灯ＤＬとともにコンデンサＣ１と並列接続されるラン
プ電流検出用の抵抗Ｒ１をさらに備えている。

【００７７】制御回路１３ｃは、ランプ電圧を検出する
Ｖla検出回路１３１、ランプ電流を検出するＩla検出回
路１３２、これら両検出回路の信号からランプ電力を算
出するＷla検出回路１３３、およびこの算出信号を受け
てＦＥＴＱ１，Ｑ２を駆動する駆動回路１３４を備えて
いる。この制御回路１３ｃによるＦＥＴＱ１，Ｑ２のオ
ン／オフ制御については後の動作説明で図面を参照しな
がら詳述する。

【００７８】制御回路１４ｃは、昇圧チョッパ回路１ａ
の出力電圧を検出する出力電圧検出回路１４１、および
この検出信号を受けてＦＥＴＱ２０を駆動するための駆
動回路１４２を備えている。この制御回路１４ｃによる
ＦＥＴＱ２０のオン／オフ制御についても後の動作説明
で図面を参照しながら詳述する。

【００７９】図１５は図１４に示す放電灯点灯装置の動
作説明図で、以下この図を用いて本放電灯点灯装置の動
作について説明する。

【００８０】放電灯ＤＬの非点灯期間では、ＦＥＴＱ
１，Ｑ２は、図１５に示す数十〜百Ｈｚの低周波信号に
従って交番し、且つＱ１，Ｑ２のＳＷ信号の如く、数十
ｋＨｚの高周波でスイッチング動作を行う。このとき、
オン／オフのデューティ比を常に５０％以上に保ちなが
らスイッチング動作が行われる。一方、このようなスイ
ッチング動作と平行して、昇圧チョッパ回路１ａでは、
出力電圧が図１５に示す昇圧チョッパ出力電圧の波形図
のように所定時間かけて所望電圧まで上昇する。

【００８１】この結果、インダクタＬ１およびコンデン
サＣ１の共振によって始動に必要な高圧パルスが放電灯
ＤＬの両端に発生する。この両端に発生する高圧パルス
は、昇圧チョッパ回路１ａの出力電圧の上昇に応じて上
昇する。また、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のデューティ比が５０
％以上に保たれるので、直流成分が発生する。

【００８２】このような動作により、放電灯ＤＬに印加
される電圧の最小値において、放電灯ＤＬを始動させる
ことができるので、放電灯ＤＬの電極の摩耗を低減で
き、放電灯ＤＬの寿命劣化を防止することができる。さ
らに、放電灯ＤＬが非点灯時のみ高圧パルス電圧が放電
灯ＤＬの両端に印加されるため、ランプソケットなどに
かかるストレスの低減が可能となる。

【００８３】図１６は本発明の第７実施形態に係る放電
灯点灯装置を示す概略構成図で、以下この図を用いて第
７実施形態について説明すると、この放電灯点灯装置
は、変換回路１１ｃおよび負荷共振回路１２ｃを第６実
施形態と同様に備えているほか、制御回路１３ｄ，１４
ｄを備えている。

【００８４】制御回路１３ｄは、Ｖla検出回路１３１、
Ｉla検出回路１３２、Ｗla検出回路１３３および駆動回
路１３４を第６実施形態と同様に備え、ＦＥＴＱ１，Ｑ
２のオン／オフ制御を行うもので、例えば、放電灯ＤＬ
の点灯期間、一定のスイッチング周波数および５０％以
上の一定のデューティでＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ
制御を行う。

【００８５】制御回路１４ｄは、出力電圧検出回路１４
１および駆動回路１４２を第６実施形態と同様に備え、
ＦＥＴＱ２０のオン／オフ制御を行うもので、例えば、
放電灯ＤＬの点灯期間、Ｗla検出回路１３３の出力信号
に応じてＦＥＴＱ２０のデューティを変更する制御を行
う。

【００８６】図１７は図１６に示す放電灯点灯装置の動
作説明図、図１８は図１６に示す負荷共振回路のインダ
クタの電流波形の例を示す図で、以下これらの図を用い
て本放電灯点灯装置の動作について説明する。

【００８７】放電灯ＤＬの点灯期間では、ＦＥＴＱ１，
Ｑ２は、図１５に示すＱ１，Ｑ２ＳＷ周波数およびＱ
１，Ｑ２ＳＷＤｕｔｙのように、一定の周波数、一定の
デューティで数十ｋＨｚ程度の高周波でスイッチング
し、且つ数十〜百Ｈｚ程度の低周波でＦＥＴＱ１，Ｑ２
のスイッチングが切り替わり、極性反転動作とともに高
圧チョッパ動作が実行される。

【００８８】このとき、インダクタＬ１の電流が図１８
に示すように不連続または連続であれば、ランプ電圧
（放電灯ＤＬの両端電圧）Ｖlaは次式で表される。ただ
し、ｔonはＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン時間で、ｆはスイッ
チング周波数で、Ｖdcは昇圧チョッパ回路１ａの出力電
圧の１／２を表す。

【００８９】Ｖla＝（２×ｔon×ｆ−１）×Ｖdc この式から、ランプ電圧ＶlaはｔonまたはＶdcで決定さ
れる。これに基いて、第７実施形態では、放電灯ＤＬの
電力制御を実行すべく、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のスイッチン
グ周波数およびデューティを一定にし、昇圧チョッパ回
路１ａの出力であるＶdcをＷla検出回路１３３の出力信
号に応じて、ＦＥＴＱ２０のデューティを変更して昇圧
チョッパ回路１ａの出力電圧を変更する構成となる。

【００９０】これにより、制御回路の構成の簡略化が可
能になり、例えば放電灯ＤＬが低電力時には、昇圧チョ
ッパ回路１ａの出力電圧が低く設定されるので、スイッ
チング素子などの部品ストレスを低減することができ
る。

【００９１】なお、上記第６および第７実施形態では、
ハーフブリッジ構成の変換回路１１ｃによって放電灯Ｄ
Ｌを点灯させているので、最大でもＶdcしか放電灯ＤＬ
に印加させることができない。一方、ＦＥＴＱ１，Ｑ２
はオン／オフ動作するので、２倍のＶdcがＦＥＴＱ１，
Ｑ２に印加されることになる。

【００９２】これは相反するものである。すなわち、放
電灯ＤＬにとっては、Ｖdcが高い方が始動性が向上す
る。特に、高圧放電灯の場合、寿命末期にはＶlaが高く
なるから、Ｖdcはより高い方が望ましい。しかしなが
ら、Ｖdcを高くすると、ＦＥＴＱ１，Ｑ２にかかるスト
レスが増大してしまう。

【００９３】そこで、Ｖlaがある所定電圧以上になる
と、図１９に示すように、Ｖdcを上昇させる構成にすれ
ば上記問題を解決することが可能になる。すなわち、通
常点灯時、Ｖdcが低いので部品ストレスの低減が可能と
なる一方、放電灯ＤＬの寿命末期などでＶlaが高くなる
と、Ｖdcも昇圧されるので放電灯ＤＬの安定点灯が可能
になる。

【００９４】

【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、インダクタ、このインダクタと
直列接続されるコンデンサおよびこのコンデンサと並列
接続される放電灯により構成される負荷共振回路と、前
記放電灯の放電開始前の非放電期間および放電開始後の
所定期間の少なくとも双方の期間において、前記負荷共
振回路に高周波電圧を印加する高周波電源回路と、前記
非放電期間では、前記コンデンサ、インダクタおよび高
周波電源回路で共振を発生させて放電開始に必要な高電
圧が前記放電灯に印加するように、正極性の期間と負極
性の期間とが異なる高周波電圧を前記負荷共振回路に印
加させる制御を前記高周波電源回路に対して行う一方、
前記所定期間では、少なくとも直流電圧成分を含む高周
波電圧が前記放電灯に印加するように、正極性の期間と
負極性の期間とが異なる高周波電圧を前記負荷共振回路
に印加させる制御を前記高周波電源回路に対して行う制
御回路とを備え、前記高周波電源回路の出力電圧の絶対
値と前記放電灯の定格電圧値との比が前記正極性の期間
と負極性の期間との差に反比例するように設定されるの
で、共振によって発生した高電圧で放電灯が放電を開始
してグロー放電となった後に、そのグロー放電をアーク
放電に確実に移行させて常に良好な始動特性を得ること
ができる。

【００９５】請求項２記載の発明によれば、前記比は
１．３〜６の範囲内に設定されるので、良好な始動特性
を得ることが可能になる。

【００９６】請求項３記載の発明によれば、スイッチン
グ変更手段を備え、前記高周波電源回路は、直流電源回
路、この直流電源回路の出力と並列接続される直列接続
の第１および第２コンデンサ、および前記直流電源回路
の出力と並列接続される直列接続の第１および第２のス
イッチング素子により構成され、前記負荷共振回路は、
前記第１および第２コンデンサの接続点と前記第１およ
び第２のスイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記スイッチング変更手段は、前記第１および第２コン
デンサの両電圧値に所定値以上の差が生じると前記第１
および第２のスイッチング素子のスイッチング状態を変
化させるので、素子のストレスを軽減することが可能に
なるとともに、耐圧の低い素子の利用が可能になり、コ
スト軽減が可能となる。

【００９７】請求項４記載の発明によれば、前記高周波
電源回路は、所定の直流電圧を得る直流電源および前記
所定の直流電圧を所望の交流矩形波電圧に変換する極性
反転回路により構成され、前記放電灯が点灯する前の非
点灯期間の場合、前記直流電圧を前記高周波電圧の出力
動作とともに所定時間かけて上昇させるので、放電灯の
電極の摩耗を低減でき、放電灯の寿命劣化を防止するこ
とができる。

【００９８】請求項５記載の発明によれば、前記高周波
電源回路は、所定の直流電圧を得る直流電源および前記
所定の直流電圧を所望の交流矩形波電圧に変換する極性
反転回路により構成され、前記放電灯が点灯した後の点
灯期間の場合、前記直流電圧を変更して前記放電灯の電
力制御を行うので、制御回路の構成の簡略化が可能にな
り、スイッチング素子などの部品ストレスを低減するこ
とができる。

【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を
示す概略構成図である。

【図２】グロー放電時のランプ電圧の波形図である。

【図３】ＬＣ共振の特性図である。

【図４】ｄとｍの最適領域を示す図である。

【図５】第１および第２実施形態に係る放電灯点灯装置
に適用可能なフルブリッジ構成の変換回路例を示す図で
ある。

【図６】第１および第２実施形態に係る放電灯点灯装置
に適用可能な負荷共振回路例を示す図である。

【図７】本発明の第３実施形態に係る放電灯点灯装置を
示す概略構成図である。

【図８】図７に類似の回路図である。

【図９】図８に示すスイッチング動作の一例を示す図で
ある。

【図１０】図８に示す各ＦＥＴのオン時に形成される一
の閉ループを示す図である。

【図１１】図８に示す各ＦＥＴのオン時に形成される他
の閉ループを示す図である。

【図１２】本発明の第４実施形態に係る放電灯点灯装置
を示す概略構成図である。

【図１３】本発明の第５実施形態に係る放電灯点灯装置
を示す概略構成図である。

【図１４】本発明の第６実施形態に係る放電灯点灯装置
を示す概略構成図である。

【図１５】図１４に示す放電灯点灯装置の動作説明図で
ある。

【図１６】本発明の第７実施形態に係る放電灯点灯装置
を示す概略構成図である。

【図１７】図１６に示す放電灯点灯装置の動作説明図で
ある。

【図１８】図１６に示す負荷共振回路のインダクタの電
流波形の例を示す図である。

【図１９】第６および第７実施形態に係る放電灯点灯装
置に適用可能な電圧制御例を示す図である。

【図２０】従来の高輝度放電灯用の放電灯点灯装置を示
す概略構成図である。

【図２１】図２０に示す放電灯のランプ電圧の波形図で
ある。

【図２２】放電灯を始動させるための一般的な電圧制御
の説明図である。

【図２３】部品点数の削減などを可能にする放電灯点灯
装置を示す概略構成図である。

【図２４】図２３の各ＦＥＴのオン／オフ状態およびラ
ンプ電圧を示す波形図である。

【図２５】ＬＣ共振の特性図である。

【図２６】スイッチング周波数のスイープおよび直流成
分重畳技術が適用される電圧制御例を示す図である。

【図２７】図２３の等価回路図である。

【図２８】図２７に対応するランプ電流および変換回路
の出力電圧の各波形を示す図である。

【符号の説明】

１１ａ 変換回路 １２ 負荷共振回路 １３ 制御回路 １４ 制御回路 Ｑ１，Ｑ２ ＦＥＴ Ｌ１ インダクタ Ｃ１ コンデンサ ＤＬ 放電灯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 直樹 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 AA11 AA13 AC01 BA03 BA05 BB01 BB10 BC01 BC03 CA12 DD04 EA01 EB01 EB05 EB07 GA02 GB12 GB18 GC04 HA10 HB03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インダクタ、このインダクタと直列接続
   されるコンデンサおよびこのコンデンサと並列接続され
   る放電灯により構成される負荷共振回路と、 前記放電灯の放電開始前の非放電期間および放電開始後
   の所定期間の少なくとも双方の期間において、前記負荷
   共振回路に高周波電圧を印加する高周波電源回路と、 前記非放電期間では、前記コンデンサ、インダクタおよ
   び高周波電源回路で共振を発生させて放電開始に必要な
   高電圧が前記放電灯に印加するように、正極性の期間と
   負極性の期間とが異なる高周波電圧を前記負荷共振回路
   に印加させる制御を前記高周波電源回路に対して行う一
   方、前記所定期間では、少なくとも直流電圧成分を含む
   高周波電圧が前記放電灯に印加するように、正極性の期
   間と負極性の期間とが異なる高周波電圧を前記負荷共振
   回路に印加させる制御を前記高周波電源回路に対して行
   う制御回路とを備え、 前記高周波電源回路の出力電圧の絶対値と前記放電灯の
   定格電圧値との比が前記正極性の期間と負極性の期間と
   の差に反比例するように設定される放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記比は１．３〜６の範囲内に設定され
   る請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 スイッチング変更手段を備え、 前記高周波電源回路は、直流電源回路、この直流電源回
   路の出力と並列接続される直列接続の第１および第２コ
   ンデンサ、および前記直流電源回路の出力と並列接続さ
   れる直列接続の第１および第２のスイッチング素子によ
   り構成され、 前記負荷共振回路は、前記第１および第２コンデンサの
   接続点と前記第１および第２のスイッチング素子の接続
   点との間に接続され、 前記スイッチング変更手段は、前記第１および第２コン
   デンサの両電圧値に所定値以上の差が生じると前記第１
   および第２のスイッチング素子のスイッチング状態を変
   化させる請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 前記高周波電源回路は、所定の直流電圧
   を得る直流電源および前記所定の直流電圧を所望の交流
   矩形波電圧に変換する極性反転回路により構成され、 前記放電灯が点灯する前の非点灯期間の場合、前記直流
   電圧を前記高周波電圧の出力動作とともに所定時間かけ
   て上昇させる請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記高周波電源回路は、所定の直流電圧
   を得る直流電源および前記所定の直流電圧を所望の交流
   矩形波電圧に変換する極性反転回路により構成され、前
   記放電灯が点灯した後の点灯期間の場合、前記直流電圧
   を変更して前記放電灯の電力制御を行う請求項１記載の
   放電灯点灯装置。