JP2000277276A

JP2000277276A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2000277276A
Application number: JP8469699A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kamoi; 武志鴨井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯の状態に応じた始動用高電圧で、放電
灯に放電を開始させ、始動性を確保しつつ、放電灯にか
かるストレスを低減する。【解決手段】トランスＴ１２の２次巻線ｎ１２２を安
定器１１と放電灯ＤＬとの間に介設し、その１次巻線ｎ
１２１に放電ギャップＧを介してその応答電圧よりも低
い電圧のエネルギーを出力段のコンデンサＣ１２１に蓄
積するフライバックコンバータ１２１を設け、トランス
Ｔ１３の２次巻線ｎ１３２およびコンデンサＣ１２３か
ら放電ギャップＧの両端にその応答電圧以上の電圧を印
加するとともに、放電灯ＤＬのコールドスタート時のブ
レークオーバー電圧以上で、放電灯ＤＬのホットリスタ
ート時のブレークオーバー電圧よりも低い電圧をトラン
スＴ１３の２次巻線ｎ１３３から放電灯ＤＬに印加する
トリガ電源回路１２３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度放電灯（高
圧放電灯、ＨＩＤランプ）用の放電灯点灯装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】高圧ナトリウム灯やメタルハライド灯な
どの高圧放電灯（ＨＩＤランプ）を点灯させるために
は、放電灯に放電を開始させる高電圧を印加する必要が
ある。このための回路方式は多数知られている。

【０００３】図１０は従来の放電灯点灯装置の一例を示
す構成図で（実開昭５９−５２５９９号公報参照）、こ
の放電灯点灯装置は、高圧ナトリウム灯やメタルハライ
ド灯などの放電灯ＤＬと、この放電灯ＤＬと並列接続さ
れるバイパス用のコンデンサＣ１と、交流電源Ｖｓと、
この交流電源Ｖｓから交流電力を取り込んで放電灯ＤＬ
に電力を供給するとともに点灯を維持するための安定器
１と、コンデンサＣ１および放電灯ＤＬの一の接続側に
介設される高電圧発生用のイグナイタとしてのパルス発
生回路２とを備えている。

【０００４】このパルス発生回路２は、交流電源２ａ
と、この交流電源２ａからの電圧に対して例えば昇圧お
よび整流を行う直流高圧発生回路２ｂと、この直流高圧
発生回路２ｂの両出力端子間に接続されるコンデンサＣ
２と、このコンデンサＣ２の一端に一端が接続される１
次巻線ｎ２１、および上記一の接続側に介設される２次
巻線ｎ２２を有するパルストランス（以下単にトラン
ス）Ｔ２と、１次巻線ｎ２１の他端とコンデンサＣ２の
他端との間に接続され、両端電圧が応答電圧（放電開始
電圧）に達すると導通する放電ギャップＧとにより構成
されている。

【０００５】図１１は図１０に示す放電灯点灯装置の動
作説明図で、この図を用いてその動作を説明する。ま
ず、交流電源Ｖｓが投入されると、安定器１の出力電圧
が放電灯ＤＬの両端に印加する。

【０００６】次いで、交流電源２ａがオンになると（Ｏ
Ｎ時点）、パルス発生回路２が動作して直流高圧発生回
路２ｂによりコンデンサＣ２が充電され、その両端電圧
Ｖ_C2が上昇する。この後、両端電圧Ｖ_C2が放電ギャップ
Ｇの応答電圧Ｖ_GB（例えば数千ボルト）に達すると（時
点ｔ１）、放電ギャップＧが絶縁破壊を起こし、コンデ
ンサＣ２、１次巻線ｎ２１、放電ギャップＧおよびコン
デンサＣ２の閉経路が形成され、コンデンサＣ２がその
閉経路に電荷を瞬時に放出する。このとき、２次巻線ｎ
２２に高圧のパルス電圧（例えばトランスＴ２の巻数比
が１０倍程度であれば数万ボルト）が誘導されるので、
安定器１の出力電圧に上記パルス電圧が重畳した電圧が
放電灯ＤＬに印加することになる。これにより、放電灯
ＤＬの点灯が可能になる。

【０００７】なお、上記時点ｔ１のパルス電圧の印加で
放電灯ＤＬが点灯に至らない場合には、放電灯ＤＬが点
灯するまで、上記一連の動作によって生成されるパルス
電圧が所定時間毎に放電灯ＤＬの両端に印加されること
になる（図１１（ａ）の時点ｔ２，ｔ３等参照）。ま
た、放電灯ＤＬが点灯に至ると、パルス発生回路２の動
作が停止される（図１１（ｂ）参照）。

【０００８】図１２は図１０に示す直流高圧発生回路の
構成例を示す図、図１３は図１２の場合の動作説明図
で、図１２に示すように、直流高圧発生回路２ｂを昇圧
トランスＴ１で構成すると、コンデンサＣ１の両端電圧
は、図１３に示すように正弦波状に変動する。この場
合、図１３（ｂ）に示すように、コンデンサＣ１の両端
電圧の極大値以下に放電ギャップＧの応答電圧Ｖ_GBを設
定すれば、交流電源２ａの半サイクルに放電ギャップＧ
が放電を複数回繰り返すことになり、パルス本数が多く
得られることとなる。

【０００９】ここで、一般に、放電灯ＤＬは、安定点灯
の後に消灯し、短期間の消灯後であって発光管が高温状
態にある時にリスタート（以後、ホットリスタート）さ
れると、発光管が常温状態にある通常のスタート（以
後、コールドスタート）に比べてより高いパルス電圧が
印加されなければ、放電を開始しない。このため、ホッ
トリスタート時のより高いパルス電圧に合わせて回路を
設計する必要があり、トライアックやサイリスタなどの
３端子制御型半導体スイッチでは、高電圧や高電流の取
扱いが困難で、仮に使用可能にしても大型で高価になる
ので、高電圧や高電流の取扱いが容易な放電ギャップな
どの素子が一般に使用されるのである。

【００１０】しかし、放電ギャップであるギャップ素子
には、封入ガスや空気の温度、イオンの状態残留電子の
有無、電極の温度、電極形状の違い、経年使用による電
極の摩耗、ガスの化学的変化、および同一仕様での製造
ばらつきなどの各種要因によって、空隙間放電開始電
圧、すなわちギャップのオン電圧が安定しない欠点があ
る。すなわち、ギャップのオン電圧が設計値に対して±
数１０％変動する。例えば、ＳＩＥＭＥＮＳ社製のＳＳ
Ｇ１Ｘ−１型ガス封入ギャップ素子は、好適に設計・製
造されているが、経年使用などを考慮すれば、ギャップ
オン電圧は８００〜１４００Ｖ程度の範囲で変動する
（１１００Ｖ±２７％）。

【００１１】したがって、イグナイタとしてのパルス発
生回路を設計する場合、上記のようなギャップのオン電
圧変動を考慮に入れる必要があり、そのオン電圧変動の
範囲内における最低レベルのオン電圧（上述の例では８
００Ｖ）でも、放電灯ＤＬを始動させるのに必要な最低
レベルのパルス電圧が確保できるように設計しなければ
ならない。

【００１２】このようにパルス発生回路を設計すると、
実際の動作で、上記オン電圧変動の範囲内における最も
高いオン電圧で放電ギャップが導通すると、放電灯ＤＬ
の両端に印加するパルス電圧は当然に高くなる。例え
ば、ＳＳＧ１Ｘ−１型ガス封入ギャップ素子の場合、放
電灯ＤＬの始動に必要な電圧が８０００Ｖであるとすれ
ば、最も低いオン電圧８００Ｖで８０００Ｖの電圧が放
電灯ＤＬの両端に印加するように設定すればよいので、
１０倍の昇圧でよいことになる。このとき、実使用時に
おいて、オン電圧が最も高い１４００Ｖであったとする
と、１４０００Ｖのパルス電圧が放電灯ＤＬの両端に印
加することになる。

【００１３】したがって、パルス発生回路およびこれを
含む装置全体（放電灯、放電灯ソケット、照明器具、配
線および取付部など）の耐電圧設計をその最も高いパル
ス電圧（上例では１４０００Ｖ）に合わせて行う必要が
ある。このため、部品の耐電圧特性を高くする、絶縁距
離の拡幅、装置の大型化あるいは部材費の上昇などの非
常に無駄の多い設計になる。また、起動時の放電灯への
印加電圧上昇によるランプ電極の早期摩耗などの不具合
が生じる可能性がある。なお、ＳＳＳなどの２端子電圧
応答型の半導体スイッチング素子を用いた場合でも、オ
ン電圧が不安定となるので上記と同様の課題が生じる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図１４は上記課題を解
決し得る放電灯点灯装置の一例を示す構成図、図１５は
図１４の概念的基本構成を示す図である（特願平９−３
１２８３２号参照）。

【００１５】図１４に示す放電灯点灯装置は、放電灯Ｄ
Ｌと、交流電源Ｖｓと、コンデンサＣ１１およびチョー
クコイルＬ１１により成り、交流電源Ｖｓおよび放電灯
ＤＬの間に介設される安定器１１と、この安定器１１の
両出力端子間に接続されるコンデンサＣ１２、整流平滑
回路１２０、フライバックコンバータ１２１、パルス出
力回路１２２およびトリガ電源回路１２３ｐにより成
り、安定器１１と放電灯ＤＬとの間に介在し、始動用で
高圧の電圧を放電灯ＤＬに印加するパルス発生回路１２
ｐと、後述のスイッチング素子Ｑ１２１，Ｑ１２３に対
する高速駆動信号列発生用の駆動回路１３１，１３２、
フライバックコンバータ１２１の出力電圧を検出して駆
動回路１３１，１３２の動作を制御する電圧検出回路１
３３、および放電灯ＤＬのランプ電流を検出することに
より点灯／不点灯を検出し、検出結果が点灯であれば、
駆動回路１３１の動作を停止させる点灯検出回路１３４
により成る制御回路１３とを備えている。

【００１６】パルス発生回路１２ｐの各部についてさら
に説明すると、整流平滑回路１２０は、全波整流器ＤＢ
１および平滑コンデンサＣ１２０により構成されてい
る。フライバックコンバータ１２１は、１次巻線ｎ１１
１および２次巻線ｎ１１２を有するフライバックトラン
ス（以下単にトランス）Ｔ１１、スイッチング素子Ｑ１
２１、ダイオードＤ１２１、およびコンデンサＣ１２１
により構成されている。パルス出力回路１２２は、１次
巻線ｎ１２１および２次巻線ｎ１２２を有するパルスト
ランス（以下単にトランス）Ｔ１２、および放電ギャッ
プＧにより構成されている。トリガ電源回路１２３ｐ
は、１次巻線ｎ３１および２次巻線ｎ３２を有する昇圧
用のトランスＴ３、コンデンサＣ１２３、抵抗Ｒ１２
３、およびスイッチング素子Ｑ１２３により構成されて
いる。ただし、コンデンサＣ１２３は、コンデンサＣ１
２１よりも十分小さい容量に設定される。

【００１７】上記構成の放電灯点灯装置は、図１５を用
いて概念的に説明すると、直流高圧発生回路（エネルギ
ー供給回路）１２ａと、２端子電圧応答型のスイッチン
グ素子１２ｂと、このスイッチング素子１２ｂを介して
直流高圧発生回路１２ａに接続され放電灯ＤＬに始動用
で高圧の電圧を印加する負荷回路１２ｃと、スイッチン
グ素子１２ｂをトリガしてオンにし、負荷回路１２ｃか
ら放電灯ＤＬに上記電圧を印加させるトリガ電源回路１
２ｄｐにより構成されているのである。すなわち、直流
高圧発生回路１２ａはフライバックコンバータ１２１に
より構成され、スイッチング素子１２ｂは放電ギャップ
Ｇにより成り、負荷回路１２ｃはトランスＴ１２により
成り、そしてトリガ電源回路１２ｄｐはトリガ電源回路
１２３ｐにより構成される。

【００１８】この図１５に示す構成によれば、トリガ電
源回路１２ｄｐによってスイッチング素子１２ｂがオン
にされると、直流高圧発生回路１２ａから負荷回路１２
ｃにエネルギーが供給されるので、発生するパルス電圧
は、直流高圧発生回路１２ａによって決定されることに
なる。すなわち、スイッチング素子１２ｂの応答電圧が
変動しても、スイッチング素子１２ｂのオン時に直流高
圧発生回路１２ａから負荷回路１２ｃに供給されるエネ
ルギー量が一定であるので、発生するパルス電圧のレベ
ルが一定となるのである。この結果、上記課題を解決す
ることが可能になる。

【００１９】図１６は図１４に示す放電灯点灯装置の各
部の信号波形図で、この図を用いて上記課題の解決が可
能になる回路動作について説明する。ただし、図１６
（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。

【００２０】交流電源Ｖｓが投入されると、交流電源Ｖ
ｓの出力電圧が安定器１１、２次巻線ｎ１２２および点
灯検出回路１３４を介して放電灯ＤＬの両端に印加す
る。

【００２１】また、交流電源Ｖｓの出力電圧は、安定器
１１を介してコンデンサＣ１２の両端にも印加し、整流
平滑回路１２０により整流および平滑されて、平滑コン
デンサＣ１２０の両端に直流電圧が発生する。そして、
スイッチング素子Ｑ１２１が駆動回路１３１からの高速
駆動信号列によってオン／オフすると、トランスＴ１１
の２次巻線ｎ１１２の両端に電圧が誘導され、ダイオー
ドＤ１２１により整流され、コンデンサＣ１２１の両端
に電圧Ｖ_C121が発生し上昇する。

【００２２】この電圧Ｖ_C121が上昇して所定電圧に達す
ると、これを検出した電圧検出回路１３３によって駆動
回路１３１が動作を停止される。これにより、フライバ
ックコンバータ１２１の出力電圧、すなわちコンデンサ
Ｃ１２１の両端電圧Ｖ_C121が所定電圧となり、所定量の
エネルギー（所望の最終パルス発生用エネルギー）がコ
ンデンサＣ１２１に蓄積されることとなる。ここで、所
定電圧となった両端電圧Ｖ_C121は放電ギャップＧの応答
電圧よりも低く設定される。これにより、放電ギャップ
Ｇは導通しなくなる。

【００２３】また、電圧Ｖ_C121が所定電圧に達すると、
駆動回路１３２が動作を開始して、この駆動回路１３２
から、スイッチング素子Ｑ１２３をオン／オフさせる高
速駆動信号列が出力される。これにより、スイッチング
素子Ｑ１２３がオン／オフすると、２次巻線ｎ３２の両
端に電圧Ｖ_n32が誘導される。この電圧Ｖ_n32は、コンデ
ンサＣ１２１の両端電圧にほぼ等しいコンデンサＣ１２
３の両端電圧に重畳し、電圧Ｖ_123pとして放電ギャップ
Ｇの両端に印加する。ここで、電圧Ｖ_123pが放電ギャッ
プＧの最も高い応答電圧（例えばＳＳＧ１Ｘ−１型ガス
封入ギャップ素子の場合には１４００Ｖ）以上になるよ
うに設定すれば、放電ギャップＧを確実に導通させるこ
とが可能になる。

【００２４】放電ギャップＧが導通すると、コンデンサ
Ｃ１２１、１次巻線ｎ１２１、放電ギャップＧおよびコ
ンデンサＣ１２１の閉経路が形成され、コンデンサＣ１
２１が、蓄積したエネルギーをその閉経路に瞬時に放出
する。これにより、２次巻線ｎ１２２に常に一定のパル
ス電圧が誘導され、安定器１１の出力電圧にそのパルス
電圧が重畳した電圧が放電灯ＤＬに印加し、放電灯ＤＬ
の点灯が可能になる。

【００２５】なお、上記パルス電圧の印加で放電灯ＤＬ
が点灯に至らない場合には、放電灯ＤＬが点灯するま
で、上記一連の動作によって生成されるパルス電圧が所
定時間毎に放電灯ＤＬの両端に印加される（図１６
（ａ）参照）。また、放電灯ＤＬが点灯に至ると、駆動
回路１３２の動作が停止される。

【００２６】このように、図１４および図１５に示す放
電灯点灯装置では、放電ギャップＧの応答電圧が変動し
ても、放電灯ＤＬの両端に常に一定レベルのパルス電圧
を印加することが可能になる。

【００２７】しかしながら、この放電灯点灯装置では、
コールドスタートまたはホットリスタートに関わらず、
放電灯ＤＬを確実に始動させて点灯させるべく、より高
いパルス電圧の印加が必要になるホットリスタートに合
わせて放電灯点灯装置を設計すると、コールドスタート
時でも、必要以上に高圧のパルス電圧が放電灯ＤＬの両
端に印加してしまう問題が生じる。この結果、放電灯Ｄ
Ｌの電極などに過大なストレスが加わり、放電灯ＤＬの
寿命が短くなってしまう。

【００２８】この問題を解決するため、放電灯の消灯時
点からの経過時間を計測し、その経過時間に応じたパル
ス電圧を放電灯に印加する方式が提案されているが、そ
の場合、回路構成が複雑になり、高価となる別の問題が
生じる。

【００２９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、放電灯の状態に応じた始動用高電圧で、放電灯
に放電を開始させ、始動性を確保しつつ、放電灯にかか
るストレスを低減し得る放電灯点灯装置を提供すること
を目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明の放電灯点灯装置は、電源と、放
電灯と、前記電源および放電灯の間に介設される安定器
としての電力供給手段と、所定電圧発生用のエネルギー
供給源手段、両端電圧が所定の応答電圧に達すると導通
する２端子電圧応答型のスイッチング素子、このスイッ
チング素子が導通時に前記エネルギー供給源手段から前
記所定電圧が印加される１次巻線を有するとともに、前
記電力供給手段と前記放電灯との間に介設され、前記１
次巻線に前記所定電圧が印加すると始動用で高圧の第１
電圧を前記放電灯に印加する２次巻線を有するパルスト
ランス、および前記スイッチング素子の両端への前記応
答電圧以上の電圧印加用のトリガ電源手段により成るパ
ルス発生手段とを備え、前記トリガ電源手段は前記放電
灯の始動用で高圧の第２電圧を発生するのである。

【００３１】この構成では、放電灯の状態に応じた２種
類の始動用高電圧を発生することができるので、放電灯
の状態に応じた始動用高電圧で、放電灯に放電を開始さ
せることができる。また、始動性を確保しつつ、放電灯
にかかるストレスを低減することができる。この結果、
ストレスにより放電灯の寿命が短くなるのを防止するこ
とができる。

【００３２】なお、前記放電灯は高輝度放電灯であり、
前記第２電圧は前記第１電圧よりも低い構成でもよい
（請求項２）。この構成によれば、コールドスタート時
に放電灯に印加する電圧を低減することができる。

【００３３】また、前記第１電圧は前記第２電圧の印加
後に前記放電灯の両端に印加する構成でもよい（請求項
３）。この構成によれば、コールドスタート時に放電灯
に印加する電圧を低減することができる。

【００３４】また、前記第１電圧と前記第２電圧とを重
畳して前記放電灯の両端に印加する構成でもよい（請求
項４）。この構成によれば、コールドスタート時に放電
灯に印加する電圧を低減することができる。

【００３５】また、前記第２電圧は非連続的に上昇する
構成でもよい（請求項５）。この構成によれば、コール
ドスタート時に放電灯に印加する電圧を低減することが
できる。

【００３６】また、前記第２電圧はパルス電圧でもよい
（請求項６）。これによれば、コールドスタート時に放
電灯に印加する電圧を低減することができる。

【００３７】さらに、前記第２電圧は時間とともに略連
続的に上昇する構成でもよい（請求項７）。この構成に
よれば、コールドスタート時に放電灯に印加する電圧を
低減することができる。

【００３８】

【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構成図、図２は主にパルス発生回路
の概念的基本構成を示す図で、これらの図を用いて以下
に第１実施形態の説明を行う。

【００３９】図１に示す放電灯点灯装置は、高圧ナトリ
ウム灯またはメタルハライド灯などの放電灯ＤＬと、交
流電源Ｖｓ（電源）と、この交流電源Ｖｓおよび放電灯
ＤＬの間に介設される安定器１１（電力供給手段）と、
この安定器１１と放電灯ＤＬとの間に介在し、始動用で
高圧の電圧を放電灯ＤＬの両端に印加するイグナイタと
してのパルス発生回路１２（パルス発生手段）と、この
パルス発生回路１２の制御を行う制御回路１３とにより
構成されている。

【００４０】上記構成の放電灯点灯装置の各部について
さらに詳述すると、安定器１１は、交流電源Ｖｓの出力
に並列接続される力率改善用のコンデンサＣ１１と、こ
のコンデンサＣ１１の一端に一端が接続されるチョーク
コイルＬ１１とを備え、このチョークコイルＬ１１の他
端とコンデンサＣ１１の他端とが当該安定器１１の出力
端子となり、これら両出力端子間に放電灯ＤＬがパルス
発生回路１２を介して接続される構成になっている。

【００４１】パルス発生回路１２は、安定器１１の両出
力端子間に接続されるコンデンサＣ１２を備えているほ
か、整流平滑回路１２０、フライバックコンバータ１２
１、パルス出力回路１２２およびトリガ電源回路１２３
を備えている。

【００４２】整流平滑回路１２０は、コンデンサＣ１２
の両端に両入力端子が接続される全波整流器ＤＢ１と、
この全波整流器ＤＢ１の両出力端子間に接続される平滑
コンデンサＣ１２０とにより構成されている。

【００４３】フライバックコンバータ１２１（エネルギ
ー供給源手段）は、平滑コンデンサＣ１２０の正極性端
子に一端が接続される１次巻線ｎ１１１、および２次巻
線ｎ１１２を有するフライバックトランス（以下単にト
ランス）Ｔ１１と、１次巻線ｎ１１１の他端と平滑コン
デンサＣ１２０の負極性端子との間に接続されるＩＧＢ
Ｔなどの高速用のスイッチング素子Ｑ１２１と、２次巻
線ｎ１１２の一端にアノードが接続されるダイオードＤ
１２１と、このダイオードＤ１２１のカソードと２次巻
線ｎ１１２の他端との間に接続されるコンデンサＣ１２
１とにより構成され、当該フライバックコンバータ１２
１の動作時に、コンデンサＣ１２１の両端に所定電圧を
発生させるものである。つまり、コンデンサＣ１２１に
は最終パルス発生用エネルギーが蓄積される。

【００４４】パルス出力回路１２２は、ダイオードＤ１
２１のカソードに一端が接続される１次巻線ｎ１２１を
有するとともにチョークコイルＬ１１の他端と放電灯Ｄ
Ｌの一端との間に介設される２次巻線ｎ１２２を有する
パルストランス（以下単にトランス）Ｔ１２と、１次巻
線ｎ１２１の他端と２次巻線ｎ１１２の他端との間に接
続され、両端電圧が所定の応答電圧に達すると導通する
２端子電圧応答型の放電ギャップＧ（スイッチング素
子）とを備え、この放電ギャップＧを介して１次巻線ｎ
１２１の両端にフライバックコンバータ１２１の出力電
圧が印加する構成になっている。ただし、フライバック
コンバータ１２１の出力電圧であるコンデンサＣ１２１
の両端電圧は、放電ギャップＧの応答電圧よりも低くな
るように設定される。

【００４５】トリガ電源回路１２３（トリガ電源手段）
は、コンデンサＣ１２３と、平滑コンデンサＣ１２０の
正極性端子に一端が接続される抵抗Ｒ１２３と、この抵
抗Ｒ１２３の他端に一端が接続される１次巻線ｎ１３
１、コンデンサＣ１２３とともに放電ギャップＧに並列
接続される２次巻線ｎ１３２、および放電灯ＤＬの他端
に一端が接続される２次巻線ｎ１３３を有する昇圧用の
トランスＴ１３と、１次巻線ｎ１３１の他端と平滑コン
デンサＣ１２０の負極性端子との間に接続されるＩＧＢ
Ｔなどの高速用のスイッチング素子Ｑ１２３とにより構
成されている。ただし、コンデンサＣ１２３は、コンデ
ンサＣ１２１よりも十分小さい容量に設定される。した
がって、コンデンサＣ１２３は、コンデンサＣ１２１よ
りも十分小さいエネルギーを蓄積することになる。

【００４６】制御回路１３は、スイッチング素子Ｑ１２
１，Ｑ１２３に対する高速駆動信号列発生用の駆動回路
１３１，１３２をそれぞれ備えているほか、電圧検出回
路１３３および点灯検出回路１３４を備えている。

【００４７】電圧検出回路１３３は、駆動回路１３１，
１３２の動作を制御するものであって、例えば、駆動回
路１３１が動作中で駆動回路１３２が動作停止中のと
き、フライバックコンバータ１２１の出力電圧を検出
し、この出力電圧が所定電圧に達すると、駆動回路１３
１の動作を停止させるとともに、同時にあるいは所定時
間経過後に（第１実施形態では同時に）、駆動回路１３
２を動作させる。

【００４８】点灯検出回路１３４は、コンデンサＣ１１
の他端と２次巻線ｎ１３３の他端との間に接続され、放
電灯ＤＬのランプ電流Ｉ_DLを検出することにより点灯／
不点灯を検出し、検出結果が点灯であれば、駆動回路１
３１の動作を停止させるものである。これにより、放電
灯ＤＬの点灯時、無用なパルス発生の防止が可能にな
る。ただし、第１実施形態では、電圧検出回路１３３よ
りも点灯検出回路１３４の制御の方が優先される。

【００４９】ここで、パルス発生回路１２の各部に発生
させるべき電圧設定について説明する。駆動回路１３１
が動作してフライバックコンバータ１２１が動作する
と、このフライバックコンバータ１２１の出力段である
コンデンサＣ１２１に所定電圧が発生するが、このと
き、１次巻線ｎ１２１および２次巻線ｎ１３２を介して
コンデンサＣ１２３がコンデンサＣ１２１と並列接続さ
れているので、コンデンサＣ１２３の両端にコンデンサ
Ｃ１２１とほぼ同じ電圧が発生する。一方、駆動回路１
３２が動作してトリガ電源回路１２３が動作すると、コ
ンデンサＣ１２３の両端電圧とは別に、２次巻線ｎ１３
２の両端に電圧Ｖ_n132が発生する。そこで、第１実施形
態では、トリガ電源回路１２３によって放電ギャップＧ
をオンにさせるべく、両端電圧Ｖ_n132とコンデンサＣ１
２３の両端電圧との合計電圧Ｖ₁₂₃が、放電ギャップＧ
の応答電圧以上になるように設定される。

【００５０】また、トリガ電源回路１２３の動作時にお
いて、２次巻線ｎ１３３の両端にも電圧Ｖ_n133が発生す
るが、この両端電圧Ｖ_n133は、放電灯ＤＬのコールドス
タート時のブレークオーバー電圧以上で、放電灯ＤＬの
ホットリスタート時のブレークオーバー電圧よりも低い
レベルに設定される。

【００５１】次に、第１実施形態および後述する各実施
形態におけるパルス発生回路の基本構成について図２を
用いて概念的に説明すると、各実施形態におけるパルス
発生回路は、直流高圧発生回路１２ａと、スイッチング
素子１２ｂと、このスイッチング素子１２ｂを介して直
流高圧発生回路１２ａに接続され放電灯ＤＬに始動用で
高圧の第１電圧を印加する負荷回路１２ｃと、スイッチ
ング素子１２ｂをトリガしてオンにし、負荷回路１２ｃ
から放電灯ＤＬに第１電圧を印加させるとともに、始動
用で高圧の第２電圧を放電灯ＤＬに印加するトリガ電源
回路１２ｄとにより構成される。ただし、第１実施形態
では、直流高圧発生回路１２ａはフライバックコンバー
タ１２１により構成され、スイッチング素子１２ｂは放
電ギャップＧにより成り、負荷回路１２ｃはトランスＴ
１２により成り、そしてトリガ電源回路１２ｄはトリガ
電源回路１２３により構成される。また、第２電圧はト
リガ電源回路１２ｄの電力の少なくとも１部を使用して
生成される。

【００５２】図３は図１に示す放電灯点灯装置の各部の
信号波形図で、この図を用いて次に第１実施形態の回路
動作について説明する。ただし、図３（ｂ）は（ａ）に
おけるＢ部の拡大図である。

【００５３】例えば時点ｔ１１で、交流電源Ｖｓが投入
されると、交流電源Ｖｓの出力電圧が安定器１１、２次
巻線ｎ１２２、２次巻線ｎ１３３および点灯検出回路１
３４を介して放電灯ＤＬの両端に印加する。

【００５４】また、交流電源Ｖｓの出力電圧は、安定器
１１を介してコンデンサＣ１２の両端にも印加し、整流
平滑回路１２０により整流および平滑されて、平滑コン
デンサＣ１２０の両端に直流電圧が発生する。そして、
スイッチング素子Ｑ１２１が駆動回路１３１からの高速
駆動信号列によってオン／オフすると、トランスＴ１１
の２次巻線ｎ１１２の両端に電圧が誘導され、ダイオー
ドＤ１２１により整流され、コンデンサＣ１２１の両端
に電圧Ｖ_C121が発生し上昇する。

【００５５】この電圧Ｖ_C121が上昇して所定電圧に達す
ると、駆動回路１３１が動作を停止する（時点ｔ１
２）。これにより、フライバックコンバータ１２１の出
力電圧、すなわちコンデンサＣ１２１の両端電圧Ｖ_C121
が所定電圧となるのである。このとき、所定電圧となっ
た両端電圧Ｖ_C121は放電ギャップＧの応答電圧よりも低
いので、放電ギャップＧは導通しない。

【００５６】また、時点ｔ１２で、駆動回路１３２が動
作を開始して、この駆動回路１３２から、スイッチング
素子Ｑ１２３をオン／オフさせる高速駆動信号列が出力
される。これにより、スイッチング素子Ｑ１２３がオン
／オフすると、２次巻線ｎ１３２，ｎ１３３の両端にそ
れぞれ電圧Ｖ_n132，Ｖ_n133が誘導される。

【００５７】このとき、時点ｔ１１の電源投入がコール
ドスタートであれば、放電灯ＤＬのコールドスタート時
のブレークオーバー電圧以上に設定された２次巻線ｎ１
３３の両端電圧Ｖ_n133が、コンデンサＣ１２の両端電圧
に重畳して放電灯ＤＬに印加するので（図３（ｂ）参
照）、放電灯ＤＬが放電を開始し得る。

【００５８】一方、時点ｔ１１の電源投入がホットリス
タートであれば、両端電圧Ｖ_n133が放電灯ＤＬのホット
リスタート時のブレークオーバー電圧よりも低いので、
放電灯ＤＬは放電を開始しない。この場合、コンデンサ
Ｃ１２１の電圧とほぼ等しいコンデンサＣ１２３の両端
電圧に２次巻線ｎ１３２の両端電圧Ｖ_n132が重畳して電
圧Ｖ₁₂₃として放電ギャップＧの両端に印加し、電圧Ｖ
₁₂₃が放電ギャップＧの応答電圧Ｖ_GBに達すると放電ギ
ャップＧがオンになる。そうすると、コンデンサＣ１２
１のエネルギーが放電ギャップＧを介してトランスＴ１
２の１次巻線ｎ１２１に供給され、２次巻線ｎ１２２の
両端に放電灯ＤＬのホットリスタート時のブレークオー
バー電圧以上の電圧Ｖ_n122が発生する（図３（ｂ）参
照）。これにより、放電灯ＤＬが放電を開始し得る。

【００５９】なお、図３（ｂ）に示すような上記一連の
パルス電圧の印加で放電灯ＤＬが点灯に至らない場合に
は、放電灯ＤＬが点灯するまで、放電灯ＤＬへの上記パ
ルス電圧の印加が所定時間毎に繰り返し行われることと
なる（図３（ａ）の時点ｔ１２以降参照）。

【００６０】また、放電灯ＤＬが上記パルス電圧の印加
で放電を開始すると、交流電源Ｖｓから安定器１１を介
して放電灯ＤＬにランプ電流Ｉ_DLが流れ、放電灯ＤＬが
点灯するので、駆動回路１３１が点灯検出回路１３４に
より動作を停止される。これにより、以降、放電灯ＤＬ
の両端にパルス電圧が印加しなくなる。

【００６１】このように、コールドスタートに十分な電
圧Ｖ_n133が始動用のパルス電圧として放電灯ＤＬに印加
し、この後、ホットリスタートに十分な電圧Ｖ_n122が放
電灯ＤＬに印加するので、低いパルス電圧で始動が可能
なコールドスタート時には電圧Ｖ_n133により放電灯ＤＬ
が放電を開始し、電圧Ｖ_n122は放電灯ＤＬに印加されな
い。従って、コールドスタート時に放電灯ＤＬに過大な
パルス電圧が印加するのを抑制し、放電灯ＤＬの電極な
どにかかるストレスの低減が可能になり、簡単な構成で
放電灯ＤＬの短寿命を防止できるとともにパルス電圧を
安定化することができる。

【００６２】なお、第１実施形態では、点灯検出回路１
３４は、検出結果が点灯であれば、駆動回路１３１の動
作を停止させる構成になっているが、検出結果が点灯で
あれば、駆動回路１３１，１３２の動作を停止させる構
成でもよいのは言うまでもない。

【００６３】図４は本発明の第２実施形態に係る放電灯
点灯装置の構成図で、この図を用いて以下に第２実施形
態の説明を行う。

【００６４】図４に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ
と、交流電源Ｖｓとを第１実施形態と同様に備えている
ほか、放電灯ＤＬおよび２次巻線ｎ１２２の両端間に接
続されるバイパス用のコンデンサＣ２０と、交流電源Ｖ
ｓおよび放電灯ＤＬの間に介設される安定器２１（電力
供給手段）と、この安定器２１と放電灯ＤＬとの間に介
在し、始動用で高圧の電圧を放電灯ＤＬに印加するパル
ス発生回路２２（パルス発生手段）と、このパルス発生
回路２２の制御を行う制御回路２３とを備えている。

【００６５】上記構成の放電灯点灯装置の各部について
さらに詳述すると、安定器２１は図１に示す安定器１１
とほぼ同様に構成されている。すなわち、安定器２１
は、中間タップにより２分された、後述のトリガ電源回
路２２３用の巻線Ｌ２１１、および巻線Ｌ２１２を図１
に示すチョークコイルＬ１１として有するとともに、ト
リガ電源回路２２３用の巻線Ｌ２１３を有するチョーク
コイルＬ２１を備えている以外は、安定器１１と同様に
構成されているのである。

【００６６】パルス発生回路２２は、パルス出力回路１
２２を第１実施形態と同様に備えているほか、例えばバ
ッテリまたは図１に示すコンデンサＣ１２および整流平
滑回路１２０などにより構成される直流電源２２０を備
えるとともに、フライバックコンバータ２２１およびト
リガ電源回路２２３を備え、電源投入時に動作を開始す
るように構成される。

【００６７】フライバックコンバータ２２１は、図１に
示すフライバックコンバータ１２１とほぼ同様、すなわ
ち直流電源２２０の負極性端子およびスイッチング素子
Ｑ１２１の接続点と２次巻線ｎ１１２の他端とが接続さ
れている以外は、フライバックコンバータ１２１と同様
に構成されている。

【００６８】トリガ電源回路２２３は、コンデンサＣ１
２３を第１実施形態と同様に備えているほか、そのコン
デンサＣ１２３とともに放電ギャップＧに並列接続され
る上記巻線Ｌ２１３、および上記巻線Ｌ２１１をそれぞ
れ具備および兼用するとともに、チョークコイルＬ２１
の中間タップに一端が接続されるコンデンサＣ２２３
と、このコンデンサＣ２２３の他端とコンデンサＣ１１
の他端との間に接続されるトライアックなどのスイッチ
ング素子Ｑ２２３とをさらに具備している。

【００６９】制御回路２３は、図１に示す制御回路１３
とほぼ同様、すなわち駆動回路１３２に代えて、スイッ
チング素子Ｑ２２３に対する駆動信号発生用の駆動回路
２３２を備えている以外は、制御回路１３と同様に構成
されている。ただし、点灯検出回路１３４は、放電灯Ｄ
Ｌの他端とコンデンサＣ１１の他端との間に介設されて
いる。

【００７０】ここで、パルス発生回路２２の各部に発生
させるべき電圧設定について説明する。駆動回路２３２
が動作してトリガ電源回路２２３が動作すると、コンデ
ンサＣ１２１とほぼ同じコンデンサＣ１２３の両端電圧
とは別に、巻線Ｌ２１３の両端に電圧Ｖ_L213が発生す
る。第２実施形態でも、その両端電圧Ｖ_L213とコンデン
サＣ１２３の両端電圧との合計電圧Ｖ₂₂₃が、放電ギャ
ップＧの応答電圧以上になるように設定される。

【００７１】また、トリガ電源回路２２３の動作時にお
いて、安定器２１の出力電圧にパルス状の高電圧が重畳
するが（詳細は後述）、その高電圧が重畳した安定器２
１の出力電圧は、放電灯ＤＬのコールドスタート時のブ
レークオーバー電圧以上で、放電灯ＤＬのホットリスタ
ート時のブレークオーバー電圧よりも低いレベルに設定
される。

【００７２】図５は図４に示す放電灯点灯装置の各部の
信号波形図で、この図を用いて第１実施形態の回路動作
について説明する。

【００７３】例えば時点ｔ２１で、交流電源Ｖｓが投入
されると、交流電源Ｖｓの出力電圧が安定器２１、２次
巻線ｎ１２２および点灯検出回路１３４を介して放電灯
ＤＬの両端に印加する。

【００７４】また、時点ｔ２１で、パルス発生回路２２
が動作を開始し、スイッチング素子Ｑ１２１が駆動回路
１３１からの高速駆動信号列によってオン／オフする
と、トランスＴ１１の２次巻線ｎ１１２の両端に電圧が
誘導され、ダイオードＤ１２１により整流され、コンデ
ンサＣ１２１の両端に電圧Ｖ_C121が発生し上昇する。

【００７５】この電圧Ｖ_C121が上昇して所定電圧に達す
ると、駆動回路１３１が動作を停止する（時点ｔ２
２）。このとき、所定電圧となった両端電圧Ｖ_C121は放
電ギャップＧの応答電圧よりも低いので、放電ギャップ
Ｇは導通しない。

【００７６】また、電圧Ｖ_C121が所定電圧に達すると、
駆動回路２３２が動作を開始して、この駆動回路２３２
から、スイッチング素子Ｑ２２３をオン／オフさせる駆
動信号が出力される。このときのスイッチング素子Ｑ２
２３のオンにより、交流電源Ｖｓ、チョークコイルＬ２
１の巻線Ｌ２１１、コンデンサＣ２２３、スイッチング
素子Ｑ２２３および交流電源Ｖｓの閉ループに急峻な電
流が流れ、パルス状の高電圧Ｖ_P1が安定器２１の出力電
圧Ｖ₂₁に重畳して放電灯ＤＬに印加する。

【００７７】このとき、時点ｔ２１の電源投入がコール
ドスタートであれば、その放電灯ＤＬに印加する電圧が
放電灯ＤＬのコールドスタート時のブレークオーバー電
圧以上に設定されているので、放電灯ＤＬが放電を開始
し得る。

【００７８】一方、時点ｔ２１の電源投入がホットリス
タートであれば、高電圧Ｖ_P1が重畳した出力電圧Ｖ₂₁が
放電灯ＤＬのホットリスタート時のブレークオーバー電
圧よりも低いので、放電灯ＤＬは放電を開始しない。こ
の場合、駆動回路２３２により、スイッチング素子Ｑ２
２３がオンし、安定器２１の出力にパルス電圧が発生
し、このパルス電圧により、巻線Ｌ２１３の両端にも巻
数比に応じたパルス電圧Ｖ_L213が誘導される。そして、
パルス電圧Ｖ_L213がコンデンサＣ１２３の両端電圧に重
畳して電圧Ｖ₂₂₃として放電ギャップＧの両端に印加
し、電圧Ｖ₂₂₃が放電ギャップＧの応答電圧Ｖ_GBに達す
ると放電ギャップＧがオンになる。そうすると、コンデ
ンサＣ１２１のエネルギーが放電ギャップＧを介してト
ランスＴ１２の１次巻線ｎ１２１に供給され、２次巻線
ｎ１２２の両端に放電灯ＤＬのホットリスタート時のブ
レークオーバー電圧以上の電圧Ｖ_n122が発生する。これ
により、放電灯ＤＬが放電を開始し得る。

【００７９】なお、上記一連のパルス電圧の印加で放電
灯ＤＬが点灯に至らない場合には、放電灯ＤＬが点灯す
るまで、放電灯ＤＬへの上記パルス電圧の印加が所定時
間毎に繰り返し行われることとなる（図５の時点ｔ２２
以降参照）。

【００８０】また、放電灯ＤＬが上記パルス電圧の印加
で放電を開始すると、交流電源Ｖｓから安定器２１を介
して放電灯ＤＬにランプ電流が流れ、放電灯ＤＬが点灯
するので、駆動回路１３１が点灯検出回路１３４により
動作を停止される。これにより、以降、放電灯ＤＬの両
端にパルス電圧が印加しなくなる。

【００８１】このように、コールドスタートに十分な電
圧が始動用のパルス電圧として放電灯ＤＬに印加し、こ
の後、ホットリスタートに十分な電圧が放電灯ＤＬに印
加するので、低いパルス電圧で始動が可能なコールドス
タート時には、低い方のパルス電圧Ｖ_P1により放電灯Ｄ
Ｌが放電を開始し、高い方のパルス電圧Ｖ_n122は放電灯
ＤＬに印加されない。従って、コールドスタート時に放
電灯ＤＬに過大なパルス電圧が印加するのを抑制し、放
電灯ＤＬの電極などにかかるストレスの低減が可能にな
り、簡単な構成で放電灯ＤＬの短寿命を防止できるとと
もにパルス電圧を安定化することができる。

【００８２】また、安定器２１の出力に発生するパルス
電圧は、チョークコイルＬ２１を利用しているので、比
較的広いパルス幅に設定可能である。これにより、その
幅の広いパルス電圧にホットリスタート用のパルス電圧
を重畳させることが可能になり、そのホットリスタート
用のパルス電圧で放電灯ＤＬを絶縁破壊してグロー放電
を開始させた後、幅の広いパルス電圧をアーク放電の移
行に利用することができ、始動性の向上をさらに図るこ
とが可能になる。

【００８３】図６は本発明の第３実施形態に係る放電灯
点灯装置の構成図で、この図を用いて以下に第３実施形
態の説明を行う。

【００８４】図６に示す放電灯点灯装置は、交流電源Ｖ
ｓと、放電灯ＤＬと、コンデンサＣ２０とを第２実施形
態と同様に備えているほか、交流電源Ｖｓの出力に両入
力端子が接続される全波整流器ＤＢ２と、この全波整流
器ＤＢ２を介して交流電源Ｖｓから電力を取り込んで放
電灯ＤＬに適正な電力を供給する安定器としての降圧チ
ョッパ回路３１（電力供給手段）と、この降圧チョッパ
回路３１と放電灯ＤＬとの間に介在し、始動用で高圧の
電圧を放電灯ＤＬの両端に印加するイグナイタとしての
パルス発生回路３２と、降圧チョッパ回路３１およびパ
ルス発生回路３２の制御を行う制御回路３３とを備えて
いる。

【００８５】上記構成の放電灯点灯装置の各部について
さらに詳述すると、降圧チョッパ回路３１は、全波整流
器ＤＢ２の両出力端子間に接続されるコンデンサＣ３１
１と、全波整流器ＤＢ２の正極性出力端子に一端（図６
の例ではドレイン）が接続されるＦＥＴなどのスイッチ
ング素子Ｑ３１と、このスイッチング素子Ｑ３１の他端
（図６の例ではソース）および全波整流器ＤＢ２の負極
性出力端子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Ｄ３１と、このダイオードＤ３１のカソ
ードに一端が接続されるチョークコイルＬ３１と、この
チョークコイルＬ３１の他端と全波整流器ＤＢ２の負極
性出力端子との間に接続されるコンデンサＣ３１２とを
備え、このコンデンサＣ３１２の両端が当該降圧チョッ
パ回路３１の出力端子となり、これら両出力端子間に放
電灯ＤＬがパルス発生回路３２を介して接続される構成
になっている。ただし、チョークコイルＬ３１の他端に
はダイオードＤ３０のアノードが接続されている。

【００８６】パルス発生回路３２は、パルス出力回路１
２２を第２実施形態と同様に備えているほか、直流電源
Ｅ３２１およびこれに直列接続されるインピーダンス要
素Ｚ３２１により構成される直流高圧発生回路３２１
と、トリガ電源回路３２３とを備え、交流電源Ｖｓの投
入時に動作を開始するように構成される。ただし、直流
高圧発生回路３２１は１次巻線ｎ１２１および放電ギャ
ップＧと並列接続されている。また、トランスＴ１２の
２次巻線ｎ１２２はダイオードＤ３０のカソードと放電
灯ＤＬの一端との間に接続されている。

【００８７】トリガ電源回路３２３は、直流電源Ｅ３２
３と、この直流電源Ｅ３２３の正極性端子に一端が接続
されるインピーダンス要素Ｚ３２３と、このインピーダ
ンス要素Ｚ３２３の他端に一端が接続されるスイッチン
グ素子Ｑ３２３と、このスイッチング素子Ｑ３２３の他
端および１次巻線ｎ１２１の他端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Ｄ３１と、スイッ
チング素子Ｑ３２３の他端および放電灯ＤＬの一端にそ
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
Ｄ３２とを備えている。

【００８８】ここで、直流電源Ｅ３２１は放電ギャップ
Ｇの応答電圧よりも低い電圧を出力するように設定され
る。また、直流電源Ｅ３２３は、ダイオードＤ３１，Ｄ
３２のアノードと当該直流電源Ｅ３２３の負極性端子と
の間の電圧Ｖ１が、放電灯ＤＬのコールドスタートに十
分な電圧および放電ギャップＧの応答電圧以上で、ホッ
トリスタート時の放電灯ＤＬのブレークオーバー電圧よ
りも低いレベルになるように設定される。ただし、コー
ルドスタートに十分な電圧は放電ギャップＧの応答電圧
よりも低いものとする。なお、直流電源Ｅ３２１の電圧
は放電灯ＤＬのコールドスタートに十分な電圧よりも高
くても低くても構わない。

【００８９】制御回路３３は、放電灯ＤＬの他端と整流
器ＤＢ２の負極性出力端子との間に接続され放電灯ＤＬ
のランプ電流を検出することにより点灯／不点灯を検出
する点灯検出回路３３４と、放電灯ＤＬの一端に接続さ
れ放電灯ＤＬに印加する電圧を検出する電圧検出回路３
３３とを備えているとともに、駆動回路３３２と、駆動
回路３３１とを備えている。

【００９０】駆動回路３３２は、交流電源Ｖｓの投入時
に動作を開始して、電圧検出回路３３３および点灯検出
回路３３４の各検出結果を取り込みながら、降圧チョッ
パ回路３１が放電灯ＤＬに適正な電力を供給するよう
に、スイッチング素子Ｑ３１の駆動を行うものである。

【００９１】駆動回路３３１は、スイッチング素子Ｑ３
２３の駆動を行うもので、例えば、交流電源Ｖｓが投入
された後に動作を開始して、スイッチング素子Ｑ３２３
の駆動を行う。また、駆動回路３３１は、点灯検出回路
３３４の検出結果が点灯であれば、動作を停止してスイ
ッチング素子Ｑ３２３をオフにする。

【００９２】図７は図６に示す放電灯点灯装置の各部の
信号波形図で、この図を用いて次に第３実施形態の回路
動作について説明する。

【００９３】交流電源Ｖｓが投入されると（時点ｔ３
１）、降圧チョッパ回路３１が動作して、この降圧チョ
ッパ回路３１から、始動に適正な電力となる電圧Ｖ
₃₁が、ダイオードＤ３０、２次巻線ｎ１２２および点灯
検出回路３３４を介して放電灯ＤＬの両端に印加する。

【００９４】また、時点ｔ３１で、パルス発生回路３２
が動作を開始して直流電源Ｅ３２１の電圧がインピーダ
ンス要素Ｚ３２１および１次巻線ｎ１２１を介して放電
ギャップＧの両端に印加する。このとき、直流電源Ｅ３
２１の電圧が放電ギャップＧの応答電圧よりも低いの
で、放電ギャップＧは導通しない。

【００９５】この後、駆動回路３３１の駆動によりスイ
ッチング素子Ｑ３２３がオンになると（時点ｔ３２）、
直流電源Ｅ３２３の電圧にほぼ等しい電圧Ｖ１が、ダイ
オードＤ３１を介して放電ギャップＧの両端に印加する
とともにダイオードＤ３２を介して放電灯ＤＬの両端に
印加する。

【００９６】このとき、時点ｔ３１の電源投入がコール
ドスタートであれば、電圧Ｖ１が放電灯ＤＬのコールド
スタートに十分な電圧以上であるので、放電灯ＤＬが放
電を開始し得る。

【００９７】一方、時点ｔ３１の電源投入がホットリス
タートであれば、電圧Ｖ１が放電灯ＤＬのホットリスタ
ート時のブレークオーバー電圧よりも低いので、放電灯
ＤＬは放電を開始しない。この場合、放電ギャップＧが
応答し、放電ギャップＧが導通すると、直流電源Ｅ３２
１、インピーダンス要素Ｚ３２１、１次巻線ｎ１２１、
放電ギャップＧおよび直流電源Ｅ３２１の閉ループに直
流電源Ｅ３２１による急峻な電流が流れ、２次巻線ｎ１
２２の両端に放電灯ＤＬのホットリスタート時のブレー
クオーバー電圧以上の電圧Ｖ_n122が発生する。これによ
り、放電灯ＤＬが放電を開始し得る。

【００９８】なお、上記一連のパルス電圧の印加で放電
灯ＤＬが点灯に至らない場合には、放電灯ＤＬが点灯す
るまで、放電灯ＤＬへの上記パルス電圧の印加が所定時
間毎に繰り返し行われることとなる（図７の時点ｔ３２
以降参照）。

【００９９】また、放電灯ＤＬが上記パルス電圧の印加
で放電を開始すると、降圧チョッパ回路３１から放電灯
ＤＬにランプ電流が流れ、放電灯ＤＬが点灯するので、
駆動回路３３１が動作を停止する。これにより、以降、
放電灯ＤＬの両端にパルス電圧が印加しなくなる。

【０１００】このように、コールドスタートに十分な電
圧Ｖ１およびホットリスタートに十分な電圧Ｖ_n122が順
に放電灯ＤＬに印加するので、低い電圧で始動可能なコ
ールドスタート時には、電圧Ｖ１により放電灯ＤＬが放
電を開始するので、過大なパルス電圧の印加を抑制し、
放電灯ＤＬの電極などにかかるストレスの低減が可能に
なる。また、電圧Ｖ１で放電灯ＤＬが放電を開始した場
合、トリガ電源回路３２３のエネルギーを概ね放電灯Ｄ
Ｌに供給することができるので、コールドスタートの性
能をさらに向上させることが可能となる。

【０１０１】図８は本発明の第４実施形態に係る放電灯
点灯装置の構成図で、この図を用いて以下に第４実施形
態の説明を行う。

【０１０２】図８に示す放電灯点灯装置は、交流電源Ｖ
ｓ、全波整流器ＤＢ２、降圧チョッパ回路３１、ダイオ
ードＤ３０、放電灯ＤＬおよびコンデンサＣ２０を第３
実施形態と同様に備えているほか、降圧チョッパ回路３
１と放電灯ＤＬとの間に介在し、始動用で高圧の電圧を
放電灯ＤＬの両端に印加するイグナイタとしてのパルス
発生回路４２と、降圧チョッパ回路３１およびパルス発
生回路４２の制御を行う制御回路４３とを備えている。

【０１０３】パルス発生回路４２は、直流高圧発生回路
３２１およびパルス出力回路１２２を第３実施形態と同
様に備えているほか、トリガ電源回路４２３を備え、交
流電源Ｖｓの投入時に動作を開始するように構成され
る。

【０１０４】トリガ電源回路４２３は、ダイオードＤ３
１，Ｄ３２を第３実施形態と同様に備えているほか、ダ
イオードＤ３１，Ｄ３２のアノードにカソードが接続さ
れるダイオードＤ４２３と、直流電源Ｅ３２１の負極性
端子に負極性端子が接続される直流電源Ｅ４２３と、こ
の直流電源Ｅ４２３の正極性端子に一端が接続される１
次巻線ｎ４３１、およびダイオードＤ４２３のアノード
に一端が接続される２次巻線ｎ４３２を有するフライバ
ックトランス（以下単にトランス）Ｔ４３と、１次巻線
ｎ４３１の他端と直流電源Ｅ４２３の負極性端子との間
に接続されるスイッチング素子Ｑ４２３と、ダイオード
Ｄ４２３のカソードと２次巻線ｎ４３２の他端との間に
接続されるコンデンサＣ４２３とを備え、フライバック
コンバータの出力になるコンデンサＣ４２３の両端電圧
が、ダイオードＤ３１を介して放電ギャップＧの両端に
印加するとともにダイオードＤ３２および後述の点灯検
出回路３３４を介して放電灯ＤＬの両端に印加する構成
になっている。ただし、２次巻線ｎ４３２の他端は１次
側の直流電源Ｅ４２３の負極性端子にも接続されてい
る。

【０１０５】ここで、放電ギャップＧは、導通状態にな
る応答電圧Ｖ_GBが放電灯ＤＬのコールドスタートに十分
な電圧Ｖ_CSよりも高くなるように設定される。また、ト
リガ電源回路４２３は、コンデンサＣ４２３の両端電圧
が応答電圧Ｖ_GB以上になるように設定される。

【０１０６】制御回路４３は、駆動回路３３２、電圧検
出回路３３３および点灯検出回路３３４を第３実施形態
と同様に備えているほか、駆動回路４３１を備えてい
る。

【０１０７】この駆動回路４３１は、スイッチング素子
Ｑ４２３の駆動を行うもので、例えば、交流電源Ｖｓの
投入時に動作を開始して、スイッチング素子Ｑ４２３を
所定周期でオン／オフさせる。また、駆動回路４３１
は、点灯検出回路３３４の検出結果が点灯であれば、動
作を停止してスイッチング素子Ｑ３２３をオフにする。

【０１０８】図９は図８に示す放電灯点灯装置の各部の
信号波形図で、この図を用いて第４実施形態の回路動作
について説明する。ただし、図９におけるＶ_Gは放電ギ
ャップＧの両端電圧を示す。

【０１０９】交流電源Ｖｓが投入されると（時点ｔ４
１）、降圧チョッパ回路３１が動作して、この降圧チョ
ッパ回路３１から、始動に適正な電力となる電圧Ｖ
₃₁が、ダイオードＤ３０、２次巻線ｎ１２２および点灯
検出回路３３４を介して放電灯ＤＬの両端に印加する。

【０１１０】また、時点ｔ４１で、パルス発生回路４２
が動作を開始して直流電源Ｅ３２１の電圧Ｖ_E321がイン
ピーダンス要素Ｚ３２１および１次巻線ｎ１２１を介し
て放電ギャップＧの両端に印加する。このとき、電圧Ｖ
_E321が放電ギャップＧの応答電圧Ｖ_GBよりも低いので、
放電ギャップＧは導通しない。

【０１１１】さらに、時点ｔ４１で、駆動回路４３１が
駆動を開始してスイッチング素子Ｑ４２３が所定周期で
オン／オフを繰り返す。これにより、コンデンサＣ４２
３の両端電圧Ｖ_C423が徐々に上昇する。

【０１１２】時点ｔ４１の後、両端電圧Ｖ_C423が放電灯
ＤＬのコールドスタートに十分な電圧Ｖ_CSに達すると
（時点ｔ４２）、時点ｔ４１の電源投入がコールドスタ
ートであれば、放電灯ＤＬが放電を開始し得る。放電灯
ＤＬが放電を開始すると、交流電源Ｖｓから降圧チョッ
パ回路３１などを介して放電灯ＤＬにランプ電流が流
れ、放電灯ＤＬが点灯する。そうすると、駆動回路４３
１が動作を停止してスイッチング素子Ｑ４２３がオフに
なり、放電ギャップＧは導通しなくなる。

【０１１３】これに対し、時点ｔ４１の電源投入がホッ
トリスタートであれば、放電灯ＤＬは放電を開始せず、
両端電圧Ｖ_C423は上昇を続ける。この後、両端電圧Ｖ
_C423が放電ギャップＧの応答電圧Ｖ_GBに達すると（時点
ｔ４３）、放電ギャップＧが応答し、放電ギャップＧが
導通すると、直流電源Ｅ３２１、インピーダンス要素Ｚ
３２１、１次巻線ｎ１２１、放電ギャップＧおよび直流
電源Ｅ３２１の閉ループに直流電源Ｅ３２１による急峻
な電流が流れ、２次巻線ｎ１２２の両端に放電灯ＤＬの
ホットリスタート時のブレークオーバー電圧Ｖ_HS以上の
電圧Ｖ_n122が発生する。これにより、放電灯ＤＬが放電
を開始し得る。放電灯ＤＬが放電を開始すると、交流電
源Ｖｓから降圧チョッパ回路３１などを介して放電灯Ｄ
Ｌにランプ電流が流れ、放電灯ＤＬが点灯する。そうす
ると、駆動回路４３１が動作を停止してスイッチング素
子Ｑ４２３がオフになり、放電ギャップＧは導通しなく
なる。

【０１１４】なお、上記一連のパルス電圧の印加で放電
灯ＤＬが点灯に至らない場合には、放電灯ＤＬが点灯す
るまで、放電灯ＤＬへの上記パルス電圧の印加が所定時
間毎に繰り返し行われることとなる（図９の時点ｔ４３
以降参照）。

【０１１５】このように、コールドスタートに十分な電
圧およびホットリスタートに十分な電圧が順に放電灯Ｄ
Ｌに印加するので、低い電圧で始動可能なコールドスタ
ート時には、過大なパルス電圧の印加を抑制し、放電灯
ＤＬの電極などにかかるストレスの低減が可能になると
ともに、パルス電圧の安定化を図ることが可能であり、
また、トリガ電源回路４２３のフライバックコンバータ
の設計により、パルス発生のタイミングを任意に選択で
き、設計の自由度が広がる効果が得られる。

【０１１６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、電源と、
放電灯と、前記電源および放電灯の間に介設される安定
器としての電力供給手段と、所定電圧発生用のエネルギ
ー供給源手段、両端電圧が所定の応答電圧に達すると導
通する２端子電圧応答型のスイッチング素子、このスイ
ッチング素子が導通時に前記エネルギー供給源手段から
前記所定電圧が印加される１次巻線を有するとともに、
前記電力供給手段と前記放電灯との間に介設され、前記
１次巻線に前記所定電圧が印加すると始動用で高圧の第
１電圧を前記放電灯に印加する２次巻線を有するパルス
トランス、および前記スイッチング素子の両端への前記
応答電圧以上の電圧印加用のトリガ電源手段により成る
パルス発生手段とを備え、前記トリガ電源手段は前記放
電灯の始動用で高圧の第２電圧を発生するので、放電灯
の状態に応じた始動用高電圧で、放電灯に放電を開始さ
せることができるとともに、始動性を確保しつつ、放電
灯にかかるストレスを低減することができる。この結
果、ストレスにより放電灯の寿命が短くなるのを防止す
ることができる。

【０１１７】請求項２記載の発明によれば、前記放電灯
は高輝度放電灯であり、前記第２電圧は前記第１電圧よ
りも低いので、コールドスタート時に放電灯に印加する
電圧を低減することができる。

【０１１８】請求項３記載の発明によれば、前記第１電
圧は前記第２電圧の印加後に前記放電灯の両端に印加す
るので、コールドスタート時に放電灯に印加する電圧を
低減することができる。

【０１１９】請求項４記載の発明によれば、前記第１電
圧と前記第２電圧とを重畳して前記放電灯の両端に印加
するので、コールドスタート時に放電灯に印加する電圧
を低減することができる。

【０１２０】請求項５記載の発明によれば、前記第２電
圧は非連続的に上昇するので、コールドスタート時に放
電灯に印加する電圧を低減することができる。

【０１２１】請求項６記載の発明によれば、前記第２電
圧はパルス電圧であるので、コールドスタート時に放電
灯に印加する電圧を低減することができる。

【０１２２】請求項７記載の発明によれば、前記第２電
圧は時間とともに略連続的に上昇するので、コールドス
タート時に放電灯に印加する電圧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の
構成図である。

【図２】主にパルス発生回路の概念的基本構成を示す図
ある。

【図３】図１に示す放電灯点灯装置の各部の信号波形図
である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る放電灯点灯装置の
構成図である。

【図５】図４に示す放電灯点灯装置の各部の信号波形図
である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る放電灯点灯装置の
構成図である。

【図７】図６に示す放電灯点灯装置の各部の信号波形図
である。

【図８】本発明の第４実施形態に係る放電灯点灯装置の
構成図である。

【図９】図８に示す放電灯点灯装置の各部の信号波形図
である。

【図１０】従来の放電灯点灯装置の一例を示す構成図で
ある。

【図１１】図１０に示す放電灯点灯装置の動作説明図で
ある。

【図１２】図１０に示す直流高圧発生回路の構成例を示
す図である。

【図１３】図１２の場合の動作説明図である。

【図１４】放電灯点灯装置の一例を示す構成図である。

【図１５】図１４の概念的基本構成を示す図である。

【図１６】図１４に示す放電灯点灯装置の各部の信号波
形図である。

【符号の説明】１１，２１安定器３１降圧チョッパ回路１２，２２，３２，４２パルス発生回路１３，２３，３３，４３制御回路１２０整流平滑回路１２１，２２１フライバックコンバータ３２１直流高圧発生回路１２２パルス出力回路１２３，２２３，３２３，４２３トリガ電源回路１３１，３３１，４３１駆動回路１３２，２３２，３３２駆動回路１３３，３３３電圧検出回路１３４，３３４点灯検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源と、放電灯と、前記電源および放電灯の間に介設される安定器としての
電力供給手段と、所定電圧発生用のエネルギー供給源手段、両端電圧が所
定の応答電圧に達すると導通する２端子電圧応答型のス
イッチング素子、このスイッチング素子が導通時に前記
エネルギー供給源手段から前記所定電圧が印加される１
次巻線を有するとともに、前記電力供給手段と前記放電
灯との間に介設され、前記１次巻線に前記所定電圧が印
加すると始動用で高圧の第１電圧を前記放電灯に印加す
る２次巻線を有するパルストランス、および前記スイッ
チング素子の両端への前記応答電圧以上の電圧印加用の
トリガ電源手段により成るパルス発生手段とを備え、前記トリガ電源手段は前記放電灯の始動用で高圧の第２
電圧を発生する放電灯点灯装置。
【請求項２】前記放電灯は高輝度放電灯であり、前記
第２電圧は前記第１電圧よりも低い請求項１記載の放電
灯点灯装置。
【請求項３】前記第１電圧は前記第２電圧の印加後に
前記放電灯の両端に印加する請求項１または２記載の放
電灯点灯装置。
【請求項４】前記第１電圧と前記第２電圧とを重畳し
て前記放電灯の両端に印加する請求項１または２記載の
放電灯点灯装置。
【請求項５】前記第２電圧は非連続的に上昇する請求
項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】前記第２電圧はパルス電圧である請求項
１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】前記第２電圧は時間とともに略連続的に
上昇する請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装
置。