JP2000308333A

JP2000308333A - 直流昇圧回路とこれを用いたパルス発生装置及び放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2000308333A
Application number: JP10773299A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nakamura; 俊朗中村; Kazutoshi Suganuma; 和俊菅沼; Tsutomu Shiomi; 務塩見
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】所定のＤＣ電圧入力に対して、それよりも高い
電圧を得るための手段であって、昇圧チョッパ回路のよ
うな複雑な構成をとらず、昇圧機能を有する回路手段を
提供する。【解決手段】直流電源Ｖｓと、複数のコンデンサＣ１，
Ｃ２，…，Ｃｎの直列回路と、上記直列回路の両端に接
続された負荷回路８と、上記直列回路を直流電源Ｖｓの
電源電圧で充電する第１の経路と、上記直列回路の一部
を直流電源Ｖｓの電源電圧で充電する第２以降の経路を
少なくとも１つ以上有し、直流電源Ｖｓの電圧より高い
直流電圧が負荷回路８に供給されるように、充電開始後
の時間が経過するにつれて、コンデンサの直列接続個数
のより少ない経路に主として充電電流が流れるように充
電経路を切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直流昇圧回路とこれ
を用いたパルス発生装置及び放電灯点灯装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１９に従来例の回路図を示す。この回
路は、高輝度放電灯の点灯装置であり、放電灯４を安定
点灯させる機能を有するバラスト回路２と、放電を開始
させる始動回路３を有している。バラスト回路２は、電
源１からの入力電圧を放電灯４が必要とする電圧に変換
し、放電灯４に出力する。放電灯４の消灯時には、バラ
スト回路２からは点灯時より高い無負荷電圧が出力され
る。この無負荷電圧がバラスト回路２から出力される
と、始動回路３のダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、コンデン
サＣ１の経路で電流が流れ、コンデンサＣ１に無負荷電
圧が充電される。なお、コンデンサＣ１の充電電圧は、
バラスト回路２から出力される無負荷電圧以上にはなら
ない。コンデンサＣ１に所定電圧が充電されると、スイ
ッチ素子Ｓ１はオンする。スイッチ素子Ｓ１がオンする
と、始動回路３のコンデンサＣ１、パルストランスＰＴ
の１次側、スイッチ素子Ｓ１の経路でコンデンサＣ１の
電荷が急速に放電される。その結果、パルストランスＰ
Ｔの２次側には高電圧が出力され、放電灯４が点灯す
る。放電灯４が点灯した後、点灯時のランプ電圧は無負
荷電圧より低くなるので、始動回路３の入力電圧は低下
する。この電圧ではスイッチ素子Ｓ１は動作しないの
で、結果的に始動回路３は停止する。

【０００３】放電灯４が消灯した後、すぐに再点灯動作
を行う場合には、ランプ温度はまだ高い状態にあるた
め、高い再始動電圧が必要である。よって、パルストラ
ンスＰＴの２次側出力電圧を高くする必要がある。パル
ストランスＰＴの２次側出力電圧を高くする方法として
は、次のような方法が考えられる。（ａ）パルストランスＰＴの巻数比を高くする。（ｂ）バラスト回路２の無負荷電圧を高くする。（ｃ）昇圧回路（昇圧チョッパ回路など）をバラスト回
路２または始動回路３の中に組み込み、コンデンサＣ１
の充電電圧を高くする。（ｄ）コッククロフトウォルトン等の昇圧回路を始動回
路３の中に組み込み、コンデンサＣ１の充電電圧を高く
する。

【０００４】しかし、これらの方法（ａ）〜（ｄ）に
は、それぞれ以下に示すような問題点が挙げられる。
（ａ）のように、パルストランスＰＴの巻数比を高くす
る方法によれば、パルストランスＰＴの大型化を招く。
（ｂ）のように、バラスト回路２の出力電圧を高くする
と、バラスト回路２の各部品等の耐圧を上げなければな
らない。それに伴いコストが高くなり、回路が大型化す
る可能性がある。（ｃ）のように、昇圧回路を新たに付
加すると、コストが高くなり、回路が大型化する可能性
がある。（ｄ）のように、コッククロフトウォルトン等
の昇圧回路を始動回路３の中に組み込むには、バラスト
回路２は基本的にＡＣ出力となり、ＤＣ出力に比べ、フ
ィルタ回路の耐圧を上げる必要がある。また、始動回路
３はコンデンサＣ１の充電に数サイクルの交番が必要と
なり、充電速度を早めるためには交番周波数を高くしな
ければならない。周波数が高いと始動直後に、バラスト
回路２の出力が交番する可能性があり、ゼロ点を通過す
ることで放電灯４への押し込み電流が不足し、アーク放
電に移行せず立ち消えしてしまう可能性がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、所定のＤＣ電圧入力に対して、その入力電圧より高
い電圧を得るための手段であって、昇圧チョッパ回路の
ような複雑な構成をとらず、昇圧機能を有する回路手段
を提供することにある。また、この昇圧機能を有する回
路手段によって、放電灯点灯装置の始動回路に含まれる
コンデンサの充電電圧をできるだけ高くすることで、パ
ルストランスの小型化、放電電流の抑制を可能にするこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の基本構成
を示す。この回路は、ＤＣ入力電圧Ｖｓに対し、チョッ
パ回路などを使用しないで昇圧する回路の原理を示して
いる。図１では、ｎ個（ｎ≧２の整数）のコンデンサＣ
１，Ｃ２，…，Ｃｎを直列に接続し、その両端に負荷回
路８を接続している。また、ｎ個のコンデンサの直列回
路の全部または一部のコンデンサの直列回路への充電を
行う電源Ｖｓと、主として充電される箇所を切り換える
スイッチ要素Ｓ０を有している。また、充電電流を制限
する抵抗Ｒ１があっても良い。

【０００７】次に、スイッチ要素Ｓ０の切換え制御につ
いて説明する。このスイッチ要素Ｓ０は、ｔ１，ｔ２，
ｔ３，…，ｔｎのタイミングで、それぞれｎ個、（ｎ−
１）個、（ｎ−２）個、…、１個のコンデンサの直列回
路を充電する。先に充電されるコンデンサの直列接続個
数は、スイッチ要素Ｓ０が切り換わって、次に充電され
るコンデンサの直列接続個数よりも多くする必要があ
る。たとえば、最初に充電されるコンデンサの直列接続
個数がｎ個である場合、電源Ｖｓによってｎ個の直列コ
ンデンサが十分に充電された後、スイッチ要素Ｓ０によ
ってｎ個の直列コンデンサのうち、（ｎ−１）個の直列
コンデンサの部分が電源Ｖｓによって充電される。さら
に、スイッチ要素Ｓ０が切り換わり、ｎ個のコンデンサ
のうち、（ｎ−２）個の直列コンデンサの部分が電源Ｖ
ｓによって充電される。以上の動作を連続的に行い、電
源Ｖｓで充電されるコンデンサの直列接続個数を少なく
してゆく。

【０００８】このような充電動作を行うことにより、最
終的に、コンデンサ直列回路の両端には電源Ｖｓより高
い電圧が得られる。例えば、図１のコンデンサの容量が
すべて同じで初期電荷がゼロの場合、コンデンサＣ１に
はＶｓ／ｎ、コンデンサＣ２にはＶｓ／（ｎ−１）、
…、コンデンサＣｎにはＶｓの電圧が充電されるので、
最終的に、コンデンサ直列回路の両端に得られる電圧
は、Ｖｓ（１＋１／２＋１／３＋…＋１／ｎ）となり、
元の電源Ｖｓよりも高い電圧が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】（実施例１）図２に本発明の実施
例１の回路図を示す。本実施例は、図１の基本回路を具
体化したものである。図１の基本回路では、電源Ｖｓで
充電する直列コンデンサの直列接続個数を切り換えるた
めにスイッチ要素Ｓ０を用いていたのに対し、本実施例
では、ダイオードＤ１〜Ｄｎを直列コンデンサ毎に接続
し、スイッチ要素として動作させている。ダイオードＤ
１〜Ｄｎには、それぞれ直列に抵抗Ｒ１〜Ｒｎが接続さ
れている。

【００１０】ここで、ｍ個の直列コンデンサを主として
電源Ｖｓで充電する際に、限流素子として働く抵抗Ｒ
_n-m+1と、コンデンサＣ_n-m+1〜Ｃ_nの直列コンデンサ
の合成容量で決まる時定数Ｔ_mは、次式で与えられる。Ｔ_m＝Ｒ_n-m+1／（１／Ｃ_n-m+1＋１／Ｃ_n-m+2＋…＋
１／Ｃ_n）同様に、ｋ個の直列コンデンサを主として電源Ｖｓで充
電する際に、限流要素として働く抵抗Ｒ_n-k+1と、コン
デンサＣ_n-k+1〜Ｃ_nの直列コンデンサの合成容量で決
まる時定数Ｔ_kは、次式で与えられる。Ｔ_k＝Ｒ_n-k+1／（１／Ｃ_n-k+1＋１／Ｃ_n-k+2＋…＋
１／Ｃ_n）ｍ＞ｋであるとき、Ｔ_m＜Ｔ_kであるように設定するこ
とで、動作開始初期にはコンデンサの直列接続個数が多
い部分で主として充電が行われ、時間の経過と共に、コ
ンデンサの直列接続個数が少ない部分に主として充電さ
れる箇所が切り換わって行くように動作する。

【００１１】ダイオードＤ１〜Ｄｎは、主として充電さ
れる直列コンデンサが切り換わったときに、既に充電さ
れた電荷が電源Ｖｓ側へ戻らないようにするためのスイ
ッチ要素の役割を果たす。以上の動作により、直列コン
デンサの両端に、電源電圧よりも高い電圧出力を得るこ
とができる。

【００１２】また、図３のように限流抵抗を兼用して回
路を構成しても良い。図２では、時定数を決定する抵抗
は各充電経路内に１つであったが、図３では複数の抵抗
の直列回路で形成される。また、図２、図３では、充電
電流の制限に抵抗を用いているが、限流の働きをする素
子であればなんでも良い。また、各コンデンサの容量は
同一である必要はない。さらに、長い期間充電されるコ
ンデンサほど容量を大きくすることで、直列コンデンサ
の両端の電圧出力を高くすることができる。

【００１３】（実施例２）図４に本発明の実施例２を示
す。本実施例は、上述の実施例１の構成でコンデンサの
直列数を２とした昇圧回路を放電灯点灯装置の始動回路
３に使用したものである。従来例で説明したように、放
電灯４を安定点灯維持するためのバラスト回路２の出力
電圧Ｖｓは、放電灯４の消灯時においては、点灯時のラ
ンプ電圧よりも高い無負荷電圧を出力する。バラスト回
路２の動作開始時において、放電灯４は消灯しているた
め、バラスト回路２は無負荷電圧を出力し、この電圧が
放電灯４の両端に印加されるとともに、始動回路３に入
力される。放電灯４がＨＩＤランプの場合、始動に際
し、高い始動電圧が必要となるので、この時点では放電
開始しない。始動回路３において、抵抗Ｒ１，Ｒ２とコ
ンデンサＣ１，Ｃ２の時定数を次式のように設定する。Ｒ１／（１／Ｃ１＋１／Ｃ２）＜Ｒ２・Ｃ２このように設定することにより、まず、主としてコンデ
ンサＣ１，Ｃ２の直列回路に無負荷電圧が充電され、そ
の後、主としてコンデンサＣ２に無負荷電圧が充電され
る。以上の充電動作でコンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路
には無負荷電圧より高い電圧が充電される。

【００１４】コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路の両端電
圧（Ｖｃ１＋Ｖｃ２）が所定電圧に達すると、トリガ回
路５により、スイッチ素子Ｓ１がオンし、コンデンサＣ
１，Ｃ２の直列回路の両端電圧がパルストランスＰＴの
１次側を介して急速に放電し、パルストランスＰＴの２
次側に高圧パルスを発生させて、放電灯４を放電開始さ
せる。放電灯４が点灯すると、バラスト回路２の出力電
圧Ｖｓはランプ電圧Ｖｌａの近くまで低下する。この電
圧では、始動回路３のトリガ回路５は動作せず、したが
って、始動回路３は停止する。以上の動作を図５に示
す。

【００１５】なお、図６で示すように、ダイオードＤ
１，Ｄ２を接続しても良い。また、図７のように、抵抗
Ｒ１，Ｒ２、ダイオードＤ１，Ｄ２の位置を変更しても
良い。要するに、電荷の逆流を防ぐ位置にダイオードを
接続し、前述した時定数を満足するように各充電経路の
抵抗を設定すれば良い。

【００１６】（実施例３）図８に本発明の実施例３の構
成を示す。本実施例は、先の実施例２のコンデンサＣ１
と並列にダイオードＤ３を付加したものである。本実施
例の動作を図９に示す。電源Ｖｓが印加されて最初の動
作は、先の実施例２と同じである（期間Ｐ１）。ここ
で、スイッチ素子Ｓ１がオンすると、コンデンサＣ１と
Ｃ２からパルストランスＰＴの１次巻線とスイッチ素子
Ｓ１を介して放電電流ｉｓが流れる。スイッチ素子Ｓ１
はある程度の期間オンするので、コンデンサＣ１とＣ２
の合計電圧Ｖ２がゼロになっても、パルストランスＰＴ
の１次巻線のインダクタンス成分Ｌｐｔ１によって、更
に放電電流ｉｓが流れ続ける。このため、コンデンサＣ
１とＣ２は負方向に充電されようとする。しかしなが
ら、ダイオードＤ３の作用により、コンデンサＣ１の負
方向への充電はクランプされる。よって、次の電源Ｖｓ
からの充電はコンデンサＣ１の電圧初期値がゼロ、コン
デンサＣ２の電圧初期値が負の状態（Ｖｃ２−３）から
開始する。

【００１７】第２回目の充電（期間Ｐ２）の時定数は、
当然、期間Ｐ１と同等であるが、コンデンサＣ２の電圧
初期値が負の状態であるため、ダイオードＤ２を介する
充電では、コンデンサＣ１の充電電圧は、期間Ｐ１のＶ
ｃ１−１よりも高いＶｃ１−２になり、他方、コンデン
サＣ２の充電電圧は、期間Ｐ１のＶｃ２−１よりも低い
Ｖｃ２−４となる。このあと、ダイオードＤ２はオフす
るので、電源ＶｓよりダイオードＤ１、抵抗Ｒ２を介し
てコンデンサＣ２が充電されるが、この充電電圧は、コ
ンデンサＣ２の初期値に関係なく、期間Ｐ１と同じＶｃ
２−２まで、即ち最大では略Ｖｓまで充電される。

【００１８】よって、期間Ｐ２ではコンデンサＣ１の充
電電圧が期間Ｐ１のそれより高いので、出力電圧Ｖ２は
期間Ｐ２の方が高くなる。従って、パルストランスＰＴ
に印加される電圧が期間Ｐ２では高くなり、より高いパ
ルス電圧を発生することが可能となる。この動作は、期
間Ｐ２以降の任意の期間Ｐｎで同じであり、期間Ｐｎで
も期間Ｐ２と同じ出力電圧Ｖ２になる。

【００１９】この実施例の昇圧回路を用いて、例えば、
ＨＩＤランプの始動装置を構成すれば、初始動時に比較
的低いパルス電圧（期間Ｐ１の第１回目のパルス）で始
動が可能であり、また、熱間再始動時には、より高いパ
ルス電圧が必要であるが、第２回目以降のパルス（期間
Ｐ２の第２回目以降のパルス）で始動させることが出来
るので、始動に必要なパルスを無駄無く発生して、始動
性能が良好になる。また、部品ストレスは低くなり、装
置の信頼性が上がる。

【００２０】図１０はコンデンサＣ２と並列にダイオー
ドＤ３を接続したものである。こうすると、第１回目の
パルス発生の後、コンデンサＣ１が負方向に充電される
ので、Ｖｃ１が負となり、ダイオードＤ２を介する充電
では、コンデンサＣ１の電圧Ｖｃ１の上限値が低くな
り、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２の上限値は同じである
から、出力電圧Ｖ２は第２回目以降は低くなる。すなわ
ち、上記の場合とは逆になるので、図１１に示すよう
に、第１回目のパルス電圧が高く、第２回目以降のパル
ス電圧が低くなる。この実施例では、第１回目のパルス
電圧で始動しなかった場合に、少し低いパルス電圧を印
加し続けるので、始動に要する時間が多少長くなって
も、素子の電圧ストレスを低く出来る。したがって、装
置の信頼性が向上する。

【００２１】（実施例４）図１２に本発明の実施例４の
回路構成を示す。図中、ＳＳＳはサイダック等の半導体
２端子双方向電圧応答型スイッチ素子である。本実施例
の動作を図１３に示す。直流電源Ｖｓが印加されると、
電圧応答型スイッチ素子ＳＳＳは始めオフであるから、
電源ＶｓよりダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ
２、コンデンサＣ１、Ｃ２の経路で充電電流ｉ１が流
れ、コンデンサＣ１とＣ２を直列充電する（図１３の充
電期間Ｔ１）。このとき、抵抗Ｒ１は充電時定数を決め
る。

【００２２】コンデンサＣ１の電圧Ｖｃ１が電圧応答型
スイッチ素子ＳＳＳの応答電圧Ｖｂに達すると、電圧応
答型スイッチ素子ＳＳＳがオンする。以降、コンデンサ
Ｃ１への充電はダイオードＤ２によって阻止され、電源
ＶｓからダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、電圧応答型スイッ
チ素子ＳＳＳ、コンデンサＣ２の経路で充電電流ｉ２が
流れ、コンデンサＣ２が充電される（図１３の充電期間
Ｔ２）。このとき、抵抗Ｒ１は充電時定数を決める。

【００２３】コンデンサＣ２の充電電圧は、最大、電源
Ｖｓと同じ電圧まで上昇することが可能であるから、ス
イッチ素子Ｓ１がオンしたときにパルストランスＰＴの
１次側に印加される電圧Ｖ２は、コンデンサＣ１の充電
電圧と、略Ｖｓまで充電されたコンデンサＣ２の充電電
圧の和である。このように、本実施例を用いても、パル
ストランスＰＴへの印加電圧を上昇させることができ
る。

【００２４】（実施例５）図１４に本発明の実施例５の
回路構成を示す。本実施例は、コンデンサＣ１、Ｃ２に
それぞれ放電用のスイッチ素子Ｓ２、Ｓ３を並列に接続
したものであり、充電動作の開始前にコンデンサＣ１，
Ｃ２の初期電圧をゼロに戻すことを特徴とする。

【００２５】本発明では、主にｎ個の直列接続されたコ
ンデンサを電源電圧により所定時間充電した後、主にそ
の一部であるｍ個の直列接続されたコンデンサを電源電
圧により所定時間内、充電する回路方式を示した（ｎ，
ｍは自然数で且つｎ＞ｍ）。この回路において充電開始
時、少なくとも後で充電が行われるｍ個の直列接続され
たコンデンサの初期電圧が低いほど昇圧能力は高い。こ
れを具体的に説明するため、例えば図４の実施例におい
て、点灯している放電灯４が消灯し、再点灯動作を行う
場合を考える。

【００２６】ランプ点灯中の始動回路３の入力電圧はラ
ンプ電圧とほぼ等しく、始動回路３の内部のコンデンサ
Ｃ１、Ｃ２にはランプ電圧に対応した電圧が充電されて
いる。ランプが消灯してから再点灯までの時間が短い
と、始動回路３内部のコンデンサＣ１、Ｃ２には電荷が
残ったままの状態となる。つまり、コンデンサＣ１、Ｃ
２に電荷が残ったままの状態で、ランプの再点灯動作が
行われることになる。この時、バラスト回路２から出力
される無負荷電圧により、まず抵抗Ｒ１を介し、主に直
列接続されたコンデンサＣ１、Ｃ２の経路で充電が開始
するが、コンデンサＣ１、Ｃ２には初期電圧が残ってい
るため充電量が少ない。コンデンサＣ１、Ｃ２の直列回
路への充電が終了すると、次に抵抗Ｒ２を介し、主にコ
ンデンサＣ２が無負荷電圧で充電される。結果的に、コ
ンデンサＣ２については無負荷電圧と同じ電圧値まで充
電することが可能であるが、コンデンサＣ１の充電量が
少ないため、コンデンサＣ１の充電電圧とコンデンサＣ
２の充電電圧の重畳電圧は低い。このため、動作開始時
に、少なくともコンデンサＣ２の初期電圧を所定電圧以
下にする必要がある。

【００２７】そこで、本実施例では、図１４に示すよう
に、コンデンサＣ１、Ｃ２にそれぞれ放電用のスイッチ
素子Ｓ２、Ｓ３を並列に接続したものである。以下、そ
の動作を図１５により説明する。放電灯４が消灯して、
バラスト回路２の出力が無負荷電圧になると、電源Ｖｓ
が上昇する。コンパレータ６は点灯時のランプ電圧より
も高く設定された基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも電源Ｖｓが
上昇したことを検出し、ワンショットマルチバイブレー
タ７をトリガして、スイッチ素子Ｓ２とＳ３を所定時間
オンさせる。これにより、コンデンサＣ１とＣ２の電荷
を放電させて、電圧Ｖｃ１とＶｃ２の初期値を略ゼロに
する。

【００２８】スイッチ素子Ｓ２とＳ３がオフした後、抵
抗Ｒ１を介して主にコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路を
無負荷電圧により充電し、所定電圧まで充電した後、抵
抗Ｒ２を介して主にコンデンサＣ２に充電させること
で、コンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路の両端に無負荷電
圧以上の電圧を充電することが可能である。コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２の充電電圧Ｖｃ１＋Ｖｃ２が所定電圧に達し
たら、あるいはコンデンサＣ１、Ｃ２の充電時間が所定
時間に達したら、スイッチ素子Ｓ１をオンして、コンデ
ンサＣ１、Ｃ２の電荷をパルストランスＰＴの１次側を
介して放電し、パルストランスＰＴの２次側に高電圧を
出力する。放電灯４が点灯すればランプ電圧が低下する
ため、始動回路３の動作は停止するが、点灯に失敗すれ
ばバラスト回路２の出力は所定の無負荷電圧のままであ
るので、パルス発生動作を繰り返す。

【００２９】上述のように、始動動作の開始後、最初の
経路で主に充電されるコンデンサの充電電圧の低下を防
ぐためには、後から主に充電されるコンデンサの初期電
圧（図１４の例では、コンデンサＣ２の初期電圧）を下
げればよい。よって、図１６に示すように、初期放電用
スイッチ素子Ｓ３をコンデンサＣ２のみに設けたもので
も良い。回路動作に関しては、図１４に示した実施例と
同じである。なお、初期放電用スイッチ素子Ｓ２，Ｓ３
に直列にインピーダンス素子Ｚ１、Ｚ２を設けて、放電
電流を抑制したものでも良い。

【００３０】（実施例６）図１７に本発明の実施例６を
示す。実施例５で述べたが、動作開始後、最初の経路で
主に充電される充電電圧の低下を防ぐためには、少なく
とも充電動作の後期に主として充電されるコンデンサの
初期電圧（図１４の例では、コンデンサＣ２の初期電
圧）を下げればよい。図１４では、放電経路を別に設け
た実施例を示しているが、図１７では、初期放電用スイ
ッチ素子とパルス発生時に使用するスイッチ素子Ｓ１と
の兼用を図ったものである。すなわち、始動動作を開始
し、バラスト回路２から無負荷電圧が出力されると、ス
イッチ素子Ｓ１を所定時間オンする機能を設けることに
より、コンデンサＣ１、Ｃ２の初期電圧を下げるもので
ある。ここでもコンデンサＣ１またはＣ２に図８または
図１０に示すようなダイオードを逆方向に並列接続して
も良い。

【００３１】図１８に本実施例の動作波形を示す。放電
灯４が消灯して、バラスト回路２の出力が無負荷電圧に
なると、電源Ｖｓが上昇する。コンパレータ６ａは点灯
時のランプ電圧よりも高く設定された基準電圧Ｖｒｅｆ
１よりも電源Ｖｓが上昇したことを検出し、ワンショッ
トマルチバイブレータ７ａをトリガして、スイッチ素子
Ｓ１を所定時間オンさせる。これにより、コンデンサＣ
１とＣ２の電荷を放電させて、電圧Ｖｃ１＋Ｖｃ２の初
期値を略ゼロにする。その後、スイッチ素子Ｓ１がオフ
すると、コンデンサＣ１とＣ２の直列回路の電圧Ｖｃ１
＋Ｖｃ２は上昇し、基準電圧Ｖｒｅｆ２を越えると、コ
ンパレータ６ｂの出力が反転し、ワンショットマルチバ
イブレータ７ｂをトリガして、スイッチ素子Ｓ１を所定
時間オンさせる。これにより、パルス電圧を発生させ
て、放電灯４を再点灯させる。放電灯４が再点灯する
と、電源Ｖｓは点灯時のランプ電圧に低下するので、始
動回路３はパルス発生動作を停止する。その他の動作
は、他の実施例と同様である。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、昇圧チョッパ等の複雑
な回路を用いなくとも、所定の直流入力電圧に対し、出
力電圧として入力電圧よりも高い電圧を得ることができ
る直流昇圧回路が実現できる。また、この直流昇圧回路
をパルス発生装置、放電灯点灯装置の始動回路に適用す
る場合、パルストランスの１次電圧をより高くすること
が可能なので、パルストランスの小型化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示す回路図である。

【図２】本発明の実施例１の回路図である。

【図３】本発明の実施例１の一変形例を示す回路図であ
る。

【図４】本発明の実施例２の回路図である。

【図５】本発明の実施例２の動作説明のための波形図で
ある。

【図６】本発明の実施例２の一変形例を示す回路図であ
る。

【図７】本発明の実施例２の他の変形例を示す回路図で
ある。

【図８】本発明の実施例３の回路図である。

【図９】本発明の実施例３の動作説明のための波形図で
ある。

【図１０】本発明の実施例３の一変形例を示す回路図で
ある。

【図１１】本発明の実施例３の一変形例の動作説明のた
めの波形図である。

【図１２】本発明の実施例４の回路図である。

【図１３】本発明の実施例４の動作説明のための波形図
である。

【図１４】本発明の実施例５の回路図である。

【図１５】本発明の実施例５の動作説明のための波形図
である。

【図１６】本発明の実施例５の一変形例を示す回路図で
ある。

【図１７】本発明の実施例６の回路図である。

【図１８】本発明の実施例６の動作説明のための波形図
である。

【図１９】従来例の回路図である。

【符号の説明】

Ｃ１，Ｃ２，…，ＣｎコンデンサＶｓ直流電源Ｒ１抵抗Ｓ０スイッチ要素８負荷回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 41/18 ３６０Ｈ０５Ｂ 41/18 ３６０ (72)発明者塩見務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） 3K083 AA85 AA91 BC02 BC17 BC34 BC42 BC47 CA32 5H730 AS04 AS11 BB02 BB21 BB57 BB85 DD05 EE07 EE79 FD21 FG01 5H790 BA06 BB03 BB11 CC01 CC06 DD04 EA01 EA02 EA13 EA18 EB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と、複数のコンデンサの直列
回路と、上記複数のコンデンサの直列回路の両端に接続
された負荷回路と、上記複数のコンデンサの直列回路を
直流電源の電源電圧で充電する第１の経路と、上記複数
のコンデンサの直列回路の一部を直流電源の電源電圧で
充電する第２以降の経路を少なくとも１つ以上有し、直
流電源の電圧より高い直流電圧が負荷回路に供給される
ように、充電開始後の時間が経過するにつれて、コンデ
ンサの直列接続個数のより少ない経路に主として充電電
流が流れるように充電経路を切り換えることを特徴とす
る直流昇圧回路。
【請求項２】複数のコンデンサの直列回路におい
て、複数の充電経路にインピーダンス要素とダイオード
を直列に接続し、各充電経路におけるコンデンサの直列
接続個数が少ないほど充電時定数が大きくなるように回
路定数を設定したことを特徴とする請求項１記載の直流
昇圧回路。
【請求項３】請求項１又は２の直流昇圧回路におい
て、上記負荷回路として、高圧パルス発生用トランスの
１次巻線とスイッチ要素の直列回路を接続し、複数のコ
ンデンサの直列回路の電圧が所定電圧に達したとき、又
は複数のコンデンサの直列回路への充電時間が所定時間
に達したときに上記スイッチ要素をオンする制御手段を
備えたことを特徴とするパルス発生装置。
【請求項４】電源と、放電灯と、上記電源から放電
灯に必要な電圧を供給して安定点灯させるバラスト回路
と、複数のコンデンサの直列回路と、上記複数のコンデ
ンサの直列回路をバラスト回路出力で充電する充電経路
と、上記複数のコンデンサの直列回路の一部をバラスト
回路出力で充電する少なくとも１つ以上の充電経路とを
有し、各充電経路にはインピーダンス要素とダイオードが直列
に接続されており、各充電経路におけるコンデンサの直
列接続個数が少ないほど充電時定数が大きくなるように
回路定数を設定され、上記複数のコンデンサの直列回路の両端には、高圧パル
ス発生用トランスの１次巻線とスイッチ要素の直列回路
が接続され、上記トランスの２次巻線はバラスト回路出
力から放電灯に至る経路に直列に接続されており、放電灯を始動させるときに、上記複数のコンデンサの直
列回路の電圧が所定電圧に達したとき、又は複数のコン
デンサの直列回路への充電時間が所定時間に達したとき
に上記スイッチ要素をオンすることにより、上記トラン
スの２次巻線に高電圧を発生し、放電灯を点灯させる放
電灯点灯装置。