JP2001068289A

JP2001068289A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2001068289A
Application number: JP24045199A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Niihori; 博市新堀; Naoki Komatsu; 直樹小松; Takeshi Kamoi; 武志鴨井; Tsutomu Shiomi; 務塩見
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2001-03-16
Anticipated expiration: 2019-08-26
Also published as: JP3769993B2

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯の放電開始前の非放電期間および放電
開始後の所定期間における高電圧発生時の共振電流の増
大による部品のストレスを低減する。【解決手段】インダクタＬ１，Ｌ２、コンデンサＣ
１，Ｃ２および放電灯ＤＬで成る負荷回路１１と、この
負荷回路１１への電力供給用の高周波電源回路１２と、
この高周波電源回路１２用であって、例えば、ランプ電
圧Ｖlaの検出結果から、負荷回路１１のリアクタンスが
ゼロになる高い方の周波数ｆ４に対応するランプ電圧Ｖ
laのピーク値を検出することにより周波数ｆ４を検出
し、この周波数ｆ４となる時にインダクタＬ１に流れる
電流のピーク値を保持し、非放電期間に、周波数ｆ４よ
り高い所定の周波数から、周波数ｆ４よりも低く、上記
電流のピーク値になる周波数までＦＥＴＱ１，Ｑ１に対
するスイッチング周波数を変化させる制御回路１３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、例えば高輝度放電
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】図５は高輝度放電灯用である従来の放電
灯点灯装置の一例を示す構成図、図６は図５に示す放電
灯に印加する電圧波形図で、図５に示す放電灯点灯装置
は、負荷となる放電灯（高輝度放電灯）ＤＬと、イグナ
イタ回路ＩＧと、このイグナイタ回路ＩＧを介した放電
灯ＤＬへの電力供給用の高周波電源ＰＳと、この高周波
電源ＰＳ用の制御回路３とにより構成されている。

【０００３】イグナイタ回路ＩＧは、パルス電圧発生回
路ＰＧと、このパルス電圧発生回路ＰＧの出力に接続さ
れる一次巻線ｎ１を有するとともに高周波電源ＰＳおよ
び放電灯ＤＬ間に介設される二次巻線ｎ２を有するパル
ストランスＰＴとを備え、図６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、高周波
電源ＰＳから放電灯ＤＬへの矩形波交流電圧に始動パル
スを重畳するように構成される。

【０００４】高周波電源ＰＳは、例えばバッテリなどに
より成る直流電源ＢＴと、この直流電源ＢＴの両端に接
続される降圧チョッパ回路１と、この降圧チョッパ回路
１の両出力端子間に接続される平滑用のコンデンサＣＥ
１０と、このコンデンサＣＥ１０の両端に接続される極
性反転回路２とを備えている。

【０００５】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
ている一方、極性反転回路（インバータ回路）２は、Ｆ
ＥＴＱ１１〜Ｑ１４によりフルブリッジ回路に構成され
ている。

【０００６】制御回路３は、高周波電源ＰＳの各ＦＥＴ
のオン／オフ制御を行うもので、例えばＦＥＴＱ１０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ように、高周波制御信号を用いてオ
ン／オフ制御を行う。なお、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３は、コンデンサＣＥ１０
の直流電圧が数１０〜数１００Ｈｚ程度の周波数で正負
の両極性を有する矩形波交流電圧となるように、ＦＥＴ
Ｑ１１〜Ｑ１４のオン／オフ制御を行う。

【０００８】このように構成される放電灯点灯装置の動
作を説明する。まず、電源が投入されると、制御回路３
からの制御信号に従ってＦＥＴＱ１０がオン／オフす
る。この動作で、直流電源ＢＴの電圧Ｖ１のレベル変換
が行われ、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にほぼ等しくなる。
一方、制御回路３からの制御信号に従って、ＦＥＴＱ１
１〜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。そうすると、図６に示すように、コン
デンサＣＥ１０の直流電圧が数１０〜数１００Ｈｚ程度
の周波数で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始動パルスが重
畳することになる。これにより、放電灯ＤＬが放電を開
始して点灯期間に移行する。

【０００９】点灯期間に移行すると、放電灯ＤＬを安定
に動作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３からの制御信号に従って
ＦＥＴＱ１０がオン／オフする。一方、コンデンサＣＥ
１０の直流電圧が放電灯ＤＬを安定に点灯させるための
矩形波電圧になるように、制御回路３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ことにな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す放電灯点灯装置では、始動用のパルス電圧を発生さ
せるためのイグナイタ回路ＩＧなどが必要になるため、
部品点数の増大、コストアップおよび装置の大型化など
の課題が生じる。

【００１１】図７にこの課題を解決し得る放電灯点灯装
置の構成例を示し、図８，図９に図７の各部の信号波形
図を示す。

【００１２】図７における放電灯点灯装置は、負荷回路
（負荷共振回路）１１、高周波電源回路１２、およびこ
の高周波電源回路１２用の制御回路１３ａにより構成さ
れ、イグナイタを具備しない構成となっている。

【００１３】負荷回路１１は、インダクタＬ１と、この
インダクタＬ１に直列に接続されるコンデンサＣ１と、
このコンデンサＣ１と並列に接続されるインダクタＬ２
およびコンデンサＣ２の直列回路と、コンデンサＣ２と
並列に接続される放電灯ＤＬとにより構成されている。

【００１４】高周波電源回路１２は、負荷回路１１への
電力供給用であって、直流電源１２１と、この直流電源
１２１の出力に対して、２つのＦＥＴＱ１，Ｑ２の直列
回路と２つの平滑用のコンデンサＣＥ１，ＣＥ２の直列
回路とを並列に接続することにより構成され、ＦＥＴＱ
１，Ｑ２の接続点とコンデンサＣＥ１，ＣＥ２の接続点
との間に負荷回路１１が接続されるインバータ回路１２
２とにより構成されている。

【００１５】制御回路１３ａは、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のオ
ン／オフ制御を行うもので、例えば図８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Ｖ
laが放電灯ＤＬに印加することになる。

【００１６】また、制御回路１３ａは、放電灯ＤＬの少
なくとも非放電期間および放電開始後の所定期間には、
図９に示すように、ＦＥＴＱ１のオン期間がＦＥＴＱ２
のそれよりも長くなるようにＦＥＴＱ１，Ｑ２をオン／
オフする制御と、ＦＥＴＱ２のオン期間がＦＥＴＱ１の
それよりも長くなるようにＦＥＴＱ１，Ｑ２をオン／オ
フする制御とをそれぞれ期間Ａ，Ｂで交互に繰り返し行
う。また、このとき、ＦＥＴＱ１，Ｑ２のスイッチング
周波数ｆswをスイープ、つまり連続的に変化させる制御
が行われる。

【００１７】ここで、放電灯ＤＬが点灯に至るまでの動
作を説明する。ＦＥＴＱ１，Ｑ２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回路１１に印加すると、負荷回路
１１の共振によって高電圧が発生し、この高電圧が放電
灯ＤＬに印加する。これにより、放電灯ＤＬはイグナイ
タがなくても放電を開始して点灯に至る。

【００１８】このとき、共振ピークを使用すればより高
い電圧を発生させることができる。また、部品定数のば
らつきなどによる共振ピークのずれも考慮に入れて、負
荷回路１１のＬＣ共振のピークを含む所定範囲内でＦＥ
ＴＱ１，Ｑ２をスイープするようにすれば、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
になる。

【００１９】さらに、スイッチング周波数ｆswのスイー
プに加えて、図９に示すように、ＦＥＴＱ１のオン期間
がＦＥＴＱ２のそれよりも長くなるようにＦＥＴＱ１，
Ｑ２をオン／オフする制御と、ＦＥＴＱ２のオン期間が
ＦＥＴＱ１のそれよりも長くなるようにＦＥＴＱ１，Ｑ
２をオン／オフする制御とをそれぞれ期間Ａ，Ｂで交互
に繰り返し行うようにすれば、期間Ａ，Ｂで交番する低
周波の矩形波電圧が発生して、共振ピークを含む高電圧
パルス列に直流成分が重畳することになる。

【００２０】このようにＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ
制御を行えば、少ない部品で高電圧を発生させることが
可能となるとともに、低周波の矩形波電圧による放電灯
の点灯が可能になる。

【００２１】さらに、ＬＣ共振によって発生した高電圧
で放電灯が放電を開始した後も、完全に放電が安定する
までの所定時間、非放電状態時の上記高周波スイッチン
グ動作を継続し、放電が安定した後、図８に示すスイッ
チング制御に切り替えれば、放電灯ＤＬが点灯に至るま
での放電を安定にすることができる。

【００２２】このような回路構成にすれば、少ない部品
で安価な放電灯点灯装置を提供することができる。

【００２３】しかしながら、二組の直列共振回路を構成
するインダクタＬ１，Ｌ２およびコンデンサＣ１，Ｃ２
を負荷回路１１に具備すると、図１０に示すランプ電圧
の周波数特性図のように、ランプ電圧Ｖlaに２つの共振
ピークｆ３，ｆ４が現れ、ＦＥＴに無用の電流ストレス
が加わる。

【００２４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、放電灯の放電開始前の非放電期間および放電開
始後の所定期間における高電圧発生時の共振電流の増大
による部品の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。

【００２５】

【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、第１インダ
クタ、この第１インダクタに直列に接続される第１コン
デンサ、この第１コンデンサと並列に接続される第２イ
ンダクタおよび第２コンデンサの直列回路、および前記
第２コンデンサと並列に接続される放電灯により構成さ
れる負荷回路と、前記負荷回路への電力供給用の高周波
電源回路と、前記高周波電源回路の駆動制御を行うもの
で、前記放電灯の放電開始前の非放電期間および放電開
始後の所定期間の場合には、高周波電圧をこの周波数を
連続的に変化させながら前記負荷回路に印加する駆動制
御を行い、前記非放電期間の場合には、前記負荷回路お
よび高周波電源回路で共振を起こして放電開始に必要な
高電圧を前記放電灯に印加する駆動制御を行うととも
に、正極性の期間と負極性の期間とが異なる高周波電圧
を前記負荷回路に印加する駆動制御を行う制御回路とを
備え、前記第１インダクタおよび第１コンデンサの第１
直列共振周波数よりも前記第２インダクタおよび第２コ
ンデンサの第２直列共振周波数のほうが高くなるように
定数設定が行われているとともに、前記制御回路が前記
高周波電圧の周波数を連続的に変化させる範囲は、前記
負荷回路のリアクタンスがゼロとなる高い方の周波数を
含み、前記リアクタンスがゼロとなる低い方の周波数よ
りも高い範囲に設定されているのである。

【００２６】この構成によれば、共振による高電圧を放
電灯に印加させることができ、放電灯が放電開始に必要
でないところで共振電流が増大するのを防止することが
できるので、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における高電圧発生時の共振電流の
増大による部品のストレスを低減することができる。

【００２７】なお、請求項１記載の放電灯点灯装置にお
いて、前記範囲は、前記高い方の周波数を含み、前記第
１インダクタの電流ピークが前記高い方の周波数におけ
る電流ピークを越えない範囲である構成でもよい（請求
項２）。この構成によれば、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における高電圧発生
時の共振電流の増大による部品のストレスを低減するこ
とができる。

【００２８】また、請求項１記載の放電灯点灯装置にお
いて、前記範囲は、前記高い方の周波数を含み、前記低
い方の周波数と前記高い方の周波数との範囲内における
前記放電灯の両端電圧が極小となる値に対応する周波数
以上に設定されている構成でもよい（請求項３）。この
構成によれば、より好適に共振電流の増大による部品の
ストレスを低減することができる。

【００２９】また、請求項１〜３のいずれかに記載の放
電灯点灯装置において、前記制御回路は、前記所定期
間、正極性の期間と負極性の期間とが異なる高周波電圧
を前記負荷回路に印加する駆動制御を行う構成でもよい
（請求項４）。この構成によれば、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における高電
圧発生時の共振電流の増大による部品のストレスを低減
することができる。

【００３０】また、請求項１〜４のいずれかに記載の放
電灯点灯装置において、高周波電源回路は、直流電源
と、この直流電源の出力に接続され、前記負荷回路に電
力を供給するインバータ回路とにより構成されるもので
もよい（請求項５）。この構成によれば、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におけ
る高電圧発生時の共振電流の増大による部品のストレス
を低減することができる。

【００３１】また、請求項５記載の放電灯点灯装置にお
いて、前記直流電源は、交流電源からの交流電力を直流
電力に整流する整流器と、この整流器の両出力端子間に
接続される昇圧チョッパ回路とにより構成されるもので
もよい（請求項６）。この構成によれば、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におけ
る高電圧発生時の共振電流の増大による部品のストレス
を低減することができる。

【００３２】さらに、請求項５記載の放電灯点灯装置に
おいて、前記インバータ回路は、前記直流電源の出力に
対して、２つのスイッチング素子の直列回路と２つの平
滑コンデンサの直列回路とを並列に接続することにより
構成され、前記負荷回路は、前記２つのスイッチング素
子の接続点と前記２つの平滑コンデンサの接続点との間
に接続される構成でもよい（請求項７）。この構成によ
れば、放電灯の放電開始前の非放電期間および放電開始
後の所定期間における高電圧発生時の共振電流の増大に
よる部品のストレスを低減することができる。

【００３３】

【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はランプ電圧およびイ
ンダクタに流れる電流の周波数特性図で、これらの図を
用いて以下に第１実施形態の説明を行う。ただし、図２
におけるＩ_Ｌ１，Ｉ_Ｌ２はそれぞれインダクタＬ１，Ｌ
２に流れる電流を示す。

【００３４】図１に示す放電灯点灯装置は、負荷回路１
１、高周波電源回路１２、およびこの高周波電源回路１
２用の制御回路１３により構成されている。

【００３５】負荷回路１１は、インダクタＬ１と、この
インダクタＬ１に直列に接続されるコンデンサＣ１と、
このコンデンサＣ１と並列に接続されるインダクタＬ２
およびコンデンサＣ２の直列回路と、コンデンサＣ２と
並列に接続される放電灯ＤＬとを備え、インダクタＬ１
およびコンデンサＣ１の直列共振周波数よりもインダク
タＬ２およびコンデンサＣ２の直列共振周波数のほうが
常に高くなるように各定数を設定して成る。また、イン
ダクタＬ１のインダクタンス値はインダクタＬ２のイン
ダクタンス値よりも小さな値に設定され、コンデンサＣ
１の容量値はコンデンサＣ２の容量値よりも大きな値に
設定されている。

【００３６】高周波電源回路１２は、図７に示す放電灯
点灯装置と実質同様、直流電源１２１およびインバータ
回路１２２により構成されている。図１の例では、直流
電源１２１は、交流電源ＡＣからの交流電力を直流電力
に整流する整流器ＤＢと、この整流器ＤＢの両出力端子
簡に接続される昇圧チョッパ回路１２１ａとにより構成
されている。この昇圧チョッパ回路１２１ａは、インダ
クタＬ３、ＦＥＴＱ３およびダイオードＤ１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７に示した直流電圧Ｖ１の供給源となる。

【００３７】制御回路１３は、インダクタＬ１に対する
２次巻線として設けられた巻線Ｌ１２と、検出回路１３
１と、ＦＥＴＱ３用の制御回路１３２と、ＦＥＴＱ１，
Ｑ２用の制御回路１３３とにより構成されている。

【００３８】検出回路１３１は、放電灯ＤＬが放電を開
始する前の非放電期間に、巻線Ｌ１２から、ＬＣ共振動
作により高電圧を発生する際のインダクタＬ１に流れる
共振電流Ｉl1の検出を行う電流検出回路１３１ａと、ラ
ンプ電圧Ｖlaの検出を行い、この検出結果から、非放電
期間の負荷回路１１のリアクタンスがゼロとなる高い方
の周波数ｆ４（図２参照）の検出を行う周波数検出回路
１３１ｂと、この周波数検出回路１３１ｂの検出結果を
用いて、電流検出回路１３１ａの検出結果から、スイッ
チング周波数ｆswが周波数ｆ４となる時にインダクタＬ
１に流れる電流のピーク値Ｐ２１を保持する電流値保持
回路１３１ｃとにより構成されている。ただし、上記周
波数検出回路１３１ｂは、ランプ電圧Ｖlaの検出結果か
ら、周波数ｆ４に対応するランプ電圧Ｖlaのピーク値Ｐ
２２を検出することにより周波数ｆ４の検出を行うよう
に構成される。

【００３９】制御回路１３２は、昇圧チョッパ回路１２
１ａのＦＥＴＱ３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ＦＥＴＱ３のオン／オフ制御を行う。

【００４０】制御回路１３３は、インバータ回路１２２
のＦＥＴＱ１，Ｑ２のオン／オフ制御を行うもので、例
えば、図７に示した制御回路１３ａと同様に、ＦＥＴＱ
２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ＦＥＴＱ
２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Ｖlaが放
電灯ＤＬに印加することになる。

【００４１】また、制御回路１３３は、非放電期間、周
波数ｆ４を含む所定範囲内でＦＥＴＱ１，Ｑ２に対する
スイッチング周波数ｆswをスイープして高電圧を発生さ
せ、その高電圧を負荷回路１１に印加する制御を行う。
具体的には、上記スイープは、周波数ｆ４より高い所定
の周波数ｆ５から、周波数ｆ４よりも低く、インダクタ
Ｌ１に流れる電流値が電流値保持回路１３１ｃで保持さ
れている電流のピーク値Ｐ２１になる周波数ｆｃまで行
われる（図２参照）。

【００４２】さらに、制御回路１３３は、上記高電圧を
発生させる場合、ＦＥＴＱ１のオン期間がＦＥＴＱ２の
それよりも長くなるようにＦＥＴＱ１，Ｑ２をオン／オ
フする制御と、ＦＥＴＱ２のオン期間がＦＥＴＱ１のそ
れよりも長くなるようにＦＥＴＱ１，Ｑ２をオン／オフ
する制御とをそれぞれ期間Ａ，Ｂで交互に繰り返し行
う。ＦＥＴＱ１，Ｑ２は、図９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。つまり、制御回
路１３３は、所望の高電圧が発生するようにＦＥＴＱ
１，Ｑ２のデューティの差を調整する。

【００４３】次に、第１実施形態の特徴となるスイッチ
ング周波数ｆswのスイープ制御について説明する。非放
電期間の場合、電流検出回路１３１ａで、インダクタＬ
１に流れる共振電流Ｉl1が検出される。一方、周波数検
出回路１３１ｂで、周波数ｆ４が検出される。この後、
電流値保持回路１３１ｃで、ピーク値Ｐ２１が保持され
る。この後、制御回路１３３により、周波数ｆ５から、
インダクタＬ１に流れる電流値が電流値保持回路１３１
ｃで保持されている電流のピーク値Ｐ２１になる周波数
ｆｃまでスイッチング周波数ｆswをスイープする制御が
行われる。またこのとき、図９と同様のアンバランスな
デューティ制御が行われる。

【００４４】以上により、共振による高電圧を放電灯に
印加させることができ、放電灯ＤＬが放電開始に必要で
ないところで共振電流が増大するのを防止することがで
きるので、ＦＥＴ、インダクタおよびコンデンサに加わ
るストレスを低減することが可能になる。

【００４５】図３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、図３はランプ電圧およびインダクタ
に流れる電流の周波数特性図で、これらの図を用いて以
下に第２実施形態の説明を行う。

【００４６】図３に示す放電灯点灯装置は、負荷回路１
１および高周波電源回路１２を第１実施形態と同様に備
えているほか、第１実施形態と同様の制御回路１３２に
加えて、検出回路２３１および制御回路２３３により構
成される制御回路２３を備えている。

【００４７】検出回路２３１は、ランプ電圧の検出を行
うランプ電圧検出回路２３１ａと、負荷回路１１のリア
クタンスがゼロとなる低い方の周波数ｆ３と高い方の周
波数ｆ４との間の範囲内におけるランプ電圧検出回路２
３１ａの検出結果の極小値を検出する極小値検出回路２
３１ｂとにより構成されている。つまり、極小値検出回
路２３１ｂでは、図４に示す極小値Ｄでのランプ電圧Ｖ
laが検出されるのであり、このランプ電圧Ｖlaは、図４
の例では周波数ｆｄに対応するランプ電圧となる。

【００４８】制御回路２３３は、周波数ｆ４より高い所
定の周波数ｆ５から、極小値Ｄに対応する周波数ｆｄま
で行うように構成される以外は、第１実施形態の制御回
路１３３と同様に構成される。

【００４９】次に、第２実施形態の特徴となるスイッチ
ング周波数ｆswのスイープ制御について説明する。非放
電期間の場合、ランプ電圧検出回路２３１ａで、ランプ
電圧が検出される。そして、極小値検出回路２３１ｂ
で、周波数ｆ３，ｆ４間の範囲内におけるランプ電圧検
出回路２３１ａの検出結果の極小値が検出（抽出）され
る。この後、制御回路２３３により、周波数ｆ５から、
周波数ｆ４以下でランプ電圧Ｖlaが極小値検出回路２３
１ｂで検出された極小値Ｄとなる周波数ｆｄまでスイッ
チング周波数ｆswをスイープする制御が行われる。ま
た、このとき、図９と同様のアンバランスなデューティ
制御が行われる。

【００５０】以上により、共振による高電圧を放電灯に
印加させることができ、放電灯ＤＬが放電開始に必要で
ないところで共振電流が増大するのを防止することがで
きるので、ＦＥＴ、インダクタおよびコンデンサに加わ
るストレスを低減することが可能になる。また、図２の
周波数ｆｃに対応する電流Ｉ_Ｌ１と図４の周波数ｆｄに
対応する電流Ｉ_Ｌ１との比較からも分かるように、第１
実施形態よりも好適に上記ストレスの低減が可能にな
る。

【００５１】なお、第１および第２実施形態では、周波
数のスイープ制御とデューティのアンバランス制御とが
非放電期間に行われる構成になっているが、さらに放電
が開始してからアーク放電に移行するまでの間実行され
る構成でもよい。また、放電開始時点から所定時間経過
後に、図８に示した制御に切り替える構成でもよい。

【００５２】また、インバータ回路１２２は回路構成が
ハーフブリッジになっているが、図５と同様のフルブリ
ッジでもよい。この場合、例えば放電灯ＤＬの非放電期
間および放電開始後の所定期間には、ＦＥＴＱ１１，Ｑ
１４のオン期間がＦＥＴＱ１２，Ｑ１３のそれよりも長
くなるようにＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４をオン／オフする制
御と、ＦＥＴＱ１２，Ｑ１３のオン期間がＦＥＴＱ１
１，Ｑ１４のそれよりも長くなるようにＦＥＴＱ１１〜
Ｑ１４をオン／オフする制御とをそれぞれ図９で示した
期間Ａ，Ｂで交互に繰り返し行う構成にすれば、期間
Ａ，Ｂで交番する低周波の矩形波電圧が発生して、高電
圧パルス列に直流成分が重畳する。

【００５３】さらに、スイッチング素子として、逆並列
のダイオード（寄生ダイオード）を有するＦＥＴが使用
される構成になっているが、例えば、トランジスタとこ
れに逆並列に接続されるダイオードとを使用する構成で
もよい。

【００５４】

【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、第１インダクタ、この第１イン
ダクタに直列に接続される第１コンデンサ、この第１コ
ンデンサと並列に接続される第２インダクタおよび第２
コンデンサの直列回路、および前記第２コンデンサと並
列に接続される放電灯により構成される負荷回路と、前
記負荷回路への電力供給用の高周波電源回路と、前記高
周波電源回路の駆動制御を行うもので、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場
合には、高周波電圧をこの周波数を連続的に変化させな
がら前記負荷回路に印加する駆動制御を行い、前記非放
電期間の場合には、前記負荷回路および高周波電源回路
で共振を起こして放電開始に必要な高電圧を前記放電灯
に印加する駆動制御を行うとともに、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回路に印加
する駆動制御を行う制御回路とを備え、前記第１インダ
クタおよび第１コンデンサの第１直列共振周波数よりも
前記第２インダクタおよび第２コンデンサの第２直列共
振周波数のほうが高くなるように定数設定が行われてい
るとともに、前記制御回路が前記高周波電圧の周波数を
連続的に変化させる範囲は、前記負荷回路のリアクタン
スがゼロとなる高い方の周波数を含み、前記リアクタン
スがゼロとなる低い方の周波数よりも高い範囲に設定さ
れているので、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における高電圧発生時の共振電流
の増大による部品のストレスを低減することができる。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の放電灯点灯装置において、前記範囲は、前記高い方
の周波数を含み、前記第１インダクタの電流ピークが前
記高い方の周波数における電流ピークを越えない範囲で
あるので、放電灯の放電開始前の非放電期間および放電
開始後の所定期間における高電圧発生時の共振電流の増
大による部品のストレスを低減することができる。

【００５６】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の放電灯点灯装置において、前記範囲は、前記高い方
の周波数を含み、前記低い方の周波数と前記高い方の周
波数との範囲内における前記放電灯の両端電圧が極小と
なる値に対応する周波数以上に設定されているので、よ
り好適に共振電流の増大による部品のストレスを低減す
ることができる。

【００５７】請求項４記載の発明によれば、請求項１〜
３のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記制
御回路は、前記所定期間、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回路に印加する駆動制
御を行うので、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における高電圧発生時の共振電流
の増大による部品のストレスを低減することができる。

【００５８】請求項５記載の発明によれば、請求項１〜
４のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、高周波
電源回路は、直流電源と、この直流電源の出力に接続さ
れ、前記負荷回路に電力を供給するインバータ回路とに
より構成されるので、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における高電圧発生時の共
振電流の増大による部品のストレスを低減することがで
きる。

【００５９】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の放電灯点灯装置において、前記直流電源は、交流電
源からの交流電力を直流電力に整流する整流器と、この
整流器の両出力端子間に接続される昇圧チョッパ回路と
により構成されるので、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における高電圧発生時の
共振電流の増大による部品のストレスを低減することが
できる。

【００６０】請求項７記載の発明によれば、請求項５記
載の放電灯点灯装置において、前記インバータ回路は、
前記直流電源の出力に対して、２つのスイッチング素子
の直列回路と２つの平滑コンデンサの直列回路とを並列
に接続することにより構成され、前記負荷回路は、前記
２つのスイッチング素子の接続点と前記２つの平滑コン
デンサの接続点との間に接続されるので、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におけ
る高電圧発生時の共振電流の増大による部品のストレス
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の
構成図である。

【図２】ランプ電圧およびインダクタに流れる電流の周
波数特性図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る放電灯点灯装置の
構成図である。

【図４】ランプ電圧およびインダクタに流れる電流の周
波数特性図である。

【図５】高輝度放電灯用である従来の放電灯点灯装置の
一例を示す構成図である。

【図６】図５に示す放電灯に印加する電圧波形図であ
る。

【図７】別の放電灯点灯装置の構成例を示す図である。

【図８】図７の各部の信号波形図である。

【図９】図７の各部の信号波形図である。

【図１０】図７に示す放電灯点灯装置のランプ電圧の周
波数特性図である。

【符号の説明】

１１負荷回路１２高周波電源回路１３，２３制御回路Ｌ１，Ｌ２インダクタＣ１，Ｃ２コンデンサＤＬ放電灯Ｌ１２巻線１３１，２３１検出回路１３２制御回路１３３，２３３制御回路１３１ａ電流検出回路１３１ｂ周波数検出回路１３１ｃ電流値保持回路２３１ａランプ電圧検出回路２３１ｂ極小値検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鴨井武志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） 3K072 AA11 BA05 BB01 BB10 BC01 BC03 DD04 EB01 EB05 EB07 EB10 GA02 GB12 GB18 GC04 HA06 HA10 HB03 5H007 AA06 BB03 CA02 CB05 CB12 CB22 CC12 DB01 DC02 DC04 DC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１インダクタ、この第１インダクタに
直列に接続される第１コンデンサ、この第１コンデンサ
と並列に接続される第２インダクタおよび第２コンデン
サの直列回路、および前記第２コンデンサと並列に接続
される放電灯により構成される負荷回路と、前記負荷回路への電力供給用の高周波電源回路と、前記高周波電源回路の駆動制御を行うもので、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
間の場合には、高周波電圧をこの周波数を連続的に変化
させながら前記負荷回路に印加する駆動制御を行い、前
記非放電期間の場合には、前記負荷回路および高周波電
源回路で共振を起こして放電開始に必要な高電圧を前記
放電灯に印加する駆動制御を行うとともに、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回路
に印加する駆動制御を行う制御回路とを備え、前記第１インダクタおよび第１コンデンサの第１直列共
振周波数よりも前記第２インダクタおよび第２コンデン
サの第２直列共振周波数のほうが高くなるように定数設
定が行われているとともに、前記制御回路が前記高周波電圧の周波数を連続的に変化
させる範囲は、前記負荷回路のリアクタンスがゼロとな
る高い方の周波数を含み、前記リアクタンスがゼロとな
る低い方の周波数よりも高い範囲に設定されている放電
灯点灯装置。
【請求項２】前記範囲は、前記高い方の周波数を含
み、前記第１インダクタの電流ピークが前記高い方の周
波数における電流ピークを越えない範囲である請求項１
記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】前記範囲は、前記高い方の周波数を含
み、前記低い方の周波数と前記高い方の周波数との範囲
内における前記放電灯の両端電圧が極小となる値に対応
する周波数以上に設定されている請求項１記載の放電灯
点灯装置。
【請求項４】前記制御回路は、前記所定期間、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
回路に印加する駆動制御を行う請求項１〜３のいずれか
に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】高周波電源回路は、直流電源と、この直
流電源の出力に接続され、前記負荷回路に電力を供給す
るインバータ回路とにより構成される請求項１〜４のい
ずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】前記直流電源は、交流電源からの交流電
力を直流電力に整流する整流器と、この整流器の両出力
端子間に接続される昇圧チョッパ回路とにより構成され
る請求項５記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】前記インバータ回路は、前記直流電源の
出力に対して、２つのスイッチング素子の直列回路と２
つの平滑コンデンサの直列回路とを並列に接続すること
により構成され、前記負荷回路は、前記２つのスイッチ
ング素子の接続点と前記２つの平滑コンデンサの接続点
との間に接続される請求項５記載の放電灯点灯装置。