JP2001068290A

JP2001068290A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2001068290A
Application number: JP24045299A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mannami; 寛明万波; Joji Oyama; 丈二大山; Kazutaka Hori; 和宇堀; Tomoyuki Nakano; 智之中野
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

Abstract

(57)【要約】【課題】回路部品に印加される電圧を抑制した放電灯点
灯装置を提供する。【解決手段】インバータ回路２では、平滑コンデンサＣ
１の直流電圧をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２でスイッチ
ングすることにより交流電圧に変換し、負荷回路３に供
給する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は自励式の駆動回
路５ａによって交互にオン／オフされる。始動電圧クラ
ンプ回路５ｄは、共振用のインダクタＬ１に磁気結合さ
れた二次巻線Ｌ１ａからランプ電圧を検出しており、ラ
ンプ電圧が所定の上限値以上になると、スイッチング素
子Ｑ２のゲート電圧を引き抜き、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の自励発振を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電灯点灯装置の回路図を図７に
示す。この放電灯点灯装置は、コンデンサＣｆ、トラン
スＴｆ及びインダクタＬｆからなるローパスフィルタＦ
と、ローパスフィルタＦを介して入力された交流電源Ｖ
Ｓの交流電圧を整流するダイオードブリッジのような整
流器ＤＢと、整流器ＤＢの整流電圧をスイッチング素子
Ｑ０でスイッチングすることにより入力電圧を昇圧した
直流電圧を発生する昇圧チョッパ１と、昇圧チョッパ１
の直流電圧をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２でスイッチン
グすることにより、高周波の交流電圧に変換して負荷回
路３に供給するハーフブリッジ型のインバータ回路２
と、昇圧チョッパ１のスイッチング素子Ｑ０のオン／オ
フを制御するチョッパ制御回路４と、インバータ回路２
のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフを制御する
インバータ制御回路５とを備えている。

【０００３】昇圧チョッパ１は、整流器ＤＢの直流出力
端間に接続されたチョッパ用チョークＬ０及び電界効果
トランジスタ（以下ＦＥＴと略す）からなるスイッチン
グ素子Ｑ０の直列回路と、スイッチング素子Ｑ０の両端
間に接続されたダイオードＤ０及び平滑コンデンサＣ１
の直列回路とで構成される。

【０００４】インバータ回路２は、平滑コンデンサＣ１
の両端間に接続された例えばＦＥＴからなるスイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路を具備し、ローサイドのス
イッチング素子Ｑ２の両端間には、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２を駆動する駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１を
介して負荷回路３が接続されている。負荷回路３は、直
流カット用のコンデンサＣ３と、共振用のインダクタＬ
１と、スイッチング素子Ｑ２及び駆動トランスＣＴの一
次巻線ｎ１の直列回路と並列に、コンデンサＣ３及びイ
ンダクタＬ１の直列回路を介して両フィラメント電極の
電源側端子が接続された例えば蛍光灯からなる放電灯Ｌ
ａと、放電灯Ｌａの両フィラメント電極の非電源側端子
間に接続された共振用のコンデンサＣ４とを備えてい
る。

【０００５】また、インバータ制御回路５は自励式の制
御回路からなり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互に
オン／オフさせる駆動回路５ａと、電源投入時にスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２の自励発振を開始させる起動回路
５ｂと、放電灯Ｌａの予熱時にフィラメント電極の予熱
電流を流す予熱回路５ｃとで構成される。

【０００６】ここで、起動回路５ａは、上述した駆動ト
ランスＣＴと、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート・
ソース間にそれぞれ逆並列に接続されたゲート保護用の
ツェナダイオードＺＤ１，ＺＤ２と、スイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２のゲートに一端が接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２
とを備え、抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端とスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２のソースとの間には、それぞれ、駆動トランス
ＣＴの一次巻線ｎ１に磁気結合された駆動巻線ｎ２，ｎ
３が接続されている。

【０００７】起動回路５ｂは、平滑用のコンデンサＣ１
の両端間に接続された抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ５の直
列回路と、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ５の接続点に一端
が接続された抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ４の他端にアノードが
接続されると共にスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点
にカソードが接続されたダイオードＤ３と、抵抗Ｒ３及
びコンデンサＣ５の接続点とスイッチング素子Ｑ２のゲ
ートとの間に接続された例えばダイアックからなるトリ
ガ素子Ｑ３とで構成される。

【０００８】また予熱回路５ｃは、ローサイドのスイッ
チング素子Ｑ２のゲート・ソース間に接続された抵抗Ｒ
５、ダイオードＤ４及びコンデンサＣ６，Ｃ７の直列回
路と、コンデンサＣ６と並列に接続された抵抗Ｒ６と、
ダイオードＤ４及びコンデンサＣ６，Ｃ７の直列回路と
逆並列に接続されたダイオードＤ５と、スイッチング素
子Ｑ２及び抵抗Ｒ５の接続点にアノードが接続されたダ
イオードＤ７と、ダイオードＤ７のカソードにコレクタ
が接続されると共に、スイッチング素子Ｑ２のソースに
エミッタが接続されたＮＰＮ形トランジスタからなるス
イッチング素子Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ４のベース
とコンデンサＣ６，Ｃ７の接続点との間に接続された抵
抗Ｒ７とで構成される。ここに、コンデンサＣ６は予熱
時間を設定するためのタイマー用のコンデンサであり、
コンデンサＣ６の静電容量はコンデンサＣ７の静電容量
に比べて十分大きな値に設定されている。

【０００９】次に、この放電灯点灯装置の動作を簡単に
説明する。尚、昇圧チョッパ１及びインバータ回路２の
回路構成は従来周知の回路構成であるので、その動作に
ついては説明を省略し、制御回路５の動作を中心に説明
を行う。

【００１０】交流電源ＶＳが投入されると、昇圧チョッ
パ１が動作を開始し、コンデンサＣ１の両端に入力電圧
を昇圧した直流電圧が発生する。この時、コンデンサＣ
１から抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ５に充電電流が流
れ、コンデンサＣ５の両端電圧が上昇する。そして、コ
ンデンサＣ５の両端電圧がトリガ素子Ｑ３のトリガ電圧
まで上昇すると、トリガ素子Ｑ３がターンオンし、トリ
ガ素子Ｑ３を介してスイッチング素子Ｑ２のゲートにゲ
ート電圧が与えられ、スイッチング素子Ｑ２はオンにな
る。この時、コンデンサＣ５に充電された電荷が放電さ
れ、コンデンサＣ５→抵抗Ｒ４→ダイオードＤ３→スイ
ッチング素子Ｑ２→コンデンサＣ５の経路で放電電流が
流れる。また、スイッチング素子Ｑ２がオンになると、
駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１に共振電流が流れ、一
次巻線ｎ１に磁気結合された駆動巻線ｎ３によりスイッ
チング素子Ｑ２のオン状態を維持するゲート電圧がなく
なり、スイッチング素子Ｑ２がオフになる。その後、駆
動巻線ｎ３とは逆極性に接続された駆動巻線ｎ２にスイ
ッチング素子Ｑ１をオンさせるゲート電圧が発生し、ス
イッチング素子Ｑ１がオンになる。以後、駆動回路５ａ
によってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオン／オ
フされ、自励発振動作を行う。

【００１１】ところで、放電灯Ｌａの始動時において、
駆動トランスＣＴの駆動巻線ｎ３にスイッチング素子Ｑ
２をオンさせるゲート電圧が発生すると、駆動トランス
ＣＴの駆動巻線ｎ３→抵抗Ｒ２→抵抗Ｒ５→ダイオード
Ｄ４→コンデンサＣ６及び抵抗Ｒ６→コンデンサＣ７→
駆動巻線ｎ３の経路で電流が流れる。そして、スイッチ
ング素子Ｑ４に所定のベース電流が流れると、信号引き
抜き手段たるスイッチング素子Ｑ４がオンになり、駆動
トランスＣＴの駆動巻線ｎ３→抵抗Ｒ２→ダイオードＤ
７→スイッチング素子Ｑ４→駆動巻線ｎ３の経路で電流
が流れる。この時、スイッチング素子Ｑ２のゲート・ソ
ース間がダイオードＤ７及びスイッチング素子Ｑ４を介
して短絡され、スイッチング素子Ｑ２のゲート電圧が引
き抜かれるので、スイッチング素子Ｑ２がオフになる。
このように、コンデンサＣ７及び抵抗Ｒ５からなるＣＲ
時定数回路によってスイッチング素子Ｑ２のオン時間
（すなわちオンデューティ）が決定されると、スイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２は自励発振を行っているので、もう
一方のスイッチング素子Ｑ１のオン時間も自ずと決定さ
れる。

【００１２】その後、ＬＣ共振回路の共振動作によって
駆動トランスＣＴの巻線電圧が反転すると、駆動巻線ｎ
２にスイッチング素子Ｑ１をオンさせるゲート電圧が発
生し、スイッチング素子Ｑ１がオンになる。さらにＬＣ
共振回路の共振動作によって、駆動トランスＣＴの巻線
電圧が再び反転すると、駆動巻線ｎ３にスイッチング素
子Ｑ２をオンさせるゲート電圧が発生し、スイッチング
素子Ｑ２がオンになる。以後、上述と同様の動作を繰り
返しながら、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が自励発振を
行い、コンデンサＣ６が徐々に充電されていく。充電電
流可変手段たるコンデンサＣ６の両端電圧が上昇する
と、予熱時間設定用のコンデンサＣ７及び抵抗Ｒ５から
なるＣＲ時定数回路に流れる電流が減少し、スイッチン
グ素子Ｑ４がオンになるまでの時間（すなわちスイッチ
ング素子Ｑ２がオフになるまでの時間）が長くなるの
で、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティが徐々に大
きくなる。そして、コンデンサＣ６の両端電圧が、スイ
ッチング素子Ｑ２に印加されるゲート電圧のピーク値と
略等しい電圧まで充電されると、コンデンサＣ７及び抵
抗Ｒ５からなるＣＲ時定数回路に電流が流れなくなるた
め、スイッチング素子Ｑ２に印加されるゲート電圧の引
き抜きが行われなくなる。ここで、コンデンサＣ６が充
電されていくに従って、スイッチング素子Ｑ２のオンデ
ューティが略５０％に近付いていくようになっており、
スイッチング素子Ｑ２のオンデューティが変化するにつ
れて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振周波数が低下
し、ランプ電圧ＶＬａが徐々に増加増加するので、放電
灯Ｌａのフィラメント電極が十分予熱され、やがて放電
灯Ｌａが点灯する（図４（ａ）参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の放電灯点灯
装置では、ランプ始動時に放電灯Ｌａに印加されるラン
プ電圧ＶＬａが制御されておらず、コンデンサＣ４及び
インダクタＬ１からなるＬＣ共振回路のＱ値で決まる比
較的高い共振電圧が発生するため、回路部品に高耐圧の
部品を使用する必要があった。

【００１４】また従来より、図８に示すように、フィル
タＦを介して入力された交流電源ＶＳの交流電圧を整流
する整流器ＤＢと、整流器ＤＢの高電位側出力端にアノ
ードが接続されたダイオードＤ２０と、ダイオードＤ２
０に並列接続されたコンデンサＣ２０と、ダイオードＤ
２０のカソードと整流器ＤＢの低電位側出力端との間に
接続された平滑コンデンサＣ２１と、平滑コンデンサＣ
２１と並列に接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の
直列回路と、整流器ＤＢの高電位側出力端とスイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の接続点との間に接続された放電灯Ｌ
ａを含む負荷回路３と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の
オン／オフを制御する他励式の制御回路１０とを備えた
放電灯点灯装置が提供されており（例えば特開平９−２
９８０９６号公報参照）、本回路ではコンデンサＣ２０
の充放電動作によって、入力電流に含まれる高調波歪み
を低減している。

【００１５】このような回路において、他励式の制御回
路１０の代わりに上述した自励式の制御回路５を用いた
場合、ランプ始動時にスイッチング素子Ｑ２のオンデュ
ーティが増加すると、スイッチング素子Ｑ２はチョッパ
回路のスイッチング素子を兼ねているため、平滑コンデ
ンサＣ２１の両端電圧が上昇し、インバータ回路の出力
電圧が増加する。したがって、上述した回路に比べてさ
らに高い共振電圧が発生するため、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２などの回路部品に高耐圧の回路部品を使用する
必要があり、回路部品が破損する虞があった。

【００１６】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、ランプ始動時に回路
部品に加わる電圧を低減した放電灯点灯装置を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、交流電源の電源電圧を整流す
る整流器と、整流器の出力電圧を平滑する平滑コンデン
サと、一対のスイッチング素子の直列回路を有し、直流
電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより
交流電圧に変換するインバータ回路と、少なくとも放電
灯及びＬＣ共振回路を含み、一方のスイッチング素子の
両端間に接続された負荷回路と、一対のスイッチング素
子を交互にオン／オフさせる自励式の駆動回路と、放電
灯の予熱時にスイッチング素子のオンデューティ又は発
振周波数の少なくとも何れか一方をスイープさせる予熱
回路と、放電灯の始動時にインバータ回路の出力電圧を
所定の上限値に制限する始動電圧クランプ回路とを備え
て成ることを特徴とし、始動時に始動電圧クランプ回路
はインバータ回路の出力電圧を所定の上限値に抑制して
いるので、インバータ回路の回路部品に過大な電圧が印
加されることはなく、回路部品に耐圧の低い部品を使用
することができ、且つ、回路部品の破損を防止できる。

【００１８】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記予熱回路は、一方のスイッチング素子に印加
される駆動信号で充電される予熱時間設定用コンデンサ
と、予熱時に予熱時間設定用コンデンサの充電電圧が所
定のしきい値電圧に達すると駆動信号を引き抜いてスイ
ッチング素子をオフさせる信号引き抜き手段と、予熱時
間設定用コンデンサに流れる充電電流を徐々に低下させ
る充電電流可変手段とからなることを特徴とし、充電電
流可変手段は予熱時間設定用コンデンサの充電電流を徐
々に低下させており、予熱時間設定用コンデンサの充電
電圧が所定のしきい値電圧に達するまでの時間を徐々に
長くしているので、スイッチング素子のオンデューティ
が大きくなり、発振周波数を徐々に低下させることがで
きる。

【００１９】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、上記始動電圧クランプ回路は、インバータ
回路の出力電圧に相当する電圧を検出するための電圧検
出手段と、電圧検出手段の出力が上記上限値に相当する
電圧に達すると、予熱回路のスイープ動作を停止させる
スイープ動作停止手段とからなることを特徴とし、スイ
ープ動作停止手段は、電圧検出手段の出力が上限値に相
当する電圧に達すると、予熱回路のスイープ動作を停止
させているので、インバータ回路の出力電圧を上限値に
抑制することが出来る。

【００２０】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、放電灯の始動時に、上記電圧検出手段の出力から
上記上限値に制限されたインバータ回路の出力電圧に相
当する電圧を検出し、この電圧値に応じて始動時間を変
化させる始動時間補正手段を設けたことを特徴とし、部
品のばらつきや温度特性などによって上限値が変動する
が、始動時間補正手段により上限値の変動に応じて始動
時間を変化させることができる。

【００２１】請求項５の発明では、請求項４の発明にお
いて、上記始動時間補正手段は、上記電圧検出手段の検
出電圧によって充電される始動時間設定用コンデンサ
と、始動時間設定用コンデンサの両端電圧が所定の設定
電圧に達するとスイッチング素子の発振動作を停止させ
るラッチ手段とで構成されることを特徴とし、上限値が
大きくなると、電圧検出手段の検出電圧が増加し、始動
時間設定用コンデンサの両端電圧が設定電圧に達するま
での時間が短くなるから、ラッチ回路がスイッチング素
子の発振動作を停止させるまでの時間（始動時間）を短
くすることができ、上述とは逆に上限値が低下すると、
電圧検出手段の出力電圧が低下し、始動時間設定用コン
デンサの両端電圧が設定電圧に達するまでの時間が長く
なるから、ラッチ回路がスイッチング素子の発振動作を
停止させるまでの時間（始動時間）を長くすることがで
き、放電灯の始動性を向上させることができる。

【００２２】請求項６の発明では、請求項４の発明にお
いて、ラッチ回路の動作電源が始動時間設定用コンデン
サから供給されることを特徴とし、ラッチ回路がスイッ
チング素子の発振動作を停止させると、始動時間設定用
コンデンサが充電されなくなるので、始動時間設定用コ
ンデンサからラッチ回路へ電源が供給されなくなり、ラ
ッチ回路の動作が停止するため、スイッチング素子の発
振動作が再開され、スイッチング素子の発振動作を間欠
的に行わせることができる。

【００２３】請求項７の発明では、請求項４の発明にお
いて、上記電圧検出手段の出力間に複数の抵抗を直列に
接続し、前記複数の抵抗の接続点から始動時間設定用コ
ンデンサへ充電電流を流す整流手段を設けたことを特徴
とし、ラッチ回路が発振動作を停止させると、電圧検出
手段の出力が無くなるから、始動時間設定用コンデンサ
に充電された電荷が放電されるが、複数の抵抗の接続点
と始動時間設定用コンデンサとの間には整流手段が設け
られているので、始動時間設定用コンデンサの放電電流
を別の放電経路で流すことができ、始動時間設定用コン
デンサの放電時間に関係なく、抵抗の抵抗値を設計する
ことができ、設計の自由度を高めることができる。

【００２４】請求項８の発明では、請求項１乃至７の発
明において、インバータ回路の出力の一部を入力側に帰
還させる出力帰還手段を設けたことを特徴とし、請求項
１乃至７の発明と同様の作用を奏する。

【００２５】請求項９の発明では、請求項１乃至７の発
明において、整流器の直流出力端子と平滑コンデンサと
の間にダイオードを接続し、上記一対のスイッチング素
子は平滑コンデンサと並列に接続され、整流器及びダイ
オードの接続点と一対のスイッチング素子の接続点との
間に負荷回路が接続され、ダイオードと並列にインピー
ダンス要素を接続したことを特徴とし、請求項１乃至７
の発明と同様の作用を奏する。

【００２６】請求項１０の発明では、請求項１乃至７の
発明において、整流器の直流出力端間にダイオードを介
して上記一対のスイッチング素子の直列回路を接続し、
ダイオードと並列にインピーダンス要素を接続し、整流
器及びダイオードの接続点と一対のスイッチング素子の
接続点との間に、共振用インダクタ、共振用コンデンサ
及び放電灯を少なくとも含む負荷回路と、直流カット用
のコンデンサと、上記一対のスイッチング素子を駆動す
る駆動トランスの一次巻線とを接続し、上記一対のスイ
ッチング素子の内の一方とチョッパ用のインダクタとを
介して上記平滑コンデンサに充電電流を流し、整流器の
出力電圧を部分的に平滑してインバータ回路に供給する
補助電源手段を設けたことを特徴とし、請求項１乃至７
の発明と同様の作用を奏する。

【００２７】請求項１１の発明では、請求項１乃至７の
発明において、整流器の直流出力端間にダイオードを介
して上記一対のスイッチング素子の直列回路を接続し、
ダイオードと並列にインピーダンス要素を接続し、整流
器及びダイオードの接続点と一対のスイッチング素子の
接続点との間に、直流カット用のコンデンサと、二次側
に放電灯が接続されたトランス、放電灯に並列接続され
た共振用コンデンサ及び前記共振用コンデンサと共にＬ
Ｃ共振回路を構成する共振用インダクからなる負荷回路
と、上記一対のスイッチング素子を駆動する駆動トラン
スの一次巻線とを接続し、上記一対のスイッチング素子
の内の一方と共振用インダクタとを介して上記平滑コン
デンサに充電電流を流し、整流器の出力電圧を部分的に
平滑してインバータ回路に供給する補助電源手段を設け
たことを特徴とし、請求項１乃至７の発明と同様の作用
を奏する。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。

【００２９】（実施形態１）図１に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。本回路は、コンデンサＣｆ、
トランスＴｆ及びインダクタＬｆからなるローパスフィ
ルタＦと、ローパスフィルタＦを介して入力される交流
電源ＶＳの交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ
のような整流器ＤＢと、整流器ＤＢの直流出力端間にダ
イオードＤ１，Ｄ２の直列回路を介して接続された平滑
コンデンサＣ１と、ダイオードＤ２に並列接続されたイ
ンピーダンス要素たるコンデンサＣ２と、平滑コンデン
サＣ１の両端間に接続された例えばＦＥＴよりなるスイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２の接続点に一次巻線ｎ１の一端が接続され
た駆動トランスＣＴと、駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ
１の他端とダイオードＤ１，Ｄ２の接続点との間に接続
された負荷回路３と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオ
ン／オフを制御する自励式の制御回路５とを備えてい
る。ここに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２などからハー
フブリッジ型のインバータ回路２が構成される。

【００３０】ここで、負荷回路３は、ダイオードＤ１，
Ｄ２の接続点に一方のフィラメント電極の電源側端子が
接続された例えば蛍光灯よりなる放電灯Ｌａと、放電灯
Ｌａの他方のフィラメント電極の電源側端子に一端が接
続された直流カット用のコンデンサＣ３と、コンデンサ
Ｃ３の他端と駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１の他端と
の間に接続された共振用のインダクタＬ１と、放電灯Ｌ
ａの両フィラメント電極の非電源側端子間に接続された
共振用のコンデンサＣ４とで構成される。

【００３１】また制御回路５は、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２を交互にオン／オフさせる自励式の駆動回路５
ａと、電源投入時にスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の自励
発振を開始させる起動回路５ｂと、放電灯Ｌａの予熱時
にフィラメント電極に予熱電流を流す予熱回路５ｃと、
放電灯Ｌａの始動時に放電灯Ｌａの両端間に印加される
ランプ電圧（始動電圧）、すなわちインバータ回路２の
出力電圧を所定の上限値に制限する始動電圧クランプ回
路５ｄとで構成される。

【００３２】駆動回路５ａは、駆動トランスＣＴと、ス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート・ソース間にそれぞ
れ逆並列に接続されたゲート保護用のツェナダイオード
ＺＤ１，ＺＤ２と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲー
トにそれぞれ一端が接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２とを備え
ている。ここで、駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１に
は、駆動巻線ｎ２，ｎ３が磁気結合されており、駆動巻
線ｎ２，ｎ３の一端はそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端に
接続され、駆動巻線ｎ２，ｎ３の他端はそれぞれスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２のソースに接続されている。

【００３３】起動回路５ｂは、整流器ＤＢの高電位側出
力端に一端が接続された抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ３の他端と
整流器ＤＢの低電位側出力端との間に接続されたコンデ
ンサＣ５と、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ５の接続点とス
イッチング素子Ｑ２のゲートとの間に接続された例えば
ダイアックからなるトリガ素子Ｑ３と、抵抗Ｒ３及びコ
ンデンサＣ５の接続点とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の
接続点との間に接続された抵抗Ｒ４及びダイオードＤ３
の直列回路とで構成される。

【００３４】予熱回路５ｃは、ローサイドのスイッチン
グ素子Ｑ２のゲート・ソース間に接続された抵抗Ｒ５、
ダイオードＤ４及びコンデンサＣ６，Ｃ７の直列回路
と、コンデンサＣ６に並列接続された抵抗Ｒ６と、ダイ
オードＤ４及びコンデンサＣ６の直列回路に逆並列接続
されたダイオードＤ５と、コンデンサＣ７に逆並列接続
されたダイオードＤ６と、スイッチング素子Ｑ２及び抵
抗Ｒ５の接続点にアノードが接続されたダイオードＤ７
と、ダイオードＤ７のカソードにコレクタが接続される
と共に、スイッチング素子Ｑ２のソースにエミッタが接
続されたＮＰＮ形トランジスタからなるスイッチング素
子Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ４のベースとコンデンサ
Ｃ６，Ｃ７の接続点との間に挿入された抵抗Ｒ７とで構
成される。

【００３５】また始動電圧クランプ回路５ｄは、共振用
のインダクタＬ１に磁気結合され、一端がコンデンサＣ
１の低電位側端子に接続された二次巻線Ｌ１ａと、二次
巻線Ｌ１ａの他端にアノードが接続されたダイオードＤ
８と、ダイオードＤ８のカソードとコンデンサＣ１の低
電位側端子との間に接続された抵抗Ｒ９，Ｒ１０の直列
回路と、抵抗Ｒ１０に並列接続されたコンデンサＣ８
と、抵抗Ｒ９，Ｒ１０の接続点にカソードが接続された
ツェナダイオードＺＤ３と、ツェナダイオードＺＤ３の
アノードにベースが接続され、放電用の抵抗Ｒ８を介し
てコンデンサＣ６の高電位側端にコレクタが接続される
と共に、コンデンサＣ６の低電位側端にエミッタが接続
されたＮＰＮ形トランジスタよりなるスイッチング素子
Ｑ５とで構成される。

【００３６】次に本回路の動作について簡単に説明す
る。まず、主回路の動作について説明する。本回路で
は、整流器ＤＢの高電位側出力端とスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２との間に出力帰還手段としての負荷回路３が接
続されており、負荷回路３を介して整流器ＤＢの出力端
にインバータ回路２の出力の一部が帰還される。

【００３７】先ず、交流電源ＶＳの電源電圧がゼロ付
近、つまり谷部における動作を説明する。スイッチング
素子Ｑ２がオンになると、平滑コンデンサＣ１を電源と
して、平滑コンデンサＣ１→コンデンサＣ２→放電灯Ｌ
ａ→コンデンサＣ３→インダクタＬ１→駆動トランスＣ
Ｔ→スイッチング素子Ｑ２→平滑コンデンサＣ１の経路
で電流が流れ、コンデンサＣ２が充電されると共に、イ
ンダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。コンデンサＣ
２の充電電圧が平滑コンデンサＣ１の両端電圧と略等し
くなると、整流器ＤＢから入力電流が流れ込み、インバ
ータ動作を継続しようとする。その後、スイッチング素
子Ｑ２がオフになり、スイッチング素子Ｑ１がオンにな
ると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーによる回
生電流がスイッチング素子Ｑ１の寄生ダイオードを介し
て流れて平滑コンデンサＣ１を充電する。この時流れる
充電電流が整流器ＤＢから平滑コンデンサＣ１への充電
電流となって平滑コンデンサＣ１を充電する。やがてイ
ンダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがなくなると、共
振動作が反転してコンデンサＣ３→放電灯Ｌａ→コンデ
ンサＣ２→スイッチング素子Ｑ１→駆動トランスＣＴ→
インダクタＬ１→コンデンサＣ３の経路で共振電流が流
れ、コンデンサＣ２に充電されていた電荷を放電する。
そしてその電荷がなくなると共振電流はダイオードＤ３
を介して流れるようになる。

【００３８】以上の説明は交流電源ＶＳの電源電圧がゼ
ロ付近での説明であるが、電源電圧がゼロ付近でなくて
も、平滑コンデンサＣ１の両端電圧が、整流器ＤＢの出
力電圧とコンデンサＣ２の両端電圧との和の電圧に略等
しくなると、上述のように平滑コンデンサＣ１を電源と
するインバータ動作がなくなるが、整流器ＤＢから入力
電流が流れ込みインバータ動作を継続しようとする。こ
の様にしてインバータ回路２は共振動作を繰り返し、コ
ンデンサＣ２は充放電動作を繰り返す。

【００３９】次に制御回路５の動作について以下に説明
する。尚、駆動回路５ａ、起動回路５ｂ及び予熱回路５
ｃの動作は、上述した図７の回路と同様であるのでその
説明は省略する。電源が投入されると、起動回路５ｂは
スイッチング素子Ｑ２をオンさせ、駆動回路５ａはスイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオン／オフさせる。こ
の時、予熱回路５ｃは、スイッチング素子Ｑ２のオンデ
ューティを徐々に大きくして、略５０％に近づけてい
る。スイッチング素子Ｑ２のオンデューティが５０％に
近付くにつれて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振周
波数が低下し、ランプ電圧が徐々に増加するので、放電
灯Ｌａのフィラメント電極が十分予熱され、やがて放電
灯Ｌａが点灯する。

【００４０】ここで、ランプ始動時に過大なランプ電圧
が発生すると、インダクタＬ１に磁気結合された二次巻
線Ｌ１ａに発生する電圧が大きくなり、二次巻線Ｌ１ａ
に発生する電圧が所定の電圧値を上回ると、ツェナダイ
オードＺＤ３が導通して、スイッチング素子Ｑ５のベー
スに電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ５がオンにな
る。スイッチング素子Ｑ５がオンになると、コンデンサ
Ｃ６に充電された電荷が抵抗Ｒ８及びスイッチング素子
Ｑ５を介して放電され、コンデンサＣ６の両端電圧が所
定の電圧値を越えないよう保たれるため、コンデンサＣ
７及び抵抗Ｒ５からなるＣＲ時定数回路に流れる電流が
所定の電流値よりも小さくなることはなく、スイッチン
グ素子Ｑ４がオンになるまでの時間を略一定に維持でき
る。したがって、スイッチング素子Ｑ２のゲート電圧を
引き抜くまでの時間が略一定となり、スイッチング素子
Ｑ２のオン時間（オンデューティ）が略一定となるの
で、図４（ｂ）に示すように、ランプ始動時に放電灯Ｌ
ａの両端間に印加されるランプ電圧が所定の始動電圧を
超えないように制御することができ、回路部品に加わる
電圧を低減することができる。ここに、抵抗Ｒ９，Ｒ１
０、コンデンサＣ８、ツェナーダイオードＺＤ３、スイ
ッチング素子Ｑ５などからスイープ動作停止手段が構成
される。尚、主回路の構成を図７の回路と同様の構成に
しても良く、上述と同様に、ランプ始動時においてラン
プ電圧を低減し、回路部品に加わる電圧を低減すること
ができる。

【００４１】（実施形態２）図２に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。ところで、部品のばらつきや
温度特性などによって放電灯Ｌａの始動電圧が変動する
が、本実施形態の放電灯点灯装置では、始動電圧の変動
に応じて放電灯Ｌａの始動時間を補正する始動時間補正
手段を設けている。尚、放電灯点灯装置の基本的な回路
構成は実施形態１と略同様であるので、同一の構成要素
には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００４２】本回路では、実施形態１の回路において、
ダイオードＤ１，Ｄ２からなる直列回路の一端を整流器
ＤＢの高電位側出力端に接続する代わりに、整流器ＤＢ
の低電位側出力端に接続し、ダイオードＤ２と並列にコ
ンデンサＣ２を接続しており、整流器ＤＢの高電位側出
力端とダイオードＤ１，Ｄ２からなる直列回路の他端と
の間にコンデンサＣ９を接続している。そして、コンデ
ンサＣ９と並列に平滑コンデンサＣ１、チョッパ用チョ
ークＬ０及び放電用のダイオードＤ１０の直列回路を接
続し、チョッパ用チョークＬ０及びダイオードＤ１０の
接続点とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点との間に
充電用のダイオードＤ９を接続している。ここに、平滑
コンデンサＣ１、コンデンサＣ９、チョッパ用チョーク
Ｌ０及びダイオードＤ９，Ｄ１０から、整流器ＤＢの出
力を部分的に平滑してインバータ回路２に供給する補助
電源回路（部分平滑回路）６が構成される。また、スイ
ッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間に、カソード同士
が互いに接続されたツェナダイオードＺＤ４，ＺＤ５の
直列回路を接続すると共に、スイッチング素子Ｑ２のゲ
ート・ソース間に、カソード同士が互いに接続されたツ
ェナダイオードＺＤ６，ＺＤ７の直列回路を夫々接続し
ている。

【００４３】また負荷回路３を、ダイオードＤ１，Ｄ２
の接続点に一端が接続された直流カット用のコンデンサ
Ｃ３と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とコンデ
ンサＣ３の他端との間に駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ
１を介して一次巻線ｎ１１が接続されたリーケージトラ
ンスＴ１と、リーケージトランスＴ１の二次巻線ｎ１２
と並列に両フィラメント電極の電源側端子が接続された
放電灯Ｌａと、放電灯Ｌａの両フィラメント電極の非電
源側端子間に接続されたコンデンサＣ４とで構成してお
り、リーケージトランスＴ１の漏れインダクタンスとコ
ンデンサＣ４とでＬＣ共振回路を構成している。尚、本
実施形態ではリーケージトランスＴ１の漏れインダクタ
ンスとコンデンサＣ４とでＬＣ共振回路を構成している
が、リーケージトランスＴ１の代わりに通常のトランス
を用い、コンデンサＣ４と共にＬＣ共振回路を構成する
共振用のインダクタを設けても良い。

【００４４】間欠発振回路５ｅは、リーケージトランス
Ｔ１の一次巻線ｎ１１に磁気結合された電圧検出手段と
しての検出巻線ｎ１３の両端間にダイオードＤ８を介し
て接続された抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の直列回路と、抵抗Ｒ
１２に並列接続され、検出巻線ｎ１３の検出電圧により
充電される始動時間設定用コンデンサとしてのコンデン
サＣ１０と、コンデンサＣ１０の両端電圧が所定の設定
電圧に達するとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振動作
を停止させるラッチ回路５ｆとで構成される。ラッチ回
路５ｆは、コンデンサＣ１０の高電位側端子にカソード
が接続されたツェナダイオードＺＤ８と、ツェナダイオ
ードＺＤ８のアノードとコンデンサＣ１０の低電位側端
子との間に接続されたコンデンサＣ１１，Ｃ１２及び抵
抗Ｒ１５の並列回路と、ツェナダイオードＺＤ８のカソ
ードにダイオードＤ１１及び抵抗Ｒ１３の直列回路を介
してエミッタが接続されると共に、ツェナダイオードＺ
Ｄ８のアノードにコレクタが接続されたＰＮＰ形トラン
ジスタからなるスイッチング素子Ｑ６と、スイッチング
素子Ｑ６のベース・エミッタ間に接続された抵抗Ｒ１４
及びコンデンサＣ１３の並列回路と、コレクタがスイッ
チング素子Ｑ６のベースに接続され、ベースがスイッチ
ング素子Ｑ６のコレクタに接続されると共に、エミッタ
がコンデンサＣ１１の低電位側端子に接続されたＮＰＮ
形トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ７と、コン
デンサＣ１０の両端間にダイオードＤ１１及び抵抗Ｒ１
３の直列回路を介して接続されたコンデンサＣ１４とで
構成され、抵抗Ｒ１３及びコンデンサＣ１４の接続点は
ダイオードＤ１２を介してダイオードＤ７及びスイッチ
ング素子Ｑ４の接続点に接続されている。ここで、ラッ
チ回路５ｆの動作電源はコンデンサＣ１０から供給され
ている。

【００４５】次に、この放電灯点灯装置の動作を簡単に
説明する。スイッチング素子Ｑ１がオンになると、整流
器ＤＢ→スイッチング素子Ｑ１→駆動トランスＣＴの一
次巻線ｎ１→リーケージトランスＴ１の一次巻線ｎ１１
→コンデンサＣ３→ダイオードＤ１→整流器ＤＢの経路
で電流が流れる。

【００４６】スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチン
グ素子Ｑ２がオンになると、リーケージトランスＴ１の
一次巻線ｎ１１→コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｑ
２の寄生ダイオード→駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１
→リーケージトランスＴ１の一次巻線ｎ１１の経路で所
謂回生電流が流れ、コンデンサＣ２が充電される。コン
デンサＣ２の充電電圧と整流器ＤＢの出力電圧（すなわ
ちコンデンサＣ１７の両端電圧）との和がコンデンサＣ
９の両端電圧を超えると、コンデンサＣ２，Ｃ１７の電
荷がダイオードＤ１を介してコンデンサＣ９に充電され
る。そして、引き続きコンデンサＣ３を電源としてコン
デンサＣ３→リーケージトランスＴ１の一次巻線ｎ１１
→駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１→スイッチング素子
Ｑ２→コンデンサＣ２→コンデンサＣ３の経路で電流が
流れ、コンデンサＣ２の電荷がなくなると、ダイオード
Ｄ２がオンになる。

【００４７】スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチン
グ素子Ｑ１がオンになると、リーケージトランスＴ１の
一次巻線ｎ１１→駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１→ス
イッチング素子Ｑ１→コンデンサＣ９→ダイオードＤ２
→コンデンサＣ３→リーケージトランスＴ１の一次巻線
ｎ１１の経路で回生電流が流れる。その後、コンデンサ
Ｃ９→スイッチング素子Ｑ１→駆動トランスＣＴの一次
巻線ｎ１→リーケージトランスＴ１の一次巻線ｎ１１→
コンデンサＣ３→コンデンサＣ２→コンデンサＣ９の経
路で電流が流れて、コンデンサＣ２が充電される。そし
て、コンデンサＣ２の充電電圧と整流器ＤＢの出力電圧
の和がコンデンサＣ９の両端電圧を超えると、コンデン
サＣ２，Ｃ１７の電荷によりコンデンサＣ９が充電さ
れ、整流器ＤＢ→スイッチング素子Ｑ１→駆動トランス
ＣＴの一次巻線ｎ１→リーケージトランスＴ１の一次巻
線ｎ１１→ダイオードＤ１→整流器ＤＢの経路で入力電
流が引き込まれる。以上のような動作をスイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフに応じて繰り返し、コンデン
サＣ２が充放電され、コンデンサＣ２の充電電圧と整流
器ＤＢの出力電圧との和の電圧がコンデンサＣ９の両端
電圧を越えると、入力電流が引き込まれる。

【００４８】また、整流器ＤＢの出力電圧がコンデンサ
Ｃ１の両端電圧よりも高い期間には、スイッチング素子
Ｑ２がオン時になると、整流器ＤＢ→コンデンサＣ１→
インダクタＬ０→ダイオードＤ９→スイッチング素子Ｑ
２→ダイオードＤ２→ダイオードＤ１→整流器ＤＢの経
路で平滑用のコンデンサＣ１に充電電流が流れる。コン
デンサＣ１の放電動作は、整流器ＤＢの出力電圧がコン
デンサＣ１の両端電圧よりも低い期間に行われ、コンデ
ンサＣ１→コンデンサＣ９→ダイオードＤ１０→コンデ
ンサＣ１の経路で放電電流が流れて、コンデンサＣ９が
充電される。そして、コンデンサＣ９の両端電圧がイン
バータ回路ＩＮＶの電源となり、整流器ＤＢの出力電圧
を部分的に平滑したような電圧がインバータ回路ＩＮＶ
に供給される。

【００４９】次に、電源投入時から始動時までの制御回
路５の動作を簡単に説明する。尚、駆動回路５ａ、起動
回路５ｂ、予熱回路５ｃ及び始動電圧クランプ回路５ｄ
の動作は上述と略同様であるので、その説明は省略す
る。

【００５０】交流電源ＶＳが投入されると、起動回路５
ｂがスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振動作を開始さ
せ、駆動回路５ｂによりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が
高周波で交互にオン／オフされる。ランプ始動時、予熱
回路５ｃはスイッチング素子Ｑ２のオンデューティを徐
々に大きくして５０％に近づけて行き、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２の発振周波数を徐々に低下させており、ラ
ンプ電圧が徐々に増加し、やがて放電灯Ｌａが点灯す
る。また、ランプ始動時に始動電圧クランプ回路５ｄは
ランプ電圧が所定の上限値を越えないようにクランプし
ており、回路素子に過大な電圧がかかるのを防止してい
る。ここで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が発振動作を
開始してから、予熱回路５ｃがオンデューティのスィー
プ動作を停止するまでの期間を予熱期間といい、始動電
圧クランプ回路５ｄによってランプ電圧が所定の始動電
圧にクランプされる期間を始動期間という。

【００５１】間欠発振回路５ｅでは、スイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２が発振動作を開始すると、リーケージトラン
スＴ１の検出巻線ｎ１３に発生した高周波電圧を電源と
し、抵抗Ｒ１１を介してコンデンサＣ１０が充電され
る。コンデンサＣ１０の両端電圧が所定の設定電圧（す
なわち、ツェナダイオードＺＤ８のツェナ電圧）を超え
ると、ツェナダイオードＺＤ８が導通し、スイッチング
素子Ｑ７にベース電流が流れて、スイッチング素子Ｑ７
がオンになり、スイッチング素子Ｑ６がオンになる。ス
イッチング素子Ｑ６，Ｑ７がオンになると、スイッチン
グ素子Ｑ２のゲート電圧が、ダイオードＤ７，Ｄ１２、
抵抗Ｒ１４，Ｒ１５及びスイッチング素子Ｑ６，Ｑ７を
介して引き抜かれるから、スイッチング素子Ｑ２がオフ
になり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振動作が停止
する。

【００５２】発振動作が停止すると、リーケージトラン
スＴ１の検出巻線ｎ１３に発生する電圧が無くなるか
ら、コンデンサＣ１０に充電された電荷が、抵抗Ｒ１２
又はラッチ回路５ｆのスイッチング素子Ｑ６，Ｑ７を介
して放電される。その後、コンデンサＣ１０の両端電圧
が低下し、ツェナダイオードＺＤ８のツェナ電圧よりも
低くなると、ツェナダイオードＺＤ８がオフになり、ス
イッチング素子Ｑ６，Ｑ７がオフになるので、スイッチ
ング素子Ｑ２にゲート電圧が与えられてオンになり、ス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２が再び自励発振を開始する。
発振動作が再開されるとコンデンサＣ１０が再び充電さ
れ、上述の動作が繰り返し行われるので、発振動作が間
欠的に行われる。すなわち、コンデンサＣ１０の充電時
間によって始動時間が決定される。尚、通常はコンデン
サＣ１０の両端電圧がツェナダイオードＺＤ８のツェナ
電圧に達する前に放電灯Ｌａが点灯しており、放電灯Ｌ
ａの正常点灯時に過大なランプ電圧が発生することはな
いから、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振動作が間欠
的になることはない。

【００５３】ところで、駆動トランスＣＴやゲート保護
用のツェナダイオードＺＤ４〜ＺＤ７やＬＣ共振回路な
どの回路部品の定数や温度特性のばらつきによって、放
電灯Ｌａの始動電圧にばらつきが生じる虞がある。ここ
で、抵抗Ｒ９，Ｒ１０に可変抵抗器を用い、抵抗Ｒ９，
Ｒ１０の分圧比を変化させることによって始動電圧を調
整した場合でも、調整値にばらつきが発生する虞がある
ため、放電灯Ｌａの始動性が悪化したり、異常発生時に
回路部品に加わるストレスが大きくなる虞もある。

【００５４】また、始動時におけるランプ電圧は、始動
電圧クランプ回路５ｄによって所定の上限値にクランプ
されているので、放電灯Ｌａの先行予熱電流や予熱時間
や始動電圧や始動時間を、それぞれ、所定の値に設定す
ることが可能となり、放電灯Ｌａの始動電圧に相当する
電圧を検出し、コンデンサＣ１０で積分して始動時間を
決定することにより、始動時間を補正することができ
る。つまり、始動電圧クランプ回路５ｄと、始動電圧に
相当する電圧を検出するためにリーケージトランスＴ１
に設けた検出巻線ｎ１３と、検出巻線ｎ１３の検出電圧
により充電されるコンデンサＣ１０との組み合わせによ
って、始動電圧を補正することができる。

【００５５】図４（ｃ）（ｄ）に、ランプ始動時におけ
るランプ電圧ＶＬａ及びコンデンサＣ１０の両端電圧Ｖ
Ｃ１０の電圧波形をそれぞれ示す。ここで、ランプ電圧
ＶＬａの上限値の設計値（中央値）をＶ１ａとする。間
欠発振回路５ｅでは、検出巻線ｎ１３から始動電圧に相
当した電圧を検出して、コンデンサＣ１０を充電してい
るので、始動電圧が設計値Ｖ１ａよりも高くなって、
（Ｖ１ａ＋ｄＨ）になると、コンデンサＣ１０の両端電
圧がツェナダイオードＺＤ８のツェナ電圧まで充電され
るのに要する時間が短くなり、始動時間が短くなる。一
方、始動電圧が設計値Ｖ１ａよりも低くなって、（Ｖ１
ａ−ｄＬ）になると、コンデンサＣ１０の両端電圧がツ
ェナダイオードＺＤ８のツェナ電圧まで充電されるの要
する時間が長くなり、始動時間が長くなる。

【００５６】このように、始動電圧が中央値Ｖ１ａより
も高くなると、始動時間が短くなり、間欠発振回路５ｅ
がスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振を停止させるまで
の時間が短くなるから、異常発生時に回路部品に高電圧
が印加される時間を短くして、回路部品に加わるストレ
スが低減される。上述とは逆に、始動電圧が中央値Ｖ１
ａよりも低くなると、始動時間が長くなり、間欠発振回
路５ｅがスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振を停止させ
るまでの時間が長くなるから、始動性を改善することが
できる。すなわち、間欠発振回路５ｅから始動時間補正
手段が構成される。尚、主回路の構成を図７の回路と同
様の構成にしても良く、上述と同様に、ランプ始動時に
おいてランプ電圧を低減し、回路部品に加わる電圧を低
減することができる。

【００５７】（実施形態３）図３に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。実施形態２の放電灯点灯装置
では、整流器ＤＢの低電位側出力端にダイオードＤ１，
Ｄ２の直列回路の一端を接続し、ダイオードＤ１，Ｄ２
の接続点とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点との間
に負荷回路３を接続しているが、本実施形態では、実施
形態１の回路と同様、整流器ＤＢの高電位側出力端にダ
イオードＤ１，Ｄ２の直列回路の一端を接続し、ダイオ
ードＤ１，Ｄ２の接続点とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
の接続点との間に負荷回路３を接続している。また本実
施形態では、実施形態２の放電灯点灯装置において、コ
ンデンサＣ９と並列にコンデンサＣ１及び放電用のダイ
オードＤ１０の直列回路を接続し、コンデンサＣ１及び
ダイオードＤ１０の接続点に充電用のダイオードＤ９の
アノードを接続すると共に、ダイオードＤ９のカソード
をコンデンサＣ３及びリーケージトランスＴ１の接続点
に接続しており、リーケージトランスＴ１の一次巻線ｎ
１１でチョッパ用チョークを兼用しているので、実施形
態２の回路に比べて部品点数を減らすことができる。

【００５８】また本回路では、実施形態２の回路におい
て、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点とコンデンサＣ１０と
の間に整流手段としてのダイオードＤ１３を接続すると
共に、コンデンサＣ１０と並列に抵抗Ｒ１６を接続して
おり、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１６、コンデンサＣ１
０、ダイオードＤ８，Ｄ１３及びリーケージトランスＴ
１の検出巻線ｎ１３とで寿命末期時に発生するエミレス
現象を検出するエミレス検出回路５ｇを構成している。

【００５９】さらに本回路では、電源投入時にコンデン
サＣ６，Ｃ１０の電荷を放電させるリセット回路５ｈを
設けている。リセット回路５ｈは、整流器ＤＢの直流出
力端間に並列接続された抵抗Ｒ１７，Ｒ１８の直列回路
及び抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の直列回路と、抵抗Ｒ１８の両
端間に並列接続された抵抗Ｒ１９，Ｒ２０の直列回路及
びコンデンサＣ１５と、抵抗Ｒ２２に並列接続されたコ
ンデンサＣ１６と、ベースが抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続
点に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１９，Ｒ２０の接続点
に接続されると共に、エミッタが整流器ＤＢの低電位側
出力端に接続されたＮＰＮトランジスタからなるスイッ
チング素子Ｑ９と、ベースが抵抗Ｒ１９，Ｒ２０の接続
点に接続され、コレクタが抵抗Ｒ２３を介してダイオー
ドＤ１１及び抵抗Ｒ１３の接続点に接続されると共に、
エミッタが整流器ＤＢの低電位側出力端に接続されたＮ
ＰＮトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ８と、抵
抗Ｒ１３及びコンデンサＣ１４の接続点にアノードが接
続されると共に、抵抗Ｒ１３，Ｒ２３の接続点にカソー
ドが接続されたダイオードＤ１４と、ダイオードＤ４及
びコンデンサＣ６の接続点とダイオードＤ１４のアノー
ドとの間に接続された抵抗Ｒ２４及びダイオードＤ１５
の直列回路とで構成される。

【００６０】ここで、交流電源ＶＳが供給されなくなる
と、整流器ＤＢの出力電圧がなくなるから、スイッチン
グ素子Ｑ９のベース電圧がなくなって、スイッチング素
子Ｑ９がオフになる。スイッチング素子Ｑ９がオフにな
ると、スイッチング素子Ｑ８にベース電圧が与えられ、
スイッチング素子Ｑ８がオンになるので、間欠発振回路
５ｅのコンデンサＣ１０に充電された電荷は、ダイオー
ドＤ１１、抵抗Ｒ２３及びスイッチング素子Ｑ８を介し
て放電される。また、予熱回路５ｃのコンデンサＣ６に
充電された電荷は、抵抗Ｒ２４、ダイオードＤ１５，Ｄ
１４、抵抗Ｒ２３及びスイッチング素子Ｑ８を介して放
電されるので、予熱時間や始動時間を決定するタイマを
リセットすることができる。

【００６１】ところで、実施形態２の放電灯点灯装置で
は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の分圧比をツェナダイオードＺ
Ｄ８のツェナ電圧Ｖｔｈに合わせて比較的自由に設計す
ることができたが、本実施形態ではエミレス検出を兼ね
ているため、通常点灯時はコンデンサＣ１０の両端電圧
ＶＣ１０がツェナ電圧Ｖｔｈに達しないように、且つ、
エミレスの発生時には回路部品にかかるストレスを低減
するため、出来るだけ早くエミレスを検出できるよう
に、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の分圧比を設計する必要があ
る。すなわち、コンデンサＣ１０は抵抗Ｒ１１と共に予
熱始動時のマスク時間（予熱時間、始動時間）を決定す
る時定数回路を構成しているので、コンデンサＣ１０の
静電容量を決めると、抵抗Ｒ１１の抵抗値が決まり、こ
れに応じて所定の分圧比が得られるよう抵抗Ｒ１２の抵
抗値を決めなければならないため、設計の自由度が狭く
なる。このような設計を行った場合、エミレスなどの異
常発生時に回路部品にかかるストレスや温度上昇を抑制
するため、コンデンサＣ１０の放電時間によって決まる
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振停止時間を所定時間
以上に設定する必要がある。この時、コンデンサＣ１０
から抵抗Ｒ１２を介して放電電流が流れると、コンデン
サＣ１０と抵抗Ｒ１２とで決まる時定数（Ｃ１０×Ｒ１
２）よりも発振停止時間を長くすることが出来ないとい
う問題があった。

【００６２】そこで、本回路では、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３
の接続点からコンデンサＣ１０へ電流が流れる向きにダ
イオードＤ１３を接続しており、コンデンサＣ１０の放
電電流を抵抗Ｒ１２に流さず、ダイオードＤ１１及び抵
抗Ｒ１３を介してラッチ回路５ｆに流れるようにしてい
るので、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５の抵抗値を調整す
ることによって発振停止時間を長くすることが出来る。
また、本回路では間欠発振回路５ｅにエミレス時の回路
保護機能を持たせているので、部品点数を削減し、低コ
スト化を図ることができる。

【００６３】尚、実施形態１乃至３の放電灯点灯装置に
おいて、主回路の回路構成を図１乃至図３に示す回路に
限定する趣旨のものではなく、始動時などの軽負荷時に
平滑コンデンサの両端電圧が昇圧するような回路であれ
ば、その効果は大きい。例えば特開平１０−２７１８４
５号公報に示されるように、整流器ＤＢの直流出力端間
にダイオードＤ３１を介してコンデンサＣ３１を接続
し、ダイオードＤ３１及びコンデンサＣ３１の接続点と
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点との間に駆動トラ
ンスＣＴの一次巻線を介して負荷回路３を接続したよう
な回路（図５参照）に上述した各実施形態の制御回路５
を適用しても良い。また特開平１０−２８５９４６号公
報に示されるように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直
列回路と並列にダイオードＤ３１，Ｄ３２の直列回路を
接続して、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の寄生ダイオー
ドとダイオードＤ３１，Ｄ３２とで全波整流器を構成
し、全波整流器の交流入力端子間、すなわちスイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とダイオードＤ３１，Ｄ３２
の接続点との間に、駆動用トランスＣＴの一次巻線を介
して、交流電源ＡＣ及び負荷回路３の直列回路を接続
し、スイッチング素子Ｑ２の両端間に駆動用トランスＣ
Ｔの一次巻線と負荷回路３とコンデンサＣ３１の直列回
路を接続したような回路（図６参照）に上述した各実施
形態の制御回路５を適用しても良い。

【００６４】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、交流
電源の電源電圧を整流する整流器と、整流器の出力電圧
を平滑する平滑コンデンサと、一対のスイッチング素子
の直列回路を有し、直流電圧をスイッチング素子でスイ
ッチングすることにより交流電圧に変換するインバータ
回路と、少なくとも放電灯及びＬＣ共振回路を含み、一
方のスイッチング素子の両端間に接続された負荷回路
と、一対のスイッチング素子を交互にオン／オフさせる
自励式の駆動回路と、放電灯の予熱時にスイッチング素
子のオンデューティ又は発振周波数の少なくとも何れか
一方をスイープさせる予熱回路と、放電灯の始動時にイ
ンバータ回路の出力電圧を所定の上限値に制限する始動
電圧クランプ回路とを備えて成ることを特徴とし、始動
時に始動電圧クランプ回路はインバータ回路の出力電圧
を所定の上限値に抑制しているので、インバータ回路の
回路部品に過大な電圧が印加されることはなく、回路部
品に耐圧の低い部品を使用することができ、且つ、回路
部品の破損を防止できるという効果がある。

【００６５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記予熱回路は、一方のスイッチング素子に印加さ
れる駆動信号で充電される予熱時間設定用コンデンサ
と、予熱時に予熱時間設定用コンデンサの充電電圧が所
定のしきい値電圧に達すると駆動信号を引き抜いてスイ
ッチング素子をオフさせる信号引き抜き手段と、予熱時
間設定用コンデンサに流れる充電電流を徐々に低下させ
る充電電流可変手段とからなることを特徴とし、充電電
流可変手段は予熱時間設定用コンデンサの充電電流を徐
々に低下させており、予熱時間設定用コンデンサの充電
電圧が所定のしきい値電圧に達するまでの時間を徐々に
長くしているので、スイッチング素子のオンデューティ
が大きくなり、発振周波数を徐々に低下させることがで
きるという効果がある。

【００６６】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、上記始動電圧クランプ回路は、インバータ回
路の出力電圧に相当する電圧を検出するための電圧検出
手段と、電圧検出手段の出力が上記上限値に相当する電
圧に達すると、予熱回路のスイープ動作を停止させるス
イープ動作停止手段とからなることを特徴とし、スイー
プ動作停止手段は、電圧検出手段の出力が上限値に相当
する電圧に達すると、予熱回路のスイープ動作を停止さ
せているので、インバータ回路の出力電圧を上限値に抑
制することが出来るという効果がある。

【００６７】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、放電灯の始動時に、上記電圧検出手段の出力から上
記上限値に制限されたインバータ回路の出力電圧に相当
する電圧を検出し、この電圧値に応じて始動時間を変化
させる始動時間補正手段を設けたことを特徴とし、部品
のばらつきや温度特性などによって上限値が変動する
が、始動時間補正手段により上限値の変動に応じて始動
時間を変化させることができるという効果がある。

【００６８】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、上記始動時間補正手段は、上記電圧検出手段の検出
電圧によって充電される始動時間設定用コンデンサと、
始動時間設定用コンデンサの両端電圧が所定の設定電圧
に達するとスイッチング素子の発振動作を停止させるラ
ッチ手段とで構成されることを特徴とし、上限値が大き
くなると、電圧検出手段の検出電圧が増加し、始動時間
設定用コンデンサの両端電圧が設定電圧に達するまでの
時間が短くなるから、ラッチ回路がスイッチング素子の
発振動作を停止させるまでの時間（始動時間）を短くす
ることができ、上述とは逆に上限値が低下すると、電圧
検出手段の出力電圧が低下し、始動時間設定用コンデン
サの両端電圧が設定電圧に達するまでの時間が長くなる
から、ラッチ回路がスイッチング素子の発振動作を停止
させるまでの時間（始動時間）を長くすることができ、
放電灯の始動性を向上させることができるという効果が
ある。

【００６９】請求項６の発明は、請求項４の発明におい
て、ラッチ回路の動作電源が始動時間設定用コンデンサ
から供給されることを特徴とし、ラッチ回路がスイッチ
ング素子の発振動作を停止させると、始動時間設定用コ
ンデンサが充電されなくなるので、始動時間設定用コン
デンサからラッチ回路へ電源が供給されなくなり、ラッ
チ回路の動作が停止するため、スイッチング素子の発振
動作が再開され、スイッチング素子の発振動作を間欠的
に行わせることができるという効果がある。

【００７０】請求項７の発明は、請求項４の発明におい
て、上記電圧検出手段の出力間に複数の抵抗を直列に接
続し、前記複数の抵抗の接続点から始動時間設定用コン
デンサへ充電電流を流す整流手段を設けたことを特徴と
し、ラッチ回路が発振動作を停止させると、電圧検出手
段の出力が無くなるから、始動時間設定用コンデンサに
充電された電荷が放電されるが、複数の抵抗の接続点と
始動時間設定用コンデンサとの間には整流手段が設けら
れているので、始動時間設定用コンデンサの放電電流を
別の放電経路で流すことができ、始動時間設定用コンデ
ンサの放電時間に関係なく、抵抗の抵抗値を設計するこ
とができ、設計の自由度を高めることができるという効
果がある。

【００７１】請求項８の発明は、請求項１乃至７の発明
において、インバータ回路の出力の一部を入力側に帰還
させる出力帰還手段を設けたことを特徴とし、請求項１
乃至７の発明と同様の効果を奏する。

【００７２】請求項９の発明は、請求項１乃至７の発明
において、整流器の直流出力端子と平滑コンデンサとの
間にダイオードを接続し、上記一対のスイッチング素子
は平滑コンデンサと並列に接続され、整流器及びダイオ
ードの接続点と一対のスイッチング素子の接続点との間
に負荷回路が接続され、ダイオードと並列にインピーダ
ンス要素を接続したことを特徴とし、請求項１乃至７の
発明と同様の効果を奏する。

【００７３】請求項１０の発明は、請求項１乃至７の発
明において、整流器の直流出力端間にダイオードを介し
て上記一対のスイッチング素子の直列回路を接続し、ダ
イオードと並列にインピーダンス要素を接続し、整流器
及びダイオードの接続点と一対のスイッチング素子の接
続点との間に、共振用インダクタ、共振用コンデンサ及
び放電灯を少なくとも含む負荷回路と、直流カット用の
コンデンサと、上記一対のスイッチング素子を駆動する
駆動トランスの一次巻線とを接続し、上記一対のスイッ
チング素子の内の一方とチョッパ用のインダクタとを介
して上記平滑コンデンサに充電電流を流し、整流器の出
力電圧を部分的に平滑してインバータ回路に供給する補
助電源手段を設けたことを特徴とし、請求項１乃至７の
発明と同様の効果を奏する。

【００７４】請求項１１の発明は、請求項１乃至７の発
明において、整流器の直流出力端間にダイオードを介し
て上記一対のスイッチング素子の直列回路を接続し、ダ
イオードと並列にインピーダンス要素を接続し、整流器
及びダイオードの接続点と一対のスイッチング素子の接
続点との間に、直流カット用のコンデンサと、二次側に
放電灯が接続されたトランス、放電灯に並列接続された
共振用コンデンサ及び前記共振用コンデンサと共にＬＣ
共振回路を構成する共振用インダクからなる負荷回路
と、上記一対のスイッチング素子を駆動する駆動トラン
スの一次巻線とを接続し、上記一対のスイッチング素子
の内の一方と共振用インダクタとを介して上記平滑コン
デンサに充電電流を流し、整流器の出力電圧を部分的に
平滑してインバータ回路に供給する補助電源手段を設け
たことを特徴とし、請求項１乃至７の発明と同様の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の放電灯点灯装置の回路図である。

【図２】実施形態２の放電灯点灯装置の回路図である。

【図３】実施形態３の放電灯点灯装置の回路図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は同上の放電灯点灯装置の動作
を説明する波形図である。

【図５】同上の別の放電灯点灯装置の回路図である。

【図６】同上のまた別の放電灯点灯装置の回路図であ
る。

【図７】従来の放電灯点灯装置の回路図である。

【図８】同上の別の放電灯点灯装置の回路図である。

【符号の説明】

２インバータ回路３負荷回路５ａ駆動回路５ｄ始動電圧クランプ回路Ｃ１平滑コンデンサＬ１インダクタＬ１ａ二次巻線Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀和宇大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者中野智之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 AA02 BA03 BA05 BB03 BB05 BC01 BC02 BC03 CA12 DA02 DB03 DD04 EA01 EB01 EB05 GA02 GB12 GC02 HA06 HA10 HB03 5H007 AA08 BB03 CA02 CB03 CB09 CB17 CC32 DB03 DC05 GA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源の電源電圧を整流する整流器と、
整流器の出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、一対の
スイッチング素子の直列回路を有し、直流電圧をスイッ
チング素子でスイッチングすることにより交流電圧に変
換するインバータ回路と、少なくとも放電灯及びＬＣ共
振回路を含み、一方のスイッチング素子の両端間に接続
された負荷回路と、一対のスイッチング素子を交互にオ
ン／オフさせる自励式の駆動回路と、放電灯の予熱時に
スイッチング素子のオンデューティ又は発振周波数の少
なくとも何れか一方をスイープさせる予熱回路と、放電
灯の始動時にインバータ回路の出力電圧を所定の上限値
に制限する始動電圧クランプ回路とを備えて成ることを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】上記予熱回路は、一方のスイッチング素子
に印加される駆動信号で充電される予熱時間設定用コン
デンサと、予熱時に予熱時間設定用コンデンサの充電電
圧が所定のしきい値電圧に達すると駆動信号を引き抜い
てスイッチング素子をオフさせる信号引き抜き手段と、
予熱時間設定用コンデンサに流れる充電電流を徐々に低
下させる充電電流可変手段とからなることを特徴とする
請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】上記始動電圧クランプ回路は、インバータ
回路の出力電圧に相当する電圧を検出するための電圧検
出手段と、電圧検出手段の出力が上記上限値に相当する
電圧に達すると、予熱回路のスイープ動作を停止させる
スイープ動作停止手段とからなることを特徴とする請求
項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】放電灯の始動時に、上記電圧検出手段の出
力から上記上限値に制限されたインバータ回路の出力電
圧に相当する電圧を検出し、この電圧値に応じて始動時
間を変化させる始動時間補正手段を設けたことを特徴と
する請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】上記始動時間補正手段は、上記電圧検出手
段の検出電圧によって充電される始動時間設定用コンデ
ンサと、始動時間設定用コンデンサの両端電圧が所定の
設定電圧に達するとスイッチング素子の発振動作を停止
させるラッチ手段とで構成されることを特徴とする請求
項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】ラッチ回路の動作電源が始動時間設定用コ
ンデンサから供給されることを特徴とする請求項４記載
の放電灯点灯装置。
【請求項７】上記電圧検出手段の出力間に複数の抵抗を
直列に接続し、前記複数の抵抗の接続点から始動時間設
定用コンデンサへ充電電流を流す整流手段を設けたこと
を特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】インバータ回路の出力の一部を入力側に帰
還させる出力帰還手段を設けたことを特徴とする請求項
１乃至７記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】整流器の直流出力端子と平滑コンデンサと
の間にダイオードを接続し、上記一対のスイッチング素
子は平滑コンデンサと並列に接続され、整流器及びダイ
オードの接続点と一対のスイッチング素子の接続点との
間に負荷回路が接続され、ダイオードと並列にインピー
ダンス要素を接続したことを特徴とする請求項１乃至７
記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】整流器の直流出力端間にダイオードを介
して上記一対のスイッチング素子の直列回路を接続し、
ダイオードと並列にインピーダンス要素を接続し、整流
器及びダイオードの接続点と一対のスイッチング素子の
接続点との間に、共振用インダクタ、共振用コンデンサ
及び放電灯を少なくとも含む負荷回路と、直流カット用
のコンデンサと、上記一対のスイッチング素子を駆動す
る駆動トランスの一次巻線とを接続し、上記一対のスイ
ッチング素子の内の一方とチョッパ用のインダクタとを
介して上記平滑コンデンサに充電電流を流し、整流器の
出力電圧を部分的に平滑してインバータ回路に供給する
補助電源手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至７
記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】整流器の直流出力端間にダイオードを介
して上記一対のスイッチング素子の直列回路を接続し、
ダイオードと並列にインピーダンス要素を接続し、整流
器及びダイオードの接続点と一対のスイッチング素子の
接続点との間に、直流カット用のコンデンサと、二次側
に放電灯が接続されたトランス、放電灯に並列接続され
た共振用コンデンサ及び前記共振用コンデンサと共にＬ
Ｃ共振回路を構成する共振用インダクからなる負荷回路
と、上記一対のスイッチング素子を駆動する駆動トラン
スの一次巻線とを接続し、上記一対のスイッチング素子
の内の一方と共振用インダクタとを介して上記平滑コン
デンサに充電電流を流し、整流器の出力電圧を部分的に
平滑してインバータ回路に供給する補助電源手段を設け
たことを特徴とする請求項１乃至７記載の放電灯点灯装
置。