JP2001118692A

JP2001118692A - 放電灯点灯装置

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Publication number: JP2001118692A
Application number: JP29449999A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Kono; 忠博河野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-27
Anticipated expiration: 2019-10-15
Also published as: JP4453129B2

Abstract

(57)【要約】【課題】予熱時と始動時で、放電灯のフィラメントの対
地間電圧を正負対称にしたり、非対称にしたりすること
で、放電灯の点滅寿命と低温始動性とを共に向上した放
電灯点灯装置を提供する。【解決手段】放電灯管内に相互に間隔をおいて配設され
た２つの加熱陰極を有する放電灯を予熱、始動、点灯さ
せる点灯装置において、少なくとも先行予熱時におい
て、一対のフィラメントの少なくともいずれか片方のフ
ィラメントの対地間電圧の正負ゼロ・ピーク値が略等し
く、正負対称であるようにする。また、フィラメントが
十分に加熱されて放電灯が点灯する始動時には、フィラ
メントの対地間電圧の正負ゼロ・ピーク値が正負非対称
であるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯管内に相互
に間隔をおいて配設された２つの加熱陰極（フィラメン
ト）を有する放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】（従来例１）図１１は従来例１の回路図
である。以下、その回路構成について詳しく説明する。
商用交流電源Ｖｓには、ダイオードブリッジよりなる全
波整流器ＤＢの交流入力端子が接続されている。全波整
流器ＤＢの直流出力端子には、コンデンサＣ４が接続さ
れている。このコンデンサＣ４は小容量であり、平滑コ
ンデンサとして作用するものではない。全波整流器ＤＢ
の＋側の出力端子と−側の出力端子の間には、スイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、ダイオードＤ２，Ｄ
１の直流回路が接続されている。スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の接続点とダイオードＤ１，Ｄ２の接続点の間
には、コンデンサＣ１を介して、リーケージトランスＴ
１の１次巻線ｎ１が接続されている。

【０００３】次に、リーケージトランスＴ１の２次側回
路について簡単に説明する。リーケージトランスＴ１の
２次側端子には、直流カットコンデンサＣ２、放電灯Ｌ
Ａ１のフィラメントｆ１、共振用コンデンサＣ３、放電
灯ＬＡ２のフィラメントｆ４の直列回路が接続されてい
る。また、リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ３の両
端には、ＤＣカットコンデンサＣ７、放電灯ＬＡ１のフ
ィラメントｆ２、放電灯ＬＡ２のフィラメントｆ３の直
列回路が接続されている。フィラメントｆ３と２次巻線
ｎ３との接続点と、フィラメントｆ４とコンデンサＣ３
との接続点との間に、シーケンスコンデンサＣ６が接続
されている。

【０００４】以上がリーケージトランスＴ１の２次側主
回路の構成であり、共振要素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Ｃ３で構成されてお
り、予熱回路は、フィラメントｆ１とｆ４についてはコ
ンデンサＣ３の共振電流、フィラメントｆ２とｆ３につ
いては２次巻線ｎ３による巻線電流により、それぞれ予
熱を行うようになっている。

【０００５】次に、インバータ回路に直流電圧Ｅを供給
する直流電源回路の構成について説明する。スイッチン
グ素子Ｑ１とＱ２の直列回路には、コンデンサＣ９が並
列接続されており、また、電解コンデンサＣ８が放電用
のダイオードＤ４とチョッパー用のインダクタＬ１を介
して並列に接続されている。ダイオードＤ４と電解コン
デンサＣ８の接続点とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接
続点の間には、充電用のダイオードＤ３が接続されてい
る。

【０００６】ここで、ダイオードＤ３，Ｄ４とインダク
タＬ１及び電解コンデンサＣ８は、スイッチング素子Ｑ
２のオン・オフに伴って、いわゆる降圧チョッパー回路
として動作する。すなわち、全波整流器ＤＢの出力電圧
が高い期間において、スイッチング素子Ｑ２がオンされ
ると、インダクタＬ１、電解コンデンサＣ８、ダイオー
ドＤ３、スイッチング素子Ｑ２を介して電流が流れて、
電解コンデンサＣ８が充電される。また、スイッチング
素子Ｑ２がオフされると、インダクタＬ１の蓄積エネル
ギーにより、インダクタＬ１から電解コンデンサＣ８、
ダイオードＤ３、スイッチング素子Ｑ１の逆方向ダイオ
ードを介してインダクタＬ１に戻る経路で回生電流が流
れて、電解コンデンサＣ８が充電される。また、全波整
流器ＤＢの出力電圧が低い期間では、電解コンデンサＣ
８に充電された電荷がダイオードＤ４とインダクタＬ１
を介してインバータ回路の電源電圧として放出される。

【０００７】次に、インバータ回路の動作について説明
すると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は制御回路３の出
力により高周波で交互にオン・オフされるようにスイッ
チングされており、これにより、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の接続点の電位は高周波的に振動するので、共
振用のコンデンサＣ３とリーケージトランスＴ１の漏れ
インダクタンスによる共振回路には、直流カット用のコ
ンデンサＣ１を介して高周波電圧が印加されることにな
る。コンデンサＣ３の両端に発生する共振電圧は、イン
バータ回路の出力電圧として負荷であるランプＬＡ１，
ＬＡ２に供給される。

【０００８】図１１のインバータ回路は、いわゆるチャ
ージポンプ式ハーフブリッジ型インバータであり、その
回路動作については特願平７−２７９５１４号（特開平
９−１２１５５０号公報参照）に詳しく開示されてお
り、インバータ回路のスイッチング動作により交流電源
Ｖｓから入力電流を引き込んで、入力力率を改善し、入
力電流の高調波歪みを低減する作用がある。

【０００９】次に、図１１の回路について予熱から点灯
までの過程を図１２に基づいて簡単に説明する。図１２
はコンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３の周波数特性であ
る。図１２中の曲線１は放電灯が点灯していない場合の
電圧特性、曲線２は放電灯が点灯した場合の電圧特性で
ある。また、周波数ｆｏ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Ｃ３との固有共振周波数
である。

【００１０】まず、商用交流電源Ｖｓが印加された時点
で、ある一定期間だけ制御回路３から周波数ｆａ近傍の
高周波信号がスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に出力され
る。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は前記高周波信号を受
けて交互にＯＮ／ＯＦＦ動作し、インバータ負荷回路に
高周波矩形波電圧を供給する。インバータ負荷回路は前
記高周波矩形波電圧を受けて、コンデンサＣ３の両端に
は高周波電圧Ｖｃ３ａが出力される。フィラメントｆ１
〜ｆ４には前記高周波電圧Ｖｃ３ａで決まる電流が流
れ、加熱される。以上を先行予熱時と呼ぶことにする。

【００１１】次に、先行予熱時が終わると、制御回路３
から周波数ｆｂ近傍の高周波信号がスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２に出力される。これにより、コンデンサＣ３の
両端には、電圧Ｖｃ３ｂが出力される。これにより、放
電灯ＬＡ１、ＬＡ２は放電開始する。

【００１２】なお、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２の点灯順序で
あるが、シーケンスコンデンサＣ６が放電灯ＬＡ２に並
列に接続されているため、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２が共に
放電開始していない状態においては、コンデンサＣ３の
両端電圧Ｖｃ３の大半が放電灯ＬＡ１の側に印加され、
そのため、放電灯ＬＡ１が放電灯ＬＡ２よりも先に点灯
する。以上を始動時と呼ぶことにする。

【００１３】次に、始動時が終わり、放電灯ＬＡ１、Ｌ
Ａ２が点灯すると、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２が所望の光出
力を出すために、制御回路３から周波数ｆｃが出力され
る。これ以降、通常点灯時と呼ぶことにする。

【００１４】このように、本従来例は、先行予熱時にお
いて放電灯ＬＡ１、ＬＡ２のフィラメントｆ１〜ｆ４を
予め加熱することで、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２の寿命をコ
ールドスタート点灯時よりも長くすることができるとと
もに、始動性能も良好な放電灯点灯装置を提供すること
ができる。

【００１５】（従来例２）図１３は従来例２の回路図で
ある。図１３の回路は、図１１と同様、いわゆるチャー
ジポンプ式ハーフブリッジ型インバータであり、放電灯
ＬＡ１、ＬＡ２を直列に接続した直列２灯の放電灯点灯
装置である。また、これに放電灯を脱着した際にスイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング動作を停止した
り、再開したりする無負荷検出回路を追加したものであ
る。

【００１６】以下、無負荷検出回路の構成について説明
する。直流電源回路の高圧側出力端子ａから抵抗Ｒ１を
介してコンデンサＣ２とフィラメントｆ１との接続点ｂ
に接続され、フィラメントｆ１−抵抗Ｒ２−フィラメン
トｆ２−フィラメントｆ３−抵抗Ｒ３−フィラメントｆ
４の直列回路を経て、２次巻線ｎ２の一端とフィラメン
トｆ４の接続点ｃから抵抗Ｒ４、ツェナーダイオードＺ
Ｄ１が直列に接続され、抵抗Ｒ４とツェナーダイオード
ＺＤ１との接続点からダイオードＤ５を介してコンデン
サＣ１０と抵抗Ｒ５の並列回路が接続されている。この
コンデンサＣ１０の電圧Ｖｃ１０が無負荷検出回路の検
出出力であり、無負荷検出部４に入力される。

【００１７】次に無負荷検出回路の動作について説明す
る。まず、放電灯ＬＡが装着されている場合、直流電源
回路の高圧側出力端子ａから抵抗Ｒ１を介し、フィラメ
ントｆ１−抵抗Ｒ２−フィラメントｆ２−フィラメント
ｆ３−抵抗Ｒ３−フィラメントｆ４−抵抗Ｒ４−ダイオ
ードＤ５−コンデンサＣ１０の直列回路を介してコンデ
ンサＣ１０を充電する。コンデンサＣ１０の電圧Ｖｃ１
０が無負荷検出部４内のコンパレータＣＯＭＰ１の基準
電圧Ｖｋよりも高い場合には、無負荷検出部４は放電灯
ＬＡがあると判断して、“Ｈ”レべルを出力する。制御
回路３はそれを受けてインバータ回路駆動用の高周波信
号を出力する。

【００１８】また、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２のフィラメン
トｆ１〜ｆ４のうち少なくとも１つが装着されていない
場合には、上記無負荷検出回路の直列回路が遮断され、
コンデンサＣ１０への充電はなく、コンデンサＣ１０の
電圧Ｖｃ１０は基準電圧Ｖｋよりも低くなる。これによ
り、無負荷検出部４は放電灯ＬＡが無いと判断し、
“Ｌ”レべルを出力する。制御回路３はこれを受けてイ
ンバータ回路内のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をＯＦＦ
状態にする。つまり、インバータ回路の発振動作を停止
維持するものである。

【００１９】以上から、本従来例では、従来例１と同様
に、先行予熱時にて放電灯のフィラメントを予め加熱す
ることで、放電灯の寿命をコールドスタート点灯時より
も長くすることもできるとともに、始動性能も良好な放
電灯点灯装置であり、かつ無負荷検出回路を具備してい
るために、放電灯が装着されていない場合には、インバ
ータ回路の発振動作を停止することで、装置内の電子部
品に対するストレスを低減することができ、安全で信頼
性の高い放電灯点灯装置を提供することができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来例１及び２について更に放電灯の点滅
寿命を向上することである。まず、説明の都合上、従来
例２に関する課題から説明する。図１４は、従来例２の
予熱時から点灯時におけるコンデンサＣ３の両端電圧Ｖ
ｃ３の経時変化を示す。図１４に示されるように、従来
例２では、予熱時及び始動時のコンデンサＣ３の両端電
圧Ｖｃ３は、正負のゼロ・ピーク値がアンバランスであ
る。つまり、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３の正側の
ゼロ・ピーク値をＶ０ｐ１、負側のゼロ・ピーク値をＶ
０ｐ２とすると、Ｖ０ｐ１＞Ｖ０ｐ２となっている。こ
れは、図１３の回路図では、無負荷検出回路が具備され
ており、コンデンサＣ３の両端には直流電源Ｅを抵抗Ｒ
１〜抵抗Ｒ５で分圧した直流電圧成分ＶＤＣが重畳され
ているためである。

【００２１】また、点灯時にはＶ０ｐ１＝Ｖ０ｐ２とな
り、正負バランスがとれているが、これは放電灯ＬＡ
１、ＬＡ２が共に点灯することで抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３の
両端の抵抗分が等価的に小さくなり、直流電圧の分圧値
が小さくなるためである。このような条件にて放電灯の
点滅寿命を確認したところ、点滅寿命回数は約３万回で
あった。この３万回という数字が良いのか悪いのかは別
として、従来例２のような条件、つまり予熱時に放電灯
両端の高周波電圧に直流電圧が重畳された状態で放電灯
が早期に寿命を向かえる原因があるとしたら、どのよう
なことがあるのかを以下に説明する。

【００２２】放電灯ＬＡには高周波電圧Ｖｃ３が印加さ
れているが、これはつまりＶ０ｐ１及びＶ０ｐ２が交互
に印加されていることに等しい。ここで、放電灯ＬＡが
放電開始する場合を考えると、放電灯ＬＡの放電開始は
殆どの確率でＶ０ｐ１が印加された時である。なぜな
ら、Ｖ０ｐ１＞Ｖ０ｐ２であるため、Ｖ０ｐ１が印加さ
れた方がより始動しやすいからである。つまり、直流重
畳電圧ＶＤＣが大きいほどＶ０ｐ１、Ｖ０ｐ２の差は大
きくなり、その程度によっては、本来予熱時にフィラメ
ントを加熱して始動時に放電開始すべきところを、予熱
時の途中時点において放電灯が点灯始動することも起こ
り得る。

【００２３】このように、予熱時途中にて放電灯が点灯
開始した場合は、コールドスタートとは言わないまで
も、フィラメントが十分に加熱されず熱電子が十分に放
出されない状態で点灯開始するため、フィラメントに与
える損傷は大きくなることもあり得る。

【００２４】従来例２の回路構成のように、フィラメン
トの予熱電流を共振用コンデンサＣ４に流れる共振電流
で代用する場合、ある所定の予熱電流を得るためには、
どうしてもコンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３が大きくな
る傾向にあり、上記のような予熱時途中にて点灯開始す
ることも大いにあり得ることである。

【００２５】それでは、予熱時／始動時に直流電圧が重
畳されない場合はどうかについて以下に述べる。つま
り、それが従来例１の場合である。図１５は、従来例１
の予熱時から点灯時におけるコンデンサＣ３の両端電圧
Ｖｃ３の経時変化を示す。従来例１の回路構成では、無
負荷検出回路がないために、予熱時及び始動時における
コンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３は正負対称、つまりＶ
０ｐ１＝Ｖ０ｐ２となっている。このような条件にて放
電灯の点滅寿命を確認したところ、点滅寿命回数は約３
万回であった。つまり、従来例２の場合とほぼ同等の点
滅寿命であった。

【００２６】ところが、当社の実験によると、印加する
直流重畳電圧ＶＤＣの大きさによっては、点滅寿命回数
が約６万回に向上する条件があることが分かった。つま
り、放電灯の点滅寿命回数に影響を与える要因が、上記
予熱時高周波電圧のゼロ・ピーク値のアンバランス以外
にもあることが分かった。それが予熱時の放電灯フィラ
メントと大地との間の電圧、対地電圧である。

【００２７】図１６は従来例２のフィラメントｆ１の予
熱時の対地電圧、図１７は従来例１のフィラメントｆ１
の予熱時の対地電圧である。図１６、図１７の対地電圧
ピーク・ピーク値はどちらも約７１０Ｖであるが、図１
６では正負のゼロ・ピーク値がそれぞれ３９０Ｖ、３２
０Ｖで７０Ｖの差があり、正のゼロ・ピーク値の方が大
きく、アンバランスである。また、図１７では正負のゼ
ロ・ピーク値がそれぞれ２９０Ｖ、４１４Ｖで１２４Ｖ
の差があり、負のゼロ・ピーク値が大きく、アンバラン
スである。

【００２８】この予熱時のフィラメントｆ１の対地電圧
が正負対称になるように、従来例２の無負荷検出回路の
抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３の分圧比を調整したところ、放電灯
の点滅寿命回数が向上することが分かった。対地電圧が
放電灯の点滅寿命に影響を与える理由について以下に述
べる。

【００２９】対地電圧の正負ゼロ・ピーク値の関係がア
ンバランスであり、どちらかのピーク値が大きい状態で
は、放電灯の始動性は良くなる、つまり、放電灯への印
加電圧が比較的小さくても、点灯しやすくなると考えら
れる。これは、図１８に示す中点接地方式と図１９に示
す片側接地方式の各点灯方式を比較すると、片側接地方
式の方が放電灯の始動印加電圧が低いということからも
推測できる。つまり、従来例１や従来例２では対地電圧
が正負アンバランスであったため、予熱時の途中時点に
おいても比較的点灯開始しやすい条件であり、それがフ
ィラメントへの損傷を大きくしていたものと考えられ
る。

【００３０】逆に、予熱時のフィラメントの対地電圧を
略正負対称とすれば、上述の中点接地方式と類似した設
定となり、予熱時には放電灯が点灯開始しづらくなるよ
うにすることで、多少放電灯に高い高周波電圧を印加し
ても、コールドスタート点灯しないようにすることがで
きる。そして、それは放電灯の点滅寿命回数を向上させ
ることにもなり得る。

【００３１】以上から、本発明においては、予熱時の放
電灯のフィラメントの対地電圧に注目し、放電灯の点滅
寿命をより向上することのできる放電灯点灯装置を提供
することを目的とするものである。また、逆に始動時の
放電灯のフィラメントの対地電圧を正負アンバランスに
すれば、放電灯の始動性を向上させることもできると考
える。要は予熱時と始動時で、放電灯のフィラメントの
対地電圧を正負対称にしたり、非対称にしたりすること
で、放電灯の点滅寿命と低温始動性とを共に向上した放
電灯点灯装置を提供することを課題とするものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の放電灯点灯装置にあっては、少なくとも先
行予熱時において、一対のフィラメントの少なくともい
ずれか片方のフィラメントと大地との間の電圧（対地間
電圧）の正負ゼロ・ピーク値が略等しく、正負対称であ
るようにする。また、放電灯の始動性（特に低温環境下
での始動性）を向上させるために、少なくとも先行予熱
時において、一対のフィラメントの少なくともいずれか
片方のフィラメントと大地との間の電圧（対地間電圧）
の正負ゼロ・ピーク値が略等しく、正負対称とし、且
つ、フィラメントが十分に加熱されて放電灯が点灯する
時点（始動時）には、フィラメントと大地との間の電圧
（対地間電圧）の正負ゼロ・ピーク値が正負非対称であ
るようにするものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は本発明の実
施形態１の回路図である。この回路では、商用交流電源
Ｖｓが全波整流器ＤＢに接続され、全波整流器ＤＢによ
り商用交流電源Ｖｓを全波整流している。全波整流器Ｄ
Ｂの出力端には直流電源回路１が接続され、直流電圧Ｅ
を出力する。また、直流電源回路１の出力端にはインバ
ータ回路２が接続され、インバータ回路２の出力端に
は、直流カット用コンデンサＣ１とリーケージトランス
Ｔ１の１次巻線ｎ１の直列回路が接続される。

【００３４】リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ２の
両端には、コンデンサＣ２−フィラメントｆ１−コンデ
ンサＣ３−フィラメントｆ２の直列回路が接続される。
ここで、コンデンサＣ２は直流カット用コンデンサであ
り、コンデンサＣ３は共振用コンデンサである。また、
抵抗Ｒ２はコンデンサＣ３と並列接続されている。ここ
にリーケージトランスＴ１、コンデンサＣ２、コンデン
サＣ３、放電灯ＬＡにてインバータ負荷回路が構成され
る。

【００３５】リーケージトランスＴ１は漏れ磁束による
インダクタンスがあり、この漏れインダクタンスとコン
デンサＣ３により共振回路が構成されている。また、直
流電源回路１の高圧側出力端子ａから抵抗Ｒ１を介して
コンデンサＣ２とフィラメントｆ１との接続点ｂに接続
され、フィラメントｆ１−抵抗Ｒ２−フィラメントｆ２
の直列回路を経て、２次巻線ｎ２の一端とフィラメント
ｆ２の接続点ｃから抵抗Ｒ３を介して直流電源回路１の
低圧側端子ｄに接続されている。

【００３６】商用交流電源Ｖｓが印加されてからの回路
動作は、従来例１の図１２で示したように、予熱、始
動、点灯の各状態に応じて周波数を変化させるように制
御回路３によりインバータ回路２のスイッチング周波数
を制御する。予熱時から点灯時までの放電灯ＬＡに印加
される電圧Ｖｃ３は図２のようになる。予熱時及び始動
時には、直流電源電圧Ｅを抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ３で分圧し
た電圧ＶＤＣが高周波電圧に重畳される。

【００３７】ただし、少なくとも予熱時において印加さ
れる直流電圧ＶＤＣは以下のように設定する。フィラメ
ントｆ１、ｆ２の対地電圧をそれぞれＶｆ１ｅ、Ｖｆ２
ｅとすると、例えばＶｆ１ｅにおいて、その正側のゼロ
・ピーク値をＶｆｅｐ０、負側のゼロ・ピーク値をＶｆ
ｅ０ｐ（ただし、Ｖｆｅｐ０＞０、Ｖｆｅ０ｐ＜０）と
した場合、図３に示すように、Ｖｆｅｐ０＝−Ｖｆｅ０
ｐとする。つまり、対地電圧Ｖｆ１ｅが正負対称となる
ように設定する。これにより、放電灯ＬＡは予熱時に放
電開始することなく、十分にフィラメントを加熱した状
態で点灯させることができる。その結果、放電灯ＬＡの
点滅寿命回数を向上することができる。

【００３８】なお、本実施形態ではフィラメントｆ１の
対地電圧を正負対称になるようにしたが、フィラメント
ｆ２の対地電圧を正負対称にするものでも良い。また、
予熱時から始動時までのインバータ回路２の動作周波数
は、図１２に示すように、予熱時に周波数ｆａ、始動時
に周波数ｆｂでそれぞれ固定しても良いし、周波数ｆａ
から周波数ｆｂに徐々に変化していくような制御でも良
い。

【００３９】（実施形態２）本実施形態では、予熱時の
フィラメントの対地電圧の設定条件について更に言及す
る。実施形態１ではフィラメントｆ１及び／又はｆ２の
対地電圧を略正負対称とするとしたが、実使用上の設定
条件としては、以下の不等号式を満足すれば効果がある
ことを確認している。

【００４０】フィラメントの先行予熱時の対地間電圧の
正負ゼロ・ピーク値をそれぞれＶｆｅｐ０（ｐｈ）、Ｖ
ｆｅ０ｐ（ｐｈ）（ただし、Ｖｆｅｐ０（ｐｈ）＞０、
Ｖｆｅ０ｐ（ｐｈ）＜０）とした場合に、−０．０９＜
｛Ｖｆｅｐ０（ｐｈ）＋Ｖｆｅ０ｐ（ｐｈ）｝／｛Ｖｆ
ｅｐ０（ｐｈ）−Ｖｆｅ０ｐ（ｐｈ）｝＜０．０９、つ
まり、フィラメントの対地電圧の正負ゼロ・ピーク値の
絶対値の差が、対地電圧ピーク・ピーク値の９％未満で
あれば、本発明における点滅寿命回数の向上が期待でき
る。

【００４１】（実施形態３）図４は本発明の実施形態３
の回路図である。本実施形態の回路は、実施形態１の回
路図（図１）と対比すると、以下の点が変更されてい
る。まず、直流電源回路１からの直流電流経路、つま
り、図１の直流電源回路１の高圧側端子ａ−抵抗Ｒ１−
フィラメントｆ１−抵抗Ｒ２−フィラメントｆ２−抵抗
Ｒ３−直流電源回路１の低圧側端子ｄを結ぶ回路が無
い。その代わりに、リーケージトランスＴ１の２次側で
コンデンサＣ２あるいはフィラメントｆ２と接続される
出力端子以外の任意の巻線位置を接地し、その接地点を
境に、コンデンサＣ２側の巻線を２次巻線ｎ２、フィラ
メントｆ２側の巻線を２次巻線ｎ３としたものである。

【００４２】リーケージトランスＴ１の２次側巻線の接
地位置は、実施形態１あるいは実施形態２と同様に、フ
ィラメントｆ１及び／又はｆ２の予熱時の対地電圧が略
正負対称になるように設定する。したがって、巻線の接
地位置は２次側の中点でも良いし、必ずしも中点でなく
ても良い。つまり、２次巻線ｎ２のターン数＝２次巻線
ｎ３のターン数でも良いし、そうでなくても良い。回路
動作は実施形態１と同様であり、効果も実施形態１と同
様である。

【００４３】（実施形態４）図５は本発明の実施形態４
の回路図である。本実施形態の回路は、実施形態１の回
路図（図１）と対比すると、以下の点が変更されてい
る。つまり、インバータ回路２からの出力がトランスを
介した絶縁型ではなく、非絶縁型の構成となっている点
である。インバータ回路２の出力端には、コンデンサＣ
１、インダクタＬ１、フィラメントｆ１、コンデンサＣ
３、フィラメントｆ２、コンデンサＣ２の直列回路が接
続されている。ここで、Ｃ１，Ｃ２は直流カット用コン
デンサ、Ｌ１は共振用インダクタ、Ｃ３は共振用コンデ
ンサである。

【００４４】また、本実施形態では、直流電源回路１の
高圧側端子ａから抵抗Ｒ１を介して、インダクタＬ１と
フィラメントｆ１との接続点ｂに接続され、フィラメン
トｆ１−抵抗Ｒ２−フィラメントｆ２の直列回路を経
て、コンデンサＣ３とフィラメントｆ２の接続点ｃから
抵抗Ｒ３を介して直流電源回路１の低圧側端子ｄに接続
されている。これにより、放電灯ＬＡには少なくとも予
熱時に抵抗Ｒ１〜Ｒ３により分圧された直流電圧が印加
される。

【００４５】放電灯ＬＡに印加される直流電圧は、フィ
ラメントｆ１及び／又はｆ２の予熱時の対地電圧が略正
負対称になるように設定する。回路動作は実施形態１と
同様であり、効果も実施形態１と同様である。

【００４６】（実施形態５）本実施形態では、図１３に
示した従来例２の回路図において、フィラメントｆ１の
対地電圧が図３に示すように略正負対称となるように抵
抗Ｒ１〜抵抗Ｒ５の分圧比を設定する。ここで、対地電
圧を略正負対称とするフィラメントをｆ１とした理由
は、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２の点灯順序が放電灯ＬＡ１の
方が先に点灯するからである。なぜなら、シーケンスコ
ンデンサＣ６が放電灯ＬＡ２に並列に接続されているた
め、放電灯ＬＡ１、ＬＡ２が共に放電開始していない状
態においては、コンデンサＣ３の両端電圧Ｖｃ３の大半
が放電灯ＬＡ１に印加されるからである。回路動作は従
来例２と同様であり、効果は実施形態１と同様である。

【００４７】（実施形態６）図６は本発明の実施形態６
の回路図である。本実施形態の回路は、実施形態３の回
路図（図４）と対比すると、以下の点が変更されてい
る。つまり、トランスＴ１の２次側の接地点（２次巻線
ｎ２とｎ３の境）と大地との間にスイッチＳＷを挿入し
たものである。このスイッチＳＷは、少なくとも予熱時
にはＯＮとし、始動時にはＯＦＦとする。フィラメント
ｆ１及び／又はｆ２の対地電圧は予熱時にスイッチＳＷ
がＯＮの状態で略正負対称になるように設定する。始動
時にはスイッチＳＷをＯＦＦとすることで、フィラメン
トｆ１及び／又はｆ２の対地電圧が正負非対称となる。
その他の回路動作は実施形態３と同様である。

【００４８】本実施形態の効果は、予熱時にフィラメン
トの対地電圧が略正負対称となることで、放電灯は予熱
時に放電開始することなく、十分にフィラメントを加熱
した状態で点灯させることができる。その結果、放電灯
の点滅寿命回数を向上することができる。また、始動時
には、フィラメントの対地電圧が正負非対称となること
で、放電灯が点灯し易くなる。これにより、低温時にお
いて良好な始動性を得ることができる。

【００４９】（実施形態７）図７は本発明の実施形態７
の回路図である。本実施形態の回路は、実施形態１の回
路図（図１）と対比すると、以下の点が変更されてい
る。つまり、抵抗Ｒ２とフィラメントｆ１の接続点と、
直流電源の低圧側出力端子ｄとの間に、抵抗Ｒ４とスイ
ッチＳＷの直列回路を追加接続したものである。

【００５０】このスイッチＳＷは少なくとも予熱時には
ＯＮとし、始動時にはＯＦＦとする。フィラメントｆ１
及び／又はｆ２の対地電圧は予熱時にスイッチＳＷがＯ
Ｎの状態で略正負対称になるように設定する。始動時に
はスイッチＳＷをＯＦＦとすることで、フィラメントｆ
１及び／又はｆ２の対地電圧が正負非対称となる。

【００５１】本実施形態において、始動時のフィラメン
トｆ１及び／又はｆ２の対地電圧は、図８のように正の
ゼロ・ピーク値の方が、負のゼロ・ピーク値よりも大き
くなる。放電灯点灯までの回路動作は実施形態１と同様
である。効果は実施形態６と同様である。

【００５２】（実施形態８）本実施形態では、実施形態
７の回路図（図７）において、スイッチＳＷを少なくと
も予熱時にはＯＦＦとし、始動時にはＯＮとする。フィ
ラメントｆ１及び／又はｆ２の対地電圧は予熱時にスイ
ッチＳＷがＯＦＦの状態で略正負対称になるように設定
する。始動時にはスイッチＳＷをＯＮとすることで、フ
ィラメントｆ１及び／又はｆ２の対地電圧が正負非対称
となる。

【００５３】本実施形態において、始動時のフィラメン
トｆ１及び／又はｆ２の対地電圧は、図９のように負の
ゼロ・ピーク値の方が、正のゼロ・ピーク値よりも大き
くなる。放電灯点灯までの回路動作は実施形態１と同様
である。効果は実施形態６と同様である。

【００５４】（実施形態９）本実施形態では、始動時の
フィラメントの対地電圧の設定条件について更に言及す
る。実施形態６〜８では、始動時のフィラメントｆ１及
び／又はｆ２の対地電圧を正負非対称としたが、実使用
上の設定条件としては、以下の不等号式を満足すれば効
果がある。

【００５５】始動時のフィラメントの対地間電圧の正負
ゼロ・ピーク値をそれぞれＶｆｅｐ０（ｓｔ）、Ｖｆｅ
０ｐ（ｓｔ）（ただし、Ｖｆｅｐ０（ｓｔ）＞０、Ｖｆ
ｅ０ｐ（ｓｔ）＜０）とした場合に、｜｛Ｖｆｅｐ０
（ｓｔ）＋Ｖｆｅ０ｐ（ｓｔ）｝／｛Ｖｆｅｐ０（ｓ
ｔ）−Ｖｆｅ０ｐ（ｓｔ）｝｜≧０．０９、つまり、フ
ィラメントの対地電圧の正負ゼロ・ピーク値の絶対値の
差が、対地電圧ピーク・ピーク値の９％以上であれば、
本発明における低温始動性の向上が期待できる。

【００５６】（実施形態１０）図１０は本発明の実施形
態１０の回路図である。本実施形態の回路は、実施形態
１の回路図（図１）と対比すると、以下の点が変更され
ている。つまり、抵抗Ｒ３の両端にスイッチＳＷを並列
接続し、抵抗Ｒ３と直流電源の低圧側出力端子ｄとの接
続点をアースに接続したものである。スイッチＳＷは少
なくとも予熱時にはＯＦＦとし、始動時にはＯＮとす
る。フィラメントｆ１及び／又はｆ２の対地電圧は予熱
時にスイッチＳＷがＯＦＦの状態で略正負対称になるよ
うに設定する。始動時にはスイッチＳＷをＯＮとするこ
とで、フィラメントｆ１の対地電圧が正負非対称とな
る。始動時のフィラメントｆ１の対地電圧は、フィラメ
ントｆ２がアースに接続されることで、まさしく片側接
地点灯方式となる。放電灯点灯までの回路動作は実施形
態１と同様である。効果は実施形態６と同様である。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、上述のように、少なく
とも先行予熱時において、一対のフィラメントの少なく
ともいずれか片方のフィラメントと大地との間の電圧の
正負ゼロ・ピーク値が略等しく正負対称であるようにす
ることにより、予熱の途中で放電灯が放電開始すること
は無くなり、フィラメントを十分に加熱してから点灯す
ることができるため、放電灯の点滅寿命回数の更なる向
上が期待できる。

【００５８】また、フィラメントが十分に加熱されて、
放電灯が点灯する始動時には、フィラメントと大地との
間の電圧の正負ゼロ・ピーク値が正負非対称であるよう
にすることにより、放電灯の始動性、特に低温環環下で
の始動性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の回路図である。

【図２】本発明の実施形態１の予熱、始動、点灯時の負
荷電圧を示す波形図である。

【図３】本発明の実施形態１の片側のフィラメントの予
熱時の対地電圧を示す波形図である。

【図４】本発明の実施形態３の回路図である。

【図５】本発明の実施形態４の回路図である。

【図６】本発明の実施形態６の回路図である。

【図７】本発明の実施形態７の回路図である。

【図８】本発明の実施形態７の片側のフィラメントの始
動時の対地電圧を示す波形図である。

【図９】本発明の実施形態８の片側のフィラメントの始
動時の対地電圧を示す波形図である。

【図１０】本発明の実施形態１０の回路図である。

【図１１】従来例１の回路図である。

【図１２】従来例１の予熱、始動、点灯時の動作周波数
と負荷電圧の関係を示す周波数特性図である。

【図１３】従来例２の回路図である。

【図１４】従来例２の予熱、始動、点灯時の負荷電圧を
示す波形図である。

【図１５】従来例１の予熱、始動、点灯時の負荷電圧を
示す波形図である。

【図１６】従来例２の片側のフィラメントの予熱時の対
地電圧を実測した波形図である。

【図１７】従来例１の片側のフィラメントの予熱時の対
地電圧を実測した波形図である。

【図１８】従来の中点接地方式の放電灯点灯装置の回路
図である。

【図１９】従来の片側接地方式の放電灯点灯装置の回路
図である。

【符号の説明】

ＬＡ放電灯ｆ１フィラメントｆ２フィラメントＶｓ商用交流電源ＤＢ全波整流器１直流電源回路２インバータ回路３制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源を直流電源に変換する直流電
源回路と、その直流電源を高周波に変換して直流カット
用コンデンサと放電灯の直列回路から成る負荷回路に高
周波電力を供給するインバータ回路と、上記交流電源が
印加されてから上記放電灯の一対のフィラメントに少な
くともある所定期間は先行予熱電流を流してフィラメン
トを加熱する予熱回路と、上記フィラメントと大地との
間の電圧の正負ゼロ・ピーク値を略等しくする補正手段
とを有する放電灯点灯装置において、少なくとも上記先
行予熱時において、上記一対のフィラメントの少なくと
もいずれか片方のフィラメントと大地との間の電圧の正
負ゼロ・ピーク値を略等しくすることを特徴とする放電
灯点灯装置。
【請求項２】交流電源を直流電源に変換する直流電
源回路と、その直流電源を高周波に変換して直流カット
用コンデンサと放電灯の直列回路から成る負荷回路に高
周波電力を供給するインバータ回路と、上記交流電源が
印加されてから上記放電灯の一対のフィラメントに少な
くともある所定期間は先行予熱電流を流してフィラメン
トを加熱する予熱回路と、上記フィラメントと大地との
間の電圧の正負ゼロ・ピーク値を略等しくする補正手段
とを有する放電灯点灯装置において、少なくとも上記先
行予熱時において、上記一対のフィラメントの少なくと
もいずれか片方のフィラメントと大地との間の電圧の正
負ゼロ・ピーク値を略等しくすると共に、上記フィラメ
ントが十分に加熱されて上記放電灯が点灯する時点で
は、上記フィラメントと大地との間の電圧の正負ゼロ・
ピーク値を正負非対称とすることを特徴とする放電灯点
灯装置。
【請求項３】上記フィラメントと大地との間の電圧
の正負ゼロ・ピーク値を略等しくする補正手段とは、上
記放電灯の一対のフィラメントの間に直流電圧を印加す
る手段であ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】上記放電灯は、上記インバータ回路の
出力に１次側を接続されたトランスの２次側に接続され
ており、該トランスの２次側の出力端子を除く任意の巻
線位置を接地し、上記接地される巻線位置は、上記フィ
ラメントと大地との間の電圧の正負ゼロ・ピーク値を略
等しくするように設定され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５】上記巻線位置は、予熱時にオン、始動
時にオフとなるスイッチを介して接地点に接続されてい
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】上記フィラメントの先行予熱時の対地
間電圧の正負ゼロ・ピーク値の絶対値の差が、ピーク対
ピーク値の９％未満であることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】上記フィラメントの始動時の対地間電
圧の正負ゼロ・ピーク値の絶対値の差が、ピーク対ピー
ク値の９％以上であることを特徴とする請求項２乃至６
のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】上記一対のフィラメントの少なくとも
いずれか片方のフィラメントとは、上記先行予熱時に正
の直流電圧が重畳印加されている方のフィラメントであ
ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の
放電灯点灯装置。
【請求項９】上記放電灯が複数である場合に、優先
的に最初に点灯する方の放電灯のフィラメントについ
て、そのフィラメントの対地間電圧が請求項１乃至８の
いずれかに記載の条件を満足することを特徴とする放電
灯点灯装置。
【請求項１０】インバータ回路の出力に２灯の放電
灯が直列に接続されており、一方の放電灯のフィラメン
トの非電源側端子間にシーケンスコンデンサが並列接続
されている場合に、他方の放電灯のフィラメントの対地
間電圧が請求項１乃至７のいずれかに記載の条件を満足
することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１１】インバータ回路は予熱時には始動時
よりも高い周波数で動作し、始動時及び予熱時の動作周
波数はインバータ負荷回路の共振回路の固有振動周波数
よりも高く設定されることを特徴とする請求項１乃至１
０のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１２】インバータ回路の一方の出力端は直
流カット用の第１のコンデンサと共振用のインダクタの
直列回路を介して放電灯の第１のフィラメントの一端に
接続され、インバータ回路の他方の出力端は直流カット
用の第２のコンデンサを介して放電灯の第２のフィラメ
ントの一端に接続され、第１及び第２のフィラメントの
上記各一端は第１及び第２の抵抗を介して上記直流電源
回路の両端にそれぞれ接続され、第１及び第２のフィラ
メントの他端間には共振用のコンデンサと第３の抵抗が
並列接続されてい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１３】インバータ回路の一対の出力端は少
なくとも１つの直流カット用のコンデンサを介して放電
灯の両フィラメントの各一端に接続され、両フィラメン
トの上記各一端は第１及び第２の抵抗を介して上記直流
電源回路の両端にそれぞれ接続され、両フィラメントの
他端間には共振用のコンデンサと第３の抵抗が並列接続
されており、上記直流電源回路の高圧側端子に接続され
るフィラメントの他端と上記直流電源回路の低圧側端子
との間に第４の抵抗とスイッチの直列回路を接続し、該
スイッチは予熱時又は始動時の一方でオンされ、他方で
オフされることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯
装置。
【請求項１４】インバータ回路の一対の出力端は少
なくとも１つの直流カット用のコンデンサを介して放電
灯の両フィラメントの各一端に接続され、両フィラメン
トの上記各一端は第１及び第２の抵抗を介して上記直流
電源回路の両端にそれぞれ接続され、両フィラメントの
他端間には共振用のコンデンサと第３の抵抗が並列接続
されており、上記直流電源回路の低圧側端子に接続され
るフィラメントの他端と上記直流電源回路の低圧側端子
との間に予熱時にオフされ、始動時にオンされるスイッ
チを接続したことを特徴とする請求項２記載の放電灯点
灯装置。