JP2001284087A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】始動時に生じる過渡的な過電圧の発生を抑制す
るとともに、エネルギーロスの低減を図った放電灯点灯
装置を提供する。 【解決手段】直流電源１０と、直流電源１０に直列接続
する第１及び第２のスイッチング素子１，２の直列回路
と、第２のスイッチング素子２に並列接続するインダク
タＬおよびコンデンサＣの直列回路からなる平滑回路１
１と、コンデンサＣに並列接続する放電灯Ｌａ１と、第
１及び第２のスイッチング素子１，２を交互にオン／オ
フする制御回路２０とを備え、制御回路２０は、少なく
とも放電灯Ｌａ１の始動時に第２のスイッチング素子２
をオフに固定する。振動電流を第２のスイッチング素子
２のボディダイオードＤ２に流して、過渡的な過電圧の
発生を抑制して放電灯Ｌａ１の破損を防止するととも
に、安定点灯時には同期整流動作に切り換えてエネルギ
ーロスを低減することができる。

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
関するものであり、特にプロジェクタなどの産業用機器
に内蔵されるＨＩＤランプの点灯装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタは、光源として使用される
メタルハライドランプや超高圧水銀灯などの放電灯を有
する放電灯点灯装置を本体内部に備えている。このよう
なプロジェクタは本体を小型軽量化するために、本体に
内蔵される放電灯点灯装置の小型軽量化が要求されてい
る。また、放電灯点灯装置の小型軽量化を図るには、一
般的に信頼性を高めるため、放電灯点灯装置の回路での
エネルギーロスを低減して回路効率を高め、回路での発
熱を抑えることが必要となる。

【０００３】メタルハライドランプなどのＨＩＤランプ
を点灯するための放電灯点灯装置には、一般的に降圧チ
ョッパー回路が利用され、放電灯の始動過程において必
要な無負荷２次電圧を確保し、点灯後の放電灯に安定な
電力を供給し易くしている。

【０００４】降圧チョッパー回路の基本回路は、例えば
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、直流電源ＤＣと、
直流電源ＤＣに直列に接続されたスイッチング素子ＳＷ
１１およびフライホイールダイオードＤ１０の直列回路
と、フライホイールダイオードＤ１０に並列接続するイ
ンダクタＬ１０及びコンデンサＣ１０からなる平滑回路
と、コンデンサＣ１０に並列接続する負荷ＲＬとを備え
ている。

【０００５】このような降圧チョッパー回路は、図１２
（ｂ）に示すように、スイッチング素子ＳＷ１１をチョ
ッピング動作することにより、直流電源ＤＣの出力電圧
を平滑回路で平滑化し、負荷ＲＬに平滑化された直流電
圧を出力するものである。図１１（ａ）に示すように、
スイッチング素子ＳＷ１１がオンしているとき（例えば
時刻ｔ０〜ｔ１）には、直流電源ＤＣからスイッチング
素子ＳＷ１１を介して平滑回路に電流が流れ、このとき
インダクタＬ１０にエネルギーが蓄えられる。そして、
図１１（ｂ）に示すように、スイッチング素子ＳＷ１１
がオフしているとき（例えば時刻ｔ１〜ｔ２）には、図
１２（ｃ）に示すようにフライホイールダイオードＤ１
０がオンして、インダクタＬ１０に蓄えられたエネルギ
ーは、負荷ＲＬおよびフライホイールダイオードＤ１０
を通じてインダクタＬ１０に回生される。このようなス
イッチング素子ＳＷ１１のオン／オフが繰り返されるこ
とにより、図１２（ａ）に示すように、インダクタＬ１
０にはスイッチング素子ＳＷ１１がオンしているときに
増加し、オフしているときに減少する電流ＩＬが流れ、
この電流ＩＬが平滑化されて負荷ＲＬに安定した直流電
力が供給される。

【０００６】また、上述のような降圧チョッパー回路の
回路効率を向上させた同期整流方式の降圧回路が既に提
供されている。

【０００７】同期整流方式の降圧回路は、例えば図１３
（ａ），（ｂ）に示すように、図１１のフライホイール
ダイオードＤ１０の代わりにスイッチング素子ＳＷ１２
を設け、スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２を、図１
４（ｂ），（ｃ）に示すように、交互にオン／オフさせ
ることで、負荷ＲＬに安定した直流電力を供給してい
る。なお、スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２には現
行技術ではｎチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴが利用さ
れることが多く、スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２
のそれぞれのボディダイオードは直流電源ＤＣに対して
逆並列に接続されている。

【０００８】ところで、図１１に示す降圧チョッパー回
路では、スイッチング素子ＳＷ１１のオフ期間に回生電
流がフライホイールダイオードＤ１０に流れると、図１
２（ｃ）に示すように、フライホイールダイオードＤ１
０に順方向電圧がかかり、フライホイールダイオードＤ
１０で順方向ロスが発生する。なおフライホイールダイ
オードＤ１０の順方向電圧は、一般的に約１．５Ｖであ
る。

【０００９】これに対して、同期整流方式の降圧回路で
は、図１３（ｂ）に示すように、スイッチング素子ＳＷ
１１がオフ、スイッチング素子ＳＷ１２がオンしている
とき、回生電流はスイッチング素子ＳＷ１２に流れるの
でスイッチング素子ＳＷ１２のオン抵抗Ｒ_DS(ON)による
ロスが発生する。しかし、現在の半導体技術においては
低オン抵抗化が進んでいるため、同期整流方式の降圧回
路のスイッチング素子ＳＷ１２でのロスを、フライホイ
ールダイオードＤ１０でのロスよりも小さくすることで
ができ、これにより同期整流方式の降圧回路は回路効率
を向上させている。

【００１０】しかし、上述ような同期整流方式の降圧回
路では、起動時にスイッチング素子ＳＷ１１が余分に長
い時間オンすると、インダクタＬ１０に蓄えられたエネ
ルギーによって、インダクタＬ１０及びコンデンサＣ１
０ならびにスイッチング素子ＳＷ１２に振動（共振）電
流が流れ、負荷ＲＬに印加される電圧が瞬間的に過大と
なり、負荷ＲＬを放電灯としたときには、放電灯を破壊
してしまうというという問題がある。

【００１１】このような起動時に生じる過渡的な過電圧
の発生を抑制するため、スイッチング素子ＳＷ１２を起
動時から一定時間に限って強制的にオフする同期整流方
式の降圧回路を利用したＤＣ−ＤＣコンバータの制御回
路が提案されている（特開平１１−２２０８７４号公報
参照）。

【００１２】上述のＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路
は、ノートパソコンなどの携帯型電子機器に搭載される
電池の電圧が使用時間と共に低下しても、負荷側の装置
に一定の電圧を供給するものである。

【００１３】スイッチング素子ＳＷ１２を起動時から一
定時間だけ強制的にオフすることにより、スイッチング
素子ＳＷ１１のオフ期間中に流れる振動電流を、スイッ
チング素子ＳＷ１２のボディダイオードを介して流し、
過渡的な過電圧の発生を抑制している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負荷Ｒ
ＬをＨＩＤランプなどの放電灯にした場合、放電灯の負
荷インピーダンスが始動から安定点灯するまで大きく変
動する。

【００１５】例えばメタルハライドランプや超高圧水銀
灯では始動から安定点灯に至までに毎回、負荷インピー
ダンスが約０〜∞まで大きく変化する。このような負荷
インピーダンスの変化に対して、放電灯点灯装置は、放
電灯を安定点灯するため、例えば図１５（ａ）〜（ｃ）
に示すように、始動から安定点灯に至までランプ電圧Ｖ
Ｌａおよびランプ電流ＩＬａならびにランプ電力ＷＬａ
を制御している。

【００１６】放電灯点灯装置を時刻ｔ０に始動すると、
放電灯には無負荷２次電圧Ｖ４が印加される。そして、
時刻ｔ１で始動用の高圧パルスが印加され、放電灯がブ
レークオーバーしてアーク放電が始まると、アーク放電
を安定に維持するため、ランプ電流ＩＬａを所定の電流
値Ｉ２に一定に維持する制御が行われる。時刻ｔ２に、
ランプ電圧ＶＬａがブレークオーバーしたときの電圧値
Ｖ１から所定の電圧値Ｖ２に達したことを検出すると、
放電灯に一定の電力値Ｗ１を供給する定電力制御に切り
換えられる。最後に、時刻ｔ４でランプ電圧ＶＬａが定
格電圧値Ｖ３に達し、放電灯は安定点灯状態になる。な
お、放電灯によっても異なるが、概ね時刻ｔ０の始動か
ら時刻ｔ４の安定点灯状態に至るまで約３〜５分の時間
を要する。

【００１７】さらに、毎回同じ負荷インピーダンスで始
動するとは限らず、例えば放電灯を一旦安定点灯させた
後、消灯して放電灯の温度が十分に冷えきらないうちに
再度始動したとき、始動から安定点灯までの各経過時間
におけるランプ電圧の電圧値Ｖは、前回点灯したときの
図１５（ａ）中の実線で示すランプ電圧ＶＬａの値と比
べて大きくなり、図１５（ａ）中の点線で示すランプ電
圧ＶＬａ１に変動する。これと同様に、ランプ電流の電
流値Ｉは、図１５（ｂ）中の実線で示すランプ電流ＩＬ
ａの値より小さくなって、図１５（ｂ）中の点線で示す
ランプ電流ＩＬａ１に変動し、ランプ電力の電力値Ｗ
は、図１５（ｃ）中の実線で示すランプ電力ＷＬａの値
より大きくなって、図１５（ｃ）中の点線で示すランプ
電力ＷＬａ１に変動する。これにより、ランプ電圧ＶＬ
ａ１及びランプ電流ＩＬａ１並びにランプ電力ＷＬａ１
がそれぞれの定格値に達するまでの時間は前回の点灯時
より短くなり、始動から安定点灯までの時間が短くな
る。このような変動は、放電灯の温度に起因するもので
あり、再度始動したときには、放電灯の温度が高くなっ
ていることによって放電灯の管内の圧力が増加し、この
圧力の増加によってランプ電圧の電圧値Ｖが大きくなっ
ている。このように放電灯の温度やその他の条件によっ
て、ランプ電圧の電圧値Ｖが始動から所定の電圧値Ｖ２
に達する時間、或いは定格電圧値Ｖ３に達するまでの時
間などが異なってくる。

【００１８】また、放電灯の製造バラツキおよび放電灯
の寿命の進行度合、並びにその他の条件によっても、放
電灯の始動から安定点灯に至るまでの時間や、放電灯の
点き易さが異なる。

【００１９】このように、同期整流型の降圧回路の負荷
ＲＬを放電灯とした場合には、放電灯の状態によって始
動から安定点灯までの時間が異なるため、スイッチング
素子ＳＷ１２を放電灯の始動から一定時間オフしても、
始動時の過渡的な過電圧の発生を十分に抑えることがで
きない場合があるといった問題があった。

【００２０】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、始動時に生じる過渡的な過電圧の発生を抑制
するとともに、エネルギーロスの低減を図った放電灯点
灯装置を提供する。

【００２１】

【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の発明は、直流電源と、ダイオードをそれ
ぞれ逆並列に接続し、直流電源に直列接続する第１及び
第２のスイッチング素子の直列回路と、第２のスイッチ
ング素子に並列接続するインダクタおよびコンデンサの
直列回路と、コンデンサに並列接続する放電灯と、第１
及び第２のスイッチング素子をオン／オフする制御手段
とを備え、制御手段は、少なくとも放電灯の始動時に第
２のスイッチング素子をオフに固定することを特徴と
し、第２のスイッチング素子を少なくとも放電灯の始動
時にオフに固定することによって、第１のスイッチング
素子をオフしたときに流れる振動電流を第２のスイッチ
ング素子に逆並列に接続されたダイオードに流して振動
電流の電流値を抑えることができ、過渡的な過電圧の発
生を抑制して放電灯の破損を防止するとともに、安定点
灯時には第２のスイッチング素子のオフの固定を解除し
て、第１及び第２のスイッチング素子を交互にオン／オ
フする同期整流動作に切り換えてエネルギーロスの低減
を図ることができる。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、制御手段は、放電灯の始動時から、ランプ電流およ
びランプ電圧ならびにランプ電力のうち少なくとも１つ
の値が所望の値に達するときまで、第２のスイッチング
素子をオフに固定することを特徴とし、ランプ電流およ
びランプ電圧ならびにランプ電力のうち少なくとも１つ
の値から放電灯の始動時を判別し、この判別結果に応じ
て第２のスイッチング素子のオフの固定を解除して同期
整流動作に切り換え、エネルギーロスの低減を図ること
ができる。

【００２３】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、制御手段は、第１のスイッチング素子がオフ
してから第２のスイッチング素子がオンするまで第１及
び第２のスイッチング素子が共にオフする第１の休止期
間と、第２のスイッチング素子がオフしてから第１のス
イッチング素子がオンするまで第１及び第２のスイッチ
ング素子が共にオフする第２の休止期間とを設けて、第
１及び第２のスイッチング素子をそれぞれ交互にオン／
オフするとともに、放電灯の状態に応じて第１の休止期
間を変化させることを特徴とし、第１の休止期間を放電
灯の状態に応じて変化させることによって、第１及び第
２のスイッチング素子が共にオンして直流電源が短絡す
るの確実に防ぎつつ、第２のスイッチング素子に逆並列
に接続されたダイオードに流れる電流によって生じるエ
ネルギーロスを低減することができ、またダイオードか
らの発熱を抑制してダイオード自体の破壊を防止し、信
頼性を向上することができ、その結果、放熱面積を大き
くすることなく小型化を図ることができる。

【００２４】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、制御手段は、第１の休止期間を、第１のスイッチン
グ素子をオフしてから第１のスイッチング素子に電流が
流れないようになるまでの時間より長くすることを特徴
とし、直流電源が短絡するのを確実に防ぐことができ
る。

【００２５】請求項５の発明は、請求項３又は４の発明
において、制御手段は、第１の休止期間を少なくとも第
２の休止期間よりも短くすることを特徴とし、エネルギ
ーロスの多い第１の休止期間を第２の休止期間より短く
することによって、エネルギーロスを効率良く低減する
ことができる。

【００２６】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、放電灯はＨＩＤランプであることを特
徴とし、請求項１〜５の何れかの発明と同様の作用を奏
する。

【００２７】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、ランプ電流の電流経路に１乃至複数個
のスイッチング素子を有し、それぞれのスイッチング素
子をオン／オフすることにより放電灯に交番した電圧を
印加する極性反転回路を備えたことを特徴とし、請求項
１〜６の何れかの発明と同様の作用を奏する。

【００２８】請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか
の発明において、高圧パルスを発生して放電灯を始動さ
せるイグナイタ回路を備えたことを特徴とし、放電灯を
点灯し易くすることができる。

【００２９】請求項９の発明は、請求項１〜８の何れか
の発明において、第１のスイッチング素子は、直流電源
の正極側に接続され、第２のスイッチング素子は、直流
電源の負極側に接続されたことを特徴とし、請求項１〜
８の何れかの発明と同様の作用を奏する。

【００３０】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の放電
灯点灯装置は、図１に示すように、直流電源１０と、ｎ
チャネル型のＭＯＳＦＥＴからなる第１及び第２のスイ
ッチング素子１，２の直列回路と、第２のスイッチング
素子２に並列接続するインダクタＬおよびコンデンサＣ
の直列回路からなる平滑回路１１と、コンデンサＣに並
列接続する例えばメタルハライドランプ又は超高圧水銀
ランプなどの直流点灯型の放電灯Ｌａ１と、第１及び第
２のスイッチング素子１，２を交互にオン／オフする制
御回路２０と、高圧パルスを発生して放電灯Ｌａ１を始
動させるイグナイタ回路１４と、制御回路２０からのイ
グナイタ駆動信号の入力によりイグナイタ回路１４を起
動させるイグナイタ起動回路１２と、平滑回路１１のコ
ンデンサＣに並列接続して、放電灯Ｌａ１のランプ電圧
ＶＬａに応じた電圧を検出する電圧検出回路１３とを備
えている。

【００３１】直流電源１０は、商用交流電源１０ａと、
商用交流電源１０ａから出力される交流電力を直流電力
に変換するＡＣ−ＤＣ変換部１０ｂとからなり、スイッ
チング素子１は、直流電源１０の正極側（ハイサイド）
に接続され、第２のスイッチング素子２は、直流電源１
０の負極側（ローサイド）に接続される。またこのと
き、第１及び第２のスイッチング素子１，２のそれぞれ
のボディダイオードＤ１，Ｄ２は直流電源１０に対して
逆並列に接続される。

【００３２】イグナイタ起動回路１２は、コンデンサＣ
に並列接続される抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ２の直列回
路と、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ２の接続点に一端を接
続するトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａと、一次巻線Ｔ１
ａの他端およびコンデンサＣ，Ｃ２の接続点の間にドレ
イン−ソースが接続されるＦＥＴなどのスイッチング素
子３とからなる。

【００３３】イグナイタ回路１４は、トランスＴ１の二
次巻線Ｔ１ｂと、二次巻線Ｔ１ｂの一端にアノードが接
続されるダイオードＤ３と、二次巻線Ｔ１ｂの他端に接
続される放電ギャップＧａｐと、ダイオードＤ３のカソ
ードと放電ギャップＧａｐとの間に一次巻線Ｔ２ａが接
続され、二次巻線Ｔ２ｂが平滑回路１１のインダクタＬ
及びコンデンサＣの接続点と放電灯Ｌａ１との間に接続
されるトランスＴ２と、トランスＴ２の一次巻線Ｔ２ａ
および放電ギャップＧａｐの直列回路に並列接続するコ
ンデンサＣ１とからなる。また、トランスＴ２の二次巻
線Ｔ２ｂと放電灯Ｌａ１の直列回路には、パルスバイパ
ス用のコンデンサＣ３が並列接続されている。

【００３４】上述のようなイグナイタ起動回路１２は、
放電灯Ｌａ１の始動時に制御回路２０から出力されるイ
グナイタ駆動信号によってスイッチング素子３がオン／
オフされ、イグナイタ回路１４のトランスＴ１の二次巻
線Ｔ１ｂに昇圧した電圧を出力させる。イグナイタ回路
１４のコンデンサＣ１は、トランスＴ１の二次巻線Ｔ１
ｂから出力された電圧によりに電荷が蓄積され、コンデ
ンサＣ１の電圧値の上昇により放電ギャップＧａｐがブ
レークすると、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電
され、トランスＴ２の２次巻線Ｔ２ｂから放電灯Ｌａ１
に高圧パルスが印加される。放電灯Ｌａ１はこの高圧パ
ルスによりブレークオーバーして点灯を開始する。

【００３５】電圧検出回路１３は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の直
列回路からなり、抵抗Ｒ２は、イグナイタ回路１４のト
ランスＴ２の二次巻線Ｔ２ｂを介して放電灯Ｌａ１の一
端に接続され、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ４を介して放電灯Ｌａ
１の他端に接続されている。このような電圧検出回路１
３は、ランプ電圧ＶＬａを分圧してランプ電圧検出信号
として制御回路２０に出力する。

【００３６】制御回路２０は、上述の電圧検出回路１３
から出力されるランプ電圧検出信号を入力するととも
に、放電灯Ｌａ１に流れるランプ電流をランプ電流検出
信号として入力し、ランプ電圧検出信号とランプ電流検
出信号に応じて第１及び第２のスイッチング素子１，２
およびイグナイタ起動回路１２を制御する。

【００３７】この制御回路２０は、図２に示すように、
ランプ電圧検出信号およびランプ電流検出信号を入力し
て必要なフィードバックレベルを演算し、レベル信号を
出力する演算部２１と、レベル信号に応じてハイサイド
の第１のスイッチング素子１を駆動するハイサイド駆動
用の矩形波信号を出力するＰＷＭ制御用ＩＣ２２と、ハ
イサイド駆動用の矩形波信号を第１のスイッチング素子
１のゲート−ソース間に伝達するハイサイド駆動信号出
力部２３ａと、ハイサイド駆動用の矩形波信号を入力し
てローサイドの第２のスイッチング素子２を駆動するロ
ーサイド駆動用の矩形波信号を作成し、ハイサイド駆動
用の矩形波信号から所定のタイミングで出力する単安定
マルチバイブレータ（以下、「単安定マルチ」と略す）
ＭＭ１，ＭＭ２と、単安定マルチＭＭ１，ＭＭ２により
出力されたローサイド駆動用の矩形波信号を第２のスイ
ッチング素子２のゲート−ソース間に伝達するローサイ
ド駆動信号出力部２３ｂとを備えている。さらに制御回
路２０は、演算部２１からのレベル信号の電圧値と基準
電圧値とを比較し、比較信号を出力する比較部２４と、
比較部２４からの比較信号によりオン／オフしてローサ
イド駆動信号出力部２３ｂからのローサイド駆動用の矩
形波信号の出力を強制的に停止するトランジスタなどの
スイッチング素子ＳＷ６と、ランプ電圧検出信号に応じ
てイグナイタ駆動信号を出力してイグナイタ起動回路１
２のスイッチング素子３をオン／オフするイグナイタ駆
動信号出力部２５とを備えている。

【００３８】ＰＷＭ制御用ＩＣ２２には、それぞれ一端
を接地した抵抗Ｒｔ２２とコンデンサＣｔ２２が接続さ
れており、ＰＷＭ制御用ＩＣ２２から出力する矩形波信
号の発振周波数は、抵抗Ｒｔ２２の抵抗値とコンデンサ
Ｃｔ２２の容量値によって決まる。

【００３９】単安定マルチＭＭ１，ＭＭ２にも同様に、
それぞれ一端を接地した抵抗Ｒｔ１，Ｒｔ２とコンデン
サＣｔ１，Ｃｔ２が接続され、単安定マルチＭＭ１の入
力端ＢはＰＷＭ制御用ＩＣ２２の出力端に接続し、単安
定マルチＭＭ２の入力端Ｂは単安定マルチＭＭ１の出力
端Ｃに接続している。

【００４０】この単安定マルチＭＭ１，ＭＭ２は、電圧
制御型の単安定マルチＭＭであって、図３に示すよう
に、それぞれ一端を接地した抵抗ＲｔとコンデンサＣｔ
を接続して用いられる。例えば図４に示すように、入力
端Ａにコントロール電圧Ｖｃが入力され（図４（ａ）参
照）、入力端Ｂに信号出力部５０からのトリガ信号が入
力したとき（図４（ｂ）参照）、単安定マルチＭＭは、
トリガ信号の立下りでトリガされて、コントロール電圧
Ｖｃの電圧値および抵抗Ｒｔの抵抗値ならびにコンデン
サＣｔの容量値に応じたパルス幅Ｗｍｍの矩形波信号を
出力端Ｃから出力する（図４（ｃ）参照）。

【００４１】つまり、単安定マルチＭＭ１は、入力端Ｂ
にハイサイド駆動用の矩形波信号を入力し、この矩形波
信号の立下りでトリガされて、抵抗Ｒ１３，１４で分圧
されて入力端Ａに入力するコントロール電圧Ｖｃ１の電
圧値および抵抗Ｒｔ１の抵抗値ならびにコンデンサＣｔ
１の容量値に応じたパルス幅Ｗｍｍ１の矩形波信号を出
力端Ｃから単安定マルチＭＭ２に出力する。そして、単
安定マルチＭＭ２は、入力端Ｂに入力される単安定マル
チＭＭ１からの矩形信号の立下りでトリガされて、抵抗
Ｒ１５，Ｒ１６で分圧されて入力端Ａに入力するコント
ロール電圧Ｖｃ２の電圧値および抵抗Ｒｔ２の抵抗値な
らびにコンデンサＣｔ２の容量値に応じたパルス幅Ｗｍ
ｍ２の矩形波信号を出力端Ｃからローサイド駆動信号出
力部２３ｂに出力する。

【００４２】このような単安定マルチＭＭ１，ＭＭ２と
ＰＷＭ制御用ＩＣの一連の動作について、図５に基づい
て以下に説明する。

【００４３】図５（ａ）に示すように、ＰＷＭ制御用Ｉ
Ｃ２２から演算部２１のレベル信号に応じたパルス幅Ｗ
２２および発振周期Ｔａ１のハイサイド駆動用の矩形波
信号が出力される。この矩形波信号がハイサイド駆動信
号出力部２３ａから第１のスイッチング素子１に伝達さ
れて、第１のスイッチング素子１は矩形波信号のパルス
幅Ｗ２２の間、オンする。

【００４４】次に、上述のハイサイド駆動用の矩形波信
号がトリガ信号として単安定マルチＭＭ１の入力端Ｂに
入力すると、図５（ｂ）に示すように、単安定マルチＭ
Ｍ１はパルス幅Ｗｍｍ１の矩形波信号を出力する。

【００４５】さらに、単安定マルチＭＭ１から出力され
た矩形波信号がトリガ信号として単安定マルチＭＭ２の
入力端Ｂに入力すると、図５（ｃ）に示すように、単安
定マルチＭＭ２はパルス幅Ｗｍｍ２のローサイド駆動用
の矩形波信号を出力する。この矩形波信号がローサイド
駆動信号出力部２３ｂから第２のスイッチング素子２に
伝達されて、第２のスイッチング素子２は矩形波信号の
パルス幅Ｗｍｍ２の間、オンする。

【００４６】その結果、図５（ｂ）に示す単安定マルチ
ＭＭ１からパルス幅Ｗｍｍ１の矩形波信号が出力されて
いる間は、第１のスイッチング素子１がオフしてから第
２のスイッチング素子２がオンするまで第１及び第２の
スイッチング素子１，２が共にオフする第１の休止期間
Ｔｄ１となる。そして、単安定マルチＭＭ２から出力さ
れる矩形波信号のパルス幅Ｗｍｍ２が、Ｗｍｍ２＜（Ｔ
ａ１−Ｗ２２−Ｗｍｍ１）の関係を満みたすように抵抗
Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒｔ２の抵抗値およびコンデンサＣｔ
２の容量値を設定することで、第２のスイッチング素子
２がオフしてから第１のスイッチング素子１がオンする
まで第１及び第２のスイッチング素子１，２が共にオフ
する第２の休止期間Ｔｄ２を設けている。このように、
制御回路２０は第１及び第２の休止期間を設けて、第１
及び第２のスイッチング素子１，２をそれぞれ交互にオ
ン／オフすることによって、第１及び第２のスイッチン
グ素子１，２が共にオンして直流電源１０が短絡するの
を防ぐことができる。

【００４７】ところで、上述のような本実施形態の放電
灯点灯装置を始動してから安定点灯に至るまでの動作に
ついて、図６に基づいて以下に説明する。

【００４８】図６（ａ），（ｂ）に示すように、時刻ｔ
０で直流電源１０のＡＣ−ＤＣ変換部１０ｂから直流電
力が出力され、放電灯Ｌａ１に無負荷２次電圧Ｖ４が印
加される。このとき、放電灯Ｌａ１は点灯せず、制御回
路２０の演算部２１はランプ電圧検出信号及びランプ電
流検出信号を入力してレベル信号を出力する。このレベ
ル信号の出力により、上述のようにハイサイド駆動信号
出力部２３ａ及びローサイド駆動信号出力部２３ｂはそ
れぞれハイサイド駆動用およびローサイド駆動用の矩形
波信号を入力する。比較部２４は、レベル信号を入力し
てレベル信号の電圧値を基準電圧値と比較し、Ｌレベル
の比較信号を抵抗Ｒ１７を介してスイッチング素子ＳＷ
６に出力する。比較部２４からＬレベルの比較信号が出
力されている間、スイッチング素子ＳＷ６はオフに維持
され、上述の単安定マルチＭＭ２からローサイド駆動用
の矩形波信号が出力されないようにしている。その結
果、制御回路２０は放電灯Ｌａ１の始動時、図６（ｄ）
に示すように、第２のスイッチング素子２のゲート−ソ
ース間に矩形波信号を出力せずに第２のスイッチング素
子２をオフに固定する。そして、図６（ｃ）に示すよう
に、ハイサイド駆動信号出力部２３ａからのみ第１のス
イッチング素子１に矩形波信号が出力されて第１のスイ
ッチング素子１はオン／オフを繰り返す。このとき、第
１及び第２のスイッチング素子１，２が共にオフしたと
きには、平滑回路１１のインダクタＬに蓄えられたエネ
ルギーは、第２のスイッチング素子２のボディダイオー
ドＤ２を介して回生される。

【００４９】制御回路２０は、ランプ電圧検出信号によ
りイグナイタ駆動信号出力部２５からイグナイタ駆動信
号をイグナイタ起動回路１２に出力し、時刻ｔ１におい
て、高圧パルスがイタイグナイタ回路１４から放電灯Ｌ
ａ１に印加され、放電灯Ｌａ１はブレークオーバーして
アーク放電を開始する。そして時刻ｔ２にランプ電圧Ｖ
Ｌａが予め設定された電圧値Ｖ２に達すると、演算部２
１は、レベル信号の電圧値を変化させて、比較部２４か
らＨレベルの信号を出力させてスイッチング素子ＳＷ６
をオンする。その結果、単安定マルチＭＭ２からのロー
サイド駆動用の矩形波信号が、ローサイド駆動信号出力
部２３ｂを介して第２のスイッチング素子２のゲート−
ソース間に伝達されて、図６（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、第１及び第２のスイッチング素子１，２はそれぞれ
交互にオン／オフする同期整流動作を開始する。そして
最後に、図６（ａ），（ｂ）に示すように、時刻ｔ３で
ランプ電流ＩＬａ及びランプ電圧ＶＬａは定格値に達
し、放電灯Ｌａ１は安定点灯する。

【００５０】このように本実施形態の制御回路２０は、
放電灯Ｌａ１の始動時、すなわち放電灯Ｌａ１の始動か
らランプ電圧ＶＬａが設定された電圧値Ｖ２に達すると
きまで第２のスイッチング素子２をオフに固定すること
によって、第１のスイッチング素子１がオフしたときに
流れる振動電流を第２のスイッチング素子２のボディダ
イオードＤ２に流して振動電流の電流値を抑えることが
でき、過渡的な過電圧の発生を抑制して放電灯Ｌａ１の
破損を防止することができる。さらに、放電灯Ｌａ１の
始動後、すなわちランプ電圧ＶＬａが電圧値Ｖ２に達す
ると、第２のスイッチング素子２のオフの固定を解除し
て、第１及び第２のスイッチング素子１，２を交互にオ
ン／オフする同期整流動作に切り換えてエネルギーロス
の低減を図ることができる。本実施形態ではランプ電圧
ＶＬａが所定の値に達するときまでを始動時として第２
のスイッチング素子２をオフに固定したが、ランプ電圧
ＶＬａ及びランプ電流ＩＬａ並びにランプ電力ＷＬａの
うち少なくとも１つの値が所定の値に達するときまで第
２のスイッチング素子２をオフに固定しても良い。ま
た、放電灯Ｌａ１はメタルハライドランプや超高圧水銀
ランプ以外のＨＩＤランプとしても良い。

【００５１】ところで本実施形態では、図１３に示す従
来例と同様、放電灯Ｌａ１をブレークオーバーさせてか
ら安定点灯に至るまでランプ電圧ＶＬａが低いために、
ランプ電流ＩＬａの電流値は定格電流値Ｉ１よりも大き
くなる（図６（ａ）参照）。例えば図１３に示す従来例
では、このときスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２を
共にオフすると、スイッチング素子ＳＷ１２のボディダ
イオードに短時間にフライホイール電流が流れて、スイ
ッチング素子ＳＷ１２の温度上昇が促進され、最悪の場
合にはスイッチング素子ＳＷ１２を破壊に至らしめて放
電灯点灯装置の信頼性を引き下げることがある。スイッ
チング素子ＳＷ１２の破壊を防ぐため、サーマルプロテ
クタといった過熱保護素子を設けることがあるが、この
場合には加熱保護素子の誤動作を生じさせることがあ
り、温度上昇を緩和するために放熱面積を大きくした場
合には、放電灯点灯装置の小型軽量化の目的に適さない
こととなってしまう。

【００５２】さらに、上述のようなフライホイール電流
によって、エネルギーロスが生じ、回路効率が低減す
る。例えば、図１４（ｂ），（ｃ）に示すように、スイ
ッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２を、第１及び第２の休
止期間Ｔｄ１，Ｔｄ２を設けてそれぞれ交互にオン／オ
フさせると、インダクタＬ１０には、図１４（ａ）に示
すような電流ＩＬが流れる。第１及び第２の休止期間Ｔ
ｄ１，Ｔｄ２にインダクタＬ１０に流れる電流ＩＬは、
スイッチング素子ＳＷ１２のボディダイオードを介して
流れ、このボディダイオードでロスが生じる。また、第
１及び第２の休止期間Ｔｄ１，Ｔｄ２で電流ＩＬの値を
比べると、第１の休止期間Ｔｄ１で流れる電流ＩＬの値
の方が、第２の休止期間Ｔｄ２で流れる電流ＩＬの値よ
りも大きく、その結果、第１の休止期間Ｔｄ１のときの
ロス及び温度上昇は、第２の休止期間Ｔｄ２のときより
も大きくなる。

【００５３】このように第１の休止期間Ｔｄ１でのロス
は大きく、同期整流動作時に第１の休止期間Ｔｄ１を短
くすることによって、エネルギーロスをさらに低減する
ことができる。

【００５４】そこで本実施形態では、抵抗Ｒ１３，Ｒ１
４，Ｒｔ１のそれぞれの抵抗値およびコンデンサＣｔ１
の容量値を設定することにより単安定マルチＭＭ１から
出力される矩形波信号のパルス幅Ｗｍｍ１を短くし、第
１の休止期間Ｔｄ１を短くすることによって、第１の休
止期間Ｔｄ１の間に第２のスイッチング素子２のボディ
ダイオードＤ２に流れる電流量を抑制し、エネルギーロ
スをさらに低減している。また、エネルギーロスの多い
第１の休止期間を少なくとも第２の休止期間よりも短く
したときには、エネルギーロスを効率良く低減すること
ができる。 （実施形態２）本実施形態は、制御回路２０に特徴があ
り、それ以外の構成は実施形態１と共通するので、共通
する部分については同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００５５】本実施形態の制御回路２０は、図７に示す
ように、実施形態１のＰＷＭ制御用ＩＣ２２の代わりに
発振器２６及び発振器２６から出力される発振信号を入
力してハイサイド駆動用の矩形波信号を出力する単安定
マルチＭＭ３と、単安定マルチＭＭ３から出力される矩
形波信号を入力して、単安定マルチＭＭ１から出力され
る矩形波信号と比較するための比較用の矩形波信号を出
力する単安定マルチＭＭ４と、単安定マルチＭＭ１から
の矩形波信号と比較用の矩形波信号とが共に出力されて
いるとき、矩形波信号を単安定マルチＭＭ２の入力端Ｂ
に出力するＡＮＤ回路２７とを備えている。また、実施
形態１の比較部２４及びスイッチング素子ＳＷ６並びに
抵抗Ｒ１７，Ｒ１８の代わりに信号停止部３１を設け、
信号停止部３１は、レベル信号の電圧値に応じてローサ
イド駆動信号出力部２３ｂからのローサイド駆動用の矩
形波信号の出力を停止する。

【００５６】発振器２６は、一端を接地した抵抗Ｒｔ２
６およびコンデンサＣｔ２６が接続されて、抵抗Ｒｔ２
６の抵抗値およびコンデンサＣｔ２６の容量値から定ま
る発振周波数の矩形波信号を出力する。

【００５７】単安定マルチＭＭ３は、単安定マルチＭＭ
１，ＭＭ２と同様、電圧制御型の単安定マルチＭＭであ
って、一端を接地した抵抗Ｒｔ３およびコンデンサＣｔ
３が接続されている。抵抗Ｒｔ３の抵抗値及びコンデン
サＣｔ３の容量値は、それぞれ単安定マルチＭＭ１に接
続された抵抗Ｒｔ１の抵抗値及びコンデンサＣｔ１の容
量値と略等しくしている。また、単安定マルチＭＭ３の
入力端Ａには演算部２１の出力端、入力端Ｂには発振器
２６の出力端がそれぞれ接続され、出力端Ｃは単安定マ
ルチＭＭ１，ＭＭ４及びハイサイド駆動信号出力部２３
ａに接続されている。

【００５８】この単安定マルチＭＭ３は、入力端Ｂに発
振器２６からの発振信号が入力されると、発振信号の立
下りでトリガされて、入力端Ａに入力されるレベル信号
の電圧値及び抵抗Ｒｔ３の抵抗値ならびにコンデンサＣ
ｔ３の容量値に応じたパルス幅Ｗｍｍ３のハイサイド駆
動用の矩形波信号を出力端Ｃから出力する。

【００５９】単安定マルチＭＭ４は、他の単安定マルチ
ＭＭ１〜ＭＭ３と同様、電圧制御型の単安定マルチＭＭ
であって、一端を接地した抵抗Ｒｔ４およびコンデンサ
Ｃｔ４が接続されている。単安定マルチＭＭ４の入力端
Ａには抵抗Ｒ１９，Ｒ２０によって分圧されたコントロ
ール電圧Ｖｃ４が入力され、出力端ＣはＡＮＤ回路２７
の入力端に接続されている。

【００６０】この単安定マルチＭＭ４の入力端Ｂに単安
定マルチＭＭ３からの矩形波信号が入力されると、この
矩形波信号の立下りでトリガされて、入力端Ａに入力さ
れるコントロール電圧Ｖｃ４の電圧値及び抵抗Ｒｔ４の
抵抗値ならびにコンデンサＣｔ４の容量値に応じたパル
ス幅Ｗｍｍ４の矩形波信号を出力端Ｃから出力する。こ
こで、放電灯点灯装置の動作している間はコントロール
電圧Ｖｃ４の電圧値を一定にし、パルス幅Ｗｍｍ４を一
定に保つようにしている。

【００６１】単安定マルチＭＭ１の入力端Ａは、演算部
２１の出力端に接続され、出力端Ｃは単安定マルチＭＭ
４と同様にＡＮＤ回路２７の入力端に接続されている。
そしてＡＮＤ回路２７の出力端は、単安定マルチＭＭ２
の入力端Ｂに接続している。

【００６２】このような制御回路２０の動作について、
図８（ａ）〜（ｅ）に基づいて以下に説明する。

【００６３】図８（ａ）に示すように、単安定マルチＭ
Ｍ３からは、演算部２１のレベル信号に応じたパルス幅
Ｗｍｍ３、および発振器２６の発振周波数に対応する発
振周期Ｔａ２の矩形波信号が出力される。この矩形波信
号は、ハイサイド駆動信号出力部２３ａから第１のスイ
ッチング素子１に伝達され、第１のスイッチング素子１
はパルス幅Ｗｍｍ３の間オンする。

【００６４】次に、上述のハイサイド駆動用の矩形波信
号がトリガ信号として単安定マルチＭＭ１の入力端Ｂに
入力されると、図８（ｂ）に示すように、単安定マルチ
ＭＭ１からパルス幅Ｗｍｍ１の矩形波信号が出力され
る。このとき、単安定マルチＭＭ３に接続された抵抗Ｒ
ｔ３の抵抗値およびコンデンサＣｔ３の容量値を、単安
定マルチＭＭ１に接続された抵抗Ｒｔ２の抵抗値および
コンデンサＣｔ２の容量値と略等しくし、単安定マルチ
ＭＭ１，ＭＭ３のそれぞれの入力端Ａには、演算部２１
から出力されるレベル信号を共に入力して、単安定マル
チＭＭ１から出力される矩形波信号のパルス幅Ｗｍｍ１
と、単安定マルチＭＭ３から出力されるハイサイド駆動
用の矩形波信号のパルス幅Ｗｍｍ３とを、レベル信号に
応じて互いに略等しく変化させている。

【００６５】そして、単安定マルチＭＭ１から出力され
る矩形波信号と略同時に、単安定マルチＭＭ４からも、
図８（ｃ）に示すように、パルス幅Ｗｍｍ４の比較用の
矩形波信号が出力される。

【００６６】さらに、上述の単安定マルチＭＭ１，ＭＭ
４からそれぞれ矩形波信号が共に出力されているとき、
図８（ｄ）に示すように、ＡＮＤ回路２７から単安定マ
ルチＭＭ２にパルス幅Ｗ２７の矩形波信号が出力され、
この矩形波信号の立下りでトリガされて単安定マルチＭ
Ｍ２は、図８（ｅ）に示すように、パルス幅Ｗｍｍ２の
ローサイド駆動用の矩形波信号を出力する。このローサ
イド駆動用の矩形波信号は、ローサイド駆動信号出力部
２３ａにより第２のスイッチング素子２に伝達され、第
２のスイッチング素子２はパルス幅Ｗｍｍ２の間オンす
る。

【００６７】つまり、図８（ｄ）に示すＡＮＤ回路２７
から出力されるパルス幅Ｗ２７の矩形波信号が出力され
ている間は、第１のスイッチング素子１がオフしてから
第２のスイッチング素子２がオンするまで第１及び第２
のスイッチング素子１，２が共にオフする第１の休止期
間Ｔｄ１となる。そして、単安定マルチＭＭ２からの矩
形波信号の出力が停止してから、次に単安定マルチＭＭ
３から矩形波信号が出力されるまでの間は、第２のスイ
ッチング素子２がオフしてから第１のスイッチング素子
１をオンするまで第１及び第２のスイッチング素子１，
２が共にオフする第２の休止期間Ｔｄ２となる。

【００６８】ところで、図１３に示す従来例の同期整流
型の降圧回路を利用した放電灯点灯装置において、第１
及び第２の休止期間を設けてスイッチング素子ＳＷ１
１，ＳＷ１２を交互にオン／オフすると、放電灯Ｌａ１
の点灯初期にインダクタＬ１０に流れる電流ＩＬ１は、
図１６に示すように、電流値Ｉｐ１をピークにして振動
し、放電灯Ｌａ１の安定点灯時にインダクタＬ１０に流
れる電流ＩＬ２は、電流ＩＬ１の電流値よりも小さい電
流値Ｉｐ２をピークにして振動する。なお、インダクタ
Ｌ１０に流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２は、インダクタＬ１
０及びコンデンサＣ１０により平滑化されて放電灯Ｌａ
１には電流値ＩＬａ１，ＩＬａ２の電流が流れる。

【００６９】また、スイッチング素子ＳＷ１１をオフし
たときには、理想的な場合を除いて、しばらくの間電流
が流れ、オフされてから電流が流れなくなるまでに時間
Ｔｏｆｆを要する。放電灯Ｌａ１の点灯初期にスイッチ
ング素子ＳＷ１１をオフした場合、図１７に示すよう
に、スイッチング素子ＳＷ１１に流れる電流が電流値Ｉ
ｐ１から略０に至るまでに時間Ｔｏｆｆ１を要し、放電
灯Ｌａ１の安定点灯時にスイッチング素子ＳＷ１１をオ
フした場合には、図１８に示すように、スイッチング素
子ＳＷ１１に流れる電流が電流値Ｉｐ２から略０に至る
までに時間Ｔｏｆｆ２を要する。電流値Ｉｐ１は、電流
値Ｉｐ２よりも大きいため、時間Ｔｏｆｆ１は時間Ｔｏ
ｆｆ２よりも長くなる。このように放電灯Ｌａ１の状態
に応じて、スイッチング素子ＳＷ１１がオフしてから電
流が流れなくなるまでの時間Ｔｏｆｆは変動する。つま
り、放電灯Ｌａ１の状態に応じて第１のスイッチング素
子１がオフしてから電流が流れなくなるまでの時間は変
動し、この時間より第１の休止期間Ｔｄ１が短いと、直
流電源１０が短絡することとなってしまう。

【００７０】本実施形態では、単安定マルチＭＭ１の入
力端Ａに演算部２１から出力されるレベル信号を入力す
ることによって、単安定マルチＭＭ１からの矩形波信号
のパルス幅Ｗｍｍ１を放電灯Ｌａ１の状態に応じて変化
させ、ＡＮＤ回路２７は単安定マルチＭＭ４からの一定
のパルス幅Ｗｍｍ４よりも長くならない範囲で、パルス
幅Ｗｍｍ１と略等しいパルス幅Ｗ２７の矩形波信号を出
力し、このパルス幅Ｗ２７の矩形波信号が出力されてい
る間を第１の休止期間Ｔｄ１としているので、第１の休
止期間Ｔｄ１は放電灯Ｌａ１の状態に応じて変化する。

【００７１】そこで、例えばランプ電流ＩＬａの電流値
に応じて、第１の休止期間Ｔｄ１を第１のスイッチング
素子１がオフしてから電流が流れなくなるまでの時間よ
り長くすることによって、上述の従来例のように直流電
源１０が短絡するのを確実に防ぐことができる。

【００７２】さらに、第１の休止期間Ｔｄ１を、放電灯
Ｌａ１の状態に応じて短く変化させることによって、第
２のスイッチング素子２のボディダイオードＤ２に流れ
る電流によって生じるロスを低減することができ、ボデ
ィダイオードＤ２からの発熱を抑制して第２のスイッチ
ング素子２自体の破壊を防止し、信頼性を向上すること
ができる。その結果、放熱面積を大きくすることなく小
型化を図ることができる。

【００７３】またさらに、パルス幅Ｗｍｍ４を単安定マ
ルチＭＭ２から出力される矩形波信号のパルス幅Ｗｍｍ
２より小さくなるように、抵抗Ｒｔ４の抵抗値およびコ
ンデンサＣｔ４の容量値ならびにコントロール電圧Ｖｃ
４の電圧値を調整することで、第１の休止期間Ｔｄ１を
容易に第２の休止期間Ｔｄ２よりも短くすることがで
き、エネルギーロスを効率良く低減することができる。 （実施形態３）本実施形態における基本構成は実施形態
２と共通するために共通する部分については同一の符号
を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分に
ついてのみ詳細に説明する。

【００７４】本実施形態の放電灯点灯装置には、図９に
示すように、実施形態１又は２の直流点灯型の放電灯Ｌ
ａ１の代わりに交流点灯型の放電灯Ｌａ２が備えられ、
ランプ電流の電流経路に例えばＦＥＴなどのスイッチン
グ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を有して、それぞれのスイッチン
グ素子ＳＷ１〜ＳＷ４をオン／オフすることにより放電
灯Ｌａ２に交番した電圧を印加する極性反転回路１５が
設けられている。

【００７５】スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４の直列回
路と、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ２の直列回路と
は、電圧検出回路１３に並列接続され、スイッチング素
子ＳＷ１，ＳＷ４の接続点とスイッチング素子ＳＷ３，
ＳＷ２の接続点との間に、トランスＴ２の２次巻線Ｔ２
ｂと放電灯Ｌａ２の直列回路が接続されている。

【００７６】また、制御回路２０は、図１０に示すよう
に、所定の周波数の発振信号を出力する発振器２８と、
発振器２８から出力される発振信号に応じてスイッチン
グ素子ＳＷ１，ＳＷ４を交互にオン／オフするドライバ
２９ａと、発振器２８から出力される発振信号を反転す
るインバータ３０と、発振器２８から出力されてインバ
ータ３０で反転された信号に応じてスイッチング素子Ｓ
Ｗ２，ＳＷ３を交互にオン／オフするドライバ２９ｂと
を具備している。

【００７７】制御回路２０によりスイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２が共にオンされ、スイッチング素子ＳＷ３，
ＳＷ４が共にオフされたときには、スイッチング素子Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２を介してトランスＴ２の二次巻線Ｔ２ｂか
ら放電灯Ｌａ２に電流が流れるとともに、スイッチング
素子ＳＷ１，ＳＷ２が共にオフされ、スイッチング素子
ＳＷ３，ＳＷ４が共にオンされたときには、逆にスイッ
チング素子ＳＷ３，ＳＷ４を介して放電灯Ｌａ２からト
ランスＴ２の二次巻線Ｔ２ｂに電流が流れる。このよう
に、制御回路２０は、１対のスイッチング素子ＳＷ１，
ＳＷ２と、１対のスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４とを
それぞれ各対で交互にオン／オフすることによって、放
電灯Ｌａ２に交番した電圧を印加する。

【００７８】なお、上述のような極性反転回路１５の動
作及び制御方法については、従来周知の技術のため詳細
な説明は省略する。

【００７９】本実施形態では、極性反転回路１５を設け
たことによって、放電灯Ｌａ２に交番した電圧を印加す
るようにしたことによって、交流点灯型の放電灯Ｌａ２
を点灯させることができる。

【００８０】ところで、本実施形態では極性反転回路１
５を４つのスイッチング素子から成るフルブリッジ回路
としたが、２つのスイッチング素子を備えたハーフブリ
ッジ回路や、一石式の回路としても良い。

【００８１】

【発明の効果】請求項１の発明は、直流電源と、ダイオ
ードをそれぞれ逆並列に接続し、直流電源に直列接続す
る第１及び第２のスイッチング素子の直列回路と、第２
のスイッチング素子に並列接続するインダクタおよびコ
ンデンサの直列回路と、コンデンサに並列接続する放電
灯と、第１及び第２のスイッチング素子をオン／オフす
る制御手段とを備え、制御手段は、少なくとも放電灯の
始動時、第２のスイッチング素子をオフに固定するの
で、第２のスイッチング素子を少なくとも放電灯の始動
時にオフに固定することによって、第１のスイッチング
素子をオフしたときに流れる振動電流を第２のスイッチ
ング素子に逆並列に接続されたダイオードに流して振動
電流の電流値を抑えることができ、過渡的な過電圧の発
生を抑制して放電灯の破損を防止するとともに、安定点
灯時には第２のスイッチング素子のオフの固定を解除し
て、第１及び第２のスイッチング素子を交互にオン／オ
フする同期整流動作に切り換えてエネルギーロスの低減
を図ることができるという効果がある。

【００８２】請求項２の発明は、制御手段は、放電灯の
始動時から、ランプ電流およびランプ電圧ならびにラン
プ電力のうち少なくとも１つの値が所望の値に達すると
きまで、第２のスイッチング素子をオフに固定するの
で、ランプ電流およびランプ電圧ならびにランプ電力の
うち少なくとも１つの値から放電灯の始動時を判別し、
この判別結果に応じて第２のスイッチング素子のオフの
固定を解除して同期整流動作に切り換え、エネルギーロ
スの低減を図ることができるという効果がある。

【００８３】請求項３の発明は、制御手段は、第１のス
イッチング素子がオフしてから第２のスイッチング素子
がオンするまで第１及び第２のスイッチング素子が共に
オフする第１の休止期間と、第２のスイッチング素子が
オフしてから第１のスイッチング素子がオンするまで第
１及び第２のスイッチング素子が共にオフする第２の休
止期間とを設けて、第１及び第２のスイッチング素子を
それぞれ交互にオン／オフするとともに、放電灯の状態
に応じて第１の休止期間を変化させるので、第１の休止
期間を放電灯の状態に応じて変化させることによって、
第１及び第２のスイッチング素子が共にオンして直流電
源が短絡するの確実に防ぎつつ、第２のスイッチング素
子に逆並列に接続されたダイオードに流れる電流によっ
て生じるエネルギーロスを低減することができ、またダ
イオードからの発熱を抑制してダイオード自体の破壊を
防止し、信頼性を向上することができ、その結果、放熱
面積を大きくすることなく小型化を図ることができると
いう効果がある。

【００８４】請求項４の発明は、制御手段は、第１の休
止期間を、第１のスイッチング素子をオフしてから第１
のスイッチング素子に電流が流れないようになるまでの
時間より長くするので、直流電源が短絡するのを確実に
防ぐことができるという効果がある。

【００８５】請求項５の発明は、制御手段は、第１の休
止期間を少なくとも第２の休止期間よりも短くするの
で、エネルギーロスを効率良く低減することができると
いう効果がある。

【００８６】請求項６の発明は、放電灯はＨＩＤランプ
であるので、請求項１〜５の何れかの発明と同様の効果
を奏する。

【００８７】請求項７の発明は、ランプ電流の電流経路
に１乃至複数個のスイッチング素子を有し、それぞれの
スイッチング素子をオン／オフすることにより放電灯に
交番した電圧を印加する極性反転回路を備えたので、請
求項１〜６の何れかの発明と同様の効果を奏する。

【００８８】請求項８の発明は、高圧パルスを発生して
放電灯を始動させるイグナイタ回路を備えたので、放電
灯を点灯し易くすることができるという効果がある。

【００８９】請求項９の発明は、第１のスイッチング素
子は、直流電源の正極側に接続され、第２のスイッチン
グ素子は、直流電源の負極側に接続されたので、請求項
１〜８の何れか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を示す回路図である。

【図２】同上の制御回路を示す回路図である。

【図３】同上の単安定マルチバイブレータの使用例を示
す回路図である。

【図４】同上の単安定マルチバイブレータの動作説明図
である。

【図５】同上の制御回路の動作説明図である。

【図６】同上の動作説明図である。

【図７】実施形態２の制御回路を示す回路図である。

【図８】同上の制御回路の動作説明図である。

【図９】実施形態３を示す回路図である。

【図１０】同上の制御回路を示す回路図である。

【図１１】従来例を示す回路図である。

【図１２】同上の動作説明図である。

【図１３】同上の他の回路図である。

【図１４】同上の動作説明図である。

【図１５】同上の他の動作説明図である。

【図１６】同上のインダクタに流れる電流を示す説明図
である。

【図１７】同上のスイッチング素子に流れる電流を示す
説明図である。

【図１８】同上のスイッチング素子に流れる電流を示す
他の説明図である。

【符号の説明】

１，２ スイッチング素子 １０ 直流電源 １１ 平滑回路 １２ イグナイタ起動回路 １３ 電圧検出回路 １４ イグナイタ回路 ２０ 制御部 Ｃ コンデンサ Ｄ１，Ｄ２ ボディダイオード Ｌ インダクタ Ｌａ１ 放電灯

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、ダイオードをそれぞれ逆並
   列に接続し、直流電源に直列接続する第１及び第２のス
   イッチング素子の直列回路と、第２のスイッチング素子
   に並列接続するインダクタおよびコンデンサの直列回路
   と、コンデンサに並列接続する放電灯と、第１及び第２
   のスイッチング素子をオン／オフする制御手段とを備
   え、制御手段は、少なくとも放電灯の始動時に第２のス
   イッチング素子をオフに固定することを特徴とする放電
   灯点灯装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、放電灯の始動時から、ラン
   プ電流およびランプ電圧ならびにランプ電力のうち少な
   くとも１つの値が所望の値に達するときまで、第２のス
   イッチング素子をオフに固定することを特徴とする請求
   項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 制御手段は、第１のスイッチング素子が
   オフしてから第２のスイッチング素子がオンするまで第
   １及び第２のスイッチング素子が共にオフする第１の休
   止期間と、第２のスイッチング素子がオフしてから第１
   のスイッチング素子がオンするまで第１及び第２のスイ
   ッチング素子が共にオフする第２の休止期間とを設け
   て、第１及び第２のスイッチング素子をそれぞれ交互に
   オン／オフするとともに、放電灯の状態に応じて第１の
   休止期間を変化させ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。
4. 【請求項４】 制御手段は、第１の休止期間を、第１の
   スイッチング素子をオフしてから第１のスイッチング素
   子に電流が流れないようになるまでの時間より長くする
   ことを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 制御手段は、第１の休止期間を少なくと
   も第２の休止期間よりも短くすることを特徴とする請求
   項３又は４記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 放電灯はＨＩＤランプであることを特徴
   とする請求項１〜５の何れかに記載の放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 ランプ電流の電流経路に１乃至複数個の
   スイッチング素子を有し、それぞれのスイッチング素子
   をオン／オフすることにより放電灯に交番した電圧を印
   加する極性反転回路を備えたことを特徴とする請求項１
   〜６の何れかに記載の放電灯点灯装置。
8. 【請求項８】 高圧パルスを発生して放電灯を始動させ
   るイグナイタ回路を備えたことを特徴とする請求項１〜
   ７の何れかに記載の放電灯点灯装置。
9. 【請求項９】 第１のスイッチング素子は、直流電源の
   正極側に接続され、第２のスイッチング素子は、直流電
   源の負極側に接続されたことを特徴とする請求項１〜８
   の何れかに記載の放電灯点灯装置。