JP2002008880A

JP2002008880A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002008880A
Application number: JP2000191990A
Authority: JP
Inventors: Naoki Komatsu; 直樹小松; Takeshi Kamoi; 武志鴨井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】高圧パルス電圧による放電灯の絶縁破壊後
に、放電灯へアーク放電のための押し込みエネルギーを
十分に供給し、スムーズにアーク放電に移行させること
ができる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】交流電源Ｖｓと、交流電源Ｖｓの交流出
力を整流して所定電圧の直流を出力する直流電源回路１
と、直流電源回路１の出力電圧が所定の電圧となるよう
直流電源回路１を制御する直流電源制御回路２と、少な
くとも放電灯とインダクタとコンデンサとで構成される
負荷回路５と、直流電源回路１の直流出力の極性を周期
的に反転させた低周波の矩形波電力を負荷回路５に供給
する極性反転回路３と、所定の電力を負荷回路５に供給
するように極性反転回路３を制御する極性反転制御回路
４とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯を矩形波で
点灯させる高輝度放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３に示す従来の放電灯点灯装置は、
直流電圧Ｅを出力する直流電圧源Ｖｅからなる直流電源
回路１と、インダクタＬ１、インダクタＬ１に直列に接
続されるコンデンサＣ１、コンデンサＣ１に並列に接続
される放電灯ｌａとランプ電流検出用抵抗Ｒ１との直列
回路とからなる負荷回路５と、直流電源Ｖｅに並列に接
続されるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路とコン
デンサＣ３、Ｃ４の直列回路とからなり、スイッチング
素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフさせることで直流電
源Ｖｅの直流出力の極性を周期的に反転させた矩形波電
力を負荷回路５に供給する極性反転回路３と、放電灯ｌ
ａのランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路４１、抵
抗Ｒ１の電圧を検出することで放電灯ｌａのランプ電流
を検出するランプ電流検出回路４２、ランプ電圧検出回
路４１とランプ電流検出回路４２との各検出信号を入力
して放電灯ｌａのランプ電力信号を出力するランプ電力
検出回路４３、及びランプ電力検出回路４３から出力さ
れるランプ電力信号に応じたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ
２のオン・オフ駆動信号を出力する駆動回路４４からな
る極性反転制御回路４とから構成されている。コンデン
サＣ３、Ｃ４には各々直流電源回路１の出力直流電圧Ｅ
を分圧した電圧Ｅ／２が印加されている。

【０００３】次に、前記従来の放電灯点灯装置の動作に
ついて説明する。放電灯ｌａが始動する際の放電灯非点
灯時には、極性反転制御回路４は、図１４（ａ）のスイ
ッチング素子Ｑ１の駆動信号波形１００とスイッチング
素子Ｑ２の駆動信号波形１０１とに示すように、スイッ
チング素子Ｑ１のオン期間ｔ１がスイッチング素子Ｑ２
のオン期間ｔ２より長くなる期間Ｔ３と、スイッチング
素子Ｑ２のオン期間ｔ４がスイッチング素子Ｑ１のオン
期間ｔ３より長くなる期間Ｔ４とを交互に生成するよう
に、スイッチング周波数が略数十ＫＨｚの高周波動作で
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフさせる
ので、図１４（ｄ）の放電灯ｌａの両端電圧波形１０４
に示すように放電灯ｌａの両端には、期間Ｔ３において
絶対値電圧Ｖｄｃ１＝Ｅ／２×（ｔ１−ｔ２）を有する
正の電圧が印加され、期間Ｔ４においては絶対値電圧Ｖ
ｄｃ２＝Ｅ／２×（ｔ４−ｔ３）を有する負の電圧が印
加され、期間Ｔ３と期間Ｔ４とを交互に繰り返すことで
放電灯ｌａ両端には、低周波矩形波電圧が印加される。
ここで、期間Ｔ３と期間Ｔ４とは交互に繰り返すことで
数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電圧を発生するように設
定される。図１４（ｃ）の波形１０３は、期間Ｔ３にお
けるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３＝ｔ１
／（ｔ１＋ｔ２）×１００と、期間Ｔ４におけるスイッ
チング素子Ｑ２のオンデューティＤ４＝ｔ４／（ｔ３＋
ｔ４）×１００とを示し、本従来例では、期間Ｔ３にお
けるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３と期間
Ｔ４におけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ
４とは一定値で等しくなっているので、図１４（ｄ）に
示す放電灯の両端電圧波形１０４の期間Ｔ３における直
流電圧成分の絶対値電圧Ｖｄｃ１と、期間Ｔ４における
直流電圧成分の絶対値電圧Ｖｄｃ２とは一定値で等しく
なる。また、図１４（ｂ）の波形１０２はスイッチング
素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を示し、期間Ｔ３
及び期間Ｔ４内において、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
のスイッチング周波数は周波数ｆ１〜ｆ２までの周波数
範囲Δｆを所定時間かけて連続的に変化している。この
時、周波数ｆ１と周波数ｆ２との間に、負荷回路５のイ
ンダクタＬ１のインダクタンス値をＬ、コンデンサＣ１
のキャパシタンス値をＣとした時のインダクタＬ１とコ
ンデンサＣ１との共振周波数ｆ０＝１／｛２×π×√
（Ｌ×Ｃ）｝を含むように設定されるので、スイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を変化させてい
って、波形１０２が共振周波数ｆ０と等しくなる時に、
図１４（ｄ）の波形１０４に示すように共振周波数ｆ０
で極大となる高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が直流電圧
成分に重畳されて、高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が放
電灯ｌａに印加される。

【０００４】本従来例では、期間Ｔ３、Ｔ４の両方の期
間にて各々高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２を発生させて
いるが、期間Ｔ３または期間Ｔ４のいずれか一方の期間
のみで高圧パルス電圧を発生させる場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の放電灯点灯
装置は、放電灯が始動する際の放電灯非点灯時には、イ
ンダクタ、コンデンサ等からなる負荷回路にスイッチン
グ素子のスイッチング周波数を変化させて高圧パルス電
圧を発生させ、その高圧パルス電圧を放電灯に印加して
放電灯を絶縁破壊させ、同時に放電灯に印加される低周
波の矩形波電圧でアーク放電にスムーズに移行させよう
というものであるが、より放電灯の始動性を向上させる
には、放電灯を絶縁破壊した後、アーク放電へ移行させ
るための押し込みエネルギー、この場合矩形波電圧の直
流電圧成分を十分に供給する必要がある。

【０００６】本発明は、上記事由に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、高圧パルス電圧による放電灯の絶
縁破壊後に、放電灯へアーク放電のための押し込みエネ
ルギーを十分に供給し、スムーズにアーク放電に移行さ
せることができる放電灯点灯装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、少な
くとも放電灯とインダクタとコンデンサとで構成される
負荷回路と、放電灯に低周波の矩形波電力を供給する矩
形波発生手段と、放電灯を始動させるためにインダクタ
とコンデンサとの共振作用により前記矩形波電力の周波
数より高周波の高電圧を発生させる高周波電源手段とを
具備し、放電灯が始動する際の放電灯非点灯時には、前
記矩形波発生手段により発生する低周波の矩形波電圧
に、前記高周波電源手段と、インダクタとコンデンサと
の共振作用とにより発生する放電灯始動用の高電圧を重
畳させるものであって、前記矩形波発生手段は前記高周
波電源手段により発生する高周波電圧の１周期中の正極
の期間と負極の期間との差に応じた絶対値電圧を有する
矩形波電圧を出力する放電灯点灯装置において、放電灯
が始動する際の放電灯非点灯時には、前記矩形波発生手
段により発生する矩形波電圧の正極と負極との絶対値電
圧が互いに異なるように、前記高周波電源手段により発
生する高周波電圧の１周期中の正極の期間と負極の期間
とを前記矩形波電圧の極性に応じて変化させることを特
徴とし、高圧パルス電圧による放電灯の絶縁破壊後に、
放電灯へアーク放電のための押し込みエネルギーを十分
に供給し、スムーズにアーク放電に移行させることがで
きる。

【０００８】請求項２の発明は、少なくとも放電灯とイ
ンダクタとコンデンサとで構成される負荷回路と、放電
灯に低周波の矩形波電力を供給する矩形波発生手段と、
放電灯を始動させるためにインダクタとコンデンサとの
共振作用により前記矩形波電力の周波数より高周波の高
電圧を発生させる高周波電源手段とを具備し、放電灯が
始動する際の放電灯非点灯時には、前記矩形波発生手段
により発生する低周波の矩形波電圧に、前記高周波電源
手段と、インダクタとコンデンサとの共振作用とにより
発生する放電灯始動用の高電圧を重畳させるものであっ
て、前記矩形波発生手段は前記高周波電源手段により発
生する高周波電圧の１周期中の正極の期間と負極の期間
との差に応じた絶対値電圧を有する矩形波電圧を出力す
る放電灯点灯装置において、放電灯が始動する際の放電
灯非点灯時には、前記高周波電源手段により発生する高
周波電圧の１周期中の正極の期間と負極の期間とは、前
記矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の極性によ
って異なることを特徴とし、高圧パルス電圧による放電
灯の絶縁破壊後に、放電灯へアーク放電のための押し込
みエネルギーを十分に供給し、スムーズにアーク放電に
移行させることができる。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯時に、
高周波電源手段と、インダクタとコンデンサとの共振作
用とにより発生する放電灯始動用の高電圧は、矩形波電
圧の正・負極性の内、少なくとも一方の極性の後半部に
重畳することを特徴とし、高圧パルス電圧による放電灯
の絶縁破壊後すぐに、放電灯へアーク放電のための押し
込みエネルギーを十分に供給し、スムーズにアーク放電
に移行させることができる。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、高周波電源手段により発生する高周波電圧の１周
期中の正極の期間と負極の期間とは、矩形波発生手段に
より発生する矩形波電圧の正極の期間と負極の期間との
内、前半の期間における矩形波電圧の絶対値電圧が後半
の期間における矩形波電圧の絶対値電圧より高くなるよ
うな期間としたことを特徴とし、高圧パルス電圧による
放電灯の絶縁破壊後に、放電灯へアーク放電のための押
し込みエネルギーを十分に供給し、スムーズにアーク放
電に移行させることができる。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧が一方
の極性である時間と他方の極性である時間とは、互いに
異なることを特徴とし、高圧パルス電圧による放電灯の
絶縁破壊後に、放電灯ｌａの実効値電圧を増加させるこ
となく、放電灯へアーク放電のための押し込みエネルギ
ーを十分に供給し、スムーズにアーク放電に移行させる
ことができる。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の正負
極性の内、少なくとも一方の極性において、前記一方の
極性である期間の後半部分における矩形波電圧の絶対値
電圧は、前記一方の極性である期間の前半部分における
矩形波電圧の絶対値電圧よりも高いことを特徴とし、高
圧パルス電圧による放電灯の絶縁破壊後すぐに、放電灯
へアーク放電のための押し込みエネルギーを十分に供給
し、スムーズにアーク放電に移行させることができ、ま
た点灯する確率を上げることができる。

【００１３】請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の正負
極性の内、少なくとも一方の極性において、矩形波電圧
の絶対値電圧がゼロボルトになることを特徴とし、放電
灯を絶縁破壊するためのより高い高圧パルス電圧を発生
させて、放電灯の絶縁破壊を確実に行うことができる。

【００１４】請求項８の発明は、請求項１または２の発
明において、負荷回路は、放電灯とコンデンサとの並列
回路と、前記並列回路に直列に接続されたインダクタか
らなることを特徴とし、コンデンサとインダクタを各々
１個ずつ有する共振回路を用いた負荷回路に適用でき
る。

【００１５】請求項９の発明は、請求項１または２の発
明において、負荷回路は、放電灯と第１のコンデンサと
の並列回路に直列に接続された第１のインダクタとから
なる回路に並列に接続された第２のコンデンサとからな
る回路に直列に接続された第２のインダクタとからなる
ことを特徴とし、コンデンサとインダクタを各々２個ず
つ有する共振回路を用いた負荷回路に適用できる。

【００１６】請求項１０の発明は、請求項１または２の
発明において、矩形波発生手段は、２つのコンデンサの
直列回路と、２つのスイッチング素子の直列回路とを並
列に接続した回路から構成され、前記２つのコンデンサ
の接続中点と、前記２つのスイッチング素子の接続中点
との間に、負荷回路が接続されることを特徴とし、矩形
波発生手段にフルブリッジ回路を用いることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】（実施形態１）図１は本実施形態１を示す
ブロック図であり、交流電源Ｖｓと、交流電源Ｖｓの交
流出力を整流して所定電圧の直流を出力する直流電源回
路１と、直流電源回路１の出力電圧が所定の電圧となる
よう直流電源回路１を制御する直流電源制御回路２と、
少なくとも放電灯とインダクタとコンデンサとで構成さ
れる負荷回路５と、直流電源回路１の直流出力の極性を
周期的に反転させた低周波の矩形波電力を負荷回路５に
供給する極性反転回路３と、所定の電力を負荷回路５に
供給するように極性反転回路３を制御する極性反転制御
回路４とから構成される。

【００１９】図２は図１の具体的な回路構成図を示す。
直流電源回路１は、交流電源Ｖｓの交流出力を整流する
整流器ＤＢと、整流器ＤＢで整流された出力を所定の電
圧にまで昇圧する昇圧チョッパ回路１０とからなり、昇
圧チョッパ回路１０は、整流器ＤＢの出力に直列に接続
されたチョークコイルＬ０とダイオードＤ０との直列回
路と、チョークコイルＬ０を介して整流器ＤＢに並列に
接続されたスイッチング素子Ｑ０とからなる。直流電源
制御回路２は、直流電源回路１の出力電圧が所定の電圧
Ｅとなるようにスイッチング素子Ｑ０をオン・オフさせ
る駆動信号を出力する。そして、インダクタＬ１、イン
ダクタＬ１に直列に接続されるコンデンサＣ１、コンデ
ンサＣ１に並列に接続される放電灯ｌａとランプ電流検
出用抵抗Ｒ１との直列回路とからなる負荷回路５と、直
流電源回路１の出力に並列に接続されるスイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２の直列回路とコンデンサＣ３、Ｃ４の直列
回路とからなり、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互に
オン・オフさせることで直流電源回路１の直流出力の極
性を周期的に反転させた低周波の矩形波電力を負荷回路
５に供給する極性反転回路３と、放電灯ｌａのランプ電
圧を検出するランプ電圧検出回路４１、抵抗Ｒ１の電圧
を検出することで放電灯ｌａのランプ電流を検出するラ
ンプ電流検出回路４２、ランプ電圧検出回路４１とラン
プ電流検出回路４２との各検出信号を入力して放電灯ｌ
ａのランプ電力信号を出力するランプ電力検出回路４
３、及びランプ電力検出回路４３から出力されるランプ
電力信号に応じたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン・
オフ駆動信号を出力する駆動回路４４からなる極性反転
制御回路４とから構成されている。コンデンサＣ３、Ｃ
４には各々直流電源回路１の出力電圧Ｅを分圧した電圧
Ｅ／２が印加されている。

【００２０】放電灯ｌａが定常状態にある場合の、本実
施形態１の動作を図４に示す。放電灯ｌａが定常状態時
には、極性反転制御回路４は、図４（ａ）のスイッチン
グ素子Ｑ１の駆動信号波形１１０とスイッチング素子Ｑ
２の駆動信号波形１１１とに示すように、スイッチング
素子Ｑ２をオフ状態にし、スイッチング素子Ｑ１をラン
プ電力検出回路４３から出力されるランプ電力信号に応
じたオン期間ｔ１を有し、且つスイッチング周波数が略
数十ＫＨｚの高周波動作でオン・オフさせる期間Ｔ１
と、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態にし、スイッチン
グ素子Ｑ２をランプ電力検出回路４３から出力されるラ
ンプ電力信号に応じたオン期間ｔ２を有し、且つスイッ
チング周波数が略数十ＫＨｚの高周波動作でオン・オフ
させる期間Ｔ２とを交互に繰り返すことで、図４（ａ）
の放電灯ｌａの両端電圧波形１１４に示すように放電灯
ｌａの両端には数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電圧が印
加される。この時、期間Ｔ１と期間Ｔ２とは交互に繰り
返すことで数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電圧を発生す
るように設定されている。また、図４（ｂ）のスイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数１１２に示す
ようにスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波
数１１２は略数十ＫＨｚの一定値に維持され、図４
（ｃ）に示すようにスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン
幅は、極性反転制御回路４で検出した放電灯ｌａのラン
プ電圧とランプ電流とから得たランプ電力に応じて変化
する。上記の動作により放電灯ｌａの両端には、図４
（ｄ）の放電灯ｌａの両端電圧波形１１４に示すよう
に、放電灯ｌａのランプ電力に応じた絶対値電圧Ｖｌａ
を有する低周波矩形波電圧が印加される。

【００２１】次に、放電灯ｌａが始動する際の放電灯非
点灯時の本実施形態１の動作を図３に示す。まず、極性
反転制御回路４は、図３（ａ）のスイッチング素子Ｑ１
の駆動信号波形１００とスイッチング素子Ｑ２の駆動信
号波形１０１とに示すように、スイッチング素子Ｑ１の
オン期間ｔ１がスイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２よ
り長くなる期間Ｔ３と、スイッチング素子Ｑ２のオン期
間ｔ４がスイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ３より長く
なる期間Ｔ４とを交互に生成するように、スイッチング
周波数が略数十ＫＨｚの高周波動作でスイッチング素子
Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフさせるので、図３（ｄ）
の放電灯ｌａの両端電圧波形１０４に示すように放電灯
ｌａの両端には、期間Ｔ３において絶対値電圧Ｖｄｃ１
＝Ｅ／２×（ｔ１−ｔ２）を有する正の直流電圧が印加
され、期間Ｔ４においては絶対値電圧Ｖｄｃ２＝Ｅ／２
×（ｔ４−ｔ３）を有する負の直流電圧が印加され、期
間Ｔ３と期間Ｔ４とを交互に繰り返すことで放電灯ｌａ
両端には、低周波矩形波電圧が印加される。ここで期間
Ｔ３と期間Ｔ４とは、交互に繰り返すことで数十〜数百
Ｈｚの低周波矩形波電圧を発生するように設定されてい
る。図３（ｃ）の波形１０３は、期間Ｔ３におけるスイ
ッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３＝ｔ１／（ｔ１
＋ｔ２）×１００と、期間Ｔ４におけるスイッチング素
子Ｑ２のオンデューティＤ４＝ｔ４／（ｔ３＋ｔ４）×
１００とを示し、本実施形態１では、期間Ｔ３における
スイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３と期間Ｔ４
におけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４と
はともに５０％以上に設定され、且つ期間Ｔ３における
スイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３は期間Ｔ４
におけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４よ
りも小さく設定されるので、図３（ｄ）に示す放電灯ｌ
ａの両端電圧波形１０４の期間Ｔ３における直流電圧成
分の絶対値電圧Ｖｄｃ１は、期間Ｔ４における直流電圧
成分の絶対値電圧Ｖｄｃ２よりも小さくなる。また、図
３（ｂ）の波形１０２はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の
スイッチング周波数を示し、期間Ｔ３及び期間Ｔ４内に
おいて、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周
波数は周波数ｆ１〜ｆ２までの周波数範囲Δｆを所定時
間かけて連続的に変化している。ここで、周波数ｆ１と
周波数ｆ２との間に、負荷回路５のインダクタＬ１のイ
ンダクタンス値をＬ、コンデンサＣ１のキャパシタンス
値をＣとした時のインダクタＬ１とコンデンサＣ１との
共振周波数ｆ０＝１／｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝を含む
ように設定しているので、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
のスイッチング周波数を変化させていくと、波形１０２
が共振周波数ｆ０と等しくなる時に、図３（ｄ）の波形
１０４に示すように共振周波数ｆ０で極大となる高圧パ
ルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が直流電圧成分に重畳されて、
高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が放電灯ｌａに印加され
る。この時、高圧パルス電圧Ｖｐ１は、期間Ｔ３におけ
るスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３が５０％
に近づくほど高圧で発生し、高圧パルス電圧Ｖｐ２は、
期間Ｔ４におけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューテ
ィＤ４が５０％に近づくほど高圧で発生するので、本実
施形態１では、期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１
のオンデューティＤ３は期間Ｔ４におけるスイッチング
素子Ｑ２のオンデューティＤ４よりも５０％に近いの
で、図３（ｄ）に示す高圧パルス電圧Ｖｐ１は高圧パル
ス電圧Ｖｐ２よりも大きくなる。

【００２２】このように本実施形態１では、放電灯ｌａ
が始動する際の放電灯非点灯時には、低周波矩形波電圧
の一方の極である期間Ｔ３で発生させた高い高圧パルス
電圧Ｖｐ１で放電灯ｌａの絶縁破壊を行ない、低周波矩
形波電圧の他方の極である期間Ｔ４で発生させた高い直
流電圧成分Ｖｄｃ２でアーク放電に移行するための十分
なエネルギーを放電灯ｌａに供給することができる。

【００２３】なお、本実施形態１では、負荷回路５を各
々１つずつのインダクタ、コンデンサ、放電灯で構成し
たが、図５の回路構成図に示すように負荷回路５を２つ
のインダクタＬ１、Ｌ２と、２つのコンデンサＣ１、Ｃ
２と、１つの放電灯ｌａで構成しても同様の効果を得る
ことができる。

【００２４】さらに、図７（ｂ）のスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２のスイッチング周波数１０２に示すように、ス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を、周
波数ｆ１〜ｆ２まで変化させる動作を、期間Ｔ３及びＴ
４において各々３回ずつ繰り返せば、図７（ｄ）の放電
灯両端電圧波形１０４に示すように高圧パルス電圧Ｖｐ
１、Ｖｐ２が期間Ｔ３及びＴ４において各々３回ずつ発
生し、放電灯ｌａの絶縁破壊性能がさらに向上する。図
７では、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周
波数を周波数ｆ１〜ｆ２まで変化させる動作を各期間に
おいて３回ずつ繰り返しているが、２回以上であれば何
回繰り返してもよい。図７（ａ）及び図７（ｃ）は、図
３（ａ）及び図３（ｃ）と同様のため説明は省略する。

【００２５】また、図２に示す本実施形態１では、極性
反転回路３をハーフブリッジ構成としているが、図６の
回路構成図に示すように極性反転回路３をスイッチング
素子Ｑ１〜Ｑ４からなるフルブリッジ構成とし、直流電
源回路１の出力に平滑コンデンサＣ０を配置しても同様
の効果を得ることができる。

【００２６】（実施形態２）本実施形態２の回路構成
は、実施形態１で説明した図２と同様であり、放電灯が
定常点灯時の動作も実施形態１で説明した図４の動作説
明図と同様のため説明は省略する。

【００２７】放電灯ｌａが始動する際の放電灯非点灯時
の本実施形態２の動作を図８に示す。放電灯ｌａが始動
する際の放電灯非点灯時には、極性反転制御回路４は、
図８（ａ）のスイッチング素子Ｑ１の駆動信号波形１０
０とスイッチング素子Ｑ２の駆動信号波形１０１とに示
すように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ１がスイ
ッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２より長くなる期間Ｔ３
と、スイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ４がスイッチン
グ素子Ｑ１のオン期間ｔ３より長くなる期間Ｔ４とを交
互に生成するように、スイッチング周波数が略数十ＫＨ
ｚの高周波動作でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互に
オン・オフさせるので、図８（ｄ）の放電灯ｌａの両端
電圧波形１０４に示すように放電灯ｌａの両端には、期
間Ｔ３において絶対値電圧Ｖｄｃ１＝Ｅ／２×（ｔ１−
ｔ２）を有する正の直流電圧が印加され、期間Ｔ４にお
いては絶対値電圧Ｖｄｃ２＝Ｅ／２×（ｔ４−ｔ３）を
有する負の直流電圧が印加され、期間Ｔ３と期間Ｔ４と
を交互に繰り返すことで放電灯ｌａ両端には、数十〜数
百Ｈｚの低周波矩形波電圧が印加される。ここで、略１
／２ずつに分割された前半期間Ｔ３１と後半期間Ｔ３２
とから構成される期間Ｔ３と略１／２ずつに分割された
前半期間Ｔ４１と後半期間Ｔ４２とから構成される期間
Ｔ４とは、交互に繰り返すことで数十〜数百Ｈｚの低周
波矩形波電圧を発生するように設定されている。図８
（ｃ）の波形１０３は、期間Ｔ３におけるスイッチング
素子Ｑ１のオンデューティＤ３＝ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）
×１００と、期間Ｔ４におけるスイッチング素子Ｑ２の
オンデューティＤ４＝ｔ４／（ｔ３＋ｔ４）×１００と
を示し、本実施形態２では、期間Ｔ３におけるスイッチ
ング素子Ｑ１のオンデューティＤ３と期間Ｔ４における
スイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４とはともに
５０％以上に設定され、且つ期間Ｔ３におけるスイッチ
ング素子Ｑ１のオンデューティＤ３は期間Ｔ４における
スイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４よりも小さ
く設定されるので、図８（ｄ）に示す放電灯ｌａの両端
電圧波形１０４の期間Ｔ３における直流電圧成分の絶対
値電圧Ｖｄｃ１は、期間Ｔ４における直流電圧成分の絶
対値電圧Ｖｄｃ２よりも小さくなる。また、図８（ｂ）
の波形１０２はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチ
ング周波数を示し、期間Ｔ３及び期間Ｔ４内において、
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数は周
波数ｆ１〜ｆ２までの周波数範囲Δｆを所定時間かけて
連続的に変化している。ここで、周波数ｆ１と周波数ｆ
２との間に、負荷回路５のインダクタＬ１のインダクタ
ンス値をＬ、コンデンサＣ１のキャパシタンス値をＣと
した時のインダクタＬ１とコンデンサＣ１との共振周波
数ｆ０＝１／｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝を含むように
し、且つスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周
波数を示す波形１０２は期間Ｔ３の後半期間Ｔ３２及び
期間Ｔ４の後半期間Ｔ４２にて共振周波数ｆ０を通過す
るように設定しているので、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ
２のスイッチング周波数を変化させていくと、期間Ｔ３
及び期間Ｔ４の各後半期間Ｔ３２及びＴ４２にて波形１
０２が共振周波数ｆ０と等しくなり、図８（ｄ）の波形
１０４に示すように後半期間Ｔ３２、Ｔ４２にて共振周
波数ｆ０で極大となる高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が
直流電圧成分に重畳されて、高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖ
ｐ２が放電灯ｌａに印加される。この時、高圧パルス電
圧Ｖｐ１は、期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１の
オンデューティＤ３が５０％に近づくほど高圧で発生
し、高圧パルス電圧Ｖｐ２は、期間Ｔ４におけるスイッ
チング素子Ｑ２のオンデューティＤ４が５０％に近づく
ほど高圧で発生するので、本実施形態２では、期間Ｔ３
におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３は
期間Ｔ４におけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューテ
ィＤ４よりも５０％に近いので、図８（ｄ）に示す高圧
パルス電圧Ｖｐ１は高圧パルス電圧Ｖｐ２よりも大きく
なる。

【００２８】このように本実施形態２では、放電灯ｌａ
が始動する際の放電灯非点灯時には、放電灯ｌａの絶縁
破壊を行うための高い高圧パルス電圧Ｖｐ１を低周波矩
形波電圧の一方の極である期間Ｔ３の後半期間Ｔ３２で
発生させるので、放電灯ｌａを絶縁破壊した後すぐに低
周波矩形波電圧の他方の極である期間Ｔ４で発生させた
高い直流電圧成分Ｖｄｃ２でアーク放電に移行するため
の十分なエネルギーを放電灯ｌａに供給でき、放電灯は
スムーズにアーク放電に移行することができる。

【００２９】（実施形態３）本実施形態３の回路構成
は、実施形態１で説明した図２と同様であり、放電灯が
定常点灯時の動作も実施形態１で説明した図４の動作説
明図と同様のため説明は省略する。

【００３０】放電灯ｌａが始動する際の放電灯非点灯時
の本実施形態３の動作を図９に示す。放電灯ｌａが始動
する際の放電灯非点灯時には、極性反転制御回路４は、
図９（ａ）のスイッチング素子Ｑ１の駆動信号波形１０
０とスイッチング素子Ｑ２の駆動信号波形１０１とに示
すように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ１がスイ
ッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２より長くなる期間Ｔ３
と、スイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ４がスイッチン
グ素子Ｑ１のオン期間ｔ３より長くなる期間Ｔ４とを交
互に生成するように、スイッチング周波数が略数十ＫＨ
ｚの高周波動作でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互に
オン・オフさせるので、図９（ｄ）の放電灯ｌａの両端
電圧波形１０４に示すように放電灯ｌａの両端には、期
間Ｔ３において絶対値電圧Ｖｄｃ１＝Ｅ／２×（ｔ１−
ｔ２）を有する正の直流電圧が印加され、期間Ｔ４にお
いては絶対値電圧Ｖｄｃ２＝Ｅ／２×（ｔ４−ｔ３）を
有する負の直流電圧が印加され、期間Ｔ３と期間Ｔ４と
を交互に繰り返すことで放電灯ｌａ両端には、数十〜数
百Ｈｚの低周波矩形波電圧が印加される。本実施形態３
では、期間Ｔ３と期間Ｔ４とは時間の長さを異なるよう
に設定され、図９に示すように期間Ｔ３の時間の長さは
期間Ｔ４の時間の長さよりも短くなるように設定され
る。また、期間Ｔ３と期間Ｔ４とは、交互に繰り返すこ
とで数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電圧を発生するよう
に設定されている。図９（ｃ）の波形１０３は、期間Ｔ
３におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３
＝ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）×１００と、期間Ｔ４における
スイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４＝ｔ４／
（ｔ３＋ｔ４）×１００とを示し、本実施形態３では、
期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューテ
ィＤ３と期間Ｔ４におけるスイッチング素子Ｑ２のオン
デューティＤ４とはともに５０％以上に設定され、且つ
期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューテ
ィＤ３は期間Ｔ４におけるスイッチング素子Ｑ２のオン
デューティＤ４よりも大きく設定されるので、図９
（ｄ）に示す放電灯ｌａの両端電圧波形１０４の期間Ｔ
３における直流電圧成分の絶対値電圧Ｖｄｃ１は、期間
Ｔ４における直流電圧成分の絶対値電圧Ｖｄｃ２よりも
大きくなる。また、図９（ｂ）の波形１０２はスイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を示し、期間
Ｔ３及び期間Ｔ４内において、スイッチング素子Ｑ１、
Ｑ２のスイッチング周波数は周波数ｆ１〜ｆ２までの周
波数範囲Δｆを所定時間かけて連続的に変化している。
ここで、周波数ｆ１と周波数ｆ２との間に、負荷回路５
のインダクタＬ１のインダクタンス値をＬ、コンデンサ
Ｃ１のキャパシタンス値をＣとした時のインダクタＬ１
とコンデンサＣ１との共振周波数ｆ０＝１／｛２×π×
√（Ｌ×Ｃ）｝を含むように設定しているので、スイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を変化させ
ていくと、波形１０２が共振周波数ｆ０と等しくなる
時、図９（ｄ）の波形１０４に示すように共振周波数ｆ
０で極大となる高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が直流電
圧成分に重畳されて、高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が
放電灯ｌａに印加される。この時、高圧パルス電圧Ｖｐ
１は、期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデ
ューティＤ３が５０％に近づくほど高圧で発生し、高圧
パルス電圧Ｖｐ２は、期間Ｔ４におけるスイッチング素
子Ｑ２のオンデューティＤ４が５０％に近づくほど高圧
で発生するので、本実施形態３では、期間Ｔ４における
スイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４は期間Ｔ３
におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３よ
りも５０％に近いので、図９（ｄ）に示す高圧パルス電
圧Ｖｐ２は高圧パルス電圧Ｖｐ１よりも大きくなる。

【００３１】このように本実施形態３では、放電灯ｌａ
が始動する際の放電灯非点灯時には、低周波矩形波電圧
の一方の極である期間Ｔ３と他方の極である期間Ｔ４と
の時間の長さを、互いに異なるように設定し、時間の長
い期間Ｔ４で高い高圧パルス電圧Ｖｐ２を発生させて放
電灯ｌａの絶縁破壊を行い、その後時間の短い期間Ｔ３
で発生させた高い直流電圧成分Ｖｄｃ１でアーク放電に
移行するための十分なエネルギーを放電灯ｌａに供給す
るので、放電灯ｌａはスムーズにアーク放電に移行する
ことができる。また、高い直流電圧成分Ｖｄｃ１を発生
させる期間Ｔ３の時間の長さは他方の期間Ｔ４の時間の
長さよりも短く設定されているため、放電灯ｌａの実効
電圧値を増加させることなく前記実施形態２よりも大き
な直流電圧成分Ｖｄｃ１を放電灯ｌａに印加させること
ができる。

【００３２】（実施形態４）本実施形態４の回路構成
は、実施形態１で説明した図２と同様であり、放電灯が
定常点灯時の動作も実施形態１で説明した図４の動作説
明図と同様のため説明は省略する。

【００３３】放電灯ｌａが始動する際の放電灯非点灯時
の本実施形態４の動作を図１０に示す。放電灯ｌａが始
動する際の放電灯非点灯時には、極性反転制御回路４
は、図１０（ａ）のスイッチング素子Ｑ１の駆動信号波
形１００とスイッチング素子Ｑ２の駆動信号波形１０１
とに示すように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ１
１がスイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２１より長くな
る期間Ｔ３１とスイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ１２
がスイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２２より長くなる
期間Ｔ３２とからなる期間Ｔ３と、スイッチング素子Ｑ
２のオン期間ｔ４１がスイッチング素子Ｑ１のオン期間
ｔ３１より長くなる期間Ｔ４１とスイッチング素子Ｑ２
のオン期間ｔ４２がスイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ
３２より長くなる期間Ｔ４２とからなる期間Ｔ４とを交
互に生成するように、スイッチング周波数が略数十ＫＨ
ｚの高周波動作でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互に
オン・オフさせるので、図１０（ｄ）の放電灯ｌａの両
端電圧波形１０４に示すように放電灯ｌａの両端には、
期間Ｔ３１において絶対値電圧Ｖｄｃ１１＝Ｅ／２×
（ｔ１１−ｔ２１）を有する正の直流電圧が印加され、
期間Ｔ３２においては絶対値電圧Ｖｄｃ１２＝Ｅ／２×
（ｔ１２−ｔ２２）を有する正の直流電圧が印加され、
期間Ｔ４１において絶対値電圧Ｖｄｃ２１＝Ｅ／２×
（ｔ４１−ｔ３１）を有する負の直流電圧が印加され、
期間Ｔ４２においては絶対値電圧Ｖｄｃ２２＝Ｅ／２×
（ｔ４２−ｔ３２）を有する負の直流電圧が印加され、
期間Ｔ３１、Ｔ３２からなる期間Ｔ３と期間Ｔ４１、Ｔ
４２からなる期間Ｔ４とを交互に繰り返すことで放電灯
ｌａ両端には、数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電圧が印
加される。ここで、期間Ｔ３は略１／２ずつに分割され
た前半期間Ｔ３１と後半期間Ｔ３２とからなり、期間Ｔ
４は略１／２ずつに分割された前半期間Ｔ４１と後半期
間Ｔ４２とからなっており、期間Ｔ３と期間Ｔ４とは、
交互に繰り返すことで数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電
圧を発生するように設定されている。また、図１０
（ｃ）に示すように、期間Ｔ３１におけるスイッチング
素子Ｑ１のオンデューティＤ３１＝ｔ１１／（ｔ１１＋
ｔ２１）×１００と、期間Ｔ３２におけるスイッチング
素子Ｑ１のオンデューティＤ３２＝ｔ１２／（ｔ１２＋
ｔ２２）×１００とは、共に５０％以上、且つＤ３１＜
Ｄ３２となるように設定され、期間Ｔ４１におけるスイ
ッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４１＝ｔ４１／
（ｔ３１＋ｔ４１）×１００と、期間Ｔ４２におけるス
イッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４２＝ｔ４２／
（ｔ３２＋ｔ４２）×１００とは、共に５０％以上、且
つＤ４１＜Ｄ４２となるように設定されるので、図１０
（ｄ）に示す放電灯ｌａの両端電圧波形１０４の期間Ｔ
３１における直流電圧成分の絶対値電圧Ｖｄｃ１１は期
間Ｔ３２における直流電成分の絶対値電圧Ｖｄｃ１２よ
りも小さくなり、期間Ｔ４１における直流電圧成分の絶
対値電圧Ｖｄｃ２１は期間Ｔ４２における直流電成分の
絶対値電圧Ｖｄｃ２１よりも小さくなる。また、放電灯
の両端電圧波形１０４は、期間Ｔ３と期間Ｔ４とにおけ
る直流電圧成分が異なるように絶対値電圧Ｖｄｃ１１、
Ｖｄｃ１２、Ｖｄｃ２１、Ｖｄｃ２２は各々設定され
る。次に、図１０（ｂ）の波形１０２はスイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を示し、期間Ｔ３及
び期間Ｔ４内において、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の
スイッチング周波数は周波数ｆ１〜ｆ２までの周波数範
囲Δｆを所定時間かけて連続的に変化している。ここ
で、周波数ｆ１と周波数ｆ２との間に、負荷回路５のイ
ンダクタＬ１のインダクタンス値をＬ、コンデンサＣ１
のキャパシタンス値をＣとした時のインダクタＬ１とコ
ンデンサＣ１との共振周波数ｆ０＝１／｛２×π×√
（Ｌ×Ｃ）｝を含み、且つスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
のスイッチング周波数を示す波形１０２は期間Ｔ３１及
び期間Ｔ４１にて共振周波数ｆ０を通過するように設定
しているので、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチ
ング周波数を変化させていくと、期間Ｔ３１、Ｔ４１に
て波形１０２が共振周波数ｆ０と等しくなる時、図１０
（ｄ）の波形１０４に示すように共振周波数ｆ０で極大
となる高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が直流電圧成分に
重畳されて、高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が放電灯ｌ
ａに印加される。この時、高圧パルス電圧Ｖｐ１は、期
間Ｔ３１におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューテ
ィＤ３１が５０％に近づくほど高圧で発生し、高圧パル
ス電圧Ｖｐ２は、期間Ｔ４１におけるスイッチング素子
Ｑ２のオンデューティＤ４１が５０％に近づくほど高圧
で発生する。

【００３４】このように本実施形態４では、放電灯ｌａ
が始動する際の放電灯非点灯時には、低周波矩形波電圧
の一方の極である期間Ｔ３と他方の極である期間Ｔ４と
の各前半期間Ｔ３１及びＴ４１で高い高圧パルス電圧Ｖ
ｐ１及びＶｐ２を発生させて放電灯ｌａの絶縁破壊を行
ない、その後すぐに低周波矩形波電圧の一方の極である
期間Ｔ３と他方の極である期間Ｔ４との各後半期間Ｔ３
２及びＴ４２で発生させた高い直流電圧成分Ｖｄｃ１２
及びＶｄｃ２２でアーク放電に移行するための十分なエ
ネルギーを放電灯ｌａに供給するので、放電灯ｌａはス
ムーズにアーク放電に移行することができ、また低周波
矩形波電圧１周期で放電灯ｌａの絶縁破壊とアーク放電
に移行するための十分なエネルギーの供給とを２回行う
ことができ、点灯する確率を上げることができる。

【００３５】（実施形態５）本実施形態５の回路構成
は、実施形態１で説明した図２と同様であり、放電灯が
定常点灯時の動作も実施形態１で説明した図４の動作説
明図と同様のため説明は省略する。

【００３６】放電灯ｌａが始動する際の放電灯非点灯時
の本実施形態５の動作を図１１に示す。放電灯ｌａが始
動する際の放電灯非点灯時には、極性反転制御回路４
は、図１１（ａ）のスイッチング素子Ｑ１の駆動信号波
形１００とスイッチング素子Ｑ２の駆動信号波形１０１
とに示すように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ１
とスイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２とが同じ長さに
なっている期間Ｔ３と、スイッチング素子Ｑ２のオン期
間ｔ４がスイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ３より長く
なる期間Ｔ４とを交互に生成するように、スイッチング
周波数が略数十ＫＨｚの高周波動作でスイッチング素子
Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフさせるので、図１１
（ｄ）の放電灯ｌａの両端電圧波形１０４に示すように
放電灯ｌａの両端電圧は、期間Ｔ３においては放電灯ｌ
ａの両端電圧の絶対値電圧Ｖｄｃ１＝０Ｖとなり、期間
Ｔ４においては絶対値電圧Ｖｄｃ２＝Ｅ／２×（ｔ４−
ｔ３）を有する負の電圧が放電灯ｌａ両端に印加され、
期間Ｔ３と期間Ｔ４とを交互に繰り返すことで放電灯ｌ
ａ両端には、数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電圧が印加
される。ここで期間Ｔ３と期間Ｔ４とは、交互に繰り返
すことで数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波電圧を発生する
ように設定されている。図１１（ｃ）の波形１０３は、
期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューテ
ィＤ３＝ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）×１００と、期間Ｔ４に
おけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４＝ｔ
４／（ｔ３＋ｔ４）×１００とを示し、本実施形態５で
は、期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデュ
ーティＤ３は５０％に設定し、期間Ｔ４におけるスイッ
チング素子Ｑ２のオンデューティＤ４は５０％より大き
い値に設定される。また、図１１（ｂ）の波形１０２は
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を示
し、期間Ｔ３及び期間Ｔ４内において、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数は周波数ｆ１〜ｆ２
までの周波数範囲Δｆを所定時間かけて連続的に変化し
ている。ここで、周波数ｆ１と周波数ｆ２との間に、負
荷回路５のインダクタＬ１のインダクタンス値をＬ、コ
ンデンサＣ１のキャパシタンス値をＣとした時のインダ
クタＬ１とコンデンサＣ１との共振周波数ｆ０＝１／
｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝を含むように設定しているの
で、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数
を変化させていくと、波形１０２が共振周波数ｆ０と等
しくなる時に、図１１（ｄ）の波形１０４に示すように
共振周波数ｆ０で極大となる高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖ
ｐ２が直流電圧成分に重畳されて、高圧パルス電圧Ｖｐ
１、Ｖｐ２が放電灯ｌａに印加される。この時、高圧パ
ルス電圧Ｖｐ１は、期間Ｔ３におけるスイッチング素子
Ｑ１のオンデューティＤ３が５０％に近づくほど高圧で
発生する。本実施形態５では期間Ｔ３におけるスイッチ
ング素子Ｑ１のオンデューティＤ３は５０％に設定して
いるので、最も高い高圧パルス電圧Ｖｐ１を発生させる
ことができる。同様に高圧パルス電圧Ｖｐ２は、期間Ｔ
４におけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４
が５０％に近づくほど高圧で発生する。しかし、本実施
形態５では、期間Ｔ３におけるスイッチング素子Ｑ１の
オンデューティＤ３が５０％であるのに対して、期間Ｔ
４におけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４
は５０％より大きい値に設定しており、図１１（ｄ）に
示す高圧パルス電圧Ｖｐ２は高圧パルス電圧Ｖｐ１より
も小さくなる。

【００３７】このように本実施形態５では、放電灯ｌａ
が始動する際の放電灯非点灯時には、低周波矩形波電圧
の一方の極である期間Ｔ３で発生させたより高い高圧パ
ルス電圧Ｖｐ１で放電灯ｌａの絶縁破壊を行ない、低周
波矩形波電圧の他方の極である期間Ｔ４で発生させた高
い直流電圧成分Ｖｄｃ２でアーク放電に移行するための
十分なエネルギーを放電灯ｌａに供給することができ
る。

【００３８】（実施形態６）本実施形態６の回路構成
は、実施形態１で説明した図２と同様であり、放電灯が
定常点灯時の動作も実施形態１で説明した図４の動作説
明図と同様のため説明は省略する。

【００３９】放電灯ｌａが始動する際の放電灯非点灯時
の本実施形態６の動作を図１２に示す。放電灯ｌａが始
動する際の放電灯非点灯時には、極性反転制御回路４
は、図１２（ａ）のスイッチング素子Ｑ１の駆動信号波
形１００とスイッチング素子Ｑ２の駆動信号波形１０１
とに示すように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ１
１とスイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２１とが等しく
なる期間Ｔ３１及びスイッチング素子Ｑ１のオン期間ｔ
１２がスイッチング素子Ｑ２のオン期間ｔ２２より長く
なる期間Ｔ３２とからなる期間Ｔ３と、スイッチング素
子Ｑ２のオン期間ｔ４１とスイッチング素子Ｑ１のオン
期間ｔ３１とが等しくなる期間Ｔ４１及びスイッチング
素子Ｑ２のオン期間ｔ４２がスイッチング素子Ｑ１のオ
ン期間ｔ３２より長くなる期間Ｔ４２とからなる期間Ｔ
４とを交互に生成するように、スイッチング周波数が略
数十ＫＨｚの高周波動作でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
を交互にオン・オフさせるので、図１２（ｄ）の放電灯
ｌａの両端電圧波形１０４に示すように放電灯ｌａの両
端電圧は、期間Ｔ３１においては放電灯ｌａの両端電圧
の絶対値電圧Ｖｄｃ１１＝０Ｖとなり、期間Ｔ３２にお
いては絶対値電圧Ｖｄｃ１２＝Ｅ／２×（ｔ１２−ｔ２
２）を有する正の直流電圧が印加され、期間Ｔ４１にお
いては放電灯ｌａの両端電圧の絶対値Ｖｄｃ２１＝０Ｖ
となり、期間Ｔ４２においては絶対値電圧Ｖｄｃ２２＝
Ｅ／２×（ｔ４２−ｔ３２）を有する負の直流電圧が印
加され、期間Ｔ３１、Ｔ３２からなる期間Ｔ３と期間Ｔ
４１、Ｔ４２からなる期間Ｔ４とを交互に繰り返すこと
で放電灯ｌａ両端には、数十〜数百Ｈｚの低周波矩形波
電圧が印加される。ここで、期間Ｔ３は略１／２ずつに
分割された前半期間Ｔ３１と後半期間Ｔ３２とからな
り、期間Ｔ４は略１／２ずつに分割された前半期間Ｔ４
１と後半期間Ｔ４２とからなっており、期間Ｔ３と期間
Ｔ４とは、交互に繰り返すことで数十〜数百Ｈｚの低周
波矩形波電圧を発生するように設定されている。また、
放電灯の両端電圧波形１０４は、期間Ｔ３と期間Ｔ４と
における直流電圧成分が異なるように絶対値電圧Ｖｄｃ
１２、Ｖｄｃ２２は互いに異なるように各々設定され
る。次に、図１２（ｃ）の波形１０３は、期間Ｔ３１に
おけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３１＝
ｔ１１／（ｔ１１＋ｔ２１）×１００と、期間Ｔ３２に
おけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティＤ３２＝
ｔ１２／（ｔ１２＋ｔ２２）×１００と、期間Ｔ４１に
おけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４１＝
ｔ４１／（ｔ３１＋ｔ４１）×１００と、期間Ｔ４２に
おけるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４２＝
ｔ４２／（ｔ３２＋ｔ４２）×１００とを示し、本実施
形態６では、、期間Ｔ３１におけるスイッチング素子Ｑ
１のオンデューティＤ３１と期間Ｔ４１におけるスイッ
チング素子Ｑ２のオンデューティＤ４１とは５０％に設
定され、期間Ｔ３２におけるスイッチング素子Ｑ１のオ
ンデューティＤ３２と期間Ｔ４２におけるスイッチング
素子Ｑ２のオンデューティＤ４２とは５０％より大きい
値に設定される。また、図１２（ｂ）の波形１０２はス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を示
し、期間Ｔ３及び期間Ｔ４内において、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数は周波数ｆ１〜ｆ２
までの周波数範囲Δｆを所定時間かけて連続的に変化し
ている。ここで、周波数ｆ１と周波数ｆ２との間に、負
荷回路５のインダクタＬ１のインダクタンス値をＬ、コ
ンデンサＣ１のキャパシタンス値をＣとした時のインダ
クタＬ１とコンデンサＣ１との共振周波数ｆ０＝１／
｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝を含み、且つスイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数を示す波形１０２は
期間Ｔ３１及び期間Ｔ４１にて共振周波数ｆ０を通過す
るように設定しているので、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ
２のスイッチング周波数を変化させていくと、期間Ｔ３
１、Ｔ４１にて波形１０２が共振周波数ｆ０と等しくな
る時に、図１２（ｄ）の波形１０４に示すように共振周
波数ｆ０で極大となる高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２が
直流電圧成分に重畳されて、高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖ
ｐ２が放電灯ｌａに印加される。この時、高圧パルス電
圧Ｖｐ１は、期間Ｔ３１におけるスイッチング素子Ｑ１
のオンデューティＤ３１が５０％に近づくほど高圧で出
力され、高圧パルス電圧Ｖｐ２は、期間Ｔ４１における
スイッチング素子Ｑ２のオンデューティＤ４１が５０％
に近づくほど高圧で出力される。本実施形態６では期間
Ｔ３１におけるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティ
Ｄ３１及び期間Ｔ４１におけるスイッチング素子Ｑ２の
オンデューティＤ４１は５０％に設定しているので、最
大の高圧パルス電圧Ｖｐ１、Ｖｐ２を発生させることが
できる。

【００４０】このように本実施形態６では、放電灯ｌａ
が始動する際の放電灯非点灯時には、低周波矩形波電圧
の一方の極である期間Ｔ３と他方の極である期間Ｔ４と
の各前半期間Ｔ３１及びＴ４１でより高い高圧パルス電
圧Ｖｐ１及びＶｐ２を発生させて放電灯ｌａの絶縁破壊
を行ない、その後すぐに低周波矩形波電圧の一方の極で
ある期間Ｔ３と他方の極である期間Ｔ４との各後半期間
Ｔ３２及びＴ４２で発生させた高い直流電圧成分Ｖｄｃ
１２及びＶｄｃ２２でアーク放電に移行するための十分
なエネルギーを放電灯ｌａに供給するので、放電灯ｌａ
はスムーズにアーク放電に移行することができ、また低
周波矩形波電圧１周期で放電灯ｌａの絶縁破壊とアーク
放電に移行するための十分なエネルギーの供給との動作
を２回行うことができ、点灯する確率を上げることがで
きる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の発明は、少なくとも放電灯と
インダクタとコンデンサとで構成される負荷回路と、放
電灯に低周波の矩形波電力を供給する矩形波発生手段
と、放電灯を始動させるためにインダクタとコンデンサ
との共振作用により前記矩形波電力の周波数より高周波
の高電圧を発生させる高周波電源手段とを具備し、放電
灯が始動する際の放電灯非点灯時には、前記矩形波発生
手段により発生する低周波の矩形波電圧に、前記高周波
電源手段と、インダクタとコンデンサとの共振作用とに
より発生する放電灯始動用の高電圧を重畳させるもので
あって、前記矩形波発生手段は前記高周波電源手段によ
り発生する高周波電圧の１周期中の正極の期間と負極の
期間との差に応じた絶対値電圧を有する矩形波電圧を出
力する放電灯点灯装置において、放電灯が始動する際の
放電灯非点灯時には、前記矩形波発生手段により発生す
る矩形波電圧の正極と負極との絶対値電圧が互いに異な
るように、前記高周波電源手段により発生する高周波電
圧の１周期中の正極の期間と負極の期間とを前記矩形波
電圧の極性に応じて変化させることを特徴とし、高圧パ
ルス電圧による放電灯の絶縁破壊後に、放電灯へアーク
放電のための押し込みエネルギーを十分に供給し、スム
ーズにアーク放電に移行させることができるという効果
がある。

【００４２】請求項２の発明は、少なくとも放電灯とイ
ンダクタとコンデンサとで構成される負荷回路と、放電
灯に低周波の矩形波電力を供給する矩形波発生手段と、
放電灯を始動させるためにインダクタとコンデンサとの
共振作用により前記矩形波電力の周波数より高周波の高
電圧を発生させる高周波電源手段とを具備し、放電灯が
始動する際の放電灯非点灯時には、前記矩形波発生手段
により発生する低周波の矩形波電圧に、前記高周波電源
手段と、インダクタとコンデンサとの共振作用とにより
発生する放電灯始動用の高電圧を重畳させるものであっ
て、前記矩形波発生手段は前記高周波電源手段により発
生する高周波電圧の１周期中の正極の期間と負極の期間
との差に応じた絶対値電圧を有する矩形波電圧を出力す
る放電灯点灯装置において、放電灯が始動する際の放電
灯非点灯時には、前記高周波電源手段により発生する高
周波電圧の１周期中の正極の期間と負極の期間とは、前
記矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の極性によ
って異なることを特徴とし、高圧パルス電圧による放電
灯の絶縁破壊後に、放電灯へアーク放電のための押し込
みエネルギーを十分に供給し、スムーズにアーク放電に
移行させることができるという効果がある。

【００４３】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯時に、
高周波電源手段と、インダクタとコンデンサとの共振作
用とにより発生する放電灯始動用の高電圧は、矩形波電
圧の正・負極性の内、少なくとも一方の極性の後半部に
重畳することを特徴とし、高圧パルス電圧による放電灯
の絶縁破壊後すぐに、放電灯へアーク放電のための押し
込みエネルギーを十分に供給し、スムーズにアーク放電
に移行させることができるという効果がある。

【００４４】請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、高周波電源手段により発生する高周波電圧の１周
期中の正極の期間と負極の期間とは、矩形波発生手段に
より発生する矩形波電圧の正極の期間と負極の期間との
内、前半の期間における矩形波電圧の絶対値電圧が後半
の期間における矩形波電圧の絶対値電圧より高くなるよ
うな期間としたことを特徴とし、高圧パルス電圧による
放電灯の絶縁破壊後に、放電灯へアーク放電のための押
し込みエネルギーを十分に供給し、スムーズにアーク放
電に移行させることができるという効果がある。

【００４５】請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧が一方
の極性である時間と他方の極性である時間とは、互いに
異なることを特徴とし、高圧パルス電圧による放電灯の
絶縁破壊後に、放電灯ｌａの実効値電圧を増加させるこ
となく、放電灯へアーク放電のための押し込みエネルギ
ーを十分に供給し、スムーズにアーク放電に移行させる
ことができるという効果がある。

【００４６】請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の正負
極性の内、少なくとも一方の極性において、前記一方の
極性である期間の後半部分における矩形波電圧の絶対値
電圧は、前記一方の極性である期間の前半部分における
矩形波電圧の絶対値電圧よりも高いことを特徴とし、高
圧パルス電圧による放電灯の絶縁破壊後すぐに、放電灯
へアーク放電のための押し込みエネルギーを十分に供給
し、スムーズにアーク放電に移行させることができ、ま
た点灯する確率を上げることができるという効果があ
る。

【００４７】請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯
時に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の正負
極性の内、少なくとも一方の極性において、矩形波電圧
の絶対値電圧がゼロボルトになることを特徴とし、放電
灯を絶縁破壊するためのより高い高圧パルス電圧を発生
させて、放電灯の絶縁破壊を確実に行うことができると
いう効果がある。

【００４８】請求項８の発明は、請求項１または２の発
明において、負荷回路は、放電灯とコンデンサとの並列
回路と、前記並列回路に直列に接続されたインダクタか
らなることを特徴とし、コンデンサとインダクタを各々
１個ずつ有する共振回路を用いた負荷回路に適用できる
という効果がある。

【００４９】請求項９の発明は、請求項１または２の発
明において、負荷回路は、放電灯と第１のコンデンサと
の並列回路に直列に接続された第１のインダクタとから
なる回路に並列に接続された第２のコンデンサとからな
る回路に直列に接続された第２のインダクタとからなる
ことを特徴とし、コンデンサとインダクタを各々２個ず
つ有する共振回路を用いた負荷回路に適用できるという
効果がある。

【００５０】請求項１０の発明は、請求項１または２の
発明において、矩形波発生手段は、２つのコンデンサの
直列回路と、２つのスイッチング素子の直列回路とを並
列に接続した回路から構成され、前記２つのコンデンサ
の接続中点と、前記２つのスイッチング素子の接続中点
との間に、負荷回路が接続されることを特徴とし、矩形
波発生手段にフルブリッジ回路を用いることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示すブロック図である。

【図２】実施形態１を示す回路構成図である。

【図３】実施形態１の動作を説明する図である。

【図４】実施形態１の定常時の動作を説明する図であ
る。

【図５】実施形態１を示す回路構成図である。

【図６】実施形態１を示す回路構成図である。

【図７】実施形態１の動作を説明する図である。

【図８】実施形態２の動作を説明する図である。

【図９】実施形態３の動作を説明する図である。

【図１０】実施形態４の動作を説明する図である。

【図１１】実施形態５の動作を説明する図である。

【図１２】実施形態６の動作を説明する図である。

【図１３】従来例を示す回路構成図である。

【図１４】従来例の動作を説明する図である。

【符号の説明】

１直流電源回路２直流電源制御回路３極性反転回路４極性反転制御回路５負荷回路Ｖｓ交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA11 BA05 BB10 BC01 DD04 DD06 DE02 DE04 GA03 GB12 GB18 GC04 3K083 AA04 BA06 BA18 BD03 BD04 BD16 BD25 CA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも放電灯とインダクタとコンデ
ンサとで構成される負荷回路と、放電灯に低周波の矩形
波電力を供給する矩形波発生手段と、放電灯を始動させ
るためにインダクタとコンデンサとの共振作用により前
記矩形波電力の周波数より高周波の高電圧を発生させる
高周波電源手段とを具備し、放電灯が始動する際の放電
灯非点灯時には、前記矩形波発生手段により発生する低
周波の矩形波電圧に、前記高周波電源手段と、インダク
タとコンデンサとの共振作用とにより発生する放電灯始
動用の高電圧を重畳させるものであって、前記矩形波発
生手段は前記高周波電源手段により発生する高周波電圧
の１周期中の正極の期間と負極の期間との差に応じた絶
対値電圧を有する矩形波電圧を出力する放電灯点灯装置
において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯時には、
前記矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の正極と
負極との絶対値電圧が互いに異なるように、前記高周波
電源手段により発生する高周波電圧の１周期中の正極の
期間と負極の期間とを前記矩形波電圧の極性に応じて変
化させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】少なくとも放電灯とインダクタとコンデ
ンサとで構成される負荷回路と、放電灯に低周波の矩形
波電力を供給する矩形波発生手段と、放電灯を始動させ
るためにインダクタとコンデンサとの共振作用により前
記矩形波電力の周波数より高周波の高電圧を発生させる
高周波電源手段とを具備し、放電灯が始動する際の放電
灯非点灯時には、前記矩形波発生手段により発生する低
周波の矩形波電圧に、前記高周波電源手段と、インダク
タとコンデンサとの共振作用とにより発生する放電灯始
動用の高電圧を重畳させるものであって、前記矩形波発
生手段は前記高周波電源手段により発生する高周波電圧
の１周期中の正極の期間と負極の期間との差に応じた絶
対値電圧を有する矩形波電圧を出力する放電灯点灯装置
において、放電灯が始動する際の放電灯非点灯時には、
前記高周波電源手段により発生する高周波電圧の１周期
中の正極の期間と負極の期間とは、前記矩形波発生手段
により発生する矩形波電圧の極性によって異なることを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】放電灯が始動する際の放電灯非点灯時
に、高周波電源手段と、インダクタとコンデンサとの共
振作用とにより発生する放電灯始動用の高電圧は、矩形
波電圧の正・負極性の内、少なくとも一方の極性の後半
部に重畳することを特徴とする請求項１または２記載の
放電灯点灯装置。
【請求項４】放電灯が始動する際の放電灯非点灯時
に、高周波電源手段により発生する高周波電圧の１周期
中の正極の期間と負極の期間とは、矩形波発生手段によ
り発生する矩形波電圧の正極の期間と負極の期間との
内、前半の期間における矩形波電圧の絶対値電圧が後半
の期間における矩形波電圧の絶対値電圧より高くなるよ
うな期間としたことを特徴とする請求項１乃至３いずれ
か記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】放電灯が始動する際の放電灯非点灯時
に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧が一方の
極性である時間と他方の極性である時間とは、互いに異
なることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の放
電灯点灯装置。
【請求項６】放電灯が始動する際の放電灯非点灯時
に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の正負極
性の内、少なくとも一方の極性において、前記一方の極
性である期間の後半部分における矩形波電圧の絶対値電
圧は、前記一方の極性である期間の前半部分における矩
形波電圧の絶対値電圧よりも高いことを特徴とする請求
項１乃至５いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】放電灯が始動する際の放電灯非点灯時
に、矩形波発生手段により発生する矩形波電圧の正負極
性の内、少なくとも一方の極性において、矩形波電圧の
絶対値電圧がゼロボルトになることを特徴とする請求項
１乃至５いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】負荷回路は、放電灯とコンデンサとの並
列回路と、前記並列回路に直列に接続されたインダクタ
からなることを特徴とする請求項１または２記載の放電
灯点灯装置。
【請求項９】負荷回路は、放電灯と第１のコンデンサ
との並列回路に直列に接続された第１のインダクタとか
らなる回路に並列に接続された第２のコンデンサとから
なる回路に直列に接続された第２のインダクタとからな
ることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯
装置。
【請求項１０】矩形波発生手段は、２つのコンデンサ
の直列回路と、２つのスイッチング素子の直列回路とを
並列に接続した回路から構成され、前記２つのコンデン
サの接続中点と、前記２つのスイッチング素子の接続中
点との間に、負荷回路が接続されることを特徴とする請
求項１または２記載の放電灯点灯装置。