JP2002015889A

JP2002015889A - 高圧放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002015889A
Application number: JP2000199921A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kamoi; 武志鴨井; Naoki Komatsu; 直樹小松
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】イグナイタを用いずに高圧放電灯を始動する。【解決手段】２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列
回路と２個のコンデンサＣＥ１，ＣＥ２の直列回路とが
昇圧チョッパ回路１１の出力端間にそれぞれ接続され
る。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とコンデンサ
ＣＥ１，ＣＥ２の接続点との間に、インダクタＬ１およ
びコンデンサＣ１からなる共振回路と高圧放電灯ＤＬと
を含む負荷回路１０が接続される。コンデンサＣＥ１に
はコンデンサＣＥ３とスイッチング素子Ｑ４との直列回
路が並列接続される。制御回路１３は共振回路の共振周
波数付近で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を等しいオン
期間で交互にオンオフさせる。高圧放電灯ＤＬの非点灯
期間には、スイッチング素子Ｑ４をオンにし、高圧放電
灯ＤＬに印加する共振電圧を直流電圧に重畳する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電灯点灯装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の前照灯などに用いる高
圧放電灯点灯装置としては、図１１に示すように、電池
電源のような直流電源ＢＴを電源として高周波電力を出
力するＤＣ−ＡＣ変換回路ＰＳと、高圧放電灯（以下、
放電灯と略称する）ＤＬを始動させるのに必要な高電圧
パルスを発生するイグナイタ回路ＩＧとを備える構成の
ものが知られている。ＤＣ−ＡＣ変換回路ＰＳは、直流
電源ＢＴの両端電圧を降圧した直流電圧を出力する降圧
チョッパ回路１と、降圧チョッパ回路１の出力端間に接
続される平滑コンデンサＣＥ１０と、平滑コンデンサＣ
Ｅ１０を電源として交番電圧を出力する極性反転回路２
とにより構成される。

【０００３】降圧チョッパ回路１は、ＭＯＳＦＥＴから
なるスイッチング素子Ｑ１０とインダクタＬ１０との直
列回路が、直流電源ＢＴの正極と平滑コンデンサＣＥ１
０の正極との間に挿入され、直流電源ＢＴの負極にアノ
ードを接続したダイオードＤ１０のカソードがスイッチ
ング素子Ｑ１０とインダクタＬ１０との接続点に接続さ
れている。ここに、平滑コンデンサＣＥ１０の負極は直
流電源ＢＴの負極と共通に接続されている。スイッチン
グ素子Ｑ１０は制御回路３により比較的高い周波数（数
十ｋＨｚ以上）でスイッチングされ、周知のようにスイ
ッチング素子Ｑ１０のオン期間にインダクタＬ１０を通
して平滑コンデンサＣＥ１０を充電し、スイッチング素
子Ｑ１０のオン期間にインダクタＬ１０に蓄積したエネ
ルギを、スイッチング素子Ｑ１０のオフ期間にダイオー
ドＤ１０を通る経路で平滑コンデンサＣＥ１０に放出す
るように機能する。したがって、スイッチング素子Ｑ１
０のオンオフの周波数や比率（デューティ）を制御する
ことによって、平滑コンデンサＣＥ１０の両端電圧を制
御することができる。もちろん、平滑コンデンサＣＥ１
０を電源とする極性反転回路２の負荷状態によっても平
滑コンデンサＣＥ１０の両端電圧は変化し、負荷状態に
応じてスイッチング素子Ｑ１０をスイッチングする周波
数やデューティが調節される。

【０００４】一方、極性反転回路２は、それぞれＭＯＳ
ＦＥＴからなる４個のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４
をブリッジ接続した構成を有し、ブリッジ回路の各アー
ムを構成する２個ずつのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１
２およびスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４がそれぞれ平
滑コンデンサＣＥ１０に並列接続されてブリッジ回路の
各アームを構成する。また、ブリッジ回路の一方のアー
ムを構成する２個のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の
接続点と、他方のアームを構成する２個のスイッチング
素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点とが、極性反転回路２の出
力端になる。つまり、両接続点の間に放電灯ＤＬを含む
負荷側の回路が接続される。スイッチング素子Ｑ１１〜
Ｑ１４は、制御回路３により比較的低い周波数（数十〜
数百Ｈｚ）でオンオフされ、スイッチング素子Ｑ１１，
Ｑ１４が同時にオンになる期間とスイッチング素子Ｑ１
２，Ｑ１３が同時にオンになる期間とが交互に生じるよ
うに、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４がスイッチング
されることによって、負荷側の回路に矩形波状の交番電
圧を印加する。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイ
ッチングの条件は負荷状態に応じて適宜に制御される。

【０００５】イグナイタ回路ＩＧは、極性反転回路２の
一方の出力端と放電灯ＤＬの一端との間に２次巻線ｎ２
を挿入したパルストランスＰＴを備え、このパルストラ
ンスＰＴの１次巻線ｎ１にパルス電圧発生回路ＰＧから
出力されたパルス電圧を印加することによって、パルス
トランスＰＴの２次巻線ｎ２に高電圧パルスを発生させ
るように構成されている。パルス電圧発生回路ＰＧは、
放電灯ＤＬが始動するまでの期間において、極性反転回
路２から出力された矩形波状の高周波交番電圧に高電圧
パルスを重畳し、この電圧を放電灯ＤＬに印加する。

【０００６】上述した従来の高圧放電灯点灯装置では、
電源が投入されると制御回路３によりスイッチング素子
Ｑ１０がオンオフされて平滑コンデンサＣＥ１０の両端
電圧は直流電源ＢＴの両端電圧を降圧した電圧になる。
電源投入直後は放電灯ＤＬの両端は開放された状態であ
るから、負荷側の回路での電力消費がほとんどなく、平
滑コンデンサＣＥ１０の両端電圧は比較的高くなり、降
圧チョッパ回路１が適宜に設計されていれば、平滑コン
デンサＣＥ１０の両端電圧は直流電源ＢＴの両端電圧に
近い電圧になる。

【０００７】一方、電源投入によって極性反転回路２の
スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４がオンオフされるとと
もに、イグナイタ回路ＩＧも起動されるから、図１２に
示すように、極性反転回路２から出力される交番電圧に
イグナイタ回路ＩＧから発生する高電圧パルスＶｐを重
畳した電圧が放電灯ＤＬへの印加電圧Ｖｌａになる。上
述したように放電灯ＤＬが始動する前の非点灯期間に
は、平滑コンデンサＣＥ１０の両端電圧は比較的高く、
この高電圧にイグナイタ回路ＩＧで発生した高電圧パル
スＶｐが重畳された電圧が放電灯ＤＬに印加されるか
ら、放電灯ＤＬが放電を開始する（始動する）。放電灯
ＤＬが点灯して点灯期間に至ると、平滑コンデンサＣＥ
１０に対する負荷が大きくなって平滑コンデンサＣＥ１
０の両端電圧は低下する。また、イグナイタ回路ＩＧか
らの高電圧パルスＶｐは不要になるから、イグナイタ回
路ＩＧの動作は停止する。こうして、点灯期間になると
降圧チョッパ回路１や極性反転回路２は放電灯ＤＬを安
定点灯するように制御回路３によって制御される。

【０００８】上述した従来構成では、イグナイタ回路Ｉ
Ｇを備えており、イグナイタ回路ＩＧはパルストランス
ＰＴなどを備えるものであるから、部品点数が比較的多
く高コスト化しやすいとともに大型化しやすいという問
題を有している。

【０００９】図１１に示した回路構成における上述の問
題を解決するために、図１３に示す回路構成が提案され
ている。この回路では、図１１に示した回路における降
圧チョッパ回路１に代えて、直流電源ＢＴの出力電圧を
昇圧する昇圧チョッパ回路１１を用いており、昇圧チョ
ッパ回路１１の出力はハーフブリッジ型のインバータ回
路１２に入力される。

【００１０】昇圧チョッパ回路１１は、インダクタＬ４
とＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ３との直列
回路を直流電源ＢＴの両端間に接続し、インダクタＬ４
とスイッチング素子Ｑ３との接続点にアノードを接続し
たダイオードＤ１を通してインバータ回路１２に出力を
供給するように構成されている。スイッチング素子Ｑ３
は比較的高い周波数でスイッチングされ、スイッチング
素子Ｑ３のオン期間にインダクタＬ４にエネルギを蓄積
し、このエネルギによってスイッチング素子Ｑ３のオフ
期間にインダクタＬ４の両端に誘起される電圧と直流電
源ＢＴの両端電圧との加算電圧を、ダイオードＤ１を通
してインバータ回路１２に印加するように構成してあ
る。したがって、インバータ回路１２には直流電源ＢＴ
の両端電圧よりも高い電圧が印加される。また、昇圧チ
ョッパ回路１１は出力電圧が監視され、出力電圧が所定
電圧になるようにスイッチング素子Ｑ３をスイッチング
する周波数やデューティが制御回路１３により制御され
る。

【００１１】一方、インバータ回路１２は、昇圧チョッ
パ回路１１の出力端間に、２個のスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の直列回路と、２個のコンデンサＣＥ１，ＣＥ
２の直列回路と、２個の抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の直列回路
をそれぞれ接続し、コンデンサＣＥ１，ＣＥ２の接続点
と抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の接続点とは共通に接続し、コン
デンサＣＥ１，ＣＥ２の接続点とスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の接続点との間に放電灯ＤＬを含む負荷回路１
０を接続した構成を有する。コンデンサＣＥ１，ＣＥ２
は同容量のものが選定され、抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２はコン
デンサＣＥ１，ＣＥ２の放電用に用いられる。

【００１２】また、負荷回路１０は共振用のコンデンサ
Ｃ１とインダクタＬ１との直列回路と、放電灯ＤＬとの
直列回路がコンデンサＣ１に並列接続される抵抗Ｒ１と
からなる。また、放電灯ＤＬに流れる電流Ｉｌａは放電
灯ＤＬと抵抗Ｒ１との接続点の電位で検出され、放電灯
ＤＬに印加される電圧Ｖｌａは放電灯ＤＬの両端電圧と
して検出される。

【００１３】スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は制御回路１
３によりスイッチングされ、スイッチング素子Ｑ１のオ
ン時にはコンデンサＣＥ１の電荷を用いて負荷回路１０
に電力が供給され、スイッチング素子Ｑ２のオン時には
コンデンサＣＥ２の電荷を用いて負荷回路１０に電力が
供給される。ここに、放電灯ＤＬの点灯期間には、図１
４の右半分に示すように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
はオフ期間が数十〜数百Ｈｚの比較的低い周波数で繰り
返され、かつスイッチング素子Ｑ２のオフ期間にはスイ
ッチング素子Ｑ１が比較的高い周波数（数十ｋＨｚ以
上）でオンオフされ、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間
にはスイッチング素子が比較的高い周波数（数十ｋＨｚ
以上）でオンオフされるように制御回路１３によってス
イッチングされる（図１４（ａ）（ｂ）参照）。このよ
うな動作によって、放電灯ＤＬの点灯期間においては、
放電灯ＤＬに印加される電圧Ｖｌａは図１４（ｃ）のよ
うに数十〜数百Ｈｚの低周波で極性を反転する矩形波電
圧になり、放電灯ＤＬに流れる電流Ｉｌａは図１４
（ｄ）のように高周波のリプルを含むことになる。ここ
に、放電灯ＤＬへの出力はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
をオンオフさせるデューティによって制御される。

【００１４】ところで、図１３に示す回路では、放電灯
ＤＬの始動前の期間のように放電灯ＤＬが消灯している
非点灯期間には、インバータ回路１２の２個のスイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２をともに高周波でスイッチングさせ
ることにより、放電灯ＤＬに始動用の高電圧を印加する
ように構成されている。つまり、放電灯ＤＬのインピー
ダンスが非常に大きい期間には、図１４の左半分に示す
ように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は高周波で交互に
オンオフするように制御回路１３によりスイッチングさ
れる。また、スイッチング素子Ｑ１のオン期間がスイッ
チング素子Ｑ２よりも長くなる状態と、スイッチング素
子Ｑ２のオン期間がスイッチング素子Ｑ１よりも長くな
る状態とを比較的低い周波数（数十〜数百Ｈｚ）で交互
に繰り返すように、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が制
御される。このようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオ
ンオフのデューティをアンバランスにすると、放電灯Ｄ
Ｌに印加される電圧Ｖｌａは、図１４（ｃ）のように、
オン期間の長いほうのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の電
位に偏ることになる（つまり、スイッチング素子Ｑ１の
オン期間が長いと正極側に偏り、スイッチング素子Ｑ２
のオン期間が長いと負極側に偏る）。このようにスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティをアンバランスに
し、かつオン期間の大小関係を交互に入れ換えることに
よって、放電灯ＤＬに印加する電圧Ｖｌａを図１４
（ｃ）に破線で示すような交番する矩形波電圧とするこ
とができる。ここで、放電灯ＤＬは始動していないか
ら、図１４（ｄ）のように放電灯ＤＬには電流Ｉｌａは
流れない。

【００１５】一方、負荷回路１０は、インダクタＬ１と
コンデンサＣ１とからなる共振回路を含んでいるから、
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチングの周波数を
共振回路の共振周波数付近に設定すると、放電灯ＤＬの
両端電圧は共振回路の共振作用によって上昇する。つま
り、上述したスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティ
をアンバランスにすることによって生じる矩形波電圧に
共振回路の共振作用により生じる高電圧を重畳した電圧
を放電灯ＤＬに印加することによって、放電灯ＤＬを始
動させることが可能になる。放電灯ＤＬの始動後には上
述のようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を低周波でオフ
にし、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオフ期間に他方を
高周波でオンオフさせる。このような動作によって、放
電灯ＤＬは自己の発熱によって徐々に温まり、所定の出
力が得られるようになって安定な点灯状態が維持され
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、図１
３に示す回路構成では、イグナイタ回路ＩＧを用いるこ
となく放電灯ＤＬを始動することができるから小型化か
つ軽量化が可能になるが、以下の問題を有している。

【００１７】すなわち、図１３に示した回路ではハーフ
ブリッジ型のインバータ回路１２を用いており、各スイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間にはそれぞれ一方の
コンデンサＣＥ１，ＣＥ２を電源として動作するから、
放電灯ＤＬの始動前の期間においてスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２のデューティを制御することによって発生させ
る矩形波電圧は、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧のほ
ぼ２分の１の電圧に対してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
のデューティの差に応じた電圧の偏りとして発生させて
いることになる。つまり、昇圧チョッパ回路１１の出力
電圧を大きく上昇させることなく矩形波電圧の電圧値を
大きくして始動性を高めようとすれば、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２のオン期間の差を大きくすることが望まし
いと言える。その一方で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２
のオン期間の差が大きくなるほど、負荷回路１０に印加
される電圧の周波数成分に高調波成分が多く含まれるよ
うになり、共振回路の共振作用による高電圧が発生しに
くくなる。

【００１８】つまり、共振回路の共振作用を活かして放
電灯ＤＬに高電圧を印加しようとすれば、スイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間はほぼ等しいほうが望まし
く、矩形波電圧を大きくしようとすればスイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２のオン期間の差を大きくするほうが望まし
いのであって、両条件を同時に満たすような設定は困難
であるという問題を有している。要するに、矩形波電圧
を得るための直流電圧成分を確保することと、始動のた
めの共振電圧を高めることとを両立させるのは図１３に
示した回路構成では難しいという問題がある。その結
果、放電灯ＤＬの始動性を高めるために昇圧チョッパ回
路１１の出力電圧を高くすることが要求され、コストの
低減を妨げる要因になっている。

【００１９】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、スイッチング素子のオン期間をほぼ
等しくしながらも高圧放電灯を始動するのに必要な程度
の電圧の偏りを与えることを可能とした高圧放電灯点灯
装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直流
電源の両端間に接続された第１および第２のスイッチン
グ素子の直列回路と、前記直流電源の両端間に接続され
た第１および第２のコンデンサの直列回路と、第１のイ
ンダクタと第３のコンデンサとの直列回路が第１および
第２のスイッチング素子の接続点と第１および第２のコ
ンデンサの接続点との間に挿入され第３のコンデンサの
両端間に高圧放電灯が接続された負荷回路と、少なくと
も高圧放電灯の非点灯期間に第１および第２のスイッチ
ング素子を交互にオンオフさせる制御回路と、少なくと
も高圧放電灯の非点灯期間に第１および第２のコンデン
サの両端電圧を異ならせる不平衡手段とを備えるもので
ある。

【００２１】請求項２の発明は、直流電源の両端間に接
続された第１および第２のスイッチング素子の直列回路
と、前記直流電源の両端間に接続された第１および第２
のコンデンサの直列回路と、第１のインダクタと第３の
コンデンサとの直列回路が第１および第２のスイッチン
グ素子の接続点と第１および第２のコンデンサの接続点
との間に挿入され第３のコンデンサの両端間に高圧放電
灯が接続された負荷回路と、少なくとも高圧放電灯の非
点灯期間に第１のインダクタと第３のコンデンサとの共
振周波数付近で第１および第２のスイッチング素子を交
互にオンオフさせる制御回路と、少なくとも高圧放電灯
の非点灯期間に第１および第２のコンデンサの両端電圧
を異ならせる不平衡手段とを備えるものである。

【００２２】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記不平衡手段が、第１のコンデン
サと第２のコンデンサとの一方の両端電圧を零にするも
のである。

【００２３】請求項４の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記不平衡手段が、第１のコンデン
サと第２のコンデンサとの一方の両端電圧を前記高圧放
電灯の非点灯期間における時間の経過に伴って次第に増
大させるものである。

【００２４】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記制御回路が、第１および第２の
スイッチング素子の一方であって、第１のコンデンサと
第２のコンデンサとのうち両端電圧が高いほうと前記負
荷回路とともにループ回路を形成するスイッチング素子
のオン期間を、他方のスイッチング素子のオン期間より
も長くするように制御するものである。

【００２５】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記制御回路が、第１および第２の
スイッチング素子のオン期間を等しくするように制御す
るものである。

【００２６】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電灯
の非点灯期間にオンになる第３のスイッチング素子と第
４のコンデンサとの直列回路であって、第１および第２
のコンデンサの一方に並列接続されるものである。

【００２７】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電灯
の非点灯期間にオンになる第３のスイッチング素子と抵
抗との直列回路であって、第１および第２のコンデンサ
の一方に並列接続されるものである。

【００２８】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電灯
の非点灯期間に第１のコンデンサと第２のコンデンサと
の一方から前記制御回路の電源となる電力を供給するも
のである。

【００２９】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電
灯の非点灯期間に第１のコンデンサと第２のコンデンサ
との一方のエネルギを用いて点灯する補助用のランプで
あることを特徴とする。

【００３０】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
項１０の発明において、前記負荷回路が、第１および第
２のスイッチング素子の接続点と第１および第２のコン
デンサの接続点との間に挿入された第２のインダクタと
第５のコンデンサとの直列回路を含み、第５のコンデン
サの両端間に前記高圧放電灯と第１のインダクタとを含
む直列回路が接続されているものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本実施形態
は、図１に示すように、図１３に示した従来構成に対し
てコンデンサＣＥ１，ＣＥ２の直列回路のうちの低電位
側のコンデンサＣＥ２に、コンデンサＣＥ３とスイッチ
ング素子Ｑ４との直列回路からなる不平衡手段を並列接
続したものである。他の構成は図１３に示した従来構成
と同様であるから、同機能を有する構成には同符号を付
してある。

【００３２】スイッチング素子Ｑ４はＭＯＳＦＥＴから
なり、制御回路１３によってオンオフが制御される。制
御回路１３は、放電灯ＤＬの点灯期間には、スイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の一方ずつをオフにする期間を低周波
で繰り返し、かつ一方がオフの期間に他方を高周波でオ
ンオフさせる。ただし、放電灯ＤＬの非点灯期間には、
従来構成ではスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
異ならせて高周波で交互にオンオフさせていたが、本実
施形態では両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を高周波で交
互にオンオフさせるもののオン期間は等しく（つまり、
デューティを５０％）になるように制御している。さら
に、放電灯ＤＬの非点灯期間にスイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２のオン期間を等しくしているのに伴って、非点灯期
間においてスイッチング素子Ｑ４をオンにする。点灯期
間における制御は従来構成と同様であるから、点灯期間
においてはスイッチング素子Ｑ４はオフになる。

【００３３】点灯期間における制御は従来構成と同様で
あるから、非点灯期間における動作について以下に説明
する。非点灯期間においてスイッチング素子Ｑ４をオン
にすると、コンデンサＣＥ２にはコンデンサＣＥ３が並
列接続されることになる。コンデンサＣＥ１とコンデン
サＣＥ２とは容量がほぼ等しいから、コンデンサＣＥ３
がコンデンサＣＥ２に並列接続されていることによっ
て、コンデンサＣＥ１と直列接続される低電位側の容量
が増加したことになる。したがって、コンデンサＣＥ
１，ＣＥ２の接続点の電位は、スイッチング素子Ｑ４を
オフにしているときよりも低下することになる。このこ
とによって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
等しくしながらも、スイッチング素子Ｑ１のオン期間に
おいて放電灯ＤＬに印加される電圧が、スイッチング素
子Ｑ２のオン期間において放電灯ＤＬに印加される電圧
よりも高くなる。その結果、インダクタＬ１とコンデン
サＣ１とからなる共振回路の共振作用によって生じる共
振電圧に、コンデンサＣＥ３を付加したことによって生
じる直流成分を重畳させることになり、放電灯ＤＬに高
電圧を印加することが可能になる。

【００３４】上述した動作の各部を波形を図２に示す。
放電灯ＤＬの非点灯期間には、図２（ａ）（ｂ）に示す
ように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は比較的高い周波
数（数十ｋＨｚ以上）でオン期間が１：１になるように
交互にオンオフされる。また、スイッチング素子Ｑ４は
図２（ｃ）のようにオンに保たれている。したがって、
コンデンサＣＥ１の両端電圧ＶＣＥ１は図２（ｄ）のよ
うに点灯期間よりも高くなり、コンデンサＣＥ２の両端
電圧ＶＣＥ２は図２（ｅ）のように点灯期間よりも低く
なる。このことによって、放電灯ＤＬと抵抗Ｒ１との直
列回路に並列接続されているコンデンサＣ１の両端電圧
ＶＣ１（この電圧は放電灯ＤＬに印加する電圧Ｖｌａに
比例している）は、図２（ｆ）のように、コンデンサＣ
Ｅ１の両端電圧ＶＣＥ１とコンデンサＣＥ２の両端電圧
ＶＣＥ２との差の２分の１に相当する直流電圧を含むこ
とになり、この直流電圧に共振電圧が重畳されることに
よって、放電灯ＤＬに高電圧が印加され放電灯ＤＬを始
動させてアーク放電に移行させることができる。ここ
で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングする周
波数はインダクタＬ１とコンデンサＣ１とからなる共振
回路の共振周波数付近に設定される。なお、放電灯ＤＬ
の非点灯期間においては図２（ｇ）のように放電灯ＤＬ
には電流Ｉｌａは流れない。

【００３５】制御回路１３では、放電灯ＤＬに流れる電
流Ｉｌａを監視することによって、放電灯ＤＬが始動し
たことを認識することができるから、放電灯ＤＬが始動
した後には従来構成と同様に、スイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２を数十〜数百Ｈｚの比較的低い周波数で繰り返しオ
フにし、かつスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の一方がオフ
である期間に他方を高周波でオンにする。また、この期
間において放電灯ＤＬに印加される電圧Ｖｌａおよび放
電灯ＤＬに流れる電流Ｉｌａを監視して各スイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を制御することで、放電灯Ｄ
Ｌを安定に点灯させる。なお、放電灯ＤＬの始動の検出
を行わずに、電源投入から一定期間を放電灯ＤＬの非点
灯期間とみなすようにタイマで時限してもよい。

【００３６】以上説明したように、放電灯ＤＬの非点灯
期間においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
等しくするように制御しながらも、直流電圧に共振電圧
を重畳した形の電圧を放電灯ＤＬに印加することができ
るから、放電灯ＤＬを始動させるのに必要な電圧を確保
することができる。しかも、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２のオン期間を等しくしているから、インダクタＬ１と
コンデンサＣ１とからなる共振回路の共振周波数付近の
周波数でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングし
たときに、共振電圧を比較的大きくすることができ、昇
圧チョッパ回路１１の出力電圧を比較的低くして高価な
高耐圧の素子を用いずに、所要の始動電圧を得ることが
可能になる。言い換えれば、始動性の高い高圧放電灯点
灯装置を提供することができる。他の構成および動作は
図１３に示した従来構成と同様である。

【００３７】（第２の実施の形態）本実施形態は、図３
に示すように、第１の実施の形態におけるコンデンサＣ
Ｅ３に代えて抵抗Ｒｕを設けたものである。つまり、図
１３に示した従来構成における抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の直
列回路のうち低電位側の抵抗Ｒｄ２に、抵抗Ｒｕとスイ
ッチング素子Ｑ４との直列回路からなる不平衡手段を並
列接続した構成を有している。他の構成は第１の実施の
形態と同様である。

【００３８】本実施形態の構成では、第１の実施の形態
と同様に、制御回路１３ではスイッチング素子Ｑ４を放
電灯ＤＬの非点灯期間にオンにし放電灯ＤＬの点灯期間
にはオフにする。制御回路１３による他の制御は第１の
実施の形態と同様である。つまり、放電灯ＤＬの非点灯
期間には、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
等しくして高周波で交互にオンオフする（つまり、デュ
ーティを５０％にする）ように制御する。

【００３９】非点灯期間においてスイッチング素子Ｑ４
をオンにすると、コンデンサＣＥ２には抵抗Ｒｕが並列
接続されるから、コンデンサＣＥ１の両端のインピーダ
ンスよりもコンデンサＣＥ２の両端のインピーダンスの
ほうが小さくなる。つまり、電源投入直後には両コンデ
ンサＣＥ１，ＣＥ２の両端電圧がほぼ等しくなるもの
の、非点灯期間において両コンデンサＣＥ１，ＣＥ２で
は消費されるエネルギが異なるから、コンデンサＣＥ１
の両端電圧が徐々に上昇し、それに伴ってコンデンサＣ
Ｅ２の両端電圧が徐々に低下する。第１の実施の形態で
説明したように、コンデンサＣ１の両端電圧はコンデン
サＣＥ１の両端電圧とコンデンサＣＥ２の両端電圧との
差の２分の１に相当する偏りを生じるから、両コンデン
サＣＥ１，ＣＥ２の両端電圧の差が大きくなれば、コン
デンサＣ１の両端電圧の偏りが大きくなる。この偏り成
分にインダクタＬ１とコンデンサＣ１との共振作用によ
る共振電圧が重畳されることによって放電灯ＤＬに高電
圧を印加し、放電灯ＤＬを始動することができるのであ
る。

【００４０】上述した動作の各部を波形を図４に示す。
放電灯ＤＬの非点灯期間には、図４（ａ）（ｂ）に示す
ように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は比較的高い周波
数（数十ｋＨｚ以上）でオン期間が１：１になるように
交互にオンオフされる。また、スイッチング素子Ｑ４は
図４（ｃ）のようにオンに保たれている。したがって、
コンデンサＣＥ１の両端電圧ＶＣＥ１は図４（ｄ）のよ
うに徐々に上昇して点灯期間よりも高くなり、コンデン
サＣＥ２の両端電圧ＶＣＥ２は図４（ｅ）のように徐々
に低下して点灯期間よりも低くなる。コンデンサＣ１の
両端電圧ＶＣ１に生じる共振電圧には、図４（ｆ）のよ
うに、コンデンサＣＥ１の両端電圧ＶＣＥ１とコンデン
サＣＥ２の両端電圧ＶＣＥ２との差の２分の１に相当す
る偏りが生じるから、放電灯ＤＬに高電圧が印加され放
電灯ＤＬを始動させてアーク放電に移行させることがで
きる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングする
周波数はインダクタＬ１とコンデンサＣ１とからなる共
振回路の共振周波数付近に設定される。なお、放電灯Ｄ
Ｌの非点灯期間においては図４（ｇ）のように放電灯Ｄ
Ｌには電流Ｉｌａは流れない。以後の動作は第１の実施
の形態と同様になり、点灯期間に移行した後は放電灯Ｄ
Ｌを安定に点灯させる。

【００４１】以上説明したように、放電灯ＤＬの非点灯
期間においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
等しくするように制御しながらも、放電灯ＤＬに印加さ
れる共振電圧に偏りを生じさせるから、放電灯ＤＬを始
動させるのに必要な電圧を確保することができる。しか
も、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を等しくし
ているから、インダクタＬ１とコンデンサＣ１とからな
る共振回路の共振周波数付近の周波数でスイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングしたときに、共振電圧を比
較的大きくすることができ、昇圧チョッパ回路１１の出
力電圧を比較的低くして高価な高耐圧の素子を用いず
に、所要の始動電圧を得ることが可能になって始動性を
高めることができる。さらに、放電灯ＤＬの非点灯期間
において放電灯ＤＬに印加する電圧を徐々に上昇させる
から、放電灯ＤＬに過大な電圧が印加されることによる
ストレスを軽減して放電灯ＤＬの寿命の低下を防止する
ことができる。他の構成および動作は図１３に示した従
来構成と同様である。

【００４２】（第３の実施の形態）本実施形態は、図５
に示すように、第２の実施の形態の構成から抵抗Ｒｕを
除いた構成になっている。つまり、不平衡手段としての
スイッチング素子Ｑ４がオンになるとコンデンサＣＥ２
の両端間はほぼ短絡状態になる。基本的な動作は第２の
実施の形態と同様であって、放電灯ＤＬの非点灯期間に
はスイッチング素子Ｑ４がオンになるように制御され、
コンデンサＣＥ２の両端電圧がほぼ０Ｖになるのに対し
て、コンデンサＣＥ１の両端電圧が昇圧チョッパ回路１
１の出力電圧にほぼ等しくなる。つまり、コンデンサＣ
１の両端に印加される共振電圧は、昇圧チョッパ回路１
１の出力電圧のほぼ２分の１の直流電圧に重畳されるこ
とになる。

【００４３】しかして、放電灯ＤＬの非点灯期間には、
図６（ａ）（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２は比較的高い周波数（数十ｋＨｚ以上）でオン
期間が１：１になるように交互にオンオフされる。ま
た、スイッチング素子Ｑ４は図６（ｃ）のようにオンに
保たれる。その結果、コンデンサＣＥ１の両端電圧ＶＣ
Ｅ１は図６（ｄ）のように昇圧チョッパ回路１１の出力
電圧にほぼ等しくなって点灯期間よりも高くなり、コン
デンサＣＥ２の両端電圧ＶＣＥ２は図６（ｅ）のように
ほぼ０Ｖになって点灯期間よりも低くなる。コンデンサ
Ｃ１の両端電圧ＶＣ１に生じる共振電圧には、図６
（ｆ）のように、コンデンサＣＥ１の両端電圧ＶＣＥ１
の２分の１に相当する直流電圧が重畳されるから、放電
灯ＤＬに高電圧が印加され放電灯ＤＬを始動させてアー
ク放電に移行させることができる。スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２をスイッチングする周波数はインダクタＬ１と
コンデンサＣ１とからなる共振回路の共振周波数付近に
設定される。なお、放電灯ＤＬの非点灯期間においては
図６（ｇ）のように放電灯ＤＬには電流Ｉｌａは流れな
い。以後の動作は第１の実施の形態と同様になり、点灯
期間に移行した後は放電灯ＤＬを安定に点灯させる。

【００４４】以上説明したように、放電灯ＤＬの非点灯
期間においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
等しくするように制御しながらも、放電灯ＤＬに印加さ
れる共振電圧を直流電圧に重畳させているから、放電灯
ＤＬを始動させるのに必要な電圧を確保することができ
る。しかも、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
等しくしているから、インダクタＬ１とコンデンサＣ１
とからなる共振回路の共振周波数付近の周波数でスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングしたときに、共振
電圧を比較的大きくすることができ、昇圧チョッパ回路
１１の出力電圧を比較的低くして高価な高耐圧の素子を
用いずに、所要の始動電圧を得ることが可能になって始
動性を高めることができる。他の構成および動作は図１
３に示した従来構成と同様である。

【００４５】（第４の実施の形態）本実施形態は、図７
に示すように、第２の実施の形態における抵抗Ｒｕに代
えて補助用のランプとしての白熱灯ＩＬを設けてスイッ
チング素子Ｑ４と白熱灯ＩＬとの直列回路を不平衡手段
として設けたものである。したがって、白熱灯ＩＬは抵
抗Ｒｕと同様に機能し、電源投入後の非点灯期間におい
て放電灯ＤＬに印加される電圧の偏りが徐々に増大する
ことになる。つまり、本実施形態は第２の実施の形態と
同様に動作する。ただし、抵抗Ｒｕに代えて白熱灯ＩＬ
を用いていることによって、放電灯ＤＬの非点灯時に白
熱灯ＩＬが点灯することになり、白熱灯ＩＬを補助照明
装置として利用でき、電源投入直後から放電灯ＤＬが点
灯するまでの期間にある程度の照度を確保することが可
能になる。他の構成および動作は図１３に示した従来構
成と同様である。

【００４６】（第５の実施の形態）本実施形態は、図８
に示す構成を有し、基本的には第２の実施の形態と同様
に動作する。ただし、放電灯ＤＬの点灯時には制御回路
１３の電源をインダクタＬ４に設けた２次巻線から得る
ようにし、放電灯ＤＬの非点灯時には制御回路１３の電
源をインダクタＬ４とコンデンサＣＥ２との両方から得
られるようにして不平衡手段を構成している点が相違す
る。ここに、インダクタＬ４は１次巻線よりも２次巻線
のほうが巻数が少なく降圧トランスとして機能する。

【００４７】インダクタＬ４の２次巻線への誘起電圧
は、ダイオードＤ２により半波整流されてコンデンサＣ
２により平滑される。コンデンサＣ２の両端間には抵抗
Ｒ２とツェナダイオードＺＤ１との直列回路が接続さ
れ、ツェナダイオードＺＤ１にはコンデンサＣ３が並列
接続されている。このコンデンサＣ３の両端電圧が制御
回路１３への電源になる。つまり、コンデンサＣ２によ
り平滑された電圧は、ツェナダイオードＺＤ１により定
電圧化され、さらにバッファとしてのコンデンサＣ３を
通して制御回路１３に供給されるのである。また、ダイ
オードＤ２のカソードにカソードを共通接続したダイオ
ードＤ３が設けられており、このダイオードＤ３のアノ
ードは抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣＥ１，ＣＥ２の接
続点に接続される。つまり、コンデンサＣＥ２の両端電
圧が抵抗Ｒ３およびダイオードＤ３を通して半波整流さ
れてコンデンサＣ２により平滑される。したがって、コ
ンデンサＣＥ２の両端電圧もインダクタＬ４の２次巻線
の誘起電圧と同様に、ツェナダイオードＺＤ１で定電圧
化され、制御回路１３に供給されることになる。

【００４８】ところで、放電灯ＤＬの点灯時には、放電
灯ＤＬに電力を供給するために昇圧チョッパ回路１１を
連続的に動作させるから、インダクタＬ４の２次巻線に
比較的大きい２次電圧が生じて制御回路１３の電源を確
保することができる。一方、放電灯ＤＬの非点灯時に
は、インダクタＬ１とコンデンサＣ１とによる共振作用
で連続的に高電圧をさせると、スイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２等の各電子部品、放電灯ＤＬを保持するソケット、
回路部分とソケットとを接続する出力線などに過大な電
圧が印加されることになり、電圧ストレスによって寿命
が短くなったり、絶縁耐圧を劣化させたりするという問
題が生じるものであるから、インバータ回路１２を間欠
的に動作させることがある。この場合、インバータ回路
１２での電力消費が少なくなるから、昇圧チョッパ回路
１１の出力電圧の異常上昇を防止するために、昇圧チョ
ッパ回路１１も間欠的に動作させるのが望ましい。つま
り、放電灯ＤＬの非点灯時には、昇圧チョッパ回路１１
を間欠的に動作させることがあり、昇圧チョッパ回路１
１の動作停止中にはインダクタＬ４の２次巻線に電圧を
誘起することができないから、インダクタＬ４から制御
回路１３への電源供給ができなくなる。

【００４９】そこで、本実施形態では、コンデンサＣＥ
２を電源として制御回路１３に電源を供給する経路を設
けているのであって、インダクタＬ４の２次巻線の誘起
電圧が低下するとダイオードＤ２がオフになるが、コン
デンサＣＥ２からダイオードＤ３を通して制御回路１３
に電源が供給されることになる。つまり、昇圧チョッパ
回路１１が間欠的に動作する場合であっても制御回路１
３に電源を安定に供給することができる。

【００５０】ところで、放電灯ＤＬの非点灯期間におい
て上述のように昇圧チョッパ回路１１が間欠的に動作す
るようになると、コンデンサＣＥ２から制御回路１３に
電源が供給されるから、コンデンサＣＥ２の消費エネル
ギがコンデンサＣＥ１の消費エネルギよりも多くなり、
コンデンサＣＥ２の両端電圧がコンデンサＣＥ１の両端
電圧よりも低下することになる。そして、第２の実施の
形態と同様に、コンデンサＣＥ２の両端電圧がコンデン
サＣＥ１の両端電圧よりも低下すれば、コンデンサＣ１
の両端に印加される共振電圧に偏りが生じて放電灯ＤＬ
に高電圧が印加され、放電灯ＤＬを始動させることがで
きる。

【００５１】本実施形態の各部の波形を図９に示す。放
電灯ＤＬの非点灯期間には、図９（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は比較的高い周波数
（数十ｋＨｚ以上）でオン期間が１：１になるように交
互にオンオフされる。ここに、本実施形態ではスイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２を連続的にオンオフさせるのではな
く、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンオフさせる期間
と両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフに保つ期間とを
設けることによって、インバータ回路１２を間欠的に動
作させている。また、図示していないが、昇圧チョッパ
回路１１のスイッチング素子Ｑ３も同様に動作する。ス
イッチング素子Ｑ３が連続的にオンオフしている期間に
は、インダクタＬ４の２次巻線の誘起電圧によってコン
デンサＣ２が充電されるから、コンデンサＣ２の両端電
圧Ｖｃｃは図９（ｇ）のようにほぼ一定になり、スイッ
チング素子Ｑ３がオフに保たれている期間には、インダ
クタＬ４からコンデンサＣ２にエネルギが与えられずコ
ンデンサＣＥ２からコンデンサＣ２に充電される。

【００５２】つまり、スイッチング素子Ｑ３がオフに保
たれている期間には、図９（ｄ）にように、コンデンサ
ＣＥ２の両端電圧ＶＣＥ２は徐々に低下し、スイッチン
グ素子Ｑ３がオンオフを繰り返している期間にはコンデ
ンサＣＥ２の両端電圧ＶＣＥ２はほぼ一定に保たれるの
であって、時間経過に伴ってコンデンサＣＥ２の両端電
圧ＶＣＥ２は徐々に低下して点灯期間よりも低くなる。
これと同時に、コンデンサＣＥ１の両端電圧は、図９
（ｃ）のように徐々に上昇して点灯期間よりも高くな
る。つまり、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１に生じる
共振電圧には、図９（ｅ）のように、コンデンサＣＥ１
の両端電圧ＶＣＥ１とコンデンサＣＥ２の両端電圧ＶＣ
Ｅ２との差の２分の１に相当する偏りが生じるから、放
電灯ＤＬに高電圧が印加され放電灯ＤＬを始動させてア
ーク放電に移行させることができる。スイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２をスイッチングする周波数はインダクタＬ１
とコンデンサＣ１とからなる共振回路の共振周波数付近
に設定される。なお、放電灯ＤＬの非点灯期間において
は図９（ｆ）のように放電灯ＤＬには電流Ｉｌａは流れ
ない。以後の動作は第１の実施の形態と同様になり、点
灯期間に移行した後は放電灯ＤＬを安定に点灯させる。
また、点灯期間に移行すれば、スイッチング素子Ｑ３が
連続的にオンオフされるから、制御回路１３にはインダ
クタＬ４からのエネルギによる電源が供給され、コンデ
ンサＣＥ１，ＣＥ２の両端電圧はほぼ等しくなる。

【００５３】以上説明したように、放電灯ＤＬの非点灯
期間においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を
等しくするように制御しながらも、放電灯ＤＬに印加さ
れる共振電圧に偏りを生じさせるから、放電灯ＤＬを始
動させるのに必要な電圧を確保することができる。しか
も、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を等しくし
ているから、インダクタＬ１とコンデンサＣ１とからな
る共振回路の共振周波数付近の周波数でスイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングしたときに、共振電圧を比
較的大きくすることができ、昇圧チョッパ回路１１の出
力電圧を比較的低くして高価な高耐圧の素子を用いず
に、所要の始動電圧を得ることが可能になって始動性を
高めることができる。さらに、放電灯ＤＬの非点灯期間
において放電灯ＤＬに印加する電圧を徐々に上昇させる
から、放電灯ＤＬに過大な電圧が印加されることによる
ストレスを軽減して放電灯ＤＬの寿命の低下を防止する
ことができる。加えて、放電灯ＤＬの非点灯期間におい
て制御回路１３に電源を供給する回路を、点灯期間にお
いて制御回路１３に電源を供給する回路に対して抵抗Ｒ
３とダイオードＤ３とを付加するだけの簡単な構成で実
現することができる。他の構成および動作は図１３に示
した従来構成と同様である。

【００５４】なお、上述した各実施形態において、コン
デンサＣＥ１の両端電圧ＶＣＥ１がコンデンサＣＥ２の
両端電圧ＶＣＥ２よりも高くなるように構成した例を示
したが、コンデンサＣＥ１の両端電圧ＶＣＥ１のほうが
低くなるように構成してもよい。また、上述した各実施
形態では、放電灯ＤＬの非点灯期間におけるスイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を等しくして説明したが、
放電灯ＤＬの始動に必要な共振電圧を発生することがで
きる範囲内であれば、必ずしもオン期間は等しくなくて
もよい。この場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のう
ち、デューティの大きい（つまり、オン期間の長い）ほ
うのオン時に放電灯ＤＬにエネルギを供給するコンデン
サＣＥ１，ＣＥ２の一方の両端電圧が他方のコンデンサ
ＣＥ１，ＣＥ２よりも高くなるように制御すればよい。
つまり、オン時において両端電圧が高いほうのコンデン
サＣＥ１，ＣＥ２と負荷回路１０とともにループ回路を
形成する一方のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間
を他方のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２よりも長くするの
である。たとえば、放電灯ＤＬの非点灯期間において、
スイッチング素子Ｑ１のオン期間をスイッチング素子Ｑ
２のオン期間よりも長くするのであれば、コンデンサＣ
Ｅ１の両端電圧がコンデンサＣＥ２の両端電圧よりも高
くなるように制御するのである。このようにして、スイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間を相違させる比率は
あまり大きくせず、放電灯ＤＬの始動に要求される共振
電圧の偏りの不足分については、コンデンサＣＥ１，Ｃ
Ｅ２の両端電圧をアンバランスにすることで確保するの
である。

【００５５】さらに、負荷回路１０の構成についても上
述した各実施形態の構成に限定されるものではなく、た
とえば図１０に示す構成の負荷回路１０を用いることも
可能である。図１０の例は第３の実施の形態において負
荷回路１０の構成を変更したものであって、スイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とインダクタＬ１の一端との
間にインダクタＬ５を挿入し、抵抗Ｒ１と放電灯ＤＬと
インダクタＬ１との直列回路にコンデンサＣ５を並列接
続した構成としてある。インダクタＬ５とコンデンサＣ
５とはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の一方をオンオフさ
せることにより生じる高周波成分を除去するローパスフ
ィルタを構成する。放電灯ＤＬである高圧放電灯では数
十ｋＨｚの高周波電圧を印加すると音響共鳴現象が生じ
て放電状態が不安定になったり、最悪の場合には放電灯
ＤＬが破損したりするから、高周波成分は少なくするこ
とが望ましい。そこで、インダクタＬ５およびコンデン
サＣ５を用いてローパスフィルタを構成し、放電灯ＤＬ
への印加電圧に含まれる高周波成分を低減するのであ
る。この構成でも放電灯ＤＬの非点灯期間にはインダク
タＬ１とコンデンサＣ１とからなる共振回路の共振周波
数付近の周波数でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッ
チングすることによって、上述した各実施形態と同様に
始動に必要な電圧を放電灯ＤＬに印加することができ
る。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の発明は、直流電源の両端間に
接続された第１および第２のスイッチング素子の直列回
路と、前記直流電源の両端間に接続された第１および第
２のコンデンサの直列回路と、第１のインダクタと第３
のコンデンサとの直列回路が第１および第２のスイッチ
ング素子の接続点と第１および第２のコンデンサの接続
点との間に挿入され第３のコンデンサの両端間に高圧放
電灯が接続された負荷回路と、少なくとも高圧放電灯の
非点灯期間に第１および第２のスイッチング素子を交互
にオンオフさせる制御回路と、少なくとも高圧放電灯の
非点灯期間に第１および第２のコンデンサの両端電圧を
異ならせる不平衡手段とを備えるものであり、高圧放電
灯の非点灯期間において第１および第２のスイッチング
素子のオン期間を大幅に異ならせずに高圧放電灯に印加
する電圧に偏りを持たせることができ、高圧放電灯に印
加する始動電圧を高めて高圧放電灯の始動性を高めるこ
とができる。

【００５７】請求項２の発明は、直流電源の両端間に接
続された第１および第２のスイッチング素子の直列回路
と、前記直流電源の両端間に接続された第１および第２
のコンデンサの直列回路と、第１のインダクタと第３の
コンデンサとの直列回路が第１および第２のスイッチン
グ素子の接続点と第１および第２のコンデンサの接続点
との間に挿入され第３のコンデンサの両端間に高圧放電
灯が接続された負荷回路と、少なくとも高圧放電灯の非
点灯期間に第１のインダクタと第３のコンデンサとの共
振周波数付近で第１および第２のスイッチング素子を交
互にオンオフさせる制御回路と、少なくとも高圧放電灯
の非点灯期間に第１および第２のコンデンサの両端電圧
を異ならせる不平衡手段とを備えるものであり、高圧放
電灯の非点灯期間において第１および第２のスイッチン
グ素子のオン期間を大幅に異ならせずに高圧放電灯に印
加する電圧に偏りを持たせることができ、高圧放電灯に
印加する始動電圧を高めて高圧放電灯の始動性を高める
ことができる。

【００５８】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記不平衡手段が、第１のコンデン
サと第２のコンデンサとの一方の両端電圧を零にするも
のであり、高圧放電灯に印加する電圧の偏りをほぼ最大
にすることが可能になり、高圧放電灯の始動性が高くな
る。

【００５９】請求項４の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記不平衡手段が、第１のコンデン
サと第２のコンデンサとの一方の両端電圧を前記高圧放
電灯の非点灯期間における時間の経過に伴って次第に増
大させるものであり、高圧放電灯に印加する電圧を時間
経過に伴って増大させるから、高圧放電灯に過大なスト
レスを与えることがない。

【００６０】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記制御回路が、第１および第２の
スイッチング素子の一方であって、第１のコンデンサと
第２のコンデンサとのうち両端電圧が高いほうと前記負
荷回路とともにループ回路を形成するスイッチング素子
のオン期間を、他方のスイッチング素子のオン期間より
も長くするように制御するものであり、この条件によっ
て高圧放電灯の非点灯期間において高圧放電灯に印加す
る電圧の偏りを大きくすることができ、高圧放電灯の始
動性を高めることができる。

【００６１】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記制御回路が、第１および第２の
スイッチング素子のオン期間を等しくするように制御す
るものであり、スイッチング素子のスイッチングの周波
数を共振回路の共振周波数付近に設定する場合に共振電
圧を高くして高圧放電灯の始動性を高めることができ
る。

【００６２】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電灯
の非点灯期間にオンになる第３のスイッチング素子と第
４のコンデンサとの直列回路であって、第１および第２
のコンデンサの一方に並列接続されるものであり、第３
のスイッチング素子をオンにすることによって第１およ
び第２のコンデンサの一方に第４のコンデンサが並列接
続され、このコンデンサの両端電圧を他方のコンデンサ
よりも引き下げることができる。

【００６３】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電灯
の非点灯期間にオンになる第３のスイッチング素子と抵
抗との直列回路であって、第１および第２のコンデンサ
の一方に並列接続されるものであり、第３のスイッチン
グ素子をオンにすると第１および第２のコンデンサの一
方の両端間のインピーダンスを小さくすることになり、
このコンデンサの両端電圧を他方のコンデンサよりも引
き下げることができる。

【００６４】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電灯
の非点灯期間に第１のコンデンサと第２のコンデンサと
の一方から前記制御回路の電源となる電力を供給するも
のであり、高圧放電灯の非点灯期間には制御回路の電源
を、第１および第２のコンデンサの一方から供給するこ
とによって、一方のコンデンサの両端電圧を他方よりも
低くすることが可能になる。

【００６５】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項６の発明において、前記不平衡手段が、前記高圧放電
灯の非点灯期間に第１のコンデンサと第２のコンデンサ
との一方のエネルギを用いて点灯する補助用のランプで
あることを特徴としており、電源投入後から高圧放電灯
が始動するまでの間にランプを点灯させて補助的に照明
を行うことができる。

【００６６】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
項１０の発明において、前記負荷回路が、第１および第
２のスイッチング素子の接続点と第１および第２のコン
デンサの接続点との間に挿入された第２のインダクタと
第５のコンデンサとの直列回路を含み、第５のコンデン
サの両端間に前記高圧放電灯と第１のインダクタとを含
む直列回路が接続されているものであり、第２のインダ
クタと第５のコンデンサとによりローパスフィルタを構
成しておけば、高圧放電灯の点灯期間に高周波電圧が印
加されることによる音響共鳴現象を抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図４】同上の動作説明図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図６】同上の動作説明図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図８】本発明の第５の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図９】同上の動作説明図である。

【図１０】本発明に用いる負荷回路の他の構成例を示す
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】他の従来例を示す回路図である。

【図１４】同上の動作説明図である。

【符号の説明】

１０負荷回路１１昇圧チョッパ回路１２インバータ回路１３制御回路ＢＴ直流電源Ｃ１コンデンサＣ５コンデンサＣＥ１コンデンサＣＥ２コンデンサＣＥ３コンデンサＤ３ダイオードＤＬ放電灯（高圧放電灯）ＩＬ白熱灯Ｌ１インダクタＬ５インダクタＱ１スイッチング素子Ｑ２スイッチング素子Ｑ４スイッチング素子Ｒｕ抵抗Ｒ３抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA11 BA05 BB10 BC01 DA10 DD03 DD04 EB09 GA03 GB12 GC04 HA02 3K083 AA91 BA05 BA12 BA33 BC44 BE05 CA32 EA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源の両端間に接続された第１およ
び第２のスイッチング素子の直列回路と、前記直流電源
の両端間に接続された第１および第２のコンデンサの直
列回路と、第１のインダクタと第３のコンデンサとの直
列回路が第１および第２のスイッチング素子の接続点と
第１および第２のコンデンサの接続点との間に挿入され
第３のコンデンサの両端間に高圧放電灯が接続された負
荷回路と、少なくとも高圧放電灯の非点灯期間に第１お
よび第２のスイッチング素子を交互にオンオフさせる制
御回路と、少なくとも高圧放電灯の非点灯期間に第１お
よび第２のコンデンサの両端電圧を異ならせる不平衡手
段とを備えることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】直流電源の両端間に接続された第１およ
び第２のスイッチング素子の直列回路と、前記直流電源
の両端間に接続された第１および第２のコンデンサの直
列回路と、第１のインダクタと第３のコンデンサとの直
列回路が第１および第２のスイッチング素子の接続点と
第１および第２のコンデンサの接続点との間に挿入され
第３のコンデンサの両端間に高圧放電灯が接続された負
荷回路と、少なくとも高圧放電灯の非点灯期間に第１の
インダクタと第３のコンデンサとの共振周波数付近で第
１および第２のスイッチング素子を交互にオンオフさせ
る制御回路と、少なくとも高圧放電灯の非点灯期間に第
１および第２のコンデンサの両端電圧を異ならせる不平
衡手段とを備えることを特徴とする高圧放電灯点灯装
置。
【請求項３】前記不平衡手段が、第１のコンデンサと
第２のコンデンサとの一方の両端電圧を零にすることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧放電灯点
灯装置。
【請求項４】前記不平衡手段が、第１のコンデンサと
第２のコンデンサとの一方の両端電圧を前記高圧放電灯
の非点灯期間における時間の経過に伴って次第に増大さ
せることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置。
【請求項５】前記制御回路が、第１および第２のスイ
ッチング素子の一方であって、第１のコンデンサと第２
のコンデンサとのうち両端電圧が高いほうと前記負荷回
路とともにループ回路を形成するスイッチング素子のオ
ン期間を、他方のスイッチング素子のオン期間よりも長
くするように制御することを特徴とする請求項１ないし
請求項４のいずれか１項に記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項６】前記制御回路が、第１および第２のスイ
ッチング素子のオン期間を等しくするように制御するこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項
に記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項７】前記不平衡手段が、前記高圧放電灯の非
点灯期間にオンになる第３のスイッチング素子と第４の
コンデンサとの直列回路であって、第１および第２のコ
ンデンサの一方に並列接続されることを特徴とする請求
項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の高圧放電灯
点灯装置。
【請求項８】前記不平衡手段が、前記高圧放電灯の非
点灯期間にオンになる第３のスイッチング素子と抵抗と
の直列回路であって、第１および第２のコンデンサの一
方に並列接続されることを特徴とする請求項１ないし請
求項６のいずれか１項に記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項９】前記不平衡手段が、前記高圧放電灯の非
点灯期間に第１のコンデンサと第２のコンデンサとの一
方から前記制御回路の電源となる電力を供給することを
特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記
載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項１０】前記不平衡手段が、前記高圧放電灯の
非点灯期間に第１のコンデンサと第２のコンデンサとの
一方のエネルギを用いて点灯する補助用のランプである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１
項に記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項１１】前記負荷回路が、第１および第２のス
イッチング素子の接続点と第１および第２のコンデンサ
の接続点との間に挿入された第２のインダクタと第５の
コンデンサとの直列回路を含み、第５のコンデンサの両
端間に前記高圧放電灯と第１のインダクタとを含む直列
回路が接続されていることを特徴とする請求項１ないし
請求項１０のいずれか１項に記載の高圧放電灯点灯装
置。