JP2002141184A

JP2002141184A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002141184A
Application number: JP2000333999A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kitani; 哲哉木谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯が外れた場合に回路に印加されるストレ
スを抑制し、安全で信頼性の高い放電灯点灯装置を提供
する。【解決手段】定常点灯中に放電灯ＬＡが外れた場合、検
出回路からフィラメント無信号が出力されるまでの間は
インバータ回路から放電灯ＬＡへの印加電圧が上昇す
る。上記印加電圧が所定値Ｖ２を越えると始動タイマ回
路が動作を開始し、インバータ制御回路２がインバータ
回路の発振周波数ｆを第１の始動周波数ｆs1に上昇させ
る。検出回路が動作するまでの間、インバータ回路の発
振周波数ｆが従来例よりも低い第１の始動周波数ｆs1に
移行させているため、上記期間に放電灯ＬＡに印加され
る始動電圧が従来例におけるよりも低い第１の始動電圧
に抑えられ、インバータ回路の発振周波数ｆを移行する
際に生じる電圧の変化が小さくなり、上記過渡期におい
てインバータ回路の使用部品に印加されるストレスを抑
制することができる。

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
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電灯点灯装置の一例を図１に示
す。端子ｐ−ｑ間には交流電源を整流した脈流電圧が印
加され、この脈流電圧をインダクタＬ１、スイッチング
素子Ｑ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ１、力率
改善制御回路１などから構成される昇圧形チョッパ回路
によって高周波でチョッピングして、スイッチオン時に
上記インダクタＬ１に蓄えられたエネルギを電源電圧に
重畳して昇圧電圧が得られ、平滑コンデンサＣ１により
平滑され、得られた直流電源がインバータ回路に供給さ
れている。

【０００３】インバータ回路は一対のスイッチング素子
Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、直流カット用コンデンサＣ
２、インダクタＬ２とコンデンサＣ３から成る共振回
路、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動するインバータ
制御回路２、昇圧トランスＴ２、直流カット用コンデン
サＣｘなどで構成されている。インバータ制御回路２に
よりスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を高周波で交互にオン
・オフすることにより直流電圧を高周波のインバータ出
力に変換し、昇圧トランスＴ２によりその出力を昇圧
し、負荷である放電灯ＬＡに供給している。

【０００４】また、陰極予熱形の放電灯ＬＡのフィラメ
ントを予熱する予熱回路は、予熱トランスＴ１、予熱ト
ランスＴ１の１次巻線と共振回路を形成するコンデンサ
Ｃ５、予熱トランスＴ１の２次巻線及び３次巻線と放電
灯ＬＡのフィラメントとの間に挿入された直流カット用
コンデンサＣｘなどから構成され、予熱トランスＴ１の
１次巻線とコンデンサＣ５との共振回路に発生する高周
波電力を予熱トランスＴ１の２次巻線及び３次巻線より
直流カット用コンデンサＣｘを介して各フィラメントに
それぞれ供給している。

【０００５】また、放電灯ＬＡのフィラメント有無を検
出する検出回路は、平滑コンデンサＣ１の正極がそれぞ
れ抵抗Ｒ１，Ｒ３を介して各フィラメントの一端に接続
され、各フィラメントの他端同士がそれぞれ抵抗Ｒ２，
Ｒ４を介して接続されて直流ループが形成され、抵抗Ｒ
２，Ｒ４の接続点とグランドとの間に接続される抵抗Ｒ
５の両端に検出電圧Ｖｄを得ている。一方、制御電源用
のコンデンサＣ６の両端電圧から抵抗Ｒ６，Ｒ７により
分圧された基準電圧Ｖｒを得て、コンパレータＩＣ１に
より前述の検出電圧Ｖｄと比較する構成となっており、
放電灯ＬＡのフィラメントが有るときには、上記直流ル
ープに電流が流れて検出電圧Ｖｄが発生し、検出電圧Ｖ
ｄ＞基準電圧Ｖｒとなり、コンパレータＩＣ１はフィラ
メント無信号を出力しない。また、放電灯ＬＡのフィラ
メントが無いときには、この直流ループに電流が流れ
ず、検出電圧Ｖｄが低下し、検出電圧Ｖｄ＜基準電圧Ｖ
ｒとなり、コンパレータＩＣ１がフィラメント無信号を
出力し、インバータ制御回路２によりインバータ出力を
抑制させるように制御している。このとき、インバータ
制御回路２はスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン・オフ
周波数（インバータ回路の発振周波数）を予熱時の発振
周波数に一致させている。

【０００６】上記従来例においては、電源投入から放電
灯ＬＡの点灯までの間に、インバータ制御回路２により
インバータ回路の発振周波数を制御することによって、
最適な予熱電流並びに始動電圧を放電灯ＬＡに与えてい
る。ここで、インバータ制御回路２による電源投入から
放電灯ＬＡの始動までの制御動作を図５及び図６を参照
して説明する。なお、図６における曲線イは放電灯ＬＡ
が点灯していないときの放電灯ＬＡ及び共振回路の無負
荷共振特性を示し、曲線ロは放電灯ＬＡのフィラメント
に予熱電流が流れているときの予熱トランスＴ１及びコ
ンデンサＣ５を含む共振回路の共振特性（予熱共振特
性）を示し、曲線ハは放電灯ＬＡが点灯しているときの
放電灯ＬＡ及び共振回路の共振特性を示している。

【０００７】まず、時刻ｔ＝ｔ０で交流電源からの電源
供給が開始されるとインバータ制御回路２や予熱タイマ
回路（図示せず）に制御電源が供給される。予熱タイマ
回路では制御電源の供給開始（ｔ＝ｔ０）から電圧Ｖｘ
が略直線的に上昇し（図５（ａ）参照）、上記電圧Ｖｘ
が閾値Ｖ１に達する時刻ｔ＝ｔ１までの所定時間（予熱
時間）Ｔ０（＝ｔ１−ｔ０）の間、出力信号がＨレベル
となる。

【０００８】一方、インバータ制御回路２は予熱タイマ
回路の出力信号がＨレベルのときには放電灯ＬＡに印加
される電圧を始動電圧よりも低く抑えるために（図５
（ｄ）参照）、図６に示す放電灯ＬＡ及び共振回路の無
負荷共振周波数ｆ０よりも十分に高い周波数（予熱周波
数）ｆphに固定して放電灯ＬＡのフィラメントを予熱す
る（図５（ｃ）参照）。やがて、上記電圧Ｖｘが閾値Ｖ
１を越えると予熱タイマ回路の出力信号がＬレベルとな
り、これによってインバータ制御回路２が発振周波数ｆ
を予熱周波数ｆphから徐々に低下させて放電灯ＬＡに印
可する電圧を徐々に上昇させる（図５（ｃ）及び（ｄ）
参照）。放電灯ＬＡの始動に必要な電圧（始動電圧）が
発生するまで発振周波数ｆを低下すると、時刻ｔ＝ｔ２
で放電灯ＬＡへの印加電圧が所定値Ｖ２に達し、この時
点（ｔ＝ｔ２）から始動タイマ回路（図示せず）が動作
を開始して電圧Ｖｙが略直線的に上昇し（図５（ｂ）参
照）、上記電圧Ｖｙが所定値Ｖ３に達するまでの所定時
間（始動時間）Ｔ１（＝ｔ３−ｔ２）の間、始動タイマ
回路の出力信号がＬレベルとなる。

【０００９】一方、インバータ制御回路２では始動タイ
マ回路の出力信号がＬレベルの間は放電灯ＬＡに始動電
圧を印可して始動させるために、インバータ回路の発振
周波数ｆを放電灯ＬＡ及び共振回路の無負荷共振周波数
ｆ０に近い周波数（始動周波数）ｆｓに固定している
（図５（ｃ）参照）。そして、上記電圧Ｖｙが閾値Ｖ３
を越えて始動タイマ回路の出力信号がＨレベルになる
と、インバータ制御回路２が発振周波数ｆを点灯周波数
ｆａまで直ちに低下させて放電灯ＬＡを安定点灯させる
（図５（ｃ）及び（ｄ）参照）。なお、始動周波数ｆｓ
は放電灯ＬＡが低温時においても確実に点灯するような
電圧が得られる値に設定される。

【００１０】ところで、定常点灯中に放電灯ＬＡが外れ
た場合、検出回路からフィラメント無信号が出力される
までの間はインバータ回路から放電灯ＬＡへの印加電圧
が上昇するため、印加電圧が所定値Ｖ２を越えると始動
タイマ回路が動作することによってインバータ制御回路
２が発振周波数ｆを始動周波数ｆｓに上昇させる。その
後、検出回路からフィラメント無信号が出力されるとイ
ンバータ制御回路２が発振周波数ｆを無負荷発振周波数
ｆ０よりも十分に高い周波数（例えば、予熱周波数ｆp
h）に上昇させてインバータ回路の出力を抑制する（図
６参照）。すなわち、図６における実線の矢印で示すよ
うに、インバータ制御回路２がインバータ回路の発振周
波数ｆを予熱周波数ｆph→始動周波数ｆｓ→点灯周波数
ｆａと変化させる制御を行って放電灯ＬＡを予熱及び始
動する。

【００１１】なお、予熱トランスＴ１の代わりに、図７
に示すように共振用のインダクタＬ２に設けた２次巻線
及び３次巻線からフィラメントの予熱電力を得る構成と
してもよく、予熱トランスＴ１やコンデンサＣ５が不要
となって部品点数及びコストが削減できるものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
においては、近年開発された管径が細い蛍光ランプのよ
うに定格ランプ電圧が高い放電灯を負荷とする場合、昇
圧トランス等によって高い２次電圧を発生するように構
成されていたり、あるいは十分な予熱電流を得るために
フィラメントに接続された予熱トランスＴ１を有し、放
電灯ＬＡの各フィラメントに、予熱トランスＴ１の２次
巻線及び３次巻線と直流カット用のコンデンサＣｘ，Ｃ
ｘの直列回路が並列に接続されている。また、定常点灯
中に放電灯ＬＡが外される、もしくは放電灯ＬＡとイン
バータ回路とがルーズコンタクトとなると、放電灯ＬＡ
が外れる瞬間又はルーズコンタクトの生じている部分で
アークが発生しやすくなり、インバータ回路で使用して
いる電子部品に過大なストレスがかかり、また、インバ
ータ回路や放電灯ＬＡが接続されるランプソケット等の
構造部品の安全性の低下を招くなどの問題が生じる。

【００１３】このため、放電灯ＬＡのフィラメントの有
無を検出する検出回路を設けているのであるが、この検
出回路が動作するまでの間、予熱回路の予熱トランスＴ
１の２次巻線及び３次巻線と直流カット用コンデンサＣ
ｘを介して共振回路が接続されているので、上述のよう
な放電灯ＬＡの外れやルーズコンタクトが生じても発振
が継続し、その後、インバータ回路の発振周波数ｆを始
動周波数ｆｓに移行する際に電圧の変化が大きく、過渡
的に高い電圧が発生してインバータ回路の使用部品に過
大なストレスがかかり、またインバータ回路の信頼性の
低下を招くという問題が生じる。

【００１４】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、放電灯が外れた場合に
回路に印加されるストレスを抑制し、安全で信頼性の高
い放電灯点灯装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、交流電源の出力電圧を整流して
直流電圧を出力する交流−直流変換手段と、上記直流電
圧を入力とし、一つ以上のスイッチング素子及び放電灯
を含む共振回路を有し、上記スイッチング素子を高周波
でスイッチングして発生させた高周波電圧にて陰極予熱
形の放電灯を高周波点灯させるインバータ回路と、上記
放電灯のフィラメントを予熱する予熱回路と、上記放電
灯のフィラメントの有無を検出する検出回路と、インバ
ータ回路の発振周波数を制御するインバータ制御手段と
を備え、上記インバータ制御手段は、電源投入時にはイ
ンバータ回路の発振周波数を予熱周波数から第１の始動
周波数、さらに第２の始動周波数を経て点灯周波数まで
変化させ、検出回路によりフィラメント無しと検出され
た時にはインバータ回路の発振周波数を点灯周波数から
第１の始動周波数、さらに第２の始動周波数を経て予熱
周波数まで変化させてなり、放電灯を含むインバータ回
路の負荷回路の無負荷共振周波数に対して、予熱周波数
＞第１の始動周波数＞第２の始動周波数＞無負荷共振周
波数＞点灯周波数の大小関係が成立するように各周波数
を設定することを特徴とし、放電灯が外れて検出回路に
よりフィラメント無しと検出された時に、インバータ制
御手段によってインバータ回路の発振周波数を制御する
ことにより、インバータ回路などを構成する回路部品に
印加されるストレスを抑制することができ、安全で信頼
性の高い放電灯点灯装置が実現できる。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第１の始動周波数を、常温時に放電灯を始動す
るのに十分なインバータ回路の出力電圧が得られる発振
周波数としたことを特徴とし、常温時には比較的低い電
圧で放電灯を始動することができ、常温で使用する回路
部品に印加されるストレスを抑制し、安価な回路部品が
利用できてコストダウンが図れる。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第２の始動周波数を、低温時に放電灯を始動す
るのに十分なインバータ回路の出力電圧が得られる発振
周波数としたことを特徴とし、低温時にも放電灯を確実
に始動させることができる。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第１の始動周波数を、常温時に放電灯を始動す
るのに十分なインバータ回路の出力電圧が得られる発振
周波数とするとともに、上記第２の始動周波数を、低温
時に放電灯を始動するのに十分なインバータ回路の出力
電圧が得られる発振周波数としたことを特徴とし、常温
時には比較的低い電圧で放電灯を始動することができ、
常温で使用する回路部品に印加されるストレスを抑制
し、安価な回路部品が利用できてコストダウンが図れる
とともに、低温時にも放電灯を確実に始動させることが
できる。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか
の発明において、上記インバータ回路の出力側と放電灯
との間に交流−交流変換手段を接続したことを特徴と
し、請求項１〜４の何れかの発明と同様の作用を奏す
る。

【００２０】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、上記予熱回路は、上記インバータ回路
が有する共振回路と別の共振回路を有することを特徴と
し、請求項１〜５の何れかの発明と同様の作用を奏す
る。

【００２１】請求項７の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、上記予熱回路は、上記インバータ回路
が有する共振回路を兼用することを特徴とし、共振回路
を兼用することで回路部品が削減できてコストダウンが
図れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の回路図
である。但し、本実施形態は従来例と同一の回路構成を
有しており、インバータ制御回路２における制御方法に
本実施形態の特徴がある。

【００２３】本実施形態の回路構成を簡単に説明する。
端子ｐ−ｑ間には図示しない交流電源を全波整流器によ
り整流した脈流電圧が印加される。端子ｐには、インダ
クタＬ１の一端が接続され、インダクタＬ１の他端は電
界効果トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１を介
して端子ｑに接続されている。インダクタＬ１とスイッ
チング素子Ｑ１の接続点には、ダイオードＤ１のアノー
ドが接続され、ダイオードＤ１のカソードは平滑コンデ
ンサＣ１の正極側に接続されている。平滑コンデンサＣ
１の負極側は端子ｑに接続されている。スイッチング素
子Ｑ１は力率改善制御回路１により高周波でオン・オフ
駆動されており、そのオン期間幅は交流電源からの入力
力率を改善するように制御される。力率改善制御回路１
の動作電源は、コンデンサＣ６の充電電圧により供給さ
れており、電源投入時にはコンデンサＣ６は抵抗Ｒ８を
介して上記脈流電圧により充電される。なお、力率改善
制御回路１には、インダクタＬ１の２次巻線出力が入力
されており、インダクタＬ１のエネルギがゼロになると
スイッチング素子Ｑ１をオンするような制御が可能とな
っている。以上の回路により、昇圧チョッパ回路が構成
されている。

【００２４】次に、昇圧チョッパ回路の動作について説
明する。交流電源が投入されて、スイッチング素子Ｑ１
が動作を開始する以前は、インダクタＬ１とダイオード
Ｄ１を介して平滑コンデンサＣ１が充電され、平滑コン
デンサＣ１の電圧は交流電源のピーク値に向けて上昇す
る。同時に、抵抗Ｒ８を介して電源用のコンデンサＣ６
が充電されて、コンデンサＣ６の充電電圧が力率改善制
御回路１の動作電圧に達すると、スイッチング素子Ｑ１
のオン・オフ駆動が開始される。スイッチング素子Ｑ１
がオンすると、端子ｐからインダクタＬ１、スイッチン
グ素子Ｑ１、端子ｑを介して電流が流れて、インダクタ
Ｌ１にエネルギが蓄積される。スイッチング素子Ｑ１が
オフされると、インダクタＬ１の両端には蓄積エネルギ
による起電圧が発生し、この電圧が端子ｐ−ｑ間の脈流
電圧と重畳されて、ダイオードＤ１を介して平滑コンデ
ンサＣ１に充電される。これにより、平滑コンデンサＣ
１の充電電圧は交流電源のピーク値よりも高い電圧に上
昇する。

【００２５】一方、インバータ回路の入力端には、電界
効果トランジスタからなる一対のスイッチング素子Ｑ
２，Ｑ３の直列回路が接続されて、平滑コンデンサＣ１
の直流電圧が印加されている。スイッチング素子Ｑ３の
両端には、直流カット用コンデンサＣ２を介して、イン
ダクタＬ２とコンデンサＣ３よりなる直列共振回路が接
続されている。コンデンサＣ３の両端電圧は、昇圧トラ
ンスＴ２により昇圧されて、直流カット用コンデンサＣ
４を介して放電灯ＬＡの両端に供給されている。各スイ
ッチング素子Ｑ２，Ｑ３はインバータ制御回路２により
高周波で交互にオン・オフされる。インバータ制御回路
２の動作電源はコンデンサＣ６の充電電圧から供給され
る。

【００２６】上述のようなインバータ回路の動作は周知
であり、インバータ制御回路２によってスイッチング素
子Ｑ２，Ｑ３が高周波で交互にオン・オフ駆動されるこ
とにより、スイッチング素子Ｑ３の両端には平滑コンデ
ンサＣ１の直流電圧を高周波でスイッチングした交流電
圧が発生する。この電圧を直流カット用コンデンサＣ２
を介してインダクタＬ２とコンデンサＣ３の直列共振回
路に印加することにより、コンデンサＣ３の両端には共
振作用により昇圧された高周波電圧が発生する。このコ
ンデンサＣ３の両端電圧を昇圧トランスＴ２によりさら
に昇圧し、コンデンサＣ４を介して放電灯ＬＡの両端に
印加するものである。なお、直流カット用のコンデンサ
Ｃ４は抵抗Ｒ１、放電灯ＬＡのフィラメントを介して平
滑コンデンサＣ１の正極から抵抗Ｒ２に流れるべき直流
電流がトランスＴ２の２次巻線に流れ込むことを阻止し
ている。

【００２７】また、フィラメント有無の検出回路は、従
来例として説明したように抵抗Ｒ２，Ｒ４の接続点とグ
ランドとの間に接続される抵抗Ｒ５の両端に検出電圧Ｖ
ｄを得るとともに、制御電源用の定電圧から抵抗Ｒ６，
Ｒ７により分圧された基準電圧Ｖｒを得て、コンパレー
タＩＣ１により検出電圧Ｖｄと比較する構成となってい
る。上述のように平滑コンデンサＣ１の電圧は、電源投
入後、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ１がオン
・オフ動作を開始する前の期間では、交流電源を整流し
た脈流電圧のピーク値に向けて上昇し、その後、昇圧チ
ョッパ回路のスイッチング素子Ｑ１がオン・オフ動作を
開始すると、交流電源を整流した脈流電圧のピーク値よ
りも高い電圧に上昇する。このように、平滑コンデンサ
Ｃ１の電圧が変動することにより、放電灯ＬＡの各フィ
ラメントが接続されている場合においても、抵抗Ｒ５の
両端に得られる検出電圧Ｖｄは変動することになる。而
して、本実施形態では抵抗Ｒ６，Ｒ７の直列回路を平滑
コンデンサＣ１の両端に接続し、検出電圧Ｖｄと同様に
変動する直流電源から基準電圧Ｖｒを得るようにしてお
り、検出電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒが平滑コンデンサＣ１
の電圧変動に対して同じ傾向で比例的に変動するので、
その大小関係は変化しない。したがって、放電灯ＬＡの
フィラメントが接続されているときには、検出電圧Ｖｄ
が基準電圧Ｖｒよりも高く、放電灯ＬＡのフィラメント
が接続されていないときには、検出電圧Ｖｄが基準電圧
Ｖｒよりも低くなるように、各抵抗Ｒ１〜Ｒ７の抵抗値
を設計しておけば、検出電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒの大小
関係をコンパレータＩＣ１で比較することにより、フィ
ラメントの有無を確実に検出することができ、その検出
動作は直流電源の電圧変動には影響されない。なお、放
電灯ＬＡが外れるなどしてフィラメントが無い状態で
は、コンパレータＩＣ１の出力端子からＬレベルのフィ
ラメント無信号がインバータ制御回路２に対して出力さ
れる。

【００２８】次に、本発明の要旨であるインバータ制御
回路２の制御動作について、図２及び図３を参照して説
明する。ここで、図３における曲線イは放電灯ＬＡが点
灯していないときの放電灯ＬＡ及び共振回路の無負荷共
振特性を示し、曲線ロは放電灯ＬＡのフィラメントに予
熱電流が流れているときの予熱トランスＴ１及びコンデ
ンサＣ５を含む共振回路の共振特性（予熱共振特性）を
示し、曲線ハは放電灯ＬＡが点灯しているときの放電灯
ＬＡ及び共振回路の共振特性を示している。

【００２９】まず、時刻ｔ＝ｔ０で交流電源からの電源
供給が開始されるとインバータ制御回路２や予熱タイマ
回路（図示せず）に制御電源が供給される。予熱タイマ
回路では制御電源の供給開始（ｔ＝ｔ０）から電圧Ｖｘ
が略直線的に上昇し（図２（ａ）参照）、上記電圧Ｖｘ
が閾値Ｖ１に達する時刻ｔ＝ｔ１までの所定時間（予熱
時間）Ｔ０（＝ｔ１−ｔ０）の間、出力信号がＨレベル
となる。

【００３０】一方、インバータ制御回路２は予熱タイマ
回路の出力信号がＨレベルのときには放電灯ＬＡに印加
される電圧を始動電圧よりも低く抑えるために（図２
（ｄ）参照）、図３に示す放電灯ＬＡ及び共振回路の無
負荷共振周波数ｆ０よりも十分に高い周波数（予熱周波
数）ｆphに固定して放電灯ＬＡのフィラメントを予熱す
る（図２（ｃ）参照）。やがて、上記電圧Ｖｘが閾値Ｖ
１を越えると予熱タイマ回路の出力信号がＬレベルとな
り、これによってインバータ制御回路２が発振周波数を
予熱周波数ｆphから徐々に低下させて放電灯ＬＡに印可
する電圧を徐々に上昇させる（図２（ｃ）及び（ｄ）参
照）。時刻ｔ＝ｔ２で放電灯ＬＡへの印加電圧が所定値
Ｖ２に達すると、この時点（ｔ＝ｔ２）から始動タイマ
回路（図示せず）が動作を開始して電圧Ｖｙが略直線的
に上昇し（図２（ｂ）参照）、上記電圧Ｖｙが所定値Ｖ
４に達する時刻ｔ＝ｔ３までの所定時間（第１の始動時
間）Ｔ１（＝ｔ３−ｔ２）の間、始動タイマ回路から第
１の出力信号が出力される。

【００３１】一方、インバータ制御回路２では始動タイ
マ回路から第１の出力信号が入力されている間は放電灯
ＬＡに第１の始動電圧を印可して始動させるために、イ
ンバータ回路の発振周波数ｆを放電灯ＬＡ及び共振回路
の無負荷共振周波数ｆ０にやや近い周波数（第１の始動
周波数）ｆs1に固定している（図２（ｃ）参照）。そし
て、第１の始動電圧を印可して放電灯ＬＡが始動すれ
ば、インバータ制御回路２が発振周波数ｆを点灯周波数
ｆａまで直ちに低下させて放電灯ＬＡを安定点灯させる
（図２（ｃ）及び（ｄ）参照）。

【００３２】また、第１の始動電圧で放電灯ＬＡが始動
しなければ、上記電圧Ｖｙが所定値Ｖ４を越えて所定値
Ｖ３に達する時刻ｔ＝ｔ４までの所定時間（第２の始動
時間）Ｔ２（＝ｔ４−ｔ３）の間、始動タイマ回路から
第２の出力信号が出力され、インバータ制御回路２では
始動タイマ回路から第２の出力信号が入力されている
間、発振周波数ｆを第１の始動周波数ｆs1よりも低い第
２の始動周波数ｆs2に固定し、第１の始動電圧よりも高
い第２の始動電圧を放電灯ＬＡに印可して放電灯ＬＡを
始動する（図２（ｄ）参照）。そして、時刻ｔ＝ｔ４に
上記電圧Ｖｙが閾値Ｖ３を越えて始動タイマ回路から第
２の出力信号が入力されなくなると、インバータ制御回
路２が発振周波数ｆを点灯周波数ｆａまで直ちに低下さ
せて放電灯ＬＡを安定点灯させる（図２（ｃ）及び
（ｄ）参照）。すなわち、図３における実線の矢印で示
すように、インバータ制御回路２がインバータ回路の発
振周波数ｆを予熱周波数ｆph→第１の始動周波数ｆs1→
点灯周波数ｆａ又は予熱周波数ｆph→第１の始動周波数
ｆs1→第２の始動周波数ｆs2→点灯周波数ｆａと変化さ
せる制御を行って放電灯ＬＡを予熱及び始動する。

【００３３】ところで、定常点灯中に放電灯ＬＡが外れ
る等した場合、検出回路からフィラメント無信号が出力
されるまでの間はインバータ回路から放電灯ＬＡへの印
加電圧が上昇する。そして、上記印加電圧が所定値Ｖ２
を越えると始動タイマ回路が動作を開始するため、イン
バータ制御回路２がインバータ回路の発振周波数ｆを点
灯周波数ｆａから第１の始動周波数ｆs1に上昇させるこ
とになる。ここで、従来例として説明したように検出回
路が動作するまでの間、予熱回路の予熱トランスＴ１の
２次巻線及び３次巻線と直流カット用コンデンサＣｘを
介して共振回路が接続されているので、放電灯ＬＡの外
れやルーズコンタクトが生じても発振が継続し、インバ
ータ回路の発振周波数ｆを始動周波数（第２の始動周波
数）に移行する際に電圧の変化が大きく、過渡的に高い
電圧が発生してインバータ回路の使用部品に過大なスト
レスがかかり、またインバータ回路の信頼性の低下を招
くという問題が生じていた。しかしながら、本実施形態
においては検出回路が動作するまでの間、インバータ回
路の発振周波数ｆが従来例における始動周波数（第２の
始動周波数ｆs2）よりも低い第１の始動周波数ｆs1に移
行させているため、上記過渡期に放電灯ＬＡに印加され
る始動電圧が従来例における始動電圧（第２の始動電
圧）よりも低い第１の始動電圧に抑えられ、インバータ
回路の発振周波数ｆを移行する際に生じる電圧の変化が
小さくなり、上記過渡期においてインバータ回路の使用
部品に印加されるストレスを抑制することができる。そ
の後、検出回路からフィラメント無信号が出力されると
インバータ制御回路２が発振周波数ｆを予熱周波数ｆph
に上昇させてインバータ回路の出力を抑制する。すなわ
ち、定常点灯中に放電灯ＬＡが外れる等した場合には、
図３における点線の矢印で示すようにインバータ制御回
路２がインバータ回路の発振周波数ｆを点灯周波数ｆａ
→第１の始動周波数ｆs1→予熱周波数ｆphと変化させる
制御を行う。

【００３４】ここで、検出回路による検出動作がさらに
遅れ、始動タイマ回路の電圧Ｖｙが所定値Ｖ４を越えて
上昇し続けることでインバータ制御回路２が発振周波数
ｆを第２の始動周波数ｆs2まで上昇させたとしても、第
１の始動周波数ｆs1から第２の始動周波数ｆs2へ移行す
る際の電圧の変化が比較的に小さいために回路部品に印
加されるストレスは十分に抑えることができる。すなわ
ち、検出回路による検出動作が遅れた場合には、図３に
おける一点鎖線の矢印で示すようにインバータ制御回路
２がインバータ回路の発振周波数ｆを点灯周波数ｆａ→
第１の始動周波数ｆs1→第２の始動周波数ｆs2→予熱周
波数ｆphと変化させる制御を行う。

【００３５】ところで、第１の始動周波数ｆs1を、常温
時に放電灯ＬＡを始動するのに十分なインバータ回路の
出力電圧が得られる発振周波数に設定するとともに、第
２の始動周波数ｆs2を、低温時に放電灯ＬＡを始動する
のに十分なインバータ回路の出力電圧が得られる発振周
波数に設定することが望ましい。このように設定した場
合、常温では予熱周波数ｆphから第１の始動周波数ｆs1
に移行して第１の始動電圧を印可すれば放電灯ＬＡが始
動するため、第２の始動周波数ｆs2に移行せずに放電灯
ＬＡを始動することができる。すなわち、常温において
は、図４における実線の矢印で示すようにインバータ制
御回路２がインバータ回路の発振周波数ｆを予熱周波数
ｆph→第１の始動周波数ｆs1→点灯周波数ｆａと変化さ
せる制御を行う。このように常温時には比較的に低い第
１の始動電圧で放電灯ＬＡを始動させることができるか
ら、常温で使用する回路部品に印加されるストレスを抑
制することができ、温度が高いほどスペック（例えば、
飽和特性）が落ちるチョークコイル等にスペックの低い
部品を用いることができる。

【００３６】また、低温時もしくは他の原因で始動しに
くい場合、予熱周波数ｆphから第１の始動周波数ｆs1を
経て第２の始動周波数ｆs2に移行して第１の始動電圧よ
りも高い第２の始動電圧を印可するため、放電灯ＬＡを
確実に始動することができる。すなわち、低温時や始動
しにくい状態においては、図４における点線の矢印で示
すようにインバータ制御回路２がインバータ回路の発振
周波数ｆを予熱周波数ｆph→第１の始動周波数ｆs1→第
２の始動周波数ｆs2→点灯周波数ｆａと変化させる制御
を行う。

【００３７】なお、図７に示すように予熱回路がインバ
ータ回路の有する共振回路を兼用した従来構成において
も、本実施形態のインバータ制御回路２を用いることで
同様の作用効果を奏することが可能である。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の発明は、交流電源の出力電圧
を整流して直流電圧を出力する交流−直流変換手段と、
上記直流電圧を入力とし、一つ以上のスイッチング素子
及び放電灯を含む共振回路を有し、上記スイッチング素
子を高周波でスイッチングして発生させた高周波電圧に
て陰極予熱形の放電灯を高周波点灯させるインバータ回
路と、上記放電灯のフィラメントを予熱する予熱回路
と、上記放電灯のフィラメントの有無を検出する検出回
路と、インバータ回路の発振周波数を制御するインバー
タ制御手段とを備え、上記インバータ制御手段は、電源
投入時にはインバータ回路の発振周波数を予熱周波数か
ら第１の始動周波数、さらに第２の始動周波数を経て点
灯周波数まで変化させ、検出回路によりフィラメント無
しと検出された時にはインバータ回路の発振周波数を点
灯周波数から第１の始動周波数、さらに第２の始動周波
数を経て予熱周波数まで変化させてなり、放電灯を含む
インバータ回路の負荷回路の無負荷共振周波数に対し
て、予熱周波数＞第１の始動周波数＞第２の始動周波数
＞無負荷共振周波数＞点灯周波数の大小関係が成立する
ように各周波数を設定するので、放電灯が外れて検出回
路によりフィラメント無しと検出された時に、インバー
タ制御手段によってインバータ回路の発振周波数を制御
することにより、インバータ回路などを構成する回路部
品に印加されるストレスを抑制することができ、安全で
信頼性の高い放電灯点灯装置が実現できるという効果が
ある。。

【００３９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第１の始動周波数を、常温時に放電灯を始動す
るのに十分なインバータ回路の出力電圧が得られる発振
周波数としたので、常温時には比較的低い電圧で放電灯
を始動することができ、常温で使用する回路部品に印加
されるストレスを抑制し、安価な回路部品が利用できて
コストダウンが図れるという効果がある。

【００４０】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第２の始動周波数を、低温時に放電灯を始動す
るのに十分なインバータ回路の出力電圧が得られる発振
周波数としたので、低温時にも放電灯を確実に始動させ
ることができるという効果がある。

【００４１】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記第１の始動周波数を、常温時に放電灯を始動す
るのに十分なインバータ回路の出力電圧が得られる発振
周波数とするとともに、上記第２の始動周波数を、低温
時に放電灯を始動するのに十分なインバータ回路の出力
電圧が得られる発振周波数としたので、常温時には比較
的低い電圧で放電灯を始動することができ、常温で使用
する回路部品に印加されるストレスを抑制し、安価な回
路部品が利用できてコストダウンが図れるとともに、低
温時にも放電灯を確実に始動させることができるという
効果がある。

【００４２】請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか
の発明において、上記インバータ回路の出力側と放電灯
との間に交流−交流変換手段を接続したので、請求項１
〜４の何れかの発明と同様の効果を奏する。

【００４３】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、上記予熱回路は、上記インバータ回路
が有する共振回路と別の共振回路を有するので、請求項
１〜５の何れかの発明と同様の効果を奏する。

【００４４】請求項７の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、上記予熱回路は、上記インバータ回路
が有する共振回路を兼用するので、共振回路を兼用する
ことで回路部品が削減できてコストダウンが図れるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態及び従来例の回路構成図であ
る。

【図２】同上の動作説明用のタイムチャートである。

【図３】同上の動作説明用の共振特性図である。

【図４】同上の動作説明用の共振特性図である。

【図５】従来例の動作説明用のタイムチャートである。

【図６】従来例の動作説明用の共振特性図である。

【図７】本発明の他の実施形態及び他の従来例の回路構
成図である。

【符号の説明】

２インバータ制御回路Ｑ２，Ｑ３スイッチング素子ＬＡ放電灯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源の出力電圧を整流して直流電圧
を出力する交流−直流変換手段と、上記直流電圧を入力
とし、一つ以上のスイッチング素子及び放電灯を含む共
振回路を有し、上記スイッチング素子を高周波でスイッ
チングして発生させた高周波電圧にて陰極予熱形の放電
灯を高周波点灯させるインバータ回路と、上記放電灯の
フィラメントを予熱する予熱回路と、上記放電灯のフィ
ラメントの有無を検出する検出回路と、インバータ回路
の発振周波数を制御するインバータ制御手段とを備え、
上記インバータ制御手段は、電源投入時にはインバータ
回路の発振周波数を予熱周波数から第１の始動周波数、
さらに第２の始動周波数を経て点灯周波数まで変化さ
せ、検出回路によりフィラメント無しと検出された時に
はインバータ回路の発振周波数を点灯周波数から第１の
始動周波数、さらに第２の始動周波数を経て予熱周波数
まで変化させてなり、放電灯を含むインバータ回路の負
荷回路の無負荷共振周波数に対して、予熱周波数＞第１
の始動周波数＞第２の始動周波数＞無負荷共振周波数＞
点灯周波数の大小関係が成立するように各周波数を設定
することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】上記第１の始動周波数を、常温時に放電
灯を始動するのに十分なインバータ回路の出力電圧が得
られる発振周波数とした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】上記第２の始動周波数を、低温時に放電
灯を始動するのに十分なインバータ回路の出力電圧が得
られる発振周波数とした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４】上記第１の始動周波数を、常温時に放電
灯を始動するのに十分なインバータ回路の出力電圧が得
られる発振周波数とするとともに、上記第２の始動周波
数を、低温時に放電灯を始動するのに十分なインバータ
回路の出力電圧が得られる発振周波数としたことを特徴
とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】上記インバータ回路の出力側と放電灯と
の間に交流−交流変換手段を接続したことを特徴とする
請求項１〜４の何れかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】上記予熱回路は、上記インバータ回路が
有する共振回路と別の共振回路を有することを特徴とす
る請求項１〜５の何れかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】上記予熱回路は、上記インバータ回路が
有する共振回路を兼用す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。