JP2002352987A

JP2002352987A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002352987A
Application number: JP2001158002A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Hara; 寛明原; Toru Niwa; 徹丹羽; Junichi Hasegawa; 純一長谷川; Katsuyoshi Nakada; 克佳中田; Shigeo Ikeda; 茂穂池田; Seinosuke Obara; 成乃亮小原; Yuuji Sasaki; 祐詞佐々木; Jintaro Nagao; 仁太郎長尾; Atsushi Koseki; 敦士小関; Junichi Kamikaya; 淳一上仮屋
Original assignee: Meiji National Industrial Co Ltd; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd; Meiji National Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】極性反転回路には耐圧の比較的低い部品を用い
ながらも高圧放電灯の立ち消えを抑制することを可能と
した放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】チョッパ回路１は制御信号生成部４６によ
り制御され無負荷出力電圧が切換可能になっている。点
灯判別部４４は放電灯ＤＬが安定点灯状態に移行するま
での期間であって無負荷または軽負荷である期間と他の
期間とを判別し、チョッパ回路１は少なくとも無負荷ま
たは軽負荷であると判定された期間には出力が定電流に
保たれる。また、無負荷または軽負荷と判定された期間
には、チョッパ回路１の無負荷出力電圧は他の期間より
も高く設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力が調節可能で
ある直流電源回路と、直流電源回路から出力される直流
電圧を交番させる極性反転回路とを備え、極性反転回路
の出力によって高圧放電灯を点灯させるようにした放電
灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プロジェクタや車両の前照灯など
に用いる高輝度の点光源としてメタルハライドランプの
ような高圧放電灯が普及してきている。この種の高圧放
電灯を点灯させるための安定器としては、小型・軽量で
あることから電子回路式安定器を備えた放電灯点灯装置
が広く用いられている。高圧放電灯を上述のような光源
として用いる場合には光出力を一定に保つことが要求さ
れるから、高圧放電灯の安定点灯状態では定電力を供給
することが必要であって、多くの放電灯点灯装置におい
ては、高圧放電灯への給電経路に、降圧型のチョッパ回
路を直流電源回路として挿入し、チョッパ回路の出力を
調節することによって高圧放電灯に供給する電力を一定
に維持する構成が採用されている。また、この種の用途
においては、高圧放電灯に交番電圧を印加しており、チ
ョッパ回路から出力される直流電圧を交番させるために
極性反転回路を設けている。

【０００３】極性反転回路としては、ブリッジ回路を構
成する４個のスイッチング素子を用い、ブリッジ回路の
各アームの中点間に高圧放電灯を含む負荷を接続し、ス
イッチング素子のオンオフを制御することによって高圧
放電灯に交番電圧を印加する形式のものを用いることが
多い。一般に耐圧の低いスイッチング素子はオン抵抗が
小さく、発熱量が少なくなる上に低価格であるから、小
型化・軽量化を促進するために耐圧の低いスイッチング
素子を極性反転回路に用いることが望ましい。また、極
性反転回路に用いるスイッチング素子の耐圧を低くする
と、チョッパ回路の無負荷出力電圧（無負荷最大電圧）
も比較的低く設定されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高圧放電灯
はアーク放電に移行する前のグロー放電の期間、あるい
はアーク放電に移行した始動直後であって電極や発光管
の温度が十分に上昇していない高インピーダンスの期
間、つまりチョッパ回路から言えば、無負荷または軽負
荷である期間には、ランプ電圧が上昇するから、アーク
放電を維持するためには、比較的高い電圧を高圧放電灯
に印加することが必要である。

【０００５】また、上述のように安定点灯状態では定電
力を供給することによって光出力を安定させているが、
無負荷または軽負荷であるときにチョッパ回路から定電
力を供給すると、安定点灯状態よりも高インピーダンス
であるから、供給される電流が小さくなり、アーク放電
の維持に必要な電流を確保することができなくなる。そ
こで、無負荷または軽負荷である期間にはチョッパ回路
から定電流を供給し、ランプ電流を維持することが考え
られているが、上述のように、小型化・軽量化のために
極性反転回路を構成する部品の耐圧を低くするのに伴っ
てチョッパ回路の無負荷出力電圧も低く設定している
と、ランプ電圧が上昇したときにチョッパ回路の無負荷
出力電圧を超える可能性が生じる。この場合にはチョッ
パ回路から定電流を供給することができなくなり、結果
的に高圧放電灯が立ち消えに至ることがある。

【０００６】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、極性反転回路には耐圧の比較的低い
部品を用いながらも高圧放電灯の立ち消えを抑制するこ
とを可能とした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、スイ
ッチング素子を備えた直流電源回路と、前記スイッチン
グ素子のオンオフを制御することにより前記直流電源回
路の出力を制御する制御回路と、前記直流電源回路から
出力される直流電圧を交番電圧に変換する極性反転回路
と、前記極性反転回路の出力により点灯する高圧放電灯
とを備え、前記制御回路には、前記高圧放電灯が安定点
灯状態に移行するまでの期間であって無負荷または軽負
荷である期間と他の期間とを判別する点灯判別部と、少
なくとも前記高圧放電灯の始動から安定点灯状態に移行
するまでの期間に前記直流電源回路の出力を定電流に保
つ出力制御部とを備え、前記出力制御部では、前記点灯
判別部により無負荷または軽負荷であると判定される期
間に他の期間よりも前記直流電源回路の無負荷出力電圧
を高くすることを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記点灯判別部では、前記高圧放電灯のランプ電圧
が規定の無負荷判定電圧を超えるときに無負荷または軽
負荷と判定することを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記無負荷判定電圧が前記極性反転回路を構成する
部品の最大定格電圧よりも十分に低くかつ前記高圧放電
灯の安定点灯状態におけるランプ電圧よりは高く設定さ
れ、前記ランプ電圧が前記無負荷判定電圧を超えると前
記出力制御部では前記直流電源回路の無負荷出力電圧を
前記最大定格電圧に設定することを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記極性反転回路を構成する部品の前記最大定格電
圧が、前記直流電源回路を構成する前記スイッチング素
子の最大定格電圧よりも低く設定されていることを特徴
とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記高圧放電灯に始動用の高圧パルスを印加するイ
グナイタを備え、前記点灯判別部がイグナイタによる高
圧パルスの発生前から前記高圧放電灯の始動までの期間
を無負荷または軽負荷と判定することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施形態は、図１に示すよう
に、図示しない直流電源から直流電圧が入力される降圧
型のチョッパ回路１を直流電源回路として備え、チョッ
パ回路１から出力される直流電圧を極性反転回路２によ
り交番電圧に変換して高圧放電灯（以下、単に「放電
灯」という）ＤＬに印加する構成を有する。また、極性
反転回路２と放電灯ＤＬとの間には、放電灯ＤＬの点灯
のための高電圧を発生するイグナイタ３が挿入される。
すなわち、チョッパ回路１は、極性反転回路２とイグナ
イタ３と放電灯ＤＬとからなる負荷回路に電力を供給す
る。

【００１３】チョッパ回路１および極性反転回路２の動
作は、制御回路４により制御される。制御回路４には、
チョッパ回路１とは別に設けられチョッパ回路１と共通
の直流電源から直流電圧が入力されるスイッチング電源
である制御電源回路５から給電される。すなわち、チョ
ッパ回路１と制御電源回路５との入力は共通であって、
ローパスフィルタＬＦを介して図示しない直流電源に接
続され、直流電源からたとえば３７０Ｖの直流電圧が入
力される。ローパスフィルタＬＦはチョッパ回路１およ
び制御電源回路５におけるスイッチング周波数以上の高
周波を阻止する。

【００１４】直流電源としては、たとえば商用電源をダ
イオードブリッジからなる整流回路により整流し、昇圧
型のチョッパ回路により昇圧するものを用いる。昇圧型
のチョッパ回路は、商用電源からの入力電流に休止期間
を生じさせないように設計することが可能であるから、
昇圧型のチョッパ回路におけるスイッチング素子のスイ
ッチング周波数を比較的高く設定し、スイッチング周波
数以上の高周波を阻止するローパスフィルタを商用電源
との間に挿入することによって、商用電源からの入力電
流波形をほぼ滑らかに連続させた歪の少ない波形とする
ことができる。しかも、昇圧チョッパ回路は、入力電流
の包絡線の波形を整流回路の出力電圧波形にほぼ比例さ
せることができるから、商用電源からの入力電流の位相
を入力電圧の位相にほぼ一致させて高い入力力率を得る
ことができる。要するに、昇圧型のチョッパ回路は、外
部へのノイズの発生を少なくし、かつ高力率を得るため
の力率改善回路として用いられる。なお、直流電源には
電池電源のような他の構成のものを用いることも可能で
ある。

【００１５】チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑ１は
ＭＯＳＦＥＴからなり、このスイッチング素子Ｑ１を介
して直流電源に接続されたインダクタＬ１を備える。つ
まり、直流電源の正極と極性反転回路２との間にスイッ
チング素子Ｑ１とインダクタＬ１との直列回路が挿入さ
れる。スイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１との接続
点にはダイオードＤ１のカソードが接続され、ダイオー
ドＤ１のアノードは直流電源の負極に接続される。さら
に、インダクタＬ１とダイオードＤ１との直列回路には
コンデンサＣ１と電流検出用の抵抗Ｒｓとの直列回路が
並列に接続される。コンデンサＣ１の両端電圧は極性反
転回路２に入力電圧として印加される。スイッチング素
子Ｑ１のゲート・ソースはパルストランスＰＴ１の２次
巻線に接続され、スイッチング素子Ｑ１のオンオフはパ
ルストランスＰＴ１を介して制御回路４から与えられる
制御信号によって制御される。スイッチング素子Ｑ１の
オンオフのスイッチング周波数は比較的高く設定され
る。

【００１６】この構成により、スイッチング素子Ｑ１の
オン期間にスイッチング素子Ｑ１を通して直流電源から
インダクタＬ１にエネルギが蓄積され、スイッチング素
子Ｑ１のオフ期間にはインダクタＬ１のエネルギがコン
デンサＣ１とダイオードＤ１とを通る経路で放出され、
コンデンサＣ１に電荷が蓄積される。言い換えると、ダ
イオードＤ１はスイッチング素子Ｑ１のオン時にインダ
クタＬ１に蓄積されたエネルギをコンデンサＣ１を通る
経路で回生させるために設けられている。このような動
作によって、コンデンサＣ１の両端電圧は入力された直
流電圧に対して降圧される。入力電圧に対する出力電圧
の比（降圧比＝出力電圧／入力電圧）はスイッチング素
子Ｑ１のオンオフのデューティ比により決まる。つま
り、スイッチング素子Ｑ１のオンオフのデューティ比を
制御回路４で変化させることによりチョッパ回路１の出
力電圧が可変になる。

【００１７】チョッパ回路１の出力電圧は、制御回路４
に設けた判定部４１および電力監視部４２に入力され、
チョッパ回路１の出力電流に相当する抵抗Ｒｓの両端電
圧は制御回路４に設けた電流監視部４３に入力される。
ここに、放電灯ＤＬの点灯後には、チョッパ回路１の出
力電圧は放電灯ＤＬのランプ電圧に代用され、チョッパ
回路１の出力電流は放電灯ＤＬのランプ電流に代用され
る。判定部４１はチョッパ回路１の出力電圧が、ランプ
電圧について設定した定電力制御範囲内である期間には
電力監視部４２に出力電圧に比例する電圧を入力し、定
電力制御範囲を逸脱する期間には電力監視部４２に定電
圧を入力するように構成されている。チョッパ回路１の
出力電圧はランプ電圧を反映しているから、判定部４１
に出力電圧を入力する経路とは別にチョッパ回路１の出
力電圧を取り出して制御回路４の点灯判別部４４に入力
し、点灯判別部４４において放電灯ＤＬの点灯状態を判
別する。点灯判別部４４では、放電灯ＤＬの始動（絶縁
破壊）、点灯（アーク放電の開始）、安定点灯状態への
移行、立ち消え、寿命末期（電極の損耗）を判別する。

【００１８】チョッパ回路１の出力電流は電流監視部４
３により監視され、電流監視部４３で検出された電流値
も電力監視部４２に入力される。電力監視部４２では入
力された電流値と電圧値とを乗算することによってチョ
ッパ回路１の出力電力Ｖｃを求め、この出力電力Ｖｃが
一定値に保たれるように制御信号生成部４６に指示を与
えてスイッチング素子Ｑ１のオンオフのデューティ比を
制御する。つまり、チョッパ回路１から極性反転回路２
に対して定電力を供給することになる。また、判定部４
１から定電圧が出力されている間には電力と電圧とが一
定であるから、チョッパ回路１からは定電流が出力され
ることになる。つまり、判定部４１と電力監視部４２と
電流監視部４３と制御信号生成部４６とにより出力制御
部が構成される。

【００１９】極性反転回路２は、４個のスイッチング素
子Ｑ３〜Ｑ６からなるブリッジ回路であって、スイッチ
ング素子Ｑ３，Ｑ４が直列接続されてブリッジ回路の一
方のアームを形成し、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６が直
列接続されてブリッジ回路の他方のアームを形成してい
る。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６にはＭＯＳＦＥＴを用
いている。ブリッジ回路の各アームはそれぞれコンデン
サＣ１に並列接続されており、各スイッチング素子Ｑ３
〜Ｑ６はそれぞれ駆動回路ＤＶ３〜ＤＶ６を介して制御
回路４の駆動信号生成部４５に接続される。駆動信号生
成部４５では２値の駆動信号を生成し、駆動信号によっ
てスイッチング素子Ｑ３，Ｑ６の組とスイッチング素子
Ｑ４，Ｑ５の組とのオンオフを交互に繰り返させる。

【００２０】極性反転回路２の一方のアームを構成する
スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点と、他方のアーム
を構成するスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点との間
にはインダクタＬ２とコンデンサＣ２との直列回路が接
続され、コンデンサＣ２の両端間にはイグナイタ３に設
けた出力トランスＴ１の２次巻線と放電灯ＤＬとの直列
回路が並列に接続される。したがって、極性反転回路２
の上述の動作によって、放電灯ＤＬの両端に印加される
電圧の極性は交互に反転し、放電灯ＤＬに交番電圧が印
加されることになる。ここに、放電灯ＤＬとして定格電
圧の比較的低いものを用いることにより、スイッチング
素子Ｑ３〜Ｑ６には低容量の小型のものを用いることが
可能であり、高容量のものを用いる場合に比較するとオ
ン抵抗が小さくなるから、発熱量を抑制することができ
る。言い換えると、入力した電力エネルギのうち光出力
に利用されずに熱損失として無駄に消費されるエネルギ
の低減につながり、エネルギ利用効率がよく発熱量の比
較的少ない放電灯点灯装置を提供することが可能にな
る。

【００２１】イグナイタ３は、チョッパ回路１の出力電
圧が比較的高い期間、言い換えると極性反転回路２の入
力インピーダンスが比較的高い期間に適宜のタイミング
で出力トランスＴ１の２次巻線に高圧パルスを発生させ
るように構成されている。イグナイタ３には周知の構成
を用いており、要旨ではないから詳述はしない。

【００２２】以下では制御回路４について詳述する。制
御回路４は、上述のように、チョッパ回路１のスイッチ
ング素子Ｑ１をオンオフさせる制御信号を生成する制御
信号生成部４６を有し、制御信号生成部４６は、チョッ
パ回路１に直流電源が供給された（すなわち、電源投
入）後に、電力監視部４２および電流監視部４３により
監視されている状態に応じてスイッチング素子Ｑ１のス
イッチングにおけるデューティ比を変化させ、極性反転
回路２に適正な電圧が印加されるように制御する。

【００２３】電源投入直後には、制御電源回路５の出力
電圧が上昇すると制御回路４が動作を開始し、制御回路
４からチョッパ回路１のスイッチング素子Ｑ１を制御す
る制御信号が出力されるとともに、極性反転回路２のス
イッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御する駆動信号が出力さ
れる。したがって、上述したように、放電灯ＤＬには交
番電圧が印加されるとともに、イグナイタ３の動作によ
り放電灯ＤＬに高圧パルスが印加される。高圧パルスが
発生したときに正常であれば放電灯ＤＬは点灯する。

【００２４】ところで、本実施形態において用いる放電
灯ＤＬは、電源投入後に高圧パルスが電極間に印加され
て点灯した直後にはランプ電圧は高く、アーク放電への
移行に伴ってランプ電圧が低下するが、アーク放電の初
期には水銀の蒸気圧が低いからランプ電圧は低い値にな
り、水銀蒸気圧の上昇に伴ってランプ電圧が上昇する。
したがって、安定点灯状態（定格点灯状態）に短時間で
到達させるには、投入する電流を大きくすればよいが、
実際には放電灯ＤＬの電極の損傷を抑制するには定格電
流値に対してやや大きい程度（１．５倍程度）の電流値
に制限する必要がある。そこで、安定点灯状態に移行す
るまでの間にはチョッパ回路１の出力電流を定電流と
し、安定点灯状態に達した後には光出力を安定させるた
めにチョッパ回路１の出力電力を定電力とするように制
御する。すなわち、チョッパ回路１の出力電力が定電力
になるように制御する期間は、チョッパ回路１の出力電
圧が放電灯ＤＬの定格電圧に基づいて設定されている定
電力制御範囲内である期間であって、チョッパ回路１の
出力が定電力制御範囲内である間には放電灯ＤＬに定電
力が供給されて放電灯ＤＬが安定点灯状態で点灯する。

【００２５】上述のように、チョッパ回路１の出力電圧
は判定部４１に入力されるとともに、放電灯ＤＬの点灯
状態を監視する点灯判別部４４に入力される。判定部４
１は、チョッパ回路１の出力電圧があらかじめ設定され
ている定電力制御範囲内である期間にはチョッパ回路１
の出力電圧を電力監視部４２に入力し、チョッパ回路の
出力電圧が定電力制御範囲外である期間には定電圧を出
力する。また、点灯判別部４４は、チョッパ回路１の出
力電圧がイグナイタ３が動作する電圧に達してから放電
灯ＤＬが点灯するまでの期間を放電開始期間とし、また
放電灯ＤＬが点灯してから安定点灯状態に移行するまで
の間にチョッパ回路１の出力電圧があらかじめ設定した
無負荷判定電圧を超えるか否かを監視する機能を有す
る。点灯判別部４４では、チョッパ回路１の出力電圧が
無負荷判定電圧を超えるときには、無負荷または軽負荷
になっていると判定する。

【００２６】ランプ電圧は、放電灯ＤＬの始動前、高圧
パルスが放電灯ＤＬに印加された直後、放電灯ＤＬが立
ち消えしたとき、放電灯ＤＬの電極が消耗したときに
は、他の状態に比較して高いから、チョッパ回路１の出
力電圧を監視すれば、放電灯ＤＬが無負荷または軽負荷
であることを検出することが可能になる。また、イグナ
イタ３から始動用の高圧パルスが発生する前から放電灯
ＤＬが点灯（アーク放電に移行）するまでの間（すなわ
ち、放電開始期間）には放電灯ＤＬは高インピーダンス
であって、この期間も放電灯ＤＬは無負荷または軽負荷
であると言える。そこで、上述のように点灯判別部４４
においてチョッパ回路１の出力電圧を監視することによ
って、放電灯ＤＬが放電開始期間か、立ち消えしたか、
立ち消えしそうであるか、つまり無負荷または軽負荷で
あることを判別するのである。

【００２７】チョッパ回路１の無負荷出力電圧は、制御
信号生成部４６において規制されているが、この無負荷
出力電圧は、点灯判別部４４における上述の無負荷判定
電圧に応じて２段階に切り換えられるようになってい
る。たとえば、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の最大定格
電圧が３００Ｖであるとすれば、信頼性を確保するため
にチョッパ回路１の無負荷出力電圧は２４０Ｖ（最大定
格電圧の８０％）以下に制限されるのが一般的である。
ただし、実際にはスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６に３００
Ｖを印加することが許容されているから、放電灯ＤＬの
無負荷または軽負荷である期間のような、比較的短い期
間においてのみチョッパ回路１の無負荷出力電圧を３０
０Ｖにするのである。このように比較的短い期間であれ
ば、信頼性を損なうことなく（つまり、スイッチング素
子Ｑ３〜Ｑ６に大きなストレスをかけることなく）動作
させることが可能である。

【００２８】上述した無負荷判定電圧は、極性反転回路
２を構成するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の最大定格電
圧に基づいて設定される。たとえば、スイッチング素子
Ｑ３〜Ｑ６の最大定格電圧が３００Ｖであるときには、
無負荷判定電圧を、通常のチョッパ回路１の無負荷出力
電圧である２４０Ｖよりもさらに５０Ｖ低い１９０Ｖな
どに設定する。無負荷判定電圧を１９０Ｖに設定してい
るとすれば、回路動作が開始した当初はチョッパ回路１
の無負荷出力電圧は２４０Ｖに設定されるが、その後に
放電灯ＤＬが安定点灯状態に移行してチョッパ回路１の
出力電圧が定電力制御範囲内に達するまでの間におい
て、チョッパ回路１の出力電圧が１９０Ｖを１回でも超
えると、チョッパ回路１の無負荷出力電圧が３００Ｖに
引き上げられる。この状態は、チョッパ回路１の出力電
圧が定電力制御範囲になるまで継続する。ただし、無負
荷出力電圧が３００Ｖである期間を短縮する場合には、
定電力制御範囲よりも高い電圧（たとえば１９０Ｖ）以
下になった時点でチョッパ回路１の出力電圧を２４０Ｖ
に戻すようにしてもよい。また、チョッパ回路１の出力
電圧がイグナイタ３が動作する電圧に達してから放電灯
ＤＬがアーク放電を開始するまでの放電開始期間におい
ては、チョッパ回路１の出力電圧が１９０Ｖに達してい
なくともチョッパ回路１の無負荷出力電圧を３００Ｖに
引き上げる。

【００２９】上述した動作によって、図２に示すよう
に、時刻ｔ１において電源が投入（回路動作が開始）さ
れた時点では、図２（ｂ）のようにチョッパ回路１の無
負荷出力電圧は定常点灯状態の期間と同じ値Ｖｍ２にな
り、時刻ｔ２においてイグナイタ２から高圧パルス（図
２（ｃ）参照）が発生可能な状態になると、放電開始期
間Ｔ１において、チョッパ回路１の無負荷出力電圧が極
性反転回路２を構成するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の
最大定格電圧に基づいて設定されたＶｍ１に引き上げら
れる。高圧パルスが発生しても放電灯ＤＬの電極や発光
管の温度が低いときにはアークが立ち消えすることがあ
り、この場合はチョッパ回路１の出力電圧が急上昇する
から、期間Ｔ２で表す立ち消え再始動の期間においても
チョッパ回路１の無負荷出力電圧がＶｍ１に引き上げら
れる。同様に、アークが立ち消えしないまでも立ち消え
を生じそうになれば、放電灯ＤＬのインピーダンスの上
昇によって、チョッパ回路１の出力電圧が上昇するか
ら、このような場合もチョッパ回路１の出力電圧が無負
荷判定電圧を超える期間Ｔ３には、チョッパ回路１の無
負荷出力電圧をＶｍ１に引き上げる。

【００３０】なお、図２においては、時刻ｔ２において
チョッパ回路１の無負荷出力電圧をＶｍ１に引き上げた
後に時刻ｔ３において放電灯ＤＬが安定点灯状態に移行
するまでの間は、チョッパ回路１の無負荷出力電圧をＶ
ｍ１に保っているが、各期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとにチ
ョッパ回路の無負荷出力電圧をＶｍ１を引き上げるよう
にしてもよい。図２（ａ）は放電灯ＤＬのランプ電流を
示している。また、図示例では放電灯ＤＬが安定点灯状
態に移行するまでは、極性反転回路２のスイッチング素
子Ｑ３〜Ｑ６のスイッチング周波数を安定点灯状態より
も低く設定してあり、このことによって安定点灯状態に
移行するまでの間においては、放電灯ＤＬに電流ができ
るだけ継続して流れるようにして電極や発光管の温度が
短時間で上昇するようにしている。逆に言えば、放電灯
ＤＬが安定点灯状態に移行するまでの間には、電流極性
の反転に伴う電流の休止期間を少なくし始動性を高めて
いるのである。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明は、スイッチング素子を
備えた直流電源回路と、前記スイッチング素子のオンオ
フを制御することにより前記直流電源回路の出力を制御
する制御回路と、前記直流電源回路から出力される直流
電圧を交番電圧に変換する極性反転回路と、前記極性反
転回路の出力により点灯する高圧放電灯とを備え、前記
制御回路には、前記高圧放電灯が安定点灯状態に移行す
るまでの期間であって無負荷または軽負荷である期間と
他の期間とを判別する点灯判別部と、少なくとも前記高
圧放電灯の始動から安定点灯状態に移行するまでの期間
に前記直流電源回路の出力を定電流に保つ出力制御部と
を備え、前記出力制御部では、前記点灯判別部により無
負荷または軽負荷であると判定される期間に他の期間よ
りも前記直流電源回路の無負荷出力電圧を高くするもの
であり、点灯判別部において直流電源回路の負荷が無負
荷または軽負荷であると判定されると、直流電源回路は
出力を定電流に保つとともに他の期間よりも無負荷出力
電圧を引き上げることによって、高圧放電灯に印加可能
な最大電圧を引き上げることになる。すなわち、定電流
を供給可能な電圧範囲が広くなり、高圧放電灯が始動す
る前のグロー放電の期間や高圧放電灯が始動後に立ち消
えしたとき、あるいは高圧放電灯が始動したものの電極
や発光管の温度が低くアーク放電が不安定である高イン
ピーダンスの期間などにおいて、無負荷ないし軽負荷と
判定されたとしても直流電源回路から定電流を供給する
ことができ、結果的に高圧放電灯の始動性を高めるとと
もに立ち消えを抑制することができる。このように立ち
消えが抑制されれば、高圧放電灯に高電圧を印加して始
動させる回数が低減されるから、高圧放電灯の電極の損
耗が少なくなり、高電圧放電灯の寿命が長くなる。ま
た、直流電源回路の無負荷出力電圧を引き上げるのは点
灯判別部において無負荷または軽負荷と判定される期間
であって、通常は上述した制御により高圧放電灯を短時
間で点灯させることができるから、直流電源回路や極性
反転回路に大きなストレスを生じることがなく、極性反
転回路には耐圧の比較的低い部品を用いることが可能で
ある。つまり、極性反転回路における損失が低減され、
発熱量が低減して放熱板が小さくなり、ひいては小型化
・軽量化につながる。

【００３２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記点灯判別部では、前記高圧放電灯のランプ電圧
が規定の無負荷判定電圧を超えるときに無負荷または軽
負荷と判定するので、ランプ電圧を監視するだけの簡単
な構成で無負荷または軽負荷を検出することができ、複
雑な回路構成を必要としない。

【００３３】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記無負荷判定電圧が前記極性反転回路を構成する
部品の最大定格電圧よりも十分に低くかつ前記高圧放電
灯の安定点灯状態におけるランプ電圧よりは高く設定さ
れ、前記ランプ電圧が前記無負荷判定電圧を超えると前
記出力制御部では前記直流電源回路の無負荷出力電圧を
前記最大定格電圧に設定するので、安定点灯状態におい
ては直流電源回路のストレスが少なく、かつ発熱量も小
さくなる。

【００３４】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記極性反転回路を構成する部品の前記最大定格電
圧が、前記直流電源回路を構成する前記スイッチング素
子の最大定格電圧よりも低く設定されているので、極性
反転回路に安価な部品を用いることができる。

【００３５】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記高圧放電灯に始動用の高圧パルスを印加するイ
グナイタを備え、前記点灯判別部がイグナイタによる高
圧パルスの発生前から前記高圧放電灯の始動までの期間
を無負荷または軽負荷と判定するので、イグナイタを動
作させる期間を無負荷または軽負荷とみなすから、始動
前のグロー放電の期間における無負荷または軽負荷の状
態に対して対応しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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。

【符号の説明】

１チョッパ回路２極性反転回路３イグナイタ４制御回路４１判定部４２電力監視部４３電流監視部４４点灯判別部（点灯判別部）４６制御信号生成部ＤＬ（高圧）放電灯Ｑ１スイッチング素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹羽徹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者長谷川純一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者中田克佳大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者池田茂穂大阪市淀川区新高３丁目９番14号明治ナショナル工業株式会社内 (72)発明者小原成乃亮大阪市淀川区新高３丁目９番14号明治ナショナル工業株式会社内 (72)発明者佐々木祐詞大阪市淀川区新高３丁目９番14号明治ナショナル工業株式会社内 (72)発明者長尾仁太郎大阪市淀川区新高３丁目９番14号明治ナショナル工業株式会社内 (72)発明者小関敦士大阪市淀川区新高３丁目９番14号明治ナショナル工業株式会社内 (72)発明者上仮屋淳一大阪市淀川区新高３丁目９番14号明治ナショナル工業株式会社内 (72)発明者西田典明大阪市淀川区新高３丁目９番14号明治ナショナル工業株式会社内Ｆターム(参考） 3K072 AA11 BA03 BA05 BC01 CA11 CA16 DD06 DE02 DE05 DE06 EA02 FA05 GA03 GB03 GB18 GC04 HA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スイッチング素子を備えた直流電源回路
と、前記スイッチング素子のオンオフを制御することに
より前記直流電源回路の出力を制御する制御回路と、前
記直流電源回路から出力される直流電圧を交番電圧に変
換する極性反転回路と、前記極性反転回路の出力により
点灯する高圧放電灯とを備え、前記制御回路には、前記
高圧放電灯が安定点灯状態に移行するまでの期間であっ
て無負荷または軽負荷である期間と他の期間とを判別す
る点灯判別部と、少なくとも前記高圧放電灯の始動から
安定点灯状態に移行するまでの期間に前記直流電源回路
の出力を定電流に保つ出力制御部とを備え、前記出力制
御部では、前記点灯判別部により無負荷または軽負荷で
あると判定される期間に他の期間よりも前記直流電源回
路の無負荷出力電圧を高くすることを特徴とする放電灯
点灯装置。
【請求項２】前記点灯判別部では、前記高圧放電灯の
ランプ電圧が規定の無負荷判定電圧を超えるときに無負
荷または軽負荷と判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。
【請求項３】前記無負荷判定電圧が前記極性反転回路
を構成する部品の最大定格電圧よりも十分に低くかつ前
記高圧放電灯の安定点灯状態におけるランプ電圧よりは
高く設定され、前記ランプ電圧が前記無負荷判定電圧を
超えると前記出力制御部では前記直流電源回路の無負荷
出力電圧を前記最大定格電圧に設定することを特徴とす
る請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】前記極性反転回路を構成する部品の前記
最大定格電圧が、前記直流電源回路を構成する前記スイ
ッチング素子の最大定格電圧よりも低く設定されている
ことを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】前記高圧放電灯に始動用の高圧パルスを
印加するイグナイタを備え、前記点灯判別部がイグナイ
タによる高圧パルスの発生前から前記高圧放電灯の始動
までの期間を無負荷または軽負荷と判定することを特徴
とする請求項１記載の放電灯点灯装置。