JP2003059678A

JP2003059678A - 放電灯点灯装置及び照明器具

Info

Publication number: JP2003059678A
Application number: JP2001244620A
Authority: JP
Inventors: Masahito Onishi; 雅人大西; Masahiro Naruo; 誠浩鳴尾
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】限流要素を小さくした放電灯点灯装置を提供す
る。【解決手段】電圧源となる複数のキャパシタＣ１〜Ｃ５
と複数のスイッチＳ１１〜Ｓ５４とを有し、複数のスイ
ッチＳ１１〜Ｓ５４のオン・オフ動作によって１乃至複
数のキャパシタＣ１…を負荷と直列に接続させるスイッ
チドキャパシタ回路ＳＣを有し、スイッチドキャパシタ
回路ＳＣの出力端子間に微少なインダクタＬｚとキャパ
シタＣｚ，Ｃｓの直列回路とを接続し、キャパシタＣｚ
と並列に放電灯Ｌａを接続する。スイッチドキャパシタ
回路ＳＣでは、負荷に接続されるキャパシタＣ１…の個
数を変化させることによって、放電灯Ｌａの特性電圧よ
りも高い電圧と低い電圧とを交互に印加している。ま
た、キャパシタＣｓの両端間には始動時に高圧の始動パ
ルスを発生する始動回路２を接続してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置及
び照明器具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回路図を図９に
示す。この放電灯点灯装置は、微少なインダクタとスイ
ッチドキャパシタ回路ＳＣとを利用して、直流電源ＤＣ
から滑らかな交流出力を得る電力変換回路で構成される
（例えば特開平９−４７０３２号公報参照）。

【０００３】電力変換回路は、直流電源ＤＣを電源とし
て複数個のキャパシタＣ１〜Ｃ５の電圧をそれぞれ略一
定の電圧Ｅ（直流電源ＤＣの電源電圧）まで充電する充
電回路１と、５個のキャパシタＣ１〜Ｃ５の内、任意の
個数のキャパシタを直列接続することによって負荷に−
５Ｅ、−４Ｅ、−３Ｅ、−２Ｅ、−Ｅ、０、Ｅ、２Ｅ、
３Ｅ、４Ｅ、５Ｅの電圧を供給するスイッチドキャパシ
タ回路ＳＣとを有し、スイッチドキャパシタ回路ＳＣの
出力端子間に微少なインダクタＬｚとキャパシタＣｚと
のフィルタ回路を接続し、キャパシタＣｚと並列に放電
灯Ｌａを接続している。

【０００４】スイッチドキャパシタ回路ＳＣは、直列に
接続された５個のスイッチドキャパシタセルＳＣｂとそ
の充電回路１とで構成される。各々のスイッチドキャパ
シタセルＳＣｂは、相補的にオン・オフするスイッチＳ
ｎ１，Ｓｎ２の直列回路と、スイッチＳｎ１，Ｓｎ２の
直列回路と並列に接続され、相補的にオン・オフするス
イッチＳｎ３，Ｓｎ４の直列回路とで構成され（ｎは１
から５までの整数）、スイッチＳｎ１，Ｓｎ３の接続点
とスイッチＳｎ２，Ｓｎ４の接続点との間にキャパシタ
Ｃｎを接続して、ブリッジを構成したもので、各セル間
はスイッチＳｎ１，Ｓｎ２の間と、スイッチＳｍ３，Ｓ
ｍ４の接続点の間を接続することにより直列接続されて
いる（ｍ＝ｎ＋１）。ここで、各スイッチドキャパシタ
セルＳＣｂのスイッチＳｎ１〜Ｓｎ４は、図示しない制
御回路によって、相補的にオン・オフされる。なお、各
スイッチＳｎ１〜Ｓｎ４にはボディダイオードを有する
ＭＯＳＦＥＴを用いており、この場合、各スイッチＳｎ
１〜Ｓｎ４のドレインがキャパシタＣｎのプラス側、ソ
ースがキャパシタＣｎのマイナス側となるように直列接
続している。また、各キャパシタＣｎのマイナス側に一
端が接続された各スイッチドキャパシタセルＳＣｂのス
イッチＳ１１，Ｓ１３…Ｓ５１，Ｓ５３の直列回路をス
イッチ列Ａと言い、各キャパシタＣｎのプラス側に一端
が接続された各スイッチドキャパシタセルＳＣｂのスイ
ッチＳ１２，Ｓ１４…Ｓ５２，Ｓ５４の直列回路をスイ
ッチ列Ｂと言う。

【０００５】スイッチドキャパシタ回路ＳＣの出力は、
直列接続された５個のスイッチドキャパシタセルＳＣｂ
の内、両側に位置するスイッチドキャパシタセルＳＣｂ
から取り出され、具体的にはスイッチＳ１１，Ｓ１２の
接続点と、スイッチＳ５３，Ｓ５４の接続点との間に放
電灯Ｌａが接続される。また、各スイッチドキャパシタ
セルＳＣｂへの充電回路１は、直流電源ＤＣの正極にア
ノードが接続されるとともに、各キャパシタＣ１〜Ｃ５
のプラス側にカソードが接続されたダイオードＤ１〜Ｄ
５と、スイッチＳ１１，Ｓ１３…Ｓ５１，Ｓ５３からな
るスイッチ列Ａの中点であるスイッチＳ３１，Ｓ５３の
中点と直流電源ＤＣの負極との間に接続されたスイッチ
Ｓ６とで構成され、スイッチ列ＢのスイッチＳ１２…を
全てオフさせるとともに、スイッチ列ＡのスイッチＳ１
１…を全てオンさせた状態でスイッチＳ６をオンさせる
と、各キャパシタＣ１〜Ｃ５が、スイッチ列Ｂに接続さ
れた側をプラス側として、直流電源ＤＣの電源電圧Ｅに
充電される。

【０００６】ここで、安定器の限流要素を小さくして、
負荷である放電灯Ｌａを点灯させるようにした点灯方法
について図１１を参照して説明する。図１１に示す方法
では、放電灯Ｌａの特性電圧よりも電源電圧の高い第１
の直流電源と、特性電圧よりも電源電圧の低い第２の直
流電源とを用意して、２つの直流電源の電源電圧を放電
灯Ｌａに交互に印加することによって、放電灯Ｌａを安
定点灯させている。

【０００７】ところで、放電灯は負性抵抗を有している
ので、放電灯を点灯させるには限流要素（バラスト）が
必要になる。一般に放電灯のランプ電流Ｉと電流密度Ｊ
との関係は以下の式で示される。

【０００８】Ｊ＝σ×Ｉここで、σは導電率と呼ばれ、固体の場合には定数とみ
なしてよいが、放電灯Ｌａの場合、導電率σは次式で示
されるように電子密度の関数となる。

【０００９】σ＝ｅ×ｎ×μ 但し、ｅは単位電荷、ｎは電子密度、μは移動度（電子
温度と圧力の関数になるが略一定とみなしてよい）であ
る。

【００１０】このことから、電流密度Ｊ（すなわちラン
プ電流Ｉ）は放電灯内部の電子密度と電界とによって決
定されることがわかる。基本的にはランプ電流Ｉ（電流
密度Ｊ）が決まると、結果として電子密度と電界が決ま
る、という考え方が分かりやすく、現実にそうなってい
る。一般にランプ電流を増やすと電子密度が増加し、電
界はさほど変化しない（実際には多少変化するが、電子
密度ほど顕著ではない）。

【００１１】放電灯を限流要素なしで点灯させる場合、
放電灯は電圧源であり、電子密度が増加し、それによっ
てランプ電流が増加してしまう。その結果、過電流が流
れて諸々のトラブルが生じる。ここで、電子密度が増加
する際の時定数は、減少する際の時定数よりも大きいた
め、電子密度は増加することになり、それを避けるため
には、放電灯に印加する電界を変化させて、電子に与え
るエネルギを変化させる必要がある。

【００１２】図１１は安定点灯状態におけるランプ電圧
の波形図であり、放電灯に特性電圧（維持電圧）ＶLaよ
りも高い電圧Ｖａを印加すると、ランプ電流が増加し始
めるので、ランプ電流の増加を抑制するために、ランプ
電圧を特性電圧ＶLa以下に低下させる必要があり、印加
電圧を電圧Ｖａから電圧Ｖｂに切り替える。ランプ電圧
を特性電圧ＶLa以下に低下させると、ランプ電流が低下
し始めるので、ランプ電流の低下を抑制するために、ラ
ンプ電圧を特性電圧ＶLa以上に上昇させる必要があり、
そのために印加電圧を電圧Ｖｂから電圧Ｖａに切り替え
る。ランプ電圧を特性電圧ＶLa以上に上昇させると、ラ
ンプ電流が再び上昇に転じるため、これを抑制するため
に、ランプ電圧を特性電圧ＶLa以下に低下させる必要が
あり、印加電圧を電圧Ｖａから電圧Ｖｂに再度切り替え
る。このような動作を繰り返し、ランプ電圧を特性電圧
ＶLaよりも高い電圧Ｖａと、特性電圧ＶLaよりも低い電
圧Ｖｂとに交互に切り替えることによって、放電灯を安
定的に点灯させることができる。尚、ランプ電流を減少
させる期間は数百μＳ〜数ｍＳのオーダーであり、ラン
プ電流を増加させる期間は数μＳ〜数十μＳのオーダー
である。

【００１３】このことから、放電灯の特性電圧（ＶLa，
−ＶLa）よりも絶対値の大きい第１の電源電圧と、特性
電圧よりも絶対値の小さい第２の電源電圧とを放電灯に
交互に印加して、ランプ電流を所定の電流範囲内に制御
すれば、放電灯の限流要素を小さくしたり、或いは限流
要素を無くした状態でも放電灯を安定に点灯させること
ができる。また、ランプ電圧の波形を正弦波形とし、そ
の実効値を上記のように変化させることによっても、放
電灯を安定点灯させることができ、この場合は放電灯か
ら発生するノイズ成分を抑制できるという利点もある。

【００１４】ここで、上述した図９の放電灯点灯装置の
動作について図１０を参照して説明する。初期状態で
は、キャパシタＣ１〜Ｃ５が全て電圧Ｅまで充電されて
おり、スイッチ列ＡのスイッチＳ１１，Ｓ１３，Ｓ２１
…が全てオン、スイッチ列ＢのスイッチＳ１２，Ｓ１
４，Ｓ２２…が全てオフになっているものとする。

【００１５】時刻ｔ０でスイッチＳ１４がオン、スイッ
チＳ１３がオフになると、スイッチＳ１１、キャパシタ
Ｃ１、スイッチＳ１４、Ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ３１、Ｓ３
３、Ｓ４１、Ｓ４３、Ｓ５１、Ｓ５３の経路でキャパシ
タＣ１がプラス方向に負荷に接続されて、スイッチドキ
ャパシタ回路ＳＣの出力Ｖscは＋Ｅとなる。時刻ｔ１で
スイッチＳ２３がオフ、スイッチＳ２４がオンになる
と、スイッチＳ１１、キャパシタＣ１、スイッチＳ１
４、Ｓ２１、キャパシタＣ２、スイッチＳ２４、Ｓ３
１、Ｓ３３、Ｓ４１、Ｓ４３、Ｓ５１、Ｓ５３の経路
で、直列接続されたキャパシタＣ１，Ｃ２がプラス方向
に負荷に接続され、スイッチドキャパシタ回路ＳＣの出
力Ｖscが＋２Ｅになる。時刻ｔ２〜ｔ４では、同様の制
御を行うことによって、キャパシタＣ３，Ｃ４，Ｃ５が
順次直列に接続されることになり、スイッチドキャパシ
タ回路ＳＣの出力Ｖscが＋３Ｅ、＋４Ｅ、＋５Ｅのよう
に階段状に昇圧する。

【００１６】その後、スイッチＳｎ１，Ｓｎ４がオン、
スイッチＳｎ２，Ｓｎ３がオフとなっている状態から
（ｎは１から５までの整数）、時刻ｔ５においてスイッ
チＳ５４がオフ、スイッチＳ５３がオンになると、キャ
パシタＣ５が負荷電流経路から切り離されて、スイッチ
ドキャパシタ回路ＳＣの出力Ｖscが＋４Ｅに低下する。
時刻ｔ６〜ｔ９では、上述と同様にしてキャパシタＣ
４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１が負荷電流経路から順次切り離さ
れ、スイッチドキャパシタ回路ＳＣの出力Ｖscが＋３
Ｅ、＋２Ｅ、＋Ｅ、０のように階段状に低下する。

【００１７】そして、時刻ｔ９においてスイッチ列Ａの
スイッチＳ１１，Ｓ１３，Ｓ２１…が全てオン、スイッ
チ列ＢのスイッチＳ１２，Ｓ１４，Ｓ２２…が全てオフ
になり、全てのキャパシタＣ１〜Ｃ５が負荷電流経路か
ら切り離されると、スイッチＳ６を再びオンにして、キ
ャパシタＣ１〜Ｃ５を直流電源ＤＣの電源電圧Ｅまで充
電する。充電が完了した時刻ｔ１０においてスイッチＳ
６をオフさせた後、スイッチＳ１１をオフ、スイッチＳ
１２をオンさせると、スイッチＳ１２、キャパシタＣ
１、スイッチＳ１３、Ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ３１、Ｓ３
３、Ｓ４１、Ｓ４３、Ｓ５１、Ｓ５３の経路で、キャパ
シタＣ１がマイナス方向に負荷に接続され、スイッチド
キャパシタ回路ＳＣの出力Ｖscが−Ｅとなる。時刻ｔ１
１〜ｔ１４では、同様の制御を行うことによって、キャ
パシタＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５が順次マイナス方向に直
列接続されることになり、スイッチドキャパシタ回路Ｓ
Ｃの出力Ｖscが−２Ｅ、−３Ｅ、−４Ｅ、−５Ｅのよう
に階段状に低下する。スイッチドキャパシタ回路ＳＣの
出力Ｖscが−５Ｅになると、時刻ｔ１５においてキャパ
シタＣ５が電流経路から引き離され、スイッチドキャパ
シタ回路ＳＣの出力Ｖscが−４Ｅになる。その後、時刻
ｔ１６〜ｔ１９においてキャパシタＣ４，Ｃ３，Ｃ２，
Ｃ１が負荷電流経路から順次切り離され、スイッチドキ
ャパシタ回路ＳＣの出力Ｖscが−３Ｅ、−２Ｅ、−Ｅ、
０のように階段状に昇圧する。

【００１８】上述した時刻ｔ０〜ｔ１９の動作を繰り返
し行えば、スイッチドキャパシタ回路ＳＣは−５Ｅから
＋５Ｅの電圧範囲で出力電圧が階段状に変化する交流電
圧を負荷に印加することができ、スイッチドキャパシタ
回路ＳＣの出力ＶscをインダクタＬｚとキャパシタＣｚ
とで構成されるフィルタでフィルタリングすることによ
って、図１０に示すような滑らかな交流電圧Ｖｚを放電
灯Ｌａに印加することができる。

【００１９】また従来より、図１２に示すような回路構
成を有する放電灯点灯装置も提供されている。この放電
灯点灯装置では、キャパシタとスイッチとを組み合わせ
た電力変換回路としての脈波発生回路１１，１２を２つ
用いて放電灯を含む負荷回路Ｚに交流電流を供給するも
のである。本回路はキャパシタＣ１０１〜Ｃ１０５と、
キャパシタＣ１０６〜Ｃ１１０とをそれぞれ直列に接続
し、キャパシタＣ１０１，Ｃ１０２の接続点、キャパシ
タＣ１０２，Ｃ１０３の接続点、キャパシタＣ１０３，
Ｃ１０４の接続点、キャパシタＣ１０４，Ｃ１０５の接
続点、キャパシタＣ１０５の他端を、それぞれ、スイッ
チＳ１０１〜Ｓ１０５を介して負荷回路Ｚの一端側に接
続してある。また、キャパシタＣ１０６，Ｃ１０７の接
続点、キャパシタＣ１０７，Ｃ１０８の接続点、キャパ
シタＣ１０８，Ｃ１０９の接続点、キャパシタＣ１０
９，Ｃ１１０の接続点、キャパシタＣ１１０の他端を、
それぞれ、スイッチＳ１０６〜Ｓ１１０を介して負荷回
路Ｚの他端側に接続してある。さらに、キャパシタＣ１
０１の他端とキャパシタＣ１０６の他端とは互いに電気
的に接続されており、キャパシタＣ１０１の他端をスイ
ッチＳ１１１を介して負荷回路Ｚの一端側に接続すると
ともに、キャパシタＣ１０６の他端をスイッチＳ１１２
を介して負荷回路Ｚの他端側に接続してある。ここで、
スイッチＳ１１１，Ｓ１１２は、相対する脈波発生回路
１２，１１から負荷回路Ｚにエネルギが供給されている
ときに導通し、負荷回路Ｚの一端を電源電圧にするもの
である。

【００２０】この放電灯点灯装置の動作を図１３を参照
して説明する。尚、図１２では各キャパシタＣ１０１〜
Ｃ１１０を充電する充電回路を図示していないが、各キ
ャパシタＣ１０１〜Ｃ１１０は十分に充電されており、
十分な容量があるものとして説明を行う。

【００２１】全てのスイッチＳ１０１〜Ｓ１１２がオフ
している状態で、時刻ｔ１にスイッチＳ１１２がオン、
スイッチＳ１０１がオンになると、キャパシタＣ１０１
が負荷回路Ｚに接続され、キャパシタ１個分の電圧が負
荷回路Ｚに供給される。次に時刻ｔ２でスイッチＳ１０
１がオフ、スイッチＳ１０２がオンになると、２個のキ
ャパシタＣ１０１，Ｃ１０２が負荷回路Ｚに直列接続さ
れ、キャパシタ２個分の電圧が負荷回路Ｚに供給され
る。さらに、時刻ｔ３でスイッチＳ１０２がオフ、スイ
ッチＳ１０３がオンになると、３個のキャパシタＣ１０
１〜Ｃ１０３が負荷回路Ｚに直列接続され、キャパシタ
３個分の電圧が負荷回路Ｚに供給される。このような動
作を繰り返すことによって、負荷回路Ｚに供給される電
圧が階段状に上昇する。そして、時刻ｔ６からは、これ
までとは逆に負荷回路Ｚに接続されるキャパシタの数が
順次減少し、時刻ｔ１０でゼロになる。

【００２２】次に時刻ｔ１１からはスイッチＳ１１２が
オフ、スイッチＳ１１１がオンになり、スイッチＳ１０
６〜Ｓ１１０が順次オン・オフすることによって、キャ
パシタＣ１０６〜Ｃ１１０が順次負荷回路Ｚに接続さ
れ、負荷回路Ｚに逆極性の電流が供給される。各キャパ
シタＣ１０１〜Ｃ１１０には容量の十分大きいものを使
用しており、各キャパシタＣ１０１〜Ｃ１１０の電圧を
大きく変動させることなく、動作させることができる。
そして、負荷回路Ｚに波形整形用のフィルタ回路を用い
ることにより、図１３に示すように出力波形を滑らかな
波形とすることができ、特に負荷が放電灯である場合
は、スイッチＳ１０１〜Ｓ１１０の切り替えにより、負
荷回路Ｚに接続するキャパシタの数を変化させて、放電
灯の特性電圧よりも高い電圧と、特性電圧よりも低い電
圧とを交互に印加させることができ、限流要素を小さく
しても放電灯を安定点灯させることができるから、バラ
ストの小型化が図れる。

【００２３】このように、脈流電圧を生成する脈流発生
回路１１，１２を２系統設け、各脈流発生回路１１，１
２の出力電圧を、放電灯の特性電圧よりも高い電圧と、
低い電圧とに制御することによって、限流要素を小さく
して放電灯を安定に点灯させることができ、回路構成が
複雑になることなく、また限流要素による損失を低減し
て回路の効率を向上させることができる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上述した放電灯点灯装
置の内、前者の放電灯点灯装置では、個々のキャパシタ
Ｃ１〜Ｃ５の充電電圧を変化させることなく、その接続
個数や接続方向を変化させることによって交番電圧を生
成しており、同時に放電灯の特性電圧よりも高い電圧
と、特性電圧よりも低い電圧とを交互に印加することに
よって、限流要素を設けることなく放電灯を安定点灯さ
せているが、ブリッジ接続した各スイッチＳ１１…に正
負両方の電圧が印加されるため、各スイッチＳ１１…に
制御信号を印加する制御回路を、スイッチＳ１１…の極
性が正負何れの場合でも動作するように構成しなければ
ならず、回路構成が複雑化するという問題があった。ま
た、放電灯の始動時に高圧の始動パルスを印加する場
合、各スイッチＳ１１…に高電圧がかからないようにす
るためには、始動時のみに高圧の始動パルスを発生する
始動回路２を波形整形用のインダクタＬｚと並列に接続
する必要があり、インダクタＬｚに耐圧の高い素子を用
いるためにインダクタＬｚが大型化したり、始動前後に
大きな振動波形が発生して、素子に加わるストレスやノ
イズが増大するという問題があった。

【００２５】また、後者の放電灯点灯装置では、各スイ
ッチＳ１０１…に同じ極性の電圧しか加わらないため、
各スイッチＳ１０１…に制御信号を印加する回路が複雑
化することはないが、上述と同様、波形整形用のインダ
クタと並列に始動回路を接続する必要があり、インダク
タに耐圧の高い素子を用いるためにインダクタが大型化
したり、始動前後に大きな振動波形が発生して、素子に
加わるストレスやノイズが増大するという問題があっ
た。

【００２６】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、限流要素を小さくし
た放電灯点灯装置及び照明器具を提供することにある。

【００２７】

【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の発明では、少なくとも放電灯を含む負荷
回路と、電圧源となる複数のキャパシタ及び複数のスイ
ッチを具備し、複数のスイッチのオン・オフ動作によっ
て負荷回路に直列接続されるキャパシタの個数を変化さ
せることにより、放電灯の特性電圧よりも高い交流電圧
と、特性電圧よりも低い交流電圧とを交互に印加する点
灯回路と、放電灯に直列接続されたエネルギ蓄積用のキ
ャパシタとを備え、エネルギ蓄積用のキャパシタと並列
に、始動時に高圧の始動パルスを発生する始動回路を接
続したことを特徴とし、点灯回路は放電灯に特性電圧よ
りも高い電圧と低い電圧とを交互に印加しているので、
限流要素を設けることなくランプ電流を所定の電流範囲
に制御して、放電灯を安定に点灯させることができる。
しかも、放電灯に直列接続されたエネルギ蓄積用のキャ
パシタと並列に始動回路を接続しているので、放電灯に
直列接続されたインダクタに始動回路を接続した場合の
ように、インダクタに高耐圧の素子を用いる必要が無
く、また始動パルスを印加した前後でランプ電圧に大き
な振動波形が発生することはないから、ノイズや点灯回
路を構成するスイッチに加わるストレスを低減すること
ができ、スイッチに耐圧の低い素子を使用することによ
って装置全体の小型化が図れる。

【００２８】請求項２の発明では、少なくとも放電灯を
含む負荷回路と、電圧源となる複数のキャパシタ及び複
数のスイッチを具備し、複数のスイッチのオン・オフ動
作によって負荷回路に直列接続されるキャパシタの個数
を変化させることにより、放電灯の特性電圧よりも高い
交流電圧と、特性電圧よりも低い交流電圧とを交互に印
加する点灯回路と、放電灯に直列接続されたエネルギ蓄
積用のキャパシタとを備え、放電灯と並列に、始動時に
高圧の始動パルスを発生する始動回路を接続したことを
特徴とし、点灯回路は放電灯に特性電圧よりも高い電圧
と低い電圧とを交互に印加しているので、限流要素を設
けることなくランプ電流を所定の電流範囲に制御して、
放電灯を安定に点灯させることができる。さらに、放電
灯と直列にエネルギ蓄積用のキャパシタを接続するとと
もに、放電灯と並列に始動回路を接続しているので、エ
ネルギ蓄積用のキャパシタによって始動時に点灯回路を
構成するスイッチに加わるストレスを低減できる。しか
も、放電灯に直列接続されたインダクタに始動回路を接
続した場合のように、インダクタに高耐圧の素子を用い
る必要が無く、また始動パルスを印加した前後でランプ
電圧に大きな振動波形が発生することはないから、ノイ
ズや点灯回路を構成するスイッチに加わるストレスを低
減することができ、スイッチに耐圧の低い素子を使用す
ることによって装置全体の小型化が図れる。

【００２９】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、上記点灯回路は、それぞれ電圧源となる複
数のキャパシタ及び複数のスイッチを具備し、複数のス
イッチのオン・オフ動作によって１乃至複数個のキャパ
シタを負荷回路と直列に接続させる２組の電力変換回路
からなり、２組の電力変換回路の出力端子間に上記負荷
回路を接続しており、上記始動回路は、何れかの電力変
換回路の出力を電源として高圧の始動パルスを生成する
ことを特徴とし、電力変換回路が始動回路の電源を兼用
しているので、別途始動回路の電源を設ける必要が無
く、回路構成を簡単にできる。

【００３０】請求項４の発明では、請求項１乃至３の発
明において、上記放電灯は熱陰極蛍光ランプからなり、
上記始動回路の印加する始動パルスによって熱電子を放
出する側のフィラメントのみに、フィラメントを予熱す
る予熱回路を設けたことを特徴とし、両方のフィラメン
トの間に予熱回路を接続した場合のように、予熱回路に
高圧のランプ電圧が印加されることはないから、予熱回
路に耐圧の低い素子を用いることができ、予熱回路の構
成を簡単にできる。

【００３１】請求項５の発明では、請求項１〜４の何れ
かに記載の放電灯点灯装置を器具本体に収納して成るこ
とを特徴とし、請求項１〜４の何れかに記載の放電灯点
灯装置を備えた照明器具を実現できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明を実施形態により説明す
る。

【００３３】（実施形態１）図１に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。本実施形態では、従来例で説
明した図９の回路において、スイッチドキャパシタ回路
ＳＣの出力端子間に、インダクタＬｚとキャパシタＣｚ
とのフィルタ回路を介してエネルギ蓄積用のキャパシタ
Ｃｓを直列に接続しており、このキャパシタＣｓと並列
に始動回路２を接続してある。また、キャパシタＣｚと
並列に蛍光灯よりなる放電灯Ｌａの両フィラメントの電
源側端子間を接続し、両フィラメントの非電源側端子間
に例えばコンデンサからなる予熱回路３を接続してあ
る。尚、キャパシタＣｓ、予熱回路３及び始動回路２以
外の構成は従来例で説明した図９の回路と同様であるの
で、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明
は省略する。

【００３４】ここで、本回路の基本的な動作について説
明する。電源が投入された場合、放電灯Ｌａはまだ点灯
していないので、放電灯Ｌａは高インピーダンスとな
り、ランプ電流は流れず、予熱回路３を介して予熱電流
が流れ、放電灯Ｌａのフィラメントが予熱される。この
時、キャパシタＣｓ及び予熱回路３を介して放電灯Ｌａ
のフィラメントにエネルギーが供給され、フィラメント
から熱電子が放出される。その後、フィラメントが十分
に予熱された状態で始動回路２が動作し、接続点ａ，ｂ
からキャパシタＣｓに高圧の始動パルスが印加される。
この時、スイッチドキャパシタ回路ＳＣに直列接続され
たキャパシタＣｓの両端電圧が上昇し、結果的に放電灯
Ｌａの両端間に高圧の始動パルスが印加されて、放電灯
Ｌａが始動する。そして、放電灯Ｌａが始動すると、放
電灯Ｌａのインピーダンスが減少するので、キャパシタ
Ｃｓを介してランプ電流が流れ、その後各スイッチＳ１
１…が従来例と同様の動作を行って、放電灯Ｌａにエネ
ルギが供給され、放電灯Ｌａが安定点灯する。

【００３５】上述のように本実施形態では、インダクタ
ＬｚとキャパシタＣｚとのフィルタ回路と直列にキャパ
シタＣｓを接続し、このキャパシタＣｓと並列に始動回
路２を接続しているので、インダクタＬｚと並列に始動
回路２を接続した場合のように、インダクタＬｚに高耐
圧の素子を用いる必要がなく、また始動前後に大きな振
動波形が発生することはないから、各スイッチＳ１１…
に加わるストレスやノイズを低減できる。また、キャパ
シタＣｓを設けることによって、放電灯Ｌａの点灯周波
数でキャパシタＣｓがインピーダンスを持つことになる
が、キャパシタＣｓの容量を適当に選べば、点灯時にお
いてキャパシタＣｓの両端電圧を低い値に抑えることが
でき、本来の回路動作に与える影響を小さくできる。

【００３６】ここで、始動回路２としては、図２に示す
ようなコッククロフト回路４を用いたものが考えられ
る。この始動回路２は、直流電源５の両極間に直列に接
続されたスイッチＳＷ１，ＳＷ２を有し、ローサイドの
スイッチＳＷ２と並列にキャパシタＣ２０１〜Ｃ２１０
とダイオードＤ２０２〜Ｄ２１０とを組み合わせたコッ
ククロフト回路４を接続し、ハイサイドのスイッチＳＷ
１と並列にキャパシタＣ２０１とダイオードＤ２０１と
を接続してある。

【００３７】このコッククロフト回路４の動作を説明す
る。電源投入後、スイッチＳＷ２がオンになると、ダイ
オードＤ２０１を介してキャパシタＣ２０１が電源５の
電源電圧Ｅまで充電される。次にスイッチＳＷ２がオ
フ、スイッチＳＷ１がオンになると、電源５とキャパシ
タＣ２０１とが直列に接続され、ダイオードＤ２０２を
介してキャパシタＣ２０２が電圧２Ｅまで充電される。
次にスイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオンにな
ると、キャパシタＣ２０６の電圧がダイオードＤ２０３
を介してキャパシタＣ２０２、Ｃ２０１の直列回路に印
加され、キャパシタＣ２０２がほぼ電圧Ｅまで充電され
る。このようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２が交互にオン・
オフすることによって、各キャパシタＣ２０１〜Ｃ２１
０がそれぞれ充電され、接続端子ａ，ｂ間に約６Ｅの始
動電圧が発生する。このコッククロフト回路４により最
終的に得られる電圧はキャパシタＣ２０１…の段数によ
って決まるので、キャパシタとダイオードとスイッチと
の組み合わせで所望の始動電圧を簡単に得ることができ
る。

【００３８】また、コッククロフト回路４を用いた始動
回路２としては図３に示すような回路構成を有するもの
も考えられる。この始動回路２では、直流電源５の両極
間にスイッチＳＷ１，ＳＷ２を直列接続し、ハイサイド
のスイッチＳＷ２と並列に、キャパシタＣ３０１〜Ｃ３
０９とダイオードＤ３０１〜Ｄ３０９とを組み合わせた
コッククロフト回路４を接続してある。

【００３９】このコッククロフト回路４の動作を説明す
る。電源投入後、スイッチＳＷ１がオンになると、ダイ
オードＤ３０１を介してキャパシタＣ３０５に直流電源
５が接続され、キャパシタＣ３０５が直流電源５の電圧
Ｅまで充電される。次にスイッチＳＷ１がオフ、スイッ
チＳＷ２がオンになると、キャパシタＣ３０５の電圧が
ダイオードＤ３０２を介してキャパシタＣ３０１に印加
され、キャパシタＣ３０１の両端電圧がほぼ電圧Ｅにな
る。次にスイッチＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ１がオン
になると、キャパシタＣ３０１と直流電源５との和の電
圧がダイオードＤ３０３を介してキャパシタＣ３０５，
Ｃ３０６の直列回路に印加され、キャパシタＣ６の両端
電圧がほぼ電圧Ｅとなる。

【００４０】このように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が交
互にオン・オフを繰り返すことによって、全てのキャパ
シタＣ３０１〜Ｃ３０９が電圧Ｅまで充電され、接続端
子ａ，ｂ間に約６Ｅの始動電圧が発生する。図２に示す
コッククロフト回路４と同様、最終的に得られる電圧は
キャパシタＣ３０１…の段数によって決まるので、キャ
パシタとダイオードとスイッチとの組み合わせで所望の
始動電圧を簡単に得ることができる。

【００４１】本実施形態では始動回路２をコッククロフ
ト回路４で構成しており、始動電圧を得る場合は、予熱
状態において熱電子が大きく減少しない間に、コックク
ロフト回路４による昇圧動作を徐々に行えば良く、ノイ
ズや回路素子のストレスを低減して、安定な動作を行わ
せることができ、限流要素をなくすことによって、装置
の小型化を図ることができる。

【００４２】（実施形態２）図４に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。本実施形態では、従来例で説
明した図１２の回路において、負荷回路Ｚを、インダク
タＬｚとキャパシタＣｚとの直列回路からなるフィルタ
回路と、このフィルタ回路に直列接続されたエネルギ蓄
積用のキャパシタＣｓと、キャパシタＣｚの両端間に両
フィラメントの電源側端子間が接続された蛍光灯よりな
る放電灯Ｌａとで構成し、放電灯Ｌａの両フィラメント
の非電源側端子間に例えばコンデンサからなる予熱回路
３を接続し、キャパシタＣｓと並列に始動回路２を接続
してある。尚、負荷回路Ｚ以外の構成は従来例で説明し
た図１２の回路と同様であるので、同一の構成要素には
同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００４３】本回路の基本的な動作を説明する。電源が
投入された場合、放電灯Ｌａは点灯しておらず、高イン
ピーダンス状態となっているので、ランプ電流は流れ
ず、例えばコンデンサからなる予熱回路３を介して予熱
電流が流れ、放電灯Ｌａのフィラメントが予熱される。
この時、キャパシタＣｓ及び予熱回路３を介して放電灯
Ｌａのフィラメントにエネルギーが供給され、フィラメ
ントから熱電子が放出される。その後、フィラメントが
十分に予熱された状態で始動回路２が動作し、接続点
ａ，ｂからキャパシタＣｓに高圧の始動パルスを印加す
る。この時、脈流発生回路１１，１２に直列接続された
キャパシタＣｓの両端電圧が上昇し、結果的に放電灯Ｌ
ａの両端間に高圧の始動パルスが印加されて、放電灯Ｌ
ａが始動する。そして、放電灯Ｌａが始動すると、放電
灯Ｌａのインピーダンスが減少するので、キャパシタＣ
ｓを介してランプ電流が流れる。ここで、脈流発生回路
１１，１２では従来例と同様の動作を行うことによって
階段状に変化する電圧を生成しており、この電圧を微少
なインダクタＬｚとキャパシタＣｚとの波形整形回路で
正弦波電圧に変換して、放電灯Ｌａに供給している。

【００４４】このように、インダクタＬｚとキャパシタ
Ｃｚとの波形整形回路と直列にキャパシタＣｓを接続
し、このキャパシタＣｓと並列に始動回路２を接続して
いるので、脈流発生回路１１，１２を構成するスイッチ
Ｓ１０１…に高圧の始動パルスが加わることはなく、ス
イッチＳ１０１…に大きなストレスを与えることなく安
定した始動動作を行わせることができる。また、インダ
クタＬｚと並列に始動回路２を接続した場合のように、
インダクタＬｚに高耐圧の素子を用いる必要がなく、ま
た始動前後に大きな振動波形が発生することはないか
ら、各スイッチＳ１０１…に加わるストレスやノイズを
低減できる。

【００４５】なお、始動回路２としては実施形態１で説
明した図２又は図３に示す回路が考えられ、実施形態１
と同様の動作を行うことによって始動電圧を得ることが
できる。また本実施形態では、脈流発生回路１１，１２
の各スイッチＳ１０１…に同じ極性の電圧しか加わらな
いため、各スイッチＳ１０１…に制御信号を印加する回
路が複雑化することはなく、また始動電圧を得る場合
は、予熱状態において熱電子が大きく減少しない間に、
コッククロフト回路４による昇圧動作を徐々に行えば良
く、ノイズや素子に加わるストレスを低減して、安定な
動作を行わせることができ、限流要素をなくすことによ
って装置の小型化を図ることもできる。

【００４６】（実施形態３）図５に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。本実施形態では、実施形態２
で説明した図４の回路において、始動回路２を図２と同
様の回路で構成しており、コッククロフト回路４の電源
として一方の脈流発生回路１２の出力電圧を用いてい
る。尚、始動回路２以外の回路構成は実施形態２と同様
であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、
その説明は省略する。

【００４７】始動回路２は、キャパシタＣ１０６〜Ｃ１
１０の直列回路の両端間にスイッチＳ１１３，Ｓ１１４
の直列回路を接続し、ローサイドのスイッチＳ１１４の
両端間にキャパシタＣ１１１〜Ｃ１１５とダイオードＤ
１０２〜Ｄ１０５とで構成されるコッククロフト回路４
を接続しており、ハイサイドのスイッチＳ１１３の両端
間にキャパシタＣ１１１を介してスイッチＳ１１５とダ
イオードＤ１０１との直列回路を接続してある。ここ
で、始動時においてスイッチＳ１１１がオンしている状
態で、スイッチＳ１１３とスイッチＳ１１４とが交互に
オン・オフすることによって、脈流発生回路１２の出力
電圧（すなわちキャパシタＣ１０６〜Ｃ１１０の直列電
圧）を約４倍に始動昇圧した電圧を得ることができる。
なお、スイッチＳ１１５は始動回路２の動作中にオンし
ており、始動後にオフして主回路から始動回路２を切り
離している。

【００４８】本回路の動作は実施形態２の放電灯点灯装
置と同様であり、予熱終了後に始動回路２により生成さ
れた高圧の始動パルスがキャパシタＣｓに印加される。
本実施形態では、始動回路２が脈流発生回路１２の電圧
を電源として、高圧の始動パルスを発生しており、結果
的に高圧の始動パルスが放電灯Ｌａに印加されて、放電
灯Ｌａが始動する。放電灯Ｌａが始動すると、ランプイ
ンピーダンスが減少するので、キャパシタＣｓを介して
放電灯Ｌａにランプ電流が流れることになる。ここで、
脈流発生回路１１，１２では従来例と同様の動作を行う
ことによって階段状に変化する電圧を生成しており、こ
の電圧を微少なインダクタＬｚとキャパシタＣｚとの波
形整形回路で正弦波電圧に変換して、放電灯Ｌａに供給
している。

【００４９】このように、インダクタＬｚとキャパシタ
Ｃｚとの波形整形回路と直列にキャパシタＣｓを接続
し、このキャパシタＣｓと並列に始動回路２を接続して
いるので、ランプ始動時に脈流発生回路１１，１２を構
成するスイッチＳ１０１…に高圧の始動パルスが加わる
ことはなく、スイッチＳ１０１…に大きなストレスを与
えることなく、安定した始動動作を行わせることができ
る。

【００５０】また本実施形態では、脈流発生回路１１，
１２の各スイッチＳ１０１…に同じ極性の電圧しか加わ
らないため、各スイッチＳ１０１…に制御信号を印加す
る回路が複雑化することはなく、また始動電圧を得る場
合は、予熱状態において熱電子が大きく減少しない間
に、コッククロフト回路４による昇圧動作を徐々に行え
ば良く、ノイズや回路素子のストレスを低減して、安定
な動作を行わせることができ、限流要素をなくすことに
よって装置の小型化を図ることができる。

【００５１】（実施形態４）図６に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。実施形態３では放電灯Ｌａの
両フィラメントの非電源側端子間に予熱回路３を接続し
ているのに対して、本実施形態では、始動回路２の始動
パルスが印加される側と反対側のフィラメント、すなわ
ち始動パルスによって熱電子を放出する側のフィラメン
トの両端子間に予熱回路３を接続している。尚、予熱回
路３以外の構成は実施形態３と同様であるので、同一の
構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略す
る。

【００５２】本実施形態では、始動回路２により高圧の
始動パルスが印加される側のフィラメントには予熱回路
３を設けておらず、熱電子を放出する側のフィラメント
のみに予熱回路３を設けており、両フィラメントの非電
源側端子間に予熱回路３を接続した場合に比べて、予熱
回路３に高圧のランプ電圧が印加されることはないの
で、予熱回路３に耐圧の低い素子を用いることができ、
予熱回路３の構成を簡単にできる。

【００５３】（実施形態５）図７に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を示す。本実施形態では、実施形態３
の放電灯点灯装置において、脈流発生回路１１を、直流
電源ＤＣと、キャパシタＣ１０２〜Ｃ１０５と、ＭＯＳ
ＦＥＴからなるスイッチＱ１１〜Ｑ５２とで構成し、脈
流発生回路１２をキャパシタＣ１０６〜Ｃ１１０と、Ｍ
ＯＳＦＥＴからなるスイッチＱ６１〜Ｑ１０２とで構成
している。また、各キャパシタＣ１０２〜Ｃ１１０をそ
れぞれ充電する充電回路１を、直流電源ＤＣとダイオー
ドＤ１２〜Ｄ２０とで構成している。尚、脈流発生回路
１１，１２と充電回路１以外の回路構成は実施形態１と
同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し
て、その説明は省略する。

【００５４】脈流発生回路１１は、５つのスイッチＱ１
２，Ｑ２２，Ｑ３２，Ｑ４２，Ｑ５２を直列接続し、低
圧側のスイッチＱ１２の両端間にスイッチＱ１１を介し
て直流電源ＤＣを接続するとともに、各スイッチＱｎ２
の両端間に、スイッチＱｎ１とキャパシタＣ１０ｎとの
直列回路を接続して構成される（ｎは２〜５までの整
数）。

【００５５】一方、脈流発生回路１２は、５つのスイッ
チＱ６２，Ｑ７２，Ｑ８２，Ｑ９２，Ｑ１０２を直列接
続し、各スイッチＱｍ２の両端間に、スイッチＱｍ１と
キャパシタＣ１０ｍとの直列回路を接続して構成される
（ｍは６〜１０までの整数）。

【００５６】ここで、直流電源ＤＣの正極をキャパシタ
Ｃ１０６の高圧側の端子に接続するとともに、直流電源
ＤＣの正極をダイオードＤ１２〜Ｄ１５とダイオードＤ
１７〜Ｄ２０のアノードに接続し、さらに各ダイオード
Ｄ１２〜Ｄ１５、Ｄ１７〜Ｄ２０のカソードをキャパシ
タＣ１０２〜Ｃ１０５、Ｃ１０７〜Ｃ１１０の高圧側の
端子に接続してある。また脈流発生回路１１のスイッチ
Ｑ１２，Ｑ２２，Ｑ３２，Ｑ４２，Ｑ５２と、脈流発生
回路１２のスイッチＱ６２，Ｑ７２，Ｑ８２，Ｑ９２，
Ｑ１０２とは、それぞれ相対する脈流発生回路１２，１
１から放電灯Ｌａにエネルギが供給されているときに導
通し、放電灯Ｌａの一端側を電源電圧に接続するための
スイッチとして機能する。

【００５７】以下に本回路の動作を図８を参照して説明
する。充電回路１により各キャパシタＣ１０２〜Ｃ１１
０が直流電源ＤＣの電圧Ｅまで充電されている状態で、
時刻ｔ１においてスイッチＱ１１がオンになり、スイッ
チＱ６２，Ｑ７２，Ｑ８２，Ｑ９２，Ｑ１０２がオンに
なると、スイッチＱ２２，Ｑ３２，Ｑ４２，Ｑ５２のボ
ディダイオード（図示せず）を介して直流電源ＤＣが負
荷に接続され、キャパシタ１個分に相当する電圧が放電
灯Ｌａに供給される。時刻ｔ２においてスイッチＱ２１
がオンになると、直流電源ＤＣとキャパシタＣ１０２と
の直列回路が、スイッチＱ３２，Ｑ４２，Ｑ５２のボデ
ィダイオードを介して負荷に接続され、キャパシタ２個
分に相当する電圧が放電灯Ｌａに供給される。さらに時
刻ｔ３においてスイッチＱ３１がオンになると、直流電
源ＤＣ及びキャパシタＣ１０２，Ｃ１０３の直列回路
が、スイッチＱ４２，Ｑ５２のボディダイオードを介し
て負荷に接続され、キャパシタ３個分に相当する電圧が
放電灯Ｌａに供給される。このような動作を行うことに
より、負荷に供給される電圧が階段状に上昇する。また
時刻ｔ６以降ではこれまでと逆に負荷回路Ｚに接続され
るキャパシタの数が順次減少し、時刻ｔ１０では負荷電
圧がゼロになる。

【００５８】一方、時刻ｔ１１〜ｔ２０では、スイッチ
Ｑ６２，Ｑ７２，Ｑ８２，Ｑ９２，Ｑ１０２がオフ、ス
イッチＱ１２，Ｑ２２，Ｑ３２，Ｑ４２，Ｑ５２がオン
されるとともに、スイッチＱ６１がオンになる。この
時、スイッチＱ７２，Ｑ８２，Ｑ９２，Ｑ１０２のボデ
ィダイオード（図示せず）を介してキャパシタＣ１０６
が負荷に接続され、キャパシタ１個分に相当する電圧
（−Ｅ）が放電灯Ｌａに供給される。その後、時刻ｔ１
２〜ｔ１５においてスイッチＱ７１〜Ｑ１０１が順次オ
ンになって、キャパシタＣ１０７〜Ｃ１１０が順次負荷
に接続され、負荷電圧が階段状に上昇する。また、時刻
ｔ１６〜ｔ２０ではスイッチＱ１０１，Ｑ９１，Ｑ８
１，Ｑ７１，Ｑ６１が順次オフになって、負荷に接続さ
れるキャパシタの数が順次減少し、時刻ｔ２０では負荷
電圧がゼロになる。ここで、時刻ｔ０〜ｔ２０の期間で
は最大で５個分のキャパシタに相当する電圧が負荷に供
給されており、特性電圧よりも高い電圧が放電灯Ｌａに
供給される。

【００５９】その後、時刻ｔ２１〜ｔ２３の期間では、
上述と略同様の動作を行うことによって、直流電源ＤＣ
及びキャパシタＣ１０２，Ｃ１０３が順次負荷回路に接
続され、また時刻ｔ２４〜ｔ２６の期間では接続される
キャパシタの数が順次減少することにより、放電灯Ｌａ
に印加される電圧が階段状に増減する。

【００６０】さらに、時刻ｔ２７〜ｔ２９の期間ではキ
ャパシタＣ１０６〜Ｃ１０８が順次負荷回路に接続さ
れ、時刻ｔ３０〜ｔ３２の期間では接続されるキャパシ
タの数が順次減少することにより、放電灯Ｌａに負の電
圧が印加されるとともに、印加電圧が階段状に増減す
る。尚、時刻ｔ２１〜ｔ３２の期間では最大で３個分の
キャパシタに相当する電圧が負荷に供給されており、特
性電圧よりも低い電圧が放電灯Ｌａに供給される。

【００６１】本実施形態では、各キャパシタＣ１０２〜
Ｃ１１０の電圧を大きく変動させることなく動作させる
ことができ、負荷回路に接続されるキャパシタの数を変
化させることによって、特性電圧よりも高い電圧と、特
性電圧よりも低い電圧とを交互に放電灯Ｌａに供給させ
ることができ、限流要素を設けることなく放電灯Ｌａを
安定的に点灯させることができる。なお、脈流発生回路
１１，１２から負荷回路Ｚに供給される負荷電圧は階段
状に変化する電圧となるが、この電圧はインダクタＬｚ
とキャパシタＣｚとで構成される波形整形回路によって
滑らかにされ、略正弦波状のランプ電圧ＶＬが得られ
る。

【００６２】ところで、各キャパシタＣ１０２〜Ｃ１１
０の充電動作は以下のようにして行われる。つまり、ス
イッチＱ１２，Ｑ２２，Ｑ３２，Ｑ４２，Ｑ５２がオン
している場合に、キャパシタＣ１０２〜Ｃ１０５がそれ
ぞれダイオードＤ１２〜Ｄ１５を介して直流電源ＤＣに
並列接続され、直流電源ＤＣの電源電圧Ｅまで充電され
る。また、スイッチＱ６２，Ｑ７２，Ｑ８２，Ｑ９２，
Ｑ１０２がオンしている場合に、キャパシタＣ１０６〜
Ｃ１１０がそれぞれダイオードＤ１７〜Ｄ２０を介して
直流電源ＤＣに並列接続され、直流電源ＤＣの電源電圧
Ｅまで充電される。

【００６３】また始動回路２は、実施形態３の放電灯点
灯装置と同様の回路で構成しており、コッククロフト回
路４の電源として一方の脈流発生回路１２の出力電圧を
用いているので、直流電源ＤＣの電圧を脈流発生回路１
２で昇圧した電圧をさらに昇圧することによって、高電
圧を得ることができる。すなわち、始動時においてスイ
ッチＱ１２，Ｑ２２，Ｑ３２，Ｑ４２，Ｑ５２がオンし
ている状態で、スイッチＳ１１３とスイッチＳ１１４と
が交互にオン・オフすることによって、脈流発生回路１
２の出力電圧（すなわちキャパシタＣ１０６〜Ｃ１１０
の直列電圧）を約４倍に昇圧した始動電圧を得ることが
できる。なお、スイッチＳ１１５は始動回路２の動作中
にオンしており、始動後にオフして主回路から始動回路
２を切り離している。

【００６４】本回路の動作は実施形態２の放電灯点灯装
置と同様であり、予熱終了後に始動回路２により生成さ
れた高圧の始動パルスがキャパシタＣｓに印加される。
本実施形態では、始動回路２が脈流発生回路１２の電圧
を電源として、高圧の始動パルスを発生しており、結果
的に高圧の始動パルスが放電灯Ｌａに印加されて、放電
灯Ｌａが始動する。放電灯Ｌａが始動すると、ランプイ
ンピーダンスが減少するので、キャパシタＣｓを介して
放電灯Ｌａにランプ電流が流れることになる。ここで、
脈流発生回路１１，１２では従来例と同様の動作を行う
ことによって階段状に変化する交流電圧を生成してお
り、この交流電圧を微少なインダクタＬｚとキャパシタ
Ｃｚとの波形整形回路で正弦波電圧に変換して、放電灯
Ｌａに供給している。

【００６５】このように、インダクタＬｚとキャパシタ
Ｃｚとの波形整形回路と直列にキャパシタＣｓを接続
し、このキャパシタＣｓと並列に始動回路２を接続して
いるので、ランプ始動時に脈流発生回路１１，１２を構
成するスイッチＱ１１…に高圧の始動パルスが加わるこ
とはなく、スイッチＱ１１…に大きなストレスを与える
ことなく、安定した始動動作を行わせることができる。

【００６６】また本実施形態では、脈流発生回路１１，
１２の各スイッチＱ１１…に同じ極性の電圧しか加わら
ないため、各スイッチＱ１１…に制御信号を印加する回
路が複雑化することはなく、また始動電圧を得る場合
は、予熱状態において熱電子が大きく減少しない間に、
コッククロフト回路４による昇圧動作を徐々に行えば良
く、ノイズや回路素子のストレスを低減して、安定な動
作を行わせることができ、限流要素をなくすことによっ
て、装置の小型化を図ることができる。

【００６７】ところで、上述した各実施形態では放電灯
Ｌａと直列にキャパシタＣｓを接続し、このキャパシタ
Ｃｓと並列に始動回路２を接続しているが、放電灯Ｌａ
と直列にエネルギ蓄積用のキャパシタＣｓを接続すると
ともに、放電灯Ｌａと並列に始動回路２を接続しても良
く、エネルギ蓄積用のキャパシタＣｓによってランプ始
動時に点灯回路（スイッチドキャパシタ回路ＳＣ或いは
脈流発生回路１１，１２）を構成するスイッチに加わる
ストレスを低減でき、安定した始動動作を行わせること
ができ、且つ、放電灯Ｌａに直列接続されたインダクタ
Ｌｚに始動回路２を接続した場合のように、インダクタ
Ｌｚに高耐圧の素子を用いる必要が無く、また始動パル
スを印加した前後でランプ電圧に大きな振動波形が発生
することはないから、ノイズや点灯回路を構成するスイ
ッチに加わるストレスを低減することができ、スイッチ
に耐圧の低い素子を使用することによって装置全体の小
型化が図れる。

【００６８】また、上述した各実施形態の放電灯点灯装
置を照明器具の器具本体（図示せず）に収納しても良
く、各実施形態の放電灯点灯装置を備えた照明器具を実
現できる。

【００６９】

【発明の効果】上述のように、請求項１の発明は、少な
くとも放電灯を含む負荷回路と、電圧源となる複数のキ
ャパシタ及び複数のスイッチを具備し、複数のスイッチ
のオン・オフ動作によって負荷回路に直列接続されるキ
ャパシタの個数を変化させることにより、放電灯の特性
電圧よりも高い交流電圧と、特性電圧よりも低い交流電
圧とを交互に印加する点灯回路と、放電灯に直列接続さ
れたエネルギ蓄積用のキャパシタとを備え、エネルギ蓄
積用のキャパシタと並列に、始動時に高圧の始動パルス
を発生する始動回路を接続したことを特徴とし、点灯回
路は放電灯に特性電圧よりも高い電圧と低い電圧とを交
互に印加しているので、限流要素を設けることなくラン
プ電流を所定の電流範囲に制御して、放電灯を安定に点
灯させることができるという効果がある。しかも、放電
灯に直列接続されたエネルギ蓄積用のキャパシタと並列
に始動回路を接続しているので、放電灯に直列接続され
たインダクタに始動回路を接続した場合のように、イン
ダクタに高耐圧の素子を用いる必要が無く、また始動パ
ルスを印加した前後でランプ電圧に大きな振動波形が発
生することはないから、ノイズや点灯回路を構成するス
イッチに加わるストレスを低減することができ、スイッ
チに耐圧の低い素子を使用することによって装置全体の
小型化が図れるという効果もある。

【００７０】請求項２の発明は、少なくとも放電灯を含
む負荷回路と、電圧源となる複数のキャパシタ及び複数
のスイッチを具備し、複数のスイッチのオン・オフ動作
によって負荷回路に直列接続されるキャパシタの個数を
変化させることにより、放電灯の特性電圧よりも高い交
流電圧と、特性電圧よりも低い交流電圧とを交互に印加
する点灯回路と、放電灯に直列接続されたエネルギ蓄積
用のキャパシタとを備え、放電灯と並列に、始動時に高
圧の始動パルスを発生する始動回路を接続したことを特
徴とし、点灯回路は放電灯に特性電圧よりも高い電圧と
低い電圧とを交互に印加しているので、限流要素を設け
ることなくランプ電流を所定の電流範囲に制御して、放
電灯を安定に点灯させることができるという効果があ
る。さらに、放電灯と直列にエネルギ蓄積用のキャパシ
タを接続するとともに、放電灯と並列に始動回路を接続
しているので、エネルギ蓄積用のキャパシタによって始
動時に点灯回路を構成するスイッチに加わるストレスを
低減できるという効果もある。しかも、放電灯に直列接
続されたインダクタに始動回路を接続した場合のよう
に、インダクタに高耐圧の素子を用いる必要が無く、ま
た始動パルスを印加した前後でランプ電圧に大きな振動
波形が発生することはないから、ノイズや点灯回路を構
成するスイッチに加わるストレスを低減することがで
き、スイッチに耐圧の低い素子を使用することによって
装置全体の小型化が図れるという効果もある。

【００７１】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、上記点灯回路は、それぞれ電圧源となる複数
のキャパシタ及び複数のスイッチを具備し、複数のスイ
ッチのオン・オフ動作によって１乃至複数個のキャパシ
タを負荷回路と直列に接続させる２組の電力変換回路か
らなり、２組の電力変換回路の出力端子間に上記負荷回
路を接続しており、上記始動回路は、何れかの電力変換
回路の出力を電源として高圧の始動パルスを生成するこ
とを特徴とし、電力変換回路が始動回路の電源を兼用し
ているので、別途始動回路の電源を設ける必要が無く、
回路構成を簡単にできるという効果がある。

【００７２】請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明
において、上記放電灯は熱陰極蛍光ランプからなり、上
記始動回路の印加する始動パルスによって熱電子を放出
する側のフィラメントのみに、フィラメントを予熱する
予熱回路を設けたことを特徴とし、両方のフィラメント
の間に予熱回路を接続した場合のように、予熱回路に高
圧のランプ電圧が印加されることはないから、予熱回路
に耐圧の低い素子を用いることができ、予熱回路の構成
を簡単にできるという効果がある。

【００７３】請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか
に記載の放電灯点灯装置を器具本体に収納して成ること
を特徴とし、請求項１〜４の何れかに記載の放電灯点灯
装置を備えた照明器具を実現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の放電灯点灯装置の回路図である。

【図２】同上の始動回路の具体回路図である。

【図３】同上の別の始動回路の具体回路図である。

【図４】実施形態２の放電灯点灯装置の回路図である。

【図５】実施形態３の放電灯点灯装置の回路図である。

【図６】実施形態４の放電灯点灯装置の回路図である。

【図７】実施形態５の放電灯点灯装置の回路図である。

【図８】同上の動作を説明する波形図である。

【図９】従来の放電灯点灯装置の回路図である。

【図１０】同上の動作を説明する波形図である。

【図１１】同上のランプ電圧の波形図である。

【図１２】従来の別の放電灯点灯装置の回路図である。

【図１３】同上の動作を説明する波形図である。

【符号の説明】

２始動回路Ｃ１〜Ｃ５，Ｃｓ，ＣｚキャパシタＬａ放電灯ＬｚインダクタＳ１１〜Ｓ５４スイッチＳＣスイッチドキャパシタ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA01 AC03 AC11 BA03 BC03 CB02 DB01 DB03 DD06 GA03 3K083 AA85 BA03 BA12 BB02 BC13 BC42 BD03 CA38 5H007 AA01 AA08 BB03 CA02 CB05 CC01 CC05 CC06 CC09 GA01 5H730 AA02 AA14 AA18 AS11 BB02 BB57 BB82 BB85 BB86 DD04 DD12 DD13 DD16 EE04 EE49 FG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも放電灯を含む負荷回路と、電圧
源となる複数のキャパシタ及び複数のスイッチを具備
し、複数のスイッチのオン・オフ動作によって負荷回路
に直列接続されるキャパシタの個数を変化させることに
より、放電灯の特性電圧よりも高い交流電圧と、特性電
圧よりも低い交流電圧とを交互に印加する点灯回路と、
放電灯に直列接続されたエネルギ蓄積用のキャパシタと
を備え、エネルギ蓄積用のキャパシタと並列に、始動時
に高圧の始動パルスを発生する始動回路を接続したこと
を特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】少なくとも放電灯を含む負荷回路と、電圧
源となる複数のキャパシタ及び複数のスイッチを具備
し、複数のスイッチのオン・オフ動作によって負荷回路
に直列接続されるキャパシタの個数を変化させることに
より、放電灯の特性電圧よりも高い交流電圧と、特性電
圧よりも低い交流電圧とを交互に印加する点灯回路と、
放電灯に直列接続されたエネルギ蓄積用のキャパシタと
を備え、放電灯と並列に、始動時に高圧の始動パルスを
発生する始動回路を接続したことを特徴とする放電灯点
灯装置。
【請求項３】上記点灯回路は、それぞれ電圧源となる複
数のキャパシタ及び複数のスイッチを具備し、複数のス
イッチのオン・オフ動作によって１乃至複数個のキャパ
シタを負荷回路と直列に接続させる２組の電力変換回路
からなり、２組の電力変換回路の出力端子間に上記負荷
回路を接続しており、上記始動回路は、何れかの電力変
換回路の出力を電源として高圧の始動パルスを生成する
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。
【請求項４】上記放電灯は熱陰極蛍光ランプからなり、
上記始動回路の印加する始動パルスによって熱電子を放
出する側のフィラメントのみに、フィラメントを予熱す
る予熱回路を設けたことを特徴とする請求項１乃至３記
載の放電灯点灯装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れかに記載の放電灯点灯
装置を器具本体に収納して成ることを特徴とする照明器
具。