JP2003068491A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予熱時間設定用のコンデンサと始動時間設定
用のコンデンサとを１つのコンデンサで兼用して予熱始
動時間の計測を行い、周波数等のばらつき要因を減少さ
せて、始動性を良好にし、開発日数を減少させた放電灯
点灯装置を提供する。 【解決手段】 自励式の駆動回路５ａによって、インバ
ータ回路２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は交互にオン
・オフされて、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２に電力を供給す
る。放電灯Ｌａ１，Ｌａ２の予熱時間、始動時間は、リ
ーケージトランスＴ１の検出巻線ｎ１３によって充電さ
れるタイマー用のコンデンサＣ１８の充電時間によって
設定され、ツェナダイオードＺＤ７が導通するまでは予
熱時間となり、ツェナダイオードＺＤ７が導通してから
ツェナダイオードＺＤ６が導通するまでは始動時間とな
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】図７に特開２００１−６８２９０号公報
で開示された放電灯点灯装置の回路構成を示す。本回路
は、コンデンサＣｆ、トランスＴｆ及びインダクタＬｆ
からなるローパスフィルタＦと、ローパスフィルタＦを
介して入力される交流電源Ｖｓの交流電圧を全波整流す
るダイオードブリッジからなる整流器ＤＢと、整流器Ｄ
Ｂの直流出力端間に接続したコンデンサＣ１１７と、整
流器ＤＢの低電位側出力端に接続したダイオードＤ１０
１，Ｄ１０２の直列回路と、ダイオードＤ１０２に並列
接続したインピーダンス要素たるコンデンサＣ１０２
と、整流器ＤＢの直流出力端間にダイオードＤ１０１，
Ｄ１０２の直列回路を介して接続した例えばＦＥＴであ
るスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の直列回路から
なるハーフブリッジ型のインバータ回路１０２と、スイ
ッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の接続点に一次巻線ｎ
１０１の一端が接続した駆動トランスＣＴと、駆動トラ
ンスＣＴの一次巻線ｎ１０１の他端とダイオードＤ１０
１，Ｄ１０２の接続点との間に接続した負荷回路１０３
と、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２のオン・オフ
を制御する自励式のインバータ制御回路１０５と、整流
器ＤＢの出力を部分的に平滑してインバータ回路１０２
に供給する補助電源回路（部分平滑回路）１０６とを備
えている。

【０００３】ここで負荷回路１０３は、ダイオードＤ１
０１，Ｄ１０２の接続点に一端が接続した直流カット用
のコンデンサＣ１０３と、スイッチング素子Ｑ１０１，
Ｑ１０２の接続点とコンデンサＣ１０３の他端との間に
駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ１０１を介して一次巻線
ｎ１１１が接続したリーケージトランスＴ１０１と、リ
ーケージトランスＴ１０１の二次巻線ｎ１１２と並列に
両フィラメント電極の電源側端子が接続した放電灯Ｌａ
と、放電灯Ｌａの両フィラメント電極の非電源側端子間
に接続したコンデンサＣ１０４とで構成しており、リー
ケージトランスＴ１０１の漏れインダクタンスとコンデ
ンサＣ１０４とでＬＣ共振回路を構成している。

【０００４】インバータ制御回路１０５は自励式の制御
回路からなり、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２を
交互にオン・オフさせる駆動回路１０５ａと、電源投入
時にスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の自励発振を
開始させる起動回路１０５ｂと、放電灯Ｌａの予熱時に
フィラメント電極の予熱電流を流す予熱回路１０５ｃ
と、ランプ始動時に放電灯Ｌａの両端間に印加されるラ
ンプ電圧が所定の始動電圧を超えないように制御する始
動電圧クランプ回路１０５ｄと、スイッチング素子Ｑ１
０１，Ｑ１０２のスイッチング動作を間欠動作させる間
欠発振回路１０５ｅとで構成される。

【０００５】駆動回路１０５ａは、駆動トランスＣＴ
と、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート・ソース間に接
続した、カソード同士が互いに接続したツェナダイオー
ドＺＤ１０４，ＺＤ１０５の直列回路と、スイッチング
素子Ｑ１０２のゲート・ソース間に接続した、カソード
同士が互いに接続したツェナダイオードＺＤ１０６，Ｚ
Ｄ１０７の直列回路と、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ
１０２のゲートにそれぞれ一端が接続した抵抗Ｒ１０
１，Ｒ１０２とを備えている。ここで、駆動トランスＣ
Ｔの一次巻線ｎ１０１には、駆動巻線ｎ１０２，ｎ１０
３が磁気結合しており、駆動巻線ｎ１０２，ｎ１０３の
一端はそれぞれ抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２の他端に接続
し、駆動巻線ｎ１０２，ｎ１０３の他端はそれぞれスイ
ッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２のソースに接続してい
る。

【０００６】起動回路１０５ｂは、整流器ＤＢの高電位
側出力端に一端が接続した抵抗Ｒ１０３と、抵抗Ｒ１０
３の他端と整流器ＤＢの低電位側出力端との間に接続し
たコンデンサＣ１０５と、抵抗Ｒ１０３及びコンデンサ
Ｃ１０５の接続点とスイッチング素子Ｑ１０２のゲート
との間に接続した例えばダイアックからなるトリガ素子
Ｑ１０３と、抵抗Ｒ１０３及びコンデンサＣ１０５の接
続点とスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の接続点と
の間に接続した抵抗Ｒ１０４及びダイオードＤ１０３の
直列回路とで構成される。

【０００７】予熱回路１０５ｃは、ローサイドのスイッ
チング素子Ｑ１０２のゲート・ソース間に接続した抵抗
Ｒ１０５、ダイオードＤ１０４及びコンデンサＣ１０
６，Ｃ１０７の直列回路と、コンデンサＣ１０６に並列
接続した抵抗Ｒ１０６と、ダイオードＤ１０４及びコン
デンサＣ１０６の直列回路に逆並列接続したダイオード
Ｄ１０５と、コンデンサＣ１０７に逆並列接続したダイ
オードＤ１０６と、スイッチング素子Ｑ１０２及び抵抗
Ｒ１０５の接続点にアノードが接続したダイオードＤ１
０７と、ダイオードＤ１０７のカソードにコレクタが接
続すると共に、スイッチング素子Ｑ１０２のソースにエ
ミッタが接続したＮＰＮ形トランジスタからなるスイッ
チング素子Ｑ１０４と、スイッチング素子Ｑ１０４のベ
ースとコンデンサＣ１０６，Ｃ１０７の接続点との間に
挿入された抵抗Ｒ１０７とで構成される。

【０００８】また始動電圧クランプ回路１０５ｄは、リ
ーケージトランスＴ１０１に磁気結合し、一端がコンデ
ンサＣ１０９の低電位側端子に接続した検出巻線ｎ１１
３と、検出巻線ｎ１１３の他端にアノードが接続したダ
イオードＤ１０８と、ダイオードＤ１０８のカソードと
スイッチング素子Ｑ１０４のエミッタとの間に接続した
抵抗Ｒ１０９，Ｒ１１０の直列回路と、抵抗Ｒ１１０に
並列接続したコンデンサＣ１０８と、抵抗Ｒ１０９，Ｒ
１１０の接続点にカソードが接続したツェナダイオード
ＺＤ１０３と、ツェナダイオードＺＤ１０３のアノード
にベースが接続し、放電用の抵抗Ｒ１０８を介してコン
デンサＣ１０６の高電位側端にコレクタが接続すると共
に、コンデンサＣ１０６の低電位側端にエミッタが接続
したＮＰＮ形トランジスタよりなるスイッチング素子Ｑ
１０５とで構成される。

【０００９】間欠発振回路１０５ｅは、リーケージトラ
ンスＴ１０１の一次巻線ｎ１１１に磁気結合した電圧検
出回路としての検出巻線ｎ１１３の両端間にダイオード
Ｄ１０８を介して接続した抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１２の直
列回路と、抵抗Ｒ１１２に並列接続し、検出巻線ｎ１１
３の検出電圧により充電される始動時間設定用コンデン
サとしてのコンデンサＣ１１０と、コンデンサＣ１１０
の両端電圧が所定の設定電圧に達するとスイッチング素
子Ｑ１０１，Ｑ１０２の発振動作を停止させるラッチ回
路１０５ｆとで構成される。ラッチ回路１０５ｆは、コ
ンデンサＣ１１０の高電位側端子にカソードが接続した
ツェナダイオードＺＤ１０８と、ツェナダイオードＺＤ
１０８のアノードとコンデンサＣ１１０の低電位側端子
との間に接続したコンデンサＣ１１１，Ｃ１１２及び抵
抗Ｒ１１５の並列回路と、ツェナダイオードＺＤ１０８
のカソードにダイオードＤ１１１及び抵抗Ｒ１１３の直
列回路を介してエミッタが接続すると共に、ツェナダイ
オードＺＤ１０８のアノードにコレクタが接続したＰＮ
Ｐ形トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１０６
と、スイッチング素子Ｑ１０６のベース・エミッタ間に
接続した抵抗Ｒ１１４及びコンデンサＣ１１３の並列回
路と、コレクタがスイッチング素子Ｑ１０６のベースに
接続し、ベースがスイッチング素子Ｑ１０６のコレクタ
に接続すると共に、エミッタがコンデンサＣ１１１の低
電位側端子に接続したＮＰＮ形トランジスタからなるス
イッチング素子Ｑ１０７と、コンデンサＣ１１０の両端
間にダイオードＤ１１１及び抵抗Ｒ１１３の直列回路を
介して接続したコンデンサＣ１１４とで構成され、抵抗
Ｒ１１３及びコンデンサＣ１１４の接続点はダイオード
Ｄ１１２を介してダイオードＤ１０７及びスイッチング
素子Ｑ１０４の接続点に接続している。ここで、ラッチ
回路１０５ｆの動作電源はコンデンサＣ１１０から供給
されている。

【００１０】補助電源回路（部分平滑回路）１０６は、
整流器ＤＢの直流出力端間にダイオードＤ１０１，Ｄ１
０２の直列回路を介して接続したコンデンサＣ１０９
と、コンデンサＣ１０９に並列に接続した平滑コンデン
サＣ１０１，チョッパ用チョークＬ１００，及び放電用
ダイオードＤ１１０の直列回路と、チョッパ用チョーク
Ｌ１００及びダイオードＤ１１０の接続点とスイッチン
グ素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の接続点との間に接続した充
電用のダイオードＤ１０９とで構成される。

【００１１】次に、この放電灯点灯装置の動作を簡単に
説明する。尚、インバータ回路１０２の回路構成は従来
周知の回路構成であるので、その動作については説明を
省略し、制御回路１０５の動作を中心に説明を行う。

【００１２】交流電源Ｖｓが投入されると、コンデンサ
Ｃ１１７の両端に入力電圧を整流した直流電圧が発生す
る。この時、コンデンサＣ１１７から抵抗Ｒ１０３を介
してコンデンサＣ１０５に充電電流が流れ、コンデンサ
Ｃ１０５の両端電圧が上昇する。そして、コンデンサＣ
１０５の両端電圧がトリガ素子Ｑ１０３のトリガ電圧ま
で上昇すると、トリガ素子Ｑ１０３がターンオンし、ト
リガ素子Ｑ１０３を介してスイッチング素子Ｑ１０２の
ゲートにゲート電圧が与えられ、スイッチング素子Ｑ１
０２はオンになる。この時、コンデンサＣ１０５に充電
された電荷が放電され、コンデンサＣ１０５→抵抗Ｒ１
０４→ダイオードＤ１０３→スイッチング素子Ｑ１０２
→ダイオードＤ１０２，Ｄ１０１→コンデンサＣ１０５
の経路で放電電流が流れる。また、スイッチング素子Ｑ
１０２がオンになると、駆動トランスＣＴの一次巻線ｎ
１０１に共振電流が流れ、一次巻線ｎ１０１に磁気結合
した駆動巻線ｎ１０３によりスイッチング素子Ｑ１０２
のオン状態を維持するゲート電圧がなくなり、スイッチ
ング素子Ｑ１０２がオフになる。その後、駆動巻線ｎ１
０３とは逆極性に接続された駆動巻線ｎ１０２にスイッ
チング素子Ｑ１０１をオンさせるゲート電圧が発生し、
スイッチング素子Ｑ１０１がオンになる。以後、駆動回
路１０５ａによってスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０
２が交互にオン・オフされ、自励発振動作を行う。

【００１３】ところで、放電灯Ｌａの始動時において、
駆動トランスＣＴの駆動巻線ｎ１０３にスイッチング素
子Ｑ１０２をオンさせるゲート電圧が発生すると、駆動
トランスＣＴの駆動巻線ｎ１０３→抵抗Ｒ１０２→抵抗
Ｒ１０５→ダイオードＤ１０４→コンデンサＣ１０６及
び抵抗Ｒ１０６→コンデンサＣ１０７→駆動巻線ｎ１０
３の経路で電流が流れる。そして、スイッチング素子Ｑ
１０４に所定のベース電流が流れると、信号引き抜き手
段たるスイッチング素子Ｑ１０４がオンになり、駆動ト
ランスＣＴの駆動巻線ｎ１０３→抵抗Ｒ１０２→ダイオ
ードＤ１０７→スイッチング素子Ｑ１０４→駆動巻線ｎ
１０３の経路で電流が流れる。この時、スイッチング素
子Ｑ１０２のゲート・ソース間がダイオードＤ１０７及
びスイッチング素子Ｑ１０４を介して短絡され、スイッ
チング素子Ｑ１０２のゲート電圧が引き抜かれるので、
スイッチング素子Ｑ１０２がオフになる。このように、
コンデンサＣ１０７及び抵抗Ｒ１０５からなるＣＲ時定
数回路によってスイッチング素子Ｑ１０２のオン時間
（すなわちオンデューティ）が決定されると、スイッチ
ング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２は自励発振を行っているの
で、もう一方のスイッチング素子Ｑ１０１のオン時間も
自ずと決定される。

【００１４】その後、ＬＣ共振回路の共振動作によって
駆動トランスＣＴの巻線電圧が反転すると、駆動巻線ｎ
１０２にスイッチング素子Ｑ１０１をオンさせるゲート
電圧が発生し、スイッチング素子Ｑ１０１がオンにな
る。さらにＬＣ共振回路の共振動作によって、駆動トラ
ンスＣＴの巻線電圧が再び反転すると、駆動巻線ｎ１０
３にスイッチング素子Ｑ１０２をオンさせるゲート電圧
が発生し、スイッチング素子Ｑ１０２がオンになる。以
後、上述と同様の動作を繰り返しながら、スイッチング
素子Ｑ１０１，Ｑ１０２が自励発振を行い、コンデンサ
Ｃ１０６が徐々に充電されていく。予熱時間設定用のコ
ンデンサＣ１０６の両端電圧が上昇すると、コンデンサ
Ｃ１０７及び抵抗Ｒ１０５からなるＣＲ時定数回路に流
れる電流が減少し、スイッチング素子Ｑ１０４がオンに
なるまでの時間（すなわちスイッチング素子Ｑ２がオフ
になるまでの時間）が長くなるので、スイッチング素子
Ｑ１０２のオンデューティが徐々に大きくなる。そし
て、コンデンサＣ１０６の両端電圧が、スイッチング素
子Ｑ１０２に印加されるゲート電圧のピーク値と略等し
い電圧まで充電されると、コンデンサＣ１０７及び抵抗
Ｒ１０５からなるＣＲ時定数回路に電流が流れなくなる
ため、スイッチング素子Ｑ１０２に印加されるゲート電
圧の引き抜きが行われなくなる。ここで、コンデンサＣ
１０６が充電されていくに従って、スイッチング素子Ｑ
１０２のオンデューティが略５０％に近付いていくよう
になっており、スイッチング素子Ｑ１０２のオンデュー
ティが変化するにつれて、スイッチング素子Ｑ１０１，
Ｑ１０２の発振周波数が低下し、ランプ電圧ＶＬａが徐
々に増加するので、放電灯Ｌａのフィラメント電極が十
分予熱され、やがて放電灯Ｌａが点灯する。

【００１５】ここで、ランプ始動時に過大なランプ電圧
が発生すると、リーケージトランスＴ１０１に磁気結合
したリーケージトランスＴ１０１の検出巻線ｎ１１３に
発生する電圧が大きくなり、検出巻線ｎ１１３に発生す
る電圧が所定の電圧値を上回ると、ツェナダイオードＺ
Ｄ１０３が導通して、スイッチング素子Ｑ１０５のベー
スに電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ１０５がオン
になる。スイッチング素子Ｑ１０５がオンになると、コ
ンデンサＣ１０６に充電された電荷が抵抗Ｒ１０８及び
スイッチング素子Ｑ１０５を介して放電され、コンデン
サＣ１０６の両端電圧が所定の電圧値を越えないよう保
たれるため、コンデンサＣ１０７及び抵抗Ｒ１０５から
なるＣＲ時定数回路に流れる電流が所定の電流値よりも
小さくなることはなく、スイッチング素子Ｑ１０４がオ
ンになるまでの時間を略一定に維持できる。したがっ
て、スイッチング素子Ｑ１０２のゲート電圧を引き抜く
までの時間が略一定となり、スイッチング素子Ｑ１０２
のオン時間（オンデューティ）が略一定となるので、ラ
ンプ始動時に放電灯Ｌａの両端間に印加されるランプ電
圧が所定の始動電圧を超えないように制御することがで
き、回路部品に加わる電圧を低減することができる。こ
こに、抵抗Ｒ１０９，Ｒ１１０、コンデンサＣ１０８、
ツェナーダイオードＺＤ１０３、スイッチング素子Ｑ１
０５などからスイープ動作停止手段が構成される。

【００１６】このように、交流電源Ｖｓが投入される
と、起動回路１０５ｂがスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ
１０２の発振動作を開始させ、駆動回路１０５ｂにより
スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２が高周波で交互に
オン・オフされる。ランプ始動時、予熱回路１０５ｃは
スイッチング素子Ｑ１０２のオンデューティを徐々に大
きくして５０％に近づけて行き、スイッチング素子Ｑ１
０１，Ｑ１０２の発振周波数を徐々に低下させており、
ランプ電圧が徐々に増加し、やがて放電灯Ｌａが点灯す
る。また、ランプ始動時に始動電圧クランプ回路１０５
ｄはランプ電圧が所定の上限値を越えないようにクラン
プしており、回路素子に過大な電圧がかかるのを防止し
ている。ここで、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２
が発振動作を開始してから、予熱回路１０５ｃがオンデ
ューティのスィープ動作を停止するまでの期間を予熱期
間といい、始動電圧クランプ回路１０５ｄによってラン
プ電圧が所定の始動電圧にクランプされる期間を始動期
間という。

【００１７】間欠発振回路１０５ｅでは、スイッチング
素子Ｑ１０１，Ｑ１０２が発振動作を開始すると、リー
ケージトランスＴ１０１の検出巻線ｎ１１３に発生した
高周波電圧を電源とし、抵抗Ｒ１１１を介してコンデン
サＣ１１０が充電される。コンデンサＣ１１０の両端電
圧が所定の設定電圧（すなわち、ツェナダイオードＺＤ
１０８のツェナ電圧）を超えると、ツェナダイオードＺ
Ｄ１０８が導通し、スイッチング素子Ｑ１０７にベース
電流が流れて、スイッチング素子Ｑ１０７がオンにな
り、スイッチング素子Ｑ１０６がオンになる。スイッチ
ング素子Ｑ１０６，Ｑ１０７がオンになると、スイッチ
ング素子Ｑ１０２のゲート電圧が、ダイオードＤ１０
７，Ｄ１１２、抵抗Ｒ１１４，Ｒ１１５及びスイッチン
グ素子Ｑ１０６，Ｑ１０７を介して引き抜かれるから、
スイッチング素子Ｑ１０２がオフになり、スイッチング
素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の発振動作が停止する。

【００１８】発振動作が停止すると、リーケージトラン
スＴ１０１の検出巻線ｎ１１３に発生する電圧が無くな
るから、コンデンサＣ１１０に充電された電荷が、抵抗
Ｒ１１２又はラッチ回路１０５ｆのスイッチング素子Ｑ
１０６，Ｑ１０７を介して放電される。その後、コンデ
ンサＣ１１０の両端電圧が低下し、ツェナダイオードＺ
Ｄ１０８のツェナ電圧よりも低くなると、ツェナダイオ
ードＺＤ１０８がオフになり、スイッチング素子Ｑ１０
６，Ｑ１０７がオフになるので、スイッチング素子Ｑ１
０２にゲート電圧が与えられてオンになり、スイッチン
グ素子Ｑ１０１，Ｑ１０２が再び自励発振を開始する。
発振動作が再開されるとコンデンサＣ１１０が再び充電
され、上述の動作が繰り返し行われるので、発振動作が
間欠的に行われる。すなわち、コンデンサＣ１１０の充
電時間によって始動時間が決定される。尚、通常はコン
デンサＣ１１０の両端電圧がツェナダイオードＺＤ１０
８のツェナ電圧に達する前に放電灯Ｌａが点灯してお
り、放電灯Ｌａの正常点灯時に過大なランプ電圧が発生
することはないから、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１
０２の発振動作が間欠的になることはない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、予熱時間設定用のコンデンサＣ１０６と、始動時間
設定用のコンデンサＣ１１０とが設けられている。この
従来例のような回路を設計する場合、自励方式となるた
め各部品のばらつきが周波数等をばらつかせＦＥＴ等の
部品のストレス要因となってしまう。そのため、時間設
定用のコンデンサを２つ設けると各々のコンデンサ毎に
容量等がばらつき、周波数等のばらつき要因が増えてし
まう。例えば、予熱時間設定用のコンデンサＣ１０６の
容量が大きくなり、始動時間設定用のコンデンサＣ１１
０の容量が小さくなると、予熱時間は長くなり、その分
始動時間は短くなるため、始動性は悪化する。単にコン
デンサＣ１１０のばらつきだけでなく、コンデンサＣ１
０６のばらつきも始動性に影響するため、設計範囲が狭
くなり、開発工数も多くなるという課題があった。

【００２０】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、予熱時間設定用のコンデンサと始
動時間設定用のコンデンサとを１つのコンデンサで兼用
して予熱始動時間の計測を行い、周波数等のばらつき要
因を減少させて、始動性を良好にし、開発日数を減少さ
せた放電灯点灯装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、交流
電源と、前記交流電源の出力を整流する整流器と、前記
整流器の整流出力を平滑する平滑コンデンサと、一対の
スイッチング素子の直列回路を有し、前記平滑コンデン
サの直流出力をスイッチング素子がスイッチングするこ
とによって交流電圧に変換するインバータ回路と、少な
くとも放電灯及びＬＣ共振回路を含み、一方のスイッチ
ング素子の両端間に接続された負荷回路と、前記一対の
スイッチング素子を自励駆動で交互にオン・オフさせる
駆動回路と、前記インバータ回路の出力電圧を検出する
電圧検出回路と、前記電圧検出回路の検出電圧が大きい
場合に大電流で充電され、前記電圧検出回路の検出電圧
が小さい場合に小電流で充電される１つのタイマー用コ
ンデンサと、前記タイマー用コンデンサの充電電圧を測
定し、前記充電電圧が所定の電圧に達するまでの時間を
放電灯のフィラメントを予熱して放電を開始させる予熱
始動時間とする測定回路と、予熱始動時にスイッチング
素子のオンデューティと発振周波数とのうち少なくとも
一方を変化させる予熱回路とを備えることを特徴とす
る。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメントを予熱
する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる始動時間か
らなり、前記測定回路は、前記タイマー用コンデンサの
充電電圧が第１の電圧に達すると導通するツェナダイオ
ードと抵抗との第１の直列回路と、前記タイマー用コン
デンサの充電電圧が前記第１の電圧より高い第２の電圧
に達すると導通するツェナダイオードと抵抗との第２の
直列回路とを備え、前記第１の直列回路のツェナダイオ
ードが導通するまでの時間を予熱時間とし、前記第１の
直列回路のツェナダイオードが導通してから、前記第２
の直列回路のツェナダイオードが導通するまでの時間を
始動時間としたことを特徴とする。

【００２３】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメントを予熱
する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる始動時間か
らなり、前記測定回路は、前記タイマー用コンデンサの
充電電圧が所定の電圧に達すると導通するツェナダイオ
ードと複数の抵抗との第１の直列回路と、前記タイマー
用コンデンサの充電電圧が前記第１の直列回路のツェナ
ダイオードと同じ所定の電圧に達すると導通するツェナ
ダイオードと複数の抵抗との第２の直列回路とを備え、
前記第１の直列回路で抵抗同士の接続点の電圧が所定の
電圧に達するまでの時間を予熱時間とし、前記第１の直
列回路の前記接続点の電圧が所定の電圧に達してから、
前記第２の直列回路で抵抗同士の接続点の電圧が所定の
電圧に達するまでの時間を始動時間としたことを特徴と
する。

【００２４】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、前記予熱始動時間は、放電灯のフィ
ラメントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始さ
せる始動時間からなり、予熱時間において前記インバー
タ回路は、出力電圧波形をスイープ波形とすることを特
徴とする。

【００２５】請求項５の発明は、請求項１乃至３いずれ
かの発明において、前記予熱始動時間は、放電灯のフィ
ラメントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始さ
せる始動時間からなり、予熱時間において前記インバー
タ回路は、出力電圧を一定とすることを特徴とする。

【００２６】

【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。

【００２７】（実施形態１）図１に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路構成を示す。本回路は、交流電源Ｖｓの
交流電圧を全波整流するダイオードＤ１〜Ｄ４のダイオ
ードブリッジからなる整流器ＤＢと、整流器ＤＢの直流
出力端間に接続したコンデンサＣ２と、整流器ＤＢの高
電位側出力端に接続したダイオードＤ５，Ｄ６の直列回
路と、ダイオードＤ６に並列接続した入力歪改善用のコ
ンデンサＣ４と、整流器ＤＢの直流出力端間にダイオー
ドＤ５，Ｄ６の直列回路を介して接続したスイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路からなるハーフブリッジ型の
インバータ回路２と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直
列回路に並列に接続してインバータ回路２の電源となる
コンデンサＣ１０と、コンデンサＣ１０に並列に接続し
た平滑用コンデンサＣ９とダイオードＤ８との直列回路
と、ダイオードＤ５，Ｄ６の接続点に一端を接続したカ
ップリングコンデンサＣ３と、スイッチング素子Ｑ２に
並列に接続した負荷回路３と、コンデンサＣ９、ダイオ
ードＤ８の接続点にアノードを接続しカソードを負荷回
路３に接続した降圧チョッパ用ダイオードＤ７と、スイ
ッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフを制御する自励式
のインバータ制御回路５とを備えている。

【００２８】ここで負荷回路３は、コンデンサＣ３の他
端に１次巻線ｎ１１の一端を接続したリーケージトラン
スＴ１と、リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ１２と
並列に一方のフィラメント電極の電源側端子が各々接続
した放電灯Ｌａ１，Ｌａ２と、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２の
一方のフィラメント電極の各非電源側端子間に接続した
共振コンデンサＣ７と、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２の他方の
フィラメント電極の電源側端子間に接続した予熱巻線ｎ
１４とコンデンサＣ６との直列回路と、放電灯Ｌａ１の
一方のフィラメント電極の非電源側端子と他方のフィラ
メント電極の電源側端子間に接続したコンデンサＣ５
と、共振コンデンサＣ７の両端と整流器ＤＢの低電位出
力側との間に各々接続したコンデンサＣ１１，Ｃ１２
と、リーケージトランスＴ１の検出巻線ｎ１３とダイオ
ードＤ１９との直列回路とで構成されており、放電灯Ｌ
ａ１，Ｌａ２の他方のフィラメント電極の非電源側端子
間は短絡され、リーケージトランスＴ１の漏れインダク
タンスとコンデンサＣ７とでＬＣ共振回路を構成し、検
出巻線ｎ１３はインバータ回路２の出力電圧を検出する
電圧検出回路を成している。

【００２９】インバータ制御回路５は自励式の制御回路
からなり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオン・
オフさせる駆動回路５ａと、電源投入時にスイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２の自励発振を開始させる起動回路５ｂ
と、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２の予熱時にフィラメント電極
の予熱電流を流し、始動時には放電灯Ｌａ１，Ｌａ２の
始動電圧を一定にする予熱回路５ｃと、電源投入時から
の時間を計測するタイマー用コンデンサＣ１８を備えた
タイマー回路５ｄと、タイマー用コンデンサＣ１８の充
電電圧を測定することによってインバータ回路２を予熱
周波数で発振させる予熱時間を設定する予熱時間測定回
路５ｅと、タイマー用コンデンサの充電電圧を測定する
ことによってインバータ回路２を始動周波数で発振させ
る始動時間を設定する始動時間測定回路５ｆと、インバ
ータ回路２の発振周波数が始動周波数になっても放電灯
Ｌａ１，Ｌａ２が始動点灯しないことを検出する検出回
路５ｇと、検出回路５ｇで放電灯Ｌａ１，Ｌａ２が始動
点灯しないことを検出するとインバータ回路２を間欠発
振させるラッチ回路５ｈとから構成される。

【００３０】駆動回路５ａは、１次巻線ｎ２１の一端を
リーケージトランスＴ１の１次巻線ｎ１１の他端に接続
し、他端をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点に接続
した駆動トランスＴ２と、スイッチング素子Ｑ１のゲー
ト・ソース間に接続した、カソード同士が互いに接続し
たツェナダイオードＺＤ１，ＺＤ２の直列回路と、スイ
ッチング素子Ｑ２のゲート・ソース間に接続した、カソ
ード同士が互いに接続したツェナダイオードＺＤ３，Ｚ
Ｄ４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲー
トにそれぞれ一端が接続した抵抗Ｒ７，Ｒ６とを備えて
いる。ここで、駆動トランスＴ２の一次巻線ｎ２１に
は、駆動巻線ｎ２２，ｎ２３が磁気結合しており、駆動
巻線ｎ２２，ｎ２３の一端はそれぞれ抵抗Ｒ７，Ｒ６の
他端に接続し、駆動巻線ｎ２２，ｎ２３の他端はそれぞ
れスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のソースに接続してい
る。

【００３１】起動回路５ｂは、整流器ＤＢの高電位側出
力端に一端を接続した抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、放
電灯Ｌａ１，Ｌａ２の他方のフィラメント電極を介して
抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路の他端と整流器ＤＢの低電位
側出力端との間に接続した抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の直列
回路と、抵抗Ｒ５に並列接続したコンデンサＣ８と、抵
抗Ｒ４とコンデンサＣ８の接続点とスイッチング素子Ｑ
２のゲートとの間に接続した例えばダイアックからなる
トリガ素子Ｑ１１と、抵抗Ｒ４，コンデンサＣ８の接続
点とスイッチング素子Ｑ２のドレインとの間に接続した
抵抗Ｒ８とダイオードＤ９の直列回路とで構成される。

【００３２】予熱回路５ｃは、ローサイドのスイッチン
グ素子Ｑ２のゲート・ソース間に接続した抵抗Ｒ２８、
ダイオードＤ１４、及びコンデンサＣ２１，Ｃ２０の直
列回路と、コンデンサＣ２１に並列接続した抵抗Ｒ２
７、及び抵抗Ｒ２６とＮＰＮ形トランジスタからなるス
イッチング素子Ｑ８との直列回路と、ダイオードＤ１４
及びコンデンサＣ２１の直列回路に逆並列接続したダイ
オードＤ１５と、コンデンサＣ２０に逆並列接続したダ
イオードＤ１６と、スイッチング素子Ｑ２及び抵抗Ｒ２
８の接続点にアノードが接続したダイオードＤ１７と、
ダイオードＤ１７のカソードにエミッタが接続すると共
に、スイッチング素子Ｑ２のソースにコレクタが接続し
たＰＮＰ形トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１
０と、スイッチング素子Ｑ１０のベースとエミッタとの
間に接続したダイオードＤ１８と抵抗Ｒ３０の並列回路
と、スイッチング素子Ｑ１０のベースとコレクタとの間
に接続したＮＰＮ形トランジスタからなるスイッチング
素子Ｑ９と、スイッチング素子Ｑ９のベースとダイオー
ドＤ１５，Ｄ１６の接続点との間に接続する抵抗Ｒ２９
と、ダイオードＤ１９のカソードに一端を接続した抵抗
Ｒ２４，Ｒ２５の直列回路と、抵抗Ｒ２４，Ｒ２５の接
続点とスイッチング素子Ｑ２のソースとの間に接続した
コンデンサＣ１９と、抵抗Ｒ２４，Ｒ２５の接続点にカ
ソードが接続し、スイッチング素子Ｑ８のベースにアノ
ードが接続したツェナダイオードＺＤ８とで構成され
る。

【００３３】タイマ回路５ｄは、ダイオードＤ１９のカ
ソードとスイッチング素子Ｑ２のソースとの間に接続し
た抵抗Ｒ２２，Ｒ２３の直列回路と、抵抗Ｒ２２，Ｒ２
３の接続点にアノードを接続したダイオードＤ１３と、
ダイオードＤ１３のカソードとスイッチング素子Ｑ２の
ソースとの間に接続した電解コンデンサであるタイマー
用コンデンサＣ１８と抵抗Ｒ２１との並列回路とで構成
される。ここで、抵抗Ｒ２２，Ｒ２３の直列回路は検出
巻線ｎ１３が検出したインバータ回路２の出力電圧を分
圧し、その分圧電圧によってコンデンサＣ１８は充電さ
れる。

【００３４】予熱時間測定回路５ｅは、抵抗Ｒ２４，Ｒ
２５の直列回路の他端にコレクタを接続し、スイッチン
グ素子Ｑ２のソースをエミッタに接続したＮＰＮ形トラ
ンジスタからなるスイッチング素子Ｑ７と、スイッチン
グ素子Ｑ７のベースとコンデンサＣ１８の一端とに接続
したツェナダイオードＺＤ７と抵抗Ｒ１９の第１の直列
回路とで構成される。

【００３５】始動時間測定回路５ｆは、コンデンサＣ１
０に並列接続した抵抗Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１６，
ＮＰＮ形トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ６の
直列回路と、スイッチング素子Ｑ６のゲートとツェナダ
イオードＺＤ７のカソードとの間に接続したツェナダイ
オードＺＤ６と抵抗Ｒ１７との第２の直列回路と、スイ
ッチング素子Ｑ６のコレクタにベースを接続したＮＰＮ
形トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ５とで構成
される。

【００３６】検出回路５ｇは、スイッチング素子Ｑ５の
コレクタ，エミッタ間に接続したダイオードＤ１２と、
ダイオードＤ１２と抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点との間に接
続したコンデンサＣ１７と、ダイオードＤ１２のカソー
ドにアノードを接続したダイオードＤ１１と、ダイオー
ドＤ１１のカソードとスイッチング素子Ｑ２のソースの
間に接続したコンデンサＣ１６と抵抗Ｒ１５との並列回
路と、コンデンサＣ１６と抵抗Ｒ１５との並列回路の一
端にカソードを接続したツェナダイオードＺＤ５とで構
成される。

【００３７】ラッチ回路５ｈは、ダイオードＤ１３のカ
ソードにアノードを接続したダイオードＤ１０と抵抗Ｒ
１４との直列回路と、ツェナダイオードＺＤ５を介して
抵抗Ｒ１５に並列接続したコンデンサＣ１５と抵抗Ｒ１
３との並列回路と、抵抗Ｒ１４にエミッタが接続すると
共に、ツェナダイオードＺＤ５のアノードにコレクタが
接続したＰＮＰ形トランジスタからなるスイッチング素
子Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ４のベース・エミッタ間
に接続した抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１４の並列回路
と、コレクタがスイッチング素子Ｑ４のベースに接続
し、ベースがスイッチング素子Ｑ４のコレクタに接続す
ると共に、エミッタがスイッチング素子Ｑ２のソースに
接続したＮＰＮ形トランジスタからなるスイッチング素
子Ｑ３と、コンデンサＣ１８の両端間にダイオードＤ１
０及び抵抗Ｒ１４の直列回路を介して接続したコンデン
サＣ１３と、抵抗Ｒ１４及びコンデンサＣ１３の接続点
とダイオードＤ１７及びスイッチング素子Ｑ１０の接続
点との間に接続しているダイオード２０とで構成され
る。ここで、ラッチ回路５ｈの動作電源はコンデンサＣ
１８から供給されている。

【００３８】次に、この放電灯点灯装置の動作を簡単に
説明する。尚、インバータ回路２の回路構成は従来周知
の回路構成であるので、その動作については説明を省略
し、制御回路５の動作を中心に説明を行う。

【００３９】交流電源Ｖｓが投入されると、コンデンサ
Ｃ２の両端に入力電圧を整流した直流電圧が発生する。
この時、コンデンサＣ２から抵抗Ｒ１，Ｒ２、放電灯Ｌ
ａ１，Ｌａ２のフィラメント電極、抵抗Ｒ３，Ｒ４を介
してコンデンサＣ８に充電電流が流れ、コンデンサＣ８
の両端電圧が上昇する。そして、コンデンサＣ８の両端
電圧がトリガ素子Ｑ１１のトリガ電圧まで上昇すると、
トリガ素子Ｑ１１がターンオンし、トリガ素子Ｑ１１を
介してスイッチング素子Ｑ２のゲートにゲート電圧が与
えられ、スイッチング素子Ｑ２はオンになる。この時、
コンデンサＣ８に充電された電荷が放電され、コンデン
サＣ８→抵抗Ｒ８→ダイオードＤ９→スイッチング素子
Ｑ２→コンデンサＣ８の経路で放電電流が流れる。ま
た、スイッチング素子Ｑ２がオンになると、駆動トラン
スＴ２の一次巻線ｎ２１に電流が流れ、一次巻線ｎ２１
に磁気結合した駆動巻線ｎ２３によりスイッチング素子
Ｑ２のオン状態を維持するゲート電圧がなくなり、スイ
ッチング素子Ｑ２がオフになる。その後、駆動巻線ｎ２
３とは逆極性に接続した駆動巻線ｎ２２にスイッチング
素子Ｑ１をオンさせるゲート電圧が発生し、スイッチン
グ素子Ｑ１がオンになる。以後、駆動回路５ａによって
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオン・オフされ、
発振動作を行う。

【００４０】以後、上述と同様の動作を繰り返しなが
ら、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が発振を行い、リーケ
ージトランスＴ１の検出巻線ｎ１３の両端にはインバー
タ回路２の出力電圧に応じた電圧が発生し、ダイオード
Ｄ１９、抵抗Ｒ２３、ダイオードＤ１３を介してコンデ
ンサＣ１８が徐々に充電されていく。

【００４１】次にコンデンサＣ１８の両端電圧Ｖｃ１８
による発振動作の制御について図２を用いて説明する。

【００４２】まず、ツェナダイオードＺＤ７のツェナ電
圧Ｖｚｄ７（第１の電圧）はツェナダイオードＺＤ６の
ツェナ電圧Ｖｚｄ６よりも低く設定されており、コンデ
ンサＣ１８の両端電圧Ｖｃ１８がツェナ電圧Ｖｚｄ７に
達するまでは、ツェナダイオードＺＤ７を介してスイッ
チング素子Ｑ７のベースには電流は流れず、スイッチン
グ素子Ｑ７はオフしてスイッチング素子Ｑ７のコレクタ
−エミッタ間電圧Ｖｑ７は高電位になっている。トラン
ジスタＱ７がオフしている間は、検出巻線ｎ１３の出力
がダイオードＤ１９、抵抗Ｒ２４、ツェナダイオードＺ
Ｄ８を介してスイッチング素子Ｑ８のベースに入力され
てスイッチング素子Ｑ８がオンしているため、抵抗Ｒ２
８、コンデンサＣ２０で決まる時定数でスイッチング素
子Ｑ９をオン・オフすることによってスイッチング素子
Ｑ２をオン・オフし、インバータ回路２の駆動信号を他
制制御する。そのため、コンデンサＣ１８の両端電圧Ｖ
ｃ１８がツェナダイオードＺＤ７のツェナ電圧Ｖｚｄ７
に達するまではインバータ回路２の駆動信号は抵抗２８
とコンデンサＣ２０とで決まる周波数で発振する予熱期
間Ｓ１となり、インバータ回路２の出力電圧は図３に示
すように予熱期間Ｓ１中は一定の電圧となる。このとき
この出力電圧を放電灯Ｌａ１，Ｌａ２がコールドスター
トしないような発振電圧にするように発振周波数を設定
しておけば、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２は予熱される。

【００４３】次に、時間ｔｐでコンデンサＣ１８の両端
電圧Ｖｃ１８がツェナ電圧Ｖｚｄ７に達すると、ツェナ
ダイオードＺＤ７が導通し、スイッチング素子Ｑ７がオ
ンし、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間電
圧Ｖｑ７は低電位になる。このとき、スイッチング素子
Ｑ６のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｑ６は高電位の状態
を維持している。そして、検出巻線ｎ１３の電圧を抵抗
Ｒ２４，Ｒ２５で分圧した電圧がツェナダイオードＺＤ
８に印加されて、インバータ回路２を始動周波数で動作
させる始動期間Ｓ２に切り替わる。始動期間Ｓ２では、
検出巻線ｎ１３に発生する電圧が所定の電圧値を上回る
と、ツェナダイオードＺＤ８が導通して、スイッチング
素子Ｑ８のベースにベース電流が流れ、スイッチング素
子Ｑ８がオンになる。そして、スイッチング素子Ｑ８が
オンになると、コンデンサＣ２１に充電された電荷が抵
抗Ｒ２６及びスイッチング素子Ｑ８を介して放電され、
コンデンサＣ２１の両端電圧が所定の電圧値を越えない
よう保たれるため、コンデンサＣ２０及び抵抗Ｒ２８か
らなるＣＲ時定数回路に流れる電流が所定の電流値より
も小さくなることはなく、スイッチング素子Ｑ９がオン
になるまでの時間を略一定に維持できる。したがって、
スイッチング素子Ｑ２のゲート電圧を引き抜くまでの時
間が略一定となり、スイッチング素子Ｑ２のオン時間
（オンデューティ）が略一定となるので、図３に示すよ
うに、始動期間Ｓ２中は、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２の両端
間に印加されるランプ電圧を一定の始動電圧に制御する
ことができる。

【００４４】次に時間ｔｓでコンデンサＣ１８の両端電
圧Ｖｃ１８が、ツェナダイオードＺＤ６のツェナ電圧Ｖ
ｚｄ６（第２の電圧）に達すると、ツェナダイオードＺ
Ｄ６が導通し、スイッチング素子Ｑ６がオンして、スイ
ッチング素子Ｑ５がオフする。このとき、スイッチング
素子Ｑ６のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｑ６、スイッチ
ング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｑ７は共に
低電位になる。放電灯Ｌａ１，Ｌａ２が正常ランプであ
れば、始動期間Ｓ２中に点灯し、定格点灯に至るが、放
電灯Ｌａ１，Ｌａ２が点灯しない場合はスイッチング素
子Ｑ５がオフし、予熱巻線ｎ１４から抵抗Ｒ３，コンデ
ンサＣ１７，ダイオードＤ１１を介してコンデンサＣ１
６が充電される。そして、コンデンサＣ１６の両端電圧
がツェナダイオードＺＤ５のツェナ電圧に達するとツェ
ナダイオードＺＤ５が導通し、スイッチング素子Ｑ３に
ベース電流が流れて、スイッチング素子Ｑ３がオンす
る。スイッチング素子Ｑ３がオンすると、スイッチング
素子Ｑ４もオンする。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がオ
ンになると、スイッチング素子Ｑ２のゲート電圧が、ダ
イオードＤ１７，Ｄ２０、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３及びスイ
ッチング素子Ｑ３，Ｑ４を介して引き抜かれるから、ス
イッチング素子Ｑ２がオフになり、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の発振動作が停止する。

【００４５】発振動作が停止すると、リーケージトラン
スＴ１の検出巻線ｎ１３に発生する電圧が無くなるか
ら、コンデンサＣ１８に充電された電荷が、抵抗Ｒ２１
又はラッチ回路５ｈのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を介
して放電される。その後、コンデンサＣ１８の両端電圧
が低下し、ツェナダイオードＺＤ６のツェナ電圧よりも
低くなると、ツェナダイオードＺＤ６がオフになり、ス
イッチング素子Ｑ６がオフ，Ｑ５がオンになるので、コ
ンデンサＣ１６はそれ以上充電されず、コンデンサＣ１
６に充電された電荷が抵抗Ｒ１５を介して放電されて、
ツェナダイオードＺＤ５はオフし、コンデンサＣ１５に
充電された電荷が抵抗Ｒ１３を介して放電されて、トラ
ンジスタＱ３，Ｑ４はオフする。すると、スイッチング
素子Ｑ２にゲート電圧が与えられてオンになり、スイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２が再び自励発振を開始する。発振
動作が再開されるとコンデンサＣ１８が再び充電され、
上述の動作が繰り返し行われるので、発振動作が間欠的
に行われる。すなわち、コンデンサＣ１８の充電時間に
よって始動時間が決定される。なお、通常はコンデンサ
Ｃ１８の両端電圧がツェナダイオードＺＤ６のツェナ電
圧に達する前に放電灯Ｌａ１，Ｌａ２が点灯しており、
放電灯Ｌａ１，Ｌａ２の正常点灯時に過大なランプ電圧
が発生することはないから、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２の発振動作が間欠的になることはない。

【００４６】また、コンデンサＣ２１は、図７に示す従
来例のコンデンサＣ１０６のように電解コンデンサでは
なく、微小な容量のコンデンサを用いているため、精度
を高めることができる。さらに、タイマー用のコンデン
サＣ１８は、予熱時間と始動時間との両方を測定してい
るため、予熱時間と始動時間とが無関係にばらつくこと
はなく、設計範囲が従来例に比較して広くなり、開発効
率が向上した。

【００４７】（実施形態２）図４に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路構成を示す。タイマーコンデンサＣ１８
の充電電圧を測定することによってインバータ回路２を
予熱周波数で発振させる予熱時間を設定する予熱時間測
定回路５ｅと、タイマーコンデンサＣ１８の充電電圧を
測定することによってインバータ回路２を始動周波数で
発振させる始動時間を設定する始動時間測定回路５ｆと
の構成のみが異なり、他の構成は実施形態１と同様であ
り、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略す
る。

【００４８】予熱時間測定回路５ｅは、コンデンサＣ１
８に並列に接続されたツェナダイオードＺＤ７と抵抗Ｒ
１９，Ｒ２０との第１の直列回路と、抵抗Ｒ２４，Ｒ２
５の直列回路の他端にコレクタを接続され、スイッチン
グ素子Ｑ２のソースをエミッタに接続されて、抵抗Ｒ１
９，Ｒ２０の接続点をベースに接続されたＮＰＮ形トラ
ンジスタからなるスイッチング素子Ｑ７とで構成され
る。

【００４９】始動時間測定回路５ｆは、コンデンサＣ１
０に並列接続された抵抗Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１
６，ＮＰＮ形トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ
６の直列回路と、コンデンサＣ１８に並列に接続された
ツェナダイオードＺＤ６と抵抗Ｒ１７，Ｒ１８との第２
の直列回路と、スイッチング素子Ｑ６のエミッタにベー
スを接続されたＮＰＮ形トランジスタからなるスイッチ
ング素子Ｑ５とで構成され、スイッチング素子Ｑ６のベ
ースは抵抗Ｒ１７，Ｒ１８の接続点に接続される。

【００５０】インバータ回路２を予熱周波数で発振させ
る予熱時間は、実施形態１同様にスイッチング素子Ｑ７
がオンするまでの時間であり、実施形態１では、コンデ
ンサＣ１８の両端電圧Ｖｃ１８がツェナダイオードＺＤ
７のツェナ電圧Ｖｚｄ７に達したときにスイッチング素
子Ｑ７はオンする。しかし、本実施形態では、ツェナダ
イオードＺＤ７が導通したときに、コンデンサＣ１８の
両端電圧Ｖｃ１８とツェナダイオードＺＤ７のツェナ電
圧Ｖｚｄ７との差電圧を抵抗Ｒ１９，Ｒ２０で分圧した
ときの抵抗Ｒ２０の両端電圧がスイッチング素子Ｑ７を
オンさせるしきい値に達したときのスイッチング素子Ｑ
７はオンする。

【００５１】同様に、インバータ回路２を始動周波数で
発振させる始動時間は、実施形態１同様にスイッチング
素子Ｑ７がオンしてからスイッチング素子Ｑ６がオンす
るまでの時間であり、実施形態１では、コンデンサＣ１
８の両端電圧Ｖｃ１８がツェナダイオードＺＤ６のツェ
ナ電圧Ｖｚｄ６に達したときにスイッチング素子Ｑ６は
オンする。しかし、本実施形態では、ツェナダイオード
ＺＤ６が導通したときに、コンデンサＣ１８の両端電圧
Ｖｃ１８とツェナダイオードＺＤ６のツェナ電圧Ｖｚｄ
６との差電圧を抵抗Ｒ１７，Ｒ１８で分圧したときの抵
抗Ｒ１８の両端電圧がスイッチング素子Ｑ６をオンさせ
るしきい値に達したときにスイッチング素子Ｑ６はオン
する。

【００５２】このような構成では、ツェナダイオードＺ
Ｄ６とツェナダイオードＺＤ７とはそのツェナ電圧が同
一電圧であるものを用いて、抵抗Ｒ１７〜Ｒ２０の各抵
抗値の設定によって、適切な予熱期間、始動時間を設定
することができる。

【００５３】ツェナダイオードはそのツェナ電圧によっ
て温度特性が異なり、一般的にはツェナ電圧が低いツェ
ナダイオードは負の温度特性を有し、ツェナ電圧が高い
ツェナダイオードは正の温度特性を有し、特にツェナ電
圧が略５〜７Ｖのツェナダイオードは、温度による影響
が最も小さい。

【００５４】本発明のように自励方式の駆動回路５ａを
用いる場合には、予熱時間、始動時間のばらつきの要因
はできるだけ少なくしたほうがよい。そのためには、本
実施形態で示すように、ツェナダイオードＺＤ６とツェ
ナダイオードＺＤ７とはそのツェナ電圧が同一電圧であ
り、且つ温度の影響が小さいツェナ電圧であるものを選
択し、抵抗Ｒ１７〜Ｒ２０の各抵抗値の設定によって、
適切な予熱期間、始動時間を設定すれば、温度によって
特性がばらつかない予熱時間測定回路５ｅ、始動時間測
定回路５ｆを構成することができる。

【００５５】（実施形態３）図５に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路構成を示す。実施形態１を示す図１とは
略同様の構成を有しているが、タイマー用コンデンサを
予熱回路５ｃのコンデンサＣ２１に兼用させたものであ
る。また、駆動回路５ａ、起動回路５ｂ、検出回路５
ｇ、ラッチ回路５ｈの各構成は実施形態１と同様であ
り、同一の符号を付して説明は省略する。

【００５６】予熱回路５ｃは、ローサイドのスイッチン
グ素子Ｑ２のゲート・ソース間に接続した抵抗Ｒ２８、
ダイオードＤ１４及びコンデンサＣ２１，Ｃ２０の直列
回路と、コンデンサＣ２１に並列接続した抵抗Ｒ２７
と、ダイオードＤ１４及びコンデンサＣ２１の直列回路
に逆並列接続したダイオードＤ１５と、コンデンサＣ２
０に逆並列接続したダイオードＤ１６と、スイッチング
素子Ｑ２及び抵抗Ｒ２８の接続点にアノードが接続した
ダイオードＤ１７と、ダイオードＤ１７のカソードにエ
ミッタが接続すると共に、スイッチング素子Ｑ２のソー
スにコレクタが接続したＰＮＰ形トランジスタからなる
スイッチング素子Ｑ１０と、スイッチング素子Ｑ１０の
ベースとエミッタとの間に接続したダイオードＤ１８と
抵抗Ｒ３０の並列回路と、スイッチング素子Ｑ１０のベ
ースとコレクタとの間に接続したＮＰＮ形トランジスタ
からなるスイッチング素子Ｑ９と、スイッチング素子Ｑ
９のベースとダイオードＤ１５，Ｄ１６の接続点との間
に接続する抵抗Ｒ２９とで構成される。ここで、コンデ
ンサＣ２１は実施形態１，２に比べて容量の大きい電解
コンデンサを用いる。

【００５７】ラッチ電源回路５ｉは、ダイオードＤ１９
のカソードとスイッチング素子Ｑ２のソースとの間に接
続した抵抗Ｒ２２，Ｒ２３の直列回路と、抵抗Ｒ２２，
Ｒ２３の接続点にアノードを接続したダイオードＤ１３
と、ダイオードＤ１３のカソードとスイッチング素子Ｑ
２のソースとの間に接続したコンデンサＣ１８と抵抗Ｒ
２１の並列回路とで構成される。ここでコンデンサＣ１
８は実施形態１，２に比べて容量の小さいコンデンサを
用いる。

【００５８】予熱・始動時間測定回路５ｊは、コンデン
サＣ１０に並列接続した抵抗Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ
１６，ＮＰＮ形トランジスタからなるスイッチング素子
Ｑ６の直列回路と、スイッチング素子Ｑ６のゲートとコ
ンデンサＣ２１の一端に接続したツェナダイオードＺＤ
６と抵抗Ｒ１７の直列回路と、スイッチング素子Ｑ６の
コレクタにベースを接続したＮＰＮ形トランジスタから
なるスイッチング素子Ｑ５とで構成される。

【００５９】次に、本実施形態の動作について以下説明
する。点灯するまでの動作は従来例と略同様であり、交
流電源Ｖｓが投入されると、起動回路５ｂがスイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の発振動作を開始させ、駆動回路５ａ
によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオン・オフ
される。ランプ始動時、予熱回路５ｃはスイッチング素
子Ｑ２のオンデュ−ティを徐々に大きくして５０％に近
付けていき、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振周波数
を徐々に低下させており、ランプ電圧が徐々に増加し、
やがて放電灯Ｌａ１，Ｌａ２が点灯する。

【００６０】このように、起動開始後、抵抗Ｒ２８とコ
ンデンサＣ２０とで決まる時定数で他制制御が働き、コ
ンデンサＣ２１の充電電圧に応じてスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の発振周波数が変化していくので、インバータ
回路２の出力電圧は図６（ｂ）に示すように、スイープ
状に振幅が大きくなっていく。ここで、放電灯Ｌａ１，
Ｌａ２が正常ランプであれば、予熱・始動期間Ｓ３中に
点灯し、定格点灯に至るが、放電灯Ｌａ１，Ｌａ２が点
灯しない場合は、図６（ａ）に示すようにコンデンサＣ
２１の両端電圧Ｖｃ２１がツェナダイオードＺＤ６のツ
ェナ電圧Ｖｚｄ６に達すると、ツェナダイオードＺＤ６
が導通し、スイッチング素子Ｑ６がオンして、スイッチ
ング素子Ｑ５がオフし、実施形態１同様に検出回路５
ｇ、ラッチ回路５ｈが動作してインバータ回路２の発振
を停止させ、以後、間欠的に発振を行う。

【００６１】したがって本実施形態では、予熱時間計測
用のコンデンサと始動時間計測用のコンデンサとを兼ね
ているタイマー用コンデンサを予熱回路５ｃのコンデン
サＣ２１に兼用させたので、部品ばらつきが減少し、開
発効率を向上させることができ、さらに部品点数を減少
させることができる。

【００６２】なお、実施形態１，２においては、予熱時
間中のインバータ回路２の出力電圧を一定としている
が、本実施形態同様にスイープ波形としてもよい。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の発明は、交流電源と、前記交
流電源の出力を整流する整流器と、前記整流器の整流出
力を平滑する平滑コンデンサと、一対のスイッチング素
子の直列回路を有し、前記平滑コンデンサの直流出力を
スイッチング素子がスイッチングすることによって交流
電圧に変換するインバータ回路と、少なくとも放電灯及
びＬＣ共振回路を含み、一方のスイッチング素子の両端
間に接続された負荷回路と、前記一対のスイッチング素
子を自励駆動で交互にオン・オフさせる駆動回路と、前
記インバータ回路の出力電圧を検出する電圧検出回路
と、前記電圧検出回路の検出電圧が大きい場合に大電流
で充電され、前記電圧検出回路の検出電圧が小さい場合
に小電流で充電される１つのタイマー用コンデンサと、
前記タイマー用コンデンサの充電電圧を測定し、前記充
電電圧が所定の電圧に達するまでの時間を放電灯のフィ
ラメントを予熱して放電を開始させる予熱始動時間とす
る測定回路と、予熱始動時にスイッチング素子のオンデ
ューティと発振周波数とのうち少なくとも一方を変化さ
せる予熱回路とを備えるので、予熱時間設定用のコンデ
ンサと始動時間設定用のコンデンサとを１つのタイマー
用コンデンサで兼用し、タイマー用コンデンサの充電電
圧で予熱始動時間の計測を行い、周波数等のばらつき要
因を減少させて、始動性を良好にし、開発日数を減少さ
せることができるという効果がある。

【００６４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメントを予熱
する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる始動時間か
らなり、前記測定回路は、前記タイマー用コンデンサの
充電電圧が第１の電圧に達すると導通するツェナダイオ
ードと抵抗との第１の直列回路と、前記タイマー用コン
デンサの充電電圧が前記第１の電圧より高い第２の電圧
に達すると導通するツェナダイオードと抵抗との第２の
直列回路とを備え、前記第１の直列回路のツェナダイオ
ードが導通するまでの時間を予熱時間とし、前記第１の
直列回路のツェナダイオードが導通してから、前記第２
の直列回路のツェナダイオードが導通するまでの時間を
始動時間としたので、タイマー用コンデンサの充電電圧
で予熱時間と始動時間とを設定することによって、予熱
時間と始動時間とが無関係にばらつくことがなく、設計
範囲が広くなり、開発効率を向上させることができると
いう効果がある。

【００６５】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメントを予熱
する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる始動時間か
らなり、前記測定回路は、前記タイマー用コンデンサの
充電電圧が所定の電圧に達すると導通するツェナダイオ
ードと複数の抵抗との第１の直列回路と、前記タイマー
用コンデンサの充電電圧が前記第１の直列回路のツェナ
ダイオードと同じ所定の電圧に達すると導通するツェナ
ダイオードと複数の抵抗との第２の直列回路とを備え、
前記第１の直列回路で抵抗同士の接続点の電圧が所定の
電圧に達するまでの時間を予熱時間とし、前記第１の直
列回路の前記接続点の電圧が所定の電圧に達してから、
前記第２の直列回路で抵抗同士の接続点の電圧が所定の
電圧に達するまでの時間を始動時間としたので、請求項
２と同様の効果を得ることができ、さらに予熱時間用及
び始動時間用の各ツェナダイオードのツェナ電圧を同一
電圧とし、且つ温度の影響が小さいツェナ電圧であるも
のを用い、予熱時間、始動時間の設定は、抵抗の各抵抗
値の設定によって適切に設定して、温度によってばらつ
かない予熱時間、始動時間を得ることができるという効
果がある。

【００６６】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、前記予熱始動時間は、放電灯のフィ
ラメントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始さ
せる始動時間からなり、予熱時間において前記インバー
タ回路は、出力電圧波形をスイープ波形とするので、放
電灯のフィラメント電極を十分に予熱することができる
という効果がある。

【００６７】請求項５の発明は、請求項１乃至３いずれ
かの発明において、前記予熱始動時間は、放電灯のフィ
ラメントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始さ
せる始動時間からなり、予熱時間において前記インバー
タ回路は、出力電圧を一定とするので、部品へのストレ
スを低減させ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】本発明の実施形態１を示す回路構成図である。

【図２】本発明の実施形態１の動作を示す波形図であ
る。

【図３】本発明の実施形態１の動作を示す波形図であ
る。

【図４】本発明の実施形態２を示す回路構成図である。

【図５】本発明の実施形態３を示す回路構成図である。

【図６】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態３の動作を示
す波形図である。

【図７】従来例を示す回路構成図である。

【符号の説明】

Ｖｓ 交流電源 ＤＢ 整流器 Ｃ９ 平滑コンデンサ Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子 ２ インバータ回路 ３ 負荷回路 ５ａ 駆動回路 ５ｃ 予熱回路 ５ｄ タイマ回路 Ｃ１８ タイマー用コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大山 丈二 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 井戸 滋 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 岸本 直景 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA02 AB03 AC02 AC11 BA03 BC02 DA02 DA06 DB02 DB03 DB09 DC07 DC08 DD04 DE05 DE06 GA02 GA05 GB12 GC03 HA05 HA06 HA10 HB03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と、前記交流電源の出力を整流
   する整流器と、前記整流器の整流出力を平滑する平滑コ
   ンデンサと、一対のスイッチング素子の直列回路を有
   し、前記平滑コンデンサの直流出力をスイッチング素子
   がスイッチングすることによって交流電圧に変換するイ
   ンバータ回路と、少なくとも放電灯及びＬＣ共振回路を
   含み、一方のスイッチング素子の両端間に接続された負
   荷回路と、前記一対のスイッチング素子を自励駆動で交
   互にオン・オフさせる駆動回路と、前記インバータ回路
   の出力電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回
   路の検出電圧が大きい場合に大電流で充電され、前記電
   圧検出回路の検出電圧が小さい場合に小電流で充電され
   る１つのタイマー用コンデンサと、前記タイマー用コン
   デンサの充電電圧を測定し、前記充電電圧が所定の電圧
   に達するまでの時間を放電灯のフィラメントを予熱して
   放電を開始させる予熱始動時間とする測定回路と、予熱
   始動時にスイッチング素子のオンデューティと発振周波
   数とのうち少なくとも一方を変化させる予熱回路とを備
   えることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメ
   ントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる
   始動時間からなり、前記測定回路は、前記タイマー用コ
   ンデンサの充電電圧が第１の電圧に達すると導通するツ
   ェナダイオードと抵抗との第１の直列回路と、前記タイ
   マー用コンデンサの充電電圧が前記第１の電圧より高い
   第２の電圧に達すると導通するツェナダイオードと抵抗
   との第２の直列回路とを備え、前記第１の直列回路のツ
   ェナダイオードが導通するまでの時間を予熱時間とし、
   前記第１の直列回路のツェナダイオードが導通してか
   ら、前記第２の直列回路のツェナダイオードが導通する
   までの時間を始動時間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。
3. 【請求項３】 前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメ
   ントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる
   始動時間からなり、前記測定回路は、前記タイマー用コ
   ンデンサの充電電圧が所定の電圧に達すると導通するツ
   ェナダイオードと複数の抵抗との第１の直列回路と、前
   記タイマー用コンデンサの充電電圧が前記第１の直列回
   路のツェナダイオードと同じ所定の電圧に達すると導通
   するツェナダイオードと複数の抵抗との第２の直列回路
   とを備え、前記第１の直列回路で抵抗同士の接続点の電
   圧が所定の電圧に達するまでの時間を予熱時間とし、前
   記第１の直列回路の前記接続点の電圧が所定の電圧に達
   してから、前記第２の直列回路で抵抗同士の接続点の電
   圧が所定の電圧に達するまでの時間を始動時間としたこ
   とを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメ
   ントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる
   始動時間からなり、予熱時間において前記インバータ回
   路は、出力電圧波形をスイープ波形とすることを特徴と
   する請求項１乃至３いずれか記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記予熱始動時間は、放電灯のフィラメ
   ントを予熱する予熱時間及び放電灯の放電を開始させる
   始動時間からなり、予熱時間において前記インバータ回
   路は、出力電圧を一定とする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。