JP2003086391A

JP2003086391A - 高圧放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2003086391A
Application number: JP2001280080A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Abe; 孝弘阿部
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】深い調光を行った時にも、放電灯の電圧−電
力特性が装置の出力特性と交差し、より深い調光点灯を
実現することができる高圧放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】調光器９を操作することによってランプ
電力の目標値が入力された電力制御回路５ａの出力制御
回路５２ａは、スイッチング素子Ｑ２を制御・駆動する
と共に、調光器９によって入力されたランプ電力の目標
値が所定のランプ電力以下の値に設定されたとき、駆動
回路７ａに対して放電灯Ｌａに供給する矩形波出力の周
波数を低下させる信号を出力し、駆動回路７ａは、スイ
ッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御・駆動して、ランプ電圧
Ｖｌａ及びランプ電流Ｉｌａの矩形波の周波数ｆを低下
させることにより、深い調光を行った時にも、放電灯の
電圧−電力特性と装置の出力特性とを交差させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯を点灯させ
る高圧放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高圧放電灯点灯装置の構成を図１
１に、具体回路を図１２に各々示す。従来の高圧放電灯
点灯装置は、商用電源Ｖｓと、商用電源Ｖｓを整流する
整流回路１と、整流電圧を所定の直流電圧に変換する直
流電源回路２と、直流電源回路２の出力を所望の直流電
力に変換する電力変換回路４と、電力変換回路４の直流
出力の極性を交互に反転させた低周波の矩形波出力を生
成する極性反転回路６と、低周波の矩形波出力の周波数
が所望の周波数になるように極性反転回路６を制御・駆
動する駆動回路７ｂと、極性反転回路６が生成した矩形
波出力を供給される放電灯Ｌａと、調光点灯時に放電灯
Ｌａへ供給するランプ電力の目標値を設定する調光器９
と、調光器９が設定した目標値に応じた直流電力を出力
するように電力変換回路４を制御する電力制御回路５ｄ
と、直流電源回路２の動作を制御する電源制御回路３と
から構成される。

【０００３】各回路の具体的な構成について以下説明す
る。整流回路１は、ダイオードブリッジＤＢからなり、
直流電源回路２は、整流回路１の正電圧側出力に接続し
たインダクタＬ１及びダイオードＤ１の直列回路と、イ
ンダクタＬ１を介して整流回路１の出力端に並列に接続
したスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１を介して
スイッチング素子Ｑ１に並列に接続した平滑用コンデン
サＣ１とからなる昇圧チョッパ回路で構成され、スイッ
チング素子Ｑ１は電源制御回路３によって駆動される。
電力変換回路４は、直流電源回路２の正電圧側出力に接
続したスイッチング素子Ｑ２及びインダクタＬ２の直列
回路と、スイッチング素子Ｑ２を介してコンデンサＣ１
に並列に接続したダイオードＤ２と、インダクタＬ２を
介してダイオードＤ２に並列に接続したコンデンサＣ２
とからなる降圧チョッパ回路で構成され、電力制御回路
５ｄは、直流電圧Ｖ２（コンデンサＣ２の両端電圧）を
検出する電圧検出回路５１ｄと、スイッチング素子Ｑ２
を駆動する出力制御回路５２ｄとから構成される。極性
反転回路６は、コンデンサＣ２に並列に接続したスイッ
チング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路及びスイッチング素子
Ｑ５，Ｑ６の直列回路の並列回路と、スイッチング素子
Ｑ３，Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接
続点との間に接続した放電灯Ｌａ及びイグナイタ回路８
の直列回路と、放電灯Ｌａ及びイグナイタ回路８の直列
回路に並列に接続したコンデンサＣ３とから構成され、
イグナイタ回路８は、トランスＴ１と、トランスＴ１の
１次側に接続したパルス発生回路Ｓ１とから構成され、
トランスＴ１の２次側は放電灯Ｌａに直列に接続してい
る。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６は駆動回路７ｂによっ
て駆動される。

【０００４】次にこの高圧放電灯点灯装置の動作につい
て説明する。商用電源Ｖｓが投入されると、電源制御回
路３からの駆動信号によってスイッチング素子Ｑ１が数
１０〜１００ＫＨｚでオン・オフ制御され、交流電源Ｖ
ｓの全波整流電圧を所定の直流電圧Ｖ１（コンデンサＣ
１の両端電圧）に昇圧する。そして、出力制御回路５２
ｄからの制御信号によってスイッチング素子Ｑ２が数１
０〜１００ＫＨｚでオン・オフ制御され、直流電圧Ｖ１
を電源として、所望の直流電圧Ｖ２（コンデンサＣ２の
両端電圧）に降圧し（０＜Ｖ２＜Ｖ１）、電流ＩＬを出
力する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各駆動信号波形
を図１３（ａ），（ｂ）に示す。

【０００５】このとき、放電灯Ｌａは非点灯状態であ
り、実質的に無負荷状態であるので、通常、直流電圧Ｖ
１≒直流電圧Ｖ２となる。また、駆動回路７ｂからの駆
動信号によってスイッチング素子Ｑ３，Ｑ６、及びスイ
ッチング素子Ｑ４，Ｑ５が各々対となって、数１０〜１
００Ｈｚで交互にオン・オフ制御されると共に、イグナ
イタ回路８のパルス発生回路Ｓ１によってトランスＴ１
の１次側を介して２次側に高圧パルスが発生し、放電灯
Ｌａ両端には、直流電圧Ｖ２に高電圧パルスが重畳され
た矩形波電圧が印加され、放電灯Ｌａが始動する。スイ
ッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６の各駆動信号波形
を図１３（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示し、始動
時の放電灯Ｌａのランプ電圧Ｖｌａ、ランプ電流Ｉｌａ
の各波形を図１３（ｇ），（ｈ）に示す。

【０００６】放電灯Ｌａが始動すると、電圧制御回路５
１ｄによって検出された直流電圧Ｖ２が所定の電圧とな
るように、即ち放電灯Ｌａのランプ電圧Ｖｌａ、ランプ
電流Ｉｌａが所定の値となるように出力制御回路５２ｄ
によってスイッチング素子Ｑ２がオン・オフ制御され、
その結果、放電灯Ｌａは極性反転回路６が出力する数１
００Ｈｚの低周波の矩形波出力によって安定に点灯され
る。この放電灯Ｌａに印加される低周波の矩形波出力の
周波数は、定格点灯時の放電灯Ｌａのチラツキを抑える
ために、商用周波数よりも高い周波数に通常設定されて
いる。そして、放電灯Ｌａの安定点灯後に、調光器９を
操作することによって、出力制御回路５２ｄにはランプ
電力の目標値が入力されて、その目標値に応じてスイッ
チング素子Ｑ２をオン・オフ制御して、直流電圧Ｖ２を
制御することによって放電灯Ｌａを調光点灯する。

【０００７】また、高圧放電灯点灯装置の出力特性（ラ
ンプ電圧Ｖｌａ−ランプ電力Ｗｌａ特性）は図１４のよ
うに示され、定格点灯時の出力特性は、特性曲線２００
ａに示すような特性を有している。高圧放電灯点灯装置
の出力は、ランプ電圧Ｖｌａに応じて、低ランプ電圧の
区間Ａ１，定格ランプ電圧付近の区間Ａ２，高ランプ電
圧の区間Ａ３の３つの区間に分けられる。区間Ａ１は、
放電灯Ｌａをスムーズに定格点灯まで移行させるため、
定電流特性を持たせている。区間Ａ２は、定格のランプ
電圧付近で所定のランプ電力を出力させるため、略定電
力特性となるような特性を持たせている。

【０００８】区間Ａ３は、ランプ電力Ｗｌａを絞る制御
を行っており、この制御は定格点灯時において以下のこ
とを回避するために為されている。まず、放電灯Ｌａの
寿命末期には、定格点灯時においてもランプ電圧Ｖｌａ
が上昇する。このため、ランプ電圧Ｖｌａが高い状態に
おいても定格電力を供給しようとすると、ランプ電流Ｉ
ｌａは減少し、このことによって放電灯Ｌａの発光管内
のアークが細くなって浮力を受ける。浮力を受けたアー
クは発光管の内壁の温度を上昇させ、放電灯Ｌａの寿命
等に影響を与える恐れがあるため、高電圧の区間Ａ３で
はランプ電力Ｗｌａを絞る制御を行っている。

【０００９】このような出力特性を有する高圧放電灯点
灯装置を用いて振幅制御によって調光点灯を行うと、ラ
ンプ電圧Ｖｌａに応じて設定されるランプ電流Ｉｌａの
目標値を減少させるので、調光率が下がるにつれてその
出力特性は、図１４の特性曲線２００ａから特性曲線２
００ｂ，２００ｃ，２００ｄへと移行する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】放電灯Ｌａを調光点灯
するとき、放電灯Ｌａのランプ電圧Ｖｌａ−ランプ電力
Ｗｌａ特性は、図１４の特性曲線２０１に示すように、
ランプ電力Ｗｌａがある値以下になると急激にランプ電
圧Ｖｌａが上昇する変極点Ｐを持った「くの字型」の特
性を持っていることが知られている。このような特性を
持った放電灯Ｌａを、従来の高圧放電灯点灯装置を用い
て調光点灯する時、ランプ電力Ｗｌａの目標値をある値
以下に設定した場合には、例えば、放電灯Ｌａの特性曲
線２０１と高圧放電灯点灯装置の特性曲線２００ｃとが
ほぼ平行となり、さらに調光率を下げると、放電灯Ｌａ
の特性曲線２０１と高圧放電灯点灯装置の特性曲線２０
０ｄとの動作点が取れなくなって放電灯Ｌａは立ち消え
してしまう。

【００１１】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、深い調光を行った時にも、放電灯
の電圧−電力特性が装置の出力特性と交差し、より深い
調光点灯を実現することができる高圧放電灯点灯装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直流
電源と、前記直流電源の出力を所望の直流電力に変換す
る電力変換回路と、前記電力変換回路の出力の極性を交
互に反転させた低周波の矩形波出力を生成する極性反転
回路と、前記矩形波出力の周波数が所望の周波数になる
ように前記極性反転回路を制御・駆動する駆動回路と、
前記極性反転回路が生成した矩形波出力を供給される放
電灯と、前記放電灯に供給する電力の目標値を設定する
調光器と、前記調光器が設定した目標値に応じた直流電
力を出力するように前記電力変換回路を制御する制御回
路とを備え、前記調光器を操作して放電灯の調光率を下
げたとき、前記駆動回路は前記矩形波出力の周波数が低
下するように前記極性反転回路を制御・駆動することを
特徴とする。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記調光器を操作して放電灯の調光率を所定の値以
下に下げたとき、前記駆動回路は前記矩形波出力の周波
数が低下するように前記極性反転回路を制御・駆動する
ことを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、ランプ電圧の平均値を検出する電圧検出手段を備
え、前記調光器を操作して放電灯の調光率を下げたとき
に前記電圧検出手段が前記ランプ電圧の平均値の上昇を
検出した場合、前記駆動回路は前記矩形波出力の周波数
が低下するように前記極性反転回路を制御・駆動するこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、ランプ電圧の平均値を検出する電圧検出手段を備
え、前記調光器を操作して放電灯の調光率を下げたとき
に、放電灯に供給する電力が前記調光器によって予め設
定された目標値以上であり且つ前記電圧検出手段が前記
ランプ電圧の平均値の上昇を検出した場合、前記駆動回
路は前記矩形波出力の周波数が低下するように前記極性
反転回路を制御・駆動することを特徴とする。

【００１６】

【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。

【００１７】（実施形態１）本実施形態の高圧放電灯点
灯装置の具体回路を図１に示す。本実施形態の高圧放電
灯点灯装置は、商用電源Ｖｓと、商用電源Ｖｓを整流す
る整流回路１と、整流電圧を所定の直流電圧に変換する
直流電源回路２と、直流電源回路２の出力を所望の直流
電力に変換する電力変換回路４と、電力変換回路４の直
流出力の極性を交互に反転させた低周波の矩形波出力を
生成する極性反転回路６と、極性反転回路６が生成した
矩形波出力を供給される放電灯Ｌａと、調光点灯時に放
電灯Ｌａへ供給するランプ電力の目標値を設定する調光
器９と、調光器９が設定した目標値に応じた直流電力を
出力するように電力変換回路４を制御する電力制御回路
５ａと、電力制御回路５ａからの信号を受けて低周波の
矩形波出力の周波数を変更し、矩形波出力の周波数が所
望の周波数になるように極性反転回路６を制御・駆動す
る駆動回路７ａと、直流電源回路２の動作を制御する電
源制御回路３とから構成される。

【００１８】各回路の具体的な構成について以下説明す
る。整流回路１は、ダイオードブリッジＤＢからなり、
直流電源回路２は、整流回路１の正電圧側出力に接続し
たインダクタＬ１及びダイオードＤ１の直列回路と、イ
ンダクタＬ１を介して整流回路１の出力端に並列に接続
したスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１を介して
スイッチング素子Ｑ１に並列に接続した平滑用コンデン
サＣ１とからなる昇圧チョッパ回路で構成され、スイッ
チング素子Ｑ１は電源制御回路３によって駆動される。
電力変換回路４は、直流電源回路２の正電圧側出力に接
続したスイッチング素子Ｑ２及びインダクタＬ２の直列
回路と、スイッチング素子Ｑ２を介してコンデンサＣ１
に並列に接続したダイオードＤ２と、インダクタＬ２を
介してダイオードＤ２に並列に接続したコンデンサＣ２
とからなる降圧チョッパ回路で構成され、電力制御回路
５ａは、直流電圧Ｖ２（コンデンサＣ２の両端電圧）を
検出する電圧検出回路５１ａと、スイッチング素子Ｑ２
を駆動し且つ駆動回路７ａに矩形波出力の周波数を変更
させる信号を出力する出力制御回路５２ａとから構成さ
れる。極性反転回路６は、コンデンサＣ２に並列に接続
したスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路及びスイッ
チング素子Ｑ５，Ｑ６の直列回路の並列回路と、スイッ
チング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ
５，Ｑ６の接続点との間に接続した放電灯Ｌａ及びイグ
ナイタ回路８の直列回路と、放電灯Ｌａ及びイグナイタ
回路８の直列回路に並列に接続したコンデンサＣ３とか
ら構成され、イグナイタ回路８は、トランスＴ１と、ト
ランスＴ１の１次側に接続したパルス発生回路Ｓ１とか
ら構成され、トランスＴ１の２次側は放電灯Ｌａに直列
に接続している。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６は駆動回
路７ａによって駆動される。

【００１９】次に図２（ａ）〜（ｄ）の各波形図を用い
てこの高圧放電灯点灯装置の動作について説明するが、
電力制御回路５ａと駆動回路７ａ以外の構成については
従来例と同様の動作をするので説明は省略する。まず、
調光器９を操作することによってランプ電力の目標値Ｗ
ｌａ’が入力された電力制御回路５ａの出力制御回路５
２ａは、従来例の出力制御回路５２ｄと同様の動作を行
ってスイッチング素子Ｑ２を制御・駆動すると共に、調
光器９によって入力されたランプ電力の目標値Ｗｌａ’
が所定の値Ｗｓ以下に設定されたとき（時間ｔ１）、即
ち調光率が所定の値以下に設定されたとき、駆動回路７
ａに対して放電灯Ｌａに供給する矩形波出力の周波数ｆ
をｆ１からｆ２（ｆ１＞ｆ２）に変更する信号を出力す
る。駆動回路７ａは、定格点灯時から放電灯Ｌａに供給
する矩形波出力の周波数がｆ１となるようにスイッチン
グ素子Ｑ３〜Ｑ６を制御・駆動していたが、出力制御回
路５２ａから矩形波出力の周波数ｆをｆ２に変更する信
号を入力されると、ランプ電圧Ｖｌａ及びランプ電流Ｉ
ｌａの矩形波の周波数ｆがｆ１からｆ２に変更されるよ
うにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御・駆動する。こ
こで、変更前の周波数ｆ１は、定格点灯時のチラツキを
抑えるために、商用周波数よりも高い周波数（従来例と
同様に数１００Ｈｚ）とする。また、矩形波出力の周波
数ｆは商用周波数よりも低くなるとチラツキが目立つた
め、変更後の周波数ｆ２は商用周波数以上の周波数とす
る。なお、矩形波出力の周波数ｆをｆ１からｆ２に変更
する際のしきい値であるＷｓは、ランプ電力Ｗｌａがあ
る値以下になると急激にランプ電圧Ｖｌａが上昇する変
極点Ｐ近傍のランプ電力の値に設定すればよい。また、
矩形波出力の周波数ｆをｆ１からｆ２に変更する際、目
標とする調光下限に達するときに矩形波出力の周波数ｆ
がｆ２となるように、周波数を徐々に低くしてもよい。

【００２０】放電灯Ｌａの点灯を維持するためには、矩
形波出力の極性反転時に、一瞬消灯した放電灯Ｌａを再
点弧するための再点弧電圧が必要になるが、本実施形態
では、ランプ電力の目標値Ｗｌａ’がＷｓ以下になると
矩形波出力の周波数ｆを低くすることにより、放電灯Ｌ
ａを再点弧する頻度が下がるため、結果的にランプ電圧
Ｖｌａを下げることができる。このことによって放電灯
Ｌａ（１５０Ｗのメタルハライドランプ）のランプ電圧
Ｖｌａ−ランプ電力Ｗｌａ特性は、図３の特性曲線１０
１ａに示すような特性となる。すなわち、区間Ｂ１では
矩形波出力を周波数ｆ１に制御し、ランプ電力の目標値
Ｗｌａ’がＷｓ以下になる区間Ｂ２では矩形波出力を周
波数ｆ２に制御することによって、従来の特性曲線１０
２（破線）に比べて「くの字特性」がゆるくなり、高圧
放電灯点灯装置の約２０％調光時の出力特性曲線１００
ｂに対しても動作点を取れるようになり、より深い調光
点灯が可能となった。なお、特性曲線１００ａは、高圧
放電灯点灯装置の定格点灯時の出力特性曲線を示してい
る。

【００２１】（実施形態２）図４に示す本実施形態の高
圧放電灯点灯装置の具体回路は実施形態１と同様である
が、その制御方法が異なる。同様の構成、動作について
は同一の符号を付して説明は省略する。以下、図５
（ａ）〜（ｅ）の各波形図を用いてこの高圧放電灯点灯
装置の動作について説明する。まず、調光器９を操作す
ることによってランプ電力の目標値が入力された電力制
御回路５ｂの出力制御回路５２ｂは、従来例の出力制御
回路５２ｄと同様の動作を行ってスイッチング素子Ｑ２
を制御・駆動すると共に、ランプ電圧Ｖｌａの平均値と
して電圧検出回路５１ｂで検出したコンデンサＣ２両端
の電圧Ｖ２を監視し、調光が進み、ランプ電力Ｗｌａが
ある値以下になると急激にランプ電圧Ｖｌａが上昇する
変極点Ｐにランプ特性が達したことを表す電圧Ｖ２の上
昇を検出すると（時間ｔ２）、駆動回路７ａに対して放
電灯Ｌａに供給する矩形波出力の周波数ｆをｆ１からｆ
２（ｆ１＞ｆ２）に変更する信号を出力する。駆動回路
７ａは、定格点灯時から放電灯Ｌａに供給する矩形波出
力の周波数がｆ１となるようにスイッチング素子Ｑ３〜
Ｑ６を制御・駆動していたが、出力制御回路５２ｂから
矩形波出力の周波数ｆをｆ２に変更する信号を入力され
ると、ランプ電圧Ｖｌａ及びランプ電流Ｉｌａの矩形波
の周波数ｆがｆ１からｆ２に変更されるようにスイッチ
ング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御・駆動する。ここで、変更前
の周波数ｆ１は、定格点灯時のチラツキを抑えるため
に、商用周波数よりも高い周波数（従来例と同様に数１
００Ｈｚ）とする。また、矩形波出力の周波数ｆは商用
周波数よりも低くなるとチラツキが目立つため、変更後
の周波数ｆ２は商用周波数以上の周波数とする。なお、
矩形波出力の周波数ｆをｆ１からｆ２に変更する際、目
標とする調光下限に達するときに矩形波出力の周波数ｆ
がｆ２となるように、周波数を徐々に低くしてもよい。

【００２２】放電灯Ｌａの点灯を維持するためには、矩
形波出力の極性反転時に、一瞬消灯した放電灯Ｌａを再
点弧するための再点弧電圧が必要になるが、本実施形態
では、電圧Ｖ２が上昇すると、矩形波出力の周波数ｆを
低くすることにより、放電灯Ｌａを再点弧する頻度が下
がるため、結果的にランプ電圧Ｖｌａを下げることがで
きる。このことによって放電灯Ｌａ（１５０Ｗのメタル
ハライドランプ）のランプ電圧Ｖｌａ−ランプ電力Ｗｌ
ａ特性は、図６の特性曲線１０１ｂに示すような特性と
なる。すなわち、区間Ｂ１では矩形波出力を周波数ｆ１
に制御し、変極点Ｐ以降のランプ電圧Ｖｌａが上昇する
区間Ｂ２では矩形波出力を周波数ｆ２に制御することに
よって、従来の特性曲線１０２（破線）に比べて「くの
字特性」がゆるくなり、高圧放電灯点灯装置の約２０％
調光時の出力特性曲線１００ｂに対しても動作点を取れ
るようになり、より深い調光点灯が可能となった。な
お、特性曲線１００ａは、高圧放電灯点灯装置の定格点
灯時の出力特性曲線を示している。

【００２３】（実施形態３）図７に示す本実施形態の高
圧放電灯点灯装置の具体回路は実施形態１と同様である
が、その制御方法が異なる。同様の構成、動作について
は同一の符号を付して説明は省略する。以下、図８
（ａ）〜（ｅ）の波形図を用いてこの高圧放電灯点灯装
置の動作について説明する。まず、調光器９を操作する
ことによってランプ電力の目標値が入力された電力制御
回路５ｃの出力制御回路５２ｃは、従来例の出力制御回
路５２ｄと同様の動作を行ってスイッチング素子Ｑ２を
制御・駆動し、また、予め目標とする調光下限値Ｗｌ
ａ’’が設定され、さらにランプ電圧Ｖｌａの平均値と
して電圧検出回路５１ｃで検出したコンデンサＣ２両端
の電圧Ｖ２を監視している。そして調光が進み、予め設
定された調光下限値Ｗｌａ’’にランプ電力Ｗｌａが達
していない場合に、ランプ電力Ｗｌａがある値以下にな
ると急激にランプ電圧Ｖｌａが上昇する変極点Ｐにラン
プ特性が達したことを表す電圧Ｖ２の上昇を検出すると
（時間ｔ３）、駆動回路７ａに対して放電灯Ｌａに供給
する矩形波出力の周波数ｆをｆ１からｆ２（ｆ１＞ｆ
２）に変更する信号を出力する。駆動回路７ａは、定格
点灯時から放電灯Ｌａに供給する矩形波出力の周波数が
ｆ１となるようにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御・
駆動していたが、出力制御回路５２ｃから矩形波出力の
周波数ｆをｆ２に変更する信号を入力されると、ランプ
電圧Ｖｌａ及びランプ電流Ｉｌａの矩形波の周波数ｆが
ｆ１からｆ２に変更されるようにスイッチング素子Ｑ３
〜Ｑ６を制御・駆動する。ここで、変更前の周波数ｆ１
は、定格点灯時のチラツキを抑えるために、商用周波数
よりも高い周波数（従来例と同様に数１００Ｈｚ）とす
る。また、矩形波出力の周波数ｆは商用周波数よりも低
くなるとチラツキが目立つため、変更後の周波数ｆ２は
商用周波数以上の周波数とする。なお、矩形波出力の周
波数ｆをｆ１からｆ２に変更する際、目標とする調光下
限に達するときに矩形波出力の周波数ｆがｆ２となるよ
うに、周波数を徐々に低くしてもよい。

【００２４】また、図９（ａ）〜（ｅ）の波形図に示す
ように、調光時に、ランプ電力Ｗｌａが予め設定された
調光下限値Ｗｌａ’’に達するまでに電圧Ｖ２の上昇が
検出されなかった場合は、ランプ電圧Ｖｌａ及びランプ
電流Ｉｌａの矩形波の周波数ｆはｆ１を維持する。

【００２５】一般に、特性の異なる放電灯Ｌａを調光点
灯させる場合、変極点Ｐを迎える時のランプ電力Ｗｌａ
にばらつきが生じ、放電灯Ｌａの特性曲線が高圧放電灯
点灯装置の出力特性曲線と交差せずに立ち消えを起こし
てしまう調光下限にもばらつきを生じてしまう。このこ
とは、本実施形態のように制御を行うことによって、異
なる放電灯間の特性のばらつきを吸収し、調光時、目標
とする調光下限値Ｗｌａ’’に達する前に変極点Ｐを迎
えた放電灯Ｌａについては、矩形波出力の周波数ｆを低
くして、再点弧する頻度を下げることができるため、異
なる放電灯Ｌａにおいても所望のランプ電力まで調光点
灯させることができる。

【００２６】放電灯Ｌａ（１５０Ｗのメタルハライドラ
ンプ）のランプ電圧Ｖｌａ−ランプ電力Ｗｌａ特性は、
調光時に、電圧Ｖ２の上昇が検出された場合は、図１０
の特性曲線１０１ｃに示すような特性となり、ランプ電
力Ｗｌａが予め設定された調光下限値Ｗｌａ’’に達す
るまでに電圧Ｖ２の上昇が検出されなかった場合は、特
性曲線１０１ｄに示すような特性となり、矩形波出力を
周波数ｆ１に維持する。特性曲線１０１ｃは、区間Ｂ１
では矩形波出力を周波数ｆ１に制御し、変極点Ｐ以降の
区間Ｂ２では矩形波出力を周波数ｆ２に制御することに
よって、従来の特性曲線１０２（破線）に比べて「くの
字特性」がゆるくなり、高圧放電灯点灯装置の約２０％
調光時の出力特性曲線１００ｂに対しても動作点を取れ
るようになり、より深い調光点灯が可能となった。な
お、特性曲線１００ａは、高圧放電灯点灯装置の定格点
灯時の出力特性曲線を示している。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明は、直流電源と、前記直
流電源の出力を所望の直流電力に変換する電力変換回路
と、前記電力変換回路の出力の極性を交互に反転させた
低周波の矩形波出力を生成する極性反転回路と、前記矩
形波出力の周波数が所望の周波数になるように前記極性
反転回路を制御・駆動する駆動回路と、前記極性反転回
路が生成した矩形波出力を供給される放電灯と、前記放
電灯に供給する電力の目標値を設定する調光器と、前記
調光器が設定した目標値に応じた直流電力を出力するよ
うに前記電力変換回路を制御する制御回路とを備え、前
記調光器を操作して放電灯の調光率を下げたとき、前記
駆動回路は前記矩形波出力の周波数が低下するように前
記極性反転回路を制御・駆動するので、調光が進み、ラ
ンプ電力が低下した場合に、矩形波出力の周波数を低く
して放電灯を再点弧する頻度を下げることによって、結
果的にランプ電圧を下げることができ、したがって深い
調光を行った時にも、放電灯の電圧−電力特性と装置の
出力特性とを交差させて動作点をとることができ、より
深い調光点灯を実現することができるという効果があ
る。

【００２８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記調光器を操作して放電灯の調光率を所定の値以
下に下げたとき、前記駆動回路は前記矩形波出力の周波
数が低下するように前記極性反転回路を制御・駆動する
ので、調光が進み、ランプ電力が所定の値以下に低下し
た場合に、矩形波出力の周波数を低くして放電灯を再点
弧する頻度を下げることによって、結果的にランプ電圧
を下げることができ、したがって請求項１と同様の効果
を奏する。

【００２９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、ランプ電圧の平均値を検出する電圧検出手段を備
え、前記調光器を操作して放電灯の調光率を下げたとき
に前記電圧検出手段が前記ランプ電圧の平均値の上昇を
検出した場合、前記駆動回路は前記矩形波出力の周波数
が低下するように前記極性反転回路を制御・駆動するの
で、調光が進み、動作点が放電灯の電圧−電力特性の変
極点を迎えてランプ電圧の平均値が上昇した場合に、矩
形波出力の周波数を低くして放電灯を再点弧する頻度を
下げることによって、結果的にランプ電圧を下げること
ができ、したがって請求項１と同様の効果を奏する。

【００３０】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、ランプ電圧の平均値を検出する電圧検出手段を備
え、前記調光器を操作して放電灯の調光率を下げたとき
に、放電灯に供給する電力が前記調光器によって予め設
定された目標値以上であり且つ前記電圧検出手段が前記
ランプ電圧の平均値の上昇を検出した場合、前記駆動回
路は前記矩形波出力の周波数が低下するように前記極性
反転回路を制御・駆動するので、一般に異なる放電灯間
では、調光時に動作点が放電灯の電圧−電力特性の変極
点を迎えるランプ電力にばらつきが生じるが、調光が進
み、目標とする調光下限値に達する前に動作点が放電灯
の電圧−電力特性の変極点を迎えてランプ電圧の平均値
が上昇した放電灯については、矩形波出力の周波数を低
くして放電灯を再点弧する頻度を下げることによって、
結果的にランプ電圧を下げることができ、したがって異
なる放電灯間の特性のばらつきを吸収し且つ請求項１と
同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施形態１の動作を説
明する波形図である。

【図３】本発明の実施形態１の出力特性図である。

【図４】本発明の実施形態２を示す回路図である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施形態２の動作を説
明する波形図である。

【図６】本発明の実施形態２の出力特性図である。

【図７】本発明の実施形態３を示す回路図である。

【図８】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施形態３の動作を説
明する波形図である。

【図９】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施形態３の動作を説
明する波形図である。

【図１０】本発明の実施形態３の出力特性図である。

【図１１】従来例を示す構成図である。

【図１２】従来例を示す回路図である。

【図１３】（ａ）〜（ｈ）従来例の動作を説明する波形
図である。

【図１４】従来例の出力特性図である。

【符号の説明】

Ｖｓ商用電源１整流回路２直流電源回路３電源制御回路４電力変換回路５ａ電力制御回路６極性反転回路７ａ駆動回路Ｌａ放電灯９調光器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と、前記直流電源の出力を所望
の直流電力に変換する電力変換回路と、前記電力変換回
路の出力の極性を交互に反転させた低周波の矩形波出力
を生成する極性反転回路と、前記矩形波出力の周波数が
所望の周波数になるように前記極性反転回路を制御・駆
動する駆動回路と、前記極性反転回路が生成した矩形波
出力を供給される放電灯と、前記放電灯に供給する電力
の目標値を設定する調光器と、前記調光器が設定した目
標値に応じた直流電力を出力するように前記電力変換回
路を制御する制御回路とを備え、前記調光器を操作して
放電灯の調光率を下げたとき、前記駆動回路は前記矩形
波出力の周波数が低下するように前記極性反転回路を制
御・駆動することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】前記調光器を操作して放電灯の調光率を
所定の値以下に下げたとき、前記駆動回路は前記矩形波
出力の周波数が低下するように前記極性反転回路を制御
・駆動することを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯
点灯装置。
【請求項３】ランプ電圧の平均値を検出する電圧検出
手段を備え、前記調光器を操作して放電灯の調光率を下
げたときに前記電圧検出手段が前記ランプ電圧の平均値
の上昇を検出した場合、前記駆動回路は前記矩形波出力
の周波数が低下するように前記極性反転回路を制御・駆
動することを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯
装置。
【請求項４】ランプ電圧の平均値を検出する電圧検出
手段を備え、前記調光器を操作して放電灯の調光率を下
げたときに、放電灯に供給する電力が前記調光器によっ
て予め設定された目標値以上であり且つ前記電圧検出手
段が前記ランプ電圧の平均値の上昇を検出した場合、前
記駆動回路は前記矩形波出力の周波数が低下するように
前記極性反転回路を制御・駆動することを特徴とする請
求項１記載の高圧放電灯点灯装置。