JP2003197387A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、放電灯の特性の変化による放
電灯の電流の変化を少なくなるようにでき、また、同一
の点灯装置で定格電流がほぼ同一で定格電力の異なる複
数の放電灯を点灯できる放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 インバータ回路と、インバータ回路に接
続されるチョークコイル１６、放電灯１７及び結合コン
デンサ１９よりなる放電灯負荷回路と、ＭＯＳＦＥＴ１
３，１４の発振周波数を検出する周波数検出手段７０
と、周波数検出手段７１により検出された検出発振周波
数を直流電圧に変換する周波数−電圧変換手段７２と、
周波数−電圧変換手段７２の出力に基づいて、直流電源
の出力を昇降圧することにより放電灯１７の出力電力を
制御する制御手段７３と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インバータ回路
からの高周波電力によって放電灯を点灯させる放電灯の
点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に、従来の放電灯装置の回路図を示
す（従来例１）。図において、１は商用電源、２は上記
商用電源を全波整流するためのダイオードブリッジ、１
０１はダイオードブリッジ２の出力を平滑された直流電
圧に変換する昇圧コンバータであり、４はダイオードブ
リッジ２の正出力端子に一端が他端がダイオード６のア
ノードに接続されたチョークコイル、５はダイオード６
のアノードとダイオードブリッジ２の負出力端子間に接
続されたｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ、７はダイオード６
のカソードとダイオードブリッジ２の負出力端子間に接
続されたコンデンサ、８，９は直列に接続された抵抗
で、コンデンサ７に並列に接続される。３は昇圧コンバ
ータ１０１の出力電圧を分圧した電圧が得られる抵抗８
及び９の接続点の電圧を入力として、上記接続点の電圧
と内部の基準電圧が一致するようにｎチャンネルＭＯＳ
ＦＥＴ５を出力駆動し、コンデンサ７の両端に一定電圧
が得られるように制御する昇圧コンバータ制御回路であ
る。

【０００３】また、１３及び１４は、インバータ回路を
構成するｎチャンネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチン
グ素子、１６は放電灯の電流を制限するための２つの副
巻線ａｂ，ｃｄを有するチョークコイル、１７は放電
灯、１８は放電灯に並列に接続されたコンデンサ、１９
は結合コンデンサ、１０及び１１は抵抗及びコンデンサ
からなるｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ１３の起動回路、チ
ョークコイル１６の２つの副巻線ａｂ，ｃｄはそれぞれ
抵抗１２及び１５を介してｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ１
３及び１４が交互にＯＮ，ＯＦＦするようそのゲート、
ソース間に接続する。

【０００４】以下、この図６に示した従来例１の回路の
動作を説明する。図において、商用電源１が投入される
と、コンデンサ７の両端には抵抗８と抵抗９の接続点の
電圧と、昇圧コンバータ制御回路３の内部基準電圧が一
致するような直流電圧が得られ直流電源として出力す
る。上記直流電源から、抵抗１０及びコンデンサ１１を
介して流れる起動電流によってｎチャンネルＭＯＳＦＥ
Ｔ１３及び１４は交互に高周波で駆動され放電灯１７は
点灯に至る。

【０００５】また、図７に従来の別の放電灯装置の回路
図を示す（従来例１）。図において、図６と同一または
相当部分は同一符号で示す。また、商用電源１、ダイオ
ードブリッジ２及び昇圧コンバータ１０１の内コンデン
サ７を除く回路部は省略して図示してある。

【０００６】２１は変流器などで構成される放電灯１７
の電流検出回路、２２は内部に電圧制御発振器（以下Ｖ
ＣＯと呼ぶ）などの発振周波数を可変に制御する回路を
内蔵し放電灯電流検出回路２１を入力として、常に放電
灯１７の検出電流を一定にするようｎチャンネルＭＯＳ
ＦＥＴ１３及び１４からなるインバータ回路を他励駆動
するインバータ制御回路であり、放電灯１７の動作周囲
温度、経年変化等の影響を受けずに一定の放電灯電流で
点灯できるものである。また、放電灯１７の検出電流を
一定に制御することにより、定格電流が同じで定格電力
の異なる複数の放電灯に対応できるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１の回路では、ＭＯＳＦＥＴ１３，１４の駆動周波数
は、いわゆる自励発振回路であるため発振回路を構成す
る回路定数や負荷の条件に影響される。具体的には、放
電灯１７の動作周囲温度、経年変化等の影響を受けて放
電灯の出力電力が影響を受けるという問題があった。

【０００８】また、図のように構成された同一の点灯回
路に定格電流が同一で定格電圧の異なる放電灯を装着し
た場合、即ち、定格電力の異なる複数の放電灯を１種類
の点灯装置で共用しようとした場合に、それぞれの放電
灯の定格電力に対応した異なる出力電力で点灯すること
が困難である問題点があった。

【０００９】また、従来例１の回路では、ＶＣＯを内蔵
した高価で複雑な制御回路が必要である問題点があっ
た。

【００１０】この発明は、従来装置の上記の問題点を解
決するためになされたもので、この発明の第１の目的
は、放電灯の電流を周囲動作温度、経年変化等による特
性の変化に対して少なくなるように制御する放電灯点灯
装置を提供することを目的とする。

【００１１】また、この発明の第２の目的は、同一の点
灯装置で定格電流がほぼ同一で定格電力の異なる複数の
放電灯をそれぞれの定格電力に対応して点灯することを
可能とする放電灯点灯装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】また、この発明の第３の目的は、ＶＣＯな
どの高価で複雑な制御回路を必要とせず安価で簡単な構
成で上記第１及び第２の目的を達成する放電灯点灯装置
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放電灯点
灯装置は、商用電源を昇圧または降圧して得られる直流
電源と、この直流電源から供給される直流を高周波電流
に変換するインバータ回路と、このインバータ回路に接
続されるチョークコイルと、放電灯及び結合コンデンサ
よりなる放電灯負荷回路と、この放電灯負荷回路に設け
られた上記チョークコイルの副巻線で上記インバータ回
路のスイッチング素子を駆動する放電灯点灯装置におい
て、上記スイッチング素子の発振周波数を検出する周波
数検出手段と、この周波数検出手段により検出された検
出発振周波数を直流電圧に変換する周波数−電圧変換手
段と、この周波数−電圧変換手段の出力に基づいて、上
記直流電源の出力を昇降圧することにより上記放電灯の
出力電力を制御する制御手段と、を備える。

【００１４】また、周波数検出手段は、放電灯負荷回路
に設けられたチョークコイルの副巻線に発生する高周波
電圧を積分する積分回路の出力電圧に基づいて、スイッ
チング素子の発振周波数を検出するものである。

【００１５】また、周波数−電圧変換手段は、周波数検
出手段の出力を非反転入力に、出力をダイオードを介し
て反転入力に入力し、周波数検出手段の出力のピーク値
を直流電圧に変換する演算増幅器を備える。

【００１６】また、周波数−直流電圧変換手段は、周波
数検出手段の出力のピーク値から整流電圧を得る整流回
路と、この整流回路の上記整流電圧を非反転入力に、出
力をエミッタフォロア接続されたトランジスタのベース
に、上記エミッタフォロア接続された上記トランジスタ
のエミッタからダイオードを介して反転入力に電圧帰還
するよう接続された演算増幅器と、を備える。

【００１７】また、演算増幅器を比較器に代え、上記比
較器の出力端子から直流電源の正極に接続される抵抗
と、上記直流電源の負極に接続されるコンデンサと、を
備える。

【００１８】また、制御手段は、周波数検出手段により
検出された発振周波が予め定めた値より低いときに、直
流電源の出力電圧を予め定めた値になるように制御する
ものである。

【００１９】また、制御手段は、定格電流が等しいか、
または、概略等しい複数の全ての種類の放電灯に対し
て、直流電源の出力電圧を予め定めた値より大きくする
ように制御し、上記複数の種類の放電灯が１つの種類の
装置で置換装着できるようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１である放電灯点灯装置の構成を示す回路
図、図２は動作波形説明図、図３は動作特性説明図であ
る。図１において、２Ａ及び２Ｂは従来の実施例１を示
す図６において、商用電源１を全波整流したダイオード
ブリッジ２の正出力端子及び負出力端子を示したもので
ある。１０１はダイオードブリッジ２の出力を平滑され
た直流電圧に変換する直流電源である昇圧コンバータで
あり、４はダイオードブリッジ２の正出力端子２Ａに一
端が他端がダイオード６のアノードに接続されたチョー
クコイル、５はダイオード６のアノードとダイオードブ
リッジ２の負出力端子２Ｂ間に接続されたｎチャンネル
ＭＯＳＦＥＴ、７はダイオード６のカソードとダイオー
ドブリッジ２の負の出力端子２Ｂ間に接続されたコンデ
ンサ、８，９は直列に接続された抵抗で、コンデンサ７
に並列に接続される。

【００２１】３は昇圧コンバータ１０１の出力電圧を分
圧した電圧が得られる抵抗８及び９の接続点の電圧を入
力として、上記接続点の電圧と内部の基準電圧が一致す
るようにｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ５を出力駆動し、コ
ンデンサ７の両端に一定電圧が得られるように制御する
昇圧コンバータ制御回路である。また、１３及び１４
は、インバータ回路を構成するｎチャンネルＭＯＳＦＥ
Ｔからなるスイッチング素子、１６は放電灯の電流を制
限するための２つの副巻線ａｂ，ｃｄを有するチョーク
コイル、１７は放電灯、１８は放電灯に並列に接続され
たコンデンサ、１９は結合コンデンサ、１０及び１１は
抵抗及びコンデンサからなるｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ
１３の起動回路、チョークコイル１６の２つの副巻線ａ
ｂ，ｃｄはそれぞれ抵抗１２及び１５を介してｎチャン
ネルＭＯＳＦＥＴ１３及び１４が交互にＯＮ，ＯＦＦす
るようそのゲート、ソース間に接続する。

【００２２】７１はＭＯＳＦＥＴ１３，１４の発振周波
数を検出する周波数検出手段、７２は周波数検出手段７
１により検出された検出発振周波数を直流電圧に変換す
る周波数−電圧変換手段、７３は周波数−電圧変換手段
７２の出力に基づいて昇圧コンバータ１０１の出力を昇
降圧することにより放電灯１７の出力電力を制御する制
御手段である。

【００２３】周波数検出手段７１は、ｎチャンネルＭＯ
ＳＦＥＴ１４と抵抗１５の接続点とチョークコイル１６
の副巻線ｃｄのｃ端子間に直列に接続された抵抗４４，
４５，抵抗４４、４５の接続点がベースに、エミッタが
副巻線ｃｄのｃ端子側に、コレクタが抵抗４２を介して
安定化された直流電源Ｖｃに、それぞれ接続されたトラ
ンジスタ４３、トランジスタ４３のコレクタとエミッタ
の間に接続されたコンデンサ４１から構成される。周波
数−電圧変換手段７２は、非反転入力端子がトランジス
タ４３のコレクタに、反転入力端子が出力端子にアノー
ドが接続されたダイオード３９のカソードに接続された
演算増幅器（以下ＯＰ ＡＭＰと呼ぶ）４０、ダイオー
ド３９のカソードとトランジスタ４３のエミッタ間に並
列に接続されたコンデンサ３８及び抵抗３７から構成さ
れる。なお、抵抗４２とコンデンサ４１は放電灯負荷回
路に設けられたチョークコイルの副巻線に発生する高周
波電圧を積分する積分回路である。

【００２４】制御手段７３は、直流電源Ｖｃとトランジ
スタ４３のエミッタ間に直列に接続された抵抗３５及び
３６、非反転入力端子が抵抗３４を介してダイオード３
９のカソードに、反転入力端子が抵抗３５及び３６の接
続点にそれぞれ接続されたＯＰ ＡＭＰ３３、ＯＰ ＡＭ
Ｐ３３の反転入力端子と出力端子間接続された抵抗３
２、ＯＰ ＡＭＰ３３の出力と抵抗８及び抵抗９の接続
点の間に接続された抵抗３１から構成される。なお、Ｏ
Ｐ ＡＭＰ３３及びＯＰ ＡＭＰ４０の駆動電源は、制御
電源Ｖｃに接続される。

【００２５】次に、図１〜３により動作を説明する。図
２（ａ）は発振周波数が低い場合のコンデンサ４１の電
圧、同図（ｂ）は同図（ａ）に対応したコンデンサ３８
の電圧、同図（ｃ）は発振周波数が高い場合のコンデン
サ４１の電圧、同図（ｄ）は同図（ｃ）に対応したコン
デンサ３８の電圧を示す。また、図３（ａ）は発振周波
数と昇圧コンバータ出力電圧の特性説明図、図３（ｂ）
は昇圧コンバータ出力電圧と放電灯電力の特性図、図３
（ｃ）は複数の放電灯を装着した場合の昇圧コンバータ
出力電圧と放電灯電力の特性図である。図１において、
商用電源１が投入されると、昇圧コンバータ１０１の出
力端であるコンデンサ７の両端には抵抗８と抵抗９の接
続点の電圧と、昇圧コンバータ制御回路３の内部基準電
圧が一致するような直流電圧が得られ直流電源として出
力する。昇圧コンバータ１０１から、抵抗１０及びコン
デンサ１１を介して流れる起動電流によってｎチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴ１３及び１４は交互に高周波で駆動され
放電灯１７は点灯する。

【００２６】また、周波数検出手段７１のトランジスタ
４３はチョークコイル１６の副巻線ｃｄに発生した高周
波電圧が抵抗４４を介してそのベースに印加されている
ため１サイクル毎にＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。この時、
トランジスタ４３がＯＮからＯＦＦに転じた後、そのコ
レクタ電圧はコンデンサ４１と抵抗４２の積分作用によ
り図２（ａ）、または、図２（ｃ）の波形図のようにな
る。積分された電圧のピーク値はトランジスタ４３のＯ
ＦＦ期間が長い場合は大きく、ＯＦＦ期間が短い場合は
小さい。また、ＯＮ期間とＯＦＦ期間は概略等しい。換
言すれば、発振周波数が小さい場合は、コンデンサ４１
の電圧のピーク値は、図２（ａ）のように大きく、発振
周波数が大きい場合は図２（ｃ）のように小さくなる。

【００２７】コンデンサ４１の電圧は、周波数−電圧変
換手段７２のＯＰ ＡＭＰ４０及びダイオード３９でピ
ーク検出されコンデンサ３８の両端には図２（ｂ）また
は（ｄ）に示すように、発振周波数に対応した直流電圧
が得られる。

【００２８】コンデンサ３８の電圧は、ＯＰ ＡＭＰ３
３の非反転入力に印加され、抵抗３６及び抵抗３５の接
続点からＯＰ ＡＭＰ３３の反転入力端子に与えられた
基準電圧と比較増幅されて、コンデンサ３８の電圧が大
きい場合はＯＰ ＡＭＰ３３の出力電圧は大きく、コン
デンサ３８の電圧が小さい場合はＯＰ ＡＭＰ３３の出
力電圧が小さくなる。

【００２９】仮に、ＯＰ ＡＭＰ３３の出力電圧が大き
くなると、即ち、発振周波数が小さくなると、抵抗８及
び抵抗９の接続点の電位は高くなり、昇圧コンバータ制
御回路３の作用により昇圧コンバータ１０１の出力電圧
は小さくなる。逆に、ＯＰ ＡＭＰ３３の出力電圧が小
さくなると、即ち、発振周波数が大きくなると、抵抗８
及び抵抗９の接続点の電位は低くなり、昇圧コンバータ
１０１の出力電圧は大きくなる。この関係を図３（ａ）
に図示する。

【００３０】また、図３（ｂ）に昇圧コンバータ１０１
の出力電圧と放電灯１７の出力電力の関係を示すが、昇
圧コンバータ１０１の出力電圧が大きい場合、放電灯１
７の出力電力も大きく、逆に、昇圧コンバータ１０１の
出力電圧が小さい場合、放電灯１７の出力電力も小さい
特性となる。このように、図３（ａ）及び（ｂ）で示し
た結果から、チョークコイル１６の副巻線ｃｄから得ら
れる発振周波数、すまわち、周波数検出手段７１で検出
された発信周波数に対応してＯＰ ＡＭＰ３３の出力電
圧の大きさが変化し、これによって、放電灯１７の出力
電力が増大する場合は昇圧コンバータ１０１の出力電圧
が低下し、放電灯１７の出力電力が低下するように、逆
に、放電灯１７の出力電力が低下する場合は昇圧コンバ
ータ１０１の出力電圧が増大し放電灯１７の出力電力が
増大するように制御されることがわかる。なお、放電灯
１７の出力電力が増大するのは、放電灯１７の周囲温度
が上昇したとき、または、放電灯１７の定格電力が低い
ときである。

【００３１】そして、抵抗４２及びコンデンサ４１の積
分定数及びＯＰ ＡＭＰ３３の増幅率を適当に定めるこ
とで、周波数の変動に対する昇圧コンバータ１０１の出
力電圧の変化量の大きさをまた、抵抗３６及び抵抗３５
の大きさで決まるＯＰ ＡＭＰ３３の反転入力端子に与
える基準電圧を適当に定めることにより、ＯＰ ＡＭＰ
３３の出力が増減する発振周波数の値を、即ち、昇圧コ
ンバータ１０１の出力が低下または増加し始める動作点
を定める。

【００３２】以上のように、発振周波数の変動に対する
昇圧コンバータ１０１の出力電圧のの変化量の大きさ
と、増加または減少の変化を開始する発振周波数を定め
ることができるので、放電灯１７の出力電力を予め定め
た値に制御することができる。

【００３３】また、ランプの周囲温度、経年変化による
特性の変化等によって、発振周波数が変動しても、それ
による放電灯１７の出力電力の変動を補正するように制
御することが出来、放電灯の電力を一定に安定化できる
効果がある。

【００３４】また、ＯＰ ＡＭＰ３３の反転入力に与え
る基準電圧を変化させることで、昇圧コンバータ１０１
の出力電圧が増減する動作点を定めることができるので
放電灯１７の出力電力を予め定めた値に制御することが
できる。

【００３５】次に、同一の放電灯点灯装置に、定格電流
が同じで定格電力の異なる複数の放電灯Ａ，Ｂ，Ｃを使
用した場合についいて図３（ｃ）により説明する。図３
（ｃ）においてＡ，Ｂ，Ｃは放電灯Ａ、Ｂ及びＣの電力
特性カーブ、Ｓは放電灯点灯装置の放電灯電力特性カー
ブ、ＷＡ、ＷＢ及びＷＣ（ＷＡ＞ＷＢ＞ＷＣ）は放電灯
Ａ、Ｂ及びＣの定格電力を示す。

【００３６】上記の図３（ｂ）に示したように、昇圧コ
ンバータ１０１の出力電圧と放電灯１７の出力電力が正
比例しており、同様に、図３（ｃ）の放電灯点灯装置の
放電灯電力特性カーブＳ、放電灯Ａ、Ｂ及びＣの電力特
性カーブ、Ａ，Ｂ，Ｃも図２（ｂ）と同じ特性を示して
いる。ここで、昇圧コンバータ１０１の出力電圧を、放
電灯Ａ、Ｂ及びＣの定格電圧に対して充分大きくなるよ
うに選定すれば、インバータ回路には放電灯の違いによ
らず、概略同一の電流が流れ、図３（ｃ）に示すように
放電灯点灯装置の放電灯電力特性カーブＳは、放電灯
Ａ、Ｂ及びＣの電力範囲をカバーするので、昇圧コンバ
ータ１０１の出力電圧を変化させることで、放電灯Ａ、
Ｂ及びＣの各々の定格電力ＷＡ、ＷＢ及びＷＣに対応し
た値に設定することができる。即ち、放電灯Ａの場合
は、昇圧コンバータ１０１の出力電圧をＶＡとすれば、
定格電力ＷＡ（カーブＳとカーブＡの交点）、放電灯Ｂ
の場合は、出力電圧をＶＢとすれば、定格電力ＷＢ（カ
ーブＳとカーブＢの交点）、放電灯Ｃの場合は、出力電
圧をＶＣとすれば、定格電力ＷＣ（カーブＳとカーブＣ
の交点）に各々対応させることができる。

【００３７】このように、定格電流が同一、もしくは、
ほぼ同一の複数の放電灯を同一の点灯装置で、その定格
出力電力に対応して点灯することができるので放電灯点
灯装置の種類を減らすことができる。

【００３８】なお、本実施の形態ではインバータ回路に
直流電源を与える手段として、昇圧コンバータ１０１を
用いる場合を示したが、昇圧コンバータに限らずこれに
代えて降圧コンバータまたは昇降圧コンバータでもよ
い。

【００３９】即ち、本実施の形態によれば定格電流が同
一、もしくは、ほぼ同一の複数の放電灯を同一の点灯装
置で、その定格出力電力に対応して点灯することができ
るので放電灯点灯装置の種類を減らすことが出来る効果
がある。

【００４０】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２である放電灯点灯装置の構成を示す回路図であ
る。図において、実施の形態１の図１と同一または相当
部分は図１と同一符号を付し説明を省略する。

【００４１】図において、制御手段７３の６１は抵抗３
１にアノードを、抵抗８及び抵抗９の接続点にカソード
を接続されたダイオードである。この構成において、Ｏ
Ｐ ＡＭＰ３３の出力電圧が大きくなり、ダイオード６
１に順方向に電流が流れる場合のみ、昇圧コンバータ１
０１の出力電圧を低下させる。従って、抵抗３６及び抵
抗３５の値を適当に定めて、ＯＰ ＡＭＰ３３からダイ
オード６１に順方向電流が流れ始める発振周波数の値を
予め定めておけば、発振周波数がそれより低下し、放電
灯１７の電力が大きくなった場合にのみ昇圧コンバータ
１０１の出力電圧を小さくし、放電灯１７の出力電力の
増加を抑制する。即ち、本実施の形態によれば、放電灯
１７の電力が予め定めた値より大きくなることはないの
で、点灯装置の熱設計が有利になり、点灯装置を小型化
することができる。

【００４２】また、定格電流が同一、もしくは、ほぼ等
しい複数の放電灯を装着した場合でも、発振周波数が予
め定めた値より小さくなった場合に、昇圧コンバータ１
０１の出力電力を小さくできる。

【００４３】実施の形態３．５図はこの発明の実施の形
態３である放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
図において、図１と同一または相当部分は同一符号を付
し説明を省略する。

【００４４】放電灯の発振周波数はテレビなどの赤外線
リモコンの搬送信号周波数などとの混信を避けるため４
０ＫＨＺ程度以上の高周波数に設定される。仮に、最低
発振周波数を４０ＫＨＺに定めたすると、複数の放電灯
を装着することを勘案し発振周波数範囲が概略４０ＫＨ
Ｚ〜１００ＫＨＺ程度の範囲で変動しても回路動作的に
それに追従できる回路素子を選定する必要がある。２図
（Ｃ）において、仮に発振周波数が１００ＫＨＺの場合
に発振周波数の変動に対して精度良く５Ｖ程度のピーク
値を持つ三角波信号を検出する場合は、１図及び４図の
ピーク検出用ＯＰ ＡＭＰ４０は、１０Ｖ／μｓ程度の
スルーレートを持つ高速で高価なものが必要になる。本
実施例は高速で高価なスルーレートを持つＯＰ ＡＭＰ
を必要としないものである。

【００４５】図５において、周波数−電圧変換手段７２
は、アノードがトランジスタ４３のコレクタに、カソー
ドがＯＰ ＡＭＰ５６の非反転入力端子に接続されたダ
イオード５１とダイオード５１のカソードとトランジス
タ４３のエミッタ間に接続されたコンデンサ５２からな
り、コンデンサ４１に得られた三角波のピーク値をコン
デンサ５２の両端に直流電圧として出力する整流回路、
コンデンサ５２に並列に接続された放電抵抗５３、整流
回路の整流電圧を非反転入力に、出力をエミッタフォロ
ア接続されたトランジスタ５７のベースに、トランジス
タ５７のエミッタからダイオード５５を介して反転入力
に電圧帰還するよう接続されたＯＰ ＡＭＰ５６、ＯＰ
ＡＭＰ５６の反転入力とトランジスタ４３のエミッタ間
に接続された抵抗５４、トランジスタ５７のエミッタと
トランジスタ４３のエミッタ間に接続された抵抗５８か
ら構成される。なお、トランジスタ５７のコレクタは直
流電源Ｖｃに接続され、図示してないがＯＰ ＡＭＰ５
６の駆動電源も直流電源Ｖｃに接続されている。

【００４６】図において、以下の（１）式が成り立つ。 ＶＣ５２ ＝ ＶＣ４１ − ＶＤ５１ ……（１） ここで ＶＣ４１ ：コンデンサ４１の電圧のピーク値 ＶＣ５２ ：コンデンサ５２に得られる直流電圧 ＶＤ５１ ：ダイオード５１の順方向降下電圧 また、ＯＰ ＡＭＰ５６の反転入力端子は上記（１）式
のＶＣ５２と一致するように動作するので以下の（２）
式が成り立つ。 ＶＣ５２ ＝ ＶＲ５４＝ ＶＲ５８−ＶＤ５５ ……（２） ここで ＶＲ５４ ： 抵抗５４の電圧 ＶＲ５８ ： 抵抗５８の両端電圧 ＶＤ５５ ： ダイオード５５の電圧 （２）式に（１）式を代入すれば、以下の（３）式が成
り立つ。 ＶＣ４１−ＶＤ５１ ＝ＶＲ５８−ＶＤ５５ ……（３） （３）式を整理すると、以下の（４）式となる。 ＶＲ５８ ＝ ＶＣ４１−（ＶＤ５１−ＶＤ５５） ……（４） ここで、ＶＤ５１＝ＶＤ５５に成るように、ダイオード
５１及びダイオード５５を選定すれば以下の（５）式が
成り立つ。 ＶＲ５８ ＝ ＶＣ４１ ……（５） 即ち、抵抗５８の両端には、発振周波数に対応した電圧
であるコンデンサ４１のピーク値に等しい直流電圧が得
られるので第１図及び第４図の実施例と同一の効果が得
られることは明らかである。また、トランジスタ５７は
エミッタフォロア接続されているので、ＯＰ ＡＭＰ３
３に対する出力インピーダンスを小さくできる。

【００４７】以上のように、本実施の形態によれば、コ
ンデンサ４１に得られる立ち上がり速度の速い三角波の
ピーク値を直流に変換する手段として価格の安いダイオ
ード５１とコンデンサ５２を用い、一旦直流に変換した
後で、価格の安い低速度のＯＰ ＡＭＰ５６、エミッタ
フォロア接続されたトランジスタ５７等を用いてダイオ
ード５１の順方向電圧降下分の補正や得られた直流電圧
の出力インピーダンス小さくしているので安価で大きい
発振周波数まで制御可能にすることができる。

【００４８】また、本実施の形態によればＯＰ ＡＭＰ
５６の入出力は直流電圧信号なので、実用的にはＯＰ
ＡＭＰよりもさらに安価な比較器（以降、コンパレータ
と呼ぶ）でこれを代替することができる。例えば、ＯＰ
ＡＭＰ５６をオープンコレクタ出力のコンパレータで
代替する場合は、その出力端子にＶｃに接続される抵抗
と、Ｖｃの負極に接続される動作を安定化させるコンデ
ンサを追加付加すれば置換可能である。

【００４９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００５０】この発明に係る放電灯点灯装置は、商用電
源を昇圧または降圧して得られる直流電源と、この直流
電源から供給される直流を高周波電流に変換するインバ
ータ回路と、このインバータ回路に接続されるチョーク
コイルと、放電灯及び結合コンデンサよりなる放電灯負
荷回路と、この放電灯負荷回路に設けられた上記チョー
クコイルの副巻線で上記インバータ回路のスイッチング
素子を駆動する放電灯点灯装置において、上記スイッチ
ング素子の発振周波数を検出する周波数検出手段と、こ
の周波数検出手段により検出された検出発振周波数を直
流電圧に変換する周波数−電圧変換手段と、この周波数
−電圧変換手段の出力に基づいて、上記直流電源の出力
を昇降圧することにより上記放電灯の出力電力を制御す
る制御手段と、を備えたので、放電灯の出力電力を予め
定めた値に制御することができる。

【００５１】また、周波数検出手段は、放電灯負荷回路
に設けられたチョークコイルの副巻線に発生する高周波
電圧を積分する積分回路の出力電圧に基づいて、スイッ
チング素子の発振周波数を検出するので、放電灯の出力
電力を予め定めた値に制御することができる。

【００５２】また、周波数−電圧変換手段は、周波数検
出手段の出力を非反転入力に、出力をダイオードを介し
て反転入力に入力し、周波数検出手段の出力のピーク値
を直流電圧に変換する演算増幅器を備えたので、放電灯
の出力電力を予め定めた値に制御することができる。

【００５３】また、周波数−直流電圧変換手段は、周波
数検出手段の出力のピーク値から整流電圧を得る整流回
路と、この整流回路の上記整流電圧を非反転入力に、出
力をエミッタフォロア接続されたトランジスタのベース
に、上記エミッタフォロア接続された上記トランジスタ
のエミッタからダイオードを介して反転入力に電圧帰還
するよう接続された演算増幅器と、を備えたので、高価
で高速なＯＰ ＡＭＰが不要とすいることができる。

【００５４】また、演算増幅器を比較器に代え、上記比
較器の出力端子から直流電源の正極に接続される抵抗
と、上記直流電源の負極に接続されるコンデンサと、を
備えたので、より安価な比較器で代替置換することがで
きる。

【００５５】また、制御手段は、周波数検出手段により
検出された発振周波が予め定めた値より低いときに、直
流電源の出力電圧を予め定めた値になるように制御する
ので、放電灯の出力電力が増大するのを抑制することが
でき放電灯の熱設計が有利になり、小型化することがで
きる。

【００５６】また、制御手段は、定格電流が等しいか、
または、概略等しい複数の全ての種類の放電灯に対し
て、直流電源の出力電圧を予め定めた値より大きくする
ように制御し、上記複数の種類の放電灯が１つの種類の
装置で置換装着できるようにしたので、放電灯点灯装置
の種類を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実体の形態１を示す放電灯点灯装
置の回路図である。

【図２】 この発明の実体の形態１を示す放電灯点灯装
置の動作波形説明図である。

【図３】 この発明の実体の形態１を示す放電灯点灯装
置の動作波形説明図である。

【図４】 この発明の実体の形態２の構成を示す回路図
である。

【図５】 この発明の実体の形態３を示す放電灯点灯装
置の回路図である。

【図６】 従来の放電灯点灯装置の回路図である。

【図７】 従来の放電灯点灯装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 交流入力電源、２ ダイオードブリッジ、３ 昇圧
コンバータ制御回路、４ チョークコイル、５、１３，
１４，１５ ＭＯＳＦＥＴ、６、３９、５１、５５ ダ
イオード、７、１１、１８，１９ ３８、４１、５２
コンデンサ、８〜１０、１２，１５、３１〜３７、４
２，４４，４５、５３，５４、５８ 抵抗、１７ 放電
灯、３３、４０、５６ ＯＰ ＡＭＰ、４３、５７ ト
ランジスタ、７１ 周波数検出手段、７２ 周波数−電
圧変換手段、７３ 制御手段、１０１ 昇圧コンバー
タ、ａｂ，ｃｄ 副巻線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 芳貴 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱 電機照明株式会社内 (72)発明者 船山 信介 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱 電機照明株式会社内 (72)発明者 石川 攻 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱 電機照明株式会社内 (72)発明者 和田 直樹 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱 電機照明株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA02 AB09 AC02 AC11 BA05 BB01 BB10 BC01 CB06 CB07 DB03 DD04 DE02 DE07 GA03 GB12 GC02 HA04 HA05 HA10 HB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源を昇圧または降圧して得られる
   直流電源と、この直流電源から供給される直流を高周波
   電流に変換するインバータ回路と、このインバータ回路
   に接続されるチョークコイルと、放電灯及び結合コンデ
   ンサよりなる放電灯負荷回路と、この放電灯負荷回路に
   設けられた上記チョークコイルの副巻線で上記インバー
   タ回路のスイッチング素子を駆動する放電灯点灯装置に
   おいて、 上記スイッチング素子の発振周波数を検出する周波数検
   出手段と、 この周波数検出手段により検出された検出発振周波数を
   直流電圧に変換する周波数−電圧変換手段と、 この周波数−電圧変換手段の出力に基づいて、上記直流
   電源の出力を昇降圧することにより上記放電灯の出力電
   力を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 周波数検出手段は、放電灯負荷回路に設
   けられたチョークコイルの副巻線に発生する高周波電圧
   を積分する積分回路の出力電圧に基づいて、スイッチン
   グ素子の発振周波数を検出する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】 周波数−電圧変換手段は、周波数検出手
   段の出力を非反転入力に、出力をダイオードを介して反
   転入力に入力し、周波数検出手段の出力のピーク値を直
   流電圧に変換する演算増幅器を備えたことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 周波数−直流電圧変換手段は、周波数検
   出手段の出力のピーク値から整流電圧を得る整流回路
   と、この整流回路の上記整流電圧を非反転入力に、出力
   をエミッタフォロア接続されたトランジスタのベース
   に、上記エミッタフォロア接続された上記トランジスタ
   のエミッタからダイオードを介して反転入力に電圧帰還
   するよう接続された演算増幅器と、を備えたことを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 演算増幅器を比較器に代え、上記比較器
   の出力端子から直流電源の正極に接続される抵抗と、上
   記直流電源の負極に接続されるコンデンサと、 を備えたことを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装
   置。
6. 【請求項６】 制御手段は、周波数検出手段により検出
   された発振周波が予め定めた値より低いときに、直流電
   源の出力電圧を予め定めた値になるように制御すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電灯点
   灯装置。
7. 【請求項７】 制御手段は、定格電流が等しいか、また
   は、概略等しい複数の全ての種類の放電灯に対して、直
   流電源の出力電圧を予め定めた値より大きくするように
   制御し、上記複数の種類の放電灯が１つの種類の装置で
   置換装着できるようにしたことを特徴とする請求項１〜
   ６のいずれかに記載の放電灯点灯装置。