JP2003249394A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

Info

Publication number
JP2003249394A
JP2003249394A JP2002050066A JP2002050066A JP2003249394A JP 2003249394 A JP2003249394 A JP 2003249394A JP 2002050066 A JP2002050066 A JP 2002050066A JP 2002050066 A JP2002050066 A JP 2002050066A JP 2003249394 A JP2003249394 A JP 2003249394A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
value
discharge lamp
waveform
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002050066A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3991150B2 (ja
Inventor
Yuji Takahashi
雄治 高橋
Keiichi Shimizu
恵一 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP2002050066A priority Critical patent/JP3991150B2/ja
Priority to CNB031200915A priority patent/CN1298100C/zh
Publication of JP2003249394A publication Critical patent/JP2003249394A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3991150B2 publication Critical patent/JP3991150B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線部品を使用せずにランプ電流を限流し、
小形、軽量化を図る。 【解決手段】 異なる正の電圧値を発生るｎ個の直流電
圧源１１-1〜１１-nと、この各直流電圧源からの直流電
圧値を択一的に取り出し、ゼロ電圧値を含む階段状電圧
波形を出力するスイッチ回路１２-1〜１２-nと、このス
イッチ回路からの階段状電圧波形を入力し、交流の階段
状電圧波形を出力する極性反転回路１３と、この極性反
転回路からの交流の階段状電圧波形が供給される放電灯
１５と、この放電灯に流れるランプ電流の実効値を検出
するランプ電流検出器１６、実効値コンバータ１８、誤
差増幅器１９からなる実効値検出部と、スイッチ回路を
制御し、検出したランプ電流の実効値が一定になるよう
にゼロ電圧値を含む階段状電圧波形の各電圧値の出力時
間を可変制御する制御器２０、クロック発生部２３、駆
動回路１７からなる制御手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、複数の直流電圧
源からの直流電圧値を択一的に取り出してゼロ電圧値を
含む階段状電圧波形を放電灯に供給しこの放電灯を点灯
する放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来の放電灯点灯装置はランプ電流を
限流するためにコイルなどの巻線部品が使用されてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 コイルなどの巻線部
品は、重量や容量が大きく、このため、装置の小形、軽
量化を図ることが困難であった。
【０００４】本発明は、コイルなどの巻線部品を使用せ
ずにランプ電流を限流制御でき、装置の小形、軽量化を
図ることができる放電灯点灯装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 請求項１記載の発明
は、異なる正の電圧値を発生する複数の直流電圧源と、
この各直流電圧源からの直流電圧値を択一的に取り出
し、ゼロ電圧値を含む階段状電圧波形を出力するスイッ
チ回路と、このスイッチ回路からの階段状電圧波形を入
力し、交流の階段状電圧波形を出力する極性反転回路
と、この極性反転回路からの交流の階段状電圧波形が供
給される放電灯と、この放電灯に流れるランプ電流の実
効値を検出する実効値検出部と、スイッチ回路を制御
し、実効値検出部が検出するランプ電流の実効値が一定
になるようにゼロ電圧値を含む階段状電圧波形の各電圧
値の出力時間を可変制御する制御手段を備えたものであ
る。
【０００６】請求項２記載の発明は、異なる正の電圧値
を発生する複数の第１直流電圧源と、この各第１直流電
圧源の電圧値と絶対値が等しいゼロ電圧値を含む負の電
圧値を発生する複数の第２直流電圧源と、各第１直流電
圧源からの直流電圧値を択一的に取り出し、ゼロ電圧値
を含む階段状電圧波形を出力する第１スイッチ回路と、
この第１スイッチ回路とは異なるタイミングで各第２直
流電圧源からの直流電圧値を択一的に取り出し、ゼロ電
圧値を含む階段状電圧波形を出力する第２スイッチ回路
と、各スイッチ回路からの階段状電圧波形が供給される
放電灯と、この放電灯に流れるランプ電流の実効値を検
出する実効値検出部と、各スイッチ回路を制御し、実効
値検出部が検出するランプ電流の実効値が一定になるよ
うにゼロ電圧値を含む階段状電圧波形の各電圧値の出力
時間を可変制御する制御手段を備えたものである。
【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の放電灯点灯装置において、直流電圧源をそれぞれキ
ャパシタで構成し、各キャパシタは、商用交流入力を全
波整流する全波整流器の出力端子にそれぞれ可変抵抗器
を介して接続され、各可変抵抗器は、それぞれ対応する
キャパシタを充電する期間のみインピーダンスが有限値
になり、それ以外の期間ではインピーダンスが無限大に
なるように制御され、各可変抵抗器は、各キャパシタを
充電するときのインピーダンスが、商用交流入力電圧に
略比例した波形の入力電流が全波整流器から流れ込むよ
うに制御されることにある。
【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか１記載の放電灯点灯装置において、スイッチ回
路から出力される階段状電圧波形の周波数を固定した状
態で、制御手段は、ランプ電流が増加しようとしたとき
は階段状電圧波形における高い電圧値ほど出力時間を短
くし、ゼロ電圧値を含む低い電圧値ほど出力時間を長く
する制御を行い、ランプ電流が減少しようとしたときは
階段状電圧波形における高い電圧値ほど出力時間を長く
し、ゼロ電圧値を含む低い電圧値ほど出力時間を短くす
る制御を行うことにある。
【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか１記載の放電灯点灯装置において、スイッチ回
路から出力される階段状電圧波形の周波数を固定した状
態で、制御手段は、ゼロ電圧値の出力時間をほぼ一定に
し、ランプ電流が増加しようとしたときは階段状電圧波
形における高い電圧値ほど出力時間を短くし、低い電圧
値ほど出力時間を長くする制御を行い、ランプ電流が減
少しようとしたときは階段状電圧波形における高い電圧
値ほど出力時間を長くし、低い電圧値ほど出力時間を短
くする制御を行うことにある。
【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか１記載の放電灯点灯装置において、制御手段
は、ランプ電流が増加しようとしたときには、定格動作
時における階段状電圧の実効値よりも高い電圧値の出力
時間をほぼ一定にするか短くし、階段状電圧の実効値以
下の電圧値の出力時間を長くする制御を行い、ランプ電
流が減少しようとしたときには、階段状電圧の実効値よ
りも高い電圧値の出力時間をほぼ一定にするか長くし、
階段状電圧の実効値以下の電圧値の出力時間を短くする
制御を行い、ランプ電流の実効値が一定になるように制
御することにある。
【００１１】請求項７記載の発明は、請求項６記載の放
電灯点灯装置において、スイッチ回路から出力される階
段状電圧波形の周波数を固定した状態で、定格動作時の
階段状電圧の実効値との差が大きい電圧値ほど出力時間
を、長くあるいは短くする度合いを大きくしたことにあ
る。
【００１２】請求項８記載の発明は、請求項３記載の放
電灯点灯装置において、定格動作時にスイッチ回路を介
して各キャパシタから放電灯に供給する電圧値の出力時
間を、各キャパシタに全波整流器からそれぞれ可変抵抗
器を介して充電電流が流れる時間に対して、一律に同じ
定数を乗じた時間に設定したこと請求項９記載の発明
は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、各キャパ
シタの充電電圧の平均値と各キャパシタに対して設定さ
れた充電目標値電圧の平均値とを比較する比較手段を設
け、制御手段は、各キャパシタによる階段状電圧波形が
放電灯に供給されるときに実効値検出部が検出するラン
プ電流の実効値が予め設定した実効値の目標値になるよ
うに階段状電圧波形の各電圧値の出力時間を可変制御
し、比較手段は、各キャパシタの充電電圧の平均値が各
キャパシタに対して設定された充電目標値電圧の平均値
よりも大きいときには実効値の目標値を小さくし、各キ
ャパシタの充電電圧の平均値が充電目標値電圧の平均値
よりも小さいときには実効値の目標値を大きく制御する
ことにある。
【００１３】請求項１０記載の発明は、請求項３記載の
放電灯点灯装置において、任意の可変抵抗器に予め設定
した目標値の入力電流が流れるように対応する可変抵抗
器のインピーダンスを制御し、任意のキャパシタの充電
電圧が一定になるように、そのキャパシタ電圧が充電電
圧の目標値よりも低下したときには目標値の入力電流の
振幅を大きく制御し、そのキャパシタ電圧が充電電圧の
目標値よりも上昇したときには目標値の入力電流の振幅
を小さく制御し、制御手段は、階段状電圧波形の各電圧
値の出力時間を可変制御することで階段状電圧波形の実
効値を可変制御し、この場合における階段状電圧波形の
実効値の可変範囲を、定格動作時の階段状電圧波形の実
効値に対して約±２０％の範囲内にしたことにある。
【００１４】請求項１１記載の発明は、請求項３記載の
放電灯点灯装置において、任意の可変抵抗器に予め設定
した目標値の入力電流が流れるように対応する可変抵抗
器のインピーダンスを制御し、キャパシタ電圧の代表値
が一定になるように、その代表値電圧が目標値電圧より
も低下したときには目標値の入力電流の振幅を大きく制
御し、その代表値電圧が目標値電圧よりも上昇したとき
には目標値の入力電流の振幅を小さく制御し、スイッチ
回路から出力されるゼロ電圧値を含む階段状電圧波形の
実効値を検出し、この検出値に従って目標値となる入力
電流波形を成形することにある。
【００１５】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１に示すように、異なる正の電
圧値を発生するｎ個の直流電圧源１１-1，１１-2，…１
１-nの正極端子にそれぞれＦＥＴ（電界効果トランジス
タ）等からなるｎ個のスイッチ１２-1，１２-2，…１２
-nの一端を接続している。前記各スイッチ１２-1〜１２
-nはスイッチ回路を構成している。前記各スイッチ１２
-1〜１２-nの一端を極性反転回路１３の一端に接続して
いる。
【００１６】前記極性反転回路１３は、ＦＥＴ等からな
る４個のスイッチ１４-1，１４-2，１４-3，１４-4によ
って構成されている。すなわち、スイッチ１４-1とスイ
ッチ１４-2との直列回路とスイッチ４-3とスイッチ１４
-4との直列回路を並列に接続し、前記各スイッチ１２-1
〜１２-nの一端を前記スイッチ１４-1，１４-3の一端に
接続している。
【００１７】前記極性反転回路１３の他端、すなわち、
前記スイッチ１４-2，１４-4の他端を前記各直流電圧源
１１-1〜１１-nの負極端子に接続している。前記極性反
転回路１３におけるスイッチ１４-1とスイッチ１４-2と
の接続点と、スイッチ１４-3とスイッチ１４-4との接続
点との間に、放電灯１５を低抵抗等からなるランプ電流
検出器１６を介して接続している。
【００１８】前記各スイッチ１２-1〜１２-nは、駆動回
路１７によって順次択一的に繰り返しスイッチングさ
れ、前記各直流電圧源１１-1〜１１-nからの直流電圧値
を順次択一的に取り出し、ゼロ電圧値を含む階段状電圧
波形を前記極性反転回路１３に出力している。前記極性
反転回路１３は、前記各スイッチ１２-1〜１２-nの繰り
返し動作の１周期毎にスイッチ１４-1，１４-4のオン
と、スイッチ１４-2，１４-3のオンを交互に繰り返し、
放電灯１５に対して階段状電圧の交流波形を、例えば、
数十ＫＨｚという高周波で供給するようになっている。
【００１９】前記ランプ電流検出器１６が検出したラン
プ電流を実効値コンバータ１８に供給している。前記実
効値コンバータ１８は、ランプ電流検出器１６が検出し
たランプ電流を取り込んでランプ電流の実効値に従った
電圧に変換し、その実効値電圧を誤差増幅器１９の反転
入力端子(-)に供給している。前記誤差増幅器１９の非
反転入力端子(+)にはランプ電流実効値の定格値に相当
する電圧Ｖrefが供給されている。
【００２０】前記誤差増幅器１９は、実効値コンバータ
１８からの実効値電圧と定格値に相当する電圧Ｖrefを
比較し、実効値電圧を定格値に相当する電圧Ｖrefに近
づけるためのフィードバック信号を出力するようになっ
ている。前記誤差増幅器１９からのフィードバック信号
を制御器２０のオン／オフタイミング制御部２１に供給
している。
【００２１】前記オン／オフタイミング制御部２１は、
誤差増幅器１９からのフィードバック信号によって前記
駆動回路１７が各スイッチ１２-1〜１２-nをオン、オフ
するタイミングを決定して同じく制御器２０の駆動信号
発生部２２にタイミング信号を供給している。
【００２２】前記駆動信号発生部２２はクロック発生部
２３からクロック信号を取り込み、前記オン／オフタイ
ミング制御部２１によって決定されたタイミングの駆動
信号をクロック信号に同期して前記駆動回路１７に供給
するようにしている。これにより、前記駆動回路１７
は、各スイッチ１２-1〜１２-nを、実効値電圧が定格値
に相当する電圧Ｖrefに近づくように所定のタイミング
で順次択一的にオン動作するようになっている。そし
て、クロック発生部２３からクロック信号により極性反
転回路１３から放電灯１５に供給されるゼロ電圧値を含
む階段状電圧波形の周波数は固定されるようになってい
る。
【００２３】制御器２０は、実効値コンバータ１８から
の実効値電圧が定格値に相当する電圧Ｖrefと略等しい
ときには、極性反転回路１３から放電灯１５に図２の
(b)に示すようなゼロ電圧値を含む階段状電圧波形が供
給されるように、各スイッチ１２-1〜１２-nをスイッチ
ング制御する駆動信号を駆動回路１７に出力する。
【００２４】また、制御器２０は、実効値コンバータ１
８からの実効値電圧が定格値に相当する電圧Ｖrefに比
べて低いときには、極性反転回路１３から放電灯１５に
図２の(a)に示すようなゼロ電圧値を含む階段状電圧波
形が供給されるように、各スイッチ１２-1〜１２-nをス
イッチング制御する駆動信号を駆動回路１７に出力す
る。すなわち、制御器２０は、階段状電圧波形における
高い電圧値ほど出力時間を長くし、ゼロ電圧値を含む低
い電圧値ほど出力時間を短くする制御を行う。
【００２５】また、制御器２０は、実効値コンバータ１
８からの実効値電圧が定格値に相当する電圧Ｖrefに比
べて高いときには、極性反転回路１３から放電灯１５に
図２の(c)に示すようなゼロ電圧値を含む階段状電圧波
形が供給されるように、各スイッチ１２-1〜１２-nをス
イッチング制御する駆動信号を駆動回路１７に出力す
る。すなわち、制御器２０は、階段状電圧波形における
高い電圧値ほど出力時間を短くし、ゼロ電圧値を含む低
い電圧値ほど出力時間を長くする制御を行う。
【００２６】このような制御を行うことで、放電灯１５
に流れるランプ電流はその実効値が一定になるように制
御されるので、放電灯１５に流れるランプ電流は限流さ
れ安定する。すなわち、コイルなどの巻線部品を使用す
ることなく、放電灯１５を安定して点灯させることがで
き、装置の小形、軽量化を図ることができる。また、こ
の制御ではゼロ電圧値を放電灯１５に供給する時間も制
御するので、供給電圧の実効値の制御範囲を大きく取る
ことができる。
【００２７】また、別の制御として、制御器２０は、実
効値コンバータ１８からの実効値電圧が定格値に相当す
る電圧Ｖrefと略等しいときには、各スイッチ１２-1〜
１２-nを介して極性反転回路１３に図３の(b)に示すよ
うな階段状電圧波形が供給されるように各スイッチ１２
-1〜１２-nをスイッチング制御する駆動信号を出力す
る。
【００２８】また、制御器２０は、実効値コンバータ１
８からの実効値電圧が定格値に相当する電圧Ｖrefに比
べて低いときには、各スイッチ１２-1〜１２-nを介して
極性反転回路１３に図３の(a)に示すようなゼロ電圧値
の印加時間を一定にした階段状電圧波形における高い電
圧値ほど出力時間を長くし、低い電圧値ほど出力時間を
短くする制御を行う。
【００２９】また、制御器２０は、実効値コンバータ１
８からの実効値電圧が定格値に相当する電圧Ｖrefに比
べて高いときには、各スイッチ１２-1〜１２-nを介して
極性反転回路１３に図３の(c)に示すようなゼロ電圧値
の印加時間を一定にした階段状電圧波形における高い電
圧値ほど出力時間を短くし、低い電圧値ほど出力時間を
長くする制御を行う。
【００３０】このような制御を行っても放電灯１５に流
れるランプ電流は限流され安定する。また、この制御で
は放電灯１５に電力が供給される期間が常に一定になる
ので、放電灯の発光効率が向上し、また、放電灯から放
射される放射雑音を抑制することができる。
【００３１】（第２の実施の形態）なお、前述した実施
の形態と同一の部分には同一の符号を付し、その部分の
詳細な説明は省略する。これは、図４に示すように、新
たに、異なる負の電圧値を発生するｎ個の直流電圧源３
１-1，３１-2，…３１-nを使用し、この直流電圧源３１
-1〜３１-nの負極端子にそれぞれＦＥＴ（電界効果トラ
ンジスタ）等からなるｎ個のスイッチ３２-1，３２-2，
…３２-nの一端を接続している。各スイッチ１２-1〜１
２-nは第１スイッチ回路を構成し、前記各スイッチ３２
-1〜３２-nは第２スイッチ回路を構成している。
【００３２】そして、極性反転回路１３を使用せずに、
前記各スイッチ１２-1〜１２-nの他端及び前記各スイッ
チ３２-1〜３２-nの他端を放電灯１５の一端に接続して
いる。前記放電灯１５の他端を、ランプ電流検出器１６
を介して直流電圧源１１-1〜１１-nの負極端子及び前記
各直流電圧源３１-1〜３１-nの正極端子に接続してい
る。なお、その他の構成は前述した実施の形態と同じ構
成になっている。
【００３３】このような構成においては、制御器２０
は、実効値コンバータ１８からの実効値電圧が定格値に
相当する電圧Ｖrefと略等しいときには、各スイッチ１
２-1〜１２-n、３２-1〜３２-nを介して放電灯１５に図
２の(b)あるいは図３の(b)に示すようなゼロ電圧値を含
む階段状電圧波形が供給されるように、各スイッチ１２
-1〜１２-n、３２-1〜３２-nをスイッチング制御する駆
動信号を駆動回路１７に出力する。
【００３４】また、制御器２０は、実効値コンバータ１
８からの実効値電圧が定格値に相当する電圧Ｖrefに比
べて低いときには、各スイッチ１２-1〜１２-n、３２-1
〜３２-nを介して放電灯１５に図２の(a)あるいは図３
の(a)に示すようなゼロ電圧値を含む階段状電圧波形が
供給されるように、各スイッチ１２-1〜１２-n、３２-1
〜３２-nをスイッチング制御する駆動信号を駆動回路１
７に出力する。すなわち、階段状電圧波形における高い
電圧値ほど出力時間を長くし、ゼロ電圧値を含む低い電
圧値ほど出力時間を短くする、あるいはゼロ電圧値の出
力時間は固定とし、低い電圧値ほど出力時間を短くする
制御を行う。
【００３５】また、制御器２０は、実効値コンバータ１
８からの実効値電圧が定格値に相当する電圧Ｖrefに比
べて高いときには、各スイッチ１２-1〜１２-n、３２-1
〜３２-nを介して放電灯１５に図２の(c)あるいは図３
の(c)に示すようなゼロ電圧値を含む階段状電圧波形が
供給されるように、各スイッチ１２-1〜１２-n、３２-1
〜３２-nをスイッチング制御する駆動信号を駆動回路１
７に出力する。すなわち、階段状電圧波形における高い
電圧値ほど出力時間を短くし、ゼロ電圧値を含む低い電
圧値ほど出力時間を長くする、あるいはゼロ電圧値の出
力時間は固定とし、低い電圧値ほど出力時間を長くする
制御を行う。
【００３６】従って、この実施の形態においても放電灯
１５に流れるランプ電流はその実効値が一定になるよう
に制御されるので、放電灯１５に流れるランプ電流は限
流され安定する。従って、前述した実施の形態と同様に
装置の小形、軽量化を図ることができる。
【００３７】また、この実施の形態においても階段状電
圧波形の制御を図２に示すように行えば、供給電圧の実
効値の制御範囲を大きく取ることができる。また、階段
状電圧波形の制御を図３に示すように行えば、発光効率
を向上でき、放射雑音を抑制できる。
【００３８】（第３の実施の形態）なお、前述した実施
の形態と同一の部分には同一の符号を付し、その部分の
詳細な説明は省略する。これは、図５に示すように、前
述した第１の実施の形態における直流電圧源１１-1〜１
１-nに代えてキャパシタを使用したものである。
【００３９】すなわち、商用交流電源４１に全波整流器
４２の入力端子を接続し、その全波整流器４２の出力端
子に、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなる可変抵
抗器４３-1，４３-2，…４３-nをそれぞれ介してキャパ
シタ４４-1，４４-2，…４４-nをそれぞれ接続してい
る。そして、前記各キャパシタ４４-1〜４４-nにそれぞ
れスイッチ１２-1，１２-2，…１２-nを介して極性反転
回路１３を接続している。
【００４０】前記各可変抵抗器４３-1〜４３-nは、ＦＥ
Ｔを非飽和領域で駆動して可変抵抗器としての機能を果
たすもので、それぞれ対応するキャパシタ４４-1〜４４
-nを充電する期間のみインピーダンスが有限値になり、
それ以外の期間ではインピーダンスが無限大になるよう
に制御される。そして、前記各可変抵抗器４３-1〜４３
-nは、各キャパシタ４４-1〜４４-nを充電するときのイ
ンピーダンスが、商用交流入力電圧に略比例した波形の
入力電流が前記全波整流器４２から流れ込むように制御
されるようになっている。
【００４１】そして、商用交流電源４１の電源電圧の絶
対値が上昇する期間においては、あるキャパシタの充電
を、そのキャパシタの電圧が商用交流電源電圧の絶対値
と等しくなったとき開始させ、次段のキャパシタの電圧
が商用交流電源電圧の絶対値と等しくなったとき停止さ
せ、商用交流電源４１の電源電圧の絶対値が下降する期
間においては、あるキャパシタの充電を、１つ前のキャ
パシタの電圧が商用交流電源電圧の絶対値と等しくなっ
たとき開始させ、充電電圧が商用交流電源電圧の絶対値
と等しくなったとき停止させるようになっている。な
お、その他の構成は前述した第１の実施の形態と同様で
ある。
【００４２】この構成においては、全波整流器４２の出
力電圧の変化によって各可変抵抗器４３-1〜４３-nが順
次所定のインピーダンスとなるように制御され、各可変
抵抗器４３-1〜４３-nを介して各キャパシタ４４-1〜４
４-nに所望の充電電流が流れる。
【００４３】すなわち、全波整流器４２の出力電圧の上
昇時にはキャパシタ４４-1が可変抵抗器４３-1を介して
充電されているときに全波整流器４２の出力電圧が次段
のキャパシタ４４-2の充電電圧に等しくなると可変抵抗
器４３-1のインピーダンスが有限値から無限大に切り替
わってキャパシタ４４-1への充電が停止され、代わっ
て、可変抵抗器４３-2のインピーダンスが無限大から有
限値に切り替わりキャパシタ４４-2が可変抵抗器４３-2
を介して充電されるようになる。
【００４４】このようにして全波整流器４２の出力電圧
が上昇している期間においては、各可変抵抗器４３-1〜
４３-nのインピーダンスが所定のタイミングで無限大か
ら有限値に切り替わり、各キャパシタ４４-1〜４４-nに
予め設定した目標値の充電電流が流れる。
【００４５】また、全波整流器４２の出力電圧の下降時
にはキャパシタ４４-nの充電電圧が全波整流器４２の出
力電圧に等しくなると、可変抵抗器４３-nのインピーダ
ンスが有限値から無限大に切り替わるとともに可変抵抗
器４３-(n-1)のインピーダンスが無限大から有限値に切
り替わり、キャパシタ４４-nに代わってキャパシタ４４
-(n-1)への充電が開始される。
【００４６】このようにして全波整流器４２の出力電圧
が下降している期間においても、各可変抵抗器４３-1〜
４３-nのインピーダンスが所定のタイミングで無限大か
ら有限値に切り替わり、各キャパシタ４４-1〜４４-nに
予め設定した目標値の充電電流が流れる。目標値の充電
電流波形を入力電圧波形と同位相の正弦波として設定
し、このような制御を行うことで、全波整流器４２から
の入力電流波形は電圧波形とほぼ同位相の正弦波とする
ことができ、入力力率を改善できる。
【００４７】一方、各スイッチ１２-1〜１２-nは各可変
抵抗器４３-1〜４３-nがインピーダンスを切り替える周
期に比べてかなり早い周期で順次スイッチング動作し、
各キャパシタ４４-1〜４４-nの充電電圧を順次極性反転
回路１３に供給する。そして、極性反転回路１３から放
電灯１５に階段状電圧波形が供給される。こうして放電
灯１５は高周波点灯される。
【００４８】そして、この実施の形態においても極性反
転回路１３から放電灯１５に供給される階段状電圧波形
は放電灯１５に流れるランプ電流の実効値が一定になる
ように制御されるので、放電灯１５に流れるランプ電流
は限流され安定する。従って、前述した実施の形態と同
様に装置の小形、軽量化を図ることができる。
【００４９】また、この実施の形態においても階段状電
圧波形の制御を図２に示すように行えば、供給電圧の実
効値の制御範囲を大きく取ることができる。また、階段
状電圧波形の制御を図３に示すように行えば、放電灯の
発光効率を向上でき、放電灯から放射される放射雑音を
抑制できる。
【００５０】（第４の実施の形態）なお、この実施の形
態の構成は図４に示す構成になっている。この実施の形
態において、例えば、一例として、ランプ電流の実効値
が定格の状態にあるときには、図６の(b)に示すように
各スイッチ１２-1〜１２-n、３２-1〜３２-nのオン時間
を可変せずに一定にしてゼロ電圧値を含む階段状電圧波
形を放電灯１５に供給する。
【００５１】また、ランプ電流の実効値が定格よりも増
加すると、図６の(a)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときには該当するスイッチのオン時間を可変せずに一
定にし、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの
電圧を放電灯１５に供給するときには該当するスイッチ
のオン時間が長くなるように可変して階段状電圧波形を
放電灯１５に供給する。
【００５２】また、ランプ電流の実効値が定格よりも減
少すると、図６の(c)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときには該当するスイッチのオン時間を可変せずに一
定にし、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの
電圧を放電灯１５に供給するときには該当するスイッチ
のオン時間が短くなるように可変して階段状電圧波形を
放電灯１５に供給する。
【００５３】このような制御を行うことでランプ電流の
実効値を一定に制御でき、これにより、巻線部品を使用
することなく、放電灯１５を安定して点灯させることが
でき、装置の小形、軽量化を図ることができる。
【００５４】また、他の例として、ランプ電流の実効値
が定格の状態にあるときには、図７の(b)に示すように
各スイッチ１２-1〜１２-n、３２-1〜３２-nのオン時間
を可変せずに一定にしてゼロ電圧値を含む階段状電圧波
形を放電灯１５に供給する。
【００５５】また、ランプ電流の実効値が定格よりも増
加すると、図７の(a)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときにはスイッチのオン時間が短くなるように制御
し、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの電圧
を放電灯１５に供給するときにはスイッチのオン時間を
可変せずに一定にして階段状電圧波形を放電灯１５に供
給する。
【００５６】また、ランプ電流の実効値が定格よりも減
少すると、図７の(c)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときにはスイッチのオン時間が長くなるように制御
し、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの電圧
を放電灯１５に供給するときにはスイッチのオン時間を
可変せずに一定にして階段状電圧波形を放電灯１５に供
給する。
【００５７】このような制御を行うことでランプ電流の
実効値を一定に制御でき、これにより、巻線部品を使用
することなく、放電灯１５を安定して点灯させることが
でき、装置の小形、軽量化を図ることができる。
【００５８】また、他の例として、ランプ電流の実効値
が定格の状態にあるときには、図８の(b)に示すように
各スイッチ１２-1〜１２-n、３２-1〜３２-nのオン時間
を可変せずに一定にしてゼロ電圧値を含む階段状電圧波
形を放電灯１５に供給する。
【００５９】また、ランプ電流の実効値が定格よりも増
加すると、図８の(a)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときにはスイッチのオン時間が短くなるように制御
し、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの電圧
を放電灯１５に供給するときにはスイッチのオン時間が
長くなるように制御して階段状電圧波形を放電灯１５に
供給する。
【００６０】また、ランプ電流の実効値が定格よりも減
少すると、図８の(c)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときにはスイッチのオン時間が長くなるように制御
し、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの電圧
を放電灯１５に供給するときにはスイッチのオン時間が
短くなるように制御して階段状電圧波形を放電灯１５に
供給する。
【００６１】このような制御を行うことでランプ電流の
実効値を一定に制御でき、これにより、巻線部品を使用
することなく、放電灯１５を安定して点灯させることが
でき、装置の小形、軽量化を図ることができる。
【００６２】また、さらに、他の例として、図９に示す
ように、放電灯１５に供給する階段状電圧波形の周波数
をほぼ固定した状態で定格実効値との差が大きい直流電
圧源ほど該当するスイッチのオン時間を長く、あるいは
オン時間を短くする度合いを大きくする制御を行う。す
なわち、ランプ電流の実効値が定格の状態にあるときに
は、図９の(b)に示すように各スイッチ１２-1〜１２-
n、３２-1〜３２-nのオン時間を可変せずに一定にして
ゼロ電圧値を含む階段状電圧波形を放電灯１５に供給す
る。
【００６３】また、ランプ電流の実効値が定格よりも増
加すると、図９の(a)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときほどスイッチのオン時間が短くなるように制御
し、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの電圧
を放電灯１５に供給するときほどスイッチのオン時間が
長くなるように制御して階段状電圧波形を放電灯１５に
供給する。
【００６４】また、ランプ電流の実効値が定格よりも減
少すると、図９の(c)に示すように、電圧が定格実効値
よりも高い直流電圧源からの電圧を放電灯１５に供給す
るときほどスイッチのオン時間が長くなるように制御
し、電圧が定格実効値よりも低い直流電圧源からの電圧
を放電灯１５に供給するときほどスイッチのオン時間が
短くなるように制御して階段状電圧波形を放電灯１５に
供給する。
【００６５】このような制御を行うことでランプ電流の
実効値を一定に制御でき、これにより、巻線部品を使用
することなく、放電灯１５を安定して点灯させることが
でき、装置の小形、軽量化を図ることができる。
【００６６】（第５の実施の形態）なお、この実施の形
態の構成は図５に示す構成になっている。この実施の形
態において、各キャパシタ４４-1〜４４-nの充電電圧は
各可変抵抗器４３-1〜４３-nのインピーダンス制御によ
って図１０に示すように、全波整流器４２の出力電圧波
形Ｖinに沿った階段状電圧ＶAとなる。
【００６７】そして、各キャパシタ４４-1〜４４-nの充
電電圧を各スイッチ１２-1〜１２-nのスイッチング動作
によって高い周波数の階段状電圧波形として極性反転回
路１３に供給し、この極性反転回路１３から放電灯１４
に高周波の階段状電圧波形が供給される。
【００６８】このとき各スイッチ１２-1〜１２-nがオン
動作するスイッチング動作時間は、各可変抵抗器４３-1
〜４３-nのインピーダンス切り替えタイミングに応じ
て、各可変抵抗器４３-1〜４３-nがインピーダンスを有
限値に切り替えている時間に一律に同じ定数を乗じた時
間となるように設定している。
【００６９】従って、極性反転回路１３に供給される高
周波の階段状電圧波形は、図１１に示すように、正弦波
状の包絡線ＶXに沿った波形ＶBとなる。このようにすれ
ば、極性反転回路１３から放電灯１５に供給される階段
状電圧波形の包絡線は正弦波状にできるので、放電灯の
発光効率の向上や放電灯からの放射雑音の抑制などがで
きる。
【００７０】なお、この実施の形態においても巻線部品
を使用することなくランプ電流の実効値を一定に制御で
きるので、装置の小形、軽量化を図ることができるもの
である。
【００７１】（第６の実施の形態）なお、前述した実施
の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は
省略する。図１２に示すように、全波整流器４２の出力
端子にそれぞれダイオード４５-1，…４５-n、可変抵抗
器４３-1，…４３-n、抵抗器などのインピーダンス素子
からなる入力電流検出回路４６-1，…４６-nを直列に介
してキャパシタ４４-1，…４４-nを接続している。
【００７２】前記各可変抵抗器４３-1〜４３-nをドライ
ブ回路４７-1，…４７-nによって駆動し、この各ドライ
ブ回路４７-1〜４７-nに誤差増幅器４８-1，…４８-nか
らの出力を供給している。
【００７３】また、前記各キャパシタ４４-1〜４４-nの
充電電圧をキャパシタ電圧検出回路４９-1，…４９-nに
よってそれぞれ検出し、この検出出力を誤差増幅器５０
-1，…５０-nの反転入力端子(-)に供給している。前記
各誤差増幅器５０-1〜５０-nの非反転入力端子(+)には
充電電圧の目標値を設定する基準電圧Ｖref1〜Ｖrefnが
供給されている。前記各誤差増幅器５０-1〜５０-nの出
力を乗算器５１-1〜５１-nにそれぞれ供給している。
【００７４】入力電流目標値設定回路５２を設け、この
設定回路５２から前記各乗算器５１-1〜５１-nに目標値
となる入力電流の正弦波データを供給している。前記各
乗算器５１-1〜５１-nは前記各誤差増幅器５０-1〜５０
-nからの出力により前記入力電流目標値設定回路５２か
らの入力電流正弦波データの振幅を可変制御するように
なっている。
【００７５】前記各乗算器５１-1〜５１-nからの出力
は、それぞれレベルシフト回路５３-1〜５３-nによって
レベルシフトされて前記第１の誤差アンプ４８-1〜４８
-nの非反転入力端子(+)に入力されている。前記誤差増
幅器４８-1〜４８-nは目標値の入力電流と入力電流検出
回路４６-1〜４６-nが検出した実際の入力電流を比較
し、その誤差を求めて前記ドライブ回路４７-1〜４７-n
に供給している。前記ドライブ回路４７-1〜４７-nは、
実際の入力電流が目標値の入力電流に近づくように可変
抵抗器４３-1〜４３-nのインピーダンスを可変制御する
ようになっている。
【００７６】なお、この装置では前記ドライブ回路４７
-1〜４７-n及び誤差増幅器４８-1〜４８-nの基準電位は
各キャパシタ４４-1〜４４-nの充電電圧であり、前記キ
ャパシタ電圧検出回路４９-1〜４９-n及び誤差増幅器５
０-1〜５０-nの基準電位は回路全体の基準電位である全
波整流器４２の出力端子における負極端子の電位になっ
ている。従って、レベルシフト回路５３-1〜５３-nを使
用して基準電位を合わせるためにキャパシタ毎にシフト
させる必要が有る。
【００７７】前記各キャパシタ４４-1〜４４-nの充電電
圧をダイオード５４-1〜５４-n及びスイッチ１２-1〜１
２-nをそれぞれ介して極性反転回路１３に供給するよう
になっている。
【００７８】前記各キャパシタ電圧検出回路４９-1〜４
９-nが検出したキャパシタ電圧をキャパシタ電圧比較回
路５５に供給している。前記キャパシタ電圧比較回路５
５には、また、クロック発生部２３からクロック信号が
入力されるようになっている。前記キャパシタ電圧比較
回路５５は、クロック信号に同期して各キャパシタ電圧
検出回路４９-1〜４９-nが検出したキャパシタ電圧の平
均値を求め、この算出した平均値と予め設定した各キャ
パシタの充電電圧目標値の平均値を比較する。また、誤
差増幅器１９の非反転入力端子(+)にはランプ電流実効
値の定格値に相当する可変可能な電圧ＶＲrefが供給さ
れている。
【００７９】前記キャパシタ電圧比較回路５５は、比較
結果に基づいて前記電圧ＶＲrefを可変制御するように
なっている。すなわち、充電電圧目標値の平均値に比べ
て検出したキャパシタ電圧の平均値が大きいときには、
ランプ電流の実効値の目標値、すなわち、電圧ＶＲref
を低下させる。また、充電電圧目標値の平均値に比べて
検出したキャパシタ電圧の平均値が小さいときには、ラ
ンプ電流の実効値の目標値、すなわち、電圧ＶＲrefを
上昇させる。
【００８０】このような構成においては、各キャパシタ
４４-1〜４４-nの充電電圧が全体として高くなろうとし
たときには、ランプ電流の実効値が小さくなるように制
御され、逆に、各キャパシタ４４-1〜４４-nの充電電圧
が全体として低くなろうとしたときには、ランプ電流の
実効値が大きくなるように制御される。
【００８１】また、同時にキャパシタ電圧は、入力電流
検出回路４６-1〜４６-n、ドライブ回路４７-1〜４７-
n、キャパシタ電圧検出回路４９-1〜４９-n、誤差増幅
器４８-1〜４８-n、５０-1〜５０-n、入力電流目標値設
定回路５２、乗算器５１-1〜５１-n等の作用によって充
電電圧が目標値に近づくように制御され、ランプ電流の
目標値は当初の目標値である定格値に収束する。これに
より、キャパシタ電圧の変動に対して、ランプ電流が過
剰に増加したり、減少したりするのを防ぐことができ
る。また、力率の改善が図られる。なお、この実施の形
態においても巻線部品を使用せずに放電灯１５はランプ
電流が一定になるように制御されるので、前述した実施
の形態と同様に装置の小形、軽量化を図ることができ
る。
【００８２】（第７の実施の形態）なお、この実施の形
態の構成は図１２に示す構成になっている。この実施の
形態においては、出力電圧の実効値の可変範囲を定格時
の実効値に対して、±２０％の範囲内にしたものであ
る。すなわち、スイッチ１２-1〜１２-nの択一的なスイ
ッチング動作によって極性反転回路１３に階段状電圧波
形が供給され、この極性反転回路１３から放電灯１５に
交流の階段状電圧波形が供給されて放電灯１５が点灯さ
れる。
【００８３】また、入力電流目標値設定回路５２からの
目標値となる入力電流の正弦波データは各乗算器５１-1
〜５１-nにおいて誤差増幅器５０-1〜５０-nからの出力
によりその振幅が可変制御される。これにより、実際の
キャパシタ電圧と目標値との差の大きさに基づいて可変
抵抗器４３-1〜４３-nのインピーダンスが制御され、キ
ャパシタ４６-1〜４６-nへの入力電流量が制御されると
ともに充電電圧が目標値に近づくように制御される。
【００８４】また、出力部においては、放電灯１５に流
れるランプ電流の実効値が電圧ＶＲrefによって設定さ
れた定格値になるようにスイッチ１２-1〜１２-nのオン
動作時間が制御される。
【００８５】ところで、スイッチ１２-1〜１２-nにおけ
る対応するスイッチが定格時間よりも短い時間でオン動
作するように制御されたキャパシタは、放電灯１５に対
する電荷の放電量が減少するので、そのキャパシタの充
電電圧は上昇しようとする。このとき、キャパシタ電圧
一定制御により、乗算器からの入力電流目標値である正
弦波データの振幅は小さくなり、キャパシタ電圧を低下
させ、キャパシタの充電電圧が目標値に近づくように制
御される。
【００８６】また、スイッチ１２-1〜１２-nにおける対
応するスイッチが定格時間よりも長い時間でオン動作す
るように制御されたキャパシタは、放電灯１５に対する
電荷の放電量が増大するので、そのキャパシタの充電電
圧は下降しようとする。このとき、キャパシタ電圧一定
制御により、乗算器からの入力電流目標値である正弦波
データの振幅は大きくなり、キャパシタ電圧を上昇さ
せ、キャパシタの充電電圧が目標値に近づくように制御
される。
【００８７】その結果として、各キャパシタ４６-1〜４
６-nの入力電流目標値の波形が正弦波に設定していても
振幅の設定が各キャパシタ毎に異なることになり、入力
電流に段が生じ、高調波成分が大きくなる。このため、
入力電流の高調波成分を大きく悪化させないために放電
灯１５に供給される階段状電圧波形の実効値範囲を規定
することが必要になる。
【００８８】図１３は放電灯１５に供給される階段状電
圧波形と比較のための正弦波波形を示したもので、(a)
はランプ電流の実効値が定格時の実効値に対して−２４
％のときの階段状電圧波形と正弦波波形を示し、(b)は
ランプ電流の実効値が定格時の実効値に対して−１１％
のときの階段状電圧波形と正弦波波形を示し、(c)はラ
ンプ電流の実効値が定格時の実効値と一致しているとき
の階段状電圧波形と正弦波波形を示し、(d)はランプ電
流の実効値が定格時の実効値に対して＋１０％のときの
階段状電圧波形と正弦波波形を示し、(e)はランプ電流
の実効値が定格時の実効値に対して＋１９％のときの階
段状電圧波形と正弦波波形を示している。
【００８９】そして、ランプ電流の実効値が定格時の実
効値に対して−２４％のときの入力電流波形は図１４の
(a)に示すようになり、ランプ電流の実効値が定格時の
実効値に対して−１１％のときの入力電流波形は図１４
の(b)に示すようになり、ランプ電流の実効値が定格時
の実効値と一致しているときの入力電流波形は図１４の
(c)に示すようになり、ランプ電流の実効値が定格時の
実効値に対して＋１０％のときの入力電流波形は図１４
の(d)に示すようになり、ランプ電流の実効値が定格時
の実効値に対して−１９％のときの入力電流波形は図１
４の(e)に示すようになる。
【００９０】また、階段状電圧の実効値の変化と入力電
流との関係を表で示すと表１に示すようになる。階段状
電圧の実効値が定格から外れてくると、入力電流の、特
に、３次高調波成分が大きくなることがわかる。この結
果から、階段状電圧波形の、実効値の変化の範囲を、定
格動作時の階段状電圧波形の実効値に対して、約２０％
の絶対値以下に設定することによって、入力電流の高調
波成分を大きく悪化させることは無い。
【００９１】
【表１】
【００９２】なお、この実施の形態の構成は図１２の構
成になっているので、この実施の形態においても巻線部
品を使用せずに放電灯１５はランプ電流が一定になるよ
うに制御されるので、前述した実施の形態と同様の作用
効果が得られるのは勿論である。
【００９３】（第８の実施の形態）なお、前述した実施
の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明
は省力する。これは、図１５に示すように、各キャパシ
タ４４-1〜４４-nの電圧をキャパシタ電圧平均値検出回
路５６で検出してその平均値を代表値として求めるよう
になっている。なお、代表値としては平均値に限られず
各キャパシタ４４-1〜４４-nのいずれか１つの電圧を検
出して代表値としてもよい。この場合、充電目標値がも
っとも高いキャパシタの電圧を検出するようにすれば、
各可変抵抗器４３-1〜４３-nのインピーダンス制御が確
実にでき、入力電流を常に滑らかに連続して流すことが
できるようになる。
【００９４】前記キャパシタ電圧平均値検出回路５６で
求めたキャパシタ電圧の平均値を誤差増幅器５７の反転
入力端子(-)に供給するとともにキャパシタ電圧比較回
路５８に供給している。前記誤差増幅器５７の非反転入
力端子(+)には、充電電圧の目標値の平均値を設定する
基準電圧Ｖrefが供給されている。前記誤差増幅器５７
は、キャパシタ電圧平均値検出回路５６で求めたキャパ
シタ電圧の平均値と充電電圧の目標値を設定する基準電
圧Ｖrefを比較し、その誤差出力を入力電流目標波形成
形回路５９に供給している。
【００９５】前記入力電流目標波形成形回路５９は、放
電灯１５に供給される階段状電圧波形の実効値が定格値
にあるときには、図１６の(a)に示す正弦波の入力電圧
波形と相似形の図１６の(b)に示す正弦波の入力電流波
形を入力電流目標波形として成形し出力するようになっ
ている。
【００９６】また、前記入力電流目標波形成形回路５９
は、階段状電圧波形の実効値が定格値よりも上昇したと
きには、図１７に示すように、商用交流の１サイクルに
おいて位相が９０°及び２７０°前後では定格動作時に
おいて目標値となる入力電流波形Ｉ０よりも振幅が大き
く、しかも９０°及び２７０°に向かって振幅がより大
きくなり、それ以外の部位では入力電流波形Ｉ０よりも
振幅が小さくなる電流波形を入力電流目標波形Ｉ１とし
て成形し出力するようになっている。
【００９７】また、前記入力電流目標波形成形回路５９
は、階段状電圧波形の実効値が定格値よりも低下したと
きには、図１８に示すように、商用交流の１サイクルに
おいて位相が９０°及び２７０°前後では定格動作時に
おいて目標値となる入力電流波形Ｉ０よりも振幅が小さ
く、しかも９０°及び２７０°に向かって振幅がより小
さくなり、それ以外の部位では入力電流波形Ｉ０よりも
振幅が大きくなる電流波形を入力電流目標波形Ｉ２とし
て成形し出力するようになっている。
【００９８】前記キャパシタ電圧比較回路５８には、ま
た、クロック発生部２３からクロック信号が入力される
ようになっている。前記キャパシタ電圧比較回路５８
は、クロック信号に同期して前記キャパシタ電圧平均値
検出回路５６で求めたキャパシタ電圧の平均値と予め設
定した各キャパシタの充電電圧目標値の平均値を比較す
る。そして、前記キャパシタ電圧比較回路５８は、比較
結果に基づいて前記電圧ＶＲrefを可変制御するように
なっている。
【００９９】このような構成においては、放電灯１５に
供給される階段状電圧波形の実効値が定格値から上昇し
た場合、充電電圧が低いキャパシタを放電灯１５に供給
するためのスイッチは、定格時よりも短い時間でオン動
作するように制御されており、キャパシタから放電灯１
５への放電電荷量は減少するので、そのキャパシタ電圧
は上昇しようとする。また、充電電圧が高いキャパシタ
を放電灯１５に供給するためのスイッチは、定格時より
も長い時間でオン動作するように制御されており、キャ
パシタから放電灯１５への放電電荷量は増加するので、
そのキャパシタ電圧は下降しようとする。
【０１００】従って、全波整流器４２からの入力電流の
目標波形として、商用交流の１サイクルにおいて、位相
が９０°及び２７０°前後では正弦波の入力電流波形Ｉ
０よりも振幅が大きく、それ以外の部位では振幅が小さ
くなるように入力電流目標波形成形回路５９で波形成形
することで、キャパシタ電圧の代表値に従った制御であ
るが、各キャパシタの充電電圧を対応する目標値電圧に
近づけることができるとともに、入力電流波形を滑らか
にすることができる。
【０１０１】また、放電灯１５に供給される階段状電圧
波形の実効値が定格値から減少した場合、充電電圧が低
いキャパシタを放電灯１５に供給するためのスイッチ
は、定格時よりも長い時間でオン動作するように制御さ
れており、キャパシタから放電灯１５への放電電荷量は
増加するので、そのキャパシタ電圧は下降しようとす
る。また、充電電圧が高いキャパシタを放電灯１５に供
給するためのスイッチは、定格時よりも短い時間でオン
動作するように制御されており、キャパシタから放電灯
１５への放電電荷量は減少するので、そのキャパシタ電
圧は上昇しようとする。
【０１０２】従って、全波整流器４２からの入力電流の
目標波形として、商用交流の１サイクルにおいて、位相
が９０°及び２７０°前後では正弦波の入力電流波形Ｉ
０よりも振幅が小さく、それ以外の部位では振幅が大き
くなるように入力電流目標波形成形回路５９で波形成形
することで、キャパシタ電圧の代表値に従った制御であ
るが、各キャパシタの充電電圧を対応する目標値電圧に
近づけることができるとともに、入力電流波形を滑らか
にすることができる。
【０１０３】このように、放電灯１５に供給される階段
状電圧波形の実効値の変化に応じて入力電流目標波形成
形回路５９から各誤差増幅器４８-1〜４８-nに供給され
る入力電流目標波形を変化させることで、キャパシタ電
圧の代表値に従った制御であるが、各キャパシタの充電
電圧を対応する目標電圧値に近づけることができるとと
もに、全波整流器４２からの入力電流波形が急激に変化
せずに常に滑らかに変化するようになる。従って、入力
電流波形による、特に高次の高調波成分の発生を抑制す
ることができる。
【０１０４】なお、この実施の形態においても巻線部品
を使用せずに放電灯１５はランプ電流が一定になるよう
に制御されるので、前述した実施の形態と同様の作用効
果が得られるのは勿論である。
【０１０５】
【発明の効果】 以上詳述したように請求項１記載の発
明及び請求項２記載の発明によれば、放電灯に流れるラ
ンプ電流の実効値を実効値検出部で検出し、この実効値
検出部が検出するランプ電流の実効値が一定になるよう
にスイッチ回路を制御してゼロ電圧値を含む階段状電圧
波形の各電圧値の出力時間を可変制御するので、コイル
などの巻線部品を使用せずにランプ電流を限流制御で
き、装置の小形、軽量化を図ることができる。
【０１０６】また、請求項３記載の発明によれば、直流
電圧源をそれぞれキャパシタで構成し、各キャパシタ
は、商用交流入力を全波整流する全波整流器の出力端子
にそれぞれ可変抵抗器を介して接続され、各可変抵抗器
は、それぞれ対応するキャパシタを充電する期間のみイ
ンピーダンスが有限値になり、それ以外の期間ではイン
ピーダンスが無限大になるように制御され、各可変抵抗
器は、各キャパシタを充電するときのインピーダンス
が、商用交流入力電圧に略比例した波形の入力電流が全
波整流器から流れ込むように制御されるので、入力電流
波形を入力電圧波形とほぼ同位相の正弦波とすることが
でき、入力力率を改善できる。
【０１０７】また、請求項４記載の発明によれば、スイ
ッチ回路から出力される階段状電圧波形の周波数を固定
した状態で、ランプ電流が増加しようとしたときは階段
状電圧波形における高い電圧値ほど出力時間を短くし、
ゼロ電圧値を含む低い電圧値ほど出力時間を長くする制
御を行い、ランプ電流が減少しようとしたときは階段状
電圧波形における高い電圧値ほど出力時間を長くし、ゼ
ロ電圧値を含む低い電圧値ほど出力時間を短くする制御
を行うので、ランプ電流の実効値を一定に制御でき、巻
線部品を使用することなく、放電灯を安定して点灯させ
ることができる。
【０１０８】また、請求項５記載の発明によれば、スイ
ッチ回路から出力される階段状電圧波形の周波数を固定
した状態で、ゼロ電圧値の出力時間をほぼ一定にし、ラ
ンプ電流が増加しようとしたときは階段状電圧波形にお
ける高い電圧値ほど出力時間を短くし、低い電圧値ほど
出力時間を長くする制御を行い、ランプ電流が減少しよ
うとしたときは階段状電圧波形における高い電圧値ほど
出力時間を長くし、低い電圧値ほど出力時間を短くする
制御を行うので、ランプ電流の実効値を一定に制御で
き、巻線部品を使用することなく、放電灯を安定して点
灯させることができ、しかも、放電灯の発光効率を向上
できるとともに放電灯から放射される放射雑音を抑制す
ることができる。
【０１０９】また、請求項６記載の発明によれば、ラン
プ電流が増加しようとしたときには、定格動作時におけ
る階段状電圧の実効値よりも高い電圧値の出力時間をほ
ぼ一定にするか短くし、階段状電圧の実効値以下の電圧
値の出力時間を長くする制御を行い、ランプ電流が減少
しようとしたときには、階段状電圧の実効値よりも高い
電圧値の出力時間をほぼ一定にするか長くし、階段状電
圧の実効値以下の電圧値の出力時間を短くする制御を行
い、ランプ電流の実効値が一定になるように制御するの
で、巻線部品を使用することなく、放電灯を安定して点
灯させることができる。
【０１１０】また、請求項７記載の発明によれば、スイ
ッチ回路から出力される階段状電圧波形の周波数を固定
した状態で、定格動作時の階段状電圧の実効値との差が
大きい電圧値ほど出力時間を、長くあるいは短くする度
合いを大きくしたので、ランプ電流の実効値を一定に制
御でき、放電灯を安定して点灯させることができる。
【０１１１】また、請求項８記載の発明によれば、定格
動作時において、スイッチ回路を介して各キャパシタか
ら放電灯に供給する電圧値の出力時間を、各キャパシタ
に全波整流器からそれぞれ可変抵抗器を介して充電電流
が流れる時間に対して、一律に同じ定数を乗じた時間に
設定したので、放電灯に供給される階段状電圧波形の包
絡線を正弦波状にでき、放電灯の発光効率の向上や放電
灯から放射される放射雑音を抑制することができる。
【０１１２】また、請求項９記載の発明によれば、各キ
ャパシタの充電電圧の平均値と各キャパシタに対して設
定された充電目標値電圧の平均値とを比較する比較手段
を設け、各キャパシタによる階段状電圧波形が放電灯に
供給されるときに実効値検出部が検出するランプ電流の
実効値が予め設定した実効値の目標値になるように階段
状電圧波形の各電圧値の出力時間を可変制御し、比較手
段は、各キャパシタの充電電圧の平均値が各キャパシタ
に対して設定された充電目標値電圧の平均値よりも大き
いときには実効値の目標値を小さくし、各キャパシタの
充電電圧の平均値が充電目標値電圧の平均値よりも小さ
いときには実効値の目標値を大きく制御するので、キャ
パシタ電圧の代表値に従った制御であるが、各キャパシ
タの充電電圧を対応する目標電圧値に近づけることがで
きるとともに、入力電流波形が急激に変化せずに常に滑
らかに変化するようになり、入力電流波形による、特に
高次の高調波成分の発生を抑制することができる。
【０１１３】また、請求項１０記載の発明によれば、任
意の可変抵抗器に予め設定した目標値の入力電流が流れ
るように対応する可変抵抗器のインピーダンスを制御
し、任意のキャパシタの充電電圧が一定になるように、
そのキャパシタ電圧が充電電圧の目標値よりも低下した
ときには目標値の入力電流の振幅を大きく制御し、その
キャパシタ電圧が充電電圧の目標値よりも上昇したとき
には目標値の入力電流の振幅を小さく制御し、階段状電
圧波形の各電圧値の出力時間を可変制御することで階段
状電圧波形の実効値を可変制御し、この場合における階
段状電圧波形の実効値の可変範囲を、定格動作時の階段
状電圧波形の実効値に対して約±２０％の範囲内にした
ので、入力電流の高調波成分を大きく悪化させることな
く、しかも、巻線部品を使用することなく、放電灯を安
定して点灯させることができる。
【０１１４】また、請求項１１記載の発明によれば、任
意の可変抵抗器に予め設定した目標値の入力電流が流れ
るように対応する可変抵抗器のインピーダンスを制御
し、キャパシタ電圧の代表値が一定になるように、その
代表値電圧が目標値電圧よりも低下したときには目標値
の入力電流の振幅を大きく制御し、その代表値電圧が目
標値電圧よりも上昇したときには目標値の入力電流の振
幅を小さく制御し、スイッチ回路から出力されるゼロ電
圧値を含む階段状電圧波形の実効値を検出し、この検出
値に従って目標値となる入力電流波形を成形するので、
キャパシタ電圧の代表値に従った制御であるが、各キャ
パシタの充電電圧を対応する目標電圧値に近づけること
ができるとともに、入力電流波形が急激に変化せずに常
に滑らかに変化するようになり、入力電流波形による、
特に高次の高調波成分の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の、第１の実施の形態を示す一部ブロ
ックを含む回路構成図。
【図２】 同実施の形態において放電灯に供給される階
段状電圧波形の一例を示す図。
【図３】 同実施の形態において放電灯に供給される階
段状電圧波形の他の例を示す図。
【図４】 本発明の、第２の実施の形態を示す一部ブロ
ックを含む回路構成図。
【図５】 本発明の、第３の実施の形態を示す一部ブロ
ックを含む回路構成図。
【図６】 本発明の、第４の実施の形態において放電灯
に供給される階段状電圧波形の一例を示す図。
【図７】 同実施の形態において放電灯に供給される階
段状電圧波形の他の例を示す図。
【図８】 同実施の形態において放電灯に供給される階
段状電圧波形の他の例を示す図。
【図９】 同実施の形態において放電灯に供給される階
段状電圧波形の他の例を示す図。
【図１０】 本発明の、第５の実施の形態における全波
整流器からの出力電圧波形と各キャパシタの充電電圧と
の関係を示す図。
【図１１】 同実施の形態における極性反転回路に供給
される高周波な階段状電圧波形を示す図。
【図１２】 本発明の、第６の実施の形態を示す一部ブ
ロックを含む回路構成図。
【図１３】 本発明の、第７の実施の形態においてラン
プ電流実効値が変化したときの放電灯に供給される階段
状電圧波形と比較のための正弦波波形を示す図。
【図１４】 同実施の形態におけるランプ電流実効値が
変化したときの入力電流波形を示す図。
【図１５】 本発明の、第８の実施の形態を示す一部ブ
ロックを含む回路構成図。
【図１６】 同実施の形態における入力電圧波形と階段
状電圧波形の実効値が定格値のときの入力電流目標波形
成形回路で成形される入力電流目標波形を示す図。
【図１７】 同実施の形態において階段状電圧波形の実
効値が定格値よりも上昇したときの入力電流目標波形成
形回路で成形される入力電流目標波形を正弦波の入力電
流波形と比較して示す図。
【図１８】 同実施の形態において階段状電圧波形の実
効値が定格値よりも低下したときの入力電流目標波形成
形回路で成形される入力電流目標波形を正弦波の入力電
流波形と比較して示す図。
【符号の説明】
１１-1〜１１-n…直流電圧源、１２-1〜１２-n…スイッ
チ、１３…極性反転回路、１５…放電灯、１６…ランプ
電流検出器、１７…駆動回路、１８…実効値コンバー
タ、１９…誤差増幅器、２０…制御器。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA02 AC04 AC11 BA03 BB01 BB04 BC05 BC07 CA16 DB03 DE02 DE05 DE06 GB01 GB18 GC04 HB09

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なる正の電圧値を発生する複数の直流
    電圧源と、この各直流電圧源からの直流電圧値を択一的
    に取り出し、ゼロ電圧値を含む階段状電圧波形を出力す
    るスイッチ回路と、このスイッチ回路からの階段状電圧
    波形を入力し、交流の階段状電圧波形を出力する極性反
    転回路と、この極性反転回路からの交流の階段状電圧波
    形が供給される放電灯と、この放電灯に流れるランプ電
    流の実効値を検出する実効値検出部と、前記スイッチ回
    路を制御し、前記実効値検出部が検出するランプ電流の
    実効値が一定になるようにゼロ電圧値を含む階段状電圧
    波形の各電圧値の出力時間を可変制御する制御手段を備
    えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項２】 異なる正の電圧値を発生する複数の第１
    直流電圧源と、この各第１直流電圧源の電圧値と絶対値
    が等しいゼロ電圧値を含む負の電圧値を発生する複数の
    第２直流電圧源と、前記各第１直流電圧源からの直流電
    圧値を択一的に取り出し、ゼロ電圧値を含む階段状電圧
    波形を出力する第１スイッチ回路と、この第１スイッチ
    回路とは異なるタイミングで前記各第２直流電圧源から
    の直流電圧値を択一的に取り出し、ゼロ電圧値を含む階
    段状電圧波形を出力する第２スイッチ回路と、前記各ス
    イッチ回路からの階段状電圧波形が供給される放電灯
    と、この放電灯に流れるランプ電流の実効値を検出する
    実効値検出部と、前記各スイッチ回路を制御し、前記実
    効値検出部が検出するランプ電流の実効値が一定になる
    ようにゼロ電圧値を含む階段状電圧波形の各電圧値の出
    力時間を可変制御する制御手段を備えたことを特徴とす
    る放電灯点灯装置。
  3. 【請求項３】 直流電圧源をそれぞれキャパシタで構成
    し、前記各キャパシタは、商用交流入力を全波整流する
    全波整流器の出力端子にそれぞれ可変抵抗器を介して接
    続され、前記各可変抵抗器は、それぞれ対応するキャパ
    シタを充電する期間のみインピーダンスが有限値にな
    り、それ以外の期間ではインピーダンスが無限大になる
    ように制御され、前記各可変抵抗器は、各キャパシタを
    充電するときのインピーダンスが、商用交流入力電圧に
    略比例した波形の入力電流が前記全波整流器から流れ込
    むように制御され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。
  4. 【請求項４】 スイッチ回路から出力される階段状電圧
    波形の周波数を固定した状態で、制御手段は、ランプ電
    流が増加しようとしたときは階段状電圧波形における高
    い電圧値ほど出力時間を短くし、ゼロ電圧値を含む低い
    電圧値ほど出力時間を長くする制御を行い、ランプ電流
    が減少しようとしたときは階段状電圧波形における高い
    電圧値ほど出力時間を長くし、ゼロ電圧値を含む低い電
    圧値ほど出力時間を短くする制御を行うことを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれか１記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項５】 スイッチ回路から出力される階段状電圧
    波形の周波数を固定した状態で、制御手段は、ゼロ電圧
    値の出力時間をほぼ一定にし、ランプ電流が増加しよう
    としたときは階段状電圧波形における高い電圧値ほど出
    力時間を短くし、低い電圧値ほど出力時間を長くする制
    御を行い、ランプ電流が減少しようとしたときは階段状
    電圧波形における高い電圧値ほど出力時間を長くし、低
    い電圧値ほど出力時間を短くする制御を行うことを特徴
    とする請求項１乃至３のいずれか１記載の放電灯点灯装
    置。
  6. 【請求項６】 制御手段は、ランプ電流が増加しようと
    したときには、定格動作時における階段状電圧の実効値
    よりも高い電圧値の出力時間をほぼ一定にするか短く
    し、前記階段状電圧の実効値以下の電圧値の出力時間を
    長くする制御を行い、ランプ電流が減少しようとしたと
    きには、前記階段状電圧の実効値よりも高い電圧値の出
    力時間をほぼ一定にするか長くし、前記階段状電圧の実
    効値以下の電圧値の出力時間を短くする制御を行い、ラ
    ンプ電流の実効値が一定になるように制御することを特
    徴とする請求項１乃至３のいずれか１記載の放電灯点灯
    装置。
  7. 【請求項７】 スイッチ回路から出力される階段状電圧
    波形の周波数を固定した状態で、定格動作時の階段状電
    圧の実効値との差が大きい電圧値ほど出力時間を、長く
    あるいは短くする度合いを大きくしたことを特徴とする
    請求項６記載の放電灯点灯装置。
  8. 【請求項８】 定格動作時において、スイッチ回路を介
    して各キャパシタから放電灯に供給する電圧値の出力時
    間を、前記各キャパシタに全波整流器からそれぞれ可変
    抵抗器を介して充電電流が流れる時間に対して、一律に
    同じ定数を乗じた時間に設定したことを特徴とする請求
    項３記載の放電灯点灯装置。
  9. 【請求項９】 各キャパシタの充電電圧の平均値と前記
    各キャパシタに対して設定された充電目標値電圧の平均
    値とを比較する比較手段を設け、制御手段は、前記各キ
    ャパシタによる階段状電圧波形が放電灯に供給されると
    きに実効値検出部が検出するランプ電流の実効値が予め
    設定した実効値の目標値になるように前記階段状電圧波
    形の各電圧値の出力時間を可変制御し、前記比較手段
    は、前記各キャパシタの充電電圧の平均値が前記各キャ
    パシタに対して設定された充電目標値電圧の平均値より
    も大きいときには前記実効値の目標値を小さくし、前記
    各キャパシタの充電電圧の平均値が前記充電目標値電圧
    の平均値よりも小さいときには前記実効値の目標値を大
    きく制御することを特徴とする請求項３記載の放電灯点
    灯装置。
  10. 【請求項１０】 任意の可変抵抗器に予め設定した目標
    値の入力電流が流れるように対応する可変抵抗器のイン
    ピーダンスを制御し、任意のキャパシタの充電電圧が一
    定になるように、そのキャパシタ電圧が充電電圧の目標
    値よりも低下したときには目標値の入力電流の振幅を大
    きく制御し、そのキャパシタ電圧が充電電圧の目標値よ
    りも上昇したときには目標値の入力電流の振幅を小さく
    制御し、制御手段は、階段状電圧波形の各電圧値の出力
    時間を可変制御することで前記階段状電圧波形の実効値
    を可変制御し、この場合における階段状電圧波形の実効
    値の可変範囲を、定格動作時の階段状電圧波形の実効値
    に対して約±２０％の範囲内にしたことを特徴とする請
    求項３記載の放電灯点灯装置。
  11. 【請求項１１】 任意の可変抵抗器に予め設定した目標
    値の入力電流が流れるように対応する可変抵抗器のイン
    ピーダンスを制御し、キャパシタ電圧の代表値が一定に
    なるように、その代表値電圧が目標値電圧よりも低下し
    たときには目標値の入力電流の振幅を大きく制御し、そ
    の代表値電圧が目標値電圧よりも上昇したときには目標
    値の入力電流の振幅を小さく制御し、スイッチ回路から
    出力されるゼロ電圧値を含む階段状電圧波形の実効値を
    検出し、この検出値に従って目標値となる入力電流波形
    を成形することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯
    装置。
JP2002050066A 2002-01-31 2002-02-26 放電灯点灯装置 Expired - Fee Related JP3991150B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002050066A JP3991150B2 (ja) 2002-02-26 2002-02-26 放電灯点灯装置
CNB031200915A CN1298100C (zh) 2002-01-31 2003-01-31 电源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002050066A JP3991150B2 (ja) 2002-02-26 2002-02-26 放電灯点灯装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003249394A true JP2003249394A (ja) 2003-09-05
JP3991150B2 JP3991150B2 (ja) 2007-10-17

Family

ID=28662416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002050066A Expired - Fee Related JP3991150B2 (ja) 2002-01-31 2002-02-26 放電灯点灯装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3991150B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233450A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 On Semiconductor Trading Ltd 発光素子の制御回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233450A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 On Semiconductor Trading Ltd 発光素子の制御回路

Also Published As

Publication number Publication date
JP3991150B2 (ja) 2007-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI493848B (zh) Power converter and power factor correction device
US7202644B2 (en) DC—DC converting method and apparatus
US8456143B2 (en) DC-DC converter and semiconductor integrated circuit for controlling power source
US10250122B2 (en) Multi-phase control for pulse width modulation power converters
US9548658B2 (en) Control circuit, switching power supply and control method
US8080987B1 (en) Method and apparatus for efficient transitioning between different operating modes of a regulator
JP5731879B2 (ja) 除電装置及び除電制御方法
JP6702010B2 (ja) スイッチング電源装置
JP6034132B2 (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータおよびそれを用いたゲーム機器
US20150137859A1 (en) Input current control method, switch control circuit and power supply including the switch control circuit
JP4850279B2 (ja) 電力変換装置
TW201431261A (zh) 用於轉換器之電流限制機制
TWI363946B (en) Power supplies, power supply controllers, and power supply controlling methods
US7692464B2 (en) Pulse width modulation wave output circuit
EP3503392A1 (en) Ripple generation device for a constant on-time voltage regulator
US20100052538A1 (en) Discharge lamp lighting device, headlight device and vehicle having the same
JP5366029B2 (ja) 電源装置及び発光素子駆動装置
KR20140022259A (ko) 피에조 구동 회로 및 그 구동 방법
JP2013172467A (ja) スイッチング電源回路
JP2003249394A (ja) 放電灯点灯装置
CN108713286B (zh) 实现高功率因数和波谷切换的升降压型控制器
US7982406B2 (en) Active lamp current crest factor control
JP4059053B2 (ja) 高圧放電灯の点灯方法
JP2005020922A (ja) チャージポンプ回路
JP2003257689A (ja) 高圧放電灯の点灯方法およびそれを用いた電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20040924

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Effective date: 20070410

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070417

A521 Written amendment

Effective date: 20070606

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070626

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20070709

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees