JP2003323992A

JP2003323992A - 放電灯点灯装置

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Publication number: JP2003323992A
Application number: JP2003004884A
Authority: JP
Inventors: Takashi Osawa; 孝大沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2003-11-14
Also published as: US6703798B2; US20030173911A1; DE10308007A1

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成によって、素早く音響的共鳴現象
を検出し、音響的共鳴現象を回避する放電灯点灯装置を
得る。【解決手段】交流点灯する放電灯点灯装置において、
ＨＩＤバルブ５に供給される電圧を検出するＰＴ２１
と、ＨＩＤバルブ５に供給される電流を検出するＣＴ１
・２２と、ＰＴ２１およびＣＴ１・２２による各検出値
に応じた各電圧値を加算した出力電力相当値を生成し、
その出力電力相当値の変動に応じたゆらぎ信号を出力す
るゆらぎ検出回路２８と、ゆらぎ信号に応じてスイッチ
ングトランジスタ６に供給する制御信号のデューティ比
を変化させる制御回路３６とを備えた。

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、放電灯を交流点
灯する際に障害になる音響的共鳴現象を回避するための
出力変動検出にトランスを用い、応答性の良い制御を行
う放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の高電圧パルス発生回路によ
り点灯を行う放電灯点灯装置を示す回路図であり、図に
おいて、１は直流電源、２はＤＣ／ＤＣコンバータ、３
はＨ型ブリッジ、４は高電圧パルス発生回路、５はＨＩ
Ｄ（ＨｉｇｈＩｎｔｅｎｓｉｔｙＤｉｓｃｈａｒｇ
ｅ）バルブ（高輝度放電ランプ）である。また、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２において、６はスイッチングトランジ
スタ、７はトランス、８はダイオード、９はコンデンサ
である。Ｈ型ブリッジ３において、１０ａ〜１０ｄはス
イッチングトランジスタである。高電圧パルス発生回路
４において、１１はコンデンサ、１２は点灯用スイッ
チ、１３は点灯用トランスである。

【０００３】次に動作について説明する。ＨＩＤバルブ
５の点灯開始時には、直流電源１の電圧をスイッチング
トランジスタ６でスイッチングし、トランス７で昇圧
し、ダイオード８で整流することにより、コンデンサ９
に４００Ｖ程度の直流電圧を蓄える。また、Ｈ型ブリッ
ジ３のスイッチングトランジスタ１０ａ，１０ｄをオン
して、ＨＩＤバルブ５の電極間にその直流電圧を供給す
る。さらに、高電圧パルス発生回路４において、点灯用
スイッチ１２をオンして、コンデンサ１１に蓄えられた
電圧を点灯用トランス１３で昇圧し、２０ＫＶ程度のパ
ルス電圧をＨＩＤバルブ５の電極間に印加する。これに
より、ＨＩＤバルブ５は、放電を開始し、コンデンサ９
からＨＩＤバルブ５の電極間に供給される直流電圧は、
４００Ｖから２０Ｖ、さらに、８５Ｖ程度になる。その
後、Ｈ型ブリッジ３のスイッチングトランジスタ１０ａ
〜１０ｄを動作させ、交流電圧をＨＩＤバルブ５に供給
することにより、通常点灯に移行する。

【０００４】上記図９において、ダイオード８、コンデ
ンサ９、およびＨ型ブリッジ３を取り除けば、交流点灯
の放電灯点灯装置とすることができる。しかしながら、
交流点灯の放電灯点灯装置においてはしばしば音響的共
鳴現象が発生する。音響的共鳴現象が発生すれば、ＨＩ
Ｄバルブ５の電極間の放電アークがゆらぎ、発光が不安
定になる。さらに、大きな共鳴が発生すれば、放電アー
クがＨＩＤバルブ５のガラス壁まで届く程にゆらぎ、ガ
ラス球を破壊することもある。なお、ＨＩＤバルブ５の
ガラス球形状と内部ガスの状態によって、共鳴周波数は
異なるが、必ずどこかの周波数で共鳴は発生し得る。現
状の低周波点灯装置において主流となっている低周波
は、この音響的共鳴現象がほとんど発生しない周波数範
囲である。換言すれば、安定な点灯を実現するために、
低周波を選択している。したがって、安定な低周波を外
れてＨＩＤバルブ５を点灯するためには、音響的共鳴現
象の回避が必須である。古くから知られている事象では
あるが、音響的共鳴現象の回避の例としては、特許文献
１および特許文献２がある。

【０００５】特許文献１においては、音響的共鳴現象の
回避するために、音響的共鳴現象検出手段と、周波数を
変化させる制御手段を用いた例であるが、音響的共鳴現
象検出手段として、ＨＩＤバルブの発光する光のゆらぎ
や、ＨＩＤバルブの電圧のみを検出している。なお、光
のゆらぎの検出には、精度の高い検出手段が必要とな
り、非現実的である。また、ＨＩＤバルブの電圧のみの
検出では、音響的共鳴現象を正確には捉え切れない。特
許文献２においては、ＨＩＤバルブの電圧と電流とを検
出し、演算手段や判断手段を用いて、音響的共鳴現象を
検出して、その周波数の回避を行うものであるが、演算
を行う前にフィルタ手段が必要であり、演算結果には時
間遅れが生じ、各々の位相がフィルタ手段によりずれる
ため、演算結果に時間的な誤差が生じる。したがって、
構成が極めて複雑になると共に、音響的共鳴現象を素早
く正確に検出することができない。

【０００６】

【特許文献１】特開昭５６−１１８９５号公報

【特許文献２】特表平９−５１００４６号公報

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電灯点灯装置
は以上のように構成されているので、交流点灯の放電灯
点灯装置において、音響的共鳴現象の回避するための手
段として、特許文献１においては、音響的共鳴現象を正
確には捉え切れず、また、特許文献２においては、構成
が極めて複雑になると共に、音響的共鳴現象を素早く正
確に検出することができないなどの課題があった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、簡単な構成によって、素早く音響
的共鳴現象を検出し、音響的共鳴現象を回避する放電灯
点灯装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【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、電圧検出手段および電流検出手段による各検
出値を加算した出力電力相当値の変動に応じたゆらぎ信
号を出力するゆらぎ検出回路を備え、ゆらぎ信号に応じ
てスイッチング回路を制御するようにしたものである。

【００１０】この発明に係る放電灯点灯装置は、電圧検
出手段および電流検出手段のうちの少なくともどちらか
一方による検出値を用いて、生成された出力電力相当値
を補正する補正手段を備え、補正手段により補正された
出力電力相当値およびゆらぎ検出回路により出力された
ゆらぎ信号に応じて、スイッチング回路を制御するよう
にしたものである。

【００１１】この発明に係る放電灯点灯装置は、電圧検
出手段および電流検出手段のうちの少なくともどちらか
一方による検出値を用いて、生成された出力電力相当値
および目標電力のうちのいずれか一方を補正する補正手
段を備え、補正手段により補正された出力電力相当値お
よび目標電力のうちのいずれか一方と、補正されていな
い他方と、ゆらぎ検出回路により出力されたゆらぎ信号
とに応じて、スイッチング回路を制御するようにしたも
のである。

【００１２】この発明に係る放電灯点灯装置は、電圧検
出手段を、変圧器の２次側の補助巻線として設けるよう
にしたものである。

【００１３】この発明に係る放電灯点灯装置は、電流検
出手段を、定電力制御用電流検出手段の２次側の補助巻
線として設けるようにしたものである。

【００１４】この発明に係る放電灯点灯装置は、電流検
出手段を、抵抗により構成したものである。

【００１５】この発明に係る放電灯点灯装置は、ゆらぎ
検出回路において、出力電力相当値を微分してゆらぎ信
号を出力する微分回路を備えたものである。

【００１６】この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯
の電極間に高周波放電を発生させて点灯を開始するよう
にしたものである。

【００１７】この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯
を高周波放電にて点灯させた後は、点灯周波数を低下さ
せるようにしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による交
流点灯の放電灯点灯装置を示す回路図であり、図におい
て、１は直流電源、５はＨＩＤバルブ（高輝度放電ラン
プ：放電灯）、６はスイッチングトランジスタ（スイッ
チング回路）、７はトランス（変圧器）である。２１は
トランス７の出力電圧を瞬時電力制御用として検出する
ポテンショントランス（以下、ＰＴと言う：電圧検出手
段）、２２はトランス７の出力電流を瞬時電力制御用と
して検出するカレントトランス（以下、ＣＴ１と言う：
電流検出手段）、２３はトランス７の出力電流を定電力
制御用として検出するカレントトランス（以下、ＣＴ２
と言う：定電力制御用電流検出手段）、２４はトランス
７の出力電圧を定電力制御用として電圧を制御回路に導
くダイオード（電圧検出手段）である。２５は共振回路
であり、点灯開始時にＨＩＤバルブ５に高電圧を印加し
て絶縁破壊を発生させるものである。２６はインダク
タ、２７はコンデンサである。２８はＰＴ２１およびＣ
Ｔ１・２２による各検出値に応じた各電圧値を加算した
出力電力相当値を検出する出力電力相当値検出回路であ
り、２９ａ〜２９ｄはダイオード、３０はコンデンサ、
３１は抵抗である。３２は出力電力相当値を微分してゆ
らぎ信号を出力するコンデンサ（微分回路）であり、出
力電力相当値検出回路２８とこのコンデンサ３２により
ゆらぎ検出回路を構成するものである。３３はダイオー
ド、３４，３７はコンデンサ、３５，３８は抵抗であ
る。３６はＣＴ２・２３およびダイオード２４からの出
力電流および出力電圧に応じてスイッチングトランジス
タ６に供給する制御信号のデューティ比又はスイッチン
グ周波数を変化させ、ＨＩＤバルブ５に供給する定電力
を制御すると共に、出力電力相当値検出回路２８から出
力された出力電力相当値の変動を、コンデンサ３２によ
り微分した電圧値（ゆらぎ信号）に応じて、スイッチン
グトランジスタ６に供給する制御信号のデューティ比又
はスイッチング周波数を変化させ、音響的共鳴現象を回
避する制御回路である。

【００１９】図２は制御回路の詳細を示すブロック回路
図であり、図において、４１はダイオード２４を通じて
入力される出力電圧値から定電力制御用の目標電流を生
成する目標電流生成回路、４２は＋端子をその目標電流
に、−端子をＣＴ２・２３を通じて入力される定電力制
御用の出力電流にそれぞれ接続された演算増幅器、４３
はのこぎり波発生回路、４４は＋端子をそののこぎり波
発生回路４３に、−端子を演算増幅器４２の出力にコン
デンサ３２の出力であるゆらぎ信号の変動を加算した電
圧に、出力端子をスイッチングトランジスタ６のゲート
にそれぞれ接続された比較器である。

【００２０】次に動作について説明する。図１におい
て、ＨＩＤバルブ５の点灯開始時には、直流電源１の電
圧をスイッチングトランジスタ６でスイッチングし、徐
々に周波数を高める。トランス７で昇圧された交流電圧
は、共振回路２５に供給され、周波数がそれらインダク
タ２６およびコンデンサ２７に応じた共振周波数となっ
た場合に、コンデンサ２７の両端に高電圧が発生し、Ｈ
ＩＤバルブ５の電極間に高電圧が印加される。これによ
り、ＨＩＤバルブ５は、放電を開始する。また、ＣＴ２
・２３は、トランス７の出力電流、すなわち、ＨＩＤバ
ルブ５に供給される電流を検出しており、ダイオード３
３、コンデンサ３４および抵抗３５により、整流、平滑
化された電圧値として、制御回路３６に定電力制御用と
して供給される。また、ダイオード２４は、トランス７
の出力電圧、すなわち、ＨＩＤバルブ５に供給される電
圧を検出しており、整流、平滑化された電圧値として、
制御回路３６に定電力制御用として供給される。図２に
おいて、目標電流生成回路４１では、ダイオード２４を
通じて入力される出力電圧値から定電力制御用の目標電
流を生成する。例えば、目標電力が３４Ｗである場合に
は、３４Ｗ／電圧により目標電流が生成される。演算増
幅器４２では、その目標電流とＣＴ２・２３を通じて入
力される定電力制御用の出力電流とを比較し、その差分
を増幅出力する。比較器４４では、のこぎり波発生回路
４３により発生されたのこぎり波と演算増幅器４２の出
力信号とを比較して、スイッチングトランジスタ６に供
給する制御信号のデューティ比を変化させ、ＨＩＤバル
ブ５に供給する定電力を制御する。

【００２１】次に、音響的共鳴現象の発生の検出および
その回避動作について説明する。図１において、ＰＴ２
１は、トランス７の出力電圧、すなわち、ＨＩＤバルブ
５に供給される電圧を検出し、ＣＴ１・２２は、トラン
ス７の出力電流、すなわち、ＨＩＤバルブ５に供給され
る電流を検出する。ここで、ＨＩＤバルブ５の交流点灯
中に発生する音響的共鳴現象は、そのＨＩＤバルブ５に
供給される出力電力に応じて発生し、その音響的共鳴現
象の発生時には、ＨＩＤバルブ５に供給される出力電力
が急激に変動する性質がある。この性質を利用して、出
力電圧相当値検出回路２８では、ＰＴ２１およびＣＴ１
・２２による各検出値を加算した電圧値から擬似的にＨ
ＩＤバルブ５に供給される出力電力を検出し、ダイオー
ド２９ａ〜２９ｄにより整流し、コンデンサ３０および
抵抗３１により平滑化した出力電圧相当値を得る。さら
に、この出力電圧相当値をコンデンサ３２により微分し
てゆらぎ信号を出力する。一般に、検出した出力電圧を
Ｖ_Ｌ、出力電流をＩ_Ｌとすると、出力電力は（Ｖ _Ｌ×Ｉ
_Ｌ）を算出しなくてはならないため、回路を構成するこ
とは、非常に困難である。そこで、Ｖ_ＬとＩ_Ｌとを加算
することにより近似的に求め、回路構成等を容易としつ
つ、出力電力をすばやく求めることが可能となる。すな
わち、出力電力≒[｛Ｖ_Ｌ×（巻数比）＋Ｉ_Ｌ×（巻数比）｝
−（オフセット値）］×（ゲイン値）とすれば良い。この時、オフセット値およびゲイン値は
放電灯点灯装置毎にその設計上の特性により求めて使用
すれば良い。さらに、オフセット値は、上記の式により
求められた近似出力電力を微分することにより、消去す
ることができ、ゆらぎ検出に出力電力相当値の微分を用
いることとすればオフセット値への考慮は不要となる。
また、ゲイン値は、回路中のコンデンサの特性等を調整
することにより適切な値とすることができる。ここで、
式の一例を示すと、ＰＴ２１の巻数比を８５：２．５、
ＣＴ１・２２の巻数比を、０．４：２．５とした場合に
は、オフセット値を２．５とし、ゲイン値を１３．６と
すれば良い。すなわち、８５（Ｖ）、０．４（Ａ）を定
格電圧、電流とすると、出力電力は、Ｖ_Ｌ×Ｉ_Ｌ＝８５（Ｖ）×０．４（Ａ）＝３４（Ｗ）出力電力相当値は、｛｛（85）×（2.5／85）＋（0.4）×（2.5／0.4）｝−
2.5｝×13.6＝34（Ｗ）となり、近似的に加算演算により出力電力相当値を求め
ることが可能となる。このように、ＰＴ２１およびＣＴ
１・２２による各検出値を加算した電圧値に定数を加味
すれば擬似的にＨＩＤバルブ５に供給される出力電力を
検出することができる。なお、ＰＴ２１およびＣＴ１・
２２の出力を逆相になるように接続すれば、すなわち、
両者を減算（Ｖ−Ｉ）すれば、各々の変化量をより顕著
に検出することができる。コンデンサ３２は、その出力
電力相当値検出回路２８からの出力電力相当値を微分し
てゆらぎ信号として制御回路３６に出力する。図２にお
いて、制御回路３６では、演算増幅器４２の出力信号
に、その微分によって得られたゆらぎ信号を重畳してい
るので、音響的共鳴現象が発生した場合には、そのゆら
ぎ信号の変動から、比較器４４からスイッチングトラン
ジスタ６に供給する制御信号のデューティ比を変化さ
せ、ＨＩＤバルブ５に供給する電力を変化させ、音響的
共鳴現象を回避する。

【００２２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、出力電力相当値検出回路２８では、ＰＴ２１および
ＣＴ１・２２による各検出値に応じた各電圧値を加算し
た電圧値から擬似的にＨＩＤバルブ５に供給される出力
電力を検出し、制御回路３６では、その出力電力相当値
の変動から、ＨＩＤバルブ５の交流点灯中に音響的共鳴
現象が発生したと判断して、スイッチングトランジスタ
６に供給する制御信号のデューティ比を変化させ、ＨＩ
Ｄバルブ５への出力電力を変化させる。ＨＩＤバルブ５
の交流点灯中に発生する音響的共鳴現象は、そのＨＩＤ
バルブ５に供給される出力電力に応じて発生するので、
ＨＩＤバルブ５への出力電力を変化させることによっ
て、音響的共鳴現象を回避することができる。なお、ス
イッチング周波数を変化させても同様に音響的共鳴現象
を回避できる。また、出力電圧および出力電流の各検出
値を加算した電圧値から極めて容易に音響的共鳴現象を
検出することができると共に、フィルタ処理や演算に要
する時間遅れはなく、簡単な構成によって、素早く音響
的共鳴現象を検出し、音響的共鳴現象を回避することが
できる。さらに、出力電力相当値検出回路２８から出力
された出力電力相当値を微分してゆらぎ信号として制御
回路３６に出力するコンデンサ３２を備えたので、ゆら
ぎ信号を応答性良く、制御回路３６に伝えることがで
き、さらに、簡単な構成によって、素早く音響的共鳴現
象を検出し、音響的共鳴現象を回避することができる。
なお、瞬時電力制御用のＰＴ２１と定電力制御用のダイ
オード２４は、いずれか１つの電圧検出手段で共用して
も良く、瞬時電力制御用のＣＴ１・２２と定電力制御用
のＣＴ２・２３は、いずれか１つの電流検出手段で共用
しても良い。

【００２３】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２による交流点灯の放電灯点灯装置を示す回路図であ
り、図において、５１はトランス７の２次側の補助巻線
（電圧検出手段）であり、図１におけるＰＴ２１をこの
補助巻線５１で代用したものである。その他の構成につ
いては図１と同等である。ＨＩＤバルブ５への出力電力
は、トランス７の２次側から出力されるため、トランス
７の２次側に補助巻線５１を設ければ、出力電力と相関
のある電圧を読み取ることができる。さらに、トランス
７の２次側の出力巻線と補助巻線５１との巻数比を８
５：２．５にすれば、実施の形態１と同様の効果が得ら
れる。以上のように、この実施の形態２によれば、トラ
ンス７の２次側に補助巻線５１を設ければ、ＰＴ２１を
別途設ける必要はなく、構成を簡単にすることができ
る。

【００２４】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３による交流点灯の放電灯点灯装置を示す回路図であ
り、図において、６１は出力電流を検出するシャント抵
抗（電流検出手段）、６２はシャント抵抗６１に発生す
る電圧（出力電流相当）と、トランス７の２次側の補助
巻線５１に発生する電圧（出力電圧相当）との加算値を
増幅する増幅器、６３はダイオード、６４はコンデン
サ、６５は抵抗である。６６はダイオード２４からの出
力電圧を用いて、生成された出力電力相当値を補正し、
その補正された出力電力相当値に応じてスイッチングト
ランジスタ６に供給する制御信号のデューティ比又はス
イッチング周波数を変化させ、ＨＩＤバルブ５に供給す
る定電力を制御すると共に、コンデンサ３２により出力
されたゆらぎ信号に応じて、スイッチングトランジスタ
６に供給する制御信号のデューティ比又はスイッチング
周波数を変化させ、音響的共鳴現象を回避する制御回路
である。その他の構成については図１と同等である。

【００２５】図５は制御回路の詳細を示すブロック回路
図であり、図において、７１は定常時３４Ｗとなる固定
値の定電力制御用の目標電力を生成する目標電力生成回
路、７２はダイオード２４を通じて入力される出力電圧
を用いて、増幅器６２によって生成された出力電力相当
値を補正する補正回路（補正手段）である。演算増幅器
４２の＋端子には目標電力が入力され、−端子には補正
された出力電力相当値が入力されるように接続されてい
る。その他の構成については図２と同等である。

【００２６】次に動作について説明する。図４におい
て、シャント抵抗６１は、その電圧降下によりトランス
７の出力電流、すなわち、ＨＩＤバルブ５に供給される
電流を検出し、トランス７の２次側の補助巻線５１は、
トランス７の出力電圧、すなわち、ＨＩＤバルブ５に供
給される電圧を検出し、両者は加算される。ここで、シ
ャント抵抗６１により発生する電圧降下は、上記実施の
形態１におけるＣＴ１・２２により発生する電圧に比べ
て微小なため、補助巻線５１の巻数も同等に減じ、低下
した両者の加算値を増幅器６２により必要なレベルにま
で増幅する。増幅された加算値は、ダイオード６３によ
り整流され、コンデンサ６４および抵抗６５により平滑
化され、出力電圧相当値として制御回路６６に出力され
る。また、コンデンサ３２によりその出力電圧相当値が
微分され、ゆらぎ信号として制御回路６６に出力され
る。さらに、ダイオード２４を通じて入力され、コンデ
ンサ３７および抵抗３８により平滑化されたトランス７
の出力電圧が制御回路６６に出力される。

【００２７】図５において、目標電力生成回路７１で
は、定常時３４Ｗとなる固定値の定電力制御用の目標電
力を生成する。また、補正回路７２では、ダイオード２
４を通じて入力される出力電圧を用いて、増幅器６２に
よって生成された出力電力相当値の誤差を補正する。す
なわち、上記実施の形態１では、検出した出力電圧をＶ
_Ｌ、出力電流をＩ_Ｌとし、出力電力をＶ_ＬとＩ_Ｌとを加
算することにより近似的に求めたが、この出力電力相当
値と実際の出力電力とでは誤差が生じる。実施の形態１
では、実際の出力電力をＰ、出力電力相当値をＰ′とす
れば、Ｐ＝Ｖ_Ｌ×Ｉ_ＬＰ′＝[｛Ｖ_Ｌ×（巻数比）＋Ｉ_Ｌ×（巻数比）｝−
（オフセット値）］×（ゲイン値）としていた。ここで、（巻数比）＝（オフセット値）／（定格電圧）（巻数比）＝（オフセット値）／（定格電流）（ゲイン値）＝（定格電力）／（オフセット値）であるから、Ｐ′＝［｛Ｖ_Ｌ／（定格電圧）＋Ｉ_Ｌ／（定格電流）｝
−１］×（定格電力）とすることができる。また、Ｐ＝Ｖ_Ｌ×Ｉ_Ｌ＝（定格電力）とするならば、ＰとＰ′の関係は、Ｐ′／Ｐ＝（定格電流）／Ｉ_Ｌ＋Ｉ_Ｌ／（定格電流）−
１または、Ｐ′／Ｐ＝（定格電圧）／Ｖ_Ｌ＋Ｖ_Ｌ／（定格電圧）−
１となり、実際の出力電力をＰと出力電力相当値をＰ′と
の誤差は、出力電圧Ｖ_Ｌ、または出力電流Ｉ_Ｌによって
求めることができる。そこで、この実施の形態３では、
補正回路７２において、ダイオード２４を通じて入力さ
れる出力電圧を用いて、出力電力相当値の誤差を補正す
るものである。演算増幅器４２では、目標電力と補正さ
れた出力電力相当値とを比較し、その差分を増幅出力す
る。比較器４４では、のこぎり波発生回路４３により発
生されたのこぎり波と演算増幅器４２の出力信号とを比
較して、スイッチングトランジスタ６に供給する制御信
号のデューティ比を変化させ、ＨＩＤバルブ５に供給す
る定電力を制御する。なお、上記実施の形態１同様、コ
ンデンサ３２の出力によりゆらぎ信号が検出された場合
には、比較器４４からスイッチングトランジスタ６に供
給する制御信号のデューティ比を変化させ、ＨＩＤバル
ブ５に供給する電力を変化させ、音響的共鳴現象を回避
する動作を行う。

【００２８】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、補正回路７２により出力電圧または出力電流の検出
値を用いて、出力電力相当値を補正するようにしたの
で、簡単な構成によって出力電力相当値を補正すること
ができると共に、より実際の出力電力に近い値によりス
イッチング回路を制御することができ、簡単な構成によ
って精度の高い電力制御を行うことができる。また、上
記実施の形態１では、定格電力を出力させるために、出
力電圧を取り入れ、最適な出力電流を目標電流として算
出して制御に用いていたが、この実施の形態３では、出
力電圧から目標電流を算出する必要がなく、目標電力に
より直接制御することができ、より応答性の良いフィー
ドバック制御ができる。さらに、シャント抵抗６１によ
り出力電流を検出することで、ＣＴ１・２２等に比べて
構成を簡単にすることができる。なお、瞬時電力制御用
の補助巻線５１と定電力制御用のダイオード２４は、い
ずれか１つの電圧検出手段で共用しても良い。また、こ
の実施の形態３における補正回路７２は、ダイオード２
４によって検出された出力電圧の検出値を用いて、出力
電力相当値を補正したが、シャント抵抗６１によって検
出された出力電流の検出値を用いて、出力電力相当値を
補正しても良い。

【００２９】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４による制御回路の詳細を示すブロック回路図であ
り、図において、８１はダイオード２４を通じて入力さ
れる出力電圧を用いて、目標電力生成回路７１により生
成された目標電力を補正する補正回路（補正手段）であ
る。その他の構成については図５と同等である。上記実
施の形態３では、補正回路７２により出力電力相当値を
補正するように構成したが、この実施の形態４では、補
正回路８１により目標電力生成回路７１により生成され
た目標電力を補正するようにしたものである。以上のよ
うに、この実施の形態４によれば、補正回路８１により
出力電圧または出力電流の検出値を用いて、目標電力を
補正するようにしたので、簡単な構成によって目標電力
を補正することができると共に、より実際の出力電力に
近い値によりスイッチング回路を制御することができ、
簡単な構成によって精度の高い電力制御を行うことがで
きる。

【００３０】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５による交流点灯の放電灯点灯装置を示す回路図であ
り、図において、５２はＣＴ２・２３の２次側の補助巻
線（電流検出手段）であり、図１におけるＣＴ１・２２
をこの補助巻線５２で代用したものである。その他の構
成については図３と同等である。以上のように、この実
施の形態５によれば、ＣＴ１・２２を別途設ける必要は
なく、構成を簡単にすることができる。

【００３１】実施の形態６．図８はこの発明の実施の形
態６による交流点灯の放電灯点灯装置を示す回路図であ
り、図において、インダクタ２６およびコンデンサ２７
からなる共振回路２５を削除したものである。その他の
構成については図７と同等である。この実施の形態６で
は、ＨＩＤバルブ５の電極間に高周波放電を発生させて
点灯を開始するようにしたものである。高周波は、制御
回路３６の制御によるスイッチングトランジスタ６の動
作により発生される。実施の形態１と同様に、出力電力
相当値検出回路２８から出力された出力電力相当値検出
信号を微分してゆらぎ信号として制御回路３６に出力す
るコンデンサ３２を備え、ゆらぎ信号を応答性良く制御
回路３６に伝え、素早く音響的共鳴現象を回避すること
ができるので、ＨＩＤバルブ５に出力可能な周波数は、
広範囲に拡大することができる。ＨＩＤバルブ５に出力
される周波数をＭＨｚあるいはそれ以上に拡大すれば、
ＨＩＤバルブ５の電極上のガスが絶縁破壊し、高周波コ
ロナ放電を発生し、電極間に電流が流れる。この高周波
コロナ放電をトリガにして、ＨＩＤバルブ５を点灯させ
る。その結果、高電圧を印加して絶縁破壊を発生させる
共振回路２５等のイグナイタを不要にすることができ
る。

【００３２】また、ＨＩＤバルブ５を高周波放電にて点
灯させた後は、点灯周波数を低下させる。この点灯周波
数の低下制御は、制御回路３６によるスイッチングトラ
ンジスタ６の動作により行われる。ＨＩＤバルブ５の点
灯には、ＭＨｚあるいはそれ以上の高周波が必要なため
にラジオノイズとして放射される電力が少なからずある
ため、点灯を開始する一瞬以外は、ラジオノイズを発生
しない低い周波数で点灯する。また、スイッチングトラ
ンジスタ６およびトランス７の高周波特性は、低周波に
比べれば低く、高周波使用での効率が低下するため、高
周波動作は点灯を開始する一瞬だけで、点灯中は効率の
高い低周波で動作する。

【００３３】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、音響的共鳴現象を回避して、高周波コロナ放電によ
り電極間に電流を流すことができるため、高電圧を印加
して絶縁破壊を発生させる共振回路２５等のイグナイタ
を不要にすることができる。また、ラジオの周波数帯域
と重複するコロナ放電発生高周波によるラジオノイズの
発生を回避すると共に、スイッチングトランジスタ６お
よびトランス７の高周波動作による電力変換効率の低下
を回避することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電圧
検出手段および電流検出手段による各検出値を加算した
出力電力相当値の変動に応じたゆらぎ信号を出力するゆ
らぎ検出回路を備え、ゆらぎ信号に応じてスイッチング
回路を制御するように構成したので、ゆらぎ検出回路で
は、出力電圧および出力電流の各検出値を加算した電圧
値から擬似的に出力電力を算出でき、その出力電力相当
値の変動に応じたゆらぎ信号を検出する。また、そのゆ
らぎ信号から、放電灯の交流点灯中に音響的共鳴現象が
発生したと判断して、制御信号を変化させ、放電灯への
出力電力を変化させる。放電灯の交流点灯中に発生する
音響的共鳴現象は、その放電灯に供給される出力電力に
応じて発生するので、放電灯への出力電力を変化させる
ことによって、音響的共鳴現象を回避することができ
る。また、出力電圧および出力電流の各検出値を加算し
た電圧値から極めて容易に音響的共鳴現象を検出するこ
とができると共に、フィルタ処理や演算に要する時間遅
れはなく、簡単な構成によって、素早く音響的共鳴現象
を検出し、音響的共鳴現象を回避することができる効果
がある。

【００３５】この発明によれば、電圧検出手段および電
流検出手段のうちの少なくともどちらか一方による検出
値を用いて、生成された出力電力相当値を補正する補正
手段を備え、補正手段により補正された出力電力相当値
およびゆらぎ検出回路により出力されたゆらぎ信号に応
じて、スイッチング回路を制御するように構成したの
で、簡単な構成によって出力電力相当値を補正すること
ができると共に、より実際の出力電力に近い値によりス
イッチング回路を制御することができ、簡単な構成によ
って精度の高い電力制御を行うことができる効果があ
る。

【００３６】この発明によれば、電圧検出手段および電
流検出手段のうちの少なくともどちらか一方による検出
値を用いて、生成された出力電力相当値および目標電力
のうちのいずれか一方を補正する補正手段を備え、補正
手段により補正された出力電力相当値および目標電力の
うちのいずれか一方と、補正されていない他方と、ゆら
ぎ検出回路により出力されたゆらぎ信号とに応じて、ス
イッチング回路を制御するように構成したので、簡単な
構成によって出力電力相当値または目標電力を補正する
ことができると共に、より実際の出力電力に近い値によ
りスイッチング回路を制御することができ、簡単な構成
によって精度の高い電力制御を行うことができる効果が
ある。

【００３７】この発明によれば、電圧検出手段を、変圧
器の２次側の補助巻線として設けるように構成したの
で、変圧器の２次側に補助巻線を設ければ、電圧検出手
段を別途設ける必要はなく、構成を簡単にすることがで
きる効果がある。

【００３８】この発明によれば、電流検出手段を、定電
力制御用電流検出手段の２次側の補助巻線として設ける
ように構成したので、電流検出手段を別途設ける必要は
なく、構成を簡単にすることができる効果がある。

【００３９】この発明によれば、電流検出手段を、抵抗
により構成したので、電流検出手段の構成を簡単にする
ことができる効果がある。

【００４０】この発明によれば、ゆらぎ検出回路におい
て、出力電力相当値を微分してゆらぎ信号を出力する微
分回路を備えるように構成したので、応答性の良いゆら
ぎ信号を伝えることができ、さらに、簡単な構成によっ
て、素早く音響的共鳴現象を検出し、音響的共鳴現象を
回避することができる効果がある。

【００４１】この発明によれば、放電灯の電極間に高周
波放電を発生させて点灯を開始するように構成したの
で、音響的共鳴現象を回避して、高周波コロナ放電によ
り電極間に電流を流すことができるため、高電圧を印加
して絶縁破壊を発生させる共振回路等のイグナイタを不
要にすることができる効果がある。

【００４２】この発明によれば、放電灯を高周波放電に
て点灯させた後は、点灯周波数を低下させるように構成
したので、ラジオの周波数帯域と重複するコロナ放電発
生高周波によるラジオノイズの発生を回避すると共に、
スイッチング回路および変圧器の高周波動作による電力
変換効率の低下を回避することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による交流点灯の放
電灯点灯装置を示す回路図である。

【図２】制御回路の詳細を示すブロック回路図であ
る。

【図３】この発明の実施の形態２による交流点灯の放
電灯点灯装置を示す回路図である。

【図４】この発明の実施の形態３による交流点灯の放
電灯点灯装置を示す回路図である。

【図５】制御回路の詳細を示すブロック回路図であ
る。

【図６】この発明の実施の形態４による制御回路の詳
細を示すブロック回路図である。

【図７】この発明の実施の形態５による交流点灯の放
電灯点灯装置を示す回路図である。

【図８】この発明の実施の形態６による交流点灯の放
電灯点灯装置を示す回路図である。

【図９】従来の高電圧パルス発生回路により点灯を行
う放電灯点灯装置を示す回路図である。

【符号の説明】

１直流電源、５ＨＩＤバルブ（高輝度放電ランプ：
放電灯）、６スイッチングトランジスタ（スイッチン
グ回路）、７トランス（変圧器）、２１ポテンショ
ントランス（電圧検出手段）、２２カレントトランス
（電流検出手段）、２３カレントトランス（定電力制
御用電流検出手段）、２４ダイオード（電圧検出手
段）、２５共振回路、２６インダクタ、２７，３
０，３４，３７，６４コンデンサ、２８出力電力相
当値検出回路、２９ａ〜２９ｄ，３３，６３ダイオー
ド、３１，３５，３８，６５抵抗、３２コンデンサ
（微分回路）、３６，６６制御回路、４１目標電流
生成回路、４２演算増幅器、４３のこぎり波発生回
路、４４比較器、５１補助巻線（電圧検出手段）、
５２補助巻線（電流検出手段）、６１シャント抵抗
（電流検出手段）、６２増幅器、７１目標電力生成回
路、７２，８１補正回路（補正手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源に接続され、制御信号に応じてオン
オフして矩形波を発生するスイッチング回路と、上記スイッチング回路により発生された矩形波を昇圧し
て放電灯に供給する変圧器と、上記変圧器の出力電圧を検出する電圧検出手段と、上記変圧器の出力電流を検出する電流検出手段と、上記電圧検出手段および上記電流検出手段による各検出
値を加算して出力電力相当値を生成し、その出力電力相
当値の変動に応じたゆらぎ信号を出力するゆらぎ検出回
路とを備え、上記ゆらぎ検出回路により出力されたゆらぎ信号に応じ
て、上記スイッチング回路を制御することを特徴とする
放電灯点灯装置。
【請求項２】電圧検出手段および電流検出手段のうち
の少なくともどちらか一方による検出値を用いて、生成
された出力電力相当値を補正する補正手段を備え、上記補正手段により補正された出力電力相当値およびゆ
らぎ検出回路により出力されたゆらぎ信号に応じて、ス
イッチング回路を制御することを特徴とする請求項１記
載の放電灯点灯装置。
【請求項３】電圧検出手段および電流検出手段のうち
の少なくともどちらか一方による検出値を用いて、生成
された出力電力相当値および目標電力のうちのいずれか
一方を補正する補正手段を備え、上記補正手段により補正された出力電力相当値および目
標電力のうちのいずれか一方と、補正されていない他方
と、ゆらぎ検出回路により出力されたゆらぎ信号とに応
じて、スイッチング回路を制御することを特徴とする請
求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】電圧検出手段は、変圧器の２次側の補助
巻線として設けられたことを特徴とする請求項１記載の
放電灯点灯装置。
【請求項５】変圧器の出力電流を検出し、その平均化
した出力電流を定電力制御用として出力する定電力制御
用電流検出手段の２次側の補助巻線としてゆらぎ検出用
の電流検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載
の放電灯点灯装置。
【請求項６】電流検出手段は、抵抗により構成された
ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】ゆらぎ検出回路は、出力電力相当値を微
分してゆらぎ信号を出力する微分回路を備えたことを特
徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】放電灯の電極間に高周波放電を発生させ
て点灯を開始することを特徴とする請求項１記載の放電
灯点灯装置。
【請求項９】放電灯を高周波放電にて点灯させた後
は、点灯周波数を低下させることを特徴とする請求項８
記載の放電灯点灯装置。