JP2005251722A - 高圧放電灯点灯装置、始動装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面倒な調整を行うこと無く高圧放電灯を確実に始動点灯させ、しかも、点灯装置からのパルス電圧によって始動装置が悪影響を受けないようにする。
【解決手段】点灯装置と高圧放電灯との距離が長い場合は、点灯装置２の端子３０ａ，３０ｂに長い配線４０ａ，４０ｂの一端を接続し、この配線４０ａ，４０ｂの他端に第２の始動装置５の入力端子４１ａ，４１ｂを接続し、この第２の始動装置の出力端子４２ａ，４２ｂに高圧放電灯３を短い配線で接続する。第２の始動装置は点灯装置の出力に応じてパルス電圧を発生し、高圧放電灯に印加する。また、第２の始動装置は点灯装置からのパルス電圧をパルス電圧低減手段によって低減する。点灯装置と高圧放電灯との距離が短い場合は、第２の始動装置を使用せず点灯装置に高圧放電灯を短い配線で直接接続する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、高圧放電灯を点灯制御する高圧放電灯点灯装置、この高圧放電灯点灯装置に使用される始動装置及びこの高圧放電灯点灯装置を使用した照明装置に関する。

従来、高圧放電灯を始動させる高圧パルス電圧を発生させる始動装置を内蔵した高圧放電灯点灯装置においては、点灯装置が高圧放電灯に近接配置され、始動装置と高圧放電灯との配線距離が短い場合は高圧パルス電圧が減衰することなく高圧放電灯に印加されるため始動性に問題は生じない。しかし、器具類の設置の都合から点灯装置と高圧放電灯との配線距離が長くなる場合がある。このような場合は配線長による浮遊容量やインダクタンス成分などが大きくなり高圧パルス電圧の減衰が大きくなって放電灯を点灯させることができなくなる。

このため、始動装置として、パルス発生部の主コンデンサに、複数のコンデンサをそれぞれ外部からの操作によって並列に接続させる出力切換手段を設け、始動装置と放電灯との距離が長くなると主コンデンサに並列に接続されるコンデンサの数を増やして全体の容量を大きくし、距離に応じた適切なパルス電圧を発生させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、高圧放電灯安定器と照明器具とを離して設置し、高圧放電灯安定器側に昇圧装置を配置するとともに照明器具に高圧放電ランプと高電圧パルス発生装置を配置し、高圧放電灯安定器からの無負荷二次電圧に昇圧装置からの高い電圧を重畳した高電圧を高電圧パルス発生装置に出力し、高電圧パルス発生装置では入力する高電圧にさらに高電圧パルスを重畳して高圧放電灯に印加するものが知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
特開平５−２８３１８０号公報 実用新案登録第２５９８５２１号公報 特開平８−４５６７８号公報

しかしながら、始動装置と放電灯との間の配線長は、設置場所や設置位置などによって異なるため、上記した特許文献１のものでは設置の都度、出力切換手段を操作して調整を行わなければならない面倒があり、また、複数のコンデンサや出力切換手段を設けることにより全体として始動装置が大形化する問題があった。

また、上記した特許文献２及び３のように、安定器側から発生した高電圧を高電圧パルス発生装置がそのまま取込み、この取込んだ高電圧に高圧パルスを重畳して高圧放電灯に印加する構成では、安定器側からの高電圧が高電圧パルス発生装置の各素子に悪影響を及ぼす虞がある。

そこで、請求項１及び２記載の発明は、点灯装置と高圧放電灯との距離が長い場合において間に始動装置を接続することで面倒な調整を行うこと無く高圧放電灯を始動点灯させることができ、しかも、点灯装置からのパルス電圧によって始動装置が悪影響を受けることを低減できる高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

また、請求項２記載の発明は、さらに、パルス電圧による雑音や放電灯へのダメージを低減できる高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

また、請求項３乃至６記載の発明は、点灯装置からのパルス電圧によって悪影響を受けることを低減できる始動装置を提供することを目的とする。

また、請求項４記載の発明は、さらに、パルス電圧による雑音や放電灯へのダメージを低減できる始動装置を提供することを目的とする。

また、請求項７及び８記載の発明は、パルス電圧による雑音発生を防止できるとともにパルス電圧が無駄に発生するのを防止できる始動装置を提供することを目的とする。

また、請求項９記載の発明は、点灯装置と高圧放電灯との距離が長い場合において間に始動装置を接続することで面倒な調整を行うこと無く高圧放電灯を始動点灯させることができ、しかも、点灯装置からのパルス電圧によって始動装置が悪影響を受けることを低減できる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、高圧放電灯と、この高圧放電灯が始動可能なパルス電圧を発生する第１の始動装置を内蔵した点灯装置と、この点灯装置と高圧放電灯との間に設けられ、接続時には点灯装置の第１の始動装置のパルス電圧を低減する電圧低減手段を有するとともに高圧放電灯を始動させるパルス電圧を発生するパルス電圧発生手段を有する第２の始動装置とを備えた高圧放電灯点灯装置にある。

高圧放電灯は水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等である。点灯装置は、出力を変化可能であるもので、例えば、インバータ、チョッパ、あるいはこれらを組み合わせたもの等が比較的簡単かつ安価に入手可能である。

請求項２記載の発明は、第２の始動装置に、さらに、パルス電圧発生手段によるパルス電圧の発生動作を間欠的に行わせる間欠動作制御手段を設けた高圧放電灯点灯装置にある。
請求項３記載の発明は、点灯装置と高圧放電灯との間に設けられ、点灯装置からのパルス電圧を低減するパルス電圧低減手段および高圧放電灯を始動させるパルス電圧を発生するパルス電圧発生手段とを具備した始動装置にある。
本発明の始動装置によれば、点灯装置から発生したパルス電圧を低減し、さらに、高圧放電灯を始動させるパルス電圧を発生させることができるので、ランプの種類や設置距離によって始動装置を選択できる。また、始動装置を高圧放電灯に近接させることもできる。

請求項４記載の発明は、さらに、パルス電圧発生手段によるパルス電圧の発生動作を間欠的に行わせる間欠動作制御手段を設けた始動装置にある。
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の始動装置において、パルス電圧低減手段は、パルス電圧を吸収して低減することにある。パルス電圧を吸収するものとしては、少なくともコンデンサがあり、コンデンサとしては、例えば、０．０３３μＦ以上が適している。

請求項６記載の発明は、請求項３又は４記載の始動装置において、パルス電圧低減手段は、パルス電圧の波高値を所定値以下に抑制して低減することにある。この場合の所定値としては、例えば、無負荷時の出力電圧の最大値よりも低くなるように設定する。パルス電圧の波高値を抑制するものとしては、ツェナーダイオード、バリスタ、放電ギャップ部材等がある。

請求項７記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか１記載の始動装置において、パルス電圧発生手段から高圧放電灯へのパルス電圧の供給を停止させる操作部を有することにある。
請求項８記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか１記載の始動装置において、パルス電圧発生手段から高圧放電灯へのパルス電圧の供給を一定時間経過後に停止させるタイマ回路を有することにある。
請求項９記載の発明は、高圧放電灯を支持した照明器具と、この照明器具の高圧放電灯を点灯制御する請求項１又は２記載の高圧放電灯点灯装置とからなる照明装置にある。

請求項１及び２記載の発明によれば、点灯装置と高圧放電灯との距離が長い場合において間に始動装置を接続することで面倒な調整を行うこと無く高圧放電灯を始動点灯させることができ、しかも、点灯装置からのパルス電圧によって始動装置が悪影響を受けることを低減できる高圧放電灯点灯装置を提供できる。

また、請求項２記載の発明によれば、さらに、パルス電圧による雑音や放電灯へのダメージを低減できる。

また、請求項３乃至６記載の発明によれば、点灯装置からのパルス電圧によって悪影響を受けることを低減できる始動装置を提供できる。

また、請求項４記載の発明によれば、さらに、パルス電圧による雑音や放電灯へのダメージを低減できる。

また、請求項７及び８記載の発明によれば、パルス電圧による雑音発生を防止できるとともにパルス電圧が無駄に発生するのを防止できる始動装置を提供できる。

また、請求項９記載の発明によれば、点灯装置と高圧放電灯との距離が長い場合において間に始動装置を接続することで面倒な調整を行うこと無く高圧放電灯を始動点灯させることができ、しかも、点灯装置からのパルス電圧によって始動装置が悪影響を受けることを低減できる照明装置を提供できる。

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、商用交流電源１に点灯装置２を接続し、この点灯装置２の出力端子に高圧放電灯３を接続している。前記点灯装置２は高圧放電灯３を始動させるパルス電圧を発生する第１の始動装置４を内蔵している。
このように、点灯装置２を高圧放電灯３とは離間して設置するが、高圧放電灯３との距離が短い場合は、点灯装置２と高圧放電灯３との配線長は短いので点灯装置２に高圧放電灯３を直接接続する。

前記点灯装置２の構成を具体的に示すと、図２に示すように、前記商用交流電源１にダイオードブリッジからなる全波整流回路１１の入力端子を接続し、この全波整流回路１１の出力端子にコンデンサ１２を並列に接続するとともに、第１のインダクタ１３を介してＭＯＳ形の第１のＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）１４と第１の電流検出素子１５との直列回路を並列に接続している。そして、前記第１のＦＥＴ１４と第１の電流検出素子１５との直列回路にダイオード１６を順方向に介して電解コンデンサからなる平滑コンデンサ１７を並列に接続している。

前記第１のインダクタ１３、第１のＦＥＴ１４、ダイオード１６、平滑コンデンサ１７は昇圧チョッパ回路１９を構成している。この昇圧チョッパ回路１９は、チョッピング制御部１８を設け、このチョッピング制御部１８に前記全波整流回路１１からの入力電圧、前記平滑コンデンサ１７の両端間に発生する出力電圧、前記第１の電流検出素子１５からの出力電圧をそれぞれ入力し、前記ＦＥＴ１４をオン、オフ制御するとともにそのターンオフタイミングを制御するようにしている。

前記昇圧チョッパ回路１９の出力端子、すなわち、前記平滑コンデンサ１７の両端間に、極性反転回路兼レギュレータ回路２０を接続している。前記極性反転回路兼レギュレータ回路２０は、ＭＯＳ形の第２、第３、第４、第５のＦＥＴ２１，２２，２３，２４、第２、第３のインダクタ２５，２６、前記第１の始動装置４を備えている。
すなわち、前記第２のＦＥＴ２１、第２のインダクタ２５、第３のＦＥＴ２２を直列に接続し、前記第２のＦＥＴ２１のドレイン端子を前記平滑コンデンサ１７の正極端子に接続し、前記第３のＦＥＴ２２のソース端子を第２の電流検出素子２７を介して前記平滑コンデンサ１７の負極端子に接続している。

また、前記第４のＦＥＴ２３、第３のインダクタ２６、第５のＦＥＴ２４を直列に接続し、前記第４のＦＥＴ２３のドレイン端子を前記平滑コンデンサ１７の正極端子に接続し、前記第５のＦＥＴ２４のソース端子を前記第２の電流検出素子２７を介して前記平滑コンデンサ１７の負極端子に接続している。
そして、前記第２のインダクタ２５と第３のＦＥＴ２２との直列回路に、ダイオード２８を第３のＦＥＴ２２とは逆極性にして並列に接続し、前記第３のインダクタ２６と第５のＦＥＴ２４との直列回路に、ダイオード２９を第５のＦＥＴ２４とは逆極性にして並列に接続している。

前記第２のインダクタ２５と第３のＦＥＴ２２との接続点を、前記高圧放電灯３を接続する一方の端子３０ａに接続し、前記第３のインダクタ２６と第５のＦＥＴ２４との接続点を、前記第１の始動装置４を構成するイグナイタトランス３１の２次巻線を介して前記高圧放電灯３を接続する他方の端子３０ｂに接続している。
前記第１の始動装置４は、前記第５のＦＥＴ２４にダイオード３２、抵抗３３及びコンデンサ３４の直列回路を並列に接続し、前記コンデンサ３４に前記イグナイタトランス３１の１次巻線と双方向性２端子サイリスタ３５との直列回路を並列に接続したパルス電圧発生回路によって構成している。

また、前記第２のインダクタ２５と第３のＦＥＴ２２との接続点と、前記第３のインダクタ２６と第５のＦＥＴ２４との接続点との間に、前記高圧放電灯３に印加する電圧の高周波成分をならすためのコンデンサ３６を接続している。
前記極性反転回路兼レギュレータ回路２０は、さらに、スイッチング制御部３７を備え、前記第２の電流検出素子２７からの出力電圧を取込み、流れる電流が一定になるように、前記第２、第３、第４、第５のＦＥＴ２１，２２，２３，２４をスイッチング制御するようになっている。

そして、このときのスイッチング制御は、第２、第４のＦＥＴ２１，２３については数十ＫＨｚの高周波で行われ、第３、第５のＦＥＴ２２，２４については例えば１００Ｈｚという低周波で行われ、かつ、第２、第４のＦＥＴ２１，２３は第３、第５のＦＥＴ２２，２４に同期して高周波スイッチングしないオフ期間を設けている。すなわち、第５のＦＥＴ２４がオンしている期間に同期して第２のＦＥＴ２１が高周波スイッチング動作し、第５のＦＥＴ２４がオフしている期間は第２のＦＥＴ２１も高周波スイッチング動作を停止してオフ状態を継続し、第３のＦＥＴ２２がオンしている期間に同期して第４のＦＥＴ２３が高周波スイッチング動作し、第３のＦＥＴ２２がオフしている期間は第４のＦＥＴ２３も高周波スイッチング動作を停止してオフ状態を継続するようになっている。

こうして、点灯装置２は高圧放電灯３に１００Ｈｚの矩形波の低周波電力を供給することになる。なお、低周波電力としては必ずしも矩形波に限定するものではなく、正弦波であってもよい。また、電力周波数としては１００Ｈｚに限定するものではなく、また、高周波電力であってもよい。

また、前記点灯装置２を高圧放電灯３と離間して設置し、しかも高圧放電灯３との距離が長い場合は、点灯装置２と高圧放電灯３との配線長は長くなる。このような場合には、図３に示すように、点灯装置２と高圧放電灯３との間に、第２の始動装置５を接続する。しかも、第２の始動装置５を高圧放電灯３に近づけて接続する。すなわち、高圧放電灯３を端子３０ａ，３０ｂから切り離し、代りにこの端子３０ａ，３０ｂに長い距離の配線４０ａ，４０ｂの一端を接続し、この配線４０ａ，４０ｂの他端を前記第２の始動装置５の入力端子４１ａ，４１ｂに接続する。また、前記第２の始動装置５の出力端子４２ａ，４２ｂを前記高圧放電灯３に短い距離の配線で接続する。

前記第２の始動装置５は、前記点灯装置２から低周波電力の供給を受けて動作するもので、図４に示すように、入力端子４１ａ，４１ｂ間にインダクタ４３を介してコンデンサ４４を接続している。前記インダクタ４３及びコンデンサ４４は、パルス電圧を吸収して低減するパルス電圧低減手段４５を構成している。なお、インダクタ４３は場合によってはなくても良い。コンデンサ４４としては、０．０３３μＦ以上が好適で、ここでは０．１μＦのものを使用している。

そして、前記コンデンサ４４にパルス電圧発生手段４６を接続している。前記パルス電圧発生手段４６は、前記コンデンサ４４にダイオード４７、抵抗４８及びコンデンサ４９の直列回路を並列に接続し、そのコンデンサ４９にイグナイタトランス５０の１次巻線と双方向性２端子サイリスタ５１との直列回路を並列に接続している。そして、前記インダクタ４３とコンデンサ４４との接続点を、前記イグナイタトランス５０の２次巻線を介して前記出力端子４２ａに接続し、前記入力端子４１ｂとコンデンサ４４との接続点を前記出力端子４２ｂに接続している。また、前記コンデンサ４９に抵抗５２を介してパルス電圧の発生を停止させるための操作部である操作スイッチ５３を並列に接続している。この操作スイッチ５３は外部操作するスイッチである。

このような構成においては、点灯装置２は、第１のＦＥＴ１４のオン、オフ動作により電源電圧が昇圧され、昇圧された直流電圧が平滑コンデンサ１７に充電され、この直流電圧が極性反転回路兼レギュレータ回路２０の電源となる。
極性反転回路兼レギュレータ回路２０では、第３のＦＥＴ２２と第５のＦＥＴ２４が低周波サイクルで交互にオン、オフ制御され、第２のＦＥＴ２１は第５のＦＥＴ２４がオンしている期間だけ高周波スイッチング動作し、第４のＦＥＴ２３は第３のＦＥＴ２２がオンしている期間だけ高周波スイッチング動作する。

そして、高圧放電灯３が点灯する前は、第４のＦＥＴ２３がオンすると、平滑コンデンサ１７の正極端子から、第４のＦＥＴ２３→第３のインダクタ２６→ダイオード３２→抵抗３３→コンデンサ３４→第２の電流検出素子２７→平滑コンデンサ１７の負極端子に充電電流が流れ、コンデンサ３４が充電される。この充電が第４のＦＥＴ２３のオン動作毎に繰り返され、やがてコンデンサ３４の充電電圧が双方向性２端子サイリスタ３５のブレークオーバ電圧に達すると、双方向性２端子サイリスタ３５が導通する。
双方向性２端子サイリスタ３５が導通すると、イグナイタトランス３１の１次巻線にコンデンサ３４からの放電電流が瞬時に流れ、イグナイタトランス３１の２次巻線に数ＫＶという高いパルス電圧が発生し、高圧放電灯３に印加される。

点灯装置２と高圧放電灯３が短い配線で接続されるような場所に設置される場合は、点灯装置２の端子３０ａ，３０ｂに高圧放電灯３を短い距離の配線で接続する。すなわち、図１の構成となる。この場合は、高圧放電灯３との配線距離が短いので高パルス電圧はほとんど減衰することなく高圧放電灯３に印加される。これが繰り返されることで高圧放電灯３はやがて点灯を開始するようになる。このように高圧放電灯３との配線距離が短い場合は第１の始動装置４からのパルス電圧によって確実に始動点灯させることができる。

高圧放電灯３が点灯した後は、高圧放電灯３のランプ電圧が、例えば、２００Ｖ程度から１００〜１３０Ｖ程度に低下するので、コンデンサ３４の充電電圧が双方向性２端子サイリスタ３５のブレークオーバ電圧に達しなくなり、第１の始動装置４からのパルス電圧の出力は停止される。すなわち、高圧放電灯３の点灯後はパルス電圧の発生を確実に停止させることができる。

また、第５のＦＥＴ２４がオンしている期間においては、第２のＦＥＴ２１がオンすると、平滑コンデンサ１７の正極端子から、第２のＦＥＴ２１→インダクタ２５→高圧放電灯３→イグナイタトランス３１の２次巻線→第５のＦＥＴ２４→第２の電流検出素子２７→平滑コンデンサ１７の負極端子に電流が流れ、また、第２のＦＥＴ２１がオフすると、インダクタ２５→高圧放電灯３→イグナイタトランス３１の２次巻線→第５のＦＥＴ２４→ダイオード２８→インダクタ２５に電流が流れ、これが第２のＦＥＴ２１のオン、オフ毎に繰り返される。

また、第３のＦＥＴ２２がオンしている期間においては、第４のＦＥＴ２３がオンすると、平滑コンデンサ１７の正極端子から、第４のＦＥＴ２３→インダクタ２６→イグナイタトランス３１の２次巻線→高圧放電灯３→第３のＦＥＴ２２→第２の電流検出素子２７→平滑コンデンサ１７の負極端子に電流が流れ、また、第４のＦＥＴ２３がオフすると、インダクタ２６→イグナイタトランス３１の２次巻線→高圧放電灯３→第３のＦＥＴ２２→ダイオード２９→インダクタ２６に電流が流れ、これが第４のＦＥＴ２３のオン、オフ毎に繰り返される。
こうして高圧放電灯３は１００Ｈｚ程度の低周波で点灯を維持することになる。また、点灯時において極性反転回路兼レギュレータ回路２０から高圧放電灯３に供給される電圧波形は低周波の矩形波となる。そして、この矩形波に載る高周波成分はコンデンサ３６によって除去される。

また、点灯装置２と高圧放電灯３が長い配線で接続されるような場所に設置される場合は、点灯装置２の第１の始動装置４から発生するパルス電圧が途中で減衰するため高圧放電灯３をスムーズに始動点灯できなくなる。この場合は、図３に示すように、点灯装置２の端子３０ａ，３０ｂに長い配線４０ａ，４０ｂの一端を接続し、この配線４０ａ，４０ｂの他端に第２の始動装置５の入力端子４１ａ，４１ｂを接続し、この第２の始動装置５の出力端子４２ａ，４２ｂに高圧放電灯３を短い配線で接続することになる。

このような構成においては、点灯装置２からの低周波電力を供給されて第２の始動装置５は動作するようになる。そして、点灯装置２の第１の始動装置４から発生したパルス電圧は第２の始動装置５のパルス電圧低減手段４５によって吸収され低減される。従って、第２の始動装置５において点灯装置２からのパルス電圧によって回路素子が損傷するなどの悪影響を除去できる。また、点灯装置２から出力される矩形波電圧によって、入力端子４１ａが正極のときにダイオード４７、抵抗４８を介してコンデンサ４９が充電される。そして、このコンデンサ４９の充電電圧が双方向性２端子サイリスタ５１のブレークオーバ電圧に達すると、双方向性２端子サイリスタ５１が導通する。

双方向性２端子サイリスタ５１が導通すると、イグナイタトランス５０の１次巻線にコンデンサ４９からの放電電流が瞬時に流れ、イグナイタトランス５０の２次巻線に数ＫＶという高いパルス電圧が発生し、高圧放電灯３に印加される。第２の始動装置５と高圧放電灯３との距離は短いので、パルス電圧はほとんど減衰することなく高圧放電灯３に印加される。

そして、入力端子４１ａが正極になる毎に１回パルス電圧が発生するように設定すれば、第２の始動装置５の出力端子４２ａ，４２ｂから出力される電圧波形は図５の(a)に示すようになり、やがて、高圧放電灯３は確実に始動点灯されることになる。また、この動作におけるコンデンサ４９の充電電圧Ｖ_Ｃの変化は図５の(b)に示すようになる。すなわち、入力端子４１ａが正極になる間だけ充放電が行われ、入力端子４１ｂが正極になっている間は充電が停止される。

そして、高圧放電灯３が点灯を開始すると、ランプ電圧が低下するので、コンデンサ４９の充電電圧が双方向性２端子サイリスタ５１のブレークオーバ電圧に達しなくなり、第２の始動装置５からのパルス電圧の出力は停止される。すなわち、高圧放電灯３の点灯後はパルス電圧の発生を確実に停止させることができる。そして、点灯後は点灯装置２からの低周波電力によって点灯を維持するようになる。

このように、点灯装置２と高圧放電灯３との配線距離が短い場合も長い場合も使用する点灯装置２は同一である。すなわち、点灯装置２は共通に使用できる。従って、配線の状況を見ながら点灯装置を変えるような面倒はなく、作業性を向上できる。そして、配線距離が長い場合は点灯装置２と高圧放電灯３との間に、高圧放電灯３に近づけて第２の始動装置５を接続すれば良い。また、配線距離が短い場合は点灯装置２に高圧放電灯３を直接接続すればよく、配線距離が長い場合に比べて取付ける部品数を減らすことができ、取付け作業が容易になる。

また、高圧放電灯３は寿命末期になると始動点灯が困難になる。このような場合は高圧放電灯３が点灯しないので、第２の始動装置５からパルス電圧が発生し続けることになる。このような状態が生じた場合は高圧放電灯３を新しいものと交換することになるが、その場合に高圧放電灯３に対するパルス電圧の印加を停止する必要がある。

しかし、このために、点灯装置に電力を供給している元の電源を切ったのでは、もし、同一の電源によって多数の高圧放電灯点灯装置を動作させているような場合には全体を消灯させなければならないという問題が生じる。この装置では元の電源を切ること無く高圧放電灯の交換ができる。

すなわち、高圧放電灯３を新しいものと交換する場合は、操作スイッチ５３を操作してこのスイッチをオン状態にする。これにより、コンデンサ４９の充電電圧Ｖ_Ｃが双方向性２端子サイリスタ５１のブレークオーバ電圧に達することはなくなるので、第２の始動装置５から高圧放電灯３へパルス電圧の印加は停止される。従って、この状態で高圧放電灯３を新しいものと交換すればよい。また、第２の始動装置５からのパルス電圧の発生が停止されるので、パルス電圧による雑音発生を防止できるとともにパルス電圧が無駄に発生するのを防止できる。

そして、交換した後は、操作スイッチ５３を再度操作してこのスイッチをオフ状態にすれば、コンデンサ４９の充電電圧Ｖ_Ｃが再び双方向性２端子サイリスタ５１のブレークオーバ電圧に達するようになり、第２の始動装置５から高圧放電灯３へのパルス電圧の印加が再開される。従って、交換した高圧放電灯３を始動点灯させることができる。

なお、ここでは操作スイッチ５３を使用して直接的に第２の始動装置５から高圧放電灯３へのパルス電圧の印加を停止させるようにしたが、例えば、点灯装置２内にタイマを設け、スタートしてから通常の高圧放電灯であれば確実に始動点灯する時間よりも十分に長い時間にわたって高圧放電灯が点灯せずにパルス電圧が発生しつづけることがあると、タイマがタイムアップして点灯装置の出力を停止させるようにしてもよい。この場合において第２の始動装置５に点灯装置の出力停止を解除させるリセットスイッチを設け、高圧放電灯を交換したときにこのリセットスイッチを操作して出力の停止状態を解除するようにしてもよい。

なお、点灯装置２として、この実施の形態では高圧放電灯３が点灯を開始するまでパルス電圧を一定間隔で発生し続けるタイプのものを使用したがこれに限定するものではなく、高圧放電灯３が点灯を開始するまでパルス電圧を一定の休止期間を持ちつつ間欠的に発生するタイプのものを使用しても何ら問題はない。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は、第２の始動装置５の変形例を示す。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。また、点灯装置２の構成は第１の実施の形態と同一であり、全体の構成は図３と同一である。

この第２の始動装置５は、図６に示すように、入力端子４１ａ，４１ｂ間に、ノイズフィルタ５５を接続している。そして、このノイズフィルタ５５は、１対のコンデンサ５５ａ，５５ｂを直列に接続した直列回路を設け、そのコンデンサ５５ａ，５５ｂの接続点を接地している。

前記ノイズフィルタ５５の出力端子間に抵抗５６を介してコンデンサ４４を接続している。この抵抗５６とコンデンサ４４はパルス電圧を吸収して低減するパルス電圧低減手段５７を構成している。
このようにパルス電圧発生手段４６の前段である、入力部にノイズフィルタ５５を設けることで、長い配線４０ａ，４０ｂからのノイズの影響を除去できる。なお、その他については前述した実施の形態と同様の作用効果を奏するものである。

（第３の実施の形態）
この実施の形態も、第２の始動装置５の変形例を示す。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。また、点灯装置２の構成は第１の実施の形態と同一であり、全体の構成は図３と同一である。

この第２の始動装置５は、図７に示すように、入力端子４１ａ，４１ｂ間に、パルス電圧低減手段を構成するコンデンサ４４を接続している。また、パルス電圧発生手段６１及び間欠動作制御手段６２を設けている。

前記パルス電圧発生手段６１は、入力端子４１ａ，４１ｂ間に、抵抗６３を直列に介し、さらに、ダイオード６４を順極性に介してコンデンサ６５を接続している。そして、前記コンデンサ６５に、イグナイタトランス５０の１次巻線を直列に介し、さらにダイオード６６を順極性に介して単方向性３端子サイリスタ６７を並列に接続している。また、前記コンデンサ６５に、抵抗６８、６９、７０を直列に介してコンデンサ７１を並列に接続している。コンデンサ６５としては、例えば、０．６８μＦ程度のものを使用している。

前記コンデンサ７１に抵抗７２を並列に接続するとともに双方向性２端子サイリスタ７３を介して前記３端子サイリスタ６７のゲート、カソードを接続している。
前記入力端子４１ａを前記イグナイタトランス５０の２次巻線とコンデンサ７４との並列回路を介して出力端子４２ａに接続し、前記入力端子４１ｂを出力端子４２ｂに接続している。イグナイタトランス５０としては、例えば、１次巻線と２次巻線との巻線比が、４．５：７７程度のものを使用し、コンデンサ７４としては容量が４７０ｐＦ程度のものを使用している。

前記間欠動作制御手段６２は、入力端子４１ａ，４１ｂ間に、ダイオード７５を順極性に介し、さらに、抵抗７６、７７、７８を直列に介して容量の大きな電解コンデンサ７９を接続している。そして、前記電解コンデンサ７９に、双方向性２端子サイリスタ８０と抵抗８１との直列回路を並列に接続するとともに、ツェナーダイオード８２を逆極性に介して抵抗８３を並列に接続している。前記２端子サイリスタ８０のブレークオーバ電圧Ｖ80とツェナーダイオード８２のツェナー電圧Ｖ82との関係は、Ｖ80＞Ｖ82に設定されている。さらに、前記パルス電圧発生手段６１のコンデンサ７１にＭＯＳ型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）８４を並列に接続し、そのＦＥＴ８４のゲートを前記ツェナーダイオード８２と抵抗８３との接続点に接続している。

このような構成の第２の始動装置５は、点灯装置２から低周波電力の供給を受けると、抵抗６３及びダイオード６４を介してコンデンサ６５を迅速に充電する。また、ダイオード７５、抵抗７６、７７、７８を介して電解コンデンサ７９を充電する。また、ＦＥＴ８４がオフ状態にあり、抵抗６８、６９、７０を介してコンデンサ７１を充電する。

電解コンデンサ７９は、図８の(a)に示すように、大きな時定数によりゆっくりと充電される。これに対し、コンデンサ７１は比較的速い速度で充電される。そして、コンデンサ７１の充電電圧が２端子サイリスタ７３のブレークオーバ電圧に達するとこの２端子サイリスタ７３が導通し、これにより３端子サイリスタ６７が導通する。

３端子サイリスタ６７が導通すると、コンデンサ６５の充電電荷がイグナイタトランス５０の１次巻線、ダイオード６６及び３端子サイリスタ６７を介して放電され、イグナイタトランス５０の２次巻線に高圧のパルス電圧が発生する。そして、このパルス電圧が高圧放電灯３に印加される。そして、再びコンデンサ６５と７１が充電され、コンデンサ７１の充電電圧が２端子サイリスタ７３のブレークオーバ電圧に達すると再び３端子サイリスタ６７が導通し、イグナイタトランス５０の２次巻線に高圧のパルス電圧が発生する。

以降、この動作が繰り返され、電源を投入した最初は第２の始動装置５から高圧放電灯３には、図８の(b)に示すように比較的長い時間パルス電圧が繰り返し印加し続ける。なお、図中斜線で示す部分は低周波出力を示している。低周波出力とパルス電圧との電圧関係について例を述べると、例えば、低周波出力が２２０Ｖから３００Ｖ程度のとき、パルス電圧は３．５ＫＶから５ＫＶ程度なる。このときのパルス電圧の発生を低周波出力との関係で見ると、図９に示すように、例えば、１００Ｈｚの矩形波からなる低周波出力の正の半波期間において３個発生するような割合となる。

比較的長い時間パルス電圧が繰り返し印加し続けている間に高圧放電灯３が点灯を開始すればよいが、消灯した直後のように高圧放電灯３が冷え切っていない状態では管内の蒸気圧が高くなっているので、このような場合には比較的長い時間パルス電圧が繰り返し印加し続けても点灯を開始しない場合がある。

このような場合には、電解コンデンサ７９の充電電圧がやがてツェナーダイオード８２のツェナー電圧Ｖ82に達するようになる。これにより、ツェナーダイオード８２が導通し、ＦＥＴ８４がオン動作する。ＦＥＴ８４がオンすると、コンデンサ７１が短絡されるので、３端子サイリスタ６７の導通制御が停止される。これにより、以降、パルス電圧の発生が停止される。電解コンデンサ７９は、図８の(a)に示すようにツェナー電圧に達した以後も充電を継続してその充電電圧を上昇させる。そして、やがて充電電圧が２端子サイリスタ８０のブレークオーバ電圧Ｖ80に達するようになる。

電解コンデンサ７９の充電電圧が２端子サイリスタ８０のブレークオーバ電圧Ｖ80に達すると、この２端子サイリスタ８０が導通するので、電解コンデンサ７９は２端子サイリスタ８０及び抵抗８１を介して急激に放電し、その充電電圧がツェナー電圧よりも十分に低下する。これにより、ツェナーダイオード８２が非導通となり、ＦＥＴ８４はターンオフする。こうして、コンデンサ７１が再び充電動作を開始するようになる。

コンデンサ７１が充電動作を開始すると、２端子サイリスタ７３の導通によって３端子サイリスタ６７が導通するようになり、イグナイタトランス５０の２次巻線から高圧のパルス電圧が発生するようになる。このパルス電圧は高圧放電灯３に印加される。このパルス電圧の発生期間は電解コンデンサ７９の充電電圧がツェナーダイオード８２のツェナー電圧に達するまでの期間となり、この期間は最初の期間に比べて短くなる。このパルス電圧の印加によっても高圧放電灯３が点灯しなければ、再びパルス電圧の発生が停止するようになる。

このように、高圧放電灯３が点灯しにくい場合に、第２の始動装置５からパルス電圧が連続的に発生し続けることはなく、図８の(b)に示すように電解コンデンサ７９の充電電圧がツェナーダイオード８２のツェナー電圧Ｖ82に達してから、この充電電圧が２端子サイリスタ８０のブレークオーバ電圧Ｖ80に達した後、さらに、コンデンサ７１の充電電圧が２端子サイリスタ７３のブレークオーバ電圧に達するまでの期間、パルス電圧の発生を停止させるので、その期間はパルス電圧による雑音を発生することはない。従って、全体として、パルス電圧による雑音を低減することができる。また、高圧のパルス電圧を連続的に発生しないので、高圧放電灯３の電極に与えるダメージも低減できる。

高圧放電灯３が点灯を開始すると、放電灯３の両端間電圧が低下するので、このときにはコンデンサ７１の充電電圧が２端子サイリスタ７３のブレークオーバ電圧に達することはなくなり、パルス電圧の発生は完全に停止される。
なお、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様の作用効果を奏するのは勿論である。また、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様に、操作スイッチを設けて、パルス発生動作を強制的に停止させるようにしてもよい。

（第４の実施の形態）
この実施の形態も、第２の始動装置５の変形例を示す。なお、この実施の形態は前述した第３の実施の形態と基本的構成は同じである。また、点灯装置２の構成は第１の実施の形態と同一であり、全体の構成は図３と同一である。

この第２の始動装置５は、図１０に示すように、コンデンサ６５の充電電圧を制限するリミット回路８５を設けている。すなわち、前記リミット回路８５は、入力端子４１ａ，４１ｂ間にダイオード６４を介し、さらに、抵抗８６を直列に介してツェナーダイオード８７を接続している。そして、前記抵抗８６とツェナーダイオード８７との直列回路に、抵抗８８、ＭＯＳ型ＦＥＴ８９及び前記コンデンサ６５の直列回路を並列に接続し、前記ＦＥＴ８９のゲートを前記抵抗８６とツェナーダイオード８７との接続点に接続している。

前記リミット回路８５は、ツェナーダイオード８７によってＦＥＴ８９のゲートに一定の電圧を印加する。前記ＦＥＴ８９はゲート電位よりもソース電位が３Ｖ程度低い状態でオン動作する。従って、例えば、ツェナーダイオード８７のツェナー電圧を１８０Ｖに設定した場合はコンデンサ６５の充電電圧が１７７ＶになるまではＦＥＴ８９はオン動作し、コンデンサ６５の充電電圧が１７７Ｖになるとオンからオフに切替わる。これにより、前記コンデンサ６５の充電電圧は略１７７Ｖに一定に保持される。これは、入力端子４１ａ，４１ｂ間に印加する電圧に関係なく一定に保たれる。

ところで、この第２の始動装置５に接続される点灯装置２は、出力電圧にバラツキがあり、そのバラツキは、例えば、２２０Ｖ〜３００Ｖ程度になる。このようなバラツキに対して、リミット回路８５が無ければ、コンデンサ６５の充電電圧にバラツキが生じ、その結果、発生するパルス電圧の電圧値にバラツキが生じる。使用する照明器具等において印加するパルス電圧の電圧値に制限がある場合にはこのようなバラツキは問題になる。

この点、リミット回路８５を設けることで、入力端子４１ａ，４１ｂに入力する点灯装置２からの低周波出力の電圧値にバラツキがあっても、コンデンサ６５に充電する電圧値を一定に制御できる。従って、イグナイタトランス５０の２次巻線に発生するパルス電圧の電圧値を略一定に制御することができ、印加するパルス電圧の電圧値を容易に制限値に抑えることができる。
なお、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様の作用効果を奏するのは勿論である。
なお、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様に、操作スイッチを設けて、パルス発生動作を強制的に停止させるようにしてもよい。

（第５の実施の形態）
この実施の形態も、第２の始動装置５の変形例を示す。なお、この実施の形態は前述した第３の実施の形態と基本的構成は同じである。また、点灯装置２の構成は第１の実施の形態と同一であり、全体の構成は図３と同一である。

この第２の始動装置５は、図１１に示すように、前述した第１の実施の形態における第２の始動装置５において使用した操作スイッチ５３に代えてタイマ回路９１を使用したものである。すなわち、コンデンサ４４にタイマ回路９１を並列に接続している。そして、このタイマ回路９１が駆動する常開設定９１ａをコンデンサ４９に抵抗５２を介して並列に接続している。

前記タイマ回路９１は、例えば、ＩＣからなり、電源が投入されると動作を開始し、一定時間、例えば１０〜２０分経過後に常開設定９１ａを閉じる動作を行うもので、電源の投入が停止されるとリセットされるようになっている。

このような構成では、高圧放電灯３が寿命末期、あるいは故障して点灯できなくなったときに、第２の始動装置５から高圧放電灯３へのパルス電圧を一定時間経過後に停止することができる。これにより、パルス電圧による雑音発生を防止できるとともにパルス電圧が無駄に発生するのを防止できる。そして、電源の投入を停止すれば、タイマ回路９１はリセットして常開設定９１ａを開くので、次に電源を投入したときには第２の始動装置５は通常の通り動作するようになる。

なお、この実施の形態において、タイマ回路９１が一定時間経過後に常開設定９１ａを閉じるときに、このタイマ回路９１から別途出力を取り出し、その出力で発光ダイオードなどの報知手段を動作させて知らせるようにしてもよい。このようにすれば、寿命末期になった高圧放電灯や故障した高圧放電灯を容易に知ることができ、交換に直ちに対処することができる。なお、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様の作用効果を奏するのは勿論である。

（第６の実施の形態）
この実施の形態も、第２の始動装置５の変形例を示す。なお、この実施の形態は前述した第３の実施の形態と基本的構成は同じである。また、点灯装置２の構成は第１の実施の形態と同一であり、全体の構成は図３と同一である。

この第２の始動装置５は、図１２に示すように、前述した第１の実施の形態における第２の始動装置５において使用したインダクタ４３とコンデンサ４４からなるパルス電圧低減手段４５に代えて、１対のツェナーダイオード９２、９３を互いに逆極性にして直列に接続して構成されるパルス電圧低減手段９４を使用している。

前記パルス電圧低減手段９４は、入力端子４１ａ，４１ｂ間にパルス電圧が入力されると、そのパルス電圧をツェナー電圧に抑制して低減するものである。このように、パルス電圧をツェナー電圧に抑制して低減するパルス電圧低減手段９４を使用しても、点灯装置２からのパルス電圧を低減することができ、パルス電圧によって回路素子が損傷するなどの悪影響を除去できる。なお、この実施の形態においても前述した実施の形態と同様の作用効果を奏するのは勿論である。
なお、パルス電圧を抑制して低減するパルス電圧低減手段としては、ツェナーダイオードからなる回路に限定するものではなく、バリスタや放電ギャップなどの素子も使用できる。

（第７の実施の形態）
この実施の形態は照明装置について述べる。
図１３に示すように、高圧放電灯３を照明器具１０１によって支持し、この照明器具１０１を、例えば室内の天井１０２に固定している。そして、第２の始動装置５をこの照明器具１０１の近傍に配置し配線１０３によってランプソケット１０４に接続している。なお、第２の始動装置５を前記ランプソケット１０４に直接接続するようにしてもよい。また、第２の始動装置５をランプソケット１０４内に一体に組み込んでもよい。

点灯装置２は室内の特定の場所に設置され、長い配線４０ａ，４０ｂを介して第２の始動装置５に接続される。
このようにすれば、点灯装置２から離れた位置に照明器具１０１が配置されても高圧放電灯３を第２の始動装置５を使用して確実に始動点灯させることができる。

本発明の、第１の実施の形態において点灯装置に高圧放電灯を直接接続した場合のブロック図。 同実施の形態における点灯装置の具体的回路構成を示す図。 同実施の形態において点灯装置に第２の始動装置を介して高圧放電灯を接続した場合のブロック図。 同実施の形態における第２の始動装置の具体的回路構成を示す図。 同実施の形態における第２の始動装置の出力電圧波形及びコンデンサの充電電圧波形を示す図。 本発明の、第２の実施の形態に係る第２の始動装置の具体的回路構成を示す図。 本発明の、第３の実施の形態に係る第２の始動装置の具体的回路構成を示す図。 同実施の形態に係る第２の始動装置の動作を説明するための波形図。 同実施の形態に係る第２の始動装置のパルス電圧発生タイミングを示す図。 本発明の、第４の実施の形態に係る第２の始動装置の具体的回路構成を示す図。 本発明の、第５の実施の形態に係る第２の始動装置の具体的回路構成を示す図。 本発明の、第６の実施の形態に係る第２の始動装置の具体的回路構成を示す図。 本発明の、第７の実施の形態に係る照明装置の構成を示す図。

符号の説明

２…点灯装置、３…高圧放電灯、４…第１の始動装置、５…第２の始動装置、４５、５７…パルス電圧低減手段、４６、６１…パルス電圧発生手段、６２…間欠動作制御手段。

Claims (9)

1. 高圧放電灯と、
   この高圧放電灯が始動可能なパルス電圧を発生する第１の始動装置を内蔵した点灯装置と、
   この点灯装置と前記高圧放電灯との間に設けられ、接続時には前記点灯装置の第１の始動装置からのパルス電圧を低減するパルス電圧低減手段を有するとともに前記高圧放電灯を始動させるパルス電圧を発生するパルス電圧発生手段を有する第２の始動装置とを備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
2. 高圧放電灯と、
   この高圧放電灯が始動可能なパルス電圧を発生する第１の始動装置を内蔵した点灯装置と、
   この点灯装置と前記高圧放電灯との間に設けられ、接続時には前記点灯装置の第１の始動装置からのパルス電圧を低減するパルス電圧低減手段、前記高圧放電灯を始動させるパルス電圧を発生するパルス電圧発生手段及びこのパルス電圧発生手段によるパルス電圧の発生動作を間欠的に行わせる間欠動作制御手段を有する第２の始動装置とを備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
3. 点灯装置と高圧放電灯との間に設けられ、点灯装置からのパルス電圧を低減するパルス電圧低減手段および前記高圧放電灯を始動させるパルス電圧を発生するパルス電圧発生手段とを具備していることを特徴とする始動装置。
4. 点灯装置と高圧放電灯との間に設けられ、点灯装置からのパルス電圧を低減するパルス電圧低減手段と、前記高圧放電灯を始動させるパルス電圧を発生するパルス電圧発生手段と、このパルス電圧発生手段によるパルス電圧の発生動作を間欠的に行わせる間欠動作制御手段とを具備していることを特徴とする始動装置。
5. 前記パルス電圧低減手段は、パルス電圧を吸収して低減することを特徴とする請求項３又は４記載の始動装置。
6. 前記パルス電圧低減手段は、パルス電圧を抑制して低減することを特徴とする請求項３又は４記載の始動装置。
7. パルス電圧発生手段から高圧放電灯へのパルス電圧の供給を停止させる操作部を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１記載の始動装置。
8. パルス電圧発生手段から高圧放電灯へのパルス電圧の供給を一定時間経過後に停止させるタイマ回路を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１記載の始動装置。
9. 高圧放電灯を支持した照明器具と、この照明器具の高圧放電灯を点灯制御する請求項１又は２記載の高圧放電灯点灯装置とからなることを特徴とする照明装置。

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