JP2007220607A

JP2007220607A - 電球点灯回路及び放電灯点灯装置

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Publication number: JP2007220607A
Application number: JP2006042458A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shibahara; 信一芝原; Shinsuke Funayama; 信介船山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: JP4787036B2

Abstract

【課題】ノッチング現象による電球の寿命短縮を抑えるとともに、電球点灯回路の製造コストを低くする。
【解決手段】電源整流回路１は、交流電源ＡＣから交流電圧を入力し、全波整流して脈流電圧を生成し、出力する。スイッチング回路２１０は、電源整流回路１が出力した脈流電圧を降圧回路２１１が抵抗分圧により降圧する。降圧回路２１１が降圧した電圧は、電球３００と直列に接続したＦＥＴＱ２３のゲート端子に入力する。電源整流回路１が出力した脈流電圧が所定の電圧を超えた場合に、ＦＥＴＱ２３がオンとなり、電球３００に電圧が印加されて、電球３００が点灯する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ノッチング現象による電球の寿命短縮を防ぐ電球点灯回路に関する。

電球を点灯していると、電球のフィラメントがノッチング現象によって劣化することが知られている。
ノッチング現象は、フィラメント内のイオン移動により生じることが知られており、イオンの移動方向が一定である直流点灯の場合に、特に、電球の寿命が短くなる。

放電灯点灯装置は、補助灯として電球を点灯させる場合がある。
放電灯点灯装置内には、交流電源から入力した交流電圧、交流電圧を全波整流した脈流電圧、脈流電圧を昇圧した直流電圧など、さまざまな電圧が存在している。

放電灯点灯装置の補助灯としての電球は、放電灯が点灯している場合は消灯し、放電灯が消灯している場合に点灯するなどの制御をする必要がある。
近年、放電灯点灯装置の制御にマイクロコンピュータが用いられるようになってきており、したがって、電球の点灯制御もマイクロコンピュータにより行われる場合がある。
特開平０４−２６９４９４号公報

ノッチング現象による電球寿命の短縮を最小限に抑えるには、電球を交流点灯させればよい。
しかし、電球を交流点灯すると、マイクロコンピュータによる点灯制御が難しくなり、回路構成が複雑化するので、製造コストが高くなるという課題がある。

また、直流点灯であっても、電球に印加する電圧が０になる期間があれば、ノッチング現象による電球寿命の短縮をある程度抑えることができる。
交流電圧を全波整流した脈流電圧を電球に印加すれば、電流の方向が一定なので、マイクロコンピュータによる制御が容易である。
しかし、交流電圧を全波整流する電源整流回路の次段にあるアクティブフィルタ回路は、通常、入力段に平滑コンデンサを有するため、電源整流回路が出力する電圧は、０電位まで下がることはない。
したがって、電源整流回路が出力する脈流電圧をそのまま電球に印加したのでは、印加する電圧が０になる期間がなく、電球寿命の短縮を抑えることができない。

また、マイクロコンピュータが制御することにより、電球に印加する電圧が０になる期間を生成することはできるが、タイマー処理など、マイクロコンピュータの処理負担が増えるので、処理能力の高いマイクロコンピュータが必要となり、製造コストが高くなる。

この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ノッチング現象による電球の寿命短縮を抑えるとともに、製造コストの低い電球点灯回路を得ることを目的とする。

この発明にかかる電球点灯回路は、
交流電圧を入力し、入力した上記交流電圧を全波整流し、全波整流した電圧を出力して、入力段に平滑コンデンサを有する負荷回路に電力を供給する電源整流回路と、
上記電源整流回路が出力した電圧を入力電圧として入力し、入力した上記入力電圧が所定の電圧より高い場合に、上記電源整流回路が出力した電圧を、電球に印加して、上記電球を点灯させるスイッチング回路と、
を有することを特徴とする。

この発明にかかる電球点灯回路によれば、例えば、電源整流回路が全波整流した電圧を、スイッチング回路が入力し、入力した電圧が所定の電圧より高い場合に、電源整流回路が出力した電圧を電球に印加して、電球を点灯するので、電球に電圧が印加されない期間が生じ、ノッチング現象による電球の寿命短縮を抑えることができるという効果を奏する。

実施の形態１．
実施の形態１を、図１〜図４を用いて説明する。

図１は、この実施の形態における放電灯点灯装置１００の全体構成を示す全体構成図である。
放電灯点灯装置１００は、電源整流回路１、アクティブフィルタ回路２、インバータ回路３、マイクロコンピュータ６、電球点灯回路２００を有する。

電源整流回路１及びアクティブフィルタ回路２は、交流電源ＡＣ（例えば、商用電源１００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）から電力の供給を受け、これを直流電圧（例えば、直流２８０Ｖ）に変換して、変換した直流電圧をインバータ回路３に供給する。
電源整流回路１（整流回路部ともいう）は、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う回路である。電源整流回路１は、例えば、ダイオードブリッジにより構成する。
電源整流回路１は、交流電源ＡＣから交流電圧を入力し、入力した交流電圧を全波整流して脈流電圧を生成し、生成した脈流電圧を出力する。

アクティブフィルタ回路２（アクティブフィルタ回路部、昇圧チョッパ回路ともいう）は、電源電圧波形に沿ってスイッチングを行うことにより、電源電圧を所定の直流電圧に昇圧すると共に入力電流波形を整形して力率を改善する回路である。
アクティブフィルタ回路２は、電源整流回路１から脈流電圧を入力し、直流電圧を出力する。
アクティブフィルタ回路２は、入力する脈流電圧を安定させるため、入力段に平滑コンデンサＣ２を有する。

インバータ回路３（インバータ回路部ともいう）は、アクティブフィルタ回路２で昇圧された直流電圧の供給を受け、これを高周波交流電圧に変換して、変換した高周波交流電圧を、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、放電灯ＬＡ、結合コンデンサＣで構成される負荷回路に供給する。
インバータ回路３は、ドライブ回路５、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）Ｑ１，Ｑ２を有する。
ドライブ回路５は、マイクロコンピュータ６が出力するドライブ信号を入力し、入力したドライブ信号を増幅して、ＦＥＴＱ１及びＱ２をスイッチングする信号を生成する。
ＦＥＴＱ１及びＱ２は、ドライブ回路５から出力された信号を入力し、スイッチング動作を行う。ここで、ＦＥＴＱ１に入力する信号と、ＦＥＴＱ２に入力する信号とは、逆極性の電圧を有するので、ＦＥＴＱ１と、ＦＥＴＱ２とは、交互にスイッチングする。これにより、インバータ回路３は、高周波電圧を発生させる。

マイクロコンピュータ６は、プログラムを実行することにより、ドライブ回路５に対して出力するドライブ信号を生成する。マイクロコンピュータ６は、例えば、予熱、点灯などの動作モードに合わせて、最適な周波数のドライブ信号を生成する。
マイクロコンピュータ６は、また、電球点灯回路２００に対して、電球３００を点灯するか否かを示す信号を出力する。マイクロコンピュータ６は、例えば、放電灯ＬＡを点灯中は、電球３００を消灯し、異常検出などにより放電灯ＬＡを消灯した場合に、電球３００を点灯するよう、電球点灯回路２００を制御する信号を出力する。

アクティブフィルタ回路２以下の回路は、電源整流回路１にとっての負荷回路である。
図２は、この実施の形態における電源整流回路１が出力する脈流電圧を示す図である。
なお、横軸は時刻を示し、縦軸は電圧を示す。

電源整流回路１が出力する脈流電圧は、交流電源ＡＣを全波整流したものであるから、負荷回路がなければｖ１’のような波形となる。
しかし、負荷回路の入力段に平滑コンデンサＣ２があるので、脈流電圧ｖ１の波形は、０電位に達せず、ＶＤまでしか下がらない。
したがって、これをそのまま電球３００に印加すると、常に一定方向の直流電圧が電球３００に印加されることになり、ノッチング現象によって電球３００の寿命が短くなってしまう。

図１に戻り、放電灯点灯装置１００の各部の説明を続ける。

電球点灯回路２００は、電球３００（保安球ともいう）を点灯するための電圧を生成し、電球３００に供給する。
ここで、電球とは、フィラメントを有し、通電することにより、発光する素子をいう。ここでは特に、ノッチング現象による寿命短縮が問題となるものを電球３００として放電灯点灯装置１００に接続した場合について説明する。

電球点灯回路２００は、スイッチング回路２１０を有する。また、電球点灯回路２００は、他の回路と共用の電源整流回路１を有する。

スイッチング回路２１０は、電源整流回路１が生成した脈流電圧（入力電圧）を入力し、入力した脈流電圧から電球３００に供給する電圧を生成する。
スイッチング回路２１０は、マイクロコンピュータ６から信号を入力し、入力した信号に基づいて、電球３００に電圧を供給し、または、供給を停止する。
また、スイッチング回路２１０は、所定の間隔で、電球３００に電圧を印加しない期間を生成する。これにより、ノッチング現象による電球３００の寿命短縮を防ぐことができる。
スイッチング回路２１０が、電源整流回路１が出力した電圧を入力し、入力した電圧から、電圧値が０になる期間のある電圧を生成し、生成した電圧を電球３００に印加する処理は、電球電圧生成処理の一例である。

図３は、この実施の形態におけるスイッチング回路２１０の回路構成を示す回路図である。
スイッチング回路２１０は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２５、ＦＥＴＱ２３、ＮＰＮトランジスタＱ２４を有する。

抵抗Ｒ２１の両端を、接続点ａ及び接続点ｂとする。
接続点ａには、電源整流回路１から入力した脈流電圧が印加される。

抵抗Ｒ２２は、一端を接続点ｂに接続し、他端を接地している。抵抗Ｒ２２の接地している他端を、接続点ｃとする。

抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２とは、降圧回路２２１を構成する。すなわち、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２とは、抵抗分圧により、電源整流回路１から入力した脈流電圧を降圧し、接続点ｂから降圧した電圧を出力する。
例えば、抵抗Ｒ２１の抵抗値と抵抗Ｒ２２の抵抗値との比が、３３：１であれば、電源整流回路１から入力した脈流電圧の１／３４倍の電圧が、接続点ｂに発生する。

なお、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２とは降圧回路の一例であり、他の構成により降圧回路を構成してもよい。

降圧回路２１１が、電源整流回路１から入力した脈流電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する処理は、降圧処理の一例である。

ＦＥＴＱ２３は、ゲート端子を接続点ｂに接続し、ソース端子を接地する。また、ドレイン端子を、電球３００に接続する。
ＦＥＴＱ２３は、降圧回路２１１が出力した電圧を、ゲート端子に入力し、入力した電圧が所定の電圧より高い場合に、オンとなる。
ＦＥＴＱ２３は、スイッチング素子の一例である。
なお、ＦＥＴＱ２３が、降圧回路が出力した電圧を入力し、入力した電圧が所定の電圧よりも高い場合に、オンとなり、電球３００に電圧を印加する処理を、電圧印加処理と呼ぶ。

トランジスタＱ２４は、ベース端子を、抵抗Ｒ２５を介してマイクロコンピュータ６の出力端子に接続する。コレクタ端子を接続点ｂに接続し、エミッタ端子を接地する。
マイクロコンピュータ６の出力端子の電位が高電位の場合、抵抗Ｒ２５を流れる電流がトランジスタＱ２４のベース端子に入力し、トランジスタＱ２４がオンになる。すると、抵抗Ｒ２２を流れていた電流が、トランジスタＱ２４を流れるようになり、抵抗Ｒ２２による電圧降下がなくなるので、降圧回路２１１が出力する電圧は、ほぼ０になる。したがって、ＦＥＴＱ２３はオフになる。

電球３００は、スイッチング回路２１０の接続点ａと、ＦＥＴＱ２３のドレイン端子との間に接続する。
ＦＥＴＱ２３は、電球３００と直列に接続しているので、ＦＥＴＱ２３がオンの場合、電球３００に電源整流回路１が出力した脈流電圧が印加され、電球３００が点灯する。
ＦＥＴＱ２３がオフの場合、電球３００に電圧が印加されず、電球３００は点灯しない。
マイクロコンピュータ６から入力した信号が高電位の場合、上述したようにＦＥＴＱ２３がオフになるので、電球３００は点灯しない。

マイクロコンピュータ６から入力した信号が低電位の場合、トランジスタＱ２４がオフなので、降圧回路２１１は、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２との分圧比によって定まる電圧を出力する。
例えば、ＦＥＴＱ２３のオン電圧が３Ｖ、降圧回路２１１が、入力した脈流電圧の１／３４倍の電圧を出力する場合、ＦＥＴＱ２３は、脈流電圧が１０２（３×３４）Ｖ以上になるとオンとなり、脈流電圧が１０２Ｖ未満の場合はオフとなる。
したがって、脈流電圧が１０２Ｖ以上の場合、電球３００が点灯し、１０２Ｖ未満の場合、電球３００が点灯しない。

図４は、この実施の形態におけるスイッチング回路２１０の各部の電圧を示す波形グラフ図である。
なお、横軸は時刻を示し、縦軸は電圧を示す。
脈流電圧ｖ１は、電源整流回路１が出力した脈流電圧であり、接続点ａの電位である。
電球電圧ｖ２は、電球３００に印加される電圧であり、ＦＥＴＱ２３がオンの場合は、脈流電圧ｖ１にほぼ等しい。また、ＦＥＴＱ２３がオフの場合は、ほぼ０となる。

ここでは、マイクロコンピュータ６から入力した信号が低電位の場合について説明する。
例として、ＦＥＴＱ２３のオン電圧が３Ｖ、抵抗Ｒ２１と抵抗Ｒ２２との分圧比（抵抗値の比）が、３３：１の場合を説明する。

脈流電圧ｖ１が低い場合、降圧回路２１１が出力する電圧が低いので、ＦＥＴＱ２３はオフである。

脈流電圧ｖ１が１０２Ｖに達すると、降圧回路２１１が出力する電圧が３Ｖに達し、ＦＥＴＱ２３がオンになる。
すると、電球３００に脈流電圧ｖ１とほぼ等しい電圧が印加され、電球３００が点灯する。

脈流電圧ｖ１が１０２Ｖ未満に落ちると、降圧回路２１１が出力する電圧が３Ｖ以下になるので、ＦＥＴＱ２３がオフになる。
すると、電球３００に電圧が印加されず、電球３００は消灯する。

なお、ＦＥＴＱ２３がオフになると、平滑コンデンサＣ２の放電経路の一つである電球３００に流れる電流がなくなるので、平滑コンデンサＣ２の放電がゆるやかになる。このため、脈流電圧ｖ１の下がり方がゆるやかになる。

その後、再び、脈流電圧ｖ１が上昇して１０２Ｖに達すると、電球３００が点灯し、以後これを繰り返す。

例えば、交流電源ＡＣの周波数が５０Ｈｚ（または６０Ｈｚ）だとすると、電球３００は、１秒間に１００回（または１２０回）点滅を繰り返す。

電球３００が消灯している期間では、電球３００のフィラメント内部におけるイオンの移動が抑制されるため、ノッチング現象が抑えられ、電球３００の寿命が短縮することを防ぐことができる。

なお、ここで説明した例において、交流電源ＡＣの電圧が１００Ｖ（実効値）であれば、ピーク電圧は１４１（１００×√２）Ｖであるから、電球３００が点灯している時間は、全時間の約５０％である。
電球３００が点灯している時間の割合が低いほど、電球３００の寿命が延びるので、好ましい。
しかし、電球３００が点灯している時間の割合があまり低いと、見た目にちらつきが感じられるようになり、好ましくない。
したがって、電球３００が点灯している時間の割合は、５０％〜８０％程度とすることが好ましく、特に５０％程度とするのが最も好ましい。

なお、降圧回路２１１に入力する電圧は、電源整流回路１が出力した脈流電圧でなくてもよい。
図５は、この実施の形態におけるスイッチング回路２１０の回路構成の別の例を示す回路図である。
図３のスイッチング回路２１０と比較して、降圧回路２１１の入力である抵抗Ｒ２１の一端が、交流電源ＡＣから電源整流回路１が交流電圧を入力する入力端子の一方に接続している点が異なる。

この構成において、降圧回路２１１には、電源整流回路１内のダイオードＤ１１、交流電源ＡＣ、降圧回路２１１という閉回路により、電圧が印加される。
したがって、降圧回路２１１に入力する電圧は、交流電源ＡＣを半波整流した電圧となる。

ＦＥＴＱ２３は、降圧回路２１１に入力する電圧が所定の電圧（例えば、１０２Ｖ）以上の場合にオンになるので、例えば、交流電源ＡＣの周波数が５０Ｈｚ（または６０Ｈｚ）だとすると、この構成では、電球３００は１秒間に５０回（または６０回）点滅を繰り返す。

この実施の形態における電球点灯回路２００によれば、電源整流回路１が全波整流した脈流電圧を、スイッチング回路２１０が入力し、入力した脈流電圧が所定の電圧より高い場合に、スイッチング回路２１０が脈流電圧を電球３００に印加して、電球３００を点灯するので、電源整流回路１の出力を、入力段に平滑コンデンサを有する負荷回路に接続した場合でも、電球３００に印加される電圧が０になる期間が生じ、ノッチング現象による電球３００の寿命短縮を抑えることができるという効果を奏する。

この実施の形態における電球点灯回路２００によれば、電源整流回路１が全波整流した脈流電圧を、降圧回路２１１が降圧し、電球３００と直列に接続したＦＥＴＱ２３（スイッチング素子）が、降圧した電圧により制御されて、電球３００に脈流電圧を印加するので、少ない部品点数で、ノッチング現象による電球３００の寿命短縮を抑えることができ、電球点灯回路２００の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。

この実施の形態における電球点灯回路２００によれば、交流電源ＡＣから交流電圧を入力し、入力した交流電圧から電球３００に印加する電圧を生成し、電球３００に印加する電圧に、電圧値が０となる期間があるので、ノッチング現象による電球３００の寿命短縮を抑えることができるという効果を奏する。

この実施の形態における放電灯点灯装置１００によれば、従来の放電灯点灯装置が有する電源整流回路１が出力した脈流電圧を電球３００に印加しても、ノッチング現象による電球３００の寿命短縮を抑えることができるので、部品点数を少なくすることができ、放電灯点灯装置１００の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。

ここで説明した放電灯点灯装置１００は、
商用電源（交流電源ＡＣ）を全波整流して得られる脈流電圧ｖ１を昇圧または降圧して得られる直流電源回路と、
前記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３と、
上記インバータ回路３に接続されるチョークコイル（インダクタＬ１）、放電灯ＬＡ及び結合コンデンサＣよりなる放電灯負荷回路と、
放電灯の異常を検出する保護検出回路と、
電球点灯制御を行う点灯回路とを有する放電灯点灯装置１００において、
上記点灯回路が、
商用電源を全波整流して得られる脈流電圧を昇圧または降圧させて電球３００に印加させ、
商用電源または全波整流した脈流電圧に対応した電圧で点灯する手段を具備したことを特徴とする。

ここで説明した放電灯点灯装置１００は、更に、
電球と直列に接続したスイッチング素子を、商用電源の電圧が所定値以下でオフさせて、電球に０電位をクロスする電圧を印加する手段を具備したことを特徴とする。

電球３００には、整流回路（電源整流回路１）で脈流された直流電圧（脈流電圧）と、電球を点灯させる為に動作するスイッチング素子（ＦＥＴＱ２３）が接続されている。
ＦＥＴＱ２３を駆動するゲート端子には、脈流電圧と同期した電圧と、スイッチング素子（トランジスタＱ２４）が接続されている。
電球３００の点灯は、トランジスタＱ２４のオン／オフによって制御する。
電球３００を点灯しないときは、トランジスタＱ２４はオン状態としておき、ＦＥＴＱ２３は、ゲートに電圧が印加されず動作しない。
電球３００を点灯させるためには、トランジスタＱ２４をオフさせる。このとき、ＦＥＴＱ２３のゲートには、脈流に同期した信号が印加される。
ＦＥＴＱ２３のゲート端子に印加される電圧で、脈流電圧の位相で電圧が低い時には、ＦＥＴＱ２３はオンせず、電球に電圧は印加されない。
その結果、電球には、０電位をクロスする電圧が印加される。
なお、ここで「０電位をクロスする」とは、必ずしも０電位を横切ることを意味せず、０電位になる瞬間があればよい。
これにより、ノッチング現象による電球３００の寿命の短縮を抑えることができる。

実施の形態２．
実施の形態２を、図６及び図７を用いて説明する。
この実施の形態における放電灯点灯装置１００の全体構成は、実施の形態１で図１を用いて説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。

図６は、この実施の形態におけるスイッチング回路２１０の回路構成を示す回路図である。
スイッチング回路２１０は、ツェナーダイオードＺＤ３１（スイッチング素子）、ＦＥＴＱ３２を有する。

ツェナーダイオードＺＤ３１（定電圧ダイオード）は、陽極を、電球３００に接続する。
ツェナーダイオードＺＤ３１の陽極には、電源整流回路１が出力した脈流電圧が印加される。
電源整流回路１が出力する脈流電圧は、常に０以上である。
電源整流回路１が出力する脈流電圧がツェナーダイオードＺＤ３１のツェナー電圧ＶＺを超えると、ツェナーダイオードＺＤ３１はオンになり、電流が流れる。
電源整流回路１が出力する脈流電圧がツェナーダイオードＺＤ３１のツェナー電圧ＶＺより低いと、ツェナーダイオードＺＤ３１はオフになり、電流が流れない。
電源整流回路１から入力した電圧が所定の電圧より高い場合にツェナーダイオードＺＤ３１がオンとなり、電源整流回路１が出力した電圧を、電球３００に印加する処理は、電球電圧生成処理の一例である。

ＦＥＴＱ３２は、ゲート端子を、マイクロコンピュータ６の出力端子に接続する。ドレイン端子を電球３００に接続し、ソース端子を接地する。
マイクロコンピュータ６の出力端子の電位が高電位の場合、ＦＥＴＱ３２はオンになり、ドレイン−ソース間に電流が流れる。
マイクロコンピュータ６の出力端子の電位が低電位の場合、ＦＥＴＱ３２はオフになり。ドレイン−ソース間に電流が流れない。

ツェナーダイオードＺＤ３１、電球３００、ＦＥＴＱ３２は、直列に接続されているので、ツェナーダイオードＺＤ３１とＦＥＴＱ３２とが両方オンの場合、電球３００に脈流電圧が印加されて、電球３００が点灯する。ツェナーダイオードＺＤ３１とＦＥＴＱ３２とのどちらかでもオフの場合は、電球３００に電圧が印加されず、電球３００は点灯しない。

したがって、マイクロコンピュータ６の出力端子から入力した信号により、電球３００の点灯が制御される。また、マイクロコンピュータ６が電球３００を点灯させる信号（高電位）を出力している場合でも、ツェナーダイオードＺＤ３１がオフの期間は、電球３００が消灯する。

図７は、この実施の形態におけるスイッチング回路２１０の各部の電圧を示す波形グラフ図である。
なお、横軸は時刻を示し、縦軸は電圧を示す。
脈流電圧ｖ１は、電源整流回路１が出力した脈流電圧である。
電球電圧ｖ２は、電球３００に印加される電圧であり、ツェナーダイオードＺＤ３１及びＦＥＴＱ３２がオンの場合は、脈流電圧ｖ１からツェナー電圧ＶＺを減じた電圧（ｖ１−ＶＺ）にほぼ等しい。また、ツェナーダイオードＺＤ３１及びＦＥＴＱ３２のどちらかがオフの場合は、ほぼ０となる。

ここでは、マイクロコンピュータ６から入力した信号が高電位の場合について説明する。したがって、ＦＥＴＱ３２は、オンである。

脈流電圧ｖ１がツェナー電圧ＶＺより低い場合、ツェナーダイオードＺＤ３１はオフになるので、電球電圧ｖ２はほぼ０である。

脈流電圧ｖ１がツェナー電圧ＶＺを超えると、ツェナーダイオードＺＤ３１はオンになる。このとき、ツェナーダイオードＺＤ３１の両端電圧は、ツェナー電圧ＶＺであるから、電球電圧ｖ２はほぼ（ｖ１−ＶＺ）となり、電球３００が点灯する。

脈流電圧ｖ１がツェナー電圧ＶＺ未満に落ちると、ツェナーダイオードＺＤ３１がオフになり、電球３００は消灯する。以後、これを繰り返す。

ツェナーダイオードＺＤ３１のツェナー電圧ＶＺは、ツェナーダイオードＺＤ３１がオフになる期間が生ずるようにしなければならないので、３０Ｖ以上であることが好ましい。また、見た目のちらつきを抑えるため、電球３００が点灯している期間を５０％以上にすることが好ましいので、例えば、交流電源ＡＣの電圧が１００Ｖ（実効値）であれば、１００Ｖ以下であることが好ましい。

この実施の形態における電球点灯回路２００によれば、電源整流回路１が全波整流した脈流電圧を、電球３００と直列に接続したツェナーダイオードＺＤ３１（定電圧ダイオード）に印加するので、脈流電圧がツェナーダイオードＺＤ３１のツェナー電圧よりも高い場合に、電球３００に電圧を印加し、電球３００を点灯するので、少ない部品点数で、ノッチング現象による電球３００の寿命短縮を抑えることができ、電球点灯回路２００の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。

ここで説明した放電灯点灯装置１００は、
電球３００と直列に定電圧ダイオード（ツェナーダイオードＺＤ３１）を接続し、全波整流して得られる脈流電圧が所定値以下である場合は、電球３００に電圧を印加させない手段を具備したことを特徴とする。

電球３００には、整流回路（電源整流回路１）で脈流された直流電圧と、電球を点灯させる為に動作するスイッチング素子（ＦＥＴＱ３２）が接続されている。
また、電球３００には、定電圧ダイオード（ツェナーダイオードＺＤ３１）が接続されている。
電球３００の点灯はＦＥＴＱ３２が電球点灯信号を受けて行い、ＦＥＴＱ３２がオンで脈流電圧が電球３００に印加される。
脈流電圧には、前述したようにアクティブフィルタ回路２に含まれるコンデンサ（平滑コンデンサＣ２）が接続され、平滑コンデンサＣ２に充電された直流成分が重畳されている。
しかしながら、電球３００に接続された定電圧ダイオード（ツェナーダイオードＺＤ３１）で上記直流成分をカットする。
結果、電球３００には、０電位をクロスする電圧が印加される。
これにより、ノッチング現象による電球３００の寿命の短縮を抑えることができる。

実施の形態３．
実施の形態３を、図８〜図１１を用いて説明する。
図８は、この実施の形態における放電灯点灯装置１００の全体構成を示す全体構成図である。
なお、実施の形態１で図１を用いて説明した放電灯点灯装置１００と共通する部分については、共通の符号を付し、説明を省略する。

電球点灯回路２００は、電球整流回路２２０を有する。

電球整流回路２２０は、電源整流回路１の入力端子に接続し、電源整流回路１が交流電源ＡＣから入力する交流電圧を入力する。
電球整流回路２２０は、入力した交流電圧から、電球３００を点灯するための電圧を生成し、生成した電圧を電球３００に供給する。
また、電球整流回路２２０は、マイクロコンピュータ６から信号を入力し、入力した信号に基づいて、電球３００に電圧を供給し、または、供給を停止する。

図９は、この実施の形態における電球整流回路２２０の回路構成を示す回路図である。
電球整流回路２２０は、ダイオードＤ４１，Ｄ４２、ＦＥＴＱ４３を有する。

ダイオードＤ４１，Ｄ４２（２つの整流素子の一例）は、陽極をそれぞれ、電源整流回路１の２つの入力端子に接続する。
ダイオードＤ４１の陰極とダイオードＤ４２の陰極とは、互いに接続し、更に、電球３００に接続する。

ＦＥＴＱ４３は、ゲート端子を、マイクロコンピュータ６の出力端子に接続する。ドレイン端子を電球３００に接続し、ソース端子を接地する。
マイクロコンピュータ６の出力端子の電位が高電位の場合、ＦＥＴＱ４３はオンになり、ドレイン−ソース間に電流が流れる。
マイクロコンピュータ６の出力端子の電位が低電位の場合、ＦＥＴＱ４３はオフになり、ドレイン−ソース間に電流が流れない。

したがって、マイクロコンピュータ６が出力した信号により、電球３００の点灯が制御される。
ＦＥＴＱ４３がオンの場合、ＦＥＴＱ４３の両端電圧は無視できるので、電球３００には、ダイオードＤ４１，Ｄ４２の接続点と、接地との間に生じる電圧が印加される。

電球３００には、電球整流回路２２０のダイオードＤ４１，Ｄ４２と、電源整流回路１のダイオードＤ１１，Ｄ１２によって構成されるダイオードブリッジにより全波整流された電圧が印加される。

図１０は、この実施の形態における電球点灯回路２００の各部の電圧を示す波形グラフ図である。
なお、横軸は時刻を示し、縦軸は電圧を示す。

脈流電圧ｖ１は、電源整流回路１が出力する電圧である。脈流電圧ｖ１は、アクティブフィルタ回路２の平滑コンデンサＣ２の影響により、０電位にならない電圧となる。

電球電圧ｖ２は、電球３００に印加される電圧である。電球電圧ｖ２は、電源整流回路１が出力する脈流電圧ｖ１と同じく、交流電源ＡＣから入力した交流電圧を全波整流した電圧であるが、電源整流回路１と異なり、負荷に平滑コンデンサがないことから、きれいな全波整流波形となる。

したがって、電球３００に印加される電球電圧ｖ２が０になり、電球３００が消灯する瞬間が存在する。
これにより、電球３００のフィラメント内部におけるイオンの移動が抑制されるため、ノッチング現象が抑えられ、電球３００の寿命が短縮することを防ぐことができる。
なお、電球点灯回路２００が、交流電源から交流電圧を入力し、入力した交流電圧を全波整流し、全波整流した電圧を電球３００に印加する処理は、電球電圧生成処理の一例である。

電源整流回路１と独立した全波整流電圧を得るためには、電源整流回路１と独立して、ダイオードブリッジを設けてもよい。
しかし、まったく独立にダイオードブリッジを設けるには、ダイオードを４つ増やす必要がある。
この実施の形態における電球点灯回路２００は、ダイオードを２つ増やすだけで、独立したダイオードブリッジを設けるのと同じように、電源整流回路１と独立した全波整流電圧を得ることができる。
すなわち、２つのダイオードブリッジで、陰極側の２つのダイオードを共有とすることにより、部品点数を減らすことができ、電球点灯回路２００の製造コストを抑えることができる。

図１１は、この実施の形態における電球整流回路２２０の回路構成の別の例を示す回路図である。
電球整流回路２２０は、ＦＥＴＱ４３を有する。

電球３００の他端は、電源整流回路１の２つの入力端子のいずれか一方に接続する。

マイクロコンピュータ６の出力端子が高電位の場合、ＦＥＴＱ４３がオンになるので、電球３００には、電源整流回路１のダイオードＤ１１、交流電源ＡＣ、電球３００で構成される閉回路により、電圧が印加される。

したがって、電球３００には、交流電源ＡＣを半波整流した電圧が印加される。

これにより、電球３００に電圧が印加されない期間が生じ、電球３００のフィラメント内部におけるイオンの移動が抑制されるため、ノッチング現象が抑えられ、電球３００の寿命が短縮することを防ぐことができる。

この実施の形態における電球点灯回路２００によれば、電源整流回路１の２つの入力端子それぞれに陽極を接続し、陰極を互いに接続した２つの整流素子と、電源整流回路１の（グランドに接地されている）陰極側出力との間に生じる電圧を、電球３００に印加することにより、少ない部品点数で、ノッチング現象による電球３００の寿命短縮を抑えることができ、電球点灯回路２００の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
ここで説明した放電灯点灯装置１００は、
上記インバータ回路３に電源を供給させるための直流電源回路の整流素子（電源整流回路１）とは別に、上記電球回路（電球３００）に電源を供給する脈流電圧を得るための整流素子（ダイオードＤ４１，Ｄ４２）を接続し、インバータ回路部のＧＮＤ側整流素子（ダイオードＤ１１，Ｄ１２）を電球回路と共通して使用する手段を具備したことを特徴とする。

電球３００には、商用電源（交流電源ＡＣ）の両片側からダイオードＤ４１およびＤ４２と電球を点灯させる為に動作するスイッチング素子（ＦＥＴＱ４３）が接続されている。
電球回路のグランドは、ダイオードブリッジＤＢ（電源整流回路１）と共通である。
これより、電球３００には、ダイオードＤ４１、ダイオードＤ４２、ダイオードブリッジＤＢ（電源整流回路１）のグランド部の整流素子（ダイオードＤ１１，Ｄ１２）により、全波整流された脈流電圧が印加される。
上記脈流電圧には、前述しているコンデンサ成分（平滑コンデンサＣ２）を含んでいない。
結果、電球には、０電位をクロスする脈流電圧が印加される。
これにより、ノッチング現象による電球３００の寿命の短縮を抑えることができる。

実施の形態１における放電灯点灯装置１００の全体構成を示す全体構成図。実施の形態１における電源整流回路１が出力する脈流電圧を示す図。実施の形態１におけるスイッチング回路２１０の回路構成を示す回路図。実施の形態１におけるスイッチング回路２１０の各部の電圧を示す波形グラフ図。実施の形態１におけるスイッチング回路２１０の回路構成の別の例を示す回路図。実施の形態２におけるスイッチング回路２１０の回路構成を示す回路図。実施の形態２におけるスイッチング回路２１０の各部の電圧を示す波形グラフ図。実施の形態３における放電灯点灯装置１００の全体構成を示す全体構成図。実施の形態３における電球整流回路２２０の回路構成を示す回路図。実施の形態３における電球点灯回路２００の各部の電圧を示す波形グラフ図。実施の形態３における電球整流回路２２０の回路構成の別の例を示す回路図。

符号の説明

１電源整流回路、２アクティブフィルタ回路、３インバータ回路、５ドライブ回路、６マイクロコンピュータ、１００放電灯点灯装置、２００電球点灯回路、２１０スイッチング回路、２１１降圧回路、２２０電球整流回路、３００電球、ＡＣ交流電源、Ｃ結合コンデンサ、Ｃ１コンデンサ、Ｃ２平滑コンデンサ、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ４１，Ｄ４２ダイオード、Ｌ１インダクタ、ＬＡ放電灯、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ２３，Ｑ３２，Ｑ４３ＦＥＴ、Ｑ２４トランジスタ、Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２５抵抗、ＳＷ電源スイッチ、ｖ１脈流電圧、ｖ２電球電圧、ＶＺツェナー電圧、ＺＤ３１ツェナーダイオード。

Claims

交流電圧を入力し、入力した上記交流電圧を全波整流し、全波整流した電圧を出力して、入力段に平滑コンデンサを有する負荷回路に電力を供給する電源整流回路と、
上記電源整流回路が出力した電圧を入力電圧として入力し、入力した上記入力電圧が所定の電圧より高い場合に、上記電源整流回路が出力した電圧を、電球に印加して、上記電球を点灯させるスイッチング回路と、
を有することを特徴とする電球点灯回路。
上記スイッチング回路は、
入力した上記入力電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する降圧回路と、
上記電球と直列に接続し、上記降圧回路が出力した電圧により制御されるスイッチング素子と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の電球点灯回路。
上記スイッチング回路は、
上記電球と直列に接続した定電圧ダイオード
であることを特徴とする請求項１に記載の電球点灯回路。
交流電圧を入力し、入力した上記交流電圧を全波整流し、全波整流した電圧を出力して、入力段に平滑コンデンサを有する負荷回路に電力を供給する電源整流回路と、
上記電源整流回路が交流電圧を入力する２つの入力端子それぞれに陽極を接続し、陰極を互いに接続した２つの整流素子と、
を有し、
上記２つの整流素子の陰極と、上記電源整流回路の陰極側出力との間に生じる電圧を電球に印加して、上記電球を点灯させる
ことを特徴とする電球点灯回路。
交流電圧を入力し、入力した上記交流電圧から、電圧値が０となる期間のある電圧を生成し、生成した電圧を電球に印加して、上記電球を点灯させる
ことを特徴とする電球点灯回路。
請求項１または請求項４に記載の電球点灯回路を有することを特徴とする放電灯点灯装置。