JP2009176636A - 高圧放電灯点灯装置、照明器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】始動パルス発生回路7は、少なくともコンデンサC1とトランスT1の1次巻線N1とスイッチング素子Q7の直列接続からなるトランス1次巻線回路と、トランスT1の2次巻線N2を高圧放電灯8に接続し、トランスT1の1次巻線N1に発生する電圧を昇圧した高圧パルス電圧を高圧放電灯8に印加する2次巻線回路と、トランスT1に設けられた3次巻線N3に発生する電圧により高圧パルス電圧の電圧レべルを検出する始動パルス検出回路12を有する3次巻線回路とからなり、制御回路Sは、3次巻線回路の検出結果により、高圧パルス電圧の発生する矩形波極性を選択する始動パルス発生極性選択回路95を有する。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施形態1の全体構成を示す回路図である。以下、その回路構成について説明する。整流回路2は、ダイオードブリッジDBよりなり、商用交流電源1を全波整流して脈流電圧を出力する。ダイオードブリッジDBの出力端には、入力コンデンサCiが並列接続されると共に、インダクタL2とスイッチング素子Q1の直列回路が接続されており、スイッチング素子Q1の両端にはダイオードD1を介して平滑コンデンサC3が接続されている。インダクタL2、スイッチング素子Q1、ダイオードD1、入力コンデンサCi、平滑コンデンサC3は昇圧チョッパ回路3を構成している。スイッチング素子Q1のオン・オフは昇圧チョッパ制御部30により制御される。昇圧チョッパ制御部30は市販の集積回路(例えばMC33262など)を用いて容易に実現可能である。スイッチング素子Q1が商用交流電源1の商用周波数よりも十分に高い周波数でオン・オフ制御されることにより、ダイオードブリッジDBの出力電圧は、規定の直流電圧に昇圧されて平滑コンデンサC3に充電されると共に、商用交流電源1からの入力電流と入力電圧の位相がずれないように回路に抵抗性を持たせる力率改善制御を行っている。なお、ダイオードブリッジDBの交流入力端に高周波漏洩阻止用のフィルタ回路を設けても良い。
本発明の実施形態2を図4に示す。回路構成について、先の第1の実施形態と異なる点は、始動パルス発生回路7の構成において、発生する出力パルスが正負交互になるよう、トランスT1に、第1の1次巻線N1aと第2の1次巻線N1bを設け、それぞれに、スイッチング素子Q7aとスイッチング素子Q7bを接続している点である。
上述の各実施形態において、極性反転回路6はフルブリッジ回路を例示したが、ハーフブリッジ回路であっても良い。その場合、2個のスイッチング素子Q5,Q6の直列回路に代えて、2個の電解コンデンサの直列回路を配置し、スイッチング素子Q3,Q4を低周波で交互にオン・オフさせれば良い。
また、電力変換回路としての降圧チョッパ回路4は極性反転回路6を構成するフルブリッジ回路またはハーフブリッジ回路のスイッチング素子と兼用しても良い。例えば、図1または図4の回路図において、降圧チョッパ回路4を省略し、極性反転回路6のスイッチング素子Q3,Q4とスイッチング素子Q5,Q6の接続点の間に、チョッパチョークとしてのインダクタL3と出力コンデンサC2の直列回路を接続し、出力コンデンサC2の両端にトランスT1の2次巻線N2と高圧放電灯8の直列回路を接続し、スイッチング素子Q4,Q6を低周波で交互にオン・オフすると共に、スイッチング素子Q4がオンとなる出力極性では、スイッチング素子Q5を高周波でオン・オフし、スイッチング素子Q6がオンとなる出力極性では、スイッチング素子Q3を高周波でオン・オフすれば、極性反転回路6と電力変換回路としての降圧チョッパ回路4を一体化できる。その場合、周知のようにスイッチング素子Q3,Q5の寄生ダイオード(MOSFETに内蔵された逆方向ダイオード)が降圧チョッパ回路の回生電流通電用のダイオードとして兼用されることになる。
本発明の第3の実施形態として、図4に示す高圧放電灯点灯装置において、パルス発生極性選択回路95をマイコンにて構成した場合を図7に示す。マイコンの処理フローを図8に示す。
図9は本発明の高圧放電灯点灯装置を用いた照明器具の構成例を示す。(a)、(b)はそれぞれスポットライトにHIDランプを用いた例、(c)はダウンライトにHIDランプを用いた例であり、図中、8は高圧放電灯、81は高圧放電灯を装着した灯体、82は配線、83は点灯装置の回路を格納した安定器である。これらの照明器具を複数組み合わせて照明システムを構築しても良い。これらの点灯装置として前述の実施形態1〜3のいずれかの高圧放電灯点灯装置を用いることで、始動パルスのピーク値を適正化でき、配線82が長くても始動可能となる。また、配線82が短いときには始動パルスのピーク値を低減できる。
4 降圧チョッパ回路(電力変換回路)
6 極性反転回路
7 始動パルス発生回路
8 高圧放電灯
12 始動パルス検出回路
95 始動パルス発生極性選択回路
Claims (5)
- 直流電源の出力を電力変換して負荷である高圧放電灯に電力を供給する電力変換回路と、
電力変換回路の出力を矩形波交流に変換し、高圧放電灯に印加する極性反転回路と、
始動用の高圧パルス電圧を高圧放電灯に印加する始動パルス発生回路と、
上記各回路を制御する制御回路を備えた高圧放電灯点灯装置において、
前記始動パルス発生回路は、
少なくともコンデンサとトランスの1次巻線とスイッチング素子の直列接続からなるトランス1次巻線回路と、
前記トランスの2次巻線を高圧放電灯に接続し、トランスの1次巻線に発生する電圧を昇圧した高圧パルス電圧を高圧放電灯に印加する2次巻線回路と、
前記トランスに設けられた3次巻線に発生する電圧により高圧パルス電圧の電圧レべルを検出する始動パルス検出回路を有する3次巻線回路とからなり、
前記制御回路は、前記3次巻線回路の検出結果により、高圧パルス電圧の発生する矩形波極性を選択する始動パルス発生極性選択回路を有することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1において、前記始動パルス発生極性選択回路は、3次巻線回路の検出結果により、高圧パルス電圧が所定値より高い場合は、高圧パルス電圧の極性が逆極性の矩形波極性の時に高圧パルス電圧を発生し、高圧パルス電圧が所定値より低い場合は、高圧パルス電圧の極性が同極性の矩形波極性の時に高圧パルス電圧を発生するように高圧パルス電圧の発生する矩形波極性を選択することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1において、始動パルス発生回路のトランスは逆方向に接続された第1及び第2の1次巻線を備え、
トランス1次巻線回路は、トランスの第1の1次巻線を第1のスイッチング素子を介してコンデンサに接続する第1のトランス1次巻線回路と、トランスの第2の1次巻線を第2のスイッチング素子を介して前記コンデンサに接続する第2のトランス1次巻線回路よりなり、
前記始動パルス発生極性選択回路は、3次巻線回路の検出結果により、高圧パルス電圧が所定値より高い場合は、高圧パルス電圧の極性が矩形波極性と逆極性となり、高圧パルス電圧が所定値より低い場合は、高圧パルス電圧の極性が矩形波極性と同極性となるように、始動パルス発生回路の第1および第2の1次巻線回路を制御することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、高圧パルス電圧の発生する矩形波極性を選択する始動パルス発生極性選択回路をマイコンにて実現したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を具備したことを特徴とする照明器具。
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