JP3530060B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯を高周波に
て点灯させる放電灯点灯装置に関する。 【0002】 【従来の技術】放電灯点灯装置においては、放電灯の効
率をあげるためにインバータによる高周波点灯方式が用
いられている。 【0003】高周波点灯方式の放電灯点灯装置として
は、複数のスイッチング素子(トランジスタ)で構成さ
れ、直流電源と放電灯との間に接続されるインバータ回
路と、それらスイッチング素子のオン・オフを制御する
制御回路と、放電灯とスイッチング素子との間に直列に
接続された直流阻止用のコンデンサ及びインダクタと、
放電灯に並列に接続された共振用コンデンサとを備え、
制御回路によりインバータ回路のスイッチング素子を交
互にオン状態とすることによって、直流電源の出力電圧
を高周波電圧に変換して放電灯に供給する構造の点灯装
置がある。 【0004】ところで、放電灯を高周波点灯方式で点灯
させる場合、移動縞が発生することは従来から知られて
いる。特に、周囲温度が低いときや放電灯に流れる電流
が低減したときに移動縞が発生しやすい。 【0005】このような移動縞を解消する手段として、
従来、放電灯の電圧を正負非対称にすることが知られて
おり、その具体的な構成がいくつか提案されている。 【0006】例えば特開平9−7777号公報には、直
流電圧を入力し高周波電圧に変換するインバータと、調
光信号に基づいてインバータの動作周波数を制御する制
御回路と、インバータの出力側に接続されたコイル、放
電灯、直流カットコンデンサからなる直列回路を有する
放電灯調光点灯装置において、直流カットコンデンサに
並列に、抵抗と整流素子とからなる直列回路を付加する
ことで、放電灯に供給する交流電力を非対称化(正負非
対称波形)して、移動縞を防止する回路構成が開示され
ている。 【0007】また、特開平6−104092号公報に
は、2つのスイッチング素子の直列回路を直流電源と並
列に2組接続し(フルブリッジ接続)、その一方の直列
回路の各々のスイッチング素子のスイッチング周期を異
ならせて交互にオン・オフさせるとともに、他方の直列
回路の各々のスイッチング素子を、一方の直列回路のい
ずれかのスイッチング素子と同じスイッチング周期で交
互にオン・オフさせることで、LC共振回路への正負の
供給電力をアンバランス(正負非対称波形)にして、移
動縞を防止する装置が開示されている。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来技術のうち、特開平9−7777号公報に記載の回路
構成によれば、放電灯の電圧を正負非対称波形にする手
段が、スイッチング素子の負荷(放電灯)側に設けられ
ているので、高耐圧・大電流を許容する部品を使用する
必要があり、部品の信頼性、コスト・電力ロス面の問題
がある。 【0009】一方、特開平6−104092号公報に記
載の装置によれば、制御回路による制御で正負非対称波
形を作り出しているので、高耐圧・大電流の部品を使う
必要はないが、インバータ回路がフルブリッジ回路であ
るため、スイッチング素子等の部品点数が多くなるとい
う問題がある。 【0010】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、高耐圧・大電流を許容する部品を使用すること
なく、簡単な回路構成のもとに調光の移動縞を防止する
ことのできる放電灯点灯装置の提供を目的とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の放電灯点灯装置は、直流電源と放電灯との
間に接続されるプッシュプル回路(インバータ回路)
と、このプッシュプル回路の一対のスイッチング素子の
オン・オフを制御して放電灯を点灯させる制御回路とを
備えており、その制御回路は、三角波発生回路及びコン
パレータを有し、前記プッシュプル回路の一対のスイッ
チング素子のいずれか一方の出力を直線波形である制御
信号にインピーダンスにて帰還した信号と、前記三角波
発生回路の出力信号とを前記コンパレータで比較しドラ
イブ信号を得て前記プッシュプル回路に供給することに
より、前記プッシュプル回路の一対のスイッチング素子
をオフするタイミングをずらして、正負非対称波形を作
り出すように構成されていることによって特徴づけられ
る。 【0012】 【0013】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下、図
面に基づいて説明する。 【0014】図1は本発明の実施の形態の回路構成を示
すブロック図である。図1に示す放電灯点灯装置は、一
対のスイッチング素子(トランジスタ)11、12で構
成され、直流電源7と放電灯3との間に接続されるプッ
シュプル回路(インバータ回路)1と、それらスイッチ
ング素子11、12のオン・オフを制御する制御回路2
と、スイッチング素子11、12と放電灯3との間に直
列に接続された直流阻止用のコンデンサ4及びインダク
タ5と、放電灯3に並列に接続された共振用コンデンサ
6とを備えており、制御回路2により、プッシュプル回
路1のスイッチング素子11、12を交互にオン状態と
することによって、直流電源7の出力電圧を高周波電圧
に変換して放電灯3に供給する回路構成となっている。
なお、プッシュプル回路1の各スイッチング素子11、
12には、それぞれダイオード13、14が並列に内蔵
されている。 【0015】さて、本実施の形態は、一対のスイッチン
グ素子11、12を制御する制御回路2の動作に特徴が
ある。すなわち図2のタイミングチャートに示すよう
に、制御回路2がプッシュプル回路1に出力するドライ
ブ信号V1 、V2 のうち、片方の信号V2 のパルス幅を
小さくして、一対のスイッチング素子11、12をオフ
するタイミングをずらすように構成したところに特徴が
ある。 【0016】このようなスイッチング制御を行うこと
で、放電灯3に供給する高周波電圧が正負非対称波形と
なり、これにより、放電灯3の周囲温度が低い場合、あ
るいは放電灯3に流れる電流が低減した場合であって
も、移動縞が発生することを防止できる。 【0017】なお、以上の実施形態では、プッシュプル
回路1の一対のスイッチング素子11、12のうち、低
圧側に接続したスイッチング素子12に供給するドライ
ブ信号V2 のパルス幅を小さくして、正負非対称波形を
作り出しているが、その逆の構成、つまり図3のタイミ
ングチャートに示すように、高圧側に接続したスイッチ
ング素子11に供給するドライブ信号V1 のパルス幅を
小さくするという構成を採用してもよい。 【0018】図4は制御回路2の構成を示すブロック図
で、以下、この図4を参照しつつ本発明の他の実施形態
を説明する。 【0019】まず、制御回路2は、三角波発生回路2
1、コンパレータ22、パルス分配回路24、及びパル
ス増幅回路25等を備えており、三角波発生回路21か
らの出力信号A1 と、制御信号(調光信号)A2 とをコ
ンパレータ22で比較しドライブ信号Pout を得て、プ
ッシュプル回路1にパルスを供給するように構成されて
いる。 【0020】さて、この実施形態では、制御信号A2 の
入力部に混合回路23を設け、プッシュプル回路1の片
方の出力E2 を制御信号A2 にインピーダンスにて帰還
をかけるように構成したところに特徴があり、このよう
な信号帰還をかけることにより、放電灯3に供給する高
周波電圧が正負非対称波形となる。その動作を以下に説
明する。 【0021】まず、帰還をかけない場合(従来の回路構
成の場合)、図6のタイミングチャートに示すように、
三角波発生回路21の出力信号(三角波)A1 と、制御
信号(直線波形)A2 とによって作り出される信号、つ
まりコンパレータ出力Poutは、パルスデューティ比が
一定の波形信号となり、プッシュプル回路2の2つの出
力E1 、E2 のパルス幅が同じとなる。 【0022】これに対し、図4のように、プッシュプル
回路1の出力E2 をインピーダンスにて制御信号A2 に
帰還をかけると、図5のタイミングチャートに示すよう
に、制御信号A2 がプッシュプル回路1の出力E2 に応
じて変化するため、コンパレータ出力Pout が図5に示
すような波形となり、プッシュプル回路1の片方の出力
E1 のパルス幅が変化し、これによりプッシュプル回路
1の一対のスイッチング素子11または12をオフする
タイミングをずらすことができ、正負非対称波形の高周
波電圧を放電灯3に供給することができる。 【0023】なお、図4に示す例では、プッシュプル回
路1の出力E2 をインピーダンスにて制御信号A2 に帰
還しているが、プッシュプル回路1の出力E1 を制御信
号A2 にインピーダンスにて帰還してもよい。この場
合、制御信号A2 がプッシュプル回路1の出力E1 に応
じて変化し、プッシュプル回路1の片方の出力E2 のパ
ルス幅が変化する。 【0024】ここで、本発明は、プッシュプル回路とし
て、図7に示すようなパルス幅制御方式によるスイッチ
ング・レギュレータ(TL494)8を使用する放電灯
点灯装置にも適用することができる。この場合、スイッ
チング・レギュレータ(TL494)8の出力E1 また
はE2 のいずれか一方を、RtまたはCtにインピーダ
ンスにて帰還することで、片方の出力E1 またはE2 の
パルス幅を変化させることができる。 【0025】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電灯点
灯装置によれば、制御回路による制御により、プッシュ
プル回路の一対のスイッチング素子をオフするタイミン
グをずらすことで、放電灯への高周波電圧を正負非対称
波形として移動縞を防止しているので、高耐圧・大電流
の部品を使用する必要がなく、各部品の信頼性が高くな
り、また電力ロスも少なくて済む。しかも、インバータ
としてプッシュプル回路(ハーフブリッジ回路)を採用
しているので、部品点数の低減化をはかることができ
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施形態の回路構成を示すブロック図
である。 【図2】図1の実施形態の動作を示すタイミングチャー
トである。 【図3】図1の実施形態の動作の他の例を示すタイミン
グチャートである。 【図4】本発明の他の実施形態の要部構成(制御回路)
を示すブロック図である。 【図5】図4の実施形態の動作を示すタイミングチャー
トである。 【図6】従来の放電灯点灯装置の制御回路の動作を示す
タイミングチャートである。 【図7】スイッチング・レギュレータ(TL494)の
構成を示すブロック図である。 【符号の説明】 1 プッシュプル回路 11,12 スイッチング素子 13,14 ダイオード 2 制御回路 21 三角波発生回路 22 コンパレータ 23 混合回路 3 放電灯 4 コンデンサ(直流電流阻止用) 5 インダクタ(直流電流阻止用) 6 共振用コンデンサ 7 直流電源 8 スイッチング・レギュレータ(TL494)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24 H02M 3/155 H02M 7/538 H05B 41/392

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 直流電源と放電灯との間に接続されるプ
    ッシュプル回路と、このプッシュプル回路の一対のスイ
    ッチング素子のオン・オフを制御して放電灯を点灯させ
    る制御回路とを備え、前記制御回路は、三角波発生回路及びコンパレータを有
    し、前記プッシュプル回路の一対のスイッチング素子の
    いずれか一方の出力を直線波形である制御信号にインピ
    ーダンスにて帰還した信号と、前記三角波発生回路の出
    力信号とを前記コンパレータで比較しドライブ信号を得
    て前記プッシュプル回路に供給することにより、前記
    ッシュプル回路の一対のスイッチング素子をオフするタ
    イミングをずらして、正負非対称波形を作り出すように
    構成されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
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