JP3794287B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関するものであり、さらに詳しくは放電灯の寿命末期状態を検出する検出回路を備えた放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放電灯点灯装置として、本願出願人は特願２０００−１７８４４７のものを出願している。図６に示す放電灯点灯装置は、前記出願に開示されているものであり、コンデンサやインダクタ等からなるローパスフィルタＦ１を介して入力された交流電源ＶｓをダイオードブリッジＤＢで整流している。ダイオードブリッジＤＢで整流された出力端にはダイオードＤ１、Ｄ２を介して平滑用のコンデンサＣ４とダイオードＤ４との直列回路が接続されている。（以下、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ２のソース側を回路グランドと言う。）なお、ダイオードＤ１、Ｄ２はコンデンサＣ４を充電する方向に接続されており、ダイオードＤ４はコンデンサＣ４を放電する方向に接続されている。また、ダイオードブリッジＤＢの出力端にはコンデンサ等からなるローパスフィルタＦ２が接続されている。ダイオードＤ２と並列に入力電流の歪みを改善するコンデンサＣ２が接続されており、コンデンサＣ４とダイオードＤ４との直列回路の両端にはコンデンサＣ５が接続されている。コンデンサＣ５と並列に交互にオン／オフされた１対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２（たとえば、電界効果トランジスタ）の直列回路が接続されており、これがインバータ回路を構成している。ダイオードＤ１のカソードとスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点との間には、直流阻止コンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を自励駆動するトランスＴ２の１次巻き線との直列回路が接続されている。コンデンサＣ４とダイオードＤ４の接続点とコンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の接続点との間には、ダイオードＤ３がコンデンサＣ４を充電する方向に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートとトランスＴ２の２次巻き線との間にはゲート抵抗Ｒ７、Ｒ８がそれぞれ接続されている。
【０００３】
放電灯Ｌ２の放電灯Ｌ１との接続点と回路グランドとの間には、抵抗Ｒ１〜Ｒ５の直列回路が接続されている。リーケージトランスＴ１の２次側両端には、放電灯Ｌ１、Ｌ２の直列回路とこの直列回路と並列に共振コンデンサＣ６が接続されている。放電灯Ｌ１とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＡと抵抗ＲＡが、放電灯Ｌ２とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＢと抵抗ＲＡがそれぞれ接続されている。放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２との接続点側のフィラメントを予熱するために、リーケージトランスＴ１にフィラメント予熱用巻き線Ｎ３が設けられている。フィラメント予熱用巻き線Ｎ３と放電灯Ｌ１との間にはコンデンサＣ３が接続されている。
【０００４】
また、この放電灯点灯装置には、放電灯Ｌ１、Ｌ２の寿命末期状態（放電灯のフィラメントに塗布した電界放射物質が放電灯の経時変化で枯渇した状態）を検出するための検出回路が設けられている。すなわち、リーケージトランスＴ１の補助巻き線Ｎ４の一端と回路グランドとの間にはダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ９とダイオードＤ６と抵抗Ｒ１０との直列回路が接続されている。ダイオードＤ６のカソードと回路グランドとの間には平滑コンデンサＣ７が接続され、平滑コンデンサＣ７と並列にツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ５、Ｄ６はコンデンサＣ７を充電する方向に接続されている。また、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との接続点にはＮＰＮトランジスタＱ６のベースが接続されており、ＮＰＮトランジスタＱ５、Ｑ６のエミッタは回路グランドに接続されている。トランジスタＱ６のコレクタはトランジスタＱ５のベースと抵抗Ｒ１７を介し、コンデンサＣ５の非回路グランド側に接続されている。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣ１０とダイオードＤ８との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ８のアノードは回路グランドと接続されている。ダイオードＤ７のアノードとダイオードＤ８のカソードとが、また、ダイオードＤ７のカソードと回路グランドとの間にコンデンサＣ８と抵抗Ｒ１３とがそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ３のアノードとツェナーダイオードＺＤ１のカソードとの間には、ツェナーダイオードＺＤ２がそれぞれ接続されている。（以下、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード側の電位を検出電圧Ｖｋと言う。）さらに、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードにはＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタとＮＰＮトランジスタＱ４のベースがそれぞれ接続されている。また、トランジスタＱ３のベースとトランジスタＱ４のコレクタが接続されており、トランジスタＱ４のエミッタは回路グランドに、トランジスタＱ３のエミッタは抵抗Ｒ１４、Ｒ１５とそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードはダイオードＤ９を介して抵抗Ｒ１４に接続されている。
【０００５】
つぎに、ダイオードＤ１２のアノードとスイッチング素子Ｑ２のゲートが、ダイオードＤ１２のカソードとダイオードＤ１３のカソードがそれぞれ接続されており、ダイオードＤ１３には抵抗Ｒ１８が並列に接続されている。また、ＰＮＰトランジスタＱ７のエミッタがダイオードＤ１２のカソードに、トランジスタＱ７のコレクタが回路グランドにそれぞれ接続されている。そして、トランジスタＱ７のベースがダイオードＤ１１、Ｄ１０を介して、ダイオードＤ９のカソードに接続されている。また、放電灯Ｌ１がコンデンサＣＡと接続されている一端をａ、放電灯Ｌ１が放電灯Ｌ２と接続されている点をｂ、放電灯Ｌ２が放電灯Ｌ１と接続されている点をｃ、放電灯Ｌ２がコンデンサＣＢと接続されている他端をｄとする。
【０００６】
放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時にリーケージトランスＴ１の補助巻き線Ｎ４に発生する高周波交流電圧は、リーケージトランスＴ１の２次側巻き線Ｎ２に発生する電圧に比例する。そして、この補助巻き線Ｎ４に発生した交流電圧をダイオードＤ５で半波整流し、抵抗Ｒ９とダイオードＤ６を介して平滑コンデンサＣ７と抵抗Ｒ１０とで平滑電圧としている。すなわち、平滑コンデンサＣ７の非回路グランド側には、平滑された直流電圧が発生している。この直流電圧により、ツェナーダイオードＺＤ１がオンとなり、トランジスタＱ６もオンとなる。トランジスタＱ６がオンすると、トランジスタＱ６のコレクタが回路グランドとほぼ同電位になるので、トランジスタＱ６のコレクタに接続されているトランジスタＱ５のベースも回路グランドとほぼ同電位となり、トランジスタＱ５はオフとなる。したがって、放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、トランジスタＱ５のコレクタは開放状態となっている。
【０００７】
つぎに、検出回路の検出電圧Ｖｋの発生態様を図６を参照して説明する。放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、抵抗Ｒ５の非回路グランド側には、図９（ａ）に示すように放電灯Ｌ１、Ｌ２のフィラメント等の影響で発生した振幅の小さい高周波電圧が発生している。この電圧が高周波をバイパスするコンデンサＣ１０を介して、ダイオードＤ７のアノードには、図９（ｂ）に示す高周波電圧が発生している。この高周波電圧がダイオードＤ７を介して、コンデンサＣ８と抵抗Ｒ１３とで平滑されて、ツェナーダイオードＺＤ３のカソードには、図９（ｃ）に示すように数ボルト程度の平滑された直流電圧が発生している。なお、図９（ｃ）、（ｄ）に示すＶｔｈは、ツェナーダイオードＺＤ３のオン電圧値を表している。
【０００８】
ここで、放電灯Ｌ１、Ｌ２が寿命末期状態になったときの検出回路の動作を図６〜８を参照して説明する。図６に示す伝導ノイズ低減回路を構成するコンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡの等価回路図は図７に示す回路図となる。ここで、インピーダンス要素Ｚ１はコンデンサＣＡと抵抗ＲＡとの合成インピーダンス、インピーダンス要素Ｚ２は抵抗Ｒ１〜Ｒ５の合成インピーダンス、インピーダンス要素Ｚ３は、コンデンサＣＢと抵抗ＲＡとの合成インピーダンスであり、コンデンサＣＡとコンデンサＣＢの容量は等しいものとする。また、放電灯Ｌ１とインピーダンス要素Ｚ１が接続されている一端をａ、放電灯Ｌ１が放電灯Ｌ２と接続されている点をｂ、放電灯Ｌ２が放電灯Ｌ１と接続されている接続点をｃ、放電灯Ｌ２がインピーダンス要素Ｚ３と接続されている他端をｄとする。放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、高周波電流（伝導ノイズ）が図７に示すように、放電灯Ｌ１→インピーダンス要素Ｚ２→回路グランド→インピーダンス要素Ｚ１→放電灯Ｌ１の経路で電流ｉ１が、放電灯Ｌ２→インピーダンス要素Ｚ３→回路グランド→インピーダンス要素Ｚ２→放電灯Ｌ２の経路で電流ｉ２がそれぞれ流れている。すなわち、インピーダンス要素Ｚ２に流れる電流は、上記の２経路で流れる電流ｉ１、ｉ２が相殺し、インピーダンス要素Ｚ２にはほとんど電圧が発生しない。ところが、たとえば、放電灯Ｌ１のａ側が寿命末期状態になると、放電灯Ｌ１のｂ側→放電灯Ｌ１のａ側には電流が流れなくなるので、図８に示すように放電灯Ｌ１のａ側→放電灯Ｌ１のｂ側にのみ半波電流ｉ１が流れる。すなわち、インピーダンス要素Ｚ２には高周波電流ｉ２のみが流れることになり、インピーダンス要素Ｚ２には電圧が発生する。この高周波電圧が高周波バイパスコンデンサＣ１０とダイオードＤ７を介して、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード電圧、すなわち、検出電圧Ｖｋを上昇させる。そして、図９（ｄ）に示すように検出電圧ＶｋがツェナーダイオードＺＤ３のオン電圧Ｖｔｈを超えると、ＮＰＮトランジスタＱ４オン→ＰＮＰトランジスタＱ３オンとなり、トランジスタＱ３のエミッタが回路グランドとほぼ同電位となる。
【０００９】
すると、スイッチング素子Ｑ２のゲート→ダイオードＤ１２→トランジスタＱ７のエミッタ→トランジスタＱ７のベース→ダイオードＤ１１→ダイオードＤ１０→抵抗Ｒ１４の経路で電流が流れ、トランジスタＱ７はオンし、スイッチング素子Ｑ２のゲート→ダイオードＤ１２→トランジスタＱ７のエミッタ→Ｑ７のコレクタの経路でスイッチング素子Ｑ２の電荷が引き抜かれ、インバータ回路は発振停止する。そして、コンデンサＣ９の電荷が抵抗Ｒ１６を介して放電してしまうと、トランジスタＱ４オフ→トランジスタＱ３オフ→トランジスタＱ７オフとなり、スイッチング素子Ｑ２の電荷は引き抜かれなくなるので、放電灯点灯装置は再起動する。すなわち、放電灯Ｌ１、Ｌ２が寿命末期状態になったとき放電灯点灯装置は間欠発振をする。
【００１０】
また、コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡは放電灯Ｌ１、Ｌ２からの伝導ノイズを低減する伝導ノイズ低減回路を構成している。すなわち、抵抗ＲＡとコンデンサＣＡ（コンデンサＣＢ）との直列回路は一種のスナバ回路であり、抵抗ＲＡが放電灯Ｌ１、Ｌ２からの伝導ノイズを吸収する。したがって、特願２０００−１７８４４７の図１９に示すコンデンサのみからなる伝導ノイズ低減回路に比べ、伝導ノイズを低減することができる。
【００１１】
図６に示す放電灯点灯装置は、入力電流波形の歪み改善機能を有する安価な放電灯点灯装置であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、検出の感度を良くしようとすると検出電圧Ｖｋを大きくする、すなわち、抵抗Ｒ５の非回路グランド側に発生する電圧を大きくする必要がある。このため、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値を小さくし抵抗Ｒ５の値を大きくする必要があるのだが、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を小さくすると耐電圧特性も低下する。放電灯Ｌ１、Ｌ２を着脱するときに放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２の接続点と回路グランドとの間に過渡的に発生する電圧を考慮すると、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の数が１０個程度（図１では抵抗Ｒ１〜Ｒ４の４個の場合を示している）も必要となる場合がある。特に、正常点灯状態時の放電灯電圧が高い放電灯、たとえば、松下電器産業株式会社製ＦＬＲ１１０タイプの放電灯を着脱するときには、放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２の接続点と回路グランドとの間には、過渡的に高い電圧が発生する。このとき、たとえば、標準サイズの面実装抵抗器１／８Ｗ（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ）を使用したとしても、抵抗器の実装にかなりの面積を要することになる。また、抵抗の数が増えると、当然のことながら、コストアップの要因となる。
【００１３】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を削減し、小型実装化が図れる放電灯点灯装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電灯点灯装置は、交流電源を整流する整流回路と；整流回路の出力端に接続された平滑回路と；平滑回路の出力端に接続された第１、第２のスイッチング素子の直列回路からなるインバータ回路と；２以上の直列接続された放電灯と；放電灯とトランスを含む負荷回路と；放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００１５】
この放電灯点灯装置においては、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と伝導ノイズを低減する伝導ノイズ低減回路との回路要素を兼用しているので、放電灯点灯装置の部品点数の削減と小型実装化を図ることができる。また、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることもできる。
【００１６】
請求項２記載の放電灯点灯装置は、交流電源を整流する整流回路と；整流回路の出力端にインピーダンス要素を介して接続された第１、第２のスイッチング素子の直列回路からなるインバータ回路と；インバータ回路の両端に接続され少なくとも１つのスイッチング素子を含んでなる降圧チョッパ回路を含む電源回路と；整流回路の出力端とインピーダンス要素の接続点と、第１、第２のスイッチング素子の接続点と、の間に接続されたトランスと２以上の直列接続された放電灯とを含む負荷回路と；放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００１７】
このような放電灯点灯装置においても、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と伝導ノイズを低減する伝導ノイズ低減回路との回路要素を兼用することで、請求項１記載の放電灯点灯装置と同様に、放電灯点灯装置の部品点数の削減と小型実装化を図ることができる。また、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることもできる。
【００１８】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、検出回路は、２以上の直列接続された放電灯において、直列接続された放電灯の一端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第１のインピーダンス要素と；少なくとも１つの放電灯と放電灯との接続点と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第２のインピーダンス要素と；直列接続された放電灯の他端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第３のインピーダンス要素と；を備え、放電灯の寿命末期状態に第１又は第３のインピーダンス要素に流れる非対称電流を検出することを特徴とするものである。
【００１９】
この放電灯点灯装置においては、比較的簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。
【００２０】
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路に存する第１、第３のインピーダンス要素は、抵抗器を含むことを特徴とするものである。
【００２１】
この放電灯点灯装置においては、簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。
【００２２】
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、第１、第３のインピーダンス要素はコンデンサと抵抗器の直列回路であり、第２のインピーダンス要素は抵抗器であることを特徴とするものである。
【００２３】
この放電灯点灯装置においては、簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを効果的に抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１を参照して説明する。（第１の実施形態は請求項１、３〜５に対応している。）
図１に示す放電灯点灯装置は交流電源（Ｖｓ）を整流する整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）と；整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）の出力端に接続された平滑回路（コンデンサＣ５）と；平滑回路（コンデンサＣ５）の出力端に接続された第１、第２のスイッチング素子（たとえば、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２）の直列回路からなるインバータ回路と；２以上の直列接続された放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）と；放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）とトランス（リーケージトランスＴ１）を含む負荷回路（放電灯Ｌ１、Ｌ２とリーケージトランスＴ１と共振コンデンサＣ６とからなる）と；放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路（検出回路ＥＬ）と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンス（抵抗ＲＡ）を備えた伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路（検出回路ＥＬ）を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００２５】
以下、まず、図１に示す放電灯点灯装置の主回路と伝導ノイズ低減回路の詳細な構成を示す。本放電灯点灯装置は、コンデンサやインダクタ等からなるローパスフィルタＦ１を介して入力された交流電源ＶｓをダイオードブリッジＤＢで整流している。ダイオードブリッジＤＢで整流された出力端には平滑用のコンデンサＣ５が接続されている。（以下、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ２のソース側を回路グランドと言う。）また、ダイオードブリッジＤＢの出力端にはコンデンサ等からなるローパスフィルタＦ２が接続されている。コンデンサＣ５と並列に交互にオン／オフされた１対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２（たとえば、電界効果トランジスタ）の直列回路が接続されており、これがインバータ回路を構成している。ダイオードブリッジＤＢの出力端とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点との間には、直流阻止コンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を自励駆動するトランスＴ２の１次巻き線との直列回路が接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートとトランスＴ２の２次巻き線との間にはゲート抵抗Ｒ７、Ｒ８がそれぞれ接続されている。
【００２６】
放電灯Ｌ２の放電灯Ｌ１との接続点と回路グランドとの間には、抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されている。リーケージトランスＴ１の２次側両端には、放電灯Ｌ１、Ｌ２の直列回路とこの直列回路と並列に共振コンデンサＣ６が接続されている。放電灯Ｌ１とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＡと抵抗ＲＡが、放電灯Ｌ２とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＢと抵抗ＲＡがそれぞれ接続されている。放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２との接続点側のフィラメントを予熱するために、リーケージトランスＴ１にフィラメント予熱用巻き線Ｎ３が設けられている。フィラメント予熱用巻き線Ｎ３と放電灯Ｌ１との間にはコンデンサＣ３が接続されている。主回路の動作は周知なので省略する。
【００２７】
つぎに、本放電灯点灯装置の検出回路ＥＬの詳細な構成を示す。リーケージトランスＴ１の補助巻き線Ｎ４の一端と回路グランドとの間にはダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ９とダイオードＤ６と抵抗Ｒ１０との直列回路が接続されている。ダイオードＤ６のカソードと回路グランドとの間には平滑コンデンサＣ７が接続され、平滑コンデンサＣ７と並列にツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ５、Ｄ６はコンデンサＣ７を充電する方向に接続されている。また、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との接続点にはＮＰＮトランジスタＱ６のベースが接続されており、ＮＰＮトランジスタＱ５、Ｑ６のエミッタは回路グランドに接続されている。トランジスタＱ６のコレクタはトランジスタＱ５のベースと抵抗Ｒ１７を介し、コンデンサＣ５の非回路グランド側に接続されている。抵抗ＲＡとコンデンサＣＡ（コンデンサＣＢ）の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣ１０とダイオードＤ８との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ８のアノードは回路グランドと接続されている。ダイオードＤ７のアノードとダイオードＤ８のカソードとが、また、ダイオードＤ７のカソードと回路グランドとの間にコンデンサＣ８と抵抗Ｒ１３とがそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ３のアノードと回路グランドとの間にはコンデンサＣ９と抵抗Ｒ１６との並列回路が、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードとツェナーダイオードＺＤ１のカソードとの間には、ツェナーダイオードＺＤ２がそれぞれ接続されている。（以下、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード側の電位を検出電圧Ｖｋと言う。）さらに、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードにはＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタとＮＰＮトランジスタＱ４のベースがそれぞれ接続されている。また、トランジスタＱ３のベースとトランジスタＱ４のコレクタが接続されており、トランジスタＱ４のエミッタは回路グランドに、トランジスタＱ３のエミッタは抵抗Ｒ１４、Ｒ１５とそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードはダイオードＤ９を介して抵抗Ｒ１４に接続されている。
【００２８】
つぎに、ダイオードＤ１２のアノードとスイッチング素子Ｑ２のゲートが、ダイオードＤ１２のカソードとダイオードＤ１３のカソードがそれぞれ接続されており、ダイオードＤ１３には抵抗Ｒ１８が並列に接続されている。また、ＰＮＰトランジスタＱ７のエミッタがダイオードＤ１２のカソードに、トランジスタＱ７のコレクタが回路グランドにそれぞれ接続されている。そして、トランジスタＱ７のベースがダイオードＤ１１、Ｄ１０を介して、ダイオードＤ９のカソードに接続されている。
【００２９】
図１に示す放電灯Ｌ１、Ｌ２とコンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡと抵抗Ｒ１、Ｒ２の等価回路図は図２に示す回路図となる。そして、放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、高周波電流（伝導ノイズ）が図２に示すように、放電灯Ｌ１→抵抗Ｒ１＋Ｒ２→回路グランド→抵抗ＲＡ→コンデンサＣＡ→放電灯Ｌ１の経路で電流ｉ１が、放電灯Ｌ２→コンデンサＣＢ→抵抗ＲＡ→回路グランド→抵抗Ｒ１＋Ｒ２→放電灯Ｌ２の経路で電流ｉ２がそれぞれ流れている。すなわち、抵抗ＲＡに流れる電流は、上記の２経路で流れる電流ｉ１、ｉ２が相殺し、抵抗ＲＡにはほとんど電圧が発生しない。ところが、たとえば、放電灯Ｌ１のａ側が寿命末期状態になると、放電灯Ｌ１のｂ側→放電灯Ｌ１のａ側には電流が流れなくなるので、図３に示すように放電灯Ｌ１のａ側→放電灯Ｌ１のｂ側にのみ半波電流ｉ１が流れる。すなわち、抵抗ＲＡには高周波電流ｉ２のみが流れることになり、抵抗ＲＡには電圧が発生する。この高周波電圧が図１に示す高周波バイパスコンデンサＣ１０とダイオードＤ７を介して、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード電圧、すなわち、検出電圧Ｖｋを上昇させる。検出回路ＥＬの回路構成は従来例図６に示す回路構成と同様なので、本放電灯点灯装置においても、図９（ｄ）に示すように検出電圧ＶｋがツェナーダイオードＺＤ３のオン電圧Ｖｔｈを超えると、放電灯点灯装置は検出動作に移行する。その後、放電灯点灯装置は従来の技術で詳述した動作と同様に間欠発振を行う。
【００３０】
また、本放電灯点灯装置において、放電灯Ｌ１、Ｌ２を着脱するときに放電灯Ｌ１、Ｌ２それぞれの両端と回路グランドとの間には過渡的に高い電圧が発生するが、過渡的な電圧はほとんどコンデンサＣＡ、ＣＢにかかり、抵抗ＲＡにかかる電圧は小さい。したがって、放電灯Ｌ１、Ｌ２が、たとえば、放電灯電圧の高い松下電器産業株式会社製ＦＬＲ１１０タイプの放電灯であっても、抵抗ＲＡの数は標準サイズの面実装抵抗器１／８Ｗ（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ）が２個程度（図１では抵抗ＲＡ１個のみを図示している）で済む。したがって、面実装抵抗器の部品点数を削減することができ、放電灯点灯装置の小型実装化を図ることができる。また、部品点数削減により、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることができる。
【００３１】
以下、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。（第２の実施形態は請求項２〜５に対応している。）
図４に示す放電灯点灯装置は、交流電源（Vs）を整流する整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）と；整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）の出力端にインピーダンス要素（ダイオードＤ２とコンデンサＣ２との並列回路）を介して接続された第１、第２のスイッチング素子（たとえば、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２）の直列回路からなるインバータ回路と；インバータ回路の両端に接続され少なくとも１つのスイッチング素子（スイッチング素子Ｑ１又はスイッチング素子Ｑ２）を含んでなる降圧チョッパ回路（ダイオードＤ３、Ｄ４とコンデンサＣ４とリーケージトランスＴ１の１次側巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１の内蔵ダイオードとスイッチング素子Ｑ２とからなる）を含む電源回路（コンデンサＣ４、Ｃ５とダイオードＤ３、Ｄ４、リーケージトランスの１次巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ２とからなる）と；整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）の出力端とされた（ダイオードＤ１）の接続点と、第１、第２のスイッチング素子（スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２）の接続点と、の間に接続されたトランス（リーケージトランスＴ１）と２以上の直列接続された放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）とを含む負荷回路（リーケージトランスＴ１と放電灯Ｌ１、Ｌ２と共振コンデンサＣ６とからなる）と；放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）の寿命末期状態に放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）に流れる非対称電流を検出する検出回路（検出回路ＥＬ）と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンス（抵抗ＲＡ）を備えた伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路（検出回路ＥＬ）を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００３２】
図４に示す放電灯点灯装置は、図１に示した放電灯点灯装置において、フィルタＦ２とコンデンサＣ５との間に、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２とコンデンサＣ２の並列回路と、を接続した点、図１に示すコンデンサＣ５に、コンデンサＣ４とダイオードＤ４の直列回路と、コンデンサＣ５と、をそれぞれ並列接続した点、図４に示すコンデンサＣ４とダイオードＤ４の接続点と、コンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の接続点と、の間にダイオードＤ３を接続した点、が異なる。主回路の動作は以下のとおりである。
【００３３】
まず、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも高い場合（すなわち、交流電源Ｖｓがピーク付近の場合）を考える。スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１がオフの場合には、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れる。コンデンサＣ１の充電後は、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ２（ダイオードＤ２）→コンデンサＣ４→ダイオードＤ３→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れる。そして、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ１がオンになると、リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ１の内臓ダイオード→コンデンサＣ４→ダイオードＤ３→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の経路で回生電流が流れる。そして、共振電流が反転すると、コンデンサＣ１→ダイオードＤ２→スイッチング素子Ｑ１→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１の経路で電流が流れる。やがて、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ１がオフになると、リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１→ダイオードＤ２→コンデンサＣ５→スイッチング素子Ｑ２の内臓ダイオード→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の経路で回生電流が流れる。やがて、共振電流が反転すると、コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→コンデンサＣ５→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１の経路で電流が流れる。そして、コンデンサＣ５の電荷が放電され、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも高くなると、再び最初の動作に戻る。
【００３４】
つぎに、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも低い場合（すなわち、交流電源Ｖｓがゼロクロス付近の場合）を考える。スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１がオフの場合には、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れる。そして、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ１がオンになると、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ１の内臓ダイオード→コンデンサＣ５→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で回生電流が流れる。やがて、共振電流が反転すると、コンデンサＣ１→コンデンサＣ２（ダイオードＤ２）→スイッチング素子Ｑ１→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１の経路で共振電流が流れる。つぎに、スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１がオフになると、リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１→ダイオードＤ２→コンデンサＣ５→スイッチング素子Ｑ２の内臓ダイオード→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の経路で回生電流が流れる。やがて、共振電流が反転すると、コンデンサＣ５→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→コンデンサＣ５の経路で電流が流れる。そして、コンデンサＣ５の電荷が放電され、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも高くなると、再び最初の動作に戻る。
【００３５】
本放電灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことの態様については、第１の実施形態と全く同様である。本放電灯装置においても、第１の実施形態と同様に、面実装抵抗器の部品点数を削減することができ、放電灯点灯装置の小型実装化を図ることができる。また、部品点数削減により、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることができる。
【００３６】
以下、本発明の第３の実施形態を図５を参照して説明する。（第３の実施形態は請求項２〜５に対応している。）
図５に示す放電灯点灯装置は、図２に示した放電灯点灯装置において、放電灯Ｌ１〜Ｌ３の３個が直列接続になった点、各放電灯の接続点と回路グランドとの間に抵抗Ｒ１、Ｒ２及び抵抗Ｒ３、Ｒ４の直列回路を接続した点、が異なる。
【００３７】
検出回路の基本的な動作は、第１の実施形態と全く同様である。第３の実施形態で示したような放電灯が３個以上直列接続されている場合においても、寿命末期状態の抵抗ＲＡの非回路グランド側の電圧上昇を検出することにより、第１の実施形態と同様に、放電灯点灯装置を間欠発振させることができる。また、検出回路と伝導ノイズ低減回路の回路要素の一部を兼用することにより、面実装抵抗器の部品点数を削減することができ、放電灯点灯装置の小型実装化を図ることができる。さらに、部品点数削減により、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１記載の放電灯点灯装置は、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と、の回路要素の一部を兼用したことを特徴とするものである。上記両回路を構成する回路要素の一部を兼用することにより、放電灯点灯装置の部品点数の削減と小型実装化が図ることができる。また、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることもできる。
【００３９】
請求項２記載の放電灯点灯装置は、簡単な構成で入力電流歪みを改善できる放電灯点灯装置において、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と、の回路要素の一部を兼用したことを特徴とするものである。このような放電灯点灯装置においても、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、検出回路は、２以上の直列接続された放電灯において、直列接続された放電灯の一端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第１のインピーダンス要素と；少なくとも１つの放電灯と放電灯との接続点と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第２のインピーダンス要素と；直列接続された放電灯の他端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第３のインピーダンス要素と；を備え、放電灯の寿命末期状態に第１又は第３のインピーダンス要素に流れる非対称電流を検出することを特徴とするものである。このように、比較的簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができる。また、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路に存する第１、第３のインピーダンス要素は、抵抗器を含むことを特徴とするものである。この放電灯点灯装置においては、比較的簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。また、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、第１、第３のインピーダンス要素はコンデンサと抵抗器の直列回路であり、第２のインピーダンス要素は抵抗器であることを特徴とするものである。この放電灯点灯装置においては、簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。また、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態の検出回路の動作原理図である。
【図３】第１の実施形態の検出回路の動作原理図である。
【図４】第２の実施形態を示す回路図である。
【図５】第３の実施形態を示す回路図である。
【図６】従来例を示す回路図である。
【図７】従来例の検出回路の動作原理図である。
【図８】従来例の検出回路の動作原理図である。
【図９】従来例の検出回路の各部の波形図である。
【符号の説明】
Ｖｓ 交流電源
ＤＢ ダイオードブリッジ
Ｃ５ コンデンサ
Ｑ１、Ｑ２ スイッチング素子
Ｌ１、Ｌ２ 放電灯
Ｔ１ リーケージトランス
ＥＬ 検出回路
ＣＡ、ＣＢ コンデンサ
ＲＡ 抵抗（ノイズ低減インピーダンス）
Ｃ２ コンデンサ（インピーダンス要素）
Ｄ２ ダイオード（インピーダンス要素）
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３ インピーダンス要素
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関するものであり、さらに詳しくは放電灯の寿命末期状態を検出する検出回路を備えた放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放電灯点灯装置として、本願出願人は特願２０００−１７８４４７のものを出願している。図６に示す放電灯点灯装置は、前記出願に開示されているものであり、コンデンサやインダクタ等からなるローパスフィルタＦ１を介して入力された交流電源ＶｓをダイオードブリッジＤＢで整流している。ダイオードブリッジＤＢで整流された出力端にはダイオードＤ１、Ｄ２を介して平滑用のコンデンサＣ４とダイオードＤ４との直列回路が接続されている。（以下、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ２のソース側を回路グランドと言う。）なお、ダイオードＤ１、Ｄ２はコンデンサＣ４を充電する方向に接続されており、ダイオードＤ４はコンデンサＣ４を放電する方向に接続されている。また、ダイオードブリッジＤＢの出力端にはコンデンサ等からなるローパスフィルタＦ２が接続されている。ダイオードＤ２と並列に入力電流の歪みを改善するコンデンサＣ２が接続されており、コンデンサＣ４とダイオードＤ４との直列回路の両端にはコンデンサＣ５が接続されている。コンデンサＣ５と並列に交互にオン／オフされた１対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２（たとえば、電界効果トランジスタ）の直列回路が接続されており、これがインバータ回路を構成している。ダイオードＤ１のカソードとスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点との間には、直流阻止コンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を自励駆動するトランスＴ２の１次巻き線との直列回路が接続されている。コンデンサＣ４とダイオードＤ４の接続点とコンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の接続点との間には、ダイオードＤ３がコンデンサＣ４を充電する方向に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートとトランスＴ２の２次巻き線との間にはゲート抵抗Ｒ７、Ｒ８がそれぞれ接続されている。
【０００３】
放電灯Ｌ２の放電灯Ｌ１との接続点と回路グランドとの間には、抵抗Ｒ１〜Ｒ５の直列回路が接続されている。リーケージトランスＴ１の２次側両端には、放電灯Ｌ１、Ｌ２の直列回路とこの直列回路と並列に共振コンデンサＣ６が接続されている。放電灯Ｌ１とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＡと抵抗ＲＡが、放電灯Ｌ２とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＢと抵抗ＲＡがそれぞれ接続されている。放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２との接続点側のフィラメントを予熱するために、リーケージトランスＴ１にフィラメント予熱用巻き線Ｎ３が設けられている。フィラメント予熱用巻き線Ｎ３と放電灯Ｌ１との間にはコンデンサＣ３が接続されている。
【０００４】
また、この放電灯点灯装置には、放電灯Ｌ１、Ｌ２の寿命末期状態（放電灯のフィラメントに塗布した電界放射物質が放電灯の経時変化で枯渇した状態）を検出するための検出回路が設けられている。すなわち、リーケージトランスＴ１の補助巻き線Ｎ４の一端と回路グランドとの間にはダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ９とダイオードＤ６と抵抗Ｒ１０との直列回路が接続されている。ダイオードＤ６のカソードと回路グランドとの間には平滑コンデンサＣ７が接続され、平滑コンデンサＣ７と並列にツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ５、Ｄ６はコンデンサＣ７を充電する方向に接続されている。また、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との接続点にはＮＰＮトランジスタＱ６のベースが接続されており、ＮＰＮトランジスタＱ５、Ｑ６のエミッタは回路グランドに接続されている。トランジスタＱ６のコレクタはトランジスタＱ５のベースと抵抗Ｒ１７を介し、コンデンサＣ５の非回路グランド側に接続されている。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣ１０とダイオードＤ８との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ８のアノードは回路グランドと接続されている。ダイオードＤ７のアノードとダイオードＤ８のカソードとが、また、ダイオードＤ７のカソードと回路グランドとの間にコンデンサＣ８と抵抗Ｒ１３とがそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ３のアノードとツェナーダイオードＺＤ１のカソードとの間には、ツェナーダイオードＺＤ２がそれぞれ接続されている。（以下、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード側の電位を検出電圧Ｖｋと言う。）さらに、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードにはＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタとＮＰＮトランジスタＱ４のベースがそれぞれ接続されている。また、トランジスタＱ３のベースとトランジスタＱ４のコレクタが接続されており、トランジスタＱ４のエミッタは回路グランドに、トランジスタＱ３のエミッタは抵抗Ｒ１４、Ｒ１５とそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードはダイオードＤ９を介して抵抗Ｒ１４に接続されている。
【０００５】
つぎに、ダイオードＤ１２のアノードとスイッチング素子Ｑ２のゲートが、ダイオードＤ１２のカソードとダイオードＤ１３のカソードがそれぞれ接続されており、ダイオードＤ１３には抵抗Ｒ１８が並列に接続されている。また、ＰＮＰトランジスタＱ７のエミッタがダイオードＤ１２のカソードに、トランジスタＱ７のコレクタが回路グランドにそれぞれ接続されている。そして、トランジスタＱ７のベースがダイオードＤ１１、Ｄ１０を介して、ダイオードＤ９のカソードに接続されている。また、放電灯Ｌ１がコンデンサＣＡと接続されている一端をａ、放電灯Ｌ１が放電灯Ｌ２と接続されている点をｂ、放電灯Ｌ２が放電灯Ｌ１と接続されている点をｃ、放電灯Ｌ２がコンデンサＣＢと接続されている他端をｄとする。
【０００６】
放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時にリーケージトランスＴ１の補助巻き線Ｎ４に発生する高周波交流電圧は、リーケージトランスＴ１の２次側巻き線Ｎ２に発生する電圧に比例する。そして、この補助巻き線Ｎ４に発生した交流電圧をダイオードＤ５で半波整流し、抵抗Ｒ９とダイオードＤ６を介して平滑コンデンサＣ７と抵抗Ｒ１０とで平滑電圧としている。すなわち、平滑コンデンサＣ７の非回路グランド側には、平滑された直流電圧が発生している。この直流電圧により、ツェナーダイオードＺＤ１がオンとなり、トランジスタＱ６もオンとなる。トランジスタＱ６がオンすると、トランジスタＱ６のコレクタが回路グランドとほぼ同電位になるので、トランジスタＱ６のコレクタに接続されているトランジスタＱ５のベースも回路グランドとほぼ同電位となり、トランジスタＱ５はオフとなる。したがって、放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、トランジスタＱ５のコレクタは開放状態となっている。
【０００７】
つぎに、検出回路の検出電圧Ｖｋの発生態様を図６を参照して説明する。放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、抵抗Ｒ５の非回路グランド側には、図９（ａ）に示すように放電灯Ｌ１、Ｌ２のフィラメント等の影響で発生した振幅の小さい高周波電圧が発生している。この電圧が高周波をバイパスするコンデンサＣ１０を介して、ダイオードＤ７のアノードには、図９（ｂ）に示す高周波電圧が発生している。この高周波電圧がダイオードＤ７を介して、コンデンサＣ８と抵抗Ｒ１３とで平滑されて、ツェナーダイオードＺＤ３のカソードには、図９（ｃ）に示すように数ボルト程度の平滑された直流電圧が発生している。なお、図９（ｃ）、（ｄ）に示すＶｔｈは、ツェナーダイオードＺＤ３のオン電圧値を表している。
【０００８】
ここで、放電灯Ｌ１、Ｌ２が寿命末期状態になったときの検出回路の動作を図６〜８を参照して説明する。図６に示す伝導ノイズ低減回路を構成するコンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡの等価回路図は図７に示す回路図となる。ここで、インピーダンス要素Ｚ１はコンデンサＣＡと抵抗ＲＡとの合成インピーダンス、インピーダンス要素Ｚ２は抵抗Ｒ１〜Ｒ５の合成インピーダンス、インピーダンス要素Ｚ３は、コンデンサＣＢと抵抗ＲＡとの合成インピーダンスであり、コンデンサＣＡとコンデンサＣＢの容量は等しいものとする。また、放電灯Ｌ１とインピーダンス要素Ｚ１が接続されている一端をａ、放電灯Ｌ１が放電灯Ｌ２と接続されている点をｂ、放電灯Ｌ２が放電灯Ｌ１と接続されている接続点をｃ、放電灯Ｌ２がインピーダンス要素Ｚ３と接続されている他端をｄとする。放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、高周波電流（伝導ノイズ）が図７に示すように、放電灯Ｌ１→インピーダンス要素Ｚ２→回路グランド→インピーダンス要素Ｚ１→放電灯Ｌ１の経路で電流ｉ１が、放電灯Ｌ２→インピーダンス要素Ｚ３→回路グランド→インピーダンス要素Ｚ２→放電灯Ｌ２の経路で電流ｉ２がそれぞれ流れている。すなわち、インピーダンス要素Ｚ２に流れる電流は、上記の２経路で流れる電流ｉ１、ｉ２が相殺し、インピーダンス要素Ｚ２にはほとんど電圧が発生しない。ところが、たとえば、放電灯Ｌ１のａ側が寿命末期状態になると、放電灯Ｌ１のｂ側→放電灯Ｌ１のａ側には電流が流れなくなるので、図８に示すように放電灯Ｌ１のａ側→放電灯Ｌ１のｂ側にのみ半波電流ｉ１が流れる。すなわち、インピーダンス要素Ｚ２には高周波電流ｉ２のみが流れることになり、インピーダンス要素Ｚ２には電圧が発生する。この高周波電圧が高周波バイパスコンデンサＣ１０とダイオードＤ７を介して、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード電圧、すなわち、検出電圧Ｖｋを上昇させる。そして、図９（ｄ）に示すように検出電圧ＶｋがツェナーダイオードＺＤ３のオン電圧Ｖｔｈを超えると、ＮＰＮトランジスタＱ４オン→ＰＮＰトランジスタＱ３オンとなり、トランジスタＱ３のエミッタが回路グランドとほぼ同電位となる。
【０００９】
すると、スイッチング素子Ｑ２のゲート→ダイオードＤ１２→トランジスタＱ７のエミッタ→トランジスタＱ７のベース→ダイオードＤ１１→ダイオードＤ１０→抵抗Ｒ１４の経路で電流が流れ、トランジスタＱ７はオンし、スイッチング素子Ｑ２のゲート→ダイオードＤ１２→トランジスタＱ７のエミッタ→Ｑ７のコレクタの経路でスイッチング素子Ｑ２の電荷が引き抜かれ、インバータ回路は発振停止する。そして、コンデンサＣ９の電荷が抵抗Ｒ１６を介して放電してしまうと、トランジスタＱ４オフ→トランジスタＱ３オフ→トランジスタＱ７オフとなり、スイッチング素子Ｑ２の電荷は引き抜かれなくなるので、放電灯点灯装置は再起動する。すなわち、放電灯Ｌ１、Ｌ２が寿命末期状態になったとき放電灯点灯装置は間欠発振をする。
【００１０】
また、コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡは放電灯Ｌ１、Ｌ２からの伝導ノイズを低減する伝導ノイズ低減回路を構成している。すなわち、抵抗ＲＡとコンデンサＣＡ（コンデンサＣＢ）との直列回路は一種のスナバ回路であり、抵抗ＲＡが放電灯Ｌ１、Ｌ２からの伝導ノイズを吸収する。したがって、特願２０００−１７８４４７の図１９に示すコンデンサのみからなる伝導ノイズ低減回路に比べ、伝導ノイズを低減することができる。
【００１１】
図６に示す放電灯点灯装置は、入力電流波形の歪み改善機能を有する安価な放電灯点灯装置であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、検出の感度を良くしようとすると検出電圧Ｖｋを大きくする、すなわち、抵抗Ｒ５の非回路グランド側に発生する電圧を大きくする必要がある。このため、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の値を小さくし抵抗Ｒ５の値を大きくする必要があるのだが、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を小さくすると耐電圧特性も低下する。放電灯Ｌ１、Ｌ２を着脱するときに放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２の接続点と回路グランドとの間に過渡的に発生する電圧を考慮すると、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の数が１０個程度（図１では抵抗Ｒ１〜Ｒ４の４個の場合を示している）も必要となる場合がある。特に、正常点灯状態時の放電灯電圧が高い放電灯、たとえば、松下電器産業株式会社製ＦＬＲ１１０タイプの放電灯を着脱するときには、放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２の接続点と回路グランドとの間には、過渡的に高い電圧が発生する。このとき、たとえば、標準サイズの面実装抵抗器１／８Ｗ（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ）を使用したとしても、抵抗器の実装にかなりの面積を要することになる。また、抵抗の数が増えると、当然のことながら、コストアップの要因となる。
【００１３】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を削減し、小型実装化が図れる放電灯点灯装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電灯点灯装置は、交流電源を整流する整流回路と；整流回路の出力端に接続された平滑回路と；平滑回路の出力端に接続された第１、第２のスイッチング素子の直列回路からなるインバータ回路と；２以上の直列接続された放電灯と；放電灯とトランスを含む負荷回路と；放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００１５】
この放電灯点灯装置においては、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と伝導ノイズを低減する伝導ノイズ低減回路との回路要素を兼用しているので、放電灯点灯装置の部品点数の削減と小型実装化を図ることができる。また、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることもできる。
【００１６】
請求項２記載の放電灯点灯装置は、交流電源を整流する整流回路と；整流回路の出力端にインピーダンス要素を介して接続された第１、第２のスイッチング素子の直列回路からなるインバータ回路と；インバータ回路の両端に接続され少なくとも１つのスイッチング素子を含んでなる降圧チョッパ回路を含む電源回路と；整流回路の出力端とインピーダンス要素の接続点と、第１、第２のスイッチング素子の接続点と、の間に接続されたトランスと２以上の直列接続された放電灯とを含む負荷回路と；放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００１７】
このような放電灯点灯装置においても、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と伝導ノイズを低減する伝導ノイズ低減回路との回路要素を兼用することで、請求項１記載の放電灯点灯装置と同様に、放電灯点灯装置の部品点数の削減と小型実装化を図ることができる。また、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることもできる。
【００１８】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、検出回路は、２以上の直列接続された放電灯において、直列接続された放電灯の一端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第１のインピーダンス要素と；少なくとも１つの放電灯と放電灯との接続点と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第２のインピーダンス要素と；直列接続された放電灯の他端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第３のインピーダンス要素と；を備え、放電灯の寿命末期状態に第１又は第３のインピーダンス要素に流れる非対称電流を検出することを特徴とするものである。
【００１９】
この放電灯点灯装置においては、比較的簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。
【００２０】
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路に存する第１、第３のインピーダンス要素は、抵抗器を含むことを特徴とするものである。
【００２１】
この放電灯点灯装置においては、簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。
【００２２】
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、第１、第３のインピーダンス要素はコンデンサと抵抗器の直列回路であり、第２のインピーダンス要素は抵抗器であることを特徴とするものである。
【００２３】
この放電灯点灯装置においては、簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを効果的に抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１を参照して説明する。（第１の実施形態は請求項１、３〜５に対応している。）
図１に示す放電灯点灯装置は交流電源（Ｖｓ）を整流する整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）と；整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）の出力端に接続された平滑回路（コンデンサＣ５）と；平滑回路（コンデンサＣ５）の出力端に接続された第１、第２のスイッチング素子（たとえば、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２）の直列回路からなるインバータ回路と；２以上の直列接続された放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）と；放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）とトランス（リーケージトランスＴ１）を含む負荷回路（放電灯Ｌ１、Ｌ２とリーケージトランスＴ１と共振コンデンサＣ６とからなる）と；放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路（検出回路ＥＬ）と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンス（抵抗ＲＡ）を備えた伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路（検出回路ＥＬ）を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００２５】
以下、まず、図１に示す放電灯点灯装置の主回路と伝導ノイズ低減回路の詳細な構成を示す。本放電灯点灯装置は、コンデンサやインダクタ等からなるローパスフィルタＦ１を介して入力された交流電源ＶｓをダイオードブリッジＤＢで整流している。ダイオードブリッジＤＢで整流された出力端には平滑用のコンデンサＣ５が接続されている。（以下、インバータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ２のソース側を回路グランドと言う。）また、ダイオードブリッジＤＢの出力端にはコンデンサ等からなるローパスフィルタＦ２が接続されている。コンデンサＣ５と並列に交互にオン／オフされた１対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２（たとえば、電界効果トランジスタ）の直列回路が接続されており、これがインバータ回路を構成している。ダイオードブリッジＤＢの出力端とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点との間には、直流阻止コンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を自励駆動するトランスＴ２の１次巻き線との直列回路が接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートとトランスＴ２の２次巻き線との間にはゲート抵抗Ｒ７、Ｒ８がそれぞれ接続されている。
【００２６】
放電灯Ｌ２の放電灯Ｌ１との接続点と回路グランドとの間には、抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されている。リーケージトランスＴ１の２次側両端には、放電灯Ｌ１、Ｌ２の直列回路とこの直列回路と並列に共振コンデンサＣ６が接続されている。放電灯Ｌ１とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＡと抵抗ＲＡが、放電灯Ｌ２とコンデンサＣ６の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣＢと抵抗ＲＡがそれぞれ接続されている。放電灯Ｌ１と放電灯Ｌ２との接続点側のフィラメントを予熱するために、リーケージトランスＴ１にフィラメント予熱用巻き線Ｎ３が設けられている。フィラメント予熱用巻き線Ｎ３と放電灯Ｌ１との間にはコンデンサＣ３が接続されている。主回路の動作は周知なので省略する。
【００２７】
つぎに、本放電灯点灯装置の検出回路ＥＬの詳細な構成を示す。リーケージトランスＴ１の補助巻き線Ｎ４の一端と回路グランドとの間にはダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ９とダイオードＤ６と抵抗Ｒ１０との直列回路が接続されている。ダイオードＤ６のカソードと回路グランドとの間には平滑コンデンサＣ７が接続され、平滑コンデンサＣ７と並列にツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ５、Ｄ６はコンデンサＣ７を充電する方向に接続されている。また、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との接続点にはＮＰＮトランジスタＱ６のベースが接続されており、ＮＰＮトランジスタＱ５、Ｑ６のエミッタは回路グランドに接続されている。トランジスタＱ６のコレクタはトランジスタＱ５のベースと抵抗Ｒ１７を介し、コンデンサＣ５の非回路グランド側に接続されている。抵抗ＲＡとコンデンサＣＡ（コンデンサＣＢ）の接続点と回路グランドとの間にはコンデンサＣ１０とダイオードＤ８との直列回路が接続されている。なお、ダイオードＤ８のアノードは回路グランドと接続されている。ダイオードＤ７のアノードとダイオードＤ８のカソードとが、また、ダイオードＤ７のカソードと回路グランドとの間にコンデンサＣ８と抵抗Ｒ１３とがそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ３のアノードと回路グランドとの間にはコンデンサＣ９と抵抗Ｒ１６との並列回路が、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードとツェナーダイオードＺＤ１のカソードとの間には、ツェナーダイオードＺＤ２がそれぞれ接続されている。（以下、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード側の電位を検出電圧Ｖｋと言う。）さらに、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードにはＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタとＮＰＮトランジスタＱ４のベースがそれぞれ接続されている。また、トランジスタＱ３のベースとトランジスタＱ４のコレクタが接続されており、トランジスタＱ４のエミッタは回路グランドに、トランジスタＱ３のエミッタは抵抗Ｒ１４、Ｒ１５とそれぞれ接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードはダイオードＤ９を介して抵抗Ｒ１４に接続されている。
【００２８】
つぎに、ダイオードＤ１２のアノードとスイッチング素子Ｑ２のゲートが、ダイオードＤ１２のカソードとダイオードＤ１３のカソードがそれぞれ接続されており、ダイオードＤ１３には抵抗Ｒ１８が並列に接続されている。また、ＰＮＰトランジスタＱ７のエミッタがダイオードＤ１２のカソードに、トランジスタＱ７のコレクタが回路グランドにそれぞれ接続されている。そして、トランジスタＱ７のベースがダイオードＤ１１、Ｄ１０を介して、ダイオードＤ９のカソードに接続されている。
【００２９】
図１に示す放電灯Ｌ１、Ｌ２とコンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡと抵抗Ｒ１、Ｒ２の等価回路図は図２に示す回路図となる。そして、放電灯Ｌ１、Ｌ２が正常点灯状態時には、高周波電流（伝導ノイズ）が図２に示すように、放電灯Ｌ１→抵抗Ｒ１＋Ｒ２→回路グランド→抵抗ＲＡ→コンデンサＣＡ→放電灯Ｌ１の経路で電流ｉ１が、放電灯Ｌ２→コンデンサＣＢ→抵抗ＲＡ→回路グランド→抵抗Ｒ１＋Ｒ２→放電灯Ｌ２の経路で電流ｉ２がそれぞれ流れている。すなわち、抵抗ＲＡに流れる電流は、上記の２経路で流れる電流ｉ１、ｉ２が相殺し、抵抗ＲＡにはほとんど電圧が発生しない。ところが、たとえば、放電灯Ｌ１のａ側が寿命末期状態になると、放電灯Ｌ１のｂ側→放電灯Ｌ１のａ側には電流が流れなくなるので、図３に示すように放電灯Ｌ１のａ側→放電灯Ｌ１のｂ側にのみ半波電流ｉ１が流れる。すなわち、抵抗ＲＡには高周波電流ｉ２のみが流れることになり、抵抗ＲＡには電圧が発生する。この高周波電圧が図１に示す高周波バイパスコンデンサＣ１０とダイオードＤ７を介して、ツェナーダイオードＺＤ３のカソード電圧、すなわち、検出電圧Ｖｋを上昇させる。検出回路ＥＬの回路構成は従来例図６に示す回路構成と同様なので、本放電灯点灯装置においても、図９（ｄ）に示すように検出電圧ＶｋがツェナーダイオードＺＤ３のオン電圧Ｖｔｈを超えると、放電灯点灯装置は検出動作に移行する。その後、放電灯点灯装置は従来の技術で詳述した動作と同様に間欠発振を行う。
【００３０】
また、本放電灯点灯装置において、放電灯Ｌ１、Ｌ２を着脱するときに放電灯Ｌ１、Ｌ２それぞれの両端と回路グランドとの間には過渡的に高い電圧が発生するが、過渡的な電圧はほとんどコンデンサＣＡ、ＣＢにかかり、抵抗ＲＡにかかる電圧は小さい。したがって、放電灯Ｌ１、Ｌ２が、たとえば、放電灯電圧の高い松下電器産業株式会社製ＦＬＲ１１０タイプの放電灯であっても、抵抗ＲＡの数は標準サイズの面実装抵抗器１／８Ｗ（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ）が２個程度（図１では抵抗ＲＡ１個のみを図示している）で済む。したがって、面実装抵抗器の部品点数を削減することができ、放電灯点灯装置の小型実装化を図ることができる。また、部品点数削減により、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることができる。
【００３１】
以下、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。（第２の実施形態は請求項２〜５に対応している。）
図４に示す放電灯点灯装置は、交流電源（Vs）を整流する整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）と；整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）の出力端にインピーダンス要素（ダイオードＤ２とコンデンサＣ２との並列回路）を介して接続された第１、第２のスイッチング素子（たとえば、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２）の直列回路からなるインバータ回路と；インバータ回路の両端に接続され少なくとも１つのスイッチング素子（スイッチング素子Ｑ１又はスイッチング素子Ｑ２）を含んでなる降圧チョッパ回路（ダイオードＤ３、Ｄ４とコンデンサＣ４とリーケージトランスＴ１の１次側巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１の内蔵ダイオードとスイッチング素子Ｑ２とからなる）を含む電源回路（コンデンサＣ４、Ｃ５とダイオードＤ３、Ｄ４、リーケージトランスの１次巻き線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ２とからなる）と；整流回路（ダイオードブリッジＤＢ）の出力端とされた（ダイオードＤ１）の接続点と、第１、第２のスイッチング素子（スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２）の接続点と、の間に接続されたトランス（リーケージトランスＴ１）と２以上の直列接続された放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）とを含む負荷回路（リーケージトランスＴ１と放電灯Ｌ１、Ｌ２と共振コンデンサＣ６とからなる）と；放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）の寿命末期状態に放電灯（放電灯Ｌ１、Ｌ２）に流れる非対称電流を検出する検出回路（検出回路ＥＬ）と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンス（抵抗ＲＡ）を備えた伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路（検出回路ＥＬ）を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路（コンデンサＣＡ、ＣＢと抵抗ＲＡとからなる）を構成する回路要素と兼用したことを特徴とするものである。
【００３２】
図４に示す放電灯点灯装置は、図１に示した放電灯点灯装置において、フィルタＦ２とコンデンサＣ５との間に、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２とコンデンサＣ２の並列回路と、を接続した点、図１に示すコンデンサＣ５に、コンデンサＣ４とダイオードＤ４の直列回路と、コンデンサＣ５と、をそれぞれ並列接続した点、図４に示すコンデンサＣ４とダイオードＤ４の接続点と、コンデンサＣ１とリーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の接続点と、の間にダイオードＤ３を接続した点、が異なる。主回路の動作は以下のとおりである。
【００３３】
まず、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも高い場合（すなわち、交流電源Ｖｓがピーク付近の場合）を考える。スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１がオフの場合には、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れる。コンデンサＣ１の充電後は、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ２（ダイオードＤ２）→コンデンサＣ４→ダイオードＤ３→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れる。そして、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ１がオンになると、リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ１の内臓ダイオード→コンデンサＣ４→ダイオードＤ３→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の経路で回生電流が流れる。そして、共振電流が反転すると、コンデンサＣ１→ダイオードＤ２→スイッチング素子Ｑ１→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１の経路で電流が流れる。やがて、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ１がオフになると、リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１→ダイオードＤ２→コンデンサＣ５→スイッチング素子Ｑ２の内臓ダイオード→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の経路で回生電流が流れる。やがて、共振電流が反転すると、コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→コンデンサＣ５→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１の経路で電流が流れる。そして、コンデンサＣ５の電荷が放電され、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも高くなると、再び最初の動作に戻る。
【００３４】
つぎに、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも低い場合（すなわち、交流電源Ｖｓがゼロクロス付近の場合）を考える。スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１がオフの場合には、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で電流が流れる。そして、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ１がオンになると、交流電源Ｖｓ→ローパスフィルタＦ１→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ２→ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ１の内臓ダイオード→コンデンサＣ５→ローパスフィルタＦ２→ダイオードブリッジＤＢ→ローパスフィルタＦ１→交流電源Ｖｓの経路で回生電流が流れる。やがて、共振電流が反転すると、コンデンサＣ１→コンデンサＣ２（ダイオードＤ２）→スイッチング素子Ｑ１→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１の経路で共振電流が流れる。つぎに、スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１がオフになると、リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→コンデンサＣ１→ダイオードＤ２→コンデンサＣ５→スイッチング素子Ｑ２の内臓ダイオード→トランスＴ２の１次巻き線→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１の経路で回生電流が流れる。やがて、共振電流が反転すると、コンデンサＣ５→コンデンサＣ２→コンデンサＣ１→リーケージトランスＴ１の１次巻き線Ｎ１→トランスＴ２の１次巻き線→スイッチング素子Ｑ２→コンデンサＣ５の経路で電流が流れる。そして、コンデンサＣ５の電荷が放電され、ダイオードブリッジＤＢの出力電位がコンデンサＣ４の非回路グランド側よりも高くなると、再び最初の動作に戻る。
【００３５】
本放電灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことの態様については、第１の実施形態と全く同様である。本放電灯装置においても、第１の実施形態と同様に、面実装抵抗器の部品点数を削減することができ、放電灯点灯装置の小型実装化を図ることができる。また、部品点数削減により、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることができる。
【００３６】
以下、本発明の第３の実施形態を図５を参照して説明する。（第３の実施形態は請求項２〜５に対応している。）
図５に示す放電灯点灯装置は、図２に示した放電灯点灯装置において、放電灯Ｌ１〜Ｌ３の３個が直列接続になった点、各放電灯の接続点と回路グランドとの間に抵抗Ｒ１、Ｒ２及び抵抗Ｒ３、Ｒ４の直列回路を接続した点、が異なる。
【００３７】
検出回路の基本的な動作は、第１の実施形態と全く同様である。第３の実施形態で示したような放電灯が３個以上直列接続されている場合においても、寿命末期状態の抵抗ＲＡの非回路グランド側の電圧上昇を検出することにより、第１の実施形態と同様に、放電灯点灯装置を間欠発振させることができる。また、検出回路と伝導ノイズ低減回路の回路要素の一部を兼用することにより、面実装抵抗器の部品点数を削減することができ、放電灯点灯装置の小型実装化を図ることができる。さらに、部品点数削減により、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１記載の放電灯点灯装置は、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と、の回路要素の一部を兼用したことを特徴とするものである。上記両回路を構成する回路要素の一部を兼用することにより、放電灯点灯装置の部品点数の削減と小型実装化が図ることができる。また、放電灯点灯装置のコストダウンを図ることもできる。
【００３９】
請求項２記載の放電灯点灯装置は、簡単な構成で入力電流歪みを改善できる放電灯点灯装置において、放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と、の回路要素の一部を兼用したことを特徴とするものである。このような放電灯点灯装置においても、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の放電灯点灯装置において、検出回路は、２以上の直列接続された放電灯において、直列接続された放電灯の一端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第１のインピーダンス要素と；少なくとも１つの放電灯と放電灯との接続点と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第２のインピーダンス要素と；直列接続された放電灯の他端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第３のインピーダンス要素と；を備え、放電灯の寿命末期状態に第１又は第３のインピーダンス要素に流れる非対称電流を検出することを特徴とするものである。このように、比較的簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができる。また、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、放電灯からの伝導ノイズが流れる経路に存する第１、第３のインピーダンス要素は、抵抗器を含むことを特徴とするものである。この放電灯点灯装置においては、比較的簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。また、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
請求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、第１、第３のインピーダンス要素はコンデンサと抵抗器の直列回路であり、第２のインピーダンス要素は抵抗器であることを特徴とするものである。この放電灯点灯装置においては、簡単な構成で、放電灯の寿命末期状態を検出することができ、かつ放電灯からの伝導ノイズを抑えることができる。また、小型実装化を図ることができる等、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態の検出回路の動作原理図である。
【図３】第１の実施形態の検出回路の動作原理図である。
【図４】第２の実施形態を示す回路図である。
【図５】第３の実施形態を示す回路図である。
【図６】従来例を示す回路図である。
【図７】従来例の検出回路の動作原理図である。
【図８】従来例の検出回路の動作原理図である。
【図９】従来例の検出回路の各部の波形図である。
【符号の説明】
Ｖｓ 交流電源
ＤＢ ダイオードブリッジ
Ｃ５ コンデンサ
Ｑ１、Ｑ２ スイッチング素子
Ｌ１、Ｌ２ 放電灯
Ｔ１ リーケージトランス
ＥＬ 検出回路
ＣＡ、ＣＢ コンデンサ
ＲＡ 抵抗（ノイズ低減インピーダンス）
Ｃ２ コンデンサ（インピーダンス要素）
Ｄ２ ダイオード（インピーダンス要素）
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３ インピーダンス要素
Claims (5)
- 交流電源を整流する整流回路と；整流回路の出力端に接続された平滑回路と；平滑回路の出力端に接続された第１、第２のスイッチング素子の直列回路からなるインバータ回路と；２以上の直列接続された放電灯と；放電灯とトランスを含む負荷回路と；放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 交流電源を整流する整流回路と；整流回路の出力端にインピーダンス要素を介して接続された第１、第２のスイッチング素子の直列回路からなるインバータ回路と；インバータ回路の両端に接続され少なくとも１つのスイッチング素子を含んでなる降圧チョッパ回路を含む電源回路と；整流回路の出力端とインピーダンス要素の接続点と、第１、第２のスイッチング素子の接続点と、の間に接続されたトランスと２以上の直列接続された放電灯とを含む負荷回路と；放電灯の寿命末期状態に放電灯に流れる非対称電流を検出する検出回路と；放電灯からの伝導ノイズが流れる経路にノイズ低減インピーダンスを備えた伝導ノイズ低減回路と；を備えた放電灯点灯装置において、検出回路を構成する回路要素の一部を伝導ノイズ低減回路を構成する回路要素と兼用したことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 検出回路は、２以上の直列接続された放電灯において、直列接続された放電灯の一端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第１のインピーダンス要素と；少なくとも１つの放電灯と放電灯との接続点と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第２のインピーダンス要素と；直列接続された放電灯の他端と、インバータ回路の回路グランドと、の間に接続された第３のインピーダンス要素と；を備え、放電灯の寿命末期状態に第１又は第３のインピーダンス要素に流れる非対称電流を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯からの伝導ノイズが流れる経路に存する第１、第３のインピーダンス要素は、抵抗器を含むものであることを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
- 第１、第３のインピーダンス要素はコンデンサと抵抗器の直列回路であり、第２のインピーダンス要素は抵抗器であることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
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