JP3820902B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水銀ランプやメタルハライドランプなどの高圧放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放電灯点灯装置としては、図２２に示すような回路構成を有するものが従来より提供されている（例えば、特開平６−３１１７５７号公報参照）。
【０００３】
図２２に従来の放電灯点灯装置のブロック図を示す。この放電灯点灯装置は、商用電源Ｖｓを全波整流して、直流電圧に変換するダイオードブリッジのような整流回路１１と、整流回路１１により整流された直流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換する直流電源回路１２と、直流電源回路１２により得られた直流電圧を負荷（すなわち高圧放電灯Ｌａ）に応じた電圧値に変換する限流回路１３と、限流回路１３の出力電圧を低周波の矩形波交流電圧に変換して例えば水銀ランプやメタルハライドランプなどの高圧放電灯Ｌａに供給する極性反転回路１４とで構成される。
【０００４】
この放電灯点灯装置の具体回路を図２３のブロック回路図を参照して説明する。直流電源回路１２は所謂昇圧チョッパ回路からなり、整流回路１１の直流出力端子間にインダクタＬ１１及びスイッチング素子Ｑ１１の直列回路を接続するとともに、スイッチング素子Ｑ１１の両端間にダイオードＤ１１及び平滑コンデンサＣ１１の直列回路を接続して構成される。スイッチング素子Ｑ１１のオン／オフは制御回路１７によって制御され、整流回路１１の整流出力をスイッチング素子Ｑ１１でスイッチングすることによって、整流出力を昇圧した直流電圧を発生する。
【０００５】
限流回路１３は所謂降圧チョッパ回路からなり、平滑コンデンサＣ１１の両端間に接続されたスイッチング素子Ｑ１２、インダクタＬ１２及びコンデンサＣ１２の直列回路と、スイッチング素子Ｑ１２及びインダクタＬ１２の接続点にカソードが接続されると共に、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の接続点にアノードが接続されたダイオードＤ１２とで構成される。スイッチング素子Ｑ１２のオン／オフは制御回路１７によって制御され、直流電源回路１２の出力電圧をスイッチング素子Ｑ１２でスイッチングすることにより、直流電源回路１２の出力電圧を降圧して高圧放電灯Ｌａに所望の電力を供給するのに必要な直流電圧に変換する。
【０００６】
また、極性反転回路１４はコンデンサＣ１１の両端間にスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の直列回路とを並列に接続して構成され、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点とスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の接続点との間にはイグナイタ回路１５と高圧放電灯Ｌａとが接続される。極性反転回路１４のスイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１６は駆動回路１８によって駆動され、限流回路１３の出力電圧をスイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１６でスイッチングすることによって低周波の矩形波交流電圧を発生させ、高圧放電灯Ｌａに供給する。ここで、イグナイタ回路１５は、ランプ始動時に高圧放電灯Ｌａの電極間に絶縁破壊に必要な高圧パルスを印加して、高圧放電灯Ｌａを始動点灯させるものである。
【０００７】
次に本回路の動作を図２４を参照して説明する。図２４は各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の駆動信号とランプ電圧Ｖlaとを示しており、直流電源回路１２及び限流回路１３のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフされる。一方、極性反転回路１４のスイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１６は、対角の位置にあるスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１６の組と、スイッチング素子Ｑ１４，Ｑ１５の組とが交互にオン／オフされる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１６が共にオン、スイッチング素子Ｑ１４，Ｑ１５が共にオフになる期間と、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１６が共にオフ、スイッチング素子Ｑ１４，Ｑ１５が共にオンになる期間とが数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの低周波で交番し、高圧放電灯Ｌａに低周波の矩形波交流電圧が供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の放電灯点灯装置では、商用電源Ｖｓの交流電圧を整流回路１１で整流し、その整流出力を直流電源回路１２で昇圧した直流電圧を発生した後、直流電源回路１２の出力電圧を限流回路１３により適切な電圧に降圧し、さらに極性反転回路１４で低周波の矩形波交流電圧に変換して高圧放電灯Ｌａに供給しているのであるが、電力変換の過程が多いために回路の損失が増加して、回路効率の低下を招くという問題があった。また、回路効率が低いため、回路を構成する部品に定格の大きな素子を用いなければならず、回路の小型化が困難になり、コストダウンの妨げになるという問題もあった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、回路効率の低下を防止した小型で安価な放電灯点灯装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの高圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの低圧側端との間に、平滑コンデンサに充電電流を流す向きに接続された整流要素と、第１〜第３のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第３のダイオードと、第１〜第３のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３のスイッチング要素及び整流要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、対角の位置にある第２及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第１のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオフ、第２のスイッチング要素をオンさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のスイッチング周波数を、第２の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のスイッチング周波数よりも低い周波数に設定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオンデューティを、第２の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオンデューティよりも大きい値に設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明では、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に接続された第４のスイッチング要素と、第１〜第４のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第４のダイオードと、第１〜第４のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３及び第４のスイッチング要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、対角の位置にある第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第４のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせるとともに、第２の期間から第１の期間に切り替わった直後に第４のスイッチング要素をオンさせることを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１乃至４の何れか１項の発明において、制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオン幅を、整流電圧の大きさが大きくなるほど狭くなるように変化させたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明では、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に接続された第４のスイッチング要素と、第１〜第４のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第４のダイオードと、第１〜第４のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３及び第４のスイッチング要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、第１、第３及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせるとともに、第１の期間中に交流電源電圧が前記しきい値電圧よりも低い下限値以下に低下した場合は、第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２及び第４のスイッチング要素を高周波で同時にオン／オフさせることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明では、請求項１、４又は５の何れか１項の発明において、第１の期間中に交流電源電圧が前記しきい値電圧よりも低い下限値以下に低下した場合は、制御手段が、各スイッチング要素のスイッチング動作を第２の期間におけるスイッチング動作に切り替えることを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明では、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に、平滑コンデンサに充電電流を流す向きに接続された整流要素と、第１〜第３のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第３のダイオードと、第１〜第３のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３のスイッチング要素及び整流要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、第１のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第３のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせることを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明では、請求項１乃至８の何れか１項の発明において、高圧放電灯の非点灯時において、制御手段は、平滑コンデンサの両端電圧を降圧した電圧が高圧放電灯に印加されるように上記各スイッチング要素のオン／オフを制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明では、請求項１乃至９の何れか１項の発明において、負荷回路は第２のインダクタと共に共振回路を構成する共振コンデンサを有し、制御手段は、高圧放電灯の始動時において、第２のインダクタと共振コンデンサとの共振動作によって高圧放電灯を始動させるための高圧パルスを発生させるように上記各スイッチング要素のオン／オフを制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項１１の発明では、請求項４又は６の何れか１項の発明において、寿命末期などの異常時にランプ電圧が所定の上限値を超えると、制御手段は、第１の期間において、第１のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素と第２及び第４のスイッチング要素の組とを高周波で交互にオン／オフさせ、第２の期間において、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第１及び第３のスイッチング要素を高周波で同時にオン／オフさせることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２の発明では、請求項１乃至１１の何れか１項の発明において、上記第１及び第２のインダクタを、トランスの一次側巻線、二次側巻線でそれぞれ構成したことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
（参考例１）
本発明に係る放電灯点灯装置の参考例の回路図を図１に示す。この放電灯点灯装置は、商用電源Ｖｓの電源電圧を整流するダイオードブリッジのような整流回路ＤＢと、整流回路ＤＢの整流出力を平滑する電解コンデンサよりなる平滑コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ１の両端間に接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、平滑コンデンサＣ１の低圧側端に一端が接続されたスイッチング素子Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ３の他端と平滑コンデンサＣ１の高圧側端との間に平滑コンデンサＣ１に充電電流を流す向きに接続された整流要素としてのダイオードＤ１と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のオン／オフを制御する制御回路３とを備え、整流回路ＤＢの直流出力端子間にチョッパ用の第１のインダクタ（以下、インダクタと言う。）Ｌ１を介してスイッチング素子Ｑ３の両端間を接続するとともに、スイッチング素子Ｑ３及びダイオードＤ１の接続点とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点との間に第２のインダクタ（以下、インダクタと言う。）Ｌ２を介して負荷回路Ｒを接続して構成される。
【００２６】
負荷回路Ｒは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とインダクタＬ２との間にコンデンサＣ２を接続するとともに、コンデンサＣ２の両端間にインダクタＬ３と、水銀ランプやメタルハライドランプ等の高圧放電灯Ｌａとを直列に接続して構成される。
【００２７】
ところで、第１〜第３のスイッチング要素たるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３としてはオン時には双方向に電流を流すことができ、オフ時には逆方向にのみ電流を流すことができるものを用いており、本回路では例えばＭＯＳＦＥＴを用いている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合は、その構造上から形成されるボディダイオードがオフ時の電流経路になり、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のボディダイオードにより第１〜第３のダイオードが構成される。尚、本回路ではスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３にＭＯＳＦＥＴを用いているが、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をＭＯＳＦＥＴに限定する趣旨のものではなく、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３にトランジスタを用い、各トランジスタのコレクタ−エミッタ間にダイオードを逆並列に接続し、これらのダイオードでスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のオフ時に電流経路を形成するようにしても良い。
【００２８】
ここで、電源電圧検出回路１は整流回路ＤＢの整流電圧ＶDBを検出し、点灯検出回路２はランプ電圧Ｖlaから高圧放電灯Ｌａの点灯状態を検出しており、電源電圧検出回路１及び点灯検出回路２の検出結果と平滑コンデンサＣ１の両端電圧とが制御回路３にフィードバックされる。制御回路３では、電源電圧検出回路１及び点灯検出回路２の検出結果と平滑コンデンサＣ１の両端電圧とに基づいて各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のオン／オフのタイミングを決定する制御信号を生成し、この制御信号に基づいて駆動回路４が各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の制御端子に駆動信号ａ〜ｃを出力し、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオン／オフ駆動する。ここに、制御回路３、駆動回路４などからスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のオン／オフを制御する制御手段が構成される。
【００２９】
図２は高圧放電灯Ｌａの定格点灯状態における動作波形図である。点灯検出回路２が高圧放電灯Ｌａの定格点灯状態を検出すると、制御回路３は、点灯検出回路２の検出結果に基づいて、対角の位置にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフさせる第１の期間Ｔ１と、スイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン／オフさせる第２の期間Ｔ２とを低周波で交番させている。なお、制御回路３では、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBと予め設定されたしきい値電圧Ｖthとの高低を比較し、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも高い期間を第１の期間Ｔ１とし、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも低い期間を第２の期間Ｔ２に設定している。
【００３０】
ここで、高圧放電灯Ｌａの定格点灯状態における本回路の動作を図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。尚、図３（ａ）〜（ｄ）中の矢印は電流の流れる経路を示している。また、図３（ａ）〜（ｄ）では図示を簡単にするため、電源電圧検出回路１、点灯検出回路２、制御回路３及び駆動回路４を省略して図示してある。
【００３１】
先ず第１の期間Ｔ１における本回路の動作を説明する。第１の期間Ｔ１では制御回路３はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフさせる。ここで、スイッチング素子Ｑ２のオン・オフ信号は、点灯検出回路２及び平滑コンデンサＣ１の両端電圧の検出結果から得られる。
【００３２】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が共にオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ２がオンになると（モード１）、図３（ａ）に示すように、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、商用電源Ｖｓの電源電圧がインダクタＬ１，Ｌ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ１，Ｌ２に電流が流れることによって、インダクタＬ１，Ｌ２にエネルギが蓄積される。
【００３３】
その後、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３が全てオフになると（モード２）、図３（ｂ）に示すように、インダクタＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギによって、インダクタＬ１→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ１のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積されるとともに、負荷回路Ｒでエネルギが消費される。第１の期間Ｔ１では、上述したモード１の動作とモード２の動作とが高周波で交互に繰り返され、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに一方向の直流電圧が供給される。
【００３４】
次に第２の期間Ｔ２における本回路の動作を説明する。第２の期間Ｔ２では制御回路３はスイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフさせる。ここで、スイッチング素子Ｑ３のオン・オフ信号は、点灯検出回路２及び平滑コンデンサＣ１の両端電圧の検出結果から得られる。
【００３５】
スイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ３がオンになると（モード３）、図３（ｃ）に示すように、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ１→コンデンサＣ２又は高圧放電灯Ｌａ及びインダクタＬ３の直列回路→インダクタＬ２→スイッチング素子Ｑ３→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ２に電流が流れることによって、インダクタＬ２にエネルギが蓄積される。また同時に、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ３→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。
【００３６】
その後、スイッチング素子Ｑ３がオフになり、スイッチング素子Ｑ１のみがオンしている状態になると（モード４）、図３（ｄ）に示すように、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギ及び商用電源Ｖｓにより、インダクタＬ１→ダイオードＤ１→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→ダイオードＤ１→スイッチング素子Ｑ１→コンデンサＣ２又は高圧放電灯Ｌａ及びインダクタＬ３の直列回路→インダクタＬ２の経路で電流が流れて、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒでエネルギが消費される。第２の期間Ｔ２では、上述したモード３の動作とモード４の動作とが高周波で交互に繰り返され、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに第１の期間Ｔ１と逆方向の直流電圧が供給される。
【００３７】
ところで、ランプ電圧Ｖlaの周期Ｔａは第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２との和になるが、この周期Ｔａは整流電圧ＶDBの周期と等しく、商用電源Ｖｓの周期の約２分の１の周期になる。而して、本回路では上述した第１の期間Ｔ１の動作と第２の期間Ｔ２の動作とを繰り返し実行することにより、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに電源周波数の約２倍の周波数を有する矩形波の交流電圧が供給され、高圧放電灯Ｌａが点灯状態を維持する。
【００３８】
また本回路では、第１の期間Ｔ１において、電源電圧（整流電圧ＶDB）をインダクタＬ１，Ｌ２により降圧して負荷回路Ｒに供給しており、多段の電力変換を行うことなく、降圧動作のみを行って負荷回路Ｒに電力を供給しているので、従来の放電灯点灯装置に比べて電力変換の過程が少なくなり、回路の損失が低下して、回路効率が向上する。したがって、回路を構成する部品に比較的定格の小さい安価な部品を使用することができ、回路の小型化、低コスト化を図ることができる。また、平滑コンデンサＣ１を充電するタイミングは、第２の期間Ｔ２（すなわち整流電圧ＶDBの谷部）及び第１の期間Ｔ１において、インダクタＬ１，Ｌ２の蓄積エネルギが負荷回路Ｒの消費エネルギよりも多いときのみであるから、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を低い電圧に抑制でき、したがって回路を構成する部品に耐圧の低い安価な部品を用いることができるから、回路の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００３９】
尚、本回路では第１の期間Ｔ１において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ２のスイッチング周波数と、第２の期間Ｔ２において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のスイッチング周波数を略同じにしているが、第１の期間Ｔ１にオン／オフするスイッチング素子Ｑ２のスイッチング周波数を、第２の期間Ｔ２にオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のスイッチング周波数より低い周波数に設定しても良く、スイッチング周波数を同じ周波数に設定した場合に比べて、より多くの入力電流が引き込まれることになり、力率が向上して、良好な出力波形を得ることができ、入力波形の波形歪も改善することができる。
【００４０】
また、本回路では第１の期間Ｔ１において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ２のオンデューティと、第２の期間Ｔ２において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のオンデューティとを略同じ値としているが、第１の期間Ｔ１にオン／オフするスイッチング素子Ｑ２のオンデューティを、第２の期間Ｔ２にオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のオンデューティより大きい値に設定しても良く、オンデューティを同じ値に設定した場合に比べて、より多くの入力電流が引き込まれることになり、力率が向上して、良好な出力波形を得ることができ、入力波形の波形歪も改善することができる。
【００４１】
（実施形態１）
図４に本実施形態の放電灯点灯装置の回路図を示す。参考例１の放電灯点灯装置では、平滑コンデンサＣ１の低圧側端子にスイッチング素子Ｑ１の一端を接続するとともに、平滑コンデンサＣ１の高圧側端子とスイッチング素子Ｑ１の他端との間に、平滑コンデンサＣ１に充電電流を流す向きにダイオードＤ１を接続し、スイッチング素子Ｑ３の両端間にインダクタＬ１を介して整流回路ＤＢの直流出力端子間を接続しているのに対して、本実施形態の放電灯点灯装置では、平滑コンデンサＣ１の高圧側端子にスイッチング素子Ｑ３の一端を接続するとともに、スイッチング素子Ｑ３の他端と平滑コンデンサＣ１の低圧側端子との間に、平滑コンデンサＣ１に充電電流を流す向きにダイオードＤ１を接続し、スイッチング素子Ｑ３及びダイオードＤ１の接続点にインダクタＬ１に一端を接続し、スイッチング素子Ｑ３の両端間にインダクタＬ１を介して整流回路ＤＢの直流出力端子間を接続している。尚、スイッチング素子Ｑ３、ダイオードＤ１及びインダクタＬ１以外の構成は参考例１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４２】
図５は負荷である高圧放電灯Ｌａの定格点灯状態における動作波形図であり、制御回路３は、対角の位置にあるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ１を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフさせる第１の期間Ｔ１と、スイッチング素子Ｑ１をオフ、スイッチング素子Ｑ２をオンさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン／オフさせる第２の期間Ｔ２とを低周波で交番させている。なお、制御回路３では、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBと予め設定されたしきい値電圧Ｖthとの高低を比較し、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも高い期間を第１の期間Ｔ１とし、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも低い期間を第２の期間Ｔ２に設定している。
【００４３】
ここで、高圧放電灯Ｌａの定格点灯状態における本回路の動作を図６（ａ）〜（ｄ）を参照して簡単に説明する。尚、図６（ａ）〜（ｄ）中の矢印は電流の流れる経路を示している。また、図６（ａ）〜（ｄ）では図示を簡単にするため、電源電圧検出回路１、点灯検出回路２、制御回路３及び駆動回路４を省略して図示してある。
【００４４】
先ず第１の期間Ｔ１における本回路の動作を説明する。第１の期間Ｔ１では制御回路３はスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を共にオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ１を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフさせる。ここで、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフ信号は、点灯検出回路２及び平滑コンデンサＣ１の両端電圧の検出結果から得られる。
【００４５】
スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が共にオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ１がオンになると（モード１）、図６（ａ）に示すように、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→スイッチング素子Ｑ１→コンデンサＣ２又は高圧放電灯Ｌａ及びインダクタＬ３の直列回路→インダクタＬ２→インダクタＬ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れて、商用電源Ｖｓの電源電圧がインダクタＬ１，Ｌ２により降圧されて高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ１，Ｌ２に電流が流れることによって、インダクタＬ１，Ｌ２にエネルギが蓄積される。
【００４６】
その後、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３が全てオフになると（モード２）、図６（ｂ）に示すように、インダクタＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→インダクタＬ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ２のボディダイオード→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→インダクタＬ２の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積されるとともに、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路でエネルギが消費される。第１の期間Ｔ１では、上述したモード１の動作とモード２の動作とが高周波で交互に繰り返され、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに一方向の直流電圧が供給される。
【００４７】
次に第２の期間Ｔ２における本回路の動作を説明する。第２の期間Ｔ２では制御回路３はスイッチング素子Ｑ１をオフ、スイッチング素子Ｑ２をオンさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフさせる。ここで、スイッチング素子Ｑ３のオン・オフ信号は、第１の期間Ｔ１と同様、点灯検出回路２及び平滑コンデンサＣ１の両端電圧の検出結果から得られる。
【００４８】
スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチング素子Ｑ２がオンしている状態で、スイッチング素子Ｑ３がオンになると（モード３）、図６（ｃ）に示すように、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ３→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給されると共に、インダクタＬ２に電流が流れることによって、インダクタＬ２にエネルギが蓄積される。また同時に、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→スイッチング素子Ｑ３→インダクタＬ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。
【００４９】
その後、スイッチング素子Ｑ３がオフになり、スイッチング素子Ｑ２のみがオンしている状態になると（モード４）、図６（ｄ）に示すように、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギ及び商用電源Ｖｓにより、インダクタＬ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→平滑コンデンサＣ１→ダイオードＤ１→インダクタＬ１の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→ダイオードＤ１→インダクタＬ２の経路で電流が流れて、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒでエネルギが消費される。第２の期間Ｔ２では、上述したモード３の動作とモード４の動作とが高周波で交互に繰り返され、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに第１の期間Ｔ１と逆方向の直流電圧が供給される。
【００５０】
ところで、ランプ電圧Ｖlaの周期Ｔａは第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２との和になるが、この周期Ｔａは整流電圧ＶDBの周期と等しく、商用電源Ｖｓの周期の約２分の１の周期になる。而して、本回路では上述した第１の期間Ｔ１の動作と第２の期間Ｔ２の動作を繰り返し実行することにより、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに商用電源Ｖｓの電源周波数の約２倍の周波数を有する矩形波の交流電圧が供給される。
【００５１】
また本回路では、第１の期間Ｔ１において、電源電圧（整流電圧ＶDB）をインダクタＬ１，Ｌ２により降圧して負荷回路Ｒに供給しており、多段の電力変換を行うことなく、降圧動作のみを行って負荷回路Ｒに電力を供給しているので、従来の放電灯点灯装置に比べて電力変換の過程が少なくなり、回路の損失が低下して、回路効率が向上する。したがって、回路を構成する部品に比較的定格の小さい安価な部品を使用することができ、回路の小型化、低コスト化を図ることができる。また、平滑コンデンサＣ１を充電するタイミングは、第２の期間Ｔ２（すなわち整流電圧ＶDBの谷部）及び第１の期間Ｔ１において、インダクタＬ１，Ｌ２の蓄積エネルギが負荷回路Ｒの消費エネルギよりも多いときのみであるから、平滑コンデンサＣ１の両端電圧を低い電圧に抑制でき、したがって回路を構成する部品に耐圧の低い安価な部品を用いることができるから、回路の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００５２】
また、参考例１の放電灯点灯装置と比較すると、ダイオードＤ１のアノード端子の電位を電源電圧検出回路１、点灯検出回路２、制御回路３及び駆動回路４の基準電位に設定した場合、基準電位側（ローサイド）のスイッチング素子Ｑ２が低周波でオン／オフするとともに、基準電位よりも高い電位で動作するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波でオン／オフしており、基準電位よりも高い電位で動作するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が連続してオンする時間が短くなり、したがってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をドライブするのに必要な電力が小さくて済むから、制御回路３に汎用のドライバＩＣ（例えばインターナショナル・レクチファイア社製のＩＲ２１１１）を使用する場合にも、駆動回路４やその駆動電源の回路構成を簡略化できる。
【００５３】
尚、本実施形態では第１の期間Ｔ１において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数と、第２の期間Ｔ２において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のスイッチング周波数を略同じにしているが、第１の期間Ｔ１にオン／オフするスイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数を、第２の期間Ｔ２にオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のスイッチング周波数より低い周波数に設定しても良く、スイッチング周波数を同じ周波数に設定した場合に比べて、より多くの入力電流が引き込まれることになり、力率が向上して、良好な出力波形を得ることができ、入力波形の波形歪も改善することができる。
【００５４】
また、本実施形態では第１の期間Ｔ１において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ１のオンデューティと、第２の期間Ｔ２において高周波でオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のオンデューティとを略同じ値としているが、第１の期間Ｔ１にオン／オフするスイッチング素子Ｑ１のオンデューティを、第２の期間Ｔ２にオン／オフするスイッチング素子Ｑ３のオンデューティより大きい値に設定しても良く、オンデューティを同じ値に設定した場合に比べて、より多くの入力電流が引き込まれることになり、力率が向上して、良好な出力波形を得ることができ、入力波形の波形歪も改善することができる。
【００５５】
（参考例２）
本発明の参考例２を図７（ａ）（ｂ）を参照して説明する。尚、放電灯点灯装置の回路構成は上述した参考例１と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００５６】
本回路の動作は参考例１の放電灯点灯装置と略同様であり、高圧放電灯Ｌａの点灯時において、対角の位置にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２を高周波でオン／オフさせる第１の期間Ｔ１と、スイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン／オフさせる第２の期間Ｔ２とを低周波で交番させている。ここで、第１の期間Ｔ１では、商用電源Ｖｓの電源電圧がインダクタＬ１，Ｌ２により降圧されて負荷である高圧放電灯Ｌａに供給されるのに対して、第２の期間Ｔ２では、平滑コンデンサＣ１の両端電圧をインダクタＬ２により降圧して負荷である高圧放電灯Ｌａに供給している。また、参考例１で説明したように、第１及び第２の期間Ｔ１，Ｔ２において、平滑コンデンサＣ１に充電電流が流れるのは、インダクタＬ１，Ｌ２の蓄積エネルギが負荷回路Ｒの消費エネルギよりも多いときのみであるから、平滑コンデンサＣ１の両端電圧はほとんど昇圧されず、電源電圧のピーク値付近の電圧値となる。
【００５７】
ここで、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とで、降圧動作に関わるスイッチング素子のスイッチング周波数およびオンデューティが同じである場合、各期間Ｔ１，Ｔ２において降圧動作を行うインダクタのインダクタンス値が異なるため、図７（ａ）に示すように、インダクタＬ１に流れる電流ＩL1は第１の期間Ｔ１では連続になり、第２の期間Ｔ２では不連続となる。そのため、第１の期間Ｔ１におけるスイッチング素子のストレスやノイズが増加するという問題がある。
【００５８】
そこで、本回路では、図７（ｂ）に示すように、第１及び第２の期間Ｔ１，Ｔ２を通じてインダクタＬ１に流れる電流ＩL1が不連続となるように、制御回路３がスイッチング素子のスイッチング周波数及びオンデューティを変化させており、インダクタＬ１に流れる電流ＩL1を不連続とすることによって、スイッチング素子にかかるストレスを低減している。
【００５９】
（実施形態２）
図８に本実施形態の放電灯点灯装置の回路図を示す。本実施形態では、参考例１の放電灯点灯装置において、ダイオードＤ１の代わりに、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ４を接続しており、駆動回路４から出力される駆動信号ｄをスイッチング素子Ｑ４の制御端子に入力している。ここに、本実施形態では第４のスイッチング要素としてＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ４を用いており、ＭＯＳＦＥＴに構造上形成されるボディダイオードがオフ時の電流経路になり、スイッチング素子Ｑ４のボディダイオードにより第４のダイオードが構成される。尚、スイッチング素子Ｑ４以外の構成は参考例１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
図９は高圧放電灯Ｌａの定格点灯時における本回路の動作波形図であり、制御回路３では、対角の位置にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で交互にオン／オフさせる第１の期間Ｔ１と、スイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン／オフさせる第２の期間Ｔ２とを低周波で交番させている。なお、制御回路３では、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBと予め設定されたしきい値電圧Ｖthとの高低を比較し、整流回路ＤＢの整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも高い期間を第１の期間Ｔ１、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも低い期間を第２の期間Ｔ２に設定している。
【００６１】
ここで、高圧放電灯Ｌａの定格点灯状態における本回路の動作を図１０（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。尚、図１０（ａ）〜（ｄ）中の矢印は電流の流れる経路を示している。また、図１０（ａ）〜（ｄ）では図示を簡単にするため、電源電圧検出回路１、点灯検出回路２、制御回路３及び駆動回路４を省略して図示してある。
【００６２】
ところで、図１０（ｃ）（ｄ）は第２の期間Ｔ２の動作をそれぞれ示しており、図１０（ｃ）の動作は参考例１で説明したモード３の動作、図１０（ｄ）の動作は参考例１で説明したモード４の動作とそれぞれ同様であるので、その説明は省略し、第１の期間Ｔ１における動作のみを以下に説明する。
【００６３】
第１の期間Ｔ１では制御回路３は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で交互にオン／オフさせており、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン・オフ信号は、点灯検出回路２及び平滑コンデンサＣ１の両端電圧の検出結果から得られる。
【００６４】
第１の期間Ｔ１において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が共にオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ２がオンになり、スイッチング素子Ｑ４がオフになると（モード１）、図１０（ａ）に示すように、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、商用電源Ｖｓの電源電圧がインダクタＬ１，Ｌ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ１，Ｌ２に電流が流れることによって、インダクタＬ１，Ｌ２にエネルギが蓄積される。
【００６５】
その後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ２がオフになり、スイッチング素子Ｑ４がオンになると（モード２）、図１０（ｂ）に示すように、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギ及び商用電源Ｖｓによって、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ４→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ１のボディダイオード→スイッチング素子Ｑ４→インダクタＬ２の経路で電流が流れ、負荷回路Ｒでエネルギが消費される。第１の期間Ｔ１では、上述したモード１の動作とモード２の動作とが高周波で交互に繰り返され、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒに一方向の直流電圧が供給される。
【００６６】
参考例１では、モード１の動作でインダクタＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギが、モード２の動作で同じ経路に放出されるのに対して、本実施形態では、モード１の動作でインダクタＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギを、モード２の動作で別々の経路に放出させており、放出経路を分離することによって、インダクタＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギを独立して制御することができるから、制御性を高めることができる。
【００６８】
ところで、この放電灯点灯装置では、上述のようなスイッチング動作を行うことによって、電源周波数の２倍の周波数の矩形波交流電圧を高圧放電灯Ｌａに印加させているが、ランプ電圧Ｖlaの極性が正から負に切り替わる際（すなわち、第２の期間Ｔ２から第１の期間Ｔ１に切り替わる際）に、入力電流Ｉinの電流波形に突入電流が発生するという問題がある（図９参照）。
【００６９】
すなわち、第２の期間Ｔ２においてランプ電圧Ｖlaの極性が反転する直前にスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３がオン、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオフしており、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給されている。その後、第２の期間Ｔ２から第１の期間Ｔ１に切り替わると、スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４がオフになり、商用電源Ｖｓの電源電圧をインダクタＬ１，Ｌ２で降圧することによって、逆極性の電圧が負荷回路Ｒに供給される。このように第２の期間Ｔ２から第１の期間Ｔ１に切り替わった直後は、電源電圧とランプ電圧Ｖlaとが同極性となっているので、負荷回路Ｒに印加される電圧の極性を急激に反転させるために突入電流が発生するのである。
【００７０】
そこで、本実施形態では上述のような突入電流を無くすために図１１に示すようなスイッチング動作を行っている。すなわち、本実施形態では第２の期間Ｔ２から第１の期間Ｔ１に切り替わった直後に、スイッチング素子Ｑ４をオン、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオフさせる期間を所定時間設けており、この間に負荷回路Ｒ→スイッチング素子Ｑ１の寄生ダイオード→スイッチング素子Ｑ４→インダクタＬ２→負荷回路Ｒの経路で電流を流して、負荷回路Ｒに第１の期間Ｔ１とは逆極性の電圧を予め発生させている。したがって、その後スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４がオフした際に、商用電源Ｖｓから負荷回路Ｒに突入電流が流れ込むことはなく、入力電流Ｉinの入力高調波歪を低減することができる。
【００７１】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を図１２を参照して説明する。尚、放電灯点灯装置の回路構成は上述した参考例１の放電灯点灯装置と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００７２】
参考例１の放電灯点灯装置では、上述のように第１の期間Ｔ１において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が共にオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ２がオンになると、商用電源Ｖｓの電源電圧がインダクタＬ１，Ｌ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給されるとともに、インダクタＬ１，Ｌ２にエネルギが蓄積され、その後スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３が全てオフになると、インダクタＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギによって、インダクタＬ１→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ１のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積されるとともに、負荷回路Ｒでエネルギが消費されるのであるが、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティを略一定としているので、電源電圧に変化に応じてランプ電圧Ｖlaにリップル成分が発生するという問題がある。
【００７３】
そこで、本実施形態では第１の期間Ｔ１において、降圧動作に関わるスイッチング素子Ｑ２のオンデューティを、ランプ電圧Ｖlaに生じるリップル成分が小さくなるように変化させている。すなわち、電源電圧（整流電圧ＶDB）が低くなるにつれてスイッチング素子Ｑ２のオン幅が長く（オンデューティが大きく）、電源電圧（整流電圧ＶDB）が高くなるにつれてスイッチング素子Ｑ２のオン幅が短く（オンデューティが小さく）なるように、制御回路３がパルス幅変調を行っており、ランプ電圧Ｖlaに含まれるリップル成分を低減して、ランプ電圧Ｖlaを略矩形波の交流電圧とすることができ、高圧放電灯Ｌａを安定点灯させることができる。
【００７４】
（実施形態４）
本発明の実施形態４を図１３を参照して説明する。尚、放電灯点灯装置の回路構成は上述した実施形態２の放電灯点灯装置と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００７５】
上述のように実施形態２の放電灯点灯装置では、高圧放電灯Ｌａの定格点灯時において、第１の期間Ｔ１の間、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４とを高周波で交互にオン／オフさせているのに対して、本実施形態の放電灯点灯装置では、第１の期間Ｔ１の間、制御回路３がスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２を高周波でオン／オフさせるとともに、第１の期間Ｔ１の間に瞬時停電或いは瞬時電圧降下が発生して、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBが所定の下限値よりも低下すると（図１３の時刻ｔ１〜ｔ２）、スイッチング素子Ｑ４をスイッチング素子Ｑ２に同期してオン／オフさせている。
【００７６】
ここで、高圧放電灯Ｌａの定格点灯状態における本回路の動作を簡単に説明する。尚、第２の期間Ｔ２における本回路の動作は、実施形態２の放電灯点灯装置と同様であるので、その説明は省略し、第１の期間Ｔ１における本回路の動作について以下に説明する。
【００７７】
先ず商用電源Ｖｓから動作電源が正常に供給されている状態について説明する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４が共にオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ２がオンすると、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、商用電源Ｖｓの電源電圧がインダクタＬ１，Ｌ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ１，Ｌ２に電流が流れることによって、インダクタＬ１，Ｌ２にエネルギが蓄積される。
【００７８】
その後、スイッチング素子Ｑ２がオフすると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギ及び商用電源Ｖｓにより、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ４のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギによって、インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ１のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ３のボディダイオード→インダクタＬ２の経路で電流が流れて、負荷回路Ｒにエネルギが供給される。
【００７９】
次に第１の期間Ｔ１において瞬時停電や瞬時電圧降下が発生した場合について説明する。この場合、制御回路３はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４を同時にオン／オフさせている。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオンすると、平滑コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギによって、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ４→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給され、負荷回路Ｒでエネルギが消費される。また、インダクタＬ２に電流が流れることによって、インダクタＬ２にエネルギが蓄積される。
【００８０】
その後、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオフすると、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギによって、インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ１のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ３のボディダイオード→インダクタＬ２の経路で電流が流れる。
【００８１】
このように、第１の期間Ｔ１において瞬時停電や瞬時電圧降下が発生した場合にも、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のオン時に、商用電源Ｖｓの代わりに平滑コンデンサＣ１を電源として負荷回路Ｒにエネルギが供給されるので、負荷回路Ｒに安定して電力を供給できる。また、第２の期間Ｔ２では、平滑コンデンサＣ１又はインダクタＬ２に蓄積されたエネルギによって負荷回路Ｒに電力が供給されるので、瞬時停電や瞬時電圧降下が発生したとしても、負荷回路Ｒへの電力供給が瞬間的に停止したり低下することはなく、安定して電力を供給できる。
【００８２】
（実施形態５）
本発明の実施形態５を図１４を参照して説明する。尚、放電灯点灯装置の回路構成は上述した参考例１の放電灯点灯装置と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００８３】
図１４は高圧放電灯Ｌａの定格点灯時における本回路の動作波形図であり、第１の期間Ｔ１において瞬時停電或いは瞬時電圧降下が発生し、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBが所定の下限値よりも低下すると（図１４の時刻ｔ３〜ｔ４）、制御回路３がスイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２をオフさせた状態でスイッチング素子Ｑ３を高周波でオン／オフさせており、スイッチング動作を第２の期間Ｔ２におけるスイッチング動作に切り替えている。尚、商用電源Ｖｓが正常に供給されている場合の第１の期間Ｔ１におけるスイッチング動作、及び、第２の期間Ｔ２におけるスイッチング動作は参考例１と同様であるので、その説明は省略する。
【００８４】
ここで、高圧放電灯Ｌａの定格点灯時において、第１の期間Ｔ１の間に瞬時停電或いは瞬時電圧降下が発生した場合の本回路の動作を簡単に説明する。上述のように第１の期間Ｔ１において瞬時停電或いは瞬時電圧降下が発生し、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBが所定の下限値よりも低下すると、制御回路３はスイッチング動作を第２の期間Ｔ２におけるスイッチング動作に切り替えている。そして、制御回路３がスイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオフすると、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→ダイオードＤ１→スイッチング素子Ｑ１→コンデンサＣ２又は高圧放電灯Ｌａ及びインダクタＬ３の直列回路→インダクタＬ２の経路で電流が流れて、高圧放電灯Ｌａを含む負荷回路Ｒでエネルギが消費される。
【００８５】
その後、制御回路３がスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオン、スイッチング素子Ｑ２をオフすると、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ１→コンデンサＣ２又は高圧放電灯Ｌａ及びインダクタＬ３の直列回路→インダクタＬ２→スイッチング素子Ｑ３→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ２に電流が流れることによって、インダクタＬ２にエネルギが蓄積される。
【００８６】
このように、高圧放電灯Ｌａの定格点灯時において、第１の期間Ｔ１の間に瞬時停電或いは瞬時電圧降下が発生すると、制御回路３はスイッチング動作を第２の期間Ｔ２におけるスイッチング動作に切り替えており、平滑コンデンサＣ１を電源として負荷回路Ｒに電力を供給しているので、負荷回路Ｒへの電力供給が停止することはなく、安定して電力を供給できる。
【００８７】
（実施形態６）
本発明の実施形態６を図１５及び図１６を参照して説明する。尚、本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は参考例１と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００８８】
本実施形態の放電灯点灯装置では、高圧放電灯Ｌａの定格点灯時において、制御回路３が、スイッチング素子Ｑ１をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で交互にオン／オフさせる第１の期間Ｔ１と、スイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン／オフさせる第２の期間Ｔ２とを低周波で交番させている。なお制御回路３では、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBと予め設定されたしきい値電圧Ｖthとの高低を比較し、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも高い期間を第１の期間Ｔ１とし、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも低い期間を第２の期間Ｔ２に設定している。
【００８９】
ここで、本回路の動作を図１６（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。尚、図１６（ａ）〜（ｅ）中の矢印は電流の流れる経路を示している。
【００９０】
ところで、図１６（ｄ）は参考例１で説明した第２の期間Ｔ２におけるモード３の動作を示し、図１６（ｅ）は参考例１で説明した第２の期間Ｔ２におけるモード４の動作を示しており、第２の期間Ｔ２における動作は参考例１と同様であるので、その説明は省略し、第１の期間Ｔ１の動作のみを以下に説明する。
【００９１】
第１の期間Ｔ１において、スイッチング素子Ｑ１がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ２がオン、スイッチング素子Ｑ３がオフすると、図１６（ａ）に示すように、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→インダクタＬ２→コンデンサＣ１又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、電源電圧がインダクタＬ１，Ｌ２によって降圧され負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ１，Ｌ２に電流が流れることによって、インダクタＬ１，Ｌ２にエネルギが蓄積される。
【００９２】
次に、スイッチング素子Ｑ１がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ２がオフ、スイッチング素子Ｑ３がオンすると、図１６（ｂ）に示すように、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ３→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れて、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ１のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ３→インダクタＬ２の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積されると共に、負荷回路Ｒによってエネルギが消費される。その後、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギによる回生電流と、商用電源ＶｓからインダクタＬ１を介して流れ込む電流の大きさが略等しくなると、スイッチング素子Ｑ３が実質的にオフ状態となり、図１６（ｃ）に示すように商用電源ＶｓからインダクタＬ１を介してスイッチング素子Ｑ３に流れ込む電流が停止し、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギによって、インダクタＬ１→ダイオードＤ１→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積される。その結果、平滑コンデンサＣ１の両端電圧が昇圧され、負荷回路Ｒに安定してエネルギを供給できる。
【００９３】
（実施形態７）
本発明の実施形態７を図１７を参照して説明する。尚、本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は参考例１と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００９４】
図１７は高圧放電灯Ｌａの非点灯時における動作波形図を示しており、制御回路３は、高圧放電灯Ｌａの非点灯時において、スイッチング素子Ｑ２をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で同時にオン／オフさせている。尚、高圧放電灯Ｌａの定格点灯時におけるスイッチング動作は参考例１と同様であるので、その説明は省略する。
【００９５】
ここで、高圧放電灯Ｌａの非点灯時における本回路の動作を以下に簡単に説明する。スイッチング素子Ｑ２がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が共にオンすると、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ３→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れて、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。また、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ１→負荷回路Ｒ→インダクタＬ２→スイッチング素子Ｑ３→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給される。
【００９６】
次にスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３が全てオフすると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ１→ダイオードＤ１→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→ダイオードＤ１→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ２のボディダイオード→負荷回路Ｒ→インダクタＬ２の経路で電流が流れて、負荷回路Ｒにエネルギが供給される。
【００９７】
このような動作を高周波で繰り返すことによって、平滑コンデンサＣ１の両端電圧は商用電源Ｖｓの電源電圧を昇圧した電圧となり、負荷回路Ｒには、平滑コンデンサＣ１の両端電圧に略等しい電圧が一方向の極性で印加され、図１７に示すように略一定電圧のランプ電圧Ｖlaが得られる。この結果、高圧放電灯Ｌａが絶縁破壊した後、グロー放電からアーク放電に移行するのに必要なエネルギを十分に確保することができ、高圧放電灯Ｌａの始動性が向上する。
【００９８】
（実施形態８）
本発明の実施形態８を図１８を参照して説明する。尚、本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は実施形態２と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００９９】
図１８は高圧放電灯Ｌａの非点灯時における動作波形図を示しており、制御回路３は、高圧放電灯Ｌａの非点灯時において、対角の位置にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３の組と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の組とを数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で交互にオン／オフさせている。尚、高圧放電灯Ｌａの定格点灯時におけるスイッチング動作は実施形態２と同様であるので、その説明は省略する。
【０１００】
ここで、高圧放電灯Ｌａの非点灯時における本回路の動作を以下に簡単に説明する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３がオンすると共に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオフすると、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ３→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れて、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。また、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ１→負荷回路Ｒ→インダクタＬ２→スイッチング素子Ｑ３→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて負荷回路Ｒに供給される。
【０１０１】
その後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３がオフすると共に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオンすると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ４→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ１にエネルギが蓄積される。また、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ４→インダクタＬ２→負荷回路Ｒ→スイッチング素子Ｑ２→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れて、負荷回路Ｒにエネルギが供給される。
【０１０２】
このような動作を高周波で繰り返すことによって、負荷回路Ｒには、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周波数と略等しい周波数の高周波交流電圧が印加され、インダクタＬ２及びコンデンサＣ２の共振動作によって始動のための数ｋＶの高圧パルス電圧を高圧放電灯Ｌａに印加することができ、高圧放電灯Ｌａの始動性が向上する。
【０１０３】
（実施形態９）
本発明の実施形態９を図１９を参照して説明する。尚、本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は実施形態２の放電灯点灯装置と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【０１０４】
本実施形態の放電灯点灯装置では、高圧放電灯Ｌａの寿命末期時など高圧放電灯Ｌａの両端電圧が所定の基準電圧以上となった時の動作が実施形態２の放電灯点灯装置と異なっており、以下では異なる部分についてのみ説明を行う。
【０１０５】
図１９は寿命末期時における本回路の動作波形図を示しており、制御回路３は、スイッチング素子Ｑ１をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４の組とを数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で交互にオン／オフさせる第１の期間Ｔ１と、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４をオフさせた状態で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を高周波で同時にオン／オフさせる第２の期間Ｔ２とを低周波で交番させている。なお制御回路３では、電源電圧検出回路１の検出した整流電圧ＶDBと予め設定されたしきい値電圧Ｖthとの高低を比較し、整流回路ＤＢの整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも高い期間を第１の期間Ｔ１、整流電圧ＶDBがしきい値電圧Ｖthよりも低い期間を第２の期間Ｔ２に設定している。
【０１０６】
ここで、寿命末期時における本回路の動作を以下に簡単に説明する。第１の期間Ｔ１において、スイッチング素子Ｑ１がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ３がオフすると共に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオンすると、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ４→インダクタＬ２→コンデンサＣ２又はインダクタＬ３及び高圧放電灯Ｌａの直列回路→スイッチング素子Ｑ２→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧をインダクタＬ２により降圧した電圧が負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ２に電流が流れることにより、インダクタＬ２にエネルギが蓄積される。
【０１０７】
その後、スイッチング素子Ｑ１がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ３がオンすると共に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオフすると、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ３→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→負荷回路Ｒ→スイッチング素子Ｑ１のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ３→インダクタＬ２の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１にエネルギを供給すると共に、負荷回路Ｒでエネルギが消費される。第１の期間Ｔ１において上述の動作を高周波で繰り返すことにより、高圧放電灯Ｌａのランプ電圧Ｖlaは負の直流電圧となる。
【０１０８】
次に、第２の期間Ｔ２における本回路の動作について説明する。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４がオフしている状態で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３がオンすると、商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ３→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓの経路で電流が流れて、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。この時同時に平滑コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギにより、平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ１→負荷回路Ｒ→インダクタＬ２→スイッチング素子Ｑ３→平滑コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がインダクタＬ２により降圧されて、負荷回路Ｒに供給される。また、インダクタＬ２に電流が流れるため、インダクタＬ２にエネルギが蓄積される。
【０１０９】
その後、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が全てオフになると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ４のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→整流回路ＤＢ→商用電源Ｖｓ→整流回路ＤＢ→インダクタＬ１の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ１にエネルギが供給される。また、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギにより、インダクタＬ２→スイッチング素子Ｑ４のボディダイオード→平滑コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｑ２のボディダイオード→負荷回路Ｒ→インダクタＬ２の経路で電流が流れて、平滑コンデンサＣ１にエネルギが供給されると共に、負荷回路Ｒでエネルギが消費される。第２の期間Ｔ２において上述の動作を高周波で繰り返すことにより、高圧放電灯Ｌａのランプ電圧Ｖlaは正の直流電圧となる。
【０１１０】
而して、第１の期間Ｔ１における動作と第２の期間Ｔ２における動作とが低周波で交互に繰り返されることにより、高圧放電灯Ｌａには矩形波の低周波交流電圧が印加される。このように本実施形態では寿命末期等に高圧放電灯Ｌａのランプ電圧Ｖlaが所定の基準電圧以上になると、スイッチング動作を変更して、高圧放電灯Ｌａに矩形波の低周波交流電圧を印加させるようにしているので、高圧放電灯Ｌａの動作を安定させることができる。
【０１１１】
（実施形態１０）
本発明の実施形態１０を図２０を参照して説明する。上述した実施形態１及び参考例１の放電灯点灯装置では、インダクタＬ１とインダクタＬ２とを別部品としているが、本実施形態では、インダクタＬ１とインダクタＬ２とをトランス構成として、１つのトランスＴ１０で構成している。尚、トランスＴ１０以外の構成及び動作は参考例１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。また、図２０では電源電圧検出回路１、点灯検出回路２、制御回路３及び駆動回路４を省略して図示している。
【０１１２】
このように、本実施形態の放電灯点灯装置ではインダクタＬ１とインダクタＬ２とを一つのトランスＴ１０で構成しているので、部品数が少なくなり、組立作業性が向上するとともに、小型化を図ることができる。
【０１１３】
尚、本実施形態では、参考例１の放電灯点灯装置において、インダクタＬ１とインダクタＬ２とをトランスＴ１０により構成しているが、図２１に示すように、実施形態２の放電灯点灯装置において、インダクタＬ１とインダクタＬ２とをトランスＴ１０により構成しても良いし、その他の実施形態の放電灯点灯装置において、インダクタＬ１とインダクタＬ２とをトランスＴ１０により構成しても良く、上述と同様の効果が得られる。
【０１１４】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの高圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの低圧側端との間に、平滑コンデンサに充電電流を流す向きに接続された整流要素と、第１〜第３のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第３のダイオードと、第１〜第３のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３のスイッチング要素及び整流要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、対角の位置にある第２及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第１のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオフ、第２のスイッチング要素をオンさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせることを特徴とする。
【０１１７】
上述のように制御手段は、第１の期間において、第２及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第１のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせており、第１のスイッチング要素がオンすると、整流回路から第１及び第２のインダクタを介して負荷回路に電流が流れ、整流回路の整流電圧が第１及び第２のインダクタにより降圧されて負荷回路に供給されているので、多段の電力変換を行うことなく、降圧動作のみを行って負荷回路に電力を供給できるという効果がある。一方、第２の期間では、第１のスイッチング要素をオフ、第２のスイッチング要素をオンさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせており、第３のスイッチング要素のオフ時に平滑コンデンサにエネルギを蓄積するとともに、第３のスイッチング要素のオン時に平滑コンデンサの両端電圧を第２のインダクタにより降圧して負荷回路に供給しているので、第１の期間に比べて電力変換の段数が１段多くなるが、第１の期間における電力変換を一段とすることによって全体として従来の放電灯点灯装置よりも電力変換の過程が少なくなり、回路の損失が低下して、回路効率が向上し、したがって回路を構成する部品に比較的定格の小さい安価な部品を使用することができるから、回路の小型化、低コスト化を図れるという効果がある。
【０１１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のスイッチング周波数を、第２の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のスイッチング周波数よりも低い周波数に設定したことを特徴とし、請求項１の発明の作用に加え、整流電圧の山部では谷部に比べてスイッチング周波数を低くしているので、より多くの入力電流が引き込まれることになり、力率が向上して、良好な出力波形を得ることができ、入力波形の波形歪を改善できるという効果がある。
【０１１９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオンデューティを、第２の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオンデューティよりも大きい値に設定したことを特徴とし、請求項１の発明の作用に加え、整流電圧の山部では谷部に比べてオンデューティを大きくしているので、より多くの入力電流が引き込まれることになり、力率が向上して、良好な出力波形を得ることができ、入力波形の波形歪を改善できるという効果がある。
【０１２０】
請求項４の発明は、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に接続された第４のスイッチング要素と、第１〜第４のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第４のダイオードと、第１〜第４のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３及び第４のスイッチング要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、対角の位置にある第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第４のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせるとともに、第２の期間から第１の期間に切り替わった直後に第４のスイッチング要素をオンさせることを特徴とする。
【０１２１】
上述のように制御手段は、第１の期間において、第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第４のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせており、第２のスイッチング要素がオンすると、整流回路から第１及び第２のインダクタを介して負荷回路に電流が流れ、整流回路の整流電圧が第１及び第２のインダクタにより降圧されて負荷回路に供給されるので、多段の電力変換を行うことなく、降圧動作のみを行って負荷回路に電力を供給できるという効果がある。一方、第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせており、第３のスイッチング要素のオフ時に平滑コンデンサにエネルギを蓄積するとともに、第３のスイッチング要素のオン時に平滑コンデンサの両端電圧を第２のインダクタにより降圧して負荷回路に供給しているので、第１の期間に比べて電力変換の段数が１段多くなるが、第１の期間における電力変換を一段とすることによって全体として従来の放電灯点灯装置よりも電力変換の過程が少なくなり、回路の損失が低下して、回路効率が向上し、したがって回路を構成する部品に比較的定格の小さい安価な部品を使用することができるから、回路の小型化、低コスト化を図れるという効果がある。
【０１２２】
そのうえ、第２の期間から第１の期間に切り替わった直後に第２のスイッチング要素をオンさせた場合は、整流回路から第１及び第２のインダクタを介して負荷回路に突入電流が流れ込むが、第２の期間から第１の期間に切り替わった直後に第４のスイッチング要素をオンさせており、第２のインダクタ→負荷回路→第１のダイオード→第４のスイッチング要素→第２のインダクタの経路で回生電流が流れるので、負荷回路に流れ込む電流が低下し、突入電流が流れ込むのを防止できるという効果がある。
【０１２３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項の発明において、制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオン幅を、整流電圧の大きさが大きくなるほど狭くなるように変化させたことを特徴とし、請求項１乃至４の発明の作用に加え、スイッチング要素のオン幅を一定とした場合は、整流電圧の変化に応じて出力電圧にリップル成分が生じるが、スイッチング要素のオン幅を、整流電圧の大きさが大きくなるほど狭くしているので、出力電圧に生じるリップル成分を低減できるという効果がある。
【０１２４】
請求項６の発明は、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に接続された第４のスイッチング要素と、第１〜第４のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第４のダイオードと、第１〜第４のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３及び第４のスイッチング要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、第１、第３及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせるとともに、第１の期間中に交流電源電圧が前記しきい値電圧よりも低い下限値以下に低下した場合は、第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２及び第４のスイッチング要素を高周波で同時にオン／オフさせることを特徴とする。
【０１２５】
上述のように制御手段は、第１の期間において、第１、第３及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせており、第２のスイッチング要素がオンすると、整流回路から第１及び第２のインダクタを介して負荷回路に電流が流れ、整流回路の整流電圧が第１及び第２のインダクタにより降圧されて負荷回路に供給されるので、多段の電力変換を行うことなく、降圧動作のみを行って負荷回路に電力を供給できるという効果がある。一方、第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせており、第３のスイッチング要素のオフ時に平滑コンデンサにエネルギを蓄積するとともに、第３のスイッチング要素のオン時に平滑コンデンサの両端電圧を第２のインダクタにより降圧して負荷回路に供給しているので、第１の期間に比べて電力変換の段数が１段多くなるが、第１の期間における電力変換を一段とすることによって全体として従来の放電灯点灯装置よりも電力変換の過程が少なくなり、回路の損失が低下して、回路効率が向上し、したがって回路を構成する部品に比較的定格の小さい安価な部品を使用することができるから、回路の小型化、低コスト化を図れるという効果がある。さらに、第１の期間中に交流電源電圧がしきい値電圧よりも低い下限値以下に低下した場合は、第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２及び第４のスイッチング要素を高周波で同時にオン／オフさせており、第２及び第４のスイッチング要素が同時にオンすると、平滑コンデンサに蓄積されたエネルギによって、平滑コンデンサ→第４のスイッチング要素→第２のインダクタ→負荷回路→第２のスイッチング要素→平滑コンデンサの経路で電流が流れ、交流電源の代わりに平滑コンデンサを電源として負荷回路にエネルギが供給されるので、負荷回路に安定して電力を供給できるという効果がある。
【０１２６】
請求項７の発明は、請求項１、４又は５の何れか１項の発明において、第１の期間中に交流電源電圧が前記しきい値電圧よりも低い下限値以下に低下した場合は、制御手段が、各スイッチング要素のスイッチング動作を第２の期間におけるスイッチング動作に切り替えることを特徴とし、請求項１、４又は５の発明の作用に加え、第２の期間におけるスイッチング動作では平滑コンデンサを電源として負荷回路にエネルギが供給されるので、負荷回路に安定して電力を供給できるという効果がある。
【０１２７】
請求項８の発明は、交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に、平滑コンデンサに充電電流を流す向きに接続された整流要素と、第１〜第３のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第３のダイオードと、第１〜第３のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３のスイッチング要素及び整流要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、第１のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第３のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせることを特徴とする。
【０１２８】
上述のように制御手段は、第１の期間において、第１のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第３のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせており、第２のスイッチング要素がオンすると、整流回路から第１及び第２のインダクタを介して負荷回路に電流が流れ、整流回路の整流電圧が第１及び第２のインダクタにより降圧されて負荷回路に供給されるので、多段の電力変換を行うことなく、降圧動作のみを行って負荷回路に電力を供給できるという効果がある。一方、第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせており、第３のスイッチング要素のオフ時に平滑コンデンサにエネルギを蓄積するとともに、第３のスイッチング要素のオン時に平滑コンデンサの両端電圧を第２のインダクタにより降圧して負荷回路に供給しているので、第１の期間に比べて電力変換の段数が１段多くなるが、第１の期間における電力変換を一段とすることによって全体として従来の放電灯点灯装置よりも電力変換の過程が少なくなり、回路の損失が低下して、回路効率が向上し、したがって回路を構成する部品に比較的定格の小さい安価な部品を使用することができるから、回路の小型化、低コスト化を図れるという効果がある。
【０１２９】
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れか１項の発明において、高圧放電灯の非点灯時において、制御手段は、平滑コンデンサの両端電圧を降圧した電圧が高圧放電灯に印加されるように上記各スイッチング要素のオン／オフを制御することを特徴とし、請求項１乃至８の発明の作用に加え、高圧放電灯に略一定の直流電圧を印加し続けることによって、放電灯の始動性が向上するという効果がある。
【０１３０】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れか１項の発明において、負荷回路は第２のインダクタと共に共振回路を構成する共振コンデンサを有し、制御手段は、高圧放電灯の始動時において、第２のインダクタと共振コンデンサとの共振動作によって高圧放電灯を始動させるための高圧パルスを発生させるように上記各スイッチング要素のオン／オフを制御することを特徴とし、請求項１乃至９の発明の作用に加え、第２のインダクタと共振コンデンサとの共振動作によって高圧パルスを発生させ、この高圧パルスを高圧放電灯に印加しているので、高圧放電灯の始動性が向上するという効果がある。
【０１３１】
請求項１１の発明は、請求項４又は６の何れか１項の発明において、寿命末期などの異常時にランプ電圧が所定の上限値を超えると、制御手段は、第１の期間において、第１のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素と第２及び第４のスイッチング要素の組とを高周波で交互にオン／オフさせ、第２の期間において、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第１及び第３のスイッチング要素を高周波で同時にオン／オフさせることを特徴とし、請求項４又は６の発明の作用に加え、寿命末期などの異常時にランプ電圧が上昇した場合は、スイッチング動作を変更することによって高圧放電灯の動作を安定させることができるという効果がある。
【０１３２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１の何れか１項の発明において、上記第１及び第２のインダクタを、トランスの一次側巻線、二次側巻線でそれぞれ構成したことを特徴とし、請求項１乃至１１の発明の作用に加え、第１及び第２のインダクタを１つのトランスで構成することによって、部品数が少なくなり、組立作業性が向上するとともに、小型化を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１の放電灯点灯装置のブロック回路図である。
【図２】 同上の動作波形図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は同上の動作を説明する説明図である。
【図４】 実施形態１の放電灯点灯装置のブロック回路図である。
【図５】 同上の動作波形図である。
【図６】 （ａ）〜（ｄ）は同上の動作を説明する説明図である。
【図７】 （ａ）（ｂ）は参考例２の放電灯点灯装置の動作を説明する波形図である。
【図８】 実施形態２の放電灯点灯装置のブロック回路図である。
【図９】 同上の動作波形図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は同上の動作を説明する説明図である。
【図１１】 同上の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１２】 実施形態３の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１３】 実施形態４の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１４】 実施形態５の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１５】 実施形態６の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１６】 （ａ）〜（ｅ）は同上の動作を説明する説明図である。
【図１７】 実施形態７の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１８】 実施形態８の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１９】 実施形態９の放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図２０】 実施形態１０の放電灯点灯装置のブロック回路図である。
【図２１】 同上の別の放電灯点灯装置のブロック回路図である。
【図２２】 従来の放電灯点灯装置のブロック図である。
【図２３】 同上のブロック回路図である。
【図２４】 同上の動作波形図である。
【符号の説明】
Ｃ１ 平滑コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
ＤＢ 整流回路
Ｌ１ インダクタ
Ｌａ 高圧放電灯
Ｑ１〜Ｑ３ スイッチング素子
Ｒ 負荷回路
ＶDB 整流電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a high pressure discharge lamp such as a mercury lamp or a metal halide lamp.
[0002]
[Prior art]
As this type of discharge lamp lighting device, one having a circuit configuration as shown in FIG. 22 has been conventionally provided (see, for example, JP-A-6-31757).
[0003]
FIG. 22 shows a block diagram of a conventional discharge lamp lighting device. In this discharge lamp lighting device, a rectifier circuit 11 such as a diode bridge that performs full-wave rectification on a commercial power supply Vs and converts it into a DC voltage, and the DC voltage rectified by the rectifier circuit 11 into a DC voltage of a desired voltage value. The DC power supply circuit 12 for conversion, the current limiting circuit 13 for converting the DC voltage obtained by the DC power supply circuit 12 into a voltage value corresponding to the load (that is, the high pressure discharge lamp La), and the output voltage of the current limiting circuit 13 are reduced. And a polarity inversion circuit 14 that converts the frequency into a rectangular wave AC voltage and supplies the high-voltage discharge lamp La, such as a mercury lamp or a metal halide lamp.
[0004]
A specific circuit of the discharge lamp lighting device will be described with reference to the block circuit diagram of FIG. The DC power supply circuit 12 is a so-called step-up chopper circuit, and a series circuit of an inductor L11 and a switching element Q11 is connected between DC output terminals of the rectifier circuit 11, and a diode D11 and a smoothing capacitor C11 are connected in series between both ends of the switching element Q11. Configured by connecting circuits. On / off of the switching element Q11 is controlled by the control circuit 17, and a DC voltage obtained by boosting the rectified output is generated by switching the rectified output of the rectifier circuit 11 with the switching element Q11.
[0005]
The current limiting circuit 13 is a so-called step-down chopper circuit, and a cathode is connected to a connection point between the switching element Q12, the inductor L12 and the capacitor C12 connected between both ends of the smoothing capacitor C11, and the switching element Q12 and the inductor L12. And a diode D12 having an anode connected to the connection point of the capacitors C11 and C12. On / off of the switching element Q12 is controlled by the control circuit 17, and by switching the output voltage of the DC power supply circuit 12 with the switching element Q12, the output voltage of the DC power supply circuit 12 is stepped down to a desired high pressure discharge lamp La. Converts to DC voltage required to supply power.
[0006]
The polarity inverting circuit 14 is configured by connecting a series circuit of switching elements Q13 and Q14 and a series circuit of switching elements Q15 and Q16 in parallel between both ends of the capacitor C11, and a connection point between the switching elements Q13 and Q14. An igniter circuit 15 and a high pressure discharge lamp La are connected between the connection points of the switching elements Q15 and Q16. The switching elements Q13 to Q16 of the polarity inverting circuit 14 are driven by the driving circuit 18, and the output voltage of the current limiting circuit 13 is switched by the switching elements Q13 to Q16 to generate a low-frequency rectangular wave AC voltage, thereby generating a high-pressure discharge lamp. Supply to La. Here, the igniter circuit 15 applies a high-pressure pulse necessary for dielectric breakdown between the electrodes of the high-pressure discharge lamp La at the time of starting the lamp to start-up the high-pressure discharge lamp La.
[0007]
Next, the operation of this circuit will be described with reference to FIG. FIG. 24 shows drive signals and lamp voltage Vla of the switching elements Q11 to Q16, and the switching elements Q11 and Q12 of the DC power supply circuit 12 and the current limiting circuit 13 are turned on / off at a high frequency of several tens kHz to several hundreds kHz. Turned off. On the other hand, in the switching elements Q13 to Q16 of the polarity inverting circuit 14, the pair of switching elements Q13 and Q16 and the pair of switching elements Q14 and Q15 at diagonal positions are alternately turned on / off. That is, a period in which both the switching elements Q13 and Q16 are on, a period in which both the switching elements Q14 and Q15 are off, and a period in which both the switching elements Q13 and Q16 are off and both the switching elements Q14 and Q15 are on Alternating at a low frequency of several hundred Hz, a low-frequency rectangular wave AC voltage is supplied to the high-pressure discharge lamp La.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the discharge lamp lighting device having the above configuration, the AC voltage of the commercial power supply Vs is rectified by the rectifier circuit 11 and a DC voltage obtained by boosting the rectified output by the DC power supply circuit 12 is generated, and then the output voltage of the DC power supply circuit 12 is limited. The voltage is stepped down to an appropriate voltage by the flow circuit 13 and further converted into a low-frequency rectangular wave AC voltage by the polarity inversion circuit 14 and supplied to the high-pressure discharge lamp La. There is a problem in that the loss of the circuit increases and the circuit efficiency decreases. In addition, since the circuit efficiency is low, it is necessary to use elements having a large rating for the components constituting the circuit, which makes it difficult to reduce the size of the circuit and hinders cost reduction.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small and inexpensive discharge lamp lighting device that prevents a reduction in circuit efficiency.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a rectifying circuit for rectifying an AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifying circuit, and first and second terminals connected between both ends of the smoothing capacitor. A series circuit of switching elements and a smoothing capacitorHigh pressure side endA third switching element having one end connected to the second switching element, the other end of the third switching element, and a smoothing capacitorLow pressure side endBetween the first and third diodes connected in antiparallel to the first to third switching elements, and the first to third diodes, respectively. Control means for controlling on / off of the switching elements of the third switching element, and connecting both ends of the third switching element between the DC output terminals of the rectifier circuit via the first inductor, and the third switching element And a load circuit including at least a high pressure discharge lamp via a second inductor between the connection point of the rectifying element and the connection point of the first and second switching elements. When the lamp is turned on, in the first period when the rectified voltage of the rectifier circuit is higher than a predetermined threshold voltage,2And with the third switching element turned off,1In the second period when the rectified voltage of the rectifier circuit is lower than the threshold voltage, the first switching element is turned on / off at a high frequency.off, The second switching elementonIn this state, the third switching element is turned on / off at a high frequency.
[0012]
  Claim2In the invention of claim1'sIn the invention, the control means sets the switching frequency of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the first period to be lower than the switching frequency of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the second period. Features.
[0013]
  Claim3In the invention of claim1'sIn the invention, the control means sets the on-duty of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the first period to a value larger than the on-duty of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the second period. Features.
[0014]
  Claim4In the invention, the rectifier circuit that rectifies the AC power supply voltage, the smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifier circuit, the series circuit of the first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, A third switching element having one end connected to the low-voltage side end; a fourth switching element connected between the other end of the third switching element and the high-voltage side end of the smoothing capacitor; First to fourth diodes connected in reverse parallel to the switching elements, and control means for controlling on / off of the first to fourth switching elements, respectively, between the DC output terminals of the rectifier circuit. And connecting both ends of the third switching element via one inductor and between the connection point of the third and fourth switching elements and the connection point of the first and second switching elements. A load circuit including at least a high-pressure discharge lamp is connected via a second inductor, and the control means is configured such that the rectified voltage of the rectifier circuit is higher than a predetermined threshold voltage when the high-pressure discharge lamp is turned on. In the period 1, the second switching element and the fourth switching element are alternately turned on / off at a high frequency while the first and third switching elements at the diagonal positions are turned off, and the rectifier circuit In the second period in which the rectified voltage is lower than the threshold voltage, the third switching element is turned on at a high frequency while the first switching element is turned on and the second and fourth switching elements are turned off. / Turn offAt the same time, the fourth switching element is turned on immediately after switching from the second period to the first period.It is characterized by that.
[0016]
  Claim5In the present invention, claims 1 toAny one of 4In the invention, the control means is characterized in that the on width of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the first period is changed so as to become narrower as the magnitude of the rectified voltage becomes larger.
[0017]
  Claim6In the invention, the rectifier circuit that rectifies the AC power supply voltage, the smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifier circuit, the series circuit of the first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, A third switching element having one end connected to the low-voltage side end; a fourth switching element connected between the other end of the third switching element and the high-voltage side end of the smoothing capacitor; First to fourth diodes connected in reverse parallel to the switching elements, and control means for controlling on / off of the first to fourth switching elements, respectively, between the DC output terminals of the rectifier circuit. And connecting both ends of the third switching element via one inductor and between the connection point of the third and fourth switching elements and the connection point of the first and second switching elements. A load circuit including at least a high-pressure discharge lamp is connected via a second inductor, and the control means is configured such that the rectified voltage of the rectifier circuit is higher than a predetermined threshold voltage when the high-pressure discharge lamp is turned on. In the period 1, the second switching element is turned on / off at a high frequency with the first, third, and fourth switching elements turned off, and the rectified voltage of the rectifier circuit is lower than the threshold voltage. In the second period, the third switching element is turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned on, the second and fourth switching elements are turned off, and alternating current is supplied during the first period. When the power supply voltage falls below a lower limit value lower than the threshold voltage, the second and fourth switching elements are simultaneously turned on at a high frequency with the first and third switching elements turned off. Characterized in that to on / off.
[0018]
  Claim7In the invention of claim 1,One of 4 or 5In the invention, when the AC power supply voltage falls below the lower limit value lower than the threshold voltage during the first period, the control means changes the switching operation of each switching element to the switching operation in the second period. It is characterized by switching.
[0019]
  Claim8In the invention, the rectifier circuit that rectifies the AC power supply voltage, the smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifier circuit, the series circuit of the first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, A third switching element having one end connected to the low-voltage side end, and a rectifying element connected between the other end of the third switching element and the high-voltage side end of the smoothing capacitor in a direction in which a charging current flows through the smoothing capacitor A rectifier circuit comprising: first to third diodes connected in antiparallel to the first to third switching elements; and control means for controlling on / off of the first to third switching elements. And both ends of the third switching element are connected between the DC output terminals of the first switching element and the third switching element and the rectifying element via the first inductor. A load circuit including at least a high-pressure discharge lamp is connected to a connection point of the switching element via a second inductor, and the control means has a predetermined rectified voltage of the rectifier circuit when the high-pressure discharge lamp is turned on. In the first period higher than the threshold voltage, the second switching element and the third switching element are alternately turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned off, and the rectifier circuit In the second period in which the rectified voltage is lower than the threshold voltage, the third switching element is turned on / off at a high frequency with the first switching element turned on and the second switching element turned off. It is characterized by that.
[0020]
  Claim9In the present invention, claims 1 toAny one of 8In the invention, when the high pressure discharge lamp is not lit, the control means controls on / off of each of the switching elements so that a voltage obtained by stepping down the voltage across the smoothing capacitor is applied to the high pressure discharge lamp. And
[0021]
  Claim10In the present invention, claims 1 toAny one of 9In the invention, the load circuit has a resonance capacitor that constitutes a resonance circuit together with the second inductor, and the control means performs a resonance operation between the second inductor and the resonance capacitor at the time of starting the high-pressure discharge lamp. The switching elements are controlled to be turned on / off so as to generate a high-pressure pulse for starting the power.
[0022]
  Claim11In the invention of claimAny one of 4 or 6In the invention, when the lamp voltage exceeds a predetermined upper limit value at the time of abnormality such as the end of life, the control means turns off the first switching element and the third switching element in a state where the first switching element is turned off in the first period. The second and fourth switching elements are alternately turned on / off at a high frequency, and the first and third switching elements are turned off in the second period with the second and fourth switching elements turned off. It is characterized by being simultaneously turned on / off at a high frequency.
[0023]
  Claim12In the present invention, claims 1 toAny one of 11The invention is characterized in that the first and second inductors are constituted by a primary winding and a secondary winding of a transformer, respectively.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0025]
  (Reference Example 1)
  A circuit diagram of a reference example of a discharge lamp lighting device according to the present invention is shown in FIG.This discharge lamp lighting device includes a rectifier circuit DB such as a diode bridge that rectifies a power supply voltage of a commercial power supply Vs, a smoothing capacitor C1 formed of an electrolytic capacitor that smoothes the rectified output of the rectifier circuit DB, and between both ends of the smoothing capacitor C1. A series circuit of switching elements Q1 and Q2 connected to each other, a switching element Q3 having one end connected to the low voltage side end of the smoothing capacitor C1, and between the other end of the switching element Q3 and the high voltage side end of the smoothing capacitor C1. A diode D1 as a rectifying element connected in a direction in which a charging current flows to the smoothing capacitor C1 and a control circuit 3 for controlling on / off of the switching elements Q1 to Q3, and a chopper between DC output terminals of the rectifying circuit DB The both ends of the switching element Q3 are connected via a first inductor (hereinafter referred to as an inductor) L1. In addition, a load circuit R is connected between a connection point of the switching element Q3 and the diode D1 and a connection point of the switching elements Q1 and Q2 via a second inductor (hereinafter referred to as an inductor) L2. The
[0026]
The load circuit R connects the capacitor C2 between the connection point of the switching elements Q1 and Q2 and the inductor L2, and connects the inductor L3 and a high-pressure discharge lamp La such as a mercury lamp or a metal halide lamp between both ends of the capacitor C2. Connected in series.
[0027]
  By the way, as the switching elements Q1 to Q3, which are the first to third switching elements, a device that can flow a current in both directions when turned on and can flow a current only in the opposite direction when turned off is used.This circuitFor example, a MOSFET is used. When MOSFETs are used as the switching elements Q1 to Q3, the body diode formed from the structure serves as a current path when OFF, and the body diodes of the switching elements Q1 to Q3 constitute the first to third diodes. Is done. still,This circuitHowever, the switching elements Q1 to Q3 use MOSFETs, but the switching elements Q1 to Q3 are not limited to MOSFETs. Transistors are used for the switching elements Q1 to Q3, and a diode is connected between the collector and emitter of each transistor. These diodes may be connected in reverse parallel to form a current path when the switching elements Q1 to Q3 are turned off.
[0028]
Here, the power supply voltage detection circuit 1 detects the rectified voltage VDB of the rectifier circuit DB, and the lighting detection circuit 2 detects the lighting state of the high-pressure discharge lamp La from the lamp voltage Vla. The detection result of the circuit 2 and the voltage across the smoothing capacitor C1 are fed back to the control circuit 3. The control circuit 3 generates a control signal that determines the on / off timing of each of the switching elements Q1 to Q3 based on the detection results of the power supply voltage detection circuit 1 and the lighting detection circuit 2 and the voltage across the smoothing capacitor C1, Based on this control signal, the drive circuit 4 outputs drive signals a to c to the control terminals of the switching elements Q1 to Q3 to drive the switching elements Q1 to Q3 on / off. Here, a control means for controlling on / off of the switching elements Q1 to Q3 is constituted by the control circuit 3, the drive circuit 4, and the like.
[0029]
FIG. 2 is an operation waveform diagram in the rated lighting state of the high-pressure discharge lamp La. When the lighting detection circuit 2 detects the rated lighting state of the high pressure discharge lamp La, the control circuit 3 turns off the switching elements Q1 and Q3 located at the diagonal positions based on the detection result of the lighting detection circuit 2. The first period T1 during which the switching element Q2 is turned on / off at a high frequency of several tens kHz to several hundred kHz, and the switching element Q3 is turned on / off at a high frequency in a state where the switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off. The second period T2 to be turned off is alternated at a low frequency. The control circuit 3 compares the level of the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 with a preset threshold voltage Vth, and sets the period during which the rectified voltage VDB is higher than the threshold voltage Vth. The period T1 is set to 1, and the period in which the rectified voltage VDB is lower than the threshold voltage Vth is set as the second period T2.
[0030]
Here, the operation of this circuit in the rated lighting state of the high-pressure discharge lamp La will be described with reference to FIGS. Note that arrows in FIGS. 3A to 3D indicate paths through which current flows. 3A to 3D, the power supply voltage detection circuit 1, the lighting detection circuit 2, the control circuit 3, and the drive circuit 4 are omitted in order to simplify the illustration.
[0031]
First, operation of the circuit in the first period T1 is described. In the first period T1, the control circuit 3 turns on / off the switching element Q2 at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz with the switching elements Q1, Q3 turned off. Here, the ON / OFF signal of the switching element Q2 is obtained from the detection result of the voltage across the lighting detection circuit 2 and the smoothing capacitor C1.
[0032]
When switching element Q2 is turned on with both switching elements Q1 and Q3 turned off (mode 1), as shown in FIG. 3A, commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → inductor L2 → A current flows through a series circuit of the capacitor C2 or the inductor L3 and the high-pressure discharge lamp La → the switching element Q2 → the rectifier circuit DB → the commercial power source Vs, and the power source voltage of the commercial power source Vs is stepped down by the inductors L1 and L2, and the load circuit R To be supplied. Further, when current flows through the inductors L1 and L2, energy is accumulated in the inductors L1 and L2.
[0033]
Thereafter, when all of the switching elements Q1 to Q3 are turned off (mode 2), as shown in FIG. 3B, the inductor L1 → the inductor L2 → the capacitor C2 or the inductor L3 and the energy stored in the inductors L1 and L2 A current flows through the series circuit of the high-pressure discharge lamp La → the body diode of the switching element Q1 → the smoothing capacitor C1 → the rectifier circuit DB → the commercial power supply Vs → the rectifier circuit DB → the inductor L1, and energy is accumulated in the smoothing capacitor C1. The energy is consumed in the load circuit R. In the first period T1, the mode 1 operation and the mode 2 operation described above are alternately repeated at a high frequency, and a unidirectional DC voltage is supplied to the load circuit R including the high pressure discharge lamp La.
[0034]
Next, operation of the circuit in the second period T2 is described. In the second period T2, the control circuit 3 turns on / off the switching element Q3 at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz with the switching element Q1 turned on and the switching element Q2 turned off. Here, the ON / OFF signal of the switching element Q3 is obtained from the detection result of the voltage across the lighting detection circuit 2 and the smoothing capacitor C1.
[0035]
When the switching element Q1 is turned on while the switching element Q1 is on and the switching element Q2 is off (mode 3), as shown in FIG. 3C, the smoothing capacitor C1 → the switching element Q1 → the capacitor C2 or A current flows through the path of the series circuit of the high-pressure discharge lamp La and the inductor L3 → the inductor L2 → the switching element Q3 → the smoothing capacitor C1, and the voltage across the smoothing capacitor C1 is stepped down by the inductor L2 and supplied to the load circuit R. Further, when current flows through the inductor L2, energy is accumulated in the inductor L2. At the same time, current flows through the path of the commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → switching element Q3 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs, and energy is stored in the inductor L1.
[0036]
Thereafter, when the switching element Q3 is turned off and only the switching element Q1 is turned on (mode 4), the energy accumulated in the inductor L1 and the commercial power supply Vs are obtained as shown in FIG. A current flows through the path of inductor L1, diode D1, smoothing capacitor C1, rectifier circuit DB, commercial power supply Vs, rectifier circuit DB, and inductor L1, and energy is stored in smoothing capacitor C1. Further, due to the energy accumulated in the inductor L2, a current flows through the path of the inductor L2, the diode D1, the switching element Q1, the capacitor C2 or the series circuit of the high pressure discharge lamp La and the inductor L3, and the inductor L2, and the high pressure discharge lamp La Energy is consumed by the load circuit R including it. In the second period T2, the mode 3 operation and the mode 4 operation described above are alternately repeated at a high frequency, and a DC voltage in a direction opposite to that in the first period T1 is supplied to the load circuit R including the high-pressure discharge lamp La. Is done.
[0037]
By the way, the cycle Ta of the lamp voltage Vla is the sum of the first period T1 and the second period T2, but this cycle Ta is equal to the cycle of the rectified voltage VDB and is about one half of the cycle of the commercial power supply Vs. It becomes the cycle. Thus, in the present circuit, the operation in the first period T1 and the operation in the second period T2 described above are repeatedly performed, so that the load circuit R including the high-pressure discharge lamp La has a frequency about twice the power supply frequency. Is supplied, and the high-pressure discharge lamp La maintains the lighting state.
[0038]
In this circuit, the power supply voltage (rectified voltage VDB) is stepped down by the inductors L1 and L2 and supplied to the load circuit R in the first period T1, and only the step-down operation is performed without performing multi-stage power conversion. Since the power is supplied to the load circuit R, the power conversion process is reduced as compared with the conventional discharge lamp lighting device, the circuit loss is reduced, and the circuit efficiency is improved. Therefore, an inexpensive part having a relatively small rating can be used as a part constituting the circuit, and the circuit can be reduced in size and cost. Further, the timing for charging the smoothing capacitor C1 is such that the energy stored in the inductors L1 and L2 is larger than the energy consumed by the load circuit R in the second period T2 (that is, the valley of the rectified voltage VDB) and the first period T1. Therefore, the voltage across the smoothing capacitor C1 can be suppressed to a low voltage, and therefore, inexpensive components with a low withstand voltage can be used as the components constituting the circuit, thereby reducing the size and cost of the circuit. Can do.
[0039]
  still,This circuitIn the first period T1, the switching frequency of the switching element Q2 that is turned on / off at a high frequency and the switching frequency of the switching element Q3 that is turned on / off at a high frequency in the second period T2 are substantially the same. When the switching frequency of the switching element Q2 that is turned on / off in the period T1 may be set lower than the switching frequency of the switching element Q3 that is turned on / off in the second period T2, or when the switching frequency is set to the same frequency As compared with the above, more input current is drawn, the power factor is improved, a good output waveform can be obtained, and the waveform distortion of the input waveform can also be improved.
[0040]
  Also,This circuitIn the first period T1, the on-duty of the switching element Q2 that is turned on / off at a high frequency and the on-duty of the switching element Q3 that is turned on / off at a high frequency in the second period T2 have substantially the same value. The on-duty of the switching element Q2 that is turned on / off during the period T1 may be set to a value larger than the on-duty of the switching element Q3 that is turned on / off during the second period T2, and the on-duty is set to the same value. As compared with the case, more input current is drawn, the power factor is improved, a good output waveform can be obtained, and the waveform distortion of the input waveform can also be improved.
[0041]
  (Embodiment1)
  FIG. 4 shows a circuit diagram of the discharge lamp lighting device of the present embodiment.Reference example 1In this discharge lamp lighting device, one end of the switching element Q1 is connected to the low-voltage side terminal of the smoothing capacitor C1, and the charging current is supplied to the smoothing capacitor C1 between the high-voltage side terminal of the smoothing capacitor C1 and the other end of the switching element Q1. In the discharge lamp lighting device of the present embodiment, the diode D1 is connected in the direction in which the current flows, and the DC output terminals of the rectifier circuit DB are connected between both ends of the switching element Q3 via the inductor L1. One end of the switching element Q3 is connected to the high-voltage side terminal of the smoothing capacitor C1, and a diode D1 is connected between the other end of the switching element Q3 and the low-voltage side terminal of the smoothing capacitor C1 in a direction in which a charging current flows through the smoothing capacitor C1. Connect one end of the inductor L1 to the connection point of the switching element Q3 and the diode D1, and switch Connecting between the DC output terminals of the rectifier circuit DB via an inductor L1 across the grayed element Q3. The configuration other than the switching element Q3, the diode D1, and the inductor L1 is as follows.Reference example 1Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0042]
FIG. 5 is an operation waveform diagram in the rated lighting state of the high-pressure discharge lamp La that is a load. The control circuit 3 turns the switching element Q1 into several tens with the switching elements Q2 and Q3 at the diagonal positions turned off. A first period T1 for turning on / off at a high frequency of kHz to several hundred kHz, and a second period T2 for turning on / off the switching element Q3 at a high frequency in a state where the switching element Q1 is turned off and the switching element Q2 is turned on. And alternating at low frequency. The control circuit 3 compares the level of the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 with a preset threshold voltage Vth, and sets the period during which the rectified voltage VDB is higher than the threshold voltage Vth. The period T1 is set to 1, and the period in which the rectified voltage VDB is lower than the threshold voltage Vth is set as the second period T2.
[0043]
Here, the operation of this circuit in the rated lighting state of the high-pressure discharge lamp La will be briefly described with reference to FIGS. Note that arrows in FIGS. 6A to 6D indicate paths through which current flows. 6A to 6D, the power supply voltage detection circuit 1, the lighting detection circuit 2, the control circuit 3, and the drive circuit 4 are omitted in order to simplify the illustration.
[0044]
First, operation of the circuit in the first period T1 is described. In the first period T1, the control circuit 3 turns on / off the switching element Q1 at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz with both the switching elements Q2, Q3 turned off. Here, the ON / OFF signal of the switching element Q1 is obtained from the detection result of the voltage across the lighting detection circuit 2 and the smoothing capacitor C1.
[0045]
When switching element Q1 is turned on with both switching elements Q2 and Q3 turned off (mode 1), as shown in FIG. 6A, commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → switching element Q1 → capacitor C2 Alternatively, a current flows through a series circuit of the high-pressure discharge lamp La and the inductor L3 → inductor L2 → inductor L1 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs, and the power supply voltage of the commercial power supply Vs is stepped down by the inductors L1 and L2 to release the high voltage. It is supplied to a load circuit R including an electric lamp La. Further, when current flows through the inductors L1 and L2, energy is accumulated in the inductors L1 and L2.
[0046]
Thereafter, when all of the switching elements Q1 to Q3 are turned off (mode 2), as shown in FIG. 6B, the energy stored in the inductors L1 and L2 causes the inductor L2 → the inductor L1 → the rectifier circuit DB → the commercial power supply. Current flows through a path of Vs → rectifier circuit DB → smoothing capacitor C1 → body diode of the switching element Q2 → capacitor C2 or inductor L3 and high-pressure discharge lamp La → inductor L2, and energy is accumulated in the smoothing capacitor C1. Energy is consumed in the load circuit including the high-pressure discharge lamp La. In the first period T1, the mode 1 operation and the mode 2 operation described above are alternately repeated at a high frequency, and a unidirectional DC voltage is supplied to the load circuit R including the high pressure discharge lamp La.
[0047]
Next, operation of the circuit in the second period T2 is described. In the second period T2, the control circuit 3 turns on / off the switching element Q3 at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz with the switching element Q1 turned off and the switching element Q2 turned on. Here, the ON / OFF signal of the switching element Q3 is obtained from the detection result of the both-ends voltage of the lighting detection circuit 2 and the smoothing capacitor C1, as in the first period T1.
[0048]
When the switching element Q1 is turned on while the switching element Q1 is turned off and the switching element Q2 is turned on (mode 3), as shown in FIG. 6C, the smoothing capacitor C1 → the switching element Q3 → the inductor L2 → A current flows through the path of the series circuit of the capacitor C2 or the inductor L3 and the high-pressure discharge lamp La → the switching element Q2 → the smoothing capacitor C1, and the voltage across the smoothing capacitor C1 is stepped down by the inductor L2 and supplied to the load circuit R. As a current flows through the inductor L2, energy is stored in the inductor L2. At the same time, current flows through the path of the commercial power supply Vs → the rectifier circuit DB → the switching element Q3 → the inductor L1 → the rectifier circuit DB → the commercial power supply Vs, and energy is accumulated in the inductor L1.
[0049]
Thereafter, when the switching element Q3 is turned off and only the switching element Q2 is turned on (mode 4), the energy accumulated in the inductor L1 and the commercial power supply Vs are obtained as shown in FIG. A current flows through a path of inductor L1 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → smoothing capacitor C1 → diode D1 → inductor L1, and energy is stored in the smoothing capacitor C1. Further, due to the energy accumulated in the inductor L2, a current flows through a path of the inductor L2 → the capacitor C2 or the inductor L3 and the high-pressure discharge lamp La → the switching element Q2 → the diode D1 → the inductor L2, and the high-pressure discharge lamp La Energy is consumed in the load circuit R including it. In the second period T2, the mode 3 operation and the mode 4 operation described above are alternately repeated at a high frequency, and a DC voltage in a direction opposite to that in the first period T1 is supplied to the load circuit R including the high-pressure discharge lamp La. Is done.
[0050]
By the way, the cycle Ta of the lamp voltage Vla is the sum of the first period T1 and the second period T2, but this cycle Ta is equal to the cycle of the rectified voltage VDB and is about one half of the cycle of the commercial power supply Vs. It becomes the cycle. Thus, in the present circuit, the operation in the first period T1 and the operation in the second period T2 are repeatedly performed, so that the load circuit R including the high-pressure discharge lamp La has a power frequency of about 2 of the commercial power supply Vs. A rectangular wave AC voltage having a double frequency is supplied.
[0051]
In this circuit, the power supply voltage (rectified voltage VDB) is stepped down by the inductors L1 and L2 and supplied to the load circuit R in the first period T1, and only the step-down operation is performed without performing multi-stage power conversion. Since the power is supplied to the load circuit R, the power conversion process is reduced as compared with the conventional discharge lamp lighting device, the circuit loss is reduced, and the circuit efficiency is improved. Therefore, an inexpensive part having a relatively small rating can be used as a part constituting the circuit, and the circuit can be reduced in size and cost. Further, the timing for charging the smoothing capacitor C1 is such that the energy stored in the inductors L1 and L2 is larger than the energy consumed by the load circuit R in the second period T2 (that is, the valley of the rectified voltage VDB) and the first period T1. Therefore, the voltage across the smoothing capacitor C1 can be suppressed to a low voltage, and therefore, inexpensive components with a low withstand voltage can be used as the components constituting the circuit, thereby reducing the size and cost of the circuit. Can do.
[0052]
  Also,Reference example 1When the potential of the anode terminal of the diode D1 is set to the reference potential of the power supply voltage detection circuit 1, the lighting detection circuit 2, the control circuit 3, and the drive circuit 4 in comparison with the discharge lamp lighting device of FIG. The switching element Q2 is turned on / off at a low frequency, and the switching elements Q1, Q3 operating at a potential higher than the reference potential are turned on / off at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz, and are higher than the reference potential. Since the switching elements Q1 and Q3 operating at the potential are continuously turned on and the time required for driving the switching elements Q1 and Q3 is reduced, a general-purpose driver IC (for example, Even when using International Rectifier IR2111), the circuit configuration of the drive circuit 4 and its drive power supply It can be simplified.
[0053]
In the present embodiment, the switching frequency of the switching element Q1 that is turned on / off at a high frequency in the first period T1 is substantially the same as the switching frequency of the switching element Q3 that is turned on / off at a high frequency in the second period T2. However, the switching frequency of the switching element Q1 that is turned on / off in the first period T1 may be set lower than the switching frequency of the switching element Q3 that is turned on / off in the second period T2, and the switching frequency is the same. Compared with the case where the frequency is set, more input current is drawn, the power factor is improved, a good output waveform can be obtained, and the waveform distortion of the input waveform can also be improved.
[0054]
In the present embodiment, the on-duty of the switching element Q1 that is turned on / off at a high frequency in the first period T1 and the on-duty of the switching element Q3 that is turned on / off at a high frequency in the second period T2 are set to substantially the same value. However, the on-duty of the switching element Q1 that is turned on / off in the first period T1 may be set to a value larger than the on-duty of the switching element Q3 that is turned on / off in the second period T2. Compared to the case where the same value is set, more input current is drawn, the power factor is improved, a good output waveform can be obtained, and the waveform distortion of the input waveform can also be improved. .
[0055]
  (Reference Example 2)
  Of the present inventionReference example 2Will be described with reference to FIGS. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device has been described above.Reference example 1Therefore, the illustration and description are omitted.
[0056]
  The operation of this circuit isReference example 1First, the switching element Q2 is turned on / off at a high frequency with the switching elements Q1, Q3 at the diagonal positions turned off when the high pressure discharge lamp La is turned on. In a state where the switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off, the second period T2 in which the switching element Q3 is turned on / off at a high frequency is alternated at a low frequency. Here, in the first period T1, the power supply voltage of the commercial power supply Vs is stepped down by the inductors L1 and L2 and supplied to the high-pressure discharge lamp La that is a load, whereas in the second period T2, the smoothing capacitor The voltage across C1 is stepped down by an inductor L2 and supplied to a high pressure discharge lamp La that is a load. Also,Reference example 1As described above, the charging current flows through the smoothing capacitor C1 in the first and second periods T1 and T2 only when the energy stored in the inductors L1 and L2 is larger than the energy consumed by the load circuit R. Therefore, the voltage across the smoothing capacitor C1 is hardly boosted and becomes a voltage value near the peak value of the power supply voltage.
[0057]
Here, when the switching frequency and the on-duty of the switching elements involved in the step-down operation are the same in the first period T1 and the second period T2, the inductance value of the inductor that performs the step-down operation in each period T1, T2 is Because of the difference, as shown in FIG. 7A, the current IL1 flowing through the inductor L1 is continuous in the first period T1 and discontinuous in the second period T2. Therefore, there is a problem that stress and noise of the switching element increase in the first period T1.
[0058]
  Therefore,This circuitThen, as shown in FIG. 7B, the control circuit 3 sets the switching frequency and on-duty of the switching element so that the current IL1 flowing through the inductor L1 through the first and second periods T1 and T2 becomes discontinuous. The stress applied to the switching element is reduced by making the current IL1 flowing through the inductor L1 discontinuous.
[0059]
  (Embodiment2)
  FIG. 8 shows a circuit diagram of the discharge lamp lighting device of the present embodiment. In this embodiment,Reference example 1In the discharge lamp lighting device, a switching element Q4 made of a MOSFET is connected instead of the diode D1, and a drive signal d output from the drive circuit 4 is input to a control terminal of the switching element Q4. Here, in this embodiment, the switching element Q4 made of a MOSFET is used as the fourth switching element, and the body diode formed structurally in the MOSFET becomes a current path when turned off, and the body diode of the switching element Q4 4 diodes are formed. The configuration other than the switching element Q4 isReference example 1Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0060]
FIG. 9 is an operation waveform diagram of this circuit when the high-pressure discharge lamp La is lit at a rated level. In the control circuit 3, the switching elements Q2 and Q3 are turned off with the switching elements Q1 and Q3 located at the diagonal positions turned off. The first period T1 that is alternately turned on / off at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz, and the switching element Q3 is turned on and the switching elements Q2 and Q4 are turned off, and the switching element Q3 is turned on / off at a high frequency. The second period T2 is alternated at a low frequency. The control circuit 3 compares the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 with a preset threshold voltage Vth, and the rectified voltage VDB of the rectifier circuit DB is higher than the threshold voltage Vth. The high period is set as the first period T1, and the period when the rectified voltage VDB is lower than the threshold voltage Vth is set as the second period T2.
[0061]
Here, the operation of this circuit in the rated lighting state of the high-pressure discharge lamp La will be described with reference to FIGS. Note that arrows in FIGS. 10A to 10D indicate paths through which current flows. 10A to 10D, the power supply voltage detection circuit 1, the lighting detection circuit 2, the control circuit 3, and the drive circuit 4 are omitted in order to simplify the illustration.
[0062]
  By the way, FIG.10 (c) (d) has each shown operation | movement of 2nd period T2, and operation | movement of FIG.10 (c) is shown.Reference example 1The operation in mode 3 described in Fig. 10 and the operation in Fig. 10 (d)Reference example 1Since the operations are the same as those in the mode 4 described in the above, description thereof will be omitted, and only operations in the first period T1 will be described below.
[0063]
In the first period T1, the control circuit 3 alternately turns on / off the switching elements Q2, Q3 at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz with the switching elements Q1, Q3 turned off. The on / off signals of Q2 and Q3 are obtained from the detection results of the voltage across the lighting detection circuit 2 and the smoothing capacitor C1.
[0064]
When the switching element Q2 is turned on and the switching element Q4 is turned off (mode 1) in a state where both the switching elements Q1 and Q3 are turned off in the first period T1, as shown in FIG. , Commercial power source Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → inductor L2 → capacitor C2 or series circuit of inductor L3 and high-pressure discharge lamp La → switching element Q2 → rectifier circuit DB → commercial power source Vs, current flows, and commercial power source Vs Is reduced by inductors L1 and L2 and supplied to load circuit R. Further, when current flows through the inductors L1 and L2, energy is accumulated in the inductors L1 and L2.
[0065]
Thereafter, when the switching elements Q1 and Q3 are turned off, the switching element Q2 is turned off and the switching element Q4 is turned on (mode 2). As shown in FIG. 10B, the current is accumulated in the inductor L1. With the energy and the commercial power source Vs, current flows through the path of the commercial power source Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → switching element Q4 → smoothing capacitor C1 → rectifier circuit DB → commercial power source Vs, and energy is stored in the smoothing capacitor C1. . Further, due to the energy accumulated in the inductor L2, a current flows through the path of the inductor L2 → the capacitor C2 or the series circuit of the inductor L3 and the high pressure discharge lamp La → the body diode of the switching element Q1 → the switching element Q4 → the inductor L2, and the load circuit R consumes energy. In the first period T1, the mode 1 operation and the mode 2 operation described above are alternately repeated at a high frequency, and a unidirectional DC voltage is supplied to the load circuit R including the high pressure discharge lamp La.
[0066]
  Reference example 1Then, the energy stored in the inductors L1 and L2 in the mode 1 operation is released to the same path in the mode 2 operation, whereas in the present embodiment, the energy is stored in the inductors L1 and L2 in the mode 1 operation. The energy stored in the inductors L1 and L2 can be controlled independently by separating the discharge path, and the controllability can be controlled. Can be increased.
[0068]
  By the way, thisIn the discharge lamp lighting device, a rectangular wave AC voltage having a frequency twice the power supply frequency is applied to the high-pressure discharge lamp La by performing the switching operation as described above, but the polarity of the lamp voltage Vla changes from positive to negative. When switching to (that is, when switching from the second period T2 to the first period T1), there is a problem that an inrush current occurs in the current waveform of the input current Iin (see FIG. 9).
[0069]
  That is,The switching elements Q1 and Q3 are turned on and the switching elements Q2 and Q4 are turned off immediately before the polarity of the ramp voltage Vla is reversed in the second period T2, and the voltage across the smoothing capacitor C1 is stepped down by the inductor L2 to load circuit Supplied to R. Thereafter, when the second period T2 is switched to the first period T1, the switching element Q2 is turned on, the switching elements Q1, Q3, and Q4 are turned off, and the power supply voltage of the commercial power supply Vs is stepped down by the inductors L1 and L2. Thus, a reverse polarity voltage is supplied to the load circuit R. Thus, immediately after switching from the second period T2 to the first period T1, the polarity of the voltage applied to the load circuit R is rapidly reversed because the power supply voltage and the ramp voltage Vla have the same polarity. Inrush current is generated in order to achieve this.
[0070]
Therefore, in this embodiment, a switching operation as shown in FIG. 11 is performed in order to eliminate the inrush current as described above. That is, in this embodiment, immediately after switching from the second period T2 to the first period T1, a period for turning on the switching element Q4 and turning off the switching elements Q1 to Q3 is provided for a predetermined time, during which the load circuit R → A parasitic diode of the switching element Q1 → a switching element Q4 → an inductor L2 → a current is passed through the load circuit R, and a voltage having a polarity opposite to that of the first period T1 is generated in the load circuit R in advance. Therefore, when the switching element Q2 is subsequently turned on and the switching elements Q1, Q3, and Q4 are turned off, the inrush current does not flow from the commercial power supply Vs to the load circuit R, and the input harmonic distortion of the input current Iin is reduced. Can do.
[0071]
  (Embodiment3)
  A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device has been described above.Reference example 1Since it is the same as the discharge lamp lighting device of FIG.
[0072]
  Reference example 1In the discharge lamp lighting device, when the switching element Q2 is turned on in the state in which both the switching elements Q1 and Q3 are turned off in the first period T1 as described above, the power supply voltage of the commercial power supply Vs is changed to the inductor L1. The voltage is stepped down by L2 and supplied to the load circuit R, and energy is stored in the inductors L1 and L2. Then, when all the switching elements Q1 to Q3 are turned off, the energy stored in the inductors L1 and L2 causes the inductor L1 → Inductor L2 → capacitor C2 or series circuit of inductor L3 and high-pressure discharge lamp La → body diode of switching element Q1 → smoothing capacitor C1 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → current flows through the path of inductor L1 and smoothes Energy is stored in the capacitor C1, and the load Although energy in road R is being consumed, since the on-duty of the switching element Q2 is substantially constant, there is a problem that the ripple component is generated in the lamp voltage Vla depending on the change in power supply voltage.
[0073]
Therefore, in the present embodiment, in the first period T1, the on-duty of the switching element Q2 related to the step-down operation is changed so that the ripple component generated in the lamp voltage Vla becomes small. That is, as the power supply voltage (rectified voltage VDB) decreases, the ON width of the switching element Q2 increases (on duty increases), and as the power supply voltage (rectified voltage VDB) increases, the ON width of the switching element Q2 decreases (on duty). The control circuit 3 performs pulse width modulation so that the ripple component included in the lamp voltage Vla can be reduced, and the lamp voltage Vla can be changed to a substantially rectangular wave AC voltage. The electric lamp La can be lit stably.
[0074]
  (Embodiment4)
  Embodiment of the present invention4Will be described with reference to FIG. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device is the embodiment described above.2Since it is the same as the discharge lamp lighting device of FIG.
[0075]
  Embodiment as described above2In the discharge lamp lighting device, the switching element Q2 and the switching element Q4 are alternately switched at a high frequency while the switching elements Q1 and Q3 are turned off during the first period T1 when the high pressure discharge lamp La is rated. On the other hand, in the discharge lamp lighting device of the present embodiment, the switching element Q2 is turned on in the state in which the control circuit 3 turns off the switching elements Q1, Q3, and Q4 during the first period T1. Is turned on / off at a high frequency and an instantaneous power failure or instantaneous voltage drop occurs during the first period T1, and the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 falls below a predetermined lower limit (FIG. 13 at time t1 to t2), the switching element Q4 is turned on / off in synchronization with the switching element Q2.
[0076]
  Here, the operation of this circuit in the rated lighting state of the high-pressure discharge lamp La will be briefly described. The operation of this circuit in the second period T2 is the same as in the embodiment.2Therefore, the description thereof will be omitted, and the operation of the circuit in the first period T1 will be described below.
[0077]
First, a state in which operating power is normally supplied from the commercial power source Vs will be described. When the switching element Q2 is turned on while the switching elements Q1, Q3, and Q4 are all turned off, the commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → inductor L2 → capacitor C2 or inductor L3 and high-voltage discharge lamp La in series circuit → Current flows through a path of switching element Q2 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs, and the power supply voltage of the commercial power supply Vs is stepped down by the inductors L1 and L2 and supplied to the load circuit R. Further, when current flows through the inductors L1 and L2, energy is accumulated in the inductors L1 and L2.
[0078]
Thereafter, when the switching element Q2 is turned off, the commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → the body diode of the switching element Q4 → smoothing capacitor C1 → rectifier circuit DB → commercial power supply by the energy stored in the inductor L1 and the commercial power supply Vs. A current flows through the path of Vs, and energy is stored in the smoothing capacitor C1. Further, depending on the energy accumulated in the inductor L2, the path of the inductor L2 → the capacitor C2 or the series circuit of the inductor L3 and the high pressure discharge lamp La → the body diode of the switching element Q1 → the smoothing capacitor C1 → the body diode of the switching element Q3 → the path of the inductor L2. Current flows, and energy is supplied to the load circuit R.
[0079]
Next, a case where an instantaneous power failure or an instantaneous voltage drop occurs in the first period T1 will be described. In this case, the control circuit 3 turns on / off the switching elements Q2, Q4 simultaneously with the switching elements Q1, Q3 turned off. When the switching elements Q2 and Q4 are turned on, the energy accumulated in the smoothing capacitor C1 causes the smoothing capacitor C1 → the switching element Q4 → the inductor L2 → the capacitor C2 or the series circuit of the inductor L3 and the high pressure discharge lamp La → the switching element Q2 → the smoothing capacitor. A current flows through the path C1, the voltage across the smoothing capacitor C1 is stepped down by the inductor L2, supplied to the load circuit R, and energy is consumed in the load circuit R. Further, when current flows through the inductor L2, energy is accumulated in the inductor L2.
[0080]
Thereafter, when the switching elements Q2 and Q4 are turned off, depending on the energy stored in the inductor L2, the inductor L2 → the capacitor C2 or the series circuit of the inductor L3 and the high pressure discharge lamp La → the body diode of the switching element Q1 → the smoothing capacitor C1 → the switching element. A current flows through the path from the body diode of Q3 to the inductor L2.
[0081]
Thus, even when an instantaneous power failure or an instantaneous voltage drop occurs in the first period T1, when the switching elements Q2 and Q4 are turned on, energy is supplied to the load circuit R using the smoothing capacitor C1 as a power source instead of the commercial power source Vs. Since it is supplied, power can be stably supplied to the load circuit R. Further, in the second period T2, power is supplied to the load circuit R by the energy accumulated in the smoothing capacitor C1 or the inductor L2. Therefore, even if an instantaneous power failure or an instantaneous voltage drop occurs, the power to the load circuit R The supply does not stop or drop instantaneously, and power can be supplied stably.
[0082]
  (Embodiment5)
  Embodiment of the present invention5Will be described with reference to FIG. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device has been described above.Reference example 1Since it is the same as the discharge lamp lighting device of FIG.
[0083]
  FIG. 14 is an operation waveform diagram of the present circuit when the high-pressure discharge lamp La is lit up. In the first period T1, an instantaneous power failure or an instantaneous voltage drop occurs, and the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 is predetermined. (Time t3 to t4 in FIG. 14), the control circuit 3 turns on / off the switching element Q3 at a high frequency with the switching element Q1 on and the switching element Q2 off. The operation is switched to the switching operation in the second period T2. Note that the switching operation in the first period T1 and the switching operation in the second period T2 when the commercial power supply Vs is normally supplied are as follows.Reference example 1Since this is the same, the description thereof is omitted.
[0084]
Here, the operation of this circuit when an instantaneous power failure or an instantaneous voltage drop occurs during the first period T1 when the high pressure discharge lamp La is lit is briefly described. As described above, when an instantaneous power failure or instantaneous voltage drop occurs in the first period T1 and the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 falls below a predetermined lower limit value, the control circuit 3 performs the switching operation in the second period. The switching operation is performed during the period T2. When the control circuit 3 turns on the switching element Q1 and turns off the switching elements Q2 and Q3, the energy stored in the inductor L2 causes the inductor L2 → the diode D1 → the switching element Q1 → the capacitor C2 or the high pressure discharge lamp La and the inductor L3. A current flows through the path of the series circuit → the inductor L2, and energy is consumed in the load circuit R including the high-pressure discharge lamp La.
[0085]
Thereafter, when the control circuit 3 turns on the switching elements Q1 and Q3 and turns off the switching element Q2, the smoothing capacitor C1 → the switching element Q1 → the capacitor C2 or the series circuit of the high-pressure discharge lamp La and the inductor L3 → the inductor L2 → the switching element Q3 → A current flows through the path of the smoothing capacitor C1, and the voltage across the smoothing capacitor C1 is stepped down by the inductor L2 and supplied to the load circuit R. Further, when current flows through the inductor L2, energy is accumulated in the inductor L2.
[0086]
As described above, when an instantaneous power failure or instantaneous voltage drop occurs during the first period T1 when the high-pressure discharge lamp La is lit, the control circuit 3 switches the switching operation to the switching operation in the second period T2. In addition, since power is supplied to the load circuit R using the smoothing capacitor C1 as a power source, power supply to the load circuit R is not stopped, and power can be supplied stably.
[0087]
  (Embodiment6)
  Embodiment of the present invention6Will be described with reference to FIGS. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of this embodiment isReference example 1Therefore, the illustration and description are omitted.
[0088]
In the discharge lamp lighting device of the present embodiment, when the high pressure discharge lamp La is lit at a rated level, the control circuit 3 turns the switching elements Q2 and Q3 to a high frequency of several tens kHz to several hundreds kHz with the switching element Q1 turned off. And a second period T2 in which the switching element Q3 is turned on / off at a high frequency in a state where the switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off at a low frequency. I have a police box. The control circuit 3 compares the level of the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 with a preset threshold voltage Vth, and the first period during which the rectified voltage VDB is higher than the threshold voltage Vth. The period T1 is set, and the period when the rectified voltage VDB is lower than the threshold voltage Vth is set as the second period T2.
[0089]
Here, the operation of this circuit will be described with reference to FIGS. Note that arrows in FIGS. 16A to 16E indicate paths through which current flows.
[0090]
  By the way, FIG.Reference example 1FIG. 16 (e) shows the operation of mode 3 in the second period T2 described in FIG.Reference example 1The operation of the mode 4 in the second period T2 described in the above is shown, and the operation in the second period T2 isReference example 1Therefore, the description thereof is omitted, and only the operation in the first period T1 will be described below.
[0091]
In the first period T1, when the switching element Q2 is turned on and the switching element Q3 is turned off while the switching element Q1 is turned off, the commercial power supply Vs → the rectifier circuit DB → the inductor as shown in FIG. A current flows in a path of L1 → inductor L2 → capacitor C1 or inductor L3 and high-pressure discharge lamp La → switching element Q2 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs, and the power supply voltage is stepped down by the inductors L1 and L2, and the load circuit R To be supplied. Further, when current flows through the inductors L1 and L2, energy is accumulated in the inductors L1 and L2.
[0092]
Next, when the switching element Q2 is turned off and the switching element Q3 is turned on while the switching element Q1 is turned off, as shown in FIG. 16B, the commercial power supply Vs → the rectifier circuit DB → the inductor L1 → the switching element. A current flows through a path of Q3 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs, and energy is stored in the inductor L1. Further, due to the energy accumulated in the inductor L2, the current flows in the path of the inductor L2 → the capacitor C2 or the series circuit of the inductor L3 and the high pressure discharge lamp La → the body diode of the switching element Q1 → the smoothing capacitor C1 → the switching element Q3 → the inductor L2. As a result, energy is accumulated in the smoothing capacitor C1, and energy is consumed by the load circuit R. After that, when the regenerative current due to the energy accumulated in the inductor L2 and the magnitude of the current flowing from the commercial power source Vs through the inductor L1 become substantially equal, the switching element Q3 is substantially turned off, and FIG. As shown, the current flowing from the commercial power source Vs to the switching element Q3 via the inductor L1 is stopped, and the energy stored in the inductor L1 causes the inductor L1, the diode D1, the smoothing capacitor C1, the rectifier circuit DB, and the commercial power source Vs to rectify. A current flows through a path from the circuit DB to the inductor L1, and energy is stored in the smoothing capacitor C1. As a result, the voltage across the smoothing capacitor C1 is boosted and energy can be stably supplied to the load circuit R.
[0093]
  (Embodiment7)
  Embodiment of the present invention7Will be described with reference to FIG. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of this embodiment isReference example 1Therefore, the illustration and description are omitted.
[0094]
  FIG. 17 shows an operation waveform diagram when the high-pressure discharge lamp La is not lit. The control circuit 3 switches the switching elements Q1, Q3 with the switching element Q2 turned off when the high-pressure discharge lamp La is not lit. Are simultaneously turned on / off at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz. In addition, the switching operation at the time of rated lighting of the high pressure discharge lamp La isReference example 1Since this is the same, the description thereof is omitted.
[0095]
Here, the operation of this circuit when the high-pressure discharge lamp La is not lit will be briefly described below. If both the switching elements Q1 and Q3 are turned on while the switching element Q2 is turned off, a current flows through the path of the commercial power supply Vs → the rectifier circuit DB → the inductor L1 → the switching element Q3 → the rectifier circuit DB → the commercial power supply Vs. Energy is stored in the inductor L1. Further, a current flows through the path of the smoothing capacitor C1 → the switching element Q1 → the load circuit R → the inductor L2 → the switching element Q3 → the smoothing capacitor C1, and the voltage across the smoothing capacitor C1 is stepped down by the inductor L2 and supplied to the load circuit R. The
[0096]
Next, when all of the switching elements Q1 to Q3 are turned off, the energy accumulated in the inductor L1 causes a current to flow through the path of the inductor L1, the diode D1, the smoothing capacitor C1, the rectifier circuit DB, the commercial power supply Vs, the rectifier circuit DB, and the inductor L1. As a result, energy is stored in the smoothing capacitor C1. Further, due to the energy accumulated in the inductor L2, a current flows through the path of the inductor L2, the diode D1, the smoothing capacitor C1, the body diode of the switching element Q2, the load circuit R, and the inductor L2, and the energy is supplied to the load circuit R. The
[0097]
By repeating such an operation at a high frequency, the voltage across the smoothing capacitor C1 becomes a voltage obtained by boosting the power supply voltage of the commercial power supply Vs, and a voltage substantially equal to the voltage across the smoothing capacitor C1 is applied to the load circuit R in one direction. Applying the polarity, a ramp voltage Vla having a substantially constant voltage is obtained as shown in FIG. As a result, after the high pressure discharge lamp La breaks down, sufficient energy can be secured to shift from glow discharge to arc discharge, and the startability of the high pressure discharge lamp La is improved.
[0098]
  (Embodiment8)
  Embodiment of the present invention8Will be described with reference to FIG. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is an embodiment.2Therefore, the illustration and description are omitted.
[0099]
  FIG. 18 shows an operation waveform diagram when the high-pressure discharge lamp La is not lit, and the control circuit 3 includes a pair of switching elements Q1 and Q3 at diagonal positions when the high-pressure discharge lamp La is not lit. The pair of switching elements Q2 and Q4 are alternately turned on / off at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz. The switching operation at the time of rated lighting of the high pressure discharge lamp La is the embodiment.2Since this is the same, the description thereof is omitted.
[0100]
Here, the operation of this circuit when the high-pressure discharge lamp La is not lit will be briefly described below. When the switching elements Q1 and Q3 are turned on and the switching elements Q2 and Q4 are turned off, a current flows through the path of the commercial power supply Vs → the rectifier circuit DB → the inductor L1 → the switching element Q3 → the rectifier circuit DB → the commercial power supply Vs. Energy is stored in L1. Further, a current flows through the path of the smoothing capacitor C1 → the switching element Q1 → the load circuit R → the inductor L2 → the switching element Q3 → the smoothing capacitor C1, and the voltage across the smoothing capacitor C1 is stepped down by the inductor L2 and supplied to the load circuit R. The
[0101]
Thereafter, when the switching elements Q1, Q3 are turned off and the switching elements Q2, Q4 are turned on, the energy accumulated in the inductor L1 causes the inductor L1, the switching element Q4, the smoothing capacitor C1, the rectifier circuit DB, the commercial power supply Vs, and the rectification. A current flows through a path from the circuit DB to the inductor L1, and energy is stored in the smoothing capacitor C1. Further, a current flows through a path of the smoothing capacitor C 1 → the switching element Q 4 → the inductor L 2 → the load circuit R → the switching element Q 2 → the smoothing capacitor C 1, and energy is supplied to the load circuit R.
[0102]
By repeating such an operation at a high frequency, a high-frequency AC voltage having a frequency substantially equal to the switching frequency of the switching elements Q1 to Q4 is applied to the load circuit R, and the load circuit R is started by the resonant operation of the inductor L2 and the capacitor C2. A high voltage pulse voltage of several kV can be applied to the high pressure discharge lamp La, and the startability of the high pressure discharge lamp La is improved.
[0103]
  (Embodiment9)
  Embodiment of the present invention9Will be described with reference to FIG. The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is an embodiment.2Since it is the same as the discharge lamp lighting device of FIG.
[0104]
  In the discharge lamp lighting device of the present embodiment, the operation when the both-ends voltage of the high-pressure discharge lamp La becomes equal to or higher than a predetermined reference voltage, such as at the end of the life of the high-pressure discharge lamp La, is performed.2Only the different parts will be described below.
[0105]
FIG. 19 shows an operation waveform diagram of this circuit at the end of its life. The control circuit 3 switches the switching element Q3 and the combination of the switching elements Q2 and Q4 to several tens of kHz with the switching element Q1 turned off. A first period T1 in which the switching elements Q2 and Q4 are turned off in a state where the switching elements Q2 and Q4 are turned off, and a second period T2 in which the switching elements Q1 and Q3 are simultaneously turned on and off at a high frequency. And alternating at low frequency. The control circuit 3 compares the rectified voltage VDB detected by the power supply voltage detection circuit 1 with a preset threshold voltage Vth, and the rectified voltage VDB of the rectifier circuit DB is higher than the threshold voltage Vth. The period is set as the first period T1, and the period when the rectified voltage VDB is lower than the threshold voltage Vth is set as the second period T2.
[0106]
Here, the operation of this circuit at the end of the lifetime will be briefly described below. In the first period T1, when the switching element Q3 is turned off and the switching elements Q2 and Q4 are turned on while the switching element Q1 is turned off, the smoothing capacitor C1 → switching element Q4 → inductor L2 → capacitor C2 or inductor A current flows through a series circuit of L3 and the high-pressure discharge lamp La → switching element Q2 → smoothing capacitor C1, and a voltage obtained by stepping down the voltage across the smoothing capacitor C1 by the inductor L2 is supplied to the load circuit R. Further, when current flows through the inductor L2, energy is accumulated in the inductor L2.
[0107]
Thereafter, when the switching element Q3 is turned on while the switching element Q1 is turned off and the switching elements Q2 and Q4 are turned off, the commercial power source Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → switching element Q3 → rectifier circuit DB → commercial. A current flows through the path of the power supply Vs, and energy is stored in the inductor L1. Further, due to the energy accumulated in the inductor L2, a current flows through the path of the inductor L2, the load circuit R, the body diode of the switching element Q1, the smoothing capacitor C1, the switching element Q3, and the inductor L2, and supplies the energy to the smoothing capacitor C1. At the same time, energy is consumed in the load circuit R. By repeating the above-described operation at a high frequency in the first period T1, the lamp voltage Vla of the high-pressure discharge lamp La becomes a negative DC voltage.
[0108]
Next, operation of the circuit in the second period T2 is described. If the switching elements Q1 and Q3 are turned on while the switching elements Q2 and Q4 are turned off, a current flows through the path of the commercial power supply Vs → rectifier circuit DB → inductor L1 → switching element Q3 → rectifier circuit DB → commercial power supply Vs. Thus, energy is stored in the inductor L1. At the same time, due to the energy stored in the smoothing capacitor C1, a current flows through the path of the smoothing capacitor C1, the switching element Q1, the load circuit R, the inductor L2, the switching element Q3, and the smoothing capacitor C1, and the voltage across the smoothing capacitor C1 becomes the inductor. The voltage is stepped down by L2 and supplied to the load circuit R. Further, since current flows through the inductor L2, energy is stored in the inductor L2.
[0109]
Thereafter, when all of the switching elements Q1 to Q4 are turned off, the energy accumulated in the inductor L1 causes the inductor L1, the body diode of the switching element Q4, the smoothing capacitor C1, the rectifier circuit DB, the commercial power supply Vs, the rectifier circuit DB, and the inductor L1. In this path, current flows and energy is supplied to the smoothing capacitor C1. Further, due to the energy accumulated in the inductor L2, a current flows through the path of the inductor L2, the body diode of the switching element Q4, the smoothing capacitor C1, the body diode of the switching element Q2, the load circuit R, and the inductor L2, and flows into the smoothing capacitor C1. Energy is supplied and energy is consumed by the load circuit R. By repeating the above operation at a high frequency in the second period T2, the lamp voltage Vla of the high-pressure discharge lamp La becomes a positive DC voltage.
[0110]
Thus, the operation in the first period T1 and the operation in the second period T2 are alternately repeated at a low frequency, whereby a rectangular wave low-frequency AC voltage is applied to the high-pressure discharge lamp La. As described above, in the present embodiment, when the lamp voltage Vla of the high-pressure discharge lamp La becomes equal to or higher than a predetermined reference voltage at the end of the lifetime, the switching operation is changed to apply a rectangular wave low-frequency AC voltage to the high-pressure discharge lamp La. Thus, the operation of the high pressure discharge lamp La can be stabilized.
[0111]
  (Embodiment10)
  Embodiment of the present invention10Will be described with reference to FIG. Embodiment 1 described aboveAnd Reference Example 1In this discharge lamp lighting device, the inductor L1 and the inductor L2 are separate components, but in the present embodiment, the inductor L1 and the inductor L2 are configured as a transformer and configured by one transformer T10. The configuration and operation other than the transformer T10 are as follows.Reference example 1Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 20, the power supply voltage detection circuit 1, the lighting detection circuit 2, the control circuit 3, and the drive circuit 4 are omitted.
[0112]
As described above, in the discharge lamp lighting device of the present embodiment, the inductor L1 and the inductor L2 are configured by the single transformer T10, so that the number of parts is reduced, the assembly workability is improved, and the size is reduced. Can do.
[0113]
  In this embodiment,Reference example 1In the discharge lamp lighting device, the inductor L1 and the inductor L2 are constituted by the transformer T10. However, as shown in FIG.2In the discharge lamp lighting device, the inductor L1 and the inductor L2 may be configured by the transformer T10, and in the discharge lamp lighting device of other embodiments, the inductor L1 and the inductor L2 may be configured by the transformer T10. The same effect as described above can be obtained.
[0114]
【The invention's effect】
  As described above, the invention according to claim 1 is the rectifier circuit that rectifies the AC power supply voltage, the smoothing capacitor that smoothes the output of the rectifier circuit, and the first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor. Series circuit and smoothing capacitorHigh pressure side endA third switching element having one end connected to the second switching element, the other end of the third switching element, and a smoothing capacitorlow pressureA rectifying element connected in a direction in which a charging current flows through the smoothing capacitor between the side ends, first to third diodes connected in antiparallel to the first to third switching elements, and a first Control means for controlling on / off of the third switching element, connecting both ends of the third switching element between the DC output terminals of the rectifier circuit via the first inductor, A load circuit including at least a high-pressure discharge lamp is connected via a second inductor between a connection point of the switching element and the rectifying element and a connection point of the first and second switching elements, and the control means includes When the high pressure discharge lamp is turned on, the rectified voltage of the rectifier circuit is at a diagonal position in the first period when it is higher than a predetermined threshold voltage.2nd and 3rdWith the switching element ofFirstIn the second period when the rectified voltage of the rectifier circuit is lower than the threshold voltage, the first switching element is turned on / off at a high frequency.off, The second switching elementonIn this state, the third switching element is turned on / off at a high frequency.
[0117]
As described above, the control means turns on / off the first switching element at a high frequency with the second and third switching elements turned off in the first period, and the first switching element When turned on, current flows from the rectifier circuit to the load circuit via the first and second inductors, and the rectified voltage of the rectifier circuit is stepped down by the first and second inductors and supplied to the load circuit. There is an effect that power can be supplied to the load circuit by performing only the step-down operation without performing the power conversion. On the other hand, in the second period, the third switching element is turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned off and the second switching element is turned on, and the third switching element is turned off. Sometimes the energy is stored in the smoothing capacitor, and when the third switching element is turned on, the voltage across the smoothing capacitor is stepped down by the second inductor and supplied to the load circuit, so that power conversion is performed compared to the first period. The number of stages is increased by one, but by making the power conversion in the first period one stage, as a whole, the power conversion process is reduced as compared with the conventional discharge lamp lighting device, the circuit loss is reduced, and the circuit efficiency is improved. Therefore, since it is possible to use inexpensive parts with relatively small ratings for the parts constituting the circuit, it is possible to reduce the size and cost of the circuit. There is an effect.
[0118]
  Claim2The invention of claim1'sIn the invention, the control means sets the switching frequency of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the first period to be lower than the switching frequency of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the second period. Features and claims1'sIn addition to the effects of the invention, the rectified voltage peak has a lower switching frequency than the valley, so more input current is drawn, power factor is improved, and a good output waveform is achieved. This is advantageous in that the waveform distortion of the input waveform can be improved.
[0119]
  Claim3The invention of claim1'sIn the invention, the control means sets the on-duty of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the first period to a value larger than the on-duty of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the second period. Features and claims1'sIn addition to the effects of the invention, the peak portion of the rectified voltage has a larger on-duty than the valley portion, so that more input current is drawn, the power factor is improved, and a good output waveform is obtained. This is advantageous in that the waveform distortion of the input waveform can be improved.
[0120]
  Claim4The invention includes a rectifier circuit for rectifying an AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifier circuit, a series circuit of first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, and a smoothing capacitor. A third switching element having one end connected to the low-voltage side end; a fourth switching element connected between the other end of the third switching element and the high-voltage side end of the smoothing capacitor; First to fourth diodes connected in reverse parallel to the switching elements, and control means for controlling on / off of the first to fourth switching elements, respectively, between the DC output terminals of the rectifier circuit. And connecting both ends of the third switching element via one inductor and between the connection point of the third and fourth switching elements and the connection point of the first and second switching elements. The control means is configured to connect a load circuit including at least a high-pressure discharge lamp via an inductor of the first, and a rectification voltage of the rectifier circuit is higher than a predetermined threshold voltage when the high-pressure discharge lamp is turned on. In this period, the second switching element and the fourth switching element are alternately turned on / off at a high frequency while the first and third switching elements at the diagonal positions are turned off, and the rectifier circuit In the second period in which the rectified voltage is lower than the threshold voltage, the third switching element is turned on / off at a high frequency with the first switching element turned on and the second and fourth switching elements turned off. Turn offAt the same time, the fourth switching element is turned on immediately after switching from the second period to the first period.It is characterized by that.
[0121]
As described above, the control unit alternately turns on / off the second switching element and the fourth switching element at a high frequency in a state where the first and third switching elements are turned off in the first period. When the second switching element is turned on, current flows from the rectifier circuit to the load circuit via the first and second inductors, and the rectified voltage of the rectifier circuit is stepped down by the first and second inductors to Since the power is supplied to the circuit, power can be supplied to the load circuit by performing only the step-down operation without performing multi-stage power conversion. On the other hand, in the second period, the third switching element is turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned on, the second and fourth switching elements are turned off, and the third switching element is turned on. Energy is stored in the smoothing capacitor when the element is off, and the voltage across the smoothing capacitor is stepped down by the second inductor and supplied to the load circuit when the third switching element is on, so that compared to the first period As a result, the number of power conversion stages is increased by one, but by making the power conversion in the first period one stage, the power conversion process is reduced as compared with the conventional discharge lamp lighting device as a whole, and the circuit loss is reduced. Circuit efficiency is improved, and therefore, it is possible to use inexpensive parts with relatively small ratings for the parts that make up the circuit, thereby reducing the size and cost of the circuit. There is an effect that that.
[0122]
  In addition,When the second switching element is turned on immediately after switching from the second period to the first period, an inrush current flows from the rectifier circuit to the load circuit via the first and second inductors. Immediately after switching from the period to the first period, the fourth switching element is turned on, and is regenerated by the path of the second inductor → the load circuit → the first diode → the fourth switching element → the second inductor. Since the current flows, there is an effect that the current flowing into the load circuit is reduced and the inrush current can be prevented from flowing.
[0123]
  Claim5The invention of claim 1 to claim 1Any one of 4In the invention, the control means changes the ON width of the switching element that is turned ON / OFF at a high frequency in the first period so as to become narrower as the magnitude of the rectified voltage increases.4In addition to the operation of the invention, when the ON width of the switching element is made constant, a ripple component is generated in the output voltage according to the change of the rectified voltage, but the ON width of the switching element is increased as the rectified voltage increases. Since it is narrow, there is an effect that the ripple component generated in the output voltage can be reduced.
[0124]
  Claim6The invention includes a rectifier circuit for rectifying an AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifier circuit, a series circuit of first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, and a smoothing capacitor. A third switching element having one end connected to the low-voltage side end; a fourth switching element connected between the other end of the third switching element and the high-voltage side end of the smoothing capacitor; First to fourth diodes connected in reverse parallel to the switching elements, and control means for controlling on / off of the first to fourth switching elements, respectively, between the DC output terminals of the rectifier circuit. And connecting both ends of the third switching element via one inductor and between the connection point of the third and fourth switching elements and the connection point of the first and second switching elements. The control means is configured to connect a load circuit including at least a high-pressure discharge lamp via an inductor of the first, and a rectification voltage of the rectifier circuit is higher than a predetermined threshold voltage when the high-pressure discharge lamp is turned on. In this period, the second switching element is turned on / off at a high frequency with the first, third and fourth switching elements turned off, and the rectified voltage of the rectifier circuit is lower than the threshold voltage. In the period 2, the third switching element is turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned on, the second and fourth switching elements are turned off, and the AC power supply is turned on during the first period. When the voltage drops below the lower limit value lower than the threshold voltage, the second and fourth switching elements are simultaneously turned on at a high frequency with the first and third switching elements turned off. Characterized in that to / off.
[0125]
As described above, in the first period, the control means turns on / off the second switching element at a high frequency with the first, third, and fourth switching elements turned off. When the switching element is turned on, current flows from the rectifier circuit to the load circuit via the first and second inductors, and the rectified voltage of the rectifier circuit is stepped down by the first and second inductors and supplied to the load circuit. There is an effect that power can be supplied to the load circuit by performing only the step-down operation without performing multi-stage power conversion. On the other hand, in the second period, the third switching element is turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned on, the second and fourth switching elements are turned off, and the third switching element is turned on. Energy is stored in the smoothing capacitor when the element is off, and the voltage across the smoothing capacitor is stepped down by the second inductor and supplied to the load circuit when the third switching element is on, so that compared to the first period The number of stages of power conversion is increased by one stage, but by making the power conversion in the first period one stage, as a whole, the power conversion process is less than the conventional discharge lamp lighting device, and the circuit loss is reduced. Circuit efficiency is improved, and therefore, it is possible to use inexpensive parts with relatively small ratings for the parts that make up the circuit, thereby reducing the size and cost of the circuit. There is an effect that that. Further, when the AC power supply voltage drops below the lower limit value lower than the threshold voltage during the first period, the second and fourth switching elements are turned off with the first and third switching elements turned off. When the elements are simultaneously turned on / off at a high frequency, and the second and fourth switching elements are simultaneously turned on, the smoothing capacitor → the fourth switching element → the second inductor → the load circuit depending on the energy stored in the smoothing capacitor → Current flows through the path of the second switching element → smoothing capacitor, and energy is supplied to the load circuit using the smoothing capacitor as a power supply instead of the AC power supply, so that there is an effect that power can be stably supplied to the load circuit. .
[0126]
  Claim7The invention of claim 1,One of 4 or 5In the invention, when the AC power supply voltage falls below the lower limit value lower than the threshold voltage during the first period, the control means changes the switching operation of each switching element to the switching operation in the second period. Switching, characterized in that:4 or 5In addition to the operation of the present invention, in the switching operation in the second period, energy is supplied to the load circuit using the smoothing capacitor as a power source, so that there is an effect that power can be stably supplied to the load circuit.
[0127]
  Claim8The invention includes a rectifier circuit for rectifying an AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifier circuit, a series circuit of first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, and a smoothing capacitor. A third switching element having one end connected to the low-voltage side end, and a rectifying element connected between the other end of the third switching element and the high-voltage side end of the smoothing capacitor in a direction in which a charging current flows through the smoothing capacitor A rectifier circuit comprising: first to third diodes connected in antiparallel to the first to third switching elements; and control means for controlling on / off of the first to third switching elements. And both ends of the third switching element are connected between the DC output terminals of the first switching element and the third switching element and the rectifying element via the first inductor. A load circuit including at least a high-pressure discharge lamp is connected to the connecting point of the chucking element via a second inductor, and the control means has a predetermined rectified voltage of the rectifier circuit when the high-pressure discharge lamp is turned on. In the first period higher than the threshold voltage, the second switching element and the third switching element are alternately turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned off, and the rectifier circuit In the second period in which the rectified voltage is lower than the threshold voltage, the third switching element is turned on / off at a high frequency with the first switching element turned on and the second switching element turned off. It is characterized by that.
[0128]
As described above, the control means alternately turns on / off the second switching element and the third switching element at a high frequency in a state where the first switching element is turned off in the first period. When the second switching element is turned on, current flows from the rectifier circuit to the load circuit via the first and second inductors, and the rectified voltage of the rectifier circuit is stepped down by the first and second inductors and supplied to the load circuit. Therefore, there is an effect that power can be supplied to the load circuit by performing only the step-down operation without performing multi-stage power conversion. On the other hand, in the second period, the third switching element is turned on / off at a high frequency with the first switching element turned on and the second switching element turned off, and the third switching element is turned off. Sometimes the energy is stored in the smoothing capacitor, and when the third switching element is turned on, the voltage across the smoothing capacitor is stepped down by the second inductor and supplied to the load circuit, so that power conversion is performed compared to the first period. The number of stages is increased by one, but by making the power conversion in the first period one stage, as a whole, the power conversion process is reduced as compared with the conventional discharge lamp lighting device, the circuit loss is reduced, and the circuit efficiency is improved. Therefore, since it is possible to use inexpensive parts with relatively small ratings for the parts constituting the circuit, it is possible to reduce the size and cost of the circuit. There is an effect.
[0129]
  Claim9The invention of claim 1 to claim 1Any one of 8In the invention, when the high pressure discharge lamp is not lit, the control means controls on / off of each of the switching elements so that a voltage obtained by stepping down the voltage across the smoothing capacitor is applied to the high pressure discharge lamp. And claims 1 to8In addition to the operation of the present invention, by continuing to apply a substantially constant DC voltage to the high-pressure discharge lamp, there is an effect that the startability of the discharge lamp is improved.
[0130]
  Claim10The invention of claim 1 to claim 1Any one of 9In the invention, the load circuit has a resonance capacitor that constitutes a resonance circuit together with the second inductor, and the control means performs a resonance operation between the second inductor and the resonance capacitor at the time of starting the high-pressure discharge lamp. The on / off of each of the switching elements is controlled so as to generate a high-pressure pulse for starting the power supply.9In addition to the operation of the present invention, the high-pressure pulse is generated by the resonance operation of the second inductor and the resonant capacitor, and this high-pressure pulse is applied to the high-pressure discharge lamp, so that the startability of the high-pressure discharge lamp is improved. There is.
[0131]
  Claim11The invention of claimAny one of 4 or 6In the invention, when the lamp voltage exceeds a predetermined upper limit value at the time of abnormality such as the end of life, the control means turns off the first switching element and the third switching element in a state where the first switching element is turned off in the first period. The second and fourth switching elements are alternately turned on / off at a high frequency, and the first and third switching elements are turned off in the second period with the second and fourth switching elements turned off. Claims characterized by being simultaneously turned on / off at a high frequency.4 or 6In addition to the operation of the invention, when the lamp voltage rises at the time of abnormality such as the end of life, the operation of the high pressure discharge lamp can be stabilized by changing the switching operation.
[0132]
  Claim12The invention of claim 1 to claim 1Any one of 11In the invention, the first and second inductors are constituted by a primary winding and a secondary winding of a transformer, respectively.11In addition to the operation of the present invention, by configuring the first and second inductors with a single transformer, the number of parts is reduced, the assembling workability is improved, and the size can be reduced.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Reference example 1It is a block circuit diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 2 is an operation waveform diagram of the above.
FIGS. 3A to 3D are explanatory diagrams for explaining the operation described above. FIGS.
FIG. 4 Embodiment1It is a block circuit diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 5 is an operation waveform diagram of the above.
FIGS. 6A to 6D are explanatory diagrams for explaining the operation described above.
[Fig. 7] (a) and (b)Reference example 2It is a wave form diagram explaining operation | movement of this discharge lamp lighting device.
FIG. 82It is a block circuit diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 9 is an operation waveform diagram of the above.
FIGS. 10A to 10D are explanatory views for explaining the operation of the above.
FIG. 11Same as aboveIt is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIG. 12 is an embodiment.3It is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIG. 13 is an embodiment.4It is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIG. 14 is an embodiment.5It is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIG. 15 is an embodiment.6It is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIGS. 16A to 16E are explanatory views for explaining the operation of the above.
FIG. 17 is an embodiment.7It is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIG. 18 shows an embodiment.8It is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIG. 19 shows an embodiment.9It is an operation | movement waveform diagram of this discharge lamp lighting device.
FIG. 20 shows an embodiment.10It is a block circuit diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 21 is a block circuit diagram of another discharge lamp lighting device according to the above.
FIG. 22 is a block diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 23 is a block circuit diagram of the above.
FIG. 24 is an operation waveform diagram of the above.
[Explanation of symbols]
  C1 smoothing capacitor
  D1 diode
  DB rectifier circuit
  L1 inductor
  La high pressure discharge lamp
  Q1-Q3 switching element
  R Load circuit
  VDB rectified voltage

Claims (12)

交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの高圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの低圧側端との間に、平滑コンデンサに充電電流を流す向きに接続された整流要素と、第１〜第３のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第３のダイオードと、第１〜第３のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３のスイッチング要素及び整流要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、対角の位置にある第２及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第１のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオフ、第２のスイッチング要素をオンさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせることを特徴とする放電灯点灯装置。A rectifier circuit for rectifying the AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifier circuit, a series circuit of first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, and a high-voltage side end of the smoothing capacitor A third switching element having one end connected thereto, a rectifying element connected between the other end of the third switching element and the low-voltage side end of the smoothing capacitor in a direction in which a charging current flows through the smoothing capacitor; A DC output terminal of a rectifier circuit, comprising: first to third diodes connected in reverse parallel to the third switching element; and control means for controlling on / off of the first to third switching elements. And connecting both ends of the third switching element via the first inductor between the connection point of the third switching element and the rectifying element and the first and second switching elements. A load circuit including at least a high-pressure discharge lamp via a second inductor between the connection points of the rectifier circuit and the control means. In the first period higher than the threshold voltage, the first switching element is turned on / off at a high frequency while the second and third switching elements at the diagonal positions are turned off, and the rectification of the rectifier circuit is performed. In the second period in which the voltage is lower than the threshold voltage, the third switching element is turned on / off at a high frequency with the first switching element turned off and the second switching element turned on. A discharge lamp lighting device characterized. 制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のスイッチング周波数を、第２の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のスイッチング周波数よりも低い周波数に設定したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 The control means is characterized in that the switching frequency of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the first period is set to be lower than the switching frequency of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the second period. The discharge lamp lighting device according to claim 1 . 制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオンデューティを、第２の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオンデューティよりも大きい値に設定したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。The control means is characterized in that the on-duty of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the first period is set to a value larger than the on-duty of the switching element that is turned on / off at a high frequency in the second period. The discharge lamp lighting device according to claim 1 . 交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に接続された第４のスイッチング要素と、第１〜第４のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第４のダイオードと、第１〜第４のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３及び第４のスイッチング要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、対角の位置にある第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第４のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせるとともに、第２の期間から第１の期間に切り替わった直後に第４のスイッチング要素をオンさせることを特徴とする放電灯点灯装置。 A rectifier circuit for rectifying the AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifier circuit, a series circuit of first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, and a low-voltage side end of the smoothing capacitor A third switching element having one end connected thereto, a fourth switching element connected between the other end of the third switching element and the high voltage side end of the smoothing capacitor, and first to fourth switching elements 1st to 4th diodes connected in antiparallel to each other and control means for controlling on / off of the 1st to 4th switching elements, and a first inductor between the DC output terminals of the rectifier circuit And both ends of the third switching element are connected to each other, and a second input is connected between the connection point of the third and fourth switching elements and the connection point of the first and second switching elements. The control means is configured to connect a load circuit including at least a high-pressure discharge lamp via a kuta, and the control means has a first period in which the rectified voltage of the rectifier circuit is higher than a predetermined threshold voltage when the high-pressure discharge lamp is turned on. Then, with the first and third switching elements at the diagonal positions turned off, the second switching element and the fourth switching element are alternately turned on / off at high frequencies, and the rectified voltage of the rectifier circuit In the second period when is lower than the threshold voltage, the third switching element is turned on / off at a high frequency with the first switching element turned on and the second and fourth switching elements turned off. In addition, the discharge lamp lighting device is characterized in that the fourth switching element is turned on immediately after switching from the second period to the first period . 制御手段は、第１の期間において高周波でオン／オフするスイッチング要素のオン幅を、整流電圧の大きさが大きくなるほど狭くなるように変化させたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。 Control means, the on-width of the switching element is turned on / off at a high frequency in the first period, any that was varied such that the magnitude of the rectified voltage becomes narrower increase of claims 1 to 4, FEATURES The discharge lamp lighting device according to claim 1. 交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に接続された第４のスイッチング要素と、第１〜第４のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第 ４のダイオードと、第１〜第４のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３及び第４のスイッチング要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、第１、第３及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせるとともに、第１の期間中に交流電源電圧が前記しきい値電圧よりも低い下限値以下に低下した場合は、第１及び第３のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２及び第４のスイッチング要素を高周波で同時にオン／オフさせることを特徴とする放電灯点灯装置。 A rectifying circuit for rectifying the AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifying circuit, a series circuit of first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, and a low-voltage side end of the smoothing capacitor A third switching element having one end connected thereto, a fourth switching element connected between the other end of the third switching element and the high voltage side end of the smoothing capacitor, and first to fourth switching elements 1st to 4th diodes connected in antiparallel to each other and control means for controlling on / off of the 1st to 4th switching elements, and a first inductor between the DC output terminals of the rectifier circuit And both ends of the third switching element are connected to each other, and a second input is connected between the connection point of the third and fourth switching elements and the connection point of the first and second switching elements. The control means is configured to connect a load circuit including at least a high-pressure discharge lamp via a kuta, and the control means has a first period when the rectified voltage of the rectifier circuit is higher than a predetermined threshold voltage when the high-pressure discharge lamp is turned on Then, with the first, third and fourth switching elements turned off, the second switching element is turned on / off at a high frequency, and the rectified voltage of the rectifier circuit is lower than the threshold voltage. In the period, the third switching element is turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned on and the second and fourth switching elements are turned off, and the AC power supply voltage is changed during the first period. When the voltage drops below a lower limit value lower than the threshold voltage, the second and fourth switching elements are simultaneously turned on / off at a high frequency with the first and third switching elements turned off. The discharge lamp lighting device according to claim Rukoto. 第１の期間中に交流電源電圧が前記しきい値電圧よりも低い下限値以下に低下した場合は、制御手段が、各スイッチング要素のスイッチング動作を第２の期間におけるスイッチング動作に切り替えることを特徴とする請求項１、４又は５の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。 When the AC power supply voltage drops below a lower limit value lower than the threshold voltage during the first period, the control means switches the switching operation of each switching element to the switching operation in the second period. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1, 4, and 5 . 交流電源電圧を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端間に接続された第１及び第２のスイッチング要素の直列回路と、平滑コンデンサの低圧側端に一端が接続された第３のスイッチング要素と、第３のスイッチング要素の他端と平滑コンデンサの高圧側端との間に、平滑コンデンサに充電電流を流す向きに接続された整流要素と、第１〜第３のスイッチング要素にそれぞれ逆並列に接続された第１〜第３のダイオードと、第１〜第３のスイッチング要素のオン／オフを制御する制御手段とを備え、整流回路の直流出力端子間に第１のインダクタを介して第３のスイッチング要素の両端間を接続するとともに、第３のスイッチング要素及び整流要素の接続点と第１及び第２のスイッチング要素の接続点との間に第２のインダクタを介して少なくとも高圧放電灯を含む負荷回路を接続して構成され、制御手段は、高圧放電灯の点灯時において、整流回路の整流電圧が所定のしきい値電圧よりも高い第１の期間では、第１のスイッチング要素をオフさせた状態で、第２のスイッチング要素と第３のスイッチング要素とを高周波で交互にオン／オフさせ、整流回路の整流電圧が前記しきい値電圧よりも低い第２の期間では、第１のスイッチング要素をオン、第２のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素を高周波でオン／オフさせることを特徴とする放電灯点灯装置。 A rectifier circuit for rectifying the AC power supply voltage, a smoothing capacitor for smoothing the output of the rectifier circuit, a series circuit of first and second switching elements connected between both ends of the smoothing capacitor, and a low-voltage side end of the smoothing capacitor A third switching element connected at one end; a rectifying element connected between the other end of the third switching element and the high-voltage side end of the smoothing capacitor in a direction in which a charging current flows through the smoothing capacitor; A DC output terminal of a rectifier circuit, comprising: first to third diodes connected in antiparallel to the third switching element; and control means for controlling on / off of the first to third switching elements. The both ends of the third switching element are connected via the first inductor between the connection point of the third switching element and the rectifying element, and the first and second switching elements. A load circuit including at least a high-pressure discharge lamp via a second inductor between the connection points of the rectifier circuit and the control means. In the first period higher than the threshold voltage, the second switching element and the third switching element are alternately turned on / off at a high frequency while the first switching element is turned off, thereby rectifying the rectifier circuit. In a second period in which the voltage is lower than the threshold voltage, the third switching element is turned on / off at a high frequency while the first switching element is on and the second switching element is off. A discharge lamp lighting device characterized. 高圧放電灯の非点灯時において、制御手段は、平滑コンデンサの両端電圧を降圧した電圧が高圧放電灯に印加されるように上記各スイッチング要素のオン／オフを制御することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。 The control means controls on / off of each of the switching elements so that a voltage obtained by stepping down the voltage across the smoothing capacitor is applied to the high pressure discharge lamp when the high pressure discharge lamp is not lit. The discharge lamp lighting device according to any one of 1 to 8 . 負荷回路は第２のインダクタと共に共振回路を構成する共振コンデンサを有し、制御手段は、高圧放電灯の始動時において、第２のインダクタと共振コンデンサとの共振動作によって高圧放電灯を始動させるための高圧パルスを発生させるように上記各スイッチング要素のオン／オフを制御することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。 The load circuit has a resonance capacitor that constitutes a resonance circuit together with the second inductor, and the control means starts the high-pressure discharge lamp by the resonance operation of the second inductor and the resonance capacitor when starting the high-pressure discharge lamp. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 9, wherein on / off of each of the switching elements is controlled so as to generate a high-pressure pulse . 寿命末期などの異常時にランプ電圧が所定の上限値を超えると、制御手段は、第１の期間において、第１のスイッチング要素をオフさせた状態で、第３のスイッチング要素と第２及び第４のスイッチング要素の組とを高周波で交互にオン／オフさせ、第２の期間において、第２及び第４のスイッチング要素をオフさせた状態で、第１及び第３のスイッチング要素を高周波で同時にオン／オフさせることを特徴とする請求項４又は６の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。 When the lamp voltage exceeds a predetermined upper limit value at the time of abnormality such as the end of life, the control means turns off the first switching element and the second and fourth switching elements with the first switching element turned off in the first period. The first and third switching elements are simultaneously turned on at a high frequency while the second and fourth switching elements are turned off in the second period. The discharge lamp lighting device according to claim 4, wherein the discharge lamp lighting device is turned off / off . 上記第１及び第２のインダクタを、トランスの一次側巻線、二次側巻線でそれぞれ構成したことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 11, wherein the first and second inductors are respectively configured by a primary winding and a secondary winding of a transformer .
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