JP3826958B2 - Discharge lighting device and lighting device - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高周波発生手段とイグナイタとを含み、イグナイタにより高周波電圧を利用してランプ始動用直流高電圧を発生可能かつ高周波電圧により点灯可能に構成された放電点灯装置と、これを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５において、放電点灯装置は、高周波発生手段１０とイグナイタ（５０，６０）とから形成されている。高周波発生手段１０は、交流電源１を入力とする整流平滑回路とインバータ回路とから形成され、かつイグナイタは１次巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２とを有するパルストランス５０と高電圧発生装置６０とから形成されている。負荷たる放電灯２０は、メタルハライドランプ，高圧ナトリウムランプ，水銀ランプ等である。したがって、イグナイタ（５０，６０）でランプ始動用の高電圧パルスを発生して放電灯２０を放電始動でき、かつ高周波発生手段１０で発生された高周波（例えば、５０ＫＨＺ）電圧により点灯させることができる。
【０００３】
しかし、パルストランス５０にランプ始動用の高電圧パルスを発生させるためには、２次巻線Ｌ２のインダクタンスを大きくしなければならないので、装置が大型化しかつコスト高となる。また、再始動時には、エネルギー過大となってしまうので、電極のスパッタリングを誘発しランプ黒化を招く虞れも強い。
【０００４】
そこで、複数のダイオードＤとコンデンサＣとを含み形成された並列型多倍圧整流平滑回路４０Ｐからなるイグナイタが提案（例えば、特開平５−２５８８７４号公報）されている。すなわち、多倍圧整流平滑回路４０Ｐは、図６に示す如く、直列接続された複数のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と，対応する複数のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４とから複数（４つ）の昇圧段を形成する。
【０００５】
詳しくは、第１昇圧段を形成する昇圧コンデンサＣ１は当該ダイオードＤ１のカソード側と高周波発生手段１０の一方端Ｔ１１側との間に接続され、第２昇圧段以降の各昇圧段を形成する各昇圧コンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４は、当該ダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４のカソード側と前段のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３のアノード側との間に接続されている。また、最終昇圧段のダイオードＤ４は、ダイオードＤ５とインダクタンス素子４１とを介して高周波発生手段１０の一方端Ｔ１１側に接続されている。
【０００６】
かくして、高周波発生手段１０の出力電圧（２次出力）をＶとすれば、第１昇圧段（Ｄ１，Ｃ１）で１倍電圧（Ｖ）に昇圧され、高周波発生手段１０の極性反転により電流がＣ１→Ｄ２→Ｃ２を通して流れるから第２昇圧段（Ｄ２，Ｃ２）で２倍電圧（２Ｖ）に昇圧され、以下同様にして第３昇圧段（Ｄ３，Ｃ３）で３倍電圧（３Ｖ），第４昇圧段（Ｄ４，Ｃ４）で４倍電圧（４Ｖ）に昇圧される。
【０００７】
かかる多（４）倍圧整流平滑回路４０Ｐは、全体として高周波発生手段１０に放電灯２０とともに並列接続された並列型であるから、昇圧段数をｎとした場合、最終昇圧段（Ｃ４）に出力電圧Ｖのｎ倍のランプ始動用高圧直流電圧（ｎＶ）を充電生成することができるから、放電灯２０を確実に始動することができる。
【０００８】
また、点灯中に直列接続された複数ダイオード（Ｄ１〜Ｄ５）の順方向に流れる電流は、インダクタンス素子（抵抗またはコイル）４１で制限される。なお、このインダクタンス素子４１は、最終昇圧段の昇圧コンデンサＣ４に充電されたランプ始動用直流高電圧の実効を期するために必須である。
【０００９】
かくして、パルストランス５０と高電圧発生装置６０との組合せによるパルストランス方式のイグナイタに比較すれば、大幅な小型軽量化と低コスト化とを達成できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放電点灯装置（１０，４０Ｐ）も例外でなく他の機器と同様になお一層の小型軽量化および低コスト化が強く求められている。また、従来放電点灯装置（１０，４０Ｐ）には、電力ロスの軽減や構成部品の保護や信頼性向上の観点において改善の余地がある。
【００１１】
さらに、本装置（１０，４０Ｐ）の小型軽量化および低コスト化が図れるならば、これを採用する照明装置の小型軽量化および低コスト化にも寄与できかつその普及拡大に大きく貢献できること明白である。また、電力ロスが軽減されかつ構成部品の信頼性を向上できるならば、照明装置を電力効率を高く長期に亘ってより安定して点灯させることができるとともに、天井面に埋設された安定器収納ボックス等の点検や交換を極減し得るから、照明装置の利用性や適用性を一段と拡大できる筈である。
【００１２】
本発明の第１の目的は、所定のランプ始動用直流高電圧の発生を保障しつつ電力ロスの軽減可能でかつ構成部品の信頼性向上可能な多倍圧整流平滑回路を採用した一段と小型軽量で低コストの放電点灯装置を提供することにある。
【００１３】
また、第２の目的は、上記多倍圧整流平滑回路を含む放電点灯装置を採用することにより小型軽量で低コストかつ高電力効率で長期に亘って安定した点灯を保障することができる照明装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
多倍圧整流平滑回路を単独として見るのでなく高周波発生手段や放電灯との関係を分析すれば、構成部品の点数をより削減し得る筈である。本出願人はこの点に関し試験・研究を重ねた結果、高周波発生手段に放電灯とともに直列接続する直列型多倍圧整流平滑回路を創成した。これによれば、ランプ始動用直流高電圧を一定とした場合、従来並列型多倍圧整流平滑回路に比較して昇圧段を１段分減すことができる。したがって、一層の小型軽量化と低コスト化を図れる。
【００１６】
しかしながら、この直列型多倍圧整流平滑回路においても、安定点灯中に直列接続された複数ダイオードに直流電流が流れる。したがって、放電灯の点灯中に外乱を与える他、電力ロスが発生しかつ直流電流の大きさによっては各ダイオードの破壊を招く虞れがある。
【００１７】
すなわち、直列型の多倍圧整流平滑回路を採用して小型軽量化および低コスト化という利益を得ながら，電力ロスを軽減しかつ破壊等の危険性を一掃し得る構成部品の信頼性を向上させることが、技術的課題として残る。また、この課題を解消できるならば、放電点灯装置のみならずこれを採用する照明装置の大幅な普及拡大に直結できる。
【００１８】
ここに、本発明は、イグナイタを直列型の多倍圧整流平滑回路から構成するとともに、点灯中に構成部品たる複数ダイオードに順方向に流れる直流電流を効率よく限流する直流カットコンデンサを設け、前記第１および第２の目的を達成可能に構成されたものである。
【００１９】
すなわち、請求項１記載の発明に係る放電点灯装置は、高周波発生手段とイグナイタとを含み、イグナイタにより高周波電圧を利用してランプ始動用直流高電圧を発生可能かつ高周波電圧により点灯可能に構成された放電点灯装置において、前記イグナイタを、直列接続された複数のダイオードと各ダイオードとともに各昇圧段を形成する複数の昇圧コンデンサとを含み，最終昇圧段の昇圧コンデンサが前記高周波発生手段に直列接続された直列型の多倍圧整流平滑回路から構成するとともに、直列接続された複数のダイオードの順方向に流れる直流電流を制限する直流カットコンデンサを前記高周波発生手段と前記イグナイタとの間に直列接続した、ことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２記載の発明に係る放電点灯装置は、前記高周波発生手段が直列共振回路を含み、入力電圧を昇圧した高周波電圧を出力可能に形成されている、ことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項３記載の発明に係る放電点灯装置は、前記直流カットコンデンサと並列に放電抵抗が接続されている、ことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項４記載の発明に係る放電点灯装置は、負荷が高圧放電灯である、ことを特徴とする。
【００２４】
さらにまた、請求項５記載の発明に係る照明装置は、照明器具と、この照明器具に担持された放電灯と、この放電灯を始動するとともに点灯させる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された放電点灯装置とから構成されている、ことを特徴とする。
【００２５】
【作用】
上記構成による請求項１記載の発明の場合、高周波発生手段で高周波出力電圧を発生させると、イグナイタを構成する多倍圧整流平滑回路の第１昇圧段で１倍電圧に昇圧され、極性反転により第２昇圧段で２倍電圧に昇圧され、以下同様に最終のｎ昇圧段でｎ倍電圧に昇圧される。
【００２６】
ここに、多倍圧整流平滑回路が高周波発生手段に直列接続された直列型であるから最終昇圧段のｎ倍電圧に高周波発生手段の出力電圧を重畳させた（ｎ＋１）倍圧のランプ始動用直流高電圧が得られる。したがって、パルストランス方式の従来例に比較して大幅な小型軽量化とコスト低減を図りつつ放電灯を確実に放電始動できる。
【００２７】
そして、点灯に入ると、多倍圧整流平滑回路の構成部品すなわち直列接続された複数のダイオードに順方向の直流電流が流れる。しかし、この直流電流は、高周波発生手段との間に接続された直流カットコンデンサで効率良く相殺カット（限流）される。したがって、各ダイオードによる電力ロスを軽減しかつ耐電流容量を小さくできるから、コスト低減が図れるとともに破壊等を防止でき信頼性を高められる。
【００２８】
また、請求項２記載の発明の場合、高周波発生手段が入力電圧を直列共振回路で昇圧した高周波電圧を出力するので、請求項１の発明の場合と同様な作用を奏する他、さらに負荷たる放電灯を最適な高周波電圧でより安定して点灯できる。
【００２９】
また、請求項３記載の発明の場合、直流カットコンデンサと並列接続された放電抵抗が設けられているので、請求項１または請求項２記載の発明の場合と同様な作用を奏する他、さらに直流カットコンデンサの耐電圧の低減と小容量化とが図れかつ一段のコスト低減とともに構成部品の信頼性を高められる。
【００３０】
また、請求項４記載の発明の場合、負荷が高圧放電灯とされているので、例えばメタルハライドランプ，高圧ナトリウムランプ，水銀ランプ等を用いても請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された発明の場合と同様な作用により円滑に始動かつ点灯できる。
【００３２】
さらにまた、請求項５の発明の場合、照明器具と，放電灯と，請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放電点灯装置とから構成された照明装置であるから、照明装置全体の小型軽量化と低コスト化を図れかつレイアウト上の自由度も拡大できその普及拡大に大きく貢献できるとともに、高電力効率で長期に亘ってより安定しかつ信頼性が高く円滑な点灯を保障できる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本放電点灯装置は、図１に示す如く、高周波発生手段１０と直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓからなるイグナイタとから構成され、かつ高周波発生手段１０と直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓとの間に直流カットコンデンサＣ４５を接続した構成とされている。この実施例では、図３，図４に示す照明装置１００の放電点灯装置として使用される。
【００３４】
また、直流カットコンデンサＣ４５に放電抵抗Ｒ４５を並列接続して、直流カットコンデンサＣ４５の耐電圧の低減と小容量化を図り、一段とコスト低減を図りつつ構成部品の信頼性を高めている。
【００３５】
図１において、高周波発生手段１０は、交流電源１を変換して直流電源を生成出力する公知の多倍電圧整流平滑回路１１とインバータ回路１５とから形成されている。このインバータ回路１５は、直流電源の正負極間に第１のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）Ｑ１と第２のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）Ｑ２とを直列接続するとともに、直列接続されたコンデンサＣ１６と直列共振回路を形成するためのコイル（インダクタンス）Ｌ１６とコンデンサＣ１７とを、第２のスイッチング素子Ｑ２に並列接続したハーフブリッジ型の構成とされている。
【００３６】
したがって、交流電源１を投入すれば、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が制御回路（図示省略）によって所定モードでＯＮ−ＯＦＦ制御されるので、インバータ回路１５のイグナイタ（４０Ｓ）が接続される一方端Ｔ１１と他方端Ｔ１２との間に、入力電圧を直列共振回路（Ｌ１６，Ｃ１７）で昇圧させた正弦波状で高周波の出力電圧（２次出力）Ｖを発生させることができる。
【００３７】
さて、イグナイタを形成する直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓは、この実施例の場合、４（＝ｎ）段の昇圧段とされている。各昇圧段を形成するダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は直列接続され、かつ各ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とともに第１〜第４昇圧段を形成する各昇圧コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、インバータ１５の一方端Ｔ１１側と他方端Ｔ１２側とに交互に接続されている。つまり、第１昇圧段の昇圧コンデンサＣ１は一方端Ｔ１１側、第２昇圧段の昇圧コンデンサＣ２は他方端Ｔ１２側に接続されている。なお、昇圧コンデンサＣ４には、放電用抵抗Ｒ４を並列接続してある。
【００３８】
したがって、高周波電圧Ｖが発生されると、ダイオードＤ１〜昇圧コンデンサＣ１に電流が流れるので、第１昇圧段（Ｄ１，Ｃ１）で１倍電圧（Ｖ）に昇圧される。高周波電源の極性が反転すると、昇圧コンデンサＣ１〜ダイオードＤ２〜昇圧コンデンサＣ２に電流が流れるので、第２昇圧段（Ｄ２，Ｃ２）で２倍電圧（２Ｖ）に昇圧することができる。以下同様に、第３昇圧段（Ｄ３，Ｃ３）で３倍電圧（３Ｖ）、第４昇圧段（Ｄ４，Ｃ４）で４倍電圧（４Ｖ）に昇圧される。
【００３９】
ここに、４倍電圧（４Ｖ）に昇圧された後に、高周波電源が極性反転すると、最終昇圧段の昇圧コンデンサＣ４が高周波発生手段１０（１５）に直列接続されているので、放電灯２０にインバータ回路１５のコンデンサＣ１７に充電された出力電圧（Ｖ）が重畳されたランプ始動用直流高電圧５Ｖ（＝Ｖ＋４Ｖ）を印荷して、放電灯２０を放電始動させることができる。すなわち、ｎ段の昇圧段を設ければ、（ｎ＋１）倍電圧の直流高電圧を生成できる。
【００４０】
つまり、負荷たる放電灯２０のランプ始動用直流高電圧の値が４倍電圧（４Ｖ）だとすれば、３段の昇圧段を設ければよいから、従来例（図６）の並列型多倍圧整流平滑回路４０Ｐの場合に比較して、１つの昇圧段の構成部品（ダイオードＤ４，昇圧コンデンサＣ４，配線等）を削減することが可能であると理解される。
【００４１】
換言すれば、図１に示す直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓで発生できる５倍電圧（５Ｖ）を従来例（図６）の並列型多倍圧整流平滑回路４０Ｐで得るには、図６に示す回路にさらに第５昇圧段（ダイオード，昇圧コンデンサ）を設けなければならないわけである。
【００４２】
また、最終昇圧段の昇圧コンデンサＣ４は、インバータ回路１５に直列接続されているので、放電灯２０の点灯中に直列共振回路を形成するインダクタンスＬ１６との合成インピーダンスによる高周波電圧変動に対する限流作用つまりバラスト効果を奏することができるから、放電灯２０をより安定して点灯し続けられる。
【００４３】
ところで、放電灯２０が点灯すると、高周波電圧Ｖの極性反転による半波電流（直流電流）が、直列接続された複数のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を順方向に流れる。この順方向電流は、高周波電圧Ｖが高い程かつランプ電流が大きい程、大きくなる。したがって、これを放置しておくと、各ダイオードＤ１〜Ｄ４の耐電流容量を大きくしなければならないことはもとより、電力ロスが増大し、最悪的には破損を招き構成部品（Ｄ１〜Ｄ４等）の信頼性を著しく低下させる。
【００４４】
ここに、直列接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４に順方向に流れる直流電流をカットすべく、この実施例では高周波発生手段１０（１５）との間に、直流カットコンデンサＣ４５を設けてある。すなわち、高周波発生手段１０（１５）側の一方端Ｔ１１と直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓ側の一方端Ｔ４１とを結ぶ電路に接続してある。
【００４５】
しかし、高周波電圧Ｖの電位が高い場合には耐電圧性を高めかつランプ電流によっては耐電流性を高めなければならない。そうだとすると、直流カットコンデンサＣ４５が大容量・大型化しコスト高となる。さらには、破壊の虞れもある。さらに、無負荷時には、高周波発生手段１０（１５）のコンデンサＣ１７の充電電圧の低減を招き電力効率を低下させる原因となり得る。
【００４６】
かくして、予想されるこれらの不利を除去してより完璧な放電点灯装置の確立を期して直流カットコンデンサＣ４５に、放電抵抗Ｒ４５を設けているのである。この放電抵抗４５を設ければ、放電灯２０の寿命が尽きたり、交換のため取外されている状態つまり無負荷状態において高周波電圧Ｖが発生されたとしても、直流カットコンデンサＣ４５に高電圧が充電されてしまうことをより完全に防止できる。
【００４７】
次に、本放電点灯装置（１０，４０Ｓ）を採用する照明装置１００は、図３，図４に示す如く、照明器具１１０と，これに装着担持させた放電灯２０と，安定器収納ボックス１２０に収納された本放電点灯装置（１０，４０Ｓ）とから構成されている。図中の１３０は端子台である。
【００４８】
照明器具１００は、図４に示す如く、天蓋付中空円筒形状の本体１１１と，吊部材１１２に取付けられた反射鏡１１４と，ガラス板１１５等を取付けるための取付金具１１３を含み、化粧枠１１６を室内外に露出させた状態で天井面２０１に埋設される。放電灯２０は、メタルハライドランプ，高圧ナトリウムランプ，水銀ランプ等の高圧放電灯である。
【００４９】
ここに、放電点灯装置（４０Ｓ）が小型軽量化されているので、安定器収納ボックス１２０を小型（特に背低）とすることができるから、例えば天井梁構造２００とのスペースＢが小さくとも照明装置１００を取付けられるので、水銀ランプ（２０）等を屋外のみならず屋内でも使用できるようになる。
【００５０】
また、安定器収納ボックス１２０が図４に示すように照明器具１１０に一体取付けされない別置型とする場合には、安定器収納ボックス１２０を小型（特に幅狭）とすることができるので、保温材２０２を切欠きしなければならない取付スペースＣを小さくすることができるから、本照明装置１００の一層の普及拡大を図れる。なお、スペースＡは一定である。
【００５１】
かかる構成の実施例によれば、照明装置１００は図４に示す如く取付けられ、かつ放電灯２０は照明器具１００内に担持されるとともに放電点灯装置（１０，４０Ｓ）は安定器収納ボックス１２０に納められている。
ここで、図１に示す交流電源１を投入すると、インバータ回路１５が直列共振回路（Ｌ１６，Ｃ１７）で昇圧された高周波電圧Ｖを出力する。この際、放電灯２０は点灯されず無負荷である。ここに、イグナイタを形成する直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓの第１昇圧段（Ｄ１，Ｃ１）で１倍電圧（Ｖ）に昇圧され、高周波電圧（Ｖ）の極性が反転すると、第２昇圧段（Ｄ２，Ｃ２）で２倍電圧（２Ｖ）に昇圧され、続いて極性反転があるたびに第３昇圧段（Ｄ３，Ｃ３）で３倍電圧（３Ｖ）に、第４昇圧段（Ｄ４，Ｃ４）で４倍電圧（４Ｖ）に昇圧される。
【００５２】
ここで、図１に示す交流電源１を投入すると、インバータ回路１５が直列共振回路（Ｌ１６，Ｃ１７）で昇圧された高周波電圧Ｖを出力する。この際、放電灯２０は点灯されず無負荷である。ここに、イグナイタを形成する直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓの第１昇圧段（Ｄ１，Ｃ１）で１倍電圧（Ｖ）に昇圧され、高周波電圧（Ｖ）の極性が反転すると、第２昇圧段（Ｄ２，Ｃ２）で２倍電圧（２Ｖ）に昇圧され、続いて極性反転があるたびに第３昇圧段（Ｄ３，Ｃ３）で３倍電圧（３Ｖ）に、第４昇圧段（Ｄ４，Ｃ４）で４倍電圧（４Ｖ）に昇圧される。
【００５３】
この最終昇圧段（Ｄ４，Ｃ４）での昇圧後に高周波電圧が極性反転すると、最終の昇圧コンデンサＣ４が放電灯２０とともにインバータ回路１５に直列接続されているので、４倍電圧（４Ｖ）に高周波電圧（Ｖ）を重畳させた５倍電圧（５Ｖ）のランプ点灯始動用直流高電圧（５Ｖ）で放電灯２０を放電始動できる。
【００５４】
かくして、放電灯２０は、高周波発生手段１０（１５）から出力される正弦波状の高周波電圧（Ｖ）で点灯される。この際、昇圧コンデンサＣ４が高周波発生手段１０に放電灯２０とともに直列接続されているので、インバータ回路１５中のインダクタンス（Ｌ１６）との合成インビーダンスによりバラスト効果を発揮する。したがって、より安定した点灯が保障される。
【００５５】
点灯に入ると、ランプ電流に応じた直流電流が直列接続された複数ダイオードＤ１〜Ｄ４を順方向に流れる。しかし、この直流電流は、直流カットコンデンサＣ４５で限流される。したがって、各ダイオードＤ１〜Ｄ４の耐電流容量を小さくしても破壊しない。すなわち、電力ロスを大幅に軽減できかつ小型化，低コスト化を図れるわけである。また、ランプ電流が一定化するので、放電灯２０をより安定して円滑点灯できる。
【００５６】
一方、放電灯２０の寿命が尽きて無負荷となったり、放電灯２０の交換中に高周波電圧（Ｖ）が誤操作により発生されたとしても、放電抵抗Ｒ４５が設けられているので、直流カットコンデンサＣ４５に高電圧が充電されることはない。すなわち、直流カットコンデンサＣ４５を大容量で高耐圧にする必要がないから、この点からも小型，低コスト化が図れ、信頼性も高められる。
【００５７】
しかして、この実施例によれば、イグナイタを、直列接続された複数のダイオードＤ１〜Ｄ４と各ダイオードとともに各昇圧段を形成する複数の昇圧コンデンサＣ１〜Ｃ４とを含み，最終昇圧段の昇圧コンデンサＣ４が高周波発生手段１０（１５）に直列接続された直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓから構成するとともに、直列接続された複数のダイオードＤ１〜Ｄ４の順方向に流れる直流電流を制限する直流カットコンデンサＣ４５を高周波発生手段１０とイグナイタ（４０Ｓ）との間に直列接続し、点灯中に流れる直流電流を限流可能に構成された放電点灯装置（１０，４０Ｓ）であるから、小型軽量で低コストという従来パルストランス方式に対する多倍圧整流平滑回路４０Ｓの利益を享受しつつ構成部品（Ｄ１〜Ｄ４）の小容量化による小型・低コスト化と信頼性を向上でき電力ロスも大幅に軽減できるとともに、所定のランプ始動用直流高電圧を発生して確実な放電始動ができかつランプ電流の変動が少い安定した点灯を長期に亘ってより円滑に行える。また、多倍圧整流平滑回路４０Ｓが直列型とされているので、従来の並列型多倍圧整流平滑回路４０Ｐよりも昇圧１段分の構成部品を削減できる。よって、一層の小型軽量化および低コスト化を達成できる。
【００５９】
また、高周波発生手段１０が直列共振回路（Ｌ１６，Ｃ１７）を含み、多倍電圧整流平滑回路１１からの入力電圧を昇圧した高周波電圧を出力可能に形成されているので、当該放電灯２０を最適な高周波電圧で点灯できる。
【００６０】
また、最終昇圧段の昇圧コンデンサＣ４が高周波発生手段１０（１５）に直列接続されているので、バラスト作用を奏することができる。よって、放電灯２０を定電流的により安定して点灯させることができる。
【００６１】
さらに、直流カットコンデンサＣ４５に放電（バイパス）抵抗Ｒ４５が接続されているので、直流カットコンデンサＣ４５を小容量・低耐圧とすることができる。よって、一層のコスト低減が図れ信頼性を向上できるとともに、無負荷時における高周波電圧をもより安定化できる。
【００６２】
さらにまた、照明器具１００と、この照明器具１００に担持された放電灯２０と、この放電灯２０を点灯始動するとともに安定点灯させる放電点灯装置（１０，４０Ｓ）とからなり、高周波発生手段１０とともに該放電点灯装置を構成するイグナイタが，直列接続された複数のダイオードＤ１〜Ｄ４と各ダイオードとともに各昇圧段を形成する複数のコンデンサＣ１〜Ｃ４とを含み，最終昇圧段の昇圧コンデンサＣ４が高周波発生手段１０（１５）に直列接続された直列型多倍圧整流平滑回路４０Ｓから構成されるとともに、直列接続された複数のダイオードＤ１〜Ｄ４の順方向に流れる直流電流を制限する直流カットコンデンサＣ４５が接続され、点灯中に流れる直流電流を限流可能に形成された照明装置１００であるから、小型軽量で低コストかつ電力効率が高く長期に亘って円滑な安定点灯ができる。よって、利用性と適用性を一段と向上できかつ一層の普及拡大に寄与すること大である。
【００６３】
なお、以上の実施例では、高周波発生手段１０のインバータ回路１５がハーフブリッジ構成とされていたが、このインバータ回路１５は、図２に示す如く、直列接続された第３および第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を直列接続された第１および第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に並列接続し、かつコンデンサＣ１７の一端を第３および第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４間に接続したフルブリッジ型の構成としてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、イグナイタを、直列接続された複数のダイオードと各ダイオードとともに各昇圧段を形成する複数の昇圧コンデンサとを含み，最終昇圧段の昇圧コンデンサが高周波発生手段に直列接続された直列型の多倍圧整流平滑回路から構成するとともに、直列接続された複数のダイオードの順方向に流れる直流電流を制限する直流カットコンデンサを高周波発生手段とイグナイタとの間に直列接続し、点灯中に流れる直流電流を限流可能に構成された放電点灯装置であるから、小型軽量で低コストという従来パルストランス方式に対する多倍圧整流平滑回路の利益を享受しつつ構成部品の小容量化による小型・低コスト化と信頼性を向上でき電力ロスも大幅に軽減できるとともに、所定のランプ始動用直流高電圧を発生して確実な放電始動ができかつランプ電流の変動が少い安定した点灯を長期に亘ってより円滑に行える。しかも、昇圧段を形成するダイオードと昇圧コンデンサとの数を減らせるから、一段と小型軽量化および低コスト化を図れる。
【００７０】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の場合と同じ構成とされ、かつ高周波発生手段が直列共振回路を含み、入力電圧を昇圧した高周波電圧を出力可能に形成されているので、請求項１の発明の場合と同じ効果を奏することができる他、さらに採用する放電灯に最適な高周波電圧でより安定した点灯ができる。
【００７１】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の場合と同じ構成とされ、かつ直流カットコンデンサに放電抵抗が並列接続されているので、請求項１または請求項２記載の発明の場合と同じ効果を奏することができる他、さらに直流カットコンデンサの耐電圧を低減できかつ小容量化できるとともに、一段と低コストで構成部品の信頼性も高められる。
【００７２】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された放電点灯装置の負荷が高圧放電灯とされているので、例えばメタルハライドランプ，高圧ナトリウムランプ，水銀ランプ等を用いても円滑に始動かつ点灯できる。
【００７４】
さらにまた、請求項５記載の発明によれば、照明器具と、この照明器具に担持された放電灯と、この放電灯を始動するとともに点灯させる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明に係る放電点灯装置とから構成された照明装置であるから、小型軽量で低コストかつ電力効率が高く長期に亘って円滑な安定点灯ができる。よって、利用性と適用性を一段と向上でき、かつ一層の普及拡大に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す回路図である。
【図２】 同じく、インバータ回路の変形例を説明するための回路図である。
【図３】 同じく、照明装置を説明するための外観斜視図である。
【図４】 同じく、照明装置を説明するための一部を破断した側面図である。
【図５】 パルストランス方式の従来イグナイタを説明するための回路図である。
【図６】 並列型多倍圧整流平滑回路方式の従来イグナイタを説明するための回路図である。
【符号の説明】
１０ 高周波発生手段（放電点灯装置）
１１ 整流平滑回路
１５ インバータ回路
Ｌ１６ コイル（直列共振回路）
Ｃ１７ コンデンサ（直列共振回路）
Ｔ１１ 一方端
Ｔ１２ 他方端
Ｖ 高周波電圧
２０ 放電灯（高圧放電灯）
４０Ｓ 直列型多倍圧整流平滑回路〔イグナイタ（放電点灯装置）〕
Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード
Ｃ１〜Ｃ４ 昇圧コンデンサ
Ｃ４５ 直流カットコンデンサ
Ｒ４５ 放電抵抗
４０Ｐ 並列型多倍圧整流平滑回路〔イグナイタ（放電点灯装置）〕
５０ パルストランス
６０ 高電圧発生装置
１００ 照明装置
１１０ 照明器具
１１４ 反射鏡
１１５ ガラス板
１２０ 安定器収納ボックス
１３０ 端子台
２００ 天井梁構造
２０１ 天井面
２０２ 保温材[0001]
[Industrial application fields]
Disclosed is a discharge lighting device that includes a high-frequency generating means and an igniter, can generate a DC high voltage for starting a lamp using the high-frequency voltage by the igniter, and can be lit by the high-frequency voltage, and illumination using the same Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
Figure5The discharge lighting device is composed of the high frequency generating means 10 and an igniter (50, 60). The high frequency generating means 10 is formed of a rectifying / smoothing circuit having an AC power supply 1 as an input and an inverter circuit, and the igniter includes a pulse transformer 50 having a primary winding L1 and a secondary winding L2, and a high voltage generating device 60. And is formed from. The discharge lamp 20 as a load is a metal halide lamp, a high-pressure sodium lamp, a mercury lamp, or the like. Therefore, a high voltage pulse for starting the lamp can be generated by the igniter (50, 60), and the discharge lamp 20 can be started to discharge, and can be lit by a high frequency (for example, 50 KHZ) voltage generated by the high frequency generation means 10. .
[0003]
However, in order to generate a high voltage pulse for starting the lamp in the pulse transformer 50, the inductance of the secondary winding L2 must be increased, so that the apparatus becomes larger and the cost is increased. Further, since energy is excessive at the time of restart, there is a strong possibility that the electrode is sputtered and lamp blackening is caused.
[0004]
Therefore, an igniter composed of a parallel multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40P formed including a plurality of diodes D and capacitors C has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-258874). That is, the multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40P6As shown in FIG. 5, a plurality (four) of boosting stages are formed from a plurality of diodes D1, D2, D3, D4 connected in series and a corresponding plurality of capacitors C1, C2, C3, C4.
[0005]
Specifically, the boosting capacitor C1 forming the first boosting stage is connected between the cathode side of the diode D1 and the one end T11 side of the high frequency generating means 10, and each of the boosting stages after the second boosting stage is formed. The boost capacitors C2, C3, C4 are connected between the cathode side of the diodes D2, D3, D4 and the anode side of the preceding diodes D1, D2, D3. The final booster stage diode D4 is connected to the one end T11 side of the high-frequency generator 10 through the diode D5 and the inductance element 41.
[0006]
Thus, if the output voltage (secondary output) of the high frequency generating means 10 is V, the voltage is boosted to a single voltage (V) in the first boosting stage (D1, C1), and the current is generated by the polarity inversion of the high frequency generating means 10. Since the current flows through C1, D2, and C2, the voltage is boosted to the double voltage (2V) in the second boost stage (D2, C2), and the third boost voltage (3V) is then increased in the third boost stage (D3, C3). The voltage is boosted to a quadruple voltage (4V) in the four boosting stages (D4, C4).
[0007]
Since the multi- (4) voltage doubler rectifying / smoothing circuit 40P is a parallel type connected to the high-frequency generator 10 together with the discharge lamp 20 as a whole, when the number of boosting stages is n, it is output to the final boosting stage (C4). Since the high voltage DC voltage (nV) for starting the lamp which is n times the voltage V can be charged and generated, the discharge lamp 20 can be started reliably.
[0008]
Further, the current flowing in the forward direction of the plurality of diodes (D 1 to D 5) connected in series during lighting is limited by the inductance element (resistance or coil) 41. The inductance element 41 is indispensable in order to ensure the effectiveness of the lamp starting DC high voltage charged in the boost capacitor C4 in the final boost stage.
[0009]
Thus, as compared with a pulse transformer type igniter in which the pulse transformer 50 and the high voltage generator 60 are combined, a significant reduction in size and weight and cost can be achieved.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the discharge lighting device (10, 40P) is no exception and, like other devices, there is a strong demand for further reduction in size and weight and cost. Further, the conventional discharge lighting device (10, 40P) has room for improvement in terms of reducing power loss, protecting component parts and improving reliability.
[0011]
Furthermore, if the device (10, 40P) can be reduced in size and weight and cost can be reduced, it is obvious that it can contribute to reduction in size and weight and cost of the lighting device that employs the device (10, 40P) and can greatly contribute to the spread of the device. is there. If the power loss can be reduced and the reliability of the components can be improved, the lighting device can be turned on more stably over a long period of time with high power efficiency, and the ballast embedded in the ceiling surface can be stored. Since inspection and replacement of boxes and the like can be minimized, the usability and applicability of the lighting device should be further expanded.
[0012]
The first object of the present invention is to further reduce the size and weight by employing a multiple voltage rectification smoothing circuit that can reduce power loss and improve the reliability of components while ensuring the generation of a predetermined high voltage for starting a lamp. And providing a low-cost discharge lighting device.
[0013]
A second object is to provide a lighting device that can ensure stable lighting over a long period of time with a small size, light weight, low cost, high power efficiency, by adopting a discharge lighting device including the multiple voltage rectification smoothing circuit. Is to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
ManyBy analyzing the relationship between the high-frequency generating means and the discharge lamp instead of looking at the voltage doubler rectifying / smoothing circuit as a single unit, the number of components should be further reduced. As a result of repeated testing and research on this point, the present applicant has created a series-type multiple-voltage rectifying / smoothing circuit that is connected in series to a high-frequency generating means together with a discharge lamp. According to this, when the DC high voltage for starting the lamp is made constant, the boosting stage can be reduced by one stage as compared with the conventional parallel multiple voltage rectifying and smoothing circuit. Therefore, further reduction in size and weight and cost can be achieved.
[0016]
However, also in this series-type multiple voltage rectifying / smoothing circuit, a direct current flows through a plurality of diodes connected in series during stable lighting. Therefore, in addition to causing disturbance during the lighting of the discharge lamp, there is a possibility that power loss occurs and the diodes are destroyed depending on the magnitude of the direct current.
[0017]
That is, in seriesMoldMultiple voltage rectification smoothing timesThe roadThe technical challenge remains to improve the reliability of components that can reduce power loss and eliminate the risk of breakage while gaining the benefits of small size, light weight and low cost. Moreover, if this problem can be solved, it can be directly connected to not only the discharge lighting device but also a lighting device that employs this device.
[0018]
Here, the present invention provides an igniter in seriesMoldA DC-cut capacitor for efficiently limiting the DC current flowing in the forward direction is provided in a plurality of diodes as component parts during lighting so that the first and second objects can be achieved. It is configured.
[0019]
In other words, the discharge lighting device according to the first aspect of the invention includes a high frequency generation means and an igniter, and is configured to generate a high DC voltage for starting the lamp using the high frequency voltage by the igniter and to be lit with the high frequency voltage. In the discharge lighting device, the igniter includes a plurality of diodes connected in series and a plurality of boost capacitors that form each boost stage together with each diode, and the boost capacitor in the final boost stage is connected in series to the high-frequency generating means. Series type multiple voltage rectification smoothing circuitRoadAnd a DC cut capacitor that limits the DC current flowing in the forward direction of a plurality of diodes connected in series.Between the high-frequency generating means and the igniter in seriesIt is connected.
[0020]
The discharge lighting device according to a second aspect of the invention is characterized in that the high-frequency generating means includes a series resonance circuit and is configured to output a high-frequency voltage obtained by boosting an input voltage.
[0021]
A discharge lighting device according to a third aspect of the present invention is characterized in that a discharge resistor is connected in parallel with the DC cut capacitor.
[0022]
The discharge lighting device according to the invention described in claim 4 is characterized in that the load is a high-pressure discharge lamp.
[0024]
Furthermore, the claims5The illuminating device according to the invention described in claim 1 is a lighting device, a discharge lamp carried by the lighting device, and starting and lighting the discharge lamp.4It is comprised from the discharge lighting device described in any one of these.
[0025]
[Action]
In the case of the first aspect of the invention having the above-described configuration, when the high-frequency output voltage is generated by the high-frequency generating means, the voltage is boosted to a single voltage at the first boosting stage of the multiple voltage rectifying and smoothing circuit constituting the igniter, and the polarity is inverted. In the second boosting stage, the voltage is boosted to a double voltage, and similarly, the final boosting stage boosts the voltage to the n-fold voltage.
[0026]
Here, a series type in which a multiple voltage rectification smoothing circuit is connected in series to the high frequency generating meansBecause(N + 1) doubled high voltage for starting the lamp obtained by superimposing the output voltage of the high-frequency generating means on the n-fold voltage of the final boosting stage is obtained.Be. Therefore, PaCompared to the conventional example of the Luth transformer method, the discharge lamp can be reliably started with a reduction in size and weight and cost.
[0027]
When lighting is started, a forward direct current flows through the components of the multiple voltage rectifying and smoothing circuit, that is, a plurality of diodes connected in series. However, this direct current is efficiently canceled (current limited) by a direct current cut capacitor connected between the high frequency generating means. Therefore, the power loss due to each diode can be reduced and the withstand current capacity can be reduced, so that the cost can be reduced and the breakdown can be prevented and the reliability can be improved.
[0028]
In the case of the invention described in claim 2, since the high frequency generating means outputs a high frequency voltage obtained by boosting the input voltage by the series resonance circuit, the same effect as in the case of the invention of claim 1 can be obtained, and further, the load can be released. The lamp can be lit more stably with the optimum high-frequency voltage.
[0029]
In the case of the invention described in claim 3, since the discharge resistor connected in parallel with the DC cut capacitor is provided, the same effect as in the case of the invention described in claim 1 or claim 2 is obtained, and further, the DC The withstand voltage of the cut capacitor can be reduced and the capacity can be reduced. Further, the cost can be further reduced and the reliability of the component can be increased.
[0030]
Further, in the case of the invention according to claim 4, since the load is a high pressure discharge lamp, even if a metal halide lamp, a high pressure sodium lamp, a mercury lamp or the like is used, for example, any one of claims 1 to 3 It is possible to start and light up smoothly by the same action as in the case of the described invention.
[0032]
Furthermore, the claims5In the case of the invention of claim 1, a lighting fixture, a discharge lamp, and claims 1 to4Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the entire lighting device and to reduce the cost, and to increase the degree of freedom in layout, thereby greatly contributing to the widespread use of the lighting device. In addition to being able to achieve high power efficiency, it is possible to ensure more stable, reliable and smooth lighting over the long term.
[0033]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
BookAs shown in FIG. 1, the discharge lighting device is composed of a high-frequency generating means 10 and an igniter composed of a series-type multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40S. A DC cut capacitor C45 is connected between them. In this embodiment, it is used as a discharge lighting device of the illumination device 100 shown in FIGS.
[0034]
Further, a discharge resistor R45 is connected in parallel to the DC cut capacitor C45 to reduce the withstand voltage and the capacity of the DC cut capacitor C45, thereby further improving the reliability of the components while further reducing the cost.
[0035]
In FIG. 1, the high frequency generation means 10 is formed of a known multiple voltage rectifying / smoothing circuit 11 that converts the AC power source 1 to generate and outputs a DC power source and an inverter circuit 15. The inverter circuit 15 includes a first switching element (for example, FET) Q1 and a second switching element (for example, FET) Q2 connected in series between the positive and negative electrodes of a DC power supply, and a capacitor C16 connected in series. A half-bridge configuration in which a coil (inductance) L16 and a capacitor C17 for forming a series resonance circuit are connected in parallel to the second switching element Q2.
[0036]
Therefore, when the AC power supply 1 is turned on, both switching elements Q1 and Q2 are ON / OFF controlled in a predetermined mode by a control circuit (not shown), and therefore, one end T11 to which the igniter (40S) of the inverter circuit 15 is connected. And the other end T12, it is possible to generate a high-frequency output voltage (secondary output) V in the form of a sine wave obtained by boosting the input voltage with a series resonance circuit (L16, C17).
[0037]
In this embodiment, the series-type multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40S forming the igniter has four (= n) boosting stages. The diodes D1, D2, D3, D4 forming each boosting stage are connected in series, and the boosting capacitors C1, C2, C3, C4 forming the first to fourth boosting stages together with the diodes D1, D2, D3, D4. Are alternately connected to one end T11 side and the other end T12 side of the inverter 15. That is, the boost capacitor C1 of the first boost stage is connected to one end T11 side, and the boost capacitor C2 of the second boost stage is connected to the other end T12 side. Note that a discharge resistor R4 is connected in parallel to the boost capacitor C4.
[0038]
Accordingly, when the high-frequency voltage V is generated, a current flows through the diode D1 to the boost capacitor C1, so that the voltage is boosted to a single voltage (V) in the first boost stage (D1, C1). When the polarity of the high frequency power supply is reversed, a current flows through the boost capacitor C1 to the diode D2 to the boost capacitor C2, so that the voltage can be boosted to a double voltage (2V) in the second boost stage (D2, C2). Similarly, the voltage is boosted to a triple voltage (3V) in the third boosting stage (D3, C3) and boosted to a quadruple voltage (4V) in the fourth boosting stage (D4, C4).
[0039]
Here, when the high frequency power supply is inverted after being boosted to a quadruple voltage (4V), the boost capacitor C4 in the final boosting stage is connected in series to the high frequency generating means 10 (15), so that an inverter is connected to the discharge lamp 20. The discharge lamp 20 can be started to discharge by applying the lamp starting DC high voltage 5V (= V + 4V) on which the output voltage (V) charged in the capacitor C17 of the circuit 15 is superimposed. That is, if n boosting stages are provided, a DC high voltage of (n + 1) times the voltage can be generated.
[0040]
That is, if the value of the high voltage for starting the lamp of the discharge lamp 20 as a load is a quadruple voltage (4V), it is only necessary to provide three boosting stages.6It is understood that it is possible to reduce the components of one boosting stage (diode D4, boosting capacitor C4, wiring, etc.) as compared with the parallel type multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40P.
[0041]
In other words, a conventional example (five voltage (5V)) that can be generated by the series-type multiple voltage rectifying and smoothing circuit 40S shown in FIG.6To obtain the parallel multiple voltage rectification smoothing circuit 40P of FIG.6Thus, a fifth boosting stage (diode, boosting capacitor) must be provided in the circuit shown in FIG.
[0042]
Further, since the boosting capacitor C4 in the final boosting stage is connected in series to the inverter circuit 15, the current limiting action against the high frequency voltage fluctuation due to the combined impedance with the inductance L16 forming the series resonant circuit during the lighting of the discharge lamp 20, that is, Since the ballast effect can be achieved, the discharge lamp 20 can be lit more stably.
[0043]
By the way, when the discharge lamp 20 is turned on, a half-wave current (DC current) due to polarity reversal of the high-frequency voltage V flows through the plurality of diodes D1, D2, D3, D4 connected in series in the forward direction. The forward current increases as the high-frequency voltage V increases and the lamp current increases. Therefore, if this is left unattended, the current withstanding capacity of each of the diodes D1 to D4 must be increased, and the power loss increases, and in the worst case, the components (D1 to D4, etc.) are damaged. Significantly reduces the reliability.
[0044]
In this embodiment, a direct current cut capacitor C45 is provided between the high frequency generating means 10 (15) and the direct current flowing in the forward direction through the diodes D1 to D4 connected in series. That is, it is connected to an electric circuit connecting one end T11 on the high frequency generating means 10 (15) side and one end T41 on the series-type multiple voltage rectifying and smoothing circuit 40S side..
[0045]
However, when the potential of the high-frequency voltage V is high, the withstand voltage must be increased and the withstand current must be increased depending on the lamp current. If so, the DC cut capacitor C45 has a large capacity and a large size, resulting in an increase in cost. Furthermore, there is a risk of destruction. Further, when there is no load, the charging voltage of the capacitor C17 of the high frequency generating means 10 (15) is reduced, which may cause a reduction in power efficiency.
[0046]
Thus, the discharge resistance R45 is provided in the DC cut capacitor C45 in order to eliminate these disadvantages expected and establish a more perfect discharge lighting device. If this discharge resistor 45 is provided, a high voltage is applied to the DC cut capacitor C45 even when the life of the discharge lamp 20 is exhausted or the high frequency voltage V is generated in a state where it is removed for replacement, that is, in a no-load state. It is possible to completely prevent the battery from being charged.
[0047]
Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the lighting device 100 employing the present discharge lighting device (10, 40 </ b> S) includes a lighting fixture 110, a discharge lamp 20 mounted and supported thereon, and a ballast storage box 120. And the main discharge lighting device (10, 40S) housed in the main body. 130 in the figure is a terminal block.
[0048]
As shown in FIG. 4, the lighting fixture 100 includes a hollow cylindrical main body 111 with a canopy, a reflecting mirror 114 attached to a suspension member 112, an attachment fitting 113 for attaching a glass plate 115 and the like, and a decorative frame 116. Are embedded in the ceiling surface 201 in a state of being exposed outside the room. The discharge lamp 20 is a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp, a high-pressure sodium lamp, or a mercury lamp.
[0049]
Here, since the discharge lighting device (40S) is reduced in size and weight, the ballast storage box 120 can be reduced in size (especially low in height). For example, even if the space B with the ceiling beam structure 200 is small, illumination is performed. Since the apparatus 100 can be attached, the mercury lamp (20) and the like can be used not only outdoors but also indoors.
[0050]
In addition, when the ballast storage box 120 is a separate type that is not integrally attached to the lighting fixture 110 as shown in FIG. 4, the ballast storage box 120 can be made small (particularly narrow). Since it is possible to reduce the installation space C in which 202 should be cut out, the lighting device 100 can be further spread and expanded. The space A is constant.
[0051]
Such configurationThe fruitAccording to the embodiment, the lighting device 100 is mounted as shown in FIG. 4, the discharge lamp 20 is carried in the lighting fixture 100, and the discharge lighting device (10, 40S) is housed in the ballast storage box 120. Yes.
Here, when the AC power source 1 shown in FIG. 1 is turned on, the inverter circuit 15 outputs the high-frequency voltage V boosted by the series resonance circuit (L16, C17). At this time, the discharge lamp 20 is not lit and has no load. Here, when the voltage is boosted to 1 × voltage (V) by the first boosting stage (D1, C1) of the series type multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40S forming the igniter and the polarity of the high frequency voltage (V) is inverted, The voltage is boosted to the double voltage (2V) in the boosting stages (D2, C2), and then the third boosting stage (D3, C3) to the triple voltage (3V) every time there is a polarity inversion, the fourth boosting stage (D4 , C4), the voltage is boosted to a quadruple voltage (4V).
[0052]
Here, when the AC power source 1 shown in FIG. 1 is turned on, the inverter circuit 15 outputs the high-frequency voltage V boosted by the series resonance circuit (L16, C17). At this time, the discharge lamp 20 is not lit and has no load. Here, when the voltage is boosted to 1 × voltage (V) by the first boosting stage (D1, C1) of the series type multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40S forming the igniter and the polarity of the high frequency voltage (V) is inverted, The voltage is boosted to the double voltage (2V) in the boosting stages (D2, C2), and then the third boosting stage (D3, C3) to the triple voltage (3V) every time there is a polarity inversion, the fourth boosting stage (D4 , C4), the voltage is boosted to a quadruple voltage (4V).
[0053]
When the polarity of the high-frequency voltage is reversed after boosting at the final boosting stage (D4, C4), the final boosting capacitor C4 is connected in series with the discharge lamp 20 to the inverter circuit 15, so that the high-frequency voltage is increased to a quadruple voltage (4V). The discharge lamp 20 can be started to discharge with a DC high voltage (5 V) for starting the lamp lighting of 5 times the voltage (5 V) superimposed with (V).
[0054]
Thus, the discharge lamp 20 is lit with the sinusoidal high frequency voltage (V) output from the high frequency generating means 10 (15). At this time, since the step-up capacitor C4 is connected in series with the high-frequency generating means 10 together with the discharge lamp 20, a ballast effect is exhibited by a combined impedance with the inductance (L16) in the inverter circuit 15. Therefore, more stable lighting is guaranteed.
[0055]
When lighting is started, a direct current corresponding to the lamp current flows in the forward direction through a plurality of diodes D1 to D4 connected in series. However, this direct current is limited by the direct current cut capacitor C45. Therefore, even if the withstand current capacity of each of the diodes D1 to D4 is reduced, it is not destroyed. That is, the power loss can be greatly reduced, and the size and cost can be reduced. Further, since the lamp current is constant, the discharge lamp 20 can be lit more stably and smoothly.
[0056]
On the other hand, the discharge resistor R45 is provided even if the discharge lamp 20 has reached the end of its life and no load is applied, or the high-frequency voltage (V) is erroneously generated during the replacement of the discharge lamp 20. C45 is never charged with a high voltage. That is, since the DC cut capacitor C45 does not need to have a large capacity and a high breakdown voltage, it is possible to reduce the size and cost from this point, and to improve the reliability.
[0057]
But thisThe fruitAccording to the embodiment, the igniter includes a plurality of diodes D1 to D4 connected in series and a plurality of boost capacitors C1 to C4 that form each boost stage together with each diode, and the boost capacitor C4 in the final boost stage generates a high frequency. A DC cut capacitor C45 that includes a series-type multiple voltage rectifying and smoothing circuit 40S connected in series to the means 10 (15) and that limits the DC current flowing in the forward direction of the plurality of diodes D1 to D4 connected in series.Between the high frequency generating means 10 and the igniter (40S) in seriesSince it is a discharge lighting device (10, 40S) that is connected and configured to limit the direct current that flows during lighting, the advantage of the multiple voltage rectifying and smoothing circuit 40S over the conventional pulse transformer system, which is small, light, and low in cost. While enjoying it, it is possible to improve the miniaturization, cost reduction and reliability by reducing the capacity of the component parts (D1 to D4), greatly reduce the power loss, and generate a predetermined high voltage for starting the lamp for reliable discharge. It is possible to start and to perform stable lighting with little fluctuation of the lamp current over a long period of time.In addition, since the multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40S is a serial type, it is possible to reduce the number of components for one step of the boost compared to the conventional parallel type multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40P. Therefore, further reduction in size and weight and cost can be achieved.
[0059]
Further, since the high-frequency generating means 10 includes a series resonance circuit (L16, C17) and is configured to output a high-frequency voltage obtained by boosting the input voltage from the multiple voltage rectifying and smoothing circuit 11, the discharge lamp 20 is optimally used. It can be lit at a high frequency voltage.
[0060]
Further, since the boosting capacitor C4 in the final boosting stage is connected in series to the high frequency generating means 10 (15), a ballast action can be achieved. Therefore, the discharge lamp 20 can be lit more stably in a constant current manner.
[0061]
Furthermore, since the discharge (bypass) resistor R45 is connected to the DC cut capacitor C45, the DC cut capacitor C45 can have a small capacity and a low breakdown voltage. Therefore, the cost can be further reduced and the reliability can be improved, and the high frequency voltage at no load can be further stabilized.
[0062]
Furthermore, it comprises a lighting fixture 100, a discharge lamp 20 carried on the lighting fixture 100, and a discharge lighting device (10, 40S) for starting and stably lighting the discharge lamp 20, together with the high frequency generation means 10. The igniter constituting the discharge lighting device includes a plurality of diodes D1 to D4 connected in series and a plurality of capacitors C1 to C4 that form each boosting stage together with each diode, and the boosting capacitor C4 in the final boosting stage generates a high frequency. A DC cut capacitor C45 configured by a series-type multiple voltage rectifying / smoothing circuit 40S connected in series to the means 10 (15) and for limiting a DC current flowing in the forward direction of the plurality of diodes D1 to D4 connected in series is provided. Since the lighting device 100 is connected and formed so as to limit the direct current flowing during lighting, it is small, light and low in weight. Strike and power efficiency can smooth stable lighting over a high long-term. Therefore, it is possible to further improve the usability and applicability, and to contribute to the further spread expansion.
[0063]
The aboveThe fruitIn the embodiment, the inverter circuit 15 of the high frequency generating means 10 has a half-bridge configuration. However, as shown in FIG. 2, the inverter circuit 15 includes third and fourth switching elements Q3 and Q4 connected in series. A full bridge type configuration in which the first and second switching elements Q1 and Q2 connected in series are connected in parallel and one end of the capacitor C17 is connected between the third and fourth switching elements Q3 and Q4 may be employed..
[0069]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the igniter includes a plurality of diodes connected in series and a plurality of boosting capacitors that form each boosting stage together with each diode, and the boosting capacitor of the final boosting stage is in series with the high-frequency generating means. Connected series typeofA DC cut capacitor that limits the DC current that flows in the forward direction of a plurality of diodes connected in series.Series between high frequency generator and igniterSince it is a discharge lighting device that is configured to connect and limit the direct current that flows during lighting, it can enjoy the benefits of multiple voltage rectification and smoothing circuit over the conventional pulse transformer system that is small, lightweight and low cost. Smaller capacity, smaller size, lower cost, improved reliability, and greatly reduced power loss, as well as generation of a predetermined high voltage for starting the lamp to ensure reliable discharge start and less fluctuation in lamp current Stable lighting can be performed more smoothly over a long period of time.In addition, since the number of diodes and boost capacitors forming the boosting stage can be reduced, further reduction in size and weight and cost can be achieved.
[0070]
According to the second aspect of the present invention, the configuration is the same as that of the first aspect of the present invention, and the high frequency generating means includes a series resonance circuit so that a high frequency voltage obtained by boosting the input voltage can be output. Therefore, the same effect as in the case of the invention of claim 1 can be obtained, and more stable lighting can be performed with a high-frequency voltage optimum for a discharge lamp to be employed.
[0071]
Further, according to the invention described in claim 3, since it has the same configuration as that of the invention described in claim 1 or 2, and the discharge resistor is connected in parallel to the DC cut capacitor, the invention described in claim 1 or claim In addition to the same effects as those of the invention described in Item 2, the withstand voltage of the DC cut capacitor can be reduced and the capacity can be reduced, and the reliability of the components can be further improved at a lower cost.
[0072]
According to the invention of claim 4, since the load of the discharge lighting device according to any one of claims 1 to 3 is a high-pressure discharge lamp, for example, a metal halide lamp, a high-pressure sodium lamp Even if a mercury lamp is used, it can be started and lit smoothly.
[0074]
Furthermore, the claims5According to the described invention, the lighting fixture, the discharge lamp carried by the lighting fixture, and the discharge lamp are started and turned on.4Therefore, since the lighting device is configured with the discharge lighting device according to the invention described in any one of the above, it is small and light, low cost, high power efficiency, and smooth and stable lighting over a long period. Therefore, it is possible to further improve the usability and applicability, and to contribute to further spread expansion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is also a circuit diagram for explaining a modification of the inverter circuit.
FIG. 3 is an external perspective view for explaining the illumination device.
FIG. 4 is a side view, partly broken away, for explaining the illumination device.
[Figure 5]It is a circuit diagram for demonstrating the conventional igniter of a pulse transformer system.
[Fig. 6]It is a circuit diagram for demonstrating the conventional igniter of a parallel type multiple voltage rectification smoothing circuit system.
[Explanation of symbols]
10 High-frequency generator (discharge lighting device)
11 Rectifier smoothing circuit
15 Inverter circuit
L16 coil (series resonant circuit)
C17 capacitor (series resonant circuit)
T11 one end
T12 The other end
V High frequency voltage
20 Discharge lamp (high pressure discharge lamp)
40S Series-type multiple voltage rectification smoothing circuit [igniter (discharge lighting device)]
D1-D4 diode
C1 to C4 boost capacitors
C45 DC cut capacitor
R45 discharge resistance
40P Parallel type multiple voltage rectification smoothing circuit [igniter (discharge lighting device)]
50 pulse transformer
60 High voltage generator
100 lighting equipment
110 Lighting equipment
114 Reflector
115 glass plate
120 Ballast storage box
130 terminal block
200 Ceiling beam structure
201 Ceiling
202 Thermal insulation
Claims (5)
前記イグナイタを、直列接続された複数のダイオードと各ダイオードとともに各昇圧段を形成する複数の昇圧コンデンサとを含み，最終昇圧段の昇圧コンデンサが前記高周波発生手段に直列接続された直列型の多倍圧整流平滑回路から構成するとともに、直列接続された複数のダイオードの順方向に流れる直流電流を制限する直流カットコンデンサを前記高周波発生手段と前記イグナイタとの間に直列接続した、ことを特徴とする放電点灯装置。In a discharge lighting device comprising a high-frequency generating means and an igniter, wherein the igniter can generate a DC high voltage for starting a lamp using a high-frequency voltage and can be lit by the high-frequency voltage.
The igniter includes a plurality of diodes connected in series and a plurality of boost capacitors that form each boost stage together with each diode, and the boost capacitor in the final boost stage is connected in series to the high-frequency generating means. together constituting voltage rectifier smoothing circuits or al, wherein a DC cut capacitor that limits the DC current flowing in the forward direction of the plurality of diodes connected in series between said igniter and said high frequency generating means connected in series, that A discharge lighting device.
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