JP5129651B2 - 高圧放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents
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Description
請求項2の発明によれば、昇圧チョッパ制御回路が、昇圧チョッパ回路の直流出力電圧を第1の直流出力電圧から第2の直流出力電圧へ切り換える際に、第1の直流出力電圧よりも低く且つ第2の直流出力電圧よりも高い第3の直流出力電圧に対応する第3の目標値若しくは当該第3の直流出力電圧に対応する第3の検出値に切り換えられた後、第2の直流出力電圧に対応する第2の目標値又は当該第2の直流出力電圧に対応する第2の検出値に切り換えられ、且つ切り換えの周期が徐々に短くされるので、このような動作を行わない場合と比べて昇圧チョッパ回路の停止期間が短くなり、その結果、制御電源を供給する電源回路の大型化並びにコスト上昇を回避しつつ高圧放電灯の始動時における昇圧チョッパ回路の直流出力電圧の切換時にも制御電源を供給することが可能となる。
本実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図1に示すように交流電源ACを整流回路DBで全波整流してなる直流入力電圧を所望の直流出力電圧Vbusに昇圧する昇圧チョッパ回路1と、昇圧チョッパ回路1を構成するスイッチング素子Q1をスイッチング制御する昇圧チョッパ制御回路2と、昇圧チョッパ回路1の直流出力を所望の交流出力に変換する電力変換回路3と、電力変換回路3を制御して高圧放電灯LAに供給する電力を調整する電力変換制御回路4と、昇圧チョッパ制御回路2を構成する昇圧チョッパ制御部IC1並びに電力変換制御回路4を構成する電力変換制御部IC2に動作電源(制御電源Vcc)を供給する制御電源回路5とを備えている。
(始動モード)
まず、高圧放電灯LAを始動するには、電極間に高電圧を印如して電極間の絶縁を破壊する必要がある。本実施形態においては、電力変換制御部IC2が電力変換回路3の2つのスイッチング素子Q3,Q6とQ4,Q5のペアをインダクタL2とコンデンサC6からなる共振回路の共振周波数に近い周波数で交互にスイッチングさせることにより、昇圧チョッパ回路1の直流出力電圧Vbusよりも充分に高い(例えば、数キロボルトの)高電圧(共振電圧)を電極間に印加して高圧放電灯LAを始動している。但し、インダクタL2の巻線の一部に一端を接続したコンデンサと、コンデンサの他端に直列に接続した抵抗からなる共振回路を設け、当該共振回路によって始動用の高電圧を発生させるようにしても構わない。尚、この始動モードにおいて、電力変換制御部IC2からはハイレベルの制御信号Vtenが出力されて電圧検出回路2aのスイッチング素子Q2がオンされており、分圧抵抗R11の両端がスイッチング素子Q2で短絡されることで検出値が相対的に小さい値(以下、第1の検出値と呼ぶ。)となる。このとき、昇圧チョッパ回路1の目標値に対して電圧検出回路2aから昇圧チョッパ制御部IC1に入力する第1の検出値がスイッチング素子Q2のオフ時よりも低くなるため、昇圧チョッパ制御部IC1は第1の検出値を目標値に近付けるために昇圧チョッパ回路1の直流出力電圧を上昇させることになる。このときの直流出力電圧Vbusが第1の直流出力電圧V1であって、例えば、300ボルト程度である。
(低ランプ電圧モード)
高圧放電灯LAの始動後、電力変換制御部IC2はスイッチング素子Q3〜Q6のスイッチングモードを切り換え、ランプ電圧が略定格点灯電圧である90〜110ボルトに到達するまでの0〜60ボルトほどの低ランプ電圧領域においては、高圧放電灯LAの立ち消え防止及び早く高圧放電灯LAが温まるように高圧放電灯LAに多くのランプ電流を流すように制御する。尚、始動モードから低ランプ電圧モードに切り換わる際、電力変換制御部IC2から出力される制御信号Vtenがハイレベルからローレベルに切り換えられ、電圧検出回路2aのスイッチング素子Q2がオフすることで検出値が相対的に大きい値(以下、第2の検出値と呼ぶ。)となる。このとき、昇圧チョッパ回路1の目標値に対して電圧検出回路2aから昇圧チョッパ制御部IC1に入力する第2の検出値が第1の検出値よりも高くなるため、昇圧チョッパ制御部IC1は第2の検出値を目標値に近付けるために昇圧チョッパ回路1を停止させることになる。尚、第2の検出値に対応した直流出力電圧Vbusを第2の直流出力電圧V2とする。
(安定点灯モード)
高圧放電灯LAが温まって管電圧が定格ランプ電圧近辺に到達すると、電力変換制御部IC2はさらにスイッチング素子Q3〜Q6のスイッチングモードを切り換え、高圧放電灯LAに三角波状のランプ電流を流す。尚、安定点灯モードにおいては、定格ランプ電圧の2〜2.5倍程度(例えば、160〜270ボルト程度)の直流出力電圧Vbusが昇圧チョッパ回路1から電力変換回路3に供給される。従って、第1の直流出力電圧V1と第2の直流出力電圧V2との電圧差は30ボルト(=300−270)以上となる。
本実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図4に示すように電圧検出回路2aの構成に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。したがって、実施形態1と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
2 昇圧チョッパ制御回路
2a 電圧検出回路
3 電力変換回路
4 電力変換制御回路
IC1 昇圧チョッパ制御部
IC2 電力変換制御部
Claims (4)
- 直流入力電圧を所望の直流出力電圧へ昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の直流出力電圧が前記所望の直流出力電圧に一致するように昇圧チョッパ回路を制御する昇圧チョッパ制御回路と、昇圧チョッパ回路の直流出力を高圧放電灯の始動及び点灯に必要な電力に変換する電力変換回路と、電力変換回路を制御して高圧放電灯に供給される電力を調整する電力変換制御回路と、少なくとも昇圧チョッパ制御回路に対して動作用の制御電源を供給する制御電源回路とを備え、
昇圧チョッパ回路は、インダクタと、インダクタに流れる電流を断続するスイッチング素子と、インダクタから流れ出る電流を整流する整流素子と、整流素子で整流された電流を平滑する平滑コンデンサとを具備し、
制御電源回路は、昇圧チョッパ回路が具備するインダクタに磁気結合された巻線を有し、当該巻線に誘起される誘起電圧を整流平滑することで制御電源を得るものであり、
昇圧チョッパ制御回路は、高圧放電灯の始動時に昇圧チョッパ回路の直流出力電圧を第1の直流出力電圧に一致させるように制御するとともに、高圧放電灯の始動後に昇圧チョッパ回路の出力電圧を第1の直流出力電圧よりも低い第2の直流出力電圧に一致させ、さらに、昇圧チョッパ回路の直流出力電圧を検出するとともに当該検出値が目標値と一致するようにフィードバック制御を行うものであって、昇圧チョッパ回路の直流出力電圧を第1の直流出力電圧から第2の直流出力電圧へ切り換える際に、第1の直流出力電圧に対応する第1の目標値と第2の直流出力電圧に対応する第2の目標値若しくは第1の直流出力電圧に対応する第1の検出値と第2の直流出力電圧に対応する第2の検出値が交互に切り換えられ、且つ切り換えの周期が徐々に短くされることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 - 直流入力電圧を所望の直流出力電圧へ昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の直流出力電圧が前記所望の直流出力電圧に一致するように昇圧チョッパ回路を制御する昇圧チョッパ制御回路と、昇圧チョッパ回路の直流出力を高圧放電灯の始動及び点灯に必要な電力に変換する電力変換回路と、電力変換回路を制御して高圧放電灯に供給される電力を調整する電力変換制御回路と、少なくとも昇圧チョッパ制御回路に対して動作用の制御電源を供給する制御電源回路とを備え、
昇圧チョッパ回路は、インダクタと、インダクタに流れる電流を断続するスイッチング素子と、インダクタから流れ出る電流を整流する整流素子と、整流素子で整流された電流を平滑する平滑コンデンサとを具備し、
制御電源回路は、昇圧チョッパ回路が具備するインダクタに磁気結合された巻線を有し、当該巻線に誘起される誘起電圧を整流平滑することで制御電源を得るものであり、
昇圧チョッパ制御回路は、高圧放電灯の始動時に昇圧チョッパ回路の直流出力電圧を第1の直流出力電圧に一致させるように制御するとともに、高圧放電灯の始動後に昇圧チョッパ回路の出力電圧を第1の直流出力電圧よりも低い第2の直流出力電圧に一致させ、さらに、昇圧チョッパ回路の直流出力電圧を検出するとともに当該検出値が目標値と一致するようにフィードバック制御を行うものであって、昇圧チョッパ回路の直流出力電圧を第1の直流出力電圧から第2の直流出力電圧へ切り換える際に、第1の直流出力電圧よりも低く且つ第2の直流出力電圧よりも高い第3の直流出力電圧に対応する第3の目標値若しくは当該第3の直流出力電圧に対応する第3の検出値に切り換えられた後、第2の直流出力電圧に対応する第2の目標値又は当該第2の直流出力電圧に対応する第2の検出値に切り換えられ、且つ切り換えの周期が徐々に短くされることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 - 第1の直流出力電圧と第2の直流出力電圧との電圧差が30ボルト以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜3の何れかの高圧放電灯点灯装置と、当該高圧放電灯点灯装置並びに高圧放電灯を保持する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。
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