JPH0462796A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放電ギャップの放電により高圧放電灯を始動
又は再始動させるイグナイタ部を有する高圧放電灯点灯
装置に関するものである。

〔従来の技術］ 第９図及び第１０図は、従来の高圧放電灯点灯装置の一
例を示すもので、第９図に示す回路図は、たとえば実開
昭５９−５２５９９号公報に示されたものと略同様の回
路であり、この高圧放電灯点灯装置１は、高圧放電ラン
プ２を始動又は再始動させるために高電圧を発生させる
イグナイタ３を有するものである。

高圧放電灯点灯装置１は、電源ＶＳＩに接続され高圧ナ
トリウムランプやメタルハライドランプ等の高圧放電ラ
ンプ２に電力を供給すると共に点灯を維持するための点
灯手段４と、高圧放電ランプ２の始動器であるイグナイ
タ３からなる。

点灯手段４は、内部に限流素子を有し、その出力側には
、バイパスコンデンサＣ１が並列に接続され、そのバイ
パスコンデンサＣ１と並列関係に高圧放電ランプ２が接
続されており、バイパスコンデンサＣ１と高圧放電ラン
プ２で形成される閉ループ内に後述のパルストランスＰ
Ｔの二次巻線ＰＴ２が接続されている。

イグナイタ３は、放電ギャップＧを有し、電源ＶＳ２に
接続されて放電ギャップＧに電力を供給する昇圧回路で
ある直流高圧発生回路５と、該直流高圧発生＠路５の出
力線に接続されたコンデンサＣ２とパルストランスＰＴ
により構成されている。昇圧回路である直流高圧発生回
路５は、たとえば電源ＶＳ２を昇圧、整流するもので、
その出力が前記コンデンサＣ２に接続されており、また
、該コンデンサＣ２の両端には、パルストランスＰＴの
一次コイルＰＴＩと放電ギャップＧの直列回路が接続さ
れている。

このように構成された高圧放電灯点灯装置１は、以下の
ように動作をする。つまり、電源■ｓｌをＯＮすると、
点灯手段４を介してその二次電圧が高圧放電ランプ２の
両端に印加される。次に、イグナイタ３の電源ＶＳ２を
ＯＮすると、直流高圧発生回路５が動作してコンデンサ
Ｃ２を充電し、そのコンデンサ両端電圧ＶＣ２は、第１
０図（ａ）に示すように徐々に上昇する。その電圧ＶＣ
２が放電ギャップＧの放電開始電圧ＶＧＩに達すると、
放電ギャップＧは絶縁破壊し、その際コンデンサＣ２に
蓄えられた電荷が、パルストランスＰＴの一次コイルＰ
Ｔ１を介して急激に放電され、コンデンサ両端電圧ＶＣ
２は急激に低下する。この時、パルストランスＰＴの一
次コイルＰＴＩの両端には高電圧が発生し、さらにその
二次コイルＰＴ２には、その巻数比に応じて高圧のパル
ス電圧が発生する。

この高圧のパルス電圧をバイパスコンデンサＣ１を介し
て高圧放電ランプ２の両端に印加してランプ２を始動さ
せる。なお、第１回目の高圧パルスでランプ２が始動し
ない場合には、上記コンデンサＣ２の充放電を繰り返し
て連続的にパルス電圧を発生させ、ランプ２が点灯すれ
ば、イグナイタ３のｔｓｖｓ２をＯＦＦして高圧パルス
の発生を停止させる。

たとえば、第９図に示す回路において、放電ギャップＧ
の放電開始電圧ＶＧＩを数千ボルト、パルストランスＰ
Ｔの巻数比を１０倍程度に設定すれば、パルストランス
ＰＴの二次巻線ＰＴ２には、敵方ボルトの非常に高いパ
ルス電圧が発生し、高圧放電ランプ２が消灯直後であっ
て、極めて再始動しにくい状態にあっても瞬時に再始動
できるイグナイタ３が得られる。

第１１図及び第１２図は、従来の別の高圧放電灯点灯装
置におけるイグナイタの一例を示すもので、特開昭５７
−１６５９９９号公報に示されたものである。

前記第１の従来例と異なる点は、イグナイタ３が、電源
ＶＳ２を昇圧トランスＴｒで昇圧して放電ギャップＧを
駆動させる構成とした点であり、コンデンサＣ２の両端
電圧ＶＣ２は、第１２図（ｂ）に示すようにノコギリ波
状になり、電源ＶＳ２（同図（ａｌ）の半サイクルの期
間に何回も放電ギャップＧが放電を繰り返し、パルス本
数が多く得られるものである。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このように構成された第９図に示す従来
の高圧放電灯点灯装置１においては、放電ギャップＧ自
身の特性のばらつきゃ、その経時変化又は温度や湿度等
の周囲環境等により放電ギャップＧの消弧性能が低下し
、第１０図（ｂ）に示すように放電ギャップＧが１度放
電をした後、放電が持続し、高圧パルスが電源ＶＳ２投
入直後の１度しか発生せず、この１度の高圧パルスで高
圧放電ランプ２が始動しない場合には、ランプ２の消灯
状態が継続し点灯しないという欠点があった。また、こ
のような持続放電が長く続けば、その間は放電ギャップ
Ｇは略短絡状態であるために、異常発熱による放電ギャ
ップＧの劣化を招いたり１、直流裔圧発生回路５が過負
荷となり故障する原因になるといった問題点があった。

また、第１１図に示された第２の従来例においても同様
に、第１２図（Ｃ）に示すように電源ＶＳ２の半サイク
ルに１回のパルスしか発生せず、次の半サイクルまで放
電が持続して、やはりランプ２の始動及び再始動性能が
低下し、放電ギャップＧの劣化を招くという問題点があ
った。

本発明は、前記背景に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、放電ギャップを利用したイグナイタを
有する高圧放電灯点灯装置において、放電ギャップの持
続放電を防止し、安定したパルスを発生させて、高圧放
電ランプの始動、再始動性能を確保すると共に、放電ギ
ャップの寿命低下を防止した高圧放電灯点灯装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため本発明は、高圧放電ランプ２に
電力を供給すると共に、ランプ２の点灯を維持させる点
灯手段４と、放電ギャップＧと該放電ギャップＧに電力
を供給する昇圧回路５とパルストランスＰＴとを含んで
なるイグナイタ３とを有する高圧放電灯点灯装置１であ
って、前記点灯手段４の出力側に並列にバイパスコンデ
ンサＣ１が接続されると共に、該バイパスコンデンサＣ
１と並列関係に高圧放電ランプ２が接続され、バイパス
コンデンサＣＩと高圧放電ランプ２で形成される閉ルー
プ内に前記パルストランスＰＴの二次巻線ＰＴ２を有し
、前記放電ギャップＧの放電によりパルストランスＰＴ
の両端に高電圧を発生させて前記高圧放電ランプ２を始
動又は再始動させる高圧放電灯点灯装置１において、前
記放電ギャップＧが放電した後は、少なくとも前記放電
ギャップＧの消弧時間よりも長い時間、前記昇圧回路５
の出力を低下させ前記放電ギャップＧへの電力供給を実
質的に制限したことを特徴とするものである。

また、前記高圧放電灯点灯装置１において、前記イグナ
イタ３に電流検出手段６を設け、該電流検出手段６によ
り放電ギャップＧの放電を検知し、その出力により前記
イグナイタ３の昇圧回路５を駆動制御するようにしたこ
とを特徴とするものである。

さらには、前記高圧放電灯点灯装置１において、前記点
灯手段４が、直列に接続された２石のスイッチング素子
Ｑ１、Ｑ２を有するインバータ回路と、少なくとも一方
のスイッチング素子たとえばＱｌの両端にコンデンサた
とえばＣ３を介して直列に接続されるインダクタンスＬ
と、高圧放電ランプ２とで構成され、前記スイッチング
素子Ｑ１、Ｑ２をチョッパ動作させると共に、そのチョ
ッパ動作の時間を前記放電ギャップＧの消弧時間よりも
長く設定し、前記イグナイタ３の昇圧回路５が前記イン
バータ回路の出力に前記コンデンサたとえばＣ３を介し
て接続されたことを特徴とするものである。

また、前記高圧放電灯点灯装置１において、前記インバ
ータ回路が、電源に直列に接続された第１のスイッチン
グ素子と第２のスイッチング素子からなる第１の直列回
路と、該第１の直列回路に並列に接続された第３のスイ
ッチング素子と第４のスイッチング素子からなる第２の
直列回路とを有してなり、前記第１及び第２の直列回路
の中点間に接続されるインダクタンスと高圧放電ランプ
が直列に接続され、前記インバータ回路の出力が、前記
イグナイタの昇圧回路に、イグナイタの入力側に設けた
コンデンサＣ５を介して接続されたことを特徴とするも
のである。

〔作用〕

上記のように構成したことにより、請求項１記載の高圧
放電灯点灯装置１においては、放電ギャップＧが放電直
後は、その放電ギャップＧの消弧時間よりも長い期間、
昇圧回路５の出力を低下させているため、昇圧回路５か
ら放電ギャップＧへの電力の供給が実質的に制限され、
その間に放電ギヤングＧが消弧して放電が停止し、持続
放電することがなくなる。

また、−請求項２記載の高圧放電灯点灯装置１において
は、放電ギヤングＧの放電を検出する電流検出手段６を
設け、電流検出手段６により放電ギヤングＧの放電を検
知して、少なくとも放電持続中は、昇圧回路５から放電
ギャップＧへの電力の供給を実質的に停止させたため、
この間に放電ギヤングＧが消弧して放電が停止し、持続
放電することがなくなる。

さらには、請求項３記載の高圧放電灯点灯装置１におい
ては、点灯手段４であるインバータ回路を構成する２石
のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をチョッパ動作させ、そ
のチョッパ動作の時間を前記放電ギャップＧの消弧時間
よりも長く設定し、その出力をコンデンサたとえばＣ３
を介してイグナイタ３に接続し、イグナイタ３の昇圧回
路を駆動制御したため、放電ギャップＧの放電中は、放
電ギャップＧへの電力の供給が実質的に停止され、放電
ギャップＧが消弧して放電が停止し、持続放電すること
がなくなる。

また、請求項４記載の高圧放電灯点灯装置１においては
、点灯手段４であるインバータ回路の４石のスイッチン
グ素子をチョッパ動作させ、そのチョッパ動作の時間を
前記放電ギャップＧの消弧時間よりも長く設定し、その
出力をイグナイタ３の入力側に設けたコンデンサＣ５を
介してイグナイタ３の昇圧回路に接続し、これを駆動制
御したため、放電ギャップＧの放電中は、放電ギヤ、プ
Ｇへの電力の供給が実質的に停止され、放電ギャップＧ
が消弧して放電が停止し、持続放電することがなくなる
。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は、本発明の第１の実施例を示すもの
で、前記従来例と異なる点は、昇圧回路である直流高圧
発生回路５を１石のフライバンクコンバータで構成した
点である。つまり、電源■Ｓ２にトランスＦＢＴの一次
コイルとスイッチング素子Ｑを直列に接続し、スイッチ
ング素子Ｑを高周波発振と低周波発振のＡＮＤ回路出力
により高周波で駆動し、そのＡＮＤ回路の出力の休止区
間（略低周波発振の休止区間Ｔ２に等しくなる）を放電
ギャップＧの消弧時間Ｔ４より長くしたものであり、こ
の間に放電ギャップＧの放電は消弧し、スイッチング素
子ＱがＯＮの時には、トランスＦＢＴの一次コイルに電
流を流しエネルギーを蓄積し、スイッチング素子ＱがＯ
ＦＦの時には、このエネルギーをダイオードＤを介して
コンデンサＣ２に充電させるものである。

本願発明者は、前記従来例において放電ギャップＧが持
続放電するのは、放電ギャップＧが放電した際に、コン
デンサＣ２から放電電流１１が流れ、この放電開始以降
においても直流高圧発生回路５からはコンデンサＣ２に
電力が供給され続けるため、放電ギヤングＧに流れ込む
電流１２が流れ続けることが原因であることを発見し、
本発明をなしたものである。

第２図は、基本動作を示すもので、まずこれに基づいて
説明すると、本発明は、コンデンサＣ２への電力供給つ
まり、直流高圧発生回路５の出力を間欠的にして、その
休止区間Ｔ２を放電ギャップＧの消弧時間Ｔ４よりも長
くしているため、時間ｔｏにおいてイグナイタ３の電源
ＶＳ２をＯＮすると、放電ギャップＧの両端電圧■Ｇは
、同図（ｂ）のように徐々に上昇し、これが放電ギヤノ
ブＧの放電開始電圧ＶＧＩに達すると、時間ｔ１で放電
してコンデンサＣ２の電荷が放出され、ギャップＧには
同図（Ｃ）に示すような放電電流ＩＧが流れる。

この電流ＩＣは、時間とともに減衰し、時間ｔ２にて遮
断され、放電が停止される。この時間Ｌ１からｔ２まで
の期間が放電ギャップＧの消弧時間Ｔ４となる。したが
って、この期間Ｔ４よりも長い期間、直流高圧発生回路
５の休止区間Ｔ２を設け、電源から放電ギャップＧへの
流れ込み電流を制限したものである。

第３図は、第１図に示す本発明の第１の実施例における
動作を示すもので、低周波発振の休止区間Ｔ２が、略直
流高圧発生回路５の休止区間となるものであり、その他
の動作は、前記第２図に示した動作と同様である。

このように構成したことにより、放電ギャップＧが放電
直後は、その放電ギャップＧの消弧時間よりも長い期間
、昇圧回路５の出力を低下させているため、昇圧回路５
から放電ギャップＧへの電力の供給が実質的に制限され
、その間に放電ギャップＧが消弧して放電が停止し、持
続放電することがなくなる。このため、イグナイタ３か
ら安定してパルスが発生させることができ、ランプの始
動、再始動の信軌性を向上させると共に、放電ギャップ
の寿命低下を防止できる。

なおここで、イグナイタ３の直流高圧発生回路５がＯＮ
している時間と、コンデンサＣ２が充電を開始してから
放電ギャップＧが放電と開始するに至るまでの時間Ｔ３
は特に合わせる必要はなく、また、直流高圧発生回路５
の休止期間は、その出力がゼロである停止期間のみでは
なく、その出力が動作時におけるものに比べて極めて低
レベルであって、ギャップＧへの電力の供給が実質的に
ほとんど行われない状態をも含むものである。

第４図は、本発明の第２の実施例を示し、特にそのイグ
ナイタ３を示すものであり、前記第１の実施例と異なる
点は、前記パルストランスＰＴに電流検出手段である三
次巻線６を設け、放電ギャップＧの放電電流を検出し、
この出力により、昇圧トランスＴｒの一次側を、たとえ
ばサイリスタＴｈ等により駆動制御するように構成した
点である。

このイグナイタ３においては、前記サイリスタＴｈ等が
駆動中は、昇圧トランスＴｒの二次側のコンデンサＣ２
に高電圧を得、前記電流検出手段６が放電電流を検出し
た時は、少なくとも放電ギャップＧの消弧時間は、昇圧
トランスＴｒの一次側のスイッチング素子であるサイリ
スタＴｈ等の動作を停止させて、放電ギャップＧへの電
力の供給を停止するものである。

このように構成したため、本実施例における高圧放電灯
点灯装置１においては、電流検出手段６により放電ギャ
ップＧの放電を検知した後で少なくとも放電ギャップＧ
の消弧時間は、昇圧回路５から放電ギャップＧへの電力
の供給を停止させるため、放電ギャップＧが消弧して放
電が持続することがなくなるため、前記第１の実施例と
同様の効果を奏する。

第５図及び第６図は、本発明の第４の実施例に係るイグ
ナイタを示すもので、前記第１の実施例と異なる点は、
イグナイタ３の電源側にタイマー回路７を設け、タイマ
ー回路７によりイグナイタ３を駆動制御するもので、そ
のタイマー回路７による電源ＯＦＦ時間が前記放電ギャ
ップＧの消弧時間よりも長く設定されたものであり、こ
の間は、昇圧回路５から放電ギャップＧへの電力の供給
を停止したものである。

このように構成しても、前記第１の実施例と同様の効果
を奏する。

第７図及び第８図は、本発明の第３の実施例を示すもの
で、前記第１の実施例と異なる点は、点灯手段を２石の
ハーフブリッジ式インバータ回路で構成し、そのインバ
ータ回路の出力からコンデンサを介してイグナイタの電
源をとったものである。

本実施例における点灯手段は、直列に接続された２石の
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を有するインハータ回路と
、一端がその直列回路の両端にぞれぞれ接続され他端が
高圧放電ランプの一端に接続される２個のコンデンサＣ
３、Ｃ４と、前記直列に接続されたスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２の中点と前記高圧放電ランプの他端間に接続さ
れるインダクタンスＬからなり、前記ランプ２と並列関
係にバイパスコンデンサＣ１が接続され、そのバイパス
コンデンサＣ１とランプ２で形成される閉ループ内にパ
ルストランスＰＴの二次Ｓ線Ｐ　Ｔ　２が設けられてな
っている。このような構成のインバータ回路の出力から
前記コンデンサＣ３、Ｃ４を介してイグナイタ３の昇圧
回路５の電源が接続される。また、イグナイタ３の昇圧
回路５の電源側にはコンデンサＣ５が接続されている。

このような構成の高圧放電等装置１においては、まず期
間ＴＩはスイッチング素子Ｑｌ、Ｑ２を交互に高周波で
ＯＮ、ＯＦＦさせ、期間Ｔ２は一方のスイッチング素子
（たとえばＱ２）をＯＦＦにし、他方のスイッチング素
子（たとえばＱｌ）を高周波でＯＮ、ＯＦＦさせるいわ
ゆるチョッパ動作をさせるもので、端子ａ、ｂ間の電圧
は第８図（ｄｌに示すように期間ＴＩでは高周波の電圧
が、期間Ｔ２では直流の電圧が発生する。

またイグナイタ３は、その電源を、前述のインバータ回
路の出力である端子ａ、ｂ間から得ているため、期間Ｔ
１間は、その出力が高周波であるため、コンデンサＣ５
を介して昇圧トタンスＴｒの一次側が駆動され、昇圧さ
れた電圧がダイオードＤ３、Ｄ４により整流されてコン
デンサＣ２に充電される。つまり、第８図（ｂ）に示す
ように放電ギャップＧの両端電圧が徐々に上昇し、その
電圧が放電開始電圧ＶＧＩに達すると、同図（Ｃ）に示
すような放電電流ＩＧが流れ、この際にパルストランス
ＰＴの二次側に高圧パルス電圧が発生し、これがコンデ
ンサＣ１を介して高圧放電ランプ２に印加されるもので
ある。また、期間１２間では、端子ａ、ｂ間の電圧が同
図（ｄ）に示すように略直流となるため、これが、コン
デンサＣ５によってカントされ、イグナイタ３の動作が
停止し、コンデンサＣ２への充電電流は停止し、放電は
コンデンサＣ２の電荷が消失した時点で停止し、したが
って、放電ギャップＧが持続放電を生ぜず、本実施例に
おいても前記第１の実施例と同様の効果を奏する。

なお、本実施例においてはランプが点灯すれば、スイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２をチョッパ動作のみをさせること
によりイグナイタ３の動作を完全に停止させ、ランプ２
を安定に点灯維持させることができる。また、前記実施
例においては、点灯手段が２石のハーフブリッジ式イン
バータ回路である場合の説明を行ったが、本発明はこれ
に限らず、４石のスイッチング素子を用いたフルブリッ
ジインバータ回路であっても良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

このように構成したことにより、放電ギャップＧが放電
直後は、その放電ギャップＧの消弧時間よりも長い期間
、昇圧回路５の出力を低下させているため、昇圧回路５
から放電ギャップＧへの電力の供給が実質的には行われ
ず、その間に放電ギ十ツブＧが消弧して放電が停止し、
持続放電することがなくなる。このため、イグナイタ３
から安定してパルスが発生させることができ、ランプの
始動、再始動の信顧性を向上させると共に、放電ギャッ
プの寿命低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図
（ａ）〜（ｄ）は、イグナイタの各部の動作状態を示す
タイムチャート、第３図（ａ）〜（Ｃ）は、同上の基本
構成におくるタイムチャート、第４図は、本発明の第２
の実施例を示す回路図、第５図は、本発明の第３の実施
例を示す回路図、第６図は、同上のスイッチ素子のタイ
ムチャート、第７図は、本発明の第４の実施例を示す回
路図、第８図（ａ）〜（ｄ）は、同上の各部の動作状態
を示すタイムチャート、第９図は、従来の高圧放電灯点
灯装置の一例を示す回路図、第１０図は、同上のコンデ
ンサＣ２の両端電圧を示すもので、（ａｌは正常時、（
ト））は異常時、第１１図は、従来の別の高圧放電灯点
灯装置の一例を示す回路図、第１２図は、同上の電源と
コンデンサＣ２の両端電圧を示すもので、（ａ）は電源
波形、（ト））はコンデンサの両端電圧の正常時、（Ｃ
）はコンデンサの両端電圧の異常時を示すものである。 １−高圧放電灯点灯装置　２−高圧放電ランプ３−イグ
ナイタ　　　　　４−点灯手段５−・−昇圧回路　　　
　　　６−電流検出手段Ｃ１−バイパスコンデンサ Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５−コンデンサ Ｇ−放電ギャップ ＰＴ−−−パルストランス Ｐ　Ｔ　２−二次巻線 Ｑｌ、Ｑ２−スイッチング素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧放電ランプに電力を供給すると共に前記ラン
   プの点灯を維持させる点灯手段と、放電ギャップと該放
   電ギャップに電力を供給する昇圧回路とパルストランス
   とを含んでなるイグナイタとを有する高圧放電灯点灯装
   置であって、前記点灯手段の出力側に並列にバイパスコ
   ンデンサが接続されると共に、該バイパスコンデンサと
   並列関係に高圧放電ランプが接続され、バイパスコンデ
   ンサと高圧放電ランプで形成される閉ループ内に前記パ
   ルストランスの二次巻線を有し、前記放電ギャップの放
   電により前記パルストランスの二次巻線の両端に高電圧
   を発生させて前記高圧放電ランプを始動又は再始動させ
   る高圧放電灯点灯装置において、前記放電ギャップが放
   電した直後は、少なくとも放電ギャップの消弧時間より
   も長い期間、前記昇圧回路の出力を低下させ前記放電ギ
   ャップへの電力供給を実質的に制限したことを特徴とす
   る高圧放電灯点灯装置。
2. （２）前記イグナイタに電流検出手段を設け、該電流検
   出手段により放電ギャップの放電を検知し、その出力に
   より前記イグナイタの昇圧回路を駆動制御する構成とし
   たことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置
   。
3. （３）前記点灯手段が、直列に接続された２石のスイッ
   チング素子を有するインバータ回路と、少なくとも一方
   のスイッチング素子の両端にコンデンサを介して直列に
   接続されるインダクタンスと、高圧放電ランプとで構成
   され、前記スイッチング素子をチョッパ動作させると共
   に、そのチョッパ動作の時間を前記放電ギャップの消弧
   時間よりも長く設定し、前記イグナイタの昇圧回路が前
   記インバータ回路の出力に前記コンデンサを介して接続
   されたことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯
   装置。
4. （４）前記インバータ回路が、電源に直列に接続された
   第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子から
   なる第１の直列回路と、該第１の直列回路に並列に接続
   された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素
   子からなる第２の直列回路とを有してなり、前記第１及
   び第２の直列回路の中点間にインダクタンスと高圧放電
   ランプが直列に接続され、前記インバータ回路の出力が
   、前記イグナイタの昇圧回路に、イグナイタの入力側に
   設けたコンデンサを介して接続されたことを特徴とする
   請求項３記載の高圧放電灯点灯装置。