JPH0487196A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、高圧放電灯を瞬時に再始動する放電灯点灯装
置に関するものである。

［従来の技術］ 高圧放電灯を始動あるいは再始動させる場合、イグナイ
タにより高圧放電灯に高圧パルスを印加する必要があり
、特に瞬時に再始動をさせる場合には数１０ｋＶの非常
に高い電圧が必要であった。

なお、高圧放電灯を初期始動させる場合の電圧は数ｋＶ
程度である。

そこで、瞬時再始動時に確実に再始動させるために、第
１２図に示すように初期始動時に比べて高圧パルスの単
位時間当たりの本数を増やすことが従来から提案されて
いる。しかし、この方法では単位時間当たりのパルスエ
ネルギを増加させるだけで、充分な瞬時再始動を可能と
することができないという問題があった。

この点を解決する方法として、高圧パルスの単位時間当
たりの本数を徐々に増加させると共に、高圧放電灯の両
端の始動前の電圧〈無負荷電圧）も徐々に上昇させて、
瞬時再始動を容易にした放電灯点灯装置が提案されてい
る。なお、単に始動時に無負荷電圧のみを上昇させる方
式は特公昭６３−１５４０６７号公報で提案されている
。

この放電灯点灯装置は、第１３図に示すように、交流電
源Ｖｓを整流回路４で整流した出力を昇圧する昇圧部１
と、昇圧部１の出力を交流電圧に変換して高圧放電灯ｌ
に印加するインバータ安定器部２と、始動あるいは再始
動時に高圧放電灯ｒに高圧パルスを印加するイグナイタ
部３と、高圧放電灯ｌの点灯状態を判別する点灯判別回
路１１とで構成しである。

昇圧部１は、トランジスタＱ１、チョークコイルＬ８、
ダイオードＤ１、コンデンサＣ３５抵抗ＲＲ２、トラン
ジスタＱ、のオン、オフを制御するスイッチング制御回
路１２からなる昇圧チョッパ回路で楕成してあり、始動
あるいは再始動時には点灯判別回路１１の出力に応じて
スイ・ソラング制御回路１２がコンデンサＣ３の両端電
圧Ｖ　ｃ　１を高くして、第１４図に示すように高圧放
電灯ｌの無負荷電圧を高くする。なお、昇圧部１では、
抵抗Ｒ、Ｒ２の分圧出力からスイッチング制御回Ｒ１２
がコンデンサＣ４の両端電圧Ｖ輪を検出して、両端電圧
Ｖｃ、の制御を行う。

インバータ安定器部２は、スイッチング素子Ｑ、〜Ｑ　
＋　＜、ダイオードＤ２〜Ｄ３、チョークコイルＬ２及
びコンデンサＣ２からなるフルブリッジ構成のインバー
タ回路で構成してあり、昇圧部１の出力を矩形波の交流
電圧に変換して高圧放電灯ｌに印加する。但し、上記コ
ンデンサＣ２は矩形波の周波数では充分に大きなインピ
ーダンスをとる容量のものである。

イグナイタ部３は、交流電源Ｖｓを整流平滑する整流平
滑口Ｂ３０と、この整流平滑口Ｎ３０の出力電圧を昇圧
するフォワード方式のリンギングチョークコンバータ３
１と、このリンギングチョークコンバータ３１の出力に
応じて高圧パルスを発生する高圧パルス発生回路３２と
で楕成しである。

リンギングチョークコンバータ３１では、ドライブ回Ｂ
３４が発振口ＦＩ＠３３の出力に応じてトランジスタＱ
２をオン、オフし、これによりパルストランスＰＴの２
次側に発生する高周波電圧をダイオードＤ６及びコンデ
ンサＣ４で整流平滑して整流平滑回路３０の出力電圧を
昇圧する。このリンギングチョークコンバータ３１の出
力であるコンデンサＣ１の両端電圧が放電開始電圧に達
したとき、高圧パルス発生回路３２の放電ギャップＧが
放電し、これにより高圧パルストランスＨＶＴの２次側
に高圧パルスが発生し、この高圧パルスをインバータ安
定器部２の出力電圧である無負荷電圧に重畳して高圧放
電灯ｌに印加する。

ここで、リンギングチョークコンバータ３１は抵抗Ｒ，
，Ｒ，及びコンデンサＣ５からなる時定数回路３５を備
え、ドライブ回路３４ではコンデンサＣ５の両端電圧が
高くなるに応じてトランジスタＱ２のオンデユーテイを
増加させ、これによりリンギングチョークコンバータ３
１の出力電圧を高くして、第１４図に示すように時間経
過と共に単位時間当たりの高圧パルスの本数を増加する
。なお、イグナイタ部３と交流電源Ｖｓとの間にはリレ
ー接点ｒ１を挿入してあり、点灯判別口Ｆ＃１１で高圧
放電灯ｌが点灯したことが判別された際にリレー接点ｒ
１を開いてイグナイタ部３への交流電源Ｖｓの供給を停
止させ、イグナイタ部３から高圧放電灯ｌへの高圧パル
スの供給を停止させる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述の第１３図に示す放電灯点灯装置は瞬時
に再始動を行うことができるが、回路構成が複雑である
という問題があった。

本発明は上述の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、高圧放電灯を瞬時に再始動すること
ができ、しかも回路構成を簡単にすることができる放電
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］ 上記目的を達成するために、本発明は直流電源の電圧を
適宜電圧に調整して高圧放電灯に印加する安定器部と、
高圧放電灯に始動時及び再始動時に高圧パルスを印加す
るイグナイタ部とを備え、再始動時に始動時よりも出力
電圧を高くして高圧放電灯の無負荷電圧を高くする無負
荷電圧調整手段を上記安定器部に設け、上記安定器部の
出力電圧を電源としてイグナイタ部を動作させ、安定器
部の出力電圧が高くなるに伴って高圧放電灯に印加する
高圧パルスの発生周期を短くする周期可変手段を上記イ
グナイタ部に設けである。

［作用］ 本発明は、上述のように再始動時に出力電圧が高くなる
安定器部と、この安定器部の出力電圧に応じて再始動時
に発生する高圧パルスの発生周期が短くなるイグナイタ
部とを備えることにより、高圧放電灯を瞬時に再始動で
きるようにし、しかも再始動時に高くなる安定器部の出
力電圧に応じてイグナイタ部が高圧パルスの発生周期の
短くすることにより、イグナイタ部に再始動時の時間経
過に応じた出力を得る回路を必要としないようにして、
回路構成を簡素化することができるようにしたものであ
る。

［実施例１］ 第１図乃至第６図に本発明の一実施例を示す。

本実施例も基本的には、第１図に示すように、直流電源
ＶＳの電圧を昇圧する昇圧部１と、この昇圧部１の出力
を交流電圧に変換するインバータ安定器部２と、高圧放
電灯Ｉに高圧パルスを印加するイグナイタ部３とからな
るものであり、本実施例の特徴とするところはイグナイ
タ部３がインバータ安定器部２の出力電圧を電源として
動作し、イグナイタ部３として入力電圧〈つまりはイン
バータ安定器部２の出力電圧）が高くなるに従って自動
的に単位時間当たりの高圧パルスの本数が増加する回路
構成としである点にある。なお、本実施例では昇任部１
とインバータ安定器部２とで安定器部５を構成しである
。本実施例の昇圧部１は、第３図（ａ）に示すように、
第１３図回路と同様に始動時あるいは再始動時に無負荷
電圧を徐々に高くするようになっており、これにより第
３図（ｂ）に示すようにインバータ安定器部２の出力Ｖ
ａｂが徐々に増加する。また、イグナイタ部３において
入力電圧が高くなるに従って自動的に単位時間当たりの
高圧パルスの本数を増加させるために、整流平滑回路３
０の出力を昇圧して高圧パルス発生回路、３２に供給す
る昇圧するコンバータとして第１図に示すように自励式
フライバックコンバータ３６で楕成しである。この自励
式フライバックコンバータ３６は、フライバックトラン
スＦＢＴの備える帰還巻線に誘起される電圧を用いてト
ランジスタＱ２がオン、オフする構成となっており、入
力電圧（インバータ安定器部２の出力電圧）が第３［Ｎ
　（ｂ＞に示すように増加すると、それに伴ってフライ
バックトランスＦＢＴの２次出力が増加し、このためコ
ンデンサＣ９の両端電圧が上昇する。

従って、高圧パルス発生回路３２の発生する高圧パルス
の本数が第３図（ｃ）に示すように入力電圧に応じて増
加する。そして、高圧放電灯ｐが点灯すると、上記イグ
ナイタ部３の入力電圧であるインバータ安定器部２の出
力電圧が、高圧放電灯ｌのランプ電圧の低下に伴って第
３図（ｂ）に示すように低下することにより、同図＜ｃ
＞に示すようにイグナイタ部３の動作が自動的に停止す
る。つまり１本実施例のイグナイタ部３では、高圧放電
灯Ｉが点灯して上述のように入力電圧が低下すると、コ
ンデンサＣ１の両端電圧が放電ギャップＧの放電開始電
圧に達しないように定数設定しであるため、イグナイタ
部３の動作が自動的に停止するのである。このように構
成することにより、イグナイタ部３に始動あるいは再始
動時の時間経過と共に高圧パルスの本数を増加させる回
路を不要とすることができ、しかも本実施例の場合には
高圧放電灯ｌの点灯後にイグナイタ部３の動作を停止す
る回路も不要とでき、回路構成を簡素化することができ
る。ところで、イグナイタ部３はノイズや安全面から高
圧放電灯ｌの近傍に設けることが好ましいので、イグナ
イタ部３が器具スペースの点からインバータ安定器部２
等から遠く離して配置されることがあるが、本実施例で
はインバータ安定器部２とイグナイタ部３とを２線の信
号線で接続できるので、配線的にも好ましいものとなる
。

ところで、上述の実施例では自動式フライバックコンバ
ータ３６を用いてイグナイタ部３を構成してあったが、
第４図に示すシュンセン式のリンギングチョークコンバ
ータ３７を用いてもよく、このコンバータ３７では２個
のトランスＴ　＋　、　Ｔ　２及びスイッチング素子Ｑ
、、Ｑ、で構成され、トランスＴ２でスイッチング素子
Ｑ　ｓ　、　Ｑ　＝に帰還をかけて交互にオン、オフさ
せ、トランスＴ、の２次出力に高周波電圧を発生するも
のである。またその他に、第５図に示すように、第１０
図のイグナイタ部３と同様のフォワード方式のリンギン
グチＥ　−クコンバータ３１“を用いることもできる。

但し、この場合には入力電圧であるインバータ安定器部
２の出力が徐々に増加し、自動的に始動あるいは再始動
後の時間経過に伴って出力電圧が増加するので、リンギ
ングチョークコンバータ３１゛には時定数回路３５が不
要となっている。また、第６図に示すようにフライバッ
ク方式のリンギングチョークコンバータ３１パを用いる
こともできる。

また、本実施例の場合にはインバータ安定器部２として
フルブリッジ構成のインバータ回路を用いであるが、ハ
ーフブリッジ構成等その他の構成のインバータ回路を用
いることもできる。さらに。

本実施例の場合には高圧パルストランスＨＶＴの２次側
を分割しであるが、必ずしも分割する必要はない。なお
、本実施例の場合には高圧パルスの波高値は第３図（Ｃ
）に示すようにｌ　Ｖ　）　ｌ　＞　ｌ　Ｖ　ｓ　’　
ｌとしである。

［実施例２］ 第７図乃至第９図に本発明の他の実施例を示す。

本実施例では交流電源Ｖｓを整流平滑して得た直流電圧
で高圧放電灯ｌを直流点灯する放電灯点灯装置に本発明
を適用したもので、第７図に示すように、整流平滑回路
としてダイオードＤＩ１．ＤＩ２及びコンデンサＣ，，
、Ｃ，２からなる倍電圧整流回路１４を用い、始動時及
び点灯時に上記倍電圧整流回路１４のコンデンサＣＩ＋
の両端電圧を高圧放電灯ｌに供給すると共に、再始動時
にコンデンサＣＩ　ｌ　＋　ＣＩ　２の直列回路の一両
端電圧を高圧放電灯Ｉに供給する切換接点ｒ２を設け、
この切換接点ｒ２の切換制御を点灯判別回路１１で行う
ようにしである。

上記切換接点「２の出力は限流要素としての抵抗Ｒ５を
介して供給し、この抵抗Ｒ１の入力端及び出力端と倍電
圧整流回路１４のダイオードＤＩ２のアノードとの間に
は夫々コンデンサＣ、、、Ｃ、、を接続しである。つま
り、高圧放電灯Ｉは第８図（ａ）に示すコンデンサＣ１
，の両端電圧を電源として直流点灯するのである。ここ
で、イグナイタ部３にも上記コンデンサＣ１３の両端電
圧が電源として供給される。但し、本実施例の場合には
直流電源が高圧放電灯ｌに供給されるので、イグナイタ
部３は自励式フライバックコンバータ３６と高圧パルス
発生回路３２とで構成しである。なお、コンデンサＣ，
３，Ｃ、、の容量はＣ，、＞Ｃ，、とじてあり、高圧放
電灯ｌが点灯すると、第８図（ｂ）に示すようにコンデ
ンサＣ１，の両端電圧が低下するので、この際にコンデ
ンサＣＩ４の両端電圧が放電ギャップＧの放電開始電圧
以下となるように定数を設定して、高圧放電灯ｌの点灯
後は自動的にイグナイタ部３の動作が停止するようにし
である。

本実施例の場合にも、高圧放電灯ｅの始動時には無負荷
電圧及び高圧パルスの単位時間当たりの本数を余り増や
さなくても充分に始動性がよいので、点灯判別回路１１
により切換接点ｒ２がｆ側に切り換えられ、このときに
コンデンサＣ１，に充電される電圧ＶＣ＋３（＝　Ｖｓ
’　）となる、そして、コンデンサＣ５，の両端電圧が
イグナイタ部３のフライバックコンバータ３６の動作開
始電圧に達すると５フライバツクコンバータ３６が発振
を開始し、これにより第８図（Ｃ）に示すように高圧放
電灯ｌには直流電圧Ｖ　ｃ　１３に高圧パル久を重畳し
た電圧Ｖｃｄが印加される。そして、高圧放電灯ｌが点
灯すると、コンデンサＣＨ４の両端電圧が低下し、イグ
ナイタ部３からの高圧パルスの供給が停止される。

なお、このときのコンデンサＣ１，の両端電圧で高圧放
電灯ｌは点灯保持される。

次に、再始動時には点灯判別回路１１により切換接点ｒ
２がｅ側に切り換えられ、このためコンデンサＣＩ３の
両端電圧がＶ　ＣＨ３が２ＶＳ’に増加し、このため高
圧放電灯ｌに印加される無負荷電圧が上昇し、イグナイ
タ部３の入力電圧が増加することにより、高圧パルスの
単位時間当たりの発生本数が増加する。従って、上述の
実施例と同様に高圧放電灯ｌを確実に再始動させること
ができる。

なお、この際に高圧放電灯ｐが点灯すると、点灯判別回
路１１により切換接点ｒ２はｆ側に切り換えられ、この
際にもコンデンサＣ１４の両端電圧が低下することによ
り、イグナイタ部３からの高圧パルスの供給が停止され
る。

ところで、本実施例の場合には倍電圧整流回路１４を用
いた場合を説明したが、第９図＜ａ＞　、　（ｂ）に示
すｎ倍電圧整流回路１４’、１４”（１４゛はｎが偶数
の場合、１４パはｒｌが奇数の場合を示す）を用い、切
換接点で多段に出力電圧を可変するようにすると、第１
の実施例のように昇圧チョッパ回路１０を用いた場合と
同様にして、高圧パルスの本数を細かく変えることが可
能となる。

［実施例３コ 第１０図乃至第１１図に本発明のさらに他の実施例を示
す。本実施例では昇圧部１とインバータ安定器部２とを
簡素化したものであり、第１０図に示すように交流電源
Ｖｓの両端にチョークコイルＬ１を介してダイオードＤ
２１〜Ｄ２．からなるダイオードブリッジを接続し、ダ
イオードＤ　２１　、　Ｄ　：　２に並列にスイッチン
グ素子Ｑ２．．Ｑ２．を接続すると共に、ダイオードブ
リッジの出力間にコンデンサＣ２＋、Ｃ２□を接続し、
ダイオードＤ　２１．　Ｄ　２□の接続点とコンデンサ
Ｃ２１＋　Ｃ２２の接続点間にチョークコイルＬ２を介
して高圧放電灯ｌ及びイグナイタ部３を接続しである。

つまり、本実施例の場合には、インバータ回路に昇圧チ
ョッパ回路の機能を付加したもので、第１１図＜ａ＞に
示す交流電源Ｖｓの正の半サイクルの間に同図（ｂ）、
＜Ｃ）に示すようにスイッチング素子Ｑ　２１を高周波
的にオン、オフさせ、スイッチング素子Ｑ　２２をオフ
とし、負の半サイクルの間にはスイッチング素子Ｑ　２
２を高周波的にオン、オフさせ、スイッチング素子Ｑ　
２１をオフとする。

今、交流電源Ｖｓの正の半サイクル期間に、スイッチン
グ素子Ｑ　２２がオンすると、チョークコイルＬ７、ダ
イオードＤ２つ、スイッチング素子Ｑ　２１を通る経路
で電流が流れる。そして、スイッチング素子Ｑ　２１が
オフすると、チョークコイル上ダイオードＤ２３、コン
デンサＣ２１、イグナイタ部３（並びに高圧放電灯ｌ）
、チョークコイルＬ２、交流電源Ｖｓの経路と、チョー
クコイルＬ３、ダイオＦＤ２−、コンデンサＣ２０，ｃ
２２、ダイオードＤ　２２、交流電源Ｖｓの経路とでチ
ョークコイルＬ、に蓄積されたエネルギが放出され、コ
ンデンサＣＣ２が充電される。そして、上記スイッチン
グ素子Ｑ　２１のオン時にはコンデンサＣ２１に充電さ
れた電荷が、スイッチング素子Ｑ　２１、チョークコイ
ルＬ２を介してイグナイタ部３に放出されてイグナイタ
部３に電源が供給され、またスイッチング素子Ｑ　２２
のオフ時には上述したチョークコイルＬのエネルギの放
出経路における電流の供給、及びチョークコイルＬ２に
蓄積されたエネルギによりイグナイタ部３、コンデンサ
Ｃ２２、ダイオードＤ２□を介する経路でのイグナイタ
部への電流の供給により、第１１図（ｃ）に示す電圧Ｖ
ａｂがイグナイタ部３及び高圧放電灯ｌに供給される。

つまり、本実施例の場合にはスイッチング素子Ｑ２．が
昇圧チョッパ回路のスイッチング素子と負荷＠流供給用
のスイッチング素子との働きを兼用することになる。

逆に、負の半サイクル期間にはスイッチング素子Ｑ　２
２のスイッチングにより第１１図（Ｃ）の電圧Ｖａｂが
イグナイタ部３及び高圧放電灯ｌに供給される。

本実施例の場合にも点灯判別回路１１で再始動時である
ことが検出された場合に、スイッチング素子Ｑ　２１１
　Ｑ　２２のオンデユーテイを徐々に大きくすることに
より、高圧放電灯ｌの無負荷電圧を徐々に高くすること
ができ、さらにイグナイタ部３から高圧放電灯ｌに供給
される高圧パルスの単位時間当たりの本数を徐々に増加
させることができる。

ところで、上述の説明では高圧パルス発生回路３２で放
電ギャップＧを用いていたが、例えばＳＳＳ等の双方向
性トリガ素子を用いてもよく、また電源電圧ＶＳが始動
、再始動及び点灯時に必要なインバータ安定器部２の出
力電圧よりも高い場合には、昇圧部１を降圧チョッパ等
を用いた降圧部とすればよい。

［発明の効果コ 本発明は上述のように、直流電源の電圧を適宜電圧に調
整して高圧放電灯に印加する安定器部と、高圧放電灯に
始動時及び再始動時に高圧パルスを印加するイグナイタ
部とを備え、再始動時に始動時よりも出力電圧を高くし
て高圧放電灯の無負荷電圧を高くする無負荷電圧調整手
段を上記安定器部に設け、上記安定器部の出力電圧を電
源としてイグナイタ部を動作させ、安定器部の出力電圧
が高くなるに伴って高圧放電灯に印加する高圧パルスの
発生周期を短くする周期可変手段を上記イグナイタ部に
設けたものであり、再始動時に出力電圧が高くなる安定
器部と、この安定器部の出力電圧に応じて再始動時に発
生する高圧パルスの発生周期が短くなるイグナイタ部と
を備えているので、高圧放電灯を瞬時に再始動でき、し
かも再始動時に高くなる安定器部の出力電圧に応じてイ
グナイタ部が高圧パルスの発生周期の短くすることによ
り、イグナイタ部に再始動時の時間経過に応じた出力を
得る回路を必要とせず、このため回路構成を簡素化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す回路図、第
２図は同上の具体回路図、第３図は同上の動作説明図、
第４図は他の構成のイグナイタ部を示す回路図、第５図
はさらに他の構成のイグナイタ部を備える放電灯点灯装
置の回路図、第６図はさらに他の構成のイグナイタ部の
回路図、第７図は他の実施例の回路図、第８図は同上の
動作説明図、第９図（ａ）　、　（ｂ）は夫々他の構成
の安定器部を示す回路図、第１０図はさらに他の実施例
の回路図、第１１図は同上の動作説明図、第１２図は従
来の瞬時再始動方法の説明図、第１３図は他の従来例の
回路図、第１４図は同上の瞬時再始動方法の説明図であ
る。 ３はイグナイタ部、５は安定器部、ｌは高圧放電灯、Ｖ
ｓは直流電源である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図 ＩＩｖ！Ｊ 第１２図 ・１噌シ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源の電圧を適宜電圧に調整して高圧放電灯
   に印加する安定器部と、高圧放電灯に始動時及び再始動
   時に高圧パルスを印加するイグナイタ部とを備え、再始
   動時に始動時よりも出力電圧を高くして高圧放電灯の無
   負荷電圧を高くする無負荷電圧調整手段を上記安定器部
   に設け、上記安定器部の出力電圧を電源としてイグナイ
   タ部を動作させ、安定器部の出力電圧が高くなるに伴っ
   て高圧放電灯に印加する高圧パルスの発生周期を短くす
   る周期可変手段を上記イグナイタ部に設けて成ることを
   特徴とする放電灯点灯装置。