JPH06243976A

JPH06243976A - 高圧放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH06243976A
Application number: JP2583793A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kamoi; 武志鴨井; Minoru Yamamoto; 実山本; Hiroyasu Eriguchi; 裕康江里口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-02-15
Filing date: 1993-02-15
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】インバータ回路の誤った発振周波数切換を防止
する。【構成】高圧放電灯ＤＬに高電圧を印加して始動して高
周波点灯する。電流検出回路１で高圧放電灯ＤＬに流れ
る電流を検出する。始動判別回路４で電流検出回路１の
出力から高圧放電灯ＤＬの始動時に流れる大電流を検出
して高圧放電灯ＤＬの始動を判別する。高圧放電灯ＤＬ
が始動されたと判別されたとき、点灯判別回路２で電流
検出回路１の出力から高圧放電灯ＤＬの点灯時のランプ
電流を検出して高圧放電灯ＤＬの点灯状態を判別動作を
開始する。上記始動判別回路４で高圧放電灯ＤＬの始動
と判別されるまでは、インバータ回路ＩＮＶを高圧放電
灯ＤＬの非点灯時の周波数ｆ₂で発振させる。始動判別
後は点灯時の周波数ｆ₁で発振させる。第２の周波数で
インバータ回路を発振動作させた後は点灯判別回路２で
高圧放電灯ＤＬが非点灯状態にあると判別されたとき
に、インバータ回路ＩＮＶを周波数ｆ₂で発振させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧放電灯に高電圧を
印加して始動し、高周波点灯する高圧放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高圧放電灯点灯装置を図１３に示
す。この高圧放電灯点灯装置は、直流電源Ｅと、この直
流電源Ｅを電源として動作するインバータ回路ＩＮＶ
と、インバータ回路ＩＮＶで点灯される高圧放電灯ＤＬ
と、インバータ回路ＩＮＶと高圧放電灯ＤＬとの間に接
続され高圧放電灯ＤＬを始動するイグナイタＩＧＮと、
高圧放電灯ＤＬと直列に接続されランプ電流を検出する
電流検出回路１と、この電流検出回路１で検出されたラ
ンプ電流から高圧放電灯ＤＬの点灯状態を判別する点灯
判別回路２と、点灯判別結果に応じてインバータ回路Ｉ
ＮＶの発振周波数を切り換える制御回路３とで構成して
ある。

【０００３】インバータ回路ＩＮＶとしては、夫々ダイ
オードＤ₁，Ｄ₂が逆並列に接続されたスイッチング素
子Ｓ₁，Ｓ₂を直流電源Ｅの両端に直列接続し、スイッ
チング素子Ｓ₂に並列に直流カット用のコンデンサＣ₁
を介してインダクタＬ₁及びコンデンサＣ₂からなる直
列共振回路を接続したいわゆるハーフブリッジ構成のも
のを用いてある。このインバータ回路ＩＮＶでは、スイ
ッチング素子Ｓ₁，Ｓ ₂を交互にオン，オフさせて直流
電源Ｅから供給される直流電力を高周波電力に変換して
出力する。

【０００４】上記高圧放電灯点灯装置では、直流電源Ｅ
を電源として動作しインバータ回路ＩＮＶから高周波出
力が発生すると、イグナイタＩＧＮから高圧放電灯ＤＬ
に高圧パルスが印加され、高圧放電灯ＤＬが始動され
る。ところで、イグナイタＩＧＮにより高圧放電灯ＤＬ
が始動しなかった場合、つまりは高圧放電灯ＤＬが無負
荷状態にあるとき、高圧放電灯ＤＬの点灯時と同様にイ
ンバータ回路ＩＮＶを動作させると、インバータ回路Ｉ
ＮＶを構成する素子に大きなストレスがかかる。

【０００５】そこで、高圧放電灯ＤＬの点灯状態を判別
し、高圧放電灯ＤＬの非点灯時にはインバータ回路ＩＮ
Ｖの発振周波数を変化させるようにしてある。つまり、
高圧放電灯ＤＬは点灯状態にあることをランプ電流Ｉ_DL
から判別する。具体的には、図１４に示すように高圧放
電灯ＤＬの点灯時の最も小さいランプ電流Ｉ_DLよりも小
さい電流に対応する基準電圧Ｖ_refを点灯判別回路２に
設定し、この点灯判別回路２で電流検出回路１の出力と
基準電圧Ｖ_refとの比較を行うことにより、高圧放電灯
ＤＬの点灯を判別する。

【０００６】この点灯判別結果に応じて制御回路３でイ
ンバータ回路ＩＮＶの発振周波数を変化させることによ
り、インバータ回路ＩＮＶの出力を抑えるようにしてあ
る。一般的に、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂のスイッチ
ング周波数（つまりは、インバータ回路ＩＮＶの発振周
波数）は、インダクタＬ₁とコンデンサＣ₂とからなる
直列共振回路の共振周波数よりも高い領域に設定され
る。従って、高圧放電灯ＤＬの無負荷時のスイッチング
素子Ｓ₁，Ｓ₂のスイッチング周波数ｆ₂を、点灯時の
スイッチング周波数ｆ₁よりも高くする（ｆ₂≫ｆ₁）
ことにより、直列共振回路の共振周波数からスイッチン
グ素子Ｓ₁，Ｓ₂のスイッチング周波数を遠ざけ、イン
バータ回路ＩＮＶの出力電圧を抑えることができる。こ
のようにすれば、インバータ回路ＩＮＶの素子へのスト
レスを低減することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、高圧放電灯
ＤＬが無負荷状態にあるときに、インバータ回路ＩＮＶ
の素子へのストレスを低減するには、インバータ回路Ｉ
ＮＶの発振周波数ｆ₂をかなり高くする必要がある。こ
のようにインバータ回路ＩＮＶの発振周波数ｆ₂が高く
なると、点灯判別回路２の高圧放電灯ＤＬの点灯判別を
誤るという問題があった。

【０００８】つまり、上述のようにインバータ回路ＩＮ
Ｖの発振周波数ｆ₂が高くなると、高圧放電灯ＤＬが無
負荷状態にあり、ランプ電流Ｉ_DLは０であるにもかかわ
らず、電流検出回路１で電流が検出される。これは、図
１５に示すように、高圧放電灯ＤＬの両端に生じる浮遊
容量Ｃｓを介して漏れ電流Ｉ_Lが流れ、この漏れ電流Ｉ
_Lが電流検出回路１で検出されるためである。この場合
には、漏れ電流Ｉ_Lに伴う電流検出回路１の出力電圧
（図１６のハで示す）は変動し、これにより制御回路３
がインバータ回路ＩＮＶの発振周波数をｆ₁，ｆ₂に繰
り返し切り換えるという誤動作を生じる。この場合には
インバータ回路ＩＮＶの発振周波数がｆ₁になったとき
には、インバータ回路ＩＮＶの素子にストレスがかかる
という問題を生じる。

【０００９】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、高圧放電灯の点灯判別
を確実に行え、インバータ回路を誤った発振周波数に切
り換えることを防止することができる高圧放電灯点灯装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、直流電源と、直流電源から供給される
直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、イ
ンバータ回路の出力で点灯される高圧放電灯と、高圧放
電灯を始動する始動回路と、高圧放電灯に流れる電流を
検出する電流検出回路と、電流検出回路の出力から高圧
放電灯の始動時に流れる大電流を検出して高圧放電灯の
始動を判別する始動判別回路と、始動判別回路で高圧放
電灯が始動されたと判別されたとき、電流検出回路の出
力から高圧放電灯の点灯時のランプ電流を検出して高圧
放電灯の点灯状態を判別動作を開始する点灯判別回路
と、上記始動判別回路で高圧放電灯の始動と判別される
までは、インバータ回路を高圧放電灯の非点灯時の第１
の所定の周波数で発振させると共に、始動判別後は点灯
時の第２の所定の周波数で発振させ、第２の周波数でイ
ンバータ回路を発振動作させた後は点灯判別回路で高圧
放電灯が非点灯状態にあると判別されたときに、インバ
ータ回路を上記第１の所定周波数で発振させる制御回路
とを備えている。

【００１１】また、上記点灯判別回路の点灯判別結果に
応じて、制御回路がインバータ回路を第１及び第２の所
定の周波数で発振動作させる制御を行ってもよい。さら
に、電流検出回路の出力電圧を後段回路の処理のために
適正に設定することを可能とするために、上記電流検出
回路で高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出手段
を、高圧放電灯に直列に接続され、主に高圧放電灯の始
動時の大電流を検出する第１のインピーダンス要素と、
主に点灯時の高圧放電灯のランプ電流を検出する第２の
インピーダンス要素との並列回路で構成することが好ま
しい。

【００１２】

【作用】本発明は、上述のように点灯判別回路による高
圧放電灯の点灯判別を、始動判別回路で高圧放電灯の始
動判別されたときに行うことにより、確実に高圧放電灯
が始動されたときのみ点灯判別を行うことを可能とす
る。つまりは、高圧放電灯が無負荷状態にあるときに、
点灯判別回路で点灯判別を行う場合のように、高圧放電
灯の両端に発生する浮遊容量を通して流れる漏れ電流
で、点灯判別回路が誤動作することを無くす。これによ
り、高圧放電灯の点灯判別を確実に行え、高圧放電灯の
非点灯時にインバータ回路を誤って点灯時の動作状態と
することを防止する。

【００１３】また、電流検出回路で高圧放電灯に流れる
電流を検出する電流検出手段を、高圧放電灯に直列に接
続され、主に高圧放電灯の始動時の大電流を検出する第
１のインピーダンス要素と、主に点灯時の高圧放電灯の
ランプ電流を検出する第２のインピーダンス要素との並
列回路で構成することにより、第１及び第２のインピー
ダンス要素で個別に始動時の大電流及び点灯時のランプ
電流を検出することを可能とし、電流検出回路の出力電
圧を後段回路の処理のために適正に設定することを可能
とする。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）図１に本発明の一実施例の基本構成図を示
す。本実施例の場合には、電流検出回路１の出力から高
圧放電灯ＤＬの始動状態を判別する始動判別回路４を設
けてある点に特徴がある。なお、その他の構成は図８で
説明した構成と同じになっている。

【００１５】高圧放電灯ＤＬの始動時には、イグナイタ
ＩＧＮにより高圧放電灯ＤＬには高圧がかけられ、高圧
放電灯ＤＬが始動した瞬間には点灯時のランプ電流Ｉ_DL
の数倍の電流（ラッシュ電流）が流れる。そこで、この
ラッシュ電流（このラッシュ電流に伴う電流検出回路１
の出力を図２のイで示す）を始動判別回路４で検出し、
高圧放電灯ＤＬの始動を判別するようにしてある。そし
て、始動判別回路４では、ラッシュ電流が検出されたと
き、つまりは高圧放電灯ＤＬが始動されたときのみ点灯
判別回路２で高圧放電灯ＤＬの点灯状態（高圧放電灯Ｄ
Ｌの点灯時の電流検出回路１の出力を図２中のロで示
す）の判別を行う動作を開始させる。このようにすれ
ば、高圧放電灯ＤＬが一旦消灯して後に、制御回路３で
インバータ回路ＩＮＶの発振周波数が高く制御されて、
図２のハに示す浮遊容量Ｃｓによる漏れ電流Ｉ_Lによる
電流検出回路１の出力は生じても、このときには高圧放
電灯ＤＬの始動状態を示すラッシュ電流は流れないの
で、点灯判別回路２が点灯判別を行うことがなく、従っ
て漏れ電流Ｉ_Lによる誤動作を生じることがない。すな
わち、高圧放電灯ＤＬが無負荷状態にあるときには、イ
ンバータ回路ＩＮＶは高い発振周波数ｆ₂で確実に動作
させることができる。従って、誤動作によりインバータ
回路ＩＮＶの素子にストレスがかかることがない。

【００１６】図３は本実施例の具体回路を示す。電流検
出回路１は、高圧放電灯ＤＬと直列に接続された抵抗Ｒ
₀と、抵抗Ｒ₀の両端に発生する電圧を整流平滑して直
流電圧に変換するダイオードＤ₃及びコンデンサＣ₃と
で構成してある。点灯判別回路２としてはコンパレータ
ＣＰ₁を用いてあり、電流検出回路１の出力電圧と基準
電圧Ｖ_refとを比較し、電流検出回路１の出力電圧が基
準電圧Ｖ_refと越える場合にその出力がローレベルとな
る。

【００１７】そして、本実施例の特徴とする始動判別回
路４は、高圧放電灯ＤＬの始動によるラッシュ電流によ
り電流検出回路１の出力電圧が高くなったときセットさ
れると共に、点灯判別回路２の出力がハイレベルになっ
たときにリセットされるＲＳフリップフロップＦＦ
₁と、電流検出回路１の出力と点灯判別回路２の入力と
の間に挿入されＲＳフリップフロップＦＦ₁の出力Ｑが
ハイレベルとなったときにオンされるスイッチ要素ＳＷ
₁と、ＲＳフリップフロップＦＦ₁のリセット端子Ｒと
グランドとの間に挿入されＲＳフリップフロップＦＦ₁
の反転出力＊Ｑ（＊は反転信号を意味する）はハイレベ
ルとなったときにオンされるスイッチ要素ＳＷ₂とで構
成してある。ここで、スイッチング要素ＳＷ₁，ＳＷ₂
としてはトランジスタなどのスイッチング素子を用いて
構成される。なお、上記ＲＳフリップフロップＦＦ₁で
は、電流検出回路１の出力電圧を抵抗Ｒ₁，Ｒ₂で分圧
し、高圧放電灯ＤＬの始動によるラッシュ電流により電
流検出回路１の出力電圧が高くなったときにセットされ
るようにしてある。

【００１８】上記ＲＳフリップフロップＦＦ₁の出力Ｑ
は制御回路３に与えられ、この出力Ｑがハイレベルとな
ったときに、制御回路３ではインバータ回路ＩＮＶの発
振周波数をｆ₂からｆ₁に変化させるようにしてある。
なお、この周波数ｆ₁は、高圧放電灯ＤＬの点灯時の発
振周波数で、周波数ｆ₂は高圧放電灯ＤＬが無負荷状態
にあるときの周波数である。

【００１９】いま、高圧放電灯ＤＬにイグナイタＩＧＮ
から高圧パルスが印加され、高圧放電灯ＤＬが始動した
とすると、ラッシュ電流により抵抗Ｒ₀の両端電圧が高
くなり、これによりダイオードＤ₃，コンデンサＣ₃で
整流平滑して得られる直流電圧も図４（ａ）に示すよう
に高くなる。このため、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の分圧電圧がＲ
ＳフリップフロップＦＦ₁をセットするに充分な電圧ま
で上昇し（図４（ｂ）にセット入力を示す）、ＲＳフリ
ップフロップＦＦ₁がセットされる。このとき、ＲＳフ
リップフロップＦＦ₁の出力Ｑが図４（ｄ）に示すよう
にハイレベルとなる。この出力Ｑが制御回路３に入力さ
れると、制御回路３はインバータ回路ＩＮＶの発振周波
数を図４（ｈ）に示すようにｆ₂からｆ₁に切り換え
る。その後はＲＳフリップフロップＦＦ₁の出力Ｑは高
圧放電灯ＤＬが消灯して無負荷状態になるまでハイレベ
ルに保持される。

【００２０】上述のようにＲＳフリップフロップＦＦ₁
の出力Ｑがハイレベルとなると、スイッチ要素ＳＷ₁が
オンとなり、点灯判別回路２に電流検出回路１の出力が
入力され、これ以降点灯判別回路２で高圧放電灯ＤＬの
点灯状態が判別される。ここで、高圧放電灯ＤＬが点灯
維持され、電流検出回路１の出力が基準電圧Ｖ_ref以上
であれば、コンパレータＣＰ₁の出力はローレベルに保
たれる。なお、このとき、反転出力＊Ｑはローレベルで
あるので、スイッチ要素ＳＷ₂はオフとなっている。

【００２１】そして、高圧放電灯ＤＬが消灯して無負荷
状態になると、ランプ電流Ｉ_DLが減少し、これにより電
流検出回路１の出力が低下する。この電流検出回路１の
出力が基準電圧Ｖ_ref以下に低下することから、点灯判
別回路２が高圧放電灯ＤＬが無負荷状態になったと判別
する。このとき、点灯判別回路２を構成するコンパレー
タＣＰ₁の出力はハイレベルとなるので、ＲＳフリップ
フロップＦＦ₁がリセットされる。

【００２２】ＲＳフリップフロップＦＦ₁がリセットさ
れたときには、出力Ｑがローレベルとなるので、制御回
路３はインバータ回路ＩＮＶの発振周波数をｆ₁からｆ
₂に切り換えるように制御する。このとき、スイッチ要
素ＳＷ₁がオフされ、点灯判別回路２に電流検出回路１
の出力が入力されなくなり、点灯判別回路２による高圧
放電灯ＤＬの点灯判別動作が停止される。また、ＲＳフ
リップフロップＦＦ₁がリセットされることにより、反
転出力＊Ｑがハイレベルとなり、スイッチ要素ＳＷ₂を
オンとし、点灯判別回路２の出力をプルダウンして不安
定な出力が生じることを防止する。

【００２３】次に、高圧放電灯ＤＬが消灯状態、つまり
は無負荷状態にあるときには、イグナイタＩＧＮから高
圧パルスが高圧放電灯ＤＬに印加されることはないの
で、始動判別回路４のＲＳフリップフロップＦＦ₁がセ
ットされることがなく、このためスイッチ要素ＳＷ₁が
オンされることがなく、点灯判別回路２の点灯判別動作
は停止状態に保たれる。従って、インバータ回路ＩＮＶ
の発振周波数はｆ₂に固定される。すなわち、浮遊容量
Ｃｓによる漏れ電流が電流検出回路１で検出されたとし
ても、点灯判別回路２にそのときの電流検出回路１の出
力が入力されることはないので、従来のような問題は生
じない。

【００２４】（実施例２）図５に本発明の他の実施例の
具体回路図を示す。本実施例では、上述した実施例１の
点灯判別回路２と始動判別回路４とを一体にして判別回
路６としたものである。判別回路６は、具体的には、電
流検出回路１の出力を基準電圧Ｖｒと比較するコンパレ
ータＣＰ₂と、コンパレータＣＰ₂の基準電圧を設定す
る抵抗Ｒ₃〜Ｒ₅と、抵抗Ｒ₅の両端に接続されたスイ
ッチ要素ＳＷ₄と、コンパレータＣＰ₂の出力に応じて
スイッチング要素ＳＷ₄のオン，オフ制御を行うスイッ
チング要素ＳＷ₃とで構成してある。

【００２５】なお、本実施例では、商用電源ＡＣをダイ
オードブリッジＤＢで整流し、その整流出力の電圧変換
をチョッパ回路５で行うことにより、直流電源Ｅを得て
いる。高圧放電灯ＤＬが無負荷状態にあるときには、ス
イッチ要素ＳＷ₃がオンで、スイッチ要素ＳＷ₄がオフ
となっている。このとき、基準電圧Ｖｒは、駆動電源Ｖ
_Dを抵抗Ｒ₃と抵抗Ｒ₄，Ｒ₅の合成抵抗とで分圧した
電圧となる。ここで、コンパレータＣＰ₂の基準電圧Ｖ
ｒは高圧放電灯ＤＬが始動してラッシュ電流が電流検出
回路１で検出されなければ、電流検出回路１の出力が越
えない電圧に設定してある。つまり、高圧放電灯点灯装
置の動作開始時点では、判別回路６で始動判別が行われ
る。

【００２６】いま、高圧放電灯ＤＬの始動が図６（ａ）
に示すように検出されると、コンパレータＣＰ₂の出力
がローレベルとなり、このときのコンパレータＣＰ₂の
出力、つまりは判別回路６の出力で、制御回路３は図６
（ｃ）に示すようにインバータ回路ＩＮＶの発振周波数
をｆ₂からｆ₁に切り換えるように制御する。そして、
同時にコンパレータＣＰ₂の出力がローレベルとなるこ
とにより、スイッチ要素ＳＷ₃がオフとなり、これによ
りスイッチング要素ＳＷ₄がオンとなる。このようにス
イッチング要素ＳＷ₄がオンとなると、抵抗Ｒ₅の両端
が短絡される。このため、コンパレータＣＰ₂の基準電
圧Ｖｒは、抵抗Ｒ₃，Ｒ₄で決定され、図６（ａ）の破
線で示すように高圧放電灯ＤＬの点灯を判別するレベル
に引下げられ、以降判別回路６で点灯判別が行われる。
ここで、上記基準電圧Ｖｒは、高圧放電灯ＤＬの点灯時
に最もランプ電流が小さい場合よりも小さい電流に対応
する電流検出回路１の出力を検出できるようにしておく
ことは言うまでもない。

【００２７】上記状態は判別回路６で高圧放電灯ＤＬの
無負荷状態が検出されるまで継続され、その間はインバ
ータ回路ＩＮＶの発振周波数はｆ₁に保たれる。そし
て、高圧放電灯ＤＬが消灯することにより、電流検出回
路１の出力が基準電圧Ｖｒを下回ると、コンパレータＣ
Ｐ₂の出力はハイレベルとなる。これにより、制御回路
３はインバータ回路ＩＮＶの発振周波数をｆ₂となるよ
うに制御する。これと同時に、スイッチング要素ＳＷ₃
がオンで、スイッチング要素ＳＷ₄がオフとなり、判別
回路６は始動判別を行う状態に戻る。

【００２８】このように本実施例においても、実質的に
は実施例１と同様にして高圧放電灯ＤＬの始動が検出さ
れたときに始めて点灯状態の判別を行うので、浮遊容量
Ｃｓによる漏れ電流Ｉ_Lで点灯状態を誤判別することが
なく、高圧放電灯ＤＬの無負荷時にインバータ回路ＩＮ
Ｖの発振周波数がｆ₁となるという問題を生じない。（実施例３）図７に本発明のさらに他の実施例を示す。
本実施例は、実施例１の変形例であり、実施例１の場合
にはＲＳフリップフロップＦＦ₁の出力で制御回路３に
よるインバータ回路ＩＮＶの発振周波数の切換制御を行
わせていたが、本実施例では点灯判別回路２の出力で制
御回路３によるインバータ回路ＩＮＶの発振周波数の切
換制御を行わせている点に特徴がある。つまり、本実施
例の場合には、ＲＳフリップフロップＦＦ₁の出力Ｑを
制御回路３に入力するラインを無くしたあるものであ
る。

【００２９】本実施例の場合には、実施例１の場合に比
べてインバータ回路ＩＮＶの発振周波数を切り換える時
点に若干の遅れを生じるが、実質的に動作は殆ど同じで
あり、本実施例のように構成しても何等差支えない。し
かも、本実施例では回路構成が簡素になるという利点が
ある。（実施例４）図８に本発明のさらに別の実施例を示す。
本実施例は、イグナイタＩＧＮを用いていない点が実施
例１と異なる。このようにイグナイタＩＧＮを用いてい
ないので、本実施例の場合には、放電灯ＤＬの始動時に
はインバータ回路ＩＮＶの発振周波数をインダクタＬ₁
とコンデンサＣ₂からなる直列共振回路の共振周波数に
近づけ、インバータ回路ＩＮＶの出力を大きくするよう
にしてある。このようにすれば、イグナイタＩＧＮの代
わりにインバータ回路ＩＮＶを用いて、高圧放電灯ＤＬ
を始動させることができる。

【００３０】そして、高圧放電灯ＤＬが始動されたとき
には、実施例１で説明したと同様に、ラッシュ電流から
始動判別回路４が高圧放電灯ＤＬが始動されたことを判
別し、インバータ回路ＩＮＶの発振周波数を周波数ｆ₁
に切り換える。但し、本実施例の場合には、インバータ
回路ＩＮＶの出力は高圧放電灯ＤＬの点灯時よりも無負
荷時の方が高いことになるので、インバータ回路ＩＮＶ
を構成する素子として耐圧などの耐量の大きなものを用
いる必要がある。

【００３１】（実施例５）図９はインバータ回路ＩＮＶ
としてフルブリッジ構成のものを用いた点に特徴があ
る。このインバータ回路ＩＮＶは、直流電源Ｅの両端
に、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂の直列回路と、スイッ
チング素子Ｓ₃，Ｓ₄の直列回路とを並列に接続し、ス
イッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂の接続点と、スイッチング素
子Ｓ₃，Ｓ₄の接続点との間に、直列共振回路を構成す
るインダクタＬ₁と高圧放電灯ＤＬとを接続し、高圧放
電灯ＤＬの両端にイグナイタＩＧＮと上記インダクタＬ
₁と共に直列共振回路を構成するコンデンサＣ₂を接続
してある。

【００３２】このインバータ回路ＩＮＶでは、図９中の
対角位置にあるスイッチング素子Ｓ ₁，Ｓ₄及びスイッ
チング素子Ｓ₂，Ｓ₃を組として、各組毎に交互にオ
ン，オフさせるものである。いま、トランジスタＳ₁，
Ｓ₄がオンであるときには、直流電源Ｅ、スイッチング
素子Ｓ₁、インダクタＬ₁、高圧放電灯ＤＬ、スイッチ
ング素子Ｓ₄、直流電源Ｅの経路で電流が供給される。
また、トランジスタＳ₂，Ｓ₃がオンであるときには、
直流電源Ｅ、スイッチング素子Ｓ₃、高圧放電灯ＤＬ、
インダクタＬ₁、スイッチング素子Ｓ₂、直流電源Ｅの
経路で、上述の場合とは逆方向の電流が供給される。こ
のインバータ回路ＩＮＶの出力を受けてイグナイタＩＧ
Ｎが高圧放電灯ＤＬを始動する高圧パルスを印加する。

【００３３】そして、高圧放電灯ＤＬと直列に電流検出
回路１の抵抗Ｒ₀を挿入して、ランプ電流の検出を行う
ようにしてある。その他の構成は実施例１で説明したと
同じであり、動作もほぼ同じであるので、詳細な説明は
省略する。（実施例６）図１０に本発明の他の実施例を示す。上述
した実施例２の変形例として、図１０に示すように、電
流検出回路１の出力を増幅回路７で増幅し、その増幅出
力から判別回路６で、始動判別及び点灯判別を行うこと
が考えられる。つまり、点灯判別などの感度を高くする
ために、電流検出回路１の出力を増幅する増幅回路７を
設けてある。

【００３４】ここで、抵抗Ｒ₀では、高圧放電灯ＤＬの
始動時に流れるラッシュ電流（ピーク値が数十Ａ）を検
出し、点灯判別のためにピーク値が数Ａのランプ電流を
検出する。上述のように増幅回路７を備える場合には、
増幅回路７の出力が判別回路６の駆動電源の電圧Ｖ_D以
下に抑える必要がある。具体的には、駆動電源Ｖ_Dの電
圧が１２Ｖ、高圧放電灯ＤＬの始動時のラッシュ電流の
ピーク値が３０Ａの場合、抵抗Ｒ₀は０．４Ω以下にす
る必要がある。さらに、抵抗Ｒ₀にはランプ電流が流れ
るので、電力損失を低減するために、なるべく小さい方
が有利であり、通常は０．１Ωないしは０．２２Ωのも
のが用いられる。

【００３５】しかし、この抵抗値の抵抗は、巻線構造の
ものが多く、図１１（ｂ）に示すように、抵抗成分と共
にインダクタンス成分が含まれる。なお、巻線構造でな
くても、そのインダクタンス値は小さいが、インダクタ
ンス成分が含まれる。このインダクタンス成分は、点灯
時のランプ電流は、周波数が数１００ｋＨｚであり、ピ
ーク値が数Ａ程度であるので、あまり問題とはならな
い。しかしながら、ラッシュ電流は周波数が数ＭＨｚ程
度と高く、且つピーク値が数１０Ａと大きいため、イン
ダクタンス成分によるインピーダンスにより発生する電
圧が、判別回路６の駆動電源Ｖ_Dの電圧を越えてしまう
という問題があった。

【００３６】そこで、ランプ電流を検出するために、コ
ンデンサを用いることが考えられる。このコンデンサの
容量は始動時のラッシュ電流で過電圧が発生しない値に
選べばよい。しかしながら、このように設定した場合に
は、高圧放電灯ＤＬの点灯時のランプ電流で過電圧が発
生するという問題が生じる。つまりは、過電圧を発生さ
せることなく、始動時のラッシュ電流と、点灯時のラン
プ電流とを検出することが難しいという問題があった。
この点を改善するようにしたものが本実施例である。

【００３７】本実施例では、図１０に示すように、基本
構成的には電流検出回路１の出力を増幅して出力するオ
ペアンプＯＰ₁を用いた増幅回路７を設け、この増幅回
路７の出力から判別回路６が点灯状態及び始動状態を判
別する点を除き、実施例２と同じものである。但し、図
１０は電流検出回路１及び判別回路６の構成をさらに具
体的に示してある。なお、この細かな点の説明は省略す
る。また、本実施例では直流電源Ｅを、商用電源ＡＣを
ダイオードＤ₀₁，Ｄ₀₂，及びコンデンサＣ₀₁，Ｃ₀₂から
なる倍電圧整流回路を用いて作成してある。

【００３８】さらに、本実施例の特徴とするところは、
始動時のラッシュ電流を検出する第１のインピーダンス
要素Ｚ₁と、点灯時のランプ電流を検出する第２のイン
ピーダンス要素Ｚ₂との並列回路を、高圧放電灯ＤＬと
直列に挿入してある点にある。ここで、周波数が数ＭＨ
ｚで、ピーク値が数１０Ａのラッシュ電流に対しては、
第１及び第２のインピーダンス要素Ｚ₁，Ｚ₂の大小関
係は、Ｚ₁＜Ｚ₂としてある。このため、ラッシュ電流
は主に第１のインピーダンス要素Ｚ₁を流れ、第１のイ
ンピーダンス要素Ｚ₁の両端電圧としてラッシュ電流が
検出される。

【００３９】また、周波数が数１００ｋＨｚで、ピーク
電流が数Ａのランプ電流に対しては、第１及び第２のイ
ンピーダンス要素Ｚ₁，Ｚ₂の大小関係は、Ｚ₁＞Ｚ₂
としてある。このため、点灯時のランプ電流は主に第２
のインピーダンス要素Ｚ₂を流れ、第２のインピーダン
ス要素Ｚ₂の両端電圧として点灯時のランプ電流が検出
される。

【００４０】従って、第１及び第２のインピーダンス要
素Ｚ₁，Ｚ₂のインピーダンスを適正に設定することに
より、始動時のラッシュ電流が流れるときも、点灯時の
ランプ電流が流れるときも、電流検出回路１では所定電
圧以下の電圧を得ることが可能となる。図１１は第１及
び第２のインピーダンス要素Ｚ₁，Ｚ₂の具体例を示す
もので、第１のインピーダンス要素Ｚ₁としてコンデン
サＣｚを用い、第２のインピーダンス要素Ｚ₂として抵
抗Ｒｚを用いてある。但し、抵抗Ｒｚは、図１１（ｂ）
に示すように抵抗成分Ｒと共に、インダクタンス成分Ｌ
ｚを持っている。この場合のコンデンサＣｚのインピー
ダンス値は１／ωＣｚであり、抵抗Ｒｚのインピーダン
ス値は、Ｒ＋ωＬｚである。

【００４１】ここで、始動時のラッシュ電流に対して
は、コンデンサＣｚのインピーダンス値の方が小さく、
点灯時のランプ電流に対しては、抵抗Ｒｚのインピーダ
ンス値の方が小さくなっている。従って、始動時のラッ
シュ電流は主にコンデンサＣｚを流れ、点灯時のランプ
電流が抵抗Ｒｚを流れる。上記、コンデンサＣｚ及び抵
抗Ｒｚの両端の電圧を適正になるように設定しておけ
ば、始動時及び点灯時に過電圧が増幅回路７から出力さ
れることがない。

【００４２】但し、本実施例は増幅回路７を備えていな
い場合にも適用可能であることは言うもない。（実施例７）図１２に本発明のさらに別の実施例を示
す。ところで、この種の高圧放電灯点灯装置では、上述
したように高圧放電灯ＤＬの無負荷状態において、浮遊
容量Ｃｓが存在して漏れ電流Ｉ_Lが流れる。ここで、上
記浮遊容量Ｃｓは器具（器具部分を一点鎖線枠で示す）
の構造的な影響が大きく、その値が変化する。つまり
は、浮遊容量Ｃｓが変化することにより、漏れ電流の電
流値も変化し、場合によっては始動を判別した場合にの
み点灯状態を判別するようにしても、判別回路６が誤動
作を起こす恐れがある。

【００４３】そこで、この点を改善する場合には、浮遊
容量Ｃｓよりも充分に大きく、且つ高圧放電灯ＤＬの点
灯に大きな影響を与えない程度のコンデンサＣ_Lを高圧
放電灯ＤＬに予め接続しておけばよい。このようにすれ
ば、コンデンサＣ_Lを流れる電流が特定の値とすること
ができ、この電流を考慮してコンデンサＣｚ，抵抗Ｒｚ
あるいは判別回路６の定数を決定すれば、さらに確実に
誤動作を防止できて好ましい。

【００４４】

【発明の効果】本発明は上述のように、直流電源と、直
流電源から供給される直流電力を高周波電力に変換する
インバータ回路と、インバータ回路の出力で点灯される
高圧放電灯と、高圧放電灯を始動する始動回路と、高圧
放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、電流検
出回路の出力から高圧放電灯の始動時に流れる大電流を
検出して高圧放電灯の始動を判別する始動判別回路と、
始動判別回路で高圧放電灯が始動されたと判別されたと
き、電流検出回路の出力から高圧放電灯の点灯時のラン
プ電流を検出して高圧放電灯の点灯状態を判別動作を開
始する点灯判別回路と、上記始動判別回路で高圧放電灯
の始動と判別されるまでは、インバータ回路を高圧放電
灯の非点灯時の第１の所定の周波数で発振させると共
に、始動判別後は点灯時の第２の所定の周波数で発振さ
せ、第２の周波数でインバータ回路を発振動作させた後
は点灯判別回路で高圧放電灯が非点灯状態にあると判別
されたときに、インバータ回路を上記第１の所定周波数
で発振させる制御回路とを備えているので、点灯判別回
路による高圧放電灯の点灯判別を、始動判別回路で高圧
放電灯の始動判別されたときに行い、確実に高圧放電灯
が始動されたときのみ点灯判別を行うことができ、高圧
放電灯が無負荷状態にあるときに、点灯判別回路で点灯
判別を行う場合のように、高圧放電灯の両端に発生する
浮遊容量を通して流れる漏れ電流で、点灯判別回路が誤
動作することを無くすことができ、このため高圧放電灯
の点灯判別を確実に行え、高圧放電灯の非点灯時にイン
バータ回路を誤って点灯時の動作状態とすることを防止
することができる。

【００４５】また、電流検出回路で高圧放電灯に流れる
電流を検出する電流検出手段を、高圧放電灯に直列に接
続され、主に高圧放電灯の始動時の大電流を検出する第
１のインピーダンス要素と、主に点灯時の高圧放電灯の
ランプ電流を検出する第２のインピーダンス要素との並
列回路で構成してあるので、第１及び第２のインピーダ
ンス要素で個別に始動時の大電流及び点灯時のランプ電
流を検出することができ、電流検出回路の出力電圧を後
段回路の処理のために適正に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の回路構成を示すブロック図
である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】図１の具体回路図である。

【図４】同上の動作説明図である。

【図５】実施例２の回路図である。

【図６】同上の動作説明図である。

【図７】実施例３の回路図である。

【図８】実施例４の回路図である。

【図９】実施例５の回路図である。

【図１０】実施例６の回路図である。

【図１１】（ａ），（ｂ）同上の要部を具体的に示した
回路図、及び抵抗の等価回路である。

【図１２】実施例７の回路図である。

【図１３】従来例の回路図である。

【図１４】同上の動作説明図である。

【図１５】同上の問題点の説明図である。

【図１６】同上の問題となる動作の説明図である。

【符号の説明】

Ｅ直流電源ＩＮＶインバータ回路ＩＧＮイグナイタＤＬ高圧放電灯１電流検出回路２点灯判別回路３制御回路４始動判別回路Ｚ₁ 第１のインピーダンス要素Ｚ₂ 第２のインピーダンス要素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と、直流電源から供給される直
流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と、イン
バータ回路の出力で点灯される高圧放電灯と、高圧放電
灯を始動する始動回路と、高圧放電灯に流れる電流を検
出する電流検出回路と、電流検出回路の出力から高圧放
電灯の始動時に流れる大電流を検出して高圧放電灯の始
動を判別する始動判別回路と、始動判別回路で高圧放電
灯が始動されたと判別されたとき、電流検出回路の出力
から高圧放電灯の点灯時のランプ電流を検出して高圧放
電灯の点灯状態を判別動作を開始する点灯判別回路と、
上記始動判別回路で高圧放電灯の始動と判別されるまで
は、インバータ回路を高圧放電灯の非点灯時の第１の所
定の周波数で発振させると共に、始動判別後は点灯時の
第２の所定の周波数で発振させ、第２の周波数でインバ
ータ回路を発振動作させた後は点灯判別回路で高圧放電
灯が非点灯状態にあると判別されたときに、インバータ
回路を上記第１の所定周波数で発振させる制御回路とを
備えて成ることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】上記点灯判別回路の点灯判別結果に応じ
て、制御回路がインバータ回路を第１及び第２の所定の
周波数で発振動作させる制御を行って成ることを特徴と
する請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】上記電流検出回路で高圧放電灯に流れる
電流を検出する電流検出手段を、高圧放電灯に直列に接
続され、主に高圧放電灯の始動時の大電流を検出する第
１のインピーダンス要素と、主に点灯時の高圧放電灯の
ランプ電流を検出する第２のインピーダンス要素との並
列回路で構成して成ることを特徴とする請求項１記載の
高圧放電灯点灯装置。