JPH07114992A

JPH07114992A - 放電ランプ点灯装置

Info

Publication number: JPH07114992A
Application number: JP5259650A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Wake; 厚夫和氣; Takeshi Saito; 毅斎藤; Takayuki Imai; 崇之今井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】インバータ回路のスイッチング素子およびそ
の駆動回路の破壊を防止する。【構成】放電ランプの起動時に、インバータ回路２の
入力信号の極性に同期して起動信号を出力することによ
り、インバータ回路２を構成するＦＥＴ２１，２４がオ
ンする期間のみ起動パルスを発生させ、ＦＥＴ２２，２
３がオンする期間は、起動パルスの発生を停止して休止
期間を設ける。これにより、インバータ回路２の出力電
圧発生方向に合わせて起動パルスを発生させ、放電ラン
プ３へ供給される起動パルスの波高値を高くするととも
に、起動パルス発生期間にパルストランス４１の二次巻
線に発生するエネルギーが、直流電源回路１の出力コン
デンサ７１を充電することによる、インバータ回路の入
力電圧の上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電ランプ点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプ等の放電ランプ
を、起動、点灯するための放電ランプ点灯装置として
は、従来より、例えば図５，図６に示すような構成が知
られている。このような構成の放電ランプ点灯装置で
は、ブリッジ構成を成すスイッチング素子である４個の
ＦＥＴによって構成されるインバータ回路を有する。こ
のインバータ回路の対角に配置された２組のＦＥＴを互
いにスイッチングすることにより、直流電源回路の出力
を交番させ、矩形波電力として放電ランプへ供給してい
る。

【０００３】なお、図６において端子Ａ，Ｂは、直流電
源回路（図示せず）へ接続されている。また端子Ｃ，Ｄ
は、図５に示す起動回路４０５の端子Ｃ，Ｄに接続され
ている（特開平２−１０６９７号公報）。

【０００４】放電ランプの起動時には、放電ランプの主
電極間を絶縁破壊させるための高電圧を、起動パルス発
生装置を介して放電ランプへ供給する。これにより、放
電ランプが起動すると、それ以後は、前述のブリッジ回
路による矩形波電力をもって安定点灯に至る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の放電
ランプ点灯装置を用いて、メタルハライドランプなどの
放電ランプを起動、点灯する際には、主電源となる直流
電源回路を含めたインバータ回路より点灯用の電力を供
給するとともに、放電ランプの主電極間を絶縁破壊させ
るための起動パルスをランプへ供給することが必要であ
る。

【０００６】この際に発生する起動パルスの電圧波形を
図４に示す。一般には、図４のように、最初に発生する
方向の波高値Vp1が、逆方向に発生する振動波形の波高
値Vp2よりも大であり、１発の起動パルスの発生期間中
における波高値の最大値がVp1である減衰振動波形とな
る。

【０００７】次に、図７（ａ）〜（ｃ）に、インバータ
回路の出力電圧と、起動パルスの位相関係を示す。

【０００８】このとき、従来の放電ランプ点灯装置のよ
うに、図７（ａ）に示すごとく起動パルスの発生期間を
連続して設けた場合、次のような問題が発生した。な
お、図７（ａ）において、実線Ａはパルス電圧を示し、
実線Ｂはインバータ回路の出力電圧を示す。

【０００９】すなわち、図６における電流反転手段のス
イッチ素子４０１とスイッチ素子４０４がオンすると、
直流電源回路からスイッチ素子４０１→起動回路４０５
→スイッチ素子４０４→直流電源回路の経路で、負荷電
流が流れる。ところで、スイッチ素子４０２と、スイッ
チ素子４０３はＦＥＴであるので、逆方向にダイオード
特性を有する。したがって、一定期間後にスイッチ素子
４０１とスイッチ素子４０４がオフすると、起動回路４
０５を構成するパルストランス４０６に蓄積されたエネ
ルギーが、端子Ｃ，Ｄを介して、パルストランス４０６
→放電ランプ４０７→スイッチ素子４０２の内蔵ダイオ
ード→直流電源回路→スイッチ素子４０３の内蔵ダイオ
ード→パルストランス４０６の順に放出され、直流電源
回路の出力端に接続されたコンデンサを充電する。

【００１０】また逆に、スイッチ素子４０２とスイッチ
素子４０３がオンする場合にも、放電ランプに対する負
荷電流の向きが逆になるが、同様にオフ時には、スイッ
チ素子４０１とスイッチ素子４０４の内蔵ダイオードを
介して直流電源回路の出力端に接続されたコンデンサを
充電する。

【００１１】このとき、放電ランプ４０７が点灯する前
の状態である起動パルス発生期間においては、フルブリ
ッジ形インバータの回路内には起動パルスエネルギーが
流出する経路を持たない。したがって、起動パルス発生
期間中、起動ランプ回路内のパルストランスに蓄積され
たエネルギーは、直流電源回路の出力端に接続されたコ
ンデンサに充電され続ける。

【００１２】したがって、このコンデンサの両端に発生
する電圧は、起動パルス発生期間内に休止期間を設けな
い限り、図８に示すごとく、直流電源回路の出力開放電
圧に加算されて上昇を続ける。なお、図８において、折
れ線Ａは直流電源回路の出力端に接続されたコンデンサ
の両端に充電される電圧、破線Ｂは直流電源回路の開放
出力電圧レベルであり、Ｃは起動パルス発生期間であ
る。

【００１３】このため、ブリッジの上段に配置されたス
イッチ素子４０１がオンすると、直流電源回路の出力端
に接続されたコンデンサの両端に発生している電圧が、
すべて下段に配置されたスイッチ素子４０３のドレイン
−ソース間に供給される。この電圧が、スイッチ素子４
０３の耐圧を越えればスイッチ素子４０３を破壊する
し、スイッチング素子の駆動手段も、同様に素子の耐圧
を越えて破壊につながる場合があるという問題があっ
た。また、単位時間内におけるパルス発生に要するエネ
ルギーが増加し、主電源の負担が大きくなった。

【００１４】さらに、高圧発生手段のスイッチング素子
の発熱が過大となり、動作中に特性が変化して起動パル
スが低下したり、スイッチング素子の寿命短化を促進さ
せるという問題があった。また、これらの起動パルス
は、実際には点灯用の電力を供給する主電源の電圧に重
畳して放電ランプに供給される。したがって、起動パル
スが発生する際の主電源の出力電圧の極性、すなわち起
動パルスが重畳するインバータ回路の出力電圧値によっ
て、実質的に放電ランプへ供給される起動パルスの波高
値が変化する。

【００１５】したがって、起動パルス発生期間に休止期
間を設けた場合でも、起動パルスが発生する際の主電源
の出力電圧の極性によって、以下の問題が発生した。

【００１６】まず、主電源に対する起動パルス発生期間
が、例えば図７（ｂ）のように主電源であるインバータ
回路の入力信号の極性に対して非同期である場合を例に
あげる。なお、図７（ｂ）において、実線Ａはパルス電
圧を示し、実線Ｂはインバータ回路の出力電圧を示す。

【００１７】ここで、インバータ回路の出力電圧がVd、
すなわち対象としているインバータ回路の片側の出力が
Ｈのときに起動パルスが発生すると、起動パルスはイン
バータ回路の出力電圧Vdに重畳される。このとき、実際
に放電ランプへ供給される起動パルスの波高値は、Vp1
＋Vdとなり、起動パルスが本来有する電圧Vp1よりも高
くなる。しかし、インバータ回路の入力信号の極性が反
転し、インバータ回路の片側の出力がＬのときに起動パ
ルスが重畳されると、インバータ回路の出力電圧は0で
あるから、実際に放電ランプへ供給される起動パルスの
波高値はVp1のまま変わらない。

【００１８】したがって、インバータ回路の片側の出力
がＨのときに起動パルスが発生する時のみ、インバータ
回路の出力電圧Vdに重畳した起動パルスが放電ランプへ
供給され、起動パルスの波高値を増すという効果を有す
る。しかし、この場合のように起動パルス発生期間の途
中でインバータ回路の電圧出力方向が反転すると、主電
極間が絶縁破壊した直後のアーク放電への移行途中で、
インバータ回路からの電力供給方向が反転するため、ア
ークが成立するためのエネルギー供給が一旦停止するこ
とにより、放電ランプが立ち消えて、アーク放電へスム
ーズに移行しないという問題が生じた。

【００１９】また一方で、図７（ｃ）のように主電源で
あるインバータ回路の出力電圧の逆極性に同期してパル
スが発生する場合、起動パルスは、インバータ回路の電
圧出力方向とは逆方向に発生し、放電ランプに実際に供
給される起動パルスの波高値は、本来の起動パルスの波
高値Vp1に等しく、インバータ回路の出力電圧Vdに重畳
される場合よりも、放電ランプに供給される電圧が低く
なり、起動しにくいという問題を生じることがあった。

【００２０】なお、図７（ｃ）においても、実線Ａはパ
ルス電圧を示し、実線Ｂはインバータ回路の出力電圧を
示している。

【００２１】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、起動パルスをインバータ回路の出力電
圧に重畳、加算して放電ランプに供給することができ、
また、電流反転手段のスイッチング素子およびその駆動
手段の破壊を防止することのできる放電ランプ点灯装置
を提供することを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の放電ランプ点灯
装置は、直流電源に接続されるべき電流反転手段と、前
記電流反転手段の負荷として接続された放電ランプと、
前記電流反転手段と前記放電ランプとの間に接続された
高圧発生手段と、前記電流反転手段の出力電圧の極性に
同期して前記高圧発生手段を動作させる起動信号発生手
段とを備えた構成を有する。

【００２３】

【作用】放電ランプを起動する際に、起動パルスをイン
バータ回路の入力信号の極性に同期して発生させ、電流
反転手段の極性がパルス発生方向と逆のサイクルにおい
て、起動パルス休止期間を設けて、このサイクルに発生
する起動パルスによって直流電源回路の出力端に接続さ
れたコンデンサに充電される電荷を少なくするととも
に、起動パルス休止期間に電荷を放電する、またはこの
コンデンサを充電しないようにして、コンデンサの両端
に発生する電圧の上昇を抑制し、かつ、放電ランプへ供
給される起動パルスの波高値を、インバータ回路の出力
電圧分だけ上昇させる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２５】図１は本発明の一実施例である放電ランプ
点灯装置の基本構成を示す構成図である。

【００２６】図１において、１は直流電源回路、２は電
流反転手段であるインバータ回路、３は放電ランプ、４
は高圧発生手段である起動パルス発生回路、５は起動信
号発生回路、６は点灯制御回路を示す。インバータ回路
２は、直流電源回路１により駆動され、負荷である放電
ランプ３に矩形波電力を供給する。なお、本実施例で
は、インバータ回路２は、フルブリッジインバータ回路
を構成している。起動信号発生回路５は、インバータ回
路２を構成する電流反転駆動回路２０と、点灯制御回路
６からそれぞれ信号を受け、起動パルス発生回路４へ起
動信号を出力する。起動信号を受けた起動パルス発生回
路４は、起動パルスを発生し、放電ランプ３へ高電圧を
供給する。これらの動作により、放電ランプ３の主電極
間が絶縁破壊し、放電を開始すると、インバータ回路２
から供給される低周波の矩形波電力により、放電ランプ
３は徐々に安定点灯に至る。

【００２７】次に、図１に示した本実施例の放電ランプ
点灯装置の基本動作を説明する。直流電源回路１は、バ
ッテリー１１と、トランス１２と、スイッチング素子で
あるＦＥＴ１３と、ダイオード１４と、コンデンサ１５
を基本要素として、フライバック方式で構成されてい
る。なお、１６はＦＥＴ１３を駆動する駆動回路、１８
は直流電源回路１の出力電圧を検出する出力電圧検出回
路、１９は直流電源回路１の出力電流を検出する出力電
流検出回路である。

【００２８】直流電源回路１に電力が供給されると、点
灯制御回路６より信号を受けて駆動回路１６が駆動す
る。この出力信号によりＦＥＴ１３がオン・オフする
と、トランス１２の一次巻線を電流が交番し、これによ
りトランス１２の二次巻線に、その巻数比に応じて昇圧
された交流電力が出力される。このトランス１２の二次
巻線の両端に発生した交流電力は、ダイオード１４、コ
ンデンサ１５の経路を経て整流、平滑され、リップル成
分を持つ直流電圧が徐々に大きくなりながらコンデンサ
１５を充電する。なお、駆動回路１６は、点灯制御回路
６によりその動作が制御され、直流電源回路１の出力電
圧を設定する機能を有する。すなわち、出力電圧検出回
路１８が検出する直流電源回路１の出力電圧の変動に応
じて、ＦＥＴ１３のオン・オフのデューティを変化させ
ることにより、直流電源回路１の出力電圧をあらかじめ
設定された電圧値となるように制御する。

【００２９】また、駆動回路１６は、直流電源回路１の
出力電流の上限値を設定、すなわち出力電流を制限する
機能を有し、出力電流検出回路１９が検出する信号によ
り、あらかじめ設定された上限値以上の出力電流が流れ
ないようにＦＥＴ１３のオン・オフのデューティを変化
させる機能をも有する。

【００３０】なお、本実施例では、直流電源回路１の出
力電流の定電流機能の方が、出力電圧の定電圧機能に優
先してＦＥＴ１３のオン・オフのデューティを設定する
ものとする。

【００３１】このようにして、ある状態の負荷に対する
直流電源回路１の出力電流が、設定された上限値以下の
場合は、直流電源回路１が定電圧動作をし、一定電圧を
出力する。しかしながら、直流電源回路１の負荷の状態
が変化して、設定された定電圧出力における出力電流制
限値以上の電流が流れようとすると、出力電圧は低下
し、設定された定電圧以下の値となる。したがって、こ
の場合は逆に直流電源回路１は定電流特性をもつことに
なり、設定された定電流値以上の出力電流は流れない。

【００３２】なお本実施例では、放電ランプ３が起動し
た後、放電ランプ３が音響的共鳴現象を起こさない程度
の低い周波数、例えば４００Ｈｚ程度の周波数で放電ラ
ンプ３を点灯させている。したがって、パルストランス
４１の二次巻線４５，４６のインピーダンスは非常に小
さいので、ほとんど電流制限機能を有さない。そこで、
前述の直流電源回路１の定電流出力機能をもって放電ラ
ンプ３を安定点灯させている。

【００３３】よって、直流電源回路１の出力電圧は放電
ランプ３のランプ電圧にほぼ等しくなる。また、出力電
流もランプ電流にほぼ等しくなる。すなわち、ランプ電
力の制御は、出力電圧検出回路１８でランプ電圧にほぼ
等しい直流電源回路１の出力電圧を検出しながら、その
ランプ電圧に応じて出力の電流上限値を制御することに
なる。

【００３４】次にインバータ回路２の動作について説明
する。インバータ回路２は、ＦＥＴ２１，２２，２３，
２４がブリッジ構成を成しており、放電ランプ３を流れ
る電流を反転し、点灯を維持する手段であるフルブリッ
ジインバータ回路を構成している。なお、駆動回路２
５，２６はそれぞれＦＥＴ２１，２２およびＦＥＴ２
３，２４を駆動する。駆動回路２５，２６は、点灯制御
回路６により制御される電流反転駆動回路２０から信号
を受けて、例えば４００Ｈｚ程度の、放電ランプ３が音
響的共鳴現象を起こさない程度の低い周波数で互いに逆
位相で動作する。これら駆動回路２５，２６の出力信号
により、ＦＥＴ２１とＦＥＴ２４とが同時にオン・オフ
し、また、ＦＥＴ２２とＦＥＴ２３とが同時にオン・オ
フする。なお、ＦＥＴ２１，２４とＦＥＴ２２，２３
は、ある一定の休止期間であるデッドタイムをもって、
オン・オフを交互に繰り返す。

【００３５】したがって、ＦＥＴ２１とＦＥＴ２４とが
オンすると、直流電源回路１→ＦＥＴ２１→パルストラ
ンス４１の二次巻線４５→放電ランプ３→パルストラン
ス４１の二次巻線４６→ＦＥＴ２４→直流電源回路１の
経路で電流が流れる。つぎにＦＥＴ２２とＦＥＴ２３と
がオンすると、直流電源回路１→ＦＥＴ２３→パルスト
ランス４１の二次巻線４６→放電ランプ３→パルストラ
ンス４１の二次巻線４５→ＦＥＴ２２→直流電源回路１
の経路で電流が流れる。以後、一定の休止期間であるデ
ッドタイムをともないながら、ＦＥＴ２１、２４とＦＥ
Ｔ２２、２３は互いにオン・オフを繰り返し、負荷であ
る放電ランプ３へ矩形波電力を供給する。

【００３６】なお、本実施例の場合、放電ランプ３の安
定点灯時における直流電源回路１の出力電流上限値を、
放電ランプ３の定格電流値近傍に設定することにより、
点灯中の放電ランプ３は、直流電源回路１により電流制
限されて、低周波の交流電力で安定に点灯する。なお、
この際の点灯周波数は、放電ランプ３に直列に接続され
たパルストランス４１の二次巻線が有するインダクタン
ス成分が、ランプ電流制御機能を有しない程度の低い周
波数であるため、ランプ電流波形はほぼ矩形波となる。

【００３７】次に起動パルス発生回路４の動作について
説明する。起動パルス発生回路４は出力端にパルストラ
ンス４１を有し、その二次巻線は、起動パルス発生回路
４の出力電圧を放電ランプ３に供給すべく、放電ランプ
３に直列に接続されている。

【００３８】なお本実施例では、二分された二次巻線４
５，４６の間に放電ランプ３が配置されており、それら
はインバータ回路２を構成するコンデンサ２７に並列に
接続されて閉ループを形成している。

【００３９】コンデンサ４２は、ダイオード４３を介し
て直流電源回路１を構成するコンデンサ１５に接続され
ており、起動パルス発生回路４の直流電源としての役割
を果たす。なお、起動パルスが発生する際に、コンデン
サ４２の両端に充電されている電圧は、無負荷時の直流
電源回路１の出力電圧にほぼ等しい。

【００４０】ＦＥＴ４４は、起動信号発生回路５を構成
する起動発振回路５２から信号を受け、オン・オフ動作
する。ＦＥＴ４４は、パルストランス４１の一次巻線４
７を介して直流電源であるコンデンサ４２と接続、閉ル
ープを構成しており、パルストランス４１は、ＦＥＴ４
４のオン・オフ動作により、フライバックトランスとし
て動作する。ＦＥＴ４４がオンすると、起動パルス発生
回路４の直流電源に相当するコンデンサ４２から、パル
ストランス４１の一次巻線４７を介してＦＥＴ４４にド
レイン電流が流れる。次にＦＥＴ４４がオフすると、そ
れまで流れていたドレイン電流が急速に遮断される。パ
ルストランス４１の一次巻線４７はこのときインダクタ
ンスとして作用するため、その両端にキック電圧を発生
する。この際、一次巻線４７の両端に発生したキック電
圧をパルストランス４１が昇圧し、二次巻線４５、４６
の両端に出力する。

【００４１】パルストランス４１は、この高電圧を放電
ランプ３へ供給し、パルス電流をコンデンサ２７を介し
て還流させる。このとき、コンデンサ２７は、起動パル
スがインバータ回路２へ戻り、回路を破壊することを防
止する機能を有する。

【００４２】以上のような過程を経ることにより、放電
ランプ３は主電極間が導通して放電を開始し、インバー
タ回路２を介して直流電源回路１により制限された交流
電力を供給されて、徐々に安定点灯に移行する。

【００４３】ところで、本実施例では、起動信号発生回
路５はインバータ回路２を構成する電流反転駆動回路２
０と、点灯制御回路６の双方から信号を受けて動作する
ように構成されている。すなわち、起動信号発生回路５
を構成するスイッチ素子であるトランジスタ５１のベー
ス端子へ、点灯制御回路６からの信号と、ダイオード５
３を介した電流反転駆動回路２０の片側の出力信号E1が
入力される。

【００４４】なお、本実施例における起動信号発生回路
５は、トランジスタ５１がオフすれば起動パルスが発生
すべく、ＦＥＴ４４へゲート信号を送るように構成され
ている。すなわち、点灯制御回路６からの出力信号と、
電流反転駆動回路２０の片側の出力信号E1がともにＬの
ときのみ、起動パルスは発生し、少なくともいずれか一
方がＨであれば、起動パルスは停止する。

【００４５】ここで、点灯制御回路６は、直流電源回路
１を構成する出力電圧検出回路１８から送られてくる、
直流電源回路１の出力電圧検出値が、ある一定の電圧値
Va以上の値になると、起動パルスを発生させるべく起動
信号発生回路５へＬ信号を送り、逆に検出電圧がVaより
も低い値まで低下すると、起動パルスを停止すべく起動
信号発生回路５へＨ信号を送る。

【００４６】点灯制御回路６より、Ｈ信号が出力される
と、トランジスタ５１のベース端子は、電流反転駆動回
路２０の片側の出力信号E1の如何にかかわらずＨにな
り、トランジスタ５１が導通して、起動パルスが停止す
る。したがって、本実施例では、電流反転駆動回路２０
の片側の出力信号E1がＬの期間のみ起動パルスの発生が
可能となる。

【００４７】なお、放電ランプ３が点灯後は、直流電源
回路１の出力電圧が低下するので、出力電圧検出回路１
８の検出電圧はVaよりも低くなり、起動パルスは自動的
に停止する。

【００４８】本実施例では、電流反転駆動回路２０の二
出力の信号は互いに逆位相であるので、片側の出力信号
E1がＬであれば、E1とは逆位相のE2がＨとなり、駆動回
路２５，２６によって、インバータ回路２を構成する４
個のＦＥＴのうち、ＦＥＴ２１，２４がオンし、ＦＥＴ
２２，２３はオフとなる。

【００４９】ＦＥＴ２１，２４がオンすれば、負荷電流
の流れる向きは、直流電源回路１→ＦＥＴ２１→パルス
トランス４１の二次巻線４５→放電ランプ３→パルスト
ランス４１の二次巻線４６→ＦＥＴ２４→直流電源回路
１となる。

【００５０】このとき、電流反転駆動回路２０の片側の
出力信号E1はＬであるから、点灯制御回路６から起動信
号発生回路５へ送られる信号がＬであれば、起動信号発
生回路５を構成するトランジスタ５１が非導通となり、
起動発振回路５２から起動パルス発生回路４を構成する
ＦＥＴ４４へゲート信号が送られ、ＦＥＴ４４がオン・
オフして、パルストランス４１から起動パルスが発生
し、放電ランプ３へ供給される。

【００５１】このとき、パルストランス４１の巻線方向
が、図１に示すとおりであれば、起動パルスは負荷電流
が流れる方向、すなわち、パルストランス４１の二次巻
線４５→放電ランプ３→パルストランス４１の二次巻線
４６の向きに流れ、コンデンサ２７を貫流して、パルス
トランス４１の二次巻線へ戻る。したがって、起動パル
スを発生する方向が、図２に示すようにインバータ回路
２の電圧出力方向に一致する。

【００５２】なお、図２において、実線Ａはパルス電圧
を示し、実線Ｂはインバータ回路の出力電圧を示す。

【００５３】ところで、起動パルス発生回路４から発生
する起動パルスの電圧波形は、図４に示すように時間経
過とともに減衰し、最初に発生する電圧のピーク値Vp1
が、逆方向に発生する電圧を含め、減衰途中の電圧のピ
ーク値と比較して最も高い。

【００５４】したがって、インバータ回路２から放電ラ
ンプ３へ供給される矩形波電圧に重畳して起動パルスを
発生させる場合、本実施例のようにインバータ回路２の
出力電圧の極性となる電流反転駆動回路２０の出力信号
の極性、すなわち矩形波電圧が発生する方向に合わせて
起動パルスを発生させると、図２に示すように最も高い
電圧が放電ランプ３へ供給される。

【００５５】本実施例では、前述のごとく、電流反転駆
動回路２０の片側の出力信号E1がＬとなる位相で起動パ
ルスが発生するように構成されているので、起動パルス
は必ず矩形波電圧が発生する方向に合わせて発生し、本
実施例では約２００Ｖの直流電圧に相当する矩形波電圧
に重畳されて起動パルスの最も高圧部分が放電ランプ３
へ供給される。

【００５６】また、本実施例では、電流反転駆動回路２
０の片側の出力信号E1がＨとなる位相では起動パルスが
停止するように制御されている。この期間は、ＦＥＴ２
２、２３がオンして、負荷電流は、直流電源回路１→Ｆ
ＥＴ２３→パルストランス４１の二次巻線４６→放電ラ
ンプ３→パルストランス４１の二次巻線４５→ＦＥＴ２
２→直流電源回路１の経路で流れる。

【００５７】本実施例では、フルブリッジインバータで
あるインバータ回路２の極性と、高圧発生手段である起
動パルス発生回路４の出力パルス極性が一致するように
制御されているので、パルストランス４１に蓄積された
起動パルスエネルギーは、パルストランス４１の二次巻
線４５→放電ランプ３→パルストランス４１の二次巻線
４６→ＦＥＴ２４→直流電源回路１の出力端のコンデン
サ７１→ＦＥＴ２１→パルストランス４１の二次巻線４
５の順に放出される。

【００５８】すなわち、これはインバータ回路２の出力
電圧によって電流が流れる経路と一致しており、直流電
源１の出力端に接続されたコンデンサ７１には、電荷は
蓄積されず、放電するのみである。このため、コンデン
サ７１の両端に発生する電圧は、図３に示すように直流
電源１の出力電圧と同等程度となり、コンデンサ７１が
過電圧となることを防ぐことができる。

【００５９】なお、図６において、折れ線Ａは直流電源
回路の出力端に接続されたコンデンサの両端に充電され
る電圧、破線Ｂは直流電源回路の開放出力電圧レベルで
あり、Ｃは起動パルス発生期間、Ｄは起動パルス休止期
間である。

【００６０】この際、起動パルスの出力電圧の極性と、
インバータ回路２の出力極性が同一であるため、放電ラ
ンプ３は、起動パルスによる主電極間の絶縁破壊に続い
て、時間遅れなくコンデンサ７１および直流電源１から
電流を供給でき、アーク放電への移行を速やかにでき
る。

【００６１】また、本実施例では、電流反転駆動回路２
０の片側の出力信号E1がＨとなる位相では起動パルスは
停止する。この時は、ＦＥＴ２２、２３がオンで、ＦＥ
Ｔ２１、２４がオフであり、インバータ回路２の出力極
性は、起動パルス発生回路４の出力パルス極性と逆にな
る。

【００６２】そのため、もし、起動パルスが発生して放
電ランプ３の主電極間が絶縁破壊すると、起動パルスエ
ネルギーが、パルストランス４１の二次巻線４５→放電
ランプ３→パルストランス４１の二次巻線４６→ＦＥＴ
２３→直流電源回路１の出力端のコンデンサ７１→ＦＥ
Ｔ２２→パルストランス４１の二次巻線４５の経路で放
出されて、直流電源回路出力端のコンデンサ７１を充電
し、直流電源回路出力端の電圧が上昇する。

【００６３】このような状況でインバータ回路２が動作
すると、例えばＦＥＴ２１がオンした際に、直流電源回
路出力端の電圧がＦＥＴ２１の下段のＦＥＴ２２にすべ
て供給され、ＦＥＴ２２や、その駆動回路２５を耐圧破
壊させることがある。

【００６４】しかし、本実施例では、このサイクルでは
起動パルスを停止させているので、コンデンサ７１が過
電圧になり、インバータ回路２のスイッチング素子であ
るＦＥＴや、その駆動回路２５が耐圧破壊することはな
い。

【００６５】したがって、インバータ回路２の各素子が
直流電源回路１の出力端に接続されたコンデンサ７１の
両端に発生する電圧によって、スイッチング素子や、駆
動回路が破壊されることを防ぐことができる。

【００６６】なお、スイッチング素子の駆動手段とし
て、例えばINTERNATIONAL RECTIFIER社のIR2110等で知
られるようなブリッジ回路用のMOS Gate Driver 等の絶
対最大定格の低いＩＣ素子を用いる場合に特に有効であ
る。

【００６７】また、本実施例では、電流反転駆動回路２
０の片側の出力信号E1がＨとなる位相では起動パルスを
停止させることにより、起動信号発生回路５を間欠動作
させている。これにより、起動パルス発生回路４を構成
するＦＥＴ４４の単位時間内における動作時間を半減さ
せることができる。したがって、素子の温度上昇が低減
し、オン抵抗の上昇による起動パルスの低下を防止する
ことができる。また、これは素子の寿命短化を防止する
ことができる。さらに、起動パルス休止期間をインバー
タ回路の半周期ごとに設けたので、インバータ回路２の
発振信号と、起動パルス休止信号を兼用でき、回路を簡
単にできる。

【００６８】なお、本実施例では、ランプ電流を反転
し、放電ランプ３の点灯を維持する手段として、フルブ
リッジインバータ回路を用いたが、これは例えばハーフ
ブリッジインバータ回路やＳＥＰＰ回路など、直流電源
回路の出力端に並列にＦＥＴ等のスイッチング素子の直
列回路を接続した方式のものであれば、同等の効果が得
られる。また、起動パルスの発生手段として半導体スイ
ッチ素子であるＦＥＴ４４を用いたが、これ以外にも同
等の手段、例えばトランジスタやサイリスタ等を用いて
も良く、放電ギャップなど、半導体スイッチ素子以外の
ものを用いても構わない。また、パルストランスには、
出力線を双方向に有する構成のものを用いたが、出力線
を一方向のみに有するものでも同様である。さらに、直
流電源回路は、本実施例のようなフライバックコンバー
タ以外の構成のものでも構わない。

【００６９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の放電ラ
ンプ点灯装置は、放電ランプへ実質的に供給される起動
パルス電圧の波高値を高くして、放電ランプの起動を容
易にすることができ、また、インバータ回路の入力電圧
となる直流電源回路の出力コンデンサの電圧上昇を抑制
し、インバータ回路のスイッチ素子、およびその駆動回
路の破壊を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の放電ランプ点灯装置の構成
図

【図２】同じく起動パルス発生位相図

【図３】同じく直流電源回路の出力端電圧変化図

【図４】起動パルス電圧波形図

【図５】従来の放電ランプ点灯装置の構成図

【図６】同じく放電ランプ点灯装置の構成図

【図７】同じく起動パルス発生位相図

【図８】同じく直流電源回路の出力端電圧変化図

【符号の説明】

１直流電源回路２インバータ回路３放電ランプ４起動パルス発生回路５起動信号発生回路６点灯制御回路２０電流反転駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源に接続されるべき電流反転手段
と、前記電流反転手段の負荷として接続された放電ラン
プと、前記電流反転手段と前記放電ランプとの間に接続
された高圧発生手段と、前記電流反転手段の出力電圧の
極性に同期して前記高圧発生手段を動作させる起動信号
発生手段とを備えたことを特徴とする放電ランプ点灯装
置。
【請求項２】電流反転手段は電流反転駆動手段に接続
され、起動信号発生手段は前記電流反転駆動手段の出力
信号の極性に同期すべく高圧発生手段を動作させること
を特徴とする請求項１記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項３】起動信号発生手段は電流反転駆動手段の
出力信号の極性と逆のサイクルに少なくとも一定の休止
期間を設けて高圧発生手段を動作させることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の放電ランプ点灯装置。