JPH07230882A

JPH07230882A - 高圧放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH07230882A
Application number: JP1873294A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Iwabori; 裕岩堀
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】始動直後に高圧放電灯が消灯したときに回路部
品に加わるストレスを軽減する。【構成】高圧放電灯ＤＬが始動した後から所定期間は、
直列共振回路の共振周波数以上且つ共振周波数の近傍周
波数でインバータ部２を連続的に動作させる。これによ
り、絶縁破壊を起こして始動した直後の放電の不安定な
期間において、高圧放電灯ＤＬが消灯したとしても、回
路部品に大きなストレスが加わることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧放電灯を始動，点
灯させ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１９に示
す。この高圧放電灯点灯装置は、交流電源ＡＣを直流に
変換する電源部１と、電源部１の出力を交流に変換する
インバータ部２と、インバータ部２から電力が供給され
る負荷回路３とからなる。上記負荷回路３は、インバー
タ部２の出力に直列接続されたインダクタＬ₀とコンデ
ンサＣ₀とからなる直列共振回路と、コンデンサＣ₀の
両端に並列に接続された高圧放電灯ＤＬとで構成されて
おり、コンデンサＣ₀には高圧放電灯ＤＬに流れる電流
から高圧放電灯ＤＬの始動状態を判別する始動判別部４
が高圧放電灯ＤＬと直列に接続してある。そして、上記
始動判別部４の出力に基づいてインバータ部２のスイッ
チング周波数を制御して高圧放電灯ＤＬを始動，点灯さ
せる制御部５を備えている。

【０００３】上記始動判別部４の具体構成を図２０に示
す。この始動判別部４では、高圧放電灯ＤＬと直列に接
続され高圧放電灯ＤＬに流れる電流（ランプ電流）Ｉ_La
を検出する検出抵抗Ｒ₁と、この検出抵抗Ｒ₁の両端に
発生する電圧を整流平滑するダイオードＤ₁、コンデン
サＣ₁及び抵抗Ｒ₂からなる整流平滑回路４ａと、整流
平滑回路４ａで得られた直流電圧を基準電圧Ｖ_ref1と比
較するオペアンプＯＰ ₁で構成された比較回路４ｂとで
構成されている。この始動判別部４では、高圧放電灯Ｄ
Ｌに流れる電流から、高圧放電灯ＤＬが始動したか（点
灯状態にあるか）、または始動していない状態であるか
（非点灯状態になるか）を判別する。ここで、非点灯時
にはランプ電流は殆ど流れず、点灯時にはランプ電流が
流れるので、比較回路４ｂの出力は非点灯時にはローレ
ベルとなり、点灯時にはハイレベルとなる。

【０００４】上記インバータ部２の具体構成を図２１に
示す。このインバータ部２は、いわゆるハーフブリッジ
構成のものである。具体的には、電源部１の出力に、コ
ンデンサＣ₂，Ｃ₃を直列接続すると共に、パワーＭＯ
ＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を直列接
続し、コンデンサＣ₂，Ｃ₃の接続点とスイッチング素
子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点との間に負荷回路３を接続した構
成となっている。このインバータ部２では、制御部５で
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を交互にオン，オフし、電
源部１の出力で充電されたコンデンサＣ₂，Ｃ₃の電荷
を電源として、スイッチング素子Ｑ₁のオン時にはコン
デンサＣ₂→スイッチング素子Ｑ₁→負荷回路３→コン
デンサＣ₂の閉回路で、負荷回路３に電力を供給すると
共に、スイッチング素子Ｑ₂のオン時には、コンデンサ
Ｃ₃→負荷回路３→スイッチング素子Ｑ₂→コンデンサ
Ｃ₂の経路で、負荷回路３に電力を供給する。従って、
このインバータ部２のスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のオ
ン，オフに応じて負荷回路３には異なる方向の電流が交
互に流れる。

【０００５】次に、高圧放電灯ＤＬをいかにして始動，
点灯させるかについて具体的に説明する。上記高圧放電
灯点灯装置では、高圧放電灯ＤＬが放電を開始する（始
動する）までは、始動判別部４の出力はローレベルとな
る。このとき、インバータ部２はインダクタＬ₀とコン
デンサＣ₀からなる直列共振回路の共振周波数ｆ₀より
も高く、且つ共振周波数ｆ₀の近傍の周波数（以下、こ
の周波数を無負荷動作周波数と呼ぶ）ｆ₀’で、図２２
（ａ），（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｑ₁，
Ｑ₂をオン，オフさせ、直列共振回路の直列共振により
高圧放電灯ＤＬを始動させる高電圧を発生する。ここ
で、インバータ部２は図２２に示すように間欠的に動作
させ、直列共振回路の直列共振により高圧パルスを発生
させ、この高圧パルスで高圧放電灯ＤＬを始動する。こ
こで、高圧放電灯ＤＬに印加する電圧を高圧パルスとす
るために、インバータ部２を動作させる期間よりインバ
ータ部２の動作を停止する期間を十分に長い期間に設定
してある。なお、図２２（ａ），（ｂ）はスイッチング
素子Ｑ₁，Ｑ₂に印加されるゲート・ソース間電圧Ｖ
_GS1，Ｖ_GS2の波形、同図（ｃ）は負荷回路３に印加さ
れるインバータ部２の出力Ｖ₀の波形、同図（ｄ）はコ
ンデンサＣ₀に流れる電流Ｉ_Cの波形、同図（ｅ）は高
圧放電灯ＤＬの両端電圧Ｖ_Laの波形を示す。

【０００６】上記高圧パルスが高圧放電灯ＤＬに印加さ
れて、高圧放電灯ＤＬが始動すると、高圧放電灯ＤＬに
流れる電流が増加し、これにより始動判別部４の出力が
ハイレベルとなる。このとき、インバータ部２は図２３
（ａ），（ｂ）に示すように上記直列共振回路の共振周
波数ｆ₀よりも低い周波数（以下、この周波数を点灯周
波数と呼ぶ）ｆ₁で連続動作させる。なお、図２３
（ａ），（ｂ）はスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂に印加さ
れるゲート・ソース間Ｖ_GS1，Ｖ_GS2の電圧波形、同図
（ｃ）は負荷回路３に印加されるインバータ部２の出力
Ｖ₀の波形、同図（ｄ）は高圧放電灯ＤＬの両端電圧Ｖ
_Laの波形を示す。

【０００７】ここで、上述したように高圧放電灯ＤＬが
始動するまで、つまりは無負荷の状態において、インバ
ータ部２を間欠動作する必要がある理由について説明す
る。このように間欠動作させる理由は、第１に無負荷時
の出力電圧の実効値が３００Ｖ以下にするという無負荷
二次電圧に対する法規制があるためであり、この値を越
える場合には安全装置を付加することが義務付けられて
いる。一般的に、高圧放電灯ＤＬでは数ｋＶ程度の高圧
パルスを用いて始動する。そこで、安全装置を設けず
に、上記規定を満足するために、上述のように間欠動作
させる必要がある。

【０００８】第２に、上述のように高圧パルスを発生す
る始動回路（イグナイタ）を用いず、直列共振回路の直
列共振を用いて高電圧を発生させて、高圧放電灯ＤＬを
確実に始動させるためには、設計にもよるが、一般的に
は、点灯時よりも大きな電流を高圧放電灯ＤＬに流す必
要がある。このため、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂など
に流れる電流も大きくなるため、部品に加わるストレス
を軽減するために、上記休止期間が必要、つまりは間欠
動作させる必要がある。

【０００９】また、上述のように高圧放電灯ＤＬの始動
後に、インバータ部２のスイッチング周波数、つまりは
点灯周波数ｆ₁を直列共振回路の共振周波数ｆ₀よりも
低くする（ｆ₁＜ｆ₀）理由について説明する。ここ
で、一般には、点灯周波数ｆ₁と共振周波数ｆ₀との関
係はどのようにとっても設計は可能であり、出力電力が
小さく、ランプ電流の小さい放電灯点灯装置では、点灯
周波数ｆ₁を共振周波数ｆ₀よりも低くとらないものも
数多く存在する。しかし、ランプ電流が大きい高圧放電
灯ＤＬでは、図２４に示すように点灯周波数ｆ₁を直列
共振回路の共振周波数ｆ₀よりも低く（ｆ₁＜ｆ₀）し
ないと、現実的な設計が行えない場合が多い。

【００１０】すなわち、高圧放電灯ＤＬを始動するに
は、始動直後の高圧放電灯ＤＬが略短絡状態にあるとき
流れるランプ電流（以下、このときのランプ電流を特に
短絡電流と呼ぶ）は、定格ランプ電流以上（具体的に
は、１．２〜１．８倍）にして、高圧放電灯ＤＬの始動
を確実とすると共に、光束が即座に立ち上がるようにす
る。ここで、上述のように短絡電流を設定する場合、具
体的にはインダクタＬ₀の値のみで設定する。このよう
に高圧放電灯ＤＬの始動を確実とすると共に、光束が即
座に立ち上がるようにするインダクタＬ₀の値に対し
て、直列共振回路の共振周波数ｆ₀を特定の値に設定す
る場合、コンデンサＣ₀は通常は２つの値をとる。ここ
で、コンデンサＣ₀の値は小さい方が、高圧放電灯ＤＬ
の非点灯時（無負荷時）の共振電流を小さくでき、スイ
ッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂、インダクタＬ ₀、コンデンサ
Ｃ₀の電流容量を小さくできる。従って、点灯周波数ｆ
₁を直列共振回路の共振周波数ｆ₀よりも低く（ｆ₁＜
ｆ₀）してある。このようにすれば、インバータ回路１
を小型で安価に構成でき、現実的な設計が行える。

【００１１】制御部５のスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を
駆動する駆動回路の具体構成を図２５に示す。スイッチ
ング素子Ｑ₂には、ＮＰＮ形とＰＮＰ形のトランジスタ
Ｑ₆，Ｑ₇をトーテムポール接続して構成され、いわゆ
るバッファとして動作する回路を介して駆動信号が与え
られる。具体的には、トランジスタＱ₆，Ｑ₇は直列接
続され、夫々のトランジスタＱ₆，Ｑ₇のベースは共通
接続され、スイッチング素子Ｑ₂をオン，オフする図２
６（ｂ）に示す矩形波信号を発生する回路（この回路に
関しては、実施例の項における図４の説明で行う）から
共通接続されたベースに矩形波信号が印加され、トラン
ジスタＱ₇の両端電圧をスイッチング素子Ｑ₂のゲート
・ソース間に印加する。ここで、上記回路の出力の矩形
波信号が、ハイレベルであるとき、トランジスタＱ₆が
オンし、トランジスタＱ₇がオフとなり、ローレベルで
あるとき、トランジスタＱ₆がオフし、トランジスタＱ
₇がオンし、トランジスタＱ₇のオンによりスイッチン
グ素子Ｑ₂の静電容量に充電された電荷を急速に放電
し、スイッチング素子Ｑ₂が急速にターンオフできるよ
うにしてある。

【００１２】一方、スイッチング素子Ｑ₁には、上記ス
イッチング素子Ｑ₂側と同様の構造のＮＰＮ形とＰＮＰ
形のトランジスタＱ₄，Ｑ₅からなるトーテムポール接
続された回路と、その回路の出力をスイッチング素子Ｑ
₁のゲート・ソース間に印加するパルストランスＰＴ
と、パルストランスＰＴの１次巻線と直列にトランジス
タＱ₅に並列に接続されたコンデンサＣ₄とからなる。
ここで、スイッチング素子Ｑ₁側に、パルストランスＰ
ＴとコンデンサＣ₄からなる回路を必要とする理由は、
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点の電位は、スイッ
チング素子Ｑ₂のオン，オフに応じて変動するため、そ
の電位の変動の影響を受けずにスイッチング素子Ｑ₁を
オン，オフするために設けてある。

【００１３】図２６（ａ），（ｂ）は高圧放電灯ＤＬの
点灯時に上記図２５に与えられる制御信号を示し、スイ
ッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を交互にオン，オフさせるため
に、ハイ，ローの極性が逆の制御信号が与えられる。な
お、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が共にオンすることを
防止するために、図２６（ａ），（ｂ）に示す制御信号
のいずれかがローレベルとなり、他方がハイレベルとな
るまでに、両者が共にローレベルとなるいわゆるデッド
オフ期間を設けてある。図２６（ｂ）の制御信号はその
ままスイッチング素子Ｑ₂に与えられ、同図（ａ）に示
す制御信号は同図（ｃ）に示すようにレベルシフトして
スイッチング素子Ｑ₁に与えられる。

【００１４】図２７（ａ），（ｂ）は無負荷時の制御信
号波形を示し、同図（ｃ）にスイッチング素子Ｑ₁に印
加される駆動信号の波形を示す。ここで、この無負荷時
には、図２７（ｃ）に示すように、スイッチング素子Ｑ
₁に与えられる駆動信号に歪みを生じている。この歪み
を生じる理由は、休止期間に電荷が放出されたコンデン
サＣ₄が動作期間に充電され、パルストランスＰＴの一
次側の電位が変化する過渡現象によるものである。この
ような駆動信号の歪みを生じると、スイッチング素子Ｑ
₁を十分に駆動できない恐れがある。

【００１５】上記点を改善する対策としては、図２８
（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｑ₁側の制御信
号は連続的に出力させ、スイッチング素子Ｑ₂側の制御
信号のみ間欠的に発生させる。このようにすれば、制御
信号は連続的に駆動部に与えられるので、コンデンサＣ
₄の充電電荷の過渡的な変動の影響を回避することがで
きる。なお、このようにスイッチング素子Ｑ₁を連続的
にオン，オフし、スイッチング素子Ｑ₂のみを間欠的に
動作させても、インバータ部２自体の動作はスイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₂を共に間欠的にした場合と同様に動作
し、無負荷時のインバータ部２の動作には何ら影響を与
えない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した高
圧放電灯点灯装置において、高圧パルスにより高圧放電
灯ＤＬが絶縁破壊を生じて放電を開始したとき、インバ
ータ部２は間欠動作から連続動作に移行し、スイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₂のスイッチング周波数は、無負荷動作
周波数ｆ₀’から点灯周波数ｆ₁にただちに切り換えら
れる。高圧放電灯ＤＬは、絶縁破壊を生じた後、グロー
放電からアーク放電に移行して安定状態に至る。しか
し、一般的に絶縁破壊を生じた直後の高圧放電灯ＤＬの
内部のプラズマは物理的に極めて不安定な状態になり、
グロー放電にとどまったり、放電が消滅して、再度消灯
状態に戻る場合がある。

【００１７】上記高圧放電灯点灯装置では、点灯周波数
ｆ₁は直列共振回路の共振周波数ｆ ₀よりも低いため、
点灯動作中に高圧放電灯ＤＬが消灯すると、負荷回路３
はインダクタＬ₀とコンデンサＣ₀との直列共振回路の
みとなる。このときインバータ部２は、直列共振回路の
共振周波数ｆ₀よりも低い周波数（いわゆる容量性振動
領域）ｆ₁で動作するため、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ
₂、直列共振回路に、電圧の位相に対して位相が進んだ
電流（いわゆる進相電流）が流れる進相モードで動作
し、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂や直列共振回路の部品
にかかるストレスが大きくなる。このため、スイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₂に過大な電流が流れて大きなストレス
が回路部品に加わり、破壊される恐れがある。

【００１８】この対策としては、点灯動作中に高圧放電
灯ＤＬが消灯すると、スイッチング周波数を、点灯周波
数ｆ₁から無負荷動作周波数ｆ₀’に戻すことが考えら
れる。しかし、始動判別部４で消灯を検出するまでの時
間遅れにより、その遅れ時間に回路部品にストレスが加
わるという問題は回避できない。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、始
動直後に高圧放電灯が消灯したとき、回路部品に加わる
ストレスを軽減できる高圧放電灯点灯装置を提供するこ
とにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、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
される直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、
インバータ部の出力に接続されたインダクタとコンデン
サとからなる直列共振回路と、コンデンサの両端に接続
された高圧放電灯と、を電灯が始動したか否かを判別す
る始動判別手段と、高圧放電灯の始動に応じてインバー
タ部のスイッチング動作を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段が、高圧放電灯が始動するまでの期間は、
直列共振回路の共振周波数以上且つ共振周波数の近傍周
波数でインバータ部をスイッチング動作させると共に、
動作期間よりも十分に長い期間動作を停止させるように
間欠動作させて、直列共振回路のコンデンサの両端に発
生する高圧パルスで高圧放電灯を始動させ、高圧放電灯
が始動した後から所定期間は、上記スイッチング周波数
でインバータ部を連続的に動作させ、上記所定期間の経
過後に上記共振周波数よりも低いスイッチング周波数で
インバータ部を連続動作させ、直列共振回路のコンデン
サの両端に発生する電圧で高圧放電灯の点灯状態を維持
させている。

【００２０】請求項２に示すように、上記所定期間を、
高圧放電灯が始動した後に一定時間を計時するタイマを
用いて設定することができる。また、請求項３に示すよ
うに、高圧放電灯に流れるランプ電流を検出すると共
に、そのランプ電流が所定値に達したことから高圧放電
灯が略安定点灯状態になったことを判別する点灯状態判
別手段を設け、上記高圧放電灯の始動後に点灯状態判別
手段で略安定点灯状態であることが検出されるまでの期
間を上記所定期間としてもよい。

【００２１】さらに、請求項４に示すように、高圧放電
灯の光出力を検出すると共に、その光出力が所定値に達
したことから高圧放電灯が安定点灯状態になったことを
判別する光出力検出手段を設け、上記高圧放電灯の始動
後に光出力検出手段で略安定点灯状態であることが検出
されるまでの期間を上記所定期間としてもよい。さらに
また、請求項５に示すように、高圧放電灯に流れるラン
プ電流を検出して、高圧放電灯が始動状態を継続してい
るか否かを検出する始動継続状態検出手段を設け、上記
高圧放電灯の始動後に始動継続状態検出手段で始動状態
が所定時間継続したことが検出されるまでの時点を上記
所定時間としてもよい。

【００２２】請求項８の発明は、上記インバータ部が、
少なくとも直流電源の両端に交互にオン，オフされる直
列接続された２個のスイッチング素子を備える場合にお
いて、高圧放電灯が始動する前の間欠動作期間に、直流
電源の正極側のスイッチング素子の負担が大きくなるこ
とを低減するために、高圧放電灯が始動するまでの期間
に、両スイッチング素子を共に間欠動作させ、且つ直流
電源の正極側に接続されたスイッチング素子の間欠動作
を、負極側に接続されたスイッチング素子の間欠動作に
先行させるようにしてある。

【００２３】請求項９の発明は、電源投入時に平滑コン
デンサに流れ込む突入電流を抑制し、且つクランプ回路
から電源部に帰還される電流を制限する限流要素の個数
を低減するために、交流電源を直流に変換する少なくと
も平滑コンデンサを備えた電源部と、電源部から供給さ
れる直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、イ
ンバータ部の出力に接続されたインダクタとコンデンサ
とからなる直列共振回路と、コンデンサの両端に接続さ
れた高圧放電灯と、高圧放電灯の始動時にインダクタに
蓄積された余剰のエネルギを直流電源に帰還するクラン
プ回路と、上記平滑コンデンサに直列に接続された限流
要素とを備えている。

【００２４】なお、請求項９の発明において、高圧放電
灯の点灯中の限流要素による損失を低減するために、請
求項１０に示すように、高圧放電灯の点灯状態を検出す
る点灯状態検出手段と、高圧放電灯の点灯中は上記限流
要素の両端を短絡する短絡手段とを備えることが望まし
い。

【００２５】

【作用】請求項１の発明は、上述のように高圧放電灯が
始動した後から所定期間は、上記スイッチング周波数で
インバータ部を連続的に動作させることにより、絶縁破
壊を起こして始動した直後の放電の不安定な期間におい
て、インバータ部を直列共振回路の共振周波数以上且つ
共振周波数の近傍周波数でスイッチング動作させる。こ
れにより、絶縁破壊を起こして始動した直後の放電の不
安定な期間において、高圧放電灯が消灯したとしても、
回路部品に大きなストレスが加わることがない。

【００２６】請求項８の発明は、上記インバータ部が、
少なくとも直流電源の両端に交互にオン，オフされる直
列接続された２個のスイッチング素子を備える場合にお
いて、高圧放電灯が始動するまでの期間に、両スイッチ
ング素子を共に間欠動作させ、且つ直流電源の正極側に
接続されたスイッチング素子の間欠動作を、負極側に接
続されたスイッチング素子の間欠動作に先行させること
により、両スイッチング素子を共に間欠動作させ、夫々
の動作期間に大差を生じないようにし、高圧放電灯が始
動する前の間欠動作期間に、直流電源の正極側のスイッ
チング素子の負担が大きくなることを低減する。

【００２７】請求項９の発明は、電源投入時に平滑コン
デンサに流れ込む突入電流及びクランプ回路から電源部
に帰還される電流が平滑コンデンサに流れることに着目
し、平滑コンデンサに直列に限流要素を挿入することに
より、突入電流の抑制用と帰還電流の限流用の限流要素
を兼用して、限流要素の個数を少なくする。請求項１０
の発明は、高圧放電灯の点灯状態を検出する点灯状態検
出手段と、高圧放電灯の点灯中は上記限流要素の両端を
短絡する短絡手段とを備えることにより、高圧放電灯の
点灯中の限流要素による損失を低減する。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）図１乃至図５に基づいて第１の発明の第１
の実施例を説明する。本実施例は、図１に示すように、
基本的には従来技術の項で説明した図１９の回路と同じ
構成であり、動作も殆ど同じであるので、重複する説明
は省略し、以下の説明は本実施例の特徴とする点につい
て説明する。本実施例では、制御部５と始動判別部４と
の間に始動制御部６を設けてある点が図１９の高圧放電
灯点灯装置と異なる。

【００２９】上記始動制御部６の具体構成を図２に示
す。この始動制御部６は、始動判別部４の出力を反転す
るノット（ＮＯＴ）回路ＮＯＴ₁と、このノット回路Ｎ
ＯＴ₁の出力を微分するコンデンサＣ₅及び抵抗Ｒ₃か
らなる微分回路６ａと、微分回路６ａの出力をトリガ信
号として一定時間を計時するタイマ回路６ｂと、タイマ
回路６ｂの出力を反転するノット回路ＮＯＴ₂と、始動
判別部４の出力とノット回路ＮＯＴ₂の出力とのアンド
をとる（論理積演算を行う）アンド回路ＡＮＤ₁と、始
動判別部４の出力とタイマ回路６ｂの出力のオアをとる
（論理和演算を行う）オア回路ＯＲ₁とで構成してあ
る。上記タイマ回路６ｂは、タイマＩＣ（例えば、ＮＥ
５５５など）６ｃを用いて構成され、そのＩＣ６ｃの外
付け抵抗Ｒ₄及びコンデンサＣ₆の時定数で決まる時間
幅を持つパルス出力を発生するいわゆる単安定マルチバ
イブレータとして動作する。

【００３０】始動制御部６の動作を図３を用いて説明す
る。まず、高圧放電灯ＤＬが始動するまでは、始動判別
部４の出力及びタイマ回路６ｃの出力は共にローレベル
であるので、オア回路ＯＲ₁の出力はローレベルの状態
にある。一方、アンド回路ＡＮＤ₁に入力されるノット
回路ＮＯＴ₂の出力は、タイマ回路６ｃの入力がローレ
ベルであるのでハイレベルである。しかし、このとき始
動判別部４の出力がローレベルであるので、アンド回路
ＡＮＤ₁の出力もローレベルである。

【００３１】いま、高圧放電灯ＤＬが始動されると、始
動判別部４で高圧放電灯ＤＬが始動されたことが検出さ
れ、その出力が図３（ａ）に示すようにハイレベルとな
る。このとき、図３（ｆ）に示すようにオア回路ＯＲ₁
の出力がハイレベルになる。一方、このときアンド回路
ＡＮＤ₁の出力がローレベルの状態を保つ。つまりは、
上述のように、始動判別部４の出力がハイレベルになる
と、ノット回路ＮＯＴ₁の出力は図３（ｂ）に示すよう
にハイレベルからローレベルに出力が反転する。これに
より、微分回路６ａから図３（ｃ）に示す微分波形の信
号が出力される。この微分回路６ａの出力でタイマ回路
６ｂはトリガされ、その出力が図３（ｄ）に示すように
ハイレベルとなる。このため、ノット回路ＮＯＴ₂の出
力がローレベルとなり、アンド回路ＡＮＤ₁は高圧放電
灯ＤＬが始動されても、その出力状態はローレベルに保
たれる。

【００３２】タイマ回路６ｂの出力は、抵抗Ｒ₄及びコ
ンデンサＣ₆の時定数で決まる時間、ハイレベルの状態
を維持する。従って、このタイマ回路６ｂに設定された
一定時間には、上記オア回路ＯＲ₁とアンド回路ＡＮＤ
₁の出力状態はそのまま維持される。そして、上記タイ
マ回路６ｂに設定された一定時間が経過すると、図３
（ｄ）に示すように、タイマ回路６ｂの出力がローレベ
ルとなるため、ノット回路ＮＯＴ₂の出力がハイレベル
となり、このとき始動判別部４の出力がハイレベルであ
れば、アンド回路ＡＮＤ₁の出力が図３（ｆ）に示すよ
うに初めてハイレベルになる。その後は、高圧放電灯Ｄ
Ｌが点灯されている間は上記オア回路ＯＲ₁とアンド回
路ＡＮＤ₁の出力状態はそのまま維持される。

【００３３】本実施例の制御部５は、上記始動制御部６
のオア回路ＯＲ₁の出力（以下、出力Ｖｘと呼ぶ）に応
じて連続動作と間欠動作との切換制御が行われ、アンド
回路ＡＮＤ₁の出力（以下、出力Ｖｙと呼ぶ）に応じて
インバータ部２のスイッチング周波数を無負荷動作周波
数ｆ₀’と点灯周波数ｆ₁との切換制御が行われる。制
御部５の駆動回路を除く具体的な構成の一例を図４に示
す。制御部５は、矩形波信号を発生すると共に、アンド
回路ＡＮＤ₁の出力Ｖｙに応じて発振周波数が切り換え
られる発振回路５ａと、オア回路ＯＲ₁の出力Ｖｘに応
じて上記発振回路５ａよりも周波数の低い矩形波信号を
発生する間欠モードと連続的にハイレベルの信号を発生
する連続モードとに切り換えられる発振制御回路５ｂ
と、発振回路５ａの出力を反転した出力を図２５で説明
したスイッチング素子Ｑ₁側の駆動部に供給するノット
回路ＮＯＴ₃と、発振回路５ａの出力と発振制御回路５
ｂの出力のアンドをとる（論理積演算を行う）アンド回
路ＡＮＤ₂とで構成してある。

【００３４】いま、発振回路５ａが無負荷動作周波数ｆ
₀’で発振しているとき、発振制御回路５ｂが間欠モー
ドで動作すると、発振制御回路５ｂの出力がハイレベル
であり、且つ無負荷動作周波数ｆ₀’の発振回路５ａの
出力がハイレベルであるとき、アンド回路ＡＮＤ₂の出
力がハイレベルとなり、無負荷動作周波数ｆ₀’の発振
回路５ａの出力がローレベルである場合には、アンド回
路ＡＮＤ₂の出力はローレベルに保たれる。即ち、従来
技術の項で説明したように、高圧放電灯ＤＬが始動する
前において、スイッチング素子Ｑ₁を無負荷動作周波数
ｆ₀’で連続的にオン，オフすると共に、スイッチング
素子Ｑ₂を間欠的に無負荷動作周波数ｆ ₀’で間欠的に
動作させることになる。

【００３５】逆に、発振回路５ａが点灯周波数ｆ₁で発
振しているとき、例えば発振制御回路５ａが連続モード
で動作すると、つまりは発振制御回路５ｂの出力がハイ
レベル状態を保つ場合には、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ
₂が共に点灯周波数ｆ₁で交互にオン，オフされる。こ
こで、従来では高圧放電灯ＤＬが始動すると、それと同
時に発振回路５ａの発振周波数が点灯周波数ｆ₁に切り
換えられていた。すなわち、始動判別部４の出力で、発
振回路５ａの発振周波数と発振制御回路５ｂの動作モー
ドとの切換が同時に行われていた。この従来回路におけ
るインバータ部２の出力Ｖ₀の波形を図５（ａ）に示
し、そのときの高圧放電灯ＤＬに印加される電圧Ｖ_Laの
波形を同図（ｂ）に示し、ランプ電流Ｉ_Laの波形を同図
（ｃ）に示す。

【００３６】しかし、本実施例の場合には、始動制御部
６の出力Ｖｙで発振回路５ａの発振周波数の切換が行わ
れるので、高圧放電灯ＤＬが始動した時点からタイマ回
路６ｂに設定された一定時間が経過するまでは、発振回
路５ａの発振周波数は無負荷動作周波数ｆ₀’のままに
保たれる。その状態を、図５（ｄ），（ｅ）に示す。な
お、図５（ｄ）はインバータ部２の出力Ｖ₀の波形を示
し、同図（ｅ）は高圧放電灯ＤＬに印加される電圧Ｖ_La
の波形を示す。また、図５（ｆ）は高圧放電灯ＤＬに流
れる電流Ｉ_Laを示す。

【００３７】但し、発振制御回路５ｂの動作モードは、
始動制御部６の出力Ｖｘにより切り換えられるので、高
圧放電灯ＤＬが始動すると、それと同時に発振制御回路
５ｂの出力は連続モードに切り換えられる。つまりは、
高圧放電灯ＤＬが始動した時点からタイマ回路６ｂに設
定された一定時間が経過するまでは、インバータ回路２
は無負荷動作周波数ｆ₀’で連続動作する状態に制御さ
れる。このようにすれば、たとえ一旦始動した高圧放電
灯ＤＬが立消えを起こして消灯したとしても、インバー
タ部２は遅相モードで動作する状態に保たれる。従っ
て、絶縁破壊を起こして始動した直後の放電の不安定な
期間において、高圧放電灯ＤＬが消灯したとしても、回
路部品に大きなストレスが加わることがない。

【００３８】（実施例２）図６乃至図８に基づいて第１
の発明の第２の実施例を説明する。本実施例では、図６
に示すように、高圧放電灯ＤＬの点灯状態を検出する始
動判別部４に加えて、高圧放電灯ＤＬに流れる電流から
高圧放電灯ＤＬがほぼ安定点灯状態にあることを判別す
る点灯状態判別部７を新たに設け、それに伴い図７に示
すように始動制御部８を構成してある。

【００３９】上記点灯状態判別部７の構成は、基本的に
は図２０で説明した始動判別部４と同じ構成である。但
し、検出抵抗Ｒ₁は始動判別部４と兼用し、始動判別部
４よりも比較回路４ｂの基準電圧Ｖ_ref1を高く設定して
ある。即ち、点灯状態判別部７では、始動判別部４より
も基準電圧Ｖ_ref1を高く設定してあることにより、高圧
放電灯ＤＬがほぼ安定な点灯状態に達したことを検出す
るようにしてある。

【００４０】本実施例の始動制御部８は、点灯状態判別
部７の出力Ｖ₇を反転するノット回路ＮＯＴ₄と、始動
判別部４及びノット回路ＮＯＴ₄の出力のアンドをとる
アンド回路ＡＮＤ₃と、アンド回路ＡＮＤ₃の出力でセ
ットされ、点灯状態判別部４の出力でリセットがかけら
れるＲ−ＳフリップフロップＦＦ₁と、このＲ−Ｓフリ
ップフロップＦＦ₁の出力Ｑと始動判別部４の出力Ｖ₄
とのオアをとるオア回路ＯＲ₂とで構成してある。な
お、点灯状態判別部７の出力は図５における発振回路５
ａの発振周波数を切り換える出力Ｖｙとしてそのまま出
力するようにしてある。

【００４１】本実施例では、高圧放電灯ＤＬが始動する
までは、始動判別部４の出力Ｖ₄及び点灯状態判別部７
の出力Ｖ₇は共にローレベルであり、このときフリップ
フロップＦＦ₁はリセット状態にあるため、その出力も
ローレベルであり、制御部５に与えられる出力Ｖｘ，Ｖ
ｙは共にローレベルである。このため、制御部５からは
インバータ部２を無負荷動作周波数ｆ₀’で間欠動作さ
せる駆動信号が出力される。

【００４２】高圧放電灯ＤＬが始動したときに、始動判
別部４の出力Ｖ₄が図８（ａ）に示すようにハイレベル
となった時点で、アンド回路ＡＮＤ₃の出力、つまりは
フリップフロップＦＦ₁のセット入力が図８（ｃ）に示
すようにハイレベルとなる。ここで、点灯状態判別部７
の出力Ｖ₇は高圧放電灯ＤＬが始動した時点ではローレ
ベルであり、ノット回路ＮＯＴ₄の出力はハイレベルの
状態にあるので、始動判別部４の出力Ｖ₄がハイレベル
となった時点で、アンド回路ＡＮＤ₃の出力がハイレベ
ルとなる。このようにアンド回路ＡＮＤ₃の出力がハイ
レベルとなると、フリップフロップＦＦ₁の出力Ｑは図
８（ｅ）に示すようにハイレベルとなり、オア回路ＯＲ
₂の出力が図８（ｆ）に示すようにハイレベルとなる。
この出力は発振制御回路５ｂに対してモード切換用の信
号Ｖｘとして与えられる。このとき、制御部５の発振回
路５ａにはローレベルである出力Ｖｙが発振回路５ａに
与えられ、ハイレベルである出力Ｖｘが発振制御回路５
ｂに与えられるので、制御部５からはインバータ部２を
無負荷動作周波数ｆ₀’で連続動作させる駆動信号が出
力される。

【００４３】その後、点灯状態判別部７の出力Ｖ₇が図
８（ｂ）に示すようにローレベルである期間、インバー
タ部２は上記動作制御状態に維持される。そして、点灯
状態判別部７の出力Ｖ₇がハイレベルになると、フリッ
プフロップＦＦ₁がリセットされ、その出力Ｑが図８
（ｅ）に示すようにローレベルになる。但し、このフリ
ップフロップＦＦ₁の出力Ｑがローレベルになっても、
オア回路ＯＲ₂の出力はハイレベルの状態に保たれ、制
御部５に与えられるモード切換用の出力Ｖｘは図８
（ｆ）に示すように変化しない。上述のように点灯状態
判別部７の出力Ｖ₇がハイレベルになることにより、制
御部５の発振回路５ａにはハイレベルの出力Ｖｙが与え
られ、インバータ部２のスイッチング周波数が点灯周波
数ｆ₁に切り換えられる。本実施例においても、高圧放
電灯ＤＬが始動して時点から高圧放電灯ＤＬが安定に点
灯する時点までの期間、インバータ部２を無負荷動作周
波数ｆ₀’で連続動作させ、絶縁破壊を起こして始動し
た直後の放電の不安定な領域において、インバータ部２
は遅相モードで動作する状態に保ち、高圧放電灯ＤＬが
消灯したとしても、回路部品に大きなストレスが加わる
ことがないようにできる。また、本実施例では、点灯状
態判別部７では、始動判別部４よりも基準電圧を高く設
定してあることにより、高圧放電灯ＤＬの立消えなどに
よりランプ電流が低下する状態を、即座に検出でき、こ
のときインバータ部２のスイッチング周波数が無負荷動
作周波数ｆ₀’に切り換えることができ、高圧放電灯Ｄ
Ｌの立消えなどを起こした場合に、制御部５の周波数を
無負荷動作周波数に切り換える時間を短くすることが可
能となり、この際に回路部品に加わるストレスを軽減で
きる。

【００４４】（実施例３）図９及び図１０に基づいて第
１の発明の第３の実施例を説明する。本実施例では、実
施例２と同様に、高圧放電灯ＤＬが安定点灯状態になっ
たことを検出する点灯状態判別手段を始動判別部４とは
個別に設け、上記点灯状態判別手段に基づいて実施例２
と同様に動作させるものである。そして、本実施例の場
合には、点灯状態検出手段として、図９に示すように高
圧放電灯ＤＬの光出力から高圧放電灯ＤＬが安定点灯し
たことを検出するようにしてある。

【００４５】本実施例の点灯状態検出回路９は、図１０
に示すように、高圧放電灯ＤＬの光を検出するＣｄＳな
どの光電素子（以下、ＣｄＳである場合を説明する）９
ａと、ＣｄＳ９ａと直列に駆動電源の両端に接続された
分圧抵抗Ｒ₅と、ＣｄＳ９ａと分圧抵抗Ｒ₅とによる分
圧電圧を基準電圧Ｖ_ref2と比較するオペアンプＯＰ₂を
用いて構成された比較回路９ｂとで構成してある。

【００４６】上記ＣｄＳ９ａは高圧放電灯ＤＬの光束が
増加すると、それに伴い抵抗値が減少し、抵抗Ｒ₅との
分圧電圧は高圧放電灯ＤＬの光束が増加することに伴っ
て増加する。従って、比較回路９ｂの基準電圧Ｖ_ref2の
設定により、高圧放電灯ＤＬが安定点灯状態となったこ
とを、点灯状態検出回路９で検出することができる。し
かも、高圧放電灯ＤＬが安定点灯状態となったとき、比
較回路９ｂの出力がハイレベルとなるので、実施例２と
同様の始動制御部８を用いて、制御部５を制御してイン
バータ部２を実施例２と同様に動作させることができ
る。

【００４７】（実施例４）図１１乃至図１３に基づいて
第１の発明の第４の実施例を説明する。本実施例は、実
施例１と同じ動作を別構成の回路で実現するものであ
り、始動判別部４として抵抗Ｒ₆を用い、この抵抗Ｒ₆
の出力に基づいて実施例１の動作を得る始動制御部１０
を備えている。

【００４８】本実施例の始動制御部１０は、抵抗Ｒ₆の
両端電圧を整流平滑するダイオードＤ₂、コンデンサＣ
₇及び抵抗Ｒ₇からなる整流平滑回路１０ａと、この整
流平滑回路１０ａの出力を基準電圧Ｖ_ref3と比較するオ
ペアンプＯＰ₃を用いて構成した第１の比較回路１０ｂ
と、比較回路１０ｂの出力で充放電されるコンデンサＣ
₈，抵抗Ｒ₈及びダイオードＤ₃からなる充放電回路１
０ｃと、この充放電回路１０ｃのコンデンサＣ₈の両端
電圧と基準電圧Ｖ_ref4とを比較するオペアンプＯＰ₄を
用いて構成した第２の比較回路１０ｄとからなる。

【００４９】ここで、整流平滑回路１０ａのコンデンサ
Ｃ₇の容量及び抵抗Ｒ₇の抵抗値は小さく設定してあ
り、コンデンサＣ₇の両端電圧は微小時間だけ抵抗Ｒ₆
の両端電圧に保つようにしてある。そして、コンデンサ
Ｃ₇と抵抗Ｒ₇との放電時定数は、高圧放電灯ＤＬが始
動状態を維持しているときだけ、第１の比較回路１０ｂ
の出力がハイレベルに保たれるように設定してあり、始
動状態を維持できなくなると、第１の比較回路１０ｂの
出力がローレベルになるように設定してある。また、充
放電回路１０ｃでは、コンデンサＣ₈の充電は抵抗Ｒ₈
を介して行われ、放電は第１の比較回路１０ａの出力が
ローレベルになると、ダイオードＤ₃を介して急速に行
われるようにしてある。

【００５０】本実施例の動作を説明する。本実施例で
は、高圧放電灯ＤＬが始動されて抵抗Ｒ₆に電流が流れ
ると、その電流により抵抗Ｒ₆の両端に発生する電圧で
コンデンサＣ₇が充電される。そして、コンデンサＣ₇
の両端電圧は基準電圧Ｖ_ref3を越えたとき、つまりは高
圧放電灯ＤＬが始動された場合のランプ電流が抵抗Ｒ₆
に流れたとき、第１の比較回路１０ｂの出力がハイレベ
ルになる。ここで、第１の比較回路１０ｂの出力は動作
モードを切り換える出力Ｖｘとして制御回路５に与えら
れる。つまりは、第１の比較回路１０ｂの出力がハイレ
ベルになると、制御回路５を介してインバータ部２は間
欠動作状態から連続動作状態に切り換えられる。

【００５１】そして、高圧放電灯ＤＬが始動状態に保た
れたときには、上記第１の比較回路１０ｂの出力がハイ
レベル状態を保ち、コンデンサＣ₈が抵抗Ｒ₈を介して
充電され、コンデンサＣ₈の両端電圧が基準電圧Ｖ_ref4
を越えたとき、第２の比較回路１０ｄの出力がハイレベ
ルとなる。ここで、この第２の比較回路１０ｄはインバ
ータ部２のスイッチング周波数を点灯周波数ｆ₁に切り
換える出力Ｖｙとして制御回路５に与えられる。つまり
は、コンデンサＣ₈と抵抗Ｒ₈からなる時定数を適宜設
定することにより、充放電回路１０ｃが第１の実施例の
タイマ回路６ｂとして機能する。

【００５２】ところで、本実施例の場合には、コンデン
サＣ₇では上述したように高圧放電灯ＤＬが始動状態を
維持できなくなると、コンデンサＣ₇の両端電圧は第１
の比較回路１０ｂの出力がローレベルに反転するように
してある。このため、コンデンサＣ₈の充電電荷はダイ
オードＤ₃を介して急速に放電される。そして、その後
に高圧放電灯ＤＬが始動を開始すると、コンデンサＣ₈
の充電を再開する。即ち、本実施例の場合には、高圧放
電灯ＤＬがコンデンサＣ₈と抵抗Ｒ₈との時定数で決ま
る時間だけ始動状態を継続しておれば、そのとき初めて
高圧放電灯ＤＬが安定点灯状態に移行したと見なし、イ
ンバータ部２のスイッチング周波数を点灯周波数ｆ₁に
切り換えるようにしてある。上記本実施例の動作をフロ
ーチャートで示すと、図１３に示すようになる。

【００５３】（実施例５）図１４に第１の発明の第５の
実施例を示す。本実施例はインバータ部２をフルブリッ
ジ構成としたものであり、基本的な構成は上述した実施
例１乃至実施例４のいずれかを適用すればよい。フルブ
リッジ構成のインバータ部２は、電源部１の出力に、ス
イッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂を直列接続すると共に、スイ
ッチング素子Ｑ₁₃，Ｑ₁₄を直列接続して、即ち電源部１
の出力に対してスイッチング素子Ｑ₁₁〜Ｑ₁₄をブリッジ
接続して構成してあり、スイッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂及
びスイッチング素子Ｑ₁₃，Ｑ₁₄の接続点間に負荷回路３
を接続した構成になっている。

【００５４】このインバータ部２では、対角位置にある
スイッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₄及びスイッチング素子
Ｑ₁₂，Ｑ₁₃を組として、各組毎に交互にスイッチング素
子Ｑ₁₁〜Ｑ₁₄をオン，オフし、スイッチング素子Ｑ₁₁，
Ｑ₁₄がオンのとき、電源部１→スイッチング素子Ｑ₁→
負荷回路３→スイッチング素子Ｑ₄→電源部１の経路で
負荷回路３に電流を流し、スイッチング素子Ｑ₁₂，Ｑ₁₃
がオンのとき、電源部１→スイッチング素子Ｑ₃→負荷
回路３→スイッチング素子Ｑ₂→電源部１の経路で、ス
イッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₄がオンのときと逆方向の電流
を負荷回路３に流す。

【００５５】なお、上記インバータ部２としては、スイ
ッチング素子Ｑ₁₃，Ｑ₁₄を低周波的（例えば、４００Ｈ
ｚ程度）で交互にオン，オフし、夫々のスイッチング素
子Ｑ ₁₃，Ｑ₁₄の対角位置にあるスイッチング素子Ｑ₁₁，
Ｑ₁₂をスイッチング素子Ｑ₁₃，Ｑ₁₄がオンである期間に
高周波的（例えば、４０ｋＨｚ程度）でオン，オフする
ものを含む。さらに詳しくは、スイッチング素子Ｑ₁₂を
オンとした期間には、スイッチング素子Ｑ₁₄をオフと
し、そのときスイッチング素子Ｑ₁₃を高周波的にオン，
オフする。逆に、スイッチング素子Ｑ₁₄をオンとした期
間には、スイッチング素子Ｑ₁₂をオフとし、そのときス
イッチング素子Ｑ₁₁を高周波的にオン，オフする。

【００５６】上述のようにインバータ部２がスイッチン
グ動作すると、このときのインバータ部２の出力がイン
ダクタＬ₀とコンデンサＣ₀からなる直列共振回路と高
圧放電灯ＤＬとに供給される。ここで、インバータ部２
の高周波成分はコンデンサＣ ₀を介してバイパスされる
ため、高圧放電灯ＤＬには低周波の矩形波電流が流れ
る。つまりは、この高圧放電灯点灯装置では高圧放電灯
ＤＬは矩形波点灯される。

【００５７】（実施例６）図１５に基づいて第１の発明
の第６の実施例を説明する。上述の実施例１乃至実施例
４の場合には、基本的に、無負荷時にはスイッチング素
子Ｑ₁を連続動作させ、スイッチング素子Ｑ₂のみを間
欠動作させるものであった。しかし、この場合には、ス
イッチング素子Ｑ₁側の負担が大きくなる。そこで、こ
の点を改善するために、図１５に示すように、無負荷時
にスイッチング素子Ｑ₁も間欠的に動作させ、極力スイ
ッチング素子Ｑ₁側の負担がスイッチング素子Ｑ₂側よ
りも大きくなることを防止したものが本実施例である。
但し、単に間欠的にスイッチング素子Ｑ₁を動作させた
だけでは、従来の技術の項で説明したと同様に、コンデ
ンサＣ₄の両端電圧の過渡的変化が問題となる。そこ
で、本実施例では、スイッチング素子Ｑ₂を間欠動作さ
せる期間よりも先行させて、スイッチング素子Ｑ ₁を間
欠動作させ、スイッチング素子Ｑ₂が間欠動作を開始し
た時点では、コンデンサＣ₄の両端電圧に過渡的変化が
現れないようにする。このようにすれば、スイッチング
素子Ｑ₁を連続動作させる場合に比べて、スイッチング
素子Ｑ₁の負担を軽減でき、しかもスイッチング素子Ｑ
₁を連続動作させた場合と同様に安定的に高圧放電灯Ｄ
Ｌを始動させることができる。なお、詳細な説明は省略
するが、実施例５にも適用できることは言うまでもな
い。

【００５８】（実施例７）以下に第２の発明の説明を行
う。まず、第２の発明の説明を行う前に、本発明の従来
技術について説明する。図２９は本発明の前提となる高
圧放電灯点灯装置である。この高圧放電灯点灯装置で
は、電源部１を、交流電源ＡＣを整流するダイオードブ
リッジＤＢ₁と、ダイオードブリッジＤＢ₁の出力を昇
圧する昇圧チョッパ回路１ａとで構成してある。インバ
ータ部２としては、変形ハーフブリッジ構成のものを用
いてあり、直流カット用のコンデンサＣ₁₀を介してスイ
ッチング素子Ｑ₂の両端にインダクタＬ₀とコンデンサ
Ｃ₀からなる直列共振回路を接続し、コンデンサＣ₀の
両端に高圧放電灯ＤＬを接続した構成になっている。

【００５９】チョッパ回路１ａは、スイッチング素子Ｑ
_Aのオン時にインダクタＬ_Aにエネルギを蓄積し、スイ
ッチング素子Ｑ_Aのオフ時にダイオードブリッジＤＢ₁
の出力にインダクタＬ_Aに蓄積されたエネルギに伴う電
圧を加えた電圧で、ダイオードＤ_Aを介して平滑コンデ
ンサＣ_Aを充電することで、平滑コンデンサＣ_Aの両端
電圧としてダイオードブリッジＤＢ₁の出力電圧を昇圧
した直流電圧を得る。なお、上記チョッパ回路１ａで
は、電源投入時に、平滑コンデンサＣ_Aが急速に電荷を
蓄積するため、過大な突入電流が流れる。そこで、これ
を防止するために、平滑コンデンサＣ_Aを充電する経路
に限流要素としての抵抗Ｒ₁を挿入する場合が多い。

【００６０】インバータ部２は、スイッチング素子
Ｑ₁，Ｑ₂が交互にオン，オフされ、スイッチング素子
Ｑ₁のオン時に、電源部１→スイッチング素子Ｑ₁→コ
ンデンサＣ₁₀→負荷回路３→直流電源１の経路で、高圧
放電灯ＤＬに電流を流し、スイッチング素子Ｑ₂のオン
時に、コンデンサＣ₁₀の充電電荷を電源として、コンデ
ンサＣ₁₀→スイッチング素子Ｑ₂→負荷回路３→コンデ
ンサＣ₁₀の経路で、スイッチング素子Ｑ₁がオンのとき
と逆方向の電流を高圧放電灯ＤＬに流す。

【００６１】このインバータ部２においても、高圧放電
灯ＤＬが始動するまでは、インバータ部２を上述した第
１の発明と同様に、無負荷動作周波数ｆ₀’且つ間欠的
に動作させることで、高圧放電灯ＤＬに高圧パルスを印
加して始動するようにしてある。しかしながら、部品の
温度特性などの変化により上記インバータ部２のスイッ
チング周波数が変動すると、高圧パルスとして必要以上
に高い電圧が、高圧放電灯ＤＬに印加される恐れがあ
り、部品耐圧などに問題を生じる可能性がある。

【００６２】この対策として、図２９に示すように、イ
ンダクタＬ₀に蓄積されるエネルギで不要なエネルギを
電源部１に帰還するクランプ回路１１を設けたものがあ
る。クランプ回路１１は、インダクタＬ₀に設けられた
２次巻線ｎ₂と、この２次巻線ｎ₂に誘起される電圧を
整流するダイオードブリッジＤＢ₂と、ダイオードブリ
ッジＤＢ₂の出力と電源部１の出力との値に挿入された
抵抗Ｒ_Bとからなる。

【００６３】このクランプ回路１１では、インダクタＬ
₀の両端電圧（高圧放電灯ＤＬに印加される電圧にほぼ
等しい）が一定値以上の値になった場合に、一定値以上
の電圧を発生させるインダクタＬ₀のエネルギを抵抗Ｒ
_Bを介して電源部１に帰還させ、高圧放電灯ＤＬに印加
される高圧パルスの電圧を一定値以内に抑えるように働
く。ここで、上記クランプ回路１１により制限される高
圧パルスの電圧は、電源部１の出力電圧、インダクタＬ
₀の１次巻線ｎ₁と２次巻線ｎ₂との巻数比で決定され
る。

【００６４】なお、高圧放電灯ＤＬが始動した後は、イ
ンバータ部２のスイッチング周波数は点灯周波数ｆ₁に
切り換えられ、このときインダクタＬ₀の両端電圧は、
始動時の電圧に比べて十分に低いので、高圧放電灯ＤＬ
が点灯中にクランプ回路１１が動作することはないよう
にしてある。上記電源部１の突入電流を防止する抵抗Ｒ
_Aである限流要素や、クランプ回路１１の抵抗Ｒ_Bであ
る限流要素は、高圧放電灯ＤＬが始動するまでに必要な
ものであるにもかかわらず、これら限流要素としては電
流耐量の大きなものが必要であるため、高圧放電灯点灯
装置の小型化及びコストダウンの妨げになるという問題
があった。

【００６５】そこで、本実施例では、図２９の抵抗
Ｒ_A，Ｒ_Bの代わりに、図１６に示すように平滑コンデ
ンサＣ_Aに直列に限流要素としての抵抗Ｒ_Cを接続して
ある。すなわち、上記突入電流と帰還電流とは平滑コン
デンサＣ_Aに流れる。そこで、この点に着目して、抵抗
Ｒ_A，Ｒ_Bを兼用することで、小型化及びコストダウン
を図るようにした。

【００６６】（実施例８）図１７に図２９の回路の問題
点をさらに良好に改善した実施例を示す。本実施例で
は、高圧放電灯ＤＬの点灯状態を検出して抵抗Ｒｃの両
端を短絡する短絡回路１２を設け、この短絡回路１２を
カレントトランスＣＴ、ダイオードＤ_B，コンデンサＣ
_B及びスイッチング素子Ｑ_Bで構成してある。具体的に
は、高圧放電灯ＤＬと直列にカレントトランスＣＴの１
次巻線をコンデンサＣ₀の両端に接続し、このカレント
トランスＣＴで高圧放電灯ＤＬに流れるランプ電流を検
出し、そのカレントトランスの２次出力をダイオードＤ
_B及びコンデンサＣ_Dで整流平滑し、その整流平滑出力
でオンするスイッチング素子Ｑ_Bをを抵抗Ｒ_Cの両端に
接続してある。

【００６７】本実施例では、カレントトランスＣＴで検
出された電流が、高圧放電灯ＤＬが点灯したことを示す
値になったとき、ダイオードＤ_B及びコンデンサＣ_Bで
整流平滑されて得られる電圧でスイッチング素子Ｑ_Bが
オンする構成としてある。このようにすれば、高圧放電
灯ＤＬが点灯した後には、抵抗Ｒ_Cの両端がスイッチン
グ素子Ｑ_Bにより短絡され、高圧放電灯ＤＬが点灯した
ときには、抵抗Ｒ_Cの電流損失を完全に無くすことがで
きる。

【００６８】なお、上記実施例７及び実施例８は、図１
８に示すように、インバータ部２がフルブリッジ構成の
場合にも適用できることは言うでもない。

【００６９】

【発明の効果】請求項１の発明は上述のように、高圧放
電灯が始動した後から所定期間は、上記スイッチング周
波数でインバータ部を連続的に動作させているので、絶
縁破壊を起こして始動した直後の放電の不安定な期間に
おいて、インバータ部を直列共振回路の共振周波数以上
且つ共振周波数の近傍周波数でスイッチング動作させる
ことができ、絶縁破壊を起こして始動した直後の放電の
不安定な期間において、高圧放電灯が消灯したとして
も、インバータ回路を遅相モードで動作させ、回路部品
に大きなストレスが加わることを防止する。

【００７０】請求項８の発明は、上記インバータ部が、
少なくとも直流電源の両端に交互にオン，オフされる直
列接続された２個のスイッチング素子を備える場合にお
いて、高圧放電灯が始動するまでの期間に、両スイッチ
ング素子を共に間欠動作させ、且つ直流電源の正極側に
接続されたスイッチング素子の間欠動作を、負極側に接
続されたスイッチング素子の間欠動作に先行させている
ので、両スイッチング素子を共に間欠動作させ、夫々の
動作期間に大差を生じないようにでき、高圧放電灯が始
動する前の間欠動作期間に、直流電源の正極側のスイッ
チング素子の負担が大きくなることを低減できる。

【００７１】請求項９の発明は、平滑コンデンサに直列
に限流要素を挿入してあるので、突入電流の抑制用と帰
還電流の限流用の限流要素を兼用して、限流要素の個数
を少なくすることができる。請求項１０の発明は、高圧
放電灯の点灯状態を検出する点灯状態検出手段と、高圧
放電灯の点灯中は上記限流要素の両端を短絡する短絡手
段とを備えているので、高圧放電灯の点灯中の限流要素
による損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の第１の実施例の回路図である。

【図２】同上の始動制御部の具体的な回路図である。

【図３】同上の始動制御部の動作説明図である。

【図４】同上の制御部の具体的な回路図である。

【図５】同上の第１の実施例の動作を従来例と対比した
動作説明図である。

【図６】第１の発明の第２の実施例の回路図である。

【図７】同上の始動制御部の具体的な回路図である。

【図８】同上の始動制御部の動作説明図である。

【図９】第１の発明の第３の実施例の回路図である。

【図１０】同上の点灯状態判別部の具体的な回路図であ
る。

【図１１】第１の発明の第４の実施例の回路図である。

【図１２】同上の始動制御部の具体的な回路図である。

【図１３】同上の動作を示すフローチャートである。

【図１４】第１の発明の第５の実施例の回路図である。

【図１５】第１の発明の第６の実施例の動作説明図であ
る。

【図１６】第２の発明の第１の実施例の回路図である。

【図１７】第２の発明の第２の実施例の回路図である。

【図１８】第２の発明の第３の実施例の回路図である。

【図１９】第１の発明の従来例の回路図である。

【図２０】同上の始動判別部の具体的な回路図である。

【図２１】同上のインバータ部の構成を具体的に示した
回路図である。

【図２２】同上の高圧放電灯の非点灯時の動作説明図で
ある。

【図２３】同上の高圧放電灯の点灯時の動作説明図であ
る。

【図２４】同上のインバータ部の動作制御方法の説明図
である。

【図２５】同上の制御部の駆動回路を示す回路図であ
る。

【図２６】同上の駆動回路の点灯時の動作説明図であ
る。

【図２７】同上の駆動回路の非点灯時の動作説明図であ
る。

【図２８】同上の駆動回路の非点灯時の問題点を改善す
る方法を示す動作説明図である。

【図２９】第２の発明の従来の回路図である。

【符号の説明】

１電源部２インバータ部４始動判別部５制御部６始動制御部Ｌ₀ インダクタＣ₀ コンデンサＤＬ高圧放電灯

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
流電力を交流電力に変換するインバータ部と、インバー
タ部の出力に接続されたインダクタとコンデンサとから
なる直列共振回路と、コンデンサの両端に接続された高
圧放電灯と、を電灯が始動したか否かを判別する始動判
別手段と、高圧放電灯の始動に応じてインバータ部のス
イッチング動作を制御する制御手段とを備え、上記制御
手段が、高圧放電灯が始動するまでの期間は、直列共振
回路の共振周波数以上且つ共振周波数の近傍周波数でイ
ンバータ部をスイッチング動作させると共に、動作期間
よりも十分に長い期間動作を停止させるように間欠動作
させて、直列共振回路のコンデンサの両端に発生する高
圧パルスで高圧放電灯を始動させ、高圧放電灯が始動し
た後から所定期間は、上記スイッチング周波数でインバ
ータ部を連続的に動作させ、上記所定期間の経過後に上
記共振周波数よりも低いスイッチング周波数でインバー
タ部を連続動作させ、直列共振回路のコンデンサの両端
に発生する電圧で高圧放電灯の点灯状態を維持させて成
ることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】上記所定期間を、高圧放電灯が始動した
後に一定時間を計時するタイマを用いて設定して成るこ
とを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】高圧放電灯に流れるランプ電流を検出す
ると共に、そのランプ電流が所定値に達したことから高
圧放電灯が略安定点灯状態になったことを判別する点灯
状態判別手段を設け、上記高圧放電灯の始動後に点灯状
態判別手段で略安定点灯状態であることが検出されるま
での期間を上記所定期間と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。
【請求項４】高圧放電灯の光出力を検出すると共に、
その光出力が所定値に達したことから高圧放電灯が安定
点灯状態になったことを判別する光出力検出手段を設
け、上記高圧放電灯の始動後に光出力検出手段で略安定
点灯状態であることが検出されるまでの期間を上記所定
期間と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。
【請求項５】高圧放電灯に流れるランプ電流を検出し
て、高圧放電灯が始動状態を継続しているか否かを検出
する始動継続状態検出手段を設け、上記高圧放電灯の始
動後に始動継続状態検出手段で始動状態が所定時間継続
したことが検出されるまでの時点を上記所定時間として
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。
【請求項６】上記インバータ部がハーフブリッジ構成
のものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の
いずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項７】上記インバータ部がフルブリッジ構成の
ものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のい
ずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項８】上記インバータ部が、少なくとも直流電
源の両端に交互にオン，オフされる直列接続された２個
のスイッチング素子を備える場合において、高圧放電灯
が始動するまでの期間に、両スイッチング素子を共に間
欠動作させ、且つ直流電源の正極側に接続されたスイッ
チング素子の間欠動作を、負極側に接続されたスイッチ
ング素子の間欠動作に先行させて行うことを特徴とする
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項９】交流電源を直流に変換する少なくとも平
滑コンデンサを備えた電源部と、電源部から供給される
直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、インバ
ータ部の出力に接続されたインダクタとコンデンサとか
らなる直列共振回路と、コンデンサの両端に接続された
高圧放電灯と、高圧放電灯の始動時にインダクタに蓄積
された余剰のエネルギを直流電源に帰還するクランプ回
路と、上記平滑コンデンサに直列に接続された限流要素
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１０】高圧放電灯の点灯状態を検出する点灯
状態検出手段と、高圧放電灯の点灯中は上記限流要素の
両端を短絡する短絡手段とを備えて成ることを特徴とす
る請求項９記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項１１】上記電源部が昇圧チョッパ回路を備え
て成ることを特徴とする請求項９または請求項１０記載
の高圧放電灯点灯装置。
【請求項１２】上記インバータ部がハーフブリッジ構
成のものであることを特徴とする請求項９乃至請求項１
１のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項１３】上記インバータ部がフルブリッジ構成
のものであることを特徴とする請求項９乃至請求項１１
のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。