JPH08180987A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランプ電流の波高値を簡単な構成で容易に設
定できると共に、放電灯のちらつきがなく、騒音の発生
を低減する放電灯点灯装置を提供する。 【構成】 交流電源ｅを全波整流器ＤＢで全波整流し、
部分平滑回路１で平滑した出力電圧Ｖｉｎでインバータ
回路２を駆動して放電灯Ｌａに交流の高周波電力を供給
すると共に、部分平滑回路１の出力電圧Ｖｉｎの山部電
圧を検出部４で検出し、駆動制御部３に入力することに
より、検出部４の出力に応じてインバータ回路２を構成
するスイッチング素子のオン時間を変化させる。 【効果】 ランプ電流の波高値を簡単な構成で容易に設
定できると共に、放電灯のちらつきがなく、騒音の発生
を低減する放電灯点灯装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯を点灯させる放
電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係る第１従来例として、特開昭
６３ー９６８９７号公報に示したものがあり、その回路
図を図７に、図７の回路に於ける駆動制御部の回路図を
図８に、本従来例の動作波形図を図９，図１０に示す。

【０００３】本従来例は、交流電源ｅを全波整流器ＤＢ
で全波整流し、全波整流器ＤＢの出力端に直流電圧源１
（以下、部分平滑回路１と呼ぶ。）を接続し、部分平滑
回路１より出力電圧Ｖｉｎでインバータ回路２を駆動し
て、放電灯Ｌａに交流の高周波電力を供給すると共に、
出力電圧Ｖｉｎを検出してスイッチング素子Ｔｒ１のオ
ン時間を変化する駆動制御部３を設けたことにより、高
入力力率を維持すると共に、部分平滑回路１より出力さ
れる出力電圧Ｖｉｎにリップルが含まれていてもインバ
ータ回路２の出力を略一定にして、放電灯Ｌａのちらつ
きを少なくすることができるものである。インバータ回
路２の出力が略一定の場合、ランプ電流ＩＬａの波高値
ＣＦ（＝最大値／実効値）は略１．４になる。ところ
で、波高値ＣＦを任意の値に設定するには、部分平滑回
路１の出力電圧Ｖｉｎの山部（図１０（ａ）のＡの地
点）に於て、ランプ電流ＩＬａの山部値（ピーク値）が
得られる様にインバータ回路２の駆動周波数を設定すれ
ばよい。

【０００４】しかし、上記第１従来例に於ては、インバ
ータ回路２の駆動周波数は部分平滑回路１の出力電圧Ｖ
ｉｎにより決定される為、出力電圧Ｖｉｎの山部と谷部
（図１０（ａ）のＢの地点）に於ける駆動周波数がそれ
ぞれ決定されてしまい、波高値ＣＦを任意の値に設定す
ることが困難になり、これを改善するには制御も複雑に
なってしまう、という第１の問題点が生じる。

【０００５】上記第１の問題点を解決する手段として、
特願平６ー２９１７２２号に示したものがあり、その回
路図を図１１，図１２に、その動作波形図を図１３に示
す。 （第２従来例）本従来例は、交流電源ｅをインダクタン
ス素子Ｌ１，コンデンサＣ９からなるフィルター回路Ｆ
を介して全波整流器ＤＢで全波整流し、全波整流器ＤＢ
の出力端に部分平滑回路１を接続し、部分平滑回路１よ
り出力電圧Ｖｉｎでインバータ回路２を駆動して、放電
灯Ｌａに交流の高周波電力を供給すると共に、部分平滑
回路１の出力電圧Ｖｉｎを検出する検出部４（以下、部
分平滑検出部４と呼ぶ。）を設けて、部分平滑回路１の
出力電圧Ｖｉｎの山部に於ける駆動周波数を高くするこ
とにより、ランプ電流ＩＬａを減少し、ランプ電流ＩＬ
ａの波高値ＣＦを任意の値に設定できるものであり、こ
の様に構成したことにより、放電灯Ｌａの発光効率を高
め、入力歪を減少し、小型化することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第２従来
例に於ては、以下に示す様な第２の問題点が生じてしま
う。

【０００７】図１２に示した回路の部分平滑検出部４中
のツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧Ｖｚを、電
源電圧変動及びツェナー電圧Ｖｚのばらつきなど考慮し
て、図１４（ａ）に示す様に、出力電圧Ｖｉｎの谷部Ｂ
の電圧Ｅ１よりも少し高く設定する。また出力電圧Ｖｉ
ｎは、時刻ｔ０に於て谷部Ｂから山部Ａへ移行を開始
し、時刻ｔ１でツェナー電圧Ｖｚに達するものとする。

【０００８】ここで時刻ｔ０〜ｔ１間でのインバータ回
路２の駆動周波数は、谷部Ｂに於ける低い周波数と同一
であるにも関わらず、時刻ｔ０〜ｔ１間に谷部Ｂの電圧
Ｅ１が上昇する。このことにより、時刻ｔ０〜ｔ１間で
のランプ電流ＩＬａは、図１４（ｂ）のＸ部分に示す様
に一瞬増加し、放電灯Ｌａのちらつき、インバータ回路
２の構成要素の１つであるチョークコイルによる騒音な
どを起こす、という第２の問題点が生じる。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ランプ電流の波高値を簡
単な構成で容易に設定できると共に、放電灯のちらつき
がなく、騒音の発生を低減する放電灯点灯装置を提供す
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１記載の発明によれば、交流電源を整流し
て直流電圧を得る直流電圧源と、直流電圧を高周波電圧
に変換するインバータ回路とを備えると共に、インバー
タ回路にはスイッチング素子と、スイッチング素子のオ
ン時間を制御してオン時間が長いときはインバータ回路
の出力電圧を大きくし、オン時間が短いときはインバー
タ回路の出力電圧を小さくする駆動制御部とを少なくと
も備え、インバータ回路の出力を放電灯に供給する放電
灯点灯装置に於て、直流電圧源の山部電圧を検出する検
出部を設けると共に、オン時間は、検出部の出力に応じ
て変化することを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、駆動制御部
は、検出部の出力電圧が大きいときはスイッチング素子
のオン時間を短くするものであることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、検出部により直
流電圧の山部電圧を検出して、検出部の出力に応じて駆
動制御部によりスイッチング素子のオン時間を変化させ
る。スイッチング素子のオン時間が長いときはインバー
タ回路の出力電圧を大きくし、オン時間が短いときはイ
ンバータ回路の出力電圧を小さくする。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、検出部によ
り直流電圧の山部電圧を検出して、検出部の出力電圧が
大きいときは駆動制御部によりスイッチング素子のオン
時間を短くし、インバータ回路の出力電圧を小さくす
る。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）第１実施例の回路図を図１に、その動作波
形図を図２に示す。

【００１５】図１１，図１２に示した第２従来例と異な
る点は、ダイオードＤ６と抵抗Ｒ２との直列回路で構成
されると共に、部分平滑回路１を構成するダイオードＤ
３のカソード電圧を検出する部分平滑検出部４を設け、
フィルタ−回路Ｆを除いたことであり、その他の第２従
来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省
略する。ここで、部分平滑回路１は図７に示した第１従
来例のものと同一構成である。

【００１６】次に、図２を参照して動作を簡単に説明す
る。交流電源ｅの瞬時電圧が高くなると、交流電源ｅよ
りダイオードＤ１を介してコンデンサＣ１，Ｃ２は（√
２×ｅ／２）まで充電される。

【００１７】交流電源ｅの電圧が（√２×ｅ／２）未満
になる（谷部Ｂになる）と、コンデンサＣ１はダイオー
ドＤ３を介してインバータ回路２へと放電し、コンデン
サＣ２はダイオードＤ２を介してインバータ回路２へと
放電する。このときダイオードＤ３はオンしているの
で、図２（ｂ）に示す様にダイオードＤ３のカソード電
圧は略零になる。ダイオードＤ３のカソード電圧が略零
になると、ダイオードＤ６はオフされるので、抵抗Ｒ２
には電流が流れず、インバータ回路２の駆動周波数は、
第２従来例と同様に抵抗Ｒ１０，コンデンサＣ６からな
る時定数で決定される。

【００１８】交流電源ｅの電圧が（√２×ｅ／２）以上
になる（山部Ａになる）と、ダイオードＤ３はオフされ
るので、図２（ｂ）に示す様にカソード電圧は出力電圧
Ｖｉｎの変化と略相似形になる。そして、ダイオードＤ
６がオンするので、抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ６は
充電され、コンデンサＣ６の両端電圧は徐々に上昇して
いくので、インバータ回路２の駆動周波数は、出力電圧
Ｖｉｎの変化に応じて変化する。

【００１９】（実施例２）本発明に係る第２実施例の回
路図を図４に、その動作波形図を図５に示す。

【００２０】図１に示した第１実施例の回路と異なる点
は、略一定のコンデンサＣ２の両端電圧を抵抗Ｒ１４，
Ｒ１５で分圧した電圧Ｖ１と、部分平滑回路１の出力電
圧Ｖｉｎを抵抗Ｒ１６，Ｒ１７で分圧した電圧Ｖ２と
を、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２１及びオペアンプＯＰ１からなる
減算回路５に入力し、減算回路５の出力電圧Ｖ３を、オ
ペアンプＯＰ２からなる電圧フォロワ回路６，ダイオー
ドＤ６，抵抗Ｒ２を介して駆動制御部３に入力する構成
とする部分平滑検出部４を設けたことであり、その他の
第１実施例と同一構成には同一符号を付すことにより説
明を省略する。

【００２１】減算回路５に図５（ａ），（ｂ）に示す電
圧Ｖ１，Ｖ２を入力することにより、電圧Ｖ３は、

【００２２】

【数１】

【００２３】となる。ここで、 Ｒ１８＝Ｒ１９＝Ｒ２０＝Ｒ２１ ・・・・・・・・・・・・・・・（２） とすると、 Ｖ３＝Ｖ２−Ｖ１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） となるので、図５（ｃ）に示す様に、電圧Ｖ３は、電圧
Ｖ２から電圧Ｖ１を減算して出力電圧Ｖｉｎの山部のみ
を検出した電圧となり、電圧Ｖ３が電圧フォロワ回路
６，ダイオードＤ６，抵抗Ｒ２を介して駆動制御部３に
入力される。

【００２４】上記実施例１，実施例２の様に構成したこ
とにより、出力電圧Ｖｉｎが山部Ａである場合のみ、イ
ンバータ回路２の駆動周波数を変化することができるの
で、簡単に波高値ＣＦを任意の値に設定することが可能
となると共に、放電灯Ｌａのちらつき、騒音などの低減
をすることが可能となる。

【００２５】なお、上記実施例２に於て、特開平４ー１
３３２９７号公報に示された（図６）、ダイオードＤ１
１，Ｄ１２，コンデンサＣ１２，インダクタンス素子Ｌ
２からなる部分平滑回路１を用いて、インバータ回路２
に入力される電流をインダクタンス素子Ｌ２に流すこと
によりインダクタンス素子Ｌ２に蓄積されたエネルギー
を、インバータ回路２に入力される電流の休止期間にコ
ンデンサＣ１２に充電し、出力電圧Ｖｉｎの谷部でコン
デンサＣ１２の電荷をインバータ回路２に放電する様に
してもよい。

【００２６】また、上記実施例１，実施例２に於て、図
３に示す様に部分平滑回路１を、コンデンサＣ１，Ｃ
２，Ｃ１１，ダイオードＤ１〜Ｄ３，Ｄ７〜Ｄ９で構成
される３分の１部分平滑回路としても、ｎ分の１（ｎは
２以上の自然数）部分平滑回路としてもよい。さらに、
図３の回路ではダイオードＤ９のカソード電圧を検出し
たが、ダイオードＤ３のカソード電圧を検出してもよ
い。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ランプ電流の波高値を
簡単な構成で容易に設定できると共に、放電灯のちらつ
きがなく、騒音の発生を低減する放電灯点灯装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の回路図を示す。

【図２】上記実施例に係る動作波形図を示す。

【図３】上記実施例に係る別の回路図を示す。

【図４】本発明に係る第２実施例の回路図を示す。

【図５】上記実施例に係る動作波形図を示す。

【図６】上記実施例に係る別の回路図を示す。

【図７】本発明に係る第１従来例の回路図を示す。

【図８】上記従来例に係る駆動制御部の回路図を示す。

【図９】上記従来例に係る動作波形図を示す。

【図１０】上記従来例に係る別の動作波形図を示す。

【図１１】本発明に係る第２従来例の回路図を示す。

【図１２】上記従来例に係る部分平滑検出部と駆動制御
部との回路図を示す。

【図１３】上記従来例に係る動作波形図を示す。

【図１４】上記従来例に係る別の動作波形図を示す。

【符号の説明】

１ 直流電圧源 ２ インバータ回路 ３ 駆動制御部 ４ 検出部 ｅ 交流電源 Ｌａ 放電灯 Ｔｒ スイッチング素子 Ｖ 電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上岡 淳 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 一村 省互 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流して直流電圧を得る直流
   電圧源と、前記直流電圧を高周波電圧に変換するインバ
   ータ回路とを備えると共に、前記インバータ回路にはス
   イッチング素子と、前記スイッチング素子のオン時間を
   制御してオン時間が長いときは前記インバータ回路の出
   力電圧を大きくし、オン時間が短いときは前記インバー
   タ回路の出力電圧を小さくする駆動制御部とを少なくと
   も備え、前記インバータ回路の出力を放電灯に供給する
   放電灯点灯装置に於て、 前記直流電圧源の山部電圧を検出する検出部を設けると
   共に、前記オン時間は、前記検出部の出力に応じて変化
   することを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記駆動制御部は、前記検出部の出力電
   圧が大きいときは前記スイッチング素子のオン時間を短
   くするものであることを特徴とする請求項１記載の放電
   灯点灯装置。