JPH09167694A

JPH09167694A - 放電灯用電源装置

Info

Publication number: JPH09167694A
Application number: JP7347700A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Danjo; 謙三檀上; Takashi Tsujii; 高志辻井; Haruo Moriguchi; 晴雄森口
Original assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-24
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: JP3242314B2

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯のアーク切れの発生を防止する。【解決手段】出力トランス４の１次巻線41と直列にMO
SFET５を接続し、巻線41とFET ５との接続点にダイオー
ド６のアノードを接続し、平滑コンデンサ７にカソード
を接続する。コンデンサ７からインバータ11を介して放
電灯10に電圧を印加する。放電灯10の出力電圧を抵抗器
22、23、24で検出し、抵抗器24と直列に接続した抵抗器
20で、放電灯10の電流を検出する。抵抗器20、24の電圧
が、第１の基準電圧より大きいとき、オンするシャント
レギュレータ56と、このオンに応じて発光状態が変化す
るホトダイオード51、ホトトランジスタ52を設け、ホト
トランジスタ52の出力電圧と発振回路61の第２の基準電
圧に応じ駆動装置62がFET ５のオン、オフを制御する。
抵抗器23、24に並列にツェナーダイオード25が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ほぼ定電力出力特
性を有する放電灯用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電灯としては、例えば、キセノンラン
プ、メタルハライドランプ及び水銀灯等の高輝度放電灯
がある。通常、高輝度放電灯に定格電力以上の電力を供
給すると、高輝度放電灯が破損する確率が高い。そこ
で、高輝度放電灯用の電源装置は、高輝度放電灯に許容
電力以上の電力を供給しないような出力特性を有してい
る。また、経年変化によって、高輝度放電灯の照度が変
化することがある。また、放電灯を安定に点灯させるた
めに必要な電圧が、高輝度放電灯ごとにばらつくことが
ある。これらに対応するため、上記電源装置は、出力電
力を任意に設定でき、かつ変更可能であることが望まし
い。さらに、高輝度放電灯の起動時、迅速に安定な点灯
状態にするため、上記電源装置は、高輝度放電灯に大電
流を流すことが可能である必要がある。

【０００３】そのため、次のような放電灯用の電源装置
が提案されている。即ち、交流電源を直流に変換し、こ
れをインバータに供給して、矩形波の低周波交流に変換
し、高輝度放電灯に供給する。インバータの出力電圧を
電圧検出装置によって検出する。また、インバータへの
入力電流を電流検出器によって検出する。電圧検出装置
からの検出電圧を、無負荷検出用基準電圧と比較して、
予め定めた一定の値の無負荷検出信号を発生する。無負
荷時には、無負荷検出信号と、電流検出器からの検出信
号とを加算し、この加算信号によって、インバータを高
周波制御する。この状態で、放電灯を起動点灯させる
と、出力電圧設定用の基準信号と電圧検出装置の出力電
圧との誤差を求め、これと電流検出器からの検出信号と
を加算した加算信号によって、インバータを高周波制御
し、放電灯にほぼ定電力が印加される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、放電灯の点灯
初期状態において、放電灯において発生しているアーク
のインピーダンス変動が大きい。そのため、放電灯に流
れる電流が定格電流の１／２以下である低電流になるこ
とがある。この場合、アーク切れが生じ、放電灯を点灯
させることができなくなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、請求項１記載の発明は、直流電源に接続される
直列回路を有し、この直列回路は、１次巻線を有する出
力トランスと、上記１次巻線に直列に接続されたスイッ
チング素子を、具えている。上記１次巻線と上記スイッ
チング素子との接続点に、フライバック特性の出力整流
ダイオードの一端が接続されている。上記出力整流ダイ
オードにより整流されて放電灯に印加される出力電圧
を、電圧検出手段が検出する。この電圧検出手段は、直
列接続された複数の抵抗器を有している。上記抵抗器と
直列に接続され、上記放電灯に流れる電流を電圧に変換
して検出する電流検出手段が設けられている。この電流
検出手段は、上記電圧検出手段の抵抗器と直列に接続さ
れている。上記電圧検出手段の出力電圧及び上記電流検
出手段の出力電圧を、加算した加算信号が、第１の基準
電圧に等しくなるよう、上記スイッチング素子を制御す
る制御手段が設けられている。上記電圧検出手段に、そ
の出力電圧を一定にするように定電圧素子が設けられて
いる。

【０００６】請求項１記載の発明によれば、電圧検出手
段が検出した上記放電灯の出力電圧と、上記放電灯を流
れる電流を検出した電流検出手段の出力電圧を加算した
加算信号が、第１の基準電圧に等しくなるように、上記
スイッチング素子が制御され、放電灯は、定電力制御さ
れる。放電灯の起動時のインピーダンスが大きく、放電
灯に流れる電流が少なく、上記加算信号の値が小さくな
ろうとしたとき、上記電圧検出手段に定電圧素子が設け
られているので、加算信号は第１の基準電圧に等しい値
を維持するように電流を増加させる。従って、一定の電
流が、上記放電灯に流れる状態が維持される。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の放
電灯用電源装置において、上記制御手段が、上記加算信
号と上記第１の基準電圧とを比較演算し、出力電圧を発
生する比較演算手段、例えばシャントレギュレータまた
は演算増幅器と、この比較演算手段からの出力電圧を入
力し、上記スイッチング素子に駆動信号を供給する駆動
手段を、含んでいる。この駆動手段が、上記比較演算手
段からの出力電圧に応じて駆動制御電圧を発生する駆動
制御電圧発生手段、例えばホトカプラーと、上記駆動制
御電圧と第２の基準電圧とに応じて上記スイッチング素
子に上記駆動信号を供給する駆動制御手段、例えばスイ
ッチング素子用駆動装置とを、具備し、上記駆動制御電
圧発生手段が、上記比較演算手段と上記駆動制御手段と
を電気的に絶縁している。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、上記比較演
算手段が、上記加算信号と上記第１の基準電圧とを比較
演算し、出力電圧を発生する。この出力電圧に応じて、
駆動制御電圧発生手段が、駆動制御電圧を発生する。こ
の駆動制御電圧と第２の基準電圧とに応じて、駆動制御
手段が、上記スイッチング素子を制御する。駆動制御電
圧発生手段が、上記比較演算手段と上記駆動制御手段と
を電気的に絶縁しているので、ノイズの影響を受けにく
い。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の放
電灯用電源装置において、上記駆動制御電圧発生手段へ
の動作電圧を、上記１次巻線とは逆極性に上記出力トラ
ンスに設けた２次巻線に誘起された電圧を整流した直流
電圧から得て、上記駆動制御電圧発生手段にその入力電
圧を一定にする第２の定電圧素子を設けてある。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、上記放電灯
に印加される電圧は、２次巻線に生じている電圧と、１
次及び２次巻線の巻線比によって決まる。放電灯のイン
ピーダンスが非常に大きい例えば無負荷状態のとき、駆
動制御電圧発生手段に流れる電流が大きくなり、放電灯
に印加される電圧も非常に大きくなる。これを防止する
ため、即ち、２次巻線の電圧を一定に保持するため、第
２の定電圧素子が設けられている。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
放電灯用電源装置において、上記駆動制御電圧発生手段
への動作電圧として、上記出力トランスに、その１次巻
線と同極性に設けた３次巻線に誘起された電圧を整流し
て得た直流電圧も供給されている。

【００１２】例えば請求項３記載の発明では、放電灯の
インピーダンスが小さく、放電灯に印加されている電圧
が低くなると、２次巻線に誘起される電圧も低くなり、
駆動電圧制御手段が正常に動作しなくなる。これを防止
するため、請求項４記載の発明によれば、２次巻線に電
圧が誘起されていないとき、３次巻線に誘起された電圧
を整流することによって得た直流電圧を、駆動電圧制御
手段に供給し、駆動電圧制御手段に供給される駆動電圧
を大きくしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明による放電灯用電源装置の
第１の実施形態を図１に示す。この放電灯用電源装置
は、交流電源１に接続された整流回路２を有している。
この整流回路２の出力側に平滑コンデンサ３が接続され
ている。

【００１４】この放電灯用電源装置は、出力トランス４
も有している。この出力トランス４は、１次巻線４１、
２次巻線４２、３次巻線４３、４４を有している。１次
巻線４１は、その巻き始めの端子が、平滑コンデンサ３
の陽極側に接続されている。また、１次巻線４１の巻き
終わりは、スイッチング手段、例えばＭＯＳＦＥＴ５の
導電路を介して平滑コンデンサ３の陰極に接続されてい
る。即ち、１次巻線４１とＭＯＳＦＥＴ５は、直列に接
続されている。なお、スイッチング素子としては、ＭＯ
ＳＦＥＴ５の他に、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ
等も使用可能である。

【００１５】１次巻線４１とＭＯＳＦＥＴ５との接続点
に、フライバック特性のダイオード６のアノードが接続
されている。このダイオード６のカソードは、平滑コン
デンサ７の陽極に接続されている。平滑コンデンサ７の
陰極は、１次巻線４１の巻きはじめに接続されている。
平滑コンデンサ７の両端間には、ダミー抵抗器７１が接
続されている。これは、この電源装置の起動時に、オー
バーシュートの発生によって過大電圧が発生することを
防止するために設けられている。

【００１６】平滑コンデンサ７の両端は、限流用リアク
トル８を介してインバータ１１の入力端子に接続されて
いる。このインバータ１１は、ブリッジ接続された例え
ばＩＧＢＴ１２、１３、１４、１５を有し、これらＩＧ
ＢＴ１２、１３、１４、１５は、インバータ駆動装置１
６からの例えば５０乃至３００Ｈｚの低周波信号に応じ
て、平滑コンデンサ７から供給された直流電圧をスイッ
チングして、これを５０乃至３００Ｈｚの低周波交流電
圧に変換する。インバータ１１にも、ＭＯＳＦＥＴやバ
イポーラトランジスタを使用することもできる。

【００１７】インバータ１１の出力端子は、イグナイタ
９を介して放電灯、例えば高輝度放電灯１０に接続され
ている。イグナイタ９は、高輝度放電灯１０の起動時
に、放電灯に高電圧を印加することによって、放電灯１
０を点灯させるためのものである。イグナイタ９は、放
電灯１０の一端とインバータの一方の出力端子との間に
接続されたカップリングコイル９１を有し、このカップ
リングコイル９１の中間タップと放電灯の他端との間
に、コンデンサ９３及び限流抵抗器９４が直列に接続さ
れている。コンデンサ９３及び限流抵抗器９４の接続点
と、インバータ１１の一方の出力端子との間に発振用の
電圧制御素子９２が設けられている。

【００１８】なお、インバータ１１の出力端子間にはバ
イパスコンデンサ９５が設けられている。これは、イグ
ナイタ９が動作したときに、これが発生する高周波信号
がインバータ１１に印加されるのを防止するために設け
られている。また、限流用リアクトル８は、放電灯１０
が点灯を開始したときに発生する突入電流を限流させる
ために設けられている。

【００１９】平滑コンデンサ７の両端間には、電圧検出
手段として、直列に接続された抵抗器２２、２３、２４
が、平滑コンデンサ７の陽極側から陰極側に向かって順
に接続されている。抵抗器２４の両端間の電圧が、電圧
検出手段の出力電圧として使用される。

【００２０】平滑コンデンサ７の陰極及び抵抗器２４の
接続点と出力トランス４の巻き始めとの間には、インバ
ータ１１を流れる電流、即ち放電灯１０に流れる電流を
検出するため、電流検出手段として抵抗器２０が接続さ
れている。この抵抗器２０の両端間には、放電灯１０を
流れる電流に比例した電圧が発生する。

【００２１】抵抗器２０、２４は直列に接続されている
ので、抵抗器２０及び２４間の電圧は、平滑コンデンサ
の両端間電圧を表す電圧と、インバータ１１を流れる電
流を表す電圧との加算信号となる。この加算信号は、比
較演算手段、例えばシャントレギュレータ５６の制御端
子と、１次巻線４１の巻き始め及び出力トランス４の２
次巻線４２の巻き始めに接続されている基準電位側端子
との間に印加される。このシャントレギュレータ５６
は、加算信号が予め定められた第１の基準電圧よりも大
きくなったときに、基準電位端子側と出力側との間が導
通する。

【００２２】このシャントレギュレータ５６の出力側
に、限流用抵抗器５３と駆動制御電圧発生手段をなすホ
トカプラー５０のホトダイオード５１とが直列に接続さ
れている。ホトダイオード５１と限流抵抗器５３との直
列回路に並列にバイパス抵抗器５４が接続されている。

【００２３】ホトダイオード５１、限流抵抗器５３及び
シャントレギュレータ５６には、２次巻線４２、フライ
バック特性の整流ダイオード３１及び平滑コンデンサ３
６によって構成される電源部から動作電圧が供給されて
いる。即ち、２次巻線４２の巻きはじめ及び平滑コンデ
ンサ３６の陰極は、シャントレギュレータ５６の基準電
位側に接続され、２次巻線４２の巻き終わりは、フライ
バック特性のダイオード３１を介して平滑コンデンサ３
６の陽極に接続されている。この平滑コンデンサ３６の
両端が、ホトダイオード５１、限流抵抗器５３及びシャ
ントレギュレータ５６の直列回路に接続されている。従
って、シャントレギュレータ５６が導通したとき、ホト
ダイオード５１に電流が流れ、ホトダイオード５１が発
光する。なお、２次巻線４２の巻き数Ｎ２は、１次巻線
４１の巻き数Ｎ１の１／５乃至１／１０である。

【００２４】なお、平滑コンデンサ３６の陰極は３次巻
線４４の巻き終わりにも接続されている。また、３次巻
線４４の巻き始めはフォワード特性のダイオード３４及
び限流抵抗器３５を介して平滑コンデンサ３６の陽極に
接続されている。なお、３次巻線４４の巻き数も、１次
巻線４１の巻き数Ｎ１の１／５乃至１／１０である。

【００２５】電圧検出手段における抵抗器２３、２４の
直列回路に並列に第１の定電圧素子、例えばツェナーダ
イオード２５が設けられている。このツェナーダイオー
ド２５は、抵抗器２４の両端間電圧が予め定めた値とな
るように設定されている。同様に、シャントレギュレー
タ５６に並列に第２の定電圧素子、例えばツェナーダイ
オード５５が接続されている。

【００２６】ホトカプラー５０のホトトランジスタ５２
のコレクタ・エミッタ導電路は、抵抗器５８と直列に接
続されている。この直列回路には、３次巻線４３、フォ
ワードダイオード３２、平滑コンデンサ３３からなる電
源部から動作電源が供給されている。即ち、２次巻線４
３の巻き始めは、フォワードダイオード３２を介して平
滑コンデンサ３３の陽極に接続されている。平滑コンデ
ンサ３３の陰極は平滑コンデンサ３３の陰極に接続され
ると共に、平滑コンデンサ３の陰極にも接続されてい
る。この平滑コンデンサ３３の両端が、ホトトランジス
タ５２のコレクタ・エミッタ導電路及び抵抗器５８の直
列回路に接続されている。３次巻線４３の巻き数も、１
次巻線４１の巻き数Ｎ１の１／５乃至１／１０である。

【００２７】抵抗器５８の両端間電圧は、駆動制御手
段、例えばスイッチング素子用駆動装置６２に入力され
る。スイッチング素子用駆動装置６２は、発振回路６１
が発振する例えば三角波の第２の基準電圧と、抵抗器５
８の両端間電圧とを比較し、第２の基準電圧が抵抗器５
８の両端間電圧より大きいときに、ＭＯＳＦＥＴ５をオ
ンさせるものである。なお、第２の基準電圧は、インバ
ータ駆動装置１６が発生する低周波信号よりも周波数の
高い高周波信号である。従って、スイッチング素子用駆
動装置６２は、ＭＯＳＦＥＴ５をＰＷＭ制御する。

【００２８】この電源装置では、交流電源１を整流回路
２によって整流し、平滑コンデンサ３によって平滑す
る。スイッチング素子用駆動装置６２が、ＭＯＳＦＥＴ
５を導通させると、出力トランス４の１次巻線４１に直
流電流が流れて、出力トランス４が励磁される。これに
よって出力トランス４の３次巻線４３に電圧が誘起さ
れ、これが整流ダイオード３２によって整流され、平滑
コンデンサ３３によって平滑されて、ホトトランジスタ
５２及び抵抗器５８に対する動作電源を形成する。同様
に３次巻線４４にも電圧が誘起され、これが整流ダイオ
ード３４によって整流され、限流抵抗器３５を介して平
滑コンデンサ３６に供給され、平滑される。

【００２９】２次巻線４２にも電圧が誘起される。しか
し、この電圧がダイオード３１を逆バイアスするので、
平滑コンデンサ３６側には電流は流れない。

【００３０】ＭＯＳＦＥＴ５が非導通状態になった瞬
間、出力トランス４に発生していた磁界の方向は同一方
向に保つため、１次巻線４１の電流が、巻き始めから巻
き終わりに向かって流れていると、２次巻線を流れる電
流も巻き始めから巻きおわりに向かって流れる。よっ
て、ダイオード３１が導通し、平滑コンデンサ３６が充
電される。

【００３１】同時に、このとき、１次巻線４１には、平
滑コンデンサ３６の両端間電圧をＮ１／Ｎ２倍した電圧
が誘起されており、整流ダイオード６を介して平滑コン
デンサ７が充電される。即ち、ＭＯＳＦＥＴ５がオフ時
に１次巻線４１に誘起された電圧は、整流ダイオード６
によって整流されて、平滑コンデンサ７によって平滑さ
れる。

【００３２】平滑コンデンサ７によって平滑された直流
出力は、限流リアクトル８を介してインバータ１１に供
給され、インバータ駆動装置１６からの低周波信号によ
って低周波交流電圧に変換され、イグナイタ９を介して
放電灯１０に供給される。このとき、コンデンサ９３
は、抵抗器９４を介して充電され、コンデンサ９３の電
圧が電圧制御素子９２のブレークダウン電圧に達する
と、コンデンサ９３の充電電荷が電圧制御素子９２、カ
プッリングコイル９１を介して放電し、カップリングコ
イル９１とコンデンサ９３との共振現象が生じる。カッ
プリングコイル９１の共振電圧によって、この両端に高
電圧が発生し、放電灯１０の両端間に高電圧が印加さ
れ、放電灯１０が点灯する。

【００３３】放電灯１０に電流が流れると、抵抗器２０
に電流が流れ、電流検出電圧が発生する。一方、抵抗器
２４には平滑コンデンサ７の両端間電圧に比例した電圧
が発生している。これら両電圧を加算した電圧がシャン
トレギュレータ５６に供給される。このとき、この加算
電圧が第１の基準電圧よりも低いと、シャントレギュレ
ータ５６は非導通状態を維持する。しかし、加算電圧が
第１の基準電圧よりも大きいと、シャントレギュレータ
５６が導通し、ホトダイオード５１が強く光る。これが
ホトトランジスタ５２によって検出され、抵抗器５８の
両端に電圧が発生する。この電圧が、スイッチング用素
子駆動装置６２に供給され、発振回路６１の第２の基準
電圧と比較され、ＭＯＳＦＥＴのオン、オフ期間がＰＷ
Ｍ制御される。

【００３４】電流検出用の抵抗器２０の抵抗値をＲＳ、
この抵抗器２０に流れる電流をＩ_Oとすると、この抵抗
器２０の両端間電圧は、ＲＳ・Ｉ_Oとなる。また、放電
灯１０に印加される電圧をＶ_Oとし、電圧検出用の抵抗
器２４の両端に発生する電圧と上記Ｖ_Oとの比をＫとす
ると、電圧検出用の抵抗器２４の両端間電圧は、Ｋ・Ｖ
_Oとなる。そして、シャントレギュレータ５６の第１の
基準電圧をＶ_refとすると、フィードバック制御が行わ
れているので、ＲＳ・Ｉ_O、Ｋ・Ｖ_O及びＶ_refの間に
は、数１で示す関係が成立する。

【００３５】

【数１】Ｖ_ref＝ＲＳ・Ｉ_O＋Ｋ・Ｖ_O

【００３６】従って、放電灯１０の起動時に流れる短絡
電流をＩ_Sとすると、Ｉ_Sは数１においてＶ_O＝０とし
たときのＩ_Oの値であるので、Ｖ_ref／ＲＳとなる。ま
た、放電灯１０の無負荷電圧をＶ_Sとすると、Ｖ_Sは数
１においてＩ_O＝０としたときのＶ_Oであるので、Ｖ
_ref／Ｋとなる。即ち、図２の一点鎖線で示すように定
電力曲線に近似した特性を、この電源装置は示す。

【００３７】そして、放電灯１０の起動点灯時には、放
電灯１０の内部インピーダンスが小さいので、放電灯１
０には短絡電流Ｉ_Sが流れ、放電灯１０の内部インピー
ダンスの上昇と共に定格電力のＰ点に向かって電流が移
動していく。ところが、起動点灯時には放電灯１０の管
内圧力の安定性が悪く、放電灯１０の内部インピーダン
スが非常に大きくなることがある。その結果、放電灯１
０を流れる電流は、定格電力のときの定格電流Ｉ_rより
低下し、出力電圧Ｖ_Oが予め定めたＶａに達すると、ツ
ェナーダイオード２５がツェナー特性を示し、電圧検出
用抵抗器２４の両端間電圧ＫＶ_Oを予め定めた一定電圧
とする。

【００３８】ＫＶ_Oが一定であるので、フィードバック
制御によりＲＳ・Ｉ_Oが一定になるように制御が行われ
る。その結果、放電灯１０の出力電流Ｉ_Oも一定とな
る。従って、ツェナーダイオード２５を適切に選定する
ことによって、図２に示すように定格電流Ｉ_rの１／２
の電流１／２・Ｉ_rで定電流特性とすることができる。
このように、この電源装置では、起動点灯時の放電灯１
０の内部インピーダンスが高く変化しても、出力電流が
１／２・Ｉ_rよりも下がらないように、この電源装置で
は制御が行われて、放電灯１０のアークの立ち切れを防
止している。

【００３９】しかし、この状態では、１次巻線４１に誘
起される電圧、即ち平滑コンデンサ７の両端間の電圧
は、上述したように平滑コンデンサ３６の両端間電圧を
Ｎ１／Ｎ２倍したものであるので、上昇し、放電灯１０
の出力電圧も上昇していく。そこで、平滑コンデンサ３
６の両端間の電圧は、ホトダイオード５１、限流抵抗器
５３、シャントレギュレータ５６の電圧でもあるので、
シャントレギュレータ５６の出力側と基準電位側との間
の電圧を、ツェナーダイオード５６を設けることによっ
て、平滑コンデンサ３６の両端間電圧を一定にして、平
滑コンデンサ７の両端間電圧も一定にしようとしてい
る。

【００４０】即ち、ホトダイオード５１の順方向電圧を
Ｖｐｈｃとする。ホトダイオード５１を順方向電圧で駆
動する際に限流抵抗器５３に流れる電流によってその両
端間に発生した電圧をＶｒとする。ツェナーダイオード
５６の電圧、即ちシャントレギュレータ５６の電圧をＶ
ｚｄとする。放電灯１０のインピーダンスが大きいと
き、特に無負荷のときには、放電灯１０の両端間電圧Ｖ
Ｍは、出力トランス４の１次巻線４１と２次巻線４２と
が同一極性であるので、数２で表される。

【００４１】

【数２】ＶＭ＝（Ｖｚｄ＋Ｖｒ＋Ｖｐｈｃ）Ｎ１／Ｎ２

【００４２】例えば、平滑コンデンサ３６の両端間電圧
が大きい場合、ホトダイオード５１を流れる電流は、平
滑コンデンサ３６の両端間電圧から、（Ｖｚｄ＋Ｖｐｈ
ｃ）を減算した電圧を限流抵抗器５３で除算した電流が
流れる。この電流に応じた光量でホトダイオード５１が
点灯し、抵抗器５８に発生した電圧に応じてＭＯＳＦＥ
Ｔ５がスイッチング素子用駆動装置６２によって制御さ
れ、平滑コンデンサ３６の両端間電圧が低下する。最終
的にはホトダイオード５１の順方向電圧を発生するのに
必要な電流が、ホトダイオード５１、限流抵抗器５３、
ツェナーダイオード５５を流れ、限流抵抗器５３の電圧
がＶｒとなる状態に制御される。

【００４３】このように出力トランス４の２次巻線４２
の両端間電圧によって放電灯１０の出力電圧を制御する
ようにしているので、起動時のように放電灯１０のイン
ピーダンスが小さくなり、放電灯１０の両端間電圧が低
くなったとき、２次巻線４２に誘起される電圧も低くな
り、例えば負荷短絡の場合、シャントレギュレータ５６
が動作できなくなる。そこで、コンデンサ３６の電圧
が、負荷短絡等の状態でも維持できるように、３次巻線
４４、整流ダイオード３４によって平滑コンデンサ３６
を充電している。即ち、３次巻線４４には、ＭＯＳＦＥ
Ｔ５がオンのとき電圧が誘起される。２次巻線４２には
ＭＯＳＦＥＴ５がオフのとき電圧が誘起される。従っ
て、平滑コンデンサ３６は、２次巻線４２単独の場合よ
りも多く充電され、その平均電圧が、２次巻線４２単独
の場合よりも高くなり、シャントレギュレータ５６を負
荷短絡の場合でも動作させることができる。

【００４４】上記の実施の形態では、シャントレギュレ
ータ５６を比較演算手段として用いたが、図３に示すよ
うに演算増幅器８１を使用してもよい。この場合、第１
の基準電圧は、抵抗器８３、８４、８５とツェナーダイ
オード８６とによって設定され、演算増幅器８１の非反
転入力端子に供給される。また、加算信号は、演算増幅
器８１の反転入力端子に供給されている。また、加算信
号が第１の基準電圧よりも大きいとき、ホトダイオード
５１を流れる電流を演算増幅器８１の出力側に吸い込む
ように、演算増幅器８１の出力側にダイオード８２のカ
ソードが接続されている。このダイオード８２のアノー
ドは、ツェナーダイオード５５と抵抗器５３との接続点
に接続されている。

【００４５】また、上記の実施の形態では、インバータ
１１を設けたが、これを除去し、イグナイタ９及び限流
リアクトル８を介して平滑コンデンサ７の両端間電圧を
放電灯１０に供給してもよい。

【００４６】上記の実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ５と発
振回路６１とスイッチング素子用駆動装置６２とを用い
ているが、スイッチング素子とその制御装置とを内蔵し
たパワーＩＣを使用してもよい。このパワーＩＣの場
合、その制御端子に入力される電流が一定値になるよう
にＰＷＭ制御がその内部で行われる。

【００４７】上記の実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ５と発
振回路６１とスイッチング素子用駆動装置６２とを用い
ているが、図４に示すように出力トランス４の３次巻線
４３の出力電圧をホトトランジスタ５２を介して、ＭＯ
ＳＦＥＴ５のゲートに接続された自励発振しているトラ
ンジスタ１０１に供給して、これを制御して、フィード
バック制御してもよい。

【００４８】また、上記の実施の形態では、整流回路２
の出力をそのまま平滑コンデンサ３に供給しているが、
整流回路２の出力側に高力率コンバータを設け、力率を
改善させてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、放電灯に印加される電圧を検出した電圧検出手段
の出力電圧と、放電灯を流れる電流を検出した電流検出
手段の出力電圧との加算値が、第１の基準電圧と等しく
なるように、スイッチング素子を制御手段によって制御
し、放電灯をほぼ定電力に制御している。そして、放電
灯のインピーダンスが高く、放電灯を流れる電流が少な
い状態でも、第１の定電圧素子を用いて、電圧検出手段
の出力電圧を一定にしているので、上記加算値が第１の
基準電圧と等しい状態を維持するように、即ち電流検出
手段の出力電圧が増加するように、放電灯に流れる電流
が増加させられる。従って、放電灯を流れる電流が一定
値に維持され、第１の定電圧素子を適切に選択すること
によって、放電灯のアーク切れを防止することができ
る。

【００５０】請求項２記載の発明によれば、上記加算値
が、第１の基準電圧よりも大きいとき、比較演算手段が
出力電圧を発生し、この出力電圧に応じて駆動制御電圧
発生手段が駆動制御電圧を発生し、上記駆動制御電圧と
第２の基準電圧とに応じて駆動制御手段が、上記スイッ
チング素子に上記駆動信号を供給するの。そして、駆動
制御電圧発生手段が、比較演算手段と駆動制御手段とを
電気的に絶縁しているので、ノイズ等に起因する誤動作
を防止することができる。

【００５１】請求項３記載の発明によれば、上記駆動制
御電圧発生手段への動作電圧を、上記１次巻線とは逆極
性に上記出力トランスに設けた２次巻線に誘起された電
圧を整流して得た直流電圧から得ているので、この駆動
制御電圧発生手段の動作電圧の値に応じて１次巻線の電
圧が変化し、放電灯に印加される電圧が変化する。従っ
て、上述したように放電灯のインピーダンスが大きい場
合には、放電灯に印加される電圧も大きくなるが、駆動
制御電圧発生手段の入力電圧を一定にするように第２の
定電圧素子を設けているので、駆動制御電圧発生手段の
動作電圧も一定になり、放電灯に印加される電圧が上昇
するのを防止できる。

【００５２】請求項３記載の発明によれば、放電灯のイ
ンピーダンスが小さい場合には、上記駆動制御電圧発生
手段への動作電圧が低くなり、正常に動作しなくなる場
合ある。これを増資するため、請求項４記載の発明で
は、上記出力トランスの１次巻線と同極性に上記出力ト
ランスに３次巻線を設け、これに誘起された電圧を整流
した直流電圧も駆動制御電圧発生手段に供給しているの
で、放電灯のインピーダンスが小さくても、駆動制御電
圧発生手段が正常に動作する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電灯用電源装置の１実施の形態
のブロック図である。

【図２】同実施の形態における電圧−電流特性図であ
る。

【図３】同実施の形態の変形例を示すブロック図であ
る。

【図４】同実施の形態の別の変形例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

４出力トランス４１１次巻線４２２次巻線４３４４３次巻線５ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）６フライバック特性の整流ダイオード１０放電灯２０抵抗器（電流検出手段）２２２３２４抵抗器（電圧検出手段）２５ツェナーダイオード（第１の定電圧素子）５０ホトカプラー（駆動制御電圧発生手段）５５ツェナーダイオード（第２の定電圧素子）５６シャントレギュレータ（比較演算手段）６３スイッチング素子用駆動装置（駆動制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次巻線を有する出力トランスと、上記
１次巻線と直列に接続されたスイッチング素子とを、具
え、直流電源が接続される直列回路と、上記１次巻線と上記スイッチング素子との接続点に一端
が接続された、フライバック特性の出力整流ダイオード
と、上記出力整流ダイオードにより整流されて放電灯に印加
される出力電圧を、検出し、直列接続された複数の抵抗
器を有する電圧検出手段と、上記抵抗器と直列に接続され、上記放電灯に流れる電流
を電圧に変換して検出する電流検出手段と、上記電圧検出手段の出力電圧及び上記電流検出手段の出
力電圧を、加算した加算信号が、第１の基準電圧に等し
くなるように、上記スイッチング素子を制御する制御手
段と、上記電圧検出手段に、その出力電圧を一定にするように
設けられた第１の定電圧素子とを、具備する放電灯用電
源装置。
【請求項２】請求項１記載の放電灯用電源装置におい
て、上記制御手段が、上記加算信号と上記第１の基準電
圧とを比較演算し、出力電圧を発生する比較演算手段
と、この比較演算手段からの出力電圧を入力し、上記ス
イッチング素子に駆動信号を供給する駆動手段とを、含
み、この駆動手段が、上記比較演算手段からの出力電圧に応
じて駆動制御電圧を発生する駆動制御電圧発生手段と、
上記駆動制御電圧と第２の基準電圧とに応じて上記スイ
ッチング素子に上記駆動信号を供給する駆動制御手段と
を、具備し、上記駆動制御電圧発生手段が、上記比較演
算手段と上記駆動制御手段とを電気的に絶縁している放
電灯用電源装置。
【請求項３】請求項２記載の放電灯用電源装置におい
て、上記駆動制御電圧発生手段への動作電圧を、上記１
次巻線とは逆極性に上記出力トランスに設けた２次巻線
に誘起された電圧を整流した直流電圧から得て、上記駆
動制御電圧発生手段にその入力電圧を一定にする第２の
定電圧素子を設けた放電灯用電源装置。
【請求項４】請求項３記載の放電灯用電源装置におい
て、上記駆動制御電圧発生手段への動作電圧として、上
記出力トランスの１次巻線と同極性に上記出力トランス
に設けた３次巻線に誘起された電圧を整流した直流電圧
も供給される放電灯用電源装置。