JPH10294186A

JPH10294186A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH10294186A
Application number: JP10221497A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Noro; 浩史野呂; Naoki Komatsu; 直樹小松
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2017-04-18
Also published as: JP3800714B2

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯始動回路を大型化せず、回路内のコンデ
ンサ等の部品のストレスを低減し、且つ放電灯を確実に
始動できる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】少なくとも始動時に高圧パルスの印加を必
要とする放電灯２と、高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの
高圧側巻線Ｎ２とが閉回路内に存在し、変圧器ＰＴの低
圧側巻線Ｎ１と並列にコンデンサＣ５を接続して成る放
電灯始動回路２２を含む放電灯点灯装置において、放電
灯始動回路２２は、変圧器ＰＴの低圧側巻線Ｎ１と直列
にインダクタＬ２を接続され、変圧器ＰＴの低圧側巻線
Ｎ１とインダクタＬ２の直列回路とコンデンサＣ５が並
列に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタルハライドラ
ンプ、高圧ナトリウムランプ、水銀ランプ等の始動時に
高圧パルスを印加する必要のある高輝度高圧放電灯（Ｈ
ＩＤランプ）を点灯するための放電灯点灯装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１８にＨＩＤランプ等を点灯させる放
電灯点灯装置の一従来例を示す。図中、１は交流電源、
Ｌ０はインダクタ、２は始動時に高圧パルスの印加を必
要とする放電灯であり、交流電源１とインダクタＬ０と
放電灯２とにより主点灯回路が構成されている。この放
電灯点灯装置は、放電灯２を点灯させるための放電灯始
動回路２２を有しており、Ｒ６は抵抗、Ｃ６はコンデン
サであり、交流電源１から抵抗Ｒ６を介してコンデンサ
Ｃ６に電荷が供給される。Ｑ６は電圧応答性の例えばサ
イダックのようなスイッチング素子であり、コンデンサ
Ｃ６の充電電圧がスイッチング素子Ｑ６のブレークオー
バー電圧に達すると導通するようになっている。ＰＴは
低圧側巻線Ｎ１と高圧側巻線Ｎ２を有するパルストラン
スであり、コンデンサＣ６とスイッチング素子Ｑ６と低
圧側巻線Ｎ１とにより振動回路が構成されており、コン
デンサＣ６に充電された電荷がスイッチング素子Ｑ６の
導通によりパルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１を介し
てパルス状の電流として放出されるようになっている。
つまり、抵抗Ｒ６を介して交流電源１からコンデンサＣ
６に充電された電圧がスイッチング素子Ｑ６のブレーク
オーバー電圧に達すると、スイッチング素子Ｑ６がブレ
ークオーバーして導通し、コンデンサＣ６に充電されて
いた電荷は、パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１を介
してパルス状の電流として放出され、このパルス状の電
流により低圧側巻線Ｎ１に発生した電圧は高圧側巻線Ｎ
２に昇圧され、高圧パルスが発生し、この高圧パルスが
コンデンサＣ２を介して交流電源１の電圧に重畳されて
放電灯２に印加され、その結果、放電灯２は始動し、点
灯状態に入る。放電灯２は点灯状態に入ると、電圧が低
下し、主点灯回路により点灯状態を保持される。

【０００３】図１８の電気回路における主要波形を図１
９に示す。同図（ａ）は交流電源１の電圧波形であって
正弦波形を示している。同図（ｂ）はコンデンサＣ６の
両端電圧Ｖｃ６であって交流電源１のゼロ点から時間ｔ
１後にスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に
達してスイッチング素子Ｑ６が導通することを表してい
る。同図（ｃ）はスイッチング素子Ｑ６が導通した後に
スイッチング素子Ｑ６に流れるパルス電流Ｉ１を示して
おり、この波形は振動回路のコンデンサＣ６と低圧側巻
線Ｎ１の定数でほぼ決定される共振周波数の減衰振動波
形となっている。同図（ｄ）はパルストランスＰＴの高
圧側巻線Ｎ２に発生する電圧Ｖｎ２であり、低圧側巻線
Ｎ１に発生した電圧が電磁誘導により高圧側巻線Ｎ２に
昇圧されるので、高圧側巻線Ｎ２に発生する電圧Ｖｎ２
としては減衰振動状の高圧パルスとなるのである。

【０００４】次に、主安定器が前述の銅鉄型の安定器で
はなく、電子バラストである場合の一従来例を図２０に
示す。なお、同一の素子には同一の符号を付してある。
これは交流電源１に接続された整流用のダイオードブリ
ッジＤＢと、その整流出力を平滑する電解コンデンサＣ
０とから成る直流電源部１０により直流電源を生成し、
この直流電源を用いて放電灯２を点灯させようとするも
のである。この電子回路においては、直流電源とスイッ
チング素子Ｑ１とインダクタＬ１とコンデンサＣ２とス
イッチング素子Ｑ４とにより一方のチョッパ回路が構成
され、直流電源とスイッチング素子Ｑ３とコンデンサＣ
２とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ２とにより他
方のチョッパ回路が構成されており、スイッチング素子
Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ３が高周波スイッチング
動作を行うものである。また、ダイオードＤ１〜Ｄ４は
回生用ダイオードである。ここで、スイッチング素子Ｑ
４がＯＮで且つスイッチング素子Ｑ２がＯＦＦである
と、スイッチング素子Ｑ１の高周波スイッチングにより
コンデンサＣ２の両端には略直流電圧が発生し、逆にス
イッチング素子Ｑ２がＯＮで且つスイッチング素子Ｑ４
がＯＦＦであると、スイッチング素子Ｑ３の高周波スイ
ッチングによりコンデンサＣ２の両端には前記の場合と
は逆極性の略直流電圧が発生する。従って、スイッチン
グ素子Ｑ２とＱ４とを一定の周波数で交互にＯＮ／ＯＦ
Ｆさせることにより、コンデンサＣ２の両端には、スイ
ッチング素子Ｑ２、Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦの周波数と同じ
周波数の矩形波交流電圧が発生する。そして、この矩形
波交流電圧を放電灯始動回路２２に供給しているので、
放電灯２が安定に点灯されるのである。

【０００５】ところで、以上述べてきた従来例には以下
のような問題がある。図２１（ａ）はスイッチング素子
Ｑ６に流れる振動電流Ｉ１の波形、図２１（ｂ）は高圧
側巻線Ｎ２の電圧Ｖｎ２の波形を時間軸方向に大きく拡
大したものを示すが、図示のように電流Ｉ１および電圧
Ｖｎ２には、点灯動作時に低圧側巻線Ｎ１とコンデンサ
Ｃ６の定数で決まる振動回路の周波数よりも高い周波数
の振動波形が現れており、細線で示す設計波形の上には
設計上意図したよりも大きな振動数の高圧パルスが表れ
ている。一般に、放電灯２を始動させるためには、放電
灯２に印加される高圧パルスが一定時間Ｔｏ以上に維持
されている必要がある。つまり、放電灯２の一端より開
始してアーク放電が他端に達して放電灯２内でアーク放
電が安定するまでの時間、あるいは安定したアーク放電
を起こすのに必要なエネルギーを放電灯２に供給するの
に必要な時間以上の間、高圧パルスが一定レベルに維持
されている必要がある。このため、安定に点灯動作を行
うように巻線Ｎ１やコンデンサＣ６の定数を設計して
も、実際には図２１（ａ），（ｂ）に示すように設計振
動数よりも大きな振動数の高圧パルスが発生することに
なると、高圧パルスの一定レベルＶｏ以上の維持時間Ｔ
１が短くなり、実際の放電灯２においては確実に始動す
ることができないという問題があった。

【０００６】この問題は特に図２０に示したような電子
バラストにおいては大きな問題となる。つまり、電子回
路を用いて放電灯点灯回路を構成する場合、装置の軽量
小型化のためにはインダクタの小型化が要求されるが、
インダクタを小さくすると浮遊容量による影響が無視で
きなくなるからである。また、一定レベルＶｏ以上の時
間幅Ｔ１を広げるためには、パルストランスＰＴで発生
する高圧パルスのピーク値を大きくすることが考えられ
るが、そうすると他の電子部品の耐圧上の問題があり、
耐圧の大きな電子部品を用いるとコストが高くなる。ま
た、コンデンサＣ６の容量を大きくして基本的な振動回
路の周期を大きくすることも考えられるが、こうすると
コンデンサＣ６の容量が大きくなって高価格化するとい
う難点があった。

【０００７】以上の問題を解決する手段として、特開昭
６３−１５０８９１号が提案されている。これは前記の
振動周波数はパルストランスＰＴに寄生する浮遊容量が
原因であると解析し、この浮遊容量を無視できるような
容量のコンデンサＣ５を図２２のようにパルストランス
ＰＴの低圧側巻線Ｎ１に並列に接続したものである。

【０００８】ところが、図２２の回路により高圧パルス
の問題は解決できたが、コンデンサＣ５を追加したこと
により、新たに以下のような問題の発生することが分か
った。それは放電灯２に高圧パルスが印加されて、放電
を開始した瞬間、放電灯２の両端電圧はほぼ０Ｖとな
り、コンデンサＣ２に蓄積されていた電荷が一瞬にして
放電灯２を介して放電され、パルストランスＰＴの高圧
側巻線Ｎ２は両端を短絡された状態になり、これにより
低圧側巻線Ｎ１のインダクタンス値は急激に低下し、コ
ンデンサＣ６及びＣ５に蓄積されていた電荷が同時に低
圧側巻線Ｎ１を介して放電され、低圧側巻線Ｎ１に流れ
る振動電流Ｉ１の傾きが急峻となり、ピーク電流値が増
大してしまうことである。つまり、図２３のように本来
は細線のような電流が流れるのであるが、ｔ２の時点で
放電が開始すると、その時点から振動電流Ｉ１の傾きが
急峻となり、ピーク電流値も通常のＩｐ１からＩｐ２に
増加している。

【０００９】以上の問題を解決する手段として、パルス
トランスＰＴの高圧側巻線Ｎ２の両端が短絡された状態
においても、低圧側巻線Ｎ１がある程度インダクタンス
値を維持できるように、パルストランスＰＴのコア間の
ギャップを大きくして、低圧側巻線Ｎ１のリーケージイ
ングクタンスを増大させる方法がある。しかし、この方
法ではコア間のギャップを大きくしたことにより低圧側
巻線Ｎ１と高圧側巻線Ｎ２との結合率が低下し、高圧側
巻線Ｎ２に発生する高圧パルス電圧が下がってしまい、
高圧側巻線Ｎ２を更に巻き上げるなどして対策せねばな
らず、パルストランスＰＴが大型化してしまうという問
題がある。また、コンデンサＣ６、Ｃ５の容量を小さく
してＩｐ２を低減することもできるが、そうすると、高
圧パルスの振動周波数が高くなってしまい、充分な高圧
パルスのパルス幅を維持できなくなって、確実に放電灯
を始動できなくなるという問題がある。

【００１０】また、以上述べてきた放電灯始動回路２２
の回路方式では、パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１
に印加される電圧はコンデンサＣ６に蓄積された電圧で
あり、かつスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電
圧以下にしか設定できない。これは放電灯始動回路２２
に印加される矩形波交流電圧以下であることを意味す
る。ところが放電灯２が始動するのに必要とされる高圧
パルス電圧が非常に高い場合、上記回路方式では高圧パ
ルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧に
は制限があるため、高圧側巻線Ｎ２の巻数を増やさなけ
ればならず、高圧パルストランスＰＴの大型化につなが
ってしまう。また、低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧を
上げるには放電灯始動回路２２の入力電圧、つまり矩形
波交流電圧を高くしなければならず、スイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ４及びダイオードＤ１〜Ｄ４として耐圧の高い
素子を必要とし、これらの素子の大型化そしてコスト上
昇につながってしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】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、放
電灯始動回路を大型化せず、回路内のコンデンサ等の部
品のストレスを低減し、且つ放電灯を確実に始動できる
放電灯点灯装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、少なくと
も始動時に高圧パルスの印加を必要とする放電灯２と、
高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの高圧側巻線Ｎ２とが閉
回路内に存在し、前記変圧器ＰＴの低圧側巻線Ｎ１と並
列にコンデンサＣ５を接続して成る放電灯始動回路２２
を含む放電灯点灯装置において、前記放電灯始動回路２
２は、前記変圧器ＰＴの低圧側巻線Ｎ１と直列にインダ
クタＬ２を接続され、前記変圧器ＰＴの低圧側巻線Ｎ１
とインダクタＬ２の直列回路と前記コンデンサＣ５が並
列に接続されていることを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１に第１の実施例を示す。本実施例は、
パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１と直列にインダク
タＬ２を挿入することにより、放電灯２の放電時に低圧
側巻線Ｎ１に流れる高周波の振動電流Ｉ１を抑制したも
のである。以下、本実施例の詳細について述べる。

【００１４】本実施例はインダクタＬ２を図１のように
挿入したことにより、放電灯２が放電開始してパルスト
ランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１のインダクタンス値が減少
しても、インダクタＬ２によりコンデンサＣ６、Ｃ５か
ら流れる電流を抑制することができ、振動電流Ｉ１のピ
ーク値Ｉｐ２を低減することができる。また、高圧パル
スに含まれる振動周波数についても、振動周波数を形成
するコンデンサＣ６、コンデンサＣ５、低圧側巻線Ｎ１
の閉回路内にインダクタＬ２を設けてあるので、振動周
波数は低く設定することができ、放電灯２の始動も確実
に行うことができる。

【００１５】（実施例２）図２に第２の実施例を示す。
本実施例は第１の実施例で挿入するインダクタＬ２の値
について規定したものである。以下、本実施例の詳細に
ついて述べる。

【００１６】図２は横軸にインダクタＬ２の値をとり、
縦軸に各々高圧パルスのピーク値Ｖｐ、高圧パルスのパ
ルス幅Ｗｐ、振動電流Ｉ１のピーク値Ｉｐ２をとったも
のである。図から明らかなように、インダクタＬ２の値
を大きくすると、高圧パルスの振動周波数が低くなるた
めパルス幅Ｗｐは大きくなり、振動電流Ｉ１のピーク値
Ｉｐ２は小さくなるが、低圧側に流れる振動電流Ｉ１に
より低圧側巻線Ｎ１に発生するべき電圧がインダクタＬ
２に奪われて、高圧パルスのピーク値Ｖｐが下がってし
まう。逆に、インダクタＬ２の値を小さくすると、高圧
パルスのピーク値Ｖｐは高く維持できるが、振動周波数
が高くなるためパルス幅Ｗｐが狭くなり、また、振動電
流Ｉ１のピーク値Ｉｐ２が大きくなってしまう。

【００１７】今、例えば放電灯２の始動に必要とされる
高圧パルスのピーク値をＶｐｍｉｎ、高圧パルスのパル
ス幅をＷｐｍｉｎとし、コンデンサＣ５の最大許容電流
値をＩｐ２ｍａｘ、構造上実現可能なボビンサイズにお
けるインダクタＬ２の最大値をＬ２ｍａｘとすると、最
適設計ポイントは図中で示したようになる。なお、この
インダクタＬ２の値の具体的な数値については、目標と
する高圧パルスのピーク値、パルス幅、振動電流ピーク
値Ｉｐ２の最大許容範囲が各放電灯、各安定器によって
大きく異なるため、ここでは特に限定しないことにす
る。

【００１８】（実施例３）図３に第３の実施例を示す。
本実施例は上述の第１あるいは第２の実施例の回路をプ
リント基板３に実装したものを示す。このような回路を
プリント基板に実装する場合に最も注意しなければなら
ない点は、高周波の振動電流Ｉ１が流れる経路である。
つまり、高周波の振動電流Ｉ１は非常にノイズを発生す
る可能性が高いため、他の電子部品やパターンと隔離し
ておくのがよい。そこで、本実施例では高周波の振動電
流Ｉ１が流れるコンデンサＣ６、スイッチング素子Ｑ
６、インダクタＬ２、コンデンサＣ５、パルストランス
ＰＴの低圧側巻線Ｎ１の閉回路内に他の電子部品やパタ
ーンが存在しないように部品を配置し、パターンを設け
ている。これにより、高周波の振動電流による回路の誤
動作を防止でき、確実に放電灯を始動できる放電灯点灯
装置を提供することができる。

【００１９】なお、以上の実施例においては便宜上、従
来の銅鉄型の安定器を主安定器とした場合の放電灯点灯
装置について述べたが、図２０のような電子バラストを
用いた放電灯点灯装置においても同様の効果を得ること
ができる。

【００２０】（実施例４）図４に第４の実施例を示す。
本実施例は主安定器が電子バラストであり、点灯部の回
路方式がフルブリッジ構成のものである。本方式の動作
については、従来例で述べたので、ここでは省略する。
本実施例においても、実施例１と同様の効果を得ること
ができ、本来の電子バラストのメリットである小型化と
いう特徴を維持することが出来る。

【００２１】（実施例５）図５に第５の実施例を示す。
本実施例は実施例４のフルブリッジ回路を降圧チョッパ
回路部２０と極性反転回路部２１に分けて構成したもの
である。図６に各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５の動作及
びランプ電流波形を示す。以下、この回路の動作につい
て簡単に説明する。

【００２２】点灯部は降圧チョッパ回路部２０と極性反
転回路部２１と放電灯始動回路２２とからなっている。
降圧チョッパ回路部２０はスイッチング素子Ｑ５とダイ
オードＤ５とインダクタＬ１とコンデンサＣ１とからな
り、スイッチング素子Ｑ５のＯＮ時には、コンデンサＣ
０からインダクタＬ１を介してコンデンサＣ１に電流を
流し、スイッチング素子Ｑ５のＯＦＦ時には、ダイオー
ドＤ５を介してインダクタＬ１の蓄積エネルギーをコン
デンサＣ１に放出するように構成している。スイッチン
グ素子Ｑ５のパルス幅あるいはスイッチング周波数を制
御することにより、コンデンサＣ１の電圧、つまり、ラ
ンプ電圧を制御することができる。

【００２３】次に、極性反転回路部２１はスイッチング
素子Ｑ１〜Ｑ４からなり、フルブリッジ回路を構成して
いる。この極性反転回路部２１は各スイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ４が図６に示すような動作を行い、放電灯２に図
示の矩形波交流電力を供給している。以上の構成によ
り、本実施例においても実施例４と同様の効果を得るこ
とが出来る。

【００２４】（実施例６）図７に第６の実施例を示す。
本実施例は点灯部を図示したようなハーフブリッジ回路
にて構成したものである。また、図８は図中のスイッチ
ング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ動作及びランプ電流
波形を示したものである。以下、この回路について説明
する。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ図８に示
すような高周波スイッチングを繰り返す。つまり、図５
の回路におけるスイッチング素子Ｑ５とＱ１〜Ｑ４を兼
用したものである。また、スイッチング素子Ｑ１が高周
波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時
にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ２を介し
てコンデンサＣ４に帰還され、スイッチング素子Ｑ２が
高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦ
Ｆ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ１を
介してコンデンサＣ３に帰還される。つまり、ダイオー
ドＤ１、Ｄ２は図５の回路におけるダイオードＤ５の機
能を果たしているものである。

【００２５】本実施例は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
に例えばＦＥＴのようなダイオード内蔵型の素子を用い
れば、ダイオードＤ１、Ｄ２はこのダイオードで兼用す
ることができ、スイッチング素子とダイオードの使用個
数は２個となり、実施例４の６個に対して減らすことが
でき、コストダウン、小型化という面で有利である。

【００２６】（実施例７）図９に第７の実施例を示す。
本実施例は放電灯始動回路２２においてコンデンサＣ６
とＣ２の充電電圧の和でスイッチング素子Ｑ６をＯＮさ
せ、高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に上述の
実施例のほぼ２倍の電圧を印加できるようにしたもので
ある。

【００２７】以下、この回路方式の動作について、図１
０の波形図を用いて説明する。スイッチング素子Ｑ１〜
Ｑ４は、図のように対角方向に並ぶ素子Ｑ１とＱ４及び
Ｑ２とＱ３がペアとなって低周波動作と共に高周波でス
イッチングしている。これにより放電灯始動回路２２に
入力される矩形波交流電圧は図中で示したようになる。
ここで、コンデンサＣ２は放電灯始動回路２２の入力端
に並列に接続されているので、コンデンサＣ２に印加さ
れる電圧Ｖｃ２は矩形波交流電圧と同じである。一方、
コンデンサＣ６は高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線
Ｎ１、抵抗Ｒ６、インダクタＬ２を介して充放電を繰返
し、図中のＶｃ６のような波形となる。次に、スイッチ
ング素子Ｑ６に印加される電圧は、コンデンサＣ６とＣ
２の電圧の和となるが、矩形波の安定時にはコンデンサ
Ｃ６とＣ２の極性が逆であるため｜Ｖｃ２｜−｜Ｖｃ６
｜となり、スイッチング素子Ｑ６のブレ−クオーバー電
圧には達せず、スイッチング素子Ｑ６はＯＮしない。と
ころが、矩形波電圧の極性が反転すると、コンデンサＣ
２の電圧Ｖｃ２もほぼ同時に反転するため、このときス
イッチング素子Ｑ６には図のような｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ
６｜の電圧Ｖｓが印加され、スイッチング素子Ｑ６のブ
レークオーバー電圧に達してスイッチング素子Ｑ６をＯ
Ｎさせる。これにより高圧パルストランスＰＴの低圧側
巻線Ｎ１にはパルス電流が流れ、高圧側巻線Ｎ２に図の
ように高圧パルス電圧を発生させることができる。以上
述べたような回路方式では、矩形波電圧のほぼ２倍の電
圧を高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加す
ることが出来るので、前述の回路方式に比べて高圧パル
ストランスＰＴを小型化できる。

【００２８】尚、本実施例においては、点灯部をフルブ
リッジ回路で構成したが、この点灯部を実施例５で述べ
たような降圧チョッパ回路部と極性反転回路部で構成し
てもよい。また同様に、実施例６で述べたようなハーフ
ブリッジ回路で構成してもよい。

【００２９】（実施例８）図１１に第８の実施例を示
す。前述の実施例７には次のような問題が存在する。そ
れは極性反転する際に対角方向に並ぶペアのスイッチン
グ素子のうち、まず高電位側のスイッチング素子Ｑ１や
Ｑ３が先にＯＦＦして、その後、その低電位側のスイッ
チング素子Ｑ２やＱ４がＯＮして、その後、反対側の低
電位側のスイッチング素子Ｑ４やＱ２がＯＦＦして、そ
の後、その高電位側のスイッチング素子Ｑ３やＱ１がＯ
Ｎするような動作をする場合に発生する。今、例えばス
イッチング素子Ｑ１とＱ４がＯＮしていたとする。次
に、極性反転のためにスイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ
し、スイッチング素子Ｑ２がＯＮしたとすると、このと
き、低電位側のスイッチング素子Ｑ２とＱ４が両方共Ｏ
Ｎしているため、ブリッジ回路の低電位側に閉ループが
形成される。この閉ループ内においてコンデンサＣ６、
インダクタＬ２及びインダクタＬ２に含まれる浮遊容
量、スイッチング素子Ｑ６の寄生容量、高圧パルストラ
ンスＰＴの低圧側巻線Ｎ１、インダクタＬ１によるＬＣ
の共振振動により、スイッチング素子Ｑ６の両端に図１
２に示すようなリンギング電圧が印加されてしまう。通
常、この回路方式においては、スイッチング素子Ｑ６の
ブレークオーバー電圧Ｖｂｏを、｜Ｖｃ６｜＜Ｖｂｏ＜｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜となるように設定し、矩形波電圧が極性反転したときに
だけスイッチング素子Ｑ６がＯＮするようにしている。
ところが、図１２のようなリンギング電圧がスイッチン
グ素子Ｑ６に印加されてしまうと、この時点でスイッチ
ング素子Ｑ６がＯＮしてしまい、コンデンサＣ６の電荷
が放電されてしまう。これでは高圧パルストランスＰＴ
の低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧はＶｃ２だけであ
り、本来の｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜よりも低く、高圧パ
ルス電圧のピーク値を減少させてしまう。

【００３０】そこで、本実施例ではインダクタＬ２と並
列にコンデンサＣ７を接続することにより、極性反転時
に低電位側のスイッチング素子が同時にＯＮしてもスイ
ッチング素子Ｑ６の両端に異常なリンギング電圧が印加
されるのを防止し、所定の高圧パルス電圧を発生できる
ようにしたものである。これはリンギング電圧の共振周
波数の一部にインダクタＬ２の浮遊容量が含まれている
ことに着目し、インダクタＬ２と並列にコンデンサＣ７
を接続して共振周波数を低減したものである（図１３参
照）。

【００３１】なお、本実施例では点灯部をフルブリッジ
回路で説明したが、図１４のような降圧チョッパ回路部
２０と極性反転回路部２１を組み合わせた構成でも同じ
効果を得ることができる。

【００３２】以上の実施例においては、放電灯点灯装置
の一部についてのみ言及し、全体の詳細回路図について
は触れなかったが、例えばこれを実際の放電灯点灯装置
に当てはめると、以下のようになる。

【００３３】（実施例９）図１５〜図１７に本発明を製
品として具体化した点灯装置を一例として示す。図１５
は電源入力部、図１６は力率改善部、図１７は点灯回路
部であり、各図は点Ｊ１〜Ｊ８において接続されてい
る。

【００３４】図１５に示す電源入力部では、端子ＴＭ
１，ＴＭ２に接続された交流電源１から、ヒューズＦ
Ｓ、サーマルプロテクタＴＰ、低抵抗Ｒ４、並びフィル
タ回路を介して整流回路ＤＢの交流入力端子に接続され
ており、整流回路ＤＢの直流出力端子には、コンデンサ
Ｃ９が接続されている。このコンデンサＣ９は小容量の
ものであり、実際の平滑動作は後段の力率改善部の昇圧
チョッパ回路により行われる。フィルタ回路は、サージ
電圧吸収用のＺＮＲ（酸化亜鉛非線形抵抗）、コイルＬ
５、Ｌ６、及びコンデンサＣｘ、Ｃｙ、Ｃ８、Ｃ８１、
Ｃ８２を含み、コンデンサＣ８１，Ｃ８２の直列回路の
中点はコンデンサＣ８３を介して端子ＴＭ５に接続さ
れ、端子ＴＭ５は大地（アース）に接続されている。

【００３５】図１６に示す力率改善部は、インダクタＬ
７とスイッチング素子Ｑ７及びダイオードＤ７を含む昇
圧チョッパ回路よりなり、点Ｊ１から整流回路ＤＢの全
波整流出力を受けて、点Ｊ２に接続された電解コンデン
サＣ０（図１７）に昇圧された平滑な直流電圧を得るも
のである。昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ７は
昇圧チョッパ制御回路４のドライブ出力から抵抗Ｒ７
１，Ｒ７２を介して駆動され、その電流は抵抗Ｒ７３に
より検出される。また、インダクタＬ７に流れる電流
は、２次巻線に接続された抵抗Ｒ７４を介して検出され
る。さらに、点Ｊ２に生じる出力電圧は抵抗Ｒ８，Ｒ９
を介して検出され、点Ｊ１の入力電圧は抵抗Ｒ９１，Ｒ
９２を介して検出される。昇圧チョッパ制御回路４の動
作電源Ｖｃｃ１は、電源投入時には抵抗Ｒ９３，Ｒ９４
を介して点Ｊ１から供給されるが、スイッチング素子Ｑ
７のスイッチング動作が開始すると、インダクタＬ７の
２次巻線出力をダイオードＤ７１，Ｄ７２で整流し、抵
抗Ｒ７を介してコンデンサＣ７１に得られた直流電圧が
ダイオードＤ７３を介して供給される。このコンデンサ
Ｃ７１に得られる直流電圧は、三端子型の電圧レギュレ
ータＩＣ１により定電圧化されて、点灯回路部制御回路
５の動作電源Ｖｃｃとなる。点灯回路部制御回路５は、
図１７に示す点灯回路部より点Ｊ３〜Ｊ５を介してゼロ
電流検出、過電流検出、ランプ電圧検出を行うと共に、
点Ｊ６〜Ｊ８を介して矩形波ドライブ及び降圧チョッパ
ドライブ信号を出力している。

【００３６】図１７に示す点灯回路部は、降圧チョッパ
回路部２０を備え、電解コンデンサＣ０に得られた点Ｊ
２の直流電圧をスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ５
及びインダクタＬ１の作用により、任意の直流電圧に降
圧して、コンデンサＣ１にランプ電圧を得ている。コン
デンサＣ１に得られたランプ電圧は、抵抗Ｒ２，Ｒ３及
び点Ｊ５を介して検出されている。また、インダクタＬ
１に流れる電流は、抵抗Ｒ５、点Ｊ３を介して検出され
ており、降圧チョッパ回路部２０に流れる電流は、抵抗
Ｒ５３、点Ｊ４を介して検出されている。降圧チョッパ
回路部２０のスイッチング素子Ｑ５は、点Ｊ８に供給さ
れるドライブ信号により、トランスＴ５と抵抗Ｒ５１，
Ｒ５２を介して駆動されている。

【００３７】次に、極性反転回路部は、４個のスイッチ
ング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成されたフルブリッジ回路であ
り、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は汎用のドライバ回
路ＩＣ２，ＩＣ３により、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２；Ｒ２
１，Ｒ２２；Ｒ３１，Ｒ３２；Ｒ４１，Ｒ４２を介して
駆動される。矩形波ドライブのための信号は、点Ｊ６，
Ｊ７を介して供給されている。また、各ドライバ回路Ｉ
Ｃ２，ＩＣ３の動作電源としては、上述の定電圧Ｖｃｃ
が供給されている。さらに、高電位側のスイッチング素
子Ｑ１，Ｑ３を駆動するためのコンデンサＣ１１，Ｃ１
２；Ｃ３１，Ｃ３２は、抵抗Ｒ１３とダイオードＤ１
１，Ｄ３１を介して定電圧Ｖｃｃから充電される。フル
ブリッジ回路の出力には、イグナイタ回路２２のパルス
トランスＰＴを介して放電灯２が接続されている。放電
灯２は、例えば、ＡＮＳＩ規格のＭ９８（７０Ｗ）又は
Ｍ１３０（３５Ｗ）であり、その発光管はセラミック発
光管である。ＴＭ３，ＴＭ４は放電灯２を接続するため
の端子である。なお、コンデンサＣ２は図示していない
が、パルストランスＰＴの両端間に存在する容量あるい
はランプ電圧を規定するコンデンサＣ１がパルス印加の
ための閉回路を構成する。もちろん、個別部品としてコ
ンデンサＣ２を接続しても良いことは言うまでも無い。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも始動時に高
圧パルスを必要とする放電灯と高圧パルス発生用の変圧
器の高圧側巻線とが閉回路内に存在する放電灯始動回路
を含む放電灯点灯装置において、放電灯の始動に必要な
高圧パルスのピーク値、パルス幅を維持でき、且つ放電
灯始動回路内の各電子部品のストレスを低減した、簡単
で小型な放電灯点灯装置を提供することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路図である。

【図２】本発明の第２実施例の説明図である。

【図３】本発明の第３実施例の実装状態を示す平面図で
ある。

【図４】本発明の第４実施例の回路図である。

【図５】本発明の第５実施例の回路図である。

【図６】本発明の第５実施例の動作波形図である。

【図７】本発明の第６実施例の回路図である。

【図８】本発明の第６実施例の動作波形図である。

【図９】本発明の第７実施例の回路図である。

【図１０】本発明の第７実施例の動作波形図である。

【図１１】本発明の第８実施例の回路図である。

【図１２】本発明の第８実施例が解決しようとする課題
を説明するための動作波形図である。

【図１３】本発明の第８実施例の動作波形図である。

【図１４】本発明の第８実施例の一変形例を示す回路図
である。

【図１５】本発明を製品として具体化した点灯装置の電
源入力部の回路図である。

【図１６】本発明を製品として具体化した点灯装置の力
率改善部の回路図である。

【図１７】本発明を製品として具体化した点灯装置の点
灯回路部の回路図である。

【図１８】第１の従来例の回路図である。

【図１９】第１の従来例の動作波形図である。

【図２０】第２の従来例の回路図である。

【図２１】第１及び第２の従来例の問題点を説明するた
めの波形図である。

【図２２】第３の従来例の回路図である。

【図２３】第３の従来例の問題点を説明するための波形
図である。

【符号の説明】

２高圧放電灯２２放電灯始動回路Ｃ２コンデンサＣ５コンデンサＣ６コンデンサＲ６抵抗Ｑ６スイッチング素子Ｌ２インダクタＰＴパルストランス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも始動時に高圧パルスの印加
を必要とする放電灯と、高圧パルス発生用の変圧器の高
圧側巻線とが閉回路内に存在し、前記変圧器の低圧側巻
線と並列にコンデンサを接続して成る放電灯始動回路を
含む放電灯点灯装置において、前記放電灯始動回路は、
前記変圧器の低圧側巻線と直列にインダクタを接続さ
れ、前記変圧器の低圧側巻線とインダクタの直列回路と
前記コンデンサが並列に接続されていることを特徴とす
る放電灯点灯装置。
【請求項２】前記インダクタは、放電灯のグロー放
電時に前記コンデンサに流れる電流を抑制し、かつ、放
電灯の始動に必要な電圧レベルとパルス幅を維持できる
ような値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。
【請求項３】前記インダクタ、コンデンサ、変圧器
の低圧側巻線の閉回路内に他の部品が存在しないように
プリント基板上に実装したことを特徴とする請求項１又
は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】少なくとも始動時に高圧パルスの印加
を必要とする放電灯と、高圧パルス発生用の変圧器の高
圧側巻線とが閉回路内に存在し、直流電源と少なくとも
１つのスイッチング素子とダイオードと第１のインダク
タと第１のコンデンサを含み、放電灯に矩形波交流電力
を供給するインバータ回路部を具備し、始動時に高圧パ
ルスを発生する放電灯始動回路を具備する放電灯点灯装
置において、前記放電灯始動回路は少なくとも１つの電
圧応答型スイッチング素子と第２のインダクタと第２の
コンデンサと高圧パルス発生用の変圧器の低圧側巻線と
で構成される直列回路がインバータ回路部の出力端に接
続され、出力極性の反転時に第１及び第２のコンデンサ
の充電電圧の和により、電圧応答型スイッチング素子を
ＯＮさせて放電灯に高圧パルスを印加することを特徴と
する放電灯点灯装置。
【請求項５】請求項４記載の放電灯点灯装置におい
て、インバータ回路部は、直流電源を放電灯が必要とす
る電圧に変換する降圧チョッパ回路部と、少なくとも４
つのスイッチング素子から成る極性反転回路部とで構成
され、極性反転時に極性反転回路部の低電位側の２つの
スイッチング素子が同時にＯＮするものにおいて、放電
灯始動回路内の第２のインダクタと並列に第３のコンデ
ンサを接続したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】請求項４記載の放電灯点灯装置におい
て、インバータ回路部はフルブリッジ回路で構成されて
いることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項７】請求項４記載の放電灯点灯装置におい
て、インバータ回路部はハーフブリッジ回路で構成され
ていることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項８】放電灯は高圧放電灯であることを特徴
とする請求項１乃至７のいずれかに記載の放電灯点灯装
置。
【請求項９】高圧放電灯はメタルハライドランプで
あることを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】高圧放電灯はＡＮＳＩ規格のＭ９８
（７０Ｗ）又はＭ１３０（３５Ｗ）であることを特徴と
する請求項８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】高圧放電灯の発光管はセラミック発
光管であることを特徴とする請求項１０記載の放電灯点
灯装置。