JPH1041083A

JPH1041083A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH1041083A
Application number: JP19939996A
Authority: JP
Inventors: Shojiro Kido; 正二郎木戸; Kazunori Kidera; 和憲木寺; Miki Kotani; 幹小谷; Masaharu Kitadou; 正晴北堂; Hisaharu Ito; 久治伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-29
Also published as: JP3831983B2

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的に簡単で小型の回路構成により放電灯の
長寿命化が図れる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】コンバータ部２の出力電圧を電源部１のグ
ランドレベルに対して負電位とする。インバータ部３
は、４つの主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄をブリッジ接
続して成るブリッジ回路３ａと、ブリッジ回路３ａのロ
ーサイドのスイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄を駆動するため
の定電流を作成する定電流回路３ｂとを備えている。定
電流回路３ｂはスイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆等で構成さ
れる電圧レベルシフト回路を２組備えている。インバー
タ部３の主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ ₄をオン・オフす
るための駆動信号を電圧レベルシフト回路による定電流
で各主スイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄に伝達するようにし
たため、比較的に簡単な回路構成で、しかも小型な放電
灯点灯装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関し、特にメタルハライドランプ等のように発光に寄与
する封入物が正の電荷を帯びてイオン化する高庄放電灯
の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】従来の高庄放電灯の点灯装置は、一般的
に、音響的共鳴現象を回避するために低周波の交流矩形
波で点灯させるものであった。ところで、メタルハライ
ドランプ等の高圧放電灯では、発光に寄与する封入物た
る正電荷の物質（例えば、ナトリウムイオン等）が管壁
に浸透してしまい、特に、自動車のヘッドライト等に用
いられる車載用の高圧放電灯においては、周辺に配設さ
れる反射板が金属製である場合にランプ寿命（ランプの
色温度の経時変化）に大きく影響することになる。この
ような不具合を防止するものとして、高圧放電灯の周辺
に配設される反射板をコンバータ部（後述する）の正電
位側の出力端に接続し、高圧放電灯の電極電位との相対
的な電位差を負とする方法や、コンバータ部の直流出力
電圧自体を負電位とし、高圧放電灯の電極電位を反射板
に対して負電位にする方法が提案されている（なお、以
下の説明では、特に注記しない場合は高圧放電灯を放電
灯と記するものとする。）。

【０００３】しかしながら、上記前者の方法では、通常
車体がバッテリのマイナス側に接続されていることか
ら、反射板とその周辺の車体の各部を絶縁する必要があ
り、実用上コストが高くなるという欠点があった。それ
に対して後者の方法は比較的に容易に実現可能である。
図１３はかかる従来の放電灯点灯装置の一例を示してお
り、直流電圧を出力する電源部（例えば、バッテリ）１
と、この電源部１の直流電源電圧を所定のレベルまで昇
圧するとともに電源部１のグランドレベルに対して負電
位の直流電圧を出力するコンバータ部２１と、コンバー
タ部２１から出力される直流電圧を交番させて低周波の
矩形波電圧を出力するインバータ部２２と、インバータ
部２２から出力される矩形波電圧にて点灯するメタルハ
ライドランプ等の放電灯Ｌａと、始動時に高圧の始動電
圧を放電灯Ｌａに印加するイグナイタ部４とを備え、コ
ンバータ部２１の出力電圧を電源部１のグランドレベル
に対して負電位とすることで上記不具合を防止してい
る。

【０００４】上記インバータ部２２は、２組の主スイッ
チング素子Ｑ₁とＱ₃，Ｑ₂とＱ₄の直列回路をコンバ
ータ部２１の出力端間に互いに並列に接続することによ
り、４つのスイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄を所謂ブリッジ
接続して成るブリッジ回路２２ａと、各スイッチング素
子Ｑ₁〜Ｑ₄をオン・オフ駆動する駆動回路２２ｂとを
備え、ブリッジ回路２２ａの出力端Ｔａ−Ｔｂ間に、始
動用のイグナイタ部４を介して接続された放電灯Ｌａに
矩形波電圧を印加する。

【０００５】ブリッジ回路２２ａの主スイッチング素子
Ｑ₁〜Ｑ₄はＭＯＳＦＥＴから成り、各主スイッチング
素子Ｑ₁〜Ｑ₄のゲート・ソース間には、パルストラン
スＰＴ₀の２次巻線ｎ₂₁〜ｎ₂₄及びＭＯＳＦＥＴから成
るスイッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ ₁₂，…が互いに並列に接続
されている。なお、一方のスイッチング素子Ｑ₁₂，
Ｑ ₂₂，…は誤動作防止のためのものである。また、
Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，…は各スイッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂，…の
寄生ダイオードである。

【０００６】駆動回路２２ｂは、パルストランスＰＴ₀
の１次巻線ｎ₁₁，ｎ₁₂に一対のスイッチング素子Ｑ₅，
Ｑ₆を直列に接続するとともに、１次巻線ｎ₁₁，ｎ₁₂の
中点とスイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆の中点を直流電源Ｅ
を介して接続し、さらに直流電源Ｅの負極をグランドレ
ベルに落として成り、図示しない制御手段によってスイ
ッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆を交互にオン・オフすることに
より、パルストランスＰＴ₀を介してブリッジ回路２２
ａの各主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄をオン・オフする
ものである。すなわち、図１４に示すように、駆動回路
２２ｂのスイッチング素子Ｑ₅が制御手段によってオン
されると、パルストランスＰＴ₀の２次巻線ｎ₂₁，ｎ₂₄
に誘起される電圧によって主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ
₄のゲート・ソース間が充電されて主スイッチング素子
Ｑ₁，Ｑ₄がオンする。このとき、スイッチング素子Ｑ
₁₁，Ｑ₄₁はオン、スイッチング素子Ｑ₁₂，Ｑ₄₂はオフと
なる。反対に駆動回路２２ｂのスイッチング素子Ｑ₆が
オンされると、パルストランスＰＴ₀の２次巻線ｎ₂₂，
ｎ₂₃に誘起される電圧によって主スイッチング素子
Ｑ₂，Ｑ₃のゲート・ソース間が充電されて主スイッチ
ング素子Ｑ₂，Ｑ₃がオンする。このとき、スイッチン
グ素子Ｑ₂₁，Ｑ₃₁はオン、スイッチング素子Ｑ₂₂，Ｑ₃₂
はオフとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
成では、音響的共鳴現象を回避するために通常インバー
タ部２２の出力矩形波電圧の周波数ｆ_Lを数百Ｈｚ程度
に設定する必要があり、このためにインバータ部２２に
用いられる高圧のパルストランスＰＴ₀が大型化してし
まうという問題がある。また、パルストランスＰＴ₀の
大型化を回避するために、ブリッジ回路２２ａの主スイ
ッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄を高周波で駆動しつつ低周波で
変調するという駆動方式が提案されているが、パルスト
ランスＰＴ ₀の１次側に設けられる駆動回路に高周波回
路と低周波の変調回路とが必要になり、駆動回路の回路
構成及び制御手段による制御が複雑になるという問題が
ある。なお、電位が異なる回路への情報伝達手段として
フォトカプラなどの光伝達手段がよく使用されている
が、主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄への制御信号を上記
フォトカプラ等の光伝達手段によって伝達しようとする
と、車載用高圧放電灯システムのように温度環境の変化
が大さな場合、発光素子の電流にかなり余裕をみた設計
をする必要があり回路寿命が短くなるという問題があ
る。

【０００８】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、比較的に簡単で小型の回路構成により放電灯
の長寿命化が図れる放電灯点灯装置を提供しようとする
ものである。

【０００９】

【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、直流電圧を出力する電源部と、
この電源部の直流電源電圧を所定のレベルまで昇圧する
とともに電源部のグランドレベルに対して負電位の電圧
として出力するコンバータ部と、コンバータ部から出力
される直流電圧を交番させて低周波の矩形波電圧を出力
するインバータ部と、インバータ部から出力される矩形
波電圧にて点灯する放電灯と、始動時に高圧の始動電圧
を放電灯に印加するイグナイタ部とを備えた放電灯点灯
装置において、インバータ部が、コンバータ部の出力端
間にブリッジ接続された４つの主スイッチング素子と、
４つの内で少なくとも２つの主スイッチング素子を駆動
するために複数の電圧レベルシフト回路を有する駆動手
段とを具備して成ることを特徴とし、電圧レベルシフト
回路にて主スイッチング素子のオン・オフ切換を行うこ
とによってパルストランスを使用する必要がなくなり、
比較的に簡単で小型の回路構成により放電灯の長寿命化
が図れる放電灯点灯装置を低コストで提供することがで
きる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、放電灯のランプ電圧にかかわらず所定の定電流を出
力する定電流回路を用いて電圧レベルシフト回路を構成
したことを特徴とし、始動時や安定点灯時あるいは無負
荷時等の各状態におけるランプ電圧が大きく変化するよ
うな放電灯に対して、駆動手段に過大な電流が流れるの
を防止することができる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、直流電源電圧を昇圧するための昇圧トランスをコン
バータ部に設け、ブリッジ接続された４つの主スイッチ
ング素子の内でハイサイドの主スイッチング素子を昇圧
トランスの３次巻線出力にて駆動するとともに、ローサ
イドの主スイッチング素子を所定の定電流にて駆動する
駆動手段を備えて成ることを特徴とし、パルストランス
を使用せずに主スイッチング素子のオン・オフ切換を行
うことができ、回路の簡素化とコストダウンが図れる。

【００１２】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、主スイッチング素子がオフする際に主スイッチング
素子に蓄積されている電荷を引き抜く引抜回路を備え、
この引抜回路は、主スイッチング素子がオフする瞬間に
動作し且つ主スイッチング素子のオフしている期間より
も短い期間だけ動作し続けていることを特徴とし、本来
オフすべき主スイッチング素子がオンしてしまうという
誤動作が防止できる。

【００１３】請求項５の発明は、請求項４の発明の好適
な実施態様であって、定電流で駆動される引抜回路を備
えたことを特徴とする。請求項６の発明は、請求項４の
発明の好適な実施態様であって、パルストランスにて駆
動される引抜回路を備えたことを特徴とする。請求項７
の発明は、請求項４又は５又は６の発明の好適な実施態
様であって、定電流で駆動され、ブリッジ接続された４
つの主スイッチング素子の内でローサイドの主スイッチ
ング素子の蓄積電荷を引き抜く引抜回路を備えたことを
特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は本発明の第１の実施形態を示す一
部省略した回路構成図であり、基本的な構成は従来例と
共通であるから、共通する部分には同一の符号を付して
説明は省略する。本実施形態は、直流電圧を出力する電
源部１と、この電源部１の直流電源電圧を所定のレベル
まで昇圧するとともに電源部１のグランドレベルに対し
て負電位の直流電圧を出力するコンバータ部２と、コン
バータ部２から出力される直流電圧を交番させて低周波
の矩形波電圧を出力するインバータ部３と、インバータ
部３から出力される矩形波電圧にて点灯するメタルハラ
イドランプ等の放電灯Ｌａと、始動時に高圧の始動電圧
を放電灯Ｌａに印加するイグナイタ部４と、コンバータ
部２並びにインバータ部３の制御を行う制御部５とを備
え、コンバータ部２の高電位側の出力端をグランドレベ
ルに落とすことにより、コンバータ部２の出力電圧を電
源部１のグランドレベルに対して負電位としている。な
お、コンバータ部２の出力電圧を電源部１のグランドレ
ベルに対して負電位とすることにより、メタルハライド
ランプ等の高圧放電灯において、発光に寄与する封入物
たる正電荷の物質（例えば、ナトリウムイオン等）が管
壁に浸透してしまうことが防止できる。なお、電源部１
は直流電圧を出力できるものであれば、直流電源や交流
電源と整流回路から成るものなどでよく、特に限定され
ない。

【００１５】コンバータ部２は電源部１からの直流電源
電圧を昇圧するためのパルストランスＰＴ₁を備え、メ
タルハライドランプ等の高圧放電灯から成る放電灯Ｌａ
を点灯させるに必要な電圧または電力を出力し、放電灯
Ｌａを安定点灯させる安定器の機能を有している。上記
パルストランスＰＴ₁の２次側には出力用の２次巻線ｎ
₂の他に一対の３次巻線ｎ₃₁，ｎ₃₂が設けてあり、これ
らの３次巻線ｎ₃₁，ｎ ₃₂に誘起される電圧が後述するブ
リッジ回路３ａのハイサイドの主スイッチング素子
Ｑ₁，Ｑ₂の駆動用電源に利用されている。

【００１６】インバータ部３は、４つの主スイッチング
素子Ｑ₁〜Ｑ₄をブリッジ接続して成るブリッジ回路３
ａと、ブリッジ回路３ａのローサイドのスイッチング素
子Ｑ ₃，Ｑ₄を駆動するための定電流を作成する定電流
回路３ｂとを備えている。なお、ブリッジ回路３ａの主
スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄は、本実施形態におけるＭ
ＯＳＦＥＴ以外にも例えばＩＧＢＴ（Insulated-Gate B
ipolar Transistor ）等の種々のスイッチング素子を用
いることが可能である。

【００１７】ブリッジ回路３ａのハイサイドの主スイッ
チング素子Ｑ₁，Ｑ₂のゲート・ソース間には、コンバ
ータ部２のパルストランスＰＴ₁の３次巻線ｎ₃₁，
ｎ₃₂、ダイオードＤ₁，Ｄ₂、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，
Ｒ₄が直列に接続されるとともに、抵抗Ｒ₂，Ｒ₄と主
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のゲート・ソースとに並列
に電界コンデンサＣ₁，Ｃ₂が接続されている。而し
て、上記３次巻線ｎ₃₁，ｎ₃₂に誘起される電圧で電界コ
ンデンサＣ₁，Ｃ₂が充電され、電界コンデンサＣ₁，
Ｃ₂の両端電圧の上昇により主スイッチング素子Ｑ₁，
Ｑ₂がオンするのである。また、ローサイドの主スイッ
チング素子Ｑ₃，Ｑ₄は、バイポーラトランジスタから
成るスイッチング素子Ｑ₉，Ｑ₁₀がゲート・ソース間に
ぞれぞれ並列に接続されるとともに、このスイッチング
素子Ｑ₉，Ｑ₁₀のベース・エミッタ間にダイオード
Ｄ₅，Ｄ₈が挿入され、さらに、ブリッジ回路３ａの出
力端Ｔａ，Ｔｂとドレインの間にはダイオードＤ₃，Ｄ
₆が挿入されるとともに、ダイオードＤ₃，Ｄ₆とドレ
インの接続点は上記電界コンデンサＣ₁，Ｃ₂の正極側
と接続され、且つ各ソースと出力端Ｔａ，Ｔｂの間にダ
イオードＤ₄，Ｄ₇が挿入されている。なお、ブリッジ
回路３ａの出力端Ｔａ−Ｔｂ間にはチョークコイルＬ₀
を介してイグナイタ部４及び放電灯Ｌａが接続されてい
る。

【００１８】一方、定電流回路３ｂは、ＭＯＳＦＥＴか
ら成るスイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆、ツェナーダイオー
ドＺＤ₁，ＺＤ₂、トランジスタＱ₇，Ｑ₈、並びに抵
抗Ｒ ₅…にて構成される所謂電圧レベルシフト回路を２
組備え、制御部５によってスイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆
がオンされたときにトランジスタＱ₇，Ｑ₈がオンとな
って一定電流Ｉｃを流し、トランジスタＱ₇，Ｑ₈のコ
レクタに接続された各抵抗Ｒ₇，Ｒ₁₀の両端に所定の定
電圧を発生させ、この両端電圧をブリッジ回路３ａのロ
ーサイドの主スイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄の駆動用電源
としている。なお、Ｖ_C1は定電流回路３ｂの動作用の補
助電源である。

【００１９】イグナイタ部４は高圧電圧を放電灯Ｌａに
印加して絶縁破壊を起こさせ、放電灯Ｌａを起動するも
のである。一方、インバータ部３からは３００〜４００
Ｖ程度の無負荷２次電圧を起動後の放電灯Ｌａに印可し
ており、起動後のグロー放電から直ちにアーク放電へ移
行させるようになっている。制御部５は、コンバータ部
２からの出力電圧が所定レベルとなるように図示しない
スイッチング素子等を制御するとともに、上記定電流回
路３ｂのスイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆をオン・オフする
ことでインバータ部３のブリッジ回路３ａのローサイド
の主スイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄にオン・オフのための
駆動信号を与えるものである。

【００２０】次に、本実施形態の回路動作について図２
を参照しながら説明する。まず、制御部５により定電流
回路３ｂの一方のスイッチング素子Ｑ₅がオンとされた
とき（図２（ａ）参照）、補助電源Ｖ_C1によってバイア
スされたトランジスタＱ₇が飽和領域でオンとなり、ツ
ェナーダイオードＺＤ₁のツェナー電圧Ｖ _Z、抵抗Ｒ₅
の抵抗値及びトランジスタＱ₇のベース・エミッタ電圧
Ｖ_BEにより下式で決まる定電流Ｉｃが抵抗Ｒ₇に流れ
る。

【００２１】Ｉｃ＝（Ｖ_Z−Ｖ_BE）／Ｒ₅ そして、上記定電流Ｉｃが流れることで抵抗Ｒ₇の両端
に生じる電圧が、ブリッジ回路３ａのローサイドの一方
の主スイッチング素子Ｑ₃のゲート・ソース間に印加さ
れ（図２（ｇ）参照）、主スイッチング素子Ｑ₃がオン
となる。一方、制御部５によってスイッチング素子Ｑ₅
がオフされると（図２（ａ）参照）、トランジスタＱ₇
がオフとなって上記定電流Ｉｃは流れなくなる。そうす
ると、ブリッジ回路３ａのローサイドの主スイッチング
素子Ｑ₃に接続されている駆動用の抵抗Ｒ₇には、主ス
イッチング素子Ｑ₃のゲートコンデンサに充電されてい
る電荷がトランジスタＱ₉のベース・エミッタを介して
流れる。そのため、トランジスタＱ₉は急激にオンとな
り、主スイッチング素子Ｑ₃の上記ゲートコンデンサ電
荷を引き抜く働きをする。その結果、主スイッチング素
子Ｑ₃のゲート・ソース間電圧が急激に低下し、主スイ
ッチング素子Ｑ₃がオフする（図２（ｇ）参照）。

【００２２】また、高周波動作しているコンバータ部２
のパルストランスＰＴ₁の３次巻線ｎ₃₁に誘起された電
圧でコンデンサＣ₁が充電され、コンデンサＣ₁の両端
電圧Ｖｃ₁が、ブリッジ回路３ａのハイサイドの主スイ
ッチング素子Ｑ₁のゲート・ソース間に印加される（図
２（ｃ）参照）。具体的には、ローサイドの主スイッチ
ング素子Ｑ₃がオフの時にコンデンサＣ₁が充電されて
主スイッチング素子Ｑ ₁がオンとなる（図２（ｅ）参
照）。そして、主スイッチング素子Ｑ₃がオフの時には
コンデンサＣ₁の充電電荷が主スイッチング素子Ｑ₃→
ダイオードＤ₄→コンデンサＣ₁の経路で放電され、主
スイッチング素子Ｑ₁はオフする。すなわち、ローサイ
ドの主スイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄がオンすると（図２
（ｅ）（ｆ）参照）、直接接続されているハイサイドの
主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が直ちにオフとなる動作
をする（図２（ｇ）（ｈ）参照）。

【００２３】以下、同様に制御部５がスイッチング素子
Ｑ₆をオンとすれば（図２（ｂ）参照）、ブリッジ回路
３ａのローサイドの他方の主スイッチング素子Ｑ₄がオ
ンとなり、同時にハイサイドの主スイッチング素子Ｑ₂
がオフとなる。そして、スイッチング素子Ｑ₆をオフす
ると、ローサイドの主スイッチング素子Ｑ₄はオフ、ハ
イサイドの主スイッチング素子Ｑ₂はオンとなり、結
局、インバータ部３の出力端Ｔａ−Ｔｂからは交流の矩
形波電圧が出力される。

【００２４】上述のように本実施形態によれば、コンバ
ータ部２の出力を負電位とすることで、発光に寄与する
正電荷を有する物質の放電灯Ｌａの管壁への浸透が防止
できると同時に、インバータ部３の主スイッチング素子
Ｑ₁〜Ｑ₄をオン・オフするための駆動信号を電圧レベ
ルシフト回路による定電流で各主スイッチング素子
Ｑ ₃，Ｑ₄に伝達するようにしたため、比較的に簡単な
回路構成で、しかも小型な放電灯点灯装置を提供するこ
とができる。なお、本実施形態のように放電灯Ｌａにメ
タルハライドランプのような高圧放電灯を用いている場
合、始動時と安定点灯時並びに無負荷時などでランプ電
圧が０〜３００Ｖ程度の大きな幅で変化することから、
主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄を駆動する駆動手段に定
電流回路３ｂを設けることにより、過電流が流れるのを
防止でき、放電灯Ｌａの長寿命化が図れるという利点が
ある。

【００２５】（実施形態２）図３は本発明の第２の実施
形態を示す一部省略した回路構成図であり、コンバータ
部２並びに制御部５の回路構成以外は実施形態１とほぼ
共通であるから、共通する部分には同一の符号を付して
説明は省略する。なお、インバータ部３の出力端Ｔａ−
Ｔｂに接続されるイグナイタ部４並びに放電灯Ｌａにつ
いては図示を省略している。

【００２６】本実施形態におけるコンバータ部２’は所
謂フライバックコンバータであり、フィルタ部６並びに
コンデンサＣ₃を介して電源部１からの直流電源電圧が
入力されている。パルストランス（フライバックトラン
ス）ＰＴ₁の１次巻線ｎ₁には制御部５’によってオン
・オフ制御されるスイッチング素子Ｑ₀が接続され、２
次巻線ｎ₂には整流用のダイオードＤ₀を介して平滑コ
ンデンサＣ₀が接続されている。

【００２７】本実施形態における制御部５’は、インバ
ータ部３の定電流回路３ｂのスイッチング素子Ｑ₅，Ｑ
₆の駆動信号を出力する低周波発振回路７と、コンバー
タ部２’のスイッチング素子Ｑ₀をＰＷＭ制御する回路
部とを備えている。コンバータ部２’の非接地側の出力
端（図における下側の出力端）にはコンバータ部２’の
出力電圧（図示しない放電灯のランプ電圧Ｖ_La）を検出
するための分圧抵抗Ｒ ₁₁，Ｒ₁₂が接続されるとともに、
接地側の出力端（図における上側の出力端）にはコンバ
ータ部２’の出力電流（図示しない放電灯のランプ電流
Ｉ_La）を検出するための検出抵抗Ｒ₁₃が接続されてい
る。そして、制御部５’において、これら分圧抵抗
Ｒ₁₁，Ｒ₁₂及び検出抵抗Ｒ₁₃で検出された検出値（電圧
信号）がオペアンプＩＣ₁，ＩＣ₂から成る増幅器
８₁，８₂でそれぞれ増幅され、一方の増幅器８₂で増
幅されたランプ電流Ｉ_Laを示す検出値は、オペアンプＩ
Ｃ₃を具備して成る誤差増幅器１０の非反転入力端に入
力される。一方、増幅器８₁で増幅されたランプ電圧Ｖ
_Laを示す検出値は演算回路９に入力され、目標値設定回
路１１で設定された目標とするランプ電力値との間で除
算が行われて目標とするランプ電流値Ｉ_La0が算出され
る。そして、この算出されたランプ電流の目標値Ｉ_La0
が誤差増幅器１０の反転入力端に入力されて実際のラン
プ電流の検出値Ｉ_Laと比較され、両者の誤差分の電圧値
が増幅されてコンパレータＩＣ₄の非反転入力端に入力
される。すなわち、コンパレータＩＣ₄の反転入力端に
は、例えば信号発振器１２から鋸波信号が入力されてお
り、誤差増幅器１０から入力された電圧値をしきい値と
して、コンパレータＩＣ₄からはＰＷＭ信号が出力され
る。そして、このＰＷＭ信号によって高周波発振器１３
のオンデューティを変え、スイッチング素子Ｑ₀をオン
・オフ制御することで放電灯への電力制御を行ってい
る。

【００２８】上述のように本実施形態によれば、コンバ
ータ部２の出力を負電位とすることで発光に寄与する正
電荷を有する物質の放電灯Ｌａの管壁への浸透が防止で
きるると同時に、コンバータ部３の主スイッチング素子
Ｑ₁〜Ｑ₄をオン・オフするための駆動信号を電圧レベ
ルシフト回路による定電流で各主スイッチング素子Ｑ ₁
〜Ｑ₄に伝達するようにしたため、比較的に簡単な回路
構成で、しかも小型な放電灯点灯装置を提供することが
できる。

【００２９】（実施形態３）図４は本発明の第３の実施
形態を示す一部省略した回路構成図であり、基本的な構
成は実施形態１と共通であるので共通する部分には同一
の符号を付して説明は省略し、本実施形態の特徴となる
部分についてのみ説明する。本実施形態は、インバータ
部３のブリッジ回路３ａにおける主スイッチング素子Ｑ
₁〜Ｑ₄を、ハイサイドドライバＩＣと呼ばれる集積回
路を用いて駆動するようにした点に特徴がある。なお、
本実施形態においては、上記ハイサイドドライバＩＣと
してＩＲ社製のＩＲ２１１１（品番）を使用している
が、これと同様の電圧レベルシフト機能を有するもので
あれば、特に本実施形態のものに限定されるものではな
い。

【００３０】ここで、主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ
₃と、Ｑ₂，Ｑ₄の各組を駆動する回路構成は共通であ
るから、一方の主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₃の組につ
いてのみ説明し、他方の組については説明を省略する。
上記ハイサイドドライバＩＣ（以下、「集積回路」と称
する。）１４の７番ピン（出力端子）にはハイサイドの
主スイッチング素子Ｑ₁のゲートが接続され、４番ピン
（出力端子）にはローサイドの主スイッチング素子Ｑ₃
のゲートが接続されている。１番ピン（電源端子）には
補助電源Ｖ_C2の正極が接続されるとともに、コンデンサ
Ｃ₄を介して３番ピン（ＣＯＭ端子）が接続されてい
る。また、８番ピン（Ｖ_B端子）と６番ピン（Ｖ_S端
子）の間にコンデンサＣ₅が接続されるとともに、ダイ
オードＤ₉を介して１番ピンに接続されている。そし
て、２番ピン（入力端子）に定電流回路３ｂのトランジ
スタＱ₇のコレクタが接続されている。ここで、ダイオ
ードＤ₉を介してコンデンサＣ₅が充電されるためにコ
ンデンサＣ₄よりも電位が高くなる所謂チャージポンプ
方式が採用されており、集積回路１４₁のハイサイドの
電源は、この昇圧されたコンデンサＣ₅の両端電圧より
得るようになっている。

【００３１】次に、本実施形態の回路動作について図５
を参照して説明する。まず、制御部５により定電流回路
３ｂの一方のスイッチング素子Ｑ₅がオンとされたとき
（図５（ａ）参照）、補助電源Ｖ_C1によってバイアスさ
れたトランジスタＱ₇が飽和領域でオンとなり、ツェナ
ーダイオードＺＤ₁のツェナー電圧Ｖ _Z、抵抗Ｒ₅の抵
抗値及びトランジスタＱ₇のベース・エミッタ電圧Ｖ_BE
により下式で決まる定電流Ｉｃが抵抗Ｒ₇に流れる。

【００３２】Ｉｃ＝（Ｖ_Z−Ｖ_BE）／Ｒ₅ そして、上記定電流Ｉｃが流れることで抵抗Ｒ₇の両端
電圧が上昇し、集積回路１４₁の２番ピン（入力端子）
にＨレベルの信号が入力される。２番ピンがＨレベルに
なると、集積回路１４₁は４番ピン（出力端子）をＨレ
ベル、７番ピン（出力端子）をＬレベルとし、ローサイ
ドの主スイッチング素子Ｑ₃をオン、ハイサイドの主ス
イッチング素子Ｑ₁をオフとする（図５（ｃ）（ｅ）参
照）。

【００３３】一方、制御部５によってスイッチング素子
Ｑ₅がオフされると（図５（ａ）参照）、トランジスタ
Ｑ₇がオフとなって上記定電流Ｉｃは流れなくなる。そ
うすると、抵抗Ｒ₇の両端電圧が下降し、集積回路１４
₁の２番ピン（入力端子）にＬレベルの信号が入力され
る。２番ピンがＬレベルになると、集積回路１４₁は４
番ピンをＬレベル、７番ピンをＨレベルに反転させ、ロ
ーサイドの主スイッチング素子Ｑ₃をオフ、ハイサイド
の主スイッチング素子Ｑ₁をオンとする（図５（ｃ）
（ｅ）参照）。すなわち、定電流回路３ｂからの定電流
Ｉｃの出力の有無に応じて集積回路１４₁の２番ピン
（入力端子）にＨレベル又はＬレベルの信号が入力さ
れ、その入力信号の変化によって主スイッチング素子Ｑ
₁，Ｑ₃のオン・オフが切り換えられるのである。

【００３４】上述のように本実施形態によれば、コンバ
ータ部２の出力を負電位とすることで、発光に寄与する
正電荷を有する物質の放電灯Ｌａの管壁への浸透が防止
できると同時に、コンバータ部３の主スイッチング素子
Ｑ₁〜Ｑ₄をオン・オフするための駆動信号を電圧レベ
ルシフト回路による定電流で各主スイッチング素子Ｑ ₁
〜Ｑ₄に伝達するようにしたため、比較的に簡単な回路
構成で、しかも小型な放電灯点灯装置を提供することが
できる。しかも、本実施形態ではパルストランスを使用
しないため、さらに小型化が可能となる。

【００３５】（実施形態４）上記実施形態１〜３では、
放電灯Ｌａが冷却されている状態から始動する場合（初
始動時）のように、放電灯Ｌａに流れるランプ電流が比
較的に多くなる条件の下では、インバータ部３の矩形波
出力が極性反転する際にコンバータ部２の直流出力電圧
が急激に上昇するため、本来オフすべき主スイッチング
素子Ｑ₁…のゲートに過渡電流が流れてオンするという
誤動作を引き起こし、コンバータ部２の出力端間が主ス
イッチング素子Ｑ₁…のブリッジ回路３ａを通して短絡
してしまい、回路効率が大幅に低下することがある。

【００３６】そこで、本実施形態は、インバータ部３の
矩形波出力が極性反転する際に、オフさせる主スイッチ
ング素子のゲート電圧が上昇しないようにその蓄積電荷
を引き抜く引抜回路を設けることにより、主スイッチン
グ素子の誤動作を防止しようとするものであり、図６に
示すような回路構成を有している。なお、本実施形態の
基本構成も実施形態１とほぼ共通であるから、共通する
部分には同一の符号を付して説明は省略する。

【００３７】電源部１に接続されたコンバータ部１５
は、パルストランスＰＴ₁の１次側に接続されたスイッ
チング素子Ｑ₀を高周波でスイッチングさせることでパ
ルストランスＰＴ₁の２次側に昇圧された電圧を励起す
る、所謂フライバック型のＤＣ／ＤＣコンバータであ
り、ダイオードＤ₀と平滑コンデンサＣ₀にてパルスト
ランスＰＴ₁の２次側出力を整流平滑し、正極側（ダイ
オードＤ₀のカソード側）をグランドレベルに落とすこ
とで、次段のインバータ部１６に電源電圧よりも昇圧さ
れた負電位の直流電圧を供給している。但し、コンバー
タ部１５の回路構成はこれに限定されるものではなく、
例えば、フォワード型のコンバータや絶縁型チョーク
（Ｃｕｋ）回路などでもよい。

【００３８】インバータ部１６の出力端Ｔａ，Ｔｂには
チョークコイルＬ₀、イグナイタ部４を介して放電灯Ｌ
ａが接続されている。このイグナイタ部４は、メタルハ
ライドランプのような高圧放電灯である放電灯Ｌａの始
動時に高圧パルスを発生するものであり、パルス発生器
４ａ、パルストランスＰＴ₂、コンデンサＣ₅等で構成
されている。

【００３９】一方、インバータ部１６は、実施形態１〜
３と同様に４つの主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄がブリ
ッジ接続されたブリッジ回路１６ａと、各主スイッチン
グ素子Ｑ₁〜Ｑ₄に対して定電流による駆動信号を出力
する定電流回路１６ｂと、主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ
₄がオンからオフに反転する際にゲート部の電荷を強制
的に引き抜く引抜回路とで構成されている。

【００４０】ブリッジ回路１６ａの主スイッチング素子
Ｑ₁…のゲート・ソース間には、駆動用の抵抗Ｒ₁₁…、
ＭＯＳＦＥＴから成る電荷引き抜き用のスイッチング素
子Ｑｘ…、コンデンサＣｘ…が互いに並列に接続されて
いる。また、主スイッチング素子Ｑ₁…のゲートは定電
流回路１６ｂを構成するトランジスタＱ₁₁，Ｑ₂₁，
Ｑ ₃₁，Ｑ₄₁のコレクタに接続されている。上記電荷引き
抜き用のスイッチング素子Ｑｘ，Ｑｙ，Ｑｚ，Ｑｗのゲ
ートは抵抗Ｒ₁₂…を介して主スイッチング素子Ｑ₁…の
ソースに接続されるとともに、定電流回路１６ｂを構成
するトランジスタＱ ₁₂，Ｑ₂₂，Ｑ₃₂，Ｑ₄₂のコレクタに
接続されている。

【００４１】一方、定電流回路１６ｂは、ＭＯＳＦＥＴ
から成るスイッチング素子Ｑａ〜Ｑｄ、ツェナーダイオ
ードＺＤ₁〜ＺＤ₄、トランジスタＱ₁₁，Ｑ₁₂，Ｑ₂₁，
Ｑ₂₂，Ｑ₃₁，Ｑ₃₂，Ｑ₄₁，Ｑ₄₂、並びに抵抗Ｒａ〜Ｒｄ
等にて構成され、図示しない制御部によってスイッチン
グ素子Ｑａ，Ｑｂがオンされたときにトランジスタ
Ｑ ₁₁，Ｑ₂₁，Ｑ₃₁，Ｑ₄₁がオンとなって駆動用抵抗Ｒ₁₁
…両端に定電流を流してブリッジ回路１６ａの各主スイ
ッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄をオンさせるとともに、スイッ
チング素子Ｑｃ，Ｑｄがオンされたときにトランジスタ
Ｑ₁₂，Ｑ₂₂，Ｑ₃₂，Ｑ₄₂がオンとなって引き抜き用のス
イッチング素子Ｑｘ〜Ｑｗをオンさせて主スイッチング
素子Ｑ₁〜Ｑ₄のゲート部電荷を引き抜くようになって
いる。なお、Ｖ_C1は定電流回路１６ｂの動作用の補助電
源である。

【００４２】次に、本実施形態の回路動作について図７
を参照して説明する。まず、制御部（図示せず）により
定電流回路１６ｂのスイッチング素子Ｑｂがオンとされ
ると、補助電源Ｖ_C1によってバイアスされたトランジス
タＱ₁₁，Ｑ₄₁がオンとなって（図７（ａ）（ｄ）参
照）、ブリッジ回路１６ａの主スイッチング素子Ｑ₁，
Ｑ₄のゲート・ソース間に接続された駆動用の抵抗
Ｒ₁₁，Ｒ₄₁に定電流が流れ、それにより、主スイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₄がオンとなる。

【００４３】一方、制御部によってスイッチング素子Ｑ
ｂがオフ、Ｑａがオンとされると、それまでオンしてい
たトランジスタＱ₁₁，Ｑ₄₁がオフとなり、オフしていた
トランジスタＱ₂₁，Ｑ₃₁がオンとなり、その結果、主ス
イッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄がオフ、Ｑ₂，Ｑ₃がオンと
なってインバータ部１６の出力電圧の極性が反転する
（図７（ａ）〜（ｄ）参照）。このとき、制御部はスイ
ッチング素子Ｑｄを所定の期間Ｔ₀（以下、この期間を
「引抜期間」と呼ぶ。）だけオンとすることでトランジ
スタＱ₁₂，Ｑ₄₂を介して定電流を流し、直前までオンし
ていた主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄に接続されている
引き抜き用のスイッチング素子Ｑｘ，Ｑｗをオンとす
る。これにより、主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄のゲー
ト部に蓄積されている電荷が上記引き抜き用のスイッチ
ング素子Ｑｘ，Ｑｗを介して引き抜かれるため、上記主
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄は確実にオフとなり、上述
のように誤ってオンするようなことはない。なお、上記
引き抜き期間Ｔ₀は、定電流回路１６ｂのオフ時の遅れ
を考慮してインバータ部１６の半周期（主スイッチング
素子Ｑ₁〜Ｑ₄のスイッチング周期の半周期）Ｔ₁より
も短く、且つ主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄の切換（極
性反転）後にコンバータ部１５の出力電圧Ｖ₀の変動が
収束するまでの時間Ｔｘよりも長くなるように設定する
のが望ましい（図７参照）。同様に、制御部によってス
イッチング素子Ｑａがオフ、Ｑｂがオンとされる際にト
ランジスタＱｃが引き抜き期間Ｔ₀だけオンされる。こ
れにより、それまでオンしていたトランジスタＱ₂₁，Ｑ
₃₁がオフとなり、オフしていたトランジスタＱ₁₁，Ｑ₄₁
がオンとなり、主スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃がオフ、
Ｑ₁，Ｑ₄がオンとなってインバータ部１６の出力電圧
の極性が反転するとともに、直前までオンしていた主ス
イッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃に接続されている引き抜き用
のスイッチング素子Ｑｙ，Ｑｚがオンとなる（図７
（ａ）〜（ｄ）参照）。その結果、主スイッチング素子
Ｑ₂，Ｑ₃のゲート部に蓄積されている電荷が上記引き
抜き用のスイッチング素子Ｑｙ，Ｑｚを介して引き抜か
れるため、上記主スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃を確実に
オフとすることができる。

【００４４】本実施形態によれば、主スイッチング素子
Ｑ₁〜Ｑ₄のゲート・ソース間に接続されたスイッチン
グ素子Ｑｘ〜Ｑｗを主構成要素とする引抜回路を設け、
この引抜回路を定電流回路１６ｂからの定電流によって
駆動するようにしたため、ブリッジ回路１６ａの主スイ
ッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄をオフする際にゲート部に蓄積
されている電荷を上記引抜回路で強制的に引き抜くこと
ができ、本来オフとなるべき主スイッチング素子Ｑ₁…
がオンとなってブリッジ回路１６ａが短絡してしまうよ
うな不具合の発生を防止することができる。

【００４５】なお、図８に示すように、スイッチング素
子Ｑａ（又はＱｂ）をオフする前からスイッチング素子
Ｑｃ，Ｑｄをオンとして蓄積電荷の引き抜きを開始する
ようにすれば、全ての主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄が
同時にオフとなるデッドタイムＤＴ（図８参照）が形成
されるため、ブリッジ回路１６ａにおける短絡をさらに
確実に防止することができる。また、ブリッジ回路１６
ａのデッドタイムＤＴを比較的に長く採れる場合には、
図９に示すように４つの主スイッチング素子Ｑ ₁〜Ｑ₄
の引抜回路を同時に動作させて蓄積電荷を同時に引き抜
くようにしてもよい。

【００４６】（実施形態５）図１０は本発明の第５の実
施形態を示す回路構成図であり、基本的な構成は実施形
態１，４と共通であるから共通する部分については同一
の符号を付して説明は省略し、本実施形態の特徴となる
部分についてのみ説明する。本実施形態は、引抜回路を
ブリッジ回路１６ａのローサイドの主スイッチング素子
Ｑ₃，Ｑ₄にのみ設けるようにして引抜回路を減らし、
定電流回路１６ｂの簡素化を図った点に特徴がある。

【００４７】本実施形態におけるインバータ部１７は、
実施形態１〜４と同様に４つの主スイッチング素子Ｑ₁
〜Ｑ₄がブリッジ接続されたブリッジ回路１７ａと、各
主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄に対して定電流による駆
動信号を出力する定電流回路１７ｂと、主スイッチング
素子Ｑ₁〜Ｑ₄がオンからオフに反転する際にゲート部
の電荷を強制的に引き抜く引抜回路とで構成され、４つ
の主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄のうちでローサイドの
主スイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄にのみ上記引抜回路が設
けてある。

【００４８】ブリッジ回路１７ａのハイサイドの主スイ
ッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のゲート・ソース間には、トラ
ンジスタＱ₁₀₁，Ｑ₁₀₂が接続されている。これらのト
ランジスタＱ₁₀₁，Ｑ₁₀₂のエミッタ・コレクタ間には
ダイオードＤ₁₁，Ｄ₂₁が接続されるとともにベース・コ
レクタ間には抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₂₁が接続され、さらにベース
が定電流回路１７ｂのトランジスタＴｒ₁，Ｔｒ₂のコ
レクタに接続されている。また、ブリッジ回路１７ａの
ローサイドの主スイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄のゲート・
ソース間には駆動用の抵抗Ｒ₃₁，Ｒ₄₁と電荷引き抜き用
のスイッチング素子Ｑｆ₁，Ｑｆ₂が互いに並列に接続
されるとともに、主スイッチング素子Ｑ ₃，Ｑ₄のゲー
トが定電流回路１７ｂのトランジスタＴｒ₃，Ｔｒ₄の
コレクタに接続されている。そして、引き抜き用のスイ
ッチング素子Ｑｆ₁，Ｑｆ₂のゲート・ソース間にはト
ランジスタＴｒ₅，Ｔｒ₆及び抵抗Ｒｘが互いに並列に
接続れるとともに、両スイッチング素子Ｑｆ₁，Ｑｆ₂
のゲートは定電流回路１７ｂのスイッチング素子ＨＱの
コレクタに接続されている。なお、上記トランジスタＴ
ｒ₅，Ｔｒ₆のベース・エミッタ間にはダイオード
Ｄ₃₁，Ｄ₄₁が接続されている。

【００４９】一方、定電流回路１７ｂは、ＭＯＳＦＥＴ
から成るスイッチング素子ＤＱ₁〜ＤＱ₄、バイポーラ
トランジスタから成るスイッチング素子ＨＱ、ツェナー
ダイオードＺＤ₁〜ＺＤ₄、トランジスタＴｒ₁〜Ｔｒ
₄等にて構成され、図示しない制御部によってスイッチ
ング素子ＤＱ₁〜ＤＱ₄がオンされたときにトランジス
タＴｒ₁〜Ｔｒ₄がオンとなって、ブリッジ回路１７ａ
の駆動用抵抗Ｒ₁₁，Ｒ ₂₁，Ｒ₃₁，Ｒ₄₁に定電流を流して
ブリッジ回路１７ａの各主スイッチング素子Ｑ ₁〜Ｑ₄
がオンするとともに、主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄の
オン・オフ切換時にスイッチング素子ＨＱが制御部によ
ってオンされてブリッジ回路１７ａのトランジスタＴｒ
₅，Ｔｒ₆をオンとし、これによってローサイドの主ス
イッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄に設けられた引き抜き用のス
イッチング素子Ｑｆ₁，Ｑｆ₂をオンさせ、上記主スイ
ッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄のゲート部電荷を引き抜くよう
になっている。なお、定電流回路１７ｂは、図示しない
補助電源から供給される電源電圧Ｖ_CCにて動作する。

【００５０】次に、本実施形態の回路動作について説明
する。まず、制御部（図示せず）によって定電流回路１
７ｂのスイッチング素子ＤＱ ₁，ＤＱ₄がオンされる
と、電源電圧Ｖ_CCでバイアスされたトランジスタＴ
ｒ₁，Ｔｒ₄がオンとなって、ブリッジ回路１７ａの主
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄に接続されている駆動用の
抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₄₁に定電流が流れ、それによって主スイッ
チング素子Ｑ₁，Ｑ₄がオンとなる。

【００５１】一方、制御部によってスイッチング素子Ｄ
Ｑ₁，ＤＱ₄がオフ、ＤＱ₂，ＤＱ ₃がオンとされる
と、それまでオンしていたトランジスタＴｒ₁，Ｔｒ₄
がオフとなり、オフしていたトランジスタＴｒ₂，Ｔｒ
₃がオンとなって、主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄がオ
フ、Ｑ₂，Ｑ₃がオンとなってインバータ部１７の出力
電圧の極性が反転する。このとき、制御部はスイッチン
グ素子ＤＱ₁，ＤＱ₄をオフするとき、あるいはそれよ
り若干先に定電流回路１７ｂのスイッチング素子ＨＱを
所定の引抜期間だけオンとすることでトランジスタＴｒ
₅，Ｔｒ₆を介して引き抜き用のスイッチング素子Ｑｆ
₁，Ｑｆ₂をオンとする。これにより、主スイッチング
素子Ｑ₁，Ｑ₄のゲート部に蓄積されている電荷が上記
引き抜き用のスイッチング素子Ｑｆ₁，Ｑｆ₂を介して
引き抜かれるため、上記主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄
を確実にオフすることができる。

【００５２】同様に、制御部によってスイッチング素子
ＤＱ₂，ＤＱ₃がオフ、ＤＱ₁，ＤＱ₄がオンとされる
際にもスイッチング素子ＨＱがオンされ、トランジスタ
Ｔｒ ₅，Ｔｒ₆を介して引き抜き用のスイッチング素子
Ｑｆ₁，Ｑｆ₂をオンとすることでスイッチング素子Ｑ
₂，Ｑ₃を確実にオフすることができる。上述のように
本実施形態によれば、引抜回路によって主スイッチング
素子Ｑ₃，Ｑ₄の誤動作が防止できるだけでなく、実施
形態４に比較して定電流回路１７ｂの回路構成を簡素化
することができ、コストダウンと同時に回路の小型化が
図れるという利点がある。

【００５３】（実施形態６）図１１は本発明の第６の実
施形態を示す回路構成図であり、基本的な構成は実施形
態５と共通であるから共通する部分については同一の符
号を付して説明は省略し、本実施形態の特徴となる部分
についてのみ説明する。本実施形態は、引抜回路を構成
するスイッチング素子Ｑｎ₁〜Ｑｎ₄を駆動するために
パルストランスＰＴ₃を具備した引抜駆動回路２０を備
えた点に特徴がある。つまり、引き抜き用のスイッチン
グ素子Ｑｎ₁〜Ｑｎ₄のオン時間は、インバータ部１８
ａの主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄のオン時間よりも充
分に短い時間でよく、高周波用の上記パルストランスＰ
Ｔ₃を用いて引き抜き用のスイッチング素子Ｑｎ₁〜Ｑ
ｎ₄を駆動することが可能となり、これにより、定電流
回路１８ｂにおける回路構成を簡素化することができ
る。

【００５４】本実施形態におけるインバータ部１８は、
実施形態１〜５と同様に４つの主スイッチング素子Ｑ₁
〜Ｑ₄がブリッジ接続されたブリッジ回路１８ａと、各
主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄に対して定電流による駆
動信号を出力する定電流回路１８ｂと、主スイッチング
素子Ｑ₁〜Ｑ₄がオンからオフに反転する際にゲート部
の蓄積電荷を引き抜く引抜回路とで構成され、かかる引
抜回路が具備する引き抜き用のスイッチング素子Ｑｎ₁
〜Ｑｎ₄を駆動するための引抜駆動回路２０を備えてい
る。但し、定電流回路１８ｂは定電流源１９₁〜１９₄
を４組具備しているが、各定電流源１９₁〜１９₄の構
成については実施形態５と同様であるから説明は省略す
る。

【００５５】ブリッジ回路１８ａの各主スイッチング素
子Ｑ₁〜Ｑ₄のゲート・ソース間には、コンデンサＣｎ
₁〜Ｃｎ₄、駆動用の抵抗Ｒｎ₁〜Ｒｎ₄、引き抜き用
のスイッチング素子Ｑｎ₁〜Ｑｎ₄が互いに並列に接続
されるとともに、主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄のゲー
トには定電流回路１８ｂの各定電流源１９₁〜１９₄が
接続されている。すなわち、定電流源１９₁〜１９₄か
ら供給される定電流が上記駆動用の抵抗Ｒｎ₁〜Ｒｎ₄
に流れることにより、各主スイッチング素子Ｑ ₁〜Ｑ₄
がオンすることになる。また、各引き抜き用のスイッチ
ング素子Ｑｎ₁〜Ｑｎ₄のゲート・ソース間には、引抜
駆動回路２０が具備するパルストランスＰＴ₃の２次巻
線ｎ₂₁〜ｎ₂₄がそれぞれ接続されている。

【００５６】引抜駆動回路２０は、直流電源Ｅの両端間
にパルストランスＰＴ₃の１次巻線ｎ₁₁，ｎ₁₂とスイッ
チング素子Ｑｓ₁，Ｑｓ₂の直列回路が互いに並列に接
続されてプッシュプル回路が構成され、図示しない制御
部によって上記スイッチング素子Ｑｓ₁，Ｑｓ₂がオン
された場合に、パルストランスＰＴ₃の２次巻線ｎ₂₁〜
ｎ₂₄に誘起される電圧にて、各引き抜き用のスイッチン
グ素子Ｑｎ₁〜Ｑｎ₄を駆動するものである。

【００５７】次に、本実施形態の回路動作について図１
２を参照して説明する。まず、制御部（図示せず）によ
り定電流回路１８ｂの定電流源１９₁，１９₄が駆動さ
れると（図１２（ａ）参照）、ブリッジ回路１８ａの主
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄のゲート・ソース間に接続
された駆動用の抵抗Ｒｎ₁，Ｒｎ₄に定電流が流れ、そ
れにより各主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄がオンする。

【００５８】一方、制御部によって定電流回路１８ｂの
定電流源１９₁，１９₄がオフ、１９₂，１９₃がオン
されると、それまでオンしていた主スイッチング素子Ｑ
₁，Ｑ₄がオフ、オフしていた主スイッチング素子
Ｑ₂，Ｑ₃がオンとなってインバータ部１８の出力電圧
の極性が反転する（図１２（ｂ）参照）。このとき、制
御部は引抜駆動回路２０の片方のスイッチング素子Ｑｓ
₁を所定の引抜期間Ｔ₀だけオンとし（図１２（ｃ）参
照）、パルストランスＰＴ₃を介して、直前までオンし
ていた主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄のゲート部の蓄積
電荷をスイッチング素子Ｑｎ₁，Ｑｎ₄をオンすること
で引き抜き、主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄を確実にオ
フさせて誤動作を防止する。

【００５９】同様に、主スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃を
オンからオフ、主スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄をオフか
らオンにして極性反転する際にも、制御部が引抜駆動回
路２０の他方のスイッチング素子Ｑｓ₂をオンすること
で主スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃のゲート部の蓄積電荷
を引き抜き用のスイッチング素子Ｑｎ₂，Ｑｎ₃を介し
て引き抜き、主スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃を確実にオ
フさせることができる。

【００６０】本実施形態によれば、ブリッジ回路１８ａ
の各主スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₄のゲート部に蓄積さ
れた電荷を引き抜くための引き抜き用のスイッチング素
子Ｑｎ₁〜Ｑｎ₄を、引抜駆動回路２０が具備するパル
ストランスＰＴ₃にてオン・オフ駆動するようにしたた
め、実施形態５の場合に比較して定電流回路１８ｂにお
ける定電流源１９₁…の数を減らして回路構成の簡素化
が可能となるという利点を有している。また、本実施形
態のように引抜駆動回路２０をプッシュプル構成とする
ことで、１個のパルストランスＰＴ₃によって２組の主
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄とＱ₂，Ｑ₃を交互にオン
・オフさせることができ、回路構成も簡単になる等の利
点がある。

【００６１】

【発明の効果】請求項１の発明は、直流電圧を出力する
電源部と、この電源部の直流電源電圧を所定のレベルま
で昇圧するとともに電源部のグランドレベルに対して負
電位の電圧として出力するコンバータ部と、コンバータ
部から出力される直流電圧を交番させて低周波の矩形波
電圧を出力するインバータ部と、インバータ部から出力
される矩形波電圧にて点灯する放電灯と、始動時に高圧
の始動電圧を放電灯に印加するイグナイタ部とを備えた
放電灯点灯装置において、インバータ部が、コンバータ
部の出力端間にブリッジ接続された４つの主スイッチン
グ素子と、４つの内で少なくとも２つの主スイッチング
素子を駆動するために複数の電圧レベルシフト回路を有
する駆動手段とを具備して成るので、電圧レベルシフト
回路にて主スイッチング素子のオン・オフ切換を行うこ
とによってパルストランスを使用する必要がなくなり、
比較的に簡単で小型の回路構成により放電灯の長寿命化
が図れる放電灯点灯装置を低コストで提供することがで
きるという効果がある。

【００６２】請求項２の発明は、放電灯のランプ電圧に
かかわらず所定の定電流を出力する定電流回路を用いて
電圧レベルシフト回路を構成したので、始動時や安定点
灯時あるいは無負荷時等の各状態におけるランプ電圧が
大きく変化するような放電灯に対して、駆動手段に過大
な電流が流れるのを防止することができるという効果が
ある。

【００６３】請求項３の発明は、直流電源電圧を昇圧す
るための昇圧トランスをコンバータ部に設け、ブリッジ
接続された４つの主スイッチング素子の内でハイサイド
の主スイッチング素子を昇圧トランスの３次巻線出力に
て駆動するとともに、ローサイドの主スイッチング素子
を所定の定電流にて駆動する駆動手段を備えて成るの
で、パルストランスを使用せずに主スイッチング素子の
オン・オフ切換を行うことができ、回路の簡素化とコス
トダウンが図れるという効果がある。

【００６４】請求項４の発明は、主スイッチング素子が
オフする際に主スイッチング素子に蓄積されている電荷
を引き抜く引抜回路を備え、この引抜回路は、主スイッ
チング素子がオフする瞬間に動作し且つ主スイッチング
素子のオフしている期間よりも短い期間だけ動作し続け
ているので、本来オフすべき主スイッチング素子がオン
してしまうという誤動作が防止できるという効果があ
る。

【００６５】請求項５の発明は、定電流で駆動される引
抜回路を備えたので、回路構成の簡素化が図れるという
特徴がある。請求項６の発明は、パルストランスにて駆
動される引抜回路を備えたので、回路構成の簡素化が図
れるという効果がある。請求項７の発明は、定電流で駆
動され、ブリッジ接続された４つの主スイッチング素子
の内でローサイドの主スイッチング素子の蓄積電荷を引
き抜く引抜回路を備えたので、回路構成の簡素化が図れ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す回路構成図である。

【図２】同上の動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図３】実施形態２を示す回路構成図である。

【図４】実施形態３を示す回路構成図である。

【図５】同上の動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図６】実施形態４を示す回路構成図である。

【図７】同上の動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図８】同上の他の動作を説明するためのタイムチャー
トである。

【図９】同上のさらに他の動作を説明するためのタイム
チャートである。

【図１０】実施形態５を示す回路構成図である。

【図１１】実施形態６を示す回路構成図である。

【図１２】同上の動作を説明するためのタイムチャート
である。

【図１３】従来例を示す回路構成図である。

【図１４】同上の動作を説明するためのタイムチャート
である。

【符号の説明】

１電源部２コンバータ部３インバータ部３ａブリッジ回路３ｂ定電流回路４イグナイタ部５制御部Ｌａ放電灯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北堂正晴大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者伊藤久治大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電圧を出力する電源部と、この電源
部の直流電源電圧を所定のレベルまで昇圧するとともに
電源部のグランドレベルに対して負電位の電圧として出
力するコンバータ部と、コンバータ部から出力される直
流電圧を交番させて低周波の矩形波電圧を出力するイン
バータ部と、インバータ部から出力される矩形波電圧に
て点灯する放電灯と、始動時に高圧の始動電圧を放電灯
に印加するイグナイタ部とを備えた放電灯点灯装置にお
いて、インバータ部は、コンバータ部の出力端間にブリ
ッジ接続された４つの主スイッチング素子と、４つの内
で少なくとも２つの主スイッチング素子を駆動するため
に複数の電圧レベルシフト回路を有する駆動手段とを具
備して成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】放電灯のランプ電圧にかかわらず所定の
定電流を出力する定電流回路を用いて電圧レベルシフト
回路を構成した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】直流電源電圧を昇圧するための昇圧トラ
ンスをコンバータ部に設け、ブリッジ接続された４つの
主スイッチング素子の内でハイサイドの主スイッチング
素子を昇圧トランスの３次巻線出力にて駆動するととも
に、ローサイドの主スイッチング素子を所定の定電流に
て駆動する駆動手段を備えて成ることを特徴とする請求
項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】主スイッチング素子がオフする際に主ス
イッチング素子に蓄積されている電荷を引き抜く引抜回
路を備え、この引抜回路は、主スイッチング素子がオフ
する瞬間に動作し且つ主スイッチング素子のオフしてい
る期間よりも短い期間だけ動作し続けていることを特徴
とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】定電流で駆動される引抜回路を備えたこ
とを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】パルストランスにて駆動される引抜回路
を備えたことを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装
置。
【請求項７】定電流で駆動され、ブリッジ接続された
４つの主スイッチング素子の内でローサイドの主スイッ
チング素子の蓄積電荷を引き抜く引抜回路を備えたこと
を特徴とする請求項４又は５又は６記載の放電灯点灯装
置。