JPH11176583A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの点灯装置で各種の高圧放電灯に対応で
きる高圧放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 高圧放電灯始動時、抵抗値の低い抵抗１
５ｂ（抵抗１５ｂ＜抵抗１５ｃ＜抵抗１５ｄ）に接続さ
れたスイッチング素子１５ｅから順にオンすると共に、
インバータ１３の出力の所定位相に同期してサイリスタ
１５ｊを繰り返しオンして、電圧を徐々に高くなる高電
圧パルスを発生する高電圧パルス発生回路１５を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、始動時にインバー
タの出力に高電圧パルスを重畳して高圧放電灯を点灯さ
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】図８は例えば特開平４−２９８９９７号
公報に開示された従来の高圧放電灯点灯装置の回路図で
あり、商用電源１に接続された整流回路２の出力側に
は、平滑コンデンサＣ１、チョッパ用の電解効果トラン
ジスタＦＥＴ及び平滑用のインダクタＬ１を介してイン
バータ３が接続されている。また、整流回路２には、イ
ンバータ３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４
を制御する駆動回路４とパルス発生回路５が接続されて
いる。

【０００３】スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の両端間に
は、高圧放電灯ＨＩＤの始動時にスイッチＳＷ２をオン
し、放電灯電圧の低下に伴ってそのスイッチＳＷ２をオ
フする電圧検出手段６が接続されている。このスイッチ
ＳＷ２とパルス発生回路５に設けられたトランスＴｒの
１次巻線Ｔｒ１との間には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ
４のオン動作に同期してオンするスイッチＳＷ１が設け
られている。このスイッチＳＷ１は駆動回路４の制御に
よってオン／オフする。

【０００４】前記インバータ３は、ブリッジ状に接続さ
れたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４からな
り、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と、スイッチ
ング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点との間には、直列に接続さ
れたパルストランスＰＴの出力巻線ＰＴ２と高圧放電灯
ＨＩＤとが設けられている。さらに、インバータ３には
環流用のダイオードＤ１が接続されている。

【０００５】高圧放電灯ＨＩＤの始動時には、駆動回路
４が、インバータ３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４をオ
ンすると同時に、スイッチＳＷ１をオンし、パルストラ
ンスＰＴにパルスを発生させて高圧放電灯ＨＩＤにグロ
ー放電を行わせる。一方、電圧検出手段６は、インバー
タ３の駆動に基づく放電灯電圧を検出しており、高圧放
電灯ＨＩＤの点灯により電圧が低下していくと、始動時
にオンしたスイッチＳＷ２をオフし、パルスの出力を停
止させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、高圧放電灯
は、外径の形状や始動時のパルス電圧により、いくつか
のタイプに分けられている。例えば、図９（ａ）に示す
タイプの高圧放電灯には始動時のパルス電圧が３ＫＶを
要し、同図（ｂ）に示す形状のものは３．５ＫＶのパル
ス電圧を必要とし、同図（ｃ）に示す高圧放電灯には４
ＫＶ以上のパルス電圧が必要である。３ＫＶのパルス電
圧を出力する点灯装置では（ｂ）及び（ｃ）に示すタイ
プの高圧放電灯を点灯させることができず、また、４Ｋ
Ｖ以上のパルス電圧を出力する点灯装置では、（ａ）及
び（ｂ）に示す高圧放電灯にはパルス電圧が高すぎて口
金部分で放電を起こして点灯しないことがある。

【０００７】このため、前述した従来の高圧放電灯装置
の場合も、パルス発生回路５から出力されるパルスは一
種であり、高圧放電灯ＨＩＤに応じた点灯装置を個々に
設計しなければならなかった。

【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、一つの点灯装置で各種の高圧放電灯に対
応でき、また、点灯直後の立ち消えを防止できる高圧放
電灯点灯装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高圧放電灯
点灯装置は、高圧放電灯が接続されたインバータと、高
圧放電灯の電流を検出する電流検出手段と、前記インバ
ータを所定の周波数で駆動するインバータ制御手段と、
高圧放電灯始動時、電圧選択信号を出力すると共に、前
記インバータの出力電圧の所定位相に同期して駆動信号
を出力し、かつ、前記電圧選択信号を所定時間経過毎に
切り換えて出力する高電圧パルス制御手段と、前記電圧
選択信号が入力されたとき所定の電圧を生成し、該電圧
選択信号が切り換えられる毎にその電圧値を高くする電
圧生成部を有し、前記駆動信号が入力される毎に該電圧
生成部の電圧に基づく高電圧パルスを発生する高電圧パ
ルス発生手段と、前記所定時間経過する毎に前記電流検
出手段を介して電流が入力されたかどうかを判定し、前
記電流が入力されたときは前記高電圧パルス発生手段の
駆動を停止させる監視手段とを備えたものである。

【００１０】また、本発明の高圧放電灯点灯装置は、高
圧放電灯が接続されたインバータと、高圧放電灯の電流
を検出する電流検出手段と、高圧放電灯始動時、前記イ
ンバータを高い周波数で駆動し、所定時間経過する毎に
該インバータの駆動周波数を徐々に低くするインバータ
制御手段と、高圧放電灯始動時、前記インバータの出力
電圧の所定位相に同期して駆動信号を出力する高電圧パ
ルス制御手段と、前記駆動信号の入力タイミングに応じ
て電圧を生成し、かつ、その電圧に基づく高電圧パルス
を発生する高電圧パルス発生手段と、前記所定時間経過
する毎に前記電流検出手段を介して電流が入力されたか
どうかを判定し、前記電流が入力されたときは前記高電
圧パルス発生手段の駆動を停止させる監視手段とを備え
たものである。

【００１１】前記監視手段は、高電圧パルスの電圧が高
レベルに達しているときに前記電流検出手段を介して電
流が入力されなかったときは、高圧放電灯の始動を所定
時間休止させた後、再び高圧放電灯を始動させ、これを
予め設定された回数繰り返したときは電源が再投入され
るまで高圧放電灯の始動を停止させるものである。

【００１２】前記インバータ制御手段は、高圧放電灯始
動時、前記インバータを低い周波数で駆動し、高圧放電
灯が点灯したときは安定点灯時の周波数まで前記インバ
ータの駆動周波数を徐々に高くするものである。

【００１３】前記高電圧パルス発生手段は、駆動信号を
前記インバータの出力電圧の方向切換直後に出力するよ
うにしたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の実施
形態１を示す高圧放電灯点灯装置のブロック図である。
なお、図８で説明した従来例と同一又は相当部分には同
じ符号を付し説明を省略する。図において、１１は全波
整流回路２の出力を高力率で直流に変換するアクティブ
フィルタ、１２は高圧放電灯１４に流す電流を制御する
限流回路、１３はインバータで、ブリッジ状に接続され
たスイッチング素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄか
らなり、後述する制御回路２１の制御に基づいて例えば
矩形波の交流電圧を出力する。１４は高圧放電灯で、一
端がインバータ１３のスイッチング素子１３ａ，１３ｂ
の接続点に接続され、他端がパルストランス１５ｉの二
次巻線を介してインバータ１３のスイッチング素子１３
ｃ，１３ｄの接続点に接続されている。

【００１５】１５は高電圧パルス発生回路で、アノード
がアクティブフィルタ１１のプラス側に接続されたダイ
オード１５ａと、ダイオード１５ａのカソード側にそれ
ぞれ接続された抵抗１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、各抵抗
１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにそれぞれ接続されたスイッチ
ング素子１５ｅ，１５ｆ，１５ｇと、各スイッチング素
子１５ｅ，１５ｆ，１５ｇが接続されたコンデンサ１５
ｈと、二次巻線が高圧放電灯１４及びインバータ１３側
に接続され、一次巻線の一端がコンデンサ１５ｈに接続
されたパルストランス１５ｉと、パルストランス１５ｉ
の一次巻線の他端とアクティブフィルタ１１のマイナス
側との間に挿入されたサイリスタ１５ｊとから構成され
ている。なお、前述したダイオード１５ａと、抵抗１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄと、スイッチング素子１５ｅ，１５
ｆ，１５ｇと、コンデンサ１５ｈとで、本発明の高電圧
パルス発生手段の電圧生成部が構成されている。

【００１６】前記抵抗１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの各抵抗
値は、抵抗１５ｄ＜抵抗１５ｃ＜抵抗１５ｂの関係にな
っており、スイッチング素子１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ
は、制御回路２１からの電圧選択信号が入力されたとき
にオンする。スイッチング素子１５ｅがオンしていると
きよりスイッチング素子１５ｆがオンしているときの方
が抵抗値の関係（抵抗１５ｃ＜抵抗１５ｂ）からコンデ
ンサ１５ｈへの充電が早くなり、また、スイッチング素
子１５ｆがオンしているときよりスイッチング素子１５
ｇがオンしているときの方が抵抗値の関係（抵抗１５ｄ
＜抵抗１５ｃ）からコンデンサ１５ｈへの充電がさらに
早くなる。

【００１７】サイリスタ１５ｊは、制御回路２１からの
駆動信号が入力される毎にオンし、コンデンサ１５ｈに
充電された電荷を放電してパルストランス１５ｉの一次
巻線に印加する。前記パルストランス１５ｉは、二次巻
線が一次巻線のｎ倍の巻数で構成され、サイリスタ１５
ｊによって一次巻線に印加されるコンデンサ１５ｈの充
電電圧のｎ倍の電圧（高電圧パルス）を二次巻線に発生
する。

【００１８】１６は制御回路２１の電源を生成する制御
電源回路、１７はアクティブフィルタ１１の出力電圧を
検出するアクティブフィルタ出力電圧検出回路、１８は
差動増幅回路で、高圧放電灯１４に流れる電流を検出す
る電流検出回路１９からの電流と制御回路２１によって
演算された目標電流とが一致するよう限流回路１２を制
御する。２０は高圧放電灯１４に供給される電圧を検出
する電圧検出回路である。

【００１９】前記制御回路２１は、例えば、マイコンか
らなり、インバータ１３を所定の周波数で駆動するイン
バータ制御手段と、高圧放電灯始動時、高電圧パルス発
生回路１５のスイッチング素子１５ｅに電圧選択信号を
出力すると共に、インバータ１３の出力電圧の所定位相
に同期してその回路１５のサイリスタ１５ｊに駆動信号
を出力し、かつ、前記電圧選択信号を所定時間経過毎に
切り換えて出力する高電圧パルス制御手段と、前記所定
時間経過する毎に電流検出回路１９を介して電流が入力
されたかどうかを判定し、前記電流が入力されたときは
高電圧パルス発生回路１５の駆動を停止させる監視手段
とを備えている。

【００２０】制御電源回路１６によって制御電源が立ち
上がったときは、アクティブフィルタ１１を駆動してそ
の出力電圧が所定電圧なるよう制御すると共に、インバ
ータ１３の駆動と高電圧パルス発生回路１５の駆動に入
る。前記駆動信号の出力タイミングは、例えばインバー
タ１３の出力の矩形波が立ち上がった直後と立ち下がっ
た直後で、これを繰り返す。また、前記電圧選択信号
は、スイッチング素子１５ｅに出力されてから所定時間
経過するとスイッチング素子１５ｆ側に切り換えられ、
さらに前記時間が経過したときはスイッチング素子１５
ｇ側に切り換えられる。

【００２１】また、制御回路２１は、電流検出回路１９
からの電流の入力によって高電圧パルス発生回路１５の
駆動を停止したとき、即ち、高圧放電灯１４が点灯した
ときは、随時、高圧放電灯１４に印加されているインバ
ータ１３の出力電圧を電圧検出回路２０から読み込んで
目標電流を演算し、その結果を差動増幅回路１８に設定
する。

【００２２】次に、実施形態１の高圧放電灯点灯装置の
動作を図２の波形図を参照しながら説明する。図２は実
施形態１における高圧放電灯始動時の各部の波形図であ
る。制御回路２１は、前述したように制御電源が立ち上
がると、アクティブフィルタ１１を駆動してその出力電
圧が所定電圧なるよう制御すると共に、インバータ１３
のスイッチング素子１３ａ，１３ｄとスイッチング素子
１３ｂ，１３ｃとを交互にオンし、高電圧パルス発生回
路１５のスイッチング素子１５ｅに電圧選択信号を出力
してオンし、かつ、サイリスタ１５ｊに前記タイミング
で駆動信号を出力する。

【００２３】この時、インバータ１３は、制御回路２１
の制御に基づき限流回路１２の直流電圧を矩形波の交流
電圧に変換して高圧放電灯１４に出力し（図２（ａ）参
照）、高電圧パルス発生回路１５は、スイッチング素子
１５ｅのオンによって入力されるアクティブフィルタ１
１からの電流を抵抗１５ｂを介してコンデンサ１５ｈに
充電し（同図（ｃ）参照）、駆動信号によってサイリス
タ１５ｊがオンされたときは、その充電電圧をパルスト
ランス１５ｉの一次巻線に印加し、二次巻線側にその印
加電圧のｎ倍の高電圧パルスを発生する。この高電圧パ
ルスは、前述したようにサイリスタ１５ｊのオンするタ
イミングがインバータ１３の出力矩形波の立ち上がり直
後と立ち下がり直後であるため（同図（ａ）（ｂ）参
照）、矩形波のその位置に繰り返し重畳し、始動電圧と
して高圧放電灯１４に印加する（同図（ｄ）参照）。

【００２４】制御回路２１は、スイッチング素子１５ｅ
をオンしてから所定時間が経過すると、電流検出回路１
９を介して電流が入力されたかどうかを判定し、電流が
入力されたときは高圧放電灯１４が点灯したと判断して
高電圧パルス発生回路１５の駆動を停止する。そして、
高圧放電灯１４に印加されているインバータ１３の出力
電圧を電圧検出回路２０から読み込んで目標電流を演算
し、その結果を差動増幅回路１８に設定する。この設定
は随時行われる。

【００２５】一方、前記電流が入力されなかったとき
は、前記電圧選択信号の出力を次のスイッチング素子１
５ｆ側に切り換えてそれをオンする。この時、高電圧パ
ルス発生回路１５は、アクティブフィルタ１１からの電
流を抵抗１５ｃを介してコンデンサ１５ｈに充電する
（図２（ｃ）参照）。この充電は、抵抗１５ｃの抵抗値
が前段の抵抗１５ｂより低いので早くなり、このため、
サイリスタ１５ｊのオンによる高電圧パルスは、スイッ
チング素子１５ｅのオン時よりも高い電圧となって二次
巻線側に発生し、インバータ１３の出力矩形波に重畳す
る（同図（ｄ）参照）。

【００２６】さらに所定時間が経過すると、制御回路２
１は、前記と同様に電流検出回路１９を介して電流が入
力されたかどうかを判定し、電流が入力されたときは高
圧放電灯１４が点灯したと判断して高電圧パルス発生回
路１５の駆動を停止し、前記電流が入力されなかったと
きは前記電圧選択信号の出力をスイッチング素子１５ｇ
側に切り換えてそれをオンする。高電圧パルス発生回路
１５は、スイッチング素子１５ｇがオンされると、この
スイッチング素子１５ｇに接続された抵抗１５ｄの抵抗
値が抵抗１５ｃより低いのでさらに早くコンデンサ１５
ｈに充電し（同図（ｃ）参照）、このため、サイリスタ
１５ｊが前記タイミングでオンされる毎に（同図（ｂ）
参照）、スイッチング素子１５ｆのオン時よりも高い電
圧の高電圧パルスを発生し、インバータ１３の出力矩形
波に重畳する（同図（ｄ）参照）。

【００２７】また、制御回路２１は、高電圧パルス発生
回路１５のスイッチング素子１５ｇをオンしてから所定
時間が経過すると、電流検出回路１９を介して電流が入
力されたかどうかを判定し、電流が入力されたときは、
高圧放電灯１４が点灯を開始したと判断して高電圧パル
ス発生回路１５の駆動を停止する。高圧放電灯点灯後
は、前述したように高圧放電灯１４に印加されるインバ
ータ１３の出力電圧を電圧検出回路２０から読み込んで
目標電流を演算し、その結果を差動増幅回路１８に設定
する。また、前記電流が入力されなかったときは高圧放
電灯１４の始動を停止する。

【００２８】以上のように実施形態１によれば、高圧放
電灯１４を始動させるための高電圧パルスの電圧を所定
時間経過する毎に上げるようにしたので、口金部の絶縁
耐力の小さい高圧放電灯においては前半の高電圧パルス
で点灯でき、口金部の絶縁耐力の大きい高圧放電灯にお
いては後半側の高電圧パルスで点灯でき、このため、始
動パルスの異なる各種の高圧放電灯を一台の高圧放電灯
点灯装置で点灯できるという効果がある。

【００２９】また、高電圧パルスの発生タイミングをイ
ンバータ１３の出力矩形波の立ち上がり直後と立ち下が
り直後にしたので、直流期間を最も長く取れるようにな
り、このため、高圧放電灯点灯後、放電が安定するまで
直流電流を流すことが可能になり、インバータ１３の出
力矩形波の方向切換時に起こり易い立ち消えを防止でき
るという効果がある。

【００３０】実施形態２．図３は実施形態２における制
御回路の動作を示すフローチャート、図４は高圧放電灯
始動時の始動電圧の波形図である。なお、この実施形態
２の高圧放電灯点灯装置は実施形態１と同様であるため
図１のブロック図を用いて説明する。実施形態２におい
ては、実施形態１に示す制御回路２１に、高電圧パルス
の電圧が高レベルに達しているときに電流検出回路１９
を介して電流が入力されなかったときは、高圧放電灯１
４が点灯していないと判断して高圧放電灯１４の始動を
所定時間休止させた後、再び高圧放電灯１４を始動さ
せ、これを予め設定された回数繰り返したときは商用電
源１が再投入されるまで高圧放電灯１４の始動を停止さ
せる監視手段を付加したもので、高圧放電灯１４の始動
を休止又は停止する際には、例えばインバータ１３と高
電圧パルス発生回路１５の駆動を停止する。

【００３１】次に、実施形態２の高圧放電灯点灯装置の
動作を図３のフローチャートに基づき図４の波形図を参
照しながら説明する。なお、図３に示すＳ１からＳ９ま
での動作は実施形態１と同じであるため説明を省略す
る。制御回路２１は、Ｓ９において電流が入力されなか
ったことを確認すると、高圧放電灯１４が点灯しなかっ
たと判断してインバータ１３及び高電圧パルス発生回路
１５の駆動を停止する（Ｓ１０，Ｓ１１）。そして、時
間の計測に入って予め設定された休止時間を経過したか
どうかを判定する（Ｓ１２，Ｓ１３）。この休止時間は
高圧放電灯１４の温度を下げるためのもので、計測時間
が休止時間に達していないときは待機し、計測時間が休
止時間に達したときは休止回数が所定回数に達したかど
うかを判定する（Ｓ１４）。その休止回数が所定回数に
達していないときは、インバータ１３を再び駆動し、ス
イッチング素子１５ｅに電圧選択信号を出力して時間の
計測に入ると共に、サイリスタ１５ｊに前述したタイミ
ングで駆動信号を出力して、その高電圧パルス発生回路
１５の駆動を再び開始し、休止回数が所定回数に達した
ときは商用電源１が再び投入されるまで待機する。

【００３２】このように、高電圧パルスの電圧が最大に
なっても高圧放電灯１４が点灯しなかったときは、イン
バータ１３及び高電圧パルス発生回路１５の駆動を休止
して高圧放電灯１４の温度を下げた後、再びインバータ
１３及び高電圧パルス発生回路１５の駆動を開始するよ
うにしたので、高圧放電灯１４を消灯した直後の再始動
であっても確実に再始動でき、また、この休止を所定回
数繰り返しても高圧放電灯１４が点灯しない場合にはイ
ンバータ１３及び高電圧パルス発生回路１５の駆動を停
止するようにしたので、安全面でも向上するという効果
がある。

【００３３】なお、実施形態１及び実施形態２では、イ
ンバータ１３の駆動周波数が一定であることを述べた
が、高圧放電灯始動開始から点灯するまでの間は安定点
灯時の周波数より低い周波数でインバータ１３を駆動
し、高圧放電灯１４が点灯したときは、その駆動周波数
を安定点灯時の周波数まで徐々に上げていくようにして
もよい。

【００３４】実施形態３．図５は本発明の実施形態３に
係る高圧放電灯点灯装置のブロック図、図６は高圧放電
灯始動時の各部の波形図である。なお、図１で説明した
実施形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明
を省略する。実施形態３における高電圧パルス発生回路
３１は、アノードがアクティブフィルタ１１のプラス側
に接続されたダイオード３１ａと、ダイオード３１ａの
カソード側に接続された抵抗３１ｂと、抵抗３１ｂとア
クティブフィルタ１１のマイナス側との間に挿入された
コンデンサ３１ｃと、二次巻線が高圧放電灯１４及びイ
ンバータ１３側に接続され、一次巻線の一端がコンデン
サ３１ｃに接続されたパルストランス３１ｄと、パルス
トランス３１ｄの一次巻線の他端とアクティブフィルタ
１１のマイナス側との間に挿入されたサイリスタ３１ｅ
とから構成されている。

【００３５】前記サイリスタ３１ｅは、後述する制御回
路３２からの駆動信号が入力される毎にオンし、コンデ
ンサ３１ｃに充電された電荷を放電してパルストランス
３１ｄの一次巻線に印加する。このパルストランス３１
ｄの構成については実施形態１に示すものと同様であ
る。

【００３６】前記制御回路３２は、例えば、マイコンか
らなり、高圧放電灯始動時、インバータ１３を高い周波
数で駆動し、所定時間経過する毎にインバータ１３の駆
動周波数を徐々に低くするインバータ制御手段と、イン
バータ１３の出力電圧の所定位相に同期して駆動信号を
出力する高電圧パルス制御手段と、前記所定時間を経過
する毎に電流検出回路１９を介して電流が入力されたか
どうかを判定し、電流が入力されたときは高電圧パルス
発生回路１５の駆動を停止させる監視手段とを備えてい
る。

【００３７】制御電源回路１６によって制御電源が立ち
上がったときは、アクティブフィルタ１１を駆動してそ
の出力電圧が所定電圧なるよう制御すると共に、インバ
ータ１３を高い周波数で駆動し、インバータ１３の出力
電圧の所定位相に同期して駆動信号を高電圧パルス発生
回路１５に出力する。この駆動信号の出力タイミング
は、例えばインバータ１３の出力矩形波が立ち上がった
直後と立ち下がった直後で、その駆動信号の間隔は、矩
形波の周波数が低くなるに従って広くなっている。この
ため、高電圧パルス発生回路３１のコンデンサ３１ｃの
充電電圧は低周波になるに従って高くなっている（同図
（ｂ）（ｃ）参照）。

【００３８】また、制御回路３２は、実施形態１と同様
に電流検出回路１９からの電流の入力によって高電圧パ
ルス発生回路３１の駆動を停止したとき、即ち、高圧放
電灯１４が点灯したときは、随時、高圧放電灯１４に印
加されているインバータ１３の出力電圧を電圧検出回路
２０から読み込んで目標電流を演算し、その結果を差動
増幅回路１８に設定する。

【００３９】次に、実施形態３の高圧放電灯点灯装置の
動作を説明する。制御回路３２は、前述したように制御
電源が立ち上がると、アクティブフィルタ１１を駆動し
てその出力電圧が所定電圧なるよう制御すると共に、イ
ンバータ１３のスイッチング素子１３ａ，１３ｄとスイ
ッチング素子１３ｂ，１３ｃとを交互にオンし、高電圧
パルス発生回路３１のサイリスタ３１ｅに駆動信号を出
力する。インバータ１３は、制御回路２１の制御に基づ
き、限流回路１２の直流電圧を周波数の高い矩形波に変
換し高圧放電灯１４に出力する（図６（ａ）参照）。

【００４０】高電圧パルス発生回路１５は、アクティブ
フィルタ１１の駆動によって入力される電流を抵抗３１
ｂを介してコンデンサ３１ｃに充電し（同図（ｃ）参
照）、サイリスタ３１ｅが駆動信号の入力によってオン
されたときは、コンデンサ３１ｃの充電電圧をパルスト
ランス３１ｄの一次巻線に印加し、二次巻線側にその印
加電圧のｎ倍の高電圧パルスを発生する。この高電圧パ
ルスは、前述したようにサイリスタ３１ｅのオンするタ
イミングがインバータ１３の出力矩形波の立ち上がり直
後と立ち下がり直後であるため（同図（ａ）（ｂ）参
照）、矩形波のその位置に繰り返し重畳し、始動電圧と
して高圧放電灯１４に印加する（同図（ｄ）参照）。

【００４１】一方、制御回路３２は、所定時間が経過す
ると、電流検出回路１９を介して電流が入力されたかど
うかを判定し、電流が入力されたときは高圧放電灯１４
が点灯したと判断して高電圧パルス発生回路３１の駆動
を停止する。そして、高圧放電灯１４に印加されている
インバータ１３の出力電圧を電圧検出回路２０から読み
込んで目標電流を演算し、その結果を差動増幅回路１８
に設定する。この設定は随時行われる。

【００４２】前記電流が入力されなかったときは、イン
バータ１３の駆動周波数を低くすると共に、その周波数
に対応したタイミングの駆動信号を高電圧パルス発生回
路３１に出力する（同図（ａ）（ｂ）参照）。この時、
高電圧パルス発生回路３１は、サイリスタ３１ｅの駆動
間隔が前段と比べ長くなるので、コンデンサ３１ｃの充
電電圧が高くなり（同図（ｃ）参照）、そのため、高電
圧パルスの電圧が高くなってインバータ１３の出力矩形
波に重畳し、始動電圧として高圧放電灯１４に印加する
（同図（ｄ）参照）。

【００４３】この始動電圧を高圧放電灯１４に印加して
いるときに所定時間が経過すると、制御回路３２は、前
述したように電流検出回路１９を介して電流が入力され
たかどうかを判定し、電流が検出されたときは、高圧放
電灯１４が点灯を開始したと判断して高電圧パルス発生
回路３１の駆動を停止するが、前記電流が入力されなか
ったときは、インバータ１３の駆動周波数をさらに低く
すると共に、その周波数に対応したタイミングの駆動信
号を高電圧パルス発生回路３１に出力する（同図（ａ）
（ｂ）参照）。この時、高電圧パルス発生回路３１は、
サイリスタ３１ｅの駆動間隔がさらに長くなるので、コ
ンデンサ３１ｃの充電電圧がさらに高くなり（同図
（ｃ）参照）、そのため、高電圧パルスの電圧レベルが
最高になってインバータ１３の出力矩形波に重畳し、始
動電圧として高圧放電灯１４に印加する（同図（ｄ）参
照）。そして、所定時間経過したときは、前記の如く電
流検出回路１９を介して電流が入力されたかどうかを判
定し、電流が検出されたときは、高電圧パルス発生回路
３１の駆動を停止すると共に、高圧放電灯１４の点灯制
御に入り、前記電流が入力されなかったときは高圧放電
灯１４の始動を停止する。

【００４４】実施形態３においては、高圧放電灯始動
時、最初はインバータ１３の出力矩形波の周波数を高く
し、そして、所定時間経過する毎にその周波数を徐々に
低くし、かつ、サイリスタ３１ｅを駆動する駆動信号の
出力タイミングをインバータ１３の出力に応じて変更し
て高電圧パルスの電圧を徐々に高くなるようにしたの
で、前述した実施形態１の効果に加え、高電圧パルス発
生回路３１の構成が簡単なため安価な高圧放電灯点灯装
置を提供できるという効果がある。

【００４５】なお、実施形態３では、高電圧パルスの電
圧が高レベルに達しているときに電流検出回路１９を介
して電流が入力されなかったときは高圧放電灯１４の始
動を停止するようにしたが、その際、インバータ１３と
高電圧パルス発生回路３１の駆動を停止して高圧放電灯
１４を所定時間休止させた後、再びそのインバータ１３
と高電圧パルス発生回路３１を駆動させ、その休止回数
が予め設定された回数繰り返したときは商用電源１が再
投入されるまでインバータ１３と高電圧パルス発生回路
３１の駆動を停止して高圧放電灯１４の始動を中止させ
るようにしてもよい。

【００４６】実施形態４．図７は本発明の実施形態４に
係る高圧放電灯点灯装置の各部の波形図である。なお、
図５で説明した実施形態３と同一又は相当部分には同じ
符号を付し説明を省略する。実施形態４の高圧放電灯点
灯装置は、制御回路３２に、高圧放電灯始動時、インバ
ータ１３を低い周波数で駆動し、高圧放電灯１４が点灯
したときは安定点灯時の周波数までインバータ１３の駆
動周波数を徐々に高くするインバータ制御手段を備えた
もので、例えば、始動時は８０Ｈｚの周波数でインバー
タ１３を駆動し、高圧放電灯１４が点灯したときは安定
点灯時の周波数１２０Ｈｚまでインバータ１３の駆動周
波数を徐々に高くする。高電圧パルス発生回路３１の制
御については実施形態３と同様である。

【００４７】ここで、実施形態４の高圧放電灯点灯装置
の動作を説明する。制御回路３２は、制御電源が立ち上
がると、アクティブフィルタ１１を駆動してその出力電
圧が所定電圧なるよう制御すると共に、インバータ１３
を８０Ｈｚの周波数で駆動する。そして、その駆動によ
ってインバータ１３から出力される矩形波の立ち上がり
直後と立ち下がり直後に高電圧パルスを重畳させる駆動
信号を高電圧パルス発生回路３１のサイリスタ３１ｅに
出力する。インバータ１３は、制御回路２１の制御に基
づき限流回路１２の直流電圧を周波数８０Ｈｚの矩形波
に変換する（図７（ａ）参照）。一方、高電圧パルス発
生回路１５は、アクティブフィルタ１１の駆動によって
入力される電流を抵抗３１ｂを介してコンデンサ３１ｃ
に充電し（同図（ｃ）参照）、サイリスタ３１ｅが駆動
信号の入力によってオンされたときは、その充電電圧を
パルストランス３１ｄの一次巻線に印加し、二次巻線側
にその印加電圧のｎ倍の高電圧パルスを発生する。この
高電圧パルスは、前述したようにサイリスタ３１ｅのオ
ンするタイミングがインバータ１３の出力矩形波の立ち
上がり直後と立ち下がり直後であるため（同図（ａ）
（ｂ）参照）、矩形波のその位置に繰り返し重畳し、始
動電圧として高圧放電灯１４に印加する（同図（ｄ）参
照）。

【００４８】この時、制御回路３２は、電流検出回路１
９を介して電流が入力されたかどうかを判定し、電流が
入力されなかったときは高電圧パルス発生回路３１の駆
動を継続し、電流が入力されたときは、高圧放電灯１４
が点灯を開始したと判断して高電圧パルス発生回路３１
の駆動を停止すると共に、インバータ１３の駆動周波数
を８０Ｈｚから安定点灯時の周波数１２０Ｈｚまで徐々
に上げていく。

【００４９】このように、高圧放電灯始動時、８０Ｈｚ
の周波数でインバータ１３を駆動し、高圧放電灯１４が
点灯したときはその周波数を安定点灯時の周波数１２０
Ｈｚまで徐々に上げていくようにしたので、始動時にお
いては直流期間が長くなり、このため、インバータ１３
の出力矩形波の方向切換時に起こり易い立ち消えを防止
でき、また、安定点灯時ではインバータ１３の出力周波
数が始動時と比べ高いために高圧放電灯１４のチラツキ
を防止できるという効果がある。

【００５０】なお、実施形態４では、インバータ１３の
出力矩形波（８０Ｈｚ）に一定の電圧の高電圧パルスを
重畳させたことを述べたが、図１に示す高電圧パルス発
生回路１５を用いて電圧を段階的に高くする高電圧パル
スをその矩形波（８０Ｈｚ）に重畳させるようにしても
よい。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高圧放電
灯始動時、高電圧パルスの電圧を所定時間経過する毎に
高くすると共に、その時間経過時に高圧放電灯の電流を
検出したときは高電圧パルス発生手段の駆動を停止する
ようにしたので、口金部の絶縁耐力の小さい高圧放電灯
においては前半の高電圧パルスで点灯でき、口金部の絶
縁耐力の大きい高圧放電灯においては後半側の高電圧パ
ルスで点灯でき、このため、始動パルスの異なる各種の
高圧放電灯を一台の高圧放電灯点灯装置で点灯できると
いう効果がある。

【００５２】また本発明によれば、高圧放電灯始動時、
インバータを高い周波数で駆動し、所定時間経過する毎
にインバータの駆動周波数を徐々に低くし、かつ、高電
圧パルスを発生させる駆動信号の出力タイミングをイン
バータの出力に応じて変更して高電圧パルスの電圧を徐
々に高くなるようにしたので、前述した効果に加え、高
電圧パルス発生手段の構成が簡単なため安価な高圧放電
灯点灯装置を提供できるという効果がある。

【００５３】さらに、高電圧パルスの電圧が高レベルに
達しているときに電流検出手段を介して電流が入力され
なかったときは、高圧放電灯の始動を所定時間休止して
高圧放電灯の温度を下げた後、再び高圧放電灯を始動さ
せるようにしたので、高圧放電灯を消灯した直後の再始
動であっても確実に始動でき、また、その休止を予め設
定された回数繰り返したときは電源が再投入されるまで
高圧放電灯の始動を停止させるようにしたので、安全面
でも向上するという効果がある。

【００５４】また、高圧放電灯始動時、インバータを低
い周波数で駆動し、高圧放電灯が点灯したときは安定点
灯時の周波数までインバータの駆動周波数を徐々に高く
するようにしたので、インバータの出力電圧の方向切換
時に起こり易い立ち消えを防止でき、また、安定点灯時
ではインバータの出力周波数が始動時と比べ高いために
高圧放電灯のチラツキを防止できるという効果がある。

【００５５】また、高電圧パルスの発生タイミングをイ
ンバータの出力電圧の方向切換直後にしたので、直流期
間を最も長く取れるようになり、このため、高圧放電灯
点灯後、放電が安定するまで直流電流を流すことが可能
になり、インバータの出力電圧の方向切換時に起こり易
い立ち消えを防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１を示す高圧放電灯点灯装
置のブロック図である。

【図２】 実施形態１における高圧放電灯始動時の各部
の波形図である。

【図３】 実施形態２における制御回路の動作を示すフ
ローチャートである。

【図４】 図４は高圧放電灯始動時の始動電圧の波形図
である。

【図５】 本発明の実施形態３に係る高圧放電灯点灯装
置のブロック図である。

【図６】 高圧放電灯始動時の各部の波形図である。

【図７】 本発明の実施形態４に係る高圧放電灯点灯装
置の各部の波形図である。

【図８】 従来の高圧放電灯点灯装置の回路図である。

【図９】 高圧放電灯の外観図である。

【符号の説明】

１ 商用電源、 ２ 全波整流回路、 １１ アクティ
ブフィルタ、１２ 限流回路、 １３ インバータ、
１４ 高圧放電灯、 １５ 高電圧パルス発生回路、
１６ 制御電源回路、 １７ アクティブフィルタ出力
電圧検出回路、 １８ 差動増幅回路、 １９ 電流検
出回路、 ２０ 電圧検出回路、 ２１ 制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 私市 広康 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧放電灯が接続されたインバータと、 高圧放電灯の電流を検出する電流検出手段と、 前記インバータを所定の周波数で駆動するインバータ制
   御手段と、 高圧放電灯始動時、電圧選択信号を出力すると共に、前
   記インバータの出力電圧の所定位相に同期して駆動信号
   を出力し、かつ、前記電圧選択信号を所定時間経過毎に
   切り換えて出力する高電圧パルス制御手段と、 前記電圧選択信号が入力されたとき所定の電圧を生成
   し、該電圧選択信号が切り換えられる毎にその電圧値を
   高くする電圧生成部を有し、前記駆動信号が入力される
   毎に該電圧生成部の電圧に基づく高電圧パルスを発生す
   る高電圧パルス発生手段と、 前記所定時間経過する毎に前記電流検出手段を介して電
   流が入力されたかどうかを判定し、前記電流が入力され
   たときは前記高電圧パルス発生手段の駆動を停止させる
   監視手段とを備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装
   置。
2. 【請求項２】 高圧放電灯が接続されたインバータと、 高圧放電灯の電流を検出する電流検出手段と、 高圧放電灯始動時、前記インバータを高い周波数で駆動
   し、所定時間経過する毎に該インバータの駆動周波数を
   徐々に低くするインバータ制御手段と、 高圧放電灯始動時、前記インバータの出力電圧の所定位
   相に同期して駆動信号を出力する高電圧パルス制御手段
   と、 前記駆動信号の入力タイミングに応じて電圧を生成し、
   かつ、その電圧に基づく高電圧パルスを発生する高電圧
   パルス発生手段と、 前記所定時間経過する毎に前記電流検出手段を介して電
   流が入力されたかどうかを判定し、前記電流が入力され
   たときは前記高電圧パルス発生手段の駆動を停止させる
   監視手段とを備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装
   置。
3. 【請求項３】 前記監視手段は、高電圧パルスの電圧が
   高レベルに達しているときに前記電流検出手段を介して
   電流が入力されなかったときは、高圧放電灯の始動を所
   定時間休止させた後、再び高圧放電灯を始動させ、これ
   を予め設定された回数繰り返したときは電源が再投入さ
   れるまで高圧放電灯の始動を停止させることを特徴とす
   る請求項１又は２の何れかに記載の高圧放電灯点灯装
   置。
4. 【請求項４】 前記インバータ制御手段は、高圧放電灯
   始動時、前記インバータを低い周波数で駆動し、高圧放
   電灯が点灯したときは安定点灯時の周波数まで前記イン
   バータの駆動周波数を徐々に高くすることを特徴とする
   請求項１又は２の何れかに記載の高圧放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記高電圧パルス発生手段は、駆動信号
   を前記インバータの出力電圧の方向切換直後に出力する
   ことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の高圧
   放電灯点灯装置。