JPH11185984A - 放電灯点灯方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯の点灯の際に予熱を行いながらもスイ
ッチング素子に大きなストレスを与えない信頼性の優れ
た放電灯点灯方式を提供すること。 【解決手段】 共振用インダクタＬ及び共振用コンデン
サＣ２を有する高周波発生回路２の出力周波数でもって
放電灯を点灯させるようにした放電灯点灯方式であっ
て、放電灯Ｌａの点灯開始時に、共振用インダクタＬと
共振用コンデンサＣ２による固有共振周波数より高い予
熱周波数になるように高周波発生回路２の出力周波数を
制御し、しかる後に、出力周波数を固有共振周波数と予
熱周波数との間の始動周波数に切り替え、その後、放電
灯Ｌａの端子電圧が基準電圧より低い場合は、出力周波
数を固有共振周波数より低い周波数に制御し、放電灯Ｌ
ａの端子電圧が基準電圧以上である場合は、出力周波数
を始動周波数より高い周波数に制御するようにしたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯を高周波で
点灯させる放電灯点灯方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の放電灯点灯装置Ｊの回路
図である。放電灯点灯装置Ｊは、直流電源１と、この直
流電源１に接続される高周波発生回路２と、この高周波
発生回路２の周波数を制御する制御回路３とを備えてお
り、高周波発生回路２の出力にて放電灯Ｌａを点灯させ
ている。

【０００３】ここで、高周波発生回路２は、直列に接続
されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２の接続点ｓ１と放電灯Ｌａとの間に直列に
接続されたカップリング用コンデンサＣ１及びインダク
タＬと、放電灯Ｌａに並列に接続されたコンデンサＣ２
とから成る。

【０００４】従来、この種の放電灯点灯装置において
は、放電灯Ｌａの点灯の際に、放電灯Ｌａの寿命を長く
する為に、放電灯Ｌａのフィラメントの予熱を行ってか
ら高電圧を印加し点灯させる方式であった。

【０００５】このような放電灯点灯装置では、図４に示
すように、電源投入後、予熱時間Ｔ１の間は高い予熱周
波数ｆ１にて高周波発生回路２を制御しフィラメントを
予熱させ、予熱時間Ｔ１の経過後は予熱周波数ｆ１より
低い点灯周波数ｆ２に周波数を切替えて放電灯Ｌａを点
灯させるようにしている。なお、図５（ａ）は上記の場
合の放電灯Ｌａの両端電圧の変化を示し、図５（ｂ）は
放電灯Ｌａに流れる電流変化を示す。また、図６は放電
灯Ｌａが点灯するまでの高周波発生回路２の出力周波数
ｆと放電灯Ｌａの端子電圧ＶＬとの関係である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例にあっては、図６に示すように予熱周波数ｆ１と
点灯周波数ｆ２との間にインダクタＬとコンデンサＣ２
との固有共振周波数ｆ０が存在するような設定がなされ
ることが多く、このため、周波数が予熱周波数ｆ１から
点灯周波数ｆ２に切り替わり、十分に放電灯Ｌａが点灯
するまでの間で固有共振周波数ｆ０を通過することとな
る。この場合、短い時間ではあるが放電灯Ｌａの両端に
は非常に高い電圧が印加されることになり、これにより
スイッチング素子に過大な電流が流れ、スイッチング素
子にストレスを与えるという問題がある。

【０００７】本発明は、上述の従来の問題を解消するた
めに案出されたものであり、放電灯の点灯の際に予熱を
行いながらもスイッチング素子に大きなストレスを与え
ない信頼性の優れた放電灯点灯方式を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の放電灯点灯方式は、共振用インダクタ及び共振用コ
ンデンサを有する高周波発生回路の出力周波数でもって
放電灯を点灯させるようにした放電灯点灯方式であっ
て、前記放電灯の点灯開始時に、前記共振用インダクタ
と共振用コンデンサによる固有共振周波数より高い予熱
周波数になるように前記高周波発生回路の出力周波数を
制御し、しかる後に、前記出力周波数を前記固有共振周
波数と前記予熱周波数との間の始動周波数に切り替え、
その後、前記放電灯の端子電圧が基準電圧より低い場合
は、前記出力周波数を前記固有共振周波数より低い周波
数に制御し、前記放電灯の端子電圧が基準電圧以上であ
る場合は、前記出力周波数を前記始動周波数より高い周
波数に制御するようにしたことを特徴とする。

【０００９】また、前記放電灯の端子電圧が基準電圧以
上である場合に、前記出力周波数を前記始動周波数より
高い周波数で周期的に変動させるようにしたことを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係わる放電灯点灯方式の
実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。図１
は放電灯点灯装置Ｈの概略回路図である。図１に示すよ
うに、放電灯点灯装置Ｈは、直流電源１と、直流電源１
に接続された高周波発生回路２と、高周波発生回路２の
出力周波数を制御する制御回路３と、制御回路３と放電
灯Ｌａの間に接続され放電灯Ｌａの端子電圧を検出する
電圧検出回路である点灯判定回路４とから成り、高周波
発生回路２の出力周波数でもって放電灯Ｌａを点灯させ
ている。

【００１１】ここで、高周波発生回路２は、直列に接続
されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２の接続点ｓ１と放電灯Ｌａとの間に直列に
接続されたカップリング用コンデンサＣ１及び共振用イ
ンダクタであるインダクタＬと、放電灯Ｌａに並列に接
続された共振用コンデンサであるコンデンサＣ２とから
成る。

【００１２】また、放電灯Ｌａの端子と制御回路３との
間に設けられた点灯判定回路４は、放電灯Ｌａの端子電
圧を分圧する分圧回路４ａ、直流に平滑するための平滑
回路４ｂ、及び平滑回路４ｂからの電圧信号を基準電圧
と比較するための比較回路４ｃとから主に構成されてい
る。

【００１３】次に、上記放電灯点灯装置Ｈの動作につい
て説明する。図２（ａ）に、放電灯Ｌａが正常に点灯す
るときの電源投入後の高周波発生回路２の出力周波数を
示し、図２（ｂ）に放電灯Ｌａが寿命末期等で異常であ
る場合の電源投入後の高周波発生回路２の出力周波数を
示す。また、図３（ａ），（ｂ）に周波数と放電灯Ｌａ
の端子電圧との関係を示す。

【００１４】図２（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、
放電灯Ｌａが正常である場合、すなわち放電灯Ｌａの端
子電圧が基準電圧より低い場合を点灯判定回路４で検出
された場合は、電源投入後（制御回路３で電源投入され
たか否かを判定している）、例えば数百ミリ秒の予熱時
間Ｔ１の間は、制御回路３は予熱周波数ｆ１にて高周波
発生回路２の出力周波数を制御して放電灯Ｌａのフィラ
メントを予熱し、予熱時間Ｔｌの経過後の始動時間Ｔ３
（例えば数百ミリ秒）の間は、インダクタＬとコンデン
サＣ２との固有共振周波数ｆ０と予熱周波数ｆ１との間
の始動周波数ｆ３に周波数を切替えて放電灯Ｌａに高電
圧を印加する。

【００１５】その後、放電灯Ｌａに接続される点灯判定
回路４にて放電灯Ｌａが正常に点灯していると判定され
れば、周波数を固有共振周波数ｆ０より低い点灯周波数
ｆ２に切替え、所定の出力にて放電灯Ｌａの点灯を維持
させる。

【００１６】ここで、点灯判定回路４は放電灯Ｌａの寿
命末期の検出も兼ねており、放電灯Ｌａが寿命末期とな
ってエミレス状態（フィラメントの電子放出の作用が低
下する状態）等の異常な状態となっても検出できるよう
に基準電圧が設定されている。

【００１７】このように、放電灯Ｌａが正常であれば、
始動時間Ｔ３の間に始動周波数ｆ３にて放電を開始して
点灯に至るものである。このため、周波数が始動周波数
ｆ３から点灯周波数ｆ２に切り替わる時点において、イ
ンダクタＬとコンデンサＣ２との共振周波数ｆ０を通過
することになっても、この時点では放電灯Ｌａが十分に
点灯状態にあるので、放電灯Ｌａは低インピーダンス負
荷となり、高周波発生回路２の共振周波数が変化し、始
動周波数ｆ３と点灯周波数ｆ２の間に固有共振点が存在
しなくなってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にはストレス
を与えない。

【００１８】一方、図２（ｂ），図３（ｂ）に示すよう
に、放電灯Ｌａが異常である場合、すなわち、点灯判定
回路４にて放電灯Ｌａの端子電圧が基準電圧以上である
ことが検出された場合は、電源投入後、予熱時間Ｔ１の
間はｆ１の予熱周波数にて高周波発生回路２の出力周波
数を制御しフィラメントを予熱し、予熱時間Ｔ１経過後
は始動周波数ｆ３に周波数を切替える。この始動時間Ｔ
３の間に点灯判定回路４より放電灯が正常に点灯してい
ないと判定されれば、周波数を始動周波数ｆ３より高い
周波数である予熱周波数ｆ１に切り替える。そのため、
周波数が始動周波数ｆ３から点灯周波数ｆ２の間の固有
共振周波数ｆ０を通過することがなく、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２にストレスを与えることがない。

【００１９】次に、上記の放電灯Ｌａが異常の場合にお
いて、他の実施形態について説明する。図２（ｃ）に示
すように、始動時間Ｔ３の間に点灯判定回路４により生
じた判定信号により周波数を予熱周波数ｆ１に切り替え
た所定時間Ｔ４の後の始動時間Ｔ３の間は、始動周波数
ｆ３以上の周波数に切り替えて、点灯判定回路４からの
判定信号により周波数を切替える動作を少なくとも１回
以上繰り返すようにし、周期的に周波数を変動させるよ
うにしてもよい。このようにすれば、放電灯Ｌａの明る
さが周期的に変化するので、寿命末期等の異常を視覚的
に察知することができるだけでなく、放電灯が点灯開始
時に低温等が原因で点灯しにくい場合などの不安定な状
態の場合に、上記の動作により放電灯が十分に予熱され
るなどして正常に点灯することができ非常に好適であ
る。なお、上記の周期的に周波数を変動させる時間は視
覚で判断できる程度の長さとするとよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電灯点
灯方式によれば、放電灯の点灯開始時にスイッチング素
子に与える周波数を適当な値に制御するようにしている
ので、共振用インダクタと共振用コンデンサとによる固
有共振周波数を通過することで過大な電流がスイッチン
グ素子に流れることが極力防止され、これにより、スイ
ッチング素子に不要なストレスを与えることがない信頼
性の優れた放電灯点灯方式を提供することができる。

【００２１】また、放電灯の端子電圧が基準値より高い
場合に、スイッチング素子に始動周波数より高い周波数
で周期的に変動させるようにしたので、スイッチング素
子に余分なストレスを加えることがなく、しかも放電灯
の寿命末期等の異常を視覚的に察知することができるう
え、正常に点灯させることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の一実施形態を模
式的に説明する概略回路図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ電源投入後の周波数
変化を説明するチャート図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ周波数とスイッチ
ング素子に印加される電圧との関係、及び周波数変化を
説明するためのグラフである。

【図４】従来例の電源投入後の周波数変化を説明するチ
ャート図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来例の電圧変化
及び電流変化を説明するチャート図である。

【図６】従来例の周波数とスイッチング素子に印加され
る電圧との関係、及び周波数変化を説明するためのグラ
フである。

【図７】放電灯点灯装置の従来例を模式的に説明する回
路図である。

【符号の説明】

１：直流電源 ２：高周波発生回路 ３：制御回路 ４：点灯判定回路 Ｑ１，Ｑ２：スイッチング素子 Ｃ１，Ｃ２：コンデンサ Ｌ：インダクタ Ｌａ：放電灯 Ｈ：放電灯点灯装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共振用インダクタ及び共振用コンデンサ
   を有する高周波発生回路の出力周波数でもって放電灯を
   点灯させるようにした放電灯点灯方式であって、前記放
   電灯の点灯開始時に、前記共振用インダクタと共振用コ
   ンデンサによる固有共振周波数より高い予熱周波数にな
   るように前記高周波発生回路の出力周波数を制御し、し
   かる後に、前記出力周波数を前記固有共振周波数と前記
   予熱周波数との間の始動周波数に切り替え、その後、前
   記放電灯の端子電圧が基準電圧より低い場合は、前記出
   力周波数を前記固有共振周波数より低い周波数に制御
   し、前記放電灯の端子電圧が基準電圧以上である場合
   は、前記出力周波数を前記始動周波数より高い周波数に
   制御するようにしたことを特徴とする放電灯点灯方式。
2. 【請求項２】 前記放電灯の端子電圧が基準電圧以上で
   ある場合に、前記出力周波数を前記始動周波数より高い
   周波数で周期的に変動させるようにしたことを特徴とす
   る請求項１に記載の放電灯点灯方式。