JPH11265799A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振型インバータを使用した放電灯点灯装置
において蛍光灯に衝撃電圧が加わり、寿命の低減が生じ
た。 【解決手段】 第１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 を含
むインバータ回路６で放電灯１を駆動する。放電灯１の
ソフトスタート、予熱、始動、点灯の期間においてイン
バータ出力周波数を異なる値にする。始動期間にインバ
ータ出力周波数を階段状に変化させる。予熱期間におい
てもインバータ出力周波数を階段状に変化させる。予熱
期間の周波数変化量は始動期間の周波数変化量よりも小
さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光灯等の放電灯
をインバータを使用して迅速に点灯するための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】発光効率の改善等を目的として放電灯
（例えば蛍光灯）をインバータを使用して点灯すること
は、例えば特開昭６３−１７５３８９号公報等に記載さ
れている。この種の従来のインバータによる放電灯の点
灯装置は、インバータの一対の出力端子間に共振用イン
ダクタンスと共振用コンデンサとの直列回路を接続し、
共振用コンデンサに並列に放電灯を接続することによっ
て構成されている。なお、放電灯は予熱形であるので、
一対のフィラメント電極は共振用コンデンサに直列に接
続されている。共振用コンデンサ及び共振用インダクタ
ンスは抵抗成分（内部抵抗）を有するためにＬＣ共振回
路の電流は周波数依存性を有して変化し、共振周波数で
最大になり、この共振周波数の両側で小さくなる。従っ
て、共振用コンデンサの電圧Ｖc は、例えば図４の特性
線Ａに示すように共振周波数ｆ0 （例えば５０〜６０kH
Z ）でピークになり、この両側で徐々に低くなる。この
ため、インバ−タ出力周波数ｆをある高い値から共振周
波数ｆ0 に向かって低下させることによって共振用コン
デンサの電圧Ｖc が徐々に高くなり、放電灯を点灯させ
ることが可能になる。また、インバ−タによる点灯装置
では、放電灯のフィラメント電極に塗布されている電子
放射物質の飛散及び蒸発を抑制するために、放電灯に放
電開始電圧以上の電圧を直ちに加えず、共振用コンデン
サの電圧即ち蛍光灯の電圧を放電開始電圧よりも低い電
圧に保って放電灯のフィラメント電極を予熱し、しかる
後、共振用コンデンサの電圧を徐々に高めることによっ
て放電灯を点灯状態にする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フィラメン
ト電極の予熱期間にインバ−タの出力周波数を一定に保
ち、その後にインバ−タの出力周波数を徐々に低下させ
るのみでは、放電灯の劣化の防止を十分に達成すること
ができなかった。即ち、放電灯の予熱期間において、急
激にフィラメントに予熱のための電流を流すと、フィラ
メントに塗布してある電子放射物質の蒸発又は飛散が発
生し、蛍光灯の寿命を縮めた。

【０００４】そこで、本発明の目的は、放電灯を迅速に
点灯させることができると共に放電灯の寿命を長くする
ことができる放電灯点灯装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、実施例を示す図面の符
号を参照して説明すると、第１の対の端子１４、１５と
第２の対の端子１６、１７と前記第１の対の端子１４、
１５間に接続された第１の電極１２と前記第２の対の端
子１６、１７間に接続された第２の電極１３とを有する
放電灯１を点灯させるための装置であって、前記第１の
対の端子１４、１５の一方１４と前記第２の対の端子１
６、１７の一方１６との間に接続された共振用コンデン
サ７と、直流電圧を交流電圧に変換して前記放電灯１の
前記第１の対の端子１４、１５の他方１５と前記第２の
対の端子１６、１７の他方１７との間に交流電圧を供給
するためのインバータ手段６又は６ａ又は６ｂと、前記
共振用コンデンサ７と前記放電灯１との両方に対してそ
れぞれ直列になるように前記インバータ手段と前記放電
灯１との間に接続されたインダクタンス手段８又はＬ1
と、前記放電灯１を点灯させる時に前記交流電圧の周波
数ｆを時間の経過に従って変えるために所定時間長の第
１の期間Ｔ2 、Ｔ3 を示す信号とこの第１の期間Ｔ2 、
Ｔ3 の後の所定時間長の第２の期間Ｔ4 を示す信号とを
発生するタイマ手段２１と、前記タイマ手段２１から発
生した前記第１の期間Ｔ2 、Ｔ3 を示す信号に応答して
前記交流電圧の周波数を第１の周波数範囲で変化させ、
前記第２の期間Ｔ4 を示す信号に応答して前記交流電圧
の周波数を第２の周波数範囲で変化させるように前記イ
ンバータ手段６又は６ａ又は６ｂを制御するものであっ
て、前記第１の範囲は、前記共振用コンデンサ７と前記
共振用インダクタンス手段８又はＬ1 との直列共振回路
の共振周波数ｆ0 よりも高く且つ前記放電灯１を非点灯
状態に保つことができる第１の周波数値ｆ2 からこの第
１の周波数値ｆ2 よりも低く且つ前記共振周波数ｆ0 よ
りも高く且つ前記放電灯１を非点灯状態に保つことがで
きる第２の周波数値ｆ3 までの範囲であり、前記第２の
範囲は、前記第２の周波数値ｆ3 からこの第２の周波数
値ｆ3 よりも低く且つ前記放電灯１の放電開始電圧Ｖ14
を得ることができる周波数値ｆ4 よりも低い第３の周波
数値ｆ5 までの範囲であり、前記交流電圧の周波数を前
記第１の期間Ｔ2 、Ｔ3 において第１の平均的周波数変
化速度で低下させ、且つ前記第２の期間Ｔ3 において前
記第１の平均的周波数変化速度よりも速い第２の平均的
周波数変化速度で低下させるための制御手段２３、２
４、９とを備えた放電灯点灯装置に係わるものである。
なお、請求項２に示すように第１の期間Ｔ2 ＋Ｔ3 の前
に、これよりも短い第３の期間Ｔ1 を設け、この第３の
期間に交流電圧の周波数ｆを第１の周波数値ｆ2 よりも
高い周波数値ｆ1 から第１の周波数値ｆ2 まで徐々に低
下させることができる。また、請求項３に示すように第
２の期間Ｔ4 の後に放電灯の点灯を保持するための実質
的に一定の周波数ｆ5 の期間を設けることが望ましい。
また、請求項５に示すように放電灯は蛍光灯であること
が望ましい。また、請求項５〜９に示すように各部の条
件を設定することが望ましい。また、請求項１０に示す
ように、第１の期間Ｔ2 ＋Ｔ3 の終りと第２の期間Ｔ4
の最初の段との間の周波数差ｆb を第２の期間Ｔ4 の別
の段の周波数差ｆa よりも大きくすることが望ましい。
また、請求項１１に示すように複数の放電灯を並列接続
することができる。また、請求項１２、１３、１４に示
すようにインバータ手段を種々の形式のインバータとす
ることができる。また、請求項１４に示すようにインバ
ータ手段の出力トランスの２次巻線のインダクタンスを
共振用インダクタンスＬ1 とすることができる。

【０００６】

【発明の効果】各請求項の発明によれば、インバータ手
段の出力周波数を第１の平均的周波数変化速度で変化さ
せる第１の期間Ｔ2 ＋Ｔ3 とこれよりも速い第２の平均
的周波数変化速度で変化させる第２の期間Ｔ4 を設けた
ので、第１の期間の開始時点の放電灯の印加電圧を低く
することができ、放電灯の第１及び第２の電極１２、１
３に急激に大きな予熱電流が流れない。この結果、第１
及び第２の電極１２、１３の劣化を防ぎ、放電灯の寿命
を長くすることができる。また、請求項２の発明によれ
ば、インバータ手段の起動時に共振用コンデンサ等に流
れる突入電流を抑制することができる。また、請求項５
〜９によれば、第１の期間Ｔ2 ＋Ｔ3 において放電灯を
良好に予熱し、第２の期間Ｔ4 において放電灯を良好に
点灯させることができる。また、請求項１０の発明によ
れば、第２の期間Ｔ4 の最初の周波数変化が大きいの
で、複数の放電灯を並列接続した場合に、複数の放電灯
の電極を同時に良好に暖めることができ、複数の放電灯
が同時に放電し易くなり、点灯時点のバラツキが小さく
なる。

【０００７】

【実施形態及び実施例】次に、図面を参照して本発明の
実施形態及び実施例を説明する。

【０００８】

【第１の実施例】図１に示す第１の実施例の放電灯１を
点灯させるための放電灯点灯装置は、商用交流電源端子
２、３と、電源スイッチ４と、整流平滑回路５と、イン
バータ回路６と、共振用コンデンサ７と、共振用インダ
クタンス素子８と駆動回路９と制御回路１０とから成
る。次に、各部を詳しく説明する。

【０００９】放電灯１は、周知の蛍光灯であって、内壁
面に蛍光物質（図示せず）が塗布されたガラス管１１と
第１及び第２のフィラメント電極１２、１３とから成
る。第１のフィラメント電極１２は第１及び第２の端子
１４、１５間に接続され、第２のフィラメント電極１３
は第３及び第４の端子１６、１７の間に接続されてい
る。第１及び第２のフィラメント電極１２、１３には周
知の電子線放射物質が塗布されている。この放電灯１の
第１〜第４の端子１４、１５、１６、１７は図示されて
いない一対のソケートに対して着脱自在である。

【００１０】整流平滑回路５は直流電源として機能する
ものであって、この一方の入力端子５ａは電源スイッチ
４を介して一方の交流電源端子２に接続され、他方の入
力端子５ｂは他方の交流電源端子３に接続されている。
この整流平滑回路５は周知のダイオード整流回路と平滑
用コンデンサとから成り、第１及び第２の直流出力端子
５ｃ、５ｄ間に直流電圧を出力するように構成されてい
る。

【００１１】インバータ回路６は、整流平滑回路５の第
１及び第２の直流出力端子５ｃ、５ｄ間に接続された第
１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 の直列回路と、第１及
び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 の相互接続点１８に接続さ
れた結合コンデンサ１９とから成る。なお、結合コンデ
ンサ１９は共振用コンデンサ７よりも十分に大きい容量
値を有し、インバ−タ出力ラインに直列に接続されてい
る。第１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 はソース電極が
ソ−ス領域とボディ領域との両方に接続された絶縁ゲー
ト型（ＭＯＳ型）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）から
成り、本来のＦＥＴ部分とこれに逆並列接続された内蔵
ダイオードとを含む。第１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ
2 が交互にオン・オフすると、周知の動作によって整流
平滑回路５から得られた直流電圧が交流電圧に変換さ
れ、図１の波形２０で示す交流電圧が放電灯１に供給さ
れる。

【００１２】共振用コンデンサ７は、放電灯１の第１及
び第３の端子１４、１６に接続されている。従って、共
振用コンデンサ７は第１及び第２のフィラメント電極１
２、１３に対して直列に接続され、且つ第１及び第２の
フィラメント電極１２、１３間の等価インピーダンス
（図示せず）に対しては並列に接続されている。この結
果、コンデンサ７の電圧Ｖc は第１及び第２のフィラメ
ント電極１２、１３間に印加される。共振用インダクタ
ンス８は、コイルとコアとから成り、インバータ回路６
の第１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 の相互接続点１８
と放電灯１の第２の端子１５との間に結合コンデンサ１
９を介して接続されている。放電灯１の第４の端子１７
は第２のスイッチＱ2 のソース電極即ち下側端子に接続
されている。従って、共振用インダクタンス素子８と共
振用コンデンサ７とは互いに直列に接続され、直列共振
回路が構成されている。また、放電灯１が点灯した時に
はインダクタンス素子８は放電灯１に対しても直列に接
続される。なお、インダクタンス素子８を放電灯１の第
４の端子１７と第２のスイッチＱ2 のソースとの間に接
続することもできる。また、結合コンデンサ１９を第２
のスイッチＱ2 のソースと放電灯１の第４の端子１７と
の間に接続することができる。インダクタンス素子８、
第１のフィラメント電極１２、共振用コンデンサ７、及
び第２のフィラメント電極１３から成る直列回路は常に
形成されているので、インバータ回路６の駆動期間中に
は、放電灯１の点灯、非点灯に無関係に第１及び第２の
フィラメント電極１２、１３に電流が流れ、これが加熱
される。従って、共振用コンデンサ７を予熱用コンデン
サと呼ぶこともある。

【００１３】既に説明したように結合コンデンサ１９の
容量値は共振用コンデンサ７の容量Ｃ1 よりも十分に大
きいので、インバータ回路６の出力回路における共振周
波数を計算する時に結合コンデンサ１９の容量を無視す
ることができる。放電灯１の非点灯時には第１及び第２
のフィラメント電極１２、１３間が開放されていると考
えることができるので、共振用コンデンサ７の容量Ｃ1
とインダクタンス素子８のインダクタンスＬ1 とによっ
て直列共振回路の共振周波数が決定される。他方、放電
灯１が点灯している時には、共振用コンデンサ７とイン
ダクタンス素子８と放電灯１のインピーダンスとによっ
て共振周波数が決定される。図４はインバータ回路６の
出力交流電圧の周波数ｆと共振用コンデンサ７の電圧Ｖ
c との関係を概略的に示す。なお、図４のＡは放電灯１
の非点灯時のｆ−Ｖc 特性を示し、Ｂは放電灯１の点灯
時のｆ−Ｖc 特性を示す。特性線Ａ、Ｂから明らかな様
に共振用コンデンサ７の電圧Ｖc は周波数依存性を有す
る。特性線Ａの場合には、共振用コンデンサ７の電圧Ｖ
c は共振周波数ｆ0 （例えば５０〜６０kHz ）で最も高
くなり、この共振周波数ｆ0 よりも低い領域及び高い領
域で徐々に低くなる。

【００１４】駆動回路９は、インバータ回路６の第１及
び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 をオン・オフ制御するため
の信号を形成するものであって、第１及び第２のスイッ
チＱ1 、Ｑ2 のゲート・ソース間に接続されている。な
お、第１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 のゲート・ソー
ス間電圧Ｖ_GS1 、Ｖ_GS2 は図３に示されている。

【００１５】制御回路１０は、第１及び第２のスイッチ
Ｑ1 、Ｑ2 のオン・オフの繰返し周波数即ちインバータ
回路６の出力交流電圧の周波数ｆを制御するものであ
り、駆動回路９に接続されている。なお、図１では駆動
回路９と制御回路１０とが分離して示されているが、こ
れ等を一体化してスイッチ制御回路を形成することがで
きる。

【００１６】制御回路１０は、図５に示すように放電灯
１の点灯制御時にインバータ６の出力周波数ｆを時間と
共に変化させるためのものであって、図２に示すように
大別してタイマ手段２１と点灯信号発生回路２２と制御
電圧発生手段２３とＶＣＯ（電圧制御発振器）２４と調
光制御回路２５とから成る。タイマ手段２１は、ソフト
スタートタイマ２６、第１の予熱タイマ２７、第２の予
熱タイマ２８、及び始動タイマ２９から成る。制御電圧
発生手段２３はソフトスタート制御電圧発生器３０、第
１の予熱制御電圧発生器３１、第２の予熱制御電圧発生
器３２、階段波制御電圧発生器３３、及び点灯制御電圧
発生器３４とから成る。ＶＣＯ２４の出力ラインは駆動
回路９に接続されている。従って、ＶＣＯ２４の出力周
波数ｆout は図５に示すようにインバータ回路６の出力
周波数ｆと同一になる。

【００１７】次に、図２の各部の動作を図５の波形を参
照して説明する。ソフトスタートタイマ２６は図１の電
源スイッチ４のオン操作に応答して図５のソフトスター
ト制御信号Ｓ1 を発生する。この信号Ｓ1 はｔ0 〜ｔ1
に示す第１の期間Ｔ1 （約１０ms）のパルスを有する。
なお、Ｔ1 は請求項では第３の期間と呼ばれている。ソ
フトスタート制御電圧発生器３０はソフトスタートタイ
マ２６の出力信号Ｓ1に応答して図５のｔ0 〜ｔ1 期間
に第１の電圧値Ｖ1 から第２の電圧値Ｖ2 まで徐々に低
下する傾斜電圧を発生する。ＶＣＯ２４はソフトスター
ト制御電圧発生器３０の出力電圧に応答して図５のｔ0
〜ｔ1 期間に示す第１の周波数ｆ1 （約２００kHZ ）か
ら第２の周波数ｆ2 （約９０kHz ）まで徐々に低下する
周波数を出力する。図１の駆動回路９はＶＣＯ２４の出
力周波数ｆout と同一の繰返し周波数で第１及び第２の
スイッチＱ1 、Ｑ2 を交互にオン・オフするので、ｔ0
〜ｔ1 期間にインバータ出力周波数ｆも第１の周波数ｆ
1 から第２の周波数ｆ2 に変化する。この実施例では放
電灯１の放電開始電圧は、図４に示すインバータ出力周
波数ｆがｆ4 の時の電圧Ｖ14である。従って、第１の周
波数ｆ1 から第２の周波数ｆ2 の期間に放電灯１は点灯
しない。電源スイッチ４の投入時にインバータ回路６か
らコンデンサ７とインダクタンス素子８との直列共振回
路に高い周波数ｆ1 の交流電圧が印加されると、コンデ
ンサ７の電圧Ｖc の実効値は図５に示すように放電開始
電圧Ｖ14よりも十分に低いＶ11になるので、放電灯１に
急激に高い電圧が印加されない。この結果、放電灯１の
起動時にコンデンサ７及び１９に過大な突入電流が流れ
ることを防ぐことができる。ｔ0 〜ｔ1 のソフトスター
ト期間Ｔ1 は上述のように主として突入電流を防止する
ために設けられているので、この期間Ｔ1 は５ms〜２０
msの範囲に設定することが望ましい。

【００１８】図２の第１予熱タイマ２７はソフトスター
トタイマ２１の出力信号Ｓ1 のパルスの後縁に応答して
第１の予熱期間Ｔ2 を示す信号Ｓ2 を発生する。この信
号Ｓ2 は図５のｔ1 〜ｔ2 の第２の期間Ｔ2 （約４００
ｍｓ）を示すパルスを含む。第１予熱制御電圧発生器３
１は第１予熱タイマ２７の出力信号Ｓ2 のパルスに応答
して図５のｔ1 〜ｔ2 期間に第２の電圧Ｖ2 を発生し、
これをＣＶＯ２４に送る。ＶＣＯ２４は第２の電圧Ｖ2
を制御電圧として、ｔ1 〜ｔ2 期間に第２の周波数ｆ2
を出力する。この結果、インバータ回路６の出力周波数
ｆはｔ〜ｔ2 期間にｆ2 に保持される。第２の周波数ｆ
2 に対応する共振用コンデンサ７の電圧Ｖc は放電開始
電圧Ｖ14よりも低いＶ12であるので、放電灯１は非点灯
状態に保たれ、第１及び第２のフィラメント電極１２、
１３に予熱電流が流れる。この予熱期間ｔ1 〜ｔ2 にお
ける共振用コンデンサ７の電圧Ｖc は比較的低い値であ
るので、第１及び第２のフィラメント電極１２、１３に
大きな電流が急激に流れない。この結果、フィラメント
電極１２、１３に塗布されている電子放射物質の蒸発及
び飛散を防ぐことができる。

【００１９】第２予熱タイマ２８は第１予熱タイマ２７
の出力信号Ｓ2 のパルスの後縁に応答して第２の予熱期
間Ｔ3 を示す信号Ｓ3 を出力する。この信号Ｓ3 は図５
のｔ2 〜ｔ3 の第３の期間Ｔ3 （約４００ms）を示すパ
ルスを含む。第２予熱制御電圧発生器３２は第２予熱タ
イマ２８の出力パルスに応答して図５のｔ2 〜ｔ3 期間
に第３の電圧Ｖ3 を発生し、これをＶＣＯ２４に送る。
ＶＣＯ２４は第２予熱制御電圧発生器３２の出力電圧Ｖ
3 に応答してｔ2 〜ｔ3 期間に第３の周波数ｆ3 （８０
kHz ）を発生する。これにより、インバータ回路６の出
力周波数ｆもｔ2 〜ｔ3 期間に第３の周波数ｆ3 にな
る。第３の周波数ｆ3 における共振用コンデンサ７の電
圧Ｖc は放電開始電圧Ｖ14よりも低いＶ13であるので、
前のｔ1 〜ｔ2 期間と同様にｔ2 〜ｔ3 期間においても
放電灯１は非点灯状態に保たれ、第１及び第２のフィラ
メント電極１２、１３に予熱電流が流れる。なお、請求
項では第１及び第２の予熱期間Ｔ2 、Ｔ3 を合せて第１
の期間と呼んでいる。また、請求項では第２の周波数ｆ
2 及び第３の周波数ｆ3 を第１の周波数及び第２の周波
数と呼んでいる。上述から明らかなように、図５のｔ1
〜ｔ3 の８００msの予熱期間は、ｔ1 〜ｔ2 の第１の予
熱期間Ｔ2 （４００ms）とｔ2 〜ｔ3 の第２の予熱期間
Ｔ3 （１４００ms）とに分割されている。また、インバ
ータの出力周波数ｆは前半の第１予熱期間Ｔ2 に第２の
周波数ｆ2 （９０kHz ）に設定され、後半の第２予熱期
間Ｔ3 に第３の周波数ｆ3 （８０kHz ）に設定されてい
る。第２及び第３の周波数ｆ2 、ｆ3 の差ｆ2 −ｆ3 は
１０kHz であるので、ｔ1 〜ｔ3 の全予熱期間における
平均的な周波数変化速度は１０kHz ／８００ms＝１２．
５Hz／msであって極めて低い。なお、放電灯１を迅速に
点灯させるために、ｔ1 〜ｔ3 の全予熱期間（Ｔ2 ＋Ｔ
3 ）を５００ms〜１０００msの範囲に収めることが望ま
しい。また、上記平均的周波数変化速度を５〜２０Hz／
msの範囲に収めることが望ましい。予熱期間の始まりの
時点ｔ1 のインバータ周波数ｆ2 をその終りの時点ｔ3
のインバータ周波数ｆ3 よりも高くすることによって予
熱開始時に放電灯１に過大な予熱電流が急激に流れるこ
とを防ぐことができる。

【００２０】始動タイマ２９は第２予熱タイマ２８の出
力信号Ｓ3 のパルスの後縁に応答して信号Ｓ4 を発生す
る。この信号Ｓ4 は図５のｔ3 〜ｔ5 の期間Ｔ4 を示す
パルスを含む。階段波制御電圧発生器３３は始動タイマ
２９の出力信号Ｓ4 に応答してｔ3 〜ｔ5 期間に第３の
電圧Ｖ3 から第５の電圧Ｖ5 まで低下する階段波電圧を
発生し、これをＶＣＯ２４に供給する。ＶＣＯ２４は階
段波制御電圧発生器３３の出力電圧に応答し、ＶＣＯ２
４の出力周波数ｆout は図５のｔ3 〜ｔ5 期間に第３の
周波数ｆ3 （８０kHz ）から第５の周波数ｆ5 （５０kH
z ）まで階段的に低下する。放電灯１の放電開始電圧Ｖ
14を得ることができるインバータ回路６の出力周波数ｆ
は、本実施例の場合、第３の周波数ｆ3 と第４の周波数
ｆ4 との間の第４の周波数ｆ4 （約６０kHz ）であるの
で、インバータ回路６の出力周波数ｆをｆ3 からｆ5 ま
で徐々に低下する間に放電灯１は必ず点灯する。なお、
放電開始の周波数ｆ4 は図４から明らかなように共振周
波数ｆ0 （約５５kHZ)よりも少し高い。ｔ3 〜ｔ5 の始
動開始期間Ｔ4 における階段状周波数の段数は約１８、
各段の時間幅Ｔa は約６１ms、各段の周波数変化量ｆa
は約１．６kHz である。また、ｔ3 〜ｔ5 の始動期間Ｔ
4 の平均的な周波数変化速度は約２７Hz／msであり、ｔ
1 〜ｔ3 の全予熱期間の周波数変化速度（約１２．５H
z）の２倍以上の値を有する。従って、ｔ3 〜ｔ5 の始
動期間Ｔ4 においては比較的短時間の内に放電灯１を点
灯させることが可能な周波数ｆ4 になる。また、ｔ3 〜
ｔ5 の始動期間におけるインバータ出力周波数ｆの各段
の周波数変化量ｆa は、ｔ1 〜ｔ3 の全予熱期間の第２
の周波数ｆ2 から第３の周波数ｆ3 への変化量（１０kH
z ）よりも小さく設定される。この実施例では上記周波
数変化量ｆa を約１．６kHz としたが、例えば０．５kH
z 〜５kHz の範囲から適当に選択することができる。ま
た、ｔ3 〜ｔ5 期間のインバータ出力周波数ｆの１段の
時間幅Ｔa はｔ1 〜ｔ3 の予熱期間の１段の時間幅（４
００ms) よりも十分に短い値に設定される。この時間幅
Ｔa は実施例では約６１msになっているが、例えば５ms
〜１００msの範囲から任意に選択することができる。ま
た、ｔ3 〜ｔ5 の始動期間Ｔ4 は放電灯１を迅速に点灯
させるために１０００s 〜１５００msの範囲に収めるこ
とが望ましい。また、ｔ3 〜ｔ5 期間のインバータ出力
周波数ｆの平均的変化速度は２０〜４０Hz／msとするこ
とが望ましい。ｔ3 〜ｔ5 の始動期間において周波数ｆ
を階段状に変化させ且つ目標とする放電開始周波数ｆ4
をｆ3 〜ｆ5 の中間に設定すると、放電灯１の放電開始
電圧にバラツキがあっても、確実に点灯させることがで
きる。また、ｔ3 〜ｔ4 の始動期間Ｔ4 にインバータ出
力周波数ｆの急激な変化が発生しないので、この始動期
間Ｔ4 においてもｔ1 〜ｔ3 の予熱期間と同様に第１及
び第２のフィラメント電極１２、１３の寿命の低下を抑
えることができる。ｔ3 〜 5期間中のｔ4 時点でインバ
ータ出力周波数がｆ4 になり、共振用コンデンサ７の電
圧Ｖc が図５に示すように放電開始電圧Ｖ14になると、
放電灯１が点灯し、この第１及び第２のフィラメント電
極１２、１３間のインピーダンス値が低下し、共振用コ
ンデンサ７と共振用インダクタンス素子８と放電灯１と
に基づく共振回路が形成される。この点灯時の共振回路
に基づく共振特性は図４のＢになる。これにより、共振
用コンデンサの電圧Ｖc はｔ4 〜ｔ5 の期間に放電開始
電圧Ｖ14よりも低い値Ｖ15になる。なお、図４の共振回
路の特性図は説明的に示されており、横軸の周波数ｆ及
び縦軸の電圧Ｖc は部分的に拡大又は縮小されて示され
ている。また、図５の各波形も部分的に拡大又は縮小し
て説明的に示されている。

【００２１】点灯信号発生回路２２は、始動タイマ２９
の出力信号Ｓ4 のパルスの後縁に応答して図５のｔ5 時
点よりも後に点灯信号Ｓ5 を発生する。点灯制御電圧発
生器３４は点灯信号発生回路２２の出力信号Ｓ5 に応答
して第５の電圧Ｖ5 を発生し、ＶＣＯ２４に送る。ＶＣ
Ｏ２４は点灯制御電圧発生器３４の出力電圧Ｖ5 に応答
して第５の周波数ｆ5 （約５０kHz ）を連続的に発生す
る。インバータ出力周波数が第５の周波数ｆ5 になる
と、コンデンサ７の電圧Ｖc は図５のＶ16で示す値にな
る。なお、第５の周波数ｆ5 は図４に示す放電灯１の点
灯期間の特性線Ｂの共振周波数ｆ0 ′よりも高い周波数
領域に位置する。

【００２２】調光制御回路２５は放電灯１の放電灯１の
明るさを調整する時に、点灯制御電圧発生器３４の出力
電圧Ｖ5 の値を変化させ、図５のｔ4 時点よりも後の点
灯期間におけるインバータ出力周波数ｆを変化させる。

【００２３】上述から明らかなように、本実施例では予
熱期間ｔ1 〜ｔ3 でインバータ出力周波数ｆを階段的に
低下させているので、予熱期間にフィラメント電極１
２、１３に大きな予熱電流が急激に流れることを防止で
き、放電灯１の寿命が長くなる。また、インバータ出力
周波数ｆの予熱期間ｔ1 〜ｔ3 における変化量（１０kH
z ）は始動期間ｔ3 〜ｔ5 におけるインバータ出力周波
数ｆの変化量（３０kHz）よりも低く設定されているの
で、予熱期間における予熱特性と始動期間における点灯
特性との両方を合理的に満足させることができる。ま
た、予熱期間ｔ1 〜ｔ3 における周波数の変化速度より
も始動期間ｔ3 〜ｔ5 における周波数の変化速度が速い
ので、始動期間Ｔ4 において点灯周波数ｆ4を迅速に得
ることができる。

【００２４】

【第２の実施例】次に、図６及び図７を参照して第２の
実施例の放電灯点灯装置を説明する。但し、図６及び図
７において図１及び図５と実質的に同一の部分には同一
の符号を付してその説明を省略する。また、図６の制御
回路１０ａの構成は図２の制御回路１０とほぼ同一であ
るので、第２の実施例の説明にも図２を参照する。

【００２５】図６の放電灯点灯装置は、制御回路１０ａ
を僅かに変形した点と、インバータ回路６の対の出力ラ
イン間に第２の放電灯１ａと第２の共振用コンデンサ７
ａと第２の共振用インダクタンス素子８ａとから成る回
路を追加した点とにおいて図１と相違し、その他は図１
と同一に構成されている。追加された第２の放電灯１ａ
は第１の放電灯１と同様に第１及び第２の端子１４ａ、
１５ａ間に接続された第１のフィラメント電極１２ａと
第３及び第４の端子１６ａ、１７ａ間に接続された第２
のフィラメント電極１３ａとを有し、第１の放電灯１と
実質的に同一に構成されている。第２の共振用コンデン
サ７ａ及び第２の共振用インダクタンス素子８ａも第１
の共振用コンデンサ７及び第１の共振用インダクタンス
素子８と同一に構成されている。図６に示すように複数
の放電灯１、１ａが共通のインバータ回路６に接続され
ている場合において、第１及び第２の放電灯１、１ａの
インピーダンス、第１及び第２の共振用コンデンサ７、
７ａの容量値、第１及び第２の共振用インダクタンス素
子８、８ａのインダクタンス値にバラツキがあると、２
つの共振回路の共振特性が同一にならないために同一の
インバータ出力周波数ｆで２つの放電灯１、１ａが同時
に点灯しない。この第２の実施例では複数の放電灯１、
１ａの点灯時間のずれを少なくなるために、変形された
制御回路１０ａを有する。

【００２６】制御回路１０ａの回路構成は前述したよう
に図２と実質的に同一であるが、始動期間ｔ3 〜ｔ5 に
おけるＶＣＯ２４の入力制御信号Ｖosc 、ＶＣＯ出力周
波数ｆout 、及びインバータ出力周波数ｆの設定値のみ
が相違している。即ち、第１の実施例を示す図５の波形
図と第２の実施例を示す図７の波形図との比較から明ら
かなように、図５においてはｔ3 時点での周波数変化幅
ｆa がこれよりも後の階段の周波数変化幅ｆa と同一に
設定されているのに対して、図７ではｔ3 時点での周波
数変化幅ｆb が後の階段の周波数変化幅ｆa よりも大き
く設定されている。この第２の実施例でのｔ3 時点での
周波数変化幅ｆb は約８kHz であって、第２の予熱期間
ｔ2 〜ｔ3 のインバータ出力周波数ｆ3 （８０kHz ）の
１０％の値に相当する。従って、図７では始動期間ｔ3
〜ｔ5 における最初の段の周波数ｆ3 ′は７２kHz であ
る。また、図７のｔ3 〜ｔ5 の始動期間Ｔ4 は第１の実
施例と同一の１１００msであり、またｔ5 時点の周波数
ｆ5 は図５と同一の５０kHz である。従って、図７のｔ
3 〜ｔ5 期間の平均的な周波数変化速度は約２０Hz／ms
である。なお、図７におけるｔ3 〜ｔ5 期間の１段の時
間幅Ｔa は図５と同様に約６１msであり、段数も図５と
同様に１８段であるので、１段の周波数変化量ｆa は約
１．２kHz である。なお、第２の実施例においても第１
の実施例と同様にｔ3 〜ｔ5 期間のインバータ出力周波
数の各段の時間幅Ｔa を５〜１００msの範囲、各段の周
波数変化量ｆa を０．５〜５kHz の範囲にすることが望
ましい。また、ｔ3 時点でのインバータ出力周波数ｆの
変化量ｆb は、直前の第３の周波数ｆ3 の約５〜２０％
にすることが望ましい。また、このｔ3 時点での周波数
ｆの変化量ｆb はｔ3 〜ｔ5期間の階段状周波数の１段
の変化量ｆa の約２〜２０倍の範囲にすることが望まし
い。

【００２７】図７のｔ3 時点に示すように始動期間ｔ3
〜ｔ5 の開始時点ｔ3 でインバータ出力周波数ｆを比較
的大幅に変化させると、このｔ3 時点で第１及び第２の
フィラメント電極１２、１３の電流がフィラメント電極
１２、１３の劣化を実質的に招かない範囲で急に増大
し、各放電灯１、１ａのフィラメント電極１２、１３、
１２ａ、１３ａがそれぞれ良好に暖められるために放電
し易くなり、複数の放電灯１、１ａの点灯時点のバラツ
キが少なくなる。なお、第２の実施例は、第１の実施例
と同一の作用効果も有する。

【００２８】

【第３の実施例】次に、図８を参照して第３の実施例の
放電灯点灯装置を説明する。但し、図８において図１と
実質的に同一の部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。図８の放電灯点灯装置は図１のインバータ回
路６を変形したインバータ回路６ａを有している点にお
いて図１と相違し、その他は図１と同一に構成されてい
る。図８のインバータ回路６ａは第１及び第２のスイッ
チＱ1 、Ｑ2 と第１及び第２の電源用コンデンサ４１、
４２とから成る。第１及び第２の電源用コンデンサ４
１、４２の直列回路は整流平滑回路５にそれぞれ接続さ
れている。従って、第１及び第２の電源用コンデンサ４
１、４２は整流平滑回路５の直流出力電圧を分割した値
に充電される。第１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 の直
列回路は第１及び第２の電源用コンデンサ４１、４２の
直列回路に対して並列に接続されている。放電灯１は第
１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 の相互接続点１８と第
１及び第２の電源用コンデンサ４１、４２の相互接続点
４３との間に共振用インダクタンス素子８を介して接続
されている。第１及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 は図１
の第１の実施例と同様に交互にオン・オフ制御される。
これにより、２つの相互接続点１８、４３間に交流電圧
を得ることができる。図８の第３の実施例においてイン
バータ回路６ａ以外は第１の実施例と同一であるので、
第３の実施例によっても第１の実施例と同一の効果を得
ることができる。

【００２９】

【第４の実施例】図９に示す第４の実施例の放電灯点灯
装置は、図１のインバータ回路６を変形したインバータ
回路６ｂを有する点において図１と相違し、この他は図
１と実質的に同一に構成されている。従って、図９にお
いて図１と実質的に同一の部分には同一の符号を付して
その説明を省略する。図９のインバータ回路６ｂはトラ
ンスＴr を有するプッシュプル型インバータであって、
トランスＴr の１次巻線Ｎ1 のセンタタップ５０と第１
及び第２のスイッチＱ1 、Ｑ2 の相互接続点１８との間
に直流電源としての整流平滑回路５が接続されている。
また、１次巻線Ｎ1 の一端は第１のスイッチＱ1 に接続
され、この他端は第２のスイッチＱ2 に接続されてい
る。トランスＴr の２次巻線Ｎ2 はインダクタンスＬ1
を有し、結合コンデンサ１９を介して放電灯１に接続さ
れている。２次巻線Ｎ2 がリーケージインダクタンスか
ら成る共振用インダクタンスＬ1 を有するので、図９で
は図１の独立したインダクタンス素子８が省かれてい
る。なお、２次巻線Ｎ2 のリーケージインダクタンスで
共振用インダクタンスＬ1 の全部を得ることができない
時には２次巻線Ｎ2 と放電灯１の間に個別の共振用イン
ダクタンス素子を接続することができる。図９の第４の
実施例はインバータ回路６ｂを除いて図１と同一である
ので、第１の実施例と同一の効果を有する。

【００３０】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） インバータ回路６を一対の直流電源端子間にト
ランスの１次巻線を介して１つのスイッチを接続し、こ
の１つのスイッチのオン・オフによってトランスの２次
巻線に交流電圧を得る構成のインバータに変形すること
ができる。また、インバータ回路６を４つのスイッチを
ブリッジ型に接続した形式のインバータに変形すること
ができる。 （２） ｔ1 〜ｔ3 の予熱期間のインバータ出力周波数
をｆ2 、ｆ3 よりも多い段数に変えることができる。 （３） ソフトスタート期間ｔ0 〜ｔ1 の制御電圧を第
１の電圧Ｖ1 から第２の電圧Ｖ2 まで階段状に変化させ
ることができる。 （４） ＶＣＯ２４を制御するための制御電圧発生器を
種々変形できる。 （５） スイッチＱ1 、Ｑ2 をトランジスタ、ＩＧＢＴ
（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の半導体スイ
ッチにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の放電灯点灯装置を示す
回路図である。

【図２】図１の制御回路を詳しく示すブロック図であ
る。

【図３】図２の駆動回路から第１及び第２のスイッチに
供給するゲート・ソース間電圧を示す波形図である。

【図４】図１のインバータ出力周波数と共振用コンデン
サの電圧との関係を説明的に示す特性図である。

【図５】図１及び図２の各部の状態を概略的に示す波形
図である。

【図６】第２の実施例の放電灯点灯装置を示す回路図で
ある。

【図７】図６の放電灯点灯装置の各部の状態を図５と同
様に示す波形図である。

【図８】第３の実施例の放電灯点灯装置を示す回路図で
ある。

【図９】第４の実施例の放電灯点灯装置を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 放電灯 ６ インバータ回路 ７ 共振用コンデンサ ８ 共振用インダクタンス素子 １０ 制御回路

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の対の端子（１４、１５）と第２の
   対の端子（１６、１７）と前記第１の対の端子（１４、
   １５）間に接続された第１の電極（１２）と前記第２の
   対の端子（１６、１７）間に接続された第２の電極（１
   ３）とを有する放電灯（１）を点灯させるための装置で
   あって、 前記第１の対の端子（１４、１５）の一方（１４）と前
   記第２の対の端子（１６、１７）の一方（１６）との間
   に接続された共振用コンデンサ（７）と、 直流電圧を交流電圧に変換して前記放電灯（１）の前記
   第１の対の端子（１４、１５）の他方（１５）と前記第
   ２の対の端子（１６、１７）の他方（１７）との間に交
   流電圧を供給するためのインバータ手段（６又は６ａ又
   は６ｂ）と、 前記共振用コンデンサ（７）と前記放電灯（１）との両
   方に対してそれぞれ直列になるように前記インバータ手
   段と前記放電灯（１）との間に接続されたインダクタン
   ス手段（８又はＬ1 ）と、 前記放電灯（１）を点灯させる時に前記交流電圧の周波
   数（ｆ）を時間の経過に従って変えるために所定時間長
   の第１の期間（Ｔ2 、Ｔ3 ）を示す信号とこの第１の期
   間（Ｔ2 、Ｔ3 ）の後の所定時間長の第２の期間（Ｔ4
   ）を示す信号とを発生するタイマ手段（２１）と、 前記タイマ手段（２１）から発生した前記第１の期間
   （Ｔ2 、Ｔ3 ）を示す信号に応答して前記交流電圧の周
   波数を第１の周波数範囲で変化させ、前記第２の期間
   （Ｔ4 ）を示す信号に応答して前記交流電圧の周波数を
   第２の周波数範囲で変化させるように前記インバータ手
   段（６又は６ａ又は６ｂ）を制御するものであって、前
   記第１の範囲は、前記共振用コンデンサ（７）と前記共
   振用インダクタンス手段（８又はＬ1 ）との直列共振回
   路の共振周波数（ｆ0 ）よりも高く且つ前記放電灯
   （１）を非点灯状態に保つことができる第１の周波数値
   （ｆ2 ）からこの第１の周波数値（ｆ2 ）よりも低く且
   つ前記共振周波数（ｆ0 ）よりも高く且つ前記放電灯
   （１）を非点灯状態に保つことができる第２の周波数値
   （ｆ3）までの範囲であり、前記第２の範囲は、前記第
   ２の周波数値（ｆ3 ）からこの第２の周波数値（ｆ3 ）
   よりも低く且つ前記放電灯（１）の放電開始電圧（Ｖ1
   4）を得ることができる周波数値（ｆ4 ）よりも低い第
   ３の周波数値（ｆ5 ）までの範囲であり、前記交流電圧
   の周波数を前記第１の期間（Ｔ2 、Ｔ3 ）において第１
   の平均的周波数変化速度で低下させ、且つ前記第２の期
   間（Ｔ3 ）において前記第１の平均的周波数変化速度よ
   りも速い第２の平均的周波数変化速度で低下させるため
   の制御手段（２３、２４、９）とを備えた放電灯点灯装
   置。
2. 【請求項２】 タイマ手段（２１）は、更に、前記第１
   の期間の前に前記第１の期間よりも短い第３の期間（Ｔ
   1 ）を示す信号を発生させるタイマ（２６）を有し、前
   記制御手段は更に、前記第３の期間（Ｔ1 ）を示す信号
   に応答して前記交流電圧の周波数を前記第１の周波数値
   （ｆ2 ）よりも高い第４の周波数（ｆ1 ）から前記第１
   の周波数値（ｆ2 ）まで徐々に低下させるように前記イ
   ンバータ手段（６又は６ａ又は６ｂ）を制御する手段を
   有していることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯
   装置。
3. 【請求項３】 更に、前記第２の期間（Ｔ3 ）を示す信
   号（Ｓ4 ）に応答して前記第２の期間（Ｔ3 ）の後の第
   ４の期間を示す信号（Ｓ5 ）を発生する手段（２５）
   と、 前記第４の期間を示す信号（Ｓ5 ）に応答して前記交流
   電圧周波数を前記放電開始電圧（Ｖ14）を得ることがで
   きる周波数値（ｆ4 ）よりも低い周波数値（ｆ5 ）に保
   持するように前記インバータ手段を制御する手段とを有
   していることを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯
   点灯装置。
4. 【請求項４】 前記放電灯（１）は蛍光灯であることを
   特徴とする請求項１又は２又は３記載の放電灯点灯装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１の期間（Ｔ2 、Ｔ3 ）は５００
   ms〜１０００msであることを特徴とする請求項４記載の
   放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記第２の期間（Ｔ4 ）は１０００ms〜
   １５００msであることを特徴とする請求項４又は５記載
   の放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 前記第３の期間（Ｔ1 ）は５ms〜２０ms
   である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。
8. 【請求項８】 前記第１の平均的周波数変化速度は、５
   〜２０Hz／msであり、 前記第２の平均的周波数変化速度は２０〜４０Hz／msで
   あることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載
   の放電灯点灯装置。
9. 【請求項９】 前記第１の期間の開始時点（ｔ1 ）の前
   記交流電圧の周波数と前記第１の期間の終了時点（ｔ3
   ）の前記交流電圧の周波数との差は、前記第２の期間
   の開始時点（ｔ3 ）の前記交流電圧の周波数と前記第２
   の期間の終了時点（ｔ5 ）の前記交流電圧の周波数との
   差よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいず
   れかに記載の放電灯点灯装置。
10. 【請求項１０】 前記第２の期間（Ｔ4 ）における前記
    交流電圧の周波数（ｆ）は、階段状に徐々に低下し、前
    記第２の期間（Ｔ4 ）の最初の段の周波数値（ｆ3 ′）
    は前記第１の期間（Ｔ2 、Ｔ3 ）の前記第２の周波数値
    （ｆ3 ）の８０〜９５％の値を有し、前記第２の周波数
    値（ｆ3 ）と前記最初の段の周波数値（ｆ3 ′）との差
    （ｆb ）は、前記最初の段よりも後の段の周波数変化量
    （ｆa）よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至９
    のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
11. 【請求項１１】 更に、別の放電灯（１ａ）を有し、前
    記別の放電灯（１ａ）は前記インバ−タ手段（６）に別
    の共振用インダクタンス手段（８ａ）を介して接続さ
    れ、前記別の放電灯（１ａ）に並列に前記共振用コンデ
    ンサ（７ａ）が接続されていることを特徴とする請求項
    １乃至１０記載の放電灯点灯装置。
12. 【請求項１２】 前記インバータ手段は、 直流電源の一端と他端との間に接続された第１及び第２
    のスイッチ（Ｑ1 、Ｑ2 ）の直列回路と、 前記第２のスイッチ（Ｑ2 ）に対して前記放電灯（１）
    を並列に接続するための出力手段とを備えていることを
    特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の放電灯
    点灯装置。
13. 【請求項１３】 前記インバータ手段は、 直流電源の一端と他端との間に接続された第１及び第２
    のコンデンサ（４１、４２）の直列回路と、 前記第１及び第２のコンデンサ（４１、４２）の直列回
    路に対して並列に接続された第１及び第２のスイッチ
    （Ｑ1 、Ｑ2 ）の直列回路と、 前記第１及び第２のコンデンサ（４１、４２）の相互接
    続点（４３）と前記第１及び第２のスイッチ（Ｑ1 、Ｑ
    2 ）の相互接続点（１８）との間に前記放電灯（１）を
    接続するための出力手段とから成り、前記第１及び第２
    のスイッチ（Ｑ1 、Ｑ2 ）を交互にオン・オフするよう
    に構成されたものであることを特徴とする請求項１乃至
    １１のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
14. 【請求項１４】 前記インバータ手段は、１次巻線（Ｎ
    1 ）と２次巻線（Ｎ2 ）とを有するトランス（Ｔr ）
    と、 直流電圧を前記１次巻線（Ｎ1 ）に断続的に供給するた
    めの少なくとも１つのスイッチと、を有するものであ
    り、 前記放電灯（１）は前記２次巻線（Ｎ2 ）に接続され、 前記インダクタンス手段は前記２次巻線（Ｎ2 ）のイン
    ダクタンス（Ｌ1 ）であることを特徴とする請求項１乃
    至１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置。