JP2001118693A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源高調波を安価な方法で低減する放電灯点灯
装置を提供する。 【構成】商用電源からの交流電圧を全波整流する整流回
路と、互いに直列接続され交互にＯＮ・ＯＦＦし整流回
路からの直流電圧を高周波電圧に変換する第１および第
２のスイッチング手段と、当該スイッチング手段を駆動
するドライバと、放電灯と、当該放電灯に直列接続され
た第１のコンデンサと、前記第１および第２のスイッチ
ング手段の直列回路に並列接続される第２および第３の
コンデンサの直列回路と、一端と磁気回路を共有する２
つの巻線から構成され、巻線の共用端は前記第１および
第２のスイッチング手段の接続点に接続され、第１の他
端は放電灯に直列接続され、第２の他端は前記第２およ
び第３のコンデンサ直列回路の接続点に接続されたトラ
ンスと、前記第１および第２のスイッチング手段の駆動
周波数を前記交流電圧に同期して変化させる制御手段を
設けるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、商用交流電源を
直流電圧に変換し、この直流電圧をスイッチング手段の
ＯＮ・ＯＦＦによりスイッチングして放電灯に高周波電
力を供給する放電灯点灯装置に関し、特に入力電流歪、
即ち、電源高調波を低減する放電灯点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、特開平２−７５２００号公報
に示された従来の放電灯点灯装置の回路図である。図に
おいて、商用電源１からノイズフィルタ２を介して整流
回路３で整流して得られた直流電圧を、直列接続した第
１及び第２のスイッチング手段４、５に印加するように
している。スイッチング手段４、５はそれぞれトランジ
スタ６、７及び回生ダイオード８、９からなり、ダイオ
ード８、９はトランジスタ６、７に対し逆並列に接続さ
れている。スイッチング手段４、５は直流電圧を高周波
の交流電圧に変換するものである。トランジスタ６、７
にはドライバ１０が接続され、トランジスタ６、７を交
互にＯＮ・ＯＦＦするように駆動する。スイッチング手
段４、５の接続点から負荷回路１１が接続されている。
この負荷回路１１はコイル１２に放電灯（以下、ランプ
１３と呼称する）が直列接続され、ランプ１３にコンデ
ンサ１４が並列接続された構成となっている。コンデン
サ１４はランプ１３の電極を予熱するために、またコイ
ル１２はランプ１３に流れる電流を制限するために設け
たものである。負荷回路１１の他端はコンデンサ１５、
１６の直列回路の接続点に接続されている。コンデンサ
１６には並列にダイオード１７が接続され、コンデンサ
１５、１６の直列回路の両端はスイッチング手段４、５
の直列回路と同じく整流回路３に接続されている。コン
デンサ１５はコンデンサ１６に比べ相対的に大容量にす
ることで商用電源１からの交流電圧を平滑にするよう動
作する。また、コンデンサ１６はスイッチング手段４、
５のスイッチング周波数に同期して完全な充放電を行え
るように選定されている。

【０００３】図１３を用いて従来回路の動作について説
明する。まず、トランジスタ６がＯＮし、そのＯＮ期間
に整流回路３からの出力によりトランジスタ６を介して
コイル１２及びランプ１３に電流を流すとともに、コン
デンサ１５を充電する。次に、トランジスタ６がＯＦＦ
し、トランジスタ７がＯＮになると、コンデンサ１５の
充電電荷はランプ１３、コイル１２、トランジスタ７を
介して放電される。その後、トランジスタ７がＯＦＦと
なり、再びトランジスタ６がＯＮとなると、コイル１２
に蓄えられたエネルギーがコンデンサ１６を充電する。

【０００４】従ってコイル１２とコンデンサ１６は電圧
共振回路を形成する。このことにより、コンデンサ１６
とコンデンサ１５の電位が整流回路３の出力電圧より下
回っても、商用電源１の全位相にわたって電流は流れ続
けようとする。その結果、得られる入力電流及びランプ
電流波形はそれぞれ図１４（ａ）および（ｂ）に示す通
りである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
においては、ランプ１３の放電抵抗によりコイル１２と
コンデンサ１６からなる共振回路をダンピングし、その
結果共振電圧を高めることができないため、全体的に正
弦波に近い入力電流波形を得ることはできず、特に商用
電源１のゼロ電圧位相付近では電流を流すことができな
くなり、高調波低減性能が良好ではないという問題があ
った。さらに、この入力電流波形の歪に伴い、ランプ電
流波形もリップルが大きくなり、発光効率が低くなると
いった問題も有していた。

【０００６】そこで、本発明においては、簡単な方法で
入力電流歪、即ち、電源高調波を低減し、ランプ電流波
形のリップルを抑えた放電灯点灯装置の提供を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる放電灯点灯装置は、商用電源からの交流電圧を全波
整流する整流回路と、互いに直列接続され交互にＯＮ・
ＯＦＦし整流回路からの直流電圧を高周波電圧に変換す
る第１および第２のスイッチング手段と、スイッチング
手段を駆動するドライバと、放電灯と、放電灯に直列接
続された第１のコンデンサと、第１および第２のスイッ
チング手段の直列回路と並列接続される第２および第３
のコンデンサの直列回路と、一端と磁気回路を共有する
２つの巻線から構成され、巻線の共用端は第１および第
２のスイッチング手段の接続点に接続され、第１の他端
は放電灯に直列接続され、第２の他端は前記第２および
第３のコンデンサ直列回路の接続点に接続されたトラン
スと、第１および第２のスイッチング手段の駆動周波数
を前記交流電圧に同期して変化させる制御手段を設けた
ものである。

【０００８】この発明の請求項２に係わる放電灯点灯装
置は、請求項１記載の発明において、整流回路による出
力のピークまたはゼロ点付近の期間において相対的に高
い周波数、それ以外の期間では相対的に低い周波数で、
第１および第２のスイッチング手段を駆動する制御手段
を設けるようにしたものである。

【０００９】この発明の請求項３に係わる放電灯点灯装
置は、請求項１もしくは２記載の発明において、整流回
路による出力に対し、直流電圧との加減算、弁別、増幅
などの演算処理を施すことによって整流回路の出力のピ
ーク、ゼロ点付近で同期し、同期した時のみ電圧が変化
する電圧信号を形成する回路と、当該電圧信号を入力信
号とし、入力信号の変化量の増加・減少に対応して周波
数を単調に増加・減少させる周波数出力を有す変換回路
とから前記制御手段を構成したものである。

【００１０】この発明の請求項４に係わる放電灯点灯装
置は、請求項１記載の発明において、第１または第２の
スイッチング手段の負荷電流を検出し、これを制御手段
に帰還させる帰還回路を備え、この帰還回路による帰還
信号に整流回路の出力のピークまたはゼロ点付近で同期
した同期信号を重畳させるようにしたものである。

【００１１】この発明の請求項５に係わる放電灯点灯装
置は、請求項１記載の発明において、第１または第２の
スイッチング手段の負荷電流を検出し、これを制御手段
に帰還させる帰還回路を備え、この帰還回路の目標値を
整流回路の出力のピークまたはゼロ点付近で同期した同
期信号にしたものである。

【００１２】この発明の請求項７に係わる放電灯点灯装
置は、請求項４記載の発明において、同期信号を、整流
回路による出力に直流電圧との加減算、弁別、増幅など
の演算処理を施し、同期した時のみ電圧が変化するよう
に形成し、同期信号を帰還信号に重畳させた信号を、入
力信号の変化量の増加・減少に対応して周波数を単調に
増加・減少させる周波数出力を有す変換回路に入力し、
変換回路の出力信号をドライバの入力信号としたもので
ある。

【００１３】この発明の請求項８に係わる放電灯点灯装
置は、請求項５、６記載の発明において、同期信号を、
整流回路による出力に直流電圧との加減算、弁別、増幅
などの演算処理を施して同期した時のみ電圧が変化する
ように形成し、同期信号を目標値にした帰還回路の帰還
信号を、入力信号の変化量の増加・減少に対応して周波
数を単調に増加・減少させる周波数出力を有す変換回路
に入力し、変換回路の出力信号をドライバの入力信号と
したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は本発明の実施の形態１に係わる放電灯点灯装置の
回路図を示したもので、高電圧生成に係わる回路（以
下、高圧部１９と呼称する）と、それ以外の回路に分け
ることができる。従来例と同一または同一相当部分は同
じ符号を付して説明を省き、相違する構成について説明
する。

【００１５】まず高圧部１９を説明する。図において２
０は電気的および磁気的に結合した１次コイル２０ａと
２次コイル２０ｂから構成されたトランス、２１はトラ
ンス２０の２次コイル２０ｂと直列に接続された直流カ
ット用コンデンサ、２２は整流回路３の出力に接続され
た高速の整流素子である。トランス２０において１次コ
イル２０ａは、一端がスイッチング手段４および５の出
力点に接続され、他端が第１のコンデンサ１５および第
２のコンデンサ１６との接続点に接続されている。２次
コイル２０ｂは、一端が直流カット用コンデンサ２１を
介してランプ１３に接続され、他端が第１および第２の
スイッチング手段４、５の出力点に接続されている。整
流素子２２の出力を平滑にするために、第１のコンデン
サ１５の容量は第２のコンデンサ１６の容量に比べて相
対的に大きく選ばれる。また、第１および第２のスイッ
チング手段４、５の駆動周波数に同期して完全な充放電
が行えるように第２のコンデンサ１６は選ばれる。

【００１６】また、高圧部１９以外の回路には、整流回
路３の出力に接続された分圧回路２３と、分圧回路２３
の出力波形を整形する変調信号生成回路２４と、変調信
号生成回路２４の出力をもとにドライバ１０を駆動する
ＶＣＯ回路２５がある。変調信号生成回路２４は三つの
オペアンプ２４ａ、２４ｂ、２４ｃから構成されてい
る。またＶＣＯ回路２５は入力された電圧を周波数の出
力に変換するもので、入力電圧の増加・減少に対し、出
力周波数が単調増加・減少する特性を有している。

【００１７】本発明の実施の形態１に係わる放電灯点灯
装置の動作を図１及び図２を用いて説明する。まず図２
の波形について説明する。図２（ａ）は整流回路３、も
しくはこれを分圧した分圧回路２３の出力波形を示した
ものである。図２（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ変調信号生
成回路２４を構成する第１、第２のオペアンプ２４ａ、
２４ｂからの出力電圧波形を示したもので、前者が分圧
回路２３の出力電圧波形のピーク付近をクリップした波
形、後者が分圧回路２３の出力電圧波形のゼロ点付近を
クリップし、反転させた波形になっている。また、図２
（ｄ）は第１、第２のオペアンプ２４ａ、２４ｂの出力
電圧と直流電圧を加算して得られるオペアンプ２４ｃの
出力電圧波形を示したものである。図２（ｅ）はオペア
ンプ２４ｃの出力電圧をＶＣＯ回路２５によって周波数
変換し、ドライバ１０を介して得られたスイッチング手
段４、５の駆動周波数を示したものであり、図２
（ｆ）、（ｇ）はそれぞれ入力電流波形、ランプ電流波
形を示したものである。

【００１８】次に図１を用いて本発明の実施の形態１に
係わる放電灯点灯装置の動作を説明する。まず、第１の
スイッチング手段４がＯＮすると、第１のコンデンサ１
５が放電し、第１のコンデンサ１５、第１のスイッチン
グ手段４、１次コイル２０ａのループで電流が流れる。

【００１９】次に第１のスイッチング手段４がＯＦＦす
ると、１次コイル２０ａおよび第２のコンデンサ１６で
直列共振が生じて共振電流が流れる。そして、第２のス
イッチング手段５がＯＮして共振電流が反転すると、１
次コイル２０ａ、第２のスイッチング手段５、第２のコ
ンデンサ１６のループで電流が流れる。

【００２０】その後、共振電圧が低下し、第２および第
１のコンデンサ１６、１５の電圧が共に低下すると、整
流素子２２がＯＮして脈流が供給され、整流回路３、整
流素子２２、第１のコンデンサ１５、１次コイル２０
ａ、第２のスイッチング手段５のループで電流が流れ
る。

【００２１】この一連の動作が終了すると、再び第１の
スイッチング手段４がＯＮし、同じ動作が繰り返され
る。一方、この一連の動作において、１次コイル２０ａ
に蓄えられたエネルギーを２次コイル２０ｂに伝達して
得られるエネルギーと、第１および第２のスイッチング
手段４、５から直接得られるエネルギーとを取り出し、
２次コイル２０ｂと直流カットコンデンサ２１とで共振
させ、ランプ１３を放電させる。

【００２２】この時、スイッチング手段４、５を固定周
波数で駆動すると、入力電流波形、ランプ電流波形はそ
れぞれ図３（ａ）、（ｂ）に示すようになり、高調波特
性は従来例と比べ、かなり改善される。しかしながら、
この場合、ランプ１３に所定の波高率で電流を流しつ
つ、一定の周波数でスイッチング手段を駆動しているの
で、上記の第１のスイッチング手段４がＯＮする期間
に、整流回路３、整流素子２２、第１のスイッチング手
段４、１次コイル２０ａおよび第２のコンデンサ１６の
経路に大きな電流が流れ、入力電流がピーク付近で尖塔
波形になる傾向がある。この入力電流歪により、電源高
調波の、特に第３次成分が低減されないという課題があ
る。また、同様の原因で、入力電流のゼロ点付近では同
経路に電流が流れ過ぎ、入力電流がゼロ点付近で急峻に
極性を変えることとなり、電源高調波の特に５次又は７
次成分を悪化させるという課題がある。

【００２３】これに対して、本発明の実施の形態１では
スイッチング手段４、５を駆動する周波数は固定せず
に、変調信号生成回路２４からの出力に基づくようにし
てある。即ち、図において分圧回路２３で分圧された全
波整流電圧は変調信号生成回路２４に入力し、それぞれ
オペアンプ２４ａ、２４ｂに入力する。オペアンプ２４
ａでは、―入力に直流を、＋入力に分圧回路２３で分圧
された全波整流電圧を入力し、適当なゲインを選ぶこと
により、図２（ｂ）に示すようなピーク付近の波形をク
リップした出力波形を得ることができる。一方、オペア
ンプ２４ｂでは、＋入力に直流を、−入力に分圧回路２
３で分圧された全波整流電圧を入力することにより、図
２（ｃ）に示すようなゼロ点付近の波形をクリップし、
反転させた出力波形を得ることができる。 また、オペ
アンプ２４ｃでは、オペアンプ２４ａの出力と、オペア
ンプ２４ｂの出力と、直流電圧の加算回路を構成してお
り、図２（ｄ）に示すような出力波形を得ることができ
る。この波形は全波整流電圧のピーク及びゼロ点付近の
タイミングにおいて電圧のピークが出現する波形であ
り、これをＶＣＯ回路２５に入力すると、図２（ｆ）に
示す変調周波数が得られる。

【００２４】従って、この変調周波数によってスイッチ
ング手段４及び５を駆動すると、オペアンプ２４ａによ
って生成された変調信号により入力電流のピーク付近で
駆動周波数が高くなり、トランス２０を介してランプ１
３へ流れ込む電流を抑制することができる。これにより
入力電流のピーク付近での尖塔化を抑え、電源高調波の
第３次成分を大きく低減することができる。また、オペ
アンプ２４ｂによって生成された変調信号により入力電
流のゼロ点付近の周波数が高くなり、トランス２０を介
してランプ１３へ流れ込む電流を抑制することができ
る。従って、ゼロ点付近での入力電流の急峻な変化を抑
えることができ、電源高調波の高次成分を低減すること
ができる。このようにピークにおける尖塔化とゼロ点に
おける急峻化を抑えることができ、入力電流波形及びラ
ンプ電流はそれぞれ図２（ｆ）、（ｇ）のようになる。

【００２５】また、電圧Ｖ１、Ｖ２およびＶ３並びにオ
ペアンプ２４ａおよび２４ｂのゲインを変えることによ
り、変調波形の振幅や期間を自由に作り出すことがで
き、必要に応じて、オペアンプ２４ａ又は２４ｂのゲイ
ンを０として、その効果をなくすこともできる。

【００２６】実施の形態２ 図４は本発明の実施の形態２を示したものである。図
中、実施の形態１と同じ箇所は省くことにし、異なる変
調信号生成回路の部分を抜き出して説明する。図５は実
施の形態２の波形図を示すものであり、図５（ａ）は整
流回路３の出力波形を示すものである。変調信号生成回
路２６は、それぞれ基準電圧に対して入力信号の大小を
弁別するコンパレータとして動作する二つのオペアンプ
２６ａ、２６ｂと、三つのダイオードからなるＯＲ回路
２６ｃによって構成されている。

【００２７】オペアンプ２６ａでは、−入力に所定の電
圧を、＋入力に分圧回路２３で分圧された全波整流電圧
を入力することにより、図５（ｂ）に示すような全波整
流電圧のピーク付近のタイミングで立上がる矩形パルス
列の出力波形が得られる。またオペアンプ２６ｂでは、
＋入力に所定の電圧を、−入力に分圧回路２３で分圧さ
れた全波整流電圧を入力することにより、図５（ｃ）に
示すような全波整流電圧のゼロ点付近のタイミングで立
上がる矩形パルス列の出力波形が得られる。オペアンプ
２６ａおよび２６ｂの出力がそれぞれ適当な電圧になる
よう出力端を適当な電圧Ｖ６およびＶ７でプルアップ
し、コンパレータの出力とする。

【００２８】オペアンプ２６ａ、２６ｂの出力および直
流電圧Ｖ７をＯＲ回路２６ｃの入力とし、図５（ｄ）に
示すＯＲ回路２６ｃの出力を変調信号生成回路２６の出
力とし、ＶＣＯ回路２５に入力する。従って、ＶＣＯ回
路２５の出力は全波整流電圧のピーク及びゼロ点付近の
タイミングにおいて周波数のピークが出現する信号とな
り、スイッチング手段４および５は図５（ｅ）のような
変調周波数によって駆動されることになる。

【００２９】オペアンプ２６ａにより生成された変調信
号により、入力電流のピーク付近で周波数が高くなるた
め、トランス２０を介してランプ１３へ流れ込む電流を
抑制することができ、ピーク付近での尖塔化を抑えるこ
とになり、電源高調波の第３次成分を大きく低減するこ
とができる。また、オペアンプ２６ｂにより生成された
変調信号により入力電流のゼロ点付近で周波数が高くな
るため、トランス２０を介してランプ１３へ流れ込む電
流を抑制することができ、ゼロ点付近での入力電流の急
峻な変化を抑えることができ、電源高調波の高次成分を
低減することができる。従って、入力電流波形及びラン
プ電流はそれぞれ図５（ｆ）および５（ｇ）のようにな
る。

【００３０】また、電圧Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７又はＶ
８を変えることにより、変調波形の振幅や期間を自由に
作り出すことができ、必要に応じて、Ｖ６又はＶ７を０
として、その効果をなくすこともできる。

【００３１】実施の形態３ 図６は本発明の実施の形態３を示すものである。図中、
実施の形態１と同じ箇所の説明は省略し、異なる部分に
ついて説明する。２７はスイッチング手段５とアース
（接地）とを結ぶ負荷電流検出抵抗、２８は負荷電流検
出抵抗からの信号の高周波分をカットするローパスフィ
ルタ、２９はローパスフィルタ２８の出力をー入力とす
る反転増幅回路、３０は反転増幅回路２９の出力をー入
力とする誤差アンプである。また、３１は本実施の形態
３における変調信号生成回路であり、オペアンプ３１
ａ、３１ｂおよび３１ｃで構成され、３１ａ、３１ｂは
それぞれ実施の形態１におけるオペアンプ２４ａ、２４
ｂと同様の働きをする。

【００３２】図において、誤差アンプ３０の出力を変調
信号生成回路３１におけるオペアンプ３１ｃの＋入力と
し、オペアンプ３１ａおよび３１ｂの出力と加算して得
られた出力をＶＣＯ回路２５の入力としている。これは
スイッチング手段５を流れる電流信号をローパスフィル
タ２８、反転増幅回路２９、誤差アンプ３０を介し、再
びドライバ１０を駆動するオペアンプ３１へ戻す負荷電
流帰還経路系において、全波整流電圧に基づく変調信号
が帰還信号に重畳されたことを意味している。

【００３３】従って、負荷電流帰還により決定される駆
動周波数と、変調により決定される駆動周波数とが相互
に影響し合いながら駆動されることになる。この帰還と
変調とが及ぼしあう影響の強弱関係は、誤差アンプ３０
のゲインの大きさによって決めることができ、適当なゲ
インを選ぶことにより、負荷電流を一定に保ちながら電
源高調波を低減する制御が可能となる。

【００３４】また、変調信号生成回路の具体例として、
実施の形態１で説明したものと同じものを採用すると、
その出力波形図は、整流回路３の出力波形の図７（ａ）
に対し、図７（ｂ）のようになり、ＶＣＯ回路２５の入
力は図７（ｃ）のようになる。これにより、オペアンプ
３１ａにより生成された変調信号により、入力電流のピ
ーク付近で周波数が高くなるため、トランス２０を介し
てランプ１３へ流れ込む電流を抑制することができる。
従って入力電流のピーク付近での尖塔化を抑えることに
なり、電源高調波の第３次成分を大きく低減することが
できる。また、オペアンプ３１ｂにより生成された変調
信号により入力電流のゼロ点付近で周波数が高くなるた
め、トランス２０を介してランプ１３へ流れ込む電流を
抑制することになり、ゼロ点付近での入力電流の急峻な
変化を抑えることができ、電源高調波の高次成分を低減
することができる。従って、入力電流波形及びランプ電
流出力波形は実施例１の図２（ｆ），（ｇ）と略一致す
る形状となる。

【００３５】また、電圧Ｖ１、Ｖ２若しくはＶ３又はオ
ペアンプ３１ａ、３１ｂ及び３１ｃのゲインを変えるこ
とにより、変調波形の振幅や期間を自由に作り出すこと
ができることは実施の形態１で述べた通りである。

【００３６】実施の形態４ 図８は本発明の実施の形態４を示すものである。図中、
実施の形態３と同じ箇所は省き、異なる部分を抜き出し
て説明する。図８において、変調信号生成回路３１の出
力を誤差アンプ３０の＋入力、すなわち目標値として入
力し、誤差アンプ３０の出力をオペアンプ３１ｃには入
力させず、ＶＣＯ回路２５への入力としている。

【００３７】従って、負荷電流帰還により決定される駆
動周波数と、変調により決定される駆動周波数とが相互
に影響しながら駆動されることとなる。この帰還と変調
とが及ぼしあう影響の強弱関係は、誤差アンプ３０のゲ
インの大きさによって決められ、適当なゲインを選ぶこ
とにより、負荷電流を一定に保ちながら電源高調波を低
減する制御が可能になることは実施の形態３と同様であ
る。

【００３８】また、変調信号生成回路の具体例として、
実施の形態１で説明したのと同じものを採用すると、そ
の波形図は、実施の形態３の図７と略一致する。オペア
ンプ３１ａにより生成された変調信号により、入力電流
のピーク付近で周波数が高くなるため、トランス２０を
介してランプ１３へ流れ込む電流を抑制し、入力電流の
ピーク付近での尖塔化を抑えられること、及びオペアン
プ３１ｂにより生成された変調信号により入力電流のゼ
ロ点付近で周波数が高くなるため、トランス２０を介し
てランプ１３へ流れ込む電流を抑制し、ゼロ点付近での
入力電流の急峻な変化を抑えることができることは、こ
れまで説明した実施の形態と同じである。従って、入力
電流波形及びランプ電流出力波形は実施の形態１の図２
（ｆ），（ｇ）と略一致する。

【００３９】また、電圧Ｖ１、Ｖ２若しくはＶ３又はオ
ペアンプ３１ａ、３１ｂ及び３１ｃのゲインを変えるこ
とにより、変調波形の振幅や期間を自由に作り出すこと
ができ、必要に応じて、オペアンプ３１ａ又は３１ｂの
ゲインを０として、その効果をなくすこともできる。

【００４０】実施の形態５ 図９は、本発明における実施の形態５を示す図であり、
図１０はその波形図である。変調波形生成回路３２は三
つのオペアンプ３２ａ、３２ｂ、３２ｃから構成されて
いる。オペアンプ３２ａおよび３２ｃは実施の形態１に
おけるオペアンプ２４ａ、２４ｃと同じ働きをし、オペ
アンプ３２ｂは実施の形態２におけるコンパレータ２６
ｂと同じ働きをする。これにより、変調信号生成回路３
２の出力は、図１０（ａ）の整流回路３の出力に対し、
図１０（ｂ）のようになり、これに従ってスイッチング
手段４および５が駆動される。また、実施の形態３また
は４のように、負荷電流の帰還と組み合わせて使用して
もよい。

【００４１】実施の形態６ 図１１は、本発明における実施の形態６を示す図であ
り、図１２はその波形図である。変調波形生成回路３３
は三つのオペアンプ３３ａ、３３ｂ、３３ｃから構成さ
れている。オペアンプ３３ｂおよび３３ｃは実施の形態
１におけるオペアンプ２４ｂ、２４ｃと同じ働きをし、
オペアンプ３３ａは実施の形態２におけるコンパレータ
２６ａと同じ働きをする。これにより、変調信号生成回
路３３の出力は、図１２（ａ）に示す整流回路３の出力
に対して図１２（ｂ）のようになり、これに従ってスイ
ッチング手段４および５が駆動される。また、実施の形
態３または４のように、負荷電流の帰還と組み合わせて
使用してもよい。

【００４２】実施の形態７ 実施の形態３および４において、変調波形を実施の形態
２、５または６で採用したような波形としてもよい。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、スイッチング
手段の駆動周波数を商用電源からの交流電圧に同期して
変化できるようにしたので、電源高調波の各次につい
て、低減することができる。

【００４４】請求項２記載の発明は、スイッチング手段
の駆動周波数を、入力電流がピーク、ゼロ点付近の期間
で高くするようにしたので、入力電流ピーク付近の尖塔
波形を抑え、第３次高調波成分を低減でき、またゼロ点
付近の急峻な極性変化を抑え、高次高調波成分を低減で
きる。

【００４５】請求項３記載の発明では、駆動周波数変化
の信号を、整流回路の出力に簡単な演算処理を施すこと
によって生成するようにしたので、簡単な回路で電源高
調波を低減できる。

【００４６】請求項４、５記載の発明では、負荷電流帰
還回路と変調信号生成回路の信号を組み合わせることに
より負荷電流一定に保ちながら、電源高調波を抑え、入
力電流波形全体のバランスを保つことができる。

【００４７】請求項６、７記載の発明では、駆動周波数
変化の信号を、整流回路の出力に簡単な演算処理を施す
ことによって生成するようにしたので、簡単な回路で電
源高調波を抑え、入力電流波形全体のバランスを保つこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係わる放電灯点灯装置
の回路図である。

【図２】同放電灯点灯装置の各部位における電圧、電流
及び周波数信号を示す波形図である。

【図３】同放電灯点灯装置においてスイッチング手段を
固定周波数で駆動した時の入力電流、ランプ電流を示す
波形図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係わる放電灯点灯装置
の変調信号生成回路の回路図である。

【図５】同放電灯点灯装置の各部位における電圧、電流
及び周波数信号を示す波形図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係わる放電灯点灯装置
の回路図である。

【図７】同放電灯点灯装置の各部位における電圧信号を
示す波形図である。

【図８】本発明の実施の形態４に係わる放電灯点灯装置
の負荷電流帰還経路と変調信号生成回路を示す回路図で
ある。

【図９】本発明の実施の形態５に係わる放電灯点灯装置
の変調信号生成回路の回路図である。

【図１０】同放電灯点灯装置の各部位における電圧信号
を示す波形図である。

【図１１】本発明の実施の形態６に係わる放電灯点灯装
置の変調信号生成回路の回路図である。

【図１２】同放電灯点灯装置の各部位における電圧信号
を示す波形図である。

【図１３】従来例の放電灯点灯装置の回路図である。

【図１４】同放電灯点灯装置従来例における入力電流、
ランプ電流を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 商用電源、 ２ ノイズフィルタ、 ３ 整流回
路、 ４ 第１のスイッチング装置、 ５ 第２のスイ
ッチング装置、 ６，７ トランジスタ、 ８，９ ダ
イオード、 １０ ドライバー、 １１ 負荷回路、
１２ コイル、１３ ランプ（放電灯）、１４，１５，
１６ コンデンサ、１７ ダイオード、１８ コンデン
サ、 １９ 高圧部、 ２０ トランス、 ２０ａ １
次コイル、 ２０ｂ ２次コイル、 ２１ 直流カット
用コンデンサ、 ２２ 整流素子、 ２３ 分圧回路、
２４ 変調信号生成回路、 ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ
オペアンプ、 ２５ ＶＣＯ回路、 ２６ 変調信号生
成回路、 ２６ａ，２６ｂ オペアンプ（コンパレー
タ）、 ２６ｃ ＯＲ回路、 ２７ 負荷電流検出抵
抗、 ２８ ローパスフィルタ、 ２９ 反転増幅回
路、 ３０ 誤差アンプ、 ３１ 変調信号生成回路、
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ オペアンプ、 ３２変調信
号生成回路、 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ オペアンプ、
３３ 変調信号生成回路、 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ
オペアンプ

フロントページの続き (72)発明者 西 健一郎 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 (72)発明者 江口 健太郎 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 Ｆターム(参考） 3K072 AA02 BA03 BB01 BC01 BC03 BC07 CA14 DB03 DD04 EB06 GA02 GB12 GC04 HB03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源からの交流電圧を全波整流する整
   流回路と、互いに直列接続され交互にＯＮ・ＯＦＦし整
   流回路からの直流電圧を高周波電圧に変換する第１およ
   び第２のスイッチング手段と、当該スイッチング手段を
   駆動するドライバと、放電灯と、当該放電灯に直列接続
   された第１のコンデンサと、前記第１および第２のスイ
   ッチング手段の直列回路に並列接続される第２および第
   ３のコンデンサの直列回路と、一端と磁気回路を共有す
   る２つの巻線から構成され、巻線の共用端は前記第１お
   よび第２のスイッチング手段の接続点に接続され、第１
   の他端は放電灯に直列接続され、第２の他端は前記第２
   および第３のコンデンサ直列回路の接続点に接続された
   トランスと、前記第１および第２のスイッチング手段の
   駆動周波数を前記交流電圧に同期して変化させる制御手
   段を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】前記整流回路による出力のピークまたはゼ
   ロ点付近の期間において相対的に高い周波数、それ以外
   の期間では相対的に低い周波数で、前記第１および第２
   のスイッチング手段を駆動する制御手段を備えたことを
   特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】前記整流回路による出力に直流電圧との加
   減算、弁別、増幅などの演算処理を施すことによって前
   記整流回路の出力のピークまたはゼロ点付近で同期し、
   同期した時のみ電圧が変化する電圧信号を形成する回路
   と、当該電圧信号を入力信号とし、入力信号の変化量の
   増加・減少に対応して周波数を単調に増加・減少させる
   周波数出力を有す変換回路とから前記制御手段を構成し
   たことを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯
   装置。
4. 【請求項４】前記第１または第２のスイッチング手段の
   負荷電流を検出し、これを前記制御手段に帰還させる帰
   還回路を備え、この帰還回路による帰還信号に前記整流
   回路の出力のピークまたはゼロ点付近で同期した同期信
   号を重畳させるようにしたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】前記第１または第２のスイッチング手段の
   負荷電流を検出し、前記制御手段に帰還させる帰還回路
   を備え、当該帰還回路の目標値を前記整流回路の出力の
   ピークまたはゼロ点付近で同期した同期信号としたこと
   を特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】前記同期信号を、前記整流回路による出力
   に直流電圧との加減算、弁別、増幅などの演算処理を施
   し、同期した時のみ電圧が変化するように形成し、当該
   同期信号を前記帰還信号に重畳させた信号を、入力信号
   の変化量の増加・減少に対応して周波数を単調に増加・
   減少させる周波数出力を有す変換回路に入力し、当該変
   換回路の出力信号を前記ドライバの入力信号としたこと
   を特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】前記同期信号を、前記整流回路による出力
   に直流電圧との加減算、弁別、増幅などの演算処理を施
   して同期した時のみ電圧が変化するように形成し、当該
   同期信号を目標値にした前記帰還回路の帰還信号を、入
   力信号の変化量の増加・減少に対応して周波数を単調に
   増加・減少させる周波数出力を有す変換回路に入力し、
   当該変換回路の出力信号を前記ドライバの入力信号とし
   たことを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。