JP2001326089A

JP2001326089A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2001326089A
Application number: JP2000142205A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujimoto; 幸司藤本; Kaoru Ataka; 薫安宅
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】商用電源を高周波に変換して放電灯を点灯させ
る放電灯点灯装置において、出力のバラツキを抑制し、
生産性を向上させる。【解決手段】商用電源ＡＣを直流に変換する直流変換部
と、その直流を高周波に変換するインバータ部を備え、
インバータ部の出力にインダクタＬ１とコンデンサＣ３
を接続して共振系を形成し、負荷である放電灯３を点灯
させる放電灯点灯装置において、共振電圧あるいは共振
電流を検出する検出部４を備え、この検出部４からの信
号により、先行予熱時には先行予熱電流が、放電開始時
には放電灯両端電圧が、点灯時には放電灯の光出力が、
それぞれ略一定となるようにインバータ部の周波数ある
いは直流変換部の出力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源を高周波
に変換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電灯点灯装置の一例を図１３に
示す。図１３の点灯装置は、交流電源ＡＣをダイオード
ブリッジＤＢ及び平滑コンデンサＣ１にて整流平滑した
出力に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を直列に接続し、
インバータ制御部１とインバータ駆動部２によってスイ
ッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン、オフして、放電
灯（ランプ）３に高周波電流を供給するものである。な
お、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の両端にはそれぞれダ
イオードＤ１、Ｄ２が逆並列に接続してある。ランプ３
に並列に接続されたコンデンサＣ３は、予熱用のコンデ
ンサであるとともに、限流用チョークコイルＬ１と共に
直列共振回路を構成するものである。ここで限流用チョ
ークコイルＬ１と直列に接続されたコンデンサＣ２は直
流カット用コンデンサであると共にスイッチング素子Ｑ
１のオン時の充電電荷がスイッチング素子Ｑ２のオン時
の電源として用いられるものである。このように形成さ
れる共振回路の周波数特性を図１４に示す。図中、不点
灯状態の共振カーブは、主として図１３中のチョークコ
イルＬ１とコンデンサＣ３によって決まる。また、点灯
状態の共振カーブは、チョークコイルＬ１、コンデンサ
Ｃ３に加えランプ３のインピーダンスによって決まる。

【０００３】図１３のような点灯回路の動作周波数につ
いて図１４を用いて説明する。電源がオンされるとイン
バータ制御部１から周波数ｆ（ｐｒｅ）の制御信号が発
振出力される。このとき、ランプ３は十分な始動電圧が
得られず点灯しないので、共振カーブは図１４の不点灯
状態のものである。周波数ｆ（ｐｒｅ）にて動作させる
ことにより、ランプ３の両端のフィラメントを予熱して
いる。次に動作周波数をｆ（ｓｔｒ）に変化させること
により、ランプ３に十分な始動電圧を与え、放電を開始
させる。ランプ３が点灯すると、図１４中の共振カーブ
は不点灯状態から点灯状態へと変化する。その後、動作
周波数をｆ（ｆｕｌｌ）に変化させて、ランプを通常点
灯させる。これら周波数の時間変化を示したものが、図
１５である。

【０００４】図１４に示した不点灯状態の共振カーブ
は、上述のように、図１３中のチョークコイルＬ１とコ
ンデンサＣ３によって主として決まる。つまり、チョー
クコイルＬ１、コンデンサＣ３の部品バラツキによって
共振カーブにバラツキが発生する。さらに、インバータ
制御部１を構成する部品のバラツキなどにより、ｆ（ｆ
ｕｌｌ）などの動作周波数についても点灯装置ごとにバ
ラツキがある。つまり、共振カーブと動作周波数は点灯
装置ごとにバラツキを持っているわけである。これを図
１６に示す。図１６は図１４の点灯時の共振カーブと無
負荷時の共振カーブの交点付近（Ａ部）を拡大したもの
である。今、ｆ（ｆｕｌｌ）＝ｆ１であるとして、チョ
ークコイルＬ１、コンデンサＣ３の部品バラツキによる
出力のバラツキは、図１６中の「ａ」の幅となる。更
に、ｆ（ｆｕｌｌ）がｆ２〜ｆ３の範囲でバラツキ幅が
あるとすると、出力のバラツキは図１６中の「ｂ」の幅
となる。このバラツキは、ランプの光出力のバラツキで
あるから、点灯装置間に光出力の差が生じてしまう。

【０００５】点灯時だけではなく、先行予熱時、始動時
（放電灯の放電開始時）についても同じようにバラツキ
が生じる。先行予熱電流が少ないと（特に低温時など
に）放電灯が放電開始しにくくなるため、より高い放電
開始電圧が必要となり、スイッチング素子に高耐圧なも
のを必要とするなどの問題がある。あるいは、フィラメ
ントが十分に予熱されないうちに点灯してしまい、放電
灯の寿命が短くなるなどの問題もある。

【０００６】また、始動期間の出力バラツキによっても
問題が生じる。図１７は図１４のＢ部を拡大したもので
ある。先行予熱電流によってランプフィラメントを予熱
した後、始動期間に、ランプ両端に放電が開始するに十
分な電圧を与えて、ランプを点灯させる。この時、ラン
プが必要とする電圧は、負荷となるランプの種類によっ
て決まる。図１４のＡ部とＢ部を見比べれば分かるよう
にＢ部の方が共振カーブの傾きが大きいため、出力バラ
ツキの幅は大きくなる。この時、バラツキ幅の最小の始
動電圧でランプの放電開始を確実なものとするためにバ
ラツキ幅の最大の始動電圧は、図１７中、幅「ａ」ある
いは「ｂ」の分だけ大きなものとなり、そのため耐圧の
高い電子部品を使用する必要が生じたりする。つまり、
チョークコイルＬ１、コンデンサＣ３の部品バラツキに
より、共振カーブにバラツキが生じたり、発振周波数に
バラツキが生じると、各モード（予熱、始動、点灯）に
おいてさまざまな課題が生じる。

【０００７】このような課題を解決するために、例えば
先行予熱については特開平１１−２３８５９３号などで
略一定の先行予熱電流を供給できる構成が提案されてい
るが、始動時（放電開始時）や点灯時に関する課題を解
決するには、別の手段を用いなければならない。

【０００８】また、一般にこれらの課題を解決するため
に、ボリューム（可変抵抗）で部品バラツキを吸収する
ことが多い。図１８にインバータ制御部１に使用される
回路の一例を示す。ＩＣ１は汎用のコントロールＩＣ
（例えば、ＮＥＣ製μＰＣ４９４）であり、端子ＣＴに
接続されたコンデンサＣ１０１と端子ＲＴに接続された
抵抗によりのこぎり波を生成し、それにより発振周波数
が決められている。いま、電源がオンされるとトランジ
スタＱ１０１、Ｑ１０２は共にオンされる。つまり、先
行予熱期間の発振周波数は、可変抵抗ＶＲ１と、固定抵
抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３の合成抵抗によって決
定される。先行予熱期間が終わるとタイマー信号ｔｉｍ
１が反転し、トランジスタＱ１０１がオフする。始動期
間の発振周波数は、可変抵抗ＶＲ１と、固定抵抗Ｒ１０
２、Ｒ１０３の合成抵抗によって決定される。次に始動
期間が終わるとタイマー信号ｔｉｍ２が反転し、トラン
ジスタＱ１０２もオフするため、点灯期間の発振周波数
は、可変抵抗ＶＲ１と固定抵抗Ｒ１０３の合成抵抗によ
って決定される。抵抗端子ＲＴより流れ出る電流が多い
ほど発振周波数は高くなるので、発振周波数は、ｆ（ｐ
ｒｅ）＞ｆ（ｓｔｒ）＞ｆ（ｆｕｌｌ）となる。ここで
可変抵抗ＶＲ１を変化させることによって発振周波数を
調整することができる。

【０００９】いま、ｆ（ｆｕｌｌ）＝ｆ１となるように
可変抵抗ＶＲ１を調整すれば、出力のバラツキ幅は、図
１６の「ｂ」→「ａ」と小さくなる。また、出力が一定
値となるように可変抵抗ＶＲ１を調整すれば、点灯時の
出力のバラツキ幅は基本的に無くすことができる。つま
り、ボリュームで調整することにより、制御部のＩＣ及
びその周辺部品のバラツキ、あるいはそれに加えて共振
用ＬＣのバラツキを吸収し、周波数を一定あるいは出力
を一定とすることができる。

【００１０】しかし、このようにボリュームを用いた場
合には生産性が悪くなるという大きな課題が生じてしま
う。つまり、点灯装置の製造工程においてボリュームの
調整工程が必要となるので、点灯装置の生産性が悪くな
ってしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、発振周
波数のバラツキあるいは限流用チョークコイル・予熱用
コンデンサからなる共振回路のバラツキなどにより、点
灯装置間の光出力の差、高耐圧なスイッチング素子の使
用によるコストアップ、放電灯の短寿命の恐れという課
題がある。そして、これらの課題を個々に解決する手段
はあっても、別の課題を同時に解決することはできな
い。また、ボリュームを使用して光出力を略一定とした
場合には、生産性が悪くなるという新たな課題が生じて
しまう。

【００１２】本発明は上述のような課題を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、出力
のバラツキを抑制し、生産性を向上した放電灯点灯装置
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の放電灯点
灯装置の回路図の一例を示す。商用電源ＡＣは、ノイズ
フィルターＬＦ１、ダイオードブリッジＤＢを介して昇
圧チョッパ回路５に接続されて直流電源に変換される。
昇圧チョッパ回路５は、交流電源を直流に変換するとと
もに入力電流を正弦波に近づけ、入力電流高調波歪みを
改善する働きもしている。昇圧チョッパ回路５はインダ
クタンスＬ１０、スイッチング素子Ｑ１０、ダイオード
Ｄ１０、及びチョッパ制御部６によって構成されている
が、一般的な回路のため詳細な動作の説明については省
略する。コンデンサＣ１に充電された直流電源は、イン
バータ制御部１、インバータ駆動部２によって制御され
るスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路に印加され
る。そして、コンデンサＣ２、Ｃ３、インダクタンスＬ
１を介して負荷（ランプ３）に供給される。このインバ
ータ部より出力される高周波交流電流によって、ランプ
３が点灯される動作は、従来例で述べた通りである。ま
た、インバータの出力側に検出部４を有し、検出部４よ
り出力された信号がインバータ制御部１に入力されてい
る。

【００１４】例えば、この点灯回路が全点灯状態にある
とき、検出部４においてインバータの出力をモニターし
て、例えば図２のように、共振カーブが（ア）〜（イ）
にあるときは、発振周波数は、ｆ（ｆｕｌｌ）１となる
ようにする。同様に（イ）〜（エ）のときはｆ（ｆｕｌ
ｌ）２、（エ）〜（オ）のときはｆ（ｆｕｌｌ）３とす
る。このように複数の全点灯周波数を持ち、共振カーブ
のバラツキによって使い分けることにより、出力のバラ
ツキ幅は、「ｂ」から「ａ」へと狭めることができる。

【００１５】また、図３のように昇圧チョッパの出力電
圧Ｖ_DC（図１中のコンデンサＣ１の両端電圧）を変化さ
せても、インバータ出力は変化するので、複数の動作周
波数を持つ代わりに、複数のチョッパ出力電圧を設定し
ておいても、同様の効果を得ることができる。

【００１６】また、点灯時のみならず、先行予熱時、放
電開始時にも、それぞれ予熱周波数ｆ（ｐｒｅ）、始動
周波数ｆ（ｓｔｒ）について同様の動作を行うようにす
れば、先行予熱時にはバラツキが抑制された予熱電流を
供給することができ、始動時には発振電圧のバラツキ幅
を小さくできる。図２では、３つの周波数にて制御する
方法を示したが、この周波数を多く設定しておけば、バ
ラツキ幅をより小さくすることができる。

【００１７】このように各動作モード（先行予熱、始
動、点灯）においてインバータ出力のバラツキを抑制す
ることができるため、点灯装置間の光出力の差、高耐圧
なスイッチング素子の使用によるコストアップ、放電灯
の短寿命の恐れ、という課題を解決することができる。
さらに、この手段を用いることにより、出力バラツキの
抑制にボリュームを用いる必要がないため、生産性を向
上した点灯装置を供給することが可能となる。

【００１８】また、バイポーラＩＣなどを用いて動作周
波数を設定すると、ＩＣのバラツキ、周辺部品（後述す
る図５中のコンデンサＣ１０１、抵抗Ｒ１０１〜Ｒ１０
５）のバラツキにより周波数もばらついてしまう。そこ
で、インバータ制御部にマイコンを用いることにより、
このバラツキを無くすことができる。さらに、制御部に
マイコンを使用することにより、マイコン内に発振周波
数を記憶させておくことが可能なため、図５、図６ある
いは図７のように、バイポーラＩＣを用いて多くの周辺
部品とともに制御部を構成するのに比ベ、部品点数の削
減が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の主回
路構成は図１と同じである。検出部４の構成を図４に、
インバータ制御部１の構成を図５に、検出判定部７の構
成を図６に示す。検出部４より検出判定部７を介してイ
ンバータ制御部１へ検出信号が送られる。図４の検出部
は、ランプ電圧の極性が負方向のときに、そのピーク値
をダイオードＤ５１を介してコンデンサＣ５１に充電
し、ランプ電圧の極性が正方向のときに、そのランプ電
圧とコンデンサＣ５１の電圧の和を抵抗Ｒ５１，Ｒ５２
にて分圧してコンデンサＣ５２に充電している。コンデ
ンサＣ５２の電圧はダイオードＤ５２を介して検出電位
として出力される。図５のインバータ制御部１は、基本
的には従来例の図１８と同じである。異なるのは、イン
バータの動作周波数を決定するのが、図１８の従来例で
は可変抵抗ＶＲ１と固定抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１
０３であったのに対し、図５の回路では抵抗Ｒ１０１〜
Ｒ１０５となる点である。すなわち、予熱モードではト
ランジスタＱ１０１、Ｑ１０２がオンしている。始動モ
ードではトランジスタＱ１０１がオフ、トランジスタＱ
１０２がオン、点灯時ではトランジスタＱ１０１、Ｑ１
０２が共にオフとなる。また、トランジスタＱ２５，Ｑ
３５については図６の検出判定部７の出力Ａ，Ｂにより
オン・オフ制御される。

【００２０】ここで、図６の検出判定部７の構成につい
て説明する。前述の検出部４による検出電位はコンパレ
ータＣＰ１とＣＰ２の非反転入力端子に印加されてい
る。コンパレータＣＰ１の反転入力端子には抵抗Ｒ２
１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５の分圧比で決まる
基準電圧が入力される。抵抗Ｒ２４とＲ２５の直列回路
にはトランジスタＱ２２が直列に接続されており、トラ
ンジスタＱ２２がＯＮのときは抵抗Ｒ２４とＲ２５の直
列回路が抵抗Ｒ２２，Ｒ２３の直列回路と並列に接続さ
れる。トランジスタＱ２２のベース電流は抵抗Ｒ２６を
介して供給されており、タイマー信号ｔｉｍ２によりト
ランジスタＱ２３がＯＮすると、トランジスタＱ２２は
ＯＦＦされる。抵抗Ｒ２５とトランジスタＱ２２の直列
回路にはトランジスタＱ２４が並列接続されており、タ
イマー信号ｔｉｍ１によりトランジスタＱ２４がＯＮの
ときは抵抗Ｒ２４が抵抗Ｒ２２，Ｒ２３の直列回路と並
列に接続される。トランジスタＱ２２，Ｑ２４が共にＯ
ＦＦのときは、抵抗Ｒ２４，Ｒ２５は回路から切り離さ
れる。抵抗Ｒ２３の両端にはトランジスタＱ２１が並列
接続されており、トランジスタＱ２１はプルアップ用の
抵抗Ｒ２８とベース抵抗Ｒ２７を介して流れるベース電
流によりＯＮされるが、コンパレータＣＰ１の出力がＬ
ｏｗレベルになるとトランジスタＱ２１はＯＦＦされ
る。

【００２１】次に、コンパレータＣＰ２の反転入力端子
には抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ３５の分
圧比で決まる基準電圧が入力される。抵抗Ｒ３４とＲ３
５の直列回路にはトランジスタＱ３２が直列に接続され
ており、トランジスタＱ３２がＯＮのときは抵抗Ｒ３４
とＲ３５の直列回路が抵抗Ｒ３２，Ｒ３３の直列回路と
並列に接続される。トランジスタＱ３２のベース電流は
抵抗Ｒ３６を介して供給されており、タイマー信号ｔｉ
ｍ２によりトランジスタＱ３３がＯＮすると、トランジ
スタＱ３２はＯＦＦされる。抵抗Ｒ３５とトランジスタ
Ｑ３２の直列回路にはトランジスタＱ３４が並列接続さ
れており、タイマー信号ｔｉｍ１によりトランジスタＱ
３４がＯＮのときは抵抗Ｒ３４が抵抗Ｒ３２，Ｒ３３の
直列回路と並列に接続される。トランジスタＱ３２，Ｑ
３４が共にＯＦＦのときは、抵抗Ｒ３４，Ｒ３５は回路
から切り離される。抵抗Ｒ３３の両端にはトランジスタ
Ｑ３１が並列接続されており、トランジスタＱ３１はプ
ルアップ用の抵抗Ｒ３８とベース抵抗Ｒ３７を介して流
れるベース電流によりＯＮされるが、コンパレータＣＰ
２の出力がＬｏｗレベルになるとトランジスタＱ３１は
ＯＦＦされる。

【００２２】コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力はそれ
ぞれ抵抗Ｒ２９，Ｒ３９を介してインバータ制御部のト
ランジスタＱ２５，Ｑ３５のベース端子Ａ，Ｂに接続さ
れる。トランジスタＱ２５，Ｑ３５のベース端子Ａ，Ｂ
の電位はコンデンサＣ２１，Ｃ３１により安定化されて
いる。

【００２３】図６において、抵抗Ｒ２４〜Ｒ２６、トラ
ンジスタＱ２２〜２４と抵抗Ｒ３４〜３６、トランジス
タＱ３２〜Ｑ３４については予熱、始動、点灯の各モー
ドにおいてコンパレータＣＰ１、ＣＰ２の基準電位を変
化させている。図１４から判るように検出電位は始動時
＞点灯時＞予熱時の順に大きさが異なるため、これに応
じてコンパレータＣＰ１、ＣＰ２の基準電位を変化させ
ている。このコンパレータの動作について、点灯時を例
に図２を用いて説明する。いま、発振周波数ｆ（ｆｕｌ
ｌ）２にて共振カーブが（イ）〜（エ）にあるときは、
検出電位はコンパレータＣＰ１の基準電位（Ｒ２２＋Ｒ
２３）／（Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３）よりも低いため、
コンパレータＣＰ１の出力はＬｏｗレベル、トランジス
タＱ２１、Ｑ２５もオフとなる。一方、コンパレータＣ
Ｐ２は、検出電位が基準電位Ｒ３２／（Ｒ３１＋Ｒ３
２）より高いため出力はＨｉｇｈレベル、トランジスタ
Ｑ３１、Ｑ３５はオンとなる。従って、発振周波数ｆ
（ｆｕｌｌ）２はＲ１０３、Ｒ１０４で決まる。

【００２４】もし、共振カーブが（エ）〜（オ）のとき
には、検出電位が上がるため、基準電位（Ｒ２２＋Ｒ２
３）／（Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３）＝Ｖ１に対し高くな
り、コンパレータＣＰ１の出力がＨｉｇｈレベルとな
る。このとき、トランジスタＱ２５がオンして動作周波
数は、抵抗Ｒ１０３で決まるｆ（ｆｕｌｌ）３へと高く
なる。それによってインバータの出力が下がり、検出電
位も下がるが、同時にトランジスタＱ２１もオンして
（正確にはコンデンサＣ２１で遅れる分、トランジスタ
Ｑ２５よりトランジスタＱ２１の方が早くオンする）、
基準電位はＲ２２／（Ｒ２１＋Ｒ２２）に下がるため、
コンパレータＣＰ１の出力はＨｉｇｈレベルで固定さ
れ、周波数もｆ（ｆｕｌｌ）３で動作を続ける。

【００２５】また、共振カーブが（ア）〜（イ）のとき
には、検出電位が下がるため、基準電位Ｒ３２／（Ｒ３
１＋Ｒ３２）＝Ｖ２に対し低くなり、コンパレータＣＰ
２の出力がＬｏｗレベルとなる。このとき、トランジス
タＱ３５がオフして動作周波数は、抵抗Ｒ１０３〜Ｒ１
０５で決まるｆ（ｆｕｌｌ）１へと低くなる。それによ
って検出電位は上がり、同時にトランジスタＱ３１がオ
フして、基準電位は（Ｒ３２＋Ｒ３３）／（Ｒ３１＋Ｒ
３２＋Ｒ３３）に上がるため、コンパレータＣＰ２の出
力はＬｏｗレベルで固定され、周波数もｆ（ｆｕｌｌ）
１で動作を続ける。

【００２６】予熱、始動の各モードでも、同様の動作が
行われる。つまり、予熱時にはトランジスタＱ１０１、
Ｑ１０２がオンしているため、点灯時に対し抵抗Ｒ１０
１、Ｒ１０２の分だけ周波数が高くなる。また、始動時
にはトランジスタＱ１０２がオンして、抵抗Ｒ１０２の
分だけ周波数が高くなる。このように各モードにおいて
インバータの出力バラツキを抑制することができ、且つ
ボリュームを使用しないため、点灯装置の生産性の向上
を図ることができる。

【００２７】（実施形態２）図７に実施形態２の検出判
定部７の構成を示す。その他の構成は実施形態１と同じ
である。検出判定部７のコンパレータＣＰ１、ＣＰ２で
検出電位と比較する基準電位が、実施形態１では各モー
ドによって変化していた（図６中、トランジスタＱ２
３、Ｑ２４、Ｑ３３、Ｑ３４のＯＮ／ＯＦＦによって切
り替えていた）のに対し、本実施形態においては予熱モ
ードでコンパレータＣＰ１、ＣＰ２において検出電位を
比較し、共振回路がＬＣバラツキのどの部分にあるかを
判定し、それに従って、各モードでの発振周波数を決定
している。つまり、実施形態１においては、インバータ
出力の検出（本例では、ランプ電圧の検出）を各モード
で常に行っていたのに対し、本実施形態では、予熱モー
ドで行い、その結果に従って各モードの動作周波数を決
定している。この動作について図７を用いて説明する。

【００２８】まず、電源投入されると先行予熱モードで
動作開始する。この時、タイマー信号ｔｉｍ１によりト
ランジスタＱ２４、Ｑ３４がオンするため、コンパレー
タＣＰ１、ＣＰ２の基準電位は、それぞれ（Ｒ２２＋Ｒ
２３）／（Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３）、（Ｒ３２＋Ｒ３
３）／（Ｒ３１＋Ｒ３２＋Ｒ３３）である。この基準電
位と検出電位を比較し、実施形態１と同じくコンパレー
タの出力はＨｉｇｈレベルあるいはＬｏｗレベルとな
る。ここでコンパレータの出力がＨｉｇｈレベルである
と、トランジスタＱ２１（またはＱ３１）がオンして基
準電位が低くなるため、出力はＨｉｇｈレベルを保持す
る。その後、始動モード、点灯モードへ移行すると、検
出電位は予熱モードに比べて高いため、やはり出力はＨ
ｉｇｈレベルのままである。一方、コンパレータの出力
がＬｏｗレベルのときには、予熱モードが終わるとトラ
ンジスタＱ２４、Ｑ３４がオフして基準電位が高くなる
ため、始動、点灯モードにおいても出力はＬｏｗレベル
を保持する。例えば、予熱モードで通常より高い周波数
で動作すると、その後の始動、点灯モードにおいてもや
や高めの周波数で動作する。

【００２９】ＬＣバラツキによる共振カーブのズレ（図
２中（ア）〜（オ）のどこにあるか）は、その点灯装置
ごとに決まるものであり、そのズレの傾向（出力が高め
に出るか、低めに出るか）は各モードで共振カーブが変
わっても変化しないため、実施形態１と同じく、各モー
ドにおいてインバータの出力バラツキを抑制することが
でき、且つボリュームを使用しないため、点灯装置の生
産性の向上を図ることができるという効果を得ることが
できる。加えて、予熱モード（先行予熱時）でインバー
タ出力の検出を行い、それに従って、各モードでの動作
周波数を決めれば、本例のように実施形態１に比べ、部
品点数の削減が可能となる。

【００３０】（実施形態３）本実施形態の主回路構成も
図１と同じであるが、検出部４の検出電位がチョッパ制
御部６に送られる点が異なる。図８はチョッパ制御部６
の回路図である。以下、その構成について説明する。コ
ンデンサＣ１の両端電圧Ｖ_DCは、抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１
２，Ｒ１１３の直列回路により分圧され、抵抗Ｒ１１１
とＲ１１２の接続点の電圧が汎用の力率改善用ＩＣであ
るＩＣ２（例えば、ＭＣ３３２６２モトローラ製）の出
力電圧帰還入力端子に入力されている。抵抗Ｒ１１３の
両端にはトランジスタＱ３１が並列接続されており、そ
のベース・エミッタ間にはトランジスタＱ３３が並列接
続されている。トランジスタＱ３３のベース・エミッタ
間にはコンデンサＣ３１が並列接続されている。トラン
ジスタＱ３１のベースは抵抗Ｒ３３を介して制御電源
（１２Ｖ）に接続されている。トランジスタＱ３３のベ
ースは抵抗Ｒ３１とＲ２７の直列回路を介して制御電源
（１２Ｖ）に接続されている。抵抗Ｒ３１とＲ２７の接
続点はコンパレータＣＰ１のオープンコレクタ出力に接
続されると共に、抵抗Ｒ３４を介してトランジスタＱ２
１のベースに接続されている。トランジスタＱ２１は抵
抗Ｒ２３とＲ２４の直列回路の両端に接続されており、
抵抗Ｒ２４の両端にはトランジスタＱ２４が並列接続さ
れている。トランジスタＱ２４はタイマー信号ｔｉｍ１
により制御されている。抵抗Ｒ２３とＲ２４の直列回路
は、抵抗Ｒ２１およびＲ２２と直列に接続されて制御電
源（１２Ｖ）に接続されており、抵抗Ｒ２１とＲ２２の
接続点の電圧がコンパレータＣＰ１のマイナス入力端子
に印加されている。コンパレータＣＰ１のプラス入力端
子には検出電位が印加されている。検出部の構成につい
ては図４に示した実施形態１と同じである。

【００３１】図８に示されたチョッパ制御部では、チョ
ッパの出力電圧（図１中のコンデンサＣ１の両端電圧Ｖ
_DC）を抵抗Ｒ１１１〜Ｒ１１３にて分圧し、出力電圧帰
還入力端子に帰還入力している。ＩＣ２の内部でこの電
圧値と基準電圧値Ｖｋを比較し、チョッパの出力電圧Ｖ
_DCが一定となるようにチョッパ制御信号のデューティ、
周波数などを制御している。ほとんどの汎用の力率改善
用ＩＣは、このような出力電圧帰還入力端子を有してい
る。抵抗Ｒ１１１〜Ｒ１１３の分圧比はトランジスタＱ
３１のオン・オフにより切り替わり、Ｖ_DCは以下のよう
に制御される。Ｖｋ×（Ｒ１１１＋Ｒ１１２＋Ｒ１１３）／（Ｒ１１２
＋Ｒ１１３）＝Ｖ_DC（小）Ｖｋ×（Ｒ１１１＋Ｒ１１２）／Ｒ１１２＝Ｖ_DC（大）

【００３２】いま、予熱モードにあるとき、図９中の共
振カーブが（イ）〜（ウ）にあるときは、検出電位は、
（Ｒ２２＋Ｒ２３）／（Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３）より
低いため、コンパレータＣＰ１の出力はＬｏｗレベル、
トランジスタＱ２１、Ｑ３３はオフ、トランジスタＱ３
１はオンとなり、出力電圧帰還入力端子には、チョッパ
出力電圧Ｖ_DCを抵抗Ｒ１１１とＲ１１２で分圧した電圧
が入力され、チョッパの出力電圧はＶ_DC（大）をキープ
する。インバータの出力は、（イ）〜（ウ）の間にあ
る。そして、予熱から始動、点灯モードに移行すると、
トランジスタＱ２４がオフすることによりコンパレータ
ＣＰ１のマイナス入力端子の電位が上がるため、検出電
位が予熱モードの時に比べて上がっても、コンパレータ
ＣＰ１の出力はＬｏｗレベルを維持したままである。つ
まり、チョッパの出力電圧は、Ｖ_DC（大）のままであ
る。

【００３３】また、予熱モードにおいて共振カーブが
（ア）〜（イ）にあるときは、検出電位は、（Ｒ２２＋
Ｒ２３）／（Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３）より高くなり、
コンパレータＣＰ１の出力はＨｉｇｈレベル、トランジ
スタＱ２１、Ｑ３３はオン、トランジスタＱ３１はオフ
となる。トランジスタＱ２１がオンのため、コンパレー
タＣＰ１のマイナス入力端子の電位は下がり、コンパレ
ータＣＰ１の出力はＨｉｇｈレベルで固定となる。そし
て、トランジスタＱ３１がオフであるため、出力電圧帰
還入力端子には、チョッパ出力電圧Ｖ_DCを抵抗Ｒ１１
１、Ｒ１１２、Ｒ１１３で分圧した電圧が入力され、チ
ョッパの出力電圧はＶ_DC（小）となる。この時、インバ
ータの出力は、（イ）〜（ウ）間となる。そして予熱か
ら始動、点灯モードに移行してもチョッパの出力電圧
は、Ｖ_DC（小）のままである。

【００３４】このように、予熱モード（先行予熱時）で
インバータ出力の検出を行い、それに従って、各モード
でのチョッパの出力電圧を決めることにより、各モード
においてインバータの出力のバラツキを抑制することが
でき、且つボリュームを使用しないため、点灯装置の生
産性の向上を図ることができるという効果を得ることが
できる。

【００３５】（実施形態４）図１０は本発明の実施形態
４の回路図である。本実施形態では、検出部４よりマイ
コン（マイクロコンピュータ）８に検出信号を入力し、
そのマイコン８によりインバータ制御信号を発振する構
成となっている。このマイコン８は各モードごとに数種
類の発振周波数を記憶しており、検出信号によって実施
形態３のような動作となるように好適な発振周波数を選
択し出力するものである。これにより、各モードにおい
てインバータの出力のバラツキ幅を狭めることができる
ので、各モードにおいてインバータの出力のバラツキ幅
を狭めることができ、且つボリュームを使用しないた
め、点灯装置の生産性の向上を図ることができる。ま
た、制御部にマイコンを使用することにより、実施形態
１〜３にあるようにＩＣの外付けの抵抗や卜ランジスタ
で周波数を決定させるのではなく、マイコン内に記憶さ
せることができ、また、コンパレータによる検出電位の
比較もマイコンのＡ／Ｄ入力端子などを使用することが
できるため、大幅に部品点数を削減することが可能とな
る。

【００３６】（実施形態５）図１１は本発明の実施形態
５の回路図である。上述の実施形態１〜４において、検
出部４は図４のように放電灯の両端電圧を分圧して、検
出電位とする構成であったが、本実施形態のようにイン
バータの出力電流を検出することも可能である。電流検
出部の詳細な構成を図１２に示す。この例では、バラス
トチョークＬ１の２次巻線に流れる電流をダイオードＤ
５１〜Ｄ５４により整流し、抵抗Ｒ５１〜５３により分
圧して検出電位としている。この検出部４を用いて図１
１のように構成にしても、実施形態４と同様な効果を得
ることができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、商用電源を高周波に変
換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、共
振電圧あるいは共振電流を検出する検出部からの信号に
より、インバータの動作周波数あるいは直流変換部の出
力を制御して、先行予熱、放電開始、点灯の各モードに
おける出力のバラツキを抑制することにより、点灯装置
間の光出力の差を少なくし、高耐圧なスイッチング素子
の使用によるコストアップ、放電灯の短寿命の恐れとい
う課題を解決することができ、且つ生産性を向上した点
灯装置を提供することができる。また、マイコンにてイ
ンバータを制御すれば、出力バラツキを低減すると共に
部品点数を削減した上で、生産性を向上した点灯装置を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の回路図である。

【図２】本発明の実施形態１のインバータ部の出力制御
動作の説明図である。

【図３】本発明の実施形態１の直流変換部の出力制御動
作の説明図である。

【図４】本発明の実施形態１の検出部の回路図である。

【図５】本発明の実施形態１のインバータ制御部の回路
図である。

【図６】本発明の実施形態１の検出判定部の回路図であ
る。

【図７】本発明の実施形態２の検出判定部の回路図であ
る。

【図８】本発明の実施形態３のチョッパ制御部の回路図
である。

【図９】本発明の実施形態３のチョッパ制御部の動作説
明図である。

【図１０】本発明の実施形態４の回路図である。

【図１１】本発明の実施形態５の回路図である。

【図１２】本発明の実施形態５の検出部の構成を示す要
部回路図である。

【図１３】従来例の回路図である。

【図１４】従来例の動作説明のための周波数特性図であ
る。

【図１５】従来例のタイマー回路による動作周波数の変
化を示す説明図である。

【図１６】従来例の点灯時の出力のバラツキを示す説明
図である。

【図１７】従来例の始動時の出力のバラツキを示す説明
図である。

【図１８】別の従来例のインバータ制御部の回路図であ
る。

【符号の説明】

１インバータ制御部２インバータ駆動部３ランプ４検出部５昇圧チョッパ回路６チョッパ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源を直流に変換する直流変換部
と、その直流を高周波に変換するインバータ部を備え、
インバータ部の出力にインダクタとコンデンサを接続し
て共振系を形成し、負荷である放電灯を点灯させる放電
灯点灯装置において、共振電圧あるいは共振電流を検出
する検出部を備え、この検出部からの信号により、先行
予熱時には先行予熱電流が、放電開始時には放電灯両端
電圧が、点灯時には放電灯の光出力が、それぞれ略一定
となるようにインバータ部の周波数あるいは直流変換部
の出力を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】商用電源を直流に変換する直流変換部
と、その直流を高周波に変換するインバータ部を備え、
インバータ部の出力にインダクタとコンデンサを接続し
て共振系を形成し、負荷である放電灯を点灯させる放電
灯点灯装置において、共振電圧あるいは共振電流を検出
する検出部を備え、この検出部からの信号に応じて、予
め複数の動作周波数を記憶させたマイコンによりインバ
ータ部の出力が略一定となるように、インバータの動作
周波数を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】請求項２において、前記マイコンは、
先行予熱時には先行予熱電流が、放電開始時には放電灯
両端電圧が、点灯時には放電灯の光出力が、それぞれ略
一定となるようにインバータ部の周波数を制御すること
を特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおい
て、常に検出部からの信号によってインバータの動作周
波数あるいは直流変換部の出力を制御することを特徴と
する放電灯点灯装置。
【請求項５】請求項１ないし３のいずれかにおい
て、先行予熱時に検出部により共振電圧あるいは共振電
流を検出し、その検出結果に応じて放電開始時または点
灯時のインバータの動作周波数あるいは直流変換部の出
力を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】前記検出部は、ランプの両端電圧を検
出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】前記検出部は、インバータの出力電流
を検出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
かに記載の放電灯点灯装置。