JP3682987B2 - 放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、蛍光灯装置、投光器、オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）、及び自動車ヘッドライトなどに利用し、特にメタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等を始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）からの高圧パルスで始動点灯する放電灯点灯装置及び照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のメタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプは、始動時に高電圧の高圧パルス、例えば、数十ＫＶを高圧放電ランプの両端電極に印加して、その始動点灯を行っている。
【０００３】
図８は、このような従来例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図８にいて、この例は、商用交流電源２の単相１００ボルト（Ｖ）などを直流回路３で直流に変換してチョッパ４に入力し、ここから、例えば、制御回路５でのＰＷＭ（Pulse Width Modulation) 方式などの制御によって、交流を生成して出力する。この交流がＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のフルブリッジ回路で構成されるインバータ７に入力され、ここからの高周波電圧で高圧放電ランプ１０がアーク放電して点灯する。この場合の始動時、すなわち、グロー放電時は、始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）８が動作して、その始動点灯を行っている。
【０００４】
図９は、この始動用高圧パルス発生器８の動作における処理信号を示す波形図である。図９において、始動用高圧パルス発生器８では、高圧放電ランプ１０の始動点灯時にスイッチＳＷがオンとなり、昇圧トランス１２の一次コイルにインバータ７から図９（ａ）に示す、例えば、４００Ｈｚ、３００Ｖの高周波電圧が供給される。この供給で図９（ｂ）に示すように一次コイルに電流（Ｉ＝Ｌ（インダクタンス）・ｄｉ／ｄｔ）が時間軸で上昇するように流れる。昇圧トランス１２の二次コイルからの昇圧交流を整流器Ｄ１で整流し、かつ、コンデンサＣ１で充放電して図９（ｃ）に示す、例えば、４ＫＶの高圧を放電ギャップ１４を通じてパルストランス１５の一次コイルに印加する。そして、パルストランス１５の二次コイルから図９（ｄ）に示すように昇圧した高圧パルス、例えば、２５ＫＶの高圧パルスを高圧放電ランプ１０に印加して始動点灯が行われる。
【０００５】
この放電灯点灯装置では、図９（ｂ）に示すように昇圧トランス１２の一次コイルに大電流が流れるため、大線径の絶縁線が必要になる。例えば、そのインダクタンスが１．２５Ｈ（ヘンリ）であり、この場合、一次コイルの巻回数が数千Ｔ（ターン）、二次コイルが数十万Ｔ（ターン）となり、昇圧トランス１２が大型化し、かつ、大重量になる。例えば、外形が１０×５×３（Ｃｍ）、その重量が１Ｋｇである。
【０００６】
さらに、図８に示す放電灯点灯装置では、パルストランス１５の二次コイルからの高圧パルスの周期がコンデンサＣ１の充放電及び放電ギャップ１４の放電のみで決定される。したがって、放電周期を正確に決定し難く、この放電周期がインバータ７の短絡阻止の非動作区間にズレて、その高圧パルスがＦＥＴＱ１〜Ｑ４に入力されると、素子が破壊してしまう。
【０００７】
この種の装置の改善提案として、特開平４−６１７９２号公報に開示された「放電灯点灯装置」を挙げることが出来る。図１０は、この公報例を示しており、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のインバータにインダクタＬ１を通じて高電圧放電灯１８が接続されている。さらに、昇圧トランスＴｒ１、パルストランスＴｒ、両波整流回路などを有する始動用高圧パルス発生器１９が設けられている。この始動用高圧パルス発生器１９の昇圧トランスＴｒ１の一次コイルと、フルブリッジ回路の一方の出力端との間がインダクタＬ１を通じてコンデンサＣで接続されている。
【０００８】
図１１は、この構成の動作における処理信号の波形図である。図１０及び図１１において、この例では、図１１中の時間ｔ１, ｔ２でインバータ７が高い周波数によるスイッチング動作を行い、また、時間ｔ３, ｔ４でインバータが低い周波数によるスイッチング動作を行う。この場合の時間ｔ１, ｔ２のインバータからの、高い周波数信号のみがコンデンサＣを通過して始動用高圧パルス発生器１９の昇圧トランスＴｒ１に供給される。この時間ｔ１, ｔ２の高い周波数信号で高電圧放電灯１８の消灯直後（高温時）の再始動点灯を行い、時間ｔ３, ｔ４の低い周波数信号で、高電圧放電灯１８の内部温度が低下している際のグロー放電及びアーク放電（以下、通常動作と記載する）を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例の放電灯点灯装置にあって、図８及び図９に示す前者では、昇圧トランス１２が大型化し、かつ、大重量になる。例えば、外形が１０×５×３（Ｃｍ）、その重量が１Ｋｇとなり、製作、搬送などの取扱を考慮した装置全体の小型化及び軽量化が達成できず、さらに、インバータ７のスイッチング用のＦＥＴＱ１〜Ｑ４の素子破壊を招く場合がある。
【００１０】
また、図１０及び図１１に示した公報例では、始動用高圧パルス発生器１９が再始動点灯時のみに動作する。すなわち、通常動作時には、始動用高圧パルス発生器１９がインバータ７の負荷にならないようにして、その出力電圧を低下を阻止している。この場合、通常動作時の、その動作が安定するものの、インバータ７を、高い周波数（時間ｔ１, ｔ２）で動作させ、かつ、低い周波数（時間ｔ３, ｔ４）で動作させるスイッチング制御が行われる。したがって、図示されないＰＷＭ方式などの制御系の構成及び信号処理が複雑化し、そのコストが嵩むことが考えられる。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術における欠点を解決するものであり、インバータ、始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）を備える際に、その装置規模及び信号処理規模が増大化せずに、装置を小型軽量化でき、かつ、インバータのスイッチング素子の破壊が効果的に阻止されるとともに、ランプの寿命が伸び、かつ、汎用性及び生産性が向上し、さらに、高圧放電ランプが常温などの低温の場合と、消灯直後などで内部が高温の場合に対応できる放電灯点灯装置及び照明装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の放電灯点灯装置は、直流を交流に変換するインバータと；前記インバータの出力電圧を印加する経路に設けられる放電灯の当該経路に対して並列な経路に接続され、始動時にオンとされ、通常点灯時にオフとなる始動スイッチと；前記始動スイッチが接続される経路において前記始動スイッチに対し直列に設けられ、２つのコンデンサが並列接続されたコンデンサの並列回路と；前記放電灯の近傍に設けられ、放電灯の温度を検知する温度検知素子と；この温度検知素子の出力を受けて、該出力と閾値とを比較する比較回路と；前記コンデンサの並列回路における一方のコンデンサを前記始動スイッチが接続される経路に接続する選択スイッチと；前記比較回路の出力に基づき選択スイッチを切替え、前記コンデンサの並列回路における一方のコンデンサを前記始動スイッチが接続される経路に接続する制御回路と；昇圧トランスと、この昇圧トランスの出力を整流する整流器と、整流された電流を受けて充電及び放電を行う第３のコンデンサと、前記第３のコンデンサの放電経路に設けられ該第３のコンデンサの充電電圧が所定電圧となると放電する放電ギャップと、放電ギャップに直列に一次巻線が接続され、二次巻線が前記放電灯に電圧を印加する経路に接続されたパルストランスとを備え、前記昇圧トランスの一次巻線が前記コンデンサの並列回路と前記始動スイッチとの間に接続された高圧パルス発生器であって、上記選択スイッチにより選択されたコンデンサに充電される電圧を受けて、前記放電灯が低温のときに応じた第１の電圧パルスまたは前記第１の電圧よりも高い前記放電灯が高温のときに必要な第２の電圧パルスを選択的に前記パルストランスの二次巻線に発生する高圧パルス発生器と；を具備することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の照明装置は、請求項１に記載の放電灯点灯装置と；放電灯の発光を反射する反射手段と；を備えることを特徴とする。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明の電源装置及び放電灯点灯装置並びに照明装置の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図である。図１において、この例は、単相１００ボルト（Ｖ）又は２００Ｖなどの商用交流電源２２と、ブリッジ整流器、平滑用の電解コンデンサを有して直流を出力する直流回路２３と、ここからの電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）などでスイッチングする電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）、逆流防止用のダイオード、コイル及びコンデンサからなるチョッパ２４とが設けられている。さらに、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のフルブリッジ回路で構成されるインバータ２６と、始動時に動作する始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）２８と、チョッパ２４、インバータ２６をＰＷＭ方式などでスイッチング制御する制御部２９と、インバータ２６からの高周波電圧で点灯する高圧放電ランプ３０とが設けられている。
【００２６】
始動用高圧パルス発生器２８は、インバータ２６の一方の出力端（ＦＥＴＱ１，Ｑ２）に一端が接続されて、インバータ２６の出力信号を充放電するためのコンデンサＣ１０と、このコンデンサＣ１０の他端に一次コイルの一端が接続される昇圧トランス３５と、この昇圧トランス３５の二次コイルの交流出力を整流する整流器Ｄ１０と、整流器Ｄ１０からの整流出力を充放電させるためのコンデンサＣ１１とが設けられている。
【００２７】
さらに、この始動用高圧パルス発生器２８には、コンデンサＣ１１の充電電荷が規定電圧の場合の放電でスパーク（放電）を繰り返す放電ギャップ（放電素子）３６と、この放電ギャップ３６からの放電パルスが一次コイルに供給されて、二次コイルから高圧放電ランプ３０に始動点灯を行うための高圧パルスを印加するパルストランス３８と、高圧放電ランプ３０の始動点灯時に昇圧トランス３５の一次コイルへインバータ２６からの高周波電圧を供給するための始動スイッチ３９とが設けられている。
【００２８】
次に、この第１の実施例の動作について説明する。
図２は、この第１の実施例の動作における処理信号を示す波形図である。図１及び図２において、商用交流電源２２からの交流が直流回路２３、チョッパ２４を通じて交流電圧（矩形波）生成されてインバータ２６に入力される。インバータ２６では制御部２９のＰＷＭ方式などによるスイッチング制御によって、図２（ａ）に示す、例えば、４００Ｈｚ、３００Ｖの高周波電圧Ｖａを出力する。
【００２９】
ここで始動用高圧パルス発生器２８が動作して、高圧放電ランプ３０の始動点灯を行う。すなわち、始動用高圧パルス発生器２８からの高圧パルスが印加されてグロー放電した後に、高周波電圧Ｖａでアーク放電よる点灯を行う。まず、始動スイッチ３９がオンになり、昇圧トランス３５の一次コイルにコンデンサＣ１０の充放電による放電電圧Ｖｂが供給される。この場合、図２（ｂ）に示すように、高周波電圧Ｖａの立ち上がりでコンデンサＣ１０が充電を開始し、充電電荷が静電容量で決定される規定電圧になると、充電電荷を放電（電荷吐き出し）した放電電圧Ｖｂが昇圧トランス３５の一次コイルに印加される。
【００３０】
この放電電圧が昇圧トランス３５の二次コイルに昇圧して誘起され、整流器Ｄ１０で整流し、かつ、コンデンサＣ１１で充放電して図２（ｃ）に示す、例えば、４ＫＶの高圧パルスＶｃを放電ギャップ３６を通じてパルストランス３８の一次コイルに印加する。そして、パルストランス３８の二次コイルから図２（ｄ）に示す昇圧した高圧パルスＶｄ、例えば、２５ＫＶの高圧パルスが高圧放電ランプ３０に印加され、高圧放電ランプ３０が始動点灯（グロー放電）する。この場合、昇圧トランス３５の一次コイルには、高周波電圧Ｖａの立ち上がりでコンデンサＣ１０から放電する時間の短い電圧のみが流れ、この電圧に対応した高い電圧が昇圧トランス３５の二次コイルに誘起され、この後は、始動スイッチ３９がオフになり、高圧放電ランプ３０へのパルストランス３８からの高圧パルスＶｄの印加が停止し、高周波電圧Ｖａによって高圧放電ランプ３０がアーク放電して点灯する。
【００３１】
このように、この第１の実施例では、従前の図９（ｂ）をもって説明したように、昇圧トランス３５の一次コイルに多大な電流（Ｉ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ）が流れなくなり、一次コイルに大線径の絶縁線を用いる必要がなくなる。このコンデンサＣ１０は、インバータ２６のスイッチング周波数によるが、例えば、０．１μＦ（マイクロファラッド）〜１０μＦとした場合、一次コイルのインダクタンスが１ｍＨ（ミリヘンリ）〜１００ｍＨとなり、昇圧トランス３５の外形形状が小さくなる。例えば、外形寸法が２．５×２．５×２（Ｃｍ）になり、その重量も５０ｇであり、従前の説明のように慣用的に用いられていた昇圧トランスの外形寸法が１０×５×３（Ｃｍ）、重量が１Ｋｇに対して、顕著に小型軽量化され、装置の製作、搬送などの取扱が容易に出来るようになる。
【００３２】
さらに、パルストランス３８の二次コイルからの高圧パルスは、その周期がコンデンサＣ１１の充放電及び放電ギャップ３６の放電で決定されるとともに、コンデンサＣ１０の充放電でも決定されるため、放電周期が正確に決定されることになる。換言すれば、放電周期が正確になり、放電周期がインバータ２６の短絡阻止の非動作区間にズレ込んで、その高圧パルスがＦＥＴＱ１〜Ｑ４に入力されず、素子破壊が生じなくなる。
【００３３】
この場合、回路構成としてはコンデンサＣ１０のみの追加であり、構成が簡単である。例えば、従前の図１０及び図１１に示した公報例のようにインバータを、高い周波数（時間ｔ１, ｔ２）動作させ、かつ、低い周波数（時間ｔ３, ｔ４）で動作させるスイッチング制御を伴わず、制御系の構成及び信号処理が複雑化せずに、そのコスト増を極めて低く抑えることが出来る。
【００３４】
図３は、図１に示した始動用高圧パルス発生器２８の変形例を示す回路図である。図３に示した例では、コンデンサＣ１０が昇圧トランス３５の一次コイルのホット側に接続され、かつ、始動スイッチ３９を昇圧トランス３５の一次コイルのコールド側に接続している。これに対して、この例では、昇圧トランス３５の一次コイルのホット側をインバータ２６の出力端と直結し、かつ、昇圧トランス３５の一次コイルのコールド側に始動スイッチ３９とコンデンサＣ１０を直列接続している。この場合の動作は図１に示した構成と同様である。
【００３５】
次に、第２の実施例について説明する。
この第２の実施例では、図１に示した始動用高圧パルス発生器２８中のコンデンサＣ１０の静電容量を可変して、高圧放電ランプ３０が常温などの低温の場合と、消灯直後などで内部が高温の場合に対応できるようにしている。また、昇圧電圧を倍電圧して放電ギャップ３６に印加し、高い高圧パルスが高圧放電ランプ３０に印加されるようにしている。
図４は、この第２の実施例の構成を示す回路図である。図４において、この例の始動用高圧パルス発生器２８は、インバータ２６からの高周波電圧Ｖａを充放電するコンデンサＣ１３，Ｃ１４と、高周波電圧Ｖａを選択してコンデンサＣ１３，Ｃ１４のいずれかに供給するスイッチ４１と、コンデンサＣ１３又はコンデンサＣ１４からの充放電による放電電圧Ｖｂが一次コイルに供給され、かつ、二次コイルにセッタータップを設けた昇圧トランス４２と、昇圧トランス４２の二次コイルからの電圧を倍電圧して放電ギャップ３６に印加するため整流器Ｄ１２，Ｄ１３とを有している。他の構成は、図１と同様である。
【００３６】
次に、この第２の実施例の動作について説明する。
図４において、コンデンサＣ１３，Ｃ１４は静電容量が異なり、例えば、コンデンサＣ１３がコンデンサＣ１４より、その静電容量が小さい。この静電容量は第１の実施例で説明したように０．１μＦ〜１０μＦの間で設定する。この静電容量が異なるコンデンサＣ１３，Ｃ１４は、高圧放電ランプ３０の低温又は高温に基づいてスイッチ４１を切り替えて選択する。昇圧トランス４２の二次コイルからの電圧を整流器Ｄ１２，Ｄ１３で倍電圧して放電ギャップ３６に印加しており、放電ギャップ３６に、高い電圧が印加される。すなわち、パルストランス３８から、より安定した高い電圧の高圧パルスＶｄが印加される。この他の動作は図１に示す構成と同様である。
【００３７】
この動作にあって、高圧放電ランプ３０が、常温などの低温の場合は、消灯直後などの内部が高温の場合に比較し、そのランプの内部インピーダンスが低いため、低い電圧の高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。まず、スイッチ４１を静電容量の小さいコンデンサＣ１３を選択するように切り替える。これによってコンデンサＣ１３の充放電の電圧が低くなり、昇圧トランス４２の二次コイルの導出される電圧が低くなり、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄも低下する。
【００３８】
また、高圧放電ランプ３０が消灯直後などで内部が高温の場合は、そのランプの内部インピーダンスが高いため、高圧放電ランプ３０が低温の場合に比較して、高い電圧の高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。すなわち、スイッチ４１を静電容量の大きいコンデンサＣ１４を選択するように切り替える。この場合、コンデンサＣ１４の放電電圧が高くなり、昇圧トランス４２の二次コイルから誘起する電圧も高くなって、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄが高くなる。
【００３９】
この場合のスイッチ４１の切り替えは、手動又は自動で行うが、以下、自動で行う場合について説明する。
図５は高圧放電ランプ３０の低温又は高温を検出して、自動的に高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄの電圧を高低に切り替える際の構成を示す回路図である。図５において、この例には、高圧放電ランプ３０に接合又は接近して配置される、例えば、サーミスタやポジスタなどの温度検知素子４５と、この温度検知素子４５からの検知信号のレベルを、高圧放電ランプ３０の低温又は高温に対応するしきい値と比較して、それぞれ比較信号を送出するウインドコンパレータなどを用いた比較回路４６と、この比較回路４６からの比較信号に基づいて、スイッチ４１の可動接点を駆動して切り替えるための制御部４７とが設けられている。
【００４０】
この構成では温度検知素子４５が、高圧放電ランプ３０の温度を検知し、比較回路４６から高圧放電ランプ３０の低温又は高温に対応した比較信号を制御部４７に送出する。この比較信号によってスイッチ４１を切り替える。すなわち、高圧放電ランプ３０が低温の場合は、静電容量が小さいコンデンサＣ１３を自動的に選択して、高圧放電ランプ３０に低い高圧パルスＶｄを印加して、始動点灯を行う。また、高圧放電ランプ３０が消灯直後のように高温の場合は、静電容量が大きいコンデンサＣ１４を選択して、高圧放電ランプ３０に高い高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。
【００４１】
なお、大静電容量のコンデンサＣ１４は、その静電容量の値を昇圧トランス４２に流れる電流及びインバータ２６の電圧変動を考慮して決定する。すなわち、コンデンサＣ１４の静電容量が大きい場合、充放電の電圧が大きくなり、昇圧トランス３５に流れる電流も増大化し、インバータ２６の負荷も重くなる。したがって、この実施例の目的である、当該昇圧トランス４２の小型化が阻害されない程度に設定し、かつ、インバータ２６の負荷が重くなって、その電圧低下が大きくならないように設定する。
【００４２】
このように、第２の実施例では、スイッチ４１で静電容量が大小のコンデンサＣ１３，Ｃ１４を高圧放電ランプ３０の低温又は高温に対応して切り替え、高圧放電ランプ３０に印加する高圧パルスＶｄを可変している。このため、高圧放電ランプ３０の低温時に、高温時の高い高圧パルスＶｄが印加されなくなり、高圧放電ランプ３０の寿命を伸ばすことが出来る。
【００４３】
また、この第２の実施例では、先述した高圧放電ランプ３０が低温又は高温を考慮したスイッチ４１の切り替えと異なる利用方法にも適用出来る。スイッチ４１で静電容量が大小のコンデンサＣ１３，Ｃ１４を選択して高低の高圧パルスＶｄが得られるため、放電電圧特性が異なる二種類の高圧放電ランプ（３０）を利用できることになる。すなわち、製作出荷時に高圧放電ランプ（３０）を装着しない、電源装置のみとして出荷し、この後、スイッチ４１を切り替えて得られる高低の高圧パルスＶｄのいずれかに適合する高圧放電ランプ（３０）を選択して装着して使用する。この場合、二種類の高圧放電ランプ（３０）に一つの装置で対応できるため、装置の汎用性及び生産性が向上する。
【００４４】
次に、第３の実施例について説明する。
この第３の実施例では、昇圧トランス３５の二次コイルのインダクタンスを可変して、高圧放電ランプ３０が低温の場合と、高温の場合に対応できるようにしている。
図６は、この第３の実施例の構成を示す回路図である。図６において、この例の始動用高圧パルス発生器２８は、インバータ２６からの高周波電圧Ｖａを充放電するコンデンサＣ１３に、可動接点ｃが接続されるスイッチ５０が設けられ、このスイッチ５０の、二つの固定接点ｂ，ｃが、昇圧トランス３５の一次コイルのホット側端及びタップに接続されている。他の構成は図１と同様である。
【００４５】
次に、この第３の実施例の動作について説明する。
図６において、高圧放電ランプ３０の始動点灯時に始動スイッチ３９がオンになる。この後、高圧放電ランプ３０の低温又は高温に合わせてスイッチ５０を切り替える。高圧放電ランプ３０が低温の際には、スイッチ５０の可動接点ｃが固定接点ａを選択するように切り替える。すなわち、昇圧トランス３５の一次コイルのホット側端とコンデンサＣ１０と接続して、コンデンサＣ１０の充放電による放電電圧Ｖｂを昇圧トランス３５の一次コイルに印加する。この場合、昇圧トランス３５の一次コイルのインダクタンスが最大であり、その電流（Ｉ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ）が流れ難くなる。これによって、昇圧トランス３５の二次コイルに誘起される電圧が小さくなり、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄが低下する。
【００４６】
また、高圧放電ランプ３０が消灯直後などで内部が高温の場合は、そのランプの内部インピーダンスが高いため、高圧放電ランプ３０が低温の場合に比較して、高い電圧の高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。すなわち、スイッチ５０の可動接点ｃが固定接点ｂを選択するように切り替えて、昇圧トランス３５の一次コイルのタップとコンデンサＣ１０と接続して、コンデンサＣ１０の充放電による電圧Ｖｂを昇圧トランス３５の一次コイルに印加する。この場合、昇圧トランス３５の一次コイルのインダクタンスが小さくなり、その電流（Ｉ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ）が多く流れて、昇圧トランス３５の二次コイルの誘起電圧が高くなり、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄが高くなる。この場合のスイッチ５０の切り替えは、図５示した第２の実施例と同様に手動又は自動で行う。自動の場合は、図５に示した第２の実施例と同様の構成によって、高圧放電ランプ３０の低温又は高温を検出して、自動的に高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄの電圧を高低に切り替えるようにする。
【００４７】
このように、第３の実施例でも、第２の実施例と同様に高圧放電ランプ３０が低温又は高温に対応して、印加する高圧パルスＶｄを可変している。この場合も高圧放電ランプ３０の低温時に、高温時の高い高圧パルスＶｄが印加されなくなり、高圧放電ランプ３０の寿命を延ばすことが出来るようになる。また、放電電圧特性が異なる二種類の高圧放電ランプ（３０）を利用できる。すなわち、製作出荷時に高圧放電ランプ（３０）を装着しない、電源装置のみとして出荷し、この後、スイッチ５０を切り替えて得られる高低の高圧パルスＶｄのいずれかに適合する高圧放電ランプ（３０）を選択して装着して使用できるようになり、装置の汎用性及び生産性が向上する。
【００４８】
次に、第４の実施例について説明する。
この第４の実施例は、図１から図６に示した放電灯点灯装置を用いた照明装置である。
図７は、図１から図６に示した放電灯点灯装置を照明装置として用いる際の第４の実施例の構成を示す回路図である。図７において、この照明装置は、図１から図６に示した構成の高圧放電ランプ３０の近傍に反射板５２を設けている。他の構成は図１と同様である。この場合の動作も、図１に示す構成と同様である。
【００４９】
なお、これらの実施例にあって、図１から図６に示す放電灯点灯装置及び図７に示す照明装置では、それぞれ高圧放電ランプ３０が装備されているが、この高圧放電ランプ３０を装備しない電源装置として良い。この場合、図７に示すように、インバータ２６の出力端に接続端子Ｔ１，Ｔ２を設けて、この装置の出荷後に接続端子Ｔ１，Ｔ２に高圧放電ランプ３０を接続し、また、反射板５２を装着して用いる。
また、これらの実施例では、高い電圧、例えば、２５ＫＶの高圧パルスＶｄで始動点灯する高圧放電ランプ３０を用いて説明したが、比較的低い高圧パルスＶｄで始動点灯する液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライト、蛍光灯などにもそのまま適用できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば放電灯の低温時の始動時に放電灯に低い電圧の高圧パルスを印加し、また、高温時に、この反対の動作になるようにしているため、高圧放電ランプが常温などの低温の場合と、消灯直後などで内部が高温の場合に対応でき、低温時の放電灯に高い電圧の高圧パルスが印加されなくなり、放電灯の寿命が伸びるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電灯点灯装置の第１の実施例の構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施例の動作における処理信号を示す波形図である。
【図３】図１に示した始動用高圧パルス発生器の変形例を示す回路図である。
【図４】第２の実施例の構成を示す回路図である。
【図５】第２の実施例にあって、高圧パルスを高低に切り替える構成を示す回路図であ
【図６】第３の実施例の構成を示す回路図である。
【図７】実施例にあって、放電灯点灯装置を照明装置として用いた第４の実施例の構成を示す回路図である。
【図８】従来例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図９】従来例の動作における処理信号を示す波形図である。
【図１０】他の従来例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図１１】他の従来例の動作における処理信号を示す波形図である。
【符号の説明】
２６ インバータ
２８ 始動用高圧パルス発生器
２９ 制御部
３０ 高圧放電ランプ
３５，４２ 昇圧トランス
３６ 放電ギャップ
３８ パルストランス
３９ 始動スイッチ
４１，５０ スイッチ
４５ 温度検知素子
４６ 比較回路
４７ 制御部
５２ 反射板
Ｃ１０ コンデンサ
【産業上の利用分野】
本発明は、蛍光灯装置、投光器、オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）、及び自動車ヘッドライトなどに利用し、特にメタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等を始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）からの高圧パルスで始動点灯する放電灯点灯装置及び照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のメタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプは、始動時に高電圧の高圧パルス、例えば、数十ＫＶを高圧放電ランプの両端電極に印加して、その始動点灯を行っている。
【０００３】
図８は、このような従来例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図８にいて、この例は、商用交流電源２の単相１００ボルト（Ｖ）などを直流回路３で直流に変換してチョッパ４に入力し、ここから、例えば、制御回路５でのＰＷＭ（Pulse Width Modulation) 方式などの制御によって、交流を生成して出力する。この交流がＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のフルブリッジ回路で構成されるインバータ７に入力され、ここからの高周波電圧で高圧放電ランプ１０がアーク放電して点灯する。この場合の始動時、すなわち、グロー放電時は、始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）８が動作して、その始動点灯を行っている。
【０００４】
図９は、この始動用高圧パルス発生器８の動作における処理信号を示す波形図である。図９において、始動用高圧パルス発生器８では、高圧放電ランプ１０の始動点灯時にスイッチＳＷがオンとなり、昇圧トランス１２の一次コイルにインバータ７から図９（ａ）に示す、例えば、４００Ｈｚ、３００Ｖの高周波電圧が供給される。この供給で図９（ｂ）に示すように一次コイルに電流（Ｉ＝Ｌ（インダクタンス）・ｄｉ／ｄｔ）が時間軸で上昇するように流れる。昇圧トランス１２の二次コイルからの昇圧交流を整流器Ｄ１で整流し、かつ、コンデンサＣ１で充放電して図９（ｃ）に示す、例えば、４ＫＶの高圧を放電ギャップ１４を通じてパルストランス１５の一次コイルに印加する。そして、パルストランス１５の二次コイルから図９（ｄ）に示すように昇圧した高圧パルス、例えば、２５ＫＶの高圧パルスを高圧放電ランプ１０に印加して始動点灯が行われる。
【０００５】
この放電灯点灯装置では、図９（ｂ）に示すように昇圧トランス１２の一次コイルに大電流が流れるため、大線径の絶縁線が必要になる。例えば、そのインダクタンスが１．２５Ｈ（ヘンリ）であり、この場合、一次コイルの巻回数が数千Ｔ（ターン）、二次コイルが数十万Ｔ（ターン）となり、昇圧トランス１２が大型化し、かつ、大重量になる。例えば、外形が１０×５×３（Ｃｍ）、その重量が１Ｋｇである。
【０００６】
さらに、図８に示す放電灯点灯装置では、パルストランス１５の二次コイルからの高圧パルスの周期がコンデンサＣ１の充放電及び放電ギャップ１４の放電のみで決定される。したがって、放電周期を正確に決定し難く、この放電周期がインバータ７の短絡阻止の非動作区間にズレて、その高圧パルスがＦＥＴＱ１〜Ｑ４に入力されると、素子が破壊してしまう。
【０００７】
この種の装置の改善提案として、特開平４−６１７９２号公報に開示された「放電灯点灯装置」を挙げることが出来る。図１０は、この公報例を示しており、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のインバータにインダクタＬ１を通じて高電圧放電灯１８が接続されている。さらに、昇圧トランスＴｒ１、パルストランスＴｒ、両波整流回路などを有する始動用高圧パルス発生器１９が設けられている。この始動用高圧パルス発生器１９の昇圧トランスＴｒ１の一次コイルと、フルブリッジ回路の一方の出力端との間がインダクタＬ１を通じてコンデンサＣで接続されている。
【０００８】
図１１は、この構成の動作における処理信号の波形図である。図１０及び図１１において、この例では、図１１中の時間ｔ１, ｔ２でインバータ７が高い周波数によるスイッチング動作を行い、また、時間ｔ３, ｔ４でインバータが低い周波数によるスイッチング動作を行う。この場合の時間ｔ１, ｔ２のインバータからの、高い周波数信号のみがコンデンサＣを通過して始動用高圧パルス発生器１９の昇圧トランスＴｒ１に供給される。この時間ｔ１, ｔ２の高い周波数信号で高電圧放電灯１８の消灯直後（高温時）の再始動点灯を行い、時間ｔ３, ｔ４の低い周波数信号で、高電圧放電灯１８の内部温度が低下している際のグロー放電及びアーク放電（以下、通常動作と記載する）を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例の放電灯点灯装置にあって、図８及び図９に示す前者では、昇圧トランス１２が大型化し、かつ、大重量になる。例えば、外形が１０×５×３（Ｃｍ）、その重量が１Ｋｇとなり、製作、搬送などの取扱を考慮した装置全体の小型化及び軽量化が達成できず、さらに、インバータ７のスイッチング用のＦＥＴＱ１〜Ｑ４の素子破壊を招く場合がある。
【００１０】
また、図１０及び図１１に示した公報例では、始動用高圧パルス発生器１９が再始動点灯時のみに動作する。すなわち、通常動作時には、始動用高圧パルス発生器１９がインバータ７の負荷にならないようにして、その出力電圧を低下を阻止している。この場合、通常動作時の、その動作が安定するものの、インバータ７を、高い周波数（時間ｔ１, ｔ２）で動作させ、かつ、低い周波数（時間ｔ３, ｔ４）で動作させるスイッチング制御が行われる。したがって、図示されないＰＷＭ方式などの制御系の構成及び信号処理が複雑化し、そのコストが嵩むことが考えられる。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術における欠点を解決するものであり、インバータ、始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）を備える際に、その装置規模及び信号処理規模が増大化せずに、装置を小型軽量化でき、かつ、インバータのスイッチング素子の破壊が効果的に阻止されるとともに、ランプの寿命が伸び、かつ、汎用性及び生産性が向上し、さらに、高圧放電ランプが常温などの低温の場合と、消灯直後などで内部が高温の場合に対応できる放電灯点灯装置及び照明装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の放電灯点灯装置は、直流を交流に変換するインバータと；前記インバータの出力電圧を印加する経路に設けられる放電灯の当該経路に対して並列な経路に接続され、始動時にオンとされ、通常点灯時にオフとなる始動スイッチと；前記始動スイッチが接続される経路において前記始動スイッチに対し直列に設けられ、２つのコンデンサが並列接続されたコンデンサの並列回路と；前記放電灯の近傍に設けられ、放電灯の温度を検知する温度検知素子と；この温度検知素子の出力を受けて、該出力と閾値とを比較する比較回路と；前記コンデンサの並列回路における一方のコンデンサを前記始動スイッチが接続される経路に接続する選択スイッチと；前記比較回路の出力に基づき選択スイッチを切替え、前記コンデンサの並列回路における一方のコンデンサを前記始動スイッチが接続される経路に接続する制御回路と；昇圧トランスと、この昇圧トランスの出力を整流する整流器と、整流された電流を受けて充電及び放電を行う第３のコンデンサと、前記第３のコンデンサの放電経路に設けられ該第３のコンデンサの充電電圧が所定電圧となると放電する放電ギャップと、放電ギャップに直列に一次巻線が接続され、二次巻線が前記放電灯に電圧を印加する経路に接続されたパルストランスとを備え、前記昇圧トランスの一次巻線が前記コンデンサの並列回路と前記始動スイッチとの間に接続された高圧パルス発生器であって、上記選択スイッチにより選択されたコンデンサに充電される電圧を受けて、前記放電灯が低温のときに応じた第１の電圧パルスまたは前記第１の電圧よりも高い前記放電灯が高温のときに必要な第２の電圧パルスを選択的に前記パルストランスの二次巻線に発生する高圧パルス発生器と；を具備することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の照明装置は、請求項１に記載の放電灯点灯装置と；放電灯の発光を反射する反射手段と；を備えることを特徴とする。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明の電源装置及び放電灯点灯装置並びに照明装置の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図である。図１において、この例は、単相１００ボルト（Ｖ）又は２００Ｖなどの商用交流電源２２と、ブリッジ整流器、平滑用の電解コンデンサを有して直流を出力する直流回路２３と、ここからの電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）などでスイッチングする電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）、逆流防止用のダイオード、コイル及びコンデンサからなるチョッパ２４とが設けられている。さらに、ＦＥＴＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のフルブリッジ回路で構成されるインバータ２６と、始動時に動作する始動用高圧パルス発生器（イグナイタ）２８と、チョッパ２４、インバータ２６をＰＷＭ方式などでスイッチング制御する制御部２９と、インバータ２６からの高周波電圧で点灯する高圧放電ランプ３０とが設けられている。
【００２６】
始動用高圧パルス発生器２８は、インバータ２６の一方の出力端（ＦＥＴＱ１，Ｑ２）に一端が接続されて、インバータ２６の出力信号を充放電するためのコンデンサＣ１０と、このコンデンサＣ１０の他端に一次コイルの一端が接続される昇圧トランス３５と、この昇圧トランス３５の二次コイルの交流出力を整流する整流器Ｄ１０と、整流器Ｄ１０からの整流出力を充放電させるためのコンデンサＣ１１とが設けられている。
【００２７】
さらに、この始動用高圧パルス発生器２８には、コンデンサＣ１１の充電電荷が規定電圧の場合の放電でスパーク（放電）を繰り返す放電ギャップ（放電素子）３６と、この放電ギャップ３６からの放電パルスが一次コイルに供給されて、二次コイルから高圧放電ランプ３０に始動点灯を行うための高圧パルスを印加するパルストランス３８と、高圧放電ランプ３０の始動点灯時に昇圧トランス３５の一次コイルへインバータ２６からの高周波電圧を供給するための始動スイッチ３９とが設けられている。
【００２８】
次に、この第１の実施例の動作について説明する。
図２は、この第１の実施例の動作における処理信号を示す波形図である。図１及び図２において、商用交流電源２２からの交流が直流回路２３、チョッパ２４を通じて交流電圧（矩形波）生成されてインバータ２６に入力される。インバータ２６では制御部２９のＰＷＭ方式などによるスイッチング制御によって、図２（ａ）に示す、例えば、４００Ｈｚ、３００Ｖの高周波電圧Ｖａを出力する。
【００２９】
ここで始動用高圧パルス発生器２８が動作して、高圧放電ランプ３０の始動点灯を行う。すなわち、始動用高圧パルス発生器２８からの高圧パルスが印加されてグロー放電した後に、高周波電圧Ｖａでアーク放電よる点灯を行う。まず、始動スイッチ３９がオンになり、昇圧トランス３５の一次コイルにコンデンサＣ１０の充放電による放電電圧Ｖｂが供給される。この場合、図２（ｂ）に示すように、高周波電圧Ｖａの立ち上がりでコンデンサＣ１０が充電を開始し、充電電荷が静電容量で決定される規定電圧になると、充電電荷を放電（電荷吐き出し）した放電電圧Ｖｂが昇圧トランス３５の一次コイルに印加される。
【００３０】
この放電電圧が昇圧トランス３５の二次コイルに昇圧して誘起され、整流器Ｄ１０で整流し、かつ、コンデンサＣ１１で充放電して図２（ｃ）に示す、例えば、４ＫＶの高圧パルスＶｃを放電ギャップ３６を通じてパルストランス３８の一次コイルに印加する。そして、パルストランス３８の二次コイルから図２（ｄ）に示す昇圧した高圧パルスＶｄ、例えば、２５ＫＶの高圧パルスが高圧放電ランプ３０に印加され、高圧放電ランプ３０が始動点灯（グロー放電）する。この場合、昇圧トランス３５の一次コイルには、高周波電圧Ｖａの立ち上がりでコンデンサＣ１０から放電する時間の短い電圧のみが流れ、この電圧に対応した高い電圧が昇圧トランス３５の二次コイルに誘起され、この後は、始動スイッチ３９がオフになり、高圧放電ランプ３０へのパルストランス３８からの高圧パルスＶｄの印加が停止し、高周波電圧Ｖａによって高圧放電ランプ３０がアーク放電して点灯する。
【００３１】
このように、この第１の実施例では、従前の図９（ｂ）をもって説明したように、昇圧トランス３５の一次コイルに多大な電流（Ｉ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ）が流れなくなり、一次コイルに大線径の絶縁線を用いる必要がなくなる。このコンデンサＣ１０は、インバータ２６のスイッチング周波数によるが、例えば、０．１μＦ（マイクロファラッド）〜１０μＦとした場合、一次コイルのインダクタンスが１ｍＨ（ミリヘンリ）〜１００ｍＨとなり、昇圧トランス３５の外形形状が小さくなる。例えば、外形寸法が２．５×２．５×２（Ｃｍ）になり、その重量も５０ｇであり、従前の説明のように慣用的に用いられていた昇圧トランスの外形寸法が１０×５×３（Ｃｍ）、重量が１Ｋｇに対して、顕著に小型軽量化され、装置の製作、搬送などの取扱が容易に出来るようになる。
【００３２】
さらに、パルストランス３８の二次コイルからの高圧パルスは、その周期がコンデンサＣ１１の充放電及び放電ギャップ３６の放電で決定されるとともに、コンデンサＣ１０の充放電でも決定されるため、放電周期が正確に決定されることになる。換言すれば、放電周期が正確になり、放電周期がインバータ２６の短絡阻止の非動作区間にズレ込んで、その高圧パルスがＦＥＴＱ１〜Ｑ４に入力されず、素子破壊が生じなくなる。
【００３３】
この場合、回路構成としてはコンデンサＣ１０のみの追加であり、構成が簡単である。例えば、従前の図１０及び図１１に示した公報例のようにインバータを、高い周波数（時間ｔ１, ｔ２）動作させ、かつ、低い周波数（時間ｔ３, ｔ４）で動作させるスイッチング制御を伴わず、制御系の構成及び信号処理が複雑化せずに、そのコスト増を極めて低く抑えることが出来る。
【００３４】
図３は、図１に示した始動用高圧パルス発生器２８の変形例を示す回路図である。図３に示した例では、コンデンサＣ１０が昇圧トランス３５の一次コイルのホット側に接続され、かつ、始動スイッチ３９を昇圧トランス３５の一次コイルのコールド側に接続している。これに対して、この例では、昇圧トランス３５の一次コイルのホット側をインバータ２６の出力端と直結し、かつ、昇圧トランス３５の一次コイルのコールド側に始動スイッチ３９とコンデンサＣ１０を直列接続している。この場合の動作は図１に示した構成と同様である。
【００３５】
次に、第２の実施例について説明する。
この第２の実施例では、図１に示した始動用高圧パルス発生器２８中のコンデンサＣ１０の静電容量を可変して、高圧放電ランプ３０が常温などの低温の場合と、消灯直後などで内部が高温の場合に対応できるようにしている。また、昇圧電圧を倍電圧して放電ギャップ３６に印加し、高い高圧パルスが高圧放電ランプ３０に印加されるようにしている。
図４は、この第２の実施例の構成を示す回路図である。図４において、この例の始動用高圧パルス発生器２８は、インバータ２６からの高周波電圧Ｖａを充放電するコンデンサＣ１３，Ｃ１４と、高周波電圧Ｖａを選択してコンデンサＣ１３，Ｃ１４のいずれかに供給するスイッチ４１と、コンデンサＣ１３又はコンデンサＣ１４からの充放電による放電電圧Ｖｂが一次コイルに供給され、かつ、二次コイルにセッタータップを設けた昇圧トランス４２と、昇圧トランス４２の二次コイルからの電圧を倍電圧して放電ギャップ３６に印加するため整流器Ｄ１２，Ｄ１３とを有している。他の構成は、図１と同様である。
【００３６】
次に、この第２の実施例の動作について説明する。
図４において、コンデンサＣ１３，Ｃ１４は静電容量が異なり、例えば、コンデンサＣ１３がコンデンサＣ１４より、その静電容量が小さい。この静電容量は第１の実施例で説明したように０．１μＦ〜１０μＦの間で設定する。この静電容量が異なるコンデンサＣ１３，Ｃ１４は、高圧放電ランプ３０の低温又は高温に基づいてスイッチ４１を切り替えて選択する。昇圧トランス４２の二次コイルからの電圧を整流器Ｄ１２，Ｄ１３で倍電圧して放電ギャップ３６に印加しており、放電ギャップ３６に、高い電圧が印加される。すなわち、パルストランス３８から、より安定した高い電圧の高圧パルスＶｄが印加される。この他の動作は図１に示す構成と同様である。
【００３７】
この動作にあって、高圧放電ランプ３０が、常温などの低温の場合は、消灯直後などの内部が高温の場合に比較し、そのランプの内部インピーダンスが低いため、低い電圧の高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。まず、スイッチ４１を静電容量の小さいコンデンサＣ１３を選択するように切り替える。これによってコンデンサＣ１３の充放電の電圧が低くなり、昇圧トランス４２の二次コイルの導出される電圧が低くなり、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄも低下する。
【００３８】
また、高圧放電ランプ３０が消灯直後などで内部が高温の場合は、そのランプの内部インピーダンスが高いため、高圧放電ランプ３０が低温の場合に比較して、高い電圧の高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。すなわち、スイッチ４１を静電容量の大きいコンデンサＣ１４を選択するように切り替える。この場合、コンデンサＣ１４の放電電圧が高くなり、昇圧トランス４２の二次コイルから誘起する電圧も高くなって、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄが高くなる。
【００３９】
この場合のスイッチ４１の切り替えは、手動又は自動で行うが、以下、自動で行う場合について説明する。
図５は高圧放電ランプ３０の低温又は高温を検出して、自動的に高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄの電圧を高低に切り替える際の構成を示す回路図である。図５において、この例には、高圧放電ランプ３０に接合又は接近して配置される、例えば、サーミスタやポジスタなどの温度検知素子４５と、この温度検知素子４５からの検知信号のレベルを、高圧放電ランプ３０の低温又は高温に対応するしきい値と比較して、それぞれ比較信号を送出するウインドコンパレータなどを用いた比較回路４６と、この比較回路４６からの比較信号に基づいて、スイッチ４１の可動接点を駆動して切り替えるための制御部４７とが設けられている。
【００４０】
この構成では温度検知素子４５が、高圧放電ランプ３０の温度を検知し、比較回路４６から高圧放電ランプ３０の低温又は高温に対応した比較信号を制御部４７に送出する。この比較信号によってスイッチ４１を切り替える。すなわち、高圧放電ランプ３０が低温の場合は、静電容量が小さいコンデンサＣ１３を自動的に選択して、高圧放電ランプ３０に低い高圧パルスＶｄを印加して、始動点灯を行う。また、高圧放電ランプ３０が消灯直後のように高温の場合は、静電容量が大きいコンデンサＣ１４を選択して、高圧放電ランプ３０に高い高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。
【００４１】
なお、大静電容量のコンデンサＣ１４は、その静電容量の値を昇圧トランス４２に流れる電流及びインバータ２６の電圧変動を考慮して決定する。すなわち、コンデンサＣ１４の静電容量が大きい場合、充放電の電圧が大きくなり、昇圧トランス３５に流れる電流も増大化し、インバータ２６の負荷も重くなる。したがって、この実施例の目的である、当該昇圧トランス４２の小型化が阻害されない程度に設定し、かつ、インバータ２６の負荷が重くなって、その電圧低下が大きくならないように設定する。
【００４２】
このように、第２の実施例では、スイッチ４１で静電容量が大小のコンデンサＣ１３，Ｃ１４を高圧放電ランプ３０の低温又は高温に対応して切り替え、高圧放電ランプ３０に印加する高圧パルスＶｄを可変している。このため、高圧放電ランプ３０の低温時に、高温時の高い高圧パルスＶｄが印加されなくなり、高圧放電ランプ３０の寿命を伸ばすことが出来る。
【００４３】
また、この第２の実施例では、先述した高圧放電ランプ３０が低温又は高温を考慮したスイッチ４１の切り替えと異なる利用方法にも適用出来る。スイッチ４１で静電容量が大小のコンデンサＣ１３，Ｃ１４を選択して高低の高圧パルスＶｄが得られるため、放電電圧特性が異なる二種類の高圧放電ランプ（３０）を利用できることになる。すなわち、製作出荷時に高圧放電ランプ（３０）を装着しない、電源装置のみとして出荷し、この後、スイッチ４１を切り替えて得られる高低の高圧パルスＶｄのいずれかに適合する高圧放電ランプ（３０）を選択して装着して使用する。この場合、二種類の高圧放電ランプ（３０）に一つの装置で対応できるため、装置の汎用性及び生産性が向上する。
【００４４】
次に、第３の実施例について説明する。
この第３の実施例では、昇圧トランス３５の二次コイルのインダクタンスを可変して、高圧放電ランプ３０が低温の場合と、高温の場合に対応できるようにしている。
図６は、この第３の実施例の構成を示す回路図である。図６において、この例の始動用高圧パルス発生器２８は、インバータ２６からの高周波電圧Ｖａを充放電するコンデンサＣ１３に、可動接点ｃが接続されるスイッチ５０が設けられ、このスイッチ５０の、二つの固定接点ｂ，ｃが、昇圧トランス３５の一次コイルのホット側端及びタップに接続されている。他の構成は図１と同様である。
【００４５】
次に、この第３の実施例の動作について説明する。
図６において、高圧放電ランプ３０の始動点灯時に始動スイッチ３９がオンになる。この後、高圧放電ランプ３０の低温又は高温に合わせてスイッチ５０を切り替える。高圧放電ランプ３０が低温の際には、スイッチ５０の可動接点ｃが固定接点ａを選択するように切り替える。すなわち、昇圧トランス３５の一次コイルのホット側端とコンデンサＣ１０と接続して、コンデンサＣ１０の充放電による放電電圧Ｖｂを昇圧トランス３５の一次コイルに印加する。この場合、昇圧トランス３５の一次コイルのインダクタンスが最大であり、その電流（Ｉ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ）が流れ難くなる。これによって、昇圧トランス３５の二次コイルに誘起される電圧が小さくなり、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄが低下する。
【００４６】
また、高圧放電ランプ３０が消灯直後などで内部が高温の場合は、そのランプの内部インピーダンスが高いため、高圧放電ランプ３０が低温の場合に比較して、高い電圧の高圧パルスＶｄを印加して始動点灯を行う。すなわち、スイッチ５０の可動接点ｃが固定接点ｂを選択するように切り替えて、昇圧トランス３５の一次コイルのタップとコンデンサＣ１０と接続して、コンデンサＣ１０の充放電による電圧Ｖｂを昇圧トランス３５の一次コイルに印加する。この場合、昇圧トランス３５の一次コイルのインダクタンスが小さくなり、その電流（Ｉ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ）が多く流れて、昇圧トランス３５の二次コイルの誘起電圧が高くなり、パルストランス３８から高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄが高くなる。この場合のスイッチ５０の切り替えは、図５示した第２の実施例と同様に手動又は自動で行う。自動の場合は、図５に示した第２の実施例と同様の構成によって、高圧放電ランプ３０の低温又は高温を検出して、自動的に高圧放電ランプ３０に印加される高圧パルスＶｄの電圧を高低に切り替えるようにする。
【００４７】
このように、第３の実施例でも、第２の実施例と同様に高圧放電ランプ３０が低温又は高温に対応して、印加する高圧パルスＶｄを可変している。この場合も高圧放電ランプ３０の低温時に、高温時の高い高圧パルスＶｄが印加されなくなり、高圧放電ランプ３０の寿命を延ばすことが出来るようになる。また、放電電圧特性が異なる二種類の高圧放電ランプ（３０）を利用できる。すなわち、製作出荷時に高圧放電ランプ（３０）を装着しない、電源装置のみとして出荷し、この後、スイッチ５０を切り替えて得られる高低の高圧パルスＶｄのいずれかに適合する高圧放電ランプ（３０）を選択して装着して使用できるようになり、装置の汎用性及び生産性が向上する。
【００４８】
次に、第４の実施例について説明する。
この第４の実施例は、図１から図６に示した放電灯点灯装置を用いた照明装置である。
図７は、図１から図６に示した放電灯点灯装置を照明装置として用いる際の第４の実施例の構成を示す回路図である。図７において、この照明装置は、図１から図６に示した構成の高圧放電ランプ３０の近傍に反射板５２を設けている。他の構成は図１と同様である。この場合の動作も、図１に示す構成と同様である。
【００４９】
なお、これらの実施例にあって、図１から図６に示す放電灯点灯装置及び図７に示す照明装置では、それぞれ高圧放電ランプ３０が装備されているが、この高圧放電ランプ３０を装備しない電源装置として良い。この場合、図７に示すように、インバータ２６の出力端に接続端子Ｔ１，Ｔ２を設けて、この装置の出荷後に接続端子Ｔ１，Ｔ２に高圧放電ランプ３０を接続し、また、反射板５２を装着して用いる。
また、これらの実施例では、高い電圧、例えば、２５ＫＶの高圧パルスＶｄで始動点灯する高圧放電ランプ３０を用いて説明したが、比較的低い高圧パルスＶｄで始動点灯する液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライト、蛍光灯などにもそのまま適用できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば放電灯の低温時の始動時に放電灯に低い電圧の高圧パルスを印加し、また、高温時に、この反対の動作になるようにしているため、高圧放電ランプが常温などの低温の場合と、消灯直後などで内部が高温の場合に対応でき、低温時の放電灯に高い電圧の高圧パルスが印加されなくなり、放電灯の寿命が伸びるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電灯点灯装置の第１の実施例の構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施例の動作における処理信号を示す波形図である。
【図３】図１に示した始動用高圧パルス発生器の変形例を示す回路図である。
【図４】第２の実施例の構成を示す回路図である。
【図５】第２の実施例にあって、高圧パルスを高低に切り替える構成を示す回路図であ
【図６】第３の実施例の構成を示す回路図である。
【図７】実施例にあって、放電灯点灯装置を照明装置として用いた第４の実施例の構成を示す回路図である。
【図８】従来例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図９】従来例の動作における処理信号を示す波形図である。
【図１０】他の従来例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図１１】他の従来例の動作における処理信号を示す波形図である。
【符号の説明】
２６ インバータ
２８ 始動用高圧パルス発生器
２９ 制御部
３０ 高圧放電ランプ
３５，４２ 昇圧トランス
３６ 放電ギャップ
３８ パルストランス
３９ 始動スイッチ
４１，５０ スイッチ
４５ 温度検知素子
４６ 比較回路
４７ 制御部
５２ 反射板
Ｃ１０ コンデンサ
Claims (2)
- 直流を交流に変換するインバータと；
前記インバータの出力電圧を印加する経路に設けられる放電灯の当該経路に対して並列な経路に接続され、始動時にオンとされ、通常点灯時にオフとなる始動スイッチと；
前記始動スイッチが接続される経路において前記始動スイッチに対し直列に設けられ、２つのコンデンサが並列接続されたコンデンサの並列回路と；
前記放電灯の近傍に設けられ、放電灯の温度を検知する温度検知素子と；
この温度検知素子の出力を受けて、該出力と閾値とを比較する比較回路と；
前記コンデンサの並列回路における一方のコンデンサを前記始動スイッチが接続される経路に接続する選択スイッチと；
前記比較回路の出力に基づき選択スイッチを切替え、前記コンデンサの並列回路における一方のコンデンサを前記始動スイッチが接続される経路に接続する制御回路と；
昇圧トランスと、この昇圧トランスの出力を整流する整流器と、整流された電流を受けて充電及び放電を行う第３のコンデンサと、前記第３のコンデンサの放電経路に設けられ該第３のコンデンサの充電電圧が所定電圧となると放電する放電ギャップと、放電ギャップに直列に一次巻線が接続され、二次巻線が前記放電灯に電圧を印加する経路に接続されたパルストランスとを備え、前記昇圧トランスの一次巻線が前記コンデンサの並列回路と前記始動スイッチとの間に接続された高圧パルス発生器であって、上記選択スイッチにより選択されたコンデンサに充電される電圧を受けて、前記放電灯が低温のときに応じた第１の電圧パルスまたは前記第１の電圧よりも高い前記放電灯が高温のときに必要な第２の電圧パルスを選択的に前記パルストランスの二次巻線に発生する高圧パルス発生器と；
を具備することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 請求項１に記載の放電灯点灯装置と；
放電灯の発光を反射する反射手段と；
を備えることを特徴とする照明装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP02998194A JP3682987B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 放電灯点灯装置及び照明装置 |
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-
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