JP3800714B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ、水銀ランプ等の始動時に高圧パルスを印加する必要のある高輝度高圧放電灯（ＨＩＤランプ）を点灯するための放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４にＨＩＤランプ等を点灯させる放電灯点灯装置の一従来例を示す。図中、１は交流電源、Ｌ０はインダクタ、２は始動時に高圧パルスの印加を必要とする放電灯であり、交流電源１とインダクタＬ０と放電灯２とにより主点灯回路が構成されている。この放電灯点灯装置は、放電灯２を点灯させるための放電灯始動回路２２を有しており、Ｒ６は抵抗、Ｃ６はコンデンサであり、交流電源１から抵抗Ｒ６を介してコンデンサＣ６に電荷が供給される。Ｑ６は電圧応答性の例えばサイダックのようなスイッチング素子であり、コンデンサＣ６の充電電圧がスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達すると導通するようになっている。ＰＴは低圧側巻線Ｎ１と高圧側巻線Ｎ２を有するパルストランスであり、コンデンサＣ６とスイッチング素子Ｑ６と低圧側巻線Ｎ１とにより振動回路が構成されており、コンデンサＣ６に充電された電荷がスイッチング素子Ｑ６の導通によりパルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１を介してパルス状の電流として放出されるようになっている。つまり、抵抗Ｒ６を介して交流電源１からコンデンサＣ６に充電された電圧がスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達すると、スイッチング素子Ｑ６がブレークオーバーして導通し、コンデンサＣ６に充電されていた電荷は、パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１を介してパルス状の電流として放出され、このパルス状の電流により低圧側巻線Ｎ１に発生した電圧は高圧側巻線Ｎ２に昇圧され、高圧パルスが発生し、この高圧パルスがコンデンサＣ２を介して交流電源１の電圧に重畳されて放電灯２に印加され、その結果、放電灯２は始動し、点灯状態に入る。放電灯２は点灯状態に入ると、電圧が低下し、主点灯回路により点灯状態を保持される。
【０００３】
図１４の電気回路における主要波形を図１５に示す。同図（ａ）は交流電源１の電圧波形であって正弦波形を示している。同図（ｂ）はコンデンサＣ６の両端電圧Ｖｃ６であって交流電源１のゼロ点から時間ｔ１後にスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達してスイッチング素子Ｑ６が導通することを表している。同図（ｃ）はスイッチング素子Ｑ６が導通した後にスイッチング素子Ｑ６に流れるパルス電流Ｉ１を示しており、この波形は振動回路のコンデンサＣ６と低圧側巻線Ｎ１の定数でほぼ決定される共振周波数の減衰振動波形となっている。同図（ｄ）はパルストランスＰＴの高圧側巻線Ｎ２に発生する電圧Ｖｎ２であり、低圧側巻線Ｎ１に発生した電圧が電磁誘導により高圧側巻線Ｎ２に昇圧されるので、高圧側巻線Ｎ２に発生する電圧Ｖｎ２としては減衰振動状の高圧パルスとなるのである。
【０００４】
次に、主安定器が前述の銅鉄型の安定器ではなく、電子バラストである場合の一従来例を図１６に示す。なお、同一の素子には同一の符号を付してある。これは交流電源１に接続された整流用のダイオードブリッジＤＢと、その整流出力を平滑する電解コンデンサＣ０とから成る直流電源部１０により直流電源を生成し、この直流電源を用いて放電灯２を点灯させようとするものである。この電子回路においては、直流電源とスイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１とコンデンサＣ２とスイッチング素子Ｑ４とにより一方のチョッパ回路が構成され、直流電源とスイッチング素子Ｑ３とコンデンサＣ２とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ２とにより他方のチョッパ回路が構成されており、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ３が高周波スイッチング動作を行うものである。また、ダイオードＤ１〜Ｄ４は回生用ダイオードである。ここで、スイッチング素子Ｑ４がＯＮで且つスイッチング素子Ｑ２がＯＦＦであると、スイッチング素子Ｑ１の高周波スイッチングによりコンデンサＣ２の両端には略直流電圧が発生し、逆にスイッチング素子Ｑ２がＯＮで且つスイッチング素子Ｑ４がＯＦＦであると、スイッチング素子Ｑ３の高周波スイッチングによりコンデンサＣ２の両端には前記の場合とは逆極性の略直流電圧が発生する。従って、スイッチング素子Ｑ２とＱ４とを一定の周波数で交互にＯＮ／ＯＦＦさせることにより、コンデンサＣ２の両端には、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦの周波数と同じ周波数の矩形波交流電圧が発生する。そして、この矩形波交流電圧を放電灯始動回路２２に供給しているので、放電灯２が安定に点灯されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べてきた放電灯始動回路２２の回路方式では、パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧はコンデンサＣ６に蓄積された電圧であり、かつスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧以下にしか設定できない。これは放電灯始動回路２２に印加される矩形波交流電圧以下であることを意味する。ところが放電灯２が始動するのに必要とされる高圧パルス電圧が非常に高い場合、上記回路方式では高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧には制限があるため、高圧側巻線Ｎ２の巻数を増やさなければならず、高圧パルストランスＰＴの大型化につながってしまう。また、低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧を上げるには放電灯始動回路２２の入力電圧、つまり矩形波交流電圧を高くしなければならず、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４及びダイオードＤ１〜Ｄ４として耐圧の高い素子を必要とし、これらの素子の大型化そしてコスト上昇につながってしまう。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、放電灯始動回路を大型化せず、回路内の部品のストレスを低減し、且つ放電灯を確実に始動できる放電灯点灯装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、少なくとも始動時に高圧パルスの印加を必要とする放電灯２と、高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの高圧側巻線Ｎ２とが閉回路内に存在し、直流電源１０と少なくとも１つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４とダイオードＤ１〜Ｄ４と第１のインダクタＬ１と第１のコンデンサＣ２を含み、放電灯２に矩形波交流電力を供給するインバータ回路部を具備し、始動時に高圧パルスを発生する放電灯始動回路２２を具備する放電灯点灯装置において、前記インバータ回路部は、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、第３及び第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路とが直流電源に並列接続され、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４にはダイオードＤ１〜Ｄ４が逆並列接続され、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と第３及び第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点の間に、第１のインダクタＬ１と第１のコンデンサＣ２の直列回路が接続されて、第１のコンデンサＣ２の両端がインバータ回路部の出力端となり、この出力端に放電灯２と高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの高圧側巻線の直列回路が接続され、前記放電灯始動回路２２は少なくとも１つの電圧応答型スイッチング素子Ｑ６と第２のインダクタＬ２と第２のコンデンサＣ６と高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの低圧側巻線Ｎ１とで構成される直列回路がインバータ回路部の出力端に接続され、前記電圧応答型スイッチング素子Ｑ６には抵抗Ｒ６が並列に接続されており、出力極性の反転時に第１及び第２のコンデンサＣ２，Ｃ６の充電電圧の和により、電圧応答型スイッチング素子Ｑ６をＯＮさせて放電灯２に高圧パルスを印加することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１に第１の実施例を示す。本実施例は放電灯始動回路２２においてコンデンサＣ６とＣ２の充電電圧の和でスイッチング素子Ｑ６をＯＮさせ、高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に従来のほぼ２倍の電圧を印加できるようにしたものである。
【０００９】
以下、この回路方式の動作について、図２の波形図を用いて説明する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、図のように対角方向に並ぶ素子Ｑ１とＱ４及びＱ２とＱ３がペアとなって低周波動作と共に高周波でスイッチングしている。これにより放電灯始動回路２２に入力される矩形波交流電圧は図中で示したようになる。ここで、コンデンサＣ２は放電灯始動回路２２の入力端に並列に接続されているので、コンデンサＣ２に印加される電圧Ｖｃ２は矩形波交流電圧と同じである。一方、コンデンサＣ６は高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１、抵抗Ｒ６、インダクタＬ２を介して充放電を繰返し、図中のＶｃ６のような波形となる。次に、スイッチング素子Ｑ６に印加される電圧は、コンデンサＣ６とＣ２の電圧の和となるが、矩形波の安定時にはコンデンサＣ６とＣ２の極性が逆であるため｜Ｖｃ２｜−｜Ｖｃ６｜となり、スイッチング素子Ｑ６のブレ−クオーバー電圧には達せず、スイッチング素子Ｑ６はＯＮしない。ところが、矩形波電圧の極性が反転すると、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２もほぼ同時に反転するため、このときスイッチング素子Ｑ６には図のような｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜の電圧Ｖｓが印加され、スイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達してスイッチング素子Ｑ６をＯＮさせる。これにより高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１にはパルス電流が流れ、高圧側巻線Ｎ２に図のように高圧パルス電圧を発生させることができる。以上述べたような回路方式では、矩形波電圧のほぼ２倍の電圧を高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加することが出来るので、前述の回路方式に比べて高圧パルストランスＰＴを小型化できる。
【００１０】
尚、本実施例においては、点灯部をフルブリッジ回路で構成したが、この点灯部を実施例２で述べるような降圧チョッパ回路部と極性反転回路部で構成してもよい。また同様に、実施例３で述べるようなハーフブリッジ回路で構成してもよい。
【００１１】
（実施例２）
図３に第２の実施例を示す。本実施例は実施例１のフルブリッジ回路を降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１に分けて構成したものである。図４に各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５の動作及びランプ電流波形を示す。以下、この回路の動作について簡単に説明する。
【００１２】
点灯部は降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１と放電灯始動回路２２とからなっている。降圧チョッパ回路部２０はスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ５とインダクタＬ１とコンデンサＣ１とからなり、スイッチング素子Ｑ５のＯＮ時には、コンデンサＣ０からインダクタＬ１を介してコンデンサＣ１に電流を流し、スイッチング素子Ｑ５のＯＦＦ時には、ダイオードＤ５を介してインダクタＬ１の蓄積エネルギーをコンデンサＣ１に放出するように構成している。スイッチング素子Ｑ５のパルス幅あるいはスイッチング周波数を制御することにより、コンデンサＣ１の電圧、つまり、ランプ電圧を制御することができる。
【００１３】
次に、極性反転回路部２１はスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４からなり、フルブリッジ回路を構成している。この極性反転回路部２１は各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が図４に示すような動作を行い、放電灯２に図示の矩形波交流電力を供給している。以上の構成により、本実施例においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。
【００１４】
（実施例３）
図５に第３の実施例を示す。本実施例は点灯部を図示したようなハーフブリッジ回路にて構成したものである。また、図６は図中のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ動作及びランプ電流波形を示したものである。以下、この回路について説明する。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ図６に示すような高周波スイッチングを繰り返す。つまり、図３の回路におけるスイッチング素子Ｑ５とＱ１〜Ｑ４を兼用したものである。また、スイッチング素子Ｑ１が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ２を介してコンデンサＣ４に帰還され、スイッチング素子Ｑ２が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ３に帰還される。つまり、ダイオードＤ１、Ｄ２は図３の回路におけるダイオードＤ５の機能を果たしているものである。
【００１５】
本実施例は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に例えばＦＥＴのようなダイオード内蔵型の素子を用いれば、ダイオードＤ１、Ｄ２はこのダイオードで兼用することができ、スイッチング素子とダイオードの使用個数は２個となり、コストダウン、小型化という面で有利である。
【００１６】
（実施例４）
図７に第４の実施例を示す。前述の実施例１には次のような問題が存在する。それは極性反転する際に対角方向に並ぶペアのスイッチング素子のうち、まず高電位側のスイッチング素子Ｑ１やＱ３が先にＯＦＦして、その後、その低電位側のスイッチング素子Ｑ２やＱ４がＯＮして、その後、反対側の低電位側のスイッチング素子Ｑ４やＱ２がＯＦＦして、その後、その高電位側のスイッチング素子Ｑ３やＱ１がＯＮするような動作をする場合に発生する。今、例えばスイッチング素子Ｑ１とＱ４がＯＮしていたとする。次に、極性反転のためにスイッチング素子Ｑ１がＯＦＦし、スイッチング素子Ｑ２がＯＮしたとすると、このとき、低電位側のスイッチング素子Ｑ２とＱ４が両方共ＯＮしているため、ブリッジ回路の低電位側に閉ループが形成される。この閉ループ内においてコンデンサＣ６、インダクタＬ２及びインダクタＬ２に含まれる浮遊容量、スイッチング素子Ｑ６の寄生容量、高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１、インダクタＬ１によるＬＣの共振振動により、スイッチング素子Ｑ６の両端に図８に示すようなリンギング電圧が印加されてしまう。通常、この回路方式においては、スイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧Ｖｂｏを、
｜Ｖｃ６｜＜Ｖｂｏ＜｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜
となるように設定し、矩形波電圧が極性反転したときにだけスイッチング素子Ｑ６がＯＮするようにしている。ところが、図８のようなリンギング電圧がスイッチング素子Ｑ６に印加されてしまうと、この時点でスイッチング素子Ｑ６がＯＮしてしまい、コンデンサＣ６の電荷が放電されてしまう。これでは高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧はＶｃ２だけであり、本来の｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜よりも低く、高圧パルス電圧のピーク値を減少させてしまう。
【００１７】
そこで、本実施例ではインダクタＬ２と並列にコンデンサＣ７を接続することにより、極性反転時に低電位側のスイッチング素子が同時にＯＮしてもスイッチング素子Ｑ６の両端に異常なリンギング電圧が印加されるのを防止し、所定の高圧パルス電圧を発生できるようにしたものである。これはリンギング電圧の共振周波数の一部にインダクタＬ２の浮遊容量が含まれていることに着目し、インダクタＬ２と並列にコンデンサＣ７を接続して共振周波数を低減したものである（図９参照）。
【００１８】
なお、本実施例では点灯部をフルブリッジ回路で説明したが、図１０のような降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１を組み合わせた構成でも同じ効果を得ることができる。
【００１９】
以上の実施例においては、放電灯点灯装置の一部についてのみ言及し、全体の詳細回路図については触れなかったが、例えばこれを実際の放電灯点灯装置に当てはめると、以下のようになる。
【００２０】
（実施例５）
図１１〜図１３に本発明を製品として具体化した点灯装置を一例として示す。図１１は電源入力部、図１２は力率改善部、図１３は点灯回路部であり、各図は点Ｊ１〜Ｊ８において接続されている。
【００２１】
図１１に示す電源入力部では、端子ＴＭ１，ＴＭ２に接続された交流電源１から、ヒューズＦＳ、サーマルプロテクタＴＰ、低抵抗Ｒ４、並びフィルタ回路を介して整流回路ＤＢの交流入力端子に接続されており、整流回路ＤＢの直流出力端子には、コンデンサＣ９が接続されている。このコンデンサＣ９は小容量のものであり、実際の平滑動作は後段の力率改善部の昇圧チョッパ回路により行われる。フィルタ回路は、サージ電圧吸収用のＺＮＲ（酸化亜鉛非線形抵抗）、コイルＬ５、Ｌ６、及びコンデンサＣｘ、Ｃｙ、Ｃ８、Ｃ８１、Ｃ８２を含み、コンデンサＣ８１，Ｃ８２の直列回路の中点はコンデンサＣ８３を介して端子ＴＭ５に接続され、端子ＴＭ５は大地（アース）に接続されている。
【００２２】
図１２に示す力率改善部は、インダクタＬ７とスイッチング素子Ｑ７及びダイオードＤ７を含む昇圧チョッパ回路よりなり、点Ｊ１から整流回路ＤＢの全波整流出力を受けて、点Ｊ２に接続された電解コンデンサＣ０（図１３）に昇圧された平滑な直流電圧を得るものである。昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ７は昇圧チョッパ制御回路４のドライブ出力から抵抗Ｒ７１，Ｒ７２を介して駆動され、その電流は抵抗Ｒ７３により検出される。また、インダクタＬ７に流れる電流は、２次巻線に接続された抵抗Ｒ７４を介して検出される。さらに、点Ｊ２に生じる出力電圧は抵抗Ｒ８，Ｒ９を介して検出され、点Ｊ１の入力電圧は抵抗Ｒ９１，Ｒ９２を介して検出される。昇圧チョッパ制御回路４の動作電源Ｖｃｃ１は、電源投入時には抵抗Ｒ９３，Ｒ９４を介して点Ｊ１から供給されるが、スイッチング素子Ｑ７のスイッチング動作が開始すると、インダクタＬ７の２次巻線出力をダイオードＤ７１，Ｄ７２で整流し、抵抗Ｒ７を介してコンデンサＣ７１に得られた直流電圧がダイオードＤ７３を介して供給される。このコンデンサＣ７１に得られる直流電圧は、三端子型の電圧レギュレータＩＣ１により定電圧化されて、点灯回路部制御回路５の動作電源Ｖｃｃとなる。点灯回路部制御回路５は、図１３に示す点灯回路部より点Ｊ３〜Ｊ５を介してゼロ電流検出、過電流検出、ランプ電圧検出を行うと共に、点Ｊ６〜Ｊ８を介して矩形波ドライブ及び降圧チョッパドライブ信号を出力している。
【００２３】
図１３に示す点灯回路部は、降圧チョッパ回路部２０を備え、電解コンデンサＣ０に得られた点Ｊ２の直流電圧をスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ５及びインダクタＬ１の作用により、任意の直流電圧に降圧して、コンデンサＣ１にランプ電圧を得ている。コンデンサＣ１に得られたランプ電圧は、抵抗Ｒ２，Ｒ３及び点Ｊ５を介して検出されている。また、インダクタＬ１に流れる電流は、抵抗Ｒ５、点Ｊ３を介して検出されており、降圧チョッパ回路部２０に流れる電流は、抵抗Ｒ５３、点Ｊ４を介して検出されている。降圧チョッパ回路部２０のスイッチング素子Ｑ５は、点Ｊ８に供給されるドライブ信号により、トランスＴ５と抵抗Ｒ５１，Ｒ５２を介して駆動されている。
【００２４】
次に、極性反転回路部は、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成されたフルブリッジ回路であり、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は汎用のドライバ回路ＩＣ２，ＩＣ３により、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２；Ｒ２１，Ｒ２２；Ｒ３１，Ｒ３２；Ｒ４１，Ｒ４２を介して駆動される。矩形波ドライブのための信号は、点Ｊ６，Ｊ７を介して供給されている。また、各ドライバ回路ＩＣ２，ＩＣ３の動作電源としては、上述の定電圧Ｖｃｃが供給されている。さらに、高電位側のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動するためのコンデンサＣ１１，Ｃ１２；Ｃ３１，Ｃ３２は、抵抗Ｒ１３とダイオードＤ１１，Ｄ３１を介して定電圧Ｖｃｃから充電される。フルブリッジ回路の出力には、イグナイタ回路２２のパルストランスＰＴを介して放電灯２が接続されている。放電灯２は、例えば、ＡＮＳＩ規格のＭ９８（７０Ｗ）又はＭ１３０（３５Ｗ）であり、その発光管はセラミック発光管である。ＴＭ３，ＴＭ４は放電灯２を接続するための端子である。なお、コンデンサＣ２は図示していないが、パルストランスＰＴの両端間に存在する容量あるいはランプ電圧を規定するコンデンサＣ１がパルス印加のための閉回路を構成する。もちろん、個別部品としてコンデンサＣ２を接続しても良いことは言うまでも無い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも始動時に高圧パルスを必要とする放電灯と高圧パルス発生用の変圧器の高圧側巻線とが閉回路内に存在する放電灯始動回路を含む放電灯点灯装置において、放電灯の始動に必要な高圧パルスのピーク値を維持でき、且つ放電灯始動回路内の各電子部品のストレスを低減した、簡単で小型な放電灯点灯装置を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例の回路図である。
【図２】 本発明の第１実施例の動作波形図である。
【図３】 本発明の第２実施例の回路図である。
【図４】 本発明の第２実施例の動作波形図である。
【図５】 本発明の第３実施例の回路図である。
【図６】 本発明の第３実施例の動作波形図である。
【図７】 本発明の第４実施例の回路図である。
【図８】 本発明の第４実施例が解決しようとする課題を説明するための動作波形図である。
【図９】 本発明の第４実施例の動作波形図である。
【図１０】 本発明の第４実施例の一変形例を示す回路図である。
【図１１】 本発明を製品として具体化した点灯装置の電源入力部の回路図である。
【図１２】 本発明を製品として具体化した点灯装置の力率改善部の回路図である。
【図１３】 本発明を製品として具体化した点灯装置の点灯回路部の回路図である。
【図１４】 第１の従来例の回路図である。
【図１５】 第１の従来例の動作波形図である。
【図１６】 第２の従来例の回路図である。
【符号の説明】
２ 高圧放電灯
２２ 放電灯始動回路
Ｃ２ コンデンサ
Ｃ６ コンデンサ
Ｒ６ 抵抗
Ｑ６ スイッチング素子
Ｌ２ インダクタ
ＰＴ パルストランス
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ、水銀ランプ等の始動時に高圧パルスを印加する必要のある高輝度高圧放電灯（ＨＩＤランプ）を点灯するための放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４にＨＩＤランプ等を点灯させる放電灯点灯装置の一従来例を示す。図中、１は交流電源、Ｌ０はインダクタ、２は始動時に高圧パルスの印加を必要とする放電灯であり、交流電源１とインダクタＬ０と放電灯２とにより主点灯回路が構成されている。この放電灯点灯装置は、放電灯２を点灯させるための放電灯始動回路２２を有しており、Ｒ６は抵抗、Ｃ６はコンデンサであり、交流電源１から抵抗Ｒ６を介してコンデンサＣ６に電荷が供給される。Ｑ６は電圧応答性の例えばサイダックのようなスイッチング素子であり、コンデンサＣ６の充電電圧がスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達すると導通するようになっている。ＰＴは低圧側巻線Ｎ１と高圧側巻線Ｎ２を有するパルストランスであり、コンデンサＣ６とスイッチング素子Ｑ６と低圧側巻線Ｎ１とにより振動回路が構成されており、コンデンサＣ６に充電された電荷がスイッチング素子Ｑ６の導通によりパルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１を介してパルス状の電流として放出されるようになっている。つまり、抵抗Ｒ６を介して交流電源１からコンデンサＣ６に充電された電圧がスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達すると、スイッチング素子Ｑ６がブレークオーバーして導通し、コンデンサＣ６に充電されていた電荷は、パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１を介してパルス状の電流として放出され、このパルス状の電流により低圧側巻線Ｎ１に発生した電圧は高圧側巻線Ｎ２に昇圧され、高圧パルスが発生し、この高圧パルスがコンデンサＣ２を介して交流電源１の電圧に重畳されて放電灯２に印加され、その結果、放電灯２は始動し、点灯状態に入る。放電灯２は点灯状態に入ると、電圧が低下し、主点灯回路により点灯状態を保持される。
【０００３】
図１４の電気回路における主要波形を図１５に示す。同図（ａ）は交流電源１の電圧波形であって正弦波形を示している。同図（ｂ）はコンデンサＣ６の両端電圧Ｖｃ６であって交流電源１のゼロ点から時間ｔ１後にスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達してスイッチング素子Ｑ６が導通することを表している。同図（ｃ）はスイッチング素子Ｑ６が導通した後にスイッチング素子Ｑ６に流れるパルス電流Ｉ１を示しており、この波形は振動回路のコンデンサＣ６と低圧側巻線Ｎ１の定数でほぼ決定される共振周波数の減衰振動波形となっている。同図（ｄ）はパルストランスＰＴの高圧側巻線Ｎ２に発生する電圧Ｖｎ２であり、低圧側巻線Ｎ１に発生した電圧が電磁誘導により高圧側巻線Ｎ２に昇圧されるので、高圧側巻線Ｎ２に発生する電圧Ｖｎ２としては減衰振動状の高圧パルスとなるのである。
【０００４】
次に、主安定器が前述の銅鉄型の安定器ではなく、電子バラストである場合の一従来例を図１６に示す。なお、同一の素子には同一の符号を付してある。これは交流電源１に接続された整流用のダイオードブリッジＤＢと、その整流出力を平滑する電解コンデンサＣ０とから成る直流電源部１０により直流電源を生成し、この直流電源を用いて放電灯２を点灯させようとするものである。この電子回路においては、直流電源とスイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１とコンデンサＣ２とスイッチング素子Ｑ４とにより一方のチョッパ回路が構成され、直流電源とスイッチング素子Ｑ３とコンデンサＣ２とインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ２とにより他方のチョッパ回路が構成されており、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ３が高周波スイッチング動作を行うものである。また、ダイオードＤ１〜Ｄ４は回生用ダイオードである。ここで、スイッチング素子Ｑ４がＯＮで且つスイッチング素子Ｑ２がＯＦＦであると、スイッチング素子Ｑ１の高周波スイッチングによりコンデンサＣ２の両端には略直流電圧が発生し、逆にスイッチング素子Ｑ２がＯＮで且つスイッチング素子Ｑ４がＯＦＦであると、スイッチング素子Ｑ３の高周波スイッチングによりコンデンサＣ２の両端には前記の場合とは逆極性の略直流電圧が発生する。従って、スイッチング素子Ｑ２とＱ４とを一定の周波数で交互にＯＮ／ＯＦＦさせることにより、コンデンサＣ２の両端には、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦの周波数と同じ周波数の矩形波交流電圧が発生する。そして、この矩形波交流電圧を放電灯始動回路２２に供給しているので、放電灯２が安定に点灯されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べてきた放電灯始動回路２２の回路方式では、パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧はコンデンサＣ６に蓄積された電圧であり、かつスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧以下にしか設定できない。これは放電灯始動回路２２に印加される矩形波交流電圧以下であることを意味する。ところが放電灯２が始動するのに必要とされる高圧パルス電圧が非常に高い場合、上記回路方式では高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧には制限があるため、高圧側巻線Ｎ２の巻数を増やさなければならず、高圧パルストランスＰＴの大型化につながってしまう。また、低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧を上げるには放電灯始動回路２２の入力電圧、つまり矩形波交流電圧を高くしなければならず、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４及びダイオードＤ１〜Ｄ４として耐圧の高い素子を必要とし、これらの素子の大型化そしてコスト上昇につながってしまう。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、放電灯始動回路を大型化せず、回路内の部品のストレスを低減し、且つ放電灯を確実に始動できる放電灯点灯装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、少なくとも始動時に高圧パルスの印加を必要とする放電灯２と、高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの高圧側巻線Ｎ２とが閉回路内に存在し、直流電源１０と少なくとも１つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４とダイオードＤ１〜Ｄ４と第１のインダクタＬ１と第１のコンデンサＣ２を含み、放電灯２に矩形波交流電力を供給するインバータ回路部を具備し、始動時に高圧パルスを発生する放電灯始動回路２２を具備する放電灯点灯装置において、前記インバータ回路部は、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、第３及び第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路とが直流電源に並列接続され、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４にはダイオードＤ１〜Ｄ４が逆並列接続され、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と第３及び第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点の間に、第１のインダクタＬ１と第１のコンデンサＣ２の直列回路が接続されて、第１のコンデンサＣ２の両端がインバータ回路部の出力端となり、この出力端に放電灯２と高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの高圧側巻線の直列回路が接続され、前記放電灯始動回路２２は少なくとも１つの電圧応答型スイッチング素子Ｑ６と第２のインダクタＬ２と第２のコンデンサＣ６と高圧パルス発生用の変圧器ＰＴの低圧側巻線Ｎ１とで構成される直列回路がインバータ回路部の出力端に接続され、前記電圧応答型スイッチング素子Ｑ６には抵抗Ｒ６が並列に接続されており、出力極性の反転時に第１及び第２のコンデンサＣ２，Ｃ６の充電電圧の和により、電圧応答型スイッチング素子Ｑ６をＯＮさせて放電灯２に高圧パルスを印加することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１に第１の実施例を示す。本実施例は放電灯始動回路２２においてコンデンサＣ６とＣ２の充電電圧の和でスイッチング素子Ｑ６をＯＮさせ、高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に従来のほぼ２倍の電圧を印加できるようにしたものである。
【０００９】
以下、この回路方式の動作について、図２の波形図を用いて説明する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、図のように対角方向に並ぶ素子Ｑ１とＱ４及びＱ２とＱ３がペアとなって低周波動作と共に高周波でスイッチングしている。これにより放電灯始動回路２２に入力される矩形波交流電圧は図中で示したようになる。ここで、コンデンサＣ２は放電灯始動回路２２の入力端に並列に接続されているので、コンデンサＣ２に印加される電圧Ｖｃ２は矩形波交流電圧と同じである。一方、コンデンサＣ６は高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１、抵抗Ｒ６、インダクタＬ２を介して充放電を繰返し、図中のＶｃ６のような波形となる。次に、スイッチング素子Ｑ６に印加される電圧は、コンデンサＣ６とＣ２の電圧の和となるが、矩形波の安定時にはコンデンサＣ６とＣ２の極性が逆であるため｜Ｖｃ２｜−｜Ｖｃ６｜となり、スイッチング素子Ｑ６のブレ−クオーバー電圧には達せず、スイッチング素子Ｑ６はＯＮしない。ところが、矩形波電圧の極性が反転すると、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２もほぼ同時に反転するため、このときスイッチング素子Ｑ６には図のような｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜の電圧Ｖｓが印加され、スイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧に達してスイッチング素子Ｑ６をＯＮさせる。これにより高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１にはパルス電流が流れ、高圧側巻線Ｎ２に図のように高圧パルス電圧を発生させることができる。以上述べたような回路方式では、矩形波電圧のほぼ２倍の電圧を高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加することが出来るので、前述の回路方式に比べて高圧パルストランスＰＴを小型化できる。
【００１０】
尚、本実施例においては、点灯部をフルブリッジ回路で構成したが、この点灯部を実施例２で述べるような降圧チョッパ回路部と極性反転回路部で構成してもよい。また同様に、実施例３で述べるようなハーフブリッジ回路で構成してもよい。
【００１１】
（実施例２）
図３に第２の実施例を示す。本実施例は実施例１のフルブリッジ回路を降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１に分けて構成したものである。図４に各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５の動作及びランプ電流波形を示す。以下、この回路の動作について簡単に説明する。
【００１２】
点灯部は降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１と放電灯始動回路２２とからなっている。降圧チョッパ回路部２０はスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ５とインダクタＬ１とコンデンサＣ１とからなり、スイッチング素子Ｑ５のＯＮ時には、コンデンサＣ０からインダクタＬ１を介してコンデンサＣ１に電流を流し、スイッチング素子Ｑ５のＯＦＦ時には、ダイオードＤ５を介してインダクタＬ１の蓄積エネルギーをコンデンサＣ１に放出するように構成している。スイッチング素子Ｑ５のパルス幅あるいはスイッチング周波数を制御することにより、コンデンサＣ１の電圧、つまり、ランプ電圧を制御することができる。
【００１３】
次に、極性反転回路部２１はスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４からなり、フルブリッジ回路を構成している。この極性反転回路部２１は各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が図４に示すような動作を行い、放電灯２に図示の矩形波交流電力を供給している。以上の構成により、本実施例においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。
【００１４】
（実施例３）
図５に第３の実施例を示す。本実施例は点灯部を図示したようなハーフブリッジ回路にて構成したものである。また、図６は図中のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ動作及びランプ電流波形を示したものである。以下、この回路について説明する。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ図６に示すような高周波スイッチングを繰り返す。つまり、図３の回路におけるスイッチング素子Ｑ５とＱ１〜Ｑ４を兼用したものである。また、スイッチング素子Ｑ１が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ２を介してコンデンサＣ４に帰還され、スイッチング素子Ｑ２が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ３に帰還される。つまり、ダイオードＤ１、Ｄ２は図３の回路におけるダイオードＤ５の機能を果たしているものである。
【００１５】
本実施例は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に例えばＦＥＴのようなダイオード内蔵型の素子を用いれば、ダイオードＤ１、Ｄ２はこのダイオードで兼用することができ、スイッチング素子とダイオードの使用個数は２個となり、コストダウン、小型化という面で有利である。
【００１６】
（実施例４）
図７に第４の実施例を示す。前述の実施例１には次のような問題が存在する。それは極性反転する際に対角方向に並ぶペアのスイッチング素子のうち、まず高電位側のスイッチング素子Ｑ１やＱ３が先にＯＦＦして、その後、その低電位側のスイッチング素子Ｑ２やＱ４がＯＮして、その後、反対側の低電位側のスイッチング素子Ｑ４やＱ２がＯＦＦして、その後、その高電位側のスイッチング素子Ｑ３やＱ１がＯＮするような動作をする場合に発生する。今、例えばスイッチング素子Ｑ１とＱ４がＯＮしていたとする。次に、極性反転のためにスイッチング素子Ｑ１がＯＦＦし、スイッチング素子Ｑ２がＯＮしたとすると、このとき、低電位側のスイッチング素子Ｑ２とＱ４が両方共ＯＮしているため、ブリッジ回路の低電位側に閉ループが形成される。この閉ループ内においてコンデンサＣ６、インダクタＬ２及びインダクタＬ２に含まれる浮遊容量、スイッチング素子Ｑ６の寄生容量、高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１、インダクタＬ１によるＬＣの共振振動により、スイッチング素子Ｑ６の両端に図８に示すようなリンギング電圧が印加されてしまう。通常、この回路方式においては、スイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧Ｖｂｏを、
｜Ｖｃ６｜＜Ｖｂｏ＜｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜
となるように設定し、矩形波電圧が極性反転したときにだけスイッチング素子Ｑ６がＯＮするようにしている。ところが、図８のようなリンギング電圧がスイッチング素子Ｑ６に印加されてしまうと、この時点でスイッチング素子Ｑ６がＯＮしてしまい、コンデンサＣ６の電荷が放電されてしまう。これでは高圧パルストランスＰＴの低圧側巻線Ｎ１に印加される電圧はＶｃ２だけであり、本来の｜Ｖｃ２｜＋｜Ｖｃ６｜よりも低く、高圧パルス電圧のピーク値を減少させてしまう。
【００１７】
そこで、本実施例ではインダクタＬ２と並列にコンデンサＣ７を接続することにより、極性反転時に低電位側のスイッチング素子が同時にＯＮしてもスイッチング素子Ｑ６の両端に異常なリンギング電圧が印加されるのを防止し、所定の高圧パルス電圧を発生できるようにしたものである。これはリンギング電圧の共振周波数の一部にインダクタＬ２の浮遊容量が含まれていることに着目し、インダクタＬ２と並列にコンデンサＣ７を接続して共振周波数を低減したものである（図９参照）。
【００１８】
なお、本実施例では点灯部をフルブリッジ回路で説明したが、図１０のような降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１を組み合わせた構成でも同じ効果を得ることができる。
【００１９】
以上の実施例においては、放電灯点灯装置の一部についてのみ言及し、全体の詳細回路図については触れなかったが、例えばこれを実際の放電灯点灯装置に当てはめると、以下のようになる。
【００２０】
（実施例５）
図１１〜図１３に本発明を製品として具体化した点灯装置を一例として示す。図１１は電源入力部、図１２は力率改善部、図１３は点灯回路部であり、各図は点Ｊ１〜Ｊ８において接続されている。
【００２１】
図１１に示す電源入力部では、端子ＴＭ１，ＴＭ２に接続された交流電源１から、ヒューズＦＳ、サーマルプロテクタＴＰ、低抵抗Ｒ４、並びフィルタ回路を介して整流回路ＤＢの交流入力端子に接続されており、整流回路ＤＢの直流出力端子には、コンデンサＣ９が接続されている。このコンデンサＣ９は小容量のものであり、実際の平滑動作は後段の力率改善部の昇圧チョッパ回路により行われる。フィルタ回路は、サージ電圧吸収用のＺＮＲ（酸化亜鉛非線形抵抗）、コイルＬ５、Ｌ６、及びコンデンサＣｘ、Ｃｙ、Ｃ８、Ｃ８１、Ｃ８２を含み、コンデンサＣ８１，Ｃ８２の直列回路の中点はコンデンサＣ８３を介して端子ＴＭ５に接続され、端子ＴＭ５は大地（アース）に接続されている。
【００２２】
図１２に示す力率改善部は、インダクタＬ７とスイッチング素子Ｑ７及びダイオードＤ７を含む昇圧チョッパ回路よりなり、点Ｊ１から整流回路ＤＢの全波整流出力を受けて、点Ｊ２に接続された電解コンデンサＣ０（図１３）に昇圧された平滑な直流電圧を得るものである。昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ７は昇圧チョッパ制御回路４のドライブ出力から抵抗Ｒ７１，Ｒ７２を介して駆動され、その電流は抵抗Ｒ７３により検出される。また、インダクタＬ７に流れる電流は、２次巻線に接続された抵抗Ｒ７４を介して検出される。さらに、点Ｊ２に生じる出力電圧は抵抗Ｒ８，Ｒ９を介して検出され、点Ｊ１の入力電圧は抵抗Ｒ９１，Ｒ９２を介して検出される。昇圧チョッパ制御回路４の動作電源Ｖｃｃ１は、電源投入時には抵抗Ｒ９３，Ｒ９４を介して点Ｊ１から供給されるが、スイッチング素子Ｑ７のスイッチング動作が開始すると、インダクタＬ７の２次巻線出力をダイオードＤ７１，Ｄ７２で整流し、抵抗Ｒ７を介してコンデンサＣ７１に得られた直流電圧がダイオードＤ７３を介して供給される。このコンデンサＣ７１に得られる直流電圧は、三端子型の電圧レギュレータＩＣ１により定電圧化されて、点灯回路部制御回路５の動作電源Ｖｃｃとなる。点灯回路部制御回路５は、図１３に示す点灯回路部より点Ｊ３〜Ｊ５を介してゼロ電流検出、過電流検出、ランプ電圧検出を行うと共に、点Ｊ６〜Ｊ８を介して矩形波ドライブ及び降圧チョッパドライブ信号を出力している。
【００２３】
図１３に示す点灯回路部は、降圧チョッパ回路部２０を備え、電解コンデンサＣ０に得られた点Ｊ２の直流電圧をスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ５及びインダクタＬ１の作用により、任意の直流電圧に降圧して、コンデンサＣ１にランプ電圧を得ている。コンデンサＣ１に得られたランプ電圧は、抵抗Ｒ２，Ｒ３及び点Ｊ５を介して検出されている。また、インダクタＬ１に流れる電流は、抵抗Ｒ５、点Ｊ３を介して検出されており、降圧チョッパ回路部２０に流れる電流は、抵抗Ｒ５３、点Ｊ４を介して検出されている。降圧チョッパ回路部２０のスイッチング素子Ｑ５は、点Ｊ８に供給されるドライブ信号により、トランスＴ５と抵抗Ｒ５１，Ｒ５２を介して駆動されている。
【００２４】
次に、極性反転回路部は、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成されたフルブリッジ回路であり、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は汎用のドライバ回路ＩＣ２，ＩＣ３により、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２；Ｒ２１，Ｒ２２；Ｒ３１，Ｒ３２；Ｒ４１，Ｒ４２を介して駆動される。矩形波ドライブのための信号は、点Ｊ６，Ｊ７を介して供給されている。また、各ドライバ回路ＩＣ２，ＩＣ３の動作電源としては、上述の定電圧Ｖｃｃが供給されている。さらに、高電位側のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動するためのコンデンサＣ１１，Ｃ１２；Ｃ３１，Ｃ３２は、抵抗Ｒ１３とダイオードＤ１１，Ｄ３１を介して定電圧Ｖｃｃから充電される。フルブリッジ回路の出力には、イグナイタ回路２２のパルストランスＰＴを介して放電灯２が接続されている。放電灯２は、例えば、ＡＮＳＩ規格のＭ９８（７０Ｗ）又はＭ１３０（３５Ｗ）であり、その発光管はセラミック発光管である。ＴＭ３，ＴＭ４は放電灯２を接続するための端子である。なお、コンデンサＣ２は図示していないが、パルストランスＰＴの両端間に存在する容量あるいはランプ電圧を規定するコンデンサＣ１がパルス印加のための閉回路を構成する。もちろん、個別部品としてコンデンサＣ２を接続しても良いことは言うまでも無い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも始動時に高圧パルスを必要とする放電灯と高圧パルス発生用の変圧器の高圧側巻線とが閉回路内に存在する放電灯始動回路を含む放電灯点灯装置において、放電灯の始動に必要な高圧パルスのピーク値を維持でき、且つ放電灯始動回路内の各電子部品のストレスを低減した、簡単で小型な放電灯点灯装置を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例の回路図である。
【図２】 本発明の第１実施例の動作波形図である。
【図３】 本発明の第２実施例の回路図である。
【図４】 本発明の第２実施例の動作波形図である。
【図５】 本発明の第３実施例の回路図である。
【図６】 本発明の第３実施例の動作波形図である。
【図７】 本発明の第４実施例の回路図である。
【図８】 本発明の第４実施例が解決しようとする課題を説明するための動作波形図である。
【図９】 本発明の第４実施例の動作波形図である。
【図１０】 本発明の第４実施例の一変形例を示す回路図である。
【図１１】 本発明を製品として具体化した点灯装置の電源入力部の回路図である。
【図１２】 本発明を製品として具体化した点灯装置の力率改善部の回路図である。
【図１３】 本発明を製品として具体化した点灯装置の点灯回路部の回路図である。
【図１４】 第１の従来例の回路図である。
【図１５】 第１の従来例の動作波形図である。
【図１６】 第２の従来例の回路図である。
【符号の説明】
２ 高圧放電灯
２２ 放電灯始動回路
Ｃ２ コンデンサ
Ｃ６ コンデンサ
Ｒ６ 抵抗
Ｑ６ スイッチング素子
Ｌ２ インダクタ
ＰＴ パルストランス
Claims (8)
- 少なくとも始動時に高圧パルスの印加を必要とする放電灯と、高圧パルス発生用の変圧器の高圧側巻線とが閉回路内に存在し、直流電源と少なくとも１つのスイッチング素子とダイオードと第１のインダクタと第１のコンデンサを含み、放電灯に矩形波交流電力を供給するインバータ回路部を具備し、始動時に高圧パルスを発生する放電灯始動回路を具備する放電灯点灯装置において、前記インバータ回路部は、第１及び第２のスイッチング素子の直列回路と、第３及び第４のスイッチング素子の直列回路とが直流電源に並列接続され、各スイッチング素子にはダイオードが逆並列接続され、第１及び第２のスイッチング素子の接続点と第３及び第４のスイッチング素子の接続点の間に、第１のインダクタと第１のコンデンサの直列回路が接続されて、第１のコンデンサの両端がインバータ回路部の出力端となり、この出力端に放電灯と高圧パルス発生用の変圧器の高圧側巻線の直列回路が接続され、前記放電灯始動回路は少なくとも１つの電圧応答型スイッチング素子と第２のインダクタと第２のコンデンサと高圧パルス発生用の変圧器の低圧側巻線とで構成される直列回路がインバータ回路部の出力端に接続され、前記電圧応答型スイッチング素子には抵抗が並列に接続されており、出力極性の反転時に第１及び第２のコンデンサの充電電圧の和により、電圧応答型スイッチング素子をＯＮさせて放電灯に高圧パルスを印加することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 請求項１において、第３及び第４のスイッチング素子をそれぞれ第３及び第４のコンデンサに置き換えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 少なくとも始動時に高圧パルスの印加を必要とする放電灯と、高圧パルス発生用の変圧器の高圧側巻線とが閉回路内に存在し、直流電源と少なくとも１つのスイッチング素子とダイオードと第１のインダクタと第１のコンデンサを含み、放電灯に矩形波交流電力を供給するインバータ回路部を具備し、始動時に高圧パルスを発生する放電灯始動回路を具備する放電灯点灯装置において、前記インバータ回路部は、第１のスイッチング素子と第１のインダクタと第１のコンデンサの直列回路を直流電源に接続され、第１のインダクタと第１のコンデンサの直列回路に回生用のダイオードが接続され、第１のスイッチング素子のスイッチングにより直流電源の電圧を放電灯が必要とする電圧に変換して第１のコンデンサに充電する降圧チョッパ回路部と、４つのスイッチング素子から成り第１のコンデンサの電圧を極性反転させて矩形波交流電圧を出力する極性反転回路部とを含んで構成され、極性反転回路部の出力端がインバータ回路部の出力端となり、この出力端に放電灯と高圧パルス発生用の変圧器の高圧側巻線の直列回路が接続され、前記放電灯始動回路は少なくとも１つの電圧応答型スイッチング素子と第２のインダクタと第２のコンデンサと高圧パルス発生用の変圧器の低圧側巻線とで構成される直列回路がインバータ回路部の出力端に接続され、前記電圧応答型スイッチング素子には抵抗が並列に接続されており、出力極性の反転時に第１及び第２のコンデンサの充電電圧の和により、電圧応答型スイッチング素子をＯＮさせて放電灯に高圧パルスを印加することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 請求項３に記載の放電灯点灯装置であって、極性反転時に極性反転回路部の低電位側の２つのスイッチング素子が同時にＯＮするものにおいて、放電灯始動回路内の第２のインダクタと並列に第３のコンデンサを接続したことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 放電灯は高圧放電灯であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯はメタルハライドランプであることを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯はＡＮＳＩ規格のＭ９８（７０Ｗ）又はＭ１３０（３５Ｗ）であることを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯の発光管はセラミック発光管であることを特徴とする請求項７記載の放電灯点灯装置。
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