JP4348984B2 - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるハーフブリッジ回路構成の高圧放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（第１従来技術）
図４９は従来の高圧放電灯点灯装置の構成図、図５０，図５１は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０００３】
図４９に示す従来の高圧放電灯点灯装置は、直流電源１Ａと、直列のトランジスタ（図ではＭＯＳ型ＦＥＴ）Ｑ１，Ｑ２と、同容量で直列の（電解）コンデンサＣ１，Ｃ２とを互いに並列に接続して備えるとともに、トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間に直列に接続されるインダクタＬ１および高圧放電灯（高輝度放電灯）ＤＬと、この高圧放電灯ＤＬと並列に接続されるコンデンサＣ３と、このコンデンサＣ３と並列になるようにインダクタＬ１および高圧放電灯ＤＬ間に直列に介設されるイグナイタ２と、電圧検出回路部４と、電流検出回路部９と、制御回路部３とを備えている。
【０００４】
直流電源１Ａは、商用交流電源Ｖｓの交流電圧を直流電圧に全波整流するダイオードブリッジＤＢと、インダクタＬ１１，トランジスタＱ１１およびダイオードＤ１１によりなる昇圧チョッパ１１と、この出力を検出し、その出力が所定の電圧値になるようにトランジスタＱ１１のオン／オフ制御を行う制御回路部１２とにより構成されている。
【０００５】
イグナイタ２は、パルストランスＰＴなどにより構成され、放電灯非点灯時に高圧パルス電圧を高圧放電灯ＤＬに印加するものである。
【０００６】
電圧検出回路部４は、高圧放電灯ＤＬの電圧（ランプ電圧）を検出するものであり、電流検出回路部９は、抵抗Ｒ１から高圧放電灯ＤＬの電流（ランプ電流）を検出するものである。
【０００７】
制御回路部３は、図５０，図５１に示すように、トランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御することにより、電圧が低周波の矩形波となる低周波矩形波電力を高圧放電灯ＤＬに供給するものであり、電圧検出回路部４および電流検出回路部９の検出結果から高圧放電灯ＤＬに必要な電力を演算する電力検出回路３３０と、この演算結果に応じてトランジスタＱ１，Ｑ２を駆動する駆動回路３３とにより構成されている。
【０００８】
高圧放電灯ＤＬの非点灯時、図５０に示すように、トランジスタＱ１，Ｑ２が低周波で交互にオフされるとともに、期間Ｔ１のようにトランジスタＱ２のオフ時にトランジスタＱ１が高周波でオン／オフされ、期間Ｔ２のようにトランジスタＱ１のオフ時にトランジスタＱ２が高周波でオン／オフされる。これにより低周波で矩形波の電圧ＶＤＬが発生するが、それにイグナイタ２の数ｋＶの高圧パルス電圧Ｖｐが重畳して高圧放電灯ＤＬに印加する。
【０００９】
この後、高圧放電灯ＤＬが点灯して始動すると、図５１に示すように、上記と同様のスイッチング制御により、適正な矩形波交流電力が高圧放電灯ＤＬに供給される。ここで、上記高周波は数十ｋＨｚ程度であり、低周波は、期間Ｔ１，Ｔ２を合算した周期の周波数（通常数十から数百Ｈｚ）となる。
【００１０】
（第２従来技術）
図５２は別の従来の高圧放電灯点灯装置の構成図、図５３，図５４は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である（特許文献１）。
【００１１】
図５２に示す高圧放電灯点灯装置は、直流電源１と、直列のトランジスタ（図ではバイポーラトランジスタ）Ｔｒ１，Ｔｒ２と、同容量で直列のコンデンサＣ１，Ｃ２とを互いに並列に接続して備えるとともに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間に直列に接続されるインダクタＬ１および高圧放電灯ＤＬと、この高圧放電灯ＤＬと並列に接続されるコンデンサＣ３と、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２とそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを備え、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の各制御電極に、それぞれ図５３に示すような制御信号が供給されるようになっている。各コンデンサＣ１，Ｃ２には、直流電源１の約半分の電圧が充電される。
【００１２】
期間Ｔ１，Ｔ３では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は交互にオン／オフ動作を行う。これにより、図５４に示すような高周波電圧ＶＤＬが高圧放電灯ＤＬに印加する。動作期間Ｔ２では、トランジスタＴｒ２がオフのままトランジスタＴｒ１が高周波でオン・オフすることにより、正の直流電圧ＶＤＬが高圧放電灯ＤＬに印加する。動作期間Ｔ４では、トランジスタＴｒ１がオフのままトランジスタＴｒ２が高周波でオン／オフすることにより、負の直流電圧ＶＤＬが高圧放電灯ＤＬに印加する。
【００１３】
ここで、高周波動作期間におけるトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のスイッチング周波数を無負荷状態時の共振周波数の近傍に設定することで、インダクタＬ１とコンデンサＣ３により始動用の高電圧を発生させることができる。
【００１４】
なお、上記のほか、特許文献２には、矩形波電圧の一方の極性時には第１，第２コンデンサの一方の電力を負荷回路に供給し、矩形波電圧の他方の極性時には第１，第２コンデンサの他方の電力を負荷回路に供給する矩形波電圧印加手段と、第１，第２コンデンサの各電圧が所定値になるように補正する補正手段とを備える放電灯点灯装置が記載されている。
【００１５】
【特許文献１】
特許第２９４８６００号公報
【特許文献２】
特開２００２−４３０７６号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１従来技術では、図５０に示したように、非点灯時に高圧放電灯ＤＬに印加することができる電圧は、直流電源１Ａの出力電圧Ｅの半分となる。
【００１７】
高圧放電灯の場合、始動後においてグロー放電からアーク放電にスムーズに移行させるためには、非点灯時において約２５０Ｖから４５０Ｖの無負荷電圧（非点灯時に高圧放電灯ＤＬの両端に印加する電圧）が必要であるとされている。
【００１８】
このため、第１従来技術のように、非点灯時に直流電源１Ａの出力電圧Ｅの半分しか高圧放電灯ＤＬに印加することができなければ、上記無負荷電圧の倍の電圧を直流電源１Ａから出力しなければならないことになり、部品ストレスの増大や部品形状の大型化を招く。
【００１９】
これに対し、第２従来技術では、直流電源１Ａの出力電圧Ｅの半分しか高圧放電灯ＤＬに印加することができなくても、ＬＣ共振を利用することにより十分な無負荷電圧を高圧放電灯ＤＬに印加することができる。しかしながら、共振により過剰な電圧が印加されやすいという問題があり、スイッチング素子等の電圧耐量の増大を招いたり、それを防止するのに制御回路部の構成の複雑化を招くといった課題が生じる。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部品ストレスの増大や部品の大型化を招くことなく、低周波矩形波の極性反転時での立消えを低減し、点灯後のグロー放電からアーク放電へのスムーズな移行を可能にする高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、直流電源と、直列の第１，第２スイッチと、直列の第１，第２コンデンサとを互いに並列に接続して備えるとともに、前記第１，第２スイッチの接続点と前記第１，第２コンデンサの接続点との間に直列に接続されるインダクタおよび高圧放電灯と、この高圧放電灯と並列に接続される第３コンデンサとを備え、前記第１，第２スイッチをスイッチングすることにより、前記高圧放電灯に電力を供給する高圧放電灯点灯装置であって、前記第１，第２コンデンサの各容量が互いに異なるように設定されることにより、少なくとも前記高圧放電灯の非点灯時に、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧が互いに異なるように設定されていて、前記高圧放電灯の点灯時、前記第１，第２スイッチのうち、前記第１，第２コンデンサにおける両端電圧の高い方と一端が接続されるスイッチは、他方のスイッチよりも高いスイッチング周波数でスイッチングされることを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第１，第２コンデンサの各容量のうち、大きい方の容量値を小さい方の容量値で割って得られる比が１．６〜１５の範囲内になるように、前記第１，第２コンデンサの各容量が設定されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち、低い方の電圧が前記高圧放電灯の定格電圧以上になっていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち、高い方の電圧が２５０Ｖ以上で４５０Ｖ以下の範囲内の電圧になっていることを特徴とする。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直流電源の電圧が３００Ｖ以上で４８０Ｖ以下の範囲内の電圧になっていることを特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記スイッチング周波数は、前記他方のスイッチに対するスイッチング周波数の自然数倍になっていることを特徴とする。
【００２７】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯に印加する低周波矩形波電圧の周波数が、前記高圧放電灯の点灯時点から所定時間後におけるよりもその所定時間内での方が低くなるように、前記第１，第２スイッチがスイッチングすることを特徴とする。
【００２８】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記低周波矩形波電圧の周波数は、音響的共鳴現象が発生しない周波数になっていることを特徴とする。
【００２９】
請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は数十Ｈｚであることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、前記高圧放電灯の非点灯時における前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち高い方の電圧と低い方の電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、前記直流電源の電圧よりも前記第１，第２コンデンサの印加可能な最大電圧分低い電圧と、その最大電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１２記載の発明は、請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、所定電圧と、前記直流電源の電圧よりも前記所定電圧分低い電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする。
【００３３】
請求項１３記載の発明は、請求項１から１２のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の電圧と、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の電圧との検出結果を利用して、前記第１，第２スイッチをスイッチングすることにより、前記高圧放電灯に供給する低周波矩形波電力を制御することを特徴とする。
【００３４】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯に印加する低周波矩形波電圧の一方の半周期の間、前記高圧放電灯の電圧の検出結果を利用し、その他方の半周期の間、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の電圧の検出結果を利用することを特徴とする。
【００３５】
請求項１５記載の発明は、請求項１から１４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の電圧を基に前記直流電源の電圧を変更することを特徴とする。
【００３６】
請求項１６記載の発明は、請求項１から１４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直流電源は、交流電源を交流−直流変換する手段を備え、前記交流電源の電圧を基に当該直流電源の電圧を変更することを特徴とする。
【００３７】
請求項１７記載の発明は、請求項１から１６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくする補正手段を設けたことを特徴とする。
【００３８】
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記補正手段は、前記第１，第２スイッチの接続点と前記第１，第２コンデンサの接続点との間に接続される第４コンデンサと、この第４コンデンサと前記両接続点の一方との間に直列に介設される第２インダクタとにより構成されることを特徴とする。
【００３９】
請求項１９記載の発明は、請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記補正手段は、前記インダクタに流れる交流電流の極性に応じて、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくするように、前記インダクタのインダクタンス値を変更することを特徴とする。
【００４０】
請求項２０記載の発明は、請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記補正手段は、前記インダクタに流れる交流電流の極性に応じて、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくするように、前記第３コンデンサの容量値を変更することを特徴とする。
【００４１】
請求項２１記載の発明は、請求項１から２０のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直列の第１，第２コンデンサに対し、直列の第３スイッチおよびダイオードを、このダイオードで前記第１，第２コンデンサからの電流を阻止するように並列に接続し、前記第１，第２コンデンサの接続点と前記第３スイッチおよび前記ダイオードの接続点との間に第３インダクタを接続したことを特徴とする。
【００４２】
請求項２２記載の発明は、請求項１から２０のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直列の第１，第２コンデンサに対し、直列の第３，第４スイッチを並列に接続し、前記第１，第２コンデンサの接続点と前記第３，第４スイッチの接続点との間に第３インダクタを接続したことを特徴とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（第１参考例）
図１は本発明に関連した第１参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２は同高圧放電灯点灯装置における各平滑コンデンサの両端電圧の関係を示す図、図３は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。ただし、図３のＱ１，Ｑ２のスイッチング動作波形は、模式的に示したものであり、実際には期間Ｔ１およびＴ２の交番周波数に対して、Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数は図３の模式図より高い周波数になる。また、図３のＶＤＬは高圧放電灯の非点灯時の波形を示す。
【００４４】
第１参考例の高圧放電灯点灯装置は、図１に示すように、直流電源１と、直列のトランジスタ（図ではＭＯＳ型ＦＥＴ）Ｑ１，Ｑ２と、直列の（平滑）コンデンサＣ１，Ｃ２とを互いに並列に接続して備えるとともに、トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間に直列に接続されるインダクタＬ１および高圧放電灯ＤＬと、この高圧放電灯ＤＬと並列に接続されるコンデンサＣ３と、このコンデンサＣ３と並列になるようにインダクタＬ１および高圧放電灯ＤＬ間に直列に介設されるイグナイタ２と、トランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御することにより、電圧が低周波の矩形波となる低周波矩形波電力を高圧放電灯ＤＬに供給する制御回路部３とを備えている。
【００４５】
そして、第１参考例の特徴として、図２に示すように、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２を互いに異なるようにするべく、コンデンサＣ１，Ｃ２の各容量が互いに異なるように設定される。具体的には、上記低周波矩形波電圧の少なくとも一方の極性時のレベルが高圧放電灯ＤＬに必要な約２５０Ｖから３００Ｖ以上になるように、直流電源１の電圧が設定されるとすれば、両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２のうち、高い方の両端電圧ＶＣ１が約２５０Ｖから３００Ｖ以上になるように、コンデンサＣ１，Ｃ２の各容量が設定される。
【００４６】
例えば、直流電源１の電圧が４５０Ｖである場合に、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量比を１：２になるように設定したとすれば、両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２は、それぞれ３００Ｖ，１５０Ｖになる。この設定で、例えば図３に示すように、トランジスタＱ１，Ｑ２を低周波で交互にオフにするとともに、期間Ｔ１のようにトランジスタＱ２のオフ時にトランジスタＱ１を高周波でオン／オフし、期間Ｔ２のようにトランジスタＱ１のオフ時にトランジスタＱ２を高周波でオン／オフするスイッチング制御が、制御回路部３によって実行されたとすれば、期間Ｔ１に波高値が３００Ｖとなり、期間Ｔ２に波高値が１５０Ｖとなる電圧ＶＤＬが高圧放電灯ＤＬに印加することになる。
【００４７】
以上のように、コンデンサＣ１，Ｃ２の各容量を互いに異なるように、例えば容量比を１：２などに設定することにより、両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２をそれぞれ３００Ｖ，１５０Ｖなどに設定することができるので、共振を利用することなく、また直流電源１の電圧を上昇させずに、従来よりも高圧放電灯ＤＬへの印加電圧を上昇させることができる。これにより、例えば高圧放電灯ＤＬに対し、始動に必要な無負荷電圧を容易に印加することができるようになる。また、部品ストレスの増大や部品の大型化を招くことなく、低周波矩形波の極性反転時での立消えを低減し、点灯後のグロー放電からアーク放電へのスムーズな移行が可能になる。
【００４８】
なお、第１参考例では、直列のスイッチ（スイッチング素子）として、ＭＯＳ型ＦＥＴが使用される構成になっているが、バイポーラトランジスタおよびこれに逆並列接続されるダイオードが使用される構成でもよい。
【００４９】
（第２参考例）
図４は本発明に関連した第２参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図５は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【００５０】
第２参考例の高圧放電灯点灯装置は、図４に示すように、第１参考例の直流電源１およびコンデンサＣ２に代えて、それぞれ直流電源１Ａおよび並列接続のコンデンサＣ２１，Ｃ２２を備えることを特徴とする。
【００５１】
直流電源１Ａは、商用交流電源Ｖｓの交流電圧を直流電圧に全波整流するダイオードブリッジＤＢと、インダクタＬ１１，トランジスタ（図ではＭＯＳ型ＦＥＴ）Ｑ１１およびダイオードＤ１１によりなる昇圧チョッパ１１と、この出力を検出し、その出力が所定の電圧値になるようにトランジスタＱ１１のオン／オフ制御を行う制御回路部１２とにより構成されている。
【００５２】
コンデンサＣ２１，Ｃ２２は、第１参考例のコンデンサＣ２と実質的に同じであり、それぞれがコンデンサＣ１と同じ容量に設定されている。これにより、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２１，Ｃ２２の容量比が１：２になるので、図５に示すように、第１参考例と同様のスイッチング制御が制御回路部３によって実行されたとすれば、期間Ｔ１に、トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間の電圧ＶＬＣが３００Ｖとなり、期間Ｔ２に電圧ＶＬＣが１５０Ｖとなる。
【００５３】
高圧放電灯ＤＬの非点灯時には、図５に示すように、イグナイタ２が動作することにより、例えば約３ｋＶから５ｋＶの高圧パルス電圧Ｖｐが、低周波で矩形波の電圧ＶＬＣにおける少なくとも期間Ｔ１の極性時（図では期間Ｔ１，Ｔ２の両極性時）に重畳して、電圧ＶＤＬとして高圧放電灯ＤＬに印加するようになっている。これにより、高圧放電灯ＤＬが始動し、放電灯点灯モードに移行することとなる。
【００５４】
そして、放電灯点灯モードでも、引き続き各極性で波高値の異なる電圧ＶＬＣが電圧ＶＤＬとして高圧放電灯ＤＬに印加するようになっている。
【００５５】
以上のように、コンデンサＣ２に代えて、コンデンサＣ１と同じ容量のコンデンサＣ２１，Ｃ２２を並列にて設けることにより、第１参考例と同様の効果が得られるほか、コンデンサＣ１，Ｃ２１，Ｃ２２の各々に同じ部品を使用することができるので、部品の挿入ミスを防止することができる。
【００５６】
また、放電灯点灯モードでも、放電灯非点灯モードと同様のスイッチング制御が制御回路部３によって実行されているので、制御回路部３の回路構成を簡易化することができる。
【００５７】
なお、第２参考例では、コンデンサＣ２に代えて、コンデンサＣ１と同じ容量のコンデンサＣ２１，Ｃ２２を並列にて設けることにより、容量比を１：２に設定する構成になっているが、図６に示すように、コンデンサＣ１に代えて、コンデンサＣ２と同じ容量のコンデンサＣ１１，Ｃ１２を直列にて設けるようにしてもよい。
【００５８】
（第３参考例）
図７は本発明に関連した第３参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図８は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【００５９】
第３参考例の高圧放電灯点灯装置は、図７に示すように、直流電源１Ａと、トランジスタＱ１，Ｑ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３と、インダクタＬ１と、高圧放電灯ＤＬとを第２参考例と同様に備えているほか、第２参考例との相違点として、イグナイタ２を廃止する代わりに、インダクタＬ１およびコンデンサＣ３の共振を利用する制御回路部３Ａを備えている。
【００６０】
つまり、制御回路部３Ａは、図８に示すように、トランジスタＱ１，Ｑ２を交互に高周波でオン／オフするスイッチング制御を実行する。これにより、高圧放電灯ＤＬの両端に、例えば約３ｋＶから５ｋＶの高圧パルス電圧Ｖｐ相当の電圧ＶＤＬが印加し、高圧放電灯ＤＬが点灯始動する。
【００６１】
ここで、インダクタＬ１およびコンデンサＣ３に印加する電圧ＶＬＣがＶＣ１＞ＶＣ２の関係を含むので、ＶＣ１＝ＶＣ２となる従来に比べ、電圧ＶＬＣを高くすることができ、その分共振を低くすることができ、回路素子の電圧耐量を下げることができる。
【００６２】
（第４参考例）
図９は本発明に関連した第４参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１０は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【００６３】
第４参考例の高圧放電灯点灯装置は、第２参考例との相違点として、図９に示すように、コンデンサＣ２１と並列になるようにコンデンサＣ２２に直列に接続されるトランジスタ（図ではＭＯＳ型ＦＥＴ）Ｑ３をさらに備え、制御回路部３により、放電灯非点灯モードでトランジスタＱ３をオンにし、放電灯点灯モードでトランジスタＱ３をオフにすることを特徴とする。
【００６４】
図１０に示すように、放電灯非点灯モードでは、トランジスタＱ３がオンになり、電圧ＶＬＣがコンデンサＣ１，Ｃ２１＋Ｃ２２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２による低周波矩形波電圧となるので、動作は第２参考例と同様となる。これに対して、放電灯点灯モードでは、トランジスタＱ３がオフになり、電圧ＶＬＣがコンデンサＣ１，Ｃ２１の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２１による低周波矩形波電圧となるので、電圧ＶＬＣの各極性の波高値は等しくなる。
【００６５】
以上のように、放電灯点灯モードで、電圧ＶＬＣの各極性の波高値を等しくすることにより、制御回路部３を従来と同様の設計で構成することができるので、高圧放電灯点灯装置に対する設計変更が簡単になる。
【００６６】
（第５参考例）
図１１は本発明に関連した第５参考例の高圧放電灯点灯装置の設計仕様を示す図である。
【００６７】
第５参考例の高圧放電灯点灯装置は、第２参考例と同様に構成され、以下の（表１）に示す仕様に基づいて構成されることを特徴とする。
【００６８】
【表１】

【００６９】
この（表１）において、商用交流電源Ｖｓの実効値が例えば２００Ｖである場合、直流電源１Ａの電圧Ｅを３６０〜４８０Ｖの範囲内に設定するように設計するべきであることを示している。
【００７０】
これについて補説すると、商用交流電源Ｖｓからの入力電流を略正弦波にするためには、商用交流電源Ｖｓの変動を＋１０％程度見込んだ場合、
（√２）×２００×１．１≒３１０［Ｖ］
以上の電圧にする必要がある。そして、トランジスタ等の電圧耐量を考慮して、５０Ｖ程度を加えて３６０Ｖの直流電圧となる。
【００７１】
この３６０Ｖは下限であり、上限は直流電源１Ａのマルチ電源対応化によって決まる。つまり、商用交流電源Ｖｓの実効値が１００Ｖであっても、２７７Ｖであっても、昇圧チョッパ１１などを共通の回路で構成するために、最大の２７７Ｖで上述の計算をすると、
（√２）×２７７×１．１≒４３０［Ｖ］
となる。そして５０Ｖ程度を加えれば、４８０Ｖの上限値となる。
【００７２】
実効値が１００Ｖである場合、上記と同様の計算をすれば、２０５〜４８０Ｖとなるが、非点灯時の無負荷電圧は２５０〜３００Ｖ程度でなければならないので、下限を３００Ｖに設定してある。
【００７３】
コンデンサＣ１については、両端電圧ＶＣ１が２５０Ｖ以上にすることが必要であり、最大値としては、４８０Ｖより小さい範囲で部品の耐圧等を考慮して４５０Ｖとしている。そして、コンデンサＣ２１＋Ｃ２２の両端電圧ＶＣ２は、電圧Ｅの最大値から両端電圧ＶＣ１を差し引くことで得られる。
【００７４】
電圧比の範囲は、ＶＣ１／ＶＣ２の最大、最小を計算することで得られるが、一般的な電解コンデンサの許容誤差±２０％を考慮して、電圧比は１．６〜１５としてある。
【００７５】
上記仕様において、コンデンサＣ１，Ｃ２１＋Ｃ２２の容量比でそれぞれの両端電圧をアンバランスにする場合には、その容量比に収まるように部品を選定すれば良いことになる。
【００７６】
図１１は（表１）で得られたＶＣ１とＶＣ２の範囲をそれぞれ横軸と縦軸にして示したグラフである。図１１において、Ａ＋Ｂ＋Ｃの領域が入力電圧１００Ｖの場合の設定範囲となり、Ｂ＋Ｃの領域が入力電圧２００Ｖの場合の設定範囲となり、Ｃの領域が入力電圧２７７Ｖの場合の設定範囲となる。しかし、実際には、定格点灯時において、アンバランスな電圧のうち、低い側の電源電圧（図１１ではＶＣ２）が定格の放電灯電圧ＶＤＬ以下になってしまうと、高圧放電灯ＤＬの立消えが発生してしまうため、例えば、図１１の１点鎖線で示す「定格ＶＤＬ」の場合にはそれより上の領域が更に望ましい領域といえる。なお、図１１の点線で示した範囲は、従来の同容量のコンデンサを用いたハーフブリッジ型の高圧放電灯点灯装置のコンデンサ電圧の電圧比を示している。
【００７７】
以上のように、電圧比を１．６〜１５の範囲内に設定すれば、１００〜２７７Ｖの入力電圧の場合に、入力電流歪を改善することができ、高圧放電灯の始動に必要な無負荷電圧を印加することができる。
【００７８】
また、両端電圧ＶＣ２を定格ＶＤＬ以上に設定することにより、立消え防止が可能になる。
【００７９】
（第１実施形態）
図１２は本発明による第１実施形態の高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、第１実施形態の高圧放電灯点灯装置は、第２参考例と同様に構成される。
【００８０】
第１実施形態の特徴は、制御回路部３によるトランジスタＱ１，Ｑ２に対するスイッチング周波数ｆ１，ｆ２が、図１２に示すように、ｆ１＞ｆ２の関係になっていることである。
【００８１】
電圧ＶＬＣは、第２参考例と同様に、コンデンサＣ１，Ｃ２１＋Ｃ２２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２によるものであり、期間Ｔ１の極性時の波高値のほうが期間Ｔ２の極性時の波高値よりも大きくなっている。ところが、第１実施形態では、期間Ｔ１でオン／オフするトランジスタＱ１のスイッチング周波数ｆ１よりも、期間Ｔ２でオン／オフするトランジスタＱ２のスイッチング周波数ｆ２の方が低くなっているので、共振点に近づくことにより期間Ｔ２でインダクタＬ１に流れる電流ＩＬ１が大きくなる。図では、期間Ｔ２時の電流ＩＬ１の値が、期間Ｔ１時の電流ＩＬ１の値と等しくなっている。この結果、イグナイタ２のリアクタンス分とコンデンサＣ３で形成されるフィルタにより、高圧放電灯ＤＬの電流（ランプ電流）ＩＤＬが正負対称な波形となる。すなわち、期間Ｔ１時の電流ＩＤＬの波高値と期間Ｔ２時の電流ＩＤＬの波高値が等しくなる。
【００８２】
以上のように、ｆ１＞ｆ２の関係にすることにより、高圧放電灯ＤＬの電流を正負対称な波形にすることができるので、高圧放電灯ＤＬの一方の電極のみにストレスが生じるのを避けることができ、高圧放電灯の寿命の点で有利となる。
【００８３】
（第２実施形態）
図１３は本発明による第２実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１４は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【００８４】
第２実施形態の高圧放電灯点灯装置は、第１実施形態との相違点として、スイッチング周波数ｆ１をスイッチング周波数ｆ２の自然数倍にしたことを特徴とする。
【００８５】
このように、スイッチング周波数ｆ１をスイッチング周波数ｆ２の自然数倍にすることにより、第１実施形態と同様に、高圧放電灯ＤＬの電流を正負対称な波形にすることができるほか、図１３に示すような簡易な回路で制御回路部３を構成することができる。
【００８６】
図１３では、制御回路部３は、低周波発振器３１と、高周波発振器３２と、トグル・フリップフロップ３００と、ＮＯＴ回路３０１と、ＡＮＤ回路３０３，３０３と、駆動回路３３とにより構成されている。高周波発振器３２の出力が、トグル・フリップフロップ３００のＴ入力とＡＮＤ回路３０３の一の入力に接続され、トグル・フリップフロップ３００のＱ出力がＡＮＤ回路３０３の一の入力に接続されている。低周波発振器３１の出力が、ＡＮＤ回路３０３の他の入力と、ＮＯＴ回路３０１を介してＡＮＤ回路３０３の他の入力とに接続されている。ＡＮＤ回路３０３，３０３の両出力は、駆動回路３３を介してトランジスタＱ１，Ｑ２の制御端子（ゲート）に接続されている。
【００８７】
上記制御回路部３において、高周波発振器３２で周波数ｆ１の信号を発生させると、トグル・フリップフロップ３００の出力に、周波数ｆ１を２分周したｆ１の半分の周波数ｆ２の信号が発生する。そして、低周波発振器３１から数１００Ｈｚ程度の周波数の信号を出力することにより、トランジスタＱ１，Ｑ２が、図１４に示すように、数１００Ｈｚ程度の低周波で交互にオフするとともに、トランジスタＱ２のオフ時にトランジスタＱ１がｆ１の高周波で交互にオン／オフし、トランジスタＱ１のオフ時にトランジスタＱ２がｆ２の高周波で交互にオン／オフする。なお、高圧放電灯ＤＬの電力制御については、トランジスタＱ１，Ｑ２のデューティを変換する回路を加えれば容易に実現できる。
【００８８】
以上のように、スイッチング周波数ｆ１をスイッチング周波数ｆ２の自然数倍にすることにより、１つの高周波発振器からスイッチング周波数ｆ１，ｆ２の信号を生成することができるため、簡易な回路で制御回路部３を構成することができる。
【００８９】
なお、図１の構成の場合にコンデンサＣ１，Ｃ２の容量を適正に選ぶことにより、ｆ１＝ｎ×ｆ２（ｎは自然数）の周波数で、正負のいずれにおいてもほぼＢＣＭ（ＢｏｕｎｄａｒｙＣｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）動作させることが可能となる。ここで、ＢＣＭとは、電流が連続モードで、且つ電流が０になった時点でオンすることである。
【００９０】
（第６参考例）
図１５は本発明に関連した第６参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１６は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【００９１】
第６参考例の高圧放電灯点灯装置は、第４参考例との相違点として、図１５に示すように、コンデンサＣ１に代えて、並列接続のコンデンサＣ１１，Ｃ１２を備えるとともに、コンデンサＣ１１と並列になるようにコンデンサＣ１２に直列に接続されるトランジスタ（図ではＭＯＳ型ＦＥＴ）Ｑ４をさらに備え、制御回路部３により、高圧放電灯ＤＬの非点灯期間においてトランジスタＱ３，Ｑ４を交互にオン／オフすることを特徴とする。コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の各々は、例えば同一の容量に設定される。
【００９２】
上記構成の高圧放電灯点灯装置では、図１６に示すように、期間ＴＳ１でトランジスタＱ３，Ｑ４がそれぞれオン，オフにされ、期間ＴＳ１と等しい長さの期間ＴＳ２でトランジスタＱ３，Ｑ４がそれぞれオフ，オンにされる。
【００９３】
期間ＴＳ１では、コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２のうち、コンデンサＣ１１，Ｃ２１，Ｃ２２が接続されることになるため、ＶＣ１＞ＶＣ２となり、第２参考例と同様の動作となる。これに対して、期間ＴＳ２では、コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１が接続されることになるため、ＶＣ１＜ＶＣ２となり、期間ＴＳ１における各極性の波高値が逆転した電圧ＶＬＣとなり、電圧ＶＤＬとして高圧放電灯ＤＬに印加することになる。これにより、期間ＴＳ１内の期間Ｔ１時の電圧ＶＬＣの波高値と期間ＴＳ２内の期間Ｔ２時の電圧ＶＬＣの波高値とが等しくなるとともに、期間ＴＳ１内の期間Ｔ２時の電圧ＶＬＣの波高値と期間ＴＳ２内の期間Ｔ１時の電圧ＶＬＣの波高値とが等しくなる。
【００９４】
以上のように、期間ＴＳ１，ＴＳ２で、コンデンサＣ１１，Ｃ１２とコンデンサＣ２１，Ｃ２２の容量比を交互に変更することにより、高圧放電灯ＤＬの各電極へのストレスがほぼ均等となるため、高圧放電灯ＤＬの寿命の点で有利となる。
【００９５】
なお、ＶＣ１＞ＶＣ２とＶＣ１＜ＶＣ２の切替えは、期間ＴＳ１，ＴＳ２で切り替える構成に限らず、高圧放電灯ＤＬの点灯回数を記憶するようにし、点灯回数が偶数回である場合にＶＣ１＞ＶＣ２かＶＣ１＜ＶＣ２のいずれかに切り替え、点灯回数が奇数回である場合にそれとは逆の状態に切り替えるようにしてもよい。
【００９６】
（第７参考例）
図１７は本発明に関連した第７参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１８は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【００９７】
第７参考例の高圧放電灯点灯装置は、第２参考例との相違点として、図１７に示すように、高圧放電灯ＤＬの電圧検出用の電圧検出回路部４を備え、この電圧検出回路部４によって検出された電圧を基に、直流電源１Ａの出力を切り替えるように制御回路部１２を構成したことを特徴とする。
【００９８】
電圧検出回路部４において、インダクタＬ１およびコンデンサＣ３の接続点とグランドとの間に、コンデンサＣ４１および抵抗Ｒ４１，Ｒ４２が直列に接続され、抵抗Ｒ４２に対して並列になるように、ダイオードＤ４１およびコンデンサＣ４２が直列に接続されている。そして、コンデンサＣ４２に発生する電圧が検出電圧として制御回路部１２に取り込まれるようになっている。
【００９９】
制御回路部１２において、直流電源１Ａの出力（ＶＣ１＋ＶＣ２）が、抵抗Ｒ１２０，Ｒ１２１により分圧値として、抵抗Ｒ１２２を介してオペアンプ１２１の−端子に入力するようになっている。オペアンプ１２１の−端子と出力端子との間には抵抗Ｒ１２３が接続され、Ｒ１２３／Ｒ１２２のゲインで誤差増幅を行うようになっている。オペアンプ１２１の＋端子には基準電圧Ｖｒｅｆと上記検出電圧のいずれかがスイッチＳ１２を介して入力するようになっている。オペアンプ１２１の出力は比較器１２３の−端子に接続され、その値と高周波発振器１２２の高周波信号波形との比較がなされ、その大小によって駆動回路１２４を介してトランジスタＱ１１をオン／オフするようになっている。
【０１００】
図１８に示すように、「放電灯非点灯」の期間では、スイッチＳ１２を接点Ｓ１２２の側にして、電圧ＶＣ１，ＶＣ２をそれぞれ例えば３００Ｖ，１５０Ｖに設定する。この期間では、イグナイタ２により高圧パルス電圧が発生するため、それが重畳した電圧ＶＤＬとなる。
【０１０１】
この後、高圧放電灯ＤＬが点灯を開始すると、図示しない点灯判別回路によりスイッチＳ１２を接点Ｓ１２１の側に切り替え、オペアンプ１２１の＋端子への入力を、高圧放電灯ＤＬの電圧に応じた検出電圧に切り替える。点灯直後の高圧放電灯ＤＬの電圧は、極めて低く徐々に増加するため、検出電圧に応じて電圧ＶＣ１，ＶＣ２も徐々に増加する。
【０１０２】
この後、高圧放電灯ＤＬが定格点灯するようになると、スイッチＳ１２を接点Ｓ１２２の側に戻して、電圧ＶＣ１，ＶＣ２をそれぞれ３００Ｖ，１５０Ｖに切り替える。
【０１０３】
以上のような制御を行うことにより、「放電灯点灯１」の期間における直流電圧を高圧放電灯ＤＬが消えない程度に低く設定することができるため、その期間における昇圧チョッパ１１の回路効率を良くすることができる。
【０１０４】
（第８参考例）
図１９は本発明に関連した第８参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２０は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１０５】
第８参考例の高圧放電灯点灯装置は、第７参考例との相違点として、図１９に示すように、電圧検出回路部４に代えて、電源電圧検出用の電圧検出回路部５を備え、この電圧検出回路部５によって検出された電圧を基に、直流電源１Ａの出力を切り替えるように制御回路部１２を構成したことを特徴とする。
【０１０６】
図１９において、ダイオードブリッジＤＢの出力端電圧が、抵抗Ｒ５１，Ｒ５２およびコンデンサＣ５１により電圧ＶＣ５として検出される。電圧ＶＣ５は、予め設定された基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、制御回路部１２におけるスイッチＳ１２の接点切替に利用される。
【０１０７】
制御回路部１２は、スイッチＳ１２の接点Ｓ１２１，Ｓ１２２にそれぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２が接続される以外は第７参考例と同様に構成されている。ただし、Ｖｒｅｆ１＞Ｖｒｅｆ２である。
【０１０８】
次に、１００Ｖと２００Ｖの商用交流電源Ｖｓに接続される場合を例にして、高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
【０１０９】
２００Ｖの商用交流電源Ｖｓに接続された場合、図２０に示すように、期間ＴＳ１における電圧ＶＣ５が基準電圧Ｖｒｅｆより高くなり、スイッチＳ１２が接点Ｓ１２１に切り替わる。これにより、直流電源１Ａの出力である直流電圧（ＶＣ１＋ＶＣ２）が図示するような電圧に設定され、電圧ＶＬＣが各極性で波高値の異なる波形となる。
【０１１０】
これに対し、１００Ｖの商用交流電源Ｖｓに接続された場合、期間ＴＳ２における電圧ＶＣ５が基準電圧Ｖｒｅｆより低くなり、スイッチＳ１２が接点Ｓ１２２に切り替わる。これにより、直流電源１Ａの出力が図示するような電圧に設定され、電圧ＶＬＣが各極性で波高値の異なる波形となるが、両極性の波高値とも期間ＴＳ１におけるそれらよりも小さくなる。
【０１１１】
ここで、直流電源１Ａの出力の具体的な値としては、１００Ｖの商用交流電源Ｖｓに接続された場合、３００〜３６０Ｖ程度が最も望ましい。この範囲であれば、入力電流の歪も改善でき、かつ昇圧チョッパ１１の回路効率も良くなる。
【０１１２】
このように商用交流電源Ｖｓの電圧に応じて直流電源１Ａの出力を変化させることで、特に商用交流電源Ｖｓの電圧が低い場合に直流電源１Ａの出力を低く設定することができ、昇圧チョッパ１１の効率が向上する。
【０１１３】
なお、上記各実施形態において、上述の直流電源に代えて、図２１，図２２，図２３にそれぞれ示すような直流電源１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを使用するようにしてもよい。
【０１１４】
図２１に示す直流電源１Ｂは、ダイオードブリッジＤＢと、インダクタＬ１１とを備え、チョッパ回路１１のトランジスタＱ１１を、ハーフブリッジ回路構成のインバータにおけるトランジスタＱ２で兼用したものである。
【０１１５】
図２２に示す直流電源１Ｃは、ダイオードブリッジＤＢと、コンデンサＣ１１０，Ｃ１１１と、インダクタＬ１１とを備え、チョッパ回路１１のトランジスタＱ１１を、インバータにおけるトランジスタＱ１，Ｑ２で兼用したものである。
【０１１６】
図２３に示す直流電源１Ｄは、ダイオードブリッジＤＢと、トランジスタＱ１１，Ｑ１２、ダイオードＤ１１，Ｄ１２およびインダクタＬ１１によりなる昇降圧チョッパ１１Ａと、この出力を検出し、その出力が所定の電圧値になるようにトランジスタＱ１１，Ｑ１２のオン／オフ制御を行う制御回路部１２Ａとを備えている。
【０１１７】
要するに、直流電源として直流電圧を供給しさえすれば、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量比で各々の電圧ＶＣ１，ＶＣ２を互いに等しくない電圧に設定でき、始動性を改善することができる。
【０１１８】
（第９参考例）
図２４は本発明に関連した第９参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１１９】
第９参考例の高圧放電灯点灯装置は、第１参考例との相違点として、図２４に示すように、高圧放電灯ＤＬに印加する低周波で矩形波の電圧ＶＤＬの周波数が、高圧放電灯ＤＬの点灯時点から所定時間Ｔ３後におけるよりもその所定時間Ｔ３内での方が低くなるように、制御回路部３がトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御することを特徴とする。
【０１２０】
つまり、グロー放電からアーク放電へのスムーズな移行のために、高圧放電灯ＤＬが始動して所定時間Ｔ３だけ通常の周波数より低く設定される。例えば、所定時間Ｔ３内の周波数が数十Ｈｚとなり、所定時間Ｔ３後の周波数が数百Ｈｚとなるように構成される。
【０１２１】
このように、所定時間Ｔ３内の周波数を低くすることにより、高圧放電灯ＤＬが始動するのに必要な低周波矩形波電圧を印加することができ、始動後も安定してグロー放電からアーク放電に移行するようにできる。
【０１２２】
（第１０参考例）
図２５は本発明に関連した第１０参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２６は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１２３】
第１０参考例の高圧放電灯点灯装置は、第９参考例との相違点として、図２６に示すように、所定時間Ｔ３内の電圧ＶＤＬの周波数が、コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方（図では両方）の両端電圧が、高圧放電灯ＤＬの非点灯時におけるコンデンサＣ１，Ｃ２の各両端電圧のうち高い方の電圧ＶＣ１と低い方の電圧ＶＣ２との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする。
【０１２４】
そして、高圧放電灯点灯装置は、図１の構成に加えて、図２５に示すように、第７参考例と同様の電圧検出回路部４と、抵抗Ｒ６１，Ｒ６２によりなりコンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧を検出するための電圧検出回路部６とを備え、制御回路部３が、低周波発振器３０，３１と、高周波発振器３２と、駆動回路３３と、フリップフロップ３１０と、複数の比較器３１１〜３１５と、論理回路３２０とにより構成され、電圧検出回路部４，６によって検出された電圧を利用して、図２６に示すようにトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するようになっている。
【０１２５】
放電灯非点灯時では、低周波の周波数が例えば数十Ｈｚに設定されており、その低周波の矩形波電圧にイグナイタの高圧パルス電圧Ｖｐが重畳して、図２６に示す電圧ＶＤＬの波形のようになる。
【０１２６】
放電灯点灯時では、第９参考例と同様に、高圧放電灯ＤＬに印加する電圧ＶＤＬの周波数が、高圧放電灯ＤＬの点灯時点から所定時間Ｔ３後におけるよりもその所定時間Ｔ３内での方が低くなるように、トランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される。そして、所定時間Ｔ３内の電圧ＶＤＬの周波数は、第１０参考例の特徴として、高圧放電灯ＤＬの非点灯時におけるコンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２で決まるようになっている。
【０１２７】
このような制御によれば、高圧放電灯ＤＬの極性反転に伴って立消えが起きた場合に、非点灯時と同様の低周波で矩形波の電圧をそのまま高圧放電灯ＤＬに印加することになるため、高圧放電灯ＤＬの再始動性が良くなる。
【０１２８】
（第１１参考例）
図２７は本発明に関連した第１１参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２８は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１２９】
第１１参考例の高圧放電灯点灯装置は、第９参考例との相違点として、図２８に示すように、所定時間Ｔ３内の周波数が、コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方（図では両方）の両端電圧が、直流電源１Ａの電圧ＥよりもコンデンサＣ１，Ｃ２の印加可能な最大電圧ＶＣ１ｍａｘ分低い電圧Ｅ−ＶＣ１ｍａｘ と、最大電圧ＶＣ１ｍａｘ との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする。
【０１３０】
そして、高圧放電灯点灯装置は、図１の構成に加えて、図２７に示すように、第７参考例と同様の電圧検出回路部４と、第９参考例と同様の電圧検出回路部６と、抵抗Ｒ７１，Ｒ７２によりなり直流電源１Ａの電圧Ｅを検出するための電圧検出回路部７を備え、制御回路部３が、低周波発振器３０，３１と、高周波発振器３２と、駆動回路３３と、フリップフロップ３１０と、複数の比較器３１１〜３１５と、オペアンプ３１６と、論理回路３２０とにより構成され、電圧検出回路部４，６，７によって検出された電圧を利用して、図２８に示すようにトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するようになっている。
【０１３１】
放電灯非点灯時では、低周波の周波数が例えば数十Ｈｚに設定されており、その低周波の矩形波電圧にイグナイタの高圧パルス電圧Ｖｐが重畳して、図２８に示す電圧ＶＤＬの波形のようになる。
【０１３２】
放電灯点灯時では、第９参考例と同様に、高圧放電灯ＤＬに印加する電圧ＶＤＬの周波数が、高圧放電灯ＤＬの点灯時点から所定時間Ｔ３後におけるよりもその所定時間Ｔ３内での方が低くなるように、トランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される。そして、所定時間Ｔ３内の電圧ＶＤＬの周波数は、第１１参考例の特徴として、コンデンサＣ１，Ｃ２の印加可能な最大電圧で決まる。例えば、直流電源１Ａの電圧Ｅが４５０Ｖであり、コンデンサＣ１，Ｃ２の印加可能な最大電圧が４２０Ｖであったとき、所定時間Ｔ３内の電圧ＶＤＬの周波数は、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２が３０Ｖ（＝４５０Ｖ−４２０Ｖ）と４２０Ｖとの間を往復する時間で決まる。つまり、図２７の回路において、Ｖｒ１，Ｖｒ２がそれぞれＶＣ１ｍａｘ，Ｅ−ＶＣ１ｍａｘ に設定されている。
【０１３３】
このような制御によれば、始動直後の放電が不安定な領域での極性反転回数を極力低減でき、放電を安定させることができる。
【０１３４】
（第１２参考例）
図２９は本発明に関連した第１２参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図３０は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１３５】
第１２参考例の高圧放電灯点灯装置は、第９参考例との相違点として、図３０に示すように、所定時間Ｔ３内の周波数が、コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方（図では両方）の両端電圧が、所定電圧Ｖｃと、直流電源１Ａの電圧Ｅよりも所定電圧Ｖｃ分低い電圧Ｅ−Ｖｃとの間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする。
【０１３６】
そして、高圧放電灯点灯装置は、図１の構成に加えて、図２９に示すように、第７参考例と同様の電圧検出回路部４と、第１１参考例と同様の電圧検出回路部７を備え、制御回路部３が、低周波発振器３０，３１と、高周波発振器３２と、駆動回路３３と、フリップフロップ３１０と、複数の比較器３１１〜３１５と、オペアンプ３１６と、論理回路３２０とにより構成され、電圧検出回路部４，７によって検出された電圧を利用して、図３０に示すようにトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するようになっている。
【０１３７】
放電灯非点灯時では、低周波の周波数が例えば数十Ｈｚに設定されており、その低周波の矩形波電圧にイグナイタの高圧パルス電圧Ｖｐが重畳して、図３０に示す電圧ＶＤＬの波形のようになる。
【０１３８】
放電灯点灯時では、第９参考例と同様に、高圧放電灯ＤＬに印加する電圧ＶＤＬの周波数が、高圧放電灯ＤＬの点灯時点から所定時間Ｔ３後におけるよりもその所定時間Ｔ３内での方が低くなるように、トランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される。そして、所定時間Ｔ３内の電圧ＶＤＬの周波数は、第１２参考例の特徴として、直流電源１Ａの電圧Ｅと所定期間Ｔ３が経過した直後の高圧放電灯ＤＬの電圧Ｖｃで決まる。電圧Ｖｃは、所定時間Ｔ３経過後に明らかになる電圧ではなく、実験・経験上分かっている電圧である。
【０１３９】
例えば、直流電源１Ａの電圧Ｅが４５０Ｖで始動した後、所定時間Ｔ３経過直後の電圧Ｖｃが実験・経験上５０Ｖ程度であると分かっている場合、所定時間Ｔ３内の電圧ＶＤＬの周波数（低周波矩形波の極性反転のタイミング）は、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２が５０Ｖと４００Ｖ（＝４５０Ｖ−５０Ｖ）との間を往復する時間で決まる。つまり、図２９の回路において、Ｖｒ１，Ｖｒ２がそれぞれＶｃ，Ｅ−Ｖｃに設定されている。ここで、所定時間Ｔ３が短ければ短いほど、高圧放電灯ＤＬの電圧がより低くなることが一般に知られている。
【０１４０】
このような制御によれば、所定期間Ｔ３経過までは、確実に高圧放電灯ＤＬに電力を供給できるため、放電の安定性を確保することができる。また、極性反転直前の高圧放電灯ＤＬに電力供給するコンデンサの両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２を高くできるため、極性反転時に発生しやすい立消えを防止することができる。
【０１４１】
（第１３参考例）
図３１は本発明に関連した第１３参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図３２は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１４２】
第１３参考例の高圧放電灯点灯装置は、図１の構成に加えて、図３１に示すように、高圧放電灯ＤＬの電圧検出用の電圧検出回路部４と、コンデンサＣ１，Ｃ２の一方の電圧検出用の電圧検出回路部８とを備え、制御回路部３が、高圧放電灯ＤＬの電圧と、コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方の電圧との検出結果を利用して、トランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチングすることにより、高圧放電灯ＤＬに供給する低周波矩形波電力を制御することを特徴とする。ただし、図３１ではイグナイタ２の図示を省略してある。
【０１４３】
ここで、高圧放電灯ＤＬの場合、低周波矩形波電圧を各極性で同一の電圧値にしなければ、高圧放電灯ＤＬの一方の電極付近に発光管内部の金属イオンが集中し、発光するカタホレシス現象、光のちらつき、立消えなどの不具合を生じる。
【０１４４】
高圧放電灯ＤＬの電圧だけを検出して、トランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御することにより、各極性で同一のランプ電圧およびランプ電流を供給する場合、非常に複雑なスイッチング制御となり、回路の大型化や高価格化を招く。
【０１４５】
そのため、第１３参考例では、高圧放電灯ＤＬに印加する低周波矩形波電圧の一方の半周期の間、高圧放電灯ＤＬの電圧の検出結果を利用し、その他方の半周期の間、コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方の電圧の検出結果を利用する。高圧放電灯ＤＬの電圧に応じての制御は低周波矩形波電圧の一方の極性とし、もう一方の極性は、コンデンサの両端電圧を高圧放電灯ＤＬが非点灯時と同じ電圧バランスになるように調整する。
【０１４６】
具体的には、低周波矩形波の一方の極性では、コンデンサＣ１→トランジスタＱ１→インダクタＬ１→放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）のループに電流が流れる。このとき、高圧放電灯ＤＬの電圧を電圧検出回路部４で検出し、高圧放電灯ＤＬの状態による適正な電力を供給する。
【０１４７】
もう一方の極性では、コンデンサＣ２→放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）→インダクタＬ１→トランジスタＱ２のループに電流が流れる。このとき、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２の電圧値を検出し、高圧放電灯ＤＬが非点灯時の状態での電圧ＶＣ１および電圧ＶＣ２となるようにトランジスタＱ２を制御する。
【０１４８】
このような制御によれば、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２を非点灯時のアンバランス状態に維持したまま、高圧放電灯ＤＬに、各極性で電圧値が同一の低周波矩形波電圧を印加することができる。
【０１４９】
（第１４参考例）
図３３は本発明に関連した第１４参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【０１５０】
第１４参考例の高圧放電灯点灯装置は、第１３参考例との相違点として、電圧検出回路部８に代えて、コンデンサＣ２の両端電圧検出用の電圧検出回路部６を備え、高圧放電灯ＤＬに印加する低周波矩形波電圧の一方の半周期の間、高圧放電灯ＤＬの電圧の検出結果を利用し、その他方の半周期の間、コンデンサＣ２の電圧の検出結果を利用することを特徴とする。ただし、図３３ではイグナイタ２の図示を省略してある。
【０１５１】
第１３参考例と同様に低周波矩形波電圧を高圧放電灯ＤＬに供給するために、一方の極性では、高圧放電灯ＤＬの電圧を検出し、もう一方の極性では、コンデンサＣ２の両端電圧ＶＣ２を検出し、両端電圧ＶＣ２が高圧放電灯ＤＬの非点灯時における両端電圧ＶＣ２と同様になるように、トランジスタＱ２がスイッチング制御される。
【０１５２】
このように、両端電圧ＶＣ２を検出し、トランジスタＱ２をスイッチング制御することにより、基準電位から、直接両端電圧ＶＣ２を検出することができるため、より制御回路を簡略化できる。
【０１５３】
さらに、コンデンサＣ２の容量をコンデンサＣ１の容量よりも大きくして、低周波矩形波の周波数の極性に応じて、電圧値の違う低周波矩形波電圧を高圧放電灯ＤＬに印加する場合、例えば、低抗分圧により両端電圧ＶＣ２を検出するとき、検出抵抗の電力ロスも低減することが可能である。
【０１５４】
（第１５参考例）
図３４は本発明に関連した第１５参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図３５は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図、図３６は同高圧放電灯点灯装置の基本構成図、図３７，図３８は同基本構成に対して図３４の構成にする理由の説明図、図３９は同高圧放電灯点灯装置の特性図である。
【０１５５】
第１５参考例の高圧放電灯点灯装置は、図３４に示すように、第１参考例とほぼ同様に構成され、制御回路部３が、図３５に示すように、トランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するとともに、インダクタＬ１に流れる電流をＢＣＭ制御し、インダクタＬ１およびコンデンサＣ３によるフィルタにおいて、インダクタＬ２およびコンデンサＣ４にて、インダクタＬ１に流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくすることを特徴とする。
【０１５６】
ここで、図３６の基本構成において、図３７に示すように、トランジスタＱ２がオフし、トランジスタＱ１がオンしているときは、コンデンサＣ１から、トランジスタＱ１、インダクタＬ１を介して、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に電流Ｉ１が流れ、インダクタＬ１にエネルギーが貯蓄される。この後、インダクタＬ１に貯蓄されていたエネルギーが放出され、インダクタＬ１から、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に、コンデンサＣ２、トランジスタＱ２の寄生ダイオードを介して電流Ｉ１’が流れる。
【０１５７】
一方、トランジスタＱ１がオフし、トランジスタＱ２がオンしているときは、コンデンサＣ２から、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に、インダクタＬ１、トランジスタＱ２を介して電流Ｉ２が流れ、インダクタＬ１にエネルギーが貯蓄される。この後、インダクタＬ１に貯蓄されていたエネルギーが放出され、インダクタＬ１から、トランジスタＱ１の寄生ダイオード、コンデンサＣ１を介して、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に電流Ｉ２’が流れる。
【０１５８】
例えば、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧がそれぞれ３００Ｖ，１５０Ｖである場合のＢＣＭ制御では、高圧放電灯ＤＬの電圧が９０Ｖであるとすれば、トランジスタＱ１のスイッチング時のオン幅とオフ幅の比が８：７となり、トランジスタＱ２のスイッチング時のオン幅とオフ幅の比が１３：２となる。このようにオン幅とオフ幅の比が異なると、図３８に示すように、必然的にトランジスタＱ１のスイッチング周波数の方がトランジスタＱ２のスイッチング周波数よりも高くなる。周波数が異なることでインダクタＬ１、コンデンサＣ３のローパスフィルタによるゲイン（Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）が異なってくるので、図３８のＩＤＬ波形に示されるように、トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチングによる各ＩＤＬのリップル含有率が異なる。
【０１５９】
一般的に、高圧放電灯ＤＬの場合、高圧放電灯ＤＬの電流ＩＤＬのリップル含有率が極性によって異なると、ちらつきや音響的共鳴現象の発生につながるので、各極性で同一の電流ＩＤＬを高圧放電灯ＤＬに供給する必要がある。
【０１６０】
そこで、第１５参考例では、Ｉｌａリップル含有率を各極性で同一にするため、図３６の基本構成に対して、図３４に示すように、トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間に接続されるコンデンサＣ４と、このコンデンサＣ４とトランジスタＱ１，Ｑ２の接続点との間に直列に介設されるインダクタＬ２とを追加して、フィルタを２段にするのである。
【０１６１】
コンデンサＣ３、インダクタＬ１によるフィルタと、コンデンサＣ４、インダクタＬ２によるフィルタとの２段にすることにより、フィルタのゲイン−周波数特性が図３９に示すような特性となる。
【０１６２】
そして、トランジスタＱ１のスイッチング周波数ｆ１と、トランジスタＱ２のスイッチング周波数ｆ２が異なっていても、それぞれのスイッチングで同一のゲインを得ることが可能となり、高圧放電灯の電流ＩＤＬのリップル含有率が同一となる。
【０１６３】
（第１６参考例）
図４０は本発明に関連した第１６参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【０１６４】
第１６参考例の高圧放電灯点灯装置は、第１５参考例との相違点として、図４０に示すように、インダクタＬ２およびコンデンサＣ４に代えて、基本構成のインダクタＬ１に流れる交流電流の極性に応じてインダクタＬ１のインダクタンス値を変更することを特徴とする。
【０１６５】
つまり、インダクタＬ１とトランジスタＱ１，Ｑ２の接続点との間に介設されるダイオードＤ３と、直列のインダクタＬ２およびダイオードＤ４とがさらに具備され、直列のインダクタＬ１およびダイオードＤ３に対して、直列のインダクタＬ２およびダイオードＤ４を、両ダイオードＤ３，Ｄ４が互いに逆向きになるように並列に接続されている。
【０１６６】
ここで、トランジスタＱ２がオフし、トランジスタＱ１がオンしているときは、コンデンサＣ１から、トランジスタＱ１、ダイオードＤ４、インダクタＬ２を介して、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に電流が流れ、インダクタＬ２にエネルギーが貯蓄される。この後、インダクタＬ２に貯蓄されていたエネルギーが放出され、インダクタＬ２から、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に、コンデンサＣ２、トランジスタＱ２の寄生ダイオード、ダイオードＤ４を介して電流が流れる。
【０１６７】
一方、トランジスタＱ１がオフし、トランジスタＱ２がオンしているときは、コンデンサＣ２から、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に、インダクタＬ１、ダイオードＤ３、トランジスタＱ２を介して電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギーが貯蓄される。
【０１６８】
以上の動作によれば、トランジスタＱ１がオン／オフしているときは、インダクタＬ２およびコンデンサＣ３によるフィルタ構成となり、トランジスタＱ２がオン／オフしているときは、インダクタＬ１およびコンデンサＣ３によるフィルタ構成になるため、トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング周波数が異なっていても、それぞれのスイッチングによるフィルタの周波数−ゲイン特性が変わるため、同一のゲインを得ることが可能になる。これにより、高圧放電灯ＤＬの電流ＩＤＬのリップル含有率を同一にすることができる。
【０１６９】
（第１７参考例）
図４１は本発明に関連した第１７参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【０１７０】
第１７参考例の高圧放電灯点灯装置は、第１５参考例との相違点として、図４１に示すように、インダクタＬ２およびコンデンサＣ４に代えて、インダクタＬ１に流れる交流電流の極性に応じて、基本構成のコンデンサＣ３の容量値を変更することを特徴とする。
【０１７１】
つまり、並列のコンデンサＣ５およびダイオードＤ５がさらに具備され、直列の高圧放電灯ＤＬおよびイグナイタ２と並列になるように、上記コンデンサＣ５およびダイオードＤ５がコンデンサＣ３に直接に接続されている。
【０１７２】
ここで、トランジスタＱ２がオフし、トランジスタＱ１がオンしているときは、コンデンサＣ１から、トランジスタＱ１、インダクタＬ１を介して、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３，Ｃ５）に電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギーが貯蓄される。この後、インダクタＬ１に貯蓄されていたエネルギーが放出され、インダクタＬ１から、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３，Ｃ５）に、コンデンサＣ２、トランジスタＱ２の寄生ダイオードを介して電流が流れる。
【０１７３】
一方、トランジスタＱ１がオフし、トランジスタＱ２がオンしているときは、コンデンサＣ２から、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に、インダクタＬ１、トランジスタＱ２を介して電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギーが貯蓄される。この後、インダクタＬ１に貯蓄されていたエネルギーが放出され、インダクタＬ１から、トランジスタＱ１の寄生ダイオード、コンデンサＣ１を介して、高圧放電灯ＤＬ（コンデンサＣ３）に電流が流れる。
【０１７４】
以上の動作によれば、トランジスタＱ１がオン／オフしているときは、インダクタＬ１およびコンデンサＣ３，Ｃ５によるフィルタ構成となり、トランジスタＱ２がオン／オフしているときは、インダクタＬ１およびコンデンサＣ３によるフィルタ構成になるため、トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング周波数が異なっていても、それぞれのスイッチングによるフィルタの周波数−ゲイン特性が変わるため、同一のゲインを得ることが可能になる。これにより、高圧放電灯ＤＬの電流ＩＤＬのリップル含有率を同一にすることができる。
【０１７５】
（第１８参考例）
図４２は本発明に関連した第１８参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１７６】
第１８参考例の高圧放電灯点灯装置は、図４２に示すように、制御回路部３が、電圧の高い方のコンデンサＣ１に流れる電流（図ではＩ１）をＤＣＭ（ＤｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）制御し、コンデンサＣ２に流れる電流（図ではＩ２）をＢＣＭ制御することを特徴とする。ＤＣＭ制御とは電流が不連続モードになるように制御することである。
【０１７７】
この構成では、トランジスタＱ１のスイッチング周波数を下げて、トランジスタＱ２のスイッチング周波数と同一にすることになり、オン幅を狭めることで電流Ｉ１がＤＣＭ制御される。
【０１７８】
これにより、トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング周波数を等しくすることができ、同一のゲインを得ることができることから、高圧放電灯ＤＬの電流ＩＤＬのリップル含有率を同一にすることができる。
【０１７９】
（第１９参考例）
図４３は本発明に関連した第１９参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１８０】
第１９参考例の高圧放電灯点灯装置は、図４３に示すように、制御回路部３が、電圧の低い方のコンデンサＣ２に流れる電流（図ではＩ２）をＣＣＭ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣｕｒｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）制御し、コンデンサＣ１に流れる電流（図ではＩ１）をＢＣＭ制御することを特徴とする。ＣＣＭ制御とは電流が連続モードになるように制御することである。
【０１８１】
この構成では、トランジスタＱ２のスイッチング周波数を上げて、トランジスタＱ１のスイッチング周波数と同一にすることになり、オン幅を広げることで電流Ｉ２がＣＣＭ制御される。
【０１８２】
これにより、トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング周波数を等しくすることができ、同一のゲインを得ることができることから、高圧放電灯ＤＬの電流ＩＤＬのリップル含有率を同一にすることができる。
【０１８３】
（第２０参考例）
図４４は本発明に関連した第２０参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１８４】
第２０参考例の高圧放電灯点灯装置は、図４４に示すように、制御回路部３が、電圧の高い方のコンデンサＣ１に流れる電流（図ではＩ１）をＤＣＭ制御し、コンデンサＣ２に流れる電流（図ではＩ２）をＣＣＭ制御することを特徴とする。
【０１８５】
この構成では、トランジスタＱ１のスイッチング周波数を下げ、トランジスタＱ２のスイッチング周波数を上げることにより、周波数が同一にされる。また、トランジスタＱ１のスイッチングによるオン幅を狭めることで電流Ｉ１がＤＣＭ制御され、トランジスタＱ２のスイッチングによるオン幅を広げることで電流Ｉ２がＣＣＭ制御される。
【０１８６】
これにより、トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング周波数を等しくすることができ、同一のゲインを得ることができることから、高圧放電灯ＤＬの電流ＩＤＬのリップル含有率を同一にすることができる。
【０１８７】
（第２１参考例）
図４５は本発明に関連した第２１参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図、図４６は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０１８８】
第２１参考例の高圧放電灯点灯装置は、図４５に示すように、直流電源１と、直列のトランジスタＱ１，Ｑ２と、直列のコンデンサＣ１，Ｃ２とを互いに並列に接続して備えるとともに、トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間に直列に接続されるインダクタＬ１および高圧放電灯ＤＬと、この高圧放電灯ＤＬと並列に接続されるコンデンサＣ３と、このコンデンサＣ３と並列になるようにインダクタＬ１および高圧放電灯ＤＬ間に直列に介設されるイグナイタ２とを第１参考例と同様に備え、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧を所定電圧に補正するための手段を有していることを特徴とする。
【０１８９】
上記手段として、容量の異なるコンデンサＣ１、Ｃ２に対し、直列のトランジスタＱ３およびダイオードＤ６が、このダイオードＤ６でコンデンサＣ１，Ｃ２からの電流を阻止するように並列に接続されており、コンデンサＣ１，Ｃ２の接続点とトランジスタＱ３およびダイオードＤ６の接続点との間にインダクタＬ３が接続されている。
【０１９０】
ここで、放電灯非点灯時、図４６に示すように、図示しない制御回路部によって、トランジスタＱ２，Ｑ３は常にオフになり、トランジスタＱ１が高周波でオン／オフする。その結果、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１による電圧ＶＤＬにイグナイタ２の高圧パルス電圧が重畳して、高圧放電灯ＤＬに印加する。
【０１９１】
この後、高圧放電灯が始動すると、所定時間Ｔの間、トランジスタＱ１，Ｑ２は現在の動作を維持する。このとき、コンデンサＣ１の電荷が放電し、高圧放電灯ＤＬに電力が供給されるとともに、コンデンサＣ２が充電される。その結果、コンデンサＣ１の両端電圧ＶＣ１が降下し、コンデンサＣ２の両端電圧ＶＣ２が上昇しようとするが、トランジスタＱ３がオン／オフすることにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２が非点灯時の電圧に維持される。つまり、コンデンサＣ２の電荷をインダクタＬ３によりコンデンサＣ１に戻すことにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧ＶＣ１，ＶＣ２を所定電圧に保つことができる。
【０１９２】
所定時間Ｔ後は、トランジスタＱ３がオフになり、トランジスタＱ１，Ｑ２が低周波で交互にオフになり、トランジスタＱ１のオフ時にトランジスタＱ２が高周波でオン／オフし、トランジスタＱ２のオフ時にトランジスタＱ１が高周波でオン／オフすることにより、高圧放電灯ＤＬに低周波で矩形波の電圧ＶＤＬが印加することになる。
【０１９３】
なお、図４５の構成において、トランジスタＱ３とダイオードＤ６とを入れ替えて図４７の構成にしてもよく、この構成の場合には図４５とは逆の極性で高圧放電灯ＤＬを点灯することが可能となる。また、図４５の構成において、ダイオードＤ６の代わりにトランジスタＱ４を用いても同様の効果が得られる。
【０１９４】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明は、直流電源と、直列の第１，第２スイッチと、直列の第１，第２コンデンサとを互いに並列に接続して備えるとともに、前記第１，第２スイッチの接続点と前記第１，第２コンデンサの接続点との間に直列に接続されるインダクタおよび高圧放電灯と、この高圧放電灯と並列に接続される第３コンデンサとを備え、前記第１，第２スイッチをスイッチングすることにより、前記高圧放電灯に電力を供給する高圧放電灯点灯装置であって、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧が互いに異なるように設定されているので、部品ストレスの増大や部品の大型化を招くことなく、低周波矩形波の極性反転時での立消えを低減し、点灯後のグロー放電からアーク放電へのスムーズな移行が可能になる。また、前記第１，第２コンデンサの各容量が互いに異なるように設定されることにより、少なくとも前記高圧放電灯の非点灯時に、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧が互いに異なるように設定されているので、部品ストレスの増大や部品の大型化を招くことなく、低周波矩形波の極性反転時での立消えを低減し、点灯後のグロー放電からアーク放電へのスムーズな移行が可能になる。さらに、前記高圧放電灯の点灯時、前記第１，第２スイッチのうち、前記第１，第２コンデンサにおける両端電圧の高い方と一端が接続されるスイッチは、他方のスイッチよりも高いスイッチング周波数でスイッチングされるので、高圧放電灯の一方の電極のみにストレスが生じるのを避けることができ、高圧放電灯の寿命の点で有利となる。
【０１９５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第１，第２コンデンサの各容量のうち、大きい方の容量値を小さい方の容量値で割って得られる比が１．６〜１５の範囲内になるように、前記第１，第２コンデンサの各容量が設定されているので、共振を利用することなく、また直流電源の電圧を上昇させずに、従来よりも高圧放電灯への印加電圧を上昇させることができるほか、１００〜２７７Ｖの入力電圧の場合に、入力電流歪を改善することができ、高圧放電灯の始動に必要な無負荷電圧を印加することができる。
【０１９６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち、低い方の電圧が前記高圧放電灯の定格電圧以上になっているので、高圧放電灯の立消えを防止することができる。
【０１９７】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち、高い方の電圧が２５０Ｖ以上で４５０Ｖ以下の範囲内の電圧になっているので、１００〜２７７Ｖの入力電圧の電源に接続可能となる。
【０１９８】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直流電源の電圧が３００Ｖ以上で４８０Ｖ以下の範囲内の電圧になっているので、１００〜２７７Ｖの入力電圧の電源に接続可能となる。
【０１９９】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記スイッチング周波数は、前記他方のスイッチに対するスイッチング周波数の自然数倍になっているので、１つの高周波発振器からスイッチング周波数の信号を生成することができるため、構成を簡易化することができる。
【０２００】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯に印加する低周波矩形波電圧の周波数が、前記高圧放電灯の点灯時点から所定時間後におけるよりもその所定時間内での方が低くなるように、前記第１，第２スイッチがスイッチングするので、高圧放電灯が始動するのに必要な低周波矩形波電圧を印加することができ、始動後も安定してグロー放電からアーク放電に移行するようにできる。
【０２０１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記低周波矩形波電圧の周波数は、音響的共鳴現象が発生しない周波数になっているので、音響的共鳴現象が発生しないようにできる。
【０２０２】
請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は数十Ｈｚであるので、高圧放電灯が始動するのに必要な低周波矩形波電圧を印加することができ、始動後も安定してグロー放電からアーク放電に移行するようにできる。
【０２０３】
請求項１０記載の発明は、請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、前記高圧放電灯の非点灯時における前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち高い方の電圧と低い方の電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であるので、高圧放電灯の極性反転に伴って立消えが起きた場合に、非点灯時と同様の低周波で矩形波の電圧をそのまま高圧放電灯に印加することが可能となり、高圧放電灯の再始動性を良くすることが可能になる。
【０２０４】
請求項１１記載の発明は、請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、前記直流電源の電圧よりも前記第１，第２コンデンサの印加可能な最大電圧分低い電圧と、その最大電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であるので、始動直後の放電が不安定な領域での極性反転回数を極力低減可能となり、放電を安定させることが可能になる。
【０２０５】
請求項１２記載の発明は、請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、所定電圧と、前記直流電源の電圧よりも前記所定電圧分低い電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であるので、所定期間経過までは、確実に高圧放電灯に電力を供給することが可能になり、放電の安定性を確保することが可能となる。
【０２０６】
請求項１３記載の発明は、請求項１から１２のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の電圧と、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の電圧との検出結果を利用して、前記第１，第２スイッチをスイッチングすることにより、前記高圧放電灯に供給する低周波矩形波電力を制御するので、各極性で電圧値が同一の低周波矩形波電圧を高圧放電灯に印加することが可能となる。
【０２０７】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯に印加する低周波矩形波電圧の一方の半周期の間、前記高圧放電灯の電圧の検出結果を利用し、その他方の半周期の間、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の電圧の検出結果を利用するのであり、この構成でも、各極性で電圧値が同一の低周波矩形波電圧を高圧放電灯に印加することが可能となる。
【０２０８】
請求項１５記載の発明は、請求項１から１４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の電圧を基に前記直流電源の電圧を変更するので、点灯後に直流電圧を高圧放電灯が消えない程度に低く設定することが可能となり、その期間における回路効率を良くすることが可能となる。
【０２０９】
請求項１６記載の発明は、請求項１から１４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直流電源は、交流電源を交流−直流変換する手段を備え、前記交流電源の電圧を基に当該直流電源の電圧を変更するので、直流電源の入力が低い場合に直流電源の出力を低く設定することが可能になる。
【０２１０】
請求項１７記載の発明は、請求項１から１６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくする補正手段を設けたので、高圧放電灯の電流のリップル含有率を各極性で同一にすることができる。
【０２１１】
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記補正手段は、前記第１，第２スイッチの接続点と前記第１，第２コンデンサの接続点との間に接続される第４コンデンサと、この第４コンデンサと前記両接続点の一方との間に直列に介設される第２インダクタとにより構成されるので、高圧放電灯の電流のリップル含有率を各極性で同一にすることができる。
【０２１２】
請求項１９記載の発明は、請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記補正手段は、前記インダクタに流れる交流電流の極性に応じて、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくするように、前記インダクタのインダクタンス値を変更するので、高圧放電灯の電流のリップル含有率を同一にすることができる。
【０２１３】
請求項２０記載の発明は、請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置において、前記補正手段は、前記インダクタに流れる交流電流の極性に応じて、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくするように、前記第３コンデンサの容量値を変更するので、高圧放電灯の電流のリップル含有率を同一にすることができる。
【０２１４】
請求項２１記載の発明は、請求項１から２０のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直列の第１，第２コンデンサに対し、直列の第３スイッチおよびダイオードを、このダイオードで前記第１，第２コンデンサからの電流を阻止するように並列に接続し、前記第１，第２コンデンサの接続点と前記第３スイッチおよび前記ダイオードの接続点との間に第３インダクタを接続したので、第１，第２コンデンサの両端電圧を所定電圧に保つことが可能になる。
【０２１５】
請求項２２記載の発明は、請求項１から２０のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記直列の第１，第２コンデンサに対し、直列の第３，第４スイッチを並列に接続し、前記第１，第２コンデンサの接続点と前記第３，第４スイッチの接続点との間に第３インダクタを接続したので、第１，第２コンデンサの両端電圧を所定電圧に保つことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関連した第１参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２】 同高圧放電灯点灯装置における各平滑コンデンサの両端電圧の関係を示す図である。
【図３】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図４】 本発明に関連した第２参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図５】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図６】 コンデンサの容量を違えるための別例を示す図である。
【図７】 本発明に関連した第３参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図８】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図９】 本発明に関連した第４参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図１０】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１１】 本発明に関連した第５参考例の高圧放電灯点灯装置の設計仕様を示す図である。
【図１２】 本発明による第１実施形態の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１３】 本発明による第２実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図１４】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１５】 本発明に関連した第６参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図１６】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１７】 本発明に関連した第７参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図１８】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１９】 本発明に関連した第８参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２０】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２１】 別の直流電源の構成例を示す図である。
【図２２】 別の直流電源の構成例を示す図である。
【図２３】 別の直流電源の構成例を示す図である。
【図２４】 本発明に関連した第９参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２５】 本発明に関連した第１０参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２６】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２７】 本発明に関連した第１１参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２８】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２９】 本発明に関連した第１２参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３０】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３１】 本発明に関連した第１３参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３２】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３３】 本発明に関連した第１４参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３４】 本発明に関連した第１５参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３５】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３６】 同高圧放電灯点灯装置の基本構成図である。
【図３７】 同基本構成に対して図３４の構成にする理由の説明図である。
【図３８】 同基本構成に対して図３４の構成にする理由の説明図である。
【図３９】 同高圧放電灯点灯装置の特性図である。
【図４０】 本発明に関連した第１６参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図４１】 本発明に関連した第１７参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図４２】 本発明に関連した第１８参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図４３】 本発明に関連した第１９参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図４４】 本発明に関連した第２０参考例の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図４５】 本発明に関連した第２１参考例の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図４６】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図４７】 別の構成例を示す図である。
【図４８】 別の構成例を示す図である。
【図４９】 従来の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図５０】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図５１】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図５２】 別の従来の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図５３】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図５４】 同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 直流電源
２ イグナイタ
３ 制御回路部
Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ
Ｃ１，Ｃ２ （平滑）コンデンサ
Ｃ３ コンデンサ
Ｌ１ インダクタ
ＤＬ 高圧放電灯

Claims (22)

1. 直流電源と、直列の第１，第２スイッチと、直列の第１，第２コンデンサとを互いに並列に接続して備えるとともに、前記第１，第２スイッチの接続点と前記第１，第２コンデンサの接続点との間に直列に接続されるインダクタおよび高圧放電灯と、この高圧放電灯と並列に接続される第３コンデンサとを備え、前記第１，第２スイッチをスイッチングすることにより、前記高圧放電灯に電力を供給する高圧放電灯点灯装置であって、
   前記第１，第２コンデンサの各容量が互いに異なるように設定されることにより、少なくとも前記高圧放電灯の非点灯時に、前記第１，第２コンデンサの各両端電圧が互いに異なるように設定されていて、
   前記高圧放電灯の点灯時、前記第１，第２スイッチのうち、前記第１，第２コンデンサにおける両端電圧の高い方と一端が接続されるスイッチは、他方のスイッチよりも高いスイッチング周波数でスイッチングされることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
2. 前記第１，第２コンデンサの各容量のうち、大きい方の容量値を小さい方の容量値で割って得られる比が１．６〜１５の範囲内になるように、前記第１，第２コンデンサの各容量が設定されていることを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
3. 前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち、低い方の電圧が前記高圧放電灯の定格電圧以上になっていることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置。
4. 前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち、高い方の電圧が２５０Ｖ以上で４５０Ｖ以下の範囲内の電圧になっていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
5. 前記直流電源の電圧が３００Ｖ以上で４８０Ｖ以下の範囲内の電圧になっていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
6. 前記スイッチング周波数は、前記他方のスイッチに対するスイッチング周波数の自然数倍になっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の高圧放電灯点灯装置。
7. 前記高圧放電灯に印加する低周波矩形波電圧の周波数が、前記高圧放電灯の点灯時点から所定時間後におけるよりもその所定時間内での方が低くなるように、前記第１，第２スイッチがスイッチングすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
8. 前記低周波矩形波電圧の周波数は、音響的共鳴現象が発生しない周波数になっていることを特徴とする請求項７記載の高圧放電灯点灯装置。
9. 前記所定時間内の周波数は数十Ｈｚであることを特徴とする請求項７または８記載の高圧放電灯点灯装置。
10. 前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、前記高圧放電灯の非点灯時における前記第１，第２コンデンサの各両端電圧のうち高い方の電圧と低い方の電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
11. 前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、前記直流電源の電圧よりも前記第１，第２コンデンサの印加可能な最大電圧分低い電圧と、その最大電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
12. 前記所定時間内の周波数は、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の両端電圧が、所定電圧と、前記直流電源の電圧よりも前記所定電圧分低い電圧との間を往復するのに要する時間の逆数であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
13. 前記高圧放電灯の電圧と、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の電圧との検出結果を利用して、前記第１，第２スイッチをスイッチングすることにより、前記高圧放電灯に供給する低周波矩形波電力を制御することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
14. 前記高圧放電灯に印加する低周波矩形波電圧の一方の半周期の間、前記高圧放電灯の電圧の検出結果を利用し、その他方の半周期の間、前記第１，第２コンデンサの少なくとも一方の電圧の検出結果を利用することを特徴とする請求項１３記載の高圧放電灯点灯装置。
15. 前記高圧放電灯の電圧を基に前記直流電源の電圧を変更することを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
16. 前記直流電源は、交流電源を交流−直流変換する手段を備え、前記交流電源の電圧を基に当該直流電源の電圧を変更することを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
17. 前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくする補正手段を設けたことを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
18. 前記補正手段は、前記第１，第２スイッチの接続点と前記第１，第２コンデンサの接続点との間に接続される第４コンデンサと、この第４コンデンサと前記両接続点の一方との間に直列に介設される第２インダクタとにより構成されることを特徴とする請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置。
19. 前記補正手段は、前記インダクタに流れる交流電流の極性に応じて、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくするように、前記インダクタのインダクタンス値を変更することを特徴とする請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置。
20. 前記補正手段は、前記インダクタに流れる交流電流の極性に応じて、前記インダクタおよび前記第３コンデンサによるフィルタにおいて、前記インダクタに流れる交流電流のうち、一方の極性の交流電流に対するゲインと、他方の極性の交流電流に対するゲインを略等しくするように、前記第３コンデンサの容量値を変更することを特徴とする請求項１７記載の高圧放電灯点灯装置。
21. 前記直列の第１，第２コンデンサに対し、直列の第３スイッチおよびダイオードを、このダイオードで前記第１，第２コンデンサからの電流を阻止するように並列に接続し、前記第１，第２コンデンサの接続点と前記第３スイッチおよび前記ダイオードの接続点との間に第３インダクタを接続したことを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
22. 前記直列の第１，第２コンデンサに対し、直列の第３，第４スイッチを並列に接続し、前記第１，第２コンデンサの接続点と前記第３，第４スイッチの接続点との間に第３インダクタを接続したことを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。

Images