JP4423648B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置に関し、特に、バーストモード調光方式によって輝度調整を実施する放電灯点灯装置に関する。

従来、放電灯点灯装置における放電灯の輝度調整方法の一つとして、いわゆるバーストモード調光方式がある。バーストモード調光方式は、放電灯の駆動電圧を間欠的に出力して放電灯に消灯期間と点灯期間とを設け、放電灯に流れる高周波電流の間欠動作におけるオン期間とオフ期間との比、すなわち点灯期間と消灯期間の比を変動することによって、時間平均的な輝度を制御する方式である。

このようなバーストモード調光方式では、その間欠動作の駆動周波数（以下、バースト周波数ともいう）が数１００Ｈｚ前後の可聴周波数であるため、放電灯点灯装置に使用されるトランスやコイルのコアに生じる磁歪によって、バースト周波数の騒音が発生することが知られている。

従来、バースト調光方式における騒音対策は、発生した騒音を減衰/遮断する受動的な対策と、騒音自体を抑制する能動的な対策に大別される。受動的な対策としては、遮音または吸音効果のある材料を用いてトランスやコイルをシールドする方法や、真空気密封止により騒音の伝達媒体を無くす方法等が考えられる。また、能動的な対策としては、騒音の発生自体を電子回路の工夫で抑制あるいは低減する方法として、バーストモード調光時にインバータに印加される入力電圧の振幅の変動幅を小さくする方法（例えば、特許文献１参照）や入力電圧波形に傾斜を持たせて、立ち上がり/立ち下がり時間を長くする方法（例えば、特許文献２参照）等が考えられる。すなわち、バーストモード調光時におけるランプ電流の変化をゆるやかにすることにより、騒音が低減されることが、聴感上も騒音レベルの実測からもわかっており、その性質を利用することで能動的な対策を行うことができる。

特許文献１に記載された放電灯点灯装置は、トランスやコイルへの印加電圧の振幅変動幅を低減させる方法を採用した放電灯点灯装置の一例であり、放電灯と、放電灯に高周波電力を供給する高周波電源と、高周波電源から上記放電灯に供給する電力を調整して放電灯を調光点灯させる調光手段と、低光束の調光点灯時に高周波電源に直流電圧を重畳する直流電圧重畳手段と、低温時に断続的な直流高電圧を上記放電灯に印加する第２の電源とを備え、低温且つ上記調光手段による調光時には、負荷線とランプ特性曲線とが１カ所で重なるように、上記直流電圧重畳手段にて放電灯に直流電圧を重畳するとともに、上記第２の電源にて放電灯に断続的な直流高電圧を加えることを特徴とするものである。

また、特許文献２に記載された放電灯点灯装置は、バーストモード調光時にインバータに印加される入力電圧波形に傾斜を持たせる方法を採用した放電灯点灯装置の一例であり、直流電圧から交流電圧を発生するインバータ回路を備え、該インバータ回路の出力電圧を放電灯に印加して該放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、前記放電灯を流れる管電流を検出して電圧に変換して出力する管電流検出手段と、制御電圧に基づいて前記インバータ回路のトランス一次巻線への通電方向及び通電電流を制御する電流制御手段と、所定の閾値電圧レベル以下の電圧レベルを有し、前記インバータ回路から出力される交流電圧の周波数よりも低い周波数となる周期で電圧レベルが所定の傾斜をもって変化するバースト信号電圧を生成して出力するバースト信号生成手段と、供給された前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧とをダイオードの論理和結合によって加算し、前記バースト信号電圧と前記管電流検出手段の出力電圧の合成電圧に応じた帰還電圧を生成して出力する帰還電圧生成手段と、前記帰還電圧に応じた制御電圧を前記電流制御手段に供給する制御電圧生成手段と、前記制御電圧生成手段に接続され、前記制御電圧の直流レベルを変化させる直流レベル可変手段とを備えていることを特徴とするものである。

特開平６−６８９８０号公報（請求項１） 特開２０００−５８２８９号公報（請求項３）

しかしながら、特許文献１に記載された放電灯点灯装置では、放電灯に直流電圧を重畳することにより放電灯の寿命が短縮されるという問題がある。また、特許文献２に記載された放電灯点灯装置では、調光パルス信号の方形波電圧を三角波に変換する三角波発生回路が必要であり、部品点数の増加に伴って放電灯点灯装置の信頼性の低下やコストの増加の要因となるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易で安価な回路構成でありながら、所望の制御特性の維持とバーストモード調光時における騒音の低減を両立することが可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。
つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るものである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に、（２）項が請求項２に、（４）項が請求項３に、（５）項が請求項４に、（６）項が請求項５に、各々相当する。

（１）少なくとも1つの放電灯を含む点灯回路部と、トランスおよびトランス駆動回路とを含むインバータ回路と、前記点灯回路部に流れるランプ電流を検出するランプ電流検出部と、バーストモード調光機能を有して前記トランス駆動回路を制御する制御部とを備え、前記トランス駆動回路により前記トランスの一次側を駆動し、前記トランスの二次側に接続された前記点灯回路部を点灯させる放電灯点灯装置において、前記制御部は、前記ランプ電流検出部からの帰還信号が入力される誤差増幅回路部と、該誤差増幅回路部に接続される周波数応答性低減回路とを有しており、前記誤差増幅回路部と前記周波数応答性低減回路との組み合わせにより騒音低減回路を構成し、前記周波数応答性低減回路は、前記バーストモード調光用の調光パルス信号を受信して、該調光パルス信号が出力されている間に、前記騒音低減回路の応答性を低減する状態に遷移することを特徴とする放電灯点灯装置。

本発明によれば、トランス駆動回路を制御する制御部が、誤差増幅回路部と、該誤差増幅回路部に接続される周波数応答性低減回路とを有し、前記誤差増幅回路部と前記周波数応答性低減回路との組み合わせにより騒音低減回路を構成しているため、ランプ電流検出部からの帰還信号の入力に対する騒音低減回路の応答性を低下させることによって、点灯回路部の消灯状態と点灯状態との間の遷移に伴うランプ電流の急峻な変動を抑制し、トランスやコイルのコアに生じる磁歪による騒音を低減することが可能となる。

また、本項の放電灯点灯装置は、バーストモード調光を実施していない、放電灯の定常駆動時には、騒音低減回路の応答性を低減させることがなく、誤差増幅回路部を用いた通常動作の電流帰還制御の制御特性を損なわない点で有利なものである。

（２）（１）項に記載の放電灯点灯装置において、好ましくは、前記誤差増幅回路部は、第１の入力端子に入力抵抗を介して前記ランプ電流検出部からの帰還信号が入力されるとともに第２の入力端子に基準電圧が入力されるエラーアンプを備えており、前記周波数応答性低減回路は、直列接続された少なくとも１つの受動素子と1つの半導体スイッチ素子とで構成され、前記エラーアンプの出力端子と前記第１の入力端子との間、もしくは、前記入力抵抗の両端子間に並列に接続されるものである。
本項の放電灯点灯装置によれば、特に簡易で安価な回路構成により周波数応答性低減回路を構成することが可能となる。

（３）（２）項に記載の放電灯点灯装置において、好ましくは、前記調光パルス信号は、前記半導体スイッチ素子に入力され、該半導体スイッチ素子は、前記調光パルス信号に同期してオン状態とオフ状態とが切り替るものである。

（４）（２）項または（３）項に記載の放電灯点灯装置において、好ましくは、前記受動素子は、コンデンサまたは抵抗素子である。

（５）（２）項または（３）項に記載の放電灯点灯装置において、好ましくは、前記半導体スイッチ素子は、トランジスタまたはＦＥＴである。

（６）（１）項に記載の放電灯点灯装置において、好ましくは、前記制御部は、方形波の調光パルス信号をバーストモード制御に用いるものである。
本項の放電灯点灯装置によれば、制御部（バーストモード制御回路）に、調光パルス信号の方形波電圧を三角波に変換する三角波発生回路が不要となるため、信頼性が高く、安価な放電灯点灯装置を提供することが可能となる。

本発明に係る放電灯点灯装置は、以上のように構成したため、簡易で安価な回路構成でありながら、放電灯の定常駆動時における所望の制御特性の維持と、バーストモード調光時における騒音の低減を両立することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置１０を示す構成図である。図１に示すように、放電灯点灯装置１０は、点灯回路部１１と、直流電源Ｖｉｎが接続されて点灯回路部１１に点灯信号を出力するインバータ回路１２と、点灯回路部１１に流れるランプ電流を検出するランプ電流検出部１３と、インバータ回路１２の動作を制御する制御部であるバーストモード制御回路１４とで構成されている。バーストモード制御回路１４は、騒音低減回路１５を有しており、騒音低減回路１５は、ランプ電流検出部１３からの帰還信号を受け取る誤差増幅回路部１６と、誤差増幅回路部１６に接続される周波数応答性低減回路１７とを含んでいる。

次に、図２を用いて、本実施形態における放電灯点灯装置１０の具体的な回路構成および点灯動作について説明する。図２において、図１と共通する構成部分には同一符号を付している。ここで、バーストモード制御回路１４は、図示せぬモード検出回路により、周期的なパルス信号である調光パルス信号Ｖｓが入力されているか否かを検出し、調光パルス信号Ｖｓが入力されていることが検出された場合にはバーストモード調光を行い、検出されない場合には定常駆動を行うものとする。

放電灯点灯装置１０において、点灯回路部１１は、直列に接続された２本の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２を含み、インバータ回路１２は、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）Ｑ１〜Ｑ４からなるトランス駆動回路であるブリッジ回路ＢＲ１と昇圧トランスＴ１を含んでいる。また、ランプ電流検出部１３は、抵抗素子１３からなるものである。

バーストモード制御回路１４には、その主要な構成要素として、例えばＣＲ発振回路である発振回路２１、コンパレータ３０、エラーアンプ２２、ＰＷＭ回路２３、論理回路２４、騒音低減回路１５が含まれている。なお、これらの回路は、例えばローム株式会社製のＢＤ９８８２Ｆ等の半導体集積回路（ＩＣ）を適宜利用して構成することもできる。

エラーアンプ２２において、エラーアンプ２２の第１の入力端子（反転入力端子）には入力抵抗Ｒ１が直列に接続されており、入力抵抗Ｒ１を介して、ランプ電流検出部１３からの帰還電圧２２ｂが入力される。また、エラーアンプの第２の入力端子（非反転入力端子）には基準信号Ｖｒｅｆ１が入力されている。エラーアンプ２２の出力信号２２ａは、ＰＷＭ回路２３に入力される。

騒音低減回路１５は、誤差増幅回路部１６と周波数応答性低減回路１７とで構成されており、周波数応答性低減回路１７は、エラーアンプ２２の出力端子と第１の入力端子との間に並列に接続されており、直列に接続された少なくとも１つの受動素子Ｚ１と半導体スイッチ素子ＳＷ１の一対で構成されている。本実施形態において、半導体スイッチ素子ＳＷ１には、外部の発振回路２８から出力される方形波である調光パルス信号Ｖｓが入力されるように構成されている。ここで、受動素子Ｚ１としては、コンデンサまたは抵抗素子が使用される。また、半導体スイッチ素子ＳＷ１としては、トランジスタ（バイポーラトランジスタ）を使用するものであっても、または、ＦＥＴを使用するものであってもよい。なお、本発明の放電灯点灯装置を例えばテレビジョン受像機に適用する場合には、テレビジョン信号を処理するための回路より得られるパルスを利用するなど、セット全体の中でパルスを流用できる場合には、発振回路２８を放電灯点灯装置部のために専用に設けることなく構成することもできる。

発振回路２１は、外付けの抵抗２６およびコンデンサ２７の値に応じた所定の周波数で三角波２１ａを生成し、ＰＷＭ回路２３に出力する。コンパレータ３０の一方の入力端には、外部設定により、基準電圧Ｖｒｅｆ２が供給される。また、コンパレータ３０の他方の入力端には、発振回路２１よりも低い周波数である調光パルス信号Ｖｓが外部の発振回路２８より入力する。そして、コンパレータ３０の出力信号により、ＰＷＭ回路２３はバーストモード調光を実施する。このように、本実施形態におけるバーストモード制御回路１４は、外部の発振回路２８より入力される方形波の調光パルス信号Ｖｓを、波形整形することなく、そのまま、コンパレータ３０に入力し、コンパレータ３０より方形波の出力信号をＰＷＭ回路２３に入力することにより、バーストモード制御を行っている。したがって、特許文献２に記載の放電灯点灯装置が具備するような、調光パルス信号の方形波電圧を三角波に変換する三角波発生回路が不要となり、信頼性が高く、安価な放電灯点灯装置を提供することが可能となる。なお、ここではコンパレータ３０はバッファとして機能しているが、調光パルス信号Ｖｓの波形を、低域フィルタ等を介することにより立上がり、立下りをゆるやかにしてから、コンパレータ３０に入力し、基準電圧Ｖｒｅｆ２のレベルを調整することにより、必要に応じてコンパレータ３０の出力信号のタイミングを調整することも可能である。

次に、調光パルス信号Ｖｓが出力されていない、放電灯の定常駆動時における放電灯点灯装置１０の動作について説明する。
バーストモード制御回路１４において、発振回路２１は、外付けの抵抗２６およびコンデンサ２７の値に応じた所定の周波数の三角波信号２１ａを生成し、ＰＷＭ回路２３に出力する。エラーアンプ２２は、ランプ電流検出部１３からの帰還電圧２２ｂと所定の基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較して、その誤差に応じた電圧を有する出力信号２２ａをＰＷＭ回路２３に出力する。ＰＷＭ回路２３は、入力された三角波信号２１ａとエラーアンプ２２の出力信号２２ａとを比較して、エラーアンプ２２の出力信号２２ａのレベルに応じたパルス幅を有するＰＷＭパルス信号２３ａを生成し、論理回路２４に出力する。そして、論理回路２４は、ＰＷＭパルス信号２３ａと発振回路２１から入力される三角波信号２１ａと同期した所定の信号２１ｂに基づいて、ＰＷＭパルス信号２３ａのパルス幅に応じたパルス幅を有するゲート駆動信号ｄ１〜ｄ４を生成して、ＦＥＴＱ１、Ｑ４の組と、ＦＥＴＱ２、Ｑ３の組のオン・オフを交互に切り替えることによって、ブリッジ回路ＢＲ１を駆動する。これにより、ＰＷＭパルス信号２３ａのパルス幅に応じたランプ電流が放電灯Ｌａ１、Ｌａ２に流れることになる。

このようにして、放電灯点灯装置１０は、昇圧トランスＴ１の一次側に所定の周波数の交流電圧を発生させ、その交流電圧を昇圧トランスＴ１によって昇圧するものであり、その際、昇圧トランスＴ１の二次側の両端間に直列に接続された放電灯Ｌａ１、Ｌａ２に駆動電圧が印加されるように構成され、点灯制御するものである。

この点灯動作の間に、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２に流れるランプ電流は、昇圧トランスＴ１の二次側に接続されたランプ電流検出部である抵抗素子１３ａによって検出され、ダイオードＤ１によって整流され、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のランプ電流の最大電流が、抵抗素子Ｒｄ１によって帰還電圧２２ｂに変換されて、誤差増幅回路部１６のエラーアンプ２２に入力される。

バーストモード制御回路１４は、この帰還電圧２２ｂに基づいて、ＰＷＭ変調によりブリッジ回路ＢＲ１〜ＢＲ４のスイッチング動作を制御することによって、昇圧トランスＴ１に投入する電力を調整し、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２のランプ電流を制御するものである。

ここで、本発明に係る放電灯点灯装置の回路構成は、図２に示す構成に限定されるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の回路設計が可能である。例えば、図２においては、ブリッジ回路ＢＲ１はフルブリッジ回路としたが、これに限定されるものではなく、ハーフブリッジ回路など、他の回路構成であってもよい。また、点灯回路部１１も、図２では、直列に接続された２本の放電灯Ｌａ１、Ｌａ２で構成されているが、これに限定されるものではなく、種々の放電灯の接続構成が応用可能である。また、図２においては、エラーアンプ２２の反転入力端子に帰還電圧２２ｂが入力されているが、非反転入力端子に帰還電圧２２ｂを入力することも可能である。この場合、エラーアンプ２２の第１の入力端子（この場合には、非反転入力端子）に入力抵抗Ｒ１が直列に接続され、入力抵抗Ｒ１を介して、ランプ電流検出部１３からの帰還電圧２２ｂが入力され、エラーアンプ２２の第２の入力端子（この場合には、反転入力端子）に基準信号Ｖｒｅｆ１が入力される。

ここで、騒音低減回路１５について、図３〜図６を参照して説明する。
図３は、従来、一般的に用いられている誤差増幅回路部１６を示しており、図４は、横軸を角周波数ω、縦軸をゲインとした誤差増幅回路部１６の周波数特性を示している。

図３において、エラーアンプ２２のマイナス極の入力端には入力抵抗Ｒ１が、マイナス極の入力端と出力端の間にはコンデンサＣ１が接続されて、積分回路が構成されている。図４に示すように、誤差増幅回路部１６は、２０ｄＢ/ｄｅｃのロールオフ特性を有しており、エラーアンプ２２の帰還をかけない状態でのゲインをＡｏ、時定数をτ、ラプラス演算子をｓとすると、その周波数特性は、―Ａｏ/（（１＋ＡｏＣ１Ｒ１ｓ）×（１＋τｓ／Ａｏ））という近似式で与えられ、ゲイン交差角周波数ωｃおよび折れ点角周波数ωｂがそれぞれωｃ＝１／（Ｒ１×Ｃ１）、ωｂ＝１／（Ａｏ×Ｒ１×Ｃ１）で近似されるローパスフィルタを形成している。

したがって、コンデンサＣ１の容量を大きく設計することにより、コンデンサＣ１の容量を小さく設計した場合よりも、ゲイン交差角周波数ωｃが低周波側にシフトするため、制御系の周波数応答特性が低下することに伴って、出力電流は急峻な変化を制限されることになる。結果として、出力電圧（電流）波形は鈍くなり、磁歪による騒音の低減効果が得られる。

しかしながら、ゲイン交差角周波数ωｃおよび折れ点角周波数ωｂを小さな値とすることは、制御帯域幅を狭くするため、入力電圧または出力インピーダンスの変動に対する応答の遅れをもたらすことになる。つまり、磁歪による騒音低減を目的にして誤差増幅回路部１６のコンデンサＣ１の容量値を設計することは、放電灯の定常駆動時における制御特性を犠牲にしなければならず、この誤差増幅回路部１６では、バーストモード調光時の騒音低減と定常駆動時の制御特性を両立させることは困難であった。

次に、図５〜図７を用いて、本発明に係る騒音低減回路１５の一実施形態と、バーストモード調光時の放電灯点灯装置１０の動作について説明する。図５は、本発明に係る騒音低減回路１５の一実施形態である騒音低減回路１５ａを示しており、図６は、騒音低減回路１５ａの周波数特性を示している。

図５において、騒音低減回路１５ａは、図３に示した誤差増幅回路部１６に対して、直列に接続されたコンデンサＣｏ(図２に示す受動素子Ｚ１に相当)およびトランジスタＴｒ１（図２に示す半導体スイッチ素子ＳＷ１に相当）からなる周波数応答性低減回路１７ａがコンデンサＣ１に並列に接続されて、騒音低減回路１５ａを構成している点で異なるものであり、それ以外は同様の回路構成となっている。

騒音低減回路１５ａは、例えばＡ−Ｄ変換回路に用いられるミラー積分回路と同様な回路構成をしており、放電灯の定常駆動時には、発振回路２８の出力時は常にローレベルになっており、トランジスタＴｒ１はＯＦＦ状態にある。すなわち、この時、エラーアンプ２２の出力は、抵抗素子Ｒ１およびコンデンサＣ１のみに依存し、コンデンサＣｏには依存しないことになる。

一方、バーストモード調光時には、変調用の調光パルス信号（方形波信号）Ｖｓを外部信号として受け取り、この調光パルス信号Ｖｓに同期させて、トランジスタＴｒ１をＯＮ／ＯＦＦさせる。トランジスタＴｒ１がＯＮの時、コンデンサＣｏとコンデンサＣ１とが並列接続となるため、騒音低減回路１５ａの帰還容量は増加し、トランジスタＴｒ１がＯＦＦの時にはコンデンサＣ１が分離されて定常状態と同様な状態に遷移するため、図６に示したように、騒音低減回路１５ａの周波数特性は、調光パルス信号Ｖｓに同期して、Ａ−Ｂ間を状態遷移することになる。すなわち、図６において、トランジスタＴｒ１がＯＮの時のゲイン交差角周波数ωｃ２は、定常駆動時（トランジスタＴｒ１がＯＦＦの時）のゲイン交差角周波数ωｃ１に比べて低周波側にシフトするため、誤差増幅回路部１６の応答性が低下する。

図７は、バーストモード調光時における調光パルス信号Ｖｓに対する放電灯のランプ電流波形の包絡線を示している。図７（ｂ）は、周波数応答性低減回路を含まず、図３に示した従来の誤差増幅回路部１６で構成されるバーストモード制御回路の場合（以下、従来方式と呼ぶ）の放電灯のランプ電流波形を示しており、図７（ｃ）は、周波数応答性低減回路１７ａを含む本願発明に係る騒音低減回路１５ａを有するバーストモード制御回路１４の場合の放電灯のランプ電流波形を示している。ここで、バーストモード調光時には、調光パルス信号Ｖｓ（図７（ａ））に同期して、コンパレータ３０からの出力により、ＰＷＭ回路２３は、論理回路２４に対して、ＦＥＴＱ１〜Ｑ４の駆動信号ｄ１〜ｄ４を間欠的に停止させるように動作するものであり、図７（ｂ）、（ｃ）では、調光パルス信号Ｖｓが所定のＨｉｇｈレベルの時に点灯状態、調光パルス信号Ｖｓが所定のＬｏｗレベルのときに消灯状態となるものである。

ここで、図７に示すように、本実施形態における放電灯点灯装置１０では、調光パルス信号Ｖｓが所定のＨｉｇｈレベルの時に、トランジスタＴｒ１がＯＮとなり、コンデンサＣｏとコンデンサＣ１とが並列接続となるため、騒音低減回路１５ａの帰還容量は増加し、ランプ電流波形における立ち上がり時間ｔｒ２は、従来方式のランプ電流波形における立ち上がり時間ｔｒ１よりも大きくなっている。すなわち、騒音低減回路１５ａの応答性が低下するため、ランプ電流波形が鈍化していることがわかる。その結果として、トランスやコイルのコアに印加される電圧の立ち上がりが遅くなるため、トランスやコイルのコアに生じる磁歪による影響が軽減され、ひいてはバーストモード調光時の騒音を低減することが可能となる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態の構造のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、図５に示す騒音低減回路１５ａでは、周波数応答性低減回路１７ａに用いる受動素子をコンデンサＣｏとしたが、本発明に係る周波数応答性低減回路は、図８に示す騒音低減回路１５ｂの一部を構成する周波数応答性低減回路１７ｂのように、その受動素子として、抵抗素子Ｒｏを用いるものであってもよい。なお、受動素子として抵抗素子を用いる場合には、半導体スイッチ素子ＳＷ１がＯＮの時の周波数特性におけるゲイン交差角周波数が、半導体スイッチ素子ＳＷ１がＯＦＦのときの周波数特性におけるゲイン交差角周波数よりも低周波側になるように定数設計を行う必要がある。

さらに、本発明に係る騒音低減回路に用いられる誤差増幅回路部の構成は、図３に示した誤差増幅回路部１６の構成に限定されるものではなく、さまざまな位相補償回路を備えた誤差増幅回路部に対して周波数応答性低減回路を組み合わせ、騒音低減回路を実現することが可能である。代表的な騒音低減回路の例を図９（ａ）〜（ｉ）に示す。図９に示した例において、半導体スイッチ素子ＳＷ１とコンデンサＣｏとで構成される周波数応答性低減回路は、エラーアンプ２２の出力端子と入力端子（反転入力端子）との間（（ａ）〜（ｆ））、もしくは、入力抵抗Ｒ１の両端子間（（ｇ）〜（ｉ））に並列に接続されている。

また、本実施形態における放電灯点灯装置１０において、バーストモード調光用の調光パルス信号Ｖｓを外部信号としたが、調光パルス信号Ｖｓは、必ずしも外部信号である必要はなく、バーストモード制御回路１４の内部に調光パルス信号の生成回路を保有していてもよい。

また、上述した実施形態の放電灯点灯装置１０における、コンパレータ３０を用いた制御方式は、バーストモード調光を実施するための制御方式の一例であり、本発明に係る騒音低減回路は、バーストモード調光を実施するための任意の適切な制御方式に対して適用可能なものである。

以上のように、本発明に係る放電灯点灯装置においては、周波数応答性低減回路を誤差増幅回路部に付加して騒音低減回路を構成することにより、バーストモード調光時にのみ、調光パルス信号に同期して騒音低減回路の応答を遅くして、トランスやコイルのコアに生じる磁歪による騒音を低減させることが可能となった。また、調光パルス信号がＯＮの時のみ、応答を遅くしているため、放電灯の定常駆動時の制御特性を損なうことがないという利点がある。すなわち、本発明に係る放電灯点灯装置は、簡易で安価な回路構成でありながら、所望の制御特性の維持とバーストモード調光時における騒音の低減を両立することができる。なお、以上の説明では、調光パルス信号を周波数応答性低減回路の半導体スイッチ素子に印加し、半導体スイッチ素子がＯＮの時のみ応答を遅くするように、騒音低減回路の応答特性を制御することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。他の方法として、バーストモード調光時には上記半導体スイッチは常にオンとし、定常駆動時には同半導体スイッチは常にオフとするように切り換えることにより、バーストモード調光時は定常駆動時よりも騒音低減回路の出力信号の応答を遅くするようにしてもよい。その方法としては、例えば、調光パルス信号の最初のパルスの立ち上がり部をトリガーとして、所定の直流信号を発生する回路を加えて、この直流信号を半導体スイッチ素子に加えることにより、バーストモード調光時には、常に半導体スイッチ素子をＯＮ状態にすることで、ランプ電流波形の立ち上がり時間に加えて、立下り時間も大きくすることができ、これによって、騒音の低減効果をさらに大きくすることが可能である。

本発明の一実施形態における放電灯点灯装置の要部を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における放電灯点灯装置の要部を示す回路構成図である。 従来の誤差増幅回路部を示す回路構成図である。 図３に示す誤差増幅回路部の周波数特性を示す図である。 本発明に係る騒音低減回路の一実施形態を示す回路構成図である。 図６に示す騒音低減回路の周波数特性を示す図である。 バーストモード調光時における調光パルス信号Ｖｓに対する放電灯のランプ電流波形の包絡線を示す図であり、（ａ）は、調光パルス信号Ｖｓの電圧波形、（ｂ）は、従来方式のバーストモード制御回路の場合のランプ電流波形を示しており、（ｃ）は、本願発明に係る騒音低減回路を有するバーストモード制御回路の場合のランプ電流波形を示す図である。 周波数応答性低減回路の受動素子として抵抗素子を用いた場合における、本発明に係る騒音低減回路の実施形態を示す図である。 （ａ）〜（ｉ）は、誤差増幅回路が位相補償回路を含む場合における、本発明に係る騒音低減回路の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０：放電灯点灯装置、１１：点灯回路部、１２：インバータ回路、１３：ランプ電流検出部、１３ａ：抵抗素子、１４：バーストモード制御回路（制御部）、１５，１５ａ，１５ｂ：騒音低減回路、１６：誤差増幅回路部、１７，１７ａ，１７ｂ：周波数応答性低減回路、２１，２８：発振回路、２１ａ，２１ｂ：三角波信号、２２：エラーアンプ、２２ａ：出力信号、２２ｂ：帰還電圧、２３：ＰＷＭ回路、２３ａ：ＰＷＭパルス信号、２４：論理回路、２６：外付けの抵抗、２７，Ｃｏ，Ｃ１〜Ｃ３：コンデンサ、３０：コンパレータ、Ｌａ１，Ｌａ２：放電灯、Ｔ１：昇圧トランス（トランス）、ＢＲ１：ブリッジ回路（トランス駆動回路）、Ｑ１〜Ｑ４：ＦＥＴ、ｄ１〜ｄ４：ゲート駆動信号、ＳＷ１：半導体スイッチ素子、Ｚ１：受動素子、Ｒ１：入力抵抗、Ｒｏ，Ｒ２〜Ｒ４、Ｒｄ１：抵抗素子、Ｔｒ１：トランジスタ、Ｄ１：ダイオード、Ｖｓ：調光パルス信号、Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２：基準信号、ω：角周波数、ωｂ：折れ点角周波数、ωｃ，ωｃ１，ωｃ２：ゲイン交差角周波数、Ａｏ：ゲイン、τ：時定数

Claims (5)

1. 少なくとも1つの放電灯を含む点灯回路部と、トランスおよびトランス駆動回路とを含むインバータ回路と、前記点灯回路部に流れるランプ電流を検出するランプ電流検出部と、バーストモード調光機能を有して前記トランス駆動回路を制御する制御部とを備え、前記トランス駆動回路により前記トランスの一次側を駆動し、前記トランスの二次側に接続された前記点灯回路部を点灯させる放電灯点灯装置において、
   前記制御部は、前記ランプ電流検出部からの帰還信号が入力される誤差増幅回路部と、該誤差増幅回路部に接続される周波数応答性低減回路とを有しており、前記誤差増幅回路部と前記周波数応答性低減回路との組み合わせにより騒音低減回路を構成し、前記周波数応答性低減回路は、前記バーストモード調光用の調光パルス信号を受信して、該調光パルス信号が出力されている間に、前記騒音低減回路の応答性を低減する状態に遷移することを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記誤差増幅回路部は、第１の入力端子に入力抵抗を介して前記ランプ電流検出部からの帰還信号が入力されるとともに第２の入力端子に基準電圧が入力されるエラーアンプを備えており、前記周波数応答性低減回路は、直列接続された少なくとも１つの受動素子と1つの半導体スイッチ素子とで構成され、前記エラーアンプの出力端子と前記第１の入力端子との間、もしくは、前記入力抵抗の両端子間に並列に接続されることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
3. 前記受動素子は、コンデンサまたは抵抗素子であることを特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。
4. 前記半導体スイッチ素子は、トランジスタまたはＦＥＴであることを特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。
5. 前記制御部は、方形波の調光パルス信号をバーストモード制御に用いることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。