JPH07240293A

JPH07240293A - 電源装置及び放電灯点灯装置並びに照明装置

Info

Publication number: JPH07240293A
Application number: JP6029981A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ueda; 明弘上田; Yoshitaka Oikawa; 善貴及川; Manabu Takaya; 学貴家
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: JP3682987B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インバータ、始動用高圧パルス発生器（イグ
ナイタ）を備える際の装置規模及び信号処理規模が増大
化せずに小型軽量化し、かつ、スイッチング素子の破壊
を阻止する。【構成】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の充放電による高周波電圧Ｖａが
供給される。この場合、高周波電圧Ｖａの立ち上がりで
のコンデンサＣ１０の充放電の電圧Ｖｂが昇圧トランス
３５の一次コイルに印加され、二次コイルに昇圧して誘
起する。この電圧を整流器Ｄ１、放電ギャップ３６、パ
ルストランス３８の二次コイルを通じ、その高圧パルス
Ｖｄを高圧放電ランプ３０に印加して、始動点灯を行
う。昇圧トランス３５の一次コイルに、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
い電圧のみを印加され、コイルの線径が細くなって、昇
圧トランス３５の外形形状が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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電源装置及
び放電灯点灯装置並びに照明装置に関する。

【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 Modulati
on) 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１
０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ｔ
３, 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、コスト低減が可能
になる電源装置及び放電灯点灯装置並びに照明装置の提
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記載の電源装置は、直流を交流に変換する
インバータと、少なくともインバータからの交流電圧を
昇圧する昇圧トランス、整流手段、パルストランスを有
して高圧パルスを出力する高圧パルス発生器とを備える
電源装置にあって、インバータからの交流電圧を充放電
して昇圧トランスに印加するコンデンサをインバータの
交流電圧出力端と昇圧トランスのコイルとの間に接続す
る構成としている。

【００１３】請求項２記載の電源装置は、コンデンサ
が、インバータからの交流電圧の立ち上がりで昇圧トラ
ンスのコイルに充放電した電圧を印加する構成である。

【００１４】請求項３記載の電源装置は、コンデンサの
静電容量が０．１マイクロファラッドから１０マイクロ
ファラッドの間であり、かつ、昇圧トランスが一次コイ
ルと二次コイルとからなり、インバータからの交流電圧
をコンデンサで充放電して、一次コイルに印加するとと
もに、当該一次コイルのインダクタンスが１ミリヘンリ
から１００ミリヘンリの間とする構成である。

【００１５】請求項４記載の電源装置は、コンデンサ
を、異なる静電容量の複数のコンデンサを用いて構成
し、かつ、当該複数のコンデンサの一つを選択するスイ
ッチを設け、このスイッチで選択したコンデンサの静電
容量に基づいた充放電の電圧を昇圧トランスに印加し
て、パルストランスから電圧が異なる高圧パルスを出力
する構成である。

【００１６】請求項５記載の電源装置は、コンデンサを
通じた充放電の電圧を印加する昇圧トランスのコイルに
タップを設け、かつ、このタップを選択するスイッチを
備え、このスイッチでタップを切り替えた際のインダク
タンスに基づいた電圧を昇圧トランスから出力する構成
としている。

【００１７】請求項６記載の放電灯点灯装置は、請求項
１，２，３，４又は５記載の電源装置に、インバータか
ら出力するパルス電圧で点灯し、かつ、高圧パルス発生
器のパルストランスからの高圧パルスで始動点灯する放
電灯を備える構成である。

【００１８】請求項７記載の放電灯点灯装置は、放電灯
の温度の高低を検出する検出手段と、大小値の静電容量
の複数のコンデンサと、検出手段で、放電灯の低温を検
出した際に複数のコンデンサ中の小静電容量のコンデン
サを選択して低い充放電の電圧を昇圧トランスに印加し
てパルストランから放電灯に低い高圧パルスを印加し、
かつ、検出手段で、放電灯の高温を検出した際に大静電
容量のコンデンサを選択して高い充放電の電圧を昇圧ト
ランスに印加してパルストランから放電灯に高い高圧パ
ルスを印加するための切替手段とを備える構成である。

【００１９】請求項８記載の放電灯点灯装置は、放電灯
の温度の高低を検出する検出手段と、検出手段で、放電
灯の低温を検出した際に、昇圧トランスのコイルのイン
ダクタンスが大きいタップを選択して低い電圧を昇圧ト
ランスから出力して、パルストランから放電灯に低い高
圧パルスを印加し、かつ、検出手段で、放電灯の高温を
検出した際に昇圧トランスのコイルのインダクタンスが
小さいタップを選択し、高い電圧を昇圧トランスから出
力して、パルストランから放電灯に高い高圧パルスを印
加するための切替手段とを備える構成である。

【００２０】請求項９記載の照明装置は、請求項６，７
又は８記載の放電灯点灯装置の構成に、放電灯の発光を
反射する反射手段を備える構成である。

【００２１】

【作用】この構成の請求項１〜３記載の電源装置は、イ
ンバータからの交流電圧の立ち上がりでコンデンサが充
放電し、この放電電圧を昇圧トランスに印加している。
したがって、昇圧トランスのコイルに多大な電流が流れ
なくなり、コイルの線径が小さく（細く）なって、昇圧
トランスの外形形状が小さくなり、装置が小型軽量化さ
れる。さらに、パルストランスからの高圧パルスの周期
がコンデンサの充放電よって正確になり、インバータの
短絡阻止の非動作区間にズレ込んで入力されず、素子破
壊が生じなくなる。

【００２２】請求項４，５記載の電源装置は、異なる静
電容量の複数のコンデンサの一つを選択して、異なる充
放電による電圧を昇圧トランスに印加している。また、
昇圧トランスのコイルのタップを選択してインダクタン
スを切り替え、異なる電圧を昇圧トランスから出力して
いる。したがって、異なる電圧の高圧パルスがパルスト
ランスから得られ、この電圧でそれぞれ点灯する複数種
の放電灯が使用できるようになって、装置の汎用性及び
生産性が向上する。

【００２３】請求項６〜８記載の放電灯点灯装置は、請
求項１〜５記載の電源装置に接続される放電灯が低温の
場合の始動時に小静電容量のコンデンサから低い充放電
の電圧を昇圧トランスに印加し、放電灯に低い電圧の高
圧パルスを印加している。また、消灯直後などの放電灯
の高温時に、この反対の動作になるようにしている。さ
らに、昇圧トランスのコイルのインダクタンスを切り替
えて、コンデンサの静電容量を切り替えた場合と同様に
動作させている。したがって、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。

【００２４】請求項９記載の照明装置は、請求項６〜８
記載の放電灯点灯装置の構成に、追加して設けた反射手
段、例えば、反射板によって所定方向に集光して照明を
行っている。したがって、請求項１〜６記載の構成の電
源装置及び請求項６〜８記載の構成の放電灯点灯装置に
おける作用を伴った、安定かつ長期間で安定した照明が
可能になる。

【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Ｖ
ａ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Ｃ１
０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３
５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２
６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）〜１００
ｍＨ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ＦＥ
ＴＱ１〜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Ｃ
１０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Ｃ１
３，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４
１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Ｃ
１０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３
０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３
５の一次コイルに印加する。この場合、昇圧トランス３
５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Ｖ
ｄ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。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜３記載の電源装置は、インバータからの交流電圧の
立ち上がりでコンデンサが充放電する際の電圧を昇圧ト
ランスに印加しているため、昇圧トランスのコイルに多
大な電流が流れなくなり、コイルの線径が細くなって、
昇圧トランスの外形形状が小さくなり、装置を小型軽量
化できるという効果を有する。加えて、パルストランス
からの高圧パルスの周期がコンデンサの充放電よって正
確になる。したがって、インバータの短絡阻止の非動作
区間にズレ込んで入力されず、素子破壊が発生しないと
いう効果を有する。さらに、これらは、一つのコンデン
サのみで構成されるため、信号処理規模及び装置規模が
増大化せずに、そのコスト増を抑えることが出来るとい
う効果も有する。

【００５１】請求項４，５記載の電源装置は、異なる静
電容量の複数のコンデンサの一つを選択して、異なる充
放電による電圧を昇圧トランスに印加している。又は、
昇圧トランスのコイルのタップを選択してインダクタン
スを切り替え、異なる電圧を昇圧トランスから導出して
いるため、異なる電圧の高圧パルスがパルストランスか
ら出力され、この電圧で、例えば、複数種の放電灯から
選択して、その点灯が可能になり、装置の汎用性及び生
産性が向上するという効果を有する。

【００５２】請求項６〜８記載の放電灯点灯装置は、請
求項１〜５記載の電源装置に接続される放電灯の低温時
の始動時に小静電容量のコンデンサから低い充放電の電
圧を昇圧トランスに印加し、放電灯に低い電圧の高圧パ
ルスを印加している。また、高温時に、この反対の動作
になるようにし、また、昇圧トランスのコイルのインダ
クタンスを切り替えて、コンデンサの静電容量を切り替
えた場合と同様に動作させているため、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。

【００５３】請求項９記載の照明装置は、請求項６〜８
記載の放電灯点灯装置の構成に、追加して設けた反射板
によって所定方向に照明を行っているため、請求項１〜
６記載の構成の電源装置及び請求項６〜８記載の構成の
放電灯点灯装置における作用を伴った、安定かつ長寿命
の照明が可能にな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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者貴家学東京都港区新橋３丁目３番９号東芝エー・ブイ・イー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流を交流に変換するインバータと、少
なくとも前記インバータからの交流電圧を昇圧する昇圧
トランス、整流手段、パルストランスを有して高圧パル
スを出力する高圧パルス発生器とを備える電源装置にあ
って、前記インバータからの交流電圧を充放電して前記
昇圧トランスに印加するコンデンサを前記インバータの
交流電圧出力端と昇圧トランスのコイルとの間に接続し
たことを特徴とする電源装置。
【請求項２】前記コンデンサは、インバータからの交
流電圧の立ち上がりで昇圧トランスのコイルに充放電し
た電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の電源
装置。
【請求項３】前記コンデンサの静電容量が０．１マイ
クロファラッドから１０マイクロファラッドの間であ
り、かつ、昇圧トランスが一次コイルと二次コイルとか
らなり、前記インバータからの交流電圧を前記コンデン
サで充放電して、前記一次コイルに印加するとともに、
当該一次コイルのインダクタンスが１ミリヘンリから１
００ミリヘンリの間であることを特徴とする請求項１記
載の電源装置。
【請求項４】前記コンデンサを、異なる静電容量の複
数のコンデンサを用いて構成し、かつ、当該複数のコン
デンサの一つを選択するスイッチを設け、このスイッチ
で選択したコンデンサの静電容量に基づいた充放電の電
圧を昇圧トランスに印加して、パルストランスから電圧
が異なる高圧パルスを出力することを特徴とする請求項
１記載の電源装置。
【請求項５】前記コンデンサを通じた充放電の電圧を
印加する昇圧トランスのコイルにタップを設け、かつ、
このタップを選択するスイッチを備え、このスイッチで
前記タップを切り替えた際のインダクタンスに基づいた
電圧を昇圧トランスから出力することを特徴とする請求
項１記載の電源装置。
【請求項６】請求項１，２，３，４又は５記載の電源
装置に、インバータから出力するパルス電圧で点灯し、
かつ、高圧パルス発生器のパルストランスからの高圧パ
ルスで始動点灯する放電灯を備えることを特徴とする放
電灯点灯装置。
【請求項７】放電灯の温度の高低を検出する検出手段
と、大小値の静電容量の複数のコンデンサと、前記検出
手段で、放電灯の低温を検出した際に前記複数のコンデ
ンサ中の小静電容量のコンデンサを選択して低い充放電
の電圧を昇圧トランスに印加してパルストランから放電
灯に低い高圧パルスを印加し、かつ、前記検出手段で、
放電灯の高温を検出した際に大静電容量のコンデンサを
選択して高い充放電の電圧を昇圧トランスに印加してパ
ルストランから放電灯に高い高圧パルスを印加するため
の切替手段とを備えることを特徴とする請求項６記載の
放電灯点灯装置。
【請求項８】放電灯の温度の高低を検出する検出手段
と、前記検出手段で、放電灯の低温を検出した際に、前
記昇圧トランスのコイルのインダクタンスが大きいタッ
プを選択して低い電圧を昇圧トランスから出力して、パ
ルストランから放電灯に低い高圧パルスを印加し、か
つ、前記検出手段で、放電灯の高温を検出した際に前記
昇圧トランスのコイルのインダクタンスが小さいタップ
を選択し、高い電圧を昇圧トランスから出力して、パル
ストランから放電灯に高い高圧パルスを印加するための
切替手段とを備えることを特徴とする請求項６記載の放
電灯点灯装置。
【請求項９】請求項６，７又は８記載の放電灯点灯装
置の構成に、放電灯の発光を反射する反射手段を備える
ことを特徴とする照明装置。