JPH07230884A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents
高圧放電灯点灯装置Info
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- JPH07230884A JPH07230884A JP6018733A JP1873394A JPH07230884A JP H07230884 A JPH07230884 A JP H07230884A JP 6018733 A JP6018733 A JP 6018733A JP 1873394 A JP1873394 A JP 1873394A JP H07230884 A JPH07230884 A JP H07230884A
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S315/05—Starting and operating circuit for fluorescent lamp
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】小型で、安価に構成する。
【構成】高圧放電灯ＤＬの点灯時のインバータ回路１の
スイッチング周波数を、インダクタＬ1 とコンデンサＣ
1 からなる直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低くす
る。且つ、音響的共鳴現象によるアークの不安定が発生
しない周波数以上の周波数ｆ1 に設定する。これによ
り、直列共振回路の共振電流を小さくし、インバータ回
路のスイッチング素子、直列共振回路を構成するインダ
クタ及びコンデンサとして電流容量の小さいものを用い
ることを可能とする。
スイッチング周波数を、インダクタＬ1 とコンデンサＣ
1 からなる直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低くす
る。且つ、音響的共鳴現象によるアークの不安定が発生
しない周波数以上の周波数ｆ1 に設定する。これによ
り、直列共振回路の共振電流を小さくし、インバータ回
路のスイッチング素子、直列共振回路を構成するインダ
クタ及びコンデンサとして電流容量の小さいものを用い
ることを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧放電灯を始動，点
灯させる高圧放電灯点灯装置に関するものである。
灯させる高圧放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水銀ランプ、ナトリウムランプ、メタル
ハライドランプなどの高圧放電灯を始動，点灯させる高
圧放電灯点灯装置の一例を図１０に示す。この高圧放電
灯点灯装置は、直流電源Ｅから供給される電力をインバ
ータ回路１で交流電力に変換し、その交流電力で高圧放
電灯ＤＬを点灯するものである。
ハライドランプなどの高圧放電灯を始動，点灯させる高
圧放電灯点灯装置の一例を図１０に示す。この高圧放電
灯点灯装置は、直流電源Ｅから供給される電力をインバ
ータ回路１で交流電力に変換し、その交流電力で高圧放
電灯ＤＬを点灯するものである。
【０００３】上記直流電源Ｅは、交流電源ＡＣをダイオ
ードブリッジＤＢで整流し、その整流出力を平滑コンデ
ンサＣ0 で平滑して得ている。インバータ回路１として
は、トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ4
を上記直流電源Ｅの両端にブリッジ接続して構成したい
わゆるフルブリッジ構成のものを用いてあり、直流電源
Ｅの出力（平滑コンデンサＣ0 の両端）に対して直列に
接続されたスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ3 の接続点、及び
スイッチング素子Ｑ2 ，Ｑ4 の接続点の間にはインダク
タＬ1 とコンデンサＣ1 からなる直列共振回路を接続し
てあり、さらにコンデンサＣ1 には並列にパルストラン
スＴ1 の２次巻線ｎ2 を介して高圧放電灯ＤＬを接続し
てある。なお、パルストランスＴ1 の１次巻線ｎ1 には
パルス発生回路Ｘの出力を印加するようになっている。
ードブリッジＤＢで整流し、その整流出力を平滑コンデ
ンサＣ0 で平滑して得ている。インバータ回路１として
は、トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ4
を上記直流電源Ｅの両端にブリッジ接続して構成したい
わゆるフルブリッジ構成のものを用いてあり、直流電源
Ｅの出力（平滑コンデンサＣ0 の両端）に対して直列に
接続されたスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ3 の接続点、及び
スイッチング素子Ｑ2 ，Ｑ4 の接続点の間にはインダク
タＬ1 とコンデンサＣ1 からなる直列共振回路を接続し
てあり、さらにコンデンサＣ1 には並列にパルストラン
スＴ1 の２次巻線ｎ2 を介して高圧放電灯ＤＬを接続し
てある。なお、パルストランスＴ1 の１次巻線ｎ1 には
パルス発生回路Ｘの出力を印加するようになっている。
【０００４】インバータ回路１の各スイッチング素子Ｑ
1 〜Ｑ4 のオン，オフ制御は制御回路２で行うようにな
っている。ここで、このインバータ回路１では、スイッ
チング素子Ｑ3 ，Ｑ4 を低周波的（例えば、４００Ｈｚ
程度）で交互にオン，オフし、夫々のスイッチング素子
Ｑ3 ，Ｑ4 の対角位置にあるスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ
2 をスイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ4 がオンである期間に高
周波的（例えば、４０ｋＨｚ程度）でオン，オフする。
さらに詳しくは、スイッチング素子Ｑ3 をオンとした期
間には、スイッチング素子Ｑ4 をオフとし、そのときス
イッチング素子Ｑ2 を高周波的にオン，オフする。逆
に、スイッチング素子Ｑ4 をオンとした期間には、スイ
ッチング素子Ｑ3 をオフとし、そのときスイッチング素
子Ｑ1 を高周波的にオン，オフする。
1 〜Ｑ4 のオン，オフ制御は制御回路２で行うようにな
っている。ここで、このインバータ回路１では、スイッ
チング素子Ｑ3 ，Ｑ4 を低周波的（例えば、４００Ｈｚ
程度）で交互にオン，オフし、夫々のスイッチング素子
Ｑ3 ，Ｑ4 の対角位置にあるスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ
2 をスイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ4 がオンである期間に高
周波的（例えば、４０ｋＨｚ程度）でオン，オフする。
さらに詳しくは、スイッチング素子Ｑ3 をオンとした期
間には、スイッチング素子Ｑ4 をオフとし、そのときス
イッチング素子Ｑ2 を高周波的にオン，オフする。逆
に、スイッチング素子Ｑ4 をオンとした期間には、スイ
ッチング素子Ｑ3 をオフとし、そのときスイッチング素
子Ｑ1 を高周波的にオン，オフする。
【０００５】上述のようにインバータ回路１がスイッチ
ング動作すると、このときのインバータ回路１の出力が
インダクタＬ1 とコンデンサＣ1 からなる直列共振回路
と高圧放電灯ＤＬとに供給される。ここで、インバータ
回路１の高周波成分はコンデンサＣ1 を介してバイパス
されるため、高圧放電灯ＤＬには低周波の矩形波電流が
流れる。つまりは、この高圧放電灯点灯装置では高圧放
電灯ＤＬを矩形波点灯するようになっている。
ング動作すると、このときのインバータ回路１の出力が
インダクタＬ1 とコンデンサＣ1 からなる直列共振回路
と高圧放電灯ＤＬとに供給される。ここで、インバータ
回路１の高周波成分はコンデンサＣ1 を介してバイパス
されるため、高圧放電灯ＤＬには低周波の矩形波電流が
流れる。つまりは、この高圧放電灯点灯装置では高圧放
電灯ＤＬを矩形波点灯するようになっている。
【０００６】上記高圧放電灯ＤＬは始動させるために、
高電圧を印加する必要がある。そこで、パルス発生回路
Ｘから出力されるパルスをパルストランスＴ1 で昇圧し
て高圧パルスに変換し、その高圧パルスを高圧放電灯Ｄ
Ｌに印加して始動させるようにしてある。なお、スイッ
チング素子Ｑ1 〜Ｑ4 には、インダクタＬ1 などに蓄積
されたエネルギを、直流電源Ｅに回生させるダイオード
Ｄ1 〜Ｄ4 を並列的に接続してある。具体的には、スイ
ッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 には夫々逆並列にダイオードＤ
1，Ｄ2 を接続し、スイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ4 は夫々
のエミッタを共通接続して、その共通接続されたエミッ
タと直流電源Ｅの負極との間に抵抗Ｒ1 を挿入し、ダイ
オードＤ3 ，Ｄ4 を夫々のスイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ4
のコレクタと直流電源Ｅの負極との間に接続してある。
高電圧を印加する必要がある。そこで、パルス発生回路
Ｘから出力されるパルスをパルストランスＴ1 で昇圧し
て高圧パルスに変換し、その高圧パルスを高圧放電灯Ｄ
Ｌに印加して始動させるようにしてある。なお、スイッ
チング素子Ｑ1 〜Ｑ4 には、インダクタＬ1 などに蓄積
されたエネルギを、直流電源Ｅに回生させるダイオード
Ｄ1 〜Ｄ4 を並列的に接続してある。具体的には、スイ
ッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 には夫々逆並列にダイオードＤ
1，Ｄ2 を接続し、スイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ4 は夫々
のエミッタを共通接続して、その共通接続されたエミッ
タと直流電源Ｅの負極との間に抵抗Ｒ1 を挿入し、ダイ
オードＤ3 ，Ｄ4 を夫々のスイッチング素子Ｑ3 ，Ｑ4
のコレクタと直流電源Ｅの負極との間に接続してある。
【０００７】ここで、抵抗Ｒ1 はインバータ回路１から
高圧放電灯ＤＬに供給される電流を検出するためのもの
で、制御回路２がその抵抗Ｒ1 で検出された電流に基づ
いてインバータ回路１のスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ4 の
スイッチングを制御することにより、高圧放電灯ＤＬに
流れる電流を制御し、高圧放電灯ＤＬを安定点灯させる
ようにしてある。
高圧放電灯ＤＬに供給される電流を検出するためのもの
で、制御回路２がその抵抗Ｒ1 で検出された電流に基づ
いてインバータ回路１のスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ4 の
スイッチングを制御することにより、高圧放電灯ＤＬに
流れる電流を制御し、高圧放電灯ＤＬを安定点灯させる
ようにしてある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図１１に示す高圧放電灯点灯装置では、スイッチング
素子Ｑ1 ，Ｑ2 ，インダクタＬ1 ，コンデンサＣ1 など
の部品として電流容量の大きいものが必要であり、この
ため高圧放電灯点灯装置が大型になると共に、コストア
ップとなるという問題があった。なお、このようにスイ
ッチング素子Ｑ1，Ｑ2 ，インダクタＬ1 ，コンデンサ
Ｃ1 などの部品として電流容量の大きなものが必要な理
由については、実施例の項において説明する。
た図１１に示す高圧放電灯点灯装置では、スイッチング
素子Ｑ1 ，Ｑ2 ，インダクタＬ1 ，コンデンサＣ1 など
の部品として電流容量の大きいものが必要であり、この
ため高圧放電灯点灯装置が大型になると共に、コストア
ップとなるという問題があった。なお、このようにスイ
ッチング素子Ｑ1，Ｑ2 ，インダクタＬ1 ，コンデンサ
Ｃ1 などの部品として電流容量の大きなものが必要な理
由については、実施例の項において説明する。
【０００９】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、小型で、安価な高圧放
電灯点灯装置を提供することにある。
あり、その目的とするところは、小型で、安価な高圧放
電灯点灯装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、直流電源と、少なくとも一対
のスイッチング素子を交互にオン，オフすることにより
上記直流電源から供給される電力を交流電力に変換する
インバータ回路と、インバータ回路の出力に直列接続さ
れたインダクタとコンデンサからなる直列共振回路と、
この直列共振回路のコンデンサと並列に接続された高圧
放電灯と、高圧放電灯が点灯しているか否かを検出する
点灯状態検出手段と、高圧放電灯の非点灯時と点灯時と
においてインバータ回路のスイッチング素子のスイッチ
ング周波数を切り換えるスイッチング制御手段とを備
え、上記直列共振回路の共振周波数をｆR とした場合、
上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯の非点灯時の
上記インバータ回路のスイッチング周波数を、直列共振
回路の共振周波数ｆR よりも高く、且つ共振周波数ｆ R
の近傍の周波数ｆ0 に設定し、このとき直列共振回路の
コンデンサの両端に発生する高電圧で高圧放電灯を始動
させ、高圧放電灯の点灯時のインバータ回路のスイッチ
ング周波数を、直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低
く、且つ音響的共鳴現象によるアークの不安定が発生し
ない周波数以上の周波数ｆ1 に設定し、このとき直列共
振回路のコンデンサの両端に発生する電圧で高圧放電灯
の点灯を維持させるようにしてある。
記目的を達成するために、直流電源と、少なくとも一対
のスイッチング素子を交互にオン，オフすることにより
上記直流電源から供給される電力を交流電力に変換する
インバータ回路と、インバータ回路の出力に直列接続さ
れたインダクタとコンデンサからなる直列共振回路と、
この直列共振回路のコンデンサと並列に接続された高圧
放電灯と、高圧放電灯が点灯しているか否かを検出する
点灯状態検出手段と、高圧放電灯の非点灯時と点灯時と
においてインバータ回路のスイッチング素子のスイッチ
ング周波数を切り換えるスイッチング制御手段とを備
え、上記直列共振回路の共振周波数をｆR とした場合、
上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯の非点灯時の
上記インバータ回路のスイッチング周波数を、直列共振
回路の共振周波数ｆR よりも高く、且つ共振周波数ｆ R
の近傍の周波数ｆ0 に設定し、このとき直列共振回路の
コンデンサの両端に発生する高電圧で高圧放電灯を始動
させ、高圧放電灯の点灯時のインバータ回路のスイッチ
ング周波数を、直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低
く、且つ音響的共鳴現象によるアークの不安定が発生し
ない周波数以上の周波数ｆ1 に設定し、このとき直列共
振回路のコンデンサの両端に発生する電圧で高圧放電灯
の点灯を維持させるようにしてある。
【００１１】請求項２の発明では、始動直後の放電が不
安定な状態では、インバータ回路のスイッチング周波数
は固定しておき、制御を簡単にするために、上記スイッ
チング制御手段が、高圧放電灯の始動直後から所定時間
はインバータ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ
0 とする状態を維持し、上記所定時間の経過後にスイッ
チング周波数を上記周波数ｆ1 に切り換えるようにして
ある。
安定な状態では、インバータ回路のスイッチング周波数
は固定しておき、制御を簡単にするために、上記スイッ
チング制御手段が、高圧放電灯の始動直後から所定時間
はインバータ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ
0 とする状態を維持し、上記所定時間の経過後にスイッ
チング周波数を上記周波数ｆ1 に切り換えるようにして
ある。
【００１２】請求項３の発明は、点灯する前の高圧放電
灯の両端に印加される電圧の実効値を抑え、安全性を確
保するために、上記スイッチング制御手段が、高圧放電
灯が始動するまでインバータ回路を間欠的に動作させて
いる。請求項３の発明においては、請求項４に示すよう
に、上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯が始動後
に瞬時にインバータ回路のスイッチング周波数をｆ1に
切り換え、インバータ回路を連続動作させるようにして
もよい。
灯の両端に印加される電圧の実効値を抑え、安全性を確
保するために、上記スイッチング制御手段が、高圧放電
灯が始動するまでインバータ回路を間欠的に動作させて
いる。請求項３の発明においては、請求項４に示すよう
に、上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯が始動後
に瞬時にインバータ回路のスイッチング周波数をｆ1に
切り換え、インバータ回路を連続動作させるようにして
もよい。
【００１３】但し、始動直後の放電が不安定な状態で、
インバータ回路のスイッチング素子などに大きなストレ
スがかかることを防止するために、請求項５に示すよう
に、上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯の始動と
同時にインバータ回路を連続動作させると共に、高圧放
電灯の始動直後から所定時間はインバータ回路のスイッ
チング周波数を上記周波数ｆ0 とする状態を維持するよ
うにすることが望ましい。
インバータ回路のスイッチング素子などに大きなストレ
スがかかることを防止するために、請求項５に示すよう
に、上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯の始動と
同時にインバータ回路を連続動作させると共に、高圧放
電灯の始動直後から所定時間はインバータ回路のスイッ
チング周波数を上記周波数ｆ0 とする状態を維持するよ
うにすることが望ましい。
【００１４】請求項６の発明は、特にランプ電圧が高い
高圧放電灯を水平設置する場合において、管壁温度が局
部的に異常上昇することを防止するために、高圧放電灯
が略定常点灯状態に移行した後、ランプ電圧が所定値以
上に上昇したとき、上記スイッチング制御手段が、イン
バータ回路のスイッチング周波数をｆ1 よりも高くする
ようにしてある。
高圧放電灯を水平設置する場合において、管壁温度が局
部的に異常上昇することを防止するために、高圧放電灯
が略定常点灯状態に移行した後、ランプ電圧が所定値以
上に上昇したとき、上記スイッチング制御手段が、イン
バータ回路のスイッチング周波数をｆ1 よりも高くする
ようにしてある。
【００１５】請求項７の発明は、高圧放電灯が点灯中に
立消えを起こした場合に、インバータ回路のスイッチン
グ素子などに大きなストレスが加わることを防止するた
めに、瞬時にインバータ回路を始動前の状態に移行させ
るようにしてある。
立消えを起こした場合に、インバータ回路のスイッチン
グ素子などに大きなストレスが加わることを防止するた
めに、瞬時にインバータ回路を始動前の状態に移行させ
るようにしてある。
【００１６】
【作用】請求項１の発明では、高圧放電灯の点灯時のイ
ンバータ回路のスイッチング周波数を、直列共振回路の
共振周波数ｆR よりも低く、且つ音響的共鳴現象による
アークの不安定が発生しない周波数以上の周波数ｆ1 に
設定することで、直列共振回路の共振電流を小さくす
る。これにより、インバータ回路のスイッチング素子、
直列共振回路を構成するインダクタ及びコンデンサとし
て電流容量の小さいものを用いることを可能とし、小型
で、安価に構成することを可能とする。
ンバータ回路のスイッチング周波数を、直列共振回路の
共振周波数ｆR よりも低く、且つ音響的共鳴現象による
アークの不安定が発生しない周波数以上の周波数ｆ1 に
設定することで、直列共振回路の共振電流を小さくす
る。これにより、インバータ回路のスイッチング素子、
直列共振回路を構成するインダクタ及びコンデンサとし
て電流容量の小さいものを用いることを可能とし、小型
で、安価に構成することを可能とする。
【００１７】請求項２の発明は、上記スイッチング制御
手段が、高圧放電灯の始動直後から所定時間はインバー
タ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ0 とする状
態を維持し、上記所定時間の経過後にスイッチング周波
数を上記周波数ｆ1 に切り換えることにより、始動直後
の放電が不安定な状態では、インバータ回路のスイッチ
ング周波数は固定しておき、制御を簡単にする。
手段が、高圧放電灯の始動直後から所定時間はインバー
タ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ0 とする状
態を維持し、上記所定時間の経過後にスイッチング周波
数を上記周波数ｆ1 に切り換えることにより、始動直後
の放電が不安定な状態では、インバータ回路のスイッチ
ング周波数は固定しておき、制御を簡単にする。
【００１８】請求項３の発明は、上記スイッチング制御
手段が、高圧放電灯が始動するまでインバータ回路を間
欠的に動作させることにより、点灯する前の高圧放電灯
の両端に印加される電圧の実効値を抑え、安全性を確保
する。請求項５の発明は、上記スイッチング制御手段
が、高圧放電灯の始動と同時にインバータ回路を連続動
作させると共に、高圧放電灯の始動直後から所定時間は
インバータ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ0
とする状態を維持することにより、始動直後の放電が不
安定な状態で、インバータ回路のスイッチング素子など
に大きなストレスがかかることを防止する。
手段が、高圧放電灯が始動するまでインバータ回路を間
欠的に動作させることにより、点灯する前の高圧放電灯
の両端に印加される電圧の実効値を抑え、安全性を確保
する。請求項５の発明は、上記スイッチング制御手段
が、高圧放電灯の始動と同時にインバータ回路を連続動
作させると共に、高圧放電灯の始動直後から所定時間は
インバータ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ0
とする状態を維持することにより、始動直後の放電が不
安定な状態で、インバータ回路のスイッチング素子など
に大きなストレスがかかることを防止する。
【００１９】請求項６の発明は、高圧放電灯が略定常点
灯状態に移行した後、ランプ電圧が所定値以上に上昇し
たとき、上記スイッチング制御手段が、インバータ回路
のスイッチング周波数をｆ1 よりも高くすることによ
り、特にランプ電圧が高い高圧放電灯を水平設置する場
合において、アークが管壁に接近する状態になっても、
アークの平均温度を下げ、管壁温度が局部的に異常上昇
することを防止する。
灯状態に移行した後、ランプ電圧が所定値以上に上昇し
たとき、上記スイッチング制御手段が、インバータ回路
のスイッチング周波数をｆ1 よりも高くすることによ
り、特にランプ電圧が高い高圧放電灯を水平設置する場
合において、アークが管壁に接近する状態になっても、
アークの平均温度を下げ、管壁温度が局部的に異常上昇
することを防止する。
【００２０】請求項７の発明は、高圧放電灯が点灯中に
立消えを起こした場合に、瞬時にインバータ回路を始動
前の状態に移行させることにより、高圧放電灯が点灯中
に立消えを起こしたとき、インバータ回路のスイッチン
グ素子などに大きなストレスが加わることを防止する。
立消えを起こした場合に、瞬時にインバータ回路を始動
前の状態に移行させることにより、高圧放電灯が点灯中
に立消えを起こしたとき、インバータ回路のスイッチン
グ素子などに大きなストレスが加わることを防止する。
【００２１】
（実施例１）図１に本発明の第１の実施例を示す。本実
施例の高圧放電灯点灯装置は、直流電源Ｅから供給され
る電力をインバータ回路１で高周波電力に変換し、その
高周波電力で高圧放電灯ＤＬを始動，点灯するものであ
る。本実施例においても、直流電源Ｅは、交流電源ＡＣ
をダイオードブリッジＤＢで整流し、その整流出力を平
滑コンデンサＣ0 で平滑して得ている。また、インバー
タ回路１として、直流電源Ｅの出力にスイッチング素子
Ｑ1 ，Ｑ2 を直列接続し、スイッチング素子Ｑ 2 に並列
に直流カット用のコンデンサＣ2 を介してインダクタＬ
1 とコンデンサＣ1 とからなる直列共振回路を接続した
いわゆる変形ハーフブリッジ構成のものを用いてある。
施例の高圧放電灯点灯装置は、直流電源Ｅから供給され
る電力をインバータ回路１で高周波電力に変換し、その
高周波電力で高圧放電灯ＤＬを始動，点灯するものであ
る。本実施例においても、直流電源Ｅは、交流電源ＡＣ
をダイオードブリッジＤＢで整流し、その整流出力を平
滑コンデンサＣ0 で平滑して得ている。また、インバー
タ回路１として、直流電源Ｅの出力にスイッチング素子
Ｑ1 ，Ｑ2 を直列接続し、スイッチング素子Ｑ 2 に並列
に直流カット用のコンデンサＣ2 を介してインダクタＬ
1 とコンデンサＣ1 とからなる直列共振回路を接続した
いわゆる変形ハーフブリッジ構成のものを用いてある。
【００２２】ここで、本実施例の場合には、スイッチン
グ素子Ｑ1 ，Ｑ2 としてＭＯＳＦＥＴを用いてあるが、
逆並列にダイオードが接続されたトランジスタを用いて
もよいことは言うでもない。なお、ＭＯＳＦＥＴの場合
には寄生ダイオードが存在し、この寄生ダイオードがト
ランジスタに逆並列に接続されたダイオードと同様の働
きをするので、あえてダイオードを逆並列に接続する必
要はない。
グ素子Ｑ1 ，Ｑ2 としてＭＯＳＦＥＴを用いてあるが、
逆並列にダイオードが接続されたトランジスタを用いて
もよいことは言うでもない。なお、ＭＯＳＦＥＴの場合
には寄生ダイオードが存在し、この寄生ダイオードがト
ランジスタに逆並列に接続されたダイオードと同様の働
きをするので、あえてダイオードを逆並列に接続する必
要はない。
【００２３】上記インバータ回路１は、制御回路２でス
イッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 を交互にオン，オフする他励
式のものである。ここで、スイッチング素子Ｑ1 のソー
ス電位は、スイッチング素子Ｑ2 のオン，オフにより変
化するので、スイッチング素子Ｑ1 のオン，オフを制御
する駆動信号は、駆動トランスＴ2 及び駆動トランスＴ
2 の一次巻線に直列接続されたコンデンサＣ3 でレベル
シフトさせて与えるようにしてある。
イッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 を交互にオン，オフする他励
式のものである。ここで、スイッチング素子Ｑ1 のソー
ス電位は、スイッチング素子Ｑ2 のオン，オフにより変
化するので、スイッチング素子Ｑ1 のオン，オフを制御
する駆動信号は、駆動トランスＴ2 及び駆動トランスＴ
2 の一次巻線に直列接続されたコンデンサＣ3 でレベル
シフトさせて与えるようにしてある。
【００２４】インバータ回路１は、スイッチング素子Ｑ
1 のオン時に、直流電源Ｅ、スイッチング素子Ｑ1 、コ
ンデンサＣ2 、インダクタＬ1 、コンデンサＣ1 及び高
圧放電灯ＤＬ、直流電源Ｅの経路で電流を流し、このと
きコンデンサＣ2 に充電された電荷を電源として、スイ
ッチング素子Ｑ2 のオン時に、コンデンサＣ2 、スイッ
チング素子Ｑ2 、コンデンサＣ1 及び高圧放電灯ＤＬ、
インダクタＬ1 、コンデンサＣ2 の経路で、スイッチン
グ素子Ｑ1 のオン時とは逆方向の電流を流すという動作
を繰り返すことにより、高圧放電灯ＤＬに高周波電力を
供給する。なお、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の寄生ダ
イオードＤ1 ，Ｄ2 は、上述した電流でインダクタＬ1
に蓄積されたエネルギを直流電源Ｅに戻す（回生する）
働きをする。
1 のオン時に、直流電源Ｅ、スイッチング素子Ｑ1 、コ
ンデンサＣ2 、インダクタＬ1 、コンデンサＣ1 及び高
圧放電灯ＤＬ、直流電源Ｅの経路で電流を流し、このと
きコンデンサＣ2 に充電された電荷を電源として、スイ
ッチング素子Ｑ2 のオン時に、コンデンサＣ2 、スイッ
チング素子Ｑ2 、コンデンサＣ1 及び高圧放電灯ＤＬ、
インダクタＬ1 、コンデンサＣ2 の経路で、スイッチン
グ素子Ｑ1 のオン時とは逆方向の電流を流すという動作
を繰り返すことにより、高圧放電灯ＤＬに高周波電力を
供給する。なお、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の寄生ダ
イオードＤ1 ，Ｄ2 は、上述した電流でインダクタＬ1
に蓄積されたエネルギを直流電源Ｅに戻す（回生する）
働きをする。
【００２５】上記高圧放電灯点灯装置では、始動時など
の高圧放電灯ＤＬの非点灯時には、インダクタＬ1 とコ
ンデンサＣ1 とからなる直列共振回路の共振周波数に近
いスイッチング周波数で、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2
をオン，オフし、コンデンサＣ1 の両端に高電圧を発生
させ、その高電圧で高圧放電灯ＤＬを始動させる。そし
て、始動後はスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチン
グ周波数を直列共振回路の共振周波数から遠ざけて、高
圧放電灯ＤＬを点灯状態に保つ。
の高圧放電灯ＤＬの非点灯時には、インダクタＬ1 とコ
ンデンサＣ1 とからなる直列共振回路の共振周波数に近
いスイッチング周波数で、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2
をオン，オフし、コンデンサＣ1 の両端に高電圧を発生
させ、その高電圧で高圧放電灯ＤＬを始動させる。そし
て、始動後はスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチン
グ周波数を直列共振回路の共振周波数から遠ざけて、高
圧放電灯ＤＬを点灯状態に保つ。
【００２６】ここで、直列共振回路の共振周波数よりも
低い周波数（いわゆる容量性振動領域（図３参照））
に、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数
を設定すると、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 、直列共振
回路に、電圧の位相に対して位相が進む電流が流れ、ス
イッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 や直列共振回路の部品にかか
るストレスが大きくなる。このような動作状態は進相モ
ードも呼ばれている。
低い周波数（いわゆる容量性振動領域（図３参照））
に、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数
を設定すると、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 、直列共振
回路に、電圧の位相に対して位相が進む電流が流れ、ス
イッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 や直列共振回路の部品にかか
るストレスが大きくなる。このような動作状態は進相モ
ードも呼ばれている。
【００２７】そこで、一般的には、スイッチング素子Ｑ
1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数は、直列共振回路の共振
周波数よりも高い周波数（いわゆる誘導性振動領域）に
設定される。この場合には、電圧の位相に対して位相が
遅れた電流が流れる。この動作状態は遅相モードと呼ば
れている。従って、本実施例の高圧放電灯点灯装置にお
いても、上述の理由によりインバータ回路１を遅相モー
ドで動作させている。
1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数は、直列共振回路の共振
周波数よりも高い周波数（いわゆる誘導性振動領域）に
設定される。この場合には、電圧の位相に対して位相が
遅れた電流が流れる。この動作状態は遅相モードと呼ば
れている。従って、本実施例の高圧放電灯点灯装置にお
いても、上述の理由によりインバータ回路１を遅相モー
ドで動作させている。
【００２８】ところで、上述のように高圧放電灯ＤＬの
非点灯及び点灯状態に応じてスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ
2 のスイッチング周波数を切り換えるためには、高圧放
電灯ＤＬの非点灯及び点灯状態を検出する必要がある。
そこで、本実施例では、図１に示すように、コンデンサ
Ｃ1 の両端に高圧放電灯ＤＬと直列にランプ電流検出回
路３を接続してある。つまり、このランプ電流検出回路
３では、高圧放電灯ＤＬに流れる電流、すなわちランプ
電流を検出し、そのランプ電流から高圧放電灯ＤＬが非
点灯状態にあるか、または点灯状態にあるかを検出す
る。そして、その場合のランプ電流検出回路３の検出結
果である高圧放電灯ＤＬの非点灯あるいは点灯状態を示
す出力は制御回路２に与えられ、その高圧放電灯ＤＬの
非点灯あるいは点灯状態に応じて、上述したようにスイ
ッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を制御す
る。
非点灯及び点灯状態に応じてスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ
2 のスイッチング周波数を切り換えるためには、高圧放
電灯ＤＬの非点灯及び点灯状態を検出する必要がある。
そこで、本実施例では、図１に示すように、コンデンサ
Ｃ1 の両端に高圧放電灯ＤＬと直列にランプ電流検出回
路３を接続してある。つまり、このランプ電流検出回路
３では、高圧放電灯ＤＬに流れる電流、すなわちランプ
電流を検出し、そのランプ電流から高圧放電灯ＤＬが非
点灯状態にあるか、または点灯状態にあるかを検出す
る。そして、その場合のランプ電流検出回路３の検出結
果である高圧放電灯ＤＬの非点灯あるいは点灯状態を示
す出力は制御回路２に与えられ、その高圧放電灯ＤＬの
非点灯あるいは点灯状態に応じて、上述したようにスイ
ッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を制御す
る。
【００２９】以下に、高圧放電灯ＤＬの非点灯時におけ
るスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数ｆ
0 と、高圧放電灯ＤＬの点灯時におけるスイッチング素
子Ｑ 1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数ｆ1 と、直列共振回
路を構成するインダクタＬ1，コンデンサＣ1 に関して
説明を加えておく。上記高圧放電灯ＤＬの点灯時におけ
るスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数ｆ
1 は、それ以上の周波数では音響的共鳴現象によりアー
クが不安定になることがない高い周波数に設定してあ
る。これにより、高圧放電灯ＤＬを安定に点灯できるよ
うにしてある。また、高圧放電灯ＤＬが始動した直後の
高圧放電灯ＤＬが略短絡状態にあるときからほぼ定常点
灯に至るまでの間は、ほぼ上記スイッチング周波数ｆ1
に固定して動作させる。このように、高圧放電灯ＤＬが
始動した直後からほぼ定常点灯に至るまでの間（以下、
この期間を始動過程と呼ぶ）、スイッチング周波数ｆ1
を固定しておくことにより、始動過程で高圧放電灯ＤＬ
の点灯状態を監視し、スイッチング周波数を制御する必
要がないため、回路構成が簡単になる。
るスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数ｆ
0 と、高圧放電灯ＤＬの点灯時におけるスイッチング素
子Ｑ 1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数ｆ1 と、直列共振回
路を構成するインダクタＬ1，コンデンサＣ1 に関して
説明を加えておく。上記高圧放電灯ＤＬの点灯時におけ
るスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数ｆ
1 は、それ以上の周波数では音響的共鳴現象によりアー
クが不安定になることがない高い周波数に設定してあ
る。これにより、高圧放電灯ＤＬを安定に点灯できるよ
うにしてある。また、高圧放電灯ＤＬが始動した直後の
高圧放電灯ＤＬが略短絡状態にあるときからほぼ定常点
灯に至るまでの間は、ほぼ上記スイッチング周波数ｆ1
に固定して動作させる。このように、高圧放電灯ＤＬが
始動した直後からほぼ定常点灯に至るまでの間（以下、
この期間を始動過程と呼ぶ）、スイッチング周波数ｆ1
を固定しておくことにより、始動過程で高圧放電灯ＤＬ
の点灯状態を監視し、スイッチング周波数を制御する必
要がないため、回路構成が簡単になる。
【００３０】また、この種のインバータ方式の高圧放電
灯点灯装置では、図１では図示していないが、通常、イ
ンバータ回路１で発生する高周波成分が交流電源ＡＣに
漏れることを防止する雑音防止フィルタを必要とする。
ここで、上述のように始動過程でスイッチング周波数を
変化させないようにすれば、上記雑音防止フィルタの周
波数特性の設計が容易となり、且つ輻射雑音対策も容易
となる。
灯点灯装置では、図１では図示していないが、通常、イ
ンバータ回路１で発生する高周波成分が交流電源ＡＣに
漏れることを防止する雑音防止フィルタを必要とする。
ここで、上述のように始動過程でスイッチング周波数を
変化させないようにすれば、上記雑音防止フィルタの周
波数特性の設計が容易となり、且つ輻射雑音対策も容易
となる。
【００３１】直流電源Ｅの電圧がＶDCで、点灯時のスイ
ッチング周波数がｆ1 の場合において、高圧放電灯ＤＬ
に定格ランプ電力、定格ランプ電圧、定格ランプ電流を
共に供給することができる直列共振回路を構成するイン
ダクタＬ1 ，コンデンサＣ1の設定状態を図２に示す。
高圧放電灯ＤＬを始動するには、始動直後の高圧放電灯
ＤＬが略短絡状態にあるとき流れるランプ電流（以下、
このときのランプ電流を特に短絡電流と呼ぶ）は、定格
ランプ電流以上（具体的には、定格ランプ電流の１．２
〜１．８倍）にして、高圧放電灯ＤＬの始動を確実とす
ると共に、光束が即座に立ち上がるようにする。ここ
で、上述のように短絡電流を設定する場合、インダクタ
Ｌ1 の値（ＬA ）のみで設定する。
ッチング周波数がｆ1 の場合において、高圧放電灯ＤＬ
に定格ランプ電力、定格ランプ電圧、定格ランプ電流を
共に供給することができる直列共振回路を構成するイン
ダクタＬ1 ，コンデンサＣ1の設定状態を図２に示す。
高圧放電灯ＤＬを始動するには、始動直後の高圧放電灯
ＤＬが略短絡状態にあるとき流れるランプ電流（以下、
このときのランプ電流を特に短絡電流と呼ぶ）は、定格
ランプ電流以上（具体的には、定格ランプ電流の１．２
〜１．８倍）にして、高圧放電灯ＤＬの始動を確実とす
ると共に、光束が即座に立ち上がるようにする。ここ
で、上述のように短絡電流を設定する場合、インダクタ
Ｌ1 の値（ＬA ）のみで設定する。
【００３２】高圧放電灯ＤＬは始動に高電圧を必要とす
るので、高圧放電灯ＤＬの非点灯時には、スイッチング
素子Ｑ1 ，Ｑ2 を交互にオン，オフするスイッチング周
波数ｆ0 を、図３に示すように、インダクタＬ1 及びコ
ンデンサＣ1 の直列共振回路の誘導性振動領域で、イン
ダクタＬ1 及びコンデンサＣ1 からなる直列共振回路の
共振周波数ｆR 近傍に設定し、所望の高電圧Ｖ02をコン
デンサＣ1 の両端に発生させる。
るので、高圧放電灯ＤＬの非点灯時には、スイッチング
素子Ｑ1 ，Ｑ2 を交互にオン，オフするスイッチング周
波数ｆ0 を、図３に示すように、インダクタＬ1 及びコ
ンデンサＣ1 の直列共振回路の誘導性振動領域で、イン
ダクタＬ1 及びコンデンサＣ1 からなる直列共振回路の
共振周波数ｆR 近傍に設定し、所望の高電圧Ｖ02をコン
デンサＣ1 の両端に発生させる。
【００３３】ここで、上述したように高圧放電灯ＤＬの
始動を確実とすると共に、光束が即座に立ち上がるよう
にしたインダクタＬ1 の値（ＬA ）に対して、直列共振
回路の共振周波数を特定の値に設定する場合、コンデン
サＣ1 は少なくとも１つの値をとる。但し、通常は図２
に示すように２つの値（ＣA ，ＣB ）をとる。ここで、
コンデンサＣ1 の値は小さい方が、高圧放電灯ＤＬの非
点灯時（無負荷時）の共振電流が小さくなり、スイッチ
ング素子Ｑ1 ，Ｑ2 、インダクタＬ1 、コンデンサ
Ｃ1 ，Ｃ2 の電流容量を小さくできて好ましい。そこ
で、コンデンサＣ1 の容量はＣA に設定してある。この
ようにすれば、インバータ回路１を小型で安価に構成で
きる。
始動を確実とすると共に、光束が即座に立ち上がるよう
にしたインダクタＬ1 の値（ＬA ）に対して、直列共振
回路の共振周波数を特定の値に設定する場合、コンデン
サＣ1 は少なくとも１つの値をとる。但し、通常は図２
に示すように２つの値（ＣA ，ＣB ）をとる。ここで、
コンデンサＣ1 の値は小さい方が、高圧放電灯ＤＬの非
点灯時（無負荷時）の共振電流が小さくなり、スイッチ
ング素子Ｑ1 ，Ｑ2 、インダクタＬ1 、コンデンサ
Ｃ1 ，Ｃ2 の電流容量を小さくできて好ましい。そこ
で、コンデンサＣ1 の容量はＣA に設定してある。この
ようにすれば、インバータ回路１を小型で安価に構成で
きる。
【００３４】上述のようにコンデンサＣ1 の容量をＣA
に設定するということは、高圧放電灯ＤＬの点灯時にお
けるスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数
ｆ1を、直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低い周波
数に設定することになり、高圧放電灯ＤＬの非点灯時の
スイッチング周波数ｆ0 、点灯時のスイッチング周波数
ｆ1 、直列共振回路の共振周波数ｆR を、ｆ1 ＜ｆR ＜
ｆ0 と設定することになる。
に設定するということは、高圧放電灯ＤＬの点灯時にお
けるスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数
ｆ1を、直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低い周波
数に設定することになり、高圧放電灯ＤＬの非点灯時の
スイッチング周波数ｆ0 、点灯時のスイッチング周波数
ｆ1 、直列共振回路の共振周波数ｆR を、ｆ1 ＜ｆR ＜
ｆ0 と設定することになる。
【００３５】なお、図１１の従来の高圧放電灯点灯装置
では、ｆR ＜ｆ0 ＜ｆ1 と設定していた。これは、コン
デンサＣ1 の容量を図２におけるＣB に設定することを
意味する。このため、高圧放電灯ＤＬの非点灯時（無負
荷時）の共振電流が大きくなり、スイッチング素子
Ｑ1 ，Ｑ2 、インダクタＬ1 、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 と
して電流容量の大きなものが必要であり、このためイン
バータ回路１が大型で高価なものとなっていた。
では、ｆR ＜ｆ0 ＜ｆ1 と設定していた。これは、コン
デンサＣ1 の容量を図２におけるＣB に設定することを
意味する。このため、高圧放電灯ＤＬの非点灯時（無負
荷時）の共振電流が大きくなり、スイッチング素子
Ｑ1 ，Ｑ2 、インダクタＬ1 、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 と
して電流容量の大きなものが必要であり、このためイン
バータ回路１が大型で高価なものとなっていた。
【００３６】（実施例２）図４に基づいて本発明の第２
の実施例を説明する。本実施例の基本構成及び動作は実
施例１とほぼ同じであり、以下の説明は本実施例の特徴
とする部分についてのみ説明する。本実施例において
は、コンデンサＣ1 の両端に発生する高電圧Ｖ02で、高
圧放電灯ＤＬが始動した後、光束の立上りに支障のない
範囲の所定の短時間Ｔは、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2
を交互にオン，オフするスイッチング周波数をｆ0 に保
ち、所定時間Ｔの経過後に、スイッチング周波数をｆ1
に切り換えるようにする。
の実施例を説明する。本実施例の基本構成及び動作は実
施例１とほぼ同じであり、以下の説明は本実施例の特徴
とする部分についてのみ説明する。本実施例において
は、コンデンサＣ1 の両端に発生する高電圧Ｖ02で、高
圧放電灯ＤＬが始動した後、光束の立上りに支障のない
範囲の所定の短時間Ｔは、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2
を交互にオン，オフするスイッチング周波数をｆ0 に保
ち、所定時間Ｔの経過後に、スイッチング周波数をｆ1
に切り換えるようにする。
【００３７】このようにする理由は、始動後の所定の短
時間では高圧放電灯ＤＬの略短絡電流が十分には得られ
ないが、高圧放電灯ＤＬの種類によってはスイッチング
周波数を切り換える以前に、所定の短時間、スイッチン
グ周波数をｆ0 とした方が始動が確実になる場合がある
からである。なお、上記所定時間Ｔは高圧放電灯ＤＬが
始動した直後からほぼ定常点灯に至るまでの期間とすれ
ばよい。
時間では高圧放電灯ＤＬの略短絡電流が十分には得られ
ないが、高圧放電灯ＤＬの種類によってはスイッチング
周波数を切り換える以前に、所定の短時間、スイッチン
グ周波数をｆ0 とした方が始動が確実になる場合がある
からである。なお、上記所定時間Ｔは高圧放電灯ＤＬが
始動した直後からほぼ定常点灯に至るまでの期間とすれ
ばよい。
【００３８】（実施例３）図５に基づいて本発明の第３
の実施例を説明する。本実施例の基本構成及び動作も実
施例１とほぼ同じであるので、以下の説明は本実施例の
特徴とする部分についてのみ行う。本実施例では、高圧
放電灯ＤＬの非点灯時には、図４に示すように、インバ
ータ回路１を間欠動作させるようにする。ここで、図１
に示す構成のインバータ回路１を間欠動作させる場合、
スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の少なくとも一方を間欠動
作させればよい。そして、高圧放電灯ＤＬの始動後は瞬
時にスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数
をｆ1 とする。なお、スイッチング周波数をｆ1 に切り
換えた場合には、インバータ回路１は連続動作させる。
の実施例を説明する。本実施例の基本構成及び動作も実
施例１とほぼ同じであるので、以下の説明は本実施例の
特徴とする部分についてのみ行う。本実施例では、高圧
放電灯ＤＬの非点灯時には、図４に示すように、インバ
ータ回路１を間欠動作させるようにする。ここで、図１
に示す構成のインバータ回路１を間欠動作させる場合、
スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の少なくとも一方を間欠動
作させればよい。そして、高圧放電灯ＤＬの始動後は瞬
時にスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数
をｆ1 とする。なお、スイッチング周波数をｆ1 に切り
換えた場合には、インバータ回路１は連続動作させる。
【００３９】上述のように、高圧放電灯ＤＬの非点灯時
に、インバータ回路１を間欠動作させることにより、コ
ンデンサＣ1 の両端には高電圧が間欠的に発生し、高圧
放電灯ＤＬに印加される無負荷二次電圧Ｖ02の実効値を
低く抑えることができる。このようにすれば、高圧放電
灯ＤＬの無負荷時、例えば高圧放電灯ＤＬが外されてい
る場合に、インバータ回路１の出力電圧の実効値を低く
でき、安全なものとなる。
に、インバータ回路１を間欠動作させることにより、コ
ンデンサＣ1 の両端には高電圧が間欠的に発生し、高圧
放電灯ＤＬに印加される無負荷二次電圧Ｖ02の実効値を
低く抑えることができる。このようにすれば、高圧放電
灯ＤＬの無負荷時、例えば高圧放電灯ＤＬが外されてい
る場合に、インバータ回路１の出力電圧の実効値を低く
でき、安全なものとなる。
【００４０】（実施例４）図６に基づいて本発明の第４
の実施例を説明する。本実施例の基本的には実施例２と
実施例３とを組み合わせたものである。本実施例では、
高圧放電灯ＤＬが始動するまで、図６に示すように、ス
イッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0
としてインバータ回路１を間欠動作させ、始動後の光束
の立上りに支障のない範囲の所定の短時間Ｔには、スイ
ッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0 に
保つと共にインバータ回路１を連続動作させ、上記所定
時間Ｔの経過後に、スイッチング周波数をｆ1 に切り換
えるようにしてある。
の実施例を説明する。本実施例の基本的には実施例２と
実施例３とを組み合わせたものである。本実施例では、
高圧放電灯ＤＬが始動するまで、図６に示すように、ス
イッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0
としてインバータ回路１を間欠動作させ、始動後の光束
の立上りに支障のない範囲の所定の短時間Ｔには、スイ
ッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0 に
保つと共にインバータ回路１を連続動作させ、上記所定
時間Ｔの経過後に、スイッチング周波数をｆ1 に切り換
えるようにしてある。
【００４１】ところで、高圧パルスにより高圧放電灯Ｄ
Ｌが絶縁破壊を生じて放電を開始したとき、インバータ
回路１を間欠動作から連続動作に切り換え、スイッチン
グ素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0 からｆ1
にただちに切り換えると、次のような問題を生じる。す
なわち、高圧放電灯ＤＬは、絶縁破壊を生じた後、グロ
ー放電からアーク放電に移行して安定状態に至る。しか
し、一般的に絶縁破壊を生じた直後の高圧放電灯ＤＬの
内部のプラズマは物理的に極めて不安定な状態になり、
グロー放電にとどまったり、放電が消滅して、再度消灯
状態に戻る場合がある。
Ｌが絶縁破壊を生じて放電を開始したとき、インバータ
回路１を間欠動作から連続動作に切り換え、スイッチン
グ素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0 からｆ1
にただちに切り換えると、次のような問題を生じる。す
なわち、高圧放電灯ＤＬは、絶縁破壊を生じた後、グロ
ー放電からアーク放電に移行して安定状態に至る。しか
し、一般的に絶縁破壊を生じた直後の高圧放電灯ＤＬの
内部のプラズマは物理的に極めて不安定な状態になり、
グロー放電にとどまったり、放電が消滅して、再度消灯
状態に戻る場合がある。
【００４２】上述のように始動時点でスイッチング素子
Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0 からｆ1 にただ
ちに切り換えると、ｆ1 は直列共振回路の共振周波数ｆ
R よりも低いため、この始動過程において高圧放電灯Ｄ
Ｌが消灯すると、インバータ回路１は、直列共振回路の
共振周波数ｆ0 よりも低い周波数（いわゆる容量性振動
領域）ｆ1 で動作する進相モードで動作し、スイッチン
グ素子Ｑ1 ，Ｑ2 や直列共振回路の部品にかかるストレ
スが大きくなる。このため、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ
2 に過大な電流が流れて大きなストレスが回路部品に加
わり、破壊される恐れがある。
Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ0 からｆ1 にただ
ちに切り換えると、ｆ1 は直列共振回路の共振周波数ｆ
R よりも低いため、この始動過程において高圧放電灯Ｄ
Ｌが消灯すると、インバータ回路１は、直列共振回路の
共振周波数ｆ0 よりも低い周波数（いわゆる容量性振動
領域）ｆ1 で動作する進相モードで動作し、スイッチン
グ素子Ｑ1 ，Ｑ2 や直列共振回路の部品にかかるストレ
スが大きくなる。このため、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ
2 に過大な電流が流れて大きなストレスが回路部品に加
わり、破壊される恐れがある。
【００４３】そこで、本実施例では、スイッチング周波
数をｆ0 からｆ1 に切り換える以前の始動後の所定の短
時間Ｔでは、スイッチング周波数をｆ0 とするようにし
て、上記問題を解消するようにしてある。なお、スイッ
チング周波数をｆ0 からｆ1に切り換える以前の始動後
の所定の短時間Ｔでは、スイッチング周波数をｆ0 とし
た方が始動が確実である高圧放電灯ＤＬにおいて好適な
ものとなる。また、高圧放電灯ＤＬの非点灯時に、イン
バータ回路１を間欠動作させることにより、コンデンサ
Ｃ1 の両端には高電圧が間欠的に発生し、高圧放電灯Ｄ
Ｌに印加される無負荷二次電圧Ｖ02の実効値を低く抑え
ることができ、安全である。
数をｆ0 からｆ1 に切り換える以前の始動後の所定の短
時間Ｔでは、スイッチング周波数をｆ0 とするようにし
て、上記問題を解消するようにしてある。なお、スイッ
チング周波数をｆ0 からｆ1に切り換える以前の始動後
の所定の短時間Ｔでは、スイッチング周波数をｆ0 とし
た方が始動が確実である高圧放電灯ＤＬにおいて好適な
ものとなる。また、高圧放電灯ＤＬの非点灯時に、イン
バータ回路１を間欠動作させることにより、コンデンサ
Ｃ1 の両端には高電圧が間欠的に発生し、高圧放電灯Ｄ
Ｌに印加される無負荷二次電圧Ｖ02の実効値を低く抑え
ることができ、安全である。
【００４４】（実施例５）図７及び図８に基づいて本発
明の第５の実施例について説明する。本実施例では、高
圧放電灯ＤＬが略定格点灯に移行した後、ランプ電圧が
設定値以上に上昇した場合、図７に示すように、スイッ
チング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ1 より
も高い方向に変化させる制御を行うものである。
明の第５の実施例について説明する。本実施例では、高
圧放電灯ＤＬが略定格点灯に移行した後、ランプ電圧が
設定値以上に上昇した場合、図７に示すように、スイッ
チング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ1 より
も高い方向に変化させる制御を行うものである。
【００４５】一般的に、ランプ電圧の高い高圧放電灯Ｄ
Ｌは、相対的にランプ電流が小さく、アークが細い。特
に、水平点灯状態では、アーク自身の浮力により、アー
クが管壁上側に近接し、この部分の温度が局部的に上昇
する傾向がある。すなわち、管壁の温度は局部的に異常
上昇するという問題がある。そこで、このような高圧放
電灯ＤＬにおいては、略定格点灯に移行した後、ランプ
電圧が設定値以上に上昇した場合、スイッチング素子Ｑ
1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ1 よりも高い方向に
変化させ、電流を小さく絞り、アークの平均的な温度を
下げることにより、管壁の温度が局部的に異常上昇する
ことを防止する。
Ｌは、相対的にランプ電流が小さく、アークが細い。特
に、水平点灯状態では、アーク自身の浮力により、アー
クが管壁上側に近接し、この部分の温度が局部的に上昇
する傾向がある。すなわち、管壁の温度は局部的に異常
上昇するという問題がある。そこで、このような高圧放
電灯ＤＬにおいては、略定格点灯に移行した後、ランプ
電圧が設定値以上に上昇した場合、スイッチング素子Ｑ
1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ1 よりも高い方向に
変化させ、電流を小さく絞り、アークの平均的な温度を
下げることにより、管壁の温度が局部的に異常上昇する
ことを防止する。
【００４６】ここで、上述のようにスイッチング素子Ｑ
1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ 1 よりも高い方向に
変化させた場合に、ランプ電流を小さくできる理由につ
いて図８を用いて説明する。高圧放電灯ＤＬが非点灯時
には、いわゆる無負荷状態であるので、直列共振回路の
共振周波数ｆR は、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の点灯
時のスイッチング周波数ｆ1 と非点灯時のスイッチング
周波数ｆ0 の中間の周波数となる。しかし、高圧放電灯
ＤＬが始動して略定格状態になった後は、高圧放電灯Ｄ
Ｌのインピーダンスが直列共振回路に接続される形にな
る。具体的にはコンデンサＣ1 の両端に高圧放電灯ＤＬ
のインピーダンスが接続される。このため、直列共振回
路の共振周波数はスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の点灯時
のスイッチング周波数ｆ1 よりも低い状態になり、この
ためスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2のスイッチング周波数
をｆ1 よりも高い方向に変化させると、コンデンサＣ1
の両端に発生する電圧が低下し、結果的に電流が小さく
絞られるのである。
1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数をｆ 1 よりも高い方向に
変化させた場合に、ランプ電流を小さくできる理由につ
いて図８を用いて説明する。高圧放電灯ＤＬが非点灯時
には、いわゆる無負荷状態であるので、直列共振回路の
共振周波数ｆR は、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の点灯
時のスイッチング周波数ｆ1 と非点灯時のスイッチング
周波数ｆ0 の中間の周波数となる。しかし、高圧放電灯
ＤＬが始動して略定格状態になった後は、高圧放電灯Ｄ
Ｌのインピーダンスが直列共振回路に接続される形にな
る。具体的にはコンデンサＣ1 の両端に高圧放電灯ＤＬ
のインピーダンスが接続される。このため、直列共振回
路の共振周波数はスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の点灯時
のスイッチング周波数ｆ1 よりも低い状態になり、この
ためスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2のスイッチング周波数
をｆ1 よりも高い方向に変化させると、コンデンサＣ1
の両端に発生する電圧が低下し、結果的に電流が小さく
絞られるのである。
【００４７】（実施例６）本発明の第６の実施例を以下
に説明する。本実施例では、高圧放電灯ＤＬが定常点灯
しているとき、立消えを起こした場合、スイッチング素
子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を瞬時にｆ1 からｆ
0 に切り換えるようにしたものである。いま、上述のよ
うに高圧放電灯ＤＬが立消えを起こした状態で、スイッ
チング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を瞬時にｆ
1 とすると、上述したように高圧放電灯ＤＬの点灯時の
スイッチング周波数ｆ1 、非点灯時のスイッチング周波
数ｆ0 、及び直列共振回路の共振周波数ｆR は、ｆ1 ＜
ｆR ＜ｆ0 に設定されているので、インバータ回路１は
容量性振動領域で動作、すなわち進相モードで動作する
ことになる。このため、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に
ラッシュ電流が流れ、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に加
わるストレスが大きくなる。
に説明する。本実施例では、高圧放電灯ＤＬが定常点灯
しているとき、立消えを起こした場合、スイッチング素
子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を瞬時にｆ1 からｆ
0 に切り換えるようにしたものである。いま、上述のよ
うに高圧放電灯ＤＬが立消えを起こした状態で、スイッ
チング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を瞬時にｆ
1 とすると、上述したように高圧放電灯ＤＬの点灯時の
スイッチング周波数ｆ1 、非点灯時のスイッチング周波
数ｆ0 、及び直列共振回路の共振周波数ｆR は、ｆ1 ＜
ｆR ＜ｆ0 に設定されているので、インバータ回路１は
容量性振動領域で動作、すなわち進相モードで動作する
ことになる。このため、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に
ラッシュ電流が流れ、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に加
わるストレスが大きくなる。
【００４８】そこで、本実施例では、高圧放電灯ＤＬが
定常点灯しているとき、立消えを起こした場合、スイッ
チング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を瞬時にｆ
1 からｆ0 に切り換え、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に
加わるストレスを低減するようにしたものである。この
ようにすると、高圧放電灯ＤＬに瞬時に高電圧を印加す
ることができ、再始動時間を短縮できる利点もある。
定常点灯しているとき、立消えを起こした場合、スイッ
チング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のスイッチング周波数を瞬時にｆ
1 からｆ0 に切り換え、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に
加わるストレスを低減するようにしたものである。この
ようにすると、高圧放電灯ＤＬに瞬時に高電圧を印加す
ることができ、再始動時間を短縮できる利点もある。
【００４９】上述の説明では、インバータ回路１が変形
ハーフブリッジ構成である場合について説明したが、図
９に示すハーフブリッジ構成のものや図１０に示すフル
ブリッジ構成のものにも適用できることは容易に理解で
きる。
ハーフブリッジ構成である場合について説明したが、図
９に示すハーフブリッジ構成のものや図１０に示すフル
ブリッジ構成のものにも適用できることは容易に理解で
きる。
【００５０】
【発明の効果】請求項１の発明は上述のように、高圧放
電灯の点灯時のインバータ回路のスイッチング周波数
を、直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低く、且つ音
響的共鳴現象によるアークの不安定が発生しない周波数
以上の周波数ｆ1 に設定しているので、直列共振回路の
共振電流を小さくでき、このためインバータ回路のスイ
ッチング素子、直列共振回路を構成するインダクタ及び
コンデンサとして電流容量の小さいものを用いることが
でき、小型で、安価に構成することができる。
電灯の点灯時のインバータ回路のスイッチング周波数
を、直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低く、且つ音
響的共鳴現象によるアークの不安定が発生しない周波数
以上の周波数ｆ1 に設定しているので、直列共振回路の
共振電流を小さくでき、このためインバータ回路のスイ
ッチング素子、直列共振回路を構成するインダクタ及び
コンデンサとして電流容量の小さいものを用いることが
でき、小型で、安価に構成することができる。
【００５１】請求項２の発明は、上記スイッチング制御
手段が、高圧放電灯の始動直後から所定時間はインバー
タ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ0 とする状
態を維持し、上記所定時間の経過後にスイッチング周波
数を上記周波数ｆ1 に切り換えているので、始動直後の
放電が不安定な状態では、インバータ回路のスイッチン
グ周波数は固定することで、スイッチング周波数を可変
制御する場合に比べて、制御を簡単にでき、小型化が可
能となる。しかも、始動直後の放電が不安定な状態で、
スイッチング周波数を可変しないので、輻射雑音対策が
容易となる利点もある。
手段が、高圧放電灯の始動直後から所定時間はインバー
タ回路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ0 とする状
態を維持し、上記所定時間の経過後にスイッチング周波
数を上記周波数ｆ1 に切り換えているので、始動直後の
放電が不安定な状態では、インバータ回路のスイッチン
グ周波数は固定することで、スイッチング周波数を可変
制御する場合に比べて、制御を簡単にでき、小型化が可
能となる。しかも、始動直後の放電が不安定な状態で、
スイッチング周波数を可変しないので、輻射雑音対策が
容易となる利点もある。
【００５２】請求項３の発明は、上記スイッチング制御
手段が、高圧放電灯が始動するまでインバータ回路を間
欠的に動作させているので、点灯する前の高圧放電灯の
両端に印加される電圧の実効値を抑えることができ、高
圧放電灯の取り外した状態で、電極部に触れて感電する
ことを防止でき、安全性が高くなる。請求項５の発明
は、上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯の始動と
同時にインバータ回路を連続動作させると共に、高圧放
電灯の始動直後から所定時間はインバータ回路のスイッ
チング周波数を上記周波数ｆ0 とする状態を維持してい
るので、始動直後の放電が不安定な状態で、インバータ
回路が進相モードで動作し、スイッチング素子などに大
きなストレスがかかることを防止することができる。
手段が、高圧放電灯が始動するまでインバータ回路を間
欠的に動作させているので、点灯する前の高圧放電灯の
両端に印加される電圧の実効値を抑えることができ、高
圧放電灯の取り外した状態で、電極部に触れて感電する
ことを防止でき、安全性が高くなる。請求項５の発明
は、上記スイッチング制御手段が、高圧放電灯の始動と
同時にインバータ回路を連続動作させると共に、高圧放
電灯の始動直後から所定時間はインバータ回路のスイッ
チング周波数を上記周波数ｆ0 とする状態を維持してい
るので、始動直後の放電が不安定な状態で、インバータ
回路が進相モードで動作し、スイッチング素子などに大
きなストレスがかかることを防止することができる。
【００５３】請求項６の発明は、高圧放電灯が略定常点
灯状態に移行した後、ランプ電圧が所定値以上に上昇し
たとき、上記スイッチング制御手段が、インバータ回路
のスイッチング周波数をｆ1 よりも高くしているので、
特にランプ電圧が高い高圧放電灯を水平設置する場合に
おいて、アークが管壁に接近する状態になっても、アー
クの平均温度を下げ、管壁温度が局部的に異常上昇する
ことを防止できる。
灯状態に移行した後、ランプ電圧が所定値以上に上昇し
たとき、上記スイッチング制御手段が、インバータ回路
のスイッチング周波数をｆ1 よりも高くしているので、
特にランプ電圧が高い高圧放電灯を水平設置する場合に
おいて、アークが管壁に接近する状態になっても、アー
クの平均温度を下げ、管壁温度が局部的に異常上昇する
ことを防止できる。
【００５４】請求項７の発明は、高圧放電灯が点灯中に
立消えを起こした場合に、瞬時にインバータ回路を始動
前の状態に移行させているので、高圧放電灯が点灯中に
立消えを起こしたとき、例えばインバータ回路が進相モ
ードで動作することを防止し、インバータ回路のスイッ
チング素子などに大きなストレスが加わることを防止す
ることができる。
立消えを起こした場合に、瞬時にインバータ回路を始動
前の状態に移行させているので、高圧放電灯が点灯中に
立消えを起こしたとき、例えばインバータ回路が進相モ
ードで動作することを防止し、インバータ回路のスイッ
チング素子などに大きなストレスが加わることを防止す
ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例の回路図である。
【図２】同上において直列共振回路の定数設定方法につ
いての説明図である。
いての説明図である。
【図３】同上における非点灯時のインバータ回路のスイ
ッチング周波数の設定方法の説明図である。
ッチング周波数の設定方法の説明図である。
【図４】第２の実施例の動作説明図である。
【図５】第３の実施例の動作説明図である。
【図６】第４の実施例の動作説明図である。
【図７】第５の実施例の動作説明図である。
【図８】同上における作用の説明図である。
【図９】本発明を適用可能な別構成のインバータ回路の
回路図である。
回路図である。
【図１０】本発明を適用可能なさらに別構成のインバー
タ回路の回路図である。
タ回路の回路図である。
【図１１】従来例の回路図である。
１ インバータ回路 ２ 制御回路 ３ ランプ電流検出回路 Ｅ 直流電源 Ｑ1 ，Ｑ2 スイッチング素子 Ｌ1 インダクタ Ｃ1 コンデンサ ＤＬ 高圧放電灯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩堀 裕 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 鴨井 武志 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 直流電源と、少なくとも一対のスイッチ
ング素子を交互にオン，オフすることにより上記直流電
源から供給される電力を交流電力に変換するインバータ
回路と、インバータ回路の出力に直列接続されたインダ
クタとコンデンサからなる直列共振回路と、この直列共
振回路のコンデンサと並列に接続された高圧放電灯と、
高圧放電灯が点灯しているか否かを検出する点灯状態検
出手段と、高圧放電灯の非点灯時と点灯時とにおいてイ
ンバータ回路のスイッチング素子のスイッチング周波数
を切り換えるスイッチング制御手段とを備え、上記直列
共振回路の共振周波数をｆR とした場合、上記スイッチ
ング制御手段が、高圧放電灯の非点灯時の上記インバー
タ回路のスイッチング周波数を、直列共振回路の共振周
波数ｆR よりも高く、且つ共振周波数ｆR の近傍の周波
数ｆ0 に設定し、このとき直列共振回路のコンデンサの
両端に発生する高電圧で高圧放電灯を始動させ、高圧放
電灯の点灯時のインバータ回路のスイッチング周波数
を、直列共振回路の共振周波数ｆR よりも低く、且つ音
響的共鳴現象によるアークの不安定が発生しない周波数
以上の周波数ｆ1 に設定し、このとき直列共振回路のコ
ンデンサの両端に発生する電圧で高圧放電灯の点灯を維
持させて成ることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 - 【請求項２】 上記スイッチング制御手段が、高圧放電
灯の始動直後から所定時間はインバータ回路のスイッチ
ング周波数を上記周波数ｆ0 とする状態を維持し、上記
所定時間の経過後にスイッチング周波数を上記周波数ｆ
1 に切り換えて成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。 - 【請求項３】 上記スイッチング制御手段が、高圧放電
灯が始動するまでインバータ回路を間欠的に動作させて
成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。 - 【請求項４】 上記スイッチング制御手段が、高圧放電
灯が始動後に瞬時にインバータ回路のスイッチング周波
数をｆ1 に切り換え、インバータ回路を連続動作させて
成ることを特徴とする請求項３記載の高圧放電灯点灯装
置。 - 【請求項５】 上記スイッチング制御手段が、高圧放電
灯の始動と同時にインバータ回路を連続動作させると共
に、高圧放電灯の始動直後から所定時間はインバータ回
路のスイッチング周波数を上記周波数ｆ0 とする状態を
維持して成ることを特徴とする請求項３記載の高圧放電
灯点灯装置。 - 【請求項６】 高圧放電灯が略定常点灯状態に移行した
後、ランプ電圧が所定値以上に上昇したとき、上記スイ
ッチング制御手段が、インバータ回路のスイッチング周
波数をｆ1 よりも高くして成ることを特徴とする請求項
１乃至請求項５のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装
置。 - 【請求項７】 高圧放電灯が点灯中に立消えを起こした
場合に、瞬時にインバータ回路を始動前の状態に移行さ
せて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいず
れかに記載の高圧放電灯点灯装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01873394A JP3329929B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 高圧放電灯点灯装置 |
| US08/277,023 US5491386A (en) | 1994-02-15 | 1994-07-19 | Stable high frequency high-pressure discharge lamp lighting device avoiding acoustic resonance |
| CN94108522A CN1096822C (zh) | 1994-02-15 | 1994-07-20 | 高压放电灯点亮装置 |
| DE4425679A DE4425679C2 (de) | 1994-02-15 | 1994-07-20 | Vorrichtung zum Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Gasentladungslampe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01873394A JP3329929B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 高圧放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230884A true JPH07230884A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3329929B2 JP3329929B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=11979878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01873394A Expired - Fee Related JP3329929B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 高圧放電灯点灯装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5491386A (ja) |
| JP (1) | JP3329929B2 (ja) |
| CN (1) | CN1096822C (ja) |
| DE (1) | DE4425679C2 (ja) |
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