JPH09320782A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電力損失で効率良く、且つ確実に制御電源
を供給可能で、小型化可能な放電灯点灯装置を提供す
る。 【解決手段】 交流電源ＡＣを整流器ＤＢにより整流し
て直流電力に変換し、この直流電力をインバータ部１に
より高周波電力に変換して放電灯２に供給する。整流器
ＤＢの出力から、限流素子としての電流制限抵抗Ｒｏを
介して平滑コンデンサＣ６を充電し、ツェナーダイオー
ドＺＤ２からなる定電圧素子により所定の直流電圧を生
成して、インバータ制御回路３の制御電源としている。
また、インバータ部１の発振開始後に、インバータ部１
からダイオードＤ４と限流素子としての電流制限抵抗Ｒ
１とを介して平滑コンデンサＣ６を充電し、制御電源電
圧Ｖｃｃを得る様に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、インバータ回路に
より放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するもので
あり、更に詳しくは、そのインバータ回路の制御回路を
動作させるための制御電源の生成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のインバータ式の放電灯点灯装置の
回路図を図６に示す。（第１従来例） これは、主電源としての交流電源ＡＣを整流器ＤＢによ
り整流して直流電力に変換し、さらに、この直流電力を
インバータ部１により高周波電力に変換して、放電灯２
に供給している。また、整流器ＤＢの出力から、限流素
子としての電流制限抵抗Ｒｏを介して平滑コンデンサＣ
６を充電し、ツェナーダイオードＺＤ２よりなる定電圧
素子により所定の直流電圧を生成して、インバータ制御
回路３に供給している。しかし、このような方式では、
インバータ制御回路３の動作電源は常に電流制限抵抗Ｒ
ｏを介して供給されるため、電流制限抵抗Ｒｏでの消費
電力の面で大きく不利である、という第１の問題点が生
じてしまう。

【０００３】上記第１の問題点を解決する手段として、
特開平７ー５７８８７号公報に示したものがあり、その
基本回路構成図を図４に示す。（第２従来例） 主電源としての交流電源ＡＣを整流器ＤＢにより整流し
て直流電力に変換し、さらに、この直流電力をインバー
タ部１により高周波電力に変換して放電灯２に供給して
いる。また、整流器ＤＢの出力から、限流素子としての
電流制限抵抗Ｒｏとスイッチング素子ＳＷとを介して平
滑コンデンサＣ６を充電し、ツェナーダイオードＺＤ２
からなる定電圧素子により所定の直流電圧を生成して、
インバータ制御回路３の制御電源としてインバータ制御
回路３に供給している。また、インバータ部１の発振開
始後に、チョークコイルの２次巻線などから得られる電
圧は、ダイオードＤ４を介して平滑コンデンサＣ６に充
電され、インバータ制御回路３の制御電源としてインバ
ータ制御回路３に供給される。スイッチング素子の開閉
は電源制御回路７により制御される。

【０００４】図４の回路の動作を図５に示す。交流電源
ＡＣの投入後、まず、スイッチング素子はオンする。こ
れにより、制御電源電圧Ｖｃｃは電流制限抵抗Ｒｏを介
して立ち上がり、電圧Ｖ２まで上昇する。制御電源電圧
Ｖｃｃが電圧Ｖ２まで上昇した後、スイッチング素子Ｓ
Ｗがオフし、制御電源電圧Ｖｃｃは低下していく。この
とき、時刻ｔ１でインバータ部１が動作を開始した場
合、インバータ部１よりダイオードＤ４を介して制御電
源用の電流が供給され、制御電源電圧Ｖｃｃは最大値Ｖ
ｔまで上昇する。この最大値Ｖｔはツェナーダイオード
ＺＤ２のツェナー電圧となる。図５では、インバータ部
１の動作開始を時刻ｔ１としたが、これよりも前に動作
を開始したのならば、その時点よりダイオードＤ４を介
して電流が供給され、制御電源電圧Ｖｃｃが立ち上が
る。

【０００５】制御電源電圧Ｖｃｃが電圧Ｖ２より高い期
間は、スイッチング素子ＳＷはオフ状態を維持する。時
刻ｔ２で消灯制御信号を入力した場合、インバータ部１
は動作を停止し、ダイオードＤ４からの電流は停止し、
制御電源電圧Ｖｃｃはインバータ制御回路３の消費によ
り低下し、電圧Ｖ１に達する。電圧Ｖ１に達すると、ス
イッチング素子ＳＷは再びオンし、これにより、制御電
源電圧Ｖｃｃは上昇し、電圧Ｖ２となるまでオンし、電
圧Ｖ２となるとスイッチング素子ＳＷはオフする。それ
以降、制御電源電圧Ｖｃｃは電圧Ｖ２と電圧Ｖ１との間
で制御される。ここで、電圧Ｖ１はインバータ制御回路
３の動作が正常に行われる電圧であり、この電圧Ｖ１以
上であれば、インバータ部１も問題なく、動作を開始で
きる。以上のように制御することで、待機時の制御電源
電圧Ｖｃｃを低く制御でき、且つ電流制限抵抗Ｒｏでの
電力損失を低減することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第２従来
例では、交流電源ＡＣから整流器ＤＢ、電流制限抵抗Ｒ
ｏを介してインバータ制御回路３へと供給される電流を
遮断する為のスイッチング素子ＳＷと、スイッチング素
子ＳＷをオンオフ制御する電源制御回路７とが必要であ
るため、装置の大型化を招いてしまう、という第２の問
題点が生じる。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、低電力損失で効率良く、
且つ確実に制御電源を供給可能で、小型化可能な放電灯
点灯装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１記載の発明によれば、主電源から供給さ
れる電圧を交流の高周波電圧に変換して放電灯に供給す
るインバータ部と、インバータ部の発振動作を制御する
インバータ制御回路と、インバータ制御回路の制御電源
を主電源から得るための第１の電源手段と、インバータ
制御回路の制御電源をインバータ部の発振動作による出
力電圧から得るための第２の電源手段とを備え、第２の
電源手段から得られるインバータ制御回路の制御電源
は、インバータ制御回路を動作するのに充分な電圧値を
有すると共に、放電灯の予熱時と定常点灯時とで略一定
の電圧値を有するものであることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、第１の電源
手段は、主電源からの電流を限流する限流素子を有する
ものであることを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、第２の電源
手段は、インバータ部からの電流を限流する限流素子を
有するものであることを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明によれば、インバータ
部は、交流電源電圧を直流電圧に変換して出力する電源
回路と、少なくとも第１のスイッチング素子を有し、直
流電圧を交流の高周波電圧に変換して放電灯に供給する
インバータ回路とで構成されることを特徴とする。

【００１２】請求項５記載の発明によれば、インバータ
回路は、２つの２次巻線を有し、一方の２次巻線の両端
電圧は放電灯に供給し、他方の２次巻線の両端電圧はイ
ンバータ制御回路の制御電源として供給するものである
ことを特徴とする。

【００１３】請求項６記載の発明によれば、電源回路
は、少なくとも第２のスイッチング素子を含んでなる降
圧チョッパ回路であることを特徴とする。

【００１４】請求項７記載の発明によれば、電源回路
は、少なくとも第２のスイッチング素子を含んでなる昇
降圧チョッパ回路であることを特徴とする。

【００１５】請求項８記載の発明によれば、第１のスイ
ッチング素子と第２のスイッチング素子とは同一である
ことを特徴とする。

【００１６】請求項９記載の発明によれば、インバータ
回路は、ハーフブリッジ式インバータであることを特徴
とする。

【００１７】

【実施の形態】

（実施の形態１）本発明に係る第１の実施の形態の回路
図を図１に示す。

【００１８】図６に示した第１従来例と異なる点は、イ
ンバータ部１の発振開始後に、インバータ部１からダイ
オードＤ４と限流素子としての電流制限抵抗Ｒ１とを介
して平滑コンデンサＣ６を充電し、制御電源電圧Ｖｃｃ
を得る様に構成したことであり、その他の第１従来例と
同一構成には同一符号を符すことにより説明を省略す
る。

【００１９】次に、図２を用いて本回路の動作を簡単に
説明する。図２は、放電灯２の両端電圧（以下、ランプ
電圧と呼ぶ。）ＶＬａの周波数特性を示すものであり、
図中の実線は、放電灯２の点灯時におけるランプ電圧Ｖ
Ｌａ１の周波数特性を示し、図中の一点鎖線は、放電灯
２の不点灯時もしくは無負荷時におけるランプ電圧ＶＬ
ａ２の周波数特性を示す。放電灯２の予熱−始動−点灯
の動作は以下の様に行われる。 （１）インバータ部１の発振開始周波数が予熱周波数ｆ
２である場合。

【００２０】インバータ部１の発振周波数ｆが予熱周波
数ｆ２となると、ランプ電圧ＶＬａは図中の一点鎖線上
のｂ点になり、ＶＬａ＝Ｖ１１となる。そして、発振周
波数ｆを連続的あるいは不連続的に低下して、ランプ電
圧ＶＬａを放電開始電圧Ｖ１２へと昇圧する。ＶＬａ＝
Ｖ１２になると放電灯２は始動を開始するため、放電灯
２のランプインピーダンスが低下し、ランプ電圧ＶＬａ
の周波数特性は、図中の一点鎖線から実線へと移行す
る。更に、発振周波数ｆを連続的あるいは不連続的に点
灯周波数ｆ１まで低下すると、ランプ電圧ＶＬａは図中
の実線上のａ点になり、ＶＬａ＝Ｖ１１となり、放電灯
２は定常点灯状態になる。

【００２１】このように、インバータ部１が発振を開始
する電圧、すなわち放電灯２の予熱時のランプ電圧ＶＬ
ａと、放電灯２の定常点灯時のランプ電圧ＶＬａとを略
一定（ここではＶＬａ＝Ｖ１１）にすることにより、イ
ンバータ部１から出力される電圧も、放電灯２の予熱時
と定常点灯時とで略一定になる。

【００２２】また、主電源としての交流電源ＡＣが投入
されると、整流器ＤＢの出力から電流制限抵抗Ｒｏを介
して平滑コンデンサＣ６を充電し、ツェナーダイオード
ＺＤ２によりなる定電圧素子により所定の直流電圧を生
成して、インバータ制御回路３の制御電源電圧Ｖｃｃと
して供給される。インバータ制御回路３が動作すること
によりインバータ部１が発振を開始すると、インバータ
部１からダイオードＤ４と電流制限抵抗Ｒ１とを介して
平滑コンデンサＣ６を充電し、ツェナーダイオードＺＤ
２によりなる定電圧素子により所定の直流電圧を生成し
て、インバータ制御回路３の制御電源電圧Ｖｃｃとして
供給される。

【００２３】ここで、インバータ制御回路３が動作可能
な制御電源電圧Ｖｃｃの最低値が、図２に示す電圧Ｖ１
１であれば、図２の一点鎖線上のｂ点及び実線上のａ点
に示す様に、放電灯２の予熱時及び定常点灯時におい
て、インバータ部１からダイオードＤ４と電流制限抵抗
Ｒ１とを介して供給される電圧のみでインバータ制御回
路３を動作させることができる。その為、放電灯２の予
熱−始動−点灯の全ての状態において、整流器ＤＢの出
力から電流制限抵抗Ｒｏを介してインバータ制御回路３
に供給する電力は、インバータ部１を起動させるのに充
分な電力であればよく、従来と比べて電流制限抵抗Ｒｏ
に流れる電流は略等しいので、電流制限抵抗Ｒｏの値を
大きくして電流制限抵抗Ｒｏでの損失を低減することが
でき、電流制限抵抗Ｒｏの小型化が可能となる。

【００２４】なお、インバータ部１の出力電圧は、例え
ば図示しないトランスの２次巻線の両端に発生する電圧
としてもよく、この場合、トランスの巻線比やインバー
タ部１の発振周波数などを制御することにより２次巻線
の両端に発生する電圧を任意に設定可能である。

【００２５】（２）インバータ部１の発振開始周波数が
予熱周波数ｆ２より高い周波数ｆ３である場合。

【００２６】周波数ｆ３でのインバータ部１の出力電圧
の大小によって、インバータ制御回路３を動作させるの
に充分な制御電源電圧Ｖｃｃが得られる場合と得られな
い場合とが存在する。ここで、前者の場合の制御電源電
圧Ｖｃｃを電圧Ｖｃｃ１、後者の場合の制御電源電圧Ｖ
ｃｃを電圧Ｖｃｃ２とする。

【００２７】まず、Ｖｃｃ＝Ｖｃｃ１の場合、周波数ｆ
３では、図中の一点鎖線上のｃ点に示す様にランプ電圧
ＶＬａは電圧Ｖｃｃ１よりも大きく、インバータ部１の
出力電圧からインバータ制御回路３を動作させるのに充
分な制御電源電圧Ｖｃｃが得られる。このランプ電圧Ｖ
Ｌａと電圧Ｖｃｃ１との差電圧が、つまり、インバータ
部１の出力、例えばトランスの２次巻線の両端に余分に
発生している電圧であり、この差電圧分だけ電流制限抵
抗Ｒ１で電圧降下が生じて電流制限抵抗Ｒ１でのロスが
発生する。そして、放電灯２が定常点灯状態へと移行す
ると（図中の実線上のａ点）、ランプ電圧ＶＬａと電圧
Ｖｃｃ１との差電圧が更に大きくなり、電流制限抵抗Ｒ
１でのロスが更に大きくなってしまう。

【００２８】一方、Ｖｃｃ＝Ｖｃｃ２の場合、周波数ｆ
３では、図中の一点鎖線上のｃ点に示す様に、ランプ電
圧ＶＬａは電圧Ｖｃｃ２よりも小さく、インバータ部１
からはインバータ制御回路３を動作させるのに充分な制
御電源電圧Ｖｃｃが得られない。その為、整流器ＤＢの
出力から電流制限抵抗Ｒｏを介して平滑コンデンサＣ６
を充電することによって、インバータ制御回路３を動作
させるのに充分な制御電源電圧Ｖｃｃを確保することに
なり、電流制限抵抗Ｒｏでのロスが大きくなってしま
う。そして、放電灯２が定常点灯状態へと移行すると
（図中の実線上のａ点）、このときのランプ電圧ＶＬａ
（＝Ｖ１１）と電圧Ｖｃｃ２との差電圧が、つまり、イ
ンバータ部１の出力、例えばトランスの２次巻線の両端
に余分に発生している電圧であり、この差電圧分だけ電
流制限抵抗Ｒ１で電圧降下が生じて電流制限抵抗Ｒ１で
のロスが発生する。なお、電圧Ｖ１１と電圧Ｖｃｃ２と
の大きさが略一定であれば、放電灯２の定常点灯時にお
ける電流制限抵抗Ｒ１でのロスは最小にすることができ
る。

【００２９】（３）インバータ部１の発振開始周波数が
予熱周波数ｆ２より低い周波数ｆ４である場合。

【００３０】周波数ｆ４でのインバータ部１の出力電圧
の大小によって、インバータ制御回路３を動作させるの
に充分な制御電源電圧Ｖｃｃが得られる場合と得られな
い場合とが存在する。ここで、前者の場合の制御電源電
圧Ｖｃｃを電圧Ｖｃｃ３、後者の場合の制御電源電圧Ｖ
ｃｃを電圧Ｖｃｃ４とする。

【００３１】まず、Ｖｃｃ＝Ｖｃｃ３の場合、周波数ｆ
４では、図中の一点鎖線上のｄ点に示す様に、ランプ電
圧ＶＬａは電圧Ｖｃｃ３よりも大きく、インバータ部１
の出力電圧からインバータ制御回路３を動作させるのに
充分な制御電源電圧Ｖｃｃが得られる。このランプ電圧
ＶＬａと電圧Ｖｃｃ３との差電圧が、つまり、インバー
タ部１の出力、例えばトランスの２次巻線の両端に余分
に発生している電圧であり、この差電圧分だけ電流制限
抵抗Ｒ１で電圧降下が生じて電流制限抵抗Ｒ１でのロス
が発生する。なお、電圧Ｖｃｃ３が図中の一点鎖線上の
ｄ点に示す値に近づくほど、電流制限抵抗Ｒ１でのロス
は減少する。そして、放電灯２が定常点灯状態へと移行
すると（図中の実線上のａ点）、ランプ電圧ＶＬａは電
圧Ｖｃｃ３よりも小さく、インバータ部１からはインバ
ータ制御回路３を動作させるのに充分な制御電源電圧Ｖ
ｃｃが得られない。その為、整流器ＤＢの出力から電流
制限抵抗Ｒｏを介して平滑コンデンサＣ６を充電するこ
とによって、インバータ制御回路３を動作させるのに充
分な制御電源電圧Ｖｃｃを確保することになり、電流制
限抵抗Ｒｏでのロスが大きくなってしまう。なお、電圧
Ｖ１１と電圧Ｖｃｃ３との大きさが略一定であれば、イ
ンバータ部１の定常点灯時における電流制限抵抗Ｒ１で
のロスを最小にすることができ、インバータ部１の出力
電圧によってインバータ制御回路３が動作するのに充分
な制御電源電圧Ｖｃｃを得ることができる。

【００３２】一方、Ｖｃｃ＝Ｖｃｃ４の場合、周波数ｆ
４では、図中の一点鎖線上のｄ点に示す様に、ランプ電
圧ＶＬａは電圧Ｖｃｃ４よりも小さく、インバータ部１
からはインバータ制御回路３を動作させるのに充分な制
御電源電圧Ｖｃｃが得られない。その為、整流器ＤＢの
出力から電流制限抵抗Ｒｏを介して平滑コンデンサＣ６
を充電することによって、インバータ制御回路３を動作
させるのに充分な制御電源電圧Ｖｃｃを確保することに
なり、且つ従来と比べて電流制限抵抗Ｒｏに流れる電流
は略等しいので、電流制限抵抗Ｒｏの値を小さくしなけ
ればならず、電流制限抵抗Ｒｏでのロスが大きくなって
しまう。そして、放電灯２が定常点灯状態へと移行する
と（図中の実線上のａ点）、ランプ電圧ＶＬａは電圧Ｖ
ｃｃ４よりも更に小さくなり、インバータ部１からはイ
ンバータ制御回路３を動作させるのに充分な制御電源電
圧Ｖｃｃが得られない。その為、整流器ＤＢの出力から
電流制限抵抗Ｒｏを介して平滑コンデンサＣ６を充電す
ることによって、インバータ制御回路３を動作させるの
に充分な制御電源電圧Ｖｃｃを確保することになり、且
つ電流制限抵抗Ｒｏの値を更に小さくしなければならな
いので、電流制限抵抗Ｒｏでのロスが更に大きくなって
しまい、電流制限抵抗Ｒｏの大型化を招いてしまう。

【００３３】以上（１）〜（３）で述べた様に、インバ
ータ部１の発振開始周波数が予熱周波数ｆ２より高い周
波数であっても低い周波数であっても、電流制限抵抗Ｒ
ｏあるいは電流制限抵抗Ｒ１でのロスが増加することに
なるので、インバータ部１の発振開始周波数が、図中の
一点鎖線上のｂ点を示す予熱周波数ｆ２近傍であれば、
つまり、放電灯２の予熱時と定常点灯時でのランプ電圧
ＶＬａが略一定であれば、最も効率よく制御電源電圧Ｖ
ｃｃを確保することができる。

【００３４】（実施の形態２）本発明に係る第２の実施
の形態の回路図を図３に示す。

【００３５】本回路は、図１の回路図に示すインバータ
部１の具体的構成の一例を示したものであり、その他の
第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことに
より説明を省略する。

【００３６】本回路は、インバータ回路ＩＮＶで入力電
流高潮波歪を低く抑えることができると共に、電源回路
としての降圧チョッパ回路ＰＯＷで電源投入時での突入
電流を低く抑えることができるものであり、且つ第１の
スイッチング素子（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）
Ｑ２を含んでなるインバータ回路ＩＮＶと第２のスイッ
チング素子（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ２を
含んでなる降圧チョッパ回路ＰＯＷとで、スイッチング
素子Ｑ２を共用化していることにより、装置の小型化及
び低コスト化を実現可能としているものである。

【００３７】次に、インバータ部１の回路構成を簡単に
説明する。整流器ＤＢの直流出力端子の両端には、コン
デンサＣ１とダイオードＤ３とからなる直列回路が並列
に接続されており、ダイオードＤ３の両端にはコンデン
サＣ５が並列接続されている。コンデンサＣ１の両端に
はスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２とから
なる直列回路が並列に接続されており、スイッチング素
子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との各々の両端には、ダ
イオードＤ１とダイオードＤ２との各々が逆極性方向に
並列接続されている。更にコンデンサＣ１の両端には、
インダクタＬ１と平滑コンデンサＣ４とダイオードＤ５
とからなる直列回路が並列接続されており、ダイオード
Ｄ５は平滑コンデンサＣ４の充電電流を阻止する方向に
接続されている。そして、平滑コンデンサＣ４及びダイ
オードＤ５の接点とスイッチング素子Ｑ１及びスイッチ
ング素子Ｑ２の接点との間には、平滑コンデンサＣ４の
充電電流を流す方向にダイオードＤ６が接続されてい
る。スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２の
接点とダイオードＤ３のカソード側端子との間には、カ
ップリング用コンデンサＣ２（以下、コンデンサＣ２と
呼ぶ。）とトランスＴ１の１次巻線ｎ１との直列回路が
接続されている。トランスＴ１は２つの２次巻線ｎ２，
ｎ３を有しており、２次巻線ｎ２の両端には、共振用イ
ンダクタＬ２を介して放電灯２が並列接続されている。
放電灯２の非電源側端子間には、放電灯２のフィラメン
ト予熱用及び共振用コンデンサＣ３が並列接続されてい
る。また、２次巻線ｎ３の一端はダイオードＤ３のアノ
ード側端子に接続し、２次巻線ｎ３の他端はダイオード
Ｄ４のアノード側端子に接続している。

【００３８】そして、スイッチング素子Ｑ１とスイッチ
ング素子Ｑ２を交互に高周波でオンオフすることによ
り、共振用インダクタＬ２とコンデンサＣ３とからなる
共振系を介して放電灯２に高周波電圧を供給する。な
お、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はインバータ制御回路
３により駆動される。インバータ制御回路３の制御電源
電圧Ｖｃｃは、交流電源ＡＣ投入直後には、整流器ＤＢ
の出力より電流制限抵抗Ｒｏを介して平滑コンデンサＣ
６が充電されることにより所定の値を得、インバータ部
１の発振後は、トランスＴ１の２次巻線ｎ３の両端に発
生する２次電圧より、ダイオードＤ４と電流制限抵抗Ｒ
１とを介して平滑コンデンサＣ６が充電されることによ
り所定の値を得る。

【００３９】以下に、入力電流高潮波歪を低減する動作
について説明する。 （１）まずスイッチング素子Ｑ１がオンすると、平滑コ
ンデンサＣ４→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ１
→コンデンサＣ２→トランスＴ１の１次巻線ｎ１→コン
デンサＣ５→ダイオードＤ５→平滑コンデンサＣ４の経
路で電流が流れ、この電流によりコンデンサＣ５が充電
され、コンデンサＣ５の両端電圧Ｖｃ５が上昇してい
く。そして、整流器ＤＢの出力電圧ＶＤＢとコンデンサ
Ｃ５の両端電圧Ｖｃ５との和が、平滑コンデンサＣ４か
らインバータ回路ＩＮＶに供給される電圧Ｖ１を越えた
瞬間から、交流電源ＡＣ→整流器ＤＢ→スイッチング素
子Ｑ１→コンデンサＣ２→トランスＴ１の１次巻線ｎ１
→整流器ＤＢ→交流電源ＡＣの経路でも電流が流れ、こ
れが整流器ＤＢからの入力電流となる。この入力電流が
流れる期間は交流電源ＡＣの電源電圧の大きさに略比例
して変化するので、入力電流は交流電源ＡＣに比例した
正弦波状のものとなり、入力電流高潮波歪が低減でき
る。

【００４０】（２）次にスイッチング素子Ｑ１がオフ、
スイッチング素子Ｑ２がオンすると、最初はインバータ
回路ＩＮＶの回生モードにより、トランスＴ１の１次巻
線ｎ１→コンデンサＣ５→ダイオードＤ２→コンデンサ
Ｃ２→トランスＴ１の１次巻線ｎ１の経路で電流が流
れ、やがて反転して、コンデンサＣ２を電源としてコン
デンサＣ２→スイッチング素子Ｑ２→コンデンサＣ５→
トランスＴ１の１次巻線ｎ１→コンデンサＣ２の経路で
電流が流れ、この電流によりコンデンサＣ５の両端電圧
Ｖｃ５は低下していく。

【００４１】（３）次にスイッチング素子Ｑ２がオフす
ると、しばらくはインバータ回路ＩＮＶの回生モードと
なり、トランスＴ１の１次巻線ｎ１→コンデンサＣ２→
ダイオードＤ１→コンデンサＣ１→コンデンサＣ５→ト
ランスＴ１の１次巻線ｎ１の経路で電流が流れ、コンデ
ンサＣ５の両端電圧Ｖｃ５は低下し続ける。コンデンサ
Ｃ５の電荷が完全に放電すると、コンデンサＣ５を介さ
ず、ダイオードＤ３を介して電流が流れる。やがて反転
して上記（１）で示した動作に戻る。

【００４２】この様な動作を繰り返し、インバータ回路
ＩＮＶは入力電流高潮波抑制動作を行うと共に、高周波
発振動作を行う。また、降圧チョッパ回路ＰＯＷは定常
時の電圧Ｖ１を低下する、出力の低周波（例えば商用周
波）のリップルを低減するなどの目的で用いられる。

【００４３】次に、インバータ制御回路３の制御電源電
圧Ｖｃｃを得ることに関する動作について説明する。

【００４４】インバータ制御回路３の最低動作電圧は、
整流器ＤＢの出力から電流制限抵抗Ｒｏを介して平滑コ
ンデンサＣ６を充電することにより得ることができる。
また、インバータ部１の発振開始時に、すなわち放電灯
２が予熱時に、トランスＴ１の２次巻線ｎ２及び２次巻
線ｎ３の各々の両端に発生する電圧は、１次巻線ｎ１と
２次巻線ｎ２と２次巻線ｎ３との巻数比によって決ま
る。この２次巻線ｎ３の両端に発生する電圧を、図２中
の一点鎖線上のｂ点に示す電圧値近傍になるように、１
次巻線ｎ１と２次巻線ｎ２と２次巻線ｎ３との巻数比
と、インバータ部１の発振周波数とを決定する。この発
振周波数は、放電灯２のフィラメントを充分に予熱可能
な予熱電流を流す程度の値である。

【００４５】交流電源ＡＣ投入直後は、電流制限抵抗Ｒ
ｏを介して平滑コンデンサＣ６を充電して、インバータ
制御回路３が動作するのに充分な制御電源電圧Ｖｃｃを
確保し、インバータ制御回路３が動作を開始する。イン
バータ制御回路３の動作開始によって、スイッチング素
子Ｑ１，Ｑ２が高周波で交互にオンオフを繰返し、つま
りインバータ部１の発振動作を行い、トランスＴ１の１
次巻線ｎ１の両端に交流電圧を発生する。この交流電圧
によって共振用インダクタＬ２とコンデンサＣ３とから
なる共振回路には、図２中の一点鎖線上に示す電圧が発
生する。図２中の一点鎖線のｂ点に示す電圧が、図２中
の実線上のａ点に示す電圧と略一定になるように設定し
てあるので、放電灯２の予熱時において、トランスＴ１
の２次巻線ｎ２と２次巻線ｎ３との各々の両端には、放
電灯２の定常点灯時に発生する電圧と同程度の電圧が発
生する。トランスＴ１の２次巻線ｎ３に発生する電圧を
ダイオードＤ４で整流し、電流制限抵抗Ｒ１で限流して
平滑コンデンサＣ６を充電し、インバータ制御回路３の
制御電源電圧Ｖｃｃを得る。

【００４６】その後、インバータ部１の発振周波数を徐
々に連続的にあるいは不連続的に低下していき、つまり
放電灯２を予熱から始動へと移行し、ＶＬａ＝Ｖ１２と
なると放電灯２が放電を開始して点灯し、図２中の実線
に示す特性へと変化する。このとき、共振用インダクタ
Ｌ２とコンデンサＣ３とによる共振作用によって一時的
にトランスＴ１の２次巻線ｎ２の両端電圧が大きくなる
ため、トランスＴ１の２次巻線ｎ３の両端電圧も大きく
なるので、一時的に電流制限抵抗Ｒ１でのロスが増える
が、放電灯２の点灯後は、図２中の実線に示すａ点の定
常点灯状態までインバータ部１の発振周波数を変化させ
るので、放電灯２の定常点灯時における電流制限抵抗Ｒ
１でのロスは大きくはならない。放電灯２の点灯後は、
図２中の実線に示すａ点近傍でインバータ部１の発振周
波数が維持される為、２次巻線ｎ３の両端からインバー
タ制御回路３を動作するのに充分な制御電源電圧Ｖｃｃ
を得ることができる。

【００４７】以上、上記第１、第２の実施の形態に示し
た様に構成したことにより、電流制限抵抗Ｒｏは、イン
バータ制御回路３の動作を開始するのに充分なだけの電
圧を平滑コンデンサＣ６で得られる程度の値を有するも
のであればよく、放電灯２の予熱時及び定常点灯時での
電流制限抵抗Ｒｏでのロスを低減することができ、電流
制限抵抗Ｒｏの小型化を図ることができる。更に、放電
灯２の予熱時及び定常点灯時でのランプ電圧ＶＬａを互
いに略一定にしているので、電流制限抵抗Ｒ１は、イン
バータ制御回路３を動作させるのに充分な程度を有する
ものであればよく、放電灯２の予熱時及び定常点灯時で
の電流制限抵抗Ｒ１でのロスを低減することができ、電
流制限抵抗Ｒ１の小型化を図ることができる。また、放
電灯２の定常点灯後において、放電灯２のはずし時及び
エミレス時などの異常状態になっても、インバータ部１
の発振周波数を予熱周波数ｆ２に維持することにより、
インバータ制御回路３が動作するのに十分な制御電源電
圧Ｖｃｃを維持し続けることができ、放電灯２の再装着
時の放電灯２の予熱−始動−点灯がスムーズに行うこと
ができる。

【００４８】なお、上記第２の実施の形態において、共
振用インダクタＬ２あるいはコンデンサＣ３はトランス
Ｔ１の１次巻線ｎ１側であってもよく、コンデンサＣ３
は放電灯２の非電源側ではなく電源側にあってもよく、
トランスＴ１にリーケージトランスを用いて共振用イン
ダクタＬ２の代わりとする構成であってもよい。更に、
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にはバイポーラトランジス
タを用いたが、電解効果トランジスタやＩＧＢＴなどの
他のスイッチング素子を用いてもよく、電解効果トラン
ジスタやＩＧＢＴを用いると、ダイオードＤ１とダイオ
ードＤ２とを省略することができる。また、放電灯２は
何灯あっても構わない。更にまた、電源回路ＰＯＷとし
ては降圧チョッパ回路の他に、電解トランジスタを含ん
でなる完全平滑回路であっても、部分平滑回路であって
もよく、インバータ回路ＩＮＶには、所謂ハーフブリッ
ジ式インバータを用いたが、所謂フルブリッジ式インバ
ータであっても１石式インバータあっても、他の方式で
あってもよい。

【００４９】上記第１、第２の実施の形態において、電
流制限抵抗Ｒｏと電流制限抵抗Ｒ１とは、例えばサーミ
スタなどの他のインピーダンス素子を用いてもよく、ツ
ェナーダイオードＺＤ２は定電圧を得ることができるも
のであれば、例えば３端子レギュレータなどの他の素子
及び他の構成を用いてもよく、インバータ制御回路３の
一部あるいは全部にＩＣを用いることにより、インバー
タ制御回路３での消費電力が更に低減されるので、電流
制限抵抗Ｒｏ及び電流制限抵抗Ｒ１の値を更に大きくす
ることができ、電流制限抵抗Ｒｏ及び電流制限抵抗Ｒ１
を更に小型化することができ、回路効率を向上すること
ができる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１から請求項３に記載の発明によ
れば、予熱−始動−点灯モードの移行過程において不要
な電力を抑えることが可能で、低電力損失で効率良く確
実に制御電源を供給可能で、小型化可能な放電灯点灯装
置を提供できる。

【００５１】請求項４及び請求項５に記載の発明によれ
ば、入力電流高潮波歪を低く抑えることが可能であると
共に、予熱−始動−点灯モードの移行過程において不要
な電力を抑えることが可能で、低電力損失で効率良く確
実に制御電源を供給可能で、小型化可能な放電灯点灯装
置を提供できる。

【００５２】請求項６から請求項９に記載の発明によれ
ば、入力電流高潮波歪を低く抑えることが可能で、電源
投入時での突入電流を低く抑えることが可能であると共
に、予熱−始動−点灯モードの移行過程において不要な
電力を抑えることが可能で、低電力損失で効率良く確実
に制御電源を供給可能で、小型化可能な放電灯点灯装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】本発明に係るランプ電圧の周波数特性を示す特
性図である。

【図３】本発明に係る第２実施の形態を示す回路図であ
る。

【図４】本発明に係る第２従来例を示す回路図である。

【図５】上記従来例に係る動作波形を示す図である。

【図６】本発明に係る第１従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

ＩＮＶ インバータ回路 ｎ 巻線 ＰＯＷ 電源回路 Ｑ スイッチング素子 Ｖｃｃ 制御電源 １ インバータ部 ２ 放電灯 ３ インバータ制御回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主電源から供給される電圧を交流の高周
   波電圧に変換して放電灯に供給するインバータ部と、前
   記インバータ部の発振動作を制御するインバータ制御回
   路と、前記インバータ制御回路の制御電源を前記主電源
   から得るための第１の電源手段と、前記インバータ制御
   回路の制御電源を前記インバータ部の発振動作による出
   力電圧から得るための第２の電源手段とを備える放電灯
   点灯装置において、 前記第２の電源手段から得られる前記インバータ制御回
   路の制御電源は、前記インバータ制御回路を動作するの
   に充分な電圧値を有すると共に、前記放電灯の予熱時と
   前記放電灯の定常点灯時とで略一定の電圧値を有するも
   のであることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記第１の電源手段は、前記主電源から
   の電流を限流する限流素子を有するものであることを特
   徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 前記第２の電源手段は、前記インバータ
   部からの電流を限流する限流素子を有するものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電源装置。
4. 【請求項４】 前記インバータ部は、交流電源電圧を直
   流電圧に変換して出力する電源回路と、少なくとも第１
   のスイッチング素子を有し、前記直流電圧を交流の高周
   波電圧に変換して前記放電灯に供給するインバータ回路
   とで構成されることを特徴とする請求項１記載の放電灯
   点灯装置。
5. 【請求項５】 前記インバータ回路は、２つの２次巻線
   を有すると共に、一方の前記２次巻線の両端電圧は前記
   放電灯に供給し、他方の前記２次巻線の両端電圧は前記
   インバータ制御回路の制御電源として供給するものであ
   ることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに
   記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記電源回路は、少なくとも第２のスイ
   ッチング素子を含んでなる降圧チョッパ回路であること
   を特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 前記電源回路は、少なくとも第２のスイ
   ッチング素子を含んでなる昇降圧チョッパ回路であるこ
   とを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
8. 【請求項８】 前記第１のスイッチング素子と前記第２
   のスイッチング素子とは同一であることを特徴とする請
   求項４から請求項７のいずれかに記載の放電灯点灯装
   置。
9. 【請求項９】 前記インバータ回路は、ハーフブリッジ
   式インバータであることを特徴とする請求項４または請
   求項５に記載の放電灯点灯装置。