JPH11339982A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】非常用の電源がない場所で、交流電源の停電時
に高圧ナトリウムランプなどの高圧放電灯を立ち消えさ
せることなく点灯維持できる放電灯点灯装置を提供する
ことにある。 【解決手段】電力変換回路Ｂ２は、交流電源Ｖ１の通電
時には、停電検出回路Ｆの出力信号により停止してお
り、交流電源Ｖ１、電力変換回路Ｂ１、高圧放電灯ＬＡ
により構成される回路で高圧放電灯ＬＡを安定に点灯さ
せる。一方電力変換回路Ｂ２は、交流電源Ｖ１が停電し
て、停電検出回路Ｆが停電を検出すると、停電検出回路
Ｆの検出信号により動作し、電池Ｖ２、電力変換回路Ｂ
２、高圧放電灯ＬＡから構成される回路で高圧放電灯Ｌ
Ａを安定に点灯させる。交流電源Ｖ１が停電してから電
力変換回路Ｂ２が動作し始め、電力変換回路Ｂ２の出力
が高圧放電灯ＬＡを点灯維持できる所定値に達するまで
の期間は、電力変換回路Ｂ１に含まれる立消え防止手段
Ｘにより高圧放電灯ＬＡを点灯維持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧ナトリウムラ
ンプ、メタルハライドランプなどの高圧放電灯を点灯さ
せる放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル内の照明の光源として一般的に
ナトリウムランプが使われている。しかし、停電により
交流電源（商用電源）から点灯装置への電力の供給が断
たれた場合、照明が消えてしまうので、走行する車にと
っては非常に危険である。

【０００３】この種の危険を回避するために、高速道路
などの大型のトンネルでは、トンネル毎に非常用の電源
を設けてあり、交流電源（商用電源）の停電時には照明
器具の電源回路ごと非常用の電源に切り替え、再点灯す
る方法が採られている。ところで、従来のトンネル内の
照明の光源としては低圧ナトリウムランプが主流であ
り、停電で一旦消灯しても非常用電源に切り替わると即
座に再点灯する。

【０００４】しかし、近年では、トンネル内をＴＶカメ
ラで監視する等の理由で、光源として、低圧ナトリウム
ランプの替わりに、より演色性の高い高圧ナトリウムラ
ンプを用いるようになってきている。

【０００５】高圧ナトリウムランプは、低圧ナトリウム
ランプと異なり一般的にランプの始動に２０００〜５０
００Ｖ程度の高圧パルス電圧が必要で、さらに通常点灯
後消灯し瞬時に再点灯するには、１０〜５０ｋＶ程度の
高圧パルス電圧が必要である。

【０００６】そこで、第１の従来例として、図１６に示
すような、高圧ナトリウムランプ用の瞬時再点灯型の点
灯装置がある。

【０００７】インダクタンス要素Ｌ１１とコンデンサＣ
１１からなる銅鉄式安定器ＢＬの出力端にパルストラン
スＴ１１，電圧応答性スイッチＱ１１，コンデンサＣ１
２，Ｃ１３からなる低圧パルス電圧発生のイグナイタＩ
Ｇ１を接続し、イグナイタＩＧ１の出力端にパルストラ
ンスＴ１２，電圧応答性スイッチＱ１２，コンデンサＣ
１４，抵抗Ｒ１１からなる高圧パルス電圧発生のイグナ
イタＩＧ２を接続する。イグナイタＩＧ１は数ｋＶのパ
ルス電圧を発生し、このパルス電圧を電源としイグナイ
タＩＧ２で数十ｋＶのパルス電圧を発生するので、高圧
ナトリウムランプＬＡが立ち消えした場合にも、瞬時に
再点灯することができる。

【０００８】しかしながら、前述のような大型のトンネ
ル以外の多くの一般トンネルは、トンネルごとの非常用
電源が設けられていないため、図１６の点灯装置では交
流電源（商用電源）Ｖ１の停電時に再点灯することがで
きない。

【０００９】そこで、第２の従来例として、図１７に示
すような高圧放電灯点灯装置がある。

【００１０】交流電源Ｖ１から入力端子ＴＭ１，ＴＭ２
を介し、後述する切替回路Ｘ１を接続する。切替回路Ｘ
１の出力端に電力変換回路Ｂ１を接続し、電力変換回路
Ｂ１の出力端に高圧放電灯ＬＡの始動時に数十ｋＶの高
圧パルス電圧を高圧放電灯ＬＡに印加する瞬時再始動用
のイグナイタＩＧ１を接続しており、交流電源Ｖ１の通
電時には電力変換回路Ｂ１により高圧ナトリウムランプ
のような高圧放電灯ＬＡを安定に点灯する。

【００１１】また、電池Ｖ２には電池接続端子ＴＭ３，
ＴＭ４を介して電池Ｖ２を電源として高圧放電灯ＬＡを
点灯する電力変換回路Ｂ２を接続し、電力変換回路Ｂ２
の出力端をイグナイタＩＧ１の入力端に接続している。
さらに、電池接続端子ＴＭ３，ＴＭ４を介して後述の切
替回路Ｘ２を接続し、切替回路Ｘ２の出力端に、電力変
換回路Ｂ２の制御回路Ｍ２を接続している。

【００１２】また、交流電源Ｖ１には、入力端子ＴＭ
１、ＴＭ２を介して、交流電源Ｖ１の停電を検出する停
電検出回路Ｆを接続している。上述の切替回路Ｘ１、Ｘ
２は、停電検出回路Ｆの出力信号により閉成あるいは開
放される。

【００１３】本従来例では、交流電源Ｖ１の通電時に
は、切替回路Ｘ１を閉成し、切替回路Ｘ２を開放するこ
とにより、交流電源Ｖ１、切替回路Ｘ１、電力変換回路
Ｂ１、イグナイタＩＧ１、高圧放電灯ＬＡにより構成さ
れる回路（交流電源通電回路）で高圧放電灯ＬＡを安定
に点灯させる。

【００１４】一方、交流電源Ｖ１が停電して、停電検出
回路Ｆが停電を検出すると、停電検出回路Ｆの検出信号
により切替回路Ｘ１が開放されて切替回路Ｘ２が閉成さ
れ、電池Ｖ２、電力変換回路Ｂ２、イグナイタＩＧ１、
高圧放電灯ＬＡ、切替回路Ｘ２、制御回路Ｍ２からなる
回路（交流電源停電回路）で高圧放電灯ＬＡを安定に点
灯させる。

【００１５】以上のような構成によって、非常用の電源
のないトンネルなどで商用電源が停電した場合でも、電
池Ｖ２を電源として高圧放電灯ＬＡを瞬時に再点灯し、
点灯維持することができる。その結果、商用電源の停電
時にも車の走行などに支障のない照度を確保することが
可能となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１７
のような高圧放電灯点灯装置では、商用電源である交流
電源Ｖ１が停電した場合に数十ｋＶの高圧パルス電圧を
発生して瞬時に再点灯できるが、再始動までの間、一瞬
高圧放電灯ＬＡが消えてしまう。さらに、このような瞬
時再始動型の点灯装置はサイズが大きく、コスト的にも
不利である。

【００１７】本発明は上記事由に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、非常用の電源がない場所で、交流電
源の停電時に高圧ナトリウムランプなどの高圧放電灯を
立ち消えさせることなく点灯維持できる放電灯点灯装置
を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、交流電源に接続される第１
の電力変換回路と、第１の電力変換回路の出力端に接続
される高圧放電灯と、電池と、該電池を電源とし出力端
が第１の電力変換回路の出力端に接続され、高圧放電灯
を点灯するための電力を供給する第２の電力変換回路と
からなり、交流電源通電時は交流電源と、第１の電力変
換回路により高圧放電灯を点灯し、交流電源停電時には
電池と、第２の電力変換回路により高圧放電灯を点灯す
るように切り替える放電灯点灯装置において、上記切り
替えの際に高圧放電灯が立ち消えするのを防止する立消
え防止手段を設けたことを特徴とするもので、非常用電
源のないトンネルなどで商用電源が停電した場合でも、
高圧放電灯を立消えさせることなく電池を電源とした点
灯回路に切り替わり、点灯維持することができる。

【００１９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記立消え防止手段は、少なくとも第１の電力変
換回路から第２の電力変換回路へ切り替える間高圧放電
灯を点灯維持できるエネルギを持つ電力蓄積手段を有す
るので、交流電源が停電しても、高圧放電灯を立消えさ
せることなく電池による電力変換回路に切り替わり、高
圧放電灯を点灯維持できる。

【００２０】請求項３の発明では、請求項１又は請求項
２の発明において、上記立消え防止手段は、切り替え時
に高圧放電灯の消費電力を低減することを特徴とするも
ので、請求項１乃至２の発明と同様の作用を為すととも
に、電力蓄積手段の容量を低減することができる。

【００２１】請求項４の発明では、請求項１乃至３の何
れかの発明において、上記立消え防止手段は、切り替え
時に高圧放電灯を高周波点灯することを特徴とするもの
で、高圧放電灯の再点弧電圧の発生を抑制でき、その結
果立消えを防止できる。

【００２２】請求項５の発明では、請求項１乃至３の何
れかの発明において、上記立消え防止手段は、切り替え
時に高圧放電灯を直流点灯することを特徴とするもの
で、高圧放電灯の再点弧電圧の発生を抑制でき、その結
果立消えを防止できる。

【００２３】請求項６の発明では、請求項１乃至５の何
れかの発明において、上記第１の電力変換回路は、第１
の昇圧回路と、第１の昇圧回路の出力端に接続された第
１の電力蓄積手段と、第１の電力蓄積手段に接続された
第１の限流回路からなり、第２の電力変換回路は、第２
の昇圧回路と、第２の昇圧回路の出力端に接続された第
２の電力蓄積手段と、第２の電力蓄積手段に接続された
第２の限流回路から成ることを特徴とするもので、請求
項１乃至５の発明と同様の作用を為すとともに、商用電
源通電時、停電時ともに高圧放電灯を安定に点灯させる
ことができる。

【００２４】請求項７の発明では、請求項６の発明にお
いて、第１の電力蓄積手段と第２の電力蓄積手段を共用
し、第１の限流回路と第２の限流回路を共用したことを
特徴とするもので、部品点数を削減することができ、小
型化及び低コスト化を図ることができる。

【００２５】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
いて、第１の昇圧回路と第２の昇圧回路の各出力端に、
コンデンサを付加したことを特徴とするもので、第１の
昇圧回路の出力端と第２の昇圧回路の出力端の間に高周
波成分が重畳するのを防ぐことができる。

【００２６】請求項９の発明では、請求項６乃至８の何
れかの発明において、電池を充電するための充電回路を
有し、充電回路の電源は第１の限流回路に含まれたイン
ダクタンス素子の二次巻線から供給することを特徴とす
るもので、電源トランスなどを用いずに充電回路を構成
することができ、小型化及び低コスト化を図ることがで
きる。

【００２７】請求項１０の発明では、請求項６乃至８の
何れかの発明において、電池を充電するための充電回路
を有し、充電回路の電源を、第１の限流回路に含まれた
インダクタンス素子の二次巻線から供給し、交流電源停
電時は充電を停止するように切り替えるための切替回路
を設けたことを特徴とするもので、請求項９の発明と同
様な作用を為すとともに、請求項９の発明に比べ、電池
の放電エネルギを低減することができる。

【００２８】請求項１１の発明では、請求項６乃至８の
何れかの発明において、電池を充電するための充電回路
を有し、充電回路の電源は第１の昇圧回路に含まれたイ
ンダクタンス素子の二次巻線から供給することを特徴と
するもので、請求項９の発明と同様に小型化及び低コス
ト化を図ることができる。

【００２９】請求項１２の発明では、請求項９又は１０
の発明において、第２の昇圧回路の制御電源を、充電回
路の電源と共用したことを特徴とするもので、第１の電
力変換回路と第２の電力変換回路の間の渡り線の本数を
低減することができる。

【００３０】請求項１３の発明では、請求項６乃至１２
の何れの発明において、第２の昇圧回路の出力電圧を第
１の昇圧回路の出力電圧よりも低く設定し、交流電源通
電時に第１の昇圧回路と第２の昇圧回路の双方を動作さ
せることを特徴とするもので、商用電源通電時には第２
の昇圧回路を停止させ、商用電源停電時には第２の昇圧
回路を動作させるように切り替えるための切替回路や、
商用電源の停電を検出する停電検出回路が不要となり、
部品点数を削減することができ、小型化及び低コスト化
を図ることができる。

【００３１】請求項１４の発明では、請求項６乃至１２
の何れの発明において、第２の昇圧回路の出力電圧を第
１の昇圧回路の出力電圧よりも低く設定した状態で第１
の昇圧回路と第２の昇圧回路の双方を動作させ、交流電
源停電時は、第１の昇圧回路の出力電圧より低い第２の
昇圧回路の出力電圧でも交流電源通電時と同様の出力電
力が得られるように第１の限流回路を制御することを特
徴とするもので、請求項１３の発明と同様に部品点数を
削減しつつ、商用電源停電時に、請求項１３の発明に比
べ、より高い出力電力を得ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１に本実施形態
の放電灯点灯装置の回路ブロック図を示す。

【００３３】本実施形態では、図１に示すように、商用
電源よりなる交流電源Ｖ１に入力端子ＴＭ１，ＴＭ２を
介して、高圧ナトリウムランプのような高圧放電灯ＬＡ
を安定に点灯させるための電力変換回路Ｂ１を接続して
いる。

【００３４】また、２次電池等の電池電源（以下電池と
称する）Ｖ２には、ＴＭ３，ＴＭ４を介して電力変換回
路Ｂ２を接続し、電力変換回路Ｂ２の出力端を電力変換
回路Ｂ１の出力端に接続している。さらに、交流電源Ｖ
１には、入力端子ＴＭ１、ＴＭ２を介して、交流電源Ｖ
１の停電を検出して後述の切替回路Ｘ２に信号を伝える
停電検出回路Ｆを接続している。切替回路Ｘ２は、停電
検出回路Ｆの信号を受けて、電力変換回路Ｂ２の制御回
路ＢＣ２を動作あるいは停止させる。以上により、上述
の電力変換回路Ｂ２は、停電検出回路Ｆの出力信号によ
り動作あるいは停止される。

【００３５】本実施形態では、交流電源Ｖ１の通電時に
は、停電検出回路Ｆの出力信号を受けた切替回路Ｘ２の
働きにより制御回路ＢＣ２が動作せず、そのため電力変
換回路Ｂ２は停止しており、交流電源Ｖ１、電力変換回
路Ｂ１、高圧放電灯ＬＡにより構成される回路（交流電
源通電回路）で高圧放電灯ＬＡを安定に点灯させる。

【００３６】一方、交流電源Ｖ１が停電して、停電検出
回路Ｆが停電を検出すると、停電検出回路Ｆの検出信号
を受けた切替回路Ｘ２の働きにより制御回路ＢＣ２が電
力変換回路Ｂ２を動作させ、電池Ｖ２、電力変換回路Ｂ
２、高圧放電灯ＬＡから構成される回路（交流電源停電
回路）で高圧放電灯ＬＡを安定に点灯させる。ここで、
交流電源Ｖ１が停電してから電力変換回路Ｂ２が動作し
始め、電力変換回路Ｂ２の出力が高圧放電灯ＬＡを点灯
維持できる所定値に達するまでの期間は、電力変換回路
Ｂ１に含まれる立消え防止手段Ｘにより高圧放電灯ＬＡ
を点灯維持させる。

【００３７】（実施形態２）本実施形態は図２に示すよ
うに、図１の回路構成において、電力変換回路Ｂ１を昇
圧回路Ｇ１と限流回路Ｈ１とフィルタ回路Ｉと高圧放電
灯ＬＡに印加する電圧の極性を交番させる極性反転回路
Ｊとで構成し、電力変換回路Ｂ２を昇圧回路Ｇ２と限流
回路Ｈ２とフィルタ回路Ｉと極性反転回路Ｊとで構成
し、立消え防止手段として昇圧回路Ｇ１の出力端に電解
コンデンサＣ１を付加し、同様に昇圧回路Ｇ２の出力端
に電解コンデンサＣ２を付加して、限流回路Ｈ１の出力
端と限流回路Ｈ２の出力端を接続して、限流回路Ｈ１の
出力端と高圧放電灯ＬＡとの間に極性反転回路Ｊを接続
したもので、両電力変換回路Ｂ１，Ｂ２でフィルタ回路
Ｉと極性反転回路Ｊとを共用している。

【００３８】本実施形態では、交流電源Ｖ１の通電時に
は、停電検出回路Ｆの出力信号を受けた切替回路Ｘ２の
働きにより制御回路ＢＣ２が動作せず、そのためにより
昇圧回路Ｇ２および限流回路Ｈ２は停止しており、交流
電源Ｖ１、昇圧回路Ｇ１、電解コンデンサＣ１、限流回
路Ｈ１、フィルタ回路Ｉ、極性反転回路Ｊ、高圧放電灯
ＬＡにより構成される回路（交流電源通電回路）で高圧
放電灯ＬＡを安定に点灯させる。

【００３９】一方、交流電源Ｖ１が停電して、停電検出
回路Ｆが停電を検出すると、停電検出回路Ｆの検出信号
を受けた切替回路Ｘ２の働きにより制御回路ＢＣ２が動
作し、それにより電力変換回路Ｂ２の昇圧回路Ｇ２およ
び限流回路Ｈ２が動作し、電池Ｖ２、昇圧回路Ｇ２、電
解コンデンサＣ２、限流回路Ｈ２、フィルタ回路Ｉ、極
性反転回路Ｊ、高圧放電灯ＬＡから構成される回路（交
流電源停電回路）で高圧放電灯ＬＡを安定に点灯させ
る。

【００４０】本実施形態では、交流電源Ｖ１が停電し
て、交流電源通電回路から交流電源停電回路に切り替わ
るまでの期間は、電解コンデンサＣ１、限流回路Ｈ１、
フィルタ回路Ｉおよび極性反転回路Ｊにより高圧放電灯
ＬＡを点灯維持させる。ここで、切替に要する時間を
ｔ、切替の期間に限流回路Ｈ１と極性反転回路Ｊと高圧
放電灯ＬＡとが消費する電力の実効値をＷとし、さらに
昇圧回路Ｇ１の出力電圧をＶＤＣ１、昇圧回路Ｇ１の出
力電圧に要求される、高圧放電灯ＬＡの点灯維持に必要
な最低電圧をＶＤＣ１´とすると、電解コンデンサＣ１
の容量は、２Ｗｔ／（ＶＤＣ１２−ＶＤＣ１´）² 以上
である必要がある。

【００４１】図３は、図２の回路構成において、昇圧回
路Ｇ１、Ｇ２をインダクタＬ１１，Ｌ２１，スイッチン
グ素子Ｑ１１，Ｑ２１、ダイオードＤ１１，Ｄ２１から
夫々なる昇圧チョッパ型の回路で構成し、限流回路Ｈ
１、Ｈ２をインダクタＬ１２，Ｌ２２，スイッチング素
子Ｑ１２，Ｑ２２、ダイオードＤ１２，Ｄ２２から夫々
なる降圧チョッパ型の回路で構成し、フィルタ回路Ｉを
インダクタンス素子Ｌ３とコンデンサＣ３で構成し、極
性反転回路Ｊを４石のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４から
なるフルブリッジ回路で構成した具体構成を示してお
り、高圧放電灯ＬＡを低周波の略矩形波で安定に点灯さ
せる。なお図３においては各スイッチング素子を制御す
る制御回路は図示していないが、適宜な制御回路を用い
てスイッチング素子のスイッチング動作を制御するのは
言うまでもない。また交流電源Ｖ１はダイオードブリッ
ジＤＢにより全波整流され、該整流出力が停電検知回路
Ｆ及び電力変換回路Ｂ１に入力する。 （実施形態３）本実施形態は図４に示すように、図３の
回路構成において、交流電源通電回路から交流電源停電
回路に切り替わるまでの期間（切替の期間）に限流回路
Ｈ１の制御を変化させることにより、高圧放電灯ＬＡを
調光するようにしたものである。

【００４２】つまり本実施形態において、切替回路Ｘ２
の出力と、コンパレータ５２の出力とを入力する排他的
オア５３を設けるとともに、また排他的オア５３の出力
信号が”Ｈ”のときのみ高圧放電灯ＬＡを調光するよう
に第１の限流回路Ｈ１を制御する制御回路ＢＣ１を設け
ている。排他的オア５３は二つの入力のうち一方だけ”
Ｈ”のときのみ”Ｈ”の信号を出力する。コンパレータ
５２は昇圧回路Ｇ２のスイッチング素子Ｑ２１に直列に
接続した検出抵抗Ｒ２１とコンデンサＣ５２との並列回
路の両端電圧と基準電圧Ｖref とを比較するものであ
る。

【００４３】さて本実施形態の停電検出回路Ｆはダイオ
ードブリッジＤＢの整流出力電圧を抵抗Ｒ５１、Ｒ５２
で分圧し、その電圧をコンパレータ５１の反転入力端に
入力し、コンパレータ５１の非反転入力端に入力する基
準電圧と比較することにより停電の有無を検出するよう
にしたものであり、交流電源Ｖ１の通電時には検出信号
が”Ｌ”となる。基準電圧は電源回路（図示せず）によ
り出力される電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ５３，Ｒ５４で分
圧して得ている。

【００４４】切替回路Ｘ２は停電検出回路Ｆの出力信号
の”Ｈ”、”Ｌ”でオン、オフするトランジスタＱ６２
と、トランジスタＱ６２のオン時にベース電流が流れて
オンするトランジスタＱ６３などから構成されている。

【００４５】而して、交流電源Ｖ１が通電していると
き、つまり停電検出回路Ｆの出力信号が””Ｌ”のと
き、切替回路Ｘ２ではトランジスタＱ６２がオフで、そ
のためトランジスタＱ６３がオフ状態となり、その出力
を”Ｌ”とする。

【００４６】この出力が”Ｌ”のとき制御回路ＢＣ２は
動作せず、従って電力変換回路Ｂ２の昇圧回路Ｇ２の検
出抵抗Ｒ２１の両端電圧も”Ｌ”である。よって、コン
パレータ５２の出力も" Ｌ" であり、排他的オア５３の
出力も" Ｌ”である。したがって、制御回路ＢＣ１は高
圧放電灯ＬＡを調光するようには制御していない。この
状態で、交流電源Ｖ１が停電すると、停電検出回路Ｆの
検出信号が”Ｈ”となり、切替回路Ｘ２のトランジスタ
Ｑ６２がオンして、トランジスタＱ６３はベース電流が
流れてオンし、トランジスタＱ６３を介して電圧Ｖｃｃ
が切替回路Ｘ２の出力として出力されることになる。つ
まり切替回路Ｘ２の出力が”Ｈ”となる。従って制御回
路ＢＣ２が動作してその制御出力により、昇圧回路Ｇ２
が動作し始め、検出抵抗Ｒ２１の両端電圧が基準電圧Ｖ
ref よりも高くなるまではコンパレータ５２の出力は”
Ｌ”のままであるが、切替回路Ｘ２の出力を受けて排他
的オア５３の出力は”Ｈ”になる。よって、制御回路Ｂ
Ｃ１の制御信号を受けて電力変換回路Ｂ１は高圧放電灯
ＬＡのランプ電流を制限するように動作して調光制御す
る。この状態で、昇圧回路Ｇ２が完全に立ち上がり、検
出抵抗Ｒ２１の両端電圧が基準電圧Ｖref よりも高くな
ると、コンパレータ５２の出力がＨとなるので、排他的
オア５３の出力はふたたび”Ｌ”となって、制御回路Ｂ
Ｃ１が動作せず高圧放電灯ＬＡの調光制御が解除され
る。

【００４７】以上のような構成によれば、交流電源通電
回路から交流電源停電回路に切り替わる際に高圧放電灯
ＬＡで消費する電力を低減することができるので、図２
の実施形態よりも電解コンデンサＣ１、Ｃ２の容量を低
減することができる。 （実施形態４）本実施形態は立消え防止手段として、交
流電源通電回路から交流電源停電回路へ切り替わる際に
極性反転回路Ｊの制御を変化させることにより、高圧放
電灯ＬＡを高周波点灯させるようにしたもので、図５に
示す構成からなる。

【００４８】実施形態３の図４の回路は排他的オア５３
の出力を受けて高圧放電灯ＬＡを調光制御するための制
御回路ＢＣ１を設けたものであるが、本実施形態では図
５に示すように排他的オア５３の出力が”Ｈ”のときの
み高圧放電灯ＬＡを高周波点灯するための制御回路ＪＣ
を設けた点で実施形態３と相違するものである。その他
の動作は実施形態３と同じである。

【００４９】このように構成することにより、交流電源
通電回路から交流電源停電回路に切り替わる際に、再点
弧電圧の発生が抑制され、高圧放電灯ＬＡが立ち消えし
にくくなる。

【００５０】図６（ａ）は極性反転回路Ｊのスイッチン
グ素子Ｓ１，Ｓ４のスイッチング動作状態を、図６
（ｂ）は極性反転回路Ｊのスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３
のスイッチング動作状態を夫々示しており、これらの図
から停電から交流電源停電回路が完全に立ち上がるまで
の切替期間では高周波で夫々がスイッチングして高圧放
電灯ＬＡを高周波点灯し、その他の期間では低周波でス
イッチングして高圧放電灯ＬＡを低周波の矩形波で点灯
させている状態が分かる。 （実施形態５）本実施形態は、立消え防止手段として、
交流電源通電回路から交流電源停電回路へ切り替わる際
に極性反転回路Ｊの制御を変化させることにより、高圧
放電灯ＬＡを直流点灯させるようにしたものである。回
路構成的には図７に示すように実施形態６の回路構成と
は同じ構成からなる。

【００５１】而して本実施形態の、制御回路ＪＣは、排
他的オア５３の出力が”Ｈ”になると、図８（ａ）に示
すように停電時から交流電源停電回路が完全に立ち上が
る時点までの切替期間中極性斑点回路Ｊのスイッチング
素子Ｓ１，Ｓ４をオンさせ、図８（ｂ）に示すように同
期間スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフさせることによ
り高圧放電灯ＬＡを直流点灯するのである。

【００５２】なおその他の動作は図４の実施形態４と同
じである。

【００５３】このように構成することにより、交流電源
通電回路から交流電源停電回路に切り替わる際に、再点
弧電圧の発生が抑制され、高圧放電灯ＬＡが立ち消えし
にくくなる。 （実施形態６）本実施形態は、図９に示すように電力変
換回路Ｂ２の電解コンデンサＣ２及び限流回路Ｈ２を無
くして、電力変換回路Ｂ１の電解コンデンサＣ１及び限
流回路Ｈ１を電力変換回路Ｂ２で共用するようにしたも
のである。尚その他の回路構成は図３の回路構成に準ず
るもので、停電検出回路Ｆ、切替回路Ｘ２は図４の回路
に準ずる具体回路からなる。

【００５４】而して本実施形態では、交流電源Ｖ１の通
電時には、停電検出回路Ｆの出力信号により制御回路Ｂ
Ｃ２が動作せず、昇圧回路Ｇ２は停止しており、交流電
源Ｖ１、昇圧回路Ｇ１、電解コンデンサＣ１、限流回路
Ｈ１、フィルタ回路Ｉ、極性反転回路Ｊ、高圧放電灯Ｌ
Ａにより高圧放電灯ＬＡを安定に点灯させる。

【００５５】一方、交流電源Ｖ１が停電して、停電検出
回路Ｆが停電を検出すると、停電検出回路Ｆの検出信号
を受けた制御回路ＢＣ２の働きにより昇圧回路Ｇ２が動
作し、電池Ｖ２、昇圧回路Ｇ２、電解コンデンサＣ１、
限流回路Ｈ１、フィルタ回路Ｉ、極性反転回路Ｊ、高圧
放電灯ＬＡにより高圧放電灯ＬＡを安定に点灯させる。

【００５６】このように構成することによって、図３の
実施形態に比べ、部品点数を削減することができ、小型
化及び低コスト化を図ることができる。

【００５７】尚限流回路Ｈ１，電解コンデンサＣ１を共
用する構成は図４，図５，図７の実施形態においても採
用でき、本実施形態と同様に部品点数を削減することが
でき、小型化及び低コスト化を図ることができる。 （実施形態７）本実施形態は図１０に示すように図９の
実施形態において、昇圧回路Ｇ１の出力端と、昇圧回路
Ｇ２の出力端にそれぞれコンデンサＣ５およびＣ４を付
加したものである。その他の構成は図９と同じである。
本実施形態では、交流電源Ｖ１の通電時には、停電検出
回路Ｆの出力信号により制御回路ＢＣ２が動作せず、昇
圧回路Ｇ２は停止しており、交流電源Ｖ１、昇圧回路Ｇ
１、電解コンデンサＣ１、限流回路Ｈ１、フィルタ回路
Ｉ、極性反転回路Ｊ、高圧放電灯ＬＡにより高圧放電灯
ＬＡを安定に点灯させる。

【００５８】一方、交流電源Ｖ１が停電して、停電検出
回路Ｆが停電を検出すると、停電検出回路Ｆの検出信号
を受けた制御回路ＢＣ２の働きにより昇圧回路Ｇ２が動
作し、電池Ｖ２、昇圧回路Ｇ２、電解コンデンサＣ１、
限流回路Ｈ１、フィルタ回路Ｉ、極性反転回路Ｊ、高圧
放電灯ＬＡにより高圧放電灯ＬＡを安定に点灯させる。

【００５９】このように構成することによって、図９の
実施形態と同様の効果を奏するとともに、コンデンサＣ
３、Ｃ４によって、昇圧回路Ｂ１の出力端と昇圧回路Ｂ
２の出力端の間に重畳する高周波成分を除去することが
できる。 （実施形態８）本実施形態は、図１１に示すように電池
Ｖ２を充電する充電回路Ｅを昇圧回路Ｇ１の一部を利用
して構成したものである。図１１のその他の構成は図１
０に準ずる。

【００６０】本実施形態の昇圧型チョッパ回路からなる
昇圧回路Ｇ１のインダクタンス素子Ｌ１１に二次巻線を
設け、この二次巻線の両端電圧を充電回路Ｅにおいて抵
抗Ｒ８０を介してダイオードＤ８０で整流し、更にコン
デンサＣ８０で平滑して電池Ｖ２を充電する電源として
いる。このように構成すれば、交流電源Ｖ１から電源ト
ランスを介して充電回路Ｅの電源を構成する場合に比べ
て、小型化及び低コスト化を図ることができる。

【００６１】尚本実施形態の電池Ｖ２を充電するための
充電回路Ｅを含めた回路構成は、上述した各実施形態１
乃至７における電池Ｖ２の充電回路として採用できるの
は勿論である。 （実施形態９）本実施形態では、図１２に示すように降
圧チョッパ型回路からなる限流回路Ｈ１のインダクタン
ス素子Ｌ１２に二次巻線を設け、この二次巻線の両端電
圧を充電回路Ｅで実施形態８と同様に整流平滑して電池
Ｖ２を充電する電源としている。このように構成して
も、小型化及び低コスト化を図ることができる。尚図１
２のその他の構成は図１０に準ずる。

【００６２】また本実施形態の電池Ｖ２を充電するため
の充電回路Ｅを含めた回路構成は、上述した各実施形態
１乃至７における電池Ｖ２の充電回路として採用できる
のは勿論である。 （実施形態１０）本実施形態は実施形態９の構成におい
て、交流電源Ｖ１の停電時に充電回路Ｅの動作を停止さ
せるようにしたものである。

【００６３】つまり本実施形態では図１３に示すように
充電回路ＥのコンデンサＣ８０のプラス端子側をトラン
ジスタＱ９０を介して電池Ｖ２のプラス極に接続し、ト
ランジスタＱ９０のベースを抵抗Ｒ９１とトランジスタ
Ｑ９１を介してグランドに接続し、トランジスタＱ９１
のベースをノットゲートＮＯＴと抵抗Ｒ９０の直列回路
を介して切替回路Ｘ２の出力に接続してある。

【００６４】そして交流電源Ｖ１が通電されているとき
には切替回路Ｘ２の出力が”Ｌ”であるため、トランジ
スタＱ９１がオンしてトランジスタＱ９０のベースに電
流が流れてオンし、充電回路ＥからトランジスタＱ９０
を介して電池Ｖ２に充電電流が流れる。一方交流電源Ｖ
１が停電すると停電検出回路Ｆの検出信号により切替回
路Ｘ２の出力が”Ｈ”となるため、トランジスタＱ９１
がオフしてトランジスＱ９０もオフするので、停電時に
は電池Ｖ２への充電が停止される。

【００６５】このような構成により、停電時に、電池Ｖ
２が放電と同時に充電されることがないので、電池の放
電エネルギを低減することができる。

【００６６】尚図１３のその他の構成は図１２に準ずる
ものである。

【００６７】また本実施形態の電池Ｖ２を充電するため
の充電回路Ｅを含めた回路構成は、上述した各実施形態
１乃至７における電池Ｖ２の充電回路として採用できる
のは勿論である。更に充電回路Ｅの出力を停電時に停止
させるための構成を図１１の充電回路Ｅに付加しても勿
論良い。 （実施形態１０）本実施形態は、図１４に示すように停
電検出回路Ｆと切替回路Ｘ２を除去するとともに交流電
源Ｖ１の通電時も昇圧回路Ｇ２を動作させるように制御
回路ＢＣ２を構成した点で図１２の回路と相違するもの
である。

【００６８】而して本実施形態では、昇圧回路Ｇ１の出
力電圧をＶＤＣ１、昇圧回路Ｇ２の出力電圧をＶＤＣ２
とすると、ＶＤＣ１＞ＶＤＣ２となるようにＶＤＣ１、
ＶＤＣ２が設定されており、この状態で、交流電源Ｖ１
の通電時は昇圧回路Ｇ１、限流回路Ｈ１により高圧放電
灯ＬＡを安定に点灯させ、同時に制御回路ＢＣ２を動か
して昇圧回路Ｇ２も動作させておく。ＶＤＣ１＞ＶＤＣ
２であるから昇圧回路Ｇ２から限流回路Ｈ１へ電力は供
給されず、電池Ｖ２のエネルギを消費することはない。
また、昇圧回路Ｇ２の出力端にダイオードＤ２１がある
ために、昇圧回路Ｇ１の出力端から昇圧回路Ｇ２の出力
端へ電力が供給されることもなく、昇圧回路Ｇ１の出力
電力はすべて限流回路Ｈ１の方へ供給され、高圧放電灯
ＬＡを安定に点灯させる。

【００６９】一方、交流電源Ｖ１が停電した場合には、
電解コンデンサＣ１の蓄積電荷が減少していき、ＶＤＣ
１が低下する。ＶＤＣ１がＶＤＣ２まで低下すると、ダ
イオードＤ２１がオンし、電池Ｖ２から昇圧回路Ｇ２を
介して限流回路Ｈ１へ電力が供給され、高圧放電灯ＬＡ
を点灯維持する。

【００７０】以上のように構成することにより、部品点
数を削減することができ、小型化及び低コスト化を図る
ことができる。

【００７１】尚本実施形態のように停電検出回路Ｆと切
替回路Ｘ２を除去するとともに交流電源Ｖ１の通電時も
昇圧回路Ｇ２を動作させるように制御回路ＢＣ２を構成
することは、図９乃至図１１及び図１３に示される構成
において、採用できるのは勿論である。 （実施形態１１）本実施形態は実施形態１０の構成に、
図１５に示すように電解コンデンサＣ１の両端電圧を監
視して、限流回路Ｈ１の出力を制御する入力検出回路Ｉ
Ｄを付加した点である。

【００７２】本実施形態においては、ＶＤＣ１＞ＶＤＣ
２なる限流回路Ｈ１の２通りの入力電圧に対して、限流
回路Ｈ１の出力電圧が一定となるように、入力検出回路
ＩＤにより電解コンデンサＣ１の両端電圧を監視して、
この監視結果により限流回路Ｈ１のスイッチング素子Ｑ
１２のスイッチングを制御して出力電圧を制御する。

【００７３】本実施形態の構成によれば、図１４の実施
形態と同様に停電検出回路Ｆおよび切替回路Ｘ２が不要
となるだけでなく、交流電源Ｖ１の停電時も通電時と同
様の出力電力が得られる。

【００７４】なお上述の全て実施形態において、昇圧回
路Ｇ１，Ｇ２は昇圧チョッパ型に限らず、フォワード型
でも、フライバック型でも構わない。また、限流回路Ｈ
１，Ｈ２は降圧チョッパ型に限定されない。

【００７５】また更に、上述の全ての実施形態におい
て、高圧放電灯ＬＡが始動に高圧パルスを必要とする場
合には、高圧放電灯ＬＡの両端にイグナイタを付加する
ことによって、本発明の効果を得ることができる。この
場合、イグナイタは瞬時再点灯型を必要とはしない。

【００７６】さらに上述の実施形態の図において、充電
回路を図示していないものは、上述した充電回路Ｅを採
用しても良く、また他の充電回路を作用しても良いのは
勿論である。

【００７７】

【発明の効果】請求項１の発明は、交流電源に接続され
る第１の電力変換回路と、第１の電力変換回路の出力端
に接続される高圧放電灯と、電池と、該電池を電源とし
出力端が第１の電力変換回路の出力端に接続され、高圧
放電灯を点灯するための電力を供給する第２の電力変換
回路とからなり、交流電源通電時は交流電源と、第１の
電力変換回路により高圧放電灯を点灯し、交流電源停電
時には電池と、第２の電力変換回路により高圧放電灯を
点灯するように切り替える放電灯点灯装置において、上
記切り替えの際に高圧放電灯が立ち消えするのを防止す
る立消え防止手段を設けたので、非常用電源のないトン
ネルなどで商用電源が停電した場合でも、高圧放電灯を
立消えさせることなく電池を電源とした点灯回路に切り
替わり、点灯維持することができるという効果がある。

【００７８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記立消え防止手段は、少なくとも第１の電力変換
回路から第２の電力変換回路へ切り替える間高圧放電灯
を点灯維持できるエネルギを持つ電力蓄積手段を有する
ので、交流電源が停電しても、高圧放電灯を立消えさせ
ることなく電池による電力変換回路に切り替わり、高圧
放電灯を点灯維持できるという効果がある。

【００７９】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、上記立消え防止手段は、切り替え時に
高圧放電灯の消費電力を低減するので、請求項１乃至２
の発明と同様な効果があるとともに、電力蓄積手段の容
量を低減することができるという効果がある。

【００８０】請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れ
かの発明において、上記立消え防止手段は、切り替え時
に高圧放電灯を高周波点灯するので、高圧放電灯の再点
弧電圧の発生を抑制でき、その結果立消えを防止できる
という効果がある。

【００８１】請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れ
かの発明において、上記立消え防止手段は、切り替え時
に高圧放電灯を直流点灯するので、高圧放電灯の再点弧
電圧の発生を抑制でき、その結果立消えを防止できると
いう効果がある。

【００８２】請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れ
かの発明において、上記第１の電力変換回路は、第１の
昇圧回路と、第１の昇圧回路の出力端に接続された第１
の電力蓄積手段と、第１の電力蓄積手段に接続された第
１の限流回路からなり、第２の電力変換回路は、第２の
昇圧回路と、第２の昇圧回路の出力端に接続された第２
の電力蓄積手段と、第２の電力蓄積手段に接続された第
２の限流回路から成るので、請求項１乃至５の発明と同
様な効果があるとともに、商用電源通電時、停電時とも
に高圧放電灯を安定に点灯させることができるという効
果がある。

【００８３】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、第１の電力蓄積手段と第２の電力蓄積手段を共用
し、第１の限流回路と第２の限流回路を共用したので、
部品点数を削減することができ、小型化及び低コスト化
を図ることができるという効果がある。

【００８４】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、第１の昇圧回路と第２の昇圧回路の各出力端に、コ
ンデンサを付加したので、第１の昇圧回路の出力端と第
２の昇圧回路の出力端の間に高周波成分が重畳するのを
防ぐことができるという効果がある。

【００８５】請求項９の発明は、請求項６乃至８の何れ
かの発明において、電池を充電するための充電回路を有
し、充電回路の電源は第１の限流回路に含まれたインダ
クタンス素子の二次巻線から供給するので、電源トラン
スなどを用いずに充電回路を構成することができ、小型
化及び低コスト化を図ることができるという効果があ
る。

【００８６】請求項１０の発明は、請求項６乃至８の何
れかの発明において、電池を充電するための充電回路を
有し、充電回路の電源を、第１の限流回路に含まれたイ
ンダクタンス素子の二次巻線から供給し、交流電源停電
時は充電を停止するように切り替えるための切替回路を
設けたので、請求項９の発明と同様な効果があるととも
に、請求項９の発明に比べ、電池の放電エネルギを低減
することができるという効果がある。

【００８７】請求項１１の発明は、請求項６乃至８の何
れかの発明において、電池を充電するための充電回路を
有し、充電回路の電源は第１の昇圧回路に含まれたイン
ダクタンス素子の二次巻線から供給するので、請求項９
の発明と同様に小型化及び低コスト化を図ることができ
るという効果がある。

【００８８】請求項１２の発明は、請求項９又は１０の
発明において、第２の昇圧回路の制御電源を、充電回路
の電源と共用したので、第１の電力変換回路と第２の電
力変換回路の間の渡り線の本数を低減することができる
という効果がある。

【００８９】請求項１３の発明は、請求項６乃至１２の
何れの発明において、第２の昇圧回路の出力電圧を第１
の昇圧回路の出力電圧よりも低く設定し、交流電源通電
時に第１の昇圧回路と第２の昇圧回路の双方を動作させ
るので、商用電源通電時には第２の昇圧回路を停止さ
せ、商用電源停電時には第２の昇圧回路を動作させるよ
うに切り替えるための切替回路や、商用電源の停電を検
出する停電検出回路が不要となり、部品点数を削減する
ことができ、小型化及び低コスト化を図ることができる
という効果がある。

【００９０】請求項１４の発明は、請求項６乃至１２の
何れの発明において、第２の昇圧回路の出力電圧を第１
の昇圧回路の出力電圧よりも低く設定した状態で第１の
昇圧回路と第２の昇圧回路の双方を動作させ、交流電源
停電時は、第１の昇圧回路の出力電圧より低い第２の昇
圧回路の出力電圧でも交流電源通電時と同様の出力電力
が得られるように第１の限流回路を制御するので、請求
項１３の発明と同様に部品点数を削減しつつ、商用電源
停電時に、請求項１３の発明に比べ、より高い出力電力
を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態１の回路構成図である。

【図２】本実施形態２の回路構成図である。

【図３】本実施形態３の回路構成図である。

【図４】本実施形態４の回路構成図である。

【図５】本実施形態５の回路構成図である。

【図６】同上の動作説明用タイミングチャートである。

【図７】本実施形態６の回路構成図である。

【図８】同上の動作説明用タイミングチャートである。

【図９】本実施形態７の回路構成図である。

【図１０】本実施形態８の回路構成図である。

【図１１】本実施形態９の回路構成図である。

【図１２】本実施形態８の回路構成図である。

【図１３】本発明の実施形態９の回路図である。

【図１４】本実施形態１０の回路構成図である。

【図１５】本発明の実施形態１１の回路図である。

【図１６】従来例１の回路図である。

【図１７】従来例２の回路図である。

【符号の説明】

Ｖ１ 交流電源 Ｖ２ 電池 Ｆ 停電検出回路 Ｘ２ 切替回路 ＢＣ２ 制御回路 Ｂ１，Ｂ２ 電力変換回路 ＬＡ 高圧放電灯 Ｘ 立ち消え防止手段

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源に接続される第１の電力変換回路
   と、 第１の電力変換回路の出力端に接続される高圧放電灯
   と、 電池と、 該電池を電源とし出力端が第１の電力変換回路の出力端
   に接続され、高圧放電灯を点灯するための電力を供給す
   る第２の電力変換回路とからなり、 交流電源通電時は交流電源と、第１の電力変換回路によ
   り高圧放電灯を点灯し、交流電源停電時には電池と、第
   ２の電力変換回路により高圧放電灯を点灯するように切
   り替える放電灯点灯装置において、 上記切り替えの際に高圧放電灯が立ち消えするのを防止
   する立消え防止手段を設けたことを特徴とする放電灯点
   灯装置。
2. 【請求項２】上記立消え防止手段は、少なくとも第１の
   電力変換回路から第２の電力変換回路へ切り替える間高
   圧放電灯を点灯維持できるエネルギを持つ電力蓄積手段
   を有することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装
   置。
3. 【請求項３】上記立消え防止手段は、切り替え時に高圧
   放電灯の消費電力を低減することを特徴とする請求項１
   又は２記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】上記立消え防止手段は、切り替え時に高圧
   放電灯を高周波点灯することを特徴とする請求項１乃至
   ３の何れか記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】上記立消え防止手段は、切り替え時に高圧
   放電灯を直流点灯することを特徴とする請求項１乃至３
   の何れか記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】上記第１の電力変換回路は、第１の昇圧回
   路と、第１の昇圧回路の出力端に接続された第１の電力
   蓄積手段と、第１の電力蓄積手段に接続された第１の限
   流回路からなり、 第２の電力変換回路は、第２の昇圧回路と、第２の昇圧
   回路の出力端に接続された第２の電力蓄積手段と、第２
   の電力蓄積手段に接続された第２の限流回路から成るこ
   とを特徴とする請求項１乃至５の何れか記載の放電灯点
   灯装置。
7. 【請求項７】第１の電力蓄積手段と第２の電力蓄積手段
   を共用し、第１の限流回路と第２の限流回路を共用した
   ことを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
8. 【請求項８】第１の昇圧回路と第２の昇圧回路の各出力
   端に、コンデンサを付加したことを特徴とする請求項７
   記載の放電灯点灯装置。
9. 【請求項９】電池を充電するための充電回路を有し、充
   電回路の電源は第１の限流回路に含まれたインダクタン
   ス素子の二次巻線から供給することを特徴とする請求項
   ６乃至８の何れか記載の放電灯点灯装置。
10. 【請求項１０】電池を充電するための充電回路を有し、
    充電回路の電源を、第１の限流回路に含まれたインダク
    タンス素子の二次巻線から供給し、交流電源停電時は充
    電を停止するように切り替えるための切替回路を設けた
    ことを特徴とする請求項６乃至９の何れか記載の放電灯
    点灯装置。
11. 【請求項１１】電池を充電するための充電回路を有し、
    充電回路の電源は第１の昇圧回路に含まれたインダクタ
    ンス素子の二次巻線から供給することを特徴とする請求
    項６乃至８の何れか記載の放電灯点灯装置。
12. 【請求項１２】第２の昇圧回路の制御電源を、充電回路
    の電源と共用したことを特徴とする請求項９又は１０記
    載の放電灯点灯装置。
13. 【請求項１３】第２の昇圧回路の出力電圧を第１の昇圧
    回路の出力電圧よりも低く設定し、交流電源通電時に第
    １の昇圧回路と第２の昇圧回路の双方を動作させること
    を特徴とする請求項６乃至１２の何れか記載の放電灯点
    灯装置。
14. 【請求項１４】第２の昇圧回路の出力電圧を第１の昇圧
    回路の出力電圧よりも低く設定した状態で第１の昇圧回
    路と第２の昇圧回路の双方を動作させ、交流電源停電時
    は、第１の昇圧回路の出力電圧より低い第２の昇圧回路
    の出力電圧でも交流電源通電時と同様の出力電力が得ら
    れるように第１の限流回路を制御することを特徴とする
    請求項６乃至１２の何れか記載の放電灯点灯装置。