(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより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、インバータ回路の出力を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記制御回路は、放電灯始動時に所定の予熱時間だけ放電灯のフィラメント電極を予熱する予熱モード、放電灯のフィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モード、および放電灯を定常点灯させる定常点灯モードを切替制御するタイマー回路と、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定する発振回路とを具備し、定常点灯時に外部より入力される調光信号と無関係にスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第１の周波数設定回路と、上記調光信号に基づいてスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第２の周波数設定回路とを発振回路に設け、発振回路は、予熱モードや始動モードでは第１の周波数設定回路の設定信号に基づいてスイッチング周波数を決定するとともに、定常点灯モードでは第１及び第２の周波数設定回路の設定信号の合成値に基づいてスイッチング周波数を決定しており、第１の周波数設定回路の設定信号が予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下し、且つ、始動モードから定常点灯モードへの切替時において、前記合成値によって決定されるスイッチング周波数が、定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下となるように、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成する割合を徐々に増加させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
第１及び第２の周波数設定回路の設定信号は電流信号からなり、始動モードから定常点灯モードへの切替時に第２の周波数設定回路の電流信号を連続的に変化させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより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、インバータ回路の出力を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記制御回路は、放電灯始動時に所定の予熱時間だけ放電灯のフィラメント電極を予熱する予熱モード、放電灯のフィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モード、および放電灯を定常点灯させる定常点灯モードを切替制御するタイマー回路と、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定する発振回路とを具備し、定常点灯時に外部より入力される調光信号と無関係にスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第１の周波数設定回路と、上記調光信号に基づいてスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第２の周波数設定回路とを発振回路に設け、発振回路は、予熱モードや始動モードでは第１の周波数設定回路の設定信号に基づいてスイッチング周波数を決定するとともに、定常点灯モードでは第１及び第２の周波数設定回路の設定信号の合成値に基づいてスイッチング周波数を決定しており、第１の周波数設定回路の設定信号を予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下させ、且つ、始動モードから定常点灯モードへの切替時において、前記合成値によって決定されるスイッチング周波数が、定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下となるように、定常点灯モードに切り替わってから、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成するまでの間に一定の遅延時間を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源の直流電圧を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を備えた放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放電灯点灯装置としては、図７に示すように、交流電源Ｖｓの交流電圧を全波整流する整流器ＤＢおよび平滑コンデンサを備え整流器ＤＢの脈流電圧を平滑する電源回路１からなる直流電源２と、直流電源２の直流電圧をスイッチング素子（図示せず）でスイッチングして高周波電圧に変換するインバータ回路３と、インバータ回路３の出力端子間に接続されインダクタおよびコンデンサを含む共振回路４と、共振回路４に接続された例えば蛍光灯よりなる放電灯５とから構成されるものがあった。
【０００３】
制御回路６はインバータ回路３のスイッチング素子のスイッチング周波数を制御する発振回路７と、発振回路７の出力に基づいてスイッチング素子をオン・オフさせるドライブ回路８と、放電灯５の始動時に放電灯５のフィラメント電極を予熱する予熱モード、予熱後に放電灯５を始動点灯させるための始動電圧を放電灯５に印加する始動モード、および放電灯５を定常点灯させる定常点灯モードの各時間を設定するためのタイマー回路９と、外部より入力された調光信号Ｓ１を直流電圧に変換して発振回路７に出力する調光信号変換回路１０とから構成される。
【０００４】
この放電灯点灯装置では、放電灯５の予熱時に調光の度合い（すなわち調光信号Ｓ１）と関係無く所定の予熱電流を流したり、放電灯５の始動時に放電灯５を始動点灯させるための所定の始動電圧を調光の度合いと関係無く放電灯に印加する必要がある。そこで、予熱時や始動時に調光信号Ｓ１と関係無くスイッチング素子のスイッチング周波数を制御する第１の周波数設定回路７ａと、定常点灯時に調光信号Ｓ１に応じてスイッチング素子のスイッチング周波数を制御する第２の周波数設定回路７ｂとを発振回路７に設け、予熱時および始動時と、定常点灯時とで第１及び第２の周波数設定回路７ａ，７ｂを切り換えることにより、スイッチング素子のスイッチング周波数を変化させ、インバータ回路３の出力を変化させていた。
【０００５】
図８は発振回路７の具体回路図であり、図９（ａ）〜（ｈ）に各部の波形図を示す。ベース・コレクタ間が短絡されたＰＮＰ形トランジスタＱ１のエミッタおよびベースは、それぞれ、ＰＮＰ形トランジスタＱ２，Ｑ３のエミッタおよびベースに接続されており、これらのトランジスタＱ１〜Ｑ３よりカレントミラー回路Ｍ１が構成される。トランジスタＱ１のエミッタには制御電圧Ｖccが印加され、コレクタにはオペアンプＯＰ１の出力端子が接続される。オペアンプＯＰ１は反転入力端子と出力端子との間が短絡され、非反転入力端子には直流電圧Ｖｏが入力されており、直流電圧Ｖｏと略同じ一定電圧Ｖｏ’を出力する。
【０００６】
また、トランジスタＱ１のコレクタとグランドとの間には、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２およびスイッチＳＷ１からなる直列回路と、抵抗Ｒ３およびスイッチＳＷ２からなる直列回路とが、それぞれ並列に接続されており、抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びスイッチＳＷ１，ＳＷ２から第１の周波数設定回路７ａが構成される。また更に、トランジスタＱ１のコレクタは抵抗Ｒ４とスイッチＳＷ３との直列回路を介してオペアンプＯＰ２の出力端子に接続されており、抵抗Ｒ４、スイッチＳＷ３、及びオペアンプＯＰ２から第２の周波数設定回路７ｂが構成される。オペアンプＯＰ２は反転入力端子と出力端子との間が短絡され、非反転入力端子に調光信号変換回路１０の出力電圧Ｖｄが入力されており、出力電圧Ｖｄと略同じ電圧Ｖｄ’を出力する。ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３はタイマー回路９から入力される信号ｔｙ，ｔｓ，ｎ（ｔｓ）によって夫々オン・オフされ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオン・オフに応じて第１および第２の周波数設定回路７ａ，７ｂに流れる電流Ｉ１〜Ｉ４が変化し、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５が決定される。尚、信号ｎ（ｔｓ）は信号ｔｓを反転した信号である。
以下に発振回路７の動作を説明する。
【０００７】
予熱時（時刻ｔ０〜ｔ１）はタイマー回路９の信号ｔｙ，ｔｓによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオンして、抵抗Ｒ１〜Ｒ３にそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３が流れ、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は最大となる。次に、始動時（時刻ｔ１〜ｔ２）はスイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオンとなり、抵抗Ｒ１，Ｒ３にそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ３が流れ、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は電流Ｉ１，Ｉ３の和になる。尚、予熱時および始動時にはスイッチＳＷ３はオフしており、抵抗Ｒ４には電流が流れない。
【０００８】
次に点灯時（時刻ｔ２以降）はスイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオフとなり、抵抗Ｒ１のみに電流Ｉ１が流れる。一方、点灯時はタイマー回路９の信号ｎ（ｔｓ）によってスイッチＳＷ３がオンし、オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖｏ’とオペアンプＯＰ２の出力電圧Ｖｄ’との電位差（Ｖｏ’―Ｖｄ’）に比例した電流Ｉ４が抵抗Ｒ４に流れ、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は電流Ｉ１，Ｉ４の和になる。ここに、調光信号変換回路１０の出力電圧Ｖｄ（すなわちオペアンプＯＰ２の出力電圧Ｖｄ’）は調光信号Ｓ１に応じて変化するので、抵抗Ｒ４に流れる電流も調光信号Ｓ１に応じて変化する。
【０００９】
ところで、トランジスタＱ１〜Ｑ３はカレントミラー回路Ｍ１を構成しており、トランジスタＱ２，Ｑ３には、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５に比例した電流Ｉ６，Ｉ７が夫々流れる。
【００１０】
トランジスタＱ２のコレクタにはＮＰＮ形トランジスタＱ４のコレクタが接続されており、トランジスタＱ４のベース・コレクタ間は短絡され、エミッタはグランドに接続される。また、トランジスタＱ４のベースにはＮＰＮ形トランジスタＱ５，Ｑ６のベースが夫々接続され、トランジスタＱ５，Ｑ６のエミッタはグランドに、コレクタはトランジスタＱ３のコレクタに夫々接続されており、トランジスタＱ４〜Ｑ６よりカレントミラー回路Ｍ２が構成される。また更に、トランジスタＱ４のベースにはＮＰＮ形トランジスタＱ７のコレクタが接続され、トランジスタＱ７のエミッタはグランドに接続される。
【００１１】
また、トランジスタＱ３のコレクタには発振用のコンデンサＣ１が接続されており、トランジスタＱ３に流れる電流Ｉ７によってコンデンサＣ１が充電され、コンデンサＣ１の両端電圧がオペアンプＯＰ３の非反転入力端子に入力される。ここで、抵抗Ｒ５，Ｒ６からなる直列回路の両端間には制御電圧Ｖccが印加され、抵抗Ｒ６の両端間には抵抗Ｒ７を介してＮＰＮ形トランジスタＱ８が接続されており、制御電圧Ｖccを抵抗Ｒ５〜Ｒ７で分圧した基準電圧ＶrefがオペアンプＯＰ３の反転入力端子に入力される。トランジスタＱ８のベースは抵抗Ｒ８を介してオペアンプＯＰ３の出力端子に接続されており、オペアンプＯＰ３の出力信号の信号レベル（ハイ、ロー）に応じてトランジスタＱ８がオン・オフすることにより、制御電圧Ｖccの分圧比が変化し、抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続点の電位がＶref1，Ｖref2（Ｖref1＜Ｖref2）の２段階に変化する。また、オペアンプＯＰ３の出力端子はインバータＩＮＶを介してトランジスタＱ７のベースに接続されている。
【００１２】
ここで、オペアンプＯＰ３の出力の信号レベルがローの時、インバータＩＮＶの出力の信号レベルはハイになり、トランジスタＱ７がオン、トランジスタＱ５，Ｑ６がオフし、トランジスタＱ３に流れる電流Ｉ７によってコンデンサＣ１は充電される。この時、トランジスタＱ８はオフしているので、制御電圧Ｖccの分圧比が高くなり、抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続点の電位はＶref2となる。コンデンサＣ１が電流Ｉ７によって基準電圧Ｖref2まで充電されると、オペアンプＯＰ３の出力の信号レベルがローからハイに反転する。
【００１３】
オペアンプＯＰ３の出力の信号レベルがハイになると、インバータＩＮＶの出力の信号レベルがローになり、トランジスタＱ７がオフ、トランジスタＱ５，Ｑ６がオンし、トランジスタＱ５，Ｑ６にそれぞれ電流Ｉ８に比例した電流Ｉ９，Ｉ１０が流れる。而して、コンデンサＣ１から（Ｉ９＋Ｉ１０−Ｉ７）の電流が流れ出し、コンデンサＣ１の両端電圧が徐々に低下する。この時、トランジスタＱ８はオンしているので、抵抗Ｒ６と並列に抵抗Ｒ７が接続されて、制御電圧Ｖccの分圧比が小さくなり、抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続点の電位はＶref1となる。そして、コンデンサの両端電圧が基準電圧Ｖref1まで低下すると、オペアンプＯＰ３の出力の信号レベルがハイからローに反転し、再びコンデンサＣ１が充電される。
【００１４】
このように発振回路７ではコンデンサＣ１の充電動作と放電動作とが繰り返し行われ、オペアンプＯＰ３の出力がドライブ回路８に出力され、コンデンサＣ１の充放電の期間がスイッチング素子の発振周期となる。ここで、第１及び第２の周波数設定回路７ａ，７ｂがトランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５を変化させることにより、コンデンサＣ１の充放電の周期が決定され、スイッチング素子の発振周期（すなわち発振周波数ｆ）を変化させることができる。
【００１５】
発振回路７の発振動作によって、インバータ回路３に設けられたスイッチング素子の発振周波数が決定される。時刻ｔ０において電源が投入されると、タイマー回路９によって設定される所定の予熱時間（時刻ｔ０〜ｔ１）、タイマー回路９の出力信号ｔｙ，ｔｓによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンすると共に、スイッチＳＷ３がオフし、発振回路７のコンデンサＣ１は第１の周波数設定回路７ａによって決定される第１の周波数ｆ０で充放電動作を繰り返す。ドライブ回路８は発振回路７の出力信号に基づいてインバータ回路３のスイッチング素子を駆動し、インバータ回路３が第１の周波数ｆ０で動作して、放電灯５に所定の予熱電流を印加する。
【００１６】
予熱時間が終了すると始動モードに移行し、タイマー回路９によって設定される所定の始動時間（時刻ｔ１〜ｔ２）、タイマー回路９の出力信号ｔｙ，ｔｓによってスイッチＳＷ２がオンすると共に、スイッチＳＷ１，ＳＷ３がオフし、発振回路７のコンデンサＣ１は第１の周波数設定回路７ａによって決定される第２の周波数ｆ１で充放電動作を繰り返す。ドライブ回路８は発振回路７の出力信号に基づいてインバータ回路３のスイッチング素子を駆動し、インバータ回路３が第２の周波数ｆ１で動作して、放電灯５を点灯させるための所定の始動電圧が放電灯５に印加される。
【００１７】
始動時間が終了すると点灯モードに移行して、定常点灯状態となる。定常点灯状態（時刻ｔ２以降）では、タイマー回路９の出力信号ｔｙ，ｔｓによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフすると共に、スイッチＳＷ３がオンし、発振回路７のコンデンサＣ１は第１及び第２の周波数設定回路７ａ，７ｂによって決定される所定の発振周波数で充放電動作を繰り返す。そして、ドライブ回路８は発振回路７の出力信号に基づいてインバータ回路３のスイッチング素子を駆動し、インバータ回路３が所定の発振周波数ｆで動作する。ここで、インバータ回路３の発振周波数ｆはｆ２からｆ３までの間で制御され、放電灯５の点灯状態を全点灯状態から調光状態まで変化させる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の放電灯点灯装置では、始動モードから点灯モードへ移行した直後において、図９に示すように電流Ｉ３と電流Ｉ４とが略同時に切り替わっているが、タイマー回路９や第１及び第２の周波数設定回路７ａ，７ｂの動作遅れなどによって電流Ｉ３の切り替わりが電流Ｉ４の切り替わりよりも遅くなる場合がある。すなわち、第１の周波数設定回路７ａに流れる電流が（Ｉ１＋Ｉ３）からＩ１に低下して安定する前に、調光信号Ｓ１で決まる第２の周波数設定回路７ｂに流れる電流Ｉ４が第１の周波数設定回路７ａに流れる電流（Ｉ１＋Ｉ３）に加算されるため、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５が一時的に大きくなり、コンデンサＣ１の充放電の周期が短くなって、インバータ回路３の発振周波数が一時的に高くなる虞があった。特に調光が深い場合、インバータ回路３の発振周波数が、調光信号Ｓ１によって決定される発振周波数の最大値（調光の最も深い場合の発振周波数）ｆ３よりも高くなることによって、インバータ回路３の出力が一時的に低下し、始動モードで一旦点灯した放電灯が点灯モードで立ち消えするという問題があった。
【００１９】
また、時刻ｔ２において始動モードから点灯モードへ移行する際に放電灯５の出力を滑らかに変化させるために、図１０（ａ）〜（ｈ）に示すように電流Ｉ３の立下りを滑らかにした場合、時刻ｔ２では第１の周波数設定回路７ａに流れる電流は（Ｉ１＋Ｉ３）から殆ど低下していないため、やはり時刻ｔ２においてトランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５が一時的に大きくなり、上述と同様に放電灯の立ち消えが発生するという問題があった。
【００２０】
本発明は上記問題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、始動モードから点灯モードに移行する際の放電灯の立ち消えを防止した放電灯点灯装置を提供することにある。
【００２１】
【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の発明では、直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより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、インバータ回路の出力を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記制御回路は、放電灯始動時に所定の予熱時間だけ放電灯のフィラメント電極を予熱する予熱モード、放電灯のフィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モード、および放電灯を定常点灯させる定常点灯モードを切替制御するタイマー回路と、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定する発振回路とを具備し、定常点灯時に外部より入力される調光信号と無関係にスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第１の周波数設定回路と、上記調光信号に基づいてスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第２の周波数設定回路とを発振回路に設け、発振回路は、予熱モードや始動モードでは第１の周波数設定回路の設定信号に基づいてスイッチング周波数を決定するとともに、定常点灯モードでは第１及び第２の周波数設定回路の設定信号の合成値に基づいてスイッチング周波数を決定しており、第１の周波数設定回路の設定信号が予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下し、且つ、始動モードから定常点灯モードへの切替時において、前記合成値によって決定されるスイッチング周波数が、定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下となるように、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成する割合を徐々に増加させることを特徴とし、第１の周波数設定回路の設定信号が予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下する場合に、定常点灯モードへの切り換わり時に、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成する割合を徐々に増加させることにより、インバータ回路のスイッチング周波数を定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下に抑制しているので、インバータ回路の出力が調光の最も深い場合の出力よりも低下することがなく、放電灯の立ち消えを防止することができる。
【００２２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、第１及び第２の周波数設定回路の設定信号は電流信号からなり、始動モードから定常点灯モードへの切替時に第２の周波数設定回路の電流信号を連続的に変化させることを特徴とし、定常点灯モードへの切替時に、第２の周波数設定回路の電流信号を連続的に変化させることにより、第１及び第２の周波数設定回路の電流信号の合成値を徐々に変化させることができ、請求項１の発明と同様、スイッチング周波数の一時的な増加を抑制し、インバータ回路の出力の低下を抑制して、放電灯の立ち消えを防止することができる。
【００２３】
請求項３の発明では、直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより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、インバータ回路の出力を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記制御回路は、放電灯始動時に所定の予熱時間だけ放電灯のフィラメント電極を予熱する予熱モード、放電灯のフィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モード、および放電灯を定常点灯させる定常点灯モードを切替制御するタイマー回路と、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定する発振回路とを具備し、定常点灯時に外部より入力される調光信号と無関係にスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第１の周波数設定回路と、上記調光信号に基づいてスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第２の周波数設定回路とを発振回路に設け、発振回路は、予熱モードや始動モードでは第１の周波数設定回路の設定信号に基づいてスイッチング周波数を決定するとともに、定常点灯モードでは第１及び第２の周波数設定回路の設定信号の合成値に基づいてスイッチング周波数を決定しており、第１の周波数設定回路の設定信号を予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下させ、且つ、始動モードから定常点灯モードへの切替時において、前記合成値によって決定されるスイッチング周波数が、定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下となるように、定常点灯モードに切り替わってから、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成するまでの間に一定の遅延時間を設けたことを特徴とし、定常点灯モードに切り換えてから所定の遅延時間が経過した後に、第１及び第２の周波数設定回路の設定信号を合成することにより、スイッチング周波数の一時的な増加を抑制し、インバータ回路の出力の低下を抑制して、放電灯の立ち消えを防止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態の放電灯点灯装置の回路図を図１に、各部の波形図を図２（ａ）〜（ｈ）に示す。尚、上述した図７に示す回路と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】
この放電灯点灯装置は、交流電源Ｖｓの交流電圧を全波整流する整流器ＤＢおよび平滑コンデンサを備え整流器ＤＢの脈流電圧を平滑する電源回路１からなる直流電源２と、直流電源２の直流電圧をスイッチング素子（図示せず）でスイッチングして高周波電圧に変換するインバータ回路３と、インバータ回路３の出力端子間に接続されたインダクタおよびコンデンサを含む共振回路４と、共振回路４に接続された例えば蛍光灯よりなる放電灯５と、外部より入力される調光信号Ｓ１に基づいてインバータ回路３の出力を制御する制御回路６とから構成される。
【００２７】
制御回路６はインバータ回路３のスイッチング素子のスイッチング周波数を制御する発振回路７と、発振回路７の出力に基づいてスイッチング素子をオン・オフさせるドライブ回路８と、インバータ回路３の予熱モード、始動モード、および定常点灯モードの各時間を設定するためのタイマー回路９と、外部より入力された調光信号Ｓ１を直流電圧に変換する調光信号変換回路１０と、調光信号変換回路１０の出力電圧を徐々に変化させて発振回路７に出力するスイープ回路１１とから構成される。
【００２８】
この放電灯点灯装置では、放電灯５の予熱時に調光の度合い（すなわち調光信号Ｓ１）と関係無く所定の予熱電流を流したり、放電灯５の始動時に放電灯５を始動点灯させるための所定の始動電圧を調光の度合いと関係無く放電灯５に印加する必要がある。そこで、予熱時や始動時に調光信号Ｓ１と関係無くスイッチング素子のスイッチング周波数を制御する第１の周波数設定回路７ａと、定常点灯時に調光信号Ｓ１（すなわち調光信号変換回路１０の出力信号）に応じてスイッチング素子のスイッチング周波数をｆ２からｆ３の間（ｆ２＜ｆ３）で制御する第２の周波数設定回路７ｂとを発振回路７に設け、予熱時および始動時と定常点灯時とで第１及び第２の周波数設定回路７ａ，７ｂを切り換えることにより、スイッチング素子のスイッチング周波数を変化させ、インバータ回路３の出力を変化させていた。
【００２９】
発振回路７は上述した図８に示す回路と同様の構成を有しており、本実施形態では、調光信号変換回路１０と第２の周波数設定回路７ｂとの間にスイープ回路１１を設けており、時刻ｔ２において始動モードから点灯モードに切り替わった際に、タイマー回路９の出力によりスイープ回路１１が調光信号変換回路１０の直流電圧を徐々に増加させて、第２の周波数設定回路７ｂに出力するので、図２（ｆ）に示すように、第２の周波数設定回路７ｂに流れる電流Ｉ４がスイープ回路１１によって定められた傾きで徐々に増加する。
【００３０】
したがって、タイマー回路９や第１及び第２の周波数設定回路７ａ，７ｂの動作遅れなどによって、第１の周波数設定回路７ａに流れる電流が（Ｉ１＋Ｉ３）からＩ１に低下して安定する前に、第２の周波数設定回路７ｂに流れる電流Ｉ４が増加し始めたとしても、電流Ｉ４が徐々に増加しているので、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５の増加分を抑制することができる。ここに、インバータ回路３のスイッチング周波数ｆはトランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５によって制御されるから、スイッチング周波数ｆが一時的に上昇するのを抑制することができる。しかも、本回路では始動モードから点灯モードへの切り替わり時に一時的に上昇する電流Ｉ５が、定常点灯モードにおいて調光信号Ｓ１によって設定される電流Ｉ５の最大値Ｉdim（すなわち調光が最も深い場合の電流値）を越えないように、スイープ回路１１が第２の周波数設定回路７ｂに流れる電流Ｉ４を徐々に変化させているので、スイッチング素子のスイッチング周波数ｆが調光の最も深い場合の周波数ｆ３以下になり、インバータ回路３の出力が大幅に低下して、放電灯５が立ち消えするのを防止することができる。
【００３１】
（実施形態２）
本実施形態の放電灯点灯装置の回路図を図３に、各部の波形図を図４（ａ）〜（ｈ）に示す。尚、上述した従来例および実施形態１の放電灯点灯装置と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
本実施形態の放電灯点灯装置では、実施形態１の放電灯点灯装置において、第１の周波数設定回路７ａの設定信号を徐々に変化させるスイープ回路１２を設けている。発振回路７は上述した図８の回路と同様の構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
ここで、調光信号Ｓ１を所定の直流電圧に変換する調光信号変換回路１０の出力端子とグランドとの間にはスイッチＳＷ３、抵抗Ｒ９、およびコンデンサＣ２からなる直列回路が接続されており、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ２との接続点はオペアンプＯＰ２の非反転入力端子に接続されている。オペアンプＯＰ２は反転入力端子と出力端子との間が短絡されており、オペアンプＯＰ２の出力端子は抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のコレクタに接続される。ここに、抵抗９およびコンデンサＣ２から第２の周波数設定回路７ｂの設定信号を徐々に変化させるスイープ回路１１が構成される。
【００３４】
また、トランジスタＱ１のコレクタとグランドとの間には、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２およびスイッチＳＷ１からなる直列回路と、抵抗Ｒ３およびスイッチＳＷ２からなる直列回路とが並列接続されており、抵抗Ｒ１〜Ｒ３およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２から第１の周波数設定回路７ａが構成される。ここで、抵抗Ｒ３およびスイッチＳＷ２の接続点とグランドとの間にコンデンサＣ３が接続されており、コンデンサＣ３から第１の周波数設定回路７ａの出力を徐々に変化させるスイープ回路１２が構成される。
【００３５】
以下に本回路の動作を簡単に説明する。
【００３６】
予熱時（時刻ｔ０〜ｔ１）はタイマー回路９の信号ｔｙ，ｔｓによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオンして、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３にそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３が流れ、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は最大となる。始動時（時刻ｔ１〜ｔ２）はスイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオンとなり、抵抗Ｒ１，Ｒ３にそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ３が流れ、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は電流Ｉ１，Ｉ３の和になる。尚、予熱時および始動時にはスイッチＳＷ３はオフしており、オペアンプＯＰ２に調光信号変換回路１０の出力が入力されていない。
【００３７】
次に始動モードから定常点灯モードへ移行すると、スイッチＳＷ２がオンからオフに切り換わるので、抵抗Ｒ３に流れる電流Ｉ３は、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３とで決まる時定数にしたがって徐々に低下し、やがて零になる。一方、定常点灯時にはタイマー回路９の信号ｎ（ｔｓ）によってスイッチＳＷ３がオフからオンに切り換わるので、調光信号変換回路１０から調光信号Ｓ１に応じた直流電圧がスイッチＳＷ３を介してスイープ回路１１に入力され、スイッチＳＷ３および抵抗Ｒ９を介してコンデンサＣ２に充電電流が流れ、抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ２の接続点の電位Ｖｄは、抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ２の時定数で決まる傾きで、調光信号変換回路１０の出力電圧まで徐々に上昇する。
【００３８】
オペアンプＯＰ２の出力端子には非反転入力端子に入力される電圧（すなわち抵抗Ｒ９及びコンデンサＣ２の接続点の電圧）Ｖｄと略同じ電圧Ｖｄ’が発生し、電圧Ｖｄ’とトランジスタＱ１のコレクタ電圧Ｖｏ’との電位差に比例した電流Ｉ４が抵抗Ｒ４に流れるので、抵抗Ｒ４に流れる電流Ｉ４も抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ２の時定数で決まる傾きで徐々に増加し、調光信号Ｓ１に応じた電流値まで増加する。而して、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は電流Ｉ１，Ｉ４の和となり、定常点灯時には調光信号Ｓ１に応じてＩfull（全点灯時における電流値）からＩdim（調光が最も深い場合の電流値）まで変化する。
【００３９】
本回路では、時刻ｔ２において始動モードから定常点灯モードに切り替わる際に、スイープ回路１１，１２が、それぞれ、第２および第１の周波数設定回路７ｂ，７ａに流れる電流を徐々に変化させているので、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５が一時的に増加することがなく、スイッチング素子のスイッチング周波数が一時的に上昇するのを防止することができる。しかもトランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５が、定常点灯時において調光信号Ｓ１によって設定される電流Ｉ５の最大値（すなわち調光が最も深い場合の電流値）Ｉdimを越えないように、スイープ回路１１，１２の時定数を設定しているので、スイッチング素子のスイッチング周波数が調光の最も深い場合の周波数ｆ３よりも高くなることがなく、したがって、インバータ回路３の出力が大幅に低下し、放電灯５が立ち消えするのを防止することができる。
【００４０】
（実施形態３）
本実施形態の放電灯点灯装置の回路図を図５に、各部の波形図を図６（ａ）〜（ｈ）に示す。尚、上述した従来例および実施形態１の放電灯点灯装置と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、発振回路７は上述した図８の回路と同様の回路構成を有しており、その説明を省略する。
【００４１】
実施形態１では、始動モードから定常点灯モードへの切り換わり時に、第２の周波数設定回路７ｂの設定信号を第１の周波数設定回路７ａの設定信号に合成する割合を徐々に変化させるために、第２の周波数設定回路７ｂの設定信号を徐々に変化させるスイープ回路１１を設けているが、本実施形態では、第２の周波数設定回路７ｂの設定信号を所定の遅延時間ｄＴだけ遅延させる遅延回路１３を設けている。
【００４２】
以下に本回路の動作を簡単に説明する。
【００４３】
予熱時（時刻ｔ０〜ｔ１）はタイマー回路９の信号ｔｙ，ｔｓによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオンして、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３にそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３が流れ、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は最大となる。始動時（時刻ｔ１〜ｔ２）はスイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオンとなり、抵抗Ｒ１，Ｒ３にそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ３が流れ、トランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５は電流Ｉ１，Ｉ３の和になる。尚、予熱時および始動時にはスイッチＳＷ３はオフしており、オペアンプＯＰ２に調光信号変換回路１０の出力が入力されていない。
【００４４】
次に始動モードから定常点灯モードへ移行すると、スイッチＳＷ２がオンからオフに切り換わり、スイッチＳＷ２を介して抵抗Ｒ３に電流Ｉ３が流れなくなるので、第１の周波数設定回路７ａに流れる電流は抵抗Ｒ１に流れる電流Ｉ１だけになる。一方、タイマー回路９の信号は遅延回路１３を介して第２の周波数設定回路７ｂに入力されており、時刻ｔ２において定常点灯モードに切り換わってから、スイッチＳＷ３がオンして第２の周波数設定回路７ｂに電流Ｉ４が流れ始めるまでの間に所定の遅延時間ｄＴが設けられている。
【００４５】
ここで、タイマー回路９や第１及び第２の周波数設定回路７ａ，７ｂの動作遅れなどによって、第１の周波数設定回路７ａに流れる電流が（Ｉ１＋Ｉ３）からＩ１に低下して安定するのが遅れたとしても、この遅れ時間に対して遅延回路１３の遅延時間ｄＴが十分長い時間に設定されているので、第１の周波数設定回路７ａに流れる電流が（Ｉ１＋Ｉ３）からＩ１に低下して安定した後に、第２の周波数設定回路７ｂに電流Ｉ４を流し始めることができ、時刻ｔ２においてトランジスタＱ１に流れる電流Ｉ５が一時的に上昇することがなく、スイッチング周波数ｆが一時的に上昇して、インバータ回路３の出力が低下し、放電灯５が立ち消えするのを防止できる。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより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、インバータ回路の出力を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記制御回路は、放電灯始動時に所定の予熱時間だけ放電灯のフィラメント電極を予熱する予熱モード、放電灯のフィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モード、および放電灯を定常点灯させる定常点灯モードを切替制御するタイマー回路と、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定する発振回路とを具備し、定常点灯時に外部より入力される調光信号と無関係にスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第１の周波数設定回路と、上記調光信号に基づいてスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第２の周波数設定回路とを発振回路に設け、発振回路は、予熱モードや始動モードでは第１の周波数設定回路の設定信号に基づいてスイッチング周波数を決定するとともに、
定常点灯モードでは第１及び第２の周波数設定回路の設定信号の合成値に基づいてスイッチング周波数を決定しており、第１の周波数設定回路の設定信号が予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下し、且つ、始動モードから定常点灯モードへの切替時において、前記合成値によって決定されるスイッチング周波数が、定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下となるように、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成する割合を徐々に増加させることを特徴とし、第１の周波数設定回路の設定信号が予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下する場合に、定常点灯モードへの切り換わり時に、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成する割合を徐々に増加させることにより、インバータ回路のスイッチング周波数を定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下に抑制しているので、インバータ回路の出力が調光の最も深い場合の出力よりも低下することがなく、放電灯の立ち消えを防止できるという効果がある。
【００４７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１及び第２の周波数設定回路の設定信号は電流信号からなり、始動モードから定常点灯モードへの切替時に第２の周波数設定回路の電流信号を連続的に変化させることを特徴とし、定常点灯モードへの切替時に、第２の周波数設定回路の電流信号を連続的に変化させることにより、第１及び第２の周波数設定回路の電流信号の合成値を徐々に変化させることができ、請求項１の発明と同様、スイッチング周波数の一時的な増加を抑制し、インバータ回路の出力の低下を抑制して、放電灯の立ち消えを防止できるという効果がある。
【００４８】
請求項３の発明は、直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより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、インバータ回路の出力を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、上記制御回路は、放電灯始動時に所定の予熱時間だけ放電灯のフィラメント電極を予熱する予熱モード、放電灯のフィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を放電灯に印加する始動モード、および放電灯を定常点灯させる定常点灯モードを切替制御するタイマー回路と、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定する発振回路とを具備し、定常点灯時に外部より入力される調光信号と無関係にスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第１の周波数設定回路と、上記調光信号に基づいてスイッチング素子のスイッチング周波数を設定する設定信号を発生する第２の周波数設定回路とを発振回路に設け、発振回路は、予熱モードや始動モードでは第１の周波数設定回路の設定信号に基づいてスイッチング周波数を決定するとともに、定常点灯モードでは第１及び第２の周波数設定回路の設定信号の合成値に基づいてスイッチング周波数を決定しており、第１の周波数設定回路の設定信号を予熱モード、始動モード、定常点灯モードの順番で低下させ、且つ、始動モードから定常点灯モードへの切替時において、前記合成値によって決定されるスイッチング周波数が、定常点灯モードにおいて調光信号に基づいて設定されるスイッチング周波数の最大値以下となるように、定常点灯モードに切り替わってから、第２の周波数設定回路の設定信号を第１の周波数設定回路の設定信号に合成するまでの間に一定の遅延時間を設けたことを特徴とし、定常点灯モードに切り換えてから所定の遅延時間が経過した後に、第１及び第２の周波数設定回路の設定信号を合成することにより、スイッチング周波数の一時的な増加を抑制し、インバータ回路の出力の低下を抑制して、放電灯の立ち消えを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の放電灯点灯装置を示す概略の回路図である。
【図２】（ａ）〜（ｈ）は同上の各部の動作を示す波形図である。
【図３】実施形態２の放電灯点灯装置を示す概略の回路図である。
【図４】（ａ）〜（ｈ）は同上の各部の動作を示す波形図である。
【図５】実施形態３の放電灯点灯装置を示す概略の回路図である。
【図６】（ａ）〜（ｈ）は同上の各部の動作を示す波形図である。
【図７】従来の放電灯点灯装置を示す概略の回路図である。
【図８】同上の要部回路図である。
【図９】（ａ）〜（ｈ）は同上の各部の動作を示す波形図である。
【図１０】（ａ）〜（ｈ）は同上の各部の別の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
２    直流電源
３    インバータ回路
４    共振回路
５    放電灯
７ａ  第１の周波数設定回路
７ｂ  第２の周波数設定回路
１０  調光信号変換回路
１１  スイープ回路
Ｓ１  調光信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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