(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の共振周波数を有する主共振回路と、前記主共振回路のｎ倍（ｎは１よりも大きい整数）の共振周波数を有するｎ倍共振回路と、少なくとも１つ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を備え、前記インバータ回路は、前記放電灯の予熱時には、前記ｎ倍共振回路の共振周波数近傍の動作周波数で発振動作をし、前記放電灯の点灯時には、前記主共振回路の共振周波数近傍で発振動作をする放電灯点灯装置において、前記インバータ回路の動作周波数は予熱時の動作周波数から点灯時の動作周波数に連続的に移行し、前記放電灯の予熱時には、前記ｎ倍共振回路の共振周波数よりも大きい動作周波数で発振動作をすることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
所定の共振周波数を有する主共振回路と、前記主共振回路のｎ倍（ｎは１よりも大きい整数）の共振周波数を有するｎ倍共振回路と、少なくとも１つ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、直流電圧源と前記インバータ回路との間に接続されるインピーダンス素子と、前記直流電圧源、前記インピーダンス素子及び前記インバータ回路のスイッチング素子を介して交流電源から入力電流を通電する電流経路と、を備え、前記インバータ回路は、前記放電灯の予熱時には、前記ｎ倍共振回路の共振周波数近傍の動作周波数で発振動作をし、前記放電灯の点灯時には、前記主共振回路の共振周波数近傍で発振動作をする放電灯点灯装置において、前記インバータ回路の動作周波数は予熱時の動作周波数から点灯時の動作周波数に連続的に移行し、前記放電灯の予熱時には、前記ｎ倍共振回路の共振周波数よりも大きい動作周波数で発振動作をすることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記インバータ回路は、前記放電灯の点灯時には、前記主共振回路の共振周波数よりも大きい動作周波数で発振動作をすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記ｎは２以下の正の整数であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記直流電圧は、整流器及び平滑コンデンサを介して交流電源を整流平滑して得られるものであることを特徴とする請求項１また請求項２に記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係る第１の従来例として特開昭６１−２９６６９７号に示されたものがあり、図１及び図４に基づいて説明する。
【０００３】
本装置は、図１に示すように、電圧Ｖａｃを出力する交流電源Ｖａｃ及び電源電圧Ｖａｃを全波整流する整流器ＤＢよりなる直流電源１１と、平滑コンデンサＣ１１，Ｃ１２の直列接続、トランジスタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ１１，Ｑ１２及びスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の各々に逆並列接続されたダイオードＤ１１，Ｄ１２よりなる所謂他励式のハーフブリッジインバータ回路（以下、インバータ回路と呼ぶ。）ＩＮＶｏと、インバータ回路ＩＮＶｏの出力端（ａ），（ｂ）間に直流カット用コンデンサ（以下、コンデンサと呼ぶ。）Ｃ１３を介して接続された、インダクタＬ１１と蛍光ランプなどの放電灯Ｌａ及びコンデンサＣ１４からなる並列回路との直列接続からなる点灯用共振回路１５と、点灯用共振回路１５に並列接続されたコンデンサＣ１５、トランスＴ１１の１次巻線ｎ１の直列回路及び放電灯Ｌａのフィラメントに接続されたトランスＴ１１の２次巻線ｎ２１，ｎ２２からなる予熱用共振回路１６とから構成される。ここで、直流電源１１、インバータ回路ＩＮＶｏ、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２のドライブ回路１２、発振回路１３及びスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の動作周波数調整用の可変抵抗ＶＲより高周波電源１４を構成する。
【０００４】
図４は、図１に示す回路図の各部の電圧変化を、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆを横軸にとって示した動作周波数−電圧特性図である。ここで、図４に示す周波数ｆｏ１は、インダクタＬ１１とコンデンサＣ１４とで決まる点灯用共振回路１５の共振周波数であり、図４に示す周波数ｆｏ２は、コンデンサＣ１５とトランスＴ１１の１次巻線ｎ１のインダクタンスＬ１２とで決まる予熱用共振回路１６の共振周波数であり、それぞれは、
【０００５】
【数１】
0003707127.tif 000002
【０００６】
である。また、周波数ｆ１はインバータ回路ＩＮＶｏの最低動作周波数であり、周波数ｆ２はインバータ回路ＩＮＶｏの最高動作周波数であり、
【０００７】
【数２】
0003707127.tif 000003
【０００８】
に設定している。更に、図４中の実線Ｘ１は、放電灯Ｌａの不点灯時のコンデンサＣ１４の両端電圧Ｖｃ１４の変化を示し、破線Ｘ２は、放電灯Ｌａの点灯時のコンデンサＣ１４の両端電圧Ｖｃ１４の変化を示し、一点鎖線Ｘ３は、トランスＴ１１の１次巻線ｎ１の両端電圧Ｖ１次巻線ｎ１の変化を示している。
【０００９】
以下、図４を参照して図１に示す回路の動作を簡単に説明する。
本装置は、電源投入すると、ドライブ回路１２及び発振回路１３によってスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２が交互にオンオフしてインバータ回路ＩＮＶｏの出力端（ａ），（ｂ）間に矩形波の高周波電圧が生じる。この高周波電圧が点灯用共振回路１５のインダクタＬ１１及びコンデンサＣ１４の直列回路による共振作用により昇圧されて放電灯Ｌａの両電極間に印加され、放電灯Ｌａが点灯する。放電灯Ｌａの点灯前に放電灯Ｌａの両電極間に印加される電圧（以下、ランプ電圧と呼ぶ。）は、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆに応じて決まる図４に示す実線Ｘ１上の値のいずれかになる。放電灯Ｌａが点灯すると、インダクタＬ１１及びコンデンサＣ１４による共振条件がくずれ、インダクタＬ１１によって決まる電圧、つまりインバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆに応じて決まる図４に示す破線Ｘ２上の値のいずれかの電圧が放電灯Ｌａに印加され、インダクタＬ１１によって決まる電流が放電灯Ｌａに流れることになる。この際、放電灯Ｌａの始動時のインバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆには、共振周波数ｆｏ１の近傍の値が選ばれる。
【００１０】
放電灯Ｌａの点灯後、可変抵抗ＶＲを調整してインバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆをｆ１〜ｆ２の範囲内で変化させると、インダクタＬ１１のインピーダンスが変化し、これによってコンデンサＣ１４の両端電圧Ｖｃ１４、すなわちランプ電圧が変化し、放電灯Ｌａの調光制御が可能となる。
【００１１】
一方、点灯用共振回路１５の入力端（ｂ），（ｃ）間の電圧は、放電灯Ｌａの点灯及び不点灯に関わらず、矩形波の一定電圧であり、放電灯Ｌａが点灯してもコンデンサＣ１５とトランスＴ１１の１次巻線ｎ１のインダクタンスＬ１２とによる共振条件は維持され、トランスＴ１１の１次巻線ｎ１の両端電圧Ｖｎ１は、放電灯Ｌａの点灯及び不点灯に関わらず、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆの変化に対して図４に示す一点鎖線Ｘ３のように変化する。また、トランスＴ１１のｎ２１，ｎ２２によって常時予熱される放電灯Ｌａのフィラメントの予熱電圧は、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆがｆ１〜ｆ２の範囲内では、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆが大きくなるにしたがって上昇する。よって、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆがｆ１〜ｆ２の範囲内では、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆが大きくなるにしたがってランプ電圧は低下し、逆に放電灯Ｌａのフィラメントの予熱電圧は上昇して予熱電流が増加することになる。
【００１２】
放電灯Ｌａの予熱を予熱用共振回路１６で行うようにし、かつ上述の数２に示したように、共振周波数ｆｏ２を最高動作周波数ｆ２よりも大きくなるように設定したので、放電灯Ｌａの定格点灯時には、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆを共振周波数ｆｏ２から遠ざかる方向に変化させることによって、予熱電流を減少することができ、放電灯Ｌａの定格点灯時での電力損失を低減することができる。
【００１３】
本発明に係る第２従来例として本発明出願人出願の特願平７−１９０８４８号に示したものがあり、その回路図を図５に、その動作波形図を図６に示す。
【００１４】
本回路は、交流電源Ｖａｃを整流器ＤＢ及びダイオードＤ３を介して全波整流し、平滑コンデンサＣ１で平滑した直流電圧をインバータ回路ＩＮＶ１で交流の高周波電圧に変換して放電灯Ｌａに供給し、放電灯Ｌａを高周波点灯させると共に、整流器ＤＢとインピーダンス素子Ｚ１とインバータ回路ＩＮＶ１とバイポーラトランジスタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ２とを介して交流電源Ｖａｃから入力電流を通電する電流経路と、カップリングコンデンサＣ５を介してスイッチング素子Ｑ２の両端に並列接続された３倍共振回路Ｚ３と、カップリングコンデンサＣ５とインダクタＬ２とを介してスイッチング素子Ｑ２の両端に接続されたコンデンサＣ９及び放電灯Ｌａとを設け、３倍共振回路Ｚ３より放電灯Ｌａの予熱電圧を供給するものである。
【００１５】
ここで、インピーダンス素子Ｚ１はコンデンサＣ４から構成され、３倍共振回路Ｚ３は、２次巻線ｎ２，ｎ３を有するトランスＴ１の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ６との直列回路から構成され、インダクタＬ２とコンデンサＣ９とで主共振回路Ｚ４を構成し、主共振回路Ｚ４の共振周波数をｆｏとし、３倍共振回路Ｚ３の共振周波数を３ｆｏとする。また、トランスＴ１の２次巻線ｎ２及び２次巻線ｎ３は、それぞれコンデンサＣ７及びコンデンサＣ８を介して放電灯ＬａのフィラメントＸ１及びＸ２に接続され、トランスＴ１の１次巻線ｎ１に電流を供給することによりトランスＴ１の２次巻線ｎ２及び２次巻線ｎ３に発生する２次電圧を、放電灯Ｌａの予熱電圧として放電灯ＬａのフィラメントＸ１及びＸ２に供給する。更に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、発振回路４からの駆動信号Ｖｄを受けた駆動回路１ｂにより駆動され、インバータ回路ＩＮＶ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列接続、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々の両端に極性が逆向きに並列接続されたダイオードＤ１，Ｄ２、３倍共振回路Ｚ３、主共振回路Ｚ４、コンデンサＣ５、Ｃ７，Ｃ８、放電灯Ｌａから構成される。更にまた、放電灯Ｌａの先行予熱時は、先行予熱回路５から発振回路４へ予熱信号Ｓ１が供給される。駆動回路１ｂと発振回路４と先行予熱回路５とでインバータ回路ＩＮＶ１の制御回路６を構成する。なお、発振回路４、先行予熱回路５の構成は何でもよく、駆動回路１ｂはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動するものであれば何でもよく、３倍共振回路Ｚ３の代わりにｎ倍共振回路（ｎは１より大きい整数）でもよい。
【００１６】
次に、図６を参照して本回路の動作を簡単に説明する。
図６（ａ）に示すように、時刻０〜ｔ１の間の放電灯Ｌａの先行予熱時では、駆動回路１ｂによりインバータ回路ＩＮＶ１を、３ｆｏ近傍で且つ３ｆｏよりも大きい動作周波数ｆで動作させ、時刻ｔ１以降の放電灯Ｌａの点灯時では、駆動回路１ｂによりインバータ回路ＩＮＶ１を、ｆｏ近傍で且つｆｏよりも大きい動作周波数ｆで動作させる。このように動作させることにより、図６（ｃ）に示すように、平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１は、時刻０〜ｔ１の間の放電灯Ｌａの先行予熱時では低く、時刻ｔ１以降の放電灯Ｌａの点灯時では高くすることができる。
【００１７】
つまり、ｆ≒３ｆｏでインバータ回路ＩＮＶ１を動作させると、共振電流の殆どが３倍共振回路Ｚ３へと流れて主共振回路Ｚ４には殆ど流れず、この為に、図６（ｂ）に示すように放電灯Ｌａの両端電圧ＶＬａの振幅は大きく減少し、コンデンサＣ４、つまりインピーダンス素子Ｚ１に流れる電流も大きく減少する。よって、図６（ｃ）に示すように平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１は低くなり、図６（ｄ）に示すように予熱電流の振幅は大きくなる。また、ｆ≒ｆｏでインバータ回路ＩＮＶ１を動作させると、共振電流の殆どが主共振回路Ｚ４へと流れて３倍共振回路Ｚ３には殆ど流れず、この為に、図６（ｂ）に示すように放電灯Ｌａの両端電圧ＶＬａの振幅は大きくなり、コンデンサＣ４、つまりインピーダンス素子Ｚ１に流れる電流も大きくなる。よって、図４（ｃ）に示すように平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１は高くなり、図６（ｄ）に示すように予熱電流の振幅は小さくなる。
【００１８】
このように構成したことにより、入力力率を向上し、入力電流高調波歪を低減できると共に、大きなストレスが印加されることを防止でき、電力変換過程が少なくなることと放電灯点灯時の予熱電流の低減とにより、回路効率を向上でき、また、放電灯の先行予熱時に於いて、予熱電流を増加して且つ放電灯の未放電状態を維持することにより放電灯の寿命を改善できる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記第１従来例においては、図４に示すように、
【００２０】
【数３】
0003707127.tif 000004
【００２１】
に設定しているので、一点鎖線Ｘ３の進相領域で放電灯Ｌａに予熱電流を供給するように予熱用共振回路を設計しなければならず、この為、特に低温始動時には予熱電流不足が生じ、放電灯Ｌａの点灯が困難になってしまう、という第１の問題点が生じてしまう。
【００２２】
また、上記第２従来例においては、以下に示す第２の問題点が生じてしまう。
３倍共振回路Ｚ３の共振周波数は、主共振回路Ｚ４の共振周波数のｎ倍（ｎは１よりも大きい整数）であるので、３倍共振回路Ｚ３の共振周波数と主共振回路Ｚ４の共振周波数とをインバータ回路ＩＮＶ１の動作周波数の範囲内に設定するには、インバータ回路ＩＮＶ１の最高動作周波数を高く設定しなければならず、インバータ回路ＩＮＶ１の動作周波数を広い範囲で変化させるので、回路定数のバラツキが生じてしまうが、これを防止するには制御回路６が複雑になってしまい、装置の大型化を招いてしまう。
【００２３】
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、インバータ回路の制御回路の小型化が可能で、放電灯の低温始動が容易である放電灯点灯装置を低コストで提供することである。
【００２４】
【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、所定の共振周波数を有する主共振回路と、主共振回路のｎ倍（ｎは１よりも大きい整数）の共振周波数を有するｎ倍共振回路と、少なくとも１つ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を備え、インバータ回路は、放電灯の予熱時には、ｎ倍共振回路の共振周波数近傍の動作周波数で発振動作をし、放電灯の点灯時には、主共振回路の共振周波数近傍で発振動作をする放電灯点灯装置において、インバータ回路の動作周波数は予熱時の動作周波数から点灯時の動作周波数に連続的に移行し、放電灯の予熱時には、ｎ倍共振回路の共振周波数よりも大きい動作周波数で発振動作をすることを特徴とする。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、所定の共振周波数を有する主共振回路と、前記主共振回路のｎ倍（ｎは１よりも大きい整数）の共振周波数を有するｎ倍共振回路と、少なくとも１つ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、直流電圧源と前記インバータ回路との間に接続されるインピーダンス素子と、前記直流電圧源、前記インピーダンス素子及び前記インバータ回路のスイッチング素子を介して交流電源から入力電流を通電する電流経路と、を備え、前記インバータ回路は、前記放電灯の予熱時には、前記ｎ倍共振回路の共振周波数近傍の動作周波数で発振動作をし、前記放電灯の点灯時には、前記主共振回路の共振周波数近傍で発振動作をする放電灯点灯装置において、前記インバータ回路の動作周波数は予熱時の動作周波数から点灯時の動作周波数に連続的に移行し、前記放電灯の予熱時には、前記ｎ倍共振回路の共振周波数よりも大きい動作周波数で発振動作をすることを特徴とする。
【００２７】
請求項３記載の発明によれば、インバータ回路は、放電灯の点灯時には、主共振回路の共振周波数よりも大きい動作周波数で発振動作をすることを特徴とする。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、ｎは２以下の正の整数であることを特徴とする。
【００２９】
請求項５記載の発明によれば、直流電圧は、整流器及び平滑コンデンサを介して交流電源を整流平滑して得られるものであることを特徴とする。
【００３０】
【実施の形態】
（実施の形態１）
本発明に係る第１の実施の形態に係る回路図は、第１従来例の図１に示したものと同様で、その動作及び動作周波数−電圧特性図のみが異なるだけであり、つまりインバータ回路ＩＮＶｏの最高動作周波数を周波数ｆ２から周波数ｆ４へと高くして、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数の範囲を広くしたことのみが異なるだけであり、その他の第１従来例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。なお、本実施の形態に係る動作周波数−電圧特性図を図２に示す。
【００３１】
以下に簡単に説明する。
図２に示す動作周波数−電圧特性図において、一点鎖線Ｘ４上の点ａを予熱用共振回路１６の動作点とすると、その場合のインバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆは、図２に示すように周波数ｆ３（但しｆｏ２＜ｆ３＜ｆ４）となる。そして、放電灯Ｌａの予熱モードから始動モードへの移行過程では、予熱用共振回路１６の動作点は、一点鎖線Ｘ４上を点ａからインバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆが低下する方向へ、一点鎖線Ｘ４上のピーク値を経由して変化する。つまり、放電灯Ｌａのフィラメントに流れる予熱電流は一点鎖線Ｘ４のピーク値近傍で大きくなり、その結果、放電灯Ｌａの始動性が向上し、低温始動性も向上する。ここで、一点鎖線Ｘ４に示すように、予熱用共振回路１６の共振系が有限のピーク値を持つのは、つまり無負荷共振系でないのは、放電灯Ｌａのフィラメントが有限のインピーダンス値を有するからである。
【００３２】
また、特に、共振周波数ｆｏ２を共振周波数ｆｏ１の１〜２倍に設定することにより、周波数ｆ４を小さくすることができ、つまりインバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆの変化の範囲を狭くすることができ、よって、図１の回路図に示す可変抵抗ＶＲの値の変化の範囲を小さくすることができるため、インバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆの変化に対する可変抵抗ＶＲの値の変化の割合を任意に設定でき、それによって任意のインバータ回路ＩＮＶｏの動作周波数ｆを容易に設定することができる。
【００３３】
（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。
【００３４】
本回路は、インバータ回路ＩＮＶ２で入力電流高調波を低く押さえることができると共に、放電灯Ｌａのフィラメントに、特に低温始動にも充分な予熱電流を供給することができるものである。
【００３５】
先ず、図３を参照して本回路構成を以下に示す。
交流電源Ｖａｃを整流器ＤＢで全波整流した直流電圧ＶＤＢをインバータ回路ＩＮＶ２に供給する。
【００３６】
インバータ回路ＩＮＶ２は、整流器ＤＢの出力端に並列接続されたバイポーラトランジスタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ２１，Ｑ２２の直列接続と、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の各々の両端に極性が逆方向になるように並列接続されたダイオードＤ２３，Ｄ２４と、整流器ＤＢの負の出力端子及びダイオードＤ２４のアノード側端子間に接続されたダイオードＤ２１，Ｄ２２の直列接続と、ダイオードＤ２２の両端に並列接続されたコンデンサＣ２４と、ダイオードＤ２３，Ｄ２４の接点及びダイオードＤ２１，Ｄ２２の接点間に接続された直流カット用コンデンサＣ２５及びトランスＴ２１の１次巻線ｎ１からなる直列接続とから構成される。また、インバータ回路ＩＮＶ２の両端にはコンデンサＣ２８が接続されている。そして、ドライブ回路２１によりスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を交互にオンオフする。
【００３７】
スイッチング素子Ｑ２１の両端に並列接続されたインダクタＬ２２、平滑コンデンサＣ２７、ダイオードＤ２５からなる直列接続と、ダイオードＤ２５を介してスイッチング素子Ｑ２２の両端に極性が逆方向になるように並列接続されたダイオードＤ２６と、スイッチング素子Ｑ２２と、ダイオードＤ２４とで降圧チョッパ回路を構成する。この様に、スイッチング素子Ｑ２２はインバータ回路ＩＮＶ２と降圧チョッパ回路とで兼用されている。トランスＴ２１の２次巻線ｎ２の両端に並列接続されたインダクタＬ２１及び放電灯Ｌａからなる直列接続と、放電灯Ｌａの両端に且つトランスＴ２１の２次巻線ｎ２側端子間に並列接続されたコンデンサＣ２１とから負荷回路を構成し、トランスＴ２１の１次巻線ｎ１、コンデンサＣ２４より共振回路を構成し、インダクタＬ２１、コンデンサＣ２１、放電灯Ｌａにより主共振用回路を構成している。更に、直流カット用コンデンサＣ２５を介してダイオードＤ２４の両端に接続されたトランスＴ２２の１次巻線ｎ１及びコンデンサＣ２６からなる直列接続と、放電灯Ｌａの両フィラメントの両端に並列接続された、トランスＴ２２の２次巻線ｎ２１、コンデンサＣ２２の直列接続、及びトランスＴ２２の２次巻線ｎ２２、コンデンサＣ２３の直列接続とで放電灯Ｌａの予熱回路を構成する。ここで、トランスＴ２２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ２６とで予熱用共振回路を構成する。
【００３８】
次に、本回路における、入力電流高調波を低く抑える動作について説明する。
（１）先ずスイッチング素子Ｑ２１がオンすると、平滑コンデンサＣ２７→インダクタＬ２２→スイッチング素子Ｑ２１→直流カット用コンデンサＣ２５→トランスＴ２１の１次巻線ｎ１→コンデンサＣ２４→ダイオードＤ２６→平滑コンデンサＣ２７の経路で共振回路に電流が流れ、この電流によりコンデンサＣ２４が充電され、コンデンサＣ２４の両端電圧Ｖｃ２４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Ｃ２４の両端電圧Ｖｃ２４との和の電圧が、平滑コンデンサＣ２７からインバータ回路ＩＮＶ２に供給される電圧を越えた瞬間から、交流電源Ｖａｃ→整流器ＤＢ→スイッチング素子Ｑ２１→直流カット用コンデンサＣ２５→トランスＴ２１の１次巻線ｎ１→ダイオードＤ２１→整流器ＤＢ→交流電源Ｖａｃの経路でも共振回路に電流が流れ、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電源電圧Ｖａｃの大きさに略比例して変化するので、入力電流は電源電圧Ｖａｃに比例した正弦波状のものとなり、入力電流高調波が低く抑えられる。
【００３９】
（２）次にスイッチング素子Ｑ２１がオフ、スイッチング素子Ｑ２２がオンすると、最初はインバータ回路ＩＮＶ２の回生モードにより、トランスＴ２１の１次巻線ｎ１→コンデンサＣ２４→ダイオードＤ２４→直流カット用コンデンサＣ２５→トランスＴ２１の１次巻線ｎ１の経路で電流が流れ、やがて反転して、直流カット用コンデンサＣ２５を電源として直流カット用コンデンサＣ２５→スイッチング素子Ｑ２２→コンデンサＣ２４→トランスＴ２１の１次巻線ｎ１→直流カット用コンデンサＣ２５の経路で電流が流れ、この電流によりコンデンサＣ２４の両端電圧Ｖｃ２４は低下していく。
【００４０】
（３）次にスイッチング素子Ｑ２２がオフすると、しばらくはインバータ回路ＩＮＶ２の回生モードとなり、トランスＴ２１の１次巻線ｎ１→直流カット用コンデンサＣ２５→ダイオードＤ２３→コンデンサＣ２８→コンデンサＣ２４→トランスＴ２１の１次巻線ｎ１の経路で電流が流れ、コンデンサＣ２４の両端電圧Ｖｃ２４は低下し続ける。コンデンサＣ２４の電荷が完全に放電すると、コンデンサＣ２４を介さず、ダイオードＤ２２を介して電流が流れる。やがて電流が反転して上記駆動回路１で示した動作に戻る。
【００４１】
このような動作を繰り返し、インバータ回路ＩＮＶｏは入力電流の高調波抑制動作を行うと共に、高周波発振動作を行い、トランスＴ２１の２次巻線ｎ２の両端には高周波電圧が発生し、インダクタＬ２１、コンデンサＣ２１、放電灯Ｌａよりなる主共振回路を介して放電灯Ｌａが点灯する。また、トランスＴ２２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ２６とによって、トランスＴ２２の２次巻線ｎ２１，ｎ２２の両端には高周波電圧が発生し、コンデンサＣ２２，Ｃ２３を介して放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を供給することができる。
【００４２】
また、降圧チョッパ回路の動作について説明する。
（１）先ずスイッチング素子Ｑ２２がオンすると、交流電源Ｖａｃ→整流器ＤＢ→インダクタＬ２２→平滑コンデンサＣ２７→スイッチング素子Ｑ２２→ダイオードＤ２２→ダイオードＤ１→整流器ＤＢ→交流電源Ｖａｃの経路で平滑コンデンサＣ２７は充電されると共に、インダクタＬ２２にエネルギーが蓄積される。なお、コンデンサＣ２４の放電モード時には、コンデンサＣ２８→インダクタＬ２２→平滑コンデンサＣ２７→ダイオードＤ２５→スイッチング素子Ｑ２２→コンデンサＣ２８の経路で平滑コンデンサＣ２７は充電される。
【００４３】
（２）スイッチング素子Ｑ２２がオフすると、インダクタＬ２２→平滑コンデンサＣ２７→ダイオードＤ２５→ダイオードＤ２３→インダクタＬ２２の経路で、インダクタＬ２２に蓄積されていたエネルギーが、平滑コンデンサＣ２７へと移動する。
【００４４】
このような動作を繰り返し、降圧チョッパ回路の出力電圧が平滑コンデンサＣ２７の両端に発生する
ここで、インバータ回路ＩＮＶ２の動作周波数ｆの範囲と主共振回路の共振周波数と予熱用共振回路の共振周波数との関係を、図２に示す動作周波数−電圧特性図のように設定することにより、第１の実施の形態と同様に、放電灯Ｌａのフィラメントに流れる予熱電流は、図２に示す一点鎖線Ｘ４のピーク値近傍で大きくなり、その結果、放電灯Ｌａの始動性が向上し、低温始動性も向上する。更に、予熱用共振回路の共振周波数を主共振回路の共振周波数の１〜２倍に設定することにより、インバータ回路ＩＮＶ２の最高動作周波数を小さくすることができ、つまり任意のインバータ回路ＩＮＶ２の動作周波数ｆを容易に設定することができる。
【００４５】
なお、上記実施の形態において、降圧チョッパ回路の代わりに、部分平滑回路でも、完全平滑回路でも、他のチョッパ回路でも、その他の構成を有する電源回路でもよく、また、トランスＴ２１を備えずに負荷回路を備える構成であってもよい。更に、上記全ての実施の形態においては、他励式のハーフブリッジインバータ回路の代わりに、例えば自励式ハーフブリッジインバータ回路であっても、他の方式のインバータ回路などを用いてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、インバータ回路の制御回路の小型化が可能で、放電灯の低温始動が容易である放電灯点灯装置を低コストで提供できる。また、大きなストレスが印加されることを防止可能で、電力変換過程が少なくなることと放電灯点灯時の予熱電流の低減とにより、回路効率を向上可能で、また、放電灯の先行予熱時に於いて、予熱電流を増加して且つ放電灯の未放電状態を維持することにより放電灯の寿命を改善することが可能な放電灯点灯装置を低コストで提供できる。
【００４７】
請求項２または請求項５に記載の発明によれば、インバータ回路の制御回路の小型化が可能で、放電灯の低温始動が容易であると共に、入力力率を向上し、入力電流高調波歪を低減することが可能な放電灯点灯装置を低コストで提供できる。
【００４９】
請求項４記載の発明によれば、インバータ回路の制御回路の小型化が可能で、放電灯の低温始動が容易であると共に、インバータ回路の動作周波数の変化の範囲を狭くすることができ、任意のインバータ回路の動作周波数を容易に設定することが可能な放電灯点灯装置を低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態及び第１従来例の回路図を示す。
【図２】上記第１の実施の形態に係る動作周波数−電圧特性図を示す。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態の回路図を示す。
【図４】上記第１従来例に係る動作周波数−電圧特性図を示す。
【図５】本発明に係る第２従来例の回路図を示す。
【図６】上記第２従来例に係る動作波形図を示す。
【符号の説明】
Ｃ      コンデンサ
ＤＢ    整流器
ｆ      周波数
ＩＮＶ  インバータ回路
Ｌａ    放電灯
Ｑ      スイッチング素子
Ｖａｃ  交流電源
【図１】
0003707127.tif 000005
【図２】
0003707127.tif 000006
【図３】
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【図４】
0003707127.tif 000008
【図５】
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【図６】
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