(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の整流器とチョッパーとチョッパーの出力側に並列接続した平滑コンデンサによる直流電源を交互に開閉する直列接続された一対のスイッチング素子を備えたインバータに供給して、インバータにより高周波出力に変換し、この高周波出力を第一コンデンサとチョークコイルの直列回路を介して放電灯に接続し、放電灯に並列に第二コンデンサを接続し、放電灯全光点灯時のインバータの全光点灯時発振周波数を放電灯消灯時の第一コンデンサとチョークコイルと第二コンデンサの無負荷時共振周波数より低く設定し、放電灯調光点灯時のインバータの調光点灯時発振周波数を前記無負荷時共振周波数より高く設定するとともに、放電灯調光点灯時のチョッパーの出力電圧を放電灯全光点灯時のチョッパーの出力電圧より低く設定した放電灯点灯装置であって、放電灯を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合に、チョッパーの出力電圧を上昇させてからインバータの発振周波数を低下させる手段を設けた放電灯点灯装置。
【請求項２】
交流電源の整流器とチョッパーとチョッパーの出力側に並列接続した平滑コンデンサによる直流電源を交互に開閉する直列接続された一対のスイッチング素子を備えたインバータに供給して、インバータにより高周波出力に変換し、この高周波出力を第一コンデンサとチョークコイルの直列回路を介して放電灯に接続し、放電灯に並列に第二コンデンサを接続し、放電灯全光点灯時のインバータの全光点灯時発振周波数を放電灯消灯時の第一コンデンサとチョークコイルと第二コンデンサの無負荷時共振周波数より低く設定し、放電灯調光点灯時のインバータの調光点灯時発振周波数を前記無負荷時共振周波数より高く設定するとともに、放電灯全光点灯時に前記一対のスイッチング素子を開閉制御するデューティ比を略５０％／５０％とし、放電灯調光点灯時に前記一対のスイッチング素子を開閉制御するデューティ比を略５０％／５０％とは異ならせた放電灯点灯装置であって、放電灯を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合に、前記一対のスイッチング素子を開閉制御するデューティ比を略５０％／５０％にしてからインバータの発振周波数を低下させる手段を設けた放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交流電源の整流器とチョッパーとチョッパーの出力側に並列接続した平滑コンデンサによる直流電源を交互に開閉する直列接続された一対のスイッチング素子を備えたインバータに供給して、インバータにより高周波出力に変換し、この高周波出力を第一コンデンサとチョークコイルの直列回路を介して放電灯に接続し、放電灯に並列に第二コンデンサを接続し、放電灯全光点灯時のインバータの全光点灯時発振周波数を放電灯消灯時の第一コンデンサとチョークコイルと第二コンデンサの無負荷時共振周波数より低く設定し、放電灯調光点灯時のインバータの調光点灯時発振周波数を前記無負荷時共振周波数より高く設定した放電灯点灯装置は知られたところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、放電灯調光点灯時に放電灯が点灯維持できない不具合が発生することもあるのを解消するために、放電灯調光点灯時のチョッパーの出力電圧を放電灯全光点灯時のチョッパーの出力電圧より低く設定するとともに、インバータの調光点灯時発振周波数を低めに設定して放電灯に却って高電圧を与えることにより調光点灯維持できる放電灯点灯装置を本出願人はすでに出願した。しかしながら、放電灯を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合に、インバータの発振周波数を低くすると同時にチョッパーの出力電圧を高くしようとすると、チョッパーの出力側には一般的に大容量の平滑コンデンサがあるために、その出力電圧の立ち上がりが遅延する。そうすると、放電灯が立ち消えして無負荷状態となり、前記スイッチング素子に進相電流が流れてスイッチング素子が発熱さらには破壊するおそれを生じる。
そこで本発明は、放電灯を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合に放電灯が立ち消えしないようにするとともに、インバータを構成するスイッチング素子に進相電流が流れないようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項に示した通りである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を説明するが、それはあくまで本発明に基づいて採択された例示的な実施形態であり、本発明をその実施形態に特有な事項に基づいて限定解釈してはならず、本発明の技術的範囲は、請求項に示した事項さらにはその事項と実質的に等価である事項に基づいて定めなければならない。
【０００６】
図示の実施形態は、交流電源１の整流器２とチョッパー３とチョッパー３の出力側に並列接続した平滑コンデンサＣによる直流電源を交互に開閉する直列接続された一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備えたインバータ４に供給して、インバータ４により高周波出力に変換し、この高周波出力を第一コンデンサＣ１とチョークコイルＬの直列回路を介して放電灯５に接続し、放電灯５に並列に第二コンデンサＣ２を接続し、放電灯５全光点灯時のインバータ４の全光点灯時発振周波数ｆ１を放電灯５消灯時の第一コンデンサＣ１とチョークコイルＬと第二コンデンサＣ２の無負荷時共振周波数ｆ０より低く設定し、放電灯５調光点灯時のインバータ４の調光点灯時発振周波数ｆ２を前記無負荷時共振周波数ｆ０より高く設定するとともに、放電灯５調光点灯時のチョッパー３の出力電圧（例えばＶＤＣ＝１８０Ｖ）を放電灯５全光点灯時のチョッパー３の出力電圧（例えばＶＤＣ＝３００Ｖ）より低く設定した放電灯点灯装置である。そして、放電灯５を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合に、チョッパー３の出力電圧を上昇させてからインバータ４の発振周波数を低下させる手段を設けている。なお、チョッパー３の出力電圧は比較的自由に設定可能である。
【０００７】
放電灯５を全光点灯状態から調光点灯状態に切り替える場合は、外部からの入力信号により制御手段６の出力信号を時刻Ｔ１にてＬレベルからＨレベルに切り替える。この信号は反転回路７を介してトランジスタＴＲ１にＬレベル信号として加わり、トランジスタＴＲ１はオフに切り替わる。これにより、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ２に並列接続されなくなり、チョッパー制御手段８を介した帰還制御によりチョッパー３の出力電圧は下降して行く。制御手段６の出力信号は遅延回路９にも加わり、そのＨレベル信号によりトランジスタＴＲ２はオンに切り替わってコンデンサＣ３が短絡され、コンパレータＣＰの出力がインバータ駆動手段１０を介してインバータ４を調光点灯時発振周波数ｆ２にて直ちに発振させる。なお、この場合はコンデンサＣ３が短絡される制御形態のため、遅延回路９は遅延動作していない。
【０００８】
放電灯５の調光点灯時はインバータ４は調光点灯時発振周波数ｆ２で発振しており、その時のＶＤＣは１８０Ｖである。放電灯５を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合は、外部からの入力信号により制御手段６の出力信号を時刻Ｔ２にてＨレベルからＬレベルに切り替える。この信号は反転回路７を介してトランジスタＴＲ１にＨレベル信号として加わり、トランジスタＴＲ１はオンに切り替わる。これにより、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ２に並列接続され、チョッパー制御手段８を介した帰還制御によりチョッパー３の出力電圧は上昇して行く。これによりＶＤＣは最終的に３００Ｖになる。制御手段６の出力信号は遅延回路９にも加わり、そのＬレベル信号によりトランジスタＴＲ２はオフに切り替わってコンデンサＣ３が開放され、その両端電圧が比較的緩やかに上昇する。これによる遅延時間（５０ｍｓ程度でよい）内にＶＤＣが３００Ｖになるのを待ってから、時刻Ｔ３にてコンパレータＣＰの出力がインバータ駆動手段１０を介してインバータ４を全光点灯時発振周波数ｆ１にて発振させる。これによりＶＤＣ＝３００Ｖにおいて発振周波数ｆ１で放電灯５が全光点灯する。このようにすると、放電灯５を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合に、放電灯５が立ち消えしないようになるとともに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に進相電流が流れないものとなる。これに反して、放電灯５を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合に、一気に発振周波数ｆ１に切り替えると図３の白丸点にて動作するため、放電灯５が立ち消えするとともに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に進相電流が流れてしまう。なお、時刻Ｔ３のタイミングはＶＤＣが３００Ｖになるのを待たずとも、ある程度まで上昇した時点でもよい。また、遅延回路９の代わりに、ＶＤＣのある程度の上昇又は上昇完了を検出してから、インバータ４の発振周波数を変える回路手段を採用してもよいのは当業者に自明の改変事項である。
【０００９】
以上の説明では、放電灯５の調光点灯時には全光点灯時に比べてチョッパー３の出力電圧を低下させる例を述べたが、それに代わる等価的手段として、放電灯５の調光点灯時に一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を開閉制御するデューティ比を略５０％／５０％とは異ならせる手段を採用してもよい。念のため述べると、このようにデューティ比を略５０％／５０％とは異ならせて、例えば２０％／８０％などとする手段は、前記例のようなチョッパー３の出力電圧ＶＤＣを低下させる手段と同効であり、これにより図２に示した｜Ｅ０（ｔ）｜（第一コンデンサＣ１の出力側電圧）は前記例と同様に、放電灯５の調光点灯時には低下する。また、この例の場合、前記例でも同様であるが、放電灯５の全光点灯時には一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を開閉制御するデューティ比は略５０％／５０％である。そして、放電灯５を調光点灯状態から全光点灯状態に切り替える場合には、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を開閉制御するデューティ比を略５０％／５０％に切り替えてからインバータ４の発振周波数を低下させる手段を設けるとよい。なお、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を開閉制御するためのデューティ比可変制御はインバータ駆動手段１０に担わせるとよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す回路図
【図２】同放電灯の点灯状態を切り替える場合のタイミングチャート
【図３】同共振カーブ図
【符号の説明】
１  交流電源
２  整流器
３  チョッパー
Ｃ  平滑コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子
４  インバータ
Ｃ１  第一コンデンサ
Ｌ  チョークコイル
５  放電灯
Ｃ２  第二コンデンサ
ｆ１  全光点灯時発振周波数
ｆ０  無負荷時共振周波数
ｆ２  調光点灯時発振周波数
【図１】
0003585372.tif 000002
【図２】
0003585372.tif 000003
【図３】
0003585372.tif 000004