(57)【要約】【課題】変圧器の二次側が無負荷状態において当該二次側の配線状態に依存する異常な高電圧の発生を回避することができる放電灯点灯回路を提供する。【解決手段】通常負荷時はインバータ回路１４の発振周波数を変圧器１５の二次側共振周波数からずらした発振周波数２００ｋＨｚから放電灯１９の定常点灯時の発振周波数５０ｋＨｚまで徐々に変化させることにより放電灯１９を点灯するようにした。無負荷及び過負荷等の二次側に所定の高電圧が発生し得るときには発振回路１３を２００ｋＨｚで動作させるようにした。このため、インバータ回路１４と変圧器１５の二次側共振周波数とが一致するいわゆる二次側共振状態に至ることはない。ひいては変圧器１５の二次側に異常な高電圧が発生することもない。また、予め設定された過電圧判定閾値を超えるような所定の過電圧が発生した場合にはこれを検出して発振回路１３の発振動作を停止するようにした。【選択図】      図２
2006313708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から入力した所定の交流電圧を整流回路により所定の直流電圧に変換し、当該直流電圧をインバータ回路の発振動作に基づいて変圧器により所定の交流電圧に変換して放電灯に印加するようにした放電灯点灯回路において、
前記インバータ回路の発振周波数について、予め想定した変圧器の二次側共振周波数の採り得る範囲外の値に設定された第１の発振周波数と、前記放電灯の点灯時における第２の発振周波数とをそれぞれ設定し、
前記交流電源のオン動作に伴って前記インバータ回路の発振周波数を第１の発振周波数から第２の発振周波数に一致させるように制御すると共にその過程において予め想定した異常電圧が発生し得る異常状態を検出したときには前記インバータ回路の発振周波数を前記第１の発振周波数に設定し維持する保護回路を設けるようにした放電灯点灯回路。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯回路において、
前記異常状態は前記変圧器の二次側の無負荷状態である放電灯点灯回路。  
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯回路において、
前記保護回路は、
前記交流電圧が予め設定された過電圧判定閾値を超えた場合にはインバータ回路の発振動作を停止させる過電圧保護回路と、
前記交流電圧が予め設定された無負荷判定閾値を超えた場合には予め想定した異常状態として変圧器の二次側が無負荷状態である旨判定すると共に前記インバータ回路の発振周波数を前記第１の発振周波数に設定し維持する無負荷検出回路と、を備えた放電灯点灯回路。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の放電灯点灯回路において、
前記第１の発振周波数は前記第２の発振周波数よりも大きな値とした放電灯点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネオン管及びアルゴン管等の放電灯を点灯する放電灯点灯回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、ネオン管及びアルゴン管等の放電灯を点灯する放電灯点灯回路としてはインバータ回路を使用した高周波点灯方式のものが普及しつつある。この放電灯点灯回路においては、交流電源からの交流電圧は全波整流回路により全波整流されて直流電圧に変換され、その直流電圧は平滑コンデンサにより平滑される。そしてこの平滑された直流電圧はインバータ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング動作により所定の周波数の交流電圧に変換されて同じくインバータ回路を構成する変圧器の一次側に供給される。すると、変圧器の二次側には一次側との巻線の巻数比に応じた電圧が誘起され、この誘起電圧が変圧器の二次側に接続された放電管に印加されることにより放電灯は点灯する。
【０００３】
通常、放電灯はガラス製であり、何らかの原因で破損又は真空度の低下等の故障が発生することがある。また、配線の抜け等、何らかの原因で放電管と変圧器との間の接続が遮断されて非接触状態となることもある。このような場合には、変圧器の二次側がいわゆる無負荷状態となり、非常に高い電圧（過電圧）が変圧器の二次側から出力され続ける。そしてその過電圧により変圧器が損傷するおそれがあった。そうした過電圧による変圧器の損傷を抑制するために、過電圧保護回路を設けるようにした放電灯点灯回路が従来提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
同文献の放電灯点灯回路は、変圧器の二次側に巻回された電圧検出用の巻線により当該変圧器の二次側に発生する電圧を検出可能とされており、その検出した電圧に基づいて当該電圧が正常か否かを判定するようになっている。即ち、放電灯点灯回路は、電圧検出用の巻線により検出された変圧器の二次側に発生した電圧と、予め設定された異常電圧判定閾値とを比較して、変圧器の二次側の電圧が異常電圧判定閾値を超えているときに異常であると判定する。そして、異常の旨判定された場合には、放電灯点灯回路はインバータ回路のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させる。これにより、変圧器の二次側から過電圧が出力され続けることはなく、変圧器の保護が図られる。
【特許文献１】特開２００３−３０９０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記従来の放電灯点灯回路には次のような問題があった。即ち、変圧器の二次側が無負荷状態の場合には当該二次側の配線状態により浮遊容量が変動する。そしてインバータ回路の発振周波数と、変圧器の二次側回路の共振周波数（変圧器の二次側の配線によるＣ分と変圧器のＬ分との共振周波数）とが一致したときには、当該変圧器の二次側に異常な高電圧が発生するおそれがあった。このいわゆる二次側共振状態において変圧器の二次側に発生する異常電圧は、変圧器の二次側が単に無負荷状態のときに発生する過電圧よりもさらに高い値となる。この異常電圧も前記検出用の巻線により当然に検出されてインバータ回路のスイッチング素子のスイッチング動作が停止される。しかし、前記異常電圧が検出されてから前記スイッチング素子のスイッチング動作が停止されるまでの例えわずかな時間であっても、当該異常電圧に起因する変圧器の損傷が懸念されていた。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、変圧器の二次側が無負荷状態において当該二次側の配線状態に依存する異常な高電圧の発生を回避することができる放電灯点灯回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、交流電源から入力した所定の交流電圧を整流回路により所定の直流電圧に変換し、当該直流電圧をインバータ回路の発振動作に基づいて変圧器により所定の交流電圧に変換して放電灯に印加するようにした放電灯点灯回路において、前記インバータ回路の発振周波数について、予め想定した変圧器の二次側共振周波数の採り得る範囲外の値に設定された第１の発振周波数と、前記放電灯の点灯時における第２の発振周波数とをそれぞれ設定し、前記交流電源のオン動作に伴って前記インバータ回路の発振周波数を第１の発振周波数から第２の発振周波数に一致させるように制御すると共にその過程において予め想定した異常電圧が発生し得る異常状態を検出したときには前記インバータ回路の発振周波数を前記第１の発振周波数に設定し維持する保護回路を設けるようにしたことをその要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放電灯点灯回路において、前記異常状態は前記変圧器の二次側の無負荷状態であることをその要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯回路において、前記保護回路は、前記交流電圧が予め設定された過電圧判定閾値を超えた場合にはインバータ回路の発振動作を停止させる過電圧保護回路と、前記交流電圧が予め設定された無負荷判定閾値を超えた場合には予め想定した異常状態として変圧器の二次側が無負荷状態である旨判定すると共に前記インバータ回路の発振周波数を前記第１の発振周波数に設定し維持する無負荷検出回路と、を備えたことをその要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の放電灯点灯回路において、前記第１の発振周波数は前記第２の発振周波数よりも大きな値としたことをその要旨とする。
【００１０】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、通常負荷時は二次側共振周波数の採り得る範囲外の値に設定された第１の発振周波数から放電灯の定常点灯時における第２の発振周波数まで徐々に変化して放電灯が点灯される。そしてその過程において予め想定された変圧器の二次側に異常電圧が発生し得る異常状態が検出されたときにはインバータ回路の発振周波数は第１の発振周波数に設定され、その状態で維持される。このため、インバータ回路の発振周波数と変圧器の二次側共振周波数とが一致するいわゆる二次側共振状態に至ることはなく、ひいては変圧器の二次側に異常な高電圧が発生することが回避される。
【００１１】
この異常な高電圧は変圧器の二次側が無負荷状態のときに特に大きな値になる。このため、請求項２に記載するように、変圧器の二次側の無負荷状態が検出されたときに、インバータ回路の発振周波数を第１の発振周波数に設定し維持するようにすれば、変圧器の二次側が無負荷状態のときに前述の二次側共振状態に至ることが回避される。従って、効果的な回路保護が図られる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明によれば、所定の過電圧が検出された場合には過電圧保護回路によりインバータ回路の発振動作が停止される。これにより変圧器の二次側に前述の過電圧が誘起されることもなくなるので、当該変圧器の損傷が回避される。また、無負荷検出回路により変圧器の二次側の無負荷状態が検出された場合には、インバータ回路の発振周波数は前記第１の発振周波数に設定維持されるので、二次側共振状態による変圧器の損傷が回避される。無負荷状態の場合、変圧器の二次側に誘起される交流電圧は二次側共振状態時における異常電圧ほどではないにしても、所定の過電圧レベルに達することはあり得る。その場合には前記過電圧保護回路により回路保護が図られる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、インバータ回路の発振周波数は、値が高い方である第１の発振周波数から値が低い方である第２の発振周波数に一致するように変化する。一般に、変圧器は最低の発振周波数に合わせて設計される。このため、インバータ回路の発振周波数を低い方の値から高い方の値へ変化させるようにした場合に比べて、変圧器の小型化が図られる。即ち、本発明では最低の発振周波数である第２の発振周波数に合わせて変圧器の設計が行われる。これに対して、インバータ回路の発振周波数を低い方の値から高い方の値へ変化させるようにした場合には、本発明では最低の発振周波数である第２の発振周波数よりも低い値の発振周波数に合わせて変圧器の設計が行われる。このため、変圧器は大型化する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、変圧器の二次側が無負荷状態において当該二次側の配線状態に依存する異常な高電圧の発生を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を、ネオン管等の放電灯を点灯させる放電灯点灯回路に具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
＜放電灯点灯回路の概要＞
図１に示すように、放電灯点灯回路１１は、整流回路１２、発振回路１３、インバータ回路１４及び変圧器１５を備えている。整流回路１２は交流電源１６からの交流電圧を全波整流して直流電圧とする。発振回路１３はインバータ回路１４を所定の発振周波数で駆動制御する。インバータ回路１４は例えば２つのスイッチング素子を交互にオンさせるハーフブリッジ方式のものが採用されており、当該スイッチング素子は発振回路１３の発振周波数に基づいてスイッチング動作する。変圧器１５は前記スイッチング素子のスイッチング動作、即ちインバータ回路１４の発振動作に基づいて所定の交流電圧を出力する。この変圧器１５からの交流電圧が放電灯１９の両端に印加されることにより当該放電灯１９は点灯する。
【００１６】
また、同図に示すように、放電灯点灯回路１１は変圧器１５を保護するための保護回路２１を備えている。保護回路２１は過電圧保護回路２２及び無負荷検出回路２３を有している。過電圧保護回路２２は変圧器１５から出力される交流電圧を検出して当該交流電圧が過電圧レベルか否かを判定し、過電圧レベルである旨判定したときには発振回路１３へ発振停止信号Ｓ１を出力する。この発振停止信号Ｓ１を受けて発振回路１３はインバータ回路１４の発振動作を停止する。これにより、変圧器１５から過電圧が出力されることがなくなり、当該過電圧に起因する変圧器１５の損傷等が抑制される。尚、この過電圧保護回路２２については後に詳述する。
【００１７】
無負荷検出回路２３は変圧器１５から出力される交流電圧に基づいて変圧器１５の出力側が予め想定した無負荷状態であるか否かを判定し、予め発振周波数制御信号Ｓ２を出力し異常電圧状態ならば発振周波数制御信号Ｓ２を出力し続ける。この発振周波数制御信号Ｓ２が入力されたとき、発振回路１３は変圧器１５の二次側共振周波数と不一致となるように予め設定された発振周波数でインバータ回路１４の発振動作を行うように構成されている。これにより、発振回路１３の発振周波数と変圧器１５の二次側共振周波数とが一致することが回避される。
【００１８】
ここで、無負荷状態とは、何らかの原因で放電灯１９が破損又は真空度の低下等の故障が発生したり、配線抜け等に起因して変圧器１５と放電灯１９との間の接続が遮断されて非接触状態となったりして、変圧器１５から非常に高い電圧（過電圧）が出力され得る状態をいう。変圧器１５の出力側が無負荷状態であることに起因して、当該変圧器１５から出力される交流電圧が過電圧レベルに達すると、それが過電圧保護回路２２により検出され、前述と同様に当該過電圧保護回路２２から発振回路１３へ発振停止信号Ｓ１が出力される。これによりインバータ回路１４の発振動作が停止され、変圧器１５から過電圧レベルの電圧が出力されることが回避される。尚、この無負荷検出回路２３については後に詳述する。
【００１９】
＜過電圧保護回路＞
次に、過電圧保護回路２２について詳細に説明する。即ち、図２に示すように、過電圧保護回路２２は、検出巻線３１、平滑回路３２、ツェナーダイオード３３、オペアンプ３４、ダイオード３５及び２つの抵抗３６，３７との直列回路、電解コンデンサ３８、抵抗３９並びにスイッチング素子４０を備えている。
【００２０】
検出巻線３１は一次側巻線１５ａ及び二次側巻線１５ｂを有する変圧器１５の二次側に二次側巻線１５ｂとは別に巻回されている。検出巻線３１の両端は配線３１ａ，３１ｂを介して平滑回路３２に接続されている。平滑回路３２は抵抗、ダイオード及びコンデンサ等が適宜組み合わせられることにより構成されており、検出巻線３１により検出された所定の交流電圧を直流電圧に近い状態に平滑する。平滑回路３２の出力側はオペアンプ３４のプラス側入力端子に接続されている。
【００２１】
ツェナーダイオード３３は検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａとオペアンプ３４のマイナス側入力端子との間に接続されている。ツェナーダイオード３３のアノード側は検出巻線３１に接続されており、同じくカソード側はオペアンプ３４のマイナス側入力端子に接続されている。
【００２２】
ダイオード３５及び抵抗３６，３７の直列回路はこの順でオペアンプ３４の出力端子に接続されている。ダイオード３５のアノード側はオペアンプ３４の出力端子に、同じくカソード側は抵抗３６に接続されている。そして抵抗３６，３７の接続点と検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａとの間には電解コンデンサ３８が接続されている。
【００２３】
スイッチング素子４０としては電界効果型トランジスタが使用されており、当該スイッチング素子４０のドレイン端子は発振回路１３に、同じくソース端子は検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａに、同じくゲート端子は抵抗３７に接続されている。抵抗３７とスイッチング素子４０のゲート端子との接続点と検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａとの間には抵抗３９が接続されている。
【００２４】
オペアンプ３４はプラス側入力端子とマイナス側入力端子との電位差に基づいた所定の電圧を出力する。本実施形態では、オペアンプ３４のプラス側入力端子には平滑回路３２からの直流電圧が入力され、同じくマイナス側入力端子にはツェナーダイオード３３により発生した定電圧（即ち、基準電圧）が入力される。そしてオペアンプ３４はプラス側入力端子に入力された電圧とマイナス側入力端子に入力された基準電圧とを比較して、当該プラス側入力端子に入力された電圧がマイナス側入力端子の基準電圧を超えていたときに所定の電圧、即ち発振停止信号Ｓ１を出力する。この発振停止信号Ｓ１はダイオード３５及び抵抗３６，３７の直列回路を介してスイッチング素子４０のゲート端子に供給され、それにより当該スイッチング素子４０はオン状態となる。そして、発振回路１３が短絡することにより発振回路１３の駆動が停止し、ひいてはインバータ回路１４の発振動作も停止する。
【００２５】
＜無負荷検出回路＞
次に、無負荷検出回路２３について詳細に説明する。即ち、図２に示されるように、無負荷検出回路２３は、オペアンプ４１を備えている。オペアンプ４１のマイナス側入力端子は抵抗４２を介して前記ツェナーダイオード３３と前記オペアンプ３４のマイナス側入力端子との接続点に接続されており、同じくプラス側入力端子はダイオード４３及び抵抗４４の直列回路を介して前記検出巻線３１の他端側から引き出された配線３１ｂに接続されている。ダイオード４３のアノードは抵抗４４側に、同じくカソードはオペアンプ４１側に接続されている。
【００２６】
また、前記抵抗４２と前記オペアンプ３４のマイナス側入力端子との接続点と、ダイオード４３とオペアンプ４１のプラス側入力端子との接続点との間には、抵抗４５及びダイオード４６の直列回路が接続されている。ダイオード４６のアノードは抵抗４５側に、同じくカソードはオペアンプ４１側に接続されている。前記ダイオード４３とオペアンプ４１のプラス側入力端子との接続点と、検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａとの間には、コンデンサ４７及び抵抗４８の並列回路が接続されている。
【００２７】
また、前記抵抗４２とオペアンプ４１のマイナス端子との接続点と、検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａとの間には、スイッチング素子４９及び電解コンデンサ５０の並列回路が接続されている。スイッチング素子４９は電界効果型トランジスタとされており、当該スイッチング素子４９のドレイン端子は前記抵抗４２とオペアンプ４１のマイナス端子との接続点に、同じくソース端子は検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａに、同じくゲート端子は前記抵抗３６，３７の接続点にそれぞれ接続されている。
【００２８】
そして、オペアンプ４１の出力端子と発振回路１３との間にはダイオード５１、抵抗５２及びダイオード５３の直列回路が接続されている。両ダイオード５１，５３は抵抗５２を間に挟んだ状態で互いに双方向となるように接続されている。即ち、ダイオード５１のアノードはオペアンプ４１の出力端子に、同じくカソードは抵抗５２に接続されている。ダイオード５３のアノードは発振回路１３に、同じくカソードは抵抗５２に接続されている。
【００２９】
さらに、抵抗５２とダイオード５３との接続点と、検出巻線３１の一端側から引き出された配線３１ａとの間には、抵抗５４及びコンデンサ５５の並列回路が接続されている。また、ダイオード５３と発振回路１３との接続点と、検出巻線３１との間にはダイオード５６が接続されている。このダイオード５６のアノードは検出巻線３１側に、同じくカソードは前記発振回路１３に接続されている。
【００３０】
オペアンプ４１はプラス側入力端子とマイナス側入力端子との電位差に基づいた所定の電圧を出力する。本実施形態では、オペアンプ４１のプラス側入力端子には抵抗４４及びダイオード４３の直列回路を介して検出巻線３１により検出された電圧が入力される。また、オペアンプ４１のプラス側入力端子には、ツェナーダイオード３３のツェナー電圧より低い値となるように、抵抗４５と抵抗４８とで分圧された電圧がコンデンサ４７により平滑された状態で入力される。
【００３１】
オペアンプ４１のマイナス側入力端子にはツェナーダイオード３３により発生した定電圧が抵抗４２を介して入力され、その入力電圧が当該オペアンプ４１の基準電圧となる。従って、交流電源オン時、オペアンプ４１のプラス側入力端子の入力電圧は好適に上昇し、マイナス側入力端子の入力電圧、即ち基準電圧よりも高くなる。即ち、交流電源オン時、オペアンプ４１は出力状態で立ち上がるようになっている。そして、オペアンプ４１が出力状態、即ち発振周波数制御信号Ｓ２の出力状態である場合、発振回路１３は、ダイオード５１，５３，５６、抵抗５２，５４、コンデンサ５５及びオペアンプ４１によって決まる所定の発振周波数でインバータ回路１４をスイッチング動作させるように構成されている。
【００３２】
具体的には、発振周波数制御信号Ｓ２が出力されている場合の発振回路１３の発振周波数は、予め想定した変圧器１５の二次側共振周波数の採り得る範囲外の値に設定されている。共振点は変圧器１５に接続されている負荷（ここでは放電灯１９）の状態及び変圧器１５の二次側の配線状態等により変動する。共振の発生し得る発振回路１３の発振周波数の範囲は所定の点灯回路モデルを使用した実験等により求められている。本実施形態では４０〜１５０ｋＨｚ（変圧器１５；４ｋＶｏ−ｐとした場合）を共振の発生し得る発振回路１３の発振周波数の範囲として想定しており、その範囲外である２００ｋＨｚを発振周波数制御信号Ｓ２が入力されたときの発振回路１３の発振周波数としている。そして、発振周波数制御信号Ｓ２が入力された場合の発振回路１３の発振周波数が２００ｋＨｚとなるようにダイオード５１，５３，５６、抵抗５２，５４及びコンデンサ５５の抵抗値及び容量等がそれぞれ設定されている。
【００３３】
また、交流電源オン時、前述のオペアンプ４１のマイナス側入力端子の入力電圧（即ち、基準電圧）は前記抵抗４２及び電解コンデンサ５０から構成された時定数回路により決定される時定数に基づいて徐々に上昇するようになっている。そしてオペアンプ４１はプラス側入力端子の入力電圧とマイナス側入力端子の基準電圧とを比較して、当該基準電圧が入力電圧を超えた場合には前記発振周波数制御信号Ｓ２の出力を停止するようになっている。
【００３４】
＜実施形態の作用＞
次に、前述のように構成した放電灯点灯回路の動作を通常負荷時と無負荷時とに分けて順番に説明する。尚、本実施形態では、放電灯１９の定常点灯時における発振回路１３の発振周波数を５０ｋＨｚとする。また変圧器１５の二次側共振周波数を５０ｋＨｚとして説明する。
【００３５】
＜通常負荷時＞
まず、変圧器１５の二次側に負荷としての放電灯１９が正常に接続された通常負荷時について説明する。この場合、交流電源をオンしたとき、発振回路１３はダイオード５１，５３，５６、抵抗５２，５４、コンデンサ５５及びオペアンプ４１によって決まる所定の発振周波数（ここでは、２００ｋＨｚ）でインバータ回路１４をスイッチング動作させる。この交流電源オン時における発振回路１３の発振周波数は、図３に示されるように予め想定した変圧器１５の二次側共振周波数の採り得る範囲外の値に設定されているので、交流電源オン時に発振回路１３の発振周波数と変圧器１５の二次側共振周波数とが一致することはない。
【００３６】
交流電源オン後、オペアンプ４１のマイナス側入力端子の入力電圧は電解コンデンサ５０及び抵抗４２から構成される時定数回路により決定される時定数に基づいて徐々に上昇する。即ち、ツェナーダイオード３３により発生した定電圧は抵抗４２を介してオペアンプ４１のマイナス側入力端子に入力される。その際に、電解コンデンサ５０に電荷が徐々に充電され、それに伴ってオペアンプ４１のマイナス側入力端子の入力電圧（基準電圧）も徐々に上がる。電解コンデンサ５０が所定の充電電圧に達するまでオペアンプ４１のマイナス側入力端子の入力電圧は上昇する。
【００３７】
また、オペアンプ４１のプラス側入力端子への入力電圧も抵抗４５、ダイオード４６、コンデンサ４７及び抵抗４８から構成される時定数回路により決定される時定数に基づいて徐々に上昇する。オペアンプ４１のプラス側入力端子には検出巻線３１により検出された電圧に加えて、次のような電圧も入力される。詳述すると、ツェナーダイオード３３により発生した定電圧は抵抗４５と抵抗４８とで当該ツェナーダイオード３３のツェナー電圧よりも低い値に分圧され、その分圧された電圧はコンデンサ４７により平滑され、その平滑された電圧がオペアンプ４１のプラス側入力端子に入力される。
【００３８】
従って、図４に示されるように、通常負荷時においてはプラス側入力端子の入力電圧Ｖ１はマイナス側入力端子の入力電圧Ｖ２（基準電圧）よりも早く立ち上がる。そして、途中でオペアンプ４１のマイナス側入力端子の入力電圧Ｖ２の方がプラス側入力端子の入力電圧Ｖ１よりも高くなる。その結果、オペアンプ４１からの発振周波数制御信号Ｓ２の出力が停止される。その後、発振回路１３の発振周波数は放電灯１９の定常転倒時の発振周波数である５０ｋＨｚに向けて減衰して徐々に低下する。
【００３９】
そして発振回路１３の発振周波数が徐々に減衰して放電灯１９の定常点灯時の発振周波数である５０ｋＨｚに達し、放電灯１９の両端間に所定の始動電圧が印加されると当該放電灯１９は点灯する。
【００４０】
以上詳述したように、通常負荷時において、発振回路１３の発振周波数を変圧器１５の二次側共振周波数（５０ｋＨｚ）からずらした所定の発振周波数（２００ｋＨｚ）から予め設定された放電灯１９の定常点灯時の発振周波数（５０ｋＨｚ）まで徐々に変化させるようにした。これにより、交流電源オン時に即時に共振が発生することを回避することができる。ひいては、交流電源オン時において、いわゆる二次側共振状態が発生することもなく、それに起因して変圧器１５の二次側に図３に示す異常な高電圧Ｖｍａｘが誘起されることも回避される。このようにして変圧器１５の保護が図られる。二次側共振状態に起因する前述の異常な高電圧Ｖｍａｘは過電圧保護回路２２により保護しようとする過電圧（過電圧判定閾値Ｖｈを超えるような電圧）よりも遙かに高い値となる。ちなみに、過電圧判定閾値Ｖｈを６ｋＶとしたとき、前述の異常な高電圧Ｖｍａｘは例えば２４ｋＶ程度になる。
【００４１】
尚、本実施形態において、変圧器１５の二次側共振周波数からずらした所定の発振周波数２００ｋＨｚは、本発明における第１の発振周波数に相当し、放電灯１９の定常点灯時の発振周波数５０ｋＨｚは本発明における第２の発振周波数に相当する。
【００４２】
＜無負荷時＞
次に、放電灯１９の破損及び変圧器１５の二次側の配線外れ等に起因して変圧器１５の二次側が無負荷状態になった場合の動作について説明する。
【００４３】
無負荷及び過負荷等の場合、検出巻線３１により検出される電圧は前述した通常負荷時よりも高い値となる。これに伴ってオペアンプ４１のプラス側入力端子へ入力される入力電圧Ｖ３も図４に点線で示されるように通常負荷時よりも高い値となる。また当該入力電圧Ｖ３の立ち上がりも通常負荷時におけるオペアンプ４１の入力電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧の立ち上がりよりも早くなる。これは、抵抗４４、ダイオード４３及び抵抗４８により、通常負荷時と無負荷時とにおけるオペアンプ４１のプラス側入力端子の入力電圧Ｖ１，Ｖ３に好適な差が生じるためである。即ち、抵抗４４、ダイオード４３及び抵抗４８は通常負荷時と無負荷時とを区別し、かつオペアンプ４１のプラス側入力端子の入力電圧Ｖ１，Ｖ３について通常負荷時と無負荷時とで所定の電位差ΔＶ（図４参照）を確保するための構成となっている。
【００４４】
ツェナーダイオード３３により生じた定電圧は抵抗４５と抵抗４８とで分圧され、その分圧された電圧よりも検出巻線３１により検出された電圧が高くなると、抵抗４４及びダイオード４３の直列回路を介してコンデンサ４７への充電が開始される。これにより、オペアンプ４１のプラス側入力端子の入力電圧はマイナス側入力端子の入力電圧（基準電圧）よりも高くなる。すると、オペアンプ４１は変圧器１５の二次側が無負荷状態であるとして、所定の電圧、即ち発振周波数制御信号Ｓ２を発振回路１３に出力する。この発振周波数制御信号Ｓ２が入力されることにより、発振回路１３は２００ｋＨｚの発振周波数で動作する。尚、オペアンプ４１のプラス側入力端子の入力電圧は、本発明における無負荷判定閾値に相当する。
【００４５】
ここで、オペアンプ４１のプラス側入力端子の入力電圧は、同じくマイナス側入力端子の基準電圧よりも常に大きな値となる。従って、オペアンプ４１は交流電源オン時から発振周波数制御信号Ｓ２が継続して出力された状態となり、発振回路１３の発振周波数は２００ｋＨｚに保たれる。このため、交流電源オン時において、発振回路１３の発振周波数が変圧器１５の二次側共振周波数に一致することはなく、それらの共振により変圧器１５の二次側に異常な高電圧Ｖｍａｘが発生することが回避される。
【００４６】
一方、無負荷及び過負荷等の場合、変圧器１５の二次側の配線状態等によっては、前述とは異なり交流電源オン時において即時に無負荷状態が検出されない場合もある。即ち、変圧器１５の二次側共振周波数からずらした周波数（２００ｋＨｚ）から放電灯１９の定常点灯時における発振周波数（５０ｋＨｚ）まで徐々に変化させる過程において、変圧器１５の二次側に過電圧判定閾値Ｖｈを超える所定の高電圧が発生する場合もある。その高電圧は過電圧保護回路２２により検出され、当該過電圧保護回路２２の作動により発振回路１３によるインバータ回路１４の発振動作が一旦停止される。これにより、変圧器１５の二次側における異常な高電圧の発生が回避される。
【００４７】
詳述すると、オペアンプ３４において、検出巻線３１により検出されてプラス側入力端子に入力される入力電圧と、マイナス側入力端子に入力される入力電圧（基準電圧）とが比較される。そして、入力電圧が基準電圧を超えている場合にはオペアンプ３４から発振停止信号Ｓ１がスイッチング素子４０へ出力される。
【００４８】
このオペアンプ３４から出力された電圧（発振停止信号Ｓ１）により電解コンデンサ３８は充電される。そして、電解コンデンサ３８が飽和したとき、当該電解コンデンサ３８の電荷はスイッチング素子４０，４９にそれぞれ供給される。このように、オペアンプ３４から発振停止信号Ｓ１が出力されてからスイッチング素子４０，４９がオンするまでの時間は、抵抗３６及び電解コンデンサ３８から構成される時定数回路の時定数に基づいて決まる。そして、スイッチング素子４０がオンすると、発振回路１３の発振制御端子（図示略）が短絡してインバータ回路１４の発振動作が停止する。その結果、変圧器１５の二次側に異常な高電圧が発生することが回避される。また、スイッチング素子４９がオンされると、電解コンデンサ５０に蓄えられていた電荷が放電して初期状態に戻る。
【００４９】
オペアンプ３４の基準電圧は二次側共振状態において発生し得る異常な高電圧Ｖｍａｘ（２４ｋＶ）よりも低い値である過電圧判定閾値Ｖｈ（６ｋＶ）に設定されているので、変圧器１５の二次側共振状態に起因する異常な高電圧Ｖｍａｘが誘起される前に発振回路１３の動作、ひいてはインバータ回路１４の発振動作が停止される。換言すれば、発振回路１３の発振周波数が二次側共振周波数に達して共振する前にインバータ回路１４のスイッチング動作が停止される。このため、所定の過電圧を検出してからインバータ回路１４のスイッチング動作を停止させるようにした場合と異なり、例えわずかな時間でも前述の異常な高電圧Ｖｍａｘが変圧器１５の二次側に誘起されることはない。従って、より確実に変圧器１５は保護される。
【００５０】
＜リトライ＞
何らかの原因でたまたま所定の過電圧判定閾値Ｖｈを超える電圧を誤検出したような場合には、オペアンプ３４は継続して発振停止信号Ｓ１を出力することはない。即ち、電解コンデンサ３８が所定の充電電圧に達する前にオペアンプ３４からの発振停止信号Ｓ１の出力が停止される。すると、電解コンデンサ３８は放電を開始し、その放電された電荷は抵抗３７及び抵抗３９により消費されながらスイッチング素子４０に供給される。また、電解コンデンサ３８の電荷によりスイッチング素子４９がオンされ、電解コンデンサ５０は放電して初期状態に戻る。電解コンデンサ３８の放電が終了すると、スイッチング素子４０はオフ状態となり、発振回路１３は交流電源オン時の発振周波数（ここでは、２００ｋＨｚ）でインバータ回路１４の発振動作を再び開始する。このように、所定の過電圧を誤検出したような場合であっても抵抗３６と電解コンデンサ３８との時定数回路により、自動的にインバータ回路１４の発振動作が復帰される。このため、所定の過電圧の誤検出によるインバータ回路１４の発信動作の停止が極力回避される。
【００５１】
以上詳述したように、検出巻線３１により検出された電圧が所定値まで高まり、オペアンプ４１のプラス側入力端子の入力電圧が同じく基準電圧よりも高くなった場合には、変圧器１５の二次側が無負荷状態として二次側共振状態に至る前にインバータ回路１４の発振動作を停止するようにしたことにより、確実に変圧器１５の保護が図られる。
【００５２】
ここで、発振回路１３を一定の発振周波数（例えば５０ｋＨｚ）でのみ動作させるようにした場合、共振点が５０ｋＨｚとなるような負荷が変圧器１５の二次側に接続されているときには、交流電源オンした瞬間から共振点となるので、短時間でも高電圧が発生するおそれがある。これに対して、本実施形態では、交流電源オン時には、予め想定した変圧器１５の二次側共振周波数の採り得る範囲外の値に設定された始動発振周波数２００ｋＨｚで発振回路１３を発振させるようにしている。即ち、交流電源オン時に変圧器１５の二次側が無負荷状態であるかどうかをチェックして、問題なければ発振回路１３の発振周波数を２００ｋＨｚから所定の発振周波数（５０ｋＨｚ）まで徐々にさげていくようにしている。変圧器１５の二次側が無負荷状態であれば、発振周波数が５０ｋＨｚに至るまでに変圧器１５の二次側には所定の過電圧判定閾値Ｖｈ（６ｋＶ）を超えるような電圧が発生する。このため、無負荷状態の場合には、発振回路１３の発振周波数が所定の二次側共振周波数と一致する共振点（ここでは、５０ｋＨｚ）に達する前に発振回路１３の発振が停止される。
【００５３】
＜実施形態の効果＞
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）通常負荷時はインバータ回路１４の発振周波数を変圧器１５の二次側共振周波数からずらした発振周波数２００ｋＨｚから放電灯１９の定常点灯時の発振周波数５０ｋＨｚまで徐々に変化させることにより放電灯１９を点灯するようにした。無負荷及び過負荷等の二次側に所定の高電圧が発生し得るときには発振回路１３を２００ｋＨｚで動作させるようにした。このため、インバータ回路１４の発振周波数と変圧器１５の二次側共振周波数とが一致するいわゆる二次側共振状態に至ることはなく、ひいては変圧器１５の二次側に異常な高電圧Ｖｍａｘ（２４ｋＶ）が発生することはない。共振による異常な高電圧Ｖｍａｘが発生する前に変圧器１５の保護が行われるからである。
【００５４】
（２）所定の過電圧（過電圧判定閾値Ｖｈ）が発生した場合には過電圧保護回路２２によりインバータ回路１４の発振動作が停止されることにより変圧器１５の二次側に異常な高電圧Ｖｍａｘが発生することが回避され、その結果、当該変圧器１５の損傷が回避される。また、交流電源オン時において無負荷検出回路２３により変圧器１５の二次側の無負荷状態が検出された場合には、当該無負荷検出回路２３により発振回路１３の発振周波数が共振し得ない周波数に設定されると共に、過電圧保護回路２２により発振回路１３の動作、ひいてはインバータ回路１４の発振動作が停止される。これにより、二次側共振状態による変圧器１５の損傷が回避される。無負荷状態の場合、変圧器１５から出力される交流電圧は非常に高くなるので、結局それは過電圧保護回路２２により検出され、保護されることとなる。
【００５５】
（３）インバータ回路１４（正確には、発振回路１３）の発振周波数は値の高い方から低い方へ徐々に低下させるようにした。具体的には、発振周波数を２００ｋＨｚから５０ｋＨｚへ落としていくようにした。一般に、変圧器１５は最低の発振周波数に合わせて設計される。このため、インバータ回路１４（正確には、発振回路１３）の発振周波数を低い方の値から高い方の値へ変化させるようにした場合に比べて、変圧器１５の小型化が図られる。即ち、本実施形態では最低の発振周波数である５０ｋＨｚに合わせて変圧器１５の設計が行われる。これに対して、インバータ回路１４の発振周波数を低い方の値から高い方の値へ変化させるようにした場合には、本実施形態では最低の発振周波数である５０ｋＨｚよりも低い値の発振周波数に合わせて変圧器１５の設計が行われる。このため、変圧器１５は大型化する。
【００５６】
（４）過電圧判定閾値Ｖｈを超えるような電圧を誤検出したような場合であっても抵抗３６と電解コンデンサ３８との時定数回路により、自動的にインバータ回路１４の発振動作が復帰されるようにした。このため、所定の過電圧の誤検出によるインバータ回路１４の発信動作の停止を極力回避することができる。
【００５７】
（５）変圧器１５の二次側に設けた検出巻線３１により当該変圧器１５の二次側の負荷状態を検出するようにした。このため、構成の簡素化が図られる。
＜別の実施形態＞
尚、前記実施形態は、次のように変更して実施してもよい。
【００５８】
・本実施形態においては交流電源オン時の発振回路１３の発振周波数を例えば２００ｋＨｚに設定するようにしたが、例えば２００ｋＨｚを超えるような値に設定するようにしてもよい。このようにしても、前記実施形態の（１）〜（５）と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
・本実施形態においては、インバータ回路１４として例えばハーフブリッジ方式のものを採用するようにしたが、プッシュプル方式及びフルブリッジ方式等の他の方式のものを採用するようにしてもよい。
【００６０】
・本実施形態では、発振周波数制御信号Ｓ２が入力された場合における発振回路１３の発振周波数を２００ｋＨｚとするために、オペアンプ４１の出力端子にダイオード５１，５３，５６、抵抗５２，５４及びコンデンサ５５を組み合わせた回路を接続するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、発振回路を構成する図示しないＩＣ（集積回路）の特性に合わせて前記回路の構成を適宜変更する。
【００６１】
＜別の技術的思想＞
次に、前記実施形態及び前記別の実施形態から把握できる技術的思想を追記する。
・前記変圧器の二次側に検出巻線を設け、当該検出巻線により検出された電圧に基づいて変圧器の二次側の負荷状態を検出するようにしたこと。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態における放電灯点灯回路のブロック図。
【図２】同じく保護回路の構成を示す回路図。
【図３】同じくインバータ回路の発振周波数と電圧との関係を示す特性図。
【図４】同じく無負荷状態時における無負荷検出回路を構成するオペアンプのプラス側の電圧、有負荷状態時における当該オペアンプのプラス側の電圧及び同じく当該オペアンプのマイナス側の電圧の経時的変化を示す特性図。
【符号の説明】
【００６３】
１１…放電灯点灯回路、１２…整流回路、１４…インバータ回路、１５…変圧器、
１６…交流電源、１９…放電灯、２１…保護回路、２２…過電圧保護回路、
２３…無負荷検出回路、Ｖｈ…過電圧判定閾値。
【図１】
2006313708.tif 000003
【図２】
2006313708.tif 000004
【図３】
2006313708.tif 000005
【図４】
2006313708.tif 000006