(57)【要約】【課題】  デッドタイムの終了時にもスイッチング素子を安定して駆動可能な高圧放電灯点灯装置およびそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】  直流電力が入力される４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４からなるフルブリッジ回路の出力端間に高圧放電灯を含む負荷回路と第１コンデンサとの並列回路と第１インダクタとの直列回路が接続された高圧放電灯点灯装置である。出力の極性が反転される度に、上記全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がオフされるデッドタイムＤＴが設けられる。デッドタイムＤＴ中に第１インダクタに流れる電流ＩＬの絶対値｜ＩＬ｜が所定の切替閾値Ｉｔｈを下回ったときにデッドタイムＤＴが終了される。デッドタイムＤＴ中に上記の電流ＩＬが０となったときに発生する振動が防止されるから、デッドタイムＤＴの終了時にもスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を安定して駆動可能である。【選択図】図１
2011249140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の出力端間に互いに並列に接続された２個の直列回路であってそれぞれ前記直流電源の電圧の向きに対して逆向きの寄生ダイオードを有する２個ずつのスイッチング素子からなる２個の直列回路からなるフルブリッジ回路と、
一方の前記直列回路のスイッチング素子の接続点と他方の前記直列回路のスイッチング素子の接続点との間に接続された第１インダクタと第１コンデンサとの直列回路と、
前記フルブリッジ回路において前記直流電源の高電圧側の出力端に一端が接続された各スイッチング素子をそれぞれ駆動するハイサイドドライバと、
直接又は前記ハイサイドドライバを介して前記フルブリッジ回路の各スイッチング素子をそれぞれオンオフ駆動する制御部とを備え、
高圧放電灯を含む負荷回路が前記第１コンデンサに並列に接続される高圧放電灯点灯装置であって、
前記制御部は、少なくとも前記高圧放電灯が点灯している期間には、前記フルブリッジ回路において互いに対角に位置するスイッチング素子同士の組のうち、一方の組の各スイッチング素子をそれぞれオフに維持した状態で他方の組の各スイッチング素子をオンオフ駆動するという動作を、オフに維持するスイッチング素子の組を所定の反転周期で周期的に変更しながら繰り返すとともに、オフに維持するスイッチング素子の組を変更する際には、前記フルブリッジ回路の全てのスイッチング素子をそれぞれオフ状態に維持するデッドタイムを設けるものであって、
前記ハイサイドドライバは前記フルブリッジ回路において前記直流電源の高電圧側の出力端に一端が接続されたスイッチング素子の他端の対グランド電圧が所定の駆動下限電圧未満である期間には前記制御部からの入力に関わらず該スイッチング素子の駆動が不可能となるものであって、
前記制御部は、デッドタイムを終了するタイミングを、前記フルブリッジ回路において前記直流電源の高電圧側の出力端に一端が接続されたスイッチング素子の他端の対グランド電圧のうち低い方が前記駆動下限電圧未満となるタイミングよりも前のタイミングとすることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記制御部は、デッドタイムを終了するタイミングを、前記第１インダクタに流れる電流が０になるタイミング以前のタイミングとすることを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記制御部は、デッドタイム中には前記第１インダクタに流れる電流を監視するとともに、該電流の絶対値が所定の切替閾値を下回ったときに、デッドタイムを終了することを特徴とする請求項２記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御部は、デッドタイム中には前記フルブリッジ回路のスイッチング素子と前記第１コンデンサとの接続点の電圧を監視し、該電圧の変動が検出されたときに、デッドタイムを終了することを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記制御部は、デッドタイム中には前記フルブリッジ回路のスイッチング素子と前記第１インダクタとの接続点の電圧を監視し、該電圧の変動が検出されたときに、デッドタイムを終了することを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記制御部は、デッドタイムの継続時間を計時するとともに、デッドタイムの継続時間が所定の上限時間に達したときに、デッドタイムを終了することを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記高圧放電灯の両端電圧を検出する電圧検出手段と、
前記第１インダクタに流れる電流を検出する電流検出手段とを有し、
前記制御部は、デッドタイムの開始時に前記高圧放電灯の両端電圧の絶対値と前記第１インダクタに流れる電流の絶対値とを検出するとともに、デッドタイムの継続時間を、該デッドタイム開始時に検出された前記第１インダクタに流れる電流の絶対値と、前記第１インダクタのインダクタンスとの積を、該デッドタイム開始時に検出された前記高圧放電灯の両端電圧の絶対値と、前記直流電源の出力電圧との和で除して得られる時間以下とすることを特徴とする請求項２記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の高圧放電灯点灯装置と、この高圧放電灯点灯装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電灯点灯装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高圧の金属蒸気中のアーク放電を利用する高圧放電灯（ＨＩＤランプ）を点灯させる高圧放電灯点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）
この種の高圧放電灯点灯装置として、例えば図９に示すものがある。この高圧放電灯点灯装置は、交流電源ＡＣから入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの直流出力（脈流出力）を所定電圧の直流電力に変換して出力する直流電源１と、直流電源１が出力した直流電力を交流電力に変換して高圧放電灯ＤＬに出力する点灯部２と、点灯部２を制御する制御部３とを備える。ダイオードブリッジＤＢの低電圧側の直流出力端と直流電源１の低電圧側の出力端とはそれぞれグランドに接続される。
【０００３】
詳しく説明すると、直流電源１は、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端間に接続されたインダクタＬ０とスイッチング素子Ｑ０との直列回路と、このスイッチング素子Ｑ０に並列に接続されたダイオードＤ０と出力コンデンサＣ０との直列回路とを備え、出力コンデンサＣ０の両端電圧を出力電圧とする、周知のブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）である。制御部３は、出力コンデンサＣ０の両端電圧（すなわち直流電源１の出力電圧）Ｖｄｃを一定に保つようなオンデューティでスイッチング素子Ｑ０を周期的にオンオフ駆動する。
【０００４】
点灯部２は、いわゆるフルブリッジ形のインバータ回路であって、それぞれ直流電源部２の出力端間に接続されてフルブリッジ回路を構成する２個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の直列回路を２組有する。点灯部２の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、それぞれ、例えばＮＭＯＳであって寄生ダイオード（ボディダイオード）を有し、寄生ダイオードの順方向を直流電源１の出力に対して逆向きとする形で（つまりソースをドレインよりも低電圧側として）接続されている。高圧放電灯ＤＬは、一端が第１インダクタＬ１を介して一方の上記直列回路のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４（このうち高電圧側のスイッチング素子Ｑ３を以下では第３スイッチング素子Ｑ３と呼び、低電圧側のスイッチング素子Ｑ４を以下では第４スイッチング素子Ｑ４と呼ぶ。）の接続点に接続されるとともに、他端が第２インダクタＬ２を介して他方の上記直列回路のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２（このうち高電圧側のスイッチング素子Ｑ１を以下では第１スイッチング素子Ｑ１と呼び、低電圧側のスイッチング素子Ｑ２を以下では第２スイッチング素子Ｑ２と呼ぶ。）の接続点に接続されている。さらに、第２インダクタＬ２と高圧放電灯ＤＬとの直列回路に並列に第１コンデンサＣ１が接続されている。つまり、第２インダクタＬ２は高圧放電灯ＤＬとともに負荷回路を構成する。また、第２インダクタＬ２はタップが設けられていわゆるオートトランスとなっており、このタップは第２コンデンサＣ２を介してグランドに接続されている。また、点灯部２は、高電圧側（ハイサイド）の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のそれぞれについて、駆動用のハイサイドドライバ２１を有する。
【０００５】
制御部３は、低電圧側（ローサイド）の各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４をそれぞれ直接駆動するとともに、高電圧側の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をそれぞれ上記のハイサイドドライバ２１を介して駆動する。
【０００６】
以下、制御部３の動作を説明する。電源が投入されると、制御部３は、図１０に示すように、高圧放電灯ＤＬにおける放電の開始に必要な高電圧を点灯部２から高圧放電灯ＤＬに出力させるための始動動作Ｐｓを行う。具体的には、互いに対角に位置するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４同士が同時にオンされ且つ互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４同士が交互にオンされるように、点灯部３の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を周期的にオンオフ駆動する。このオンオフ駆動の周波数は、第２インダクタＬ２と第２コンデンサＣ２とが構成する共振回路の共振周波数程度（例えば数１００ｋＨｚ）とされる。この始動動作Ｐｓ中に第２インダクタＬ２と第２コンデンサＣ２との接続点に発生した共振電圧がオートトランスとしての第２インダクタＬ２で昇圧されて高圧放電灯ＤＬに出力され、これによって高圧放電灯ＤＬにおいて放電（すなわち点灯）が開始される。制御部３は高圧放電灯ＤＬの両端電圧（以下、「ランプ電圧」と呼ぶ。）Ｖｌａを監視しており、ランプ電圧Ｖｌａの絶対値｜Ｖｌａ｜のピーク値が所定の点灯判定電圧Ｖｓｄを下回ったことに基いて高圧放電灯ＤＬの点灯を検出し、高圧放電灯ＤＬの点灯を維持するための定常動作Ｐｎに移行する。図１０には、直流電源１の出力電圧Ｖｄｃと、ランプ電圧Ｖｌａと、点灯部２の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態とのほか、交流電源ＡＣから直流電源１への入力電圧ＶＡＣと、高圧放電灯ＤＬに流れる電流（以下、「ランプ電流」と呼ぶ。）Ｉｌａとも示されている。
【０００７】
制御部３は、定常動作では、まず、点灯部２において互いに対角に位置するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の組の一方の各スイッチング素子（例えば第１スイッチング素子Ｑ１と第４スイッチング素子Ｑ４）をそれぞれオンして他方の各スイッチング素子（例えば第２スイッチング素子Ｑ２と第３スイッチング素子Ｑ３）をそれぞれオフする。すると、図１１に示すように、第１インダクタＬ１に流れる電流（以下、「回路電流」と呼ぶ。）ＩＬが徐々に増加し、第１インダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。その後、制御部３は、オンしていた組の一方のスイッチング素子（例えば第４スイッチング素子Ｑ４）をオフする。すると、第１インダクタＬ１からのエネルギーの放出により、回路電流ＩＬは、直前までオンされていたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４の寄生ダイオードと直流電源１の出力コンデンサＣ０とを含むループに流れるものの、徐々に減少する。制御部３は適宜の電流検出手段によって回路電流ＩＬを監視しており、回路電流ＩＬがゼロに達すると、再び上記一方のスイッチング素子（上記の例では第４スイッチング素子Ｑ４）をオンさせ、同様の動作を所定回数繰り返す。上記動作（上記の例では第４スイッチング素子Ｑ４のオンオフ）の周波数は、例えば数１０ｋＨｚとされる。上記の電流検出手段としては例えば電流検出用抵抗やカレントトランスを用いることができる。また、制御部３は、ランプ電圧Ｖｌａを監視しており、ランプ電圧Ｖｌａが低いほど、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオンされた状態の継続時間（上記の例では第４スイッチング素子Ｑ４のオン状態の継続時間）を長くすることで、ランプ電圧Ｖｌａを所定の目標電圧とするようなフィードバック制御を行う。
【０００８】
その後、点灯部２の全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をそれぞれオフ状態に維持するデッドタイムＤＴを挟んで、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のうちオフ状態に維持される組とオン制御される可能性のある組とを入れ替える。上記の例においては、第１スイッチング素子Ｑ１と第４スイッチング素子Ｑ４とをそれぞれオフ状態に維持し、第２スイッチング素子Ｑ２と第３スイッチング素子Ｑ３とに対して上記のようなオンオフ制御を開始する。これによって回路電流ＩＬ及びランプ電圧Ｖｌａの各極性をそれぞれ反転させ、同様のオンオフ制御を所定回数繰り返す。例えば、第２スイッチング素子Ｑ２をオン状態に維持したままで、第３スイッチング素子Ｑ３をオンオフ駆動する。その後、再びデッドタイムを挟んで、オンオフ制御するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の組を変更することで回路電流の極性を反転させ、以下、同様の動作を繰り返す。上記のような極性の反転の周波数は例えば数１００Ｈｚとされる。上記のデッドタイムＤＴの直前と直後とは、それぞれ、点灯部２において互いに対角に位置する２個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４であって直前と直後とでは互いに異なる２個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がオンされた状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４３４１４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、ハイサイドドライバ２１としては、駆動するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３の低電圧側の端子の対グランド電圧（以下、「中点電圧」と呼ぶ。）が所定の駆動下限電圧未満の状態ではスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３の駆動が不可能となるものがある。点灯部２の場合、上記の中点電圧に相当する電圧として、第１スイッチング素子Ｑ１と第１コンデンサＣ１との接続点の対グランド電圧（以下、「第１中点電圧」と呼ぶ。）Ｖｓ１と、第３スイッチング素子Ｑ３と第１インダクタＬ１との接続点の対グランド電圧（以下、「第２中点電圧」と呼ぶ。）Ｖｓ２との２通りがある。
【００１１】
この種のハイサイドドライバ２１として、例えば、図１２に示すものがある。このハイサイドドライバ２１は、制御部２に接続される入力端子ＩＮと、駆動するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のゲートに接続されるゲート端子Ｔｇと、駆動するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のソースに接続される（つまり中点電圧が入力される）ソース端子Ｔｓと、適宜の直流電源（図示せず）によりソース端子Ｔｓに対して所定の駆動電源電圧ＶＢだけ高い電圧に維持される電源端子Ｔｂとを有する。また、ＲＳ型のフリップフロップ回路２１ａを有し、このフリップフロップ回路２１ａの出力に応じて、ゲート端子Ｔｇがソース端子Ｔｓと電源端子Ｔｂとの一方に接続される。詳しい説明は省くが、上記のハイサイドドライバ２１は、入力端子ＩＮに入力される信号の信号レベルがＬレベルからＨレベルに変化したときに、電源端子Ｔｂの対グランド電圧（つまり駆動電源電圧ＶＢと中点電圧との和）に比例する電圧値（波高）Ｖｐのパルスがフリップフロップ回路２１ａのセット端子Ｓに入力され、これによるフリップフロップ回路２１ａの出力の変化に伴いゲート端子Ｔｇが電源端子Ｔｂに接続されることでゲート端子Ｔｇとソース端子Ｔｓとの間に電位差が発生し、これによってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３がオン駆動されるように構成されている。上記のパルスの電圧値Ｖｐは、比例係数をｋとおき、中点電圧をＶｓとおくと、Ｖｐ＝ｋ（ＶＢ＋Ｖｓ）と表される。そして、フリップフロップ回路２１ａの出力を変化させるために最低限必要なパルスの電圧値をＶｔｈとおくと、Ｖｐ＝ｋ（ＶＢ＋Ｖｓ）＜Ｖｔｈのとき、つまり中点電圧Ｖｓが駆動下限電圧たるＶｔｈ／ｋ−ＶＢよりも小さい場合には制御部２の出力に関わらずハイサイドのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が駆動できない。
【００１２】
上記の駆動下限電圧は一般に負の値となるが、点灯部２の場合、通常は、中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２は直流電源１の出力電圧Ｖｄｃか０Ｖかのいずれかの値をとるので、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動できなくなるようなことはない。
【００１３】
しかしながら、図１１に示すようにデッドタイムＤＴ中に回路電流ＩＬが０に達した場合、点灯部２に存在する寄生キャパシタンスや寄生インダクタンスに起因する振動電圧が発生し、この振動電圧により中電電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が駆動下限電圧を下回ってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３の駆動が不可能となる可能性がある。特に、上記のようにハイサイドドライバ２１が制御部３からの入力の変化時にパルスを発生させてフリップフロップ回路２１ａのようなラッチ回路を動作させ、このラッチ回路の出力によってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のオンオフ状態を決定させるようなものである場合、制御部３からの入力が変化したタイミングで中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が駆動下限電圧を下回っていると、その直後に中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が駆動下限電圧を上回ったとしても、制御部３からの入力が一旦（例えばＬレベルに）戻って再度変化するまでは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のオン駆動がされないことになる。
【００１４】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、デッドタイムの終了時にもスイッチング素子を安定して駆動可能な高圧放電灯点灯装置およびそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の高圧放電灯点灯装置は、直流電源の出力端間に互いに並列に接続された２個の直列回路であってそれぞれ前記直流電源の電圧の向きに対して逆向きの寄生ダイオードを有する２個ずつのスイッチング素子からなる２個の直列回路からなるフルブリッジ回路と、一方の前記直列回路のスイッチング素子の接続点と他方の前記直列回路のスイッチング素子の接続点との間に接続された第１インダクタと第１コンデンサとの直列回路と、前記フルブリッジ回路において前記直流電源の高電圧側の出力端に一端が接続された各スイッチング素子をそれぞれ駆動するハイサイドドライバと、直接又は前記ハイサイドドライバを介して前記フルブリッジ回路の各スイッチング素子をそれぞれオンオフ駆動する制御部とを備え、高圧放電灯を含む負荷回路が前記第１コンデンサに並列に接続される高圧放電灯点灯装置であって、前記制御部は、少なくとも前記高圧放電灯が点灯している期間には、前記フルブリッジ回路において互いに対角に位置するスイッチング素子同士の組のうち、一方の組の各スイッチング素子をそれぞれオフに維持した状態で他方の組の各スイッチング素子をオンオフ駆動するという動作を、オフに維持するスイッチング素子の組を所定の反転周期で周期的に変更しながら繰り返すとともに、オフに維持するスイッチング素子の組を変更する際には、前記フルブリッジ回路の全てのスイッチング素子をそれぞれオフ状態に維持するデッドタイムを設けるものであって、前記ハイサイドドライバは前記フルブリッジ回路において前記直流電源の高電圧側の出力端に一端が接続されたスイッチング素子の他端の対グランド電圧が所定の駆動下限電圧未満である期間には前記制御部からの入力に関わらず該スイッチング素子の駆動が不可能となるものであって、前記制御部は、デッドタイムを終了するタイミングを、前記フルブリッジ回路において前記直流電源の高電圧側の出力端に一端が接続されたスイッチング素子の他端の対グランド電圧のうち低い方が前記駆動下限電圧未満となるタイミングよりも前のタイミングとすることを特徴とする。
【００１６】
上記の高圧放電灯点灯装置において、前記制御部は、デッドタイムを終了するタイミングを、前記第１インダクタに流れる電流が０になるタイミング以前のタイミングとすることが望ましい。
【００１７】
さらに、上記の高圧放電灯点灯装置において、前記制御部は、デッドタイム中には前記第１インダクタに流れる電流を監視するとともに、該電流の絶対値が所定の切替閾値を下回ったときに、デッドタイムを終了することが望ましい。
【００１８】
または、上記の高圧放電灯点灯装置において、前記制御部は、デッドタイム中には前記フルブリッジ回路のスイッチング素子と前記第１コンデンサとの接続点の電圧を監視し、該電圧の変動が検出されたときに、デッドタイムを終了することが望ましい。
【００１９】
または、上記の高圧放電灯点灯装置において、前記制御部は、デッドタイム中には前記フルブリッジ回路のスイッチング素子と前記第１インダクタとの接続点の電圧を監視し、該電圧の変動が検出されたときに、デッドタイムを終了することが望ましい。
【００２０】
また、上記の高圧放電灯点灯装置において、前記制御部は、デッドタイムの継続時間を計時するとともに、デッドタイムの継続時間が所定の上限時間に達したときに、デッドタイムを終了することが望ましい。
【００２１】
また、上記の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の両端電圧を検出する電圧検出手段と、前記第１インダクタに流れる電流を検出する電流検出手段とを有し、前記制御部は、デッドタイムの開始時に前記高圧放電灯の両端電圧の絶対値と前記第１インダクタに流れる電流の絶対値とを検出するとともに、デッドタイムの継続時間を、該デッドタイム開始時に検出された前記第１インダクタに流れる電流の絶対値と、前記第１インダクタのインダクタンスとの積を、該デッドタイム開始時に検出された前記高圧放電灯の両端電圧の絶対値と、前記直流電源の出力電圧との和で除して得られる時間以下とすることが望ましい。
【００２２】
本発明の照明器具は、上記いずれかの高圧放電灯点灯装置と、この高圧放電灯点灯装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
デッドタイムを終了するタイミングが、フルブリッジ回路において直流電源の高電圧側の出力端に一端が接続されたスイッチング素子の他端の対グランド電圧のうち低い方が駆動下限電圧未満となるタイミングよりも前のタイミングとされているので、ハイサイドドライバがスイッチング素子を駆動できなくなることがなく、従ってデッドタイムの終了時にもスイッチング素子を安定して駆動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１において点灯部の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態と回路電流ＩＬと第１中間電圧Ｖｓ１と第２中間電圧Ｖｓ２との時間変化を示す説明図である。
【図２】実施形態２において点灯部の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態と回路電流ＩＬと第１中間電圧Ｖｓ１との時間変化を示す説明図である。
【図３】同上の変更例において点灯部の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態と回路電流ＩＬと第２中間電圧Ｖｓ２との時間変化を示す説明図である。
【図４】実施形態３において点灯部の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態と回路電流ＩＬと第１中間電圧Ｖｓ１との時間変化を示す説明図である。
【図５】同上において点灯部の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態と回路電流ＩＬと第２中間電圧Ｖｓ２との時間変化を示す説明図である。
【図６】同上を用いた照明器具の一例を示す斜視図である。
【図７】同上を用いた照明器具の別の例を示す斜視図である。
【図８】同上を用いた照明器具の更に別の例を示す斜視図である。
【図９】高圧放電灯点灯装置の一例を示す回路ブロック図である。
【図１０】同上において交流電源からの入力電圧ＶＡＣと直流電源の出力電圧Ｖｄｃとランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａと点灯部の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態との時間変化を示す説明図である。
【図１１】従来例において点灯部の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ状態と回路電流ＩＬとの時間変化を示す説明図である。
【図１２】ハイサイドドライバの一例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
なお、以下の各実施形態の基本構成は図９〜図１１で説明した従来例と共通であるので、共通する部分についての図示並びに説明は省略する。
【００２７】
（実施形態１）
本実施形態において、制御部３は、デッドタイムＤＴ中に回路電流ＩＬを監視するとともに、図１に示すように、回路電流ＩＬの絶対値｜ＩＬ｜が所定の切替閾値Ｉｔｈを下回ったときにデッドタイムＤＴを終了させる。つまり、デッドタイムＤＴが終了されるタイミングは、中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２に振動が発生する前のタイミングであり、このタイミングは当然、中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２のうち低い方が駆動下限電圧未満となるタイミングよりも前である。従って、ハイサイドドライバ２１がスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動できなくなることがなく、つまりデッドタイムＤＴの終了時にもスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を安定して駆動可能である。
【００２８】
また、制御部３が、デッドタイムＤＴの継続時間を計時するとともに、回路電流ＩＬの絶対値｜ＩＬ｜が切替閾値Ｉｔｈを下回らないままデッドタイムＤＴの継続時間が所定の上限時間に達したときにデッドタイムＤＴを終了してもよい。つまり、上記の上限時間がデッドタイムＤＴの継続時間の上限値となる。
【００２９】
（実施形態２）
本実施形態において、制御部３は、デッドタイムＤＴ中に第１中点電圧Ｖｓ１を監視するとともに、図２に示すように、回路電流ＩＬが０に達したことに伴って発生した振動による第１中点電圧Ｖｓ１の変動が検出されたときに、デッドタイムＤＴを終了させる。上記動作を行う制御部３は具体的には例えばコンパレータを用いて実現することができる。
【００３０】
本実施形態であっても、制御部３の応答を上記振動の周期に対して充分に速くすれば、中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２のうち低い方が駆動下限電圧未満となるタイミングよりも前にデッドタイムＤＴを終了させ、デッドタイムＤＴの終了時にもスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を安定して駆動することが可能である。
【００３１】
なお、第１中点電圧Ｖｓ１に代えて、図３に示すように第２中点電圧Ｖｓ２を用いても、同様の効果が得られる。
【００３２】
さらに、デッドタイムＤＴ以外でも回路電流ＩＬが０に達したタイミングを中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の変動に基いて検出するようにすれば、回路電流ＩＬを検出するための電流検出手段を不要とすることができる。
【００３３】
また、制御部３が、デッドタイムＤＴの継続時間を計時するとともに、中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の変動が検出されないままデッドタイムＤＴの継続時間が所定の上限時間に達したときにデッドタイムＤＴを終了してもよい。つまり、上記の上限時間がデッドタイムＤＴの継続時間の上限値となる。
【００３４】
（実施形態３）
本実施形態において、制御部３は、デッドタイムＤＴ毎に、デッドタイムＤＴの開始時の回路電流ＩＬ（以下、「ピーク電流」と呼ぶ。）Ｉｐとランプ電圧Ｖｌａとを検出し、検出されたピーク電流Ｉｐとランプ電圧Ｖｌａとに基いて、デッドタイムＤＴを終了させるまでの時間（すなわちデッドタイムＤＴの継続時間）を決定する。
【００３５】
ところで、デッドタイムＤＴ中に少なくとも回路電流ＩＬが０に達するまでの期間には、直流電源１の出力コンデンサＣ０と、第２インダクタＬ２と高圧放電灯ＤＬとの直列回路と第１コンデンサＣ１との並列回路と、第１インダクタＬ１と、互いに対角に位置する２個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の寄生ダイオードとで構成されるループに電流が流れる。また、上記の並列回路の両端電圧はほぼランプ電圧Ｖｌａに等しくなる。従って、デッドタイムＤＴの開始直後には、第１インダクタＬ１の両端電圧は、直流電源１の出力電圧Ｖｄｃとランプ電圧Ｖｌａの絶対値｜Ｖｌａ｜との和｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃにほぼ等しくなる。第１インダクタＬ１は回路電流ＩＬの変化速度にインダクタンスＬを乗じたものが両端電圧となる理想的なインダクタであると考えると、デッドタイムＤＴ中に回路電流ＩＬが０に達するまでの期間中の回路電流ＩＬの減少速度は、第１インダクタＬ１のインダクタンスＬで上記の和｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃを除したもの（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）／Ｌとなると考えられる。従って、デッドタイムＤＴの開始直後の回路電流ＩＬであるピーク電流Ｉｐを、上記の減少速度（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）／Ｌで除して得られる時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）は、デッドタイムＤＴ中に回路電流ＩＬが０に達するまでの時間であると考えられる。
【００３６】
そこで、本実施形態では、デッドタイムＤＴの継続時間を、該デッドタイムＤＴ開始時に検出されたピーク電流Ｉｐの絶対値｜Ｉｐ｜と、第１インダクタＬ１のインダクタンスＬとの積｜Ｉｐ｜×Ｌを、該デッドタイムＤＴ開始時に検出されたランプ電圧Ｖｌａの絶対値｜Ｖｌａ｜と、直流電源１の出力電圧Ｖｄｃとの和（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）で除するという演算により得られた時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）以下とする。
【００３７】
例えば、デッドタイムＤＴの継続時間を上記の時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）に一致させた場合、図４や図５に示すように、回路電流ＩＬが０に達するのとほぼ同時にデッドタイムＤＴを終了させることができると考えられる。つまり、本実施形態では、中点電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が駆動下限電圧未満となるタイミングよりも前にデッドタイムＤＴを終了させるから、ハイサイドドライバ２１がスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動できなくなることがなく、つまりデッドタイムＤＴの終了時にもスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を安定して駆動可能である。
【００３８】
さらに、デッドタイムＤＴの継続時間に上限値と下限値を設け、上記の演算で得られた時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）が下限値以上且つ上限値以下であればデッドタイムＤＴの継続時間をその時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）とし、上記の演算で得られた時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）が上限値以上となる場合にはデッドタイムＤＴの継続時間を上限値とし、上記の演算で得られた時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）が下限値以下となる場合にはデッドタイムＤＴの継続時間を下限値としてもよい。上記の上限値は、例えば、ランプ電圧Ｖｌａの絶対値｜Ｖｌａ｜が想定される限りで最も小さくなるとき（例えば定常動作Ｐｎの開始直後）の上記の時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）程度とする。また、上記の下限値は、例えば、発生し得るタイムラグを考慮しても、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の同時オンが絶対に発生しない程度に充分に長い時間（例えば、１００ｎｓ〜５００ｎｓ程度）以上であって、且つ、ランプ電圧Ｖｌａの絶対値｜Ｖｌａ｜が高圧放電灯ＤＬの耐圧程度であるときの上記の時間｜Ｉｐ｜×Ｌ／（｜Ｖｌａ｜＋Ｖｄｃ）以上であるような時間とする。
【００３９】
実施形態１〜実施形態３で説明した各種の高圧放電灯点灯装置は、例えば図６〜図８に示すような照明器具５に用いることができる。図６〜図８の照明器具５は、それぞれ、高圧放電灯点灯装置を収納及び保持した器具本体５１と、高圧放電灯ＤＬを保持した灯体５２とを備える。また、図６の照明器具５と図７の照明器具５とは、それぞれ、高圧放電灯点灯装置（点灯部２）と高圧放電灯ＤＬとを電気的に接続する給電線５３を備える。図６の照明器具５は器具本体５１と灯体５２とがともに天井面に対して固定されるダウンライトであり、図７の照明器具５と図８の照明器具５とはそれぞれ天井面等の取付面に対して固定される器具本体５１に対して灯体５２が首振り可能に取り付けられたスポットライトである。上記のような各種の照明器具５は周知技術で実現可能であるので、詳細な説明は省略する。
【符号の説明】
【００４０】
１  直流電源
３  制御部
５  照明器具
２１  ハイサイドドライバ
Ｃ１  第１コンデンサ
ＩＬ  回路電流（第１インダクタＬ１に流れる電流）
Ｌ１  第１インダクタ
Ｌ２  第２インダクタ（負荷回路の一部）
Ｑ１〜Ｑ４  スイッチング素子
Ｖｓ１  第１中間電圧（一端が直流電源１の高電圧側の出力端に接続されたスイッチング素子Ｑ１の他端の対グランド電圧であり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と第１コンデンサＣ１との接続点の電圧）
Ｖｓ２  第２中間電圧（一端が直流電源１の高電圧側の出力端に接続されたスイッチング素子Ｑ３の他端の対グランド電圧であり、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と第１インダクタＬ１との接続点の電圧）
【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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【図１１】
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【図１２】
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