(57)【要約】【課題】降圧コンバータを有する放電灯点灯装置において、放電灯の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなく降圧コンバータのインダクタの飽和を防止することを可能とする。【解決手段】本発明の放電灯点灯装置（１）は、インダクタ（４２）及びスイッチング素子（４１）を有し、直流電源回路（３）からインダクタに入力される直流電圧をスイッチング素子によりスイッチングして、制限された出力電流を放電灯（９）に供給するための降圧コンバータ（４）と、スイッチング素子を可変の駆動周波数で駆動させることが可能であり、放電灯の点灯開始後から安定点灯到達までの間の所定期間において、安定点灯時に適用される第２の周波数（ｆ２）よりも高い第１の周波数（ｆ１）でスイッチング素子を駆動するように構成された制御回路（８）を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯点灯装置であって、
インダクタ及びスイッチング素子を有し、直流電源回路から前記インダクタに入力される直流電圧を前記スイッチング素子によりスイッチングして、制限された出力電流を放電灯に供給するための降圧コンバータと、
前記スイッチング素子を可変の駆動周波数で駆動させることが可能であり、前記放電灯の点灯開始後から安定点灯到達までの間の所定期間において、安定点灯時に適用される第２の周波数よりも高い第１の周波数で前記スイッチング素子を駆動するように構成された制御回路と  
を備えた放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路が前記スイッチング素子をＰＷＭ制御するように構成され、前記第１の周波数の期間のオンデューティが前記第２の周波数の期間のオンデューティ以上である、放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放電灯点灯装置において、前記第１の周波数の期間のオンデューティが、設定可能なオンデューティ範囲の最大値に設定された、放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置であって、
前記出力電流を検出する電流検出部を更に備え、
前記制御回路が、前記電流検出部によって検出される出力電流が閾値未満となったことに応じて前記駆動周波数を前記第１の周波数から前記第２の周波数に切り換えるように構成された、放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置において、
前記出力電流を検出する電流検出部を更に備え、
前記制御回路が、前記電流検出部によって検出される出力電流の減少に対して前記駆動周波数が減少するように前記第１の周波数から前記第２の周波数への切換えを連続的に行うように構成された、放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置であって、
前記降圧コンバータの出力電圧を検出する電圧検出部を更に備え、
前記制御回路が、前記電圧検出部によって検出される出力電圧が閾値未満となったことに応じて前記駆動周波数を前記第１の周波数から前記第２の周波数に切り換えるように構成された、放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置において、
前記降圧コンバータの出力電圧を検出する電圧検出部を更に備え、
前記制御回路が、前記電圧検出部によって検出される出力電圧の増加に対して前記駆動周波数が減少するように前記第１の周波数から前記第２の周波数への切換えを連続的に行うように構成された、放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路が、前記放電灯の点灯開始からの経過時間を計測するタイマを備え、前記経過時間が所定値となった時点で前記駆動周波数を前記第１の周波数から前記第２の周波数に切り換えるように構成された、放電灯点灯装置。
【請求項９】
請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置であって、
前記インダクタに流れる電流のピーク値を検出するピーク検出部を更に備え、
前記制御回路が、前記ピーク検出部によって検出されるピーク値が低下して閾値に達したことに応じて前記駆動周波数を前記第１の周波数から前記第２の周波数に切り換えるように構成された、放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置において、
前記インダクタに流れる電流のピーク値を検出するピーク検出部を更に備え、
前記制御回路において、前記ピーク値が目標値となるように前記第１の周波数が決定され、前記駆動周波数の下限値が前記第２の周波数である、放電灯点灯装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置と、高圧放電灯からなる前記放電灯とを備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放電灯点灯装置及びそれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、チョークコイルとスイッチング素子を有する降圧コンバータを備えた放電灯点灯装置を開示する。この放電灯点灯装置では、放電灯始動時のチョークコイルの飽和を防止するために、始動動作中においては、スイッチング素子のスイッチング動作におけるオンデューティが低減される。そして、始動後から安定点灯に移行する過程においても、放電灯の低いインピーダンス又は低いランプ電圧に起因してチョークコイルが過負荷にならないようにするために、オンデューティは最大化されることなく徐々に増大される。
【０００３】
特許文献２は、高圧放電灯のランプ電圧が低電圧状態であるときのランプ過電流を防止する放電灯点灯装置を開示する。この放電灯点灯装置は、スイッチング素子とインダクタを有する降圧コンバータと、ランプ電圧を検出する管電圧検出手段と、降圧コンバータの制御手段を有する。制御手段は、管電圧検出手段の検出結果に基づいてインダクタに流れる電流を連続とする動作モードとそれを不連続とする動作モードとを切り換え、ランプ始動後のランプ低電圧状態における過電流の防止及びランプ立ち消えを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０５６７６９号
【特許文献２】特許第３７５８２９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１及び２の構成によると、始動後から安定点灯に到達するまでの光束立ち上り期間が長くなるという問題がある。具体的には、特許文献１の構成によると、始動後から安定点灯に移行するまでの間に降圧コンバータのスイッチング動作におけるオンデューティが低減されるため、この間のインダクタ電流は減少するが、同時にランプ電流も減少する。そのため、ランプ内の温度上昇、すなわち水銀等の放電物質の蒸発のためにより多くの時間を要し、光束立ち上り速度が低下する。また、特許文献２の構成においても、インダクタ電流を不連続とすることにより、インダクタ電流を連続とする場合と比べて、インダクタ電流及びランプ電流が減少する。そのため、上記同様に、光束立ち上り速度が低下する。このように、インダクタを介してランプ電流を供給する構成の放電灯点灯装置においては、インダクタの過電流防止（すなわち飽和防止）と光束立ち上り速度の維持とを両立することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、降圧コンバータを有する放電灯点灯装置において、放電灯の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなく降圧コンバータのインダクタの飽和を防止することを可能とする放電灯点灯装置及びそれを用いた照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の放電灯点灯装置は、インダクタ及びスイッチング素子を有し、直流電源回路からインダクタに入力される直流電圧をスイッチング素子によりスイッチングして、制限された出力電流を放電灯に供給するための降圧コンバータと、スイッチング素子を可変の駆動周波数で駆動させることが可能であり、放電灯の点灯開始後から安定点灯到達までの間の所定期間において、安定点灯時に適用される第２の周波数よりも高い第１の周波数でスイッチング素子を駆動するように構成された制御回路とを備える。
【０００８】
本発明の放電灯点灯装置によると、スイッチング素子を可変の周波数で駆動可能な制御回路が適用される。そして、制御回路は、放電灯の点灯開始後から安定点灯到達までの間の所定期間において、安定点灯時に適用される第２の周波数よりも高い第１の周波数でスイッチング素子を駆動するように構成されるので、放電灯の点灯開始後から安定点灯に到達するまでの期間において、インダクタ電流及びランプ電流の平均値を減少させることなく、インダクタ電流のピーク値を低減することができる。したがって、降圧コンバータを有する放電灯点灯装置において、放電灯の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタの飽和を防止することができる。
【０００９】
ここで、制御回路がスイッチング素子をＰＷＭ制御するように構成され、第１の周波数の期間のオンデューティが第２の周波数の期間のオンデューティ以上となるようにすることが好ましい。これにより、光束立ち上り期間に対応する第１の周波数の期間におけるランプ電流を増大して、光束立ち上りの遅延を確実に防止することができる。
【００１０】
更に、第１の周波数の期間のオンデューティが、設定可能なオンデューティ範囲における最大値に設定されることがより好ましい。これにより、光束立ち上り期間に対応する第１の周波数の期間におけるランプ電流を最大化して、光束立ち上り期間を最短化することができる。
【００１１】
第１の形態による放電灯点灯装置は、出力電流を検出する電流検出部を更に備え、制御回路が、電流検出部によって検出される出力電流が閾値未満となったことに応じて駆動周波数を第１の周波数から第２の周波数に切り換えるように構成される。これにより、光束立ち上りを遅延させることなくインダクタの飽和を防止する放電灯点灯装置を簡素な制御構成で実現することができる。
【００１２】
第２の形態による放電灯点灯装置は、出力電流を検出する電流検出部を更に備え、制御回路が、電流検出部によって検出される出力電流の減少に対して駆動周波数が減少するように第１の周波数から第２の周波数への切換えを連続的に行うように構成される。これにより、光束立ち上りを遅延させることなくインダクタの飽和を防止することができる。更に、相対的に高い第１の周波数での点灯期間が短縮され、駆動周波数が、降圧コンバータの性能をより発揮できる第２の周波数に比較的早いタイミングで近づくので、降圧コンバータの性能がより効果的に発揮される。
【００１３】
第３の形態による放電灯点灯装置は、降圧コンバータの出力電圧を検出する電圧検出部を更に備え、制御回路が、電圧検出部によって検出される出力電圧が閾値未満となったことに応じて駆動周波数を第１の周波数から第２の周波数に切り換えるように構成される。これにより、光束立ち上りを遅延させることなくインダクタの飽和を防止する放電灯点灯装置を簡素な制御構成で実現することができる。
【００１４】
第４の形態による放電灯点灯装置は、降圧コンバータの出力電圧を検出する電圧検出部を更に備え、制御回路が、電圧検出部によって検出される出力電圧の増加に対して駆動周波数が減少するように第１の周波数から第２の周波数への切換えを連続的に行うように構成される。これにより、光束立ち上りを遅延させることなくインダクタの飽和を防止することができる。更に、相対的に高い第１の周波数での点灯期間が短縮され、駆動周波数が、降圧コンバータの性能をより発揮できる第２の周波数に比較的早いタイミングで近づくので、降圧コンバータの性能がより効果的に発揮される。
【００１５】
第５の形態による放電灯点灯装置では、制御回路が、放電灯の点灯開始からの経過時間を計測するタイマを備え、経過時間が所定値となった時点で駆動周波数を第１の周波数から第２の周波数に切り換えるように構成される。これにより、更に簡素な制御構成により、光束立ち上りを遅延させることなくインダクタの飽和を防止することができる。
【００１６】
第６の形態による放電灯点灯装置は、インダクタに流れる電流のピーク値を検出するピーク検出部を更に備え、制御回路が、ピーク検出部によって検出されるピーク値が低下して閾値に達したことに応じて駆動周波数を第１の周波数から第２の周波数に切り換えるように構成される。これにより、光束立ち上りを遅延させることなく、より直接的な態様でインダクタの飽和を防止することができる。
【００１７】
第７の形態による放電灯点灯装置は、インダクタに流れる電流のピーク値を検出するピーク検出部を更に備え、制御回路において、ピーク値が目標値となるように第１の周波数が決定され、駆動周波数の下限値が前記第２の周波数となるように構成される。これにより、光束立ち上りを遅延させることなく、より直接的な態様でインダクタの飽和を防止することができる。更に、目標値を適切に設定することにより、駆動周波数が第２の周波数で固定される前の期間において、駆動周波数をより低くすることができ、すなわち、降圧コンバータの性能をより発揮できる第２の周波数に近づけることができる。したがって、降圧コンバータの性能がより効果的に発揮される。
【００１８】
本発明の照明装置は、上記の放電灯点灯装置と、高圧放電灯からなる放電灯とを備える。このように、放電灯が高圧放電灯である場合においても、高圧放電灯の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタの飽和を防止できる信頼性の高い照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１乃至第５の実施形態による放電灯点灯装置及び照明装置の回路構成図である。
【図２】本発明の放電灯点灯装置の動作を説明するための図である。
【図３】第１乃至第５の実施形態による制御回路の一部を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態による放電灯点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態による放電灯点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】第３の実施形態による放電灯点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】第４の実施形態による放電灯点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第６及び７の実施形態による放電灯点灯装置及び照明装置の回路構成図である。
【図９】第６及び第７の実施形態による制御回路の一部を示すブロック図である。
【図１０】第６の実施形態による放電灯点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】第７の実施形態による放電灯点灯装置の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１乃至第５の実施形態の基本構成＞
図１に本発明の第１乃至第５の実施形態で用いられる放電灯点灯装置１（以下、「点灯装置１」という）を含む照明装置１０を示す。照明装置１０は点灯装置１及び放電灯９（以下、「ランプ９」という）からなる。点灯装置１には商用電源等の交流電源ＡＣからの電源電圧が入力端子Ｔ１及びＴ２を介して入力され、点灯装置１からの出力が出力端子Ｔ３及びＴ４を介してランプ９に供給される。なお、本明細書における説明において、各回路又は構成要素が上記のどのブロックに属するかは便宜的なものであり、本発明を拘束するものではない。
【００２１】
点灯装置１は、整流回路２、昇圧コンバータ３（直流電源回路）、降圧コンバータ４、検出回路５、フルブリッジ回路６、始動回路７、及び制御回路８を含む。以降の各実施形態では、ランプ９が高圧放電灯からなるものとして説明するが、ランプ９は低圧放電灯であってもよい。整流回路２はダイオードブリッジからなり、交流電源ＡＣからの入力電圧を全波整流する。整流回路２は、必要に応じて、ダイオードブリッジの前段に、不図示のノイズフィルタ、ヒューズ、バリスタ等を含んでいてもよい。なお、交流電源ではなく直流電源が入力される場合には整流回路２は不要である。
【００２２】
昇圧コンバータ３は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子３１、コイル３２、ダイオード３３、及び平滑コンデンサ３４を含み、整流回路２の整流出力を昇圧して直流化する。スイッチング素子３１のオン時にコイル３２→スイッチング素子３１に電流が流れ、コイル３２にエネルギーが蓄えられる。スイッチング素子３１のオフ時に、コイル３２に蓄えられているエネルギーにより、コイル３２→ダイオード３３→平滑コンデンサ３４に電流が流れ、平滑コンデンサ３４が充電される。スイッチング素子３１は、後述する制御回路８に含まれるドライバによって駆動され、スイッチング素子３１のオン幅（オンデューティ）は制御回路８において決定される。すなわち、制御回路８によってスイッチング素子３１がＰＷＭ制御され、昇圧コンバータ３の出力電圧が決定される。
【００２３】
降圧コンバータ４は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子４１、インダクタ４２、ダイオード４３、及びコンデンサ４４を含み、昇圧コンバータ３の昇圧出力から、制限された電流を出力する。スイッチング素子４１のオン時にスイッチング素子４１→インダクタ４２→後述のフルブリッジ回路６→ランプ９→後述の電流検出抵抗５３に電流が流れ、インダクタ４２にエネルギーが蓄えられる。スイッチング素子４１のオフ時に、インダクタ４２に蓄えられているエネルギーにより、インダクタ４２→フルブリッジ回路６→ランプ９→電流検出抵抗５３→ダイオード４３に電流が流れる。コンデンサ４４は降圧コンバータ４の出力を平滑する。スイッチング素子４１は、制御回路８に含まれるドライバによって駆動され、スイッチング素子４１のオン幅（オンデューティ）及び駆動周波数は制御回路８において決定される。
【００２４】
検出回路５は、抵抗５１及び５２の直列回路からなる電圧検出部並びに電流検出抵抗５３からなる電流検出部を含む。抵抗５１及び５２は降圧コンバータ４の出力端に並列接続され、降圧コンバータ４の出力電圧を検出する。なお、ランプ９のランプ電圧は降圧コンバータ４の出力電圧に実質的に等しく、以降の説明においてはランプ電圧と出力電圧は同義であるものとする。ノードＡに示す抵抗５２に発生する電圧が検出電圧として制御回路８に入力される。電流検出抵抗５３は低抵抗素子からなり、降圧コンバータ４の出力電流経路に挿入され、降圧コンバータ４の出力電流を検出する。なお、ランプ９に流れるランプ電流は降圧コンバータ４の出力電流に実質的に等しく、以降の説明においてはランプ電流と出力電流は同義であるものとする。ノードＢに示す電流検出抵抗５３に発生する電圧が検出電流として制御回路８に入力される。
【００２５】
フルブリッジ回路６は、ＭＯＳＦＥＴ等からなるスイッチング素子６１、６２、６３及び６４を含むフルブリッジを構成し、降圧コンバータ４の直流出力を交流変換して、交流出力をランプ９に供給する。制御回路８に含まれるドライバによってスイッチング素子６１及び６４と、トランジスタ６２及び６３とが、５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度の周波数で交互にオンオフされる。これにより、上記周波数の矩形波の電流がランプ９に通電される。
【００２６】
始動回路７は、抵抗７１、コンデンサ７２、放電ギャップ７３、及びパルストランス７４を含み、ランプ９の始動時に始動パルスをランプ９に印加する。降圧コンバータ４が起動すると、その出力電圧が抵抗７１を介してコンデンサ７２に充電される。コンデンサ７２の充電電圧が放電ギャップ７３のブレークダウン電圧を超えると、放電ギャップ７３が導通してコンデンサ７２の電圧がパルストランス７４の一次巻線に印加される。これに応じて、パルストランス７４の巻数比に応じたパルス電圧が、ランプ９に直列接続された二次巻線に発生し、このパルス電圧がフルブリッジ回路６の出力電圧に重畳されてランプ９に印加される。このパルス重畳電圧によってランプ９が絶縁破壊して放電を開始する。なお、始動回路７は、ランプ９の始動後には停止し、ランプ９の点灯動作に実質的な影響を与えない。
【００２７】
制御回路８には、上述したように、ノードＡの検出電圧及びノードＢの検出電流が入力される。そして、制御回路８は、昇圧コンバータ３のスイッチング素子３１、降圧コンバータ４のスイッチング素子４１、及びフルブリッジ回路６のスイッチング素子６１〜６４を駆動する。
【００２８】
制御回路８は、昇圧コンバータ３の出力電圧が所定値となるようにスイッチング素子３１をＰＷＭ制御する。例えば、昇圧コンバータ３及び制御回路８においては、出力電圧がフィードフォワード制御されてもよいし、不図示の出力電圧検出回路によって検出される出力電圧が電圧目標値に一致するように出力電圧がフィードバック制御されるようにしてもよい。
【００２９】
制御回路８はまた、検出電流が電流目標値に一致するように降圧コンバータ４のスイッチング素子４１をＰＷＭ制御する。すなわち、降圧コンバータ４及び制御回路８においては、ランプ電流がフィードバック制御される。あるいは、制御回路８は、検出電流と検出電圧の乗算値が電力目標値に一致するように降圧コンバータ４のスイッチング素子４１をＰＷＭ制御する。この場合、降圧コンバータ４及び制御回路８においては、ランプ電力がフィードバック制御される。電流目標値又は電力目標値は予め決定されていればよい。
【００３０】
制御回路８はまた、スイッチング素子４１を可変の周波数で駆動するように構成される。概略として、制御回路８は、ランプ９が点灯を開始してから所定期間においては周波数ｆ１でスイッチング素子４１を駆動し、その後の期間において周波数ｆ２でスイッチング素子４１を駆動する。ここで、周波数ｆ２はランプ９の安定点灯時に適用される周波数であり、周波数ｆ１は周波数ｆ２よりも高い。
【００３１】
周波数ｆ１及びｆ２は２０ｋＨｚ以上１５０ｋＨｚ以下程度であればよいが（例えば、周波数ｆ１が５０ｋＨｚ、周波数ｆ２が３０ｋＨｚ等）、これに限定されない。言い換えると、周波数ｆ１は、インダクタ４２に流れるインダクタ電流がインダクタ４２の飽和をもたらさないような周波数に設定される。また、周波数ｆ２は、安定点灯時に降圧コンバータ４が、その性能（高効率、低ノイズ性等）を最も発揮できる周波数に設定される。したがって、ランプ始動開始後のランプ電流が大きい期間においては周波数ｆ１が適用され、より多くの動作時間が費やされる安定点灯期間においては周波数ｆ２が適用されることが望ましい。
【００３２】
ここで、インダクタ４２に流れるインダクタ電流について、その平均値はＰＷＭ制御におけるオンデューティの増加に対して増加する。一方、オンデューティが同じであるという前提の下、インダクタ電流のピーク値は駆動周波数の増加に対して減少する。図２に、同じオンデューティにおいて周波数を異ならせた場合のインダクタ電流を示す。周波数ｆ１の場合のインダクタ電流がＩ１（実線）で示され、周波数ｆ２の場合のインダクタ電流がＩ２（破線）で示される。インダクタ電流Ｉ１及びインダクタ電流Ｉ２とも同じオンデューティでＰＷＭ制御されているため、それらの平均値は同じである。一方、インダクタ電流Ｉ１の反転周期はインダクタ電流Ｉ２の反転周期に比べて短いため、インダクタ電流Ｉ１の振幅はインダクタ電流Ｉ２の振幅に比べて小さくなる。したがって、周波数ｆ１に対応するインダクタ電流Ｉ１のピーク値Ｉｐ１は、周波数ｆ２に対応するインダクタ電流Ｉ２のピーク値Ｉｐ２に比べて小さい。
【００３３】
図３に、制御回路８の、特にスイッチング素子４１の制御に関連する部分のブロック図を示す。制御回路８は、ＣＰＵ８１、メモリ８２、入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８３、周波数決定部８４、デューティ決定部８５、ドライバ８６、及びタイマ８７を有し、これらはバス８８によって信号の伝送が可能な態様で相互に接続されている。なお、説明の便宜上、周波数決定部８４、デューティ決定部８５及びタイマ８７は、ＣＰＵ８１の外部に図示されるが、これらはＣＰＵ８１の内部に組み込まれていてもよい。また、制御回路８の各部はハードウェア、ソフトウェア又はその組合せによって構成されていればよい。
【００３４】
ＣＰＵ８１は各部間の信号のやりとりを制御するプロセッサであり、メモリ８２はプログラム及びデータを記憶するＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリである。入力インターフェイス８３に、ノードＡの検出電圧及びノードＢの検出電流が入力される。
【００３５】
周波数決定部８４は、入力インターフェイス８３から必要に応じて検出電圧又は検出電流を取得して、スイッチング素子４１の駆動周波数を決定する。概略として、周波数決定部８４は、駆動周波数を、ランプ９が点灯を開始してから所定期間においては周波数ｆ１に決定し、その後の期間において周波数ｆ２に決定する。周波数決定の詳細は各実施形態において後述する。
【００３６】
デューティ決定部８５は、入力インターフェイス８３から検出電流を取得して、スイッチング素子４１のＰＷＭ制御におけるオンデューティを決定する。デューティ決定部８５は、例えば、駆動周波数が周波数ｆ１である期間においてはオンデューティを例えば最大値に決定する。周波数ｆ１の期間においてオンデューティを最大値とすることによって同期間のランプ電流を最大化して光束立ち上り期間を最短化することができる。駆動周波数が周波数ｆ２である期間においてはランプ電流（検出電流）が目標値（電流目標値）に一致するようにオンデューティを決定する。すなわち、周波数ｆ２の期間においては、デューティ決定部８５はランプ電流フィードバックを行う機能を担う。なお、上述したように、デューティ決定部８５は、検出電流と検出電圧の積を目標値に一致させるランプ電力フィードバックを行うこともできるが、以降の各実施形態においては、ランプ電流フィードバックが採用される態様を例示する。
【００３７】
ドライバ８６は、周波数決定部８４によって決定された駆動周波数及びデューティ決定部８５によって決定されたオンデューティに従ってスイッチング素子４１のゲート信号を生成し、スイッチング素子４１を駆動する。
【００３８】
このように、本発明の点灯装置１によると、スイッチング素子４１を可変の周波数で駆動することができる制御回路８が適用される。そして、制御回路８は、ランプ９の点灯開始後から安定点灯到達までの間の所定期間において、安定点灯時に適用される周波数ｆ２よりも高い周波数ｆ１でスイッチング素子４１を駆動するように構成される。これにより、ランプ９の点灯開始後から安定点灯に到達するまでの期間において、インダクタ電流及びランプ電流の平均値を減少させることなく、インダクタ電流のピーク値を低減することができる。したがって、本発明によると、降圧コンバータ４を有する点灯装置１において、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタ４２の飽和を防止できる。
【００３９】
更に、周波数ｆ１の期間のオンデューティが周波数ｆ２の期間のオンデューティ以上となるように構成される。これにより、光束立ち上り期間に対応する期間でのランプ電流を増大して、光束立ち上りの遅延を確実に防止することができる。また更に、周波数ｆ１の期間のオンデューティが設定可能範囲の最大値に設定された場合には、光束立ち上り期間におけるランプ電流を最大化して、光束立ち上り期間を最短化することができる。
【００４０】
以下に、第１乃至第５の実施形態の動作について説明する。各実施形態では、図１及び図３に示す点灯装置１が用いられる。なお、以降に説明する図４、図５、図６及び図７は模式図であり、スケール通りではない。
【００４１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態として、スイッチング素子４１の駆動周波数ｆをランプ電流ＩＬに基づいて切り換える構成を示す。本実施形態では、制御回路８は、ランプ電流ＩＬ（より厳密には、検出電流）が所定の閾値ＩＬｔｈ未満となると、駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換える。
【００４２】
図４のタイミングチャートを用いて、本実施形態の周波数切換え動作を説明する。図４において、上段から、インダクタ電流ピーク値Ｉｐ、ランプ電流ＩＬ、駆動周波数ｆ、オンデューティＤ、及び制御回路８からスイッチング素子４１のゲートに供給される電圧（以下、「ＰＷＭ信号」という）が示される。横軸は時間である。
【００４３】
時刻ｔ０において、点灯装置１が起動され、制御回路８が周波数ｆ１及び最大オンデューティＤｍａｘでスイッチング素子４１の駆動を開始する。時刻ｔ０以降において、ランプ９は絶縁破壊を起こしておらず、したがってランプ電流ＩＬはゼロである。ただし、インダクタ電流はインダクタ４２の後段の回路にわずかに流れるため、わずかなピーク値Ｉｐが発生する。なお、最大オンデューティＤｍａｘは、例えば７０％程度であればよい。
【００４４】
時刻ｔ１において、ランプ９が絶縁破壊を起こし、ランプ電流ＩＬが流れ始める。ここで、始動直後のランプ９のインピーダンスは非常に低いため、ランプ電流ＩＬは降圧コンバータ４の出力能力の上限で略一定となる。言い換えると、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックは実質的に機能せず、オンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。あるいは、後述する時刻ｔ３まではランプ電流フィードバックが無効化されるようにしてもよい。周波数ｆ１におけるインダクタ電流ピーク値Ｉｐが上限値Ｉｐｌｍｔを超えないように周波数ｆ１が設定されているものとする。上限値Ｉｐｌｍｔは、その値を超えるピーク電流値によってインダクタ４２の飽和が引き起こされる値である。なお、周波数ｆ１及び上限値Ｉｐｌｍｔの定義は他の実施形態においても共通する。
【００４５】
時刻ｔ２において、ランプ９のインピーダンスの上昇に伴いランプ電流ＩＬが降下し始めるが、時刻ｔ２以前と同様にオンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。また、ランプ電流ＩＬは閾値ＩＬｔｈよりも高いため、周波数決定部８４は駆動周波数ｆを周波数ｆ１に維持する。
【００４６】
時刻ｔ３において、ランプ電流ＩＬが閾値ＩＬｔｈ未満となると、周波数決定部８４は駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換える。これにより、インダクタ電流ピーク値Ｉｐは一時的に上昇する。ただし、閾値ＩＬｔｈは、駆動周波数ｆが周波数ｆ２に切り換えられた時にインダクタ電流ピーク値Ｉｐが上限値Ｉｐｌｍｔを超えないような値に設定されているものとする。ここで、時刻ｔ３以降においても、時刻ｔ３までと同様にオンデューティは最大値Ｄｍａｘに維持されるので、時刻ｔ３を境にランプ電流ＩＬが急激に変わることはない。
【００４７】
時刻ｔ４において、ランプ９の点灯は安定点灯状態となり、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックの作用に従ってＰＷＭ制御が開始される。すなわち、制御回路８は、周波数ｆを周波数ｆ２に固定して、ランプ電流ＩＬが目標値ＩＬｔに一致するように（より厳密には、検出電流が目標値ＩＬｔに対応する電流目標値に一致するように（以下同じ））オンデューティＤを制御する。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、制御回路８は、ランプ電流ＩＬが閾値ＩＬｔｈ未満となったことに応じて駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換えるように構成される。したがって、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタ４２の飽和を防止する点灯装置１を簡素な制御構成により実現できる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、スイッチング素子４１の駆動周波数ｆをランプ電流ＩＬに基づいて段階的に切り換える構成を示したが、本実施形態では、駆動周波数ｆをランプ電流ＩＬに基づいて連続的に切り換える構成を示す。本実施形態では、制御回路８は、ランプ電流ＩＬ（より厳密には、検出電流）の減少に対して駆動周波数ｆが減少するように駆動周波数ｆの切換えを連続的に行う。
【００５０】
図５のタイミングチャートを用いて、本実施形態の周波数制御を説明する。図５において、上段から、インダクタ電流ピーク値Ｉｐ、ランプ電流ＩＬ、駆動周波数ｆ、オンデューティＤ、及びＰＷＭ信号が示される。横軸は時間である。
【００５１】
時刻ｔ０〜ｔ２は、図４に示す第１の実施形態と同様である。すなわち、時刻ｔ０において点灯装置１が起動され、時刻ｔ１においてランプ９が放電を開始し、時刻ｔ１〜ｔ２の間において、駆動周波数ｆが周波数ｆ１に維持されるとともにオンデューティＤが最大値Ｄｍａｘに維持され、ランプ電流ＩＬが降圧コンバータ４の出力能力の上限で略一定となる。
【００５２】
時刻ｔ２において、ランプ９のインピーダンスの上昇に伴いランプ電流が降下し始めるが、時刻ｔ２以前と同様にオンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。一方、周波数決定部８４が、ランプ電流ＩＬの低下に応じて駆動周波数ｆを低減させていく。このランプ電流ＩＬの低下量に対する駆動周波数ｆの低下量の関係は、周波数決定部８４又はメモリ８２に含まれる関数式又は参照テーブルにおいて予め決定されていればよい。ここで、駆動周波数ｆの低減によるインダクタ電流ピーク値Ｉｐの上昇分は、ランプ電流ＩＬの低下によるインダクタ電流ピーク値Ｉｐの低下分よりも小さいものとする。すなわち、インダクタ電流ピーク値Ｉｐは、ランプ電流ＩＬよりも小さい傾きで低下していく。
【００５３】
時刻ｔ３において、ランプ９の点灯は安定点灯状態となり、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックの作用に従ってＰＷＭ制御が開始される。すなわち、制御回路８は、駆動周波数ｆを周波数ｆ２に固定して、ランプ電流ＩＬが目標値ＩＬｔに一致するようにオンデューティＤを制御する。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、制御回路８は、ランプ電流ＩＬの減少に対して駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に連続的に切り換えるように構成される。これにより、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタ４２の飽和を防止することができる。更に、高い周波数ｆ１での点灯期間が短縮され、周波数ｆ２（降圧コンバータ４の性能をより発揮できる周波数）での駆動が、より早いタイミングで得られる。したがって、降圧コンバータ４の性能がより効果的に発揮される。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態では、スイッチング素子４１の駆動周波数ｆをランプ電流に基づいて切り換える構成を示したが、本実施形態では、駆動周波数ｆをランプ電圧に基づいて切り換える構成を示す。本実施形態では、制御回路８は、ランプ電圧ＶＬ（より厳密には、検出電圧）が所定の閾値を超えると、駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換える。
【００５６】
図６のタイミングチャートを用いて、本実施形態の周波数切換え動作を説明する。図６において、上段から、インダクタ電流ピーク値Ｉｐ、ランプ電圧ＶＬ、駆動周波数ｆ、オンデューティＤ、及びＰＷＭ信号が示される。横軸は時間である。
【００５７】
時刻ｔ０において、点灯装置１が起動され、制御回路８が周波数ｆ１及び最大オンデューティＤｍａｘでスイッチング素子４１の駆動を開始する。ランプ９は絶縁破壊を起こしておらず（すなわち、無負荷状態であり）、ランプ電流は流れないが、インダクタ電流はインダクタ４２の後段の回路にわずかに流れるため、わずかなピーク値Ｉｐが発生する。
【００５８】
時刻ｔ１において、ランプ９が絶縁破壊を起こし、ランプ電圧ＶＬが大きく減少してランプ電流及びインダクタ電流が本格的に流れ始める。この時点でのランプ電圧ＶＬは数十Ｖ程度である。ここで、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックは実質的に機能せず、オンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。あるいは、後述する時刻ｔ３まではランプ電流フィードバックが無効化されるようにしてもよい。
【００５９】
時刻ｔ２において、ランプ９のインピーダンスが増加し始めるが、時刻ｔ２以前と同様にオンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。また、ランプ電圧ＶＬは閾値ＶＬｔｈよりも低いため、周波数決定部８４は駆動周波数ｆを周波数ｆ１に維持する。
【００６０】
時刻ｔ３において、ランプ電圧ＶＬが閾値ＶＬｔｈを超えると、周波数決定部８４は駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換える。これにより、インダクタ電流ピーク値Ｉｐは一時的に上昇する。ただし、閾値ＶＬｔｈは、駆動周波数ｆが周波数ｆ２に切り換えられた時にインダクタ電流ピーク値Ｉｐが上限値Ｉｐｌｍｔを超えないような値に設定されているものとする。ここで、時刻ｔ３以降においても、時刻ｔ３以前と同様にオンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。
【００６１】
時刻ｔ４において、ランプ９の点灯は安定点灯状態となり、制御回路８によるランプ電流フィードバックの作用に従ってＰＷＭ制御が開始される。すなわち、制御回路８は、駆動周波数ｆを周波数ｆ２に固定して、ランプ電流が目標値に一致するようにオンデューティＤを制御する。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、制御回路８は、ランプ電圧ＶＬが閾値ＶＬｔｈを超えたことに応じて駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換えるように構成される。したがって、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタ４２の飽和を防止する点灯装置１を簡素な制御構成で実現できる。
【００６３】
＜第４の実施形態＞
上記第３の実施形態では、スイッチング素子４１の駆動周波数ｆをランプ電圧ＶＬに基づいて段階的に切り換える構成を示したが、本実施形態では、駆動周波数ｆをランプ電圧ＶＬに基づいて連続的に切り換える構成を示す。本実施形態では、制御回路８は、ランプ電圧ＶＬ（より厳密には、検出電圧）の上昇に対して駆動周波数ｆが減少するように駆動周波数ｆの切換えを連続的に行う。
【００６４】
図７のタイミングチャートを用いて、本実施形態の周波数制御を説明する。図７において、上段から、インダクタ電流ピーク値Ｉｐ、ランプ電圧ＶＬ、駆動周波数ｆ、オンデューティＤ、及びＰＷＭ信号が示される。横軸は時間である。
【００６５】
時刻ｔ０〜ｔ２は、図６に示す第３の実施形態と同様である。すなわち、時刻ｔ０において点灯装置１が起動され、時刻ｔ１においてランプ９が放電を開始し、時刻ｔ１〜ｔ２の間において、駆動周波数ｆが周波数ｆ１に維持されるとともにオンデューティＤが最大値Ｄｍａｘに維持される。
【００６６】
時刻ｔ２において、ランプ９のインピーダンスが増加し始めるが、時刻ｔ２以前と同様にオンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。一方、周波数決定部８４は、ランプ電圧ＶＬの上昇に応じて駆動周波数ｆを低減させていく。このランプ電圧ＶＬの上昇量に対する駆動周波数ｆの低下量の関係は、周波数決定部８４又はメモリ８２に含まれる関数式又は参照テーブルにおいて予め決定されていればよい。ここで、駆動周波数ｆの低減によるインダクタ電流ピーク値Ｉｐの上昇分は、ランプ電流ＩＬの低下によるインダクタ電流ピーク値Ｉｐの低下分よりも小さいものとする。すなわち、時刻ｔ２以降にインダクタ電流ピーク値Ｉｐが増加することはない。
【００６７】
時刻ｔ３において、ランプ９の点灯は安定点灯状態となるとともに、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックの作用に従ってＰＷＭ制御が開始される。すなわち、制御回路８は、駆動周波数ｆを周波数ｆ２に維持して、ランプ電流が目標値に一致するようにオンデューティＤを制御する。
【００６８】
以上のように、本実施形態では、制御回路８は、ランプ電圧ＶＬの増加に対して駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に連続的に切り換えるように構成される。これにより、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタ４２の飽和を防止することができる。更に、高い周波数ｆ１での点灯期間が短縮され、周波数ｆ２（降圧コンバータ４の性能をより発揮できる周波数）での駆動が、より早いタイミングで得られる。したがって、降圧コンバータ４の性能がより効果的に発揮される。
【００６９】
＜第５の実施形態＞
上記第１及び第３の実施形態においては、ランプ電流ＩＬ又はランプ電圧ＶＬに応じて駆動周波数ｆの切換えタイミングが決定される構成を示したが、本実施形態では、切換えタイミングが点灯開始からの経過時間によって決定される構成を示す。これは、ランプ９の光束立ち上り特性、すなわち始動後のランプ電流及びランプ電圧の変化は、ランプ種が同じであればランプ間で、又は点灯回ごとに大きく異ならないという知見に基づく。
【００７０】
具体的には、ランプ９の点灯開始（図４及び図６の時刻ｔ１参照）からの経過時間がタイマによって計測され、経過時間が所定値となった時点で、周波数決定部８４によって駆動周波数ｆが周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換えられるようにすればよい。ここで上記所定値は、第１又は第３の実施形態における時刻ｔ１〜ｔ３（図４又は図６）の期間に対応する時間であればよく、本実施形態のようにランプ９が高圧放電灯の場合には数秒から数分となる。なお、駆動周波数ｆが周波数ｆ１の期間においては、オンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持されるようにすればよい。ここでも、上記経過時間が所定値となるまでは、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックが行われずにデューティＤが最大値Ｄｍａｘに設定され、その後にランプ電流フィードバックが実行されるようにすればよい。
【００７１】
このように、本実施形態によると、制御回路８は、ランプ９への出力に関する検出値を利用せずに駆動周波数ｆの切換えタイミングを決定できる。したがって、更に簡素な制御構成により、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタ４２の飽和を防止することができる。
【００７２】
＜実施形態６及び７の基本構成＞
上記第１乃至第４の実施形態では、スイッチング素子４１の駆動周波数ｆをランプ電流ＩＬ又はランプ電圧ＶＬに基づいて切り換える構成を示したが、第６及び第７の実施形態では、インダクタ４２に流れるインダクタ電流のピーク値Ｉｐに基づいて駆動周波数ｆを切り換える構成を示す。各実施形態では、後述する図８及び図９に示す点灯装置１が用いられる。なお、以降に説明する図１０及び図１１は模式図であり、スケール通りではない。
【００７３】
図８に、第６及び第７の実施形態で用いられる点灯装置１を示す。図８に示す点灯装置１は、図１に示す点灯装置１とは、降圧コンバータ４がピーク検出部を備える点で相違し、その他の部分において実質的に同一である。図９に、制御回路８の、特にスイッチング素子４１の制御に関連する部分のブロック図を示す。図９に示す制御回路８は、図３に示す制御回路８とは、入力インターフェイス８３にノードＣにおける検出値が入力される点、及びタイマ８７の代わりにピーク取得部８９を備える点で相違し、その他の部分において実質的に同一である。なお、ノードＡによる電圧検出値も（他の用途のために）入力インターフェイス８３に入力されるが、以降の説明による制御において電圧検出値は利用されない。
【００７４】
図８に示すように、降圧コンバータ４は、スイッチング素子４１、インダクタ４２、ダイオード４３及びコンデンサ４４に加えて、カレントトランス４５、ダイオード４６及びコンデンサ４７を備える。カレントトランス４５、ダイオード４６及びコンデンサ４７がピーク検出部を構成する。カレントトランス４５に発生した電流がダイオード４６によって整流され、コンデンサ４７に発生する脈流電圧（ノードＣの電圧）が制御回路８に入力される。
【００７５】
図９において、ピーク取得部８９は、入力インターフェイス８３からノードＣにおける脈流波形を取得し、この脈流波形のピーク値に基づいてインダクタ電流ピーク値Ｉｐを特定することができる。周波数決定部８４は、ピーク取得部８９で特定されたインダクタ電流ピーク値Ｉｐに基づいて駆動周波数ｆを決定する。
【００７６】
＜第６の実施形態＞
本実施形態では、制御回路８は、インダクタ電流ピーク値Ｉｐが閾値Ｉｐｔｈ未満となったことに応じて駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換える。図１０のタイミングチャートを用いて、本実施形態の周波数切換え動作を説明する。図１０において、上段から、インダクタ電流ピーク値Ｉｐ、駆動周波数ｆ、オンデューティＤ、及びＰＷＭ信号が示される。横軸は時間である。
【００７７】
時刻ｔ０において、点灯装置１が起動され、制御回路８が周波数ｆ１及び最大オンデューティＤｍａｘでスイッチング素子４１の駆動を開始する。ランプ９は絶縁破壊を起こしておらず、ランプ電流は流れないが、インダクタ４２の後段の回路にわずかにインダクタ電流が流れるため、わずかなピーク値Ｉｐが発生する。
【００７８】
時刻ｔ１において、ランプ９が絶縁破壊を起こし、ランプ電流が流れ始め、インダクタ電流も本格的に流れ始める。ここで、始動直後のランプ９のインピーダンスは非常に低いため、ランプ電流及びインダクタ電流は降圧コンバータ４の出力能力の上限で略一定となる。言い換えると、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックは実質的に機能せず、オンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。あるいは、後述する時刻ｔ３まではランプ電流フィードバックが無効化されるようにしてもよい。
【００７９】
時刻ｔ２において、ランプ９のインピーダンスの上昇に伴いランプ電流が減少を開始するが、時刻ｔ２以前と同様にオンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。また、インダクタ電流ピーク値Ｉｐは閾値Ｉｐｔｈよりも高いため、周波数決定部８４は駆動周波数ｆを周波数ｆ１に維持する。
【００８０】
時刻ｔ３において、インダクタ電流ピーク値が閾値Ｉｐｔｈに達すると、周波数決定部８４は駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換える。これにより、インダクタ電流ピーク値Ｉｐは一時的に上昇する。ただし、閾値Ｉｐｔｈは、駆動周波数ｆが周波数ｆ２に切り換えられた時にインダクタ電流ピーク値Ｉｐが上限値Ｉｐｌｍｔを超えないような値に設定されているものとする。時刻ｔ３以降においても、時刻ｔ３以前と同様に、オンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持されるものとする。
【００８１】
時刻ｔ４において、ランプ９の点灯は安定点灯状態となり、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックの作用に従ってＰＷＭ制御が開始される。すなわち、制御回路８は、駆動周波数ｆを周波数ｆ２に維持して、ランプ電流が目標値に一致するようにオンデューティＤを制御する。
【００８２】
以上のように、本実施形態では、インダクタ電流ピーク値Ｉｐがピーク検出部によって直接検出され、制御回路８は、インダクタ電流ピーク値Ｉｐが閾値Ｉｐｔｈに達したことに応じて駆動周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り換える。したがって、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなく、より直接的な態様でインダクタ４２の飽和を確実に防止することができる。
【００８３】
＜第７の実施形態＞
上記第１から第６の実施形態では、駆動周波数ｆがフィードフォワード的に制御される構成を示したが、本実施形態では、インダクタ電流ピーク値Ｉｐに基づいて駆動周波数ｆがフィードバック制御される構成を示す。
【００８４】
本実施形態では、制御回路８の周波数決定部８４は、ランプ９が放電を開始した後、ピーク検出部によって検出されるインダクタ電流ピーク値Ｉｐが目標値Ｉｐｔに一致するように駆動周波数ｆを決定する。これにより、インダクタ電流ピーク値Ｉｐのフィードバック（以下、「ピーク値フィードバック」という）が行われる。言い換えると、本実施形態では、上記各実施形態における周波数ｆ１が可変となるように構成されたことになる。この目標値Ｉｐｔは、上述した上限値Ｉｐｌｍｔ以下であればよく、決定される駆動周波数ｆの下限値が周波数ｆ２となる。すなわち、ランプ９の放電開始後、ランプ電流が減少して安定点灯状態に向うにつれて駆動周波数ｆが低下し、周波数ｆ２に達した時点でピーク値フィードバックは実質的に終了する。駆動周波数ｆが周波数ｆ２に到達した時点でその後のピーク値フィードバックを無効化するようにしてもよい。いずれの場合であっても、その後の駆動周波数ｆは周波数ｆ２に固定される。
【００８５】
図１１のタイミングチャートを用いて、本実施形態の周波数制御を説明する。図１１において、上段から、インダクタ電流ピーク値Ｉｐ、ランプ電流ＩＬ、駆動周波数ｆ、及びオンデューティＤが示される。横軸は時間である。
【００８６】
時刻ｔ０において、点灯装置１が起動され、制御回路８が始動に適した周波数及び最大オンデューティＤｍａｘでスイッチング素子４１の駆動を開始する。ランプ９は絶縁破壊を起こしておらず、ランプ電流ＩＬはゼロであるが、インダクタ４２の後段の回路にわずかにインダクタ電流が流れ、これによりわずかなピーク値Ｉｐが発生する。
【００８７】
時刻ｔ１において、ランプ９が絶縁破壊を起こし、ランプ電流ＩＬが流れ始め、インダクタ電流も本格的に流れ始める。ここで、始動直後のランプ９のインピーダンスは非常に低いため、ランプ電流ＩＬは降圧コンバータ４の出力能力の上限で略一定となる。言い換えると、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックは実質的に機能せず、オンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。あるいは、後述する時刻ｔ３まではランプ電流フィードバックが無効化されるようにしてもよい。一方、時刻ｔ１以降に、周波数決定部８４によってピーク値フィードバックが開始され、インダクタ電流ピーク値Ｉｐが目標値Ｉｐｔで一定となるように駆動周波数ｆ（周波数ｆ１）が制御される。
【００８８】
時刻ｔ２において、ランプ９のインピーダンスの上昇に伴いランプ電流ＩＬが減少し始めるが、時刻ｔ２以前と同様にオンデューティＤは最大値Ｄｍａｘに維持される。一方、駆動周波数ｆ（周波数ｆ１）は、周波数決定部８４によってピーク値フィードバックの下で制御される。これにより、ランプ電流ＩＬに略比例するインダクタ電流平均値の減少に応じてインダクタ電流の反転周期が長くなる（すなわち、振幅が大きくなる）ように制御されるため、駆動周波数ｆが低下していく。
【００８９】
時刻ｔ３において、駆動周波数ｆが周波数ｆ２に到達すると、ピーク値フィードバックによる制御が終了し、駆動周波数ｆは周波数ｆ２に固定される。時刻ｔ３以降においても、時刻ｔ３以前と同様に、オンデューティは最大値Ｄｍａｘに維持される。すなわち、周波数ｆ２及びオンデューティＤｍａｘの状態でランプ電流ＩＬ及びインダクタ電流ピーク値Ｉｐが減少していく。
【００９０】
時刻ｔ４において、ランプ９の点灯は安定点灯状態となり、デューティ決定部８５によるランプ電流フィードバックの作用に従ってＰＷＭ制御が開始される。すなわち、制御回路８は、駆動周波数ｆを周波数ｆ２に維持して、ランプ電流が目標値ＩＬｔに一致するようにオンデューティＤを制御する。
【００９１】
以上のように、本実施形態では、インダクタ電流ピーク値Ｉｐが目標値Ｉｐｔとなるように駆動周波数ｆが制御され、駆動周波数ｆの下限値が周波数ｆ２とされる。これにより、ランプ９の点灯開始後の光束立ち上りを遅延させることなくインダクタ４２の飽和を防止することができる。更に、目標値Ｉｐｔが、適切に設定されることにより、駆動周波数ｆが周波数ｆ２で固定される前の期間において、駆動周波数ｆをより低くすることができ、すなわち、降圧コンバータ４の性能をより発揮できる周波数ｆ２に近づけることができる。特に、目標値Ｉｐｔが上限値Ｉｐｌｍｔに設定された場合に、周波数ｆ２に到達する前の駆動周波数ｆを最小化することができる。これにより、降圧コンバータ４の性能がより効果的に発揮される。
【００９２】
変形例．
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
【００９３】
上記第１、第３、第５及び第６の実施形態は組み合わせて実施することが可能である。すなわち、ランプ電流ＩＬと閾値ＩＬｔｈの比較結果、ランプ電圧ＶＬと閾値ＶＬｔｈの比較結果、経過時間と所定値の比較結果、及びインダクタ電流ピーク値Ｉｐと閾値Ｉｐｔｈの比較結果のうちのいずれか２以上の論理積又は論理和を用いて周波数ｆ１から周波数ｆ２への切換えタイミングが決定されるようにしてもよい。
【００９４】
上記各実施形態においては、ランプ９が交流点灯される構成を示したが、本発明は直流点灯用のランプにも適用可能である。この場合、点灯装置１からフルブリッジ回路５が省略され、降圧コンバータ４の直流出力が直接ランプ９に投入される。
【００９５】
上記各実施形態においては、昇圧コンバータ３が昇圧チョッパ回路で構成され、降圧コンバータ４が降圧チョッパ回路で構成された例を示したが、これらは他の形態の回路であってもよい。例えば、昇圧コンバータ３は直流電圧を降圧コンバータ４に供給できれば、例えばフライバックコンバータ等、他の形態の直流電源回路であってもよい。また、降圧コンバータ４は、フライバックコンバータ、フォワードコンバータ等、他の形態の降圧コンバータであってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１  放電灯点灯装置（点灯装置）
３  昇圧コンバータ
４  降圧コンバータ
４１  スイッチング素子
４２  インダクタ
４３  ダイオード
４４  コンデンサ
４５  カレントトランス
４６  ダイオード
４７  コンデンサ
５  検出回路
５１、５２  抵抗
５３  電流検出抵抗
８  制御回路
９  放電灯（ランプ）
１０  照明装置
【図１】
2015216062.tif 000003
【図２】
2015216062.tif 000004
【図３】
2015216062.tif 000005
【図４】
2015216062.tif 000006
【図５】
2015216062.tif 000007
【図６】
2015216062.tif 000008
【図７】
2015216062.tif 000009
【図８】
2015216062.tif 000010
【図９】
2015216062.tif 000011
【図１０】
2015216062.tif 000012
【図１１】
2015216062.tif 000013