(57)【要約】【課題】昇圧チョッパ回路とインバータ回路とでスイッチング素子を共用する構成にして、スイッチング素子のデューティを変えることなく多様な電源電圧に対応する。【解決手段】本発明は、ブリッジ形整流・変換回路CR1と、帰還回路FB1,FB2と、チョッパ回路CR2と、充電回路CR3と、高周波信号に共振し、その出力端に接続される放電ランプDLを共振電圧にて点灯させる共振回路CR4と、一対のスイッチング素子Q1,Q2の交互スイッチング動作により充電回路に充電される直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路CR5と、充電回路のコンデンサC1,C2同士の接続点J3と一対の整流素子D1,D2の接続点J2との間に接続されたスイッチ手段ＳＷで構成される放電ランプ点灯装置を特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号にて交互にスイッチングする一対のスイッチング素子の直列接続回路と、一対の整流素子の直列接続回路とを並列接続し、かつ、前記一対のスイッチング素子の接続点と前記一対の整流素子の接続点との間を接続して構成されるブリッジ形整流・変換回路と、
前記ブリッジ形整流・変換回路の低周波交流電流と高周波交流電流とが共に双方向に流れる回路上の位置に挿入されたインダクタ、前記インダクタに生じる逆起電力を帰還させる帰還回路及び前記一対のスイッチング素子の少なくとも一方を含むチョッパ回路と、
前記チョッパ回路の出力に接続された少なくとも２つのコンデンサの直列接続回路で構成される充電回路と、
高周波電圧に共振し、その出力端に接続される放電ランプ（本請求項の構成要件ではない）を共振電圧にて点灯させる共振回路と、
前記一対のスイッチング素子の交互スイッチング動作により前記充電回路に充電される直流電力を高周波電圧に変換して前記共振回路に出力するインバータ回路と、
前記充電回路のコンデンサ同士の接続点に一端が接続され、前記一対の整流素子の接続点に他端が接続され、当該接続点間を導通状態又は非導通状態に切り替えるスイッチ手段とを備えたことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記共振回路の出力端に放電ランプを接続して成る請求項１に記載の放電ランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、商用交流電源のような低周波交流電源を用いて、放電ランプを高周波で点灯させる放電ランプ点灯装置として、従来、特開２００５−１２４３６９号公報（特許文献１）、特開２００５−１２４３７０号公報（特許文献２）、特開２００５−１２４３７１号公報（特許文献３）に記載されたものが知られている。
【０００３】
従来の放電ランプ点灯装置は中性点形昇圧非反転インバータを特徴とし、一対のスイッチング素子と一対の整流素子を並列接続したブリッジ形整流・変換回路と、この回路に交流入力端間と直列に挿入されたインダクタ、このインダクタ及び交流入力端間の直列部分に並列接続した第１の帰還回路要素、及び、この第１の帰還回路要素と並列接続した第２の帰還回路要素で構成される帰還回路と、一対のスイッチング素子を含むチョッパ回路と、第１及び第２の帰還回路要素と一対のスイッチング素子の直列回路との間に介在する第３および第４の整流素子とを具備している。この従来の放電ランプ点灯装置は、回路構成が簡単でしかも高調波の少ない特長を有している。
【０００４】
このような放電ランプ点灯装置には、性能上、入出力変動に対する電力レギュレート機能があることが求められ、それには、一般的にスイッチング素子のデューティ制御が利用されている。しかしながら、従来装置の場合、チョッパ動作とインバータ動作を共通のスイッチング素子で行うようにしているため、スイッチング素子のデューティの変化量に制限があり、その結果として、電力レギュレート可能な入出力変動の許容幅が狭いという問題点があった。他方、近年の製品需要のグローバル化に伴い、１１５Ｖ、２００Ｖ、２２０Ｖといった多様な商用電源電圧への対応が製品には求められている。
【特許文献１】特開２００５−１２４３６９号公報
【特許文献２】特開２００５−１２４３７０号公報
【特許文献３】特開２００５−１２４３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、昇圧チョッパ回路とインバータ回路とでスイッチング素子を共用する構成であっても、スイッチング素子のデューティを大きく変えることなく多様な電源電圧に対応できる放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、高周波信号にて交互にスイッチングする一対のスイッチング素子の直列接続回路と、一対の整流素子の直列接続回路とを並列接続し、かつ、前記一対のスイッチング素子の接続点と前記一対の整流素子の接続点との間を接続して構成されるブリッジ形整流・変換回路と、前記ブリッジ形整流・変換回路の低周波交流電流と高周波交流電流とが共に双方向に流れる回路上の位置に挿入されたインダクタ、前記インダクタに生じる逆起電力を帰還させる帰還回路及び前記一対のスイッチング素子の少なくとも一方を含むチョッパ回路と、前記チョッパ回路の出力に接続された少なくとも２つのコンデンサの直列接続回路で構成される充電回路と、高周波電圧に共振し、その出力端に接続される放電ランプを共振電圧にて点灯させる共振回路と、前記一対のスイッチング素子の交互スイッチング動作により前記充電回路に充電される直流電力を高周波電圧に変換して前記共振回路に出力するインバータ回路と、前記充電回路のコンデンサ同士の接続点に一端が接続され、前記一対の整流素子の接続点に他端が接続され、当該接続点間を導通状態又は非導通状態に切り替えるスイッチ手段とを備えた放電ランプ点灯装置を特徴とする。
【０００７】
上記発明において、前記共振回路の出力端に放電ランプを接続して放電ランプ装着済みの放電ランプ点灯装置とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の放電ランプ点灯装置によれば、昇圧チョッパ回路とインバータ回路とでスイッチング素子を共用する構成であっても、スイッチング素子のデューティを大きく変えることなく多様な電源電圧に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の１つの実施の形態の放電ランプ点灯装置を示している。本実施の形態の放電ランプ点灯装置は、放電ランプの点灯周波数に基づいて定められる発振周波数の高周波信号にて交互にスイッチングされる一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列接続回路と一対の整流素子Ｄ１，Ｄ２の直列接続回路とを並列接続し、かつ、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点Ｊ１と一対の整流素子Ｄ１，Ｄ２の接続点Ｊ２との間を接続して構成されるブリッジ形整流・変換回路ＣＲ１を備えている。
【００１０】
また、本放電ランプ点灯装置は、ブリッジ形整流・変換回路ＣＲ１の低周波交流電流と高周波交流電流とが共に双方向に流れる回路上の位置に挿入されたインダクタＬ１と、整流素子Ｄ３〜Ｄ６を含み、インダクタＬ１に生じる逆起電力を帰還させる帰還回路ＦＢ１，ＦＢ２と、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２それぞれに接続された一対の整流素子Ｄ７，Ｄ８及び一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の少なくとも一方を含むチョッパ回路ＣＲ２を備えている。
【００１１】
さらに、本放電ランプ点灯装置は、チョッパ回路ＣＲ２の出力に接続された少なくとも２つの電解コンデンサＣ１，Ｃ２の直列接続回路で構成される充電回路ＣＲ３と、インダクタＬ２とコンデンサＣ３を含み、高周波信号に共振してその出力端に接続される放電ランプＤＬを共振電圧にて点灯させる共振回路ＣＲ４と、一対の小容量コンデンサＣ５，Ｃ６を含み、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の交互スイッチング動作により充電回路ＣＲ３に充電される直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路ＣＲ５と、充電回路ＣＲ３のコンデンサＣ１，Ｃ２同士の接続点Ｊ３に一端が接続され、一対の整流素子Ｄ１，Ｄ２の接続点Ｊ２に他端が接続されたスイッチＳＷを備えている。
【００１２】
次に、上記構成の放電ランプ点灯装置における電解コンデンサＣ１，Ｃ２に対する充電動作について説明する。商用交流電源ＡＣの交流電圧の正負に対して別々のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が昇圧チョッパ回路ＣＲ２を形成し、これら２つの出力は充電回路Ｃ３の同一の電解コンデンサＣ１，Ｃ２に充電される。すなわち、スイッチＳＷのオン／オフにて電解コンデンサＣ１，Ｃ２の接続点Ｊ３と一対の整流子Ｄ１，Ｄ２の接続点Ｊ２との間を導通状態又は非導通状態に切り替える。
【００１３】
スイッチＳＷがオンのとき、電源ＡＣの電圧の正負に対して、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の作用により、図２Ａに示すＭｏｄｅ１、図２Ｂに示すＭｏｄｅ２の昇圧チョッパ回路ＣＲ２−１，ＣＲ２−２が形成され、それぞれの出力が直列に接続された別々の電解コンデンサＣ１，Ｃ２それぞれに充電される。
【００１４】
スイッチＳＷがオフのとき、電源ＡＣの電圧の正負に対して、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の作用により、図３Ａに示すＭｏｄｅ３、図３Ｂに示すＭｏｄｅ４の昇圧チョッパ回路ＣＲ２−１，ＣＲ２−２が形成され、別々の電解コンデンサＣ１，Ｃ２が同時に充電される。この場合、２個の電解コンデンサＣ１，Ｃ２を１つの直列合成容量のコンデンサとして充電する動作となり、これは従来例と同様の動作である。
【００１５】
上記構成の放電ランプ点灯装置による放電ランプＤＬのインバータ点灯動作は、従来同様であり、電解コンデンサＣ１，Ｃ２を平滑コンデンサとしてその両端の直流電圧に対してインバータ回路ＣＲ５が中性点形昇圧非反転インバータとして動作し、放電ランプＤＬを高周波電圧によって放電点灯させる。
【００１６】
これにより、本放電ランプ点灯装置によれば、スイッチＳＷのオン／オフの切替だけで、複数種の商用低周波電圧電源、例えば、１００Ｖ交流と２００Ｖ交流とに対応できる。いま、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティを５０％にしたままで、入力電圧１００Ｖであれば、スイッチＳＷをオンとする。このとき、充電回路ＣＲ３の充電電圧は、１００Ｖ×２＋１００Ｖ×２＝４００Ｖとなる。一方、入力電圧２００Ｖのときには、スイッチＳＷをオフにする。これにより、充電回路ＣＲ３の充電電圧は、２００Ｖ×２＝４００Ｖとなり、上記入力電圧１００Ｖのときと同等の出力電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１つの実施の形態の放電ランプ点灯装置の回路図。
【図２Ａ】上記実施の形態の放電ランプ点灯装置のＭｏｄｅ１動作時の電流の流れを示す回路図。
【図２Ｂ】上記実施の形態の放電ランプ点灯装置のＭｏｄｅ２動作時の電流の流れを示す回路図。
【図３Ａ】上記実施の形態の放電ランプ点灯装置のＭｏｄｅ３動作時の電流の流れを示す回路図。
【図３Ｂ】上記実施の形態の放電ランプ点灯装置のＭｏｄｅ４動作時の電流の流れを示す回路図。
【符号の説明】
【００１８】
Ｃ１〜Ｃ６  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ８  整流素子
Ｊ１〜Ｊ５  接続点
ＤＬ  放電ランプ
ＣＲ１  ブリッジ形整流・変換回路
ＣＲ２  チョッパ回路
ＣＲ３  充電回路
ＣＲ４  共振回路
ＣＲ５  インバータ回路
ＳＷ  スイッチ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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