(57)【要約】【課題】世界の各地で採用される商用電源電圧の広範囲に対応して電力損失の低減を実現すると共に、電源電圧の上昇による昇圧回路の機能停止、又は放電ランプの特性劣化などの理由による降圧回路の作用停止を回避できる。【解決手段】商用交流電源１から得られる交流電圧Ｅの整流電圧値ＥＯに基づいて力率改善のため昇圧回路１１により昇圧した昇圧電圧を起動用出力電圧ＶＯに変換する昇圧電圧可変回路１２を備え、点灯信号Ｓを受付けた際に最大起動用出力電圧ＶＯｍａｘを点灯装置５に入力して放電ランプ６を点灯し、遅延回路１７の遅延時限後に昇圧電圧可変回路１２の出力電圧値ＶＯを整流電圧値ＥＯに基づいて所定範囲内で可変抑制するように設定して点灯用出力電圧ＶＬにより放電ランプ６が点灯継続する。一方、点灯用出力電圧ＶＬが点灯用の所定範囲上限に達した際には最大起動用出力電圧値ＶＯｍａｘが出力するように設定される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源から得られる交流電圧を全波整流波形とし、この全波整流波形の最大値をなす整流電圧値に基づいて所定の力率に改善するため昇圧回路により昇圧した起動用出力電圧を取得し、かつ装置外部から点灯信号を受付けて動作を開始する際に、前記起動用出力電圧に応じて降圧回路がイグニッションパルスを印加することにより放電ランプの点灯用出力電圧を立ち上げ出力し、次いで前記降圧回路を介した前記点灯用出力電圧により放電ランプの放電維持電圧を継続出力する電源装置において、前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を可変する昇圧電圧可変回路と、前記放電ランプの放電維持電圧を継続出力する際には、前記電源装置の入出力電圧に基づき前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧を前記降圧回路の適性動作範囲内に設定する制御装置とを備えることを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御装置は、前記放電ランプの特性が変化して前記点灯用出力電圧が上昇し、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値を前記所定範囲内の最小値に設定した場合に出力する前記点灯用出力電圧に達した際に、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値を前記所定範囲内の最大値に設定することを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【請求項３】
請求項１において、前記制御装置は、前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を全波整流波形の整流電圧値に基づいて所定範囲内で可変抑制し前記起動用出力電圧の電圧値とするように設定することを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【請求項４】
商用交流電源から得られる交流電圧を全波整流波形とし、その最大値をなす整流電圧値ＥＯを送出する全波整流回路と、この全波整流波形の整流電圧値ＥＯを受け、これを所定力率に改善するため整流電圧値ＥＯに基づいて昇圧した直流電圧に変換された起動用出力電圧ＶＯを送出する力率改善部と、装置外部から点灯信号Ｓを受けて動作開始する際に放電ランプを点灯するため前記起動用出力電圧ＶＯの最大値に応じたイグニッションパルスを印加して立上げ出力し、次いで放電ランプを放電維持して点灯を継続するために降圧された点灯用出力電圧ＶＬを出力する点灯装置とを備える放電ランプ点灯用電源装置において、
入力電圧である前記整流電圧ＥＯと、前記起動用出力電圧ＶＯと、前記点灯用出力電圧ＶＬとのそれぞれの電圧値を検出する検出回路と、当該検出回路からそれぞれの検出電圧を受けて前記力率改善部から出力される前記起動用出力電圧ＶＯを可変制御する制御装置とを更に備え、
前記力率改善部は、受付けた整流電圧値ＥＯに基づいて昇圧した直流電圧に変換する昇圧回路と、該昇圧回路の昇圧出力を前記制御装置の指示に基づき可変抑制して起動用出力電圧ＶＯを出力する昇圧電圧可変回路とを備え、
前記制御装置は、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記放電ランプへの点灯安定動作開始後に、前記昇圧回路から出力される前記起動用出力電圧ＶＯの電圧値を前記整流電圧値ＥＯに基づいて所定範囲の電圧値（ＶＯｍｉｎからＶＯｍａｘ）内で可変抑制するように設定すると共に、
前記放電ランプの特性が変化して前記点灯用出力電圧ＶＬが上昇し、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値ＶＯを前記所定範囲内の最小値に設定した場合に出力する前記点灯用出力電圧ＶＬに達した際に、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値ＶＯを前記所定範囲内の最大値ＶＯｍａｘに設定する制御装置を備えることを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【請求項５】
請求項４において、前記起動用出力電圧ＶＯの所定範囲は、入力する商用交流電源の整流電圧値ＥＯに基づく最小値ＶＯｍｉｎから最大値ＶＯｍａｘまでの間であり、更に、整流電圧値ＥＯの増加に基づき連続した第１から第３の区間に区分され、前記第１の区間は整流電圧値ＥＯの増加にかかわらず一定の最小値ＶＯｍｉｎを維持し、前記第２の区間は整流電圧値ＥＯの増加に比例して増加する起動用出力電圧ＶＯを設定し、かつ、前記第３の区間は整流電圧値ＥＯの増加にかかわらず一定の最大値ＶＯｍａｘを維持することを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【請求項６】
請求項４において、前記制御装置は、遅延回路を備え、一方で、装置外部から点灯信号Ｓを受けて動作開始する際に放電ランプを点灯するため前記起動用出力電圧ＶＯに応じたイグニッションパルスを印加して前記所定範囲の最大値ＶＯｍａｘまで立ち上げるように設定すると共に前記遅延回路を起動し、他方で、前記遅延回路により所定時間経過後に、前記整流電圧値ＥＯに基づいて設定される前記所定範囲内の電圧値に前記起動用出力電圧ＶＯを低下させることを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【請求項７】
請求項６において、前記整流電圧値ＥＯに基づいて低下させる前記起動用出力電圧ＶＯの所定範囲は、入力する商用交流電源の整流電圧値ＥＯに基づく最小値ＶＯｍｉｎから最大値ＶＯｍａｘまでの間であり、更に、整流電圧値ＥＯの増加に基づき連続した第１から第３の区間に区分され、前記第１の区間は整流電圧値ＥＯの増加にかかわらず一定の最小値ＶＯｍｉｎを維持し、前記第２の区間は整流電圧値ＥＯの増加に比例して増加する起動用出力電圧ＶＯを設定し、かつ、前記第３の区間は整流電圧値ＥＯの増加にかかわらず一定の最大値ＶＯｍａｘを維持し、更に、前記所定範囲で前記第３の区間を越える範囲での起動用出力電圧ＶＯは整流電圧値ＥＯとすることを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【請求項８】
請求項７において、一方の昇圧回路は、昇圧チョッパーを形成しており、第１の区間の整流電圧値ＥＯの最大値を前記起動用出力電圧ＶＯの最小値ＶＯｍｉｎより小さく、かつ、第３の区間の整流電圧値ＥＯの最大値を前記起動用出力電圧ＶＯの最大値ＶＯｍａｘより小さくするという条件の下で高力率を得るために充分な昇圧比を有し、他方の降圧回路は、降圧チョッパーを形成しており、前記点灯用出力電圧ＶＬを前記起動用出力電圧ＶＯの最小値ＶＯｍｉｎより小さくするという条件で降圧チョッパー動作に必要な降圧比を有することを特徴とする放電ランプ点灯用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用交流電源から得られる交流電圧を全波整流波形とし、この全波整流波形の最大値をなす整流電圧値に基づいて所定の力率に改善するため昇圧回路により直流電圧に変換して昇圧した起動用出力電圧を取得し、装置外部から点灯信号を受付けた動作開始時に前記起動用出力電圧に応じて非絶縁型の降圧回路がイグニッションパルスを印加することにより点灯用出力電圧を立ち上げ出力して放電ランプを点灯し、次いで前記点灯用出力電圧が入力印加されることにより放電ランプが放電維持して点灯を継続させる放電ランプ点灯用電源装置に関し、特に、より広範囲の電源電圧に対し、電力損失の低減を実現して効率を向上させると共に放電ランプの劣化に際しても安定した点灯を維持することができる放電ランプ点灯用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の放電ランプ点灯用電源装置（以後、電源装置と略称）では、降圧放電ランプの特性から、ランプ点灯信号を受けてからアーク放電に移行するまでの間に大きいパルス電流を必要とする。このため、電源装置では商用交流（ＡＣ）電源から得た直流（ＤＣ）電圧を数百ボルト（Ｖ）、例えばＤＣ３６０Ｖ以上に昇圧してランプを放電させる必要がある。このため、交流電源を全波整流して高圧直流電圧を得ることができるＡＣ−ＤＣコンバータの昇圧回路として周知の昇圧チョッパーが用いられる。一方、昇圧チョッパーでは力率を改善して高力率を得るため、更に高い昇圧電圧を出力している。従って、降圧回路としてＤＣ−ＤＣコンバータによる降圧チョッパーを用い、降圧チョッパーが放電ランプの点灯のために上記昇圧電圧を降圧している。このことは、例えばＤＣ３６０Ｖの点灯用電圧が必要な場合に、ＤＣ３６０Ｖ以上の昇圧電圧が必要となることを意味する。
【０００３】
ＡＣ２００Ｖの商用電源を用いる電源装置では、１８０Ｖから２７０Ｖまでの範囲の入力に対応することが必要である。
【０００４】
このような広範囲の電源電圧にもかかわらず、ノイズマージンを充分にとり、なおかつ、消費電力及び熱損失を低減することのできる昇圧チョッパーと制御機能とを有する電源装置が一つの点灯装置として開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この装置では、昇圧回路を形成する昇圧チョッパーで入力側に電源電圧検出手段、および出力側に昇圧電圧検出手段それぞれと、電源電圧の検出結果により昇圧電圧検出手段を切替えると共に、切替えた結果を昇圧チョッパーの出力で確認して昇圧チョッパーを所定の出力電圧値に制御する制御手段とを有し、電源電圧に基づいて昇圧値を切替えている。
【０００６】
この電源装置の基本構成について図６を参照して説明する。
【０００７】
この電源装置は、全波整流回路２が商用交流電源１から得られる交流（ＡＣ）電圧Ｅを入力して全波整流波形とし、昇圧回路１１がこの最大値となる整流電圧値ＥＯを昇圧チョッパーで昇圧して出力するＡＣ−ＤＣコンバータと、降圧回路１４がこの放電により点灯させた放電ランプ６の点灯を維持する上記昇圧電圧を降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータとにより構成される。
【０００８】
まず、図７を参照して昇圧回路１１について説明する。
【０００９】
昇圧回路１１は、図示されるような入出力電圧検出回路および制御回路を加えて昇圧チョッパーを形成する。昇圧回路１１は、基本素子としてスイッチング素子２１、チョークコイル２２、フライホイールダイオード２３、および平滑コイル２４を備える。昇圧回路１１は、入力電圧検出回路３１で検出する入力電圧ＥＯ及び出力電圧検出装置３２で検出する出力電圧ＶＯを用いて、出力側に起動用出力電圧ＶＯが設定されるように各部を構成している。
【００１０】
昇圧回路１１の基本素子及び回路構成は周知なものである。すなわち、入力側から出力側方向に、チョークコイル２２及びフライホイールダイオード２３が直列接続される。更に、チョークコイル２２及びフライホイールダイオード２３の接続点からスイッチング素子２１、またフライホイールダイオード２３の出力側に平滑コイル２４、それぞれが並列接続される。周知の回路のため、この技術面での詳細な説明は省略する。
【００１１】
昇圧回路１１は、全波整流された整流電圧値ＥＯを入力して直流（ＤＣ）電圧に変換し昇圧して力率を改善した起動用出力電圧ＶＯを降圧チョッパーで構成される降圧回路１４に出力するものであって、力率改善部１０４に含まれる。
【００１２】
次に、図８を参照して降圧回路１４について説明する。
【００１３】
降圧回路１４は、図示されるような入出力電圧検出回路および制御回路を加えて降圧チョッパーを形成する。降圧回路１４は、基本素子としてスイッチング素子４１、チョークコイル４２、フライホイールダイオード４３、及び平滑コイル４４を備える。降圧回路１４は、入力電圧検出回路５１で検出する入力電圧ＶＯ及び出力電圧検出装置５２で検出する出力電圧ＶＬを用いて、出力側に点灯用出力電圧ＶＬが設定されるように各部を構成している。
【００１４】
降圧回路１４の基本素子及び回路構成は周知なものである。すなわち、入力側から出力側方向に、スイッチング素子４１及びチョークコイル４２が直列接続される。更に、スイッチング素子４１及びチョークコイル４２の接続点からフライホイールダイオード４３、またチョークコイル４２の出力側に平滑コイル２４、それぞれが並列接続される。周知の回路のため、この技術面での詳細な説明は省略する。
【００１５】
ここで図６に戻り、降圧回路１４を含む点灯装置５は装置外部から受ける点灯信号Ｓを入力して放電ランプのオン／オフの動作を行なう。
【００１６】
点灯装置５は、オン動作の際に、動作開始により力率改善部１０４から入力した起動用出力電圧ＶＯに応じて内蔵する非絶縁型の降圧回路１４を形成する降圧チョッパー回路によりイグニッションパルスを印加することで点灯用出力電圧ＶＬを立ち上げて出力する。放電ランプ６は、例えば、高圧水銀ランプ，メタルハライドランプ等であり、点灯用出力電圧ＶＬが入力印加されることによりアーク放電を実現すると共にこの放電を維持して点灯を継続する。
【００１７】
また、全波整流回路２の出力には整流電圧検出回路３、力率改善部１０４の出力側には駆動電圧検出部１３、点灯装置５の出力側には点灯電圧検出回路１５、それぞれが備えられ、それぞれの出力電圧を検出し計測する。昇圧回路１１及び降圧回路１４のそれぞれは、入力側及び出力側の電圧を検出して昇圧及び降圧それぞれの安定化制御を行なう。
【００１８】
これら商用交流電圧を入力とする力率改善部１０４の出力である駆動電圧ＶＯは昇圧動作のため、全波整流波形の整流電圧値ＥＯ以上で、かつ高力率を得るのに十分な昇圧比の電圧を有している必要がある。
【００１９】
一方の力率改善部１０４における損失は、一般的には、昇圧回路１１を構成する昇圧チョッパーメインのスイッチング素子２１損失が支配的である。この損失は、出力される駆動電圧ＶＯに比例する。従って、力率改善部１０４は、出力される駆動電圧ＶＯを下げるほど、すなわち昇圧比が小さいほど高効率となる。
【００２０】
他方、点灯装置５の損失は、一般的には、降圧回路１４を構成する降圧チョッパーメインのスイッチング素子４１とフライホイールダイオード４３が支配的である。その中でも、ターンオフ時に動作するフライホイールダイオード４３の損失が支配的で、この損失は入力電圧すなわち力率改善部１０４の出力電圧である駆動電圧ＶＯに比例する。従って、点灯装置５は、力率改善部１０４の出力電圧である駆動電圧ＶＯを下げることにより高効率となる。
【００２１】
以上説明したように、図示される従来の回路構成における力率改善部１０４及び点灯装置５の総合損失は、昇圧比を大きく必要とする低電圧の入力時に最大となる。このため、電源放熱設計は低電圧入力時の損失で行なう必要がある。
【００２２】
下記特許文献１では、広範囲の直流電源電圧に対応する電源装置で、消費電力及び熱損失を低減するため、制御回路が、商用電源から得られた直流入力電圧ＥＯに基づいて昇圧チョッパーの昇圧電圧を切替え、低い昇圧値の昇圧電圧を出力するように制御している。
【００２３】
すなわち、図６に示されるように、制御装置１０７は、整流電圧検出回路３が検出する商用交流電圧Ｅの全波整流出力から得られる最大値の整流電圧ＥＯを受け、整流電圧ＥＯに基づいて昇圧回路１１の出力側に設ける昇圧出力切替回路１１２を切替え、低い昇圧値の駆動電圧ＶＯを得るように、二段切替による高低制御を行なっている。
【００２４】
この制御回路の動作について、図９に図６を併せ参照して説明する。
【００２５】
電源装置では、商用電源１を受給することにより、全波整流回路２が商用電源１から商用交流電圧Ｅを入力して最大値の整流電圧ＥＯを出力する。
【００２６】
制御装置１０７は、整流電圧検出器３が整流電圧ＥＯを受けて計測値を検出（手順Ｓ９１）し、所定範囲内、例えば上述した１８０Ｖから２７０Ｖまでの範囲か否かを判定（手順Ｓ９２）する。制御装置１０７は、この手順Ｓ９２が「ＮＯ」で計測値が所定範囲にない場合には、電源入力の異常としてユーザへの異常通知を実行すると共に機能を停止する所定の動作（手順Ｓ９３）を実行する。
【００２７】
他方、上記手順Ｓ９２が「ＹＥＳ」で計測値が所定範囲内にある場合に制御装置１０７は、予め設定された所定値、例えば２００Ｖに対して、所定値以下か否かを判断（手順Ｓ９４）する。この手順Ｓ９４が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１０７は、昇圧出力切替回路１１２を高い昇圧出力に切替え（手順Ｓ９５）して高めの出力電圧を送出する。この出力電圧を駆動電圧検出回路１３で計測し、その昇圧された出力電圧を駆動電圧値ＶＯとして確認（手順Ｓ９６）し、所定値２００Ｖにあるか否かを判定（手順Ｓ９７）する。
【００２８】
また、上記手順Ｓ９４が「ＮＯ」で所定値を越えた場合、制御装置１０７は、昇圧出力を低く切替え（手順Ｓ９８）して低めの出力電圧を送出する。この出力電圧を駆動電圧検出回路１３で計測し、その計測値からその出力電圧を駆動電圧値ＶＯと確認する上記手順Ｓ９６に戻る。
【００２９】
上記手順Ｓ９７が「ＹＥＳ」で出力電圧が所定値の場合、制御装置１０７は確認された駆動電圧値ＶＯを安定させるように制御（手順Ｓ９９）する。また、上記手順Ｓ９７が「ＮＯ」で出力電圧が所定値ではない場合、制御装置１０７は上記手順Ｓ９３に進み、異常を通知して機能を停止する動作を行なう。
【００３０】
すなわち、この力率改善部１０４では、電源電圧Ｅが低い場合には昇圧出力切替回路１１２の出力電圧値は高く、電源電圧Ｅが高い場合には昇圧出力切替回路１１２の出力電圧値は低くなる。この結果、電源電圧Ｅが低い場合には昇圧値を低く抑えることにより消費電力及び熱損失を低減させる一方、電源電圧が高い場合には昇圧値を高くすることによりノイズマージンを充分に得ている駆動電圧を出力することができる。
【００３１】
【特許文献１】
特開２００１−５２８８６号公報（図１、図２）
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の放電ランプ点灯用電源装置では、上述したより広範囲な電源電圧、例えば、日本で使用されるＡＣ１００Ｖから欧州で使用されるＡＣ２４０Ｖまでの範囲で効率よく作動する汎用の電源装置にはなお不適切なことである。
【００３３】
その第１の理由は、上述する例では、電源電圧Ｅから全波整流で得られた整流電圧値ＥＯは所定範囲の電圧値のみで、かつ二段の切替えのみで稼働しており、例えば、所定の電圧値を越えた電源電圧が発生した場合には昇圧回路を機能不能にして動作できない事態を生じるからである。
【００３４】
また、第２の理由は、例えば、放電ランプの特性劣化などの出力側理由で、放電ランプに必要とする点灯用出力電圧が起動用出力電圧により出力する点灯用出力電圧値を越えることにより降圧回路の機能動作を不能する事態を生じるからである。
【００３５】
本発明の課題は、このような問題点を解決し、世界の各地で採用される商用電源電圧の広範囲に対応して電力損失の低減を実現すると共に、電源電圧の上昇による昇圧回路の機能停止、又は放電ランプの特性劣化などの理由による降圧回路の作用停止を生じることなく機能を安定に発揮できる放電ランプ点灯用電源装置を提供することである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明による放電ランプ点灯用電源装置は、商用交流電源から得られる交流電圧を全波整流波形とし、この全波整流波形の最大値をなす整流電圧値に基づいて所定の力率に改善するため昇圧回路により昇圧した直流電圧に変換された起動用出力電圧を取得し、装置外部から点灯信号を受付けて動作を開始する際に前記起動用出力電圧に応じて非絶縁型の降圧回路がイグニッションパルスを印加することにより点灯用出力電圧を立ち上げ出力して放電ランプを点灯し、続く前記点灯用出力電圧の出力により放電ランプが放電維持して点灯を継続させるものに関わる。
【００３７】
本発明による電源装置は、前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を可変する昇圧電圧可変回路と、前記放電ランプの放電維持電圧を継続出力する際には、前記電源装置の入出力電圧に基づき前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧を前記降圧回路の適性動作範囲内に設定する制御装置とを備えている。
【００３８】
上記制御装置は、前記放電ランプの特性が変化して前記点灯用出力電圧が上昇し、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値を前記所定範囲内の最低値に設定した場合に出力する前記点灯用出力電圧に達した際に、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値を前記所定範囲内の最大値に設定することができる。また、前記制御装置は、前記昇圧回路から出力される昇圧電圧を全波整流波形の整流電圧値に基づいて所定範囲内で可変抑制し前記起動用出力電圧の電圧値とするように設定することができる。
【００３９】
また、放電ランプ点灯用電源装置の具体的な手段の一つは、商用交流電源から得られる交流電圧を全波整流波形とし、その最大値をなす整流電圧値ＥＯを送出する全波整流回路と、この全波整流波形の整流電圧値ＥＯを受け、これを所定の力率に改善するため整流電圧値ＥＯに基づいて昇圧した直流電圧に変換された起動用出力電圧ＶＯを送出する力率改善部と、装置外部から点灯信号Ｓを受けて動作開始する際に放電ランプを点灯するため前記起動用出力電圧ＶＯの最大値に応じたイグニッションパルスを印加して立上げ出力し、次いで放電ランプを放電維持して点灯を継続するために降圧された点灯用出力電圧ＶＬを出力する点灯装置とを備えている。
【００４０】
放電ランプ点灯用電源装置は、入力電圧である前記整流電圧ＥＯと、前記起動用出力電圧ＶＯと、前記点灯用出力電圧ＶＬとのそれぞれの電圧値を検出する検出回路と、当該検出回路からそれぞれの検出電圧を受けて前記力率改善部から出力される前記起動用出力電圧ＶＯを可変制御する制御装置とを更に備え、前記力率改善部は、受付けた整流電圧値ＥＯに基づいて昇圧した直流電圧に変換する昇圧回路と、前記該昇圧回路の昇圧出力を前記制御装置の指示に基づき可変抑制して起動用出力電圧ＶＯを出力する昇圧電圧可変回路とを備えている。
【００４１】
前記制御装置は、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記放電ランプへの点灯安定動作開始後に、前記昇圧回路から出力される前記起動用出力電圧ＶＯの電圧値を前記整流電圧値ＥＯに基づいて所定範囲の電圧値（ＶＯｍｉｎからＶＯｍａｘ）内で可変抑制するように設定すると共に、前記放電ランプの特性が変化して前記点灯用出力電圧ＶＬが上昇し、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値ＶＯを前記所定範囲内の最小値に設定した場合に出力する前記点灯用出力電圧ＶＬに達した際に、前記昇圧電圧可変回路を制御して前記起動用出力電圧値ＶＯを前記所定範囲内の最大値ＶＯｍａｘに設定する制御装置を備えている。
【００４２】
前記起動用出力電圧ＶＯの所定範囲は、入力する商用交流電源の整流電圧値ＥＯに基づく最小値ＶＯｍｉｎから最大値ＶＯｍａｘまでの間であり、更に、整流電圧値ＥＯの増加に基づき連続した第１から第３の区間に区分され、前記第１の区間は整流電圧値ＥＯの増加にかかわらず一定の最小値ＶＯｍｉｎを維持し、前記第２の区間は整流電圧値ＥＯの増加に比例して増加する起動用出力電圧ＶＯを設定し、かつ、前記第３の区間は整流電圧値ＥＯの増加にかかわらず一定の最大値ＶＯｍａｘを維持することとしている。
【００４３】
また、前記制御装置は、遅延回路を備え、一方で、装置外部から点灯信号Ｓを受けて動作開始する際に放電ランプを点灯するため前記起動用出力電圧ＶＯに応じたイグニッションパルスを印加して前記所定範囲の最大値ＶＯｍａｘまで立ち上げるように設定すると共に前記遅延回路を起動し、他方で、前記遅延回路により所定時間経過後に、前記整流電圧値ＥＯに基づいて設定される前記所定範囲内の電圧値に前記起動用出力電圧ＶＯを低下させ、前記整流電圧値ＥＯに基づいて低下させる前記起動用出力電圧ＶＯの所定範囲は、上述したとおりであり、更に、前記所定範囲で前記第３の区間を越える範囲での起動用出力電圧ＶＯは整流電圧値ＥＯとしている。
【００４４】
ここで、一方の昇圧回路は、昇圧チョッパーの構成を有しており、第１の区間の整流電圧値ＥＯの最大値を前記起動用出力電圧ＶＯの最小値ＶＯｍｉｎより小さく、かつ、第３の区間の整流電圧値ＥＯの最大値を前記起動用出力電圧ＶＯの最大値ＶＯｍａｘより小さくするという条件の下で高力率を得るために充分な昇圧比を有し、他方の降圧回路は、降圧チョッパーの構成を有しており、前記点灯用出力電圧ＶＬを前記起動用出力電圧ＶＯの最小値ＶＯｍｉｎより小さくするという条件で降圧チョッパー動作に必要な降圧比を有する。
【００４５】
従って、上述したように、昇圧電圧可変回路１２が入力側の整流電圧ＥＯに基づいて力率改善部４の力率を改善できるので、最も低電圧の例えばＡＣ１００Ｖの商用電源から最も高い高電圧の例えばＡＣ２４０Ｖの商用電源に対しても連続的に効果的な高力率が得られる昇圧比の設定が可能である。更に、昇圧電圧可変回路１２が放電電圧ＶＬに基づいて降圧回路１４の機能継続範囲に起動用出力電圧値ＶＯを設定することにより降圧回路１４の機能停止を回避できるので、放電ランプの点灯を継続できるという安定した放電ランプ点灯用電源装置を提供することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４７】
図１は本発明の実施の一形態を示す機能ブロック図である。
【００４８】
図１に示された放電ランプ点灯用電源装置（以後、電源装置と略称）では、基本的に従来同様、全波整流回路２が商用交流電源１から得られる交流（ＡＣ）電圧Ｅを入力して全波整流波形とし、力率を改善する昇圧回路１１がこの最大値となる整流電圧値ＥＯを昇圧チョッパーで昇圧して放電ランプ６を放電点灯させるため出力するＡＣ−ＤＣコンバータと、降圧回路１４がこの放電により点灯された放電ランプ６の点灯を維持するように上記昇圧電圧を降圧して出力する非絶縁型降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとにより構成される。
【００４９】
そのハードウェア構成は、商用交流電源１の入力側から、全波整流回路２、整流電圧検出回路３、力率改善部４、点灯装置５、及び制御装置７であり、点灯装置５が放電ランプ６を点灯させる点灯用出力電圧ＶＬを出力する。力率改善部４は、制御装置７の昇圧制御機能と力率改善回路を形成する、昇圧回路１１、昇圧電圧可変回路１２、及び駆動電圧検出回路１３により構成される。点灯装置５は降圧回路１４及び点灯電圧検出回路１５により構成される。制御装置７は、上述した従来の機能に入力電圧検出信号作成機能１６、遅延回路１７、及び切替電圧検出信号作成機能１８を加えて備える。
【００５０】
従来との相違は、力率改善部４を構成する昇圧回路１１の出力側の昇圧電圧可変回路１２が、世界中の商用電源に適用できるような上限電圧と下限電圧とを設定しその間を、入力される商用電源電圧Ｅにしたがって連続的に可変としている点、及びこの可変条件に、電源装置入力側の整流電圧ＥＯの大きさに基づく入力電圧検出信号Ｐと出力側の点灯用出力電圧ＶＬの大きさに基づく出力電圧検出信号Ｖと、更に、外部から受ける点灯信号Ｓを所定時限だけ遅らせた遅延信号Ｓｄとを加えている点である。
【００５１】
したがって、制御装置７は、各電圧検出回路から受ける整流電圧ＥＯ又は点灯用出力電圧ＶＬに基づいて昇圧電圧可変回路１２の出力を設定し、力率改善部４の出力である起動用出力電圧ＶＯの電圧値を制御している。
【００５２】
すなわち、まず、制御装置７では、入力電圧検出信号作成機能１６が、全波整流回路２及び力率改善部４の間に接続配備される整流電圧検出回路３で検出された全波整流の最大電圧値ＥＯを入力して、力率改善部４の起動用出力電圧ＶＯを設定する入力電圧検出信号Ｐを昇圧電圧可変回路１２へ出力する。
【００５３】
一方、全波整流回路２から整流電圧検出回路３を介して力率改善部４に入力する整流電圧ＥＯは力率改善部４に内蔵配備される昇圧回路１１により力率改善のため所定の昇圧比で昇圧された昇圧電圧として出力する。昇圧回路１１と制御装置７の制御とにより上記図７に示される衆知の昇圧チョッパーが形成される。
【００５４】
この結果、力率改善部４に内蔵配備され、昇圧回路１１の出力を受ける昇圧電圧可変回路１２は、制御装置７から入力する入力電圧検出信号Ｐの指示に基づいて昇圧された昇圧電圧を予め設定される電圧値の起動用出力電圧ＶＯに低下させるように可変抑制する。
【００５５】
また、制御装置７は、電源装置外部から入力した点灯信号Ｓで点灯装置５を起動する一方、遅延タイマを有する遅延回路１７を介して所定時間遅延させた遅延信号Ｓｄを昇圧電圧可変回路１２に出力する。一方、昇圧電圧可変回路１２は、遅延信号Ｓｄを入力するまでの間に何れの検出信号の入力があっても予め定められた起動用出力電圧ＶＯの最大値ＶＯｍａｘを出力しており、遅延回路１７から遅延信号Ｓｄを入力した際には入力電圧検出信号Ｐにより設定される電圧値の起動用出力電圧ＶＯに低下させる動作を行なう。
【００５６】
このため、点灯装置５は、点灯初期において点灯信号Ｓの入力により動作を開始する際には、昇圧電圧可変回路１２から得られる起動用出力電圧ＶＯの最大値ＶＯｍａｘに応じて点灯用出力電圧ＶＬを立ち上げ出力する。その後、点灯信号Ｓの入力により遅延回路１７を介して得られる遅延信号Ｓｄが昇圧電圧可変回路１２に与えられた際には、起動用出力電圧ＶＯは最大値ＶＯｍａｘを入力電圧検出信号Ｐにより設定される電圧値ＶＯに切り替えられ、点灯装置５は力率改善部４の出力電圧値、起動用出力電圧ＶＯに応じてこれを降圧回路１４で降圧し点灯用出力電圧ＶＬとして出力する。
【００５７】
上述するように、外部から点灯信号Ｓが入力された際に、点灯装置５は、起動用出力電圧ＶＯの最大値ＶＯｍａｘを入力して点灯用出力電圧ＶＬを立ち上げ放電ランプ６を点灯させる。その後、遅延回路１７で設定された所定の遅延時間経過後に発生する遅延信号Ｓｄにより、力率改善部４の昇圧電圧可変回路１２により起動用出力電圧ＶＯを入力電圧検出信号Ｐにより指示設定された電圧値に可変低下させることができる。従って、商用交流電圧がＡＣ１００Ｖのように低い場合でも力率改善部４及び点灯装置５の総合電力損失が減少して改善され、高効率化が図られるうえ、装置全体を小型化、低損失化できる構成が得られている。
【００５８】
ここで、図２に図１を併せ参照して入力電圧検出信号作成機能１６について説明する。
【００５９】
図２は、図１に示される全波整流回路２から出力され整流電圧検出回路３で検出される整流電圧値ＥＯの変化に応じて入力電圧検出信号作成機能１６が昇圧電圧可変回路１２へ出力する入力電圧検出信号Ｐに基づく電圧値の変化関係を示した図である。
【００６０】
ここでは、整流電圧検出回路３から出力される入力電圧検出信号Ｐの電圧値は全波整流回路２から出力される整流電圧値ＥＯに比例する特性を持っていることとする。入力電圧検出信号作成機能１６が全波整流波形の最大電圧値を示す整流電圧ＥＯに比例した電圧値を有する入力電圧検出信号Ｐを昇圧電圧可変回路１２へ出力する。
【００６１】
即ち、入力電圧検出信号作成機能１６は、整流電圧値ＥＯとして整流電圧値Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４がこの順で増加して入力される場合、整流電圧値Ｅ１が入力されているときには入力電圧検出信号Ｐ１、同様に整流電圧値Ｅ２のときには入力電圧検出信号Ｐ２、整流電圧値Ｅ３のときには入力電圧検出信号Ｐ３、および整流電圧値Ｅ４のときには入力電圧検出信号Ｐ４、それぞれを出力する。
【００６２】
図３は、昇圧電圧可変回路１２が昇圧回路１１から受ける昇圧電圧を上記入力電圧検出信号Ｐに基づいて変化させて出力する起動用出力電圧ＶＯの関係を示す図である。
【００６３】
ここでは、昇圧電圧可変回路１２を含む力率改善部４から出力される可変された起動用出力電圧ＶＯの電圧値は、入力電圧検出信号作成機能１６から出力され設定電圧値を順次増加する入力電圧検出信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４により形成される三つの区間それぞれに対応して第１から第３までに区別される。
【００６４】
第１の区間は、入力電圧検出信号Ｐ１〜Ｐ２の区間であり、入力電圧検出信号Ｐの電圧値の増加に拘らず起動用出力電圧ＶＯを一定の最小値ＶＯｍｉｎに維持する。第２の区間は、入力電圧検出信号Ｐ２〜Ｐ３の区間であり、入力電圧検出信号Ｐの電圧値の増加に応じて起動用出力電圧ＶＯを比例増加させる。第３の区間は、入力電圧検出信号Ｐ３〜Ｐ４の区間であり、入力電圧検出信号Ｐの電圧値の増加に拘らず起動用出力電圧ＶＯを一定の最大値ＶＯｍａｘに維持する特性を持っている。
【００６５】
従って、昇圧電圧可変回路１２は、第１の区間に相当する入力電圧検出信号Ｐ１〜Ｐ２の電圧値を入力した際には起動用出力電圧ＶＯとして最小値ＶＯｍｉｎを出力する。第２の区間に相当する入力電圧検出信号Ｐ２〜Ｐ３の電圧値が入力された際には起動用出力電圧ＶＯとして電圧値ＶＯｍｉｎ〜ＶＯｍａｘ間の電圧値が入力する電圧値に比例して出力され、また、第３の区間に相当する入力電圧検出信号Ｐ３〜Ｐ４の電圧値が入力された際には起動用出力電圧ＶＯとして最大値ＶＯｍａｘが出力される。
【００６６】
ここで、全波整流波形の最大電圧値を示す整流電圧ＥＯは、整流電圧値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４の順で徐々に高く、力率改善部４の起動用出力電圧ＶＯの最小電圧値ＶＯｍｉｎは整流電圧値Ｅ２より大きく、最大電圧値ＶＯｍａｘは整流電圧値Ｅ４より大きく、かつ、高力率を得るのに十分な昇圧比である必要がある。また、力率改善部４の起動用出力電圧ＶＯと点灯装置５の出力である放電電圧ＶＬとの関係は、最小電圧値ＶＯｍｉｎが放電電圧ＶＬより大きく、かつ降圧チョッパ動作に必要な降圧比である必要がある。
【００６７】
また、整流電圧ＥＯが整流電圧値Ｅ４を越え、起動用出力電圧ＶＯの最大電圧値ＶＯｍａｘが整流電圧値Ｅ４より小さい場合、力率改善部４は昇圧チョッパ回路を構成しているので動作を停止し、整流電圧値Ｅ４を越えた電圧値ＥＯがそのまま点灯装置５の入力電圧となる。
【００６８】
また、整流電圧値Ｅ１未満に対応する入力電圧検出信号Ｐ１未満での起動用出力電圧ＶＯは放電ランプ６を放電させる放電用出力電圧ＶＬに達しないため対象外となり存在しない。
【００６９】
更に、制御装置７から遅延信号Ｓｄが入力する以前の負荷電圧可変回路１２は入力電圧検出信号Ｐの電圧値の如何に関わらず、起動用出力電圧ＶＯを最大電圧値ＶＯｍａｘに固定出力するものとする。
【００７０】
上述した機能を有するハードウェアの回路は、当業者にとって衆知の回路の組合せであり、その詳細な動作説明及び構成は省略する。
【００７１】
通常、上述した力率改善部４の起動用出力電圧ＶＯは、全波整流波形の最大電圧値ＥＯが電圧値Ｅ１から電圧値Ｅ４まで変化しても、常に一定の最大電圧値ＶＯｍａｘで出力するのが一般的である。
【００７２】
しかしながら、本発明では、入力電圧Ｅに対して、起動用出力電圧ＶＯを可変することにより一定の昇圧比を維持することが可能であり、したがって、力率改善部４の電力損失を低減させることができる。他方、点灯装置５に関しても入力電圧Ｅが低い場合、起動用出力電圧ＶＯを低下させて降圧比を下げることにより損失を低減させることができる。
【００７３】
以下に、図３の起動用出力電圧ＶＯ特性と力率改善部４及び点灯装置５の損失との関係について、昇圧回路１１を含む図７に示される昇圧チョッパー及び降圧回路１４を含む図８に示される降圧チョッパーそれぞれの回路図を併せ参照して説明する。
【００７４】
まず、図７に示される昇圧チョッパによる昇圧回路１１を含む力率改善部４の一般的な構成から、スイッチング素子２１が回路内で損失の多くを占めていることが容易に想像できる。
【００７５】
スイッチング素子２１の損失は、ターンオン状態、ターンオフ状態、及びオン状態の抵抗による損失が有るが、ＺＶＳ（Ｚｅｒｏ  Ｖｏｌｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の回路で構成していると仮定する場合、スイッチング素子２１の損失のうち、ターンオン状態の損失はゼロとなる。
【００７６】
更に、オン状態の抵抗による損失はターンオフ状態における損失に比べ遥かに小さい。従って、スイッチング素子２１の損失はターンオフ状態の際の損失が支配的となる。
【００７７】
ここで、スイッチング素子２１をＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成すると仮定した場合、ターンオフ状態での損失と起動用出力電圧ＶＯとの関係は以下のとおりである。
【００７８】
ターンオフ状態の損失ＰＯＦＦは、スイッチング素子２１をＦＥＴ、かつデューティ比を５０％と仮定し、力率改善部４の入力電圧ＥＯと、スイッチング素子２１のターンオフ時間Ｔｆと、チョークコイル２２のインダクタンス値Ｌと、スイッチング素子２１のドレイン・ソース電圧Ｖｄｓとで示した場合には、下記式１となる。
【００７９】
【数１】
2004227906.tif 000003
ここで、式「ＥＯ×Ｔｆ／（１２×Ｌ）」に関しては、変化しない定数であるので係数Ｋに置き換えると、下記式２に置き替えられる。
【００８０】
【数２】
2004227906.tif 000004
この式から、ターンオフ状態の損失ＰＯＦＦを小さくするには、スイッチング素子２１のドレイン・ソース電圧Ｖｄｓを下げるとよい。すなわち、起動用出力電圧ＶＯを下げることによりターンオフ状態の損失ＰＯＦＦを小さくすることが可能である。すなわち、力率改善部４の出力電圧ＶＯを下げることにより、スイッチング素子２１の損失を抑えることができることにより、力率改善部４の効率が上がる。
【００８１】
次いで、図８に示された降圧チョッパとしての降圧回路１４を含む点灯装置５の一般的な構成から、スイッチング素子４１及びフライホイールダイオード４３が降圧回路１４内で損失の多くを占めていることが容易に想像できる。
【００８２】
スイッチング素子４１及びフライホイールダイオード４３の損失を、デューティによる損失と、スイッチングによる損失とに分けて考える。
【００８３】
ここで、スイッチング素子４１はＦＥＴであると仮定する。
【００８４】
まず、スイッチング素子４１のＦＥＴにおいて、デューティによる損失の主要因はオン状態の抵抗値ＲＯＮによる損失Ｐｑとフライホイールダイオード４３の順電圧Ｖｆによる損失Ｐｄになる。
【００８５】
各々の損失は、スイッチング素子４１のオン状態の期間ＴＯＮと、スイッチング素子４１のオフ状態の期間ＴＯＦＦと、出力電流Ｉとを適用した場合、下記式３，式４となる。
【００８６】
【数３】
2004227906.tif 000005
【数４】
2004227906.tif 000006
この二式において、デューティ比を５０％、抵抗値ＲＯＮを０．５オーム、及び順電圧Ｖｆを３ボルトと仮定した場合、損失にしめる割合はフライホイールダイオード４３の方が大きくなる。
【００８７】
ここで、損失Ｐｄを小さくするには、ＴＯＮを長く、かつＴＯＦＦを短くする、すなわち入力の起動用出力電圧ＶＯを下げることにより、損失を低減することができる。
【００８８】
次にスイッチングによる損失について考える。
【００８９】
スイッチングによる損失Ｐｔはスイッチング素子４１のターンオン状態による損失ＰｔＯＮと、ターンオフ状態による損失ＰｔＯＦＦとになる。
【００９０】
各々の損失は、スイッチング素子４１のドレイン・ソース電圧Ｖｄｓと、スイッチング素子４１のターンオン期間ＴＯＮと、スイッチング素子４１のターンオフ期間ＴＯＦＦと、発振周波数Ｆとを適用した場合、下記式５，式６となる。
【００９１】
【数５】
2004227906.tif 000007
【数６】
2004227906.tif 000008
この二式において、出力電流Ｉと、ターンオン期間ＴＯＮと、ターンオフ期間ＴＯＦＦとは一定となるため、各損失はスイッチング素子４１のドレイン・ソース電圧Ｖｄｓに依存することになる。
【００９２】
ここで、スイッチングによる損失ＰｔＯＮとＰｔＯＦＦとの和を小さくするには、スイッチング素子４１のドレイン・ソース電圧Ｖｄｓを下げるとよい。すなわち入力電圧の起動用出力電圧ＶＯを下げることにより、損失を低減することができる。
【００９３】
従って、入力電圧の起動用出力電圧ＶＯを小さくすることにより、スイッチング素子４１及びフライホイールダイオード４３の損失を小さくすることができるので、点灯装置５の効率が上がる。
【００９４】
次に、図４及び図５に図１から図３までを併せ参照して、制御装置７の主要動作手順について説明する。
【００９５】
電源装置では、商用電源１を受給することにより、全波整流回路２が商用電源１から商用交流電圧Ｅを入力して最大値の整流電圧ＥＯを出力する。
【００９６】
制御装置７は、整流電圧検出器３が整流電圧ＥＯを受けて計測値を検出（手順Ｓ１）し、所定の最低整流電圧値Ｅ１以上か否か、例えば９０Ｖ以上あるかを判定（手順Ｓ２）する。制御装置７は、この手順Ｓ２が「ＮＯ」で検出した整流電圧が最低整流電圧値Ｅ１未満で所定範囲にない場合には、電源入力の異常として異常通知を実行すると共に機能を停止する所定の動作（手順Ｓ３）を実行する。
【００９７】
他方、上記手順Ｓ２が「ＹＥＳ」で検出整流電圧値が所定範囲内の電圧値Ｅ１以上である場合、制御装置７は、まず、昇圧電圧可変回路１２から最大駆動電圧値ＶＯｍａｘを出力（手順Ｓ１１）するように制御する。
【００９８】
この状態で、制御装置７は、電源装置外部から放電ランプ６の点灯を指示する点灯信号Ｓを受付け（手順Ｓ１２）した際に、点灯装置５を駆動（手順Ｓ１３）して力率改善部４の昇圧電圧可変回路１２から最大駆動電圧値ＶＯｍａｘを出力させ、点灯用出力電圧ＶＬを放電電圧として点灯装置５から放電ランプ６へ出力（手順Ｓ１４）させ点灯させると共に内蔵する遅延回路１７のタイマを起動（手順Ｓ１５）する。
【００９９】
制御装置７は、遅延回路１７のタイマが時限に到達した際（手順Ｓ１６のＹＥＳ）に、まず、整流電圧ＥＯが電圧値Ｅ１から電圧値Ｅ２までに当たる値か否かを判定（手順Ｓ１７）する。
【０１００】
この手順Ｓ１７が「ＹＥＳ」で整流電圧ＥＯが電圧値Ｅ１か電圧値Ｅ２か又はその間にある場合、制御装置７は、入力電圧検出信号作成機能１６で入力電圧検出信号Ｐ１〜Ｐ２のうちの一つを昇圧電圧可変回路１２に送出して、それまで出力していた最大駆動電圧値ＶＯｍａｘを最小電圧値ＶＯｍｉｎに切替え（手順Ｓ１８）させる。この結果、点灯装置５では降圧回路１４が所定の比率で降圧し最小電圧値ＶＯｍｉｎに見合う放電電圧ＶＬを放電ランプ６に出力（手順Ｓ１９）させて放電維持により点灯を継続させる。
【０１０１】
上記手順Ｓ１７が「ＮＯ」で整流電圧ＥＯが電圧値Ｅ２を越えておりかつ電圧値Ｅ３以下の場合（手順Ｓ２１のＹＥＳ）では、制御装置７は、昇圧電圧可変回路１２を制御して力率改善部４から点灯装置５へ、上述した起動用出力電圧値ＶＯｍｉｎ〜ＶＯｍａｘ間で整流電圧ＥＯに比例した起動用出力電圧値ＶＯを出力（手順Ｓ２２）させる。点灯装置５は、力率改善部４から受けた起動用出力電圧値ＶＯを降圧回路１４で降圧した点灯用放電電圧ＶＬで放電ランプ６へ出力し、点灯を継続（手順Ｓ２３）させる。
【０１０２】
また、上記手順Ｓ２１が「ＮＯ」で整流電圧ＥＯが電圧値Ｅ３を越えておりかつ電圧値Ｅ４以下の場合（手順Ｓ２４のＹＥＳ）では、制御装置７は、各回路の制御を変更することなく、それまで通り最大駆動電圧値ＶＯｍａｘの起動用出力電圧を継続出力（手順Ｓ２６）する。
【０１０３】
更に、上記手順Ｓ２４が「ＮＯ」で整流電圧ＥＯが電圧値Ｅ４を越える場合、制御装置７は、力率改善部４及び点灯装置５を制御し、昇圧回路１１及び降圧回路１４の機能を用いることなく全波整流回路２から入力の整流電圧ＥＯを点灯用放電電圧ＶＬとして放電ランプ６へ出力し、点灯を継続（手順Ｓ２６）させる。
【０１０４】
次に、制御装置７が、点灯装置５の出力である放電電圧ＶＬを検出して切替電圧検出信号Ｖを作成する昇圧電圧可変回路１２の制御について説明する。
【０１０５】
放電ランプ６は個体バラツキ、長期使用による特性劣化等により内部インピーダンスの変化を生じ、点灯装置５から印加される点灯用出力電圧ＶＬが一定とはならず、点灯用出力電圧ＶＬｍｉｎから点灯用出力電圧ＶＬｍａｘまでの間で変化する。既に説明したとおり、力率改善部４の駆動用出力電圧ＶＯの最小電圧値ＶＯｍｉｎが点灯用出力電圧ＶＬより大きく、かつ降圧回路１４の降圧チョッパ動作に必要な降圧比が確保される必要がある。
【０１０６】
従って、特に、最小電圧値ＶＯｍｉｎで駆動された際に点灯装置５が出力する点灯用出力電圧ＶＬＯより高い点灯用出力電圧ＶＬを放電ランプ６が必要とする場合、点灯装置５の降圧チョッパは動作を維持できず停止する。
【０１０７】
この問題点を解決するため、制御装置７は、点灯装置５に含まれる降圧回路１４の出力電圧を検出する点灯電圧検出回路１５から上記点灯用出力電圧ＶＬＯが検出された際、切替電圧検出信号作成機能１８がこれを受けて切替電圧検出信号Ｖを出力する。昇圧電圧可変回路１２は、切替電圧検出信号作成機能１８から切替電圧検出信号Ｖを入力した際に、力率改善部４の出力を駆動用出力電圧ＶＯｍａｘに固定する。この結果、放電ランプ６が点灯用出力電圧ＶＬＯより高い点灯用出力電圧ＶＬを必要とする状態が生じても点灯が消滅するという事態を避けることができる。
【０１０８】
上記説明では、昇圧電圧可変回路を制御する入出力電圧をグラフおよび記号により具体的に限定しているが、放電ランプの放電維持電圧を継続出力する際に、電源装置の入出力電圧に基づいて昇圧電圧可変回路を制御して起動用出力電圧を降圧回路の適性動作範囲内に設定する制御を行なう装置であればよく、その実現手段は上記説明に限定されるものではない。
【０１０９】
上記説明では、図示された機能ブロックおよび手順を参照しているが、機能の分離併合による配分または手順の前後入替えなどの変更は上記機能を満たす限り自由であり、上記説明が本発明を限定するものではなく、更に、放電ランプ点灯用電源装置の全般に適用可能なものである。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、世界の各地で採用される商用電源電圧の広範囲に対応して低電圧の商用電源に対する電力損失の低減を実現できると共に電源電圧の上昇による昇圧回路の機能停止、又は放電ランプの特性劣化などの理由による降圧回路の作用を停止することなく機能を安定に発揮できる放電ランプ点灯用電源装置を提供することができる。
【０１１１】
その理由は、電源装置として損失が大きい条件すなわち、交流電圧Ｅ及び点灯用出力電圧ＶＬが低い条件では、駆動用出力電圧ＶＯを低下させて効率を改善し、損失が小さい条件すなわち、交流電圧Ｅ及び点灯用出力電圧ＶＬが高い条件では、駆動用出力電圧ＶＯを可変せず通常動作状態を行なうという構成を有しているからである。
【０１１２】
すなわち、力率改善回路を形成する力率改善部に、出力される起動用出力電圧を可変とする昇圧電圧可変制御回路を備え、この起動用出力電圧の可変制御回路により点灯装置に対して出力する点灯用出力電圧を、点灯装置による放電ランプの点灯が安定した後に下げること、即ち、昇圧比を小さくすることで力率改善回路の損失を低減させ、点灯装置の方も同時に損失を低減化させることが可能になり、また、商用交流電圧が低い状態の際に放電ランプの劣化などで点灯用出力電圧が上昇し所定値に達した際には起動用出力電圧の最大値を点灯装置へ印加して降圧回路の機能停止を回避しているからである。
【０１１３】
従って、ＡＣ１００ボルトの入力のような商用交流電圧が低い状態でも放電ランプの点灯が安定した後に力率改善回路及び点灯装置の総合損失が改善されて高効率化が図られ、装置全体の小型化、低損失化を具現し得る一方、放電ランプの劣化などの場合でも点灯を維持することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源装置の基本構成に係る回路ブロックの実施の一形態を示す図である。
【図２】図１に示す電源装置が備える全波整流回路から出力される最大電圧値ＥＯとその変化に応じた昇圧電圧可変制御用の入力電圧検出信号Ｐとの関係を一つの実施の形態で示す図である。
【図３】図１に示す入力電圧検出信号Ｐと力率改善部から出力される起動用出力電圧ＶＯの電圧値との関係を一つの実施の形態で示す図である。
【図４】図１に示された電源装置における主要動作手順の実施の一形態を示すフローチャートである。
【図５】図４に続く主要動作手順の実施の一形態を示すフローチャートである。
【図６】従来の電源装置の基本構成に係る回路ブロックの一例を示す図である。
【図７】昇圧チョッパーの構成の一例を示す図である。
【図８】降圧チョッパーの構成の一例を示す図である。
【図９】図６に示された電源装置における主要動作手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    商用交流電源
２    全波整流回路
３    整流電圧検出回路
４    力率改善部
５    点灯装置
６    放電ランプ
７    制御装置
１１    昇圧回路
１２    昇圧電圧可変回路
１３    駆動電圧検出回路
１４    降圧回路
１５    点灯電圧検出回路
１６    入力電圧検出信号作成機能
１７    遅延回路
１８    切替電圧検出信号作成機能
【図１】
2004227906.tif 000009
【図２】
2004227906.tif 000010
【図３】
2004227906.tif 000011
【図４】
2004227906.tif 000012
【図５】
2004227906.tif 000013
【図６】
2004227906.tif 000014
【図７】
2004227906.tif 000015
【図８】
2004227906.tif 000016
【図９】
2004227906.tif 000017