(57)【要約】【課題】点灯直後に両端電圧が実質的にゼロとなる期間を有する高圧放電灯において、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を備えた灯具とが接続されていない状態で電源が投入されたときに、高圧放電灯点灯装置を構成する電子部品にストレスかかるのを防ぐことができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供する。【解決手段】高圧放電灯ＬＡは、点灯直後に高圧放電灯電圧が実質的にゼロとなる期間を有するものであって、電圧検出回路５及び制御回路ＭＣにより、該期間の高圧放電灯ＬＡが接続される両端部間に流れる電流を実質的にゼロとなるように制御している。【選択図】        図１
2004220818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、少なくとも１組のスイッチング素子の直列回路を有し直流電源からの直流電圧を矩形波電圧に変換する極性反転回路と、極性反転回路からの矩形波電圧が付勢される高圧放電灯と、高圧放電灯が接続される両端部の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路の検出電圧に応じてスイッチング素子を制御する制御回路と、を備え、高圧放電灯は点灯直後に高圧放電灯電圧が実質的にゼロとなる期間を有するものであって、電圧検出回路及び制御回路により、該期間の高圧放電灯が接続される両端部間に流れる電流を実質的にゼロとなるように制御することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
高圧放電灯電圧が実質的にゼロとは、２０Ｖ以下であ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】
高圧放電灯が接続される両端部間に流れる電流が実質的にゼロとは、定格高圧放電灯電流の１０％以下であ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４】
電圧検出回路が電圧を検出し始めてからの時間を計測する計測回路を備え、計測時間が所定の時間を超えると、スイッチング素子の動作を停止する制御を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】
所定の時間とは、１０秒であることを特徴とする請求項４記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項６】
極性反転回路は、２組のスイッチング素子の直列回路を備えることを特徴とする請求項１から請求項５までに記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項７】
極性反転回路の前段に降圧チョッパ回路を備えることを特徴とする請求項１から請求項６までに記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を備え、高圧放電灯を点灯させることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルハライドランプ等の高圧放電灯を点灯させるための高圧放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来例として、たとえば、特願２００２−０８２２９０号のものが挙げられる。この特許出願は本願出願人が出願したものであり、図９に示すように直流電源Ｊ１と、コンデンサＪＣ３から構成される平滑回路Ｊ２と、平滑回路Ｊ２に並列に接続され交互にオン・オフ動作を行うスイッチング素子ＪＱ２及びＪＱ３の直列回路と、同じく平滑回路Ｊ２に並列に接続され交互にオン・オフ動作を行うスイッチング素子ＪＱ４及びＪＱ５の直列回路と、スイッチング素子ＪＱ２及びＪＱ３の接続点とＪＱ４及びＪＱ５のスイッチング素子の接続点との間に接続されるインダクタＪＬ２、高圧放電灯ＪＬＡ及びインダクタＪＬ３の直列回路と、インダクタＪＬ２及び高圧放電灯ＪＬＡの直列回路に並列に接続されるコンデンサＪＣ４と、インダクタＪＬ１及び高圧放電灯ＪＬＡの接続点と直流電源Ｊ１の一端との間に接続されるコンデンサＪＣ５と、を備えている。
【０００３】
直流電源Ｊ１は、交流電源ＡＣ、整流回路ＪＤＢ、スイッチング素子ＪＱ１、インダクタＪＬ１及びダイオードＪＤ１を有する昇圧チョッパ回路から構成されており、交流電源ＡＣが１００Ｖ又は２００Ｖであっても、昇圧チョッパ回路の働きにより、平滑回路Ｊ２の両端電圧は一定となっている。
つぎに、高圧放電灯ＪＬＡが点灯しているときの動作を説明する。
【０００４】
高圧放電灯ＪＬＡが点灯しているときは、図１０に示すようにスイッチング素子ＪＱ２及びＪＱ３が数十Ｈｚから数百Ｈｚ程度の低周波で交互にオン・オフしており、スイッチング素子ＪＱ４及びＪＱ５が高周波で交互にオン・オフしている。すなわち、スイッチング素子ＪＱ２がオンしたときはスイッチング素子ＪＱ５が数ｋＨｚから数十ｋＨｚ程度の高周波でオン・オフし、スイッチング素子ＪＱ３がオンしたときはスイッチング素子ＪＱ４が数ｋＨｚから数十ｋＨｚ程度の高周波でオン・オフしている。ここで、コンデンサＪＣ４は、スイッチング素子ＪＱ４及びＪＱ５を高周波でスイッチングすることにより発生する高圧放電灯電流のリプル分を除去する働きをしている。
【０００５】
つぎに、高圧放電灯ＪＬＡが点灯する前の状態、すなわち無負荷時の動作を説明する。
【０００６】
無負荷時には、図１１に示すようにスイッチング素子ＪＱ２及びＪＱ３が高周波で交互にオン・オフしているとともに、スイッチング素子ＪＱ４及びＪＱ５も高周波で交互にオン・オフしている。すなわち、図１２（ａ）に示すようにスイッチング素子ＪＱ２がオンしたときは、コンデンサＪＣ３→スイッチング素子ＪＱ２→インダクタＪＬ２→コンデンサＪＣ５→コンデンサＪＣ３の経路で電流が流れ、コンデンサＪＣ５が充電される。
【０００７】
つぎに、スイッチング素子ＪＱ３がオンしたときは、図１２（ｂ）に示すように、コンデンサＪＣ５→インダクタＪＬ２→スイッチング素子ＪＱ３→コンデンサＪＣ５の経路で電流が流れ、コンデンサＪＣ５が放電される。
【０００８】
以上の動作を繰り返すことにより、高圧放電灯ＪＬＡの一端に高圧パルス電圧が発生し、高圧放電灯ＪＬＡは点灯する。このときの高圧パルス電圧１０〜１５ｋＶ程度である。ある種の光学機器、たとえば、プロジェクタのように１分以内に安定点灯させる必要があるものに対応するためである。通常、高圧放電灯ＪＬＡの最低始動電圧は５００〜７００Ｖ程度であるが、この程度の電圧では点灯までに１０〜２０分程度の時間がかかり、始動性が悪くなってしまう。
【０００９】
ところで、一般に、水銀灯やメタルハライドランプ等の高圧放電灯は、放電開始直後のグロー放電においては、管内圧力が低く、放電エネルギーによる金属蒸気圧が低いので発光光束が少ない。図１３は、高圧放電灯を点灯させた場合において、該高圧放電灯が定格点灯するまでの高圧放電灯に流れる電流（以下、高圧放電灯電流という。）及び高圧放電灯の両端に印加される電圧（以下、高圧放電灯電圧という。）の経時変化を示す特性図である。図１３に示すように、無負荷時から起動直後（時間：ｔ１）は、高圧放電灯電圧が小さく、高圧放電灯電流が大きい状態、すなわち、高圧放電灯のインピーダンスは数Ω程度の低インピーダンスとなっている。この移行時に高圧放電灯電圧は高圧放電灯の消費電力にかかわらず、１灯あたり１０〜２０Ｖ程度となる。そして、安定点灯状態であるアーク放電へ移行するにつれて（期間：ｔ１〜ｔ２）徐々にインピーダンスが大きくなり、安定点灯時（期間：ｔ２〜）の高圧放電灯のインピーダンスは数百Ω程度となる。この安定点灯時に高圧放電灯電圧は略１００Ｖ程度となる。このように高圧放電灯は、瞬時に安定点灯状態に移行せずに、安定点灯状態に移行するまでに、数分、場合によっては数十分程度の時間がかかる。ここで、高圧放電灯点灯装置の種類によっては、安定点灯状態に移行するまでの時間を短くするために、期間ｔ１〜ｔ２の間に高圧放電灯電流をより多く流す制御を行うものもある。
【００１０】
このような高圧放電灯点灯装置は、屋内用の安定器として使用される場合が多く、たとえば、図１４に示すように、高圧放電灯ＪＬＡを備えた灯具Ｊ５が図１５（ａ）及び（ｂ）に示すような二芯あるいは三芯のケーブルＪ６を介して、高圧放電灯点灯装置Ｊ７に接続される。上述したスイッチング素子やコンデンサから構成される高圧放電灯点灯装置Ｊ７は、絶縁性のケース部Ｊ４に収納されて、天井面Ｊ１に取り付けられる。また、高圧放電灯点灯装置Ｊ７の電源線Ｊ２は天井面を介して配線されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような高圧放電灯点灯装置を屋内用の安定器として使用した場合には、以下の問題が生じる場合がある。すなわち、高圧放電灯点灯装置Ｊ７と高圧放電灯を備えた灯具Ｊ５とは、現場にて工事業者が結線・施工する。この高圧放電灯点灯装置Ｊ７と灯具Ｊ５との結線には、上述した二芯あるいは三芯のケーブルＪ６を用いることが多い。この二芯あるいは三芯のケーブルの芯間距離は図１６に示すように２〜５ｍｍ程度である。このようなケーブルを用いた場合において、高圧放電灯点灯装置Ｊ７と灯具Ｊ５とが接続されない状態で誤って電源を投入したときに、ケーブルの各芯間に上述した１０〜１５ｋＶ程度の高圧パルス電圧が印加されると、各芯間で放電が開始してしまう。高圧放電灯点灯装置は、この短絡状態を高圧放電灯が安定点灯に移行するまでの移行時とみなし、数Ａの電流を流してしまうので、高圧放電灯点灯装置を構成する電子部品にストレスを与えることがある。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、点灯直後に両端電圧が実質的にゼロとなる期間を有する高圧放電灯において、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を備えた灯具とが接続されていない状態で電源が投入されたときに、高圧放電灯点灯装置を構成する電子部品にストレスがかかるのを防止することができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置は、直流電源と、少なくとも１組のスイッチング素子の直列回路を有し直流電源からの直流電圧を矩形波電圧に変換する極性反転回路と、極性反転回路からの矩形波電圧が付勢される高圧放電灯と、高圧放電灯が接続される両端部の電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路の検出電圧に応じてスイッチング素子を制御する制御回路と、を備え、高圧放電灯は点灯直後に高圧放電灯電圧が実質的にゼロとなる期間を有するものであって、電圧検出回路及び制御回路により、該期間の高圧放電灯が接続される両端部間に流れる電流を実質的にゼロとなるように制御することを特徴とするものである。
【００１４】
このような高圧放電灯点灯装置においては、点灯直後に両端電圧が実質的にゼロとなる期間を有する高圧放電灯が高圧放電灯点灯装置に接続されていない場合において、電源が投入されたときにも高圧放電灯電流は実質的に流れない。
【００１５】
請求項２記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯電圧が実質的にゼロとは、２０Ｖ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯が接続される両端部間に流れる電流が実質的にゼロとは、定格高圧放電灯電流の１０％以下であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、電圧検出回路が電圧を検出し始めてからの時間を計測する計測回路を備え、計測時間が所定の時間を超えると、スイッチング素子の動作を停止する制御をすることを特徴とするものである。
【００１８】
このような高圧放電灯点灯装置においては、高圧放電灯が高圧放電灯点灯装置に接続されていない場合において、高圧放電灯が高圧放電灯点灯装置に接続されていないことを検知し、所定の時間を超えるとスイッチング素子の動作を停止し、高圧放電灯が接続される両端部間に電流が流れない。
【００１９】
請求項５記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項４記載の高圧放電灯点灯装置において、所定の時間とは、１０秒であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、極性反転回路は、２組のスイッチング素子の直列回路を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項７記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、極性反転回路の前段に降圧チョッパ回路を備えることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項８記載の照明装置は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を備え、高圧放電灯を点灯させることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図７までを参照して説明する。図１は本実施の形態の回路図を示しており、図２は照明装置の側面図を示している。また、図３は高圧放電灯電圧の経時変化を示す特性図を示しており、図４は本実施の応用形態の回路図を示している。さらに、図５は本実施の応用形態において、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの入力信号波形を示しており、図６は本実施の応用形態において、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの他の入力信号波形を示している。さらにまた、図７は本実施の他の応用形態の回路図を示しており、図８は本実施の他の応用形態において、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの入力信号波形を示している。
【００２４】
以下、各部の構成を説明する。
【００２５】
交流電源ＡＣは、商用の交流電源であり、電圧は、たとえば、１００Ｖ、２００Ｖ又は２４０Ｖである。
【００２６】
整流回路ＤＢは、交流電源ＡＣからの交流電圧を脈流状の直流電圧に整流し出力するものであり、たとえば、ダイオードブリッジで構成する。交流電源ＡＣの電圧が１００Ｖの場合、ダイオードブリッジの代わりに、たとえば、倍電圧整流回路を用いてもよい。倍電圧整流回路を用いると、交流電源ＡＣの電圧が実質的に２００Ｖと同等とみなせ、倍電圧整流回路以後に接続されている回路に流れる電流が、ダイオードブリッジを用いた場合と比べ約半分となるので、高圧放電灯点灯装置の効率を上げることができる。
【００２７】
また、ダイオードブリッジＤＢの前段にコンデンサ及びインダクタ等から構成されている入力フィルタ回路（図示しない）を挿入してもよい。このような入力フィルタ回路をダイオードブリッジＤＢの前段に挿入しておくと、交流電源ＡＣからの雑音を後述する極性反転回路２に漏れるのを防止したり、あるいは逆に、極性反転回路２からの雑音が電源側に漏れるのを防止することができる。
【００２８】
昇圧チョッパ回路ＣＰ１は、交流電源ＡＣが、たとえば、１００Ｖから２００Ｖの場合であっても、後述する平滑回路２に出力する電圧を直流の一定値にするものであり、スイッチング素子Ｑ０、ダイオードＤ１、インダクタＬ１から構成されている。また、この昇圧チョッパ回路ＣＰ１は、力率の改善も同時に行う。ここで、昇圧チョッパ回路ＣＰ１は、その他、降圧チョッパ、あるいは昇降圧チョッパ回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別の異なる直流電圧に変換するものであれば、どのような回路構成でも構わない。
【００２９】
昇圧チョッパ制御回路ＣＮ１は、スイッチング素子Ｑ０の動作周波数を制御するものであり、たとえば、モトローラ社製の集積回路ＭＣ３４２６１を用いている。このような集積回路を用いると、外付けの抵抗やコンデンサの値を設定するだけで簡単にスイッチング素子Ｑ１の動作周波数を制御することができる。
【００３０】
この交流電源ＡＣ、整流回路ＤＢ、昇圧チョッパ回路ＣＰ１及び昇圧チョッパ制御回路ＣＮ１により直流電源１を構成している。
【００３１】
平滑回路２であるコンデンサＣ１は、昇圧チョッパ回路ＣＰ１を平滑するものであり、たとえば、電解コンデンサで構成する。
【００３２】
降圧チョッパ回路ＣＰ２は、後述する極性反転回路３へ電力を供給するものであり、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ２、インダクタＬ２及びコンデンサＣ２から構成されている。ここで、降圧チョッパ回路ＣＰ２は、その他、昇圧チョッパ、あるいは昇降圧チョッパ回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別の異なる直流電圧に変換するものであれば、どのような回路構成でも構わない。
【００３３】
降圧チョッパ制御回路ＣＮ２は、スイッチング素子Ｑ１の動作周波数を制御するものであり、たとえば、日本電気製の集積回路μＰＣ１０９４を用いている。このような集積回路を用いると、モトローラ社製の集積回路ＭＣ３４２６１と同様に、外付けの抵抗やコンデンサの値を設定するだけで簡単にスイッチング素子Ｑ１の動作周波数を制御することができる。
【００３４】
極性反転回路３は、コンデンサＣ２からの直流電圧を矩形波電圧に変換するものであり、コンデンサＣ２に並列に接続された第１のスイッチング素子Ｑ２及び第２のスイッチング素子Ｑ３の直列回路と、同じくコンデンサＣ２に並列に接続された第３のスイッチング素子Ｑ４及び第４のスイッチング素子Ｑ５の直列回路と、から構成されている。ここで、スイッチング素子Ｑ２からＱ５は、電界効果トランジスタで構成している。電界効果トランジスタは、電界効果トランジスタのドレインがその内臓ダイオードのカソードと接続されるように、ソースとドレインとの間に並列にダイオードが内蔵されている。したがって、別途ダイオードを外付けする必要がない。もちろん、電界効果トランジスタに代えて、トランジスタとトランジスタに逆並列に接続されるダイオードとの組合せを用いても構わない。
【００３５】
駆動回路Ｓは、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までを駆動するものであり、たとえば、三菱電機株式会社製の集積回路Ｍ６３９９１ＦＰを用いている。このような集積回路を用いると、集積回路に外付けする抵抗やコンデンサの定数を変えるだけで、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの動作周波数を適宜変化させることができる。
【００３６】
負荷回路４は、高圧放電灯ＬＡを含み極性反転回路３の矩形波交流電力を受けて、該高圧放電灯ＬＡを点灯させるものであり、スイッチング素子Ｑ２及びＱ３の接続点とスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の接続点の間に接続されるインダクタＬ２及び高圧放電灯ＬＡの直列回路と、高圧放電灯ＬＡに並列に接続されるコンデンサＣ４と、スイッチング素子Ｑ４及びＱ５の接続点とインダクタＬ２及びコンデンサＣ４の接続点との間に接続されるインダクタＬ３と、を有している。ここで、高圧放電灯ＬＡは、たとえば、高圧ナトリウム灯、メタルハライドランプ及び水銀灯等の高圧放電灯（ＨＩＤランプ）である。
【００３７】
また、インダクタＬ２とコンデンサＣ５とで、高圧放電灯ＬＡの始動時に高圧放電灯ＬＡの一端に高圧パルス電圧を印加するイグナイタ回路４’を構成している。このインダクタＬ２とコンデンサＣ５との直列共振回路の共振動作により、高圧放電灯ＬＡの始動時に高圧放電灯ＬＡに数ｋＶの高圧パルス電圧が印加され、高圧放電灯ＬＡは点灯を開始する。
【００３８】
制御回路ＭＣは、高圧放電灯ＬＡが接続される接続部の両端電圧を検出する電圧検出回路５と、該検出電圧が高圧放電灯に印加されている時間を計測する計測回路６と、を備え、電圧検出回路５の検出電圧及び計測回路６の計測時間に応じて、駆動回路Ｓに検出信号を送信し、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの動作周波数を制御するものである。ここで、電圧検出回路５は所定の閾値電圧を持っており、この閾値電圧を越えなければ、スイッチング素子Ｑ０を制御し、平滑回路２に出力する電圧を低下させるか、あるいはスイッチング素子Ｑ０の動作を停止させる、又はスイッチング素子Ｑ２からＱ５までを制御し、高圧放電灯電流が減少するように制御する。
【００３９】
この制御回路ＭＣは、その他、基準クロック信号を発生させるクロック信号生成部（図示しない）、マイクロプロセッサ等により構成されている演算回路（ＣＰＵ）、メモリ及びインターフェイス部を備えたマイコンである。この種のマイコンとして本実施の形態では、ＳＴマイクロエレクトロニクス製のＳＴ７２Ｇシリーズを用いている。もちろん、計測回路６として別途、たとえばシグネティクス社製の８ピンタイプのＩＣであるＮＥ５５５を用いてもよい。このＮＥ５５５の動作は周知なので詳しい動作説明は省略するが、計測時間は６番ピン（図示しない）のスレッシュホールド電圧がＮＥ５５５の電源電圧である８番ピン（図示しない）の電圧の２／３を超えると終了する。
【００４０】
そして、図２に示すように、高圧放電灯ＬＡの周囲を囲って配光制御を行う一面に開口部１８’をもった反射鏡１８と、高圧放電灯ＬＡ装着用のソケット１９と電気的に接続されて高圧放電灯ＬＡの点灯制御を行う高圧放電灯点灯装置から照明装置が構成されている。もちろん、照明装置はこのような形状のものに限られない。
【００４１】
つぎに、本実施の形態の動作を図１及び図３を参照して説明する。
【００４２】
ｔ＝ｔ０において交流電源ＡＣが投入されると、昇圧チョッパ制御回路ＣＮ１、降圧チョッパ制御回路ＣＮ２、駆動回路Ｓ及び制御回路ＭＣ等に電力が供給され、各部が動作を開始するとともにインダクタＬ２の一端とインダクタＬ３の一端との間に高圧パルス電圧が印加され始める。期間ｔ０〜ｔ１においては、電圧検出回路５が働かない禁止区間となっている。
【００４３】
ここで、インダクタＬ２の一端とインダクタＬ３との一端に高圧放電灯ＬＡが接続されている場合には、ｔ＝ｔ１において高圧放電灯ＬＡはグロー放電を開始する。このとき、高圧放電灯電圧は高圧放電灯の消費電力にかかわらず、１灯あたり１０〜２０Ｖ程度となる。たとえば、松下電器産業株式会社製の直管型高圧放電灯パナゴールドシリーズでは、定格電力が１８０Ｗ、２２０Ｗ、２７０Ｗ及び３６０Ｗのものにおいて、グロー放電開始時の高圧放電灯電圧は、全て１５Ｖ程度となっている。また、定格高圧放電灯電圧は、全て１３０Ｖ程度である。
【００４４】
ｔ＝ｔ１においてインダクタＬ２の一端とインダクタＬ３の一端との間の電圧は、図３に示すように１０〜２０Ｖ程度から放物線を描きながら徐々に上昇し、ｔ＝ｔ３において安定点灯状態であるアーク放電へ移行に移行する。このときのインダクタＬ２の一端とインダクタＬ３の一端との間の電圧は、１００〜１５０Ｖ程度となっている。
【００４５】
すなわち、２０Ｖ以下の所定の電圧で閾値を設けておき、該閾値電圧を越えると、高圧放電灯点灯装置は通常の動作を継続する。
【００４６】
つぎに、インダクタＬ２の一端とインダクタＬ３との一端に高圧放電灯ＬＡが接続されていない場合において、高圧放電灯点灯装置Ｊ７と灯具Ｊ５とを接続するケーブルの芯間で放電を開始したときは、ケーブルの抵抗（数十ｍΩ／ｍ）により、インダクタＬ２の一端とインダクタＬ３の一端との間には高くても１〜５Ｖ程度の電圧しか発生しない。すなわち、電圧検出回路５が設定している閾値電圧を越えることができず、電圧検出回路５はこの検出した電圧を受けて、昇圧チョッパ回路ＣＰ１のスイッチング素子Ｑ０を制御し、平滑回路２に出力する電圧を低下させる。すると、極性反転回路に流れ込む電流Ｉは減少するので、いわゆる短絡状態になった場合においても、インダクタＬ２の一端とインダクタＬ３の一端との間に流れる電流は実質的にゼロとなり、高圧放電灯点灯装置を構成する電子部品にストレスがかかるのを防止することができる。
【００４７】
このとき、インダクタＬ２の一端とインダクタＬ３の一端との間に流れる電流は、作業者の安全を考慮して定格放電灯電流の１０％以下程度に抑えることが望ましい。
【００４８】
ここで、計測回路６は電圧検出回路５が、ｔ＝ｔ１において電圧を検出し始めてからの時間を計測している。そして、高圧放電灯電圧が所定の時間内に閾値電圧を超えない場合には、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの動作を停止させてもよい。この所定の時間は、作業者の安全を考慮して１０秒程度が望ましい。
【００４９】
つぎに、本実施の応用形態として、図４に示すものが挙げられる。このものは、図１で示した降圧チョッパ回路ＣＰ２と極性反転回路３とをスイッチング素子Ｑ２からＱ５までとインダクタＬ２とで代用したものである。
【００５０】
以下、図４及び図５を参照しながら動作を説明する。
【００５１】
図５に示すようにスイッチング素子Ｑ２及びＱ５と、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４と、は互いに対になって高周波でオン・オフ動作を繰り返している。
【００５２】
まず、期間ｔ１〜ｔ５において、スイッチング素子Ｑ２及びＱ５がともにオフ時にインダクタＬ２に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４の内臓ダイオードを介してコンデンサＣ１側に帰還される。
【００５３】
つぎに、期間ｔ５〜ｔ６において、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４がともにオフ時にインダクタＬ２に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ２及びＱ５の内臓ダイオードを介してコンデンサＣ１側に帰還される。
【００５４】
以上の動作を繰り返すことにより、図５に示すように高圧放電灯ＬＡに数十Ｈｚから数百Ｈｚ程度の低周波であって、矩形波状の高周波電流Ｉｌａを供給することができる。このような回路方式を用いると、図１に示した降圧チョッパ回路ＣＰ２を省略できるので、小型化、コストダウン面で有利である。
【００５５】
また、図４に示した回路構成において、スイッチング素子Ｑ２からＱ５を図６に示すように制御してもよい。すなわち、スイッチング素子Ｑ５がオンの場合に、スイッチング素子Ｑ２は高周波でオン・オフ動作を繰り返し、スイッチング素子Ｑ３がオンの場合に、スイッチング素子Ｑ４は高周波でオン・オフ動作を繰り返す。そして、スイッチング素子Ｑ２が高周波でオン・オフ動作を繰り返している間インダクタＬ２に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ３の内臓ダイオード及びスイッチング素子Ｑ５を介して消費される。また、スイッチング素子Ｑ４が高周波でオン・オフ動作を繰り返している間インダクタＬ２に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ５の内臓ダイオード及びスイッチング素子Ｑ３を介して消費される。つまり、スイッチング素子Ｑ２及びＱ４の内臓ダイオードは使用されないので、スイッチング素子Ｑ２及びＱ４にパワートランジスタを使用し、スイッチング素子Ｑ３及びＱ５に電界効果トランジスタを使用して、高圧放電灯点灯装置のコストダウンを図ることもできる。
【００５６】
また、本実施の他の応用形態として、図７に示すものが挙げられる。このものは、図１で示した降圧チョッパ回路ＣＰ２を省略し、さらに、スイッチング素子Ｑ２及びＱ３をコンデンサＣ６及びＣ７で置き換えたものである。
【００５７】
以下、図７及び図８を参照しながら動作を説明する。
【００５８】
まず、スイッチング素子Ｑ４は、期間ｔ１〜ｔ５において、高周波でオン・オフ動作を繰り返しており、この期間ではインダクタＬ２に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ５の内臓ダイオードを介してコンデンサＣ７側に帰還されている。
【００５９】
つぎに、スイッチング素子Ｑ５は、期間ｔ５〜ｔ６において、高周波でオン・オフ動作を繰り返しており、この期間ではインダクタＬ２に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子Ｑ４の内臓ダイオードを介してコンデンサＣ６側に帰還されている。
【００６０】
以上の動作を繰り返すことにより、図８に示すように高圧放電灯ＬＡに数十Ｈｚから数百Ｈｚ程度の低周波であって、矩形波状の高周波電流Ｉｌａを供給することができる。このような回路方式を用いると、スイッチング素子を２個しか使用しないので、コストダウン面でさらに有利である。
【００６１】
なお、上記の各応用形態において、特に言及していない作用・効果等は最初の実施例と同様である。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１から請求項３までに記載の高圧放電灯点灯装置は、点灯直後に両端電圧が実質的にゼロとなる期間を有する高圧放電灯が高圧放電灯点灯装置に接続されていない場合において、電源が投入されたときにも高圧放電灯電流が実質的に流れないので、高圧放電灯点灯装置を構成する電子部品にストレスがかかるのを防止することができる。
【００６３】
請求項４又は５記載の高圧放電灯点灯装置は、点灯直後に両端電圧が実質的にゼロとなる期間を有する高圧放電灯が高圧放電灯点灯装置に接続されていない場合において、電源が投入されたときにもスイッチング素子の動作を停止しており、高圧放電灯電流が流れないので、高圧放電灯点灯装置を構成する電子部品にストレスがかかるのを防止することができる。
【００６４】
請求項６又は７記載の高圧放電灯点灯装置は、各回路方式において、請求項１から請求項５までに記載の高圧放電灯点灯装置が奏する効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態を示す回路図である。
【図２】本実施の形態において、高圧放電灯を示す側面図である。
【図３】本実施の形態において、高圧放電灯電圧の経時変化を示す特性図である。
【図４】本実施の応用形態を示す回路図である。
【図５】本実施の応用形態において、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの入力信号を示す波形図である。
【図６】本実施の応用形態において、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの入力信号を示す他の波形図である。
【図７】本実施の他の応用形態を示す回路図である。
【図８】本実施の他の応用形態において、スイッチング素子Ｑ２からＱ５までの入力信号を示す波形図である。
【図９】従来例を示す回路図である。
【図１０】従来例において、高圧放電灯の通常点灯時のスイッチング素子ＪＱ２からＪＱ５までの入力信号を示す波形図である。
【図１１】従来例において、高圧放電灯の無負荷時のスイッチング素子ＪＱ２からＪＱ５までの入力信号を示す波形図である。
【図１２】従来例において、高圧放電灯の無負荷時の動作図である。
【図１３】従来例において、高圧放電灯電圧の経時変化を示す特性図である。
【図１４】高圧放電灯点灯装置の使用態様を示す図である。
【図１５】二芯あるいは三芯のケーブルの断面図である。
【図１６】ケーブルの先端付近を示す図である。
【符号の説明】
１          直流電源
Ｑ２、Ｑ３  １組のスイッチング素子
Ｑ３、Ｑ４  他の１組のスイッチング素子
３          極性反転回路
ＬＡ        高圧放電灯
５          電圧検出回路
ＭＣ        制御回路
６          計測回路
ＣＰ２      降圧チョッパ回路
【図１】
2004220818.tif 000003
【図２】
2004220818.tif 000004
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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