(57)【要約】【課題】大きなストレスを与えることなく高圧放電ランプを始動できる高圧放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】出力設定回路５６は始動パルスの発生時にはチョッパ回路５２の出力電圧を最低にする。始動パルス発生回路６８でインバータ回路６１に高圧放電ランプ１５の始動パルスを発生させ、電流検出回路６４でインバータ回路６１で出力された電流を検出し、ＩＣ６６はパルスの波高を一定に制御する。始動パルス発生時にチョッパ回路５２の出力電圧を最低にし、チョッパ回路５２へのストレスを小さくする。チョッパ回路５２の出力電圧を最低で一定にすることにより、ＩＣ６６による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にできる。グローアーク転移を適切にして高圧放電ランプ１５に大きなストレスを与えずに確実に点灯する。【選択図】　　　　図１
2004047190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョッピングにより出力電圧を変換して出力するチョッパ回路と；
チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し高圧放電ランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；
インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；
インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧を高圧放電ランプに印加するＬＣ共振回路と；
電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；
チョッパ回路の出力電圧を所定範囲内に設定し、始動パルスの発生時にはチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にする出力設定回路と；
を具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
高圧放電ランプのグロー放電を検出するグロー放電検出回路を具備し、
出力設定回路は、グロー放電検出回路でグロー放電を検出するとチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にする
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】
電源からの入力電圧をチョッピングにより出力電圧を変換して出力するチョッパ回路と；
チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し高圧放電ランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；
インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；
インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧を高圧放電ランプに印加するＬＣ共振回路と；
電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；
電流検出回路で検出された電流に基づきインバータ回路から出力されるパルスの波高を一定に制御するパルス波高制御回路と；
電源投入後の所定時間チョッパ回路を遅延させて動作を開始させる遅延回路と；
を具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
チョッピングにより出力電圧を変換して出力するチョッパ回路と；
チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し高圧放電ランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；
インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；
インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧をランプに印加するＬＣ共振回路と；
電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；
高圧放電ランプの半波アークを検出する半波アーク検出回路と；
チョッパ回路の出力電圧を所定範囲内に設定し、始動パルスの発生時から半波アーク検出回路で半波アークを検出するまでチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にし半波アーク検出回路で半波アークを検出するとチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にする出力設定回路と；
を具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか一記載の高圧放電灯点灯装置と；この高圧放電灯点灯装置で点灯される高圧放電ランプが取り付けられる器具本体と；
を具備した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、インバータ回路により高圧放電ランプを点灯させる高圧放電灯点灯装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の高圧放電灯点灯装置として高圧放電ランプを点灯させるインバータ回路を有するものは、高圧放電ランプが音響共鳴を生ずることを防止するため、インバータ回路の動作周波数を大きく変化させずに出力を制御している。
【０００３】
また、この種の高圧放電灯点灯装置としては、たとえば特開２０００−５８２８４号公報に記載の構成が知られている。この特開２０００−５８２８４号公報に記載の高圧放電灯点灯装置は、電源に昇圧チョッパ回路を接続し、この昇圧チョッパ回路にインバータ回路を接続し、このインバータ回路により高圧放電ランプを点灯させるものである。
【０００４】
そして、始動時には高圧放電ランプの放電を開始させるため、放電電圧より高い電圧の始動パルスを高圧放電ランプに印加する必要があり、昇圧チョッパ回路の出力を最大にした状態でインバータ回路に電力を供給し、高圧放電ランプに始動パルスを印加している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チョッパ回路の出力を大きくしている状態で、インバータ回路により始動パルスを出力すると、チョッパ回路のストレスが大きくなりチョッパ回路を大形化する必要が生じる。また、高圧放電ランプの場合、特にネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）を用いたものでは、アーク転移のために１秒ないし３秒程度は高い開放電圧が必要であるが、必要以上に大きな電圧の始動パルスが印加されることにより、グロー放電時間が短い状態で、アーク放電しやすく、グローアーク転移時間が短いため、高圧放電ランプにストレスがかかるおそれがある問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、大きなストレスを与えることなく高圧放電ランプを始動できる高圧放電灯点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、チョッピングにより出力電圧を変換して出力するチョッパ回路と；チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し高圧放電ランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧を高圧放電ランプに印加するＬＣ共振回路と；電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；チョッパ回路の出力電圧を所定範囲内に設定し、始動パルスの発生時にはチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にする出力設定回路とを具備したもので、出力設定回路はＬＣ共振回路が始動パルスを発生させる時にはチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にし、電流検出回路でインバータ回路で出力された電流を検出し、電流検出回路で検出された電流に基づきパルス波高制御回路はインバータ回路の出力周波数を制御してＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高を一定に制御することにより、始動パルス発生時にチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低にし、チョッパ回路へのストレスを小さくするとともに、チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低で一定にすることにより、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、グローアーク転移を適切にして高圧放電ランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯する。
【０００８】
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、高圧放電ランプのグロー放電を検出するグロー放電検出回路を具備し、出力設定回路は、グロー放電検出回路でグロー放電を検出するとチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にするもので、グロー放電検出回路でグロー放電を検出するとチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にすることにより、アーク放電より高い電圧となるグロー放電時に出力電圧を高くすることにより適切なグロー電力を供給し、より確実にグローアーク転移させる。
【０００９】
請求項３記載の高圧放電灯点灯装置は、電源からの入力電圧をチョッピングにより出力電圧を変換して出力するチョッパ回路と；チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し高圧放電ランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧を高圧放電ランプに印加するＬＣ共振回路と；電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；電流検出回路で検出された電流に基づきインバータ回路から出力されるパルスの波高を一定に制御するパルス波高制御回路と；電源投入後の所定時間チョッパ回路を遅延させて動作を開始させる遅延回路とを具備したもので、高圧放電ランプの始動時にはインバータ回路の出力によってＬＣ共振回路から高圧の始動パルスを発生させ、電流検出回路でインバータ回路で出力された電流を検出し、電流検出回路で検出された電流に基づきパルス波高制御回路はインバータ回路の出力周波数を制御してＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高を一定に制御することにより、始動パルス発生時にチョッパ回路を動作させずインバータ回路からの出力電圧を低くし、チョッパ回路へのストレスを小さくするとともに、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、遅延回路により所定時間経過後にチョッパ回路を動作させることによりアーク放電より高い電圧となるグロー放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切なグロー電力を供給し、より確実にグローアーク転移させてアーク転移を適切にして高圧放電ランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯する。
【００１０】
請求項４記載の高圧放電灯点灯装置は、チョッピングにより出力電圧を変換して出力するチョッパ回路と；チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し高圧放電ランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧をランプに印加するＬＣ共振回路と；電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路から出力される始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；高圧放電ランプの半波アークを検出する半波アーク検出回路と；チョッパ回路の出力電圧を所定範囲内に設定し、始動パルスの発生時から半波アーク検出回路で半波アークを検出するまでチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にし半波アーク検出回路で半波アークを検出するとチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にする出力設定回路とを具備したもので、出力設定回路は始動パルスの発生時にはチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にし、ＬＣ共振回路に高圧放電ランプの始動パルスを発生させ、電流検出回路でインバータ回路で出力された電流を検出し、電流検出回路で検出された電流に基づきパルス波高制御回路はインバータ回路から出力される周波数を制御してＬＣ共振回路が出力するパルスの波高を一定に制御し、半波アーク検出回路で半波アークを検出すると出力設定回路はチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にすることにより、始動パルス発生時にチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低にし、チョッパ回路へのストレスを小さくするとともに、チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低で一定にすることにより、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、グロー放電から半波アーク放電になった後は、正規のアーク放電より高い電圧となる半波アーク放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切な電力を供給し、より確実にアーク転移を適切にして高圧放電ランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯する。
【００１１】
請求項５記載の照明装置は、請求項１ないし４いずれか一記載の高圧放電灯点灯装置と；この高圧放電灯点灯装置で点灯される高圧放電ランプが取り付けられる器具本体とを具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の照明装置の一実施の形態を図面に示すスポットライトを参照して説明する。
【００１３】
図１は高圧放電灯点灯装置を示す回路図、図２はスポットライトを示す断面図、図３は高圧放電ランプの一部を切り欠いて示す側面図、図４は高圧放電ランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【００１４】
図２に示すように、照明装置としてのスポットライト１は器具本体としてのスポットライト本体２を備え、このスポットライト本体２は天井などに取り付けられる天井取付部３を有し、この天井取付部３にアーム４が設けられている。また、アーム４には前面が開口し内部が中空なケース体５が取り付けられ、このケース体１の前面の開口に臨んでライト部６が設けられている。そして、このライト部６は、筒状の基体部７を有し、この基体部７の基端側には回転反射面が形成された反射体８が取り付けられ、この反射体８の基端側にはランプソケット１１が設けられ、基体部７の先端には開口を閉塞する前面ガラス１２が設けられている。さらに、ランプソケット１１にはたとえば２０Ｗセラミックメタルハライドランプなどの高圧放電ランプ１５が装着され、この高圧放電ランプ１５の先端部分には筒状の遮光体１６が間隙を介して取り付けられている。そして、このランプソケット１１には、スポットライト本体２とは別個に設置される図１に示す高圧放電灯点灯装置１８が電気的に接続される。
【００１５】
また、高圧放電ランプ１５は、図３に示すように、ランプ基体２１を有し、このランプ基体２１にはランプソケット１１に電気的および機械的に接続される口金２２が形成され、先端側には透光性を有する先端が円弧状に閉塞された筒状の外管２３を有している。そして、外管２３内には、発光管２４が収納されており、この発光管２４は透光性セラミック容器の放電容器２５を有し、この放電容器２５は断面がほぼ真円のほぼ球状の包囲部２６と、この包囲部２６の上下方向にそれぞれ曲面で連続して形成された小径筒部２７，２８が上下対称に形成されている。また、それぞれの小径筒部２７，２８の先端はシール３１，３２により閉塞され、小径筒部２７のシール３１には上部側の上部導入導体３３が挿入され、小径筒部２８のシール３２には下部側の下部導入導体３４が挿入されている。さらに、上部導入導体３３には口金２２に電気的に接続された外部接続端子３５が電気的に接続され、この外部接続端子３５は下側の小径筒部２８の周囲に巻回された金属コイル３６に電気的に接続されるとともに、ゲッタ３７が支持されている。また、下部導入導体３４には上側の小径筒部２７の周囲に巻回された金属コイル３８が電気的に接続され、下部導入導体３４も外部接続端子３５とは電気的に絶縁された状態で口金２２に電気的に接続されている。
【００１６】
さらに、放電容器２５の内部には、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）などの始動ガスを含む放電ガスが封入され、上側の小径筒部２７内には上部導入導体３３に電気的に接続された上部側の電極４１が取り付けられ、この電極４１は上部導入導体３３に接続された軸部４２および包囲部２６内に位置し軸部４２の先端に取り付けられたコイル部４３を有しており、一方、下側の小径筒部２８内には下部導入導体３４に電気的に接続された下側の電極４４が上部側の電極４１に対向して設けられ、この下部側の電極４４は下部導入導体３４に接続された軸部４５および包囲部２６内に位置し軸部４５の先端に取り付けられ上側のコイル部４３に対向する下側のコイル部４６を有している。
【００１７】
次に、高圧放電灯点灯装置１８を図１を参照して説明する。
【００１８】
まず、商用交流電源ｅにヒューズＦ、抵抗Ｒ１を介してノイズフィルタ回路５１が接続され、このノイズフィルタ回路５１はコンデンサＣ１およびトランスＴｒ１が接続されて形成され、チョッパ回路５２に接続されている。
【００１９】
このチョッパ回路５２は、トランスＴｒ１にダイオードＤ１〜Ｄ４の全波整流手段としてのダイオードブリッジ５３の交流入力端子が接続され、このダイオードブリッジ５３の出力端子には平滑手段となる平滑用のコンデンサＣ２が接続され、このコンデンサＣ２にはチョッパ部５４が接続されている。また、チョッパ部５４は、コンデンサＣ２に対して並列にインダクタＬ１、スイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ１および電流検出用の抵抗Ｒ２の直列回路が接続され、電界効果トランジスタＱ１および抵抗Ｒ２の直列回路にはダイオードＤ５およびコンデンサＣ３の直列回路が接続されている。
【００２０】
さらに、コンデンサＣ２に対して並列に、入力電圧を検出する分圧用の抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の直列回路が接続され、これら抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の接続点にはチョッパ回路制御手段となるたとえばＳＴマイクロ社製型番Ｌ６５６１のＩＣ５５の３番ピンに接続されている。また、同様に、コンデンサＣ２に対して並列に、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ４の時定数回路で構成される起動回路となるとともに電源を構成する直列回路が接続され、抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ４の接続点はＩＣ５５の８番ピンに接続されている。さらに、インダクタＬ１には、インダクタＬ１に流れる電流を検出する検出巻線Ｌ２が磁気的に結合され、この検出巻線Ｌ２は抵抗Ｒ３を介してＩＣ５５の５番ピンに接続されるとともに、ＩＣ５５の６番ピンおよびダイオードブリッジ５３の負極に接続される。また、検出巻線Ｌ２および抵抗Ｒ３の接続点は、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ８、ダイオードＤ６およびコンデンサＣ６の直列回路を介してダイオードブリッジ５３の負極に接続され、ダイオードＤ６およびコンデンサＣ６の直列回路に対して並列にツェナダイオードＺＤ１が接続され、ダイオードＤ６およびコンデンサＣ６の接続点にはＩＣ５５の８番ピンが接続されている。
【００２１】
また、ＩＣ５５の１番ピンおよび２番ピンの間にはコンデンサＣ７が接続され、ＩＣ５５の３番ピンはコンデンサＣ８を介してダイオードブリッジ５３の負極に接続されている。さらに、ＩＣ５５の４番ピンは電界効果トランジスタＱ１および抵抗Ｒ２の接続点に接続され、ＩＣ５５の７番ピンは抵抗Ｒ９を介して電界効果トランジスタＱ１のゲートに接続されている。
【００２２】
さらに、コンデンサＣ３に対して並列に出力設定回路５６が接続されている。この出力設定回路５６は、コンデンサＣ３に対して並列に抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２および抵抗Ｒ１３の直列回路が接続され、抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２の接続点は逆極性のダイオードＤ７を介して、抵抗Ｒ１２および抵抗Ｒ１３の接続点は順極性のダイオードＤ８を介して、それぞれＩＣ５５のフィードバック用の１番ピンに接続されている。なお、この１番ピンに入力される電圧により、電界効果トランジスタＱ１の動作を制御して、チョッパ回路５２が一定の出力電圧になるように制御する。
【００２３】
そして、チョッパ回路５２には、動作周波数により出力電圧が変化するハーフブリッジ形のインバータ回路６１が接続され、このインバータ回路６１はスイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３の直列回路を有し、電界効果トランジスタＱ３には主回路６２が接続され、この主回路６２は、直流カット用のコンデンサＣ１１、バラストＬ３、コンデンサＣ１２およびコンデンサＣ１３の直列回路のＬＣ共振回路６３、および、抵抗Ｒ１４および抵抗Ｒ１４に対して並列に接続されたダイオードＤ１２およびダイオードＤ１１の直列回路の電流検出回路６４が接続されている。
【００２４】
また、インバータ回路６１は制御回路６５を有し、この制御回路６５はダイオードＤ５および電界効果トランジスタＱ２の接続点から抵抗Ｒ１５および抵抗Ｒ１６の直列回路が接続され、パルス波高制御回路としても機能するインバータ回路制御手段としてのたとえばフィリップスセミコンダクタ社製型番ＵＢＡ２０２１のＩＣ６６の１３番ピンに接続され、このＩＣ６６の５番ピンおよび７番ピン間にコンデンサＣ１５が接続され、抵抗Ｒ１５、抵抗Ｒ１６およびコンデンサＣ１５の時定数回路で構成される起動回路が形成され、このコンデンサＣ１５に対して並列にダイオードＤ１５およびダイオードＤ１６の直列回路が接続され、ダイオードＤ１５およびダイオードＤ１６の接続点は、コンデンサＣ１６を介して電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３の接続点に接続され、コンデンサＣ１６、ダイオードＤ１５、ダイオードＤ１６およびコンデンサＣ１５でＩＣ６６の電源を構成している。
【００２５】
さらに、抵抗Ｒ１６は電界効果トランジスタＱ４のゲートに接続され、この電界効果トランジスタＱ４のソース、ドレイン間には抵抗Ｒ１７および抵抗Ｒ１８の直列回路が接続され、抵抗Ｒ１７および抵抗Ｒ１８の接続点は抵抗Ｒ１９を介してＩＣ６６の１０番ピンに接続され、抵抗Ｒ１８および抵抗Ｒ１９の直列回路に対して並列にコンデンサＣ１７が接続されている。また、電界効果トランジスタＱ４のソースはコンデンサＣ１８を介してＩＣ６６の１４番ピンに、コンデンサＣ１９を介してＩＣ６６の１２番ピンに、コンデンサＣ２０を介してＩＣ６６の８番ピンに、そのままＩＣ６６の１１番ピンに接続されている。
【００２６】
また、ＩＣ６６の５番ピンおよび９番ピンの間には抵抗Ｒ２１が接続され、ＩＣ６６の９番ピンおよび７番ピンの間には抵抗Ｒ２２が接続され、ＩＣ６６の１番ピンおよび３番ピンの間にはコンデンサＣ２１が接続され、このＩＣ６６の３番ピンは電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３の接続点に接続されている。
【００２７】
さらに、ＩＣ６６の２番ピンには電界効果トランジスタＱ２のゲートが接続され、ＩＣ６６の６番ピンには電界効果トランジスタＱ３のゲートが接続され、電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３を交互に、オン、オフする。
【００２８】
また、バラストＬ３およびコンデンサＣ１２の接続点には、高圧放電ランプ１５の一端が接続され、この高圧放電ランプ１５の他端はランプ電力検出回路６７を介して電界効果トランジスタＱ３および抵抗Ｒ１４の接続点に接続されている。
【００２９】
そして、ランプ電力検出回路６７は、高圧放電ランプ１５に対して直列に比較的抵抗値の小さい電流検出用の抵抗Ｒ３１が接続され、高圧放電ランプ１５に対して並列に抵抗Ｒ３１に比べてそれぞれ十分に抵抗値が高い抵抗Ｒ３２および抵抗Ｒ３３の直列回路が並列に接続されている。また、抵抗Ｒ３２および抵抗Ｒ３３の接続点はダイオードＤ１７および抵抗Ｒ３４を介してダイオードＤ７およびダイオードＤ８の接続点に接続され、ダイオードＤ１７および抵抗Ｒ３４の接続点はコンデンサＣ２１を介して電界効果トランジスタＱ３および抵抗Ｒ１４の接続点に接続されている。
【００３０】
また、高圧放電ランプ１５およびランプ電力検出回路６７に対して並列に始動パルス発生回路６８を接続し、この始動パルス発生回路６８は高圧放電ランプ１５および抵抗Ｒ３１に対して並列に、抵抗Ｒ３６および抵抗Ｒ３７の直列回路を接続し、抵抗Ｒ３６および抵抗Ｒ３７の接続点にコンデンサＣ２２を接続し、このコンデンサＣ２２にダイオードＤ２１およびダイオードＤ２２を介してそれぞれコンデンサＣ２３の両端に接続している。
さらに、コンデンサＣ２３に対して並列に、ツェナダイオードＺＤ２およびコンデンサＣ２４の直列回路を接続し、コンデンサＣ２４に対して並列に抵抗Ｒ３８を接続し、ツェナダイオードＺＤ２およびコンデンサＣ２４の接続点を電界効果トランジスタＱ５のゲートに接続し、この電界効果トランジスタＱ５のドレイン、ソースをＩＣ６６の５番ピンおよび７番ピンにそれぞれ接続する。
【００３１】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００３２】
まず、商用交流電源ｅを投入すると、ダイオードブリッジ５３で全波整流し、コンデンサＣ２で平滑してチョッパ回路５２に直流電圧を印加する。さらに、コンデンサＣ３で平滑され、インバータ回路６１に直流電圧を印加する。この状態では、高圧放電ランプ１５は点灯していないため、高圧放電ランプ１５の両端間の電圧は最も高い状態になっている。したがって、抵抗Ｒ３２および抵抗Ｒ３３の電圧も高くなり、ダイオードＤ１７および抵抗Ｒ３４を介したダイオードＤ７およびダイオードＤ８の接続点の電圧も高くなり、ダイオードＤ７を介して電流が流れ、ＩＣ５５の１番ピンの電位が低下して、チョッパ回路５７の出力電圧は出力設定回路５６で設定される状態で最も低い一定の状態の出力電圧を出力する。
【００３３】
また、このチョッパ回路５７の出力電圧が最も低い状態でインバータ回路６１は動作を開始する。そして、ＩＣ６６により電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３を交互にオン、オフさせ、ＬＣ共振回路６３により共振した電圧を高圧放電ランプ１５に印加する。そして、高圧放電ランプ１５は、点灯していない無負荷状態であるため電圧が高い状態であり抵抗Ｒ３６および抵抗Ｒ３７の電圧も上昇し、ツェナダイオードＺＤ２がオンし、コンデンサＣ２４を充電する。このコンデンサＣ２４が充電されると電界効果トランジスタＱ５をオンし、ＩＣ６６の５番ピンおよび７番ピン間を短絡してコンデンサＣ１５を短絡させて、ＩＣ６６の出力を停止させて電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３のいずれもオフ状態にする。
すなわち、ＩＣ６６のオンしている状態ではインバータ回路６１から高周波交流を出力し、ＩＣ６６のオフしている状態ではインバータ回路６１の出力を停止して、始動パルスを高圧放電ランプ１５に印加する。このとき抵抗Ｒ１４に流れる電流を検出してＩＣ６６は電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３のオン、オフ周波数を制御し、インバータ回路６１の動作周波数を変化させることにより出力電圧を制御して始動パルスの波高が一定になるように制御する。なお、始動パルスのオン時間はコンデンサＣ２４の充電時間で設定し、オフ時間はコンデンサＣ２４の放電時間、および、抵抗Ｒ１５、抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ１５で決まるＩＣ６６の電源の充電時定数を用いて設定する。なお、始動パルスの波高は、２．６ｋＶｐｐ〜４．９ｋＶｐｐ内に制御されるため高圧放電ランプ１５の口金２２として、Ｅ１１形などの小形のものを使用することができる。
【００３４】
そして、高圧放電ランプ１５が点灯すると、高圧放電ランプ１５の電圧が低下し、抵抗Ｒ３２および抵抗Ｒ３３の電圧が低下するとともに抵抗Ｒ３１の電圧が上昇し、これらの加算された電圧が高圧放電ランプ１５の電力でありダイオードＤ７およびダイオードＤ８の接続点に印加されるが、高圧放電ランプ１５が点灯していない状態と比較してダイオードＤ７およびダイオードＤ８の電圧は低下するため、ダイオードＤ８を介して電流をＩＣ５５の１番ピンに入力してＩＣ５５は電界効果トランジスタＱ１をオン、オフさせ、出力設定回路５６で設定されている最大の電圧でチョッパ回路５２を動作させて昇圧し、インバータ回路６１に昇圧した電圧を印加して、この昇圧した電圧によりインバータ回路６１は動作し、高圧放電ランプ１５に電圧を印加する。なお、高圧放電ランプ１５の電流を検出するのも抵抗Ｒ３１であり、電圧を検出するのも抵抗Ｒ３２，Ｒ３３であり、いずれも抵抗成分であるため、電流および電圧を同相で検出できるため、電流および電圧を加算することにより、高圧放電ランプ１５の電力を検出できる。
【００３５】
また、チョッパ回路５２は、入力電圧に対応する抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の電位、および、高圧放電ランプ１５の電力に対応するダイオードＤ７およびダイオードＤ８の電位に基づき、出力設定回路５６で設定される出力電圧の範囲内でチョッパ回路５２の出力電圧を制御する。
【００３６】
上記実施の形態によれば、始動パルス発生回路６８により高圧放電ランプ１５に始動パルスを与えている状態をランプ電流およびランプ電圧を同相で検出するランプ電力検出回路６７で検出し、始動パルスが出力されている状態ではチョッパ回路５２は最低の出力電圧の一定値でインバータ回路６１に出力するため、インバータ回路６１に入力される電圧が一定になり、始動パルスの波高を容易に一定にできる。
そして、必要以上に始動パルスの電圧を高くしないため、ＬＣ共振回路６３に必要以上にストレスを与えず、動作が安定し、信頼性が向上する。
【００３７】
また、始動パルスが出力されている状態ではチョッパ回路５２は出力設定回路５６で設定可能な少なくとも最低の出力電圧であるため、必要以上に高い電圧の始動パルスが高圧放電ランプ１５に入力されることがなく、特にネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）を用いた高圧放電ランプ１５では、アーク転移のために１秒ないし３秒程度は高い開放電圧が印加されてグロー放電時間を確保してグローアーク転移時間を適切にでき、高圧放電ランプ１５にストレスがかかることを防止する。
【００３８】
そして、グロー放電時間を確保することにより、高圧放電ランプ１５のいずれの電極４１，４４も十分に加熱昇温させることができるため、いずれか一方の電極４１，４４のみがアンバランスに昇温して半波アークが生ずる期間が短くなり、グロー側となった電極４１，４４のスパッタが促進され、点滅黒化特性が低下して、高圧放電ランプ１５の発光効率が低下することを防止する。
【００３９】
さらに、始動パルスの発生している状態では、チョッパ回路５２を動作させないことにより、チョッパ回路５２にかかるストレスも小さくできるため、電界効果トランジスタＱ１その他の部品の耐電圧を低くでき、チョッパ回路５２の小形化も図れる。
【００４０】
次に、他の実施の形態を図５を参照して説明する。
【００４１】
図５は他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置を示す回路図で、基本的な構成は図１に示す高圧放電灯点灯装置１８と同様である。
【００４２】
この図５に示す高圧放電灯点灯装置１８は、ランプ電力検出回路６７内に高圧放電ランプ１５のグロー放電を検出するグロー放電検出回路７１を設けたものである。このグロー放電検出回路７１は、コンデンサＣ２１に対して並列に抵抗Ｒ４１および抵抗Ｒ４２の直列回路を接続し、この抵抗Ｒ４１および抵抗Ｒ４２の接続点に電界効果トランジスタＱ６のゲートを接続し、この電界効果トランジスタＱ６のソース、ドレインを抵抗Ｒ３４、抵抗Ｒ４１および抵抗Ｒ４２の直列回路の両端子間に接続したものである。
【００４３】
そして、この図５に示す高圧放電灯点灯装置１８も基本的には図１に示す高圧放電灯点灯装置１８の動作と同様であるが、高圧放電ランプ１５がグロー放電すると、タイマ機能としてのコンデンサＣ２１の電圧が上昇して電界効果トランジスタＱ６がオンし、抵抗Ｒ３４、抵抗Ｒ４１および抵抗Ｒ４２の両端子間を短絡してダイオードＤ７およびダイオードＤ８の接続点の電位が低下し、チョッパ回路５２は出力設定回路５６で設定される最大の出力電圧を出力し、インバータ回路６１の出力電圧も高くなり、高圧放電ランプ１５に印加される電圧が高くなり、高圧放電ランプ１５のグロー放電時にグロー電力を十分に供給し、グローアーク転移を良好に確実にする。なお、高圧放電ランプ１５がアーク転移した後には、高圧放電ランプ１５の電流が増加し電圧が低下することにより、コンデンサＣ２１の電圧が低下して、電界効果トランジスタＱ６により抵抗Ｒ３４、抵抗Ｒ４１および抵抗Ｒ４２の両端間が短絡されなくなり、高圧放電ランプ１５の電力に従いダイオードＤ７およびダイオードＤ８の接続点の電位が変化し、チョッパ回路５２は高圧放電ランプ１５の電力に従い出力電圧が制御される。
【００４４】
このように、高圧放電ランプ１５がグロー放電したことを検知した後に、チョッパ回路５２の出力電圧を最高の状態にすることにより、より確実にグローアーク転移をすることができる。
【００４５】
そして、この実施の形態を用いた場合で、出力設定回路５６で設定されるチョッパ回路５２の最低出力電圧を２００Ｖ、最高出力電圧を３００Ｖとして実験すると、図６に示すように、始動パルスが出力された後にグロー放電が開始し、グロー放電の開始とともにチョッパ回路５２の出力電圧が最低になり、十分にグロー放電した後に確実に、グローアーク転移して、高圧放電ランプ１５は良好に始動した。
【００４６】
また、他の実施の形態を説明する。この他の実施の形態は、回路構成は図１に示すものと同一であるが回路定数などの設定が異なり、動作が異なる。
【００４７】
この実施の形態では、チョッパ回路５２のＩＣ５５を起動する起動回路の抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７、コンデンサＣ４およびコンデンサＣ６の時定数を１秒ないし３秒、好ましくは２秒程度に設定し、電源投入後設定された時間が経過した後にＩＣ５５が動作してチョッパ回路５２が出力するようにするとともに、インバータ回路６１のＩＣ６６を起動する起動回路の抵抗Ｒ１５、抵抗Ｒ１６およびコンデンサＣ１５の時定数を１秒以内に設定し、電源投入後設定された時間が経過した後にＩＣ６６が動作してインバータ回路６１が出力するようにしたものである。
【００４８】
このようにすることにより、インバータ回路６１は電源投入後速やかに動作を開始するが、高圧放電ランプ１５の始動パルスを出力し、グロー放電が必要な１秒ないし３秒程度、好ましくは２秒程度の間は、チョッパ回路５２が動作せず、高圧放電ランプ１５には必要以上高い始動パルスが印加されずに確実にグロー放電をすることができるため、確実に電極４１，４４を昇温でき、高圧放電ランプ１５にストレスを与えることなく、グローアーク転移ができ、高圧放電ランプ１５を良好に始動できる。
【００４９】
また、複数の高圧放電ランプ１５を点灯させる際にも、アーク放電に至るまでの時間を一定にできるため、複数の高圧放電ランプ１５を同時に始動できる。
【００５０】
そして、この実施の形態を用いた場合で、出力設定回路５６で設定されるチョッパ回路５２の最低出力電圧を２００Ｖ、最高出力電圧を３００Ｖとし、電源投入後０．３秒でインバータ回路６１を動作させて始動パルスを発生し、電源投入後１．８秒でチョッパ回路５２を動作させて実験すると、図７に示すように、始動パルスが出力された後にグロー放電が開始し、約１秒後に半波アーク放電となり、１．８秒後にチョッパ回路５２が動作して最低の出力電圧である２００Ｖに昇圧された出力電圧をインバータ回路６１に出力すると、グローアーク転移してアーク放電になり、アーク放電により高圧放電ランプ１５の電力が低下し、昇圧チョッパ回路５２は最高の３００Ｖの出力電圧となり、高圧放電ランプ１５は良好に始動した。
【００５１】
さらに、他の実施の形態を説明する。この実施の形態も、回路構成は図１に示すものと同一であるが回路定数などの設定が異なり、動作が異なる。
【００５２】
この実施の形態では、高圧放電ランプ１５が半波アーク放電を開始する場合、たとえばエジソン形のＥ１１形などの口金２２を用いれば、いずれの電極からか決まっているため、半波アークが出やすい電極をコンデンサＣ１２側に接続する。
【００５３】
なお、コンデンサＣ１２側に接続する電極は、たとえば高圧放電ランプ１５を消灯した場合に温度の低い方が薬品吸引が多くなり、アーク転移しにくくなるのでこの反対側の電極にすれば良い。
【００５４】
そして、始動パルスが発生している間では、チョッパ回路５２は出力設定回路５６により最低の出力電圧で出力し高圧放電ランプ１５はグロー放電しているが、コンデンサＣ１２側の電極から半波アークが出力されると、ダイオードＤ１７が半波アーク検出回路として機能し、ダイオードＤ１７により半波アークを検出し、ダイオードＤ７およびダイオードＤ８の接続点の電位を低下させ、チョッパ回路５２の出力電圧を出力設定回路５６で設定されている電圧の最高の状態で出力する。このように、半波アークが検出されると、チョッパ回路５２の主力電圧を高くすることにより、グロー電力が急激に増加し、高圧放電ランプ１５は短時間でグローアーク転移ができ、高圧放電ランプ１５にストレスを与えることなく、高圧放電ランプ１５を良好に始動できる。
【００５５】
そして、この実施の形態を用いた場合で、出力設定回路５６で設定されるチョッパ回路５２の最低出力電圧を２００Ｖ、最高出力電圧を３００Ｖとして実験すると、図８に示すように、始動パルスが出力された後にグロー放電が開始し、半波アークが検出された後にチョッパ回路５２の出力電圧が最高になり、半波アークを検出した後に短時間にグローアーク転移して、高圧放電ランプ１５は良好に始動した。
【００５６】
なお、いずれの実施の形態でも、出力設定回路５６は、始動パルスが出力されている状態で、チョッパ回路５２の出力電圧で設定できる最低の電圧で一定の状態にしているものの場合には、チョッパ回路５２の動作を停止させて昇圧しない状態にしても良い。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置によれば、始動パルス発生時にチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低にし、チョッパ回路へのストレスを小さくできるとともに、チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低で一定にすることにより、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、グローアーク転移を適切にして放電ランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯できる。
【００５８】
請求項２記載の高圧放電灯点灯装置によれば、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置に加え、グロー放電検出回路でグロー放電を検出するとチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にすることにより、アーク放電より高い電圧となるグロー放電時に出力電圧を高くすることにより適切なグロー電力を供給し、より確実にグローアーク転移できる。
【００５９】
請求項３記載の高圧放電灯点灯装置によれば、始動パルス発生時にチョッパ回路を動作させずインバータ回路からの出力電圧を低くし、チョッパ回路へのストレスを小さくできるとともに、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、遅延回路により所定時間経過後にチョッパ回路を動作させることによりアーク放電より高い電圧となるグロー放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切なグロー電力を供給し、より確実にグローアーク転移させてアーク転移を適切にして放電ランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯できる。
【００６０】
請求項４記載の高圧放電灯点灯装置によれば、始動パルス発生時にチョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低にし、チョッパ回路へのストレスを小さくできるとともに、チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低で一定にすることにより、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、グロー放電から半波アーク放電になった後は、正規のアーク放電より高い電圧となる半波アーク放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切な電力を供給し、より確実にアーク転移を適切にして放電ランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯できる。
【００６１】
請求項５記載の照明装置によれば、請求項１ないし４いずれか一記載の高圧放電灯点灯装置で点灯される放電ランプが取り付けられる器具本体を具備したので、それぞれの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高圧放電灯点灯装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上スポットライトを示す断面図である。
【図３】同上高圧放電ランプの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図４】同上高圧放電ランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【図５】同上他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置を示す回路図である。
【図６】同上高圧放電灯点灯装置のチョッパ回路および高圧放電ランプの電圧を示す波形図である。
【図７】同上また他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置のチョッパ回路および高圧放電ランプの電圧を示す波形図である。
【図８】同上さらに他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置のチョッパ回路および高圧放電ランプの電圧を示す波形図である。
【符号の説明】
１　　照明装置としてのスポットライト
２　　器具本体としてのスポットライト本体
１５　　高圧放電ランプ
１８　　高圧放電灯点灯装置
５２　　チョッパ回路
５６　　出力設定回路
６１　　インバータ回路
６３　　ＬＣ共振回路
６４　　電流検出回路
６６　　パルス波高制御回路としてのＩＣ
７１　　グロー放電検出回路
Ｄ１７　　半波アーク検出回路としてのダイオード
【図１】
2004047190.tif 000003
【図２】
2004047190.tif 000004
【図３】
2004047190.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004047190.tif 000007
【図６】
2004047190.tif 000008
【図７】
2004047190.tif 000009
【図８】
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