(57)【要約】【課題】瞬時停電から復電した直後に回路中を流れる突入電流を防止すると共に瞬時停電への対応時間を従来よりも大きくすることのできる電子回路安定器を提供する。【解決手段】充電用抵抗（Ｒ）と放電用ダイオード（Ｄ２）とを並列接続してなる充放電回路と増設平滑コンデンサとを直列接続した増設平滑コンデンサ回路（１６）を、電子回路安定器の平滑コンデンサ（Ｃ１）に並列に接続して構成する。これにより、突入電流を防止して瞬時停電への対応時間を大きくする。【選択図】　　　　図１
2004022474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも半導体整流素子を含む整流器（１１）と、平滑コンデンサ（Ｃ１）と、電流制限チョッパー回路（１３）と、インバーター回路（１４）とを備え、前記平滑コンデンサ（Ｃ１）に、充電用抵抗（Ｒ）と放電用ダイオード（Ｄ２）とが並列接続された充放電回路と増設平滑コンデンサ（Ｃｘ）とが直列接続されてなる増設平滑コンデンサ回路（１６）が並列接続してなることを特徴とする電子回路安定器。
【請求項２】
前記インバーター回路（１４）の内部含まれているパルスを出力するパルス装置を所定時間作動させるタイマーを備えた請求項１に記載の電子回路安定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＨＩＤランプ（Ｈｉｇｈ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　Ｌａｍｐｓ：高輝度放電ランプ）を利用した放電灯点灯装置に内蔵される電子回路式の安定器（以下、「電子回路安定器」という。）等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路安定器は、入力電圧が変動しても、ランプ電力とランプ光束の変化が少なく、しかも、電源の瞬時停電（短時間の停電）及び瞬時低下（短時間の電源電圧の低下）にも対応可能であるため、道路やトンネルの照明に利用される高圧ナトリウムランプなどの用途に適している。
【０００３】
図３は、電子回路安定器を用いた従来の放電灯点灯装置の回路構成例を示したブロック図である。同図に示される端子Ａ−Ａ’から端子Ｂ−Ｂ’までが、電子回路安定器である。この電子回路安定器は、入力フィルター回路１０、整流器１１、昇圧チョッパー回路１２、電流制限チョッパー回路１３、インバーター回路１４からなる。昇圧チョッパー回路１２は、チョークコイルＬと、トランジスタＴｒと、ダイオードＤ１と、平滑コンデンサＣ１とからなり、トランジスタＴｒのゲートにはゲート回路（不図示）が接続されている。整流器１１には、整流ダイオード等の半導体整流素子が含まれている。
【０００４】
この電子回路安定器の出力側（Ｂ−Ｂ’）にＨＩＤランプ１５が接続されて、放電灯点灯装置が完成する。そして、入力側（Ａ−Ａ’）に交流電源Ｅが接続されると、放電が開始する。
【０００５】
この回路の動作は以下の通りである。交流電源Ｅ（実効値２００Ｖ、周波数６０Ｈｚ）から、端子Ａ−Ａ’に電圧が印加されると、まず入力フィルター回路１０によって入力電圧のノイズを低減させる。次に、整流器１１によって交流を直流に変化させる。次に、昇圧チョッパー回路１２によって波形整形（チョッピングすると共に電圧を昇圧）させる。これは高調波成分をカットすることにより電源側から見た力率を高めるための回路である。次に、平滑コンデンサーＣ１によって平滑化する。次に、電流制限チョッパー回路１３によって波形整形（ＨＩＤランプへの入力電流を制限すると共に電圧を降下）させる。次に、インバーター回路１４によって再び直流を交流に変化させ、ＨＩＤランプの電極に印加する。
【０００６】
ＨＩＤランプは、その特性上、消灯後ただちに電源を入れてから再び点灯するまでに５〜１５分程度要する。このため、瞬時停電などによりランプ電圧が低下すると、点灯を維持できなくなり消灯し、再始動するまでにかなりの時間を要するという欠点を有している。
【０００７】
道路トンネルなどで用いられる高圧ナトリウムランプの中でも、特に、非常用の補助電源装置を個別に持たない照明設備の場合、落雷などにより万一瞬時停電が発生した場合、トンネル内の照明が消え、走行中の車にとっては極めて危険である。
【０００８】
ところが、上述のような電子回路安定器を用いると、瞬時停電などが発生しても、インバーター回路１４の前段にある平滑コンデンサーＣ１に蓄えられた電荷によってインバーター回路１４が一定時間動作し続けるため一定時間ランプ電圧が保持されるので、遮断時間が最大０．１秒程度以下であれば、点灯を維持することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電圧の遮断時間がさらに長時間となると、点灯を維持することができない。これを解決するためにはインバーター回路の前段にある平滑コンデンサＣ１の静電容量を大きくするか、または平滑コンデンサＣ１に単に並列に増設コンデンサＣｘを接続すればよいとも考えられる。ところが、この方法では電源が再投入された直後、回路に大きな突入電流（瞬間的に回路に流れ込む電流）が流れ込むため整流器１１内部の整流ダイオード（不図示）等の半導体整流素子を破損してしまうという問題があった。
【００１０】
このため、単に平滑コンデンサＣ１の静電容量を大きくする方法では、上述のような新たな問題が発生するため、瞬時停電の対応時間を大きくするには限界があった。
【００１１】
一方、トランジスタ、サイリスタ等のスイッチング素子を用いることにより、突入電流を防止する回路を別途設ける方法も考えられるが、回路の複雑化は避けられない。
【００１２】
本発明は、簡単な回路の変更で突入電流を防止すると共に瞬時停電の対応時間が従来よりも大きい電子回路安定器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる放電灯点灯用電子回路安定器は、少なくとも半導体整流素子を含む整流器（１１）と、平滑コンデンサ（Ｃ１）と、電流制限チョッパー回路（１３）と、インバーター回路（１４）とを備え、前記平滑コンデンサ（Ｃ１）に、充電用抵抗（Ｒ）と放電用ダイオード（Ｄ２）とが並列接続された充放電回路と増設平滑コンデンサ（Ｃｘ）とが直列接続されてなる増設平滑コンデンサ回路（１６）が並列接続してなることを特徴とする。
【００１４】
本発明によると、突入電流の発生を防止すると共に瞬時停電への対応時間を大きくすることができる。
【００１５】
本発明にかかる放電灯用電子回路安定器は、前記インバーター回路（１４）の内部含まれているパルスを出力するパルス装置を、所定時間作動させるタイマーを備えていることが好ましい。
【００１６】
このようにすると、瞬時停電の時間が長いために万一放電が停止した場合でも、タイマー回路が確実にリセットされるので電源さえ供給されていれば速やかに点灯を再開することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る電子回路安定器を含む放電灯点灯装置の回路構成を示したブロック図である。同図に示される端子Ａ−Ａ’から端子Ｂ−Ｂ’までが、電子回路安定器である。以下、回路の各構成要素について説明する。なお、従来の技術で説明した図３と共通する要素についての符号は同一のものを用いている。
【００１９】
この電子回路安定器は、入力フィルター回路１０、整流器１１、昇圧チョッパー回路１２（一点鎖線で囲まれた部分）、電流制限チョッパー回路１３、インバーター回路１４からなる。整流素子１１の内部には、整流ダイオード等の半導体整流素子が含まれている。
【００２０】
昇圧チョッパー回路１２は、チョークコイルＬと、ＦＥＴトランジスタＴｒと、ダイオードＤ１と、平滑コンデンサＣ１とからなり、ＦＥＴトランジスタＴｒのゲートにはゲート回路（不図示）が接続されている。なお、電子回路安定器によっては、昇圧チョッパー回路１２が省略される場合もある（ただしこの場合、電源側からみた力率が低下し電源効率が低下する）。
【００２１】
さらに、図１に示されるように、平滑コンデンサＣ１と並列に、増設平滑コンデンサＣｘ（ｘ＝２、３、４、５）が、抵抗Ｒ（充電用抵抗）とダイオードＤ２（放電用ダイオード）との並列回路を介して接続されている。この波線で囲まれた増設回路部分（「増設平滑コンデンサ回路」という。）１６が本発明の特徴部分である。
【００２２】
ダイオードＤ２は増設平滑コンデンサに蓄えられた電荷を平滑コンデンサ側へに送りだす働きをするため、図１に示すように増設平滑コンデンサＣｘ（Ｃ２〜Ｃ５）側がアノード、平滑コンデンサＣ１側がカソードとなるように接続する。
【００２３】
この電子回路安定器の出力側（Ｂ−Ｂ’）にＨＩＤランプ１５が接続されて、放電灯点灯装置が完成する。そして、入力側（Ａ−Ａ’）に交流電源Ｅが接続されると、放電が開始する。
【００２４】
なお、増設平滑コンデンサは１つでもよいし、複数設けてもよく、特に増設数に制限はない。ただし、増設するときは並列接続しなければならない。このように接続すると、増設平滑コンデンサの容量の総和が大きくなるにつれて、瞬時停電に対する対応時間が増大する。すなわち、より長時間停電が起こっても点灯を維持することができるようになる。以下、この増設平滑コンデンサ回路の動作について説明する。
【００２５】
増設平滑コンデンサ回路を除くこの回路の基本的な動作原理は、従来の技術において説明した通りである。増設平滑コンデンサ回路を含めた回路全体の動作について、停電が発生する以前の状態（以下、「通常状態」という。）、停電発生時、復電後の３段階に分けて説明する。
【００２６】
（通常状態）
通常状態においては、充電用抵抗Ｒによって増設平滑コンデンサＣｘ（Ｃ２〜Ｃ５）は充電され、電荷が蓄積されている。従って、この状態では、平滑コンデンサＣ１の両端の電圧は、増設平滑コンデンサの両端の電圧と等しい。
【００２７】
（停電発生時）
停電が発生すると、平滑コンデンサＣ１の端子電圧が低下しはじめる。しかし、増設平滑コンデンサ（Ｃ２〜Ｃ５）から放電用ダイオードを通って電荷が補われるため、平滑コンデンサＣ１の端子電圧の低下は、増設平滑コンデンサがない場合よりも緩やかである。
【００２８】
（復電直後）
復電直後は、増設平滑コンデンサＣｘ（Ｃ２〜Ｃ５）には電荷が蓄えられていない。そのため、もし抵抗Ｒが存在しないとすると、大きな突入電流がこの増設平滑コンデンサＣｘ（Ｃ２〜Ｃ５）に流れ込むことになる。しかし、本回路では、抵抗Ｒが存在するために電源側から見たインピーダンスが大きく、それゆえ増設平滑コンデンサＣｘ（Ｃ２〜Ｃ５）が存在するにもかかわらず、回路全体に突入電流が流れ込むことはない。平滑コンデンサＣ１自体は従来と同様小さいので、突入電流は許容範囲の大きさとなる。
【００２９】
このように、本発明では、抵抗とダイオードとを並列に接続した回路を介して増設平滑コンデンサを設けたため、突入電流の発生を防止しつつ瞬時停電への対応時間を増大させることができる。
【００３０】
【実施例】
図１に示す回路を用いて、平滑コンデンサＣ１は２７０μＦ、増設平滑コンデンサＣ２〜Ｃ５は１０８０μＦ、抵抗Ｒは１０Ω、ダイオードＤ２は一般整流用ダイオードを用いて、実際に瞬時停電からの復電時間を測定した。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の動作を示す波形図である。具体的には、Ａ−Ａ’に周波数６０Ｈｚ、入力電圧が実効値で±２００Ｖの交流電圧を入力した入力電圧波形（ＣＨ１）と、Ｂ−Ｂ’に７０Ｗの高圧ナトリウムランプを流れるランプ電流波形（ＣＨ２）とを同じ時間スケールで同時に表示している。
【００３２】
なお、横軸のスケールは５０ｍｓ／ｄｉｖであり、縦軸のスケールは、ＣＨ１が５００Ｖ／ｄｉｖ、ＣＨ２が２Ａ／ｄｉｖである。
【００３３】
この電子回路安定器によれば、約０．３３秒間の停電によっても放電が維持されていた。また、電源の再投入時の突入電流を測定した結果、突入電流の大きさは３０Ａ程度であり、許容範囲内の値であった。
【００３４】
（第２の実施形態）
本回路は、立ち消え保証回路を組み合わせて用いると、ランプの点灯維持の観点からさらに好ましいので、以下、これについて説明する。
【００３５】
立ち消え保証回路とは、立ち消えを検知して放電灯を始動させるためのパルスを出力するパルス装置と、このパルス装置を所定時間作動させるタイマーと備えた回路である。立ち消え保証回路は、例えば特開２０００−９１０８５号公報に示されている。
【００３６】
立ち消え保証回路は、インバーター回路１４の内部に組み込むことができる。なお、この公報に示される例は、安定器が銅鉄安定器とよばれるタイプのもので、本発明のような電子回路安定器とは異なるタイプのものが用いられているが、同文献に示されるパルス装置及びタイマー回路構成を本回路にそのまま適用することができる。
【００３７】
本発明の電子回路安定器に、この立ち消え保証回路を付加すると、平滑コンデンサＣ１の静電容量が小さいために、停電によって放電が完全に停止した時点で、タイマーが確実にリセットされる。
【００３８】
もし、平滑コンデンサＣ１の静電容量が大きいと、タイマーがリセットされず、立ち消え保証回路が動作しない。このため、電源を遮断し、数秒経過後、電源を再投入しなければ、ランプは永久に点灯しない。
【００３９】
したがって、立ち消え保証回路を組み込んだ場合、突入電流を防止して瞬停時間を長時間化することができると共に、立ち消え後も速やかに（電源を再投入することなく）再点灯することができる。
【００４０】
【発明の効果】
第１の発明によると、簡単な回路の変更で突入電流を防止すると共に瞬時停電の対応時間を従来よりも大きくすることのできる電子回路安定器を提供することでき、従来よりも長時間の瞬時停電に対応することができる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００４１】
また、第２の発明によると、立ち消え保証回路が誤動作しないので、万一瞬時停電時間が長く放電が停止したとしても、電源の遮断／再投入を行なうことなく速やかに放電を再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子回路安定器を含む放電灯点灯装置の回路構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の動作を説明する波形図である。
【図３】電子回路安定器を用いた従来の放電灯点灯装置の回路構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１０　入力フィルター回路
１１　整流器
１２　昇圧チョッパー回路
１３　電流制限チョッパー回路
１４　インバーター回路
１５　ＨＩＤランプ
Ｌ　チョークコイル
Ｔｒ　ＦＥＴトランジスタ
Ｃ１　平滑コンデンサ
Ｃ２〜Ｃ５　増設平滑コンデンサ
Ｄ１　高速ダイオード
Ｄ２　放電用ダイオード
Ｒ　充電用抵抗
【図１】
2004022474.tif 000003
【図２】
2004022474.tif 000004
【図３】
2004022474.tif 000005