(57)【要約】【課題】放電灯の照度低下を防ぐ。【解決手段】放電灯３を高周波駆動して点灯する放電灯駆動回路と；入力電源電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と；この昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を上記放電灯側へ伝達する昇圧トランス２と；上記昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧が所定となるようこの昇圧チョッパ回路のスイッチング素子ＦＥＴ１へ駆動信号を送出する昇圧駆動回路５と；を具備した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性バルブ内に放電を生起させるための１対の電極を備え、その電極の少なくとも１つが上記透光性バルブの外面または内面に設けられた放電灯を高周波駆動して点灯する放電灯駆動回路と；
スイッチング素子を有し、このスイッチング素子のスイッチングによって入力電源電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と；
この昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を上記放電灯側へ伝達する昇圧トランスと；
上記昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧が所定となるようこの昇圧チョッパ回路のスイッチング素子へ駆動信号を送出する昇圧駆動回路と；
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
透光性バルブ内に放電を生起させるための１対の電極を備え、その電極の少なくとも１つが上記透光性バルブの外面または内面に設けられた放電灯を高周波駆動して点灯する放電灯駆動回路と；
スイッチング素子を有し、このスイッチング素子のスイッチングによって入力電源電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と；
この昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を上記放電灯側へ伝達する昇圧トランスと；
上記昇圧チョッパ回路のスイッチング素子へ駆動信号を送出する昇圧駆動回路とを具備し；
上記放電灯駆動回路は、インバータ動作する２つのスイッチング素子とこれを駆動する２石駆動回路とを有し、上記２石駆動回路から前記２つのスイッチング素子へ送る信号の発振オンデューティ比を３５％〜４７％としたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
透光性バルブ内に放電を生起させるための１対の電極を備え、その電極の少なくとも１つが上記透光性バルブの外面に設けられた放電灯と；
請求項１または請求項２に記載の放電灯点灯装置と；
を具備す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】
この発明は、透光性バルブの内面に発光層を有し、１対の電極の少なくとも一方が上記透光性バルブの外面に設けられた放電灯を点灯するための放電灯点灯装置及びそれを用いた照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の斯種の放電灯点灯装置としては、特開平１１−２０４２８０号に記載のものを挙げることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２０４２８０号（００５３〜００６６）
【０００４】
上記の如き従来の放電灯点灯装置においては、放電灯の放電電流を制御することにより電源の制御を行っていた。しかしながら、放電灯の放電電流を制御する手法では、放電灯の温度が上がると放電灯のインピーダンスが低下する。つまり、放電灯の温度特性により温度低下と共に放電灯電力の低下を招来し、照度の低下を来たす問題点が生じる。
【０００５】
更に、放電灯が実機実装された状態では、漏れ電流が生じるのである。ところが、上記の電流制御では漏れ電流を含めて検出されるので、上記の漏れ電流の発生は電力を低下させる制御につながり、結局、放電灯の照度を低下させてしまうことになる。
【０００６】
また、放電灯駆動回路は、インバータ動作する２つのスイッチング素子とこれを駆動する２石駆動回路とを有して構成されている。この２石駆動回路から上記の２つのスイッチング素子へ送る信号の発振オンデューティ比が短いために（つまり、オンとなっている期間が短いために）、放電灯に蓄積された電荷が昇圧トランスを介して放散されて出力電圧の放電灯の放電が適切になされないおそれがあった。
【０００７】
具体例を挙げると、図４のチャネルＣＨ１に示されるように、インバータ動作するスイッチング素子へ送る信号の発振オンデューティ比を１７％とすると、放電灯電圧ＶA はチャネルＣＨ２に示すように２１００Ｖ（ｐ−ｐ）となった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の放電灯点灯装置によると温度上昇と共に照度が低下し、また、放電灯電圧の低下により適切な放電がなされないという問題点が生じるおそれがあった。
【０００９】
本発明は上記のような従来の放電灯点灯装置における問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、温度上昇に拘わらず照度が低下することのない放電灯点灯装置を提供することである。また、適切な放電がなされ得る放電灯点灯装置を提供することを目的とする。さらに、この放電灯点灯装置を用いた照明装置を提供することを、他の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電灯点灯装置は、透光性バルブ内に放電を生起させるための１対の電極を備え、その電極の少なくとも１つが上記透光性バルブの外面または内面に設けられた放電灯を高周波駆動して点灯する放電灯駆動回路と；スイッチング素子を有し、このスイッチング素子のスイッチングによって入力電源電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と；この昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を上記放電灯側へ伝達する昇圧トランスと；上記昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧が所定となるようこの昇圧チョッパ回路のスイッチング素子へ駆動信号を送出する昇圧駆動回路とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る放電灯点灯装置は、透光性バルブ内に放電を生起させるための１対の電極を備え、その電極の少なくとも１つが上記透光性バルブの外面または内面に設けられた放電灯を高周波駆動して点灯する放電灯駆動回路と；スイッチング素子を有し、このスイッチング素子のスイッチングによって入力電源電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と；この昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を上記放電灯側へ伝達する昇圧トランスと；上記昇圧チョッパ回路のスイッチング素子へ駆動信号を送出する昇圧駆動回路とを具備し；上記放電灯駆動回路は、インバータ動作する２つのスイッチング素子とこれを駆動する２石駆動回路とを有し、上記２石駆動回路から前記２つのスイッチング素子へ送る信号の発振オンデューティ比を３５％〜４７％としたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る照明装置は、透光性バルブ内に放電を生起させるための１対の電極を備え、その電極の少なくとも１つが上記透光性バルブの外面または内面に設けられた放電灯と；上記に記載の放電灯点灯装置と；を具備することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して、本発明の実施例に係る放電灯点灯装置とこれを用いた照明装置を説明する。図１に放電灯３を負荷とする放電灯点灯装置により構成した照明装置の構成図を示す。放電灯３は、透光性バルブ内に放電を生起させるための１対の電極を備え、その電極の少なくとも１つが上記透光性バルブの外面または内面に設けられたものである。透光性バルブの内面に発光層を有し、内部に希ガスが封入された構成を有する。
【００１４】
上記の放電灯３は図５に外観図を示し図６に縦断面図を示すように、放電容器１１、蛍光体層１２、一対の外部電極１３、１３、アパーチャ１４、透光性樹脂シート１５、透光性絶縁チューブ１６を具備している。
【００１５】
放電灯容器１１は、細長くて両端が気密に封止された直径１０ｍｍ、実行長さ３７０ｍｍのガラスバルブ１１ａからなり、一端に排気チップオフ部１１ｂを備え、内部に放電媒体としてキセノンが封入されている。
蛍光体層１２は、放電容器１１の内面に長手方向に沿ったスリット状の部分を除いて形成されている。
【００１６】
一対の外部電極１３、１３は、それぞれアルミ箔からなり、図５に示すように、平行に離間対向して放電容器１１の外面に貼着することにより配設される。そして、外部電極１３は、予め後述する透光性樹脂シート１５の一面に貼着され、透光性樹脂シート１５を放電容器１１の外周に巻き付けることによって放電容器１１の外面の所定位置に配設される。
【００１７】
また、外部電極１３は、波形状の電極主部１３ａ、端子接続部１３ｂ及び端子１３ｃからなる。電極主部１３ａは、波形状をなして放電容器１１の長手方向の大部分にわたり延在するように構成されている。端子接続部１３ｂは、電極主部１３ａの一端に接続して配設され、端子１３ｃとの接触面積が大きくなるように方形状に形成されている。端子１３ｃは、端子接続部１３ｂに導電性接着剤により接着されているとともに、透光性樹脂シート１５および透光性熱収縮チューブである透光性絶縁チューブ１６から外部へ突出している。
【００１８】
アパーチャ１４は、放電容器１１の長手方向に沿って蛍光体層１２がスリット状に形成されていない部分により形成されている。したがって、放電容器１１のアパーチャ１３の部分は、ガラスバルブ１１ａを介して放電容器１１の内部が素通しになって見える。
【００１９】
透光性樹脂シート１５は、透明なＰＥＴからなり、放電容器１１の実質的全長にわたる長さで、かつ放電容器１１の周囲方向に対してアパーチャ１４の上から被覆するような幅を有している。上述したように、一面に一対の外部電極１３、１３を所定間隔で貼着し、さらにその上にアクリル系粘着剤を施与して放電容器１１の外面に貼着されている。これにより一対の外部電極１３、１３は、アパーチャ１４を挟んでその両側位置に配設されるが、アパーチャ１４の上にも透光性樹脂シート１５が貼着されている。
【００２０】
透光性絶縁チューブ１６は、透明フッ素系樹脂からなり、外部電極１３、１３およびアパーチャ１４の上から放電容器１１の全周を被覆している。
【００２１】
放電灯３の等価回路は、図７に示すように、コンデンサＣIN1 と負荷抵抗ＲL およびコンデンサＣIN2 の直列回路と、コンデンサＣOUT1とコンデンサＣOUT2との並列回路からなっている。コンデンサＣIN1 およびコンデンサＣIN2 は、外部電極１３と放電容器１１の内面との間に形成される静電容量である。したがって、コンデンサＣIN1 およびコンデンサＣIN2 の静電容量は、外部電極１３の面積、放電容器１１の構成材料であるガラスの比誘電率および厚さ、ならびに外部電極１３を放電容器１１の外面に貼着している粘着剤の比誘電率および厚さにより決定する。
【００２２】
上記の放電灯３に対する電源供給は、次の経路で行われる。電源端子ＩＮに供給される入力電源電圧を、コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積して、チョークコイルＬ１を介して昇圧チョッパ回路のスイッチング素子であるＦＥＴ１によりスイッチングして昇圧する。つまり、ＦＥＴ１がオン状態においてチョークコイルＬ１に１／２（ＬＩ2 ）のエネルギーが蓄積され、ＦＥＴ１がオン状態からオフ状態へ移行するときに、チョークコイルＬ１に生じた誘導電圧をダイオードＤ２とコイルＬ２を介してコンデンサＣ５へ蓄積する。ＦＥＴ１のドレイン−ソース間にはコイルＬ３とコンデンサＣ４による直列回路が接続されており、このコンデンサＣ４の電位がコンデンサＣ５を超えるときに電流を流してコンデンサＣ５の充電を行っている。
【００２３】
上記のコンデンサＣ５に蓄積された電圧は昇圧トランス２により昇圧されて２次側巻線Ｐ４へ至り、放電灯３へ印加される構成となっている。
【００２４】
一方、放電灯３を高周波駆動して点灯する放電灯駆動回路として、スイッチング素子であるＦＥＴ６とＦＥＴ７と、トランジスタＱ１とＱ２とによりトランジスタＱ３とＱ４によりそれぞれ構成されるバッファと、２石駆動回路（プッシュプル回路）４等により構成される回路が用いられている。この２石駆動回路４及び後に説明する昇圧駆動回路５は共に、トランジスタＱ５とコンデンサＣ１０により構成される電源部から電力を供給されて動作するものである。
【００２５】
２石駆動回路４は、抵抗Ｒ１１を介してトランジスタＱ１とＱ２とにより構成されるバッファへ制御信号ＯＵＴ１を与え、抵抗Ｒ１３を介してトランジスタＱ３とＱ４とにより構成されるバッファへ制御信号ＯＵＴ２を与えて、それぞれのバッファに接続されたＦＥＴ６、７を駆動することにより所要周波数の高周波が昇圧トランス２の１次側巻線Ｐ１、Ｐ２から２次巻線Ｐ４を介して放電灯３へ与えられ、放電灯３が高周波駆動されて点灯するように構成されている。
【００２６】
上記における制御信号ＯＵＴ１と制御信号ＯＵＴ２とは、図２に示されるように共に発振オンデューティ比が３５％〜４７％の範囲のある値に固定されている。この発振オンデューティ比が４７％を超えると、２石のばらつきによってＦＥＴ６、７が同時にオン状態となる場合があり、ＦＥＴ６、７が破壊されるので、発振オンデューティ比の最大値を４７％としている。
【００２７】
また、上記の発振オンデューティ比が３５％を下回ると、図４を用いて説明したように、放電灯３に蓄積された電荷が昇圧トランスを介して放散されて出力電圧が降下し、放電灯３の放電が適切になされないおそれがあるため、発振オンデューティ比の最小値を３５％としている。
【００２８】
図３に、チャネルＣＨ１に示すように、発振オンデューティ比を４０％とした場合の放電灯電圧ＶA を示す。本実施例では、放電灯電圧ＶA が２２００Ｖ（ｐ−ｐ）となり、放電灯３に印加される電圧が従来（２１００Ｖ（ｐ−ｐ））より高くなることで、放電灯３において安定的な放電がなされる。また、この場合
（発振オンデューティ比を４０％とした場合）には、従来に比べてオン時間が長くなったことに応じて、放電灯３に蓄積された電荷が昇圧トランス２を介して放散される量が少なくなり、出力電圧の低下を避けることができ、この結果、放電灯３において安定的な放電がなされる。
【００２９】
本実施例では、昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧が所定となるように制御を行う。そこで、平滑コンデンサＣ５に蓄積された電位を検出するために、コンデンサＣ５に並列に抵抗Ｒ６〜Ｒ９による直列回路を接続し、抵抗Ｒ８とＲ９の接続点の電圧を抵抗Ｒ３０およびダイオードＤ５を介して整流し、抵抗４０とコンデンサ１８により積分して昇圧駆動回路５へ導いた構成を採用している。
【００３０】
昇圧駆動回路５は、上記積分電圧が一定となるように駆動信号ＯＵＴ３によりＦＥＴ１をスイッチングする。この実施例においては、上記駆動信号ＯＵＴ３の周波数を、例えば１０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚとする。上記のように、昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧が所定となるように制御を行っているので、放電灯３の温度上昇によりそのインピーダンスが低下し、放電灯３の電力は上昇し、放電灯３の照度低下率を改善（５％程度の改善）することができる。
【００３１】
また、放電灯３が実機実装された状態において漏れ電流が生じても、昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧が所定となるように制御されているので、放電灯３の電力は一定にされ、放電灯３の照度低下を防ぐこと（１０％程度の低下防止）ができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の放電灯点灯装置、照明装置によれば、昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧が所定となるように制御されているので、放電灯の照度低下を防ぐことが可能である。また、２石駆動回路からインバータ動作する２つのスイッチング素子へ送る信号の発振オンデューティ比を３５％〜４７％としたので、出力電圧の低下を避けることができ、この結果、放電灯において安定的な放電がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電灯点灯装置と照明装置の構成を示す回路図。
【図２】本発明に係る放電灯点灯装置と照明装置とにより実現される発振オンデューティ比の出力信号波形を示す図。
【図３】本発明に係る放電灯点灯装置と照明装置とにより実現される発振オンデューティ比の信号で駆動を行った場合の放電灯電圧を示す図。
【図４】従来例による発振オンデューティ比の信号で駆動を行った場合の放電灯電圧を示す図。
【図５】本発明に係る放電灯点灯装置と照明装置とに用いる放電灯の外観を示す図。
【図６】図５に示した放電灯の縦断面図。
【図７】図５に示した放電灯の等価回路を示す図。
【符号の説明】
１  ＦＥＴ（昇圧チョッパ回路のスイッチング素子）
２  昇圧トランス
３  放電灯
４  ２石駆動回路
５  昇圧駆動回路
６  ＦＥＴ（インバータ回路のスイッチング素子）
７  ＦＥＴ（インバータ回路のスイッチング素子）
１１  放電容器
１２  蛍光体層
１３  外部電極
１４  アパーチャ
１５  透光性樹脂シート
１６  透光性絶縁チューブ
【図１】
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【図２】
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【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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