(57)【要約】【課題】放電灯に始動電圧を印加する出力トランスの小型化が図れる放電灯点灯装置を提供することにある。【解決手段】インバータ回路の出力側に接続された１次巻線とこの１次巻線とは絶縁された２次巻線とこれとは別に設けられた複数のフィラメントを予熱する予熱巻線とを有する出力トランスと、この出力トランスの２次巻線にコンデンサを介して３灯以上が直列に接続されるフィラメントを有する放電灯と、を備えた放電灯点灯装置において、出力トランスの予熱巻線は、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントにインピーダンス素子を介して接続された絶縁型予熱巻線と、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントの両端の各々にインピーダンス素子を介して接続され、巻線の一部がインバータ回路のグラウンドに接続された基準予熱巻線と、により構成する。【選択図】　　　　図１
2004079331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を高周波の電圧に変換して出力するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続された１次巻線とこの１次巻線とは絶縁された２次巻線とこれとは別に設けられたフィラメントを予熱する複数の予熱巻線とを有する出力トランスと、この出力トランスの２次巻線にコンデンサを介して３灯以上が直列に接続されるフィラメントを有する放電灯と、を備えた放電灯点灯装置において、前記出力トランスの予熱巻線は、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントにインピーダンス素子を介して接続された絶縁型予熱巻線と、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントの両端の各々にインピーダンス素子を介して接続され、巻線の一部がインバータ回路のグラウンドに接続された基準予熱巻線と、により構成されたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記基準予熱巻線より回路を制御するための電力、又は、放電灯の異常を検出するための信号の少なくとも一方を得ものであることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記基準予熱巻線は、同一方向に巻かれた巻線で、その略中間部がインバータ回路のグラウンドに接続され、両端部がコンデンサに接続されたことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
直列に接続された放電灯が偶数の場合は、前記基準予熱巻線を中央に位置する放電灯間のフィラメントに接続し、直列に接続された放電灯が奇数灯の場合は、前記基準予熱巻線を中央に位置する放電灯のいずれか片側のフィラメントに接続したことを特徴とする請求項１乃至３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
放電灯と並列に接続され、始動時に放電灯に加わる出力トランスの２次巻線の電圧の割合を変え得る主シーケンスコンデンサを、前記基準予熱巻線の両端の各々にインピーダンス素子を介して接続されたフィラメントと、直列に接続された放電灯の両端に位置する端のフィラメントのいずれか片側の端のフィラメントと、の間に接続したことを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記主シーケンスコンデンサは、直列接続された放電灯が奇数灯の場合は、両端に位置する端のフィラメントのうち、介する放電灯が多い側の端のフィラメントに接続したことを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記主シーケンスコンデンサの両端に接続された放電灯の灯数Ｎより１少ない数のシーケンスコンデンサを、１つ目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯を１灯分介したフィラメント間に、２つ目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯を２灯分介したフィラメント間に、・・Ｎ−１灯目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯をＮ−１灯分介したフィラメント間に、接続したことを特徴とする請求項５又は６記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記出力トランスは、漏れインダクタンスを有するリーケージトランスとしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３灯以上の放電灯を直列点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放電灯点灯装置としては、特開平８−３３００８２に開示されたものがあり、図８はその回路図である。このものは、直流電源回路１と、インバータ回路３と、チョークコイルＬ１と、フィラメントを有する放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３と、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３が直列に接続されこの放電灯Ｌａ３とインバータ回路３との間に接続されたコンデンサ１９と、３灯の直列に接続された放電灯の両端に位置する端のフィラメントｆ１ａ、ｆ３ｂの間に接続されたコンデンサ２３と、チョークコイルＬ１の２次側に設けられた予熱巻線ＮＬ１、ＮＬ２と、予熱巻線ＮＬ１と直列に接続された個別の放電灯のフィラメントｆ１ｂ、ｆ２ａとの間に接続されたコンデンサＣＬ１と、予熱巻線ＮＬ２と直列に接続された個別の放電灯のフィラメントｆ２ｂ、ｆ３ａとの間に接続されたコンデンサＣＬ２と、を備えて構成されている。
【０００３】
この放電灯点灯装置の動作を説明すると、このものは、交流電源ＡＣより供給される交流電圧を直流電源回路１にて直流電圧Ｖｄｃに変換する。そして、この直流電圧Ｖｄｃをインバータ回路３により高周波の電圧に変換する。さらに、この高周波の電圧は、チョークコイルＬ１、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１ａ、コンデンサ２３、放電灯Ｌａ３のフィラメントｆ３ｂ、コンデンサ１９、に戻る閉ループで電圧を印加する。これによりチョークコイルＬ１とコンデンサ２３とで共振が発生し、この共振によりコンデンサ２３に所定の高周波の電圧が印加され、ひいては放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３にも電圧が印加される。このときチョークコイルＬ１からフィラメントｆ１ａ、コンデンサ２３、フィラメントｆ３ｂさらにコンデンサ１９に戻る閉ループで電流が流れ、両端に位置する端のフィラメントｆ１ａ、ｆ３ｂが予熱される。また、これによりチョークコイルＬ１に電流が流れ、この２次側に設けられた予熱巻線ＮＬ１、ＮＬ２に電圧が発生する。この電圧は、コンデンサＣＬ１、ＣＬ２を介して直列に接続された個別の放電灯のフィラメントつまりｆ１ｂ、ｆ２ａとｆ２ｂ、ｆ３ａとに印加され、各々のフィラメントが予熱され、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３は、始動しやすくなり点灯する。そして、点灯後は、チョークコイルＬ１が、所謂、バラストとして働き、所定のランプ電流が放電灯に流れる。
【０００４】
さらに、この放電灯点灯装置を応用したものとして、図９に示したものが考えられる。このものは、図８で示したもののチョークコイルＬ１の構成を変えたもの、つまり、チョークコイルＬ１を出力トランスＯＴに変更したものである。出力トランスＯＴは、リーケージトランスであり、インバータ回路３の出力側に接続された１次巻線Ｎ１と、この１次巻線Ｎ１とは絶縁され放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３に電力を供給するために設けた２次巻線Ｎ２と、これとは別に設けた複数の巻線Ｎ３〜Ｎ５、Ｎ６０と、により構成されている。ここで、巻線Ｎ３、Ｎ４は、前述した図８で示した予熱巻線ＮＬ１、ＮＬ２と同じ働きをするものである。また、巻線Ｎ５は、インバータ回路３を制御するための制御電源を供給するために、巻線Ｎ６０は、放電灯Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の寿命末期などの異常状態を検出するために、各々、設けたものである。なお、その他の図８に示した従来例と同一の構成部材には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【０００５】
また、この放電灯点灯装置の動作は、出力トランスＯＴの１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２の巻数比により、インバータ回路３の出力電圧が所定の比率で変わること、さらに、所謂、バラストとして、リーケージトランスによるインダクタンスを用いており、これにより所定のランプ電流が放電灯に流れる。まお、その他の動作は、前述した従来例と同一であり、説明を省略する。
【０００６】
なお、この方法によると、出力トランスＯＴの１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２の巻数比を変えることにより、出力トランスＯＴの２次側の出力電圧を自由に設定することができ、放電灯を直列に接続した場合の、始動電圧を容易に確保することができる。
【０００７】
なお、抵抗２６〜３０は、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３の外れを検出するために設けられたものである。具体的には、所定の直流電圧Ｖｄｃから、抵抗２６、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１ａ、抵抗２７、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１ｂ、放電灯Ｌａ２のフィラメントｆ２ａ、抵抗２８、放電灯Ｌａ２のフィラメントｆ２ｂ、放電灯Ｌａ３のフィラメントｆ３ａ、抵抗２９、放電灯Ｌａ３のフィラメントｆ３ｂ、抵抗３０を介して検出回路に電圧が出力されることで、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３が装着されていることを検出している。そして放電灯が一つでも装着されていない場合は、所定の直流電圧Ｖｄｃの電圧が途中で遮断され、検出回路には電圧が出力されない。
【０００８】
前述したものでは、放電灯を直列に接続することにより、並列に接続したときのように、放電灯個々にバラストを設ける必要がなく、回路を小型化できる。さらに、バラストから発生する熱も、所定のランプ電流を流すバラストが１個で済むため、これを複数設けた場合と比べて、少なくできる点で好都合である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した放電灯点灯装置では、放電灯を全て直列に接続しているため、放電灯を始動させるたの電圧を大きくする必要がある。例えば、放電灯１本で２５０Ｖの始動電圧が必要な場合、これを３本直列に接続すると、３５０〜６０Ｖ程度の始動電圧が必要となり、これに対応するために、前述した、出力トランスＯＴの１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２の巻数比を大きくする必要があった。これのために出力トランスＯＴの２次巻線の巻数を増やす必要があるが、これは、出力トランスＯＴが大型化する要因になっていた。また、２次巻線としては、巻線Ｎ２〜Ｎ５、Ｎ６０の５種類を２次側に巻く必要があり、各々の巻線間の絶縁処理が必要となり、また、巻き位置、巻数、線種などの管理も必要となり巻線の複雑化、大型化を招くものとなり、改善の余地があった。
【００１０】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、直列に接続した放電灯に始動電圧を印加する出力トランスの小型化が図れる放電灯点灯装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波の電圧に変換して出力するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続された１次巻線とこの１次巻線とは絶縁された２次巻線とこれとは別に設けられたフィラメントを予熱する複数の予熱巻線とを有する出力トランスと、この出力トランスの２次巻線にコンデンサを介して３灯以上が直列に接続されるフィラメントを有する放電灯と、を備えた放電灯点灯装置において、前記出力トランスの予熱巻線は、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントにインピーダンス素子を介して接続された絶縁型予熱巻線と、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントの両端の各々にインピーダンス素子を介して接続され、巻線の一部がインバータ回路のグラウンドに接続された基準予熱巻線と、により構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明の放電灯点灯装置は、請求項１において、前記基準予熱巻線より回路を制御するための電力、又は、放電灯の異常を検出するための信号の少なくとも一方を得るものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明の放電灯点灯装置は、請求項２において、前記基準予熱巻線は、同一方向に巻かれた巻線で、その略中間部がインバータ回路のグラウンドに接続され、両端部がコンデンサに接続されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明の放電灯点灯装置は、請求項１乃至請求項３いずれかにおいて、直列に接続された放電灯が偶数の場合は、前記基準予熱巻線を中央に位置する放電灯間のフィラメントに接続し、直列に接続された放電灯が奇数灯の場合は、前記基準予熱巻線を中央に位置する放電灯のいずれか片側のフィラメントに接続したことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明の放電灯点灯装置は、請求項４において、放電灯と並列に接続され、始動時に放電灯に加わる出力トランスの２次巻線の電圧の割合を変え得る主シーケンスコンデンサを、前記基準予熱巻線の両端の各々にインピーダンス素子を介して接続されたフィラメントと、直列に接続された放電灯の両端に位置する端のフィラメントのいずれか片側の端のフィラメントと、の間に接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明の放電灯点灯装置は、請求項５において、前記主シーケンスコンデンサは、直列接続された放電灯が奇数灯の場合は、両端に位置する端のフィラメントのうち、介する放電灯が多い側の端のフィラメントに接続したことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明の放電灯点灯装置は、請求項５又は６において、前記主シーケンスコンデンサの両端に接続された放電灯の灯数Ｎより１少ない数のシーケンスコンデンサを、１つ目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯を１灯分介したフィラメント間に、２つ目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯を２灯分介したフィラメント間に、・・Ｎ−１灯目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯をＮ−１灯分介したフィラメント間に、接続したことを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明の放電灯点灯装置は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記出力トランスは、漏れインダクタンスを有するリーケージトランスとしたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１を用いて説明する。図１は放電灯点灯装置の回路図である。このものは、直流電源回路１と、電圧変換回路２と、インバータ回路３と、出力トランス４と、直列に接続された放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３と、出力トランス４の２次側回路５と、制御回路６と、を備えて構成している。
【００２０】
直流電源回路１は、フィルター回路１ａと、整流回路１ｂと、により構成している。フィルター回路１ａは、商用の交流電源ＡＣからの雑音を整流平滑回路１ｂ以降の回路に侵入するのを防止したり、あるいは逆に、インバータ回路３からの雑音が電源側に漏れるのを防止するもので、コンデンサ１０１と、フィルター１０２と、を備えている。整流回路１ｂは、交流電源ＡＣからの交流電圧を脈流電圧に変換するもので、整流回路１０３と、コンデンサ１０４と、を備えている。
【００２１】
電圧変換回路２は、直流電源回路１からの脈流電圧を他の直流電圧Ｖｄｃに変えるものであり、ここでは、昇圧チョッパ回路を用いている。この電圧変換回路２は、チョークコイル１２と、スイッチング素子１３と、ダイオード１４と、電解コンデンサ１５と、抵抗１０５、１０６と、を備えて構成している。
【００２２】
インバータ回路３は、電圧変換回路２からの直流電圧Ｖｄｃを高周波でかつ矩形波の電圧に変換するものであり、平滑コンデンサ１５の両端に直列に接続されたスイッチング素子１６、１７と、スイッチング素子１６、１７の接続点と出力トランス４の間に接続されたコンデンサ３１と、抵抗１０７〜１１０と、を備えて構成している。
【００２３】
出力トランス４は、漏れインダクタンスをもつリーケージトランスであり、インバータ回路３のスイッチング素子１６の両端にコンデンサ３１を介して接続された１次巻線Ｎ１と、この１次巻線Ｎ１とは絶縁された２次巻線Ｎ２と、これとは別に設けられたフィラメントを予熱する複数の予熱巻線Ｎ３、Ｎ４と、を備えて構成している。
【００２４】
放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３は、フィラメント有する、例えばＦＬ２０ＷやＦＬ４０Ｗなどの直管蛍光灯であり、３灯が直列に接続されている。ここで放電灯Ｌａ１のフィラメントをｆ１ａとｆ１ｂ、放電灯Ｌａ２のフィラメントをｆ２ａとｆ２ｂ、放電灯Ｌａ３のフィラメントをｆ３ａとｆ３ｂ、としており、フィラメントｆ１ｂとｆ２ａ、ｆ２ｂとｆ３ａが、各々直列に接続されている。
【００２５】
２次側回路５は、出力トランス４と放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３の間に接続されたコンデンサ１９〜２２と、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３と並列に接続されたコンデンサ２３と、主シーケンスコンデンサ２４と、シーケンスコンデンサ２５と、インバータ回路３からシーケンスコンデンサ２５とフィラメントｆ１ａとの接続点の間に接続された抵抗２６と、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３の各々に並列に接続された、放電灯Ｌａ１のインピーダンスよりも十分に大きい抵抗２７と、放電灯Ｌａ２のインピーダンスよりも十分に大きい抵抗２８と、放電灯Ｌａ３のインピーダンスよりも十分に大きい抵抗２９と、を備えて構成している。
【００２６】
制御回路６は、放電灯が外れたことを検出するために設けた放電灯外れ検出回路６ａと、放電灯の寿命末期などにインバ−タ回路３に過剰なストレスが印加されることを防ぐために設けた放電灯異常検出回路６ｂと、制御回路に電力を供給するするために設けた制御電源回路６ｃと、電圧変換回路２のスイッチング素子１３およびインバータ回路３のスイッチング素子１６、１７とを駆動する制御用のＩＣ回路６ｄと、を備えて構成している。放電灯外れ検出回路６ａは、抵抗３０、４０と、コンデンサ１１３と、ダイオード１１１と、定電圧ダイオード１１２と、を備えている。放電灯異常検出回路６ｂは、定電圧ダイオード３６と、抵抗３８、３９と、コンデンサ３７と、を備えている。また、制御電源回路６ｃは、抵抗３３と、定電圧ダイオード１１４と、電解コンデンサ３２と、を備えている。
【００２７】
ここで重要なことは、出力トランス４の予熱巻線を、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントにインピーダンス素子を介して接続された絶縁型予熱巻線と、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントの両端の各々にインピーダンス素子を介して接続され、巻線の一部がインバータ回路のグラウンドに接続された基準予熱巻線と、により構成したことである。
【００２８】
具体的には、別個の放電灯のフィラメント、つまり放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１ｂと放電灯Ｌａ２のフィラメントｆ２ａ、を直列に接続し、この直列に接続したフィラメントｆ１ｂ、ｆ２ａにインピーダンス素子、つまりコンデンサ２０、を介して接続されたフィラメントｆ１ｂ、ｆ２ａを予熱する絶縁型予熱巻線Ｎ３を設けたことである。
さらに、別個の放電灯のフィラメント、つまり放電灯Ｌａ２のフィラメントｆ２ｂと放電灯Ｌａ３のフィラメントｆ３ａ、を直列に接続し、この直列に接続したフィラメントｆ２ｂ、ｆ３ａの両端の各々にインピーダンス素子、つまりコンデンサ２１、２２を介して接続されたフィラメントｆ２ｂ、ｆ３ａを予熱する基準予熱巻線Ｎ４を設けたことである。
【００２９】
ここで基準予熱巻線Ｎ４は、直列に接続された放電灯が奇数のため、中央に位置する放電灯Ｌａ２の片側のフィラメントｆ２ｂに接続されている。さらに、基準予熱巻線Ｎ４は、巻き始めから巻き終わりまでが同一方向に巻かれた巻線で、その略中間部をインバータ回路のグラウンドに接続している。そして、基準予熱巻線Ｎ４のコンデンサ２１側には、ダイオード３５のカソードを、基準予熱巻線Ｎ４のコンデンサ２２側には、ダイオード３４のカソードを接続している。そしてダイオード３４、３５のアノード同士を接続して制御回路６の放電灯異常検出回路６ｂと制御電源回路６ｃの入力部に接続している。これにより、基準予熱巻線Ｎ４は、放電灯異常検出回路６ｂには異常検出信号を、制御電源回路６ｃには電力を、供給している。
【００３０】
さらに、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２に並列に接続され、始動時に出力トランス４の２次巻線Ｎ２より放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３に加わる電圧の割合を変え得る主シーケンスコンデンサ２４を、基準予熱巻線Ｎ４の両端の各々にコンデンサ２１を介して接続されたフィラメントｆ２ｂと、直列に接続された放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３の両端に位置する端のフィラメントｆ１ａと、の間に接続している。なお、この主シーケンスコンデンサ２４の接続箇所は、基準予熱巻線Ｎ４の両端の各々にコンデンサ２１、２２を介して接続されたフィラメントｆ２ｂ、ｆ３ａと、両端に位置する端のフィラメンｆ１ａ、ｆ３ｂのうち、介する放電灯が多い側の端のフィラメントｆ１ａとフィラメントｆ２ｂとの間になっている。さらに、主シーケンスコンデンサ２４以外のシーケンスコンデンサ２５を一端が主シーケンスコンデンサ２４の接続された端のフィラメントｆ１ａに、他端が放電灯を１灯分介したフィラメントｆ１ｂとの間に接続しているのである。
【００３１】
次に、この放電灯点灯装置の動作を説明する。交流電源ＡＣを投入すると、交流電圧が直流電源回路１に印加される。直流電源回路１は、これを脈流電圧に変換し、電圧変換回路２に脈流電圧を出力する。電圧変換回路２は、脈流電圧を所定の値に昇圧した直流電圧Ｖｄｃに変換する。そして、この直流電圧Ｖｄｃが、インバータ回路３と制御用のＩＣ回路６ｄに印加されインバータ回路３が起動する。インバータ回路３が起動すると、直流電圧Ｖｄｃが高周波の電圧に変換され、スイッチング素子１６のドレインとソース間に発生する。この高周波の電圧は、コンデンサ３１を介して出力トランス４の１次巻線Ｎ１に印加され、この結果、出力トランス４の２次巻線Ｎ２に電圧が発生する。
出力トランス４の２次巻線Ｎ２に発生した電圧は、コンデンサ１９、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１ａ、コンデンサ２３、放電灯Ｌａ３のフィラメントｆ３ｂ、に戻る閉ループで印加される。これにより出力トランス４の２次巻線Ｎ２とコンデンサ２３とで共振が発生し、この共振によりコンデンサ２３に所定の高周波の電圧が印加され、ひいては放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３にも電圧が印加される。
【００３２】
このとき出力トランス４の２次巻線Ｎ２からコンデンサ１９、フィラメントｆ１ａ、コンデンサ２３、フィラメントｆ３ｂに戻る閉ループで電流が流れ、両端の端のフィラメントｆ１ａ、ｆ３ｂが予熱される。また、このとき絶縁型予熱巻線Ｎ３、基準予熱巻線Ｎ４にも電圧が発生し、コンデンサ２０、及びコンデンサ２１、２２を介して直列に接続された個別の放電灯のフィラメントつまりｆ１ｂ、ｆ２ａとｆ２ｂ、ｆ３ａとに印加される。これにより各々のフィラメントが予熱され、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３は、始動しやすくなり、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３が点灯する。
【００３３】
ここで、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３が点灯するまでを詳しく述べると以下のようになる。まず、主シーケンスコンデンサ２４とシーケンスコンデンサ２５により、（放電灯Ｌａ３のインピーダンス＞放電灯Ｌａ１、Ｌａ２と主シーケンスコンデンサコンデンサ２４、シーケンスコンデンサ２５との合成インピーダンス）となるので、前述したコンデンサ２３に印加された所定の電圧は、放電灯Ｌａ３側に、より大きく分配される。これにより、まず最初に放電灯Ｌａ３が点灯する。
【００３４】
放電灯Ｌａ３が点灯すると、放電灯Ｌａ３のインピーダンスが下がり、この両端の電圧が点灯前に比べ大きく下がるため、コンデンサ２３に印加された所定の電圧は、多くが主シーケンスコンデンサコンデンサ２４の両端に印加される。このとき、（放電灯Ｌａ２のインピーダンス＞放電灯Ｌａ１とシーケンスコンデンサコンデンサ２５との合成インピーダンス）となるので、主シーケンスコンデンサコンデンサ２４の両端に発生した電圧は、放電灯Ｌａ２側に、より大きく分配さる。これにより、放電灯Ｌａ２が点灯する。放電灯Ｌａ２が点灯すると、放電灯Ｌａ２のインピーダンスが下がり、この両端の電圧が点灯前に比べ大きく下がるため、コンデンサ２３に印加された所定の電圧は、多くがシーケンスコンデンサコンデンサ２５の両端に印加され、放電灯Ｌａ１が点灯し、全ての放電灯が点灯する。
【００３５】
そして、点灯後は、出力トランス４の２次巻線Ｎ２が、所謂、バラストとして働き、所定のランプ電流が各放電灯に流れる。なお、コンデンサ２０及びコンデンサ２１、２２は、絶縁型予熱巻線Ｎ３及び基準予熱巻線Ｎ４に過電流が流れることを防止するためのものである。
【００３６】
次に、基準予熱巻線Ｎ４のフィラメント予熱以外の動作を説明する。まず、基準予熱巻線Ｎ４は、これに発生した電圧を制御回路６の制御電源回路６ｃに印加し、これに電力を供給している。具体的には、基準予熱巻線Ｎ４に発生した電圧は、ダイオード３４、３５を介して全波整流され、この全波整流された電圧が抵抗３３を介して電界コンデンサ３２に充電される。そして、制御電源回路６ｃは、電界コンデンサ３２を電源として制御用のＩＣ回路６ｄに電力を供給している。
【００３７】
さらに、出力トランス４の基準予熱巻線Ｎ４に発生した電圧は、制御回路６の放電灯異常検出回路６ｂにも印加され、放電灯の寿命末期などの異常を検出している。具体的には、ダイオード３４、３５を介して基準予熱巻線Ｎ４に発生した電圧を全波整流し、この全波整流した電圧を定電圧ダイオード３６に印加している。そして、この電圧が、定電圧ダイオードのツェナー電位を超えたときに、抵抗３８を介して、コンデンサ３７に電流が流れる。このとき電圧は、抵抗３８、３９により分圧され、この分圧された電圧が制御用のＩＣ回路６ｄに印加される。制御用のＩＣ回路６ｄでは、この電圧値を検出し、放電灯が異常か否かを判定し、異常の場合は、インバータ回路３の出力を停止する又は低減するなどの動作をさせて、回路の保護を行っている。なお、ここでは、出力トランス４にリーケージトランスを用いたため、放電灯Ｌａ１〜Ｌａ３に印加される電圧波形と、ほぼ相似した波形が、基準予熱巻線Ｎ４に発生するようになっており、より高精度な放電灯の異常検出が可能となる。
【００３８】
なお、放電灯の始動電圧については、出力トランス４の２次巻線Ｎ２、すなわち放電灯を点灯させるために電圧を供給する巻線の接地をとる場所で変わることが知られている。しかし、このものでは、出力トランス４の２次巻線Ｎ２以外の巻線、すなわち基準予熱巻線Ｎ４をインバータ回路３のグランドと接続することにより、接続しないものと比較して、放電灯の始動電圧を約１０％程度下げることができる。
【００３９】
なお、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３の外れを検出するために設けられた抵抗２６、２７、２８、２９、３０の動作は、従来の技術で説明したものと同じであり、説明を省略する。
【００４０】
この実施の形態によると、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントの両端の各々にインピーダンス素子を介して接続され、巻線の一部がインバータ回路のグラウンドに接続されたフィラメントを予熱する基準予熱巻線Ｎ４を設けたことにより、放電灯を始動するための二次電圧を低減することができ、出力トランス４の２次巻線Ｎ２の巻数を減らすことが可能となる。また、基準予熱巻線Ｎ４からは、回路を制御するための電力及び放電灯の異常を検出するための信号を得ることができるので、このための専用の巻線を設ける必要がなくなる。従って、直列に接続した放電灯に始動電圧を印加する出力トランス４の小型化を図ることができる。
【００４１】
なお、インバータ回路３は、スイッチング素子を２個用いたハーフブリッジ式の回路で説明したが、スイッチング素子を１個にしたものでハーフブリッジ式よりは昇圧度合いの大きい１石式や、出力トランス４を形成しやすいプッシュプル式などの回路方式であってもよい。
【００４２】
また、電圧変換回路２は、昇圧チョッパ式の回路で説明したが、降圧チョッパ式のものや、図２の回路図に示したような、ハーフブリッジ式のインバータ回路３と兼用された、所謂、高周波充電方式のものであってもよい。特に、高周波充電方式の回路では、昇圧チョッパ式のものに比べ安価なものにできる。なお、図２の回路図ものは、図１の回路図ものと同一の構成部材には、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４３】
また、出力トランス４は、コンデンサ３１を介してスイッチング素子１６のドレイン・ソース間に接続されているが、コンデンサ３１を介してスイッチング素子１７のドレイン・ソース間に接続されても良い。
【００４４】
さらに、出力トランス４は、漏れインダクタンスをもつリーケージトランスで説明したが、漏れインダクタンスををもたない、通常の出力トランスを用いて、この出力トランスの２次巻線にチョークコールを直列に接続したものであってもよい。
【００４５】
次に、第１の実施の形態の応用例を説明する。図３は、第１の応用例で、放電灯点灯装置のインバータ回路３から負荷側を見た回路図を示す。この応用例は、前述した、基準予熱巻線Ｎ４の構成を変え、巻線Ｎ５を追加したものである。図において、基準予熱巻線Ｎ４は、巻線の巻き始めがインバータ回路のグラウンドに接続され、巻線の巻き終わりがダイオード３４のカソードに接続されている。また、巻線Ｎ５は、制御回路６の制御電源回路６ｃに電力を供給するためのものであり、１次側と磁気結合させている。なお、その他の第１の実施の形態と同一の構成部材には、同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００４６】
このように構成された放電灯点灯装置は、基準予熱巻線Ｎ４の電圧を半波整流された電圧として検出し、異常検出信号として用いることができる。このときの異常検出信号は、基準予熱巻線Ｎ４に発生した電圧のピーク値の上下を検出することができ、第１の実施の形態で示したもののと比べ、その振幅が異なる。
【００４７】
この応用例によると、基準予熱巻線Ｎ４の構造が簡素化でき、さらに、これに付随するダイオードの数を少なくできる。また、異常検出信号を基準予熱巻線Ｎ４に発生した電圧のピーク値の上下として検出することができるので、より精度のよい放電灯の異常検出が可能となる。また、１次側と磁気結合させた巻線Ｎ５を追加したことにより、２次側の電圧変動にあまり影響を受けずに制御回路６の制御電源回路６ｃに電力を供給することができる。
【００４８】
なお、コンデンサ２２は、コンデンサ２２と抵抗２９との接続点がグランドに対して所定の電位を確保できるように設けられたもので、これにより放電灯外れ検出回路６ａの動作を確実に行うことができる。なお、このことは第１の実施の形態で説明した図１の回路構成のものにおいても同じである。
【００４９】
図４は、第２の応用例で、放電灯点灯装置のインバータ回路３から負荷側を見た回路図を示す。この応用例は、前述した第１の応用例の基準予熱巻線Ｎ４から、異常検出信号と制御電源回路６ｃへの電力を得、巻線Ｎ５を無くしたものである。なお、その他の第１の応用例と同一の構成部材には、同一符号を付すことにより説明を省略する。この応用例によると、出力トランス４の構造を第１の応用例よりも簡素化できる。
【００５０】
図５は、第３の応用例で、放電灯点灯装置のインバータ回路３から負荷側を見た回路図を示す。この応用例は、前述した第１の応用例の絶縁型予熱巻線Ｎ３と基準予熱巻線Ｎ４を１次側と磁気結合させ、巻線Ｎ５を２次側と磁気結合させたものである。そして、基準予熱巻線Ｎ４から制御電源回路６ｃへの電力を、巻線Ｎ５から異常検出信号を、得たものである。なお、その他の第１の応用例と同一の構成部材には、同一符号を付すことにより説明を省略する。この応用例によると、絶縁型予熱巻線Ｎ３と基準予熱巻線Ｎ４の出力電圧が安定したものとなる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は放電灯点灯装置のインバータ回路３から負荷側を見た回路図を示す。このものは、第１の実施の形態をもとに、放電灯の数を４灯に変え、所定の部品を追加したものである。
【００５２】
図において、追加した部品は、放電灯Ｌａ４と、これに並列に接続されたシーケンスコンデンサ５５と、抵抗５６と、絶縁型予熱巻線Ｎ６と、絶縁型予熱巻線Ｎ６とフィラメントの間に接続されたコンデンサ５７である。
【００５３】
ここで重要なことは、直列に接続された放電灯が偶数のため、基準予熱巻線Ｎ４を、中央に位置する放電灯、つまり、Ｌａ２とＬａ３との間のフィラメントｆ２ｂ、ｆ３ａに接続したことである。そして、放電灯と並列に接続され、始動時に放電灯に加わる出力トランス４の２次巻線Ｎ２の電圧の割合を変え得る主シーケンスコンデンサ２４を、基準予熱巻線Ｎ４の両端の各々にコンデンサ２１を介して接続されたフィラメントｆ２ｂと、直列に接続された放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４の両端に位置する端のフィラメントｆ１ａと、の間に接続したことである。なお、ここでは、主シーケンスコンデンサ２４の容量は、シーケンスコンデンサ５５の容量より大きくしている。
次に、この放電灯点灯装置の動作を説明する。出力トランス４の２次巻線Ｎ２に電圧が発生するまでは、第１の実施の形態で説明したものと同じであるのでこれ以降の動作を説明する。出力トランス４の２次巻線Ｎ２に発生した電圧は、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１ａ、コンデンサ２３、放電灯Ｌａ４のフィラメントｆ４ｂ、コンデンサ１９、に戻る閉ループで印加される。これにより出力トランス４の２次巻線Ｎ２とコンデンサ２３とで共振が発生し、この共振によりコンデンサ２３に所定の高周波の電圧が印加され、ひいては放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４にも電圧が印加される。
【００５４】
このとき出力トランス４の２次巻線Ｎ２からフィラメントｆ１ａ、コンデンサ２３、フィラメントｆ４ｂ、コンデンサ１９に戻る閉ループで電流が流れ、両端の端のフィラメントｆ１ａ、ｆ４ｂが予熱される。このとき絶縁型予熱巻線Ｎ３、Ｎ６、基準予熱巻線Ｎ４にも電圧が発生し、各々の巻線に接続されたコンデンサを介して各々のフィラメントが予熱される。これにより放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４は、始動しやすくなり、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４が点灯する。
【００５５】
ここで、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３，Ｌａ４が点灯するまでを詳しく述べると以下のようになる。まず、主シーケンスコンデンサ２４とシーケンスコンデンサ５５により、（放電灯Ｌａ３のインピーダンス＞放電灯Ｌａ４とシーケンスコンデンサコンデンサ５５との合成インピーダンス＞放電灯Ｌａ１、Ｌａ２と主シーケンスコンデンサコンデンサ２４、シーケンスコンデンサ２５との合成インピーダンス）となるので、前述したコンデンサ２３に印加された所定の電圧は、放電灯Ｌａ３側に、より大きく分配さる。これにより、まず最初に放電灯Ｌａ３が点灯する。
放電灯Ｌａ３が点灯すると、放電灯Ｌａ３のインピーダンスが下がり、この両端の電圧が点灯前に比べ大きく下がるため、コンデンサ２３に印加された所定の電圧は、多くが主シーケンスコンデンサコンデンサ２４とシーケンスコンデンサ５５の両端に印加される。このとき、（放電灯Ｌａ４とシーケンスコンデンサコンデンサ５５との合成インピーダンス＞放電灯Ｌａ１、Ｌａ２と主シーケンスコンデンサコンデンサ２４、シーケンスコンデンサ２５との合成インピーダンス）となるので、コンデンサ２３に印加された所定の電圧は、放電灯Ｌａ４側に、より大きく分配さる。これにより、放電灯Ｌａ４が点灯する。放電灯Ｌａ４が点灯すると、放電灯Ｌａ４のインピーダンスが下がり、この両端の電圧が点灯前に比べ大きく下がるため、コンデンサ２３に印加された所定の電圧は、多くが主シーケンスコンデンサコンデンサ２４の両端に印加される。このとき、（放電灯Ｌａ２のインピーダンス＞放電灯Ｌａ１とシーケンスコンデンサコンデンサ２５との合成インピーダンス）となるので、主シーケンスコンデンサコンデンサ２４の両端に発生した電圧は、放電灯Ｌａ２側に、より大きく分配さる。これにより、放電灯Ｌａ２が点灯する。放電灯Ｌａ２が点灯すると、放電灯Ｌａ２のインピーダンスが下がり、この両端の電圧が点灯前に比べ大きく下がるため、コンデンサ２３に印加された所定の電圧は、多くがシーケンスコンデンサコンデンサ２５の両端に印加され、放電灯Ｌａ１が点灯し、全ての放電灯が点灯する。
【００５６】
そして、点灯後は、出力トランス４の２次巻線Ｎ２が、所謂、バラストとして働き、所定のランプ電流が各放電灯に流れる。なお、その他の、絶縁型予熱巻線Ｎ３、Ｎ６、基準予熱巻線Ｎ４の動作については、第１の実施の形態で説明したものと同じである。
【００５７】
この実施の形態によると、直列に接続された放電灯がシーケンスコンデンサにより始動しやすくなるので、出力トランス４の２次巻線Ｎ２の出力電圧をより低く設定することができ、出力トランス４の小型化を図ることができる。
【００５８】
なお、図７は、第２の実施の形態の応用例で、放電灯点灯装置のインバータ回路３から負荷側を見た回路図を示す。この応用例は、第２の実施の形態をもとに、放電灯の数を５灯に変え、所定の部品を追加したものである。図において、追加した部品は、放電灯Ｌａ５と、放電灯Ｌａ２と並列に接続されたシーケンスコンデンサ５８と、放電灯Ｌａ２と並列に接続された抵抗５９と、放電灯Ｌａ２のフィラメントｆ２ｂに接続された絶縁型予熱巻線Ｎ７と、絶縁型予熱巻線Ｎ７とフィラメントの間に接続されたコンデンサ６０である。
【００５９】
このものは、直列接続された放電灯が奇数灯のため、基準予熱巻線Ｎ４から接続する主シーケンスコンデンサ２４を、両端に位置する２つの端のフィラメントのうち、介する放電灯が多い側の端のフィラメントつまりｆ１ａに接続している。さらに、主シーケンスコンデンサ２４と並列に接続された放電灯の灯数３より１少ない２つのシーケンスコンデンサ２５、２８を、１つ目のシーケンスコンデンサ２５は、一端が主シーケンスコンデンサ２４の接続された端のフィラメントｆ１ａに、他端が放電灯を１灯分介したフィラメントｆ１ｂ間に、２つ目のシーケンスコンデンサ５８は、一端が主シーケンスコンデンサ２４の接続された端のフィラメントｆ１ａに、他端が放電灯を２灯分介したフィラメントｆ２ｂ間に、接続している。なお、その他の第２の実施の形態と同一の構成部材には、同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００６０】
この実施の形態によると、直列に接続された放電灯がシーケンスコンデンサにより始動しやすくなるので、出力トランス４の２次巻線Ｎ２の出力電圧をより低く設定することができ、出力トランス４の小型化を図ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、直流電圧を高周波の電圧に変換して出力するインバータ回路と、このインバータ回路の出力側に接続された１次巻線とこの１次巻線とは絶縁された２次巻線とこれとは別に設けられたフィラメントを予熱する複数の予熱巻線とを有する出力トランスと、この出力トランスの２次巻線にコンデンサを介して３灯以上が直列に接続されるフィラメントを有する放電灯と、を備えた放電灯点灯装置において、前記出力トランスの予熱巻線は、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントにインピーダンス素子を介して接続された絶縁型予熱巻線と、別個の放電灯のフィラメントを直列に接続し、この直列に接続したフィラメントの両端の各々にインピーダンス素子を介して接続され、巻線の一部がインバータ回路のグラウンドに接続された基準予熱巻線と、により構成したことにより、放電灯を始動するための２次電圧を低減することができ、放電灯に始動電圧を印加する出力トランスの２次巻線の巻数を減らすことが可能となるので出力トランスの小型化を図ることができる。
【００６２】
請求項２記載の発明にあっては、前記基準予熱巻線より回路を制御するための電力、又は、放電灯の異常を検出するための信号の少なくとも一方を得るものであるようにしたことにより、専用の巻線を出力トランス設ける必要がなくるので請求項１に記載の効果をさらに高めることができる。
【００６３】
請求項３記載の発明にあっては、前記基準予熱巻線は、同一方向に巻かれた巻線で、その略中間部がインバータ回路のグラウンドに接続され、両端部がコンデンサに接続されたことにより、請求項２に記載の効果を奏するうえに、より安定的な出力を得ることができる。
【００６４】
請求項４記載の発明にあっては、直列に接続された放電灯が偶数の場合は、前記基準予熱巻線を中央に位置する放電灯間のフィラメントに接続し、直列に接続された放電灯が奇数灯の場合は、前記基準予熱巻線を中央に位置する放電灯のいずれか片側のフィラメントに接続したことにより、請求項１乃至３に記載の効果を奏するうえに、放電灯を始動性しやすくできるので、より出力トランスの小型化を図ることができる。
【００６５】
請求項５記載の発明にあっては、放電灯と並列に接続され、始動時に放電灯に加わる出力トランスの２次巻線の電圧の割合を変え得る主シーケンスコンデンサを、前記基準予熱巻線の両端の各々にインピーダンス素子を介して接続されたフィラメントと、直列に接続された放電灯の両端に位置する端のフィラメントのいずれか片側の端のフィラメントと、の間に接続したことにより、請求項４に記載の効果を奏するうえに、放電灯を始動性しやすくできるので、より出力トランスの小型化を図ることができる。
【００６６】
請求項６記載の発明にあっては、前記主シーケンスコンデンサは、直列接続された放電灯が奇数灯の場合は、両端に位置する端のフィラメントのうち、介する放電灯が多い側の端のフィラメントに接続したことにより、請求項５に記載の効果を奏するうえに、放電灯を始動性しやすくできるので、より出力トランスの小型化を図ることができる。
【００６７】
請求項７記載の発明にあっては、前記主シーケンスコンデンサの両端に接続された放電灯の灯数Ｎより１少ない数のシーケンスコンデンサを、１つ目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯を１灯分介したフィラメント間に、２つ目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯を２灯分介したフィラメント間に、・・Ｎ−１灯目のシーケンスコンデンサは、一端が前記主シーケンスコンデンサの接続された端のフィラメントに、他端が放電灯をＮ−１灯分介したフィラメント間に、接続したことにより、請求項５又は６に記載の効果を奏するうえに、放電灯を始動性しやすくできるので、より出力トランスの小型化を図ることができる。
【００６８】
請求項８記載の発明にあっては、前記出力トランスは、漏れインダクタンスを有するリーケージトランスとしたことにより、請求項１乃至７に記載の効果を奏するうえに、巻線の出力を放電灯の異常検出信号として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】同上の放電灯点灯装置の電圧変換回路を変更した回路図である。
【図３】同上の放電灯点灯装置の第１の応用例を示すインバータ回路から負荷側を見た回路図である。
【図４】同上の放電灯点灯装置の第２の応用例を示すインバータ回路から負荷側を見た回路図である。
【図５】同上の放電灯点灯装置の第３の応用例を示すインバータ回路から負荷側を見た回路図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る放電灯点灯装置のインバータ回路から負荷側を見た回路図である。
【図７】同上の放電灯点灯装置の第１の応用例を示すインバータ回路から負荷側を見た回路図である。
【図８】第１の従来例に係る放電灯点灯装置の回路図である。
【図９】第２の従来例に係る放電灯点灯装置の回路図である。
【符号の説明】
１　　　直流電源回路
２　　　電圧変換回路
３　　　インバータ回路
４　　　出力トランス
Ｎ２　　２次巻線
Ｎ３　　絶縁型予熱巻線
Ｎ４　　基準予熱巻線
Ｎ５　　巻線
Ｎ６　　絶縁型予熱巻線
Ｎ７　　絶縁型予熱巻線
６　　　制御回路
６ａ　　放電灯外れ検出回路
６ｂ　　放電灯異常検出回路
６ｃ　　制御電源回路
１９　　コンデンサ
２４　　主シーケンスコンデンサ
２５　　シーケンスコンデンサ
５５　　シーケンスコンデンサ
５８　　シーケンスコンデンサ
Ｌａ１　第１の放電灯
Ｌａ２　第２の放電灯
Ｌａ３　第３の放電灯
【図１】
2004079331.tif 000003
【図２】
2004079331.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004079331.tif 000006
【図５】
2004079331.tif 000007
【図６】
2004079331.tif 000008
【図７】
2004079331.tif 000009
【図８】
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【図９】
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