(57)【要約】【課題】  電力ロスを低減可能であるとともに、放電灯の無負荷及びフィラメントの断線などの異常状態を確実に検出してスイッチング素子等に過大なストレスが印加されることを防止可能な放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】  スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列接続と、直流成分カット用コンデンサＣ４と、抵抗Ｒ１、スイッチング素子Ｑ３の直列接続からなる平滑コンデンサＣ１の充電回路と、発振回路２と、起動回路１と、コンデンサＣ２、インダクタンス素子Ｌ２、負荷の直列接続とから構成されるとともに、整流器ＤＢの出力電圧が平滑コンデンサＣ１の充電電圧より低下すると、平滑コンデンサＣ１の充電電圧がスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２等からなるインバータ回路の部分平滑電源となり、限流素子Ｒ５を介して供給される制御電圧Ｖｃｃは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始前にスイッチング素子Ｑ４により遮断される。【選択図】図１
2005108854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を全波整流する整流器と、整流器の出力端に接続されるコンデンサ、インピーダンス素子及びスイッチング素子の直列回路を有する部分平滑回路と、部分平滑回路の出力端に接続され部分平滑回路の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端に接続されるトランスの１次巻線と、トランスの２次巻線に接続される直流成分カット用コンデンサ及び放電灯の直列回路と、インバータ回路を駆動する発振回路と、発振回路の発振開始前にスイッチング素子をオンすることによりコンデンサを充電する第１の充電回路と、整流器の出力端から限流素子及び第１の開閉手段の直列回路を介して第１の充電回路を駆動する起動回路と、放電灯の点灯時に発振回路及び起動回路に電力を供給するトランスの３次巻線と、を備え、起動回路は、発振回路の発振開始前には第１の開閉手段がオンすることにより整流器から電力供給を受け、発振回路の発振開始後には第１の開閉手段がオフすることによりトランスの３次巻線からのみ電力供給を受けることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
整流器の出力端に接続され、放電灯に並列に接続される抵抗と、放電灯の第１のフィラメント、抵抗及び放電灯の第２のフィラメントを介して流れる直流電流の有無を検出する検出回路で、検出回路に直流電流が流れない場合には、第１の充電回路を動作させるとともに、インバータ回路の発振を停止させ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】
ランプと並列にトランスの２次巻線と、直流成分カット用コンデンサが接続され、インバータ回路の発振開始前に直流成分カット用コンデンサを充電する第２の充電回路をさらに設け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】
第２の充電回路は、直流成分カット用コンデンサを充電する抵抗を短絡する第２の開閉手段を有し、第２の開閉手段をオンすることにより直流成分カット用コンデンサを充電することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
第２の開閉手段は、第１の開閉手段と同一である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】
トランスの４次巻線及びトランスの５次巻線をさらに設け、トランスの４次巻線及びトランスの５次巻線にそれぞれ直列に接続される予熱インダクタ、予熱コンデンサ及び放電灯のフィラメントを備えたことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
予熱インダクタ、予熱コンデンサ及び放電灯のフィラメントとからなる共振回路の共振周波数は、放電灯のフィラメントを予熱時しているときの発振回路の発振周波数と略同一であることを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
予熱インダクタを設けることに代えて、トランスの４次巻線及びトランスの５次巻線がそれぞれの予熱インダクタを兼用していることを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
巻線のインダクタ、予熱コンデンサ及び放電灯のフィラメントとからなる共振回路の共振周波数は、放電灯のフィラメントを予熱時しているときの発振回路の発振周波数と略同一であることを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係る従来例として、特開平０９−０９８５８０号に示すものがあり、その回路図を図１４に示す。
【０００３】
本回路は、交流電源Ｅを全波整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢの出力端に接続されたコンデンサＣ６と、コンデンサＣ６の両端に接続されたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列接続と、スイッチング素子Ｑ２の両端に接続されたダイオ−ドＤ１、Ｄ２の直列接続と、ダイオ−ドＤ２を介してスイッチング素子Ｑ１の両端に接続されたインダクタンス素子Ｌ１、平滑コンデンサＣ１の直列接続と、スイッチング素子Ｑ２の両端に接続されたコンデンサＣ２、インダクタンス素子Ｌ２、トランスＴ１の１次巻線ｎ１の直列接続とから構成されるとともに、２石のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が交互にオンオフを繰り返すことにより、トランスＴ１の２次巻線ｎ２、直流成分カット用コンデンサＣ４を介して負荷に交流の高周波電力を供給する放電灯点灯装置である。また、インダクタンス素子Ｌ１、平滑コンデンサＣ１、ダイオ−ドＤ１、Ｄ２からなる回路では、スイッチング素子Ｑ２のオン時に、交流電源Ｅ→整流器ＤＢ→インダクタンス素子Ｌ１→平滑コンデンサＣ１→ダイオ−ドＤ２→スイッチング素子Ｑ２→整流器ＤＢ→交流電源Ｅの経路で電流を供給することにより、平滑コンデンサＣ１に所定値の充電電圧を発生させ、整流器ＤＢの出力電圧が平滑コンデンサＣ１の充電電圧より低下すると、平滑コンデンサＣ１の充電電圧がスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２等からなるインバータ回路の電源となる。つまり、インダクタンス素子Ｌ１、平滑コンデンサＣ１、ダイオ−ドＤ１、Ｄ２からなる回路は、所謂部分平滑電源として動作する。さらに、スイッチング素子Ｑ２と並列に、抵抗Ｒ４及び第１の開閉手段（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ３の直列接続からなる平滑コンデンサＣ１の充電回路（第１の充電回路、以下充電回路と呼ぶ。）を接続するとともに、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を駆動する発振回路２及びスイッチング素子Ｑ３を制御する起動回路１を設けた。コンデンサＣ６の両端に並列接続された限流要素である抵抗Ｒ５、ツェナーダイオードＺＤ１の直列接続と、ツェナーダイオードＺＤ１の両端に並列接続された平滑コンデンサＣ３とで、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の起動時における起動回路１、発振回路２の制御電源Ｖｃｃを構成し、トランスＴ１の補助巻線ｎ３に発生する２次電圧をダイオードＤ３を介して、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の起動後における起動回路１、発振回路２の制御電源Ｖｃｃを構成する。これは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の起動時での起動回路１、発振回路２の制御電流はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の駆動時に必要とするそれよりも小さいので、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の駆動時での制御電流を補うために、トランスＴ１の補助巻線ｎ３からダイオードＤ３を介して起動回路１、発振回路２へ制御電流を供給する構成としているものである。
【０００４】
起動回路１、発振回路２に関する動作は以下に示す通りである。電源投入時は一定期間起動回路１を働かせ、スイッチング素子Ｑ３をオン状態にするとともに、発振回路２を停止させてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を停止させる、つまりインバータ回路の発振を停止させる。そして、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振停止している期間中に抵抗Ｒ４及びスイッチング素子Ｑ３を介して平滑コンデンサＣ１に充電電荷を蓄積させ、その後スイッチング素子Ｑ３をオフし、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始を行う。この様に構成することにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振開始する際には、平滑コンデンサＣ１には充分な電荷が充電されているため、スイッチング素子などへの過大な電流ストレスの発生を防止することができる。また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始後はスイッチング素子Ｑ３をオフするので、抵抗Ｒ４での不要な電力消費も生じることはない。
【０００５】
また、放電灯Ｌａ１の非電源側端子間に並列接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１、放電灯Ｌａ１のｆ１、ｆ２を介してスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の両端に並列接続された抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１、ｆ２により決定される電圧Ｖ１及び所定電圧Ｖｒｅｆを比較して発振回路２に信号を出力するＩＣ１とを設けて、無負荷検出及びフィラメント断線検出を行う検出回路を構成する。
【０００６】
この検出回路の動作は以下の通りである。正常な放電灯Ｌａ１の装着時は、電源より放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１→抵抗Ｒ１→放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ２→抵抗Ｒ２→抵抗Ｒ３の経路で電流が流れるので、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１、ｆ２により決定される電圧Ｖ１は上昇し、この場合に電圧Ｖ１が所定電圧Ｖｒｅｆを上回る様に設定しておくことで、ＩＣ１はロー（Ｌ）レベルの信号を発振回路２に出力する。発振回路２はこの信号を受けてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振動作を継続する。一方、放電灯Ｌａ１が未装着もしくは放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１、ｆ２の少なくとも一方が断線すると、上述の様な抵抗Ｒ２、Ｒ３への電流経路が遮断されるので、電圧Ｖ１は略零に低下し、つまり所定電圧Ｖｒｅｆを下回り、ＩＣ１はハイ（Ｈ）レベルの信号を発振回路２に出力する。発振回路２はこの信号を受けて回路部品の保護のためにスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振動作を停止し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振停止を行う。ここで、直流成分カット用コンデンサＣ４には電荷が充電されているものとすると、電源→直流成分カット用コンデンサＣ４→トランスＴ１の２次巻線ｎ２→抵抗Ｒ２→抵抗Ｒ３→電源という電流経路は存在しない。
【０００７】
さらにまた、一般に放電灯は、先行予熱モード、始動モード、点灯モードという３つの動作モードが存在する。先行予熱モードでは、放電灯のフィラメントに充分な予熱電力を供給し、且つランプ寿命の劣化を防ぐことが要求される。つまり、放電灯のフィラメントに充分な予熱電力が得られなくなると、それを補うためにより大きな始動電圧を印加する必要が生じ、その結果大きなストレスを放電灯のフィラメントなどに印加してしまうので、フィラメントの劣化が生じやすくなり、ランプ寿命の劣化が生じてしまうので、それを防ぐことが要求される。また、点灯モードでは、放電灯のフィラメントにはあまり予熱電力を供給せずに、且つランプ寿命の劣化を防ぐこと及び電力ロスの低減が要求される。つまり、点灯中であるのも関わらず、放電灯のフィラメントに大きな予熱電力を供給すると、それが放電灯のフィラメントなどに印加されるストレスとなり、フィラメントの劣化が生じやすくなり、ランプ寿命の劣化が生じてしまうとともに電力ロスが生じてしまうので、ランプ寿命の劣化を防ぐこと及び電力ロスの低減が要求される。さらにインバータ回路は、進相モードによって生じる電力ロスを防ぐために遅相モードで動作させる必要がある。
【０００８】
以上の点を考慮して、インバータ回路の発振周波数ｆと回路の共振周波数との関係を決定する必要があり、その特性図を図１５に示す。図１５において、ｆｏは回路の固有共振周波数、ｆ１は先行予熱モードでのインバータ回路の発振周波数、ｆ２は始動モードでのインバータ回路の発振周波数、ｆ３は点灯モードでのインバータ回路の発振周波数を示し、実線が放電灯が不点灯時でのインバータ回路の発振周波数ｆとトランスＴ１の両端電圧（例えば、トランスＴ１の２次巻線ｎ２に発生する２次電圧）との関係を、一点鎖線が放電灯が点灯時でのインバータ回路の発振周波数ｆとトランスＴ１の両端電圧との関係を示す。
【０００９】
先行予熱モードでは、発振周波数ｆ１を固有共振周波数ｆｏに近づけることによりトランスＴ１の両端電圧は増加してしまう、つまり充分な予熱電力を放電灯のフィラメントに供給することなく放電灯の両端電圧は増加してしまうので、放電灯の寿命が劣化してしまう。よって、先行予熱モードでは発振周波数ｆ１をあまり固有共振周波数ｆｏに近づけることは望ましくない。先行予熱モードにより充分な予熱電力を放電灯のフィラメントに供給した後で、ｆ１からｆ２へと発振周波数を低下させることによりトランスＴ１の両端電圧を増加し、つまり放電灯の両端電圧を増加して始動モードへと移行する。始動モードで充分な始動電圧が放電灯に供給されると、始動モードから点灯モードへと移行して放電灯を点灯する。放電灯が点灯することにより、インバータ回路の発振周波数ｆとトランスＴ１の両端電圧との関係は、図１５に示す実線の関係から一点鎖線の関係へと変化する。そして、放電灯に所望の電力を供給する様なｆ３へとインバータ回路の発振周波数ｆを変化させる。以上の様に動作することにより、放電灯の寿命劣化を防止するとともに、電力ロスを低減することが可能となる。
【特許文献１】特開平９−０９８５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし上記従来例においては、以下に示す様な第１の問題点が生じてしまう。本従来例では、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の起動時に抵抗Ｒ５、平滑コンデンサＣ３、ツェナーダイオードＺＤ１により起動回路１、発振回路２の制御電源Ｖｃｃを供給するが、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の起動時での充分な制御電流を確保するために、抵抗Ｒ５の抵抗値を小さくする必要が生じる。しかし、抵抗Ｒ５の抵抗値を小さくすると、抵抗Ｒ５での電力ロスが増加してしまう。（図１６（ｅ）参照）なお、図１５に示す回路において、起動回路１は上述の様にして図１５（ａ）に示す様な制御電源Ｖｃｃを得ているので、制御電源Ｖｃｃが安定するまでは、図１６（ｂ）に示すように起動回路１の出力の立ち上がりの波形は、角が欠けた様な波形が得られる。
【００１１】
また、上記従来例においては、以下に示す様な第２の問題点が生じてしまう。電源投入後の一定期間は、直流成分カット用コンデンサＣ４には充分には電荷が充電されておらず、電源→直流成分カット用コンデンサＣ４→トランスＴ１の２次巻線ｎ２→抵抗Ｒ２→抵抗Ｒ３→電源という直流成分カット用コンデンサＣ４の充電電流ループが存在するので、図１７（ａ）に示すように直流成分カット用コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４は略零より徐々に上昇していく。しかし、直流成分カット用コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４が徐々に上昇していくことにより電圧Ｖ１が所定電圧Ｖｒｅｆを下回るまでは（時刻ｔ２）、図１７（ｂ）に示すように電圧Ｖ１は所定電圧Ｖｒｅｆを上回るので、放電灯Ｌａ１の有無及びフィラメントの断線の有無に関わらず、図１７（ｃ）に示すようにＩＣ１はＬレベルの信号を出力し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は発振動作を行ってしまう。よって、この期間に放電灯Ｌａ１の未装着及びフィラメントの断線などがあると、スイッチング素子等に過大なストレスがかかってしまう。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電力ロスを低減可能であるとともに、放電灯の無負荷及びフィラメントの断線などの異常状態を確実に検出してスイッチング素子等に過大なストレスが印加されることを防止可能な放電灯点灯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題点を解決するために、請求項１記載の発明によれば、交流電源を全波整流する整流器と、整流器の出力端に接続されるコンデンサ、インピーダンス素子及びスイッチング素子の直列回路を有する部分平滑回路と、部分平滑回路の出力端に接続され部分平滑回路の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端に接続されるトランスの１次巻線と、トランスの２次巻線に接続される直流成分カット用コンデンサ及び放電灯の直列回路と、インバータ回路を駆動する発振回路と、発振回路の発振開始前にスイッチング素子をオンすることによりコンデンサを充電する第１の充電回路と、整流器の出力端から限流素子及び第１の開閉手段の直列回路を介して第１の充電回路を駆動する起動回路と、放電灯の点灯時に発振回路及び起動回路に電力を供給するトランスの３次巻線と、を備え、起動回路は、発振回路の発振開始前には第１の開閉手段がオンすることにより整流器から電力供給を受け、発振回路の発振開始後には第１の開閉手段がオフすることによりトランスの３次巻線からのみ電力供給を受けることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、整流器の出力端に接続され、放電灯に並列に接続される抵抗と、放電灯の第１のフィラメント、抵抗及び放電灯の第２のフィラメントを介して流れる直流電流の有無を検出する検出回路で、検出回路に直流電流が流れない場合には、第１の充電回路を動作させるとともに、インバータ回路の発振を停止させることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、ランプと並列にトランスの２次巻線と、直流成分カット用コンデンサが接続され、インバータ回路の発振開始前に直流成分カット用コンデンサを充電する第２の充電回路をさらに設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、第２の充電回路は、直流成分カット用コンデンサを充電する抵抗を短絡する第２の開閉手段を有し、第２の開閉手段をオンすることにより直流成分カット用コンデンサを充電することを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、第２の開閉手段は、第１の開閉手段と同一であることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、トランスの４次巻線及びトランスの５次巻線をさらに設け、トランスの４次巻線及びトランスの５次巻線にそれぞれ直列に接続される予熱インダクタ、予熱コンデンサ及び放電灯のフィラメントを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明によれば、予熱インダクタ、予熱コンデンサ及び放電灯のフィラメントとからなる共振回路の共振周波数は、放電灯のフィラメントを予熱時しているときの発振回路の発振周波数と略同一であることを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明によれば、予熱インダクタを設けることに代えて、トランスの４次巻線及びトランスの５次巻線がそれぞれの予熱インダクタを兼用していることを特徴とする。
【００２１】
請求項９記載の発明によれば、巻線のインダクタ、予熱コンデンサ及び放電灯のフィラメントとからなる共振回路の共振周波数は、放電灯のフィラメントを予熱時しているときの発振回路の発振周波数と略同一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、電力ロスを低減可能である放電灯点灯装置を提供できる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、放電灯の無負荷及びフィラメントの断線などの異常状態を確実に検出してスイッチング素子等に過大なストレスが印加されることを防止可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【００２４】
請求項３から請求項５までに記載の発明によれば、放電灯の無負荷及びフィラメントの断線などの異常状態をより早く検出してスイッチング素子等に過大なストレスが印加されることを防止可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【００２５】
請求項６から請求項９までに記載の発明によれば、放電灯の寿命劣化の防止が可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
本発明に係る第１の実施の形態の回路図を図１に、その動作波形図を図３に示す。
【００２７】
図１４に示した従来例と異なる点は、抵抗Ｒ６、Ｒ１６、Ｒ１７、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、ツェナーダイオードＺＤ２からなるとともに、抵抗Ｒ５に流れる電流を制御する電流制御回路を新たに設けたことであり、その他の従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。ここで、スイッチング素子Ｑ４は抵抗Ｒ５及び平滑コンデンサＣ３間に挿入され、スイッチング素子Ｑ５は抵抗Ｒ１６、平滑コンデンサＣ３を介してスイッチング素子Ｑ４のベース・コレクタ間に接続され、ツェナーダイオードＺＤ２は抵抗Ｒ１７を介してスイッチング素子Ｑ５のベース・エミッタ間に接続され、抵抗Ｒ６は整流器ＤＢの正の出力端子及びスイッチング素子Ｑ３のゲート端子間に接続され、スイッチング素子Ｑ５のベース端子は抵抗Ｒ１７を介してスイッチング素子Ｑ３のゲート端子に接続している。また起動回路１は、図２に示すようにスイッチング素子Ｑ０を有するとともにオープンコレクタのものとする。ツェナーダイオードＺＤ２は、スイッチング素子Ｑ０及びスイッチング素子Ｑ３のゲート保護のために設けた。
【００２８】
次に、図３を参照して動作を簡単に説明する。電源投入後の一定期間はスイッチング素子Ｑ０はオフする。スイッチング素子Ｑ０をオフすることにより、抵抗Ｒ６を介してスイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ（＝Ｖ２）はＨレベルとなるので、つまり図３（ｂ）に示すように起動回路１の出力がＨレベルとなるので、スイッチング素子Ｑ３がオンする。この期間は、上述の様に発振回路２を停止させてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を停止させる、つまりインバータ回路の発振を停止させる。（図３（ｃ））また、Ｈレベルの電圧Ｖ２により抵抗Ｒ１７を介してスイッチング素子Ｑ５はオンされ、スイッチング素子Ｑ５のオンにより抵抗Ｒ１６を介してスイッチング素子Ｑ４もオンとなり、よって、整流器ＤＢの正の出力端子から抵抗Ｒ５を介して平滑コンデンサＣ３を充電する。平滑コンデンサＣ３が充電されることにより、図３（ａ）に示すように制御電源Ｖｃｃは徐々に上昇し、一定時間後にはツェナーダイオードＺＤ１でクランプされた略一定の制御電源Ｖｃｃが得られる。制御電源Ｖｃｃの変化に伴って抵抗Ｒ５を流れる電流は徐々に低下して一定時間後には略一定になる、つまり図３（ｄ）に示すように抵抗Ｒ５での電力損失は徐々に低下して一定時間後には略一定となる。
【００２９】
その後スイッチング素子Ｑ０をオンすることにより、図３（ｂ）に示すように起動回路１の出力はＬレベルとなるので、スイッチング素子Ｑ３はオフし、図３（ｃ）に示すように発振回路２によりスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を開始する。また、起動回路１の出力はＬレベルとなることによりスイッチング素子Ｑ５、Ｑ４をオフして、抵抗Ｒ５に流れる電流を遮断し、図３（ｄ）に示すように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始後の抵抗Ｒ５での電力損失を略零にする。一方、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振が開始すると、トランスＴ１の補助巻線ｎ３に発生する２次電圧により、図３（ａ）に示す様な略一定の制御電源Ｖｃｃを得ることができる。なお、本回路においては、起動回路１は抵抗Ｒ６を介して整流器ＤＢの出力端子に接続されているので、図３（ａ）に示す様な制御電源Ｖｃｃの立ち上がりよりも早く、起動回路１の出力は立ち上がる。（図３（ｂ））この様に構成することにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が発振開始する際には、平滑コンデンサＣ１、Ｃ３には充分な電荷が充電されているため、スイッチング素子などへの過大な電流ストレスの発生を防止することができる。また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始後はスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４をオフするので、抵抗Ｒ４、Ｒ５での不要な電力消費も生じることはない。
【００３０】
なお、本実施の形態において、抵抗Ｒ４及びスイッチング素子Ｑ３からなる平滑コンデンサＣ１の充電回路は、ダイオ−ドＤ２を介さずにダイオ−ドＤ１と並列に設けてもよい。また、抵抗Ｒ４及びスイッチング素子Ｑ３からなる平滑コンデンサＣ１の充電回路は、例えばサーミスタの様な温度依存性抵抗を用いてもよく、つまり充電電流による自己発熱により平滑コンデンサＣ１が充分充電された際にはその抵抗値が非常に大きくなる素子を用いてもよい。
【００３１】
（実施の形態２）
本発明に係る第２の実施の形態の要部回路図を図４に、その動作波形図を図５に示す。
【００３２】
図１４に示した従来例と異なる点は、抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列接続の両端に抵抗Ｒ８を介して第２の開閉手段（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ６を並列接続し、スイッチング素子Ｑ６はコンデンサＣ２０、抵抗Ｒ９を介して起動回路１により駆動する様に構成したことであり、その他の従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。なお、図４に図示されていない部分の回路構成は同一とする。
【００３３】
次に図５を参照して動作を簡単に説明する。図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ３で起動回路１の出力がＨレベルになると、抵抗Ｒ９、スイッチング素子Ｑ６を介してコンデンサＣ２０の充電電流が流れ、その充電電流によりスイッチング素子Ｑ６がオンする。スイッチング素子Ｑ６がオンすると、整流器ＤＢの正の出力端子→直流成分カット用コンデンサＣ４→トランスＴ１の２次巻線ｎ２→抵抗Ｒ８→スイッチング素子Ｑ６→整流器ＤＢの負の出力端子の経路で、直流成分カット用コンデンサＣ４の充電回路（第２の充電回路、以下充電回路と呼ぶ。）が構成される。ここで、抵抗Ｒ８の抵抗値を抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗値よりも極めて小さいと設定することにより、図５（ｄ）に示すように、時刻ｔ３以前と比べて直流成分カット用コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４は急激に上昇し、時刻ｔ４（＜ｔ１）で略一定になる。時刻ｔ４〜時刻ｔ１の間、例えば時刻ｔ５でコンデンサＣ２０の充電電流が略零になる様に設定しておくことで、確実に直流成分カット用コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４が略一定になるとともにスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始以前にスイッチング素子Ｑ６をオフする。なお、時刻ｔ３〜ｔ５はスイッチング素子Ｑ６はオンしているので、図５（ｅ）、（ｆ）に示すように電圧Ｖ１は略零になり、ＩＣ１はＨレベルの出力を行う。また、無負荷及びフィラメント断線などの異常状態になると、抵抗Ｒ２、Ｒ３への電流経路が遮断されるので、時刻ｔ３以降は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように電圧Ｖ１が略零になり、ＩＣ１はＨレベルの出力を行う。
【００３４】
この様に構成したことにより、確実に無負荷及びフィラメント断線などの異常状態を検出してスイッチング素子等に過大なストレスが印加されることを防止できる。なお、本回路を図１に示す第１の実施の形態に用いてもよく、この場合の起動回路１の出力の立ち上がりは図３（ｂ）に示すように早くなり、それに伴い図５（ｄ）に示す様な直流成分カット用コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４が急激に立ち上がる時刻、及び図５（ｅ）、図６（ａ）に示す様な電圧Ｖ１の立ち下がり時刻も早くなる。しかし、ＩＣ１の制御電源の立ち上がりが図５（ａ）に示す様な制御電源Ｖｃｃの立ち上がりの様に遅いので、図５（ｆ）、図６（ｂ）に示す様なＩＣ１の出力がＬレベルからＨレベルへと反転する時刻は遅くなる。
【００３５】
（実施の形態３）
本発明に係る第３の実施の形態の回路図を図７に、その動作波形図を図８に示す。
【００３６】
図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、スイッチング素子Ｑ４の代わりにＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子Ｑ１６を用い、コンデンサＣ７の代わりに直流成分カット用コンデンサＣ４を介してトランスＴ１の２次巻線ｎ２の両端に直流成分カット用コンデンサＣ４よりも容量の極めて小さいコンデンサＣ１１を並列接続し、コンデンサＣ１１、抵抗Ｒ２の接点及びスイッチング素子Ｑ３のドレイン端子間に抵抗Ｒ１８を接続し、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１の両端に並列接続されたトランスＴ１の補助巻線ｎ４、インダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８の直列接続によりフィラメントｆ１の予熱回路を構成し、放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ２の両端に並列接続されたトランスＴ１の補助巻線ｎ５、インダクタンス素子Ｌ４、コンデンサＣ９の直列接続によりフィラメントｆ２の予熱回路を構成し、抵抗Ｒ３の両端に抵抗Ｒ３の両端電圧を平滑するためのコンデンサＣ１０を並列接続したことであり、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。ここで、電圧Ｖ２とスイッチング素子Ｑ１６のオン可能なゲート電圧ＶＴＨと制御電源Ｖｃｃとスイッチング素子Ｑ１６の最大定格ゲート・ソース間電圧Ｖｍａｘとの関係を
（ＶＴＨ＋Ｖｃｃ）＜Ｖ２＜Ｖｍａｘ・・・・・・・・・（１）
とすることによりスイッチング素子Ｑ１６は容易に制御可能となる。また、抵抗Ｒ１８をスイッチング素子Ｑ３のドレイン端子に接続することにより、図４に示したスイッチング素子Ｑ６をスイッチング素子Ｑ３で共用し、直流成分カット用コンデンサＣ４の急激な充電を行う。
【００３７】
この様に新たに放電灯Ｌａ１のフィラメントｆ１、ｆ２の予熱回路を設けたので、図１の回路に示す様な共振要素のコンデンサＣ７を予熱用コンデンサに共用する構成に比べて、予熱回路の設計の自由度が向上する。一方、本回路では無負荷及びフィラメント断線などの異常状態になっても、共振要素であるコンデンサＣ１１がトランスＴ１の２次側に存在する構成となるために、放電灯Ｌａ１の装着端子間には高電圧が発生する可能性が生じるが、本回路では、無負荷及びフィラメント断線などの異常状態を検出してスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を停止する構成としているので、無負荷及びフィラメント断線などの異常状態に放電灯Ｌａ１の装着端子間に高電圧が発生することを防止することができる。
【００３８】
次に図８を参照して動作を簡単に説明する。図８（ｂ）に示す様な起動回路１からのＨレベルの信号でスイッチング素子Ｑ３がオンすることにより、抵抗Ｒ２、Ｒ３の両端は抵抗Ｒ１８を介して略短絡されるので、図９（ｃ）に示すように電圧Ｖ１は略零になって所定電圧Ｖｒｅｆを下回り、ＩＣ１はＨレベルの信号を発振回路２に出力し、図８（ｃ）に示すように起動回路１がＨレベルの信号を出力しているときのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振を確実に停止する。時刻ｔ１において、図８（ｂ）に示す様な起動回路１からのＬレベルの信号によりスイッチング素子Ｑ３、Ｑ１６はオフされるので、抵抗Ｒ５を流れる電流の経路は遮断されるとともに、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１０を介して電圧Ｖ１は上昇する。時刻ｔ６において、電圧Ｖ１が所定電圧Ｖｒｅｆを上回ると、ＩＣ１はＬレベルの信号を発振回路２に出力して、図８（ｃ）に示すようにスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振動作を行う。電圧Ｖ１が所定電圧Ｖｒｅｆを上回るまでのタイムラグ（時刻ｔ１〜ｔ６）ではＩＣ１はＨレベルの信号を出力するので、例えランプ装着などの正常状態であっても、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は停止してしまい、トランスＴ１の補助巻線ｎ３から発振回路２への制御電流が確保されない。よって、このタイムラグの間は平滑コンデンサＣ３から制御電源Ｖｃｃを得る必要が生じる。しかし、このタイムラグの間はスイッチング素子Ｑ１６はオフしているので、図８（ａ）に示すように制御電源Ｖｃｃは徐々に低下する。よってタイムラグは充分な制御電源Ｖｃｃが得られる範囲内にすることが必要となる。
【００３９】
また、無負荷及びフィラメント断線などの異常状態になると、直流成分カット用コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４、電圧Ｖ１、ＩＣ１の出力信号は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すようになる。
【００４０】
図１０に、図７に示す回路における、インバータ回路の発振周波数ｆとトランスＴ１の両端電圧との関係の特性、及びインバータ回路の発振周波数ｆとインダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８からなる共振系のインピーダンスとの関係の特性を示す。なお、インダクタンス素子Ｌ４、コンデンサＣ９からなる共振系もインダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８からなる共振系と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４１】
先行予熱モードにおいて、インダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８からなる共振系の共振周波数をｆ１近傍に設定することにより、トランスＴ１の両端電圧が高く、且つインダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８からなる共振系のインピーダンスが略最小になるので、放電灯のフィラメントにはより大きな予熱電力が供給される。また、点灯モードにおいては、インダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８からなる共振系の共振周波数をｆ３近傍に設定することにより、トランスＴ１の両端電圧が低く、且つインダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８からなる共振系のインピーダンスが大きくなるので、放電灯のフィラメントにはより小さな予熱電力が供給される。
【００４２】
なお、インダクタンス素子Ｌ４、コンデンサＣ９からなる共振系とインダクタンス素子Ｌ３、コンデンサＣ８からなる共振系とは、トランスＴ１の２次側に設けられているので、つまりトランスＴ１の１次側とは絶縁されているので、両共振系にはスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振による高電圧が印加されることがない。よって、インダクタンス素子Ｌ４、Ｌ５、コンデンサＣ８、Ｃ９は低耐圧のものでよく、装置の大型化を防ぎ、コストアップを防ぐことが可能となる。
【００４３】
また、上記実施の形態では、図１１に示すように、新たに設けられたトランスＴ２の２次巻線をインダクタンス素子Ｌ３、Ｌ４としたり、図１２、図１３に示す様な放電灯Ｌａ１１、Ｌａ１２の２灯直列点灯に用いてもよい。ここで、図１２に示す要部回路図では、放電灯Ｌａ１１のｆ２、放電灯Ｌａ１２のｆ１に直列接続されたコンデンサＣ１２、インダクタンス素子Ｌ５、トランスＴ１のｎ６からなる直列回路と、放電灯Ｌａ１１のｆ１の両端に並列接続されたコンデンサＣ８、トランスＴ１の補助巻線ｎ４の直列接続と、放電灯Ｌａ１２のｆ２の両端に並列接続されたコンデンサＣ９、トランスＴ１の補助巻線ｎ５の直列接続とがトランスＴ１の２次側に設けられ、コンデンサＣ１２、インダクタンス素子Ｌ５により共振系が構成されている。図１３に示す要部回路図では、放電灯Ｌａ１１のｆ２、放電灯Ｌａ１２のｆ１に直列接続されたコンデンサＣ１２、インダクタンス素子Ｌ５、トランスＴ１のｎ６からなる直列回路と、放電灯Ｌａ１１のｆ１及びトランスＴ１の２次巻線ｎ２間に接続されたコンデンサＣ１３と、放電灯Ｌａ１１のｆ１、放電灯Ｌａ１２のｆ２の両端に並列接続されたコンデンサＣ１４とがトランスＴ１の２次側に設けられ、コンデンサＣ１２、インダクタンス素子Ｌ５により共振系が構成されている。
【００４４】
さらに、上記全ての実施の形態において、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６、Ｑ１６はリレー等の機械的スイッチを用いてもよく、要するに、スイッチング素子Ｑ３はスイッチング素子スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振開始前に平滑コンデンサＣ１を充電する要素であれば何でもよく、またスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６、Ｑ１６は、抵抗Ｒ５に流れる電流を制御し、直流成分カット用コンデンサＣ４を高速で充電するものであれば何でもよい。さらに、上記全ての実施の形態においては、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２からなるハーフブリッジ式インバータ回路を用いたが、２石式以外に１石式あるいは４石式などの他のインバータ回路を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る第１実施の形態を示す回路図である。
【図２】起動回路の模式的回路図を示す。
【図３】上記実施の形態に係る動作波形図を示す。
【図４】本発明に係る第２実施の形態を示す回路図である。
【図５】上記実施の形態に係るランプ正常時での動作波形図を示す。
【図６】上記実施の形態に係るランプ異常時での動作波形図を示す。
【図７】本発明に係る第３実施の形態を示す回路図である。
【図８】上記実施の形態に係るランプ正常時での動作波形図を示す。
【図９】上記実施の形態に係るランプ異常時での動作波形図を示す。
【図１０】上記実施の形態に係るインバータ回路の発振周波数とトランスの両端電圧との関係を示す特性図である。
【図１１】上記全ての実施の形態に係る負荷の第２例を示す要部回路図である。
【図１２】上記全ての実施の形態に係る負荷の第３例を示す要部回路図である。
【図１３】上記全ての実施の形態に係る負荷の第４例を示す要部回路図である。
【図１４】本発明に係る従来例を示す回路図である。
【図１５】上記従来例に係るインバータ回路の発振周波数とトランスの両端電圧との関係を示す特性図である。
【図１６】上記従来例に係るランプ正常時での動作波形図を示す。
【図１７】上記従来例に係るランプ異常時での動作波形図を示す。
【符号の説明】
【００４６】
Ｅ                            交流電源
ＤＢ                          整流器
Ｃ１                          コンデンサ
Ｒ４                          抵抗（インピーダンス素子）
Ｑ３                          スイッチング素子
Ｌ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｄ２        部分平滑回路
Ｃ４                          直流成分カット用コンデンサ
Ｑ１、Ｑ２                    インバータ回路
Ｔ１                          トランス
トランスの１次巻線            ｎ１
トランスの２次巻線            ｎ２
Ｃ４                          直流成分カット用コンデンサ
Ｌａ                          放電灯
２                            発振回路
Ｄ２、Ｒ４、Ｑ３              第１の充電回路
Ｒ５                          抵抗（限流素子）
Ｑ４                          第１の開閉手段
１                            起動回路
トランスの３次巻線            ｎ３
Ｒ１                          抵抗
第１のフィラメント            ｆ１
第２のフィラメント            ｆ２
Ｒ２、Ｒ３、ＩＣ１、Ｖｒｅｆ  検出回路
Ｒ８、Ｒ９、Ｑ６、Ｃ２０      第２の充電回路
Ｑ６                          第２の開閉手段
トランスの４次巻線            ｎ４
トランスの５次巻線            ｎ５
Ｌ３、Ｌ４                    予熱インダクタ
Ｃ８、Ｃ９                    予熱コンデンサ
【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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【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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【図１７】
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