(57)【要約】【課題】高圧放電灯を直流点灯させる点灯装置において、始動性を改善する。【解決手段】直流電源１を高周波で断続的にスイッチングするスイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１とコンデンサＣ１を含むチョッパ回路と、直流電源１に並列に接続された一対のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と、一対のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点とチョッパ回路の出力間に接続されたインダクタＬ２とコンデンサＣ２の直列回路と、コンデンサＣ２に並列に接続された放電灯２とから構成され、始動時は第１のスイッチング素子Ｑ１を遮断状態にして第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオンするように制御し、定常時には第２又は第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の一方を遮断状態、他方を導通状態にして第１のスイッチング素子Ｑ１をオン／オフするように制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、一端を直流電源の一端に接続された第１のスイッチング素子と、一端を直流電源の他端に接続された第１のコンデンサと、第１のコンデンサの他端と第１のスイッチング素子の他端の間に接続された第１のインダクタと、直流電源の他端と第１のスイッチング素子の他端の間に第１のスイッチング素子の順方向と逆方向となるように接続されたダイオードと、直流電源の両端間に接続された第２及び第３のスイッチング素子の直列回路と、第２及び第３のスイッチング素子の接続点と第１のコンデンサの他端の間に接続された第２のインダクタと第２のコンデンサの直列回路と、第２のコンデンサに並列接続された放電灯と、始動時は第２及び第３のスイッチング素子を交互にオンするように制御し、定常時には第２又は第３のスイッチング素子の一方を遮断状態、他方を導通状態にして第１のスイッチング素子をオン／オフするように制御する制御手段とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１において、第２のインダクタをトランス構造にし、トランスの１次側と２次側の一端を接続し、トランスの２次側と放電灯の直列回路を第２のコンデンサと並列に接続し、トランスの１次側と第２のコンデンサの直列回路を第２及び第３のスイッチング素子の接続点と第１のコンデンサの他端の間に接続したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、第１のコンデンサよりも第２のコンデンサを小さい容量にしたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、定常時にオン／オフされる第１のスイッチング素子と、第２及び第３のスイッチング素子のうち導通状態とするスイッチング素子とを同期してオン／オフさせることを特徴とした放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、始動時は高周波交流点灯、定常時は直流点灯を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項５において、始動時の高周波スイッチング動作の周波数を連続的に又は多段階的に変化させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項５または６において、始動時に第２及び第３のスイッチング素子を第２のインダクタと第２のコンデンサの共振周波数付近でスイッチングさせ、第２のインダクタと第２のコンデンサの共振により放電灯の始動電圧を発生させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項５または６において、始動時に第２及び第３のスイッチング素子を第２のインダクタと第２のコンデンサの共振周波数の奇数分の１の周波数付近でスイッチングさせ、第２のインダクタと第２のコンデンサの分周共振により放電灯の始動電圧を発生させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかにおいて、変化させる周波数を第１の周波数から第２の周波数まで連続的に又は多段階的に変化させ、その周波数の可変を１サイクルとし、その周波数可変サイクルを繰返し行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項９において、第１の周波数は第２の周波数よりも高いことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかにおいて、第２のインダクタと第２のコンデンサの共振により始動に必要な電圧を発生させる第１の区間の後に、ランプをグロー放電からアーク放電へと移行させるための第２の区間を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１２】
請求項１１において、第２の区間の周波数は第１の区間の周波数よりも低く設定されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置により点灯される高圧放電灯を光源として備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置により点灯される高圧放電灯を光源として備えることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流点灯用高圧放電灯に始動時に交流電流を供給して点灯させ、定常時には直流電流を供給して直流点灯させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１８はメタルハライドランプ等の高圧放電灯の一般的な点灯装置を示す回路図である。直流電源１から供給される電圧をダウンコンバータ７により制御し、始動時は固定パルス幅でＤＣ電圧を放電灯２に印加する。またその時に、イグナイタ８により高電圧パルスを供給し、放電灯２の電極間をブレークダウンし、放電を開始する。放電開始後、電流検出回路３により出力電流を、電圧検出回路４により出力電圧を検出し、演算回路５で演算を行ってパルス幅変調回路６を介してダウンコンバータ７にフィードバックし、ダウンコンバータ７のパルス幅を制御するように動作させ、放電灯２の安定後に一定の電力を供給できるようにしている。
【０００３】
放電灯２をブレイクダウンさせるための始動電圧はダウンコンバータ７の出力電圧とイグナイタ８による高圧パルスであるが、ダウンコンバータ７の出力電圧は直流電源電圧と略同じであり、そのため放電灯２の始動にはイグナイタ８による数ＫＶ〜数十ＫＶの高圧パルスが必要である。この始動時に必要な高圧パルスは自回路及び周辺回路に対して誤動作を及ぼす原因となっており、低パルスでの始動が好まれている。
【０００４】
なお、特許文献１（特開平１０−１４４４８８号公報）においては、直流電源の出力を降圧チョッパ回路により電圧変換して平滑コンデンサを充電し、平滑コンデンサの出力をフルブリッジインバータ回路により極性反転せしめて高圧放電灯に印加する構成が開示されているが、この特許文献１に開示された技術は、定常点灯時には降圧チョッパ回路のインダクタに流れる電流がゼロになるタイミングで降圧チョッパ回路のスイッチング素子をオンさせることにより回路部品へのストレスを低減しようとするものであり、始動性能の改善に関する技術ではなかった。
【特許文献１】特開平１０−１４４４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は高圧放電灯の直流点灯装置において、始動時に交流にて動作を行うことにより、低パルス始動及び始動性能の改善を図り、放電灯の電極劣化を抑制できる放電灯点灯装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、直流電源１と、一端を直流電源１の一端に接続された第１のスイッチング素子Ｑ１と、一端を直流電源１の他端に接続された第１のコンデンサＣ１と、第１のコンデンサＣ１の他端と第１のスイッチング素子Ｑ１の他端の間に接続された第１のインダクタＬ１と、直流電源１の他端と第１のスイッチング素子Ｑ１の他端の間に第１のスイッチング素子Ｑ１の順方向と逆方向となるように接続されたダイオードＤ１と、直流電源１の両端間に接続された第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点と第１のコンデンサＣ１の他端の間に接続された第２のインダクタＬ２と第２のコンデンサＣ２の直列回路と、第２のコンデンサＣ２に並列接続された放電灯２と、始動時は第２及び第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオンするように制御し、定常時には第２又は第３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の一方（Ｑ２）を遮断状態、他方（Ｑ３）を導通状態にして第１のスイッチング素子Ｑ１をオン／オフするように制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高圧放電灯の直流点灯装置において、始動時に交流にて点灯動作を行うことにより、始動性能を改善することができ、放電灯の電極劣化を抑制できる効果がある。また、イグナイタを併用する場合でも始動パルスのエネルギーは小さくて済むので、周辺回路が誤動作する恐れが少なくなり、プロジェクタなどのＨＩＤランプの点灯装置として特に好適である。
請求項２の発明によれば、第２のインダクタをトランス構造にしたことにより、放電灯の始動に必要な高電圧を確保することが容易となる。
請求項３の発明によれば、始動時は共振電流を低減して回路素子のストレスを低減させることができ、ランプ点灯後はランプ電圧のリップルを低減して光のちらつきを低減させることができる効果がある。
【０００８】
請求項６〜１０の発明によれば、始動時の高周波スイッチング動作の周波数を連続的に又は多段階的に変化させるようにしたので、インダクタとコンデンサの定数にばらつきがあっても、十分な始動電圧を確保できる利点がある。
請求項８の発明によれば、始動時にインダクタとコンデンサの共振周波数の奇数分の１の周波数付近でスイッチングさせることにより、インダクタとコンデンサを小型化できる利点がある。
請求項１１の発明によれば、グロー放電からアーク放電への移行をスムーズに行えるので、始動時の立ち消えを少なくできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の回路図である。直流電源１の正極には、第１のスイッチング素子Ｑ１の一端が接続されている。第１のスイッチング素子Ｑ１の他端はダイオードＤ１のカソードに接続されている。ダイオードＤ１のアノードは直流電源１の負極に接続されている。コンデンサＣ１の一端は直流電源１の負極に接続されている。スイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１のカソードの接続点には、インダクタＬ１の一端が接続されている。インダクタＬ１の他端は、別のインダクタＬ２の一端に接続されると共に、コンデンサＣ１の他端に接続されている。インダクタＬ２の他端は放電灯２の一端に接続されている。放電灯２にはコンデンサＣ２が並列接続されている。放電灯２の他端はスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の各一端に接続されている。スイッチング素子Ｑ２の他端は直流電源１の正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ３の他端は、小抵抗Ｒよりなる電流検出回路３を介して直流電源１の負極に接続されている。
【００１０】
図２は本実施の形態の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の動作を示す。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は放電灯２の始動時には交互にオンされるようにパルス発生回路９の出力により制御される。このとき、スイッチング素子Ｑ１は遮断状態（ＯＦＦ）となるように制御される。一対のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３が交互にスイッチングすることで、直流電源１を交流に変換して放電灯２に印加する。
【００１１】
一方、放電灯２の定常点灯時には、スイッチング素子Ｑ２は遮断状態（ＯＦＦ）となり、スイッチング素子Ｑ３は導通状態（ＯＮ）となるように制御される。また、スイッチング素子Ｑ１は放電灯２の定常点灯時には所定のパルス幅の高周波で直流電源１を断続的にスイッチングするように、パルス幅変調回路６の出力によりオン、オフ制御される。
【００１２】
コンデンサＣ１の両端電圧は抵抗Ｒ１，Ｒ２よりなる電圧検出回路４により検出されて演算回路５に入力されている。また、コンデンサＣ１から放電灯２への供給電流は小抵抗Ｒよりなる電流検出回路３により検出されて演算回路５に入力されている。演算回路５では、電圧検出回路４と電流検出回路３の検出出力によりランプ電力を演算し、目標電力との差分に応じた誤差電圧を演算する。パルス幅変調回路６は誤差電圧がゼロになるように、スイッチング素子Ｑ１のパルス幅をフィードバック制御する。
【００１３】
放電灯２の定常点灯時において、スイッチング素子Ｑ１がオンされると、直流電源１の正極からスイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、直流電源１の負極の経路で電流が流れて、コンデンサＣ１が充電される。また、スイッチング素子Ｑ１がオフされると、インダクタＬ１の蓄積エネルギーにより、インダクタＬ１からコンデンサＣ１、ダイオードＤ１のアノード・カソード間を介してインダクタＬ１に戻る経路で回生電流が流れる。
【００１４】
また、スイッチング素子Ｑ３がオンされていることにより、コンデンサＣ１の両端には、インダクタＬ２とコンデンサＣ２の直列回路よりなるローパスフィルタを介して放電灯２が接続されており、コンデンサＣ１の負荷となっている。したがって、スイッチング素子Ｑ１のオン幅を可変とすることにより、コンデンサＣ１の充電電圧を可変とすることができ、放電灯２への供給電力を制御することができる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１とダイオードＤ１およびコンデンサＣ１で降圧チョッパー回路（ダウンコンバータ）を構成している。なお、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３にはボディーダイオード内蔵のスイッチング素子を使用する。たとえば、パワーＭＯＳＦＥＴはドイレン・ソース間に逆方向ダイオードを内蔵しているので、これをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として用いる。また、ダイオードを逆並列接続されたバイポーラトランジスタをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として用いても良い。
【００１５】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２の回路図である。基本的な回路構成は図１と同様であるが、図３の回路では、図１におけるインダクタＬ２をトランス構造にしたインダクタＬ２’を備え、このトランスの１次側と２次側の一端を接続し、前記トランスの１次側とコンデンサＣ２の直列回路をスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点とコンデンサＣ１の他端の間に接続し、前記トランスの２次側と放電灯２の直列回路をコンデンサＣ２と並列に接続したものである。インダクタＬ２’以外の構成及び動作については、図１と同様である。
【００１６】
本実施の形態では、トランス構造にしたインダクタＬ２’を備えることにより、インダクタＬ２’の１次側とコンデンサＣ２との共振により発生させた共振電圧をインダクタＬ２’の２次側に巻数比に応じて発生させることができ、放電灯２に印加させる始動電圧を確保することが容易となる。
【００１７】
なお、図１または図３のいずれかにおいて、始動時においてもスイッチング素子Ｑ１は所定のパルス幅の高周波で直流電源１を断続的にスイッチングするように、パルス幅変調回路６の出力によりオン・オフ制御を行なってもよい。なお、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３にはボディーダイオード内蔵のスイッチング素子を使用する。たとえば、パワーＭＯＳＦＥＴはドイレン・ソース間に逆方向ダイオードを内蔵しているので、これをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として用いる。また、ダイオードを逆並列接続されたバイポーラトランジスタをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として用いても良い。
【００１８】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の動作を示す。回路図は実施の形態１（図１）または実施の形態２（図３）と同様である。また、始動時動作は実施の形態１（図２）と同様であるため、説明は省略する。本実施の形態では、定常時には実施の形態１（図２）において常に導通状態にしていたスイッチング素子Ｑ３をスイッチング素子Ｑ１と同期させて、オン・オフ動作させている。なお、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３にはボディーダイオード内蔵のスイッチング素子を使用する。たとえば、パワーＭＯＳＦＥＴはドイレン・ソース間に逆方向ダイオードを内蔵しているので、これをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として用いる。また、ダイオードを逆並列接続されたバイポーラトランジスタをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３として用いても良い。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３に逆方向ダイオードを並列接続しておくことで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３が同時にオフしてもインダクタＬ１，Ｌ２の回生電流を流すことができる。
【００１９】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の動作を示す。回路図は実施の形態１（図１）または実施の形態２（図３）と同様である。また、定常時動作は実施の形態１（図２）と同様であるため、説明は省略する。本実施の形態では、始動時動作として、インダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる略共振周波数の高周波でスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオンさせるようにスイッチングさせて、共振電圧を放電灯２に印加して、放電灯２の始動電圧を確保する。
【００２０】
一例として、インダクタＬ２を６００μＨ、コンデンサＣ２を３３００ｐＦとし、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を、このインダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる略共振周波数の１１５ＫＨｚで動作させることで放電灯２の始動電圧を確保できる。
【００２１】
その後、放電灯２の点灯後、スイッチング素子Ｑ２を遮断状態（ＯＦＦ）とし、スイッチング素子Ｑ３は導通状態（ＯＮ）にして、スイッチング素子Ｑ１を高周波で断続的にスイッチングさせ、スイッチング素子Ｑ１，ダイオードＤ１，インダクタＬ１，コンデンサＣ１により構成されるダウンコンバータのみを動作させ、直流電力を供給し、放電灯２を点灯させる。
【００２２】
このとき、コンデンサＣ２の容量をコンデンサＣ１の容量よりも小さく設定することにより、共振時の共振電流を抑えることが出来る。また、チョッパー動作時はコンデンサＣ１の容量が大きいことにより、直流点灯される放電灯２のリップル電流を低減することが出来る。
【００２３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上述の実施の形態４の始動時動作における高周波のスイッチング周波数を、インダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる共振周波数の略３分の１に設定することにより、実施の形態４で挙げた共振電圧と略同様の共振電圧を得られ、放電灯２に印加される始動電圧を確保することが出来る。
【００２４】
例えば、一例としてインダクタＬ２を１００μＨ、コンデンサＣ２を２２００ｐＦに設定し、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を、このインダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる共振周波数の略３分の１の１１５ＫＨｚでスイッチング動作させることにより、実施の形態４で挙げた例と略同様の始動電圧が得られる。また、インダクタＬ２、コンデンサＣ２の小型化を図ることが出来る。スイッチング周波数はインダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる共振周波数の略奇数分の１であれば、５分の１、７分の１でも略同様の効果が得られる。
【００２５】
（実施の形態６）
図６は本発明の実施の形態６における各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のスイッチング動作を示す波形図であり、図７はその時に発生する共振電圧を示す波形図である。本実施の形態の回路構成は図１または図３と同様である。
【００２６】
本実施の形態では、上述の実施の形態４，５における高周波のスイッチング周波数を、インダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる共振周波数（または共振周波数の奇数分の１）を通る周波数でスイープさせるようにすることにより、インダクタＬ２とコンデンサＣ２のばらつきによる共振周波数のばらつきに影響されることなく、実施の形態４，５で挙げた共振電圧と略同様の共振電圧を安定して得ることができ、放電灯２に印加される始動電圧を確保することが出来る。
【００２７】
一例として、実施の形態４で挙げた共振周波数１１５ＫＨｚの例に対して、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を共振周波数を通る５０ＫＨｚ〜１６０ＫＨｚでスイッチング周波数をスイープさせる。これにより共振電圧は図７のように変化するから、インダクタＬ２とコンデンサＣ２のばらつきにかかわらず放電灯２を始動させることができる。
【００２８】
（実施の形態７）
図８は本発明の実施の形態７における各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のスイッチング動作を示す波形図である。本実施の形態の回路構成は図１または図３と同様である。
【００２９】
本実施の形態では、始動時の高周波動作区間において、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の動作周波数を段階的に変化させる。段階的に変化させる周波数は第１周波数をｆ１、第２周波数をｆ２、第３周波数をｆ３とした場合、ｆ１＞ｆ２＞ｆ３とし、それぞれの周波数はインダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる共振周波数、もしくは共振周波数の略奇数分の１に設定し、放電灯２がブレイクダウンしていない場合には始動に必要な電圧を確保し、ブレイクダウンしている場合には周波数が切り替わることにより、段階的に放電灯２に流れる電流を増加させ、グロー放電からアーク放電へと移行させる。
【００３０】
第１周波数ｆ１において放電灯２をブレイクダウンさせるのであれば、第２周波数ｆ２以降はインダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる共振周波数又は共振周波数の略奇数分の１の周波数以外での周波数でも良い。
【００３１】
（実施の形態８）
図９は本発明の実施の形態８における各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のスイッチング動作と始動時の共振電圧を示す波形図である。本実施の形態の回路構成は図１または図３と同様である。本実施の形態では、実施の形態６，７における周波数を連続的に又は多段階的にスイープさせる動作を繰り返し行うことを特徴とする。これにより、実施の形態６，７における共振電圧を繰返し、放電灯２に印加される始動電圧を確保することができる。一例として、周波数の可変の１サイクルを約４００μｓｅｃ、始動電圧発生区間を１ｓｅｃとした場合に約２，５００サイクルの繰り返しを行うことが出来、安定した高い始動電圧を放電灯２に印加し、ブレイクダウンさせることができる。
【００３２】
図１０は本実施の形態における周波数可変の１サイクルのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３のスイッチング動作を示す波形図である。スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の動作周波数については、周波数可変の１サイクルの初期の周波数をｆａ、終盤の周波数をｆｂとした場合に、ｆａ＞ｆｂとなるように変化させる。より好ましくは、周波数のスイープの途中にインダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる共振周波数もしくは共振周波数の略奇数分の１の周波数を通過するように、周波数ｆａ，ｆｂを設定する。
【００３３】
図１１は放電灯が点灯しなかった場合（無負荷時）について、放電灯に流れる電流と印加される共振電圧の一例を示す。図１２は放電灯が始動電圧の印加途中でブレイクダウンした場合について、放電灯に流れる電流と印加される共振電圧の一例を示す。
【００３４】
（実施の形態９）
図１３は本発明の実施の形態９における始動時から定常時までの動作を示す図である。第２のインダクタＬ２と第２のコンデンサＣ２の共振により始動に必要な電圧を発生させる区間Ｔａの後に、ランプをグロー放電からアーク放電へと移行させるための区間Ｔｂを設けている。また、グロー放電からアーク放電へと移行させるための区間Ｔｂの周波数は区間Ｔａの周波数よりも低く設定する。一例として始動に必要な電圧を発生させる区間Ｔａを１秒間、１１５ＫＨｚ、グロー放電からアーク放電へと移行させるための区間Ｔｂを０．５秒間、５２ＫＨｚに設定する。この時間は放電灯がブレイクダウンに必要な時間と放電灯がグロー放電からアーク放電へと安定移行できるまでの様子を見ながら時間と周波数を設定する。
【００３５】
図１４は放電灯が点灯しなかった場合について、放電灯に流れる電流と印加される共振電圧の一例を示す。図１５は放電灯が始動電圧の印加途中でブレイクダウンした場合について、放電灯に流れる電流と印加される共振電圧の一例を示す。
【００３６】
（実施の形態１０）
図１６は本発明の実施の形態１０の回路図である。基本的な回路構成は図１と同様であるが、図１６の回路では、さらにイグナイタ８を備えている。イグナイタ８以外の構成及び動作については図１と同様である。上記各実施の形態では直流電源１の電源電圧および共振電圧を印加電圧として放電灯２を点灯させるものであったが、本実施の形態では、さらにイグナイタ８を備えていることにより低パルスでの始動が可能となっている。
【００３７】
始動動作時には、インダクタＬ２とコンデンサＣ２で決まる略共振周波数の高周波でスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を交互にオン、オフ動作させて、コンデンサＣ２の両端に共振電圧を発生させ、その共振電圧を電源として、イグナイタ８を動作させ、イグナイタ８のパルストランスＰＴより始動時に陽極から陰極に向けた電界を発生する始動パルスを放電灯２に印加する。
【００３８】
イグナイタ８の構成については、図示された構成に限定されるものではないが、ここでは、始動動作時に共振用のコンデンサＣ２に得られる高周波電圧のピーク値でダイオードＤ３を介してコンデンサＣ３を充電し、コンデンサＣ３の蓄積電荷を放電ギャップＧを介してパルストランスＰＴの１次巻線に供給している。コンデンサＣ３の充電電圧が放電ギャップＧのブレイクダウン電圧を越えると、放電ギャップＧを介してコンデンサＣ３の電荷が放電し、パルストランスＰＴの１次巻線にパルス状の電流が流れる。これによりパルストランスＰＴの２次巻線には巻数比に応じて昇圧された高電圧パルスが発生する。この高電圧パルスがコンデンサＣ２を介して放電灯２の両端に印加されることにより、放電灯２がブレイクダウンして、放電が開始される。
【００３９】
放電灯２には共振電圧とイグナイタ８により発生させた両方の電圧が印加され、高電圧パルスのみを印加するよりも低いパルス電圧で放電灯２をブレイクダウンさせることが出来る。
【００４０】
なお、イグナイタ８のコンデンサＣ３は共振電圧により充電されるので、イグナイタ８により発生させる始動パルスは、始動時の高周波動作時にのみ発生するものであり、定常時の直流点灯動作時にはイグナイタ８のパルス発生動作は自動的に停止する。
【００４１】
図１７（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態のイグナイタ８のパルストランスＰＴの配置例を示した図である。それ以外の構成は図１６と同様である。始動時に陰極から陽極に向けた電界を発生する始動パルスを放電灯２に印加する場合、始動時に陽極、陰極の両方向から電界を発生する始動パルスを放電灯２に印加する場合のイグナイタ８の配置例を示す。これらの構成においても図１６の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
【００４２】
このように、始動時に陽極から陰極に向けた電界を発生する始動パルスを放電灯に印加するイグナイタを具備する構成、始動時に陰極から陽極に向けた電界を発生する始動パルスを放電灯に印加するイグナイタを具備する構成、始動時に陽極、陰極の両方向から電界を発生する始動パルスを放電灯に印加するイグナイタを具備する構成のいずれを採用しても構わない。
【００４３】
以上の各実施の形態において、放電灯点灯装置は照明装置に内蔵されて照明装置の光源である放電灯を点灯させる用途に用いられても良いし、また、プロジェクタ用の光源としてのメタルハライドランプ等の高圧放電灯の点灯装置として用いられても良い。特に、液晶プロジェクタ等においては、点灯装置の周囲に精密な電子回路が多数配置されているので、イグナイタによる高圧パルスの影響を低減できることにより信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１の各スイッチング素子の動作を示す波形図である。
【図３】本発明の実施の形態２の回路図である。
【図４】本発明の実施の形態３の各スイッチング素子の動作を示す波形図である。
【図５】本発明の実施の形態４の各スイッチング素子の動作を示す波形図である。
【図６】本発明の実施の形態６の各スイッチング素子の動作を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の形態６の点灯装置の始動時に発生する共振電圧を示す波形図である。
【図８】本発明の実施の形態７の各スイッチング素子の動作を示す波形図である。
【図９】本発明の実施の形態８の各スイッチング素子の動作と共振電圧を示す波形図である。
【図１０】本発明の実施の形態８の各スイッチング素子の１サイクル分の動作を示す波形図である。
【図１１】本発明の実施の形態８の無負荷時の放電灯に印加される共振電圧と放電灯に流れる電流を示す波形図である。
【図１２】本発明の実施の形態８の無負荷時から途中で放電灯がブレイクダウンした場合の始動時から定常点灯直後までの放電灯に印加される共振電圧と放電灯に流れる電流を示す波形図である。
【図１３】本発明の実施の形態９の各スイッチング素子の動作を示す波形図である。
【図１４】本発明の実施の形態９の無負荷時の放電灯に印加される共振電圧と放電灯に流れる電流を示す波形図である。
【図１５】本発明の実施の形態９の無負荷時から途中で放電灯がブレイクダウンした場合の始動時から定常点灯直後までの放電灯に印加される共振電圧と放電灯に流れる電流を示す波形図である。
【図１６】本発明の実施の形態１０の回路図である。
【図１７】本発明の実施の形態１０のパルストランスの配置例を示す回路図である。
【図１８】従来例の回路図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  直流電源
２  放電灯
３  電流検出回路
４  電圧検出回路
５  演算回路
６  パルス幅変調回路
９  パルス発生回路
【図１】
2005038813.tif 000003
【図２】
2005038813.tif 000004
【図３】
2005038813.tif 000005
【図４】
2005038813.tif 000006
【図５】
2005038813.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005038813.tif 000009
【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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【図１８】
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