(57)【要約】  【課題】共振回路17に耐圧の低いコンデンサC6を用いることができる放電灯点灯装置を提供する。  【解決手段】中間タップ16を有するインダクタL2の一端側の巻線N1をインバータ回路14に接続し、他端側の巻線N2を高圧放電ランプ15に接続する。インダクタL2の中間タップ16を介して高圧放電ランプ15と並列にコンデンサC6を接続する。インダクタL2の巻線N1とコンデンサC6とで共振回路17を構成する。インダクタL2の巻線N1と巻線N2との巻数比に応じて昇圧した電圧を高圧放電ランプ15に印加して始動させる。始動時に高圧放電ランプ15に印加する印加電圧に比べて、コンデンサC6に印加する印加電圧を低くできる。  【選択図】図１
2007005130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給するインバータ回路と；
中間タップを有し一端がインバータ回路に接続されるとともに他端が放電ランプに接続されたインダクタ、およびインダクタの中間タップを介して放電ランプに並列に接続されたコンデンサを備えた共振回路と；
を具備していることを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプを点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧放電ランプを高周波点灯させる放電灯点灯装置には、インダクタとコンデンサとを直列に接続した共振回路を含むハーフブリッジ型のインバータ回路が一般的に用いられている。
【０００３】
また、インバータ回路などを用いた電子式の放電灯点灯装置のほかに、インバータ回路などは用いない磁気式の放電灯点灯装置がある。この磁気式の放電灯点灯装置では、商用交流電源にインダクタおよび高圧放電ランプを直列接続し、さらに、インダクタが有する中間タップを用いて、商用交流電源、インダクタの一次巻線、コンデンサおよび交流制限素子を直列接続した閉ループを構成している。そして、始動時には、商用交流電源の投入によって交流制限素子がオンし、商用交流電源、インダクタの一次巻線、コンデンサおよび交流制限素子の閉ループで共振し、この共振によってインダクタで高電圧パルスを発生し、この高電圧パルスを高圧放電ランプに印加して放電を開始させ、また、高圧放電ランプの点灯後は、交流制限素子がオフし、高電圧パルスの発生を停止し、インダクタが限流要素となって高圧放電ランプの点灯を安定させている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３４８０１１２号公報（第２−３、第５頁、図１、図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子式の放電灯点灯装置は、磁気式の放電灯点灯装置に対して、インバータ回路などを用いて高圧放電ランプの点灯を制御できるため、高効率化、安定化などの点で有利である。
【０００５】
ところで、始動時には高圧放電ランプの放電を開始させるため、点灯時の放電電圧より高い始動電圧を高圧放電ランプに印加する必要がある。
【０００６】
そのため、電子式の放電灯点灯装置では、共振回路のコンデンサに始動時の高い始動電圧の印加にも耐えられる高耐圧なものが必要となり、大形化するなど問題がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、共振回路に耐圧の低いコンデンサを用いることができて小形化できる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給するインバータ回路と；中間タップを有し一端がインバータ回路に接続されるとともに他端が放電ランプに接続されたインダクタ、およびインダクタの中間タップを介して放電ランプに並列に接続されたコンデンサを備えた共振回路と；を具備しているものである。
【０００９】
インバータ回路の直列接続された対のスイッチング素子として例えば電界効果トランジスタを交互にオン、オフさせることにより、インダクタとコンデンサとの共振回路によって共振する電圧を放電ランプに印加する。
【００１０】
放電ランプには、例えば高圧放電ランプ、蛍光ランプなどが含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の放電灯点灯装置によれば、インダクタの中間タップにコンデンサを接続して共振回路を構成したため、インダクタの一端側と他端側との巻数比に応じて昇圧した電圧を放電ランプに印加して確実に始動できるうえに、インダクタとコンデンサとを直列接続した場合に比べて、コンデンサの印加電圧を低くでき、耐圧の低いコンデンサを用いることができて小形化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１ないし図４に第１の実施の形態を示し、図１は放電灯点灯装置の回路図、図２は放電灯点灯装置の始動前のランプ端間電圧の周波数特性図、図３は放電灯点灯装置の波形図を示し、(a)はコンデンサの印加電圧の波形図、(b)はランプ端間の印加電圧の波形図、図４は放電灯点灯装置の点灯時の波形図である。
【００１４】
商用交流電源ｅにコンデンサC1、トランスTr1およびコンデンサC2を有するノイズフィルタ11が接続され、ノイズフィルタ11にダイオードD1，D2，D3，D4がブリッジ状に接続されて全波整流する整流回路12の入力端子が接続されている。この整流回路12の出力端子にコンデンサC3が接続され、コンデンサC3に昇圧チョッパ回路13が接続されている。
【００１５】
昇圧チョッパ回路13は、コンデンサC3に対して並列にインダクタL1、スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ1が接続され、この電界効果トランジスタQ1に対して並列にダイオードD5およびコンデンサC4の直列回路が接続されている。
【００１６】
昇圧チョッパ回路13には、ハーフブリッジ型のインバータ回路14が接続されている。このインバータ回路14は、コンデンサC4に対して並列にスイッチング素子としての電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3の直列回路が接続されている。電界効果トランジスタQ3には、直流カット用のコンデンサC5、および限流素子としても機能するインダクタL2を介して、例えばメタルハラルドランプなどの放電ランプとしての高圧放電ランプ15の両端のフィラメントが接続されている。
【００１７】
インダクタL2は、中間タップ16、この中間タップ16より一端側でインバータ回路14に接続される巻線N1、および中間タップ16より他端側で高圧放電ランプ15に接続される巻線N2を有している。
【００１８】
インダクタL2の中間タップ16を介して高圧放電ランプ15と並列にコンデンサC6が接続されている。そして、インダクタL2の巻線N1とコンデンサC6とで直列回路の共振回路17が構成されている。
【００１９】
また、電界効果トランジスタQ1のゲートには昇圧チョッパ回路制御部18が接続され、この昇圧チョッパ回路制御部18により、昇圧チョッパ回路13の出力電圧を検出し、電界効果トランジスタQ1を制御する。
【００２０】
また、電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3のゲートにはインバータ回路制御部19が接続され、このインバータ回路制御部19により、電界効果トランジスタQ2，Q3に流れる電流や、カレントトランスCTを用いて高圧放電ランプ15に流れるランプ電流を検出し、電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジスタQ3を制御する。
【００２１】
次に、放電灯点灯装置の動作について説明する。
【００２２】
商用交流電源ｅを投入すると、ノイズフィルタ11でノイズをカットし、整流回路12で全波整流した直流電圧を昇圧チョッパ回路13に印加する。
【００２３】
昇圧チョッパ回路13では、昇圧チョッパ回路制御部18により昇圧チョッパ回路13の出力電圧を検出して電界効果トランジスタQ1を制御し、直流電圧を昇圧してインバータ回路14に印加する。
【００２４】
インバータ回路14では、インバータ回路制御部19により電界効果トランジスタQ2と電界効果トランジスタQ3とを交互にオン、オフし、インダクタL2の巻線N1とコンデンサC6との共振回路17によって共振する電圧を高圧放電ランプ15に印加し、高圧放電ランプ15を始動させる。
【００２５】
このとき、インダクタL2の巻線N1とコンデンサC6との共振回路17の出力は図２に示すような周波数特性であって、インダクタL2の巻線N1，N2の巻数比倍に昇圧した高い始動電圧を高圧放電ランプ15間に印加し、確実に始動させる。
【００２６】
さらに、このときのコンデンサC6に印加する印加電圧の波形図を図３(a)に、高圧放電ランプ15に印加する印加電圧の波形図を図３(b)に示し、高圧放電ランプ15の印加電圧はコンデンサC6の印加電圧より高くなり、言い換えれば、コンデンサC6の印加電圧は高圧放電ランプ15が始動する印加電圧より低い。
【００２７】
また、高圧放電ランプ15が点灯する状態でのカレントトランスCTによって検出したランプ電流の波形図を図４に示し、インダクタL2の中間タップ16にコンデンサC6を接続した共振回路17で波形の一部に影響部分ａが生じるが、点灯効率が低下したり点灯が不安定になるものではない。
【００２８】
このように、インダクタL2の中間タップ16にコンデンサC6を接続して共振回路17を構成したため、インダクタL2の一端側と他端側との巻数比に応じて昇圧した電圧を高圧放電ランプ15に印加して確実に始動できるうえに、インダクタL2とコンデンサC6とを直列接続した場合に比べて、コンデンサC6の印加電圧を低くでき、耐圧の低いコンデンサを用いることができて小形化できる。
【００２９】
また、図５に第２の実施の形態を示す。
【００３０】
直流電源回路である昇圧チョッパ回路13の出力電圧を検出する直流電圧検出手段21、電界効果トランジスタQ2，Q3に流れる平均電流を検出する電流検出手段22、高圧放電ランプ15のランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段23、これら検出手段21，22，23の検出に基づいて高圧放電ランプ15の点灯を制御する制御手段24を備えている。
【００３１】
直流電圧検出手段21では、コンデンサC3と並列に抵抗R11およびコンデンサC11が接続され、インダクタL1の有する検出巻線L11にダイオードD11およびコンデンサC11を介して整流回路12の負極に接続され、また、電界効果トランジスタQ1に電流検出用の抵抗R12が直列に接続され、電界効果トランジスタQ1および抵抗R12の接続点が制御手段24に接続されている。
【００３２】
電流検出手段22では、電界効果トランジスタQ2，Q3に抵抗R13が直列に接続され、この抵抗R13に対して並列に抵抗R14およびコンデンサC12の直列回路が接続され、抵抗R14およびコンデンサC12の接続点が制御手段24に接続されている。
【００３３】
ランプ電圧検出手段23は、高圧放電ランプ15と並列に抵抗R15および抵抗R16の直列回路が接続され、抵抗R15および抵抗R16の接続点にコンデンサC13、ダイオードD12、コンデンサC14の直列回路が接続され、ダイオードD12およびコンデンサC14の直列回路に対して並列にダイオードD13が接続されている。
【００３４】
制御手段24は、直流電圧検出手段21で検出される直流電圧と電流検出手段22で検出される電流との積が、ランプ電圧検出結果に応じた所定の値になるように、電界効果トランジスタQ1，Q2の周波数を制御する。
【００３５】
そして、点灯中の高圧放電ランプ15のランプ電流の検出を、抵抗13、抵抗14、コンデンサC12で構成される電流検出手段22で検出することができる。この電流検出手段22を用いることにより、カレントトランスCTを用いるよりも部品を小さくすることができる。さらには、抵抗R13に流れている直流電流を検出しているので、高周波の部分で検出するよりも誤差を少なくできる。
【００３６】
なお、高圧放電ランプに限らず、蛍光ランプなどの放電ランプの点灯装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】同上放電灯点灯装置の始動前のランプ端間電圧の周波数特性図である。
【図３】同上放電灯点灯装置の波形図を示し、(a)はコンデンサの印加電圧の波形図、(b)はランプ端間の印加電圧の波形図である。
【図４】同上放電灯点灯装置の点灯時の波形図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【符号の説明】
【００３８】
14    インバータ回路
15    放電ランプとしての高圧放電ランプ
16    中間タップ
17    共振回路
C6    コンデンサ
L2    インダクタ
【図１】
2007005130.tif 000003
【図２】
2007005130.tif 000004
【図３】
2007005130.tif 000005
【図４】
2007005130.tif 000006
【図５】
2007005130.tif 000007