(57)【要約】【課題】インバータ回路を確実に起動させることが可能であり、効率の良い安価な電源装置を提供する。【解決手段】インバータ制御回路６０は、インバータ回路３０のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２へゲート電圧を供給することで、インバータ回路３０のスイッチング制御を行う。制御電源電圧検出回路６５にて制御電源電圧Ｖｃｃが所定の基準電圧Ｖｔｈ１より低下したことを検出すると、インバータ回路３０の動作を停止させる。インバータ回路３０が動作を開始してから所定時間経過するまでは、マスク信号出力部６５ａの出力がローレベルであり、制御電源電圧Ｖｃｃの検出を無効とする。これにより、回路起動時に制御電源電圧Ｖｃｃが一時的に低下してもインバータ回路３０を起動可能にする。【選択図】図１
2013089461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の両端に接続される少なくとも１つのスイッチング素子を有し、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、
前記スイッチング素子を制御するインバータ制御回路と、
前記インバータ制御回路へ電源を供給する制御電源回路と、
前記インバータ制御回路の制御電源電圧を検出する制御電源電圧検出回路と、を備え、
前記インバータ制御回路は、前記制御電源電圧の低下を検出したときに前記インバータ回路の動作を停止させる機能を有し、
前記インバータ回路が動作を開始してから所定時間経過するまで前記制御電源電圧の検出を無効とする起動時動作マスク部を備える、電源装置。
【請求項２】
前記インバータ回路は、
直列に接続された２つのスイッチング素子と、
前記２つのスイッチング素子のうちハイサイド側を駆動する電源を供給するブートストラップ回路とを有する請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記起動時動作マスク部は、前記インバータ回路が動作を開始してからの所定時間を計測するタイマ回路を有する請求項１または２記載の電源装置。
【請求項４】
前記起動時動作マスク部は、前記インバータ回路の発振回数をカウントすることにより、前記インバータ回路が動作を開始してからの所定時間を計測するカウンタ回路を有する請求項１または２記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば放電灯点灯装置等に用いられる電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流電圧を出力する直流電源と、直流電源の両端に少なくとも１つのスイッチング素子を有し直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路とを備えた電源装置が広く用いられている。
【０００３】
例えば、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置においては、スイッチング素子の発振動作により放電灯に高周波電力を供給し、放電灯を効率よく点灯させるインバータ回路を備えた電源装置が主流となっている。
【０００４】
放電灯点灯装置のインバータ回路は、交流電圧のハイサイドを出力するスイッチング素子とローサイドを出力するスイッチング素子とによって構成されるものが多い。スイッチング素子には、例えば電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴと記載する）が用いられる。この種の電源装置は、インバータ回路のスイッチング素子をオン・オフ制御するインバータ制御回路と、インバータ制御回路へ電源を供給する制御電源回路とを備え、インバータ回路の動作を制御するようになっている。この場合、インバータ制御回路の制御電源電圧は制御電源回路にて生成される。
【０００５】
また、放電灯点灯装置のインバータ回路にはブートストラップ回路を備えたものがある。ブートストラップ回路は、ローサイドのＭＯＳＦＥＴがオンとなったときにブートストラップ回路を構成するコンデンサに充電を行い、これにより生じた電圧をハイサイドのＭＯＳＦＥＴのゲートへ印加することにより、ハイサイドのＭＯＳＦＥＴをオンにするものである（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０８００２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなインバータ回路を備えた電源装置において、インバータ制御回路に与えられる制御電源電圧を検出する制御電源電圧検出回路を有し、制御電源電圧の低下を検出したときに、異常判定を行ってインバータ回路を停止させる機能を有するものがある。
【０００８】
ここで、ブートストラップ回路を備えた電源装置において、上記の制御電源電圧の検出及びインバータ回路の動作制御を行う場合を想定する。この場合、制御電源電圧検出回路にて制御電源電圧の低下を検出し、制御電源回路の出力電圧が特定の基準電圧値を下回ったときには、異常であると判定してインバータ回路の動作を停止させる。これにより、制御電源電圧の低下によってインバータ回路が期待外動作となることを回避でき、装置を構成する各部品に想定外のストレスが発生することを防止できる。
【０００９】
しかし、ブートストラップ回路を備えた電源装置では、インバータ回路が動作を開始したときに制御電源電圧が一時的に低下する。特にローサイドのスイッチング素子が初めてオンになるとき、制御電源電圧の低下は大きい。このとき、制御電源電圧の検出によってインバータ回路の動作制御を行うと、インバータ制御回路を駆動するための制御電源電圧を確保できたとしても、起動時にインバータ回路を起動することができないことがある。すなわち、制御電源電圧検出回路により制御電源電圧の低下を検出してインバータ回路を停止させると、スイッチング素子の発振が停止してしまい、インバータ回路を起動することができない。
【００１０】
この問題を回避するには、インバータ回路が動作を開始する際、制御電源電圧が基準電圧値を下回らないように対策を施す必要がある。しかしながら、対策を施すことによって、起動時間が長くなる、効率の悪化、コスト上昇などの問題が生じる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、インバータ回路を確実に起動させることが可能であり、効率の良い安価な電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電源装置は、直流電源の両端に接続される少なくとも１つのスイッチング素子を有し、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、前記スイッチング素子を制御するインバータ制御回路と、前記インバータ制御回路へ電源を供給する制御電源回路と、前記インバータ制御回路の制御電源電圧を検出する制御電源電圧検出回路と、を備え、前記インバータ制御回路は、前記制御電源電圧の低下を検出したときに前記インバータ回路の動作を停止させる機能を有し、前記インバータ回路が動作を開始してから所定時間経過するまで前記制御電源電圧の検出を無効とする起動時動作マスク部を備える。
【００１３】
また、本発明は、上記の電源装置であって、前記インバータ回路は、直列に接続された２つのスイッチング素子と、前記２つのスイッチング素子のうちハイサイド側を駆動する電源を供給するブートストラップ回路とを有するものを含む。
【００１４】
また、本発明は、上記の電源装置であって、前記起動時動作マスク部は、前記インバータ回路が動作を開始してからの所定時間を計測するタイマ回路を有するものを含む。
【００１５】
また、本発明は、上記の電源装置であって、前記起動時動作マスク部は、前記インバータ回路の発振回数をカウントすることにより、前記インバータ回路が動作を開始してからの所定時間を計測するカウンタ回路を有するものを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インバータ回路を確実に起動させることが可能であり、効率の良い安価な電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路構成図
【図２】第１の実施形態の放電灯点灯装置における各部の動作波形を示すタイミングチャート
【図３】本実施形態の放電灯点灯装置を備える照明器具の構成を示す外観図
【図４】第２の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路構成図
【図５】カウンタ回路の構成例を示す図
【図６】図５のカウンタ回路における各部の動作波形を示すタイミングチャート
【図７】第２の実施形態の放電灯点灯装置における各部の動作波形を示すタイミングチャート
【図８】放電灯点灯装置の構成例を示す回路構成図
【図９】図８の構成例の放電灯点灯装置における起動時の動作を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の実施形態では、電源装置の例として、放電灯点灯装置に適用した構成を示す。
【００１９】
（放電灯点灯装置の構成例）
まず、ブートストラップ回路を備えた放電灯点灯装置の構成例及びその動作について説明する。図８は、放電灯点灯装置の構成例を示す回路構成図である。
【００２０】
放電灯点灯装置５１０は、直流電源５２０と、インバータ回路５３０と、共振回路５４０と、制御電源回路５５０と、インバータ制御回路５６０とを有して構成されている。ここでは、主要部の動作を中心に説明し、回路構成等についての詳細な説明を省略する。
【００２１】
インバータ回路５３０は、発振部５３１とブートストラップ回路５３２とを備えている。発振部５３１は、例えばスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を直列接続したハーフブリッジインバータで構成されており、直流電源５２０の出力端間に接続されている。スイッチング素子Ｑ１はハイサイドに接続され、スイッチング素子Ｑ２はローサイドに接続されている。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートには、それぞれゲート抵抗Ｒ３１、Ｒ３２を介して、インバータ制御回路５６０の駆動回路５６１からの駆動信号が入力され、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が交互にスイッチングするようになっている。インバータ回路５３０は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング動作（発振動作）により、直流電源５２０が生成する直流電圧Ｖｉｎを交流電圧に変換して共振回路５４０に出力する。
【００２２】
ブートストラップ回路５３２は、コンデンサＣ３１とダイオードＤ３１とを有して構成される。ブートストラップ回路５３２は、スイッチング素子Ｑ１がオフ、Ｑ２がオンである期間に、制御電源回路５５０のコンデンサＣ５２の両端電圧を印加することにより、コンデンサＣ３１に充電を行う。コンデンサＣ３１に充電した電圧は、スイッチング素子Ｑ１を駆動させるための電源となる。
【００２３】
共振回路５４０は、インダクタＬ４１と、共振用のコンデンサＣ４１と、直流カット用のコンデンサＣ４２とを有して構成される。共振回路５４０は、インバータ回路５３０の出力電力の周波数（発振周波数）により出力特性が変化し、発振周波数が低くなると出力が増加し、発振周波数が高くなると出力が減少する。共振回路５４０の出力には放電灯Ｌａが接続されており、インバータ回路５３０から出力される高周波電力が共振回路５４０を介して供給されることにより、放電灯Ｌａが点灯する。
【００２４】
制御電源回路５５０は、起動回路５５１と、ダイオードＤ５１、Ｄ５２と、ツェナーダイオードＺＤ５１、コンデンサＣ５１、Ｃ５２とを有して構成される。制御電源回路５５０は、コンデンサＣ５２の両端電圧（以降、制御電源電圧Ｖｃｃと称す）を出力電圧として、インバータ制御回路５６０の駆動回路５６１の電源として機能している。コンデンサＣ５２は、インバータ回路５３０が発振を開始する前は、起動回路５５１を通じて直流電源５２０からの直流電圧Ｖｉｎが印加されることによって充電される。また、インバータ回路５３０が発振を開始した後は、コンデンサＣ５２は、発振部５３１のスイッチング動作によって生成される交流電圧が、ダイオードＤ５１、Ｄ５２を通じて整流されて印加されることによって充電される。
【００２５】
インバータ制御回路５６０は、駆動回路５６１と、周波数制御回路５６２と、タイマ回路５６３と、制御電源電圧検出回路５６５とを備えている。駆動回路５６１は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の各々に駆動信号を出力することで、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング制御を行っている。タイマ回路５６３は、駆動回路５６１が駆動信号を出力してからの経過時間を計測している。周波数制御回路５６２は、タイマ回路５６３が計測した経過時間に基づいて、駆動回路５６１が出力する駆動信号の周波数を制御することで、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数（発振周波数）を制御している。また、周波数制御回路５６２は、制御電源電圧検出回路５６５の出力レベルを監視しており、制御電源電圧検出回路５６５の出力レベルがハイレベルになると、駆動回路５６１が出力する駆動信号をローレベルに固定することで、インバータ回路５３０の動作を停止させる。
【００２６】
制御電源電圧検出回路５６５は、コンパレータＣＰ６１と、基準電圧生成部Ｅ６１とを備えている。コンパレータＣＰ６１の非反転入力端子は基準電圧生成部Ｅ６１が接続されており、基準電圧Ｖｔｈ１が印加される。コンパレータＣＰ６１の反転入力端子は、制御電源電圧Ｖｃｃが印加される。制御電源電圧検出回路５６５は、コンパレータＣＰ６１により制御電源電圧Ｖｃｃを基準電圧Ｖｔｈ１と比較し、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ると、出力レベルがローレベルからハイレベルに反転する。これに伴って、周波数制御回路５６２は駆動回路５６１から出力される駆動信号をローレベルとし、インバータ回路５３０の動作が停止する。
【００２７】
制御電源電圧検出回路５６５を設けない場合、制御電源電圧Ｖｃｃが低下してインバータ制御回路５６０を駆動するために必要な電源を供給できなくなったとき、対応動作ができないので、インバータ制御回路５６０が期待外動作を起こすことがある。このような場合、放電灯点灯装置を構成する各部品に想定外のストレスが発生する恐れがある。制御電源電圧検出回路６５を用いることにより、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ったときに、これを検出してインバータ回路５３０の動作を即座に停止させ、インバータ回路５３０が期待外動作となることを回避できる。これによって、放電灯点灯装置を構成する各部品に想定外のストレスが発生することを防止できる。
【００２８】
上記のように構成された放電灯点灯装置５１０において、定常時の消費電流を削減し、回路の動作効率を向上させるためには、制御電源電圧Ｖｃｃをできるだけ低く設定するのが好ましい。
【００２９】
しかし、この放電灯点灯装置５１０において、インバータ回路５３０が動作を開始したときに制御電源電圧Ｖｃｃは一時的に低下する。特にスイッチング素子Ｑ２が初めてオンになるとき、制御電源電圧Ｖｃｃの低下は大きい。まず、この現象について説明する。
【００３０】
インバータ回路５３０が動作を開始すると、初めにローサイドのスイッチング素子Ｑ２がオンとなる。このとき、制御電源回路５５０のコンデンサＣ５２の両端電圧、すなわち制御電源電圧Ｖｃｃが、ブートストラップ回路５３２のコンデンサＣ３１に印加されることでコンデンサＣ３１は充電される。ただし、コンデンサＣ３１は制御電源電圧Ｖｃｃが印加される前に電荷を蓄積していないため、多量の電荷が制御電源回路５５０のコンデンサＣ５２からコンデンサＣ３１へと引き抜かれる。さらに、スイッチング素子Ｑ２が初めてオンになった瞬間は、制御電源回路５５０のコンデンサＣ５１を通じてコンデンサＣ５２へ充電することができないため、コンデンサＣ５１に蓄積された電荷が不足し、制御電源電圧Ｖｃｃは一時的に低下することになる。
【００３１】
このように、インバータ回路５３０が動作を開始したときに制御電源電圧Ｖｃｃが低下したとしても、インバータ制御回路５６０を駆動するための電源電圧と、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を駆動するための電源電圧を確保しなければならない。ＩＣ等で構成されたインバータ制御回路５６０を駆動するために必要な電源電圧は、インバータ制御回路５６０が動作しなくなる電圧、またはスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の駆動に必要な電圧よりも、余裕をもって若干高めに設定される。一般的には１０Ｖ以上で設計することが多い。よって、インバータ制御回路５６０を駆動するための電源電圧として制御電源電圧Ｖｃｃを確保するように、制御電源回路５５０のコンデンサＣ５２及びブートストラップ回路５３２のコンデンサＣ３１の値を設定することが必須である。
【００３２】
例えば、制御電源回路５５０のコンデンサＣ５２は容量を大きく設定し、コンデンサＣ５２が蓄積する電荷を増やすことで、ブートストラップ回路５３２のコンデンサＣ３１に充電が行われた場合の制御電源電圧Ｖｃｃの低下を抑える。また、ブートストラップ回路５３２のコンデンサＣ３１は容量を小さく設定し、コンデンサＣ３１の充電に必要な電荷を少なくする。このようにして、ブートストラップ回路５３２の動作により一時的に制御電源電圧Ｖｃｃが低下したとしても、インバータ制御回路５６０を駆動するための電源電圧を確保することは可能である。
【００３３】
しかし、このようにして起動時にインバータ制御回路５６０を駆動するための電源電圧を確保できたとしても、上記のように制御電源電圧検出回路６５を用いた動作制御を行うようにすると、インバータ回路５３０を起動することができないことがある。すなわち、制御電源電圧検出回路６５により制御電源電圧Ｖｃｃの低下を検出してインバータ回路５３０を停止させる制御を行うと、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の発振が停止してしまい、インバータ回路５３０を起動することができない。
【００３４】
図９は、図８の構成例の放電灯点灯装置５１０における起動時の動作を示すタイミングチャートであり、制御電源電圧Ｖｃｃとスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の電圧波形を示したものである。図９において、（Ａ）は制御電源電圧Ｖｃｃの検出及びインバータ回路５３０の動作制御を行わない場合、（Ｂ）は制御電源電圧Ｖｃｃの低下を検出してインバータ回路５３０の動作制御を行った場合をそれぞれ示している。
【００３５】
上記起動時の問題を回避するには、インバータ回路が動作を開始する際、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回らないように対策を施す必要がある。
【００３６】
例えば、制御電源回路５５０のコンデンサＣ５２の容量をさらに大きく設定する対策がある。しかし、この場合、電源投入時にコンデンサＣ５２を充電する時間が長くなるため、制御電源電圧Ｖｃｃの立ち上がりが遅くなり、起動に時間がかかるという問題が生じる。また、起動の時間を短くするためには、起動回路５５１の供給電流を増やす必要があり、電源装置のコスト上昇につながる。
【００３７】
他には、ブートストラップ回路５３２のダイオードＤ３１と直列に抵抗を挿入する対策がある。これにより、ブートストラップ回路５３２のコンデンサＣ３１を充電する際に、制御電源回路５５０のコンデンサＣ５２から急速に電荷が引き抜かれることを抑制し、制御電源電圧Ｖｃｃの低下を抑えられる。しかし、この場合、コンデンサＣ３１の立ち上がりが遅くなり、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧を確保することが困難になるという問題が生じる。また、挿入した抵抗によって電力損失が増え、効率が悪化するという問題が生じる。
【００３８】
そこで、以下の実施形態では、制御電源電圧の低下を検出してインバータ回路を停止させる制御を行う場合であっても、インバータ回路を確実に起動させることが可能であり、消費電力を抑えた安価な構成を実現した放電灯点灯装置の構成を示す。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路構成図である。
【００４０】
放電灯点灯装置１０Ａは、直流電源２０と、インバータ回路３０と、共振回路４０と、制御電源回路５０と、インバータ制御回路６０とを有して構成されている。
【００４１】
直流電源２０は、直流電圧Ｖｉｎを生成し、インバータ回路３０に出力する。
【００４２】
インバータ回路３０は、発振部３１とブートストラップ回路３２とを備えている。発振部３１は、例えばｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を直列接続したハーフブリッジインバータで構成されており、直流電源２０の出力端間に接続されている。スイッチング素子Ｑ１はハイサイドに接続され、スイッチング素子Ｑ２はローサイドに接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、ゲート抵抗Ｒ３１を介してインバータ制御回路６０の駆動回路６１に接続され、スイッチング素子Ｑ２は、ゲート抵抗Ｒ３２を介して駆動回路６１に接続されている。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートには、それぞれ駆動回路６１からの駆動信号が入力され、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が交互にスイッチングするようになっている。インバータ回路３０は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング動作（発振動作）により、直流電源２０が生成する直流電圧Ｖｉｎを、例えば５０〜１００ｋＨｚ程度の交流電圧に変換して共振回路４０に出力する。
【００４３】
ブートストラップ回路３２は、コンデンサＣ３１とダイオードＤ３１とを有して構成され、スイッチング素子Ｑ１のソースと、制御電源回路５０とに接続されている。ブートストラップ回路３２は、スイッチング素子Ｑ１がオフ、Ｑ２がオンである期間に、制御電源回路５０のコンデンサＣ５２の両端電圧を印加することにより、コンデンサＣ３１に充電を行う。コンデンサＣ３１に充電した電圧は、スイッチング素子Ｑ１を駆動させるための電源となる。
【００４４】
共振回路４０は、インダクタＬ４１と、共振用のコンデンサＣ４１と、直流カット用のコンデンサＣ４２とを有して構成され、インバータ回路３０の出力に接続されている。共振回路４０は、インバータ回路３０の出力電力の周波数（発振周波数）により出力特性が変化し、発振周波数が低くなると出力が増加し、発振周波数が高くなると出力が減少する。共振回路４０の出力には放電灯Ｌａが接続されており、インバータ回路３０から出力される高周波電力が共振回路４０を介して供給されることにより、放電灯Ｌａが点灯する。
【００４５】
制御電源回路５０は、起動回路５１と、ダイオードＤ５１、Ｄ５２と、ツェナーダイオードＺＤ５１、コンデンサＣ５１、Ｃ５２とを有して構成される。ダイオードＤ５１は、アノードがグラウンドに接続され、カソードがコンデンサＣ５１を介して発振部３１のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点に接続される。ダイオードＤ５２は、アノードがダイオードＤ５１とコンデンサＣ５２の接続点に接続され、カソードがコンデンサＣ５２とツェナーダイオードＺＤ５１との並列回路を介してグラウンドに接続される。
【００４６】
制御電源回路５０は、コンデンサＣ５２の両端の制御電源電圧Ｖｃｃを出力電圧として、インバータ制御回路６０の駆動回路６１の電源として機能している。コンデンサＣ５２は、インバータ回路３０が発振を開始する前は、起動回路５１を通じて直流電源２０からの直流電圧Ｖｉｎが印加されることによって充電される。また、インバータ回路３０が発振を開始した後は、コンデンサＣ５２は、発振部３１のスイッチング動作によって生成される交流電圧が、ダイオードＤ５１、Ｄ５２を通じて整流されて印加されることによって充電される。
【００４７】
インバータ制御回路６０は、駆動回路６１と、周波数制御回路６２と、タイマ回路６３と、制御電源電圧検出回路６５とを備えている。駆動回路６１は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の各々に駆動信号を出力することで、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング制御を行っている。タイマ回路６３は、駆動回路６１が駆動信号を出力してからの経過時間を計測している。周波数制御回路６２は、タイマ回路６３が計測した経過時間に基づいて、駆動回路６１が出力する駆動信号の周波数を制御することで、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング周波数（発振周波数）を制御している。また、周波数制御回路６２は、制御電源電圧検出回路６５の出力レベルを監視しており、制御電源電圧検出回路６５の出力レベルがハイレベルになると、駆動回路６１が出力する駆動信号をローレベルに固定することで、インバータ回路３０の動作を停止させる。
【００４８】
制御電源電圧検出回路６５は、コンパレータＣＰ６１と、基準電圧生成部Ｅ６１と、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１と、マスク信号出力部６５ａとを備えている。コンパレータＣＰ６１の非反転入力端子は基準電圧生成部Ｅ６１が接続されており、基準電圧Ｖｔｈ１が印加される。コンパレータＣＰ６１の反転入力端子は、制御電源電圧Ｖｃｃが印加される。コンパレータＣＰ６１は、制御電源電圧Ｖｃｃを基準電圧Ｖｔｈ１と比較し、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ると、出力レベルがローレベルからハイレベルに反転する。ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の一方の入力端子はコンパレータＣＰ６１の出力端子に接続され、他方の入力端子はマスク信号出力部６５ａに接続されている。
【００４９】
マスク信号出力部６５ａは、タイマ回路６３にて計時された経過時間に基づき、少なくともスイッチング素子Ｑ２がインバータ回路起動時に初めてオンとなってから所定の期間は出力レベルをローレベルとする。すなわち、マスク信号出力部６５ａは、インバータ回路起動時の所定期間だけ制御電源電圧検出回路６５の検出動作をマスクし、検出無効とする。ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の出力端子は、制御電源電圧検出回路６５の出力として周波数制御回路６２に接続されている。ここで、タイマ回路６３、マスク信号出力部６５ａ、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１が起動時動作マスク部の機能を実現する。よって、制御電源電圧検出回路６５は、スイッチング素子Ｑ２がインバータ回路起動時に初めてオンとなってから所定の期間経過後に、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ったときに、出力レベルがローレベルからハイレベルに反転する。これに伴って、周波数制御回路６２は駆動回路６１から出力される駆動信号をローレベルとし、インバータ回路３０の動作が停止する。
【００５０】
次に、第１の実施形態の放電灯点灯装置１０Ａの動作を説明する。図２は、第１の実施形態の放電灯点灯装置１０Ａにおける各部の動作波形を示すタイミングチャートである。図２（ａ）は、制御電源電圧Ｖｃｃを示している。図２（ｂ）は、スイッチング素子Ｑ２のゲート信号の出力レベルを示している。図２（ｃ）は、スイッチング素子Ｑ１のゲート信号の出力レベルを示している。図２（ｄ）は、コンパレータＣＰ６１の出力レベルを示している。図２（ｅ）は、マスク信号出力部６５ａの出力レベルを示している。図２（ｆ）は、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の出力レベルを示している。
【００５１】
まず、時間ｔ０において、電源が投入されると、制御電源電圧Ｖｃｃが発生する。時間ｔ１において、駆動回路６１からスイッチング素子Ｑ２に対してゲート信号の出力が開始される。このとき、ブートストラップ回路３２の動作により、制御電源電圧Ｖｃｃが一時的に低下する。
【００５２】
そして、時間ｔ２において、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ると、コンパレータＣＰ６１の出力レベルがローレベルからハイレベルとなる。一方、インバータ回路起動時にスイッチング素子Ｑ２が初めてオンしてから所定の期間経過するまでは、マスク信号出力部６５ａの出力レベルがローレベルとなっており、制御電源電圧Ｖｃｃの検出を無効としている。このため、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の出力レベルはローレベルを維持する。このように、ブートストラップ回路３２によりインバータ回路起動時に制御電源電圧Ｖｃｃが一時的に基準電圧Ｖｔｈ１を下回ったとしても、インバータ回路３０を起動させることができる。
【００５３】
スイッチング素子Ｑ２がインバータ起動時に初めてオンとなってから所定の期間が経過した時間ｔ３において、マスク信号出力部６５ａの出力レベルがローレベルからハイレベルとなり、制御電源電圧Ｖｃｃの検出が有効となる。制御電源電圧Ｖｃｃの検出が有効になった後の時間ｔ４において、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ると、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の出力レベルがローレベルからハイレベルとなり、インバータ回路３０は動作を停止する。
【００５４】
上述したように、本実施形態によれば、ブートストラップ回路の動作によりインバータ回路起動時に制御電源電圧が一時的に基準電圧値を下回るような場合であっても、インバータ回路を確実に起動させることができる。本実施形態は、マスク信号出力部６５ａとＡＮＤ論理素子Ｇ６１を設けるのみの簡易な構成で実現可能である。この際、インバータ回路起動時の対策のために、起動時間の長期化、電力損失の増加、効率の悪化などを招くこともない。
【００５５】
ここで、本実施形態の放電灯点灯装置１０Ａを用いた照明器具の構成例を示す。図３は、本実施形態の放電灯点灯装置１０Ａを備える照明器具７０の構成を示す外観図である。
【００５６】
本実施形態の照明器具７０は、放電灯点灯装置１０Ａと、放電灯Ｌａと、器具本体８０とを備えている。器具本体８０は、略矩形箱状に形成され、内部に放電灯点灯装置１０Ａを収納している。器具本体８０の長手方向両側には、一対のソケット９０が設けられており、これらのソケット９０の間に直管型の放電灯Ｌａが装着されている。この構成において、放電灯点灯装置１０Ａからソケット９０を介して放電灯Ｌａに電力が供給されて、放電灯Ｌａが点灯する。
【００５７】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路構成図である。なお、図１に示した第１の実施形態の放電灯点灯装置１０Ａと同様の構成には、同一符号を付して説明は省略する。
【００５８】
第２の実施形態の放電灯点灯装置１０Ｂは、インバータ制御回路６０Ｂの構成が第１の実施形態と異なる。直流電源２０、インバータ回路３０、共振回路４０、制御電源回路５０の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５９】
インバータ制御回路６０Ｂは、駆動回路６１と、周波数制御回路６２と、タイマ回路６３と、カウンタ回路６４と、制御電源電圧検出回路６５と、を備えている。カウンタ回路６４は、入力端が駆動回路６１のスイッチング素子Ｑ２へのゲート信号出力に接続され、スイッチング素子Ｑ２のゲート信号の出力レベルを監視しており、当該ゲート信号が出力された回数、すなわちインバータ回路３０の発振回数をカウントする。カウンタ回路６４は、当該ゲート信号が出力された回数が所定の基準回数Ｎ１（Ｎ１≧２）回に達すると、マスク信号出力部６５ａへ出力するカウンタ出力信号の出力レベルをローレベルからハイレベルに変化させる。例えば、Ｎ１＝２［回］として基準回数を設定すれば、インバータ起動時に発振部３１のスイッチング素子Ｑ２が初めてオンとなっている期間は、制御電源電圧Ｖｃｃの検出が無効となる。ここで、カウンタ回路６４、マスク信号出力部６５ａ、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１が起動時動作マスク部の機能を実現する。
【００６０】
図５は、カウンタ回路６４の構成例を示す図であり、Ｎ１＝２［回］としてフリップフロップを用いて構成した例を示している。図６は図５のカウンタ回路６４における各部の動作波形を示すタイミングチャートである。
【００６１】
カウンタ回路６４は、Ｔフリップフロップ６４１と、ＲＳフリップフロップ６４２とが直列接続されている。スイッチング素子Ｑ２へのゲート信号出力が反転されてＴフリップフロップ６４１のＴ入力に入力され、Ｔフリップフロップ６４１のＱ出力がＲＳフリップフロップ６４２のＳ入力に入力される。ＲＳフリップフロップ６４２のＱ出力がカウンタ回路６４の出力となり、マスク信号出力部６５ａへ出力される。なお、図示しないが、ＲＳフリップフロップ６４２のＲ入力にはローレベルが入力される。
【００６２】
この構成により、カウンタ回路６４は、スイッチング素子Ｑ２のゲート信号出力の立ち下がりでＴフリップフロップ６４１のＱ出力が交互に反転し、ＲＳフリップフロップ６４２のＱ出力は、一度ローレベルからハイレベルになった後はハイレベルを維持する。すなわち、カウンタ回路６４は、電源投入後、スイッチング素子Ｑ２のゲート信号出力が１回目にローレベル→ハイレベル→ローレベルとなったときに、カウンタ出力がローレベルからハイレベルとなり、以後はカウンタ出力をハイレベルに維持する。
【００６３】
このように、カウンタ回路６４は、スイッチング素子Ｑ２のゲート信号の出力回数がＮ１＝２［回］に達すると、カウンタ出力信号の出力レベルがローレベルからハイレベルに変化する。これにより、マスク信号出力部６５ａは、インバータ回路起動時のゲート信号の出力回数が所定回数となるまで制御電源電圧検出回路６５の検出動作をマスクし、検出無効とする。なお、マスク信号出力部６５ａは、カウンタ回路６４の出力とタイマ回路６３の出力とを併用して、所定時間経過するまでは制御電源電圧Ｖｃｃの検出を無効とするようにしてもよい。
【００６４】
制御電源電圧検出回路６５は、スイッチング素子Ｑ２がインバータ回路起動時に初めてオンとなってから所定回数オンオフした後に、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ったときに、出力レベルがローレベルからハイレベルに反転する。これに伴って、周波数制御回路６２は駆動回路６１から出力される駆動信号をローレベルとし、インバータ回路３０の動作が停止する。
【００６５】
次に、第２の実施形態の放電灯点灯装置１０Ｂの動作を説明する。図７は、第２の実施形態の放電灯点灯装置１０Ｂにおける各部の動作波形を示すタイミングチャートである。図７（ａ）は、制御電源電圧Ｖｃｃを示している。図７（ｂ）は、スイッチング素子Ｑ２のゲート信号の出力レベルを示している。図７（ｃ）は、スイッチング素子Ｑ１のゲート信号の出力レベルを示している。図７（ｄ）は、コンパレータＣＰ６１の出力レベルを示している。図７（ｅ）は、カウンタ回路６４の出力レベルを示している。図７（ｆ）は、マスク信号出力部６５ａの出力レベルを示している。図７（ｇ）は、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の出力レベルを示している。
【００６６】
まず、時間ｔ０において、電源が投入されると、制御電源電圧Ｖｃｃが発生する。時間ｔ１において、駆動回路６１からスイッチング素子Ｑ２に対してゲート信号の出力が開始される。このとき、ブートストラップ回路３２の動作により、制御電源電圧Ｖｃｃが一時的に低下する。
【００６７】
そして、時間ｔ２において、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ると、コンパレータＣＰ６１の出力レベルがローレベルからハイレベルとなる。このとき、スイッチング素子Ｑ２のゲート信号が出力された回数は１回であり、基準回数Ｎ１に達しないため、カウンタ回路６４の出力レベルはローレベルを維持する。これにより、マスク信号出力部６５ａの出力レベルもローレベルとなり、制御電源電圧Ｖｃｃの検出を無効とする。このため、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の出力レベルはローレベルを維持する。このように、ブートストラップ回路３２によりインバータ回路起動時に制御電源電圧Ｖｃｃが一時的に基準電圧Ｖｔｈ１を下回ったとしても、インバータ回路３０を起動させることができる。
【００６８】
時間ｔ２以降は、カウンタ回路６４の出力レベルがハイレベルとなるため、マスク信号出力部６５ａの出力レベルもハイレベルとなり、制御電源電圧Ｖｃｃの検出が有効になる。制御電源電圧Ｖｃｃの検出が有効になった後の時間ｔ３において、制御電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｔｈ１を下回ると、ＡＮＤ論理素子Ｇ６１の出力レベルがローレベルからハイレベルとなり、インバータ回路３０は動作を停止する。
【００６９】
上述したように、本実施形態によれば、ブートストラップ回路の動作によりインバータ回路起動時に制御電源電圧が一時的に基準電圧値を下回るような場合であっても、インバータ回路を確実に起動させることができる。本実施形態は、カウンタ回路６４とマスク信号出力部６５ａとＡＮＤ論理素子Ｇ６１を設けるのみの簡易な構成で実現可能である。この際、インバータ回路起動時の対策のために、起動時間の長期化、電力損失の増加、効率の悪化などを招くこともない。
【００７０】
なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０Ａ、１０Ｂ  放電灯点灯装置
２０  直流電源
３０  インバータ回路
３１  発振部
３２  ブートストラップ回路
４０  共振回路
５０  制御電源回路
５１  起動回路
６０、６０Ｂ  インバータ制御回路
６１  駆動回路
６２  周波数制御回路
６３  タイマ回路（起動時動作マスク部）
６４  カウンタ回路（起動時動作マスク部）
６４１  Ｔフリップフロップ
６４２  ＲＳフリップフロップ
６５  制御電源電圧検出回路
６５ａ  マスク信号出力部（起動時動作マスク部）
７０  照明器具
８０  器具本体
９０  ソケット
Ｑ１、Ｑ２  スイッチング素子
Ｃ３１、Ｃ５１、Ｃ５２  コンデンサ
Ｄ３１、Ｄ５１、Ｄ５２  ダイオード
ＺＤ５１  ツェナーダイオード
ＣＰ６１  コンパレータ
Ｅ６１  基準電圧生成部
Ｇ６１  ＡＮＤ論理素子
Ｌａ  放電灯
【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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