(57)【要約】【課題】配線こう長が３ｍ以上の配線によって接続された高圧放電灯を確実に点灯させると共に、高圧パルスの漏れによる誤動作及び破壊を防止する。【解決手段】  パルストランス３１を有して、配線こう長が３ｍ以上の配線によって接続された高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生する始動部４と；前記始動部に接続され、始動した前記高圧放電灯を駆動する点灯回路３０と；前記点灯回路の出力端相互間に接続されるパルスバイパスコンデンサＣ１と；前記点灯回路の出力端と基準電位点との間に接続される接地用コンデンサＣ２，Ｃ３と；を具備したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルストランスを有して、配線こう長が３ｍ以上の配線によって接続された高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生する始動部と；
前記始動部に接続され、始動した前記高圧放電灯を駆動する点灯回路と；
前記点灯回路の出力端相互間に接続されるパルスバイパスコンデンサと；
前記点灯回路の出力端と基準電位点との間に接続される接地用コンデンサと；
を具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
パルストランスを有して、配線こう長が３ｍ以上の配線によって接続された高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生する始動部と；
前記始動部に接続され、始動した前記高圧放電灯を駆動する点灯回路と；
前記点灯回路の電源側に接続されたフィルタ回路と；
前記フィルタ回路の入力端と基準電位点との間に接続される接地用コンデンサと；
を具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記始動部の出力端間にパルス電圧の減衰を抑制するコンデンサが接続されている；
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電灯を始動させるための高圧パルスを発生する始動装置を内蔵した高圧放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯を始動させる高圧パルス電圧を発生させる始動装置を内蔵している。この種の高圧放電灯点灯装置が高圧放電灯に近接配置され、始動装置と高圧放電灯との配線こう長（配線距離）が小さい場合には、高圧パルス電圧が減衰することなく高圧放電灯に印加されるため始動性に問題は生じない。しかし、器具類の設置の都合から始動装置と高圧放電灯との配線こう長が大きくなる場合がある。このような場合は配線こう長の延長に伴って浮遊容量やインダクタンス成分などが大きくなり高圧パルス電圧の減衰が大きくなって高圧放電灯の始動が困難になる。
【０００３】
そこで、特許文献１においては、放電灯から離間した位置に第１の始動装置を設けると共に、放電灯に近接した位置に第２の始動装置を設け、これにより、高圧放電灯点灯装置内の第１の始動装置から離間した位置の高圧放電灯を確実に始動させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２１５７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、２つの始動装置を設ける必要があり、回路構成が大きくなり、コストも増大するという欠点がある。
【０００５】
また、高圧パルス電圧の減衰を考慮して、極めて高レベルの高圧パルス電圧を発生する装置も考えられる。しかしながら、発生した高圧パルスは、始動装置から高圧放電灯までの配線を収納する金属パイプ等の導電性配管を介して漏れることがある。漏れた高圧パルスは、導電性配管から接地線、接地用コンデンサを介して高圧放電灯点灯装置の回路内に流入する。このように、漏れたパルスエネルギによって、高圧放電灯点灯装置内の回路に誤動作が生じることがあり、また、回路部品が破壊されてしまうこともあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、始動装置と高圧放電灯との間の配線こう長が比較的長い場合でも、高圧パルスが漏れることを防止し、簡単な構成で高圧放電灯を確実に始動させることができる高圧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】
【０００７】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置は、パルストランスを有して、配線こう長が３ｍ以上の配線によって接続された高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生する始動部と；前記始動部に接続され、始動した前記高圧放電灯を駆動する点灯回路と；前記点灯回路の出力端相互間に接続されるパルスバイパスコンデンサと；前記点灯回路の出力端と基準電位点との間に接続される接地用コンデンサと；を具備したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の高圧放電灯点灯装置は、パルストランスを有して、配線こう長が３ｍ以上の配線によって接続された高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生する始動部と；前記始動部に接続され、始動した前記高圧放電灯を駆動する点灯回路と；前記点灯回路の電源側に接続されたフィルタ回路と；前記フィルタ回路の入力端と基準電位点との間に接続される接地用コンデンサと；を具備したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３記載の高圧放電灯点灯装置は、前記始動部の出力端間にパルス電圧の減衰を抑制するコンデンサが接続されている；ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、始動装置と高圧放電灯との間の配線こう長が比較的長い場合でも、高圧パルスが漏れ、回路が誤動作したり、回路部品が破壊されることを防止し、簡単な構成で高圧放電灯を確実に始動させることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る高圧放電灯点灯装置を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、高圧放電灯点灯装置２は、商用交流電源１から電源電圧が供給される。商用交流電源１からの交流電圧はフィルタ回路１０を介して整流回路１１に出力される。フィルタ回路１０は後述の点灯回路３の高周波成分を除去する。整流回路１１は、フィルタ回路１０からの交流電圧を直流電圧に変換して点灯回路３０に出力する。
【００１４】
点灯回路３０は一方の出力端が始動部４を介して出力端Ｏ１に接続され、他方の出力端が出力端Ｏ２に接続される。出力端Ｏ１，Ｏ２間に、配線５を介して高圧放電灯３が接続される。パルストランス３１を備えた始動部４は、高圧放電灯３を始動させるパルス電圧を発生する。本実施の形態においては、配線５の配線こう長は、十分に長い長さ、例えば３ｍ以上であるものとし、始動部４は、３ｍ以上の配線５によってパルス電圧が減衰した場合でも、高圧放電灯３を点灯させるに十分なレベルのパルス電圧を発生することができるようになっている。
【００１５】
また、本実施の形態においては、点灯回路３０の正極性出力端と負極性出力端との間にはパルスバイパス用のコンデンサＣ１が接続されると共に、正極性出力端は接地用のコンデンサＣ３を介して基準電位点に接続され、負極性出力端は接地用のコンデンサＣ２を介して基準電位点に接続される。また、出力端Ｏ１，Ｏ２相互間にはコンデンサＣ４が接続されている。
【００１６】
図２は図１の高圧放電灯点灯装置２の具体的な構成の一例を示す回路図である。
【００１７】
図２に示すように、商用交流電源１にダイオードブリッジによって構成されて全波整流を行う整流回路１１の入力端子が接続され、この整流回路１１の出力端子にコンデンサ１２が並列に接続されると共に、第１のインダクタ１３を介してＭＯＳ形の第１のＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）１４と第１の電流検出素子１５との直列回路が並列に接続されている。そして、第１のＦＥＴ１４と第１の電流検出素子１５との直列回路に、順方向のダイオード１６及び電解コンデンサからなる平滑コンデンサ１７が並列に接続されている。
【００１８】
第１のインダクタ１３、第１のＦＥＴ１４、ダイオード１６、平滑コンデンサ１７によって昇圧チョッパ回路１９が構成されている。昇圧チョッパ回路１９は、チョッピング制御部１８を有している。チョッピング制御部１８は、整流回路１１からの入力電圧、平滑コンデンサ１７の両端間に発生する出力電圧、第１の電流検出素子１５からの出力電圧が与えられて、ＦＥＴ１４をオン、オフ制御すると共にそのターンオフタイミングを制御するようにしている。
【００１９】
昇圧チョッパ回路１９の出力端子、すなわち、平滑コンデンサ１７の両端間に、極性反転回路兼レギュレータ回路２０が接続される。極性反転回路兼レギュレータ回路２０は、ＭＯＳ形の第２、第３、第４、第５のＦＥＴ２１，２２，２３，２４、第２、第３のインダクタ２５，２６、及び始動部４を備えている。
【００２０】
即ち、第２のＦＥＴ２１、第２のインダクタ２５及び第３のＦＥＴ２２が直列に接続され、第２のＦＥＴ２１のドレイン端子が平滑コンデンサ１７の正極端子に接続され、第３のＦＥＴ２２のソース端子が第２の電流検出素子２７を介して平滑コンデンサ１７の負極端子に接続されている。
【００２１】
第４のＦＥＴ２３、第３のインダクタ２６、第５のＦＥＴ２４が直列に接続され、第４のＦＥＴ２３のドレイン端子が平滑コンデンサ１７の正極端子に接続され、第５のＦＥＴ２４のソース端子が第２の電流検出素子２７を介して平滑コンデンサ１７の負極端子に接続されている。
【００２２】
そして、第２のインダクタ２５と第３のＦＥＴ２２との直列回路に、ダイオード２８が第３のＦＥＴ２２とは逆極性にして並列に接続され、第３のインダクタ２６と第５のＦＥＴ２４との直列回路に、ダイオード２９が第５のＦＥＴ２４とは逆極性にして並列に接続されている。
【００２３】
第２のインダクタ２５と第３のＦＥＴ２２との接続点は、高圧放電灯３を接続する一方の端子Ｏ２に接続され、第３のインダクタ２６と第５のＦＥＴ２４との接続点は、始動部４を構成するパルストランス３１の２次巻線を介して高圧放電灯３が接続される他方の端子Ｏ１に接続されている。
【００２４】
始動部４は、第５のＦＥＴ２４にダイオード３２、抵抗３３及びコンデンサ３４の直列回路が並列に接続され、コンデンサ３４にパルストランス３１の１次巻線と双方向性２端子サイリスタ３５との直列回路が並列に接続されたパルス電圧発生回路によって構成されている。
【００２５】
また、第２のインダクタ２５と第３のＦＥＴ２２との接続点と、第３のインダクタ２６と第５のＦＥＴ２４との接続点との間に、高圧放電灯３に印加する電圧の高周波成分をならすようにフィルタとして機能するパルスバイパス用のコンデンサＣ１が接続されている。
【００２６】
極性反転回路兼レギュレータ回路２０は、さらに、スイッチング制御部３７を備えている。スイッチング制御部３７は、第２の電流検出素子２７からの出力電圧を取込み、流れる電流が一定になるように、第２、第３、第４、第５のＦＥＴ２１，２２，２３，２４をスイッチング制御するようになっている。
【００２７】
そして、このときのスイッチング制御は、第２、第４のＦＥＴ２１，２３については数十ＫＨｚの高周波で行われ、第３、第５のＦＥＴ２２，２４については例えば１００Ｈｚという低周波で行われ、かつ、第２、第４のＦＥＴ２１，２３は第３、第５のＦＥＴ２２，２４に同期して高周波スイッチングしないオフ期間が設けられる。即ち、第５のＦＥＴ２４がオンしている期間に同期して第２のＦＥＴ２１が高周波スイッチング動作し、第５のＦＥＴ２４がオフしている期間は第２のＦＥＴ２１も高周波スイッチング動作を停止してオフ状態を継続し、第３のＦＥＴ２２がオンしている期間に同期して第４のＦＥＴ２３が高周波スイッチング動作し、第３のＦＥＴ２２がオフしている期間は第４のＦＥＴ２３も高周波スイッチング動作を停止してオフ状態を継続するようになっている。
【００２８】
次に、高圧放電灯点灯装置２による点灯制御について説明する。
【００２９】
第１のＦＥＴ１４のオン、オフ動作により電源電圧が昇圧され、昇圧された直流電圧が平滑コンデンサ１７に充電され、この直流電圧が極性反転回路兼レギュレータ回路２０の電源となる。上述したように、極性反転回路兼レギュレータ回路２０は、第３のＦＥＴ２２と第５のＦＥＴ２４とが低周波サイクルで交互にオン、オフ制御され、第２のＦＥＴ２１は第５のＦＥＴ２４がオンしている期間だけ高周波スイッチング動作し、第４のＦＥＴ２３は第３のＦＥＴ２２がオンしている期間だけ高周波スイッチング動作する。
【００３０】
そして、高圧放電灯３が点灯する前は、第４のＦＥＴ２３がオンすると、平滑コンデンサ１７の正極端子から、第４のＦＥＴ２３→第３のインダクタ２６→ダイオード３２→抵抗３３→コンデンサ３４→第２の電流検出素子２７→平滑コンデンサ１７の負極端子に充電電流が流れ、コンデンサ３４が充電される。この充電が第４のＦＥＴ２３のオン動作毎に繰り返され、やがてコンデンサ３４の充電電圧が双方向性２端子サイリスタ３５のブレークオーバ電圧に達すると、双方向性２端子サイリスタ３５が導通する。
【００３１】
双方向性２端子サイリスタ３５が導通すると、パルストランス３１の１次巻線にコンデンサ３４からの放電電流が瞬時に流れ、パルストランス３１の２次巻線に数ＫＶという高いパルス電圧が発生し、高圧放電灯３に印加される。
【００３２】
この場合において、配線５の配線こう長が比較的大きい場合には、高パルス電圧は配線５の浮遊容量及びインダクタンス成分による影響を受けやすい。しかし、本実施の形態においては、始動部４は十分なレベルのパルス電圧を高圧放電灯３に印加するパワーを有している。これにより、配線５の配線こう長が３ｍ以上であっても、高圧放電灯３を確実に点灯させることができる。
【００３３】
図３は横軸に時間をとり縦軸に電圧をとって始動部４が発生する高圧パルスを示している。図３の下段は上段の矩形領域の時間軸を引き延ばして示している。
【００３４】
こうして、高圧放電灯３はやがて点灯を開始する。高圧放電灯３が点灯した後は、高圧放電灯３のランプ電圧が、例えば、２００Ｖ程度から１００〜１３０Ｖ程度に低下するので、コンデンサ３４の充電電圧が双方向性２端子サイリスタ３５のブレークオーバ電圧に達しなくなり、始動部４からのパルス電圧の出力は停止される。すなわち、高圧放電灯３の点灯後はパルス電圧の発生を確実に停止させることができる。
【００３５】
また、第５のＦＥＴ２４がオンしている期間においては、第２のＦＥＴ２１がオンすると、平滑コンデンサ１７の正極端子から、第２のＦＥＴ２１→インダクタ２５→高圧放電灯３→パルストランス３１の２次巻線→第５のＦＥＴ２４→第２の電流検出素子２７→平滑コンデンサ１７の負極端子に電流が流れ、また、第２のＦＥＴ２１がオフすると、インダクタ２５→高圧放電灯３→パルストランス３１の２次巻線→第５のＦＥＴ２４→ダイオード２８→インダクタ２５に電流が流れ、これが第２のＦＥＴ２１のオン、オフ毎に繰り返される。
【００３６】
また、第３のＦＥＴ２２がオンしている期間においては、第４のＦＥＴ２３がオンすると、平滑コンデンサ１７の正極端子から、第４のＦＥＴ２３→インダクタ２６→パルストランス３１の２次巻線→高圧放電灯３→第３のＦＥＴ２２→第２の電流検出素子２７→平滑コンデンサ１７の負極端子に電流が流れ、また、第４のＦＥＴ２３がオフすると、インダクタ２６→パルストランス３１の２次巻線→高圧放電灯３→第３のＦＥＴ２２→ダイオード２９→インダクタ２６に電流が流れ、これが第４のＦＥＴ２３のオン、オフ毎に繰り返される。
【００３７】
こうして高圧放電灯３は１００Ｈｚ程度の低周波で点灯を維持することになる。また、点灯時において極性反転回路兼レギュレータ回路２０から高圧放電灯３に供給される電圧波形は低周波の矩形波となる。そして、この矩形波に載る高周波成分はコンデンサＣ１のフィルタ機能によって除去される。
【００３８】
このように、高圧放電灯点灯装置２は、始動時には始動部４から高圧パルスを発生させて高圧放電灯３を点灯させ、高圧放電灯３の点灯後は、高圧放電灯３に１００Ｈｚの矩形波の低周波電力を供給して点灯を継続させることになる。なお、低周波電力としては必ずしも矩形波に限定するものではなく、正弦波であってもよい。また、電力周波数としては１００Ｈｚに限定するものではなく、また、高周波電力であってもよい。
【００３９】
ところで、配線５の配線こう長が比較的長い場合には、高パルス電圧は配線５の浮遊容量及びインダクタンス成分による影響を受けやすい。このため、上述したように、始動部４において極めて高い電圧の高圧パルスを発生させる必要がある。本実施の形態においては、始動部４において発生させなければならない電圧を低減させるために、配線５の影響による高圧パルス電圧の減衰を抑制するためのコンデンサＣ４が設けられている。コンデンサＣ４は、端子Ｏ１，Ｏ２相互間に設けられており、配線５の浮遊容量及びインダクタンス成分による損失を抑制する。
【００４０】
図４は横軸に配線こう長をとり縦軸に高圧放電灯３に供給されるパルス電圧をとって、コンデンサＣ４の容量の相違によるパルス電圧の変化を示している。配線こう長が０ｍのときにコンデンサＣ４の容量に拘わらずパルス電圧のピーク電圧を同一に設定した場合、配線こう長が長くなると、コンデンサＣ４の容量が大きいほど、大きなレベルのパルス電圧が高圧放電灯３に供給されることが分かる。
【００４１】
図５は横軸に配線こう長をとり縦軸に高圧放電灯３に供給されるパルス電圧をとって、コンデンサＣ４の容量が１０００ｐＦの場合におけるパルス電圧の変化を示している。
【００４２】
図５に示すように、コンデンサＣ４として容量が１０００ｐＦのコンデンサを用いた場合には、配線こう長が５ｍ程度までは、４．５ｋＶ程度のピーク電圧を有するパルス電圧を得ることができる。この場合には、配線こう長が３５ｍの場合でも、３ｋＶのピーク電圧を有するパルス電圧を得ることができることが分かる。
【００４３】
一般的な高圧放電灯においては、３ｋＶ程度の高圧パルスによって点灯するので、本実施の形態における始動部４を用いることで、配線こう長が３ｍ以上長い場合でも、高圧放電灯を確実に点灯させることができることが分かる。
【００４４】
現在、製品化されている高圧放電灯点灯装置としては、配線こう長が２ｍ程度を超えると、始動に十分なパルス電圧を供給することができない場合がある。本実施の形態において、コンデンサＣ４に適宜の容量を用いることで、容易に十分なピーク電圧を有するパルス電圧を発生させることができる。
【００４５】
次に、高圧パルスが漏れた場合の作用について図６を参照して説明する。
【００４６】
配線５は、配線５を収納する金属パイプ等の導電性配管４１と浮遊容量Ｃ１２，Ｃ１３を介して容量結合している。このため、配線５によって伝送される高圧パルスは、浮遊容量Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を介して導電性配管４１に漏れ出すことがある。始動部４のパルストランス３１の２次巻線の点灯回路３０側が正極性である場合には、図６の実線矢印に示すように、漏れパルス電圧は、パルスバイパス用コンデンサＣ１、接地用コンデンサＣ２、高圧放電灯点灯装置２の筐体、導電性配管４１、浮遊容量Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を介してパルストランス３１の２次巻線の負極性側に流れる。始動部４のパルストランス３１の２次巻線の出力端Ｏ１側が正極性である場合には、図６の破線矢印に示すように、漏れパルス電圧は、浮遊容量Ｃ１１，Ｃ１２、導電性配管４１、高圧放電灯点灯装置２の筐体、接地用コンデンサＣ３、パルスバイパス用コンデンサＣ１を介してパルストランス３１の２次巻線の負極性側に流れる。
【００４７】
即ち、配線５から高圧パルスが浮遊容量Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を介して漏れ出す場合でも、このパルス電圧が点灯回路３０の内部に流入することを確実に防止することができる。
【００４８】
また、コンデンサＣ１〜Ｃ３は、点灯回路３０から発生するノイズ成分を基準電位点に流すという機能接地としての役割を有する。また、コンデンサＣ１〜Ｃ３は、保護接地としての機能も有する。
【００４９】
このように本実施の形態においては、始動部４と高圧放電灯３との間の配線こう長が長い場合でも、確実な点灯が可能である。しかも、配線５から漏れたパルス電圧が点灯回路に流入することはなく、回路の誤動作及び破壊を防止することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図７において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態に係る放電灯点灯装置８は、コンデンサＣ１〜Ｃ３の位置が第１の実施の形態と異なるのみである。フィルタ回路１０の一方の入力端と他方の入力端との間には、コンデンサＣ１が接続されていると共に、フィルタ回路１０の一方の入力端はコンデンサＣ３を介して基準電位点に接続されると共に、他方の入力端はコンデンサＣ２を介して基準電位に接続される。
【００５２】
このように構成された実施の形態においても、配線５から漏れた高圧パルス電圧は、放電灯点灯装置８の筐体からコンデンサＣ２，Ｃ３を介してフィルタ回路１０に流入する。フィルタ回路１０によって漏れた高圧パルス電圧は減衰される。これにより、配線５から漏れた高圧パルス電圧により、点灯回路３０の誤動作及び破壊を防止することができる。
【００５３】
他の作用及び効果は第１の実施の形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高圧放電灯点灯装置を示すブロック図。
【図２】図１の高圧放電灯点灯装置２の具体的な構成の一例を示す回路図。
【図３】横軸に時間をとり縦軸に電圧をとって始動部４が発生する高圧パルスを示す波形図。
【図４】横軸に配線こう長をとり縦軸に高圧放電灯３に供給されるパルス電圧をとって、コンデンサＣ４の容量の相違によるパルス電圧の変化を示すグラフ。
【図５】横軸に配線こう長をとり縦軸に高圧放電灯３に供給されるパルス電圧をとって、コンデンサＣ４の容量が１０００ｐＦの場合におけるパルス電圧の変化を示すグラフ。
【図６】高圧パルスが漏れた場合の作用を説明するための説明図。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５５】
２…高圧放電灯点灯装置
４…始動部
３…高圧放電灯
５…配線
３０…点灯回路
３１…始動部
Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ
【図１】
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【図２】
2009289684.tif 000004
【図３】
2009289684.tif 000005
【図４】
2009289684.tif 000006
【図５】
2009289684.tif 000007
【図６】
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【図７】
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