(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、
前記直流電源からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの電力を使用して昇圧した電圧を得る昇圧回路と、
前記昇圧回路で得られた電圧を用いて放電灯の始動を行う始動回路と、
スイッチング素子を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯側に供給するＤＣ／ＡＣインバータと
を備え、
無負荷状態時に、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオンにすることにより、前記昇圧回路、始動回路、ＤＣ／ＡＣインバータおよび昇圧回路を順に通る閉経路を形成し、始動しないときは前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオフにすることにより、前記閉経路を遮断する
放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ用の巻線および前記昇圧回路用の巻線を２次側に有するトランスを備える請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記昇圧回路は前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を受けて動作する請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記昇圧回路は、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子のオンまたはオフにより動作して昇圧した電圧を得る請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、１次巻線および２次巻線を有するトランスと、このトランスの２次巻線間に直列接続されるダイオードおよびコンデンサとを備え、これらダイオードおよびコンデンサの接続点とグランドアースとを接続する請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記ＤＣ／ＡＣインバータは４つのスイッチング素子で構成され、これら４つのスイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子が、無負荷状態時に、前記昇圧回路、始動回路、ＤＣ／ＡＣインバータおよび昇圧回路を通過する閉経路を形成するように、オンにされる請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
直流電源と、
前記直流電源からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
出力側にコンデンサを有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの電力を使用して前記コンデンサの両端に昇圧した電圧を得る昇圧回路と、
前記コンデンサの両端電圧を用いて放電灯の始動を行う始動回路と、
スイッチング素子を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから所定電圧レベルの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯側に供給するＤＣ／ＡＣインバータと
を備え、
無負荷状態時に、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子がオンになると、前記コンデンサの一端、始動回路、そのオンのスイッチング素子およびコンデンサの他端を順に通る閉経路が形成され、始動しないとき、その閉経路を形成するスイッチング素子をオフにすることにより、前記閉経路が遮断される
放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばメタルハライドランプまたは高圧水銀ランプなどの放電灯に高電圧を印加して始動させる始動回路を備える放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の放電灯点灯装置の構成図で、この放電灯点灯装置は、直流電源１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、昇圧回路３０、始動回路４０およびＤＣ／ＡＣインバータ５０により構成されている。ただし、Ｓｐは電源スイッチである。また、始動回路４０とＤＣ／ＡＣインバータ５０との接続点をａ，ｂとし、昇圧回路３０と始動回路４０との接続点をｃ，ｄとする。
【０００３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、１次巻線ｎ２０１、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２０用の２次巻線ｎ２０２および昇圧回路３０用の２次巻線ｎ２０３を有するトランスＴ２０に加えて、ＦＥＴＱ１２、ダイオードＤ１２、コンデンサＣ１２および抵抗Ｒ２０１〜Ｒ２０３により構成され、ＦＥＴＱ１２がオン／オフすることによりトランスＴ２０の２次側に起電力を誘導し、２次巻線ｎ２０２の起電力をダイオードＤ１２およびコンデンサＣ１２でそれぞれ整流および平滑して、コンデンサＣ１２の両端に昇圧した電圧を発生させるものである。ただし、抵抗Ｒ２０１，Ｒ２０２はＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を検出するもので、抵抗Ｒ２０３はＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電流を検出するものである。
【０００４】
昇圧回路３０は、上記２次巻線ｎ２０３のほか、ダイオードＤ３０、コンデンサＣ３０および抵抗Ｒ３０１，Ｒ３０２により構成され、２次巻線ｎ２０３の起電力をダイオードＤ３０およびコンデンサＣ３０でそれぞれ整流および平滑して、コンデンサＣ３０の両端に昇圧した電圧を発生させるものである。ただし、コンデンサＣ３０の両端電圧は、後述の放電ギャップＳＧの放電開始に必要なレベルの電圧になるように設定される。
【０００５】
始動回路４０は、１次巻線ｎ４０１および２次巻線ｎ４０２を有するパルストランス（以下トランス）Ｔ４０に加えて、放電ギャップＳＧおよびコンデンサＣ４０１，Ｃ４０２により構成されている。
【０００６】
ここで、始動回路４０の動作について概説すると、昇圧回路３０が動作してコンデンサＣ３０の電圧が徐々に上昇すると、その間に、コンデンサＣ３０、抵抗Ｒ３０２、接続点ｃ、コンデンサＣ４０１、トランスＴ４０、接続点ｄおよびコンデンサＣ３０の閉経路に電流が増大しながら流れ、コンデンサＣ４０１が充電される。この後、接続点ｃ，ｄ間の電圧が放電ギャップＳＧのブレークオーバ電圧に達すると、放電ギャップＳＧが導通してコンデンサＣ４０１に蓄積された電荷が瞬時に放電する。これにより、トランスＴ４０の２次巻線ｎ４０２に高圧のパルス電圧が誘導され、このパルス電圧がコンデンサＣ４０２を介して放電灯ＤＬの両端に印加する。この結果、放電灯ＤＬが放電を開始して始動点灯に至る。
【０００７】
ＤＣ／ＡＣインバータ５０は、いわゆるフルブリッジのＦＥＴＱ１〜Ｑ４により構成され、ＦＥＴＱ１，Ｑ２とＱ３，Ｑ４とが例えば４００Ｈｚの低周波のスイッチング動作で交互にオン／オフされると、接続点ａ，ｂ間に矩形波状の交流電圧を印加する。ただし、ＦＥＴＱ１〜Ｑ４の各々は逆並列接続される寄生ダイオードを有する構造になっている。
【０００８】
次に、上記構成の放電灯点灯装置の動作について概説する。電源スイッチＳｐがオンになると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０および昇圧回路３０が動作して、放電ギャップＳＧがオンになり、放電灯ＤＬを始動させるための高電圧がトランスＴ４０の２次側に発生して放電灯ＤＬに印加する。これにより、放電灯ＤＬが放電を開始すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ／ＡＣインバータ５０および始動回路４０の経路で交流電力が放電灯ＤＬに供給され、放電灯ＤＬが安定点灯に至る。
【０００９】
ここで、放電灯ＤＬが始動する前の無負荷状態では、始動に十分な電圧、つまりコンデンサＣ１２の電圧、コンデンサＣ３０の電圧、およびトランスＴ４０の２次電圧が必要である。それらのレベルは放電灯ＤＬの種類などによって異なるが、コンデンサＣ１２の電圧は数百Ｖ、例えば２００〜４００Ｖになり、２次電圧は数ｋＶ〜数十ｋＶになる。また、放電ギャップＳＧの電圧は、トランスＴ４０の巻数比や２次電圧によって異なるが、数百Ｖ〜数ｋＶになる。
【００１０】
このように、放電灯ＤＬを始動させるためには高電圧が必要で、瞬時に再始動する場合には、２次電圧は１０ｋＶ〜２５ｋＶのパルス電圧になる。例えば、放電灯ＤＬにメタルハライドランプを採用して、自動車のヘッドライトや液晶プロジェクタの光源などに使用する場合、瞬時に再始動させるために高電圧のパルスが印加される。
【００１１】
なお、放電灯ＤＬが始動して安定点灯の状態に移行すると、放電灯ＤＬの両端電圧は１００Ｖ程度になり、コンデンサＣ１２の電圧もそれと同程度になる。また、コンデンサＣ３０の電圧も低下して、放電ギャップＳＧが非導通になり、トランスＴ４０の２次側にパルス電圧が発生しなくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１６に示す従来の放電灯点灯装置では、放電灯ＤＬが取り付けられていないとき、電源をオンにして所定時間が経過すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の動作を停止させて、始動回路４０における高圧パルスの発生を止めていたが、その停止後もコンデンサＣ３０には電荷が残っており、接続点ｃ，ｄ間の電圧が放電ギャップＳＧのブレークオーバ電圧に達して、始動回路４０に高圧パルス電圧が発生する場合があった。
【００１３】
また、始動回路４０を放電灯点灯装置の主回路から分離可能に構成してケースに収納する場合には、図１６に示す接続点ａ〜ｄで分離され、始動回路４０と主回路とを接続するために接続端子付きのケーブルが使用され、ケーブル配線後に接続端子で結線されて始動回路４０と主回路とが接続点ａ〜ｄで接続されることになる。このような場合、放電灯ＤＬが始動しないときや放電灯ＤＬが接続されていないときの無負荷状態で放電灯点灯装置が停止すると、接続点ｃ，ｄ間にコンデンサＣ３０の残電荷に起因する高電圧が発生したままの状態になる。
【００１４】
要するに、放電灯ＤＬが始動、点灯せずに無負荷状態で停止すると、高電圧を発生させる昇圧回路や始動回路内にあるコンデンサがチャージされたままの高電圧を保持した状態となり、動作を停止させたにもかかわらず、高圧パルスが発生したり、上記接続点間に高電圧が発生したままの状態になる場合があった。
【００１５】
このような問題は、高電圧を保持した状態となるコンデンサＣ３０やＣ４０１に抵抗を接続して電荷を放電させたり、それらに対して放電用スイッチを設けてリセットしたりすれば解決可能となるが、部品点数が増大し、また付加回路に高電圧用の素子を使用する必要がありコストアップとなる。さらに、通常の動作ではその回路は不要であり、通常動作時のその回路の取扱いなどを考慮に入れて設計する必要があり、設計性に難点がある。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、無負荷状態で動作を停止させたときに、始動回路および周辺回路内の残電荷に起因して、無用なパルス電圧が発生したり、あるいは始動回路の入力側に高電圧が発生したりするのを防止し得る放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明の放電灯点灯装置は、直流電源と、前記直流電源からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの電力を使用して昇圧した電圧を得る昇圧回路と、前記昇圧回路で得られた電圧を用いて放電灯の始動を行う始動回路と、スイッチング素子を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯側に供給するＤＣ／ＡＣインバータとを備え、無負荷状態時に、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオンにすることにより、前記昇圧回路、始動回路、ＤＣ／ＡＣインバータおよび昇圧回路を順に通る閉経路を形成し、始動しないときは前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオフにすることにより、前記閉経路を遮断するのである。
【００１８】
この構成では、始動しないとき、スイッチング素子がオフにされ、閉経路が形成されなくなるので、昇圧回路の出力電圧が始動回路に印加しなくなる。この結果、無負荷状態で動作を停止させたときに、始動回路および周辺回路内の残電荷に起因して、無用なパルス電圧が発生したり、あるいは始動回路の入力側に高電圧が発生したりするのを防止することが可能になる。
【００１９】
なお、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ用の巻線および前記昇圧回路用の巻線を２次側に有するトランスを備える構成でもよい（請求項２）。この構成では、トランスが例えばいわゆる昇圧トランスであれば、昇圧回路を簡単な回路構成にすることができる。
【００２０】
また、前記昇圧回路は前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を受けて動作する構成でもよい（請求項３）。この構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させることで、昇圧回路の昇圧動作を停止させることが可能になる。
【００２１】
また、前記昇圧回路は、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子のオンまたはオフにより動作して昇圧した電圧を得る構成でもよい（請求項４）。この構成では、ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオンまたはオンにすることで、昇圧回路の昇圧動作を停止させることが可能になる。
【００２２】
また、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、１次巻線および２次巻線を有するトランスと、このトランスの２次巻線間に直列接続されるダイオードおよびコンデンサとを備え、これらダイオードおよびコンデンサの接続点とグランドアースとを接続する構成でもよい（請求項５）。この構成によれば、安全性を向上させることが可能になる。
【００２３】
さらに、前記ＤＣ／ＡＣインバータは４つのスイッチング素子で構成され、これら４つのスイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子が、無負荷状態時に、前記昇圧回路、始動回路、ＤＣ／ＡＣインバータおよび昇圧回路を通過する閉経路を形成するように、オンにされる構成でもよい（請求項６）。この構成では、少なくとも１つのスイッチング素子がオンになると閉経路が形成され、昇圧回路の出力電圧が始動回路に印加するようになる。この場合、例えば、昇圧回路の出力電圧を始動回路に印加させる限り、少なくとも１つのスイッチング素子を含む組と別のスイッチング素子を含む組とを交互にオン／オフさせる構成でもよい。
【００２４】
請求項７記載の発明の放電灯点灯装置は、直流電源と、前記直流電源からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力側にコンデンサを有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの電力を使用して前記コンデンサの両端に昇圧した電圧を得る昇圧回路と、前記コンデンサの両端電圧を用いて放電灯の始動を行う始動回路と、スイッチング素子を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから所定電圧レベルの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯側に供給するＤＣ／ＡＣインバータとを備え、無負荷状態時に、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子がオンになると、前記コンデンサの一端、始動回路、そのオンのスイッチング素子およびコンデンサの他端を順に通る閉経路が形成され、始動しないとき、その閉経路を形成するスイッチング素子をオフにすることにより、前記閉経路が遮断されるものである。
【００２５】
この構成では、無負荷状態時に、スイッチング素子がオンになると閉経路が形成され、コンデンサの両端電圧、すなわち昇圧回路の昇圧後の電圧が始動回路に印加するようになる。一方、始動しないとき、閉経路を形成するスイッチング素子がオフになり、始動回路に昇圧回路の昇圧後の電圧が印加しなくなる。この結果、無負荷状態で動作を停止させたときに、始動回路および周辺回路内の残電荷に起因して、無用なパルス電圧が発生したり、あるいは始動回路の入力側に高電圧が発生したりするのを防止することが可能になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図で、この図を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
【００２７】
図１に示す放電灯点灯装置は、交流電力を整流および平滑して直流電力を得る電源回路、またはバッテリなどにより成る直流電力供給用の直流電源１と、インダクタンス素子、トランスおよびスイッチング素子などにより成り、負荷の状態に応じて直流電源１からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換（昇圧または降圧）するＤＣ／ＤＣコンバータ２と、出力側にコンデンサＣｓを有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２からの電力を使用してコンデンサＣｓの両端に昇圧した電圧を得る昇圧回路３と、コンデンサＣｓの両端電圧を用いて負荷となる放電灯ＤＬの始動に必要な電圧を生成し、この電圧を放電灯ＤＬに印加して始動を行う始動回路４と、スイッチング素子を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２からの直流電力を交流電力に変換して放電灯ＤＬ側に供給するＤＣ／ＡＣインバータ５とにより構成されている。
【００２８】
ただし、図１に示すように、始動回路４とＤＣ／ＡＣインバータ５との両接続点をａ，ｂとし、昇圧回路３と始動回路４との接続点をｃとする。また、昇圧回路３は場合によっては降圧することもある。
【００２９】
次に、本放電灯点灯装置におけるコンデンサＣｓの残電荷に起因する無用な高電圧発生の防止原理について説明する。
【００３０】
本放電灯点灯装置は、第１実施形態では、ＤＣ／ＡＣインバータ５が有するスイッチング素子がオンになると、昇圧回路３が有するコンデンサＣｓの一端から、接続点ｃ、始動回路４、接続点ｂおよびＤＣ／ＡＣインバータ５（オンのスイッチング素子）を経由して、コンデンサＣｓの他端に戻る閉経路を形成するように構成される。
【００３１】
したがって、この構成では、例えば無負荷状態時に、ＤＣ／ＡＣインバータ５が有するスイッチング素子がオンになると、コンデンサＣｓの一端、接続点ｃ、始動回路４、接続点ｂ、ＤＣ／ＡＣインバータ５（オンのスイッチング素子）およびコンデンサＣｓの他端に戻る閉経路が形成されることになる。これにより、コンデンサＣｓの両端電圧が始動回路４に印加することになるので、そのコンデンサＣｓの電圧から始動に必要な電圧が生成されて、放電灯ＤＬに印加されることになる。この結果、放電灯ＤＬが始動して点灯に至る。
【００３２】
一方、放電灯ＤＬが始動および点灯しないときは、ＤＣ／ＡＣインバータ５が有するスイッチング素子はオフにされる。これにより、上記閉経路がスイッチング素子で遮断されるので、コンデンサＣｓの両端電圧が、接続点ｂ，ｃ間および始動回路４の双方に印加しなくなる。
【００３３】
以上、接続点ａ，ｂ，ｃの各々を、例えば接続端子付きのケーブルを用いて接続／分離可能に構成しても、接続点ｂ，ｃの両接続端子間にコンデンサＣｓの残電荷に起因する無用な高電圧が発生しなくなる。
【００３４】
この結果、無用な高圧パルス電圧の発生を防止することが可能になる。また、無用な高電圧発生防止用の専用スイッチ回路を設ける必要がなく、安価で簡単な回路構成になる。さらに、専用スイッチ回路のスイッチング制御を行う制御回路も不要になる。
【００３５】
図２は本発明の第２実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図で、この図を用いて以下に第２実施形態の説明を行う。
【００３６】
図２に示す放電灯点灯装置は、直流電源１と放電灯ＤＬとを第１実施形態と同様に備えているほか、放電灯ＤＬの状態に応じて直流電源１からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１２と、出力側にコンデンサＣｓを有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２からの交流電力を使用してコンデンサＣｓの両端に昇圧した電圧を得る昇圧回路１３と、コンデンサＣｓの両端電圧を用いて放電灯ＤＬの始動に必要な電圧を生成し、この電圧を放電灯ＤＬに印加して始動を行う始動回路１４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２からの直流電力を交流電力に変換して放電灯ＤＬ側に供給するＤＣ／ＡＣインバータ１５と、制御回路１６とを備えている。
【００３７】
このように構成される放電灯点灯装置の各ブロックについてさらに詳述すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、直流電源１の正極性出力端子に一端が接続される１次巻線ｎ１２１を有するとともに、中間タップによって、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１２用の巻線ｎ１２２と昇圧回路１３用の巻線ｎ１２３とに２分される２次巻線を有するトランスＴ１２と、１次巻線ｎ１２１の他端と直流電源１の負極性出力端子との間に接続されＦＥＴまたはトランジスタにより成るスイッチング素子Ｓ１２と、上記中間タップにアノードが接続されるダイオードＤ１２と、このダイオードＤ１２のカソードと巻線ｎ１２２の非中間タップ側端との間に接続されるコンデンサＣ１２とにより構成されている。ただし、巻線ｎ１２２の非中間タップ側端は１次側の直流電源１の負極性出力端子に接続されている。
【００３８】
昇圧回路１３は、上記巻線ｎ１２３のほか、この巻線ｎ１２３の非中間タップ側端にアノードが接続されるダイオードＤ１３と、このダイオードＤ１３のカソードと巻線ｎ１２２の非中間タップ側端との間に接続されるコンデンサＣｓと、当該昇圧回路１３および始動回路１４の接続点ｃとダイオードＤ１３のカソードとの間に接続される抵抗Ｒ１３とにより構成されている。
【００３９】
始動回路１４は、当該始動回路１４およびＤＣ／ＡＣインバータ１５の接続点ａ，ｂ間に接続されるコンデンサＣ１４１と、接続点ｂ，ｃ間に接続されるコンデンサＣ１４２と、接続点ｃに一端が接続される１次巻線ｎ１４１を有するとともに接続点ａに一端が接続される２次巻線ｎ１４２を有するパルストランス（以下トランス）Ｔ１４と、１次巻線ｎ１４１の他端と接続点ｂとの間に接続される放電ギャップＳＧとにより構成されている。なお、放電灯ＤＬは、２次巻線ｎ１４２の他端と接続点ｂとの間に接続されている。
【００４０】
ＤＣ／ＡＣインバータ１５は、ダイオードＤ１２のカソードと接続点ａとの間に接続されるスイッチング素子Ｓ１と、トランスＴ１２の巻線ｎ１２２の非中間タップ側端と接続点ｂとの間に接続されるスイッチング素子Ｓ２と、ダイオードＤ１２のカソードと接続点ｂとの間に接続されるスイッチング素子Ｓ３と、巻線ｎ１２２の非中間タップ側端と接続点ａとの間に接続されるスイッチング素子Ｓ４とにより構成されている。ただし、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の各々は、ＦＥＴまたはトランジスタにより成り、ＦＥＴの場合には逆並列接続の寄生ダイオードを有するものが使用され、トランジスタの場合にはダイオードが逆並列接続される。
【００４１】
制御回路１６は、スイッチング素子Ｓ１２，Ｓ１〜Ｓ４のオン／オフ制御を行うもので、例えば、スイッチング素子Ｓ１２を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚでスイッチング動作させる制御を行う。
【００４２】
ここで、スイッチング素子Ｓ１２のオン／オフ動作について説明すると、スイッチング素子Ｓ１２のオン時に、直流電源１、トランスＴ１２、スイッチング素子Ｓ１２および直流電源１の閉経路に電流が流れ、トランスＴ１２にエネルギーが蓄積される。一方、スイッチング素子Ｓ１２のオフ時に、巻線ｎ１２２、ダイオードＤ１２、コンデンサＣ１２および巻線ｎ１２２に電流が流れ、コンデンサＣ１２が充電されるとともに、巻線ｎ１２３、ダイオードＤ１３、コンデンサＣｓ、巻線ｎ１２２および巻線ｎ１２３に電流が流れ、コンデンサＣｓが充電される。
【００４３】
また、制御回路１６は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を数百Ｈｚ程度でスイッチング動作させる制御を行う。
【００４４】
図３は図２に示すＤＣ／ＡＣインバータの各スイッチング素子の動作説明図、図４は図２に示す放電灯ＤＬの両端電圧ＶDLの波形図、図５は図２の各部の動作波形図で、これらの図を用いて次に第１実施形態の動作について説明する。
【００４５】
電源が投入されると（図３の時点ｔ０参照）、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４がオフのままスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンになり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電圧（図２の例ではコンデンサＣ１２の両端電圧）Ｖ12がスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を介して接続点ａ，ｂ間に印加するとともに、コンデンサＣｓの両端電圧がスイッチング素子Ｓ２を介して接続点ｂ，ｃ間に印加する。これにより、いわゆる無負荷状態の放電灯ＤＬの両端に電圧Ｖ12が印加するとともに（図４参照）、コンデンサＣｓ、抵抗Ｒ１３、接続点ｃ、コンデンサＣ１４２、接続点ｂ、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣｓの閉経路がスイッチング素子Ｓ２のオンにより形成され、その閉経路に電流が流れて、コンデンサＣ１４２の両端電圧、すなわち接続点ｂ，ｃ間の電圧Ｖbcが上昇する（図５参照）。
【００４６】
この後、この電圧Ｖbcが放電ギャップＳＧの放電開始電圧ＶSGに達すると（時点ｔ01）、放電ギャップＳＧがオンになり、コンデンサＣ１４２、トランスＴ１４、放電ギャップＳＧおよびコンデンサＣ１４２の閉経路が形成され、コンデンサＣ１４２が放電を行い、トランスＴ１４の２次側に高圧のパルス電圧Ｖｐが発生して放電灯ＤＬの両端に印加する（図４の時点ｔ01参照）。このように、パルス電圧Ｖｐが放電灯ＤＬに印加することで放電灯ＤＬが始動に至る。図４に示す例では、時点ｔ02のパルス電圧Ｖｐによって放電灯ＤＬが始動し、電源が投入されてから放電灯ＤＬが始動するまでに期間ＴＭ１（ｔ０〜ｔ02）を要している。
【００４７】
放電灯ＤＬが始動してランプ電流が流れると（図４の時点ｔ02）、電圧ＶDLが降下し、これ以降（ｔ02＝ｔ１）、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とＳ３，Ｓ４とが数百Ｈｚ程度で交互にオン／オフされ（図３の時点ｔ１〜ｔ４参照）、放電灯ＤＬに矩形波状の電圧が印加する（図４参照）。
【００４８】
ここで、図５の例に示すように、時点ｔ01以降において、放電灯ＤＬが装着されていないときあるいは始動しないとき、電源の投入時点から所定期間ＴＭａが経過した時点ｔａで、制御回路１６によってスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフにされる。これにより、コンデンサＣ１４２への充電がカットされるので、図５の「Ｖbc」における時点ｔａ以降の破線に示すようなコンデンサＣ１４２の充電が継続しなくなる。この結果、時点ｔａ以降にパルス電圧が発生することがなくなり、また接続点ｂ，ｃ間にコンデンサＣｓの電圧が印加することもなくなる。
【００４９】
さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、昇圧回路１３、始動回路１４およびＤＣ／ＡＣインバータ１５が一体に構成される場合でも、放電灯ＤＬ側に無用なパルス電圧が印加するのを防止可能となる。
【００５０】
図６は本発明の第３実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図で、この図を用いて以下に第３実施形態の説明を行う。
【００５１】
図６に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６を第２実施形態と同様に備えているほか、第２実施形態との相違点として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２および昇圧回路２３を備えている。
【００５２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、直流電源１の正極性出力端子に一端が接続される巻線ｎ２２１を１次側に有するとともに、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２２用の巻線ｎ２２２と昇圧回路２３用の巻線ｎ２２３とを２次側に有するトランスＴ２２を備えているほか、第２実施形態と同様に、巻線ｎ２２１の他端と直流電源１の負極性出力端子との間に接続されるスイッチング素子Ｓ１２、巻線ｎ２２２の一端にアノードが接続されるダイオードＤ１２、およびこのダイオードＤ１２のカソードと巻線ｎ２２２の他端との間に接続されるコンデンサＣ１２を備えている。
【００５３】
昇圧回路２３は、上記巻線ｎ２２３のほか、第２実施形態と同様に、巻線ｎ２２３の一端にアノードが接続されるダイオードＤ１３、このダイオードＤ１３のカソードと巻線ｎ２２３の他端との間に接続されるコンデンサＣｓ、およびダイオードＤ１３のカソードと接続点ｃとの間に接続される抵抗Ｒ１３により構成されている。
【００５４】
ただし、巻線ｎ２２２の他端は１次側の直流電源１の負極性出力端子に接続され、巻線ｎ２２３の他端は巻線ｎ２２２の他端に接続されている。
【００５５】
要するに、図６に示す放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が第２実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１２と実施同一であり、第２実施形態の巻線ｎ１２３に代えて、独立の巻線ｎ２２３が設けられている以外は、第２実施形態の放電灯点灯装置と同様の構成になっているのである。
【００５６】
したがって、第３実施形態でも、電源投入後にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンになっても放電灯ＤＬが始動しない場合、所定時間ＴＭａ経過後にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフになるので、第２実施形態と同様の効果が得られる。なお、このとき、少なくともスイッチング素子Ｓ２がオフになれば上記効果が得られるのは言うまでもない。
【００５７】
図７は本発明の第４実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図で、この図を用いて以下に第４実施形態の説明を行う。
【００５８】
図７に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６を第２実施形態と同様に備えるほか、第２実施形態との相違点として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２および昇圧回路３３を備えている。ただし、図７では、放電灯ＤＬ、直流電源１、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６は図示省略されている。
【００５９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、直流電源１の正極性出力端子に一端が接続される巻線ｎ３２１を１次側に有するとともに、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ３２用の巻線ｎ３２２と昇圧回路３３用で中間タップ付きの巻線ｎ３２３とを２次側に有するトランスＴ３２を備えているほか、第２実施形態と同様に、巻線ｎ３２１の他端と直流電源１の負極性出力端子との間に接続されるスイッチング素子Ｓ１２、巻線ｎ３２２の一端にアノードが接続されるダイオードＤ１２、およびこのダイオードＤ１２のカソードと巻線ｎ３２２の他端との間に接続されるコンデンサＣ１２を備えている。ただし、巻線ｎ３２２の他端は１次側の直流電源１の負極性出力端子に接続されている。
【００６０】
昇圧回路３３は、上記巻線ｎ３２３のほか、この巻線ｎ３２３の一端にアノードが接続されるダイオードＤ３３１、このダイオードＤ３３１のカソードと巻線ｎ３２３の中間タップとの間に接続されるコンデンサＣｓ、および巻線ｎ３２３の他端およびダイオードＤ３３１のカソードにそれぞれアノードおよびカソードが接続されるダイオードＤ３３２により成り、コンデンサＣｓが倍電圧で充電される構成になっている。これにより、巻線ｎ３２３の巻数を増やすことなくコンデンサＣｓの両端に高電圧を発生させることが可能になる。ただし、巻線ｎ３２３の中間タップは巻線ｎ３２２の他端に接続されている。なお、昇圧回路は、これに限らず、多倍電圧方式により成る構成でもよい。
【００６１】
以上、第４実施形態では、第２実施形態と同様の効果が得られるとともに、巻線ｎ３２３の巻数を増やすことなくコンデンサＣｓの両端に高電圧を発生させることが可能になる。
【００６２】
図８は本発明の第５実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図で、この図を用いて以下に第５実施形態の説明を行う。
【００６３】
図８に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６を第２実施形態と同様に備えるほか、第２実施形態との相違点として、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２および昇圧回路４３を備えている。ただし、図８では、放電灯ＤＬ、直流電源１、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６は図示省略されている。
【００６４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、直流電源１の正極性出力端子に一端が接続される１次巻線ｎ４２１、および２次巻線ｎ４２２を有するトランスＴ４２を備えているほか、第２実施形態と同様に、１次巻線ｎ４２１の他端と直流電源１の負極性出力端子との間に接続されるスイッチング素子Ｓ１２、２次巻線ｎ４２２の一端にアノードが接続されるダイオードＤ１２、およびこのダイオードＤ１２のカソードと２次巻線ｎ４２２の他端との間に接続されるコンデンサＣ１２を備えている。ただし、２次巻線ｎ４２２の他端は１次側の直流電源１の負極性出力端子に接続される。
【００６５】
昇圧回路４３は、ダイオードＤ１２のカソードに一端が接続される抵抗Ｒ４３と、この抵抗Ｒ４３の他端と２次巻線ｎ４２２の他端との間に接続されるコンデンサＣ４３と、抵抗Ｒ４３の他端に一端が接続される双方向性サイリスタＱ４３と、この双方向性サイリスタＱ４３の他端と２次巻線ｎ４２２の他端との間に接続される１次巻線ｎ４３１、および２次巻線ｎ４３２を有するトランスＴ４３と、２次巻線ｎ４３２の一端および接続点ｃにそれぞれアノードおよびカソードが接続されるダイオードＤ４３と、このダイオードＤ４３のカソードと２次巻線ｎ４３２の他端との間に接続されるコンデンサＣｓとにより構成されている。ただし、２次巻線ｎ４３２の他端は、１次側の１次巻線ｎ４３１およびコンデンサＣ４３の接続点に接続されている。
【００６６】
次に、この昇圧回路４３の動作について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧（図８の例ではコンデンサＣ１２の両端電圧）は、ＤＣ／ＡＣインバータ１５の両入力端子に印加するほか、抵抗Ｒ４３を介してコンデンサＣ４３の両端に印加する。このコンデンサＣ４３の両端電圧が双方向性サイリスタＱ４３のブレークオーバ電圧に達すると、双方向性サイリスタＱ４３がオンになり、コンデンサＣ４３、双方向性サイリスタＱ４３、トランスＴ４３およびコンデンサＣ４３の閉経路に電流が流れて発振が始まり、２次巻線ｎ４３２に起電力が誘導される。この起電力はダイオードＤ４３により半波整流され、これにより得られる直流電力によってコンデンサＣｓが充電され、コンデンサＣｓの両端電圧が昇圧する。
【００６７】
ここで、双方向性サイリスタＱ４３のブレークオーバ電圧は、点灯時におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧よりも高くなるように設定され、無負荷状態でのＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧が抵抗Ｒ４３を介してコンデンサＣ４３の両端に印加する場合にのみ、双方向性サイリスタＱ４３が導通する構成になっている。
【００６８】
例えば、コンデンサＣ１２の両端電圧が、無負荷状態で４００Ｖ、定常状態で１００Ｖになるとすれば、ブレークオーバ電圧は２００〜３００Ｖになるように設定される。なお、発信周波数は、コンデンサＣ１２の両端電圧、ブレークオーバ電圧、抵抗Ｒ４３およびコンデンサＣ４３で決まる。
【００６９】
このように、ブレークオーバ電圧を設定することで、放電灯ＤＬが点灯に至ると、双方向性サイリスタＱ４３がオンしなくなり、コンデンサＣｓの両端電圧が自動的に降下する。これにより、始動回路１４において高圧のパルス電圧が発生しなくなる。
【００７０】
また、無負荷状態から点灯状態に移行せずに、電源の投入時点から所定時間ＴＭａが経過すると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフになり、コンデンサＣｓの一端、接続点ｃ、コンデンサＣ１４２、接続点ｂ、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣｓの他端に戻る閉経路がスイッチング素子Ｓ２のオフにより遮断されるので、コンデンサＣｓの両端電圧が接続点ｂ，ｃ間に印加しなくなる。これにより、接続点ｂ，ｃ間にコンデンサＣｓの残電荷に起因する無用な高電圧が発生しなくなる。
【００７１】
図９は本発明の第６実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図で、この図を用いて以下に第６実施形態の説明を行う。
【００７２】
図９に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６を第５実施形態と同様に備えるほか、第５実施形態との相違点として昇圧回路５３を備えている。ただし、図９では、放電灯ＤＬ、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６は図示省略されている。
【００７３】
昇圧回路５３は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４の接続点にアノードが接続されるダイオードＤ５３１と、このダイオードＤ５３１のカソードに一端が接続される抵抗Ｒ５３と、この抵抗Ｒ５３の他端と２次巻線ｎ４２２の他端との間に接続されるコンデンサＣ５３と、抵抗Ｒ５３の他端に一端が接続される双方向性サイリスタＱ５３と、この双方向性サイリスタＱ５３の他端と２次巻線ｎ４２２の他端との間に接続される１次巻線ｎ５３１、および２次巻線ｎ５３２を有するトランスＴ５３と、２次巻線ｎ５３２の一端および接続点ｃにそれぞれアノードおよびカソードが接続されるダイオードＤ５３２と、このダイオードＤ５３２のカソードと２次巻線ｎ５３２の他端との間に接続されるコンデンサＣｓとにより構成されている。ただし、ダイオードＤ５３１は、スイッチング素子Ｓ４がオン時にコンデンサＣ５３の放電を防止するために設けられている。また、２次巻線ｎ５３２の他端は、１次側の１次巻線ｎ５３１およびコンデンサＣ５３の接続点に接続されている。
【００７４】
次に、昇圧回路５３の動作について説明する。電源が投入されると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンになり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧が、スイッチング素子Ｓ１、ダイオードＤ５３１および抵抗Ｒ５３を介してコンデンサＣ５３の両端に印加する。
【００７５】
この後、コンデンサＣ５３の両端電圧が上昇して双方向性サイリスタＱ５３のブレークオーバ電圧に達すると、この双方向性サイリスタＱ５３が導通して、コンデンサＣ５３、双方向性サイリスタＱ５３、トランスＴ５３およびコンデンサＣ５３の閉経路に電流が流れ、発振が始まる。
【００７６】
発振が始まると、トランスＴ５３の２次巻線ｎ５３２に起電力が誘導され、２次巻線ｎ５３２、ダイオードＤ５３２、コンデンサＣｓおよび２次巻線ｎ５３２の閉経路に電流が流れて、コンデンサＣｓが充電され両端電圧が上昇する。
【００７７】
ここで、第５実施形態と同様に、双方向性サイリスタＱ５３に対して第５実施形態と同様の設定を行えば、放電灯ＤＬが点灯に至ると、双方向性サイリスタＱ５３がオンしなくなり、コンデンサＣｓの両端電圧が自動的に降下する。これにより、始動回路１４において高圧のパルス電圧が発生しなくなる。
【００７８】
また、無負荷状態から点灯状態に移行せずに、電源の投入時点から所定時間ＴＭａが経過すると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフになり、コンデンサＣｓの一端、接続点ｃ、コンデンサＣ１４２、接続点ｂ、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣｓの他端に戻る閉経路がスイッチング素子Ｓ２のオフにより遮断されるので、コンデンサＣｓの両端電圧が接続点ｂ，ｃ間に印加しなくなる。これにより、接続点ｂ，ｃ間にコンデンサＣｓの残電荷に起因する無用な高電圧が発生しなくなる。
【００７９】
さらに、スイッチング素子Ｓ１をオフにすると、昇圧回路５３への電圧印加の停止が可能になるので、昇圧回路５３の回路制約が少なくなり、設計の自由度が増す。すなわち、昇圧回路５３内に昇圧を停止させる回路を設ける必要がなくなり、また双方向性サイリスタＱ５３のブレークオーバ電圧などに対して制約を受けなくなる。
【００８０】
図１０は本発明の第７実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図で、この図を用いて以下に第７実施形態の説明を行う。
【００８１】
図１０に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６を第５実施形態と同様に備えるほか、第５実施形態との相違点として昇圧回路６３を備えている。ただし、図１０では、放電灯ＤＬ、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、始動回路１４および制御回路１６は図示省略されている。
【００８２】
昇圧回路６３は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の接続点にアノードが接続されるダイオードＤ６３１と、このダイオードＤ６３１のカソードに一端が接続される抵抗Ｒ６３と、この抵抗Ｒ６３の他端とスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３の接続点との間に接続されるコンデンサＣ６３と、抵抗Ｒ６３の他端に一端が接続される双方向性サイリスタＱ６３と、この双方向性サイリスタＱ６３の他端とスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３の接続点との間に接続される１次巻線ｎ６３１、および２次巻線ｎ６３２を有するトランスＴ６３と、２次巻線ｎ６３２の一端および接続点ｃにそれぞれアノードおよびカソードが接続されるダイオードＤ６３２と、このダイオードＤ６３２のカソードと２次巻線ｎ６３２の他端との間に接続されるコンデンサＣｓとにより構成されている。ただし、ダイオードＤ６３１は、スイッチング素子Ｓ３がオン時にコンデンサＣ６３の放電を防止するために設けられている。
【００８３】
上記構成の放電灯点灯装置では、第５実施形態と同様に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンになると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧が、スイッチング素子Ｓ２、ダイオードＤ６３１および抵抗Ｒ６３を介して、コンデンサＣ６３の両端に印加する。したがって、双方向性サイリスタＱ６３に対して第５実施形態と同様の設定を行えば、放電灯ＤＬが点灯に至ると、双方向性サイリスタＱ６３がオンしなくなり、コンデンサＣｓの両端電圧が自動的に降下する。これにより、始動回路１４において高圧のパルス電圧が発生しなくなる。
【００８４】
また、無負荷状態から点灯状態に移行せずに、電源の投入時点から所定時間ＴＭａが経過すると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフになり、コンデンサＣｓの一端、接続点ｃ、コンデンサＣ１４２、接続点ｂ、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣｓの他端に戻る閉経路がスイッチング素子Ｓ２のオフにより遮断されるので、コンデンサＣｓの両端電圧が接続点ｂ，ｃ間に印加しなくなる。これにより、接続点ｂ，ｃ間にコンデンサＣｓの残電荷に起因する無用な高電圧が発生しなくなる。
【００８５】
さらに、スイッチング素子Ｓ２をオフにすると、昇圧回路６３への電圧印加の停止が可能になるので、第６実施形態と同様に、昇圧回路６３の回路制約が少なくなり、設計の自由度が増す。
【００８６】
なお、トランスＴ６３の２次側は絶縁型になっているが、図９に示すトランスＴ５３は１次、２次巻線の一方を共通にできる。
【００８７】
図１１は本発明の第８実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図で、この図を用いて以下に第８実施形態の説明を行う。
【００８８】
図１１に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６を第５実施形態と同様に備えるほか、第５実施形態と相違する昇圧回路７３を備えている。ただし、図１１では、放電灯ＤＬ、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、始動回路１４および制御回路１６は図示省略されている。
【００８９】
昇圧回路７３は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の接続点に一端が接続される抵抗Ｒ７３と、この抵抗Ｒ７３の他端とスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３の接続点との間に接続されるコンデンサＣ７３と、抵抗Ｒ７３の他端に一端が接続される双方向性サイリスタＱ７３と、この双方向性サイリスタＱ７３の他端とスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３の接続点との間に接続される１次巻線ｎ７３１、および２次巻線ｎ７３２を有するトランスＴ７３と、２次巻線ｎ７３２の一端および接続点ｃにそれぞれアノードおよびカソードが接続されるダイオードＤ７３と、このダイオードＤ７３のカソードと２次巻線ｎ７３２の他端との間に接続されるコンデンサＣｓとにより構成されている。
【００９０】
上記構成の放電灯点灯装置では、無負荷状態時にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンになり、放電灯ＤＬが始動すると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とＳ３，Ｓ４とが交互にオン／オフする。このため、コンデンサＣ７３は、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のオン毎に充放電を繰り返すことになって、両端電圧が双方向性サイリスタＱ７３のブレークオーバ電圧に達しなくなる。この結果、コンデンサＣｓの両端電圧が昇圧しなくなる。つまり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とＳ３，Ｓ４との交互のオン／オフ動作を利用することで、昇圧回路７３の昇圧動作を実質的に停止させることができるのである。
【００９１】
また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンになると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧が、スイッチング素子Ｓ２および抵抗Ｒ７３を介してコンデンサＣ７３の両端に印加する。したがって、双方向性サイリスタＱ７３に対して第５実施形態と同様の設定を行えば、放電灯ＤＬが点灯に至ると、双方向性サイリスタＱ７３がオンしなくなり、コンデンサＣｓの両端電圧が自動的に降下し、始動回路１４において高圧のパルス電圧が発生しなくなる。
【００９２】
また、無負荷状態から点灯状態に移行せずに、電源の投入時点から所定時間ＴＭａが経過すると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフになるので、接続点ｂ，ｃ間にコンデンサＣｓの残電荷に起因する無用な高電圧が発生しなくなる。
【００９３】
さらに、スイッチング素子Ｓ２をオフにすると、昇圧回路７３への電圧印加の停止が可能になるので、第６実施形態と同様に、昇圧回路７３の回路制約が少なくなり、設計の自由度が増す。
【００９４】
図１２は本発明の第９実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図で、この図を用いて以下に第９実施形態の説明を行う。
【００９５】
図１２に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１５および制御回路１６を第５実施形態と同様に備えるほか、第５実施形態と相違する昇圧回路８３を備えている。ただし、図１２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２および制御回路１６は図示省略されている。
【００９６】
昇圧回路８３は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４の接続点にアノードが接続されるダイオードＤ８３１と、このダイオードＤ８３１のカソードに一端が接続される抵抗Ｒ８３と、この抵抗Ｒ８３の他端と接続点ｂとの間に接続されるコンデンサＣ８３と、抵抗Ｒ８３の他端に一端が接続される双方向性サイリスタＱ８３と、この双方向性サイリスタＱ８３の他端と接続点ｂとの間に接続される１次巻線ｎ８２１、および２次巻線ｎ８３２を有するトランスＴ８３と、２次巻線ｎ８３２の一端および接続点ｃにそれぞれアノードおよびカソードが接続されるダイオードＤ８３２と、このダイオードＤ８３２のカソードと２次巻線ｎ８３２の他端との間に接続されるコンデンサＣｓとにより構成されている。ただし、２次巻線ｎ８３２の他端はスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４の接続点に接続されている。
【００９７】
上記構成の放電灯点灯装置では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンになると、第５実施形態と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧が、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、ダイオードＤ８３１および抵抗Ｒ８３を介してコンデンサＣ８３の両端に印加する。したがって、第５実施形態と同様に、双方向性サイリスタＱ８３のブレークオーバ電圧を、点灯時におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧よりも高くなるように設定すれば、点灯時にコンデンサＣｓの両端電圧を自動的に降下させることが可能になる。
【００９８】
また、無負荷状態から点灯状態に移行せずに、電源の投入時点から所定時間ＴＭａが経過すると、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフになり、コンデンサＣｓの一端、接続点ｃ、コンデンサＣ１４２、接続点ｂ、スイッチング素子Ｓ２およびコンデンサＣｓの他端に戻る閉経路がスイッチング素子Ｓ２のオフにより遮断されるので、コンデンサＣｓの両端電圧が接続点ｂ，ｃ間に印加しなくなる。これにより、接続点ｂ，ｃ間にコンデンサＣｓの残電荷に起因する無用な高電圧が発生しなくなる。
【００９９】
さらに、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の少なくとも一方をオフにすることで、第６実施形態と同様に、昇圧回路８３の動作停止が可能になり、設計の自由度が増す。
【０１００】
図１３は本発明の第１０実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図で、この図を用いて以下に第１０実施形態の説明を行う。
【０１０１】
図１３に示す放電灯点灯装置は、放電灯ＤＬ、直流電源１、昇圧回路１３、始動回路１４、ＤＣ／ＡＣインバータ５０および制御回路１６を備えているほか、第２実施形態との相違点として、ＤＣ／ＤＣコンバータ９２、このＤＣ／ＤＣコンバータ９２の両出力端子間に直列接続される抵抗Ｒ９１〜Ｒ９３、およびＤＣ／ＡＣインバータ５０とともに抵抗Ｒ９２，Ｒ９３の両端に並列接続される始動補助回路９７を備えている。
【０１０２】
ただし、制御回路１６は、抵抗Ｒ９２，Ｒ９３の接続点の電位を取り込み、またスイッチング素子Ｓ１２およびＳ１〜Ｓ４にそれぞれ対応するＦＥＴＱ１２およびＱ１〜Ｑ４に対してオン／オフ制御を行う。
【０１０３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ９２は、直流電源１からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するもので、スイッチング素子Ｓ１２として、寄生ダイオードが逆並列接続される構造のＦＥＴＱ１２を備え、ダイオードＤ１２のカソードが直流電源１の負極性出力端子に接続されている以外は、第２実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ１２と同様に構成されている。
【０１０４】
始動補助回路９７は、抵抗Ｒ９１，Ｒ９２の接続点に一端が接続される抵抗Ｒ９７１と、この抵抗Ｒ９７１の他端にアノードが接続されるダイオードＤ９７と、このダイオードＤ９７のカソードとコンデンサＣ１２の負極性端子との間に接続されるコンデンサＣ９７と、抵抗Ｒ９７１およびダイオードＤ９７と並列接続される抵抗Ｒ９７２とにより構成され、始動時に放電灯ＤＬが放電したときに、それまでに蓄積したコンデンサＣ９７の電荷を放出して放電灯ＤＬの始動を改善するためのものである。
【０１０５】
このように構成される放電灯点灯装置では、例えば、無負荷状態から点灯状態に移行せずに、電源の投入時点から所定時間ＴＭａが経過すると、ＦＥＴＱ１，Ｑ２がオフになり、コンデンサＣｓの一端、抵抗Ｒ１３、接続点ｃ、コンデンサＣ１４２、接続点ｂ、ＦＥＴＱ２およびコンデンサＣｓの他端に戻る閉経路がＦＥＴＱ２のオフにより遮断され、コンデンサＣｓの両端電圧が接続点ｂ，ｃ間に印加しなくなるなど、本放電灯点灯装置の回路動作は、第２実施形態の放電灯点灯装置の回路動作とほぼ同様となる。
【０１０６】
ここで、従来では、図１３に示すように、コンデンサＣ１２の負極性端子にグランドラインＡが接続される。このようにグランドラインを設定すると、人が接続点ｃに触れたとき、コンデンサＣｓ、抵抗Ｒ１３、接続点ｃ、人、グランドラインＡおよびコンデンサＣｓの閉経路で電流が流れる。そこで、第１０実施形態では、ダイオードＤ１２およびコンデンサＣ１２の接続点にグランドラインＢを接続するのである。これにより、人からグランドラインＢとなり、コンデンサＣｓの電圧がグランドラインを介して人に印加しなくなる。これにより、第２実施形態と同様の効果を奏することができるほか、安全性を向上させることが可能になる。
【０１０７】
なお、上記各実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータに対して、いわゆるフライバック方式が採用されているが、これに限らず、直流電源１の電圧に応じて種々の方式を採用してもよい。例えば、図１４に示すように、インダクタＬ５２、スイッチング素子Ｓ５２、ダイオードＤ５２およびコンデンサＣ５２により成る昇圧チョッパ回路５２でもよく、あるいは図１５に示すように、スイチング素子Ｓ６２、ダイオードＤ６２、インダクタＬ６２およびコンデンサＣ６２により成る降圧チョッパ回路でもよい。
【０１０８】
また、本発明の昇圧回路は、上記各実施形態の昇圧回路の構成に限定されるものではなく、ＤＣ／ＤＣコンバータまたはＤＣ／ＡＣインバータからの電圧を受けて昇圧を行うものであればよい。例えば、専用のスイッチを設けて昇圧を行う構成でもよく、出力段のコンデンサＣｓがスイッチング素子Ｓ２のオフ時に始動回路を停止させる構成であればよい。
【０１０９】
また、上記各実施形態では、放電灯ＤＬが始動・点灯するまでの無負荷状態において、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４はオフのままで、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンにされる構成になっているが、無負荷状態から点灯状態に移行しない場合に少なくともスイッチング素子Ｓ２をオフにする限り、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とＳ３，Ｓ４とが交互にオン／オフされる構成でもよい。
【０１１０】
さらに、始動回路には放電ギャップが使用される構成になっているが、放電ギャップに限らず、双方向性サイリスタ（ＳＳＳ）でもよく、あるいはサイリスタにトリガ素子を設けてコンデンサＣ１４２の電圧が所定値になるとオンになる構成のものでもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明によれば、直流電源と、前記直流電源からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの電力を使用して昇圧した電圧を得る昇圧回路と、前記昇圧回路で得られた電圧を用いて放電灯の始動を行う始動回路と、スイッチング素子を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯側に供給するＤＣ／ＡＣインバータとを備え、無負荷状態時に、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオンにすることにより、前記昇圧回路、始動回路、ＤＣ／ＡＣインバータおよび昇圧回路を順に通る閉経路を形成し、始動しないときは前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオフにすることにより、前記閉経路を遮断するので、無負荷状態で動作を停止させたときに、始動回路および周辺回路内の残電荷に起因して、無用なパルス電圧が発生したり、あるいは始動回路の入力側に高電圧が発生したりするのを防止することが可能になる。
【０１１２】
請求項２記載の発明によれば、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ用の巻線および前記昇圧回路用の巻線を２次側に有するトランスを備えるので、このトランスが例えばいわゆる昇圧トランスであれば、昇圧回路を簡単な回路構成にすることができる。
【０１１３】
請求項３記載の発明によれば、前記昇圧回路は前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を受けて動作するので、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させることで、昇圧回路の昇圧動作を停止させることが可能になる。
【０１１４】
請求項４記載の発明によれば、前記昇圧回路は、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子のオンまたはオフにより動作して昇圧した電圧を得るので、ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子をオンまたはオンにすることで、昇圧回路の昇圧動作を停止させることが可能になる。
【０１１５】
請求項５記載の発明によれば、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、１次巻線および２次巻線を有するトランスと、このトランスの２次巻線間に直列接続されるダイオードおよびコンデンサとを備え、これらダイオードおよびコンデンサの接続点とグランドアースとを接続するので、安全性を向上させることが可能になる。
【０１１６】
請求項６記載の発明によれば、前記ＤＣ／ＡＣインバータは４つのスイッチング素子で構成され、これら４つのスイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子が、無負荷状態時に、前記昇圧回路、始動回路、ＤＣ／ＡＣインバータおよび昇圧回路を通過する閉経路を形成するように、オンにされるので、昇圧回路の出力電圧を始動回路に印加させることが可能になる。
【０１１７】
請求項７記載の発明によれば、直流電源と、前記直流電源からの直流電力を所定電圧レベルの直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力側にコンデンサを有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの電力を使用して前記コンデンサの両端に昇圧した電圧を得る昇圧回路と、前記コンデンサの両端電圧を用いて放電灯の始動を行う始動回路と、スイッチング素子を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから所定電圧レベルの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯側に供給するＤＣ／ＡＣインバータとを備え、無負荷状態時に、前記ＤＣ／ＡＣインバータが有するスイッチング素子がオンになると、前記コンデンサの一端、始動回路、そのオンのスイッチング素子およびコンデンサの他端を順に通る閉経路が形成され、始動しないとき、その閉経路を形成するスイッチング素子をオフにすることにより、前記閉経路が遮断されるので、無負荷状態で動作を停止させたときに、始動回路および周辺回路内の残電荷に起因して、無用なパルス電圧が発生したり、あるいは始動回路の入力側に高電圧が発生したりするのを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図３】図２に示すＤＣ／ＡＣインバータの各スイッチング素子の動作説明図である。
【図４】図２に示す放電灯の両端電圧の波形図である。
【図５】無負荷状態から点灯状態に移行しない場合の図２に示す各部の動作波形図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図１２】本発明の第９実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図１３】本発明の第１０実施形態に係る放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図１４】ＤＣ／ＤＣコンバータの別の回路構成例を示す図である。
【図１５】ＤＣ／ＤＣコンバータの別の回路構成例を示す図である。
【図１６】従来の放電灯点灯装置の構成図である。
【符号の説明】
１  直流電源
２，１２，２２，３２，４２，５２，６２，９２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３，１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３  昇圧回路
４，１４  始動回路
５，１５，５０  ＤＣ／ＡＣインバータ
１６  制御回路
Ｃｓ  コンデンサ
Ｓ１〜Ｓ４  スイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ４  ＦＥＴ
ＤＬ  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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【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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