(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、前記直流電源の出力電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部からの出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサからの出力電圧をもとにスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電圧を出力し放電灯を点灯させる点灯回路部と、前記直流電源、ＤＣ／ＤＣコンバータ部、平滑コンデンサ、あるいは点灯回路部の出力電圧を昇圧する昇圧回路部と、前記昇圧回路部の出力部に接続され出力電圧を充電する充電用コンデンサ、一次巻線と放電ギャップとの直列回路が前記昇圧回路部の出力部に前記充電用コンデンサと並列接続され、二次巻線が放電灯に接続されたパルストランスであって、前記充電用コンデンサの充電電圧が所定値以上となり前記放電ギャップにおいて放電が発生したときに前記放電灯に所定のパルス電圧を印加し、前記放電灯を始動させる回路を前記放電ギャップとともに構成するパルストランス、および前記放電灯を有する負荷回路とを備え、前記パルストランスと充電用コンデンサの接続点と、前記昇圧回路部との間に、インダクタンス素子を含み電流の流れを制限する限流素子を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側にスイッチング手段を介して前記直流電源が接続されるとともに、二次側に前記平滑コンデンサが接続されるトランスを有し、前記スイッチング手段のスイッチング動作により前記トランスの二次側から出力される電力を前記平滑コンデンサに充電するよう構成され、前記限流素子は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の二次側に設けられることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側にスイッチング手段を介して前記直流電源が接続されるとともに、二次側に前記平滑コンデンサが接続されるトランスを有し、前記スイッチング手段のスイッチング動作により前記トランスの二次側から出力される電力を前記平滑コンデンサに充電するよう構成され、前記限流素子は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の一次側に設けられることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記昇圧回路部を前記平滑コンデンサの後段に設けたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記昇圧回路部は、前記点灯回路部のスイッチング素子のスイッチング動作を利用して昇圧動作を行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記限流素子を前記点灯回路部の出力側に設けたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷回路の異常時に発生する高圧パルス電圧の抑制を行う放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放電灯点灯装置を図８に示す。この放電灯点灯装置は、直流電源Ｅと、直流電源Ｅの直流電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤと、その出力電圧を平滑する平滑コンデンサＣと、高輝度放電灯（ＨＩＤランプ）である放電灯Ｌａを有する負荷回路ＬＰと、昇圧回路ＢＣとコンデンサＣ１を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤの出力を昇圧しコンデンサＣ１に蓄え、その出力を入力点Ｐ３より負荷回路ＬＰに供給する昇圧回路部ＢＣ１と、平滑コンデンサＣの出力である直流電圧をスイッチング素子のスイッチング動作にて交流電圧に変換して、入力点Ｐ１，Ｐ２より負荷回路ＬＰの放電灯Ｌａに供給し点灯させる点灯回路部であるインバータ部ＩＮＶとで構成される。
【０００３】
負荷回路ＬＰは、昇圧回路部ＢＣ１からの出力電圧を入力点Ｐ３より入力し、充電する充電用コンデンサＣ２と、パルストランスＰＴと、パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１と直列接続され、その直列回路が充電用コンデンサＣ２の両端間に接続される放電ギャップであるスイッチ素子Ｇａｐと、パルストランスＰＴの二次巻線Ｌｐ２と直列接続され、その直列回路が入力点Ｐ２，Ｐ３にてインバータ部ＩＮＶに接続される上記放電灯Ｌａとを備えている。
【０００４】
このように構成された放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤからの出力が昇圧回路部ＢＣ１にて昇圧されてコンデンサＣ１に充電され、このコンデンサＣ１を電源として、充電用コンデンサＣ２が充電される。コンデンサＣ２の充電が進み、その両端電圧がスイッチ素子Ｇａｐの放電開始電圧に達すると、充電用コンデンサＣ２に蓄えられた電荷はパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１を介して放電する。その際、パルストランスＰＴの二次巻線Ｌｐ２には、その巻数比に応じた高圧パルス電圧が発生し、その高圧パルス電圧が放電灯Ｌａの両端に印加され、放電灯Ｌａが始動し点灯する。放電灯Ｌａの点灯後は、インバータ部ＩＮＶから例えば矩形波の交流電圧が放電灯Ｌａに印加されて安定に点灯維持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴの一次側に接続された充電用コンデンサＣ２がオープン不良を起すと、昇圧回路部ＢＣ１のコンデンサＣ１が充電用コンデンサＣ２の代用的な動作を起こし、コンデンサＣ１→入力点Ｐ３→一次巻線Ｌｐ１→スイッチ素子Ｇａｐ→入力点Ｐ１→インバータ部ＩＮＶ→コンデンサＣ１の閉ループで、充電用コンデンサＣ２に充電されることなく直接パルストランスＰＴの一次側の巻線ＬＰ１を介してスイッチ素子Ｇａｐに急峻な電流が流れ、高圧パルス電圧が二次巻線Ｌｐ２に発生してしまうことがあった。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、負荷回路の異常状態時における高圧パルス電圧の発生を回避又は低減させて安全側へ移行させるようにした放電灯点灯装置を提供することにある。
【０００７】
【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の発明は、直流電源と、前記直流電源の出力電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部からの出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサからの出力電圧をもとにスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電圧を出力し放電灯を点灯させる点灯回路部と、前記直流電源、ＤＣ／ＤＣコンバータ部、平滑コンデンサ、あるいは点灯回路部の出力電圧を昇圧する昇圧回路部と、前記昇圧回路部の出力部に接続され出力電圧を充電する充電用コンデンサ、一次巻線と放電ギャップとの直列回路が前記昇圧回路部の出力部に前記充電用コンデンサと並列接続され、二次巻線が放電灯に接続されたパルストランスであって、前記充電用コンデンサの充電電圧が所定値以上となり前記放電ギャップにおいて放電が発生したときに前記放電灯に所定のパルス電圧を印加し、前記放電灯を始動させる回路を前記放電ギャップとともに構成するパルストランス、および前記放電灯を有する負荷回路とを備え、前記パルストランスと充電用コンデンサの接続点と、前記昇圧回路部との間に、インダクタンス素子を含み電流の流れを制限する限流素子を設けたことを特徴とする。よって、充電用コンデンサがオープンである負荷回路の異常時に、限流素子により、パルストランスに流れる電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるため、安全保護ができるとともに部品ストレスを低減できる。また、ノイズをインダクタンス素子により防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型化が図れるとともに、コストの低減が図れる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側にスイッチング手段を介して前記直流電源が接続されるとともに、二次側に前記平滑コンデンサが接続されるトランスを有し、前記スイッチング手段のスイッチング動作により前記トランスの二次側から出力される電力を前記平滑コンデンサに充電するよう構成され、前記限流素子は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の二次側に設けられることを特徴とする。よって、請求項１と同様の効果が得られる。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側にスイッチング手段を介して前記直流電源が接続されるとともに、二次側に前記平滑コンデンサが接続されるトランスを有し、前記スイッチング手段のスイッチング動作により前記トランスの二次側から出力される電力を前記平滑コンデンサに充電するよう構成され、前記限流素子は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の一次側に設けられることを特徴とする。よって、請求項１と同様の効果が得られる。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１記載の発明において、前記昇圧回路部を前記平滑コンデンサの後段に設けたことを特徴とする。よって、請求項１と同様の効果が得られる。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１記載の発明において、前記昇圧回路部は、前記点灯回路部のスイッチング素子のスイッチング動作を利用して昇圧動作を行うことを特徴とする。よって、昇圧回路部と点灯回路部とでスイッチング素子を共用することができ、部品点数を削減できる。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項１記載の発明において、前記限流素子を前記点灯回路部の出力側に設けたことを特徴とする。よって、請求項１と同様の効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の構成を示した回路図であり、図８の従来例と同じものには同じ符号を付している。図１において図８と異なる点は、図１では昇圧回路部ＢＣ１と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に、電流の流れを制限する限流素子Ａとしてインダクタンス素子Ｌが新たに追加されている点である。
【００１４】
図２にその詳細を示す。図２において、直流電源Ｅの両端にトランスＴ１の一次巻線Ｎ１とスイッチング手段であるスイッチング素子Ｑの直列回路が接続されており、トランスＴ１の二次巻線Ｎ２の一端にはダイオードＤ１のアノードが接続され、ダイオードＤ１のカソードは平滑コンデンサＣを介して二次巻線Ｎ２の他端に接続されている。ここで、トランスＴ１とスイッチング素子ＱとダイオードＤ１によりＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤが構成される。すなわち、トランスＴ１の一次側にはスイッチング素子Ｑを介して直流電源Ｅが接続され、二次側にはトランスの二次側に平滑コンデンサＣが接続される。
【００１５】
また、平滑コンデンサＣの両端には、４つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４をブリッジ接続した点灯回路部であるインバータ部ＩＮＶが接続され、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３の接続点は負荷回路ＬＰの入力点Ｐ２に接続され、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４の接続点は負荷回路ＬＰの入力点Ｐ１に接続される。
【００１６】
そしてまた、トランスＴ１の二次側には二次巻線Ｎ２とともに二次巻線Ｎ３が設けられ、二次巻線Ｎ３は一端が二次巻線Ｎ２とダイオードＤ１の接続点に接続され、他端がコンデンサＣ１１の一端とダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードはダイオードＤ３のアノードと接続され、ダイオードＤ３のカソードはコンデンサＣ１１の他端と接続されている。
【００１７】
また、ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣの接続点にはコンデンサＣ１の一端が接続され、コンデンサＣ１の他端はダイオードＤ３のアノードおよびダイオードＤ２のカソードに接続されている。ダイオードＤ３のカソードにはダイオードＤ４のアノードが接続され、ダイオードＤ４のカソードはコンデンサＣ１２を介してダイオードＤ３とコンデンサＣ１の接続点に接続されている。
【００１８】
そして、ダイオードＤ４とコンデンサＣ１２の接続点は、限流素子Ａを構成する抵抗Ｒとインダクタンス素子Ｌの直列回路を介して負荷回路ＬＰの入力点Ｐ３に接続されている。ここで、二次巻線Ｎ３、ダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ１１，Ｃ１２により昇圧回路部ＢＣ１が構成され、平滑コンデンサＣの充電電圧にコンデンサＣ１、コンデンサＣ１２の充電電圧が加算され昇圧された電圧により後述する負荷回路ＬＰの充電用コンデンサＣ２が充電される。図２では図１と異なり、限流素子Ａとしてインダクタンス素子Ｌとなっているのに換えて、抵抗Ｒとインダクダンス素子Ｌの直列回路としている。この限流素子Ａは、昇圧回路部ＢＣ１の出力と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に設けられており、抵抗Ｒのみ、インダクタンス素子Ｌのみでもよい。この限流素子ＡはトランスＴ１の二次側に設けられた昇圧回路部ＢＣ１の出力部に設けられており、トランスＴ１の二次側に設けられている。
【００１９】
負荷回路ＬＰは、入力点Ｐ３と入力点Ｐ１との間に充電用コンデンサＣ２が接続されるとともに、パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１とスイッチ素子Ｇａｐの直列回路が接続される。また、入力点Ｐ２と入力点Ｐ１の間にはパルストランスＰＴの二次巻線Ｌｐ２と、高輝度放電灯（ＨＩＤランプ）である放電灯Ｌａの直列回路が接続されている。
【００２０】
尚、上記スイッチング素子Ｑ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、制御部１０の制御信号によりスイッチング動作する。
【００２１】
このように構成された放電灯点灯装置の動作を説明する。スイッチング素子Ｑのスイッチング動作により、直流電源ＥよりトランスＴ１の一次巻線Ｎ１に電流が流れてトランスＴ１に蓄積されたエネルギーが、トランスＴ１の二次巻線Ｎ２よりダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣに放出され充電される。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤは、スイッチング素子Ｑのオンオフによって、直流電源Ｅからの直流電圧を所定の直流電圧に変換して平滑コンデンサＣに出力し、平滑コンデンサＣに充電される。
【００２２】
またこのとき、スイッチング素子Ｑのスイッチング動作により、トランスＴ１に蓄積されたエネルギーが、トランスＴ１の二次巻線Ｎ３→ダイオードＤ２→コンデンサＣ１→平滑コンデンサＣ→トランスＴ１の二次巻線Ｎ２→トランスＴ１の２次巻線Ｎ３の閉ループの電流経路で放出され、コンデンサＣ１，平滑コンデンサＣが充電されるとともに、トランスＴ１の二次巻線Ｎ３→コンデンサＣ１１→ダイオードＤ４→コンデンサＣ１２→コンデンサＣ１→平滑コンデンサＣ→トランスＴ１の二次巻線Ｎ２→トランスＴ１の二次巻線Ｎ３の閉ループの電流経路で放出され、コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１、平滑コンデンサＣが充電される。
【００２３】
この平滑コンデンサＣ，コンデンサＣ１，Ｃ１２に蓄えられた電荷により、平滑コンデンサＣ→コンデンサＣ１→コンデンサＣ１２→抵抗Ｒ→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→充電用コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｑ４→平滑コンデンサＣの閉ループの電流経路で充電用コンデンサＣ２が充電され、充電用コンデンサＣ２の両端電圧がスイッチ素子Ｇａｐの放電開始電圧に達すると、充電用コンデンサＣ２に蓄えられた電荷はパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１を介して放電する。その際、パルストランスＰＴの二次側には、その巻数比に応じた高圧パルス電圧が発生し、放電灯Ｌａの両端に印加されて、放電灯Ｌａが始動し点灯する。
【００２４】
放電灯Ｌａの点灯後は、平滑コンデンサＣの両端に接続されたインバータ部ＩＮＶは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオンで、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオフの状態と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオンで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオフの状態を交互に繰り返し、放電灯Ｌａの両端に略矩形波の交流電圧が印加され、放電灯Ｌａが点灯維持する。このとき、交流電圧ではなく負側がカットされた断続的にオンするようなＤＣ出力でもよい。
【００２５】
ここで、充電用コンデンサＣ２がオープン不良を起こすと、平滑コンデンサＣ→コンデンサＣ１→コンデンサＣ１２→抵抗Ｒ→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１→スイッチ素子Ｇａｐ→スイッチング素子Ｑ４→平滑コンデンサＣによる閉ループの電流経路で、昇圧回路部ＢＣ１で昇圧された電圧により、充電用コンデンサＣ２に充電されることなく、直接、スイッチ素子Ｇａｐに急峻な電流が流れてスイッチ素子Ｇａｐがオンし、パルストランスＰＴの二次側に高圧パルス電圧が発生する。
【００２６】
本実施形態では、昇圧回路部ＢＣ１と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に、抵抗Ｒとインダクタンス素子Ｌによる限流素子Ａを設けたため、充電用コンデンサＣ２がオープンである負荷回路ＬＰの異常時に、限流素子ＡとパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１により、パルストランスＰＴの一次側電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるため、安全保護ができるとともに部品ストレスを低減できる。
【００２７】
また、負荷回路ＬＰの入力点Ｐ３より流入、流出するノイズを限流素子Ａのインダクタンス素子Ｌにより防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型化が図れるとともに、コストの低減が図れる。
【００２８】
（実施形態２）
次に、図３を用いて本発明の実施形態２を説明する。図３において図２と異なる点は、図２では昇圧回路部ＢＣ１がＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤのトランスＴ１の２次側に設けられているのに対して、図３ではトランスＴ１の一次側に昇圧回路部ＢＣ２が設けられている点である。詳しくは、図３において、直流電源Ｅの両端に、コイルＬ１とスイッチング素子Ｑ５の直列回路が接続され、スイッチング素子Ｑ５のコイルＬ１と接続される一端は、ダイオードＤ５のアノードと接続され、ダイオードＤ５のカソードは、コンデンサＣ２０を介してスイッチング素子Ｑ５の他端に接続されている。ここで、コイルＬ１，ダイオードＤ５，コンデンサＣ２０，スイッチング素子Ｑ５にて昇圧回路部ＢＣ２が構成される。
【００２９】
この昇圧回路部ＢＣ２には、ダイオードＤ５とコンデンサＣ２０の接続点に接続された限流素子Ａを構成するインダクタンス素子Ｌを介して、図２と同様に入力点Ｐ３にて負荷回路ＬＰに接続される。すなわち、限流素子ＡがＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤの一次側に設けられる。
【００３０】
次に、本放電灯点灯装置の動作を説明する。直流電源Ｅからの直流電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤを介して平滑コンデンサＣに充電される点は図２で説明したものと同様である。昇圧回路部ＢＣ２では、スイッチング素子Ｑ５を高周波でスイッチングし、スイッチング素子Ｑ５がオンのときに、直流電源ＥよりコイルＬ１に蓄えられたエネルギを、スイッチング素子Ｑ５がオフのときに、直流電源Ｅの直流電圧に加えて、ダイオードＤ５を介してコンデンサＣ２０に充電するよう昇圧チョッパ動作を行う。
【００３１】
そして、平滑コンデンサＣ、コンデンサＣ２０に充電された電荷が、平滑コンデンサＣ→コンデンサＣ２０→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→充電用コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｑ４→平滑コンデンサＣの閉ループの電流経路で充電用コンデンサＣ２に充電される。充電用コンデンサＣ２に充電された電荷がスイッチ素子Ｇａｐの放電開始電圧に達すると、充電用コンデンサＣ２に蓄えられた電荷はパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１を介して放電する。その際、パルストランスＰＴの２次側には、その巻数比に応じた高圧パルス電圧が発生する。この高圧パルス電圧が放電灯Ｌａの両端に印加されて放電灯Ｌａが始動し点灯する。
【００３２】
放電灯Ｌａの始動点灯後は、図２と同様、平滑コンデンサＣの両端に接続されたインバータ部ＩＮＶより、放電灯Ｌａの両端に略矩形波の交流電圧が印加され、放電灯Ｌａが点灯維持する。このとき、交流電圧ではなく負側がカットされた断続的にオンするようなＤＣ出力でもよい。
【００３３】
ここで、充電用コンデンサＣ２がオープン不良を起こすと、平滑コンデンサＣ→コンデンサＣ２０→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１→スイッチ素子Ｇａｐ→スイッチング素子Ｑ４→平滑コンデンサＣによる閉ループの電流経路で、平滑コンデンサＣとコンデンサＣ２０に充電された電荷が、充電用コンデンサＣ２に充電されることなく、直接、スイッチ素子Ｇａｐに急峻な電流が流れてオンし、パルストランスＰＴの二次側に高圧パルス電圧が発生する。
【００３４】
本実施形態では、昇圧回路部ＢＣ２と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に、インダクタンス素子Ｌによる限流素子Ａを設けたため、限流素子ＡとパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１により、パルストランスＰＴの一次側電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるため安全保護ができるとともに、部品ストレスを低減できる。
【００３５】
また、負荷回路ＬＰの入力点Ｐ３より流入、流出するノイズを限流素子Ａのインダクタンス素子Ｌにより防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型が図れるとともにコストの低減が図れる。
【００３６】
尚、限流素子Ａとしてインダクタンス素子Ｌとしたが、限流素子Ａは抵抗のみでもよく、またインダクタンス素子Ｌと抵抗が直列接続された回路であっても同様の効果が得られる。
【００３７】
（実施形態３）
図４を用いて本発明の実施形態３を説明する。図４において図３と異なる点は、図３ではトランスＴ１の一次側に昇圧回路部ＢＣ２が設けられているのに対して、図４では昇圧回路部ＢＣ３がＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤの出力を平滑する平滑コンデンサＣの両端、すなわち後段に設けられている点である。詳しくは、図４において、平滑コンデンサＣの両端に、コイルＬ２とスイッチング素子Ｑ６の直列回路が接続され、スイッチング素子Ｑ６のコイルＬ２と接続される一端は、ダイオードＤ６のアノードと接続され、ダイオードＤ６のカソードは、コンデンサＣ２１を介してスイッチング素子Ｑ６の他端に接続されている。ここで、コイルＬ２，ダイオードＤ６，コンデンサＣ２１，スイッチング素子Ｑ６にて昇圧回路部ＢＣ３が構成される。
【００３８】
この昇圧回路部ＢＣ３には、ダイオードＤ６とコンデンサＣ２１の接続点に接続された限流素子Ａを構成するインダクタンス素子Ｌを介して、図３と同様に入力点Ｐ３にて負荷回路ＬＰに接続される。
【００３９】
次に、本放電灯点灯装置の動作を説明する。直流電源Ｅからの直流電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤを介して平滑コンデンサＣに充電される点は図３と同様である。昇圧回路部ＢＣ３では、スイッチング素子Ｑ６を高周波でスイッチングし、スイッチング素子Ｑ６がオンのときに、平滑コンデンサＣよりコイルＬ２に蓄えられたエネルギを、スイッチング素子Ｑ６がオフのときに、平滑コンデンサＣの電圧に加えて、ダイオードＤ６を介してコンデンサＣ２１に充電するよう昇圧チョッパ動作を行う。
【００４０】
そして、コンデンサＣ２１に充電された電荷が、コンデンサＣ２１→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→充電用コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｑ４→コンデンサＣ２１の閉ループの電流経路で充電用コンデンサＣ２に充電される。充電用コンデンサＣ２に充電された電荷がスイッチ素子Ｇａｐの放電開始電圧に達すると、充電用コンデンサＣ２に蓄えられた電荷はパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１を介して放電する。その際、パルストランスＰＴの２次側には、その巻数比に応じた高圧パルス電圧が発生する。この高圧パルス電圧が放電灯Ｌａの両端に印加されて放電灯Ｌａが始動し点灯する。
【００４１】
放電灯Ｌａの始動点灯後は、図３と同様、平滑コンデンサＣの両端に接続されたインバータ部ＩＮＶより、放電灯Ｌａの両端に略矩形波の交流電圧が印加され、放電灯Ｌａが点灯維持する。このとき、交流電圧ではなく負側がカットされた断続的にオンするようなＤＣ出力でもよい。
【００４２】
ここで、充電用コンデンサＣ２がオープン不良を起こすと、コンデンサＣ２１→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１→スイッチ素子Ｇａｐ→スイッチング素子Ｑ４→コンデンサＣ２１による閉ループの電流経路で、コンデンサＣ２１に充電された電荷が充電用コンデンサＣ２に充電されることなく、直接、スイッチ素子Ｇａｐに急峻な電流が流れてオンし、パルストランスＰＴの二次側に高圧パルス電圧が発生する。
【００４３】
本実施形態では、昇圧回路部ＢＣ３と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に、インダクタンス素子Ｌによる限流素子Ａを設けたため、限流素子ＡとパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１により、パルストランスＰＴの一次側電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるため安全保護ができるとともに、部品ストレスを低減できる。
【００４４】
また、負荷回路ＬＰの入力点Ｐ３より流入、流出するノイズを限流素子Ａのインダクタンス素子Ｌにより防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型が図れるとともにコストの低減が図れる。
【００４５】
尚、限流素子Ａとしてインダクタンス素子Ｌとしたが、限流素子Ａは抵抗のみでもよく、またインダクタンス素子Ｌと抵抗が直列接続された回路であっても同様の効果が得られる。
【００４６】
（実施形態４）
次に、図５を用いて本発明の実施形態４を説明する。図５では、図４と同様に平滑コンデンサＣの両端に昇圧回路部ＢＣ４が接続されているが、この昇圧回路部ＢＣ４は、インバータ部ＩＮＶのスイッチング素子Ｑ３を含み、このスイッチング素子Ｑ３を利用して昇圧チョッパ動作を行う点が図４と異なる。
【００４７】
図５において、平滑コンデンサＣの両端にコイルＬ３とダイオードＤ８とスイッチング素子Ｑ７とスイッチング素子Ｑ３の直列回路が接続され、コイルＬ３とダイオードＤ８の接続点と、スイッチング素子Ｑ３と平滑コンデンサＣの接続点との間にダイオードＤ７とコンデンサＣ２２の直列回路が接続される。ここで、コイルＬ３、ダイオードＤ８、スイッチング素子Ｑ７、スイッチング素子Ｑ３、ダイオードＤ７、コンデンサＣ２２により昇圧回路部ＢＣ４が構成される。
【００４８】
この昇圧回路部ＢＣ４には、ダイオードＤ７とコンデンサＣ２２の接続点に接続された限流素子Ａを構成するインダクタンス素子Ｌを介して、図４と同様に入力点Ｐ３にて負荷回路ＬＰに接続される。
【００４９】
次に、本放電灯点灯装置の動作を説明する。直流電源Ｅからの直流電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤを介して平滑コンデンサＣに充電される点は図４と同様である。昇圧回路部ＢＣ４では、スイッチング素子Ｑ７をオン状態で、スイッチング素子Ｑ３を高周波でスイッチングし、スイッチング素子Ｑ３がオンのときに、平滑コンデンサＣよりコイルＬ３に蓄えられたエネルギを、スイッチング素子Ｑ３がオフのときに、平滑コンデンサＣの電圧に加えて、ダイオードＤ７を介してコンデンサＣ２２に充電するよう昇圧チョッパ動作を行う。ここで、スイッチンス素子Ｑ３をオンのままで、スイッチング素子Ｑ７を高周波スイッチングしてもよい。またこのとき、インバータ部ＩＮＶの他のスイッチング素子については、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオフ状態、スイッチング素子Ｑ４はオン状態である。
【００５０】
そして、コンデンサＣ２２に充電された電荷が、コンデンサＣ２２→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→充電用コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｑ４→コンデンサＣ２２の閉ループの電流経路で充電用コンデンサＣ２に充電される。充電用コンデンサＣ２に充電された電荷がスイッチ素子Ｇａｐの放電開始電圧に達すると、充電用コンデンサＣ２に蓄えられた電荷はパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１を介して放電する。その際、パルストランスＰＴの２次側には、その巻数比に応じた高圧パルス電圧が発生する。この高圧パルス電圧が放電灯Ｌａの両端に印加されて放電灯Ｌａが始動し点灯する。
【００５１】
放電灯Ｌａの始動点灯後は、図４と同様、平滑コンデンサＣの両端に接続されたインバータ部ＩＮＶより、放電灯Ｌａの両端に略矩形波の交流電圧が印加され、放電灯Ｌａが点灯維持する。このとき、交流電圧ではなく負側がカットされた断続的にオンするようなＤＣ出力でもよい。
【００５２】
ここで、充電用コンデンサＣ２がオープン不良を起こすと、コンデンサＣ２２→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１→スイッチ素子Ｇａｐ→スイッチング素子Ｑ４→コンデンサＣ２２による閉ループの電流経路で、コンデンサＣ２２に充電された電荷が充電用コンデンサＣ２に充電されることなく、直接、スイッチ素子Ｇａｐに急峻な電流が流れてオンし、パルストランスＰＴの二次側に高圧パルス電圧が発生する。
【００５３】
本実施形態では、昇圧回路部ＢＣ４と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に、インダクタンス素子Ｌによる限流素子Ａを設けたため、限流素子ＡとパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１により、パルストランスＰＴの一次側電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるため安全保護ができるとともに、部品ストレスを低減できる。
【００５４】
また、負荷回路ＬＰの入力点Ｐ３より流入、流出するノイズを限流素子Ａのインダクタンス素子Ｌにより防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型が図れるとともにコストの低減が図れる。
【００５５】
尚、限流素子Ａとしてインダクタンス素子Ｌとしたが、限流素子Ａは抵抗のみでもよく、またインダクタンス素子Ｌと抵抗が直列接続された回路であっても同様の効果が得られる。
【００５６】
（実施形態５）
次に、図６を用いて本発明の実施形態５を説明する。図６では、図５と同様に平滑コンデンサＣの両端に昇圧回路部ＢＣ５が接続されているが、この昇圧回路部ＢＣ４は、インバータ部ＩＮＶのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を含み、このスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を利用して昇圧チョッパ動作を行う点が図５と異なる。
【００５７】
図６において、平滑コンデンサＣの両端にコイルＬ４とダイオードＤ１０とスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ３の直列回路が接続され、コイルＬ４とダイオードＤ１０の接続点と、スイッチング素子Ｑ３と平滑コンデンサＣの接続点との間にダイオードＤ９とコンデンサＣ２３の直列回路が接続される。ここで、コイルＬ４、ダイオードＤ９、Ｄ１０、コンデンサＣ２３、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４により昇圧回路部ＢＣ５が構成される。
【００５８】
この昇圧回路部ＢＣ５には、ダイオードＤ９とコンデンサＣ２３の接続点に接続された限流素子Ａを構成するインダクタンス素子Ｌを介して、図５と同様に入力点Ｐ３にて負荷回路ＬＰに接続される。また、平滑コンデンサＣにはスイッチング素子Ｑ８を介してインバータ部ＩＮＶが接続されている。
【００５９】
次に、本放電灯点灯装置の動作を説明する。直流電源Ｅからの直流電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤを介して平滑コンデンサＣに充電される点は図５と同様である。昇圧回路部ＢＣ５では、スイッチング素子Ｑ１をオン状態で、スイッチング素子Ｑ３を高周波でスイッチングし、スイッチング素子Ｑ３がオンのときに、平滑コンデンサＣよりコイルＬ４に蓄えられたエネルギを、スイッチング素子Ｑ３がオフのときに、平滑コンデンサＣの電圧に加えて、ダイオードＤ９を介してコンデンサＣ２３に充電するよう昇圧チョッパ動作を行う。ここで、スイッチンス素子Ｑ３をオンのままで、スイッチング素子Ｑ１を高周波スイッチングしてもよく、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を高周波スイッチングしてもよい。またこのとき、スイッチング素子Ｑ２はオフ状態、スイッチング素子Ｑ４はオン状態であり、スイッチング素子Ｑ８はオフ状態である。
【００６０】
そして、コンデンサＣ２３に充電された電荷が、コンデンサＣ２３→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→充電用コンデンサＣ２→スイッチング素子Ｑ４→コンデンサＣ２３の閉ループの電流経路で充電用コンデンサＣ２に充電される。充電用コンデンサＣ２に充電された電荷がスイッチ素子Ｇａｐの放電開始電圧に達すると、充電用コンデンサＣ２に蓄えられた電荷はパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１を介して放電する。その際、パルストランスＰＴの２次側には、その巻数比に応じた高圧パルス電圧が発生する。この高圧パルス電圧が放電灯Ｌａの両端に印加されて放電灯Ｌａが始動し点灯する。
【００６１】
放電灯Ｌａの始動点灯後は、図５と同様、平滑コンデンサＣの両端に接続されたインバータ部ＩＮＶより、放電灯Ｌａの両端に略矩形波の交流電圧が印加され、放電灯Ｌａが点灯維持する。このとき、交流電圧ではなく負側がカットされた断続的にオンするようなＤＣ出力でもよい。
【００６２】
ここで、充電用コンデンサＣ２がオープン不良を起こすと、コンデンサＣ２３→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１→スイッチ素子Ｇａｐ→スイッチング素子Ｑ４→コンデンサＣ２３による閉ループの電流経路で、コンデンサＣ２３に充電された電荷が充電用コンデンサＣ２に充電されることなく、直接、スイッチ素子Ｇａｐに急峻な電流が流れてオンし、パルストランスＰＴの二次側に高圧パルス電圧が発生する。
【００６３】
本実施形態では、昇圧回路部ＢＣ５と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に、インダクタンス素子Ｌによる限流素子Ａを設けたため、限流素子ＡとパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１により、パルストランスＰＴの一次側電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるため安全保護ができるとともに、部品ストレスを低減できる。
【００６４】
また、負荷回路ＬＰの入力点Ｐ３より流入、流出するノイズを限流素子Ａのインダクタンス素子Ｌにより防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型が図れるとともにコストの低減が図れる。
【００６５】
そしてまた、昇圧回路部ＢＣ５の昇圧チョッパ動作をインバータ部ＩＮＶのスイッチング素子のスイッチング動作を利用して昇圧動作を行うため、部品点数の削減になる。
【００６６】
尚、限流素子Ａとしてインダクタンス素子Ｌとしたが、限流素子Ａは抵抗のみでもよく、またインダクタンス素子Ｌと抵抗が直列接続された回路であっても同様の効果が得られる。
【００６７】
（実施形態６）
次に、図７を用いて本発明の実施形態６を説明する。図６では平滑コンデンサＣの両端に昇圧回路部ＢＣ５が接続されているが、図７ではインバータ部ＩＮＶの出力部、すなわちスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３の接続点と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の接続点の間に昇圧回路部ＢＣ６が接続されている点が異なる。また、図７では負荷回路ＬＰの入力点Ｐ２，Ｐ３にコンデンサＣ５が並列接続されるとともに、充電用コンデンサＣ２には抵抗Ｒ５が並列に接続されている。
【００６８】
図７において、詳しくは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３の接続点と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の接続点との間に、スイッチング素子Ｑ９，コイルＬ５，スイッチング素子Ｑ１０の直列回路が接続され、コイルＬ５，スイッチング素子Ｑ１０の接続点と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の接続点との間にはダイオードＤ１１とコンデンサＣ２４の直列回路が接続されている。ここで、コイルＬ５、ダイオードＤ１１、コンデンサＣ２４、スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０により昇圧回路部ＢＣ６が構成される。
【００６９】
この昇圧回路部ＢＣ６には、ダイオードＤ１１とコンデンサＣ２４の接続点に接続された限流素子Ａを構成するインダクタンス素子Ｌを介して、図６と同様に入力点Ｐ３にて負荷回路ＬＰに接続される。すなわち、限流素子Ａはインバータ部ＩＮＶの出力側に設けられる。
【００７０】
次に、本放電灯点灯装置の動作を説明する。直流電源Ｅからの直流電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ部ＤＤを介して平滑コンデンサＣに充電される点は図６と同様である。昇圧回路部ＢＣ６では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４，Ｑ９をオン状態で、スイッチング素子Ｑ１０を高周波でスイッチングし、スイッチング素子Ｑ１０がオンのときに、平滑コンデンサＣよりコイルＬ５に蓄えられたエネルギを、スイッチング素子Ｑ１０がオフのときに、平滑コンデンサＣの電圧に加えて、ダイオードＤ１１を介してコンデンサＣ２４に充電するよう昇圧チョッパ動作を行う。このとき、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３はオフ状態である。
【００７１】
そして、コンデンサＣ２４に充電された電荷が、コンデンサＣ２４→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→充電用コンデンサＣ２→コンデンサＣ２４の閉ループの電流経路で充電用コンデンサＣ２に充電される。充電用コンデンサＣ２に充電された電荷がスイッチ素子Ｇａｐの放電開始電圧に達すると、充電用コンデンサＣ２に蓄えられた電荷はパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１を介して放電する。その際、パルストランスＰＴの２次側には、その巻数比に応じた高圧パルス電圧が発生する。この高圧パルス電圧が放電灯Ｌａの両端に印加されて放電灯Ｌａが始動し点灯する。
【００７２】
放電灯Ｌａの始動点灯後は、図６と同様、平滑コンデンサＣの両端に接続されたインバータ部ＩＮＶより、放電灯Ｌａの両端に略矩形波の交流電圧が印加され、放電灯Ｌａが点灯維持する。このとき、交流電圧ではなく負側がカットされた断続的にオンするようなＤＣ出力でもよい。
【００７３】
ここで、充電用コンデンサＣ２がオープン不良を起こすと、コンデンサＣ２４→インダクタンス素子Ｌ→入力点Ｐ３→パルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１→スイッチ素子Ｇａｐ→コンデンサＣ２４による閉ループの電流経路で、コンデンサＣ２４に充電された電荷が充電用コンデンサＣ２に充電されることなく、直接、スイッチ素子Ｇａｐに急峻な電流が流れてオンし、パルストランスＰＴの二次側に高圧パルス電圧が発生する。
【００７４】
本実施形態では、昇圧回路部ＢＣ６と負荷回路ＬＰのパルストランスＰＴとの間に、インダクタンス素子Ｌによる限流素子Ａを設けたため、限流素子ＡとパルストランスＰＴの一次巻線Ｌｐ１により、パルストランスＰＴの一次側電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるため安全保護ができるとともに、部品ストレスを低減できる。
【００７５】
また、負荷回路ＬＰの入力点Ｐ３より流入、流出するノイズを限流素子Ａのインダクタンス素子Ｌにより防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型が図れるとともにコストの低減が図れる。
【００７６】
尚、限流素子Ａとしてインダクタンス素子Ｌとしたが、限流素子Ａは抵抗のみでもよく、またインダクタンス素子Ｌと抵抗が直列接続された回路であっても同様の効果が得られる。
【００７７】
【発明の効果】
上記したように、請求項１の発明は、直流電源と、前記直流電源の出力電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部からの出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサからの出力電圧をもとにスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電圧を出力し放電灯を点灯させる点灯回路部と、前記直流電源、ＤＣ／ＤＣコンバータ部、平滑コンデンサ、あるいは点灯回路部の出力電圧を昇圧する昇圧回路部と、前記昇圧回路部の出力部に接続され出力電圧を充電する充電用コンデンサ、一次巻線と放電ギャップとの直列回路が前記昇圧回路部の出力部に前記充電用コンデンサと並列接続され、二次巻線が放電灯に接続されたパルストランスであって、前記充電用コンデンサの充電電圧が所定値以上となり前記放電ギャップにおいて放電が発生したときに前記放電灯に所定のパルス電圧を印加し、前記放電灯を始動させる回路を前記放電ギャップとともに構成するパルストランス、および前記放電灯を有する負荷回路とを備え、前記パルストランスと充電用コンデンサの接続点と、前記昇圧回路部との間に、インダクタンス素子を含み電流の流れを制限する限流素子を設けたため、充電用コンデンサがオープンである負荷回路の異常時に、限流素子により、パルストランスに流れる電流が抑制されて高圧パルス電圧の発生が低減されるので、安全保護ができるとともに部品ストレスを低減できる。また、ノイズをインダクタンス素子により防止できてノイズ対策にもなり、フィルタ素子を設ける必要がなく、実装部品を削減して装置の小型化が図れるとともに、コストの低減が図れる。
【００７８】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側にスイッチング手段を介して前記直流電源が接続されるとともに、二次側に前記平滑コンデンサが接続されるトランスを有し、前記スイッチング手段のスイッチング動作により前記トランスの二次側から出力される電力を前記平滑コンデンサに充電するよう構成され、前記限流素子は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の二次側に設けられるため、請求項１と同様の効果が得られる。
【００７９】
また、請求項３の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一次側にスイッチング手段を介して前記直流電源が接続されるとともに、二次側に前記平滑コンデンサが接続されるトランスを有し、前記スイッチング手段のスイッチング動作により前記トランスの二次側から出力される電力を前記平滑コンデンサに充電するよう構成され、前記限流素子は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の一次側に設けられるため、請求項１と同様の効果が得られる。
【００８０】
また、請求項４の発明は、請求項１記載の発明において、前記昇圧回路部を前記平滑コンデンサの後段に設けたため、請求項１と同様の効果が得られる。
【００８１】
また、請求項５の発明は、請求項１記載の発明において、前記昇圧回路部は、前記点灯回路部のスイッチング素子のスイッチング動作を利用して昇圧動作を行うため、昇圧回路部と点灯回路部とでスイッチング素子を共用することができ、部品点数を削減できる。
【００８２】
また、請求項６の発明は、請求項１記載の発明において、前記限流素子を前記点灯回路部の出力側に設けたため、請求項１と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に対応する放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】同上の放電灯点灯装置の具体的構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態２に対応する放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態３に対応する放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態４に対応する放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態５に対応する放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態６に対応する放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図８】従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｅ      直流電源
ＤＤ    ＤＣ／ＤＣコンバータ部
Ｃ      平滑コンデンサ
ＢＣ１  昇圧回路部
Ｃ１    コンデンサ
Ａ      限流素子
Ｌ      インダクタンス素子
Ｃ２    充電用コンデンサ
ＰＴ    パルストランス
Ｌｐ１  一次巻線
Ｌｐ２  二次巻線
ＩＮＶ  インバータ部
Ｌａ    放電灯
Ｇａｐ  スイッチ素子
ＬＰ    負荷回路
【図１】
0003852541.tif 000002
【図２】
0003852541.tif 000003
【図３】
0003852541.tif 000004
【図４】
0003852541.tif 000005
【図５】
0003852541.tif 000006
【図６】
0003852541.tif 000007
【図７】
0003852541.tif 000008
【図８】
0003852541.tif 000009