(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の直流電圧を高周波でスイッチングするスイッチング素子と、このスイッチングされた高周波電圧を平滑して直流の出力電圧に変換する平滑手段とを少なくとも含み、この出力電圧の極性を低周波で反転させることにより低周波の矩形波交流電圧を出力するように構成されたインバータ回路部と、
このインバータ回路部の出力を受けて点灯する高圧放電灯と、
前記高周波でスイッチングされるスイッチング素子のＯＮデューティを高圧放電灯のランプ電圧に応じて可変とし、無負荷時には一定のＯＮデューティとし、ランプ始動直後の低いランプ電圧においては無負荷時よりも小さいＯＮデューティとなるように制御する制御手段とを備える放電灯点灯装置において、
始動時に高圧パルスを高圧放電灯に印加して高圧放電灯を始動させる高圧パルス発生手段を備え、該高圧パルス発生手段は、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が所定電圧よりも高いときに、高圧パルスを発生する電圧応答型のパルス発生手段であり、前記無負荷時の一定のＯＮデューティは、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が前記所定電圧よりも高くなるように設定されており、
前記制御手段は、高圧放電灯の放電開始後の不安定な放電期間では、前記スイッチング素子のＯＮデューティをランプ電圧に関わらず、無負荷時のＯＮデューティのままとしたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
直流電源の直流電圧を高周波でスイッチングするスイッチング素子と、このスイッチングされた高周波電圧を平滑して直流の出力電圧に変換する平滑手段とを少なくとも含み、この出力電圧の極性を低周波で反転させることにより低周波の矩形波交流電圧を出力するように構成されたインバータ回路部と、
このインバータ回路部の出力を受けて点灯する高圧放電灯と、
前記高周波でスイッチングされるスイッチング素子を周波数一定でＯＮ幅を高圧放電灯のランプ電圧に応じて可変とし、無負荷時には一定のＯＮ幅とし、ランプ始動直後の低いランプ電圧においては無負荷時よりも短いＯＮ幅となるように制御する制御手段とを備える放電灯点灯装置において、
始動時に高圧パルスを高圧放電灯に印加して高圧放電灯を始動させる高圧パルス発生手段を備え、該高圧パルス発生手段は、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が所定電圧よりも高いときに、高圧パルスを発生する電圧応答型のパルス発生手段であり、前記無負荷時の一定のＯＮ幅は、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が前記所定電圧よりも高くなるように設定されており、
前記制御手段は、高圧放電灯の放電開始後の不安定な放電期間では、前記スイッチング素子のＯＮ幅をランプ電圧に関わらず、無負荷時のＯＮ幅のままとしたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
直流電源の直流電圧を高周波でスイッチングするスイッチング素子と、このスイッチングされた高周波電圧を平滑して直流の出力電圧に変換する平滑手段とを少なくとも含み、この出力電圧の極性を低周波で反転させることにより低周波の矩形波交流電圧を出力するように構成されたインバータ回路部と、
このインバータ回路部の出力を受けて点灯する高圧放電灯と、
前記高周波でスイッチングされるスイッチング素子をＯＮ幅一定で周波数を高圧放電灯のランプ電圧に応じて可変とし、無負荷時には一定の周波数とし、ランプ始動直後の低いランプ電圧においては無負荷時よりも低い周波数となるように制御する制御手段とを備える放電灯点灯装置において、
始動時に高圧パルスを高圧放電灯に印加して高圧放電灯を始動させる高圧パルス発生手段を備え、該高圧パルス発生手段は、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が所定電圧よりも高いときに、高圧パルスを発生する電圧応答型のパルス発生手段であり、前記無負荷時の一定の周波数は、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が前記所定電圧よりも高くなるように設定されており、
前記制御手段は、高圧放電灯の放電開始後の不安定な放電期間では、前記スイッチング素子の周波数をランプ電圧に関わらず、無負荷時の周波数のままとしたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記インバータ回路部は、高圧放電灯の無負荷時および放電開始後の不安定な放電期間では、矩形波周波数が点灯時の矩形波周波数に比べて低くなるように制御されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記インバータ回路部は、高圧放電灯の無負荷時および放電開始後の不安定な放電期間では、高圧放電灯に直流の出力電圧を供給するように制御されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】
インバータ回路部は、直流電源を電圧変換する降圧チョッパ回路部と、電圧変換された直流電圧を矩形波交流電力に変換するフルブリッジ構成の極性反転回路部とから構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
インバータ回路部は、直流電源を矩形波交流電力に変換するフルブリッジ回路で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
インバータ回路部は、直流電源を矩形波交流電力に変換するハーフブリッジ回路で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに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、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等のＨＩＤランプを矩形波交流電力で点灯させるための放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＩＤランプ等を点灯させる点灯装置としては、従来、銅鉄型の安定器が主流であった。しかし、近年、安定器の軽量化・小型化・高機能化を目的として、多くの電子部品を用いた電子バラストなるものが主流となりつつある。この電子バラストについて、以下簡単に説明する。
【０００３】
図１４に電子バラストのブロック図を示す。交流電源１に整流回路を含む直流電源回路部２が接続されており、この出力端にランプ４への供給電力を調整・制御できるインバータ回路部３が接続されており、その出力端にランプ４が接続されている。
【０００４】
次に電子バラストの具体的な回路の一例を図１５に示す。直流電源回路部２は整流回路ＤＢとコンデンサＣ０からなり、交流電源１の交流電圧を直流電圧に整流・平滑する機能を有する。インバータ回路部３は、降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１、イグナイタ回路部２２及び制御回路５とからなっている。降圧チョッパ回路部２０は、スイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ５とインダクタＬ１とコンデンサＣ１とからなり、スイッチング素子Ｑ５が高周波でオン・オフすることにより、入力電圧を降圧した電圧をコンデンサＣ１に発生させるものである。スイッチング素子Ｑ５がオンすると、直流電源回路部２からスイッチング素子Ｑ５、インダクタＬ１を介してコンデンサＣ１に電流が流れて、スイッチング素子Ｑ５がオフすると、インダクタＬ１の蓄積エネルギーによる電流がコンデンサＣ１、ダイオードＤ５を介して流れる。次に、極性反転回路部２１はスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４からなり、フルブリッジ回路を構成している。この極性反転回路部２１は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が制御回路５により図１６に示すような動作を行い、無負荷時の周波数が点灯時の周波数より低い矩形波電圧をランプ４に供給している。次に、イグナイタ回路部２２はパルストランスＰＴとコンデンサＣ２とスイッチング素子Ｑ６（例えばサイダックのような電圧応答素子）と抵抗Ｒ１とからなっている。このイグナイタ回路部２２の動作について図１７を用いて簡単に説明する。前記極性反転回路部２１より生成された矩形波電圧Ｖａ−ｂを受け、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２の時定数により、コンデンサＣ２は徐々に充電されて行く。コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２がスイッチング素子Ｑ６のブレークオーバー電圧Ｖｂｏに達すると、スイッチング素子Ｑ６はＯＮし、コンデンサＣ２に蓄積された電荷をコンデンサＣ２、スイッチング素子Ｑ６、パルストランスＰＴの一次巻線を介して放電させる。このとき、パルストランスＰＴの一次巻線に発生したパルス電圧が昇圧され、パルストランスＰＴの二次巻線に高圧パルス電圧（数ｋＶ）が発生し、ランプ電圧Ｖｌａに重畳される。そして、この高圧パルス電圧によりランプ４が放電を開始し、点灯状態に移行する。
【０００５】
また、制御回路５はランプ４のランプ電圧Ｖｌａ（ランプ電流又はランプ電力でもよい）を検出し、その検出値に応じてスイッチング素子Ｑ５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、ランプ４に供給する電力を調整している。このスイッチング素子Ｑ５のＯＮ／ＯＦＦに着目してみると、普通、ランプ点灯時は前述のようにランプ電圧Ｖｌａ（ランプ電流又はランプ電力でもよい）に応じて電力制御しているが、無負荷時は予め設定した一定の電力制御を行っている。今、例えばスイッチング素子Ｑ５が一定周波数のＰＷＭ制御にて制御されているとすると、このスイッチング素子Ｑ５のＯＮ幅（ＯＮデューティ：スイッチングの１周期に占めるオン期間の割合）は図１８のようになっている。つまり、無負荷時は一定のＯＮ幅：Ｔ１（ＯＮ  Ｄｕｔｙ：ｄ１）で制御されており、ランプ４が点灯するとランプ４の状態に応じたＯＮ幅（ＯＮ  Ｄｕｔｙ：ｄ）で制御されているわけである。なお、ここで定格ランプ電圧近傍でＯＮ幅がほぼ一定となっているのは、ランプ電圧のばらつきに対してランプ電力をほぼ一定にしようとするためである。また、無負荷時であるか否かはランプ電圧等で判別し、この場合、通常点灯時のランプ電圧より高いところにスレショルドレベルＶ１を設定し、ランプ電圧Ｖｌａ＞Ｖ１では無負荷状態と判別し、ＯＮ幅をＴ１で一定となるようにしている。
【０００６】
上述のような放電灯点灯装置においては、ランプ始動直後に点灯状態を検出すると、低周波の矩形波の周波数が急激に高周波（数十Ｈｚ→数百Ｈｚ）となり、また、スイッチング素子Ｑ５のＯＮ幅も急激に小さくなってしまう（Ｔ１→Ｔ０）ため、始動直後の放電が不安定な状態にあっては、放電が維持され難く、定常点灯にスムーズに移行できず、始動性能が悪くなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、このような問題点を解消するために、特開昭６３−１５０８９５号が提案されている。この発明は、ランプの放電開始が検出された直後の極性反転周期を定常点灯時の一定周期よりも十分長くするようにしたものである（図１９参照）。しかし、この方法では、ランプの放電開始を検出した後、極性反転回路部２１の片側の一対のスイッチング素子Ｑ１とＱ４（Ｑ２とＱ３でもよい）をある一定時間ＯＮのままにしなければならず、その為の特別な制御回路を追加する必要があるため、制御回路が複雑化してしまうという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、制御回路を複雑化せず、始動性能を改善できる放電灯点灯装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の放電灯点灯装置にあっては、上記の課題を解決するために、直流電源の直流電圧を高周波でスイッチングするスイッチング素子と、このスイッチングされた高周波電圧を平滑して直流の出力電圧に変換する平滑手段とを少なくとも含み、この出力電圧の極性を低周波で反転させることにより低周波の矩形波交流電圧を出力するように構成されたインバータ回路部と、このインバータ回路部の出力を受けて点灯する高圧放電灯と、前記高周波でスイッチングされるスイッチング素子のＯＮデューティを高圧放電灯のランプ電圧に応じて可変とし、無負荷時には一定のＯＮデューティとし、ランプ始動直後の低いランプ電圧においては無負荷時よりも小さいＯＮデューティとなるように制御する制御手段とを備える放電灯点灯装置において、始動時に高圧パルスを高圧放電灯に印加して高圧放電灯を始動させる高圧パルス発生手段を備え、該高圧パルス発生手段は、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が所定電圧よりも高いときに、高圧パルスを発生する電圧応答型のパルス発生手段であり、前記無負荷時の一定のＯＮデューティは、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が前記所定電圧よりも高くなるように設定されており、前記制御手段は、高圧放電灯の放電開始後の不安定な放電期間では、前記スイッチング素子のＯＮデューティをランプ電圧に関わらず、無負荷時のＯＮデューティのままとしたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１に第１実施例の要部構成を示す。点灯装置の主回路の構成は図１５と同じである。本実施例は点灯判別回路６によりランプ４の放電開始が検出されても、遅延回路７により約数秒間は信号を遅延させ、矩形波周波数をランプ点灯直後の数秒間は無負荷時の周波数のまま維持するようにしたものであり、請求項４に対応する実施例である。以下、本実施例の詳細について述べる。
【００１１】
図１は制御回路５の内部の一部（極性反転回路部の制御部分）を示したものである。点灯判別回路６はランプ電圧Ｖｌａと予め設定された点灯判別電圧Ｖ１とを比較し、Ｖｌａ＞Ｖ１（無負荷状態）の時に“Ｌｏｗ”レベル、Ｖｌａ≦Ｖ１（点灯状態）の時に“Ｈｉｇｈ”レベルの信号を出力するものである。遅延回路７は、点灯判別回路６からの信号が“Ｌｏｗ”レベルから“Ｈｉｇｈ”レベルに変わったときに約数秒間信号を遅延させて出力するものである。発振器８、９はそれぞれ無負荷時の矩形波の周波数（数十Ｈｚ）、点灯時の矩形波の周波数（数百Ｈｚ）の信号を発振するものである。周波数切替スイッチ１０は遅延回路７の信号により、“Ｌｏｗ”レベル（無負荷状態）の時は発振器８と接続し、“Ｈｉｇｈ”レベル（点灯状態）の時は発振器９と接続されるようになっている。低周波ドライブ回路１１は発振器８、９の信号を分周し、極性反転回路部２１内のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を図１６のようにＯＮ／ＯＦＦさせる信号を生成するものである。以上の回路により、放電状態が不安定な点灯開始直後の数秒間は矩形波の周波数を無負荷時の数十Ｈｚに維持することにより、ランプの立ち消えを防止し、始動性能を改善することができる。図２に本実施例における点灯開始直後のランプ電圧波形の経過を示す。
【００１２】
（実施例２）
図３に第２実施例の要部構成を示す。点灯装置の主回路の構成は図１５と同じである。本実施例は無負荷時には極性反転を行わず、直流電力をランプ４に供給する請求項５に対応する実施例である。つまり、本実施例は点灯判別回路６によりランプの放電開始が検出されても、遅延回路７により約数秒間は検出信号を遅延させ、ランプ点灯直後の数秒間は無負荷時の直流電力のまま維持するようにしたものである。以下、本実施例の詳細について述べる。
【００１３】
図３は制御回路５の内部の一部（極性反転回路部の制御部分）を示したものである。１２は直流出力部であり、それ以外は図１と同じである。以上の回路により、放電状態が不安定な点灯開始直後の数秒間はランプに印加する電力を無負荷時の直流状態に維持することにより、ランプの立ち消えを防止し、始動性能を改善することができる。図４に本実施例における点灯開始直後のランプ電圧波形の経過を示す。
【００１４】
（実施例３）
図５に第３実施例の要部構成を示す。点灯装置の主回路の構成は図１５と同じである。本実施例は点灯判別回路６によりランプの放電開始が検出されても、遅延回路７により約数秒間は検出信号を遅延させ、スイッチング素子Ｑ５のＯＮ幅をランプ点灯直後の数秒間は無負荷時のＯＮ幅のまま維持するようにしたものであり、請求項１に対応する実施例である。以下、本実施例の詳細について述べる。
【００１５】
図５は制御回路５の内部の一部（降圧チョッパ回路部２０の高周波スイッチング素子Ｑ５の制御部分）を示したものである。ＯＮ幅設定回路１３、１４はそれぞれ無負荷時の一定ＯＮ幅の信号と、点灯時のランプ電圧に応じたＯＮ幅の信号を出力するものである（図１８参照）。ＯＮ幅切替スイッチ１５は遅延回路７の出力信号により、“Ｌｏｗ”レベルの時はＯＮ幅設定回路１３と接続し、“Ｈｉｇｈ”レベルの時はＯＮ幅設定回路１４と接続されるようになっている。高周波ドライブ回路１６はＯＮ幅設定回路１３、１４の信号を受け、内部に持つ数十ｋＨｚの発振信号をＰＷＭ制御（パルス幅変調）して、ランプの状態に応じたＯＮ／ＯＦＦ信号を生成するものである。以上の回路により、放電状態が不安定な点灯開始直後の数秒間はスイッチング素子Ｑ５のＯＮ幅を無負荷時の幅の広い状態のままに維持することにより、ランプの立ち消えを防止し、始動性能を改善することができる。図６に本実施例における点灯開始直後のランプ電圧波形の経過を示す。図中のＴ１は図１８に示した無負荷時のＯＮ幅であり、Ｔ０は図１８に示した点灯直後のランプ電圧に対応するＯＮ幅である。
【００１６】
なお、ここでスイッチング素子Ｑ５の制御手段として周波数固定のＰＷＭ制御を例としたが、これはＯＮ幅一定の周波数制御の回路でもよく、例えば、無負荷時の周波数が点灯直後の周波数よりも高いならば、点灯直後の数秒間は無負荷時の周波数のままで維持するようにすればよい。
【００１７】
（実施例４）
図７に第４実施例の構成を示す。本実施例は実施例１の降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１（図１５参照）を１つのフルブリッジ回路２３にて構成したものである。また、図８は図７の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦ動作及びランプ電流波形を示したものである。以下、この回路について説明する。スイッチング素子Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ３はそれぞれ図８に示すように対になって高周波スイッチングを繰り返す。つまり、図１５の回路におけるスイッチング素子Ｑ５とＱ１〜Ｑ４を兼用して、極性反転動作と降圧チョッパ動作を同時に実現しているものである。また、スイッチング素子Ｑ１とＱ４が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ２とＤ３を介して電源に帰還され、スイッチング素子Ｑ２とＱ３が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ１とＤ４を介して電源に帰還される。つまり、ダイオードＤ１〜Ｄ４は図１５の回路におけるダイオードＤ５の機能を果たしているものである。
【００１８】
以上の動作により、実施例１と同様な矩形波交流電流をランプに与えることができ、実施例１と同様の制御を行うことができる。また、本実施例において、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に例えばＦＥＴのようなダイオード内蔵型の素子を用いれば、ダイオードＤ１〜Ｄ４はこのダイオードで兼用することができ、スイッチング素子とダイオードの使用個数は４個となり、実施例１の６個に対して減らすことができ、コストダウン、小型化という面で有利である。
【００１９】
（実施例５）
図９に第５実施例を示す。本実施例は実施例１の降圧チョッパ回路部２０と極性反転回路部２１の機能をハーフブリッジ回路２４にて実現したものである。また、図１０は図中のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ動作及びランプ電流波形を示したものである。以下、この回路について説明する。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ図１０に示すような高周波スイッチングを繰り返す。つまり、図１５の回路におけるスイッチング素子Ｑ５とＱ１〜Ｑ４を兼用したものである。また、スイッチング素子Ｑ１が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ２を介してコンデンサＣ４に帰還され、スイッチング素子Ｑ２が高周波スイッチングしているサイクルにおいては、ＯＦＦ時にインダクタＬ１のエネルギーはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ３に帰還される。つまり、ダイオードＤ１、Ｄ２は図１５の回路におけるダイオードＤ５の機能を果たしているものである。
【００２０】
以上の動作により、実施例１と同様な交流電流をランプに与えることができ、実施例１と同様の制御を行うことができる。本実施例は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に例えばＦＥＴのようなダイオード内蔵型の素子を用いれば、ダイオードＤ１、Ｄ２はこのダイオードで兼用することができ、スイッチング素子とダイオードの使用個数は２個となり、実施例１の６個に対して減らすことができ、コストダウン、小型化という面で有利である。
【００２１】
以上の実施例においては、放電灯点灯装置の一部についてのみ言及し、全体の詳細回路図については触れなかったが、例えばこれを実際の放電灯点灯装置に当てはめてみると、以下のようになる。
【００２２】
（実施例６）
図１１〜図１３に本発明を製品として具体化した点灯装置を一例として示す。図１１は電源入力部、図１２は力率改善部、図１３は点灯回路部であり、各図は点Ｊ１〜Ｊ８において接続されている。
【００２３】
図１１に示す電源入力部では、端子ＴＭ１，ＴＭ２に接続された交流電源１から、ヒューズＦＳ、サーマルプロテクタＴＰ、低抵抗Ｒ４、並びフィルタ回路を介して整流回路ＤＢの交流入力端子に接続されており、整流回路ＤＢの直流出力端子には、コンデンサＣ９が接続されている。このコンデンサＣ９は小容量のものであり、実際の平滑動作は後段の力率改善部の昇圧チョッパ回路により行われる。フィルタ回路は、サージ電圧吸収用のＺＮＲ（酸化亜鉛非線形抵抗）、コイルＬ５、Ｌ６、及びコンデンサＣ５、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ８１、Ｃ８２を含み、コンデンサＣ８１，Ｃ８２の直列回路の中点はコンデンサＣ８３を介して端子ＴＭ５に接続され、端子ＴＭ５は大地（アース）に接続されている。
【００２４】
図１２に示す力率改善部は、インダクタＬ７とスイッチング素子Ｑ７及びダイオードＤ７を含む昇圧チョッパ回路よりなり、点Ｊ１から整流回路ＤＢの全波整流出力を受けて、点Ｊ２に接続された電解コンデンサＣ０（図１３）に昇圧された平滑な直流電圧を得るものである。昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ７は昇圧チョッパ制御回路６のドライブ出力から抵抗Ｒ７１，Ｒ７２を介して駆動され、その電流は抵抗Ｒ７３により検出される。また、インダクタＬ７に流れる電流は、２次巻線に接続された抵抗Ｒ７４を介して検出される。さらに、点Ｊ２に生じる出力電圧は抵抗Ｒ８，Ｒ９を介して検出され、点Ｊ１の入力電圧は抵抗Ｒ９１，Ｒ９２を介して検出される。昇圧チョッパ制御回路６の動作電源Ｖｃｃ１は、電源投入時には抵抗Ｒ９３，Ｒ９４を介して点Ｊ１から供給されるが、スイッチング素子Ｑ７のスイッチング動作が開始すると、インダクタＬ７の２次巻線出力をダイオードＤ７１，Ｄ７２で整流し、抵抗Ｒ７を介してコンデンサＣ７１に得られた直流電圧がダイオードＤ７３を介して供給される。このコンデンサＣ７１に得られる直流電圧は、三端子型の電圧レギュレータＩＣ１により定電圧化されて、点灯回路部制御回路７の動作電源Ｖｃｃとなる。点灯回路部制御回路７は、図１３に示す点灯回路部より点Ｊ３〜Ｊ５を介してゼロ電流検出、過電流検出、ランプ電圧検出を行うと共に、点Ｊ６〜Ｊ８を介して矩形波ドライブ及び降圧チョッパドライブ信号を出力している。
【００２５】
図１３に示す点灯回路部は、降圧チョッパ回路部２０を備え、電解コンデンサＣ０に得られた点Ｊ２の直流電圧をスイッチング素子Ｑ５とダイオードＤ５及びインダクタＬ１の作用により、任意の直流電圧に降圧して、コンデンサＣ１にランプ電圧を得ている。コンデンサＣ１に得られたランプ電圧は、抵抗Ｒ２，Ｒ３及び点Ｊ５を介して検出されている。また、インダクタＬ１に流れる電流は、抵抗Ｒ５、点Ｊ３を介して検出されており、降圧チョッパ回路部２０に流れる電流は、抵抗Ｒ５３の一端から点Ｊ４を介して検出されている。降圧チョッパ回路部２０のスイッチング素子Ｑ５は、点Ｊ８に供給されるドライブ信号により、トランスＴ５と抵抗Ｒ５１，Ｒ５２を介して駆動されている。
【００２６】
次に、極性反転回路部は、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成されたフルブリッジ回路であり、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は汎用のドライバ回路ＩＣ２，ＩＣ３により、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２；Ｒ２１，Ｒ２２；Ｒ３１，Ｒ３２；Ｒ４１，Ｒ４２を介して駆動される。矩形波ドライブのための信号は、点Ｊ６，Ｊ７を介して供給されている。また、各ドライバ回路ＩＣ２，ＩＣ３の動作電源としては、上述の定電圧Ｖｃｃが供給されている。さらに、高電位側のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動するためのコンデンサＣ１１，Ｃ１２；Ｃ３１，Ｃ３２は、抵抗Ｒ１３とダイオードＤ１１，Ｄ３１を介して定電圧Ｖｃｃから充電される。フルブリッジ回路の出力には、イグナイタ回路２２のパルストランスＰＴを介してランプ４が接続されている。ＴＭ３，ＴＭ４はランプ４を接続するための端子である。ランプ４は、例えば、ＡＮＳＩ規格のＭ９８（７０Ｗ）又はＭ１３０（３５Ｗ）であり、その発光管はセラミック発光管である。なお、イグナイタ回路２２のパルス発生はランプ４が放電を開始した後は停止する。
【００２７】
しかして、本発明にあっては、ドライバ回路ＩＣ２，ＩＣ３の２番ピンに点Ｊ６，Ｊ７を介して点灯回路部制御回路７から供給される矩形波ドライブ信号の周波数を無負荷時と放電開始直後の数秒間では低く設定しており、安定した点灯状態になれば高く設定するように切り替えている。また、放電状態が不安定な点灯開始直後の数秒間はスイッチング素子Ｑ５のＯＮ幅を無負荷時の幅の広い状態のままに維持することにより、ランプ４の立ち消えを防止し、始動性能を改善することができる。なお、ランプ４の放電開始はランプ電圧の低下によって検出できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、直流電源の直流電圧を高周波でスイッチングするスイッチング素子と、このスイッチングされた高周波電圧を平滑して直流の出力電圧に変換する平滑手段とを少なくとも含み、この出力電圧の極性を低周波で反転させることにより低周波の矩形波交流電圧を出力するように構成されたインバータ回路部と、このインバータ回路部の出力を受けて点灯する高圧放電灯と、前記高周波でスイッチングされるスイッチング素子のＯＮデューティを高圧放電灯のランプ電圧に応じて可変とし、無負荷時には一定のＯＮデューティとし、ランプ始動直後の低いランプ電圧においては無負荷時よりも小さいＯＮデューティとなるように制御する制御手段とを備える放電灯点灯装置において、始動時に高圧パルスを高圧放電灯に印加して高圧放電灯を始動させる高圧パルス発生手段を備え、該高圧パルス発生手段は、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が所定電圧よりも高いときに、高圧パルスを発生する電圧応答型のパルス発生手段であり、前記無負荷時の一定のＯＮデューティは、無負荷時のインバータ回路部の出力電圧が前記所定電圧よりも高くなるように設定されており、前記制御手段は、高圧放電灯の放電開始後の不安定な放電期間では、前記スイッチング素子のＯＮデューティをランプ電圧に関わらず、無負荷時のＯＮデューティのままとしたことにより、ランプに充分な電力を与え、簡単な回路で始動性能を改善することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項４に対応する実施例の要部構成を示す回路図である。
【図２】  請求項４に対応する実施例の始動直後の動作を示す波形図である。
【図３】  請求項５に対応する実施例の要部構成を示す回路図である。
【図４】  請求項５に対応する実施例の始動直後の動作を示す波形図である。
【図５】  請求項１に対応する実施例の要部構成を示す回路図である。
【図６】  請求項１に対応する実施例の始動直後の動作を示す波形図である。
【図７】  請求項７に対応する実施例の全体構成を示す回路図である。
【図８】  請求項７に対応する実施例の動作波形図である。
【図９】  請求項８に対応する実施例の全体構成を示す回路図である。
【図１０】  請求項８に対応する実施例の動作波形図である。
【図１１】  本発明を製品として具体化した点灯装置の電源入力部の回路図である。
【図１２】  本発明を製品として具体化した点灯装置の力率改善部の回路図である。
【図１３】  本発明を製品として具体化した点灯装置の点灯回路部の回路図である。
【図１４】  従来の一般的な放電灯点灯装置のブロック回路図である。
【図１５】  従来の放電灯点灯装置の具体的な回路図である。
【図１６】  従来の放電灯点灯装置のインバータ回路部の動作波形図である。
【図１７】  従来の放電灯点灯装置のイグナイタ回路部の動作波形図である。
【図１８】  従来の放電灯点灯装置の降圧チョッパ回路部の動作説明図である。
【図１９】  従来の放電灯点灯装置の始動直後の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
１    交流電源
２    直流電源回路部
３    インバータ回路部
４    ランプ
５    制御回路
６    点灯判別回路
７    遅延回路
８    第１の低周波発振器（無負荷時）
９    第２の低周波発振器（点灯時）
１０    周波数切替スイッチ
１１    低周波ドライブ回路
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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