(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯を含む負荷回路に供給すると共に、前記放電灯の点灯モードから予熱モードへの移行時に一定期間だけ発振停止するインバータ回路を備える放電灯点灯装置において、前記点灯モードから予熱モードへの移行開始時に前記第１の直流電圧の低下を開始させる電圧低下手段を設けると共に、前記第１の直流電圧を充電する平滑コンデンサを設け、前記電圧低下手段は、前記放電灯の消灯時に前記平滑コンデンサの充電電荷を強制的に放電する強制放電手段であることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記負荷回路は、前記放電灯に接続されるカップリングコンデンサを備えてなると共に、前記発振停止期間での前記カップリングコンデンサの電圧降下は、前記発振停止期間経過直後の前記放電灯の再点弧電圧Ｖｓｐと、予熱モードに前記放電灯に印加される高周波電圧Ｖｆｐとの差よりも小さい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】
前記負荷回路は、前記放電灯の点灯時に前記放電灯に第２の直流電圧を重畳する直流電圧重畳手段を備えると共に、前記放電灯の消灯時に前記第２の直流電圧の重畳を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記平滑コンデンサの充電電荷を強制的に放電する期間は、前記発振停止期間よりも短い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】
前記インバータ回路は、瞬時に前記放電灯を始動するに十分な予熱電流を、前記予熱モードにて前記放電灯に供給するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４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】
【発明の属する利用分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関するものであり、更に詳しくは、外部制御信号による放電灯の消灯／点灯制御機能を有する放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係る第１従来例の回路図を図９に示す。
【０００３】
本回路は、外部制御信号による放電灯の消灯／点灯制御機能を有する放電灯点灯装置であり、交流電源電圧Ｖａｃを第１の直流電圧（以下、直流電圧と呼ぶ。）に変換する直流電源回路１と、直流電源回路１の直流電圧出力を平滑し充電する平滑コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ１の両端に接続され平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃを、高周波の交流電圧に変換して負荷回路側に供給するインバータ回路とから構成される。インバータ回路は、平滑コンデンサＣ１の両端に接続されたスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の直列回路から構成され、負荷回路は、スイッチング素子Ｓ２の両端に接続されたインダクタＬｏ、カップリングコンデンサＣ２、放電灯ＬＭＰの直列回路と、放電灯ＬＭＰの両端に接続されたコンデンサＣｏとから構成される。また、インダクタＬｏとコンデンサＣｏとで共振回路が構成され、コンデンサＣｏは放電灯ＬＭＰの予熱用コンデンサも兼用し、更に、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２は制御信号５を受けた制御回路４により交互にオンオフされる。
【０００４】
本回路では、例えば、制御信号５として図１０に示す矩形波信号を用い、そのＤｕｔｙ比を０〜１００％に可変することにより、放電灯ＬＭＰの調光および消灯制御を行なう。図１１には、制御信号５のＤｕｔｙ比と放電灯ＬＭＰの光出力比との関係を示している。図１１によると、Ｄｕｔｙ比＝Ｄ以上では放電灯ＬＭＰは消灯する。Ｄｕｔｙ比＝Ｄ以下では、例えば、制御信号５のＤｕｔｙ比の変化を受けてインバータ回路の発振周波数を可変することにより、放電灯ＬＭＰの出力を制御できる。本回路において、放電灯を消灯状態から瞬時に点灯状態に移行するためには、例えば、特開平６−２２３９９１号公報に示す様に、消灯時は即時点灯可能な予熱状態とし、放電灯への印加電圧が点弧電圧に達しない状態となる待機周波数へインバータ回路の発振周波数を移行させる手段がある。
【０００５】
図９に示す回路において、インバータ回路の動作周波数の制御により放電灯を点灯状態から消灯状態にフェードアウトする場合、インバータ回路の発振周波数を高周波側に移行すれば、放電灯を点灯維持できる電力がインバータ回路側から供給されなくなり、放電灯は消灯するが、放電灯が消灯するまでの時間は放電灯のバラツキや周囲温度などにより異なる。従って、１つの制御信号で複数の放電灯を一斉に消灯しようと制御すると、各放電灯がバラバラに消灯してしまう、という第１の問題点が発生してしまう。
【０００６】
上記第１の問題点を解決する手段として、特開平５−３２６１７４号公報（本発明に係る第２従来例）に示されるように、フェードアウト時に、放電灯への予熱電流の供給を、一定時間だけ、放電灯が実質的に点灯維持できなくなるレベルにまで制限することにより、放電灯が自然に消灯する前に放電灯を半ば強制的に消灯させるものがある。図９に示す回路では、図１２（ｂ）に示す様に、インバータ回路を一定期間Ｔ（＝時刻ｔ２〜ｔ３）発振停止することにより、一定期間Ｔだけ、放電灯への予熱電流の供給を制限することが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記第２従来例では、時刻ｔ３においてインバータ回路が再度発振を開始する際、図１２（ｃ）に示す様に、放電灯の両端間に過渡的に放電灯の再点弧電圧Ｖｓｐを越える高い電圧が発生するため、放電灯が点灯すべく管端が一瞬明るくなったり、極端な場合には、放電灯の両端電圧が放電灯の再点弧電圧Ｖｓｐに達して、消灯モードにも係わらず放電灯が点灯（微放電）してしまう、という第２の問題点が生じてしまう。
【０００８】
上記第２の問題点を解決する為に、制御信号を受けて消灯モードに入ってから、インバータ回路が一旦発振停止すると共に、再度発振を開始するまでの時間Ｆを長くする必要があった。この理由は次の様に説明できる。フェードアウト時の時間の経過と共に放電灯内の活性化イオンは徐々に消滅するため、時間の経過と共に放電灯の再点弧電圧が高くなる。従って、時間Ｆを長くとることによって、インバータ回路が発振を再開する際に発生する電圧を、再点弧電圧Ｖｓｐ以下にすることが可能となり、第２の問題点を解決することが可能となる。
【０００９】
しかし、そのためには時間Ｆに１秒以上必要となり、時間Ｆが長くなると、消灯時の制御信号に対する放電灯の応答性が遅く違和感を感じてしまう、という第３の問題点が生じてしまう。
【００１０】
本発明は、上記全ての問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部制御信号による放電灯の消灯／点灯制御機能を有し、且つ、消灯から瞬時に点灯状態に移行できる様に消灯時（予熱モード時）には予熱電流を印加する機能を有する放電灯点灯装置において、点灯モードから予熱モードへと移行する場合に、放電灯が一瞬明るくなることを防ぎ、且つ制御信号に対する放電灯の応答性を向上（１秒以内に消灯）可能な放電灯点灯装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１記載の発明によれば、第１の直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯を含む負荷回路に供給すると共に、前記放電灯の点灯モードから予熱モードへの移行時に一定期間だけ発振停止するインバータ回路を備える放電灯点灯装置において、前記点灯モードから予熱モードへの移行開始時に前記第１の直流電圧の低下を開始させる電圧低下手段を設けると共に、前記第１の直流電圧を充電する平滑コンデンサを設け、前記電圧低下手段は、前記放電灯の消灯時に前記平滑コンデンサの充電電荷を強制的に放電する強制放電手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、前記負荷回路は、前記放電灯に接続されるカップリングコンデンサを備えてなると共に、前記発振停止期間での前記カップリングコンデンサの電圧降下は、前記発振停止期間経過直後の前記放電灯の再点弧電圧Ｖｓｐと、予熱モードに前記放電灯に印加される高周波電圧Ｖｆｐとの差よりも小さいことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、前記負荷回路は、前記放電灯の点灯時に前記放電灯に第２の直流電圧を重畳する直流電圧重畳手段を備えると共に、前記放電灯の消灯時に前記第２の直流電圧の重畳を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、前記平滑コンデンサの充電電荷を強制的に放電する期間は、前記発振停止期間よりも短いことを特徴とする。
【００１５】
前記インバータ回路は、瞬時に前記放電灯を始動するに十分な予熱電流を、前記予熱モードにて前記放電灯に供給するものであることを特徴とする。
【００１９】
【実施の形態】
（実施の形態１）
本発明に係る第１の実施の形態の回路図を図１に、その動作波形図を図２に示す。
【００２０】
図９に示す回路と異なる点は、回路上の放電抵抗を等価抵抗Ｒｏで示し、等価抵抗ＲｏをカップリングコンデンサＣ２の両端に接続したことであり、その他の図９に示す回路と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００２１】
本回路では、制御信号５に応じてインバータ回路の発振周波数を制御することにより、放電灯ＬＭＰの調光及び消灯制御を行う。フェードアウト時には、一定期間インバータ回路の発振を停止することにより、放電灯ＬＭＰへの予熱電流の供給を制限して放電灯ＬＭＰを消灯させる。また、放電灯ＬＭＰの消灯時は即時点灯可能な予熱状態（予熱モード）とし、放電灯ＬＭＰへの印加電圧が点弧電圧に達しない状態となる待機周波数へインバータ回路の発振周波数を移行させる。
【００２２】
以下、図２を参照して動作を簡単に説明する。
点灯モードから予熱モードへの移行時のインバータ回路の発振停止（期間Ｔ）により、カップリングコンデンサＣ２への電流供給は遮断され、カップリングコンデンサＣ２の充電電荷は回路上の放電抵抗Ｒｏにより放電される。期間ＴでのカップリングコンデンサＣ２の電圧降下ΔＶは、
ΔＶ＝Ｖｄｃ／２×［１−ｅｘｐ（−Ｔ／Ｃ２×Ｒｏ）］・・・・（１）
で与えられる。インバータ回路が発振を開始した瞬間、図２（ａ）に示す様に、予熱電流による高周波電圧成分Ｖｆｐに電圧降下ΔＶ分の直流電圧が重畳された電圧が、放電灯ＬＭＰの両端に印加される。放電灯ＬＭＰの消灯には数１０ｍｓｅｃ以上は必要と考えられるため、高周波電圧成分Ｖｆｐと電圧降下ΔＶと再点弧電圧Ｖｓｐとの関係が、
Ｖｓｐ＞Ｖｆｐ＋ΔＶ・・・・・・・・・（２）
となるよう、カップリングコンデンサＣ２および等価抵抗Ｒｏの値を決定すれば良い。
【００２３】
この様に構成したことにより、予熱モードでインバータ回路が再度発振を開始した時の、放電灯印加電圧の異常上昇を抑制することが可能となる。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明に係る第２の実施の形態の回路図を図３に示す。
【００２５】
図９に示す回路と異なる点は、交流電源Ｖａｃの両端にコンデンサＣａ及びコンデンサＣｂの直列回路を接続し、コンデンサＣａ及びコンデンサＣｂを介して器具アースを設け、コンデンサＣｏの両端に直流電圧重畳手段３及びスイッチング素子Ｓ５からなる直列回路を接続し、制御回路４によりスイッチング素子Ｓ５を制御する様に構成したことであり、その他の図９に示す回路と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。なお、放電灯ＬＭＰの管壁及び器具アース間の浮遊容量をＣｘで示している。
【００２６】
放電灯を低光束で安定に点灯維持するためには、高周波で点灯される放電灯に第２の直流電圧（以下、直流電圧と呼ぶ。）を重畳することが効果的であることが一般に良く知られている。言い換えると、直流重畳電圧がない場合は、放電灯は低光束で安定に点灯維持することが困難となり、消灯しやすくなる。つまり、放電灯の消灯時に該直流重畳電圧を遮断する遮断手段（ここではスイッチング素子Ｓ５）を新たに設ければ良い。
【００２７】
本回路では、放電灯の消灯時にのみ、スイッチング素子Ｓ５をｏｆｆして直流電圧の重畳を遮断する。スイッチング素子Ｓ５は、例えばフェードアウト開始時にｏｆｆさせると、フェードアウト時に光出力が急峻に変化し違和感が生じてしまうので、インバータ回路が発振を停止する時に同期してｏｆｆるのが望ましい。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明に係る第３の実施の形態の回路図を図４に、その動作波形図を図５に示す。
【００２９】
図９に示す回路と異なる点は、平滑コンデンサＣ１の両端に強制放電手段２を接続し、制御回路４により強制放電手段２を制御する様に構成したことであり、その他の図９に示す回路と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。なお、ここでは、強制放電手段２は、抵抗Ｒ１及びスイッチング素子Ｓ４の直列回路により構成している。
【００３０】
以下、図５を参照して動作を簡単に説明する。
消灯時にランプ管端が僅かに光る現象を抑えるために、且つ、フェードアウト時にランプが一瞬明るくなる現象を抑制するためには、消灯時の平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃ（＝Ｖｄｃ２）を、点灯時の平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃ（＝Ｖｄｃ１）よりも低く設定することが有効であり、ここでは、外部制御信号などにより安定器などが消灯モードを検出すると略同時に平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃを低下すればよい。
【００３１】
直流電源回路１として例えば昇圧チョッパ回路を採用した場合、昇圧チョッパ回路の動作を停止することにより、平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃを最も早くＶｄｃ１からＶｄｃ２にまで低下させることができる。この場合、平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃの低下速度は回路で消費される電力により決まるので、平滑コンデンサＣｌの電荷を強制的に放電する手段を設ければ、さらに平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃの低下速度は早くなる。
【００３２】
本回路では、通常点灯時の消費電力のロスを生じさせないため、フェードアウト時にのみスイッチング素子Ｓ４がｏｎとなるように制御し、且つ、消灯時の予熱状態においても消費電力のロスを防ぐために、消灯モードを検出してから発振停止期間Ｔが完了するまでには、Ｖｄｃ１からＶｄｃ２まで低下するように抵抗Ｒ１を設定し、その期間Ｔだけスイッチング素子Ｓ４はｏｎとなり、それ以外ではスイッチング素子Ｓ４はｏｆｆとなるよう制御する。
【００３３】
以上の様に構成したことにより、消灯時にランプ管端が僅かに光る現象を抑え、且つ、フェードアウト時にランプが一瞬明るくなる現象を抑制することができる。
【００３４】
（実施の形態４）
本発明に係る第４の実施の形態の回路図を図６に、その動作波形図を図７に示す。
【００３５】
本回路は、図１と図３と図４とに示す回路を組み合わせて、且つより具体化したものであり、その他の図１と図３と図４とに示す回路と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３６】
つまり、直流電源回路１としてインダクタＬ１とダイオードＤ１とスイッチング素子Ｓ３とから構成される所謂降圧チョッパ回路を用い、インダクタＬｏ及びカップリングコンデンサＣ２の直列回路の両端に直流電圧重畳手段３及びスイッチング素子Ｓ５からなる直列回路を接続し、直流電圧重畳手段３として抵抗Ｒ２を用いている。
【００３７】
（実施の形態５）
本発明に係る第５の実施の形態の回路図を図８に示す。
【００３８】
図６に示した第４の実施の形態と異なる点は、カップリングコンデンサＣ２の直列回路の両端に直流電圧重畳手段３及びスイッチング素子Ｓ５からなる直列回路を接続したことであり、その他の図１に示す回路と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。本回路では、消灯時にスイッチング素子Ｓ５をｏｆｆして直流電圧の重畳を遮断することにより、消灯時にのみ上述の等価抵抗Ｒｏの値を∞（無限大）にして、ΔＶの発生を抑制する効果も有する。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項５に記載の発明によれば、外部制御信号による放電灯の消灯／点灯制御機能を有し、且つ、消灯から瞬時に点灯状態に移行できる様に消灯時（予熱モード時）には予熱電流を印加する機能を有する放電灯点灯装置において、点灯モードから予熱モードへと移行する場合に、放電灯が一瞬明るくなることを防ぎ、且つ制御信号に対する放電灯の応答性を向上可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の回路図を示す。
【図２】上記実施の形態に係る動作波形図を示す。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態の回路図を示す。
【図４】本発明に係る第３の実施の形態の回路図を示す。
【図５】上記実施の形態に係る動作波形図を示す。
【図６】本発明に係る第４の実施の形態の回路図を示す。
【図７】上記実施の形態に係る動作波形図を示す。
【図８】本発明に係る第５の実施の形態の回路図を示す。
【図９】本発明に係る第１従来例の回路図を示す。
【図１０】矩形波信号の波形図を示す。
【図１１】制御信号のＤｕｔｙ比と放電灯の光出力比との関係を示す特性図である。
【図１２】上記従来例に係る動作波形図を示す。
【符号の説明】
２        強制放電手段
３        直流電圧重畳手段
Ｃ２      カップリングコンデンサ
ＩＮＶ    インバータ回路
ＬＭＰ    放電灯
Ｒｏ      等価抵抗
Ｔ        発振停止期間
【図１】
0003800735.tif 000002
【図２】
0003800735.tif 000003
【図３】
0003800735.tif 000004
【図４】
0003800735.tif 000005
【図５】
0003800735.tif 000006
【図６】
0003800735.tif 000007
【図７】
0003800735.tif 000008
【図８】
0003800735.tif 000009
【図９】
0003800735.tif 000010
【図１０】
0003800735.tif 000011
【図１１】
0003800735.tif 000012
【図１２】
0003800735.tif 000013