(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、前記予熱共振回路の共振周波数がばらつきにより最も高くなる周波数よりも高い第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、前記予熱電流検出回路により検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越える第２の予熱周波数まで前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を第２の予熱周波数に固定して前記所定時間だけ予熱を行なうように制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、前記予熱共振回路の共振周波数がばらつきにより最も低くなる周波数よりも低い第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、前記予熱電流検出回路により検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越える第２の予熱周波数まで前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を第２の予熱周波数に固定して前記所定時間だけ予熱を行なうよう制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、前記予熱共振回路の共振周波数のばらつきの中央値に略等しい第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、第１の予熱周波数よりも高い又は低い第２の予熱周波数に前記インバータ回路の動作周波数を設定するとともに前記予熱電流検出回路にて検出される予熱電流レベルが第１の予熱周波数での動作時の予熱電流レベルよりも高い場合には第１の予熱周波数から第２の予熱周波数への変化方向と同一方向に前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、前記予熱電流検出回路にて検出される予熱電流レベルが第１の予熱周波数での動作時の予熱電流レベルよりも低い場合には第１の予熱周波数から第２の予熱周波数への変化方向と逆方向に前記インバータ回路の動作周波数を変化させるように制御し、前記検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越えるまで動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を固定して前記所定時間だけ予熱を行なうよう制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記インバータ回路は前記直流電源の出力端間に接続されて交互にオン・オフされる一対のスイッチング素子を具備して成り、該スイッチング素子の一方に前記共振負荷回路及び予熱共振回路を並列に接続して成ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記インバータ回路は、平滑コンデンサの直列回路と、ダイオードが逆並列に接続されて交互にオン・オフされる一対のスイッチング素子の直列回路とが互いに並列に前記直流電源の出力端間に接続されて成ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記インバータ回路は、前記直流電源の出力端間に一対のスイッチング素子を直列接続し、低電位側の前記スイッチング素子と前記直流電源の出力端との間に第１及び第２のダイオードの直列回路を挿入し、該第１及び第２のダイオードの直列回路の接続点と前記スイッチング素子の接続点との間に前記予熱共振回路及び共振負荷回路を接続するとともにスイッチング素子側に接続された第２のダイオードの両端にコンデンサを接続して成ることを特徴とする請求項１〜３の何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、直流電力を高周波電力に変換して放電灯に供給するインバータ回路を用いた放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５にインバータ回路１を用いた従来の放電灯点灯装置の一例を示す。交流電源Ｖｓにはダイオードブリッジから成る全波整流器ＤＢの交流入力端子が接続されており、全波整流器ＤＢの直流出力端子には平滑コンデンサＣ0 とスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の直列回路が並列に接続されている。また各スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 には、それぞれダイオードＤ1 ，Ｄ2 が逆並列接続されている。
【０００３】
低電位側のスイッチング素子Ｑ2 の両端には直流カット用のコンデンサＣ3 を介して、共振負荷回路２と予熱共振回路３が並列的に接続されている。
共振負荷回路２はインダクタＬ1 とコンデンサＣ2 の直列共振回路と、共振用のコンデンサＣ2 の両端に並列接続された放電灯Ｌａとで構成される。また予熱共振回路３はインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の直列共振回路よりなり、インダクタＬ2 の２次側補助巻線から放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を供給するようになっている。
【０００４】
この従来装置では、制御回路１０によってスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 を交互にオン・オフすることにより、ハーフブリッジ型インバータとして動作し、直流カット用のコンデンサＣ3 の出力端に高周波電圧が生成され、共振負荷回路２と予熱共振回路３に印加される。なお、制御回路１０は動作周波数（スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 をオン・オフする周波数）ｆを制御する周波数制御回路１１と、周波数制御回路１１により制御されてスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 を駆動するドライブ回路１２とを具備している。
【０００５】
ここで、共振負荷回路２と予熱共振回路３は高周波電圧に対して各々独立しており、各共振回路２，３を流れる電流の位相が別々に設定される。この従来例では、共振形の上記高周波電圧が印加された共振負荷回路２に流れる高周波電流を該高周波電圧に比べて遅れ位相とし、予熱共振回路３に流れる高周波電流を該高周波電圧に比べて進み位相となるようにインダクタＬ1 ，Ｌ2 、コンデンサＣ2 ，Ｃ4 の設計が行われている。そうすることにより、多くの予熱電流を必要とする先行予熱時に高周波電圧の周波数が高いので、予熱共振回路３から供給される予熱電流が定常時より多く供給され、逆に定常点灯時は子熱電流を低く抑えることで放電灯Ｌａのフィラメントでの損失を少なくできるといった効率の良い予熱が可能な回路構成となっている。
【０００６】
また共振負荷回路２に流れる高周波電流が遅れ位相であるのに対し、予熱共振回路３に流れる高周波電流が進み位相であることから、合成電流としては略同相で力率の高い電流となる。さらにスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に流れる電流の実効値は、共振負荷回路２のみの場合の遅れ位相電流よりも低くなり、スイッチング損失も小さくなり、低電流耐量の素子の使用が可能となって装置の小型化並びにコストダウンが実現できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例においては共振負荷回路２と予熱共振回路３がそれぞれ独立しているために、インダクタＬ2 及びコンデンサＣ4 の部品ばらつきによる予熱共振回路３の共振特性には共振負荷回路２と無関係にばらつきが生じる。
例えば、図１６に示すように共振負荷回路２の共振曲線に対し、動作周波数ｆに対する予熱電流Ｉｐｈの共振曲線は曲線Ａ、Ｂ、Ｃのようにばらつきを持つ。ここでｆ2 ，ｆ1 ，ｆ3 は各々曲線Ａ，Ｂ，Ｃにおける共振周波数であり、ｆ＝１／２π（Ｌ2 ・Ｃ4 ）1/2 で定められので、インダクタＬ2 とコンデンサＣ4 のばらつきでｆ2 ＜ｆ1 ＜ｆ3 となる。
【０００８】
ここで、先行予熱時に制御回路１０により定められた一定の動作周波数（予熱周波数）ｆphにてインバータ回路１を動作させるとすると、図１６に示すようにＩph(a) ，Ｉph(b) ，Ｉph(c) （Ｉph(b) ＞Ｉph(a) ＞Ｉph(c) ）と予熱電流に大小ができる。この予熱電流の大小は放電灯Ｌａの始動性に影響し、予熱電流が最小となるばらつきの最悪条件（図１６の場合は曲線Ｃ）において、低温時に放電灯Ｌａが点灯しにくいといった問題がある。そのような条件においても確実に放電灯Ｌａを点灯させるためには、始動電圧を高くすることが考えられるが、始動電圧を高く設定すると回路素子にも耐量の高いものを使用する必要が有り、コストアップの要因となっていた。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、予熱回路の部品ばらつきが生じても常に一定レベル以上の予熱電流を確保し、発振電圧を上げることなく低温時にも確実に放電灯を点灯させることができる放電灯点灯装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、前記予熱共振回路の共振周波数がばらつきにより最も高くなる周波数よりも高い第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、前記予熱電流検出回路により検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越える第２の予熱周波数まで前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を第２の予熱周波数に固定して前記所定時間だけ予熱を行なうように制御することを特徴とし、予熱共振回路を構成するインダクタやコンデンサなどの部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路により予熱電流のレベルを検出しながら、制御回路にて放電灯のフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路の動作周波数を制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯の始動時の発振電圧を低く抑えることができる。その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となる。
【００１２】
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路が、前記予熱共振回路の共振周波数がばらつきにより最も低くなる周波数よりも低い第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、前記予熱電流検出回路により検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越える第２の予熱周波数まで前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を第２の予熱周波数に固定して前記所定時間だけ予熱を行なうよう制御することを特徴とし、予熱共振回路を構成するインダクタやコンデンサなどの部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路により予熱電流のレベルを検出しながら、制御回路にて放電灯のフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路の動作周波数を制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯の始動時の発振電圧を低く抑えることができる。その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、上記目的を達成するために、交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路が、前記予熱共振回路の共振周波数のばらつきの中央値に略等しい第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、第１の予熱周波数よりも高い又は低い第２の予熱周波数に前記インバータ回路の動作周波数を設定するとともに前記予熱電流検出回路にて検出される予熱電流レベルが第１の予熱周波数での動作時の予熱電流レベルよりも高い場合には第１の予熱周波数から第２の予熱周波数への変化方向と同一方向に前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、前記予熱電流検出回路にて検出される予熱電流レベルが第１の予熱周波数での動作時の予熱電流レベルよりも低い場合には第１の予熱周波数から第２の予熱周波数への変化方向と逆方向に前記インバータ回路の動作周波数を変化させるように制御し、前記検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越えるまで動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を固定して前記所定時間だけ予熱を行なうよう制御することを特徴とし、予熱共振回路を構成するインダクタやコンデンサなどの部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路により予熱電流のレベルを検出しながら、制御回路にて放電灯のフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路の動作周波数を制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯の始動時の発振電圧を低く抑えることができる。その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記インバータ回路が前記直流電源の出力端間に接続されて交互にオン・オフされる一対のスイッチング素子を具備して成り、該スイッチング素子の一方に前記共振負荷回路及び予熱共振回路を並列に接続して成ることを特徴とし、スイッチング素子におけるスイッチング損失が小さくでき、低電流耐量の素子の使用が可能となって装置の小型化並びにコストダウンが実現できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記インバータ回路が、平滑コンデンサの直列回路と、ダイオードが逆並列に接続されて交互にオン・オフされる一対のスイッチング素子の直列回路とが互いに並列に前記直流電源の出力端間に接続されて成ることを特徴とし、定常点灯時における予熱電流を抑えて放電灯のフィラメントでの電力損失を低減することができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記インバータ回路が、前記直流電源の出力端間に一対のスイッチング素子を直列接続し、低電位側の前記スイッチング素子と前記直流電源の出力端との間に第１及び第２のダイオードの直列回路を挿入し、該第１及び第２のダイオードの直列回路の接続点と前記スイッチング素子の接続点との間に前記予熱共振回路及び共振負荷回路を接続するとともにスイッチング素子側に接続された第２のダイオードの両端にコンデンサを接続して成ることを特徴とし、第２のダイオードの両端に接続されたコンデンサで直流電源からの直流入力電圧を昇圧することによって、入力電流高調波を低く抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明の第１の実施形態を示す回路ブロック図である。
ダイオードブリッジから成る全波整流器ＤＢの交流入力端子に交流電源Ｖｓが接続され、全波整流器ＤＢの直流出力端子には平滑用のコンデンサＣ0 を介してインバータ回路１が並列に接続されている。
【００１８】
インバータ回路１は、例えば従来例と同様のハーフブリッジ型やフルブリッジ型等の従来周知の構成を有するものである。このインバータ回路１の出力端には、共振負荷回路２と予熱共振回路３が並列接続され、インバータ回路１から出力される高周波電圧Ｖ0 が両者に印加される。
また、インバータ回路の発振周波数（動作周波数）は制御回路４によって制御される。この制御回路４は、インバータ回路１が具備する１乃至複数のスイッチング素子（図示せず）のオン・オフのタイミングを設定して上記動作周波数を制御する周波数制御回路５と、この周波数制御回路５からの信号を受けてインバータ回路１のスイッチング素子を駆動するドライブ回路６と、放電灯Ｌａのフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路７とを備え、予熱電流検出回路７にて共振負荷回路２又は予熱共振回路３に流れる電流から予熱電流レベルを検出し、周波数制御回路５へフィードバックしている。
【００１９】
共振負荷回路２は、インダクタＬ1 とコンデンサＣ2 の直列共振回路を有し、コンデンサＣ2 の両端に放電灯Ｌａのフィラメントの一端ｆ2 ，ｆ4 が接続されており、インバータ回路１から供給される高周波電圧Ｖ0 に対して遅れた位相の電流Ｉ1 が流れるようにインダクタＬ1 のインダクタンス値とコンデンサＣ2 の容量とが設定されている。
【００２０】
一方、予熱共振回路３はインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 との直列共振回路から成り、インダクタＬ2 に設けられた補助巻線ｎ1 ，ｎ2 がそれぞれ放電灯Ｌａのフィラメントの両端ｆ1 〜ｆ4 に接続されており、インバータ回路１から供給される高周波電圧Ｖ0 に対して進んだ位相の電流Ｉ2 が流れるようにインダクタＬ2 のインダクタンス値とコンデンサＣ4 の容量とが設定されている。
【００２１】
而して、制御回路４によりインバータ回路１を制御して高周波電圧Ｖ0 を共振負荷回路２及び予熱共振回路３に印加し、放電灯Ｌａの予熱から始動及び点灯維持（定常点灯）を行なうものである。
ところが、予熱共振回路３から放電灯Ｌａのフィラメントに供給される予熱電流Ｉphは、予熱共振回路３を構成するインダクタＬ2 やコンデンサＣ4 の部品ばらつきにより、図３の曲線Ａ〜Ｃに示すように、その共振特性にもばらつきが生じることになる。
【００２２】
而して、本発明は、このような共振特性のばらつきに対して常に一定以上の予熱電流が確保できるようにしたものである。
次に本実施形態において一定以上の予熱電流を確保する（流す）ための動作について、図２〜図４を参照して説明する。図２は本実施形態における制御回路４の制御動作のタイムチャートを示している。まず、時刻ｔ＝ｔ0 で交流電源Ｖｓが投入されて制御回路４が動作を開始すると、周波数制御回路５は、予熱共振回路３の共振周波数がインダクタＬ2 及びコンデンサＣ4 のばらつきにより最も高くなる周波数（図３におけるｆ3 ）よりも高い第１の予熱周波数ｆph1 でインバータ回路１の動作を開始させる。
【００２３】
そして、周波数制御回路５は、時刻ｔ＝ｔ0 〜ｔ1 の期間に予熱電流検出回路７によって予熱電流を検出しながら、図４に示すように予熱電流が所定レベルＩph0 を越える第２の予熱周波数ｆph2 までインバータ回路１の動作周波数ｆを徐々に変化させる（低くする）。ここで、予熱電流が所定レベルＩph0 を越える第２の予熱周波数ｆph2 は、図４に示すようにインダクタＬ2 及びコンデンサＣ4 によって異なり、曲線Ａで表される共振特性の場合をｆph2(a)、曲線Ｂで表される共振特性の場合をｆph2(b)、曲線Ｃで表される共振特性の場合をｆph2(c)で表すことにする。
【００２４】
周波数制御回路５は、予熱電流検出回路７で検出されるレベルが上記所定レベルＩph0 を越えた時点でインバータ回路１の動作周波数ｆを第２の予熱周波数ｆph2(a)又はｆph2(b)又はｆph2(c)に固定し、所定の予熱期間（図２における時刻ｔ＝ｔ1 〜ｔ2 ）だけ放電灯Ｌａのフィラメントを予熱する。
そして、周波数制御回路５が、動作周波数ｆを第２の予熱周波数ｆph2(a)…から始動に必要な高電圧が得られる始動周波数ｆstにまで低下させ、時刻ｔ＝ｔ2 〜ｔ3 の間（始動期間）だけ始動周波数ｆstに固定する（この動作モードを始動モードと呼ぶ。）。その結果、放電灯Ｌａが始動した後（時刻ｔ＝ｔ3 以降）は、周波数制御回路５が放電灯Ｌａを定常点灯させるために始動周波数ｆstよりもさらに低い周波数ｆCTでインバータ回路１を動作させる（この動作モードを定常点灯モードと呼ぶ。）。
【００２５】
上述のように本実施形態によれば、予熱共振回路３を構成するインダクタＬ2 やコンデンサＣ4 の部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路７により予熱電流のレベルを検出しながら、周波数制御回路５にて放電灯Ｌａのフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路１の動作周波数ｆを制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯Ｌａの始動時の発振電圧を低く抑えることができる。その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となる。
【００２６】
（実施形態２）
図５は本発明の第２の実施形態を示す回路ブロック図である。なお、本実施形態は、図１５に示した従来例と基本的な構成を共通にしているので、共通する部分には同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ説明する。
【００２７】
本実施形態では、予熱共振回路３のインダクタＬ2 の２次側に補助巻線ｎ3 を設けるとともに、補助巻線ｎ3 を通して放電灯Ｌａのフィラメントに供給される予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路７が制御回路４に具備されている。而して、周波数制御回路５、ドライブ回路６及び予熱電流検出回路７で構成される制御回路４が実施形態１と共通の制御動作を行うことにより、本実施形態においても常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯Ｌａの始動時の発振電圧を低く抑えることができる。
【００２８】
インバータ回路１は、ダイオードＤ1 ，Ｄ2 が逆並列に接続された一対のスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の直列回路が平滑コンデンサＣ0 と並列に全波整流器ＤＢの直流出力端間に接続されて成るものである。
スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の接続点と全波整流器ＤＢの低電位側の直流出力端との間には直流カット用のコンデンサＣ3 を介して、共振負荷回路２を構成するインダクタＬ1 及びコンデンサＣ2 が直列接続され、コンデンサＣ2 の両端に放電灯Ｌａのフィラメントの一端ｆ1 ，ｆ3 が接続されている。また、スイッチング素子Ｑ2 及びコンデンサＣ3 と並列にインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の直列回路から成る予熱共振回路３が接続されており、インダクタＬ2 に設けられた補助巻線ｎ1 ，ｎ2 が放電灯Ｌａのフィラメント両端ｆ1 〜ｆ4 に接続されている。なお、インダクタＬ2 には予熱電流検出用の補助巻線ｎ3 も設けてある。
【００２９】
さらに本実施形態においては、従来例で説明したように共振負荷回路２に流れる高周波電流が遅れ位相であるのに対し、予熱共振回路３に流れる高周波電流が進み位相であることから、合成電流としては略同相で力率の高い電流となり、しかもインバータ回路１のスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 に流れる電流の実効値が共振負荷回路２のみの場合の遅れ位相電流よりも低くなるので、スイッチング損失も小さくなり、低電流耐量の素子の使用が可能となって装置の小型化並びにコストダウンが実現できる。
【００３０】
（実施形態３）
図６は本発明の第３の実施形態を示す回路ブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるので、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
図６に示すように、全波整流器ＤＢの直流出力端子には平滑コンデンサＣ11，Ｃ12の直列回路とダイオードＤ1 ，Ｄ2 が逆並列に接続されたスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の直列回路とが互いに並列に接続されており、これらスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 、ダイオードＤ1 ，Ｄ2 並びに平滑コンデンサＣ11，Ｃ12にて所謂ハーフブリッジ型のインバータ回路１’を構成している。
【００３１】
スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の接続点と平滑コンデンサＣ11，Ｃ12の接続点の間には、直流カット用のコンデンサＣ3 を介してインダクタＬ1 、コンデンサＣ2 及び蛍光灯等の放電灯Ｌａにより構成される共振負荷回路２と、共振負荷回路２と並列接続されたインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の直列回路から成る予熱共振回路３とが接続されている。なお、予熱共振回路３のインダクタＬ2 には、放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を供給するための補助巻線ｎ1 ，ｎ2 と、制御回路４の予熱電流検出回路７にて予熱電流レベルを検出するための補助巻線ｎ3 とが設けてある。
【００３２】
また制御回路４は、インバータ回路１のスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 のオン・オフのタイミングを設定してインバータ回路１の動作周波数ｆを制御する周波数制御回路５と、この周波数制御回路５からの信号を受けてインバータ回路１のスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 を駆動するドライブ回路６と、放電灯Ｌａのフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路７とを備え、予熱電流検出回路７にてインダクタＬ2 の補助巻線ｎ3 を通して予熱共振回路３に流れる電流から予熱電流レベルを検出し、周波数制御回路５へフィードバックしている。
【００３３】
而して、本実施形態では、交流電源Ｖｓが投入されると制御回路４によりスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 が交互にオン、オフされ、インバータ回路１の出力端間に矩形波の高周波電圧が生じる。この高周波電圧が共振負荷回路２のインダクタＬ1 及びコンデンサＣ2 の直列回路による共振作用により昇圧されて放電灯Ｌａの両電極間に印加され、放電灯Ｌａが点灯するのである。
【００３４】
次に本実施形態における予熱から始動及び点灯に至るまでの制御動作について図７〜図９を参照して説明する。図７は本実施形態における制御回路４の制御動作のタイムチャートを示している。まず、時刻ｔ＝ｔ0 で交流電源Ｖｓが投入されて制御回路４が動作を開始すると、周波数制御回路５は、予熱共振回路３の共振周波数がインダクタＬ2 及びコンデンサＣ4 のばらつきにより最も低くなる周波数（図８におけるｆ2 ）よりも低い第１の予熱周波数ｆph1 でインバータ回路１の動作を開始させる。
【００３５】
そして、周波数制御回路５は、時刻ｔ＝ｔ0 〜ｔ1 の期間に予熱電流検出回路７によって予熱電流を検出しながら、図９に示すように予熱電流が所定レベルＩph0 を越える第２の予熱周波数ｆph2 までインバータ回路１の動作周波数ｆを徐々に変化させる（高くする）。ここで、予熱電流が所定レベルＩph0 を越える第２の予熱周波数ｆph2 は、図９に示すようにインダクタＬ2 及びコンデンサＣ4 によって異なり、曲線Ａで表される共振特性の場合をｆph2(a)、曲線Ｂで表される共振特性の場合をｆph2(b)、曲線Ｃで表される共振特性の場合をｆph2(c)で表すことにする。
【００３６】
周波数制御回路５は、予熱電流検出回路７で検出されるレベルが上記所定レベルＩph0 を越えた時点でインバータ回路１の動作周波数ｆを第２の予熱周波数ｆph2(a)又はｆph2(b)又はｆph2(c)に固定し、所定の予熱期間（図７における時刻ｔ＝ｔ1 〜ｔ2 ）だけ放電灯Ｌａのフィラメントを予熱する。
そして、周波数制御回路５が、動作周波数ｆを第２の予熱周波数ｆph2(a)…から始動に必要な高電圧が得られる始動周波数ｆstにまで低下させ、時刻ｔ＝ｔ2 〜ｔ3 の間（始動期間）だけ始動周波数ｆstに固定する。その結果、放電灯Ｌａが始動した後（時刻ｔ＝ｔ3 以降）は、周波数制御回路５が放電灯Ｌａを定常点灯させるために始動周波数ｆstよりもさらに低い周波数ｆCTでインバータ回路１を動作させる。
【００３７】
上述のように本実施形態によれば、予熱共振回路３を構成するインダクタＬ2 やコンデンサＣ4 の部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路７により予熱電流のレベルを検出しながら、周波数制御回路５にて放電灯Ｌａのフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路１の動作周波数ｆを制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯Ｌａの始動時の発振電圧を低く抑えることができる。その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となる。
【００３８】
（実施形態４）
図１０は本発明の第４の実施形態を示す回路ブロック図である。本実施形態は、インバータ回路１”により入力電流高調波を低く抑えることができるとともに、定常点灯時において放電灯Ｌａのフィラメントに供給される予熱電流（以下、「常時予熱電流」と呼ぶ。）を低く抑えることでフィラメントでの損失を低減することができるものであるが、基本的な構成については実施形態１〜３と共通であるので、共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態では、交流電源Ｖｓを全波整流器ＤＢで全波整流した直流電圧をインバータ回路１”に供給する。インバータ回路１”は、全波整流器ＤＢの直流出力端に接続されたコンデンサＣ10、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の直列回路、全波整流器ＤＢの負の出力端子及びスイッチング素子Ｑ2 のソース間に接続されたダイオードＤ3 ，Ｄ4 の直列回路、ダイオードＤ4 の両端に接続されたコンデンサＣ8 により構成されている。また、インバータ回路１”の両端にはコンデンサＣ9 が接続されている。
【００４０】
スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 は電界効果トランジスタから成り、逆並列に接続された寄生ダイオードを具備している。そして、制御回路４のドライブ回路６によってスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 が交互にオン・オフ駆動される。スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 の接続点とダイオードＤ3 ，Ｄ4 の接続点との間には、直流カット用のコンデンサＣ3 を介して予熱共振回路３”と共振負荷回路２”とが低電位側のスイッチング素子Ｑ2 と並列に接続されている。
【００４１】
共振負荷回路２”は、コンデンサＣ3 とダイオードＤ3 ，Ｄ4 の接続点との間に接続されたインダクタＬ1 及びトランスＴ1 の一次巻線ｎ1 の直列回路と、トランスＴ1 の２次巻線ｎ2 の両端に直流カット用のコンデンサＣ5 を介して並列接続された放電灯ＬａとコンデンサＣ2 の並列回路とで構成される。
また予熱共振回路３”は、コンデンサＣ3 を介してスイッチング素子Ｑ2 の両端に接続されたインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の直列回路で構成され、インダクタＬ2 の２次側に放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を供給するための補助巻線ｎ1 ，ｎ2 が設けてある。なお、予熱電流が流れるループ内（放電灯Ｌａのフィラメントの一端ｆ4 ）には、予熱電流レベルを検出するために電流トランスＴ2 が挿入してある。
【００４２】
一方、高電位側のスイッチング素子Ｑ1 の両端にはインダクタＬ3 と平滑用コンデンサＣ0 とダイオードＤ7 が直列接続され、ダイオードＤ7 を介して極性が逆方向になるようにダイオードＤ5 が並列接続されている。また、低電位側のスイッチング素子Ｑ2 の両端にはダイオードＤ7 を介して極性が逆方向になるようにダイオードＤ6 が並列接続されており、コンデンサＣ0 とインダクタＬ3 とダイオードＤ5 ，Ｄ7 により降圧チョッパ回路が構成されている。
【００４３】
スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 をオン・オフ制御する制御回路４は、実施形態１〜３と同様に、動作周波数ｆを制御する周波数制御回路５と、スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 を直接駆動するためのドライブ回路６、電流トランスＴ2 より予熱電流レベルを検出して周波数制御回路５へフィードバックする予熱電流検出回路７とで構成される。
【００４４】
次に本実施形態において入力電流高調波を低く抑える動作について説明する。
まず、スイッチング素子Ｑ1 がオン、スイッチング素子Ｑ2 がオフすると、平滑コンデンサＣ0 からインダクタＬ3 →スイッチング素子Ｑ1 →コンデンサＣ3 →インダクタＬ1 →トランスＴ1 の一次巻線ｎ1 →コンデンサＣ8 →ダイオードＤ6 →平滑コンデンサＣ0 の経路で共振電流が流れ、この共振電流によりコンデンサＣ8 が充電されることによって、コンデンサＣ8 の両端電圧Ｖｃ8 が上昇していく。そして、全波整流器ＤＢの出力電圧（直流電圧）とコンデンサＣ8 の両端電圧Ｖｃ8 との和の電圧が、平滑コンデンサＣ0 からインバータ回路１”に供給される電圧を越えた時点で、交流電源Ｖｓから全波整流器ＤＢ→スイッチング素子Ｑ1 →コンデンサＣ3 →インダクタＬ1 →トランスＴ1 の一次巻線ｎ1 →ダイオードＤ3 →全波整流器ＤＢ→交流電源Ｖｓの経路でも共振電流が流れ、これが全波整流器ＤＢからの入力電流となる。この入力電流が流れる期間は電源電圧Ｖｓの大きさに略比例して変化するので、入力電流が電源電圧Ｖｓに比例した正弦波状となり、入力高調波が低く抑えられる（これを第１の動作モードと呼ぶ。）。
【００４５】
続いて、スイッチング素子Ｑ1 がオフ、スイッチング素子Ｑ2 がオンすると、まず、インダクタＬ1 に蓄積されていたエネルギが放出されることにより、インダクタＬ1 →トランスＴ1 の一次巻線ｎ1 →コンデンサＣ8 →スイッチング素子Ｑ2 の寄生ダイオード→コンデンサＣ3 →インダクタＬ1 の経路で電流が流れ、やがてインダクタＬ1 の蓄積エネルギが放出されると、回生電流によって充電された直流カット用のコンデンサＣ3 を電源として、コンデンサＣ3 →スイッチング素子Ｑ2 →コンデンサＣ8 →トランスＴ1 の一次巻線ｎ1 →インダクタＬ1 →コンデンサＣ3 の経路で電流が流れ、この電流によりコンデンサＣ8 の両端電圧Ｖｃ8 が低下していく（これを第２の動作モードと呼ぶ。）。
【００４６】
さらに続いて、スイッチング素子Ｑ2 がオフ、スイッチング素子Ｑ1 がオンすると、インダクタＬ1 に蓄積されていたエネルギが放出されることにより、インダクタＬ1 →コンデンサＣ3 →スイッチング素子Ｑ1 の寄生ダイオード→コンデンサＣ9 →コンデンサＣ8 →トランスＴ1 の一次巻線ｎ1 →インダクタＬ1 の経路で電流が流れ、コンデンサＣ8 の両端電圧Ｖｃ8 が低下し続ける。コンデンサＣ8 の電荷が完全に放電すると、コンデンサＣ8 を介さずにダイオードＤ4 を介して電流が流れ、やがてインダクタＬ1 の蓄積エネルギが放出されると、上記第１の動作モードに戻る（これを第３の動作モードと呼ぶ。）。
このように第１〜第３の動作モードを繰返すことにより、インバータ回路１”は入力電流の高調波抑制動作を行うとともに高周波発振動作を行い、トランスＴ1 の２次巻線ｎ2 の両端から高周波電圧を印加して放電灯Ｌａを点灯する。また、予熱共振回路３”のインダクタＬ2 とコンデンサＣ4 の共振動作によって、インダクタＬ2 の補助巻線ｎ1 ，ｎ2 の両端に高周波電圧が発生し、コンデンサを介して放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流が供給されるのである。
【００４７】
次に降圧チョッパ回路の動作について説明する。
まず、スイッチング素子Ｑ2 がオンすると、交流電源Ｖｓ→全波整流器ＤＢ→インダクタＬ3 →平滑コンデンサＣ0 →スイッチング素子Ｑ2 →ダイオードＤ4 →ダイオードＤ3 →全波整流器ＤＢ→交流電源Ｖｓの経路で平滑コンデンサＣ0 が充電されるとともに、インダクタＬ3 にエネルギが蓄積される。なお、コンデンサＣ9 の放電時には、コンデンサＣ9 →インダクタＬ3 →平滑コンデンサＣ0 →ダイオードＤ7 →スイッチング素子Ｑ2 →コンデンサＣ9 の経路で平滑コンデンサＣ0 が充電される。
【００４８】
続いてスイッチング素子Ｑ2 がオフすると、インダクタＬ3 →平滑コンデンサＣ0 →ダイオードＤ7 →スイッチング素子Ｑ2 の寄生ダイオード→インダクタＬ3 の経路でインダクタＬ3 に蓄積されていたエネルギが放出されて平滑コンデンサＣ0 が充電される。
上記動作を繰り返すことにより、降圧チョッパ回路の出力電圧が平滑コンデンサＣ0 の両端に発生する。
【００４９】
ここで本実施形態では、共振負荷回路２の固有振動周波数ｆ1 と予熱共振回路３の固有振動周波数ｆ2 とのインバータ回路１”（スイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 ）の動作周波数ｆに対する関係をｆ1 ＜ｆ＜ｆ2 としている。つまり、共振負荷回路２の共振電流がインバータ回路１”の高周波出力電圧に対して遅れ位相となり、予熱共振回路３の共振電流がインバータ回路１”の高周波出力電圧に対して進み位相とすることにより、定常時に放電灯Ｌａのフィラメントに流れる常時予熱電流による電力ロスの低減と、進相電流と遅相電流の合成によるスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 を流れる電流の低減効果とを得ている。
【００５０】
次に本実施形態における予熱から始動及び点灯に至るまでの制御動作について図１１〜図１３並びに図１４のフローチャートを参照して説明する。図１１は本実施形態における制御回路４の制御動作のタイムチャートを示している。まず、時刻ｔ＝ｔ0 で交流電源Ｖｓが投入されて制御回路４が動作を開始すると、周波数制御回路５は、予熱共振回路３の共振周波数がインダクタＬ2 及びコンデンサＣ4 のばらつきがほぼ中央値のときの固有振動周波数に略等しい第１の予熱周波数ｆph1 でインバータ回路１”の動作を開始させる。
【００５１】
そして、周波数制御回路５は、時刻ｔ＝ｔ0 〜ｔ1 の期間に予熱電流検出回路７によって予熱電流Ｉph1 を検出して所定レベルＩph0 との大小比較を行ない、検出した予熱電流Ｉph1 が所定レベルＩph0 を越えている（Ｉph1 ＞Ｉph0 ）場合には、動作周波数ｆを第１の予熱周波数ｆph1 に固定したまま所定時間（例えば、約１秒間）の予熱を行なう。
【００５２】
一方、検出した予熱電流Ｉph1 が所定レベルＩph0 を下回っている（Ｉph1 ＜Ｉph0 ）場合には、周波数制御回路５がインバータ回路１”の動作周波数ｆを第１の予熱周波数ｆph1 から第２の予熱周波数ｆph2 に下げて共振条件を変更する（ｆph1 ＞ｆph2 ）。そして、インバータ回路１”を第２の予熱周波数ｆph2 で動作させつつ予熱電流検出回路７によって予熱電流Ｉph2 を検出し、第１の予熱周波数ｆph1 で動作させたときの予熱電流Ｉph1 との大小比較を繰り返して行ない、予熱電流Ｉph2 が予熱電流Ｉph1 よりも高い（Ｉph2 ＞Ｉph1 ）場合には、図１２に示すように更に動作周波数ｆを下げながら所定レベルＩph0 との大小比較を繰り返して行ない、検出した予熱電流Ｉph2 が所定レベルＩph0 を越える（Ｉph2 ＞Ｉph0 ）ときの第３の予熱周波数ｆph3 にインバータ回路１”の動作周波数ｆを設定して所定時間（例えば、約１秒間）の予熱を行なう。
【００５３】
一方、予熱電流Ｉph2 が予熱電流Ｉph1 よりも低い（Ｉph2 ＜Ｉph1 ）場合には、図１３に示すように逆に動作周波数ｆを上げながら所定レベルＩph0 との大小比較を繰り返して行ない、検出した予熱電流Ｉph2 が所定レベルＩph0 を越える（Ｉph2 ＞Ｉph0 ）ときの第３の予熱周波数ｆph3 にインバータ回路１”の動作周波数ｆを設定して所定時間（例えば、約１秒間）の予熱を行なう。
【００５４】
而して周波数制御回路５は、時刻ｔ＝ｔ0 〜ｔ1 の期間（予熱期間）に予熱電流が所定レベルＩph0 を越えるような第３の予熱周波数ｆph3 にインバータ回路１”の動作周波数ｆを設定し、所定の予熱期間（図１１における時刻ｔ＝ｔ1 〜ｔ2 ）だけ放電灯Ｌａのフィラメントを予熱する。そして、周波数制御回路５が、動作周波数ｆを第３の予熱周波数ｆph3 から始動に必要な高電圧が得られる始動周波数ｆstにまで低下させ、時刻ｔ＝ｔ2 〜ｔ3 の間（始動期間）だけ始動周波数ｆstに固定する。その結果、放電灯Ｌａが始動した後（時刻ｔ＝ｔ3 以降）は、周波数制御回路５が放電灯Ｌａを定常点灯させるために始動周波数ｆstよりもさらに低い周波数ｆCTでインバータ回路１”を動作させる。
【００５５】
上述のように本実施形態によれば、予熱共振回路３を構成するインダクタＬ2 やコンデンサＣ4 の部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路７により予熱電流のレベルを検出しながら、周波数制御回路５にて放電灯Ｌａのフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路１”の動作周波数ｆを制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯Ｌａの始動時の発振電圧を低く抑えることができる。その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、交流電源Ｖｓを全波整流器ＤＢで全波整流した直流出力電圧と平滑用のコンデンサＣ0 との間に、入力電流高調波低減効果を得るために挿入されたコンデンサＣ8 があるため、全波整流器ＤＢの直流出力電圧が昇圧する。放電灯Ｌａの始動時の発振電圧と上記直流出力電圧の昇圧比は比例関係にあり、発振電圧を高くする（始動時のインバータ回路１”の動作周波数ｆを下げる）と直流出力電圧が高くなるが、本実施形態では放電灯Ｌａの始動時における発振電圧を低く抑えることができ、全波整流器ＤＢの直流出力電圧の昇圧が従来より低く抑えることができるので、低耐圧の素子の使用が可能となってコストダウンが図れるという利点がある。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、前記予熱共振回路の共振周波数がばらつきにより最も高くなる周波数よりも高い第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、前記予熱電流検出回路により検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越える第２の予熱周波数まで前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を第２の予熱周波数に固定して前記所定時間だけ予熱を行なうように制御するので、予熱共振回路を構成するインダクタやコンデンサなどの部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路により予熱電流のレベルを検出しながら、制御回路にて放電灯のフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路の動作周波数を制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯の始動時の発振電圧を低く抑えることができ、その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となるという効果がある。
【００５９】
請求項２の発明は、交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路が、前記予熱共振回路の共振周波数がばらつきにより最も低くなる周波数よりも低い第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、前記予熱電流検出回路により検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越える第２の予熱周波数まで前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を第２の予熱周波数に固定して前記所定時間だけ予熱を行なうよう制御するので、予熱共振回路を構成するインダクタやコンデンサなどの部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路により予熱電流のレベルを検出しながら、制御回路にて放電灯のフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路の動作周波数を制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯の始動時の発振電圧を低く抑えることができ、その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となるという効果がある。
【００６０】
請求項３の発明は、交流電源を整流平滑して得られる直流電源と、高周波でオン・オフされる１乃至複数のスイッチング素子を具備して前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、放電灯を有し前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して遅れ位相となる電流が流れる共振負荷回路と、前記インバータ回路より印加される高周波電圧に対して進み位相となる電流が流れ放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱共振回路と、前記放電灯のフィラメントに流れる予熱電流レベルを検出する予熱電流検出回路と、前記スイッチング素子をオン・オフさせてインバータ回路の動作周波数を制御する制御回路とを備え、該制御回路は、放電灯始動時の先行予熱期間に前記予熱電流検出回路で検出された予熱電流レベルが所定のレベル以上となる動作周波数にて所定の時間だけ予熱を行なうように前記インバータ回路の動作周波数を制御して成る放電灯点灯装置であって、前記制御回路が、前記予熱共振回路の共振周波数のばらつきの中央値に略等しい第１の予熱周波数に動作周波数を設定してインバータ回路の動作を開始させ、第１の予熱周波数よりも高い又は低い第２の予熱周波数に前記インバータ回路の動作周波数を設定するとともに前記予熱電流検出回路にて検出される予熱電流レベルが第１の予熱周波数での動作時の予熱電流レベルよりも高い場合には第１の予熱周波数から第２の予熱周波数への変化方向と同一方向に前記インバータ回路の動作周波数を変化させ、前記予熱電流検出回路にて検出される予熱電流レベルが第１の予熱周波数での動作時の予熱電流レベルよりも低い場合には第１の予熱周波数から第２の予熱周波数への変化方向と逆方向に前記インバータ回路の動作周波数を変化させるように制御し、前記検出される予熱電流レベルが前記所定レベルを越えるまで動作周波数を変化させ、越えた時点でインバータ回路の動作周波数を固定して前記所定時間だけ予熱を行なうよう制御するので、予熱共振回路を構成するインダクタやコンデンサなどの部品ばらつきによって共振特性にばらつきが生じた場合であっても、予熱電流検出回路により予熱電流のレベルを検出しながら、制御回路にて放電灯のフィラメントを予熱するのに充分なレベルの予熱電流が常に供給されるようにインバータ回路の動作周波数を制御するから、常に所定のレベル以上の予熱電流を確保する（流す）ことができ、部品ばらつきや低温始動に対しても放電灯の始動時の発振電圧を低く抑えることができ、その結果、従来例に比較して低耐量の素子を使用することができてコストダウンが可能となるという効果がある。
【００６１】
請求項４の発明は、前記インバータ回路が前記直流電源の出力端間に接続されて交互にオン・オフされる一対のスイッチング素子を具備して成り、該スイッチング素子の一方に前記共振負荷回路及び予熱共振回路を並列に接続して成るので、スイッチング素子におけるスイッチング損失が小さくでき、低電流耐量の素子の使用が可能となって装置の小型化並びにコストダウンが実現できるという効果がある。
【００６２】
請求項５の発明は、前記インバータ回路が、平滑コンデンサの直列回路と、ダイオードが逆並列に接続されて交互にオン・オフされる一対のスイッチング素子の直列回路とが互いに並列に前記直流電源の出力端間に接続されて成るので、定常点灯時における予熱電流を抑えて放電灯のフィラメントでの電力損失を低減することができるという効果がある。
【００６３】
請求項６の発明は、前記インバータ回路が、前記直流電源の出力端間に一対のスイッチング素子を直列接続し、低電位側の前記スイッチング素子と前記直流電源の出力端との間に第１及び第２のダイオードの直列回路を挿入し、該第１及び第２のダイオードの直列回路の接続点と前記スイッチング素子の接続点との間に前記予熱共振回路及び共振負荷回路を接続するとともにスイッチング素子側に接続された第２のダイオードの両端にコンデンサを接続して成るので、第２のダイオードの両端に接続されたコンデンサで直流電源からの直流入力電圧を昇圧することによって、入力電流高調波を低く抑え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】実施形態１を示す回路ブロック図である。
【図２】同上の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３】同上における共振負荷回路及び予熱共振回路の共振特性を示す図である。
【図４】同上における共振負荷回路及び予熱共振回路の共振特性を示す図である。
【図５】実施形態２を示す回路ブロック図である。
【図６】実施形態３を示す回路ブロック図である。
【図７】同上の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】同上における共振負荷回路及び予熱共振回路の共振特性を示す図である。
【図９】同上における共振負荷回路及び予熱共振回路の共振特性を示す図である。
【図１０】実施形態４を示す回路ブロック図である。
【図１１】同上の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】同上における共振負荷回路及び予熱共振回路の共振特性を示す図である。
【図１３】同上における共振負荷回路及び予熱共振回路の共振特性を示す図である。
【図１４】同上の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】従来例を示す回路ブロック図である。
【図１６】同上における共振負荷回路及び予熱共振回路の共振特性を示す図である。
【符号の説明】
１  インバータ回路
２  共振負荷回路
３  予熱共振回路
４  制御回路
５  周波数制御回路
６  ドライブ回路
７  予熱電流検出回路
Ｖｓ  交流電源
ＤＢ  全波整流器
【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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