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技術 高圧放電灯点灯装置及び照明装置

出願人 パナソニック電工株式会社
発明者 福田健一野呂浩史山下浩司強力健史裕福晶
出願日 2002年12月16日 (17年10ヶ月経過) 出願番号 2002-363373
公開日 2004年7月15日 (16年3ヶ月経過) 公開番号 2004-199876
状態 未査定
技術分野 放電ランプ高周波または変換器直流点灯回路
主要キーワード 入力フィルタ回路 リプル分 ツェナ インテリジェントパワーデバイス 休止区間 補助電源回路 高圧パルス電圧 通常点灯
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

高圧放電灯再始動休止区間を設けている高圧放電灯点灯装置において、IPD等の高価な素子を使用することなく、高圧放電灯点灯装置を構成する集積回路電力を供給することができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供する。

解決手段

第1から第4までのスイッチング素子Q2からQ4までを駆動する駆動回路Sと、少なくとも駆動回路Sに電源を供給する電源補助回路5と、第1及び第2のスイッチング素子Q2及びQ3の接続点である第1の接続点と第3及び第4のスイッチング素子Q4及びQ5の接続点である第2の接続点との間に接続される高圧放電灯LAを有する負荷回路4と、少なくとも第1の接続点か第2の接続点のどちらかに該接続点から補助電源回路5の方向に流れる一方向性素子D10と、を備えている。

概要

背景

従来の高圧放電灯点灯装置は、たとえば、100Vの商用交流電源のみを適合入力電源とする単入力電源のものが一般的であったが、近年、複数の入力電源を適合入力電源とする、いわゆるマルチ入力電源の高圧放電灯点灯装置が開発されている。

概要

高圧放電灯再始動休止区間を設けている高圧放電灯点灯装置において、IPD等の高価な素子を使用することなく、高圧放電灯点灯装置を構成する集積回路電力を供給することができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供する。第1から第4までのスイッチング素子Q2からQ4までを駆動する駆動回路Sと、少なくとも駆動回路Sに電源を供給する電源補助回路5と、第1及び第2のスイッチング素子Q2及びQ3の接続点である第1の接続点と第3及び第4のスイッチング素子Q4及びQ5の接続点である第2の接続点との間に接続される高圧放電灯LAを有する負荷回路4と、少なくとも第1の接続点か第2の接続点のどちらかに該接続点から補助電源回路5の方向に流れる一方向性素子D10と、を備えている。

目的

本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、高圧放電灯の再始動に休止区間を設けている高圧放電灯点灯装置において、IPD等の高価な素子を使用することなく、高圧放電灯点灯装置を構成する集積回路に電力を供給することができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

直流電源と、直流電源に並列に接続されオンオフ動作を行う第1及び第2のスイッチング素子直列回路と、直流電源に並列に接続されオン・オフ動作を行う第3及び第4のスイッチング素子の直列回路と、第1から第4までのスイッチング素子を駆動する駆動回路と、少なくとも駆動回路に電源を供給する電源補助回路と、第1及び第2のスイッチング素子の接続点である第1の接続点と第3及び第4のスイッチング素子の接続点である第2の接続点との間に接続される高圧放電灯を有する負荷回路と、少なくとも第1の接続点か第2の接続点かのどちらかに該接続点から補助電源回路の方向に流れる一方向性素子と、を備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置

請求項2

第1及び第2の電源補助回路と、第1の接続点から第1の電源補助回路の方向に流れる第1の一方向性素子と、第2の接続点から第2の電源補助回路の方向に流れる第2の一方向性素子と、を備え、第1及び第2の電源補助回路の出力電圧は異なることを特徴とする請求項1記載の高圧放電灯点灯装置。

請求項3

第1及び第2の電源補助回路と、第1の接続点から第1の電源補助回路の方向に流れる第1の一方向性素子と、第2の接続点から第2の電源補助回路の方向に流れる第2の一方向性素子と、第1又は第2の電源補助回路にのみ流れる電流と第1及び第2の電源補助回路に同時に流れる電流とを切り替え切替手段と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の高圧放電灯点灯装置。

請求項4

直流電源は、昇圧チョッパ回路を有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置

請求項5

直流電源と、第1及び第2のスイッチング素子の直列回路及び第3及び第4のスイッチング素子の直列回路と、の間に降圧チョッパ回路を接続したことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。

請求項6

負荷回路は高圧放電灯を始動させるイグナイタ回路を有することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。

請求項7

イグナイタ回路は共振式であることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。

請求項8

請求項1から請求項7までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を備え、高圧放電灯を点灯させることを特徴とする照明装置

技術分野

0001

本発明は、メタルハライドランプ等の高圧放電灯点灯させるための高圧放電灯点灯装置に関する。

0002

従来の高圧放電灯点灯装置は、たとえば、100Vの商用交流電源のみを適合入力電源とする単入力電源のものが一般的であったが、近年、複数の入力電源を適合入力電源とする、いわゆるマルチ入力電源の高圧放電灯点灯装置が開発されている。

0003

また、HIDランプ等の高圧放電灯は、ランプ始動時に高圧パルス電圧を必要とし、高圧放電灯点灯装置にランプ始動用のイグナイタ回路を備えたものが一般的である。そして、このような高圧放電灯点灯装置においては、ランプの再始動時にランプに印加されるパルス電圧のストレスを軽減するため、イグナイタ回路を一定時間停止させるものも存在する。

0004

このような従来例として、たとえば、特願2002−082290号のものが挙げられる。この特許出願は本願出願人が出願したものであり、図11に示すように直流電源J1と、コンデンサJC3から構成される平滑回路J2と、平滑回路J2に並列に接続され交互にオンオフ動作を行うスイッチング素子JQ2及びJQ3の直列回路と、同じく平滑回路J2に並列に接続され交互にオン・オフ動作を行うスイッチング素子JQ4及びJQ5の直列回路と、スイッチング素子JQ2及びJQ3の接続点とJQ4及びJQ5のスイッチング素子の接続点との間に接続されるインダクタJL2、高圧放電灯JLA及びインダクタJL3の直列回路と、インダクタJL2及び高圧放電灯JLAの直列回路に並列に接続されるコンデンサJC4と、インダクタJL1及び高圧放電灯JLAの接続点と直流電源J1の一端との間に接続されるコンデンサJC5と、を備えている。

0005

直流電源J1は、交流電源AC、整流回路JDB、スイッチング素子JQ1、インダクタJL1及びダイオードJD1を有する昇圧チョッパ回路から構成されており、交流電源ACが100V又は200Vであっても、昇圧チョッパ回路の働きにより、平滑回路J2の両端電圧は一定となっている。
つぎに、高圧放電灯JLAが点灯しているときの動作を説明する。

0006

高圧放電灯JLAが点灯しているときは、図12に示すようにスイッチング素子JQ2及びJQ3が低周波で交互にオン・オフしており、スイッチング素子JQ4及びJQ5が高周波で交互にオン・オフしている。すなわち、スイッチング素子JQ2がオンしたときはスイッチング素子JQ5が高周波でオン・オフし、スイッチング素子JQ3がオンしたときはスイッチング素子JQ4が高周波でオン・オフしている。ここで、コンデンサJC4は、スイッチング素子JQ4及びJQ5を高周波でスイッチングすることにより発生する高圧放電灯電流リプル分を除去する働きをしている。

0007

つぎに、高圧放電灯JLAが点灯する前の状態、すなわち無負荷時の動作を説明する。

0008

無負荷時には、図13に示すようにスイッチング素子JQ2及びJQ3が高周波で交互にオン・オフしているとともに、スイッチング素子JQ4及びJQ5も高周波で交互にオン・オフしている。すなわち、図14(a)に示すようにスイッチング素子JQ2がオンしたときは、コンデンサJC3→スイッチング素子JQ2→インダクタJL2→コンデンサJC5→コンデンサJC3の経路電流が流れ、コンデンサJC5が充電される。

0009

つぎに、スイッチング素子JQ3がオンしたときは、図14(b)に示すように、コンデンサJC5→インダクタJL2→スイッチング素子JQ3→コンデンサJC5の経路で電流が流れ、コンデンサJC5が放電される。

0010

以上の動作を繰り返すことにより、高圧放電灯JLAの一端に高圧パルス電圧が発生し、高圧放電灯JLAは点灯する。

0011

ところで、高圧放電灯の再始動時においては、高圧放電灯が点灯しにくいことはよく知られている。このような高圧放電灯の再始動時においては、高圧放電灯へ過度のストレスを与えないために、高圧放電灯に高圧パルス電圧を印加し、所定時間内に点灯しない場合には一定時間、高圧パルス電圧を発生させない、いわゆる休止区間を設けている場合が多い。

背景技術

0012

このように休止区間においても、直流電源J1を構成する昇圧チョッパ回路のスイッチング素子JQ1を駆動するための集積回路(図示しない)に電源を供給するために、IPD(インテリジェントパワーデバイス)等を用いて昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定の直流電圧降圧していた。

0013

しかしながら、IPD等の集積回路を用いるとコストアップの原因となる。

発明が解決しようとする課題

0014

本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、高圧放電灯の再始動に休止区間を設けている高圧放電灯点灯装置において、IPD等の高価な素子を使用することなく、高圧放電灯点灯装置を構成する集積回路に電力を供給することができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供することにある。

0015

請求項1記載の高圧放電灯点灯装置は、直流電源と、直流電源に並列に接続されオン・オフ動作を行う第1及び第2のスイッチング素子の直列回路と、直流電源に並列に接続されオン・オフ動作を行う第3及び第4のスイッチング素子の直列回路と、第1から第4までのスイッチング素子を駆動する駆動回路と、少なくとも駆動回路に電源を供給する電源補助回路と、第1及び第2のスイッチング素子の接続点である第1の接続点と第3及び第4のスイッチング素子の接続点である第2の接続点との間に接続される高圧放電灯を有する負荷回路と、少なくとも第1の接続点か第2の接続点かのどちらかに該接続点から補助電源回路の方向に流れる一方向性素子と、を備えたことを特徴とするものである。

0016

このような高圧放電灯点灯装置においては、第1及び第2のスイッチング素子又は第3及び第4のスイッチング素子のオン・オフ動作により、補助電源回路に電流が流れ込む。

0017

請求項2記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、第1及び第2の電源補助回路と、第1の接続点から第1の電源補助回路の方向に流れる第1の一方向性素子と、第2の接続点から第2の電源補助回路の方向に流れる第2の一方向性素子と、を備え、第1及び第2の電源補助回路の出力電圧は異なることを特徴とするものである。

0018

このような高圧放電灯点灯装置においては、第1及び第2のスイッチング素子のオン・オフ動作により、第1の補助電源回路に電流が流れ込み、第3及び第4のスイッチング素子のオン・オフ動作により、第2の補助電源回路に電流が流れ込む。

0019

請求項3記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、第1及び第2の電源補助回路と、第1の接続点から第1の電源補助回路の方向に流れる第1の一方向性素子と、第2の接続点から第2の電源補助回路の方向に流れる第2の一方向性素子と、
第1又は第2の電源補助回路にのみ流れる電流と第1及び第2の電源補助回路に同時に流れる電流とを切り替え切替手段と、を備えたことを特徴とするものである。

0020

このような高圧放電灯点灯装置においては、切替手段により、第1の補助電源回路及び第2の補助電源回路に流れ込む電流を制御する。

0021

請求項4記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、直流電源は、昇圧チョッパ回路を有することを特徴とするものである。

0022

このような高圧放電灯点灯装置においては、複数の入力電源を適合入力電源とする。

0023

請求項5記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、直流電源と、第1及び第2のスイッチング素子の直列回路及び第3及び第4のスイッチング素子の直列回路と、の間に降圧チョッパ回路を接続したことを特徴とするものである。

0024

このような高圧放電灯点灯装置においても、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の発明が奏する作用を奏する。

0025

請求項6記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、負荷回路は高圧放電灯を始動させるイグナイタ回路を有することを特徴とするものである。

0026

このような高圧放電灯点灯装置においても、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の発明が奏する作用を奏する。

0027

請求項7記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項6までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、イグナイタ回路は共振式であることを特徴とするものである。

0028

このような高圧放電灯点灯装置においても、請求項1から請求項6までのいずれかに記載の発明が奏する作用を奏する。

課題を解決するための手段

0029

請求項8記載の照明装置は、請求項1から請求項7までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を備え、高圧放電灯を点灯させることを特徴とするものである。

0030

(実施例1)
以下、本発明の第1の実施の形態を図1から図5までを参照して説明する。図1は本実施の形態の回路図を示しており、図2は照明装置の断面図を示している。また、図3はスイッチング素子Q2からQ5までの動作を示しており、図4は本実施の形態の動作を示している。さらに、図5はコンデンサC11の電圧波形を示している。

0031

以下、各部の構成を説明する。

0032

交流電源ACは、商用の交流電源であり、電圧は、たとえば、100V、200V又は240Vである。

0033

整流回路DBは、交流電源ACからの交流電圧脈流状の直流電圧に整流し出力するものであり、たとえば、ダイオードブリッジで構成する。交流電源ACの電圧が100Vの場合、ダイオードブリッジの代わりに、たとえば、倍電圧整流回路を用いてもよい。倍電圧整流回路を用いると、交流電源ACの電圧が実質的に200Vと同等とみなせ、倍電圧整流回路以後に接続されている回路に流れる電流が、ダイオードブリッジを用いた場合と比べ約半分となるので、高圧放電灯点灯装置の効率を上げることができる。

0034

また、ダイオードブリッジDBの前段にコンデンサ及びインダクタ等から構成されている入力フィルタ回路(図示しない)を挿入してもよい。このような入力フィルタ回路をダイオードブリッジDBの前段に挿入しておくと、交流電源ACからの雑音を後述する電力変換回路2に漏れるのを防止したり、あるいは逆に、電力変換回路2からの雑音が電源側に漏れるのを防止することができる。

0035

昇圧チョッパ回路CP1は、交流電源ACが、たとえば、100Vから200Vの場合であっても、後述する平滑回路2に出力する電圧を直流一定値にするものであり、スイッチング素子Q0、ダイオードD1、インダクタL1から構成されている。また、この昇圧チョッパ回路CP1は、力率の改善も同時に行う。ここで、昇圧チョッパ回路CP1は、その他、降圧チョッパ、あるいは昇降圧チョッパ回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別の異なる直流電圧に変換するものであれば、どのような回路構成でも構わない。

0036

昇圧チョッパ制御回路CN1は、スイッチング素子Q0の動作周波数を制御するものであり、たとえば、モトローラ社製の集積回路MC34261を用いている。このような集積回路を用いると、外付け抵抗やコンデンサの値を設定するだけで簡単にスイッチング素子Q1の動作周波数を制御することができる。

0037

この交流電源AC、整流回路DB、昇圧チョッパ回路CP1及び昇圧チョッパ制御回路CN1により直流電源1を構成している。

0038

平滑回路2であるコンデンサC1は、昇圧チョッパ回路CP1を平滑するものであり、たとえば、電解コンデンサで構成する。

0039

降圧チョッパ回路CP2は、後述する極性反転回路3へ電力を供給するものであり、スイッチング素子Q1、ダイオードD2、インダクタL2及びコンデンサC2から構成されている。ここで、降圧チョッパ回路CP2は、その他、昇圧チョッパ、あるいは昇降圧チョッパ回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別の異なる直流電圧に変換するものであれば、どのような回路構成でも構わない。

0040

降圧チョッパ制御回路CN2は、スイッチング素子Q1の動作周波数を制御するものであり、たとえば、日本電気製の集積回路μPC1094を用いている。このような集積回路を用いると、モトローラ社製の集積回路MC34261と同様に、外付けの抵抗やコンデンサの値を設定するだけで簡単にスイッチング素子Q1の動作周波数を制御することができる。

0041

極性反転回路3は、コンデンサC2からの直流電圧を矩形波電圧に変換するものであり、コンデンサC2に並列に接続された第1のスイッチング素子Q2及び第2のスイッチング素子Q3の直列回路と、同じくコンデンサC2に並列に接続された第3のスイッチング素子Q4及び第4のスイッチング素子Q5の直列回路と、から構成されている。ここで、スイッチング素子Q2からQ5は、電界効果トランジスタで構成している。電界効果トランジスタは、電界効果トランジスタのドレインがその内臓ダイオードのカソードと接続されるように、ソースとドレインとの間に並列にダイオードが内蔵されている。したがって、別途ダイオードを外付けする必要がない。もちろん、電界効果トランジスタに代えて、トランジスタとトランジスタに逆並列に接続されるダイオードとの組合せを用いても構わない。

0042

駆動回路Sは、スイッチング素子Q2からQ5までを駆動するものであり、たとえば、三菱電機株式会社製の集積回路M63991FPを用いている。このような集積回路を用いると、集積回路に外付けする抵抗やコンデンサの定数を変えるだけで、スイッチング素子Q2からQ5までの動作周波数を適宜変化させることができる。

0043

負荷回路4は、高圧放電灯LAを含み極性反転回路3の矩形波交流電力を受けて、該高圧放電灯LAを点灯させるものであり、スイッチング素子Q2及びQ3の接続点とスイッチング素子Q2及びQ3の接続点の間に接続されるインダクタL2及び高圧放電灯LAの直列回路と、高圧放電灯LAに並列に接続されるコンデンサC4と、スイッチング素子Q4及びQ5の接続点とインダクタL2及びコンデンサC4の接続点との間に接続されるインダクタL3と、を有している。ここで、高圧放電灯LAは、たとえば、高圧ナトリウム灯、メタルハライドランプ及び水銀灯等の高圧放電灯(HIDランプ)である。

0044

ここで、インダクタL2とコンデンサC5とで、高圧放電灯LAの始動時に高圧放電灯LAの一端に高圧パルス電圧を印加するイグナイタ回路4’を構成している。このインダクタL2とコンデンサC5との直列共振回路共振動作により、高圧放電灯LAの始動時に高圧放電灯LAに数kVの高圧パルス電圧が印加され、高圧放電灯LAは点灯を開始する。

0045

駆動制御回路MCは、降圧チョッパ回路CP2の出力電圧を検出し、該検出電圧の大小に応じて駆動回路Sに検出信号を送信し、スイッチング素子Q2からQ5までの動作周波数を制御するものである。この駆動制御回路MCは、基準クロック信号を発生させるクロック信号生成部(図示しない)、降圧チョッパ回路CP2の出力電圧の検出を受けて、所定の時間を計測するタイマ部(図示しない)などから構成されている。そして、本実施の形態では、マイクロプロセッサ等により構成されている演算回路(CPU)、メモリ及びインターフェイス回路を備えたマイコンを使用している。そして、この種のマイコンとして、STマイクロエレクトロニクス製のST72Gシリーズを用いている。

0046

電源補助回路5は、昇圧チョッパ制御回路CN1、降圧チョッパ制御回路CN2及び駆動回路S、駆動制御回路MC等に電力を供給するものであり、スイッチング素子Q4及びQ5の接続点と接続されるコンデンサC10、一方向性素子であるダイオードD10及びツェナ−ダイオードZD10の直列回路と、ツェナ−ダイオードZD10と並列に接続されるコンデンサC11と、から構成されている。ここで、コンデンサC11の両端電圧をVccとする。

0047

そして、図2に示すように、高圧放電灯LAの周囲を囲って配光制御を行う一面に開口部18’をもった反射鏡18と、高圧放電灯LA装着用ソケット19と電気的に接続されて高圧放電灯LAの点灯制御を行う放電灯点灯装置から照明装置が構成されている。もちろん、照明装置はこのような形状のものに限られない。

0048

つぎに、本実施の形態の動作を図1及び図3から図5までを参照して説明する。

0049

交流電源ACが投入されると、昇圧チョッパ制御回路CN1、降圧チョッパ制御回路CN2、駆動回路S及び駆動制御回路MC等に電力が供給され、各制御部が動作を開始するとともに高圧放電灯LAの始動期間が開始する。すると、検出した降圧チョッパ回路CP2の出力電圧が駆動制御回路MCに入力され、駆動制御回路MCのタイマ部が時間の計測を開始する。また、イグナイタ回路4’により高圧放電灯LAの一端に高圧パルス電圧が印加され始める。

0050

つぎに、所定の時間内に高圧放電灯LAが点灯を開始せず、降圧チョッパ回路CP2の出力電圧が低下しない場合には、高圧放電灯へ過度のストレスを与えないために、駆動制御回路MCにより高圧放電灯点灯装置は休止区間に移行する。この休止区間内に駆動制御回路MCがスイッチング素子Q4及びQ5のみを駆動させ、スイッチング素子Q2及びQ3の駆動を停止させる信号を駆動回路Sに送信し、駆動回路Sにより、図3に示すようにスイッチング素子Q4及びQ5のみをオン・オフ動作させる。

0051

スイッチング素子Q4がオン、スイッチング素子Q5がオフのとき(たとえば、t=t1〜t2)は、図4(a)に示すようにコンデンサC2→スイッチング素子Q4→コンデンサC10→ダイオードD10→コンデンサC11→コンデンサC2の経路で電流が流れ、コンデンサC11が充電される。

0052

スイッチング素子Q4がオフ、スイッチング素子Q5がオンのとき(たとえば、t=t2〜t3)は、図4(b)に示すようにコンデンサC10→スイッチング素子Q5の経路で電流が流れ、コンデンサC10が放電される。

0053

このときのコンデンサC11の電圧波形を図5(a)及び(b)に示す。コンデンサC11の容量を小さく設定しておけば、図5(a)のようにt=t2〜t3期間でコンデンサC11を電荷が全て放電されるようにできる。また、コンデンサC11の容量を大きく設定しておけば、t=t2〜t3期間でコンデンサC11の電圧がほとんど低下しないようにもできる。

0054

以上、本実施の形態によれば、高圧放電灯の始動時に休止区間を設けているものや、再始動時に休止区間を設けているものにおいて、回路構成を複雑にすることなしに、該休止区間中にも電源補助回路5に電力を供給することができ、高圧放電灯点灯装置を構成する各集積回路に電力を供給することができる。

0055

なお、本実施の形態では、スイッチング素子Q4及びQ5の接続点と電源補助回路5とを接続したが、もちろん、スイッチング素子Q2及びQ3の接続点と電源補助回路5とを接続しても構わない。

0056

また、本実施の応用形態として、図6に示すものが挙げられる。このものは、図1に示した高圧放電灯点灯装置において、スイッチング素子Q4及びQ5の直列回路の代わりに、コンデンサC6及びC7の直列回路を設け、スイッチング素子Q2及びQ3の接続点と電源補助回路5とを接続している。

0057

このような回路構成においても、第1の実施の形態と同様に高圧放電灯の始動時に休止区間を設けているものや、再始動時に休止区間を設けているものにおいて、回路構成を複雑にすることなしに、該休止区間中にも電源補助回路5に電力を供給することができ、高圧放電灯点灯装置を構成する各集積回路に電力を供給することができる。

0058

(実施例2)
以下、本発明の第2の実施の形態を図7から図10までを参照して説明する。図7は本実施の形態の回路図を示しており、図8はスイッチング素子Q2からQ5までの動作を示している。また、図9は本実施の形態の動作を示しており、図10はコンデンサC11及びC21の電圧波形を示している。ここで、第1の実施の形態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。

0059

図7に示す高圧放電灯点灯装置は、図1に示した高圧放電灯点灯装置において、スイッチング素子Q2及びQ3の接続点にも電源補助回路5’を接続している。すなわち、電源補助回路5が第1の電源補助回路であるとすると、電源補助回路5’が第2の電源補助回路である。また、電源補助回路5のダイオードD10が第1の一方向性素子であり、電源補助回路5’のダイオードD20が第2の一方向性素子である。また、スイッチング素子Q2からQ5までとインダクタL3とで降圧チョッパを構成することにより、図1に示した降圧チョッパ回路CP2をなくしている。さらに、駆動制御回路MCが、電源補助回路5と電源補助回路5’とを切り替える切替部を有している。この切替部はマイコンである駆動制御回路MCにプログラムにより付加されている。

0060

ここで電源補助回路5’は、電源補助回路5と同様にスイッチング素子Q2及びQ3の接続点と接続されるコンデンサC20、一方向性素子であるダイオードD20及びツェナ−ダイオードZD20の直列回路と、ツェナ−ダイオードZD20と並列に接続されるコンデンサC21と、から構成されている。ここで、コンデンサC21の両端電圧をV’ccとする。本実施の形態においては、このコンデンサC21の両端電圧V’ccとコンデンサC10の両端電圧Vccとは、V’cc=Vccとなっている。もちろん、異なる電源電圧を必要とする複数の集積回路に電力を供給するためにV’cc≠Vccと設定してもよい。

0061

本実施の形態において、図8に示すように再始動時等の休止区間内に、スイッチング素子Q2及びスイッチング素子Q3を高周波で交互にオン・オフさせるとともにスイッチング素子Q4及びスイッチング素子Q5を高周波で交互にオン・オフさせ、かつ、スイッチング素子Q2とスイッチング素子Q5とが同期し、スイッチング素子Q3とスイッチング素子Q4とが同期するように制御する。

0062

すなわち、スイッチング素子Q2及びQ5がオン、スイッチング素子Q3及びQ4がオフのとき(たとえば、t=t1〜t2)は、図9(a)に示すようにコンデンサC1→スイッチング素子Q2→コンデンサC20→ダイオードD20→コンデンサC21→コンデンサC1の経路で電流が流れ、コンデンサC21が充電されるとともに、コンデンサC10→スイッチング素子Q5の経路で電流が流れ、コンデンサC10が放電される。

0063

つぎに、スイッチング素子Q2及びQ5がオフ、スイッチング素子Q3及びQ4がオンのとき(たとえば、t=t2〜t3)は、図9(b)に示すようにコンデンサC20→スイッチング素子Q3の経路で電流が流れるとともに、コンデンサC1→スイッチング素子Q4→コンデンサC10→ダイオードD10→コンデンサC11→コンデンサC1の経路で電流が流れ、コンデンサC11が充電される。

0064

このときのコンデンサC11及びC21の電圧波形を図10(a)及び(b)に示す。t=t1〜t2の期間においては、コンデンサ21は充電されコンデンサC10は放電され、t=t2〜t3の期間においては、コンデンサ20は放電されコンデンサC11は放電される。このコンデンサC21の両端電圧V’ccとV’ccコンデンサC10の両端電圧Vccとを合成すると、平滑化された安定な電圧を得ることができる。

0065

以上、本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に高圧放電灯の始動時に休止区間を設けているものや、再始動時に休止区間を設けているものにおいて、回路構成を複雑にすることなしに、該休止区間中にも電源補助回路5に電力を供給することができ、高圧放電灯点灯装置を構成する各集積回路に電力を供給することができる。

0066

また、駆動制御回路MCが電源補助回路5と電源補助回路5’とを切り替える切替部を有しており、必要に応じて適宜、たとえば、電源補助回路5のみに電力を供給し、各集積回路の電源としてもよい。このように必要に応じて電源補助回路5と電源補助回路5’とを切り替えたり、電源補助回路5と電源補助回路5’とに同時に電力を供給すると、集積回路の数や異なる電源電圧を必要とする集積回路に応じて柔軟に対応することができる。

発明を実施するための最良の形態

0067

なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第1の実施の形態と同様である。

0068

請求項1記載の高圧放電灯点灯装置は、少なくとも駆動回路に電源を供給する電源補助回路と、第1及び第2のスイッチング素子の接続点である第1の接続点と第3及び第4のスイッチング素子の接続点である第2の接続点との間に接続される高圧放電灯を有する負荷回路と、少なくとも第1の接続点か第2の接続点のどちらかに、該接続点から補助電源回路の方向に流れる一方向性素子と、を備えているので、第1及び第2のスイッチング素子又は第3及び第4のスイッチング素子のオン・オフ動作により、補助電源回路に電流が流れ込み、補助電源回路に電力を供給することができる。

0069

請求項2記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、第1及び第2の電源補助回路と、第1の接続点から第1の電源補助回路の方向に流れる第1の一方向性素子と、第2の接続点から第2の電源補助回路の方向に流れる第2の一方向性素子と、を備えているので、第1及び第2のスイッチング素子のオン・オフ動作により、第1の補助電源回路に電流が流れ込み、第3及び第4のスイッチング素子のオン・オフ動作により、第2の補助電源回路に電流が流れ込み、それぞれの補助電源回路に電力を供給することができる。

0070

請求項3記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、第1及び第2の電源補助回路と、第1の接続点から第1の電源補助回路の方向に流れる第1の一方向性素子と、第2の接続点から第2の電源補助回路の方向に流れる第2の一方向性素子と、
第1の電源補助回路にのみ流れる電流と第1及び第2の電源補助回路に同時に流れる電流とを切り替える切替手段と、を備えているので、切替手段により、第1の補助電源回路及び第2の補助電源回路に流れ込む電流を制御することができる。

0071

請求項4記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、直流電源は、昇圧チョッパ回路を有しているので、複数の入力電源を適合入力電源とすることができる。

0072

請求項5記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、直流電源と、第1及び第2のスイッチング素子の直列回路及び第3及び第4のスイッチング素子の直列回路と、の間に降圧チョッパ回路を接続しており、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の発明が奏する作用を奏することができる。

発明の効果

0073

請求項6記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、負荷回路は高圧放電灯を始動させるイグナイタ回路を有しており、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の発明が奏する作用を奏することができる。

図面の簡単な説明

0074

請求項7記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項1から請求項6までのいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、イグナイタ回路は共振式であり、請求項1から請求項6までのいずれかに記載の発明が奏する作用を奏することができる。

図1
第1の実施の形態を示す回路図である。
図2
照明装置を示す断面図である。
図3
スイッチング素子Q2からQ5までの動作を示す図である。
図4
第1の実施の形態の動作を示す図である。
図5
コンデンサC11の電圧波形である。
図6
第1の実施の応用形態を示す回路図である。
図7
第2の実施の形態を示す回路図である。
図8
第2の実施の形態において、スイッチング素子Q2からQ5までの動作を示す図である。
図9
第2の実施の形態の動作を示す図である。
図10
コンデンサC11及びC21の電圧波形である。
図11
従来例を示す回路図である。
図12
従来例において、通常点灯時のスイッチング素子Q2からQ5までの動作を示す図である。
図13
従来例において、無負荷時のスイッチング素子Q2からQ5までの動作を示す図である。
図14
従来例の動作を示す図である。
【符号の説明】
1直流電源
Q2 第1のスイッチング素子
Q3 第2のスイッチング素子
Q4 第3のスイッチング素子
Q5 第4のスイッチング素子
S駆動回路
5電源補助回路(第1の電源補助回路)
LA高圧放電灯
4負荷回路
D10一方向性素子(第1の一方向性素子)
D21 第2の一方向性素子
5’ 第2の電源補助回路
MC切替手段
CP1昇圧チョッパ回路
CP2降圧チョッパ回路
4’ イグナイタ回路

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