CN1949945A - 放电灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种点亮放电灯——尤其是高压水银灯、卤化金属灯、氙气灯等高亮度放电灯的放电灯点灯装置，其中，在交流点亮放电灯时，减小施加给灯的电压的极性颠倒时光束的变动，同时确保启动时放电灯被确实地点亮。在使施加给放电灯(Ld)的电压极性颠倒的倒相器(Ui)的后级设置有共振变压器(Th)，由其初级线圈(Ph)和共振电容器(Ch)构成并联共振电路(Nh)，将周期电压施加单元(Uj)连接在其上，并以使并联共振电路(Nh)中产生共振现象的频率动作，通过这样能够在放电灯(Ld)启动期间将高的交流电压施加到放电灯(Ld)上。

Description

放电灯点灯装置

技术领域

本发明涉及用于点亮放电灯——尤其是高压水银灯、卤化金属灯、氙气灯等高亮度放电灯的放电灯点灯装置。

背景技术

在用于例如液晶投影机或DLP(TM)投影机之类图像显示用等光学装置的光源装置中，使用高亮度放电灯(HID灯)。

上述投影机有利用双色棱镜等将R、G、B这3原色分离，利用为每种颜色设置的空间调制元件分别生成3原色的图像，用双色棱镜等将光路再次合成而显示彩色图像的方式。

另外还有使具有R、G、B这3原色的滤色镜旋转，通过使从光源发出的光通过该滤色镜来依次产生各3原色的光束，通过与其同步控制空间调制元件，来依时间分配依次产生各3原色的图像，显示彩色图像的方式。

在启动这种灯时，在灯上施加了称之为无负载开路电压的电压的状态下，施加高电压使放电空间内产生绝缘破坏，经过辉光放电转变成弧光放电。

作为给灯施加高电压的方法，除使用点火极将高电压叠加到用于主放电的电极上的方法、即串联触发方式外，还有不与放电空间接触地设置主放电电极以外的辅助电极、给上述辅助电极施加高电压的方法——即外部触发方式。

外部触发方式具有串联触发方式所没有的各种优点，尤其是在将包括高电压变压器的高电压产生部从供电电路部分离出来设置在放电灯附近的情况下，能够在放电灯点灯装置的小型轻量化、低干扰化、提高安全性、降低成本等方面最大限度地享受优点。

而稳定亮灯时放电灯的驱动方式有直流驱动方式和交流驱动方式。在直流驱动方式下，由于来自灯的光束也为直流——即不随时间变化，因此具有基本上能够完全同样地用于上述投影机的两种方式的很大的优点。而与此相对，在交流驱动方式下，利用所谓极性颠倒频率这一直流驱动方式所没有的自由度具有能够抑制放电灯的电极消耗或增长的可能性的优点，但反之具有因存在极性颠倒自身引起的缺点。

一般情况下，为了交流驱动而进行的每次极性颠倒都包含从灯发出的光束的瞬断或过照射、振动等变动，因此在想要适用于上述投影机中的时间分配方式的情况下，用时间分配依次生成图像的定时与灯的交流驱动的极性颠倒的定时出现偏差，即在显示图像中以拍频出现变动，存在拍频引起的非常刺眼的问题。因此必须设法使倒相器的极性颠倒定时与滤色镜的旋转同步，存在使放电灯点灯装置复杂化的缺点。

而且，在DLP方式的投影机中，由于用空间调制元件的各像素的动作占空因数比控制所显示图像的各像素的每种颜色的亮度，因此交流驱动方式即使在获取上述时刻的同步情况下，如果上述极性颠倒时的光束的过照射或振动等变动时间长，则必须设法不利用该期间的光、或为了抵消变动而设法控制空间调制元件的各像素的动作。前种方法存在光的有效利用率降低的缺点，而后种方法存在投影装置的空间调制元件的控制变得非常复杂的缺点。

为了回避放电灯的交流驱动方式的上述缺点，虽然使极性颠倒时光束的变动减小就可以，但这并非易事。这是因为对于放电灯点灯装置来说，要求在减小施加给灯的电压的极性颠倒时光束的变动的同时还要确保启动时放电灯被确实地点亮。

我们知道，为了确保启动时放电灯被确实地点亮，在通过上述串联触发方式或外部触发方式施加高电压使放电空间内产生绝缘破坏时，提高施加给灯的无负载开路电压是行之有效的。作为交流驱动方式时达到这一点的方法，以往进行的是启动时产生串联共振现象来提高施加给灯的电压，或者使点火极动作在放电空间内产生绝缘破坏这样的所谓共振辅助。

图14为说明现有技术的通过串联共振进行共振辅助的原理的图。该图的放电灯点灯装置具备：给放电灯(Ld)供电的供电电路(Ux′)；用于使其输出电压的极性颠倒的、由开关元件(Q1′、Q2′、Q3′、Q4′)构成的全桥式倒相器(Ui′)；共振线圈(Lr)；共振电容器(Cr)和启动电路(Ut″)。启动时，以上述共振线圈(Lr)的电感与上述共振电容器(Cr)的静电电容的乘积的值决定的共振频率或与之接近的频率驱动上述倒相器(Ui′)颠倒极性，由此产生的LC串联共振现象使上述共振电容器(Cr)的两个端子之间产生高的电压，给与这部分并联的上述启动电路(Ut″)和上述放电灯(Ld)施加高电压。

但是，利用LC串联共振的现有技术虽然能够解决上述问题的确保启动时放电灯被确实地点亮的问题，但不能完全解决上述另一个问题即减小施加给灯的电压的极性颠倒时光束变动的问题。下面简单说明其原因。

如上所述，由于LC共振频率由上述共振线圈(Lr)的电感和上述共振电容器(Cr)的静电电容的乘积的值决定，如果减小上述共振线圈(Lr)的电感的话，则必须增大上述共振电容器(Cr)的静电电容。原因是如果同时减小上述共振线圈(Lr)的电感和上述共振电容器(Cr)的静电电容的话，则共振频率变得非常高，难以使上述倒相器(Ui′)动作。但是，如果增大上述共振电容器(Cr)的静电电容以便通过共振现象获得足够高的电压的话，则要面对流经上述共振线圈(Lr)与上述共振电容器(Cr)的串联电路中的电流即共振电流非常大的问题。

例如，当开关元件(Q1′)和开关元件(Q3′)处于接通状态时，如图14中虚线所示的路径(L01)那样，该共振电流流经包括上述供电电路(Ux′)或上述倒相器(Ui′)的整个电路。因此，各部分的电路元件都必须使用额定电流大的元件以便能够耐大的共振电流，不可避免地使装置大型化或成本增加。

即使共振频率极高，如果以高次共振动作的话，也可以考虑将上述倒相器(Ui′)的动作频率抑制到较低，并且减小上述共振电容器(Cr)的静电电容的方法。但是，即使在这种情况下，共振电流如上所述地流经图14的虚线表示的路径(L01)，由于此时尤其是开关元件的接通电阻比较大，因此共振电路的Q值小。因此，共振的衰减严重，不能够利用高次振动。

因此，只要是利用LC串联共振，就不能减小上述共振线圈(Lr)的电感，必然要使用电感值大的元件。因此在灯的启动结束进入正常亮灯状态、利用灯的光的阶段，上述共振线圈(Lr)的大的电感就非常碍事地存在。即，上述共振线圈(Lr)的大的电感助长上述极性颠倒时光束的过照射或振动等问题，结果仍存在不能解决作为上述问题的减小施加给灯的电压的极性颠倒时的光束变动的问题。

[专利文献1]日本特开平03-030291号

[专利文献2]日本特开2003-217888号

[专利文献3]日本特开2004-327117号

发明内容

本发明想要解决的问题就是提供一种在交流点亮放电灯时减小施加给灯的电压的极性颠倒时光束的变动、同时确保了启动时放电灯被确实地点亮的放电灯点灯装置。

本发明的方案1的放电灯点灯装置为一种用于点亮相对配置有一对用于主放电的电极(E1、E2)的放电灯(Ld)的放电灯点灯装置，其特征在于，包括：对上述放电灯(Ld)供电的供电电路(Ux)；设置在上述供电电路(Ux)的后级、使施加给上述放电灯(Ld)的电压极性颠倒的倒相器(inverter)(Ui)；具有初级线圈(Ph)和次级线圈(Sh)的共振变压器(Th)；共振电容器(Ch)；以及周期电压施加单元(Uj)，上述共振变压器(Th)的上述次级线圈(Sh)插入连接上述倒相器(Ui)的输出和上述放电灯(Ld)的用于主放电的上述电极的路径中间，上述共振电容器(Ch)与上述共振变压器(Th)的上述初级线圈(Ph)并联连接构成并联共振电路(Nh)，上述周期电压施加单元(Uj)连接在上述并联共振电路(Nh)上，上述周期电压施加单元(Uj)在上述放电灯(Ld)启动期间以使上述并联共振电路(Nh)中产生共振现象的频率动作。

本发明的方案2的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，上述周期电压施加单元(Uj)通过串联连接共振驱动用电源(Mh)、共振驱动电流限制单元(Zh)、和共振驱动开关元件(Kh)构成，当上述共振驱动开关元件(Kh)处于接通状态时将电压施加到上述并联共振电路(Nh)上。

本发明的方案3的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，上述周期电压施加单元(Uj)具有：共振驱动用电源(Mh)；共振驱动电流限制单元(Zh)；具有初级线圈(Pd)和次级线圈(Sd)的共振驱动变压器(Td)；以及变压器驱动开关元件(Kd)，上述共振驱动用电源(Mh)、上述初级线圈(Pd)、和上述变压器驱动开关元件(Kd)被连接，由上述变压器驱动开关元件(Kd)的周期性动作通过上述次级线圈(Sd)将电压施加给上述并联共振电路(Nh)。

本发明的方案4的放电灯点灯装置的特征在于，在方案2或3的基础上，上述共振驱动电流限制单元(Zh)包含电感元件，在上述共振驱动电流限制单元(Zh)不对上述并联共振电路(Nh)提供电流的期间，将再生二极管(Dz)与上述共振驱动电流限制单元(Zh)相连接，所述再生二极管(Dz)的方向为将与上述电感元件中流过的电流相对应的磁能再生到上述共振驱动用电源(Mh)中。

本发明的方案5的放电灯点灯装置的特征在于，在方案2或3的基础上，上述共振驱动电流限制单元(Zh)为具有初级线圈(Pz)和次级线圈(Sz)的电流限制再生变压器(Tz)的上述初级线圈(Pz)，而且，在上述初级线圈(Pz)不给上述并联共振电路(Nh)提供电流的期间，将再生二极管(Dsz)与上述次级线圈(Sz)串联连接，所述再生二极管(Dsz)的方向为将与上述初级线圈(Pz)中流过的电流相对应的磁能再生到上述共振驱动用电源(Mh)中。

本发明的方案6的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，上述周期电压施加单元(Uj)具有：共振驱动用电源(Mh)；具有初级线圈(Py)和次级线圈(Sy)的共振驱动能量供给变压器(Ty)；变压器驱动开关元件(Ky)和再生二极管(Dsy)，上述共振驱动用电源(Mh)、上述初级线圈(Py)、和上述变压器驱动开关元件(Ky)被串联连接，上述共振驱动用电源(Mh)、上述并联共振电路(Nh)、上述次级线圈(Sy)、和上述再生二极管(Dsy)被串联连接，通过采用这样的结构，当上述变压器驱动开关元件(Ky)处于接通状态时，将磁能积蓄到上述共振驱动能量供给变压器(Ty)中，当上述变压器驱动开关元件(Ky)处于断开状态时，通过上述再生二极管(Dsy)将积蓄到上述共振驱动能量供给变压器(Ty)中的磁能再生到共振驱动用电源(Mh)中，并且将电压施加给上述并联共振电路(Nh)。

本发明的方案7的放电灯点灯装置的特征在于，在方案4的基础上，上述共振驱动用电源(Mh)具有与DC电源(Mv)相连接从而接受电流供给的电流供给二极管(Dm)和滤波电容器(Cm)，通过从上述周期电压施加单元(Uj)再生的能量使上述滤波电容器(Cm)的充电电位提高。

本发明的方案8的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，仅在上述并联共振电路(Nh)的电压波形中的、没有超过上述周期电压施加单元(Uj)的电压施加能力的期间，连接电流在上述周期电压施加单元(Uj)与上述并联共振电路(Nh)之间流动的方向的振幅限制防止二极管(Dk)。

本发明的方案9的放电灯点灯装置的特征在于，在方案3的基础上，上述倒相器(Ui)包括开关元件，该开关元件兼作上述变压器驱动开关元件。

本发明的方案10的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，相对于上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率，上述并联共振电路(Nh)的共振频率为2次以上的高次共振。

本发明的方案11的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，使比上述倒相器(Ui)靠后级的、沿上述放电灯(Ld)的主放电电流的路径的电感成分合计在170μH以下。

本发明的方案12的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，上述放电灯(Ld)为不与上述放电空间接触地设置有用于主放电的上述电极(E1、E2)以外的辅助电极(Et)的放电灯，放电灯点灯装置还具有用于向上述辅助电极(Et)施加高电压的启动电路(Ut)，在上述电极(E1、E2)中流过的主放电电流实际上不流过上述启动电路(Ut)。

本发明的方案13的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，放电灯点灯装置还具有：调谐度检测单元，检测上述并联共振电路(Nh)的动作状态，生成与上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率和上述并联共振电路(Nh)的共振频率之间的差异相对应的调谐度信号；以及动作频率数据保持增减单元，能够将规定上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率的动作频率数据初始化或保持，能够根据上述调谐度信号增加或者减少上述动作频率数据，上述动作频率数据保持增减单元在放电灯点灯装置的启动过程的开始阶段将上述动作频率数据初始化，在上述放电灯(Ld)不放电期间增加或减少上述动作频率数据，在上述放电灯(Ld)放电期间保持上述动作频率数据。

本发明的方案14的放电灯点灯装置的特征在于，在方案1的基础上，上述调谐度检测单元根据与上述并联共振电路(Nh)的电压的振幅相对应的量生成上述调谐度信号。

发明的效果

本发明的放电灯点灯装置在交流点亮放电灯时也能够减小施加给灯的电压的极性颠倒时光束的变动、同时能够确保启动时放电灯被确实地点亮。

附图说明

图1是简化表示本发明的放电灯点灯装置的方框图。

图2是简化表示本发明的放电灯点灯装置的方框图。

图3是简化表示本发明的放电灯点灯装置的一部分的一个形态的方框图。

图4表示本发明的放电灯点灯装置的一部分的一个形态的简化结构。

图5表示本发明的放电灯点灯装置的一部分的一个形态的简化结构。

图6表示本发明的放电灯点灯装置的一部分的一个形态的简化结构。

图7表示本发明的放电灯点灯装置的一部分的一个形态的简化结构。

图8表示本发明的放电灯点灯装置的一部分的一个形态的简化结构。

图9表示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部分的一个形态的简化结构。

图10表示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部分的一个形态的简化结构。

图11表示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一个形态的简化结构。

图12表示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一个形态的简化结构。

图13表示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一个形态的简化结构。

图14表示现有技术的放电灯点灯装置的一个形态的简化结构。

具体实施方式

首先，使用简化表示本发明的放电灯点灯装置的一个形态的方框图的图1说明实施本发明的形态。

由降压斩波(chopper)或升压斩波等方式的开关电路等构成的供电电路(Ux)根据放电灯(Ld)的状态或亮灯顺序输出适当的电压/电流。由全桥式电路等构成的倒相器(Ui)将上述供电电路(Ux)的输出电压变换成例如周期性地颠倒的交流电压并输出，通过共振变压器(Th)的次级线圈(Sh)施加给上述放电灯(Ld)的一对主放电电极(E1、E2)。

另外，在启动灯时，上述供电电路(Ux)输出的作为无负载开路电压用的典型电压为200～300V左右，辉光放电时的灯的典型电压为100～200V，刚变成弧光放电后的灯的电压为10V左右，上述供电电路(Ux)在辉光放电时和弧光放电时将流过的电流控制在不超过规定的限制电流值。

上述共振变压器(Th)的初级线圈(Ph)上并联连接有共振电容器(Ch)，该共振电容器(Ch)和上述初级线圈(Ph)构成并联共振电路(Nh)。此时的共振频率主要由上述共振电容器(Ch)的静电电容和上述初级线圈(Ph)的电感的乘积计算。但是，在上述次级线圈(Sh)一侧包含杂散静电电容等任何电容的情况下，要对上述共振频率的计算结果进行修正。

启动时，周期电压施加单元(Uj)给上述并联共振电路(Nh)施加周期性电压。当上述共振频率与上述周期电压施加单元(Uj)的电压频率的关系为基本波共振或高次共振的关系或者接近这一关系时，上述并联共振电路(Nh)中流过共振电流，上述初级线圈(Ph)中产生高的电压。上述初级线圈(Ph)中产生的电压在上述次级线圈(Sh)中感应起与其匝数比相对应变压后的电压。

例如，当节点(T31)与节点(T32)之间的电压为200V，上述次级线圈(Sh)中产生的交流电压的峰峰值为±800V时，节点(T41)与节点(T42)之间即上述放电灯(Ld)的主放电的上述电极(E1、E2)之间施加-600～1000V的电压。但是，在这种状态下，如果同时采用图1中省略掉的上述串联触发方式或外部触发方式的高电压施加单元的话，则能够解决上述问题的确保启动时放电灯被确实地点亮的问题。

这里引人注目的是，与先前说明过的图14的串联共振方式的共振电路的路径(L01)相比，本发明的共振电路——即上述并联共振电路(Nh)很小。该共振电路中仅包含上述共振电容器(Ch)和上述初级线圈(Ph)，开关元件等其他的元件一概不包括。因此，上述串联共振方式存在共振衰减剧烈、不能利用高次共振的问题，而本发明能够将共振电路的损失减到极小，能够容易地实现高次共振。

因此，即使共振频率变高也能够将周期电压施加单元(Uj)的频率抑制到较低，所以能够同时减小上述共振电容器(Ch)的静电电容和上述初级线圈(Ph)的电感。能够减小上述共振电容器(Ch)的静电电容就意味着能够减小共振电流，对于电路元件的小型化、低损耗化和低成本化有贡献。

而能够减小本发明的上述初级线圈(Ph)的电感就意味着能够减小上述次级线圈(Sh)的电感。在先前说明过的图14的串联共振方式中共振线圈的大电感存在助长了上述极性颠倒时光束的过照射或振动等不合适的现象，但本发明由于能够减小上述次级线圈(Sh)的电感，因此能够抑制上述极性颠倒时光束的过照射或振动等不合适的现象，其结果能够解决上述问题的减小施加给灯的电压的极性颠倒时光束变动的问题。

为了研究作为上述DLP方式的投影机用光源使用时的上述次级线圈(Sh)的实用上没有问题的电感的上限值，做了将135W的放电灯(Ld)和将具有各种电感的线圈插入倒相器后部的放电灯点灯装置实际上搭载到投影机中，以倒相器的极性颠倒定时与滤色镜的旋转不同步为动作条件观察、评价显示的画质的实验，实验确认，在显示用的前投影型DLP投影机的情况下，如果插入的电感在80μH以下的话，则实用上没有问题。并且，如果使倒相器的极性颠倒定时与滤色镜的旋转同步的话，则即使插入的电感再增大，只要在170μH以下，则实用上没有问题。

但是，在背投影型电视用的DLP投影机的情况下，由于中间色调的画质要求严格，因此希望倒相器的极性颠倒定时与滤色镜的旋转同步或插入电感在55μH以下。当为此用途时，即使倒相器的极性颠倒定时与滤色镜的旋转同步，也希望插入电感在120μH以下。

另外，上述次级线圈(Sh)的匝数与上述初级线圈(Ph)的匝数之比越大，对于增强变压器的升压能力、提高在上述次级线圈(Sh)中的感应电压越有利，但由于该匝数比越大，上述次级线圈(Sh)的电感越大，因此在设计中有必要考虑上述共振变压器(Th)的上述升压能力与上述次级线圈(Sh)的电感的平衡。

另外，在上述本发明的放电灯点灯装置的形态中，如简化表示的方框图的图2所表示的那样，上述共振变压器(Th)并不局限于只有1个次级线圈的变压器，也可以采用除上述次级线圈(Sh)外还具有次级线圈(Sh′)、使上述次级线圈(Sh)与上述放电灯(Ld)的一个上述电极(E1)相连、使上述次级线圈(Sh′)与上述放电灯(Ld)的另一个电极(E2)相连的结构。此时，使从上述次级线圈(Sh)施加给上述一个电极(E1)的电压波形的相位与从上述次级线圈(Sh′)施加给上述另一个电极(E2)的电压波形的相位相反地连接。

通过采用这样的结构，如果图1的放电灯点灯装置的上述共振变压器(Th)的上述初级线圈(Ph)与图2的放电灯点灯装置的上述共振变压器(Th)的上述初级线圈(Ph)的匝数相同，图1的放电灯点灯装置的上述共振变压器(Th)的上述次级线圈(Sh)与图2的放电灯点灯装置的上述共振变压器(Th)的上述次级线圈(Sh)和上述次级线圈(Sh′)的匝数相同的话，则图2的放电灯点灯装置施加给上述放电灯(Ld)的电压的能力提高到图1的放电灯点灯装置施加给上述放电灯(Ld)的电压的能力的2倍，有利。这意味着如果施加给上述放电灯(Ld)的电压可以相同的话，则与图1的放电灯点灯装置相比，能够将各部分的电压降低到一半，因此具有电路元件的耐压设计容易的优点。

下面用简化表示本发明的放电灯点灯装置的其他形态的方框图的图3说明实施本发明的形态。本图为表示上述周期电压施加单元(Uj)的结构中的一个的图，如参照图1容易明白的那样，将上述共振变压器(Th)和上述共振电容器(Ch)、上述放电灯(Ld)等合并起来表示。

为了给本发明的上述并联共振电路(Nh)施加周期性的电压，通过采用周期性地反复连接和切断上述并联共振电路(Nh)与共振驱动用电源(Mh)的动作的结构能够实现。因此，优选使用MOSFET或双极晶体管等构成的共振驱动开关元件(Kh)。它们由门驱动电路(Gkh)控制。但是，在上述共振驱动开关元件(Kh)变成接通状态的瞬间，有可能通过上述共振电容器(Ch)将浪涌电流混入共振电流中，因此希望插入电阻等共振驱动电流限制单元(Zh)。

上述共振驱动开关元件(Kh)的开关动作频率接近上述并联共振电路(Nh)的共振频率除以共振动作次数的频率(因此在以基本波共振时为共振频率附近的频率)就可以。并且，上述共振驱动开关元件(Kh)的开关动作周期中的接通时间的长度不管共振动作的次数如何，都希望为上述并联共振电路(Nh)的共振振动半周期以下的适当时间，具体根据实际的电路决定适当的时间长度就可以。

另外，上述共振驱动用电源(Mh)可以使用最简单的适当的DC电源，并且可以直接使用上述供电电路(Ux)的输出。

下面使用简化表示本发明的放电灯点灯装置的其他形态的图4说明实施本发明的形态。本图为表示周期电压施加单元(Uj)的结构的一个的图，如参照图1容易明白的那样，将上述共振变压器(Th)和上述共振电容器(Ch)、上述放电灯(Ld)等合并表示。

之前的图3的放电灯点灯装置中在并联共振电路(Nh)上最大只能施加共振驱动用电源(Mh)的电压，上述共振驱动用电源(Mh)的电压不能给放电灯(Ld)提供足够的电压。并且，共振驱动开关元件(Kh)与并联共振电路(Nh)必须直流连接，根据开关元件在电路上的设置位置的不同，开关元件与并联共振电路(Nh)不得不直流连接有时会存在问题。实际上，在想要将该开关元件兼作倒相器(Ui)的开关元件时有可能出现这种情况。

此时，设置具有初级线圈(Pd)和次级线圈(Sd)的共振驱动变压器(Td)，用由门驱动电路(Gkd)控制的变压器驱动开关元件(Kd)驱动上述初级线圈(Pd)，通过上述次级线圈(Sd)将电压施加给并联共振电路(Nh)。此时，通过适当设置上述初级线圈(Pd)与上述次级线圈(Sd)的匝数比，能够使施加到上述并联共振电路(Nh)上的电压为所希望的值，并且通过采用上述初级线圈(Pd)与上述次级线圈(Sd)绝缘的变压器的结构，能够使上述并联共振电路(Nh)与上述变压器驱动开关元件(Kd)为非直流连接的结构。

上述共振驱动变压器(Td)并不局限于只有一个初级线圈的变压器，在本图的结构中，在上述共振驱动变压器(Td)上再追加一个初级线圈(Pd′)，当上述变压器驱动开关元件(Kd)处于断开状态时，由流经二极管(Dd)的电流将积蓄在变压器中的磁能再生到上述共振驱动用电源(Mh)中，同时复位上述共振驱动变压器(Td)。并且，变压器驱动开关元件也并不局限于1个，也可以采用由多个开关元件实现功能的结构。例如，在后面将要叙述的用倒相器(Ui)的开关元件兼作变压器驱动开关元件的实施例中，由2个开关元件实现驱动上述共振驱动变压器(Td)的功能。

下面使用简化表示本发明的放电灯点灯装置的其他形态的图5说明实施本发明的形态。本图表示共振驱动电流限制单元(Zh)的结构的一个，如参照图1容易明白的那样，将上述共振变压器(Th)和上述共振电容器(Ch)、上述放电灯(Ld)等合并表示。

如上所述，虽然可以使用电阻作为共振驱动电流限制单元(Zh)，但是流经电阻的实际电流值引起的损失大，因此发热大，有时实现起来困难。在这样的情况下，将上述共振驱动电流限制单元(Zh)作为包含线圈等电感元件的阻抗元件，由该阻抗元件至少部分地承担电流限制功能，当由门驱动电路(Gkh)控制的共振驱动开关元件(Kh)处于断开状态、停止给并联共振电路(Nh)提供电流时，产生流经再生二极管(Dz)的电流将上述电感元件的磁能再生到共振驱动用电源(Mh)一侧，通过采用这样的结构，能够解决上述困难。

另外，在上述电感元件为单纯的线圈的情况下，连接到再生电流的路径的上述共振驱动用电源(Mh)一侧的连接点希望避开上述共振驱动用电源(Mh)的输出节点(Tmo)。原因是上述电感元件与上述再生二极管(Dz)构成闭合电路，不断流动循环电流的缘故。

因此，连接到再生电流的路径的上述共振驱动用电源(Mh)一侧的连接点最好是用例如开关元件等与上述输出节点(Tmo)隔开的部分。实际如后面将要叙述的实施例所示那样，在从上述供电电路(Ux)的输出节点(T11)获得上述共振驱动用电源(Mh)的情况下，上述供电电路(Ux)的输入能够在节点(T01)中再生。

另外，上述共振驱动电流限制单元(Zh)除线圈等电感元件以外，还可以是同时使用了电容器和电阻等的元件。虽然线圈在共振驱动电流开始流动期间电流的上升迟缓，但反过来电容器在此期间的电流上升迅速，因此将电容器与电阻串联起来再与线圈并联的结构尤其能够有效地利用。

下面使用简化表示本发明的放电灯点灯装置的其他形态的图6说明实施本发明的形态。本图表示共振驱动电流限制单元(Zh)的结构的一个，如参照图1容易明白的那样，将上述共振变压器(Th)和上述共振电容器(Ch)、上述放电灯(Ld)等合并表示。

在本图的结构中，由电流限制再生变压器(Tz)的初级线圈(Pz)的电感进行共振驱动电流的限制，并且当由门驱动电路(Gkh)控制的共振驱动开关元件(Kh)处于断开状态、停止给并联共振电路(Nh)提供电流时，产生流经再生二极管(Dsz)的电流将上述电流限制再生变压器(Tz)的磁能从次级线圈(Sz)再生到共振驱动用电源(Mh)中。此时，由于上述初级线圈(Pz)与上述再生二极管(Dsz)构成闭合回路，因此具有能够在包括上述共振驱动用电源(Mh)的输出节点的任意部分设置再生点的优点。

虽然本图表示的是将与上述共振驱动用电源(Mh)的输出节点连接的位置作为上述初级线圈(Pz)的配置位置时的情况，但并不局限于该位置。例如，作为上述初级线圈(Pz)的配置位置，也可以设置在例如并联共振电路(Nh)与共振驱动开关元件(Kh)之间。

下面用简化表示本发明的放电灯点灯装置的其他形态的图7说明实施本发明的形态。本图表示周期电压施加单元(Uj)的结构的一个，如参照图1容易明白的那样，将上述共振变压器(Th)和上述共振电容器(Ch)、上述放电灯(Ld)等合并表示。

本图的结构为，在由门驱动电路(Gky)控制的变压器驱动开关元件(Ky)处于接通状态期间，使电流从共振驱动用电源(Mh)流经共振驱动能量供给变压器(Ty)的初级线圈(Py)，将磁能积蓄到上述共振驱动能量供给变压器(Ty)中；当上述变压器驱动开关元件(Ky)处于断开状态时，通过所谓回扫动作产生从次级线圈(Sy)流经再生二极管(Dsy)的电流，将积蓄在上述共振驱动能量供给变压器(Ty)中的磁能再生到上述共振驱动用电源(Mh)中，并且给并联共振电路(Nh)施加电压。

此时，通过适当设定上述初级线圈(Py)与上述次级线圈(Sy)的匝数比，能够使施加到上述并联共振电路(Nh)上的电压为所希望的值，并且通过采用上述初级线圈(Py)与上述次级线圈(Sy)绝缘的结构的变压器，能够使上述并联共振电路(Nh)与上述变压器驱动开关元件(Ky)为非直流连接的结构，对于提高电路结构的自由度有利。

下面用简化表示本发明的放电灯点灯装置的其他形态的图8说明实施本发明的形态。本图表示周期电压施加单元(Uj)和共振驱动用电源(Mh)的结构的一个，如参照图1容易明白的那样，将上述共振变压器(Th)和上述共振电容器(Ch)、上述放电灯(Ld)等合并表示。

在本图的结构中，共振驱动用电源(Mh)为将DC电源(Mv)的输出通过电流供给二极管(Dm)和滤波电容器(Cm)向并联共振电路(Nh)提供电流。并且，由共振驱动电流限制单元(Zh)等中包含的变压器再生积蓄的磁能。

通过采用这样的结构，在将磁能积蓄到变压器期间，从上述滤波电容器(Cm)向上述并联共振电路(Nh)输出电荷，其电压有降低的倾向，但由于有通过上述电流供给二极管(Dm)从上述DC电源(Mv)补充来的电荷，因此上述滤波电容器(Cm)的电压降低量被依存于上述DC电源(Mv)的输出阻抗的量限制。而在上述滤波电容器(Cm)中再生积蓄的磁能时，流向上述DC电源(Mv)的逆向电流被上述电流供给二极管(Dm)阻止，因此上述滤波电容器(Cm)的电压被升压到比上述DC电源(Mv)的电压高。

这样一来，上述共振驱动用电源(Mh)电压的提高有利地作用于提高施加到放电灯(Ld)上的电压。此时电压升高的程度由该周期电压施加单元(Uj)的一个动作周期内上述并联共振电路(Nh)等消耗掉的能量、上述滤波电容器(Cm)中再生的能量和上述DC电源(Mv)的输出阻抗决定。另外，上述DV电源(Mv)也可以从上述供电电路(Ux)的输出节点或上述供电电路(Ux)的输入节点等获得。

而且，在本图的结构中，振幅限制防止二极管(Dk)与作为周期电压施加单元(Uj)的一部分的共振驱动开关元件(Kh)连接，由此能够获得增强共振现象——即进一步提高施加给放电灯(Ld)的电压的效果。其原因是，当上述共振驱动开关元件(Kh)为例如MOSFET时，由于元件自身内装有方向为从源极端子到漏极端子的寄生二极管(图示省略)，因此即使产生共振现象增长使节点(Tnh)的电位变成负的，如果没有上述振幅限制防止二极管(Dk)的话，则上述寄生二极管会将节点(Tnh)的电位钳位到大致0V左右，但通过设置上述振幅限制防止二极管(Dk)能阻止上述钳位现象。

另外，即使是双极晶体管那样的不存在上述寄生二极管的元件，一般来说施加反向电压也有损坏元件的可能，因此希望反向并联连接相当于上述寄生二极管的二极管，结果通过连接上述振幅限制防止二极管(Dk)能够获得增强共振现象的效果。

下面，用表示了更具体的结构的实施例图说明实施发明的形态。图9为表示本发明的放电灯点灯装置能够使用的供电电路(Ux)的一例简化结构的图。以降压斩波电路为基本的供电电路(Ux)接受PFC等DC电源(Mx)提供的电压动作，调整提供给放电灯(Ld)的供电量。在上述供电电路(Ux)中，由FET等开关元件(Qx)接通或断开上述DC电源(Mx)提供的电流，通过扼流线圈(Lx)给滤波电容器(Cx)充电，该电压施加给放电灯(Ld)，使放电灯(Ld)中流过电流。

另外，在上述开关元件(Qx)处于接通状态期间，通过开关元件(Qx)的电流直接给滤波电容器(Cx)充电和给作为负荷的放电灯(Ld)提供电流，并且以磁通的形态将能量积蓄到扼流线圈(Lx)中；在上述开关元件(Qx)处于断开状态期间，以磁通的形态积蓄在扼流线圈(Lx)中的能量通过续流二极管(Dx)给滤波电容器(Cx)充电和给放电灯(Ld)提供电流。

在上述降压斩波型供电电路(Ux)中，能够用上述开关元件(Qx)处于接通状态的期间与上述开关元件(Qx)动作的周期之比——即占空因数比调整提供给上述放电灯的供电量。这里，具有某一占空因数比的门驱动信号(Sg)由供电控制电路(Fx)生成，通过门驱动电路(Gx)控制上述开关元件(Qx)的门端子，通过这样控制上述DC电源(Mx)提供的电流的接通和断开。

在上述放电灯(Ld)的电极(E1、E2)之间流动的灯电流和电极(E1、E2)之间产生的灯电压能够由灯电流检测单元(Ix)和灯电压检测单元(Vx)检测到。另外，上述灯电流检测单元(Ix)也可以用分流电阻简单地实现，并且，上述灯电压检测单元(Vx)也可以用分压电阻简单地实现。

上述灯电流检测单元(Ix)输出的灯电流检测信号(Si)和上述灯电压检测单元(Vx)输出的灯电压检测信号(Sv)输入上述供电控制电路(Fx)中。为了在灯启动时的未流过灯电流的期间内将无负载开路电压施加到灯上而输出预定的电压，上述供电控制电路(Fx)反馈生成上述门驱动信号(Sg)。当灯启动后流过灯电流时，反馈生成上述门驱动信号(Sg)以便输出目标灯电流。这里所谓的上述目标灯电流以根据上述放电灯(Ld)的电压而投入上述放电灯(Ld)中的功率为预定的功率的值为基本。但是，由于在灯刚启动时上述放电灯(Ld)的电压低，不能提供额定功率，因此使上述目标灯电流不超过被称为“初始限制电流”的一定的限制值地进行控制。然后，当随着温度上升上述放电灯(Ld)的电压上升，投入预定的功率所需要电流降低到上述初始限制电流以下时，顺利地变成能够投入上述预定的功率的状态。

图10为表示本发明的放电灯点灯装置能够使用的倒相器(Ui)的一例的简化结构的图。倒相器(Ui)由使用了FET等开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)的全桥电路构成。各开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)分别由各门驱动电路(G1、G2、G3、G4)驱动，上述门驱动电路(G1、G2、G3、G4)通过由倒相控制电路(Uf)生成的倒相控制信号(Sf1、Sf2)这样进行控制：当一个对角要素的上述开关元件(Q1)和上述开关元件(Q3)为处于接通状态的相位时，另一个对角要素的上述开关元件(Q2)和上述开关元件(Q4)维持在断开状态；反之，当另一个对角要素的上述开关元件(Q2)和上述开关元件(Q4)为处于接通状态的相位时，一个对角要素的上述开关元件(Q1)和上述开关元件(Q3)维持在断开状态。当进行上述2个相位的切换时，插入上述开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)全部处于断开状态的被称为“停顿时间”的期间。

另外，虽然在上述开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)为例如MOSFET的情况下元件自身内装有方向为从源极端子到漏极端子的寄生二极管(图示省略)；但在上述开关元件为双极性二极管之类的不存在上述寄生二极管的元件的情况下，由于在上述切换相位时或者停顿时间的期间内流过的由倒相器(Ui)后段存在的电感成分引起的感应电流产生的逆向电压有可能使元件损坏，因此希望反向并联连接相当于上述寄生二极管的二极管。

图11为简化表示组合了先前根据图3和图6、图8说明过的技术的本发明的放电灯点灯装置的结构的图。

周期电压施加单元(Uj)的共振驱动用电源接受从作为DC电源的上述供电电路(Ux)输出的供电，通过电流供给二极管(Dm)和滤波电容器(Cm)给由共振变压器(Th)的初级线圈(Ph)和共振电容器(Ch)构成的并联共振电路(Nh)施加电压。使用了MOSFET等的共振驱动开关元件(Kh)受门驱动电路(Gkh)的控制周期性地反复处于接通和断开状态。当上述共振驱动开关元件(Kh)处于接通状态时，驱动电流通过电流限制再生变压器(Tz)的初级线圈(Pz)提供给上述并联共振电路(Nh)。当上述共振驱动开关元件(Kh)处于断开状态时，产生从其次级线圈流经再生二极管(Dsz)的电流将积蓄在上述电流限制再生变压器(Tz)中的磁能再生到上述滤波电容器(Cm)中。

并且，由于上述共振驱动开关元件(Kh)通过振幅限制防止二极管(Dk)给上述并联共振电路(Nh)施加电压，因此即使在上述并联共振电路(Nh)中的共振现象增长产生上述振幅限制防止二极管(Dk)的正极侧电位为负的期间，由于上述振幅限制防止二极管(Dk)阻止上述共振驱动开关元件(Kh)的寄生二极管引起的钳位负电位的现象，因此促进上述并联共振电路(Nh)中共振现象的增长。并且，上述振幅限制防止二极管(Dk)与上述电流供给二极管(Dm)、上述滤波电容器(Cm)、上述再生二极管(Dsz)的协调动作有效地提升了上述滤波电容器(Cm)的电压，进一步促进了上述并联共振电路(Nh)中共振现象的增长。

这样的上述周期电压施加单元(Uj)的动作使上述并联共振电路(Nh)的共振现象增长，上述共振变压器(Th)的上述初级线圈(Ph)的电压振幅增大，因此次级线圈(Sh)中产生高的交流电压。该高电压出现在倒相器(Ui)的输出节点(T31、T32)上，与上述供电电路(Ux)输出的无负载开路电压相叠加，施加到与节点(T41、T42)相连接的放电灯(Ld)的主放电电极(E1、E2)上。

在外部触发方式的上述放电灯(Ld)中不与放电空间接触地设置了主放电的上述电极(E1、E2)以外的辅助电极(Et)。上述辅助电极(Et)上施加有启动电路(Ut)的启动变压器(Tt)的次级线圈(St)产生的高电压脉冲。上述启动电路(Ut)接受作为DC电源的上述供电电路(Ux)输出的无负载开路电压，通过电阻(Rt)和上述启动变压器(Tt)的初级线圈(Pt)比较缓慢地给电容器(Ct)充电。当上述电容器(Ct)的充电电压达到预定电压时，由双向开关元件等电压感应元件构成的开关元件(Qt)变成接通状态，上述电容器(Ct)的电压脉冲地施加到上述初级线圈(Pt)上，使上述启动变压器(Tt)的上述次级线圈(St)中产生高电压的脉冲。另外，上述开关元件(Qt)也可以利用像后面将要叙述的图12的启动电路(Ut′)部中表示的SCR等有触发端子的元件。

如上所述，在上述放电灯(Ld)的主放电的上述电极(E1、E2)上施加了从上述共振变压器(Th)输出的高的交流电压的状态下，通过像上述那样给上述放电灯(Ld)的上述辅助电极(Et)上施加从上述启动变压器(Tt)输出的高电压脉冲，能够使上述放电灯(Ld)以非常高的可靠性开始主放电。在上述放电灯(Ld)开始主放电后，在不用担心放电中断的情况下，也可以使上述共振驱动开关元件(Kh)的周期性的接通或断开动作停止。

但是，在可能产生放电中断的条件下或期间，即使在上述放电灯(Ld)开始主放电后，也可以使上述共振驱动开关元件(Kh)的周期性的接通或断开动作继续。此时，由于在上述放电灯(Ld)主放电过程中上述电极(E1、E2)之间的阻抗变低，因此上述并联共振电路(Nh)的Q值下降，上述共振变压器(Th)不产生高的电压，但当产生放电中断时，由于上述并联共振电路(Nh)的Q值恢复到高的状态下，因此上述并联共振电路(Nh)的共振现象立即增长，在上述共振变压器(Th)中产生高的交流电压，试着再启动地进行动作。

或者，由于放电灯的放电状态可以通过上述灯电压检测信号(Sv)识别，因此也可以在放电过程中使上述共振驱动开关元件(Kh)的动作停止，在检测到中断时使上述共振驱动开关元件(Kh)再开始动作地进行控制。

在本图所示的外部触发方式的灯的情况下，主放电的电路路径中不包含上述启动变压器(Tt)的上述次级线圈(St)。因此，在正常亮灯状态下，比上述倒相器(Ui)靠后的部分中包含的电感成分只有上述共振变压器(Th)的上述次级线圈(Sh)，因此采用外部触发方式非常适合于解决作为上述问题的减小施加给灯的电压的极性颠倒时光束变动的问题。

另外，在放电开始时上述供电电路(Ux)的输出电压必须从无负载开路电压用的电压急剧地下降到放电灯(Ld)规定的弧光放电的低的灯电压，节点(T11)与节点(T21)之间设置的扼流线圈(Ls)为用来降低此时上述滤波电容器(Cx)的积蓄电荷等引起的有可能流入的突入电流的元件。并且，电容器(Cs)和二极管(Ds)、电阻(Rs1、Rs2)是使上述突入电流不增加，进一步降低稳定亮灯时上述共振变压器(Th)的上述次级线圈(Sh)的电感引起的上述倒相器(Ui)的极性颠倒等时灯电流突然断开或过照射、振动等而设置的元件，上述电阻(Rs1、Rs2)为降低突入电流和阻尼振动的元件，上述二极管(Ds)为改变上述电容器(Cs)充电和放电时作用的电阻值的元件。

这些常数可以使电路实际动作由试行错误决定。虽然在本说明书的其他图的放电灯点灯装置中省略表示了上述扼流线圈(Ls)、上述电容器(Cs)和上述电阻(Rs1、Rs2)等，但希望根据必要适当设置。

这里，给出图11(和图9)的放电灯点灯装置的结构中出现的电路元件的常数的组合的一个例子作为参考。

Lx：1.08mH

Cx：470nF

Ls：388μH

Cs：1μF

Rs1：22Ω

Rs2：33

Cm：100nF

Ph：8.6μH

Sh：38μH

Ch：33nF

Pz：66μH

Sz：66μH

此时上述并联共振电路(Nh)的共振频率约为300kHz，上述共振驱动开关元件(Kh)以上述共振频率为3次共振的频率动作，当启动时上述供电电路(Ux)的输出电压为200V时，上述放电灯(Ld)上能够施加峰值为800V以上的电压。

另外，由于上述启动变压器(Tt)的上述次级线圈(St)到上述放电灯(Ld)的上述辅助电极(Et)的路径为高压，因此路径短有利，图中用连接节点(T41、T4a、T4b、T42)的点划线将灯一侧的部分与放电灯点灯装置分开，构成一个单元有利。

如上所述，上述并联共振电路(Nh)的共振频率由上述共振电容器(Ch)的静电电容的值与上述初级线圈(Ph)的电感的值的乘积决定，但由于元器件之间存在差异，再加上上述共振变压器(Th)的次级侧的环境——即连接的电缆的长度或电缆与其他的导体之间的接近程度等的影响，因此难以预先准确地设定共振频率。

因此，实际上在上述周期电压施加单元(Uj)开始动作后扫描上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率进行反馈控制以增强共振现象的自动调谐的方法是实用的。此时可以这样进行控制：估计偏差量将确实比共振频率高的频率作为频率初始值，向降低的方向扫描频率，或者反之将确实比共振频率低的频率作为频率初始值，向升高的方向扫描频率。

为了进行自动调谐，有必要具备检测上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率与共振频率的吻合程度——即检测调谐度生成调谐度信号的调谐度检测单元，调谐度可以通过检测例如上述并联共振电路(Nh)的电压的振幅检测。此时振幅的测定可以用保持上述并联共振电路(Nh)的电压的最大值或最小值的电路来实现。或者上述调谐度检测单元也可以使用根据上述周期电压施加单元(Uj)的动作与上述并联共振电路(Nh)的动作的相位来进行检测的单元。

用于进行上述自动调谐的至少扫描上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率的功能可以用下述结构实现。

即，上述周期电压施加单元(Uj)的结构除了具有共振驱动振荡器，能够通过设定与其振荡频率即动作频率相对应的动作频率数据发现外，还具有在放电灯点灯装置的启动过程的开始阶段根据上述频率的初始值将上述动作频率数据初始化，在放电开始前等灯中不产生放电的期间内随着时间的推移增加或减少(或者既不减少也不增加而是保持)上述动作频率数据，在最初产生放电时或者中断后再启动产生放电时的灯中产生放电的期间内保持上述动作频率数据的结构。

通过采用这样的结构，由于能够在放电灯开始放电时保持动作频率的记忆，在如果产生放电中断的情况下，能够根据保持的动作频率的记忆立即再现放电灯开始放电前的调谐状态，因此能够节约从初始状态到再次试行为预测调谐状态而进行的扫描频率的动作的时间，所以能够提高中断后再启动的成功率。

为了实现这样的放电灯点灯装置，只要上述共振驱动振荡器为一个极性(例如高电位)的期间为大致一定、另一个极性(例如低电位)的时间为可变VCO(能够用电压信号等频率控制信号控制振荡频率的振荡器)的结构；生成作为上述动作频率数据的频率控制信号的动作频率数据保持增减单元由在灯的放电期间保持输出、在灯的非放电期间根据上述调谐度信号的极性(例如高电位和低电位的差别)增减输出的积分电路构成就可以。另外，上述一个极性的时间设定在先前在图3中表示的上述并联共振电路(Nh)的共振的半周期以下的适当时间就可以。

或者，上述动作频率数据保持增减单元也可以使用这样的结构：使用输入适当的时钟信号的增减计数器，在灯的放电期间内使上述时钟信号无效保持原值，在灯的非放电期间内使上述时钟信号有效，根据调谐度信号的极性进行增序计数或降值计数的结构，将上述增减计数器的计数数据进行DA变换，作为上述频率控制信号提供给上述VCO。

而且，也可以用执行上述增减计数器的上述动作的程序化了的微处理器构成。并且，也可以用利用微处理器的时间计数功能执行上述增减计数器和上述VCO的上述动作的程序化了的微处理器构成。

图12为简化表示将先前根据图4说明过的技术与上述变压器驱动开关元件兼作倒相器的开关元件的技术组合起来的本发明的放电灯点灯装置的结构的图。

本图的放电灯点灯装置为在放电灯(Ld)启动时使倒相器(Ui)的动作频率为并联共振电路(Nh)的基本波或激励起高次共振的频率进行动作的装置。由于例如开关元件(Q3)和开关元件(Q4)反复地交错处于接通状态和断开状态，因此通过防止励磁偏移用电容器(Cd)驱动共振驱动变压器(Td)的初级线圈(Pd)。(也可以利用开关元件(Q1、Q2))此时，有必要将上述开关元件(Q3)和开关元件(Q4)的接通时间的占空比设定为适合上述并联共振电路(Nh)的想要激励起的次数。但是，要控制门驱动电路(Gkc)将用于开闭控制上述共振驱动变压器(Td)和倒相器(Ui)的结合的开关元件(Kc)维持在接通状态。

由于上述共振驱动变压器(Td)的次级线圈(Sd)中产生实施了必要的电压变换的周期性电压，因此能够通过作为共振驱动电流限制单元的电阻(Rzh)将电压施加到由共振变压器(Th)的初级线圈(Ph)和共振电容器(Ch)构成的并联共振电路(Nh)上，能够在上述共振变压器(Th)的次级线圈(Sh)中产生高的交流电压。

本图表示的是搭载了串联触发方式的启动电路(Ut′)和灯的放电灯点灯装置。上述启动电路(Ut′)接受作为DC电源的上述供电电路(Ux)输出的无负载开路电压，通过电阻(Rt′)和启动变压器(Tt′)的初级线圈(Pt′)比较缓慢地给电容器(Ct′)充电。在上述电容器(Ct′)的充电电压达到预定的电压以后，由SCR等构成的开关元件(Qt′)受门驱动电路(Gt′)的控制变成接通状态，上述电容器(Ct′)的电压脉冲地施加到上述初级线圈(Pt′)上，使上述启动变压器(Tt′)的上述次级线圈(St′)中产生高的电压脉冲。

在施加了从与放电灯(Ld)串联连接的上述共振变压器(Th)的次级线圈(Sh)输出的高的脉冲电压的状态下，高的电压脉冲叠加到同样与放电灯(Ld)串联连接的上述启动变压器(Tt′)的上述次级线圈(St′)上，通过这样可以使上述放电灯(Ld)以非常高的可靠性开始主放电。在上述放电灯(Ld)开始主放电，不用担心放电中断的阶段，控制门驱动电路(Gkc)使开关元件(Kc)处于断开状态，并且在必要的时刻将倒相器(Ui)的动作频率变换到适合于稳定亮灯的状态的频率。

另外，虽然这里叙述的是设置了用于开闭控制上述共振驱动变压器(Td)和上述倒相器(Ui)的结合的上述开关元件(Kc)的实施例，但在稳定亮灯状态下上述倒相器(Ui)的动作频率为低频，即使与上述电容器(Cd)的大小相关联在保持上述共振驱动变压器(Td)与上述倒相器(Ui)结合的状态下稳定亮灯状态的动作也没有故障的情况下，也可以省略上述开关元件(Kc)。

并且，在本图这样的使用串联触发方式的情况下，由于与上述外部触发方式不同，即使在稳定亮灯时上述启动电路(Ut′)的上述次级线圈(St′)中也流有电流，因此尽可能小地设定该电感有利。另外，与上述倒相器(Ui)的输出节点(T31、T32)相连的电容器(Cpt)为防止上述共振变压器(Th)或上述启动电路(Ut′)动作时，浪涌电压等高的电压施加到上述倒相器(Ui)的开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)上损坏开关元件的元件。

图13为简化表示组合了先前根据图3和图5说明过的技术的本发明的放电灯点灯装置的结构的图。

本图的放电灯点灯装置采用利用上述供电电路(Ux)作为共振驱动用电源，通过作为共振驱动电流限制单元的线圈(Lz)将电压施加到并联共振电路(Nh)上的结构。当上述共振驱动开关元件(Kh)处于断开状态时，产生流经再生二极管(Dz)的电流将在共振驱动开关元件(Kh)处于接通状态下积蓄到上述线圈(Lz)中的磁能再生到位于上述供电电路(Ux)的输入侧的上述DC电源(Mx)的输出节点(T01)上。

本说明书中叙述的电路结构为为了说明本发明的放电灯点灯装置的动作或功能、作用所需要的最少限度的元件。

因此在实际的装置设计时要以进行已经说明过的电路结构或动作的详细事项——例如信号的极性、具体的电路元件的选择或追加、省略、或者根据元件获得的方便性或经济性等原因进行变更等的创意设计为前提。

尤其是要以根据必要在实施例中叙述的电路结构的各部分中追加保护FET等开关元件等电路元件不受过电压、过电流或过热等损坏元件的主要因素影响的机构，或者追加降低伴随供电装置的电路元件的动作产生的放射干扰或传导干扰的产生或使产生的干扰不泄露到外部的机构，例如缓冲电路或电阻器、钳位二极管、(包括逐个脉冲方式的)电流限制电路、公共模式或标准模式的干扰过滤扼流线圈、干扰过滤电容器等为前提。本发明的放电灯点灯装置的结构并不局限于本说明书中叙述的电路方式。

Claims (14)

1.一种放电灯点灯装置，用于点亮相对配置有一对用于主放电的电极(E1、E2)的放电灯(Ld)，其特征在于，

包括：对上述放电灯(Ld)供电的供电电路(Ux)；设置在上述供电电路(Ux)的后级、使施加给上述放电灯(Ld)的电压极性颠倒的倒相器(Ui)；具有初级线圈(Ph)和次级线圈(Sh)的共振变压器(Th)；共振电容器(Ch)；以及周期电压施加单元(Uj)，

上述共振变压器(Th)的上述次级线圈(Sh)插入连接上述倒相器(Ui)的输出和上述放电灯(Ld)的用于主放电的上述电极的路径中间，上述共振电容器(Ch)与上述共振变压器(Th)的上述初级线圈(Ph)并联连接构成并联共振电路(Nh)，

上述周期电压施加单元(Uj)连接在上述并联共振电路(Nh)上，上述周期电压施加单元(Uj)在上述放电灯(Ld)启动期间以使上述并联共振电路(Nh)中产生共振现象的频率动作。

2.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，上述周期电压施加单元(Uj)通过串联连接共振驱动用电源(Mh)、共振驱动电流限制单元(Zh)、和共振驱动开关元件(Kh)构成，当上述共振驱动开关元件(Kh)处于接通状态时将电压施加到上述并联共振电路(Nh)上。

3.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，

上述周期电压施加单元(Uj)具有：共振驱动用电源(Mh)；共振驱动电流限制单元(Zh)；具有初级线圈(Pd)和次级线圈(Sd)的共振驱动变压器(Td)；以及变压器驱动开关元件(Kd)，

上述共振驱动用电源(Mh)、上述初级线圈(Pd)、和上述变压器驱动开关元件(Kd)被连接，由上述变压器驱动开关元件(Kd)的周期性动作通过上述次级线圈(Sd)将电压施加给上述并联共振电路(Nh)。

4.如权利要求2或3所述的放电灯点灯装置，其特征在于，上述共振驱动电流限制单元(Zh)包含电感元件，在上述共振驱动电流限制单元(Zh)不对上述并联共振电路(Nh)提供电流的期间，将再生二极管(Dz)与上述共振驱动电流限制单元(Zh)相连接，所述再生二极管(Dz)的方向为将与上述电感元件中流过的电流相对应的磁能再生到上述共振驱动用电源(Mh)中。

5.如权利要求2或3所述的放电灯点灯装置，其特征在于，上述共振驱动电流限制单元(Zh)为具有初级线圈(Pz)和次级线圈(Sz)的电流限制再生变压器(Tz)的上述初级线圈(Pz)，而且，在上述初级线圈(Pz)不给上述并联共振电路(Nh)提供电流的期间，将再生二极管(Dsz)与上述次级线圈(Sz)串联连接，所述再生二极管(Dsz)的方向为将与上述初级线圈(Pz)中流过的电流相对应的磁能再生到上述共振驱动用电源(Mh)中。

6.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，

上述周期电压施加单元(Uj)具有：共振驱动用电源(Mh)；具有初级线圈(Py)和次级线圈(Sy)的共振驱动能量供给变压器(Ty)；变压器驱动开关元件(Ky)和再生二极管(Dsy)，

上述共振驱动用电源(Mh)、上述初级线圈(Py)、和上述变压器驱动开关元件(Ky)被串联连接，

上述共振驱动用电源(Mh)、上述并联共振电路(Nh)、上述次级线圈(Sy)、和上述再生二极管(Dsy)被串联连接，

通过采用这样的结构，当上述变压器驱动开关元件(Ky)处于接通状态时，将磁能积蓄到上述共振驱动能量供给变压器(Ty)中，当上述变压器驱动开关元件(Ky)处于断开状态时，通过上述再生二极管(Dsy)将积蓄到上述共振驱动能量供给变压器(Ty)中的磁能再生到共振驱动用电源(Mh)中，并且将电压施加给上述并联共振电路(Nh)。

7.如权利要求4所述的放电灯点灯装置，其特征在于，上述共振驱动用电源(Mh)具有与DC电源(Mv)相连接从而接受电流供给的电流供给二极管(Dm)和滤波电容器(Cm)，通过从上述周期电压施加单元(Uj)再生的能量使上述滤波电容器(Cm)的充电电位提高。

8.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，仅在上述并联共振电路(Nh)的电压波形中的、没有超过上述周期电压施加单元(Uj)的电压施加能力的期间，连接电流在上述周期电压施加单元(Uj)与上述并联共振电路(Nh)之间流动的方向的振幅限制防止二极管(Dk)。

9.如权利要求3所述的放电灯点灯装置，其特征在于，上述倒相器(Ui)包括开关元件，该开关元件兼作上述变压器驱动开关元件。

10.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，相对于上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率，上述并联共振电路(Nh)的共振频率为2次以上的高次共振。

11.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，使比上述倒相器(Ui)靠后级的、沿上述放电灯(Ld)的主放电电流的路径的电感成分合计在170μH以下。

12.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，

上述放电灯(Ld)为不与上述放电空间接触地设置有用于主放电的上述电极(E1、E2)以外的辅助电极(Et)的放电灯，

放电灯点灯装置还具有用于向上述辅助电极(Et)施加高电压的启动电路(Ut)，

在上述电极(E1、E2)中流过的主放电电流实际上不流过上述启动电路(Ut)。

13.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，

放电灯点灯装置还具有：调谐度检测单元，检测上述并联共振电路(Nh)的动作状态，生成与上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率和上述并联共振电路(Nh)的共振频率之间的差异相对应的调谐度信号；以及动作频率数据保持增减单元，能够将规定上述周期电压施加单元(Uj)的动作频率的动作频率数据初始化或保持，能够根据上述调谐度信号增加或者减少上述动作频率数据，

上述动作频率数据保持增减单元在放电灯点灯装置的启动过程的开始阶段将上述动作频率数据初始化，在上述放电灯(Ld)不放电期间增加或减少上述动作频率数据，在上述放电灯(Ld)放电期间保持上述动作频率数据。

14.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于，上述调谐度检测单元根据与上述并联共振电路(Nh)的电压的振幅相对应的量生成上述调谐度信号。

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