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JPH0992483A - 高輝度放電灯点灯装置 - Google Patents

高輝度放電灯点灯装置

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Publication number
JPH0992483A
JPH0992483A JP7266296A JP26629695A JPH0992483A JP H0992483 A JPH0992483 A JP H0992483A JP 7266296 A JP7266296 A JP 7266296A JP 26629695 A JP26629695 A JP 26629695A JP H0992483 A JPH0992483 A JP H0992483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
current
capacitor
lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7266296A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Takehara
孝男 竹原
Masashi Norizuki
正志 法月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
Priority to JP7266296A priority Critical patent/JPH0992483A/ja
Priority to US08/715,523 priority patent/US6069458A/en
Priority to DE69634892T priority patent/DE69634892T2/de
Priority to EP96306840A priority patent/EP0765108B1/en
Publication of JPH0992483A publication Critical patent/JPH0992483A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
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    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2885—Static converters especially adapted therefor; Control thereof
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】フルブリッジ方式インバータを使用しない、高
輝度放電点灯装置。 【解決手段】メタルハライドランプからなる高輝度放電
灯を含む高輝度放電灯点灯装置で、メタルハライドラン
プの起動装置として、インバータのバラストチョークと
メタルハライドランプに並列に接続された、コンデンサ
による共振により、高電圧（５ＫＶ）を発生させ、グロ
ー放電を発生させている。そして該メタルハライドラン
プのランプ電流をＰＦＭ（パルス周波数変調）により、
定電流制御する。また点灯後、ＡＣ電源をオフし、再び
ＡＣ電源をオンした場合所謂再点灯の回路として、イン
バータの制御ＩＣのパルス−バイ−パルス方式の電流制
限回路により制御ＩＣの動作を停止し、その後ソフトス
タート回路が動作し、インバータ出力に高圧を発生さ
せ、ランプ温度が高く、管内の水銀蒸気圧が高くて、点
灯できない場合は、前記の動作を繰り返して再点灯を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高輝度の放電灯を点灯
させる高輝度放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高輝度放電灯点灯装置は、プロジェクタ
用高輝度放電灯の点灯装置などに用いられている。図４
に従来から用いられている高力率インバータを用いた高
輝度放電灯点灯装置の回路図を示す。図４において商用
交流電源ＡＣをダイオードＤ１０１〜Ｄ１０４とインダ
クタＬＦとコンデンサＣＦとを含む整流回路ＲＥＣにて
直流化し、その出力はチョークコイルＬ１０１とスイッ
チング素子ＳＷ１とダイオードＤ１０５とコンデンサＣ
とを含む昇圧チョッパー方式正弦波コンバータ回路に印
加される。正弦波コンバータ回路には、その負荷として
フルブリッジ方式のインバータＩＮＶが接続されてい
る。
【０００３】昇圧チョッパー方式正弦波コンバータ回路
について簡単に説明する。入力電流Ｉｉを商用交流電源
電圧ｅｉの波形と同一にするために、まず、抵抗Ｒ１０
１、Ｒ１０２により電圧ｅｉ’を検出し、掛算器ＭＰ１
に入力する。この電圧はｅｉ’と同一波形の電流指令値
Ｉｉ＊となる。一方、抵抗Ｒ１０４により電流Ｉｉ’を
検出し、コンパレータＣＯＭＰ１にてＩｉ＊とＩｉ’を
比較し、差に比例したＰＷＭ信号を作り出し、これによ
り正弦波コンバータのスイッチング素子ＳＷ１を駆動す
れば高調波の抑制と高力率をフィードフォワード制御に
て達成できる。さらに、インバータＩＮＶの出力電流を
安定化するために、ランプ電流検出抵抗Ｒ１０５により
ランプ電流を検出し、定電流回路によりランプ電流ＩＬ
の変動分ΔＩＬを得て、これとｅｉ’との積をとり、電
流指令値Ｉｉ＊を作り出す。これによりフィードバック
回路が構成され、Ｉｉ＊の振幅がＩＬの変動分により変
化し、ＩＬが安定化され、同時にｅｉ’と同一の電流波
形が得られる。
【０００４】このようにスイッチング毎の平均電流が入
力電圧に比例するので、スイッチング波形の高周波成分
をインダクタＬＦ、コンデンサＣＦによるローパスフィ
ルタで取り除くことにより、ＡＣラインの一周期では図
５に示すように入力電圧と相似形になり、力率はほぼ１
となる。昇圧チョッパー方式正弦波コンバータにはその
負荷としてフルブリッジ方式のインバータＩＮＶが接続
されている。なお、ＴＲ１〜ＴＲ４はインバータＩＮＶ
を構成するスイッチングトランジスタである。インバー
タＩＮＶの出力にはトランスＴ１０１の２次コイルとメ
タルハライドランプ（以下、ＨＩＤランプという）Ｌが
直列接続されている。
【０００５】該ＨＩＤランプＬを点灯させるために、図
４に示す回路全体に電源を印加すると、タイマー回路Ｔ
Ｍが動作し、起動パルス発生回路ＰＧに１００Ｈｚの起
動パルストリガー信号を出力する。起動パルス発生回路
ＰＧは約５秒間起動パルスを出力し、該起動パルスはト
ランスＴ１０１で３−５ＫＶに昇圧される。さらにタイ
マー回路ＴＭは発振回路ＯＳＣにインバータ動作開始信
号を出力し、これにより発振回路ＯＳＣが動作し、この
出力はドライブ回路ＤＣＣを動作させ、結局はインバー
タＩＮＶを動作させる。
【０００６】インバータＩＮＶが動作すると、ＨＩＤラ
ンプＬがグロー放電からアーク放電に移行して、点灯状
態となる。ＨＩＤランプＬを流れる電流を定電流制御す
るには、インバータＩＮＶの電流、すなわちランプ電流
をランプ電流検出抵抗Ｒ１０５により検出し、これを制
御ＩＣに入力し、該制御ＩＣからは昇圧チョッパー方式
正弦波コンバータ回路の制御入力端であるＤＲＩＶＥ
ＣＩＲＣＵＩＴに、ランプ電流が増加しようとすればこ
れを抑えるように、またランプ電流は減少しようとする
ときこれを増加させるような信号を加え、インバータＩ
ＮＶを定電流制御する事により行われる。すなわち何等
かの原因でランプ電流が増えるとランプ電流検出抵抗の
両端の電圧が増加する。従って昇圧チョッパー方式正弦
波コンバータ回路のＰＷＭ動作により正弦波コンバータ
回路の出力電圧は低下し、定電流動作が保たれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のイ
ンバータ装置は、小型化に限界があることが知られてい
る。メタルハライドランプを高周波点灯する場合音響的
共鳴効果により、インバータＩＮＶの発振周波数が３０
０ＫＨｚ以下の場合、ランプ電流が立ち消えを起こし、
不安定な動作となる。従って周波は音響的共鳴効果の起
きない数１００Ｈｚ以下にスイッチング周波数を選ぶ。
フルブリッジ方式のインバータでは、スイッチング素子
のスイッチングスピード等の制約により、スイッチング
周波数は通常４００Ｈｚ以下になり、トランスＴ１の小
型化は望めない。
【０００８】またフルブリッジ方式のインバータの制御
回路、ドライブ回路は複雑になり高価になるという問題
点があった。そこで本発明は、フルブリッジ方式インバ
ータを使用しない、回路構成が簡単で安価な高輝度放電
点灯装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明は次に述べる高輝度放電灯装置を提供する。
すなわち、商用交流電源の整流平滑回路と、昇圧チョッ
パー方式正弦波コンバータと零電圧スイッチングプッシ
ュプルインバータと、メタルハライドランプからなる高
輝度放電灯を含む高輝度放電灯点灯装置であって、メタ
ルハライドランプからなる高輝度放電灯を含む高輝度放
電灯点灯装置で、メタルハライドランプの起動装置とし
て、インバータのバラストチョークとメタルハライドラ
ンプに並列に接続された、コンデンサによる共振によ
り、高電圧（５ＫＶ）を発生させ、グロー放電を発生さ
せている。そして該メタルハライドランプのランプ電流
をＰＦＭ（パルス周波数変調）により、定電流制御す
る。また点灯後、ＡＣ電源をオフし、再びＡＣ電源をオ
ンした場合所謂再点灯の回路として、インバータの制御
ＩＣのパルス−バイ−パルス方式の電流制限回路により
制御ＩＣの動作を停止し、その後ソフトスタート回路が
動作し、インバータ出力に高圧を発生させ、ランプ温度
が高く、管内の水銀蒸気圧が高くて、点灯できない場合
は、前記の動作を繰り返して再点灯を行う。
【００１０】またバラストチョークとメタルハライドラ
ンプに並列に接続されたコンデンサによる共振により、
電源オン直後に、インバータ出力に高圧（５ＫＶ）が発
生し、グロー放電が発生する事を特徴とする。また、市
販の制御ＩＣの機能を利用してインバータの動作が、間
欠発振モードとなり、ランプが点灯するまで、周期的
に、高圧を発生する事により、簡単な回路で再点灯回路
が構成できる。
【００１１】
【実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一例を、図
面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の高力率高
輝度放電点灯装置を示す回路図である。図１において、
商用交流電源ＡＣをダイオードＤ１−Ｄ４による整流回
路にて直流化し、その出力は、チョークコイルＬ２とパ
ワーＭＯＳＦＥＴＱ２とダイオードＤ５とコンデンサー
Ｃ２とを含むチョッパー方式正弦波コンバータ回路に印
加される。正弦波コンバータ回路には、その負荷として
電圧共振型インバータ回路が接続されている。
【００１２】昇圧チョッパー方式正弦波コンバータ回路
について簡単に説明する。入力電流Ｉｉを商用交流電源
電圧ｅｉの波形と同一にするため、まず抵抗Ｒ８、Ｒ９
によりｅｉ’を検出し掛け算器ＭＵＬＴに入力する。こ
の電圧にエラーアンプの出力を乗じた電圧ＶＭＯが、掛
け算器ＭＵＬＴの出力となる。一方、チョークコイルＬ
２の電流を抵抗Ｒ３で検出し、この抵抗にかかる電圧を
カレントセンスロジック回路に入力する。この電圧が、
掛け算器ＭＵＬＴの出力ＶＭＯにより設定された公称電
圧値を越えるとＰＷＭ回路をＯＦＦし、パワーＭＯＳＦ
ＥＴＱ２のゲートをＯＦＦする。またチョークコイルＬ
２の電流検出用巻線Ｎs ２の出力を、抵抗Ｒ６を介し
て、カレントセンスロジックに入力する。パワーＭＯＳ
ＦＥＴＱ２がＯＦＦするとチョークコイルＬ２の電流は
減少し、ゼロに低下すると、電源検出巻線Ｎs ２の出力
は反転し、パワーＭＯＳＦＥＴＱ２をＯＮする。
【００１３】抵抗Ｒ７は、起動抵抗である。制御ＩＣ
ＩＣ２が動作して、パワーＭＯＳＦＥＴがスイッチング
動作を開始し、制御巻線Ｎｆ２に発生した電圧を、ダイ
オードＤ７、コンデンサーＣ３で整流平滑した直流電圧
により、制御ＩＣ ＩＣ２への電力供給が行われる。抵
抗Ｒ１はパワースイッチ素子Ｑ２のゲートドライブ抵
抗、ダイオードＤ６は、パワースイッチ素子Ｑ２のゲー
トソースの間の、蓄積電荷引き抜き用のものである。昇
圧チョッパー方式正弦波コンバータの出力電圧は定電圧
化されるので、負荷として接続される、零電圧スイッチ
ングプッシュプルインバータの入力電圧は一定となり、
通常、メタルハライドランプは調光せず、（ランプ電流
一定で）使用されるのでランプ電力は定電力制御され、
インバータのスイッチング周波数は一定となる。
【００１４】次に零電圧スイッチングプッシュプルイン
バータについて詳細に説明する。図１においてＬ１は、
零電圧スイッチングプッシュプルインバータの一次コイ
ルｎｐ１，二次コイルｎｓ１を備えたバラストチョーク
である。ＩＣ１は、零電圧スイッチング電源用制御回路
であり、集積回路からなる。このＩＣ１は一般に市販さ
れている例えばマイクロリニア−社ＭＬ４８１６であ
る。Ｑ１、Ｑ３はパワースイッチ素子（パワーＭＯＳＦ
ＥＴ）である。抵抗Ｒ２０は起動用抵抗で、電源がオン
すると、零電圧スイッチング電源用制御回路ＩＣ１に電
源が供給され、これが動作する。この零電圧スイッチン
グ電源用制御回路ＩＣ１は、電圧制御発振器ＶＣＯ、ワ
ンショットマルチバイブレータＭＢ、パルス周波数変調
器ＰＦＭ、ドライバーＤＢ、ソフトスタート制御回路Ｓ
ＳＣ、パルス−バイ−パルス方式電流制限回路に含まれ
る、コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２、フリップフ
ロップＦＦ１、定電流源ＩＳ及びエラーアンプＯＰＡ、
５ボルトの基準電圧ＶＲＥＦを発生する基準電圧発生回
路５ＶＧを含む。ドライバーＤＢの出力Ａ、Ｂは、相補
的に動作する。ドライバーの出力Ａ、Ｂは、それぞれ、
パワースイッチ素子Ｑ１、Ｑ３をドライブする。動作タ
イミングチャートを図２に示す。パワースイッチ素子Ｑ
１のソースとパワーＭＯＳＦＥＴＱ３のドレインの接続
点、すなわちインバータの出力には、直流カット用のコ
ンデンサＣ２０とバラストチョークＬ１が直列に接続さ
れている。バラストチョークＬ１とグランド間には、起
動用コンデンサＣ５が接続されている。上記コンデンサ
Ｃ５に並列にメタルハライドランプＬとランプ電流検出
用コンデンサＣ７が直列に接続されている。
【００１５】従来メタルハライドランプの放電電流を定
電流制御するには、フルブリッジ方式インバータに入力
電圧、すなわち昇圧チョッパー方式正弦波コンバータの
出力電圧を放電電流の値に応じて可変することにより行
っていたが、図１に示す回路図からもわかるように、本
発明では、零電圧スイッチングプッシュプルインバータ
により、ＨＩＤランプをドライブし、定電流制御してい
る。
【００１６】次に本発明の実施形態の動作を説明する。
ブリッジ整流器ＲＥＣに交流電源ＡＣが投入された当初
はＨＩＤランプＬが点灯せず、これには電流が流れてい
ないので、電流検出用コンデンサ７の両端の電圧は０Ｖ
である。通常動作時においてＨＩＤランプＬが点灯して
いるとき電流検出用コンデンサＣ７の両端には電圧が発
生し、この電圧は、ダイオードＤ３、コンデンサＣ８に
より、整流、平滑され、制御ＩＣの制御入力端に入力さ
れる。交流電源ＡＣが投入されると、コンデンサＣ１１
は抵抗１４により充電され、端子電圧は上昇する。コン
デンサＣ１１は、ソフトスタート制御回路ＳＳＣに接続
されている。ソフトスタート制御回路ＳＳＣの出力は、
電源オン直後はハイレベルになっている。その出力は、
電圧制御発振器ＶＣＯの制御入力端に接続されているの
で、電圧制御発振器ＶＣＯの発振出力は定常動作時より
も高くなる。コンデンサＣ１１の端子電圧が上昇するに
従ってソフトスタート制御回路ＳＳＣの出力は低下する
ように構成されているので、電圧制御発振器ＶＣＯの発
振周波数は徐々に低下し、コンデンサＣ１１の端子電圧
がスレッシュホールド電圧Ｖｔｈ以下になると、出力は
開放状態になり、電圧制御発振器ＶＣＯの制御は、エラ
ーアンプＯＰＡの出力のみにより行われる。すなわち、
電源がオンされると電圧制御発振器ＶＣＯの発振周波数
は、定常動作時より高い周波数から動作するので、パワ
ースイッチ素子Ｑ１、Ｑ３、バラストチョークＬ１の電
流ストレスは低く抑えられる。
【００１７】次にＨＩＤランプの起動方法について説明
する。ＡＣ電源が投入された直後は、ＨＩＤランプＬは
点灯していないので、ランプの内部インピーダンスは高
い。バラストチョークＬ１と起動用コンデンサＣ５の共
振周波数を、例えば３００Ｋｈｚになるように選ぶ事に
より、コンデンサＣ５の両端には、高電圧（５ＫＶ）の
３００ＫＨＺの正弦波電圧が発生し、ＨＩＤランプＬ
は、グロー放電を開始する。チョークコイルＬ１はＨＩ
ＤランプＬが点灯時該ランプ両端の電圧は放電維持電圧
（約１００Ｖ）になるのでインバータの出力（パワース
イッチ素子Ｑ１のソースとパワースイッチ素子Ｑ３のド
レインの接続点）と放電維持電圧の差を分担するバラス
トインダクタである。
【００１８】ＨＩＤランプＬを流れる電流を定電流制御
するには、ランプ電流を検出用コンデンサＣ７で検出
し、ダイオードＤ８、コンデンサＣ８で整流、平滑した
直流電圧を零電圧スイッチング電源用制御回路ＩＣ１の
制御入力端に接続する事により行われる。すなわち何ら
かの原因でランプ電流が増加すると、検出用コンデンサ
Ｃ７の両端の電圧は上昇する。従って零電圧スイッチン
グ電源用制御回路ＩＣ１のエラーアンプＯＰＡの出力電
圧は上昇する。従って電圧制御発振器ＶＣＯの発振周波
数は上昇し、ランプ電流は減少する。可変抵抗ＶＲ１は
ランプ電流設定用の可変抵抗である。Ｒ１７、Ｒ１８は
パワースイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のゲートドライブ抵抗、
Ｄ９、Ｄ１０は、パワースイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のゲー
ト・ソース間の蓄積電荷引き抜き用である。ダイオード
Ｄ１１、コンデンサＣ１３は零電圧スイッチング電源用
制御回路ＩＣ１の電源供給用整流器を構成する。Ｒ２０
は起動用抵抗である。
【００１９】零電圧スイッチング電源用制御回路ＩＣ１
の動作を図１、図３を用いて詳しく説明する。ＨＩＤラ
ンプＬの放電電流（ランプ電流）が、何らかの原因で増
加すると、エラーアンプＯＰＡの出力は上昇し、電圧制
御発振器ＶＣＯの発振周波数は高くなる。電圧制御発振
器ＶＣＯの出力の立ち下がりで、ワンショットマルチバ
イブレータＭＢのワンショットＭＢはセットされ、その
出力はハイレベルとなる。同様に電圧制御発振器ＶＣＯ
の極性反転したＶＣＯ（バー）の出力の立ち下がりで、
ワンショットマルチバイブレータＭＢのワンショットＭ
Ｂ（バー）はセットされ、その出力はハイレベルとな
る。抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１２は、ワンショットの
出力パルス幅決定用で、その時定数で定まる時間Ｔｏｆ
ｆの間、ワンショットの出力をハイレベルに保つ。すな
わち、Ｔｏｆｆは一定のまま電圧制御発振器ＶＣＯの発
振周波数（＝スイッチング周波数）を変化させるパルス
周波数制御を行う。
【００２０】パワースイッチ素子Ｑ１がオンの状態で
は、バラストチョークＬ１とパワースイッチ素子Ｑ３の
ドレイン−ソース間容量ＣＳ（ＣＳ＝Ｃ１５＋Ｃｏｓｓ
（Ｑ３の出力容量））が共振し、パワースイッチ素子Ｑ
３のＶｄｓ（ドレイン−ソース間電圧）は正弦波状に上
昇するが、電源電圧ＶＯ２を越えようとすると、パワー
スイッチ素子Ｑ１のボデーダイオードがオンし、Ｖｄｓ
は、電源電圧ＶＯ２にクランプされる。Ｖｄｓが０Ｖに
なる時点がＴｏｆｆ以内に納まる様にコンデンサＣＳの
値を選ぶ事により、ＺＶＳ（零電圧スイッチング）とな
る。パワースイッチ素子Ｑ３がオンの時も同様である。
コンデンサＣ８、抵抗Ｒ１０は、電圧制御発振器ＶＣＯ
の発振周波数決定用のものである。抵抗Ｒ１１、コンデ
ンサＣ９は、エラーアンプＯＰＡの位相補正用のもので
ある。トランスＴ１は、パワースイッチング素子Ｑ１の
ゲートドライブ用のものである。
【００２１】次にＨＩＤランプＬの再点灯方法につい
て、説明する。ＨＩＤランプＬが点灯状態から、ＡＣ電
源をオフし、再度ＡＣ電源をオンした場合、ＨＩＤラン
プＬの管内水銀蒸気圧が高いので、コールドスタート時
に比べてかなり大きな起動電圧が必要とされる。またＨ
ＩＤランプＬの内部インピーダンスは低くなっている。
パワースイッチ素子Ｑ３に直列に接続された、電流検出
用抵抗Ｒ１５により、該素子Ｑ３のドレイン電流を検出
し、抵抗Ｒ１６、コンデンサＣ６による、ローパスフィ
ルターを経て、パルス−バイ−パルス方式電流制限回路
のコンパレータＣＯＭＰ１の＋入力に接続される。ＡＣ
電源を再度オンすると制御ＩＣ１はソフトスタート動作
を開始する。電流検出用抵抗の両端の電圧がコンパレー
タＣＯＭＰ１のスレッシュホールド電圧である１．２５
Ｖを越えるとコンパレータＣＯＭＰ１の出力はハイレベ
ルとなり、フリップフロップＦＦ１がセットされる。フ
リップフロップＦＦ１の出力は、定電流源ＩＳのオン・
オフをコントロールしており、定電流源ＩＳはコンデン
サＣ１０を充電する。フリップフロップＦＦ１は、発振
周波数の一周期毎にリセットされ、パワースイッチ素子
Ｑ３の過電流状態が続くと、コンデンサＣ１０の両端の
電圧は上昇し、コンデンサＣ１０はコンパレータＣＯＭ
Ｐ２の＋入力に接続されているので、その電圧が、コン
パレータＣＯＭＰ２のスレッシュホールド電圧である
３．２Ｖを越えるとＣＯＭＰ２はハイレベルとなり、Ａ
ＮＤゲート、ＡＮＤ１、ＡＮＤ２を閉じる事により、ド
ライバー出力ＤＢをローレベルにする。これにより、発
振は停止し、制御ＩＣ１の電源電圧は低下する。一方起
動抵抗Ｒ２０により、ＩＣ１は動作を開始し、上記の動
作が繰り返される。すなわち間欠共振モードとなる。こ
の状態はＨＩＤランプＬの管内温度が下がり、水銀蒸気
圧が低下し内部抵抗が大きくなり、グロー放電が可能と
なるまで続く。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、昇圧チョッパー方式正
弦波コンバータと、零電圧スイッチングプッシュプルイ
ンバータを、組み合わせることにより、耐圧の低い、
（オン抵抗の低い）パワーＭＯＳＦＥＴを使用できる。
またバラストチョークとコンデンサで、簡単な回路の起
動回路を構成できる。また、市販の零電圧スイッチング
電源用制御ＩＣの、パルス−バイ−パルス方式電流制限
機能を利用して、間欠発振モードで、ＨＩＤランプの再
点灯を実現した。またインバータの入力電圧を定電圧化
する事により、インバータのスイッチング周波数を一定
にする事が出来、他機器への妨害、干渉を減少させる事
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示す回路ブロッ
ク図である。
【図２】図２は、ドライバ出力信号とパワースイッチ素
子の出力波形を示す波形図である。
【図３】図３は、本発明に係る高輝度放電点灯装置の各
部分の波形を、ランプ電流が大きい時と小さい時に分け
て示した波形図である。
【図４】図４は、従来の高輝度放電点灯装置を示す回路
ブロック図である。
【図５】図５は、コンバータの入力電圧と電流の波形を
示す波形図である。
【符号の説明】
Ｃ２・・・・・・・コンデンサ Ｃ５・・・・・・・・コンデンサ Ｃ６・・・・・・・・コンデンサ Ｃ７・・・・・・・・コンデンサ Ｃ８・・・・・・・・コンデンサ Ｃ９・・・・・・・・コンデンサ Ｃ１０・・・・・・・コンデンサ Ｃ１１・・・・・・・コンデンサ ＣＯＭＰ１・・・・・コンパレータ ＣＯＭＰ２・・・・・コンパレータ Ｄ１・・・・・・・・ダイオード Ｄ２・・・・・・・・ダイオード Ｄ３・・・・・・・・ダイオード Ｄ４・・・・・・・・ダイオード Ｄ５・・・・・・・・ダイオード Ｄ６・・・・・・・・ダイオード Ｄ７・・・・・・・・ダイオード Ｄ８・・・・・・・・ダイオード ＤＢ・・・・・・・・ドライバー ＦＦ１・・・・・・・フリップフロップ ＩＣ１・・・・・・・零電圧スイッチング電源用制御回
路 ＩＣ２・・・・・・・制御ＩＣ ＩＳ・・・・・・・・定電流源 Ｌ１・・・・・・・・バラストチョーク Ｌ２・・・・・・・・チョークコイル ＭＢ・・・・・・・・ワンショットマルチバイブレータ ＭＵＬＴ・・・・・・掛け算器 ＯＰＡ・・・・・・・エラーアンプ ＰＦＭ・・・・・・・パルス周波数変調器 Ｑ１・・・・・・・・パワースイッチ素子 Ｑ２・・・・・・・・パワーＭＯＳＦＥＴ Ｑ３・・・・・・・・パワースイッチ素子 Ｒ３・・・・・・・・抵抗 Ｒ６・・・・・・・・抵抗 Ｒ７・・・・・・・・抵抗 Ｒ８・・・・・・・・抵抗 Ｒ９・・・・・・・・抵抗 Ｒ１０・・・・・・・抵抗 Ｒ１１・・・・・・・抵抗 Ｒ１６・・・・・・・抵抗 Ｒ２０・・・・・・・抵抗 ＳＳＣ・・・・・・・ソフトスタート制御回路 ＶＣＯ・・・・・・・電圧制御発振器 ５ＶＧ・・・・・・・基準電圧発生回路 Ｃ・・・・・・・・・コンデンサ ＣＦ・・・・・・・・コンデンサ Ｄ１０１・・・・・・ダイオード Ｄ１０２・・・・・・ダイオード Ｄ１０３・・・・・・ダイオード Ｄ１０４・・・・・・ダイオード Ｄ１０５・・・・・・ダイオード ＤＣＣ・・・・・・・ドライブ回路 ＩＮＶ・・・・・・・インバータ Ｌ・・・・・・・・・メタルハライドランプ ＬＦ・・・・・・・・インダクタ Ｌ１０１・・・・・・チョークコイル ＭＰ１・・・・・・・掛算器 ＯＳＣ・・・・・・・発振回路 ＰＧ・・・・・・・・パルス発生回路 Ｒ１０１・・・・・・抵抗 Ｒ１０２・・・・・・抵抗 Ｒ１０５・・・・・・抵抗 ＲＥＣ・・・・・・・整流回路 ＳＷ１・・・・・・・スイッチング素子 Ｔ１０１・・・・・・トランス ＴＭ・・・・・・・・タイマー回路 ＴＲ１・・・・・・・スイッチングトランジスタ ＴＲ２・・・・・・・スイッチングトランジスタ ＴＲ３・・・・・・・スイッチングトランジスタ ＴＲ４・・・・・・・スイッチングトランジスタ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】商用交流電源の整流平滑回路と、昇圧チョ
    ッパー方式正弦波コンバータと零電圧スイッチングプッ
    シュプルインバータと、メタルハライドランプからなる
    高輝度放電灯を含む高輝度放電灯点灯装置において、 ＡＣ電源とメタルハライドランプの間に接続され、該ラ
    ンプへの供給電力を制御する、該供給電力の供給電源を
    も含む電子バラストと、 ＡＣ電源に接続され、可変周波数にて、交流電流を発生
    するインバータと、 インバータに接続された、インダクタとコンデンサをそ
    れぞれ有する共振回路と、 上記コンデンサに接続されたメタルハライドランプと、 メタルハライドランプを起動する上記共振回路に高電圧
    を発生させる様に、周波数を制御するとともに、メタル
    ハライドランプをアーク放電に移行させるための高電流
    を発生させる回路を有する上記インバータの制御回路
    と、 メタルハライドランプを動作させる、定常状態での、電
    流、電圧を発生させる制御回路と、を具備することを特
    徴とする高輝度放電灯点灯装置。
  2. 【請求項２】上記電子バラストはメタルハライドランプ
    の音響的共鳴が起きる最大の周波数より高い周波数で動
    作することを特徴とする請求項１に記載の高輝度放電灯
    点灯装置。
  3. 【請求項３】上記電子バラストは最初に共振周波数より
    高い周波数で動作し、上記インダクタとコンデンサによ
    り共振周波数まで周波数を低下させる事を特徴とする請
    求項１に記載の高輝度放電灯点灯装置。
  4. 【請求項４】インバータへ電力を供給する回路には、力
    率改善回路を設けた事を特徴とする請求項１に記載の高
    輝度放電灯点灯装置。
  5. 【請求項５】メタルハライドランプを流れる電流を検出
    する手段と、該手段からの電流信号を負帰還信号として
    インバータの動作周波数を制御する手段とを有し、定常
    状態での動作においてメタルハライドランプに供給され
    た電源が指定されたレベルを維持できる様にインバータ
    の周波数を調整する事を特徴とする請求項１に記載の高
    輝度放電灯点灯装置。
  6. 【請求項６】メタルハライドランプの点灯回路は一対の
    ＭＯＳＦＥＴからなるパワースイッチ素子の直列回路で
    構成されることを特徴とする請求項１に記載の高輝度放
    電灯点灯装置。
  7. 【請求項７】上記パワースイッチ素子を駆動する電圧制
    御発振器は一対のパワースイッチ素子に対してそれぞれ
    １８０度位相の異なるゲート信号を印加することを特徴
    とする請求項６に記載の高輝度放電灯点灯装置。
  8. 【請求項８】前記インバータは、可変周波数の全域にお
    いて、零電圧スイッチング（ソフトスイッチング）モー
    ドで動作することを特徴とする請求項１に記載の高輝度
    放電灯点灯装置。
  9. 【請求項９】零電圧スイッチング電源用制御ＩＣの、パ
    ルス−バイ−パルス方式電流制限機能により間欠発振モ
    ードで、メタルハライドランプの再点灯を行う事を特徴
    とする請求項１に記載の高輝度放電灯点灯装置。
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