[发明专利]放电灯点灯装置及使用该放电灯点灯装置的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及放电灯点灯装置及使用该放电灯点灯装置的照明装置。

背景技术

以往，公知有向水银灯或金属卤化灯等高压放电灯供给点灯电力的放电灯点灯装置。以下，利用附图说明以往的放电灯点灯装置。如图7(a)所示，该以往的放电灯点灯装置包括：降压电路1，将从直流电源DC供给的直流电压降压至所需的电压值后输出；极性反转电路2，将降压电路1的输出电压变换为高频电压而输出；共振电路3，被施加来自极性反转电路2的高频电压，利用共振作用使放电灯La点灯；检测电路4，对供给至放电灯La的负载电压VLa以及负载电流ILa进行检测；以及控制电路5，根据检测电路4的检测结果对降压电路1以及极性反转电路2进行控制。

降压电路1包括：与直流电源DC的输出端间连接的由开关元件Q1、电感器L1、电容器C1形成的串联电路；以及与开关元件Q1与电感器L1之间的连接点连接的二极管D1；根据从控制电路5供给的驱动信号对开关元件Q1的接通/断开进行切换，由此使来自直流电源DC的直流电压降压，然后输出至电容器C1的两端间。

极性反转电路2是将开关元件Q2、Q3的串联电路与开关元件Q4、Q5的串联电路并列连接而成的，在开关元件Q2、Q3的连接点与开关元件Q4、Q5的连接点之间连接有共振电路3及放电灯La。此外，降压电路1的开关元件Q1以及极性反转电路2的开关元件Q2～Q5都是由场效应晶体管(FET)形成。共振电路3是如下形成的，即，脉冲变压器PT的一次绕线N1与二次绕线N2形成的串联电路与放电灯La串联连接，并且，在脉冲变压器PT的一次绕线N1与二次绕线N2之间的连接点和降压电路1的低压侧的输出端之间，连接有电容器C2以及电阻R1形成的串联电路。检测电路4连接在放电灯La的两端之间，检测经未图示的电阻施加至放电灯La的两端间的负载电压VLa以及在放电灯La中流动的负载电流ILa。

控制电路5例如由微型电子计算机构成，检测降压电路1的输出电压以及在电感器L1中流动的电流IL1，并且，控制对开关元件Q1的接通/断开进行切换的驱动信号的频率或占空比，以将降压电路1的输出电压维持为规定电压。另外，在极性反转电路2中，以对一对开关元件Q2、Q5与另一对开关元件Q3、Q4交替地进行接通/断开的方式，向各开关元件Q2～Q5发送驱动信号。控制电路5读取检测电路4中的检测结果，按照检测结果适当地改变开关元件Q2～Q5的驱动信号的频率，由此对放电灯La的启动以及点灯进行控制。

在此，在降压电路1的电感器L1中流动的电流IL1被电容器C1除去波动成分，而成为在放电灯La中流动的负载电流ILa。因此，在控制电路5中，为了在放电灯La中流动适当的负载电流ILa，而对在电感器L1流动的电流IL1设定目标值，并控制发送至开关元件Q1的驱动信号的接通期间Ton以及断开期间Toff。

通常，在降压电路1的动作中，存在电流临界模式以及电流连续模式2种动作模式。如图9(a)所示，电流临界模式是在电感器L1中流动的电流IL1成为零的瞬间，控制电路5将开关元件Q1切换为接通的动作模式。在该动作模式中具有开关元件Q1中的开关损耗少的特征。另一方面，如图9(b)所示，电流连续模式是控制电路5以不使电感器L1中流动的电流IL1变为零的方式对开关元件Q1的接通/断开进行切换的动作模式。

在放电灯La稳定点灯时，降压电路1通常以开关损耗少的电流临界模式进行动作。但是，在负载电压VLa低的放电灯La的启动时，在电感器L1中流动的电流IL1变为零为止所需要的时间有变长的倾向，电流临界模式下的开关频率f有可能进入人的可听频率范围。

专利文献1中公开了解决上述问题的方案。根据该专利文献1公开的发明，设定发送至开关元件Q1的驱动信号的断开期间Toff的最大值Toffmax，以断开期间Toff不超过最大值Toffmax的方式对开关元件Q1进行驱动，由此，防止开关频率f进入可听频率范围。另外，为了可靠地使开关元件Q1从断开状态切换为接通状态，设定接通期间Ton的最小值Tonmin(参照图9(c))。

通常，高压放电灯启动之后一段时间内负载电压VLa低，要达到稳定点灯，需要稳定点灯时的最大2倍左右的负载电流ILa。因此，在负载电压VLa低的区域中，进行恒电流控制。另外，在负载电压VLa达到一定电压以上时，为了得到稳定的光输出，进行恒电力控制(参照图8(a)～(c))。