專利名稱：高壓放電燈點(diǎn)燈裝置以及使用它的照明器具及照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓放電燈點(diǎn)燈裝置以及使用它的照明器具及照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，作為使HID燈那樣的高壓放電燈點(diǎn)燈的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，有將通過由 電感器及電容器構(gòu)成的LC諧振電路的諧振作用產(chǎn)生的高電壓的啟動(dòng)電壓施加于高壓放電 燈，從而使高壓放電燈啟動(dòng)點(diǎn)燈的裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1)。 在上述專利文獻(xiàn)中公開的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置具備AC/DC變換電路，將交流電 源變換為直流；DC/DC變換器，通過對AC/DC變換電路的輸出進(jìn)行開關(guān)而產(chǎn)生矩形波電壓， 并對包括高壓放電燈的負(fù)載電路部供給；以及控制電路，控制AC/DC變換電路及DC/DC變換 器的開關(guān)動(dòng)作。 并且，在控制電路中，通過控制AC/DC變換電路及DC/DC變換器的開關(guān)動(dòng)作，依次 進(jìn)行使高壓放電燈啟動(dòng)的諧振觸發(fā)階段、產(chǎn)生輝光放電而將燈電極預(yù)熱的預(yù)熱階段、和通 過對高壓放電燈施加矩形波電壓而使高壓放電燈穩(wěn)定點(diǎn)燈的通常動(dòng)作階段，使高壓放電燈 啟動(dòng)點(diǎn)燈。 S卩，在高壓放電燈的啟動(dòng)點(diǎn)燈時(shí)，首先在諧振觸發(fā)階段中，通過使構(gòu)成LC諧振電 路的電感器及電容器電諧振，產(chǎn)生足夠使高壓放電燈絕緣破壞的高電壓的啟動(dòng)電壓，將該 啟動(dòng)電壓施加在高壓放電燈的兩端間。 接著，在預(yù)熱階段中，通過將比諧振觸發(fā)階段的頻率低的頻率的電壓施加在高壓 放電燈上，引起輝光放電而將燈電極預(yù)熱，然后在通常動(dòng)作階段中，通過持續(xù)地引起電弧放 電，使高壓放電燈穩(wěn)定地點(diǎn)燈。專利文獻(xiàn)1日本特表2005-507553號公報(bào) 上述專利文獻(xiàn)中公開的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置在預(yù)熱階段中，在動(dòng)作過程中高壓放 電燈熄滅的情況下，只能在DC/DC變換器的輸出即約300V的總線電壓以內(nèi)作為再啟動(dòng)電壓 施加在高壓放電燈上，在高壓放電燈完全滅燈的情況下，有高壓放電燈的啟動(dòng)失敗的問題。 此外，在高壓放電燈的啟動(dòng)失敗的情況下，在上述高壓放電燈點(diǎn)燈裝置中，反復(fù)進(jìn)行諧振觸 發(fā)階段和預(yù)熱階段，有啟動(dòng)時(shí)間拖長的問題。 此外，在諧振觸發(fā)階段中，由于對高壓放電燈施加高電壓的啟動(dòng)電壓，所以在即 使在1秒以內(nèi)連續(xù)施加啟動(dòng)電壓、高壓放電燈也不啟動(dòng)的情況下，需要在再啟動(dòng)之前使玻 璃燈泡內(nèi)的放電蒸汽壓下降，在隔開幾秒 幾分鐘的停歇期間后再次施加高電壓的啟動(dòng)電 壓。因而，在上述專利文獻(xiàn)中公開的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置中，即使在使高壓放電燈最初啟動(dòng) 的情況下，由于隔開幾秒 幾分鐘的停歇期間，而也有可能使高壓放電燈的啟動(dòng)延遲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，其目的是提供一種改善了高壓放電燈的啟動(dòng)性
的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置以及使用它的照明器具及照明系統(tǒng)。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1的發(fā)明的特征在于，具備直流電源部；觸發(fā)器電 路部，具備LC諧振電路，通過對直流電源部的輸出進(jìn)行開關(guān)而產(chǎn)生使高壓放電燈絕緣破壞 的啟動(dòng)電壓；電力變換部，對直流電源部的輸出進(jìn)行開關(guān)而變換為矩形波電流，并供給到包 括上述高壓放電燈的負(fù)載電路部，使上述高壓放電燈穩(wěn)定點(diǎn)燈；以及控制電路部，將觸發(fā)器 電路部及電力變換部的開關(guān)動(dòng)作依次切換為使高壓放電燈絕緣破壞的絕緣破壞模式、對高 壓放電燈供給預(yù)熱電流而將燈電極預(yù)熱的高頻預(yù)熱模式、以及通過對高壓放電燈供給矩形 波交流而使高壓放電燈穩(wěn)定點(diǎn)燈的矩形波點(diǎn)燈模式的3個(gè)模式，控制電路部在絕緣破壞模 式中，在第1開關(guān)頻率附近使觸發(fā)器電路部的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)，從而產(chǎn)生啟動(dòng)電壓，并且 在高頻預(yù)熱模式中，將在第2開關(guān)頻率附近使觸發(fā)器電路部的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)而得到的 高頻電壓供給到上述負(fù)載電路部，上述第1開關(guān)頻率是上述LC諧振電路的諧振頻率的奇數(shù) 分之一的頻率，上述第2開關(guān)頻率是比上述第1開關(guān)頻率低且為上述諧振頻率的奇數(shù)分之 一的頻率。 技術(shù)方案2的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1的發(fā)明中，控制電路部在高頻預(yù)熱 模式中，在包含第2開關(guān)頻率的預(yù)定的頻率范圍內(nèi)掃描觸發(fā)器電路部的開關(guān)頻率而進(jìn)行開 關(guān)。 技術(shù)方案3的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案2的發(fā)明中，規(guī)定的頻率范圍，是指相 對于LC諧振電路和包含點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈的負(fù)載電路的頻率特性，為高頻率側(cè)的頻 率帶。 技術(shù)方案4的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1 3的任一項(xiàng)的發(fā)明中，控制電路部 在從絕緣破壞模式轉(zhuǎn)移為高頻預(yù)熱模式時(shí)，使觸發(fā)器電路部的開關(guān)頻率從第1開關(guān)頻率附 近到第2開關(guān)頻率附近為止相應(yīng)于時(shí)間的經(jīng)過而逐漸降低。 技術(shù)方案5的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1 3的任一項(xiàng)的發(fā)明中，控制電路部 在從絕緣破壞模式轉(zhuǎn)移為高頻預(yù)熱模式時(shí)，使觸發(fā)器電路部的開關(guān)頻率從第1開關(guān)頻率附 近到第2開關(guān)頻率附近為止階段性地降低。 技術(shù)方案6的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案5的發(fā)明中，控制電路部在使開關(guān)頻率 階段性地降低時(shí)，設(shè)定比第1開關(guān)頻率低且比第2開關(guān)頻率高、并且為諧振頻率的奇數(shù)分之 一的頻率的1至多個(gè)中間頻率，從第1開關(guān)頻率經(jīng)過1至多個(gè)中間頻率到第2開關(guān)頻率為 止階段性地降低。 技術(shù)方案7的發(fā)明是照明器具的發(fā)明，其特征在于，具備如技術(shù)方案1 3中任 一項(xiàng)所述的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置；以及燈具，具備由該放電燈點(diǎn)燈裝置供給的電力的放電 燈。 技術(shù)方案8的發(fā)明是照明系統(tǒng)的發(fā)明，其特征在于，具備技術(shù)方案7所述的照明器 具，進(jìn)行點(diǎn)燈控制。 根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，控制電路部在將放電燈點(diǎn)燈裝置的模式從絕緣破壞模式 切換為高頻預(yù)熱模式時(shí)，在比絕緣破壞模式中的第1開關(guān)頻率低且為LC諧振電路的諧振頻 率的奇數(shù)分之一的頻率的第2開關(guān)頻率附近使觸發(fā)器電路部進(jìn)行開關(guān)，所以在高頻預(yù)熱模 式中在動(dòng)作過程中發(fā)生了熄滅的情況下，能夠通過LC諧振電路的諧振作用將比直流電源 部的輸出高的電壓的諧振電壓施加在高壓放電燈，因而變得高壓放電燈容易再點(diǎn)燈，所以 能夠提高高壓放電燈的啟動(dòng)性。
根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，如果在高頻預(yù)熱模式中在動(dòng)作過程中發(fā)生熄滅，則通過 控制電路部在包括第2開關(guān)頻率的預(yù)定的頻率范圍內(nèi)掃描控制觸發(fā)器電路部的開關(guān)頻率， 所以隨著開關(guān)頻率接近于諧振頻率而諧振變強(qiáng)，能夠通過LC諧振電路的諧振作用將比直 流電源部的輸出高的電壓的諧振電壓施加在高壓放電燈上，所以與技術(shù)方案1的發(fā)明同 樣，變得高壓放電燈容易再點(diǎn)燈，能夠提高高壓放電燈的啟動(dòng)性。 根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明，在高頻預(yù)熱模式中，隨著控制電路部使開關(guān)頻率降低，對 高壓放電燈供給的燈電流增加，所以能夠使高壓放電燈的兩燈電極充分地變熱，使得容易 從輝光放電轉(zhuǎn)移為電弧放電。 根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，在從絕緣破壞模式切換為高頻預(yù)熱模式時(shí)使開關(guān)頻率逐 漸降低，從而能夠防止向構(gòu)成LC諧振電路的電容器的充電電流急劇地增加，減輕對電路要 素施加的壓力。 根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，在從絕緣破壞模式切換為高頻預(yù)熱模式時(shí)使開關(guān)頻率階 段性地降低，與技術(shù)方案4的發(fā)明同樣，從而能夠防止向構(gòu)成LC諧振電路的電容器的充電 電流急劇地增加，減輕對電路要素施加的壓力。 根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，當(dāng)控制電路部在模式切換時(shí)使開關(guān)頻率階段性地降低 時(shí)，經(jīng)過比第1開關(guān)頻率低且比第2開關(guān)頻率高、并且為諧振頻率的奇數(shù)分之一的頻率的1 至多個(gè)中間頻率，階段性地降低到第2開關(guān)頻率，在容易發(fā)生熄滅的模式切換之后高壓放 電燈熄滅的情況下，通過以比第2開關(guān)頻率更接近于諧振頻率的中間頻率進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作， 能夠使通過LC諧振產(chǎn)生的電壓變大，在熄滅后高壓放電燈容易再點(diǎn)燈，所以能夠進(jìn)一步提 高高壓放電燈的啟動(dòng)性。 根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明，能夠提供能夠發(fā)揮與技術(shù)方案1至3的發(fā)明的任一種同 樣的效果的照明器具。 根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明，能夠提供能夠發(fā)揮與技術(shù)方案7的發(fā)明同樣的效果的照 明系統(tǒng)。


圖1是實(shí)施方式1的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置的塊電路圖。 圖2表示觸發(fā)器電路部的動(dòng)作頻率與諧振電路的頻率特性的關(guān)系，(a)是無負(fù)載 時(shí)的說明圖，(b)是點(diǎn)燈時(shí)的說明圖。 圖3 (a)是從絕緣破壞模式到矩形波點(diǎn)燈模式的各部的波形圖，圖3 (b)是絕緣破 壞模式中的期間Ta中的各部的波形圖。 圖4是從絕緣破壞模式到矩形波點(diǎn)燈模式的各部的波形圖，是在高頻預(yù)熱模式中
發(fā)生了熄滅的情況下的波形圖。 圖5是表示電路結(jié)構(gòu)的塊電路圖。 圖6表示實(shí)施方式2的觸發(fā)器電路部的動(dòng)作頻率與諧振電路的頻率特性的關(guān)系，
(a)是無負(fù)載時(shí)的說明圖，(b)是點(diǎn)燈時(shí)的說明圖。 圖7是從絕緣破壞模式到矩形波點(diǎn)燈模式的各部的波形圖。 圖8是實(shí)施方式3的放電燈點(diǎn)燈裝置的塊電路圖。 圖9是表示無負(fù)載時(shí)的諧振電路的頻率特性與觸發(fā)器電路部的動(dòng)作頻率的說明圖。 圖10是從絕緣破壞模式到矩形波點(diǎn)燈模式的各部的波形圖。 圖11表示實(shí)施方式4的放電燈點(diǎn)燈裝置，是從絕緣破壞模式到矩形波點(diǎn)燈模式的 各部的波形圖。 圖12表示其他控制方式，是從絕緣破壞模式到矩形波點(diǎn)燈模式的各部的波形圖。 圖13表示從絕緣破壞模式向高頻預(yù)熱模式轉(zhuǎn)移時(shí)的各部的電流波形圖。 圖14表示其他控制方式，是從絕緣破壞模式向高頻預(yù)熱模式轉(zhuǎn)移時(shí)的各部的電 流波形圖。 圖15(a) (c)是使用同上高壓放電燈點(diǎn)燈裝置的照明裝置的外觀圖。 標(biāo)號說明 2整流電路部(直流電源部) 3直流電源電路部(直流電源部) 5負(fù)載電路部 6極性反轉(zhuǎn)電路部(電力變換部) 7觸發(fā)器電路部 7a LC諧振電路 8逆變器控制電路部(控制電路部) DL高壓放電燈
具體實(shí)施例方式
以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1) 基于圖1 圖5說明本發(fā)明的實(shí)施方式1。本實(shí)施方式的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置如 圖1的塊電路圖所示，作為主要的結(jié)構(gòu)，具備由二極管電橋構(gòu)成、將商用交流電源l全波整 流的整流電路部2、使整流電路部2的輸出平滑化的直流電源電路部3、控制直流電源電路 部3的輸出的斬波控制電路部4、包括HID燈那樣的高壓放電燈DL的負(fù)載電路部5、通過對 直流電源電路部3的直流輸出進(jìn)行開關(guān)而變換為矩形波交流電力、供給到負(fù)載電路部5中 的極性反轉(zhuǎn)電路部6、通過對直流電源電路部3的直流輸出進(jìn)行開關(guān)而產(chǎn)生用來使高壓放 電燈DL絕緣破壞的啟動(dòng)電壓的觸發(fā)器(ignitor)電路部7、和控制極性反轉(zhuǎn)電路部6及觸 發(fā)器電路部7的開關(guān)動(dòng)作的逆變器(inverter)控制電路部8。 直流電源電路部3由升壓型斬波電路構(gòu)成，具備一端連接在整流電路部2的高壓 側(cè)輸出端的電感器L1、由源極-漏極間連接在電感器L1的另一端與整流電路部2的低壓側(cè) 輸出端之間的MOS型電場效應(yīng)晶體管(MOSFET:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)構(gòu)成的開關(guān) 元件Q1、陽極連接在電感器L1的另一端上的二極管D1、和連接在二極管D1的陰極與整流 電路部2的低壓側(cè)輸出端之間的電解電容器Cl。 斬波控制電路部4檢測直流電源電路部3的輸出電壓Vl(電解電容器C1的兩端 電壓)，通過控制開關(guān)元件Ql的開關(guān)頻率及接通/斷開的占空比而將輸出電壓VI控制為希 望的電壓值。這里，由整流電路部2、直流電源電路部3和斬波控制電路部4構(gòu)成直流電源 部。
極性反轉(zhuǎn)電路部6由具有分別連接在直流電源電路部3的輸出端間(即電容器CI 的兩端間)的開關(guān)元件Q3、Q4的串聯(lián)電路、開關(guān)元件Q5、Q6的串聯(lián)電路的四管全橋電路構(gòu) 成，在開關(guān)元件Q3、 Q4的連接點(diǎn)與開關(guān)元件Q5、 Q6的連接點(diǎn)之間，串聯(lián)連接著自耦變壓器 (單巻變壓器)構(gòu)造的電感器L3、高壓放電燈DL和電感器L2，并且與由電感器L3及高壓放 電燈DL構(gòu)成的串聯(lián)電路并列地連接著電容器C2 。這里，通過由電感器L2及電容器C2構(gòu)成 的LC諧振電路和高壓放電燈DL構(gòu)成負(fù)載電路部5。 此外，觸發(fā)器電路部7具備連接在直流電源電路部3的輸出端間的極性反轉(zhuǎn)電路 部6內(nèi)的開關(guān)元件Q3、Q4的組和開關(guān)元件Q5、Q6的組、電感器L3、和經(jīng)由開關(guān)元件Q4連接 在電感器L3的一次線圈(分路線圈)Nl的兩端間的電容器C3及電阻Rl的串聯(lián)電路，電感 器L3的串聯(lián)線圈N2連接在高壓放電燈DL。此夕卜，由電感器L3的一次線圈Nl和電容器C3 構(gòu)成LC諧振電路7a。 逆變器控制電路部8例如由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，根據(jù)負(fù)載狀態(tài)控制各開關(guān)元件Q3 Q6的接通/斷開。例如在高壓放電燈DL的穩(wěn)定點(diǎn)燈時(shí)(矩形波點(diǎn)燈模式時(shí))，逆變器控 制電路部8以較低的頻率使第1期間(圖3(a)的期間T21)和第2期間(圖3 (a)的期間 T22)交替，在上述第1期間，在使配置在對角位置上的開關(guān)元件Q3、 Q6這一對斷開的狀態(tài) 下使開關(guān)元件Q4、Q5這一對接通/斷開，在上述第2期間，在使開關(guān)元件Q4、Q5的這一對斷 開的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q3、 Q6這一對接通/斷開，在第1期間Tll中，在使開關(guān)元件Q4接 通的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q5以較高的頻率接通/斷開，此外在第2期間T22中，在使開關(guān)元 件Q3接通的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q6以較高的頻率接通/斷開。 接著，參照圖3 (a)、圖3 (b)說明通過該高壓放電燈點(diǎn)燈裝置使高壓放電燈DL從不 點(diǎn)燈狀態(tài)到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)的動(dòng)作。另外，圖3(a)是高壓放電燈DL從不點(diǎn)燈狀態(tài)到穩(wěn)定點(diǎn) 燈狀態(tài)的各部的波形圖，圖3(b)表示絕緣破壞模式中的期間Ta中的開關(guān)動(dòng)作與燈電壓的 關(guān)系。 首先，如果在高壓放電燈DL不點(diǎn)燈狀態(tài)下通過未圖示的點(diǎn)燈開關(guān)施加點(diǎn)燈開始 信號，則斬波控制電路部4及逆變器控制電路部8開始控制動(dòng)作，在斬波控制電路部4中， 通過控制開關(guān)元件Ql的接通/斷開而使直流電源電路部3進(jìn)行斬波動(dòng)作，輸出將輸入電壓 升壓后的規(guī)定電壓值的直流電壓。 逆變器控制電路部8首先以絕緣破壞模式開始動(dòng)作(圖3(a)的期間TM1)，在作為 上述LC諧振電路7a的諧振頻率f0的奇數(shù)分之一的幾百kHz的第1開關(guān)頻率fl附近，交 替地設(shè)置期間T01和期間T02，在上述期間T01，開關(guān)元件Q3、Q6的組為接通、并且開關(guān)元件 Q4、 Q5的組為斷開，在上述期間T02，開關(guān)元件Q3、 Q6的組為斷開、并且開關(guān)元件Q4、 Q5的 組為接通，從而使LC諧振電路7a諧振，將此時(shí)在電感器L3的一次線圈N1中產(chǎn)生的諧振電 壓用一次線圈(分路線圈)Nl與串聯(lián)線圈N2的線圈比升壓，并將升壓后的電壓施加在高壓 放電燈DL的電極間，發(fā)生絕緣破壞。這里，圖2(a)表示無負(fù)載時(shí)(高壓放電燈DL的不點(diǎn) 燈狀態(tài))的LC諧振電路7a的頻率特性與動(dòng)作頻率的關(guān)系，在本實(shí)施方式中，LC諧振電路 7a的諧振頻率f0為約430kHz。于是，逆變器控制電路部8在絕緣破壞模式中，在諧振頻率 f0的奇數(shù)分之一 (例如三分之一 )的第1開關(guān)頻率fl (約143kHz)附近、即包含第1開關(guān) 頻率fl的規(guī)定的頻率范圍flswp (例如96kHz 160kHz)內(nèi)，掃描使開關(guān)元件Q3、Q6的組、 和開關(guān)元件Q4、Q5的組交替地接通的動(dòng)作頻率。對應(yīng)于該動(dòng)作頻率的掃描，通過LC諧振電路7a的諧振作用施加在高壓放電燈DL的兩端間的燈電壓Via的大小變化，動(dòng)作頻率越接 近于作為諧振頻率f0的奇數(shù)分之一的頻率的第1開關(guān)頻率fl(約143kHz)，則燈電壓Via 越大，能夠?qū)⑹垢邏悍烹姛鬌L絕緣破壞所需要的啟動(dòng)電壓Vpl施加在高壓放電燈DL上，能 夠使高壓放電燈DL絕緣破壞(圖3(a)的時(shí)刻tl)。另夕卜，在逆變器控制電路部8中，也可 以將絕緣破壞模式中的第1開關(guān)頻率fl設(shè)定為諧振頻率fO、或諧振頻率f0的奇數(shù)分之一 的頻率，通過LC諧振電路7a的諧振作用將高壓的諧振電壓施加在高壓放電燈DL上，能夠 使高壓放電燈DL發(fā)生絕緣破壞。 如果在上述絕緣破壞模式中發(fā)生高壓放電燈DL的絕緣破壞，則在高壓放電燈DL 中發(fā)生輝光放電，然后達(dá)到電弧放電，而在此之間對兩側(cè)的燈電極供給預(yù)熱電流，將兩燈電 極迅速地加熱的模式即為高頻預(yù)熱模式(圖3(a)的期間TM2)。這里，圖2(b)表示高壓放 電燈DL啟動(dòng)時(shí)(高頻預(yù)熱模式時(shí))的燈電流(圖中的a)、流過電容器C2中的電容器電流 (圖中的b)、流過扼流圈L2、 L3中的扼流圈電流(圖中的c)的頻率特性，在后述的第2開 關(guān)頻率f2中，將各電路要素的常數(shù)設(shè)定為，在電感器L2、L3、電容器C3及高壓放電燈DL的 合成阻抗內(nèi)流過高壓放電燈DL的燈電流II成為希望的電流值(即燈電極的預(yù)熱所需要的 電流值)。 在高頻預(yù)熱模式中，逆變器控制電路部8以低于第1開關(guān)頻率fl且為諧振頻率 fO的奇數(shù)分之一 (例如在本實(shí)施方式中是i^一分之一)的頻率的第2開關(guān)頻率f2(例如 約39kHz)，交替地設(shè)置開關(guān)元件Q3、 Q6的組為斷開、并且開關(guān)元件Q4、 Q5的組為接通的期 間T11、和開關(guān)元件Q3、Q6的組為接通、并且開關(guān)元件Q4、Q5的組為斷開的期間T12，并對高 壓放電燈DL的兩燈電極供給燈電流11 ，從而將兩燈電極預(yù)熱。另外，高頻預(yù)熱模式中的第 2開關(guān)頻率f2相對于LC諧振電路7a與包含點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈DL的負(fù)載電路部5的 頻率特性(例如在點(diǎn)燈時(shí)為諧振頻率)，設(shè)定為高頻側(cè)的頻帶。 并且，如果在高頻預(yù)熱模式中高壓放電燈DL的兩燈電極被均勻地預(yù)熱，則在圖 3(a)的時(shí)刻t3，逆變器控制電路部8將模式從高頻預(yù)熱模式切換為矩形波點(diǎn)燈模式。在 矩形波點(diǎn)燈模式中(圖3(a)的期間TM3)，逆變器控制電路部8以較低的頻率(例如幾十 Hz 幾百Hz)使第1期間T21和第2期間T22交替，在上述第1期間T21，在使配置在對角 位置上的開關(guān)元件Q3、 Q6這一對斷開的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q4、 Q5這一對接通/斷開，在上 述第2期間T22，在使開關(guān)元件Q4、 Q5這一對斷開的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q3、 Q6這一對接通/ 斷開，在第1期間T21中在使開關(guān)元件Q4接通的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q5以較高的頻率接通 /斷開、在第2期間T22中在使開關(guān)元件Q3接通的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q6以較高的頻率接 通/斷開，從而將幾十Hz 幾百Hz的矩形波交流電壓施加在高壓放電燈DL上。此時(shí)，燈 電壓與高壓放電燈DL的玻璃燈泡內(nèi)的溫度一起逐漸上升，在幾分鐘后成為燈電壓大致一 定的穩(wěn)定狀態(tài)，通過在此狀態(tài)下持續(xù)發(fā)生電弧放電，高壓放電燈DL成為穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)。
以上，在逆變器控制電路部8中，通過依次切換絕緣破壞模式、高頻預(yù)熱模式、矩 形波點(diǎn)燈模式的3個(gè)模式，使不點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈DL轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)，但根據(jù)高 壓放電燈DL的狀態(tài)，也有在高頻預(yù)熱模式中在預(yù)熱過程中高壓放電燈DL熄滅的情況。
圖4表示在高頻預(yù)熱模式中在動(dòng)作過程中發(fā)生了熄滅的情況下的各部的波形圖， 在絕緣破壞模式的時(shí)刻tl發(fā)生絕緣破壞，在時(shí)刻t2將模式從絕緣破壞模式切換為高頻預(yù) 熱模式后，如果在將高壓放電燈DL的兩燈電極高頻預(yù)熱的期間的時(shí)刻t3發(fā)生熄滅，則逆變器控制電路部8以第2開關(guān)頻率f2使開關(guān)元件Q3、 Q6的組為斷開、并且開關(guān)元件Q4、 Q5 的組為接通的期間T11、和開關(guān)元件Q3、Q6的組為接通、并且開關(guān)元件Q4、Q5的組為斷開的 期間T12交替。這里，在設(shè)無負(fù)載時(shí)的LC諧振電路7a的諧振頻率為f0時(shí)，第2開關(guān)頻率 f2(例如約39kHz)設(shè)定為諧振頻率fO的奇數(shù)分之一 (例如十一分之一)的頻率，所以通 過LC諧振電路7a的諧振作用能夠?qū)⒈戎绷麟娫措娐凡?的輸出電壓VI高的電壓的諧振 電壓Vp2施加在高壓放電燈DL的燈電極間，再次產(chǎn)生絕緣破壞，從而使高壓放電燈DL向高 頻預(yù)熱模式轉(zhuǎn)移，然后在兩燈電極充分變熱后，轉(zhuǎn)移到矩形波點(diǎn)燈模式，所以能夠使高壓放 電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)燈。 S卩，在本實(shí)施方式的放電燈點(diǎn)燈裝置中，在高頻預(yù)熱模式中，逆變器控制電路部8 以比第1開關(guān)頻率fl低且為諧振頻率f0的奇數(shù)分之一的頻率的第2開關(guān)頻率f 2使觸發(fā)器 電路部7的開關(guān)元件Q3 Q6進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，從而將高壓放電燈DL的兩燈電極高頻預(yù)熱， 在燈電極充分變熱后轉(zhuǎn)移到矩形波點(diǎn)燈模式，使高壓放電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)燈。因而，在將高壓 放電燈DL預(yù)熱的過程中發(fā)生了熄滅的情況下，由于在高頻預(yù)熱模式中觸發(fā)器電路部7的開 關(guān)頻率設(shè)定為比第1開關(guān)頻率fl低且為無負(fù)載時(shí)的諧振頻率fO的奇數(shù)分之一的頻率的第 2開關(guān)頻率f2，所以通過LC諧振電路7a的諧振作用，能夠?qū)⒈戎绷麟娫床康妮敵鲭妷焊叩?電壓的諧振電壓施加在高壓放電燈DL上，能夠使高壓放電燈DL再次絕緣破壞而恢復(fù)到高 頻預(yù)熱模式，所以啟動(dòng)的失敗較少，能夠提供提高了啟動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置。
另外，在本實(shí)施方式中，極性反轉(zhuǎn)電路部6由全橋電路構(gòu)成，但也可以如圖5所示 那樣將極性反轉(zhuǎn)電路部6做成半橋結(jié)構(gòu)。在圖5所示的電路中，在直流電源電路部3的輸 出端子間串聯(lián)連接著兩個(gè)電解電容器Cla、 Clb，與電解電容器Cla、 Clb的串聯(lián)電路并列地 連接開關(guān)元件Q3、 Q4的串聯(lián)電路。并且，在電解電容器Cla、 Clb的連接點(diǎn)與開關(guān)元件Q3、 Q4的連接點(diǎn)之間，連接著由電容器C3及電感器L3的串聯(lián)電路構(gòu)成的LC諧振電路7a，與電 容器C3并列地連接著高壓放電燈DL。這里，通過開關(guān)元件Q3、 Q4和電解電容器Cla、 Clb 構(gòu)成極性反轉(zhuǎn)電路部6，通過開關(guān)元件Q3、Q4、和由電容器C3及電感器L3構(gòu)成的LC諧振電 路7a構(gòu)成觸發(fā)器電路部7。 在圖5所示的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置中，逆變器控制電路部8也是通過依次切換絕 緣破壞模式、高頻預(yù)熱模式和矩形波點(diǎn)燈模式的3個(gè)模式，使高壓放電燈DL點(diǎn)燈。并且，在 絕緣破壞模式中，在作為LC諧振電路7a的諧振頻率f0的奇數(shù)分之一的頻率的第1開關(guān)頻 率fl附近(上述頻率范圍flswp)，使開關(guān)元件Q3、Q4交替地接通，而產(chǎn)生使高壓放電燈DL 絕緣破壞的啟動(dòng)電壓。此外，逆變器控制電路部8在高頻預(yù)熱模式中，將以比第1開關(guān)頻率 fl低且為上述諧振頻率f0的奇數(shù)分之一的頻率的第2開關(guān)頻率f2使開關(guān)元件Q3、 Q4交 替地接通而產(chǎn)生的高頻電壓供給到高壓放電燈DL的兩燈電極，將兩燈電極預(yù)熱。在其后的 矩形波點(diǎn)燈模式中，逆變器控制電路部8以幾十 幾百Hz的較低的頻率交替進(jìn)行開關(guān)元件 Q3的接通/斷開和開關(guān)元件Q4的接通/斷開、對高壓放電燈DL供給較低頻率的矩形波交 流電壓，使高壓放電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)燈。 在該放電燈點(diǎn)燈裝置中，也與上述具有全橋結(jié)構(gòu)的極性反轉(zhuǎn)電路部6的放電燈點(diǎn) 燈裝置同樣，在高頻預(yù)熱模式中高壓放電燈DL熄滅的情況下，使開關(guān)元件Q3、 Q4以比第1 開關(guān)頻率fl低且為無負(fù)載時(shí)的諧振頻率f0的奇數(shù)分之一的頻率的第2開關(guān)頻率f2進(jìn)行 開關(guān)，所以通過LC諧振電路7a的諧振作用，能夠?qū)⒈戎绷麟娫措娐凡?的輸出電壓高的電壓的諧振電壓施加在高壓放電燈DL上，能夠使高壓放電燈DL再次絕緣破壞而回到高頻預(yù) 熱模式，所以啟動(dòng)的失敗較少，能夠使啟動(dòng)性提高。 [OO71](實(shí)施方式2) 基于圖6及圖7說明本發(fā)明的實(shí)施方式2。另外，高壓放電燈點(diǎn)燈裝置的電路結(jié)構(gòu)
與在實(shí)施方式1中說明的圖1的電路是相同的，所以省略圖示及說明。 參照圖7說明通過本實(shí)施方式使高壓放電燈DL從不點(diǎn)燈狀態(tài)到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)的
動(dòng)作。另外，絕緣破壞模式及矩形波點(diǎn)燈模式中的動(dòng)作與實(shí)施方式是相同的，所以說明其省略。 如果在絕緣破壞模式(圖7的期間TM1)中在動(dòng)作過程中的時(shí)刻tl發(fā)生高壓放電 燈DL的絕緣破壞，則在高壓放電燈DL中發(fā)生輝光放電，然后達(dá)到電弧放電，但在逆變器控 制電路部8中，在其后的時(shí)刻t2將模式從絕緣破壞模式切換為高頻預(yù)熱模式。圖6(b)表示 高壓放電燈DL啟動(dòng)時(shí)(高頻預(yù)熱模式時(shí))的燈電流(圖中的a)、流過電容器C2的電容器電 流(圖中的b)、流過扼流圈L2、L3的扼流圈電流(圖中的c)的頻率特性，將各電路要素的 常數(shù)設(shè)定為，將開關(guān)頻率在后述的頻率范圍f2swp內(nèi)掃描的情況下的燈電流(12《I《13) 成為希望的電流值(即燈電極的預(yù)熱所需要的電流值)。 并且，在高頻預(yù)熱模式中，逆變器控制電路部8在比第1開關(guān)頻率fl低且為諧振 頻率fO的奇數(shù)分之一 (例如在本實(shí)施方式中是十一分之一)的頻率的第2開關(guān)頻率f2(例 如約39kHz)附近、即包含第2開關(guān)頻率f2的規(guī)定的頻率范圍f2swp中掃描使開關(guān)元件Q3、 Q6的組、和開關(guān)元件Q4、Q5的組交替地接通的動(dòng)作頻率，根據(jù)動(dòng)作頻率的掃描控制，流過高 壓放電燈DL的燈電流I在頻率范圍f2swp的上限頻率的燈電流12、與頻率范圍f2swp的下 限頻率的燈電流13之間變化(12《I《13)，所以對兩燈電極供給足夠預(yù)熱的燈電流，能夠 將兩燈電極充分地預(yù)熱。另外，包含第2開關(guān)頻率f2的上述頻率范圍f2swp相對于LC諧 振電路7a和包含點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈DL的負(fù)載電路部5的頻率特性(例如在點(diǎn)燈時(shí)為 諧振頻率)，為高頻側(cè)的頻帶。 并且，如果在高頻預(yù)熱模式中高壓放電燈DL的兩燈電極被均勻地預(yù)熱，則在圖7 的時(shí)刻t5，逆變器控制電路部8將模式從高頻預(yù)熱模式切換為矩形波點(diǎn)燈模式，能夠使高 壓放電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)燈。 如上所述，在逆變器控制電路部8中通過依次執(zhí)行絕緣破壞模式、高頻預(yù)熱模式、 矩形波點(diǎn)燈模式的3個(gè)模式，使不點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈DL轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)，但根據(jù) 高壓放電燈DL的狀態(tài)，也有在高頻預(yù)熱模式中預(yù)熱過程中的高壓放電燈DL熄滅的情況。
這里，如果在高頻預(yù)熱模式中、在動(dòng)作過程中的時(shí)刻t3發(fā)生高壓放電燈DL的熄 滅，則在高頻預(yù)熱模式中，逆變器控制電路部8以上述頻率范圍f2swp掃描使開關(guān)元件Q3、 Q6的組和開關(guān)元件Q4、Q5的組交替地接通的動(dòng)作頻率，所以如果動(dòng)作頻率接近于作為諧振 頻率f0 (例如430kHz)的奇數(shù)分之一 (例如十一分之一 )的頻率的第2開關(guān)頻率f2 (例如 39kHz)，則通過LC諧振電路7a的諧振作用，能夠?qū)⒈戎绷麟娫措娐凡?的輸出電壓VI高 的電壓的諧振電壓Vp2施加在高壓放電燈DL的燈電極間。因而，即使在預(yù)熱過程中發(fā)生 了熄滅的情況下，也通過將諧振電壓施加在高壓放電燈DL的電極間，容易再次發(fā)生絕緣破 壞，在發(fā)生絕緣破壞后向高頻預(yù)熱模式轉(zhuǎn)移，在兩燈電極充分變熱后，通過轉(zhuǎn)移到矩形波點(diǎn) 燈模式，能夠使高壓放電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)燈，所以啟動(dòng)的失敗較少，能夠提供提高了啟動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置。 另外，在實(shí)施方式1中說明的圖5的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置中，也可以進(jìn)行與本實(shí)施 方式同樣的控制，能夠得到與上述同樣的效果。
(實(shí)施方式3) 基于圖8及圖9說明本發(fā)明的實(shí)施方式3。本實(shí)施方式的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置如 圖8的塊電路圖所示，作為主要的結(jié)構(gòu)，具備由二極管電橋構(gòu)成、將商用交流電源l全波整 流的整流電路部2、使整流電路部2的輸出平滑化的直流電源電路部3、控制直流電源電路 部3的輸出的升壓斬波控制電路部4、通過將直流電源電路部3的輸出電壓降壓為希望的電 壓值來控制高壓放電燈DL的點(diǎn)燈電力的電力控制電路部9、控制電力控制電路部9的輸出 的降壓斬波控制電路部10、對電力控制電路部9的直流輸出進(jìn)行開關(guān)而變換為矩形波交流 電力、并對高壓放電燈DL供給的極性反轉(zhuǎn)電路部6、通過對電力控制電路部9的直流輸出進(jìn) 行開關(guān)而產(chǎn)生用來使高壓放電燈DL絕緣破壞的啟動(dòng)電壓的觸發(fā)器電路部7、和控制極性反 轉(zhuǎn)電路部6及觸發(fā)器電路部7的開關(guān)動(dòng)作的逆變器控制電路部8。 直流電源電路部3由升壓型的斬波電路構(gòu)成，具備一端連接在整流電路部2的高 壓側(cè)輸出端的電感器L1、由源極-漏極間連接在電感器L1的另一端與整流電路部2的低壓 側(cè)輸出端之間的MOS型電場效應(yīng)晶體管(MOSFET)構(gòu)成的開關(guān)元件Ql、陽極連接在電感器 Ll的另一端上的二極管D1、和連接在二極管D1的陰極與整流電路部2的低壓側(cè)輸出端之 間的電解電容器C1。 升壓斬波控制電路部4檢測直流電源電路部3的輸出電壓VI (電解電容器Cl的 兩端電壓)，通過控制開關(guān)元件Ql的開關(guān)頻率及接通/斷開的占空比而將輸出電壓VI控制 為希望的電壓值。 電力控制電路部9具備由連接在直流電源電路部3的高壓側(cè)輸出端上的MOS型 FET構(gòu)成的開關(guān)元件Q2和電感器L2的串聯(lián)電路、經(jīng)由開關(guān)元件Q2連接在直流電源電路部 3的輸出端間的二極管D2、和連接在電感器L2的另一端與直流電源電路部3的低壓側(cè)輸出 端之間的電容器C2，將電容器C2的兩端電壓V2作為輸出供給到極性反轉(zhuǎn)電路部6中。
降壓斬波控制電路部10根據(jù)從逆變器控制電路部8輸入的控制信號，接通/斷開 驅(qū)動(dòng)電力控制電路部9的開關(guān)元件Q2，從而使電力控制電路部9的輸出電壓V2變化，控制 向高壓放電燈DL的點(diǎn)燈電力。這里，由整流電路部2、直流電源電路部3、電力控制電路部 9、升壓斬波控制電路部4和降壓斬波控制電路部10構(gòu)成直流電源部。
極性反轉(zhuǎn)電路部6由具有分別連接在電力控制電路部9的輸出端間(即電容器C2 的兩端間)的開關(guān)元件Q3、Q4的串聯(lián)電路、開關(guān)元件Q5、Q6的串聯(lián)電路的全橋電路構(gòu)成，在 開關(guān)元件Q3、 Q4的連接點(diǎn)與開關(guān)元件Q5、 Q6的連接點(diǎn)之間，串聯(lián)連接著自耦變壓器(單巻 變壓器)構(gòu)造的電感器L3和高壓放電燈DL。 此外，觸發(fā)器電路部7具備連接在直流電源電路部3的輸出端間的極性反轉(zhuǎn)電路 部6內(nèi)的開關(guān)元件Q3、Q4的組和開關(guān)元件Q5、Q6的組、電感器L3、和經(jīng)由開關(guān)元件Q4連接 在電感器L3的一次線圈(分路線圈)Nl的兩端間的電容器C3及電阻Rl的串聯(lián)電路，電感 器L3的串聯(lián)線圈N2與高壓放電燈DL連接。此外，由電感器L3的一次線圈Nl和電容器C3 構(gòu)成LC諧振電路7a。 逆變器控制電路部8例如由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，根據(jù)負(fù)載狀態(tài)控制電力控制電路部9的開關(guān)元件Q2和極性反轉(zhuǎn)電路部6的各開關(guān)元件Q3 Q6的接通/斷開。例如在高壓放 電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)燈時(shí)(矩形波點(diǎn)燈模式時(shí))，逆變器控制電路部8以較低的頻率使第1期間 T21和第2期間T22交替，在上述第1期間T21，在使配置在對角位置上的開關(guān)元件Q3、 Q6 這一對斷開的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q4、Q5這一對接通/斷開，在上述第2期間T22，在使開關(guān) 元件Q4、 Q5這一對斷開的狀態(tài)下使開關(guān)元件Q3、 Q6這一對接通/斷開。
接著，參照圖9及圖10說明通過該高壓放電燈點(diǎn)燈裝置使高壓放電燈DL從不點(diǎn) 燈狀態(tài)到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)的動(dòng)作。另外，圖IO是高壓放電燈DL從不點(diǎn)燈狀態(tài)到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀 態(tài)的各部的波形圖。 首先，如果在高壓放電燈DL不點(diǎn)燈狀態(tài)下通過未圖示的點(diǎn)燈開關(guān)施加點(diǎn)燈開始 信號，則斬波控制電路部4及逆變器控制電路部8開始控制動(dòng)作。在斬波控制電路部4中， 通過控制開關(guān)元件Ql的接通/斷開而使直流電源電路部3進(jìn)行斬波動(dòng)作，輸出將輸入電壓 升壓后的規(guī)定電壓值的直流電壓，并且逆變器控制電路部8利用降壓斬波控制電路部10控 制開關(guān)元件Q2的接通/斷開，輸出將直流電源電路部3的輸出電壓降壓后的規(guī)定電壓值的 直流電壓。 此外，逆變器控制電路部8首先以絕緣破壞模式開始動(dòng)作(圖10的期間TM1)，利 用降壓斬波控制電路部10控制開關(guān)元件Q2的接通/斷開，輸出將直流電源電路部3的輸 出電壓降壓后的規(guī)定電壓值的直流電壓，并且在作為LC諧振電路7a的諧振頻率f0的奇數(shù) 分之一的幾十kHz 幾百kHz的第1開關(guān)頻率fl附近，交替地設(shè)置開關(guān)元件Q3、Q6的組為 接通、并且開關(guān)元件Q4、 Q5的組為斷開的期間T01、和開關(guān)元件Q3、 Q6的組為斷開、并且開 關(guān)元件Q4、 Q5的組為接通的期間T02，從而使LC諧振電路7a諧振，將此時(shí)在電感器L3的 一次線圈Nl中產(chǎn)生的諧振電壓用一次線圈(分路線圈)Nl與串聯(lián)線圈N2的線圈比升壓， 將升壓后的電壓施加在高壓放電燈DL的電極間，產(chǎn)生絕緣破壞。 這里，圖9表示無負(fù)載時(shí)(高壓放電燈DL的不點(diǎn)燈狀態(tài))的LC諧振電路7a的頻率 特性與動(dòng)作頻率的關(guān)系，在本實(shí)施方式中，LC諧振電路7a的諧振頻率f0例如為約430kHz。 于是，逆變器控制電路部8在絕緣破壞模式中，在諧振頻率f0的奇數(shù)分之一 (例如三分之 一)的第1開關(guān)頻率fl(例如約143kHz)附近、即包含第1開關(guān)頻率fl的規(guī)定的頻率范圍 flswp(例如96kHz 160kHz)內(nèi)，掃描使開關(guān)元件Q3、 Q6的組、和開關(guān)元件Q4、 Q5的組交 替地接通的動(dòng)作頻率。并且，對應(yīng)于該動(dòng)作頻率的掃描，通過LC諧振電路7a的諧振作用施 加在高壓放電燈DL的兩端間的燈電壓Via的大小變化，當(dāng)動(dòng)作頻率與作為諧振頻率f0的 奇數(shù)分之一的頻率的第1開關(guān)頻率fl (例如約143kHz) —致時(shí)，燈電壓Via成為最大，能夠 將使高壓放電燈DL絕緣破壞所需要的啟動(dòng)電壓Vpl施加在高壓放電燈DL上，能夠使高壓 放電燈DL絕緣破壞(圖10的時(shí)刻tl)。另外，在逆變器控制電路部8中，也可以將絕緣破 壞模式中的第1開關(guān)頻率fl設(shè)定為諧振頻率fO、或諧振頻率f0的奇數(shù)分之一的頻率，通過 LC諧振電路7a的諧振作用將高壓的諧振電壓施加在高壓放電燈DL上，能夠使高壓放電燈 DL發(fā)生絕緣破壞。 如果在上述絕緣破壞模式中通過觸發(fā)器電路部7發(fā)生高壓放電燈DL的絕緣破壞， 則在高壓放電燈DL中發(fā)生輝光放電，然后達(dá)到電弧放電，而在此之間對兩側(cè)的燈電極供給 預(yù)熱電流、將兩燈電極迅速地加熱的模式即為高頻預(yù)熱模式(圖10的期間TM2)。在高頻 預(yù)熱模式中，逆變器控制電路部8以比第1開關(guān)頻率fl低且為諧振頻率f0的奇數(shù)分之一(例如在本實(shí)施方式中是十一分之一 )的頻率的第2開關(guān)頻率f2 (例如約39kHz)，交替地 設(shè)置開關(guān)元件Q3、Q6的組為斷開、并且開關(guān)元件Q4、Q5的組為接通的期間Tll、和開關(guān)元件 Q3、Q6的組為接通、并且開關(guān)元件Q4、Q5的組為斷開的期間T12，通過對高壓放電燈DL的兩 燈電極供給燈電流Il，將兩燈電極預(yù)熱。另外，第2開關(guān)頻率f2相對于LC諧振電路7a與 包含點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈DL的負(fù)載電路部5的頻率特性(例如在點(diǎn)燈時(shí)為諧振頻率)， 設(shè)定為高頻側(cè)的頻帶。 并且，如果在高頻預(yù)熱模式中高壓放電燈DL的兩燈電極被均勻地預(yù)熱，則在圖10 的時(shí)刻t5，逆變器控制電路部8將模式從高頻預(yù)熱模式切換為矩形波點(diǎn)燈模式。在矩形波 點(diǎn)燈模式中(圖10的期間TM3)，逆變器控制電路部8以較低的頻率flow(例如幾十Hz 幾百Hz)使配置在對角位置上的開關(guān)元件Q4、 Q5這一對、和開關(guān)元件Q3、 Q6這一對交替地 接通/斷開，將幾十Hz 幾百Hz的矩形波交流電壓施加在高壓放電燈DL上。此時(shí)，燈電 壓與高壓放電燈DL的玻璃燈泡內(nèi)的溫度一起逐漸上升，在幾分鐘后成為燈電壓大致一定 的穩(wěn)定狀態(tài)，通過在此狀態(tài)下持續(xù)發(fā)生電弧放電，高壓放電燈DL成為穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)。
以上，在逆變器控制電路部8中，通過依次切換絕緣破壞模式、高頻預(yù)熱模式、矩 形波點(diǎn)燈模式的3個(gè)模式，使不點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈DL轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)，但根據(jù)高 壓放電燈DL的狀態(tài)，也有在高頻預(yù)熱模式中在預(yù)熱過程中高壓放電燈DL熄滅的情況。圖 IO表示在高頻預(yù)熱模式中在動(dòng)作過程中發(fā)生了熄滅的情況下的各部的波形圖，如果在絕緣 破壞模式中在動(dòng)作過程中的時(shí)刻t3發(fā)生熄滅，則逆變器控制電路部8以第2開關(guān)頻率f2使 開關(guān)元件Q3、Q6的組為斷開、并且開關(guān)元件Q4、Q5的組為接通的期間T11、和開關(guān)元件Q3、 Q6的組為接通、并且開關(guān)元件Q4、Q5的組為斷開的期間T12交替。在設(shè)無負(fù)載時(shí)的LC諧振 電路7a的諧振頻率為f0時(shí)，第2開關(guān)頻率f2 (例如約39kHz)為諧振頻率f0的奇數(shù)分之 一 (例如十一分之一)的頻率，所以通過LC諧振電路7a的諧振作用能夠?qū)⒈戎绷麟娫措?路部3的輸出電壓VI (所謂總線電壓)高的電壓的諧振電壓Vp2施加在高壓放電燈DL的 燈電極間，再次產(chǎn)生絕緣破壞，從而使高壓放電燈DL向高頻預(yù)熱模式轉(zhuǎn)移，然后通過在兩 燈電極充分變熱后轉(zhuǎn)移到矩形波點(diǎn)燈模式，能夠使高壓放電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)燈。
S卩，在本實(shí)施方式的放電燈點(diǎn)燈裝置中，即使在高頻預(yù)熱模式中發(fā)生了熄滅的情 況下，也由于以無負(fù)載時(shí)的諧振頻率fO的奇數(shù)分之一的頻率進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，所以通過LC諧 振電路7a的諧振作用，能夠?qū)⒈戎绷麟娫床康妮敵鲭妷焊叩碾妷旱闹C振電壓施加在高壓 放電燈DL上，能夠使高壓放電燈DL再次絕緣破壞而恢復(fù)到高頻預(yù)熱模式，所以啟動(dòng)的失敗 較少，能夠提供提高了啟動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置。
(實(shí)施方式4) 基于圖11 圖14說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在上述實(shí)施方式1中，逆變器控制電 路部8在從絕緣破壞模式轉(zhuǎn)移為高頻預(yù)熱模式時(shí)將觸發(fā)器電路部7的開關(guān)頻率從第1開關(guān) 頻率fl切換為第2開關(guān)頻率f2，但也可以如圖11所示那樣逐漸進(jìn)行開關(guān)頻率的切換。另 外，由于高壓放電燈點(diǎn)燈裝置的電路結(jié)構(gòu)與圖1是相同的，所以省略圖示及說明。
圖11是高壓放電燈DL從不點(diǎn)燈狀態(tài)到穩(wěn)定點(diǎn)燈狀態(tài)的各部的波形圖，如果在絕 緣破壞模式TM1中的時(shí)刻tl發(fā)生絕緣破壞，則在其后的時(shí)刻t2將動(dòng)作模式切換為高頻預(yù) 熱模式，而在逆變器控制電路部8中，在使將開關(guān)元件Q3、Q6的組和開關(guān)元件Q4、Q5的組交 替地接通/斷開的頻率以在時(shí)刻t2為諧振頻率f0的五分之一的頻率(f0/5)、在時(shí)刻t3為諧振頻率f0的七分之一的頻率(f0/7)、在時(shí)刻t4為諧振頻率f0的九分之一的頻率(fO/9) 的順序階段性地降低后，最終切換為諧振頻率fO的十一分之一的頻率(f0/11)。 S卩，在使 開關(guān)頻率階段性地降低時(shí)，設(shè)定比第1開關(guān)頻率fl ( = f0/3)低且比第2開關(guān)頻率f2(= f0/11)高的、作為諧振頻率fO的奇數(shù)分之一的頻率的1到多個(gè)(在本實(shí)施方式中例如是3 個(gè))中間頻率f0/5、f0/7、f0/9，從第1開關(guān)頻率f0經(jīng)過3個(gè)中間頻率f0/5、f0/7、f0/9階 段性地降低到第2開關(guān)頻率f2，而在動(dòng)作模式被切換為高頻預(yù)熱模式之后的高壓放電燈DL 容易熄滅的時(shí)候，在發(fā)生了高壓放電燈DL的熄滅的情況下，由于以比第2開關(guān)頻率f2更接 近于諧振頻率fO的中間頻率(f0/5、f0/7、f0/9)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，所以與在模式的切換后立 即以第2開關(guān)頻率f2( = f0/11)開關(guān)的情況相比能夠產(chǎn)生高電壓的諧振電壓，在高頻預(yù)熱 模式中發(fā)生了熄滅的情況下，通過將高電壓的諧振電壓施加在高壓放電燈DL上，能夠使高 壓放電燈DL再點(diǎn)燈。此外，在高頻預(yù)熱模式中，逆變器控制電路部8隨著時(shí)間的經(jīng)過而使 開關(guān)頻率階段性地降低，最終切換為希望的開關(guān)頻率(f0/11)，所以使預(yù)熱電流階段性地增 加，能夠在將高壓放電燈DL的燈電極充分預(yù)熱的狀態(tài)下轉(zhuǎn)移到矩形波點(diǎn)燈。
另外，在圖11所示的例子中，如果從絕緣破壞模式切換為高頻預(yù)熱模式，則逆變 器控制電路部8將開關(guān)頻率按fO/5 — fO/7 — fO/9 — f0/11的順序以階梯狀切換，但并不 是將開關(guān)頻率的切換方式限定于上述形態(tài)的意思，例如也可以如圖12所示那樣，在轉(zhuǎn)移為 高頻預(yù)熱模式后的時(shí)刻tn(n = 2、3、4)將開關(guān)頻率切換為fO/(2Xn+l)，并且在時(shí)刻tn到 時(shí)刻t (n+1)之間根據(jù)時(shí)間的經(jīng)過而使開關(guān)頻率從f0/ (2 Xn+1)線性地降低，最終在時(shí)刻t5 將開關(guān)頻率切換為(fO/ll)。 此外，如圖13所示，在使動(dòng)作模式從絕緣破壞模式轉(zhuǎn)移為高頻預(yù)熱模式時(shí)，在將 開關(guān)頻率從第1開關(guān)頻率fl (例如143kHz)直接切換為第2開關(guān)頻率f 2 (例如39kHz)的 情況下，向電容器C2的充電電流(振動(dòng)電流)過大，所以也可以如圖14所示那樣在切換模 式時(shí)、先切換為比第l開關(guān)頻率fl低且比第2開關(guān)頻率f2高的頻率(例如47kHz)后(期 間TA)、再切換為第2開關(guān)頻率f2 (例如39kHz)(期間TB)，能夠降低向電容器C2的充電電 流的峰值。 另外，在本實(shí)施方式中，說明了在實(shí)施方式1的電路中高頻預(yù)熱模式下的開關(guān)頻 率的控制方式，但在實(shí)施方式2或3的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置中也可以如本實(shí)施方式那樣切 換開關(guān)頻率，能夠得到與上述同樣的效果。 [O103](實(shí)施方式5) 基于圖15(a) (c)說明本發(fā)明的實(shí)施方式5。圖15(a) (c)是將在實(shí)施方式 l至4中說明的任一種高壓放電燈裝置收納到殼體20內(nèi)、使安裝到燈具21內(nèi)的燈座(未圖 示)中的高壓放電燈DL點(diǎn)燈的照明器具的外觀圖，是通過從殼體20內(nèi)的高壓放電燈點(diǎn)燈 裝置經(jīng)由線纜23及燈座對高壓放電燈供給點(diǎn)燈電力、使高壓放電燈DL點(diǎn)燈的裝置。
這些照明器具由于使用實(shí)施方式1至4的任一種高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，所以即使 在從絕緣破壞模式轉(zhuǎn)移為高頻預(yù)熱模式時(shí)發(fā)生了熄滅，也通過將由觸發(fā)器電路部7所具備 的LC諧振電路7a產(chǎn)生的諧振電壓施加在高壓放電燈DL的兩燈電極間，高壓放電燈DL容 易再點(diǎn)燈，能夠改善高壓放電燈DL的啟動(dòng)性。 另外，圖15(a)是在下照燈中使用了 HID燈等的高壓放電燈DL的照明器具，圖 15 (b)、圖15(c)是在聚光燈中使用HID燈等的高壓放電燈DL、將燈具21懸掛支撐在相對于用來供給商用電源的配線管軌道23移動(dòng)自如地安裝的殼體20上的器具。 進(jìn)而，如果使用這些照明器具構(gòu)建進(jìn)行各照明器具的點(diǎn)燈控制的照明系統(tǒng)，則作
為系統(tǒng)也能夠得到上述同樣的效果。
權(quán)利要求
一種高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，具備直流電源部；觸發(fā)器電路部，具備LC諧振電路，通過對直流電源部的輸出進(jìn)行開關(guān)而產(chǎn)生使高壓放電燈絕緣破壞的啟動(dòng)電壓；電力變換部，對直流電源部的輸出進(jìn)行開關(guān)而變換為矩形波電流，并供給到包括上述高壓放電燈的負(fù)載電路部，使上述高壓放電燈穩(wěn)定點(diǎn)燈；以及控制電路部，將觸發(fā)器電路部及電力變換部的開關(guān)動(dòng)作依次切換為使高壓放電燈絕緣破壞的絕緣破壞模式、對高壓放電燈供給預(yù)熱電流而將燈電極預(yù)熱的高頻預(yù)熱模式、以及通過對高壓放電燈供給矩形波交流而使高壓放電燈穩(wěn)定點(diǎn)燈的矩形波點(diǎn)燈模式的3個(gè)模式，控制電路部在絕緣破壞模式中，在第1開關(guān)頻率附近使觸發(fā)器電路部的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)，從而產(chǎn)生啟動(dòng)電壓，并且在高頻預(yù)熱模式中，將在第2開關(guān)頻率附近使觸發(fā)器電路部的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)而得到的高頻電壓供給到上述負(fù)載電路部，上述第1開關(guān)頻率是上述LC諧振電路的諧振頻率的奇數(shù)分之一的頻率，上述第2開關(guān)頻率是比上述第1開關(guān)頻率低且為上述諧振頻率的奇數(shù)分之一的頻率。
2. 如權(quán)利要求1所述的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，上述控制電路部在高頻預(yù)熱模式中，在包含上述第2開關(guān)頻率的預(yù)定的頻率范圍內(nèi)掃 描觸發(fā)器電路部的開關(guān)頻率而進(jìn)行開關(guān)。
3. 如權(quán)利要求2所述的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，上述預(yù)定的頻率范圍，是指相對于上述LC諧振電路和包含點(diǎn)燈狀態(tài)的上述高壓放電 燈的上述負(fù)載電路的頻率特性，為高頻側(cè)的頻帶。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于， 上述控制電路部在從絕緣破壞模式轉(zhuǎn)移為高頻預(yù)熱模式時(shí)，使觸發(fā)器電路部的開關(guān)頻率從第1開關(guān)頻率附近到第2開關(guān)頻率附近為止相應(yīng)于時(shí)間的經(jīng)過而逐漸降低。
5. 如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于， 上述控制電路部在從絕緣破壞模式轉(zhuǎn)移為高頻預(yù)熱模式時(shí)，使觸發(fā)器電路部的開關(guān)頻率從第1開關(guān)頻率附近到第2開關(guān)頻率附近為止階段性地降低。
6. 如權(quán)利要求5所述的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，上述控制電路部在使開關(guān)頻率階段性地降低時(shí)，設(shè)定比第1開關(guān)頻率低且比第2開關(guān) 頻率高、并且為上述諧振頻率的奇數(shù)分之一的頻率的1至多個(gè)中間頻率，從上述第1開關(guān)頻 率經(jīng)由1至多個(gè)上述中間頻率到上述第2開關(guān)頻率為止階段性地降低。
7. —種照明器具，其特征在于，具備如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置；以及 燈具，具備由該放電燈點(diǎn)燈裝置供給的電力的放電燈。
8. —種照明系統(tǒng)，其特征在于， 具備如權(quán)利要求7所述的照明器具，進(jìn)行點(diǎn)燈控制。
全文摘要
本發(fā)明提供改善高壓放電燈的啟動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)燈裝置以及使用它的照明器具及照明系統(tǒng)。逆變器控制電路部(8)使觸發(fā)器電路部(7)及極性反轉(zhuǎn)電路部(6)的開關(guān)動(dòng)作依次切換為使高壓放電燈(DL)絕緣破壞的絕緣破壞模式、將高壓放電燈的燈電極預(yù)熱的高頻預(yù)熱模式和通過對高壓放電燈供給矩形波交流而使高壓放電燈穩(wěn)定點(diǎn)燈的矩形波點(diǎn)燈模式的3個(gè)模式，從而使不點(diǎn)燈狀態(tài)的高壓放電燈啟動(dòng)點(diǎn)燈。逆變器控制電路部(8)在高頻預(yù)熱模式中，以比絕緣破壞模式的第1開關(guān)頻率(觸發(fā)器電路部(7)具備的LC皆振電路(7a)的諧振頻率的奇數(shù)分之一的頻率)低且為諧振頻率的奇數(shù)分之一的頻率的第2開關(guān)頻率附近使觸發(fā)器電路部(7)進(jìn)行開關(guān)。
文檔編號H05B41/36GK101730360SQ200910209108
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者松崎宣敏, 熊谷潤, 長田曉 申請人:松下電工株式會社