放電灯点灯装置
【課題】 内蔵される半導体素子の電力損失を低減することにより高効率にできる放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】 放電灯点灯装置１０は、ダイオードブリッジＤＢによる整流回路（直流電源回路１１）と、整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路１４とを備え、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体であるダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８によって、ダイオードブリッジＤＢが構成される。
【解決手段】 放電灯点灯装置１０は、ダイオードブリッジＤＢによる整流回路（直流電源回路１１）と、整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路１４とを備え、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体であるダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８によって、ダイオードブリッジＤＢが構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、交流電源を整流する整流回路と、整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備える放電灯点灯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４６８８号公報（図１、請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、入力電流歪が少なく、負荷への供給電流の変動を少なくできる。
ところで、特許文献１と同様に、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置が提案されている。
図６に示すように、このような従来の放電灯点灯装置１００は、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２が交互にオン／オフを繰り返すことにより、負荷であるランプＬＡを高周波点灯させるハーフブリッジ型のインバータ回路１０１を備える。
【０００５】
放電灯点灯装置１００は、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ２の並列回路とを備え、共振回路１０２を備える。
そのため、交流電源Ｅの１周期のほぼ全区間にわたり、スイッチング素子Ｑ１，スイッチングＱ２のオン／オフに応じて交流電源Ｅからインバータ回路の負荷回路を介して電流が供給される。
これにより、入力電流波形を正弦波状にできるために、入力力率が高力率で、かつ、入力電流波形歪みが改善できる。
【０００６】
放電灯点灯装置１００は、ダイオードＤ３，ダイオードＤ４，インダクタＬ２，コンデンサＣ３からなる部分平滑回路１０３を備え、降圧チョッパ回路として動作する。
部分平滑回路１０３は、スイッチング素子Ｑ１がオンの時に、ダイオードＤ３，インダクタＬ２を介してコンデンサＣ３を充電する。
そして、部分平滑回路１０３は、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧がコンデンサＣ３の充電電圧よりも低い期間に、ダイオードＤ４を介してコンデンサＣ３の電圧がインバータ回路の電源として作用する。
【０００７】
放電灯点灯装置１００の各部の動作波形を図７に示す。図７（Ａ）は交流電源Ｅの電圧波形を示し、図７（Ｂ）は放電灯点灯装置１００の入力電流波形を示している。また、図７（Ｃ）は放電灯点灯装置１００におけるインバータ回路電源に相当するコンデンサＣ５の電圧波形を示し、図７（Ｄ）は放電灯点灯装置１００から出力されるランプ電流波形を示している。
放電灯点灯装置１００は、入力電流波形歪み改善機能を有するインバータ回路１０１の電源電圧（図７（Ｃ）参照）を部分平滑電源とする。
そのため、ランプ電流波形（図７（Ｄ）参照）が交流電源Ｅのピーク近傍とゼロクロス近傍で各々最大値に近づくようになる。
【０００８】
従って、ランプ電流波形のクレストファクタ（ピーク値／実効値）も改善され、それに伴い、ランプ力率が改善され、ランプＬＡの発光効率も改善される。
【０００９】
ここで、入力電流の実効値Ｉｉｎとし、共振回路１０２に流れる電流をＩＡとした場合に、下記の数１の数式を満足する。
【００１０】
【数１】
【００１１】
この条件は、インバータ回路電源に相当するコンデンサＣ５の両端電圧ＶＣ５が、ＶＡＣ≧ＶＣ３のとき、ＶＣ５≒ＶＡＣであって、ＶＡＣ＜ＶＣ３のとき、ＶＣ５＝ＶＣ３となり、部分平滑電源（図７（Ｃ）参照）とするためのものである。
【００１２】
しかし、従来の放電灯点灯装置１００は、ダイオードブリッジＤＢでの損失に伴い、装置全体の効率が低下するという問題があった。
そして、従来の放電灯点灯装置１００は、整流ダイオードでの損失による整流ダイオードそのもの温度上昇が大きくなり、信頼性が低下するという問題があった。
さらに、従来の放電灯点灯装置１００は、整流ダイオードの温度低減のために、例えば、放熱シートによるケース外郭への放熱等による放熱対策を行う場合、装置の組立作業性を損なうとともにコスト面で不利になるという問題があった。
【００１３】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、内蔵される半導体素子の電力損失を低減することにより高効率にできる放電灯点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る放電灯点灯装置は、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体を具備する。
【００１５】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶである。
【００１６】
本発明に係る放電灯点灯装置は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備え、前記インバータ回路は、互いに直列接続され、交互にオンオフされる一対のスイッチング素子と、前記整流回路の直流出力端間と前記一対のスイッチング素子の直列回路との間に介装されたインピーダンス回路と、コンデンサおよびインダクタを備え、前記インピーダンス回路との直列回路が一方のスイッチング素子の両端間に接続されるとともに前記放電灯への出力を取り出す共振回路と、前記整流回路の直流出力電圧の高い期間に、前記インバータ回路の出力の一部を蓄積し、前記直流出力電圧の低い期間に、蓄積エネルギーにより決まる電圧を前記一対のスイッチング素子の直列回路の両端に印加する谷埋回路とを備え、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように回路定数が設定され、交流電源を直流電圧に整流するダイオードが、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体である。
【００１７】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記整流回路は、ダイオードブリッジを有してなり、前記整流回路の直流出力端間にコンデンサが接続されるとともに、前記整流回路の直流出力端と前記インバータ回路との間に順方向に、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体であるダイオードが挿入される。
【００１８】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、前記第２のコンデンサは負荷に並列接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される。
【００１９】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、第２のコンデンサは前記トランスの１次巻線の両端間に接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される。
【００２０】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記谷埋回路は、前記一方のスイッチング素子を介して前記整流回路の直流出力端間に接続された平滑コンデンサを備え、前記スイッチング素子のオン時に前記平滑コンデンサが充電される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る放電灯点灯装置によれば、内蔵される半導体素子の電力損失を低減することにより高効率にできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図２】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図３】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図４】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図５】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図６】従来の放電灯点灯装置の回路構成図
【図７】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は従来の放電灯点灯装置のそれぞれ特性波形図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る複数の実施形態の放電灯点灯装置について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置１０は、フィルター回路１２およびダイオードブリッジＤＢを有する直流電源回路１１を備える。
また、放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４，部分平滑回路（谷埋回路）１５を有する高周波変換回路１３を備える。
そして、放電灯点灯装置１０は、共振回路１６と、インピーダンス回路１７と、ドライブ回路１８と、デューティ制御回路１９と、周波数制御回路２０とを備える。
【００２４】
フィルター回路１２は、交流電源Ｅに、コンデンサＣ７と、トランスＬ３と、インダクタＬ４とが接続され、ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子が接続されている。
ダイオードブリッジＤＢは、例えば、ＧａＮ半導体、ＳｉＣ半導体等により構成されるワイドギャップ半導体であるダイオードＤ５とダイオードＤ６とダイオードＤ７とダイオードＤ８とを備える。
ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶであり、従来用いられているシリコン系の半導体よりも導通損失が１桁から２桁小さい。
【００２５】
そのため、ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８に生じる電力損失を、ほぼ無視できるレベルにできる。
従って、ダイオードブリッジＤＢに、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶであるワイドギャップ半導体が適用されることにより、放電灯点灯装置１０の電力損失を少なくして高効率にできる。
【００２６】
ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８にワイドギャップ半導体を採用しているのは、損失低減による効率改善効果が大きいことによる。
さらに、ワイドギャップ半導体は、通常用いられているスイッチング素子と比較して、オン／オフ制御が不要であるので採用し易い。
従って、放電灯点灯装置１０は、直流電源回路１１を構成するダイオードブリッジＤＢでの損失が無視できるので、高効率にできる。
【００２７】
また、放電灯点灯装置１０は、ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８での損失による、そのものの温度上昇が、従来のものと比べて低減できるので、信頼性を向上できる。
そして、放電灯点灯装置１０は、ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８の温度低減のための放熱対策が不要であるために、装置の組立作業性を損なうことがなく、コスト面で不利にならない。
【００２８】
ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子に、コンデンサＣ１が接続されている。このコンデンサＣ１は小容量であり、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧が脈流電圧となる。
ダイオードブリッジＤＢの＋側の出力端子と−側の出力端子との間には、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路と、ダイオードＤ２，ダイオードＤ１の直列回路とが接続される。
スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の接続点と、ダイオードＤ１，ダイオードＤ２の接続点との間に、インダクタＬ１とコンデンサＣ４とを介して、負荷であるランプＬＡとコンデンサＣ６との並列回路が接続される。
スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路には、平滑コンデンサＣ５が並列接続される。
【００２９】
また、平滑コンデンサＣ３が放電用のダイオードＤ４を介して並列に接続される。
ダイオードＤ４と平滑コンデンサＣ３との接続点と、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２との接続点の間に、充電用のダイオードＤ３と、限流用のインダクタＬ２の直列回路が接続される。
【００３０】
部分平滑回路１５は、ダイオードＤ３，ダイオードＤ４，インダクタＬ２，平滑コンデンサＣ３から構成される。
部分平滑回路１５は、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフに伴って、いわゆる降圧チョッパ回路として動作する。
【００３１】
すなわち、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧が高い期間において、スイッチング素子Ｑ１がオンされると、スイッチング素子Ｑ１→ダイオードＤ３→インダクタＬ２→平滑コンデンサＣ３を介して電流が流れて、平滑コンデンサＣ３が充電される。
これに対して、スイッチング素子Ｑ１がオフされると、インダクタＬ２の蓄積エネルギーにより、インダクタＬ２から、平滑コンデンサＣ３→スイッチング素子Ｑ２の逆方向ダイオード→ダイオードＤ３を介してインダクタＬ２に戻る経路で回生電流が流れる。
そのため、平滑コンデンサＣ３が充電される。
【００３２】
また、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧が低い期間では、平滑コンデンサＣ３に充電された電荷がダイオードＤ４を介してインバータ回路１４の電源電圧として放出される。
そのため、インバータ回路１４の入力電源電圧としての平滑コンデンサＣ５の電圧Ｖｄｃは、交流電源電圧を全波整流した脈流電圧の谷部（低電圧期間）を平滑コンデンサＣ３の直流電圧で谷埋めする部分平滑電源電圧となる。
【００３３】
インバータ回路１４のスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２は、ドライブ回路１８の出力により高周波で交互にオン／オフされるようにスイッチングされる。
そのため、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の接続点の電位が高周波的に振動する。
【００３４】
そして、コンデンサＣ６とインダクタＬ１とのＬＣ直列共振回路に、直流カット用のコンデンサＣ４を介して高周波電圧が印加されるために、コンデンサＣ６の両端に発生する共振電圧が、インバータ回路１４の出力電圧としてランプＬＡに供給される。
【００３５】
スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の動作周波数は、コンデンサＣ２の両端に発生する電圧Ｖｆｅの検出値に応じて、周波数制御回路２０により制御される。
また、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２のオンデューティ（スイッチングの１周期に占めるオン時間の割合）は、インバータ回路１４の入力電圧Ｖｄｃの検出値に応じて、デューティ制御回路１９により制御される。
【００３６】
前述したように、放電灯点灯装置１０は、交流電源Ｅを整流するダイオードブリッジ（整流回路）ＤＢを備え、インバータ回路１４が、ダイオードブリッジＤＢの出力を高周波出力に変換して放電灯ＬＡに供給する。
また、放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４が、互いに直列接続され、交互にオン／オフされる一対の、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２を備える。
そして、放電灯点灯装置１０は、インピーダンス回路１７が、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端間とスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路との間に介装される。
【００３７】
さらに、放電灯点灯装置１０は、共振回路１６が、コンデンサＣ４およびインダクタＬ１を備え、インピーダンス回路１７との直列回路がスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の両端間に接続されるとともに放電灯ＬＡへの出力を取り出す。
加えて、放電灯点灯装置１０は、部分平滑回路１５が、ダイオードブリッジＤＢの直流出力電圧の高い期間に、インバータ回路１４の出力の一部を蓄積する。
【００３８】
また、部分平滑回路１５が、直流出力電圧の低い期間に、蓄積エネルギーにより決まる電圧をスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路の両端に印加する。
さらにまた、放電灯点灯装置１０は、共振回路１６に流れる電流の実効値が交流電源ＥからダイオードブリッジＤＢへの入力電流のピーク値の２倍以下になるように回路定数が設定される。
【００３９】
加えて、放電灯点灯装置１０は、部分平滑回路１５が、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２を介してダイオードブリッジＤＢの直流出力端間に接続された平滑コンデンサＣ３を備える。
そして、放電灯点灯装置１０は、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２のオン時に平滑コンデンサＣ３が充電される。
【００４０】
以上、説明したように第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、ダイオードブリッジＤＢが、ＧａＮ半導体、ＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体を具備することにより、ダイオードブリッジＤＢでの損失が無視できるので、高効率にできる。
【００４１】
また、第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、ワイドギャップ半導体のバンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶであるために、温度低減のための放熱対策が不要になり、装置の組立作業性を損なうことがなく、コスト面で有利にできる。
【００４２】
そして、第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、交流電源Ｅを直流電圧に整流するダイオードブリッジＤＢにワイドギャップ半導体を具備するために、損失が無視できるので、高効率にできる。
【００４３】
さらに、第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、放電灯ＬＡへの供給電流の変動が少なくなり、放電灯ＬＡにおける光出力の変動に伴うちらつきを防止できる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００４５】
図２に示すように、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置３０は、高周波変換回路１３を構成するハーフブリッジインバータのスイッチング素子Ｑ１１，スイッチング素子Ｑ１２がワイドギャップ半導体である。
【００４６】
そして、第２実施形態の放電灯点灯装置３０によれば、高周波変換回路１３のスイッチング素子Ｑ１１，スイッチング素子Ｑ１２での電力損失を低減できる。
従って、第１実施形態に比べて、さらに、高効率であって信頼性を高くできる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
図３に示すように、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置４０は、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端間にコンデンサＣ１が接続される。
また、放電灯点灯装置４０は、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端とインバータ回路１４との間に順方向に、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体であるダイオードＤ４０が挿入される。
【００４８】
コンデンサＣ１およびダイオードＤ４０は、ダイオードブリッジＤＢのファーストリカバリ機能を持たせるために設けられる。
つまり、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を用いてダイオードブリッジＤＢに内在する容量成分に蓄積される電荷を打ち消する。
そして、ダイオードブリッジＤＢを構成するダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８の逆方向回復に要する時間を短縮する。
【００４９】
第３実施形態の放電灯点灯装置４０によれば、高周波電流が流れるダイオードブリッジＤＢに高周波用の高価なものを用いる必要がなく、比較的安価にできる。
【００５０】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
図４に示すように、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置５０は、放電灯ＬＡへの電力供給にトランスＴ１を介在させた。
つまり、トランスＴ１は、１次巻線ＴＡが、コンデンサＣ４と、インダクタＬ１との間に挿入され、２次巻線ＴＢが、放電灯ＬＡおよびコンデンサＣ６に接続される。
【００５１】
トランスＴ１は、１次巻線ＴＡと２次巻線ＴＢとの巻比が、１：ｎであって、ｎを１よりも大きい値に設定することにより、放電灯ＬＡに対して比較的高い電圧の印加が要求されるものを用いることができる。
例えば、放電灯ＬＡを負荷とする場合には、比較的高い始動電圧を要するから、ｎを１より大きく設定しておくことにより、交流電源Ｅの電圧よりも始動電圧がかなり高い場合でも対応できる。
【００５２】
また、電源側と負荷側とがトランスＴ１により絶縁されるために、放電灯ＬＡの交換時等に、万が一に感電する虞がない。
ここで、回路定数の条件設定は、入力電流の実効値Ｉｉｎとし、共振回路１０２に流れる電流をＩＡとした場合に、下記の数２の数式を満足する。
【００５３】
【数２】
【００５４】
第４実施形態の放電灯点灯装置５０によれば、平滑コンデンサＣ５の両端電圧をダイオードブリッジＤＢの出力電圧よりも、常に高く保つことができ、結果的に、入力電流歪を少なくできる。
【００５５】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
図５に示すように、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置６０は、共振回路１６において、コンデンサＣ６をトランスＴ１の１次巻線ＴＡに並列接続した。
ここで、回路定数の条件設定は、入力電流の実効値Ｉｉｎとし、共振回路１０２に流れる電流をＩＡとした場合に、下記の数３の数式を満足する。
【００５６】
【数３】
【００５７】
第５実施形態の放電灯点灯装置６０によれば、コンデンサＣ２がトランスＴ１の１次巻線ＴＡ側に設けられるために、コンデンサＣ６の耐圧を低く設定できる。
【００５８】
なお、本発明の放電灯点灯装置においてフィルター回路，部分平滑回路，ドライブ回路，デューティ制御回路，周波数制御回路等は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，３０，４０，５０，６０ 放電灯点灯装置
１４ インバータ回路
１５ 部分平滑回路（谷埋回路）
１６ 共振回路
１７ インピーダンス回路
Ｄ４０ ダイオード
ＤＢ ダイオードブリッジ（整流回路）
ＬＡ ランプ（放電灯）
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１２ スイッチング素子
Ｔ１ トランス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、交流電源を整流する整流回路と、整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備える放電灯点灯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４６８８号公報（図１、請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、入力電流歪が少なく、負荷への供給電流の変動を少なくできる。
ところで、特許文献１と同様に、蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置が提案されている。
図６に示すように、このような従来の放電灯点灯装置１００は、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２が交互にオン／オフを繰り返すことにより、負荷であるランプＬＡを高周波点灯させるハーフブリッジ型のインバータ回路１０１を備える。
【０００５】
放電灯点灯装置１００は、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ２の並列回路とを備え、共振回路１０２を備える。
そのため、交流電源Ｅの１周期のほぼ全区間にわたり、スイッチング素子Ｑ１，スイッチングＱ２のオン／オフに応じて交流電源Ｅからインバータ回路の負荷回路を介して電流が供給される。
これにより、入力電流波形を正弦波状にできるために、入力力率が高力率で、かつ、入力電流波形歪みが改善できる。
【０００６】
放電灯点灯装置１００は、ダイオードＤ３，ダイオードＤ４，インダクタＬ２，コンデンサＣ３からなる部分平滑回路１０３を備え、降圧チョッパ回路として動作する。
部分平滑回路１０３は、スイッチング素子Ｑ１がオンの時に、ダイオードＤ３，インダクタＬ２を介してコンデンサＣ３を充電する。
そして、部分平滑回路１０３は、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧がコンデンサＣ３の充電電圧よりも低い期間に、ダイオードＤ４を介してコンデンサＣ３の電圧がインバータ回路の電源として作用する。
【０００７】
放電灯点灯装置１００の各部の動作波形を図７に示す。図７（Ａ）は交流電源Ｅの電圧波形を示し、図７（Ｂ）は放電灯点灯装置１００の入力電流波形を示している。また、図７（Ｃ）は放電灯点灯装置１００におけるインバータ回路電源に相当するコンデンサＣ５の電圧波形を示し、図７（Ｄ）は放電灯点灯装置１００から出力されるランプ電流波形を示している。
放電灯点灯装置１００は、入力電流波形歪み改善機能を有するインバータ回路１０１の電源電圧（図７（Ｃ）参照）を部分平滑電源とする。
そのため、ランプ電流波形（図７（Ｄ）参照）が交流電源Ｅのピーク近傍とゼロクロス近傍で各々最大値に近づくようになる。
【０００８】
従って、ランプ電流波形のクレストファクタ（ピーク値／実効値）も改善され、それに伴い、ランプ力率が改善され、ランプＬＡの発光効率も改善される。
【０００９】
ここで、入力電流の実効値Ｉｉｎとし、共振回路１０２に流れる電流をＩＡとした場合に、下記の数１の数式を満足する。
【００１０】
【数１】
【００１１】
この条件は、インバータ回路電源に相当するコンデンサＣ５の両端電圧ＶＣ５が、ＶＡＣ≧ＶＣ３のとき、ＶＣ５≒ＶＡＣであって、ＶＡＣ＜ＶＣ３のとき、ＶＣ５＝ＶＣ３となり、部分平滑電源（図７（Ｃ）参照）とするためのものである。
【００１２】
しかし、従来の放電灯点灯装置１００は、ダイオードブリッジＤＢでの損失に伴い、装置全体の効率が低下するという問題があった。
そして、従来の放電灯点灯装置１００は、整流ダイオードでの損失による整流ダイオードそのもの温度上昇が大きくなり、信頼性が低下するという問題があった。
さらに、従来の放電灯点灯装置１００は、整流ダイオードの温度低減のために、例えば、放熱シートによるケース外郭への放熱等による放熱対策を行う場合、装置の組立作業性を損なうとともにコスト面で不利になるという問題があった。
【００１３】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、内蔵される半導体素子の電力損失を低減することにより高効率にできる放電灯点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る放電灯点灯装置は、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体を具備する。
【００１５】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶである。
【００１６】
本発明に係る放電灯点灯装置は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備え、前記インバータ回路は、互いに直列接続され、交互にオンオフされる一対のスイッチング素子と、前記整流回路の直流出力端間と前記一対のスイッチング素子の直列回路との間に介装されたインピーダンス回路と、コンデンサおよびインダクタを備え、前記インピーダンス回路との直列回路が一方のスイッチング素子の両端間に接続されるとともに前記放電灯への出力を取り出す共振回路と、前記整流回路の直流出力電圧の高い期間に、前記インバータ回路の出力の一部を蓄積し、前記直流出力電圧の低い期間に、蓄積エネルギーにより決まる電圧を前記一対のスイッチング素子の直列回路の両端に印加する谷埋回路とを備え、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように回路定数が設定され、交流電源を直流電圧に整流するダイオードが、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体である。
【００１７】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記整流回路は、ダイオードブリッジを有してなり、前記整流回路の直流出力端間にコンデンサが接続されるとともに、前記整流回路の直流出力端と前記インバータ回路との間に順方向に、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体であるダイオードが挿入される。
【００１８】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、前記第２のコンデンサは負荷に並列接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される。
【００１９】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、第２のコンデンサは前記トランスの１次巻線の両端間に接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される。
【００２０】
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記谷埋回路は、前記一方のスイッチング素子を介して前記整流回路の直流出力端間に接続された平滑コンデンサを備え、前記スイッチング素子のオン時に前記平滑コンデンサが充電される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る放電灯点灯装置によれば、内蔵される半導体素子の電力損失を低減することにより高効率にできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図２】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図３】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図４】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図５】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図
【図６】従来の放電灯点灯装置の回路構成図
【図７】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は従来の放電灯点灯装置のそれぞれ特性波形図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る複数の実施形態の放電灯点灯装置について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置１０は、フィルター回路１２およびダイオードブリッジＤＢを有する直流電源回路１１を備える。
また、放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４，部分平滑回路（谷埋回路）１５を有する高周波変換回路１３を備える。
そして、放電灯点灯装置１０は、共振回路１６と、インピーダンス回路１７と、ドライブ回路１８と、デューティ制御回路１９と、周波数制御回路２０とを備える。
【００２４】
フィルター回路１２は、交流電源Ｅに、コンデンサＣ７と、トランスＬ３と、インダクタＬ４とが接続され、ダイオードブリッジＤＢの交流入力端子が接続されている。
ダイオードブリッジＤＢは、例えば、ＧａＮ半導体、ＳｉＣ半導体等により構成されるワイドギャップ半導体であるダイオードＤ５とダイオードＤ６とダイオードＤ７とダイオードＤ８とを備える。
ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶであり、従来用いられているシリコン系の半導体よりも導通損失が１桁から２桁小さい。
【００２５】
そのため、ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８に生じる電力損失を、ほぼ無視できるレベルにできる。
従って、ダイオードブリッジＤＢに、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶであるワイドギャップ半導体が適用されることにより、放電灯点灯装置１０の電力損失を少なくして高効率にできる。
【００２６】
ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８にワイドギャップ半導体を採用しているのは、損失低減による効率改善効果が大きいことによる。
さらに、ワイドギャップ半導体は、通常用いられているスイッチング素子と比較して、オン／オフ制御が不要であるので採用し易い。
従って、放電灯点灯装置１０は、直流電源回路１１を構成するダイオードブリッジＤＢでの損失が無視できるので、高効率にできる。
【００２７】
また、放電灯点灯装置１０は、ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８での損失による、そのものの温度上昇が、従来のものと比べて低減できるので、信頼性を向上できる。
そして、放電灯点灯装置１０は、ダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８の温度低減のための放熱対策が不要であるために、装置の組立作業性を損なうことがなく、コスト面で不利にならない。
【００２８】
ダイオードブリッジＤＢの直流出力端子に、コンデンサＣ１が接続されている。このコンデンサＣ１は小容量であり、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧が脈流電圧となる。
ダイオードブリッジＤＢの＋側の出力端子と−側の出力端子との間には、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路と、ダイオードＤ２，ダイオードＤ１の直列回路とが接続される。
スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の接続点と、ダイオードＤ１，ダイオードＤ２の接続点との間に、インダクタＬ１とコンデンサＣ４とを介して、負荷であるランプＬＡとコンデンサＣ６との並列回路が接続される。
スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路には、平滑コンデンサＣ５が並列接続される。
【００２９】
また、平滑コンデンサＣ３が放電用のダイオードＤ４を介して並列に接続される。
ダイオードＤ４と平滑コンデンサＣ３との接続点と、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２との接続点の間に、充電用のダイオードＤ３と、限流用のインダクタＬ２の直列回路が接続される。
【００３０】
部分平滑回路１５は、ダイオードＤ３，ダイオードＤ４，インダクタＬ２，平滑コンデンサＣ３から構成される。
部分平滑回路１５は、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフに伴って、いわゆる降圧チョッパ回路として動作する。
【００３１】
すなわち、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧が高い期間において、スイッチング素子Ｑ１がオンされると、スイッチング素子Ｑ１→ダイオードＤ３→インダクタＬ２→平滑コンデンサＣ３を介して電流が流れて、平滑コンデンサＣ３が充電される。
これに対して、スイッチング素子Ｑ１がオフされると、インダクタＬ２の蓄積エネルギーにより、インダクタＬ２から、平滑コンデンサＣ３→スイッチング素子Ｑ２の逆方向ダイオード→ダイオードＤ３を介してインダクタＬ２に戻る経路で回生電流が流れる。
そのため、平滑コンデンサＣ３が充電される。
【００３２】
また、ダイオードブリッジＤＢの出力電圧が低い期間では、平滑コンデンサＣ３に充電された電荷がダイオードＤ４を介してインバータ回路１４の電源電圧として放出される。
そのため、インバータ回路１４の入力電源電圧としての平滑コンデンサＣ５の電圧Ｖｄｃは、交流電源電圧を全波整流した脈流電圧の谷部（低電圧期間）を平滑コンデンサＣ３の直流電圧で谷埋めする部分平滑電源電圧となる。
【００３３】
インバータ回路１４のスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２は、ドライブ回路１８の出力により高周波で交互にオン／オフされるようにスイッチングされる。
そのため、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の接続点の電位が高周波的に振動する。
【００３４】
そして、コンデンサＣ６とインダクタＬ１とのＬＣ直列共振回路に、直流カット用のコンデンサＣ４を介して高周波電圧が印加されるために、コンデンサＣ６の両端に発生する共振電圧が、インバータ回路１４の出力電圧としてランプＬＡに供給される。
【００３５】
スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の動作周波数は、コンデンサＣ２の両端に発生する電圧Ｖｆｅの検出値に応じて、周波数制御回路２０により制御される。
また、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２のオンデューティ（スイッチングの１周期に占めるオン時間の割合）は、インバータ回路１４の入力電圧Ｖｄｃの検出値に応じて、デューティ制御回路１９により制御される。
【００３６】
前述したように、放電灯点灯装置１０は、交流電源Ｅを整流するダイオードブリッジ（整流回路）ＤＢを備え、インバータ回路１４が、ダイオードブリッジＤＢの出力を高周波出力に変換して放電灯ＬＡに供給する。
また、放電灯点灯装置１０は、インバータ回路１４が、互いに直列接続され、交互にオン／オフされる一対の、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２を備える。
そして、放電灯点灯装置１０は、インピーダンス回路１７が、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端間とスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路との間に介装される。
【００３７】
さらに、放電灯点灯装置１０は、共振回路１６が、コンデンサＣ４およびインダクタＬ１を備え、インピーダンス回路１７との直列回路がスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の両端間に接続されるとともに放電灯ＬＡへの出力を取り出す。
加えて、放電灯点灯装置１０は、部分平滑回路１５が、ダイオードブリッジＤＢの直流出力電圧の高い期間に、インバータ回路１４の出力の一部を蓄積する。
【００３８】
また、部分平滑回路１５が、直流出力電圧の低い期間に、蓄積エネルギーにより決まる電圧をスイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２の直列回路の両端に印加する。
さらにまた、放電灯点灯装置１０は、共振回路１６に流れる電流の実効値が交流電源ＥからダイオードブリッジＤＢへの入力電流のピーク値の２倍以下になるように回路定数が設定される。
【００３９】
加えて、放電灯点灯装置１０は、部分平滑回路１５が、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２を介してダイオードブリッジＤＢの直流出力端間に接続された平滑コンデンサＣ３を備える。
そして、放電灯点灯装置１０は、スイッチング素子Ｑ１，スイッチング素子Ｑ２のオン時に平滑コンデンサＣ３が充電される。
【００４０】
以上、説明したように第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、ダイオードブリッジＤＢが、ＧａＮ半導体、ＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体を具備することにより、ダイオードブリッジＤＢでの損失が無視できるので、高効率にできる。
【００４１】
また、第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、ワイドギャップ半導体のバンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶであるために、温度低減のための放熱対策が不要になり、装置の組立作業性を損なうことがなく、コスト面で有利にできる。
【００４２】
そして、第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、交流電源Ｅを直流電圧に整流するダイオードブリッジＤＢにワイドギャップ半導体を具備するために、損失が無視できるので、高効率にできる。
【００４３】
さらに、第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、放電灯ＬＡへの供給電流の変動が少なくなり、放電灯ＬＡにおける光出力の変動に伴うちらつきを防止できる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００４５】
図２に示すように、本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置３０は、高周波変換回路１３を構成するハーフブリッジインバータのスイッチング素子Ｑ１１，スイッチング素子Ｑ１２がワイドギャップ半導体である。
【００４６】
そして、第２実施形態の放電灯点灯装置３０によれば、高周波変換回路１３のスイッチング素子Ｑ１１，スイッチング素子Ｑ１２での電力損失を低減できる。
従って、第１実施形態に比べて、さらに、高効率であって信頼性を高くできる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
図３に示すように、本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置４０は、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端間にコンデンサＣ１が接続される。
また、放電灯点灯装置４０は、ダイオードブリッジＤＢの直流出力端とインバータ回路１４との間に順方向に、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体であるダイオードＤ４０が挿入される。
【００４８】
コンデンサＣ１およびダイオードＤ４０は、ダイオードブリッジＤＢのファーストリカバリ機能を持たせるために設けられる。
つまり、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を用いてダイオードブリッジＤＢに内在する容量成分に蓄積される電荷を打ち消する。
そして、ダイオードブリッジＤＢを構成するダイオードＤ５，ダイオードＤ６，ダイオードＤ７，ダイオードＤ８の逆方向回復に要する時間を短縮する。
【００４９】
第３実施形態の放電灯点灯装置４０によれば、高周波電流が流れるダイオードブリッジＤＢに高周波用の高価なものを用いる必要がなく、比較的安価にできる。
【００５０】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
図４に示すように、本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置５０は、放電灯ＬＡへの電力供給にトランスＴ１を介在させた。
つまり、トランスＴ１は、１次巻線ＴＡが、コンデンサＣ４と、インダクタＬ１との間に挿入され、２次巻線ＴＢが、放電灯ＬＡおよびコンデンサＣ６に接続される。
【００５１】
トランスＴ１は、１次巻線ＴＡと２次巻線ＴＢとの巻比が、１：ｎであって、ｎを１よりも大きい値に設定することにより、放電灯ＬＡに対して比較的高い電圧の印加が要求されるものを用いることができる。
例えば、放電灯ＬＡを負荷とする場合には、比較的高い始動電圧を要するから、ｎを１より大きく設定しておくことにより、交流電源Ｅの電圧よりも始動電圧がかなり高い場合でも対応できる。
【００５２】
また、電源側と負荷側とがトランスＴ１により絶縁されるために、放電灯ＬＡの交換時等に、万が一に感電する虞がない。
ここで、回路定数の条件設定は、入力電流の実効値Ｉｉｎとし、共振回路１０２に流れる電流をＩＡとした場合に、下記の数２の数式を満足する。
【００５３】
【数２】
【００５４】
第４実施形態の放電灯点灯装置５０によれば、平滑コンデンサＣ５の両端電圧をダイオードブリッジＤＢの出力電圧よりも、常に高く保つことができ、結果的に、入力電流歪を少なくできる。
【００５５】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置について説明する。
図５に示すように、本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯装置６０は、共振回路１６において、コンデンサＣ６をトランスＴ１の１次巻線ＴＡに並列接続した。
ここで、回路定数の条件設定は、入力電流の実効値Ｉｉｎとし、共振回路１０２に流れる電流をＩＡとした場合に、下記の数３の数式を満足する。
【００５６】
【数３】
【００５７】
第５実施形態の放電灯点灯装置６０によれば、コンデンサＣ２がトランスＴ１の１次巻線ＴＡ側に設けられるために、コンデンサＣ６の耐圧を低く設定できる。
【００５８】
なお、本発明の放電灯点灯装置においてフィルター回路，部分平滑回路，ドライブ回路，デューティ制御回路，周波数制御回路等は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，３０，４０，５０，６０ 放電灯点灯装置
１４ インバータ回路
１５ 部分平滑回路（谷埋回路）
１６ 共振回路
１７ インピーダンス回路
Ｄ４０ ダイオード
ＤＢ ダイオードブリッジ（整流回路）
ＬＡ ランプ（放電灯）
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１２ スイッチング素子
Ｔ１ トランス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体を具備する放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶである放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放電灯点灯装置において、
交流電源を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備え、
前記インバータ回路は、互いに直列接続され、交互にオンオフされる一対のスイッチング素子と、前記整流回路の直流出力端間と前記一対のスイッチング素子の直列回路との間に介装されたインピーダンス回路と、コンデンサおよびインダクタを備え、前記インピーダンス回路との直列回路が一方のスイッチング素子の両端間に接続されるとともに前記放電灯への出力を取り出す共振回路と、前記整流回路の直流出力電圧の高い期間に、前記インバータ回路の出力の一部を蓄積し、前記直流出力電圧の低い期間に、蓄積エネルギーにより決まる電圧を前記一対のスイッチング素子の直列回路の両端に印加する谷埋回路とを備え、
前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように回路定数が設定され、
交流電源を直流電圧に整流するダイオードが、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体である放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
前記整流回路は、ダイオードブリッジを有してなり、前記整流回路の直流出力端間にコンデンサが接続されるとともに、前記整流回路の直流出力端と前記インバータ回路との間に順方向に、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体であるダイオードが挿入される放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項３に記載の放電灯点灯装置において、
前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、前記第２のコンデンサは負荷に並列接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項３に記載の放電灯点灯装置において、
前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、第２のコンデンサは前記トランスの１次巻線の両端間に接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
前記谷埋回路は、前記一方のスイッチング素子を介して前記整流回路の直流出力端間に接続された平滑コンデンサを備え、前記スイッチング素子のオン時に前記平滑コンデンサが充電される放電灯点灯装置。
【請求項１】
ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体を具備する放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記ワイドギャップ半導体は、バンドギャップＥｇが、Ｅｇ≧２．０ｅＶである放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放電灯点灯装置において、
交流電源を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力を高周波出力に変換して放電灯に供給するインバータ回路とを備え、
前記インバータ回路は、互いに直列接続され、交互にオンオフされる一対のスイッチング素子と、前記整流回路の直流出力端間と前記一対のスイッチング素子の直列回路との間に介装されたインピーダンス回路と、コンデンサおよびインダクタを備え、前記インピーダンス回路との直列回路が一方のスイッチング素子の両端間に接続されるとともに前記放電灯への出力を取り出す共振回路と、前記整流回路の直流出力電圧の高い期間に、前記インバータ回路の出力の一部を蓄積し、前記直流出力電圧の低い期間に、蓄積エネルギーにより決まる電圧を前記一対のスイッチング素子の直列回路の両端に印加する谷埋回路とを備え、
前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように回路定数が設定され、
交流電源を直流電圧に整流するダイオードが、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体のワイドギャップ半導体である放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
前記整流回路は、ダイオードブリッジを有してなり、前記整流回路の直流出力端間にコンデンサが接続されるとともに、前記整流回路の直流出力端と前記インバータ回路との間に順方向に、ＧａＮ半導体またはＳｉＣ半導体によりなるワイドギャップ半導体であるダイオードが挿入される放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項３に記載の放電灯点灯装置において、
前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、前記第２のコンデンサは負荷に並列接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項３に記載の放電灯点灯装置において、
前記共振回路は、直流カット用の第１のコンデンサと、共振用のインダクタおよび第２のコンデンサと、２次側に負荷を接続し１次巻線が第１のコンデンサおよび前記インダクタに直列接続されたトランスとを有してなり、第２のコンデンサは前記トランスの１次巻線の両端間に接続され、前記共振回路に流れる電流の実効値が交流電源から前記整流回路への入力電流のピーク値の２倍以下になるように前記トランスの巻比が設定される放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
前記谷埋回路は、前記一方のスイッチング素子を介して前記整流回路の直流出力端間に接続された平滑コンデンサを備え、前記スイッチング素子のオン時に前記平滑コンデンサが充電される放電灯点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２２１７４３（Ｐ２０１２−２２１７４３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６４４４（Ｐ２０１１−８６４４４）
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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