電源装置、その電源装置を備えた放電灯点灯装置およびその放電灯点灯装置を備えた照明器具
【課題】無負荷時に昇圧コンバータのインダクタンスの２次巻線から安定した電圧を生成する電源装置を提供する。
【解決手段】スイッチング素子６の動作に基づいて整流回路２の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路４と、昇圧チョッパ回路４の出力電圧を検出する電圧検出回路９と、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂと、２次巻線５ｂに発生した電圧から所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路２６と、少なくとも、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧が予め設定された目標電圧になるようにスイッチング素子６を制御する制御回路２５とを備え、制御回路２５は、無負荷のとき、目標電圧の値を大きく設定し、昇圧チョッパ回路４の出力電圧がその目標電圧になるようにスイッチング素子６を制御する。
【解決手段】スイッチング素子６の動作に基づいて整流回路２の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路４と、昇圧チョッパ回路４の出力電圧を検出する電圧検出回路９と、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂと、２次巻線５ｂに発生した電圧から所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路２６と、少なくとも、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧が予め設定された目標電圧になるようにスイッチング素子６を制御する制御回路２５とを備え、制御回路２５は、無負荷のとき、目標電圧の値を大きく設定し、昇圧チョッパ回路４の出力電圧がその目標電圧になるようにスイッチング素子６を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、その電源装置を備えた放電灯点灯装置およびその放電灯点灯装置を備えた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電灯点灯装置として、放電灯電圧検出回路により検出された放電灯電圧、または放電灯電流検出回路により検出された放電灯電流が所定範囲から外れた場合に、放電灯を消灯させると共に、昇圧コンバータのスイッチング素子のオンデューティを、放電灯電圧または放電灯電流が所定範囲内のときのオンデューティより小さくする制御回路を備えたものがある。その小さくなったオンデューティによる昇圧コンバータのスイッチング素子のオン・オフによって、昇圧コンバータから出力される電圧を直流電圧検出回路により放電させ、昇圧コンバータのインダクタンスの２次巻線に電圧を発生させて制御電圧を確保するようにしている（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】特許第４２１１０２２号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合、交流電源電圧の実効値が低いときよりも、高いときの方が昇圧する電圧幅が小さくなる。このため、放電灯が点灯していない無負荷時においては、昇圧コンバータのスイッチング素子のオンデューティを、放電灯電圧または放電灯電流が所定範囲内のときのオンデューティより小さくした場合でも、交流電源電圧の瞬時値が高い箇所では、昇圧コンバータの出力電圧が短期間で所定の目標値に達してしまい、昇圧コンバータのスイッチング素子が間欠動作となる。このため、昇圧コンバータのインダクタンスに併設された２次巻線から所定の制御電圧が生成されないという課題がある。
【０００５】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合においても、無負荷時に昇圧コンバータのインダクタンスの２次巻線から安定した電圧を生成することができる電源装置、その電源装置を備えた放電灯点灯装置およびその放電灯点灯装置を備えた照明器具を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電源装置は、交流電源電圧を整流する整流回路と、スイッチング素子を有し、スイッチング素子の動作に基づいて整流回路の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力電圧を検出する電圧検出手段と、昇圧チョッパ回路のインダクタンスに併設された制御電圧生成用の巻線と，巻線に発生した電圧から所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、少なくとも、電圧検出手段により検出された昇圧チョッパ回路の出力電圧が予め設定された目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御する制御手段とを備え、制御手段は、無負荷のとき、昇圧チョッパ回路の出力電圧が上昇するようにスイッチング素子を制御し、巻線から制御電圧の生成に必要な電圧を得るようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電源装置によれば、無負荷のとき、昇圧チョッパ回路の出力電圧が上昇するようにスイッチング素子を制御するようにしているので、交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合においても、昇圧チョッパ回路のインダクタンスに併設された制御電圧生成用の巻線から安定した電圧が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態３の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態４に係る照明器具の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の電源装置を備えた放電灯点灯装置および照明器具の実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
実施の形態１の放電灯点灯装置は、図中に示すように、入力側には商用交流電源１が接続され、出力側には、後述する昇圧トランス２０の２次巻線と高圧放電灯２１とが直列に接続されてなる負荷回路が接続されている。
【００１０】
その放電灯点灯装置は、商用交流電源１からの交流電力を直流電力に整流する整流回路２と、整流回路２の出力端子間に接続された電圧検出回路３と、整流回路２の出力端子に接続された昇圧チョッパ回路４と、昇圧チョッパ回路４の出力端子間に接続された電圧検出回路９と、昇圧チョッパ回路４の出力端子に接続された降圧チョッパ回路１０と、降圧チョッパ回路１０の出力端子間に接続された電圧検出回路２３と、降圧チョッパ回路１０の出力端子に接続されたインバータ回路と、負荷回路の高圧放電灯２１に高圧パルスを印加する始動回路２２と、降圧チョッパ回路１０とインバータ回路との間に挿入された抵抗よりなる電流検出回路２４と、制御回路２５と、制御電圧生成回路２６とを備えている。
【００１１】
整流回路２の出力側の電圧検出回路３は、抵抗分圧回路により構成され、整流回路２の出力電圧を検出する。昇圧チョッパ回路４は、整流回路２の出力端子間に直列に接続されたインダクタンス５およびスイッチング素子６と、インダクタンス５およびスイッチング素子６の接続点に順方向に接続されたダイオード７と、スイッチング素子６にダイオード７を介して並列に接続された電解コンデンサ８とで構成されている。インダクタンス５は、互いに磁気的に結合された１次巻線５ａと２次巻線５ｂとで構成されている。昇圧チョッパ回路４の出力側の電圧検出回路９は、前記と同様に抵抗分圧回路により構成され、昇圧チョッパ回路４の出力電圧を検出する。
【００１２】
降圧チョッパ回路１０は、昇圧チョッパ回路４のダイオード７および電解コンデンサ８の接続点に接続されたスイッチング素子１１と、電解コンデンサ８にスイッチング素子１１を介して並列に接続された順方向のダイオード１３と、スイッチング素子１１およびダイオード１３の接続点に接続されたインダクタンス１２と、ダイオード１３にインダクタンス１２を介して並列に接続されたコンデンサ１４とで構成されている。降圧チョッパ回路１０の出力側の電圧検出回路２３は、抵抗分圧回路により構成され、降圧チョッパ回路１０の出力電圧（高圧放電灯２１の電圧に対応）を検出する。
【００１３】
前述のインバータ回路は、降圧チョッパ回路１０の出力端子間に、第１のスイッチング素子１５および第２のスイッチング素子１６の直列回路と、第３のスイッチング素子１７および第４のスイッチング素子１８の直列回路とが並列に接続されたフルブリッジ型のインバータで構成されている。そのインバータ回路の第１のスイッチング素子１５と第２のスイッチング素子１６の接続点および第３のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１８の接続点の間には、前述した負荷回路が挿入されている。その負荷回路には並列にコンデンサ１９が接続されている。
【００１４】
始動回路２２は、昇圧トランス２０の２次巻線に磁気的に結合された１次巻線が接続され、高圧放電灯２１の始動時に高圧パルスを発生させ、高圧放電灯２１に印加して点灯させる。電流検出回路２４は、降圧チョッパ回路１０の出力電流（高圧放電灯２１の電流に対応）を検出する。負荷回路の高圧放電灯２１は、本発明における放電灯に相当し、例えばＨＩＤランプ（高圧水銀ランプ）、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ等が用いられている。
【００１５】
制御回路２５は、例えばマイコン、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の演算装置で構成され、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６、降圧チョッパ回路１０のスイッチング素子１１、インバータ回路の各スイッチング素子１５、１６、１７、１８の制御を行う。また、制御回路２５には、前述した各電圧検出回路３、９、２３および電流検出回路２４と、制御電圧を生成する制御電圧生成回路２６とが接続されている。
【００１６】
前述の制御電圧生成回路２６は、昇圧チョッパ回路４に設けられたインダクタンス５の２次巻線５ｂの一端に順方向に接続されたダイオード２７と、そのダイオード２７に接続された電解コンデンサ２８と、ダイオード２７および電解コンデンサ２８の接続点に入力端子が接続された定電圧ＩＣ２９と、整流回路２の出力端子に接続された抵抗３０と、その抵抗３０に接続されたツェナダイオード３１と、抵抗３０およびツェナダイオード３１の接続点および定電圧ＩＣ２９の出力端子の間に順方向に挿入されたダイオード３２と、ツェナダイオード３１にダイオード３２を介して並列に接続された電解コンデンサ３３とで構成されている。制御電圧生成回路２６のダイオード３２と電解コンデンサ３３と定電圧ＩＣ２９の出力端子との接続点が制御回路２５の電源端子と接続されている。
【００１７】
次に、前記のように構成された放電灯点灯装置の動作について図１を用いて説明する。 整流回路２に商用交流電源１が投入されると、全波整流された電圧が、制御電圧生成回路２６の抵抗３０に印加されて抵抗３０に電流が流れ、ツェナダイオード３１の定電圧素子により所定の直流電圧となって電解コンデンサ３３を充電する。そして、電解コンデンサ３３に充電された充電エネルギーにより、制御回路２５に制御電圧が印加される。
【００１８】
制御回路２５は、制御電圧が印加されると、昇圧チョッパ回路４の動作を開始して、整流回路２により全波整流された電圧を昇圧する。この昇圧された直流電圧は、降圧チョッパ回路１０を介してインバータ回路により交流に変換され、高圧放電灯２１に印加される。この時、制御回路２５は、始動回路２２を駆動して、高圧放電灯２１を始動させる高圧パルスを発生させ、高圧放電灯２１に印加して点灯する。
【００１９】
高圧放電灯２１が点灯すると、制御回路２５は、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧（高圧放電灯２１の電圧に対応）を検知し、この電圧から高圧放電灯２１の電力が所定電力となるような高圧放電灯２１の目標電流値を演算する。制御回路２５は、演算した目標電流値と電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流（高圧放電灯２１の電流に対応）とが一致するように、降圧チョッパ回路１０のスイッチング素子１１のオンデューティを制御する。
【００２０】
また、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧を読込み、その出力電圧と予め設定された目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオンデューティを制御する。
【００２１】
なお、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６がオンしたとき、インダクタンス５に電流が流れ、インダクタンス５の１次巻線５ａにエネルギーが蓄積される。また、スイッチング素子６がオフしたときには、インダクタンス５の１次巻線５ａに蓄えられたエネルギーがダイオード７を介して電解コンデンサ８に充電される。
【００２２】
この時、インダクタンス５の１次巻線５ａと２次巻線５ｂとでトランスが構成されるので、１次巻線５ａに電流が流れたときに２次巻線５ｂに電圧が発生する。この電圧は、制御電圧生成回路２６のダイオード２７と電解コンデンサ２８により平滑され、定電圧ＩＣ２９で所定の制御電圧となる。また、定電圧ＩＣ２９で生成される制御電圧は、抵抗３０とツェナダイオード３１で生成される制御電圧より若干高くなるように設定されている。これは、定電圧ＩＣ２９から制御電圧が供給されているときには、抵抗３０に電流が流れないようにするためである。即ち、電源投入時の昇圧チョッパ回路４が動作していないときは、整流回路３の出力電圧が制御電圧生成回路２６の抵抗３０を介して供給されるが、昇圧チョッパ回路４が動作を開始したときには、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから電圧が供給される。
【００２３】
しかしながら、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４から電流が流れなくなるので、昇圧チョッパ回路４の出力電圧が所定電圧に到達すると、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が停止する。その後、昇圧チョッパ回路４の出力電圧が電圧検出回路９の分圧抵抗により徐々に放電して所定電圧まで低下すると、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が再び動作を開始する。この場合、高圧放電灯２１へ電流が流れないため、すぐに昇圧チョッパ回路４の出力電圧が所定電圧に到達して、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６は再び停止する。このように、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時では、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が連続的に動作しないため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから制御電圧の生成に必要な電圧が供給されなくなる。
【００２４】
また、商用交流電源１の電圧（実効値）が高い場合は、低い場合と比べて昇圧される電圧幅が小さくなるため、とくに商用交流電源１の電圧（瞬時値）が高い箇所では、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が間欠動作となり、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから制御電圧の生成に必要な電圧が供給されることがより困難となる。
【００２５】
こうした交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合においても、放電灯が点灯していない無負荷時に、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから制御電圧の生成に必要な電圧を得るための一例を以下に説明する。
【００２６】
図２は実施の形態１の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路２５は、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧（高圧放電灯２１の電圧に対応）を検知し（Ｓ１０１）、次いで、電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流（高圧放電灯２１の電流に対応）を検知する（Ｓ１０２）。
【００２７】
その後、制御回路２５は、検知した出力電圧が予め設定された電圧しきい値より低いかどうかを判定し（Ｓ１０３）、出力電圧が電圧しきい値以上のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ１０６へ移行する。また、制御回路２５は、出力電圧が電圧しきい値より低いときには、検知した出力電流が予め設定された電流しきい値より高いかどうかを判定する（Ｓ１０４）。制御回路２５は、出力電流が電流しきい値以下のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ１０６へ移行するが、出力電流が電流しきい値より高いときにはＳ１０５へ移行する。
【００２８】
つまり、制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値より低く、かつ、検知した出力電流が電流しきい値より高いときには高圧放電灯２１が点灯していると判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧を所定値に設定する（Ｓ１０５）。そして、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧と前述の目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制御（通常制御）し、ステップＳ１０１に戻る。
【００２９】
また、制御回路２５は、前述したように、検知した出力電圧が電圧しきい値以上のとき、あるいは検知した出力電流が電流しきい値以下のときには、高圧放電灯２１が点灯していないと判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、高圧放電灯２１が点灯した時の所定値よりも大きい値に設定し（Ｓ１０６）、ステップＳ１０１に戻る。
【００３０】
以上のように実施の形態１によれば、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、高圧放電灯２１が点灯した時の所定値よりも大きい値に設定するようにしている。これにより、商用交流電源１の電圧（実効値）が高い場合でも、昇圧される電圧幅が大きくなり、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６を連続的にオン・オフできる。このため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００３１】
実施の形態２.
実施の形態１では、商用交流電源１の電圧（実効値）に関係なく、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、高圧放電灯２１が点灯した時の所定値よりも大きい値に設定するようにしたが、本実施の形態２では、商用交流電源１の電圧（実効値あるいは平均値または最大値）に応じて、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を設定するようにしたものである。
なお、本実施の形態における放電灯点灯装置の構成は、前述した実施の形態１（図１）と同様である。
【００３２】
図３は実施の形態２の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路２５は、前述したように、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧を検知し（Ｓ２０１）、次いで、電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流を検知する（Ｓ２０２）。
【００３３】
その後、制御回路２５は、検知した出力電圧が予め設定された電圧しきい値より低いかどうかを判定し（Ｓ２０３）、出力電圧が電圧しきい値以上のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ２０６へ移行する。また、制御回路２５は、出力電圧が電圧しきい値より低いときには、検知した出力電流が予め設定された電流しきい値より高いかどうかを判定する（Ｓ２０４）。制御回路２５は、出力電流が電流しきい値以下のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ２０６へ移行するが、出力電流が電流しきい値より高いときにはＳ２０５へ移行する。
【００３４】
制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値より低く、かつ、検知した出力電流が電流しきい値より高いときには高圧放電灯２１が点灯していると判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧を所定値に設定する（Ｓ２０５）、そして、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧と前述の目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制御（通常制御）し、ステップＳ２０１に戻る。
【００３５】
また、制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値以上のとき、あるいは検知した出力電流が電流しきい値以下のときには、高圧放電灯２１が点灯していないと判定して、ステップＳ２０６に移行する。この時、制御回路２５は、電圧検出回路３により検出された整流回路２の出力電圧から商用交流電源１の半周期間を検知する（Ｓ２０６）。そして、制御回路２５は、検知した整流回路２の出力電圧に応じて昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を設定し（Ｓ２０７）、ステップＳ２０１に移行する。この場合、検知した整流回路２の実効値あるいは平均値または最大値が大きくなるに従って目標電圧値を大きく設定する。
【００３６】
以上のように実施の形態２によれば、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、整流回路２の実効値あるいは平均値または最大値に応じて設定するようにしている。これにより、商用交流電源１の電圧（実効値）が低い場合でも、昇圧される電圧幅を最適な値に設定できると共に、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６を連続的にオン・オフできる。このため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００３７】
実施の形態３.
実施の形態１、２では、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を変動させるようにしたが、本実施の形態３では、放電灯が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制限するようにしたものである。
なお、本実施の形態における放電灯点灯装置の構成は、前述した実施の形態１（図１）と同様である。
【００３８】
図４は実施の形態３の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路２５は、実施の形態１と同様に、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧を検知し（Ｓ３０１）、次いで、電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流を検知する（Ｓ３０２）。
【００３９】
その後、制御回路２５は、検知した出力電圧が予め設定された電圧しきい値より低いかどうかを判定し（Ｓ３０３）、出力電圧が電圧しきい値以上のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ３０６へ移行する。また、制御回路２５は、出力電圧が電圧しきい値より低いときには、検知した出力電流が予め設定された電流しきい値より高いかどうかを判定する（Ｓ３０４）。制御回路２５は、出力電流が電流しきい値以下のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ３０６へ移行するが、出力電流が電流しきい値より高いときにはＳ３０５へ移行する。
【００４０】
制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値より低く、かつ、検知した出力電流が電流しきい値より高いときには高圧放電灯２１が点灯していると判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧を所定値に設定する（Ｓ３０５）。そして、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧と前述の目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制御（通常制御）し、ステップＳ３０１に戻る。
【００４１】
また、制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値以上のとき、あるいは検知した出力電流が電流しきい値以下のときには、高圧放電灯２１が点灯していないと判定する。この場合、制御回路２５は、電圧検出回路３により検出された整流回路２の出力電圧を検知し（Ｓ３０６）、検知した出力電圧に応じて昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制限し（Ｓ３０７）、ステップＳ３０１に戻る。この場合、検知した整流回路２の瞬時値が大きくなるに従って、スイッチング素子６のオン期間を高圧放電灯２１点灯時のオン期間（通常制御）よりも短くする。
【００４２】
以上のように実施の形態３によれば、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を、整流回路２の瞬時値が大きくなるに従って、通常制御よりも短く設定するようにしている。これにより、商用交流電源１の電圧（瞬時値）が高い箇所でも、昇圧される電圧幅が小さくなり、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６を連続的にオン・オフできる。このため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００４３】
なお、制御回路２５には、実施の形態１、２で説明した処理と実施の形態３で説明した処理とを任意に組み合わせた処理を行わせるようにすることができる。
【００４４】
実施の形態４．
図５は実施の形態４に係る照明器具の構成を示す図である。
図中に示す照明器具３００は、前述した実施の形態１〜３の何れかに記載の放電灯点灯装置１００と、この放電灯点灯装置１００に取り付けられた負荷回路の高圧放電灯２１と、リフレクター２００とを備えている。
【００４５】
このような構成により、本実施の形態における照明器具３００においては、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷の際、照明器具３００における放電灯点灯装置１００が有する制御回路２５が、前述の実施の形態１〜３の何れかの処理を行う。
【００４６】
以上のように実施の形態４によれば、照明器具３００に実施の形態１〜３の何れかに記載の放電灯点灯装置１００を設けているので、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷の際、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００４７】
なお、実施の形態１〜３では、降圧チョッパ回路１０を用いた構成であるが、これを取り除いた構成でもよい。また、インバータ回路はフルブリッジ型で構成された例を示したが、ハーフブリッジ型で構成されてもよい。さらに、負荷回路、始動回路２２、制御電圧生成回路２６の構成についても、これに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の活用例として、前述した各実施の形態では、主として高圧放電灯２１を点灯させる放電灯点灯装置について説明したが、これに限定されるものではなく、他の種類の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に適用してもよい。また、モーター駆動装置、ＬＥＤ電源、誘導加熱調理器などの昇圧チョッパ回路を備えた装置であれば全て適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 商用交流電源、２ 整流回路、３ 電圧検出回路、４ 昇圧チョッパ回路、５ インダクタンス、６ スイッチング素子、７ ダイオード、８ 電解コンデンサ、９ 電圧検出回路、１０ 降圧チョッパ回路、１１ スイッチング素子、１２ インダクタンス、１３ ダイオード、１４ コンデンサ、１５ 第１のスイッチング素子、１６ 第２のスイッチング素子、１７ 第３のスイッチング素子、１８ 第４のスイッチング素子、
１９ コンデンサ、２０ 昇圧トランス、２１ 高圧放電灯、２２ 始動回路、２３ 電圧検出回路、２４ 電流検出回路、２５ 制御回路、２６ 制御電圧生成回路、２７ ダイオード、２８ 電解コンデンサ、２９ 定電圧ＩＣ、３０ 抵抗、３１ ツェナダイオード、３２ ダイオード、３３ 電解コンデンサ、１００ 放電灯点灯装置、２００ リフレクター、３００ 照明器具。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、その電源装置を備えた放電灯点灯装置およびその放電灯点灯装置を備えた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電灯点灯装置として、放電灯電圧検出回路により検出された放電灯電圧、または放電灯電流検出回路により検出された放電灯電流が所定範囲から外れた場合に、放電灯を消灯させると共に、昇圧コンバータのスイッチング素子のオンデューティを、放電灯電圧または放電灯電流が所定範囲内のときのオンデューティより小さくする制御回路を備えたものがある。その小さくなったオンデューティによる昇圧コンバータのスイッチング素子のオン・オフによって、昇圧コンバータから出力される電圧を直流電圧検出回路により放電させ、昇圧コンバータのインダクタンスの２次巻線に電圧を発生させて制御電圧を確保するようにしている（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】特許第４２１１０２２号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合、交流電源電圧の実効値が低いときよりも、高いときの方が昇圧する電圧幅が小さくなる。このため、放電灯が点灯していない無負荷時においては、昇圧コンバータのスイッチング素子のオンデューティを、放電灯電圧または放電灯電流が所定範囲内のときのオンデューティより小さくした場合でも、交流電源電圧の瞬時値が高い箇所では、昇圧コンバータの出力電圧が短期間で所定の目標値に達してしまい、昇圧コンバータのスイッチング素子が間欠動作となる。このため、昇圧コンバータのインダクタンスに併設された２次巻線から所定の制御電圧が生成されないという課題がある。
【０００５】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合においても、無負荷時に昇圧コンバータのインダクタンスの２次巻線から安定した電圧を生成することができる電源装置、その電源装置を備えた放電灯点灯装置およびその放電灯点灯装置を備えた照明器具を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電源装置は、交流電源電圧を整流する整流回路と、スイッチング素子を有し、スイッチング素子の動作に基づいて整流回路の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力電圧を検出する電圧検出手段と、昇圧チョッパ回路のインダクタンスに併設された制御電圧生成用の巻線と，巻線に発生した電圧から所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、少なくとも、電圧検出手段により検出された昇圧チョッパ回路の出力電圧が予め設定された目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御する制御手段とを備え、制御手段は、無負荷のとき、昇圧チョッパ回路の出力電圧が上昇するようにスイッチング素子を制御し、巻線から制御電圧の生成に必要な電圧を得るようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電源装置によれば、無負荷のとき、昇圧チョッパ回路の出力電圧が上昇するようにスイッチング素子を制御するようにしているので、交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合においても、昇圧チョッパ回路のインダクタンスに併設された制御電圧生成用の巻線から安定した電圧が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態３の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態４に係る照明器具の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の電源装置を備えた放電灯点灯装置および照明器具の実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
実施の形態１の放電灯点灯装置は、図中に示すように、入力側には商用交流電源１が接続され、出力側には、後述する昇圧トランス２０の２次巻線と高圧放電灯２１とが直列に接続されてなる負荷回路が接続されている。
【００１０】
その放電灯点灯装置は、商用交流電源１からの交流電力を直流電力に整流する整流回路２と、整流回路２の出力端子間に接続された電圧検出回路３と、整流回路２の出力端子に接続された昇圧チョッパ回路４と、昇圧チョッパ回路４の出力端子間に接続された電圧検出回路９と、昇圧チョッパ回路４の出力端子に接続された降圧チョッパ回路１０と、降圧チョッパ回路１０の出力端子間に接続された電圧検出回路２３と、降圧チョッパ回路１０の出力端子に接続されたインバータ回路と、負荷回路の高圧放電灯２１に高圧パルスを印加する始動回路２２と、降圧チョッパ回路１０とインバータ回路との間に挿入された抵抗よりなる電流検出回路２４と、制御回路２５と、制御電圧生成回路２６とを備えている。
【００１１】
整流回路２の出力側の電圧検出回路３は、抵抗分圧回路により構成され、整流回路２の出力電圧を検出する。昇圧チョッパ回路４は、整流回路２の出力端子間に直列に接続されたインダクタンス５およびスイッチング素子６と、インダクタンス５およびスイッチング素子６の接続点に順方向に接続されたダイオード７と、スイッチング素子６にダイオード７を介して並列に接続された電解コンデンサ８とで構成されている。インダクタンス５は、互いに磁気的に結合された１次巻線５ａと２次巻線５ｂとで構成されている。昇圧チョッパ回路４の出力側の電圧検出回路９は、前記と同様に抵抗分圧回路により構成され、昇圧チョッパ回路４の出力電圧を検出する。
【００１２】
降圧チョッパ回路１０は、昇圧チョッパ回路４のダイオード７および電解コンデンサ８の接続点に接続されたスイッチング素子１１と、電解コンデンサ８にスイッチング素子１１を介して並列に接続された順方向のダイオード１３と、スイッチング素子１１およびダイオード１３の接続点に接続されたインダクタンス１２と、ダイオード１３にインダクタンス１２を介して並列に接続されたコンデンサ１４とで構成されている。降圧チョッパ回路１０の出力側の電圧検出回路２３は、抵抗分圧回路により構成され、降圧チョッパ回路１０の出力電圧（高圧放電灯２１の電圧に対応）を検出する。
【００１３】
前述のインバータ回路は、降圧チョッパ回路１０の出力端子間に、第１のスイッチング素子１５および第２のスイッチング素子１６の直列回路と、第３のスイッチング素子１７および第４のスイッチング素子１８の直列回路とが並列に接続されたフルブリッジ型のインバータで構成されている。そのインバータ回路の第１のスイッチング素子１５と第２のスイッチング素子１６の接続点および第３のスイッチング素子１７と第４のスイッチング素子１８の接続点の間には、前述した負荷回路が挿入されている。その負荷回路には並列にコンデンサ１９が接続されている。
【００１４】
始動回路２２は、昇圧トランス２０の２次巻線に磁気的に結合された１次巻線が接続され、高圧放電灯２１の始動時に高圧パルスを発生させ、高圧放電灯２１に印加して点灯させる。電流検出回路２４は、降圧チョッパ回路１０の出力電流（高圧放電灯２１の電流に対応）を検出する。負荷回路の高圧放電灯２１は、本発明における放電灯に相当し、例えばＨＩＤランプ（高圧水銀ランプ）、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ等が用いられている。
【００１５】
制御回路２５は、例えばマイコン、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の演算装置で構成され、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６、降圧チョッパ回路１０のスイッチング素子１１、インバータ回路の各スイッチング素子１５、１６、１７、１８の制御を行う。また、制御回路２５には、前述した各電圧検出回路３、９、２３および電流検出回路２４と、制御電圧を生成する制御電圧生成回路２６とが接続されている。
【００１６】
前述の制御電圧生成回路２６は、昇圧チョッパ回路４に設けられたインダクタンス５の２次巻線５ｂの一端に順方向に接続されたダイオード２７と、そのダイオード２７に接続された電解コンデンサ２８と、ダイオード２７および電解コンデンサ２８の接続点に入力端子が接続された定電圧ＩＣ２９と、整流回路２の出力端子に接続された抵抗３０と、その抵抗３０に接続されたツェナダイオード３１と、抵抗３０およびツェナダイオード３１の接続点および定電圧ＩＣ２９の出力端子の間に順方向に挿入されたダイオード３２と、ツェナダイオード３１にダイオード３２を介して並列に接続された電解コンデンサ３３とで構成されている。制御電圧生成回路２６のダイオード３２と電解コンデンサ３３と定電圧ＩＣ２９の出力端子との接続点が制御回路２５の電源端子と接続されている。
【００１７】
次に、前記のように構成された放電灯点灯装置の動作について図１を用いて説明する。 整流回路２に商用交流電源１が投入されると、全波整流された電圧が、制御電圧生成回路２６の抵抗３０に印加されて抵抗３０に電流が流れ、ツェナダイオード３１の定電圧素子により所定の直流電圧となって電解コンデンサ３３を充電する。そして、電解コンデンサ３３に充電された充電エネルギーにより、制御回路２５に制御電圧が印加される。
【００１８】
制御回路２５は、制御電圧が印加されると、昇圧チョッパ回路４の動作を開始して、整流回路２により全波整流された電圧を昇圧する。この昇圧された直流電圧は、降圧チョッパ回路１０を介してインバータ回路により交流に変換され、高圧放電灯２１に印加される。この時、制御回路２５は、始動回路２２を駆動して、高圧放電灯２１を始動させる高圧パルスを発生させ、高圧放電灯２１に印加して点灯する。
【００１９】
高圧放電灯２１が点灯すると、制御回路２５は、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧（高圧放電灯２１の電圧に対応）を検知し、この電圧から高圧放電灯２１の電力が所定電力となるような高圧放電灯２１の目標電流値を演算する。制御回路２５は、演算した目標電流値と電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流（高圧放電灯２１の電流に対応）とが一致するように、降圧チョッパ回路１０のスイッチング素子１１のオンデューティを制御する。
【００２０】
また、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧を読込み、その出力電圧と予め設定された目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオンデューティを制御する。
【００２１】
なお、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６がオンしたとき、インダクタンス５に電流が流れ、インダクタンス５の１次巻線５ａにエネルギーが蓄積される。また、スイッチング素子６がオフしたときには、インダクタンス５の１次巻線５ａに蓄えられたエネルギーがダイオード７を介して電解コンデンサ８に充電される。
【００２２】
この時、インダクタンス５の１次巻線５ａと２次巻線５ｂとでトランスが構成されるので、１次巻線５ａに電流が流れたときに２次巻線５ｂに電圧が発生する。この電圧は、制御電圧生成回路２６のダイオード２７と電解コンデンサ２８により平滑され、定電圧ＩＣ２９で所定の制御電圧となる。また、定電圧ＩＣ２９で生成される制御電圧は、抵抗３０とツェナダイオード３１で生成される制御電圧より若干高くなるように設定されている。これは、定電圧ＩＣ２９から制御電圧が供給されているときには、抵抗３０に電流が流れないようにするためである。即ち、電源投入時の昇圧チョッパ回路４が動作していないときは、整流回路３の出力電圧が制御電圧生成回路２６の抵抗３０を介して供給されるが、昇圧チョッパ回路４が動作を開始したときには、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから電圧が供給される。
【００２３】
しかしながら、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４から電流が流れなくなるので、昇圧チョッパ回路４の出力電圧が所定電圧に到達すると、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が停止する。その後、昇圧チョッパ回路４の出力電圧が電圧検出回路９の分圧抵抗により徐々に放電して所定電圧まで低下すると、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が再び動作を開始する。この場合、高圧放電灯２１へ電流が流れないため、すぐに昇圧チョッパ回路４の出力電圧が所定電圧に到達して、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６は再び停止する。このように、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時では、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が連続的に動作しないため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから制御電圧の生成に必要な電圧が供給されなくなる。
【００２４】
また、商用交流電源１の電圧（実効値）が高い場合は、低い場合と比べて昇圧される電圧幅が小さくなるため、とくに商用交流電源１の電圧（瞬時値）が高い箇所では、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６が間欠動作となり、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから制御電圧の生成に必要な電圧が供給されることがより困難となる。
【００２５】
こうした交流電源を広範囲の電圧に対応させた場合においても、放電灯が点灯していない無負荷時に、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５の２次巻線５ｂから制御電圧の生成に必要な電圧を得るための一例を以下に説明する。
【００２６】
図２は実施の形態１の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路２５は、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧（高圧放電灯２１の電圧に対応）を検知し（Ｓ１０１）、次いで、電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流（高圧放電灯２１の電流に対応）を検知する（Ｓ１０２）。
【００２７】
その後、制御回路２５は、検知した出力電圧が予め設定された電圧しきい値より低いかどうかを判定し（Ｓ１０３）、出力電圧が電圧しきい値以上のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ１０６へ移行する。また、制御回路２５は、出力電圧が電圧しきい値より低いときには、検知した出力電流が予め設定された電流しきい値より高いかどうかを判定する（Ｓ１０４）。制御回路２５は、出力電流が電流しきい値以下のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ１０６へ移行するが、出力電流が電流しきい値より高いときにはＳ１０５へ移行する。
【００２８】
つまり、制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値より低く、かつ、検知した出力電流が電流しきい値より高いときには高圧放電灯２１が点灯していると判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧を所定値に設定する（Ｓ１０５）。そして、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧と前述の目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制御（通常制御）し、ステップＳ１０１に戻る。
【００２９】
また、制御回路２５は、前述したように、検知した出力電圧が電圧しきい値以上のとき、あるいは検知した出力電流が電流しきい値以下のときには、高圧放電灯２１が点灯していないと判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、高圧放電灯２１が点灯した時の所定値よりも大きい値に設定し（Ｓ１０６）、ステップＳ１０１に戻る。
【００３０】
以上のように実施の形態１によれば、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、高圧放電灯２１が点灯した時の所定値よりも大きい値に設定するようにしている。これにより、商用交流電源１の電圧（実効値）が高い場合でも、昇圧される電圧幅が大きくなり、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６を連続的にオン・オフできる。このため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００３１】
実施の形態２.
実施の形態１では、商用交流電源１の電圧（実効値）に関係なく、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、高圧放電灯２１が点灯した時の所定値よりも大きい値に設定するようにしたが、本実施の形態２では、商用交流電源１の電圧（実効値あるいは平均値または最大値）に応じて、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を設定するようにしたものである。
なお、本実施の形態における放電灯点灯装置の構成は、前述した実施の形態１（図１）と同様である。
【００３２】
図３は実施の形態２の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路２５は、前述したように、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧を検知し（Ｓ２０１）、次いで、電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流を検知する（Ｓ２０２）。
【００３３】
その後、制御回路２５は、検知した出力電圧が予め設定された電圧しきい値より低いかどうかを判定し（Ｓ２０３）、出力電圧が電圧しきい値以上のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ２０６へ移行する。また、制御回路２５は、出力電圧が電圧しきい値より低いときには、検知した出力電流が予め設定された電流しきい値より高いかどうかを判定する（Ｓ２０４）。制御回路２５は、出力電流が電流しきい値以下のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ２０６へ移行するが、出力電流が電流しきい値より高いときにはＳ２０５へ移行する。
【００３４】
制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値より低く、かつ、検知した出力電流が電流しきい値より高いときには高圧放電灯２１が点灯していると判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧を所定値に設定する（Ｓ２０５）、そして、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧と前述の目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制御（通常制御）し、ステップＳ２０１に戻る。
【００３５】
また、制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値以上のとき、あるいは検知した出力電流が電流しきい値以下のときには、高圧放電灯２１が点灯していないと判定して、ステップＳ２０６に移行する。この時、制御回路２５は、電圧検出回路３により検出された整流回路２の出力電圧から商用交流電源１の半周期間を検知する（Ｓ２０６）。そして、制御回路２５は、検知した整流回路２の出力電圧に応じて昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を設定し（Ｓ２０７）、ステップＳ２０１に移行する。この場合、検知した整流回路２の実効値あるいは平均値または最大値が大きくなるに従って目標電圧値を大きく設定する。
【００３６】
以上のように実施の形態２によれば、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を、整流回路２の実効値あるいは平均値または最大値に応じて設定するようにしている。これにより、商用交流電源１の電圧（実効値）が低い場合でも、昇圧される電圧幅を最適な値に設定できると共に、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６を連続的にオン・オフできる。このため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００３７】
実施の形態３.
実施の形態１、２では、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４の目標電圧値を変動させるようにしたが、本実施の形態３では、放電灯が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制限するようにしたものである。
なお、本実施の形態における放電灯点灯装置の構成は、前述した実施の形態１（図１）と同様である。
【００３８】
図４は実施の形態３の放電灯点灯装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路２５は、実施の形態１と同様に、電圧検出回路２３により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電圧を検知し（Ｓ３０１）、次いで、電流検出回路２４により検出された降圧チョッパ回路１０の出力電流を検知する（Ｓ３０２）。
【００３９】
その後、制御回路２５は、検知した出力電圧が予め設定された電圧しきい値より低いかどうかを判定し（Ｓ３０３）、出力電圧が電圧しきい値以上のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ３０６へ移行する。また、制御回路２５は、出力電圧が電圧しきい値より低いときには、検知した出力電流が予め設定された電流しきい値より高いかどうかを判定する（Ｓ３０４）。制御回路２５は、出力電流が電流しきい値以下のときには高圧放電灯２１が点灯していないと判定してＳ３０６へ移行するが、出力電流が電流しきい値より高いときにはＳ３０５へ移行する。
【００４０】
制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値より低く、かつ、検知した出力電流が電流しきい値より高いときには高圧放電灯２１が点灯していると判定して、昇圧チョッパ回路４の目標電圧を所定値に設定する（Ｓ３０５）。そして、制御回路２５は、電圧検出回路９により検出された昇圧チョッパ回路４の出力電圧と前述の目標電圧値とが一致するように、かつ、入力が高力率となるように、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制御（通常制御）し、ステップＳ３０１に戻る。
【００４１】
また、制御回路２５は、検知した出力電圧が電圧しきい値以上のとき、あるいは検知した出力電流が電流しきい値以下のときには、高圧放電灯２１が点灯していないと判定する。この場合、制御回路２５は、電圧検出回路３により検出された整流回路２の出力電圧を検知し（Ｓ３０６）、検知した出力電圧に応じて昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を制限し（Ｓ３０７）、ステップＳ３０１に戻る。この場合、検知した整流回路２の瞬時値が大きくなるに従って、スイッチング素子６のオン期間を高圧放電灯２１点灯時のオン期間（通常制御）よりも短くする。
【００４２】
以上のように実施の形態３によれば、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷時には、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６のオン期間を、整流回路２の瞬時値が大きくなるに従って、通常制御よりも短く設定するようにしている。これにより、商用交流電源１の電圧（瞬時値）が高い箇所でも、昇圧される電圧幅が小さくなり、昇圧チョッパ回路４のスイッチング素子６を連続的にオン・オフできる。このため、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００４３】
なお、制御回路２５には、実施の形態１、２で説明した処理と実施の形態３で説明した処理とを任意に組み合わせた処理を行わせるようにすることができる。
【００４４】
実施の形態４．
図５は実施の形態４に係る照明器具の構成を示す図である。
図中に示す照明器具３００は、前述した実施の形態１〜３の何れかに記載の放電灯点灯装置１００と、この放電灯点灯装置１００に取り付けられた負荷回路の高圧放電灯２１と、リフレクター２００とを備えている。
【００４５】
このような構成により、本実施の形態における照明器具３００においては、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷の際、照明器具３００における放電灯点灯装置１００が有する制御回路２５が、前述の実施の形態１〜３の何れかの処理を行う。
【００４６】
以上のように実施の形態４によれば、照明器具３００に実施の形態１〜３の何れかに記載の放電灯点灯装置１００を設けているので、高圧放電灯２１が点灯していない無負荷の際、昇圧チョッパ回路４のインダクタンス５に併設された制御電圧生成用の２次巻線５ｂから安定した電圧を生成することができる。
【００４７】
なお、実施の形態１〜３では、降圧チョッパ回路１０を用いた構成であるが、これを取り除いた構成でもよい。また、インバータ回路はフルブリッジ型で構成された例を示したが、ハーフブリッジ型で構成されてもよい。さらに、負荷回路、始動回路２２、制御電圧生成回路２６の構成についても、これに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の活用例として、前述した各実施の形態では、主として高圧放電灯２１を点灯させる放電灯点灯装置について説明したが、これに限定されるものではなく、他の種類の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に適用してもよい。また、モーター駆動装置、ＬＥＤ電源、誘導加熱調理器などの昇圧チョッパ回路を備えた装置であれば全て適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 商用交流電源、２ 整流回路、３ 電圧検出回路、４ 昇圧チョッパ回路、５ インダクタンス、６ スイッチング素子、７ ダイオード、８ 電解コンデンサ、９ 電圧検出回路、１０ 降圧チョッパ回路、１１ スイッチング素子、１２ インダクタンス、１３ ダイオード、１４ コンデンサ、１５ 第１のスイッチング素子、１６ 第２のスイッチング素子、１７ 第３のスイッチング素子、１８ 第４のスイッチング素子、
１９ コンデンサ、２０ 昇圧トランス、２１ 高圧放電灯、２２ 始動回路、２３ 電圧検出回路、２４ 電流検出回路、２５ 制御回路、２６ 制御電圧生成回路、２７ ダイオード、２８ 電解コンデンサ、２９ 定電圧ＩＣ、３０ 抵抗、３１ ツェナダイオード、３２ ダイオード、３３ 電解コンデンサ、１００ 放電灯点灯装置、２００ リフレクター、３００ 照明器具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源電圧を整流する整流回路と、
スイッチング素子を有し、該スイッチング素子の動作に基づいて前記整流回路の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、
前記昇圧チョッパ回路の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記昇圧チョッパ回路のインダクタンスに併設された制御電圧生成用の巻線と、
前記巻線に発生した電圧から所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、
少なくとも、前記電圧検出手段により検出された前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が予め設定された目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、無負荷のとき、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が上昇するように前記スイッチング素子を制御し、前記巻線から制御電圧の生成に必要な電圧を得ることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、無負荷のとき、前記目標電圧より値の大きい目標電圧を設定し、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧がその目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、無負荷のとき、交流電源電圧の実効値あるいは平均値または最大値が大きくなるに従って前記目標電圧より値の大きい目標電圧を設定し、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧がその目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、無負荷のとき、交流電源電圧の瞬時値が大きくなるに従って前記スイッチング素子のオン期間を負荷接続時の通常制御のオン期間より短くし、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧を上昇させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の電源装置を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。
【請求項１】
交流電源電圧を整流する整流回路と、
スイッチング素子を有し、該スイッチング素子の動作に基づいて前記整流回路の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、
前記昇圧チョッパ回路の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記昇圧チョッパ回路のインダクタンスに併設された制御電圧生成用の巻線と、
前記巻線に発生した電圧から所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、
少なくとも、前記電圧検出手段により検出された前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が予め設定された目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、無負荷のとき、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧が上昇するように前記スイッチング素子を制御し、前記巻線から制御電圧の生成に必要な電圧を得ることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、無負荷のとき、前記目標電圧より値の大きい目標電圧を設定し、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧がその目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、無負荷のとき、交流電源電圧の実効値あるいは平均値または最大値が大きくなるに従って前記目標電圧より値の大きい目標電圧を設定し、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧がその目標電圧になるように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、無負荷のとき、交流電源電圧の瞬時値が大きくなるに従って前記スイッチング素子のオン期間を負荷接続時の通常制御のオン期間より短くし、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧を上昇させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の電源装置を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２０５８１１（Ｐ２０１１−２０５８１１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７１６５０（Ｐ２０１０−７１６５０）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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