CN1937876A

CN1937876A - 高压放电灯点亮装置以及照明装置

Info

Publication number: CN1937876A
Application number: CN 200610127295
Authority: CN
Inventors: 鎌田征彦; 高原雄一郎; 三田一敏
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2007-03-28

Abstract

本发明提供一种使高压放电灯(7)点亮的点亮装置，该点亮装置利用相加机构(6)叠加来自高频产生机构(3)的高频成分与来自低频产生机构(4)的低频成分后，将具有高频成分与低频成分的叠加波电流供给至高压放电灯(7)，并点亮高压放电灯(7)。

Description

高压放电灯点亮装置以及照明装置

技术领域

本发明涉及一种高频点亮高压放电灯的高压放电灯点亮装置以及照明装置。

背景技术

通常，在放电灯点亮装置中，为了实现零件的小型化以及轻量化，并为了进行无闪烁的稳定的点亮，进行使用有开关式电源电路的高频点亮。

另一方面，众所周知的是，如果高频点亮放电灯，则容易产生声音共鸣(acoustic resonance)现象，且点亮状态不稳定。

用于高频点亮的开关式电源电路有各种方式。在此，就斩波式开关电源电路与高压放电灯点亮装置进行说明，所述高压放电灯点亮装置使用反相器电路(inverter circuit)，将其输出电压转换成高频交流电压，并将该交流电压供给至作为负载的高压放电灯中。

通常，为了防止高压放电灯产生声音共鸣现象，具有使高压放电(称为High Intensity Discharge：HID)灯点亮的反相器电路的高压放电灯点亮装置，会将反相器电路的开关元件的开关频率(以下称工作频率)对准非共鸣频带。然后，使该工作频率大致固定，控制灯的输出功率。

例如，众所周知有如下的高压放电灯点亮装置，其在开关式电源电路中使用升压斩波电路，将反相器电路连接于该升压斩波电路，并通过该反相器电路而使高压放电灯点亮。在该高压放电灯点亮装置中，不大改变反相器电路的工作频率，而通过控制来自升压斩波电路的直流电压，来控制灯功率。

在日本专利特公昭57-18317号公报中揭示有高频点亮高压放电灯的技术，并记载有如下情况，即检测出高压放电灯中产生的声音共鸣现象后改变输出频率，以回避声音共鸣的频率进行点亮。

另一方面，在日本专利特开昭63-55894号公报及日本专利特开平6-283286号公报中揭示有如下技术，即以荧光灯为负载，在对灯进行调光(减少灯电流)时，增大占空比(duty ratio)(开关周期为接通期间的比例)。在此场合，可防止损失随着开关频率的增加而增加，并可防止调光点亮时的光条。

另外，所谓光条(striation)是指，在以交流电点亮含有如氩等原子量较大的惰性气体的放电灯时，在管壁上出现条纹的现象，该现象容易发生在灯周围温度较低时或调光点亮时等，并造成闪烁等使人不快的感觉。

高压放电灯有时在较该灯的额定灯电流低的灯电流，或较之高的灯电流下使用。例如，调光时，以比额定灯电流低的灯电流进行点亮。此外，在灯点亮后的脉冲上升时，由于灯电压较低，所以存在所流通的灯电流偏高的倾向。而且，有时也通过在灯点亮后，有意流入较高的电流，来促使光输出的脉冲上升。

然而，在高压放电灯中存在如下倾向，即如果将开关元件接通时的占空比设为非对称，则电极温度下降。

并且，一般而言，较不理想的是，以与较额定灯电流有明显差距的灯电流来点亮高压放电灯。如果以比额定灯电流低的灯电流来进行点亮，则会因电极温度下降而容易产生灯的中途熄灭、闪烁。而且，还有可能促使电极物质溅散，从而缩短灯的寿命。相反，如果灯电流较高，则会因电极温度上升而导致电极物质的蒸发变得过大，从而缩短灯的寿命。

高压放电灯具有电极温度的适当范围，如果脱离该范围，则灯的寿命会变短。如果电极的尺寸等已固定，则由于通过灯电流而决定电极温度，所以可对灯电流的适当范围进行限制。因此，就存在当调光点亮时，灯的寿命缩短，或无法进行较深的调光等问题。并且，在点亮后的脉冲上升时，由于流入过大的电流，所以会缩短灯的寿命。

发明内容

因此，本发明提供一种可在较广的灯电流范围内，适当保持电极温度的高压放电灯点亮装置以及照明装置。

本发明具备将包含高频成分与低频成分的功率输出至高压放电灯的叠加功率输出机构。所述高压放电灯包括汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯等。并且，也包括将氧化铝管用作发光管的陶瓷放电灯。

优选的是，高频成分的频率设为大于等于15kHz且小于等于500kHz。如果频率较低，为可听频率，即小于等于15kHz，则将无法防止从高压放电灯点亮装置发出声音。如果大于等于500kHz，则放射噪声极大。

优选的是，低频成分的频率设为大于等于10Hz且小于等于500Hz。如果小于等于10Hz，则因可目测到灯的发光强度产生变化而会闪烁。如果大于等于500Hz，则无法防止从高压放电灯点亮装置发出声音。并且，高频成分、低频成分各自的波形可为正弦波、矩形波、三角波等，并未特别限定。

当将此种具有高频成分与低频成分的叠加波电流，作为灯电流流入高压放电灯时，与通常未叠加的相同电流值的灯电流(即，仅具有其中一方的成分的灯电流)相比，电极温度下降。这是根据本专利申请的发明者的研究而发现的。通过利用该电极温度的特性，可将电极温度控制在适当范围内，从而延长灯的寿命。

在本发明中，从所述叠加功率输出机构输出的经叠加的电流值，其高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的关系为I₁＞I₂。

叠加波电流可分解成高频成分的电流与低频成分的电流。如果将高频成分电流的有效值设为I₁，并将低频成分电流的有效值设为I₂，则叠加波电流的有效值I为I＝I₁+I₂。在此，使高频成分的电流值I₁大于低频成分的电流值I₂，这意味着以高频成分为主。由此，可实现高压放电灯点亮装置的零件的小型化以及轻量化。

在本发明中，所述叠加功率输出机构具备改变高频成分与低频成分的成分比的成分比变化机构。

本专利申请的发明者发现，即使叠加波的电流值I相同，电极温度也会因高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比而产生变化。通过改变成分比，可控制电极温度，从而进行温度调整。因此，可延长灯的寿命，并且可减轻闪烁、中途熄灭等不佳状况。

在本发明中，所述成分比变化机构在高压放电灯的脉冲上升时，改变包含在所述叠加功率输出机构的输出功率中的高频成分与低频成分。

在点亮后的脉冲上升时，为了较早地使光输出的功率脉冲上升，有时会将比稳定点亮时大的电流流入灯内。此时，可通过流入具有高频成分与低频成分的叠加电流而使电极温度下降后，将电极温度保持在适当范围内。其结果是，由于可减少电极物质的蒸发，所以可延长灯的寿命。

另外，在高压放电灯的点亮后的脉冲上升期间，如图7所示，由于点亮后的预定时间例如约为60秒，所以优选的是，在该期间进行所述控制，以抑制电极温度的上升。

在本发明中，所述成分比变化机构根据从外部输入的调光信号的准位，改变高频成分与低频成分的成分比。

具有调光功能的高压放电灯点亮装置，根据从外部输入的调光信号的准位，控制供给至高压放电灯的灯电流，进行调光。

所述成分比变化机构根据调光信号的准位，改变高频成分的电流值I₁与低频数成分的电流值I₂的成分比，由此调整电极温度。即，如图3所示，当通过调光而使灯电流变小时，控制高频成分的电流值I₁与低频数成分的电流值I₂的成分比，使之远离1∶1。并且，当通过调光而使灯电流变大时，控制高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比，使之接近1∶1。由此，可使调光前后，灯的电极温度大致保持固定。而且，可延长灯的寿命，并减轻闪烁、中途熄灭等不佳状况。

在本发明中，所述成分比变化机构根据检测高压放电灯特性的灯特性检测机构的检测结果，改变高频成分与低频成分的成分比。在此，所谓的灯特性是指，表示高压放电灯的点亮状态的灯电压、灯电流、灯功率，或者光输出的特生。

根据所述灯特性检测机构的检测结果，改变高频成分与低频成分的成分比，由此，根据此时灯特性的变化而控制灯的电极温度。由此，即使灯特性产生变化，也可使灯的电极温度大致保持固定。

在本发明中，所述灯特性检测机构包括检测灯电流的灯电流检测机构。而且，所述成分比变化机构根据所述灯电流机构的灯电流的检测结果，改变高频成分的电流值与低频成分的电流值之比。

灯电流是对灯的电极温度有较大影响的要素。因此，检测灯电流，并根据其增加、减少而改变成分比I₁∶I₂，由此可使电极温度大致保持固定而不受灯电流变化的影响。

在本发明中，如果通过所述灯电流检测机构检测灯电流的增加，电极温度处于上升状态，则所述成分比变化机构以如下方式进行控制，使高频成分的电流值与低频成分的电流值之比接近电极温度达到最低时的高频成分与低频成分之比，即1∶1。即，所述成分比变化机构检测灯电流，在灯电流增加时，如图3所示，通过使成分比I₁∶I₂接近1∶1，来控制电极温度下降。

在本发明中，所述叠加功率输出机构具备反相器机构与控制机构。所述反相器机构将来自直流电源机构的直流电压供给至交替接通断开的两个开关元件的两端后，将其转换成高频电压，并施加到高压放电灯上，进行点亮。所述控制机构对所述反相器机构的两个开关元件交替进行接通断开控制。然后，以如下方式进行控制，即以比所述两个开关元件的开关周期长的周期交替切换所述两个开关元件的占空比。借此，可将低频成分叠加于高频成分。

所述直流电源机构例如包括对交流电源电压进行整流的全波整流电路(full-wave rectifier circuit)，以及输入该整流电压并生成已升压的直流电压的升压斩波电路。所述反相器电路例如包括串联连接且交替地接通断开的两个开关元件，以及具有LC(inductance-capacitance，电感电容)谐振电路的半桥型高频反相器，并通过控制机构来控制工作频率。而且，所述反相器机构将该高频输出施加到高压放电灯的两端，使该高压放电灯高频点亮。

在本发明中，具备检测所述高压放电灯的灯电压的灯电压检测机构。而且，所述控制机构在由所述灯电压检测机构检测的灯电压超过判定声音共鸣的预定值时，将所述两个开关元件的开关频率，控制为不同于启动时的开关频率的、回避声音共鸣现象的频率。

所述灯电压检测机构例如包括检测高压放电灯两端的高频电压的检测电路，以及使用两组二极管(diode)与电容器(condenser)的组合，对高频电压进行整流而使之平滑的倍压整流电路。所述灯电压检测机构用于检测灯点亮后的过渡状态，以及稳定点亮状态下的灯电压。而且，由于当产生声音共鸣现象时，灯电压会发生变动而上升，所以所述灯电压检测机构也用于通过设定用以判定有声音共鸣的临界值，来检测声音共鸣的产生。

本发明的照明装置，通过使用可将高压放电灯的电极温度控制为大致固定而不受灯特性变动影响的点亮装置，可实现灯的长寿命化，并且可减轻灯的闪烁及中途熄灭。

根据本发明的构成，可在较广的灯电流范围内，使电极温度保持在适当范围。例如，可将电极尺寸有效应用于比通常设计值小的灯。当用于此类灯时，在以额定灯电流进行点亮的全光时、以及以大于等于额定灯电流的电流进行点亮的脉冲上升时，如果以通常的灯电流波形进行点亮，则电极温度将会高于适当值。

根据本发明，可调整高频成分I₁与低频成分I₂的成分比后，使电极温度降至适当值。即使在如调光时，将灯电流调小的场合，也可设成适当的电极温度。由此，可在较广的灯电流范围内，实现长寿命化，并防止闪烁及中途熄灭等不佳状况。

根据本发明，如果向高压放电灯供给具有高频成分与低频成分的叠加波功率，则与未叠加两成分的场合相比，可降低电极温度。利用该特性，可延长灯的寿命，并防止闪烁及中途熄灭的不佳状况。而且，如果增加叠加波电流中的高频成分，则可使高压放电灯点亮装置的零件实现小型化以及轻量化。

根据本发明，可调整电极温度。即，在高压放电灯的点亮后的脉冲上升时，可以如下方式进行控制，即通过改变高频成分与低频成分的成分比而抑制电极温度的上升，并使电极温度保持固定。而且，在调光时，根据调光程度而改变高频成分与低频成分的成分比，由此可防止电极温度的下降，并可控制电极温度，使之保持固定。

根据本发明，根据灯电流检测值，改变高频成分与低频成分的成分比，例如使高频成分的电流值与低频成分的电流值的比接近1∶1，由此可将电极温度控制在最低状态。

根据本发明，可生成叠加有高频成分与低频成分的灯驱动用信号波形后，将其供给到高压放电灯中。可将灯点亮时的开关元件的开关频率，控制为已回避声音共鸣频率的频率。

本发明的另外目的及优势将以下列描述来阐述，且一部分从描述中将显而易见，或者可通过实施本发明来得知。本发明的目的及优势将通过下文所特定指出的手段及组合实现并获得。

附图说明

并入且构成本说明书的一部分的随附各图说明本发明的实施例，以及连同用于说明本发明的原理的上文所给定的普遍描述及下文给定的实施例的详细描述。

图1是表示本发明的第1实施例的高压放电灯点亮装置的概略方块图。

图2是说明图1的高压放电灯点亮装置的原理的图。

图3是以50％为基准，改变供给至高压放电灯的高频成分与低频成分的叠加波电流的低频成分的叠加率时的叠加波电流的波形与电极温度的变化关系的图。

图4是表示相对于灯电流中的低频成分电流的叠加率的变化的、电极温度的变化特性的图。

图5是表示将高频成分、低频成分一同表示为正弦波时的叠加波电流的波形图。

图6是表示将高频成分表示为正弦波，将低频成分表示为三角波时的叠加波电流的波形图。

图7是高压放电灯点亮装置的灯电压VL的特性图。

图8是表示本发明的第1实施例的高压放电灯点亮装置的电路图。

图9是表示本发明的第1实施例中的、开关元件的占空比控制相对于灯电流的增加的关系的图。

图10是表示本发明的第1实施例中，以灯电流的大小作为参数，电极温度相对于灯点亮中的开关元件的占空比的变化的关系的图。

图11是说明根据图9的占空比控制，电极温度相对于灯电流的变化的关系的图。

图12是表示灯启动时以及灯点亮后，开关元件的占空比的控制以及灯电流波形的图。

图13是表示本发明的第1实施例中的、灯的点亮后的灯电压特性的一示例的图。

图14是本发明的第1实施例中的灯电压检测电路的输出信号的波形图。

图15是表示本发明的第1实施例中的灯启动时的开关元件的电流波形的一示例的图。

图16是表示本发明的第1实施例中的灯点亮中的开关元件的电流波形的一示例的图。

图17是表示占空比与图16的电流波形成反比关系状态的电流波形的图。

图18是表示本发明的第1实施例中的灯电流波形的一示例的图。

图19是说明本发明的第1实施例中的开关元件的接通断开动作与高压放电灯的灯电流波形的关系的图。

图20是说明本发明的照明装置的构造的剖面图。

图21是表示高压放电灯的构造的剖面图。

图22是表示本发明的第2实施例的高压放电灯点亮装置的电路图。

图23是表示改变灯电流时，灯电流中的低频成分电流的叠加率的图。

图24是表示本发明的第3实施例的高压放电灯点亮装置的电路图。

图25是说明图24的电路动作的波形图。

1、10、10A、30：高压放电灯点亮装置

2：直流电源机构 3：高频产生机构

3-1、4-1：输出端子 4：低频产生机构

5：控制机构 6：相加机构

7、37、HIDL：高压放电灯 11：噪音滤波器电路

12：直流电源电路 13：全波整流电路

14：升压斩波电路 15：电压检测线

16、35：反相器电路 17：LC谐振电路

18：电流检测电路 19：灯电压检测电路

20：控制电路 21：照明装置

23：器具本体 24：插座

25：反射板 26：前面玻璃

28：调光信号产生电路 31：交流电源

32：整流电路 33：升压电路

34：降压电路 36：启动机构

38、46、47、48、49：晶体管 39、D₁～D₈：二极管

40：扼流圈 41、C₁～C₁₀：电容器

42、43、44、R₁～R₆：电阻 45：控制电路

50：驱动电路 51：灯特性检测机构

52：成分比变化机构 61：玻璃容器

62、63、7-1、7-2：电极 Q₁～Q₃：开关元件

L₁、L₂：线圈 g：电容器的输出端

T₁、T₂：变压器 Idet：电流

VLdet：灯检测电压 V_DC、VDCdet：直流电压

AC：交流电源

具体实施方式

下面参照图纸说明发明的实施例。

(第1实施例)

图1是表示本发明的第1实施例的高压放电灯点亮装置的概略构成的方块图。

在图1中，高压放电灯点亮装置1包括叠加功率输出机构，该叠加功率输出机构包括：直流电源机构2，产生直流电源的功率；高频产生机构3，产生高频成分的功率；低频产生机构4，产生低频成分的功率；相加机构6，将高频成分的功率与低频成分的功率相加，并供给至高压放电灯7；以及控制机构5，控制高频产生机构3的高频成分与低频产生机构4的低频成分的各个输出的大小。

高压放电灯7被供给有包含高频成分的功率与低频成分的功率的叠加功率。其结果是，通过包括高频成分与低频成分的叠加波电流，进行点亮。

所述控制机构5包括，例如：灯特性检测机构51，检测高压放电灯7的特性；以及成分比变化机构52，根据该灯特性检测机构51的检测结果，改变高频成分与低频成分的成分比。

图2是说明图1的高压放电灯点亮装置的原理的图。在图2中，将来自高频产生机构3的输出端子3-1的高频成分的电压与来自低频产生机构4的输出端子4-1的低频成分的电压，用相加机构6叠加后，施加于高压放电灯7的两端电极7-1、7-2。当高压放电灯7达到点亮状态时，以基准电位(OV)为基准，将叠加高频成分电流与低频成分电流的叠加波电流供给至高压放电灯7。

所述控制机构5中具有未图示的操作机构，通过操作该操作机构，可利用所述成分比变化机构52，改变供给至高压放电灯7的高频成分电流与低频成分电流的叠加比例。所述控制机构5可例如，一面使高压放电灯7的明亮度即灯功率维持固定，一面改变高频成分的电流值与低频成分的电流值之二者。且，控制机构5还可例如，通过将高频成分的电流值设为固定，改变低频成分的电流值，来改变低频成分的电流值相对于高频成分的电流值的叠加比例。相反，控制机构5也可通过固定低频成分的电流值，改变高频成分的电流值，来改变高频成分的电流值相对于低频成分的电流值的叠加比例。

且，控制机构5也可以如下方式进行控制，即，供给至高压放电灯7的叠加的电流值中，其高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂为I₁＞I₂的关系，即高频成分的叠加比例通常较低频成分多。

图3表示顺次改变供给至所述高压放电灯7的高频成分与低频成分的叠加波电流的叠加比例的电流波形。该实施形态是表示，一面使高压放电灯7的明亮度即灯功率维持固定，一面按从上到下的顺序增加低频成分的电流值相对于高频成分的电流值的叠加率的电流波形。

如果将高频成分的电流的有效值(以下仅称为电流值)设为I₁，将低频成分的电流的有效值(以下仅称电流值)设为I₂，则叠加率可用下式(1)表示。

叠加率＝(I₂/(I₁+I₂)}×100[％] (1)

在图3中表示最上面的电流波形是低频成分的电流值为0，叠加率为0％，即只有高频成分电流的情形。自上面开始第3个电流波形是叠加率为50％的情形，此时高压放电灯的电极温度最低。自上面开始第2个表示叠加率为0％与50％的中间状态，自上面开始第4个及第5个表示叠加率处于50％与100％之间的状态。其具有如下特性，即以叠加率为50％的电流波形为中心，随着增加或减少低频成分的电流值的叠加率，高压放电灯7两端的电极温度增高。即，在叠加率为0％、只有高频成分的情形，以及叠加率为100％、只有低频成分的情形时，电极温度最高。因此，如果控制低频成分的电流值的叠加率，便可控制电极温度。

在图3中，I₁∶I₂表示高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比。将高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的叠加率为50％之时表示为I₁∶I₂＝1∶1，将低频成分的叠加率为0％之时表示为2∶0，将低频成分的叠加率为100％之时表示为0∶2。

作为高压放电灯，使用额定灯功率80W、额定灯电流0.85A(安培)的金属卤化物灯。该灯的电极，材质为钨，且前端部直径为0.35mm(毫米)。

图4表示电极温度的测定结果。横轴为叠加率，纵轴为电极温度。

测定当将叠加波电流即灯电流I设定为0.6A～1A，改变高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比时的电极温度。所述灯电流I是，叠加作为高频成分的频率20kHz的正弦波电流以及作为低频成分的频率100Hz的矩形波电流的电流。另外，电极温度是根据用电荷耦合照相机(charge-coupled device camera)拍摄的图像、即亮度数据来测定的。

且，图4中记有电极温度的适当温度范围。即，如果电极温度处于该适当温度范围内，便可延长灯的寿命，且防止闪烁、中途熄灭等不佳状况。

所述高压放电灯点亮装置1，根据从外部输入至控制机构5的调光信号准位，将高压放电灯7的消耗功率控制在50～70W。此时，灯电流I在0.60～0.85之间变化。且，在点亮后的脉冲上升时，灯电流I可以最大为1.1A而流入。

根据图4的测定结果可知，即使灯电流I在0.6A～1.0A之间变化，当上式(1)中所示的低频成分的电流值I2的叠加率为50％时，电极温度为最低温度，而当叠加率为0％以及100％时，电极温度为最高温度。

另外，高频成分、低频成分的各自的波形可为正弦波、矩形波、三角波等，未特别限定。

图5表示设高频成分、低频成分同为正弦波的情形，图6表示设高频成分为正弦波、低频成分为三角波的情形。

图7表示高压放电灯点亮装置1中的灯电压VL的特性图。在该图中，分别是横轴表示时间(秒)，纵轴表示灯电压VL。根据该图，分别定义有自电源接通至点亮为止的启动期间(以下称启动时。)、自点亮后至稳定点亮为止的脉冲上升期间(以下称脉冲上升时。)、脉冲上升后的稳定点亮期间(以下称稳定点亮时。)。自电源接通至点亮为止的启动时，相当于辉光放电(glow discharge)期间，通过过渡到电弧放电(arc discharge)，而进入点亮状态。自进入点亮状态至稳定点亮为止之期间为脉冲上升时。该图表示，自电源接通至点亮为止需要例如1秒，而自电源接通至稳定点亮为止需要例如60秒的示例。另外，当电源接通时，在高压放电灯7的两端，施加骤然上升的脉冲(impulse)状启动用高电压(未图示)。

在图8中，高压放电灯点亮装置10包括：交流电源AC；噪音滤波器(noise filter)电路11，包括电容器C₁、C₂以及变压器(transformer)T₁；全波整流电路13，包括二极管(diode)D₁～D₄；电容器C₃，用于除去高通分量(high-pass component)；以及升压斩波电路14，包括线圈L₁、开关元件Q₁、二极管D₅以及输出电容器C₄，且输入来自全波整流电路13的整流电压，并输出直流电压V_DC。

且，所述高压放电灯点亮装置10还具有：电压检测线15，作为直流电压检测机构；作为反相器机构的反相器电路16，包含LC谐振电路17，该LC谐振电路17将来自所述升压斩波电路14的直流电压V_Dc串联连接并输入交替地接通断开的两个开关元件Q₂、Q₃的两端，将其转换成高频交流电压(以下称为高频电压)，再施加于高压放电灯HIDL，进行点亮；电流检测电路18，检测该反相器电路16的开关元件电流；高压放电灯HIDL；以及灯电压检测电路19，作为灯电压检测机构，检测高压放电灯HIDL的灯电压。所述电流检测电路18也具有作为灯电流检测机构的功能，获取相当于灯电流的信号。

且，所述高压放电灯点亮装置10包括控制电路20，其作为控制机构，通过控制所述升压斩波电路14的开关元件Q₁的开关频率以及占空比的一方或两方，来控制从所述升压斩波电路14输出的直流电压V_DC，并且通过控制所述反相器电路16的两个开关元件Q₂、Q₃的开关频率即工作频率，来控制高压放电灯HIDL的点亮频率。所述所谓的开关元件Q₁的占空比是指，开关周期期间的接通期间的比例。

另外，二极管D₈以及电容器C₁₀构成用以对来自变压器T₂的二次线圈的电压进行整流、平滑，并将其作为所述控制电路20的电源加以供给的电路，所述变压器T₂设置于所述升压斩波电路14的输入侧。且，设置于所述升压斩波电路14的开关元件Q₁的源极与基准电位点之间的电阻R₆，是用以检测流经开关元件Q₁的电流，并将该检测结果传达至控制电路20的电阻。

在本实施例中，控制电路20对反相器电路16的两个开关元件Q₂、Q₃交替地进行接通、断开控制。即，控制电路20具有如下功能，即在灯启动时以第1占空比，在灯点亮时以不同于第1占空比的第2占空比，对所述开关元件Q₂、Q₃交替进行接通、断开控制，在灯点亮时，第2占空比是通过开关元件Q₂与开关元件Q₃，以较所述开关元件Q₂、Q₃的开关周期更长的周期，以交替逆转的方式进行切换。

所述直流电源电路12包括所述全波整流电路13以及升压斩波电路14。所述升压斩波电路14包括变压器T₂的一次线圈L₁、开关元件Q₁、二极管D₅以及输出电容器C₄，并输入来自全波整流电路13的全波整流电压，进行升压，而生成预定的直流电压V_DC。

所述升压斩波电路14，在开关元件Q₁接通时，将能量存储于变压器T₂的一次线圈，在开关元件Q₁断开时，使二极管D₅导通，并将存储于所述一次线圈L₁的能量释放至输出电容器C₄。此时，由于产生于变压器T₂的一次线圈L₁的电压，与来自全波整流电路13的输入电压串联相加，所以输出电压形成为较输出功率更高的电压。

通过控制开关元件Q₁的开关频率以及占空比的一方或两方，可改变从升压斩波电路14所输出的直流电压V_DC。

所述反相器电路16包括：串联连接的两个开关元件Q₂、Q₃；直流截断用电容器C₅；以及半桥型高频反相器，具有包括线圈L₂及电容器C₆的LC谐振电路17。

所述反相器电路16从升压斩波电路14输入直流电压V_DC，在启动时，以相同的开关频率、占空比设为第1占空比即50％并处于相互相反相位关系的两个开关脉冲，交替地接通断开所述各开关元件Q₂、Q₃。然后，在点亮时，则用以相同的开关频率、占空比设为与第1占空比不同的第2占空比即例如70％、并处于相互相反相位关系的两个开关脉冲，交替地接通断开所述各开关元件Q₂、Q₃。

由此，所述反相器电路16，将来自直流电源电路12的直流电压V_DC转换成高频电压，并供给至高压放电灯HIDL。

高压放电灯HIDL的点亮频率，通过由所述控制电路20控制两个开关元件Q₂、Q₃的开关频率、即反相器电路16的工作频率，来加以控制。

将来自反相器电路16的高频输出，施加于高压放电灯HIDL的两端，而高频点亮高压放电灯HIDL。

反相器电路16，在升压斩波电路14的输出电容器C₄的正极侧的输出端与成为基准电位点的负极侧输出端之间，将例如包含N通道型FET(field-effect transistor，场效应晶体管)的开关元件Q₂、Q₃串联连接在一起。在所述开关元件Q₂上，在与流经该元件的电流相反方向，在电流流入的极性，并联连接有寄生二极管(未图示)，同样，在所述开关元件Q₃上，在与流经该元件的电流相反方向，在电流流入的极性，并联连接有寄生二极管(未图示)。

而且，在所述各开关元件Q₂、Q₃的连接点与基准电位点之间，利用电容器C₅，连接有包含线圈L₂以及电容器C₆的谐振电路17，且在该谐振电路17的电容器C₆上，并联连接有高压放电灯HIDL。在所述开关元件Q₂、Q₃的栅极，自所述控制电路20供给使该切换元件Q₂、Q₃以所期望的工作频率交替地接通、断开的开关脉冲。

其次，简单说明反相器电路16的动作。

当交流电源AC接通时，将从直流电源电路12所输出的直流电压VDC供给至开关元件Q₂、Q₃的串联电路的两端。用来自控制电路20的预定的频率的开关脉冲交替地接通、断开开关元件Q₂、Q₃。在开关元件Q₂接通、而开关元件Q₃断开时，电流以如下路径流通，即输出电容器C₄的正极侧输出端→开关元件Q₂→电容器C₅→线圈L₂→电容器C₆→输出电容器C₄的负极侧输出端。

且，当开关元件Q₂断开、而开关元件Q₃接通时，根据线圈L₂所存储的能量，电流以如下方式流通，即线圈L₂→电容器C₆→开关元件Q₃的寄生二极管(未图示)→电容器C₅。

由此，在对电容器C₆进行充电、且开关元件Q₃接通期间，根据电容器C₆的充电电压，电流以如下路径流通即电容器C₆→线圈L₂→电容器C₅→开关元件Q₃→电容器C₆。

其次，当开关元件Q₂接通、而开关元件Q₃断开时，根据线圈L₂所存储的能量，首先，电流以如下路径流通，即电容器C₆→线圈L₂→电容器C₅→开关元件Q₂的寄生二极管(未图示)，然后电流再以如下路径流通，即输出电容器C₄的正极侧输出端→开关元件Q₂→电容器C₅→线圈L₂→电容器C₆→输出电容器C₄的负极侧输出端。即，谐振电流利用LC谐振电路17的线圈L₂与电容器C₆而流通。

然后，根据此时所产生的谐振电压，高压放电灯HIDL开始放电，并点亮。在高压放电灯HIDL点亮后，以电容器C₅、线圈L₂、高压放电灯HIDL为主要电流路径，放电电流流通。然后，在反相器电路16中，随着切换元件Q₂、Q₃的接通、断开动作，进行电容器C₅的充电以及放电、线圈L₂的能量聚集以及释放，在放电灯HIDL中流入高频电流，从而放电灯HIDL维持高频点亮。

灯功率检测机构包括：电压的检测机构，包括检测线15；以及电流检测机构18，检测流经反相器电路16的开关元件Q₃的电流Idet。所述电压的检测机构检测从直流电源电路12输出的直流电压VDCdet。所述电流检测机构18包括电阻R₁、R₂以及电容器C₇。

所述控制电路20根据所检测出的电流Idet，算出低频1个周期(例如1/100秒)的电流的平均值，进而通过算出该电流的平均值及所检测的所述直流电压VDCdet，来获得相当于灯功率的信号。所述控制电路20将所检测出的电流Idet换算成灯电流。所述控制电路20内的电源监视机构，检测作为整流机构的全波整流电路13的输出电压。

所述灯电压检测电路19包括：检出电路，利用电阻R₃、R₄的串联电路对高压放电灯HIDL的两端的高频电压进行分压并加以检测；以及倍压整流电路，使用有第1电路以及第2电路两个电路。

所述第1电路包括二极管D₆及电容器C₈，对高频电压的交流半周期的半波电压进行整流平滑。所述第2电路包括二极管D₇及电容器C₉，对在所述第1电路的整流平滑电压上添加所述高频电压的半波电压的电压进行整流平滑。

所述控制电路20使用所述灯电压检测电路19所检测出的灯检测电压VLdet，检查灯电压的变化。且，当产生有声音共鸣现象时，与非声音共鸣时相比灯电压上升，所以所述控制电路20使用灯检测电压VLdet检测灯电压的上升，由此来判定声音共鸣现象的产生。

图9表示在图8的高压放电灯点亮装置10中，灯电流1与所述开关元件Q₂、Q₃的占空比的关系。图中的控制曲线A、B表示，在将灯电流1从额定值的100％变化至额定值的200％时，伴随着该变化，进行开关元件Q₂、Q₃的占空比控制的两个模式Am、Bm。

所述模式Am表示伴随着灯电流I的增加，使开关元件Q₂的占空比以直线状增加的情形。所述模式Bm表示伴随着灯电流I的增加，使开关元件Q₂的占空比以曲线状增加的情形。

图10表示在图8的高压放电灯点亮装置10中，灯点亮过程中的所述开关元件Q₂、Q₃的占空比与电极温度的关系。曲线a1、曲线b1以及曲线c1表示，以各个灯电流值的大小为参数，对应于灯电流值的大小的电极温度。

电极温度在所述开关元件Q₂、Q₃的接通、断开控制的占空比为50％时最高。而且，通过将所述开关元件Q₂、Q₃的接通、断开控制的占空比以低频成分的每半个周期成反比关系的方式进行切换，且向从50％开始增加的方向控制该占空比，来使电极温度下降。

图11是表示灯电流与电极温度的关系的图。电极温度利用图10的特性，且通过图9所示的随着灯电流的上升，进行使占空比增加的控制，可抑制电极温度随着灯电流的变化而变化。其结果是，可使电极温度大致固定。

即，如果电极温度随着灯电流1的增加而上升，则控制电路20可通过增加所述切换元件Q₂、Q₃的占空比，来将电极温度控制为固定。

另外，在图11中，虚线图形表示未进行电极温度控制的情形，实线图形表示通过本实施例的占空比控制而进行电极温度控制的情形。

图12表示灯的启动时及点亮开始时，所述开关元件Q₂、Q₃的占空比的变化以及灯电流波形的一示例。所述占空比的变化表示伴随着电源接通后的时间经过的占空比的变化。灯电流波形表示在低频的每半个周期，对应于占空比的变化而变化的高频的灯电流的变化。该灯电流波形是在高频电流上叠加有低频电流的波形。

在此，在从电源接通至检测电弧放电的灯点亮开始为止的启动时，将所述切换元件Q₂、Q₃的占空比控制在50％。然后，在灯点亮开始后，将所述开关元件Q₂、Q₃的占空比，根据灯脉冲上升特性的灯电流，切换成例如100Hz的低频的每半个周期成反比的关系。

所述高压放电灯HIDL通过在辉光放电中将占空比控制在50％，可抑制自辉光放电向电弧放电的转移时的半波放电的产生。

图13表示灯点亮后的灯电压特性的一示例。该图13是放大所述图7的灯电压特性的脉冲上升部分的图。灯的点亮后的灯功率的特性也采取与灯电压相同的过渡特性，但灯功率通常以至少在稳定点亮时形成额定功率的方式加以控制。

图13中所示的灯电压特性是每个灯所具有的固有特性，灯点亮后，灯电压呈现出慢慢上升的特性。所述高压放电灯HIDL的发光管温度，在灯的脉冲上升时的电压上升期间上升。灯电压在经过该脉冲上升期间之后，形成稳定状态，从而形成大致固定的电压。

图14表示所述灯电压检测电路19中，倍压整流电路的g点的电容器C₉的输出信号波形。

在此，参照图8的高压放电灯点亮装置10，说明所述灯电压检测电路19中倍压整流电路的动作。

所述高压放电灯HIDL在其两端a、b施加有高频电压，并高频点亮的状态下，如果其一端a为负电位，而其另一端为正电位，则相对于另一端b，e点的电位也变为负。在该状态下，将另一端b的正电位添加于二极管D₆的阳极(anode)。由此，可导通二极管D₆，对电容器C₈充电。其结果是，f点的电位变为正，而e点的电位变为负。

在该状态下，如果高压放电灯HIDL的两端电压的极性反转，另一端b的电位为负，而一端a的电位为正，则相对于另一端b，e点的电位也变为正。在该状态下，f点的电位呈现出在e点的正电压上相加有电容器C₈中所充入的电压的状态。其结果是，f点上产生大致是e点的2倍的电压，并利用该电压，通过二极管D₇对电容器C₉充电。

如此，从电容器C₉的输出端g，将使用该电容器C₉进行过平滑的电压、即相当于图14所示的高频电压波形j的大致包络线波形k的电压，作为灯检测电压VLdet，输出至控制电路20。

所述灯检测电压VLdet在产生声音共鸣现象的情形时，与非声音共鸣时相比上升。因此，所述控制电路20将灯检测电压VLdet与基准电压V1进行比较，如果灯检测电压VLdet超过基准电压V1，则判定声音共鸣现象的产生。如所述般，声音的共鸣现象检测机构可利用使用灯电压检测机构而获得的灯检测电压VLdet的检测结果，来检测声音共鸣现象的产生。

如上所述而构成的图8的高压放电灯点亮装置10，由于在灯启动时，可利用LC谐振产生高电压，所以并不特别需要点火器电路(ignitorcircuit)。且，为了回避点亮过程中的声音共鸣，可通过检测灯电压，来判定声音共鸣产生之有无。

图15至图17表示该第1实施例的动作波形的一示例。

图15为灯启动时的开关元件Q₂、Q₃的电流波形，表示占空比为50％时的情形。

图16为灯点亮过程中的开关元件Q₂、Q₃的电流波形，表示开关元件Q₂的占空比大约为70％，开关元件Q₃的占空比大约为30％时的情形。

图17表示，在与图16的电流波形的占空比成反比关系的状态下，开关元件Q₂的占空比大约为30％，开关元件Q₃的占空比大约为70％时的情形。

此外，图15的灯启动时的开关频率是图16及图17的灯点亮过程中的开关频率的2倍。

如上所述，在灯启动时及灯点亮时，对开关元件Q₂、Q₃的开关频率、即反相器电路16的工作频率进行改变。即，将所述反相器电路16的工作频率，在直至所述高压放电灯HIDL开始点亮为止的启动时，设定为较高频率，而在灯开始点亮后，则设定为不同于启动时的工作频率的较低的、已回避声音共鸣现象的频率。所述高压放电灯HIDL，如果增高所述反相器电路16的工作频率，则控制灯功率，使之减少；如果下降工作频率，则控制灯功率，使之增加。因此，通过改变所述反相器电路16的工作频率，可将所述高压放电灯HIDL的灯功率调整至期望值。

图18表示灯点亮过程中的灯电流波形的一示例。该灯电流波形是，通过所述控制电路20，以低频周期的每半个周期，对所述反相器电路16，交替反复地进行图16的开关控制及图17的开关控制时的灯电流波形。所述灯电流波形为，在所述反相器电路16的工作频率上叠加低频周期的矩形波形的波形。

在图16的开关控制中，如图18所示，在灯输出波形的每半个周期，叠加低频成分。如此，由于可将低频功率成分施加于灯上，所以可抑制高压放电灯HIDL的电极温度的上升，延长灯的寿命。

在图18中，标记为“Q₂长”的期间表示，设定开关元件Q₂的接通期间的占空比较开关元件Q₃的接通期间的占空比更长。且，标记为“Q₃长”的期间表示，设定开关元件Q₃的接通期间的占空比较开关元件Q₂的接通期间的占空比更长。

图19是说明所述开关元件Q₂、Q₃的接通、断开动作与所述高压放电灯HIDL的灯电流波形的关系的图。

具体而言，图19是表示，对灯点亮过程中的反相器电路16以例如40kHz的高频对开关元件Q₂、Q₃进行接通、断开动作，且以开关元件Q₂为70％的占空比、开关元件Q₃为30％的占空比进行动作的情形，以及开关元件Q₂为30％的占空比、开关元件Q₃为70％的占空比进行动作的情形，以100Hz的低频的每半个周期加以切换时的动作波形及电流波形。通过进行所述动作，在所述高压放电灯HIDL中，流入如图18所示的灯电流波形。

另外，在图16至图19中，说明了以低频的每半个周期，对开关元件Q₂、Q₃的接通的占空比为70％、30％的情形以及成为其反比关系的30％、70％的情形加以切换，但对开关元件Q₂、Q₃的接通的占空比为100％、0％以及其反比关系的0％、100％的切换也包含于本申请发明中。

在如上所述而构成的高压放电灯点亮装置10中，在灯的启动时，可例如设占空比为50％，以仅利用LC谐振的高频，有效地驱动两个开关元件Q₂、Q₃。然后，在灯的点亮开始以后，则通过添加与启动时不同的控制，例如，在低频的每半个周期，对开关元件Q₂、Q₃进行占空比70％及30％的切换，而可在高频成分上叠加低频成分。其结果是，可抑制该高压放电灯点亮装置10的电极温度上升过高。

且，由于在灯点亮后的脉冲上升时，随着灯电流增大，电极温度容易升高，所以所述高压放电灯点亮装置10通过在50％～100％的范围内增大开关元件Q₂的占空比，且当进入稳定点亮时，将该占空比恢复到接近50％，而可在适当电极温度下进行有效地点亮。

且，所述高压放电灯点亮装置10在直至所述高压放电灯HIDL点亮为止的启动时，以较高的频率对反相器电路16的开关元件Q₂、Q₃进行开关驱动。然后，在所述高压放电灯HIDL开始点亮时，以不同于启动时的开关频率的较低的、回避声音共鸣现象的频率进行开关驱动。由此，所述高压放电灯点亮装置10可将灯功率控制在期望值。

图20是说明本发明的照明装置的构造的剖面图。

照明装置21包括图8所示的所述高压放电灯点亮装置10以及安装有所述高压放电灯HIDL的器具本体23。所述高压放电灯HIDL安装于所述器具本体23的插座24，并通过所述高压放电灯点亮装置10点亮。

如果所述高压放电灯HIDL点亮，则来自该高压放电灯HIDL的光，由前面侧的反射板25反射，并利用前面玻璃26，作为照射光向外部射出。如此，所述照明装置21具有与高压放电灯点亮装置10相同的效果。

图21表示所述高压放电灯HIDL的构造的剖面图。所述高压放电灯HIDL，在玻璃容器61的内部，以使其前端部分相对向的方式安装有一对棒状电极62、63。所述电极62、63在其前端部分，缠绕有用以保温的导体。

在所述高压放电灯HIDL中，当额定灯电流设为Ia[A]，电极的直径设为D[mm]时，电流密度Ia/D2优选的是处于4～20范围内。

作为调光用的灯设计，有时会预先缩小电极的尺寸。电极的尺寸以电极前端62、63的直径为代表。然而，如果使用此类灯，由于在全光时和脉冲上升时等灯电流较大时，电极温度将比适当值稍高一些，所以灯的寿命会缩短。

根据本发明的构成，可在较广的灯电流范围内，使电极温度保持在适当范围。

根据本发明，如前所述，可通过调整高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的比率，来使电极温度下降。即，可设电极温度为适当值。在调光时，通过以调整好的灯电流波形来点亮，从而达到适当的电极温度。由此，可在较广的灯电流范围内，防止寿命短、闪烁、中途熄灭等不佳状况。

另外，作为该第1实施例的应用，可列举如以下(1)～(3)中所述的实施例。

(1)在高压放电灯点亮装置10中，可设置为如下构成，即设置于控制电路20的成分比变化机构，在高压放电灯HIDL的脉冲上升时，以改变叠加功率输出机构的输出中所包含的高频成分及低频成分的方式进行控制。

在点亮后的脉冲上升时，灯电流流入过大。此时，通过流入具有高频成分及低频成分的叠加电流，可使电极温度下降，并使该电极温度保持在适当范围。其结果是，由于电极物质的蒸发减少，所以可延长灯的寿命。

另外，在高压放电灯HIDL的点亮后的脉冲上升期间，如图7所示，在点亮后的预定时间，例如，大约60秒，通过在该时间内流入具有高频成分与低频成分的叠加电流，来抑制电极温度的上升。

(2)在所述高压放电灯点亮装置10中，优选的是，灯特性检测机构是检测灯电流的灯电流检测机构，其根据灯电流的检测结果，改变高频成分的电流值与低频成分的电流值之比。

灯电流是对灯的电极温度造成较大影响的要素。因此，控制电路20根据电流检测电路18的检测值检测灯电流，并根据灯电流的增加、减少，改变高频成分及低频成分的成分比，由此可不受灯电流的变化影响而使电极温度保持大致固定。

(3)在所述高压放电灯点亮装置10中，可设置为如下构成，即灯特性检测机构是检测灯电流的灯电流检测机构，且如果灯电流增加，则设置于控制电路20的成分比变化机构，将控制高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比接近1∶1。

所述控制电路20根据电流检测电路18的检测值，检测灯电流，当灯电流增加时，如图3所示，可通过使高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比接近1∶1，来控制电极温度下降。

所述第1实施例中的高压放电灯点亮装置10以及使用有该点亮装置的照明装置，通过改变叠加波电流的高频成分与低频成分的成分比，或，改变串联连接的两个开关元件Q₂、Q₃的接通、断开控制的占空比，可控制高压放电灯的电极温度。其结果是，可使高压放电灯长寿命化，且可防止高压放电灯的闪烁及中途熄灭等不佳状况。

(第2实施例)

图22是表示本发明的第2实施例的高压放电灯点亮装置的电路图。与图8相同的部分附加相同的符号加以说明。

在图22中，高压放电灯点亮装置10A包括：交流电源AC；噪音滤波器电路11，包括电容器C₁、C₂以及变压器T₁；全波整流电路13，包括二极管D₁～D₄；电容器C₃，用于除去高通分量；升压斩波电路14，输入来自所述全波整流电路13的整流电压，生成直流电压V_DC；电压检测线15，作为直流电压检测机构；以及作为反相器机构的反相器电路16，包含LC谐振电路17，将来自所述升压斩波电路14的直流电压转换成高频电压，并施加于高压放电灯HIDL，进行点亮。

所述升压斩波电路14包括线圈L₁、开关元件Q₁、二极管D₅以及输出电容器C₄。所述反相器电路16，将来自所述升压斩波电路14的直流电压输入两个开关元件Q₂、Q₃的两端，并转换成高频电压。

且，所述高压放电灯点亮装置10A包括：电流检测电路18，作为所述反相器电路16的开关元件电流的检测机构；高压放电灯HIDL；以及灯电压检测电路19，作为灯电压检测机构，检测高压放电灯HIDL的灯电压。

且，所述高压放电灯点亮装置10A包括控制电路20，通过控制所述升压斩波电路14的开关元件Q₁的开关频率以及占空比的一方或两方，来控制从升压斩波电路14输出的直流电压V_DC，且，通过控制反相器电路16的两个切换元件Q₂、Q₃的开关频率、即工作频率，来控制高压放电灯HIDL的点亮频率。所谓的所述开关元件Q₁的占空比，表示在开关周期期间的接通期间的比例。

且，所述高压放电灯点亮装置10A包括调光信号产生电路28，用以将用以对所述高压放电灯HIDL进行调光的调光信号、例如PWM(pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)信号，送至所述控制电路20。即，所述高压放电灯点亮装置10A具有调光功能。

在本实施例中，控制电路20对反相器电路16的两个开关元件Q₂、Q₃交替进行接通、断开控制。即，所述控制电路20具有如下功能，即在灯启动时，对所述开关元件Q₂、Q₃以大致50％的占空比进行控制，在灯点亮时，以不同于50％的占空比进行控制。而且，在灯点亮时，不同的占空比是通过开关元件Q₂与开关元件Q₃，以较所述开关元件Q₂、Q₃的开关周期更长的周期，以交替形成反比关系的方式进行切换。

所述反相器电路16包括：串联连接的两个开关元件Q₂、Q₃；直流截断用电容器C₅；以及半桥型高频反相器，具有包括线圈L₂以及电容器C₆的LC谐振电路17。

所述反相器电路16，输入来自所述升压斩波电路14的直流电压V_DC，并在灯的启动时，对所述各开关元件Q₂、Q₃，以相同的开关频率、相同的占空比50％，且以处于相互相反相位关系的两个开关脉冲交替地进行接通、断开。然后，在灯的点亮时，对所述各开关元件Q₂、Q₃，以相同的开关频率、不同的占空比，且以处于相互相反相位关系的两个开关脉冲交替地进行接通、断开。例如，如果开关元件Q₂以占空比70％进行接通、断开，则开关元件Q₃以占空比30％进行断开、接通。

所述高压放电灯点亮装置10A，输入来自直流电源电路的直流电压，并将之转换成高频电压，供给至高压放电灯HIDL。

高压放电灯HIDL的点亮频率，通过控制路16的两个开关元件Q₂、Q₃的开关频率，来加以控制。将来自所述反相器电路16的高频输出功率，施加于高压放电灯HIDL的两端，使高压放电灯HIDL高频点亮。

所述控制电路20，根据所检测出的电流Idet，算出低频1个周期(例如1/100秒)的电流值的平均值，进而通过算出该电流的平均值以及所检测出的所述直流电压VDCdet，而获得相当于灯功率的信号。

其次，参照图23，对所述高压放电灯点亮装置10A中关于调光时的电极温度控制的动作的一示例进行说明。

图23表示改变灯电流时的灯电流中的低频成分电流的叠加率的变化。在图23中，横轴是灯电流，纵轴是低频成分电流的叠加率。

所述控制电路20根据电流检测电路18的检测值检测灯电流，并如图23，控制低频成分的电流值I₂相对于高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂之和的叠加率。

即，所述控制电路20，在灯电流较小时，将低频成分的叠加率控制在接近于0％，即，变成只有高频成分。相反，在灯电流较大时，将低频成分的叠加率控制在接近于50％，即，变成高频成分与低频各为一半。

由此，高压放电灯点亮装置10A，在灯电流较小时，可防止电极温度变得过低，而在灯电流较大时，可抑制电极温度变高，由此，可不受调光度影响，而将电极温度控制在大致固定。因此，高压放电灯点亮装置10A对于高压放电灯，可使其长寿命化，并且可防止闪烁及中途熄灭等不佳状况。

另外，该第2实施例，作为应用，也可采用下述构成。即，在所述高压放电灯点亮装置10A中，控制电路20包括改变高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比的成分比变化机构。且，所述成分比变化机构根据从外部输入的调光信号的准位，改变叠加波电流中高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比。

在如所述构成的高压放电灯点亮装置10A中，根据从外部输入的调光信号的准位，控制供给至高压放电灯HIDL的灯电流，并进行调光。且，所述控制电路20内的成分比变化机构根据调光信号的准位，改变高频成分的电流值I₁与低频数成分的电流值I₂的成分比。

由此，高压放电灯点亮装置10A可调整高压放电灯HIDL的电极温度。即，成分比变化机构，在利用调光而灯电流变小时，控制高频成分的电流值I₁与低频数成分的电流值I₂的成分比，使其远离1∶1，而在利用调光而灯电流变大时，控制高频成分的电流值I₁与低频数成分的电流值I₂的成分比，使其接近1∶1。由此，高压放电灯点亮装置10A，在调光前后，即使灯电流发生变化，也可将高压放电灯HIDL的电极温度保持大致固定，且可延长高压放电灯HIDL的灯的寿命，并减轻闪烁及中途熄灭等不佳状况。

且，如果使用图22的高压放电灯点亮装置10A以及高压放电灯HIDL，与图20相同构成照明装置，可实现使高压放电灯的长寿命化的照明装置。

以上所述第2实施例中的高压放电灯点亮装置10A以及使用有该点亮装置的照明装置，在对高压放电灯进行了调光控制时，根据调光信号的准位，改变高频成分与低频成分的成分比，或改变串联连接的两个开关元件Q₂、Q₃的接通、断开控制的占空比，由此来控制高压放电灯的电极温度，并在调光前后，将电极温度保持大致固定。其结果是，可使高压放电灯长寿命化，且可防止高压放电灯的闪烁及中途熄灭等不佳状况。

[第3实施例]

图24是表示第3实施例的高压放电灯点亮装置的电路图。

在图24中，符号30是高压放电灯点亮装置，该高压放电灯点亮装置30包括交流电源31、全波整流电路32、升压电路33、降压电路34、反相器电路35、启动机构36。

所述降压电路34是具有稳定地激发放电电弧的非共鸣频率成分的波形，产生将该波形的中心线保持于固定准位的波形信号。所述反相器电路35，构成波形信号的中心线以较声音共鸣频率(高频)更低的频率(低频)极性交替变化的机构。所述启动机构36为了使高压放电灯37开始放电，将足够的高电压施加于该高压放电灯37。

所述高压放电灯37是在形成放电空间的玻璃管内，密封有水银与卤化金属作为填充物的高压放电灯。所述高压放电灯点亮装置30向所述高压放电灯37供给如图25所示的波形w1，进行点亮控制。

以下，说明如上所述而构成的高压放电灯点亮装置30的电路动作。

图25的w1表示所述降压电路34的输出波形，w2表示所述反相器电路35的输出波形。

所述降压电路34包括晶体管38、二极管39、扼流圈(choke coil)40以及可使静电电容可变的电容器41。而且，用电阻42与电阻43的串联电路检测相当于灯电压的电压，并将该检测信号供给至控制电路(controlcircuit)45，且用电阻44检测相当于灯电流的电压，并将该检测信号供给至所述控制电路45。

所述控制电路45根据相当于灯电压的检测信号以及相当于灯电流的检测信号，运算灯功率，并改变晶体管38的接通、断开比，以使灯功率达到额定值。

所述降压电路34，通过将利用所述控制电路45而获得的所述晶体管38的接通、断开的开关频率，设定为稳定地激发放电电弧的非共鸣频率，且使非共鸣频率成分具有如下特性，即无法截断由所述扼流圈40及电容器41构成的滤波器电路，并将输出波形w1，如图25所示，以稳定地激发放电电弧的非共鸣频率，设为在瞬时值进行周期性变动的中心线叠加有预定的直流偏压的波形。

所述反相器电路35包括晶体管46、47、48、49以及驱动电路50。而且，利用来自所述驱动电路50的输出信号，交替地产生晶体管46、49接通的期间及晶体管47、48接通的期间，由此将所述降压电路34的输出波形，转换成以较高频的非共鸣频率更低的低频极性交替性变化的输出波形w2，并将之供给至高压放电灯37。

用来自所述启动机构36的高电压开始放电的高压放电灯37，以来自反相器电路35的输出波形w2，进行点亮。所述电容器41的静电电容越增大，调制深度就越小，且所述电容器41的静电电容变得越小调制深度就越大。另外，所谓的调制深度是指，相对于低频成分的高频成分P的振幅的比例。

在如所述构成的高压放电灯点亮装置30中，通过改变电容器41的静电电容，可改变高频成分的电流值与低频成分的电流值的成分比，即改变低频成分的电流值的叠加率。

因此，高压放电灯点亮装置30通过改变电容器41的静电电容，可控制高压放电灯37的电极温度，且可调整高压放电灯37的电极温度的变动，使之保持大致固定。其结果是，可使高压放电灯长寿命化，并可防止高压放电灯的闪烁及中途熄灭等不佳状况。

且，如果使用图24的高压放电灯点亮装置30以及高压放电灯37，则与图20相同构成照明装置，从而可实现使高压放电灯37长寿命化的照明装置。

所述第3实施例中的高压放电灯点亮装置30以及使用有该点亮装置的照明装置，通过改变电容器41的静电电容，可控制高压放电灯37的电极温度，且即使高压放电灯37的电极温度发生变化，也可调整该变化并使之保持大致固定。其结果是，可使高压放电灯长寿命化，并可防止高压放电灯的闪烁及中途熄灭等不佳状况。

熟悉此项技术者将容易想到其他优势及改质体。因此，本发明在其更广阔的方面中并不限于本文所示及描述的特定细节及代表性实施例。为此，可进行各种修改而不偏离通过随附权利要求书及该些效体所界定的普遍发明概念的精神或范畴。

Claims

1、一种高压放电灯点亮装置，其特征在于其

包括直流电源机构，并对高压放电灯进行点亮控制；

且包括叠加功率输出机构，将包含高频成分与低频成分的功率输出至高压放电灯。

2、如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的叠加功率输出机构将输出功率中经叠加的电流值的高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂设为I₁＞I₂。

3、如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的叠加功率输出机构包括改变高频成分与低频成分的成分比的成分比变化机构。

4、如权利要求3所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的成分比变化机构在所述高压放电灯的脉冲上升时，改变高频成分与低频成分的成分比。

5、如权利要求所述3的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的成分比变化机构根据从外部输入的调光信号的准位，改变高频成分与低频成分的成分比。

6、如权利要求3所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的成分比变化机构根据检测高压放电灯的特性的灯特性检测机构的检测结果，改变高频成分与低频成分的成分比。

7、如权利要求6所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的灯特性检测机构为检测灯电流的灯电流检测机构，所述成分比变化机构根据所述灯电流检测机构的灯电流检测结果，改变高频成分的电流值I₁与低频成分的电流值I₂的成分比。

8、如权利要求7所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的如果所述灯电流检测机构检测出灯电流增加，则所述成分比变化机构以如下方式进行控制，使高频成分的电流值与低频成分的电流值之比，接近所述高压放电灯的电极温度达到最低时的高频成分与低频成分之比的1∶1。

9、如权利要求1至8中任一项所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于其中所述的叠加功率输出机构包括：

反相器机构，设置有相互串联连接并交替地接通、断开的两个开关元件的串联电路；以及

控制机构，交替地对所述反相器机构的两个开关元件进行接通、断开控制，

所述反相器机构将来自所述直流电源机构的直流电压施加到所述各开关元件的串联电路两端，由此将所述直流电压转换成高频电压，并输出到所述高压放电灯；

所述控制机构以比所述各开关元件的开关周期长的低频周期切换所述各开关元件的占空比，并且以使所述各开关元件的占空比交替成为反比关系的方式进行切换。

10、如权利要求9所述的高压放电灯点亮装置，包括检测所述高压放电灯的灯电压的灯电压检测机构，其特征在于其中所述的控制机构在由所述灯电压检测机构检测的灯电压超过判定声音共鸣的定值时，将灯点亮时的所述两个开关元件的开关频率，控制为不同于灯启动时的开关频率的、回避声音共鸣现象的频率。

11、一种照明装置，其特征在于其包括高压放电灯；

且包括如权利要求1至8中任一项所述的高压放电灯点亮装置。

12、如权利要求11所述的照明装置，其特征在于其中所述的高压放电灯在将额定灯电流设为Ia安培、将电极直径设为D毫米时，Ia/D2处于4～20的范围内。