具体实施方式
以下,参照附图对用来实施本发明的优选的实施方式进行说明。
(实施方式1)
本实施方式如图2所示,是使具有一对灯丝(未图示)的一般的热阴极型的放电灯La点灯的装置,具备:整流部DB,由公知的二极管桥构成,将从外部的交流电源AC输入的交流电力全波整流;直流电源部1,将整流部DB的输出至少平滑化而输出直流电力;开关部21,具备连接在直流电源部1的输出端间的两个开关元件Q10、Q20的串联电路,将低电压侧(低侧)的开关元件Q20的两端作为输出端;以及谐振部22,连接在开关部21的输出端间,与放电灯La一起构成谐振电路。即,开关部21和谐振部22作为整体构成所谓半桥型的变换器电路。此外,直流电源部1的低电压侧的输出端接地。
直流电源部1例如可以由连接在整流部DB的输出端间的平滑电容器(未图示)构成,在此情况下,平滑电容器的两端成为直流电源部1的输出端。
此外,谐振部22具备一端连接在开关部21的开关元件Q10、Q20的连接点上而另一端经由放电灯La接地的电容器C1与电感器L1的串联电路、以及并联(即在放电灯La的灯丝间)连接在放电灯La上的电容器C2。
进而,本实施方式具备用来在放电灯La的启动时将放电灯La的各灯丝分别预热的预热部23。预热部23具备具有一端经由电容器C3连接在开关部21的开关元件Q10、Q20的连接点上并且另一端接地的一次绕线、以及各自与电容器C4、C5的串联电路连接在放电灯La的每一个灯丝的两端间的两根二次绕线的变压器Tr1。
此外,本实施方式具备:驱动部31,分别经由电阻R1、R2连接在开关部21的各开关元件Q10、Q20上,通过导通断开驱动开关部21的各开关元件Q10、Q20而从谐振部22对放电灯La供给交流电力;以及顺序控制部41,通过控制驱动部31的动作的频率,来控制从谐振部22对放电灯La输出的交流电力的频率。
驱动部31设在由高耐压集成电路(HVIC)构成的驱动用集成电路3中,顺序控制部41设在由称作微控制器(微型计算机)的集成电路构成的控制用集成电路4中。作为控制用集成电路4,如果使用输入输出的电压值仅为2级而不包含A/D变换器及D/A变换器的结构,则能够将控制用集成电路4中的消耗电力抑制得较小。
此外,本实施方式具备在驱动部31的动作开始后被从开关部21供给电力、输出作为驱动用集成电路3的电源的直流电力的驱动电源部5。驱动电源部5具备阳极接地而阴极经由输入侧电容器连接在开关部21的开关元件Q10、Q20的连接点上的输入侧二极管、以及阳极连接在该输入侧二极管与输入侧电容器的连接部上而阴极经由输出侧电容器C101和齐纳二极管ZD1的并联电路接地的输出侧二极管,使输出侧电容器C101的两端电压为输出电压。在从驱动部31的动作开始起经过充分的时间而输出侧电容器C101的两端电压稳定的状态下,输出侧电容器C101的两端电压即驱动电源部5的输出电压例如成为10V。
进而,在驱动用集成电路3中,分别设有在驱动部31的动作开始前被从直流电源部1供给电力而输出作为驱动电源部5的电源的直流电力的启动部32、以及被从驱动电源部5供给电力而在驱动电源部5的输出电压是规定的基准电压以上的期间中生成作为控制用集成电路4的电源的规定的控制电压Vcc1(例如5V)并对控制用集成电路4供给的控制电源部33。
如果详细说明,则如图3所示,启动部32具有一端连接在直流电源部1的高电压侧的输出端上、另一端经由第1开关元件Q101连接在驱动电源部5的输出端上的阻抗元件Z1。即,在启动部32的第1开关元件Q101导通的期间中,将直流电源部1的输出电压Vdc经由阻抗元件Z1和第1开关元件Q101输出到驱动电源部5中,由此将驱动电源部5的输出侧电容器C101充电。上述第1开关元件Q101由n型沟道的高耐压场效应晶体管构成,第1开关元件Q101的栅极经由电阻R101连接在直流电源部1和阻抗元件Z1的连接点上,并且经由二极管D101和齐纳二极管ZD2的串联电路与由n型沟道的场效应晶体管构成的第2开关元件Q102的并联电路接地。此外,启动部32具有分别将驱动电源部5的输出电压(以下称作“驱动电压”)Vcc2分压的4个分压电阻,从这些分压电阻的连接点分别输出电压(分压比)不同的3种检测电压Va、Vb、Vc。进而,启动部32具备在反转输入端子中被输入规定的第1参照电压Vr1并且输出端子经由逻辑和电路OR1连接在第2开关元件Q102的栅极上的比较器CP1。在比较器CP1的非反转输入端子中,经由使用传输门电路构成的多路调制器TG1被输入检测电压Vb、Vc。上述多路调制器TG1连接在比较器CP1的输出端子上,构成为,在比较器CP1的输出是H(高)电平的期间中将第2低的检测电压(以下称作“第2检测电压”)Vb输入到比较器CP1的非反转输入端子中,在比较器CP1的输出是L(低)电平的期间中将最低的检测电压(以下称作“第3检测电压”)Vc输入到比较器CP1的非反转输入端子中。
使用图4说明启动部32的动作。在电源刚被导通之后,比较器CP1的输出是L电平,由此在比较器CP1的非反转注入端子中输入第3检测电压Vc,并且通过将第2开关元件Q102断开,由齐纳二极管ZD2的齐纳电压将第1开关元件Q101导通。在第1开关元件Q101导通的期间中,驱动电源部5的输出侧电容器C101通过经由启动部32的阻抗元件Z1和第1开关 元件Q101被供给直流电源部1的输出电力而被充电,逐渐使两端电压(驱动电压)Vcc2上升。如果最终第3检测电压Vc达到第1参照电压Vr1,则比较器CP1的输出成为H电平。于是,向非反转输入端子的输入电压变化为比第3检测电压Vc高的第2检测电压Vb,并且通过将第2开关元件Q102导通而将第1开关元件Q101断开,停止从启动部32向驱动电源部5的电力的供给。在该时刻驱动部31还没有开始动作,从开关部21对驱动电源部5没有供给电力,所以通过输出侧电容器C101的放电,驱动电压Vcc2开始下降。如果最终第2检测电压Vb达到第1参照电压Vr1,则比较器CP1的输出再次成为L电平,驱动电源部5的输出电压开始上升,接着如果第3检测电压Vc达到第1参照电压Vr1,则比较器CP1的输出再次成为H电平。然后,从直流电源部1供给图4(a)所示那样的直流电力,并且在图4(e)所示的从停止执行部34(后述)向逻辑和电路OR1的输入是L电平而驱动部31停止的期间中,通过上述动作的重复,第1开关元件Q101的栅极电压如图4(c)所示那样变动,驱动电压Vcc2如图4(b)所示那样在第3检测电压Vc为第1参照电压Vr1那样的上限电压、以及第2检测电压Vb为第1参照电压Vr1那样的下限电压之间反复上下变化。
这里,在驱动用集成电路3中,设有分别控制驱动部31和启动部32的停止执行部34。停止执行部34的输出被输入到逻辑和电路OR1中,在停止执行部34的输出是L电平的期间中将驱动部31停止并且将从启动部32向驱动电源部5的电力供给导通,在停止执行部34的输出是H电平的期间中,通过与比较器CP1的输出无关而将第2开关元件Q102导通、将第1开关元件Q101断开,将从启动部32向驱动电源部5的电力供给断开。其中,在停止执行部34的输出是H电平的期间中,通过驱动部31进行动作(即生成图4(f)所示那样的开关元件Q10、Q20的驱动用的输出),进行从开关部21向驱动电源部5的电力供给。
此外,控制电源部33具备在非反转输入端子中被输入启动部32的分压电阻所输出的检测电压中最高的检测电压(以下称作“第1检测电压”)Va并且在反转输入端子中被输入第1参照电压Vr1的比较器CP2、连接在驱动电源部5的输出端与接地电位之间的恒定电流电路Ir1与齐纳二极管ZD3的串联电路、基极连接在恒定电流电路Ir1与齐纳二极管ZD3的连接 点上并且集电极连接在驱动电源部5的输出端上、发射极作为控制电源部33的输出端连接在控制用集成电路4上的npn型的晶体管Q103、以及并联连接在齐纳二极管ZD3上的由n型沟道的场效应晶体管构成且栅极连接在比较器CP2的输出端子上的开关元件Q104。即,如图4(d)所示,构成为仅在第1检测电压Va超过第1参照电压Vr1的期间中向控制用集成电路4输出控制电压Vcc1,在第1检测电压Va低于第1参照电压Vr1的期间中不输出控制电压Vcc1(即控制电源部33的输出电压大致为0),第1检测电压Va为第1参照电压Vr1时的驱动电压是上述基准电压。这里,从驱动用集成电路3对控制用集成电路4输出控制电压Vcc1的电路经由噪声消除用的电容器C51接地。
此外,在驱动用集成电路3中,设有输出与顺序控制部41的输出的频率对应的矩形波的振荡部35,驱动部31以振荡部35的输出的频率导通断开驱动开关部21的开关元件Q10、Q20。
振荡部35如图5所示,具备由非反转输入端子经由电阻R103连接在顺序控制部41上并且经由电阻R104和控制用电容器C103的并联电路接地而反转输入端子连接在输出端子上的运算放大器构成且输出端子经由两个电阻R106、R102接地的电压跟随器OP1、以及在非反转输入端子中被输入规定的第2参照电压Vr2而反转输入端子经由电阻R106连接在电压跟随器OP1的输出端子上的控制用运算放大器OP2。该运算放大器OP2的输出端子连接在充电用开关元件Qc的栅极上,该充电用开关元件Qc连接于在各输入端中分别被输入报告电压Vcc3的充电用电流镜电路CM1的一个输出端与电阻R102之间,上述充电用电流镜电路CM1的另一个输出端经由振荡用电容器C102接地。此外,振荡部35具备在一个输入端中经由栅极连接在充电用电流镜电路CM1的上述一个输出端上的由p型沟道的场效应晶体管构成的第1放电用开关元件Qd被输入报告电压Vcc3并且在另一个输入端上连接着振荡用电容器C102、各输出端分别接地的放电用电流镜电路CM2。进而,振荡部35具备反转输入端子连接在振荡用电容器C102上并且在非反转输入端子中经由使用传输门电路构成的多路调制器TG2被输入规定的第3参照电压Vr3和比第3参照电压Vr3低的规定的第4参照电压Vr4的一方的比较器CP3。在上述多路调制器TG2上连接着比较器CP3的 输出端子,构成为在比较器CP3的输出是H电平的期间中将第3参照电压Vr3输入到比较器CP3的非反转输入端子中,在比较器CP3的输出是L电平的期间中将第4参照电压Vr4输入到比较器CP3的非反转输入端子中。此外,在放电用电流镜电路CM2上,并联连接着第2放电用开关元件Q105,该第2放电用开关元件Q105由n型沟道的场效应晶体管构成,栅极连接在比较器CP3的输出端子上。
对振荡部35的动作进行说明。在振荡用电容器C102没有被充分充电的状态下,比较器CP3的输出为H电平,由此,在比较器CP3的非反转输入端子中被输入第3参照电压Vr3,将开关元件Q105导通。在此期间中,通过并联连接在放电用电流镜电路CM2上的第2放电用开关元件Q105的导通,经由放电用电流镜电路CM2的振荡用电容器C102的放电被抑制,通过经由充电用电流镜电路CM1的充电,振荡用电容器C102的两端电压逐渐上升。如果最终振荡用电容器C102的两端电压达到第3参照电压Vr3,则比较器CP3的输出成为L电平,向比较器CP3的非反转输入端子的输入电压成为第4参照电压Vr4,并且将第2放电用开关元件Q105断开。于是,经由放电用电流镜电路CM2的放电电流变得比经由充电用电流镜电路CM1的充电电流多,由此振荡用电容器C102的两端电压逐渐下降。并且,如果振荡用电容器C102的两端电压达到第4参照电压Vr4,则比较器CP3的输出再次成为H电平,以下重复同样的动作。由此,振荡用电容器C102的两端电压即向比较器CP3的反转输入端子的输入电压如图6(a)所示那样在第3参照电压Vr3和第4参照电压Vr4之间反复上下变化,比较器CP3的输出成为图6(b)所示那样的矩形波。进而,振荡部35具有将比较器CP3的输出整形而输出给驱动部31的输出整形电路35a。输出整形电路35a具有如图6(c)所示那样通过将比较器CP3的输出进行例如二分频而生成第1矩形信号的第1矩形信号生成部(未图示)、生成将第1矩形信号的输出反转的第2矩形信号的第2矩形信号生成部(未图示)、以及通过使第1矩形信号的ON(导通)(从L电平向H电平的反转)的定时延迟规定的停滞时间td而生成图6(d)所示那样的第1驱动信号并通过使第2矩形信号的ON(导通)的定时与上述同样延迟而生成第2驱动信号来将第1驱动信号和第2驱动信号分别输出到驱动部31中的停滞时间生成部(未图示)。 驱动部31具有使开关部21的一个开关元件Q10在第1驱动信号的导通期间(H电平的期间)中导通而在第1驱动信号的OFF(断开)期间(L电平的期间)中断开的第1驱动部31a、以及使开关部21的另一个开关元件Q20在第2驱动信号的导通期间中导通而在第2驱动信号的OFF(断开)期间中断开的第2驱动部31b。即,通过上述停滞时间生成部,防止开关部21的两个开关元件Q10、Q20被同时导通。在上述结构中,对于振荡用电容器C102没有要求特别高的容量值,所以振荡用电容器C102能够在控制用集成电路4中构成。
这里,振荡用电容器C102的充电电流及放电电流分别为:向控制用运算放大器OP2的反转输入端子的输入电压越高、即控制用电容器C103的两端电压越高则越小。即,上述第1驱动信号及第2驱动信号的频率、即驱动部31的动作的频率且对放电灯La输出的交流电力的频率(以下称作“动作频率)为:控制用电容器C103的两端电压越高则越低。
控制用集成电路4的顺序控制部41通过根据图1(a)所示的从控制电压Vcc1的供给开始起的时间,使图1(e)所示的控制用电容器C103的两端电压变化,由此在将放电灯La的各灯丝分别预热的预热动作t1~t2之后,进行使放电灯La的点灯开始的启动动作t2~t3,然后转移到维持放电灯La的点灯的稳定动作t3~t4。例如,顺序控制部41是经由电阻R103对控制用电容器C103输出图1(d)所示那样的PWM信号的单元,通过该PWM信号的占空比使控制用电容器C103的两端电压变化。具体而言,通过在预热动作t1~t2中使上述PWM信号停止(换言之使上述占空比为0)、在稳定动作t3~t4中比启动动作t2~t3提高上述占空比,由此使控制用电容器C103的两端电压阶段地上升,即如图1(f)所示,使动作频率f1~f3阶段性下降。即,使动作频率在预热动作t1~t2中为最高的动作频率f1,在启动动作t2~t3中为比预热动作t1~t2低的动作频率f2,在稳定动作t3~t4中为比启动动作t2~t3中更低的动作频率f3。另外,顺序控制部41的输出并不限于PWM信号,只要是使控制用电容器C103的两端电压变化的信号就可以。使动作频率f1~f3比放电灯La和谐振部22构成的谐振电路的谐振频率高,即动作频率f1~f3越低,从谐振部22对放电灯La输出的电力越增加。即,通过上述那样的动作频率f1~f3的阶段性下降,向放电灯La 的输出电力阶段性增加。此外,开始启动动作t2~t3的定时t2和开始稳定动作t3~t4的定时t3分别例如通过计时决定,使预热动作t1~t2的持续时间与启动动作t2~t3的持续时间分别大致为一定。
进而,本实施方式具有判断是否为应使驱动部31停止的异常状态的异常判断部61。在图2的例子中,异常判断部61整体设在控制用集成电路4的外部,但也可以将构成异常判断部61的电路元件的一部分集成化到控制用集成电路4中。此外,在控制用集成电路4中,设有当异常判断部61判断为是应使驱动部31停止的状态时对驱动用集成电路3的停止执行部34至少指示驱动部31的停止并且使顺序控制部41停止的停止控制部42。停止控制部42与顺序控制部41一起构成技术方案中的控制部。从控制用集成电路4的停止控制部42向驱动用集成电路3的停止执行部34的电路经由电阻51连接在控制电压Vcc1的电路上。停止控制部42通常将上述电路的电位设为与接地电位相等的L电平,在使驱动部31停止时,通过将上述电路的电位设为与控制电压Vcc1相等的H电平来指示驱动部31的停止。即,在被指示了驱动部31的停止的期间中在上述电阻R51中不流过电流而不消耗电力,与做成在上述电阻R51中总是流过电流的结构相比消耗电力减少。在图1中,在图4所示的定时,停止控制部42的输出(即停止执行部34的输入)成为H电平,由此停止执行部34的输出成为L电平,将振荡部35及驱动部31的动作分别停止。
作为异常判断部61判断为异常状态的状态,可以考虑在谐振部22上没有连接放电灯La的无负载状态。这样的异常判断部61可以通过公知的技术实现,所以图示及详细的说明省略。
这里,在稳定动作t3~t4中将电源断开然后马上将电源导通那样的情况下,在将电源导通的时刻,如果控制用电容器C103的放电不充分,则在上述那样的电源刚导通之后谐振部22的输出电力暂时性过度地变大,在构成谐振部22的电路元件或放电灯La上作用过大的电应力。
所以,在本实施方式中,停止执行部34在从控制电压Vcc1的输出开始起经过规定的停止时间T1之前,将输出设为L电平而使驱动部31停止,在经过停止时间T1之后将输出设为H电平而开始驱动部31的动作。将该停止时间T1设为足够控制用电容器C103的放电的时间。因而,即使是如 上述那样在稳定动作t3~t4中将电源断开之后马上将电源导通那样的情况,由于在启动时在停止时间T1中进行了控制用电容器C103的放电,所以也能够避免在谐振部22的电路元件及放电灯La上作用过大的电应力。
另外,在图1的例子中,通过从控制电压Vcc1的输出开始起到稳定动作t3~t4的结束时t4为止,将向停止执行部34的输入(即停止控制部42的输出)维持为L电平,由此在从控制电压Vcc1的输出开始起经过停止时间T1之后开始预热动作t1~t2,但在控制电压Vcc1的输出开始之后向停止执行部34的输入成为H电平然后变化为L电平的情况下,在从向停止实行部34的输入成为L电平起经过停止时间T1之后开始预热动作t1~t2。即,严格地讲,在从控制电源部33输出控制电压Vcc1并且向停止执行部34的输入是L电平的状态持续了停止时间T1的时刻开始预热动作t1~t2,在从稳定动作t3~t4结束到接着开始预热动作t1~t2的期间中至少确保了停止时间T1的停止。
另外,在驱动部31的停止中,从顺序控制部41向振荡部35的输出没有意义。所以,顺序控制部41也可以通过与停止执行部34之间的电信号的收发或计时,在驱动部31的停止中不生成向振荡部35输入的电信号(在上述例子中是PWM信号)。如果采用该结构,则能够实现驱动部31的停止中的消耗电力的减少,随之缓和了对于启动部32的电路元件的耐久性等的要求,由此能够实现驱动用集成电路3的小型化。
(实施方式2)
本实施方式的基本结构与实施方式1是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号而省略说明。
本实施方式如图7所示,具备用来检测人体的传感器62、以及根据该传感器62的输出判断规定的检测范围内有无人体的存在的人体判断部43a。即,由传感器62和人体判断部43a构成所谓的人体感应传感器。人体判断部43a设在控制用集成电路4中,传感器62和人体判断部43a都将控制电压Vcc1作为电源。作为传感器62,例如可以使用检测从人体放射的热线(红外光)的热电传感器,由于传感器62和人体判断部43a都能够通过公知技术实现,所以详细的图示及说明省略。
在本实施方式中,顺序控制部41在由人体判断部43a判断了人体的存 在时通过从预热动作起的一系列的动作开始放电灯La的点灯。此外,在由人体判断部43a没有判断到人体的存在起经过了规定的点灯保持时间时,停止控制部42通过将输出设为H电平并且使顺序控制部41的输出停止,将放电灯La关灯。
根据上述结构,能够抑制因使用者忘记进行使放电灯La关灯的操作造成的无谓的电力消耗。
(实施方式3)
本实施方式的基本结构与实施方式1是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号而省略说明。
本实施方式如图8所示,具备检测由放电灯La照明的空间的明亮度的公知的明亮度传感器63,在控制用集成电路4中,设有至少在顺序控制部41的稳定动作中生成与明亮度传感器63的输出对应的输出的调节控制部44。如图9所示,调节控制部44经由电阻连接在控制用电容器C103上,与顺序控制部41同样通过使控制用电容器C103的两端电压变化来控制动作频率。在本实施方式中,调节控制部44与顺序控制部41同样输出PWM信号,但调节控制部44的输出也可以不一定是PWM信号,只要是使控制用电容器C103的两端变化的信号就可以。
此外,开关部21为了检测流过低电压侧(低侧)的开关元件Q20中的电流而具有连接在开关元件Q20与接地电位之间的检测用电阻R3。
进而,在驱动用集成电路3的振荡部35中施以变化,以使其根据流过检测用电阻R3的电流值(即开关元件Q20与检测用电阻R3的连接点的电位)、顺序控制部41的输出和调节控制部44的输出来调节动作频率。即,由顺序控制部41、停止控制部42和调节控制部44构成技术方案中的控制部。
如果详细地说明,则在振荡部35中,代替电压跟随器OP1而设有输入用运算放大器OP3。该输入用运算放大器OP3在非反转输入端子中被输入控制用电容器C103的两端电压,并且在反转输入端子中经由电阻R109被输入开关部21的检测用电阻R3与开关元件Q20的连接点的电压(以下称作“电流检测电压”),并且输出端子和反转输入端子经由电容器C104连接而构成积分电路。输入用运算放大器OP3的输出端子经由电阻R110、以及 使阴极朝向输入用运算放大器OP3侧的二极管D102,连接在控制用运算放大器OP2的反转输入端子上。即,控制用电容器C103的两端电压与电流检测电压的差的积分值越高则输入用运算放大器OP3的输出电压越高,由此控制用运算放大器OP2的输出电压变低,动作频率变低。顺序控制部41与实施方式1同样经由电阻R103连接在控制用电容器C103上,调节控制部44也经由另外的电阻R31连接在控制用电容器C103上。
利用图10说明本实施方式的动作。如果开始图10(a)所示的控制电压Vcc1的供给,则在比停止时间T1短的规定时间后,调节控制部44首先开始动作。图10(b)所示的调节控制部44的输出在从开始调节控制部44的动作到启动动作t2~t3的结束时t3为止,与明亮度传感器63的输出无关而将占空比设为1,在稳定动作中t3~t4设为对应于由明亮度传感器63检测到的明亮度的占空比。图10(c)所示的顺序控制部41的输出在启动动作t2~t3的开始时刻之前将占空比设为0,在启动动作中t2~t3将占空比设为比1小且不是0的值,在稳定动作中t3~t4将占空比设为1。在启动动作t2~t3的开始时t2,图10(d)所示的控制用电容器C103的两端电压通过顺序控制部41的输出而上升,由此图10(e)所示的动作频率下降。此外,在稳定动作t3~t4的开始时t3,与顺序控制部41的输出的占空比的上升的贡献相比,调节控制部44的占空比的减少的贡献更大,由此控制用电容器C103的两端电压下降,但在图10的例子中,电流检测电压的下降的贡献比控制用电容器C103的两端电压的低下的贡献大,由此动作频率下降,作为整体的动作频率的变化成为与实施方式1所示的图1的例子同样。
作为稳定动作中t3~t4的动作,具体而言例如由明亮度传感器63检测到的明亮度越亮,则越减小调节控制部44的输出的占空比而使动作频率变高,从谐振部22向放电灯La的输出电力减少。通过上述动作,能够在维持包括来自放电灯La以外的光源的光(所谓外部光)的明亮度的同时抑制电力消耗。
另外,如果仅使放电灯La的光入射到明亮度传感器63中,则也可以进行与外光无关而将放电灯La的光输出维持为一定的控制。
此外,电路结构并不限于图9的结构,例如在控制用电容器C103上没有连接调节控制部44,而与实施方式1所示的图5的例子同样经由电压跟 随器OP1连接在振荡部33的控制用运算放大器OP2上,另一方面,关于调节控制部44,如图11所示,也可以与控制用电容器C103另外地设置根据调节控制部44的输出使两端电压变化的调节用电容器C31。调节用电容器C31与图9的例子中的控制用电容器C103同样,一端连接在输入用运算放大器OP3的非反转输入端子上并且经由电阻R107连接在调节控制部44上,另一端接地,还并联连接着电阻R108。另外,在图11中省略了控制用电容器C103及其周边的电阻R103、R104及电压跟随器OP1的图示。关于上述以外的部分与图9的例子是共通的,关于共通的部分的图示及说明省略。在此情况下,在设计时需要考虑使调节用电容器C31也与控制用电容器C103同样在停止时间T1中充分放电。但是,图9的例子与图11的例子相比具有能够减少部件件数的优点。
这里,在图9的电路及图11的电路中,如图12(a)、图12(b)所示,向输入用运算放大器OP3的反转输入端子的输入电压Vop-周期性变动。如图12(a)所示,只要向输入用运算放大器OP3的反转输入端子的输入电压Vop-的上限值相对于向输入用运算放大器OP3的非反转输入端子的输入电压Vop+足够高,就如图13所示,从谐振部22向放电灯La的输出电力(以下称作“灯电力”)相对于向输入用运算放大器OP3的非反转输入端子的输入电压Vop+单调增加。但是,在周围温度非常高的高温时或周围温度非常低的低温时,由于放电灯La的特性的变化,驱动电源部5的输出电力不足,根据电流检测电压使灯电力增加的控制变得跟不上。例如,如图12(b)所示,在成为向输入用运算放大器OP3的反转输入端子的输入电压Vop-的上限值总是比向输入用运算放大器OP3的非反转输入端子的输入电压Vop+低的状态的低温时等,在输入用运算放大器OP3的输出电压变得比控制用运算放大器OP2的输出电压高的情况下,输入用运算放大器OP3的输出不再反映动作频率,与向输入用运算放大器OP3的反转输入端子的输入电压Vop-的变动(即电流检测电压的变动)无关而动作频率被固定在规定的下限频率。由此,在本实施方式中,灯电力如图14中用曲线PLa所示,只要周围温度是规定范围内就通过动作频率的变动而维持为一定,在低温时或高温时,通过将动作频率固定为上述下限频率,随着周围温度从上述规定范围离开而减少。因而,从谐振部22向放电灯La的输出 电流(以下称作“灯电流”)如图14中用曲线ILa所示,作为整体越是周围温度从上述规定范围的中央离开越是增加,但是在低温时或高温时通过如上述那样将动作频率固定,由此与周围温度是上述规定范围内时相比,周围温度的变化带来的增加量变少。即,在本实施方式中,能够防止低温时或高温时的灯电流的过度的增加造成的放电灯La的寿命缩短。
(实施方式4)
本实施方式的基本结构与实施方式3是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号而省略说明。
本实施方式代替实施方式3的明亮度传感器63而如图15所示那样具备被输入对放电灯La的光输出进行指示的调光信号的调光信号输入部64,调节控制部44在稳定动作中动作,以使根据输入到调光信号输入部64中的调光信号使放电灯La的光输出变化。调光信号输入部64与实施方式2的传感器62同样,将控制电源部33输出的控制电压Vcc1作为电源。此外,在控制用集成电路4中,设有调光信号判断部43f,该调光信号判断部43f判断输入到调光信号输入部64中的调光信号的种类,并且如果输入到调光信号输入部64中的调光信号是指示光输出的信号则将对应于调光信号的内容的电信号输入到调节控制部44中,如果输入到调光信号输入部64中的调光信号是指示点灯或关灯的信号则将对应于调光信号的内容的电信号输入到停止控制部42中。
一般的调光信号是经由连接在调光信号输入部64上的信号线传送的PWM信号,频率是100Hz~1kHz,是占空比越高则指示越高的光输出、通过规定的下限值以下的占空比指示放电灯La的关灯的信号。另外,调光信号并不限于以上所述,也可以是与指示的光输出对应的电压值的模拟信号、或通过数字数据指示光输出的数字信号。无论在哪种情况下调光信号输入部64及调光信号判断部43f都能够通过公知技术实现,所以详细的说明及图示省略。通过上述结构,能够进行根据来自外部的调光信号进行的放电灯La的点灯/关灯及光输出的变更等控制。另外,在调光信号判断部43f在来自调光信号输入部64的输入的受理时例如通过A/D变换等而消耗电力的情况下、即放电灯La的导通控制通过调光信号以外进行的情况下,调光信号判断部43f如果从启动时到稳定动作的开始时不受理来自调光信号输入 部64的输入,则与控制用集成电路4总是受理来自调光信号输入部64的输入的情况相比能够减少消耗电力。
这里,控制用集成电路4具有生成时钟信号的时钟部45,时钟部45生成的时钟信号的频率(以下称作“时钟频率”)越高,在控制用集成电路4中时钟部45以外的各部的动作越快,对于来自控制用集成电路4外部的异常判断部61等的输入的响应越快,另一方面控制用集成电路4的消耗电力越增加。
并且,在本实施方式中,鉴于在驱动部31的停止中不特别需要上述那样的响应的速度,采用了在驱动部31的停止中至少比放电灯La的点灯中使时钟频率降低的结构。
如果详细地说明,则在驱动用集成电路3中设有报告电源部30,报告电源部30在停止执行部34使驱动部31动作的期间、即从图16(a)所示的控制电压Vcc1的输出开始起经过停止时间T1之后并从停止执行部34向驱动部31或启动部32的图16(b)所示的输出为H电平、如图13(d)所示那样产生了驱动部31的输出的期间中,如图16(c)所示那样输出规定的报告电压Vcc3。在本实施方式中,振荡部35将报告电压Vcc3作为电源,即停止执行部34在将上述输出设为L电平时通过将报告电压Vcc3的输入停止,由此振荡部35和驱动部31分别停止。
进而,上述报告电压Vcc3也被输入到控制用集成电路4的时钟部45中。时钟部45如图16(e)所示,使没有输入报告电压Vcc3的期间的时钟频率TA比输入了报告电压Vcc3的期间的时钟频率TB低。由此,实现了在驱动部31的停止中使时钟频率比驱动部31的动作中低的动作。
根据上述结构,通过在驱动部31的动作开始前使时钟频率变低从而能够减少消耗电力,并且通过至少在放电灯La的点灯中使时钟频率变高从而能够加快对于来自控制用集成电路4的外部的输入的响应。
另外,时钟频率只要在放电灯La的点灯中提高就可以,所以时钟部45提高时钟频率的定时并不限于上述那样的报告电压Vcc3的输入开始的定时(即预热动作的开始时),只要是启动动作的结束时(即稳定动作的开始时)以前就可以。
此外,在本实施方式的控制用集成电路4中,能够通过报告电压Vcc3 识别驱动部31动作的期间,所以也可以在没有输入报告电压Vcc3的期间(即驱动部31停止的期间)中使顺序控制部41、调节控制部44不生成向振荡部35的输出。如果采用该结构,则与顺序控制部41及调节控制部44在驱动部31的停止中也生成向振荡部35的输出的情况相比,能够实现驱动部31的停止中的消耗电力的减少,随之缓和对于启动部32的电路元件的耐久性等的要求,由此能够实现驱动用集成电路3的小型化。
(实施方式5)
本实施方式的基本结构与实施方式4是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号而省略说明。
本实施方式与实施方式4相比,没有设置调光信号输入部64,取而代之,如图17所示,具备对放电灯La的累计点灯时间计时的计时部46,调节控制部44根据由计时部46计时的累计点灯时间,使稳定动作中的占空比逐渐增加,以弥补与累计点灯时间的经过相伴的放电灯La的光束的低下并使向放电灯La的输出电力相对于放电灯La的额定电力的比(以下称作“调光比”)以100%为上限逐渐上升。由此,在从开始放电灯La的使用起到调光比达到100%的期间中,能够将放电灯La的光束保持为大致一定。更具体地讲,例如如图18所示,当累计点灯时间是0时将调光比设为70%,在调光比达到100%之前使调光比相对于累计点灯时间以直线状上升,在调光比达到100%后将调光比维持为100%。在图18的例子中,使调光比达到100%的累计点灯时间比放电灯La的额定寿命时间长。作为根据累计点灯时间决定调光比(严格地讲是调节控制部44的输出的占空比)的动作,既可以在控制用集成电路4具有的例如后述的存储部47那样的存储器中预先保持表示累计点灯时间与调光比的关系的数据表并通过使用该数据表来实现,也可以通过运算来实现。
进而,计时部46也对作为放电灯点灯装置自身的使用时间的累计使用时间计时,如果由计时部46计时的累计使用时间达到作为放电灯点灯装置的寿命的规定的装置寿命时间(例如10年),则停止控制部42将向驱动用集成电路3的停止执行部34的输出设为H电平,使驱动部31的动作停止。由此,能够防止因电路元件的寿命带来的异常发热等。
更具体地说明对累计点灯时间及累计使用时间计时的结构。控制用集 成电路4具有由非易失性存储器构成的存储部47,在放电灯La关灯的期间中将累计点灯时间及累计使用时间存放在存储部47中。计时部46在启动时、例如开始预热动作之前,读入存放在存储部47中的累计点灯时间及累计使用时间,开始累计点灯时间及累计使用时间的计时。作为累计点灯时间,既可以对输入报告电压Vcc3的时间的长度计时,也可以对进行稳定动作的时间的长度计时。作为累计使用时间,对例如输入报告电压Vcc3的时间的长度计时。在哪种情况下,都在电源被断开时计时部46将计时中的累计点灯时间及累计使用时间分别写入到存储部47中。另外,累计使用时间由于表示放电灯点灯装置自身的使用时间,所以不被复位,而累计点灯时间在更换了放电灯La时需要复位(恢复到0)。作为将累计点灯时间复位的定时,例如既可以在检测到无负载状态时将累计点灯时间复位,也可以设置在放电灯La的更换时操作的开关(未图示),当操作了该开关时将累计点灯时间复位。
这里,在将累计点灯时间或累计使用时间写入到存储部47中之前,需要将已经保持在存储部47中的累计点灯时间或累计使用时间删除。并且,一般在存储器的写入时及删除时分别消耗电力,所以在使删除和写入相互连续的情况下,消耗电力暂时性变大的时间变长。所以,将在停止控制部42及调节控制部44的动作中使用的数据即在电源被断开的期间中应保持在存储部47中的累计点灯时间及累计使用时间等数据(以下称作“临时数据”)删除的定时与写入临时数据的定时分开,这可以缩短为了进行对存储部47的删除及写入而消耗电力暂时性变大的各个期间,所以是优选的。作为上述那样的临时数据,除了累计点灯时间及累计使用时间以外,还可以想到电源被导通断开的次数、以及将放电灯La关灯紧前的调光比等。
进而,对于存储部47的删除及写入等的处理从缩短对存储部47的上述处理所花费的时间的观点看,优选的是不在使时钟频率较低的期间中进行、而在使时钟频率较高的期间中进行。
综合以上,在本实施方式中,将删除累计点灯时间及累计使用时间的定时设为稳定动作的开始时。此外,时钟部45即使在向存储部47的写入完成之前被停止了报告电压Vcc3的供给,在向存储部47的写入完成之前也不使时钟频率变低。时钟部45的上述动作既可以通过计时部46的控制 来实现,也可以通过做成在报告电压Vcc3的停止后时钟部将较高的时钟频率维持足够向存储部47的写入的规定时间的结构来实现。本实施方式通过上述结构,与对存储部47的删除和写入相互连续进行的情况、及在使时钟频率较低的期间中进行对存储部47的删除及写入的情况相比,使消耗电力暂时性变大的时间变短,减少了作用于驱动电源部5等的电应力。
(实施方式6)
本实施方式的基本结构与实施方式5是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号,省略图示及说明。
本实施方式如图19所示,具备输出与将整流部DB的输出电压平滑化的电压对应的直流电压的电源检测部165。此外,本实施方式的停止执行部34基于电源检测部165的输出来判断从交流电源AC输入的电压(以下称作“输入电源电压”)的低下,当判断为输入电源电压低下时,与停止控制部42的输出成为H电平时同样将输出设为L电平,使驱动部31及报告电源部30停止。
如果具体地说明,则电源检测部165如图20所示,输出将整流器DB的输出电压用分压电阻分压并用电容器平滑了的直流电压。此外,停止执行部34具备在非反转输入端子中被输入规定的第5参照电压Vr5而在反转输入端子中被输入电源检测部165的输出电压的输入比较器CP4、非反转输入端子连接在停止控制部42上而在反转输入端子中被输入第5参照电压Vr5的输入比较器CP5、输出上述两个输入比较器CP4、CP5的输出的逻辑和的逻辑和电路OR2、将设在驱动用集成电路3的外部的延迟用电容器C105充电的恒定电流源Ir2、由n沟道型的FET构成而并列连接在延迟用电容器C105上并且在栅极中被输入逻辑和电路OR2的输出的开关元件Q106、以及在非反转输入端子上连接延迟用电容器C105而在反转输入端子中被输入规定的第6参照电压Vr6的输出比较器CP6。该输出比较器CP6的输出为H电平的期间是驱动部31及报告电源部30动作的期间、即输出报告电压Vcc3的期间。
对上述停止执行部34的动作进行说明。停止执行部34通过将从控制电源部33输出的控制电压Vcc1作为电源,在启动时使延迟用电容器C105的充电与来自控制电源部33的控制电压Vcc1的输出开始一起开始,当延 迟用电容器C105的两端电压达到了第6参照电压Vr6时,通过输出比较器CP6的输出成为H电平,来开始驱动部31的动作和报告电压Vcc3的输出,此时,在启动部32中,开关元件Q101被固定为断开状态。即,将延迟用电容器C105的容量值与第6参照电压Vr6的乘积,用停止执行部34的恒定电流源Ir2的输出电流除而得到的充电时间T2(参照图21)与停止时间T1一致。
此外,在电源检测部165的输出电压低于第5参照电压Vr5的情况下、或在停止控制部42的输出为H电平的情况下,通过任一个输入比较器CP4、CP5的输出成为H电平而将开关元件Q106导通,由此经由开关元件Q106将延迟用电容器C105急剧地放电,延迟用电容器C105的两端电压低于第6参照电压Vr6而输出比较器CP6的输出成为L电平,由此进行驱动部31及报告电压Vcc3的停止。这里,从将开关元件Q106断开到输出比较器CP6的输出成为L电平的时间(以下称作“保持时间”)T3(参照图21)变得足够短。
在图21中表示本实施方式的动作的一例。在图21的例子中,在图21(a)所示的停止控制部42的输出成为L电平的时刻,图21(b)所示的电源检测部165的输出电压低于第5参照电压Vr5,由此图21(c)所示的一个输入比较器CP4的输出是H电平,因而图21(d)所示的逻辑和电路2的输出也成为H电平。如果最终电源检测部165的输出电压超过第5参照电压Vr5,则逻辑和电路OR2的输出成为L电平而将开关元件Q106断开,由此开始延迟用电容器C105的充电。进而,如果经过充电时间T2,延迟用电容器C105的两端电压达到第6参照电压Vr6,则输出比较器CP6的输出成为H电平,开始驱动部31的动作和图21(f)所示的报告电压Vcc3的输出。然后,如果电源检测部165的输出电压下降而低于第5参照电压Vr5,则在非常短的保持时间T3中输出比较器CP6的输出成为L电平,这里,将驱动部31的动作和报告电压Vcc3的输出分别停止。
此外,在本实施方式的控制用集成电路4中,在开始报告电压Vcc3的输入时,开始从预热动作到稳定动作的一系列的动作。
另外,电源检测部165及停止执行部34的结构并不限于以上所述,例如如图22所示,也可以采用以下结构:在电源检测部165中追加由在基极 中被输入电容器的充电电压、发射极接地的npn型的晶体管构成的开关元件,并将该开关元件的集电极连接在与停止控制部42共通的输入比较器CP5的非反转输入端子上。即,电源检测部165根据将整流部DB的输出电压通过电阻分压并通过电容器平滑了的电压相对于开关元件的导通电压高或低而使输出变化。选择构成电源检测部165的各元件,以使得当整流部DB的输出电压足够高时将电源检测部165的开关元件导通、如果是整流部DB的输出电压不足的输入电压低下状态则将电源检测部165的开关元件断开。在图22的例子中,电源检测部165与停止执行部34的连接点经由电阻R51连接在控制电源部33的输出端(控制电压Vcc1)上,在电阻R51与停止控制部42之间追加了电阻R52。使通过这些电阻R51、R52将控制电压Vcc1分压后的电压比第5参照电压Vr5高,即使停止控制部42的输出是L电平,如果通过输入电压低下状态将电源检测部165的开关元件断开,则使停止执行部34的输出成为L电平而进行驱动部31等的停止。或者,也可以设为以下动作:如果使通过电阻R51、R52将控制电压Vcc1分压后的电压比第5参照电压Vr5低,则仅在停止控制部42的输出是H电平且是输入电压低下状态时停止执行部34的输入比较器CP5的输出成为H电平而使停止执行部34的输出成为L电平。在图22的结构中,通过将图20中的电源检测部165侧的输入比较器CP4和逻辑和电路OR2分别省略,整体上与图20的例子相比使电路结构简单化。这里,在图22的结构中,当整流部DB的输出电压足够高时与停止控制部42的输出无关而将向输入比较器CP5的非反转输入端子的输入固定为L电平,所以不进行通过停止控制部42的输出实施的停止,但如果在电源检测部165与输入比较器CP5之间追加电阻(未图示),则在整流部DB的输出电压足够高时也能够通过停止控制部42的输出实施停止。
(实施方式7)
本实施方式的基本结构与实施方式6是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号,省略图示及说明。
如图23所示,在本实施方式的预热部23中,在变压器Tr1的一次绕线与接地电位之间追加了开关元件Q3。该开关元件Q3由顺序控制部41进行导通断开控制,至少在预热动作中被导通,另一方面至少在稳定动作中被 断开。由此,与没有设置开关元件Q3的情况相比能够低下无谓的电力消耗。
此外,在本实施方式中,将检测作为异常状态的无负载状态的异常判断部61分为生成根据是否是无负载状态而变化的输出的无负载检测部61a、以及基于无负载检测部61a的输出判断是否是无负载状态并且将对应于判断结果的输出输入到停止控制部42中的无负载判断部43b,将无负载判断部43b集成化在控制用集成电路4中。作为无负载检测部61a,例如可以使用检测要连接在放电灯La的灯丝的每一端上的端子间的阻抗的电路,无负载检测部61a和无负载判断部43b都可以通过公知技术实现,所以省略详细的图示及说明。
进而,电源检测部165的输出不是向停止执行部34而是向控制用集成电路4输入,在控制用集成电路4中,设有基于电源检测部165的输出判断是否是输入电源电压不足的异常状态(以下称作“输入电压低下状态”)并且将对应于判断结果的输出输入到停止控制部42中的输入电压低下判断部43c。将从交流电源AC向整流部DB的电力供给被停止的情况(即电源被断开的情况)也判断为输入电力低下状态。
并且,停止控制部42定期地参照无负载判断部43b的输出和输入电力低下判断部43c的输出,如果在无负载判断部43b和输入电力低下判断部43c的任一个中判断为异常状态,则将向驱动用集成电路3的输出设为H电平,并且使顺序控制部41、调节控制部44和计时部46分别停止。在预热动作的开始前判断为异常状态的情况下,通过将停止控制部42的输出维持为H电平,不开始驱动部31的动作。此外,在因为无负载状态的判断而停止时,计时部46使累计点灯时间复位,将没有计时的累计点灯时间丢弃。
(实施方式8)
本实施方式的基本结构与实施方式5是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号,省略图示及说明。
在本实施方式中,代替异常判断部61,如图24所示,设有检测在放电灯La的寿命末期时变化的参数并输出对应于检测到的参数的电压的寿命检测部66。具体而言,本实施方式的寿命检测部66作为上述参数而检测在放电灯La中产生的非对称电流,输出与其对应的电压。
此外,在控制用集成电路4中,设有基于寿命检测部66的输出来判断 是否是作为放电灯La为寿命末期的异常状态的寿命末期状态,并且将对应于判断结果的输出输入到停止控制部42中的放电灯寿命判断部43d。
如果详细地说明,则如图25所示,寿命检测部66具备一端经由电阻R111和放电灯La的一个灯丝连接在谐振部22的电感器L1上、另一端接地的电容器C106和电阻R113的并联电路。此外,电容器C106经由使阴极朝向电容器C106的二极管D103连接在放电灯寿命判断部43d上,该二极管D103与放电灯寿命判断部43d的连接点经由电阻R112连接在控制电源部33的输出端(控制电压Vcc1)上。
这里,在放电灯La不是寿命末期的情况下,在放电灯La的点灯中,从谐振部22向寿命检测部66的电流(以下称作“流入电流”)Idc+、以及从寿命检测部66向谐振部22的电流(以下称作“流出电流”)Idc-相互大致相等。由此,寿命检测部66的电容器C106的两端电压、即寿命检测部66的输出电压被维持为大致一定的电压(以下称作“正常电压”),该正常电压约为将控制电压Vcc1用电阻R112、R113分压后的电压。此外,谐振部22的电感器L1与放电灯La的连接点经由电阻R114连接在直流电源部1的高电压侧的输出端上。
另一方面,如果放电灯La成为寿命末期,则在放电灯La中涂敷在灯丝上的放射体的消耗量在各灯丝中产生差异,上述电流Idc+、Idc-的一个变得比另一个大(即产生非对称电流),在寿命检测部66的输出电压与上述正常电压之间,发生对应于上述电流Idc+、Idc-的差(非对称电流的大小)的差。例如,在流出电流Idc+比流入电流Idc-多的情况下,寿命检测部66的输出电压变得比上述正常电压高,反之在流出电流Idc+比流入电流Idc-少的情况下,寿命检测部66的输出电压变得比上述正常电压低。
放电灯寿命判断部43d将寿命检测部66的输出电压与比正常电压高的规定的上限电压、以及比正常电压低的规定的下限电压分别比较,如果寿命检测部66的输出电压是上限电压以下且下限电压以上则判断为不是寿命末期状态,如果寿命检测部66的输出电压超过上限电压或低于下限电压则判断为寿命末期状态。例如,在控制电压Vcc1是5V、正常电压是2.5V的情况下,将上限电压设为4V而将下限电压设为1V。
停止控制部42如果由放电灯寿命判断部43d判断为寿命末期状态,则 将向驱动用集成电路3的输出设为H电平,使驱动用集成电路3的驱动部31等停止,并且使顺序控制部41和调节控制部44分别停止。
进而,根据在寿命检测部66的电阻R111上是否连接着放电灯La的灯丝、即是否是无负载状态,寿命检测部66的电容器C106的两端电压不同。因而,也可以将寿命检测部66的输出用于无负载状态的检测(判断)。但是,由于也考虑到在驱动部31的动作开始之前、来自直流电源部1的电流也经由电阻R114和预热电路23流到寿命检测部66的电容器C106中,所以在将寿命检测部66的输出用于无负载状态的检测的情况下,需要使寿命检测部66的时间常数比停止时间T1短,以使得上述那样的电流下的电容器C106的充电造成的漏检测至少不会在驱动部31的动作开始之后发生。
(实施方式9)
本实施方式的基本结构与实施方式6是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号,省略图示及说明。
本实施方式的直流电源部1如图26所示,是公知的所谓升压斩波电路(升压变换器)。具体而言,具备连接在整流部DB的直流输出端间(即整流部DB的高电压侧的直流输出端与接地电位之间)的电感器L2和二极管D1和输出电容器C6的串联电路、以及一端连接在电感器L2与二极管D1的连接点上而另一端接地的开关元件Q4和电阻R5的串联电路,将输出电容器C6的两端电压作为输出电压,通过周期性导通断开的开关元件Q4的占空比控制输出电压。一般,如果使用升压变换器那样的开关电源,则由于功率因数的改善而消耗电力减少。
进而,本实施方式具备例如由将直流电源部1的输出电压分压的分压电阻构成、直流电源部1的输出电压越高则输出越高的电压的直流电源检测部167。此外,作为电源检测部165如图20的例子那样,使用整流部DB的输出电压的有效值越高则输出越高的电压的单元。
此外,在本实施方式的驱动用集成电路3中,设有用来驱动直流电源部1的开关元件Q4的电路。如果详细地说明,则在驱动用集成电路3中,设有输出对应于规定的第7参照电压Vr7与直流电源检测部167的输出电压之差的电压错误放大器OP4、将电源检测部165的输出与错误放大器OP4的输出相乘的乘法器36a、在反转输入端子中被输入乘法器36a的输出而非 反转输入端子连接在直流电源部1的开关元件Q4与电阻R5的连接点上的比较器CP7、在复位端子中被输入比较器CP7的输出的触发器电路36b、以及经由电阻R4连接在直流电源部1的开关元件Q4上并根据触发器电路36b的输出而对直流电源部1的开关元件Q4导通断开驱动的电源驱动部36c。
进而,在直流电源部1的电感器L2上,设有一端接地的2次绕线,该2次绕线的另一端连接在设于驱动用集成电路3中的零电流检测部36d上。零电流检测部36d连接在触发器电路36c的设置端子上,基于在上述2次绕线中感应的电压来检测电感器L2的能量释放的完成,当检测到电感器L2的能量释放的完成时对触发器电路36b的设置端子输入脉冲。
由此,对直流电源部1的开关元件Q4周期性进行导通断开驱动,反馈控制其占空比,以使直流电源部1的输出电压成为规定的目标电压。该目标电压为使直流电源检测部167的输出电压成为第7参照电压Vr7的电压。
进而,在驱动用集成电路3中,设有基于直流电源检测部167的输出判断是否是直流电源部1的输出电压不足的异常状态(以下称作“直流电压低下状态”)并输出对应于判断结果的电压的直流电压低下判断部37。如果具体地说明,则直流电压低下判断部37如图27所示,具备在非反转输入端子中被输入直流电源检测部167的输出电压并且在反转输入端子中被输入比第7参照电压Vr7低的规定的第8参照电压Vr8的比较器CP8、以及栅极连接在该比较器CP8的输出端子上的由n沟道型的FET构成的开关元件Q107。该开关元件Q107的一端接地并且在另一端中经由电阻R32被输入报告电压Vcc3,该开关元件Q107与电阻R32的连接点作为直流电压低下判断部37的输出端连接在控制用集成电路4上。上述第8参照电压Vr8设为与目标电压对应的第7参照电压Vr7的50%~80%。即,直流电压低下判断部37当直流电源检测部167的输出电压是第8参照电压Vr8以上时不判断为直流电压低下状态而将输出设为L电平,当直流电源检测部167的输出电压比第8参照电压Vr8低时判断为直流电压低下状态,将输出设为H电平。例如,在使第8参照电压Vr8为第7参照电压Vr7的80%的情况下,当直流电源部1的输出电压不到目标电压的约80%时判断为直流电压低下状态。
此外,在控制用集成电路4中,设有将直流电压低下判断部37的输出适当变换而输入到停止控制部42中的判断输入部144。
进而,本实施方式与实施方式8同样,具备寿命检测部66和放电灯寿命判断部43d。
本实施方式的停止控制部42随时参照放电灯寿命判断部43d的输出和判断输入部144的输出,如果通过放电灯寿命判断部43d判断为寿命末期状态,则与实施方式8同样将向驱动用集成电路3的输出设为H电平,使驱动用集成电路3的驱动部31等停止,并且使顺序控制部41和调节控制部44分别停止。
此外,停止控制部42在由直流电压低下判断部37判断为直流电压低下状态的情况下,不是如上述那样使驱动部31及顺序控制部41立即停止,而是控制顺序控制部41以将启动动作进行规定的再启动时间T5(参照图29),如果在经过再启动时间T5后依然判断为直流电压低下状态,则在该时刻,与判断为寿命末期状态时同样,将向驱动用集成电路3的输出设为H电平,使驱动用集成电路3的驱动部31等停止,并且使顺序控制部41和调节控制部44分别停止。
在图28及图29中表示本实施方式的动作。在图28及图29中,分别是(a)表示直流电源检测部167的输出电压的时间变化、(b)表示直流电压低下判断部37的比较器CP8的输出的时间变化、(c)表示直流电压低下判断部37的输出的时间变化、(d)表示顺序控制部41的输出的时间变化、(e)表示动作频率的时间变化、(f)表示停止控制部42对于驱动用集成电路3的输出的时间变化。图28表示直流电压低下状态(即直流电压低下判断部为H电平的状态)在比再启动时间T5短的时间T4内结束、由此不进行停止控制部42实施的停止的情况下的动作。此外,图29表示直流电压低下状态的持续时间达到了再启动时间T5、由此进行了停止控制部42实施的停止的情况下的动作。在本实施方式中,驱动用集成电路3的停止执行部34当停止控制部42的输出为H电平时使电源驱动部36c也停止,在图29中,在持续了再启动时间T5的启动动作的结束后,通过电源驱动部36c的停止,直流电源部1的输出电压及直流电源检测部167的输出电压下降。
另外,在判断为直流电压低下状态时立即使驱动部31及电源驱动部36c 停止的情况下,直流电压低下状态例如是因为瞬间停电等造成的,则即使在短时间内消除了也不能使放电灯La点灯。对此,在本实施方式中,通过如上述那样在判断为直流电压低下状态时将启动动作进行再启动时间T5,在上述那样的短时间的直流电压低下状态下放电灯La闪灭的情况下能够使放电灯La再次点灯。此外,在上述再启动时间T5的启动动作的结束后判断为直流电压低下状态的情况下将驱动部31及电源驱动部36c停止,所以即使在例如因故障而直流电源检测部167的输出不反映直流电源部1的输出电压而总是为0V那样的情况下,也能够避免通过错误的反馈控制而在电路元件及放电灯La上作用过度的电应力。
此外,本实施方式的停止控制部42在判断寿命末期状态和直流电压低下状态的两者的情况下以基于直流电压低下状态的判断的动作为优先,在判断为直流电压低下状态的期间中不进行对应于寿命末期状态的判断的动作。其理由是因为,如果发生直流电压低下状态,则考虑到由此同时伴随着例如放电灯La的闪灭而灯电流暂时性成为非对称而误判断为寿命末期状态,如果根据这样的误判断进行驱动部31及电源驱动部36c的停止,则有可能实质上不能进行基于上述那样的直流电压低下状态的判断的启动动作。另外,例如通过使动作频率相对于谐振部22和放电灯La构成的谐振电路的谐振频率充分离开而确保所谓的迟相侧动作,能够避免上述那样的灭掉造成的误判断,但如果这样,则由于无效电流增加而电路损失增加,所以并不优选。
(实施方式10)
本实施方式的基本结构与实施方式9是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号,省略图示及说明。
本实施方式的零电流检测部36d如图30所示,具备反转输入端子连接在直流电源部1的电感器L2的二次绕线上而在非反转输入端子中被输入规定的第9参照电压Vr9的输入比较器CP9、当输入比较器CP9的输出从L电平反转为H电平时开始规定幅度的脉冲的输出的单触发电路OS、输出单触发电路OS的输出的非的非电路INV、输出输入比较器CP9的输出与非电路INV的输出的逻辑积的第1逻辑积电路AND1、由以控制电压Vcc1为电源的恒定电流源Ir3充电的保留用电容器C107、由n沟道型的FET构 成而并联连接在保留用电容器C107上并且在栅极上连接着第1逻辑积电路AND1的输出端子的开关元件Q108、在反转输入端子中被输入规定的第10参照电压Vr10并且在非反转输入端子上连接着保留用电容器C107的输出比较器CP10、以及将输出比较器CP10的输出与单触发电路OS的输出的逻辑积作为零电流检测部36d的输出进行输出的第2逻辑积电路AND2。
利用图31说明零电流检测部36d的动作。考虑从直流电源部1的电感器L2的2次绕线向零电流检测部36d的输入电压如图31中(b)所示那样变动的情况。于是,输入比较器CP9的输出成为图31中(c)所示那样,单触发电路OS的输出成为图31中(e)所示那样。保留用电容器C107当第1逻辑积电路AND1的输出为H电平时经由开关元件Q108被急剧地放电,所以在第1逻辑积电路AND1的输出是L电平的期间、即输入比较器CP9的输出为L电平的期间和单触发电路OS的输出为H电平的期间中被充电,如图31中(d)所示那样使向输出比较器CP10的输出电压逐渐上升。这里,图31中(g)所示的零电流检测部36d的输出为H电平的期间是单触发电路OS的输出是H电平且输出比较器CP10的输出是H电平的期间,即在图31中(f)所示的输出比较器CP10的输出从H电平反转为L电平紧前的、单触发电路OS的输出的脉冲宽度量的期间,由此,电源驱动部36c的输出成为图31中(a)所示那样的输出。只要输出比较器CP10的输出不为H电平,则零电流检测部36d的输出就不成为H电平,所以在向零电流检测部36d的输入电压低于第9参照电压Vr9之后,在保留用电容器C107的两端电压达到了第10参照电压Vr10之前的规定的保留时间T6中,零电流检测部36d的输出不成为H电平。换言之,只要向零电流检测部36d的输入电压低于第9参照电压Vr9的期间的持续时间没有达到上述保留时间T6,触发器电路36b的输出就不成为H电平,因而,直流电源部1的开关元件Q4没有被导通。
另外,在直流电源部1中,由于寄生阻抗及二极管D1的逆恢复时间,在开关元件Q4刚被导通之后,来自输出电容器C6的电流(以下称作“逆流电流”)流到检测用电阻R3中。此外,在驱动用集成电路3中,向连接在触发器电路36b的复位端子上的比较器CP7的反转输入端子的输入电压如果输入电源电压下降则下降。并且,在输入电源电压相对于上述逆流电 流变低、上述比较器CP7的输出成为H电平的情况下,尽管在电感器L2中没有充分地积蓄能量,但开关元件Q4也被断开。在此情况下,虽然能够在很短的时间中再次将开关元件Q4导通,但与上述同样开关元件Q4再次被断开,可以想到通过该反复而开关元件Q4以较短的周期被导通断开。如果这样开关元件Q4以较短的周期被导通断开,则在开关元件Q4上作用过度的电应力。
相对于此,在本实施方式中,如上所述,只要向零电流检测部36d的输入电压低于第9参照电压Vr9的期间的持续时间没有达到保留时间T6,就不将直流电源部1的开关元件Q4导通,即开关元件Q4的断开状态至少持续保留时间T6,所以即使是如图31的右端附近那样零电流检测部36d的输入电压细微地变动的情况,也能够避免直流电源部1的开关元件Q4因较短的周期的导通断开而寿命缩短那样的状况。
进而,在本实施方式中,零电流检测部36d的输出经由逻辑和电路OR3连接在触发器电路36b的设置端子上,在驱动用集成电路3中,设有监视触发器电路36b的输出、当触发器电路36b的输出持续规定时间以上是L电平时经由上述逻辑和电路OR3对触发器电路36的设置端子输入脉冲的再开始部36e。
这里,在实施方式5中,当累计使用时间达到了装置寿命时间时使驱动部31等停止,相对于此,在本实施方式中,即使累计使用时间达到了装置寿命时间也不进行驱动部31等的停止,当累计使用时间达到了装置寿命时间时进行其他动作。以下详细地说明。
在本实施方式的控制用集成电路4中,如图32所示,设有报告部48,根据累计使用时间是否是装置寿命时间以上来切换输出,以使得在由计时部46计时的累计使用时间(即放电灯点灯装置自身的使用时间)小于装置寿命时间的期间中使输出为L电平,在由计时部46计时的累计使用时间是装置寿命时间以上的期间中使输出为H电平。装置寿命时间例如设为3万小时。此外,在驱动用集成电路3中,设有被输入报告部48的输出的报告输入部38。
并且,报告输入部38在报告部48的输出是H电平的期间中,通过将零电流检测部36d的开关元件Q108维持为断开状态并将输出比较器CP10 的输出固定为H电平,来将单触发电路OS的输出作为零电流检测部36d的输出。由此,不再进行将开关元件Q4的断开状态确保保留时间T6的上述动作,所以因交流电源AC的异常而开关元件Q4以较短的周期被导通断开的可能性变高,由此开关元件Q4的寿命变短。
这里,在不能预测构成放电灯点灯装置的电源元件中的哪个最先达到寿命的情况下,不易确立用来防止放电灯点灯装置的到寿命时的事故的对策。此外,在如实施方式5那样根据规定的累计使用时间使放电灯La关灯的情况下,在同时安装的多个放电灯点灯装置中放电灯La被一齐关灯,对于使用者而言是不希望发生的。相对于此,在本实施方式中,通过上述动作,容易发生直流电源部1的开关元件Q4的故障,所以开关元件Q4比其他电路元件更先达到寿命的可能性变高,所以容易确立公知的使用电流熔断器(未图示)等的对策。此外,由于开关元件Q4达到寿命而故障的时间存在不均匀,所以即使是同时开始多个放电灯点灯装置的使用的情况,也不会有在这些多个放电灯点灯装置的寿命时放电灯La被一齐关灯的情况。
另外,累计使用时间达到装置寿命时间时的动作并不限于以上所述。例如,也可以采用以下结构:时钟部45根据报告部48的输出来变更没有被输入报告电压Vcc3的期间即驱动部31的停止中的时钟频率,在累计使用时间达到了装置寿命时间之后,使上述时钟频率比累计使用时间达到装置寿命时间之前高。更具体地讲,例如在累计使用时间达到装置寿命时间之前与实施方式4同样使没有被输入报告电源cc3的期间的时钟频率TA比稳定动作中的时钟频率TB低,另一方面,在累计使用时间达到装置寿命时间之后使没有被输入报告电源cc3的期间的时钟频率TA与稳定动作中的时钟频率TB相同。在此情况下,由于在驱动部31的停止中作用在启动部32的第1开关元件Q101上的电应力变大,启动部32的第1开关元件Q101最先达到寿命的可能性变高。如果采用该结构,则报告部48的输出仅在控制用集成电路4内被处理,所以不再需要在驱动用集成电路3中设置报告输入部38,由此能够实现驱动用集成电路3的小型化。
(实施方式11)
本实施方式的基本结构与实施方式10是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号,省略图示及说明。
在本实施方式中,如图33所示,作为振荡部35的结构,采用在实施方式3中图11所示那样的结构。另外,在图33中,对于调节控制部44及其周边的电路省略了图示。
在本实施方式中,报告输入部38由反转输入端子连接在报告部48上并且在非反转输入端子中被输入规定的第11参照电压Vr11而输出端子经由电阻R33连接在控制用运算放大器OP2的反转输入端子上的比较器C11构成。使第11参照电压Vr11比报告部48的H电平的输出的电压值低并且比报告部48的L电平的输出的电压值高,报告输入部38的输出即上述比较器C11的输出使报告部48的输出反转。此外,通过上述那样的连接,图34(c)所示的动作频率在图34中(a)所示的报告部48的输出为H电平的期间(即放电灯点灯装置被判断为寿命末期的期间)T9、T10中,设为比报告部48的输出为L电平的期间(即放电灯点灯装置没有被判断为寿命末期的期间)T7、T8的动作频率f1、f2高的频率f4、f5。由此,图34(b)所示的从谐振部22向放电灯La的输出电压的振幅在报告部48的输出是H电平的期间T9、T10中,为比报告部48的输出是L电平的期间T7、T8中的振幅V1、V3小的振幅V2、V4。进而,本实施方式的顺序控制部41在报告部48的输出是H电平的期间T9、T10中,比报告部48的输出是L电平的期间T7、T8,使预热动作的持续时间T7、T9长并且使启动动作的持续时间T8、T10短。
根据上述结构,在放电灯点灯装置被判断为寿命末期的期间中,通过使预热动作的持续时间变长,放电灯La的寿命容易变短,并且通过使动作频率变高,放电灯La的启动性变差,所以使用者有可能知道放电灯点灯装置的寿命末期。作为报告部48的输出是H电平的期间的预热动作的持续时间T9,具体而言例如设为报告部48的输出是L电平的期间的预热动作的持续时间T7的2倍~3倍,由此能够使预热动作的持续时间可靠地过量而使放电灯La的寿命变短。进而,如果使报告部48的输出是H电平的期间的预热动作的持续时间T9变长到人看到就知道的程度,则对于使用者而言更容易知道放电灯点灯装置的寿命末期。
(实施方式12)
本实施方式的基本结构与实施方式11是共通的,所以对于共通的部分 赋予相同的标号,省略图示及说明。
在本实施方式的驱动用集成电路3中,如图35所示,代替直流电压低下判断部37而设有判断是否是直流电源部1的输出电压Vdc变得异常高的过电压状态并当判断为过电压状态时使直流电源部1的输出电压下降的过电压保护部39。此外,报告输入部38连接在过电压保护部39上,过电压保护部39根据报告部48的输出使动作变化。
过电压保护部39如图36所示,具备在非反转输入端子中被输入直流电源检测部167的输出并且在反转输入端子中被输入规定的第12参照电压Vr12的比较器12、以及将该比较器CP12的输出与报告输入部38的输出的逻辑积输出到触发器电路36b的复位端子中的逻辑积电路AND3。即,在累计使用时间没有达到装置寿命时间时,当直流电源检测部167的输出电压超过第12参照电压Vr12时进行通过对直流电源部1的开关元件Q4断开控制而使直流电源部1的输出电压Vdc下降的过电压保护动作,当累计使用时间达到装置寿命时间后,由于报告输入部38的输出成为L电平,逻辑积电路AND3的输出被固定为L电平,不再进行上述过电压保护动作。
根据上述结构,在累计使用时间达到了装置寿命时间后,因为不再进行过电压保护动作,容易在直流电源部1的开关元件Q4上作用较高的电应力,所以能够得到与实施方式10同样的效果。即,由于开关元件Q4比其他电路元件更先达到寿命的可能性变高,所以容易确立公知的使用电流熔断器(未图示)等的对策,此外,由于开关元件Q4达到寿命而故障的定时存在不均匀,所以即使是同时开始多个放电灯点灯装置的使用的情况,也不会有在这些多个放电灯点灯装置的寿命时放电灯La被一齐关灯的情况。
另外,过电压保护部39并不限于以上所述,也可以不设置逻辑积电路AND3而例如如图37所示那样构成为,将第12参照电压Vr12和比第12参照电压Vr12高的规定的第13参照电压Vr13分别经由使用传输门电路构成的多路调制器TG3输入到比较器CP12中,在报告部48的输出是H电平的期间中将输入到过电压保护部39的比较器CP12的反转输入端子中的电压设为比第12参照电压Vr12高的第13参照电压Vr13。如果采用该结构,则在累计使用时间达到装置寿命时间之后输入到过电压保护部39的比较器CP12的反转输入端子中的电压变高,不易进行过电压保护动作,由此能够 得到同样的效果。
这里,在上述各种放电灯点灯装置中,整流部DB、直流电源部1、开关部21、谐振部22、驱动用集成电路3和控制用集成电路4分别例如安装在图38所示那样的长方形状的印刷布线板70上。在图38的例子中,在印刷布线板70的长度方向的一端上设有连接着向交流电源AC连接用的电线的电源用连接器CN3,在印刷布线板70的长度方向的另一端上设有电连接到与放电灯La电气且机械地连接的灯座81(参照图41)的一对负载用连接器CN1、CN2。此外,从印刷布线板70的上述一端朝向上述另一端,以整流部DB、直流电源部1、驱动用集成电路3、控制用集成电路4及开关部21、谐振部22的顺序配置,开关部21和控制用集成电路4在印刷布线板70的短边方向上排列配置。此外,直流电源部1的输出电容器C6在印刷布线板70上安装在安装了驱动用集成电路3及控制用集成电路4的面的相反面上。
进而,在图38的例子中,设在印刷布线板70上的导电图形71、72中的、设为接地的电位的接地图形71从印刷布线板70的厚度方向上观察,配置在驱动用集成电路3及控制用集成电路4、与连接在直流电源部1的高电压侧的输出端上的高压侧图形72及开关部21之间。此外,在接地图形71中连接着驱动用集成电路3及控制用集成电路4的部位被分支为比分别连接着直流电源部1、开关部21和谐振部22的部位细的部位,在该细的部位上,分别设有从印刷布线板70的厚度方向观察分别一部分与驱动用集成电路3及控制用集成电路4的一个重叠的两个环路71a、71b。由此,与图39所示那样没有将接地图形71从印刷布线板70的厚度方向观察配置在驱动用集成电路3及控制用集成电路4与开关部21之间的情况、或没有使接地图形71分支的情况、或没有设置环路71a、71b的情况相比,能够减少开关部21产生的辐射噪声及在接地图形71中传播的传导噪声给驱动用集成电路3及控制用集成电路4带来的影响而提高耐噪声性。此外,为了共态噪声的抑制,优选上述接地图形71经由电容性阻抗接地。
上述那样的印刷布线板70收纳在图40(a)~图40(c)所示那样的壳体73中。这里,图40(a)所示的信号输入用连接器CN4用于实施方式3中的明亮度传感器63那样的外部的传感器等的连接。
进而,上述壳体73收纳及保持在图41所示的器具主体80中而构成照明器具8。图41的器具主体80是安装在天花板上使用的所谓富士山型的照明器具8,整体上是三角柱形状,在长度方向的两端部上分别保持着放电灯La的连接用的灯座81。此外,使器具主体80的外表面为例如白色,以对放电灯La的光配光。另外,在如实施方式3的明亮度传感器63那样设置需要露出的(或优选为露出的)传感器的情况下,只要如图42所示那样适当地设置用来使传感器露出的露出孔80a就可以。
(实施方式13)
以下,利用附图对有关本发明的实施方式3的电源装置进行说明。另外,在本实施方式中,如后所述,负载电路302构成为由将来自直流电源电路301的直流电压变换为高频电压的变换器部320、及被施加来自变换器部320的高频电压并通过谐振作用使放电灯La点灯的谐振部321等构成,用来对放电灯La供给点灯电力,但负载电路302并不限定于该结构,也可以是对放电灯La以外的负载(例如只要是照明光源就可以,发光二极管等)供给动作电力的结构。
本实施方式如图43所示,由将来自交流电源AC的交流电压整流而输出脉动电压的由二极管桥构成的整流电路DB、将来自整流电路DB的脉动电压升压及平滑化而输出直流电压的直流电源电路301、将来自直流电源电路301的直流电压变换为高频电压并且将高频电压施加在放电灯La上而使放电灯La点灯的负载电路302、将控制直流电源电路301的直流电源控制电路305及控制负载电路302的后述的变换器部320的变换器控制电路306构成在同一个半导体基板上而成的控制电路303、以及用来设定控制电路303的动作的动作设定电路304构成。
直流电源电路301是由电感器L301、开关元件Q301、二极管D301、平滑用电容器C301构成的升压斩波电路,通过根据来自后述的直流电源控制电路305的驱动信号来切换开关元件Q301的导通/断开从而将来自整流电路DB的脉动电压升压,将对升压的脉动电压进行了平滑化的直流电压供给到负载电路302中。此外,在直流电源电路301的输入侧,设有用来检测直流电源电路301的输入电压的输入电压检测部310,在输出侧,设有用来检测直流电源电路301的输出电压的输出电压检测部311。此外,开关元 件Q301由MOSFET构成,其栅极端子经由电阻R301连接在后述的第301的驱动部350上。此外,在开关元件Q301的源极端子上连接着电阻R302,电阻R302的电压下降量经由由电阻R305及电容器C307构成的滤波器部355输入到后述的第2运算放大器OP302的非反转输入端子中。通过该滤波器部355,防止因开关元件Q301切换为导通时的尖峰电流的影响而开关元件Q301切换为断开。另外,输入电压检测部310及输出电压检测部311都由电阻及电容器构成(输入电压检测部310参照图47,输出电压检测部311参照图56),是公知的,所以这里省略详细的说明。
负载电路302由以下部分构成:变换器部320,具有串联连接的1对开关元件Q302、Q303,通过根据来自后述的变换器控制电路306的驱动信号交替地切换这些开关元件Q302、Q303的导通/断开,将来自直流电源电路301的直流电压变换为高频电压;谐振部321,由电容器C302、C303、以及电感器L302构成,被施加来自变换器部320的高频电压,通过谐振作用使放电灯La点灯;预热部322,由电容器C304、C305、C306及变压器T301构成,被施加来自变换器部320的高频电压而将放电灯La预热;以及控制电源生成电路323,被施加来自变换器部320的高频电压,生成后述的第2控制电源Vcc302。另外,开关元件Q302、Q303都由MOSFET构成,在各开关元件Q302、Q303的栅极端子与后述的第2驱动部360之间分别***有电阻R303、R304。
控制电路303由接受直流电源电路301的输出电压而启动第2控制电源Vcc302的启动部330、将第2控制电源Vcc302的电源电压与后述的第3基准电压源Vref303的电源电压比较的控制电源比较部331、根据控制电源比较部331的比较结果生成第1控制电源Vcc301的第1控制电源生成部332、根据来自后述的停止执行部334的输出信号生成第3控制电源Vcc303的第3控制电源生成部333、以及根据后述的停止判断部342的判断结果控制第1驱动部350及第2驱动部360的动作的停止执行部334构成。
动作设定电路304由通过微型计算机构成来进行后述的频率设定部341及停止判断部342的顺序控制的顺序控制部340、输出用来设定变换器部320的开关元件Q302、Q303的驱动频率的频率设定信号的频率设定部341、根据顺序控制部340的顺序控制输出使第1驱动部350及第2驱动部360 的动作停止的停止信号的停止判断部342、以及设定动作设定电路304的时钟周期的周期设定部343构成。
直流电源控制电路305由输出对直流电源电路301的开关元件Q301的导通/断开进行切换的驱动信号的第1驱动部350、如果经由直流电源电路301的电感器L301的二次绕线流过电感器L301的电流成为规定的电流值以下则输出零信号的零电流检测部351、控制第1驱动部350的动作的RS触发器352、将输出电压检测部311的检测电压与第1基准电压源Vref301的电源电压比较的第1运算放大器OP301、将输入电压检测部310的检测电压与第1运算放大器OP301的输出电压相乘的乘法器353、以及将直流电源电路301的电阻R302中的电压下降量与乘法器353的输出电压比较的第2运算放大器OP302构成。另外,通过第1运算放大器OP301、第2运算放大器OP302和乘法器353构成如果在开关元件Q301中流过的电流成为规定的电流值以上则输出峰值信号的峰值电流检测部。
变换器控制电路306由将交替地切换变换器部320的开关元件Q302、Q303的导通/断开的驱动信号输出的第2驱动部360、以及根据从动作设定电路304的频率设定部341输出的频率设定信号使驱动信号可变的频率的频率可变部361构成。
以下,对本实施方式的动作进行说明。首先,利用图44、图45对控制电路303的动作进行说明。如果接通本实施方式的电源,则直流电源电路301的输出电压被输入到后级的负载电路302及控制电路303的启动部330中。在电源刚接通之后,直流电源电路301的输出电压是将交流电源AC的交流电压用平滑用电容器C301平滑化的平滑电压,通过该平滑电压经由高耐压的电阻R306将电流供给到二极管D302及齐纳二极管ZD301的串联电路中。通过将在该串联电路的两端间产生的电压VG输入到由高耐压的MOSFET构成的开关元件Q304的栅极端子中,开关元件Q304切换为导通,第2控制电源Vcc302启动。并且,第2控制电源Vcc302的电源电压、以及后述的检测电压Va、Vb、Vc随时间上升(参照图45(a)、图45(b))。
将第2控制电源Vcc302的电源电压通过由电阻R307~R310构成的串联电路分压为检测电压Va、Vb、Vc(Va>Vb>Vc)。将检测电压Va输入到控制电源比较部331的第4运算放大器OP304的非反转输入端子中,与输 入到反转输入端子中的第3基准电压源Vref303的电源电压比较。将检测电压Vb、Vc经由具有被输入各电压的1对传输门元件的第1多路调制器电路MP301,输入到第3运算放大器OP303的非反转输入端子中。将该第3运算放大器OP303的输出信号与后述的停止执行部334的输出信号输入到OR元件OR301中,通过OR元件OR301的输出信号控制与二极管D302及齐纳二极管ZD301的串联电路并联连接的由MOSFET构成的开关元件Q305的导通/断开。另外,在电源刚接通之后,停止执行部334的输出信号是L(低)电平,所以仅通过第3运算放大器OP303的输出信号控制开关元件Q305的导通/断开。
在第2控制电源Vcc302启动之初,由第1多路调制器电路MP301将检测电压Vc输入到第3运算放大器OP303的非反转输入端子中,与输入到反转输入端子中的第2基准电压源Vref302的电源电压比较。并且,如果检测电压Vc达到第2基准电压源Vref302的电源电压,则第3运算放大器OP303的输出信号反转,由第1多路调制器电路MP301对第3运算放大器OP303的非反转输入端子输入检测电压Vb。同时,通过将第3运算放大器OP303的输出信号经由OR元件OR301输入到开关元件Q305的栅极端子中,开关元件Q305切换为导通,并且开关元件Q304切换为断开(参照图45(b)、图45(c))。
开关元件Q304切换为断开,由此第2控制电源Vcc302的电源电压、以及检测电压Va、Vb、Vc下降。并且,如果检测电压Vb达到第2基准电压源Vref302的电源电压,则第3运算放大器OP303的输出信号反转,由第1多路调制器电路MP301再次将检测电压Vc输入到第3运算放大器OP303的非反转输入端子中。此外,随着第3运算放大器OP303的输出信号的反转,开关元件Q305切换为断开并且开关元件Q304切换为导通。因而,第2控制电源Vcc302的电源电压及检测电压Va、Vb、Vc再次转为上升。通过反复进行上述动作,开关元件Q304的栅极电压成为图45(c)所示那样反复导通/断开。
此外,第2控制电源Vcc302的电源电压被输入到第1控制电源生成部332的由双极晶体管构成的开关元件Q307的集电极端子中。第1控制电源生成部332由开关元件Q307、连接在开关元件Q307的集电极端子与基极 端子之间的第1恒定电流源Iref301、与第1恒定电流源Iref301串联连接的齐纳二极管ZD302、以及与齐纳二极管ZD302并联连接的由MOSFET构成的开关元件Q306构成。在开关元件Q306的栅极端子中,被输入控制电源比较部331的第4运算放大器OP304的输出信号。于是,第2控制电源Vcc302的电源电压上升,如果检测电压Va超过第3基准电压源Vref303的电源电压,则开关元件Q307切换为导通,第1控制电源Vcc301上升,将电源电压供给到动作设定电路304中(参照图45(b)、图45(d))。另外,第3基准电压源Vref303的电源电压与第2基准电压源Vref302的电源电压相等。
如果从第1控制电源Vcc301上升起经过规定期间T1,则从停止执行部334输出H(高)电平信号(参照图45(e)),接受该H电平信号并在第3控制电源生成部333中生成第3控制电源Vcc303(参照图45(g))。另外,通过供给该第3控制电源Vcc303的电源电压,直流电源控制电路305的第1驱动部350的动作开始(参照图45(f))。此外,将第3控制电源Vcc303的电源电压还供给到变换器控制电路306中,以与第1驱动部350相同的定时开始动作。于是,负载电路302的变换器部320开始动作。另外,关于动作设定电路304的详细情况在后面叙述。
变换器部320开始动作,由此从控制电源生成电路323对控制电路303供给第2控制电源Vcc302的电源电压。因此,检测电压Vb、Vc总是超过第2基准电压源Vref302的电源电压,开关元件Q304维持断开的状态(参照图45(b)、图45(c))。另外,在本实施方式中,为了可靠地维持开关元件Q304的断开状态,通过第3运算放大器OP303的输出信号和停止执行部334的输出信号来控制开关元件Q304的导通/断开。即,由于在变换器部320的动作时停止执行部334的输出信号总为H电平,所以即使第2控制电源Vcc302的电源电压低下而第3运算放大器OP303的输出信号反转,也能够维持开关元件Q304的断开状态。
另外,在变换器部320的动作停止的情况下,来自控制电源生成电路323的供给电压低下,由此检测电压Vb低于第2基准电压源Vref302的电源电压,开关元件Q304再次反复进行导通/断开动作(参照图45(b)、图45(c))。该导通/断开动作只要从直流电源电路301输出的平滑电压是足够 的大小就继续进行。
另外,控制电源生成电路323只要是能够根据变换器部320的开关动作生成第2控制电源Vcc302的结构,是怎样的结构都可以,只要是10V以上的电源电压以便能够驱动各开关元件Q301~Q303就可以。
接着,利用附图对频率可变部361进行说明。频率可变部361如图46所示,由通过第5运算放大器OP305构成的恒定电压电路、连接在第5运算放大器OP305的输出端子上的由电阻R311、R312构成的负载阻抗电路、具有在非反转输入端子中被输入第4基准电压源Vref304的电源电压的第6运算放大器OP306、根据流到负载阻抗电路中的电流调节流过电容器C309的电流的电流镜电路CM、由具有分别与第5基准电压源Vref305及第6基准电压源Vref306连接的一对传输门元件的第2多路调制器电路MP302及将第2多路调制器电路MP302的输出电压与电容器C309的两端间电压比较的第7运算放大器OP307构成的振荡电路、以及生成用来防止变换器部320的开关元件Q302、Q303同时导通的停滞时间的停滞时间生成部361a构成。
在第5运算放大器OP305的非反转输入端子中,经由由电阻R313、R314、R315及电容器C308构成的滤波器电路被输入从动作设定电路304的频率设定部341输出的频率设定信号。频率设定信号例如是图47(d)所示那样的具有规定的占空比的矩形波信号,在滤波器电路中被变换为对应于占空比的直流信号。这里,由于第5运算放大器OP305的输出端子经由电阻4311连接在第6运算放大器OP306的输出端子上,所以通过改变频率设定信号的占空比,从第5运算放大器OP305的输出端子流到第6运算放大器OP306的输出端子中的电流的大小变化。于是,通过改变频率设定信号的占空比,能够改变流过电容器C309的电流并改变驱动信号的驱动频率。
另外,驱动信号经由停滞时间生成部361a分别被输入到第2驱动部360的高侧驱动部360a及低侧驱动部360b中,通过各驱动部360a、360b控制开关元件Q302、Q303的导通/断开。
接着,利用图43对直流电源控制电路305进行说明。直流电源控制电路305通过切换开关元件Q301的导通/断开而反复进行向电感器L301的能 量的积蓄、以及从电感器L301的能量的释放,开关元件Q301的向导通的切换在从电感器L301的能量的释放的定时进行。因此,在直流电源控制电路305中,如图43所示设有零电流检测部351,在零电流检测部351中,通过检测电感器L301的二次绕线电压下降到0V附近的定时,判断从电感器L301释放了能量的定时、即流过电感器L301的电流成为规定的电流值以下的定时。在零电流检测部351中,如果判断从电感器L301释放了能量,则对RS触发器352的设置端子输入H电平信号,经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为导通。另外,关于零电流检测部351的详细情况在后面叙述。
此外,在开关元件Q301导通的情况下,由电阻R302检测流过开关元件Q301的电流,将电阻R302中的电压下降量与乘法器353的输出电压在第2运算放大器OP302中比较。并且,如果电阻R302中的电压下降量超过乘法器353的输出电压、即流过开关元件Q301的电流超过规定值,则对RS触发器352的复位端子输入H电平信号(峰值信号),经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为断开。另外,上述规定值是通过将直流电源电路301的输出电压检测311的检测电压与基准电压源Vref301的电源电压在第1运算放大器OP1中比较并进行反馈控制而决定的。
以下,利用图47所示的时间图对本实施方式的顺序控制进行说明。将预热放电灯La的灯丝的先行预热期间、为了使放电灯La启动而利用谐振作用对放电灯La施加高电压的启动期间、使放电灯La以希望的光输出点灯的点灯期间的各期间顺序控制的处理是如以往以来一般进行的,在本实施方式中利用动作设定电路304进行上述顺序控制。
如图47(a)所示,如果第1控制电源Vcc301上升而对动作设定电路304供给电源电压,则向停止执行部334的输入信号在第1控制电源Vcc301上升的瞬间成为H电平后成为L电平(参照图47(b))。并且,在停止执行部334的输出信号成为H电平之前的规定期间T1的期间中,频率可变部361、第1驱动部350、第2驱动部360的动作停止。
这里,构成动作设定电路304的微型计算机如果被从第1控制电源Vcc301供给电源电压,则预先设定的初始启动程序动作,进行微型计算机端子的功能分配,但此时有端子的阻抗变为无限大的情况。所以,在本实 施方式中,在第1控制电源Vcc301与停止判断部42的输出端子之间连接电阻R316,防止微型计算机端子的输出变得不稳定。
如果经过上述规定期间T1,则如图47(c)所示,来自停止执行部334的停止信号成为H电平,频率可变部361、第1驱动部350、第2驱动部360的动作开始,变换器部320以由频率设定部341设定的驱动频率动作。这里,从频率设定部341输出的频率设定信号如图47(d)所示,在从开始变换器部320的动作的时刻t1到时刻t2的先行预热期间、从时刻t2到时刻t3的启动期间、时刻t3以后的点灯期间中分别改变占空比。因此,第5运算放大器OP305的输出信号随着频率设定信号的占空比的变化而如图47(e)所示那样变化。因而,驱动频率在先行预热期间中为频率f1、在启动期间中为频率f2、在点灯期间中为频率f3而依次改变(参照图47(f))。于是,放电灯La经过先行预热期间、启动期间而点灯。
这里,将设在第5运算放大器OP305的输入前级的由电阻R313、R314、R315及电容器C308构成的滤波器电路的时间常数设为使滤波器电路的输出电压在规定期间T1的期间中稳定,由此先行预热期间开始时的第5运算放大器OP305的输出电压稳定(参照图47(e)),因此能够使驱动频率稳定化。
另外,先行预热期间及启动期间只要由动作设定电路304决定就可以,一般只要通过组装在微型计算机中的内置振荡器或定时器电路计时就可以。此外,在本实施方式中,基于由后述的周期设定部343设定的时钟周期来决定微型计算机的程序处理速度。
此外,从频率设定部341输出的频率设定信号的占空比在先行预热期间中是0%,在变换器部320的动作稳定之后的启动期间中才开始提高占空比,所以能够减少变换器部320的动作刚开始之后的控制电路303及动作设定电路304中的消耗电流,使来自各控制电源的电源电压的供给稳定化。进而,通过在使变换器部320的动作停止时将来自停止判断部342的停止信号设为H电平(即将向停止执行部334的输入信号设为H电平),能够使电流不流到电阻R316中,能够减少变换器部320的动作停止时的控制电路300中的消耗电流。另外,通过将构成动作设定电路304的微型计算机的输入输出信号不使用A/D变换电路及D/A变换电路而用H电平/L电平的 双值进行处理,能够大幅减少微型计算机中的消耗电流。在此情况下,对启动部330的开关元件Q304的应力也大幅减少,所以能够使启动部330小型化。
接着,利用附图对停止执行部334进行说明。停止执行部334如图48所示,由被输入输入电压检测部310的检测电压及来自停止判断部342的停止信号电压的停止信号输入部334a、接受来自停止信号输入部334a的输出信号而对使频率可变部361、第1驱动部350、第2驱动部360的动作停止的时间计时的停止时间计时部334b构成。
停止信号输入部334a由在非反转输入端子中被输入第7基准电压源Vref307的电源电压并且在反转输入端子中被输入输入电压检测部310的检测电压的第8运算放大器OP308、在非反转输入端子中被输入来自停止判断部342的停止信号电压并且在反转输入端子中被输入第7基准电压源Vref307的电源电压的第9运算放大器OP309、以及被输入各运算放大器OP308、OP309的输出信号的OR元件OR302构成。
停止时间计时部334b由通过MOSFET构成并在栅极端子中被输入来自停止信号输入部334a的输出信号的开关元件Q308、连接在开关元件Q308的漏极端子上的电容器C310、对电容器C310供给电流的第2恒定电流源Iref302、在非反转输入端子中被输入电容器C310的两端间电压并且在反转输入端子中被输入第8基准电压源Vref308的电源电压的第10运算放大器OP310构成。开关元件Q308根据来自停止信号输入部334a的输出信号切换导通/断开,在开关元件Q308断开的情况下,以由从第2恒定电流源Iref302流出的电流和电容器C310的静电容量决定的充电时间将电容器C310充电。
这里,第8运算放大器OP308如果输入电压检测部310的检测电压超过规定电压(第8基准电压源Vref308的电源电压)则输出H电平信号。另一方面,第9运算放大器OP309在来自停止判断部342的停止信号是L电平的情况下输出L电平信号,是H电平的情况下输出H电平信号。因而,仅在输入电压检测部310的检测电压是规定电压以下且来自停止判断部342的停止信号是L电平的情况下,开关元件Q308切换为断开而将电容器C310充电。并且,如果电容器C310的充电电压超过规定电压(第8基准电压源 Vref308的电源电压),则从第10运算放大器OP310输出H电平信号,如上述那样在第3控制电源生成部333中生成第3控制电源Vcc303,频率可变部361、第1驱动部350、第2驱动部360的动作开始。即,上述电容器C310的充电时间为上述规定期间T1,在该期间中变换器部320的动作停止。
以下,利用图49所示的流程图说明动作设定电路304的基本动作。首先,如果从第1控制电源Vcc301供给电源电压(接通第1控制电源Vcc301),(S301),则初始启动程序动作,进行初始设定(S302),周期设定部343开始动作(S303)。将由该周期设定部343生成的时钟信号作为构成动作设定电路304的微型计算机的基本时钟使用,在本实施方式中适当切换来使用周期TA、TB(TA>TB)的两个时钟信号。时钟信号的周期越短,微型计算机中的消耗电流越增大,所以这里首先使用周期TA的时钟信号。
接着,将预先存储的频率设定信号的占空比的信息读出(S304),设定输出的频率设定信号(S305)。然后,开始计时(S306),基于计时的时间进行动作期间的判断(S307)。即,如果达到时刻t1则判断为先行预热期间,并设定频率设定信号以使驱动频率成为频率f1(S309),如果达到时刻t2则判断为启动期间,并设定频率设定信号以使驱动频率成为频率f2(S310),如果达到时刻t3则判断为点灯期间,并设定频率设定信号以使驱动频率成为频率f3(S312)。另外,在从启动动作设定电路304到时刻t1为止的规定期间T1的期间中,使变换器部320的动作停止(S308)。
另外,在本实施方式中,虽然没有图示,但另设有检测是否正常地安装了放电灯La及是否达到了放电灯La的寿命等的异常的以往公知的异常检测电路,在上述动作中在异常检测电路中检测到异常的情况下使控制电路303的动作停止。在这样进行放电灯La的寿命检测的情况下,特别需要在放电灯La的点灯期间中使寿命检测立即动作。
所以,在转移到点灯期间时,在周期设定部343中将时钟信号的周期切换为周期TB(S311)。通过这样将时钟信号的周期切换为比周期TA短的周期TB,使微型计算机的处理速度变快而立即使寿命检测动作。另外,切换该周期的定时并不限定于如上述那样转移到点灯期间时,也可以是从先行预热期间开始到转移到点灯期间为止的期间,即只要开始变换器部320的动作而从控制电源生成电路323对控制电路303稳定地供给第2控制电 源Vcc302的电源电压,是怎样的定时都可以。
此外,在如上述那样检测到异常而使控制电路303的动作停止时,在时钟信号的周期是周期TB的情况下,通过在周期设定部343中将时钟信号的周期切换为周期TA,来减少动作设定电路304中的消耗电流。于是,能够减小作用在启动部330上的应力,在使变换器部320的动作重新开始时能够使来自各控制电源的电源电压的供给稳定化。
接着,利用附图对零电流检测部351进行说明。零电流检测部351如图50所示,由在反转输入端子中被输入电感器L301的二次绕线电压并且在非反转输入端子中被输入第9基准电压源Vref309的电源电压的第11运算放大器OP311、在电感器L301的积蓄能量释放后的规定期间之间中使来自零电流检测部351的零信号的输出停止的屏蔽部351a、以及接受第11运算放大器OP311的输出信号而仅产生1个具有任意幅度的脉冲的单触发脉冲生成部351b构成。此外,在零电流检测部351与RS触发器352的设置端子之间设有OR元件OR303,在该OR元件OR303的一个输入端子中被输入零电流检测部351的输出信号。此外,在OR元件OR303的另一个输入端子中被输入再开始部354的输出信号。
再开始部354对开关元件Q301的断开时间计时,并且如果该断开时间超过规定期间(例如约100μs),则通过对OR元件OR303输入H电平信号,来对RS触发器352的设置端子输入H电平信号,经由第1驱动部350将开关元件Q301切换为导通。另外,单触发脉冲生成部351b及再开始部354是以往公知的,所以这里省略详细的说明。
屏蔽部351a由被输入第11运算放大器OP311的输出信号以及经由NOT元件NOT301的单触发脉冲生成部351b的输出信号的AND元件AND301、在栅极端子中被输入AND元件AND301的输出信号的由MOSFET构成的开关元件Q309、连接在开关元件Q309的漏极端子上的电容器C311、对电容器C311供给电流的第3恒定电流源Iref303、在非反转输入端子中被输入电容器C311的两端间电压并且在反转输入端子中被输入第10基准电压源Vref310的电源电压的第12运算放大器OP312、以及被输入第12运算放大器OP312的输出信号以及单触发脉冲生成部351b的输出信号的AND元件AND302构成。
以下,利用图51对零电流检测部351的动作进行说明。首先,在开关元件Q301断开的状态下,如果电感器L301的积蓄能量释放、即如果电感器L301的二次绕线电压低于第9基准电压源Vref309的电源电压,则从第11运算放大器OP311输出H电平信号,并且从单触发脉冲生成部351b输出单触发脉冲(参照图51(c)、图51(d)、图51(f))。
通常,在开关元件Q301的断开期间中,由于开关元件Q309是断开状态,所以电容器C311被第3恒定电流源Iref303充电,由于充电电压超过了第10基准电压源Vref310,所以从第12运算放大器OP312输出H电平信号。于是,通过第12运算放大器OP312的输出信号、以及单触发脉冲生成部351b的单触发脉冲,AND元件AND1的输出信号成为H电平,在RS触发器352的设置端子中被输入H电平信号,经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为导通(参照图51(a))。此外,在来自单触发脉冲生成部351b的单触发脉冲产生后,开关元件Q309切换为导通,所以电容器C311放电(参照图51(e))。
如果开关元件Q301切换为导通,则流过开关元件Q301的电流增大并且向第2运算放大器OP302的输入电压上升。并且,如果该输入电压超过规定值(乘法器353的输出电压),则在RS触发器352的复位端子中输入H电平信号,经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为断开(参照图51(a)、图51(b))。如果开关元件Q301切换为断开,则电感器L301的二次绕线电压转为上升(参照图51(c))。并且,如果二次绕线电压超过第9基准电压源Vref309的电源电压,则从第11运算放大器OP311输出L电平信号,开关元件Q309切换为断开,开始电容器C311的充电(参照图51(d)、图51(e))。
该电容器C311的充电电压到达到第10基准电压源Vref310的电源电压为止需要规定期间T2,在该规定期间T2的期间中不从第12运算放大器OP312输出H电平信号。因而,在规定期间T2的期间中,AND元件AND2的输出信号总为L电平,所以在该期间中第11运算放大器OP311的输出信号为H电平,即使从单触发脉冲生成部351b产生单触发脉冲,也不对RS触发器352的设置端子输出H电平信号。于是,屏蔽部351a在将开关元件Q301切换为断开后的规定期间T2的期间中,使来自零电流检测部351的 零信号(H电平信号)停止。
这里,如在发明要解决的问题中所述,在交流电源AC的输出电压暂时性下降的情况下,即使开关元件Q301切换为导通,也不在电感器L301中积蓄充分的能量。因此,如果在向电感器L301的能量的积蓄不充分的状态下将开关元件Q301切换为断开,则积蓄在电感器L301中的能量不充分,所以积蓄的能量被瞬间释放。通过零电流检测部351检测到该情况并将开关元件Q301切换为导通,开关元件Q301以非常短的周期反复进行导通/断开,开关元件Q301有可能受热而损坏。
所以,在本实施方式中,通过如上述那样设置屏蔽部351a,在交流电压AC的输出电压暂时性下降而在电感器L301中没有积蓄充分的能量的情况下,在规定期间T2的期间中,使从零电流检测部351输出零信号的动作停止,防止开关元件Q301瞬间切换为导通。于是,在交流电源AC的输出电压中发生了异常的情况下,能够防止开关元件Q301以非常短的周期切换导通/断开,能够防止开关损失的增大造成的开关元件Q301的热损坏。因此,能够实现故障较少可靠性较高的装置。
(实施方式14)
以下,参照附图对有关本发明的实施方式14的电源装置进行说明。但是,本实施方式的基本的结构与实施方式13是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号而省略说明。本实施方式如图52所示,其特征在于,在零电流检测部351中没有设置单触发脉冲生成部351b、AND元件AND301、NOT元件NOT301。并且,将第11运算放大器OP311的输出信号直接输入到AND元件302中,并且将RS触发器352的输出信号输入到开关元件Q309的栅极端子中。
此外,在实施方式13中,在第2运算放大器OP302的输入前级设有滤波器部355,但在本实施方式中在第2运算放大器OP302的输出端子与RS触发器352之间设有滤波器部355。进而,本实施方式的滤波器部355如图53所示,由在栅极端子中经由NOT元件NOT302被输入第2运算放大器OP302的输出信号的由MOSFET构成的开关元件Q310、连接在开关元件Q310的漏极端子上的电容器C312、以及对电容器C312供给电流的第4恒定电流源Iref304构成。
在滤波器部355中,如果第2运算放大器OP302的输出信号为H电平则开关元件Q310切换为断开,开始电容器C312的充电。并且,如果电容器C312的充电电压超过规定电压,则对RS触发器352的复位端子输入H电平信号,经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为断开。这里,将从开始电容器C312的充电到达到规定电压的时间设为滤波期间Tf。另外,滤波期间Tf由从第3恒定电流源Iref303流出的电流和电容器C312的静电容量决定。
以下,利用图54对本实施方式的零电流检测部351的动作进行说明。首先,在开关元件Q301为断开的状态下,如果电感器L301的积蓄能量释放、即如果电感器L301的二次绕线电压低于第9基准电压源Vref309的电源电压,则从第11运算放大器OP311输出H电平信号(参照图54(c)、图54(d))。通常,在开关元件Q301的断开期间中,由于开关元件Q309是断开状态,所以电容器C311被第3恒定电流源Iref303充电,由于充电电压超过第10基准电压源Vref310,所以从第12运算放大器OP312输出H电平信号。于是,通过第11运算放大器OP311的输出信号、以及第12运算放大器OP312的输出信号使AND元件AND1的输出信号成为H电平,对RS触发器352的设置端子输入H电平信号,经由第1驱动部350将开关元件Q301切换为导通(参照图54(a))。
如果开关元件Q301切换为导通,则流过开关元件Q301的电流增大并且向第2运算放大器OP302的输入电压上升。并且,如果该输入电压超过规定值(乘法器353的输出电压),则在经过上述滤波期间Tf后,对RS触发器352的复位端子输入H电平信号,经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为断开(参照图54(a)、图54(b))。如果开关元件Q301切换为断开,则RS触发器352的输出信号成为L电平,所以开关元件Q309切换为断开,开始电容器C311的充电(参照图54(e))。
该电容器C311的充电电压与实施方式13同样,在到达第10基准电压源Vref310的电源电压为止需要规定期间T2。于是,屏蔽部351a在将开关元件Q301切换为断开后的规定期间T2的期间中,使来自零电流检测部351的零信号(H电平)停止。
另外,向第2运算放大器OP302的输入电压在从开始电容器C311的充 电起经过延迟时间Toff之后成为0V(参照图54(b))。该延迟时间Toff是从第1驱动部350输出的驱动信号成为L电平的时刻到开关元件Q301实际切换为断开的延迟引起的。
另外,在上述滤波期间Tf比延迟时间Toff长的情况下不会特别发生问题,但在上述滤波期间Tf比延迟时间Toff短的情况下有可能发生问题。即,在通过第2运算放大器OP302的H电平信号对RS触发器352进行复位输入后,在第1驱动部350输出的驱动信号成为L电平的定时,开关元件Q301的栅极电流被叠加在第2运算放大器OP302的输入信号中。在该时刻如果电感器L301的二次绕线电压没有向正电压切换,则瞬间复位输入被解除,在开关元件Q301中发生震颤,有可能对开关元件Q301施加过大的应力。
为了防止该状况,一般如实施方式13那样设置单触发脉冲生成部351b,在电感器L301的积蓄能量被释放的定时生成单触发脉冲,使用该单触发脉冲将开关元件Q301切换为导通。但是,如果使用单触发脉冲生成部351b,则有电路结构变得复杂的问题。
所以,在本实施方式中,将屏蔽部351a的规定期间T2设定为比滤波期间Tf长。因此,即使如上述那样开关元件Q301的栅极电流被叠加在第2运算放大器OP302的输入信号中,由于该定时是规定期间T2的期间内,所以没有能将电容器C311充分充电。因而,从第12运算放大器OP312不输出H电平信号,在规定期间T2的期间中AND元件AND2的输出信号总为L电平,所以不会对RS触发器352的设置端子输入H电平信号,能够防止在开关元件Q301中发生震颤。
于是,在本实施方式中,不需要如实施方式13那样设置单触发脉冲生成部351b,所以能够使电路结构简单化,能够实现故障更少而可靠性更高的装置。
(实施方式15)
以下,利用附图对有关本发明的实施方式15的电源装置进行说明。但是,本实施方式的基本的结构与实施方式13或14是共通的,所以对于共通的部位赋予相同的标号而省略说明。另外,本实施方式的控制电路303将直流电源控制电路305、启动部330、控制电源比较部331、第1控制电源生成部332、第3控制电源生成部333构成在同一个半导体基板上而成。
本实施方式如图55所示,具备设在直流电源控制电路305中并判断直流电源电路301的输出电压是否低于比希望大小的规定电压(以下称作“目标电压”)低的规定的低电压的电压低下判断部356、检测放电灯La的寿命的寿命检测电路307、设在动作设定电路304中并基于寿命检测电路307的检测结果使直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作停止的第1异常判断部344、以及设在动作设定电路304中并基于电压低下判断部356的判断结果使直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作停止的第2异常判断部345。另外,寿命检测电路307只要能够检测放电灯La的寿命就可以,是以往公知的,所以这里省略详细的说明。此外,为了确保放电灯La的启动性,在先行预热期间及启动期间中在第1异常判断部345中不进行异常判断处理。
电压低下判断部356如图56所示,由在非反转输入端子中被输入输出电压检测部311的检测电压并且在反转输入端子中被输入第11基准电压源Vref311的基准电压的第13运算放大器OP313、在栅极端子中被输入第13运算放大器OP313的输出信号的由MOSFET构成的开关元件Q311、以及***在开关元件Q311的漏极端子与第3控制电源生成部333之间的电阻R17构成。
在电压低下判断部356中,检测比目标电压低的规定的低电压而判断为异常,将判断结果发送给第2异常判断部345。具体而言,将输出电压检测部311的检测电压与第11基准电压源Vref311的电源电压在第13运算放大器OP313中比较,如果检测电压低于第11基准电压源Vref311的电源电压、即如果直流电源电路301的输出电压成为比目标电压低的规定的低电压,则从第13运算放大器OP313输出L电平信号。并且,通过该L电平信号使开关元件Q311切换为断开,通过从第3控制电源生成部333经由电阻R317对第2异常判断部345输出H电平信号,来判断为异常。
另外,第11基准电压源Vref311的电源电压只要比将直流电源电路301的输出电压的目标电压决定的第1基准电压源Vref301的电源电压低就可以。例如,直流电源电路301的输出电压的目标电压为400V、第1基准电压源Vref301的电源电压为2.5V,在将直流电源电路301的输出电压下降到目标值的80%的情况判断为异常的情况下,第11基准电压源Vref311的 电源电压为2.0V。
以下,利用附图对电压低下判断部356及第2异常判断部345的动作进行说明。首先,如果直流电源电路301的输出电压低下、输出电压检测部311的检测电压低于第11基准电压源Vref311的电源电压,则第13运算放大器OP313的输出信号成为L电平,对第2异常判断部345输入H电平信号(参照图57(a)、图57(b)、图57(c))。在第2异常判断部345中,如果被输入H电平信号则判断在直流电源电路301中发生了异常,进行控制以从点灯期间转移到启动期间的开始时刻(参照图57(d)、图57(e))。
并且,在直流电源电路301的输出电压低于规定的低电压的期间(对应于规定期间T3)比启动期间短的情况下,第2异常判断部345进行控制以从启动期间转移到点灯期间。这样,通过一旦经过启动期间,即使放电灯La闪灭,也只要直流电源电路301的输出电压恢复就对放电灯La施加充分的启动电压,所以能够使放电灯La的闪灭不被维持。
另一方面,在直流电源电路301的输出电压低于规定的低电压的期间(对应于规定期间T4。例如约0.5秒)超过启动期间的情况下(参照图58(a)、图58(b)、图58(c)),第2异常判断部345在经过启动期间之后从停止判断部342输出停止信号,使第1驱动部350及第2驱动部360的动作停止,维持停止状态(参照图58(d)、图58(e)、图58(f))。即,判断在直流电源电路301的输入电压中存在永久的异常、或者在负载电路302中发生了超过直流电源电路301的设计能力的电力消耗、或者在构成输出电压检测311的部件中发生了故障等不是立即恢复的异常,而是有可能达到不能保证安全性的故障,使直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作停止,维持停止状态。
以下,利用图59对动作设定电路304中的异常判断处理进行说明。首先,转移到点灯期间,设定频率设定信号,以使驱动频率成为频率f3(S401)。接着,将电压低下判断部356的输出信号输入到第2异常判断部345中(S402),并且将寿命检测电路307的输出信号输入到第1异常判断部344中(S403)。另外,也可以先输入到第1异常判断部344中之后输入到第2异常判断部345中。接着,首先在第2异常判断部345中进行异常判断处理(S404),仅在该异常判断中没有异常的情况下,在第1异常判断部344 中进行异常判断处理(S405)。
这里,本实施方式如果是接近于谐振部321的谐振频率的同相动作,则无效电流较小,所以能够减少电路损失,但容易发生直流电源电路301的输出电压的低下造成的放电灯La的闪灭。在此情况下,假如以放电灯La的寿命判断、即第1异常判断部344的异常判断处理为优先,则会将放电灯La的灭掉误判断为放电灯La达到了寿命,可能发生维持直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作的停止的问题。
所以,通过如上述那样以第2异常判断部345的异常判断处理为优先,能够防止在放电灯La的灭掉时误判断为放电灯La达到了寿命、维持直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作的停止的状况发生。
如果在第2异常判断部345的异常判断处理中判断为“有异常”,则转移到启动期间(S406),设定频率设定信号以使驱动频率成为频率f2(S407)。接着,对相当于启动期间的时间计时(S408),然后对第2异常判断部345输入电压低下判断部356的输出信号(S409)。在该时刻,在第2异常判断部345的异常判断处理(S410)中判断为“无异常”的情况下,转移到点灯期间,设定频率设定信号以使驱动频率成为频率f3。另一方面,在判断为“有异常”的情况下,使直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作停止(S411)。
如上所述,在直流电源电路301的输出电压暂时性低下的情况下,使直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作暂时性转移到启动期间,此外,在直流电源电路301的输出电压超过规定期间而低下的情况下,判断为不是立即恢复的异常、而是有可能达到不能保证安全性的故障,能够维持直流电源控制电路305及变换器控制电路306的动作的停止,所以能够提高装置的安全性。
(实施方式16)
以下,利用附图对有关本发明的实施方式16的电源装置进行说明。但是,本实施方式的基本的结构与实施方式14或15是共通的,所以对于共通的部位赋予相同的标号而省略说明。本实施方式如图60所示,具备设在直流电源控制电路305中并判断直流电源电路301的输出电压是否超过比目标电压高的第1规定过电压的电压上升判断部357、寿命检测电路307、 以及第1异常判断部344。另外,寿命检测电路307及第1异常判断部344是与实施方式15同样的结构。
电压上升判断部357如图61所示,由具有分别与第12基准电压源Vref312及第13基准电压源Vref313连接的一对传输门元件的第3多路调制器电路MP303、以及在非反转输入端子中被输入输出电压检测部311的检测电压并且在反转输入端子中被输入第3多路调制器电路MP303的输出信号的第14运算放大器OP314构成。另外,第13基准电压源Vref313的电源电压(第1规定过电压)比第12基准电压源Vref312的电源电压(第2规定过电压)大。第14运算放大器OP314的输出信号被输入到RS触发器352的复位端子中并且被输入到OR元件OR304的一个输入端子中。此外,在OR元件OR304的另一个输入端子中被输入RS触发器352的输出信号,OR元件OR304的输出信号被输入到再开始部354中。
再开始部354如果OR元件OR304的输出信号成为L电平则开始计时,如果计时的时间超过规定期间Tr则输出H电平信号。并且,通过将该H电平信号经由OR元件OR303输入到RS触发器352的设置端子中,由此经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为导通,重新开始直流电源控制电路305的动作。
以下,利用图62对电压上升判断部357的动作进行说明。在电压上升判断部357中,如果检测到比目标电压高的第1规定过电压而判断为异常,则使直流电源控制电路305的动作停止。具体而言,将输出电压检测部311的检测电压与第13基准电压源Vref313的电源电压在第14运算放大器OP314中比较,如果检测电压超过第13基准电压源Vref313的电源电压,则从第14运算放大器OP314输出H电平信号。并且,将该H电平信号输入到RS触发器352的复位端子中,经由第1驱动部350使开关元件Q301切换为断开,直流电源控制电路305的动作停止(参照图62(a)、图62(b)、图62(c))。
这里,第3多路调制器电路MP303的输出电压在第14运算放大器OP314的输出信号是L电平的情况下是第13基准电压源Vref313的电源电压,但如果第14运算放大器OP314的输出信号为H电平、即如果直流电源电路301的输出电压成为比目标电压高的第1规定过电压,则第3多路 调制器电路MP303的输出电压被切换为第12基准电压源Vref312的电源电压。并且,随着直流电源控制电路305的动作停止,直流电源电路301的输出电压下降,如果输出电压检测部311的检测电压低于第12基准电压源Vref312的电源电压、即第2规定过电压,则第14运算放大器OP314的输出信号成为L电平(参照图62(b))。在该时刻,由于RS触发器352的输出信号也是L电平,所以OR元件OR304的输出信号为L电平,在再开始部354中开始计时。并且,如果计时的时间超过规定期间Tr,则从再开始部354输出H电平信号,通过该H电平信号重新开始直流电源控制电路305的动作(参照图62(c)、图62(d))。
以往,在直流电源电路301的输出电压超过了规定的过电压的情况下使直流电源控制电路305的动作停止,如果由再开始部354计时的时间超过规定期间Tr则进行控制以重新开始动作。在此情况下,需要设想从停止直流电源控制电路305的动作到输出电压平稳所需要的时间而在再开始部354中设定规定期间Tr(例如100~200μs)。该规定期间Tr由于由设在构成再开始部354的芯片上的电容器的容量决定,所以为了将规定期间Tr设定得较长而不得不使电容器的容量变大,有芯片面积增大而再开始部354大型化的问题。
所以,在本实施方式中,如上所述,在电压上升判断部357中,在直流电源控制电路305的动作时,将第13基准电压源Vref313的电源电压与输出电压检测部311的检测电压比较,判断直流电源电路301的输出电压是否超过了比目标电压高的第1规定过电压。并且,在直流电源控制电路305的动作停止时,将第12基准电压源Vref312的电源电压与输出电压检测部311的检测电压比较,判断直流电源电路301的输出电压是否下降到了目标电压附近。
于是,在直流电源控制电路305的动作停止时,只要从输出电压下降到目标电压附近的时刻起由再开始部354计时规定期间Tr就可以,所以与从直流电源控制电路305的动作停止时起由再开始部354计时的以往的情况相比能够大幅缩短规定期间Tr。因而,设定规定期间Tr的电容器的容量较小就足够,所以能够减小芯片面积而使再开始部354小型化。
如上所述,在本实施方式中能够使电路小型化而实现故障更少可靠性 更高的电源装置。另外,在本实施方式中也可以组合实施方式16中记载的电压低下判断部356、第2异常判断部345的结构。在此情况下,能够实现故障更少安全性更高的电源装置。
进而,本实施方式具备用来在放电灯La的启动时将放电灯La的各灯丝分别预热的预热部20。预热部20具备具有一端经由电容器C6连接在电力变换部2的开关元件Q10、Q20的连接点上并且另一端接地的一次绕线、以及分别与电容器C4、C5的串联电路连接在放电灯La的每一个灯丝的两端间的两根二次绕线的变压器Tr1。
进而,本实施方式具备对电力变换部2的各开关元件Q10、Q12分别经由电阻R1、R2连接并通过导通断开驱动电力变换部2的各开关元件Q10、Q12而从电力变换部2对放电灯La供给交流电力的驱动部31、以及通过控制驱动部31的动作的频率来控制从电力变换部2对放电灯La输出的交流电力的频率的顺序控制部41。
驱动部31设在由高耐压集成电路(HVIC)构成的驱动用集成电路3中,顺序控制部41设在由称作微控制器(微型计算机)的集成电路构成的控制用集成电路4中。作为控制用集成电路4,只要使用输入输出的电压值只有两个等级而不包含A/D变换器及D/A变换器的结构,就能够较好地抑制控制用集成电路4中的消耗电力。
此外,本实施方式具备在驱动部31的动作开始后被从电力变换部2供给电力而输出作为驱动用集成电路3的电源的直流电力的驱动电源部5。驱动电源部5具有输出侧电容器(未图示)、以及连接在电力变换部2的开关元件Q10、Q20的连接点上、并将输出侧电容器充电的充电电路(未图示),将输出侧电容器的两端电压作为输出电压。在从驱动部31的动作开始经过足够的时间而输出侧电容器的两端电压稳定的状态下,输出侧电容器的两端电压即驱动电源部5的输出电压为例如10V。
进而,在驱动用集成电路3中,分别设有在驱动部31的动作开始前被从直流电源部1供给电力而输出作为驱动电源部5的电源的直流电力的启动部32、以及被从驱动电源部5供给电力并在驱动电源部5的输出电压是规定的基准电压以上的期间中生成作为控制用集成电路4的电源的例如5V的直流电力而供给到控制用集成电路4中的控制电源部33。
如果详细地说明,则如图3所示,启动部32具有一端连接在直流电源部1的高电压侧的输出端上而另一端经由第1开关元件Q101连接在驱动电源部5的输出端上的阻抗元件Z1。即,在启动部32的第1开关元件Q101导通的期间中,直流电源部1的输出电压Vdc经由阻抗元件Z1和第1开关元件Q101被输出给驱动电源部5,由此将驱动电源部5的输出电容器充电。上述第1开关元件Q101由n型沟道的高耐压场效应晶体管构成,第1开关元件Q101的栅极经由电阻R101连接在直流电源部1与阻抗元件Z1的连接点上,并且经由二极管D101和齐纳二极管ZD2的串联电路与由n沟道的场效应晶体管构成的第2开关元件Q102的并联电路接地。此外,启动部32具有分别将驱动电源部5的输出电压(以下称作“驱动电压”)Vcc2分压的4个分压电阻,从这些分压电阻的连接点分别输出电压(分压比)不同的3种检测电压Va、Vb、Vc。进而,启动部32具备在反转输入端子中被输入规定的第1参照电压Vr1并且输出端子经由逻辑和电路OR1连接在第2开关元件Q102的栅极上的比较器CP1。在比较器CP1的非反转输入端子中,经由使用传输门电路构成的多路调制器TG1被输入检测电压Vb、Vc。上述多路调制器TG1连接在比较器CP1的输出端子上,构成为在比较器CP1的输出是H电平的期间中将第2低的检测电压(以下称作“第2检测电压”)Vb输入到比较器CP1的非反转输入端子中,在比较器CP1的输出是L电平的期间中,将最低的检测电压(以下称作“第3检测电压”)Vc输入到比较器CP1的非反转输入端子中。
使用图4说明启动部32的动作。在电源刚被导通之后,通过比较器CP1的输出是L电平,将第3检测电压Vc输入到比较器CP1的非反转输入端子中,并且通过将第2开关元件Q102断开,由齐纳二极管ZD2的齐纳电压将第1开关元件Q101导通。在第1开关元件Q101导通的期间中,驱动电源部5的输出侧电容器通过经由启动部32的阻抗元件Z1和第1开关元件Q101被供给直流电源部1的输出电力而被充电,由此驱动电压Vcc2逐渐上升。如果最终第3检测电压Vc达到第1参照电压Vr1,则比较器CP1的输出成为H电平。于是,向非反转输入端子的输入电压变化为比第3检测电压Vc高的第2检测电压Vb,并且第2开关元件Q102被导通而第1开关元件Q101被断开,由此从启动部32向驱动电源部5的电力的供给被 停止。在该时刻还没有开始驱动部31的动作,没有从电力变换部2对驱动电源部5供给电力,所以通过输出电容器的放电,驱动电压Vcc2开始下降。如果最终第2检测电压Vb达到第1参照电压Vr1,则比较器CP1的输出再次成为L电平,驱动电源部5的输出电压开始上升,如果接着第3检测电压Vc达到第1参照电压Vr1,则比较器CP1的输出再次成为H电平。然后,从直流电源部1供给图4(a)所示那样的直流电力,并且在图4(e)所示的从停止执行部34(后述)向逻辑和电路OR1的输入是L电平且驱动部31停止的期间中,通过上述动作的反复进行,第1开关元件Q101的栅极电压如图4(c)所示那样变动,驱动电压Vcc2如图4(b)所示,在第3检测电压Vc成为第1参照电压Vr1那样的上限电压、以及第2检测电压Vb成为第1参照电压Vr1那样的下限电压之间反复上下变化。
这里,在驱动用集成电路3中,设有分别控制驱动部31和启动部32的停止执行部34。停止执行部34的输出被输入到逻辑和电路OR1中,在停止执行部34的输出是L电平的期间中将驱动部31停止并将从启动部32向驱动电源部5的电力供给导通,但在停止执行部34的输出是H电平的期间中,通过与比较器CP1的输出无关而将第2开关元件Q102导通并将第1开关元件Q101断开来将从启动部32向驱动电源部5的电力供给断开。其中,在停止执行部34的输出是H电平的期间中,通过驱动部31动作(即生成图4(f)所示那样的开关元件Q10、Q20的驱动用的输出)而进行从电力变换部2向驱动电源部5的电力供给。
此外,在驱动用集成电路3中,设有被从驱动电源部5供给电力并在驱动电源部5的输出电压是规定的基准电压以上的期间中生成作为控制用集成电路4的电源的规定电压(以下称作“控制电压”)Vcc1的直流电力并对控制用集成电路4供给的控制电源部33。如果详细地说明,则控制电源部33具备在非反转输入端子中被输入启动部32的分压电阻所输出的检测电压中的最高的检测电压(以下称作“第1检测电压”)Va并且在反转输入端子中被输入第1参照电压Vr1的比较器CP2、连接在驱动电源部5的输出端与接地电位之间的恒定电流电路Ir1和齐纳二极管ZD3的串联电路、基极连接在恒定电流电路Ir1与齐纳二极管ZD3的连接点上并且集电极连接在驱动电源部5的输出端上且发射极作为控制电源部33的输出端连接在 控制用集成电路4上的npn型的晶体管Q103、以及并联连接在齐纳二极管ZD3上的由n型沟道的场效应晶体管构成且栅极连接在比较器CP2的输出端子上的开关元件Q104。即,如图4(d)所示那样构成为,仅在第1检测电压Va超过第1参照电压Vr1的期间中向控制用集成电路4输出控制电压Vcc1,在第1检测电压Va低于第1参照电压Vr1的期间中不输出控制电压Vcc1(即控制电源部33的输出电压大致为0),第1检测电压Va为第1参照电压Vr1时的驱动电压是上述基准电压。这里,从驱动用集成电路3对控制用集成电路4输出控制电压Vcc1的电路经由噪声消除用电容器C51接地。
此外,在驱动用集成电路3中,设有输出与顺序控制部41的输出对应的频率的矩形波的振荡部35,驱动部31以振荡部35的输出的频率导通断开控制电力变换部2的开关元件Q10、Q20。进而,在驱动用集成电路3中,设有受停止执行部34控制并在驱动部31的动作中输出规定的报告电压Vcc3而在驱动部31的动作中将输出停止的驱动电源部30。驱动电源部30例如可以做成与控制电源部33同样的电路结构。报告电压Vcc3将驱动部31的动作状态为了对控制用集成电路4报告也向控制用集成电路4输出。此外,振荡部35将上述报告电压Vcc3作为电源。即,停止执行部34通过使从报告电源部30向振荡部35的电力供给停止而使振荡部35及驱动部31分别停止。
振荡部35如图5所示,具备非反转输入端子经由电阻R103连接在顺序控制部41上并且经由电阻R104与控制用电容器C103的并联电路接地而输出端子连接在反转输入端子上并且经由两个电阻R106、R102接地且反转输入端子连接在输出端子上的由运算放大器构成的电压跟随器OP1、以及在非反转输入端子中被输入规定的第2参照电压Vr2而反转输入端子经由电阻R106连接在电压跟随器OP1的输出端子上的控制用运算放大器OP2。该运算放大器102的输出端子连接在充电用开关元件Qc的栅极上,该充电用开关元件Qc连接于在各输入端中分别被输入报告电压Vcc3的充电用电流镜电路CM1的一个输出端与电阻R102之间,上述充电用电流镜电路CM1的另一个输出端经由振荡用电容器C102接地。此外,振荡部35具备在一个输入端中经由栅极连接在充电用电流镜电路CM1的上述一个输出端 上的由p型沟道的场效应晶体管构成的第1放电用开关元件Qd被输入报告电压Vcc3、并且在另一个输入端上连接着振荡用电容器C102而各输出端分别接地的放电用电流镜电路CM2。进而,振荡部35具备反转输入端子连接在振荡用电容器C102上并且在非反转输入端子中经由使用传输门电路构成的多路调制器TG2被输入规定的第3参照电压Vr3和比第3参照电压Vr3低的规定的第4参照电压Vr4的一方的比较器CP3。在上述多路调制器TG2上连接着比较器CP3的输出端子,构成为在比较器CP3的输出是H电平的期间中将第3参照电压Vr3输入到比较器CP3的非反转输入端子中,在比较器CP3的输出是L电平的期间中将第4参照电压Vr4输入到比较器CP3的非反转输入端子中。此外,在放电用电流镜电路CM2上,并联连接着第2放电用开关元件Q105,该第2放电用开关元件Q105由n型沟道的场效应晶体管构成,栅极连接在比较器CP3的输出端子上。
对振荡部35的动作进行说明。在振荡用电容器C102没有被充分充电的状态下,比较器CP3的输出为H电平,由此,在比较器CP3的非反转输入端子中被输入第3参照电压Vr3,将开关元件Q105导通。在此期间中,通过并联连接在放电用电流镜电路CM2上的第2放电用开关元件Q105的导通,经由放电用电流镜电路CM2的振荡用电容器C102的放电被抑制,通过经由充电用电流镜电路CM1的充电,振荡用电容器C102的两端电压逐渐上升。如果最终振荡用电容器C102的两端电压达到第3参照电压Vr3,则比较器CP3的输出成为L电平,向比较器CP3的非反转输入端子的输入电压成为第4参照电压Vr4,并且第2放电用开关元件Q105断开。于是,经由放电用电流镜电路CM2的放电电流变得比经由充电用电流镜电路CM1的充电电流多,由此振荡用电容器C102的两端电压逐渐低下。并且,如果振荡用电容器C102的两端电压达到第4参照电压Vr4,则比较器CP3的输出再次成为H电平,以下重复同样的动作。由此,振荡用电容器C102的两端电压即向比较器CP3的反转输入端子的输入电压如图6(a)所示那样在第3参照电压Vr3和第4参照电压Vr4之间反复上下变化,比较器CP3的输出成为图6(b)所示那样的矩形波。进而,振荡部35具有将比较器CP3的输出整形而输出给驱动部31的输出整形电路35a。输出整形电路35a具有如图6(c)所示那样通过将比较器CP3的输出进行例如二分频而生成 第1矩形信号的第1矩形信号生成部(未图示)、生成将第1矩形信号的输出反转的第2矩形信号的第2矩形信号生成部(未图示)、以及通过使第1矩形信号的导通(从L电平向H电平的反转)的定时延迟规定的停滞时间td而生成图6(d)所示那样的第1驱动信号并通过使第2矩形信号的导通的定时与上述同样延迟而生成第2驱动信号来将第1驱动信号和第2驱动信号分别输出到驱动部31中的停滞时间生成部(未图示)。驱动部31具有使电力变换部2的一个开关元件Q10在第1驱动信号的导通期间(H电平的期间)中导通并在第1驱动信号的断开期间(L电平的期间)中断开的第1驱动部31a、以及使电力变换部2的另一个开关元件Q20在第2驱动信号的导通期间(H电平的期间)中导通并在第2驱动信号的断开期间(L电平的期间)中断开的第2驱动部31b。即,通过上述停滞时间生成部,防止电力变换部2的两个开关元件Q10、Q20被同时导通。在上述结构中,对于振荡用电容器C102没有要求特别高的容量值,所以振荡用电容器C102能够在控制用集成电路4中构成。
这里,振荡用电容器C102的充电电流及放电电流分别为:向控制用运算放大器OP2的反转输入端子的输入电压越高、即控制用电容器C103的两端电压越高则越小。即,上述第1驱动信号及第2驱动信号的频率、即驱动部31的动作的频率且对放电灯La输出的交流电力的频率(以下称作“动作频率)为:控制用电容器C103的两端电压越高则越低。
控制用集成电路4的顺序控制部41根据图64(a)所示的从控制电压Vcc1的供给开始起的时间,使图64(e)所示的控制用电容器C103的两端电压变化,由此在将放电灯La的各灯丝分别预热的预热动作t1~t2之后,进行使放电灯La的点灯开始的启动动作t2~t3,然后,转移到维持放电灯La的点灯的稳定动作t3~t4。例如,顺序控制部41是经由电阻R103对控制用电容器C103输出图64(d)所示那样的PWM信号的单元,通过该PWM信号的占空比使控制用电容器C103的两端电压变化。具体而言,通过在预热动作t1~t2中使上述PWM信号停止(换言之使上述占空比为0)、在稳定动作t3~t4中比启动动作t2~t3提高上述占空比,使控制用电容器C103的两端电压阶段地上升,即如图64(f)所示,使动作频率f1~f3阶段性下降。即,使动作频率在预热动作t1~t2中为最高的动作频率f1,在启动动 作t2~t3中为比预热动作t1~t2低的动作频率f2,在稳定动作t3~t4中为比启动动作t2~t3中更低的动作频率f3。另外,顺序控制部41的输出并不限于PWM信号,只要是使控制用电容器C103的两端电压变化的信号就可以。使动作频率f1~f3比连接在电力变换部2的低侧的开关元件Q20的两端间并包括放电灯La的谐振电路的谐振频率高,即动作频率f1~f3越低,从电力变换部2对放电灯La输出的电力越增加。即,通过上述那样的动作频率f1~f3的阶段性下降,向放电灯La的输出电力阶段性增加。此外,开始启动动作t2~t3的定时t2和开始稳定动作t3~t4的定时t3分别例如通过计时决定,使预热动作t1~t2的持续时间与启动动作t2~t3的持续时间分别大致为一定。
此外,停止执行部34在从向控制用集成电路4的控制电压Vcc1的输出开始起规定的停止时间T1中不开始驱动部31的动作。因而,开始预热动作t1~t2的定时成为从开始向控制用集成电路4的控制电压Vcc1的输出起经过规定的停止时间T1之后。使停止时间T1变长到能够进行控制用电容器C103的充分的放电的程度,因而,即使是在将稳定动作t3~t4停止后马上进行再次启动的情况,也在开始接着的预热动作t1~t2之前的停止时间T1中充分地进行控制用电容器C103的放电,所以在预热动作t1~t2的开始时t1不会有从电力变换部2向放电灯La的输出电力过量的情况。
这里,在控制用集成电路4中,设有连接在停止执行部34上的停止控制部42。从控制用集成电路4的停止控制部42向驱动用集成电路3的停止执行部34的电路经由电阻R51连接在控制电压Vcc1的电路上。停止控制部42通常将上述电路的电位设为与接地电位相等的L电平,在使驱动部31停止时,通过将上述电路的电位设为与控制电压Vcc1相等的H电平,指示驱动部31的停止。即,在指示了驱动部31的停止的期间中在上述电阻R51中不流过电流而不消耗电力,与构成为在上述电阻R51中总是流过电流的结构的情况相比减少了消耗电力。并且,停止执行部34在停止控制部42的输出是H电平的期间中不使驱动部31动作。在图64的例子中,从开始控制电压Vcc1的输出到稳定动作t3~t4的结束时t4将向停止执行部34的输入(即停止控制部42的输出)维持为L电平,由此在从开始控制电压Vcc1的输出起经过停止时间T1后开始预热动作t1~t2,但在开始控制电压 Vcc1的输出后向停止执行部34的输入成为H电平然后变化为L电平的情况下,从向停止执行部34的输入成为L电平起经过停止时间T1之后开始预热动作t1~t2。即,严格地讲是在从控制电源部33输出控制电压Vcc1、并且向停止执行部34的输入是L电平的状态持续了停止时间T1的时刻开始预热动作t1~t2,在从结束稳定动作t3~t4到接着开始预热动作t1~t2之间至少确保停止时间T1的停止。
进而,本实施方式具备输出与将整流部DB的输出电压平滑化的电压对应的直流电压的电源检测部165、以及例如由将直流电源部1的输出电压分压的分压电阻构成且直流电源部1的输出电压越高则输出越高的电压的直流电源检测部167。
此外,在本实施方式的驱动用集成电路3中,设有用来驱动直流电源部1的开关元件Q1的电路。如果详细地说明,则在驱动用集成电路3中,设有输出与规定的第7参照电压Vr7与直流电源检测部167的输出电压的差对应的错误放大器OP4、将电源检测部165的输出与错误放大器OP4的输出相乘的乘法器36a、在反转输入端子中被输入乘法器36a的输出且非反转输入端子连接在直流电源部1的开关元件Q1与电阻R5的连接点上的比较器CP7、在复位端子中被输入比较器CP7的输出的触发器电路36b、以及经由电阻R4连接在直流电源部1的开关元件Q1上且根据触发器电路36b的输出而导通断开驱动直流电源部1的开关元件Q1的电源驱动部36c。
进而,在直流电源部1的电感器L1上,设有一端接地的2次绕线,该2次绕线的另一端连接在设于驱动用集成电路3中的零电流检测部36d上。零电流检测部36d连接在触发器电路36c的设置端子上,基于在上述2次绕线中感应的电压检测电感器L1的能量释放的完成,当检测到电感器L1的能量释放的完成时对触发器电路36b的设置端子输入脉冲。
由此,将直流电源部1的开关元件Q1周期性导通断开驱动,反馈控制其占空比,以使直流电源部1的输出电压成为规定的目标电压。该目标电压为使直流电源检测部167的输出电压成为第7参照电压Vr7的电压。
进而,本实施方式具备检测在放电灯La的寿命末期时变化的参数并输出对应于检测到的参数的电压的寿命检测部63。具体而言,本实施方式的寿命检测部63作为上述参数而检测在放电灯La中产生的非对称电流,并 输出对应于它的电压。
此外,在控制用集成电路4中,设有基于寿命检测部63的输出判断是否是作为放电灯La为寿命末期的异常状态的寿命末期状态、并且将对应于判断结果的输出输入到停止控制部42中的放电灯寿命判断部43。即,放电灯寿命判断部43是技术方案中的负载侧异常判断部。
如果详细地说明,则如图25所示,寿命检测部63具备一端经由电阻R111和放电灯La的一个灯丝连接在电力变换部2的电感器L2上、另一端接地的电容器C106和电阻R113的并联电路。此外,电容器C106经由使阴极朝向电容器C106的二极管D103连接在寿命判断部43上,该二极管D103与寿命判断部43的连接点经由电阻R112连接在控制电源部33的输出端(控制电压Vcc1)上。
这里,在放电灯La不是寿命末期的情况下,在放电灯La的点灯中,从电力变换部2向寿命检测部63的电流(以下称作“流入电流”)Idc+、以及从寿命检测部63向电力变换部2的电流(以下称作“流出电流”)Idc-相互大致相等。由此,寿命检测部63的电容器C106的两端电压、即寿命检测部63的输出电压被维持为大致一定的电压(以下称作“正常电压”),该正常电压约为将控制电压Vcc1用电阻R112、R113分压后的电压。此外,电力变换部2的电感器L2与放电灯La的连接点经由电阻R114连接在直流电源部1的高电压侧的输出端上。
另一方面,如果放电灯La成为寿命末期,则通过在放电灯La中涂敷在灯丝上的放射体的消耗量在各灯丝中产生差异,上述电流Idc+、Idc-的一个变得比另一个大(即产生非对称电流),在寿命检测部63的输出电压与上述正常电压之间,发生对应于上述电流Idc+、Idc-的差(非对称电流的大小)的差。例如,在流出电流Idc+比流入电流Idc-多的情况下,寿命检测部63的输出电压变得比上述正常电压高,反之在流出电流Idc+比流入电流Idc-少的情况下,寿命检测部63的输出电压变得比上述正常电压低。
寿命判断部43将寿命检测部63的输出电压与比正常电压高的规定的上限电压、以及比正常电压低的规定的下限电压分别比较,如果寿命检测部63的输出电压是上限电压以下且下限电压以上则判断为不是寿命末期状 态,如果寿命检测部63的输出电压超过上限电压或低于下限电压则判断为寿命末期状态。例如,在控制电压Vcc1是5V、正常电压是2.5V的情况下,将上限电压设为4V而将下限电压设为1V。
进而,在驱动用集成电路3中,设有基于直流电源检测部167的输出判断是否是直流电源部1的输出电压不足的异常状态(以下称作“直流电压低下状态”)并输出对应于判断结果的电压的直流电压低下判断部37。即,直流电压低下判断部37是技术方案中的电源侧异常判断部。如果具体地说明,则直流电压低下判断部37如图27所示,具备在非反转输入端子中被输入直流电源检测部167的输出电压并且在反转输入端子中被输入比第7参照电压Vr7低的规定的第8参照电压Vr8的比较器CP8、以及栅极连接在该比较器CP8的输出端子上的由n沟道型的FET构成的开关元件Q107。该开关元件Q107的一端接地并且在另一端中经由电阻R32被输入报告电压Vcc3,该开关元件Q107与电阻R32的连接点作为直流电压低下判断部37的输出端连接在控制用集成电路4上。上述第8参照电压Vr8设为对应于目标电压的第7参照电压Vr7的50%~80%。即,直流电压低下判断部37当直流电源检测部167的输出电压是第8参照电压Vr8以上时不判断为直流电压低下状态而将输出设为L电平,当直流电源检测部167的输出电压比第8参照电压Vr8低时判断为直流电压低下状态,将输出设为H电平。例如,在使第8参照电压Vr8为第7参照电压Vr7的80%的情况下,当直流电源部1的输出电压不到目标电压的约80%时判断为直流电压低下状态。
此外,在控制用集成电路4中,设有将直流电压低下判断部37的输出适当变换而输入到停止控制部42中的判断输入部144。
本实施方式的停止控制部42随时参照寿命判断部43的输出和判断输入部144的输出,如果通过寿命判断部43判断为寿命末期状态,则向驱动用集成电路3的输出设为H电平,使驱动用集成电路3的驱动部31等停止,并且使顺序控制部41停止。
此外,停止控制部42在由直流电压低下判断部37判断为直流电压低下状态的情况下,不是如上述那样使驱动部31及顺序控制部41立即停止,而是控制顺序控制部41以将启动动作进行规定的再启动时间T5(参照图29),如果在经过再启动时间T5后依然判断为直流电压低下状态,则在该 时刻,与判断为寿命末期状态时同样,将向驱动用集成电路3的输出设为H电平,使驱动用集成电路3的驱动部31等停止,并且使顺序控制部41停止。
在图28及图29中表示判断为电流低下状态时的本实施方式的动作。在图28及图29中,分别是(a)表示直流电源检测部167的输出电压的时间变化、(b)表示直流电压低下判断部37的比较器CP8的输出的时间变化、(c)表示直流电压低下判断部37的输出的时间变化、(d)表示顺序控制部41的输出的时间变化、(e)表示动作频率的时间变化、(f)表示停止控制部42对于驱动用集成电路3的输出的时间变化。在图28的例子中,通过直流电压低下状态(即直流电压低下判断部为H电平的状态)在比再启动时间T5短的时间T4内结束,不进行停止控制部42实施的停止,在经过再启动时间T5后再开始稳定动作。此外,图29表示通过直流电压低下状态的持续时间达到了再启动时间T5、进行了停止控制部42实施的停止的情况下的动作。在本实施方式中,驱动用集成电路3的停止执行部34当停止控制部42的输出为H电平时使电源驱动部36c也停止,在图29中,在持续了再启动时间T5的启动动作的结束后,由于电源驱动部36c的停止,直流电源部1的输出电压及直流电源检测部167的输出电压下降。
另外,在判断为直流电压低下状态时立即使驱动部31及电源驱动部36c停止的情况下,直流电压低下状态例如是因为瞬间停电等造成的,即使在短时间内消除了也不能使放电灯La点灯。
对此,在本实施方式中,通过如上述那样在判断为直流电压低下状态时将启动动作进行再启动时间T5,在上述那样的短时间的直流电压低下状态下放电灯La闪灭的情况下能够使放电灯La再次点灯。此外,在上述再启动时间T5的启动动作的结束后判断为直流电压低下状态的情况下将驱动部31及电源驱动部36c停止,所以即使在例如因短路等故障而直流电源检测部167的输出不反映直流电源部1的输出电压而总是为0V那样的情况下,也能够避免通过错误的反馈控制而在电路元件或放电灯La上作用过度的电应力。
此外,如果发生直流电压低下状态,则考虑到同时伴随着例如放电灯La的闪灭而灯电流暂时性成为非对称而误判断为寿命末期状态,如果通过 这样的误判断进行驱动部31及电源驱动部36c的停止,则有可能实质上不能进行基于上述那样的直流电压低下状态的判断的启动动作。另外,例如通过使动作频率相对于电力变换部2和放电灯La构成的谐振电路的谐振频率充分离开而确保所谓的迟相侧动作,能够避免上述那样的闪灭造成的误判断,但如果这样,则通过无效电流增加而电路损失增加,所以并不优选。
所以,本实施方式的停止控制部42在判断寿命末期状态和直流电压低下状态的两者的情况下以基于直流电压低下状态的判断的动作为优先,在判断为直流电压低下状态的期间中不进行对应于寿命末期状态的判断的动作。由此,能够避免在放电灯La的闪灭时因寿命末期状态的误判断而将驱动部31等停止的状况发生。
此外,在本实施方式的控制用集成电路4中,设有生成作为周期性的电信号的时钟信号的时钟部45,时钟信号的频率越高,控制用集成电路4的消耗电力越增大,另一方面停止控制部42的动作速度越快,对于异常发生的响应越快。在本实施方式中,着眼于在稳定动作中特别需要对于发生寿命末期状态及直流电压低下状态的快速响应,时钟部45如图64g所示,采用了使稳定动作t3~t4中的时钟频率TB比其他期间中的时钟频率TA高的结构。由此,通过在稳定动作t3~t4中将时钟频率设为较高的频率TB而确保较高的响应速度,并且在驱动部31的停止中将时钟频率设为较低的频率TA,通过抑制消耗电力而减少作用在启动部32上的电应力,能够使驱动电压Vcc2稳定。这里,时钟频率只要在稳定动作t3~t4中设为较高的频率TB就可以,将时钟频率从较低的频率TA切换为较高的频率TB的定时并不限于图64(g)那样的稳定动作t3~t4的开始时t3,也可以以从预热动作t1~t2的开始时t2到稳定动作t3~t4的开始时t3间的其他定时切换时钟频率。
另外,也可以构成为设置对顺序控制部进行了基于直流电压低下状态的判断的再次启动动作的次数计数的计数部(未图示),在由该计数部计数的上述次数达到了规定的上限次数(例如5次)后即使判断为直流电压低下状态,顺序控制部41也不开始启动动作而停止控制部42将输出设为H电平,使驱动部31等停止。
此外,负载并不限于放电灯La,只要是在启动时使供给的电力逐渐增 加的装置就可以。
进而,也可以将零电流检测部36d如图65所示那样构成。如果详细地说明,则图65的零电流检测部36d具备反转输入端子连接在直流电源部1的电感器L1的二次绕线上而在非反转输入端子中被输入规定的第9参照电压Vr9的输入比较器CP9、当输入比较器CP9的输出从L电平反转为H电平时开始规定幅度的脉冲的输出的单触发电路OS、输出单触发电路OS的输出的非的非电路INV、输出输入比较器CP9的输出与非电路INV的输出的逻辑积的第1逻辑积电路AND1、由以控制电压Vcc1为电源的恒定电流源Ir3充电的保留用电容器C107、由n沟道型的FET构成并并联连接在保留用电容器C107上并且在栅极上连接着第1逻辑积电路AND1的输出端子的开关元件Q108、在反转输入端子中被输入规定的第10参照电压Vr10并且在非反转输入端子上连接着保留用电容器C107的输出比较器CP10、以及将输出比较器CP10的输出与单触发电路OS的输出的逻辑积作为零电流检测部36d的输出进行输出的第2逻辑积电路AND2。
利用图31说明图65的零电流检测部36d的动作。考虑直流电源部1的电感器L1的2次绕线向零电流检测部36d的输入电压如图31中(b)所示那样变动的情况。于是,输入比较器CP9的输出成为图31中(c)所示那样,单触发电路OS的输出成为图31中(e)所示那样。保留用电容器C107当第1逻辑积电路AND1的输出为H电平时经由开关元件Q108被急剧地放电,所以在第1逻辑积电路AND1的输出是L电平的期间、即输入比较器CP9的输出是L电平的期间和单触发电路OS的输出是H电平的期间中被充电,使向输出比较器CP10的输出电压逐渐上升。这里,图31中(g)所示的零电流检测部36d的输出为H电平的期间是单触发电路OS的输出是H电平且输出比较器CP10的输出是H电平的期间,即在图31中(f)所示的输出比较器CP10的输出从H电平反转为L电平紧前的、单触发电路OS的输出的脉冲宽度量的期间,由此,电源驱动部36c的输出成为图31中(a)所示那样的输出。只要输出比较器CP10的输出不为H电平,零电流检测部36d的输出就不成为H电平,所以在向零电流检测部36d的输入电压低于第9参照电压Vr9之后,在保留用电容器C107的两端电压达到了第10参照电压Vr10之前的规定的保留时间T6中,零电流检测部36d的 输出不成为H电平。换言之,只要向零电流检测部36d的输入电压低于第9参照电压Vr9的期间的持续时间没有达到上述保留时间T6,触发器电路36b的输出就不成为H电平,因而,直流电源部1的开关元件Q1没有被导通。
另外,在直流电源部1中,通过寄生阻抗及二极管D1的逆恢复时间,在开关元件Q1刚被导通之后,来自输出电容器C6的电流(以下称作“逆流电流”)流到检测用电阻R3中。此外,在驱动用集成电路3中,向连接在触发器电路36b的复位端子上的比较器CP7的反转输入端子的输入电压如果从交流电源AC输入的电压(以下称作“输入电源电压”)下降则下降。并且,在输入电源电压相对于上述逆流电流变低而上述比较器CP7的输出成为H电平的情况下,尽管在电感器L1中没有充分地积蓄能量,开关元件Q1也被断开。在此情况下,虽然能够在很短的时间中再次将开关元件Q1导通,但与上述同样开关元件Q1再次被断开,可以想到通过该反复而开关元件Q1以较短的周期被导通断开。如果这样开关元件Q1以较短的周期被导通断开,则在开关元件Q1上作用过度的电应力。
相对于此,在图65的结构中,如上所述,只要向零电流检测部36d的输入电压低于第9参照电压Vr9的期间的持续时间没有达到保留时间T6,就不将直流电源部1的开关元件Q1导通,即开关元件Q1的断开状态至少持续保留时间T6,所以即使是如图31的右端附近那样零电流检测部36d的输入电压细微地变动的情况,也能够避免直流电源部1的开关元件Q4因较短的周期的导通断开而寿命缩短。
进而,在图65的例子中,零电流检测部36d的输出经由逻辑和电路OR3连接在触发器电路36b的设置端子上,在驱动用集成电路3中,设有监视触发器电路36b的输出并当触发器电路36b的输出持续规定时间(例如100μ秒)以上是L电平时经由上述逻辑和电路OR3对触发器电路36的设置端子输入脉冲的再开始部36e。
(实施方式18)
本实施方式的停止执行部34如图66所示,基于电源检测部165的输出判断输入电源电压的低下,当判断为输入电源电压低下时,与停止控制部42的输出成为H电平时同样,将输出设为L电平而使驱动部31及报告 电源部30停止。
如果具体地说明,则电源检测部165如图20所示,是输出将整流器DB的输出电压用分压电阻分压并用电容器平滑化的直流电压的单元。此外,停止执行部34具备在非反转输入端子中被输入规定的第5参照电压Vr5而在反转输入端子中被输入电源检测部165的输出电压的输入比较器CP4、非反转输入端子连接在停止控制部42上而在反转输入端子中被输入第5参照电压Vr5的输入比较器CP5、输出上述两个输入比较器CP4、CP5的输出的逻辑和的逻辑和电路OR2、将设在驱动用集成电路3的外部的延迟用电容器C105充电的恒定电流源Ir2、由n沟道型的FET构成而并列连接在延迟用电容器C105上并且在栅极中被输入逻辑和电路OR2的输出的开关元件Q106、以及在非反转输入端子上连接延迟用电容器C105而在反转输入端子中被输入规定的第6参照电压Vr6的输出比较器CP6。该输出比较器CP6的输出为H电平的期间是驱动部31及报告电源部30动作的期间、即输出报告电压Vcc3的期间。
对上述停止执行部34的动作进行说明。停止执行部34将从控制电源部33输出的控制电压Vcc1作为电源,由此在启动时延迟用电容器C105的充电与来自控制电源部33的控制电压Vcc1的输出开始同时开始,当延迟用电容器C105的两端电压达到了第6参照电压Vr6时,输出比较器CP6的输出成为H电平,由此开始驱动部31的动作和报告电压Vcc3的输出,此时,在启动部32中,开关元件Q101被固定为断开状态。即,将延迟用电容器C105的容量值与第6参照电压Vr6的乘积用停止执行部34的恒定电流源Ir2的输出电流除得到的充电时间T2与停止时间T1一致。
此外,在电源检测部165的输出电压低于第5参照电压Vr5的情况下、或在停止控制部42的输出为H电平的情况下,通过任一个输入比较器CP4、CP5的输出成为H电平而将开关元件Q106导通,经由开关元件Q106将延迟用电容器C105急剧地放电,通过延迟用电容器C105的两端电压低于第6参照电压Vr6而输出比较器CP6的输出成为L电平,进行驱动部31及报告电压Vcc3的停止。这里,从将开关元件Q106断开到输出比较器CP6的输出成为L电平的时间(以下称作“保持时间”)T3(参照图21)变得足够短。
在图21中表示本实施方式的动作的一例。在图21的例子中,在图21(a)所示的停止控制部42的输出成为L电平的时刻,通过图21(b)所示的电源检测部165的输出电压低于第5参照电压Vr5,图21(c)所示的一个输入比较器CP4的输出是H电平,因而图21(d)所示的逻辑和电路2的输出也成为H电平。如果最终电源检测部165的输出电压超过第5参照电压Vr5,则通过逻辑和电路OR2的输出成为L电平而将开关元件Q106断开,开始延迟用电容器C105的充电。进而,如果经过充电时间T2,延迟用电容器C105的两端电压达到第6参照电压Vr6,则输出比较器CP6的输出成为H电平,开始驱动部31的动作和图21(f)所示的报告电压Vcc3的输出。然后,如果电源检测部165的输出下降而低于第5参照电压Vr5,则在非常短的保持时间T3中输出比较器CP6的输出成为L电平,这里,将驱动部31的动作和报告电压Vcc3的输出分别停止。
此外,在本实施方式中,如图67所示,顺序控制部41使向振荡部35输出的PWM信号(图67(d))的占空比从预热动作t1~t2的开始时t1到启动动作t2~t3的结束时t3连续地逐渐变大。由此,图67(e)所示的控制用电容器C103的两端电压在上述期间t1~t3中以直线状变大,图67(f)所示的动作频率从预热动作t1~t2的开始时t1的动作频率f1到稳定动作t3~t4中的动作频率f3以直线状变低。
(实施方式19)
本实施方式的结构与实施方式2是共通的,所以对于共通的部分赋予相同的标号而省略详细的图示及说明。
在本实施方式中,如图68所示,在驱动用集成电路3中,设有判断是否是直流电源部1的输出电压Vdc异常变高的过电压状态并当判断为过电压状态时使直流电源部1的输出电压低下的过电压保护部39。
此外,在控制用集成电路4中,设有对作为使用电源装置的时间的累计的累计使用时间计时的计时部46、由非易失性存储器构成且至少在电源断开的期间中保持累计使用时间的存储部47、以及在由计时部46计时的累计使用时间达到作为电源装置的寿命的规定的装置寿命时间之前使输出为L电平而在累计使用时间达到装置寿命时间之后使输出为H电平的报告部48。将累计使用时间例如在被输入了来自驱动用集成电路3的报告电压 Vcc3的期间(即驱动部31动作的期间)中计时。
进而,在驱动用集成电路3中,设有输入报告部48的输出的报告输入部38。报告输入部38连接在过电压保护部39上,过电压保护部39根据报告部48的输出使动作变化。
如果详细地说明,则如图36所示,报告输入部38由反转输入端子连接在报告部48上并且在非反转输入端子中被输入规定的第11参照电压Vr11、输出端子经由电阻R33连接在控制用运算放大器OP2的反转输入端子上的比较器C11构成。使第11参照电压Vr11比报告部48的H电平的输出的电压值低且比报告部48的L电平的输出的电压值高。即,报告输入部38是所谓的非电路,报告输入部38的输出即上述比较器C11的输出使报告部48的输出反转。
过电压保护部39具备在非反转输入端子中被输入直流电源检测部167的输出并且在反转输入端子中被输入规定的第12参照电压Vr12的比较器CP12、以及将该比较器CP12的输出与报告输入部38的输出的逻辑积输出到触发器电路36b的复位端子中的逻辑积电路AND3。即,在累计使用时间没有达到装置寿命时间时,当直流电源检测部167的输出电压超过第12参照电压Vr12时,进行通过断开控制直流电源部1的开关元件Q4而使直流电源部1的输出电压Vdc下降的过电压保护动作,在累计使用时间达到装置寿命之后,通过报告输入部38的输出成为L电平而将逻辑积电路AND3的输出固定为L电平,不进行上述过电压保护动作。
根据上述结构,在累计使用时间达到装置寿命时间之后,通过不再进行过电压保护动作,在直流电源部1的开关元件Q4上容易作用较高的电应力。因而,开关元件Q4比其他电压元件更先达到寿命的可能性变高,所以容易确立使用公知的电流熔断器(未图示)等的对策,此外,由于开关元件Q4达到寿命而故障的定时不均匀,所以即使是同时开始多个电源装置的使用的情况,也不会有在这些多个电源装置的寿命达到时放电灯La被一齐关灯的情况。
另外,过电压保护部39并不限于以上所述,也可以代替设置逻辑积电路AND3而例如如图37所示那样构成为,将第12参照电压Vr12和比第12参照电压Vr12高的规定的第13参照电压Vr13分别经由使用传输门电路 构成的多路调制器TG3输入到比较器CP12中,在报告部48的输出是H电平的期间中将输入到过电压保护部39的比较器CP12的反转输入端子中的电压设为比第12参照电压Vr12高的规定的第13参照电压Vr13。如果采用该结构,则通过在累计使用时间达到装置寿命时间之后输入到过电压保护部39的比较器CP12的反转输入端子中的电压变高,不易进行过电压保护动作,由此能够得到同样的效果。