JP2002025787A - ランプ異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の定格のインバ−タが使用されるインバ
−タ式ランプ装置において、異常を検出する際のコスト
を低減したランプ異常検出装置を提供すること。 【解決手段】 蛍光ランプＬｐは、ハ−フブリッジイン
バ−タＩｖにより点灯制御される。ランプ異常検出装置
Ｄｔの双方向フォトカプラＰＣでランプ電流を検出して
電圧に変換する。マイコンＭＣは１ｍｓの間隔で１００
ｍｓ間電圧をサンプリングする。この期間内に基準電圧
を超える異常電圧が何回検出されたか異常検出回数Ａを
カウントする。マイコンＭＣには予め感度設定値Ｑを記
憶させておき、Ａと比較してＡがＱ以上になると異常と
判断して表示や警報で報知する。感度設定値Ｑは蛍光ラ
ンプの使用環境を考慮して適宜設定するので、単一のラ
ンプ異常検出装置を種々の定格のインバ−タに接続され
る蛍光ランプに適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の定格のイン
バ−タが使用されるインバ−タ式ランプ装置において、
異常を検出する際のコストを低減したランプ異常検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプの点灯回路にインバ−タ回路
を用いたインバ−タ式蛍光ランプが知られている。図５
は、インバ−タ回路をハ−フブリッジ回路で構成したイ
ンバ−タ式蛍光ランプの一例を示す回路図である。

【０００３】図５において、交流電源ＡＣの出力電圧を
ダイオ−ドＤ１、Ｄ２により倍電圧整流し、コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２で平滑する。パワ−ＭＯＳ ＦＥＴのＴ１、
Ｔ２はハ−フブリッジのインバ−タ回路Ｉｖを構成して
いる。駆動回路Ｃｎｔの制御信号によりＴ１、Ｔ２を交
互に高周波でオン、オフすることにより、蛍光ランプＬ
Ｐの両端に高周波電圧を印加して、蛍光ランプＬＰを点
灯させる。なお、Ｃａは予熱コンデンサ、Ｌａはチョ−
クコイルである。

【０００４】図５に示したようなインバ−タ式蛍光ラン
プは、蛍光ランプに高周波電圧を印加するために、ハ−
フブリッジのインバ−タ回路に代えて、４個のパワ−Ｍ
ＯＳＦＥＴを用いたフルブリッジのインバ−タ回路を適
用することもできる。

【０００５】また、蛍光ランプＬＰの異常検出装置を設
け、蛍光ランプＬＰに異常が発生した場合、例えば過大
電流が流れた場合等には、インバ−タ回路の動作を停止
させる信号が駆動回路Ｃｎｔから供給される。前記ラン
プ異常検出装置は、ランプ回路に形成された検出端子に
接続される。

【０００６】このようなインバ−タ式蛍光ランプは、種
々の用途に使用されており、使用環境に応じてインバ−
タ回路の動作特性も変更されている。例えば防災用とし
て用いられる場合には、多少の異常状態が発生してもな
るべく蛍光ランプＬＰを長い時間点灯させておくため
に、異常検出装置の検出感度を低く設定する。そして、
当該異常検出装置で検出された異常信号に基づいて、駆
動回路Ｃｎｔではインバ−タ回路の動作を停止させる信
号を形成する。

【０００７】また、前記防災用として用いられるインバ
−タ式蛍光ランプと同一仕様のインバ−タ式蛍光ランプ
を、公共施設で使用する場合には、安全に動作すること
が重視されるので、異常検出装置の検出感度を良好にし
ておく。そして、僅かの異常が発生した場合でも異常信
号が形成されて、この異常信号に基づいて駆動回路Ｃｎ
ｔではインバ−タ回路の動作を停止させる信号を形成す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のイ
ンバ−タ式蛍光ランプにおいては、同一のインバ−タを
用いる場合でも、使用環境に応じてそれぞれ蛍光ランプ
の異常検出装置の検出感度が異なっていた。すなわち、
インバ−タ式蛍光ランプの用途に応じて、仕様を個別に
設定したランプ異常検出装置をそれぞれ製造する必要が
あり、コストが高くなるという問題があった。

【０００９】また、インバ−タ式蛍光ランプにおいて
は、ランプ電流の大きさに対応した定格のインバ−タを
設計、製作してそれぞれ蛍光ランプに接続されている。
ここで、ランプ電流が小さい蛍光ランプにおいては、ラ
ンプ電流が大きな蛍光ランプの場合よりも、ランプ電流
を変換した電圧信号の大きさが相対的には小さくなる。
このため、基準電圧を超える電圧値を異常と判定する場
合に、サンプリングした電圧値が異常と判定される度合
いが少なくなる。

【００１０】したがって、蛍光ランプが異常かどうかを
正確に判定するためには、ランプ電流の大きさに応じて
検出感度が異なるランプ異常検出装置を製作しなければ
ならなかった。すなわち、ランプ電流が小さい場合には
異常と検出される度合いが相対的に多くなるように、ラ
ンプ電流が大きい場合には異常と検出される度合いが相
対的に少なくなるように検出感度を設定する。このた
め、ランプ異常検出装置を製作するためのコストが高く
なるという問題があった。

【００１１】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、種々の定格のインバ−タが使用されるインバ−
タ式ランプ装置において、異常を検出する際のコストを
低減したランプ異常検出装置の提供を目的とするもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、請
求項１に係る発明において、ランプ異常検出装置を、イ
ンバ−タにより点灯制御されるランプの電流検出手段
と、前記電流を電圧に変換する手段と、前記電圧を所定
の周期で所定時間サンプリングする手段と、基準電圧の
レベルを設定する手段と、前記サンプリングした電圧が
所定時間内で基準電圧を超える異常検出回数Ａをカウン
トする手段と、用途に応じて予め設定された感度設定値
Ｑを記憶する手段と、前記ＡとＱを比較してＡがＱ以上
のときに異常と判定する手段とで構成することによって
達成される。

【００１３】また、請求項２に係る発明は、ランプ異常
検出装置を、インバ−タにより点灯制御されるランプの
電流検出手段と、前記電流を電圧に変換する手段と、前
記電圧を所定の周期で所定時間サンプリングする手段
と、基準電圧のレベルを設定する手段と、前記サンプリ
ングした電圧が所定時間内で基準電圧を超える異常検出
回数Ａをカウントする手段と、ランプ電流の大小に応じ
て設定された感度設定値Ｑを記憶する手段と、前記Ａと
Ｑを比較してＡがＱ以上のときに異常と判定する手段と
により構成している。

【００１４】また、請求項３に係る発明は、請求項１ま
たは請求項２に記載のランプ異常検出装置を、前記イン
バ−タとランプとの接続線に設けた端子に、前記ランプ
異常検出装置を着脱自在に接続することを特徴としてい
る。

【００１５】請求項１に係る発明の上記特徴によれば、
サンプリングした電圧が基準電圧を超える異常検出回数
と、用途に応じ変更可能に設定された感度設定値とを比
較して、比較結果に基づいてランプが異常かどうかを判
定している。このため、同一のインバ−タを用いたラン
プの用途に応じて、当該用途の環境に適合した最適な感
度設定値と基準電圧を設定することにより、精度良くラ
ンプの異常を判定することができる。

【００１６】請求項２に係る発明の上記特徴によれば、
ランプ電流の大小に応じて設定された感度設定値と、サ
ンプリングした電圧が基準電圧を超える異常検出回数と
を比較してランプが異常かどうかを判定している。この
ため、ランプ電流の大きさ、すなわち、インバ−タの定
格に応じて感度設定値を変更することにより、異なるイ
ンバ−タを使用する場合でも、共通のランプ異常検出装
置を用いてそれぞれのランプの異常を検出することがで
きる。

【００１７】請求項３に係る発明の上記特徴によれば、
インバ−タとランプとの接続線に設けた端子に、ランプ
異常検出装置を着脱自在に接続している。このため、種
々の定格のインバ−タが接続されている各々のランプ回
路に対して、共通のランプ異常検出装置を簡単に接続
し、また、取り外すことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図を参照して説明する。図１は、本発明のランプ
異常検出装置の一例を示す回路図である。図４の従来例
と同じ部分または対応するところには同一の符号を付し
ており、詳細な説明は省略する。

【００１９】図１において、一点鎖線で囲まれた部分が
ランプ異常検出装置Ｄｔを構成している。インバ−タ式
蛍光ランプの蛍光ランプＬＰとインバ−タＩｖとの接続
線に設けた端子Ｕａ、Ｕｂ間に互いに逆極性に接続され
ている発光ダイオ−ドｄ１、ｄ２を接続する。Ｔａはフ
ォトトランジスタで、前記発光ダイオ−ドｄ１、ｄ２と
共に双方向のフォトカプラＰＣを形成する。

【００２０】二点鎖線で囲まれた部分ＭＣは、前記フォ
トカプラＰＣの出力信号が入力されるマイクロコンピュ
−タ（以下、マイコンと略称する）で、中央演算処理装
置（ＣＰＵ）、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、二つのイン
タフェイス（Ｉ／Ｆ）が設けられている。各インタフェ
イス（Ｉ／Ｆ）には、それぞれ感度設定部（Ｘ）、表示
部（Ｙ）が接続される。

【００２１】マイコンＭＣには、伝送部（Ｚ）が接続さ
れる。伝送部（Ｚ）を通ったランプ異常検出装置Ｄｔの
出力信号は、駆動回路Ｃｎｔや図示しない警報装置に入
力される。なお、フォトトランジスタＴａは、電源線Ｖ
ｃｃと接地Ｅ間に接続されている。Ｒｃは負荷抵抗であ
る。

【００２２】双方向のフォトカプラＰＣは、蛍光ランプ
ＬＰの電流に基づいて電圧信号を形成する。マイコンＭ
ＣのＣＰＵは、フォトカプラＰＣの出力電圧を所定の周
期、例えば１ｍｓの周期で、所定時間、例えば１００ｍ
ｓの時間サンプリングする。

【００２３】感度設定部（Ｘ）では、インバ−タ式蛍光
ランプに異常状態が発生しているかどうかの感度を設定
する。この感度は、異常状態の判定を、例えば、所定時
間内に基準電圧よりも大きな電圧が検出される回数の多
少で設定するものである。すなわち、当該回数が少なけ
れば感度が良好であり、当該回数が多ければ感度が鈍く
設定されることになる。

【００２４】表示部（Ｙ）では、陰極線管（ＣＲＴ）等
により、インバ−タ式蛍光ランプの異常状態をモニタ表
示する。ランプ異常検出装置Ｄｔから、インバ−タ式蛍
光ランプに異常状態が発生していると判定された信号が
出力されると、この信号は駆動回路Ｃｎｔに入力され
て、インバ−タ回路Ｉｖの動作を停止させる制御信号が
形成される。また、警報装置を動作させて異常を報知さ
せることもできる。

【００２５】図１においては、ランプ異常検出装置Ｄｔ
の双方向フォトカプラの両端を端子Ｕａ、Ｕｂ間に接続
し、すなわち、インバ−タ式蛍光ランプに外付けで構成
している。このように外付けでランプ異常検出装置Ｄｔ
を接続できるので、仕様が異なるインバ−タを用いたイ
ンバ−タ式蛍光ランプに対して、着脱自在に共通仕様の
ランプ異常検出装置Ｄｔを取り付けることができる。

【００２６】また、ランプ異常検出装置Ｄｔをインバ−
タ式蛍光ランプに内蔵させて一体に構成しても良い。こ
のように一体構成にすると、全体として照明器具をコン
パクトに製作することができる。

【００２７】図２は、ランプ異常検出装置Ｄｔの動作を
説明する説明図である。図２において、横軸には時間Ｔ
をとり、縦軸には電圧Ｖをとっている。縦軸のＰは基準
電圧で、この電圧を超えると異常電圧と判定する。図１
の双方向フォトカプラＰＣで、蛍光ランプＬｐの電流を
電圧に変換する。マイコンＭＣは１ｍｓの間隔でこの電
圧をサンプリングして１００ｍｓ間のデ−タを収集す
る。

【００２８】サンプリングした電圧の中で基準電圧Ｐを
超えた電圧Ｖａ、Ｖｂ、・・・Ｖｎの個数、すなわち、
異常検出回数（Ａ）を集計する。マイコンＭＣのメモリ
には、予めインバ−タ式蛍光ランプの感度設定値（Ｑ）
が記憶されている。この感度設定値（Ｑ）は、ランプ電
流の大きさに応じて適宜の数値が選定される。

【００２９】マイコンＭＣは、前記感度設定値（Ｑ）と
異常検出回数（Ａ）とを比較し、異常検出回数（Ａ）が
感度設定値（Ｑ）以上であれば異常と判定する。このよ
うに、異常と判定されると表示部Ｙにその旨を表示して
オペレ−タの注意を促す。また、警報を鳴動させたり、
駆動回路に信号を送り蛍光ランプＬＰの動作を停止する
信号を形成することができる。

【００３０】図３は、インバ−タの負荷電流の大小に応
じた異常判定の差異を示す説明図である。図３におい
て、Ｅａはインバ−タの負荷電流が大きい場合の全波整
流した電圧信号、Ｅｂはインバ−タの負荷電流が小さい
場合の全波整流した電圧信号である。Ｐを基準電圧、サ
ンプリング周期を１ｍｓとする。

【００３１】図３の例では、半サイクルの期間に８回電
圧信号をサンプリングしている。基準電圧を超える回数
は、電圧信号Ｅａでは７回、電圧信号Ｅｂでは３回とな
る。したがって、単純に基準電圧を超える回数で異常の
判定を行なうと、インバ−タの負荷電流が大きい場合に
は、インバ−タの負荷電流が小さい場合よりも異常と判
定される度合いが増大する。

【００３２】そこで、本発明のランプ異常検出装置にお
いては、前記のように感度設定値（Ｑ）を予め選定して
メモリに記憶させている。この感度設定値（Ｑ）は、イ
ンバ−タの負荷電流、すなわち、ランプ電流の大きさに
応じて異なる値に設定される。前記ランプ電流が小さい
蛍光ランプに対しては、感度設定値（Ｑ）の値を小さく
する。また、ランプ電流が大きい蛍光ランプに対して
は、感度設定値（Ｑ）の値を大きくしている。すなわ
ち、基準電圧が同一でインバ−タの定格（ランプ電流の
大きさ）が相違する場合に、異常と判定される度合いが
同じになるように設定されている。

【００３３】このように、本発明のランプ異常検出装置
においては、ランプ電流の大きさに応じて感度設定値
（Ｑ）の値を変えているので、基準電圧が同一に設定さ
れている場合に、ランプ電流の大きさが異なっていても
異常と判定される度合いが平準化される。したがって、
ランプ電流の大きさに対応して異なる定格のインバ−タ
が使用される場合でも、本発明のランプ異常検出装置を
共通して使用することができる。

【００３４】また、蛍光ランプの用途に応じて感度設定
値（Ｑ）の値を変更可能に設定することにより、同一の
インバ−タで蛍光ランプの点灯制御を行なう場合でも異
常検出のタイミングを変えることができる。すなわち、
蛍光ランプに適した基準電圧Ｐのレベルを設定し、蛍光
ランプの用途を考慮して感度設定値（Ｑ）を小さくすれ
ば異常検出の回数が少なくても異常と判断し、感度設定
値（Ｑ）を大きくすれば異常検出の回数が多くないと異
常と判断しない。したがって、同一のインバ−タにより
制御される蛍光ランプを防災用として使用するのか、ま
たは、公共用として使用するのか等の用途に応じて感度
設定値（Ｑ）を設定することにより、蛍光ランプが異常
かどうかの判定を使用環境に応じて行なうことができ
る。

【００３５】図４は、本発明の処理手順を示すフロ−チ
ャ−トである。次にこのフロ−チャ−トについて説明す
る。

【００３６】（１）ステップＳ１で処理プログラムを開
始し、ステップＳ２で感度設定値を確認する。次にステ
ップＳ３で一定時間、例えば１ｍｓ経過したかどうかを
判定する。この判定結果がＮＯ（以下、Ｎと略記する）
であれば、ステップＳ３の待機状態となる。

【００３７】（２）一定時間が経過することにより、前
記ステップＳ３の判定結果がＹＥＳ（以下、Ｙと略記す
る）になれば、次にステップＳ４の処理に移行して、検
出状態を確認し、確認回数を１加算する。続いて、ステ
ップＳ５の処理で異常状態であるかどうかを判定する。

【００３８】（３）この判定結果がＹであれば、次にス
テップＳ６の処理で異常検出回数を１加算する。次にス
テップＳ７の処理で確認回数が所定回、例えば１００回
になったかどうかを判定する。前記ステップＳ５の判定
結果がＮで異常状態ではないと判定された場合も、ステ
ップＳ７の処理に移行する。

【００３９】（４）ステップＳ７の判定結果がＮであれ
ば、ステップＳ３の処理に戻り、ステップＳ３〜ステッ
プＳ７のル−プ処理を繰り返す。また、ステップＳ７の
判定結果がＹであれば、次にステップＳ８の処理で、
（異常検出回数／１００）×１００＝Ａ、の式から、時
間１００ｍｓ間に検出された異常検出回数Ａを求める。

【００４０】（５）次に、ステップＳ９の処理で感度設
定値（Ｑ）と前記異常検出回数Ａとを比較し、異常検出
回数Ａが感度設定値（Ｑ）以上であるかどうかを判定す
る。この判定結果がＹであれば、ステップＳ１０の処理
で異常処理を行なう。この異常処理は、前記のように表
示部Ｙへの表示、警報の鳴動、蛍光ランプＬＰの動作停
止等の処理である。

【００４１】（６）ステップＳ９の判定結果がＮであれ
ば、ステップＳ１１の処理で正常処理（蛍光ランプＬＰ
の点灯続行等）を行なう。ステップＳ１０の異常処理、
またはステップＳ１１の正常処理の後に、ステップＳ１
２の処理で異常検出回数をクリアし、また、確認回数を
クリアしてステップＳ２の処理に戻る。

【００４２】上記の例では、インバ−タに蛍光ランプを
接続したインバ−タ式ランプ装置について説明した。本
発明は、蛍光ランプ以外のランプを用いたインバ−タ式
ランプ装置に適用することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明の上記特徴によれば、サンプリングした電圧が基準電
圧を超える異常検出回数と、用途に応じ変更可能に設定
された感度設定値とを比較して、比較結果に基づいてラ
ンプが異常かどうかを判定している。このため、同一の
インバ−タを用いたランプの用途に応じて、当該用途の
環境に適合した最適な感度設定値と基準電圧を設定する
ことにより、精度良くランプの異常を判定することがで
きる。

【００４４】請求項２に係る発明の上記特徴によれば、
ランプ電流の大小に応じて設定された感度設定値と、サ
ンプリングした電圧が基準電圧を超える異常検出回数と
を比較してランプが異常かどうかを判定している。この
ため、ランプ電流の大きさ、すなわち、インバ−タの定
格に応じて感度設定値を変更することにより、異なるイ
ンバ−タを使用する場合でも、共通のランプ異常検出装
置を用いてそれぞれのランプの異常を検出することがで
きる。

【００４５】請求項３に係る発明の上記特徴によれば、
インバ−タとランプとの接続線に設けた端子に、ランプ
異常検出装置を着脱自在に接続している。このため、種
々の定格のインバ−タが接続されている各々のランプ回
路に対して、共通のランプ異常検出装置を簡単に接続
し、また、取り外すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るランプ異常検出装置
を示す回路図である。

【図２】異常電圧検出についての説明図である。

【図３】異常電圧検出についての説明図である。

【図４】本発明の処理手順示すフロ−チャ−トである。

【図５】従来例の回路図である。

【符号の説明】

Ｌｐ 蛍光ランプ Ｉｖ インバ−タ Ｃｎｔ 駆動回路 Ｄｔ ランプ異常検出装置 ＰＣ フォトカプラ ＭＣ マイクロコンピュ−タ Ｘ 感度設定部 Ｙ 表示部 Ｚ 伝送部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバ−タにより点灯制御されるランプ
   の電流検出手段と、前記電流を電圧に変換する手段と、
   前記電圧を所定の周期で所定時間サンプリングする手段
   と、基準電圧のレベルを設定する手段と、前記サンプリ
   ングした電圧が所定時間内で基準電圧を超える異常検出
   回数Ａをカウントする手段と、用途に応じて予め設定さ
   れた感度設定値Ｑを記憶する手段と、前記ＡとＱを比較
   してＡがＱ以上のときに異常と判定する手段と、からな
   ることを特徴とするランプ異常検出装置。
2. 【請求項２】 インバ−タにより点灯制御されるランプ
   の電流検出手段と、前記電流を電圧に変換する手段と、
   前記電圧を所定の周期で所定時間サンプリングする手段
   と、基準電圧のレベルを設定する手段と、前記サンプリ
   ングした電圧が所定時間内で基準電圧を超える異常検出
   回数Ａをカウントする手段と、ランプ電流の大小に応じ
   て設定された感度設定値Ｑを記憶する手段と、前記Ａと
   Ｑを比較してＡがＱ以上のときに異常と判定する手段
   と、からなることを特徴とするランプ異常検出装置。
3. 【請求項３】 前記インバ−タとランプとの接続線に設
   けた端子に、前記ランプ異常検出装置を着脱自在に接続
   することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載
   のランプ異常検出装置。