JP3694146B2

JP3694146B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP3694146B2
Application number: JP15198997A
Authority: JP
Inventors: 岳久濱口; 敏永井; 健一郎西; 武司荒井; 浩治柴田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JPH113791A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路により放電灯を高周波点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は例えば従来の放電灯点灯装置の回路図である。図において、１は商用交流電源、２は整流回路、３は共振用インダクタ４および共振用コンデンサ５から構成される昇圧回路、６は平滑コンデンサ、７はインバータ、８はインバータ７を制御する制御回路、９は直流カット用コンデンサ、１０はバラストコイル、１１は放電灯、１２は放電灯寿命末期検出手段、１３は比較回路である。
【０００３】
次に動作について説明する。
まず、放電灯１１の点灯まで動作について説明する。
商用交流電源１から供給される交流電源は、整流回路２により全波整流される。その後、昇圧回路３における共振用インダクタ４と共振用コンデンサ５の共振作用により昇圧され、平滑コンデンサ６により平滑化されて、インバータ７の入力電源になる。
【０００４】
インバータ７は制御回路８により駆動され、インバータ７内のスイッチング素子のオンオフにより高周波電流を出力する。この高周波電流は、直流カット用コンデンサ９、バラストコイル１０を介して、放電灯１１に供給され、放電灯１１を点灯させる。ここで、バラストコイル１０は、放電灯１１へ流れる電流を制限するインダクタの機能を有する。
【０００５】
次に、放電灯１１の正常状態または寿命末期状態の検出に伴うインバータ７の駆動制御について説明する。
放電灯寿命末期検出手段１２は、放電灯１１が寿命末期になった場合に放電灯両端電圧が上昇するという特性を利用し、その電圧上昇を検出して、比較回路１３へ入力する。比較回路１３では、この放電灯寿命末期検出手段１２の出力値と予め定めたしきい値とを比較し、その比較結果を制御回路８へ出力する。そこで、比較回路１３のしきい値をＶ０とし、放電灯寿命末期検出手段１２の出力値を放電灯１１が正常のときにはＶ１、放電灯１１が寿命末期のときにはＶ２とし、各値の関係はＶ１＜Ｖ０＜Ｖ２とする。
【０００６】
これにより、比較回路１３の出力は、放電灯１１が正常のときは、ハイレベルとなり、放電灯１１が寿命末期のときはローレベルとなる。制御回路８は比較回路１３の出力によりインバータ７を制御する。すなわち、制御回路８は比較回路１３からの出力がハイレベルであればインバータ７の駆動を継続し、ローレベルのときは駆動を停止する。従って、放電灯１１が寿命末期になった場合には、インバータ７は駆動を停止することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の放電灯点灯装置では、放電灯１１が寿命末期のときはこの寿命末期を検出しインバータ７の駆動を停止し対処できるが、何らかの障害で平滑コンデンサ６が過電圧となったときには、これを検知する手段がなく対処できず、特に図４のような昇圧型回路構成では、この過電圧により、平滑コンデンサ６が劣化し、またはインバータ７を構成するスイッチング素子が故障してしまうという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、放電灯が寿命末期になった場合や平滑コンデンサが過電圧になった場合でも、簡易な回路構成で対処できる放電灯点灯装置を得るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電灯点灯装置は、商用電源を全波整流する整流回路と、この整流回路の出力を平滑化する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサからの入力電源を高周波電源に変換するインバータと、このインバータの駆動を制御する制御回路と、インバータからの高周波電源が供給される放電灯と、この放電灯の寿命末期を検出する寿命末期検出手段と、この寿命末期検出手段による寿命末期の検出の有無に応じた信号を出力する第１の比較回路と、平滑コンデンサの電圧を分圧する分圧比可変の分圧回路と、この分圧回路の分圧比を変えるスイッチング素子と、このスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ状態及び平滑コンデンサの過電圧状態の有無に応じた信号を出力する第２の比較回路と、を備え、第１の比較回路の出力部と第２の比較回路の出力部を接続してＡＮＤ回路を構成し、この接続部からの出力を制御回路およびスイッチング素子へ入力して、放電灯が寿命末期になったとき又は平滑コンデンサが過電圧になったときには、商用電源が再びＯＮされるまで、スイッチング素子のＯＦＦ状態を継続しインバータの駆動を停止させるものである。
【００１１】
さらに、放電灯の装着を検出する放電灯装着検出手段と、この放電灯装着検出手段による装着検出の有無に応じた信号を出力する第３の比較回路と、を備え、第３の比較回路の出力を第２の比較回路および制御回路へ入力して、放電灯を外すことにより、スイッチング素子をＯＮ状態とし、放電灯を装着することにより前記インバータの駆動停止を解除させるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である放電灯点灯装置の回路図である。図において、従来例と同一または相当部分には同一符号を付け、説明を省略する。１４は平滑コンデンサ６の過電圧を検出する分圧回路、１５、１６および１７は抵抗、１８は例えばトランジスタからなるスイッチング素子、１９は比較回路である。
なお、比較回路１３、比較回路１９は、それぞれ第１の比較回路、第２の比較回路を示す。
【００１３】
分圧回路１４は、スイッチング素子１８がＯＮのときは抵抗１５、抵抗１６及び抵抗１７により平滑コンデンサ６の電圧を分圧し、スイッチング素子１８がＯＦＦのときは抵抗１５及び抵抗１６により平滑コンデンサ６の電圧を分圧し、その分圧値を比較回路１９へ入力するものである。
【００１４】
また、分圧回路１４及び比較回路１９において、比較回路１９のしきい値をＶ１０とし、平滑コンデンサ６の電圧が正常であり、かつスイッチング素子１８がＯＮ状態であるのときの分圧回路１４の分圧値をＶ１１、平滑コンデンサ６が過電圧であるときの分圧回路１４の分圧値をＶ１２、平滑コンデンサ６の電圧が正常であり、かつスイッチング素子１８がＯＦＦのときの分圧回路１４の分圧値をＶ１３とした場合に、各値の関係がＶ１１＜Ｖ１０＜Ｖ１２、Ｖ１３になるように抵抗１５、抵抗１６及び抵抗１７並びにしきい値Ｖ１０を設定する。
【００１５】
従って、平滑コンデンサ６の電圧が正常なときには比較回路１９の出力値がハイレベルとなり、平滑コンデンサ６が過電圧になったときには出力値がローレベルとなり、平滑コンデンサ６の電圧が正常、かつスイッチング素子１８がＯＦＦのときには出力値がローレベルとなる。
【００１６】
さらに、比較回路１３及び比較回路１９の各々の出力部を接続し、この接続部からの出力は制御回路８及びスイッチング素子１８のベースへ入力される。比較回路１３及び比較回路１９は両者の出力部を接続することによってＡＮＤ回路を構成することになる。すなわち、比較回路１３及び比較回路１９の出力がともにハイレベルである場合には、制御回路８へハイレベルの出力値が入力され、かつ、スイッチング素子１８がＯＮされることになる。
【００１７】
次に、動作について説明する。
まず、放電灯１１が正常であり、かつ平滑コンデンサ６の電圧が正常である場合について説明する。
比較回路１３の出力値は従来例と同様にハイレベルとなり、比較回路１９の出力値は上記設定によりハイレベルとなるため、制御回路８はハイレベルの出力値が入力されることによりインバータの駆動を継続し、かつスイッチング素子１８はハイレベルの出力値がベースへ入力されることによりＯＮ状態を維持する。これにより、放電灯１１は点灯を継続することになる。
【００１８】
次に、平滑コンデンサ６が過電圧となった場合について説明する。
比較回路１９の出力値は上記の設定よりローレベルとなる。ここで、制御回路８では比較回路１３及び比較回路１９の出力の両方がハイレベルであれば動作を継続し、両者の少なくとも一方がローレベルであれば、インバータ７の動作を停止するため、この場合には制御回路８はインバータ７の動作を停止する。
【００１９】
また、分圧回路１４では比較回路１３及び比較回路１９の出力の両方がハイレベルであれば、スイッチング素子１８のＯＮ状態を維持し、両者の少なくとも一方がローレベルであればスイッチング素子１８がＯＦＦとなるため、この平滑コンデンサ６が過電圧の場合には分圧回路１４ではスイッチング素子１８がＯＦＦとなる。
【００２０】
次に、放電灯１１が寿命末期となった場合について説明する。
比較回路１３の出力値は従来例と同様にローレベルとなるため、制御回路８はインバータ７の動作を停止する。
【００２１】
従って、分圧回路１４、比較回路１３及び比較回路１９はラッチ回路を構成し、スイッチング素子１８は一度ＯＦＦされると、商用交流電源１がＯＦＦとなるまでＯＦＦ状態を継続することとなる。また、スイッチング素子１８がＯＦＦであれば、制御回路８への入力もローレベルを維持することとなり、インバータ７の停止状態を維持することとなる。
【００２２】
よって、放電灯１１が寿命末期となったとき又は平滑コンデンサ６が過電圧になったときには、商用交流電源１が再びＯＮされるまでは、スイッチング素子１８のＯＦＦ状態を継続しインバータ７を停止させることにより、平滑コンデンサ６の劣化、またはインバータ７を構成するスイッチング素子の故障を防止することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２である放電灯点灯装置の回路図である。図において、上記実施の形態１および従来例と同一または相当部分には同一符号を付け、説明を省略する。図において、２０は放電灯装着検出手段、２１は比較回路、２２は抵抗であり、放電灯装着検出手段２０の出力結果は、比較回路２１に入力され、比較回路２１の出力部は、抵抗２２を介して分圧回路１４の出力側に接続され、比較回路１９へ入力される。
なお、比較回路２１は請求項２記載の第３の比較回路を示す。
【００２４】
この回路構成は、比較回路２１のローレベル出力と抵抗２２により分圧回路１４の分圧比を変えるものであり、抵抗２２は、抵抗１７と同等の抵抗値のものとする。また、放電灯装着検出手段２０が放電灯１１が正常に装着されていると検出した場合には比較回路２１の出力値がハイレベルとなり、未装着であると検出した場合にはローレベルとなるように、放電灯装着検出手段２０の出力値および比較回路２１でのしきい値を設定する。
【００２５】
次に動作について説明する。
放電灯１１が正常に点灯されている場合の動作については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
放電灯１１が寿命末期となった場合又は平滑コンデンサ６が過電圧となった場合の動作については、上記実施の形態１と同様にインバータ７の停止状態がラッチされる。
【００２６】
ここで、このインバータ７の停止状態がラッチされた時に、放電灯１１を外した場合について説明する。
比較回路２１の出力は上記設定によりローレベルとなり、分圧比は抵抗１５、抵抗１６及び抵抗２２により決まることとなり、比較回路１９の出力はハイレベルとなる。また、比較回路１３の出力がハイレベルとなる。よって、比較回路１３及び比較回路１９のハイレベル出力を受けて、スイッチング素子１８はＯＮとなり、制御回路８はインバータ７の駆動を再開することになる。
【００２７】
よって、放電灯１１が寿命末期となり、または平滑コンデンサ６が過電圧になることにより、スイッチング素子１８のＯＦＦ状態を継続しインバータ７を停止した場合には、放電灯１１を外すことにより、ラッチを解除し、スイッチング素子１８をＯＮしインバータ７を駆動させることができる。
なお、商用交流電源１をＯＦＦした場合でも、ラッチを解除し、スイッチング素子１８をＯＮしインバータ７を駆動させることができる。
【００２８】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３である放電灯点灯装置の回路図である。図において、上記実施の形態１、２および従来例と同一または相当部分には同一符号を付け、説明を省略する。図において、比較回路２１の出力を制御回路８へ直接入力する経路を設ける。これにより、制御回路８は、比較回路１３、１９及び２１の出力が全てハイレベルとなったときにインバータ７の動作を開始するものとする。
なお、比較回路２１は請求項３記載の第３の比較回路を示す。
【００２９】
次に動作について説明する。
放電灯１１が正常に点灯されている場合の動作については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
放電灯１１が寿命末期となった場合又は平滑コンデンサ６が過電圧となった場合の動作については、上記実施の形態１と同様にインバータ７の停止状態がラッチされる。
【００３０】
ここで、このインバータ７の停止状態がラッチされた時に、放電灯１１を外した場合について説明する。
比較回路１３及び比較回路１９がハイレベルとなり、スイッチング素子１８のラッチが解除される。しかしながら、放電灯１１が未装着であるため、比較回路２１の出力がローレベルであり、インバータ７は停止状態のままである。その後、新たに放電灯１１が装着されることにより、比較回路２１がハイレベルとなり、これにより制御回路８はインバータ７の動作を再開する。
【００３１】
よって、放電灯１１が寿命末期となり、または平滑コンデンサ６が過電圧になることにより、スイッチング素子１８のＯＦＦ状態を継続しインバータ７を停止した場合には、放電灯１１を外すことにより、スイッチング素子１８をＯＮし、新たに放電灯１１が装着されることにより、インバータ７を駆動させることができる。
【００３２】
なお、抵抗２２の抵抗値は、抵抗１７の抵抗値と同等であることが設計の便宜上望ましいが、上記の動作を満足する範囲であれば、他の値を設定してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３４】
第１の比較回路の出力部と第２の比較回路の出力部を接続してＡＮＤ回路を構成し、この接続部からの出力を制御回路およびスイッチング素子へ入力して、放電灯が寿命末期になったとき又は平滑コンデンサが過電圧になったときには、商用電源が再びＯＮされるまで、スイッチング素子のＯＦＦ状態を継続しインバータの駆動を停止させるので、放電灯が寿命末期になった場合や平滑コンデンサが過電圧になった場合でも、スイッチング素子とインバータのラッチ状態にすることができる簡易な回路構成の放電灯点灯装置が得られる。
【００３６】
さらに、放電灯の装着を検出する放電灯装着検出手段と、この放電灯装着検出手段による装着検出の有無に応じた信号を出力する第３の比較回路と、を備え、第３の比較回路の出力を第２の比較回路および制御回路へ入力して、放電灯を外すことにより、スイッチング素子をＯＮ状態とし、放電灯を装着することにより前記インバータの駆動停止を解除させるので、放電灯が寿命末期になった場合や平滑コンデンサが過電圧になった場合でも、放電灯を交換することによりインバータのラッチ状態を解除できる簡易な回路構成の放電灯点灯装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【図４】従来例の放電灯点灯装置の回路図である。
【符号の説明】
１商用交流電源、２整流回路、６平滑コンデンサ、７インバータ、８制御回路、１１放電灯、１２放電灯寿命末期検出手段、１３比較回路、１４分圧回路、１８スイッチング素子、１９比較回路、２０放電灯装着検出手段、２１比較回路。

Claims

商用電源を全波整流する整流回路と、
この整流回路の出力を平滑化する平滑コンデンサと、
この平滑コンデンサからの入力電源を高周波電源に変換するインバータと、
このインバータの駆動を制御する制御回路と、
前記インバータからの高周波電源が供給される放電灯と、
この放電灯の寿命末期を検出する寿命末期検出手段と、
この寿命末期検出手段による寿命末期の検出の有無に応じた信号を出力する第１の比較回路と、
前記平滑コンデンサの電圧を分圧する分圧比可変の分圧回路と、
この分圧回路の分圧比を変えるスイッチング素子と、
このスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ状態及び前記平滑コンデンサの過電圧状態の有無に応じた信号を出力する第２の比較回路と、
を備え、
前記第１の比較回路の出力部と前記第２の比較回路の出力部を接続してＡＮＤ回路を構成し、この接続部からの出力を前記制御回路および前記スイッチング素子へ入力して、前記放電灯が寿命末期になったとき又は前記平滑コンデンサが過電圧になったときには、商用電源が再びＯＮされるまで、前記スイッチング素子のＯＦＦ状態を継続し前記インバータの駆動を停止させることを特徴とする放電灯点灯装置。
前記放電灯の装着を検出する放電灯装着検出手段と、
この放電灯装着検出手段による装着検出の有無に応じた信号を出力する第３の比較回路と、
を備え、
前記第３の比較回路の出力を前記第２の比較回路および前記制御回路へ入力して、前記放電灯を外すことにより、前記スイッチング素子をＯＮ状態とし、前記放電灯を装着することにより前記インバータの駆動停止を解除させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。