JP4088911B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電圧を放電灯に印加して点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は従来の放電灯点灯装置の回路図である。図において、DBは商用交流電源ACの投入により印加される交流電圧を脈流電圧に整流する整流回路である。また、DCは平滑回路である。平滑回路DCは、少なくとも以下の(1)〜(6)の素子及び回路で構成されている。
(1)整流回路DBの正極側に挿入された昇圧チョークT1
(2)ダイオードD1
(3)ダイオードD1と整流回路DBの負極側との間に設けられた電源平滑コンデンサC11
(4)昇圧チョークT1と整流回路DBの負極側との間に設けられたMOS−FETQ1(以下、「DCスイッチング素子Q1」という)
(5)整流回路DBの正極側と後述するインバータ回路IV側のダイオードD13との間に挿入された発振起動用の起動抵抗R52
(6)出力端がDCスイッチング素子Q1のゲートに接続された平滑発振回路IC1(以下、DC発振回路IC1という)
【0003】
DC発振回路IC1は、起動抵抗R52を介して流れる電流によりコンデンサC30の電圧が一定値以上になると、数十kHzの高周波信号を発振し、DCスイッチング素子Q1をオン/オフさせる。DCスイッチング素子Q1のオン期間には昇圧チョークT1に電流が流れる。また、オフ期間には昇圧チョークT1に蓄えられたエネルギにより、ダイオードD1を介して電源平滑コンデンサC11を充電させて脈流電圧よりも高い電圧に昇圧する。
【0004】
IVはインバータ回路である。インバータ回路IVは少なくとも以下の(1)〜(8)の素子及び回路で構成されている。
(1)正極がダイオードD13のカソード側に接続され、負極が整流回路DBの負極側に接続された制御電源用のコンデンサC30
(2)電源平滑コンデンサC11の両端間に設けられた直列接続のIVスイッチング素子Q2及びQ3(ダイオードを含む)
(3)起動抵抗R52とコンデンサC30との間に挿入されたダイオードD13
(4)端子1がそのダイオードD13のカソード側に接続され、端子2がIVスイッチング素子Q2のゲートに接続され、端子3がIVスイッチング素子Q2,Q3の接続点に接続され、端子4がIVスイッチング素子Q3のゲートに接続され、端子5がランプ接続検出回路CNに接続されたインバータ発振回路IC2(以下、IV発振回路IC2という)
(5)カソードが抵抗R52とダイオードD13との接続点に接続された定電圧ダイオードZD1
(6)定電圧ダイオードZD1のカソードとIVスイッチング素子Q2、Q3の接続点との間に挿入され、IVスイッチング素子Q2、Q3の保護を図るためのスナバ(Snubber )抵抗R21及びスナバコンデンサC17
(7)IVスイッチング素子Q2及びQ3の接続点と蛍光ランプLA1の予熱電極F11との間に挿入されたバラストチョークT2及びカップリングコンデンサC22
(8)蛍光ランプLA1に並列に接続された始動コンデンサC23
【0005】
IV発振回路IC2は、商用交流電源ACが投入され、コンデンサC30の充電電圧が動作電圧に達すると数十kHzの高周波信号を発振する。この発振に基づいてIVスイッチング素子Q2、Q3は交互にオンする。その電流により、スナバ抵抗R21、スナバコンデンサC17、ダイオードD13を経てコンデンサC30に電荷を充電すると共に、蛍光ランプLA1側に供給する。
【0006】
ランプ接続検出回路CNは少なくとも以下の(1)及び(2)の素子で構成されている。
(1)ダイオードD13のカソード側と蛍光ランプLA1の予熱電極F12との間に挿入された抵抗R60及びR61(R60》R61)
(2)正極がその抵抗R60、R61の接続点を介してIV発振回路IC2の端子5に接続され、負極がIVスイッチング素子Q3のソース側に接続された接続コンデンサC31
【0007】
蛍光ランプLA1の予熱電極F12が接続されている場合は、抵抗R60を介して流れる電流が予熱電極F12側に流れるので、接続コンデンサC31に充電される電圧、すなわちIV発振回路IC2の端子5に印加する電圧は低くなる。予熱電極F12が接続されていない場合は、その電流が接続コンデンサC31側に流れ、充電電圧が上昇する。この電圧が所定値に達した場合、IV発振回路IC2は端子2、端子4に高周波信号を出力する。
【0008】
次に従来の放電灯点灯装置の動作を説明する。商用交流電源ACが投入されると、整流回路DBがその交流電圧を脈流電圧に整流する。その電流は昇圧チョークT1及びダイオードD1を介して電源平滑コンデンサC11に流れ、電源平滑コンデンサC11を充電する。また、整流回路DBからの電流は、起動抵抗R52→ダイオードD13→抵抗R60→抵抗R61→蛍光ランプLA1の予熱電極F12を介して整流回路DBの負極側に流れると共に、ダイオードD13を介した電流が起動電流として制御電源用のコンデンサC30に供給される。コンデンサC30の充電電圧がIV発振回路IC2の動作電圧に達すると、IV発振回路IC2は、数十kHzの高周波信号を発振してIVスイッチング素子Q2、Q3を交互にオンする。IVスイッチング素子Q2がオンされた際、電源平滑コンデンサC11からの大きな直流電流がIVスイッチング素子Q2→スナバコンデンサC17→スナバ抵抗R21→ダイオードD13を介してコンデンサC30に流れる。このときDC発振回路IC1は、数十kHzの高周波信号を発振してDCスイッチング素子Q1をオン/オフし、昇圧チョークT1の昇圧作用により電源平滑コンデンサC11の充電電圧を昇圧させる。
【0009】
IV発振回路IC2の動作により、インバータ回路IVのIVスイッチング素子Q2がオンしたときは、電源平滑コンデンサC11→スイッチング素子Q2→バラストチョークT2→カップリングコンデンサC22→予熱電極F11→始動コンデンサC23→予熱電極F12→電源平滑コンデンサC11の閉ループで電流が流れる。また、IVスイッチング素子Q3がオンしたときは、カップリングコンデンサC22→バラストチョークT2→IVスイッチング素子Q3→予熱電極F12→始動コンデンサC23→予熱電極F11→カップリングコンデンサC22の閉ループで電流が流れ、バラストチョークT2、予熱電極F11、始動コンデンサC23及び予熱電極F12の直列回路に高周波電流が流れる。このとき、C22》C23の関係から、バラストチョークT2と始動コンデンサC23との間で生じるLC直列共振により始動コンデンサC23の高周波電圧が蛍光ランプLA1に印加される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、商用交流電源ACを投入したまま蛍光ランプLA1を外さなければならないことがある。このような場合、前述した従来の放電灯点灯装置において、予熱電極F12を接続したまま予熱電極F11が外されても、ランプ接続検出回路CNは蛍光ランプが外されたり、異常だったりすることを検出できない。そのため、制御電源用のコンデンサC30に電流が流れ続け、DC発振回路IC1とIV発振回路IC2とは発振動作を継続するので、外した予熱電極F11に触れた場合には感電する危険性があった。また、蛍光ランプLA1が長時間にわたって外されていても、抵抗R52及びダイオードD13を介してコンデンサC30に電流が供給され、DC発振回路IC1は発振動作を継続しているので、その消費電力が無駄になっていた。
【0011】
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、蛍光ランプ交換時等の感電を防止し、また、商用交流電源ACが投入されたまま蛍光ランプが長時間にわたって外されていても、消費される電力を減らすことができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る放電灯点灯装置は、商用交流電源の交流電圧を整流し、脈流出力電圧にする整流回路と、整流回路の脈流出力電圧を昇圧した直流電圧にする平滑回路と、インバータ発振回路を有し、インバータ発振回路を動作させて直流電圧を高周波電圧に変換し、その高周波電圧に基づいて1又は複数の放電灯を点灯させるインバータ回路とで構成された放電灯点灯装置において、インバータ回路に接続され、抵抗とコンデンサとの直列回路から構成されるスナバ回路から電力を得て、インバータ回路が発振しているときに、インバータ制御回路に電力を供給する平滑回路を構成する平滑発振回路と、インバータ回路に接続されている放電灯が外され、かつ、インバータ回路のスイッチング素子の一方がオンしたとき、スナバ回路のコンデンサに充電されている電荷が放電灯のフィラメントを介さずに急激に放電されて発生するパルス電圧を検出して、インバータ回路の発振を停止させる検出回路とを備える。
【0013】
また、本出願に係る放電灯点灯装置は、商用交流電源供給開始時には、放電灯の両方の予熱電極を経由させて、少なくともインバータ発振回路を起動させるために必要な電力を供給し、インバータ発振回路動作時には、インバータ発振回路の動作に基づいて流れる電流により、インバータ発振回路及び平滑発振回路に電力を供給する。
【0014】
また、本発明に係る放電灯点灯装置のインバータ回路は、平滑回路の出力端子に一対のインバータスイッチング素子が直列接続され、一対のインバータスイッチング素子のうち、平滑回路の負極側に接続されたインバータスイッチング素子の両端と、放電灯に供給する電流を制限するバラストチョークとカップリングコンデンサとが放電灯を介して接続された直列回路とが接続され、また、インピーダンス及びダイオードによる直列回路で構成される高周波帰還回路を介して、平滑回路の平滑スイッチング素子をスイッチングする平滑発振回路の電源端子とインバータ回路インバータスイッチング素子をスイッチングするインバータ発振回路の電源端子と一対のインバータスイッチング素子の接点とが接続されており、商用交流電源の供給時には、平滑回路の正極側の出力端子に接続された起動抵抗、バラストチョーク、放電灯の一方の予熱電極、放電灯の両端に接続された起動抵抗、放電灯の他方の予熱電極、カップリングコンデンサの正極側に接続された起動抵抗を経路として流れる電流により、平滑発振回路の電源端子及びインバータ発振回路の電源端子に起動のための電力を供給するようにした。
【0015】
また、本出願に係る放電灯点灯装置は、インピーダンス及びダイオードによる直列回路で構成される高周波帰還回路の代わりに、高周波帰還回路を、インピーダンスと2つの分離ダイオードとの直列回路で構成し、一方の分離ダイオードと平滑発振回路の電源端子とを接続し、もう一方の分離ダイオードとインバータ発振回路の電源端子とを接続して、商用交流電源の供給時には、インバータ発振回路の電源端子だけに起動のための電力を供給するようにした。
【0016】
また、本発明に係る放電灯点灯装置では、互いに直列接続された複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、複数の放電灯の、それぞれの一方の予熱電極、放電灯の両端に接続された起動抵抗、放電灯の他方の予熱電極を経路として電流を流すようにした。
【0017】
また、本出願に係る放電灯点灯装置は、平滑回路において電力を消費する平滑発振回路とは別の負荷と、インバータ回路において電力を消費するインバータ発振回路とは別の負荷との両方を平滑発振回路の電源端子に接続するようにした。
【0018】
また、本発明に係る放電灯点灯装置では、互いに直列接続された2つの放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、2つの放電灯のうち、バラストチョークとカップリングコンデンサとを接続している方の予熱電極側にある2つのランプソケットを固定にした上で、商用交流電源の供給時には、平滑回路の正極側の出力端子に接続された起動抵抗、2つの放電灯の一方の放電灯で固定されたランプソケットに接続されていない方の予熱電極、2つの放電灯の他方の放電灯で固定されたランプソケットに接続されていない方の予熱電極、インバータ発振回路の電源端子に接続された起動抵抗の経路で流れる電流により、平滑発振回路の電源端子及びインバータ発振回路の電源端子に起動のための電力を供給するようにした。
【0019】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。図1において、図8と同じ図番を付しているものは、前述したそれぞれの素子や回路と同様の動作を行うので説明を省略する。R1、R2及びR3は起動抵抗である。R1の両端は、それぞれダイオードD1のカソード側とIV発振回路IC2の端子3に接続されている。R2は、予熱電極F11及びF12と直列に、始動コンデンサC23とは並列に接続されている。R3の両端は、予熱電極F12と電流制御用のコンデンサC30との間に接続されている。また、本実施の形態に係るランプ異常検出回路APは、定電圧ダイオードZD2、抵抗R62、コンデンサC32及び検出抵抗R63で構成される。
【0020】
本実施の形態は、商用交流電源ACが投入されていても、IV発振回路IC2が発振動作が止めれば、コンデンサC30への電流が供給されないようにする。コンデンサC30には、従来のように起動抵抗R52等を介した直接の電流供給がないので、DC発振回路IC1にも電力は供給されず、DC発振回路IC1の発振動作が止まる。そのため無駄な電力消費をせずにすむ。また、蛍光ランプLA1の予熱電極F11、F12のどちらから外した(外れた)としても、IV発振回路IC2の発振動作を停止できるようにし、感電防止を図るようにする。
【0021】
図2は、第1の実施の形態における通常時の電源平滑コンデンサC11の負極側を基準とする電位と時間との関係を表す図である。次に図1及び図2に基づいて動作について説明する。まず、商用交流電源ACの供給時(投入時)には、電源平滑コンデンサC11→起動抵抗R1→予熱電極F11→起動抵抗R2→予熱電極F12→起動抵抗R3を経て、コンデンサC30に電流が供給される。電流供給によりコンデンサC30が蓄えた電荷に基づく電圧が、DC発振回路IC1及びIV発振回路IC2を起動させるために必要な電圧に達すると、DC発振回路IC1は発振動作を開始し、DCスイッチング素子Q1をオン/オフする。また、IV発振回路IC2は、数十kHzの高周波信号を発振してIVスイッチング素子Q2、Q3を交互にオンする。そのため、IV発振回路IC2の端子3における電圧波形は図2のようになる。なお、このような経路を通して電流が供給されるため、商用交流電源ACが投入されても蛍光ランプLA1が外れていれば、コンデンサC30には電流が供給されないことになる。
【0022】
IV発振回路IC2が発振が開始されると、IVスイッチング素子Q2がオンしたときに、スナバコンデンサC17、スナバ抵抗R21、ダイオードD13を経てコンデンサC30への電流供給が行われる。これは逆に言えばIVスイッチング素子Q2がオンしていなければ、つまり、発振動作が行われていなければコンデンサC30へは電流供給ができないことを意味する。ここで、IV発振回路IC2が発振を停止するのは、端子5にランプ異常検出回路APからの信号が入力された場合である。
【0023】
図3は検出抵抗R63に流れる電流波形を表す図である。通常は図3(a)のような波形である。ここで、予熱電極F11又はF12のどちらかが外されると、負荷回路による共振の条件が変化する。そして、IVスイッチング素子Q3がオンすると、スナバコンデンサC17に印加している高電圧のチャージが、スナバコンデンサC17→IVスイッチング素子Q3→検出抵抗R63→アース→定電圧ダイオードZD1→スナバ抵抗R21→スナバコンデンサC17の閉ループにより放電する。そのため、図3(b)のように検出抵抗63にパルス状の大電流が流れるために、高周波の毎サイクルで定電圧ダイオードZD2のツェナー電圧を越える。このようにしてIV発振回路IC2の端子5に流れる電流が信号となり、IV発振回路IC2は発振を停止する。IV発振回路IC2が発振を停止すると、前述したようにコンデンサC30に電流供給がされないので、DC発振回路IC1も発振動作を停止する。これは予熱電極F11又はF12のどちらを先に外しても起こることである。
【0024】
以上のように第1の実施の形態によれば、従来のように、商用交流電源ACが投入されている限り、整流回路DBからの電流が起動抵抗R52を介してコンデンサC30に電流を供給し続け、DC発振回路IC1の発振動作を続かせてしまうことを防ぎ、IV発振回路IC2が発振を停止すると、コンデンサC30への電流供給を停止し、DC発振回路IC1の発振動作も停止するようにしたので、無駄な電力消費を防ぐことができる。また、予熱電極F11又はF12のどちらを先に外しても、IV発振回路IC2の端子5に信号が入力され、IV発振回路IC2が発振を停止するようにしたので、商用交流電源ACを投入したままで蛍光ランプLA1を外したとしても感電を防止することができる。
【0025】
実施の形態2.
図4は本発明の第2の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。図4において、図1と同じ図番を付しているものは、第1の実施の形態で説明したそれぞれの素子や回路と同様の動作を行うので説明を省略する。R4、R5及びR6は起動抵抗である。起動抵抗R4、R5及びR6は、基本的には第1の実施の形態で説明した起動抵抗R1、R2及びR3と同じである。ただ、本実施の形態では、起動抵抗R4、R5及びR6は、電力ロスを減らすために起動抵抗R1、R2及びR3よりも大きな値を採る。D2及びD3は分離ダイオードである。分離ダイオードD2及びD3は、第1の実施の形態で説明したダイオードD13の役割をそれぞれDC発振回路IC1用、IV発振回路IC2用に分けたものである。またC9及びC16は、それぞれDC発振回路IC1、IV発振回路IC2の制御電源用のコンデンサである。
【0026】
第1の実施の形態におけるコンデンサC30は、DC発振回路IC1及びIV発振回路IC2の制御電源の役割を果たしている。そのため、起動時には、DC発振回路IC1とIV発振回路IC2との双方を起動(発振動作)させるために必要な電流をコンデンサC30に供給する必要がある。ここで、IV発振回路IC2が発振動作を開始すれば、第1の実施の形態で説明したように、スナバコンデンサC17及びスナバ抵抗R21を介して起動時の電流よりも大きな電流が供給される。起動時にはIV発振回路IC2が動作を開始するために必要な電流だけを供給し、IV発振回路IC2の動作開始を優先させればよい。
【0027】
そこで本実施の形態は、従来、ダイオードD13とコンデンサC30とで行っていた役割を、DC発振回路IC1用、IV発振回路IC2用にそれぞれ分離ダイオードD2とコンデンサC9、ダイオードD3とコンデンサC16で行う。そして起動時にはコンデンサC16だけに電流供給をしてIV発振回路IC2を優先して起動させ、IV発振回路IC2が発振動作を開始するとコンデンサC9にも電流を供給して、DC発振回路IC1にも発振動作を行わせるようにする。これで起動時に供給する電流は小さくてよくなり、起動抵抗R4、R5及びR6を大きく採れるので、V2 /Rより電力ロスを減らすことができる。
【0028】
また、蛍光ランプLA1が外されたわけではないが、ランプの不良や寿命により、IV発振回路IC2が発振を停止した場合に、その発振の停止を維持する動作を行わせるために、IV発振回路IC2に起動時と同様の経路で電流を供給しなければならない。この場合も、動作させるのはIV発振回路IC2だけでよいので、上記のような構成にしておけば、供給する電流は小さくてよく、DC発振回路IC1を無駄に動作させる必要もない。
【0029】
実施の形態3.
図5は本発明の第3の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。図5において、前述した図と同じ図番を付しているものは、前述したそれぞれの素子や回路と同様の動作を行うので説明を省略する。LA2は、予熱電極F21及びF22を有する、蛍光ランプLA1と同様の蛍光ランプである。またT3はトランスのバラストチョークである。バラストチョークT3は前述したバラストチョークT2と同様の役割を果たすと共に、予熱電極F12及びF22に電流を供給する役割を果たす。コンデンサC26は、予熱電極F12及びF22が接続されていないと電流が流れないようにするものである。R7、R8、R9及びR10は起動抵抗である。起動抵抗R7、R8、R9及びR10も、基本的には第1の実施の形態で説明した起動抵抗R1、R2及びR3と同じである。起動抵抗R9は、蛍光ランプLA1側に予熱電極F11とF12との間に直列に接続されている。また、起動抵抗R10は、蛍光ランプLA2側に予熱電極F21とF22との間に直列に接続されている。
【0030】
本実施の形態は第2の実施の形態のような放電灯点灯装置の構成を2つの放電灯を制御する放電灯点灯装置に適用したものである。本実施の形態においても、起動時にIV発振回路IC2だけが発振動作を開始するための電流をコンデンサC16に供給すればいいので、起動抵抗R7、R8、R9及びR10を大きく採ることができ、電力ロスを減らすことができる。
【0031】
ここで、予熱電極F12又はF22が外れたときにIV発振回路IC2が発振を停止するまでのプロセスが1灯の蛍光ランプが外れた場合と異なるので説明しておく。予熱電極F12又はF22が外れた場合、バラストチョークT2と始動コンデンサC23との間で行われるLC直列共振により、検出抵抗R63に大きな正の電流が周期的に流れ、定電圧ダイオードZD2のツェナー電圧を越える(前述した図3(a)の正の部分が大きくなり、ツェナー電圧を越える)。このようにしてIV発振回路IC2の端子5に流れる電流が信号となり、IV発振回路IC2は発振を停止する。予熱電極F11又はF12が外れた場合は、第1の実施の形態で説明した1灯の蛍光ランプの場合と同様のプロセスでIV発振回路IC2は発振を停止する。
【0032】
実施の形態4.
図6は本発明の第4の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。図6において、前述した図と同じ図番を付しているものは、前述したそれぞれの素子や回路と同様の動作を行うので説明を省略する。Z1はDC制御負荷である。DC制御負荷Z1は、図示した素子や回路以外に平滑回路DCを構成する素子や回路に係る負荷である。また、Z2はIV制御負荷である。IV制御負荷Z2は、図示した素子や回路以外にインバータ回路IVを構成する素子や回路に係る負荷である。
【0033】
第2及び3の実施の形態でそれぞれDC発振回路IC1用、IV発振回路IC2用として分離ダイオードD2、D3及びコンデンサC9、C16を設けて、それぞれの動作に必要な電流を独立に供給させるようにした。
【0034】
実際には、制御電源用のコンデンサは、DC発振回路IC1、IV発振回路IC2だけではなく、他の負荷にも電力を供給しなければならず、これを考慮して起動抵抗R7、R8、R9及びR10の抵抗値を定める必要がある。そこで本実施の形態では、平滑回路DCのDC制御負荷Z1はもとより、インバータ回路IVのIV制御負荷Z2についても、コンデンサC9により電力供給を受けるようにした。そして、起動時にコンデンサC16に供給される電流をIV発振回路IC2の起動のためだけに用いるようにした。このため、起動時に供給する電流は小さくてよくなり、起動抵抗R7、R8、R9及びR10の抵抗値をより大きく採ることができ、電力ロスを減らすことができる。
【0035】
実施の形態5.
図7は本発明の第5の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。図7において、前述した図と同じ図番を付しているものは、前述したそれぞれの素子や回路と同様の動作を行うので説明を省略する。R11及びR12は起動抵抗である。
【0036】
第4の実施の形態は、起動抵抗としてR7、R8、R9及びR10の4つの抵抗を用いていた。本実施の形態では、R11及びR12の2つだけを起動抵抗として用いることで、より電力ロスを減らすようにしたものである。ただし、本実施の形態のような構成を採ることができるようにするためには、予熱電極F12及びF22が予熱電極F11及びF21よりも先に取り付けられてはならない。というのは、予熱電極F12及びF22が先に取り付けられるとIV発振回路IC2が発振動作を開始し、検出抵抗R62には図3(b)と同じ電流が流れ、IV発振回路IC2の端子5に信号が送信されて、IV発振回路IC2は発振を停止する。したがって、その後、予熱電極F11あるいはF21が取り付けられても、蛍光ランプLA1及びLA2が点灯しないという問題が発生する。そこで、構造上、予熱電極F12側及びF22側のランプソケットを固定式にし、ランプ装着時に、予熱電極F12あるいはF22が最後に取り付けられるようにする。
【0037】
図8は第5の実施の形態における通常時の電源平滑コンデンサC11の負極側を基準とする電位と時間との関係を表す図である。商用交流電源ACの投入時(起動時)には、電源平滑コンデンサC11、起動抵抗R11、予熱電極F12、予熱電極F22、起動抵抗R12を経て、コンデンサC16に電流が供給される。これによりコンデンサC16がIV発振回路IC2を起動させるために必要な電圧に達すると、IV発振回路IC2は発振動作を開始する。これにより、R11及びR12の2つだけを起動抵抗として用いることができるので、より電力ロスを減らすことができる。動作を開始すると、予熱電極F11、F12における電圧はバラストチョークT3の2次側コイルの影響で図8のような波形になる。
【0038】
【発明の効果】
以上のように本出願に係る発明によれば、例えば検出手段が検出することにより、放電灯の両予熱電極の少なくとも一方が異常となると、インバータ発振回路の発振動作を停止させるようにしたので、放電灯の予熱電極のどちらを先に外しても、商用交流電源を投入したままで放電灯を外したとしても感電を防止することができる。これは、放電灯が1つであっても複数であっても有効に用いることができる。
【0039】
また、本出願に係る放電灯点灯装置は、商用交流電源供給開始時には、放電灯の両方の予熱電極を経由させて、少なくともインバータ発振回路を起動させるために必要な電力を供給し、インバータ発振回路動作時には、インバータ発振回路の動作に基づいて例えばスナバ回路を流れる電流により、インバータ発振回路及び平滑発振回路に電力を供給するようにしたので、例えば、商用交流電源供給開始時に放電灯が外されていれば、インバータ発振回路が発振動作せず、また、動作時においても、放電灯が外されてインバータ発振回路が発振動作を停止することにより平滑発振回路の発振動作も停止するので、長時間放電灯が外されていても無駄な電力消費を防ぐことができる。
【0040】
また、本出願に係る発明によれば、インバータ回路を、平滑回路の出力端子に一対のインバータスイッチング素子を直列接続し、一対のインバータスイッチング素子のうち、平滑回路の負極側に接続されたインバータスイッチング素子の両端と、放電灯に供給する電流を制限するバラストチョークとカップリングコンデンサとが放電灯を介して接続された直列回路とを接続し、また、インピーダンス及びダイオードによる直列回路で構成した高周波帰還回路を介して、平滑回路の平滑スイッチング素子をスイッチングする平滑発振回路の電源端子とインバータ回路インバータスイッチング素子をスイッチングするインバータ発振回路の電源端子と一対のインバータスイッチング素子の接点とを接続して構成し、商用交流電源の供給時には、平滑回路の正極側の出力端子に接続された起動抵抗、バラストチョーク、放電灯の一方の電極、放電灯の両端に接続された起動抵抗、放電灯の他方の電極、カップリングコンデンサの正極側に接続された起動抵抗を経路として流れる電流により、平滑発振回路の電源端子及びインバータ発振回路の電源端子に起動のための電力を供給するようにしたので、インバータ発振回路が発振を停止すると、並列発振回路の発振動作も停止するように構成でき、長い間放電灯が外されていた場合でも無駄な電力消費を防ぐことができる。また、商用交流電源を投入したままで放電灯の予熱電極のどちらを先に外しても感電を防止することができる。
【0041】
また、本出願に係る発明によれば、インピーダンスと2つの分離ダイオードとの直列回路で高周波帰還回路を構成し、一方の分離ダイオードと平滑発振回路の電源端子とを接続し、もう一方の分離ダイオードとインバータ発振回路の電源端子とを接続して、商用交流電源の供給時にはインバータ発振回路の電源端子だけに起動のための電力を供給するようにしたので、起動時に供給する電力は少なくてすみ、起動抵抗を大きく採ることができるので、起動抵抗による電力ロスを減らすことができる。
【0042】
また、本出願に係る発明によれば、複数の放電灯の、それぞれの一方の電極、放電灯の両端に接続された起動抵抗、放電灯の他方の電極を経路として電流を流すようにしたので、複数の放電灯を制御する場合においても無駄な電力消費及び感電を防止することができる。
【0043】
また、本出願に係る発明によれば、平滑回路において電力を消費する平滑発振回路とは別の負荷と、インバータ回路における負荷をも平滑発振回路の電源端子に接続するようにしたので、起動時に供給する電力はインバータ発振回路を動作させるために必要な分だけでよく、起動抵抗を大きく採ることができるので、起動抵抗による電力ロスを減らすことができる。
【0044】
また、本出願に係る発明によれば、2つの直列接続された放電灯のうち、共通接続されている電極側にある2つのランプソケットを固定にした上で、商用交流電源の供給時には、平滑回路の正極側の出力端子に接続された起動抵抗、2つの放電灯の固定したランプソケット側で共通接続された2つの電極、2つの放電灯の他方の放電灯で固定されたランプソケットに接続されていない方の電極、インバータ発振回路の電源端子に接続された起動抵抗の経路で流れる電流により、平滑発振回路の電源端子及びインバータ発振回路の電源端子に起動のための電力を供給するようにしたので、起動抵抗を2つだけ用いればよくなり、電力ロスを減らすことができる。また、固定するランプソケットを選択的に用いることにより、最後に装着される電極を決めるようにしたので、このような構成を採っても全ての電極が装着された時点で正常にインバータ回路が発振を開始し、放電灯が点灯する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図2】 第1の実施の形態における通常時の電源平滑コンデンサC11の負極側を基準とする電位と時間との関係を表す図である。
【図3】 検出抵抗R63に流れる電流波形を表す図である。
【図4】 本発明の第2の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図5】 本発明の第3の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図6】 本発明の第4の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図7】 本発明の第5の実施の形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【図8】 第5の実施の形態における通常時の電源平滑コンデンサC11の負極側を基準とする電位と時間との関係を表す図である。
【図9】 従来の放電灯点灯装置の回路図である。
【符号の説明】
AC 商用交流電源、DB 整流回路、IV インバータ回路、CN ランプ接続検出回路、AP ランプ異常検出回路、IC1 DC発振回路、IC2 IV発振回路、T1 昇圧チョーク、T2 バラストチョーク、Q1 DCスイッチング素子、Q2、Q3 IVスイッチング素子、D1、D13 ダイオード、D2、D3 分離ダイオード、ZD1、ZD2 定電圧ダイオード、LA1、LA2 蛍光ランプ、F11、F12、F21、F22 予熱電極、C22 カップリングコンデンサ、C23 始動コンデンサ、C31 接続コンデンサ、C11 電源平滑コンデンサ、C17 スナバコンデンサ、C9、C16、C26、C30、C32 コンデンサ、R21 スナバ抵抗、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12 起動抵抗、R60、R61、R62 抵抗、R63 検出抵抗、Z1 DC制御負荷、Z2 IV制御負荷。
Claims (7)
- 商用交流電源の交流電圧を整流し、脈流出力電圧にする整流回路と、前記整流回路の脈流出力電圧を昇圧した直流電圧にする平滑回路と、インバータ発振回路を有し、前記インバータ発振回路を動作させて前記直流電圧を高周波電圧に変換し、その高周波電圧に基づいて1又は複数の放電灯を点灯させるインバータ回路とで構成された放電灯点灯装置において、
前記インバータ回路に接続され、抵抗とコンデンサとの直列回路から構成されるスナバ回路から電力を得て、前記インバータ回路が発振しているときに、前記インバータ制御回路に電力を供給する前記平滑回路を構成する平滑発振回路と、
前記インバータ回路に接続されている前記放電灯が外され、かつ、前記インバータ回路のスイッチング素子の一方がオンしたとき、前記スナバ回路の前記コンデンサに充電されている電荷が前記放電灯の前記フィラメントを介さずに急激に放電されて発生するパルス電圧を検出して、前記インバータ回路の発振を停止させる検出回路と
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。 - 前記商用交流電源供給開始時には、前記放電灯の両方の予熱電極を経由させて、少なくとも前記インバータ発振回路を起動させるために必要な電力を供給し、
前記インバータ発振回路動作時には、前記インバータ発振回路の動作に基づいて流れる電流により、前記インバータ発振回路及び前記平滑発振回路に電力を供給することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。 - 前記インバータ回路は、
前記平滑回路の出力端子に一対のインバータスイッチング素子が直列接続され、
前記一対のインバータスイッチング素子のうち、前記平滑回路の負極側に接続されたインバータスイッチング素子の両端と、前記放電灯に供給する電流を制限するバラストチョークとカップリングコンデンサとが前記放電灯を介して接続された直列回路とが接続され、
また、インピーダンス及びダイオードによる直列回路で構成される高周波帰還回路を介して、前記平滑回路の平滑スイッチング素子をスイッチングする平滑発振回路の電源端子とインバータ回路インバータスイッチング素子をスイッチングするインバータ発振回路の電源端子と前記前記一対のインバータスイッチング素子の接点とが接続されており、
前記商用交流電源の供給時には、前記平滑回路の正極側の出力端子に接続された起動抵抗、前記バラストチョーク、前記放電灯の一方の予熱電極、前記放電灯の両端に接続された起動抵抗、前記放電灯の他方の予熱電極、前記カップリングコンデンサの正極側に接続された起動抵抗を経路として流れる電流により、平滑発振回路の電源端子及びインバータ発振回路の電源端子に起動のための電力を供給することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 - 前記インピーダンス及び前記ダイオードによる直列回路で構成される高周波帰還回路の代わりに、
前記高周波帰還回路を、インピーダンスと2つの分離ダイオードとの直列回路で構成し、一方の分離ダイオードと平滑発振回路の電源端子とを接続し、もう一方の分離ダイオードとインバータ発振回路の電源端子とを接続して、
前記商用交流電源の供給時には、インバータ発振回路の電源端子だけに起動のための電力を供給することを特徴とする請求項3記載の放電灯点灯装置。 - 互いに直列接続された複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置においては、前記複数の放電灯の、それぞれの一方の予熱電極、前記放電灯の両端に接続された起動抵抗、前記放電灯の他方の予熱電極を経路として電流を流すことを特徴とする請求項3又は4のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 前記平滑回路において電力を消費する前記平滑発振回路とは別の負荷と、前記インバータ回路において電力を消費する前記インバータ発振回路とは別の負荷との両方を前記平滑発振回路の電源端子に接続することを特徴とする請求項4又は5のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 互いに直列接続された2つの放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、
2つの直列接続された放電灯のうち、共通接続されている予熱電極側にある2つのランプソケットを固定にした上で、
前記商用交流電源の供給時には、前記平滑回路の正極側の出力端子に接続された起動抵抗、前記2つの放電灯の固定したランプソケット側で共通接続された2つの予熱電極、インバータ発振回路の電源端子に接続された起動抵抗の経路で流れる電流により、平滑発振回路の電源端子及びインバータ発振回路の電源端子に起動のための電力を供給することを特徴とする請求項3又は4のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
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