JP4293743B2 - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電灯に高周波電力を印加してそれを発光させる無電極放電灯点灯装置、特に、その始動性を改善した無電極放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の無電極放電灯点灯装置として、特開昭63−207100号(特許第2517944号)が存在する。このものを、図6に基づいて説明する。図において、1は直流電源部、2は高周波電力発生部、3は誘導コイル、4は無電極放電灯(負荷)、2aは発振回路部、2bは中間増幅部、2cは電力増幅部、2dはマッチング回路部、Cは調光制御部、Caはその調整器、Dは調光遅延手段である。
【0003】
このものは、次のように動作する。まず最初に、調整器Caにより調光比を設定する。次いで、電源を投入すると、直流電源部1の直流電圧が高周波電力発生部2に印加され、それが連続的な高周波電力を出力し得る状態になる。無電極放電灯4の始動に際しては、これが少なくともアーク状放電を維持できる状態になるまで、調光遅延手段Dにより調光制御部Cの調光制御信号の中間増幅部2bへの出力を所定時間遅延させる。このため、その出力開始を遅延させている間、発振回路部2aにより生成される信号は、中間増幅部2b、電力増幅部2c、マッチング回路部2dを経て連続的な高周波電力として誘導コイル3に印加され、これにより、誘導コイル3には数MHzから数100MHzの高周波電流が流れ、無電極放電灯4の内部がグロー状放電からアーク状放電に移行させられるのである。そして、電源投入から所定時間経過した後、すなわち、無電極放電灯4が良好なアーク状放電を維持できる状態になると、調光遅延手段Dの動作を停止し、調整器Caにより設定している調光比に基づく調光制御下の点灯動作となる。
【0004】
この調光遅延手段Dの動作を、図7に基づいてさらに詳述する。最初の調整器Caによる調整は、図7(f)に示すように、そのオンデユーティをT11/Tの調光比αとする。次いで、電源を投入すると、直流電源部1の直流電圧が高周波電力発生部2の発振回路部2aに印加され、発振回路部2aは図7(a)に示すような連続的な高周波電圧を生成する。電源投入から所定時間経過後まで、すなわち、無電極放電灯4が良好なアーク状放電を維持できる状態になるまで、調光遅延手段Dの動作により、調光制御部Cの調光制御信号の中間増幅部2bへの出力を停止しているので、高周波電力発生部2の出力は図7(a)に示す発振回路部2aの高周波電圧波形を増幅した連続的な高周波電力となる。この連続的な高周波電力(定格値)が印加される誘導コイル3は、速やかに、無電極放電灯4の内部に一定以上のプラズマを生じさせ、グロー状放電からアーク状放電に移行させられるのである。
【0005】
そして、電源投入から所定時間(通常、数10ms〜数100ms)経過した後、調光遅延手段Dの動作を停止して調光制御部Cの調光制御信号の中間増幅部2bへの出力を開始し、既に設定している調光比αによる調光制御下の点灯動作となる。ここで、調光制御信号におけるT11はオン期間、T12はオフ期間、Tは周期であり、周期Tはチラツキ感のない値に設定している。
なお、調光遅延手段Dは、電源投入から所定時間、図7(d)〜(f)にそれぞれ示すような調光制御部Cの調光制御信号を段階的に、あるいは連続的に出力するようにしてもよい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のものにあっては、負荷である無電極放電灯4に異常、例えば、無電極放電灯4の破損、取り外し等、により、無負荷状態になった場合にも、調光制御部Cから調光制御信号が出力され続けることがあり得、極端なときには回路が破壊に至るおそれがある。
また、定格出力によらない調光点灯による始動に際しては、調光遅延手段Dが電源投入から所定時間、調光制御信号の出力を停止することにより、誘導コイル3には、通常、連続的な高周波電力(定格値)が印加され、その結果、全点灯(定格値点灯)状態を経て調光点灯状態になる。
【0007】
なお、本願出願人は、無電極放電灯全般あるいはその始動性の改善について研究を継続しており、上記課題に関連するものとして無負荷状態になった場合に回路を保護する保護回路を設けたもの、この保護回路に連動して調光点灯による始動における点灯までの時間短縮化等を、例えば、特開平8−8078等において提案している。
また、上記した無電極放電灯のグロー状放電からアーク状放電への早期移行については、無電極放電灯の構成あるいは高周波電源回路の改良によりかなり進められており、無負荷状態になった場合に回路の保護を行いつつ始動性を改善するということがこの分野の一つの課題となっている。
【0008】
本発明は、かかる課題に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、調光点灯の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を経ることなく調光点灯ができる無電極放電灯点灯装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、直流電圧を出力する直流電源回路と、この直流電源回路の直流電圧が印加されて高周波電力を出力する高周波電源回路と、この高周波電源回路の高周波電力が印加されて高周波電磁界を発生する誘導コイルと、この誘導コイルに近接して配置されその高周波電磁界により点灯する無電極放電灯からなる負荷と、前記高周波電源回路の出力を時分割制御するための調光制御信号を出力する調光回路と、前記負荷の異常を検出して負荷の異常状態が所定時間継続したときに高周波電源回路の出力を停止せしめる無負荷検出回路と、を備えた無電極放電灯点灯装置において、前記無負荷検出回路は、負荷の異常状態を検出して高周波電源回路の出力を停止する前に実質的に調光回路の調光制御信号を停止し、負荷の異常状態が所定時間継続する前に負荷の異常状態が解消した場合には、調光回路の出力を駆動させるようにした構成としている。
【0011】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のものにおいて、前記調光回路の調光制御信号を実質的に停止せしめているとき、前記高周波電源回路は調光制御信号に無関係に出力する構成としている。
【0012】
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2のいずれかに記載のものにおいて、前記調光回路の時分割制御における発振停止期間よりも、負荷の異常状態を検出したときの調光回路の調光制御信号を実質的に停止せしめる期間の方が長く設定してある構成としている。
【0013】
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路は、前記調光回路の時分割制御における発振期間よりも、負荷の異常状態を検出したときの高周波電源回路の出力を停止せしめる期間の方が長く設定してある構成としている。
【0014】
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路は、前記直流電源回路から前記高周波電源回路に供給される電流から負荷の異常状態を検出するようにした構成としている。
【0015】
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載のものにおいて、前記高周波電源回路は駆動回路と増幅回路とよりなり、前記無負荷検出回路を、前記駆動回路のグランドと前記増幅回路のグランドの間に設けてなる構成としている。
【0016】
請求項7記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路は、前記高周波電源回路の出力から負荷の異常状態を検出するようにした構成としている。
【0017】
請求項8記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載のものにおいて、前記無負荷検出回路は、前記高周波電源回路と前記誘導コイルとの間に挿入されるマッチング回路の出力から負荷の異常状態を検出するようにした構成としている。
【0018】
請求項9記載の発明は、請求項1乃至8のいずれかに記載のものにおいて、記直流電源回路は、チョッパ回路を含んでなる構成としている。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無電極放電灯点灯装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図6に示した従来例と対応する構成部分には同一の符号を付す。
1は直流電源回路であり、商用交流電源ACに接続されて直流電圧を出力する。2は高周波電源回路であり、直流電源回路1の直流電圧が印加されて高周波電力を出力する。3は誘導コイルであり、高周波電源回路2の高周波電力が印加されて高周波電磁界を発生する。4は無電極放電灯からなる負荷であり、誘導コイル3に近接して配置されその高周波電磁界により点灯せしめられる。5は調光回路であり、高周波電源回路2の出力を時分割制御するための調光制御信号を出力する。6は無負荷検出回路であり、負荷に異常があった場合にそれを検出する。9はマッチング回路であり、高周波電源回路2と誘導コイル3との間に挿入されて両者のインピーダンス整合を行う。
【0022】
上記した高周波電源回路2は、駆動回路2Aと増幅回路2Bとよりなり、この駆動回路2Aは発振回路2aと補助増幅回路2bとよりなる。発振回路2aは、水晶振動子XとトランジスタQ1を有する無調整の発振器であり、インダクタL1とコンデンサC1により同調回路を構成して高周波信号(電圧)を発生する。補助増幅回路2bは、発振回路2aの高周波信号を、トランジスタ(パワーMOSFET)Q2によりC級増幅し、インダクタL2とコンデンサC2により同調回路を構成して発振周波数に同調するようにし、駆動トランスT1を介して増幅回路2Bのトランジスタ(パワーMOSFET)Q3、Q4に供給(出力)される。増幅回路2Bは、補助増幅回路2bの出力を、さらに電力増幅し、高周波電源回路2としての高周波電力を出力する。この高周波電力は、マッチング回路9を介して誘導コイル3に印加される。
【0023】
無電極放電灯4は、ガラスバルブ内に、不活性ガス、金属蒸気などの放電ガスを封入し、ガラスバルブの外周に、上記した誘導コイル3を、具体的には数ターン巻回している。すなわち、誘導コイル3は、空心コイル状であり、高周波電力が印加されることにより数MHzから数100MHzの高周波電流が流れて高周波電磁界を発生する。その電磁界内に存在する無電極放電灯4は、内部に一定以上のプラズマを生じ、グロー状放電からアーク状放電に移行して点灯する。
【0024】
1aはフィルタ回路であり、インダクタL3とコンデンサC3により構成されるローパスフィルタであって直流電源回路1と高周波電源回路2の間に挿入され、高周波が直流電源回路1に帰還しないようにしている。
【0025】
調光回路5は、実質的には、トランジスタQ5よりなり、コレクタをダイオードD5を介してトランジスタ(パワーMOSFET)Q6のゲートに、エミッタをグランドに、そしてベースに図外調光制御信号発生部からの調光制御信号を入力するよう構成される。上記したトランジスタQ6は、後述する無負荷検出回路6の一部をも兼ねる高周波電源回路2の出力を制御するものであり、ドレインが高周波電源回路2のトランジスタQ2、Q4のゲートに、ソースがグランドに接続される。
【0026】
このトランジスタQ5のベースにHレベルの調光制御信号が入力されると、コレクタ−エミッタ間がオンし、トランジスタQ6のドレイン−ソース間がオフし、トランジスタQ2、Q4のゲートに正常な信号が入力され(高周波電源回路2の発振期間)、無電極放電灯4は定格高周波電力により点灯する。また、同じくLレベルの調光制御信号が入力されると、コレクタ−エミッタ間がオフし、ダイオードD5を介してトランジスタQ6のゲートに電圧が印加されてドレイン−ソース間がオンし、トランジスタQ2、Q4のゲートに正常な信号が入力されず(高周波電源回路2の発振停止期間)、無電極放電灯4は消灯する。従って、図外調光制御信号発生部の調光制御信号のHレベルの比率(オンデューティ)を適宜に設定し、また、調光制御信号周期は目にチラツキ感を与えない程度にして時分割制御による所望の調光特性が得られる。つまり、調光回路5は、高周波電源回路2の出力を時分割制御するための調光制御信号を出力する。
【0027】
無負荷検出回路6は、無負荷検出部7と調光停止部8とを有する。無負荷検出部7は、直流電源回路1と高周波電源回路2との間に挿入される検出抵抗R1と、検出抵抗R1の両端電圧に基づいて作動する3段のコンパレータIC1、IC2、IC3と、前述した高周波電源回路2の出力を制御するトランジスタQ6とを有する。すなわち、検出抵抗R1は、直流電源回路1から高周波電源回路2に供給される電流から負荷の異常状態を検出するようにしている。また、調光停止部8は、実質的には、トランジスタ(パワーMOSFET)Q7よりなり、ドレイン−ソースを調光回路5のトランジスタQ5のコレクタ−エミッタに対し並列に、ゲートを第1段のコンパレータIC1の出力部に、それぞれ接続してなる。
【0028】
C0は電源コンデンサ、R2、R3は基準電圧用分圧抵抗で、両抵抗の接続点がコンパレータIC1の負入力端子に接続される。検出抵抗R1の両端には、抵抗R4とコンデンサC4の直列回路が接続され、これらの接続点がコンパレータIC1の正入力端子に接続される。第1段のコンパレータIC1の出力部は、前述したトランジスタQ7のゲートに抵抗R11を介して接続されるとともに、出力部とグランドとの間に抵抗R5とコンデンサC5の直列回路が挿入され、かつ、これらの接続点が第2段のコンパレータIC2の負入力端子に接続される。また、基準電圧用分圧抵抗R2、R3に並列に第2の基準電圧用分圧抵抗R6、R7を設け、両抵抗の接続点がコンパレータIC2の正入力端子に接続される。
【0029】
第2段のコンパレータIC2の出力部は、それとグランドとの間に、逆接続のダイオードD3、抵抗R8、コンデンサC6の直列回路が挿入され、かつ、抵抗R8とコンデンサC6の接続点が第3段のコンパレータIC3の負入力端子に及び抵抗12を介して電源コンデンサC0の高圧側に、それぞれ接続される。また、基準電圧用分圧抵抗R2、R3に並列に第3の基準電圧用分圧抵抗R9、R10を設け、両抵抗の接続点がコンパレータIC3の正入力端子に接続される。
【0030】
第3段のコンパレータIC3の出力部は、ダイオードD4を介して前述した高周波電源回路2の出力を制御するトランジスタQ6のゲート、逆接続のダイオードD5を介して調光回路5のトランジスタQ5のコレクタ、及び抵抗を介してグランドに、それぞれ接続される。トランジスタQ6は、前述したように調光回路5の一部をも兼ねる高周波電源回路2の出力を制御するもので、ダイオードD1、D2を介してドレインが高周波電源回路2のトランジスタQ2、Q4のゲートに、ソースがグランドに接続される。
【0031】
すなわち、この無負荷検出回路2は、直流電源回路1から高周波電源回路2に供給される電流から負荷の異常状態を検出するようにしており、また、駆動回路2Aのグランドと増幅回路2Bのグランドの間に設けている。
【0032】
かかる無電極放電灯点灯装置の動作を、図2に基づいて説明する。
今、所望の調光特性が図外調光制御信号発生部により設定され、その調光制御信号に基づいて調光回路5が高周波電源回路の出力を時分割制御するための調光制御信号を出力しているものとする。すなわち、調光回路5は、(b)に示すように、期間T1がそのトランジスタQ5がオンで発振期間、期間T2がオフで発振停止期間となってトランジスタQ6を制御し、これに対応して高周波電源回路2が期間T1で高周波電力を出力し、同じく期間T2で出力を停止する。Tは調光制御信号の周期である。この状態では、無電極放電灯4は、期間T1で点灯し、期間T2で消灯する。従って、正常時の高周波電源回路2の出力という観点からすると、期間T1は発振期間、期間T2は発振停止期間といえる。
【0033】
この状態において、負荷に異常が発生した場合の動作を説明する。なお、負荷の異常とは、無電極放電灯4の異常によるインピーダンスの変化、無電極放電灯4の非装着や破損等であり、さらには高周波電源回路2の異常も含む。
かかる負荷の異常が発生すると、検出抵抗R1に過電流が流れ、その両端に過電圧が発生する。この過電圧により、抵抗R4を介してコンデンサC4が充電されてコンパレータIC1の正入力端子の電圧(電位)が上昇していく。そして、t1時点においてコンパレータIC1の正入力端子の電圧が負入力端子の電圧に達すると、(c)に示すように、コンパレータIC1の出力部がHレベルとなり、調光停止部8のトランジスタQ7はゲート−ソース間に電圧が発生することによりオンとなり、(d)に示すように、調光停止部8が動作する。すなわち、この調光停止部8が動作している期間、調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめる。従って、高周波電源回路2の出力を制御するトランジスタQ6は、調光回路5から調光制御信号が出力されているもののトランジスタQ7により調光制御信号が入力されないために、(f)に示すように、オフとなり、従って、高周波電源回路2は、調光制御信号に無関係に出力することとなり、無電極放電灯4は(a)に示すように、全点灯(定格値点灯)状態となる。
【0034】
このt1時点から、抵抗R5を介してコンデンサC5が充電され、コンパレータIC2の負入力端子の電圧が上昇して正入力端子の電圧に達すると、コンパレータIC2の出力部がLレベルとなる。これにより、抵抗R8を介してコンデンサC6が放電し、コンパレータIC3の負入力端子の電圧が下降してt2時点にて正入力端子の電圧に至ると、(e)に示すように、コンパレータIC3の出力部がHレベルとなる。t1時点の状態、すなわち、高周波電源回路2の出力に対する時分割制御を停止せしめ、かつ無電極放電灯4が点灯する状態は、その時点からt2時点までの期間Ta、継続する。従って、異常時の高周波電源回路2の出力という観点からすると、期間Taは発振期間といえる。
そして、期間Taは、抵抗R5とコンデンサC5、抵抗R8とコンデンサC6の時定数を適宜に設定して決める。この場合、調光回路5の時分割制御における発振停止期間T2よりも、期間(調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめる期間)Taの方が長く設定してあると、回路保護動作や調光停止動作における誤動作がより発生しにくいものとなる。
【0035】
t2時点では、コンパレータIC3の出力部がHレベルになったことにより、トランジスタQ6はそれがゲートに入力されてオンとなり、高周波電源回路2からは高周波電力が出力されなくなり無電極放電灯4は消灯する。この無電極放電灯4の消灯により、検出抵抗R1に過電流が流れなくなってその両端の電圧が低くなり、コンパレータIC1の正入力端子の電圧が下降して負入力端子の電圧に至り、コンパレータIC1の出力部がLレベルとなって調光停止部8のトランジスタQ7はオフとなる。この状態では、調光回路6から調光制御信号が出力されているものの、トランジスタQ6により調光制御信号とは無関係に、無電極放電灯4は消灯状態となる。
【0036】
このt2時点から、抵抗R5を介してコンデンサC5が放電し、コンパレータIC2の負入力端子の電圧が下降して正入力端子の電圧に至ると、コンパレータIC2の出力部がHレベルとなる。これにより、電源コンデンサC0の電圧が抵抗R12を介してコンデンサC6に充電され、コンパレータIC3の負入力端子の電圧が上昇してt3時点にて正入力端子の電圧に達すると、(e)に示すように、コンパレータIC3の出力部がLレベルとなる。t2時点の状態、すなわち、高周波電源回路2の出力を停止せしめる状態は、その時点からt3時点までの期間Tb、継続する。従って、異常時の高周波電源回路2の出力という観点からすると、期間Tbは発振停止期間といえる。
そして、期間Tbは、抵抗R12とコンデンサC6の時定数を適宜に設定して決める。この場合、調光回路5の時分割制御における発振期間T1よりも、期間(負荷の異常状態を検出したとき高周波電源回路2の出力を停止せしめる期間)Tbの方が長く設定してあると、回路保護動作や調光停止動作における誤動作がより発生しにくいものとなる。
【0037】
t3時点では、コンパレータIC3の出力部がLレベルになったことにより、トランジスタQ6はコンパレータIC3の制御下ではなく、調光回路5の制御下におかれることになる。従って、t3時点で負荷の異常状態が解消されておれば、無電極放電灯4は所望の調光特性に基づいて点灯され、負荷の異常状態が継続しておれば、t1時点の状況に戻り、上記の動作を繰り返す。その結果、負荷の異常状態が継続している期間は、無電極放電灯4を点滅制御して直流電源回路1からの入力電流の平均値を制限して回路を保護する。
【0038】
t3時点で負荷の異常状態が解消されている場合、具体的には、t3時点からt4時点までの数十μsec〜数百μsec程度の時間、突入電流が流れた後、所望の調光特性に基づく点灯状態になる。この場合、上記の極めて短い時間、検出抵抗R1に突入電流が流れ、コンパレータIC1の出力部はHレベルになり、トランジスタQ7がオンするが、第2段以降のコンパレータIC2、IC3の出力を変化させ得るまでの時間ではない。
【0039】
実施の形態1にあっては、無負荷検出回路6が負荷の異常状態を検出したとき、所定期間Taだけ、調光停止部8のトランジスタQ7をオンすることにより、調光回路5の調光制御信号の出力を実質的に停止せしめ、かつ、所定期間Tbだけ高周波電源回路2の出力を停止せしめるようにしているので、調光点灯の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を経ることなく調光点灯ができるものとなる。そして、負荷が異常状態にある期間は、調光回路5の調光制御信号は実質的に高周波電源回路2に入力(印加)されないので、調光制御信号が回路へのストレスとして作用することがない。
この場合、先に所定期間Taだけ調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめるようにすることにより、負荷の異常状態を検出したときのかかる停止動作を確実なものにする。
また、所定期間Taだけ調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめているとき、高周波電源回路2はかかる調光制御信号に無関係に出力(発振)して無電極放電灯4を点灯させるので、所定期間Tbだけ出力を停止(発振停止)して無電極放電灯4を消灯させることとあいまって負荷の異常状態が継続している間、間欠発振動作となって入力電流の平均値を制御することとなり、回路を保護するとともに異常状態が解除されたときに正常点灯状態への復帰が容易になる。
また、前述したように、調光回路5の時分割制御における発振停止期間T2、発振期間T1よりも、調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめる期間Ta、高周波電源回路2の出力を停止せしめる期間Tbを長く設定してあると、回路保護動作や調光停止動作における誤動作がより発生しにくいものとなる。
【0040】
なお、実施の形態1にあっては、検出抵抗R1を、直流電源回路1のグランドと駆動回路2Aとの間に挿入しているが、駆動回路2Aのグランドと増幅回路2Bのグランドとの間に挿入してもよい。その場合、駆動回路2Aに流れる電流は検出せずに直流電源回路1を流れる電流だけを検出するので、増幅回路2BのトランジスタQ3、Q4をより高精度に保護することが可能である。
【0041】
[実施の形態2]
図3は、本発明の実施の形態2に係る無電極放電灯点灯装置の主要部(調光回路5と無負荷検出回路6の調光停止部8)の回路構成図である。すなわち、実施の形態2は、実施の形態1の無負荷検出回路6、その調光停止部7、調光回路5を変えており、その他の構成は実施の形態1と実質的に同様である。
【0042】
すなわち、実施の形態1において用いた3個のコンパレータのうち、第2,第3のコンパレータを用いず、替わりに第1のコンパレータIC1の出力部に負入力端子が接続される第4のンパレータIC4を用いる。第4のコンパレータIC4は、基準電圧用分圧抵抗R2、R3に並列に設けた第4の基準電圧用分圧抵抗R10、11の接続点を正入力端子に接続し、出力部をトランジスタQ8のベースに接続している。抵抗R12は、リンギング防止用の抵抗である。
【0043】
トランジスタQ8は、調光停止機能に加え、高周波電源回路2の出力を制御する機能を有する。具体的には、トランジスタQ8は、そのエミッタ−コレクタが調光回路5のトランジスタQ5のコレクタ−エミッタに並列に接続してある。
なお、調光回路5は、調光制御信号入力部と出力部をフォトカプラPC1を用いて光学的に接続しており、このような構成によれば、高周波電源回路2からのノイズが調光制御信号入力部側へ漏れにくいものとなる。
【0044】
かかる実施の形態2は、次のように動作する。
今、所望の調光特性が図外調光制御信号発生部により設定され、その調光制御信号に基づいて調光回路5が高周波電源回路の出力を時分割制御するための調光制御信号を出力しているものとする。すなわち、調光回路5は、トランジスタQ5がオンして発振すると、トランジスタQ6をオフして高周波電源回路2が発振し、無電極放電灯4は点灯する。また、トランジスタQ5がオフして発振停止となると、トランジスタQ6をオンして高周波電源回路2が発振停止し、無電極放電灯4は消灯する。すなわち、トランジスタQ6は、そのオン、オフ動作がトランジスタQ5のオン、オフ動作の制御下におかれ、従って、高周波電源回路2は調光制御信号に応じた調光動作を行う。
【0045】
この状態において、負荷に異常が発生すると、無負荷検出回路6の検出抵抗R1に過電流が流れ、その両端に過電圧が発生する。この過電圧により、抵抗R4を介してコンデンサC4が充電されてコンパレータIC1の正入力端子の電圧(電位)が上昇し、コンパレータIC1の正入力端子の電圧が負入力端子の電圧に達すると、コンパレータIC1の出力部がHレベルとなる。これにより、コンパレータIC4の負入力端子が正入力端子の電圧に達してその出力部はLレベルとなり、トランジスタQ8がオンして調光停止部8が動作する。すなわち、この調光停止部8が動作している期間、調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめる。この期間、トランジスタQ6は、調光回路5から調光制御信号が出力されているもののトランジスタQ8により調光制御信号が入力されないために、オフとなり、従って、高周波電源回路2は、調光制御信号に無関係に出力することとなり、無電極放電灯4は点灯状態となる。
【0046】
また、負荷の異常状態が解消されると、コンパレータIC1の正入力端子の電圧(電位)が低下して負入力端子の電圧に至ると、コンパレータIC1の出力部がLレベルとなる。これにより、コンパレータIC4の負入力端子が正入力端子の電圧に低下してその出力部はHレベルとなり、トランジスタQ8がオフして調光停止部8の動作が停止する。この状態では、前述したように、トランジスタQ6は、そのオン、オフ動作がトランジスタQ5のオン、オフ動作の制御下におかれ、従って、高周波電源回路2は調光制御信号に応じた調光動作を行う。
【0047】
実施の形態2にあっては、負荷に異常が発生して無負荷検出回路6がそれを検出すると、調光停止部8が動作して調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめるので、無電極放電灯4の始動時は調光制御信号と無関係な状態になる。従って、負荷が異常状態にある期間は、調光制御信号が回路へのストレスとして作用することがない。
また、実施の形態1と同様、調光点灯の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を経ることなく調光点灯ができるものとなる。
【0048】
[実施の形態3]
図4は、本発明の実施の形態3に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。この実施の形態3は、実施の形態1とは無負荷検出回路6の負荷の異常検出の手段が異なるものであり、その他の構成は実施の形態1と実質的に同様であって同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0049】
実施の形態3では、負荷の異常検出を、高周波電源回路の出力値から検出するようにしている。すなわち、無負荷検出部7と調光停止部8とを有する無負荷検出回路6は、高周波電源回路2の後段に接続されてその出力値を検出する。図において、調光停止部8は、無負荷検出回路6と分離して描いているが、無負荷検出回路6の中に含ませても実質的な差異はない。
【0050】
この無負荷検出回路6は、高周波電源回路2から負荷(無電極放電灯4)側をみた場合、無負荷時は正常点灯時に比して経負荷になるという出力値の変化から負荷の異常検出を行う。従って、具体的には、電流、電圧、電力のいずれかを選択すればよいが、実施の形態1で説明したように、コンパレータには電圧(電位)が入力できるようにするのが望ましい。
【0051】
実施の形態3にあっても、負荷に異常が発生して無負荷検出回路6がそれを検出すると、調光停止部8が動作して調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめるので、無電極放電灯4の始動時は調光制御信号と無関係な状態になる。従って、負荷が異常状態にある期間は、調光制御信号が回路へのストレスとして作用することがない。
また、実施の形態1と同様、調光点灯の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を経ることなく調光点灯ができるものとなる。
【0052】
[実施の形態4]
図5は、本発明の実施の形態4に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。この実施の形態4は、実施の形態1とは無負荷検出回路6の負荷の異常検出の手段が異なるものであり、その他の構成は実施の形態1と実質的に同様であって同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0053】
実施の形態4では、負荷の異常検出を、マッチング回路の出力値から検出するようにしている。すなわち、無負荷検出部7と調光停止部8とを有する無負荷検出回路6は、マッチング回路9の後段に接続されてその出力値を検出する。図において、調光停止部8は、無負荷検出回路6と分離して描いているが、無負荷検出回路6の中に含ませても実質的な差異はない。
【0054】
この無負荷検出回路6は、無負荷状態と正常状態でマッチング回路9のインピーダンスが大きく変化し、その結果出力値も変化することから負荷の異常検出を行う。従って、具体的には、電流、電圧、電力のいずれかを選択すればよいが、実施の形態1で説明したように、コンパレータには電圧(電位)が入力できるようにするのが望ましい。
【0055】
実施の形態4にあっても、負荷に異常が発生して無負荷検出回路6がそれを検出すると、調光停止部8が動作して調光回路5の調光制御信号を実質的に停止せしめるので、無電極放電灯4の始動時は調光制御信号と無関係な状態になる。従って、負荷が異常状態にある期間は、調光制御信号が回路へのストレスとして作用することがない。
また、実施の形態1と同様、調光点灯の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を経ることなく調光点灯ができるものとなる。
【0056】
【発明の効果】
本発明に係る無電極放電灯点灯装置は、無負荷検出回路が負荷の異常状態を検出したとき、所定期間だけ、調光停止部のトランジスタをオンすることにより、調光回路の調光制御信号の出力を実質的に停止せしめ、かつ、所定期間だけ高周波電源回路の出力を停止せしめるようにしているので、調光点灯の設定を行っているものの始動において、全点灯状態を経ることなく調光点灯ができるものとなる。そして、負荷が異常状態にある期間は、調光回路の調光制御信号は実質的に高周波電源回路に入力(印加)されないので、調光制御信号が回路へのストレスとして作用することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図2】同上の動作状態を示すタイムチャートである。
【図3】本発明の実施の形態2に係る無電極放電灯点灯装置の要部回路構成図である。
【図4】本発明の実施の形態3に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図5】本発明の実施の形態4に係る無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図6】従来の無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図7】同上の調光遅延手段の動作状態を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
1 直流電源回路
2 高周波電源回路
2A 高周波電源回路の駆動回路
2B 高周波電源回路の増幅回路
3 誘導コイル
4 無電極放電灯(負荷)
5 調光回路
6 無負荷検出回路
7 無負荷検出回路の無負荷検出部
R1 無負荷検出部の検出抵抗
IC1〜IC3 無負荷検出部のコンパレータ
Q6 無負荷検出部の高周波電源回路の出力を制御するトランジスタ
8 無負荷検出回路の調光停止部
Q7 調光停止部のトランジスタ
9 マッチング回路
Claims (9)
- 直流電圧を出力する直流電源回路と、この直流電源回路の直流電圧が印加されて高周波電力を出力する高周波電源回路と、この高周波電源回路の高周波電力が印加されて高周波電磁界を発生する誘導コイルと、この誘導コイルに近接して配置されその高周波電磁界により点灯する無電極放電灯からなる負荷と、前記高周波電源回路の出力を時分割制御するための調光制御信号を出力する調光回路と、前記負荷の異常を検出して負荷の異常状態が所定時間継続したときに高周波電源回路の出力を停止せしめる無負荷検出回路と、を備えた無電極放電灯点灯装置において、前記無負荷検出回路は、負荷の異常状態を検出して高周波電源回路の出力を停止する前に実質的に調光回路の調光制御信号を停止し、負荷の異常状態が所定時間継続する前に負荷の異常状態が解消した場合には、調光回路の出力を駆動させるものであることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光回路の調光制御信号を実質的に停止せしめているとき、前記高周波電源回路は調光制御信号に無関係に出力する請求項1記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記無負荷検出回路は、負荷の異常状態が所定時間継続したときに高周波電源回路の出力を前記所定時間よりも十分長い時間停止した後で再び高周波電源回路を出力させ、前記負荷の異常状態が継続している場合にこの動作を繰り返して間欠発振動作するものであり、前記調光回路の時分割制御における発振停止期間よりも、負荷の異常状態を検出したときの調光回路の調光制御信号を実質的に停止せしめる期間の方が長く設定してある請求項1又は請求項2のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記無負荷検出回路は、前記調光回路の時分割制御における発振期間よりも、負荷の異常状態を検出したときの高周波電源回路の出力を停止せしめる期間の方が長く設定してある請求項1乃至3のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記無負荷検出回路は、前記直流電源回路から前記高周波電源回路に供給される電流から負荷の異常状態を検出するようにした請求項1乃至4のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記高周波電源回路は駆動回路と増幅回路とよりなり、前記無負荷検出回路を、前記駆動回路のグランドと前記増幅回路のグランドの間に設けてなる請求項1乃至5のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記無負荷検出回路は、前記高周波電源回路の出力から負荷の異常状態を検出するようにした請求項1乃至4のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記無負荷検出回路は、前記高周波電源回路と前記誘導コイルとの間に挿入されるマッチング回路の出力から負荷の異常状態を検出するようにした請求項1乃至4のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記直流電源回路は、チョッパ回路を含んでなる請求項1乃至8のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
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