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技術 放電灯点灯装置

出願人 三菱電機株式会社三菱電機照明株式会社
発明者 高橋修家城康則
出願日 2002年7月30日 (17年7ヶ月経過) 出願番号 2002-221227
公開日 2004年2月26日 (16年0ヶ月経過) 公開番号 2004-063320
状態 未査定
技術分野 放電ランプ高周波または変換器直流点灯回路
主要キーワード 微分電圧 点検確認 SW素子 フィラメント放電 トリガーダイオード トリガダイオード 上昇電圧 プレーナ形
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図面 (7)

課題

放電灯寿命などで、スイッチング素子発振停止保持された後、電源投入し続けていても、正常点灯しない放電灯を正常放電灯に置換装着すれば、自動的に放電灯が再点灯できる放電灯点灯装置を提供する。

解決手段

直流電源1からの直流高周波電流に変換する一対のスイッチング素子2、3を有するインバータ回路と、チョークコイル5、9、放電灯6、10及びコンデンサ12の直列回路から成る放電灯負荷回路L100、L110と、放電灯6、10の異常放電状態を検出し、インバータ回路の発振を停止保持する保護回路H100と、この保護回路H100の停止保持を解除させるリセット回路R100、R110とを備える。

概要

背景

図5に、従来の放電灯装置回路図を示す。図において、1は商用電源から得られる直流電源、2及び3は、インバータ回路を構成するMOSFETからなるスイッチング素子、230はスイッチング素子2と並列に接続された抵抗、L100は放電灯負荷回路であり、チョークコイル5、放電灯6、放電灯6に並列に接続されたコンデンサ7、カップリングコンデンサ8から構成される。L110は放電灯負荷回路L100と同一の構成で、放電灯負荷回路L100に並列に接続された放電灯負荷回路で、チョークコイル9、放電灯10、コンデンサ11、カップリングコンデンサ12から構成される。

概要

放電灯の寿命などで、スイッチング素子の発振停止保持された後、電源投入し続けていても、正常点灯しない放電灯を正常放電灯に置換装着すれば、自動的に放電灯が再点灯できる放電灯点灯装置を提供する。直流電源1からの直流高周波電流に変換する一対のスイッチング素子2、3を有するインバータ回路と、チョークコイル5、9、放電灯6、10及びコンデンサ12の直列回路から成る放電灯負荷回路L100、L110と、放電灯6、10の異常放電状態を検出し、インバータ回路の発振を停止保持する保護回路H100と、この保護回路H100の停止保持を解除させるリセット回路R100、R110とを備える。    

目的

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、放電灯のフィラメント放電物質の消耗による寿命などの理由でPP検出回路及び保持回路の作用でスイッチング素子の発振が停止保持された後、交流電源又は直流電源を遮断することなく投入し続けていても、寿命などの理由で正常点灯しない放電灯を正常放電灯に置換装着すれば、自動的に放電灯が再点灯できる安価で小型な放電灯点灯装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

直流電源と、この直流電源から供給される直流高周波電流に変換する一対のスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路からなるインバータ回路と、チョークコイル放電灯及びコンデンサ直列回路から成る放電灯負荷回路と、を備えた放電灯点灯装置において、上記放電灯の異常放電状態を検出し、上記インバータ回路の発振停止保持する保護回路と、この保護回路の停止保持を解除させるリセット回路とを備え、上記リセット回路は、直流電源の正・負極間に上記放電灯のフィラメントを介して接続されたダイオード及びコンデンサからなる充電部と、この充電部の電圧を微分するコンデンサと抵抗からなる微分部と、この微分部の出力に基づいて上記保護回路に流れる電流を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。

請求項2

直流電源と、この直流電源から供給される直流を高周波電流に変換する一対のスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路からなるインバータ回路と、チョークコイル、放電灯及びコンデンサの直列回路から成る放電灯負荷回路と、を備えた放電灯点灯装置において、上記放電灯の異常放電状態を検出し、上記インバータ回路の発振を停止保持する保護回路と、この保護回路の停止保持を解除させるリセット回路とを備え、上記リセット回路は、直流電源の正・負極間に上記放電灯のフィラメントを介して接続され、複数の直列接続されたインピーダンス素子と、このインピーダンス素子の電圧を充電するダイオード及びコンデンサとからなる充電部と、この充電部の電圧を微分するコンデンサと抵抗からなる微分部と、この微分部の出力に基づいて上記保護回路に流れる電流を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。

請求項3

インピーダンス素子が抵抗であることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。

請求項4

充電部のコンデンサに並列に抵抗を接続したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の放電灯点灯装置。

請求項5

充電部のコンデンサの電気容量と上記コンデンサに並列に接続された抵抗の値の積を、インバータ回路の発振周期の略10倍以上、略10S以下であるようにしたことを特徴とする請求項4記載の放電灯点灯装置。

請求項6

放電灯負荷回路を複数備え、この放電灯負荷回路のチョークコイルに各々一対設けられ、各々電流制限素子を介して一対のスイッチング素子に並列に接続され、上記一対のスイッチング素子を駆動する電圧を出力する2次巻線を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の放電灯点灯装置。

技術分野

0001

この発明は、自励式インバータ回路からの高周波電力によって放電灯点灯させる放電灯の点灯装置保護回路リセット回路を有する放電灯点灯装置に関するものである。

0002

図5に、従来の放電灯装置回路図を示す。図において、1は商用電源から得られる直流電源、2及び3は、インバータ回路を構成するMOSFETからなるスイッチング素子、230はスイッチング素子2と並列に接続された抵抗、L100は放電灯負荷回路であり、チョークコイル5、放電灯6、放電灯6に並列に接続されたコンデンサ7、カップリングコンデンサ8から構成される。L110は放電灯負荷回路L100と同一の構成で、放電灯負荷回路L100に並列に接続された放電灯負荷回路で、チョークコイル9、放電灯10、コンデンサ11、カップリングコンデンサ12から構成される。

0003

4は一対のスイッチング素子2及び3の接続点と放電灯負荷回路L100及びL110の並列回路接続点間に接続されたカレントトランス(以下CTと呼ぶ)であり、その2次巻線4a、4bは図示・印の極性でスイッチング素子2及び3を交互にON、OFF駆動するように抵抗13及び抵抗14を介して上記スイッチング素子2及び3のゲートソース間に接続される。(CT4の1次巻線と2次巻線との結合を表すため、破線で図示してある)。なお、スイッチング素子2及び3のドレイン、ソース間に並列に内蔵されている等価ダイオードは図示を省略している。また、64は一端が直流電源1の正極に接続された抵抗でコンデンサ66を介して直流電源1の負極に接続される。67は抵抗64とコンデンサ66の接続点にアノードが接続されたダイオードで、そのカソードはスイッチング素子2及び3の接続点に接続される。

0004

68は抵抗64とコンデンサ66の接続点に一端が接続されたプレーナ形シリコン双方向性トリガダイオード(以下、トリガダイオードと呼ぶ、例えば、NEC製のN413等がこれに相当する。)でスイッチング素子で抵抗69を介してスイッチング素子3のゲートに接続される。 P100は放電灯負荷回路L100用のPP検出回路であり、このPP検出回路P100において、50、51は直列に接続されたコンデンサであり、コンデンサ50の一端が直流電源1の負極に、コンデンサ51の他端はチョークコイル5と放電灯6の接続点に接続される。52はアノードが直流電源1の負極にカソードがコンデンサ50とコンデンサ51の接続点に接続されたダイオードである。 そして、チョークコイル5と放電灯6の接続点a100と直流電源1の負極b100(ダイオード52のアノード近傍に図示)間に印加されるピーク間電圧(peak to peak電圧)を、コンデンサ51とコンデンサ50の静電容量値逆比でダイオード56のアノードに取り出す。

0005

P110は放電灯負荷回路L110用のPP検出回路であり、このPP検出回路P110において、53、54は直列に接続されたコンデンサであり、コンデンサ53の一端は直流電源1の負極にコンデンサ54の他端はチョークコイル9と放電灯10の接続点に接続される。55はアノードが直流電源1の負極にカソードがコンデンサ50とコンデンサ51の接続点に接続されたダイオードである。
そして、チョークコイル9と放電灯10の接続点a110と直流電源1の負極b110(ダイオード55のアノード近傍に図示)間に印加されるピーク間電圧を、コンデンサ54とコンデンサ53の静電容量値の逆比でダイオード57のアノードに取り出す。

0006

56、57はカソードが互いに接続され、アノードがPP検出回路P100、P110に各々接続されたダイオードである。
H100は保持回路であり、ダイオード56と57の接続点にカソードが接続されたツエナーダイオード61、ツエナーダイオード61のアノードと電源1の負極間に直列に接続された抵抗60及び抵抗59、アノードがスイッチング素子3のゲートに接続されたダイオード63、カソードが直流電源1の負極に、アノードがダイオード63のカソード及び抵抗64を介して直流電源1の正極に、ゲートが抵抗60と抵抗61の接続点に接続されたサイリスタ62、ダイオード56とダイオード57のカソードの接続点と直流電源1の負極の間に接続されたコンデンサ58から構成される。そして、PP検出回路P100、P110の電圧の内高い方の電圧がコンデンサ58の両端に直流電圧としてピーク検出される。

0007

なお、商用電源から直流電源を得る場合の直流電源1の構成例を図6に示す。
図に示すように、商用電源1aから出力された交流電源は、ダイオードブリッジ1bで全波整流された後、平滑コンデンサ1cで平滑化され、直流電源として負荷回路出力されるように構成される。

0008

次に、図5に示した従来例の回路の動作を説明する。図において、直流電源1が投入されると、直流電源1から抵抗64を介してコンデンサ66に充電される。
コンデンサ66の充電電圧がトリガダイオード68のブレイクオーバ電圧より上昇すると、コンデンサ66に充電された電荷はトリガダイオード68、抵抗69、抵抗13、2次巻き線4bを介して放電する。この放電電流によって抵抗13、2次巻き線4bに発生する電圧により、スイッチング素子はONとなる。
この時、抵抗230を介してコンデンサ7、11、8、12に充電されていた電荷がCT4、スイッチング素子3の経路で放電される。

0009

そして、CT4の2次巻線4bにスイッチング素子3をONに、CT4の2次巻線4aにスイッチング素子2をOFFする電圧が発生し、この電圧によって、さらにスイッチング素子3はONされる。一方、コンデンサ66の電圧は放電によって低下するので、トリガダイオード68はOFFする。また、CT4を流れる電流は放電灯負荷回路L100、L110の回路定数等で定まる周期の後、流れる電流の向きが反転し、それによって今度はスイッチング素子2がON、スイッチング素子3がOFFに転ずる。以後、スイッチング素子2.3は交互に高周波で駆動され放電灯6、10は点灯に至る。また、コンデンサ66の充電電荷はスイッチング素子3がONする度に、ダイオード67、スイッチング素子3を介して放電されるので、発振の継続中にトリガダイオード68が再びONすることはない。

0010

ここで、例えば放電灯6がフィラメント放電物質の消耗などで寿命末期になれば、放電灯6の両端電圧は正常点灯時より上昇し、その電圧の変化はPP検出回路P100で検出されダイオード56のアノード電圧が上昇し、コンデンサ58の電圧も上昇する。また、ツエナーダイオード61、抵抗60、抵抗59を適当に選定して、サイリスタ62が放電灯が正常点灯している時に得られるコンデンサ58の電圧ではONせず、放電灯の寿命末期のように電圧が上昇した場合にコンデンサ58に得られる電圧によってONするようにする。

背景技術

0011

サイリスタ62がONすれば、CT4の2次巻線から抵抗13を介してスイッチング素子3のゲートに流れる電流がダイオード63、サイリスタ62を介してバイパスされるため、スイッチング素子3はOFFになりインバータ回路の発振は停止する。発振が停止しても、サイリスタ62には抵抗64を介して保持電流が流れ続けて直流電源1を遮断再投入するまでこの状態は保持されるので、放電灯6が異常放電を継続した状態で運転することを防止できるものであった。なお、上記では放電灯6が正常放電でない場合の説明をしたが、放電灯10が正常放電でない場合、及びいずれの放電灯も正常放電でない場合でも同様に異常放電を継続した状態で運転することを防止できるものであった。

0012

しかしながら、上記のような従来の放電灯点灯装置では直流電源1を投入したままで正常放電できない放電灯を正常放電灯に置換装着しただけでは放電灯を再点灯できない問題点があった。即ち、直流電源1を投入したままだとサイリスタ62には抵抗64を介して保持電流が流れ続けてスイッチング素子2、3はOFFし続けるので、放電灯を再点灯させるためには直流電源1を構成している交流電源1aを遮断してサイリスタ62をOFF状態にした後、交流電源1aを再投入する必要があった。

0013

しかし、交流電源1aにこの点灯装置以外の点灯装置や、他の機器が接続されている場合はそれらの点灯装置や機器の電源も同時に遮断されてしまう問題があった。また、これを改善するものとして、図5で直流電源1に直列にスイッチを設けて(図示せず)、放電灯を正常のものに置換装着後そのスイッチで直流電源1を遮断後、再投入して放電灯を再点灯させる従来例もあるが、高価で大型ななスイッチが必要であり、そのため、この点灯装置を用いた照明器具の構造上の制約条件が大きくなる等の問題点があった。

発明が解決しようとする課題

0014

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、放電灯のフィラメント放電物質の消耗による寿命などの理由でPP検出回路及び保持回路の作用でスイッチング素子の発振が停止保持された後、交流電源又は直流電源を遮断することなく投入し続けていても、寿命などの理由で正常点灯しない放電灯を正常放電灯に置換装着すれば、自動的に放電灯が再点灯できる安価で小型な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

0015

この発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源と、この直流電源から供給される直流高周波電流に変換する一対のスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路からなるインバータ回路と、チョークコイル、放電灯及びコンデンサの直列回路から成る放電灯負荷回路と、を備えた放電灯点灯装置において、
上記放電灯の異常放電状態を検出し、上記インバータ回路の発振を停止保持する保護回路と、この保護回路の停止保持を解除させるリセット回路とを備え、上記リセット回路は、直流電源の正・負極間に上記放電灯のフィラメントを介して接続されたダイオード及びコンデンサからなる充電部と、この充電部の電圧を微分するコンデンサと抵抗からなる微分部と、この微分部の出力に基づいて上記保護回路に流れる電流を制御する制御部と、を備えたものである。

0016

また、直流電源と、この直流電源から供給される直流を高周波電流に変換する一対のスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路からなるインバータ回路と、チョークコイル、放電灯及びコンデンサの直列回路から成る放電灯負荷回路と、を備えた放電灯点灯装置において、上記放電灯の異常放電状態を検出し、上記インバータ回路の発振を停止保持する保護回路と、この保護回路の停止保持を解除させるリセット回路とを備え、上記リセット回路は、直流電源の正・負極間に上記放電灯のフィラメントを介して接続され、複数の直列接続されたインピーダンス素子と、このインピーダンス素子の電圧を充電するダイオード及びコンデンサとからなる充電部と、この充電部の電圧を微分するコンデンサと抵抗からなる微分部と、この微分部の出力に基づいて上記保護回路に流れる電流を制御する制御部と、を備えたものである。

0017

また、インピーダンス素子が抵抗であるものである。

0018

また、充電部のコンデンサに並列に抵抗を接続したものである。

0019

また、充電部のコンデンサの電気容量と上記コンデンサに並列に接続された抵抗の値の積を、インバータ回路の発振周期の略10倍以上、略10S以下であるようにしたものである。

課題を解決するための手段

0020

また、放電灯負荷回路を複数備え、この放電灯負荷回路のチョークコイルに各々一対設けられ、各々電流制限素子を介して一対のスイッチング素子に並列に接続され、上記一対のスイッチング素子を駆動する電圧を出力する2次巻線を備えたものである。

0021

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構成を示す回路図、図2は放電灯点灯装置の動作を説明する波形図である。
図において、1は商用電源から得られる直流電源、2及び3は、インバータ回路を構成するMOSFETからなるスイッチング素子、230はスイッチング素子2と並列に接続された抵抗、L100は放電灯負荷回路であり、チョークコイル5、放電灯6、放電灯6に並列に接続されたコンデンサ7、カップリングコンデンサ8から構成される。L110は放電灯負荷回路L100と同一の構成で、放電灯負荷回路L100に並列に接続された放電灯負荷回路で、チョークコイル9、放電灯10、コンデンサ11、カップリングコンデンサ12から構成される。

0022

4は一対のスイッチング素子2及び3の接続点と放電灯負荷回路L100及びL110の並列回路の接続点間に接続されたカレントトランス(以下CTと呼ぶ)であり、その2次巻線4a、4bは図示・印の極性でスイッチング素子2及び3を交互にON、OFF駆動するように抵抗13及び抵抗14を介して上記スイッチング素子2及び3のゲート、ソース間に接続される。(CT4の1次巻線と2次巻線との結合を表すため、破線で図示してある)。なお、スイッチング素子2及び3のドレイン、ソース間に並列に内蔵されている等価ダイオードは図示を省略している。また、64は一端が直流電源1の正極に接続された抵抗でコンデンサ66を介して直流電源1の負極に接続される。67は抵抗64とコンデンサ66の接続点にアノードが接続されたダイオードで、そのカソードはスイッチング素子2及び3の接続点に接続される。

0023

68は抵抗64とコンデンサ66の接続点に一端が接続されたプレーナ形シリコン双方向性トリガダイオード(以下、トリガダイオードと呼ぶ。例えば、NEC製のN413等がこれに相当する。)でスイッチング素子で抵抗69を介してスイッチング素子3のゲートに接続される。 P100は放電灯負荷回路L100用のPP検出回路であり、このPP検出回路P100において、50、51は直列に接続されたコンデンサであり、コンデンサ50の一端が直流電源1の負極に、コンデンサ51の他端はチョークコイル5と放電灯6の接続点に接続される。52はアノードが直流電源1の負極にカソードがコンデンサ50とコンデンサ51の接続点に接続されたダイオードである。 そして、チョークコイル5と放電灯6の接続点a100と直流電源1の負極b100(ダイオード52のアノード近傍に図示)間に印加されるピーク間電圧(peak to peak電圧)を、コンデンサ51とコンデンサ50の静電容量値の逆比でダイオード56のアノードに取り出す。

0024

P110は放電灯負荷回路L110用のPP検出回路であり、このPP検出回路P110において、53、54は直列に接続されたコンデンサであり、コンデンサ53の一端は直流電源1の負極にコンデンサ54の他端はチョークコイル9と放電灯10の接続点に接続される。55はアノードが直流電源1の負極にカソードがコンデンサ50とコンデンサ51の接続点に接続されたダイオードである。
そして、チョークコイル9と放電灯10の接続点a110と直流電源1の負極b110(ダイオード55のアノード近傍に図示)間に印加されるピーク間電圧を、コンデンサ54とコンデンサ53の静電容量値の逆比でダイオード57のアノードに取り出す。

0025

56、57はカソードが互いに接続され、アノードがPP検出回路P100、P110に各々接続されたダイオードである。
H100は保持回路であり、ダイオード56と57の接続点にカソードが接続されたツエナーダイオード61、ツエナーダイオード61のアノードと電源1の負極間に直列に接続された抵抗60及び抵抗59、アノードがスイッチング素子3のゲートに接続されたダイオード63、カソードが直流電源1の負極に、アノードがダイオード63のカソード及び抵抗64を介して直流電源1の正極に、ゲートが抵抗60と抵抗61の接続点に接続されたサイリスタ62、ダイオード56とダイオード57のカソードの接続点と直流電源1の負極の間に接続されたコンデンサ58から構成される。そして、PP検出回路P100、P110の電圧の内高い方の電圧がコンデンサ58の両端に直流電圧としてピーク検出される。

0026

R100は放電灯負荷回路L100用のリセット回路であり、放電灯6とコンデンサ7の接続点にアノードが接続されたダイオード202とそのカソードから直流電源1の負極に接続されたコンデンサ204からなる充電部、コンデンサ204と並列に接続された抵抗205、ダイオード202のカソードに一端が接続されたコンデンサ203とコンデンサ203の他端と直流電源1の負極の間に接続された抵抗220からなる微分部、コレクタが抵抗64とダイオード65の接続点に接続され、エミッタが直流電源1の負極に接続され、ベースがコンデンサ203と抵抗220の接続点に接続された制御部であるトランジスタ221から構成される。

0027

R110は放電灯負荷回路L110用のリセット回路であり、放電灯10とコンデンサ11の接続点にアノードが接続されたダイオード212とそのカソードから直流電源1の負極に接続されたコンデンサ214からなる充電部、コンデンサ214と並列に接続された抵抗215、ダイオード212のカソードに一端が接続されたコンデンサ213とコンデンサ213の他端と直流電源1の負極の間に接続された抵抗220からなる微分部、コレクタが抵抗64とダイオード65の接続点に接続され、エミッタが直流電源1の負極に接続され、ベースがコンデンサ213と抵抗220の接続点に接続された制御部であるトランジスタ221から構成される。なお、抵抗220とトランジスタ221はリセット回路R100と共用される。

0028

次に、動作を図1、2により説明する。図2(a)はリセット回路R100、R110の各々のコンデンサ204、214の電圧波形図、図2(b)は図2(a)が微分されて抵抗220に流れる微分電圧波形図である。
図1において、直流電源1が投入されると(図2のt1)、抵抗230、CT4、チョークコイル5、放電灯6のフィラメント、ダイオード202の経路で電流が流れて、図2(a)に示すように、充電部のコンデンサ204の電圧が上昇する。この上昇電圧の変化はコンデンサ203、抵抗220で構成される微分部によって抵抗220には図2(b)に示すような微分電圧波形が得られる。

0029

同様に、抵抗230、CT4、チョークコイル9、放電灯10のフィラメント、ダイオード212の経路で電流が流れて、図2(a)に示すように、充電部のコンデンサ214の電圧が上昇する。この上昇電圧の変化はコンデンサ213、抵抗220で構成される微分部によって抵抗220には同様な微分電圧波形が得られる。
このように図2(b)に示した微分電圧波形によって、トランジスタ221は最大T1の期間だけONし、この期間は直流電源1からダイオード65を介してコンデンサ66に流れる電流をトランジスタ221にバイパスする。そして、T1期間が過ぎるとトランジスタ221はOFFに転じ直流電源1から抵抗64を介してコンデンサ66に充電される。

0030

コンデンサ66の充電電圧がトリガダイオード68のブレイクオーバ電圧より上昇すると、コンデンサ66に充電された電荷はトリガダイオード68、抵抗69、抵抗13、2次巻き線4bを介して放電する。この放電電流によって抵抗13、2次巻き線4bに発生する電圧により、スイッチング素子はONとなる。
この時、抵抗230を介してコンデンサ7、11、8、12に充電されていた電荷がCT4、スイッチング素子3の経路で放電される。そしてCT4の2次巻線4bにスイッチング素子3をONに、2次巻線4aにスイッチング素子2をOFFする電圧が発生しこの電圧によってもさらにスイッチング素子3はONされる。一方、コンデンサ66の電圧は放電によって低下するので、トリガダイオード68はOFFする。

0031

また、CT4を流れる電流は放電灯負荷回路L100及びL110の回路定数等で定まる周期の後、流れる電流の向きが反転し、それによって今度はスイッチング素子2がON、スイッチング素子3がOFFに転ずる。以後、スイッチング素子2.3は交互に高周波で駆動され放電灯6、10は点灯に至る。また、コンデンサ66の充電電荷はスイッチング素子3がONする度に、ダイオード67、スイッチング素子3を介して放電されるので、発振の継続中にトリガダイオード68が再びONすることはない。また、放電灯が点灯するとコンデンサ204、214にはダイオード202、212を介して充電され続けるので、コンデンサ204、214の放電抵抗である抵抗205、215を適当に選定すれば図2(a)に示すように、コンデンサ204、214の電圧は概略変動の無い直流となり、抵抗220の両端の微分電圧も図2(b)に示すようにほぼになり、トランジスタ221がONすることはない。

0032

ここで、例えば放電灯6がフィラメントの放電物質の消耗などで寿命末期になれば、放電灯6の両端電圧は正常点灯時より上昇し、その電圧の変化はPP検出回路P100で検出されダイオード56のアノード電圧が上昇し、コンデンサ58の電圧も上昇する。また、ツエナーダイオード61、抵抗60、抵抗59を適当に選定して、サイリスタ62が放電灯が正常点灯している時に得られるコンデンサ58の電圧ではONせず、放電灯の寿命末期のように電圧が上昇した場合にコンデンサ58に得られる電圧によってONするようにする。

0033

サイリスタ62がONすれば、CT4の2次巻線4bから抵抗13を介してスイッチング素子3のゲートに流れる電流がダイオード63、サイリスタ62を介してバイパスされるため、スイッチング素子3はOFFになりインバータ回路の発振は停止する。発振が停止しても、サイリスタ62には抵抗64を介して保持電流が流れ続けて直流電源1を遮断後再投入するまでこの状態は保持されるので、放電灯6が異常放電を継続した状態で運転することを防止できる。

0034

ここで、図2(a)に示すように、時間t2で放電灯6を正常放電する放電灯に置換するため抜去すると、直流電源1からコンデンサ204への充電経路が遮断されるので、コンデンサ204の充電電荷は抵抗205を介して放電され図2(a)に示すように、減衰していく。図2(b)には、この時抵抗220に得られる微分電圧波形を示す。そして、時間t3で放電灯6に正常点灯可能な放電灯を装着すると、図2(a)に示すようにコンデンサ204には直流電源1、抵抗230、CT4、チョークコイル5、放電灯6のフィラメント、ダイオード202の経路で充電電流が流れ、コンデンサ204の電圧は上昇する。

0035

コンデンサ204の電圧の上昇変化はコンデンサ203、抵抗220で微分され、抵抗220には図2(b)に示す微分電圧波形が得られる。この微分電圧によって、トランジスタ221は最大T4の期間ONし、抵抗64を介してサイリスタ62に流れている電流をバイパスするので、サイリスタ62の電流は保持電流以下になりOFFになり、保護回路H100の停止保持を解除する。
T4期間の後、トランジスタ221はOFFになるのでコンデンサ66にはダイオード65を介して電流が流れ、トリガーダイオード68がONすることによって再びスイッチング素子2、3からなるインバータ回路は高周波で発振し放電灯は点灯する。
このように、充電部の電圧の上昇の変化があったときに保護回路H100の停止保持が解除される。

0036

また、異常放電灯を抜去してから正常放電灯を装着できるまでの期間(図2(b)のT3)は、照明器具の放電灯交換における作業上、短い方がよいのでこの期間の設定について説明する。
上述のようにコンデンサ204、214に並列に接続された抵抗205、215は放電灯を抜去した場合に上記コンデンサの充電電荷を放電する作用をする。
即ち、抵抗205、215の抵抗値が大きいと図2(a)に示す期間T2が大きくなり、異常放電灯を抜去してから正常放電灯を装着できるまでの期間T3が長くなる。
また、抵抗205、215の抵抗値が小さいと放電灯の点灯時にもコンデンサ204、214の電圧に大きなリップル電圧が生じ、これによって抵抗220に微分電圧が発生し、トランジスタ221をONにしてしまい、放電灯が異常放電してもサイリスタ62でインバータ回路の発振停止保持ができなくなる。
このコンデンサ204、214に生じるリップル電圧は、コンデンサ204と抵抗205、コンデンサ214と抵抗215の積が発振周期の10倍程度未満となると生じ易い。

0037

従って、放電灯が異常放電してもサイリスタ62でインバータ回路の発振停止保持ができなくなるのを避け、できるだけ抵抗205、215の抵抗値を小さくして、期間T2を短くすることによりT3を短くするには、コンデンサ204と抵抗205、コンデンサ214と抵抗215の積をインバータ回路の発振周期の10倍程度以上に選定することにより、コンデンサ204、214のリップル電圧を抑制でき、トランジスタ221の不要な動作を防止できる。
発振周期は、例えば、発信周波数を50kHzとすると、周期は20μSであり、その10倍は0.2mSである。

0038

また、異常放電灯を抜去してから、正常放電灯が装着できるまでの期間T3は、略10Sを越えると通常の放電灯交換における作業者の動作上の実用性が低下するので、コンデンサ204と抵抗205、コンデンサ214と抵抗215の各々積を略10S以下になるように、コンデンサ204、214の電気容量と抵抗204、214の抵抗値を選定し、通常の照明器具の放電灯交換における作業者の動作上の実用性を高くするようにする。

0039

以上のように、本実施の形態1によれば、放電灯のフィラメント放電物質の消耗による寿命などの理由でPP検出回路P110、P110及び保持回路H100の作用でスイッチング素子2、3の発振が停止保持された後、交流電源1a又は直流電源1を遮断することなく投入し続けていても、放電灯を正常放電灯に置換装着すれば、自動的に放電灯が再点灯できる。これによって、本点灯装置と同一電源に接続されている他の放電灯や機器の電源を遮断することなく、放電灯の交換や点検確認ができる効果がある。また、交流電源や直流電源を遮断する大型で高価なスイッチを個々の点灯装置に設ける必要もないので点灯装置を小型、安価にすることができる。

0040

また、充電部のコンデンサ204、214に各々並列に抵抗205、215を接続したので、交流電源又は直流電源を遮断することなく投入し続けていても、正常点灯しない放電灯を正常放電灯に置換装着した場合に上記保護回路の発振停止保持を解除するまでの時間を短縮することができき、通常の照明器具の放電灯交換における作業者の動作上実用性が高く安価で小型にすることができる。

0041

また、充電部のコンデンサの電気容量と上記コンデンサに並列に接続された抵抗の値の積を、インバータ回路の発振周期の略10倍以上、略10S以下であるようにしたので、交流電源又は直流電源を遮断することなく投入し続けていても、正常点灯しない放電灯を正常放電灯に置換装着する時間が概略10秒程度の短時間の場合でも、上記保護回路の発振停止保持を解除でき、通常の照明器具の放電灯交換における作業者の動作上の実用性を高くすることができる。

0042

なお、上記では放電灯6が異常点灯になった場合の説明をしたが、放電灯10が異常放電状態になりこれを正常放電のものに置換装着した場合も同一の効果が得られることは明らかである。また、放電灯負荷回路が2個並列の場合を説明したが、1個又は3個以上の場合でも、放電灯負荷回路に対応したリセット回路を設けることで同一の効果が得られる。

0043

実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
図において、実施の形態1の図1と同一の部分には同一の符号を付し説明を省略する。200は放電灯6とコンデンサ7の接続点とダイオード202のアノード間に新たに挿入したインピーダンス素子である抵抗、201はダイオード202のアノードと直流電源1の負極との間に接続されたインピーダンス素子である抵抗である。また、210、211はリセット回路R110において、リセット回路R100の抵抗200、201に対応する抵抗である。

0044

図において、ダイオード202のアノードの電圧は放電灯6とコンデンサ7との接続点の電圧を抵抗200と抵抗201で分圧した電圧になるので、ダイオード202、コンデンサ204を耐圧の小さい特性の部品が使用でき、安価で小型にすることができる。また、実施の形態1と同じ効果が得られる。

0045

なお、抵抗200、201、210、211に替えてこれをコンデンサで代替して分圧してもよい。

0046

実施の形態3.
図4は、この発明の別の実施の形態3の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。実施の形態1の図1と同一の部分には同一の符号を付し説明を省略する。
図4は実施の形態2の図2において、CT4を削除し、それに変わってチョークコイル5の2次巻線5a、5bで、抵抗14、13を介してスイッチング素子2、3を駆動し、同様に、チョークコイル9に2次巻線9a、9bを設けて、抵抗16、15でスイッチング素子2、3を並列駆動するように構成したものである。

発明を実施するための最良の形態

0047

この構成において、CT4を省くことができるので、安価で小型にすることができる。また、実施の形態2と同じの効果が得られる。

図面の簡単な説明

0048

以上のように、この発明によれば、直流電源と、この直流電源から供給される直流を高周波電流に変換する一対のスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路からなるインバータ回路と、チョークコイル、放電灯及びコンデンサの直列回路から成る放電灯負荷回路と、を備えた放電灯点灯装置において、上記放電灯の異常放電状態を検出し、上記インバータ回路の発振を停止保持する保護回路と、この保護回路の停止保持を解除させるリセット回路とを備え、上記リセット回路は、直流電源の正・負極間に上記放電灯のフィラメントを介して接続されたダイオード及びコンデンサからなる充電部と、この充電部の電圧を微分するコンデンサと抵抗からなる微分部と、この微分部の出力に基づいて上記保護回路に流れる電流を制御する制御部と、を備えたので、放電灯のフィラメント放電物質の消耗による寿命などの理由でスイッチング素子発振が停止保持された後、交流電源又は直流電源を遮断することなく投入し続けていても、放電灯を正常放電灯に置換装着すれば、自動的に放電灯が再点灯できる。
このため、本点灯装置と同一電源に接続されている他の放電灯や機器の電源を遮断することなく、放電灯の交換や点検確認ができる効果がある。
また、交流電源や直流電源を遮断する大型で高価なスイッチを個々の点灯装置に設ける必要もないので点灯装置を小型、安価にすることができる。

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1を示す放電灯点灯装置の動作を説明する波形図である。
図3
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4
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5
従来の放電灯点灯装置の回路図である。
図6
従来の放電灯点灯装置の直流電源の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 電源、2、3 SW素子、4 カレントトランス(CT)、4a、4b 4の2次巻線、5、9 チョークコイル、6、10 放電灯、7、11、12 コンデンサ、13、14、15、16 抵抗、58 コンデンサ、59、60 抵抗、61 ツエナーダイオード、L100、110 放電灯負荷回路、62 サイリスタ、63、65、67 ダイオード、64、69 抵抗、66 コンデンサ、68 トリガダイオード、P100、110 PP検出回路、H100 保持回路、200、201、205 抵抗、202、212 ダイオード、203、204 コンデンサ、210、211、215 抵抗、213、214 コンデンサ、220 抵抗、221 トランジスタ、230 抵抗、R100、R110 リセット回路。

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