JP2000252091A - 放電ランプの点灯装置 - Google Patents

放電ランプの点灯装置

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JP2000252091A
JP2000252091A JP4977099A JP4977099A JP2000252091A JP 2000252091 A JP2000252091 A JP 2000252091A JP 4977099 A JP4977099 A JP 4977099A JP 4977099 A JP4977099 A JP 4977099A JP 2000252091 A JP2000252091 A JP 2000252091A
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discharge lamp
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Akio Ishizuka
明朗 石塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非絶縁型のDC−DCコンバータを備えた放
電ランプの点灯装置において、ランプ電流検出用の電流
センサを構成する抵抗素子が短絡されても、放電ランプ
の破裂や、点灯回路の破損を生じることがないようにす
る。 【解決手段】 電流センサ16は、スイッチング素子7
のGND側の端子と電源ラインのGND側との間でスイ
ッチング素子7を流れる電流を検出する。ピーク値検出
回路17は、電流センサ16による検出電流値のピーク
値を検出してホールドする。比較回路18は、このホー
ルドされたピーク値と検出ランプ電流値とを比較する。
レベル判定回路19は、この比較した両値の差が所定程
度以上に大きいときは高圧放電ランプ2への供給電力を
所定程度減じる。また、比較回路18により比較した両
値の差が高圧放電ランプ2への供給電力を減じた場合以
上に所定程度拡大したときは高圧放電ランプ2を消灯す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、放電ランプの点
灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高圧放電ランプを定電力制御しながら点
灯する放電ランプの点灯装置には、ランプ電流を検出す
る電流センサとランプ電圧を検出する電圧センサが設け
られている。そして、検出したランプ電流、ランプ電圧
に応じて、高圧放電ランプへの供給電力をPWM制御す
ることによりランプ電力を定電力に維持している。電流
センサは、高圧放電ランプのマイナス端子側に高圧放電
ランプと直列に接続された抵抗素子である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の放
電ランプの点灯装置に非絶縁型のDC−DCコンバー
タ、すなわち、昇圧トランスの1次側巻線と2次側巻線
とが絶縁されていないDC−DCコンバータを用いる場
合は、入力側のGNDラインと高圧放電ランプのマイナ
ス側の端子とが短絡すると、電流センサである抵抗素子
が短絡されることになる。
【0004】そのため、ランプ電流の検出値が0または
大幅に小さな値に誤検出されるので、PWM制御により
高圧放電ランプに無制限に電力が供給され、高圧放電ラ
ンプの破裂や、高圧放電ランプの点灯回路の破損を生じ
るおそれがある。
【0005】この発明の目的は、非絶縁型のDC−DC
コンバータを備えた放電ランプの点灯装置において、ラ
ンプ電流検出用の電流センサを構成する抵抗素子が短絡
されても、放電ランプの破裂や、点灯回路の破損を生じ
ることがない放電ランプの点灯装置を提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、直流をスイッチング素子でスイッチングした後昇圧
トランスにより昇圧したものを整流および平滑して出力
する非絶縁型のDC−DCコンバータと;このDC−D
Cコンバータが供給する電力で点灯する放電ランプと;
この放電ランプのランプ電圧を検出する電圧センサと;
前記放電ランプのランプ電流を検出する第1の電流セン
サと;前記検出ランプ電圧値で前記放電ランプのランプ
電力の目標値を除算する除算手段と:この除算で求めた
値と前記検出ランプ電流値を比較する第1の比較手段
と;この比較結果に応じてPWM制御のデューティ比を
決定して前記スイッチング素子をオン、オフ駆動するこ
とで前記放電ランプを定電力制御するPWM制御回路
と;前記スイッチング素子のGND側の端子と電源ライ
ンのGND側との間で前記スイッチング素子を流れる電
流を検出する第2の電流センサと;この第2の電流セン
サによる検出電流値のピーク値を検出してホールドする
ピーク値検出回路と;このホールドされたピーク値と前
記検出ランプ電流値とを比較する第2の比較手段と;こ
の比較した両値の差が所定程度以上に大きいときは前記
放電ランプへの供給電力を所定程度減じる制御手段と;
を備えている放電ランプの点灯装置である。
【0007】したがって、DC−DCコンバータのスイ
ッチング素子を流れる電流のピーク値は負荷電流すなわ
ちランプ電流に比例することが知られており、かかるピ
ーク値に比べて第1の電流センサによるランプ電流の検
出値が小さすぎる場合は第1の電流センサの短絡の発生
と判断できるので、放電ランプへの供給電力を所定程度
減じることで、放電ランプの破裂や、点灯回路の破損を
防止することができる。しかも、スイッチング素子のG
ND側の端子と電源ラインのGND側との間でスイッチ
ング素子を流れる電流を検出するので、回路に与えるロ
スも小さい。
【0008】なお、除算手段、第1の比較手段、制御手
段などは、アナログ回路により実現してもよいし、その
機能を具現するマイコンにより実現してもよい。
【0009】請求項2に記載の発明は、直流をスイッチ
ング素子でスイッチングした後昇圧トランスにより昇圧
したものを整流および平滑して出力する非絶縁型のDC
−DCコンバータと;このDC−DCコンバータが供給
する電力で点灯する放電ランプと;この放電ランプのラ
ンプ電圧を検出する電圧センサと;前記放電ランプのラ
ンプ電流を検出する第1の電流センサと;前記検出ラン
プ電圧値と検出ランプ電流値とを乗算してランプ電力値
を求める乗算回路と;この乗算で求めたランプ電力値と
前記放電ランプのランプ電力の目標値とを比較する第1
の比較手段と;この比較結果に応じてPWM制御のデュ
ーティ比を決定して前記スイッチング素子をオン、オフ
駆動することで前記放電ランプを定電力制御するPWM
制御回路と;前記スイッチング素子のGND側の端子と
電源ラインのGND側との間で前記スイッチング素子を
流れる電流を検出する第2の電流センサと;この第2の
電流センサによる検出電流値のピーク値を検出してホー
ルドするピーク値検出回路と;このホールドされたピー
ク値と前記検出ランプ電流値とを比較する第2の比較手
段と;この比較した両値の差が所定程度以上に大きいと
きは前記放電ランプへの供給電力を所定程度減じる制御
手段と;を備えている放電ランプの点灯装置である。
【0010】したがって、DC−DCコンバータのスイ
ッチング素子を流れる電流のピーク値は負荷電流すなわ
ちランプ電流に比例することが知られており、かかるピ
ーク値に比べて第1の電流センサによるランプ電流の検
出値が小さすぎる場合は第1の電流センサの短絡の発生
と判断できるので、放電ランプへの供給電力を所定程度
減じることで、放電ランプの破裂や、点灯回路の破損を
防止することができる。しかも、スイッチング素子のG
ND側の端子と電源ラインのGND側との間でスイッチ
ング素子を流れる電流を検出するので、回路に与えるロ
スも小さい。
【0011】なお、乗算手段、第1の比較手段、制御手
段などは、アナログ回路により構成してもよいし、その
機能を具現するマイコンにより構成してもよい。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の放電ランプの点灯装置において、制御手段は
前記第2の比較手段により比較した両値の差が所定程度
拡大したときは前記放電ランプを消灯する。
【0013】したがって、DC−DCコンバータのスイ
ッチング素子を流れる電流のピーク値に比べて第1の電
流センサによるランプ電流の検出値が過度に小さく、放
電ランプへの供給電力を減じるだけでは不充分である場
合は、放電ランプを消灯するので、放電ランプの破裂
や、点灯回路の破損をより確実に防止することができ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】[発明の実施の形態1]図1は、
この発明の実施の形態1である高圧放電ランプの点灯装
置1の回路図である。
【0015】図1に示すように、この高圧放電ランプの
点灯装置1は、高圧放電ランプ2(放電ランプ)と、こ
の高圧放電ランプ2を点灯する点灯回路3とからなる。
点灯回路3は、直流電源4にDC−DCコンバータ5
と、高圧パルス発生回路6と、高圧放電ランプ2を順次
接続している。
【0016】DC−DCコンバータ5は、直流電源4が
供給する直流をスイッチングするスイッチング素子7
と、このスイッチング後の出力を昇圧する昇圧トランス
8と、この昇圧後の出力を整流する整流素子9と、平滑
化する平滑コンデンサ10とからなる。このDC−DC
コンバータ5は、非絶縁型、すなわち、昇圧トランス8
の1次側巻線と2次側巻線とが図1に示すように絶縁さ
れていないタイプのものである。
【0017】高圧パルス発生回路6は、高圧放電ランプ
2の始動時に高圧の始動パルスを与える。
【0018】また、高圧放電ランプの点灯装置1には、
高圧放電ランプ2のランプ電圧を検出する電圧センサ1
1と、ランプ電流を検出する電流センサ12(第1の電
流センサ)が設けられている。電流センサ12は、高圧
放電ランプ2のマイナス端子側に高圧放電ランプ2と直
列に接続された抵抗素子である。
【0019】除算回路13(除算手段)は、電圧センサ
11による検出ランプ電圧値で高圧放電ランプ2のラン
プ電力の目標値を除算する演算を行い、高圧放電ランプ
2のランプ電流の目標値を求める。差分演算回路14
(第1の比較手段)は、この除算で求めたランプ電流の
目標値と電流センサ12による検出ランプ電流値を比較
して、両者の差分を求める。この差分はPWM制御回路
15にフィードバックされ、PWM制御回路15は、ラ
ンプ電流の目標値と検出ランプ電流値との差の大きさに
応じて、スイッチング素子7をPWM制御するためのデ
ューティ比を決定して、スイッチング素子をオン、オフ
駆動することで高圧放電ランプ2を定電力制御する。
【0020】また、電流センサ16(第2の電流セン
サ)は、スイッチング素子7のGND側の端子すなわち
ソースと、電源ラインのGND側との間でスイッチング
素子7を流れる電流すなわちソース電流を検出する。ピ
ーク値検出回路17は、この電流センサ16による検出
電流値のピーク値を検出してホールドする。比較回路1
8(第2の比較手段)は、このホールドされたピーク値
と電流センサ12による検出ランプ電流値とを比較す
る。図2には、スイッチング素子7のゲート電圧と、ソ
ース電流のタイミングチャートを示しており、ピーク値
検出回路17が出力するピークホールド値も示してい
る。
【0021】レベル判定回路19(制御手段)は、この
比較した両値の差に応じてPWM制御回路15に制御信
号を出力する。すなわち、ピーク値検出回路17がホー
ルドしているピーク値に比べて電流センサ12による検
出ランプ電流値が目立って低いとき、すなわち両者の差
が所定の第1の値より大きくなったときは、PWM制御
回路15に制御信号を出力して、高圧放電ランプ2への
供給電力を所定程度減じる。また、ピーク値検出回路1
7がホールドしているピーク値と電流センサ12による
検出ランプ電流値との差がさらに拡大し、所定の第2の
値より大きくなったときは、PWM制御回路15に制御
信号を出力して、高圧放電ランプ2を消灯する。
【0022】以上説明した高圧放電ランプの点灯装置1
によれば、DC−DCコンバータ5のスイッチング素子
7を流れる電流のピーク値は負荷電流すなわちランプ電
流に比例することが知られており、かかるピーク値に比
べて電流センサ12によるランプ電流の検出値が小さす
ぎる場合は電流センサ12の短絡の発生と判断できるの
で、高圧放電ランプ2への供給電力を所定程度減じるこ
とで、高圧放電ランプ2の破裂や、点灯回路3の破損を
防止することができる。また、DC−DCコンバータ5
のスイッチング素子7を流れる電流のピーク値に比べて
電流センサ12によるランプ電流の検出値が過度に小さ
く、高圧放電ランプ2への供給電力を減じるだけでは不
充分である場合は、高圧放電ランプ2を消灯するので、
高圧放電ランプ2の破裂や、点灯回路3の破損をより確
実に防止することができる。しかも、スイッチング素子
7のGND側の端子と電源ラインのGND側との間でス
イッチング素子7を流れる電流を検出するので、点灯回
路3に与えるロスも小さい。
【0023】[発明の実施の形態2]図3は、この発明
の実施の形態2である高圧放電ランプの点灯装置1の回
路図である。この発明の実施の形態2が発明の実施の形
態1と相違する点は、除算回路13に代えて乗算回路2
1(乗算手段)を用い、この乗算回路21で電圧センサ
11の検出ランプ電圧と電流センサ12の検出ランプ電
流とを乗算して、ランプ電力を求め、この求めたランプ
電力値を差分演算回路14で目標ランプ電力値と比較し
て、この比較の結果をPWM制御回路15にフィードバ
ックしている点にある。その他の点については発明の実
施の形態1と同様であるので、図3に図1と同様の符号
を付して詳細な説明は省略する。
【0024】
【発明の効果】請求項1に記載の発明は、DC−DCコ
ンバータのスイッチング素子を流れる電流のピーク値は
負荷電流すなわちランプ電流に比例することが知られて
おり、かかるピーク値に比べて第1の電流センサによる
ランプ電流の検出値が小さすぎる場合は第1の電流セン
サの短絡の発生と判断できるので、放電ランプへの供給
電力を所定程度減じることで、放電ランプの破裂や、点
灯回路の破損を防止することができる。しかも、スイッ
チング素子のGND側の端子と電源ラインのGND側と
の間でスイッチング素子を流れる電流を検出するので、
回路に与えるロスも小さい。
【0025】請求項2に記載の発明は、DC−DCコン
バータのスイッチング素子を流れる電流のピーク値は負
荷電流すなわちランプ電流に比例することが知られてお
り、かかるピーク値に比べて第1の電流センサによるラ
ンプ電流の検出値が小さすぎる場合は第1の電流センサ
の短絡の発生と判断できるので、放電ランプへの供給電
力を所定程度減じることで、放電ランプの破裂や、点灯
回路の破損を防止することができる。しかも、スイッチ
ング素子のGND側の端子と電源ラインのGND側との
間でスイッチング素子を流れる電流を検出するので、回
路に与えるロスも小さい。
【0026】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の放電ランプの点灯装置において、DC−DC
コンバータのスイッチング素子を流れる電流のピーク値
に比べて第1の電流センサによるランプ電流の検出値が
過度に小さく、放電ランプへの供給電力を減じるだけで
は不充分である場合は、放電ランプを消灯するので、放
電ランプの破裂や、点灯回路の破損をより確実に防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1である高圧放電ランプ
の点灯装置の回路図。
【図2】高圧放電ランプの点灯装置のDC−DCコンバ
ータを構成するスイッチング素子の、ゲート電圧、ソー
ス電流およびソース電流のピーク値のタイミングチャー
ト。
【図3】この発明の実施の形態2である高圧放電ランプ
の点灯装置の回路図。
【符号の説明】
1 放電ランプの点灯回路 2 放電ランプ 5 DC−DCコンバータ 7 スイッチング素子 8 昇圧トランス 9 整流素子 10 平滑コンデンサ 11 電圧センサ 12 第1の電流センサ 13 除算手段 14 第1の比較手段 15 PWM制御回路 16 第2の電流センサ 17 ピーク値検出回路 18 第2の比較手段 19 制御手段 21 乗算手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流をスイッチング素子でスイッチング
    した後昇圧トランスにより昇圧したものを整流および平
    滑して出力する非絶縁型のDC−DCコンバータと;こ
    のDC−DCコンバータが供給する電力で点灯する放電
    ランプと;この放電ランプのランプ電圧を検出する電圧
    センサと;前記放電ランプのランプ電流を検出する第1
    の電流センサと;前記検出ランプ電圧値で前記放電ラン
    プのランプ電力の目標値を除算する除算手段と:この除
    算で求めた値と前記検出ランプ電流値を比較する第1の
    比較手段と;この比較結果に応じてPWM制御のデュー
    ティ比を決定して前記スイッチング素子をオン、オフ駆
    動することで前記放電ランプを定電力制御するPWM制
    御回路と;前記スイッチング素子のGND側の端子と電
    源ラインのGND側との間で前記スイッチング素子を流
    れる電流を検出する第2の電流センサと;この第2の電
    流センサによる検出電流値のピーク値を検出してホール
    ドするピーク値検出回路と;このホールドされたピーク
    値と前記検出ランプ電流値とを比較する第2の比較手段
    と;この比較した両値の差が所定程度以上に大きいとき
    は前記放電ランプへの供給電力を所定程度減じる制御手
    段と;を備えている放電ランプの点灯装置。
  2. 【請求項2】 直流をスイッチング素子でスイッチング
    した後昇圧トランスにより昇圧したものを整流および平
    滑して出力する非絶縁型のDC−DCコンバータと;こ
    のDC−DCコンバータが供給する電力で点灯する放電
    ランプと;この放電ランプのランプ電圧を検出する電圧
    センサと;前記放電ランプのランプ電流を検出する第1
    の電流センサと;前記検出ランプ電圧値と検出ランプ電
    流値とを乗算してランプ電力値を求める乗算回路と;こ
    の乗算で求めたランプ電力値と前記放電ランプのランプ
    電力の目標値とを比較する第1の比較手段と;この比較
    結果に応じてPWM制御のデューティ比を決定して前記
    スイッチング素子をオン、オフ駆動することで前記放電
    ランプを定電力制御するPWM制御回路と;前記スイッ
    チング素子のGND側の端子と電源ラインのGND側と
    の間で前記スイッチング素子を流れる電流を検出する第
    2の電流センサと;この第2の電流センサによる検出電
    流値のピーク値を検出してホールドするピーク値検出回
    路と;このホールドされたピーク値と前記検出ランプ電
    流値とを比較する第2の比較手段と;この比較した両値
    の差が所定程度以上に大きいときは前記放電ランプへの
    供給電力を所定程度減じる制御手段と;を備えている放
    電ランプの点灯装置。
  3. 【請求項3】 制御手段は前記第2の比較手段により比
    較した両値の差が所定程度拡大したときは前記放電ラン
    プを消灯する請求項1または2に記載の放電ランプの点
    灯装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014512801A (ja) * 2011-04-29 2014-05-22 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 スイッチモード電力コンバータ用の定電力/電流制御のための方法および装置

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JP2014512801A (ja) * 2011-04-29 2014-05-22 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 スイッチモード電力コンバータ用の定電力/電流制御のための方法および装置

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