JP2002305093A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 突入電流防止回路におけるサイリスタがオフ
しないような短時間の停電または電圧降下の後の復帰時
に突入電流を発生させることなく、正常動作に復帰させ
ることのできる放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 整流器１と、突入電流防止回路２と、電
解コンデンサ３と、スイッチモード電力制御回路４と、
整流器５と、電解コンデンサ６と、制御回路用電源７
と、停電検出回路８とから構成されている。ＡＣ電源の
停電または電圧降下が２０ｍsec程度以上継続したとき
にスイッチモード電力制御回路４および突入電流防止回
路２のサイリスタをオフにすることで、停電または電圧
降下から２０ｍsec程度は放電灯のついた状態を維持
し、その後消灯する。２００ｍsec程度以内に電源が復
帰した時には、突入電流を防止し、再点灯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関し、特に、商用ＡＣ電源（以下、ＡＣ電源と略す）の
瞬間的な停電または電圧降下が発生した後の復帰時に突
入電流を発生させずに再点灯することのできる放電灯点
灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の放電灯点灯装置の構成を示
すブロック図である。この放電灯点灯装置は整流器11
と、整流器11の出力側に接続された突入電流防止回路12
と、突入電流防止回路12の出力側に接続された電解コン
デンサ13と、電解コンデンサ13の出力側に接続されたス
イッチモード電力制御回路14とから構成されている。

【０００３】整流器11には１００Ｖまたは２００ＶのＡ
Ｃ電源の出力が供給される。整流器11の出力は突入電流
防止回路12を通って電解コンデンサ13を充電する。突入
電流防止回路12は抵抗と、電気的にオン／オフ可能なス
イッチング素子（図ではサイリスタ）との並列回路から
なる。電解コンデンサ13に蓄積された電荷はスイッチモ
ード電力制御回路14により高周波に変換され電力制御さ
れた後に整流され放電灯に印加される。

【０００４】以上の構成を有する放電灯点灯装置におい
て、ＡＣ電源が正常な時には突入電流防止回路12はオフ
（スイッチング素子がオン）、スイッチモード電力制御
回路14はオンになっており、ＡＣ電源の出力が整流器11
で整流され、突入電流防止回路12のサイリスタを通って
電解コンデンサ13に蓄積され、スイッチモード電力制御
回路14により点灯電力に変換され、放電灯を点灯する。

【０００５】ＡＣ電源に停電または電圧降下（５０％程
度）が発生した場合、短時間（例えば２０ｍsec程度）
であれば、電解コンデンサ13に蓄積された電荷を消費す
ることによって放電灯がついた状態を維持できる。

【０００６】停電または電圧降下が２０ｍsec程度を越
えた場合、電解コンデンサ13の電荷が不足するため、放
電灯は消灯する。この場合、電解コンデンサ13の電荷が
少なくなっているので、ＡＣ電源が復帰すると、突入電
流防止回路12が無い場合、充電電流が急激に流れ、その
大きさは容易に１００Ａ以上に達し、ＡＣ電源の保安機
能が動作して完全に停止する。したがって、２０ｍsec
程度以上２００ｍsec程度以内の短時間の停電で放電灯
が再点灯可能な場合でも、停止したまま復帰しない。図
４のように突入電流防止回路12を設けた場合、そのスイ
ッチング素子をオフにすることで、抵抗により充電電流
を制限し、突入電流防止することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、突入電流を防止
する目的で例えばサイリスタと抵抗との並列回路からな
る突入電流防止回路２が用いられている。この突入電流
防止回路２のサイリスタをオンからオフにするために
は、サイリスタに流れる電流が保持電流（１Ａ以下の小
さな電流）以下になることが必要である。しかし、２０
０ｍsec程度以内の停電または電圧降下でスイッチモー
ド電力制御回路が動作していると、サイリスタに流れる
電流が保持電流以下にならないため、放電灯は消灯する
がサイリスタはオフにならない。このため、ＡＣ電源の
復帰時に突入電流を防止することができず、正常動作に
復帰できないという問題点があった。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、突入電流防止回路が正常に動作しない
（スイッチング素子がオフしない）ような短時間の停電
または電圧降下の後の復帰時に突入電流を発生させるこ
となく、正常動作に復帰させることのできる放電灯点灯
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の放電灯点灯装置
は、ＡＣ電源の出力を整流・平滑する手段と、前記平滑
された出力をもとに放電灯を点灯するスイッチモード電
力制御手段と、前記ＡＣ電源の瞬間的な停電または電圧
降下後の復帰時の突入電流を防止する突入電流防止手段
とを備えた放電灯点灯装置において、前記停電または電
圧降下が予め定められた第１の時間以上継続したことを
検出したときに前記突入電流防止手段をオンにするとと
もに前記スイッチモード電力制御手段をオフにする第１
の制御手段を備えたことを特徴とするものである。この
構成により、ＡＣ電源の停電または電圧降下が予め定め
られた第１の時間以上継続したときに、放電灯を消灯
し、かつ突入電流防止手段をオンにすることで、停電ま
たは電圧降下から第１の時間は放電灯がついた状態を維
持し、さらに停電または電圧降下が継続して放電灯が消
えた後の電源復帰時に突入電流を防止し、再点灯するこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明を
適用した放電灯点灯装置（以下、本実施の形態という）
の構成を示すブロック図である。本実施の形態は直流放
電灯点灯装置に関し、整流器１と、整流器１の出力側に
接続された突入電流防止回路２と、突入電流防止回路２
の出力側に接続された電解コンデンサ３と、電解コンデ
ンサ３の出力側に接続されたスイッチモード電力制御回
路４と、電解コンデンサ３の出力側に接続された整流器
５と、整流器５の出力側に接続された電解コンデンサ６
と、電解コンデンサ６の出力側に接続された制御回路用
電源７と、停電検出回路８とから構成されている。

【００１１】整流器１および停電検出回路８には、１０
０Ｖまたは２００ＶのＡＣ電源の出力がＭＣ（電磁接触
器）を介して供給される。ここで、ＭＣの代わりに電源
入力を遮断できる他の手段、例えばサーキットプロテク
タ、ブレーカー、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）な
どを用いても良い。

【００１２】整流器１の出力は突入電流防止回路２を通
って電解コンデンサ３を充電する。つまり、整流器１と
電解コンデンサ３とにより、ＡＣ電源の出力が整流・平
滑される。突入電流防止回路２は、抵抗と、電気的にオ
ン／オフ可能なスイッチング素子（図ではサイリスタで
あるが、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ、トランジスタ、リレーなど
でも良い。）との並列回路からなり、停電検出回路８の
出力により、スイッチング素子がオン／オフ制御され
る。電解コンデンサ３に蓄積された電荷はスイッチモー
ド電力制御回路４により高周波に変換され整流された
後、放電灯に印加される。

【００１３】整流器５の出力は電解コンデンサ６を充電
する。電解コンデンサ６に蓄積された電荷は制御回路用
電源７により、停電検出回路８に電源電圧として供給さ
れる。ここで、整流器５の入力をＭＣの出力から取ら
ず、電解コンデンサ３の出力から取ることで、電解コン
デンサ６の突入電流を防止することができる。また、Ａ
Ｃ電源が瞬時停電または電圧降下したときに、整流器５
によって電解コンデンサ６の電荷が他の回路へ流出する
のを防止することができる。これによって、例えば２０
０msecを越える停電に対しても停電検出回路８の動作を
確保することができる。

【００１４】停電検出回路８はＡＣ電源の停電または電
圧降下を検出し、突入電流防止回路２、スイッチモード
電力制御回路４、およびＭＣのオン／オフ制御を行う。

【００１５】以上のように構成された本実施の形態の動
作について、図２を参照しながら説明する。ここでは、
ＡＣ電源が正常で放電灯がついている時に、２０ｍsec
程度以内の停電または電圧降下があった場合、２０ｍse
c程度より長く２００ｍsec程度以内の停電または電圧降
下があった場合、および２００ｍsec程度より長い停電
または電圧降下があった場合について説明する。

【００１６】まず、ＡＣ電源が正常な時には、突入電流
防止回路２のスイッチング素子、およびスイッチモード
電力制御回路４は共にオンになっており、ＡＣ電源の出
力が整流器１で整流され、突入電流防止回路２のスイッ
チング素子を通って電解コンデンサ３に蓄積され、スイ
ッチモード電力制御回路４により、点灯電力に変換さ
れ、放電灯を点灯する。

【００１７】停電検出回路８はＡＣ電源の停電または電
圧降下を検出すると同時に内蔵するタイマーをスタート
させる。停電または電圧降下の継続時間が２０ｍsec程
度以内の場合には、突入電流防止回路２のスイッチング
素子およびスイッチモード電力制御回路４をオンのまま
に維持する。このため、図２（１）に示すように、スイ
ッチモード電力制御回路４は、停電または電圧降下があ
った後も、電解コンデンサ３に蓄積された電荷を用いて
放電灯がついた状態を維持する。ここで、２０ｍsec程
度以内の電荷の減少により放電灯が消えないように、電
解コンデンサ３の容量が定められている。

【００１８】停電検出回路８は停電または電圧降下の継
続時間が２０ｍsec程度を越えたことを検出すると、突
入電流防止回路２のスイッチング素子およびスイッチモ
ード電力制御回路４をオフにする。このため、スイッチ
モード電力制御回路４には電解コンデンサ３の電荷が入
力されなくなり、図２（２）に示すように、放電灯は消
える。電解コンデンサ３の電荷は停電開始後スイッチモ
ード電力制御回路４をオフにするまでの２０ｍsec程度
の間に放電し、電荷が減少した状態で保持される。

【００１９】この後、２００ｍsec 程度以内にＡＣ電
源が復帰すると、電解コンデンサ３に２０ｍsec程度の
間に放電した電荷が充電される。この時、突入電流防止
回路２のスイッチング素子はオフであるため、充電電流
は抵抗を通して徐々に流れ、突入電流は発生しない。こ
の充電時間は最大１００ｍsec程度を要するため、停電
検出回路８はＡＣ電源復帰後、約１００〜２００ｍsec
経過してから突入電流防止回路２のスイッチング素子を
オンにし、その後スイッチモード電力制御回路４をオン
にする。この結果、図２（２）に示すように、ＡＣ電源
が復帰した後、少し遅れて点灯される。

【００２０】停電または電圧降下の継続時間が２００ｍ
sec程度を越えた場合には、停電検出回路８はＭＣをオ
フにする。ＭＣは一旦オフになると、ユーザーが手動操
作でオンにする迄オフの状態を保持する。このため、図
２（３）に示すように、その後、ＡＣ電源が復帰しても
放電灯は消えたままとなる。

【００２１】ここで、停電または電圧降下の継続時間が
２００ｍsec程度を越え、停電検出回路９がＭＣをオフ
にするまでの間、停電検出回路８は制御回路用電源７か
ら供給される電圧で動作することができるように、電解
コンデンサ６の容量が定められている。

【００２２】このように、本実施の形態によれば、ＡＣ
電源に停電または電圧降下があっても、それが２０ｍse
c程度以内の場合には、放電灯はついた状態を保持す
る。また、２０ｍsec程度より長く２００ｍsec程度以内
の場合には、放電灯は一旦消えた後、ＡＣ電源の復帰
後、突入電流を発生させることなく再点灯される。そし
て、２００ｍsec程度を越えた場合には、装置全体がオ
フになるため、ユーザーが手動操作で立ち上げる迄消え
たままとなる。

【００２３】なお、以上の説明では、２０ｍsec程度以
内の停電または電圧降下に対して放電灯がついた状態を
保持するようにしたが、この時間に限定されるものでは
ない。例えば停電または電圧降下後４０ｍsec程度の
間、電解コンデンサ３に蓄積された電荷により放電灯が
ついた状態を維持できるように電解コンデンサ３の容量
を選定しておき、４０ｍsec程度を越える停電または電
圧降下に対して突入電流防止回路２のスイッチング素子
およびスイッチモード電力制御回路４をオフにしても良
い。

【００２４】同様に、例えば停電または電圧降下後５０
０ｍsec程度の間、電解コンデンサ６に蓄積された電荷
により停電検出回路８に電源電圧を供給できるように電
解コンデンサ６の容量を選定しておき、停電または電圧
降下の継続時間が５００ｍsec程度を越えた場合に装置
全体がオフになるように構成しても良い。

【００２５】さらに、以上説明した本実施の形態は直流
放電灯点灯装置に関するものであったが、図３に示すよ
うに、スイッチモード電力制御回路４の出力側に、スイ
ッチモード電力制御回路４で電力制御された直流出力を
例えば５０Hzで極性を切り替えて矩形波に変換し放電灯
に印加するための極性切替回路９を付加することによ
り、本発明を矩形波放電灯点灯装置に適用することもで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の放
電灯点灯装置によれば、ＡＣ電源に停電または電圧降下
があっても、それが第１の時間以内の場合には、放電灯
をついた状態に保持し、第１の時間より長く第２の時間
以内の場合には、放電灯を一旦消灯した後、突入電流を
発生させることなく再点灯することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図、

【図２】本発明の実施の形態の動作を説明するための
図、

【図３】本発明の実施の形態の変形例の構成を示すブロ
ック図、

【図４】従来の放電灯点灯装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

２ 突入電流防止回路 ３ 電解コンデンサ ４ スイッチモード電力制御回路 ８ 停電検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相原 清 長野県茅野市玉川4896番地 株式会社オー ク製作所諏訪工場内 Ｆターム(参考） 3K072 AA01 AC18 BA03 BB01 CA16 EA05 EA06 GB18 GC04 HB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＣ電源の出力を整流・平滑する手段
   と、前記平滑された出力をもとに放電灯を点灯するスイ
   ッチモード電力制御手段と、前記ＡＣ電源の瞬間的な停
   電または電圧降下後の復帰時の突入電流を防止する突入
   電流防止手段とを備えた放電灯点灯装置において、前記
   停電または電圧降下が予め定められた第１の時間以上継
   続したことを検出したときに前記突入電流防止手段をオ
   ンにするとともに前記スイッチモード電力制御手段をオ
   フにする第１の制御手段を備えたことを特徴とする放電
   灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記停電または電圧降下が前記第１の時
   間以上継続し、さらに予め定められた第２の時間以上継
   続したときに、前記点灯装置全体をオフにする第２の制
   御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の放電灯
   点灯装置。
3. 【請求項３】 電源入力を遮断することにより、装置全
   体をオフにすることを特徴とする請求項２記載の放電灯
   点灯装置。
4. 【請求項４】 前記停電または電圧降下が前記第１の時
   間以上継続し、予め定められた第２の時間以内に復帰し
   たときに、その復帰から予め定められた第３の時間経過
   後前記突入電流防止手段をオフにし、その後前記スイッ
   チモード電力制御手段をオンにする第３の制御手段を備
   えたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。