JP2002352969A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

高圧放電灯点灯装置

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JP2002352969A
JP2002352969A JP2001157564A JP2001157564A JP2002352969A JP 2002352969 A JP2002352969 A JP 2002352969A JP 2001157564 A JP2001157564 A JP 2001157564A JP 2001157564 A JP2001157564 A JP 2001157564A JP 2002352969 A JP2002352969 A JP 2002352969A
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discharge lamp
pressure discharge
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ballast
lamp lighting
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Hiroshi Noro
浩史 野呂
Koji Yamashita
浩司 山下
Jun Kumagai
潤 熊谷
Noriyuki Fukumori
律之 福盛
Akio Okude
章雄 奥出
Masaaki Uchihashi
聖明 内橋
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高圧放電灯の寿命末期時の異常現象の1つであ
る半波放電が起きた場合に点灯装置および高圧放電灯を
保護する。 【解決手段】電源V1と、高圧放電灯Laと、少なくと
も限流要素を含む安定器CH1と、放電灯Laを始動さ
せるために高圧パルス電圧を発生するイグナイタ4とを
備える高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯Laの
寿命末期時の異常電流を検出して安定器への通電を一時
的に遮断する遮断手段5と、一時的に通電を遮断したこ
とを検出する遮断検出手段6と、遮断検出手段6の出力
によりイグナイタ4の動作停止を保持する手段を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は安定器によって高圧
放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置において、高圧
放電灯寿命末期の異常状態1つである半波放電を検知
し、高圧放電灯と高圧放電灯点灯装置を保護する技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】高圧放電灯の寿命末期現象の1つとして
半波放電という現象がある。これは高圧放電灯の寿命に
伴う片側の電極の劣化によって発生し、この状態におい
ては高圧放電灯に流れるランプ電流は正負非対称とな
り、片側ではほぼ短絡状態、もう一方ではほぼ無負荷状
態となっている。図5に正常時と半波放電発生時のラン
プ電流の比較を示す。図5(a)が正常点灯時のランプ
電流波形で、(b)が半波放電時のランプ電流波形であ
る。このような半波放電が発生したときの不具合につい
て以下述べることとする。
【0003】まずはじめに点灯装置が銅鉄安定器の場合
について考えてみる。図6に一般的な銅鉄安定器の構成
図を示す。図6において、V1は交流電源、C1は力率
改善用のコンデンサ、CH1は限流要素としてのコイ
ル、Laはランプである。また、Q1はトライアック、
Q2はダイアックであり、通常、電源V1から抵抗R1
を介してコンデンサC3に充電し、コンデンサC3の電
圧がダイアックQ2のブレークオーバー電圧に達すると
ダイアックQ2は導通し、トライアックQ1のゲートに
トリガーをかける。トライアックQ1がトリガーされる
と、トライアックQ1は導通し、ランプLaに高圧パル
スが印加される。ランプLaが点灯すると、電流トラン
スCT1に流れる電流をランプ電流検出回路1で検出
し、制御回路2に信号を送る。すると制御回路2からト
ランジスタQ3のべースに電流を流し、抵抗R2、ダイ
オードブリッジDB2を介しコンデンサC3を短絡する
ことにより、トライアックQ1へのトリガーを停止さ
せ、これによって、パルス電圧の発生は停止する。ま
た、電源トランスT1、ダイオードブリッジDB1、三
端子レギュレータIC(図示せず)などにより構成され
る制御電源回路3により制御回路2用の電源を生成して
いる。
【0004】点灯装置が銅鉄安定器の場合、半波放電が
発生すると、直流電流が流れることにより通常の二次短
絡電流の3倍以上の電流が片側極性に流れるため、安定
器内の限流要素であるコイルCH1が異常発熱し、最終
的に安定器から発煙等の生じる危険性がある。この危険
を回避するために通常、銅鉄安定器には図7のように過
大電流が流れた時に電源を遮断する電流ヒューズCF1
や異常発熱が発生した時に電源を遮断する温度ヒューズ
TF1などの保護装置が設けてある。ところが、通常こ
のようなヒューズとして非復帰型のヒューズを用いるた
め、一度でも半波放電のランプが発生すると、安定器が
使用不可となり、通常の安定器の寿命が来る前に安定器
を交換しなければならないといった不具合が生じてく
る。
【0005】一方、近年、安定器の軽量化・小型化・高
機能化を目的として、多くの電子部品を用いた電子バラ
ストなるものが主流となりつつある。次にこの電子バラ
ストと半波放電ランプとの組合せについて考えてみる。
図8に一般的な電子バラスト8のブロック図を示す。交
流電源V1に整流回路を含む直流電源回路部9が接続さ
れており、この出力端にランプLaへの供給電力を調整
・制御できるインバータ回路部10が接続されており、
この出力端にランプLaが接続されている。点灯装置が
このような電子バラストの場合、インバータ回路部10
において、ランプLaのそれぞれの極性に応じてランプ
Laへの供給電力を調整するため、前記の銅鉄安定器の
ように点灯装置が異常発熱を起こして、点灯装置が発煙
等に至るとまではいかないが、やはり通常よりも点灯装
置の発熱は増える。このため、点灯装置の設計をする際
に、半波放電発生時を考慮した部品の設定が必要であ
り、どうしても回路が大型化、高コスト化してしまうと
言った不具合が生じてしまう。
【0006】また、前記銅鉄安定器や電子バラストに半
波放電発生時に作動する温度に設定したサーマルプロテ
クタ(復帰型)を設けて、半波放電が発生すると電源を
遮断するように構成することも出来るが、この場合はサ
ーマルプロテクタが復帰型の為、何回も点灯・不点を繰
返すことになり、対策手段としてはあまり好ましくな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、高
圧放電灯の寿命末期時の異常現象の1つである半波放電
が起きた場合に点灯装置および高圧放電灯を保護するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題を解決するために、図1に示すように、電源V1
と、高圧放電灯Laと、少なくとも限流要素を含む安定
器CH1と、放電灯Laを始動させるために高圧パルス
電圧を発生するイグナイタ4とを備える高圧放電灯点灯
装置において、高圧放電灯Laの寿命末期時の異常電流
を検出して安定器への通電を一時的に遮断する遮断手段
5と、一時的に通電を遮断したことを検出する遮断検出
手段6と、遮断検出手段6の出力によりイグナイタ4の
動作停止を保持する手段を備えたことを特徴とするもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1に第1の実
施の形態を示す。この実施の形態では、異常電流検出/
遮断手段5において高圧放電灯Laの寿命末期の異常電
流を検出し、安定器としてのコイルCH1への通電を一
時的に遮断する。この一時的な通電の遮断を遮断検出回
路6において検出し、制御回路2へ信号を送り、トラン
ジスタQ3の導通を保持する。これにより、高圧パルス
の発生の停止を保持する、つまり、イグナイタ4の動作
停止を保持する。その他の回路構成は図7と同じであ
る。このように構成することにより、ランプ寿命末期の
半波放電が起こった場合でも、その異常電流を検出し、
コイルCH1への通電を遮断することによりコイルCH
1の異常発熱を防止することができる。
【0010】(実施の形態2)図2に第2の実施の形態
を示す。この実施の形態は、異常電流検出/遮断手段5
として復帰型のサーマルプロテクタTP1を採用した例
である。なお、上記復帰型サーマルプロテクタTP1は
コイルCH1の巻線表面あるいはコイル鉄芯上に密着し
て置かれ、異常電流によりコイルCH1が発熱すると巻
線が少なくとも発煙する温度に達する前にサーマルプロ
テクタTP1が開放するようにサーマルプロテクタTP
1の動作温度を設定している。サーマルプロテクタTP
1が開放することによりコイルCH1への通電が遮断さ
れ、この遮断を遮断検出回路6において検出し、制御回
路2へ信号を送り、トランジスタQ3の導通を保持す
る。これにより、高圧パルスの発生の停止を保持する、
つまりイグナイタ4の動作停止を保持する。その他の回
路構成は図7と同じである。
【0011】コイルCH1への通電を遮断すると、ラン
プLaは消灯し、コイルCH1の温度は低下していき、
サーマルプロテクタTP1の復帰温度に達すると、コイ
ルCH1への通電を再開する。通電を再開してもイグナ
イタ4の動作停止を保持しているので、高圧パルスは発
生せず、ランプLaは始動しないため、再度コイルCH
1が異常発熱することはない。また、電源V1のOFF
からONにより、制御回路2内のICがリセットされ、
イグナイタ4の動作停止の保持は解除されることにな
る。
【0012】このように構成することにより、ランプ寿
命末期の半波放電が起こった場合でも、その異常電流を
検出し、コイルCH1への通電を遮断することによりコ
イルCH1の異常発熱を防止することができる。また、
サーマルプロテクタTP1が復帰型であっても、ランプ
Laが点灯・不点を繰返すことはなくなる。
【0013】(実施の形態3)図3に第3の実施の形態
を示す。この実施の形態は、イグナイタの動作停止保持
の解除手段として、使用者側から操作できるスイッチS
W1を例えば照明器具の近傍に設けた例である。その他
の回路構成は図2と同じである。使用者がスイッチSW
1を一時的に閉成すると、制御回路2内のICがリセッ
トされ、イグナイタ4の動作停止保持は解除されること
になる。このように構成すると、使用者が異常ランプを
正常ランプに交換した後に、スイッチSW1を操作する
と、電源V1をOFF/ONする必要なくランプLaの
始動を再開することができる。特に、多数の照明器具が
一括の電源ブレーカなどに接続され、電源V1のOFF
/ONが困難な場合に有効である。
【0014】(実施の形態4)図4に第4の実施の形態
を示す。この実施の形態は、安定器に電子式安定器を用
いた場合のものである。図4について、以下簡単に説明
する。電源回路11はダイオードブリッジDB1と、イ
ンダクタL1と、スイッチング素子Q1と、ダイオード
D1と、コンデンサC1よりなるチョッパ回路と、電源
制御回路12とからなり、交流電源V1の交流電圧を所
望の直流電圧に変換する機能を有する。点灯回路13は
降圧チョッパ回路14と極性反転回路15とイグナイタ
回路16と点灯制御回路17とからなっている。前記降
圧チョッパ回路14はスイッチング素子Q2とダイオー
ドD2とインダクタL2とコンデンサC2と抵抗R1と
からなる。ここで降圧チョッパ回路14の動作について
は一般的な技術であるので省略する。次に、極性反転回
路15はスイッチング素子Q3〜Q6からなりフルブリ
ッジ回路を構成している。この極性反転回路15は各ス
イッチング素子Q3〜Q6が点灯制御回路17により対
角に位置したスイッチング素子Q3とQ6、Q4とQ5
が交互にオン/オフし、放電灯Laに矩形波交流電力を
供給している。次にイグナイタ回路16はパルストラン
スPT1とコンデンサC3とスイッチング素子Q7(例
えばサイダックのような電圧応答素子)と抵抗R2とか
らなっている。このイグナイタ回路16は抵抗R2を介
して充電されたコンデンサC3の電圧がスイッチング素
子Q7のブレークオーバー電圧に達すると、スイッチン
グ素子Q7がONし、コンデンサC3に蓄積された電圧
が放電し、パルストランスPT1に高圧パルス電圧を発
生させる。そして、この高圧パルス電圧によりランプL
aが放電を開始し、点灯状態に移行する。また点灯制御
回路17はランプLaのランプ電圧Vla(電流、電力
でもよい)を検出し、ランプ電圧に応じてスイッチング
素子Q2のオン/オフ制御を行ない、ランプLaに供給
する電力を調整している。
【0015】この実施の形態では、異常電流検出/遮断
手段5として降圧チョッパ回路14のインダクタL2に
復帰型のサーマルプロテクタTP1を付設し、異常電流
によりインダクタL2が発熱すると、サーマルプロテク
タTP1が開放することにより点灯回路13への通電が
遮断され、この遮断を遮断検出回路6において検出し、
点灯制御回路17へ信号を送り、イグナイタ回路16の
動作停止を保持する。イグナイタ回路16の動作停止
は、スイッチング素子Q2の動作を停止させてもよい
し、スイッチング素子Q3〜Q6の動作を停止させても
よい。
【0016】インダクタL2への通電を遮断するとラン
プLaは消灯し、インダクタL2の温度は低下してい
き、サーマルプロテクタTP1の復帰温度に達すると、
インダクタL2への通電を再開する。通電を再開しても
イグナイタ回路16の動作停止を保持しているので、高
圧パルスは発生せず、ランプLaは始動しないため、再
度インダクタL2が異常発熱することはない。また、電
源V1のOFFからONにより、制御回路17内のIC
がリセットされ、イグナイタ回路16の動作停止の保持
は解除されることになる。
【0017】このように構成することにより、ランプ寿
命末期の半波放電が起こった場合でも、その異常電流を
検出し、インダクタL2への通電を遮断することにより
インダクタL2の異常発熱を防止することができる。異
常電流検出は、この実施の形態のようにインダクタL2
の異常温度を検出する手段のほかに、スイッチング素子
Q2あるいはQ3〜Q6の何れかの異常温度を検出して
もよく、また、前述したように、通常ランプLaに供給
する電力を調整するためのランプ電流検出用の抵抗R1
により異常電流を検出してもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明では、高圧放電灯の寿命末期時の
異常現象の一つである半波放電が起きた場合に、異常電
流検出により安定器への通電を一時的に遮断する手段を
設け、この一時的な通電の遮断を検出して、イグナイタ
の動作停止を保持する手段を設けることにより、高圧放
電灯の寿命末期時に安定器や高圧放電灯を保護すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の回路図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態の回路図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態の回路図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態の回路図である。
【図5】高圧放電灯の正常時と半波放電発生時のランプ
電流波形を示す波形図である。
【図6】従来の銅鉄型安定器を用いた高圧放電灯点灯装
置の回路図である。
【図7】従来の銅鉄型安定器を用いた高圧放電灯点灯装
置に保護手段を付加した構成を示す回路図である。
【図8】従来の一般的な電子バラストを用いた高圧放電
灯点灯装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
1 ランプ電流検出回路 2 制御回路 3 制御電源回路 4 イグナイタ回路 5 異常電流検出/遮断手段 6 遮断検出回路 V1 交流電源 La 高圧放電灯 CH1 コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 潤 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 福盛 律之 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 奥出 章雄 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 内橋 聖明 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 Fターム(参考) 3K072 AA11 AC01 AC02 AC19 BA05 CA16 CB07 EA01 EB04 EB05 EB07 GA01 GB12 GB18 GC04 HA02 3K083 AA24 BA04 BA12 BA13 BA25 BC16 BC48 BD03 BD04 BD09 BD13 BD16 BD24 BE22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源と、高圧放電灯と、少なくとも限
    流要素を含む安定器と、放電灯を始動させるために高圧
    パルス電圧を発生するイグナイタとを備える高圧放電灯
    点灯装置において、高圧放電灯の寿命末期時の異常電流
    を検出して安定器への通電を一時的に遮断する遮断手段
    と、一時的に通電を遮断したことを検出する遮断検出手
    段と、遮断検出手段の出力によりイグナイタの動作停止
    を保持する手段を備えることを特徴とする高圧放電灯点
    灯装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置に
    おいて、高圧放電灯の寿命末期時の異常電流を検出して
    安定器への通電を一時的に遮断する手段は、復帰型のサ
    ーマルプロテクタであることを特徴とする高圧放電灯点
    灯装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2のいずれかに記載の
    高圧放電灯点灯装置において、イグナイタの動作停止を
    保持する手段は、電源のリセットにより保持を解除する
    ことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2のいずれかに記載の
    高圧放電灯点灯装置において、イグナイタの動作停止を
    保持する手段は、外部に設けた手動式のリセットスイッ
    チを操作することにより保持を解除することを特徴とす
    る高圧放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の高圧
    放電灯点灯装置において、安定器は、電源の周波数で点
    灯する銅鉄式安定器であることを特徴とする高圧放電灯
    点灯装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載の高圧
    放電灯点灯装置において、安定器は、少なくともスイッ
    チング素子と限流要素を含んで構成される電子式安定器
    であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008282600A (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Iwasaki Electric Co Ltd 高圧放電灯点灯装置及びプロジェクタ
US7759878B2 (en) 2003-11-10 2010-07-20 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Lighting device for a high-pressure discharge lamp and lighting equipment employing same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7759878B2 (en) 2003-11-10 2010-07-20 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Lighting device for a high-pressure discharge lamp and lighting equipment employing same
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