JP2004063320A

JP2004063320A - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP2004063320A
Application number: JP2002221227A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takahashi; 高橋　修; Yasunori Yashiro; 家城　康則
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Also published as: CN1472998A; TW569649B; CN1320845C

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device in which the discharge lamp, which is not normally lighted even if the power supply is continuously inputted after the oscillation of the switching element is stopped and retained due to end-of-life of the discharge lamp, can be relighted automatically if it is substituted by a normal discharge lamp. <P>SOLUTION: The lighting device comprises an inverter circuit which has a pair of switching elements 2, 3 for converting the DC from the DC power supply 1 into a high frequency current, discharge lamp load circuits L100, L110 composed of a serial circuit of choke coils 5, 9, discharge lamps 6, 10, and a capacitor 12, a protection circuit H100 which detects abnormal discharge state of the discharge lamps 6, 10 and stops and retains the oscillation of the inverter circuit, and reset circuits R100, R110 which release stop retainment. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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を点灯させる放電灯の点灯装置の保護回路の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】
【従来の技術】
図５に、従来の放電灯装置の回路図を示す。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。
【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の静電容量値の逆比でダイオード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。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【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】
【課題を解決するための手段】
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。
【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】
【発明の実施の形態】
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）に示すようにほぼ零になり、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。
【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。
【００４８】
【発明の効果】
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。
【図面の簡単な説明】
【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。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device having a reset circuit of a protection circuit of a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp with high frequency power from a self-excited inverter circuit.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows a circuit diagram of a conventional discharge lamp device. In the figure, 1 is a DC power supply obtained from a commercial power supply, 2 and 3 are switching elements composed of MOSFETs constituting an inverter circuit, 230 is a resistor connected in parallel with the switching element 2, and L100 is a discharge lamp load circuit. , A choke coil 5, a discharge lamp 6, a capacitor 7 connected in parallel to the discharge lamp 6, and a coupling capacitor 8. L110 has the same configuration as the discharge lamp load circuit L100, and is a discharge lamp load circuit connected in parallel to the discharge lamp load circuit L100, and includes a choke coil 9, a discharge lamp 10, a capacitor 11, and a coupling capacitor 12.
[0003]
Reference numeral 4 denotes a current transformer (hereinafter referred to as CT) connected between the connection point of the pair of switching elements 2 and 3 and the connection point of the parallel circuit of the discharge lamp load circuits L100 and L110, and has secondary windings 4a and 4b. Is connected between the gate and the source of the switching elements 2 and 3 via the resistors 13 and 14 so that the switching elements 2 and 3 are alternately turned ON and OFF with the polarities shown and marked. (Indicated by dashed lines to represent the coupling between the primary and secondary windings of CT4). In addition, the equivalent diode incorporated in parallel between the drain and the source of the switching elements 2 and 3 is omitted in the drawing. A resistor 64 has one end connected to the positive electrode of the DC power supply 1 and connected to the negative electrode of the DC power supply 1 via a capacitor 66. Reference numeral 67 denotes a diode having an anode connected to a connection point between the resistor 64 and the capacitor 66, and a cathode connected to a connection point between the switching elements 2 and 3.
[0004]
Reference numeral 68 denotes a planar silicon bidirectional trigger diode (hereinafter, referred to as a trigger diode, for example, NEC N413 or the like) corresponding to one end connected to a connection point between the resistor 64 and the capacitor 66, which is a switching element. It is connected to the gate of the switching element 3 via the resistor 69. P100 is a PP detection circuit for the discharge lamp load circuit L100. In the PP detection circuit P100, 50 and 51 are capacitors connected in series. One end of the capacitor 50 is connected to the negative electrode of the DC power supply 1, The other end is connected to a connection point between the choke coil 5 and the discharge lamp 6. Reference numeral 52 denotes a diode having an anode connected to the negative electrode of the DC power supply 1 and a cathode connected to a connection point between the capacitors 50 and 51. The peak-to-peak voltage applied between the connection point a100 between the choke coil 5 and the discharge lamp 6 and the negative electrode b100 (shown in the vicinity of the anode of the diode 52) of the DC power supply 1 is transferred to the capacitor 51 and the capacitor 50. Is taken out to the anode of the diode 56 at the inverse ratio of the capacitance value.
[0005]
P110 is a PP detection circuit for the discharge lamp load circuit L110. In this PP detection circuit P110, 53 and 54 are capacitors connected in series, and one end of the capacitor 53 is connected to the negative electrode of the DC power supply 1 The end is connected to a connection point between the choke coil 9 and the discharge lamp 10. Reference numeral 55 denotes a diode having an anode connected to the negative electrode of the DC power supply 1 and a cathode connected to a connection point between the capacitors 50 and 51.
The peak-to-peak voltage applied between the connection point a110 between the choke coil 9 and the discharge lamp 10 and the negative electrode b110 of the DC power supply 1 (shown near the anode of the diode 55) is determined by the capacitance value of the capacitors 54 and 53. It is taken out to the anode of the diode 57 at an inverse ratio.
[0006]
Reference numerals 56 and 57 denote diodes whose cathodes are connected to each other and whose anodes are connected to the PP detection circuits P100 and P110, respectively.
A holding circuit H100 has a Zener diode 61 having a cathode connected to a connection point between the diodes 56 and 57, a resistor 60 and a resistor 59 connected in series between an anode of the Zener diode 61 and a negative electrode of the power supply 1, and an anode for switching. The diode 63 connected to the gate of the element 3, the cathode is the negative electrode of the DC power supply 1, the anode is the positive electrode of the DC power supply 1 via the cathode of the diode 63 and the resistor 64, and the gate is the connection point of the resistor 60 and the resistor 61. The thyristor 62 includes a capacitor 58 connected between a connection point between the cathodes of the diodes 56 and 57 and a negative electrode of the DC power supply 1. Then, the higher voltage of the voltages of the PP detection circuits P100 and P110 is detected as a DC voltage across both ends of the capacitor 58.
[0007]
FIG. 6 shows a configuration example of the DC power supply 1 in the case where a DC power supply is obtained from a commercial power supply.
As shown in the figure, an AC power supply output from a commercial power supply 1a is configured to be full-wave rectified by a diode bridge 1b, smoothed by a smoothing capacitor 1c, and output as a DC power supply to a load circuit.
[0008]
Next, the operation of the conventional circuit shown in FIG. 5 will be described. In the figure, when DC power supply 1 is turned on, capacitor 66 is charged from DC power supply 1 via resistor 64.
When the charging voltage of the capacitor 66 rises above the breakover voltage of the trigger diode 68, the charge charged in the capacitor 66 is discharged via the trigger diode 68, the resistor 69, the resistor 13, and the secondary winding 4b. The switching element is turned on by the voltage generated in the resistor 13 and the secondary winding 4b by the discharge current.
At this time, the charges charged in the capacitors 7, 11, 8, and 12 via the resistor 230 are discharged through the path of the CT4 and the switching element 3.
[0009]
Then, the switching element 3 is turned on in the secondary winding 4b of the CT 4, and the switching element 2 is turned off in the secondary winding 4a of the CT 4, and the switching element 3 is further turned on by this voltage. On the other hand, since the voltage of the capacitor 66 is reduced by the discharge, the trigger diode 68 is turned off. Further, the direction of the current flowing through the CT 4 is reversed after a period determined by the circuit constants of the discharge lamp load circuits L100 and L110, and the switching element 2 is turned on and the switching element 3 is turned off. Thereafter, the switching elements 2.3 are alternately driven at a high frequency, and the discharge lamps 6, 10 are turned on. Further, the charged charge of the capacitor 66 is discharged via the diode 67 and the switching element 3 every time the switching element 3 is turned on, so that the trigger diode 68 does not turn on again during the continuation of the oscillation.
[0010]
Here, for example, when the discharge lamp 6 reaches the end of its life due to exhaustion of the discharge substance of the filament, the voltage across the discharge lamp 6 increases from the time of normal lighting, and the change in the voltage is detected by the PP detection circuit P100 and the diode 56 And the voltage of the capacitor 58 also increases. Further, the zener diode 61, the resistor 60, and the resistor 59 are appropriately selected, and the thyristor 62 does not turn on with the voltage of the capacitor 58 obtained when the discharge lamp is normally lit. Is turned on by the voltage obtained at the capacitor 58 when the voltage rises.
[0011]
When the thyristor 62 is turned on, the current flowing from the secondary winding of the CT 4 to the gate of the switching element 3 via the resistor 13 is bypassed via the diode 63 and the thyristor 62, so that the switching element 3 is turned off and the inverter circuit is turned off. Oscillation stops. Even if the oscillation is stopped, the holding current continues to flow through the resistor 64 to the thyristor 62, and this state is maintained until the DC power supply 1 is cut off and then turned on again, so that the discharge lamp 6 continues abnormal discharge. Driving can be prevented. In the above description, the case where the discharge lamp 6 is not normally discharged has been described. However, when the discharge lamp 10 is not normally discharged, and when any of the discharge lamps is not normally discharged, the operation is similarly performed with the abnormal discharge continued. Could be prevented.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional discharge lamp lighting device as described above has a problem in that the discharge lamp cannot be re-lit simply by replacing the discharge lamp which cannot discharge normally with the DC power supply 1 turned on with a normal discharge lamp. That is, if the DC power supply 1 is kept turned on, the holding current continues to flow through the resistor 64 to the thyristor 62, and the switching elements 2 and 3 continue to be turned off. After turning off the thyristor 62 by turning off the AC power supply 1a, it is necessary to turn on the AC power supply 1a again.
[0013]
However, when a lighting device other than this lighting device or another device is connected to the AC power supply 1a, there is a problem that the power of the lighting device and the device is also cut off at the same time. In order to improve this, a switch (not shown) is provided in series with the DC power supply 1 in FIG. 5, the discharge lamp is replaced with a normal one, the DC power supply 1 is cut off with the switch, and then turned on again. There is a conventional example in which the discharge lamp is turned on again, but an expensive and large switch is required, and therefore, there are problems such as an increase in structural restrictions of a lighting fixture using the lighting device. Was.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the operation of the PP detection circuit and the holding circuit stops and holds the oscillation of the switching element due to the life of the discharge lamp due to the consumption of the filament discharge material. After that, even if the AC power supply or DC power supply is continuously turned on without being cut off, the discharge lamp can be automatically turned on again by replacing the discharge lamp that does not turn on normally due to its life or the like with a normal discharge lamp. It is an object to provide an inexpensive and small discharge lamp lighting device.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A discharge lamp lighting device according to the present invention includes a DC power supply, an inverter circuit including a half-bridge circuit having a pair of switching elements for converting DC supplied from the DC power supply to a high-frequency current, a choke coil, a discharge lamp, and a capacitor. A discharge lamp load circuit comprising a series circuit of
A protection circuit that detects an abnormal discharge state of the discharge lamp and stops and holds the oscillation of the inverter circuit; and a reset circuit that releases the stop and hold of the protection circuit. A charging unit comprising a diode and a capacitor connected therebetween via a filament of the discharge lamp, a differentiation unit comprising a capacitor and a resistor for differentiating the voltage of the charging unit, and the protection circuit based on an output of the differentiation unit. And a control unit for controlling a current flowing through the control unit.
[0016]
Also, an inverter circuit including a DC power supply, a half-bridge circuit having a pair of switching elements for converting DC supplied from the DC power supply to a high-frequency current, and a discharge lamp load including a series circuit of a choke coil, a discharge lamp, and a capacitor. A discharge lamp lighting device comprising: a protection circuit that detects an abnormal discharge state of the discharge lamp and stops and holds the oscillation of the inverter circuit; and a reset circuit that releases the stop and hold of the protection circuit. The reset circuit is connected between the positive and negative electrodes of the DC power supply via a filament of the discharge lamp, and includes a plurality of series-connected impedance elements, and a diode and a capacitor for charging the voltage of the impedance elements. Section, a differentiating section consisting of a capacitor and a resistor for differentiating the voltage of this charging section, and this differentiating section Based on the output is obtained and a control unit for controlling the current flowing through the protection circuit.
[0017]
Further, the impedance element is a resistor.
[0018]
Further, a resistor is connected in parallel to the capacitor of the charging unit.
[0019]
Further, the product of the electric capacity of the capacitor of the charging unit and the value of the resistor connected in parallel to the capacitor is set to be about 10 times or more and about 10 S or less of the oscillation cycle of the inverter circuit.
[0020]
Further, a plurality of discharge lamp load circuits are provided, and a pair is provided in each of the choke coils of the discharge lamp load circuit, and each of the choke coils is connected in parallel to the pair of switching elements via a current limiting element to drive the pair of switching elements. Is provided.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a waveform diagram illustrating an operation of the discharge lamp lighting device.
In the figure, 1 is a DC power supply obtained from a commercial power supply, 2 and 3 are switching elements composed of MOSFETs constituting an inverter circuit, 230 is a resistor connected in parallel with the switching element 2, and L100 is a discharge lamp load circuit. , A choke coil 5, a discharge lamp 6, a capacitor 7 connected in parallel to the discharge lamp 6, and a coupling capacitor 8. L110 has the same configuration as the discharge lamp load circuit L100, and is a discharge lamp load circuit connected in parallel to the discharge lamp load circuit L100, and includes a choke coil 9, a discharge lamp 10, a capacitor 11, and a coupling capacitor 12.
[0022]
Reference numeral 4 denotes a current transformer (hereinafter referred to as CT) connected between the connection point of the pair of switching elements 2 and 3 and the connection point of the parallel circuit of the discharge lamp load circuits L100 and L110, and has secondary windings 4a and 4b. Is connected between the gate and the source of the switching elements 2 and 3 via the resistors 13 and 14 so that the switching elements 2 and 3 are alternately turned ON and OFF with the polarities shown and marked. (Indicated by dashed lines to represent the coupling between the primary and secondary windings of CT4). In addition, the equivalent diode incorporated in parallel between the drain and the source of the switching elements 2 and 3 is omitted in the drawing. A resistor 64 has one end connected to the positive electrode of the DC power supply 1 and connected to the negative electrode of the DC power supply 1 via a capacitor 66. Reference numeral 67 denotes a diode having an anode connected to a connection point between the resistor 64 and the capacitor 66, and a cathode connected to a connection point between the switching elements 2 and 3.
[0023]
Reference numeral 68 denotes a planar silicon bidirectional trigger diode (hereinafter, referred to as a trigger diode, for example, NEC N413 or the like) corresponding to one end connected to a connection point between the resistor 64 and the capacitor 66. It is connected to the gate of the switching element 3 via the resistor 69. P100 is a PP detection circuit for the discharge lamp load circuit L100. In the PP detection circuit P100, 50 and 51 are capacitors connected in series. One end of the capacitor 50 is connected to the negative electrode of the DC power supply 1, The other end is connected to a connection point between the choke coil 5 and the discharge lamp 6. Reference numeral 52 denotes a diode having an anode connected to the negative electrode of the DC power supply 1 and a cathode connected to a connection point between the capacitors 50 and 51. The peak-to-peak voltage applied between the connection point a100 between the choke coil 5 and the discharge lamp 6 and the negative electrode b100 (shown in the vicinity of the anode of the diode 52) of the DC power supply 1 is transferred to the capacitor 51 and the capacitor 50. Is taken out to the anode of the diode 56 at the inverse ratio of the capacitance value.
[0024]
P110 is a PP detection circuit for the discharge lamp load circuit L110. In this PP detection circuit P110, 53 and 54 are capacitors connected in series, and one end of the capacitor 53 is connected to the negative electrode of the DC power supply 1 The end is connected to a connection point between the choke coil 9 and the discharge lamp 10. Reference numeral 55 denotes a diode having an anode connected to the negative electrode of the DC power supply 1 and a cathode connected to a connection point between the capacitors 50 and 51.
The peak-to-peak voltage applied between the connection point a110 between the choke coil 9 and the discharge lamp 10 and the negative electrode b110 of the DC power supply 1 (shown near the anode of the diode 55) is determined by the capacitance value of the capacitors 54 and 53. It is taken out to the anode of the diode 57 at an inverse ratio.
[0025]
Reference numerals 56 and 57 denote diodes whose cathodes are connected to each other and whose anodes are connected to the PP detection circuits P100 and P110, respectively.
A holding circuit H100 has a Zener diode 61 having a cathode connected to a connection point between the diodes 56 and 57, a resistor 60 and a resistor 59 connected in series between an anode of the Zener diode 61 and a negative electrode of the power supply 1, and an anode for switching. The diode 63 connected to the gate of the element 3, the cathode is the negative electrode of the DC power supply 1, the anode is the positive electrode of the DC power supply 1 via the cathode of the diode 63 and the resistor 64, and the gate is the connection point of the resistor 60 and the resistor 61. The thyristor 62 includes a capacitor 58 connected between a connection point between the cathodes of the diodes 56 and 57 and a negative electrode of the DC power supply 1. Then, the higher voltage of the voltages of the PP detection circuits P100 and P110 is detected as a DC voltage across both ends of the capacitor 58.
[0026]
R100 is a reset circuit for the discharge lamp load circuit L100, and includes a diode 202 having an anode connected to the connection point of the discharge lamp 6 and the capacitor 7, and a capacitor 204 connected from its cathode to the negative electrode of the DC power supply 1. A resistor 205 connected in parallel with the capacitor 204, a capacitor 203 having one end connected to the cathode of the diode 202, and a differentiator including a resistor 220 connected between the other end of the capacitor 203 and the negative electrode of the DC power supply 1; Is connected to the connection point between the resistor 64 and the diode 65, the emitter is connected to the negative electrode of the DC power supply 1, and the base is a transistor 221 as a control unit connected to the connection point between the capacitor 203 and the resistor 220.
[0027]
A reset circuit R110 is a reset circuit for the discharge lamp load circuit L110. The reset circuit includes a diode 212 having an anode connected to the connection point between the discharge lamp 10 and the capacitor 11, and a capacitor 214 connected from the cathode to the negative electrode of the DC power supply 1. A resistor 215 connected in parallel with the capacitor 214, a capacitor 213 having one end connected to the cathode of the diode 212, and a differentiator including a resistor 220 connected between the other end of the capacitor 213 and the negative electrode of the DC power supply 1, Is connected to the connection point between the resistor 64 and the diode 65, the emitter is connected to the negative electrode of the DC power supply 1, and the base is a transistor 221 as a control unit connected to the connection point between the capacitor 213 and the resistor 220. Note that the resistor 220 and the transistor 221 are shared with the reset circuit R100.
[0028]
Next, the operation will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a voltage waveform diagram of the capacitors 204 and 214 of the reset circuits R100 and R110, and FIG. 2B is a differentiated voltage waveform diagram of FIG.
In FIG. 1, when the DC power supply 1 is turned on (t1 in FIG. 2), a current flows through the path of the resistor 230, the CT 4, the choke coil 5, the filament of the discharge lamp 6, and the diode 202, and as shown in FIG. As shown, the voltage of the capacitor 204 of the charging unit increases. This change in the rising voltage is obtained by a differentiating section composed of the capacitor 203 and the resistor 220, so that a differential voltage waveform as shown in FIG.
[0029]
Similarly, a current flows through the path of the resistor 230, the CT 4, the choke coil 9, the filament of the discharge lamp 10, and the diode 212, and the voltage of the capacitor 214 of the charging unit rises as shown in FIG. With respect to the change in the rising voltage, a similar differentiated voltage waveform is obtained for the resistor 220 by the differentiating unit including the capacitor 213 and the resistor 220.
2B, the transistor 221 is turned ON only for the maximum T1 period, and during this period, the current flowing from the DC power supply 1 to the capacitor 66 via the diode 65 is bypassed to the transistor 221. . Then, when the period T1 has elapsed, the transistor 221 turns OFF, and the capacitor 66 is charged from the DC power supply 1 via the resistor 64.
[0030]
When the charging voltage of the capacitor 66 rises above the breakover voltage of the trigger diode 68, the charge charged in the capacitor 66 is discharged via the trigger diode 68, the resistor 69, the resistor 13, and the secondary winding 4b. The switching element is turned on by the voltage generated in the resistor 13 and the secondary winding 4b by the discharge current.
At this time, the charges charged in the capacitors 7, 11, 8, and 12 via the resistor 230 are discharged through the path of the CT4 and the switching element 3. Then, a voltage for turning on the switching element 3 in the secondary winding 4b of the CT 4 and turning off the switching element 2 is generated in the secondary winding 4a, and the switching element 3 is further turned on by this voltage. On the other hand, since the voltage of the capacitor 66 is reduced by the discharge, the trigger diode 68 is turned off.
[0031]
Further, the direction of the current flowing through the CT 4 is inverted after a cycle determined by the circuit constants of the discharge lamp load circuits L100 and L110, and the switching element 2 is turned on and the switching element 3 is turned off. Thereafter, the switching elements 2.3 are alternately driven at a high frequency, and the discharge lamps 6, 10 are turned on. Further, the charged charge of the capacitor 66 is discharged via the diode 67 and the switching element 3 every time the switching element 3 is turned on, so that the trigger diode 68 does not turn on again during the continuation of the oscillation. When the discharge lamp is turned on, the capacitors 204 and 214 continue to be charged through the diodes 202 and 212. Therefore, if the resistors 205 and 215, which are the discharge resistors of the capacitors 204 and 214, are appropriately selected, FIG. As shown in the figure, the voltages of the capacitors 204 and 214 become DC with almost no fluctuation, the differential voltage across the resistor 220 becomes almost zero as shown in FIG. 2B, and the transistor 221 does not turn on.
[0032]
Here, for example, when the discharge lamp 6 reaches the end of its life due to exhaustion of the discharge substance of the filament, the voltage across the discharge lamp 6 increases from the time of normal lighting, and the change in the voltage is detected by the PP detection circuit P100 and the diode 56 And the voltage of the capacitor 58 also increases. Further, the zener diode 61, the resistor 60, and the resistor 59 are appropriately selected, and the thyristor 62 does not turn on with the voltage of the capacitor 58 obtained when the discharge lamp is normally lit. Is turned on by the voltage obtained at the capacitor 58 when the voltage rises.
[0033]
When the thyristor 62 is turned on, the current flowing from the secondary winding 4b of the CT 4 to the gate of the switching element 3 via the resistor 13 is bypassed via the diode 63 and the thyristor 62, so that the switching element 3 is turned off and the inverter is turned off. The oscillation of the circuit stops. Even if the oscillation is stopped, the holding current continues to flow through the resistor 64 to the thyristor 62, and this state is maintained until the DC power supply 1 is cut off and then turned on again, so that the discharge lamp 6 continues abnormal discharge. Driving can be prevented.
[0034]
Here, as shown in FIG. 2A, when the discharge lamp 6 is removed at time t2 to replace it with a discharge lamp that normally discharges, the charging path from the DC power supply 1 to the capacitor 204 is cut off. Is discharged through the resistor 205 and attenuates as shown in FIG. FIG. 2B shows a differentiated voltage waveform obtained by the resistor 220 at this time. Then, when a discharge lamp capable of normal lighting is mounted on the discharge lamp 6 at time t3, the DC power supply 1, the resistor 230, the CT4, the choke coil 5, and the filament of the discharge lamp 6 are connected to the capacitor 204 as shown in FIG. , A charging current flows through the path of the diode 202, and the voltage of the capacitor 204 rises.
[0035]
The rising change in the voltage of the capacitor 204 is differentiated by the capacitor 203 and the resistor 220, and the resistor 220 has a differentiated voltage waveform shown in FIG. Due to this differential voltage, the transistor 221 is turned on for the maximum T4 and bypasses the current flowing through the thyristor 62 via the resistor 64. Therefore, the current of the thyristor 62 becomes equal to or lower than the holding current and is turned off. Release the stop hold.
After the period T4, the transistor 221 is turned off, so that a current flows through the capacitor 66 via the diode 65. When the trigger diode 68 is turned on, the inverter circuit composed of the switching elements 2 and 3 oscillates at a high frequency again and discharges the lamp. Lights up.
In this way, when there is a change in the rise of the voltage of the charging unit, the stop holding of the protection circuit H100 is released.
[0036]
In addition, the period from the removal of the abnormal discharge lamp to the time when the normal discharge lamp can be mounted (T3 in FIG. 2B) is preferably shorter in terms of work in replacing the discharge lamp of the lighting equipment. explain.
As described above, the resistors 205 and 215 connected in parallel to the capacitors 204 and 214 serve to discharge the charge of the capacitors when the discharge lamp is removed.
That is, if the resistance values of the resistors 205 and 215 are large, the period T2 shown in FIG. 2A becomes large, and the period T3 from when the abnormal discharge lamp is removed to when the normal discharge lamp can be mounted becomes long.
Also, if the resistance values of the resistors 205 and 215 are small, a large ripple voltage is generated in the voltages of the capacitors 204 and 214 even when the discharge lamp is turned on, whereby a differential voltage is generated in the resistor 220 and the transistor 221 is turned on. Even if the discharge lamp is abnormally discharged, the thyristor 62 cannot stop and hold the oscillation of the inverter circuit.
The ripple voltage generated in the capacitors 204 and 214 easily occurs when the product of the capacitor 204 and the resistor 205 and the product of the capacitor 214 and the resistor 215 are less than about 10 times the oscillation cycle.
[0037]
Therefore, even if the discharge lamp abnormally discharges, it is possible to prevent the thyristor 62 from being unable to stop and hold the oscillation of the inverter circuit, reduce the resistance values of the resistors 205 and 215 as much as possible, and shorten the period T2 to shorten T3. By setting the product of the capacitor 204 and the resistor 205 and the product of the capacitor 214 and the resistor 215 to be at least about 10 times the oscillation cycle of the inverter circuit, the ripple voltage of the capacitors 204 and 214 can be suppressed, and unnecessary operation of the transistor 221 can be suppressed. Can be prevented.
Assuming that the oscillation frequency is, for example, 50 kHz, the oscillation period is 20 μS, and 10 times the period is 0.2 mS.
[0038]
If the period T3 from the removal of the abnormal discharge lamp to the time when the normal discharge lamp can be mounted exceeds about 10S, the practicality of the operation of the operator in the ordinary discharge lamp replacement is reduced. The electric capacity of the capacitors 204 and 214 and the resistance values of the resistors 204 and 214 are selected so that the product of each of the resistor 205, the capacitor 214 and the resistor 215 is approximately 10S or less. To improve the practicality of operation.
[0039]
As described above, according to the first embodiment, the oscillation of the switching elements 2 and 3 is stopped by the operation of the PP detection circuits P110 and P110 and the holding circuit H100 due to the life of the discharge lamp due to the consumption of the filament discharge material. After being held, even if the AC power supply 1a or the DC power supply 1 is continuously turned on without being cut off, the discharge lamp can be automatically turned on again by replacing the discharge lamp with a normal discharge lamp. Accordingly, there is an effect that the discharge lamp can be replaced or the inspection can be confirmed without shutting off the power supply of another discharge lamp or device connected to the same power supply as the lighting device. Further, since it is not necessary to provide a large and expensive switch for interrupting the AC power supply or the DC power supply in each lighting device, the lighting device can be reduced in size and cost.
[0040]
In addition, since the resistors 205 and 215 are connected in parallel to the capacitors 204 and 214 of the charging unit, even if the AC power supply or the DC power supply is continuously turned on without being cut off, the discharge lamp that does not normally light is replaced with a normal discharge lamp. It is possible to shorten the time until the oscillation stop holding of the protection circuit is released when the protection device is mounted, and it is possible to reduce the size of the device, which is highly practical in terms of the operation of a worker in the replacement of a discharge lamp of a normal lighting fixture, is inexpensive, and has a small size. it can.
[0041]
Further, the product of the electric capacity of the capacitor of the charging unit and the value of the resistor connected in parallel to the capacitor is set to be about 10 times or more and about 10 S or less of the oscillation cycle of the inverter circuit. Even if the power is continuously turned on without shutting off, even if the time for replacing the discharge lamp that does not light normally with the normal discharge lamp is as short as about 10 seconds, the oscillation stop holding of the protection circuit can be released, It is possible to enhance the practicality of the operation of the worker in the replacement of the discharge lamp of the ordinary lighting fixture.
[0042]
Although the case where the discharge lamp 6 is abnormally lit has been described above, it is apparent that the same effect can be obtained when the discharge lamp 10 is in an abnormal discharge state and replaced with a normal discharge lamp. It is. Also, the case where two discharge lamp load circuits are arranged in parallel has been described, but the same effect can be obtained by providing a reset circuit corresponding to the discharge lamp load circuit even when one or three or more discharge lamp load circuits are provided.
[0043]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention.
In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 200 denotes a resistor which is a newly inserted impedance element between the connection point between the discharge lamp 6 and the capacitor 7 and the anode of the diode 202, and 201 denotes an impedance element connected between the anode of the diode 202 and the negative electrode of the DC power supply 1. There is a certain resistance. Also, 210 and 211 are resistors corresponding to the resistors 200 and 201 of the reset circuit R100 in the reset circuit R110.
[0044]
In the figure, the voltage at the anode of the diode 202 is a voltage obtained by dividing the voltage at the connection point between the discharge lamp 6 and the capacitor 7 by the resistors 200 and 201, so that the diode 202 and the capacitor 204 have low withstand voltage characteristics. Can be used, inexpensive and compact. Further, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0045]
Note that the resistors 200, 201, 210, and 211 may be replaced with capacitors to divide the voltage.
[0046]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to another embodiment 3 of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 4 is similar to FIG. 2 of the second embodiment except that CT4 is deleted and the switching elements 2 and 3 are driven via the resistors 14 and 13 by the secondary windings 5a and 5b of the choke coil 5 instead. In addition, secondary windings 9a and 9b are provided in the choke coil 9, and the switching elements 2 and 3 are driven in parallel by the resistors 16 and 15.
[0047]
In this configuration, since the CT4 can be omitted, it is possible to reduce the size and cost. Further, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a DC power supply, an inverter circuit including a half-bridge circuit having a pair of switching elements for converting DC supplied from the DC power supply to a high-frequency current, a choke coil, a discharge lamp, A discharge lamp lighting device comprising: a discharge lamp load circuit comprising a series circuit of capacitors; a protection circuit for detecting an abnormal discharge state of the discharge lamp and stopping and holding the oscillation of the inverter circuit; and stopping the protection circuit. A reset circuit for releasing the holding, wherein the reset circuit differentiates the voltage of the charging unit from a charging unit including a diode and a capacitor connected between the positive and negative electrodes of the DC power supply via a filament of the discharge lamp. And a control unit that controls a current flowing through the protection circuit based on an output of the differentiation unit. Since the switching element oscillation is stopped and held for reasons such as the life of the filament discharge material of the discharge lamp due to consumption, even if the AC power supply or the DC power supply is continuously turned on without being cut off, the discharge lamp is not turned on. By replacing the normal discharge lamp, the discharge lamp can be automatically turned on again.
For this reason, there is an effect that the discharge lamp can be replaced and the inspection and confirmation can be performed without shutting off the power supply of another discharge lamp or device connected to the same power supply as the lighting device.
Further, since it is not necessary to provide a large and expensive switch for interrupting the AC power supply or the DC power supply in each lighting device, the lighting device can be reduced in size and cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram illustrating an operation of the discharge lamp lighting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a DC power supply of a conventional discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply, 2 and 3 SW element, 4 Current transformer (CT), 4a, 4b Secondary winding of 4, 5, 9 choke coil, 6, 10 Discharge lamp, 7, 11, 12 Capacitor, 13, 14, 15 , 16 resistor, 58 capacitor, 59, 60 resistor, 61 Zener diode, L100, 110 discharge lamp load circuit, 62 thyristor, 63, 65, 67 diode, 64, 69 resistor, 66 capacitor, 68 trigger diode, P100, 110 PP Detection circuit, H100 holding circuit, 200, 201, 205 resistor, 202, 212 diode, 203, 204 capacitor, 210, 211, 215 resistor, 213, 214 capacitor, 220 resistor, 221 transistor, 230 resistor, R100, R110 reset circuit .

Claims

A DC power supply, an inverter circuit including a half-bridge circuit having a pair of switching elements for converting a DC supplied from the DC power supply into a high-frequency current, and a discharge lamp load circuit including a series circuit of a choke coil, a discharge lamp, and a capacitor. In the discharge lamp lighting device comprising:
A protection circuit that detects an abnormal discharge state of the discharge lamp and stops and holds oscillation of the inverter circuit;
A reset circuit for canceling the stop holding of the protection circuit,
The reset circuit is a charging unit including a diode and a capacitor connected between the positive and negative electrodes of the DC power supply via a filament of the discharge lamp,
A differentiator comprising a capacitor and a resistor for differentiating the voltage of the charging unit,
A control unit that controls a current flowing through the protection circuit based on an output of the differentiation unit;
A discharge lamp lighting device comprising:

A DC power supply, an inverter circuit including a half-bridge circuit having a pair of switching elements for converting a DC supplied from the DC power supply into a high-frequency current, and a discharge lamp load circuit including a series circuit of a choke coil, a discharge lamp, and a capacitor. In the discharge lamp lighting device comprising:
A protection circuit that detects an abnormal discharge state of the discharge lamp and stops and holds oscillation of the inverter circuit;
A reset circuit for canceling the stop holding of the protection circuit,
The reset circuit is connected between the positive and negative electrodes of a DC power supply via a filament of the discharge lamp, and includes a plurality of series-connected impedance elements, and a charging unit including a diode and a capacitor for charging a voltage of the impedance elements. When,
A differentiator comprising a capacitor and a resistor for differentiating the voltage of the charging unit,
A control unit that controls a current flowing through the protection circuit based on an output of the differentiation unit;
A discharge lamp lighting device comprising:

The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the impedance element is a resistor.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein a resistor is connected in parallel to a capacitor of the charging unit.

5. The method according to claim 4, wherein a product of an electric capacity of a capacitor of the charging unit and a value of a resistor connected in parallel to the capacitor is not less than about 10 times the oscillation cycle of the inverter circuit and not more than about 10S. The discharge lamp lighting device as described in the above.

A plurality of discharge lamp load circuits are provided, and a pair is provided in each of the choke coils of the discharge lamp load circuit, and each of the choke coils is connected in parallel to a pair of switching elements via a current limiting element, and outputs a voltage for driving the pair of switching elements. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a secondary winding configured to: