JP2004158203A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents
高圧放電灯点灯装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004158203A JP2004158203A JP2002319919A JP2002319919A JP2004158203A JP 2004158203 A JP2004158203 A JP 2004158203A JP 2002319919 A JP2002319919 A JP 2002319919A JP 2002319919 A JP2002319919 A JP 2002319919A JP 2004158203 A JP2004158203 A JP 2004158203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- transformer
- capacitor
- discharge lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Abstract
【課題】小型で低コストな回路構成で、イグナイタ回路のスイッチング素子短絡故障発生時に起こる過電流による抵抗素子の温度上昇による焼損を防止できる高圧放電灯点灯装置を得る。
【解決手段】交流電源を直流に変換する直流電源回路と、前記交流電源と前記直流電源回路との間に接続された温度ヒューズと、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランス１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランス２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置する。
【選択図】 図１
【解決手段】交流電源を直流に変換する直流電源回路と、前記交流電源と前記直流電源回路との間に接続された温度ヒューズと、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランス１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランス２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電灯点灯装置に関し、イグナイタ回路のスイッチング素子短絡故障時に起こる、抵抗素子の温度上昇による焼損防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の高圧放電灯点灯装置のハーフブリッジ式インバータを用いた回路構成図を示す（例えば特許文献１）。
図６において、５１は直流電源回路、５２、５３はコンデンサ、５４は抵抗、５５はコンデンサ、５６は限流用インダクタ、５７は放電灯、５８はトライアック、５９はトランス、６０、６１はトランジスタ、６２、６３はダイオードである。６４はインバータ回路であり、前記トランジスタ６０、６１により構成される。６５はイグナイタ回路であり、前記コンデンサ５５、トライアック５８、トランス５９により構成される。
【０００３】
上記のように構成された装置の動作について説明する。
商用電源（図示せず）より入力された交流電力は、前記直流電源回路５１により直流電力に変換される。前記放電灯５７の放電開始前、前記直流電源回路５１の出力電圧は、前記トライアック５８がオフの期間、前記抵抗５４からコンデンサ５５の経路に流れる。この電流により、前記コンデンサ５５は抵抗５４と該コンデンサ５５の時定数に応じて徐々に充電される。前記トライアック５８がオン状態となると、前記コンデンサ５５に蓄積された電荷は、前記トライアック５８から前記トランス５９の二次巻線（ｎ２）の経路を通り放出される。この時、前記トランス５９の二次巻線（ｎ２）に流れる電流により、一次巻線（ｎ１）側には昇圧された高電圧パルスが発生する。前記放電灯５７に、この高電圧パルスが印加されることにより、電極間に放電が開始される。
【０００４】
前記放電灯５７が高電圧パルス印加により始動に至ると、コンデンサ５２からオン状態のインバータ回路６４のトランジスタ６０→トランス５９の１次巻線（ｎ１）→放電灯５７→限流用インダクタ５６→コンデンサ５２に至る閉回路にランプ電流が流れる。そして、前記トランジスタ６０がオン状態からオフ状態に移行すると、前記インダクタ５６に蓄積されたエネルギーが、コンデンサ５３→順方向のダイオード６３→トランス５９→放電灯５７→限流用インダクタ５６に至る閉回路に放出され、ランプ電流が継続し流れる。
【０００５】
次に、インバータ回路６４のトランジスタ６１がオン状態になった場合には、コンデンサ５３を直流電源として、先の説明（トランジスタ６０オン状態の場合）とは逆方向にランプ電流が流れ、前記トランジスタ６１がオフ状態に移行した後も、限流用インダクタ５６により先の説明とは逆の方向にランプ電流が流れる。以降、高電圧パルスを印加せずとも、インバータ回路６４による交流電力の供給のみで放電は継続され、放電灯は安定点灯を続ける。
【０００６】
前記放電灯５７の放電が開始されると、以降、高電圧パルス印加の必要がないため、前記イグナイタ回路６５のトライアック５８はオフ状態に制御される。トライアック５８がオフ状態となると、前記コンデンサ５５は前記直流電源回路５１の出力電圧で充電された状態となるため、直流電源回路５１→抵抗５４→イグナイタ回路６５という経路に電流は流れない。
【０００７】
しかしながら、前記放電灯５７の安定点灯中に前記トライアック５８の短絡故障が起こった場合、トライアック５８は短絡状態となるため、前記コンデンサ５５の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗５４に直流電源回路５１との電位差分だけ電流が流れてしまうことになる。この電流により、当該抵抗５４は温度上昇する。
【０００８】
前記抵抗５４の温度上昇を防止する手段として、例えば前記抵抗５４を複数の抵抗素子の並列接続で構成して、前記トライアック５８の短絡故障発生時に、イグナイタ回路６５に流れる電流を、前記複数の抵抗素子に分流させることにより、抵抗素子一本あたりに流れる電流を軽減させ、抵抗一本あたりの発熱を軽減させる方法がとられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２１１８１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、図６に示す従来の高圧放電灯点灯装置においては、放電灯５７の安定点灯中にトライアック５８の短絡故障が発生した場合、コンデンサ５５の電位はほぼ０Ｖとなり、抵抗５４に直流電源回路５１との電位差分だけ過電流が流れ、当該抵抗５４が温度上昇により焼損するという問題があった。また、前記抵抗５４の温度上昇を防止する手段として、複数の抵抗素子を用いる方法においては、例えば、直流電源回路５１の出力電圧を４００Ｖ、前記複数の抵抗素子の並列接続における抵抗値を４７ｋΩとすると、短絡故障発生時の前記複数の抵抗素子での消費電力は約３．４Ｗとなる。一本あたり定格３Ｗの抵抗素子を用いて、定格の２０％程度の消費電力を消費するような回路構成にすると、抵抗素子が６本必要となり、サイズ及びコストが大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、小型で低コストな回路構成で、イグナイタ回路のスイッチング素子短絡故障発生時に起こる過電流による抵抗素子の温度上昇による焼損を防止することのできる高圧放電灯点灯装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、交流電源を直流に変換する直流電源回路と、
前記交流電源と前記直流電源回路との間に接続された温度ヒューズと、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
図１において、１は商用電源、２は前記商用電源１の交流を全波整流する整流回路、１５は直流電源回路であり、インダクタンス３、スイッチング素子としての例えばＭＯＳ−ＦＥＴ４、該ＭＯＳ−ＦＥＴ４を駆動する駆動回路１８、ダイオード５及び平滑コンデンサ６で構成され、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４及び駆動回路１８による昇圧動作を行う回路部分を有している。１６は前記直流電源回路１５の出力電力を高周波電力に変換するインバータ回路であり、スイッチング素子としての例えばＭＯＳ−ＦＥＴ７及びＭＯＳ−ＦＥＴ８で構成されている。９は前記インバータ回路１６の出力点に接続された第１のコンデンサ、１７は放電灯１３に印加する高電圧パルスを発生させるイグナイタ回路であり、第２のコンデンサ１０、トランス１１及びスイッチング素子としての例えばＭＯＳ−ＦＥＴ１２で構成されている。１４は前記直流電源回路１５の出力点に接続された抵抗素子（以下、抵抗１４という）、１９は前記駆動回路１８へ駆動電力を供給する低電圧源、２１は前記整流回路２と直流電源回路１５との間に接続され、前記抵抗１４に近接して配置され、所定の温度によって溶断される温度ヒューズである。
【００１４】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
商用電源１より入力された交流電力は、整流回路２によって全波整流され、直流電源回路１５に入力される。前記直流電源回路１５は、低電圧源１９により駆動電力が供給されるいる駆動回路１８の制御信号による前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４のスイッチングで入力電圧の昇圧を行い、平滑コンデンサ６で平滑する。昇圧及び平滑された直流電源回路１５の出力電力は、インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に供給される。前記インバータ回路１６は直流電力を高周波電力に変換し、放電灯１３への供給を行う。前記イグナイタ回路１７に供給された直流電力は、高電圧パルスに変換され、放電灯１３に印加されることにより、放電灯１３の放電が開始される。
【００１５】
ここで、前記イグナイタ回路１７による高電圧パルス発生の動作について説明する。
前記直流電源回路１５の出力電流は、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２がオフの期間は、抵抗１４からコンデンサ１０の経路に流れる。この電流により、前記コンデンサ１０は、抵抗１４とコンデンサ１０の時定数に応じて徐々に充電される。前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２がオン状態となると、前記コンデンサ１０に蓄積された電荷は、トランス１１の２次巻線（ｎ２）からＭＯＳ−ＦＥＴ１２の経路を通り放出される。この時、トランス１１の２次巻線（ｎ２）に流れる電流により、１次巻線（ｎ１）側には昇圧された高電圧パルスが発生する。この高電圧パルスが前記放電灯１３に印加されることにより、電極間に放電が開始される。
【００１６】
そして、放電が開始されると、以降、高電圧パルス印加の必要がないため、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２は駆動回路（図示せず）によりオフ状態に制御される。ＭＯＳ−ＦＥＴ１２がオフ状態となると、前記コンデンサ１０は直流電源回路１５の出力電圧で充電された状態となるため、直流電源回路１５の出力電流は、抵抗１４からイグナイタ回路１７という経路に流れず、前記インバータ回路１６にのみ流れる。したがって、一度放電が開始されると、以降、高電圧パルスを印加せずとも、前記インバータ回路１６による高周波電力の供給のみで放電は継続され、放電灯１３は安定点灯を続ける。
【００１７】
しかしながら、放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が起こると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗１４に直流電源回路１５との電位差分だけ過電流が流れてしまうことになる。この電流により、抵抗１４は温度上昇する。この抵抗１４の温度を、前記整流回路２と直流電源回路１５との間に接続され、当該抵抗１４に近接して配置された前記温度ヒューズ２１により検知し、所定の温度になったら当該温度ヒューズ２１が溶断することにより、前記整流回路２の出力点側の経路が遮断される。
【００１８】
以上の動作により、前記整流回路２から直流電源回路１５への経路が遮断されるため、前記抵抗１４及びイグナイタ回路１７への電力の供給は遮断され、抵抗１４の温度上昇による焼損が防止される。また、インバータ回路１６への電力の供給も遮断されることから、放電灯１３への電力も遮断されるため、放電灯１３は消灯する。
【００１９】
以上のように、イグナイタ回路１７のコンデンサ１０と直列に接続される抵抗１４の温度を、前記整流回路２と直流電源回路１５の間に接続され、前記抵抗１４に近接して配置された温度ヒューズ２１により検知し、該温度ヒューズ２１が所定の温度になったら溶断することにより、前記整流回路２の出力点側の経路が遮断される構成としたので、イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、過電流による前記抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができる。また、従来複数の抵抗素子の並列接続の構成手段による焼損防止を、前記温度ヒューズ２１の１個で構成することができ、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００２０】
尚、本実施の形態においては、整流回路２と直流電源回路１５との間に温度ヒューズ２１を接続する構成としたが、これに限られるものではなく、商用電源１と整流回路２との間に接続する構成としてもよい。
【００２１】
また、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。また、昇圧回路でなくともコンデンサインプット型や倍電圧整流回路等を用いてもよい。
【００２２】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
尚、図２において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
上記実施の形態１では、温度ヒューズ２１を整流回路２と直流電源回路１５との間に接続し、抵抗１４に近接して配置した回路構成としたが、本実施の形態においては、温度ヒューズ２１を前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４をスイッチング駆動する駆動回路１８と該駆動回路１８へ駆動電力を供給する低電圧源１９との間に接続し、前記抵抗１４に近接して配置した回路構成としたものである。
【００２４】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成での放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００２５】
前記放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、上記実施の形態１と同様に、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗１４に直流電源回路１５との電位差分だけ過電流が流れて、この電流により、抵抗１４は温度上昇する。この抵抗１４の温度を、前記駆動回路１８と低電圧源１９との間に接続され、当該抵抗１４に近接して配置された前記温度ヒューズ２１により検知し、所定の温度になったら当該温度ヒューズ２１が溶断することにより、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動回路１８と低電圧源１９との間の経路が遮断される。したがって、前記駆動回路１８には低電圧源１９から駆動電力が供給されなくなるため、駆動回路１８は停止することになり、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４のスイッチングが停止する。
【００２６】
以上の動作により、直流電源回路１５の前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４はオフ状態となり、前記直流電源回路１５での入力電圧の昇圧は行われなくなる。例えば、通常昇圧された場合、商用電源１の電源電圧が１００Ｖ、２００Ｖの時４００Ｖとなり、この昇圧された直流電力が前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７へ供給されることになるが、この場合、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７へは昇圧されていない直流電力が供給される。例えば商用電源１の電源電圧が１００Ｖの時は１４０Ｖ、２００Ｖの時は２８０Ｖが供給されることになる。このように、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に印加される電圧が、前記直流電源回路１５で昇圧動作が行われない分だけ減少することによって、前記抵抗１４に印加される電圧が軽減されて温度上昇が抑制されるため、当該抵抗１４の温度上昇による焼損が防止される。
【００２７】
以上のように、イグナイタ回路１７のコンデンサ１０と直列に接続される抵抗１４の温度を、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動回路１８と該駆動回路１８へ駆動電力を供給する低電圧源１９との間に接続され、前記抵抗１４に近接して配置された温度ヒューズ２１により検知し、所定の温度になったら当該温度ヒューズ２１が溶断することにより、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動回路１８と低電圧源１９との間の経路が遮断される構成としたので、上記実施の形態１と同様に、イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、過電流による前記抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができるとともに、前記抵抗１４の温度上昇による焼損防止を前記温度ヒューズ２１の１個で構成することができ、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００２８】
尚、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。
【００２９】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。尚、図３において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図３において、２３は前記抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続された前記トランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に直列に接続配置され、温度上昇とともに抵抗値が大きくなる正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣサーミスタという）である。
【００３０】
本実施の形態においては、温度ヒューズ２１を備えておらず、前記抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続されたトランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に前記ＰＴＣサーミスタ２３を直列に接続配置した点が、上記実施の形態１の図１に示す回路構成と異なる。
尚、上記実施の形態１におけるコンデンサ１０の充電は、抵抗１４の抵抗値とコンデンサ１０の静電容量との時定数に応じて行われるが、本実施の形態の前記コンデンサ１０の充電は、前記抵抗１４及び前記ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値とコンデンサ１０の静電容量との時定数に応じて行われるため、常温での前記ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値を考慮して、抵抗１４の抵抗値を設定する必要がある。
【００３１】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成においては、前述のように抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続されたトランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に前記ＰＴＣサーミスタ２３が前記抵抗１４に直列に接続配置されていることが上記実施の形態１と異なる点で、前記放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００３２】
前記放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、直流電源回路１５との電位差分だけ、前記直流電源回路１５から抵抗１４、ＰＴＣサーミスタ２３、トランス１１の２次巻線（ｎ２）、グランドという経路で過電流が流れる。そのため、直流電源回路１５の出力電圧が前記抵抗１４及びＰＴＣサーミスタ２３に全て印加されることになり、抵抗１４及びＰＴＣサーミスタ２３に温度上昇が起こる。しかしながら、前記ＰＴＣサーミスタ２３は温度上昇に伴い抵抗値が大きくなるため、この経路に流れる電流も減少していく。したがって、前記ＰＴＣサーミスタ２３の作用により、前記抵抗１４に流れる電流が抑制されて、当該抵抗１４の温度上昇が緩和され温度上昇による焼損を防ぐことができる。
【００３３】
以上のように、抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続されたトランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に温度上昇に伴い抵抗値が大きくなるＰＴＣサーミスタ２３を、前記抵抗１４に直列に接続配置した構成としたので、イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、直流電源回路１５から前記抵抗１４及びＰＴＣサーミスタ２３に過電流が流れ温度上昇を起こすが、前記ＰＴＣサーミスタ２３が温度上昇に伴い抵抗値が大きくなるため、前記抵抗１４に流れる電流が抑制されて温度上昇が緩和され、当該抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができる。また、前記抵抗１４の温度上昇による焼損防止を前記ＰＴＣサーミスタ２３の１個で構成することができ、上記実施の形態１、２同様に装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００３４】
尚、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。また、昇圧回路でなくともコンデンサインプット型や倍電圧整流回路等を用いてもよい。
【００３５】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。尚、図４において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図４において、２４は前記コンデンサ１０の両端電圧を積分する積分回路、２５は前記積分回路２４で積分されたコンデンサ１０の両端電圧を検知する電圧検知回路、２６は前記電圧検知回路２５からの検知結果の情報をもとに、前記駆動回路１８の駆動を停止させる停止回路である。
【００３６】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成においては、積分回路２４、電圧検知回路２５及び停止回路２６が配置されているが、他の回路構成は上記実施の形態１の図１と同様であり、前記放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００３７】
前記放電灯１３の安定点灯中、前記コンデンサ１０は前記直流電源回路１５の出力電圧で充電された状態となっているが、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間が短絡状態となるため、蓄積された電荷が放出され、コンデンサ１０の両端電圧が０Ｖとなる。前記電圧検知回路２５はコンデンサ１０の電圧が、例えば０Ｖとなったことを検知して、該検知結果の情報をもとに前記停止回路２６では前記駆動回路１８の駆動を停止させるよう動作するものである。しかしながら、前記コンデンサ１０は、前述した放電灯１３の点灯前、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のスイッチングにより、高電圧パルスの発生を行うため、蓄積された電荷を放出して両端電圧が０Ｖとなる瞬間がある。したがって、この時の電圧０Ｖと前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時のコンデンサ１０の電圧０Ｖを区別するため、まず、前記積分回路２４においてコンデンサ１０の両端電圧を積分する。
【００３８】
前述の放電灯１３の点灯前、コンデンサ１０の電圧が０Ｖになるのは瞬間的で時間的に短く、一方、前述のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障時のコンデンサ１０の電圧は、蓄積された電荷を放出した後は０Ｖの状態が継続されるため、前記積分回路２４で積分することによって、区別が明確となり前記電圧検知回路２５での誤検知を防止する。したがって、前記電圧検知回路２５では、前記積分回路２４でのコンデンサ１０の電圧が、例えば０Ｖになったことを検知することによって、すなわち、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障を検知することができ、この検知結果の情報を前記停止回路２６に送出する。
【００３９】
前記停止回路２６は、前記電圧検知回路２５からの検知結果の情報を受けて、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４を駆動する駆動回路１８に停止信号を送出し、前記駆動回路１８は前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動を停止する。したがって、直流電源回路１５の前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動が停止されることにより、上記実施の形態２同様に前記直流電源回路１５における昇圧動作が停止され、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７には昇圧されていない直流電力が供給される。前述したように、例えば商用電源１の電源電圧が１００Ｖの場合は１４０Ｖ、２００Ｖの場合は２８０Ｖが供給されることとなる。このように、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に印加される電圧が、前記直流電源回路１５で昇圧動作が行われない分だけ減少することになって、前記抵抗１４に印加される電圧が軽減されて温度上昇が抑制されるため、当該抵抗１４の温度上昇による焼損が防止される。
【００４０】
前記駆動回路１８を停止させる方法については、例えば駆動回路１８に供給される低電圧源１９からの電力経路を開放することにより駆動回路１８を停止させる方法や、駆動回路１８に使用する例えば制御ＩＣのシャットダウン端子を利用して駆動を停止させる方法を用いる。
【００４１】
以上のように、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、前記イグナイタ回路１７のコンデンサ１０の両端電圧が、例えば０Ｖになったことを電圧検知回路２５により検知し、該電圧検知回路２５からの検知結果情報に基づいて、停止回路２６は前記直流電源回路１５のＭＯＳ−ＦＥＴ４を駆動する駆動回路１８を停止させて、当該直流電源回路１５における昇圧動作を停止させる構成としたので、前記直流電源回路１５から前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に印加される電圧が、前記直流電源回路１５の昇圧動作が行われない分だけ減少する。したがって、上記実施の形態２同様に前記抵抗１４に印加される電圧が軽減されて温度上昇が抑制されるため、当該抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができる。
【００４２】
尚、本実施の形態においては、前記コンデンサ１０の両端電圧を検知する構成としたが、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン端子の電圧を検知するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。
【００４４】
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
尚、図５において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
上記実施の形態１の図１の回路構成と本実施の形態と異なる点は、本実施の形態では、温度ヒューズ２１を備えておらず、前記抵抗１４の定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障時において、前記直流電源回路１５の出力電圧が印加された過負荷状態が継続した場合、開放破壊する程度の小さなものとしたことである。
【００４５】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成において、前記放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００４６】
前記放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗１４には直流電源回路１５との電位差分だけ電流が流れ、この電流と当該抵抗１４の抵抗値に応じた電力を消費することになる。当該抵抗１４の定格を、この時消費する電力より遥かに小さなものとすることで、当該抵抗１４を意図的に開放破壊させ、前記直流電源回路１５の出力点から前記イグナイタ回路１７間の経路を遮断する。
尚、前記抵抗１４の定格としては、イグナイタ回路１７の通常動作時に消費する電力では、異常な温度上昇等が無いものとする必要がある。
【００４７】
以上のように、抵抗１４の定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時において、直流電源回路１５の出力電圧が印加された過負荷状態が継続した場合、開放破壊する程度の小さなもので構成して、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、直流電源回路１５の出力点からイグナイタ回路１７間の経路を遮断するようにしたので、前記定格の小さい抵抗１４の１個で構成することができ、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、交流電源を直流に変換する直流電源回路と、前記交流電源と直流電源回路との間に接続された温度ヒューズと、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置した構成としたので、前記高圧放電灯の安定点灯中に、前記スイッチング素子の短絡故障発生時、前記抵抗に流れる過電流による温度上昇を温度ヒューズにより検知し、該温度ヒューズが所定の温度に達したら溶断することにより、前記直流電源回路への電力の供給を遮断するようにしたので、前記抵抗の温度上昇による焼損を防止することができる。また、前記抵抗の温度上昇による焼損防止を、前記温度ヒューズの１個で構成することができるため、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図６】従来の高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１ 商用電源、 ２ 整流回路、 ３ インダクタンス、 ４ ＭＯＳ−ＦＥＴ、 ５ ダイオード、 ６ 平滑コンデンサ、 ７、８ ＭＯＳ−ＦＥＴ、 ９、１０ コンデンサ、 １１ トランス、１２ ＭＯＳ−ＦＥＴ、 １３ 放電灯、 １４ 抵抗、 １５ 直流電源回路、 １６ インバータ回路、 １７イグナイタ回路、 １８ 駆動回路、 １９ 低電圧源、 ２１ 温度ヒューズ、 ２３ ＰＴＣサーミスタ、 ２４ 積分回路、 ２５ 電圧検知回路、 ２６ 停止回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電灯点灯装置に関し、イグナイタ回路のスイッチング素子短絡故障時に起こる、抵抗素子の温度上昇による焼損防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の高圧放電灯点灯装置のハーフブリッジ式インバータを用いた回路構成図を示す（例えば特許文献１）。
図６において、５１は直流電源回路、５２、５３はコンデンサ、５４は抵抗、５５はコンデンサ、５６は限流用インダクタ、５７は放電灯、５８はトライアック、５９はトランス、６０、６１はトランジスタ、６２、６３はダイオードである。６４はインバータ回路であり、前記トランジスタ６０、６１により構成される。６５はイグナイタ回路であり、前記コンデンサ５５、トライアック５８、トランス５９により構成される。
【０００３】
上記のように構成された装置の動作について説明する。
商用電源（図示せず）より入力された交流電力は、前記直流電源回路５１により直流電力に変換される。前記放電灯５７の放電開始前、前記直流電源回路５１の出力電圧は、前記トライアック５８がオフの期間、前記抵抗５４からコンデンサ５５の経路に流れる。この電流により、前記コンデンサ５５は抵抗５４と該コンデンサ５５の時定数に応じて徐々に充電される。前記トライアック５８がオン状態となると、前記コンデンサ５５に蓄積された電荷は、前記トライアック５８から前記トランス５９の二次巻線（ｎ２）の経路を通り放出される。この時、前記トランス５９の二次巻線（ｎ２）に流れる電流により、一次巻線（ｎ１）側には昇圧された高電圧パルスが発生する。前記放電灯５７に、この高電圧パルスが印加されることにより、電極間に放電が開始される。
【０００４】
前記放電灯５７が高電圧パルス印加により始動に至ると、コンデンサ５２からオン状態のインバータ回路６４のトランジスタ６０→トランス５９の１次巻線（ｎ１）→放電灯５７→限流用インダクタ５６→コンデンサ５２に至る閉回路にランプ電流が流れる。そして、前記トランジスタ６０がオン状態からオフ状態に移行すると、前記インダクタ５６に蓄積されたエネルギーが、コンデンサ５３→順方向のダイオード６３→トランス５９→放電灯５７→限流用インダクタ５６に至る閉回路に放出され、ランプ電流が継続し流れる。
【０００５】
次に、インバータ回路６４のトランジスタ６１がオン状態になった場合には、コンデンサ５３を直流電源として、先の説明（トランジスタ６０オン状態の場合）とは逆方向にランプ電流が流れ、前記トランジスタ６１がオフ状態に移行した後も、限流用インダクタ５６により先の説明とは逆の方向にランプ電流が流れる。以降、高電圧パルスを印加せずとも、インバータ回路６４による交流電力の供給のみで放電は継続され、放電灯は安定点灯を続ける。
【０００６】
前記放電灯５７の放電が開始されると、以降、高電圧パルス印加の必要がないため、前記イグナイタ回路６５のトライアック５８はオフ状態に制御される。トライアック５８がオフ状態となると、前記コンデンサ５５は前記直流電源回路５１の出力電圧で充電された状態となるため、直流電源回路５１→抵抗５４→イグナイタ回路６５という経路に電流は流れない。
【０００７】
しかしながら、前記放電灯５７の安定点灯中に前記トライアック５８の短絡故障が起こった場合、トライアック５８は短絡状態となるため、前記コンデンサ５５の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗５４に直流電源回路５１との電位差分だけ電流が流れてしまうことになる。この電流により、当該抵抗５４は温度上昇する。
【０００８】
前記抵抗５４の温度上昇を防止する手段として、例えば前記抵抗５４を複数の抵抗素子の並列接続で構成して、前記トライアック５８の短絡故障発生時に、イグナイタ回路６５に流れる電流を、前記複数の抵抗素子に分流させることにより、抵抗素子一本あたりに流れる電流を軽減させ、抵抗一本あたりの発熱を軽減させる方法がとられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２１１８１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、図６に示す従来の高圧放電灯点灯装置においては、放電灯５７の安定点灯中にトライアック５８の短絡故障が発生した場合、コンデンサ５５の電位はほぼ０Ｖとなり、抵抗５４に直流電源回路５１との電位差分だけ過電流が流れ、当該抵抗５４が温度上昇により焼損するという問題があった。また、前記抵抗５４の温度上昇を防止する手段として、複数の抵抗素子を用いる方法においては、例えば、直流電源回路５１の出力電圧を４００Ｖ、前記複数の抵抗素子の並列接続における抵抗値を４７ｋΩとすると、短絡故障発生時の前記複数の抵抗素子での消費電力は約３．４Ｗとなる。一本あたり定格３Ｗの抵抗素子を用いて、定格の２０％程度の消費電力を消費するような回路構成にすると、抵抗素子が６本必要となり、サイズ及びコストが大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、小型で低コストな回路構成で、イグナイタ回路のスイッチング素子短絡故障発生時に起こる過電流による抵抗素子の温度上昇による焼損を防止することのできる高圧放電灯点灯装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、交流電源を直流に変換する直流電源回路と、
前記交流電源と前記直流電源回路との間に接続された温度ヒューズと、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
図１において、１は商用電源、２は前記商用電源１の交流を全波整流する整流回路、１５は直流電源回路であり、インダクタンス３、スイッチング素子としての例えばＭＯＳ−ＦＥＴ４、該ＭＯＳ−ＦＥＴ４を駆動する駆動回路１８、ダイオード５及び平滑コンデンサ６で構成され、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４及び駆動回路１８による昇圧動作を行う回路部分を有している。１６は前記直流電源回路１５の出力電力を高周波電力に変換するインバータ回路であり、スイッチング素子としての例えばＭＯＳ−ＦＥＴ７及びＭＯＳ−ＦＥＴ８で構成されている。９は前記インバータ回路１６の出力点に接続された第１のコンデンサ、１７は放電灯１３に印加する高電圧パルスを発生させるイグナイタ回路であり、第２のコンデンサ１０、トランス１１及びスイッチング素子としての例えばＭＯＳ−ＦＥＴ１２で構成されている。１４は前記直流電源回路１５の出力点に接続された抵抗素子（以下、抵抗１４という）、１９は前記駆動回路１８へ駆動電力を供給する低電圧源、２１は前記整流回路２と直流電源回路１５との間に接続され、前記抵抗１４に近接して配置され、所定の温度によって溶断される温度ヒューズである。
【００１４】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
商用電源１より入力された交流電力は、整流回路２によって全波整流され、直流電源回路１５に入力される。前記直流電源回路１５は、低電圧源１９により駆動電力が供給されるいる駆動回路１８の制御信号による前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４のスイッチングで入力電圧の昇圧を行い、平滑コンデンサ６で平滑する。昇圧及び平滑された直流電源回路１５の出力電力は、インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に供給される。前記インバータ回路１６は直流電力を高周波電力に変換し、放電灯１３への供給を行う。前記イグナイタ回路１７に供給された直流電力は、高電圧パルスに変換され、放電灯１３に印加されることにより、放電灯１３の放電が開始される。
【００１５】
ここで、前記イグナイタ回路１７による高電圧パルス発生の動作について説明する。
前記直流電源回路１５の出力電流は、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２がオフの期間は、抵抗１４からコンデンサ１０の経路に流れる。この電流により、前記コンデンサ１０は、抵抗１４とコンデンサ１０の時定数に応じて徐々に充電される。前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２がオン状態となると、前記コンデンサ１０に蓄積された電荷は、トランス１１の２次巻線（ｎ２）からＭＯＳ−ＦＥＴ１２の経路を通り放出される。この時、トランス１１の２次巻線（ｎ２）に流れる電流により、１次巻線（ｎ１）側には昇圧された高電圧パルスが発生する。この高電圧パルスが前記放電灯１３に印加されることにより、電極間に放電が開始される。
【００１６】
そして、放電が開始されると、以降、高電圧パルス印加の必要がないため、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２は駆動回路（図示せず）によりオフ状態に制御される。ＭＯＳ−ＦＥＴ１２がオフ状態となると、前記コンデンサ１０は直流電源回路１５の出力電圧で充電された状態となるため、直流電源回路１５の出力電流は、抵抗１４からイグナイタ回路１７という経路に流れず、前記インバータ回路１６にのみ流れる。したがって、一度放電が開始されると、以降、高電圧パルスを印加せずとも、前記インバータ回路１６による高周波電力の供給のみで放電は継続され、放電灯１３は安定点灯を続ける。
【００１７】
しかしながら、放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が起こると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗１４に直流電源回路１５との電位差分だけ過電流が流れてしまうことになる。この電流により、抵抗１４は温度上昇する。この抵抗１４の温度を、前記整流回路２と直流電源回路１５との間に接続され、当該抵抗１４に近接して配置された前記温度ヒューズ２１により検知し、所定の温度になったら当該温度ヒューズ２１が溶断することにより、前記整流回路２の出力点側の経路が遮断される。
【００１８】
以上の動作により、前記整流回路２から直流電源回路１５への経路が遮断されるため、前記抵抗１４及びイグナイタ回路１７への電力の供給は遮断され、抵抗１４の温度上昇による焼損が防止される。また、インバータ回路１６への電力の供給も遮断されることから、放電灯１３への電力も遮断されるため、放電灯１３は消灯する。
【００１９】
以上のように、イグナイタ回路１７のコンデンサ１０と直列に接続される抵抗１４の温度を、前記整流回路２と直流電源回路１５の間に接続され、前記抵抗１４に近接して配置された温度ヒューズ２１により検知し、該温度ヒューズ２１が所定の温度になったら溶断することにより、前記整流回路２の出力点側の経路が遮断される構成としたので、イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、過電流による前記抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができる。また、従来複数の抵抗素子の並列接続の構成手段による焼損防止を、前記温度ヒューズ２１の１個で構成することができ、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００２０】
尚、本実施の形態においては、整流回路２と直流電源回路１５との間に温度ヒューズ２１を接続する構成としたが、これに限られるものではなく、商用電源１と整流回路２との間に接続する構成としてもよい。
【００２１】
また、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。また、昇圧回路でなくともコンデンサインプット型や倍電圧整流回路等を用いてもよい。
【００２２】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
尚、図２において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
上記実施の形態１では、温度ヒューズ２１を整流回路２と直流電源回路１５との間に接続し、抵抗１４に近接して配置した回路構成としたが、本実施の形態においては、温度ヒューズ２１を前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４をスイッチング駆動する駆動回路１８と該駆動回路１８へ駆動電力を供給する低電圧源１９との間に接続し、前記抵抗１４に近接して配置した回路構成としたものである。
【００２４】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成での放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００２５】
前記放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、上記実施の形態１と同様に、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗１４に直流電源回路１５との電位差分だけ過電流が流れて、この電流により、抵抗１４は温度上昇する。この抵抗１４の温度を、前記駆動回路１８と低電圧源１９との間に接続され、当該抵抗１４に近接して配置された前記温度ヒューズ２１により検知し、所定の温度になったら当該温度ヒューズ２１が溶断することにより、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動回路１８と低電圧源１９との間の経路が遮断される。したがって、前記駆動回路１８には低電圧源１９から駆動電力が供給されなくなるため、駆動回路１８は停止することになり、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４のスイッチングが停止する。
【００２６】
以上の動作により、直流電源回路１５の前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４はオフ状態となり、前記直流電源回路１５での入力電圧の昇圧は行われなくなる。例えば、通常昇圧された場合、商用電源１の電源電圧が１００Ｖ、２００Ｖの時４００Ｖとなり、この昇圧された直流電力が前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７へ供給されることになるが、この場合、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７へは昇圧されていない直流電力が供給される。例えば商用電源１の電源電圧が１００Ｖの時は１４０Ｖ、２００Ｖの時は２８０Ｖが供給されることになる。このように、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に印加される電圧が、前記直流電源回路１５で昇圧動作が行われない分だけ減少することによって、前記抵抗１４に印加される電圧が軽減されて温度上昇が抑制されるため、当該抵抗１４の温度上昇による焼損が防止される。
【００２７】
以上のように、イグナイタ回路１７のコンデンサ１０と直列に接続される抵抗１４の温度を、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動回路１８と該駆動回路１８へ駆動電力を供給する低電圧源１９との間に接続され、前記抵抗１４に近接して配置された温度ヒューズ２１により検知し、所定の温度になったら当該温度ヒューズ２１が溶断することにより、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動回路１８と低電圧源１９との間の経路が遮断される構成としたので、上記実施の形態１と同様に、イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、過電流による前記抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができるとともに、前記抵抗１４の温度上昇による焼損防止を前記温度ヒューズ２１の１個で構成することができ、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００２８】
尚、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。
【００２９】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。尚、図３において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図３において、２３は前記抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続された前記トランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に直列に接続配置され、温度上昇とともに抵抗値が大きくなる正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣサーミスタという）である。
【００３０】
本実施の形態においては、温度ヒューズ２１を備えておらず、前記抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続されたトランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に前記ＰＴＣサーミスタ２３を直列に接続配置した点が、上記実施の形態１の図１に示す回路構成と異なる。
尚、上記実施の形態１におけるコンデンサ１０の充電は、抵抗１４の抵抗値とコンデンサ１０の静電容量との時定数に応じて行われるが、本実施の形態の前記コンデンサ１０の充電は、前記抵抗１４及び前記ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値とコンデンサ１０の静電容量との時定数に応じて行われるため、常温での前記ＰＴＣサーミスタ２３の抵抗値を考慮して、抵抗１４の抵抗値を設定する必要がある。
【００３１】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成においては、前述のように抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続されたトランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に前記ＰＴＣサーミスタ２３が前記抵抗１４に直列に接続配置されていることが上記実施の形態１と異なる点で、前記放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００３２】
前記放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、直流電源回路１５との電位差分だけ、前記直流電源回路１５から抵抗１４、ＰＴＣサーミスタ２３、トランス１１の２次巻線（ｎ２）、グランドという経路で過電流が流れる。そのため、直流電源回路１５の出力電圧が前記抵抗１４及びＰＴＣサーミスタ２３に全て印加されることになり、抵抗１４及びＰＴＣサーミスタ２３に温度上昇が起こる。しかしながら、前記ＰＴＣサーミスタ２３は温度上昇に伴い抵抗値が大きくなるため、この経路に流れる電流も減少していく。したがって、前記ＰＴＣサーミスタ２３の作用により、前記抵抗１４に流れる電流が抑制されて、当該抵抗１４の温度上昇が緩和され温度上昇による焼損を防ぐことができる。
【００３３】
以上のように、抵抗１４とコンデンサ１０との間に接続されたトランス１１の２次巻線（ｎ２）の一端側接続点と、前記抵抗１４との間に温度上昇に伴い抵抗値が大きくなるＰＴＣサーミスタ２３を、前記抵抗１４に直列に接続配置した構成としたので、イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、直流電源回路１５から前記抵抗１４及びＰＴＣサーミスタ２３に過電流が流れ温度上昇を起こすが、前記ＰＴＣサーミスタ２３が温度上昇に伴い抵抗値が大きくなるため、前記抵抗１４に流れる電流が抑制されて温度上昇が緩和され、当該抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができる。また、前記抵抗１４の温度上昇による焼損防止を前記ＰＴＣサーミスタ２３の１個で構成することができ、上記実施の形態１、２同様に装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００３４】
尚、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。また、昇圧回路でなくともコンデンサインプット型や倍電圧整流回路等を用いてもよい。
【００３５】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。尚、図４において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図４において、２４は前記コンデンサ１０の両端電圧を積分する積分回路、２５は前記積分回路２４で積分されたコンデンサ１０の両端電圧を検知する電圧検知回路、２６は前記電圧検知回路２５からの検知結果の情報をもとに、前記駆動回路１８の駆動を停止させる停止回路である。
【００３６】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成においては、積分回路２４、電圧検知回路２５及び停止回路２６が配置されているが、他の回路構成は上記実施の形態１の図１と同様であり、前記放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００３７】
前記放電灯１３の安定点灯中、前記コンデンサ１０は前記直流電源回路１５の出力電圧で充電された状態となっているが、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間が短絡状態となるため、蓄積された電荷が放出され、コンデンサ１０の両端電圧が０Ｖとなる。前記電圧検知回路２５はコンデンサ１０の電圧が、例えば０Ｖとなったことを検知して、該検知結果の情報をもとに前記停止回路２６では前記駆動回路１８の駆動を停止させるよう動作するものである。しかしながら、前記コンデンサ１０は、前述した放電灯１３の点灯前、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のスイッチングにより、高電圧パルスの発生を行うため、蓄積された電荷を放出して両端電圧が０Ｖとなる瞬間がある。したがって、この時の電圧０Ｖと前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時のコンデンサ１０の電圧０Ｖを区別するため、まず、前記積分回路２４においてコンデンサ１０の両端電圧を積分する。
【００３８】
前述の放電灯１３の点灯前、コンデンサ１０の電圧が０Ｖになるのは瞬間的で時間的に短く、一方、前述のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障時のコンデンサ１０の電圧は、蓄積された電荷を放出した後は０Ｖの状態が継続されるため、前記積分回路２４で積分することによって、区別が明確となり前記電圧検知回路２５での誤検知を防止する。したがって、前記電圧検知回路２５では、前記積分回路２４でのコンデンサ１０の電圧が、例えば０Ｖになったことを検知することによって、すなわち、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障を検知することができ、この検知結果の情報を前記停止回路２６に送出する。
【００３９】
前記停止回路２６は、前記電圧検知回路２５からの検知結果の情報を受けて、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４を駆動する駆動回路１８に停止信号を送出し、前記駆動回路１８は前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動を停止する。したがって、直流電源回路１５の前記ＭＯＳ−ＦＥＴ４の駆動が停止されることにより、上記実施の形態２同様に前記直流電源回路１５における昇圧動作が停止され、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７には昇圧されていない直流電力が供給される。前述したように、例えば商用電源１の電源電圧が１００Ｖの場合は１４０Ｖ、２００Ｖの場合は２８０Ｖが供給されることとなる。このように、前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に印加される電圧が、前記直流電源回路１５で昇圧動作が行われない分だけ減少することになって、前記抵抗１４に印加される電圧が軽減されて温度上昇が抑制されるため、当該抵抗１４の温度上昇による焼損が防止される。
【００４０】
前記駆動回路１８を停止させる方法については、例えば駆動回路１８に供給される低電圧源１９からの電力経路を開放することにより駆動回路１８を停止させる方法や、駆動回路１８に使用する例えば制御ＩＣのシャットダウン端子を利用して駆動を停止させる方法を用いる。
【００４１】
以上のように、前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、前記イグナイタ回路１７のコンデンサ１０の両端電圧が、例えば０Ｖになったことを電圧検知回路２５により検知し、該電圧検知回路２５からの検知結果情報に基づいて、停止回路２６は前記直流電源回路１５のＭＯＳ−ＦＥＴ４を駆動する駆動回路１８を停止させて、当該直流電源回路１５における昇圧動作を停止させる構成としたので、前記直流電源回路１５から前記インバータ回路１６及びイグナイタ回路１７に印加される電圧が、前記直流電源回路１５の昇圧動作が行われない分だけ減少する。したがって、上記実施の形態２同様に前記抵抗１４に印加される電圧が軽減されて温度上昇が抑制されるため、当該抵抗１４の温度上昇による焼損を防止することができる。
【００４２】
尚、本実施の形態においては、前記コンデンサ１０の両端電圧を検知する構成としたが、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン端子の電圧を検知するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態においては、直流電源回路１５としていわゆるアクティブフィルタといわれる昇圧コンバータを用いたが、これに限られるものではなく、他の構成の昇圧回路であってもよい。
【００４４】
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
尚、図５において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
上記実施の形態１の図１の回路構成と本実施の形態と異なる点は、本実施の形態では、温度ヒューズ２１を備えておらず、前記抵抗１４の定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障時において、前記直流電源回路１５の出力電圧が印加された過負荷状態が継続した場合、開放破壊する程度の小さなものとしたことである。
【００４５】
上記のように構成された高圧放電灯点灯装置の動作について説明する。
まず、かかる上記回路構成において、前記放電灯１３の点灯動作は、上記実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでの説明を省略し、ここでは前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時の動作について説明する。
【００４６】
前記放電灯１３の安定点灯中に、例えば前記イグナイタ回路１７のＭＯＳ−ＦＥＴ１２に短絡故障が発生すると、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２のドレイン―ソース間は短絡状態となるため、前記コンデンサ１０の電位はほぼ０Ｖとなり、前記抵抗１４には直流電源回路１５との電位差分だけ電流が流れ、この電流と当該抵抗１４の抵抗値に応じた電力を消費することになる。当該抵抗１４の定格を、この時消費する電力より遥かに小さなものとすることで、当該抵抗１４を意図的に開放破壊させ、前記直流電源回路１５の出力点から前記イグナイタ回路１７間の経路を遮断する。
尚、前記抵抗１４の定格としては、イグナイタ回路１７の通常動作時に消費する電力では、異常な温度上昇等が無いものとする必要がある。
【００４７】
以上のように、抵抗１４の定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時において、直流電源回路１５の出力電圧が印加された過負荷状態が継続した場合、開放破壊する程度の小さなもので構成して、前記ＭＯＳ−ＦＥＴ１２の短絡故障発生時、直流電源回路１５の出力点からイグナイタ回路１７間の経路を遮断するようにしたので、前記定格の小さい抵抗１４の１個で構成することができ、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、交流電源を直流に変換する直流電源回路と、前記交流電源と直流電源回路との間に接続された温度ヒューズと、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置した構成としたので、前記高圧放電灯の安定点灯中に、前記スイッチング素子の短絡故障発生時、前記抵抗に流れる過電流による温度上昇を温度ヒューズにより検知し、該温度ヒューズが所定の温度に達したら溶断することにより、前記直流電源回路への電力の供給を遮断するようにしたので、前記抵抗の温度上昇による焼損を防止することができる。また、前記抵抗の温度上昇による焼損防止を、前記温度ヒューズの１個で構成することができるため、装置の小型化及び低コスト化が可能となる高圧放電灯点灯装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５における高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図６】従来の高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１ 商用電源、 ２ 整流回路、 ３ インダクタンス、 ４ ＭＯＳ−ＦＥＴ、 ５ ダイオード、 ６ 平滑コンデンサ、 ７、８ ＭＯＳ−ＦＥＴ、 ９、１０ コンデンサ、 １１ トランス、１２ ＭＯＳ−ＦＥＴ、 １３ 放電灯、 １４ 抵抗、 １５ 直流電源回路、 １６ インバータ回路、 １７イグナイタ回路、 １８ 駆動回路、 １９ 低電圧源、 ２１ 温度ヒューズ、 ２３ ＰＴＣサーミスタ、 ２４ 積分回路、 ２５ 電圧検知回路、 ２６ 停止回路。
Claims (5)
- 交流電源を直流に変換する直流電源回路と、前記交流電源と前記直流電源回路との間に接続された温度ヒューズと、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 昇圧回路と、前記昇圧回路の駆動電源を供給する電圧源と、前記電圧源と前記昇圧回路との間に接続された温度ヒューズと、前記昇圧回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と昇圧回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記温度ヒューズを前記抵抗素子に近接して配置したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 直流電源回路と、前記直流電源回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と前記直流電源回路の出力点に接続された抵抗素子とを備え、前記抵抗素子に正特性サーミスタが直列に接続されたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 昇圧回路と、前記昇圧回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と昇圧回路の出力点に接続された抵抗素子と、前記第２のコンデンサ又は前記スイッチング素子に印加される電圧を検知する電圧検知回路とを備え、前記電圧検知回路によって検知された電圧が所定値となったとき、前記昇圧回路の動作を停止させることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 少なくとも１つのスイッチング素子を有する昇圧回路と、前記昇圧回路の出力を高周波に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力点に接続されたトランスの１次巻線と第１のコンデンサと高圧放電灯との直列回路と、前記トランスの２次巻線の一端とグランド間に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次巻線の他端とグランド間に接続された第２のコンデンサと、前記トランスの２次巻線の他端と昇圧回路の出力点に接続された抵抗素子と、前記第２のコンデンサ又は前記トランス２次巻線の一端に接続されたスイッチング素子に印加される電圧を検知する電圧検知回路とを備え、前記電圧検知回路によって検知された電圧が所定値になったとき、前記昇圧回路のスイッチング素子の動作を停止させることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002319919A JP2004158203A (ja) | 2002-11-01 | 2002-11-01 | 高圧放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002319919A JP2004158203A (ja) | 2002-11-01 | 2002-11-01 | 高圧放電灯点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004158203A true JP2004158203A (ja) | 2004-06-03 |
Family
ID=32801003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002319919A Pending JP2004158203A (ja) | 2002-11-01 | 2002-11-01 | 高圧放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004158203A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007026830A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置、照明器具、および照明システム |
| JP2007200793A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 高圧放電灯点灯装置 |
| JP2010165632A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | 放電灯点灯装置及び照明器具 |
-
2002
- 2002-11-01 JP JP2002319919A patent/JP2004158203A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007026830A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置、照明器具、および照明システム |
| JP2007200793A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 高圧放電灯点灯装置 |
| JP2010165632A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | 放電灯点灯装置及び照明器具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2352364B1 (en) | Illumination lighting device, discharge lamp lighting device, and vehicle headlamp lighting device using same | |
| TW200421060A (en) | Single chip ballast control with power factor correction | |
| JP2007280973A (ja) | フィラメント・ランプに出力電力を供給する電力半導体デバイスに制御信号を与えるための集積回路で履行される制御回路 | |
| KR20010050116A (ko) | 고강도 가스 방전 램프 안정기를 작동시키는 장치 및 방법 | |
| JP3788214B2 (ja) | 放電管点灯用高圧電源装置の異常保護回路 | |
| KR101548520B1 (ko) | 프로그램 개시 안정기 | |
| RU2390107C2 (ru) | Отключающая схема | |
| JP2004158203A (ja) | 高圧放電灯点灯装置 | |
| JP3971808B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP4288702B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JPH11262256A (ja) | 電源装置及び放電灯点灯装置 | |
| JP3572138B2 (ja) | トランスとそれを用いたスイッチング電源装置 | |
| JP4601575B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP4970898B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP2000324808A (ja) | 電源装置 | |
| JP4441108B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP4984062B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP2003319655A (ja) | 電源回路 | |
| JP4280116B2 (ja) | 電流検出回路 | |
| US20230318443A1 (en) | Power supply apparatus | |
| WO2021181795A1 (ja) | 電源回路 | |
| JP4721937B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP6417844B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| WO2003005778A1 (en) | Controlling apparatus | |
| JP2022067681A (ja) | 光源点灯装置及び照明器具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040709 |