JP2004273378A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプを点灯させるインバータ式の放電ランプ点灯装置において、放電ランプの寿命末期に発生する過電圧処理に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
放電灯ランプ装置は、図3に示すように商用の交流電源10より電力の供給を受け、整流回路20でダイオード等により整流を行い、インバータ制御回路30及び半導体スイッチQ1及びQ2からなるインバータ回路によって、高周波交流を作り出し放電ランプ40を高周波点灯させている。放電ランプが寿命末期になると蛍光ランプのフィラメントF1、F2の電子放出物質であるエミッタが減少してエミッタレス状態になり、半波放電を生ずる。この半波放電の状態で通電を続けた場合、放電ランプに異常状態が発生する可能性があるため、半波放電により各部品に発生する電圧や電流を検出して放電ランプが寿命末期になったことを検出する寿命末期検出回路、いわゆる保護回路50を接続しインバータ回路の出力を停止させるという方法(たとえば特許文献1)やバイパス用の保護素子を設けるといった方法(たとえば特許文献2,3)がとられている。
【0003】
【特許文献1】
特解2002−190396号公報
【特許文献2】
特解平10−199686号公報
【特許文献3】
特解平7−135082号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
放電ランプが寿命末期になるとランプのいずれかのフィラメントのエミッタが減少し、半波放電になってしまうことが起こる。この状態で点灯を続けると、そこに負荷がかかる状態が続き、フィラメントが切れる異常状態が発生することがある。この時過電圧がフィラメント部分に印加されるが、放電ランプ内のフィラメントのリード間は切れたフィラメントの蒸発物や金属粉等が付着することにより完全にオープン状態でなく、幾分の抵抗値を持つため、電流が流れ放電ランプのガラス管の温度が上昇する。ガラスは本来絶縁体であるが、温度が上昇すると電気抵抗値が下がり、わずかながらも電気を通すようになる。その結果、ガラス管の温度はさらに上昇し、最悪ガラスの融点温度まで達すると放電ランプのガラスが溶けるという現象が起こり得る。対策として適用される寿命末期検出回路は、フィラメントが二箇所にあるため、どちらかのフィラメントが寿命末期になったことを検出するためには回路が複雑化し、又部品点数が増えるといった課題がある。特許文献2では、付加する素子として少なくとも一方はダイオードであることが記載されている。しかし少なくとも一方にダイオードを付加した場合は、ダイオードが阻止する方向と逆方向に過電圧が印加された時には効果がなく、フィラメントに過電圧が印加されることになるので完全な対策にはなっていない。異常状態の発生時、どのような条件であってもフィラメントに過電圧が印加されないようすることが必要である。特許文献3にはフィラメントと並列に抵抗を接続する技術が開示されているが、通常の点灯時でもその抵抗が電力を自己消費して常時損失が発生し、効率ダウンとなり省エネに対し逆行となる。また場合によっては抵抗自体の発熱を考慮し、回路全体の熱設計が必要になる。本発明は上述の課題を解決し、この寿命末期に発生する異常状態でのフィラメント電極への過電圧を回避できる放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで,上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、インバータ回路を用いた放電ランプ点灯装置において、2つのフィラメントを有する放電ランプと、前記2つのフィラメントに対して直列に接続されている予熱用のコンデンサを備え、前記2つのフィラメントにかかる過電圧を抑制する素子が前記2つのフィラメントに対しそれぞれ並列に接続されていることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記放電ランプが蛍光灯であることを特徴とする。
【0006】
請求項3に係る発明は、請求項1または2に係る発明において、前記電圧を抑制する素子が、エネルギーを自己消費しない素子であることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項2または3に係る発明において、前記過電圧を抑制する素子がコンデンサであることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明において、前記コンデンサの容量値が、前記予熱用コンデンサの容量値の80倍以上であることを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項2または3に係る発明において、前記過電圧を抑制する素子が、直列に互いに逆接続されたツエナーダイオードであることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
図1に本発明の第1の実施例を示す。商用の交流電源10を整流回路20により整流され、図示しないコンデンサにより平滑された直流電源が、放電ランプ点灯手段であるインバータ制御回路30に接続されている。このインバータ制御回路30には、FET,IGBT,バイポーラトランジスタなどの半導体スイッチング素子であるQ1及びQ2が接続されており、Q1及びQ2を交互にオン、オフさせることによって、高周波交流を作り出し放電ランプ40を高周波点灯させている。また、放電ランプの2つのフィラメントに対して予熱用のコンデンサC1が直列に接続されていて、放電ランプの点灯時に、電力を供給しフィラメントを予熱する。2つのフィラメントにはコンデンサC4、C5がそれぞれ並列に接続されていて、フィラメント部分に過電圧が印加されないようにC1と分圧をする。なお、電圧の分圧については、回路機能上C1の役割の方が支配的であることが求められるため、C4及びC5には、予熱用コンデンサC1に対して充分大きい容量のコンデンサを用いることが必要となる。このコンデンサを接続することにより、ランプ異常が発生しフィラメントがオープンになりフィラメントの両端にか電圧が印加された時、C4及びC5はC1との分圧比により、フィラメントにかかる両端電圧を小さくすることができる。このC4及びC5の容量にはC1の80倍以上の容量を使用する。この比率以上の容量を使用した場合、フィラメントがオープンになった時やランプとインバータを接続するソケットや導入線が外れた事によるランプ脱となった等の異常が発生した時、フィラメントに印加される両端電圧をほぼ通常点灯状態に近く、ガラスが溶けることがない程度の温度上昇に保つことができる。尚この容量のC4及びC5を挿入した場合、ランプ異常のない通常点灯においても予熱コンデンサC1やランプ部分等の周囲には電圧や電流の影響は出ない。
【0008】
第2の実施例として、図2にツエナーダイオードZD1、ZD2及びZD3、ZD4を直列に互いに逆接続したものをそれぞれのフィラメントに並列に接続する構成を示す。所定の電圧を超えた電圧が印加されるとZD1、ZD2、ZD3、ZD4が導通するためフィラメント部分に印加される過電圧を一定電圧以下に抑制しフィラメント部分を通さずに保護することができる。また通常点灯の状態ではZD1、ZD2、ZD3、ZD4は導通していないので、無駄なエネルギーを消費することがない。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、放電ランプの寿命末期に起こり得るフィラメントがエミッタレス状態になった後、フィラメント部分に過電圧が印加されるのを避け、放電管ランプのガラス温度上昇の結果、発熱し、最悪ガラスが溶けることを防止することができる。また特別な保護回路機能等を用いていないため、部品点数の削減が可能である。
さらに電圧制御素子としてエネルギーを自己消費しない素子を使用するためエネルギーの浪費を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図
【図2】本発明の第2の実施例を示す回路図
【図3】従来の放電ランプ灯装置の例を示す回路図
【符号の説明】
10 商用の交流電源
20 整流回路
30 インバータ制御回路
40 放電ランプ
50 保護回路
Q1、Q2 半導体スイッチング素子
L リアクトル
C1、C2、C3、C4、C5 コンデンサ
ZD1、ZD2、ZD3、ZD4 ツエナーダイオード
F1、F2 フィラメント[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter-type discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp, which relates to an overvoltage treatment that occurs at the end of the life of the discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
The discharge lamp apparatus receives power from a commercial
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-190396 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 10-199686 [Patent Document 3]
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7-135082
[Problems to be solved by the invention]
When the discharge lamp reaches the end of its life, the emitter of one of the filaments of the lamp decreases, and a half-wave discharge occurs. If the lighting is continued in this state, the state where the load is applied continues, and an abnormal state in which the filament is cut may occur. At this time, an overvoltage is applied to the filament portion, but the gap between the filament leads in the discharge lamp is not completely open due to the adhesion of the evaporated filament or metal powder of the broken filament, and has a certain resistance value. Therefore, current flows and the temperature of the glass tube of the discharge lamp rises. Glass is an insulator by nature, but as the temperature rises, the electrical resistance decreases and it conducts electricity, albeit slightly. As a result, the temperature of the glass tube further rises, and when the temperature reaches the melting point of the worst glass, the glass of the discharge lamp may melt. Since the end-of-life detection circuit applied as a countermeasure has two filaments, there is a problem that the circuit becomes complicated and the number of parts increases to detect that one of the filaments has reached the end of life. . Patent Document 2 discloses that at least one of the elements to be added is a diode. However, when a diode is added to at least one of them, there is no effect when an overvoltage is applied in a direction opposite to the direction in which the diode blocks, and the overvoltage is applied to the filament, so this is not a complete measure. When an abnormal state occurs, it is necessary to prevent an overvoltage from being applied to the filament under any conditions. Patent Literature 3 discloses a technique of connecting a resistor in parallel with a filament. However, even during normal lighting, the resistor self-consumes power, causing a constant loss, resulting in a reduction in efficiency and a reversal of energy saving. . In some cases, heat design of the entire circuit is required in consideration of heat generated by the resistor itself. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a discharge lamp lighting device capable of avoiding an overvoltage to a filament electrode in an abnormal state occurring at the end of life.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is a discharge lamp lighting device using an inverter circuit, wherein a discharge lamp having two filaments is connected in series to the two filaments. And an element for suppressing an overvoltage applied to the two filaments is connected in parallel to the two filaments.
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the discharge lamp is a fluorescent lamp.
[0006]
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, the voltage suppressing element is an element that does not consume energy by itself.
According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the element for suppressing the overvoltage is a capacitor.
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the capacitance value of the capacitor is at least 80 times the capacitance value of the preheating capacitor.
The invention according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 2 or 3, the element for suppressing the overvoltage is a Zener diode connected in series and reversely connected to each other.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. A DC power supply obtained by rectifying a commercial
[0008]
As a second embodiment, FIG. 2 shows a configuration in which zener diodes ZD1, ZD2 and ZD3, ZD4 are connected in series and reversely connected to respective filaments in parallel. When a voltage exceeding a predetermined voltage is applied, ZD1, ZD2, ZD3, and ZD4 conduct, so that the overvoltage applied to the filament portion can be suppressed to a certain voltage or less, and protection can be performed without passing through the filament portion. Further, in the normal lighting state, ZD1, ZD2, ZD3, and ZD4 are not conducting, so that unnecessary energy is not consumed.
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, after the filament which may occur at the end of the life of the discharge lamp enters an emitterless state, it is avoided that an overvoltage is applied to the filament portion, and as a result of a rise in the glass temperature of the discharge lamp, heat is generated. Glass can be prevented from melting. In addition, since a special protection circuit function or the like is not used, the number of components can be reduced.
Furthermore, since an element that does not consume energy is used as the voltage control element, energy can be prevented from being wasted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional discharge lamp device. Description]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
する請求項2または3に記載の放電ランプ点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the element that suppresses the overvoltage is a capacitor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003065968A JP2004273378A (en) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Discharge lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003065968A JP2004273378A (en) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Discharge lamp lighting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004273378A true JP2004273378A (en) | 2004-09-30 |
Family
ID=33126805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003065968A Withdrawn JP2004273378A (en) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Discharge lamp lighting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004273378A (en) |
-
2003
- 2003-03-12 JP JP2003065968A patent/JP2004273378A/en not_active Withdrawn
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