JP2007157335A - State determination method of discharge lamp, discharge lamp lighting device, and lighting system - Google Patents

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雄一郎 高原
Yanbin Sun
彦斌 孫
Takeshi Kato
剛 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a state determination method of a discharge lamp which is not limited by the type of a filament, and thus easy to be measured. <P>SOLUTION: When a voltage detecting means 9 detects that a lamp voltage is rapidly lowered, and further lowered to a previously set predetermined value, a warm resistance value Rh of the filament is obtained from a detection value of a filament voltage detecting means 5 at that time and a current value of a power supply 3 as a constant current source. A ratio Rh/Rc of the warm resistance value Rh and a previously measured cold resistance value Rc is obtained (Fig. 2). A similar test is conducted with a filament in a life end state, and shown in Fig. 3. It is found that a phenomenon that the Rh/Rc rapidly increases occurs when an emitter surface area decreases to a certain level irrespective of the specification of the filament. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フィラメントの状態から放電灯の劣化状態を判定する方法、熱陰極形の放電灯を点灯する放電灯点灯装置および照明装置に関する。   The present invention relates to a method for determining a deterioration state of a discharge lamp from a filament state, a discharge lamp lighting device for lighting a hot cathode discharge lamp, and an illumination device.

熱陰極形の放電灯は、そのほとんどがフィラメントのエミッタが枯渇することにより寿命に至る。エミッタが無くなった放電灯を継続点灯すると、フィラメントが過度に温度上昇し、発光管端部のステムが溶融したり発光管が破損したりすることがある。このような場合、放電灯が器具から落下する事故につながる心配もある。   Most hot-cathode discharge lamps reach the end of their lives due to exhaustion of the filament emitters. When a discharge lamp with no emitter is continuously turned on, the filament temperature rises excessively, and the stem at the end of the arc tube may melt or the arc tube may be damaged. In such a case, there is a concern that the discharge lamp may be accidentally dropped from the appliance.

また、エミッタが無くなった放電灯を継続点灯すると、点灯装置にとって過負荷になり、点灯装置が破損することもある。   Further, if the discharge lamp with no emitter is continuously lit, the lighting device is overloaded and the lighting device may be damaged.

このような問題を解決するものとして、本願出願人は、放電灯が寿命に近づいたことを上述のような問題が生じる前に判定できる放電灯点灯装置を提案した(特許文献1)。   In order to solve such a problem, the applicant of the present application has proposed a discharge lamp lighting device that can determine that the discharge lamp has reached the end of its life before the above-described problem occurs (Patent Document 1).

また、放電灯の寿命を非破壊で検査する方法も提案されている(特許文献2)。
特開2004−221027号公報 特許第3314463号公報
A method for inspecting the life of a discharge lamp in a non-destructive manner has also been proposed (Patent Document 2).
JP 2004-221027 A Japanese Patent No. 3314463

特許文献1は、冷抵抗値(Rc)と予熱後の温抵抗値(Rh)との比(Rh/Rc)が予め設定された所定値に達するまでの時間が、予め設定された許容最小時間未満であれば寿命末期と判断するものである。   Patent Document 1 discloses that the time required for the ratio (Rh / Rc) of the cold resistance value (Rc) to the preheated temperature resistance value (Rh) to reach a preset predetermined value is a preset allowable minimum time. If it is less than, it will be judged as the end of life.

しかしながら、特許文献1のものでは各種の放電灯に対応することが困難という点で十分ではなかった。すなわち、一種の点灯装置で点灯される放電灯の種類は一種類ではないことが多い。例えば、近時の蛍光ランプ点灯装置として、FL40、FLR40、FHF32といった複数種の蛍光ランプを点灯対象とするものがある。また、FL40であってもメーカーによってフィラメント設計が異なる。このため、冷抵抗値(Rc)と予熱後の抵抗値(Rh)との比(Rh/Rc)は、放電灯の種類、メーカーによって異なる。しかしながら、特許文献1のものでは、予めフィラメントの仕様(温抵抗値Rhとエミッタ残存量との関係等)が分かっていないと対応できないため、各種のフィラメントの寿命末期を適切に判断することが困難である。   However, Patent Document 1 is not sufficient in that it is difficult to cope with various discharge lamps. In other words, the type of discharge lamp that is lit by a kind of lighting device is often not one. For example, recent fluorescent lamp lighting devices include a plurality of types of fluorescent lamps such as FL40, FLR40, and FHF32 that are to be lit. Even with FL40, the filament design differs depending on the manufacturer. For this reason, the ratio (Rh / Rc) between the cold resistance value (Rc) and the preheated resistance value (Rh) varies depending on the type and manufacturer of the discharge lamp. However, in the case of Patent Document 1, it is difficult to properly determine the end of life of various filaments because the specification of the filament (the relationship between the temperature resistance value Rh and the remaining amount of emitter, etc.) cannot be handled in advance. It is.

特許文献2の方法は、フィラメントのエミッタのエネルギー収支計算を行うことにより消失したエミッタ量を測定するものである。   The method of Patent Document 2 measures the amount of emitter lost by calculating the energy balance of the emitter of the filament.

しかし、特許文献2のものは、フィラメントのエミッタの消失量を測定できるだけで、フィラメントの寿命ひいては放電灯の寿命を推定することはできないものであった。すなわち、初期のエミッタ量が不明であるため、エミッタの消失量を測定できたとしてもフィラメントが寿命状態であるかを判定することは不可能であった。初期のエミッタ量を測定しておくとしても、測定自体が容易ではないし、仮に測定可能であっても、前述のように、フィラメント個々の仕様により初期のエミッタ量が異なることになるから、仕様の異なるフィラメントを有する放電灯毎に基準値となる初期のフィラメントの測定を行わなければならないという問題がある。   However, in Patent Document 2, only the amount of disappearance of the filament emitter can be measured, and the life of the filament and hence the life of the discharge lamp cannot be estimated. That is, since the initial amount of emitter is unknown, it is impossible to determine whether the filament is in a life state even if the amount of disappearance of the emitter can be measured. Even if the initial emitter amount is measured, the measurement itself is not easy, and even if measurement is possible, the initial emitter amount differs depending on the individual filament specifications as described above. There is a problem in that an initial filament that becomes a reference value must be measured for each discharge lamp having different filaments.

本発明は、フィラメントの種類に制限を受けることが少なく、したがって、測定が簡単な放電灯の状態判定方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a method for determining the state of a discharge lamp that is less restricted by the type of filament and is therefore easy to measure.

また、本発明は、放電灯の種類等に制限を受けることが少なく、放電灯の劣化状態判定または累積点灯時間を推定できる放電灯点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device and a lighting device that are less restricted by the type of the discharge lamp and the like and can determine the deterioration state of the discharge lamp or estimate the cumulative lighting time.

請求項1記載の放電灯の状態判定方法は、熱陰極形の放電灯のフィラメントを予熱するステップと;一対のフィラメント間に微少な放電電流を流す放電を生成するステップと;放電灯のランプ電圧が予め設定した所定値に低下することを検知するステップと;ランプ電圧が低下したときのフィラメント抵抗値を検出するステップと;フィラメント抵抗値に応じて放電灯の劣化状態を判定するステップと;を具備したことを特徴とする。   A method for determining a state of a discharge lamp according to claim 1 includes: preheating a filament of a hot cathode type discharge lamp; generating a discharge for passing a minute discharge current between a pair of filaments; and a lamp voltage of the discharge lamp. Detecting a decrease in the lamp voltage to a predetermined value; detecting a filament resistance value when the lamp voltage decreases; and determining a deterioration state of the discharge lamp according to the filament resistance value; It is characterized by having.

請求項1記載の放電灯の状態判定方法および以下に記載の放電灯点灯装置は、原理的にはフィラメントからの熱電子電流が十分に得られるようになった時点のフィラメント温度に応じてエミッタの損耗程度ひいては放電灯の劣化状態を判定するものである。すなわち、フィラメントを予熱すると熱電子が放出されるようになるが、エミッタの損耗程度が軽度の状態では、約600℃以上に熱せられると、放電灯がアーク放電するのに十分な熱電子電流が放出されることが知られている。このときの熱電子電流はリチャードソンダッシュマンの式によれば、数mmAである。   In principle, the discharge lamp state determination method according to claim 1 and the discharge lamp lighting device described below are arranged in accordance with the filament temperature at the time when the thermoelectron current from the filament is sufficiently obtained. The degree of wear and thus the deterioration state of the discharge lamp is determined. That is, when the filament is preheated, thermionic electrons are emitted. However, in a state where the wear of the emitter is slight, when the filament is heated to about 600 ° C. or more, the thermionic current sufficient for arcing the discharge lamp is obtained. It is known to be released. The thermoelectron current at this time is several mmA according to the Richardson Dashman equation.

このようなアーク放電に十分な熱電子電流を放出するフィラメントの温度は放電灯の寿命中あまり変化しないが、寿命末期に近づくと(エミッタの損耗が重度になると)今まで以上に加熱しないと十分な熱電子電流を得られないことが分かった。この理由としては、エミッタの損耗によりエミッタが残存しているフィラメントの表面積が小さくなるため、その分温度を高くする必要があると考えられる。   The temperature of the filament that emits thermionic current sufficient for such arc discharge does not change much during the life of the discharge lamp, but when it approaches the end of its life (when the wear of the emitter becomes severe), it will be sufficient if it is not heated more than before. It was found that thermionic electron current could not be obtained. The reason for this is thought to be that the temperature of the filament needs to be increased accordingly because the surface area of the filament where the emitter remains is reduced due to wear of the emitter.

したがって、アーク放電に十分な熱電子電流が放出される時点のフィラメントの温度を検知できれば、放電灯の劣化状態(エミッタの損耗程度)を判定できるのである。しかし、熱電子電流やフィラメント温度を直接検知することは、量産され低コスト化が要求される放電灯点灯装置では非常に困難である。   Therefore, if the temperature of the filament at the time when a thermionic current sufficient for arc discharge is released can be detected, the deterioration state of the discharge lamp (the degree of wear of the emitter) can be determined. However, it is very difficult to directly detect the thermionic current and the filament temperature in a discharge lamp lighting device that is mass-produced and requires low cost.

本発明は、熱電子電流が放出される時点をランプ電圧により、また、フィラメント温度をフィラメントの抵抗値により間接的に検知することによって、上記判定を実現したものである。   In the present invention, the above determination is realized by indirectly detecting the time when the thermoelectron current is emitted by the lamp voltage and the filament temperature by the resistance value of the filament.

なお、本発明および以下の発明において、熱陰極形の放電灯のフィラメントを予熱するステップと、一対のフィラメント間に微少な放電電流を流す放電を生成するステップとの順序は、どちらが先でもあるいは同時でもよい。また、フィラメント抵抗値に応じて放電灯の劣化状態を判定するとは、ランプ電圧が低下したときのフィラメント抵抗値そのものであってもよいし、ランプ電圧が低下したときのフィラメント抵抗値(温抵抗値Rh)と予め測定したあるいは判定のための試験に先立ち測定した抵抗値(冷抵抗値Rc)との比に応じるものであってもよい。   In the present invention and the following invention, the order of the step of preheating the filament of the hot cathode type discharge lamp and the step of generating a discharge in which a minute discharge current flows between the pair of filaments is either first or simultaneously. But you can. Further, determining the deterioration state of the discharge lamp according to the filament resistance value may be the filament resistance value itself when the lamp voltage is lowered, or the filament resistance value (temperature resistance value when the lamp voltage is lowered). Rh) may be in accordance with the ratio of the resistance value (cold resistance value Rc) measured in advance or measured prior to the test for determination.

また、ランプ電圧が低下したことを検知するための所定値は、ランプ電圧が急激に低下したことを検知できればよく厳密な境界を設定する必要はない。   In addition, the predetermined value for detecting that the lamp voltage has decreased needs only to be able to detect that the lamp voltage has rapidly decreased, and it is not necessary to set a strict boundary.

請求項2記載の放電灯点灯装置は、熱陰極形の放電灯にフィラメント予熱電力および点灯電力を供給可能な出力可変の点灯装置と;フィラメントの抵抗値を検出する抵抗検出手段と;放電灯のフィラメントを予熱するとともに微少な放電電流を流すように点灯装置の出力を制御し、かつ、この制御期間中のランプ電圧を検知し、ランプ電圧が予め設定した所定値に低下したときのフィラメント抵抗値に応じて放電灯の劣化状態を判定する制御手段と;を具備したしたことを特徴とする。   A discharge lamp lighting device according to claim 2 is a variable output lighting device capable of supplying filament preheating power and lighting power to a hot cathode discharge lamp; resistance detection means for detecting a resistance value of the filament; Filament resistance value when the output of the lighting device is controlled to preheat the filament and allow a small discharge current to flow, and the lamp voltage is detected during this control period, and the lamp voltage drops to a preset value. And a control means for determining the deterioration state of the discharge lamp according to the above.

なお、請求項2記載の発明および以下の発明おいて、用語の定義または技術的意味はつぎのとおりである。熱陰極形の放電灯とは、予熱形のフィラメントを有するものであり、用途としては一般照明用、殺菌用、装飾用等どのようなものでもよく、形状的にはし直管形、円形、角形、いわゆるコンパクト形と称されるもの等どのようなものでもよい。   In the invention described in claim 2 and the following invention, the definitions or technical meanings of terms are as follows. The hot-cathode discharge lamp has a preheated filament and can be used for general lighting, sterilization, decoration, etc. Any shape such as a so-called compact shape may be used.

点灯装置は鉄・銅式のものでも電子式のものでもよいが、出力の変化を容易に行える点で電子式のものが有利である。例えば、高周波でスイッチングするスイッチング装置と共振回路とを備えたインバータ式のものは、スイッチング周波数やスイッチングのオンデューティ、あるいは入力の直流電圧値を変化させることにより、容易に出力値を変化することが可能である。しかし、本発明がインバータ式のものに限定されるものではなく、上記の鉄・銅式またはその他の形式のものであっても出力を本発明が規定するように変化できるものであればよい。   The lighting device may be an iron / copper type or an electronic type, but an electronic type is advantageous in that the output can be easily changed. For example, an inverter type inverter having a switching device that switches at high frequency and a resonance circuit can easily change the output value by changing the switching frequency, the on-duty of switching, or the input DC voltage value. Is possible. However, the present invention is not limited to the inverter type, and the above-described iron / copper type or other types may be used as long as the output can be changed as defined by the present invention.

抵抗検出手段は、抵抗値を検出できるものであればどのようなものでもよい。実施上コストの点で最も有利なのは、フィラメント電流検出手段およびフィラメント両端間電圧検出手段の検出値からフィラメント抵抗値を算出することである。この場合、両検出値をそれぞれアナログ/デジタル変換し、IC、マイコン、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)で演算処理させることができる。   Any resistance detecting means may be used as long as it can detect the resistance value. In terms of cost, it is most advantageous to calculate the filament resistance value from the detected values of the filament current detection means and the filament end-to-end voltage detection means. In this case, both detection values can be converted from analog to digital and processed by an IC, a microcomputer, and a DSP (digital signal processor).

放電灯に微少な放電電流を流すのは、放電灯がグロー放電している期間は陰極降下電圧が大きいため、大きい放電電流を流すと電力損失が大きくなりかつエミッタの損耗が大きくなるためである。微少の程度については、前記FL40クラスの放電灯では10mA以下、好ましくは5mA以下である。一般的には定格ランプ電流の数10分の1〜数100分の1である。また、微少電流を間欠的に流すようにしてもよいし、フィラメントが予熱によりある程度温度上昇してから流すようにしてもよい。さらに、本発明による寿命判定も始動毎ではなく、数回に1回とか数10回に1回というように間欠的に行うのが好ましい。このようなきめ細かい制御を行わせるには、上記のマイコン、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)を用いるのが好適である。   The reason why a very small discharge current is allowed to flow through the discharge lamp is that the cathode fall voltage is large during the glow discharge period of the discharge lamp, so that a large discharge current increases the power loss and the wear of the emitter. . About a very small degree, in the said FL40 class discharge lamp, it is 10 mA or less, Preferably it is 5 mA or less. Generally, it is 1/10 to 1/100 of the rated lamp current. Further, a minute current may be allowed to flow intermittently, or may be allowed to flow after the filament has risen in temperature by preheating to some extent. Furthermore, it is preferable that the life determination according to the present invention is performed intermittently, such as once every several times or once every several tens of times, not every start. In order to perform such fine control, it is preferable to use the microcomputer and the DSP (digital signal processor).

請求項2の発明は、放電灯のフィラメントを予熱するとともに一対のフィラメント間に絶縁破壊電圧を印加して放電させ、微少な放電電流を流す。初期にあってはフィラメントが十分に加熱されていないため熱電子の放出が不十分で、ランプ電圧も大きい。フィラメントの温度が次第に上昇し十分な熱電子放出温度に達すると、熱電子が放出され、ランプ電圧は急激に低下する。そして、ランプ電圧が予め設定した所定値になると、そのときのフィラメント抵抗値を検出する。この検出値に応じて放電灯の劣化状態を判定する。例えば、フィラメントの抵抗値が所定値以上の場合には、放電灯が寿命と判定して、点灯装置の作動を停止する。しかし、劣化状態の判定結果に基づいて、放電灯の累積点灯時間を推定するようにしてもよい。   According to the second aspect of the present invention, the filament of the discharge lamp is preheated and a dielectric breakdown voltage is applied between the pair of filaments to cause discharge, thereby allowing a minute discharge current to flow. In the initial stage, since the filament is not sufficiently heated, the emission of thermoelectrons is insufficient and the lamp voltage is high. When the temperature of the filament gradually rises and reaches a sufficient thermoelectron emission temperature, thermoelectrons are emitted and the lamp voltage decreases rapidly. When the lamp voltage reaches a predetermined value set in advance, the filament resistance value at that time is detected. The deterioration state of the discharge lamp is determined according to the detected value. For example, when the resistance value of the filament is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the discharge lamp has reached the end of its life and the operation of the lighting device is stopped. However, the cumulative lighting time of the discharge lamp may be estimated based on the determination result of the deterioration state.

請求項3に記載の放電灯点灯装置は、請求項2記載の発明において、制御手段が、フィラメントの冷抵抗値と放電電圧が予め設定した所定値に低下したきのフィラメント抵抗値との比に応じて放電灯の劣化状態を判定することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the second aspect of the present invention, the control means sets the ratio between the cold resistance value of the filament and the filament resistance value when the discharge voltage is lowered to a predetermined value set in advance. Accordingly, the deterioration state of the discharge lamp is determined.

本発明は、フィラメントの冷抵抗値と放電電圧が予め設定した所定値に低下したきのフィラメント抵抗値との比に応じて放電灯の劣化状態を判定するから、フィラメントの仕様、バラツキによる判定誤差を一層小さくできる。この場合、判定の度に冷抵抗値を測定するようにすると、周囲温度の影響を加味できてさらに判定精度を向上できる。   Since the present invention determines the deterioration state of the discharge lamp according to the ratio between the cold resistance value of the filament and the filament resistance value when the discharge voltage drops to a predetermined value set in advance, the determination error due to the specification and variation of the filament Can be further reduced. In this case, if the cold resistance value is measured for each determination, the influence of the ambient temperature can be taken into account and the determination accuracy can be further improved.

請求項4に記載の放電灯点灯装置は、請求項2または3記載の発明において、制御手段が、放電灯の劣化状態を判定した結果に基づき累積点灯時間を推定することを特徴とする。   A discharge lamp lighting device according to a fourth aspect is characterized in that, in the invention according to the second or third aspect, the control means estimates a cumulative lighting time based on a result of determining a deterioration state of the discharge lamp.

累積点灯時間とは、放電灯が実際に点灯された時間の合計時間を意味する。累積点灯時間は放電灯の出射光束の減少と密接に関係する。近時、放電灯の初期時の光出力を抑えておき、累積点灯時間の経過とともに光出力を増加させることによって、光出力を放電灯の寿命中略一定化する点灯装置が採用されている。この場合、累積点灯時間を計測する手段としてはタイマが一般的であるが、格別なタイマが必要であり、また、ランプ交換毎にタイマをリセットするための手段が必要であるという問題があった。   The cumulative lighting time means the total time when the discharge lamp is actually turned on. The cumulative lighting time is closely related to the decrease in the luminous flux emitted from the discharge lamp. Recently, a lighting device has been adopted in which the light output at the initial stage of the discharge lamp is suppressed, and the light output is increased as the cumulative lighting time elapses so that the light output is substantially constant throughout the life of the discharge lamp. In this case, a timer is generally used as a means for measuring the cumulative lighting time. However, there is a problem that a special timer is necessary and a means for resetting the timer every time the lamp is replaced is necessary. .

本発明は、フィラメントの状態により累積点灯時間を推定するものであり、格別なタイマ、タイマのリセット手段が不要である。   The present invention estimates the cumulative lighting time based on the filament state, and does not require any special timer or timer resetting means.

また、請求項5の発明は、請求項2〜4のいずれか1記載の放電灯点灯装置と、この放電灯点灯装置により点灯される放電灯を配設された照明器具本体とを備えた照明装置である。   The invention of claim 5 is an illumination comprising: the discharge lamp lighting device according to any one of claims 2 to 4; and a lighting fixture main body provided with a discharge lamp that is lit by the discharge lamp lighting device. Device.

請求項1によれば、フィラメントの仕様にかかわらず放電灯の劣化状態を判定可能な放電灯の状態判定方法を提供できる。   According to claim 1, it is possible to provide a discharge lamp state determination method capable of determining the deterioration state of the discharge lamp regardless of the specification of the filament.

請求項2ないし4記載の発明によれば、放電灯の種類によらず放電灯の劣化状態を判定が容易な放電灯点灯装置を提供できる。 According to the second to fourth aspects of the invention, it is possible to provide a discharge lamp lighting device that can easily determine the deterioration state of the discharge lamp regardless of the type of the discharge lamp.

請求項5記載の発明によれば、2ないし4記載の発明の放電灯点灯装置を備えた照明装置を提供できる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide an illumination device including the discharge lamp lighting device according to the second to fourth aspects of the present invention.

以下、本発明による放電灯の状態判定方法の第1の実施形態を、図1〜図4を参照して説明する。図1は試験回路の構成を示す回路図、図2および図3は時間とランプ電圧、フィラメント抵抗値との関係を示す図、図4はフィラメントおけるエミッタ塗布面積とフィラメント抵抗値との関係を示す図である。   Hereinafter, a first embodiment of a discharge lamp state determination method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a test circuit, FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the relationship between time, lamp voltage, and filament resistance, and FIG. 4 is a diagram showing the relationship between emitter coating area and filament resistance in a filament. FIG.

試験回路は、熱陰極形の放電灯1の一方のフィラメント2にフィラメント予熱電流を流すための電源3を備えている。電源3は例えば定電流電源である。4は電源3の入り切りを制御するスイッチ、5はフィラメント2両端間の電圧を検出する電圧検出手段である。   The test circuit includes a power source 3 for supplying a filament preheating current to one filament 2 of a hot cathode type discharge lamp 1. The power source 3 is, for example, a constant current power source. 4 is a switch for controlling on / off of the power source 3, and 5 is a voltage detection means for detecting the voltage across the filament 2.

また、放電灯1の両端間には放電灯1に微少電流を流してグロー放電を生成させるための電源6例えば定電圧電源がスイッチ7および限流用の抵抗を介して設けられている。9は放電灯1のランプ電圧を検出するための電圧検出手段である。   A power source 6 for generating a glow discharge by flowing a minute current through the discharge lamp 1 is provided between the both ends of the discharge lamp 1 via a switch 7 and a current limiting resistor. Reference numeral 9 denotes voltage detection means for detecting the lamp voltage of the discharge lamp 1.

本試験回路において、まず、スイッチ4を閉成してフィラメント2の予熱を開始する。ついで、スイッチ7を閉成して放電灯1をグロー放電させ、微少な放電電流を流す。この間、各電圧検出手段5、9はそれぞれフィラメント電圧、ランプ電圧を検出している。   In this test circuit, first, the switch 4 is closed and preheating of the filament 2 is started. Next, the switch 7 is closed to cause the discharge lamp 1 to glow discharge, and a minute discharge current flows. During this time, the voltage detection means 5 and 9 detect the filament voltage and the lamp voltage, respectively.

フィラメント2が予熱により温度上昇すると、熱電子を放出するようになり、例えば図2に示すように放電電圧(ランプ電圧)が急激に低下する。なお、図2および図3において、横軸は時間、左側の縦軸は放電電圧(ランプ電圧)、右側の縦軸はフィラメント2の冷抵抗値(Rc)と温抵抗値(Rh)との比(Rh/Rc)を示している。図2はフィラメント2が初期状態の場合の試験結果を示し、図3はフィラメントのエミッタ残量がわずかで寿命末期状態の場合の試験結果を示している。   When the filament 2 rises in temperature due to preheating, it emits thermoelectrons, and the discharge voltage (lamp voltage) drops rapidly as shown in FIG. 2 and 3, the horizontal axis represents time, the left vertical axis represents the discharge voltage (lamp voltage), and the right vertical axis represents the ratio between the cold resistance value (Rc) and the thermal resistance value (Rh) of the filament 2. (Rh / Rc) is shown. FIG. 2 shows a test result when the filament 2 is in the initial state, and FIG. 3 shows a test result when the remaining amount of the emitter of the filament is small and in the end-of-life state.

ランプ電圧が急激に低下して予め設定された所定値(例えば200V)にまで低下したことを電圧検出手段9が検出すると、このときのフィラメント電圧検出手段5の検出値および定電流源である電源3の電流値からフィラメントの温抵抗値(Rh)が求められる。そして、この温抵抗値(Rh)と予め測定されている冷抵抗値(Rc)との比(Rh/Rc)が求められる。図2の初期状態のフィラメントの場合約3であった。   When the voltage detection means 9 detects that the lamp voltage has suddenly dropped to a predetermined value (for example, 200 V) set in advance, the detected value of the filament voltage detection means 5 at this time and the power source that is a constant current source From the current value of 3, the temperature resistance value (Rh) of the filament is obtained. Then, a ratio (Rh / Rc) between the temperature resistance value (Rh) and the cold resistance value (Rc) measured in advance is obtained. In the case of the filament in the initial state of FIG.

一方、寿命末期状態のフィラメントで同様に試験した場合は、図3に示すように、(Rh/Rc)は約5であった。   On the other hand, when the filament was tested in the same manner at the end of life, (Rh / Rc) was about 5, as shown in FIG.

以上のような試験をフィラメントのエミッタ量(タングステン等フィラメント基材上のエミッタ表面積)を変化させて行い、(Rh/Rc)との関係を求めたのが図4である。図4から明らかなように、エミッタ表面積が減少していくと、ある時点から(Rh/Rc)が急激に上昇していくことが分かった。この(Rh/Rc)が急激に上昇するという現象は、フィラメントの仕様にかかわらずエミッタ表面積のある程度以上に減少すると生じることを本発明者は確認した。   FIG. 4 shows the relationship between (Rh / Rc) obtained by performing the above test while changing the amount of emitter of the filament (emitter surface area on the filament base material such as tungsten). As is clear from FIG. 4, it was found that (Rh / Rc) suddenly increased from a certain point as the emitter surface area decreased. The present inventor has confirmed that the phenomenon that (Rh / Rc) rapidly increases occurs when the emitter surface area is reduced to a certain extent regardless of the specification of the filament.

したがって、この放電灯の状態判定方法によれば、フィラメントの種類ひいては放電灯の種類によらず劣化状態を判定できる。   Therefore, according to this discharge lamp state determination method, it is possible to determine the deterioration state regardless of the type of filament and the type of discharge lamp.

つぎに、本発明による放電灯点灯装置の一実施形態を図5を参照して説明する。図5は放電灯点灯装置の一実施形態を示す回路図である。 Next, an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device.

直流電源装置20にハーフブリッジ形の高周波インバータ回路からなる点灯装置21が接続されている。点灯装置21は、スイッチング素子として、1対のMOS型FET22、23の直列回路を前記直流電源装置20に接続している。これら1対のFET22、23は駆動手段24からの信号に応じて交互にオンオフして直流電源装置20の出力電圧をスイッチングする。一方のFET23のドレイン・ソースと並列に、直流カットコンデンサ25、共振および限流用のインダクタ26および蛍光ランプである熱陰極形の放電灯27の直列回路が接続されている。放電灯27の非電源側の一対のフィラメント間には共振および始動用のコンデンサ28が接続されている。前記インダクタ26と共振用のコンデンサ28とは直列共振回路を形成し、高周波のスイッチング出力を供給されて、共振電圧を出力する。したがって、直列共振回路はスイッチング周波数に応じて出力を変化可能である。   A lighting device 21 composed of a half-bridge type high-frequency inverter circuit is connected to the DC power supply device 20. The lighting device 21 connects a series circuit of a pair of MOS FETs 22 and 23 to the DC power supply device 20 as a switching element. The pair of FETs 22 and 23 are alternately turned on and off in response to a signal from the driving means 24 to switch the output voltage of the DC power supply device 20. A series circuit of a DC cut capacitor 25, a resonance and current limiting inductor 26, and a hot cathode discharge lamp 27, which is a fluorescent lamp, is connected in parallel with the drain / source of one FET 23. A resonance and starting capacitor 28 is connected between a pair of filaments on the non-power supply side of the discharge lamp 27. The inductor 26 and the resonance capacitor 28 form a series resonance circuit, which is supplied with a high-frequency switching output and outputs a resonance voltage. Therefore, the series resonant circuit can change its output according to the switching frequency.

そして、一方のフィラメントにはフィラメントの電圧を検出するフィラメント電圧検出手段30が設けられ、非電源側の一対のフィラメント間にはフィラメントに流れる電流を検出する電流検出手段31が設けられている。また、放電灯27と並列にはランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段32が設けられている。これら検出手段30、31、32の出力はアナログ/デジタル変換器33に入力され、このアナログ/デジタル変換器33の出力は演算手段34に入力されるようになっている。   One filament is provided with a filament voltage detection means 30 for detecting the voltage of the filament, and a current detection means 31 for detecting a current flowing through the filament is provided between the pair of filaments on the non-power supply side. In parallel with the discharge lamp 27, lamp voltage detection means 32 for detecting the lamp voltage is provided. The outputs of the detection means 30, 31, 32 are input to an analog / digital converter 33, and the output of the analog / digital converter 33 is input to a calculation means 34.

演算手段34は、IC、マイコン、デジタルシグナルプロセッサ等によって構成されており、演算部34a、記憶部34b、計時部34c、インターフェイス34dを有している。そして、演算手段34は、前記各検出手段30、31、32の出力を演算して、フィラメント抵抗値を求めるとともに記憶する。したがって、本実施形態においては、抵抗検出手段はフィラメント電圧検出手段30、電流検出手段31および演算手段34によって形成されている。   The calculation means 34 is configured by an IC, a microcomputer, a digital signal processor, and the like, and includes a calculation unit 34a, a storage unit 34b, a time measuring unit 34c, and an interface 34d. And the calculating means 34 calculates the output of each said detection means 30,31,32, calculates | requires and memorize | stores a filament resistance value. Therefore, in the present embodiment, the resistance detection means is formed by the filament voltage detection means 30, the current detection means 31, and the calculation means 34.

また、演算手段34は、点灯装置2の駆動手段24を制御してその出力信号の周波数を変化させる機能を備えている。   The computing means 34 has a function of controlling the driving means 24 of the lighting device 2 and changing the frequency of the output signal.

つぎに本実施形態の作用を説明する。まず、熱陰極形の放電灯27のフィラメントを予熱しつつ放電灯27の一対のフィラメント間に微少な放電電流を流す放電を生成させるように点灯装置2の出力を制御する。そして、フィラメントが上昇して熱電子を放出すると、放電灯27のランプ電圧は図2に示す傾向と同様に急激に低下する。このようなランプ電圧はランプ電圧検出手段32によって検出され演算手段34に入力される。電圧検出手段32が放電灯27のランプ電圧が急激に低下したことを検出すると、演算手段34はその時点のフィラメント抵抗値を演算する。すなわち、フィラメント電圧値をフィラメント電流値で除算することによりフィラメント抵抗値を求める。そして、フィラメント抵抗値がいくつかに応じて放電灯27の劣化状態を判定する。本実施形態においては、ランプ電圧が急激に低下したときの温抵抗値(Rh)と予熱を開始する以前のあるいは予熱開始時点の冷抵抗値(Rc)との比(Rh)/(Rc)に応じて劣化状態を判定するようにしている。   Next, the operation of this embodiment will be described. First, the output of the lighting device 2 is controlled so as to generate a discharge in which a minute discharge current flows between a pair of filaments of the discharge lamp 27 while preheating the filament of the hot cathode discharge lamp 27. And if a filament raises and discharge | releases a thermoelectron, the lamp voltage of the discharge lamp 27 will fall rapidly similarly to the tendency shown in FIG. Such a lamp voltage is detected by the lamp voltage detection means 32 and input to the calculation means 34. When the voltage detecting means 32 detects that the lamp voltage of the discharge lamp 27 has dropped rapidly, the calculating means 34 calculates the filament resistance value at that time. That is, the filament resistance value is obtained by dividing the filament voltage value by the filament current value. And the deterioration state of the discharge lamp 27 is determined according to some filament resistance values. In the present embodiment, the ratio (Rh) / (Rc) between the temperature resistance value (Rh) when the lamp voltage rapidly decreases and the cold resistance value (Rc) before starting the preheating or at the time of starting the preheating is obtained. Accordingly, the deterioration state is determined.

劣化状態の判定結果に基づき、例えば放電灯27が寿命と判定されれば、点灯装置21の作動を停止してすなわち駆動手段24の出力を停止して、放電灯27を始動点灯させない。   For example, if the discharge lamp 27 is determined to have a life based on the determination result of the deterioration state, the operation of the lighting device 21 is stopped, that is, the output of the driving unit 24 is stopped, and the discharge lamp 27 is not started and lit.

また、放電灯27が寿命末期ではないが、累積点灯時間をに応じて光出力が低下していると判定された場合には、駆動手段24の出力を制御して光出力低下分を補償するように点灯装置21の出力を制御する。   Further, when it is determined that the light output has decreased according to the cumulative lighting time, although the discharge lamp 27 is not at the end of its life, the output of the driving unit 24 is controlled to compensate for the light output decrease. Thus, the output of the lighting device 21 is controlled.

つぎに、本発明による照明装置の一実施形態を図6を参照して説明する。図6の場合、照明装置は天井直付形の照明器具である。60は照明器具本体、61は照明器具本体60に設けられたソケット、62は反射板、63はソケット61に装着された熱陰極形の放電灯、64は照明器具本体60に内蔵された放電灯点灯装置である。   Next, an embodiment of a lighting device according to the present invention will be described with reference to FIG. In the case of FIG. 6, the lighting device is a ceiling-mounted lighting fixture. 60 is a lighting fixture body, 61 is a socket provided in the lighting fixture body 60, 62 is a reflector, 63 is a hot cathode discharge lamp mounted on the socket 61, and 64 is a discharge lamp built in the lighting fixture body 60. It is a lighting device.

このような構成の照明装置は、フィラメントひいては放電灯63の寿命末期あるいは累積点灯時間を推定でき、これにより、寿命末期状態の放電灯63を継続点灯することによる不都合の発生や不意の消灯といったことが少なくなる。   The illuminating device having such a configuration can estimate the end of life or the cumulative lighting time of the filament and thus the discharge lamp 63, thereby causing inconvenience and unexpected turn-off due to continuous lighting of the discharge lamp 63 in the end-of-life state. Less.

本発明による放電灯の状態判定方法の一試験回路の構成を示す回路図The circuit diagram which shows the structure of one test circuit of the state determination method of the discharge lamp by this invention 同試験結果の時間とランプ電圧、フィラメント抵抗値との関係を示す図、The figure which shows the relationship between time of the test result and lamp voltage, filament resistance value, 同試験結果の時間とランプ電圧、フィラメント抵抗値との関係を示す図A graph showing the relationship between the test result time, lamp voltage, and filament resistance 図4はフィラメントおけるエミッタ塗布面積とフィラメント抵抗値との関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the emitter coating area and the filament resistance value in the filament. 本発明による放電灯点灯装置の一実施形態を示す回路図The circuit diagram which shows one Embodiment of the discharge lamp lighting device by this invention 本発明による照明装置の一実施形態を示す斜視図The perspective view which shows one Embodiment of the illuminating device by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…直流電源、2…高周波インバータ回路、3,4…MOS型FET、6…インダクタ、7…放電灯、8…第2のキャパシタ、13…CPU、18…メモリ、21…正弦波電圧源、22…三角波信号源、23…コンパレータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC power supply, 2 ... High frequency inverter circuit, 3, 4 ... MOS type FET, 6 ... Inductor, 7 ... Discharge lamp, 8 ... 2nd capacitor, 13 ... CPU, 18 ... Memory, 21 ... Sine wave voltage source, 22 ... Triangular wave signal source, 23 ... Comparator.

Claims (5)

熱陰極形の放電灯のフィラメントを予熱するステップと;
一対のフィラメント間に微少な放電電流を流す放電を生成するステップと;
放電灯のランプ電圧が予め設定した所定値に低下することを検知するステップと;
ランプ電圧が低下したときのフィラメント抵抗値を検出するステップと;
フィラメント抵抗値に応じて放電灯の劣化状態を判定するステップと;
を具備したことを特徴とする放電灯の状態判定方法。
Preheating the filament of a hot cathode discharge lamp;
Generating a discharge for passing a minute discharge current between a pair of filaments;
Detecting that the lamp voltage of the discharge lamp drops to a predetermined value set in advance;
Detecting a filament resistance value when the lamp voltage decreases;
Determining the deterioration state of the discharge lamp according to the filament resistance value;
The state determination method of the discharge lamp characterized by comprising.
熱陰極形の放電灯にフィラメント予熱電力および点灯電力を供給可能な出力可変の点灯装置と;
フィラメントの抵抗値を検出する抵抗検出手段と;
放電灯のフィラメントを予熱するとともに微少な放電電流を流すように点灯装置の出力を制御し、かつ、この制御期間中のランプ電圧を検知し、ランプ電圧が予め設定した所定値に低下したときのフィラメント抵抗値に応じて放電灯の劣化状態を判定する制御手段と;
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
A variable output lighting device capable of supplying filament preheating power and lighting power to a hot cathode discharge lamp;
Resistance detection means for detecting the resistance value of the filament;
When preheating the filament of the discharge lamp and controlling the output of the lighting device so that a minute discharge current flows, and detecting the lamp voltage during this control period, when the lamp voltage drops to a predetermined value set in advance Control means for determining the deterioration state of the discharge lamp according to the filament resistance value;
A discharge lamp lighting device comprising:
前記制御手段は、フィラメントの冷抵抗値と放電電圧が予め設定した所定値に低下したときのフィラメント抵抗値との比に応じて放電灯の劣化状態を判定する請求項2記載の放電灯点灯装置。   The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the control means determines the deterioration state of the discharge lamp according to a ratio between a cold resistance value of the filament and a filament resistance value when the discharge voltage is lowered to a predetermined value set in advance. . 前記制御手段は、放電灯の劣化状態に基づき累積点灯時間を推定することを特徴とする請求項2または3記載の放電灯点灯装置。   4. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the control means estimates a cumulative lighting time based on a deterioration state of the discharge lamp. 照明器具本体と;
照明器具本体に装着された熱陰極形の放電灯と;
放電灯を点灯する請求項2〜4のいずれか1記載の放電灯点灯装置と;
を具備したことを特徴とする照明装置。
A lighting fixture body;
A hot cathode discharge lamp mounted on the luminaire body;
The discharge lamp lighting device according to any one of claims 2 to 4, wherein the discharge lamp is turned on;
An illumination device comprising:
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JP2010009791A (en) * 2008-06-24 2010-01-14 Panasonic Electric Works Co Ltd Discharge lamp lighting device and lighting fixture
CN114450033A (en) * 2019-06-21 2022-05-06 路美康尔私人有限公司 Method and device for monitoring the state of a high-level disinfection device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010009791A (en) * 2008-06-24 2010-01-14 Panasonic Electric Works Co Ltd Discharge lamp lighting device and lighting fixture
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