JP2008159599A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電灯点灯装置に関するものである。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device.
近年、細径かつ高出力の放電ランプが開発され、この種の放電ランプは従来より普及している蛍光ランプに比較すると高い電圧を印加する必要がある。したがって、この種の放電ランプを点灯させる放電灯点灯装置としては、図10に示すように、商用電源のような交流電源を整流した脈流電圧をチョッパ回路1を用いて昇圧し、チョッパ回路1より出力される直流電圧をインバータ回路2を用いて高周波交番電圧に変換するだけでなく、インバータ回路2の出力電圧を出力トランスT1により昇圧して放電ランプLaに印加することが考えられる。また、放電ランプLaのフィラメントに十分な予熱電流を流すために出力トランスT1とは別に予熱トランスT2を設けている。予熱トランスT2に2次巻線として設けた一対の予熱巻線npにはそれぞれ直流カット用のコンデンサC6,C7を介して放電ランプLaのフィラメントが接続される。なお、予熱トランスを備えた放電灯点灯装置はたとえば特許文献1に記載されている。
In recent years, a discharge lamp having a small diameter and a high output has been developed, and this type of discharge lamp needs to apply a higher voltage than a fluorescent lamp that has been widely used. Therefore, as a discharge lamp lighting device for lighting this type of discharge lamp, as shown in FIG. 10, a pulsating voltage obtained by rectifying an AC power source such as a commercial power source is boosted by using a
このインバータ回路2は、インダクタL2とコンデンサC2とからなる共振回路を通して出力トランスT1の1次巻線に電圧を印加するように構成され、スイッチング素子Q2,Q3をオンオフさせる動作周波数を変化させることにより放電ランプLaの両端電圧を調節するように構成されている。したがって、放電ランプLaの両端に電圧を印加する出力トランスT1と、放電ランプLaのフィラメントに予熱電流を流す予熱トランスT2とを別に設け、インバータ回路2の動作周波数を予熱用、始動用、定常点灯用などに変化させたときに、それぞれ望ましい条件が得られるようにしているのである。ここにおいて、インバータ回路2の動作周波数は負荷回路の共振周波数よりも高い領域に設定される。
The
インダクタL2とコンデンサC2とからなる共振回路は一種のローパスフィルタを構成するから、インバータ回路2の動作周波数が高いほど放電ランプLaの両端の印加電圧は低くなる。また、インバータ回路2における上記共振回路との接続端間にはコンデンサC5を介して予熱トランスT2の1次巻線が接続されるから、インバータ回路2の動作周波数が高いほど予熱トランスT2の1次巻線に流れる電流が増加することになる。そこで、予熱時には動作周波数を高く設定して放電ランプLaの両端への印加電圧を低くするとともに、予熱トランスT2の1次巻線への供給電流を増加させ、予熱トランスT2への供給電力を出力トランスT1への供給電力よりも相対的に大きくするのである。
ところで、放電ランプLaの両端間には放電ランプLaの両端電圧の異常上昇を検出するランプ寿命検出回路3が設けられ、ランプ寿命検出回路3が放電ランプLaの両端電圧の異常上昇を検出すると、インバータ回路2のスイッチング素子Q2,Q3のスイッチング動作を制御しているインバータ制御回路CN2に対してスイッチング素子Q2,Q3のオンオフの停止を指示する。つまり、放電ランプLaの寿命末期時にはインバータ回路2の動作を停止させる。この動作により放電ランプLaの寿命末期時における回路構成部品へのストレスを防止することができる。
By the way, a lamp
一方、放電ランプLaの点灯中にフィラメントが断線しても、放電ランプLaは点灯状態を維持するから、放電ランプLaの両端電圧は上昇せず、ランプ寿命検出回路3は動作しない。ここで、フィラメントが断線していなければ、予熱トランスT2の予熱巻線npとコンデンサC6,C7との直列回路の両端間がフィラメントを介して接続されていることにより、出力トランスT1の2次側から予熱トランスT2の予熱巻線npとコンデンサC6,C7との直列回路に流れる電流は少ないが、フィラメントが断線すると、予熱巻線npとコンデンサC6,C7とに流れる電流が増加するから、コンデンサC6,C7や予熱巻線npの発熱量が増加する。つまり、このような場合の発熱量を見込んで、予熱トランスT2やコンデンサC6,C7に大型のものを用いなければならず、放電灯点灯装置が大型化するという問題がある。
On the other hand, even if the filament breaks while the discharge lamp La is lit, the discharge lamp La remains in the lit state, so the voltage across the discharge lamp La does not rise and the lamp
また、出力トランスT1の2次側と放電ランプLaとの接続に不良部分(たとえば、ランプソケットへの放電ランプLaの差込み状態が緩い部分)があると、出力トランスT1の2次巻線から放電ランプLaに至る経路における接続不良部分が高抵抗になる。以下では、このような状態をルーズコンタクト状態という。上述したように、この種の放電ランプLaは印加電圧が高いものであるから、高抵抗の接続不良部分ではアークが発生しやすくなり、その結果、インバータ回路2のスイッチング素子Q2,Q3に過大なストレスがかかってスイッチング素子Q2,Q3が破損したり、ランプソケットなどの構造部品の安全性が低下したりすることもある。
Moreover, defective portions for connection to the secondary side of the output transformer T 1 and the discharge lamp La (e.g., insertion state of the discharge lamp La to the lamp socket is loose part) when there is a secondary winding of the output transformer T 1 The poorly connected portion in the path from to the discharge lamp La becomes high resistance. Hereinafter, such a state is referred to as a loose contact state. As described above, since this type of discharge lamp La has a high applied voltage, an arc is likely to be generated in a poorly connected portion having a high resistance, and as a result, the switching elements Q 2 and Q 3 of the
さらに、上述のようにランプ寿命検出回路3が作動してインバータ回路2の動作が停止したときに、放電ランプLaを交換した後に電源を一旦遮断して制御回路CN2をリセットする必要があるから、電源リセットを行なうための回路部品が必要となり、回路部品の部品点数が増加し、これも放電灯点灯装置の大型化につながるという問題がある。
Further, when the operation of the
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであって、その目的は、放電ランプの寿命末期だけではなく、フィラメントの断線やルーズコンタクト状態も検出可能として大型化を防止するとともに破損や安全性の低下を防止し、さらに、放電ランプの交換時における電源リセットを不要にして一層の小型化を可能とした放電灯点灯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is not only to detect the end of the life of the discharge lamp, but also to detect the breakage of the filament and the loose contact state, thereby preventing an increase in size and damage or safety. It is another object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device that can prevent further deterioration in performance and further reduce the size by eliminating the need for resetting the power supply when the discharge lamp is replaced.
請求項1の発明は、直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧して放電ランプに印加する出力トランスと、インバータ回路と出力トランスとの間に挿入された共振回路と、インバータ回路の出力を受けて放電ランプのフィラメントに予熱電流を流す予熱トランスと、インバータ回路から放電ランプのフィラメントへの予熱電流経路に挿入されインバータ回路の動作周波数が高いほど予熱電流を増加させるフィルタと、出力トランスに設けた検出用巻線の両端電圧の上昇時に放電ランプの寿命末期と判断するランプ寿命検出回路と、放電ランプの両フィラメント間にインピーダンス要素を挿入した直列回路に電流を流すとともにこの電流の有無を検出する第1のフィラメント検出回路と、放電ランプの点灯時に両フィラメントに流れる電流の平衡・不平衡を検出する第2のフィラメント検出回路と、ランプ寿命検出回路により放電ランプの寿命末期が検出されるか第1のフィラメント検出回路によりフィラメントを通る電流が検出されないか第2のフィラメント検出回路により両フィラメントを流れる電流の不平衡が検出されると異常と判断して、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定されている放電ランプの点灯時の周波数よりもさらに高く設定するランプ異常保護回路とを具備するものである。この構成によれば、放電ランプの寿命末期をランプ寿命検出回路により検出することができ、フィラメントの断線を第1のフィラメント検出回路で検出することができ、ルーズコンタクト状態を第2のフィラメント検出回路で検出することができる。また、ランプ寿命検出回路はルーズコンタクト状態を検出することが可能であり、第2のフィラメント検出回路は一方のフィラメントの断線を検出することが可能である。したがって、これらの異常を総合的に検出してインバータ回路の出力を抑制することができて、インバータ回路の回路構成素子へのストレスが低減でき、安全性、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することができる。さらに、異常と判断したときに、インバータ回路の動作周波数を放電ランプの点灯時よりも高い周波数に設定するのであって、異常時にもインバータ回路の動作を停止させないから、放電ランプを交換して正常であることが検出されたときに自動的に放電ランプを点灯状態に復帰させることが可能であり、従来構成のような電源リセット回路が不要である。このことにより、構成回路部品の部品点数が少なくなり、一層の小型化につながる。ここで、異常と判断されるとインバータ回路の動作周波数を高くすることで、共振回路を通して放電ランプに供給される電力を低減することができ、結果的に放電ランプの両端電圧を低減することができる。したがって、放電ランプの交換時に感電することも防止される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit that converts a DC power source into high-frequency power, an output transformer that boosts the output of the inverter circuit and applies it to a discharge lamp, and a resonance circuit that is inserted between the inverter circuit and the output transformer. And a preheating transformer that receives the output of the inverter circuit and sends a preheating current to the filament of the discharge lamp, and is inserted into a preheating current path from the inverter circuit to the filament of the discharge lamp, and increases the preheating current as the operating frequency of the inverter circuit increases. A current flows through a filter, a lamp life detection circuit that determines the end of the life of the discharge lamp when the voltage across the detection winding of the output transformer rises, and a series circuit in which an impedance element is inserted between both filaments of the discharge lamp And a first filament detection circuit for detecting the presence or absence of this current, and a point of the discharge lamp Sometimes the second filament detection circuit that detects the balance / unbalance of the current flowing through both filaments, and the lamp life detection circuit detects the end of the life of the discharge lamp, or the first filament detection circuit detects the current through the filament. If the second filament detection circuit detects an unbalance of the currents flowing through both filaments, it is judged abnormal, and the discharge lamp is turned on with the inverter circuit operating frequency set higher than the resonance frequency of the resonance circuit. And a lamp abnormality protection circuit that is set to be higher than the hourly frequency. According to this configuration, the end of life of the discharge lamp can be detected by the lamp life detection circuit, the filament breakage can be detected by the first filament detection circuit, and the loose contact state can be detected by the second filament detection circuit. Can be detected. The lamp life detection circuit can detect the loose contact state, and the second filament detection circuit can detect the disconnection of one filament. Therefore, it is possible to comprehensively detect these abnormalities and suppress the output of the inverter circuit, reduce stress on circuit components of the inverter circuit, and provide a discharge lamp lighting device with high safety and reliability. can do. Furthermore, when it is determined that there is an abnormality, the inverter circuit operating frequency is set to a higher frequency than when the discharge lamp is lit, and the inverter circuit operation is not stopped even in the event of an abnormality. It is possible to automatically return the discharge lamp to the lighting state when it is detected that the power is reset, and a power reset circuit as in the conventional configuration is unnecessary. As a result, the number of component circuit components is reduced, leading to further miniaturization. Here, if it is determined that there is an abnormality, the power supplied to the discharge lamp through the resonance circuit can be reduced by increasing the operating frequency of the inverter circuit, and as a result, the voltage across the discharge lamp can be reduced. it can. Therefore, it is possible to prevent an electric shock when replacing the discharge lamp.
請求項2の発明は、直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧して放電ランプに印加する出力トランスと、インバータ回路と出力トランスとの間に挿入された共振回路と、インバータ回路の出力を受けて放電ランプのフィラメントに予熱電流を流す予熱トランスと、インバータ回路から放電ランプのフィラメントへの予熱電流経路に挿入されインバータ回路の動作周波数が高いほど予熱電流を増加させるフィルタと、出力トランスに設けた検出用巻線の両端電圧の上昇時に放電ランプの寿命末期と判断するランプ寿命検出回路と、放電ランプの両フィラメント間にインピーダンス要素を挿入した直列回路に電流を流すとともにこの電流の有無を検出する第1のフィラメント検出回路と、ランプ寿命検出回路により放電ランプの寿命末期が検出されるか第1のフィラメント検出回路によりフィラメントを通る電流が検出されないと異常と判断して、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定されている放電ランプの点灯時の周波数よりもさらに高く設定するランプ異常保護回路とを具備するものである。この構成では、第2のフィラメント検出回路が設けられていないが、ランプ寿命検出回路における判断を適宜に行なうことによりルーズコンタクト状態の検出が可能になり、請求項1の発明とほぼ同様の機能を持ちながらも回路構成が簡単になる。つまり、一層の小型化、軽量化、低コスト化につながる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit that converts a DC power source into high-frequency power, an output transformer that boosts the output of the inverter circuit and applies it to a discharge lamp, and a resonant circuit that is inserted between the inverter circuit and the output transformer. And a preheating transformer that receives the output of the inverter circuit and sends a preheating current to the filament of the discharge lamp, and is inserted into a preheating current path from the inverter circuit to the filament of the discharge lamp, and increases the preheating current as the operating frequency of the inverter circuit increases. A current flows through a filter, a lamp life detection circuit that determines the end of the life of the discharge lamp when the voltage across the detection winding of the output transformer rises, and a series circuit in which an impedance element is inserted between both filaments of the discharge lamp And a first filament detection circuit for detecting the presence or absence of this current, and lamp life detection If the end of life of the discharge lamp is detected by the path or if the current passing through the filament is not detected by the first filament detection circuit, it is judged abnormal, and the operating frequency of the inverter circuit is set higher than the resonance frequency of the resonance circuit. And a lamp abnormality protection circuit that is set to be higher than the frequency when the discharge lamp is turned on. In this configuration, the second filament detection circuit is not provided, but it is possible to detect the loose contact state by appropriately making a determination in the lamp life detection circuit, and the function substantially the same as that of the invention of
請求項3の発明は、直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧して放電ランプに印加する出力トランスと、インバータ回路と出力トランスとの間に挿入された共振回路と、インバータ回路の出力を受けて放電ランプのフィラメントに予熱電流を流す予熱トランスと、インバータ回路から放電ランプのフィラメントへの予熱電流経路に挿入されインバータ回路の動作周波数が高いほど予熱電流を増加させるフィルタと、出力トランスに設けた検出用巻線の両端電圧の上昇時に放電ランプの寿命末期と判断するランプ寿命検出回路と、放電ランプの点灯時に両フィラメントに流れる電流の平衡・不平衡を検出する第2のフィラメント検出回路と、ランプ寿命検出回路により放電ランプの寿命末期が検出されるか第2のフィラメント検出回路により両フィラメントを流れる電流の不平衡が検出されると異常と判断して、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定されている放電ランプの点灯時の周波数よりもさらに高く設定するランプ異常保護回路とを具備するものである。この構成によれば、第1のフィラメント検出回路が設けられていないが、第2のフィラメント検出回路では一方のフィラメントの断線が検出可能であるから、請求項1の発明の構成とほぼ同様の機能を持ちながらも回路構成が簡単になり、一層の小形化、軽量化、低コスト化につながる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit that converts a DC power source into high-frequency power, an output transformer that boosts the output of the inverter circuit and applies the output to the discharge lamp, and a resonance circuit inserted between the inverter circuit and the output transformer. And a preheating transformer that receives the output of the inverter circuit and sends a preheating current to the filament of the discharge lamp, and is inserted into a preheating current path from the inverter circuit to the filament of the discharge lamp, and increases the preheating current as the operating frequency of the inverter circuit increases. A filter, a lamp life detection circuit that determines the end of the life of the discharge lamp when the voltage across the detection winding on the output transformer rises, and detects the balance / unbalance of the current flowing through both filaments when the discharge lamp is lit The end of life of the discharge lamp is detected by the second filament detection circuit and the lamp life detection circuit. When an unbalance of currents flowing through both filaments is detected by the second filament detection circuit, it is determined that an abnormality has occurred, and the discharge lamp whose operating frequency is set higher than the resonance frequency of the resonance circuit is turned on. A lamp abnormality protection circuit which is set to be higher than the above frequency. According to this configuration, the first filament detection circuit is not provided, but the second filament detection circuit can detect the disconnection of one of the filaments, and therefore has substantially the same function as the configuration of the invention of
請求項4の発明は、請求項1または請求項2の発明において、ランプ異常保護回路が、異常と判断すると出力を異常側に保持し、正常な放電ランプに交換した後に第1のフィラメント検出回路によりフィラメントに流れる電流が検知されると異常側の保持を解除するものである。この構成は請求項1または請求項2の発明の望ましい実施態様であり、放電ランプに異常が生じたときに正常なランプに交換するまでは異常側に保持されるから放電ランプの交換を安全に行なうことができ、しかも正常な放電ランプに交換したことを第1のフィラメント検出回路により検出して正常な点灯状態に復帰させるから電源リセット回路が不要になる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when the lamp abnormality protection circuit determines that there is an abnormality, the output is held on the abnormal side and the first filament detection circuit is replaced with a normal discharge lamp. When the current flowing through the filament is detected, the holding on the abnormal side is released. This configuration is a preferred embodiment of the invention of
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかの発明において、放電ランプとして、各フィラメントにそれぞれ温度ヒューズが直列接続されているものを用いている。この構成によれば、放電灯の異常によりフィラメントの一端に内蔵された温度ヒューズが断線すると同時に第1のフィラメント検出回路が異常を検出してインバータ回路を保護するから、より一層安全で信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することができる。 A fifth aspect of the present invention uses the discharge lamp according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein a thermal fuse is connected to each filament in series. According to this configuration, since the temperature fuse built in one end of the filament is disconnected due to the abnormality of the discharge lamp, the first filament detection circuit detects the abnormality and protects the inverter circuit. A high discharge lamp lighting device can be provided.
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかの発明において、ランプ異常保護回路が、異常と判断するとインバータ回路の動作周波数を放電ランプの予熱時の周波数付近に設定するものである。したがって、異常の生じた放電ランプを正常な放電ランプに交換したときにただちに予熱状態になり、点灯状態に復帰させるのが一層容易になる。 According to a sixth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, when the lamp abnormality protection circuit determines that there is an abnormality, the operating frequency of the inverter circuit is set in the vicinity of the frequency at the time of preheating the discharge lamp. Therefore, when the discharge lamp in which an abnormality has occurred is replaced with a normal discharge lamp, it becomes immediately preheated and it becomes easier to return to the lighting state.
請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれかの発明において、インバータ回路の動作周波数として、放電ランプの点灯時の動作周波数が10〜100kHzの範囲内で設定され、ランプ異常保護回路が異常と判断するとインバータ回路の動作周波数が100kHz以上に設定されるものである。この構成は望ましい実施態様である。
The invention of claim 7 is the invention according to any one of
請求項1の発明は、直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧して放電ランプに印加する出力トランスと、インバータ回路と出力トランスとの間に挿入された共振回路と、インバータ回路の出力を受けて放電ランプのフィラメントに予熱電流を流す予熱トランスと、インバータ回路から放電ランプのフィラメントへの予熱電流経路に挿入されインバータ回路の動作周波数が高いほど予熱電流を増加させるフィルタと、出力トランスに設けた検出用巻線の両端電圧の上昇時に放電ランプの寿命末期と判断するランプ寿命検出回路と、放電ランプの両フィラメント間にインピーダンス要素を挿入した直列回路に電流を流すとともにこの電流の有無を検出する第1のフィラメント検出回路と、放電ランプの点灯時に両フィラメントに流れる電流の平衡・不平衡を検出する第2のフィラメント検出回路と、ランプ寿命検出回路により放電ランプの寿命末期が検出されるか第1のフィラメント検出回路によりフィラメントを通る電流が検出されないか第2のフィラメント検出回路により両フィラメントを流れる電流の不平衡が検出されると異常と判断して、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定されている放電ランプの点灯時の周波数よりもさらに高く設定するランプ異常保護回路とを具備するものであり、放電ランプの寿命末期をランプ寿命検出回路により検出することができ、フィラメントの断線を第1のフィラメント検出回路で検出することができ、ルーズコンタクト状態を第2のフィラメント検出回路で検出することができるから、これらの異常を総合的に検出してインバータ回路の出力を抑制することができて、インバータ回路の回路構成素子へのストレスが低減でき、安全性、信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することができるという利点がある。さらに、異常と判断したときに、インバータ回路の動作周波数を放電ランプの点灯時よりも高い周波数に設定するのであって、異常時にもインバータ回路の動作を停止させないから、放電ランプを交換して正常であることが検出されたときに自動的に放電ランプを点灯状態に復帰させることが可能であって、従来構成のような電源リセット回路が不要であるという利点がある。すなわち、構成回路部品の部品点数が少なくなり、一層の小型化につながるという利点がある。しかも、異常と判断されるとインバータ回路の動作周波数を高くすることで、共振回路を通して放電ランプに供給される電力を低減することができ、結果的に放電ランプの両端電圧を低減することができるから、放電ランプの交換時に感電することも防止されるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit that converts a DC power source into high-frequency power, an output transformer that boosts the output of the inverter circuit and applies it to a discharge lamp, and a resonance circuit that is inserted between the inverter circuit and the output transformer. And a preheating transformer that receives the output of the inverter circuit and sends a preheating current to the filament of the discharge lamp, and is inserted into a preheating current path from the inverter circuit to the filament of the discharge lamp, and increases the preheating current as the operating frequency of the inverter circuit increases. A current flows through a filter, a lamp life detection circuit that determines the end of the life of the discharge lamp when the voltage across the detection winding of the output transformer rises, and a series circuit in which an impedance element is inserted between both filaments of the discharge lamp And a first filament detection circuit for detecting the presence or absence of this current, and a point of the discharge lamp Sometimes the second filament detection circuit that detects the balance / unbalance of the current flowing through both filaments, and the lamp life detection circuit detects the end of the life of the discharge lamp, or the first filament detection circuit detects the current through the filament. If the second filament detection circuit detects an unbalance of the currents flowing through both filaments, it is judged abnormal, and the discharge lamp is turned on with the inverter circuit operating frequency set higher than the resonance frequency of the resonance circuit. The lamp abnormality protection circuit is set higher than the frequency of the hour, the end of life of the discharge lamp can be detected by the lamp life detection circuit, and the filament breakage is detected by the first filament detection circuit The second filament detection circuit detects the loose contact state Therefore, it is possible to comprehensively detect these abnormalities and suppress the output of the inverter circuit, reduce the stress on the circuit components of the inverter circuit, and turn on the discharge lamp with high safety and reliability. There is an advantage that an apparatus can be provided. Furthermore, when it is determined that there is an abnormality, the inverter circuit operating frequency is set to a higher frequency than when the discharge lamp is lit, and the inverter circuit operation is not stopped even in the event of an abnormality. It is possible to automatically return the discharge lamp to the lighting state when it is detected that the power is reset, and there is an advantage that the power reset circuit as in the conventional configuration is unnecessary. That is, there is an advantage that the number of component circuit parts is reduced, leading to further miniaturization. In addition, when it is determined that there is an abnormality, the power supplied to the discharge lamp through the resonance circuit can be reduced by increasing the operating frequency of the inverter circuit, and as a result, the voltage across the discharge lamp can be reduced. Therefore, there is an advantage that it is possible to prevent electric shock when replacing the discharge lamp.
請求項2の発明は、直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧して放電ランプに印加する出力トランスと、インバータ回路と出力トランスとの間に挿入された共振回路と、インバータ回路の出力を受けて放電ランプのフィラメントに予熱電流を流す予熱トランスと、インバータ回路から放電ランプのフィラメントへの予熱電流経路に挿入されインバータ回路の動作周波数が高いほど予熱電流を増加させるフィルタと、出力トランスに設けた検出用巻線の両端電圧の上昇時に放電ランプの寿命末期と判断するランプ寿命検出回路と、放電ランプの両フィラメント間にインピーダンス要素を挿入した直列回路に電流を流すとともにこの電流の有無を検出する第1のフィラメント検出回路と、ランプ寿命検出回路により放電ランプの寿命末期が検出されるか第1のフィラメント検出回路によりフィラメントを通る電流が検出されないと異常と判断して、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定されている放電ランプの点灯時の周波数よりもさらに高く設定するランプ異常保護回路とを具備するものであり、第2のフィラメント検出回路が設けられていないが、ランプ寿命検出回路における判断を適宜に行なうことによりルーズコンタクト状態の検出が可能であるから、請求項1の発明とほぼ同様の機能を持ちながらも回路構成が簡単になるのであって、一層の小型化、軽量化、低コスト化につながるという利点がある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit that converts a DC power source into high-frequency power, an output transformer that boosts the output of the inverter circuit and applies it to a discharge lamp, and a resonant circuit that is inserted between the inverter circuit and the output transformer. And a preheating transformer that receives the output of the inverter circuit and sends a preheating current to the filament of the discharge lamp, and is inserted into a preheating current path from the inverter circuit to the filament of the discharge lamp, and increases the preheating current as the operating frequency of the inverter circuit increases. A current flows through a filter, a lamp life detection circuit that determines the end of the life of the discharge lamp when the voltage across the detection winding of the output transformer rises, and a series circuit in which an impedance element is inserted between both filaments of the discharge lamp And a first filament detection circuit for detecting the presence or absence of this current, and lamp life detection If the end of life of the discharge lamp is detected by the path or if the current passing through the filament is not detected by the first filament detection circuit, it is judged abnormal, and the operating frequency of the inverter circuit is set higher than the resonance frequency of the resonance circuit. A lamp abnormality protection circuit that is set to be higher than the frequency at which the discharge lamp is lit, and the second filament detection circuit is not provided. Since it is possible to detect the loose contact state, the circuit configuration is simplified while having almost the same function as the invention of
請求項3の発明は、直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力を昇圧して放電ランプに印加する出力トランスと、インバータ回路と出力トランスとの間に挿入された共振回路と、インバータ回路の出力を受けて放電ランプのフィラメントに予熱電流を流す予熱トランスと、インバータ回路から放電ランプのフィラメントへの予熱電流経路に挿入されインバータ回路の動作周波数が高いほど予熱電流を増加させるフィルタと、出力トランスに設けた検出用巻線の両端電圧の上昇時に放電ランプの寿命末期と判断するランプ寿命検出回路と、放電ランプの点灯時に両フィラメントに流れる電流の平衡・不平衡を検出する第2のフィラメント検出回路と、ランプ寿命検出回路により放電ランプの寿命末期が検出されるか第2のフィラメント検出回路により両フィラメントを流れる電流の不平衡が検出されると異常と判断して、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定されている放電ランプの点灯時の周波数よりもさらに高く設定するランプ異常保護回路とを具備するものであり、第1のフィラメント検出回路が設けられていないが、第2のフィラメント検出回路では一方のフィラメントの断線が検出可能であるから、請求項1の発明の構成とほぼ同様の機能を持ちながらも回路構成が簡単になり、一層の小形化、軽量化、低コスト化につながるという利点がある。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit that converts a DC power source into high-frequency power, an output transformer that boosts the output of the inverter circuit and applies the output to the discharge lamp, and a resonance circuit inserted between the inverter circuit and the output transformer. And a preheating transformer that receives the output of the inverter circuit and sends a preheating current to the filament of the discharge lamp, and is inserted into a preheating current path from the inverter circuit to the filament of the discharge lamp, and increases the preheating current as the operating frequency of the inverter circuit increases. A filter, a lamp life detection circuit that determines the end of the life of the discharge lamp when the voltage across the detection winding on the output transformer rises, and detects the balance / unbalance of the current flowing through both filaments when the discharge lamp is lit The end of life of the discharge lamp is detected by the second filament detection circuit and the lamp life detection circuit. When an unbalance of currents flowing through both filaments is detected by the second filament detection circuit, it is determined that an abnormality has occurred, and the discharge lamp whose operating frequency is set higher than the resonance frequency of the resonance circuit is turned on. And a lamp abnormality protection circuit that is set to be higher than the first frequency, and the first filament detection circuit is not provided, but the second filament detection circuit can detect the disconnection of one filament. Accordingly, there is an advantage that the circuit configuration is simplified while having substantially the same function as the configuration of the first aspect of the invention, leading to further miniaturization, weight reduction, and cost reduction.
請求項4の発明のように、ランプ異常保護回路が、異常と判断すると出力を異常側に保持し、正常な放電ランプに交換した後に第1のフィラメント検出回路によりフィラメントに流れる電流が検知されると異常側の保持を解除するものでは、放電ランプに異常が生じたときに正常なランプに交換するまでは異常側に保持されるから放電ランプの交換を安全に行なうことができ、しかも正常な放電ランプに交換したことを第1のフィラメント検出回路により検出して正常な点灯状態に復帰させるから電源リセット回路が不要になるという利点がある。 When the lamp abnormality protection circuit determines that an abnormality has occurred, the output is held on the abnormal side, and the current flowing through the filament is detected by the first filament detection circuit after replacement with a normal discharge lamp. If the abnormality occurs in the discharge lamp, it will be held on the abnormal side until it is replaced with a normal lamp, so the discharge lamp can be replaced safely. Since the replacement with the discharge lamp is detected by the first filament detection circuit and returned to the normal lighting state, there is an advantage that the power reset circuit becomes unnecessary.
請求項5の発明のように、放電ランプとして、各フィラメントにそれぞれ温度ヒューズが直列接続されているものを用いると、放電灯の異常によりフィラメントの一端に内蔵された温度ヒューズが断線すると同時に第1のフィラメント検出回路が異常を検出してインバータ回路を保護するから、より一層安全で信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することができるという利点がある。 As in the fifth aspect of the invention, when a discharge lamp having a thermal fuse connected in series to each filament is used, the temperature fuse built in one end of the filament is disconnected due to an abnormality in the discharge lamp, and the first Since the filament detection circuit detects an abnormality and protects the inverter circuit, there is an advantage that it is possible to provide a discharge lamp lighting device that is much safer and more reliable.
請求項6の発明のように、ランプ異常保護回路が、異常と判断するとインバータ回路の動作周波数を放電ランプの予熱時の周波数付近に設定するものでは、異常の生じた放電ランプを正常な放電ランプに交換したときにただちに予熱状態になり、点灯状態に復帰させるのが一層容易になるという利点がある。
When the lamp abnormality protection circuit determines that the abnormality is present as in the invention of
(実施形態1)
本実施形態は、図1に示すように、図10に示した従来の放電灯点灯装置と同様に、チョッパ回路1とインバータ回路2と出力トランスT1と予熱トランスT2とを備える。
(Embodiment 1)
This embodiment, as shown in FIG. 1, as in the conventional discharge lamp lighting apparatus shown in FIG. 10, comprises a
チョッパ回路1は、商用電源のような交流電源を全波整流して得た脈流電圧を入力とするものであり、入力電圧をインダクタL1とMOSFETよりなるスイッチング素子Q1との直列回路に印加する。また、スイッチング素子Q1にはダイオードD1と平滑用のコンデンサC0との直列回路が並列接続される。スイッチング素子Q1はチョッパ制御回路CN1により、交流電源の周波数(電源周波数)よりも十分に高い周波数でスイッチングされる。
周知のように、このチョッパ回路1は昇圧型であって、スイッチング素子Q1のオン時にインダクタL1に蓄積されたエネルギをスイッチング素子Q1のオフ時にダイオードD1を通してコンデンサC0に放出する。したがって、入力電圧とインダクタL1の両端電圧との加算電圧がコンデンサC0に印加されることにより、コンデンサC0を入力電圧よりも昇圧することができるものである。スイッチング素子Q1のゲート−ソース間にはツェナーダイオードZD1が接続されてスイッチング素子Q1のドレイン−ゲート間の短絡に対するチョッパ制御回路CN1の保護を行なっている。
As is well known, the
インバータ回路2は、コンデンサC0の両端間に接続されたスイッチング素子Q2,Q3の直列回路を備え、両スイッチング素子Q2,Q3はインバータ制御回路CN2により高周波で交互にスイッチングされる。スイッチング素子Q2,Q3はMOSFETであって、スイッチング素子Q1と同様に、保護用のツェナーダイオードZD2,ZD3がゲート−ソース間に接続されている。一方のスイッチング素子Q3には直流カット用のコンデンサC1を介して負荷回路が接続される。
The
上述のインバータ回路2は、ハーフブリッジ型と称するものであって、周知のようにスイッチング素子Q2のオン期間にコンデンサC0→スイッチング素子Q2→コンデンサC1→負荷回路→コンデンサC0の経路で電流が流れ、スイッチング素子Q3のオン期間にコンデンサC1→スイッチング素子Q3→負荷回路→コンデンサC1の経路で電流が流れるものである。このように、スイッチング素子Q2,Q3のオンオフにより負荷回路には交番した電流が流れる。また、スイッチング素子Q2,Q3は交互にオンオフされるが、同時にオンにならないようにインバータ制御回路CN2により制御される。
The
負荷回路は、インダクタL2およびコンデンサC2よりなる共振回路を介して出力トランスT1を接続し、出力トランスT1の2次側に放電ランプLaを接続した部分と、フィルタとしてのコンデンサC5を介して予熱トランスT2を接続し、予熱トランスT2の2次側である予熱巻線npに放電灯Laのフィラメントを接続した部分とからなる。インダクタL2は出力トランスT1の1次巻線に直列接続され、コンデンサC2は出力トランスT1の1次巻線に並列接続される。したがって、インダクタL2とコンデンサC2とからなる共振回路はローパスフィルタを構成し、インバータ回路2の動作周波数が高いほど出力トランスT1の1次側への供給電力は少なくなる。逆に、インバータ回路2の動作周波数が高いほどコンデンサC5を通過する電流が多くなり予熱トランスT2の1次巻線への供給電力は多くなる。
The load circuit through the resonant circuit composed of inductor L 2 and capacitor C 2 is connected to the output transformer T 1, and the discharge lamp La is connected to the portion on the secondary side of the output transformer T 1, capacitor C 5 as a filter connect the preheating transformer T 2 via, and a preheating winding n p the discharge lamp filaments connecting portion of the La is a secondary side of the preheating transformer T 2. The inductor L 2 output connected in series with the primary winding of the transformer T 1, the capacitor C 2 are connected in parallel to the primary winding of the output transformer T 1. Accordingly, the resonant circuit composed of inductor L 2 and capacitor C 2 Metropolitan constitutes a low-pass filter, the power supplied to the primary side of the output transformer T 1 higher operating frequency of the
すなわち、インダクタL2とコンデンサC2とからなる共振回路の共振周波数よりもインバータ回路2の動作周波数を高い領域に設定し、予熱時にはインバータ回路2の動作周波数をさらに高い周波数に設定することにより、共振回路を通して出力トランスT1の1次巻線に印加される電圧を低くし、予熱トランスT2の1次巻線に流れる電流を多くする。したがって、予熱トランスT2の2次側の予熱巻線npから放電ランプLaのフィラメントに供給される電流を多くして十分に予熱することができる。
That is, the operating frequency of the
一方、始動時にはインバータ回路2の動作周波数を予熱時よりも引き下げることにより、共振回路を通して出力トランスT1の1次側に印加される電圧が高くなり、またコンデンサC5のインピーダンスの増加により予熱トランスT2の1次巻線に流れる電流が低減される。したがって、放電ランプLaの両端間に高電圧を印加して始動することができる。また、始動後には動作周波数を適宜に設定することで放電ランプLaを定格点灯させたり、調光点灯させたりすることが可能になる。ここにおいて、出力トランスT1の2次巻線にはコンデンサC4が接続され、予熱トランスT2の2次巻線には直流カット用のコンデンサC6,C7を介して放電灯のフィラメントが接続される。
On the other hand, by pulling than during preheat the operating frequency of the
ところで、本実施形態では、放電ランプLaの状態を3種類の情報により検出している。放電ランプLaの寿命末期は、出力トランスT1に設けた検出用巻線n3の両端電圧に基づいて検出している。フィラメント表面の電子放出物質が飛散した寿命末期時(いわゆるエミレス時)には、放電ランプLaに印加される電圧の一方の極性でのみ点灯する半波点灯状態、あるいは非点灯状態になるから、放電ランプLaの両端電圧が上昇し、その結果、出力トランスT1の検出用巻線n3の両端電圧も上昇する。したがって、ランプ寿命検出回路4では、検出用巻線n3の両端電圧を適宜の基準電圧と比較することにより、放電ランプLaの寿命末期を検出することができる。ここに、ランプ寿命検出回路4では放電ランプLaの寿命末期を検出したときに出力をHレベルとし、常時は出力をLレベルにしている。
By the way, in this embodiment, the state of the discharge lamp La is detected by three types of information. End of life of the discharge lamp La is detected based on the voltage across the detection winding n 3 provided on the output transformer T 1. At the end of the lifetime when the electron emission material on the filament surface is scattered (so-called Emires), it is in a half-wave lighting state in which only one polarity of the voltage applied to the discharge lamp La is turned on or in a non-lighting state. ramp voltage across La rises, as a result, the voltage across the detection winding n 3 of the output transformer T 1 is also increased. Therefore, the lamp
放電ランプLaの状態を検出する第2の情報は、放電ランプLaの2つのフィラメントを通る経路に微小な直流電流を流すことによって得られるフィラメントの断線の有無である。つまり、インバータ回路2の電源であるコンデンサC0の両端から、抵抗R4−フィラメント−抵抗R5−フィラメント−抵抗R6の直列回路を含む回路に電流を流し、第1のフィラメント検出回路5では上記電流が流れていればフィラメントは正常であり、電流が流れなければフィラメントが断線していると判断するのである。第1のフィラメント検出回路5は、フィラメントが正常であるときに出力をLレベルにし、フィラメントの断線などにより電流経路がなくなったことを検出すると出力をHレベルにする。
The second information for detecting the state of the discharge lamp La is the presence or absence of breakage of the filament obtained by flowing a minute direct current through a path passing through the two filaments of the discharge lamp La. That is, current flows from both ends of the capacitor C 0 which is the power source of the
ここに、直流電流を流す経路として、フィラメント−抵抗R5−フィラメントの経路が存在し、この経路内に第2のフィラメント検出回路6が挿入されているが、第2のフィラメント検出回路6は後述するように上記直流電流を通過させるように構成されている。また、第2のフィラメント検出回路6は出力トランスT1の2次巻線と放電ランプLaとの間に挿入されているが、出力トランスT1の2次側から放電ランプLaへの電力供給も妨げないにように構成されている。
Here, there is a filament-resistor R 5 -filament path as a path through which a direct current flows, and the second
放電ランプLaの状態を検出する第3の情報は、放電ランプLaの2つのフィラメントに流れる電流の大小関係である。つまり、第2のフィラメント検出回路6は、放電ランプLaの各フィラメントに流れる電流の平衡・不平衡を検出するものであって、不平衡になると(つまり、各フィラメントに流れる電流の大きさが異なると)出力をHレベルにし、平衡であれば出力をLレベルに保つ。各フィラメントに流れる電流が不平衡になるのは、一方のフィラメントのみが断線した場合や放電ランプLaの一端側でランプソケットとの接続状態が緩い場合(つまり、ルーズコンタクト状態の場合)などである。
The third information for detecting the state of the discharge lamp La is the magnitude relationship between the currents flowing through the two filaments of the discharge lamp La. In other words, the second
ランプ寿命検出回路4の出力と第2のフィラメント検出回路6の出力とはOR回路7を通してランプ異常保護回路8に入力され、第1のフィラメント検出回路5の出力はランプ異常保護回路8に直接入力される。したがって、放電ランプLaの寿命末期時、ルーズコンタクト時に対するランプ異常保護回路8の動作を同じ動作にし、フィラメントの断線時に対するランプ異常保護回路8の動作をこれらとは別にすることが可能である。
The output of the lamp
ランプ異常保護回路8は、入力される信号のいずれかがHレベルになると、点灯時よりも動作周波数を高くするようにインバータ制御回路CN2を制御する。したがって、出力トランスT1への供給電力が減少して放電ランプLaへの印加電圧が低下し、スイッチング素子Q2,Q3への電圧ストレスの増加が防止される。つまり、インバータ回路2が保護される。ここにおいて、インバータ制御回路CN2は外部信号に応じて動作周波数を変化させるように制御され、予熱、始動、点灯に対応する動作周波数は外部信号により指示される。
Lamp
また、第1のフィラメント検出回路5ないし第2のフィラメント検出回路6によりフィラメントの断線を検出してインバータ回路2の出力を低減するから、フィラメントの断線時に、コンデンサC6,C7や予熱巻線npに大きな電流が流れて発熱するということがなく、予熱トランスT2やコンデンサC6,C7に大型のものを用いる必要がないのである。
Further, since the filament breakage is detected by the first filament detection circuit 5 or the second
さらに、ルーズコンタクト状態を第2のフィラメント検出回路6が検出したときにもインバータ回路2の出力を低減するから、ルーズコンタクト状態において放電ランプLaへの電力供給経路に高電圧が印加されることがなく、アークの発生によるスイッチング素子Q2,Q3の破損や構成部品の損傷を防止することができる。
Furthermore, since the output of the
ところで、ランプ寿命検出回路4はたとえば図2のように構成される。図示例では出力トランスT1の検出用巻線n3の両端電圧を直流カット用のコンデンサC3を通して抵抗R7,R8により分圧した後、ダイオードD2により整流し、さらにコンデンサC8により平滑している。したがって、コンデンサC8の両端電圧は検出用巻線n3の両端電圧の平均値に比例する。そこで、コンデンサC8の両端電圧をコンパレータCP1で基準電圧Vref1と比較し、コンデンサC8の両端電圧が基準電圧Vref1以上であれば、異常(寿命末期)があると判断して出力をHレベルにするのである。コンデンサC8の両端間に接続されたツェナーダイオードZD4はブレークオーバ電圧が基準電圧Vref1よりも高いものであり、コンパレータCP1への入力電圧を制限してコンパレータCP1を保護するものである。
By the way, the lamp
第1のフィラメント検出回路5は図3に示すように構成される。この構成例では、抵抗R4−フィラメント−抵抗R5→フィラメント−抵抗R6という直列回路にコンデンサC0から流した直流電流を、ダイオードD3により整流してコンデンサC9で平滑し、コンデンサC9の両端電圧を抵抗R10,R11で分圧した電圧をコンパレータCP2により基準電圧Vref2と比較している。ツェナーダイオードZD5はコンパレータCP2への入力電圧を制限し、コンパレータCP2を保護する機能を有する。第1のフィラメント検出回路5は、フィラメントの断線時にコンデンサC9の両端電圧が基準電圧Vref2よりも低下すると、コンパレータCP2の出力をHレベルにする。基準電圧Vref2は別途に構成されている直流電源を抵抗R12,R13により分圧することで得ている。なお、抵抗R4,R6を放電ランプLaの非電源側に接続し、抵抗R5を放電ランプLaの電源側(昇圧トランス側)に接続しているから、各抵抗R4,R6と抵抗R5との間にそれぞれフィラメントが介装され、この直列回路に微小な電流を流すだけでフィラメントの断線を容易に検出することができる。ここに、抵抗R4〜R6の放電ランプLaに対する電源側と非電源側との接続関係は逆でもよい。 The first filament detection circuit 5 is configured as shown in FIG. In this configuration example, the DC current flowing from the capacitor C 0 through the series circuit of the resistor R 4 -filament-resistor R 5 → filament-resistor R 6 is rectified by the diode D 3 and smoothed by the capacitor C 9. A voltage obtained by dividing the voltage between both terminals 9 by resistors R 10 and R 11 is compared with a reference voltage V ref2 by a comparator CP 2 . Zener diode ZD 5 has a function of limiting the input voltage to the comparator CP 2, protecting the comparator CP 2. First filament detection circuit 5, the voltage across the capacitor C 9 to the burnout of the filament when lower than the reference voltage V ref2, the output of the comparator CP 2 to the H level. The reference voltage V ref2 is obtained by dividing a separately configured DC power source with resistors R 12 and R 13 . Since the resistors R 4 and R 6 are connected to the non-power supply side of the discharge lamp La and the resistor R 5 is connected to the power supply side (step-up transformer side) of the discharge lamp La, the resistors R 4 and R 6 each filament between the resistor R 5 is interposed, the disconnection of the filament by simply passing a minute current in the series circuit can be easily detected. Here, the connection relationship between the power supply side and the non-power supply side to the discharge lamp La of the resistor R 4 to R 6 may be reversed.
ところで、本実施形態では、フィラメントの断線時にインバータ回路2の動作周波数を予熱時と同じ周波数になるように構成してある。つまり、本実施形態においては、電源投入から一定時間の予熱を行なうように構成してあり、予熱時間はコンデンサC11への充電時間により時限されている(コンデンサC11を用いて構成されるタイマ回路は省略してある)。また、コンデンサC11の両端電圧を引き下げると、タイマ回路が動作して予熱動作(つまり、動作周波数を高く設定する動作)を行なう。そこで、第1のフィラメント検出回路5は、コンパレータCP2の出力がHレベルになると、タイマ用のコンデンサC11を短絡するように構成されている。つまり、コンパレータCP2の出力によりトランジスタよりなる3個のスイッチング素子Q10〜Q12をオンオフさせるのであって、コンデンサC11の両端間にコレクタ−エミッタ間が接続されたスイッチング素子Q12はコンパレータCP2の出力がHレベルになるとオンになるから、コンパレータCP2の出力がHレベルになるとコンデンサC11の両端間が短絡される。この構成により、インバータ回路2から放電ランプLaへの供給電力の抑制と予熱制御との回路部分を共用することができ、回路構成が簡素化される。
By the way, in this embodiment, it is comprised so that the operating frequency of the
第2のフィラメント検出回路6は、たとえば図4に示すように構成されるものであって、出力トランスT1の2次巻線の各一端と各フィラメントとの間に挿入される2つの巻線を有したカレントトランスT3により構成される。このカレントトランスT3の2次巻線出力をOR回路7を通してランプ異常保護回路8に入力するのである。カレントトランスT3は放電ランプLaの点灯時に両フィラメントに流れる電流によって2次巻線出力が打ち消される極性に接続される。つまり、放電ランプLaの各フィラメントの電源側端が、カレントトランスT3の2つの巻線の同方向の巻端に接続されるから、図4において黒丸印で示した巻端に対して一方の巻線で電流が流れ込む向きのときには他方の巻線では電流が流れ出す向きになり、両巻線に流れる電流が等しいときには2次巻線出力は完全に打ち消されることになる。一方、フィラメントの一方が断線したり、ルーズコンタクト状態になると、フィラメントに接続された2つの巻線に流れる電流の大きさが等しくなくなり、カレントトランスT3の2次巻線に出力が発生する。
Second
そこで、ダイオードD4,D5によりワイヤードORとして構成されたOR回路7を通してランプ異常保護回路8に第2のフィラメント検出回路6の出力を与え、上述のようにカレントトランスT3の2次巻線出力が発生したときに、ランプ異常保護回路8の出力をHレベルにする。ここで、ランプ異常保護回路8は、図2に示したランプ寿命検出回路4の一部と共用される。すなわち、図2に示したランプ寿命検出回路4のコンデンサC3と抵抗R7との直列回路にダイオードD4を介して抵抗R8を接続し、カレントトランスT3の2次巻線出力にダイオードD5および抵抗R9を介して抵抗R8を接続するのである。つまり、検出用巻線n3の両端電圧は抵抗R7,R8により分圧され、カレントトランスT3の2次出力電圧は抵抗R9,R8により分圧されることになる。
Therefore, the output of the second
この構成により、フィラメントの断線またはルーズコンタクト状態が生じたときには、放電ランプLaの寿命末期時と同様に、コンパレータCP1の出力がHレベルになるのである。このように、ランプ異常検出回路8がランプ寿命保護回路4と第2のフィラメント検出回路6とに共用されることにより、回路構成が簡素化されることになる。
With this configuration, when the open or loose contact state of the filaments occurs, as in the case of end of life of the discharge lamp La, the output of the comparator CP 1 is become H level. As described above, the lamp
ところで、上述したように、第1のフィラメント検出回路5はフィラメントの断線時に予熱時間を時限するためのコンデンサC11を短絡する機能を有するものであり、この機能をランプ寿命保護回路4および第2のフィラメント検出回路6と結び付けるために、図5に示すように、第1のフィラメント検出回路5におけるトランジスタQ10のベースにコンパレータCP1の出力端を接続してある。また、第1のフィラメント検出回路5により異常(フィラメントの断線)が検出されると、その状態を保持するために、ランプ寿命検出回路4におけるコンパレータCP1への基準電圧Vref1を引き下げてコンパレータCP1の出力がHレベルに保たれるようにしてある。つまり、抵抗R14,R15,R16の直列回路に直流電源Vccを印加し、抵抗R14,R15の接続点から基準電圧Vref1をコンパレータCP1に与えるのであって、抵抗R16にはトランジスタよりなるスイッチング素子Q13を並列接続し、スイッチング素子Q13のベースをスイッチング素子Q10のべースに共通に接続している。したがって、いずれか一方のコンパレータCP1,CP2の出力がHレベルになると、コンデンサC11の両端間が短絡され、インバータ回路2の動作周波数が予熱時と同じ周波数になるのである。なお、図5においては第2のフィラメント検出回路6は省略してある。また、スイッチング素子Q13がオンになると抵抗R16の両端間が短絡され、コンパレータCP1の基準電圧Vref1が引き下げられる。つまり、コンパレータCP1の出力がHレベルになると、スイッチング素子Q13がオンになり、コンパレータCP1の出力がHレベルになる状態を維持することになる。図6に放電ランプLaに異常が生じたときの各部の動作を示す。図6(a)はコンパレータCP1への入力電圧(実線)と基準電圧(一点鎖線)Vref1との関係、図6(b)はコンパレータCP2への入力電圧(実線)と基準電圧(一点鎖線)Vref2との関係をそれぞれ示す。図6は放電ランプLaの寿命末期を異常として検出した場合を示している。まず、期間t1〜t2の予熱時、期間t2〜t3の始動時、期間t3〜t4の定常点灯時にはコンパレータCP1への入力電圧は基準電圧Vref1よりも低く、コンパレータCP2への入力電圧は基準電圧Vref2よりも高いから、両コンパレータCP1,CP2の出力はともにLレベルであって、コンデンサC11は短絡されない。
Incidentally, as described above, the first filament detection circuit 5 has a function of short-circuiting the capacitor C 11 for timed preheating time upon breakage of the filaments, this function lamp
次に、時刻t4において点灯中にランプ寿命検出回路4により寿命末期であることが検出されると、コンデンサC8の両端電圧が上昇するのに要する一定時間が経過した後に、時刻t5においてコンパレータCP1の出力がHレベルになり、このとき基準電圧Vref1が引き下げられる。したがって、以後は予熱時と同じ動作周波数になり、放電ランプLaの両端電圧は引き下げられ、インバータ回路2の回路構成素子にストレスがかかるのが防止される。
Then, when it is detected by the lamp
時刻t6において放電ランプLaを外すとコンパレータCP2への入力電圧が基準電圧Vref2よりも下がるから、コンパレータCP2の出力がHレベルになる。このときには無負荷状態であるから、コンパレータCP1の出力はHレベルを保つ。 Discharge lamp Remove the La when from the input voltage to the comparator CP 2 falls below the reference voltage V ref2 at time t 6, the output of the comparator CP 2 becomes the H level. Since a no-load condition in this case, the output of the comparator CP 1 keeps the H level.
次に、時刻t7において正常な放電ランプLaを取り付けると、フィラメントに通電されるから第1のフィラメント検出回路5に設けたコンパレータCP2の出力がLレベルになる。このとき、放電ランプLaが正常であることにより、コンパレータCP1の出力もLレベルになってスイッチング素子Q13がオフになり、さらに、スイッチング素子Q12がオフになってコンデンサC11への充電が開始される。つまり、正常な放電ランプLaを装着して電源を投入したときと同様に、予熱、始動の過程を経て定常点灯状態に至るのである。このように、放電ランプLaに異常があるとインバータ回路2の動作周波数を予熱時と同じ周波数にして放電ランプLaの両端間に高電圧が印加されるのを防止する保護動作を行ない、正常な放電ランプLaを装着するとコンデンサC11の両端間の短絡状態を解除するだけで予熱、始動、定常点灯を自動的に行なうのである。つまり、電源リセットが不要であり、簡単な構成になる。なお、上述の構成ではランプ異常保護回路8が異常と判断したときに、インバータ回路2の動作周波数を放電ランプLaの予熱時の周波数と等しくしているが、必ずしも予熱時の周波数と完全に一致させる必要はなく、予熱時の周波数付近に設定しておけばよい。また、通常は放電ランプLaの定常点灯時にはインバータ回路2の動作周波数を10〜100kHzの範囲内で設定し、予熱時ないし異常時(保護動作時)には100kHz以上に設定する。
Next, when installing a normal discharge lamp La at the time t 7, the output of the comparator CP 2 provided to the first filament detection circuit 5 from being energized filament becomes L level. In this case, by the discharge lamp La is normal, the switching element Q 13 is turned off the output of the comparator CP 1 also becomes L level, further charging of the switching element Q 12 is the capacitor C 11 is turned off Is started. That is, in the same manner as when the normal discharge lamp La is mounted and the power is turned on, a steady lighting state is reached through the preheating and starting processes. Thus, if there is an abnormality in the discharge lamp La, the operation frequency of the
(実施形態2)
本実施形態は、図7に示すように、実施形態1の構成から第2のフィラメント検出回路6を省略し、それに伴いOR回路7も省略したものである。第2のフィラメント検出回路6ではフィラメントの断線のほかルーズコンタクト状態も検出するものであるが、ルーズコンタクト状態では出力トランスT1の2次側電圧が上昇するから、本実施形態ではランプ寿命検出回路4の基準電圧Vref1を調節することによりランプ寿命検出回路4でのルーズコンタクト状態の検出が可能である。したがって、本実施形態の構成により実施形態1の構成よりも部品点数を少なくして小形化、軽量化、低コスト化を実現できる可能性がある。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the second
(実施形態3)
本実施形態は、図8に示すように、実施形態1の構成から第1のフィラメント検出回路5を省略し、それに伴って抵抗R4〜R6を省略したものである。第1のフィラメント検出回路5はフィラメントの断線を検出するために設けられたものであり、第2のフィラメント検出回路6においてもいずれか一方のフィラメントが断線したことを検出することができるから、第1のフィラメント検出回路5を省略しても実施形態1とほぼ同様の保護が可能である。したがって、本実施形態の構成により実施形態1の構成よりも部品点数を少なくして小形化、軽量化、低コスト化を実現できる可能性がある。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the first filament detection circuit 5 is omitted from the configuration of the first embodiment, and the resistors R 4 to R 6 are accordingly omitted. The first filament detection circuit 5 is provided for detecting the breakage of the filament, and the second
(実施形態4)
本実施形態は、図9に示すように、実施形態1の構成において、放電ランプLaとして温度ヒューズFを内蔵したものを用いた例である。すなわち、温度ヒューズFはフィラメントを通る電路内に挿入されフィラメントの近傍に配置されているものであって、フィラメント付近の温度が異常に上昇したり、フィラメントに流れる電流が過大になるような異常が生じると、温度ヒューズFが断線し、第1のフィラメント検出回路5の動作によりインバータ回路2が保護動作の状態になるのである。この構成では、温度ヒューズFを備えた放電ランプLaを用いることにより、より安全かつ信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することができるものである。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 9, the present embodiment is an example in which the discharge lamp La in which the thermal fuse F is built in the configuration of the first embodiment is used. That is, the thermal fuse F is inserted in the electric path passing through the filament and is arranged in the vicinity of the filament, and there is an abnormality such that the temperature near the filament rises abnormally or the current flowing through the filament becomes excessive. When this occurs, the thermal fuse F is disconnected, and the operation of the first filament detection circuit 5 causes the
2 インバータ回路
4 ランプ寿命検出回路
5 第1のフィラメント検出回路
6 第2のフィラメント検出回路
8 ランプ異常保護回路
C2 コンデンサ
C5 コンデンサ
F 温度ヒューズ
L2 インダクタ
La 放電ランプ
n3 検出用巻線
T1 予熱トランス
T1 出力トランス
2
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