JP2009037789A - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】放電灯点灯装置の製造コストを低くする。
【解決手段】放電灯点灯装置100は、寿命末期検出回路171(放電灯異常検出回路)とシーケンス回路172とを含む集積回路170と、インバータ制御回路135とを有する。放電灯点灯装置特有の回路である寿命末期検出回路171やシーケンス回路172を集積回路化することで部品点数を削減できるとともに、インバータ制御回路135には、放電灯点灯装置以外の汎用目的にも使用できるインバータ制御用集積回路などを用いることができる。
【選択図】図1
【解決手段】放電灯点灯装置100は、寿命末期検出回路171(放電灯異常検出回路)とシーケンス回路172とを含む集積回路170と、インバータ制御回路135とを有する。放電灯点灯装置特有の回路である寿命末期検出回路171やシーケンス回路172を集積回路化することで部品点数を削減できるとともに、インバータ制御回路135には、放電灯点灯装置以外の汎用目的にも使用できるインバータ制御用集積回路などを用いることができる。
【選択図】図1
Description
この発明は、放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関する。
放電灯点灯装置の製造コストを低く抑えるため、集積回路を使用して、部品点数を少なくする技術がある。
特開平11−260583号公報
特開2006−172835号公報
特開2005−71840号公報
特開2006−59616号公報
集積回路は大量生産により製造コストを低くすることができるが、放電灯点灯装置専用の集積回路は、あまり大量生産できないので、必ずしも製造コストが低くならない。また、放電灯点灯装置以外にも使用できる汎用の集積回路は、定数を可変にするための入出力端子などが必要となる。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、集積回路を用いて放電灯点灯装置の製造コストを低くすることを目的とする。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、集積回路を用いて放電灯点灯装置の製造コストを低くすることを目的とする。
この発明にかかる放電灯点灯装置は、
接続した放電灯の異常を検出する放電灯異常検出回路と上記放電灯異常検出回路が放電灯の異常を検出しない場合に上記放電灯の点灯モードを指示するモード切替信号を生成するシーケンス回路とを含む集積回路と、
上記シーケンス回路が生成したモード切替信号により指示された点灯モードに対応するインバータ駆動信号を生成するインバータ制御回路と、
上記インバータ制御回路が生成したインバータ駆動信号に基づいて、上記放電灯を点灯する交流電圧を生成するインバータ回路とを有することを特徴とする。
接続した放電灯の異常を検出する放電灯異常検出回路と上記放電灯異常検出回路が放電灯の異常を検出しない場合に上記放電灯の点灯モードを指示するモード切替信号を生成するシーケンス回路とを含む集積回路と、
上記シーケンス回路が生成したモード切替信号により指示された点灯モードに対応するインバータ駆動信号を生成するインバータ制御回路と、
上記インバータ制御回路が生成したインバータ駆動信号に基づいて、上記放電灯を点灯する交流電圧を生成するインバータ回路とを有することを特徴とする。
この発明にかかる放電灯点灯装置によれば、放電灯異常検出回路とシーケンス回路とを含む集積回路を設けることにより、部品点数を削減し、放電灯点灯装置の製造コストを低くすることができる。また、上記集積回路とは別にインバータ制御回路を設けることにより、汎用部品を使用することができ、放電灯点灯装置の製造コストを更に低くすることができる。
実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図3を用いて説明する。
実施の形態1について、図1〜図3を用いて説明する。
図1は、この実施の形態における照明器具800の構成を示す全体構成図である。
なお、商用電源AC及び放電灯LAは、照明器具800の一部ではない。
なお、商用電源AC及び放電灯LAは、照明器具800の一部ではない。
照明器具800は、放電灯点灯装置100、放電灯接続部810を有する。
照明器具800は、商用電源AC(交流電源)から交流電圧の供給を受け、放電灯接続部810に接続した放電灯LAを点灯する。
放電灯点灯装置100は、商用電源ACから供給された低周波交流電圧(例えば、50Hzまたは60Hz)を入力し、放電灯LAを点灯する高周波交流電圧(例えば、50kHz〜80kHz)を生成する。
放電灯接続部810は、例えば、ランプソケットであり、放電灯LAを物理的に接続するとともに、放電灯LAを放電灯点灯装置100に電気的に接続し、放電灯点灯装置100が生成した高周波交流電圧を放電灯LAに印加して点灯する。
照明器具800は、商用電源AC(交流電源)から交流電圧の供給を受け、放電灯接続部810に接続した放電灯LAを点灯する。
放電灯点灯装置100は、商用電源ACから供給された低周波交流電圧(例えば、50Hzまたは60Hz)を入力し、放電灯LAを点灯する高周波交流電圧(例えば、50kHz〜80kHz)を生成する。
放電灯接続部810は、例えば、ランプソケットであり、放電灯LAを物理的に接続するとともに、放電灯LAを放電灯点灯装置100に電気的に接続し、放電灯点灯装置100が生成した高周波交流電圧を放電灯LAに印加して点灯する。
放電灯点灯装置100は、整流回路110、力率改善回路120、インバータ回路130、インバータ制御回路135、カップリングコンデンサC41、チョークコイルL42、始動コンデンサC43、抵抗器R51、抵抗器R52、無負荷検出回路150、制御電源回路160、第二電源回路165、集積回路170、制御電源遮断回路180を有する。
整流回路110(全波整流回路)は、商用電源ACから供給された交流電圧を入力し、入力した交流電圧を全波整流して脈流電圧を生成し、生成した脈流電圧を出力する。整流回路110は、例えば、ダイオードブリッジDB、コンデンサC12からなる。ダイオードブリッジDBは、交流電圧を全波整流する。コンデンサC12は、高周波ノイズを除去するための比較的容量が小さいコンデンサである。
力率改善回路120は、整流回路110が出力した脈流電圧を入力し、入力した脈流電圧を昇圧または降圧して直流電圧を生成し、生成した直流電圧を出力する。力率改善回路120は、例えば、インダクタL21と、スイッチング素子Q22と、ダイオードD23と、コンデンサC24と、スイッチング素子Q22をオンオフ制御する昇圧チョッパ制御回路125とからなる昇圧チョッパ回路である。
インバータ回路130は、力率改善回路120が出力した直流電圧を入力し、入力した直流電圧から、放電灯LAを点灯する高周波交流電圧を生成し、生成した高周波交流電圧を出力する。インバータ回路130は、例えば、スイッチング素子Q31、スイッチング素子Q32からなるハーフブリッジ構成の回路であり、インバータ制御回路135が出力するインバータ駆動信号により、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフすることにより、高周波交流電圧を生成する。
インバータ制御回路135は、インバータ回路130のスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をそれぞれオンオフするインバータ駆動信号を生成し、生成したインバータ駆動信号を出力する。インバータ制御回路135は、放電灯LAの点灯モードに対応するインバータ駆動信号を生成する。例えば、放電灯LAを消灯する場合、インバータ制御回路135は、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成する。放電灯LAを予熱する場合(予熱動作)、インバータ制御回路135は、所定の予熱周波数(例えば、80kHz)でスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成する。放電灯LAを始動・点灯する場合(点灯動作)、インバータ制御回路135は、所定の点灯周波数(例えば、50kHz)でスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成する。
インバータ制御回路135は、放電灯LAの点灯・消灯を指示する点灯信号と、放電灯LAの点灯モードを指示するモード切替信号とを入力し、入力した点灯信号及びモード切替信号に基づいて、生成するインバータ駆動信号を切り替える。
インバータ制御回路135は、放電灯LAの点灯・消灯を指示する点灯信号と、放電灯LAの点灯モードを指示するモード切替信号とを入力し、入力した点灯信号及びモード切替信号に基づいて、生成するインバータ駆動信号を切り替える。
カップリングコンデンサC41は、インバータ回路130が出力した高周波交流電圧から、直流成分を除去するためのコンデンサである。
チョークコイルL42は、放電灯LA点灯時の電流を制限するためのインダクタである。
始動コンデンサC43は、放電灯LA始動時(放電開始時)において、チョークコイルL42との共振により高電圧を発生し、放電灯LAに印加するためのコンデンサである。
カップリングコンデンサC41、チョークコイルL42、始動コンデンサC43、放電灯接続部810に接続した放電灯LAが全体として、インバータ回路130の負荷となる負荷回路を構成する。
チョークコイルL42は、放電灯LA点灯時の電流を制限するためのインダクタである。
始動コンデンサC43は、放電灯LA始動時(放電開始時)において、チョークコイルL42との共振により高電圧を発生し、放電灯LAに印加するためのコンデンサである。
カップリングコンデンサC41、チョークコイルL42、始動コンデンサC43、放電灯接続部810に接続した放電灯LAが全体として、インバータ回路130の負荷となる負荷回路を構成する。
抵抗器R51及び抵抗器R52は、力率改善回路120が出力した直流電圧を分圧する分圧回路である。抵抗器R51と抵抗器R52との接続点は、始動コンデンサC43の低電位側端子に接続している。放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていない場合、始動コンデンサC43の低電位側端子の電位は、力率改善回路120が出力する直流電圧の電圧値に、抵抗器R51と抵抗器R52との分圧比を乗じた値となる。放電灯LAが放電灯接続部810に接続されている場合、放電灯LAのフィラメントの抵抗値は、抵抗器R51及び抵抗器R52の抵抗値と比べてとても小さいので、始動コンデンサC43の低電位側端子の電位は、ほぼ0になる。
無負荷検出回路150(第二異常検出回路)は、始動コンデンサC43の低電位側端子の電位を測定し、測定した電位に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているか否かを検出する。無負荷検出回路150は、検出した結果を示す接続状態検出信号を出力する。無負荷検出回路150は、例えば、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていると判定した場合に、接続状態検出信号の電位を所定の電位より高電位とし、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないと判定した場合に、接続状態検出信号の電位を所定の電位より低電位とすることにより、検出した結果を示す。
制御電源回路160は、整流回路110が出力した脈流電圧を入力し、入力した脈流電圧から、集積回路170などを動作させる制御電源電圧を生成し、生成した制御電源電圧を出力する。制御電源回路160が出力した制御電源電圧は、例えば、インバータ制御回路135、集積回路170などに供給され、インバータ制御回路135、集積回路170などを動作させる電源となる。
なお、制御電源回路160が生成した制御電源電圧は、インバータ制御回路135や集積回路170だけでなく、昇圧チョッパ制御回路125などに供給され、昇圧チョッパ制御回路125などを動作させる電源となってもよい。
なお、制御電源回路160が生成した制御電源電圧は、インバータ制御回路135や集積回路170だけでなく、昇圧チョッパ制御回路125などに供給され、昇圧チョッパ制御回路125などを動作させる電源となってもよい。
第二電源回路165は、インバータ回路130が出力した高周波交流電圧を入力し、入力した高周波交流電圧から、インバータ制御回路135などを動作させる制御電源電圧(第二電源電圧)を生成し、生成した制御電源電圧を出力する。第二電源回路165が出力した制御電源電圧は、例えば、インバータ制御回路135、集積回路170などに供給され、インバータ制御回路135、集積回路170などを動作させる電源となる。
インバータ制御回路135における消費電流は、待機時・起動時と、動作継続時とで異なる。インバータ制御回路135がスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成する場合(待機時)、または、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号の生成を開始する場合(起動時)において、インバータ制御回路135が消費する電流は、集積回路170が消費する電流に比べて非常に小さい(例えば、数十μA〜数百μA程度)。これに対し、インバータ制御回路135がスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号の生成を開始したあと、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号の生成を継続する場合(動作継続時)において、インバータ制御回路135は、比較的大きな電流を消費する(例えば、数mA程度)。
放電灯LAを消灯するため、インバータ制御回路135がスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成した場合、インバータ回路130は高周波交流電圧を生成しないので、第二電源回路165は制御電源電圧を生成しない。このため、インバータ制御回路135は、制御電源回路160が出力した制御電源電圧により動作する。このとき、インバータ制御回路135が消費する電流は小さいので、制御電源回路160が供給できる電流の範囲内で動作可能である。
放電灯LAを予熱・始動・点灯するため、インバータ制御回路135がスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成した場合、インバータ回路130は高周波交流電圧を生成し、これをもとに、第二電源回路165は、制御電源電圧を生成する。インバータ制御回路135は、制御電源回路160及び第二電源回路165の双方から制御電源電圧の供給を受けて動作する。このとき、インバータ制御回路135が消費する電流が大きくなるが、第二電源回路165は、比較的大きな電流を供給できるので、インバータ制御回路135は、動作を継続することができる。
なお、第二電源回路165が生成した制御電源電圧は、インバータ制御回路135や集積回路170だけでなく、昇圧チョッパ制御回路125などに供給され、昇圧チョッパ制御回路125などを動作させる電源となってもよい。
放電灯LAを予熱・始動・点灯するため、インバータ制御回路135がスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成した場合、インバータ回路130は高周波交流電圧を生成し、これをもとに、第二電源回路165は、制御電源電圧を生成する。インバータ制御回路135は、制御電源回路160及び第二電源回路165の双方から制御電源電圧の供給を受けて動作する。このとき、インバータ制御回路135が消費する電流が大きくなるが、第二電源回路165は、比較的大きな電流を供給できるので、インバータ制御回路135は、動作を継続することができる。
なお、第二電源回路165が生成した制御電源電圧は、インバータ制御回路135や集積回路170だけでなく、昇圧チョッパ制御回路125などに供給され、昇圧チョッパ制御回路125などを動作させる電源となってもよい。
集積回路170は、寿命末期検出回路171、シーケンス回路172を有する。
寿命末期検出回路171(放電灯異常検出回路、保護回路)は、放電灯LAの寿命末期に発生する片エミレス点灯(整流点灯)などの異常を検出して、検出した結果を示す寿命末期検出信号を出力する。寿命末期検出回路171は、例えば、カップリングコンデンサC41とチョークコイルL42との接続点の電位を測定し、測定した電位に基づいて、放電灯LAが寿命末期であるか否かを判定する。なお、放電灯LAを消灯すると寿命末期の判定ができないので、寿命末期検出回路171は、放電灯LAが寿命末期であると判定した場合、電源断などによりリセットされるまで寿命末期検出状態を保持する。
寿命末期検出回路171(放電灯異常検出回路、保護回路)は、放電灯LAの寿命末期に発生する片エミレス点灯(整流点灯)などの異常を検出して、検出した結果を示す寿命末期検出信号を出力する。寿命末期検出回路171は、例えば、カップリングコンデンサC41とチョークコイルL42との接続点の電位を測定し、測定した電位に基づいて、放電灯LAが寿命末期であるか否かを判定する。なお、放電灯LAを消灯すると寿命末期の判定ができないので、寿命末期検出回路171は、放電灯LAが寿命末期であると判定した場合、電源断などによりリセットされるまで寿命末期検出状態を保持する。
シーケンス回路172は、インバータ制御回路135が入力する点灯信号及びモード切替信号を生成し、生成した点灯信号及びモード切替信号を出力する。
シーケンス回路172は、例えば、放電灯LAの点灯を指示する場合に、点灯信号の電位を所定の電位より高くし、放電灯LAの点灯を指示しない(消灯を指示する)場合に、点灯信号の電位を所定の電位より低くすることにより、インバータ制御回路135に対して、放電灯LAを点灯するか否かを指示する。
また、シーケンス回路172は、例えば、予熱動作を指示する場合に、モード切替信号の電位を所定の電位より低くし、点灯動作を指示する場合に、モード切替信号の電位を所定の電位より高くすることにより、インバータ制御回路135に対して、放電灯LAの点灯モードを指示する。
シーケンス回路172は、例えば、放電灯LAの点灯を指示する場合に、点灯信号の電位を所定の電位より高くし、放電灯LAの点灯を指示しない(消灯を指示する)場合に、点灯信号の電位を所定の電位より低くすることにより、インバータ制御回路135に対して、放電灯LAを点灯するか否かを指示する。
また、シーケンス回路172は、例えば、予熱動作を指示する場合に、モード切替信号の電位を所定の電位より低くし、点灯動作を指示する場合に、モード切替信号の電位を所定の電位より高くすることにより、インバータ制御回路135に対して、放電灯LAの点灯モードを指示する。
シーケンス回路172は、寿命末期検出回路171が出力した寿命末期検出信号を入力し、入力した寿命末期検出信号に基づいて、寿命末期検出回路171の検出結果を判定する。寿命末期検出回路171が放電灯LAの寿命末期を検出したと判定した場合、シーケンス回路172は、インバータ制御回路135に対して放電灯LAの消灯を指示する点灯信号を生成する。例えば、シーケンス回路172は、点灯信号の電位を所定の電位より低くする。
寿命末期検出回路171が放電灯LAの寿命末期を検出していないと判定した場合、シーケンス回路172は、まず、インバータ制御回路135に対して放電灯LAの点灯を指示する点灯信号を生成し、予熱動作を指示するモード切替信号を生成する。例えば、シーケンス回路172は、点灯信号の電位を所定の電位より高くし、モード切替信号の電位を所定の電位より低くする。
放電灯LAのフィラメントが暖まるのに必要な所定の時間が経過したのち、寿命末期検出回路171は、インバータ制御回路135に対して放電灯LAの点灯を指示する点灯信号を生成し、点灯動作を指示するモード切替信号を生成する。例えば、シーケンス回路172は、点灯信号の電位を所定の電位より高く保ったまま、モード切替信号の電位を所定の電位より高くする。
寿命末期検出回路171が放電灯LAの寿命末期を検出していないと判定した場合、シーケンス回路172は、まず、インバータ制御回路135に対して放電灯LAの点灯を指示する点灯信号を生成し、予熱動作を指示するモード切替信号を生成する。例えば、シーケンス回路172は、点灯信号の電位を所定の電位より高くし、モード切替信号の電位を所定の電位より低くする。
放電灯LAのフィラメントが暖まるのに必要な所定の時間が経過したのち、寿命末期検出回路171は、インバータ制御回路135に対して放電灯LAの点灯を指示する点灯信号を生成し、点灯動作を指示するモード切替信号を生成する。例えば、シーケンス回路172は、点灯信号の電位を所定の電位より高く保ったまま、モード切替信号の電位を所定の電位より高くする。
制御電源遮断回路180は、無負荷検出回路150が出力した接続状態検出信号を入力し、入力した接続状態検出信号に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを無負荷検出回路150が検出した場合に、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断して、集積回路170に制御電源電圧が供給されないようにする。制御電源遮断回路180は、例えば、スイッチング素子SW81からなる。スイッチング素子SW81は、無負荷検出回路150が出力した接続状態検出信号の電位が所定の電位より低い場合にオンとなり、接続状態検出信号の電位が所定の電位より高い場合にオフとなることにより、集積回路170に制御電源電圧が供給されるのを遮断する。
制御電源遮断回路180により制御電源電圧の供給が遮断されると、集積回路170は、動作に必要な電源を得ることができず、動作を停止する。これにより、シーケンス回路172が出力する点灯信号及びモード切替信号はともに低電位となる。このため、インバータ制御回路135は、放電灯LAの消灯を指示されたと判断して、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を出力する。したがって、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない。
このように、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていない場合は、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので、無駄な電力消費を抑えることができる。
このように、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていない場合は、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので、無駄な電力消費を抑えることができる。
また、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されている場合は、制御電源遮断回路180を介して集積回路170に制御電源電圧が供給される。放電灯接続部810に接続されている放電灯LAが寿命末期でない場合、シーケンス回路172が点灯信号及びモード切替信号を生成し、インバータ制御回路135が点灯信号及びモード切替信号に基づいて、インバータ駆動信号を生成し、インバータ回路130がインバータ駆動信号によりスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフして、高周波交流電圧を生成し、放電灯LAを点灯する。
したがって、正常時には、正しく放電灯LAを点灯できる。
したがって、正常時には、正しく放電灯LAを点灯できる。
放電灯接続部810に接続されている放電灯LAが寿命末期の場合、シーケンス回路172は、放電灯LAの消灯を指示する点灯信号を生成し、インバータ制御回路135は、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成する。したがって、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成せず、放電灯LAは消灯する。
このように、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているが、寿命末期である場合、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので、異常電圧・異常電流の発生により回路がダメージを受けるのを防ぐことができる。
このように、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているが、寿命末期である場合、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので、異常電圧・異常電流の発生により回路がダメージを受けるのを防ぐことができる。
図2は、この実施の形態における放電灯点灯装置100の動作を示すシーケンス図である。
時刻t0において、電源スイッチがオフになっているなどにより、放電灯点灯装置100には、商用電源ACからの低周波交流電圧が供給されていない。したがって、放電灯点灯装置100内のすべての回路は動作せず、接続状態検出信号、点灯信号、モード切替信号の電位は低電位である。
時刻t1において、電源スイッチをオンするなどして、放電灯点灯装置100に商用電源ACから低周波交流電圧が供給され始める。この時点で、放電灯LAは放電灯接続部810に接続されていないものとする。
制御電源回路160は、整流回路110が脈流電圧を生成するので、制御電源電圧を生成する。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを検出し、接続状態検出信号の電位を低電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が低電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断して、集積回路170に供給されないようにする。
集積回路170は、制御電源回路160が生成した制御電源電圧が制御電源遮断回路180により遮断され、電源の供給を受けないので、非動作のままである。したがって、点灯信号、モード切替信号の電位は低電位のままである。
インバータ制御回路135は、制御電源回路160が生成した制御電源電圧の供給を受けて動作を開始するが、点灯信号の電位が低電位なので、消灯を指示されたと判断し、スイッチング素子Q31、スイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成する。したがって、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない。
第二電源回路165は、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので動作せず、制御電源電圧を生成しない。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを検出し、接続状態検出信号の電位を低電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が低電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断して、集積回路170に供給されないようにする。
集積回路170は、制御電源回路160が生成した制御電源電圧が制御電源遮断回路180により遮断され、電源の供給を受けないので、非動作のままである。したがって、点灯信号、モード切替信号の電位は低電位のままである。
インバータ制御回路135は、制御電源回路160が生成した制御電源電圧の供給を受けて動作を開始するが、点灯信号の電位が低電位なので、消灯を指示されたと判断し、スイッチング素子Q31、スイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成する。したがって、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない。
第二電源回路165は、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので動作せず、制御電源電圧を生成しない。
時刻t2において、寿命末期の放電灯LAを放電灯接続部810に接続したとする。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されたことを検出し、接続状態検出信号の電位を高電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が高電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断せず、集積回路170に供給する。
集積回路170は、制御電源電圧の供給を受け、動作を開始する。
寿命末期検出回路171は、放電灯LAの寿命末期を検出しない。放電灯LAが点灯していないので、異常電圧が発生しないからである。
シーケンス回路172は、放電灯LAが寿命末期でないと寿命末期検出回路171が判定したので、予熱動作を開始するため、点灯信号の電位を高電位にし、モード切替信号の電位を低電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が高電位なので、スイッチング素子Q31とスイッチング素子Q32とを交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成する。インバータ制御回路135は、モード切替信号の電位が低電位なので、予熱周波数のインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、予熱周波数の交流電圧を生成する。
第二電源回路165は、インバータ回路130が生成した高周波交流電圧から制御電源電圧を生成し、インバータ制御回路135に供給する。これにより、インバータ制御回路135は、スイッチング素子Q31、スイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成するために必要な電力を確保する。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が高電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断せず、集積回路170に供給する。
集積回路170は、制御電源電圧の供給を受け、動作を開始する。
寿命末期検出回路171は、放電灯LAの寿命末期を検出しない。放電灯LAが点灯していないので、異常電圧が発生しないからである。
シーケンス回路172は、放電灯LAが寿命末期でないと寿命末期検出回路171が判定したので、予熱動作を開始するため、点灯信号の電位を高電位にし、モード切替信号の電位を低電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が高電位なので、スイッチング素子Q31とスイッチング素子Q32とを交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成する。インバータ制御回路135は、モード切替信号の電位が低電位なので、予熱周波数のインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、予熱周波数の交流電圧を生成する。
第二電源回路165は、インバータ回路130が生成した高周波交流電圧から制御電源電圧を生成し、インバータ制御回路135に供給する。これにより、インバータ制御回路135は、スイッチング素子Q31、スイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成するために必要な電力を確保する。
シーケンス回路172は、内蔵するタイマ回路などにより、予熱動作の開始からの経過時間を測定し、放電灯LAのフィラメントが暖まるのに十分な時間が経過したか判断する。
時刻t3において、シーケンス回路172は、放電灯LAのフィラメントが暖まるのに十分な時間が経過したと判断する。
シーケンス回路172は、点灯動作に移行するため、点灯信号の電位は高電位のまま、モード切替信号の電位を高電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が高電位なので、スイッチング素子Q31とスイッチング素子Q32とを交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成する。インバータ制御回路135は、モード切替信号の電位が高電位なので、点灯周波数のインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、点灯周波数の交流電圧を生成する。
チョークコイルL42と始動コンデンサC43との共振により、放電灯LAの両端に高電圧が発生し、放電灯LAが放電を開始して点灯する。しかし、放電灯LAは寿命末期なので、異常電圧が発生する。
シーケンス回路172は、点灯動作に移行するため、点灯信号の電位は高電位のまま、モード切替信号の電位を高電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が高電位なので、スイッチング素子Q31とスイッチング素子Q32とを交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成する。インバータ制御回路135は、モード切替信号の電位が高電位なので、点灯周波数のインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、点灯周波数の交流電圧を生成する。
チョークコイルL42と始動コンデンサC43との共振により、放電灯LAの両端に高電圧が発生し、放電灯LAが放電を開始して点灯する。しかし、放電灯LAは寿命末期なので、異常電圧が発生する。
時刻t4において、寿命末期検出回路171は、異常電圧を検出し、放電灯LAの寿命末期を検出する。
時刻t5において、シーケンス回路172は、寿命末期検出回路171が放電灯LAの寿命末期を検出したので、放電灯LAを消灯するため、点灯信号の電位を低電位にし、モード切替信号の電位も低電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が低電位なので、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しなくなる。
第二電源回路165は、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので動作せず、制御電源電圧を生成しない。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が低電位なので、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しなくなる。
第二電源回路165は、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので動作せず、制御電源電圧を生成しない。
インバータ回路130が高周波交流電圧の生成を停止するので、放電灯LAは消灯し、異常電圧の発生も収まる。しかし、寿命末期検出回路171は、寿命末期の検出状態を保ち続ける。このため、シーケンス回路172は、点灯信号の電位を低電位のまま保つ。
時刻t6において、放電灯LAを交換するため、寿命末期の放電灯LAが放電灯接続部810から外されたとする。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを検出し、接続状態検出信号の電位を低電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が低電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断し、集積回路170に供給されないようにする。
集積回路170は、制御電源遮断回路180が制御電源電圧を遮断して、電源の供給を断たれたので、動作を停止する。これにより、点灯信号、モード切替信号は、低電位となる。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が低電位のままなので、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成し続け、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない状態を保つ。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを検出し、接続状態検出信号の電位を低電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が低電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断し、集積回路170に供給されないようにする。
集積回路170は、制御電源遮断回路180が制御電源電圧を遮断して、電源の供給を断たれたので、動作を停止する。これにより、点灯信号、モード切替信号は、低電位となる。
インバータ制御回路135は、点灯信号の電位が低電位のままなので、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成し続け、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない状態を保つ。
時刻t7において、新しい放電灯LAを放電灯接続部810に接続したとする。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されたことを検出し、接続状態検出信号の電位を高電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が高電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断せず、集積回路170に供給する。
集積回路170は、制御電源電圧の供給を受け、動作を再開する。
寿命末期検出回路171は、異常電圧を検出しない。また、寿命末期検出回路171は、電源の切断によりリセットされたので、以前の検出結果を保持していない。このため、寿命末期検出回路171は、放電灯LAが寿命末期でないと判定する。
シーケンス回路172は、放電灯LAが寿命末期でないと寿命末期検出回路171が判定したので、放電灯LAを点灯する。シーケンス回路172は、電源の切断によりリセットされたので、最初から動作を開始する。すなわち、シーケンス回路172は、再び予熱動作を開始するため、点灯信号の電位を高電位にし、モード切替信号の電位を低電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号及びモード切替信号に基づいて、予熱周波数のインバータ駆動信号を生成し、インバータ回路130は、予熱周波数の交流電圧を生成する。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が高電位なので、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断せず、集積回路170に供給する。
集積回路170は、制御電源電圧の供給を受け、動作を再開する。
寿命末期検出回路171は、異常電圧を検出しない。また、寿命末期検出回路171は、電源の切断によりリセットされたので、以前の検出結果を保持していない。このため、寿命末期検出回路171は、放電灯LAが寿命末期でないと判定する。
シーケンス回路172は、放電灯LAが寿命末期でないと寿命末期検出回路171が判定したので、放電灯LAを点灯する。シーケンス回路172は、電源の切断によりリセットされたので、最初から動作を開始する。すなわち、シーケンス回路172は、再び予熱動作を開始するため、点灯信号の電位を高電位にし、モード切替信号の電位を低電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号及びモード切替信号に基づいて、予熱周波数のインバータ駆動信号を生成し、インバータ回路130は、予熱周波数の交流電圧を生成する。
時刻t8において、シーケンス回路172は、放電灯LAのフィラメントが暖まるのに十分な時間が経過したと判断し、点灯動作に移行するため、点灯信号の電位は高電位のまま、モード切替信号の電位を高電位にする。
インバータ制御回路135は、点灯信号及びモード切替信号に基づいて、点灯周波数のインバータ駆動信号を生成し、インバータ回路130は、点灯周波数の交流電圧を生成する。
インバータ制御回路135は、点灯信号及びモード切替信号に基づいて、点灯周波数のインバータ駆動信号を生成し、インバータ回路130は、点灯周波数の交流電圧を生成する。
これにより、放電灯LAが放電を開始し点灯する。放電灯LAは新品なので異常電圧は発生せず、寿命末期検出回路171は放電灯LAが寿命末期ではないと判定するので、放電灯点灯装置100はそのまま点灯動作を継続する。
このように、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていない場合や、放電灯LAが寿命末期である場合などにおいて、寿命末期検出回路171(放電灯異常検出回路)や無負荷検出回路150(第二異常検出回路)が放電灯LAの異常を検出して、インバータ回路130の発振を停止するので、無駄な電力消費を抑えるとともに、放電灯点灯装置100を保護することができる。
放電灯点灯装置100の製造コストを低く抑えるため、放電灯点灯装置100の部品点数が少ないことが望ましい。集積回路を用いることにより、部品点数を削減できる。
また、1つ1つの部品の製造コストが低ければ、放電灯点灯装置100全体の製造コストも低くなる。特に、集積回路は、大量生産により製造コストを下げることが可能である。
また、1つ1つの部品の製造コストが低ければ、放電灯点灯装置100全体の製造コストも低くなる。特に、集積回路は、大量生産により製造コストを下げることが可能である。
インバータ制御は、放電灯点灯装置に限らず、他の家電製品などにおいても広く使われている技術である。そのため、汎用目的に利用できるインバータ制御用集積回路は、大量生産により、製造コストを低く抑えることができる。
これに対し、放電灯LAの寿命末期を検出する寿命末期検出回路や、放電灯LAの予熱・点灯動作を制御するシーケンス回路は、放電灯点灯装置特有の回路である。したがって、寿命末期検出回路やシーケンス回路を含む集積回路は、汎用目的に利用できるインバータ制御用集積回路ほど大量生産することはできず、汎用目的に利用できるインバータ制御用集積回路よりも製造コストが高くなる。
これに対し、放電灯LAの寿命末期を検出する寿命末期検出回路や、放電灯LAの予熱・点灯動作を制御するシーケンス回路は、放電灯点灯装置特有の回路である。したがって、寿命末期検出回路やシーケンス回路を含む集積回路は、汎用目的に利用できるインバータ制御用集積回路ほど大量生産することはできず、汎用目的に利用できるインバータ制御用集積回路よりも製造コストが高くなる。
そこで、この実施の形態における放電灯点灯装置100は、寿命末期検出回路171とシーケンス回路172とを1つの集積回路170としている。これにより、放電灯点灯装置100の部品点数が少なくなり、放電灯点灯装置100の製造コストを低く抑えることができる。
また、インバータ制御回路135には、汎用目的に利用できるインバータ制御用集積回路などを用いる。これにより、放電灯点灯装置100の部品点数が少なくなるだけでなく、大量生産による製造コスト削減の効果もあるので、放電灯点灯装置100の製造コストを更に低く抑えることができる。
また、インバータ制御回路135には、汎用目的に利用できるインバータ制御用集積回路などを用いる。これにより、放電灯点灯装置100の部品点数が少なくなるだけでなく、大量生産による製造コスト削減の効果もあるので、放電灯点灯装置100の製造コストを更に低く抑えることができる。
これにより、インバータ制御回路135と寿命末期検出回路171とシーケンス回路172とをすべて含む集積回路を用いる場合と比較して、部品点数が多くなり製造コストが高くなるが、大量生産による製造コスト削減の効果のほうが大きいので、全体として放電灯点灯装置100の製造コストを低く抑えることができる。
また、スイッチング素子Q31を駆動するインバータ駆動信号は、力率改善回路120が出力する直流電圧とほぼ同電位となる場合がある。そのため、インバータ駆動信号を出力する集積回路は、高電圧に耐えられる必要があり、パッケージを大きくしたり空きピンを設けたりして絶縁距離を確保するなどの対策が必要となる。
この実施の形態における集積回路170は、インバータ制御回路135を含まないので、このような対策を取る必要がない。したがって、集積回路170は、パッケージを小さくすることができるなど、製造コストを低く抑えることができる。
この実施の形態における集積回路170は、インバータ制御回路135を含まないので、このような対策を取る必要がない。したがって、集積回路170は、パッケージを小さくすることができるなど、製造コストを低く抑えることができる。
なお、この実施の形態において、集積回路170が出力する点灯信号やモード切替信号は、電位により点灯消灯指示などの論理を表わすものとして説明したが、他の物理量により論理を表わすものであってもよい。ここで、点灯信号は、集積回路170が動作していないときの状態(例えば、低電位)が、消灯指示を表わすことが望ましい。これにより、集積回路170が動作していない場合と、集積回路170が動作してシーケンス回路172が消灯を指示した場合とで、点灯信号の状態が同じになるので、インバータ制御回路135は、どちらの場合であるかを区別することなく、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフするインバータ駆動信号を生成すればよい。
また、集積回路170の消費電流は、2.8mA以下であることが望ましい。
図3は、一般的な制御電源回路160の回路構成の一例を示す電気回路図である。
端子aは、整流回路110が生成した脈流電圧を入力する端子である。端子bは、生成した制御電源電圧を出力する端子である。
端子aから入力した脈流電圧は、抵抗器R61により降圧され、コンデンサC62を充電する。コンデンサC62に充電された電圧がツェナーダイオードZD63のツェナー電圧を超えると、ツェナーダイオードZD63が導通し、それ以上コンデンサC62が充電されないので、端子bから出力される制御電源電圧は、ツェナーダイオードZD63のツェナー電圧で一定となる。
制御電源回路160は、抵抗器R61を通ってコンデンサC62を充電する電流の平均値とほぼ等しい電流を、端子bから出力できる。それより大きい電流を出力しようとすると、コンデンサC62が十分に充電されず、出力する制御電源電圧の電圧値が下がってしまう。
抵抗器R61を流れる電流の平均値は、端子aと端子bとの電位差の平均値を抵抗器R61の抵抗値で割ったものである。
端子aは、整流回路110が生成した脈流電圧を入力する端子である。端子bは、生成した制御電源電圧を出力する端子である。
端子aから入力した脈流電圧は、抵抗器R61により降圧され、コンデンサC62を充電する。コンデンサC62に充電された電圧がツェナーダイオードZD63のツェナー電圧を超えると、ツェナーダイオードZD63が導通し、それ以上コンデンサC62が充電されないので、端子bから出力される制御電源電圧は、ツェナーダイオードZD63のツェナー電圧で一定となる。
制御電源回路160は、抵抗器R61を通ってコンデンサC62を充電する電流の平均値とほぼ等しい電流を、端子bから出力できる。それより大きい電流を出力しようとすると、コンデンサC62が十分に充電されず、出力する制御電源電圧の電圧値が下がってしまう。
抵抗器R61を流れる電流の平均値は、端子aと端子bとの電位差の平均値を抵抗器R61の抵抗値で割ったものである。
インバータ回路130が高周波交流電圧を生成している場合、第二電源回路165が制御電源電圧を生成するので、集積回路170の動作に必要な電流は、第二電源回路165から供給できる。
これに対し、インバータ制御回路135がスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成し、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成していない場合、第二電源回路165は制御電源電圧を生成しないので、集積回路170の動作に必要な電流を、制御電源回路160が供給する必要がある。
なお、このときインバータ制御回路135は待機状態にあるので、インバータ制御回路135における消費電流は非常に小さく、無視してよい。
これに対し、インバータ制御回路135がスイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をともにオフにするインバータ駆動信号を生成し、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成していない場合、第二電源回路165は制御電源電圧を生成しないので、集積回路170の動作に必要な電流を、制御電源回路160が供給する必要がある。
なお、このときインバータ制御回路135は待機状態にあるので、インバータ制御回路135における消費電流は非常に小さく、無視してよい。
インバータ回路130が高周波交流電圧を生成していない場合、コンデンサC24を放電する電流がほとんど流れない。力率改善回路120が動作を停止するので、コンデンサC12を放電する電流もほとんど流れず、コンデンサC12には、脈流電圧のピークに相当する電圧が充電される。
例えば、商用電源ACとして、標準電圧100Vの電源を用いる場合、実際の実効電圧の最小値は、電気事業法施行規則第44条によれば、101V−6V=95Vである。ただし、これは供給側における電圧なので、送電中の減衰やダイオードブリッジDBにおける電圧降下などを考慮して、下限を約93Vと見積もると、脈流電圧のピーク値は、93V×√2=約132Vである。 例えば、端子bの電位の平均値(すなわち、制御電源電圧の電圧値)が5Vだとすると、端子aと端子bとの電位差の平均値は、132V−5V=約127Vとなる。商用電源ACの実効電圧が最小の場合に出力電流2.8mAを確保するためには、抵抗器R61の抵抗値が約45kΩ以下である必要がある。
抵抗器R61の抵抗値が小さいと、抵抗器R61における電力消費が大きくなるので、省電力の観点から、抵抗器R61の抵抗値は大きいほうが好ましい。そこで、抵抗器R61の抵抗値を45kΩに設定したとする。
放電灯点灯装置100がいわゆる電源電圧フリー設計である場合、商用電源ACの電圧は、様々な可能性がある。例えば、商用電源ACとして、上述した標準電圧100Vの電源を設計範囲の最小値とし、標準電圧100Vの単相三線の相間電圧から生成した200Vの電源を設計範囲の最大値とする。標準電圧100Vの単相三線の相間電圧から生成した200Vの実際の実効電圧の最大値は、(101V+6V)×2=214Vである。その場合、脈流電圧のピーク値は、214V×√2=約303Vである。
この場合、抵抗器R61の両端電圧は、303V−5V=約298Vであるから、抵抗器R61における消費電力は、298V×298V÷45kΩ=約2.0Wとなる。
この場合、抵抗器R61の両端電圧は、303V−5V=約298Vであるから、抵抗器R61における消費電力は、298V×298V÷45kΩ=約2.0Wとなる。
このため、抵抗器R61は、例えば、定格電力1/2Wのチップ抵抗4つを直列、並列または直並列に接続して構成することができる。
したがって、制御電源回路160を、小型化・低コスト化することができる。
したがって、制御電源回路160を、小型化・低コスト化することができる。
集積回路170に内蔵される寿命末期検出回路171やシーケンス回路172は、大きな容量のコンデンサや大きなインダクタのコイルを含まない回路であることが好ましい。大きな容量のコンデンサや大きなインダクタのコイルは、集積回路化できず、集積回路170に外づけする必要が生じるからである。
また、寿命末期検出回路171やシーケンス回路172は、負電圧が発生しない回路であることが好ましい。一般的に、集積回路は、負電圧が印加されると正常に動作しないからである。
また、寿命末期検出回路171やシーケンス回路172は、ノイズが入っても動作が不安定にならない回路であることが好ましい。集積回路化によりノイズに弱くなるからである。
また、寿命末期検出回路171やシーケンス回路172は、負電圧が発生しない回路であることが好ましい。一般的に、集積回路は、負電圧が印加されると正常に動作しないからである。
また、寿命末期検出回路171やシーケンス回路172は、ノイズが入っても動作が不安定にならない回路であることが好ましい。集積回路化によりノイズに弱くなるからである。
実施の形態2.
実施の形態2について、図4〜図5を用いて説明する。
実施の形態2について、図4〜図5を用いて説明する。
図4は、この実施の形態における照明器具800の構成を示す全体構成図である。
なお、実施の形態1で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
なお、実施の形態1で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
制御電源遮断回路180は、無負荷検出回路150(第二異常検出回路)が出力した接続状態検出信号に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを無負荷検出回路150が検出した場合に、制御電源回路160が生成した制御電源電圧を遮断して、集積回路170に対してだけでなく、インバータ制御回路135に対しても制御電源電圧が供給されないようにする。
シーケンス回路172は、点灯信号を生成せず、モード切替信号のみを生成し、出力する。
シーケンス回路172は、寿命末期検出信号に基づいて、寿命末期検出回路171が放電灯LAの寿命末期を検出した場合、放電灯LAを消灯するため、モード切替信号の電位を低電位とする。
シーケンス回路172は、寿命末期検出信号に基づいて、寿命末期検出回路171が放電灯LAの寿命末期を検出した場合、放電灯LAを消灯するため、モード切替信号の電位を低電位とする。
シーケンス回路172が点灯信号を出力しないので、インバータ制御回路135は、電源の供給を受けて動作している場合、常に、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32を交互にオンオフするインバータ駆動信号を生成する。インバータ制御回路135は、モード切替信号に基づいて、予熱周波数あるいは点灯周波数のインバータ駆動信号を生成する。
図5は、この実施の形態における放電灯点灯装置100の動作を示すシーケンス図である。
時刻t1において、電源スイッチをオンにするなどして、放電灯点灯装置100に商用電源ACから低周波交流電圧が供給され始めるが、放電灯LAは放電灯接続部810に接続されていない。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを検出し、接続状態検出信号の電位を低電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が低電位なので、制御電源遮断回路180が生成した制御電源電圧を遮断し、集積回路170及びインバータ制御回路135に供給されないようにする。
これにより、集積回路170だけでなく、インバータ制御回路135も動作しない。したがって、インバータ制御回路135は、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をオンまたはオフにするインバータ駆動信号を出力しない。
スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32は、インバータ制御回路135がインバータ駆動信号を出力しないので、オフのままとなる。したがって、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない。
無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを検出し、接続状態検出信号の電位を低電位にする。
制御電源遮断回路180は、接続状態検出信号の電位が低電位なので、制御電源遮断回路180が生成した制御電源電圧を遮断し、集積回路170及びインバータ制御回路135に供給されないようにする。
これにより、集積回路170だけでなく、インバータ制御回路135も動作しない。したがって、インバータ制御回路135は、スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32をオンまたはオフにするインバータ駆動信号を出力しない。
スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32は、インバータ制御回路135がインバータ駆動信号を出力しないので、オフのままとなる。したがって、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない。
時刻t5において、シーケンス回路172は、寿命末期検出回路171が放電灯LAの寿命末期を検出したので、放電灯LAを消灯するため、モード切替信号の電位を低電位にする。
インバータ制御回路135は、モード切替信号の電位が低電位なので、予熱周波数のインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、予熱周波数の交流電圧を生成する。
インバータ制御回路135は、モード切替信号の電位が低電位なので、予熱周波数のインバータ駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路130は、予熱周波数の交流電圧を生成する。
チョークコイルL42による電流制限のため、インバータ回路130が生成する交流電圧の周波数が高いほど、放電灯LAを流れる電流は小さくなる。したがって、予熱周波数が点灯周波数より高ければ、放電灯LAを流れる電流が小さくなる。回路定数を適切に設定することにより、放電灯LAを流れる電流が、放電灯LAにおける放電を維持できる電流より小さくなるようにすれば、放電灯LAは放電を停止し、消灯する。
時刻t6において、交換のため放電灯LAを外すと、無負荷検出回路150は、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを検出し、接続状態検出信号を低電位にする。制御電源回路160が生成した制御電源電圧を制御電源遮断回路180が遮断するので、インバータ制御回路135は第二電源回路165が生成した制御電源電圧だけでは動作を継続できず、動作を停止する。したがって、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない。
このように、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないなど放電灯LAの異常を検出した場合、放電灯点灯装置100を保護するため、インバータ回路130は高周波交流電圧を生成しない。そのとき、インバータ制御回路135が動作している必要はないので、制御電源遮断回路180がインバータ制御回路135に対する制御電源電圧の供給を遮断し、インバータ制御回路135の動作を停止する。
これにより、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていない場合に、インバータ制御回路135が電力を消費しないので、放電灯点灯装置100全体の消費電力を削減することができる。
また、シーケンス回路172が点灯信号を生成しないので、集積回路170の出力ピンの数を少なくすることができる。これにより、集積回路170を小型化できるので、集積回路170の製造コストを低くすることができる。
なお、シーケンス回路172は、実施の形態1と同様に、点灯信号を生成し出力してもよい。その場合、寿命末期検出による消灯時に、インバータ回路130が高周波交流電圧を生成しないので、その分の電力消費を抑えることができる。
実施の形態3.
実施の形態3について、図6を用いて説明する。
実施の形態3について、図6を用いて説明する。
図6は、この実施の形態における照明器具800の構成を示す全体構成図である。
なお、実施の形態1及び実施の形態2で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
なお、実施の形態1及び実施の形態2で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
制御電源遮断回路180は、無負荷検出回路150(第二異常検出回路)が出力した接続状態検出信号に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないことを無負荷検出回路150が検出した場合に、整流回路110が出力した脈流電圧を遮断して、制御電源回路160に供給されないようにする。
これにより、制御電源回路160は、制御電源電圧を生成しなくなり、集積回路170及びインバータ制御回路135は、動作に必要な電源の供給を受けられないので、動作を停止する。スイッチング素子Q31及びスイッチング素子Q32はオフのままになり、インバータ回路130は、高周波交流電圧を生成しない。
このように、制御電源遮断回路180を、制御電源回路160と集積回路170及びインバータ制御回路135の間ではなく、整流回路110と制御電源回路160との間に設けても、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていない場合に、インバータ回路130の動作を停止し、高周波交流電圧を生成しないようにすることができる。
これにより、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていない場合に、制御電源回路160が電力を消費しないので、100全体の消費電力を更に削減することができる。
実施の形態4.
実施の形態4について、図7を用いて説明する。
実施の形態4について、図7を用いて説明する。
図7は、この実施の形態における照明器具800の構成を示す全体構成図である。
なお、実施の形態1〜実施の形態3で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
なお、実施の形態1〜実施の形態3で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、ここでは説明を省略する。
集積回路170は、寿命末期検出回路171、シーケンス回路172に加えて、無負荷検出回路173を含む。
無負荷検出回路173(放電灯異常検出回路)は、実施の形態1で説明した無負荷検出回路150と同様、始動コンデンサC43の低電位側端子の電位を測定し、測定した電位に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているか否かを検出し、検出結果を示す接続状態検出信号を出力する。
寿命末期検出回路171は、寿命末期検出により放電灯LAが消灯し、異常電圧を検出しなくなった場合、寿命末期検出状態を保持せず、寿命末期でないと判定する。
シーケンス回路172は、寿命末期検出回路171が出力した寿命末期検出信号と、無負荷検出回路173が出力した接続状態検出信号とを入力し、入力した寿命末期検出信号及び接続状態検出信号に基づいて、動作モードを決定し、決定した動作モードをインバータ制御回路135に対して指示する点灯信号やモード切替信号を出力する。
無負荷検出回路173(放電灯異常検出回路)は、実施の形態1で説明した無負荷検出回路150と同様、始動コンデンサC43の低電位側端子の電位を測定し、測定した電位に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているか否かを検出し、検出結果を示す接続状態検出信号を出力する。
寿命末期検出回路171は、寿命末期検出により放電灯LAが消灯し、異常電圧を検出しなくなった場合、寿命末期検出状態を保持せず、寿命末期でないと判定する。
シーケンス回路172は、寿命末期検出回路171が出力した寿命末期検出信号と、無負荷検出回路173が出力した接続状態検出信号とを入力し、入力した寿命末期検出信号及び接続状態検出信号に基づいて、動作モードを決定し、決定した動作モードをインバータ制御回路135に対して指示する点灯信号やモード切替信号を出力する。
図8は、この実施の形態におけるシーケンス回路172が放電灯点灯装置100の動作シーケンスを指示するシーケンス処理の流れを示すフローチャート図である。
集積回路170に電源が供給され、シーケンス回路172が動作を始めると、シーケンス回路172は、シーケンス処理を行う。
第一接続判定工程S11において、無負荷検出回路173が出力した接続状態検出信号を入力する。シーケンス回路172は、入力した接続状態検出信号に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているか否かを判定する。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないと判定した場合、第一接続判定工程S11を繰り返し、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されるのを待つ。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていると判定した場合、予熱指示工程S12へ進む。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないと判定した場合、第一接続判定工程S11を繰り返し、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されるのを待つ。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていると判定した場合、予熱指示工程S12へ進む。
予熱指示工程S12において、シーケンス回路172は、予熱動作を指示する点灯信号やモード切替信号を生成し出力する。
予熱待ち工程S13において、シーケンス回路172は、内蔵するタイマ回路などにより、放電灯LAのフィラメントが暖まるのに十分な所定の時間が経過したか否かを判定する。
まだ十分な時間が経過していないと判定した場合、予熱指示工程S12に戻る。
十分な時間が経過したと判定した場合、点灯指示工程S14へ進む。
まだ十分な時間が経過していないと判定した場合、予熱指示工程S12に戻る。
十分な時間が経過したと判定した場合、点灯指示工程S14へ進む。
点灯指示工程S14において、シーケンス回路172は、点灯動作を指示する点灯信号やモード切替信号を生成し出力する。
寿命末期判定工程S15において、シーケンス回路172は、寿命末期検出回路171が出力した寿命末期検出信号を入力する。シーケンス回路172は、入力した寿命末期検出信号に基づいて、放電灯LAが寿命末期であるか否かを判定する。
放電灯LAが寿命末期であると判定した場合、消灯指示工程S17へ進む。
放電灯LAが寿命末期でないと判定した場合、第二接続判定工程S16へ進む。
放電灯LAが寿命末期であると判定した場合、消灯指示工程S17へ進む。
放電灯LAが寿命末期でないと判定した場合、第二接続判定工程S16へ進む。
第二接続判定工程S16において、シーケンス回路172は、無負荷検出回路173が出力した接続状態検出信号を入力する。シーケンス回路172は、入力した接続状態検出信号に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているか否かを判定する。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていると判定した場合、点灯指示工程S14に戻り、放電灯LAの点灯を続ける。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないと判定した場合、消灯指示工程S17へ進む。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていると判定した場合、点灯指示工程S14に戻り、放電灯LAの点灯を続ける。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないと判定した場合、消灯指示工程S17へ進む。
消灯指示工程S17において、シーケンス回路172は、消灯動作を指示する点灯信号やモード切替信号を生成し出力する。
第三接続判定工程S18において、シーケンス回路172は、無負荷検出回路173が出力した接続状態検出信号を入力する。シーケンス回路172は、入力した接続状態検出信号に基づいて、放電灯LAが放電灯接続部810に接続されているか否かを判定する。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていると判定した場合、第三接続判定工程S18を繰り返し、放電灯LAが交換のため外されるのを待つ。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないと判定した場合、第一接続判定工程S11に戻る。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていると判定した場合、第三接続判定工程S18を繰り返し、放電灯LAが交換のため外されるのを待つ。
放電灯LAが放電灯接続部810に接続されていないと判定した場合、第一接続判定工程S11に戻る。
このように、集積回路170が無負荷検出回路173を含むことにより、部品点数を更に削減できるので、放電灯点灯装置100の製造コストを低く抑えることができる。
また、集積回路170の内部で無負荷検出によるリセット処理をするので、制御電源遮断回路180が必要ない。これにより、部品点数更に削減できるので、放電灯点灯装置100の製造コストを更に低く抑えることができる。
100 放電灯点灯装置、110 整流回路、120 力率改善回路、125 昇圧チョッパ制御回路、130 インバータ回路、135 インバータ制御回路、150,173 無負荷検出回路、160 制御電源回路、165 第二電源回路、170 集積回路、171 寿命末期検出回路、172 シーケンス回路、180 制御電源遮断回路、800 照明器具、810 放電灯接続部、AC 商用電源、C12,C24,C62 コンデンサ、C41 カップリングコンデンサ、C43 始動コンデンサ、D23 ダイオード、DB ダイオードブリッジ、L21 インダクタ、L42 チョークコイル、LA 放電灯、Q22,Q31,Q32,SW81 スイッチング素子、R51,R52,R61 抵抗器、ZD63 ツェナーダイオード。
Claims (10)
- 接続した放電灯の異常を検出する放電灯異常検出回路と上記放電灯異常検出回路が放電灯の異常を検出しない場合に上記放電灯の点灯モードを指示するモード切替信号を生成するシーケンス回路とを含む集積回路と、
上記シーケンス回路が生成したモード切替信号により指示された点灯モードに対応するインバータ駆動信号を生成するインバータ制御回路と、
上記インバータ制御回路が生成したインバータ駆動信号に基づいて、上記放電灯を点灯する交流電圧を生成するインバータ回路と
を有することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 上記放電灯異常検出回路は、上記放電灯の寿命末期を上記放電灯の異常として検出することを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。
- 上記放電灯異常検出回路は、上記放電灯が接続されていないことを上記放電灯の異常として検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放電灯点灯装置。
- 上記シーケンス回路は、上記放電灯異常検出回路が放電灯の異常を検出しない場合に、予熱動作を指示するモード切替信号を生成し、上記予熱動作を指示するモード切替信号を生成してから所定の時間が経過した場合に、点灯動作を指示するモード切替信号を生成し、
上記インバータ制御回路は、上記シーケンス回路が生成したモード切替信号により予熱動作を指示された場合に、所定の予熱周波数のインバータ駆動信号を生成し、上記シーケンス回路が生成したモード切替信号により点灯動作を指示された場合に、所定の点灯周波数のインバータ駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 - 上記シーケンス回路は、更に、上記放電灯異常検出回路が放電灯の異常を検出しない場合に、上記放電灯の点灯を指示する点灯信号を生成し、
上記インバータ制御回路は、上記シーケンス回路が生成した点灯信号により上記放電灯の点灯を指示された場合に、上記シーケンス回路が生成したモード切替信号により指示された点灯モードに対応するインバータ駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 - 上記放電灯点灯装置は、更に、
上記集積回路を動作させる制御電源電圧を生成し、生成した制御電源電圧を上記集積回路に供給する制御電源回路と、
上記放電灯の異常を検出する第二異常検出回路と、
上記第二異常検出回路が上記放電灯の異常を検出した場合に、上記制御電源回路が生成した制御電源電圧が上記集積回路へ供給されるのを遮断する制御電源遮断回路とを有し、
上記集積回路は、上記制御電源回路が生成し上記制御電源遮断回路を介して供給された制御電源電圧を電源として動作することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 - 上記制御電源回路は、更に、生成した制御電源電圧を上記インバータ制御回路に供給し、
上記制御電源遮断回路は、更に、上記第二異常検出回路が上記放電灯の異常を検出した場合に、上記制御電源回路が生成した制御電源電圧が上記インバータ制御回路へ供給されるのを遮断し、
上記インバータ制御回路は、上記制御電源回路が生成し上記制御電源遮断回路を介して供給された制御電源電圧を電源として動作することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 - 上記放電灯点灯装置は、更に、
交流電源から交流電圧を入力し、入力した交流電圧を整流して、脈流電圧を生成する整流回路と、
上記整流回路が生成した脈流電圧から直流電圧を生成する力率改善回路と、
上記インバータ回路が生成した交流電圧から上記インバータ制御回路を動作させる第二電源電圧を生成し、生成した第二電源電圧を上記インバータ制御回路に供給する第二電源回路とを有し、
上記インバータ回路は、上記力率改善回路が生成した直流電圧から上記放電灯を点灯する交流電圧を生成し、
上記制御電源回路は、上記整流回路が生成した脈流電圧から制御電源電圧を生成し、
上記インバータ制御回路は、上記制御電源回路が生成し上記制御電源遮断回路を介して供給された制御電源電圧と上記第二電源回路が生成した第二電源電圧とを電源として動作することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の放電灯点灯装置。 - 上記集積回路は、消費電流が2.8mA以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、
上記放電灯を接続し、上記放電灯点灯装置が生成した交流電圧を上記放電灯に供給する放電灯接続部と
を有することを特徴とする照明器具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007199736A JP2009037789A (ja) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | 放電灯点灯装置及び照明器具 |
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