JP2009158498A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光ランプ等の放電灯を高周波点灯する放電灯点灯装置にかかり、特に、放電灯の寿命末期を判定する放電灯点灯装置に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device for high-frequency lighting of a discharge lamp such as a fluorescent lamp, and more particularly to a discharge lamp lighting device for determining the end of life of a discharge lamp.
この種の放電灯点灯装置は、図13に示すように、直流電源1に高周波インバータ回路2の入力端子を接続し、このインバータ回路2の出力端子にコンデンサ3及びチョークコイル4を直列に介して放電灯、例えば蛍光ランプ5を接続し、この蛍光ランプ5の各フィラメント電極5a,5b間に予熱コンデンサ6を接続している。なお、直流電源1としては、バッテリーや商用電源を全波整流して平滑するものなどがある。高周波インバータ回路2は、一般的に矩形の高周波電圧を出力し、この高周波電圧をコンデンサ3を介すことで直流成分をカットし、蛍光ランプ5に交流電流のみを流す。チョークコイル4は、この限流リアクトル成分により蛍光ランプ5の放電に伴う急激なインピーダンス変化に対してランプ電流を均一に保つ作用を為す。予熱コンデンサ6は、インバータ回路2が発振すると、フィラメント電極5a,5bを介して共振電流を流し、フィラメント電極を加熱して放電を容易にさせる。
In this type of discharge lamp lighting device, as shown in FIG. 13, an input terminal of a high-
蛍光ランプ5の両端間にコンデンサ7,8を直列に接続した分圧回路を接続し、この分圧回路の中点に発生する交流電圧をダイオード9,10からなる半波倍電圧整流回路で倍電圧整流して判定回路11に供給している。この回路では、交流電圧のピーク電圧に相当する電圧が判定回路11に供給されることになる。判定回路11は入力する直流電圧を予め設定した所定電圧と比較し、入力電圧が所定電圧を越えるとランプ寿命末期を判定して周波数コントロール回路12に発振停止信号を供給する。周波数コントロール回路12は発振停止信号の入力により、インバータ回路2の発振周波数をゼロに制御して発振を停止させる。
A voltage dividing circuit in which capacitors 7 and 8 are connected in series is connected between both ends of the
ところで、ランプ5が寿命末期になったままインバータ回路2の発振動作を継続させると、過負荷状態となって回路素子などが破損したり、ランプが破損したりする。このため、ランプの寿命末期を検出してインバータ回路2の発振動作を停止させることは装置やランプを保護するためには大切となる。一般に、蛍光ランプ5が寿命末期になるとランプのインピーダンスが上昇し、これによりインバータ回路2が共振Q点に近づいて共振が強くなり、管電圧(交流成分)が上昇する。従って、この交流成分を半波倍電圧整流回路で倍電圧整流した直流電圧を判定回路11で見ればランプのインピーダンスを間接的に知ることができ、ランプのインピーダンスがランプの寿命末期に対応していれば、結果としてランプの寿命末期を判定できることになる。この従来装置はこのようにしてランプの寿命末期を判定してインバータ回路2の発振を停止させている。
By the way, if the oscillation operation of the
しかし、ランプのインピーダンスが高くなるのはランプが寿命末期になった場合のみではなく、ランプを調光した場合、ランプの周囲温度が低くなった場合、ランプの種類を変えた場合、同じ種類のランプでも製造のばらつきがある場合などでも高くなる。従って、このような場合が単独あるいは複合して起きた時にはランプが正常であるにもかかわらずランプが寿命末期であると誤判定されてしまう問題があった。また、逆に、ランプが寿命末期になっているにもかかわらず周囲温度などの要因によって管電圧が上昇せずランプの寿命末期が判定されないという問題があった。 However, the impedance of the lamp is high not only when the lamp is at the end of its life, but when the lamp is dimmed, the ambient temperature of the lamp is low, the lamp type is changed, Even when there is a variation in the manufacturing of the lamp, it becomes high. Therefore, when such a case occurs alone or in combination, there is a problem that the lamp is erroneously determined to be at the end of its life even though the lamp is normal. On the other hand, there is a problem in that the lamp voltage does not increase due to factors such as the ambient temperature and the end of lamp life cannot be determined even though the lamp is at the end of life.
そこで、放電灯の寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や放電灯の保護が確実にできる放電灯点灯装置を提供する。 Therefore, a discharge lamp lighting device that can reliably detect the end of the life of the discharge lamp and thereby reliably protect the device and the discharge lamp is provided.
請求項1記載の放電灯点灯装置は、直流電源と;直流電源に一対の電界効果トランジスタの直列回路を並列に接続してなり、比較的高い周波数で動作する予熱状態、前記予熱状態後に比較的低い周波数で動作する始動状態、前記始動状態後に前記始動状態よりは低い高周波電圧となる点灯状態を形成する高周波インバータ回路と;一端を前記一対の電界効果トランジスタの接続点に接続し、他端を前記直流電源の負極側に接続してなるコンデンサ、チョークコイル及び放電灯を含む直列回路と;放電灯の両端に発生する所定レベル以上の直流電圧成分を検出する直流電圧検出回路と;放電灯の予熱状態及び始動状態で発生する前記直流電圧成分では判定せず、放電灯の放電点灯開始後に直流電圧検出回路の検出出力が基準電圧以上になるか否かを判定する判定回路と;判定回路の出力に基づいて前記高周波インバータ回路の発振を停止又は前記高周波インバータ回路の出力を弱めるように制御するインバータ回路制御手段と;を具備することを特徴とする。 A discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein a DC power source; a series circuit of a pair of field effect transistors connected in parallel to the DC power source, a preheating state operating at a relatively high frequency, A starting state that operates at a low frequency, a high-frequency inverter circuit that forms a lighting state that has a lower high-frequency voltage than the starting state after the starting state; one end connected to a connection point of the pair of field effect transistors, and the other end A series circuit including a capacitor, a choke coil and a discharge lamp connected to the negative electrode side of the DC power supply; a DC voltage detection circuit for detecting a DC voltage component of a predetermined level or higher generated at both ends of the discharge lamp; Whether or not the detection output of the DC voltage detection circuit becomes equal to or higher than the reference voltage after the discharge lighting of the discharge lamp is started without judging by the DC voltage component generated in the preheating state and the starting state. Characterized by comprising a; and inverter circuit control means for controlling so as to weaken the output of stop or the high frequency inverter circuit an oscillation of the high frequency inverter circuit based on the output of the determination circuit; determining circuit and the.
請求項1記載の発明によれば、放電灯の寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や放電灯の保護が確実にできる。 According to the first aspect of the present invention, the end of the life of the discharge lamp can be detected with certainty, whereby the device and the discharge lamp can be reliably protected.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)図1に示すように、直流電源21にハーフブリッジ形の高周波インバータ回路22を接続している。前記直流電源21は、バッテリーや交流電源を全波整流して平滑する回路等で構成している。前記インバータ回路22は、直流電源21に1対のMOS型FET(電界効果トランジスタ)23,24の直列回路を並列に接続し、FET23のゲート、ソース間に抵抗25とコンデンサ26の直列回路を接続すると共にFET24のゲート、ソース間に抵抗27とコンデンサ28の直列回路を接続している。そして、前記各FET23,24の接続点を第1のカレントトランス29の一端に接続し、かつ、前記抵抗25とコンデンサ26との直列回路に抵抗30を介して前記第1のカレントトランス29と磁気結合した第2のカレントトランス31を並列に接続し、前記抵抗27とコンデンサ28との直列回路に抵抗32を介して前記第1のカレントトランス29と磁気結合した第3のカレントトランス33を並列に接続している。
(First Embodiment) As shown in FIG. 1, a half-bridge type high-
前記第1のカレントトランス29の他端を、コンデンサ34及びチョークコイル35を直列に介して放電灯である蛍光ランプ36の一方のフィラメント電極36aの一端に接続している。前記蛍光ランプ36の他方のフィラメント電極36bの一端を前記FET24のソースに接続している。そして、前記蛍光ランプ36の各フィラメント電極36a,36bの他端間に予熱コンデンサ37を接続している。前記蛍光ランプ36の各フィラメント電極36a,36b間に直流電圧検出回路38の入力端子を接続している。前記直流電圧検出回路38は、入力端子となる抵抗39,40の直列分圧回路を前記蛍光ランプ36の各フィラメント電極36a,36bの一端間に、抵抗39を電極36a側、抵抗40を電極36b側にして接続し、かつ、前記抵抗40にコンデンサ41を並列に接続している。そして、前記抵抗39の一端と抵抗40の一端との接続点を、ダイオード42を順方向に介しさらに定電圧ダイオード43を介してNPN形の第1のトランジスタ44のベースに接続するとともに、ダイオード45を逆方向に介してNPN形の第2のトランジスタ46のエミッタに接続している。
The other end of the first
前記第1のトランジスタ44は、エミッタを前記抵抗40の他端に接続し、コレクタをダイオード47を逆方向に介し、さらに抵抗48を介して+VE電源端子に接続している。前記第2のトランジスタ46は、コレクタをダイオード49を逆方向に介し、さらに前記抵抗48を介して+VE 電源端子に接続し、ベースを定電圧ダイオード50を順方向に介して前記抵抗40の他端に接続している。そして、前記抵抗48と各ダイオード47,49のアノードとの接続点の電圧を反転回路51を介して出力端子から出力している。前記直流電圧検出回路38の出力端子に判定回路52を接続している。前記判定回路52は、前記直流電圧検出回路38の反転回路51の出力端子を抵抗53を介してコンデンサ54の一端に接続するとともにコンパレータ55の一つの入力端子に接続している。前記コンデンサ54の他端は前記定電圧ダイオード50のカソード端子に接続している。前記抵抗53及びコンデンサ54は時定数回路を構成している。前記コンパレータ55のもう一つの入力端子には基準電圧refが入力している。
The
前記コンパレータ55は、時定数回路からの入力電圧が基準電圧ref 以上になったときインバータ回路制御手段を構成する周波数コントロール回路56に前記インバータ回路22の発振を停止させる停止信号を供給するようになっている。前記周波数コントロール回路56は停止信号の入力があると、前記インバータ回路22の例えばカレントトランス31又は33の回路をオフするなどして自励発振を停止させる制御を行うようになっている。このような構成においては、図2に示すように直流電源21を時刻t1 にて投入すると、インバータ回路22は若干遅れたタイミングの時刻t2 で発振動作を開始する。インバータ回路22は最初は比較的高い周波数で動作し、共振Qから離れた位置で発振する。これにより、蛍光ランプ36に印加する高周波電圧が低く抑えられ、かつ予熱コンデンサ37を介して各フィラメント電極36a,36bに予熱電流が流れこの各フィラメント電極を予熱する。
The
そして、時刻t3 になると、インバータ回路22は比較的低い周波数で動作するようになり、共振Qに近い位置で発振する。これにより、蛍光ランプ36に印加する高周波電圧が上昇する。こうして、蛍光ランプ36は時刻t4 にて放電点灯を開始するようになる。以降、蛍光ランプ36はインバータ回路22が発振を停止するまで点灯を維持するようになる。ところで、蛍光ランプ36が点灯しない間は、ランプは絶縁体と同じなので、初めに直流電圧が蛍光ランプ36の両端間に印加すると、この間はこの直流成分が保持される。そして、蛍光ランプ36が点灯すると、今度はランプは等価的に抵抗となるので直流分はキャンセルされる。
At time t3, the
従って、蛍光ランプ36に印加されるランプ電圧は図2の(a) に示すようになり、直流電圧検出回路38は、電源が投入されてから蛍光ランプ36が点灯を開始するまでの時間T1 だけ直流成分を検出して図2の(b)
に示すハイレベルの信号を出力する。すなわち、直流電圧検出回路38は+電圧の直流成分を検出すると、定電圧ダイオード43を介して第1のトランジスタ44のベースにベース電流を流し、このトランジスタ44をオン動作する。これにより、反転回路51への入力がローレベルとなり、この反転回路51の出力はハイレベルになる。また、−電圧の直流成分を検出すると、定電圧ダイオード50を介して第2のトランジスタ46のベースにベース電流を流し、このトランジスタ46をオン動作する。これにより、反転回路51への入力がやはりローレベルとなり、この反転回路51の出力はハイレベルとなる。このように、直流電圧検出回路38は直流成分を検出している時間、反転回路51からの出力をハイレベルにする。
Accordingly, the lamp voltage applied to the
A high level signal shown in FIG. That is, when the DC
また、蛍光ランプ36が点灯して直流成分がキャンセルされると、抵抗40の両端間には直流電圧がほとんど発生しないので、各トランジスタ44,46はオフ状態を保持し、従って、反転回路51への入力がハイレベル、反転回路51の出力レベルがローレベルとなる。判定回路52では、反転回路51の出力がハイレベルのときに抵抗53を介してコンデンサ54を充電する。そして、コンデンサ54の充電レベルが基準電圧ref 以上になると、コンパレータ55は周波数コントロール回路56に停止信号を供給する。
Further, when the
従って、蛍光ランプ36が正常な状態で始動点灯するときの電源投入から点灯開始までの始動に必要な時間T1 においてはコンデンサ54の充電レベルが基準電圧refを越えないように回路時定数や基準電圧refを予め設定すれば、始動時において直流電圧検出回路38の出力が時間T1だけハイレベルになっても判定回路52のコンパレータ55の出力は図2の(c)に示すようにローレベル状態を保持してハイレベルな停止信号を周波数コントロール回路56に供給することはない。すなわち、判定回路52ではコンデンサ54が充電を開始してからこのコンデンサ54の充電レベルが基準電圧ref以上になるまでの時間T0をT0>T1に設定する。
Accordingly, the circuit time constant and the reference voltage are set so that the charge level of the
蛍光ランプ36が点灯を開始すると、直流成分がキャンセルされて反転回路51の出力レベルが図2の(b)に示すようにローレベルとなり、以降、コンパレータ55の出力はローレベル状態を保持するようになる。また、蛍光ランプ36が寿命末期になり、点灯時にフィラメント電極36b側からフィラメント電極36a側に流れる管電流に対してランプインピーダンスが増加した場合には、電源投入から蛍光ランプ36が点灯を開始するまでは正常時と何等変わらない。
When the
しかし、蛍光ランプ36が点灯すると、ランプインピーダンスの度合いに応じてランプ電圧は図3の(a)に示すようにマイナス側に移動し、ランプ電圧の直流電圧成分は図3の(b)に示すようにマイナス側に偏移する。この直流電圧成分が定電圧ダイオード50のツェナー電圧よりも大きくマイナス側に偏移すると、直流電圧検出回路38は定電圧ダイオード50を導通して第2のトランジスタ46をオン動作し、反転回路51への入力レベルをローレベルにする。これにより、反転回路51の出力レベル、すなわち、直流電圧検出回路38の出力レベルが図3の(c) に示すようにハイレベルとなる。
However, when the
そして、この時間T2が時間T0以上になると、すなわち、T2≧T0になると、判定回路52のコンパレータ55はハイレベルな停止信号を出力し周波数コントロール回路56に供給する。これにより、周波数コントロール回路56はインバータ回路22の発振動作を停止させる。また、逆に、蛍光ランプ36が寿命末期になり、点灯時にフィラメント電極36a側からフィラメント電極36b側に流れる管電流に対してランプインピーダンスが増加した場合には、電源投入から蛍光ランプ36が点灯を開始するまでは正常時と何等変わらない。
When this time T2 becomes equal to or greater than time T0, that is, when T2 ≧ T0, the
しかし、蛍光ランプ36が点灯すると、ランプインピーダンスの度合いに応じてランプ電圧は図4の(a)に示すようにプラス側に移動し、ランプ電圧の直流電圧成分は図4の(b)に示すようにプラス側に偏移する。この直流電圧成分が定電圧ダイオード43のツェナー電圧よりも大きくプラス側に偏移すると、直流電圧検出回路38は定電圧ダイオード43を導通して第1のトランジスタ44をオン動作し、反転回路51への入力レベルをローレベルにする。これにより、反転回路51の出力レベル、すなわち、直流電圧検出回路38の出力レベルが図4の(c)に示すようにハイレベルとなる。
However, when the
そして、この時間T2が時間T0以上になると、すなわち、T2≧T0になると、判定回路52のコンパレータ55はハイレベルな停止信号を出力し周波数コントロール回路56に供給する。これにより、周波数コントロール回路56はインバータ回路22の発振動作を停止させる。このように、蛍光ランプ36が寿命末期になってランプインピーダンスに偏りが生じると、直流電圧検出回路38はそれによって発生する直流電圧成分を検出して判定回路52にハイレベル出力を時間T0以上のT2 時間継続して供給するので、判定回路52のコンパレータ55からT2 時間継続後に停止信号が発生し、これにより周波数コントロール回路56はインバータ回路22の発振動作を停止させる。従って、過負荷状態のためにインバータ回路22の回路素子が破損したり、蛍光ランプ36が破損することはなく、装置やランプの保護が確実にできる。また、ランプ電圧を検出するのではなく、ランプに印加する直流電圧成分を検出し、しかもこの直流成分が所定レベル以上で、かつ、蛍光ランプ36が正常な状態で始動点灯するときの電源投入から点灯開始までの始動に必要な時間T1よりも長い所定時間T0以上継続したとき初めてランプの寿命末期を検出するので、たとえランプを調光したり、ランプの周囲温度が低くなったり、ランプの種類を変えたり、同じ種類のランプでも製造のばらつきがあっても、それとは関係なくランプの寿命末期を確実に検出できる。
When this time T2 becomes equal to or greater than time T0, that is, when T2 ≧ T0, the
また、始動時において蛍光ランプ36が点灯しなかったときには、蛍光ランプ36に印加するランプ電圧は図5の(a)に示すようになり、この蛍光ランプ36に印加する直流電圧成分は図5の(b)に示すように時間T1より長く維持される。従って、直流電圧検出回路38からのハイレベル出力も図5の(c)に示すように時間T1より長く維持される。そして、この維持時間がT0以上継続されると、判定回路52のコンパレータ55から図5の(d)に示すように停止信号が発生し、これにより周波数コントロール回路56はインバータ回路22の発振動作を停止させる。こうして、蛍光ランプ36が始動によって点灯しない場合にもこの回路は動作し、インバータ回路22の発振動作を停止させることができる。
Further, when the
(第2の実施の形態)なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。これは図6に示すように3灯点灯用の放電灯点灯装置に適用したものである。すなわち、高周波インバータ回路22の出力端子に、コンデンサ341及びチョークコイル351を直列に介して蛍光ランプ361のフィラメント電極361a,361bの一端を接続し、コンデンサ342及びチョークコイル352を直列に介して蛍光ランプ362のフィラメント電極362a,362bの一端を接続し、コンデンサ343及びチョークコイル353を直列に介して蛍光ランプ363のフィラメント電極363a,363bの一端を接続している。そして、各蛍光ランプ361,362,363のフィラメント電極361a,362a,363aの他端とフィラメント電極361b,362b,363bの他端との間に予熱コンデンサ371,372,373をそれぞれ接続している。
(Second Embodiment) The same reference numerals are given to the same parts as those of the above-described embodiment, and the detailed description is omitted. This is applied to a discharge lamp lighting device for lighting three lamps as shown in FIG. That is, one end of the
前記各蛍光ランプ361 ,362 ,363 に印加する電圧の直流電圧成分をそれぞれ前記直流電圧検出回路38と同一構成の直流電圧検出回路381 ,382,383 で検出するようになっている。前記各直流電圧検出回路381 ,382,383 の出力をオアゲート回路61を介して判定回路52に供給している。この構成においては、各蛍光ランプ361 ,362 ,363 の1つでも寿命末期になると該当する直流電圧検出回路の出力が時間T0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力がオアゲート回路61を介して判定回路52に供給される。これにより、判定回路52は停止信号を周波数コントロール回路56に供給する。こうして、高周波インバータ回路22の発振動作が停止され、装置やランプが破損から保護される。このように3灯の蛍光ランプを同時に点灯するものにおいて各蛍光ランプの寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や蛍光ランプの保護が確実にできる。
The DC voltage components of the voltage applied to the fluorescent lamps 361, 362, 363 are detected by DC
また、始動時に各蛍光ランプ361 ,362 ,363 の1つでも不点灯になると該当する直流電圧検出回路の出力が時間T0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力がオアゲート回路61を介して判定回路52に供給される。これにより、判定回路52は停止信号を周波数コントロール回路56に供給する。こうして、高周波インバータ回路22の発振動作が停止される。このように、始動時における蛍光ランプの不点灯も確実に検出できる。
Further, when any one of the fluorescent lamps 361, 362, 363 is not lit at the time of starting, the output of the corresponding DC voltage detection circuit continues to be in the high level state for the time T0 or more, and this output is passed through the OR gate circuit 61. 52. As a result, the
(第3の実施の形態)なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。これは図7に示すように3灯点灯用の放電灯点灯装置に適用したものである。すなわち、高周波インバータ回路22の出力端子に、コンデンサ341 及びチョークコイル351 を直列に介して蛍光ランプ361 のフィラメント電極361 a,361 bの一端を接続し、コンデンサ342 及びチョークコイル352 を直列に介して蛍光ランプ362 のフィラメント電極362 a,362 bの一端を接続し、コンデンサ343 及びチョークコイル353 を直列に介して蛍光ランプ363 のフィラメント電極363 a,363 bの一端を接続している。そして、各蛍光ランプ361 ,362 ,363 のフィラメント電極361 a,362 a,363 aの他端とフィラメント電極361
b,362 b,363 bの他端との間に予熱コンデンサ371 ,372 ,373 をそれぞれ接続している。
(Third Embodiment) The same reference numerals are given to the same parts as those of the above-described embodiment, and the detailed description is omitted. This is applied to a discharge lamp lighting device for lighting three lamps as shown in FIG. That is, one end of the
Preheating
前記各蛍光ランプ361 ,362 ,363 に印加する電圧の直流電圧成分を1つの直流電圧検出回路62で検出するようになっている。前記直流電圧検出回路62は、図8に示すように、前記蛍光ランプ361 の各フィラメント電極361 a,361 bの一端間に、抵抗391 ,401 の直列分圧回路を、抵抗391 を電極361 a側、抵抗401 を電極361 b側にして接続し、かつ、前記抵抗401 にコンデンサ411 を並列に接続している。また、前記蛍光ランプ362 の各フィラメント電極362 a,362 bの一端間に、抵抗392 ,402 の直列分圧回路を、抵抗392 を電極362 a側、抵抗402を電極362 b側にして接続し、かつ、前記抵抗402 にコンデンサ412 を並列に接続している。また、前記蛍光ランプ363 の各フィラメント電極363 a,363 bの一端間に、抵抗393 ,403 の直列分圧回路を、抵抗393 を電極363 a側、抵抗403 を電極363 b側にして接続し、かつ、前記抵抗403 にコンデンサ413 を並列に接続している。
The DC voltage component of the voltage applied to each of the fluorescent lamps 361, 362, 363 is detected by one DC voltage detection circuit 62. As shown in FIG. 8, the DC voltage detection circuit 62 includes a series voltage dividing circuit of resistors 391 and 401 between one ends of the
そして、前記抵抗391 の一端と抵抗401 の一端との接続点を、ダイオード421 を順方向に介しさらに定電圧ダイオード43を介してNPN形の第1のトランジスタ44のベースに接続するとともにダイオード451 を逆方向に介してNPN形の第2のトランジスタ46のエミッタに接続している。また、前記抵抗392 の一端と抵抗402 の一端との接続点を、ダイオード422 を順方向に介しさらに前記定電圧ダイオード43を介して前記第1のトランジスタ44のベースに接続するとともにダイオード452 を逆方向に介して前記第2のトランジスタ46のエミッタに接続している。また、前記抵抗393 の一端と抵抗403 の一端との接続点を、ダイオード423 を順方向に介しさらに前記定電圧ダイオード43を介して前記第1のトランジスタ44のベースに接続するとともにダイオード453 を逆方向に介して前記第2のトランジスタ46のエミッタに接続している。
The connection point between one end of the resistor 391 and one end of the resistor 401 is connected to the base of the NPN
前記第1のトランジスタ44は、エミッタを前記抵抗401 ,402 ,403の他端に接続し、コレクタをダイオード47を逆方向に介し、さらに抵抗48を介して+VE 電源端子に接続している。前記第2のトランジスタ46は、コレクタをダイオード49を逆方向に介し、さらに前記抵抗48を介して+VE 電源端子に接続し、ベースを定電圧ダイオード50を順方向に介して前記抵抗401 ,402 ,403 の他端に接続している。そして、前記抵抗48と各ダイオード47,49のアノードとの接続点の電圧を反転回路51を介して出力端子から判定回路52に出力している。
The
この構成においては、各蛍光ランプ361 ,362 ,363 の1つでも寿命末期になると定電圧ダイオード43を介して第1のトランジスタ44がオンするか、定電圧ダイオード50を介して第2のトランジスタ46がオンし、直流電圧検出回路62の出力が時間T0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力が判定回路52に供給される。これにより、判定回路52は停止信号を周波数コントロール回路56に供給する。こうして、高周波インバータ回路22の発振動作が停止され、装置やランプが破損から保護される。このように3灯の蛍光ランプを同時に点灯するものにおいて各蛍光ランプの寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や蛍光ランプの保護が確実にできる。しかも、直流電圧検出回路62を各蛍光ランプに対して共通に使用しているので、直流電圧検出回路の構成が簡単となる。
In this configuration, when at least one of the fluorescent lamps 361, 362, 363 reaches the end of its life, the
また、始動時に各蛍光ランプ361 ,362 ,363 の1つでも不点灯になると直流電圧検出回路の出力が時間T0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力が判定回路52に供給される。これにより、判定回路52は停止信号を周波数コントロール回路56に供給する。こうして、高周波インバータ回路22の発振動作が停止される。このように、始動時における蛍光ランプの不点灯も確実に検出できる。
Further, when any one of the fluorescent lamps 361, 362, 363 is not lit at the time of starting, the output of the DC voltage detection circuit continues to be in the high level state for the time T0 and this output is supplied to the
(第4の実施の形態)これは図9に示すように、図1に示した直流電圧検出回路38の変形例を示し、この直流電圧検出回路は、ダイオード42のカソードを定電圧ダイオード43を介して抵抗63,64の直列分圧回路の一端に接続している。前記直列分圧回路の他端を抵抗40の他端に接続している。そして、前記抵抗63,64の接続点を第1のトランジスタ44のベースに接続している。前記定電圧ダイオード43、抵抗63,64の直列回路にコンデンサ65を並列に接続し、前記第1のトランジスタ44のベース、エミッタ間にコンデンサ66を接続している。
(Fourth Embodiment) As shown in FIG. 9, this shows a modification of the DC
前記第1のトランジスタ44は、コレクタをPNP形の第3のトランジスタ67のベースに接続している。前記第3のトランジスタ67は、エミッタを前記抵抗40の他端に接続し、コレクタをダイオード47を逆方向に介し、さらに抵抗48を介して+VE 電源端子に接続している。ダイオード45のアノードを第2のトランジスタ46のエミッタに接続している。前記第2のトランジスタ46は、コレクタをPNP形の第4のトランジスタ68のベースに接続し、ベースを抵抗69及び定電圧ダイオード50を介して前記抵抗40の他端に接続している。前記第2のトランジスタ46のベース、エミッタ間に抵抗70とコンデンサ71の並列回路を接続している。
The collector of the
前記第4のトランジスタ68は、コレクタを前記抵抗40の他端に接続し、エミッタをダイオード49を逆方向に介し、さらに前記抵抗48を介して+VE 電源端子に接続している。前記第2のトランジスタ46のコレクタと第4のトランジスタ68のエミッタとの間に抵抗72を接続している。前記抵抗70とコンデンサ71の並列回路と前記抵抗69と定電圧ダイオード50との直列回路にコンデンサ73を並列に接続している。
The
直流電圧検出回路をこのように構成することで、蛍光ランプ36に印加する直流電圧成分がプラス側に偏移した時にオン動作するトランジスタ回路(トランジスタ44,67)及びマイナス側に偏移した時にオン動作するトランジスタ回路(トランジスタ46,68)のhfeを大きくでき、感度を上げることができる。これにより、判定回路52に供給する出力電流が充分に大きくなる。従って、判定回路52に入力インピーダンスが低いときには有効である。
By configuring the DC voltage detection circuit in this way, the transistor circuit (
(第5の実施の形態)これは図10に示すように、図1に示した直流電圧検出回路38の変形例を示し、この直流電圧検出回路75は、蛍光ランプ36の各フィラメント電極36a,36bの一端間に抵抗76を介してコンデンサ77を接続している。そして、前記コンデンサ77に全波整流ダイオードブリッジ回路78の入力端子を接続し、このダイオードブリッジ回路78の出力端子にコンデンサ79を接続している。前記コンデンサ79に定電圧ダイオード80及び抵抗81を介してフォトカプラ82の発光ダイオード82Dを接続している。
(Fifth Embodiment) This is a modification of the DC
前記フォトカプラ82は、ホトトランジスタ82Tのエミッタをコンデンサ83を介して前記蛍光ランプ36のフィラメント電極36bの一端に接続し、ホトトランジスタ82Tのコレクタを抵抗84を介して+VE 電源端子に接続している。そして、前記ホトトランジスタ82Tのコレクタ、エミッタ間の出力を反転回路51を介して判定回路52に供給するようになっている。
In the
この回路では、蛍光ランプ36に印加する直流電圧成分がプラス側に偏移してもマイナス側に偏移してもダイオードブリッジ回路78の出力端子に接続したコンデンサ79には図に示す極性の直流電圧が充電され、この直流電圧が定電圧ダイオード80のツェナー電圧を越えると、定電圧ダイオード80が導通して発光ダイオード82Dが発光する。これにより、ホトトランジスタ82Tがオン動作して反転回路51の出力端子にハイレベルな出力が発生する。このように構成することで、蛍光ランプ36の各フィラメント電極36a,36bのいずれも接地電位から離れている場合に対処できる。
In this circuit, regardless of whether the DC voltage component applied to the
(第6の実施の形態)これは図11に示すように、高周波インバータ回路22の出力端子にコンデンサ85,86の直列分圧回路を並列に接続し、コンデンサ86にダイオード87を逆極性にして並列に接続するとともにダイオード88を順方向に介してコンデンサ89を並列に接続して倍電圧整流回路を構成している。そして、コンデンサ89に抵抗90を並列に接続し、このコンデンサ89と抵抗90との並列回路の両端から+VE 電源を取り出し、この+VE 電源を直流電圧検出回路38の+VE 電源端子に供給している。
(Sixth Embodiment) As shown in FIG. 11, a series voltage dividing circuit of
このような構成においては、図12に示すように直流電源21を時刻t1 にて投入してもインバータ回路22がすぐには発振せず、比較的長い時間経過した後の時刻t2 で発振動作を開始したとすると、電源の投入時t1 から直ぐに直流電圧検出回路38の出力がハイレベルになった場合には、蛍光ランプ36が点灯を開始する前に判定回路52が時間T0 以上を検出して停止信号が発生するという誤動作が生じる。この点、この構成ではインバータ回路22が発振動作を開始しない限り直流電圧検出回路38には+VE 電源が供給されないので、直流電圧検出回路38は動作しない。すなわち、図12の(c) に示すように直流電圧検出回路38の出力は時刻t2 になるまではハイレベルとはならない。
In such a configuration, as shown in FIG. 12, even if the
そして、時刻t3 になると蛍光ランプ36に印加する高周波電圧が上昇し、さらに時刻t4 になると蛍光ランプ36は放電点灯を開始するようになり、直流電圧検出回路38の出力もローレベルとなる。この動作において直流電圧検出回路38の出力がハイレベルになっている時間T10は判定回路52が蛍光ランプ36の寿命末期や不点灯を判定するための時間T0 よりも充分に短いので、判定回路52が誤って停止信号を周波数コントロール回路56に供給することはない。
At time t3, the high-frequency voltage applied to the
このように、インバータ回路22の出力で+VE 電源を発生させることで、たとえ始動時にインバータ回路22の発振動作の開始が大幅に遅れても誤動作することはない。なお、図12の(a) は蛍光ランプ36に印加されるランプ電圧波形を示し、図12の(b) はランプ電圧ないの直流電圧成分波形を示し、図12の(d) は判定回路52の出力波形を示している。
In this way, by generating the + VE power source from the output of the
なお、前述した各実施の形態では、判定回路として、蛍光ランプの寿命末期を判定する時間も蛍光ランプの始動時の不点灯を判定する時間も共通の時間T0 を使用して判定するものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、蛍光ランプの寿命末期を判定する時間をT01、蛍光ランプの始動時の不点灯を判定する時間をT02(>T01)として別々に設定し、始動時に直流電圧検出回路の出力のハイレベル状態が第2の時間T02以上継続すると判定回路が不点灯を判定し、また、点灯時に直流電圧検出回路の出力のハイレベル状態が第1の時間T01以上継続すると判定回路が蛍光ランプの寿命末期を判定するようにしてもよい。これを実現するには、例えばコンパレータに入力する基準電圧をVref1とVref2(>Vref1)の2つとし、始動時には基準電圧Vref1を使用し、点灯時には基準電圧Vref2を使用するように切り替えればよい。また、コンパレータの入力端子に接続した時定数回路の時定数を始動時と点灯時で切り替えるようにしてもよい。 In each of the above-described embodiments, the determination circuit uses a common time T0 to determine the time for determining the end of life of the fluorescent lamp and the time for determining non-lighting at the start of the fluorescent lamp. However, the present invention is not necessarily limited to this. The time for determining the end of life of the fluorescent lamp is set separately as T01, and the time for determining the non-lighting at the start of the fluorescent lamp is set as T02 (> T01). When the high level state of the output of the voltage detection circuit continues for the second time T02 or more, the determination circuit determines that the lighting is not lit, and when the high level state of the output of the DC voltage detection circuit continues for the first time T01 or more during lighting. The determination circuit may determine the end of life of the fluorescent lamp. In order to realize this, for example, the reference voltages to be input to the comparator may be set to two reference voltages Vref1 and Vref2 (> Vref1), the reference voltage Vref1 may be used at the start, and the reference voltage Vref2 may be used at the time of lighting. Further, the time constant of the time constant circuit connected to the input terminal of the comparator may be switched between starting and lighting.
また、前述した各実施の形態では、周波数コントロール回路として、判定回路からの停止信号により高周波インバータ回路の発振動作を停止させるものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではない。すなわち、高周波インバータ回路は発振周波数が高くなると共振Qから離れる特性を有し、共振Qから離れると発振出力が弱まることが知られている。従って、周波数コントロール回路として、判定回路からの出力信号により高周波インバータ回路の発振周波数を高めてインバータ回路の出力を弱める制御を行うものであってもよい。このようにしても、インバータ回路の回路素子や蛍光ランプを破損から保護することができる。 In each of the embodiments described above, the frequency control circuit has been described as stopping the oscillation operation of the high-frequency inverter circuit by a stop signal from the determination circuit, but is not necessarily limited thereto. That is, it is known that the high-frequency inverter circuit has a characteristic of separating from the resonance Q when the oscillation frequency is high, and the oscillation output is weakened when it is away from the resonance Q. Therefore, the frequency control circuit may perform control to increase the oscillation frequency of the high frequency inverter circuit and weaken the output of the inverter circuit by the output signal from the determination circuit. Even in this case, the circuit elements of the inverter circuit and the fluorescent lamp can be protected from damage.
22…高周波インバータ回路、34…コンデンサ、35…チョークコイル、36…蛍光ランプ(放電灯)、38…直流電圧検出回路、52…判定回路、56…周波数コントロール回路
DESCRIPTION OF
Claims (1)
直流電源に一対の電界効果トランジスタの直列回路を並列に接続してなり、比較的高い周波数で動作する予熱状態、前記予熱状態後に比較的低い周波数で動作する始動状態、前記始動状態後に前記始動状態よりは低い高周波電圧となる点灯状態を形成する高周波インバータ回路と;
一端を前記一対の電界効果トランジスタの接続点に接続し、他端を前記直流電源の負極側に接続してなるコンデンサ、チョークコイル及び放電灯を含む直列回路と;
放電灯の両端に発生する所定レベル以上の直流電圧成分を検出する直流電圧検出回路と;
放電灯の予熱状態及び始動状態で発生する前記直流電圧成分では判定せず、放電灯の放電点灯開始後に直流電圧検出回路の検出出力が基準電圧以上になるか否かを判定する判定回路と;
判定回路の出力に基づいて前記高周波インバータ回路の発振を停止又は前記高周波インバータ回路の出力を弱めるように制御するインバータ回路制御手段と;
を具備することを特徴とする放電灯点灯装置。 DC power supply;
A series circuit of a pair of field effect transistors connected to a DC power source in parallel, a preheating state operating at a relatively high frequency, a starting state operating at a relatively low frequency after the preheating state, and the starting state after the starting state A high-frequency inverter circuit forming a lighting state with a lower high-frequency voltage;
A series circuit including a capacitor, a choke coil, and a discharge lamp having one end connected to a connection point of the pair of field effect transistors and the other end connected to the negative electrode side of the DC power supply;
A DC voltage detection circuit for detecting a DC voltage component at a predetermined level or higher generated at both ends of the discharge lamp;
A determination circuit for determining whether or not the detection output of the DC voltage detection circuit is equal to or higher than a reference voltage after starting the discharge lighting of the discharge lamp without determining the DC voltage component generated in the preheating state and the starting state of the discharge lamp;
Inverter circuit control means for controlling the oscillation of the high-frequency inverter circuit to stop or weaken the output of the high-frequency inverter circuit based on the output of the determination circuit;
A discharge lamp lighting device comprising:
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Citations (3)
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JPH05121183A (en) * | 1991-10-28 | 1993-05-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Discharge lamp lighting device |
JPH07320888A (en) * | 1994-05-26 | 1995-12-08 | Tec Corp | Lighting device for electric discharge lamp |
JPH0845687A (en) * | 1994-05-03 | 1996-02-16 | Osram Sylvania Inc | Protective circuit for arc discharge lamp |
-
2009
- 2009-04-16 JP JP2009099958A patent/JP2009158498A/en active Pending
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