JP2010010048A - 放電灯点灯制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に且つ感電の危険性なく放電灯を交換することができ、しかも待機電力が殆ど消費されない、放電灯点灯制御装置を提供する。
【解決手段】電源が投入されている状態で放電灯ＤＬの電極Ｅ１、Ｅ２が放電灯ＤＬ用の端子Ｔ１、Ｔ２に装着されると、抵抗Ｒ１、放電灯ＤＬの電極Ｅ１、抵抗Ｒ２、放電灯ＤＬの電極Ｅ２、抵抗Ｒ３、及び発振制御回路ＯＣの電源端子を介して、発振制御回路ＯＣに電源電圧Ｖ_CCが印加される。このため、発振制御回路ＯＣが初期状態からスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン／オフつまり高周波電圧の発振を自動的に開始して、放電灯ＤＬが自動的に点灯する。電源が投入されている状態であっても放電灯ＤＬの電極Ｅ１、Ｅ２の何れかでも端子Ｔ１、Ｔ２から離脱されると、発振制御回路ＯＣに電源電圧Ｖ_CCが印加されなくなって、発振制御回路ＯＣが高周波電圧の発振を自動的に停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータによって発生させた高周波電圧によって放電灯を点灯させるための所謂インバータ式の放電灯点灯制御装置に関する。

従来のインバータ式の放電灯点灯制御装置としては、図３に示されている自励発振方式の放電灯点灯制御装置と、図４に示されている他励発振方式の放電灯点灯制御装置とがあった。

図３に示されている従来の自励発振方式の放電灯点灯制御装置では、商用電源が投入されると、商用交流電圧が全波整流され且つ有極電解コンデンサである平滑化コンデンサＣ１によって平滑化された直流電圧によって、電流制限用の抵抗Ｒ１を介して始動コンデンサＣ４が充電される。平滑化コンデンサＣ１によって平滑化された直流電圧は、ハイ側及びロー側の二つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の夫々の正端子ＰＴ及び負端子ＮＴにも印加される。

始動コンデンサＣ４の電圧がトリガ素子ＴＥのブレークダウン電圧に到達した時点で、ロー側のスイッチング素子Ｑ２が駆動つまり導通され、放電灯ＤＬ用の第一及び第二の端子Ｔ１、Ｔ２間に放電灯ＤＬが装着されている状態では、カレントトランスＣＴ１に電流が流れる。この結果、ハイ側及びロー側のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が交互にオン／オフを繰り返し、これらのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２同士の間にあるインバータの出力端子ＯＴにおける高周波電圧の発振が継続して、放電灯ＤＬが点灯する。発振の開始に伴って、始動コンデンサＣ４の電荷は、放電用ダイオードＤ１を介して、ロー側のスイッチング素子Ｑ２がオン状態の時に、放電される。

電源が投入されても、放電灯ＤＬ用の第一及び第二の端子Ｔ１、Ｔ２間に放電灯ＤＬが装着されていない状態では、カレントトランスＣＴ１に電流が流れないので、出力端子ＯＴにおける高周波電圧の発振が継続しない。このため、電源が投入されている限り、トリガ素子ＴＥのブレークダウン電圧までの始動コンデンサＣ４への充電と、ロー側のスイッチング素子Ｑ２の導通による放電用ダイオードＤ１及びスイッチング素子Ｑ２を介する始動コンデンサＣ４からの放電とが、繰り返されて、放電灯ＤＬ用の第一及び第二の端子Ｔ１、Ｔ２間に高電圧が周期的に発生し続ける。

図４に示されている従来の他励発振方式の放電灯点灯制御装置では、商用電源が投入されると、発振制御回路ＯＣの動作に必要な電源電圧Ｖ_CCが、発振制御回路用電源回路ＣＳから発振制御回路ＯＣの電源端子に印加される。発振制御回路ＯＣが動作を開始すると、ハイ側及びロー側の二つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が交互にオン／オフを繰り返す様に駆動され、共振用チョークコイルＬ１と共振用コンデンサＣ３とから成るＬＣ共振回路によって、放電灯ＤＬの点灯に必要な高電圧が放電灯ＤＬ用の第一及び第二の端子Ｔ１、Ｔ２間に発生する。

放電灯ＤＬの点灯に伴って、平滑化コンデンサＣ１によって平滑化された直流電圧の略半分の直流電圧に、結合コンデンサＣ２が充電される。他励発振方式では、放電灯ＤＬが寿命末期状態になると、放電灯電圧異常検出回路ＡＤが、放電灯ＤＬのインピーダンスの上昇に伴う端子Ｔ１における電位の上昇を検出して、発振制御回路ＯＣの発振動作を停止させる。

しかし、電源が投入されている状態では、発振制御回路ＯＣは発振動作を一旦停止するとこの停止状態を維持し続けるので、寿命末期状態の放電灯ＤＬを端子Ｔ１、Ｔ２間から離脱させて正常な放電灯ＤＬを端子Ｔ１、Ｔ２間に装着するだけでは、この正常な放電灯ＤＬは点灯しない。正常な放電灯ＤＬを点灯させるためには、電源を一旦切断した後に再び投入して発振制御回路ＯＣを初期状態から作動させる必要がある。

図３に示されている従来の自励発振方式の放電灯点灯制御装置では、放電灯ＤＬが端子Ｔ１、Ｔ２間に装着されていない状態でも、電源が投入されている限りこれらの端子Ｔ１、Ｔ２間に高電圧が周期的に発生し続けるので、電源が投入されている状態で放電灯を交換しようとすると感電の危険性がある。特に、押しボタン式スイッチによって電源を投入及び切断する放電灯点灯制御装置では、電源が投入されているのか切断されているのかを判別しにくいので、感電の危険性が高い。しかも、放電灯ＤＬが端子Ｔ１、Ｔ２間に装着されていない状態でも、電源が投入されている限りこれらの端子Ｔ１、Ｔ２間に高電圧が周期的に発生し続けるので、待機電力が消費される。

また、図４に示されている従来の他励発振方式の放電灯点灯制御装置では、交換した正常な放電灯ＤＬを点灯させるためには電源を一旦切断した後に再び投入する必要があるので、放電灯ＤＬを簡単には交換することができない。特に、電源の再投入の必要性を認識していない使用者は、交換した正常な放電灯ＤＬも故障しているのかと誤認して、放電灯ＤＬの再点灯までに長時間を要することがある。しかも、電源が投入されている状態では、発振制御回路ＯＣは発振動作を停止してもこの停止状態を維持する様に作動し続けるので、待機電力が消費される。

従って、本発明は、簡単に且つ感電の危険性なく放電灯を交換することができ、しかも、待機電力が殆ど消費されない、放電灯点灯制御装置を提供することを目的としている。

請求項１による放電灯点灯制御装置では、電源が投入されている状態で放電灯の一方及び他方の電極が放電灯用の第一及び第二の端子に装着されると、第一の抵抗、第一の端子側の放電灯の一方の電極、第二の抵抗、第二の端子側の放電灯の他方の電極、第三の抵抗、及び発振制御回路の電源端子を介して、発振制御回路に電源電圧が印加される。このため、発振制御回路が初期状態から一対のスイッチング素子のオン／オフつまり高周波電圧の発振を自動的に開始して、放電灯が自動的に点灯する。

一方、電源が投入されている状態であっても放電灯の一方及び他方の電極の何れかでも放電灯用の第一または第二の端子から離脱されると、発振制御回路に電源電圧が印加されなくなって、この発振制御回路が高周波電圧の発振を自動的に停止する。

しかも、放電灯用の第二の端子とロー側のスイッチング素子の負端子との間に結合コンデンサが接続されているので、電源が投入されている状態であっても放電灯の一方及び他方の電極の何れかでも放電灯用の第一または第二の端子から離脱されると、直流電圧が印加されているハイ側のスイッチング素子の正端子とロー側のスイッチング素子の負端子との間には、第一の抵抗とロー側のスイッチング素子とを通る漏洩電流しか流れない。

請求項２による放電灯点灯制御装置では、ハイ側のスイッチング素子のオン時に、このハイ側のスイッチング素子、ノイズ防止コンデンサ、及び第二の整流素子を介して、平滑化コンデンサが充電される。ロー側のスイッチング素子のオン時には、ノイズ防止コンデンサに充電された電荷のうちの正電荷はロー側のスイッチング素子を介して放電され、ノイズ防止コンデンサに充電された電荷のうちの負電荷は第一の整流素子を介して放電される。

このため、ハイ側のスイッチング素子の次回のオン時に、再び、ハイ側のスイッチング素子、ノイズ防止コンデンサ、及び第二の整流素子を介して、平滑化コンデンサが更に充電される。この結果、発振制御回路が高周波電圧の発振を開始した後では、平滑化コンデンサによっても発振制御回路の電源端子に電源電圧が印加されて電流が流れ、第一〜第三の抵抗を介して発振制御回路の電源端子へ流れる電流を発振制御回路が発振開始時に必要とする最小限の値に制限することが可能になる。

請求項１による放電灯点灯制御装置では、電源が投入されている状態で放電灯の一方及び他方の電極が放電灯用の第一及び第二の端子に装着されると、発振制御回路が初期状態から高周波電圧の発振を自動的に開始して放電灯が自動的に点灯し、電源が投入されている状態であっても放電灯の一方及び他方の電極の何れかでも放電灯用の第一または第二の端子から離脱されると、発振制御回路が高周波電圧の発振を自動的に停止する。従って、簡単に且つ感電の危険性なく放電灯を交換することができる。

しかも、電源が投入されている状態であっても放電灯の一方及び他方の電極の何れかでも放電灯用の第一または第二の端子から離脱されると、第一の抵抗とロー側のスイッチング素子とを通る漏洩電流しか流れない。従って、待機電力が殆ど消費されない。

請求項２による放電灯点灯制御装置では、発振制御回路が高周波電圧の発振を開始した後では、平滑化コンデンサによっても発振制御回路の電源端子に電源電圧が印加されて電流が流れ、第一〜第三の抵抗を介して発振制御回路の電源端子へ流れる電流を発振制御回路が発振開始時に必要とする最小限の値に制限することが可能になるので、放電灯の点灯中の消費電力が少ない。

以下、一灯用の放電灯点灯制御装置に適用した本発明の第一及び第二の実施形態を、図１、２を参照しながら説明する。図１が第一の実施形態を示している。この第一の実施形態の放電灯点灯制御装置では、ハイ側のスイッチング素子Ｑ１と並列に抵抗Ｒ１が接続されており、共振用コンデンサＣ３と並列に抵抗Ｒ２が接続されており、結合コンデンサＣ２はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２同士の間の出力端子ＯＴと共振用チョークコイルＬ１との間ではなく放電灯ＤＬ用の第二の端子Ｔ２とロー側のスイッチング素子Ｑ２の負端子ＮＴとの間に接続されており、端子Ｔ２及び結合コンデンサＣ２の中間と発振制御回路ＯＣの電源端子との間に抵抗Ｒ３が接続されている。

このため、第一の実施形態の放電灯点灯制御装置では、発振制御回路用電源回路ＣＳが用いられていない。以上の点を除いて、第一の実施形態の放電灯点灯制御装置も、図４に示されている他励発振方式の放電灯点灯制御装置と実質的に同様の構成を有している。なお、簡略化のために図１では放電灯電圧異常検出回路は省略されている。

以上の様な構成の第一の実施形態の放電灯点灯制御装置では、電源が投入されている状態で放電灯ＤＬの一方及び他方の電極Ｅ１、Ｅ２が放電灯ＤＬ用の第一及び第二の端子Ｔ１、Ｔ２に装着されると、平滑化コンデンサＣ１から、抵抗Ｒ１、端子Ｔ１側の放電灯ＤＬの電極Ｅ１、抵抗Ｒ２、端子Ｔ２側の放電灯ＤＬの電極Ｅ２、抵抗Ｒ３、及び発振制御回路ＯＣの電源端子を介して、発振制御回路ＯＣに電源電圧Ｖ_CCが印加される。この結果、発振制御回路ＯＣが初期状態から一対のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン／オフつまり高周波電圧の発振を自動的に開始して、放電灯ＤＬが自動的に点灯する。

従って、放電灯ＤＬの電極Ｅ１、Ｅ２の何れかのみが端子Ｔ１、Ｔ２の何れかに装着されただけでは、発振制御回路ＯＣは高周波電圧の発振を開始しない。一方、電源が投入されている状態であっても放電灯ＤＬの電極Ｅ１、Ｅ２の何れかが端子Ｔ１、Ｔ２の何れかから離脱されると、発振制御回路ＯＣに電源電圧Ｖ_CCが印加されなくなって、この発振制御回路ＯＣが高周波電圧の発振を自動的に停止する。また、この離脱状態では、直流電圧が印加されているハイ側のスイッチング素子Ｑ１の正端子ＰＴとロー側のスイッチング素子Ｑ２の負端子ＮＴとの間には、抵抗Ｒ１とロー側のスイッチング素子Ｑ２とを通る漏洩電流しか流れない。

図２が第二の実施形態を示している。この第二の実施形態の放電灯点灯制御装置では、ノイズ防止コンデンサＣ５及び放電用ダイオードＤ２がロー側のスイッチング素子Ｑ２と並列に接続されており、ロー側のスイッチング素子Ｑ２の負端子ＮＴと発振制御回路ＯＣの電源端子との間に平滑化コンデンサＣ６が接続されており、ノイズ防止コンデンサＣ５及び放電用ダイオードＤ２の中間と平滑化コンデンサＣ６及び発振制御回路ＯＣの電源端子の中間との間に充電用ダイオードＤ３が接続されている。ノイズ防止コンデンサＣ５はスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング時に発生するノイズを低減するためのコンデンサであり、その静電容量は平滑化コンデンサＣ６の静電容量よりも少ない。

以上の点を除いて、この第二の実施形態の放電灯点灯制御装置も、図１に示されている第一の実施形態の放電灯点灯制御装置と実質的に同様の構成を有している。この様な構成の第二の実施形態の放電灯点灯制御装置では、ハイ側のスイッチング素子Ｑ１のオン時に、ノイズ防止コンデンサＣ５の充電限界まで、ハイ側のスイッチング素子Ｑ１、ノイズ防止コンデンサＣ５、及び充電用ダイオードＤ３を介して、平滑化コンデンサＣ６が充電される。ロー側のスイッチング素子Ｑ２のオン時には、ノイズ防止コンデンサＣ５に充電された電荷のうちの正電荷はロー側のスイッチング素子Ｑ２を介して放電され、ノイズ防止コンデンサＣ５に充電された電荷のうちの負電荷は放電用ダイオードＤ２を介して放電される。

このため、ハイ側のスイッチング素子Ｑ１の次回のオン時に、再び、ノイズ防止コンデンサＣ５の充電限界まで、ハイ側のスイッチング素子Ｑ１、ノイズ防止コンデンサＣ５、及び充電用ダイオードＤ３を介して、平滑化コンデンサＣ６がその充電限界まで更に充電される。この結果、発振制御回路ＯＣが高周波電圧の発振を開始した後では、平滑化コンデンサＣ６によっても発振制御回路ＯＣの電源端子に電源電圧が印加されて電流が流れ、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介して発振制御回路ＯＣの電源端子へ流れる電流を発振制御回路が発振開始時に必要とする最小限の値に制限することが可能になる。

放電灯ＤＬの電極Ｅ１、Ｅ２の何れかが端子Ｔ１、Ｔ２の何れかから離脱されて、発振制御回路ＯＣが高周波電圧の発振を停止すると、ノイズ防止コンデンサＣ５が充電されなくて平滑化コンデンサＣ６も充電されない。このため、平滑化コンデンサＣ６からも発振制御回路ＯＣの電源端子に電源電圧が印加されなくて、発振制御回路ＯＣの発振停止状態が維持される。なお、以上の第一及び第二の実施形態は一灯用の放電灯点灯制御装置に本発明を適用したものであるが、本発明は二灯用の放電灯点灯制御装置にも同様に適用することができる。

本発明は、インバータによって発生させた高周波電圧によって放電灯を点灯させるための所謂インバータ式の放電灯点灯制御装置の製造等に利用することができる。

本発明の第一の実施形態の回路図である。 本発明の第二の実施形態の回路図である。 自励発振方式の従来形態の回路図である。 他励発振方式の従来形態の回路図である。

符号の説明

Ｃ２ 結合コンデンサ
Ｃ５ ノイズ防止コンデンサ
Ｃ６ 平滑化コンデンサ
Ｄ２ 放電用ダイオード（第一の整流素子）
Ｄ３ 充電用ダイオード（第二の整流素子）
ＤＬ 放電灯
ＮＴ ロー側のスイッチング素子の負端子
ＯＣ 発振制御回路
ＯＴ インバータの出力端子
ＰＴ ハイ側のスイッチング素子の正端子
Ｑ１ ハイ側のスイッチング素子
Ｑ２ ロー側のスイッチング素子
Ｒ１ 第一の抵抗
Ｒ２ 第二の抵抗
Ｒ３ 第三の抵抗
Ｔ１ 放電灯用の第一の端子
Ｔ２ 放電灯用の第二の端子

Claims (2)

1. ハイ側及びロー側の一対のスイッチング素子とこれら一対のスイッチング素子のオン／オフを制御する発振制御回路とを含んでおり、前記ハイ側のスイッチング素子の正端子と前記ロー側のスイッチング素子の負端子との間に印加される直流電圧を前記オン／オフによって高周波電圧に変換して前記ハイ側のスイッチング素子と前記ロー側のスイッチング素子との間の出力端子から出力するインバータと、
   前記出力端子と前記負端子との間に接続されている放電灯用の第一及び第二の端子とを具備し、
   前記高周波電圧を前記第一及び第二の端子に印加して前記放電灯を点灯させる放電灯点灯制御装置において、
   前記ハイ側のスイッチング素子と並列に接続されている第一の抵抗と、
   前記第一の端子と前記第二の端子との間に接続されている第二の抵抗と、
   前記第二の端子と前記負端子との間に接続されている結合コンデンサと、
   前記第二の端子及び前記結合コンデンサの中間と前記発振制御回路の電源端子との間に接続されている第三の抵抗と
   を具備することを特徴とする放電灯点灯制御装置。
2. 互いに直列に且つ前記ロー側のスイッチング素子と並列に接続されており前記出力端子側に位置するノイズ防止コンデンサ及び前記負端子側に位置してこの負端子側から前記ノイズ防止コンデンサ側へ向かう導通方向の第一の整流素子と、
   前記負端子と前記電源端子との間に接続されている平滑化コンデンサと、
   前記ノイズ防止コンデンサ及び前記第一の整流素子の中間と前記平滑化コンデンサ及び前記電源端子の中間との間に接続されており前記ノイズ防止コンデンサから前記平滑化コンデンサへ向かう導通方向の第二の整流素子と
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯制御装置。

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