JP2011134446A

JP2011134446A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2011134446A
Application number: JP2009289986A
Authority: JP
Inventors: Yuhei Unno; 勇平海野
Original assignee: Shihen Technical Corp
Current assignee: Shihen Technical Corp
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-07-07

Abstract

【課題】フィラメントの予熱電流値と予熱時間とを細かく設定することが可能な放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】本発明の放電灯点灯装置は、直流昇圧電圧を出力する昇圧回路４と、昇圧回路４から出力される直流昇圧電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路５と、インバータ回路５から出力される高周波電圧で放電灯のフィラメントｆ１、ｆ２を予熱するとともにこの予熱後の放電灯１２を点灯させる共振回路９と、放電灯１２の予熱電流値を制御する制御回路１４とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、インバータ回路から高周波電圧を出力して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関し、更に詳しくは、予熱電流値を決定する昇圧電圧と発振周波数とを制御することにより予熱電流を細かく設定することにより、ランプ黒化性能の改善を図ることのできる放電灯点灯装置に関する。

従来から、インバータ回路によって放電灯を点灯させる放電灯点灯装置が知られている。

この種の放電灯点灯装置は、直流電源電圧を高周波電圧に変換して出力するインバータ回路と、放電灯を有する負荷回路とを少なくとも備えており、インバータ回路から出力される高周波電圧によって放電灯を点灯させるようになっている（特許文献１参照）。

この従来の放電灯点灯装置では、インダクタとキャパシタとからなる共振回路と昇圧電圧とを適正に設定することにより、異なる定格のフィラメントでも予熱時間を適正に確保する構造となっている。

特開２００８−１９２３９０号公報

しかしながら、地球環境の保護のためＣＯ２排出の削減が要望される今日、エネルギーの節約を図ることが望まれており、放電灯点灯装置の技術分野では、放電灯の点灯の際に必要となる予熱電流について、なるべくエネルギーの消費を少なくして予熱電流をフィラメントに供給できるようにするのが望ましく、更には、環境資源節約の観点からフィラメントの黒化性能の改善を図ることができるようにすることが望ましい。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、フィラメントの予熱電流と予熱時間とを細かく設定することが可能な放電灯点灯装置、ひいては、エネルギーの消費を極力少なくしてフィラメントのランプ黒化性能の改善を図ることが可能な放電灯点灯装置を提供することにある。

本発明の請求項１に記載の放電灯点灯装置は、直流昇圧電圧を出力する昇圧回路と、該昇圧回路から出力される直流昇圧電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、該インバータ回路から出力される高周波電圧で放電灯のフィラメントを予熱するとともにこの予熱後の放電灯を点灯させる共振回路と、前記放電灯の予熱電流値を制御する制御回路とを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の放電灯点灯装置は、前記予熱電流値と共に該予熱電流値に対応する予熱電流時間が設定可能とされていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の放電灯点灯装置は、前記制御回路は、前記昇圧回路の昇圧電圧と前記インバータ回路の発振周波数とを制御することにより前記予熱電流値を設定することを特徴とする。

本発明によれば、フィラメントの予熱電流を細かく設定することによって、フィラメントのランプ黒化性能の改善を図ることができる。

本発明に係る放電灯点灯装置の回路図である。本発明に係わる放電灯点灯装置の予熱電流の波形を示す図である。従来の放電灯点灯装置の予熱電流の波形を示す説明図である。

以下、本発明に係る放電灯点灯装置の実施例を図面に基づいて説明する。
図１において、符号１は直流電源部（ＤＣ電源部）を示す。この直流電源部１は、例えば、商用交流電源（ＡＣ電源）２と、この商用交流電源２の交流電圧を整流する整流回路３と、この整流回路３からの出力を昇圧して直流昇圧電圧Ｖに変換する昇圧回路４とから構成されている。その昇圧回路４は、公知の昇圧チョッパ回路等のアクティブフィルタ回路から構成されている。

その昇圧回路４からの直流昇圧電圧Ｖは、インバータ回路５に入力される。インバータ回路５は、昇圧回路４から出力される直流昇圧電圧Ｖを高周波電圧に変換する。

そのインバータ回路５は、高周波パルスを出力する高周波発振器６と、直列接続された２個のスイッチング素子７、８とを備えている。高周波発振器６は、その高周波パルスに基づきスイッチング素子７、８を交互にオン・オフさせる役割を果たす。

スイッチング素子７のドレインには直流昇圧電圧Ｖのプラス（＋）が印加され、そのソースがスイッチング素子８のドレインに接続されている。そのスイッチング素子８のソースには直流昇圧電圧Ｖのマイナス（−）が印加されている。

スイッチング素子７、８のゲートは高周波発信器６の出力端子Ｐ１、Ｐ２にそれぞれ接続されている。この出力端子Ｐ１,Ｐ２から交互に高周波パルスが出力されることによりスイッチング素子７、８は交互にオン・オフ動作する。

スイッチング素子７のソースとスイッチング素子８のドレインとの接続点は直流成分カット用のコンデンサＣを介して共振回路９の一部を構成するインダクタ１０の一端に接続されている。

その共振回路９はそのインダクタ１０とキャパシタ１１とから構成されている。そのインダクタ１０の他端とキャパシタ１１の一端とは放電灯１２のフィラメントｆ１を介して接続され、そのキャパシタ１１の他端は放電灯１２のフィラメントｆ２を介してスイッチング素子８のソースに接続されている。

その放電灯１２と並列にこの放電灯１２を保護する保護回路１３が並列に接続されている。保護回路１３は放電灯１２の異常を検出して高周波発振器６の発振を停止させる役割を果たす。その保護回路１３の検出出力は、制御回路１４に入力される。

共振回路１３は、インバータ回路５から出力される高周波電圧で放電灯１２のフィラメントｆ１、ｆ２を予熱するとともにこの予熱後の放電灯１２を点灯させる役割を果たす。

制御回路１４は、図２に示すように、昇圧回路４の直流昇圧電圧Ｖを制御すると共にインバータ回路５の発振周波数ｆを制御することにより、予熱電流波形Ｗの予熱電流値Ｉｐを制御する。また、制御用ＩＣ（いわゆるマイコン）によって、予熱電流波形Ｗの予熱電流時間ｔｐが制御される。この制御用ＩＣは、ここでは、制御回路１４に組み込まれている。

制御回路１４は、ここでは、電源スイッチ（図示を略す）をオンさせると、初期予熱電流値Ｉｐａとなるように、昇圧回路４の直流昇圧電圧Ｖとインバータ回路５の発振周波数ｆとを設定する。また、初期予熱時間ｔｐａが制御用ＩＣによって設定される。

ついで、制御回路１４は、初期予熱時間ｔｐａ経過後に予熱電流値Ｉｐが増加した予熱電流値Ｉｐｂとなるように、昇圧回路４の直流昇圧電圧Ｖとインバータ回路５の発振周波数ｆとを設定する。また、その予熱電流値Ｉｐｂに対応した予熱時間ｔｐｂが制御用ＩＣによって設定される。

ここでは、放電灯１２のフィラメントｆ１、ｆ２の予熱電流値Ｉｐを二段階に設定して、予熱初期から予熱電流値を増加させることにしているが、予熱初期から予熱電流値を減少させる構成とすることもできる。

放電灯１２のフィラメントｆ１、ｆ２の予熱電流値Ｉｐを二段階に設定して、予熱初期から予熱電流値を増加させる場合には、初期予熱電流値Ｉｐａに対して変更後の予熱電流値Ｉｐｂは、
１．０５Ｉｐａ＜Ｉｐｂ＜１．１５Ｉｐａ
の関係式を満足するように設定するのが望ましく、予熱初期から予熱電流値を減少させる場合には、初期予熱電流値Ｉｐａに対して変更後の予熱電流値Ｉｐｂは、
０．８５Ｉｐａ＞Ｉｐｂ＞０．９５Ｉｐａ
の関係式を満足するように設定するのが望ましい。

また、初期予熱時間ｔｐａに対して変更後の予熱電流値Ｉｐｂの予熱時間ｔｐｂを異ならせても良い。
また、ここでは、予熱電流値を２段階に変更する構成として説明しているが、これに限られるものではなく、３段階以上に変更する構成とすることもできる。

従来の予熱電流値は、図３に示すように、予熱電流値Ｉｐが全予熱時間ｔｐ中に一定であった。従来のインバータ式の放電灯点灯装置では、始動時間が決まっている場合が多く、電源のスイッチを入れてから素早く点灯することが望まれるが、少ない予熱電流をフィラメントに長い時間流すと始動時間が遅くなるという問題がある。
その一方、短い時間でフィラメントを予熱するために、フィラメントに大きな予熱電流を流すと、予熱中にランプが点灯したりして、フィラメントのランプ黒化性能が悪化する。
従来の放電灯点灯装置では、予熱電流値Ｉｐと全予熱時間ｔｐとを一定にして、放電灯を始動させる構成であったので、適正な予熱電流値、予熱時間を設定しがたく、始動時間を長くすることなくしては、フィラメントのランプ黒化性能の改善を図り難かったが、本実施例の場合、全予熱時間ｔｐの間に予熱電流値Ｉｐが変化するので、予熱電流値Ｉｐを細かく設定でき、また、全予熱時間ｔｐもその長さを変更して設定できるので、その結果、放電灯１２の性能に応じてより細かに予熱電流値Ｉｐを制御できることになり、エネルギーの消費を極力少なくしてかつ始動時間を極力長くすることなく、フィラメントのランプ黒化性能の改善を図ることが可能となるという効果を奏する。
なお、予熱後の放電灯点灯装置の動作は、従来のものと差異がないので、その詳細な説明は省略する。

４…昇圧回路
５…インバータ回路
９…共振回路
１２…放電灯
１４…制御回路
ｆ１、ｆ２…フィラメント

Claims

直流昇圧電圧を出力する昇圧回路と、該昇圧回路から出力される直流昇圧電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、該インバータ回路から出力される高周波電圧で放電灯のフィラメントを予熱するとともにこの予熱後の放電灯を点灯させる共振回路と、前記放電灯の予熱電流値を制御する制御回路とを備えている放電灯点灯装置。
前記予熱電流値と共に該予熱電流値に対応する予熱電流時間が設定可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
前記制御回路は、前記昇圧回路の昇圧電圧と前記インバータ回路の発振周波数とを制御することにより前記予熱電流値を設定することを特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。