JP2584904B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプやメタルハ
ライドランプなどの放電ランプの点灯装置において、異
なる電気特性を持つ放電ランプの点灯制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の放電灯点灯装置を示す。図
３において、２は放電ランプ、10は交流電源、８は電流
制限素子、９は始動回路、11はランプ特性検出回路であ
る。

【０００３】以下、従来の放電灯点灯装置の動作を図３
を用いて説明する。交流電源10から電圧が供給される
と、まず始動回路９が動作し、高い起動電圧を発生して
放電ランプ２に印加し、放電ランプ２を起動する。放電
ランプ２が起動すると、電流制御素子８で制御された電
流が放電ランプ２に供給され、放電ランプごとに規定さ
れた電気特性（ランプ電圧、ランプ電流、ランプ電力）
で点灯される。点灯中に、ランプ電圧などのランプ特性
が変化したとき、ランプ特性検出回路11はこの変化を検
出し、所期のランプ特性になるよう交流電源10の出力電
圧を変化させ、常に放電ランプ２に適した電気特性で点
灯するよう制御する。すなわち、ランプ特性検出回路11
で放電ランプの特性変化を検出し、交流電源１０フィー
ドバックして出力電圧を変化させ、放電ランプ２に印加
する電気特性を制御している。ランプ特性としては、一
般的に、ランプ電圧、ランプ電力が検出される。電流制
限素子８は一般的に定電流源として動作するので、放電
ランプ２のランプ電圧が上昇すると、放電ランプ２に投
入される電力が増加し、過負荷点灯となり出力光束が増
加する。さらに、この状態を長い期間続けるとランプが
破損したり、寿命が短くなるなどの弊害がでるため、交
流電源10の出力電圧を低下させ放電ランプ２への投入電
流を押える。一方、入力特性の変化に対しては、交流電
源10の出力電圧を安定化して供給し、放電ランプ２の点
灯状態を安定化させていた。また、特開平１−２９４３
９９号公報に記載されているように、ランプ電流を検出
しそのフィードバック量を変化させて、放電ランプから
の発光量の制御や異なるワット数のランプを点灯する方
法がある。さらに、特開昭６２−２９５３９４号公報に
記載されているようにあらかじめ記憶したデータで照明
負荷を制御する方法がある。特開昭６２−２８１２９７
号公報に記載されているようにメモリを用いて点灯時間
を累積管理する方法がある。これらの方法はいずれもマ
イクロコンピュータを用い、プログラムで制御してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の点灯装置では、
放電ランプの特性が始動時から安定時まで変化したり、
点灯状熊が急激に変化した場合、ランプ電圧やランプ電
流などの放電ランプに関わる変化要素や、入力電圧のよ
うに放電ランプに関わらない変化要素など多くの情報を
もとに、放電ランプを安定に点灯し所定の光出力を得る
には、複雑な回路構成であった。また、マイクロコンピ
ュータを用いると、多くの情報による制御が可能である
が、その制御にプログラムが必要であり、動作速度が放
電ランプの特性変化に追随せず立ち消えるという問題が
あった。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するもので、放
電ランプの電気特性データを記憶するメモリを用い、簡
単な構成で放電ランプの点灯特性の変化や点灯装置への
入力特性の変化に対応し、簡単な構成で放電ランプを安
定に点灯維持することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の放電灯点灯装置では、放電ランプと、前記
放電ランプを始動し点灯を維持する点灯回路と、前記点
灯回路に接続され前記点灯回路の放電ランプ点灯動作を
制御する点灯制御部と、前記点灯制御部に接続され前記
点灯回路入力変化に対する放電ランプの電気特性データ
および前記放電ランプの始動時及び安定点灯時の電気特
性データを記憶するテーブルメモリと、前記テーブルメ
モリと前記点灯回路の入力側に接続され、前記点灯回路
の入力電圧値の変化を検出する入力電圧検出部と、前記
テーブルメモリと前記点灯回路の出力側に接続され、前
記放電ランプのランプ特性を検出するランプ特性検出部
とを備え、前記入力電圧検出部と前記ランプ特性検出部
の出力に基づいて前記テーブルメモリをアドレスし、前
記テーブルメモリ内に記憶したした電気特性データで前
記放電ランプへ供給電力を調整し点灯維持するものであ
る。さらには、テーブルメモリに点灯前に外部から放電
ランプの電気特性データを書き込んだり、点灯中の放電
ランプの電気特性データを書き込んだりする機能や、テ
ーブルメモリから点灯中の放電ランプの電気特性データ
を読み出したりする機能を有するメモリリードライト部
を備えたものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、ランプ特性検出部で点灯時の
特性を計測し、また入力電圧の変化を入力電圧検出部で
計測し、これらの結果で一つのテーブルメモリをアクセ
スし、テーブルメモリに書き込まれた放電ランプの電気
特性データを読み出す。読み出されたデータは点灯制御
部に供給され、点灯回路の動作特性を変更し、これに基
づいて放電ランプの点灯制御が行われる。一方、メモリ
リードライト部は点灯前に外部から供給される放電ラン
プの電気特性データをデータメモリに書き込み、そのデ
ータをもとに放電ランプを点灯する。さらに、テーブル
メモリに記憶されているデータを外部に読み出したり、
ランプ特性検出部から得られた点灯中の放電ランプの電
気特性をメモリに書き込む。このように一つのテーブル
メモリを用いて、放電ランプの点灯制御ができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例の放電灯点灯装置の基本
構成を示すブロック図である。図１において、１は点灯
回路で、放電ランプ２を始動し点灯を維持する。３は点
灯回路３に接続された点灯制御部で、点灯回路１の動作
を制御する。４は点灯制御部３に接続されたテーブルメ
モリで、放電ランプの電気特性を記憶している。５はラ
ンプ特性検出部で、点灯回路１の出力からランプ特性を
検出し、このランプ特性を入力としてテーブルメモリ４
に記憶された電気特性を読み出す。６は点灯回路１の入
力電圧の変化を検出する入力電圧検出部で、この入力電
圧値を入力としてテーブルメモリ４の電気特性を読み出
す。これら読み出された電気特性は点灯制御部３に供給
され、点灯回路１の動作特性を変更する。７はテーブル
メモリ４に接続されたメモリリードライト部で、テーブ
ルメモリ４に外部から放電ランプ２の電気特性を書き込
む機能や、点灯中の放電ランプ２の電気特性を書き込む
機能や、テーブルメモリ４から点灯中の放電ランプ２の
電気特性を読み出す機能を有している。

【０００９】図２は図１の放電点灯装置の詳細な構成例
を示すブロック図であり、点灯回路としてシリーズイン
バータとＬＣ共振回路を用い、動作周波数を変化させて
放電ランプに供給する電圧と電流を制御する例を示して
いる。またランプ特性検出部としては放電ランプの端子
間電圧、すなわちランプ電圧Ｖ_laを検出する例を示して
いる。

【００１０】図２において、点灯制御部３はドライブ回
路３ａと発振回路３ｂとで構成され、ランプ特性検出部
５はＡ／Ｄコンバータ５ａで構成され、入力電圧検出部
６はＡ／Ｄコンバータ６ａで構成されている。さらに、
テーブルメモリ４はメモリ４ａとデータコントロール部
４ｂとアドレス合成部４ｃとアドレス切換部４ｄとで構
成され、メモリライトリード部７はデータ変換部７ａと
データ切換部７ｄとメモリ制御信号発生部７ｃとで構成
されている。

【００１１】このように構成された本実施例の動作を図
１と図２を用いて説明する。メモリ４ａ内には、放電ラ
ンプ２の始動時および安定点灯時の電気特性を記憶して
おく。まず、外部からデータの読み書きがなく、メモリ
として読みだし専用メモリ（ＲＯＭ）を用いたときの動
作を説明する。直流電源Ｖ_DCが印加されると、点灯回路
１内のシリーズインバータが動作する。このとき、放電
ランプはまだ点灯していないので、放電ランプ２の両端
には直流電圧Ｖ_DCをトランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ で相補スイ
ッチングされた交流電圧が発生する。この電圧は、点灯
時に放電ランプ２が立消えしないようにするため、一般
的に放電ランプの点灯時の電圧、すなわちランプ電圧Ｖ
_laより高く設定される。放電ランプ２のランプ電圧Ｖ_la
はランプ電圧検出部５内のＡ／Ｄコンバータ５ａに送ら
れディジタル化される。Ａ／Ｄコンバータ５ａの出力
は、テーブルメモリ４のアドレス合成部４ｃ、アドレス
切換部４ｄを通ってメモリ４ａをアドレスする。一方、
入力電圧値は入力電圧検出部６内のＡ／Ｄコンバータ６
ａでディジタル化され、ランプ電圧信号と同様にアドレ
ス合成分４ｃ、アドレス切換部４ｄを通ってメモリ４ａ
をアドレスする。すなわち、メモリ４ａはランプ電圧値
と入力電圧値の両方の合成情報でアドレスされる。

【００１２】メモリ４ａは、アドレスされたデータをも
とに、あらかじめ書き込まれた放電ランプ２の電気特性
データをデータコントロール部４ｂを通って点灯制御部
３に供給する。データコントロール部４ｂはメモリリー
ドライト部７のメモリ制御信号発生部７ｃからのメモリ
入出力データ切換信号を受け、メモリ４ａのデータが点
灯制御部３に送られるように設定されている。点灯制御
回路３に供給された電気特性データは、発振回路３ｂで
点灯回路１を動作するのに必要なデータ、すなわち動作
周波数信号に変換される。実施例ではシリーズインバー
タと共振回路を用いて高い共振電圧を発生し、放電ラン
プ２に印加する構成である。初期状態では、発振回路３
ｂからインダクタンスＬとコンデンサＣ２で構成される
共振回路の共振周波数に一致させた動作周波数の相補信
号が発生され、発振回路３ｂからドライブ回路３ａに供
給される。ドライブ回路３ｂはシリーズインバータのト
ランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ にドライブ信号を印加し、相互に
スイッチング動作させる。このような動作によって放電
ランプ２が始動される。

【００１３】放電ランプ２が始動されると、ランプ電圧
Ｖ_laが低下する。このランプ電圧Ｖ _laの変化はランプ特
性検出部５でディジタル化され、メモリ４ａをアドレス
し、新たに放電ランプ２の電気特性データを読み出し、
点灯制御部３を通じて点灯回路１内シリーズインバータ
の動作周波数を変化させる。動作周波数が変化すると、
放電ランプ２に直列に接続したコンデンサＣ１とインダ
クタンスＬの等価インピーダンスが変化する。この結
果、放電ランプ２への供給電流を変化させ、放電ランプ
２への供給電力を適正値に調整し、点灯を維持する。

【００１４】一方、入力電圧値が変化すると、放電ラン
プ２への供給電圧が変化する。そこで、入力電圧値を入
力電圧検出部６で計測してディジタル化し、アドレス合
成部４ｃでディジタル化されたランプ特性信号と合成さ
れ、アドレス切換部を通じてメモリ４ａをアドレスす
る。このようにして、入力電圧の変化に対応してメモリ
内の電気特性データを読みだし、点灯制御部３を通じて
点灯回路１の動作周波数を変化させ、放電ランプ２への
供給電力を制御する。

【００１５】このように、放電ランプの電気特性や点灯
回路への入力電圧値が変化しても、これに対応して、あ
らかじめメモリ内に設定された対象放電ランプの電気特
性に基づいて点灯回路を動作させ、放電ランプの点灯状
態を制御し、安定に点灯維持させることができる。ま
た、メモリを交換式にしておけば、異なる電気特性を有
する放電ランプに対しても、メモリを交換さえすれば、
同一の点灯装置で点灯させることができる。

【００１６】次に、メモリ４ａが書換え可能なメモリ
（ＲＡＭ）の場合の動作について説明する。メモリ４ａ
をＲＡＭとして使用する場合は、前述のＲＯＭとしての
動作の他に外部から放電ランプの電気特性をメモリに書
き込む動作と、点灯中の放電ランプの電気特性をメモリ
に書き込む動作がある。この場合、読み出しモードで使
用する場合は、メモリ４ａがＲＯＭの場合と同じ動作を
するので、動作説明は省略する。

【００１７】まず、外部からデータを書き込む動作につ
いて、図２を用いて説明する。外部制御信号入力から、
メモリ４ａに放電ランプの電気特性データの書き込みモ
ードを示す信号が、メモリリードライト部７内のメモリ
制御信号発生部７ｃに入力される。メモリ制御信号発生
部７ｃはメモリ４ａへのデータ入力を切り換えるメモリ
入出力データ切換信号を発生する。また、メモリ４ａを
書き込みモードで動作させるためのメモリＲ／Ｗ切換信
号を発生する。放電ランプの電気特性や入力電圧値に相
当する外部アドレス入力はアドレス切換部４ｄに入力さ
れ、メモリ制御信号発生部７ｃからのメモリアドレス切
換信号によりメモリ４ａをアドレスする。一方、外部デ
ータはメモリリードライト部７内のデータ切換部７ｂに
供給される。データ切換部７ｂは、メモリ制御信号発生
部７ｃからのメモリ入出力データ切換信号により外部デ
ータを選択してテーブルメモリ４に供給する。テーブル
メモリ４では、メモリ入出力データ切換信号により切換
わるデータコントロール部４ｂを通して、外部データを
メモリ４ａに供給する。このように、外部アドレスと外
部データとがメモリ４ａに入力される。一方、外部制御
信号入力からメモリ４ａに対するデータ書き込み指令が
入力され、これを受けて、メモリ制御信号発生部７ｃか
らメモリＲ／Ｗ切換信号をメモリ４ａに入力することに
より、外部データがメモリ４ａ内に記憶される。これに
より、メモリ４ａを交換しなくても、異なる電気特性の
放電ランプに対応した点灯回路を実現することができ
る。なお、点灯する前に外部データを供給して記憶さ
せ、その後このデータを用いて点灯するようにすれば、
一つの点灯回路で異なる放電ランプの点灯ができ、効果
的である。また、メモリ４ａ内のデータを外部に出力す
るモードになるよう、外部制御信号入力を用いてメモリ
リードライト部７を設定すれば、メモリ４ａのデータを
外部で確認することができ、放電ランプの電気特性が容
易に把握できる。

【００１８】次に、点灯中に放電ランプの電気特性をテ
ーブルメモリ４に記憶させる動作について説明する。ラ
ンプ特性検出部５でディジタル化されたランプ電圧信号
は、メモリリードライト部７に送られる。メモリリード
ライト部７では、データ変換部７ａでメモリ４ａの記憶
フォアマットに一致したデータ形式に変換する。データ
変換部７ａの出力は、データ切換部７ｂからデータコン
トロール部４ｂを通り、メモリ４ａにデータとして入力
される。一方、メモリ４ａには、放電ランプ２のランプ
電圧がアドレスとして入力されており、これによりメモ
リ４ａにランプ電圧データが記録される。この結果、放
電ランプの経時特性の変化や、周囲条件による特性変化
に対して、放電ランプのランプ電力を変化させ、点灯状
態を制御し、安定な点灯維持ができる。

【００１９】このように、一つのテーブルメモリを用い
てこのテーブルメモリに放電ランプの始動時及び安定点
灯時の電気特性データを記憶させておくことにより、こ
のデータをマイクロコンピュータを使用せず、高速で読
み出し制御するので、放電ランプのランプ特性や点灯装
置の入力電圧値変化に応じて点灯状態を変え、簡単な回
路構成で放電ランプの点灯特性を維持することができ
る。また、メモリ内には多量のデータが記憶できるた
め、放電ランプの複数の電気特性や点灯装置の入力電圧
値等の複数のパラメータに対しても、簡単な回路構成で
きめの細かい点灯制御が可能である。さらに制御源にメ
モリからのデータを直接読み出す構成であるので応答性
が速く、急激なランプ特性の変化に対しても追従した制
御が可能である。また、メモリ内のデータを交換するだ
けで、点灯装置の他の部分を交換することなく、簡単な
回路構成でワット数やランプ特性の異なるランプを点灯
することもできる。

【００２０】なお、実施例では、シリーズインバータを
用いた点灯回路を示したが、ブリッジ方式の点灯回路な
ど他の方式でも、同様の効果が得られる。また、実施例
では点灯周波数を変化させる方式を示したが、他のラン
プ特性制御方式（たとえばＰＷＭ方式）に対しても有効
である。さらに、電気特性検出部が放電ランプのランプ
電圧を検出する方式を示したが、ランプ電流やランプ電
力でもよいし、放電ランプからの光出力を光検出器で計
測し、電気信号に変換して用いても同様の効果が得られ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、一つのテ
ーブルメモリを用い、このテーブルメモリ内に予め放電
ランプの電気特性の変化に対する制御データをストアさ
せておき、ランプ特性の変化と入力電圧の変化を入力と
して、メモリ内データを選択し、このデータで放電ラン
プを安定に点灯維持するという構成上の特徴を有し、そ
れによりマイクロコンピュータを使わずに一つのメモリ
を用いるだけで、より簡単な構成で放電ランプの点灯状
態の変化や点灯装置への入力電圧変化に対し、速い応答
速度で点灯条件を変化させ、放電ランプを安定に点灯維
持することができ、その効果は大きい。 さらに、メモリ
内には大量のデータが記憶できるため、放電ランプの複
数の電気特性や点灯装置の入力電圧値などの複数のパラ
メータに対する制御が簡単な回路構成で実現でき、その
効果は大きい。 また、点灯前に外部から与えたデータを
書き込み、このデータで放電ランプを点灯することがで
き、ハードウエアを変更することなく、異なる点灯特性
のランプを同一の点灯回路で点灯することができ、その
効果は大きい。

【００２２】また、メモリ内には多量のデータが記憶で
きるため、放電ランプの複数の電気特性や点灯装置の入
力電圧値などの複数のパラメータに対する制御が簡単な
回路構成で実現でき、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の放電灯点灯装置の基本構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の放電灯点灯装置の詳細な構成例を示す
ブロック図である。

【図３】従来例の放電灯点灯装置を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 点灯回路 ２ 放電ランプ ３ 点灯制御部 ４ テーブルメモリ ５ ランプ特性検出部 ６ 入力電圧検出部 ７ メモリリードライト部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和氣 厚夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 紙谷 卓之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−294399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−281297（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−295394（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電ランプと、前記放電ランプを始動し
   点灯を維持する点灯回路と、前記点灯回路に接続され前
   記点灯回路の放電ランプ点灯動作を制御する点灯制御部
   と、前記点灯制御部に接続され前記点灯回路入力変化に
   対する放電ランプの電気特性データおよび前記放電ラン
   プの始動時及び安定点灯時の電気特性データを記憶する
   テーブルメモリと、前記テーブルメモリと前記点灯回路
   の入力側に接続され、前記点灯回路の入力電圧値の変化
   を検出する入力電圧検出部と、前記テーブルメモリと前
   記点灯回路の出力側に接続され、前記放電ランプのラン
   プ特性を検出するランプ特性検出部とを備え、前記入力
   電圧検出部と前記ランプ特性検出部の出力に基づいて前
   記テーブルメモリをアドレスし、前記テーブルメモリ内
   に記憶した電気特性データで前記放電ランプへの供給電
   力を調整し点灯維持する放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 テーブルメモリが読み書き可能なメモリ
   で構成され、このテーブルメモリに接続され、前記テー
   ブルメモリへ外部から点灯する放電ランプの電気特性デ
   ータを書き込みあるいは、点灯中の放電ランプの電気特
   性データを書き込み、前記テーブルメモリから点灯中の
   放電ランプの電気特性データの読み出しを行うメモリリ
   ードライト部とを備え、点灯前に点灯する放電ランプの
   電気特性をテーブルメモリに記憶させ、その後点灯する
   ようにした請求項１記載の放電灯点灯装置。