JP2685826B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JP2685826B2 JP63202333A JP20233388A JP2685826B2 JP 2685826 B2 JP2685826 B2 JP 2685826B2 JP 63202333 A JP63202333 A JP 63202333A JP 20233388 A JP20233388 A JP 20233388A JP 2685826 B2 JP2685826 B2 JP 2685826B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インバータ回路を用いて放電灯を点灯する
放電灯点灯装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、インバータ回路を用いて放電灯を点灯するこの
種の放電灯点灯装置は、第8図に示すように、直流電源
を他励式インバータ回路1により交流電源に変換し、イ
ンバータ回路1出力をインダクタンスL1および共振コン
デンサC1にて形成される電流共振回路2を介して複数の
放電灯DL1,DL2、バランサLBおよび予熱用コンデンサC2,
C3よりなる放電灯回路3に印加しており、電流共振回路
2の共振コンデンサC1は放電灯回路3に並列的に接続さ
れている。
ところで、このような他励式インバータ回路を用いた
電流共振型の放電灯点灯装置において、放電灯DL1,DL2
が装着されていない無負荷状態の場合には、インバータ
回路1の負荷として電流共振回路2のみが接続されるこ
とになって、共振コンデンサC1の両端電圧が大幅に上昇
し、インバータ回路1を構成するスイッチング素子に多
大のストレスがかかりスイッチング素子が破壊されてし
まうという問題があった。
そこで、上記不都合を解消するために、過電流あるい
は過電圧を検出する手段を設け、設定レベル以上の過電
流あるいは過電圧が検出されたときにインバータ回路の
発振を停止させるようにした放電灯点灯装置があった。
しかしながら、このような従来例にあっても、過大なス
トレスがスイッチング素子に印加される過程を一旦通過
する必要があるので、設定レベルのいかんによっては過
電流あるいは過電圧の検出と同時にスイッチング素子が
破壊されてしまう場合があり、回路設計が困難であると
いう問題があった。
そこで、上述の問題を解決するために、第9図に示す
ように、放電灯接続状態を常に監視して放電灯回路3の
状態に応じてインバータ回路1の発振周波数を制御する
ようにしたものが提案されている。すなわち、放電灯DL
1,DL2の各フィラメントが断線していないかどうかを検
出する検出回路S1〜S4を設け、各検出回路S1〜S4出力に
より放電灯回路3の状態(正常点灯状態、無負荷状態、
1灯点灯状態)を検出し、放電灯回路3の状態に応じて
インバータ回路1の動作モードを制御することにより、
インバータ回路1のスイッチング素子にストレスがかか
らないようにものがあった。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述の第9図従来例にあっては、放電
灯DL1,DL2の各フィラメントの状態を導通の有無によっ
てそれぞれ検出する検出回路S1〜S4を各フィラメントに
対応して設ける必要があり、回路構成が複雑になって、
小型化できない上、コストが高くなるという問題があっ
た。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは、回路構成が簡単で、小型化および
低コスト化が容易に行える放電灯点灯装置を提供するこ
とにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の放電灯点灯装置は、他励式インバータ回路出
力を電流共振回路を介して複数の放電灯よりなる放電灯
回路に印加し、電流共振回路の共振コンデンサを放電灯
回路に並列的に接続して成る放電灯点灯装置において、
電源投入から放電灯を予熱する予熱モード期間までの間
にテストモード期間を設定するとともに、上記テストモ
ード期間にインバータ回路の発振周波数を電流共振回路
の共振周波数よりもずれた状態に設定して放電灯回路の
状態を共振系の動作状態変化により判別する判別回路
と、判別回路出力に基づいてインバータ回路を放電灯回
路の状態に応じた最適モードで動作させる発振制御回路
とを設けたものである。
[作 用] 本発明は上述のように構成されており、他励式インバ
ータ回路を用い電流共振回路の共振コンデンサを放電灯
回路に並列的に接続して成る放電灯点灯装置において、
電源投入から予熱モード期間までの間に設定されたテス
トモード期間にインバータ回路の発振周波数を電流共振
回路の共振周波数よりもずれた状態に設定して放電灯回
路の状態を共振系の動作状態変化により判別しているの
で、インバータ回路のスイッチング素子にストレスをか
けることなく放電灯回路の状態を確実に検出することが
でき、しかも、共振系の動作状態変化によって放電灯回
路の状態を検出しているので、回路構成が簡単になっ
て、小型化および低コスト化が容易に行えるようになっ
ている。
[実施例] 第1図および第2図は本発明一実施例を示すもので、
直流電源Eを所定周波数の交流電源に変換する他励式イ
ンバータ回路1は、交互にオン、オフされるトランジス
タQ1,Q2にて形成されており、このインバータ回路1を
出力を電流共振回路2を介して複数の放電灯DL1,DL2
りなる放電灯回路3に印加し、電流共振回路2の共振コ
ンデンサC1を放電灯回路3に並列的に接続して従来例と
同様の放電灯点灯装置が形成されている。また、電源投
入から放電灯DL1,DL2を予熱する予熱モード期間までの
間にテストモード期間が設定されるとともに、上記テス
トモード期間にインバータ回路1の発振周波数を電流共
振回路2の共振周波数よりもずれた状態に設定して放電
灯回路3の状態を共振系の動作状態変化により判別する
判別回路4と、判別回路4出力に基づいてインバータ回
路1を放電灯回路3の状態に応じた最適モードで動作さ
せる発振制御回路5とが設けられている。実施例にあっ
ては、判別回路4は、テストモード期間を設定するタイ
マーT1と、検出点Aの電圧を分圧する抵抗R1,R2と、分
圧電圧(A′点電圧)を整流平滑するダイオードD3、コ
ンデンサC4および抵抗R3よりなる整流平滑回路と、整流
平滑された電圧と基準電圧Vsとを比較するコンパレータ
CPと、アンド回路ANDとで形成されている。また、発振
制御回路5は、予熱モード期間を設定するタイマーT
2と、ラッチ回路LCと、オア回路ORと、インバータ回路
1の発振周波数を切り替える周波数切替制御回路FCとで
形成されている。
以下、実施例の動作について説明する。いま、発振制
御回路5によって、インバータ回路1のトランジスタン
Q1,Q2が交互にオン、オフされ、共振コンデンサC1の両
端には高周波電圧が印加され、この高周波電圧が放電灯
回路3に印加されてバランサLBを介して放電灯DL1,DL2
が高周波点灯されるようになっている。ここに、インバ
ータ回路1の発振周波数fを、電流共振回路2および放
電灯回路3のコンデンサC2,C3を含む共振系の共振周波
の近傍に設定することにより、コンデンサC1の両端電圧
を上昇させて放電灯DL1,DL2を始動させるようになって
いる。
第3図および第4図は動作説明図であり、まず、第3
図に示すように、電源投入時からタイマーT1にて設定さ
れるt1までのテストモード期間Xには、放電灯回路3の
状態に関係なくテストモード周波数でインバータ回路1
が動作する。このとき、テストモード周波数は、電流共
振回路2の共振周波数よりもずれた状態に設定されてお
り、判別回路4では、放電灯回路3の状態を共振系の動
作状態変化(A点の電圧変化)により判別する。第4図
はインバータ回路1の発振周波数fに対するA点の電圧
VAの変化を示すもので、図中、実線は正常の放電灯DL1,
DL2が接続されている場合の共振曲線を示しており、共
振周波数f0となっている。一方、一点鎖線は、放電灯DL1,DL2が接
続されていない無負荷状態の共振曲線を示しており、共
振周波数f0′は、 となっている。ここに、テストモード周波数をf1とする
と、A点の電圧VAは、それぞれV2,V1となり、V2>V1
関係が成立している。したがって、A点の電圧VAを分圧
して整流した電圧VA′と、基準電圧Vsとをコンパレータ
CPにて比較することにより、無負荷状態においてコンパ
レータCP出力が“H"になる。逆に放電灯DL1,DL2が正常
に接続されている場合には、コンパレータCP出力が“L"
になる。このコンパレータCP出力は、アンド回路ANDを
介して出力されるようになっているので、タイマーT1
て設定されるテストモード期間Xだけ発振制御回路5に
送られ、それ以外の期間(予熱期間Yおよび点灯期間
Z)にはキャンセルされるようになっている。なお、テ
ストモード周波数をf2に設定しても良く、この場合、無
負荷状態のときにA点の電圧VAが基準電圧Vsよりも低く
なるので、これを検出して放電灯回路3の状態を判別す
ることになる。
また、発振制御回路5では、判別回路4出力に基づい
てインバータ回路1を放電灯回路3の状態に応じた最適
モードで動作させるようになっており、実施例では、判
別回路4から無負荷状態で示す“H"が出力された場合に
は、ラッチ回路LCにてこのレベルが保持されるので、以
後、タイマーT2出力が“L"になってもオア回路OR出力は
“H"を維持し、インバータ回路1の発振周波数fは予熱
モード期間Yおよび点灯モード期間Zに亘ってテストモ
ード周波数に固定される(第3図の一点鎖線)ことにな
る。なお、実施例では、放電灯DL1,DL2が正常に接続さ
れていない無負荷状態の場合に、以後のインバータ回路
1の発振周波数fをテストモード周波数f1に固定してい
るが、スイッチング素子(トランジスタQ1,Q2)にかか
るストレスを低減させる動作モードで動作させれば良
く、例えば、テストモード周波数f1以外の他の周波数で
動作させたり、発振を停止させたりしても良い。また、
実施例では、1つのテストモード周波数f1にて放電灯回
路3の状態を判別しているが、複数のテストモード周波
数を設定して放電灯回路3の状態を判別すれば、正常点
灯状態、無負荷状態に加えて1灯点灯状態などを判別す
ることができ、インバータ回路1を放電灯回路3の各状
態に対応した最適動作モードで動作させることもでき
る。
一方、放電灯回路3の放電灯DL1,DL2が正常に接続さ
れている場合には、テストモード期間Xにおいて判別回
路4出力が“L"レベルのままであるので、タイマーT2
力が“L"になった時点でオア回路OR出力が“L"になり、
インバータ回路1の発振周波数fがテストモード周波数
f1から点灯モード周波数(電流共振回路2の共振周波数
f0近傍の周波数)に切り替えられて予熱モード期間Yが
放電灯DL1,DL2のフィラメントが加熱され、点灯モード
期間Zで放電灯DL1,DL2が点灯される。なお、予熱モー
ド期間Yから点灯モード期間Zへの移行時には、インバ
ータ回路1の発振周波数fを予熱周波数から点灯周波数
にスイープさせるようになっている。
以上のように、本発明にあっては、電源投入から予熱
モード期間Yまでの間にテストモード期間Xを設定する
とともに、インバータ回路1の発振周波数を電流共振回
路2の共振周波数よりもずれた状態に設定して放電灯回
路3の状態を共振系の動作状態変化により判別している
ので、インバータ回路1のスイッチング素子にストレス
をかけることなく放電灯回路3の状態を確実に検出する
ことができ、しかも、共振系の動作状態変化によって放
電灯回路3の状態を検出しているので、回路構成が簡単
になって、小型化および低コスト化が容易に行えるよう
になっている。
第5図は他の実施例を示すもので、トランジスタQ2
エミッタ側に挿入された電流検出抵抗Riの両端電圧によ
り共振系の動作状態変化を検出するようにしたものであ
り、他の構成および動作は前記実施例と同様である。
第6図はさらに他の実施例を示すもので、直列接続さ
れた放電灯DL1,DL2にて放電灯回路3を構成し、判別回
路5にてA点の電圧VAに基づいて放電灯回路3の状態を
判別し、インバータ回路1の発振周波数を制御してお
り、他の構成および動作は前記実施例と同様である。
第7図はさらに他の実施例を示すもので、インバータ
回路1をダイオードDが並列接続されたトランジスタQ
と、インダクタンス素子Lにて形成し、トランジスタQ
を発振制御回路にて制御するようにしたものであり、他
の構成および動作は前記実施例と同様である。
なお、上述の実施例では、インバータ回路1のスイッ
チング素子として一般的なトランジスタを用いている
が、FETあるいはサイリスタを用いても良いことは言う
までもなく、また、ハーフブリッジ型、プッシュプル型
インバータ回路を用いて構成しても良い。
[発明の効果] 本発明は上述のように構成されており、他励式インバ
ータ回路を用い電流共振回路の共振コンデンサを放電灯
回路に並列的に接続して成る放電灯点灯装置において、
電源投入から予熱モード期間までの間に設定されたテス
トモード期間にインバータ回路の発振周波数を電流共振
回路の共振周波数よりもずれた状態に設定して放電灯回
路の状態を共振系の動作状態変化により判別しているの
で、インバータ回路のスイッチング素子にストレスをか
けることなく放電灯回路の状態を確実に検出することが
でき、しかも、共振系の動作状態変化によって放電灯回
路の状態を検出しているので、回路構成が簡単になっ
て、小型化および低コスト化が容易に行えるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の回路図、第2図は同上の要部
具体回路図、第3図および第4図は同上の動作説明図、
第5図は他の実施例の回路図、第6図はさらに他の実施
例の回路図、第7図はさらに他の実施例の回路図、第8
図は従来例の回路図、第9図は他の従来例の回路図であ
る。 1はインバータ回路、2は電流共振回路、3は放電灯回
路、4は判別回路、5は発振制御回路である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】他励式インバータ回路出力を電流共振回路
    を介して複数の放電灯よりなる放電灯回路に印加し、電
    流共振回路の共振コンデンサを放電灯回路に並列的に接
    続して成る放電灯点灯装置において、電源投入から放電
    灯を予熱する予熱モード期間までの間にテストモード期
    間を設定するとともに、上記テストモード期間にインバ
    ータ回路の発振周波数を電流共振回路の共振周波数より
    もずれた状態に設定して放電灯回路の状態を共振系の動
    作状態変化により判別する判別回路と、判別回路出力に
    基づいてインバータ回路を放電灯回路の状態に応じた最
    適モードで動作させる発振制御回路とを設けたことを特
    徴とする放電灯点灯装置。
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