JP2953086B2

JP2953086B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP2953086B2
Application number: JP5894991A
Authority: JP
Inventors: 雅男坂田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1999-09-27
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JPH04294095A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は照明装置に係わり、特
に、光源として放電灯を用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型で発光量の大きい照明装置を得るた
め、光源として放電灯を使用することが知られている。
このような照明装置としては、特開昭５６−７３９２号
公報に開示されたものがある。図７に、上記照明装置の
構造を示す。

【０００３】図７において、９０は交流電源である。９
１は整流回路であり、交流電源９０から出力される交流
電圧を直流電圧に変換するものである。９２はインバー
タであり、整流回路９１から出力される直流電圧を高周
波電圧に変換する。９３はコンデンサであり、インバー
タ９２から出力される高周波電圧を安定させる。

【０００４】９４は放電灯である。放電灯９４に高周波
電圧を印加されたとき、電極ａ，ｂ間で放電が起こり発
光する。９５は制御回路である。制御回路９５は放電灯
９４に印加される電圧を検出し、検出された電圧に基づ
いてインバータ９２にフィードバック信号を出力する。

【０００５】次に、作用を説明する。交流電源９０から
出力された交流電圧は、整流回路９１によって整流され
た後、インバータ９２に入力される。インバータ９２
は、直流電圧を高周波電圧に変換する。そして、高周波
電圧はコンデンサ９３を介して放電灯９４に印加され、
放電灯９４が点灯する。

【０００６】また、放電灯９４が点灯しているとき、制
御回路９５によって放電灯９４に印加される電圧（図中
の端子Ａ，Ｂ間の電圧）が検出される。制御回路９５は
検出した電圧値に基づいてフィードバック信号を出力す
る。フィードバック信号はインバータ９２に入力され
る。

【０００７】インバータ９２はフィードバック信号に応
じて、高周波電圧の発信周波数を変化させる。その結
果、放電灯９４に印加される高周波電圧の周波数が変化
し、放電灯５４から放射される光量が一定になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の照明装置におい
て、インバータ９２から出力される高周波電圧の電圧値
は、放電灯９４の点灯開始時で約１０［ｋＶ］、点灯中
で約８０［Ｖ］である。そのため、バルブ交換などのた
め、照明装置からバルブ（図示省略）がはずされている
とき、すなわち端子Ａ，Ｂが開放されているとき、本装
置が作動していると、回路配線の絶縁部やインバータ９
２の回路素子などに高電圧が印加される。そのため、こ
れらの部分に耐圧の高い材料を使用しなければならず、
サイズおよび重量が増加してしまうという問題点があっ
た。また、耐圧の高い材料および素子は高価であるた
め、装置のコストが増加してしまう。

【０００９】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、バルブ未装着時に高電圧が印加さ
れることを防止する照明装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、電極を有する
放電灯と、前記放電灯の電極間に電力を供給する駆動手
段と、前記駆動手投に設置され、放電灯の各電極に接続
される接続端子と、前記接続端子間のインピーダンスを
検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づき、前
記放電灯の正常な動作時における端子間インピーダンス
に相当する範囲以外に前記端子間のインピーダンスがあ
るときには、前記駆動手段の出力を停止する制御手段
と、を備えたことを特赦とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、放電灯は駆動手段によって電
力を供給されて点灯する。また、検出手段によって放電
灯と駆動手段とを接続する接続端子間のインピーダンス
が検出される。そして、検出されたインピーダンスが、
正常な放電灯のインピーダンスがとる範囲以外にあると
き、すなわち、検出されたインピーダンスが所定範囲の
インピーダンスよりも大きいとき、放電灯が未装着であ
ったり破損であるなど、放電灯が異常であるとみなすこ
とができる。

【００１２】したがって、インピーダンスが上記の範囲
の外にあるときには、駆動手段の出力が停止され、放電
灯と駆動手段とを接続する端子間に電圧が印加されるこ
とが防止される。

【００１３】なお、接続端子間の電圧のみを検出するよ
うにした場合、放電灯が未装着であっても接続端子間に
電圧が印加されるため、正常な検出が行えない。また、
電流のみを検出するようにした場合には、高電圧パルス
が印加されている間は電流が極端に少ないため、未装着
であるかのような誤検出をしてしまう恐れがある．した
がって、本発明のようにインピーダンスを検出すること
が上記の目的を達成するために有効である。

【００１４】

【実施例】図１から図６に基づいて、本発明の実施例に
ついて説明する。図１は本実施例の構成を示すブロック
図である。図１において、１は放電灯であり、図２に示
すような灯具５０の光源となる。図２において、５６は
凹面鏡、５７はレンズ、５１はバルブである。バルブ５
１は、放電灯１、外管５２、口金５３、および接続端子
５４，５５から構成される。なお、接続端子５４，５５
は図１における端子５４，５５と同一のものである。

【００１５】図１において、２は駆動手段としての駆動
回路である。駆動回路２の入力端子ｈにはスイッチ７を
介して直流電源から電圧＋Ｖ［Ｖ］が印加される。ま
た、駆動回路の出力端子ｆは放電灯１の接続端子５４に
接続され、出力端子ｇは抵抗１１を介して放電灯１の接
続端子５５に接続される。

【００１６】３は検出手段としてのインピーダンス検出
回路であり、接続端子５４，５５間のインピーダンスを
検出する。インピーダンス検出回路３の入力端子ａは、
抵抗１１の駆動回路２側の端部に接続され、入力端子ｂ
は抵抗１１の放電灯１側の端部に接続される。また、イ
ンピーダンス検出回路３の入力端子ｃは放電灯１の接続
端子５４に接続される。４は制御手段としての比較回路
である。比較回路４の入力端子ｊはインピーダンス検出
回路３の出力端子ｅに接続される。比較回路４はインピ
ーダンス検出回路３の出力に基づいて、放電灯のインピ
ーダンスが正常な範囲のときＬレベルの電圧が出力さ
れ、正常な範囲外のときはＨレベルの電圧が出力され
る。

【００１７】９は比較器であり、比較器９の参照電圧は
放電灯１の放電開始時にインピーダンスを検出するため
に、数［ｋＶ］に設定されている。そして、比較器９に
参照電圧よりも高い電圧が入力されたときにはＬレベル
の電圧が出力され、参照電圧よりも低い電圧が入力され
たときにはＨレベルの電圧が出力される。比較器９の入
力端子はインピーダンス検出回路３の出力端子ｄに接続
される。１０はＡＮＤ回路であり、ＡＮＤ回路１０の一
方の入力端子は比較回路４の出力端子ｋに接続され、他
方の入力端子は比較器９の出力端子に接続されている。
そして、ＡＮＤ回路１０の出力端子は駆動回路２の入力
端子ｉに入力される。

【００１８】次に、図３に基づいて、駆動回路２の詳し
い構成について説明する。図３において、２４はインヒ
ビットリレーであり、入力端子ｉに入力される電圧信号
がＨレベルのときオフとなり、Ｌレベルのときオンとな
る。インヒビットリレー２４がオンのとき、入力端子ｈ
から入力された直流電源＋Ｖは、ＤＣ／ＡＣインバータ
２１に入力される。ＤＣ／ＡＣインバータ２１は、直流
電圧を交流電圧に変換し、出力端子ｆ，ｇから出力す
る。

【００１９】２３は高電圧パルス発生回路であり、ＤＣ
／ＡＣインバータ２１から入力された交流電圧によって
所定期間パルス信号を発生する。２２はパルストランス
であり、高電圧発生回路２３から出力されたパルス信号
をさらに高電圧のパルスに変換する。また、パルストラ
ンス２２で発生した高電圧パルスは出力端子ｆから出力
され、放電灯１に絶縁破壊を生じさせる。

【００２０】次に、図４に基づいてインピーダンス検出
回路３の詳しい構成について説明する。３１は差動増幅
器である。差動増幅器３１の（−）入力端子および
（＋）入力端子は、それぞれインピーダンス検出回路３
の入力端子ａおよびｂに接続される。また、差動増幅器
３１の出力端子は整流回路３５に接続される。３２，３
３は分圧コンデンサであり、インピーダンス検出回路３
の入力端子ｂ，ｃの間に接続される。また、分圧コンデ
ンサ３２，３３の分圧点は整流回路３４に接続される。

【００２１】３６は割り算器であり、割り算器３６の入
力端子には、整流回路３４および整流回路３５の出力端
子が接続されている。そして、割り算器３６の出力端子
はインピーダンス検出回路３の出力端子ｅに接続されて
いる。また、整流回路３４の出力端子はインピーダンス
検出回路３の出力端子ｄに接続されている。

【００２２】次に、図５に基づいて、比較回路４の詳し
い構成について説明する。図５において、４１，４２は
比較器である。比較器４１は入力端子ｊから入力された
電圧と参照電圧Ｖ１とを比較し、入力された電圧が参照
電圧Ｖ１よりも高い値のときＨレベルの信号を出力し、
参照電圧Ｖ１よりも低い値のときＬレベルの信号を出力
する。また、比較器４２は入力端子ｊから入力された電
圧と参照電圧Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）とを比較し、入力され
た電圧が参照電圧Ｖ２よりも低い値のときＨレベルの信
号を出力する。４３はＯＲ回路であり、ＯＲ回路４３の
入力端子には比較器４１，４２の出力端子が接続されて
いる。そして、ＯＲ回路４３の出力端子は比較回路４の
出力端子ｋに接続されている。

【００２３】次に、作用を説明する。図１において、ス
イッチ７がオフのときには、駆動回路２（図３参照）は
動作しないため、比較回路４（図５参照）の出力はＬレ
ベルとなり、ＡＮＤ回路１０の出力はＬレベルとなる。
その結果、駆動回路２（図３参照）のインヒビットリレ
ー２４はオンとなる。

【００２４】この状態でスイッチ７がオンになると、図
３に示すように、直流電源＋Ｖから駆動回路２のＤＣ／
ＡＣインバータ２１に電源が供給される。ＤＣ／ＡＣイ
ンバータ２１は交流電圧を高電圧発生回路２３に出力す
る。そして、高電圧発生回路２３は高電圧を発生し、パ
ルストランス２２から高電圧パルスが出力される。

【００２５】放電灯１が正常なときには、この高電圧パ
ルスは図１の出力端子ｆおよび接続端子５４を介して放
電灯１に印加される。高電圧パルスによって、放電灯１
内部の放電電極間で絶縁破壊が起こる。そして、絶縁破
壊の後、ＤＣ／ＡＣインバータ２１から放電灯１に交流
電圧が印加され、放電灯１の内部でアーク放電が発生す
る。アーク放電が発生すると放電灯１の温度が上昇し、
温度上昇にともなって、放電灯１の点灯が安定する。

【００２６】このとき、放電灯１のインピーダンスＺ
は、図６に示すように、時間の経過とともに上昇する。
そして、放電灯１の点灯が安定するのにともないインピ
ーダンスの上昇も安定する。

【００２７】なお、接続端子５４，５５間の電圧、すな
わち放電灯１に印加される電圧は、図４に示すインピー
ダンス検出回路３の分圧コンデンサ３２，３３によって
分圧される。そして、整流回路３４によって整流された
後、割り算器３６に入力される。また、放電灯１に流れ
る電流は、抵抗１１によって電流に比例した値の電圧に
変換される。そして、差動増幅器３１によって抵抗１１
両端の電圧が検出され、整流回路３５で整流された後、
割り算器３６に入力される。

【００２８】割り算器３６に入力される２つの電圧は、
それぞれ接続電極５４，５５間の電圧および放電灯１に
流れる電流に比例した値の電圧である。したがって、割
り算器３６の出力電圧Ｖｅは、接続端子５４，５５間の
インピーダンスに比例した値の電圧となる。

【００２９】比較回路４の比較器４１（図５参照）の参
照電圧Ｖ１は、図６に示すように、放電灯１のインピー
ダンスＺが上限となる値に比例した電圧値よりも多少高
く設定されている。また、比較器４２の参照電圧Ｖ２
は、放電灯１のインピーダンスＺが下限となる値に比例
した電圧値よりも多少低く設定されている。

【００３０】したがって、放電灯１が正常なとき、比較
器４１，４２の出力はいずれもＬレベルとなる。その結
果、ＯＲ回路４３の出力もＬレベルとなる。また、放電
灯１を絶縁破壊を生じさせるために高電圧を印加してか
ら放電が開始されるまでの間、放電灯１のインピーダン
スが高くなり、ＯＲ回路４３からＨレベルの電圧が出力
される可能性がある。このような場合でも、比較器９か
らＬレベルの電圧が出力される。

【００３１】そのため、放電灯１が正常な場合、ＡＮＤ
回路１０の出力はＬレベルとなる。その結果、駆動回路
２のインヒビットリレー２４はオン状態を保持するた
め、駆動回路から放電灯１に電圧が印加され続け、放電
灯１が点灯する。

【００３２】放電灯１が装着されていなかったり、破損
しているなど、放電灯１が異常な場合には、接続端子５
４，５５間のインピーダンスが通常よりも高くなる。そ
のため、割り算器３６から出力される電圧が高くなり、
比較器４１の出力がＨレベルとなる。その結果、ＯＲ回
路の出力もＨレベルとなる。また、駆動回路２からは通
常の電圧（数十［ｋＶ］）が出力されているため、比較
器９の出力はＨとなる。

【００３３】したがって、ＡＮＤ回路１０からＨレベル
の電圧が出力されるため、駆動回路２のインヒビットリ
レー２４はオフとなる。その結果、直流電源＋ＶからＤ
Ｃ／ＡＣコンバータに２１電圧が印加されなくなり、駆
動回路２から出力される電圧が停止する。

【００３４】また、被覆材の破損や他の物体の付着など
により接続端子５４，５５が短絡した場合には、接続端
子５４，５５間のインピーダンスが低くなる。そのた
め、比較回路４の比較器５の出力がＨレベルとなり、Ｏ
Ｒ回路４３の出力がＨレベルとなる。その結果、上記の
場合と同様に、駆動回路２の出力が停止する。

【００３５】以上のように本実施例によれば、駆動回路
２により接続端子５４，５５間に電圧を印加し、インピ
ーダンス検出回路３により接続端子５４，５５間のイン
ピーダンスを検出し、比較回路４によりインピーダンス
が正常な範囲にあるか否かを検出し、インピーダンスが
正常な範囲の外にあるとき駆動回路２の出力を停止する
ようにした。

【００３６】そのため、バルブ５１の未装着あるいは破
損、または接続電極５４，５５の短絡などの場合には、
回路素子や配線の絶縁部などに高電圧が印加されること
を防止することができる。その結果、回路素子の破損を
防げるので、耐圧の高い材料等を使用する必要がなく、
装置を小型化および軽量化することができ、またコスト
を低減することができるという効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、駆動手段
により接続端子を介して放電灯に電圧を印加し、検出手
段により接続端子のインピーダンスを検出し、制御手段
によりインピーダンスが所定の範囲にあるか否かを検出
し、インピーダンスが所定の範囲以外にあるとき駆動手
段の出力を停止するようにした。

【００３８】そのため、放電灯バルブの未装着あるいは
破損、または接続電極の短絡などの場合には、回路素子
や配線の絶縁部などに高電圧が印加されることを防止す
ることができる。その結果、回路素子等の破損を防げる
ので、耐圧の高い材料等を使用する必要がなく、装置を
小型化および軽量化することができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図２】放電灯を用いた灯具の構成を示す断面図。

【図３】駆動回路２の構成を示す回路図。

【図４】インピーダンス検出回路３の構成を示す回路
図。

【図５】比較回路４の構成を示すブロック図。

【図６】放電灯のインピーダンスの特性を示す図。

【図７】従来例の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１放電灯２駆動回路３インピーダンス検出回路４比較回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極を有する放電灯と、前記放電灯の電極間に電力を供給する駆動手段と、前記駆動手投に設置され、放電灯の各電極に接続される
接続端子と、前記接続端子間のインピーダンスを検出する検出手段
と、前記検出手段の出力に基づき、前記放電灯の正常な動作
時における端子間インピーダンスに相当する範囲以外に
前記端子間のインピーダンスがあるときには、前記駆動
手段の出力を停止する制御手段と、を備えたことを特赦とする照明装置。