JP2962506B2 - 放電管点灯装置 - Google Patents

放電管点灯装置

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    • H05B41/2851Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
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    • Y10S315/07Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放電管のインバータを
用いた放電管点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】放電管点灯装置の異常を検出する手段と
しては、例えば特開平3−112092号公報に記載さ
れたものがある。上記従来例の放電管点灯装置は、何ら
かの原因で放電管が不点灯または点灯中の立ち消え等の
異常により過電流を生じ、回路を構成するトランジスタ
が破損するのを防ぐために、直流電力をスイッチング素
子により高周波電力に変換して負荷に供給するととも
に、設定された基準電圧に応じて制御回路がスイッチン
グ素子のオン期間を制御できるインバータ装置におい
て、構成部品に共通に流れる所定値以上の電流を検出し
て、上記電流を低下させるように基準電圧を下げる保護
回路を備えている。すなわち、放電管を流れる電流を監
視して、電流値が所定値を上回ったときに異常と判断す
るものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、放電
管の電流だけを監視しているため、放電管以外の個所に
異常が発生した場合には、それを検出できないことがあ
る。
【0004】本発明は放電管だけでなく放電管点灯装置
に関する異常、特に過熱や発煙の原因となり得る異常を
検出して保護する放電管点灯装置を得ることを目的とす
る。
【0005】
【問題を解決するための手段】直流電源の直流電圧を高
周波電圧に変換して放電管に供給するインバータを有す
る放電管点灯装置において、上記インバータの入力電圧
を計測する電圧計測手段と、上記インバータの入力電流
を計測する電流計測手段と、上記電圧計測手段と上記電
流計測手段との計測結果の積を算出する乗算手段と、上
記乗算手段の算出結果が予め定められた所定の値を超え
た状態を検出し、上記状態の継続時間が予め定められた
値に達した後に、上記インバータの出力を停止又は低減
する信号を出力する制御回路とを設ける。また、可変直
流電源にDC−DCコンバータを接続し、上記DC−D
Cコンバータにインバータを接続した放電管点灯装置に
おいては、上記DC−DCコンバータの入力電圧を計測
する電圧計測手段と、上記DC−DCコンバータの入力
電流を計測する電流計測手段と、上記電圧計測手段と上
記電流計測手段との計測結果の積を算出する乗算手段
と、上記乗算手段の算出結果が予め定められた所定の値
を超えた状態を検出し、上記状態の継続時間が予め定め
られた値に達した後に、上記インバータの出力を停止又
は低減する信号を出力する制御回路とを設ける。
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【作用】過熱や発煙の原因となるような異常が発生する
場合には、一般にそのためのエネルギの供給が行われる
が、放電管点灯装置における入力電力も通常の値に比べ
て上昇することになる。したがって、電圧計測手段と電
流計測手段とこれらの計測結果の積を求める乗算手段と
により、放電管への入力電力を監視してその値が通常の
値よりもずれたことを検知し、放電管への入力電力を停
止するかあるいは低減することによって、過熱や発煙な
どの不具合を未然に防ぐことができる。
【0010】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図1は本発明による放電管点灯装置の第1実施例を
示す構成図、図2は本発明の第2実施例を示す構成図、
図3はパルス幅変調による調光時の電流波形を示す図、
図4は電流計測手段の他の一例を示す構成図である。
【0011】第1実施例 第1実施例の構成を示す図1において、1は直流電源、
2はインバータ、3は放電管、4は制御回路、5は電圧
計測手段、6は電流計測手段、7は乗算手段である。上
記インバータ2は直流電源1の出力を高周波電力に変換
して放電管3に供給する。放電管3はこれにより高周波
で点灯するが、このとき点灯に必要とされる電力は直流
電源1から供給される。放電管3が正常な状態で点灯し
ている期間は、放電管3に与える高周波の電圧や電流が
一定なので、その消費電力は一義的に定まる。電力の値
は例えばA/Dコンバータによる電圧計測手段5と電流
検出用抵抗およびA/Dコンバータによる電流計測手段
6との計測結果を乗算手段7で演算した値で示される。
制御回路4は上記乗算手段7の出力が所定の値を超えた
時、インバータ2の動作を停止して放電管3を消灯する
制御信号を出力する。ここでいう所定の値とは、放電管
3が正常に点灯している時の電力の範囲から外れた値を
いう。これにより、何らかの故障で放電管3や放電管3
以外の部品が必要以上に電力を消費している場合にもそ
れを検知して、大量電力の消費による発熱や発煙を防ぐ
ことができる。また、制御回路4は雑音などによる誤動
作を防ぐため、乗算手段7の結果が所定の値を超えた
時、インバータ2の動作を直ちに停止する信号を出力せ
、上記所定値の状態があらかじめ定めた時間を経過し
たことを確認したのちに、はじめてインバータ2の動作
停止する信号を出力する。この場合は、異常を検知し
てからインバータ2を停止するまでの時間は、異常個所
の部品から発煙や発火が生じない程度に短くする必要が
ある。また、インバータ2の動作を停止する代りにイン
バータ2の出力を低減して、発煙や発火がおこらない程
度に電力を抑えてもよい。この場合には放電管3は点灯
を維持した状態であるため、例えば上記放電管を端末機
器における液晶ディスプレイのバックライトとして用い
たならば、作業が中断するような心配がなくなる。
【0012】第2実施例 本発明の第2実施例を図2を用いて説明する。図2にお
いて、20は出力電圧が変化する直流電源、21は入力
直流電圧をあらかじめ定めた直流電圧に変換するDC−
DCコンバータである。その他、図1と同じ符号が付し
てあるものは図1に準じる。本実施例のように電源の電
圧が変化する場合としては、パーソナルコンピュータや
ワードプロセッサなどにおいて、電源をバッテリとAC
アダプタとの間で切り替える場合などが考えられる。こ
のように電源電圧が変化してもインバータ2に供給する
電圧はDC−DCコンバータ21により一定に保たれ
る。この場合も電源電圧に関わらず全体が消費する電力
はほぼ一定である。したがって、電圧計測手段5と電流
計測手段6および乗算手段7で、直流電源20が供給す
る電力を監視することにより、電源電圧に依存せずに回
路の異常を検知することができる。図2では異常を検知
した際の電力の制限あるいは消灯をインバータ2で行っ
ているが、DC−DCインバータ21で行っても本発明
の効果に変わりはない。
【0013】これに加えて、放電管3の電流を変化させ
て調光を行う場合には、当然ながら電流計測手段6の計
測値が変化するので、消費電力もそれに応じて変化す
る。この場合は制御回路4において、その時の調光度に
応じて所定の値を可変にすればよい。また、調光の手段
としては、上記の他に、放電管3を点滅させて点灯期間
と消灯期間との割合により調光する方法がある。ただ
し、点滅の周期は肉眼で感じられない程度に短くしなけ
ればならない。この場合には電流計測手段6にながれる
電流は図3のようになる。調光は放電管3の点滅で行う
ので、回路が正常に動作している時には、図3における
点灯期間中の電流値は調光度に依らず一定である。した
がって、この調光方法による場合には、点灯期間中の電
流値のピーク値を計測するようにすれば、調光度に応じ
て所定の値を可変にする必要はなくなる。
【0014】上記実施例に用いた電流計測手段とは別の
例を、図4に基づいて説明する。図4はDC−DCコン
バータの回路図である。図において31はスイッチ素
子、32はダイオード、33はチョークコイル、34、
35、40、41は抵抗、36は誤差検出増幅器、37
は直流電源、38はパルス発生手段、39はトランジス
タ、42はコンデンサ、43は電圧計測手段、44は入
力電圧端子、45は出力電圧端子である。図4で出力電
圧端子45に発生する電圧は、スイッチ素子31をパル
ス幅変調された制御信号で開閉することにより発生す
る。閉の期間が長いほど、チョークコイル33に蓄積さ
れるエネルギが多くなるので電圧が高くなる。制御信号
はパルス発生手段38が発生する。誤差検出増幅器36
は、抵抗34、35で分圧された出力電圧と直流電源3
7の誤差を検出する。パルス発生手段38は誤差検出増
幅器36が検出する誤差が小さくなるように、制御信号
のパルス幅を制御する。この動作により、上記DC−D
Cコンバータの出力電圧は直流電源37に応じた値に制
御される。本発明の場合は上記DC−DCコンバータの
負荷は放電管であり、調光を行わないときの消費電力は
一定である。したがって、パルス発生手段38が出力す
る制御信号のパルス幅は、入力電圧端子44にかかる電
圧だけに依存する。すなわち、入力電圧端子44にかか
る電圧が高いときには、相対的に出力電圧を下げるため
のパルス幅は短くなる。逆に入力電圧端子44にかかる
電圧が低いときにはパルス幅は長くなる。また、DC−
DCコンバータの出力側で消費する電力は一定であるの
で入力される電力も一定になり、入力電圧が高いときに
は入力電流が小さく、入力電圧が低いときには入力電流
が大きくなる。すなわち、制御信号のパルス幅は入力電
流に概略比例していることになる。この点に着目して図
4に示すように、トランジスタ39、抵抗40と41、
コンデンサ42とで制御信号を平滑化すれば、平滑後の
電圧は入力電力に概略比例することになる。この電圧で
電流を計測すれば、電源ラインに電流計測用の抵抗やト
ランスを用いることなく電流を計測することができる。
一般に電流の計測に抵抗やトランスを用いる場合には、
その起電力が小さいため増幅器を必要とするが、上記方
法による場合には不要である。また、DC−DCコンバ
ータは図4に示した構成のものに限らず、パルス幅が変
調された信号で電圧を制御できるものであれば、上記同
様に電流値を計測することができる。
【0015】上記実施例では、電流値と電圧値との乗算
をハードウエアで行っているが、電流値と電圧値とをA
/D変換したのちにマイクロコンピュータに取り込ん
で、ソフトウエアで乗算および異常の検知を行っても、
本発明の効果に変りはない。
【0016】
【発明の効果】上記のように本発明による放電管点灯装
置は、直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換して放電
管に供給するインバータと、該インバータの入力電圧を
計測する電圧計測手段と、上記インバータの入力電流を
計測する電流計測手段と、上記電圧計測手段と上記電流
計測手段との計測結果の積を算出する乗算手段とからな
り、上記乗算手段の算出結果があらかじめ定めた所定の
値になったとき、上記インバータの出力を停止または低
減することにより、放電管点灯回路が消費する電力を直
接検出し、そのため発熱や発煙を伴うような、通常以上
の電力を消費する異常が回路中に発生した場合に、速や
かに異常を検出して回路の動作を停止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放電管点灯装置の第1実施例を示
す構成図である。
【図2】本発明による放電管点灯装置の第2実施例を示
す構成図である。
【図3】パルス幅変調による調光時の電流波形を示す図
である。
【図4】電流計測手段の他の一例を示す構成図である。
【符号の説明】 1 直流電源 2 インバータ 3 放電管 5 電圧計測手段 6 電流計測手段 7 乗算手段 20 可変電圧直流電源 21 DC−DCコンバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 隆一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (72)発明者 松本 脩三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (72)発明者 杉野 元洋 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (72)発明者 川端 賢治 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日 立製作所 リビング機器事業部内 (72)発明者 岡田 隆 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日 立製作所 リビング機器事業部内 (72)発明者 渡辺 佳映 神奈川県大和市下鶴間1623番14号 日本 アイ・ビー・エム株式会社 大和事業所 内 (56)参考文献 特開 平4−8168(JP,A) 特開 平3−117373(JP,A) 特開 昭56−22098(JP,A) 特開 昭58−157091(JP,A) 特開 昭61−142697(JP,A) 特開 昭61−158695(JP,A) 特開 昭62−20297(JP,A) 特開 昭64−76699(JP,A) 特開 平1−255196(JP,A) 特開 平1−289095(JP,A) 特開 平2−177298(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 41/14 - 41/29

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換し
    て放電管に供給するインバータを有する放電管点灯装置
    において、上記インバータの入力電圧を計測する電圧計
    測手段と、上記インバータの入力電流を計測する電流計
    測手段と、上記電圧計測手段と上記電流計測手段との計
    測結果の積を算出する乗算手段と、上記乗算手段の算出
    結果が予め定められた所定の値を超えた状態を検出し、
    上記状態の継続時間が予め定められた値に達した後に、
    上記インバータの出力を停止又は低減する信号を出力す
    る制御回路とを有することを特徴とする放電管点灯装
    置。
  2. 【請求項2】可変電圧直流電源にDC−DCコンバータ
    を接続し、直流電圧を高周波電圧に変換して放電管に供
    給するインバータを上記DC−DCコンバータに接続し
    た構成を持つ放電管点灯装置において、上記DC−DC
    コンバータの入力電圧を計測する電圧計測手段と、上記
    DC−DCコンバータの入力電流を計測する電流計測手
    段と、上記電圧計測手段と上記電流計測手段との計測結
    果の積を算出する乗算手段と、上記乗算手段の算出結果
    が予め定められた所定の値を超えた状態を検出し、上記
    状態の継続時間が予め定められた値に達した後に、上記
    インバータの出力を停止又は低減する信号を出力する制
    御回路とを有することを特徴とする放電管点灯装置。
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