JP3799621B2 - 放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は放電灯点灯装置及び照明装置に係り、特に点灯時に高圧パルス発生を要する高圧放電灯などの放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高圧放電灯（以下、ＨＩＤという。ＨＩＤ ＝ High Intensity Discharge）としては、高圧ナトリウムランプ，メタルハライドランプ及び高圧水銀灯などが挙げられる。
【０００３】
このようなＨＩＤの点灯装置では、始動時に始動用高圧パルスを必要とするため、パルス発生回路を備えている。
【０００４】
このパルス発生回路については、従来技術として、(1) パルス発生回路からＨＩＤ始動時の一定時間のみパルス発生し、その後パルス停止するタイプのもの、(2) ＨＩＤ始動時にパルス発生し、ＨＩＤ点灯を検知してパルス発生を自動的に停止するタイプものなどがある。
【０００５】
図４はＨＩＤを点灯させるための従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。
【０００６】
図４において、商用交流電源（例えば１００Ｖの電源）１の一端は電源スイッチＳＷを介在して電源トランスＴ1 の１次側巻線に相当するコイルＬ11の一端に接続しており、交流電源１の他端はコイルＬ11の他端に接続している。このコイルＬ11の一端に直列接続してコイルＬ11と共に２次側巻線を構成するコイルＬ12の他端から昇圧された電圧（無負荷時には例えば２４０Ｖ）が得られるようになっている。コイルＬ11，Ｌ12からなる電源トランスＴ1 の両端には力率改善用のコンデンサＣ1 が並列に接続し、コイルＬ12の出力端には安定器としてのチョークコイルＣＨが直列に接続されている。チョークコイルＣＨの出力端ａとコンデンサＣ1 の一端ｂとの間には、トランスＴ2 の１次側コイルＬ21の両端が接続しており、電源トランスＴ1 の２次側に得られる電圧Ｖ1 が１次側コイルＬ21の両端に印加されるようになっている。出力端ａ，ｂについては、出力端ａはパルス発生回路４内にあるトランスＴ3 のコイルＬ32を介してＨＩＤ５の一方の電極に接続し、出力端ｂはＨＩＤ５の他方の電極に接続しており、出力端ａ，ｂ間の電圧Ｖ1 はコイルＬ32を介してＨＩＤ５の両端に印加されるようになっている。
【０００７】
パルス発生回路４は、１次側コイルＬ31とこのコイルＬ31に直列接続した２次側コイルＬ32とでトランスＴ3 を構成し、このコイルＬ31，Ｌ32の接続点に前記出力端ａの電圧が供給されるようになっており、前記コイルＬ31，Ｌ32の接続点にコンデンサＣ3 の一端を接続し、トランスＴ3 の一部であるコイルＬ31の一端に双方向性ダイオードとしての２方向性２端子サイリスタＶＡを接続し、コンデンサＣ3 の一端と２方向性２端子サイリスタＶＡの一端を共通に接続し、その共通接続点を抵抗Ｒ4 とトライアックＴＲの直列回路を介して前記出力端ｂに接続し、トライアックＴＲの両端には、抵抗Ｒ5 とフォトカプラ内の受光ダイオードＰＤと抵抗Ｒ6 との直列回路を並列に接続し、トライアックＴＲのゲートに供給する電圧を、受光ダイオードＰＤのカソードと抵抗Ｒ6 の接続点から得るように構成している。前記２方向性２端子サイリスタＶＡは、所定のブレーク・オーバー電圧（例えば２００Ｖ、ここではブレーク・オーバー電圧１００Ｖ程度のものを２個直列に接続している）を有し、コンデンサＣ3 の充電電圧がブレーク・オーバー電圧を越えると導通（オン）して、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成されるようになっている。また、トライアックＴＲはスイッチ素子として機能しており、フォトカプラを構成する発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、ＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれて導通（オン）するようになっている。
【０００８】
パルス発生回路４は、フォトカプラの前記発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、トライアックＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれてトライアックＴＲが導通（オン）すると、前記出力端ａからコンデンサＣ3 に対して電流が供給されてコンデンサＣ3 を充電し、その充電電圧が２方向性２端子サイリスタＶＡのブーク・オーバー電圧を越えたときに２方向性２端子サイリスタＶＡがオンして、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成され、その結果得られる共振電圧が１次側コイルＬ31に生じることによって、２次側を構成するコイルＬ32に高圧の共振パルスを発生し、これによってＨＩＤ５を放電開始させて点灯状態とするようになっている。
【０００９】
前記トランスＴ2 の２次側コイルＬ22の両端には１次電圧Ｖ1 （例えば２４０Ｖ）を降圧した２次電圧（例えば２０Ｖ）が得られるようになっている。２次側コイルＬ22の両端は抵抗Ｒ1 を介して全波整流回路２の入力端間に接続されており、前記２次側コイルＬ22両端の２次電圧が全波整流されて回路２の出力端間に出力されるようになっている。全波整流回路２の出力端に相当する点ｃ，ｄ間には、定電圧素子としてのツェナーダイオード（例えばツェナー電圧１０Ｖのもの）Ｚ1 と平滑用コンデンサＣ2 とが並列接続され、平滑用コンデンサＣ2 の両端には定電圧Ｖ2 （例えば１０Ｖ）が得られるようになっている。
【００１０】
さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端は、タイマー回路３両端にある電源端子に接続されており、電圧Ｖ2 がタイマー回路３の電源として供給されるようになっている。タイマー回路３は集積回路（ＩＣ）で構成され、回路３に外付けされた抵抗Ｒ0 ，コンデンサＣ0 の時定数によってタイマー設定時間が決定されるようになっており、しかも電源端子間に電源電圧Ｖ2 が供給されると同時にタイムカウントを開始し、前記タイマー設定時間だけタイムカウントしてタイムアップするようになっている。タイマー設定時間は、例えば２０分に設定されている。タイマー回路３の出力端ｍからは、タイムカウント開始時点からタイムカウント終了時点までの期間、ハイレベルの信号が出力され、タイムアップ後は、ローレベルの信号が出力されるようになっている。さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端には、抵抗Ｒ3 ，ツェナーダイオードＺ2 ，フォトカプラの発光ダイオードＥＤ，及びトランジスタＱ1 のコレクタ・エミッタによる直列回路が並列接続されている。トランジスタＱ1 のベースとエミッタ間には入力抵抗Ｒ2 が接続され、この抵抗Ｒ2 の両端に前記タイマー回路３の出力端ｍから出力されるハイ，ローの出力信号が印加されるようになっている。
【００１１】
以上の構成において、始動時、電源スイッチＳＷを投入すると、トランスＴ2の１次側には例えば２４０Ｖの交流電圧が生じ、トランスＴ2 の２次側には２０Ｖの電圧が発生する。この２次側電圧は全波整流回路２で整流された後、ツェナー電圧１０ＶのツェナーダイオードＺ1 で一定電圧にされ更に平滑用コンデンサＣ2 で平滑化され、その平滑電圧Ｖ2 はタイマー回路３の両端に電源として供給される。その結果、タイマー回路３に電源が投入され、タイマー回路３は時定数Ｒ0 ・Ｃ0 で決まるタイマー設定時間（例えば２０分間）その出力端ｍからハイレベルの信号を出力し続けることが可能な状態とされる。ただし、タイマー回路３に供給される電源電圧が下降してほぼ零レベルとなれば、タイマ―回路３はリセットされてその出力端ｍからはローレベルの信号が出力されることになる。従って、電源スイッチＳＷの投入後に、フォトカプラの発光ダイオードＥＤが発光すると、受光ダイオードＰＤがその光を受光してオンし、トライアックＴＲもオンし、電源トランスＴ1 の２次側（例えば２４０Ｖ電源に相当する）より、出力端ａ，コンデンサＣ3 ，抵抗Ｒ4 ，トライアックＴＲ，及び出力端ｂの経路で電流が流れ、コンデンサＣ3 が充電される。コンデンサＣ3 の充電電圧が例えば２００Ｖを越えると、Ｃ3 と並列に接続された２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧（２００Ｖ）を越えるので、２方向性２端子サイリスタＶＡがオンして、コンデンサＣ3 の充電電荷は、コンデンサＣ3 とコイルＬ31によって形成される並列共振回路を流れ、共振状態となる（例えば１００kHz の共振パルスが発生する）。このＬＣ共振によって発生したパルスはトランスＴ3 の２次側コイルＬ32から昇圧されて出力され（例えば３〜４ｋＶに昇圧されて出力され）、ＨＩＤ５の両端の電極間には出力端ａ，ｂ間の交流電源電圧に高圧パルス電圧が重畳した電圧が印加される。これによって、ＨＩＤ５が点灯する。
【００１２】
図５に、点灯時のＨＩＤ５の両端電極間の電圧（以下、ランプ電圧という）ＶL の特性を示す。横軸に時間ｔを、縦軸にランプ電圧ＶL をとってある。
【００１３】
図５の曲線Ａに示すように、点灯と同時にＨＩＤ５のランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなるが、このランプ電圧ＶL はその後時間ｔの経過と共に徐々に上昇し、一定時間経過後にはほぼ一定電圧ＶLSに飽和した状態で安定点灯する。ランプ始動時（ランプ点灯開始時）にはランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなり、これによってタイマー回路３に供給される電源電圧も０Ｖとなるので、タイマー回路３はリセットされその出力端ｍの出力はローレベルとなり、再びタイマー回路３を始動するために必要な電源電圧（例えば５Ｖ）以上の電圧が供給されない限りタイマー回路３の出力端ｍの電位はローレベルのままとなる。この状態は、ＨＩＤ５が安定点灯状態となり、ランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなっても維持される。これは、ＨＩＤ５が安定点灯状態ではランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなり、電源トランスＴ1 の２次側電圧Ｖ1 もほぼＶLSになり、これによってトランスＴ2 を通してタイマー回路３の両端に電源電圧は供給されるが、この供給電圧はタイマー回路３を動作させるに必要な５Ｖには達せずタイマー回路３を動作させるには至らないからである。
【００１４】
なお、始動時、ＨＩＤ５が電源投入によって直ぐに点灯しなかった場合でも、タイマー回路３によって設定された例えば２０分間は、パルス発生回路４は高圧パルスを断続的に発生し続け、この期間にＨＩＤ５を点灯させることが可能となる。なお、ＨＩＤ５を点灯している状態から消灯し、その後間もなく再点灯しようとする場合には、ＨＩＤ５の温度が下がり管内の蒸気圧が通常の蒸気圧に戻るまでは点灯しにくいが、前記タイマー回路３による比較的長い時間（２０分間）のタイマー設定により高圧パルス発生が長い期間行われるので、その間にＨＩＤ５の温度が下がり点灯状態に導くことができるようになっている。
【００１５】
ところで、上記従来の放電灯点灯装置では、ＨＩＤ５が寿命末期となった時は、図５の曲線Ｂに示すようにＨＩＤ５の点灯後、ランプ電圧ＶL は時間ｔの経過と共に正常点灯時に比して急速に上昇し、時間ｔ1 において（例えば５分経過して）ランプ電圧ＶL が電圧ＶLT（これはＶLSを越える高い電圧である）にまで上昇すると、ＨＩＤ５は放電状態を維持できなくなり、立ち消えを生じる。これはＨＩＤ５の放電インピーダンスが正常点灯時に比して非常に高くなったためである。この立ち消え状態では、ランプ電流が流れなくなるので、ランプ電圧ＶL は電源トランスＴ1 の無負荷時の２次側電圧Ｖ1 （例えば２４０Ｖ）にまで上昇する。この供給電圧Ｖ1 に基づいて、再びタイマー回路３には必要な電源電圧以上の電圧（１０Ｖ）が供給されて動作を開始し、タイマー回路３の出力端ｍの電位はハイレベルとなり、フォトカプラの発光ダイオードＥＤ及び受光ダイオードＰＤがオンし、電圧Ｖ1 を電源としてコンデンサＣ3 ，抵抗Ｒ4 ，Ｒ5 ，受光ダイオードＰＤ，及び抵抗Ｒ6 を通して電流が流れ、トライアックＴＲがオンしてコンデンサＣ3 への充電が行われ、この充電電圧が２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧を越えると２方向性２端子サイリスタＶＡもオンしてＬ31及びＣ3 による共振回路が動作して、再びトランスＴ3 からＨＩＤ５に対して高圧パルスが印加され、ＨＩＤ５は時間ｔ2 において再点灯する。図５で符号Ｃの期間は、ランプが時間ｔ1 で立ち消えとなりパルス発生回路４が再び高圧パルスを発生し、ＨＩＤ５が時間ｔ2 において再点灯するまでのランプ立消え期間を示している。そして、再びランプ電圧ＶL は、図５Ｂの特性と同じ経緯でＶLTにまで上昇し、立ち消えに至る。即ち、ＨＩＤ５は寿命末期においては、このような状態を繰り返すことになり、ランプが点滅した状態を繰り返す。その結果、点灯装置の絶縁劣化を早め、装置の寿命を短くするという問題があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、従来のＨＩＤの点灯装置では、寿命末期において、ランプ電圧ＶL の上昇に伴い、ランプが点滅した状態となり、放電灯点灯装置の短寿命化をもたらすという問題があった。
【００１７】
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、寿命末期における、ランプ電圧ＶL の上昇に伴う、ランプ点滅を生じないようにし、点灯装置の短寿命化を防ぐことができる放電灯点灯装置及び照明装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明による放電灯点灯装置放電灯点灯装置は、負荷としての放電灯と、この放電灯に電源を供給するための電源供給手段と、放電灯始動時、この電源供給手段からの無負荷時の電源電圧に基づき、放電灯始動用パルスを発生して前記放電灯に供給するパルス発生回路と、前記電源供給手段からの電源電圧に基づいて動作して前記パルス発生回路の動作を制御するもので、前記電源供給手段からの電源電圧が所定値以上の場合に動作してタイマー出力を発生するタイマー回路を備え、放電灯始動時は前記電源供給手段からの電源電圧が前記所定値以上の無負荷時の電源電圧のときに前記タイマー回路が第１の設定時間の間、前記パルス発生回路に放電灯始動用パルスを発生させるように動作し、放電灯始動後において安定点灯状態ランプ電圧を越えて前記放電灯の両端電圧が上昇する過程で前記所定値に達したときは前記タイマー回路を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間だけ動作させてタイムアップさせ、その後点灯中に立ち消えが生じた場合には前記パルス発生回路によるパルス発生を禁止するように制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、
前記パルス発生回路は、
前記制御手段からの制御信号にてオン，オフする第１のスイッチ素子と、
この第１のスイッチ素子に直列的に接続されるＬＣ共振回路と、
前記第１のスイッチ素子がオンしかつ前記電源供給手段から所定の電源電圧が供給されたときにブレーク・オーバーして前記ＬＣ共振回路を動作させる第２のスイッチ素子と、
前記ＬＣ共振回路で発生した共振パルスを昇圧して前記放電灯に供給するトランスとを具備したことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の放電灯点灯装置において、
前記電源供給手段から供給される電源電圧が２４０Ｖであるとき、前記第２のスイッチ素子のブレーク・オーバー電圧は２００Ｖに設定されることを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、
前記制御手段は、
前記電源供給手段からの電源電圧に基づいて第２の電源電圧を発生するトランスと、
このトランスの出力電圧を直流化する直流電圧発生手段と、
この直流電圧発生手段からの直流電圧が所定電圧以上であるときに動作して、第１設定時間又はこれより短い第２の設定時間だけハイレベル信号を出力し、前記パルス発生回路を制御するタイマー回路と、
前記直流電圧発生手段からの放電灯始動時又は放電灯点灯時の直流電圧に基づいて切換え動作し、放電灯始動時に前記タイマー回路の設定時間を第１の設定時間とし、放電灯点灯時に前記タイマー回路の設定時間を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間に切り換える切換え回路とを具備したことを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、
前記電源供給手段から供給される無負荷時の電源電圧が２４０Ｖであるとき、前記トランスから発生される前記第２の電源電圧は２０Ｖで、前記直流電圧発生手段からの直流電圧は１０Ｖであり、前記タイマー回路はその電源電圧として５Ｖ以上の直流電圧が供給されたときタイマー動作し、供給される電源電圧がほぼ０Ｖとなったときタイマーリセットされることを特徴とする
請求項６記載の発明は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、
前記切換え回路は、
前記直流電圧発生手段からの直流電圧に基づいてオン，オフするもので、この直流電圧が無負荷時の電圧であるときはオンし、放電灯点灯時の電圧であるときはオフする第１のスイッチ手段と、
この第１のスイッチ手段のオン，オフに応じて前記タイマー回路の時定数の大小を切り換えることにより、前記第１，第２の設定時間の切換えを行う第２のスイッチ手段とを具備したことを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明による照明装置は、
照明器具本体と、
この照明器具本体内に収容した請求項１〜６いずれか１つに記載の放電灯点灯装置とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、放電灯が寿命末期となってランプ電圧が比較的急速に上昇し、所定値にまで上昇した場合には、その電圧に基づいた電圧（例えば５Ｖ）でタイマー回路が動作するが、その状態ではタイマー回路は第２の設定時間（例えば２０秒）だけ動作してタイムアップし、その後ランプが立ち消え無負荷状態となっても既にタイマー回路はタイムアップしているのでタイマー回路が再び働くことはなく、無負荷状態でパルス発生回路が動作する虞れはなくなる。従って、放電灯点灯装置が寿命末期において高圧パルスの影響で劣化するのを防止することができる。
【００２５】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の放電灯点灯装置を示す回路図である。図４と同一機能要素には同一符号を付して説明する。
【００２６】
図１に示す放電灯点灯装置は、負荷としての放電灯を構成するＨＩＤ５と、このＨＩＤ５に対して電源を供給するための電源供給手段１１と、ＨＩＤ５の始動時、この電源供給手段１１からの無負荷時の電源電圧に基づき、放電灯始動用パルスを発生して前記ＨＩＤ５に供給するパルス発生回路４と、前記電源供給手段１１からの電源電圧に基づいて動作して前記パルス発生回路４の動作を制御するもので、前記電源供給手段１１からの電源電圧が所定値以上の場合に動作してタイマー出力を発生するタイマー回路３を備え、ＨＩＤ５の始動時は前記電源供給手段１１からの無負荷時の電源電圧に基づいて前記タイマー回路３が第１の設定時間動作して前記パルス発生回路３に放電灯始動用パルスを発生させ、ＨＩＤ５の点灯時において前記ＨＩＤ５の両端電圧が上昇する過程で前記所定値に達したときは前記タイマー回路３を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間だけ動作させてタイムアップさせ、点灯中に立ち消えが生じた場合に前記パルス発生回路４によるパルス発生を禁止するように制御する制御手段１２とを具備して構成されている。
【００２７】
図１の構成について詳細に説明する。
図１において、電源供給手段１１は、商用交流電源１と、電源スイッチＳＷと、前記交流電源１からの電圧を昇圧するトランスＴ1 と、力率改善用コンデンサＣ1 と、安定器としてのチョークコイルＣＨとで構成されている。
【００２８】
商用交流電源（例えば１００Ｖの電源）１の一端は電源スイッチＳＷを介在して電源トランスＴ1 の１次側巻線に相当するコイルＬ11の一端に接続しており、交流電源１の他端はコイルＬ11の他端に接続している。このコイルＬ11の一端に直列接続してコイルＬ11と共に２次側巻線を構成するコイルＬ12の他端から昇圧された電圧（無負荷時には例えば２４０Ｖ）が得られるようになっている。コイルＬ11，Ｌ12からなる電源トランスＴ1 の両端には力率改善用のコンデンサＣ1 が並列に接続し、コイルＬ12の出力端にはチョークコイルＣＨが直列に接続されている。チョークコイルＣＨの出力端ａとコンデンサＣ1 の一端ｂとの間には、トランスＴ2 の１次側コイルＬ21の両端が接続しており、電源トランスＴ1 の２次側に得られる電圧Ｖ1 が１次側コイルＬ21の両端に印加されるようになっている。これによって前記制御手段１２に対して電源が供給されるようになっている。接続点ａ，ｂについては、接続点ａはパルス発生回路４内にあるトランスＴ3 のコイルＬ32を介してＨＩＤ５の一方の電極に接続し、接続点ｂはＨＩＤ５の他方の電極に接続しており、接続点ａ，ｂ間の電圧Ｖ1 はＨＩＤ点灯時はコイルＬ32を介してＨＩＤ５の両端に印加されるようになっている。
【００２９】
パルス発生回路４は、制御手段１２からの光制御信号にてオン，オフする第１のスイッチ素子としてのトライアックＴＲと、このトライアックＴＲに直列的に接続されるＬ31 ，Ｃ3によるＬＣ共振回路と、前記トライアックＴＲがオンしかつ前記電源供給手段１１から所定の電源電圧が供給されたときにブレーク・オーバーして前記ＬＣ共振回路を動作させる第２のスイッチ素子としての２方向性２端子サイリスタＶＡと、前記ＬＣ共振回路で発生した共振パルスを昇圧してＨＩＤ５に供給するトランスＴ3 とを具備して構成されている。
【００３０】
パルス発生回路４は、１次側コイルＬ31とこのコイルＬ31に直列接続した２次側コイルＬ32とでトランスＴ3 （１次側コイルＬ31と２次側コイルＬ32との巻線比は例えば１：１５に設定される）を構成し、このコイルＬ31，Ｌ32の接続点に前記出力端ａの電圧が供給されるようになっており、前記コイルＬ31，Ｌ32の接続点にコンデンサＣ3 の一端を接続し、トランスＴ3 の一部であるコイルＬ31の一端に双方向性ダイオードとしての２方向性２端子サイリスタＶＡを接続し、コンデンサＣ3 の一端と２方向性２端子サイリスタＶＡの一端を共通に接続し、その共通接続点を抵抗Ｒ4 とトライアックＴＲの直列回路を介して前記出力端ｂに接続し、トライアックＴＲの両端には、抵抗Ｒ5 とフォトカプラ内の受光ダイオードＰＤと抵抗Ｒ6 との直列回路を並列に接続し、トライアックＴＲのゲートに供給する電圧を、受光ダイオードＰＤのカソードと抵抗Ｒ6 の接続点から得るように構成している。前記２方向性２端子サイリスタＶＡは、所定のブレーク・オーバー電圧（例えば２００Ｖ、ここではブレーク・オーバー電圧１００Ｖ程度のものを２個直列に接続している）を有し、コンデンサＣ3 の充電電圧がブレーク・オーバー電圧を越えると導通（オン）して、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成されるようになっている。また、トライアックＴＲはスイッチ素子として機能しており、フォトカプラを構成する発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、ＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれて導通（オン）するようになっている。
【００３１】
パルス発生回路４は、フォトカプラの前記発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、トライアックＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれてトライアックＴＲが導通（オン）すると、前記出力端ａからコンデンサＣ3 に対して電流が供給されてコンデンサＣ3 を充電し、その充電電圧が２方向性２端子サイリスタＶＡのブーク・オーバー電圧を越えたときに２方向性２端子サイリスタＶＡがオンして、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成され、その結果得られる共振電圧が１次側コイルＬ31に生じることによって、２次側を構成するコイルＬ32に高圧の共振パルスを発生し、これによってＨＩＤ５を放電開始させて点灯状態とするようになっている。
【００３２】
前記制御手段１２は、前記トランスＴ2 と、このトランスＴ2 の出力電圧を直流化する直流電圧発生手段７と、この直流電圧発生手段７からの直流電圧が所定電圧以上であるときに動作して、第１設定時間又はこれより短い第２の設定時間だけハイレベル信号を出力し、前記パルス発生回路４を制御するタイマー回路３と、前記直流電圧発生手段７からのＨＩＤ始動時又はＨＩＤ点灯時の直流電圧に基づいて切換え動作し、ＨＩＤ始動時に前記タイマー回路３の設定時間を第１の設定時間とし、ＨＩＤ点灯時に前記タイマー回路３の設定時間を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間に切り換えるタイマー設定時間切換え回路６とを具備して構成されている。
【００３３】
前記トランスＴ2 の２次側コイルＬ22の両端には１次電圧Ｖ1 （無負荷時は例えば２４０Ｖ）を降圧した２次電圧（例えば２０Ｖ）が得られるようになっている。２次側コイルＬ22の一端は抵抗Ｒ1 を介して全波整流回路２の一方の入力端に接続し、コイルＬ22の他端は全波整流回路２の他方の入力端に接続しており、前記２次側コイルＬ22両端の２次電圧が全波整流されて回路２の出力端間に出力されるようになっている。全波整流回路２の出力端に相当する点ｃ，ｄ間には、定電圧素子としてのツェナーダイオード（例えばツェナー電圧１０Ｖのもの）Ｚ1 と平滑用コンデンサＣ2 とが並列に接続され、平滑用コンデンサＣ2 の両端には定電圧Ｖ2 （例えば１０Ｖ）が得られるようになっている。
【００３４】
本実施例では、平滑用コンデンサＣ2 の両端と、タイマー回路３両端の電源端子との間に、タイマー設定時間切換え回路６を設けた構成としている。タイマー設定時間切換え回路６は、平滑用コンデンサＣ2 の両端に抵抗Ｒ11，Ｒ12の直列回路を並列に接続し、抵抗Ｒ11，Ｒ12の接続点をツェナーダイオードＺ11を介してスイッチ用トランジスタＱ11のベースに接続し、さらに平滑用コンデンサＣ2 の両端に抵抗Ｒ14，Ｒ15の直列回路を並列に接続し、抵抗Ｒ14，Ｒ15の接続点を前記トランジスタＱ11のコレクタに接続し、トランジスタＱ11のベースとエミッタ間に入力抵抗Ｒ13を接続し、トランジスタＱ11のエミッタを平滑用コンデンサＣ2 の負電圧端に接続し、さらにタイマー回路３に外付けされた時定数回路（抵抗Ｒ0 とコンデンサＣ0 からなる回路）の抵抗Ｒ0 に、抵抗16とスイッチ用トランジスタＱ12の直列回路を並列に接続し、トランジスタＱ12のベースを前記抵抗Ｒ14，Ｒ15の接続点に接続する構成とされている。従って、トランジスタＱ12のオン，オフによってタイマー回路３の時定数が切り換えられるようになっている。トランジスタＱ12がオフしているときは、タイマー回路３は前記第１の設定時間に設定され、またトランジスタＱ12がオンしたときは、タイマー回路３は前記第２の設定時間に設定される。
【００３５】
前記ツェナーダイオードＺ11は、前記全波整流回路２の出力電圧がツェナーダイオードＺ1 のツェナー電圧を越える電圧である場合は、ツェナーダイオードＺ1 による定電圧Ｖ2 （例えば１０Ｖ）が平滑用コンデンサＣ2 から出力され、この電圧を抵抗Ｒ11，Ｒ12の抵抗比で分圧した電圧によって導通（オン）するが、全波整流回路２の出力電圧がツェナーダイオードＺ1 のツェナー電圧を越えない電圧である場合は、この電圧を平滑用コンデンサＣ2 で平滑した電圧（１０Ｖを下回る電圧）を更に抵抗Ｒ11，Ｒ12の抵抗比で分圧して得られる電圧によっては導通しないようにする（オフにする）ために挿入されている。
【００３６】
さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端は、タイマー回路３両端にある電源端子に接続されており、電圧Ｖ2 がタイマー回路３の電源として供給されるようになっている。タイマー回路３は集積回路（ＩＣ）で構成され、回路３に外付けされた抵抗Ｒ0 とコンデンサＣ0 との時定数、或いは抵抗Ｒ0 ，Ｒ16の並列合成抵抗とコンデンサＣ0 との時定数によってタイマー設定時間が第１の設定時間、或いはこれより短い第２の設定時間に設定されるようになっており、しかも電源端子間に電源電圧Ｖ2 （ただし、タイマー回路３を動作させるに必要な例えば５Ｖ以上の電圧）が供給されると同時にタイムカウントを開始し、前記タイマー設定時間だけタイムカウントしてタイムアップするようになっている。つまり、タイマー回路３は、両端の電源電圧が０Ｖになるとリセットされ、電源電圧が所定の電圧（例えば５Ｖ以上）に達するとタイムカウント動作を開始するようになっている。タイマー設定時間は、トランジスタＱ12がオフしている状態（即ち、外付けの時定数がＲ0 ・Ｃ0 ）では、例えば２０分に設定され、トランジスタＱ12がオンしている状態（即ち、外付けの時定数が（Ｒ0 とＲ16の合成抵抗値）・Ｃ0 ）では、例えば２０秒に設定されている。タイマー回路３の出力端ｍからは、タイムカウント開始時点からタイムカウント終了時点までの期間、ハイレベルの信号が出力され、タイマー設定時間が経過してタイムアップした後は、ローレベルの信号が出力されるようになっている。
【００３７】
さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端には、抵抗Ｒ3 ，ツェナーダイオードＺ2 ，フォトカプラの発光ダイオードＥＤ，及びトランジスタＱ1 のコレクタ・エミッタによる直列回路が並列に接続されている。トランジスタＱ1 のベースとエミッタ間には入力抵抗Ｒ2 が接続され、この抵抗Ｒ2 の両端に前記タイマー回路３の出力端ｍから出力されるハイレベル，ローレベルの出力信号が印加されるようになっている。
【００３８】
以上のように構成された放電灯点灯装置の動作を説明する。
始動時、電源スイッチＳＷを投入すると、トランスＴ2 の１次側には例えば２４０Ｖの交流電圧が生じ、トランスＴ2 の２次側には２０Ｖの電圧が発生する。この２次側電圧は全波整流回路２で整流された後、ツェナー電圧１０ＶのツェナーダイオードＺ1 で一定電圧にされ更に平滑用コンデンサＣ2 で平滑化され、その平滑電圧Ｖ2 は抵抗Ｒ11，Ｒ12の直列回路の両端、及び抵抗Ｒ14，Ｒ15の直列回路の両端に供給されると共に、タイマー回路３の両端に電源として供給される。始動時は、無負荷状態にあり、タイマー設定時間切換え回路６には１０Ｖの電圧Ｖ2 が印加され、このとき抵抗Ｒ11，Ｒ12によって分圧された電圧でツェナーダイオードＺ11は導通してトランジスタＱ11がオンし、その結果、トランジスタＱ12のベース・エミッタ間が短絡するので、トランジスタＱ12はオフしており、前記タイマー回路３は時定数Ｒ0 ・Ｃ0 で決まるタイマー設定時間（例えば２０分間）で動作を開始し、その出力端ｍからハイレベルの信号を出力し続けることが可能な状態とされる。タイマー回路３のハイレベル信号はトランジスタＱ1 のベースに供給され、トランジスタＱ1 はオンするので、前記電圧Ｖ2 を電源として抵抗Ｒ3 ，ツェナーダイオードＺ2 ，発光ダイオードＥＤ及びトランジスタＱ1 の直列回路に電流が流れ、発光ダイオードＥＤが発光して、パルス発生回路４内の受光ダイオードＰＤに受光され、トライアックＴＲにゲート電圧が振り込まれる状態となる。
【００３９】
一方、パルス発生回路４の両端には、電源スイッチＳＷ投入と同時に２４０Ｖの電源電圧Ｖ1 が印加されるので、コンデンサＣ3 ，抵抗Ｒ4 ，抵抗Ｒ5 ，受光ダイオードＰＤ，及び抵抗Ｒ6 を通して電流が流れ、トライアックＴＲが導通し、同時にコンデンサＣ3 が急速に充電される。このとき、コンデンサＣ3 には、商用電源周波数の半サイクルの期間で２００Ｖを越える電圧が充電され、これは２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧を越えるので、２方向性２端子サイリスタＶＡがオンし、コイルＬ31とコンデンサＣ3 によるＬＣの並列共振回路が形成され、コンデンサＣ3 に充電されていた電荷が２方向性２端子サイリスタＶＡを通してコイルＬ31に吐き出されることにより、Ｌ31，Ｃ3 共振による高周波（１００kHz 程度）の共振パルスが短時間に発生する。この共振パルスは電源周波数の半サイクルごとに発生することになる。この共振パルスはトランスＴ3 の１次コイルＬ31を通して２次側コイルＬ32に昇圧されたパルス（３〜４ｋＶ）を出力することになり、ＨＩＤ５の両端には２４０Ｖの電源電圧Ｖ1 の交流波に対してその半サイクルごとに前記昇圧パルスを重畳した電圧が印加され、ＨＩＤ５は放電して点灯状態に入る。ＨＩＤ５が点灯すると、ＨＩＤ５両端のランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなるので、電源電圧Ｖ1 も一旦ほぼ０Ｖとなる。これにより、パルス発生回路４は２方向性２端子サイリスタＶＡがオフして高圧パルス発生を停止する。一方、ＨＩＤ５が点灯した直後は、トランスＴ2 の２次側電圧が０Ｖとなり、従って平滑用コンデンサＣ2 両端間の直流電圧Ｖ2 もほぼ０Ｖとなるので、タイマー回路３に供給される電源電圧も０Ｖとなり、タイマー回路３はリセットされてその出力端ｍからはローレベルの信号が出力され、発光ダイオードＥＤは発光を停止する。
【００４０】
なお、ＨＩＤ５が電源投入によって直ぐに点灯しなかった場合でも、タイマー回路３によって設定された例えば２０分間は、パルス発生回路４は高圧パルスを発生し続け、この間にＨＩＤ５を点灯させることが可能となる。特に、ＨＩＤ５を点灯している状態から消灯し、その後間もなく再点灯しようとする場合には、ＨＩＤ５の温度が下がり管内の蒸気圧が通常の蒸気圧に戻るまでは点灯しにくいが、前記タイマー回路３による比較的長い時間のタイマー設定により高圧パルス発生が長い時間（２０分間）行われるので、その間にＨＩＤ５の温度が下がり点灯状態に導くことができるようになっている。
【００４１】
タイマー回路３がリセットした後は、再びタイマー回路３の両端に必要な電源電圧（例えば５Ｖ）以上の電圧が印加されない限りタイマー動作を開始しないことになる。
【００４２】
図２に、点灯時のＨＩＤ５のランプ電圧ＶL の特性を示す。横軸に時間ｔを、縦軸にランプ電圧ＶL をとってある。図２で、曲線ＡはＨＩＤ５が正常点灯時のランプ特性である。
【００４３】
図２の曲線Ａに示すように、点灯と同時にＨＩＤ５のランプ電圧ＶL はほぼ零Ｖとなるが、このランプ電圧ＶL はその後時間ｔの経過と共に徐々に上昇し、一定時間経過後にはほぼ一定電圧ＶLSに飽和した状態で安定点灯する。ランプ始動時（ランプ点灯開始時）にはランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなり、これによってタイマー回路３に供給される電源電圧も０Ｖとなるので、タイマー回路３はリセットされその出力端ｍの出力はローレベルとなり、再びタイマー回路３を始動するために必要な電源電圧（例えば５Ｖ）以上の電圧が供給されない限りタイマー回路３の出力端ｍの電位はローレベルのままとなる。この状態は、ＨＩＤ５が安定点灯状態となり、ランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなっても維持される。これは、ＨＩＤ５が安定点灯状態ではランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなり、電源トランスＴ1 の２次側電圧Ｖ1 もほぼＶLSとなり、これによってトランスＴ2 を通してタイマー回路３の両端に電源電圧は供給されているが必要な電圧（５Ｖ）には達せず、タイマー回路３を動作させるには至らないからである。なお、ＨＩＤ５の安定点灯状態でのランプ電圧ＶLSでは、パルス発生回路４の２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧も越えることがないので、ランプ正常時の点灯状態では、パルス発生回路４が動作することはないことは勿論である。
【００４４】
一方、放電灯点灯装置において、ＨＩＤ５が寿命末期となった時は、図２の曲線Ｂに示すようにＨＩＤ５の点灯後、ランプ電圧ＶL は時間ｔの経過と共に正常点灯時に比して急速に上昇する。このランプ電圧ＶL が上昇する過程で、即ち電源電圧Ｖ1 が上昇する過程で、平滑用コンデンサＣ2 の両端電圧（直流電圧）Ｖ2 がタイマー回路３を動作させるに必要な電源電圧（５Ｖ）に達したとき、タイマー回路３はタイマー動作を開始する。このとき、タイマー設定時間切換え回路６は、電圧Ｖ2 が１０Ｖ近くにまで上昇しない限り内部のツェナーダイオードＺ11が導通しないように設定してあるので、トランジスタＱ11はオンせず、従って電圧Ｖ2 を抵抗Ｒ14，Ｒ15で分割した電圧がトランジスタＱ12のベースに供給され、スイッチ用トランジスタＱ12がオンする。この結果、タイマー回路３に外付けされたタイマー設定時間を決める時定数は（Ｒ0 とＲ16の並列合成抵抗）×Ｃ0 となり、第２の設定時間（２０秒）でタイマー動作することになる。これは図２上に図示すれば、タイマー動作開始は時間ｔ01に相当し、２０秒経過後の時間はｔ02に相当する。即ち、ＨＩＤ５は、ランプ寿命末期の始動後にランプ電圧ＶL が急速に上昇する過程で、時間ｔ01でタイマー回路３がタイマー動作を開始し、時間ｔ02でタイムアップすることになる。タイマー回路３が２０秒間タイマー動作している期間は、その出力端ｍからハイレベルの信号が出力され、フォトカプラ（ＥＤ，ＰＤ）が導通するが、そのときの電源電圧Ｖ1 即ちランプ電圧ＶLではパルス発生回路４内の２方向性２端子サイリスタＶＡが導通するには至らないので、パルス発生回路４が動作して高圧パルスを発生することはない。タイマー回路３がタイムアップした後、ある時間を経過してランプ電圧ＶL は立消え電圧ＶLTに達して立ち消える。立ち消えと同時にＨＩＤ５のランプ電圧ＶL は無負荷時の電源電圧Ｖ10（２４０Ｖ）となるが、既にタイマー回路３はタイムアップした後であるので、再びタイマー動作することはなく、タイマー回路３の出力端ｍの電位はローレベルのままとなり、フォトカプラ（ＥＤ，ＰＤ）は動作しないので、パルス発生回路４も動作しない。つまり、ＨＩＤ５の点灯中に立ち消えを生じた場合、従来例とは異なり、前記パルス発生回路４によるパルス発生は禁止されるので、ＨＩＤ５が点滅を繰り返すようなことがなくなる。従って、点灯装置の絶縁劣化による短寿命化を防止することができる。
【００４５】
図３に、図１の放電灯点灯装置を用いた照明装置を示す。図３(a) は上記の放電灯点灯装置を照明器具本体内に収容して照明装置２０を構成した場合の例を示している。図３(a) に示すように、照明器具本体２１内に放電灯用点灯装置２２とＨＩＤ５からなる放電灯点灯装置が収容されている。
【００４６】
図３(b) は、放電灯点灯装置を収納した照明装置３０を街路灯として使用した場合の例を示している。歩道３３の道路３４側近傍にはポール３２が埋設されている。ポール３２の上端部には照明器具本体３１が取り付けられており、照明器具本体３１内には放電灯用点灯装置とＨＩＤ５からなる放電灯点灯装置が収納されている。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、寿命末期における、ランプ電圧ＶL の上昇に伴う、ランプ点滅を生じることがなく、放電灯点灯装置の絶縁劣化による短寿命化を防ぐことができる。
【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を示す回路図。
【図２】図１の回路動作を説明するためのランプ電圧特性図。
【図３】図１の放電灯点灯装置を用いた照明装置を示す図。
【図４】従来の放電灯点灯装置を示す回路図。
【図５】図４の回路動作を説明するためのランプ電圧特性図。
【符号の説明】
１…商用交流電源
３…タイマー回路
４…パルス発生回路
５…高圧放電灯（ＨＩＤ）
６…タイマー設定時間切換え回路
７…直流電圧発生手段
１１…電源供給手段
１２…制御手段
【産業上の利用分野】
本発明は放電灯点灯装置及び照明装置に係り、特に点灯時に高圧パルス発生を要する高圧放電灯などの放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高圧放電灯（以下、ＨＩＤという。ＨＩＤ ＝ High Intensity Discharge）としては、高圧ナトリウムランプ，メタルハライドランプ及び高圧水銀灯などが挙げられる。
【０００３】
このようなＨＩＤの点灯装置では、始動時に始動用高圧パルスを必要とするため、パルス発生回路を備えている。
【０００４】
このパルス発生回路については、従来技術として、(1) パルス発生回路からＨＩＤ始動時の一定時間のみパルス発生し、その後パルス停止するタイプのもの、(2) ＨＩＤ始動時にパルス発生し、ＨＩＤ点灯を検知してパルス発生を自動的に停止するタイプものなどがある。
【０００５】
図４はＨＩＤを点灯させるための従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。
【０００６】
図４において、商用交流電源（例えば１００Ｖの電源）１の一端は電源スイッチＳＷを介在して電源トランスＴ1 の１次側巻線に相当するコイルＬ11の一端に接続しており、交流電源１の他端はコイルＬ11の他端に接続している。このコイルＬ11の一端に直列接続してコイルＬ11と共に２次側巻線を構成するコイルＬ12の他端から昇圧された電圧（無負荷時には例えば２４０Ｖ）が得られるようになっている。コイルＬ11，Ｌ12からなる電源トランスＴ1 の両端には力率改善用のコンデンサＣ1 が並列に接続し、コイルＬ12の出力端には安定器としてのチョークコイルＣＨが直列に接続されている。チョークコイルＣＨの出力端ａとコンデンサＣ1 の一端ｂとの間には、トランスＴ2 の１次側コイルＬ21の両端が接続しており、電源トランスＴ1 の２次側に得られる電圧Ｖ1 が１次側コイルＬ21の両端に印加されるようになっている。出力端ａ，ｂについては、出力端ａはパルス発生回路４内にあるトランスＴ3 のコイルＬ32を介してＨＩＤ５の一方の電極に接続し、出力端ｂはＨＩＤ５の他方の電極に接続しており、出力端ａ，ｂ間の電圧Ｖ1 はコイルＬ32を介してＨＩＤ５の両端に印加されるようになっている。
【０００７】
パルス発生回路４は、１次側コイルＬ31とこのコイルＬ31に直列接続した２次側コイルＬ32とでトランスＴ3 を構成し、このコイルＬ31，Ｌ32の接続点に前記出力端ａの電圧が供給されるようになっており、前記コイルＬ31，Ｌ32の接続点にコンデンサＣ3 の一端を接続し、トランスＴ3 の一部であるコイルＬ31の一端に双方向性ダイオードとしての２方向性２端子サイリスタＶＡを接続し、コンデンサＣ3 の一端と２方向性２端子サイリスタＶＡの一端を共通に接続し、その共通接続点を抵抗Ｒ4 とトライアックＴＲの直列回路を介して前記出力端ｂに接続し、トライアックＴＲの両端には、抵抗Ｒ5 とフォトカプラ内の受光ダイオードＰＤと抵抗Ｒ6 との直列回路を並列に接続し、トライアックＴＲのゲートに供給する電圧を、受光ダイオードＰＤのカソードと抵抗Ｒ6 の接続点から得るように構成している。前記２方向性２端子サイリスタＶＡは、所定のブレーク・オーバー電圧（例えば２００Ｖ、ここではブレーク・オーバー電圧１００Ｖ程度のものを２個直列に接続している）を有し、コンデンサＣ3 の充電電圧がブレーク・オーバー電圧を越えると導通（オン）して、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成されるようになっている。また、トライアックＴＲはスイッチ素子として機能しており、フォトカプラを構成する発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、ＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれて導通（オン）するようになっている。
【０００８】
パルス発生回路４は、フォトカプラの前記発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、トライアックＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれてトライアックＴＲが導通（オン）すると、前記出力端ａからコンデンサＣ3 に対して電流が供給されてコンデンサＣ3 を充電し、その充電電圧が２方向性２端子サイリスタＶＡのブーク・オーバー電圧を越えたときに２方向性２端子サイリスタＶＡがオンして、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成され、その結果得られる共振電圧が１次側コイルＬ31に生じることによって、２次側を構成するコイルＬ32に高圧の共振パルスを発生し、これによってＨＩＤ５を放電開始させて点灯状態とするようになっている。
【０００９】
前記トランスＴ2 の２次側コイルＬ22の両端には１次電圧Ｖ1 （例えば２４０Ｖ）を降圧した２次電圧（例えば２０Ｖ）が得られるようになっている。２次側コイルＬ22の両端は抵抗Ｒ1 を介して全波整流回路２の入力端間に接続されており、前記２次側コイルＬ22両端の２次電圧が全波整流されて回路２の出力端間に出力されるようになっている。全波整流回路２の出力端に相当する点ｃ，ｄ間には、定電圧素子としてのツェナーダイオード（例えばツェナー電圧１０Ｖのもの）Ｚ1 と平滑用コンデンサＣ2 とが並列接続され、平滑用コンデンサＣ2 の両端には定電圧Ｖ2 （例えば１０Ｖ）が得られるようになっている。
【００１０】
さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端は、タイマー回路３両端にある電源端子に接続されており、電圧Ｖ2 がタイマー回路３の電源として供給されるようになっている。タイマー回路３は集積回路（ＩＣ）で構成され、回路３に外付けされた抵抗Ｒ0 ，コンデンサＣ0 の時定数によってタイマー設定時間が決定されるようになっており、しかも電源端子間に電源電圧Ｖ2 が供給されると同時にタイムカウントを開始し、前記タイマー設定時間だけタイムカウントしてタイムアップするようになっている。タイマー設定時間は、例えば２０分に設定されている。タイマー回路３の出力端ｍからは、タイムカウント開始時点からタイムカウント終了時点までの期間、ハイレベルの信号が出力され、タイムアップ後は、ローレベルの信号が出力されるようになっている。さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端には、抵抗Ｒ3 ，ツェナーダイオードＺ2 ，フォトカプラの発光ダイオードＥＤ，及びトランジスタＱ1 のコレクタ・エミッタによる直列回路が並列接続されている。トランジスタＱ1 のベースとエミッタ間には入力抵抗Ｒ2 が接続され、この抵抗Ｒ2 の両端に前記タイマー回路３の出力端ｍから出力されるハイ，ローの出力信号が印加されるようになっている。
【００１１】
以上の構成において、始動時、電源スイッチＳＷを投入すると、トランスＴ2の１次側には例えば２４０Ｖの交流電圧が生じ、トランスＴ2 の２次側には２０Ｖの電圧が発生する。この２次側電圧は全波整流回路２で整流された後、ツェナー電圧１０ＶのツェナーダイオードＺ1 で一定電圧にされ更に平滑用コンデンサＣ2 で平滑化され、その平滑電圧Ｖ2 はタイマー回路３の両端に電源として供給される。その結果、タイマー回路３に電源が投入され、タイマー回路３は時定数Ｒ0 ・Ｃ0 で決まるタイマー設定時間（例えば２０分間）その出力端ｍからハイレベルの信号を出力し続けることが可能な状態とされる。ただし、タイマー回路３に供給される電源電圧が下降してほぼ零レベルとなれば、タイマ―回路３はリセットされてその出力端ｍからはローレベルの信号が出力されることになる。従って、電源スイッチＳＷの投入後に、フォトカプラの発光ダイオードＥＤが発光すると、受光ダイオードＰＤがその光を受光してオンし、トライアックＴＲもオンし、電源トランスＴ1 の２次側（例えば２４０Ｖ電源に相当する）より、出力端ａ，コンデンサＣ3 ，抵抗Ｒ4 ，トライアックＴＲ，及び出力端ｂの経路で電流が流れ、コンデンサＣ3 が充電される。コンデンサＣ3 の充電電圧が例えば２００Ｖを越えると、Ｃ3 と並列に接続された２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧（２００Ｖ）を越えるので、２方向性２端子サイリスタＶＡがオンして、コンデンサＣ3 の充電電荷は、コンデンサＣ3 とコイルＬ31によって形成される並列共振回路を流れ、共振状態となる（例えば１００kHz の共振パルスが発生する）。このＬＣ共振によって発生したパルスはトランスＴ3 の２次側コイルＬ32から昇圧されて出力され（例えば３〜４ｋＶに昇圧されて出力され）、ＨＩＤ５の両端の電極間には出力端ａ，ｂ間の交流電源電圧に高圧パルス電圧が重畳した電圧が印加される。これによって、ＨＩＤ５が点灯する。
【００１２】
図５に、点灯時のＨＩＤ５の両端電極間の電圧（以下、ランプ電圧という）ＶL の特性を示す。横軸に時間ｔを、縦軸にランプ電圧ＶL をとってある。
【００１３】
図５の曲線Ａに示すように、点灯と同時にＨＩＤ５のランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなるが、このランプ電圧ＶL はその後時間ｔの経過と共に徐々に上昇し、一定時間経過後にはほぼ一定電圧ＶLSに飽和した状態で安定点灯する。ランプ始動時（ランプ点灯開始時）にはランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなり、これによってタイマー回路３に供給される電源電圧も０Ｖとなるので、タイマー回路３はリセットされその出力端ｍの出力はローレベルとなり、再びタイマー回路３を始動するために必要な電源電圧（例えば５Ｖ）以上の電圧が供給されない限りタイマー回路３の出力端ｍの電位はローレベルのままとなる。この状態は、ＨＩＤ５が安定点灯状態となり、ランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなっても維持される。これは、ＨＩＤ５が安定点灯状態ではランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなり、電源トランスＴ1 の２次側電圧Ｖ1 もほぼＶLSになり、これによってトランスＴ2 を通してタイマー回路３の両端に電源電圧は供給されるが、この供給電圧はタイマー回路３を動作させるに必要な５Ｖには達せずタイマー回路３を動作させるには至らないからである。
【００１４】
なお、始動時、ＨＩＤ５が電源投入によって直ぐに点灯しなかった場合でも、タイマー回路３によって設定された例えば２０分間は、パルス発生回路４は高圧パルスを断続的に発生し続け、この期間にＨＩＤ５を点灯させることが可能となる。なお、ＨＩＤ５を点灯している状態から消灯し、その後間もなく再点灯しようとする場合には、ＨＩＤ５の温度が下がり管内の蒸気圧が通常の蒸気圧に戻るまでは点灯しにくいが、前記タイマー回路３による比較的長い時間（２０分間）のタイマー設定により高圧パルス発生が長い期間行われるので、その間にＨＩＤ５の温度が下がり点灯状態に導くことができるようになっている。
【００１５】
ところで、上記従来の放電灯点灯装置では、ＨＩＤ５が寿命末期となった時は、図５の曲線Ｂに示すようにＨＩＤ５の点灯後、ランプ電圧ＶL は時間ｔの経過と共に正常点灯時に比して急速に上昇し、時間ｔ1 において（例えば５分経過して）ランプ電圧ＶL が電圧ＶLT（これはＶLSを越える高い電圧である）にまで上昇すると、ＨＩＤ５は放電状態を維持できなくなり、立ち消えを生じる。これはＨＩＤ５の放電インピーダンスが正常点灯時に比して非常に高くなったためである。この立ち消え状態では、ランプ電流が流れなくなるので、ランプ電圧ＶL は電源トランスＴ1 の無負荷時の２次側電圧Ｖ1 （例えば２４０Ｖ）にまで上昇する。この供給電圧Ｖ1 に基づいて、再びタイマー回路３には必要な電源電圧以上の電圧（１０Ｖ）が供給されて動作を開始し、タイマー回路３の出力端ｍの電位はハイレベルとなり、フォトカプラの発光ダイオードＥＤ及び受光ダイオードＰＤがオンし、電圧Ｖ1 を電源としてコンデンサＣ3 ，抵抗Ｒ4 ，Ｒ5 ，受光ダイオードＰＤ，及び抵抗Ｒ6 を通して電流が流れ、トライアックＴＲがオンしてコンデンサＣ3 への充電が行われ、この充電電圧が２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧を越えると２方向性２端子サイリスタＶＡもオンしてＬ31及びＣ3 による共振回路が動作して、再びトランスＴ3 からＨＩＤ５に対して高圧パルスが印加され、ＨＩＤ５は時間ｔ2 において再点灯する。図５で符号Ｃの期間は、ランプが時間ｔ1 で立ち消えとなりパルス発生回路４が再び高圧パルスを発生し、ＨＩＤ５が時間ｔ2 において再点灯するまでのランプ立消え期間を示している。そして、再びランプ電圧ＶL は、図５Ｂの特性と同じ経緯でＶLTにまで上昇し、立ち消えに至る。即ち、ＨＩＤ５は寿命末期においては、このような状態を繰り返すことになり、ランプが点滅した状態を繰り返す。その結果、点灯装置の絶縁劣化を早め、装置の寿命を短くするという問題があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、従来のＨＩＤの点灯装置では、寿命末期において、ランプ電圧ＶL の上昇に伴い、ランプが点滅した状態となり、放電灯点灯装置の短寿命化をもたらすという問題があった。
【００１７】
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、寿命末期における、ランプ電圧ＶL の上昇に伴う、ランプ点滅を生じないようにし、点灯装置の短寿命化を防ぐことができる放電灯点灯装置及び照明装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明による放電灯点灯装置放電灯点灯装置は、負荷としての放電灯と、この放電灯に電源を供給するための電源供給手段と、放電灯始動時、この電源供給手段からの無負荷時の電源電圧に基づき、放電灯始動用パルスを発生して前記放電灯に供給するパルス発生回路と、前記電源供給手段からの電源電圧に基づいて動作して前記パルス発生回路の動作を制御するもので、前記電源供給手段からの電源電圧が所定値以上の場合に動作してタイマー出力を発生するタイマー回路を備え、放電灯始動時は前記電源供給手段からの電源電圧が前記所定値以上の無負荷時の電源電圧のときに前記タイマー回路が第１の設定時間の間、前記パルス発生回路に放電灯始動用パルスを発生させるように動作し、放電灯始動後において安定点灯状態ランプ電圧を越えて前記放電灯の両端電圧が上昇する過程で前記所定値に達したときは前記タイマー回路を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間だけ動作させてタイムアップさせ、その後点灯中に立ち消えが生じた場合には前記パルス発生回路によるパルス発生を禁止するように制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、
前記パルス発生回路は、
前記制御手段からの制御信号にてオン，オフする第１のスイッチ素子と、
この第１のスイッチ素子に直列的に接続されるＬＣ共振回路と、
前記第１のスイッチ素子がオンしかつ前記電源供給手段から所定の電源電圧が供給されたときにブレーク・オーバーして前記ＬＣ共振回路を動作させる第２のスイッチ素子と、
前記ＬＣ共振回路で発生した共振パルスを昇圧して前記放電灯に供給するトランスとを具備したことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の放電灯点灯装置において、
前記電源供給手段から供給される電源電圧が２４０Ｖであるとき、前記第２のスイッチ素子のブレーク・オーバー電圧は２００Ｖに設定されることを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、
前記制御手段は、
前記電源供給手段からの電源電圧に基づいて第２の電源電圧を発生するトランスと、
このトランスの出力電圧を直流化する直流電圧発生手段と、
この直流電圧発生手段からの直流電圧が所定電圧以上であるときに動作して、第１設定時間又はこれより短い第２の設定時間だけハイレベル信号を出力し、前記パルス発生回路を制御するタイマー回路と、
前記直流電圧発生手段からの放電灯始動時又は放電灯点灯時の直流電圧に基づいて切換え動作し、放電灯始動時に前記タイマー回路の設定時間を第１の設定時間とし、放電灯点灯時に前記タイマー回路の設定時間を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間に切り換える切換え回路とを具備したことを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、
前記電源供給手段から供給される無負荷時の電源電圧が２４０Ｖであるとき、前記トランスから発生される前記第２の電源電圧は２０Ｖで、前記直流電圧発生手段からの直流電圧は１０Ｖであり、前記タイマー回路はその電源電圧として５Ｖ以上の直流電圧が供給されたときタイマー動作し、供給される電源電圧がほぼ０Ｖとなったときタイマーリセットされることを特徴とする
請求項６記載の発明は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、
前記切換え回路は、
前記直流電圧発生手段からの直流電圧に基づいてオン，オフするもので、この直流電圧が無負荷時の電圧であるときはオンし、放電灯点灯時の電圧であるときはオフする第１のスイッチ手段と、
この第１のスイッチ手段のオン，オフに応じて前記タイマー回路の時定数の大小を切り換えることにより、前記第１，第２の設定時間の切換えを行う第２のスイッチ手段とを具備したことを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明による照明装置は、
照明器具本体と、
この照明器具本体内に収容した請求項１〜６いずれか１つに記載の放電灯点灯装置とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、放電灯が寿命末期となってランプ電圧が比較的急速に上昇し、所定値にまで上昇した場合には、その電圧に基づいた電圧（例えば５Ｖ）でタイマー回路が動作するが、その状態ではタイマー回路は第２の設定時間（例えば２０秒）だけ動作してタイムアップし、その後ランプが立ち消え無負荷状態となっても既にタイマー回路はタイムアップしているのでタイマー回路が再び働くことはなく、無負荷状態でパルス発生回路が動作する虞れはなくなる。従って、放電灯点灯装置が寿命末期において高圧パルスの影響で劣化するのを防止することができる。
【００２５】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の放電灯点灯装置を示す回路図である。図４と同一機能要素には同一符号を付して説明する。
【００２６】
図１に示す放電灯点灯装置は、負荷としての放電灯を構成するＨＩＤ５と、このＨＩＤ５に対して電源を供給するための電源供給手段１１と、ＨＩＤ５の始動時、この電源供給手段１１からの無負荷時の電源電圧に基づき、放電灯始動用パルスを発生して前記ＨＩＤ５に供給するパルス発生回路４と、前記電源供給手段１１からの電源電圧に基づいて動作して前記パルス発生回路４の動作を制御するもので、前記電源供給手段１１からの電源電圧が所定値以上の場合に動作してタイマー出力を発生するタイマー回路３を備え、ＨＩＤ５の始動時は前記電源供給手段１１からの無負荷時の電源電圧に基づいて前記タイマー回路３が第１の設定時間動作して前記パルス発生回路３に放電灯始動用パルスを発生させ、ＨＩＤ５の点灯時において前記ＨＩＤ５の両端電圧が上昇する過程で前記所定値に達したときは前記タイマー回路３を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間だけ動作させてタイムアップさせ、点灯中に立ち消えが生じた場合に前記パルス発生回路４によるパルス発生を禁止するように制御する制御手段１２とを具備して構成されている。
【００２７】
図１の構成について詳細に説明する。
図１において、電源供給手段１１は、商用交流電源１と、電源スイッチＳＷと、前記交流電源１からの電圧を昇圧するトランスＴ1 と、力率改善用コンデンサＣ1 と、安定器としてのチョークコイルＣＨとで構成されている。
【００２８】
商用交流電源（例えば１００Ｖの電源）１の一端は電源スイッチＳＷを介在して電源トランスＴ1 の１次側巻線に相当するコイルＬ11の一端に接続しており、交流電源１の他端はコイルＬ11の他端に接続している。このコイルＬ11の一端に直列接続してコイルＬ11と共に２次側巻線を構成するコイルＬ12の他端から昇圧された電圧（無負荷時には例えば２４０Ｖ）が得られるようになっている。コイルＬ11，Ｌ12からなる電源トランスＴ1 の両端には力率改善用のコンデンサＣ1 が並列に接続し、コイルＬ12の出力端にはチョークコイルＣＨが直列に接続されている。チョークコイルＣＨの出力端ａとコンデンサＣ1 の一端ｂとの間には、トランスＴ2 の１次側コイルＬ21の両端が接続しており、電源トランスＴ1 の２次側に得られる電圧Ｖ1 が１次側コイルＬ21の両端に印加されるようになっている。これによって前記制御手段１２に対して電源が供給されるようになっている。接続点ａ，ｂについては、接続点ａはパルス発生回路４内にあるトランスＴ3 のコイルＬ32を介してＨＩＤ５の一方の電極に接続し、接続点ｂはＨＩＤ５の他方の電極に接続しており、接続点ａ，ｂ間の電圧Ｖ1 はＨＩＤ点灯時はコイルＬ32を介してＨＩＤ５の両端に印加されるようになっている。
【００２９】
パルス発生回路４は、制御手段１２からの光制御信号にてオン，オフする第１のスイッチ素子としてのトライアックＴＲと、このトライアックＴＲに直列的に接続されるＬ31 ，Ｃ3によるＬＣ共振回路と、前記トライアックＴＲがオンしかつ前記電源供給手段１１から所定の電源電圧が供給されたときにブレーク・オーバーして前記ＬＣ共振回路を動作させる第２のスイッチ素子としての２方向性２端子サイリスタＶＡと、前記ＬＣ共振回路で発生した共振パルスを昇圧してＨＩＤ５に供給するトランスＴ3 とを具備して構成されている。
【００３０】
パルス発生回路４は、１次側コイルＬ31とこのコイルＬ31に直列接続した２次側コイルＬ32とでトランスＴ3 （１次側コイルＬ31と２次側コイルＬ32との巻線比は例えば１：１５に設定される）を構成し、このコイルＬ31，Ｌ32の接続点に前記出力端ａの電圧が供給されるようになっており、前記コイルＬ31，Ｌ32の接続点にコンデンサＣ3 の一端を接続し、トランスＴ3 の一部であるコイルＬ31の一端に双方向性ダイオードとしての２方向性２端子サイリスタＶＡを接続し、コンデンサＣ3 の一端と２方向性２端子サイリスタＶＡの一端を共通に接続し、その共通接続点を抵抗Ｒ4 とトライアックＴＲの直列回路を介して前記出力端ｂに接続し、トライアックＴＲの両端には、抵抗Ｒ5 とフォトカプラ内の受光ダイオードＰＤと抵抗Ｒ6 との直列回路を並列に接続し、トライアックＴＲのゲートに供給する電圧を、受光ダイオードＰＤのカソードと抵抗Ｒ6 の接続点から得るように構成している。前記２方向性２端子サイリスタＶＡは、所定のブレーク・オーバー電圧（例えば２００Ｖ、ここではブレーク・オーバー電圧１００Ｖ程度のものを２個直列に接続している）を有し、コンデンサＣ3 の充電電圧がブレーク・オーバー電圧を越えると導通（オン）して、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成されるようになっている。また、トライアックＴＲはスイッチ素子として機能しており、フォトカプラを構成する発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、ＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれて導通（オン）するようになっている。
【００３１】
パルス発生回路４は、フォトカプラの前記発光ダイオードＥＤが発光した時に受光ダイオードＰＤが導通（オン）し、これによって、トライアックＴＲのゲートにゲート電圧が振り込まれてトライアックＴＲが導通（オン）すると、前記出力端ａからコンデンサＣ3 に対して電流が供給されてコンデンサＣ3 を充電し、その充電電圧が２方向性２端子サイリスタＶＡのブーク・オーバー電圧を越えたときに２方向性２端子サイリスタＶＡがオンして、コイルＬ31とコンデンサＣ3 による並列共振回路が形成され、その結果得られる共振電圧が１次側コイルＬ31に生じることによって、２次側を構成するコイルＬ32に高圧の共振パルスを発生し、これによってＨＩＤ５を放電開始させて点灯状態とするようになっている。
【００３２】
前記制御手段１２は、前記トランスＴ2 と、このトランスＴ2 の出力電圧を直流化する直流電圧発生手段７と、この直流電圧発生手段７からの直流電圧が所定電圧以上であるときに動作して、第１設定時間又はこれより短い第２の設定時間だけハイレベル信号を出力し、前記パルス発生回路４を制御するタイマー回路３と、前記直流電圧発生手段７からのＨＩＤ始動時又はＨＩＤ点灯時の直流電圧に基づいて切換え動作し、ＨＩＤ始動時に前記タイマー回路３の設定時間を第１の設定時間とし、ＨＩＤ点灯時に前記タイマー回路３の設定時間を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間に切り換えるタイマー設定時間切換え回路６とを具備して構成されている。
【００３３】
前記トランスＴ2 の２次側コイルＬ22の両端には１次電圧Ｖ1 （無負荷時は例えば２４０Ｖ）を降圧した２次電圧（例えば２０Ｖ）が得られるようになっている。２次側コイルＬ22の一端は抵抗Ｒ1 を介して全波整流回路２の一方の入力端に接続し、コイルＬ22の他端は全波整流回路２の他方の入力端に接続しており、前記２次側コイルＬ22両端の２次電圧が全波整流されて回路２の出力端間に出力されるようになっている。全波整流回路２の出力端に相当する点ｃ，ｄ間には、定電圧素子としてのツェナーダイオード（例えばツェナー電圧１０Ｖのもの）Ｚ1 と平滑用コンデンサＣ2 とが並列に接続され、平滑用コンデンサＣ2 の両端には定電圧Ｖ2 （例えば１０Ｖ）が得られるようになっている。
【００３４】
本実施例では、平滑用コンデンサＣ2 の両端と、タイマー回路３両端の電源端子との間に、タイマー設定時間切換え回路６を設けた構成としている。タイマー設定時間切換え回路６は、平滑用コンデンサＣ2 の両端に抵抗Ｒ11，Ｒ12の直列回路を並列に接続し、抵抗Ｒ11，Ｒ12の接続点をツェナーダイオードＺ11を介してスイッチ用トランジスタＱ11のベースに接続し、さらに平滑用コンデンサＣ2 の両端に抵抗Ｒ14，Ｒ15の直列回路を並列に接続し、抵抗Ｒ14，Ｒ15の接続点を前記トランジスタＱ11のコレクタに接続し、トランジスタＱ11のベースとエミッタ間に入力抵抗Ｒ13を接続し、トランジスタＱ11のエミッタを平滑用コンデンサＣ2 の負電圧端に接続し、さらにタイマー回路３に外付けされた時定数回路（抵抗Ｒ0 とコンデンサＣ0 からなる回路）の抵抗Ｒ0 に、抵抗16とスイッチ用トランジスタＱ12の直列回路を並列に接続し、トランジスタＱ12のベースを前記抵抗Ｒ14，Ｒ15の接続点に接続する構成とされている。従って、トランジスタＱ12のオン，オフによってタイマー回路３の時定数が切り換えられるようになっている。トランジスタＱ12がオフしているときは、タイマー回路３は前記第１の設定時間に設定され、またトランジスタＱ12がオンしたときは、タイマー回路３は前記第２の設定時間に設定される。
【００３５】
前記ツェナーダイオードＺ11は、前記全波整流回路２の出力電圧がツェナーダイオードＺ1 のツェナー電圧を越える電圧である場合は、ツェナーダイオードＺ1 による定電圧Ｖ2 （例えば１０Ｖ）が平滑用コンデンサＣ2 から出力され、この電圧を抵抗Ｒ11，Ｒ12の抵抗比で分圧した電圧によって導通（オン）するが、全波整流回路２の出力電圧がツェナーダイオードＺ1 のツェナー電圧を越えない電圧である場合は、この電圧を平滑用コンデンサＣ2 で平滑した電圧（１０Ｖを下回る電圧）を更に抵抗Ｒ11，Ｒ12の抵抗比で分圧して得られる電圧によっては導通しないようにする（オフにする）ために挿入されている。
【００３６】
さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端は、タイマー回路３両端にある電源端子に接続されており、電圧Ｖ2 がタイマー回路３の電源として供給されるようになっている。タイマー回路３は集積回路（ＩＣ）で構成され、回路３に外付けされた抵抗Ｒ0 とコンデンサＣ0 との時定数、或いは抵抗Ｒ0 ，Ｒ16の並列合成抵抗とコンデンサＣ0 との時定数によってタイマー設定時間が第１の設定時間、或いはこれより短い第２の設定時間に設定されるようになっており、しかも電源端子間に電源電圧Ｖ2 （ただし、タイマー回路３を動作させるに必要な例えば５Ｖ以上の電圧）が供給されると同時にタイムカウントを開始し、前記タイマー設定時間だけタイムカウントしてタイムアップするようになっている。つまり、タイマー回路３は、両端の電源電圧が０Ｖになるとリセットされ、電源電圧が所定の電圧（例えば５Ｖ以上）に達するとタイムカウント動作を開始するようになっている。タイマー設定時間は、トランジスタＱ12がオフしている状態（即ち、外付けの時定数がＲ0 ・Ｃ0 ）では、例えば２０分に設定され、トランジスタＱ12がオンしている状態（即ち、外付けの時定数が（Ｒ0 とＲ16の合成抵抗値）・Ｃ0 ）では、例えば２０秒に設定されている。タイマー回路３の出力端ｍからは、タイムカウント開始時点からタイムカウント終了時点までの期間、ハイレベルの信号が出力され、タイマー設定時間が経過してタイムアップした後は、ローレベルの信号が出力されるようになっている。
【００３７】
さらに、平滑用コンデンサＣ2 の両端には、抵抗Ｒ3 ，ツェナーダイオードＺ2 ，フォトカプラの発光ダイオードＥＤ，及びトランジスタＱ1 のコレクタ・エミッタによる直列回路が並列に接続されている。トランジスタＱ1 のベースとエミッタ間には入力抵抗Ｒ2 が接続され、この抵抗Ｒ2 の両端に前記タイマー回路３の出力端ｍから出力されるハイレベル，ローレベルの出力信号が印加されるようになっている。
【００３８】
以上のように構成された放電灯点灯装置の動作を説明する。
始動時、電源スイッチＳＷを投入すると、トランスＴ2 の１次側には例えば２４０Ｖの交流電圧が生じ、トランスＴ2 の２次側には２０Ｖの電圧が発生する。この２次側電圧は全波整流回路２で整流された後、ツェナー電圧１０ＶのツェナーダイオードＺ1 で一定電圧にされ更に平滑用コンデンサＣ2 で平滑化され、その平滑電圧Ｖ2 は抵抗Ｒ11，Ｒ12の直列回路の両端、及び抵抗Ｒ14，Ｒ15の直列回路の両端に供給されると共に、タイマー回路３の両端に電源として供給される。始動時は、無負荷状態にあり、タイマー設定時間切換え回路６には１０Ｖの電圧Ｖ2 が印加され、このとき抵抗Ｒ11，Ｒ12によって分圧された電圧でツェナーダイオードＺ11は導通してトランジスタＱ11がオンし、その結果、トランジスタＱ12のベース・エミッタ間が短絡するので、トランジスタＱ12はオフしており、前記タイマー回路３は時定数Ｒ0 ・Ｃ0 で決まるタイマー設定時間（例えば２０分間）で動作を開始し、その出力端ｍからハイレベルの信号を出力し続けることが可能な状態とされる。タイマー回路３のハイレベル信号はトランジスタＱ1 のベースに供給され、トランジスタＱ1 はオンするので、前記電圧Ｖ2 を電源として抵抗Ｒ3 ，ツェナーダイオードＺ2 ，発光ダイオードＥＤ及びトランジスタＱ1 の直列回路に電流が流れ、発光ダイオードＥＤが発光して、パルス発生回路４内の受光ダイオードＰＤに受光され、トライアックＴＲにゲート電圧が振り込まれる状態となる。
【００３９】
一方、パルス発生回路４の両端には、電源スイッチＳＷ投入と同時に２４０Ｖの電源電圧Ｖ1 が印加されるので、コンデンサＣ3 ，抵抗Ｒ4 ，抵抗Ｒ5 ，受光ダイオードＰＤ，及び抵抗Ｒ6 を通して電流が流れ、トライアックＴＲが導通し、同時にコンデンサＣ3 が急速に充電される。このとき、コンデンサＣ3 には、商用電源周波数の半サイクルの期間で２００Ｖを越える電圧が充電され、これは２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧を越えるので、２方向性２端子サイリスタＶＡがオンし、コイルＬ31とコンデンサＣ3 によるＬＣの並列共振回路が形成され、コンデンサＣ3 に充電されていた電荷が２方向性２端子サイリスタＶＡを通してコイルＬ31に吐き出されることにより、Ｌ31，Ｃ3 共振による高周波（１００kHz 程度）の共振パルスが短時間に発生する。この共振パルスは電源周波数の半サイクルごとに発生することになる。この共振パルスはトランスＴ3 の１次コイルＬ31を通して２次側コイルＬ32に昇圧されたパルス（３〜４ｋＶ）を出力することになり、ＨＩＤ５の両端には２４０Ｖの電源電圧Ｖ1 の交流波に対してその半サイクルごとに前記昇圧パルスを重畳した電圧が印加され、ＨＩＤ５は放電して点灯状態に入る。ＨＩＤ５が点灯すると、ＨＩＤ５両端のランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなるので、電源電圧Ｖ1 も一旦ほぼ０Ｖとなる。これにより、パルス発生回路４は２方向性２端子サイリスタＶＡがオフして高圧パルス発生を停止する。一方、ＨＩＤ５が点灯した直後は、トランスＴ2 の２次側電圧が０Ｖとなり、従って平滑用コンデンサＣ2 両端間の直流電圧Ｖ2 もほぼ０Ｖとなるので、タイマー回路３に供給される電源電圧も０Ｖとなり、タイマー回路３はリセットされてその出力端ｍからはローレベルの信号が出力され、発光ダイオードＥＤは発光を停止する。
【００４０】
なお、ＨＩＤ５が電源投入によって直ぐに点灯しなかった場合でも、タイマー回路３によって設定された例えば２０分間は、パルス発生回路４は高圧パルスを発生し続け、この間にＨＩＤ５を点灯させることが可能となる。特に、ＨＩＤ５を点灯している状態から消灯し、その後間もなく再点灯しようとする場合には、ＨＩＤ５の温度が下がり管内の蒸気圧が通常の蒸気圧に戻るまでは点灯しにくいが、前記タイマー回路３による比較的長い時間のタイマー設定により高圧パルス発生が長い時間（２０分間）行われるので、その間にＨＩＤ５の温度が下がり点灯状態に導くことができるようになっている。
【００４１】
タイマー回路３がリセットした後は、再びタイマー回路３の両端に必要な電源電圧（例えば５Ｖ）以上の電圧が印加されない限りタイマー動作を開始しないことになる。
【００４２】
図２に、点灯時のＨＩＤ５のランプ電圧ＶL の特性を示す。横軸に時間ｔを、縦軸にランプ電圧ＶL をとってある。図２で、曲線ＡはＨＩＤ５が正常点灯時のランプ特性である。
【００４３】
図２の曲線Ａに示すように、点灯と同時にＨＩＤ５のランプ電圧ＶL はほぼ零Ｖとなるが、このランプ電圧ＶL はその後時間ｔの経過と共に徐々に上昇し、一定時間経過後にはほぼ一定電圧ＶLSに飽和した状態で安定点灯する。ランプ始動時（ランプ点灯開始時）にはランプ電圧ＶL はほぼ０Ｖとなり、これによってタイマー回路３に供給される電源電圧も０Ｖとなるので、タイマー回路３はリセットされその出力端ｍの出力はローレベルとなり、再びタイマー回路３を始動するために必要な電源電圧（例えば５Ｖ）以上の電圧が供給されない限りタイマー回路３の出力端ｍの電位はローレベルのままとなる。この状態は、ＨＩＤ５が安定点灯状態となり、ランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなっても維持される。これは、ＨＩＤ５が安定点灯状態ではランプ電圧ＶL が飽和電圧ＶLSとなり、電源トランスＴ1 の２次側電圧Ｖ1 もほぼＶLSとなり、これによってトランスＴ2 を通してタイマー回路３の両端に電源電圧は供給されているが必要な電圧（５Ｖ）には達せず、タイマー回路３を動作させるには至らないからである。なお、ＨＩＤ５の安定点灯状態でのランプ電圧ＶLSでは、パルス発生回路４の２方向性２端子サイリスタＶＡのブレーク・オーバー電圧も越えることがないので、ランプ正常時の点灯状態では、パルス発生回路４が動作することはないことは勿論である。
【００４４】
一方、放電灯点灯装置において、ＨＩＤ５が寿命末期となった時は、図２の曲線Ｂに示すようにＨＩＤ５の点灯後、ランプ電圧ＶL は時間ｔの経過と共に正常点灯時に比して急速に上昇する。このランプ電圧ＶL が上昇する過程で、即ち電源電圧Ｖ1 が上昇する過程で、平滑用コンデンサＣ2 の両端電圧（直流電圧）Ｖ2 がタイマー回路３を動作させるに必要な電源電圧（５Ｖ）に達したとき、タイマー回路３はタイマー動作を開始する。このとき、タイマー設定時間切換え回路６は、電圧Ｖ2 が１０Ｖ近くにまで上昇しない限り内部のツェナーダイオードＺ11が導通しないように設定してあるので、トランジスタＱ11はオンせず、従って電圧Ｖ2 を抵抗Ｒ14，Ｒ15で分割した電圧がトランジスタＱ12のベースに供給され、スイッチ用トランジスタＱ12がオンする。この結果、タイマー回路３に外付けされたタイマー設定時間を決める時定数は（Ｒ0 とＲ16の並列合成抵抗）×Ｃ0 となり、第２の設定時間（２０秒）でタイマー動作することになる。これは図２上に図示すれば、タイマー動作開始は時間ｔ01に相当し、２０秒経過後の時間はｔ02に相当する。即ち、ＨＩＤ５は、ランプ寿命末期の始動後にランプ電圧ＶL が急速に上昇する過程で、時間ｔ01でタイマー回路３がタイマー動作を開始し、時間ｔ02でタイムアップすることになる。タイマー回路３が２０秒間タイマー動作している期間は、その出力端ｍからハイレベルの信号が出力され、フォトカプラ（ＥＤ，ＰＤ）が導通するが、そのときの電源電圧Ｖ1 即ちランプ電圧ＶLではパルス発生回路４内の２方向性２端子サイリスタＶＡが導通するには至らないので、パルス発生回路４が動作して高圧パルスを発生することはない。タイマー回路３がタイムアップした後、ある時間を経過してランプ電圧ＶL は立消え電圧ＶLTに達して立ち消える。立ち消えと同時にＨＩＤ５のランプ電圧ＶL は無負荷時の電源電圧Ｖ10（２４０Ｖ）となるが、既にタイマー回路３はタイムアップした後であるので、再びタイマー動作することはなく、タイマー回路３の出力端ｍの電位はローレベルのままとなり、フォトカプラ（ＥＤ，ＰＤ）は動作しないので、パルス発生回路４も動作しない。つまり、ＨＩＤ５の点灯中に立ち消えを生じた場合、従来例とは異なり、前記パルス発生回路４によるパルス発生は禁止されるので、ＨＩＤ５が点滅を繰り返すようなことがなくなる。従って、点灯装置の絶縁劣化による短寿命化を防止することができる。
【００４５】
図３に、図１の放電灯点灯装置を用いた照明装置を示す。図３(a) は上記の放電灯点灯装置を照明器具本体内に収容して照明装置２０を構成した場合の例を示している。図３(a) に示すように、照明器具本体２１内に放電灯用点灯装置２２とＨＩＤ５からなる放電灯点灯装置が収容されている。
【００４６】
図３(b) は、放電灯点灯装置を収納した照明装置３０を街路灯として使用した場合の例を示している。歩道３３の道路３４側近傍にはポール３２が埋設されている。ポール３２の上端部には照明器具本体３１が取り付けられており、照明器具本体３１内には放電灯用点灯装置とＨＩＤ５からなる放電灯点灯装置が収納されている。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、寿命末期における、ランプ電圧ＶL の上昇に伴う、ランプ点滅を生じることがなく、放電灯点灯装置の絶縁劣化による短寿命化を防ぐことができる。
【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を示す回路図。
【図２】図１の回路動作を説明するためのランプ電圧特性図。
【図３】図１の放電灯点灯装置を用いた照明装置を示す図。
【図４】従来の放電灯点灯装置を示す回路図。
【図５】図４の回路動作を説明するためのランプ電圧特性図。
【符号の説明】
１…商用交流電源
３…タイマー回路
４…パルス発生回路
５…高圧放電灯（ＨＩＤ）
６…タイマー設定時間切換え回路
７…直流電圧発生手段
１１…電源供給手段
１２…制御手段
Claims (7)
- 負荷としての放電灯と、
この放電灯に電源を供給するための電源供給手段と、
放電灯始動時、この電源供給手段からの無負荷時の電源電圧に基づき、放電灯始動用パルスを発生して前記放電灯に供給するパルス発生回路と、
前記電源供給手段からの電源電圧に基づいて動作して前記パルス発生回路の動作を制御するもので、前記電源供給手段からの電源電圧が所定値以上の場合に動作してタイマー出力を発生するタイマー回路を備え、
放電灯始動時は前記電源供給手段からの電源電圧が前記所定値以上の無負荷時の電源電圧のときに前記タイマー回路が第１の設定時間の間、前記パルス発生回路に放電灯始動用パルスを発生させるように動作し、
放電灯始動後において安定点灯状態ランプ電圧を越えて前記放電灯の両端電圧が上昇する過程で前記所定値に達したときは前記タイマー回路を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間だけ動作させてタイムアップさせ、その後点灯中に立ち消えが生じた場合には前記パルス発生回路によるパルス発生を禁止するように制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。 - 前記パルス発生回路は、
前記制御手段からの制御信号にてオン，オフする第１のスイッチ素子と、
この第１のスイッチ素子に直列的に接続されるＬＣ共振回路と、
前記第１のスイッチ素子がオンしかつ前記電源供給手段から所定の電源電圧が供給されたときにブレーク・オーバーして前記ＬＣ共振回路を動作させる第２のスイッチ素子と、
前記ＬＣ共振回路で発生した共振パルスを昇圧して前記放電灯に供給するトランスと
を具備したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 - 前記電源供給手段から供給される無負荷時の電源電圧が２４０Ｖであるとき、前記第２のスイッチ素子のブレーク・オーバー電圧は２００Ｖに設定されることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御手段は、
前記電源供給手段からの電源電圧に基づいて第２の電源電圧を発生するトランスと、
このトランスの出力電圧を直流化する直流電圧発生手段と、この直流電圧発生手段からの直流電圧が所定電圧以上であるときに動作して、第１設定時間又はこれより短い第２の設定時間だけハイレベル信号を出力し、前記パルス発生回路を制御するタイマー回路と、
前記直流電圧発生手段からの放電灯始動時又は放電灯点灯時の直流電圧に基づいて切換え動作し、放電灯始動時に前記タイマー回路の設定時間を第１の設定時間とし、放電灯点灯時に前記タイマー回路の設定時間を前記第１の設定時間より短い第２の設定時間に切り換える切換え回路と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 - 前記電源供給手段から供給される無負荷時の電源電圧が２４０Ｖであるとき、前記トランスから発生される前記第２の電源電圧は２０Ｖで、前記直流電圧発生手段からの直流電圧は１０Ｖであり、前記タイマー回路はその電源電圧として５Ｖ以上の直流電圧が供給されたときタイマー動作し、供給される電源電圧がほぼ０Ｖとなったときタイマーリセットされることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
- 前記切換え回路は、
前記直流電圧発生手段からの直流電圧に基づいてオン，オフするもので、この直流電圧が無負荷時の電圧であるときはオンし、放電灯点灯時の電圧であるときはオフする第１のスイッチ手段と、
この第１のスイッチ手段のオン，オフに応じて前記タイマー回路の時定数の大小を切り換えることにより、前記第１，第２の設定時間の切換えを行う第２のスイッチ手段と
を具備したことを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。 - 照明器具本体と、
この照明器具本体内に収容した請求項１〜６いずれか１つに記載の放電灯点灯装置と
を具備したことを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1612395A JP3799621B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 放電灯点灯装置及び照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1612395A JP3799621B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 放電灯点灯装置及び照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213176A JPH08213176A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3799621B2 true JP3799621B2 (ja) | 2006-07-19 |
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ID=11907740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1612395A Expired - Fee Related JP3799621B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 放電灯点灯装置及び照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3799621B2 (ja) |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP1612395A patent/JP3799621B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08213176A (ja) | 1996-08-20 |
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