JP3832053B2

JP3832053B2 - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP3832053B2
Application number: JP29472997A
Authority: JP
Inventors: 啓光安; 敏也神舎; 泰蒲原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: JPH11135288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給し、放電ランプを高周波点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放電灯点灯装置としては、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給し、放電ランプを高周波点灯させる高周波電源部を備えたものがあり、放電ランプの寿命末期時に放電ランプが異常点灯した場合や、高周波電源部の動作に異常が発生した場合に、放電ランプや高周波電源部の異常状態を検出して、高周波電源部の動作を停止、或いは、間欠的に停止させることにより、高周波電源部の構成素子が過電流や過電圧によって破損するのを防止したり、構成素子が異常発熱するのを防止する異常検出部を備えたものもあった。
【０００３】
従来の放電灯点灯装置の回路図を図６に示す。本回路は、交流電源ＡＣを整流・平滑して直流電圧Ｖ_DCを発生するチョッパー部１ａと、チョッパー部１ａの直流電圧Ｖ_DCを高周波電圧に変換して放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に供給するインバータ部１ｂと、インバータ部１ｂの発振を制御する発振制御部２と、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の放電状態から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常状態を検出する異常検出回路３ａと、異常検出回路３ａの検出信号に基づいて発振制御部２にインバータ部１ｂの発振を停止させる異常判定回路３ｂとから構成されており、チョッパー部１ａ及びインバータ部１ｂから高周波電源部が構成される。
【０００４】
インバータ部１ｂは、チョッパー部１ａの直流出力端間に接続され発振制御部２の駆動信号ａ〜ｃによって高周波で交互にオン・オフされるスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂と、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点に直流カット用のコンデンサＣ₁を介して一端が接続されたチョークコイルＬと、チョークコイルＬの他端に接続されたバランサＴ₁と、スイッチング素子Ｑ₂の両端間にコンデンサＣ₁、チョークコイルＬ、バランサＴ₁からなる直列回路を介して電源側端子が接続された放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂と、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の非電源側端子間に夫々接続されたコンデンサＣ₂，Ｃ₃とから構成されており、チョークコイルＬ及びコンデンサＣ₂，Ｃ₃から共振回路が形成されている。ここで、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が高周波で交互にオン・オフすることによって、直流電圧Ｖ_DCが高周波電圧に変換されて、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に略正弦波状の高周波電力が供給される。尚、バランサＴ₁は一般に複数の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を並列点灯させる場合に用いられ、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の始動時に一方の放電ランプのみが点灯するのを防止し、且つ、２灯点灯時に放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に夫々流れるランプ電流の比率が所定の値になるようにしている。
【０００５】
発振制御部２はハーフブリッジ型インバータ駆動用のドライバＩＣ（例えば、インターナショナル・レクチファイア〔ＩＲ〕社製ＩＲ２１５５）２１を用いて構成されている。ドライバＩＣ２１は内部に発振器を備えており、６，７番ピンに接続された抵抗Ｒ₅及びコンデンサＣ₆で決まる時定数によって、２，３，４番ピンから夫々出力される駆動信号ａ，ｂ，ｃの周波数が決定される。そして、この駆動信号ａ〜ｃによって、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が所望のスイッチング周波数でオン・オフされる。尚、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のオン時間の比（すなわちデューティ比）はドライバＩＣ２１によって約５０％に設定されており、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のゲート信号の遅れ（デッドタイム）も所定の値に決められている。
【０００６】
異常検出回路３ａは、放電ランプＬａ₁の電源側端子間にコンデンサＣ₄を介して接続された抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の直列回路と、コンデンサＣ₄及び抵抗Ｒ₁の接続点にカソードが接続されるとともに抵抗Ｒ₂及び放電ランプＬａ₁の接続点にアノードが接続されたダイオードＤ₁と、放電ランプＬａ₂の電源側端子間にコンデンサＣ₅を介して接続された抵抗Ｒ₃，Ｒ₄の直列回路と、コンデンサＣ₅及び抵抗Ｒ₃の接続点にカソードが接続されるとともに抵抗Ｒ₄及び放電ランプＬａ₂の接続点にアノードが接続されたダイオードＤ₂と、アノードが抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の接続点に接続されたダイオードＤ₃と、アノードが抵抗Ｒ₃，Ｒ₄の接続点に接続されるとともに、カソードがダイオードＤ₃のカソードに接続されたダイオードＤ₄とから構成され、ダイオードＤ₃，Ｄ₄の接続点（出力端子ｅ）から、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂のランプ電圧を分圧した電圧Ｖ_eが後述の異常判定回路３ｂに出力される。したがって、いずれか一方の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が寿命末期となって半波放電を開始すると、インバータ部１ｂの共振電圧が大きくなり、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に加わるランプ電圧が正常点灯時に比べて大きくなるので、異常判定回路３ｂに出力される電圧Ｖ_eも大きくなる。
【０００７】
異常判定回路３ｂは、異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_eと基準電圧Ｖ_refの大小を比較するコンパレータＣＰ₁と、コンパレータＣＰ₁の出力のハイ・ローに応じてオン・オフされるトランジスタＱ₃と、トランジスタＱ₃のオン・オフに応じてオン・オフし、発振制御部２への動作電圧Ｖ_CCの電圧供給を入切するトランジスタＱ₄などから構成される。
【０００８】
放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の正常点灯時は、異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_eが基準電圧Ｖ_refよりも小さいので、コンパレータＣＰ₁の出力がハイになり、トランジスタＱ₃がオンして、トランジスタＱ₄にベース電流が流れ、トランジスタＱ₄がオンする。したがって、発振制御部２にトランジスタＱ₄を介して動作電圧Ｖ_CCが供給され、発振制御部２が所定のスイッチング周波数でスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を交互にオン・オフさせ、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に高周波電圧を供給する。
【０００９】
一方、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂のいずれかが寿命末期になると、インバータ部１ｂの共振電圧が大きくなり、異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_eが基準電圧Ｖ_refよりも大きくなるので、コンパレータＣＰ₁の出力がローになり、トランジスタＱ₃がオフして、トランジスタＱ₄にベース電流が流れなくなり、トランジスタＱ₄がオフする。したがって、発振制御部２にトランジスタＱ₄を介して動作電圧Ｖ_CCが供給されなくなり、発振制御部２の駆動信号ａ〜ｃが停止して、インバータ部１ｂの発振が停止する。
【００１０】
ここで、正常点灯時における異常検出回路３ａの出力をＶ_e1、寿命末期時等の異常点灯時における異常検出回路３ａの出力をＶ_e2とすると、Ｖ_e1＜Ｖ_ref＜Ｖ_e2の関係が成立するように基準電圧Ｖ_refを設定すれば、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期時などの異常点灯時に、インバータ部１ｂの発振を停止させて、インバータ部１ｂを構成する構成素子の破壊や異常発熱を防止できる。
【００１１】
ところで、上述の放電灯点灯装置において、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の光出力を可変として、調光可能とした放電灯点灯装置も従来より提案されている。例えば、発振制御部２の抵抗Ｒ₅に可変抵抗器を用いることにより、抵抗Ｒ₅及びコンデンサＣ₆で決まる時定数が変化して、駆動信号ａ〜ｃの周波数が変化するので、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のスイッチング周波数が変化する。スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のスイッチング周波数が変化すると、チョークコイルＬ及びコンデンサＣ₂，Ｃ₃からなる共振回路のインピーダンスが変化するので、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に供給される高周波電力が変化して、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の光出力が変化し、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を調光点灯させることができる。
【００１２】
ここで、調光比と異常点灯時における異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_e2との関係を図７（ａ）に示す。放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を調光点灯させた状態で、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が寿命末期になると、インバータ部１ｂの出力が全点灯時に比べて制限されているため、異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_eが全点灯時に比べて小さくなる。而して、調光比がＰよりも低い範囲では、異常点灯時における異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_e2が基準電圧Ｖ_refよりも低くなり、異常判定回路３ｂのコンパレータＣＰ₁の出力はハイのままとなるので、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が寿命末期等の異常状態であるにもかかわらず、異常判定回路３ｂが異常状態を検出できなくなる場合があった。しかしながら、この時のインバータ部１ｂの出力は全点灯時に比べて制限されているので、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂にかかるストレスは素子が破壊するレベルにまで達していない。したがって、素子が破壊するほどのストレスがスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂にかかる調光比Ｒにおいて放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常状態を確実に検出できるように、すなわち、この調光比Ｒよりも異常判定回路３ｂが検出不能となる調光比Ｐが低くなるように異常判定回路３ｂを設計すれば良いが、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂以外の構成素子にかかるストレスを考慮すると、異常判定回路３ｂを上述のように設計すれば良いとはかぎらない。
【００１３】
例えば、上述した図６の回路で一方の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂のみが寿命末期になると、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に夫々発生するランプ電圧に電圧差が発生し、この電圧差がバランサＴ₁に印加されることになる。したがって、２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の内の１灯が寿命末期になると、インバータ部１ｂの出力が全点灯時に比べて調光点灯時は制限されていたとしても、バランサＴ₁に加わるストレスは、２灯が共に正常点灯し、各放電ランプに発生するランプ電圧に殆ど差がない場合と比べて大きくなる。ここで、調光比とバランサＴ₁の表面温度との関係を図７（ｂ）に示す。
【００１４】
図７（ｂ）より、異常判定回路３ｂが検出不能となる調光比Ｐでは、異常点灯時のバランサＴ₁の表面温度ｔ₂が正常点灯時の表面温度ｔ₁に比べて高くなり、許容温度ｔ₀を上回っている。このように、寿命末期の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を調光点灯した場合、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂に加わるストレスが、素子が破壊するほどのストレスに至らないような調光比であっても、回路構成によってはスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂以外のバランサやチョークコイルなどの構成素子に異常発熱等の不具合が発生するという問題があった。
【００１５】
そこで、バランサやチョークコイル等の構成素子の異常発熱を防止するために、感温素子を用いてバランサやチョークコイル等の構成素子の表面温度を検出し、異常発熱が発生した場合にインバータ部１ｂの発振を停止させることにより、構成素子の異常発熱を防止する異常検出部も提案されていた。しかしながら、この場合、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期等の異常が発生した時点から、感温素子が異常発熱を検出してインバータ部１ｂの発振を停止させるまでに、バランサやチョークコイル等の熱時定数だけ遅れ時間が発生することになる。
【００１６】
このため、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の放電状態を検出して異常発生時にインバータ部１ｂの発振を瞬時に停止させる上述のような異常判定部３ａを感温素子による異常検出部と別個に設けない場合、寿命末期の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を全点灯させた際に、上述の遅れ時間だけインバータ部１ｂが発振状態を継続して、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂に過大なストレスが加わり、感温素子を用いた異常検出部がインバータ部１ｂの発振を停止させる前にスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が破壊に到る可能性もあった。
【００１７】
このような問題点を解決するために、調光点灯時においても、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期等の異常状態を検出できるように、図８に示す放電灯点灯装置が提案されている（特開平２−１４４８９６号公報参照）。
本回路は、交流電源ＡＣを整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢの整流出力を高周波電圧に変換して放電ランプＬａに供給するインバータ部１ｂと、放電ランプＬａの寿命末期等の異常状態を検出する異常検出部３と、調光信号Ｖｓに応じた基準電圧を設定する基準設定部６と、基準設定部６によって設定された基準電圧と異常検出部３の検出出力とを比較する比較部７と、比較部７の出力によりインバータ部１ｂの発振を制御する発振制御部２’とで異常検出制御回路８を構成し、基準設定部６が調光信号Ｖｓに応じて比較部７の基準電圧を設定することにより、いかなる調光状態においても放電ランプＬａの異常状態を検出できる。
【００１８】
この回路を上述した図６の回路に適用した回路を図９に示す。尚、図６の回路と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、チョッパー部１ａ、インバータ部１ｂ、異常検出回路３ａの構成は図６の回路と同様であるので、共通する部分の図示及び説明を省略する。図９の回路は、外部から入力された調光信号Ｖｓに応じた電圧を出力する調光制御部２ａと、調光制御部２ａの出力に応じた周波数の駆動信号ａ〜ｃを出力する発振制御部２と、調光信号Ｖｓに応じた基準電圧Ｖ_refを発生する基準設定部６と、異常検出回路３ａの検出出力Ｖ_eと基準設定部６の基準電圧Ｖ_refとの大小を比較することにより放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常状態を検出して、発振制御部２の発振を停止させる異常判定回路３ｂとから構成される。
【００１９】
発振制御部２は、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のスイッチング周波数を決定するタイマＩＣ（例えば日本電気製μＰＤ５５５５）２２及びフリップフロップＩＣ２３と、タイマＩＣ２２及びフリップフロップＩＣ２３によって決定されたスイッチング周波数の駆動信号ａ〜ｃを出力してスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂をオン・オフさせるドライバＩＣ（例えばＩＲ社製ＩＲ２１１１）２１とから構成される。タイマＩＣ２２の出力端子（３番ピン）から出力される信号の周波数は、タイマＩＣ２２に接続された抵抗Ｒ₆，Ｒ₇及びコンデンサＣ₇で決まる時定数と、コントロール端子（５番ピン）に入力された電圧によって決定される。タイマＩＣ２２の出力はフリップフロップＩＣ２３のクロック端子Ｃに入力されており、フリップフロップＩＣ２３はタイマＩＣ２２の周波数を１／２分周し、デューティ比が略５０％のパルス信号をドライバＩＣ２１に出力する。
【００２０】
調光制御部２ａは、外部から入力された調光信号Ｖｓをそのまま出力するバッファＢ₁と、バッファＢ₁の出力電圧に比例した電圧を出力するアンプＡ₁とから構成されており、アンプＡ₁の出力がタイマＩＣ２２のコントロール端子（５番ピン）に入力されている。したがって、調光信号Ｖｓとして直流電圧を入力し、その電圧値を変化させることにより、調光制御部２ａからタイマＩＣ２２のコントロール端子（５番ピン）に出力する電圧を変化させて、タイマＩＣ２２の出力信号の周波数を変化させることができる。タイマＩＣ２２の出力信号の周波数が変化すると、ドライバＩＣ２１から出力される駆動信号ａ〜ｃのスイッチング周波数が変化するので、インバータ部１ｂの共振回路のインピーダンスを変化させて、放電ランプＬａを調光点灯させることができる。
【００２１】
また、基準設定部６は調光制御部２ａと同様の回路構成を有しており、調光信号Ｖｓをそのまま出力するバッファＢ₂と、バッファＢ₂の出力電圧に比例した基準電圧Ｖ_refを発生するアンプＡ₂とから構成され、調光信号Ｖｓに応じて異常判定回路３ｂに出力する基準電圧Ｖ_refを変化させている。
異常判定回路３ｂは、異常検出回路３ａから入力された検出電圧Ｖ_eと基準設定部６から入力された基準電圧Ｖ_refとの大小を比較するコンパレータＣＰ₁と、コンパレータＣＰ₁の出力のハイ・ローに応じてオン・オフするトランジスタＱ₃とから構成される。ここで、検出電圧Ｖ_eが基準電圧Ｖ_refよりも大きくなると、コンパレータＣＰ₁の出力がローになり、トランジスタＱ₃がオフして、トランジスタＱ₄にベース電流が流れなくなるので、トランジスタＱ₄がオフする。したがって、ドライバＩＣ２１にトランジスタＱ₄を介して動作電圧Ｖ_CCが供給されなくなり、インバータ部１ｂに駆動信号ａ〜ｃが出力されなくなるので、インバータ部１ｂの発振が停止する。
【００２２】
ここで、放電ランプＬａの調光比と検出電圧Ｖ_e及び基準電圧Ｖ_refとの関係を図１０に示す。上述のように放電ランプＬａが寿命末期の場合、調光が深くなるにつれて、異常点灯時における異常検出回路３ａの検出電圧Ｖ_e2が低下するので、調光が深くなるにつれて（すなわち、調光信号Ｖｓが低下するにつれて）、基準設定部６の基準電圧Ｖ_refを低下させ、全ての調光範囲において異常点灯時の検出電圧Ｖ_e2よりも基準電圧Ｖ_refを低くすることにより、調光点灯時でも放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常状態を確実に検出できるようにしていた。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の放電灯点灯装置では、図１０に示すように、正常点灯時における異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_e1の調光比に対する変化の割合が、異常点灯時における異常検出回路３ａの出力電圧Ｖ_e2の変化の割合に比べて小さくなっている。つまり、調光が深くなるにつれて（調光比が低くなるにつれて）、正常点灯時における出力電圧Ｖ_e1と異常点灯時における出力電圧Ｖ_e2との差（Ｖ_e2−Ｖ_e1）が小さくなる。特に図６に示す回路のように、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の両端電圧を検出する場合、調光が深くなるにつれて、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の両端電圧が大きくなるため、図１０に示すように両者の差（Ｖ_e2−Ｖ_e1）が更に小さくなる。
【００２４】
この場合、低光束点灯時（調光が深い場合）における基準電圧Ｖ_refの設定が困難になるばかりでなく、検出感度を高めることによって、外来ノイズ等の影響により異常判定回路３ｂが誤動作しやすくなり、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が正常であるにもかかわらず、異常検出回路３ａや異常判定回路３ｂの誤動作によってインバータ部１ｂが発振を停止し、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が消灯してしまうという問題もあった。
【００２５】
本発明は上記問題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、放電ランプの異常状態を誤動作なく確実に検出して、構成素子の破壊を防止した放電灯点灯装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給する高周波電源部と、外部から入力された制御信号に応じて高周波電源部の出力を変化させて放電ランプの調光比を変化させる発振制御部と、放電ランプの放電状態から放電ランプの異常状態を検出する第１の異常検出部と、第１の異常検出部が検出不能となる所定の調光比以下の範囲で放電ランプの異常によって特性が変化する高周波電源部の構成素子の特性変化から放電ランプの異常状態を検出する第２の異常検出部と、全点灯時から所定の調光比までの範囲では第１の異常検出部の検出信号を発振制御部に出力するとともに、所定の調光比以下の範囲では第２の異常検出部の検出信号を発振制御部に出力する切換制御部とを設け、発振制御部が切換制御部を介して入力された検出信号に応じて高周波電源部の出力を停止させており、請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記高周波電源部の停止状態が間欠的であるので、切換制御部が調光比に応じて第１及び第２の異常検出部を切り換えることによって、全ての調光範囲において放電ランプの異常状態を検出することができる。
【００２７】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、第２の異常検出部が高周波電源部の構成素子の温度変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、構成素子の異常発熱から放電ランプの異常状態を確実に検出することができる。
請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、第２の異常検出部が高周波電源部の構成素子の電気量の変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、電圧、電流、電力などの電気量の変化から放電ランプの異常状態を確実に検出することができる。
【００２８】
請求項５の発明では、請求項１又は２の発明において、放電ランプを複数設けるとともに、複数のランプに流れるランプ電流を均等にするバランサを設け、第２の異常検出部がバランサの特性変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、複数の放電ランプの内の１灯が異常状態となった場合にも、複数の放電ランプの電気量の差やバランサの異常発熱から、放電ランプの異常状態を確実に検出することができる。
【００２９】
請求項６の発明では、請求項１又は２の発明において、高周波電源部が、放電ランプに共振電流を流す共振回路をコンデンサと共に構成するチョークコイルを備え、第２の異常検出部がチョークコイルの特性変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、放電ランプの異常時に共振電流が変化するのを検出することによって、放電ランプの異常状態を確実に検出することができる。
【００３０】
請求項７の発明では、請求項１乃至６の発明において、所定の調光比を略５０％としており、望ましい放電灯点灯装置を実現することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施形態１）
本発明の放電灯点灯装置の基本構成を図１に示す。本回路は、交流電源ＡＣから得られた直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプＬａに供給する高周波電源部１と、調光信号Ｖｓに応じて高周波電源部１の発振状態を制御する発振制御部たる発振制御部２と、放電ランプＬａの放電状態から放電ランプＬａの異常状態を検出する第１の異常検出部３と、第１の異常検出部３が検出不能となる所定の調光比以下で放電ランプＬａの異常時に特性が変化する高周波電源部１の構成素子の特性変化から放電ランプＬａの異常を検出する第２の異常検出部４と、調光信号Ｖｓより全点灯時から所定の調光比までの範囲では第１の異常検出部３の検出信号を発振制御部に出力するとともに、所定の調光比以下の範囲では第２の異常検出部４の検出信号を発振制御部２に出力する切換制御部たる異常検出切換制御部５とから構成される。
【００３２】
第１の異常検出部３は、放電ランプＬａのランプ電圧から放電ランプＬａの放電状態を検出する第１の異常検出回路３ａと、第１の異常検出回路３ａの検出出力から放電ランプＬａが異常状態か否かを判定して検出信号を出力する第１の異常判定回路３ｂとから構成され、第２の異常検出部４は、放電ランプＬａの異常点灯時に特性が変化する高周波電源部１の構成素子の特性変化を検出する第２の異常検出回路４ａと、第２の異常検出回路４ａの検出出力から放電ランプＬａが異常状態か否かを判定して検出信号を出力する第２の異常判定回路４ｂとから構成される。
【００３３】
ここで、異常検出切換制御部５は、全点灯時から所定の調光比までの範囲では第１の異常検出部３の検出出力を発振制御部２に出力し、所定の調光比以下の範囲では第２の異常検出部４の検出出力を発振制御部２に出力している。そして、発振制御部２は、異常検出切換制御部５を介して第１又は第２の異常検出部３，４から放電ランプＬａの異常を示す検出信号が入力されると、高周波電源部１の出力を停止させて、放電ランプＬａを消灯させる。尚、発振制御部２は、放電ランプＬａの異常を示す検出信号が入力された際に、高周波電源部１の出力を間欠的に停止させるようにしても良い。
【００３４】
本回路の具体回路図を図２及び図３に示し、以下具体回路図を参照して各部の説明を行う。尚、本回路の基本構成は上述した図６又は図９の回路と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
高周波電源部１は、交流電源ＡＣを整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢの整流出力を平滑して直流電圧Ｖ_DCを発生するチョッパー部１ａと、チョッパー部１ａの直流電圧Ｖ_DCを高周波電圧に変換して放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に供給するインバータ部１ｂとから構成される。
【００３５】
インバータ部１ｂは、チョッパー部１ａの直流出力端間に接続され発振制御部２の駆動信号ａ〜ｃによって高周波で交互にオン・オフされるスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂と、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点に直流カット用のコンデンサＣ₁を介して一端が接続されたチョークコイルＬと、チョークコイルＬの他端に接続されたバランサＴ₁と、スイッチング素子Ｑ₂の両端間にコンデンサＣ₁、チョークコイルＬ、バランサＴ₁からなる直列回路を介して電源側端子が接続された放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂と、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の非電源側端子間に夫々接続されたコンデンサＣ₂，Ｃ₃とから構成されており、チョークコイルＬ及びコンデンサＣ₂，Ｃ₃から共振回路が形成されている。ここで、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が高周波で交互にオン・オフすることによって、直流電圧Ｖ_DCが高周波電圧に変換されて、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に略正弦波状の高周波電力が供給される。尚、本実施形態ではインバータ部１ｂをハーフブリッジ構成としているが、インバータ部１ｂの構成をハーフブリッジ構成に限定する趣旨のものではなく、一石式インバータ回路を用いても良い。
【００３６】
第１の異常検出回路３ａは上述した図５の回路と同様の構成を有しており、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂のランプ電圧を検出して、検出電圧Ｖ_eaを出力する。第１の異常判定回路３ｂは、第１の異常検出回路３ａの検出電圧Ｖ_eaと基準電圧Ｖ_ref1とを比較するコンパレータＣＰ₁から構成される。放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の正常時は、検出電圧Ｖ_eaが基準電圧Ｖ_ref1よりも小さく、コンパレータＣＰ₁の出力はハイになる。一方、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が寿命末期等の異常状態になると、ランプ電圧が上昇し、検出電圧Ｖ_eaも上昇するので、検出電圧Ｖ_eaが基準電圧Ｖ_ref1よりも大きくなり、コンパレータＣＰ₁の出力はローになる。
【００３７】
また、第２の異常検出回路４ａは、例えば負特性を有するサーミスタからなる感温素子Ｒ_T及び抵抗Ｒ₈からなる直列回路と、抵抗Ｒ₈に並列接続されたコンデンサＣ₈とから構成され、感温素子Ｒ_Tと抵抗Ｒ₈との直列回路には電圧Ｖ_CCが印加されている。第２の異常判定回路４ｂは、感温素子Ｒ_Tと抵抗Ｒ₈との接続点の電圧Ｖ_ebと基準電圧Ｖ_ref2とを比較するコンパレータＣＰ₂からなり、電圧Ｖ_ebが基準電圧Ｖ_ref2よりも大きくなると、コンパレータＣＰ₂の出力がローになる。例えば感温素子Ｒ_Tは、寿命末期の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を調光点灯した場合に異常発熱するバランサＴ₁の近傍に配置されており、バランサＴ₁の異常発熱によって感温素子Ｒ_Tの周囲温度が上昇すると、感温素子Ｒ_Tの抵抗値が小さくなり、感温素子Ｒ_Tと抵抗Ｒ₈との接続点の電圧Ｖ_ebが上昇する。ここで、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の正常点灯時には、バランサＴ₁の異常発熱は発生せず、電圧Ｖ_ebが基準電圧Ｖ_ref2よりも小さいので、コンパレータＣＰ₂の出力はハイになる。一方、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期等の異常点灯時に、バランサＴ₁の異常発熱によって感温素子Ｒ_Tの周囲温度が所定のしきい値よりも高くなり、電圧Ｖ_ebが基準電圧Ｖ_ref2よりも大きくなると、コンパレータＣＰ₂の出力がローになる。尚、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常点灯時に、バランサＴ₁の表面温度が許容温度に達する時の電圧値Ｖ_ebよりも、低い電圧値に基準電圧Ｖ_ref2が設定されている。また、本実施形態では感温素子Ｒ_TをバランサＴ₁の近傍に配置して、バランサＴ₁の異常発熱を検出しているが、感温素子Ｒ_Tをインバータ部１ｂのチョークコイルＬの近傍に配置して、チョークコイルＬの異常発熱を検出するようにしてもよい。
【００３８】
異常検出切換制御部５は、所定の調光比Ｔに対応した基準電圧Ｖ_ref3と調光信号Ｖｓとを比較するコンパレータＣＰ₃及びトランジスタＱ₅〜Ｑ₈を備えており、全点灯時から所定の調光比Ｔまでの範囲、すなわち、調光信号Ｖｓが基準電圧Ｖ_ref3よりも大きい範囲（Ｖｓ＞Ｖ_ref3）では、コンパレータＣＰ₃の出力がハイになり、コンパレータＣＰ₁の出力端にコレクタが接続されたトランジスタＱ₅がオフして、コンパレータＣＰ₂の出力端にコレクタが接続されたトランジスタＱ₇がオンする。トランジスタＱ₇がオンすると、トランジスタＱ₈が強制的にオフされるので、コンパレータＣＰ₁（即ち第１の異常判定回路３ｂ）の出力によってトランジスタＱ₆がオン・オフされて、トランジスタＱ₄がオン・オフし、ドライバＩＣ２１への電源供給をオン・オフする。したがって、全点灯時から所定の調光比Ｔまでの範囲では、第１の異常判定回路３ｂの検出信号によってインバータ部１ｂの発振がオン・オフされる。
【００３９】
一方、所定の調光比Ｔ以下の範囲、すなわち、調光信号Ｖｓが基準電圧Ｖ_ref3よりも小さい範囲では（Ｖｓ＜Ｖ_ref3）、コンパレータＣＰ₃の出力がローになり、コンパレータＣＰ₁の出力端にコレクタが接続されたトランジスタＱ₅がオンして、コンパレータＣＰ₂の出力端にコレクタが接続されたトランジスタＱ₇がオフする。トランジスタＱ₅がオンすると、トランジスタＱ₆が強制的にオフされるので、コンパレータＣＰ₂（即ち第２の異常判定回路４ｂ）の出力によってトランジスタＱ₈がオン・オフされて、トランジスタＱ₄がオン・オフし、ドライバＩＣ２１への電源供給をオン・オフする。したがって、所定の調光比Ｔ以下の範囲では、第２の異常判定回路４ｂの検出信号によってインバータ部１ｂの発振がオン・オフされる。
【００４０】
ここで、異常点灯時の検出電圧Ｖ_eaが基準電圧Ｖ_ref1よりも小さくなり第１の異常検出部３が異常点灯を検出できなくなる時の調光比をＰ、異常点灯時にスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂に素子が破壊に到るほどのストレスがかかる時の調光比をＲ、異常点灯時にバランサＴ₁の表面温度が許容温度に達する時の調光比をＳ、異常検出切換制御部５が第１及び第２の異常検出部３，４の検出信号を切り換える時の所定の調光比をＴとすると、Ｓ＜Ｐ＜Ｔ＜Ｒの関係が成立するように、各検出回路及び切換回路の基準電圧Ｖ_ref1〜Ｖ_ref3を設定すれば良い。尚、異常検出切換回路６が検出回路の出力を切り換える際の所定の調光比Ｔは略５０％に設定するのが望ましい。
【００４１】
そして、基準電圧Ｖ_ref1〜Ｖ_ref3を上述のように設定することにより、全点灯時から所定の調光比Ｔまでの範囲では、第１の異常検出部３が動作し、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の放電状態から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常を検出すると、インバータ部１ｂの発振を停止させて、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の破壊を防止する。一方、調光比が所定の調光比Ｔ以下で、且つ、調光比Ｓよりも高い範囲では、第２の異常検出部４が動作し、感温素子Ｒ_Tを用いてバランサＴ₁の表面温度の異常上昇を検出すると、インバータ部１ｂの発振を停止させて、バランサ等の構成素子の異常発熱を防止する。尚、異常点灯時にバランサＴ₁の表面温度が許容温度に達する時の調光比Ｓよりも調光比が低い範囲では、寿命末期の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を点灯させても、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の破壊や、構成素子の表面温度の異常上昇は発生しないため、第１及び第２の異常検出部３，４が動作しなくても、実質的には問題ない。
このように、異常検出切換制御部５が、調光信号Ｖｓと所定の基準値Ｖ_ref3との大小に応じて、第１及び第２の異常検出部３，４を切り換えているので、寿命末期等の異常状態の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂を調光点灯した場合でも、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常状態を確実に検出でき、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の破損や、インバータ部１ｂの構成素子の異常発熱を防止できる。したがって、従来回路のように第１及び第２の異常検出部３，４の感度を高感度にする必要がないので、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の正常点灯時に第１及び第２の異常検出部３，４が誤動作するのを防止できる。
【００４２】
（実施形態２）
実施形態１では第２の異常検出回路４ａをバランサＴ₁の表面温度を検出する感温素子Ｒ_Tから構成しているが、本実施形態では、第２の異常検出回路４ａが、異常点灯時に２灯の放電灯Ｌａ₁，Ｌａ₂に発生するランプ電圧の差から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期を検出している。
【００４３】
本実施形態の第２の異常検出回路４ａを図４に示す。尚、第２の異常検出回路４ａ以外の回路構成は実施形態１と同様であるので、共通する部分の図示及び説明を省略する。
第２の異常検出回路４ａは、バランサＴ₁に設けられた巻線ｎ₁に発生する電圧を全波整流するダイオードブリッジＤＢ₁と、ダイオードブリッジＤＢ₁の直流出力端間に接続された抵抗Ｒ₉，Ｒ₁₀の直列回路と、抵抗Ｒ₁₀に並列接続されたコンデンサＣ₉とから構成される。
【００４４】
ここで、第２の異常検出回路４ａは、バランサＴ₁に設けた二次巻線ｎ₁を用いて、いずれか一方の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が寿命末期となった場合に発生する２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の電圧差を検出しており、この電圧をダイオードブリッジＤＢ₁により全波整流し、さらにダイオードブリッジＤＢ₁の整流電圧を抵抗Ｒ₉，Ｒ₁₀により分圧し、コンデンサＣ₉を用いて平滑する。そして、コンデンサＣ₉の両端電圧Ｖ_ebを第２の異常判定回路４ｂに出力し、第２の異常判定回路４ｂで電圧Ｖ_ebと基準電圧Ｖ_ref2との大小を比較することにより、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の調光点灯時においても、バランサＴ₁の特性変化から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期等の異常状態を検出して、インバータ部１ｂの発振を瞬時に停止させることができる。
【００４５】
ところで、いずれか一方の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が寿命末期となった場合は、放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の全調光範囲にわたって２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の電圧差が発生し、高光束時（調光比が高い場合）にも第２の異常検出回路４ａで放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常を検出することができるので、高光束時に異常検出切換制御部５が第２の異常検出部４から第１の異常検出部３に切り換える必要はないが、２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が共に寿命末期となった場合は、２灯のランプ電圧が略等しくなり、第２の異常検出回路４ａは２灯のランプ電圧の差から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期を検出できなくなるため、高光束時に放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常を検出する第１の異常検出部３が必要となる。
【００４６】
また、低光束時に異常検出切換制御部５が第１の異常検出部３から第２の異常検出部４に切り換えて、２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂のランプ電圧の電圧差から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期を検出する際に、２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が共に寿命末期となると、２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂のランプ電圧に電圧差が発生せず、第２の異常検出部４が放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期を検出することができない。しかしながら、低光束時には、２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂のランプ電圧の電圧差が小さいので、バランサＴ₁には過電圧が印加されず、バランサＴ₁が異常発熱することはなく、第２の異常検出部４が検出不能となっても問題はない。
【００４７】
尚、本実施形態ではバランサＴ₁に発生する電圧を検出しているが、バランサＴ₁に流れる電流や、バランサＴ₁に流れる電流をバランサＴ₁に発生する電圧と掛け合わせて得られる電力を検出しても良い。
（実施形態３）
実施形態２の第２の異常検出回路４ａでは、バランサＴ₁に設けた巻線ｎ₁から２灯の放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂に発生するランプ電圧の電圧差を検出し、この電圧差から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の寿命末期等の異常状態を検出しているが、本実施形態では第２の異常検出回路４ａが、インバータ部１ｂのチョークコイルＬに発生する電圧を検出し、この電圧から放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常状態を検出している。
【００４８】
本実施形態の第２の異常検出回路４ａを図５に示す。尚、第２の異常検出回路４ａ以外の回路構成は実施形態１と同様であるので、共通する部分の図示及び説明を省略する。
第２の異常検出回路４ａは、チョークコイルＬに設けられた二次巻線ｎ₂に発生する電圧を全波整流するダイオードブリッジＤＢ₁と、ダイオードブリッジＤＢ₁の直流出力端間に接続された抵抗Ｒ₉，Ｒ₁₀の直列回路と、抵抗Ｒ₁₀に並列接続されたコンデンサＣ₉とから構成される。
【００４９】
ここで、チョークコイルＬに設けた二次巻線ｎ₂を用いて、インバータ部１ｂのチョークコイルＬに発生する電圧を検出しており、この電圧をダイオードブリッジＤＢ₁により全波整流し、さらにダイオードブリッジＤＢ₁の整流電圧を抵抗Ｒ₉，Ｒ₁₀により分圧し、コンデンサＣ₉を用いて平滑する。そして、コンデンサＣ₉の両端電圧Ｖ_ebを第２の異常判定回路４ｂに出力し、第２の異常判定回路４ｂで電圧Ｖ_ebと基準電圧Ｖ_ref2との大小を比較する。
【００５０】
放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂が寿命末期等の異常状態になった場合、インバータ部１ｂの共振電流が正常点灯時に比べて増加するため、チョークコイルＬが異常発熱する可能性がある。この時、インバータ部１ｂの共振電流が増加すると、第２の異常検出回路４ａの出力電圧Ｖ_ebが増加して基準電圧Ｖ_ref2を上回るので、出力電圧Ｖ_ebが基準電圧Ｖ_ref2を上回ったことから放電ランプＬａ₁，Ｌａ₂の異常状態を検出し、発振制御部２にインバータ部１ｂの発振を停止させて、チョークコイルＬの異常発熱を防止する。
【００５１】
尚、本実施形態では、第２の異常検出回路４ａがチョークコイルＬに発生する電圧を検出しているが、チョークコイルＬに流れる電流、或いは、チョークコイルＬで消費される電力を検出するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプに供給する高周波電源部と、外部から入力された制御信号に応じて高周波電源部の出力を変化させて放電ランプの調光比を変化させる発振制御部と、放電ランプの放電状態から放電ランプの異常状態を検出する第１の異常検出部と、第１の異常検出部が検出不能となる所定の調光比以下の範囲で放電ランプの異常によって特性が変化する高周波電源部の構成素子の特性変化から放電ランプの異常状態を検出する第２の異常検出部と、全点灯時から所定の調光比までの範囲では第１の異常検出部の検出信号を発振制御部に出力するとともに、所定の調光比以下の範囲では第２の異常検出部の検出信号を発振制御部に出力する切換制御部とを設け、発振制御部が切換制御部を介して入力された検出信号に応じて高周波電源部の出力を停止させており、請求項２の発明は、上記高周波電源部の停止状態が間欠的であるので、切換制御部が調光比に応じて第１及び第２の異常検出部を切り換えることによって、全ての調光範囲において放電ランプの異常状態を検出することができ、構成素子の破壊を確実に防止することができるという効果がある。また、切換制御部が調光比に応じて第１及び第２の異常検出部を切り換えているので、第１及び第２の異常検出部の感度を高感度に設定する必要がなく、第１及び第２の異常検出部の誤動作を防止できるという効果もある。
【００５３】
請求項３の発明は、第２の異常検出部が高周波電源部の構成素子の温度変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、構成素子の異常発熱から放電ランプの異常状態を確実に検出できるという効果がある。
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、第２の異常検出部が高周波電源部の構成素子の電気量の変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、放電ランプが異常状態となったことによる電圧、電流、電力などの電気量の変化から放電ランプの異常状態を確実に検出できるという効果がある。
【００５４】
請求項５の発明は、請求項１又は２の発明において、放電ランプを複数設けるとともに、複数のランプに流れるランプ電流を均等にするバランサを設け、第２の異常検出部がバランサの特性変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、複数の放電ランプの内の１灯が異常状態となった場合にも、複数の放電ランプの電気量の差やバランサの異常発熱から、放電ランプの異常状態を確実に検出できるという効果がある。
【００５５】
請求項６の発明は、高周波電源部が、放電ランプに共振電流を流す共振回路をコンデンサと共に構成するチョークコイルを備え、第２の異常検出部がチョークコイルの特性変化から放電ランプの異常状態を検出しているので、放電ランプの異常時に共振電流が変化するのを検出することによって、放電ランプの異常状態を確実に検出できるという効果がある。
【００５６】
請求項７の発明は、所定の調光比を略５０％としており、望ましい放電灯点灯装置を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の放電灯点灯装置の基本構成を示す概略構成図である。
【図２】同上の具体回路図である。
【図３】同上の制御部を示す回路図である。
【図４】実施形態２の放電灯点灯装置の一部省略せる回路図である。
【図５】実施形態３の放電灯点灯装置の一部省略せる回路図である。
【図６】従来の放電灯点灯装置の回路図である。
【図７】（ａ）は同上の調光比と異常検出部の検出電圧との関係を示す図であり、（ｂ）は同上の調光比とバランサ表面温度との関係を示す図である。
【図８】同上の別の放電灯点灯装置の回路図である。
【図９】同上の一部省略せる放電灯点灯装置の回路図である。
【図１０】同上の調光比と検出電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１高周波電源部
２発振制御部
３第１の異常検出回路
４第２の異常検出回路
５異常検出切換制御部
Ｌａ放電ランプ
Ｖｓ調光信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device that converts a DC voltage into a high-frequency voltage and supplies the converted voltage to a discharge lamp to light the discharge lamp at a high frequency.
[0002]
[Prior art]
As this type of discharge lamp lighting device, there is one having a high-frequency power supply unit that converts a DC voltage into a high-frequency voltage and supplies it to the discharge lamp to light the discharge lamp at a high frequency. When abnormal lighting occurs or when an abnormality occurs in the operation of the high-frequency power supply unit, the abnormal state of the discharge lamp or the high-frequency power supply unit is detected and the operation of the high-frequency power supply unit is stopped or intermittently stopped. In some cases, the high-frequency power supply unit includes an abnormality detection unit that prevents the component elements from being damaged by overcurrent or overvoltage, or prevents the component elements from abnormally generating heat.
[0003]
A circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device is shown in FIG. This circuit rectifies and smoothes the AC power supply AC to generate a DC voltage V _DC And the DC voltage V of the chopper 1a _DC Is converted to a high frequency voltage to discharge lamp La ₁ , La ₂ An inverter unit 1b to be supplied to the inverter, an oscillation control unit 2 for controlling oscillation of the inverter unit 1b, and a discharge lamp La ₁ , La ₂ From the discharge state of the discharge lamp La ₁ , La ₂ And an abnormality determination circuit 3b for causing the oscillation control unit 2 to stop oscillation of the inverter unit 1b based on a detection signal from the abnormality detection circuit 3a. The inverter unit 1b constitutes a high frequency power supply unit.
[0004]
The inverter unit 1b is connected between the DC output terminals of the chopper unit 1a and is switched on and off alternately at high frequency by the drive signals a to c of the oscillation control unit 2. ₁ , Q ₂ And switching element Q ₁ , Q ₂ DC cut capacitor C at the connection point ₁ And a balancer T connected to the other end of the choke coil L. ₁ And switching element Q ₂ Capacitor C across ₁ , Choke coil L, balancer T ₁ Discharge lamp La to which a power supply side terminal is connected via a series circuit consisting of ₁ , La ₂ And the discharge lamp La ₁ , La ₂ Capacitors C respectively connected between the non-power supply side terminals ₂ , C _Three The choke coil L and the capacitor C ₂ , C _Three A resonance circuit is formed. Here, the switching element Q ₁ , Q ₂ Is alternately turned on and off at a high frequency, so that the DC voltage V _DC Is converted into a high-frequency voltage, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ Is supplied with substantially sinusoidal high-frequency power. Balancer T ₁ Is generally a plurality of discharge lamps La ₁ , La ₂ Used in parallel lighting, the discharge lamp La ₁ , La ₂ In this case, only one of the discharge lamps is prevented from being lit when starting the lamp, and the discharge lamp La is lit when two lamps are lit. ₁ , La ₂ The ratios of the lamp currents flowing through the lamps are set to predetermined values.
[0005]
The oscillation control unit 2 is configured using a driver IC (for example, IR2155 manufactured by International Rectifier [IR]) 21 for driving a half-bridge inverter. The driver IC 21 includes an oscillator inside, and a resistor R connected to the 6th and 7th pins. _Five And capacitor C ₆ The frequencies of the drive signals a, b, and c output from the second, third, and fourth pins are determined by the time constant determined by Then, the switching elements Q are generated by the drive signals a to c. ₁ , Q ₂ Are turned on and off at the desired switching frequency. Switching element Q ₁ , Q ₂ The on-time ratio (that is, the duty ratio) is set to about 50% by the driver IC 21, and the switching element Q ₁ , Q ₂ The gate signal delay (dead time) is also set to a predetermined value.
[0006]
The abnormality detection circuit 3a is a discharge lamp La. ₁ Capacitor C between the power supply terminals _Four Resistor R connected through ₁ , R ₂ Series circuit and capacitor C _Four And resistance R ₁ And the resistance R ₂ And discharge lamp La ₁ Diode D with anode connected to connection point of ₁ And the discharge lamp La ₂ Capacitor C between the power supply terminals _Five Resistor R connected through _Three , R _Four Series circuit and capacitor C _Five And resistance R _Three And the resistance R _Four And discharge lamp La ₂ Diode D with anode connected to connection point of ₂ And anode is resistance R ₁ , R ₂ D connected to the connection point of _Three And anode is resistance R _Three , R _Four And the cathode is connected to the diode D. _Three D connected to the cathode of _Four And a diode D _Three , D _Four From the connection point (output terminal e) of the discharge lamp La ₁ , La ₂ Voltage V divided by the lamp voltage _e Is output to an abnormality determination circuit 3b described later. Therefore, one of the discharge lamps La ₁ , La ₂ When the half-wave discharge starts at the end of life, the resonance voltage of the inverter unit 1b increases, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ Since the lamp voltage applied to is larger than that during normal lighting, the voltage V output to the abnormality determination circuit 3b _e Also grows.
[0007]
The abnormality determination circuit 3b outputs the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a. _e And reference voltage V _ref Comparator CP for comparing the size of ₁ And comparator CP ₁ Transistor Q, which is turned on / off in response to the output high / low _Three And transistor Q _Three Is turned on / off according to the on / off state, and the operating voltage V to the oscillation control unit 2 _CC Transistor Q to turn on / off the voltage supply _Four Etc.
[0008]
Discharge lamp La ₁ , La ₂ During normal lighting, the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a _e Is the reference voltage V _ref Smaller than the comparator CP ₁ Output goes high and transistor Q _Three Turns on and transistor Q _Four Base current flows through transistor Q _Four Turns on. Therefore, the transistor Q is connected to the oscillation controller 2. _Four Through the operating voltage V _CC Is supplied to the oscillation control unit 2 at a predetermined switching frequency. ₁ , Q ₂ Are alternately turned on and off, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ Supply high frequency voltage to
[0009]
On the other hand, the discharge lamp La ₁ , La ₂ When any one of these reaches the end of its life, the resonance voltage of the inverter 1b increases, and the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a _e Is the reference voltage V _ref Comparator CP ₁ Output goes low and transistor Q _Three Turns off and transistor Q _Four The base current no longer flows through transistor Q _Four Turns off. Therefore, the transistor Q is connected to the oscillation controller 2. _Four Through the operating voltage V _CC Is not supplied, the drive signals a to c of the oscillation control unit 2 are stopped, and the oscillation of the inverter unit 1b is stopped.
[0010]
Here, the output of the abnormality detection circuit 3a during normal lighting is expressed as V _e1 The output of the abnormality detection circuit 3a at the time of abnormal lighting at the end of the service life is V _e2 V _e1 <V _ref <V _e2 So that the relationship of _ref Is set, the discharge lamp La ₁ , La ₂ When abnormal lighting occurs, such as at the end of the life of the inverter, the oscillation of the inverter unit 1b can be stopped to prevent destruction of components constituting the inverter unit 1b and abnormal heat generation.
[0011]
By the way, in the above-mentioned discharge lamp lighting device, the discharge lamp La ₁ , La ₂ Conventionally, there has also been proposed a discharge lamp lighting device in which the light output is variable and dimmable. For example, the resistance R of the oscillation control unit 2 _Five By using a variable resistor for the resistance R _Five And capacitor C ₆ Since the time constant determined by is changed and the frequency of the drive signals a to c is changed, the switching element Q ₁ , Q ₂ The switching frequency changes. Switching element Q ₁ , Q ₂ Change the switching frequency of the choke coil L and capacitor C ₂ , C _Three The impedance of the resonant circuit consisting of ₁ , La ₂ The high frequency power supplied to the discharge lamp La ₁ , La ₂ Changes the light output of the discharge lamp La ₁ , La ₂ Can be dimmed.
[0012]
Here, the dimming ratio and the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a during abnormal lighting _e2 FIG. 7 (a) shows the relationship. Discharge lamp La ₁ , La ₂ With the dimming light on, the discharge lamp La ₁ , La ₂ At the end of the life, the output of the inverter 1b is limited as compared to when it is fully lit, so the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a _e Becomes smaller than when all lights are on. Thus, when the dimming ratio is lower than P, the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a during abnormal lighting is obtained. _e2 Is the reference voltage V _ref The comparator CP of the abnormality determination circuit 3b ₁ Output remains high, so the discharge lamp La ₁ , La ₂ In some cases, the abnormality determination circuit 3b cannot detect the abnormal state even though the abnormal state is at the end of life. However, since the output of the inverter unit 1b at this time is limited as compared with the case of full lighting, the switching element Q ₁ , Q ₂ The stress applied to the element does not reach a level at which the element is destroyed. Therefore, the stress that causes the element to break is applied to the switching element Q. ₁ , Q ₂ At the dimming ratio R applied to the discharge lamp La ₁ , La ₂ The abnormality determination circuit 3b may be designed so that the abnormal state can be reliably detected, that is, the dimming ratio P at which the abnormality determination circuit 3b cannot be detected is lower than the dimming ratio R. Element Q ₁ , Q ₂ Considering the stress applied to the other constituent elements, the abnormality determination circuit 3b is not necessarily designed as described above.
[0013]
For example, one discharge lamp La in the circuit of FIG. ₁ , La ₂ When only the end of life is reached, the discharge lamp La ₁ , La ₂ A voltage difference is generated in each of the lamp voltages generated in each, and this voltage difference is ₁ Will be applied. Therefore, the two discharge lamps La ₁ , La ₂ When one of the lamps reaches the end of their lifespan, the balancer T can be used even if the output of the inverter unit 1b is limited when the dimming is turned on compared to when it is fully lit. ₁ The stress applied to is greater than when both lamps are normally lit and there is almost no difference in the lamp voltage generated in each discharge lamp. Here, dimming ratio and balancer T ₁ FIG. 7 (b) shows the relationship with the surface temperature.
[0014]
From FIG. 7 (b), the balancer T at the time of abnormal lighting is obtained at the dimming ratio P at which the abnormality determination circuit 3b cannot detect. ₁ Surface temperature t ₂ Surface temperature t when is normally lit ₁ Higher than the allowable temperature t ₀ Is over. In this way, the discharge lamp La at the end of its life ₁ , La ₂ Is dimmed, switching element Q ₁ , Q ₂ Depending on the circuit configuration, the switching element Q ₁ , Q ₂ There has been a problem that troubles such as abnormal heat generation occur in other components such as balancers and choke coils.
[0015]
Therefore, in order to prevent abnormal heat generation of the component elements such as the balancer and the choke coil, the surface temperature of the component elements such as the balancer and the choke coil is detected using the temperature sensing element, and when the abnormal heat generation occurs, the inverter unit 1b An anomaly detection unit has also been proposed that prevents abnormal heat generation of the constituent elements by stopping the oscillation. However, in this case, the discharge lamp La ₁ , La ₂ A delay time is generated by a thermal time constant of a balancer, a choke coil, etc., from the time when an abnormality such as the end of life occurs, until the temperature sensing element detects abnormal heat generation and stops the oscillation of the inverter unit 1b. Become.
[0016]
For this reason, the discharge lamp La ₁ , La ₂ When the abnormality determination unit 3a as described above for detecting the discharge state of the inverter and instantaneously stopping the oscillation of the inverter unit 1b when an abnormality occurs is not provided separately from the abnormality detection unit using the temperature sensing element, the discharge lamp La at the end of life ₁ , La ₂ Is fully lit, the inverter unit 1b continues to oscillate for the delay time described above, and the switching element Q ₁ , Q ₂ Is applied to the switching element Q before the abnormality detection unit using the temperature sensing element stops the oscillation of the inverter unit 1b. ₁ , Q ₂ Could be destroyed.
[0017]
In order to solve such a problem, the discharge lamp La is also used during dimming lighting. ₁ , La ₂ A discharge lamp lighting device shown in FIG. 8 has been proposed so that an abnormal state such as the end of life can be detected (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-144896).
This circuit detects a rectifier DB that rectifies the AC power supply AC, an inverter unit 1b that converts the rectified output of the rectifier DB into a high-frequency voltage and supplies it to the discharge lamp La, and an abnormal state such as the end of life of the discharge lamp La. An abnormality detection unit 3, a reference setting unit 6 that sets a reference voltage according to the dimming signal Vs, and a comparison unit 7 that compares the reference voltage set by the reference setting unit 6 with the detection output of the abnormality detection unit 3. The abnormality detection control circuit 8 is configured by the oscillation control unit 2 ′ that controls the oscillation of the inverter unit 1b by the output of the comparison unit 7, and the reference setting unit 6 sets the reference voltage of the comparison unit 7 according to the dimming signal Vs. By setting, the abnormal state of the discharge lamp La can be detected in any dimming state.
[0018]
FIG. 9 shows a circuit in which this circuit is applied to the circuit of FIG. 6 described above. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is common in the circuit of FIG. 6, and the description is abbreviate | omitted. Further, the configuration of the chopper unit 1a, the inverter unit 1b, and the abnormality detection circuit 3a is the same as that of the circuit of FIG. The circuit of FIG. 9 oscillates a dimming control unit 2a that outputs a voltage according to a dimming signal Vs input from the outside, and a drive signal ac that has a frequency according to the output of the dimming control unit 2a. Control unit 2 and reference voltage V corresponding to dimming signal Vs _ref The reference setting unit 6 for generating the error and the detection output V of the abnormality detection circuit 3a _e And the reference voltage V of the reference setting unit 6 _ref Discharge lamp La by comparing the magnitude with ₁ , La ₂ And an abnormality determination circuit 3b for stopping the oscillation of the oscillation control unit 2 by detecting the abnormal state.
[0019]
The oscillation control unit 2 includes a switching element Q ₁ , Q ₂ Timer IC (for example, μPD5555 manufactured by NEC) and flip-flop IC23, and driving signals a to c determined by the timer IC22 and flip-flop IC23 are output to switch the switching element Q ₁ , Q ₂ And a driver IC (for example, IR2111 manufactured by IR Co., Ltd.) 21 for turning on / off the motor. The frequency of the signal output from the output terminal (pin 3) of the timer IC 22 is the resistance R connected to the timer IC 22. ₆ , R ₇ And capacitor C ₇ And the voltage input to the control terminal (pin 5). The output of the timer IC 22 is input to the clock terminal C of the flip-flop IC23, and the flip-flop IC23 divides the frequency of the timer IC22 by 1/2 and outputs a pulse signal having a duty ratio of approximately 50% to the driver IC21.
[0020]
The dimming control unit 2a outputs the dimming signal Vs input from the outside as it is. ₁ And buffer B ₁ Amplifier A that outputs a voltage proportional to the output voltage of ₁ Amplifier A ₁ Is input to the control terminal (5th pin) of the timer IC 22. Therefore, by inputting a DC voltage as the dimming signal Vs and changing the voltage value, the voltage output from the dimming control unit 2a to the control terminal (5th pin) of the timer IC 22 is changed, and the timer IC 22 The frequency of the output signal can be changed. When the frequency of the output signal of the timer IC 22 changes, the switching frequency of the drive signals a to c output from the driver IC 21 changes. Therefore, the impedance of the resonance circuit of the inverter unit 1b is changed, and the discharge lamp La is dimmed. Can be made.
[0021]
The reference setting unit 6 has a circuit configuration similar to that of the dimming control unit 2a, and a buffer B that outputs the dimming signal Vs as it is. ₂ And buffer B ₂ Reference voltage V proportional to the output voltage of _ref A that generates noise ₂ The reference voltage V output to the abnormality determination circuit 3b in response to the dimming signal Vs _ref Is changing.
The abnormality determination circuit 3b is a detection voltage V input from the abnormality detection circuit 3a. _e And the reference voltage V input from the reference setting unit 6 _ref Comparator CP for comparing the size with ₁ And comparator CP ₁ Transistor Q that turns on / off according to the output high / low _Three It consists of. Here, the detection voltage V _e Is the reference voltage V _ref Larger than the comparator CP ₁ Output goes low and transistor Q _Three Turns off and transistor Q _Four Since the base current does not flow through the transistor Q, the transistor Q _Four Turns off. Therefore, the transistor Q is connected to the driver IC 21. _Four Through the operating voltage V _CC Is not supplied, and the drive signals a to c are not output to the inverter unit 1b, so that the oscillation of the inverter unit 1b is stopped.
[0022]
Here, the dimming ratio of the discharge lamp La and the detection voltage V _e And reference voltage V _ref FIG. 10 shows the relationship. As described above, when the discharge lamp La is at the end of its life, as the dimming becomes deeper, the detection voltage V of the abnormality detection circuit 3a during abnormal lighting is obtained. _e2 Therefore, as the dimming becomes deeper (that is, as the dimming signal Vs decreases), the reference voltage V of the reference setting unit 6 is decreased. _ref Detection voltage V at abnormal lighting in all dimming ranges _e2 Than the reference voltage V _ref By lowering the discharge lamp La, even when dimming ₁ , La ₂ It was made to be able to detect the abnormal state of.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
In the discharge lamp lighting device configured as described above, as shown in FIG. 10, the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a during normal lighting is obtained. _e1 The ratio of the change to the dimming ratio is the output voltage V of the abnormality detection circuit 3a during abnormal lighting. _e2 Is smaller than the rate of change. That is, as the dimming becomes deeper (as the dimming ratio becomes lower), the output voltage V during normal lighting is obtained. _e1 And output voltage V during abnormal lighting _e2 Difference from (V _e2 -V _e1 ) Becomes smaller. In particular, as in the circuit shown in FIG. ₁ , La ₂ In the case of detecting the voltage between both ends of the discharge lamp La, ₁ , La ₂ As shown in FIG. 10, the difference between the two (V _e2 -V _e1 ) Becomes even smaller.
[0024]
In this case, the reference voltage V at the time of low luminous flux lighting (when dimming is deep) _ref Not only becomes difficult to set, but also by increasing the detection sensitivity, the abnormality determination circuit 3b is liable to malfunction due to the influence of external noise or the like, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ In spite of normality, the inverter unit 1b stops oscillating due to malfunction of the abnormality detection circuit 3a or abnormality determination circuit 3b, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ There was also a problem that turned off.
[0025]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device that reliably detects an abnormal state of a discharge lamp without malfunction and prevents destruction of constituent elements. There is to do.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a high-frequency power supply unit that converts a DC voltage into a high-frequency voltage and supplies it to a discharge lamp, and an output of the high-frequency power supply unit according to a control signal input from the outside. The oscillation control unit that changes the dimming ratio of the discharge lamp by changing, the first abnormality detection unit that detects the abnormal state of the discharge lamp from the discharge state of the discharge lamp, and the first abnormality detection unit become undetectable. A second abnormality detection unit for detecting an abnormal state of the discharge lamp from a characteristic change of a constituent element of the high-frequency power supply unit whose characteristics change due to an abnormality of the discharge lamp within a range of a predetermined dimming ratio; In the range up to the dimming ratio, the detection signal of the first abnormality detection unit is output to the oscillation control unit, and in the range below the predetermined dimming ratio, the detection signal of the second abnormality detection unit is output to the oscillation control unit. Switching control unit The control unit stops the output of the high frequency power supply unit in response to the detection signal input via the switching control unit. In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the stopped state of the high frequency power supply unit is Since it is intermittent, the switching control unit switches the first and second abnormality detection units in accordance with the dimming ratio, so that the abnormal state of the discharge lamp can be detected in the entire dimming range.
[0027]
In the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, since the second abnormality detection unit detects the abnormal state of the discharge lamp from the temperature change of the component of the high frequency power supply unit, abnormal heat generation of the component Thus, the abnormal state of the discharge lamp can be reliably detected.
In the invention of claim 4, in the invention of claim 1 or 2, since the second abnormality detector detects the abnormal state of the discharge lamp from the change in the electric quantity of the constituent elements of the high frequency power supply, The abnormal state of the discharge lamp can be reliably detected from a change in the amount of electricity such as electric power.
[0028]
According to the invention of claim 5, in the invention of claim 1 or 2, a plurality of discharge lamps are provided, a balancer for equalizing lamp currents flowing through the plurality of lamps is provided, and the second anomaly detection unit is based on a change in balancer characteristics. Since the abnormal state of the discharge lamp is detected, even if one of the plurality of discharge lamps becomes abnormal, the difference in the amount of electricity between the plurality of discharge lamps or abnormal heat generation of the balancer causes An abnormal state can be reliably detected.
[0029]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the high frequency power supply unit includes a choke coil that forms a resonance circuit that causes a resonance current to flow through the discharge lamp together with a capacitor, and the second abnormality detection unit is a choke coil. Since the abnormal state of the discharge lamp is detected from the characteristic change, the abnormal state of the discharge lamp can be reliably detected by detecting the change of the resonance current when the discharge lamp is abnormal.
[0030]
In the invention of claim 7, in the inventions of claims 1 to 6, the predetermined dimming ratio is set to about 50%, and a desirable discharge lamp lighting device can be realized.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
The basic structure of the discharge lamp lighting device of the present invention is shown in FIG. This circuit converts a DC voltage obtained from an AC power supply AC into a high frequency voltage and supplies it to the discharge lamp La, and an oscillation for controlling the oscillation state of the high frequency power supply unit 1 according to the dimming signal Vs. The oscillation control unit 2 as a control unit, the first abnormality detection unit 3 that detects the abnormal state of the discharge lamp La from the discharge state of the discharge lamp La, and the predetermined dimming that the first abnormality detection unit 3 cannot detect The second abnormality detection unit 4 for detecting abnormality of the discharge lamp La from the characteristic change of the constituent elements of the high-frequency power supply unit 1 whose characteristic changes when the discharge lamp La is abnormal below the ratio, and from when the lighting is fully turned on from the dimming signal Vs In the range up to a predetermined dimming ratio, the detection signal of the first abnormality detection unit 3 is output to the oscillation control unit, and in the range below the predetermined dimming ratio, the detection signal of the second abnormality detection unit 4 is oscillation controlled. Abnormality detection as switching control unit output to unit 2 Composed of the switching control unit 5.
[0032]
The first abnormality detection unit 3 includes a first abnormality detection circuit 3a that detects the discharge state of the discharge lamp La from the lamp voltage of the discharge lamp La, and the discharge lamp La is abnormal from the detection output of the first abnormality detection circuit 3a. The first abnormality determination circuit 3b that determines whether or not the discharge lamp La is in a state and outputs a detection signal. The second abnormality detection unit 4 is a high-frequency power supply unit 1 whose characteristics change when the discharge lamp La is abnormally lit. A second abnormality detection circuit 4a for detecting a characteristic change of the constituent element, and a second abnormality for determining whether or not the discharge lamp La is in an abnormal state from the detection output of the second abnormality detection circuit 4a and outputting a detection signal And a determination circuit 4b.
[0033]
Here, the abnormality detection switching control unit 5 outputs the detection output of the first abnormality detection unit 3 to the oscillation control unit 2 in the range from the time of full lighting to a predetermined dimming ratio, and is below a predetermined dimming ratio. In the range, the detection output of the second abnormality detection unit 4 is output to the oscillation control unit 2. When the oscillation control unit 2 receives a detection signal indicating an abnormality of the discharge lamp La from the first or second abnormality detection unit 3 or 4 via the abnormality detection switching control unit 5, the oscillation control unit 2 The output is stopped and the discharge lamp La is turned off. Note that the oscillation control unit 2 may intermittently stop the output of the high frequency power supply unit 1 when a detection signal indicating an abnormality of the discharge lamp La is input.
[0034]
Specific circuit diagrams of this circuit are shown in FIGS. 2 and 3, and each part will be described below with reference to the specific circuit diagrams. Since the basic configuration of this circuit is the same as that of the circuit of FIG. 6 or FIG. 9 described above, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The high-frequency power supply unit 1 smoothes the rectifier DB that rectifies the AC power supply AC, and the rectified output of the rectifier DB to generate a DC voltage V _DC And the DC voltage V of the chopper 1a _DC Is converted to a high frequency voltage to discharge lamp La ₁ , La ₂ It is comprised from the inverter part 1b supplied to.
[0035]
The inverter unit 1b is connected between the DC output terminals of the chopper unit 1a and is switched on and off alternately at high frequency by the drive signals a to c of the oscillation control unit 2. ₁ , Q ₂ And switching element Q ₁ , Q ₂ DC cut capacitor C at the connection point ₁ And a balancer T connected to the other end of the choke coil L. ₁ And switching element Q ₂ Capacitor C across ₁ , Choke coil L, balancer T ₁ Discharge lamp La to which a power supply side terminal is connected via a series circuit consisting of ₁ , La ₂ And the discharge lamp La ₁ , La ₂ Capacitors C respectively connected between the non-power supply side terminals ₂ , C _Three The choke coil L and the capacitor C ₂ , C _Three A resonance circuit is formed. Here, the switching element Q ₁ , Q ₂ Is alternately turned on and off at a high frequency, so that the DC voltage V _DC Is converted into a high-frequency voltage, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ Is supplied with substantially sinusoidal high-frequency power. In this embodiment, the inverter unit 1b has a half-bridge configuration. However, the configuration of the inverter unit 1b is not limited to the half-bridge configuration, and a one-stone inverter circuit may be used.
[0036]
The first abnormality detection circuit 3a has the same configuration as the circuit of FIG. 5 described above, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ The lamp voltage is detected and the detection voltage V _ea Is output. The first abnormality determination circuit 3b is a detection voltage V of the first abnormality detection circuit 3a. _ea And reference voltage V _ref1 Comparator CP for comparing with ₁ Consists of Discharge lamp La ₁ , La ₂ When normal, the detection voltage V _ea Is the reference voltage V _ref1 Smaller than the comparator CP ₁ Output goes high. On the other hand, the discharge lamp La ₁ , La ₂ When the lamp enters an abnormal state such as the end of its life, the lamp voltage increases and the detection voltage V _ea Will also rise, so the detection voltage V _ea Is the reference voltage V _ref1 Larger than the comparator CP ₁ Output goes low.
[0037]
Further, the second abnormality detection circuit 4a is a temperature sensing element R made of, for example, a thermistor having a negative characteristic. _T And resistance R ₈ A series circuit consisting of ₈ Capacitor C connected in parallel to ₈ Temperature sensing element R _T And resistance R ₈ The series circuit with _CC Is applied. The second abnormality determination circuit 4b includes the temperature sensing element R. _T And resistance R ₈ Voltage V at the connection point _eb And reference voltage V _ref2 Comparator CP for comparing with ₂ Voltage V _eb Is the reference voltage V _ref2 Larger than the comparator CP ₂ Output goes low. For example, temperature sensing element R _T Is the end-of-life discharge lamp La ₁ , La ₂ Balancer T that generates abnormal heat when dimming ₁ The balancer T ₁ Temperature sensing element R due to abnormal heat generation _T When the ambient temperature increases, the temperature sensing element R _T The resistance value of the thermosensitive element R decreases. _T And resistance R ₈ Voltage V at the connection point _eb Rises. Here, the discharge lamp La ₁ , La ₂ During normal lighting, the balancer T ₁ The abnormal heat generation does not occur and the voltage V _eb Is the reference voltage V _ref2 Smaller than the comparator CP ₂ Output goes high. On the other hand, the discharge lamp La ₁ , La ₂ Balancer T when abnormal lighting at the end of life ₁ Temperature sensing element R due to abnormal heat generation _T Becomes higher than a predetermined threshold, and the voltage V _eb Is the reference voltage V _ref2 Larger than the comparator CP ₂ Output goes low. The discharge lamp La ₁ , La ₂ When the abnormal lighting of the balancer T ₁ Voltage value V when the surface temperature of the metal reaches the allowable temperature _eb Lower than the reference voltage V _ref2 Is set. In the present embodiment, the temperature sensing element R _T Balancer T ₁ Placed near the balancer T ₁ Is detected, but the temperature sensing element R _T May be arranged in the vicinity of the choke coil L of the inverter unit 1b to detect abnormal heat generation of the choke coil L.
[0038]
The abnormality detection switching control unit 5 is configured to generate a reference voltage V corresponding to a predetermined dimming ratio T. _ref3 Comparator CP for comparing the dimming signal Vs _Three And transistor Q _Five ~ Q ₈ The range from the time of full lighting to a predetermined dimming ratio T, that is, the dimming signal Vs is a reference voltage V _ref3 Larger range (Vs> V _ref3 ) In the comparator CP _Three Output goes high and comparator CP ₁ Transistor Q whose collector is connected to the output terminal of _Five Turns off and comparator CP ₂ Transistor Q whose collector is connected to the output terminal of ₇ Turns on. Transistor Q ₇ When turned on, transistor Q ₈ Is forcibly turned off, so the comparator CP ₁ (That is, the transistor Q is output by the output of the first abnormality determination circuit 3b). ₆ Is turned on and off, transistor Q _Four Is turned on / off, and the power supply to the driver IC 21 is turned on / off. Therefore, in the range from the time of full lighting to the predetermined dimming ratio T, the oscillation of the inverter unit 1b is turned on / off by the detection signal of the first abnormality determination circuit 3b.
[0039]
On the other hand, the range below the predetermined dimming ratio T, that is, the dimming signal Vs is the reference voltage V _ref3 Smaller than (Vs <V _ref3 ), Comparator CP _Three Output goes low and comparator CP ₁ Transistor Q whose collector is connected to the output terminal of _Five Turns on and comparator CP ₂ Transistor Q whose collector is connected to the output terminal of ₇ Turns off. Transistor Q _Five When turned on, transistor Q ₆ Is forcibly turned off, so the comparator CP ₂ (That is, the transistor Q is output by the output of the second abnormality determination circuit 4b). ₈ Is turned on and off, transistor Q _Four Is turned on / off, and the power supply to the driver IC 21 is turned on / off. Therefore, in the range below the predetermined dimming ratio T, the oscillation of the inverter unit 1b is turned on / off by the detection signal of the second abnormality determination circuit 4b.
[0040]
Here, detection voltage V at abnormal lighting _ea Is the reference voltage V _ref1 P is the dimming ratio when the first abnormality detector 3 becomes smaller than the first abnormality detector 3 and cannot detect abnormal lighting, and the switching element Q when abnormal lighting occurs. ₁ , Q ₂ R is the dimming ratio when stress is applied to the device to cause breakdown, and the balancer T when abnormal lighting occurs ₁ S is the dimming ratio when the surface temperature reaches the allowable temperature, and T is the predetermined dimming ratio when the abnormality detection switching control unit 5 switches the detection signals of the first and second abnormality detection units 3 and 4. Then, the reference voltage V of each detection circuit and switching circuit is established so that the relationship of S <P <T <R is established. _ref1 ~ V _ref3 Should be set. The predetermined dimming ratio T when the abnormality detection switching circuit 6 switches the output of the detection circuit is preferably set to approximately 50%.
[0041]
And the reference voltage V _ref1 ~ V _ref3 Is set as described above, the first abnormality detector 3 operates in the range from the full lighting to the predetermined dimming ratio T, and the discharge lamp La ₁ , La ₂ From the discharge state of the discharge lamp La ₁ , La ₂ Is detected, the oscillation of the inverter unit 1b is stopped and the switching element Q is stopped. ₁ , Q ₂ Prevent the destruction of. On the other hand, in a range where the dimming ratio is equal to or less than the predetermined dimming ratio T and higher than the dimming ratio S, the second abnormality detection unit 4 operates and the temperature sensing element R _T Balancer T using ₁ When an abnormal rise in the surface temperature of the inverter is detected, the oscillation of the inverter unit 1b is stopped, and abnormal heat generation of components such as a balancer is prevented. In addition, balancer T at abnormal lighting ₁ In the range where the dimming ratio is lower than the dimming ratio S when the surface temperature of the lamp reaches the allowable temperature, the discharge lamp La at the end of the life ₁ , La ₂ Even if is turned on, the switching element Q ₁ , Q ₂ Therefore, there is no problem even if the first and second abnormality detectors 3 and 4 do not operate.
In this way, the abnormality detection switching control unit 5 performs the dimming signal Vs and the predetermined reference value V. _ref3 Since the first and second abnormality detectors 3 and 4 are switched according to the magnitude of the discharge lamp La in an abnormal state such as the end of life. ₁ , La ₂ Even when the light is lit, the discharge lamp La ₁ , La ₂ The abnormal condition of the switching element Q can be detected reliably. ₁ , Q ₂ Damage and abnormal heat generation of the constituent elements of the inverter unit 1b can be prevented. Therefore, it is not necessary to increase the sensitivity of the first and second abnormality detectors 3 and 4 as in the conventional circuit, so the discharge lamp La ₁ , La ₂ It is possible to prevent the first and second abnormality detection units 3 and 4 from malfunctioning during normal lighting.
[0042]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the second abnormality detection circuit 4a is connected to the balancer T. ₁ Temperature sensor R that detects the surface temperature of _T However, in this embodiment, the second abnormality detection circuit 4a has two discharge lamps La at the time of abnormal lighting. ₁ , La ₂ Discharge lamp La from the difference in lamp voltage generated in ₁ , La ₂ The end of life is detected.
[0043]
The second abnormality detection circuit 4a of this embodiment is shown in FIG. Since the circuit configuration other than the second abnormality detection circuit 4a is the same as that of the first embodiment, illustration and description of common parts are omitted.
The second abnormality detection circuit 4a has a balancer T ₁ Winding n provided on ₁ Diode bridge DB that full-wave rectifies the voltage generated in ₁ And diode bridge DB ₁ Resistor R connected between the DC output terminals of ₉ , R _Ten Series circuit and resistor R _Ten Capacitor C connected in parallel to ₉ It consists of.
[0044]
Here, the second abnormality detection circuit 4a is connected to the balancer T. ₁ Secondary winding n provided in ₁ , One of the discharge lamps La ₁ , La ₂ Discharge lamp La generated when the end of life ₁ , La ₂ This voltage is detected by the diode bridge DB. ₁ Full-wave rectification with a diode bridge DB ₁ The rectified voltage of the resistor R ₉ , R _Ten The voltage is divided by the capacitor C ₉ Use to smooth. And capacitor C ₉ Voltage V across _eb Is output to the second abnormality determination circuit 4b, and the voltage V is output by the second abnormality determination circuit 4b. _eb And reference voltage V _ref2 Is compared with the discharge lamp La ₁ , La ₂ Balancer T even when the dimming lights ₁ From the characteristic change of the discharge lamp La ₁ , La ₂ By detecting an abnormal state such as the end of life of the inverter, the oscillation of the inverter 1b can be stopped instantaneously.
[0045]
By the way, one of the discharge lamps La ₁ , La ₂ When the end of life is reached, the discharge lamp La ₁ , La ₂ Two discharge lamps La over the entire dimming range ₁ , La ₂ Is generated, and the discharge lamp La is detected by the second abnormality detection circuit 4a even when the luminous flux is high (when the dimming ratio is high). ₁ , La ₂ Therefore, it is not necessary for the abnormality detection switching control unit 5 to switch from the second abnormality detection unit 4 to the first abnormality detection unit 3 when there is a high luminous flux, but the two discharge lamps La ₁ , La ₂ , The lamp voltages of the two lamps are substantially equal, and the second abnormality detection circuit 4a determines that the discharge lamp La is based on the difference between the lamp voltages of the two lamps. ₁ , La ₂ At the end of the lifetime of the discharge lamp La when the luminous flux is high ₁ , La ₂ The first abnormality detection unit 3 for detecting the abnormality is required.
[0046]
In addition, the abnormality detection switching control unit 5 switches from the first abnormality detection unit 3 to the second abnormality detection unit 4 when the luminous flux is low, and the two discharge lamps La ₁ , La ₂ From the voltage difference of the lamp voltage of the discharge lamp La ₁ , La ₂ When detecting the end of life of the two discharge lamps La ₁ , La ₂ When both are at the end of their life, two discharge lamps La ₁ , La ₂ No voltage difference occurs in the lamp voltage of the second lamp, and the second abnormality detection unit 4 detects the discharge lamp La. ₁ , La ₂ The end of life cannot be detected. However, when the luminous flux is low, the two discharge lamps La ₁ , La ₂ Since the voltage difference of the lamp voltage is small, the balancer T ₁ No overvoltage is applied to the balancer T ₁ Does not generate abnormal heat, and there is no problem even if the second abnormality detection unit 4 becomes undetectable.
[0047]
In this embodiment, the balancer T ₁ The voltage generated on the balancer T ₁ Current flowing through the balancer T ₁ The current flowing through the balancer T ₁ It is also possible to detect the electric power obtained by multiplying the voltage generated in.
(Embodiment 3)
In the second abnormality detection circuit 4a of the second embodiment, the balancer T ₁ Winding n provided on ₁ To 2 discharge lamps La ₁ , La ₂ Is detected, and the discharge lamp La is detected from the voltage difference. ₁ , La ₂ In this embodiment, the second abnormality detection circuit 4a detects the voltage generated in the choke coil L of the inverter unit 1b, and from this voltage, the discharge lamp La is detected. ₁ , La ₂ An abnormal condition is detected.
[0048]
The second abnormality detection circuit 4a of this embodiment is shown in FIG. Since the circuit configuration other than the second abnormality detection circuit 4a is the same as that of the first embodiment, illustration and description of common parts are omitted.
The second abnormality detection circuit 4a includes a secondary winding n provided in the choke coil L. ₂ Diode bridge DB that full-wave rectifies the voltage generated in ₁ And diode bridge DB ₁ Resistor R connected between the DC output terminals of ₉ , R _Ten Series circuit and resistor R _Ten Capacitor C connected in parallel to ₉ It consists of.
[0049]
Here, the secondary winding n provided in the choke coil L ₂ Is used to detect the voltage generated in the choke coil L of the inverter section 1b, and this voltage is detected by the diode bridge DB. ₁ Full-wave rectification with a diode bridge DB ₁ The rectified voltage of the resistor R ₉ , R _Ten The voltage is divided by the capacitor C ₉ Use to smooth. And capacitor C ₉ Voltage V across _eb Is output to the second abnormality determination circuit 4b, and the voltage V is output by the second abnormality determination circuit 4b. _eb And reference voltage V _ref2 Compare the size with.
[0050]
Discharge lamp La ₁ , La ₂ When an abnormal state such as the end of life occurs, the resonance current of the inverter 1b increases as compared with the normal lighting state, so that the choke coil L may generate abnormal heat. At this time, when the resonance current of the inverter unit 1b increases, the output voltage V of the second abnormality detection circuit 4a. _eb Increases to the reference voltage V _ref2 Output voltage V _eb Is the reference voltage V _ref2 Discharge lamp La ₁ , La ₂ , And the oscillation control unit 2 stops the oscillation of the inverter unit 1b to prevent the choke coil L from generating abnormal heat.
[0051]
In the present embodiment, the second abnormality detection circuit 4a detects the voltage generated in the choke coil L. However, the current flowing through the choke coil L or the power consumed by the choke coil L is detected. It may be.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the invention of claim 1 converts the DC voltage into a high-frequency voltage and supplies it to the discharge lamp, and changes the output of the high-frequency power supply unit according to the control signal input from the outside. An oscillation control unit that changes the dimming ratio of the discharge lamp, a first abnormality detection unit that detects an abnormal state of the discharge lamp from the discharge state of the discharge lamp, and a predetermined adjustment that the first abnormality detection unit cannot detect. A second abnormality detection unit for detecting an abnormal state of the discharge lamp from a characteristic change of a component of the high-frequency power supply unit whose characteristics change due to an abnormality of the discharge lamp within a range of the light ratio or less; The switching control unit that outputs the detection signal of the first abnormality detection unit to the oscillation control unit in the range up to and including the detection signal of the second abnormality detection unit to the oscillation control unit within the range of the predetermined dimming ratio or less And the oscillation controller switches The output of the high-frequency power supply unit is stopped according to the detection signal input through the control unit. According to the second aspect of the invention, the stop state of the high-frequency power supply unit is intermittent. By switching the first and second abnormality detectors according to the light ratio, it is possible to detect the abnormal state of the discharge lamp in the entire dimming range and to reliably prevent the destruction of the constituent elements. effective. In addition, since the switching control unit switches the first and second abnormality detection units according to the dimming ratio, it is not necessary to set the sensitivity of the first and second abnormality detection units to high sensitivity. There is also an effect that the malfunction of the second abnormality detection unit can be prevented.
[0053]
In the invention of claim 3, since the second abnormality detection unit detects the abnormal state of the discharge lamp from the temperature change of the constituent element of the high frequency power supply unit, the abnormal state of the discharge lamp is surely detected from the abnormal heat generation of the constituent element. There is an effect that it can be detected.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the second abnormality detection unit detects an abnormal state of the discharge lamp from a change in the amount of electricity of the constituent elements of the high frequency power supply unit. There is an effect that the abnormal state of the discharge lamp can be reliably detected from the change in the amount of electricity such as voltage, current, and power due to the abnormal state.
[0054]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a plurality of discharge lamps are provided, a balancer for equalizing lamp currents flowing through the plurality of lamps is provided, and the second abnormality detection unit is based on a change in the balancer characteristics. Since the abnormal state of the discharge lamp is detected, even if one of the plurality of discharge lamps becomes abnormal, the difference in the amount of electricity between the plurality of discharge lamps or abnormal heat generation of the balancer causes There is an effect that an abnormal state can be reliably detected.
[0055]
According to a sixth aspect of the present invention, the high frequency power supply unit includes a choke coil that configures a resonance circuit for supplying a resonance current to the discharge lamp together with a capacitor, and the second abnormality detection unit detects an abnormal state of the discharge lamp from a change in characteristics of the choke coil. Since the detection is performed, it is possible to reliably detect the abnormal state of the discharge lamp by detecting the change in the resonance current when the discharge lamp is abnormal.
[0056]
According to the seventh aspect of the invention, the predetermined dimming ratio is set to about 50%, and there is an effect that a desirable discharge lamp lighting device can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a basic configuration of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a specific circuit diagram of the above.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a control unit of the above.
FIG. 4 is a circuit diagram in which a part of the discharge lamp lighting device of Embodiment 2 can be omitted.
FIG. 5 is a circuit diagram in which a part of the discharge lamp lighting device of Embodiment 3 can be omitted.
FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
7A is a diagram showing the relationship between the dimming ratio and the detection voltage of the abnormality detection unit, and FIG. 7B is a diagram showing the relationship between the dimming ratio and the balancer surface temperature. .
FIG. 8 is a circuit diagram of another discharge lamp lighting device according to the above.
FIG. 9 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device that can be partially omitted.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the dimming ratio and the detection voltage.
[Explanation of symbols]
1 High frequency power supply
2 Oscillation controller
3 First abnormality detection circuit
4 Second abnormality detection circuit
5 Abnormality detection switching control unit
La discharge lamp
Vs dimming signal

Claims

A high-frequency power supply unit that converts a DC voltage into a high-frequency voltage and supplies it to the discharge lamp, and an oscillation control unit that changes the dimming ratio of the discharge lamp by changing the output of the high-frequency power supply unit according to a control signal input from the outside And a first abnormality detection unit that detects an abnormal state of the discharge lamp from the discharge state of the discharge lamp, and a characteristic depending on the abnormality of the discharge lamp within a range of a predetermined dimming ratio that is not detectable by the first abnormality detection unit. The second abnormality detection unit that detects an abnormal state of the discharge lamp from the characteristic change of the constituent elements of the high-frequency power supply unit that changes, and the detection of the first abnormality detection unit in the range from the full lighting to a predetermined dimming ratio A switching control unit that outputs a signal to the oscillation control unit and outputs a detection signal of the second abnormality detection unit to the oscillation control unit within a range of a predetermined dimming ratio or less, and the oscillation control unit controls the switching control unit. Detection signal input via Depending discharge lamp lighting apparatus characterized by stopping the output of the high frequency power supply unit.

The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the high-frequency power supply unit is intermittently stopped.

3. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the second abnormality detection unit detects an abnormal state of the discharge lamp from a temperature change of a component of the high frequency power supply unit.

3. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the second abnormality detection unit detects an abnormal state of the discharge lamp from a change in an electric quantity of a component of the high frequency power supply unit.

2. A plurality of discharge lamps and a balancer for equalizing lamp currents flowing through the plurality of lamps are provided, and the second abnormality detection unit detects an abnormal state of the discharge lamp from a change in the balancer characteristics. Or the discharge lamp lighting device of 2.

The high-frequency power supply unit includes a choke coil that configures a resonance circuit that supplies a resonance current to the discharge lamp together with a capacitor, and the second abnormality detection unit detects an abnormal state of the discharge lamp from a change in characteristics of the choke coil. The discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined dimming ratio is approximately 50%.