JP3971808B2

JP3971808B2 - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP3971808B2
Application number: JP20928595A
Authority: JP
Inventors: 芳生釼持
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2015-07-26
Also published as: JPH0945490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電灯の寿命末期に生じるランプ電圧の低下に基づく長期間の過電流状態による障害の発生を防止できるようにした放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、メタルハライドランプや高圧ナトリウムランプ等の高輝度放電灯が普及しており、かかる放電灯の点灯装置としては、従来は、漏洩変圧器と主コンデンサとからなる進相型安定器やチョークコイル型安定器などの銅鉄型の安定器を用いて放電灯を点灯させる方法が用いられていたが、最近は、小型軽量化を図るため、高周波インバータを用いた電子点灯方法や矩形波を用いた電子点灯方法が用いられるようになっている。
【０００３】
図３は、従来の矩形波点灯を行う電子点灯方式の放電灯点灯装置の構成例を示す図である。図３において、１は商用電源、２は商用電源１より供給される交流電力を全波整流する整流回路、３は該整流回路２の出力電圧を昇圧する昇圧インバータ回路で、入力電流検知抵抗12と昇圧コイル13と昇圧用パワーＭＯＳＦＥＴ14とダイオード15と電解コンデンサ16とで構成されている。４は前記昇圧インバータ回路３の出力を定電力化する降圧インバータ回路で、降圧用パワーＭＯＳＦＥＴ17とフリーホイールダイオード18と降圧コイル19と平滑コンデンサ20と出力電流検知抵抗21とで構成されている。５は前記降圧インバータ回路４の出力を矩形波電圧として放電灯７に供給するフルブリッジ形低周波インバータからなる矩形波回路で、フルブリッジ形に接続されたパワーＭＯＳＦＥＴ22〜25で構成されている。６は始動時に前記矩形波回路５からの矩形波電圧と共に放電灯７に印加する高圧パルスを発生する始動回路である。
【０００４】
８は昇圧インバータ制御回路で、前記昇圧インバータ回路３の入力電圧を検出する入力電圧検出部と、出力電圧を検出する昇圧電圧検出部と、入力電流を検出する入力電流検出部と、前記入力電圧検出部、昇圧電圧検出部及び入力電流検出部からの検出信号を受けて、昇圧インバータ回路３の昇圧用パワーＭＯＳＦＥＴ14をパルス幅変調（ＰＷＭ）するための第１のパルス信号を出力する出力部とを備え、昇圧用パワーＭＯＳＦＥＴ14をパルス幅変調して、降圧インバータ回路４へ印加する昇圧電圧を一定にすると共に、前記昇圧インバータ回路３への入力電流の波形歪みを修正して、入力力率がほぼ100 ％になるように制御するように構成されている。
【０００５】
９は降圧インバータ制御回路で、降圧インバータ回路４の出力電圧、電流である放電灯電圧、電流を検出する放電灯電圧検出部及び放電灯電流検出部と、該放電灯電圧検出部と放電灯電流検出部とから得られる各検出信号を受けて、降圧インバータ回路４の降圧用パワーＭＯＳＦＥＴ17のパルス幅変調（ＰＷＭ）を行って、次段の矩形波回路５への電力供給を一定にするように制御するための、第２のパルス信号を出力する出力部とを備えている。
【０００６】
10は矩形波制御回路で、矩形波回路５を構成する各パワーＭＯＳＦＥＴ22〜25を駆動する第３のパルス信号を送出する出力部を備えており、この第３のパルス信号により各パワーＭＯＳＦＥＴを交互にＯＮ，ＯＦＦ動作させ、矩形波回路５より矩形波電圧を出力するようなっている。また、始動回路６は直列接続されたチョークコイル26と、該チョークコイル26の一端に接続された充放電コンデンサ27と、前記チョークコイル26の中間タップに接続された双方向性スイッチング素子28と、前記充放電コンデンサ27と双方向性スイッチング素子28の他端に接続された充電抵抗29とで構成されている。なお、30は該始動回路６から発生する高圧パルスのバイパス用コンデンサであり、また11は前記各制御回路８，９，10に制御電圧を供給する制御電源回路である。
【０００７】
このように構成された放電灯点灯装置においては、商用電源１からの交流電力は整流回路２で整流され、その直流電圧は昇圧インバータ回路３に印加される。そして昇圧インバータ回路３の入力電圧、出力電圧及び入力電流は、昇圧インバータ制御回路８のそれぞれの検出部で検出され、その検出信号が演算され、その結果がＰＷＭ用の第１のパルス信号としてパワーＭＯＳＦＥＴ14のゲートに供給され、昇圧インバータ回路３の出力電圧を定電圧とする。この昇圧インバータ回路３からの直流定電圧は、降圧インバータ回路４に入力される。そして放電灯電圧及び放電灯電流は、降圧インバータ制御回路９の放電灯電圧検出部と放電灯電流検出部で検出され、その検出信号に基づく第２のパルス信号によりパワーＭＯＳＦＥＴ17が制御されて、降圧インバータ回路４の定電力制御が行われ、該降圧インバータ回路４の出力は、フルブリッジ形低周波インバータからなる矩形波回路５に入力される。そして、矩形波制御回路10からの第３のパルス信号で駆動される矩形波回路５の動作による矩形波電圧と、始動回路６による高圧パルスが、放電灯７に印加されて放電灯７が始動し、始動後は定電力制御された矩形波点灯が行われるようになっている。
【０００８】
なお、始動回路６の動作を更に詳細に説明すると、次の通りである。すなわち、始動時に矩形波回路５からの矩形波電波が印加されると、充放電コンデンサ27には充電抵抗29を介して電荷が蓄積される。そして前記コンデンサ27と並列に接続されている双方向性スイッチング素子28のブレークオーバ電圧に達すると、該スイッチング素子28がターンオンし、チョークコイル26の巻線の一部を介して前記コンデンサ27に蓄積された電荷が放電される。これによりチョークコイル26の一部には前記スイッチング素子28のブレークオーバ電圧が発生し、その巻数比によりチョークコイル26の両端には高電圧が発生し、始動パルスとして放電灯７に印加される。これにより放電灯７が始動点灯すると、ランプ電圧が低下するので、前記コンデンサ27には前記スイッチング素子28のブレークオーバ電圧に達しない電圧が印加され、前記スイッチング素子28がターンオンすることはなくなり、したがって高圧パルスの発生は自動的に停止するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような電子点灯方式の放電灯点灯装置を用いて放電灯を点灯する場合、放電灯の寿命末期にランプ電圧が低下し、短絡状態に近づくことがある。このような放電灯を前記点灯装置で点灯すると、放電灯の寿命末期には低ランプ電圧となり、その過電流のため最も電流量の大きい矩形波回路５を構成する４個のＭＯＳＦＥＴが発熱してしまう。
【００１０】
すなわち、ＭＯＳＦＥＴは通常0.5 Ω程度のオン抵抗が存在し、例えば150 Ｗの放電灯では安定時にランプ電圧が95Ｖ，電流が1.6 Ａであるので、ＭＯＳＦＥＴ１個の電力損Ｗ_loss1は、
Ｗ_loss1＝0.5 〔Ω〕×1.6²〔Ａ〕＝1.28〔Ｗ〕
である。しかしながら、寿命末期では放電灯のランプ電圧は30Ｖ程度まで低下し、逆に管電流は2.6 Ａと上昇してしまい、この時のＭＯＳＦＥＴの電力損Ｗ_loss2は、
Ｗ_loss2＝0.5 〔Ω〕×2.6²〔Ａ〕＝3.38〔Ｗ〕
となり、正常時の2.64倍になってしまう。
【００１１】
矩形波回路５を構成する各ＭＯＳＦＥＴ22〜25は、通常図４に示すように個別に放熱板を兼ねた金属ケース31に取り付けられているが、これらのＭＯＳＦＥＴの放熱が充分でないと、上記のような寿命末期の過電流状態が長時間続くことによって発熱が増加し、最後にはＭＯＳＦＥＴが破壊してしまう。特に、各ＭＯＳＦＥＴの特性にばらつきがある場合、特定のものが早期に破壊してしまうおそれがある。また、仮に破壊を防止するために放熱を充分に取ろうとすると、寿命末期の異常状態の放電灯を必要以上に点灯し続けることになる。
【００１２】
本発明は、従来の放電灯点灯装置における上記問題点を解消するためになされたもので、矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴの破壊を防止すると共に寿命末期の放電灯の長期間の点灯を防止できるようにした放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明は、商用電力を直流電力に変換する整流回路と、該整流回路から放電灯へ供給する電力を制御するＭＯＳＦＥＴを有する制御回路と、放電灯への供給電圧を矩形波にするための４個のスイッチング素子を有する矩形波回路とを備えた放電灯点灯装置であって、前記矩形波回路を構成する各スイッチング素子をＭＯＳＦＥＴで構成すると共に、前記矩形波回路を構成する各ＭＯＳＦＥＴを１個のパッケージに収納してモジュール化し、且つ該ＭＯＳＦＥＴモジュールの温度を検出できるようにサーマルプロテクタを配設して、該サーマルプロテクタの動作により点灯装置の動作を停止させるようにした放電灯点灯装置において、前記ＭＯＳＦＥＴモジュールに放熱手段を設け、前記サーマルプロテクタは放電灯の安定動作時における前記ＭＯＳＦＥＴモジュールの温度上昇によっては動作せず、放電灯の寿命末期におけるランプ電圧低下に基づく過電流による前記ＭＯＳＦＥＴモジュールの温度上昇によって作動するように構成するものである。
【００１４】
このように構成した放電灯点灯装置においては、矩形波回路を構成する４個のＭＯＳＦＥＴを一体的にモジュール化しているため、矩形波回路を構成する各ＭＯＳＦＥＴの特性のばらつきによる温度上昇のばらつきが回避されると共に、各ＭＯＳＦＥＴの発熱が集中するので温度上昇の検知が容易となり、また発熱エリアが限定されるので、他の電子部品への影響を少なくすることができる。また、サーマルプロテクタをＭＯＳＦＥＴモジュールの温度上昇を検出できるように配設し、放電灯の異常状態である低ランプ電圧化を間接的に検知するようにしているので、放電灯点灯装置中最も電流量が大きく破壊されやすい矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴの破壊を確実に防止すると共に、寿命末期における異常状態の放電灯の長期間の点灯を防止することができ、過電流による矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴモジュールの破壊を防止するように、温度上昇の制御を容易に行うことができる。
【００１５】
また、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、前記サーマルプロテクタは、復帰形のものであることを特徴とするものである。このように復帰形のサーマルプロテクタを用いることにより、放電灯の寿命末期時には上記矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴの破壊を防止すると共に、放電灯の点滅を繰り返させ、放電灯が寿命末期で低ランプ電圧化していることを、使用者側に知らせることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態及び実施例】
次に、実施例について説明する。図１は、本発明に係る放電灯点灯装置の一実施例を示す回路構成図で、図２はその主要部の配置構成を示す図であり、図３に示した従来例と同一又は対応する部材には同一符号を付して示している。この実施例は、150 Ｗのメタルハライドランプ（通常動作時のランプ電圧95Ｖ，ランプ電流1.6 Ａ）点灯用のもので、図３に示した従来例と異なる点は、矩形波回路を構成する４個のＭＯＳＦＥＴとして、１個のパッケージに４個のＭＯＳＦＥＴを収納してモジュール化したＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘを用い、該ＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘを、図２に示すように、放熱板を兼ねた金属ケース31にペースト状の熱伝導材を介して密着接合し、ＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘの接合面とは反対側の表面には、熱応動スイッチなどからなるサーマルプロテクタ32を密着し、金属ケース31に固着した押さえ金具33を用いて、サーマルプロテクタ32を押圧保持するようにしている点である。なお、図２において、34は放電灯点灯装置を構成する他の電子部品等を搭載しているプリント基板である。
【００１７】
サーマルプロテクタ32の接点は、各制御回路用の電源回路11の出力側に接続されていて、サーマルプロテクタ32の作動時には、各制御回路への電源回路の接続を遮断するようになっている。またＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘの金属ケース31による放熱は、ランプ始動時の数分間のＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘの発熱ではサーマルプロテクタ32が動作せず、放電灯の寿命末期においてランプ電圧が、例えば30Ｖ以下となりランプ電流が2.6 Ａになって、この状態が持続するとＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘの発熱によりサーマルプロテクタ32が動作するような特性をもつように設定されている。
【００１８】
次に、このように構成された実施例の動作について説明する。通常の放電灯の始動時には、2.8 Ａの始動電流がＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘに流れるが、数分の間に1.6 Ａまで低下し安定してしまうので、ＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘはサーマルプロテクタ32が作動する温度には達せず、サーマルプロテクタ32は動作せず通常の点灯動作が持続される。放電灯が寿命末期となりランプ電圧が、例えば30Ｖ以下となってランプ電流が2.6 Ａになり、この状態が継続すると、サーマルプロテクタ32が動作する温度以上にＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘが発熱し、サーマルプロテクタ32が動作して、放電灯点灯装置の動作機能が停止し、ＭＯＳＦＥＴモジュール５Ｘの破壊が防止される。
【００１９】
上記実施例においては、サーマルプロテクタの接点を制御用電源回路11の出力側に接続するようにしたものを示したが、商用電源１をリレー等を用いて間接的に遮断するように接続してもよい。また、サーマルプロテクタとして復帰形のものを用いることにより、放電灯の点滅を繰り返させ、放電灯が寿命末期で低ランプ電圧化していることを、使用者側に知らせることが可能となる。
【００２０】
また、上記実施例においては、ＭＯＳＦＥＴモジュールの放熱部材として単なる平板状の金属ケースを用いたものを示したが、多数の放熱フィンを設けた放熱板を用いることもできる。また、サーマルプロテクタはＭＯＳＦＥＴモジュールに密着させて配置したものを示したが、サーマルプロテクタはＭＯＳＦＥＴモジュールの温度上昇を検出できるように配置すればよく、例えばＭＯＳＦＥＴモジュールに接触させず、近接させて配置してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上実施例に基づいて説明したように、請求項１記載の発明によれば、矩形波回路を構成する４個のＭＯＳＦＥＴを一体的にモジュール化しているため、該矩形波回路を構成する各ＭＯＳＦＥＴの温度上昇のばらつきが回避されると共に、各ＭＯＳＦＥＴの発熱が集中するので温度上昇の検知が容易となる。またサーマルプロテクタをＭＯＳＦＥＴモジュールの温度上昇を検出できるように配置しているため、放電灯の寿命末期における低ランプ電圧化を間接的に検知し、点灯装置を安全に停止させることができ、前記矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴの破壊等を防止し点灯装置の信頼性を向上させることができ、矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴモジュールの温度上昇の制御を容易に行うことができる。また、請求項２記載の発明によれば、放電灯の寿命末期時には上記矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴの破壊を防止すると共に、放電灯の点滅を繰り返させ、放電灯が寿命末期で低ランプ電圧化していることを、使用者側に知らせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の一実施例を示す回路構成図である。
【図２】図１に示した実施例の主要部の構成を示す図である。
【図３】従来の放電灯点灯装置の構成例を示す回路構成図である。
【図４】図３に示した従来例における矩形波回路を構成するＭＯＳＦＥＴの配置態様を示す図である。
【符号の説明】
１商用電源
２整流回路
３昇圧インバータ回路
４降圧インバータ回路
５矩形波回路
５ＸＭＯＳＦＥＴモジュール
６始動回路
７放電灯
８昇圧インバータ制御回路
９降圧インバータ制御回路
10 矩形波制御回路
11 制御電源回路
12 入力電流検知抵抗
13 昇圧コイル
14 昇圧用パワーＭＯＳＦＥＴ
15 ダイオード
16 電解コンデンサ
17 降圧用パワーＭＯＳＦＥＴ
18 フリーホイールダイオード
19 降圧コイル
20 平滑コンデンサ
21 出力電流検知抵抗
22〜25 パワーＭＯＳＦＥＴ
26 チョークコイル
27 充放電コンデンサ
28 双方向性スイッチング素子
29 充電抵抗
30 バイパス用コンデンサ
31 金属ケース
32 サーマルプロテクタ
33 押さえ金具
34 プリント基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device capable of preventing occurrence of a failure due to a long-term overcurrent state based on a decrease in lamp voltage that occurs at the end of the life of a discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
In recent years, high-intensity discharge lamps such as metal halide lamps and high-pressure sodium lamps have become widespread, and as a lighting device for such discharge lamps, a phase-advanced ballast or choke coil type consisting of a leakage transformer and a main capacitor has hitherto been used. A method of lighting a discharge lamp using a copper-iron type ballast such as a ballast has been used, but recently, in order to reduce the size and weight, an electronic lighting method using a high-frequency inverter or a rectangular wave was used. An electronic lighting method is used.
[0003]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional electronic lighting type discharge lamp lighting device that performs rectangular wave lighting. In FIG. 3, 1 is a commercial power source, 2 is a rectifier circuit for full-wave rectification of AC power supplied from the commercial power source 1, and 3 is a boost inverter circuit for boosting the output voltage of the rectifier circuit 2, and an input current detection resistor 12 And a boosting coil 13, a boosting power MOSFET 14, a diode 15, and an electrolytic capacitor 16. Reference numeral 4 denotes a step-down inverter circuit that converts the output of the step-up inverter circuit 3 to a constant power, and includes a step-down power MOSFET 17, a freewheel diode 18, a step-down coil 19, a smoothing capacitor 20, and an output current detection resistor 21. Reference numeral 5 denotes a rectangular wave circuit comprising a full bridge type low frequency inverter for supplying the output of the step-down inverter circuit 4 to the discharge lamp 7 as a rectangular wave voltage, and is composed of power MOSFETs 22 to 25 connected in a full bridge form. A starting circuit 6 generates a high-pressure pulse to be applied to the discharge lamp 7 together with the rectangular wave voltage from the rectangular wave circuit 5 at the time of starting.
[0004]
8 is a boost inverter control circuit, an input voltage detection unit for detecting an input voltage of the boost inverter circuit 3, a boost voltage detection unit for detecting an output voltage, an input current detection unit for detecting an input current, and the input voltage An output unit that receives detection signals from the detection unit, the boost voltage detection unit, and the input current detection unit, and outputs a first pulse signal for pulse width modulation (PWM) of the boost power MOSFET 14 of the boost inverter circuit 3; The step-up power MOSFET 14 is subjected to pulse width modulation to make the step-up voltage applied to the step-down inverter circuit 4 constant, and the waveform distortion of the input current to the step-up inverter circuit 3 is corrected so that the input power factor is It is configured to control so that it is almost 100%.
[0005]
Reference numeral 9 denotes a step-down inverter control circuit, which includes an output voltage of the step-down inverter circuit 4, a discharge lamp voltage that is a current, a discharge lamp voltage detection unit and a discharge lamp current detection unit that detect current, and the discharge lamp voltage detection unit and the discharge lamp current. In response to each detection signal obtained from the detection unit, pulse width modulation (PWM) is performed on the step-down power MOSFET 17 of the step-down inverter circuit 4 so that the power supply to the rectangular wave circuit 5 at the next stage is made constant. And an output unit for outputting a second pulse signal for control.
[0006]
Reference numeral 10 denotes a rectangular wave control circuit, which has an output section for sending out third pulse signals for driving the power MOSFETs 22 to 25 constituting the rectangular wave circuit 5, and each of the power MOSFETs is alternated by the third pulse signal. The rectangular wave circuit 5 outputs a rectangular wave voltage. The starting circuit 6 includes a choke coil 26 connected in series, a charge / discharge capacitor 27 connected to one end of the choke coil 26, a bidirectional switching element 28 connected to an intermediate tap of the choke coil 26, The charging / discharging capacitor 27 and a charging resistor 29 connected to the other end of the bidirectional switching element 28 are included. Reference numeral 30 denotes a bypass capacitor for a high-voltage pulse generated from the starting circuit 6, and reference numeral 11 denotes a control power supply circuit for supplying a control voltage to each of the control circuits 8, 9, and 10.
[0007]
In the discharge lamp lighting device configured as described above, AC power from the commercial power source 1 is rectified by the rectifier circuit 2, and the DC voltage is applied to the boost inverter circuit 3. The input voltage, output voltage, and input current of the boost inverter circuit 3 are detected by the respective detection units of the boost inverter control circuit 8, the detection signal is calculated, and the result is used as a first pulse signal for PWM. The voltage supplied to the gate of the MOSFET 14 and the output voltage of the step-up inverter circuit 3 is a constant voltage. The DC constant voltage from the step-up inverter circuit 3 is input to the step-down inverter circuit 4. The discharge lamp voltage and the discharge lamp current are detected by the discharge lamp voltage detection unit and the discharge lamp current detection unit of the step-down inverter control circuit 9, and the power MOSFET 17 is controlled by the second pulse signal based on the detection signal to Constant power control of the inverter circuit 4 is performed, and the output of the step-down inverter circuit 4 is input to a rectangular wave circuit 5 composed of a full bridge type low frequency inverter. The rectangular wave voltage driven by the operation of the rectangular wave circuit 5 driven by the third pulse signal from the rectangular wave control circuit 10 and the high-pressure pulse from the starting circuit 6 are applied to the discharge lamp 7 to start the discharge lamp 7. And after starting, the rectangular wave lighting by which constant power control was carried out is performed.
[0008]
The operation of the starting circuit 6 will be described in more detail as follows. That is, when a rectangular wave radio wave is applied from the rectangular wave circuit 5 at the time of starting, charge is accumulated in the charge / discharge capacitor 27 via the charging resistor 29. When the breakover voltage of the bidirectional switching element 28 connected in parallel with the capacitor 27 is reached, the switching element 28 is turned on and stored in the capacitor 27 via a part of the winding of the choke coil 26. The generated charge is discharged. As a result, a breakover voltage of the switching element 28 is generated in a part of the choke coil 26, and a high voltage is generated at both ends of the choke coil 26 due to the turn ratio, and is applied to the discharge lamp 7 as a starting pulse. As a result, when the discharge lamp 7 is started and lit, the lamp voltage decreases, so that a voltage that does not reach the breakover voltage of the switching element 28 is applied to the capacitor 27, and the switching element 28 is not turned on. The generation of the high-pressure pulse is automatically stopped.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the discharge lamp is lit using such an electronic lighting type discharge lamp lighting device, the lamp voltage may decrease at the end of the life of the discharge lamp and approach a short-circuit state. When such a discharge lamp is lit by the lighting device, the lamp voltage becomes low at the end of the life of the discharge lamp, and the four MOSFETs constituting the rectangular wave circuit 5 having the largest current amount generate heat due to the overcurrent. End up.
[0010]
That is, the MOSFET normally has an on-resistance of about 0.5 Ω. For example, a 150 W discharge lamp has a lamp voltage of 95 V and a current of 1.6 A when stable, and therefore the power loss W _{loss1 of} one MOSFET is
W _loss1 = 0.5 [Ω] x 1.6 ² [A] = 1.28 [W]
It is. However, drops to the lamp voltage is approximately 30V of the discharge lamp in the end of life, the tube current conversely causes increased with 2.6 A, power dissipation W _Loss2 at this time of the MOSFET,
W _loss2 = 0.5 [Ω] x 2.6 ² [A] = 3.38 [W]
It becomes 2.64 times of normal time.
[0011]
Each of the MOSFETs 22 to 25 constituting the rectangular wave circuit 5 is normally attached to a metal case 31 that also serves as a heat sink as shown in FIG. 4, but if the heat dissipation of these MOSFETs is not sufficient, as described above When the overcurrent state at the end of the lifetime continues for a long time, heat generation increases, and finally the MOSFET is destroyed. In particular, when there is variation in the characteristics of each MOSFET, there is a risk that a specific one will be destroyed early. Further, if sufficient heat dissipation is taken to prevent destruction, the abnormal discharge lamp at the end of life will continue to be lit more than necessary.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional discharge lamp lighting device, and can prevent destruction of the MOSFET constituting the rectangular wave circuit and prevent the discharge lamp at the end of its life for a long period of time. An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a rectifier circuit that converts commercial power into DC power, a control circuit that includes a MOSFET that controls power supplied from the rectifier circuit to the discharge lamp, and a discharge lamp. A discharge lamp lighting device comprising a rectangular wave circuit having four switching elements for making a supply voltage to the rectangular wave, and each switching element constituting the rectangular wave circuit is constituted by a MOSFET, Each MOSFET constituting the rectangular wave circuit is housed in a single package to form a module, and a thermal protector is disposed so that the temperature of the MOSFET module can be detected, and the operation of the lighting device is performed by the operation of the thermal protector. In the discharge lamp lighting device, the MOSFET module is provided with heat dissipating means, and the thermal process is performed. The Kuta is configured not to operate due to a rise in temperature of the MOSFET module during stable operation of the discharge lamp, but to operate according to a rise in temperature of the MOSFET module due to overcurrent due to a decrease in lamp voltage at the end of the life of the discharge lamp. is there.
[0014]
In the discharge lamp lighting device configured as described above, the four MOSFETs constituting the rectangular wave circuit are integrated into a module, so that variations in temperature rise due to variations in the characteristics of the MOSFETs constituting the rectangular wave circuit. In addition to being avoided, since the heat generation of each MOSFET is concentrated, the temperature rise can be easily detected, and the heat generation area is limited, so that the influence on other electronic components can be reduced. In addition, the thermal protector is arranged to detect the temperature rise of the MOSFET module and indirectly detects the low lamp voltage, which is an abnormal state of the discharge lamp. Can reliably prevent the destruction of the MOSFET that constitutes a rectangular wave circuit that is easily damaged, and can prevent the discharge lamp in an abnormal state at the end of its life from being turned on for a long period of time. The temperature rise can be easily controlled so as to prevent the MOSFET module from being destroyed.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, the thermal protector is a return type. By using a resettable thermal protector in this way, at the end of the life of the discharge lamp, the MOSFET constituting the rectangular wave circuit is prevented from being destroyed, and the discharge lamp is repeatedly blinked. It is possible to inform the user that the voltage is being applied.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, examples will be described. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an arrangement configuration of its main part, which is the same as or corresponds to the conventional example shown in FIG. The members are shown with the same reference numerals. This embodiment is for lighting a 150 W metal halide lamp (lamp voltage 95 V in normal operation, lamp current 1.6 A). The difference from the conventional example shown in FIG. As a MOSFET, a MOSFET module 5X obtained by modularizing four MOSFETs in one package is used, and the MOSFET module 5X is pasted on a metal case 31 that also serves as a heat sink, as shown in FIG. A thermal protector 32 composed of a thermally responsive switch or the like is in close contact with the surface opposite to the joint surface of the MOSFET module 5X, and a holding metal fitting 33 fixed to the metal case 31 is used. Thus, the thermal protector 32 is pressed and held. In FIG. 2, reference numeral 34 denotes a printed circuit board on which other electronic components constituting the discharge lamp lighting device are mounted.
[0017]
The contact of the thermal protector 32 is connected to the output side of the power supply circuit 11 for each control circuit, and when the thermal protector 32 is activated, the connection of the power supply circuit to each control circuit is cut off. In addition, the heat radiation by the metal case 31 of the MOSFET module 5X is such that the thermal protector 32 does not operate when the MOSFET module 5X generates heat for several minutes at the time of starting the lamp, and the lamp voltage becomes, for example, 30 V or less at the end of the discharge lamp life. When 2.6 A is reached, the thermal protector 32 is set to operate with the heat generated by the MOSFET module 5X when this state continues.
[0018]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. At the time of starting a normal discharge lamp, a starting current of 2.8 A flows to the MOSFET module 5X. However, since the current drops to 1.6 A in a few minutes and stabilizes, the MOSFET module 5X has a temperature at which the thermal protector 32 operates. The thermal protector 32 does not operate and the normal lighting operation is continued. At the end of the life of the discharge lamp, the lamp voltage becomes 30 V or less, for example, and the lamp current becomes 2.6 A. If this state continues, the MOSFET module 5X generates heat above the temperature at which the thermal protector 32 operates, and the thermal protector 32 In operation, the operation function of the discharge lamp lighting device is stopped, and the MOSFET module 5X is prevented from being destroyed.
[0019]
In the above embodiment, the contact of the thermal protector is connected to the output side of the control power supply circuit 11. However, the commercial power supply 1 is connected so as to be indirectly cut off using a relay or the like. Also good. In addition, by using a reset type thermal protector, it is possible to repeat blinking of the discharge lamp and inform the user that the discharge lamp is at a low lamp voltage at the end of its life.
[0020]
Moreover, in the said Example, although what used the simple flat metal case as a heat radiating member of MOSFET module was shown, the heat radiating plate provided with many radiating fins can also be used. In addition, although the thermal protector is shown in close contact with the MOSFET module, the thermal protector may be arranged so as to detect the temperature rise of the MOSFET module. For example, the thermal protector is arranged close to the MOSFET module without contacting it. May be.
[0021]
【The invention's effect】
As described above based on the embodiments, according to the first aspect of the present invention, the four MOSFETs constituting the rectangular wave circuit are integrated into a module, so that each MOSFET constituting the rectangular wave circuit is integrated. Variation in temperature rise is avoided, and since the heat generation of each MOSFET is concentrated, it is easy to detect the temperature rise. Also because of the placing thermal protector so as to detect the temperature rise of the MOSFET module, indirectly detects the low lamp voltage reduction in the lifetime end of the discharge lamp, it is possible to safely stop the lighting device, the rectangular The destruction of the MOSFET constituting the wave circuit can be prevented to improve the reliability of the lighting device, and the temperature rise of the MOSFET module constituting the rectangular wave circuit can be easily controlled. According to the second aspect of the present invention, at the end of the life of the discharge lamp, the MOSFET constituting the rectangular wave circuit is prevented from being destroyed, and the discharge lamp is repeatedly blinked. It is possible to notify the user that the data has been changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional discharge lamp lighting device.
4 is a diagram showing an arrangement mode of MOSFETs constituting the rectangular wave circuit in the conventional example shown in FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2 Rectifier circuit 3 Boost inverter circuit 4 Buck inverter circuit 5 Rectangular wave circuit 5X MOSFET module 6 Start circuit 7 Discharge lamp 8 Boost inverter control circuit 9 Buck inverter control circuit
10 Square wave control circuit
11 Control power circuit
12 Input current detection resistor
13 Boost coil
14 Boost MOSFET
15 Diode
16 Electrolytic capacitor
17 Step-down power MOSFET
18 Freewheel diode
19 Step-down coil
20 Smoothing capacitor
21 Output current detection resistor
22-25 Power MOSFET
26 Choke coil
27 Charging / discharging capacitor
28 Bidirectional switching element
29 Charging resistance
30 Bypass capacitor
31 Metal case
32 Thermal protector
33 Presser bracket
34 Printed circuit board

Claims

A rectifier circuit for converting commercial power into DC power, a control circuit having a MOSFET for controlling power supplied from the rectifier circuit to the discharge lamp, and four switching elements for making the supply voltage to the discharge lamp a rectangular wave A discharge lamp lighting device comprising a rectangular wave circuit having a switching circuit, wherein each switching element constituting the rectangular wave circuit is constituted by a MOSFET, and each MOSFET constituting the rectangular wave circuit is accommodated in one package. In a discharge lamp lighting device in which a thermal protector is provided so as to be modularized and the temperature of the MOSFET module can be detected and the operation of the lighting device is stopped by the operation of the thermal protector. A heat dissipating means is provided, and the thermal protector is provided with the MOSFE during stable operation of the discharge lamp. Does not operate by the temperature rise of the module, the discharge lamp lighting apparatus characterized by being configured to operate by a temperature rise of the MOSFET module due to an overcurrent based on the lamp voltage decreases at the end of life of the discharge lamp.

2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the thermal protector is a reset type.