JP4035740B2

JP4035740B2 - 放電灯点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JP4035740B2
Application number: JP29724797A
Authority: JP
Inventors: 一敏三田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: JPH11135281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯のランプ寿命末期を検出する機能を有した放電灯点灯装置および照明装置に関する。
【従来の技術】
一般に、放電灯である蛍光ランプは、内面に蛍光体皮膜を形成した発光管バルブの端部を封着部材で閉塞し、この封着部材に一対の内部リード線を気密に貫通し、これら内部リード線の内端部にフィラメントコイルを掛け渡して構成している。そして、コンパクト型蛍光ランプでは、発光管バルブをU字状に形成し小型化を図っている。
【０００２】
一方、フィラメントには電子放射物質が塗布されており、電極（陰極）に電流を流してフィラメントを予熱するとフィラメントから熱電子が放出され、この熱電子が反対側の電極（陽極）に引かれて移動し放電が開始される。これにより蛍光ランプは点灯される。
【０００３】
ここで、蛍光ランプ（放電灯）の点灯は放電灯点灯装置により行われ、商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の交流電源を整流部で整流し一旦直流電源を得て、さらにインバータ回路により高周波（２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ）の交流電源に変換し、蛍光ランプを高周波点灯している。
【０００４】
また、ランプの寿命末期時にはフィラメントに塗布した電子放射物質が飛散して減少し、蛍光ランプが半波放電を起こすようになる。そこで、放電灯点灯装置の検出部では、この半波放電を検出し、半波放電の発生レベルが所定値を越えるときはランプ寿命末期と判断し、インバータ回路の出力を低減または停止する安全動作を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、放電灯点灯装置の起動時の過渡状態においては、放電灯点灯装置の検出部が誤動作しないように、十秒から数十秒の未検出期間が設けられているので、ランプ寿命末期の検出が遅れることがある。すなわち、放電灯点灯装置が起動してから十秒から数十秒の期間は、検出部の動作にロックがかけられているので、ランプ寿命末期の検出までには十秒から数十秒もかかってしまう。
【０００６】
このような未検出期間中には、ランプ寿命末期となっている蛍光ランプであってもそれが検出されないことから、交流電源を何度もオンオフしたり蛍光ランプを抜き差ししたりすることがあり、蛍光ランプは異常状態に晒される。この状態が何度も続くとやがて蛍光ランプのフィラメント部が過熱しソケット部の溶融やバルブクラックが発生する場合がある。
【０００７】
つまり、蛍光ランプを長期にわたり点灯あるいは点滅すると、主としてフィラメントの材料として用いられるタングステンなどの金属が飛散し、フィラメントに近い封着部材の先端面に付着して堆積し、フィラメント断線時には、この飛散し堆積した導体に電流が流れ発熱する。また、寿命末期であってフィラメントに塗布した電子放射物質が飛散した状態で点灯維持させるとまたは点滅させると、この発熱によって蛍光ランプのフィラメント部が過熱しソケット部の溶融やバルブクラックが発生する。
【０００８】
本発明の目的は、放電灯のランプ寿命末期を確実に検出し安全動作を行うことができる放電灯点灯装置および照明装置を得ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わる放電灯点灯装置は、発光管バルブ内のフィラメント近傍の温度によりランプ寿命末期を検出したときはフィラメント回路を開放するための温度ヒューズを有した放電灯と；商用の交流電源を直流電源に変換する整流部と；前記整流部で得られた直流電源を高周波の交流電源に変換し前記放電灯を高周波点灯するインバータ回路と；前記放電灯の半波放電によりランプ寿命末期を検出したときは前記インバータ回路の出力を低減または停止する検出部と；前記インバータ回路が起動してから所定期間において、前記検出部の検出動作にロックをかける始動時動作阻止部と；
を具備した放電灯点灯装置において、前記検出部が前記温度ヒューズより先に前記ランプ寿命末期を検出するレベルとなるように検出部の検出レベルと前記温度ヒューズの感応温度レベルとを設定しているとともに、始動時動作阻止部が機能している間であっても前記温度ヒューズの感応温度レベルに達すると前記フィラメント回路を開放することを特徴とする。
【００１０】
発光管バルブ内のフィラメント近傍とは、発光管バルブの端部を閉塞する封着部材の先端面部分であり、温度ヒューズは、その封着部材の先端面に飛散付着した導体に電流が流れ発熱する温度や電子放射物質がなくなった場合に点灯維持したときのフィラメントの過大な発熱に感応する。
【００１１】
ランプ寿命末期の検出感度は、温度ヒューズの感応温度の設定により定められる。温度ヒューズが作動したときは、フィラメントに電源を供給するためのフィラメント回路は遮断されるので、発光管バルブの先端部発熱がなくなり、放電灯は安全な状態に保持される。
【００１２】
商用の交流電源は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであり、インバータ回路で放電灯を高周波点灯するための周波数は２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚである。
【００１３】
検出部は、放電灯の半波放電の発生レベルによりランプ寿命末期を検出する。半波放電は、フィラメントに予め塗布された電子放射物質が減少した場合に発生する。ランプ寿命末期の検出感度は、半波放電の発生レベルの設定により定められ、検出部はランプ寿命末期を検出したときは、インバータ回路の出力を低減または停止し、放電灯は安全な状態に保持される。
【００１４】
請求項１に係わる放電灯点灯装置によれば、ランプ寿命末期の検出を、放電灯に設けた温度ヒューズと検出部との双方で独立して行う。そして、いずれか一方がランプ寿命末期を検出すると、放電灯は安全状態に保持される。また、検出部が温度ヒューズより先にランプ寿命末期を検出する。したがって、通常時は検出部でランプ寿命末期を検出し、放電灯に設けられた温度ヒューズはそのバックアップとしてランプ寿命末期を検出する。検出部はランプ寿命末期を検出したときは、インバータ回路の出力を低減または停止するので、インバータ回路のストレスを最小限にできる。
【００１５】
請求項２の発明に係わる照明装置は、請求項１に記載の放電灯点灯装置と；放電灯点灯装置を装着する器具本体と；を具備したことを特徴とする。
【００１６】
器具本体は、放電灯点灯装置を構成する整流部、インバータ回路、検出部は内部に収納し、放電灯は外部に装着して照明装置を形成する。
【００１７】
請求項１の発明によれば、ランプ寿命末期の検出を２重の安全装置で検出するので、放電灯を異常状態に晒すことがなく、安全な照明装置を提供できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置の回路構成図である。
【００１９】
図１において、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用交流電源１は放電灯点灯装置の整流部２に入力され、整流部２により直流に変換される。整流部２は全波整流器２ａと平滑コンデンサ２ｂから成る。
【００２０】
整流部２で得られた直流電源はインバータ回路３に入力され、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高周波の交流電源に変換されて放電灯４を高周波点灯する。整流部２で得られた直流電源はインバータ回路３の力率改善用ＬＣ回路３ａを介して放電灯４の点灯用ＬＣ回路３ｂに入力され、制御手段３ｃによりインバータ回路３の出力が制御される。
【００２１】
放電灯４には温度ヒューズ４ａが設けられており、この温度ヒューズ４ａは発光管バルブ内のフィラメント近傍の口金内温度によりランプ寿命末期を検出するものであり、所定の設定温度となると作動してフィラメント回路を開放するようになっている。つまり、ランプ寿命末期を検出すると、インバータ回路３からフィラメントへの高周波電源の供給を遮断する安全動作を行う。
【００２２】
図２は放電灯４の説明図である。図２に示す放電灯４は、発光管バルブ４ｂをU字状に形成して小型化を図ったコンパクト型蛍光ランプを示しており、温度ヒューズ４ａはソケット部４ｃの内部に設けられている。すなわち、温度ヒューズ４ａは、ソケット部４ｃの内部にて相対的に発光管バルブ４ｂ内のフィラメント４ｄ近傍の温度を検出し、発光管バルブ４ｂ内のフィラメント４ｄ近傍の温度がランプ寿命末期を示す温度となったと判定したときに動作する。
【００２３】
発光管バルブ４ｂ内のフィラメント４ｄの近傍の温度によりランプ寿命末期を判断できる理由は以下の通りである。発光管バルブ４ｂ内のフィラメント４ｄの近傍、つまり発光管バルブ４ｂの端部を閉塞する封着部材４ｅの先端面部分においては、飛散付着した導体が堆積する。その導体の量によりランプ寿命末期を判断できる。堆積した導体に電流が流れ発熱し、その発熱量は導体の量の関数で示される。このことから、フィラメント４ｄの近傍の温度を検出することによりランプ寿命末期を検出できる。
【００２４】
従って、温度ヒューズ４ａは、その封着部材４ｅの先端面に飛散付着した導体に電流が流れ発熱する温度に感応して動作し、温度ヒューズ４ａが動作したときは、フィラメント４ｄに電源を供給するためのフィラメント回路は遮断され、放電灯４は安全な状態に保持される。このように、ランプ寿命末期の検出感度は、温度ヒューズ４ｄの感応温度レベルの設定により定められる。
【００２５】
一方、放電灯４の半波放電によりランプ寿命末期を検出するための検出部５が設けられており、この検出部５はランプ寿命末期を検出したときはインバータ回路３の出力を低減または停止させる安全動作を行うようになっている。
【００２６】
ランプの寿命末期時にはフィラメント４ｄに塗布した電子放射物質が飛散して減少し、放電灯４が半波放電を起こすようになる。そこで、放電灯点灯装置の検出部５では、この半波放電を半波放電検出部５ａで検出し、半波放電の発生レベルが所定値を越えるか否かを判定部５ｂで判定する。そして、ランプ寿命末期と判定したときは、インバータ回路３の制御手段３ａに対しその旨を通知する。その場合、制御手段３ａはインバータ回路３の出力を低減または停止する安全動作を行う。
【００２７】
なお、始動時動作阻止部５ｃは、放電灯点灯装置が起動してから十秒から数十秒の期間において、判定部５ｂのランプ寿命末期の検出動作にロックをかけるものであり、この始動時動作阻止部５ｃの動作により、放電灯点灯装置の起動時の過渡状態での検出部５の誤動作を防止している。
【００２８】
ここで、ランプ寿命末期は温度ヒューズ４ａおよび検出部５の双方で検出されるので安全性が向上する。この場合、図３（ａ）に示すように、温度ヒューズ４ａが検出部５より先にランプ寿命末期を検出するように感応温度レベルおよび半波放電レベルを設定する。つまり、通常時は放電灯４に設けられた温度ヒューズ４ａでランプ寿命末期を検出し、検出部５はそのバックアップとしてランプ寿命末期を検出するようにしておく。これにより、温度ヒューズ４ａが検出部４より先に動作し放電灯４への電源供給を停止するので、放電灯４のストレスを最小限にできる。
【００２９】
一方、図３（ｂ）に示すように、検出部５が温度ヒューズ４ａより先にランプ寿命末期を検出するように、半波放電レベルおよび感応温度レベルを設定しておくことも可能である。この場合は、通常時は検出部５でランプ寿命末期を検出し、放電灯４に設けられた温度ヒューズ４ａはそのバックアップとしてランプ寿命末期を検出することになる。また、検出部５はランプ寿命末期を検出したときは、インバータ回路３の出力を低減または停止するので、インバータ回路のストレスを最小限にできる。
【００３０】
以上のように構成された放電灯点灯装置は、図４に示すように、器具本体６に装着され照明装置を形成する。すなわち、放電灯点灯装置を構成する整流部２、インバータ回路３、検出部５は、器具本体６の内部に収納し、放電灯４は器具本体６の外部に装着して照明装置を形成する。この照明装置によれば、ランプ寿命末期の検出をより正確に行えるので、放電灯４を異常状態に晒すことがなく、安全に使用できる。
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ランプ寿命末期の検出を検出部で行うと共に放電灯の温度ヒューズでも行うので、ランプ寿命末期の検出を確実に行うことができる。また、放電灯点灯装置の起動時に検出部がランプ寿命末期を検出できない状態であっても温度ヒューズでランプ寿命末期を検出することができる。従って、検出部の動作レベルと起動時の不動作レベルとの差を大きくとれるので、放電灯点灯装置の起動時における誤動作を確実に防止できる。また、放電灯の温度ヒューズを検出部より先に動作させるので、放電灯へのストレスを最小限にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる放電灯点灯装置の回路構成図。
【図２】本発明の実施の形態で使用される放電灯の説明図。
【図３】本発明の実施の形態におけるランプ寿命末期の検出特性の説明図。
【図４】本発明の実施の形態に係わる照明装置の斜視図。
【符号の説明】
１商用交流電源
２整流部
３インバータ回路
４放電灯
４ａ温度フューズ
５検出部
６器具本体

Claims

発光管バルブ内のフィラメント近傍の温度によりランプ寿命末期を検出したときはフィラメント回路を開放するための温度ヒューズを有した放電灯と；
商用の交流電源を直流電源に変換する整流部と；
前記整流部で得られた直流電源を高周波の交流電源に変換し前記放電灯を高周波点灯するインバータ回路と；
前記放電灯の半波放電によりランプ寿命末期を検出したときは前記インバータ回路の出力を低減または停止する検出部と；
前記インバータ回路が起動してから所定期間において、前記検出部の検出動作にロックをかける始動時動作阻止部と；
を具備した放電灯点灯装置において、
前記検出部が前記温度ヒューズより先に前記ランプ寿命末期を検出するレベルとなるように検出部の検出レベルと前記温度ヒューズの感応温度レベルとを設定しているとともに、始動時動作阻止部が機能している間であっても前記温度ヒューズの感応温度レベルに達すると前記フィラメント回路を開放することを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１記載の放電灯点灯装置と；
前記放電灯点灯装置を装着する器具本体と；
を具備したことを特徴とする照明装置。