JP4085264B2

JP4085264B2 - Discharge lamp lighting device

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Publication number: JP4085264B2
Application number: JP2003031413A
Authority: JP
Inventors: 修高橋; 康則家城
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: TW595267B; TW200415959A; JP2004241321A; CN100403860C; CN1520241A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自励式インバータ回路からの高周波電力によって放電灯を点灯させる点灯装置の保護回路を有する放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波インバータ回路２４の発振出力で蛍光ランプ３６を点灯する放電灯点灯装置において、蛍光ランプの両端間の管電圧を検出する寿命検出回路３９と、この寿命検出回路が所定レベル以上の管電圧を所定時間継続して検出する蛍光ランプの寿命末期を判断して寿命末期判断信号を出力するとともにこの寿命末期判断信号の出力状態を保持する寿命判断回路５５と、この寿命判断回路からの寿命末期判断信号に応動してインバータ回路の発振を停止するアンドゲート２９、３０及び反転回路３１からなる回路を設け、寿命判断回路は、インバータ回路の発振停止後も寿命末期判断信号の出力状態をラッチ回路で保持する（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２８９０９５号（段落００１７−００３９、図１〜６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の図１に記載の寿命検出回路３９の詳細は図３に示されている。図３より、放電灯３６（特許文献１では蛍光ランプ（放電灯）と記載）の両端電圧をコンデンサ４９、５０で分圧した後、コンデンサ５０の両端電圧をピーク間検出している。（特許文献１では、段落００３２でコンデンサ５０の倍電圧整流回路と記載）しかしながら、放電灯の電流は、放電灯が正常点灯状態であっても入力電源電圧の変動を受けて増減し、それに伴い放電灯の両端電圧も増減する。
【０００５】
また、放電灯が寿命末期になった場合の両端電圧も入力電源電圧の変動の影響を受ける。一方、放電灯の正常と寿命末期を識別判断する寿命判断回路５５の識別コンパレータの識別レベルは入力電源電圧の変動に対して固定なので寿命末期保護動作が入力電源電圧変動に対して不確実になる問題があった。また、放電灯の両端電圧は、正常点灯時で、例えば、ラピッドスタート形蛍光放電灯４０Ｗで約９５Ｖ程度、３２ＷＨｆ放電灯で約１２５Ｖ程度と放電灯により異なり、また、寿命末期放電時にピーク間検出回路に得られる検出電圧も異なるので、放電灯の種類に応じて識別レベルの定数を変更しなければならず、そのため点灯装置を製造する部品の種類が増加する問題もあった。
【０００６】
この発明は、従来装置の上記のような問題点を解決するためになされたもので、この発明の第１の目的は、放電灯の正常放電と異常放電の識別を直流電源の電圧変動の影響を受けずに誤動作なく安定して行うことができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、この発明の第２の目的は、放電灯の種類に依らず、同一回路構成、同一部品で構成する放電灯の異常放電の保護回路を有する放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、この発明の第３の目的は、複数の放電灯の内、何れかを抜去しても、残りの放電灯の正常点灯と異常点灯状態を検出するピーク間電圧検出回路の出力電圧の差が全ての放電灯が装着されている場合の検出電圧の差と変化しないようにすることができ、何れかの放電灯を抜去しても、全灯数装着されている場合と同一条件で放電灯の異常検出をすることができる保護回路を有する放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明の第４の目的は、放電灯負荷回路の動作に及ぼす影響を実用上無視できるピーク間電圧検出回路を有する放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源と、この直流電源から供給される直流を高周波電流に変換する２つのスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路からなるインバータ回路と、チョークコイル、このチョークコイルに放電灯を介して接続されるカップリングコンデンサ及びこのカップリングコンデンサから上記直流電源の正負両極に接続され、このカップリングコンデンサに発生する電圧を上記直流電源の負極の電圧から上記直流電源の正極の電圧の範囲に規制するダイオードを有し、上記インバータ回路からの高周波電流により上記放電灯を点灯させる放電灯負荷回路と、上記放電灯の電圧に基づいて上記インバータを停止させる保護回路と、を備え、上記保護回路は、上記ダイオードにより規制された上記放電灯負荷回路のカップリングコンデンサの両端電圧をピーク間検出するピーク間電圧検出回路と、このピーク間電圧検出回路で検出した上記ピーク間電圧と上記直流電源の電圧を分圧して得た電圧を比較し、上記ピーク間電圧が小さい場合に上記インバータ回路の発振を停止させる停止信号を出力する判定回路と、この判定回路の上記停止信号により上記インバータ回路の発振を停止させるとともに停止状態を継続させる保持回路と、を備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の形態の放電灯点灯装置の構成を示す回路図、図２は商用電源から直流電源を得る場合の直流電源の回路図、図３、４は放電灯点灯装置の動作を説明する特性図である。図１において、商用電源から直流電源１が得られ、インバータ回路はＭＯＳＦＥＴ２、３からなるスイッチング素子から構成される。放電灯負荷回路Ｌ１００は、チョークコイル５、このチョークコイル５に放電灯６を介して接続されるカップリングコンデンサ８、放電灯６に並列に接続されるコンデンサ７、アノードが直流電源１の負極に、カソードが放電灯６とカップリングコンデンサ８の接続点に接続されたダイオード２１、カソードが直流電源１の正極に、アノードがダイオード２１のカソードに接続されたダイオード２２から構成される。
【００１２】
放電灯負荷回路Ｌ１１０は放電灯負荷回路Ｌ１００と同一の構成で、放電灯負荷回路Ｌ１００に並列に接続された放電灯負荷回路であり、チョークコイル９、このチョークコイル９に放電灯６を介して接続されるカップリングコンデンサ１２、放電灯１０に並列に接続されるコンデンサ１１、アノードが直流電源１の負極に、カソードが放電灯１０とカップリングコンデンサ１２の接続点に接続されたダイオード２３、カソードが直流電源１の正極に、アノードがダイオード２３のカソードに接続されたダイオード２４から構成される。
【００１３】
放電灯負荷回路Ｌ１００のチョークコイル５には、２つの２次巻線５ａ、５ｂ、放電灯負荷回路Ｌ１１０各々のチョークコイル９には、２つの２次巻線９ａ、９ｂを設け、２次巻線５ａ、９ａは抵抗１４、１６を介してスイッチング素子２のゲート、ソース間に、２次巻線５ｂ、９ｂは抵抗１３、１５を介してスイッチング素子３のゲート、ソース間に接続され（チョークコイル５、９の１次巻線と２次巻線の結合を一点鎖線及び鎖線で図示してある。）、２次巻線５ａ、９ａは図示・印の極性でスイッチング素子２を、２次巻線５ｂ、９ｂは図示・印の極性でスイッチング素子３を交互にＯＮ／ＯＦＦ駆動する。
なお、スイッチング素子２及び３のドレイン・ソース間に並列に内蔵されている等価ダイオードは図示を省略している。また、インバータ回路を起動するための起動回路も図示を省略している。
【００１４】
チョークコイル５の２次巻線５ｂの両端電圧のピーク間電圧（ｐｅａｋｔｏｐｅａｋ電圧）を検出するピーク間電圧検出回路（以降ＰＰ検出回路と称す）Ｐ１００は、カップリングコンデンサ８に並列に接続されるとともに、直列に接続されたコンデンサ３１、３２、アノードが直流電源１の負極に、カソードがコンデンサ３１とコンデンサ３２の接続点に接続されたダイオード３３、アノードがダイオード３３のカソードに接続されたダイオード３４、ダイオード３４のカソードと直流電源１の負極の間に接続されたコンデンサ３５、コンデンサ３５に並列に接続された抵抗３６、カソードが抵抗３６にアノードが後述の判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子に接続されたダイオード３７から構成される。このＰＰ検出回路Ｐ１００は、カップリングコンデンサ８の両端電圧のピーク間電圧をコンデンサ３１とコンデンサ３２の容量値の逆比で検出し、その出力電圧はコンデンサ３５に得られる。
【００１５】
ＰＰ検出回路Ｐ１１０は、カップリングコンデンサ１２に並列に接続されるとともに直列に接続されたコンデンサ４１、４２、アノードが直流電源１の負極に、カソードがコンデンサ４１とコンデンサ４２の接続点に接続されたダイオード４３、アノードがダイオード４３のカソードに接続されたダイオード４４、ダイオード４４のカソードと直流電源１の負極の間に接続されたコンデンサ４５、コンデンサ４５に並列に接続された抵抗４６、カソードが抵抗４６にアノードが後述の判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子に接続されたダイオード４７から構成される。
このＰＰ検出回路Ｐ１１０は、カップリングコンデンサ１２の両端電圧のピーク間電圧をコンデンサ４１とコンデンサ４２の容量値の逆比で検出し、その出力電圧はコンデンサ４５に得られる。
【００１６】
判定回路Ｃ１００は、直流電源１に並列に接続されるとともに直列に接続された抵抗５１、５２が直流電源１に並列に接続され、直列に接続された抵抗５３、５４が直流電源１に並列に接続される。比較器５５の非反転入力端子が抵抗５１、５２の接続点に、反転入力端子が抵抗５３、５４の接続点に接続される。
判定回路Ｃ１００は、ＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０で検出したピーク間電圧と直流電源１の電圧を分圧して得た電圧を比較し、ピーク間電圧が大きい場合にインバータ回路の発振を停止させる停止信号を出力する。
【００１７】
保持回路Ｈ１００は、ゲートが判定回路Ｃ１００の出力端子に、カソードが直流電源１の負極に接続されたサイリスタ６１、カソードがサイリスタ６１のアノードに、アノードがスイッチング素子３のゲートに接続されたダイオード６２、サイリスタ６１のアノードと直流電源１の正極間に接続された抵抗６３から構成される。保持回路Ｈ１００は、判定回路Ｃ１００の停止信号によりインバータ回路の発振を停止させるとともに停止状態を継続させる。
【００１８】
なお、ＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０、判定回路Ｃ１００及び保持回路Ｈ１００は保護回路を構成する。
また、商用電源１ａから直流電源を得る場合の直流電源１の回路構成は、図２に示すように、商用電源１ａから出力された交流電源は、ダイオードブリッジ１ｂで全波整流された後、平滑コンデンサ１ｃで平滑化され、直流電源として負荷回路出力されるように構成される。
【００１９】
次に、この発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の動作を図１、図３、図４により説明する。
図３（ａ）は放電灯６が正常放電時のカップリングコンデンサＣ８電圧波形、図３（ｂ）は放電灯１０が正常放電時のカップリングコンデンサＣ１２の電圧波形を示す。図４は、放電灯１０が正常放電、放電灯６が異常放電の場合を示し、図４（ａ）は放電灯６のチョークコイル５と接続されているフィラメントの放電物質が消耗したときのカップリングコンデンサＣ８電圧波形、図４（ｃ）は放電灯６のカップリングコンデンサＣ８と接続されているフィラメントの放電物質が消耗したときのカップリングコンデンサＣ８電圧波形、図４（ｂ）は放電灯１０が正常放電時のカップリングコンデンサＣ１２の電圧波形を示す。
【００２０】
図１において、直流電源１が投入されると、図示を省略している起動回路によってＭＯＳＦＥＴ２、３は交互に高周波数で駆動され放電灯６、１０は点灯に至る。このとき、放電灯負荷回路Ｌ１００、Ｌ１１０の定数を適当に選定して、カップリングコンデンサ８、１２の電圧を放電灯６、１０が正常点灯時に図３（ａ）、（ｂ）に示す波形になるように設定する。即ち、カップリングコンデンサ８、１２には放電灯６、１０の電流とそれに各々並列に接続されたコンデンサ７、１１を流れる電流の合成電流が流れ、直流電源１の正極の電圧Ｖ１の１／２を中心とする対称な波形となるが、これらの合成電流によって放電の半サイクル中にカップリングコンデンサ８、１２に発生する電圧が直流電源１の正極の電圧Ｖ１より高く、負極の電圧Ｖ０より低い部分が、各々ダイオード２１、２２、２３、２４により直流電源１に還流するように設定する。
【００２１】
また、以下の（１）、（２）、（３）式に示すように判定回路Ｃ１００の抵抗５３、５４の分圧で得られる比較器５５の反転入力端子の電圧を抵抗５１、５２の分圧で得られる非反転入力端子の電圧よりも大きく選定する。
Ｖ５５（非反転）＝Ｖ１×Ｒ５２／（Ｒ５２＋Ｒ５１）（１）
Ｖ５５（反転）＝Ｖ１×Ｒ５４／（Ｒ５３＋Ｒ５４）（２）
Ｖ５５（非反転）＜Ｖ５５（反転）（３）
ただし、上記式の記号は以下を表す。
Ｖ１：直流電源１の正極の電圧
Ｖ５５（非反転）：比較器５５の非反転入力端子電圧
Ｖ５５（反転）：比較器５５の反転入力端子電圧
ただし、ダイオード３７、４７が逆バイアス時
Ｒ５１、Ｒ５２：抵抗５１、５２の抵抗値
Ｒ５３、Ｒ５４：抵抗５３、５４の抵抗値
【００２２】
上記のようにすれば、判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子と非反転入力端子の電圧の大小関係は直流電圧１の電圧Ｖ１が変動しても常に変わらず比較器の出力は低レベルであり、保持回路Ｈ１００のサイリスタ６１はＯＦＦとなる。
【００２３】
また、正常放電時に検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０のコンデンサ３５、４５に得られる電圧を次の（４）、（５）、（６）及び（７）式を満足するように設定する。なお、以下の式ではダイオード３３、３４、３７、４３、４４、４７の順方向降下電圧をゼロとみなし無視している。
Ｖ３５＝Ｖ１×Ｃ３１／（Ｃ３１＋Ｃ３２）（４）
Ｖ４５＝Ｖ１×Ｃ４１／（Ｃ４１＋Ｃ４２）（５）
Ｖ５５（反転）＜Ｖ３５（６）
Ｖ５５（反転）＜Ｖ４５（７）
ここで、上記式の記号は以下を表す。
Ｖ３５：放電灯６が正常放電している場合のコンデンサ３５の電圧、即ち、図３（ａ）から明らかなように直流電源１の電圧Ｖ１をコンデンサ３１、３２で分圧して得られる電圧。
Ｖ４５：放電灯１０が正常放電している場合のコンデンサ４５の電圧、即ち、図３（ｂ）から明らかなように直流電源１の電圧Ｖ１をコンデンサ４１、４２で分圧して得られる電圧。
【００２４】
上記（１）〜（７）式を満足する状態では、直流電源１の電圧Ｖ１の変動に関らず、ダイオード３７及び４７はそのカソード電圧がアノード電圧よりも常に高く逆バイアスされている状態なので、ＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０の出力電圧は判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子の電圧に影響を及ぼさない。
【００２５】
ここで、例えば放電灯６のチョークコイル５と接続されている側のフィラメントの放電物質の消耗などで寿命末期になれば、寿命末期になったフィラメントが放電する半サイクルの放電電流が正常なフィラメントが放電する半サイクルに比べて小さいため、カップリングコンデンサ８の電圧は図４（ａ）のような電圧波形になる。図４（ａ）に示すカップリングコンデンサ８のピーク間電圧をＰＰ検出回路Ｐ１００で検出してコンデンサ３５に得られる電圧は、正常点灯時に得られる電圧よりも小さくなりダイオード３７は順バイアスとなり、判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子の電圧を低下させ、非反転入力端子の電圧の方が大きくなるので比較器５５の出力は高レベルになり、保持回路Ｈ１００のサイリスタ６１はＯＮとなる。
【００２６】
サイリスタ６１がＯＮすれば、チョークコイル５、９の２次巻線５ｂ、９ｂから各々抵抗１３、１５を介してスイッチング素子３のゲートに流れる電流はダイオード６２、サイリスタ６１を介してバイバスされるため、スイッチング素子３はＯＦＦになりインバータ回路の発振は停止する。
発振が停止すると、サイリスタ６１には抵抗６３を介して保持電流が流れ続けて直流電源１を遮断後再投入するまでこの状態は保持されるので、放電灯６が異常放電を継続した状態で運転することを防止できる。
【００２７】
なお、上記では放電灯６のチョークコイル５と接続されている側のフィラメントが正常で無い場合の説明をしたが、図４（ｃ）に示すようにカップリングコンデンサ８と接続されている側のフィラメントが正常で無い場合も、上記と全く同様の作用で、放電灯６の異常放電時にインバータ回路の動作を停止保持できる。また、放電灯１０が正常放電でない場合、及び放電灯６、１０の何れも正常放電でない場合でも同様に異常放電を継続した状態で運転することを防止できことは明らかである。
【００２８】
また、上記（１）、（２）、（４）及び（７）式から明らかなように放電灯６、１０の何れも正常な場合には、判定回路Ｃ１００の比較器５５の入力電圧は直流電源１の電圧Ｖ１に比例しているで、電圧Ｖ１が変動しても比較器５５の入力電圧も同じ変動比率で変動するため、直流電源１の電圧変動の影響を受けない。また、放電灯６、１０の何れかが異常の場合のＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０の検出電圧は図４（ａ）、（ｃ）及び上記（４）、（５）式から明らかなように直流電源１の電圧Ｖ１の変動に関らず、放電灯６、１０の何れも正常な場合の検出電圧に比べて必ず低下するので、判定回路Ｘ１００の比較器５５の非反転入力端子電圧が反転入力端子電圧より大きくなるので出力電圧を高レベルにしてインバータ回路の発振を停止継続して保護をすることができる。
【００２９】
また、放電灯の種類に関らず放電灯のフィラメントの放電物質が消耗した場合の放電電流が、フィラメントが正常な場合の放電電流に比べて小さくなる場合に、正常放電時に比べ異常放電時の検出電圧が必ず小さくなるのでＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０、判定回路Ｃ１００、保持回路Ｈ１００の回路構成を同一回路構成で、多種類の放電灯の寿命末期時の異常放電の保護回路として適用することができる。
また、スイッチング素子２、３は各放電灯負荷回路Ｌ１００、Ｌ１１０を構成するチョークコイル５、９の各々の２次巻線５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂの出力電圧で並列に駆動されていること、及びＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０は各々の放電灯負荷回路Ｌ１００、Ｌ１１０に独立に設けらているので、何れかの放電灯を抜去しても、全灯数装着されている場合と同一条件で放電灯の異常検出をすることができる。
【００３０】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、放電灯の正常放電と異常放電の識別を直流電源の電圧変動の影響を受けずに誤動作なく安定して行うことができる。
また、放電灯の異常放電に対する保護回路を、放電灯の種類に依らず、同一回路構成、同一部品で構成することができる。
また、複数の放電灯の内、何れかを抜去しても、残りの放電灯の正常点灯と異常点灯状態を検出するピーク間電圧検出回路の出力電圧の差が全ての放電灯が装着されている場合の検出電圧の差と変化しないようにすることができ、何れかの放電灯を抜去しても、全灯数装着されている場合と同一条件で放電灯の異常検出をすることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、放電灯負荷回路が２回路の場合について説明したが、これが１回路または３回路以上でもよい。
【００３２】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２である放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図において、実施の形態１の図１の回路と同一作用をする素子には同一符号を付し説明を省略する。ＰＰ検出回路Ｐ１００において、直列に接続された抵抗７１、７２がカップリングコンデンサ８に並列に接続される。実施の形態１ではカップリングコンデンサ８と放電灯６の接続点に接続されていたコンデンサ３１は、本実施の形態２では抵抗７１、７２の接続点に接続される。
【００３３】
ＰＰ検出回路Ｐ１１０において、直列に接続された抵抗７３、７４がカップリングコンデンサ１２に並列に接続される。実施の形態１ではカップリングコンデンサ１２と放電灯１０の接続点に接続されていたコンデンサ４１は、本実施の形態２では抵抗７３、７４の接続点に接続される。上記以外の構成は、実施の形態１の図１と同一である。
【００３４】
次に、この発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の動作を図５により説明する。
判定回路Ｃ１００、保持回路Ｈ１００の動作は実施の形態１と同じであり、判定回路Ｃ１００においては、実施の形態１で示した（１）、（２）、（３）式を満足するように設定して、正常点灯時に判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子と非反転入力端子の電圧の大小関係は直流電圧１の電圧Ｖ１が変動しても常に変わらず比較器の出力は低レベルで、保持回路Ｈ１００のサイリスタ６１はＯＦＦとなるようにする。
【００３５】
図において、直流電源１が投入されると、図示を省略している起動回路によってＭＯＳＦＥＴ２、３は交互に高周波数で駆動され放電灯６、１０は点灯に至る。この時、放電灯６、１０が正常放電とするとＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０の検出電圧は以下の（８）、（９）式で示される。
Ｖ３５＝Ｖ１×（Ｃ３１／（Ｃ３１＋Ｃ３２））×（Ｒ７２×／（Ｒ７１＋Ｒ７２））（８）
Ｖ４５＝Ｖ１×（Ｃ４１／（Ｃ４１＋Ｃ４２））×（Ｒ７４×／（Ｒ７３＋Ｒ７４））（９）
ここで、上記式の記号は以下を表す。
Ｖ３５：放電灯６が正常放電している場合のコンデンサ３５の電圧
Ｖ４５：放電灯１０が正常放電している場合のコンデンサ４５の電圧
Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７３、Ｒ７４：抵抗７１、７２、７３、７４の抵抗値また、Ｖ３５、Ｖ４５と判定回路Ｃ１００の反転入力端子電圧との関係を、実施の形態１の（６）、（７）式を満足するように設定しておく。
【００３６】
上記の（８）、（９）式を実施の形態１の（４）、（５）式と比較すると、（８）、（９）式で示されるＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０の検出電圧は、（４）、（５）式で示される検出電圧に１より小さい係数を乗じたものであり、放電灯６、１０が正常点灯の場合は勿論、放電灯６、１０のいずれかが異常点灯の場合も実施の形態１と同じ作用をすることは明らかである。
【００３７】
更に、実施の形態１ではカップリングコンデンサ８にＰＰ検出回路Ｐ１００のコンデンサ３１、３２の直列回路が並列に接続されており、コンデンサ３１、３２の容量値を変更すると放電灯負荷回路Ｌ１００の動作に影響を及ぼしていたが、本実施の形態２では抵抗７１を介してコンデンサ３１、３２がカップリングコンデンサ８に接続されているため、コンデンサ３１、３２の容量値の変更がカップリングコンデンサ８に及ぼす影響を軽減でき、コンデンサ３１、３２の選択範囲を大きくすることができる。
【００３８】
また、インバータ回路の動作周波数において、抵抗７１の抵抗値をコンデンサ８のインピーダンスに比べ十分大きく選定すれば、コンデンサ３１、３２のカップリングコンデンサ８に及ぼす影響を実用上無視できる。
また、ＰＰ検出回路Ｐ１１０における抵抗７３、７４の作用はＰＰ検出回路Ｐ１００における抵抗７１、７２と同じである。
なお、上記（８）式において、抵抗７２の電圧を分圧することなくＰＰ検出するためには、コンデンサ３２を削除すればよい。同様に、上記（９）式において、抵抗７４の電圧を分圧することなくＰＰ検出するためには、コンデンサ４２を削除すればよい。
【００３９】
上記ＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０の検出電圧に基づいて、放電灯６、１０が正常点灯の場合及び放電灯６、１０のいずれかが異常点灯の場合は実施の形態１と同じ作用をする。
即ち、放電灯６、１０が正常点灯のとき、上記（１）〜（３）、（６）〜（９）式を満足するようにすれば、判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子と非反転入力端子の電圧の大小関係は直流電圧１の電圧Ｖ１が変動しても常に変わらず比較器の出力は低レベルであり、保持回路Ｈ１００のサイリスタ６１はＯＦＦとなり、インバータ回路は発振を継続する。
【００４０】
また、放電灯６、１０のいずれかが異常点灯となったとき、ＰＰ検出回路Ｐ１００、またはＰ１１０の検出電圧は、正常点灯時に得られる電圧よりも小さくなり、判定回路Ｃ１００の比較器５５の反転入力端子の電圧を低下させ比較器５５の出力が高レベルになり、保持回路Ｈ１００のサイリスタ６１がＯＮとなり、スイッチング素子３はＯＦＦになりインバータ回路の発振は停止する。
【００４１】
以上のように、実施の形態１で示した効果に加え、ＰＰ検出回路Ｐ１００、Ｐ１１０の放電灯負荷回路の動作に及ぼす影響を実用上無視できるようにすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、直流電源と、この直流電源から供給される直流を高周波電流に変換する２つのスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路からなるインバータ回路と、チョークコイル、このチョークコイルに放電灯を介して接続されるカップリングコンデンサ及びこのカップリングコンデンサから上記直流電源の正負両極に接続され、このカップリングコンデンサに発生する電圧を上記直流電源の負極の電圧から上記直流電源の正極の電圧の範囲に規制するダイオードを有し、上記インバータ回路からの高周波電流により上記放電灯を点灯させる放電灯負荷回路と、上記放電灯の電圧に基づいて上記インバータを停止させる保護回路と、を備え、上記保護回路は、上記ダイオードにより規制された上記放電灯負荷回路のカップリングコンデンサの両端電圧をピーク間検出するピーク間電圧検出回路と、このピーク間電圧検出回路で検出した上記ピーク間電圧と上記直流電源の電圧を分圧して得た電圧を比較し、上記ピーク間電圧が小さい場合に上記インバータ回路の発振を停止させる停止信号を出力する判定回路と、この判定回路の上記停止信号により上記インバータ回路の発振を停止させるとともに停止状態を継続させる保持回路と、を備えたので、放電灯の正常放電と異常放電の識別を直流電源の電圧変動の影響を受けずに誤動作なく安定して行うことができる。
また、保護回路を、放電灯の種類に依らず、同一回路構成、同一部品で構成することができる。
また、複数の放電灯の内、何れかを抜去しても、残りの放電灯の正常点灯と異常点灯状態を検出するピーク間電圧検出回路の出力電圧の差が全ての放電灯が装着されている場合の検出電圧の差と変化しないようにすることができ、何れかの放電灯を抜去しても、全灯数装着されている場合と同一条件で放電灯の異常検出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の形態１の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】この発明の形態１の放電灯点灯装置の商用電源から直流電源を得る場合の直流電源の回路図である。
【図３】この発明の形態１の放電灯点灯装置の動作を説明する波形図である。
【図４】この発明の形態１の放電灯点灯装置の動作を説明する波形図である。
【図５】この発明の形態２の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１電源、２、３スイッチング素子、５、９チョークコイル、６、１０放電灯、８、１２カップリングコンデンサ、２１、２２、２３、２４ダイオード、３１、３２、３５コンデンサ、３３、３４、３７ダイオード、３６、４６抵抗、４１、４２、４５コンデンサ、４３、４４、４７ダイオード、５１、５２、５３、５４抵抗、５５比較器、６１サイリスタ、６２ダイオード、６３抵抗、７１、７２、７３、７４抵抗、Ｌ１００、１１０放電灯負荷回路、Ｐ１００、１１０ＰＰ検出回路、Ｃ１００判定回路、Ｈ１００保持回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device having a protection circuit for a lighting device that lights a discharge lamp with high-frequency power from a self-excited inverter circuit.
[0002]
[Prior art]
In the discharge lamp lighting device that lights the fluorescent lamp 36 with the oscillation output of the high-frequency inverter circuit 24, a life detection circuit 39 that detects a tube voltage between both ends of the fluorescent lamp, and the life detection circuit detects a tube voltage at a predetermined level or higher. A life determination circuit 55 that determines the end of life of the fluorescent lamp that is continuously detected and outputs an end of life determination signal and holds the output state of the end of life determination signal, and an end of life determination signal from the life determination circuit A circuit comprising AND gates 29 and 30 and an inverting circuit 31 for stopping the oscillation of the inverter circuit in response to the delay circuit 31 is provided, and the life judgment circuit holds the output state of the end of life judgment signal in the latch circuit even after the oscillation of the inverter circuit is stopped. (For example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-289095 (paragraphs 0017-0039, FIGS. 1-6)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Details of the life detection circuit 39 shown in FIG. 1 of Patent Document 1 are shown in FIG. From FIG. 3, after the voltage across the discharge lamp 36 (described as a fluorescent lamp (discharge lamp) in Patent Document 1) is divided by capacitors 49 and 50, the voltage across the capacitor 50 is detected between peaks. (In Patent Document 1, it is described in paragraph 0032 as a voltage doubler rectifier circuit of capacitor 50) However, even when the discharge lamp is in a normal lighting state, the current of the discharge lamp increases and decreases in response to fluctuations in the input power supply voltage. The voltage across the discharge lamp also increases or decreases.
[0005]
Further, the voltage at both ends when the discharge lamp reaches the end of its life is also affected by fluctuations in the input power supply voltage. On the other hand, since the discrimination level of the discrimination comparator of the life judgment circuit 55 for discriminating between the normality and the end of life of the discharge lamp is fixed with respect to fluctuations in the input power supply voltage, the end of life protection operation becomes uncertain with respect to fluctuations in the input power supply voltage There was a problem. In addition, the voltage across the discharge lamp varies depending on the discharge lamp when it is normally lit, for example, about 95V for a rapid start type fluorescent discharge lamp 40W and about 125V for a 32WHf discharge lamp. Since the detection voltage obtained in the circuit is also different, the constant of the identification level must be changed according to the type of the discharge lamp, and there is a problem that the types of parts for manufacturing the lighting device increase.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional apparatus. The first object of the present invention is to distinguish between normal discharge and abnormal discharge of a discharge lamp by the influence of voltage fluctuation of a DC power supply. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device that can be stably performed without malfunction.
[0007]
A second object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device having a protection circuit against abnormal discharge of a discharge lamp having the same circuit configuration and the same parts regardless of the type of the discharge lamp. .
[0008]
A third object of the present invention is to provide a difference between output voltages of a peak-to-peak voltage detection circuit that detects a normal lighting state and an abnormal lighting state of the remaining discharge lamps even if any of the plurality of discharge lamps is removed. However, the difference in detection voltage when all the discharge lamps are installed can be kept unchanged, and even if one of the discharge lamps is removed, it is released under the same conditions as when all the lamps are installed. An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device having a protection circuit capable of detecting an abnormality of an electric lamp.
[0009]
A fourth object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device having a peak-to-peak voltage detection circuit that can practically ignore the influence on the operation of the discharge lamp load circuit.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A discharge lamp lighting device according to the present invention includes a DC power supply, an inverter circuit including a half-bridge circuit having two switching elements for converting a DC supplied from the DC power supply into a high-frequency current, a choke coil, and the choke coil. A coupling capacitor connected via a discharge lamp and the coupling capacitor is connected to both the positive and negative poles of the DC power source. The voltage generated in the coupling capacitor is regulated within the range of the negative voltage of the DC power supply to the positive voltage of the DC power supply. A discharge lamp load circuit having a diode and lighting the discharge lamp by a high-frequency current from the inverter circuit; and a protection circuit for stopping the inverter based on the voltage of the discharge lamp. e, The protection circuit is Regulated by the above diode A peak-to-peak voltage detection circuit for detecting the voltage between both ends of the coupling capacitor of the discharge lamp load circuit, and a voltage obtained by dividing the peak-to-peak voltage detected by the peak-to-peak voltage detection circuit and the voltage of the DC power supply And a determination circuit that outputs a stop signal for stopping the oscillation of the inverter circuit when the peak-to-peak voltage is small, and the stop signal of the determination circuit stops the oscillation of the inverter circuit and continues the stop state. Holding circuit.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a DC power source when a DC power source is obtained from a commercial power source, and FIGS. 3 and 4 illustrate the operation of the discharge lamp lighting device. FIG. In FIG. 1, a DC power source 1 is obtained from a commercial power source, and an inverter circuit is constituted by switching elements including MOSFETs 2 and 3. The discharge lamp load circuit L100 includes a choke coil 5, a coupling capacitor 8 connected to the choke coil 5 via a discharge lamp 6, a capacitor 7 connected in parallel to the discharge lamp 6, and an anode as a negative electrode of the DC power source 1. The cathode 21 is connected to the connection point between the discharge lamp 6 and the coupling capacitor 8, the cathode is connected to the positive electrode of the DC power source 1, and the anode is connected to the cathode of the diode 21.
[0012]
The discharge lamp load circuit L110 has the same configuration as the discharge lamp load circuit L100 and is a discharge lamp load circuit connected in parallel to the discharge lamp load circuit L100. The choke coil 9 is connected to the choke coil 9 via the discharge lamp 6. A coupling capacitor 12 connected, a capacitor 11 connected in parallel to the discharge lamp 10, a anode connected to the negative electrode of the DC power supply 1, a cathode connected to a connection point between the discharge lamp 10 and the coupling capacitor 12, a cathode Is composed of a positive electrode of the DC power supply 1 and a diode 24 having an anode connected to the cathode of the diode 23.
[0013]
The choke coil 5 of the discharge lamp load circuit L100 is provided with two secondary windings 5a and 5b, and the choke coil 9 of each discharge lamp load circuit L110 is provided with two secondary windings 9a and 9b. The lines 5a and 9a are connected between the gate and source of the switching element 2 via resistors 14 and 16, and the secondary windings 5b and 9b are connected between the gate and source of the switching element 3 via resistors 13 and 15 (choke). (The coupling between the primary winding and the secondary winding of the coils 5 and 9 is shown by a one-dot chain line and a chain line.) The secondary windings 5a and 9a are connected to the switching element 2 with the polarity shown in the figure. The windings 5b and 9b drive the switching elements 3 alternately on and off with the polarities shown and marked.
The equivalent diode built in parallel between the drain and source of the switching elements 2 and 3 is not shown. Also, a starter circuit for starting the inverter circuit is not shown.
[0014]
A peak-to-peak voltage detection circuit (hereinafter referred to as a PP detection circuit) P100 that detects a peak-to-peak voltage between both ends of the secondary winding 5b of the choke coil 5 is connected in parallel to the coupling capacitor 8. In addition, capacitors 31 and 32 connected in series, the anode is connected to the negative electrode of the DC power source 1, the cathode is connected to the connection point between the capacitor 31 and the capacitor 32, and the anode is connected to the cathode of the diode 33. 34, a capacitor 35 connected between the cathode of the diode 34 and the negative electrode of the DC power supply 1, a resistor 36 connected in parallel to the capacitor 35, a cathode 36 as a resistor 36, and an anode as an inversion of a comparator 55 of a determination circuit C100 described later. Diode 3 connected to input terminal 7 Consists of. The PP detection circuit P100 detects the peak-to-peak voltage of the voltage across the coupling capacitor 8 by the inverse ratio of the capacitance values of the capacitor 31 and the capacitor 32, and the output voltage is obtained at the capacitor 35.
[0015]
The PP detection circuit P110 is connected to the coupling capacitor 12 in parallel and connected in series to capacitors 41 and 42, the anode is connected to the negative electrode of the DC power supply 1, and the cathode is connected to the connection point between the capacitor 41 and the capacitor 42. The diode 43, the diode 44 whose anode is connected to the cathode of the diode 43, the capacitor 45 connected between the cathode of the diode 44 and the negative electrode of the DC power supply 1, the resistor 46 connected in parallel to the capacitor 45, and the cathode is the resistor 46 Further, the anode is composed of a diode 47 connected to the inverting input terminal of the comparator 55 of the determination circuit C100 described later.
The PP detection circuit P110 detects the peak-to-peak voltage of the voltage across the coupling capacitor 12 by the inverse ratio of the capacitance values of the capacitor 41 and the capacitor 42, and the output voltage is obtained at the capacitor 45.
[0016]
In the determination circuit C100, resistors 51 and 52 connected in parallel to the DC power source 1 and connected in series are connected in parallel to the DC power source 1, and resistors 53 and 54 connected in series are connected in parallel to the DC power source 1. Connected. The non-inverting input terminal of the comparator 55 is connected to the connection point of the resistors 51 and 52, and the inverting input terminal is connected to the connection point of the resistors 53 and 54.
The determination circuit C100 compares the peak-to-peak voltage detected by the PP detection circuits P100 and P110 with the voltage obtained by dividing the voltage of the DC power supply 1, and a stop signal for stopping oscillation of the inverter circuit when the peak-to-peak voltage is large. Is output.
[0017]
The holding circuit H100 includes a thyristor 61 whose gate is connected to the output terminal of the determination circuit C100, a cathode connected to the negative electrode of the DC power supply 1, a diode 62 whose cathode is connected to the anode of the thyristor 61, and whose anode is connected to the gate of the switching element 3. The resistor 63 is connected between the anode of the thyristor 61 and the positive electrode of the DC power supply 1. The holding circuit H100 stops the oscillation of the inverter circuit and continues the stopped state by the stop signal of the determination circuit C100.
[0018]
Note that the PP detection circuits P100 and P110, the determination circuit C100, and the holding circuit H100 constitute a protection circuit.
In addition, as shown in FIG. 2, the circuit configuration of the DC power source 1 when the DC power source is obtained from the commercial power source 1a is such that the AC power source output from the commercial power source 1a is smoothed after full-wave rectification by the diode bridge 1b. The circuit is smoothed by the capacitor 1c and output to the load circuit as a DC power source.
[0019]
Next, the operation of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3A shows the voltage waveform of the coupling capacitor C8 when the discharge lamp 6 is normally discharged, and FIG. 3B shows the voltage waveform of the coupling capacitor C12 when the discharge lamp 10 is normally discharged. FIG. 4 shows a case where the discharge lamp 10 is normally discharged and the discharge lamp 6 is abnormally discharged. FIG. 4A is a cup when the discharge material of the filament connected to the choke coil 5 of the discharge lamp 6 is consumed. 4C shows the voltage waveform of the ring capacitor C8, FIG. 4C shows the voltage waveform of the coupling capacitor C8 when the discharge material of the filament connected to the coupling capacitor C8 of the discharge lamp 6 is consumed, and FIG. Indicates the voltage waveform of the coupling capacitor C12 during normal discharge.
[0020]
In FIG. 1, when the DC power supply 1 is turned on, the MOSFETs 2 and 3 are alternately driven at a high frequency by a starting circuit (not shown), and the discharge lamps 6 and 10 are turned on. At this time, the constants of the discharge lamp load circuits L100 and L110 are appropriately selected, and the voltages of the coupling capacitors 8 and 12 are changed to the waveforms shown in FIGS. 3A and 3B when the discharge lamps 6 and 10 are normally lit. Set as follows. That is, a combined current of the currents of the discharge lamps 6 and 10 and the currents flowing through the capacitors 7 and 11 connected in parallel to each other flows in the coupling capacitors 8 and 12, and is ½ of the positive voltage V1 of the DC power source 1. However, the voltage generated in the coupling capacitors 8 and 12 during the half cycle of discharge by these combined currents is higher than the positive voltage V1 of the DC power supply 1 and lower than the negative voltage V0. The part is set to return to the DC power source 1 by the diodes 21, 22, 23, and 24, respectively.
[0021]
Further, as shown in the following expressions (1), (2), and (3), the voltage at the inverting input terminal of the comparator 55 obtained by dividing the resistances 53 and 54 of the determination circuit C100 is divided by the resistances 51 and 52. Select larger than the voltage of the non-inverting input terminal obtained by pressure.
V55 (non-inverted) = V1 × R52 / (R52 + R51) (1)
V55 (reverse) = V1 × R54 / (R53 + R54) (2)
V55 (non-inversion) <V55 (inversion) (3)
However, the symbol of the said formula represents the following.
V1: Positive voltage of DC power supply 1
V55 (non-inverted): Non-inverted input terminal voltage of the comparator 55
V55 (inverted): Inverted input terminal voltage of the comparator 55
However, when diodes 37 and 47 are reverse biased
R51, R52: resistance values of the resistors 51, 52
R53, R54: Resistance values of the resistors 53, 54
[0022]
As described above, the magnitude relationship between the voltage of the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the comparator 55 of the determination circuit C100 does not always change even when the voltage V1 of the DC voltage 1 fluctuates, and the output of the comparator is low. And the thyristor 61 of the holding circuit H100 is turned OFF.
[0023]
Further, the voltage obtained in the capacitors 35 and 45 of the detection circuits P100 and P110 during normal discharge is set so as to satisfy the following equations (4), (5), (6) and (7). In the following expression, the forward voltage drop of the diodes 33, 34, 37, 43, 44, 47 is regarded as zero and ignored.
V35 = V1 × C31 / (C31 + C32) (4)
V45 = V1 × C41 / (C41 + C42) (5)
V55 (reversed) <V35 (6)
V55 (reversed) <V45 (7)
Here, the symbol of the said formula represents the following.
V35: The voltage of the capacitor 35 when the discharge lamp 6 is normally discharged, that is, the voltage obtained by dividing the voltage V1 of the DC power source 1 by the capacitors 31 and 32 as is apparent from FIG.
V45: The voltage of the capacitor 45 when the discharge lamp 10 is normally discharged, that is, the voltage obtained by dividing the voltage V1 of the DC power source 1 by the capacitors 41 and 42 as apparent from FIG.
[0024]
In a state where the above expressions (1) to (7) are satisfied, the diodes 37 and 47 are always reverse-biased with the cathode voltage higher than the anode voltage regardless of the fluctuation of the voltage V1 of the DC power supply 1. The output voltages of the PP detection circuits P100 and P110 do not affect the voltage at the inverting input terminal of the comparator 55 of the determination circuit C100.
[0025]
Here, for example, when the end of the life of the filament connected to the choke coil 5 of the discharge lamp 6 is exhausted, the filament that has reached the end of its life discharges in a half cycle. Therefore, the voltage of the coupling capacitor 8 has a voltage waveform as shown in FIG. The voltage obtained at the capacitor 35 by detecting the peak-to-peak voltage of the coupling capacitor 8 shown in FIG. 4A by the PP detection circuit P100 is smaller than the voltage obtained during normal lighting, and the diode 37 is forward biased. Since the voltage at the inverting input terminal of the comparator 55 of the circuit C100 is lowered and the voltage at the non-inverting input terminal becomes larger, the output of the comparator 55 becomes high level, and the thyristor 61 of the holding circuit H100 is turned ON.
[0026]
If the thyristor 61 is turned on, the current flowing from the secondary windings 5b and 9b of the choke coils 5 and 9 to the gate of the switching element 3 via the resistors 13 and 15 is bypassed via the diode 62 and the thyristor 61. The switching element 3 is turned off, and the oscillation of the inverter circuit is stopped.
When the oscillation stops, the holding current continues to flow through the resistor 63 through the resistor 63, and this state is maintained until the DC power source 1 is turned off and then turned on again. Therefore, the discharge lamp 6 is operated in a state where abnormal discharge continues. Can be prevented.
[0027]
In the above description, the case where the filament on the side connected to the choke coil 5 of the discharge lamp 6 is not normal has been described, but the side connected to the coupling capacitor 8 as shown in FIG. Even when the filament is not normal, the operation of the inverter circuit can be stopped and maintained at the time of abnormal discharge of the discharge lamp 6 by the same operation as described above. Further, it is obvious that even when the discharge lamp 10 is not normal discharge and when neither of the discharge lamps 6 and 10 is normal discharge, it is possible to prevent the operation with the abnormal discharge continued.
[0028]
As is clear from the above equations (1), (2), (4), and (7), when all of the discharge lamps 6 and 10 are normal, the input voltage of the comparator 55 of the determination circuit C100 is DC. Since it is proportional to the voltage V1 of the power supply 1, even if the voltage V1 varies, the input voltage of the comparator 55 also varies at the same variation ratio, so that it is not affected by the voltage variation of the DC power supply 1. Further, when any of the discharge lamps 6 and 10 is abnormal, the detection voltages of the PP detection circuits P100 and P110 are direct current as is apparent from FIGS. 4 (a) and 4 (c) and the above equations (4) and (5). Regardless of the fluctuation of the voltage V1 of the power supply 1, since the discharge lamps 6 and 10 are always lower than the detection voltage when normal, the non-inverting input terminal voltage of the comparator 55 of the determination circuit X100 is inverted. Since the output voltage becomes higher than the terminal voltage, the output voltage can be set to a high level to stop the oscillation of the inverter circuit and protect it.
[0029]
In addition, when the discharge current when the discharge material of the filament of the discharge lamp is consumed is smaller than the discharge current when the filament is normal, regardless of the type of the discharge lamp, Since the detection voltage is always small, the PP detection circuits P100 and P110, the determination circuit C100, and the holding circuit H100 have the same circuit configuration and can be applied as a protection circuit against abnormal discharge at the end of the life of various types of discharge lamps. it can.
The switching elements 2 and 3 are driven in parallel with the output voltages of the secondary windings 5a, 5b, 9a and 9b of the choke coils 5 and 9 constituting the discharge lamp load circuits L100 and L110, Since the PP detection circuits P100 and P110 are provided independently in the discharge lamp load circuits L100 and L110, even if one of the discharge lamps is removed, it is released under the same conditions as when all the lamps are installed. It is possible to detect abnormalities in electric lights.
[0030]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the normal discharge and the abnormal discharge of the discharge lamp can be identified stably without malfunction without being affected by the voltage fluctuation of the DC power supply.
Further, the protection circuit against abnormal discharge of the discharge lamp can be configured with the same circuit configuration and the same parts regardless of the type of the discharge lamp.
Also, even if one of the plurality of discharge lamps is removed, the difference between the output voltages of the peak-to-peak voltage detection circuit that detects normal lighting and abnormal lighting status of the remaining discharge lamps is attached to all the discharge lamps. The difference in detection voltage can be kept unchanged, and even if one of the discharge lamps is removed, the abnormality of the discharge lamp can be detected under the same conditions as when all the lamps are installed. .
[0031]
In the present embodiment, the case where there are two discharge lamp load circuits has been described, but this may be one circuit or three or more circuits.
[0032]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, elements having the same functions as those of the circuit of FIG. In the PP detection circuit P100, resistors 71 and 72 connected in series are connected in parallel to the coupling capacitor 8. The capacitor 31 connected to the connection point between the coupling capacitor 8 and the discharge lamp 6 in the first embodiment is connected to the connection point between the resistors 71 and 72 in the second embodiment.
[0033]
In the PP detection circuit P110, resistors 73 and 74 connected in series are connected in parallel to the coupling capacitor 12. The capacitor 41 connected to the connection point between the coupling capacitor 12 and the discharge lamp 10 in the first embodiment is connected to the connection point between the resistors 73 and 74 in the second embodiment. The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
[0034]
Next, the operation of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
The operations of the determination circuit C100 and the holding circuit H100 are the same as those in the first embodiment, and the determination circuit C100 is set so as to satisfy the expressions (1), (2), and (3) shown in the first embodiment. In normal lighting, the magnitude relationship between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the comparator 55 of the determination circuit C100 does not always change even when the voltage V1 of the DC voltage 1 fluctuates, and the output of the comparator is low. The thyristor 61 of the holding circuit H100 is turned off.
[0035]
In the figure, when the DC power supply 1 is turned on, the MOSFETs 2 and 3 are alternately driven at a high frequency by a starting circuit (not shown), and the discharge lamps 6 and 10 are turned on. At this time, if the discharge lamps 6 and 10 are normally discharged, the detection voltages of the PP detection circuits P100 and P110 are expressed by the following equations (8) and (9).
V35 = V1 × (C31 / (C31 + C32)) × (R72 × / (R71 + R72)) (8)
V45 = V1 × (C41 / (C41 + C42)) × (R74 × / (R73 + R74)) (9)
Here, the symbol of the said formula represents the following.
V35: Voltage of the capacitor 35 when the discharge lamp 6 is normally discharged
V45: Voltage of the capacitor 45 when the discharge lamp 10 is normally discharged
R71, R72, R73, R74: Resistance values of resistors 71, 72, 73, 74 Also, the relationship between V35, V45 and the inverting input terminal voltage of the determination circuit C100 is shown in (6), (7) of the first embodiment. Set to satisfy the equation.
[0036]
When the above equations (8) and (9) are compared with the equations (4) and (5) of the first embodiment, the detection voltages of the PP detection circuits P100 and P110 represented by the equations (8) and (9) are as follows. (4) and (5) are multiplied by a coefficient smaller than 1 and the discharge lamps 6 and 10 are normally lit, and any of the discharge lamps 6 and 10 is abnormally lit. In this case, it is clear that the same action as in the first embodiment is achieved.
[0037]
Furthermore, in the first embodiment, the series circuit of the capacitors 31 and 32 of the PP detection circuit P100 is connected in parallel to the coupling capacitor 8. If the capacitance value of the capacitors 31 and 32 is changed, the discharge lamp load circuit L100 operates. However, since the capacitors 31 and 32 are connected to the coupling capacitor 8 via the resistor 71 in the second embodiment, the change in the capacitance values of the capacitors 31 and 32 affects the coupling capacitor 8. The influence can be reduced, and the selection range of the capacitors 31 and 32 can be increased.
[0038]
Further, if the resistance value of the resistor 71 is selected to be sufficiently larger than the impedance of the capacitor 8 at the operating frequency of the inverter circuit, the influence of the capacitors 31 and 32 on the coupling capacitor 8 can be ignored in practice.
The action of the resistors 73 and 74 in the PP detection circuit P110 is the same as that of the resistors 71 and 72 in the PP detection circuit P100.
In the above equation (8), the capacitor 32 may be deleted in order to detect PP without dividing the voltage of the resistor 72. Similarly, in the above equation (9), the capacitor 42 may be deleted in order to detect PP without dividing the voltage of the resistor 74.
[0039]
Based on the detection voltages of the PP detection circuits P100 and P110, when the discharge lamps 6 and 10 are normally lit and when one of the discharge lamps 6 and 10 is abnormally lit, the same operation as in the first embodiment is performed.
That is, when the discharge lamps 6 and 10 are normally lit, if the above equations (1) to (3) and (6) to (9) are satisfied, the inverting input terminal of the comparator 55 of the determination circuit C100 The magnitude relationship of the voltage at the non-inverting input terminal does not always change even when the voltage V1 of the DC voltage 1 fluctuates, the output of the comparator is low level, the thyristor 61 of the holding circuit H100 is turned OFF, and the inverter circuit continues to oscillate. To do.
[0040]
When any of the discharge lamps 6 and 10 is abnormally lit, the detection voltage of the PP detection circuit P100 or P110 is smaller than the voltage obtained during normal lighting and the inversion of the comparator 55 of the determination circuit C100. The voltage of the input terminal is lowered, the output of the comparator 55 becomes high level, the thyristor 61 of the holding circuit H100 is turned on, the switching element 3 is turned off, and the oscillation of the inverter circuit is stopped.
[0041]
As described above, in addition to the effects shown in the first embodiment, the influence of the PP detection circuits P100 and P110 on the operation of the discharge lamp load circuit can be practically ignored.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a DC power supply, an inverter circuit including a half-bridge circuit having two switching elements that convert a DC supplied from the DC power supply into a high-frequency current, a choke coil, and the choke coil Are connected to the positive and negative poles of the DC power supply from the coupling capacitor connected to the DC power source via the discharge lamp. The voltage generated in the coupling capacitor is regulated within the range of the negative voltage of the DC power supply to the positive voltage of the DC power supply. A discharge lamp load circuit having a diode and lighting the discharge lamp by a high-frequency current from the inverter circuit; and a protection circuit for stopping the inverter based on the voltage of the discharge lamp. e, The protection circuit is Regulated by the above diode A peak-to-peak voltage detection circuit for detecting the voltage between both ends of the coupling capacitor of the discharge lamp load circuit, and a voltage obtained by dividing the peak-to-peak voltage detected by the peak-to-peak voltage detection circuit and the voltage of the DC power supply And a determination circuit that outputs a stop signal for stopping the oscillation of the inverter circuit when the peak-to-peak voltage is small, and the stop signal of the determination circuit stops the oscillation of the inverter circuit and continues the stop state. Therefore, it is possible to identify the normal discharge and the abnormal discharge of the discharge lamp stably without malfunction, without being affected by the voltage fluctuation of the DC power supply.
Further, the protection circuit can be configured with the same circuit configuration and the same parts regardless of the type of the discharge lamp.
Also, even if one of the plurality of discharge lamps is removed, the difference between the output voltages of the peak-to-peak voltage detection circuit that detects normal lighting and abnormal lighting status of the remaining discharge lamps is attached to all the discharge lamps. The difference in detection voltage can be kept unchanged, and even if one of the discharge lamps is removed, the abnormality of the discharge lamp can be detected under the same conditions as when all the lamps are installed. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a DC power supply when a DC power supply is obtained from a commercial power supply of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the operation of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the discharge lamp lighting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Power supply, 2, 3 Switching element, 5, 9 Choke coil, 6, 10 Discharge lamp, 8, 12 Coupling capacitor, 21, 22, 23, 24 Diode, 31, 32, 35 Capacitor, 33, 34, 37 Diode , 36, 46 Resistor, 41, 42, 45 Capacitor, 43, 44, 47 Diode, 51, 52, 53, 54 Resistor, 55 Comparator, 61 Thyristor, 62 Diode, 63 Resistor, 71, 72, 73, 74 Resistor , L100, 110 Discharge lamp load circuit, P100, 110 PP detection circuit, C100 determination circuit, H100 holding circuit.

Claims

DC power supply,
An inverter circuit composed of a half-bridge circuit having two switching elements for converting a direct current supplied from the direct current power source into a high frequency current;
A choke coil, a coupling capacitor connected to the choke coil via a discharge lamp, and a positive and negative pole of the DC power supply connected from the coupling capacitor to the voltage generated at the coupling capacitor. has a diode for restricting a range of the voltage of the positive electrode of the DC power source from a discharge lamp load circuit for lighting the discharge lamp by a high frequency current from the inverter circuit,
E Bei a protection circuit for stopping the inverter based on the voltage of the discharge lamp,
The protection circuit comprises a peak-to-peak voltage detection circuit that detects a peak-to-peak voltage across the coupling capacitor of the discharge lamp load circuit regulated by the diode ;
Compares the peak-to-peak voltage detected by the peak-to-peak voltage detection circuit with the voltage obtained by dividing the voltage of the DC power supply, and outputs a stop signal that stops oscillation of the inverter circuit when the peak-to-peak voltage is small A determination circuit to
A holding circuit for stopping the oscillation of the inverter circuit by the stop signal of the determination circuit and continuing the stop state;
A discharge lamp lighting device comprising:

DC power supply,
An inverter circuit composed of a half-bridge circuit having two switching elements for converting a direct current supplied from the direct current power source into a high frequency current;
A choke coil, a coupling capacitor connected to the choke coil via a discharge lamp, and a positive and negative pole of the DC power supply connected from the coupling capacitor to the voltage generated at the coupling capacitor. has a diode for restricting a range of the voltage of the positive electrode of the DC power source from a discharge lamp load circuit for lighting the discharge lamp by a high frequency current from the inverter circuit,
E Bei a protection circuit for stopping the inverter based on the voltage of the discharge lamp,
The protection circuit divides the voltage across the coupling capacitor of the discharge lamp load circuit regulated by the diode with a resistor, and detects a peak-to-peak voltage detection circuit for detecting a divided voltage of the resistor between peaks,
Compares the peak-to-peak voltage detected by the peak-to-peak voltage detection circuit with the voltage obtained by dividing the voltage of the DC power supply, and outputs a stop signal that stops oscillation of the inverter circuit when the peak-to-peak voltage is small A determination circuit to
A holding circuit for stopping the oscillation of the inverter circuit by the stop signal of the determination circuit and continuing the stop state;
A discharge lamp lighting device comprising: