JP4085269B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電灯を点灯する放電灯点灯装置に係り、特に、放電灯の有無、または、断線を検出し、インバータ回路の発振を停止させるようにした放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の放電灯においては、ランプ検出回路は、出力回路に放電灯が取り付けられているか否かを検出し、発振停止回路は、このランプ検出回路の検出結果が放電灯が取り付けられていないことを検出した場合に第1及び第2のスイッチング手段のオン・オフによる発振の停止を行うようになっている。これにより、放電灯を取り外した状態では、スイッチング素子の発振が停止し、放電灯を取り外した状態から放電灯を取り付けることにより、スイッチング素子の発振停止を解除することができるようにしている(例えば特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−273859号公報(段落0033〜0059、図1)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電灯点灯装置においては、ランプ検出回路は放電灯の電極間に接続された始動コンデンサの直列回路の接続点から検出している。、
一方、蛍光灯スタンド等で始動コンデンサが別置される場合は、ランプの両電極と本体基板との間の配線が多くなるので、工作性からランプの両電極に接続される抵抗も省略されるのが一般的である。このため、検出箇所が限られ、従来例のような検出箇所ではランプの有無の検出をすることができなかった。従って、無負荷状態でインバータが発振し不要な高電圧が発生してインバータが故障するという問題があった。更に、断線したランプを強制的に点灯させるため、点灯時等に高圧パルス等が発生し、インバータに不具合が生じるという問題があった。また、ランプ検出ができたとしても駆動回路内に設置されている、制御回路に複雑な論理回路やマイコン等を使用して、インバータを間歇発振させるなど、複雑な制御をして検出をする必要があるという問題があった。
【0005】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、簡単な構成で、小形で安価な部品を用いて、始動コンデンサが別置であっても放電灯の有無を検出でき、放電灯がない場合に不要な発振によりインバータの故障を防止できると共に、断線ランプが装着された場合に強制的に点灯させようとして高電圧が印加されることによるインバータの故障を防止することができる放電灯点灯装置を供給することを目的とする。
【0006】
【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一対のスイッチング素子を有するインバータ回路と、このインバータ回路に接続されたチョークコイル、このチョークコイルに放電灯を介して接続された結合コンデンサ、上記放電灯の電極を介して上記放電灯に並列に接続される始動コンデンサからなる放電灯負荷回路及び上記インバータ回路の上記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、上記インバータ回路の発振が停止しているときは上記始動コンデンサを介して上記結合コンデンサが充電され、この結合コンデンサが充電される電圧により、上記放電灯が接続され且つ上記放電灯の電極の断線がないことを検出し、上記始動コンデンサに電流が流れている期間内に上記インバータ回路の発振を開始させる放電灯検出回路と、を備えたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1を示す放電灯点灯装置の構成図である。図において放電灯点灯装置は、直流電源E、直流電源Eに接続された一対のMOS−FET Q01、Q02(以下、スイッチング素子Q01、Q02という)を備え、直流電源Eの直流電流をスイッチングして高周波電圧に変換するインバータ回路IV、インバータ回路IVのスイッチング素子Q01、Q02を駆動する駆動回路1、このインバ−タ回路IVに接続されたチョ−クコイルT1、このチョークコイルT1に蛍光灯等の放電灯Laを介して接続された結合コンデンサC11、始動コンデンサC12からなる放電灯負荷回路、電源Eの正極とスイッチング素子Q01、Q02とチョ−クコイルT1の接続点に接続された抵抗R04、放電灯Laの電極bと結合コンデンサC11の接続点と直流電源Eの正極及び負極間に各々接続されたダイオードD05、D06及び放電灯の有無又は電極断線を検出するランプ検出回路2からなる。なお、始動コンデンサC12は放電灯Laから離された場所に別置されている。
【0008】
放電灯検出回路であるランプ検出回路2は、結合コンデンサC11に並列に接続された抵抗R100、R101の直列回路からなり、抵抗R100、R101の接続点が駆動回路1に接続されている。
【0009】
次に、動作を説明する。直流電源Eを投入すると抵抗R04、チョ−クコイルT1、放電灯Laの電極a、始動コンデンサC12、放電灯Laの電極b、結合コンデンサC11の経路で電流が流れる。このとき、正常な放電灯Laが有るときは、結合コンデンサC11の電圧を抵抗R100、R101で分圧しその検出電圧を駆動回路1に出力し、駆動回路1を動作させインバータ回路IVを発振させる。
【0010】
一方、放電灯Laが無かったり、電極a、bのいずれかが断線してると、結合コンデンサC11には電流が流れないため、結果として結合コンデンサC11には電圧が発生せず、抵抗R100、R101による分圧電圧も発生しないため、駆動回路1に検出電圧の出力がされないため駆動回路1は動作せず、インバータ回路IVは発振しない。
【0011】
以上のように、始動コンデンサ12が別置であっても、始動時に、放電灯Laの有無を検出でき、放電灯Laがない場合に不要な発振によりインバータ回路IVの故障を防止できると共に、断線した放電灯Laが装着された場合に強制的に点灯させようとして高電圧が印加されることによるインバータ回路IVの故障を防止することができる。
また、高価な素子を使用することなく、また、複雑な制御をすること無く放電灯Laの有無の検出が可能であり、低コスト化ができる。
【0012】
なお、本実施の形態は、始動コンデンサC12が別置の場合を示したが、始動コンデンサC12が別置でない場合も、同様な効果を得ることができるが、放電灯Laの両電極a、b間に抵抗が接続できるため、検出箇所は本実施の形態とは別の箇所でも可能である。一方、始動コンデンサC12が別置の場合は放電灯Laの両電極a、b間に抵抗が接続されないのが一般的であり、本実施の形態のような箇所に限られるが、上記のように十分な効果を上げることができる。
【0013】
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2を示す放電灯点灯装置の構成図である。
図において実施の形態1の図1と同一または相当部分には同一の符号を付し説明を省略する。
駆動回路1aはチョークコイルT1に設けられ、電流制限素子である抵抗R05を介してスイッチング素子Q01に並列に接続された副巻線T1aと、ゲート保護用のツェナーダイオードDZ1、DZ2から構成される。
駆動回路1bはチョークコイルT1に設けられ、電流制限素子である抵抗R06を介してスイッチング素子Q02に並列に接続された副巻線T1bと、ゲート保護用のツェナーダイオードDZ3、DZ4から構成される。
【0014】
起動回路3は、電源投入により充電が開始され、所定の電圧になったときスイッチング素子Q01、または、Q02をオンさせる。
【0015】
ランプ検出回路2は、結合コンデンサC11の電圧を検出し、この検出電圧に基づいて放電灯Laがないとき又は上記電極が断線しているとき、起動回路3の遮断手段に遮断信号を出力する。
【0016】
次に、動作を説明する。直流電源Eを投入すると抵抗R04、チョ−クコイルT1、放電灯Laの電極a、始動コンデンサC12、放電灯Laの電極b、結合コンデンサC11の経路で電流が流れる。このとき、正常な放電灯Laが有るときは、結合コンデンサC11に電圧が発生し、ランプ検出回路2はその電圧によって信号を出力し、その信号出力により、起動回路3が起動し、スイッチング素子Q01,Q02が駆動されインバータ回路IVの発振が継続する。
【0017】
一方、放電灯Laが無かったり、電極が断線していたりすると、電流が流れないため、結合コンデンサC11には電圧が発生せず、ランプ検出回路2の出力がないので、起動回路3が起動せず、スイッチング素子Q01,Q02が駆動されず、インバータ回路IVの発振が開始されない。
【0018】
以上のように、放電灯Laの有無を検出でき、放電灯Laがない場合に不要な発振によりインバータ回路IVの故障を防止できると共に、断線した放電灯Laが装着された場合に強制的に点灯させようとして高電圧が印加されることによるインバータ回路IVの故障を防止することができる。
また、高価な素子を使用することなく、また、複雑な制御をすること無く放電灯Laの有無の検出が可能であり、低コスト化ができる。
【0019】
実施の形態3.
本実施の形態は実施の形態2のランプ検出回路と起動回路を具体的に示すものである。
図3はこの発明の実施の形態3を示す放電灯点灯装置の回路図である。
図において実施の形態2の図2と同一または相当部分には同一の符号を付し説明を省略する。
【0020】
起動回路3はツェナーダイオードDZ、抵抗R03及びコンデンサC05のの直列回路がランプ検出回路2のスイッチを介して電源Eの負極とスイッチング素子Q01、Q02の接続点の間に接続され、抵抗R03とコンデンサC05の接続点とスイッチング素子のゲート間に接続された双方性ダイオードTD1から構成されている。
【0021】
ランプ検出回路2は、結合コンデンサC11に並列に接続された抵抗R100、R101の直列回路と、ベースが抵抗R100とR101の接続点に、コレクタが起動回路3のコンデンサC05に、エミッタが電源Eの負極に接続されたトランジスタQ03と、トランジスタQ03のコレクタとエミッタ間に接続されたダイオードD01から構成される。トランジスタQ03とダイオードD01はスイッチであり、上記のように起動回路3に直列に設けられている。
【0022】
次に、動作を説明する。直流電源Eを投入すると抵抗R04、チョ−クコイルT1、放電灯Laの電極a、始動コンデンサC12、放電灯Laの電極b、結合コンデンサC11の経路で電流が流れる。このとき、正常な放電灯Laが有るときは、結合コンデンサC11に電圧が発生し、この結合コンデンサC11の電圧を抵抗R100、R101で分圧しその検出電圧でトランジスタQ03をオンさせ、起動回路3を導通させるのでコンデンサC05に電荷が溜り、起動回路3が起動し、駆動回路1a、1bに駆動電力を発生させ、スイッチング素子が駆動されインバータ回路IVの発振が継続する。
【0023】
一方、放電灯Laが無かったり、電極が断線していたりすると、電流が流れないため、結合コンデンサC11には電圧が発生せず、Q03はオンせず起動回路3が導通せず、コンデンサC05に電荷が溜まらないため、起動回路3は起動せず、駆動回路1a、1bに駆動電力が発生せず、インバータ回路IVは発振にいたらない。
【0024】
次に、正常な放電灯Laが有るときのインバータ回路IVの発振動作について説明すると、直流電源Eが投入されると、電源E、抵抗R04、ツェナーダイオードDZ、抵抗R03、コンデンサC05、電源Eの経路で電流が流れ、コンデンサC05に充電される。そして、この充電電圧が所定の値となると双方性ダイオードTD1からスイッチング素子Q02のゲートに電圧が印加され、スイッチング素子Q02がオンとなる。このとき、既に電源E、抵抗R04、チョークコイルT1、放電灯電極a、始動コンデンサC12、放電灯電極b、結合コンデンサC11、電源Eと電流が流れ、結合コンデンサC11が充電されているので、結合コンデンサC11、放電灯電極b、始動コンデンサC12、放電灯電極a、チョークコイルT1、スイッチング素子Q02、結合コンデンサC11の経路で電流が流れる。
【0025】
このとき、チョークコイルT1の副巻線T1aに電流が流れ、スイッチング素子Q01のゲートに電圧が印加され、スイッチング素子Q01がオンする。また、副巻線T1bには逆方向の電流が流れ、スイッチング素子Q02のゲートに電圧が低下し、スイッチング素子Q02がオフする。
スイッチング素子Q01がオンすると、電源Eの正極、スイッチング素子Q01、チョークコイルT1、放電灯電極a、始動コンデンサC12、放電灯電極b、結合コンデンサC11、電源Eの負極の経路で電流が流れ、副巻線T1bに電流が流れ、スイッチング素子Q02がオンする。
そして、また、最初の電流経路になり、上記の順序を繰り返し、スイッチング素子Q01、Q02がオン、オフを繰り返しインバータ回路IVが発振する。
【0026】
以上のように、放電灯Laの有無を検出でき、放電灯Laがない場合に不要な発振によりインバータ回路IVの故障を防止できると共に、断線した放電灯Laが装着された場合に強制的に点灯させようとして高電圧が印加されることによるインバータ回路IVの故障を防止することができる。
また、高価な素子を使用することなく、また、複雑な制御をすること無く放電灯Laの有無の検出が可能であり、低コスト化ができる。
【0027】
実施の形態4.
本実施の形態は実施の形態2のランプ検出回路と起動回路を具体的に示すものである。
図4はこの発明の実施の形態4を示す放電灯点灯装置の回路図である。
図において実施の形態2の図2と同一または相当部分には同一の符号を付し説明を省略する。
【0028】
起動回路3はツェナーダイオードDZ、抵抗R03及びコンデンサC05のの直列回路が電源Eの負極とスイッチング素子Q01、Q02の接続点の間に接続され、抵抗R03とコンデンサC05の接続点とスイッチング素子のゲート間に接続された双方性ダイオードTD1から構成されている。
【0029】
ランプ検出回路2は、結合コンデンサC11に並列に接続された抵抗R100、R101の直列回路と、抵抗101に並列接続されたコンデンサC100と、電源Eの正極と負極間に接続された抵抗R102、R103の直列回路と、ベースが抵抗R100、R101の接続点に、エミッタが電極Eの負極に、コレクタが抵抗R102、R103接続点に接続されたトランジスタQ100と、ベースが抵抗R102、R103の接続点に、エミッタが電源Eの負極に、コレクタが抵抗R104を介して起動回路3の抵抗R03及びコンデンサC05の接続点と双方性ダイオードTD1との接続点に接続されたスイッチであるトランジスタQ101から構成される。このように、スイッチは起動回路3に並列に設けられている。
【0030】
次に、動作を説明する。直流電源Eを投入すると抵抗R04、チョ−クコイルT1、放電灯Laの電極a、始動コンデンサC12、放電灯Laの電極b、結合コンデンサC11の経路で電流が流れる。このとき、結合コンデンサC11に電圧が発生し、この結合コンデンサC11の電圧を抵抗R100、R101で分圧しその検出電圧でトランジスタQ100をオン、オフさせることにより、起動回路3をオンオフさせている。
【0031】
正常な放電灯Laが有るときは、結合コンデンサC11に発生した電圧を抵抗R100、R101で分圧しその検出電圧でトランジスタQ100がオンし、抵抗R103の電圧、すなわち、トランジスタQ101のベース電圧はトランジスタQ100により、0電位となるため、トランジスタQ101がオフとなり、起動回路3の双方性ダイオ−ドTD1にはコンデンサC05より起動するのに十分な電圧が印加され起動回路3が起動し、インバータ回路IVの発振が継続する。
【0032】
一方、放電灯Laが無かったり、電極が断線していたりすると、電流が流れないため、結合コンデンサC11には電圧が発生せず抵抗R100、R101の分圧された検出電圧が発生しないためトランジスタQ100がオフし、抵抗R102を介して電圧はトランジスタQ101のベースに印加されるため、トランジスタQ101がオン状態となり双方性ダイオードTD1に印加される電圧は双方性ダイオードTD1がオンするのに必要な電圧にならず起動回路3は動作しないため、インバータ回路IVは発振にいたらない。
【0033】
以上のように、放電灯Laの有無を検出でき、放電灯Laがない場合に不要な発振によりインバータ回路IVの故障を防止できると共に、断線した放電灯Laが装着された場合に強制的に点灯させようとして高電圧が印加されることによるインバータ回路IVの故障を防止することができる。
また、高価な素子を使用することなく、また、複雑な制御をすること無く放電灯Laの有無の検出が可能であり、低コスト化ができる。
【0034】
実施の形態5.
本実施の形態は実施の形態4に示したランプ検出回路にスイッチを設けずに、保護回路のスイッチ機能を兼用したものである。
図5はこの発明の実施の形態5を示す放電灯点灯装置の回路図である。
図において実施の形態4の図4と同一または相当部分には同一の符号を付し説明を省略する。
【0035】
ランプ検出回路2は、結合コンデンサC11に並列に接続された抵抗R100、R101の直列回路と、抵抗101に並列接続されたコンデンサC100と、電源Eの正極と負極間に接続された抵抗R102、R103の直列回路と、ベースが抵抗R100、R101の接続点に、エミッタが電極Eの負極に、コレクタが抵抗R102、R103接続点に接続されたトランジスタQ100から構成される。
【0036】
保護回路4は、放電灯Laの寿命末期等の状態を検出するものであり、チョークコイルT1の放電灯La側と電源Eの負極の間に接続された異常検出回路5、ダイオードD08及びコンデンサC09の直列回路と、コンデンサC09に並列接続された抵抗R09と、ベースがダイオードD08とコンデンサC09の接続点に、エミッタが電源Eの負極に、コレクタがスイッチング素子Q02のゲートに接続されたスイッチであるトランジスタQ102から構成され、ランプ検出回路2の出力がダイオードD100を介して保護回路4のトランジスタQ102のベースに接続されている。
【0037】
次に、動作を説明する。直流電源Eを投入すると抵抗R04、チョ−クコイルT1、放電灯Laの電極a、始動コンデンサC12、放電灯Laの電極b、結合コンデンサC11の経路で電流が流れる。このとき、結合コンデンサC11に電圧が発生し、この結合コンデンサC11の電圧をランプ検出回路2では、抵抗R100、R101で分圧しその検出電圧で保護回路4のトランジスタQ102をオン、オフさせることにより、起動回路3をオンオフさせている。
【0038】
正常な放電灯Laが有るときは、結合コンデンサC11に発生した電圧を抵抗R100、R101で分圧しその検出電圧でトランジスタQ100がオンし、抵抗R103の電圧は0電位となるため、保護回路4のトランジスタQ102がオフとなり、保護回路4は動作せず、起動回路3の双方性ダイオ−ドTD1にはコンデンサC05より起動するのに十分な電圧が印加され起動回路3が起動し、インバータ回路IVの発振が継続する。
【0039】
インバータ回路IVの発振の開始後、保護回路4の異常検出回路5はチョークコイルT1の電圧が正常値を超えたときは、トランジスタQ102のベースにオン信号を出力して、トランジスタQ102がオンとなり、スイッチング素子Q002のゲート電圧が0電位となり、インバータ回路IVの発振が停止する。
【0040】
一方、放電灯Laが無かったり、電極が断線していたりすると、電流が流れないため、結合コンデンサC11には電圧が発生せず抵抗R100、R101の分圧された検出電圧が発生しないためトランジスタQ100がオフし、抵抗R102とダイオードD100を介しての電圧により、保護回路4のトランジスタQ102がオンとなり、保護回路4が動作して、スイッチング素子Q02のゲート電圧が0電位となり、インバータ回路IVは発振にいたらない。
【0041】
以上のように、放電灯Laの有無を検出でき、放電灯Laがない場合に不要な発振によりインバータ回路IVの故障を防止できると共に、断線した放電灯Laが装着された場合に強制的に点灯させようとして高電圧が印加されることによるインバータ回路IVの故障を防止することができる。
また、ランプ検出回路2と保護回路4は回路の一部を共用するので、部品点数を減らすことができ、また、高価な素子を使用することなく、また、複雑な制御をすること無く放電灯Laの有無の検出が可能であり、低コスト化ができる。
【0042】
なお、本実施の形態2〜5は、始動コンデンサC12が別置でない場合を示したが、始動コンデンサC12が別置である場合も、同様な効果を得ることができる。
【0043】
【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一対のスイッチング素子を有するインバータ回路と、このインバータ回路に接続されたチョークコイル、このチョークコイルに放電灯を介して接続された結合コンデンサ、上記放電灯の電極を介して上記放電灯に並列に接続される始動コンデンサからなる放電灯負荷回路及び上記インバータ回路の上記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、上記インバータ回路の発振が停止しているときは上記始動コンデンサを介して上記結合コンデンサが充電され、この結合コンデンサが充電される電圧により、上記放電灯が接続され且つ上記放電灯の電極の断線がないことを検出し、上記始動コンデンサに電流が流れている期間内に上記インバータ回路の発振を開始させる放電灯検出回路と、を備えたので、簡単な構成で、小形で安価な部品を用いて、始動コンデンサが別置であっても放電灯の有無を検出でき、放電灯がない場合に不要な発振によりインバータの故障を防止できると共に、断線ランプが装着された場合に強制的に点灯させようとして高電圧が印加されることによるインバータの故障を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す放電灯点灯装置の構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態2を示す放電灯点灯装置の構成図である。
【図3】 この発明の実施の形態3を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【図4】 この発明の実施の形態4を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【図5】 この発明の実施の形態5を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【符号の説明】
1、1a、1b 駆動回路、2 放電灯検出回路、3 起動回路、4 保護回路、C11 結合コンデンサ、C12 始動コンデンサ、E 直流電源、IVインバ−タ回路、Q01、Q02 スイッチング素子、Q03、Q101、Q102 トランジスタ、T1 チョ−クコイル、T1a、T1b 副巻線。
Claims (6)
- 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一対のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
このインバータ回路に接続されたチョークコイル、このチョークコイルに放電灯を介して接続された結合コンデンサ、上記放電灯の電極を介して上記放電灯に並列に接続される始動コンデンサからなる放電灯負荷回路及び上記インバータ回路の上記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
上記インバータ回路の発振が停止しているときは上記始動コンデンサを介して上記結合コンデンサが充電され、この結合コンデンサが充電される電圧により、上記放電灯が接続され且つ上記放電灯の電極の断線がないことを検出し、上記始動コンデンサに電流が流れている期間内に上記インバータ回路の発振を開始させる放電灯検出回路と、
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。 - 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一対のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
このインバータ回路に接続されたチョークコイル、このチョークコイルに放電灯を介して接続された結合コンデンサ、上記放電灯の電極を介して上記放電灯に並列に接続される始動コンデンサからなる放電灯負荷回路、上記チョークコイルに設けられ、電流制限素子を介して上記一対のスイッチング素子に各々並列に接続された副巻線を有し、この副巻き線からの出力電圧で上記一対のスイッチング素子を駆動する駆動回路及び、上記駆動回路に駆動電力を発生させる起動回路と、
上記インバータ回路の発振が停止しているときは上記始動コンデンサを介して上記結合コンデンサが充電され、この結合コンデンサが充電される電圧により、上記放電灯が接続され且つ上記放電灯の電極の断線がないことを検出し、上記始動コンデンサに電流が流れている期間内に上記インバータ回路の発振を開始させる放電灯検出回路と、
を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。 - 放電灯検出回路は、起動回路を遮断するスイッチを起動回路に直列に備えたことを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯検出回路は、起動回路を遮断するスイッチを起動回路に並列に備えたことを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯の状態を検出する保護回路を備え、放電灯検出回路のスイッチに代えて、上記保護回路のスイッチを共用することを特徴とする請求項4記載の放電灯点灯装置。
- 始動コンデンサが放電灯から離された場所に設置されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
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