JP4117510B2 - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電灯の異常放電を防止する高圧放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
点灯状態の高圧放電灯が消灯したときにその高圧放電灯を再始動する高圧放電灯点灯装置が、例えば特開昭６３−３０７６９６号公報に開示されている。
この先行技術は、電源が投入されているのにも拘わらず、高圧放電灯の立ち消えが生じたとき、その放電灯の再始動のために高電圧発生回路（イグナイタ）の動作を直ちに再開し、また、再始動に必要な時間が経過しても高圧放電灯が再始動しないときは、高圧放電灯が点灯不能であると判断して、タイマで設定した時間経過後に高電圧発生回路の動作を停止するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯の立ち消えを検出した際、高電圧発生回路を所定時間動作させるものであるが、再始動時に異常放電が発生したときに異常放電状態を解消する手段を備えておらず、そのため、異常放電状態が継続するようなことがあった場合には、所定の明るさを得られないばかりか、高圧放電灯の寿命を著しく短くするという要因になっていた。
通常、高圧放電灯のアーク２３は、図１５に示すように電極２１の先端間に生じるが、高圧放電灯の再始動時は、内部ガスの温度分布により、必ずしも電極２１の先端間のエネルギー準位が一番低いとは限らないので、電極２１の先端間にアーク２３が生じず、電極２１の途中からアーク２３が成長する異常放電が発生することがあった（図１６参照）。この異常放電が発生した場合、図１６からも分かるように放電距離が延びるので、高圧放電灯に印加される電圧は、その距離に比例して通常の電圧より高い印加電圧となっていた。また、印加電圧が高くなった場合、それに応じて制御手段側が放電に最適となる目標電流を絞るので高圧放電灯に流れる電流も通常より少なくなっている。
【０００４】
そこで、本発明は、前述した課題を解決するために、異常放電時の電圧や電流から高圧放電灯の異常放電を検出し、これを解消する高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、直流に変換された電圧を低周波の交流電圧に変換し前記高圧放電灯に供給するインバータと、前記高圧放電灯を始動するための高電圧を発生する高電圧発生回路と、前記高圧放電灯に供給される電圧を検出する電圧検出回路と、前記高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記検出電圧が所定の電圧値以上で、かつ、前記検出電流が所定の電流値以下のとき高圧放電灯の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、該放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき前記高圧放電灯を消灯し、所定時間Tg経過後にその高圧放電灯を再始動する放電制御手段とを備えたものである。
【０００８】
前記放電制御手段は、前記放電状態判定手段により異常放電と判定されると、前記高圧放電灯の消灯に代えて、前記高圧放電灯に流れる電流を通常より多く流すようにしたものである。
【０００９】
また、本発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、直流に変換された電圧を低周波の交流電圧に変換し前記高圧放電灯に供給するインバータと、前記高圧放電灯を始動するための高電圧を発生する高電圧発生回路と、前記高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記検出電流が所定値α以上かどうかを判定し、前記検出電流が所定値α未満のときは高圧放電灯の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、該放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき前記インバータ及び高電圧発生回路の駆動に予め設定された休止時間を挿入して間欠駆動し、前記検出電流が所定値α以上になることなくその間欠駆動を所定数繰り返したときは、前記休止時間を長く設定して前記インバータ及び高電圧発生回路を間欠駆動する制御手段とを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１を示す高圧放電灯点灯装置のブロック図であり、図において、１は商用電源、２は商用電源１の交流電圧を全波整流する全波整流回路、３は全波整流回路２の出力を高力率で直流に変換するアクティブフィルタ、４は高圧放電灯６に流す電流を制御する限流回路、５は直流電圧を低周波の交流電圧に変換し高圧放電灯６に供給するインバータ、７は高圧放電灯６の始動時、高電圧パルスを出力して放電させる高電圧パルス発生回路である。
【００１１】
８は後述の制御回路１３の電源を生成する制御電源回路、９はアクティブフィルタ３の出力電圧を検出するアクティブフィルタ出力電圧検出回路、１０は差動増幅回路で、高圧放電灯６に流れる電流を検出する電流検出回路１１からの電流と制御回路１３から出力された目標電流IMとが一致するよう限流回路４を制御する。１２は高圧放電灯６に供給される電圧を検出する電圧検出回路である。
【００１２】
１３は制御回路で、アクティブフィルタ３、インバータ５及び高電圧パルス発生回路７を制御する手段を備えていると共に、電圧検出回路１２の検出電圧が所定の電圧値γ以上で、かつ、電流検出回路１１の検出電流が所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、インバータ５を再始動してその高圧放電灯６を再放電させる放電制御手段とを備えている。
【００１３】
ここで、制御回路の動作を図２及び図３に基づいて詳述する。図２は実施形態１における制御回路の動作を示すフローチャート、図３はインバータ停止の計時時間Tgのフローチャートである。
点灯スイッチ（図示せず）のＯＮにより制御電源が立ち上がると、制御回路１３は、アクティブフィルタ３の駆動を開始してその出力電圧が所定電圧なるよう制御する（Ｓ１）。そして、インバータ停止の計時時間Tgをゼロに設定してその計時時間Tgがゼロかどうかを判定する（Ｓ２，Ｓ３）。この時点ではゼロであるため、インバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加すると共に、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ４，Ｓ５）、高圧放電灯６を放電させる。この時、高圧放電灯６に流れる電流（以下、「放電灯電流Ａ」という）を電流検出回路１１から読み込み（Ｓ６）、所定値αと比較する（Ｓ７）。
【００１４】
放電灯電流Ａが所定値α未満のときは、引き続き高電圧パルス発生回路７を駆動して放電灯電流Ａの読み込みに入る（Ｓ５，Ｓ６）。この実行の繰り返しにより放電灯電流Ａが所定値α以上になると、電圧検出回路１２の検出電圧（以下、「放電灯電圧VL」という）を読み込み（Ｓ８）、次いで、電流検出回路１１を通じて放電灯電流ILを読み込む（Ｓ９）。そして、まず放電灯電圧VLと所定の電圧値γとを比較し（Ｓ１０）、放電灯電圧VLが電圧値γ未満のときは、正常に放電が開始されたと判断してその放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し（Ｓ１１）、また、放電灯電圧VLが電圧値γ以上のときは、読み込んだ放電灯電流ILと所定の電流値βとを比較し（Ｓ１２）、放電灯電流ILがその電流値βを越えているとき前記と同様に放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し（Ｓ１１）、その結果を差動増幅回路１０に設定して、再び放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ８，Ｓ９）。この時、差動増幅回路１０は、電流検出回路１１の検出電流が目標電流IMと同一になるよう限流回路４を駆動する。
【００１５】
一方、読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは、異常放電が生じていると判断して、値λをインバータ停止の計時時間Tgとして設定すると共に、インバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯する（Ｓ１３，Ｓ１４）。そして、設定した計時時間Tgがゼロになるまで待機する（Ｓ３）。この待機は高圧放電灯６を充分に冷却するためで、計時時間Tgがゼロになるまで所定時間毎にカウントダウンする（Ｓ２１〜Ｓ２３）。カウントダウンにより計時時間Tgがゼロになると、再びインバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加し（Ｓ４）、次いで、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ５）、高圧放電灯６を放電させる。
【００１６】
以上のように実施形態１によれば、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときはインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、その高圧放電灯６を再放電させるようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、そのため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できる。
【００１７】
実施形態２．
実施形態２においては、制御回路１３に、電圧検出回路１２から読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、電流検出回路１１の検出の放電灯電流ILが所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき高圧放電灯６に流れる電流を通常より多く流す放電制御手段とを備えたもので、例えば、高圧放電灯６に異常放電が生じた場合、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定するようにしたものである。
【００１８】
ここで、実施形態２における制御回路の動作を図４に基づいて詳述する。図４は実施形態２における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路１３は、制御電源が立ち上がると、前述したようにアクティブフィルタ３の動作を開始してその出力電圧が所定電圧なるよう制御し（Ｓ３１）、次いで、インバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加すると共に、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ３２，Ｓ３３）、高圧放電灯６を放電させる。この時、放電灯電流Ａを電流検出回路１１を介して読み込み（Ｓ３４）、所定値αと比較する（Ｓ３５）。放電灯電流Ａが所定値α未満のときは、引き続き高電圧パルス発生回路７を駆動して放電灯電流Ａの読み込みに入り（Ｓ３３，Ｓ３４）、この実行の繰り返しにより放電灯電流Ａが所定値α以上になると、放電灯電圧VL及び放電灯電流ILを各検出回路１１，１２から読み込む（Ｓ３６，Ｓ３７）。
【００１９】
そして、まず放電灯電圧VLと所定の電圧値γとを比較し（Ｓ３８）、放電灯電圧VLがその電圧値γ未満のときは正常に放電が開始されたと判断してＳ３９において目標電流IMの演算に入るが、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上のときは放電灯電流ILと所定の電流値βとを比較する（Ｓ４０）。放電灯電流ILがその電流値βを越えているときは前記と同様に目標電流IMの演算に入るが（Ｓ３９）、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは、異常放電が生じていると判断して、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとし（Ｓ４１）、差動増幅回路１０に設定する。次いで、Ｓ３６に戻って放電灯電圧VLの読み込みに入る。
【００２０】
一方、差動増幅回路１０は、制御回路により設定された目標電流IMが得られるよう限流回路４を駆動し、このため、高圧放電灯６においては、先の異常放電の放電経路の周辺温度が上昇し、かつ、電極先端間の方がエネルギー準位が低くなって、異常放電が電極先端間に移行して正常放電となる。
【００２１】
実施形態２においては、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定し、その電流が高圧放電灯６に流れるようにしたので、高圧放電灯６に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００２２】
実施形態３．
実施形態３においては、制御回路１３に、電圧検出回路１２の検出の放電灯電圧VLが所定時間T1継続して所定の電圧値γ以上のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、インバータ５を再始動してその高圧放電灯６を再放電させる放電制御手段とを備えたものである。
【００２３】
次に、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図５は実施形態３における制御回路の動作を示すフローチャート、図６は放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上になったときの計時時間T1のフローチャートである。なお、Ｓ５１〜Ｓ５７までの動作は実施形態１で説明した図２のＳ１〜Ｓ７までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００２４】
制御回路１３は、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流Ａが所定値α以上になると、電圧検出回路１２の検出の放電灯電圧VLを読み込み（Ｓ５８）、所定の電圧値γと比較する（Ｓ５９）。放電灯電圧VLがその電圧値γ未満のときは、正常に放電が開始されたと判断して、値Ｋを計時時間T1として設定すると共に、その放電灯電圧VLから目標電流IMを演算する（Ｓ６０，Ｓ６１）。そして、その結果を差動増幅回路１０に設定し限流回路４の出力電流がその目標電流IMになるよう駆動させ、再び放電灯電圧VLの読み込みに入る（Ｓ５８）。このＳ５８〜Ｓ６１までを繰り返し実行している場合は、値Ｋが計時時間T1としてその都度設定されるので、その計時時間T1をカウントダウンすることなくその時間が設定されたままとなっている。
【００２５】
また、読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上のときは、Ｓ６０において設定した計時時間T1がゼロかどうかを判定する（Ｓ６２）。放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上になった時点では計時時間T1がゼロになることがないのでＳ６１に進んで、前述の如く放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し、その結果を差動増幅回路１０に設定して再び放電灯電圧VLの読み込みに入る（Ｓ５８）。このＳ５８、Ｓ５９、Ｓ６２、Ｓ６１を繰り返し実行している際、所定時間毎に計時時間T1をカウントダウンしており（Ｓ９１，Ｓ９２）、カウントダウンによりゼロになったとき計時時間T1をゼロに設定する（Ｓ９３）。
【００２６】
一方、計時時間T1がゼロになるまでＳ５８、Ｓ５９、Ｓ６２、Ｓ６１を繰り返し実行した場合には、高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、値λをインバータ停止の計時時間Tgとして設定すると共に、インバータ５の駆動を停止し（Ｓ６３，Ｓ６４）、高圧放電灯６を消灯する。
【００２７】
そして、実施形態１で説明したように計時時間Tgがゼロになるまで待機し（Ｓ５３）、計時時間Tgがゼロになった時点で、再びインバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加し（Ｓ５４）、次いで、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ５５）、高圧放電灯６を放電させる。
【００２８】
実施形態３においては、時間T1の間、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときはインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、時間Tg経過後、その高圧放電灯６を再放電させるようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００２９】
実施形態４．
実施形態４においては、制御回路１３に、電圧検出回路１２の検出の放電灯電圧VLが所定時間T1継続して所定の電圧値γ以上のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき高圧放電灯６に流れる電流を通常より多く流す放電制御手段とを備えたもので、前述したように高圧放電灯６に異常放電が生じた場合、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定するようにしたものである。
【００３０】
ここで、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図７は実施形態４における制御回路の動作を示すフローチャートである。なお、Ｓ７１〜Ｓ７５までの動作は実施形態２で説明した図４のＳ３１〜Ｓ３５までの動作と同一であるため、また、Ｓ７６〜Ｓ８０までの動作は実施形態３で説明した図５のＳ５８〜Ｓ６２までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００３１】
制御回路１３は、電圧検出回路１２から読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ未満のとき、正常に放電が行われていると判断してＳ７６〜Ｓ７９までを繰り返し実行するが、読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、Ｓ７８で設定した計時時間T1がゼロでないときは、Ｓ７６、Ｓ７７、Ｓ８０、Ｓ７９を繰り返し実行する。この動作を繰り返し行っている際、計時時間T1を所定時間毎にカウントダウンしており（図６参照）、その計時時間T1がゼロになったときは、高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとし（Ｓ８１）、差動増幅回路１０に設定して放電灯電圧VLの読み込みに入る（Ｓ７６）。
【００３２】
この読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上のときは、計時時間T1がゼロであるため引き続きＳ８１において目標電流IMを算出して差動増幅回路１０に設定し、また、Ｓ８１で演算した目標電流IMにより放電灯電圧VLが所定の電圧値γ未満になったときは、放電が正常になったと判断してＳ７６〜Ｓ７９までを繰り返し実行する。
【００３３】
このように、時間T1の間、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定し、その電流が高圧放電灯６に流れるようにしたので、高圧放電灯６に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００３４】
実施形態５．
実施形態５においては、制御回路１３に、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流ILが所定時間T2継続して所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、インバータ５を再始動してその高圧放電灯６を再放電させる放電制御手段とを備えたものである。
【００３５】
次に、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図８は実施形態５における制御回路の動作を示すフローチャート、図９は放電灯電流ILが所定の電流値β以上になったときの計時時間T2のフローチャートである。なお、Ｓ１０１〜Ｓ１０９までの動作は実施形態１で説明した図２のＳ１〜Ｓ９までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００３６】
制御回路１３は、放電灯電流ILを電流検出回路１１から読み込むと、所定の電流値βと比較する（Ｓ１１０）。放電灯電流ILがその電流値βより大きいときは、正常に放電していると判断して、値Ｋを計時時間T2として設定すると共に、電圧検出回路１２を介して読み込んだ放電灯電圧VLから目標電流IMを演算する（Ｓ１１１，Ｓ１１２）。そして、その結果を差動増幅回路１０に設定し限流回路４の出力電流がその目標電流IMになるよう駆動させ、再び放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。このＳ１０８〜Ｓ１１２までを繰り返し実行している場合は、前述したように値Ｋが計時時間T2としてその都度設定されるので、その計時時間T2が設定されたままとなっている。
【００３７】
また、読み込んだ放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは、Ｓ１１１で設定した計時時間T2がゼロかどうかを判定する（Ｓ１１３）。放電灯電流ILが所定の電流値β以下になった時点では計時時間T2がゼロになることがないのでＳ１１２に進んで、前述の如く放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し、その結果を差動増幅回路１０に設定して再び放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。このＳ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１３，Ｓ１１２を繰り返し実行している際、計時時間T2を所定時間毎にカウントダウンしており（Ｓ１４１，Ｓ１４２）、カウントダウンによりゼロになったとき計時時間T2をゼロに設定する（Ｓ１４３）。
【００３８】
一方、計時時間T2がゼロになるまでＳ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１３，Ｓ１１２を繰り返し実行した場合には、高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、値λをインバータ停止の計時時間Tgとして設定すると共に、インバータ５の駆動を停止し（Ｓ１１４，Ｓ１１５）、高圧放電灯６を消灯する。
【００３９】
そして、実施形態１で説明したように計時時間Tgがゼロになるまで待機し（Ｓ１０３）、計時時間Tgがゼロになった時点で、再びインバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加し（Ｓ１０４）、次いで、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ１０５）、高圧放電灯６を放電させる。
【００４０】
以上のように実施形態５によれば、時間T2の間、放電灯電流ILが所定の電流値β以下であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときはインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、時間Tg経過後、その高圧放電灯６を再放電させるようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００４１】
実施形態６．
実施形態６においては、制御回路１３に、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流ILが所定時間T2継続して所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき高圧放電灯６に流れる電流を通常より多く流す放電制御手段とを備えたものである。
【００４２】
ここで、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図１０は実施形態６における制御回路の動作を示すフローチャートである。なお、Ｓ１２１〜Ｓ１２７までの動作は実施形態２で説明した図４のＳ３１〜Ｓ３７までの動作と同一のため、また、Ｓ１２８〜Ｓ１３１までの動作は実施形態５で説明した図８のＳ１１０〜Ｓ１１３までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００４３】
制御回路１３は、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流ILが所定の電流値βより大きいとき、正常に放電が行われていると判断してＳ１２６〜Ｓ１３０までを繰り返し実行するが、読み込んだ放電灯電流ILが所定の電流値β以下で、かつ、Ｓ１２９で設定した計時時間T2がゼロでないときは、Ｓ１２６、Ｓ１２７、Ｓ１２８、Ｓ１３１，Ｓ１３０を繰り返し実行する。この動作を繰り返し行っている際は、前述したように計時時間T2がゼロになるまで所定時間毎にカウントダウンし（図９参照）、その計時時間T2がゼロになったとき高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとし（Ｓ１３２）、差動増幅回路１０に設定して放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ１２６，Ｓ１２７）。
【００４４】
この放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは引き続きＳ１３２において目標電流IMを算出して差動増幅回路１０に設定し、放電灯電流ILが所定の電流値βより大きくなったときは、放電が正常になったと判断してＳ１２６〜Ｓ１３０までを繰り返し実行する。
【００４５】
このように、時間T2の間、放電灯電流ILが所定の電流値β以下であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定し、その電流が高圧放電灯６に流れるようにしたので、高圧放電灯６に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００４６】
実施形態７．
実施形態７においては、制御回路１３に、電流検出回路１１により検出された放電灯電流Ａが所定値α以上かどうかを判定し、放電灯電流Ａが所定値α未満のときは高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５及び高電圧パルス発生回路７の駆動に予め設定された休止時間を挿入して間欠駆動し、前記検出電流が所定値α以上になることなくその間欠駆動を所定数繰り返したときは、前記休止時間を長く設定して前記インバータ５及び高電圧パルス発生回路７を間欠駆動する制御手段とを備えたものである。
【００４７】
次に、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図１１は実施形態７における制御回路の動作を示すフローチャート、図１２は高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taのフローチャート、図１３は高電圧パルスの休止の計時時間Tbのフローチャート、図１４は高電圧パルスの波形図である。
【００４８】
点灯スイッチのＯＮにより制御電源が立ち上がると、制御回路１３は、高電圧パルス発生回路７から出力される高電圧パルスの計数値Ｃをゼロに設定し（Ｓ１５１）、値κを高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taとして設定する（Ｓ１５２）。そして、アクティブフィルタ３の動作を開始してその出力電圧が所定電圧なるよう制御し（Ｓ１５３）、インバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加すると共に、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ１５４，Ｓ１５５）、高圧放電灯６を放電させる。この時、高圧放電灯６に流れる放電灯電流Ａを電流検出回路１１から読み込み（Ｓ１５６）、所定値αと比較する（Ｓ１５７）。
【００４９】
放電灯電流Ａが所定値α以上のときは、正常に放電が行われたと判断して放電灯電圧VLを読み込み、目標電流IMの演算に入るが（Ｓ１５８，Ｓ１５９）、放電灯電流Ａが所定値α未満のときは、パルス幅の計時時間Taがゼロかどうかを判定する（Ｓ１６０）。この時間Taは、図１２に示すように所定時間毎にカウントダウンしており（Ｓ１７１，Ｓ１７２）、そのカウントダウンによりゼロになったとき計時時間Taをゼロに設定する（Ｓ１７３）。
【００５０】
Ｓ１６０において、パルス幅の計時時間Taがゼロでないとき、即ち高電圧パルスが高圧放電灯６に印加中のときは高電圧パルス発生回路７の駆動を継続して放電灯電流Ａの読み込みに入り（Ｓ１５５）、パルス幅の計時時間Taがゼロになったとき、即ち放電灯電流Ａが所定値α以上になることなく高電圧パルスの印加が終了した場合は、放電失敗と判断してインバータ５及び高電圧パルス発生回路７の駆動を停止し（Ｓ１６１，Ｓ１６２）、高電圧パルスの計数値Ｃと予め設定された値μとを比較する（Ｓ１６３）。この値μは、後述の時間Tb毎に出力される高電圧パルスの回数であり（図１４参照）、計数値Ｃがその値μ以上のときはＳ１６５に進むが、計数値Ｃが値μ未満のときは、値λを高電圧パルスの休止の計時時間Tbとして選択する（Ｓ１６４）。
【００５１】
そして、この計時時間Tbがゼロになるまで待機する（Ｓ１６６）。この時間Tbは、図１３に示すように所定時間毎にカウントダウンしており（Ｓ１８１，Ｓ１８２）、そのカウントダウンによりゼロになったとき計時時間Tbをゼロに設定する（Ｓ１８３）。計時時間Tbがゼロになると、計数値Ｃをカウントアップし（Ｓ１６７）、予め設定された高電圧パルスの合計値μ0 と比較する（Ｓ１６８）。この時点では、計数値Ｃが合計値μ0 に達しないのでＳ１５２に進んで、再び値κを高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taとして設定し、前述した一連の動作を実行する。
【００５２】
休止時間Tb（＝λ）毎に出力される高電圧パルスの計数値Ｃが値μ以上になる前に、放電灯電流Ａが所定値α以上なった場合は、放電が正常になったと判断して目標電流IMの演算に入り（Ｓ１５８，Ｓ１５９）、放電灯電流Ａが所定値α以上になることなく高電圧パルスの計数値Ｃが値μ以上になったときは、図１４に示すように値λ＋ρを高電圧パルスの休止の計時時間Tbとして選択する（Ｓ１６５）。そして、前記と同様にその計時時間Tbがゼロになるまで待機し（Ｓ１６６）、計時時間Tbがゼロになったとき計数値Ｃをカウントアップし（Ｓ１６７）、予め設定された高電圧パルスの合計値μ0 と比較する（Ｓ１６８）。計時時間Tbの切換時点では、計数値Ｃが合計値μ0 に達しないのでＳ１５２に進んで、値κを高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taとして設定し、前述した一連の動作を実行する。
【００５３】
休止時間Tb（＝λ＋ρ）毎に出力される高電圧パルスの計数値Ｃが合計値μ0 以上になる前に、放電灯電流Ａが所定値α以上なった場合は、放電が正常になったと判断して目標電流IMの演算に入り（Ｓ１５８，Ｓ１５９）、放電灯電流Ａが所定値α以上になることなく高電圧パルスの計数値Ｃが合計値μ0 以上になったときは、アクティブフィルタ３を停止し（Ｓ１６９）、本装置を完全に停止させる。
【００５４】
以上のように実施形態７においては、高圧放電灯点灯時、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流Ａが所定値α未満のとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは、インバータ５及び高電圧パルス発生回路７の駆動を時間Tbの間停止して高圧放電灯６を冷やした後再び駆動し、放電灯電流Ａが所定値α以上なることなくその間欠駆動を所定回数μ繰り返した場合、即ち、高圧放電灯６の放電が正常にならないときは、前記時間Tbを長く設定してインバータ５及び高電圧パルス発生回路７を間欠駆動するようにして高圧放電灯がさらに冷やされるようにしたので、再点灯時には異常放電が起きなくなり、そのため、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電圧検出回路の検出電圧が所定の電圧値以上で、かつ、電流検出回路の検出電流が所定の電流値以下のとき高圧放電灯の放電を異常と判定し、異常放電と判定したときは高圧放電灯を消灯して所定時間Tg経過後にその高圧放電灯を再始動するようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００５８】
さらにまた、放電状態判定手段により異常放電と判定されると、高圧放電灯に流れる電流を通常より多く流すようにしたので、高圧放電灯に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００５９】
また、電流検出回路の検出電流が所定値α以上かどうかを判定し、前記検出電流が所定値α未満のときは高圧放電灯の放電を異常と判定し、異常放電と判定したときはインバータ及び高電圧発生回路の駆動に予め設定された休止時間を挿入して間欠駆動し、前記検出電流が所定値α以上になることなくその間欠駆動を所定数繰り返したときは、前記休止時間を長く設定してインバータ及び高電圧発生回路を間欠駆動するようにしたので、再点灯時には異常放電が起きなくなり、そのため、異常放電のまま高圧放電灯を点灯し続けるということがなくなり、異常放電状態の点灯による高圧放電灯の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１を示す高圧放電灯点灯装置のブロック図である。
【図２】 実施形態１における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】 インバータ停止の計時時間Tgのフローチャートである。
【図４】 実施形態２における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図５】 実施形態３における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】 放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上になったときの計時時間T1のフローチャートである。
【図７】 実施形態４における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】 実施形態５における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図９】 放電灯電流ILが所定の電流値β以上になったときの計時時間T2のフローチャートである。
【図１０】 実施形態６における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図１１】 実施形態７における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図１２】 高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taのフローチャートである。
【図１３】 高電圧パルスの休止の計時時間Tbのフローチャートである。
【図１４】 高電圧パルスの波形図である。
【図１５】 高圧放電灯の正常放電の説明図である。
【図１６】 高圧放電灯の異常放電の説明図である。
【符号の説明】
１ 商用電源、 ２ 全波整流回路、 ３ アクティブフィルタ、 ４ 限流回路、 ５ インバータ、 ６ 高圧放電灯、 ７ 高電圧パルス発生回路、８ 制御電源回路、 ９ アクティブフィルタ出力電圧検出回路、 １０ 差動増幅回路、 １１ 電流検出回路、 １２ 電圧検出回路、 １３ 制御回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電灯の異常放電を防止する高圧放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
点灯状態の高圧放電灯が消灯したときにその高圧放電灯を再始動する高圧放電灯点灯装置が、例えば特開昭６３−３０７６９６号公報に開示されている。
この先行技術は、電源が投入されているのにも拘わらず、高圧放電灯の立ち消えが生じたとき、その放電灯の再始動のために高電圧発生回路（イグナイタ）の動作を直ちに再開し、また、再始動に必要な時間が経過しても高圧放電灯が再始動しないときは、高圧放電灯が点灯不能であると判断して、タイマで設定した時間経過後に高電圧発生回路の動作を停止するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯の立ち消えを検出した際、高電圧発生回路を所定時間動作させるものであるが、再始動時に異常放電が発生したときに異常放電状態を解消する手段を備えておらず、そのため、異常放電状態が継続するようなことがあった場合には、所定の明るさを得られないばかりか、高圧放電灯の寿命を著しく短くするという要因になっていた。
通常、高圧放電灯のアーク２３は、図１５に示すように電極２１の先端間に生じるが、高圧放電灯の再始動時は、内部ガスの温度分布により、必ずしも電極２１の先端間のエネルギー準位が一番低いとは限らないので、電極２１の先端間にアーク２３が生じず、電極２１の途中からアーク２３が成長する異常放電が発生することがあった（図１６参照）。この異常放電が発生した場合、図１６からも分かるように放電距離が延びるので、高圧放電灯に印加される電圧は、その距離に比例して通常の電圧より高い印加電圧となっていた。また、印加電圧が高くなった場合、それに応じて制御手段側が放電に最適となる目標電流を絞るので高圧放電灯に流れる電流も通常より少なくなっている。
【０００４】
そこで、本発明は、前述した課題を解決するために、異常放電時の電圧や電流から高圧放電灯の異常放電を検出し、これを解消する高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、直流に変換された電圧を低周波の交流電圧に変換し前記高圧放電灯に供給するインバータと、前記高圧放電灯を始動するための高電圧を発生する高電圧発生回路と、前記高圧放電灯に供給される電圧を検出する電圧検出回路と、前記高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記検出電圧が所定の電圧値以上で、かつ、前記検出電流が所定の電流値以下のとき高圧放電灯の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、該放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき前記高圧放電灯を消灯し、所定時間Tg経過後にその高圧放電灯を再始動する放電制御手段とを備えたものである。
【０００８】
前記放電制御手段は、前記放電状態判定手段により異常放電と判定されると、前記高圧放電灯の消灯に代えて、前記高圧放電灯に流れる電流を通常より多く流すようにしたものである。
【０００９】
また、本発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、直流に変換された電圧を低周波の交流電圧に変換し前記高圧放電灯に供給するインバータと、前記高圧放電灯を始動するための高電圧を発生する高電圧発生回路と、前記高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記検出電流が所定値α以上かどうかを判定し、前記検出電流が所定値α未満のときは高圧放電灯の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、該放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき前記インバータ及び高電圧発生回路の駆動に予め設定された休止時間を挿入して間欠駆動し、前記検出電流が所定値α以上になることなくその間欠駆動を所定数繰り返したときは、前記休止時間を長く設定して前記インバータ及び高電圧発生回路を間欠駆動する制御手段とを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１を示す高圧放電灯点灯装置のブロック図であり、図において、１は商用電源、２は商用電源１の交流電圧を全波整流する全波整流回路、３は全波整流回路２の出力を高力率で直流に変換するアクティブフィルタ、４は高圧放電灯６に流す電流を制御する限流回路、５は直流電圧を低周波の交流電圧に変換し高圧放電灯６に供給するインバータ、７は高圧放電灯６の始動時、高電圧パルスを出力して放電させる高電圧パルス発生回路である。
【００１１】
８は後述の制御回路１３の電源を生成する制御電源回路、９はアクティブフィルタ３の出力電圧を検出するアクティブフィルタ出力電圧検出回路、１０は差動増幅回路で、高圧放電灯６に流れる電流を検出する電流検出回路１１からの電流と制御回路１３から出力された目標電流IMとが一致するよう限流回路４を制御する。１２は高圧放電灯６に供給される電圧を検出する電圧検出回路である。
【００１２】
１３は制御回路で、アクティブフィルタ３、インバータ５及び高電圧パルス発生回路７を制御する手段を備えていると共に、電圧検出回路１２の検出電圧が所定の電圧値γ以上で、かつ、電流検出回路１１の検出電流が所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、インバータ５を再始動してその高圧放電灯６を再放電させる放電制御手段とを備えている。
【００１３】
ここで、制御回路の動作を図２及び図３に基づいて詳述する。図２は実施形態１における制御回路の動作を示すフローチャート、図３はインバータ停止の計時時間Tgのフローチャートである。
点灯スイッチ（図示せず）のＯＮにより制御電源が立ち上がると、制御回路１３は、アクティブフィルタ３の駆動を開始してその出力電圧が所定電圧なるよう制御する（Ｓ１）。そして、インバータ停止の計時時間Tgをゼロに設定してその計時時間Tgがゼロかどうかを判定する（Ｓ２，Ｓ３）。この時点ではゼロであるため、インバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加すると共に、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ４，Ｓ５）、高圧放電灯６を放電させる。この時、高圧放電灯６に流れる電流（以下、「放電灯電流Ａ」という）を電流検出回路１１から読み込み（Ｓ６）、所定値αと比較する（Ｓ７）。
【００１４】
放電灯電流Ａが所定値α未満のときは、引き続き高電圧パルス発生回路７を駆動して放電灯電流Ａの読み込みに入る（Ｓ５，Ｓ６）。この実行の繰り返しにより放電灯電流Ａが所定値α以上になると、電圧検出回路１２の検出電圧（以下、「放電灯電圧VL」という）を読み込み（Ｓ８）、次いで、電流検出回路１１を通じて放電灯電流ILを読み込む（Ｓ９）。そして、まず放電灯電圧VLと所定の電圧値γとを比較し（Ｓ１０）、放電灯電圧VLが電圧値γ未満のときは、正常に放電が開始されたと判断してその放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し（Ｓ１１）、また、放電灯電圧VLが電圧値γ以上のときは、読み込んだ放電灯電流ILと所定の電流値βとを比較し（Ｓ１２）、放電灯電流ILがその電流値βを越えているとき前記と同様に放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し（Ｓ１１）、その結果を差動増幅回路１０に設定して、再び放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ８，Ｓ９）。この時、差動増幅回路１０は、電流検出回路１１の検出電流が目標電流IMと同一になるよう限流回路４を駆動する。
【００１５】
一方、読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは、異常放電が生じていると判断して、値λをインバータ停止の計時時間Tgとして設定すると共に、インバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯する（Ｓ１３，Ｓ１４）。そして、設定した計時時間Tgがゼロになるまで待機する（Ｓ３）。この待機は高圧放電灯６を充分に冷却するためで、計時時間Tgがゼロになるまで所定時間毎にカウントダウンする（Ｓ２１〜Ｓ２３）。カウントダウンにより計時時間Tgがゼロになると、再びインバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加し（Ｓ４）、次いで、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ５）、高圧放電灯６を放電させる。
【００１６】
以上のように実施形態１によれば、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときはインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、その高圧放電灯６を再放電させるようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、そのため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できる。
【００１７】
実施形態２．
実施形態２においては、制御回路１３に、電圧検出回路１２から読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、電流検出回路１１の検出の放電灯電流ILが所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき高圧放電灯６に流れる電流を通常より多く流す放電制御手段とを備えたもので、例えば、高圧放電灯６に異常放電が生じた場合、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定するようにしたものである。
【００１８】
ここで、実施形態２における制御回路の動作を図４に基づいて詳述する。図４は実施形態２における制御回路の動作を示すフローチャートである。
制御回路１３は、制御電源が立ち上がると、前述したようにアクティブフィルタ３の動作を開始してその出力電圧が所定電圧なるよう制御し（Ｓ３１）、次いで、インバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加すると共に、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ３２，Ｓ３３）、高圧放電灯６を放電させる。この時、放電灯電流Ａを電流検出回路１１を介して読み込み（Ｓ３４）、所定値αと比較する（Ｓ３５）。放電灯電流Ａが所定値α未満のときは、引き続き高電圧パルス発生回路７を駆動して放電灯電流Ａの読み込みに入り（Ｓ３３，Ｓ３４）、この実行の繰り返しにより放電灯電流Ａが所定値α以上になると、放電灯電圧VL及び放電灯電流ILを各検出回路１１，１２から読み込む（Ｓ３６，Ｓ３７）。
【００１９】
そして、まず放電灯電圧VLと所定の電圧値γとを比較し（Ｓ３８）、放電灯電圧VLがその電圧値γ未満のときは正常に放電が開始されたと判断してＳ３９において目標電流IMの演算に入るが、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上のときは放電灯電流ILと所定の電流値βとを比較する（Ｓ４０）。放電灯電流ILがその電流値βを越えているときは前記と同様に目標電流IMの演算に入るが（Ｓ３９）、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは、異常放電が生じていると判断して、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとし（Ｓ４１）、差動増幅回路１０に設定する。次いで、Ｓ３６に戻って放電灯電圧VLの読み込みに入る。
【００２０】
一方、差動増幅回路１０は、制御回路により設定された目標電流IMが得られるよう限流回路４を駆動し、このため、高圧放電灯６においては、先の異常放電の放電経路の周辺温度が上昇し、かつ、電極先端間の方がエネルギー準位が低くなって、異常放電が電極先端間に移行して正常放電となる。
【００２１】
実施形態２においては、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、放電灯電流ILが所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定し、その電流が高圧放電灯６に流れるようにしたので、高圧放電灯６に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００２２】
実施形態３．
実施形態３においては、制御回路１３に、電圧検出回路１２の検出の放電灯電圧VLが所定時間T1継続して所定の電圧値γ以上のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、インバータ５を再始動してその高圧放電灯６を再放電させる放電制御手段とを備えたものである。
【００２３】
次に、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図５は実施形態３における制御回路の動作を示すフローチャート、図６は放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上になったときの計時時間T1のフローチャートである。なお、Ｓ５１〜Ｓ５７までの動作は実施形態１で説明した図２のＳ１〜Ｓ７までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００２４】
制御回路１３は、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流Ａが所定値α以上になると、電圧検出回路１２の検出の放電灯電圧VLを読み込み（Ｓ５８）、所定の電圧値γと比較する（Ｓ５９）。放電灯電圧VLがその電圧値γ未満のときは、正常に放電が開始されたと判断して、値Ｋを計時時間T1として設定すると共に、その放電灯電圧VLから目標電流IMを演算する（Ｓ６０，Ｓ６１）。そして、その結果を差動増幅回路１０に設定し限流回路４の出力電流がその目標電流IMになるよう駆動させ、再び放電灯電圧VLの読み込みに入る（Ｓ５８）。このＳ５８〜Ｓ６１までを繰り返し実行している場合は、値Ｋが計時時間T1としてその都度設定されるので、その計時時間T1をカウントダウンすることなくその時間が設定されたままとなっている。
【００２５】
また、読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上のときは、Ｓ６０において設定した計時時間T1がゼロかどうかを判定する（Ｓ６２）。放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上になった時点では計時時間T1がゼロになることがないのでＳ６１に進んで、前述の如く放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し、その結果を差動増幅回路１０に設定して再び放電灯電圧VLの読み込みに入る（Ｓ５８）。このＳ５８、Ｓ５９、Ｓ６２、Ｓ６１を繰り返し実行している際、所定時間毎に計時時間T1をカウントダウンしており（Ｓ９１，Ｓ９２）、カウントダウンによりゼロになったとき計時時間T1をゼロに設定する（Ｓ９３）。
【００２６】
一方、計時時間T1がゼロになるまでＳ５８、Ｓ５９、Ｓ６２、Ｓ６１を繰り返し実行した場合には、高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、値λをインバータ停止の計時時間Tgとして設定すると共に、インバータ５の駆動を停止し（Ｓ６３，Ｓ６４）、高圧放電灯６を消灯する。
【００２７】
そして、実施形態１で説明したように計時時間Tgがゼロになるまで待機し（Ｓ５３）、計時時間Tgがゼロになった時点で、再びインバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加し（Ｓ５４）、次いで、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ５５）、高圧放電灯６を放電させる。
【００２８】
実施形態３においては、時間T1の間、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときはインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、時間Tg経過後、その高圧放電灯６を再放電させるようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００２９】
実施形態４．
実施形態４においては、制御回路１３に、電圧検出回路１２の検出の放電灯電圧VLが所定時間T1継続して所定の電圧値γ以上のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき高圧放電灯６に流れる電流を通常より多く流す放電制御手段とを備えたもので、前述したように高圧放電灯６に異常放電が生じた場合、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定するようにしたものである。
【００３０】
ここで、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図７は実施形態４における制御回路の動作を示すフローチャートである。なお、Ｓ７１〜Ｓ７５までの動作は実施形態２で説明した図４のＳ３１〜Ｓ３５までの動作と同一であるため、また、Ｓ７６〜Ｓ８０までの動作は実施形態３で説明した図５のＳ５８〜Ｓ６２までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００３１】
制御回路１３は、電圧検出回路１２から読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ未満のとき、正常に放電が行われていると判断してＳ７６〜Ｓ７９までを繰り返し実行するが、読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上で、かつ、Ｓ７８で設定した計時時間T1がゼロでないときは、Ｓ７６、Ｓ７７、Ｓ８０、Ｓ７９を繰り返し実行する。この動作を繰り返し行っている際、計時時間T1を所定時間毎にカウントダウンしており（図６参照）、その計時時間T1がゼロになったときは、高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとし（Ｓ８１）、差動増幅回路１０に設定して放電灯電圧VLの読み込みに入る（Ｓ７６）。
【００３２】
この読み込んだ放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上のときは、計時時間T1がゼロであるため引き続きＳ８１において目標電流IMを算出して差動増幅回路１０に設定し、また、Ｓ８１で演算した目標電流IMにより放電灯電圧VLが所定の電圧値γ未満になったときは、放電が正常になったと判断してＳ７６〜Ｓ７９までを繰り返し実行する。
【００３３】
このように、時間T1の間、放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定し、その電流が高圧放電灯６に流れるようにしたので、高圧放電灯６に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００３４】
実施形態５．
実施形態５においては、制御回路１３に、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流ILが所定時間T2継続して所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、所定時間Tg経過後、インバータ５を再始動してその高圧放電灯６を再放電させる放電制御手段とを備えたものである。
【００３５】
次に、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図８は実施形態５における制御回路の動作を示すフローチャート、図９は放電灯電流ILが所定の電流値β以上になったときの計時時間T2のフローチャートである。なお、Ｓ１０１〜Ｓ１０９までの動作は実施形態１で説明した図２のＳ１〜Ｓ９までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００３６】
制御回路１３は、放電灯電流ILを電流検出回路１１から読み込むと、所定の電流値βと比較する（Ｓ１１０）。放電灯電流ILがその電流値βより大きいときは、正常に放電していると判断して、値Ｋを計時時間T2として設定すると共に、電圧検出回路１２を介して読み込んだ放電灯電圧VLから目標電流IMを演算する（Ｓ１１１，Ｓ１１２）。そして、その結果を差動増幅回路１０に設定し限流回路４の出力電流がその目標電流IMになるよう駆動させ、再び放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。このＳ１０８〜Ｓ１１２までを繰り返し実行している場合は、前述したように値Ｋが計時時間T2としてその都度設定されるので、その計時時間T2が設定されたままとなっている。
【００３７】
また、読み込んだ放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは、Ｓ１１１で設定した計時時間T2がゼロかどうかを判定する（Ｓ１１３）。放電灯電流ILが所定の電流値β以下になった時点では計時時間T2がゼロになることがないのでＳ１１２に進んで、前述の如く放電灯電圧VLから目標電流IMを演算し、その結果を差動増幅回路１０に設定して再び放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。このＳ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１３，Ｓ１１２を繰り返し実行している際、計時時間T2を所定時間毎にカウントダウンしており（Ｓ１４１，Ｓ１４２）、カウントダウンによりゼロになったとき計時時間T2をゼロに設定する（Ｓ１４３）。
【００３８】
一方、計時時間T2がゼロになるまでＳ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１３，Ｓ１１２を繰り返し実行した場合には、高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、値λをインバータ停止の計時時間Tgとして設定すると共に、インバータ５の駆動を停止し（Ｓ１１４，Ｓ１１５）、高圧放電灯６を消灯する。
【００３９】
そして、実施形態１で説明したように計時時間Tgがゼロになるまで待機し（Ｓ１０３）、計時時間Tgがゼロになった時点で、再びインバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加し（Ｓ１０４）、次いで、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ１０５）、高圧放電灯６を放電させる。
【００４０】
以上のように実施形態５によれば、時間T2の間、放電灯電流ILが所定の電流値β以下であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときはインバータ５の駆動を停止して高圧放電灯６を消灯し、時間Tg経過後、その高圧放電灯６を再放電させるようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００４１】
実施形態６．
実施形態６においては、制御回路１３に、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流ILが所定時間T2継続して所定の電流値β以下のとき高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき高圧放電灯６に流れる電流を通常より多く流す放電制御手段とを備えたものである。
【００４２】
ここで、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図１０は実施形態６における制御回路の動作を示すフローチャートである。なお、Ｓ１２１〜Ｓ１２７までの動作は実施形態２で説明した図４のＳ３１〜Ｓ３７までの動作と同一のため、また、Ｓ１２８〜Ｓ１３１までの動作は実施形態５で説明した図８のＳ１１０〜Ｓ１１３までの動作と同一であるため説明を省略する。
【００４３】
制御回路１３は、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流ILが所定の電流値βより大きいとき、正常に放電が行われていると判断してＳ１２６〜Ｓ１３０までを繰り返し実行するが、読み込んだ放電灯電流ILが所定の電流値β以下で、かつ、Ｓ１２９で設定した計時時間T2がゼロでないときは、Ｓ１２６、Ｓ１２７、Ｓ１２８、Ｓ１３１，Ｓ１３０を繰り返し実行する。この動作を繰り返し行っている際は、前述したように計時時間T2がゼロになるまで所定時間毎にカウントダウンし（図９参照）、その計時時間T2がゼロになったとき高圧放電灯６に異常放電が生じていると判断して、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとし（Ｓ１３２）、差動増幅回路１０に設定して放電灯電圧VL及び放電灯電流ILの読み込みに入る（Ｓ１２６，Ｓ１２７）。
【００４４】
この放電灯電流ILが所定の電流値β以下のときは引き続きＳ１３２において目標電流IMを算出して差動増幅回路１０に設定し、放電灯電流ILが所定の電流値βより大きくなったときは、放電が正常になったと判断してＳ１２６〜Ｓ１３０までを繰り返し実行する。
【００４５】
このように、時間T2の間、放電灯電流ILが所定の電流値β以下であったとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは、放電灯電圧VLから得られた電流値に電流δを加算した値を目標電流IMとして差動増幅回路１０に設定し、その電流が高圧放電灯６に流れるようにしたので、高圧放電灯６に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００４６】
実施形態７．
実施形態７においては、制御回路１３に、電流検出回路１１により検出された放電灯電流Ａが所定値α以上かどうかを判定し、放電灯電流Ａが所定値α未満のときは高圧放電灯６の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、放電状態判定手段により異常放電と判定されたときインバータ５及び高電圧パルス発生回路７の駆動に予め設定された休止時間を挿入して間欠駆動し、前記検出電流が所定値α以上になることなくその間欠駆動を所定数繰り返したときは、前記休止時間を長く設定して前記インバータ５及び高電圧パルス発生回路７を間欠駆動する制御手段とを備えたものである。
【００４７】
次に、前記手段を備えた制御回路の動作を詳述する。図１１は実施形態７における制御回路の動作を示すフローチャート、図１２は高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taのフローチャート、図１３は高電圧パルスの休止の計時時間Tbのフローチャート、図１４は高電圧パルスの波形図である。
【００４８】
点灯スイッチのＯＮにより制御電源が立ち上がると、制御回路１３は、高電圧パルス発生回路７から出力される高電圧パルスの計数値Ｃをゼロに設定し（Ｓ１５１）、値κを高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taとして設定する（Ｓ１５２）。そして、アクティブフィルタ３の動作を開始してその出力電圧が所定電圧なるよう制御し（Ｓ１５３）、インバータ５を駆動して低周波の交流電圧を高圧放電灯６に印加すると共に、高電圧パルス発生回路７を駆動して高電圧パルスを印加し（Ｓ１５４，Ｓ１５５）、高圧放電灯６を放電させる。この時、高圧放電灯６に流れる放電灯電流Ａを電流検出回路１１から読み込み（Ｓ１５６）、所定値αと比較する（Ｓ１５７）。
【００４９】
放電灯電流Ａが所定値α以上のときは、正常に放電が行われたと判断して放電灯電圧VLを読み込み、目標電流IMの演算に入るが（Ｓ１５８，Ｓ１５９）、放電灯電流Ａが所定値α未満のときは、パルス幅の計時時間Taがゼロかどうかを判定する（Ｓ１６０）。この時間Taは、図１２に示すように所定時間毎にカウントダウンしており（Ｓ１７１，Ｓ１７２）、そのカウントダウンによりゼロになったとき計時時間Taをゼロに設定する（Ｓ１７３）。
【００５０】
Ｓ１６０において、パルス幅の計時時間Taがゼロでないとき、即ち高電圧パルスが高圧放電灯６に印加中のときは高電圧パルス発生回路７の駆動を継続して放電灯電流Ａの読み込みに入り（Ｓ１５５）、パルス幅の計時時間Taがゼロになったとき、即ち放電灯電流Ａが所定値α以上になることなく高電圧パルスの印加が終了した場合は、放電失敗と判断してインバータ５及び高電圧パルス発生回路７の駆動を停止し（Ｓ１６１，Ｓ１６２）、高電圧パルスの計数値Ｃと予め設定された値μとを比較する（Ｓ１６３）。この値μは、後述の時間Tb毎に出力される高電圧パルスの回数であり（図１４参照）、計数値Ｃがその値μ以上のときはＳ１６５に進むが、計数値Ｃが値μ未満のときは、値λを高電圧パルスの休止の計時時間Tbとして選択する（Ｓ１６４）。
【００５１】
そして、この計時時間Tbがゼロになるまで待機する（Ｓ１６６）。この時間Tbは、図１３に示すように所定時間毎にカウントダウンしており（Ｓ１８１，Ｓ１８２）、そのカウントダウンによりゼロになったとき計時時間Tbをゼロに設定する（Ｓ１８３）。計時時間Tbがゼロになると、計数値Ｃをカウントアップし（Ｓ１６７）、予め設定された高電圧パルスの合計値μ0 と比較する（Ｓ１６８）。この時点では、計数値Ｃが合計値μ0 に達しないのでＳ１５２に進んで、再び値κを高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taとして設定し、前述した一連の動作を実行する。
【００５２】
休止時間Tb（＝λ）毎に出力される高電圧パルスの計数値Ｃが値μ以上になる前に、放電灯電流Ａが所定値α以上なった場合は、放電が正常になったと判断して目標電流IMの演算に入り（Ｓ１５８，Ｓ１５９）、放電灯電流Ａが所定値α以上になることなく高電圧パルスの計数値Ｃが値μ以上になったときは、図１４に示すように値λ＋ρを高電圧パルスの休止の計時時間Tbとして選択する（Ｓ１６５）。そして、前記と同様にその計時時間Tbがゼロになるまで待機し（Ｓ１６６）、計時時間Tbがゼロになったとき計数値Ｃをカウントアップし（Ｓ１６７）、予め設定された高電圧パルスの合計値μ0 と比較する（Ｓ１６８）。計時時間Tbの切換時点では、計数値Ｃが合計値μ0 に達しないのでＳ１５２に進んで、値κを高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taとして設定し、前述した一連の動作を実行する。
【００５３】
休止時間Tb（＝λ＋ρ）毎に出力される高電圧パルスの計数値Ｃが合計値μ0 以上になる前に、放電灯電流Ａが所定値α以上なった場合は、放電が正常になったと判断して目標電流IMの演算に入り（Ｓ１５８，Ｓ１５９）、放電灯電流Ａが所定値α以上になることなく高電圧パルスの計数値Ｃが合計値μ0 以上になったときは、アクティブフィルタ３を停止し（Ｓ１６９）、本装置を完全に停止させる。
【００５４】
以上のように実施形態７においては、高圧放電灯点灯時、電流検出回路１１から読み込んだ放電灯電流Ａが所定値α未満のとき高圧放電灯６の放電を異常と判断し、異常放電と判断したときは、インバータ５及び高電圧パルス発生回路７の駆動を時間Tbの間停止して高圧放電灯６を冷やした後再び駆動し、放電灯電流Ａが所定値α以上なることなくその間欠駆動を所定回数μ繰り返した場合、即ち、高圧放電灯６の放電が正常にならないときは、前記時間Tbを長く設定してインバータ５及び高電圧パルス発生回路７を間欠駆動するようにして高圧放電灯がさらに冷やされるようにしたので、再点灯時には異常放電が起きなくなり、そのため、異常放電のまま高圧放電灯６を点灯し続けるということがなくなり、異常放電状態の点灯による高圧放電灯６の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電圧検出回路の検出電圧が所定の電圧値以上で、かつ、電流検出回路の検出電流が所定の電流値以下のとき高圧放電灯の放電を異常と判定し、異常放電と判定したときは高圧放電灯を消灯して所定時間Tg経過後にその高圧放電灯を再始動するようにしたので、異常放電のまま高圧放電灯を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００５８】
さらにまた、放電状態判定手段により異常放電と判定されると、高圧放電灯に流れる電流を通常より多く流すようにしたので、高圧放電灯に異常放電が生じても即座に解消でき、異常放電のまま高圧放電灯を点灯し続けるということがなくなり、このため、異常放電状態の点灯による高圧放電灯の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【００５９】
また、電流検出回路の検出電流が所定値α以上かどうかを判定し、前記検出電流が所定値α未満のときは高圧放電灯の放電を異常と判定し、異常放電と判定したときはインバータ及び高電圧発生回路の駆動に予め設定された休止時間を挿入して間欠駆動し、前記検出電流が所定値α以上になることなくその間欠駆動を所定数繰り返したときは、前記休止時間を長く設定してインバータ及び高電圧発生回路を間欠駆動するようにしたので、再点灯時には異常放電が起きなくなり、そのため、異常放電のまま高圧放電灯を点灯し続けるということがなくなり、異常放電状態の点灯による高圧放電灯の寿命を短くするということを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１を示す高圧放電灯点灯装置のブロック図である。
【図２】 実施形態１における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】 インバータ停止の計時時間Tgのフローチャートである。
【図４】 実施形態２における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図５】 実施形態３における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】 放電灯電圧VLが所定の電圧値γ以上になったときの計時時間T1のフローチャートである。
【図７】 実施形態４における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】 実施形態５における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図９】 放電灯電流ILが所定の電流値β以上になったときの計時時間T2のフローチャートである。
【図１０】 実施形態６における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図１１】 実施形態７における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図１２】 高電圧パルスのパルス幅の計時時間Taのフローチャートである。
【図１３】 高電圧パルスの休止の計時時間Tbのフローチャートである。
【図１４】 高電圧パルスの波形図である。
【図１５】 高圧放電灯の正常放電の説明図である。
【図１６】 高圧放電灯の異常放電の説明図である。
【符号の説明】
１ 商用電源、 ２ 全波整流回路、 ３ アクティブフィルタ、 ４ 限流回路、 ５ インバータ、 ６ 高圧放電灯、 ７ 高電圧パルス発生回路、８ 制御電源回路、 ９ アクティブフィルタ出力電圧検出回路、 １０ 差動増幅回路、 １１ 電流検出回路、 １２ 電圧検出回路、 １３ 制御回路。
Claims (3)
- 高圧放電灯と、
直流に変換された電圧を低周波の交流電圧に変換し前記高圧放電灯に供給するインバータと、
前記高圧放電灯を始動するための高電圧を発生する高電圧発生回路と、
前記高圧放電灯に供給される電圧を検出する電圧検出回路と、
前記高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記検出電圧が所定の電圧値以上で、かつ、前記検出電流が所定の電流値以下のとき高圧放電灯の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、
該放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき前記高圧放電灯を消灯し、所定時間Tg経過後にその高圧放電灯を再始動する放電制御手段と
を備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 - 前記放電制御手段は、前記放電状態判定手段により異常放電と判定されると、前記高圧放電灯の消灯に代えて、前記高圧放電灯に流れる電流を通常より多く流すことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯と、
直流に変換された電圧を低周波の交流電圧に変換し前記高圧放電灯に供給するインバータと、
前記高圧放電灯を始動するための高電圧を発生する高電圧発生回路と、
前記高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記検出電流が所定値α以上かどうかを判定し、前記検出電流が所定値α未満のときは高圧放電灯の放電を異常と判定する放電状態判定手段と、
該放電状態判定手段により異常放電と判定されたとき前記インバータ及び高電圧発生回路の駆動に予め設定された休止時間を挿入して間欠駆動し、前記検出電流が所定値α以上になることなくその間欠駆動を所定数繰り返したときは、前記休止時間を長く設定して前記インバータ及び高電圧発生回路を間欠駆動する制御手段と
を備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
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