JP4186892B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

この発明は、１つのインバータ回路により、蛍光灯などの複数の放電灯を高周波で点灯する放電灯点灯装置に関する。

従来の放電灯点灯装置は、複数の放電灯を１つのインバータ回路で点灯する場合、複数の放電灯の内、１本でも寿命末期等で異常放電した時は、異常放電による放電灯の電力増加からインバータ回路を保護する目的でインバータ回路を停止し、全ての放電灯を消灯するものであった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２７３９８９号公報（第４−５頁、第１図）

従来の放電灯点灯装置では、１本でも寿命末期等で異常放電した時はインバータ回路を停止し、他の放電灯が正常であっても正常な放電灯をも消灯するため、使用環境、状態によっては明かりを得ることができず、不便である問題点があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の放電灯を１つのインバータ回路で点灯する場合に、複数の放電灯の内、寿命末期等で異常放電した放電灯のみを消灯し、正常な放電灯の点灯を維持することができる放電灯点灯装置を得るものである。

この発明に係る放電灯点灯装置においては、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、このインバータ回路からの出力により点灯される複数の放電灯と、前記放電灯毎に直列接続された複数のチョークコイルと、このチョークコイルと前記放電灯の直列回路毎に直列接続された複数のリレーと、前記放電灯毎に前記放電灯点灯装置への接続の有無を検出する複数の放電灯接続検出回路と、前記放電灯毎に異常放電を検出する複数の異常放電検出回路と、前記放電灯検出回路及び前記異常放電検出回路の検出結果に基づき、前記リレーの接点の開閉を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記放電灯点灯装置の電源をオンした時点は、前記インバータ回路を停止し、前記放電灯接続検出回路により前記放電灯点灯装置への接続有と検出された前記放電灯に対応した前記リレーの接点を閉じ、前記放電灯点灯装置への接続無と検出された前記放電灯に対応した前記リレーの接点を開き、所定時間後に前記インバータ回路を稼動させるものである。

この発明は、前記制御回路が、前記インバータ回路が稼動中に、前記異常放電検出回路により前記放電灯の異常放電が検出された場合には、前記インバータ回路の稼動を停止し、第１の所定時間経過後に異常放電を検出した前記放電灯に対応したリレーの接点を開状態とし、第２の所定時間経過後に前記インバータ回路を再び稼動させることにより、異常放電検出時は、インバータ回路を停止せずに異常放電の放電灯のみを消灯でき、正常な放電灯の点灯を維持できる。

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回路図、図２はこの放電灯点灯装置の電源のオンオフ時及び停電時の動作を示すタイムチャート図、図３はこの放電灯点灯装置の１つの放電灯が点灯中に、別の放電灯を接続した場合の動作を示すタイムチャート図、図４はこの放電灯点灯装置の１つの放電灯が正常放電中に、別の放電灯６が異常放電になった動作を示すタイムチャート図である。
図において、１は電源、２は整流回路、３は平滑コンデンサ、４はインバータ回路である。

５は第１のチョークコイル、６は第１の放電灯、６ａおよび６ｂは第１の放電灯６の電極、７は第１の始動コンデンサ、８は第１の直流カットコンデンサであり、第１のチョークコイル５と第１の放電灯６及び第１の直流カットコンデンサ８は直列接続される。
９は第２のチョークコイル、１０は第２の放電灯、１０ａおよび１０ｂは第２の放電灯の電極、１１は第２の始動コンデンサ、１２は第２の直流カットコンデンサであり、第２のチョークコイル９と第２の放電灯１０および第２の直流カットコンデンサ１２は直列接続される。

１３は抵抗、１４は第１の始動コンデンサ７と並列接続される抵抗、１５は第１の直流カットコンデンサ８と並列接続される抵抗であり、平滑コンデンサ３から抵抗１３、第１の放電灯６の電極６ａ、抵抗１４、第１の放電灯６の電極６ｂ、抵抗１５を介して直流電圧が印加される。同様に、１７は第２の始動コンデンサ１１と並列接続される抵抗、１８は第２の直流カットコンデンサ１２と並列接続される抵抗であり、平滑コンデンサ３から抵抗１３、第２の放電灯１０の電極１０ａ、抵抗１７、第２の放電灯１０の電極１０ｂ、抵抗１８を介して直流電圧が印加される。

２０は第１の放電灯６の異常放電を検出する第１の異常放電検出回路、２１は第２の放電灯１０の異常放電を検出する第２の異常放電検出回路、２２は平滑コンデンサ３の電圧を監視し、電源１の停電を検出する停電検出回路である。２３は第１のリレーであり、インバータ回路４と第１のチョークコイル５の間に第１のリレー２３の接点が接続される。２４は第２のリレーであり、インバータ回路４と第２のチョークコイル９の間に第２のリレー２４の接点が接続される。２５は第１の接続検出回路１６と第２の接続検出回路１９と第１の異常放電検出回路２０と第２の異常放電検出回路２１と停電検出回路２２の出力信号を入力し、インバータ回路４の発振、第１のリレー２３および第２のリレー２４を制御する制御回路である。

次に動作について説明する。
電源１から供給される電圧は整流回路２によって整流され、更に平滑コンデンサ３によって平滑される。平滑コンデンサ３からの直流電圧はインバータ回路４に入力され、この直流電圧はインバータ回路４で高周波の交流電圧に変換される。インバータ回路４の出力は第１のリレー２３の接点を介してチョークコイル５、第１の放電灯６、第１の直流カットコンデンサ８の直列回路と、第２のリレー２４の接点を介してチョークコイル９、第２の放電灯１０、第２の直流カットコンデンサ１２の直列回路にそれぞれ供給される。

第１の始動コンデンサ７は、第１放電灯６内の電極６ａ、６ｂを介して第１の放電灯６に並列接続され、第１のチョークコイル５と共振回路を形成し、第１の放電灯６の始動時に第１のコンデンサ７の両端に高圧を発生させ、第１の放電灯６の放電を促すよう動作する。
同様に第２の始動コンデンサ１１は、第２の放電灯１０内の電極１０ａ、１０ｂを介して第２の放電灯１０に並列接続され、第２の始動コンデンサ１１は第２のチョークコイル９と共振回路を形成し、第２の放電灯１０の始動時に第２のコンデンサ１１の両端に高圧を発生させ、第２の放電灯１０の放電を促すよう動作する。

第１の接続検出回路１６は、抵抗１３、第１の放電灯６の電極６ａ、抵抗１４、第１の放電灯６の電極６ｂ、抵抗１５の閉回路の有無で第１の放電灯６の接続、非接続を検出する。即ち、第１の放電灯６が接続されている場合は平滑コンデンサ３からの電圧によって、抵抗１３、第１の放電灯６の電極６ａ、抵抗１４、第１の放電灯６の電極６ｂ、抵抗１５の経路で電流が流れ、抵抗１５に電圧を発生する。放電灯６が接続されていない場合は閉回路が形成されないため抵抗１５の電圧は発生しない。第１の接続検出回路１６はこの抵抗１５の両端電圧を検出することで第１の放電灯６の接続、非接続を検出する。

同様に、第２の接続検出回路１９は、抵抗１３、第２の放電灯１０の電極１０ａ、抵抗１７、第２の放電灯１０の電極１０ｂ、抵抗１８の閉回路の有無で第２の放電灯１０の接続、非接続を検出する。即ち、第２の放電灯１０が接続されている場合は平滑コンデンサ３からの電圧によって、抵抗１３、第２の放電灯１０の電極１０ａ、抵抗１７、第２の放電灯１０の電極１０ｂ、抵抗１８の経路で電流が流れ、抵抗１８に電圧を発生する。放電灯１０が接続されていない場合は閉回路が形成されないため抵抗１８の電圧は発生しない。第２の接続検出回路１９はこの抵抗１８の両端電圧を検出することで第２の放電灯１０の接続、非接続を検出する。

第１の異常放電検出回路２０は、第１の放電灯６が点灯中の放電電圧を監視し、放電電圧が正常放電電圧より高い場合に異常放電を検出する。
同様に、第２の異常放電検出回路２１は、第２の放電灯１０が点灯中の放電電圧を監視し、放電電圧が正常放電電圧より高い場合に異常放電を検出する。
停電検出回路２２は平滑コンデンサ３の電圧を監視し、電源１の停電を検出する。

第１の接続検出回路１６、第２の接続検出回路１９、第１の異常放電検出回路２０、第２の異常放電検出回路２１及び停電検出回路２２の各検出出力は制御回路２５に入力され、制御回路２５はこれらの入力に応じて、インバータ回路４の発振、第１のリレー２３及び第２のリレー２４を制御する。

次に、図２、図３、図４を用いて制御回路２５の動作について説明する。
まず、放電灯点灯装置に、第１の放電灯６、第２の放電灯１０が予め接続され、かつ、両放電灯共に正常である場合について、電源１のオンオフ時及び停電時の制御回路２５の動作を、図２を用いて説明する。図２において、（１）は電源１のオンオフ状態、（２）は第１の接続検出回路１６の出力信号、（３）は第２の接続検出回路１９の出力信号、（４）は第１の異常検出回路２０の出力信号、（５）は第２の異常検出回路２１の出力信号、（６）は停電検出回路２２の出力信号、（７）は第１のリレー２３の開閉状態、（８）は第２のリレー２４の開閉状態、（９）はインバータ回路４の発振状態、をそれぞれ示す。

制御回路２５は、電源１がオフからオンになると、第１の接続検出回路１６が第１の放電灯６の接続を検出し第１のリレー２３の接点を閉じる。同様に、第２の接続検出回路１９が第２の放電灯１０の接続を検出し第２のリレー２４の接点を閉じる。その後、所定時間Ｔ１が経過すればインバータ回路４の発振を開始するよう制御する。インバータ回路４が発振すれば前述のように第１の放電灯６及び第２の放電灯１０が点灯する。この時、第１の異常放電検出回路２０及び第２の異常放電検出回路２１の検出は、異常放電が検出されず、正常であると仮定している。

その後、電源１がオンからオフになる、または、停電になると、停電検出回路２２が停電を検出し、まず、制御回路２５はインバータ回路４の発振を停止するよう制御する。また、インバータ回路４の発振が停止してからＴ２時間経過後、第１のリレー２３及び第２のリレー２４の接点を開くよう制御する。

次に、電源１をオンする前は第１の放電灯６が未接続であり、電源１をオンし、第２の放電灯１０が点灯中に、第１の放電灯６を接続した場合の制御回路２５の動作を、図３を用いて説明する。図３において、（１）から（９）は図２と同じ信号もしくは制御内容を示す。

制御回路２５は電源１がオフからオンになると、第１の接続検出回路１６が第１の放電灯６の非接続を検出し、検出結果に基づきリレー２３の接点は開状態を維持する。同時に、第２の接続検出回路１９が第２の放電灯１０の接続を検出し第２のリレー２４の接点を閉じる。その後、所定時間Ｔ１が経過すればインバータ回路４の発振を開始するよう制御する。
そこで、第２の放電灯１０が点灯中に、第１の放電灯６を接続すると、第１の接続検出回路１６が第１の放電灯６の接続を検出し、制御回路２５はインバータ回路４の発振を停止するよう制御する。また、インバータ回路４の発振が停止してからＴ２時間経過後、第１のリレー２３の接点を閉じるよう制御する。更にＴ１時間経過後、インバータ回路４の発振を再開し、第１の放電灯６及び第２の放電灯１０を点灯する。

なお、制御回路２５は、電源１をオンした時に第２の放電灯１０が非接続であり、第１の放電灯６が接続である場合についても各々の放電灯に対応したリレー２３及びリレー２４を同様に制御する。
また、電源１とオンした時に第１の放電灯６および第２の放電灯１０の両者が非接続である場合は、第１のリレー２３および第２のリレー２４の接点は開状態を維持し、インバータ回路４の発振も停止状態を維持する。その後、第１の放電灯６または第２の放電灯１０または両者が接続されれば、図２のように、第１のリレー２３と第２のリレー２４の接点を閉じ、インバータ回路４の発振を開始し、第１の放電灯６及び第２の放電灯１０を点灯する。

次に、第１の放電灯６と第２の放電灯１０が正常に放電中に第１の放電灯６が異常放電を起こし、第１の異常放電検出回路が異常放電を検出した場合の制御回路２５の動作を、図４を用いて説明する。図４において、（１）から（９）は図２と同じ信号もしくは制御内容を示す。

第１の異常放電検出回路２０が第１の放電灯６の異常放電を検出すると、インバータ回路４の発振を停止し、その後、Ｔ２時間経過して第１のリレー２３の接点を開き、更にＴ１時間経過後、発振回路４の発振を再開する。その後は第１のチョークコイル５、第１の放電灯６および直流カットコンデンサ８の直列回路は、第１のリレー２３によリインバータ回路４から切り離されることになる。
第２の放電灯１０が異常放電した場合も同様に、第２のリレー２４により第２のチョークコイル９、第２の放電灯１０及び直流カットコンデンサ１２の直列回路はインバータ回路４から切り離されることになる。

ここで、図２〜図４で説明したように、第１のリレー２３および第２のリレー２４のオンオフ制御は、インバータ回路４を停止して所定時間経過して切り替えることになる。即ち、第１のリレー２３及び第２のリレー２４はインバータ回路４から電流が途絶えた状態（電流ゼロ）で接点を開閉する。これにより、第１のリレー２３および第２のリレー２４を頻繁にオンオフした場合でもリレー接点の溶着等故障発生を防止できる。
なお、この実施の形態１では１つのインバータ回路で２灯の放電灯を点灯するものについて説明したが、放電灯が３灯以上であってもよく、放電灯の数と同じ数のリレー、異常放電検出回路、接続検出回路を設けることにより、同様の効果を奏する。

以上のように、インバータ回路と複数の放電灯間にリレーの接点を接続し、更に各放電灯の接続状態、放電状態、電源有無（停電有無）を検出し、制御回路によりリレーを制御することにより、異常放電の放電灯のみを消灯できるため、正常な放電灯の点灯を維持できる。
また、リレーのオンオフ制御は、インバータ回路を停止させ、所定時間経過後に行うため、リレーを頻繁にオンオフした場合でもリレー接点の溶着等故障発生を防止できる。

この発明の実施の形態１を示す放電灯点灯装置の回路図である この発明の実施の形態１を示す放電灯点灯装置の動作を示すタイムチャート図である。 この発明の実施の形態１を示す放電灯点灯装置の動作を示すタイムチャート図である。 この発明の実施の形態１を示す放電灯点灯装置の動作を示すタイムチャート図である。

符号の説明

１ 電源、 ４ インバータ回路、 ５ 第１のチョークコイル、 ６ 第１の放電灯、 ９ 第２のチョークコイル、 １０ 第２の放電灯、 １６ 第１の接続検出回路、 １９ 第２の接続検出回路、 ２０ 第１の異常放電検出回路、 ２１ 第２の異常放電検出回路、 ２２ 停電検出回路、 ２３ 第１のリレー、 ２４ 第２のリレー、 ２５ 制御回路。

Claims (3)

1. 直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、このインバータ回路からの出力により点灯される複数の放電灯とを備えた放電灯点灯装置において、前記放電灯毎に直列接続された複数のチョークコイルと、このチョークコイルと前記放電灯の直列回路毎に直列接続された複数のリレーと、前記放電灯毎に前記放電灯点灯装置への接続の有無を検出する複数の放電灯接続検出回路と、前記放電灯毎に異常放電を検出する複数の異常放電検出回路と、前記放電灯検出回路及び前記異常放電検出回路の検出結果に基づき、前記リレーの接点の開閉を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記放電灯点灯装置の電源をオンした時点は、前記インバータ回路を停止し、前記放電灯接続検出回路により前記放電灯点灯装置への接続有と検出された前記放電灯に対応した前記リレーの接点を閉じ、前記放電灯点灯装置への接続無と検出された前記放電灯に対応した前記リレーの接点を開き、所定時間後に前記インバータ回路を稼動させることを特徹とする放電灯点灯装置。
2. 直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、このインバータ回路からの出力により点灯される複数の放電灯とを備えた放電灯点灯装置において、前記放電灯毎に直列接続された複数のチョークコイルと、このチョークコイルと前記放電灯の直列回路毎に直列接続された複数のリレーと、前記放電灯毎に前記放電灯点灯装置への接続の有無を検出する複数の放電灯接続検出回路と、前記放電灯毎に異常放電を検出する複数の異常放電検出回路と、前記放電灯検出回路及び前記異常放電検出回路の検出結果に基づき、前記リレーの接点の開閉を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記インバータ回路が稼動中に、前記異常放電検出回路により前記放電灯の異常放電が検出された場合には、前記インバータ回路の稼動を停止し、第１の所定時間経過後に異常放電を検出した前記放電灯に対応したリレーの接点を開状態とし、第２の所定時間経過後に前記インバータ回路を再び稼動させることを特徴とする放電灯点灯装置。
3. 直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、このインバータ回路からの出力により点灯される複数の放電灯とを備えた放電灯点灯装置において、前記放電灯毎に直列接続された複数のチョークコイルと、このチョークコイルと前記放電灯の直列回路毎に直列接続された複数のリレーと、前記放電灯毎に前記放電灯点灯装置への接続の有無を検出する複数の放電灯接続検出回路と、前記放電灯毎に異常放電を検出する複数の異常放電検出回路と、前記放電灯検出回路及び前記異常放電検出回路の検出結果に基づき、前記リレーの接点の開閉を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記インバータ回路が稼動中に、前記放電灯接続検出回路により前記放電灯の新たな接続が検出された場合には、前記インバータ回路の稼動を停止し、第１の所定時間経過後に新たな接続を検出した前記放電灯に対応したリレーの接点を閉状態とし、第２の所定時間経過後に前記インバータ回路を再び稼動させることを特徴とする放電灯点灯装置。

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