JP4853729B2

JP4853729B2 - 放電灯点灯装置

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Publication number: JP4853729B2
Application number: JP2007289653A
Authority: JP
Inventors: 豊宇佐美; 浩史鈴木; 洋久保田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: JP2008066310A

Description

本発明は、蛍光ランプ等の放電灯を高周波点灯する放電灯点灯装置にかかり、特に、放電灯の寿命末期を判定する放電灯点灯装置に関する。

この種の放電灯点灯装置は、図１３に示すように、直流電源１に高周波インバータ回路２の入力端子を接続し、このインバータ回路２の出力端子にコンデンサ３及びチョークコイル４を直列に介して放電灯、例えば蛍光ランプ５を接続し、この蛍光ランプ５の各フィラメント電極５ａ，５ｂ間に予熱コンデンサ６を接続している。なお、直流電源１としては、バッテリーや商用電源を全波整流して平滑するものなどがある。高周波インバータ回路２は、一般的に矩形の高周波電圧を出力し、この高周波電圧をコンデンサ３を介すことで直流成分をカットし、蛍光ランプ５に交流電流のみを流す。チョークコイル４は、この限流リアクトル成分により蛍光ランプ５の放電に伴う急激なインピーダンス変化に対してランプ電流を均一に保つ作用を為す。予熱コンデンサ６は、インバータ回路２が発振すると、フィラメント電極５ａ，５ｂを介して共振電流を流し、フィラメント電極を加熱して放電を容易にさせる。

蛍光ランプ５の両端間にコンデンサ７，８を直列に接続した分圧回路を接続し、この分圧回路の中点に発生する交流電圧をダイオード９，１０からなる半波倍電圧整流回路で倍電圧整流して判定回路１１に供給している。この回路では、交流電圧のピーク電圧に相当する電圧が判定回路１１に供給されることになる。判定回路１１は入力する直流電圧を予め設定した所定電圧と比較し、入力電圧が所定電圧を越えるとランプ寿命末期を判定して周波数コントロール回路１２に発振停止信号を供給する。周波数コントロール回路１２は発振停止信号の入力により、インバータ回路２の発振周波数をゼロに制御して発振を停止させる。

ところで、ランプ５が寿命末期になったままインバータ回路２の発振動作を継続させると、過負荷状態となって回路素子などが破損したり、ランプが破損したりする。このため、ランプの寿命末期を検出してインバータ回路２の発振動作を停止させることは装置やランプを保護するためには大切となる。一般に、蛍光ランプ５が寿命末期になるとランプのインピーダンスが上昇し、これによりインバータ回路２が共振Ｑ点に近づいて共振が強くなり、管電圧（交流成分）が上昇する。従って、この交流成分を半波倍電圧整流回路で倍電圧整流した直流電圧を判定回路１１で見ればランプのインピーダンスを間接的に知ることができ、ランプのインピーダンスがランプの寿命末期に対応していれば、結果としてランプの寿命末期を判定できることになる。この従来装置はこのようにしてランプの寿命末期を判定してインバータ回路２の発振を停止させている。

しかし、ランプのインピーダンスが高くなるのはランプが寿命末期になった場合のみではなく、ランプを調光した場合、ランプの周囲温度が低くなった場合、ランプの種類を変えた場合、同じ種類のランプでも製造のばらつきがある場合などでも高くなる。従って、このような場合が単独あるいは複合して起きた時にはランプが正常であるにもかかわらずランプが寿命末期であると誤判定されてしまう問題があった。また、逆に、ランプが寿命末期になっているにもかかわらず周囲温度などの要因によって管電圧が上昇せずランプの寿命末期が判定されないという問題があった。

そこで、放電灯の寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や放電灯の保護が確実にできる放電灯点灯装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、直流電源と；直流電源に一対の電界効果トランジスタの直列回路を並列に接続してなる高周波インバータ回路と；一端を前記一対の電界効果トランジスタの接続点に接続し、他端を前記直流電源の負極側に接続してなるコンデンサ、チョークコイル及び放電灯を含む直列回路と；放電灯に発生する直流電圧成分を検出し、この直流電圧成分がプラス側又はマイナス側に偏移して所定電圧以上になるとオン動作するスイッチ素子を備え、プラス側の直流電圧成分とマイナス側の直流電圧成分とを異なる検出手段により検出する直流電圧検出回路と；直流電圧検出回路のスイッチ素子がオン動作することによって出力される信号が所定時間以上継続すると放電灯の寿命末期を判定する判定回路と；判定回路の出力に基づいて前記高周波インバータ回路の発振を停止又は前記高周波インバータ回路の出力を弱めるように制御するインバータ回路制御手段と；を具備することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、放電灯の寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や放電灯の保護が確実にできる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）図１に示すように、直流電源２１にハーフブリッジ形の高周波インバータ回路２２を接続している。前記直流電源２１は、バッテリーや交流電源を全波整流して平滑する回路等で構成している。前記インバータ回路２２は、直流電源２１に１対のＭＯＳ型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２３，２４の直列回路を並列に接続し、ＦＥＴ２３のゲート、ソース間に抵抗２５とコンデンサ２６の直列回路を接続すると共にＦＥＴ２４のゲート、ソース間に抵抗２７とコンデンサ２８の直列回路を接続している。そして、前記各ＦＥＴ２３，２４の接続点を第１のカレントトランス２９の一端に接続し、かつ、前記抵抗２５とコンデンサ２６との直列回路に抵抗３０を介して前記第１のカレントトランス２９と磁気結合した第２のカレントトランス３１を並列に接続し、前記抵抗２７とコンデンサ２８との直列回路に抵抗３２を介して前記第１のカレントトランス２９と磁気結合した第３のカレントトランス３３を並列に接続している。

前記第１のカレントトランス２９の他端を、コンデンサ３４及びチョークコイル３５を直列に介して放電灯である蛍光ランプ３６の一方のフィラメント電極３６ａの一端に接続している。前記蛍光ランプ３６の他方のフィラメント電極３６ｂの一端を前記ＦＥＴ２４のソースに接続している。そして、前記蛍光ランプ３６の各フィラメント電極３６ａ，３６ｂの他端間に予熱コンデンサ３７を接続している。前記蛍光ランプ３６の各フィラメント電極３６ａ，３６ｂ間に直流電圧検出回路３８の入力端子を接続している。前記直流電圧検出回路３８は、入力端子となる抵抗３９，４０の直列分圧回路を前記蛍光ランプ３６の各フィラメント電極３６ａ，３６ｂの一端間に、抵抗３９を電極３６ａ側、抵抗４０を電極３６ｂ側にして接続し、かつ、前記抵抗４０にコンデンサ４１を並列に接続している。そして、前記抵抗３９の一端と抵抗４０の一端との接続点を、ダイオード４２を順方向に介しさらに定電圧ダイオード４３を介してＮＰＮ形の第１のトランジスタ４４のベースに接続するとともに、ダイオード４５を逆方向に介してＮＰＮ形の第２のトランジスタ４６のエミッタに接続している。

前記第１のトランジスタ４４は、エミッタを前記抵抗４０の他端に接続し、コレクタをダイオード４７を逆方向に介し、さらに抵抗４８を介して＋ＶE電源端子に接続している。前記第２のトランジスタ４６は、コレクタをダイオード４９を逆方向に介し、さらに前記抵抗４８を介して＋ＶE 電源端子に接続し、ベースを定電圧ダイオード５０を順方向に介して前記抵抗４０の他端に接続している。そして、前記抵抗４８と各ダイオード４７，４９のアノードとの接続点の電圧を反転回路５１を介して出力端子から出力している。前記直流電圧検出回路３８の出力端子に判定回路５２を接続している。前記判定回路５２は、前記直流電圧検出回路３８の反転回路５１の出力端子を抵抗５３を介してコンデンサ５４の一端に接続するとともにコンパレータ５５の一つの入力端子に接続している。前記コンデンサ５４の他端は前記定電圧ダイオード５０のカソード端子に接続している。前記抵抗５３及びコンデンサ５４は時定数回路を構成している。前記コンパレータ５５のもう一つの入力端子には基準電圧refが入力している。

前記コンパレータ５５は、時定数回路からの入力電圧が基準電圧ref 以上になったときインバータ回路制御手段を構成する周波数コントロール回路５６に前記インバータ回路２２の発振を停止させる停止信号を供給するようになっている。前記周波数コントロール回路５６は停止信号の入力があると、前記インバータ回路２２の例えばカレントトランス３１又は３３の回路をオフするなどして自励発振を停止させる制御を行うようになっている。このような構成においては、図２に示すように直流電源２１を時刻ｔ1 にて投入すると、インバータ回路２２は若干遅れたタイミングの時刻ｔ2 で発振動作を開始する。インバータ回路２２は最初は比較的高い周波数で動作し、共振Ｑから離れた位置で発振する。これにより、蛍光ランプ３６に印加する高周波電圧が低く抑えられ、かつ予熱コンデンサ３７を介して各フィラメント電極３６ａ，３６ｂに予熱電流が流れこの各フィラメント電極を予熱する。

そして、時刻ｔ3 になると、インバータ回路２２は比較的低い周波数で動作するようになり、共振Ｑに近い位置で発振する。これにより、蛍光ランプ３６に印加する高周波電圧が上昇する。こうして、蛍光ランプ３６は時刻ｔ4 にて放電点灯を開始するようになる。以降、蛍光ランプ３６はインバータ回路２２が発振を停止するまで点灯を維持するようになる。ところで、蛍光ランプ３６が点灯しない間は、ランプは絶縁体と同じなので、初めに直流電圧が蛍光ランプ３６の両端間に印加すると、この間はこの直流成分が保持される。そして、蛍光ランプ３６が点灯すると、今度はランプは等価的に抵抗となるので直流分はキャンセルされる。

従って、蛍光ランプ３６に印加されるランプ電圧は図２の(a) に示すようになり、直流電圧検出回路３８は、電源が投入されてから蛍光ランプ３６が点灯を開始するまでの時間Ｔ1 だけ直流成分を検出して図２の(b) に示すハイレベルの信号を出力する。すなわち、直流電圧検出回路３８は＋電圧の直流成分を検出すると、定電圧ダイオード４３を介して第１のトランジスタ４４のベースにベース電流を流し、このトランジスタ４４をオン動作する。これにより、反転回路５１への入力がローレベルとなり、この反転回路５１の出力はハイレベルになる。また、−電圧の直流成分を検出すると、定電圧ダイオード５０を介して第２のトランジスタ４６のベースにベース電流を流し、このトランジスタ４６をオン動作する。これにより、反転回路５１への入力がやはりローレベルとなり、この反転回路５１の出力はハイレベルとなる。このように、直流電圧検出回路３８は直流成分を検出している時間、反転回路５１からの出力をハイレベルにする。

また、蛍光ランプ３６が点灯して直流成分がキャンセルされると、抵抗４０の両端間には直流電圧がほとんど発生しないので、各トランジスタ４４，４６はオフ状態を保持し、従って、反転回路５１への入力がハイレベル、反転回路５１の出力レベルがローレベルとなる。判定回路５２では、反転回路５１の出力がハイレベルのときに抵抗５３を介してコンデンサ５４を充電する。そして、コンデンサ５４の充電レベルが基準電圧ref 以上になると、コンパレータ５５は周波数コントロール回路５６に停止信号を供給する。

従って、蛍光ランプ３６が正常な状態で始動点灯するときの電源投入から点灯開始までの始動に必要な時間Ｔ1 においてはコンデンサ５４の充電レベルが基準電圧refを越えないように回路時定数や基準電圧refを予め設定すれば、始動時において直流電圧検出回路３８の出力が時間Ｔ1だけハイレベルになっても判定回路５２のコンパレータ５５の出力は図２の(c)に示すようにローレベル状態を保持してハイレベルな停止信号を周波数コントロール回路５６に供給することはない。すなわち、判定回路５２ではコンデンサ５４が充電を開始してからこのコンデンサ５４の充電レベルが基準電圧ref以上になるまでの時間Ｔ0をＴ0＞Ｔ1に設定する。

蛍光ランプ３６が点灯を開始すると、直流成分がキャンセルされて反転回路５１の出力レベルが図２の(b)に示すようにローレベルとなり、以降、コンパレータ５５の出力はローレベル状態を保持するようになる。また、蛍光ランプ３６が寿命末期になり、点灯時にフィラメント電極３６ｂ側からフィラメント電極３６ａ側に流れる管電流に対してランプインピーダンスが増加した場合には、電源投入から蛍光ランプ３６が点灯を開始するまでは正常時と何等変わらない。

しかし、蛍光ランプ３６が点灯すると、ランプインピーダンスの度合いに応じてランプ電圧は図３の(a)に示すようにマイナス側に移動し、ランプ電圧の直流電圧成分は図３の(b)に示すようにマイナス側に偏移する。この直流電圧成分が定電圧ダイオード５０のツェナー電圧よりも大きくマイナス側に偏移すると、直流電圧検出回路３８は定電圧ダイオード５０を導通して第２のトランジスタ４６をオン動作し、反転回路５１への入力レベルをローレベルにする。これにより、反転回路５１の出力レベル、すなわち、直流電圧検出回路３８の出力レベルが図３の(c) に示すようにハイレベルとなる。

そして、この時間Ｔ2が時間Ｔ0以上になると、すなわち、Ｔ2≧Ｔ0になると、判定回路５２のコンパレータ５５はハイレベルな停止信号を出力し周波数コントロール回路５６に供給する。これにより、周波数コントロール回路５６はインバータ回路２２の発振動作を停止させる。また、逆に、蛍光ランプ３６が寿命末期になり、点灯時にフィラメント電極３６ａ側からフィラメント電極３６ｂ側に流れる管電流に対してランプインピーダンスが増加した場合には、電源投入から蛍光ランプ３６が点灯を開始するまでは正常時と何等変わらない。

しかし、蛍光ランプ３６が点灯すると、ランプインピーダンスの度合いに応じてランプ電圧は図４の(a)に示すようにプラス側に移動し、ランプ電圧の直流電圧成分は図４の(b)に示すようにプラス側に偏移する。この直流電圧成分が定電圧ダイオード４３のツェナー電圧よりも大きくプラス側に偏移すると、直流電圧検出回路３８は定電圧ダイオード４３を導通して第１のトランジスタ４４をオン動作し、反転回路５１への入力レベルをローレベルにする。これにより、反転回路５１の出力レベル、すなわち、直流電圧検出回路３８の出力レベルが図４の(c)に示すようにハイレベルとなる。

そして、この時間Ｔ2が時間Ｔ0以上になると、すなわち、Ｔ2≧Ｔ0になると、判定回路５２のコンパレータ５５はハイレベルな停止信号を出力し周波数コントロール回路５６に供給する。これにより、周波数コントロール回路５６はインバータ回路２２の発振動作を停止させる。このように、蛍光ランプ３６が寿命末期になってランプインピーダンスに偏りが生じると、直流電圧検出回路３８はそれによって発生する直流電圧成分を検出して判定回路５２にハイレベル出力を時間Ｔ0以上のＴ2 時間継続して供給するので、判定回路５２のコンパレータ５５からＴ2 時間継続後に停止信号が発生し、これにより周波数コントロール回路５６はインバータ回路２２の発振動作を停止させる。従って、過負荷状態のためにインバータ回路２２の回路素子が破損したり、蛍光ランプ３６が破損することはなく、装置やランプの保護が確実にできる。また、ランプ電圧を検出するのではなく、ランプに印加する直流電圧成分を検出し、しかもこの直流成分が所定レベル以上で、かつ、蛍光ランプ３６が正常な状態で始動点灯するときの電源投入から点灯開始までの始動に必要な時間Ｔ1よりも長い所定時間Ｔ0以上継続したとき初めてランプの寿命末期を検出するので、たとえランプを調光したり、ランプの周囲温度が低くなったり、ランプの種類を変えたり、同じ種類のランプでも製造のばらつきがあっても、それとは関係なくランプの寿命末期を確実に検出できる。

また、始動時において蛍光ランプ３６が点灯しなかったときには、蛍光ランプ３６に印加するランプ電圧は図５の(a)に示すようになり、この蛍光ランプ３６に印加する直流電圧成分は図５の(b)に示すように時間Ｔ1より長く維持される。従って、直流電圧検出回路３８からのハイレベル出力も図５の(c)に示すように時間Ｔ1より長く維持される。そして、この維持時間がＴ0以上継続されると、判定回路５２のコンパレータ５５から図５の(d)に示すように停止信号が発生し、これにより周波数コントロール回路５６はインバータ回路２２の発振動作を停止させる。こうして、蛍光ランプ３６が始動によって点灯しない場合にもこの回路は動作し、インバータ回路２２の発振動作を停止させることができる。

（第２の実施の形態）なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。これは図６に示すように３灯点灯用の放電灯点灯装置に適用したものである。すなわち、高周波インバータ回路２２の出力端子に、コンデンサ３４1及びチョークコイル３５1を直列に介して蛍光ランプ３６1のフィラメント電極３６1ａ，３６1ｂの一端を接続し、コンデンサ３４2及びチョークコイル３５2を直列に介して蛍光ランプ３６2のフィラメント電極３６2ａ，３６2ｂの一端を接続し、コンデンサ３４3及びチョークコイル３５3を直列に介して蛍光ランプ３６3のフィラメント電極３６3ａ，３６3ｂの一端を接続している。そして、各蛍光ランプ３６1，３６2，３６3のフィラメント電極３６1ａ，３６2ａ，３６3ａの他端とフィラメント電極３６1ｂ，３６2ｂ，３６3ｂの他端との間に予熱コンデンサ３７1，３７2，３７3をそれぞれ接続している。

前記各蛍光ランプ３６1 ，３６2 ，３６3 に印加する電圧の直流電圧成分をそれぞれ前記直流電圧検出回路３８と同一構成の直流電圧検出回路３８1 ，３８2，３８3 で検出するようになっている。前記各直流電圧検出回路３８1 ，３８2，３８3 の出力をオアゲート回路６１を介して判定回路５２に供給している。この構成においては、各蛍光ランプ３６1 ，３６2 ，３６3 の１つでも寿命末期になると該当する直流電圧検出回路の出力が時間Ｔ0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力がオアゲート回路６１を介して判定回路５２に供給される。これにより、判定回路５２は停止信号を周波数コントロール回路５６に供給する。こうして、高周波インバータ回路２２の発振動作が停止され、装置やランプが破損から保護される。このように３灯の蛍光ランプを同時に点灯するものにおいて各蛍光ランプの寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や蛍光ランプの保護が確実にできる。

また、始動時に各蛍光ランプ３６1 ，３６2 ，３６3 の１つでも不点灯になると該当する直流電圧検出回路の出力が時間Ｔ0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力がオアゲート回路６１を介して判定回路５２に供給される。これにより、判定回路５２は停止信号を周波数コントロール回路５６に供給する。こうして、高周波インバータ回路２２の発振動作が停止される。このように、始動時における蛍光ランプの不点灯も確実に検出できる。

（第３の実施の形態）なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。これは図７に示すように３灯点灯用の放電灯点灯装置に適用したものである。すなわち、高周波インバータ回路２２の出力端子に、コンデンサ３４1 及びチョークコイル３５1 を直列に介して蛍光ランプ３６1 のフィラメント電極３６1 ａ，３６1 ｂの一端を接続し、コンデンサ３４2 及びチョークコイル３５2 を直列に介して蛍光ランプ３６2 のフィラメント電極３６2 ａ，３６2 ｂの一端を接続し、コンデンサ３４3 及びチョークコイル３５3 を直列に介して蛍光ランプ３６3 のフィラメント電極３６3 ａ，３６3 ｂの一端を接続している。そして、各蛍光ランプ３６1 ，３６2 ，３６3 のフィラメント電極３６1 ａ，３６2 ａ，３６3 ａの他端とフィラメント電極３６1 ｂ，３６2 ｂ，３６3 ｂの他端との間に予熱コンデンサ３７1 ，３７2 ，３７3 をそれぞれ接続している。

前記各蛍光ランプ３６1 ，３６2 ，３６3 に印加する電圧の直流電圧成分を１つの直流電圧検出回路６２で検出するようになっている。前記直流電圧検出回路６２は、図８に示すように、前記蛍光ランプ３６1 の各フィラメント電極３６1 ａ，３６1 ｂの一端間に、抵抗３９1 ，４０1 の直列分圧回路を、抵抗３９1 を電極３６1 ａ側、抵抗４０1 を電極３６1 ｂ側にして接続し、かつ、前記抵抗４０1 にコンデンサ４１1 を並列に接続している。また、前記蛍光ランプ３６2 の各フィラメント電極３６2 ａ，３６2 ｂの一端間に、抵抗３９2 ，４０2 の直列分圧回路を、抵抗３９2 を電極３６2 ａ側、抵抗４０2を電極３６2 ｂ側にして接続し、かつ、前記抵抗４０2 にコンデンサ４１2 を並列に接続している。また、前記蛍光ランプ３６3 の各フィラメント電極３６3 ａ，３６3 ｂの一端間に、抵抗３９3 ，４０3 の直列分圧回路を、抵抗３９3 を電極３６3 ａ側、抵抗４０3 を電極３６3 ｂ側にして接続し、かつ、前記抵抗４０3 にコンデンサ４１3 を並列に接続している。

そして、前記抵抗３９1 の一端と抵抗４０1 の一端との接続点を、ダイオード４２1 を順方向に介しさらに定電圧ダイオード４３を介してＮＰＮ形の第１のトランジスタ４４のベースに接続するとともにダイオード４５1 を逆方向に介してＮＰＮ形の第２のトランジスタ４６のエミッタに接続している。また、前記抵抗３９2 の一端と抵抗４０2 の一端との接続点を、ダイオード４２2 を順方向に介しさらに前記定電圧ダイオード４３を介して前記第１のトランジスタ４４のベースに接続するとともにダイオード４５2 を逆方向に介して前記第２のトランジスタ４６のエミッタに接続している。また、前記抵抗３９3 の一端と抵抗４０3 の一端との接続点を、ダイオード４２3 を順方向に介しさらに前記定電圧ダイオード４３を介して前記第１のトランジスタ４４のベースに接続するとともにダイオード４５3 を逆方向に介して前記第２のトランジスタ４６のエミッタに接続している。

前記第１のトランジスタ４４は、エミッタを前記抵抗４０1 ，４０2 ，４０3の他端に接続し、コレクタをダイオード４７を逆方向に介し、さらに抵抗４８を介して＋ＶE 電源端子に接続している。前記第２のトランジスタ４６は、コレクタをダイオード４９を逆方向に介し、さらに前記抵抗４８を介して＋ＶE 電源端子に接続し、ベースを定電圧ダイオード５０を順方向に介して前記抵抗４０1 ，４０2 ，４０3 の他端に接続している。そして、前記抵抗４８と各ダイオード４７，４９のアノードとの接続点の電圧を反転回路５１を介して出力端子から判定回路５２に出力している。

この構成においては、各蛍光ランプ３６1 ，３６2 ，３６3 の１つでも寿命末期になると定電圧ダイオード４３を介して第１のトランジスタ４４がオンするか、定電圧ダイオード５０を介して第２のトランジスタ４６がオンし、直流電圧検出回路６２の出力が時間Ｔ0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力が判定回路５２に供給される。これにより、判定回路５２は停止信号を周波数コントロール回路５６に供給する。こうして、高周波インバータ回路２２の発振動作が停止され、装置やランプが破損から保護される。このように３灯の蛍光ランプを同時に点灯するものにおいて各蛍光ランプの寿命末期を確実に検出でき、これにより装置や蛍光ランプの保護が確実にできる。しかも、直流電圧検出回路６２を各蛍光ランプに対して共通に使用しているので、直流電圧検出回路の構成が簡単となる。

また、始動時に各蛍光ランプ３６1 ，３６2 ，３６3 の１つでも不点灯になると直流電圧検出回路の出力が時間Ｔ0 以上ハイレベル状態を継続し、この出力が判定回路５２に供給される。これにより、判定回路５２は停止信号を周波数コントロール回路５６に供給する。こうして、高周波インバータ回路２２の発振動作が停止される。このように、始動時における蛍光ランプの不点灯も確実に検出できる。

（第４の実施の形態）これは図９に示すように、図１に示した直流電圧検出回路３８の変形例を示し、この直流電圧検出回路は、ダイオード４２のカソードを定電圧ダイオード４３を介して抵抗６３，６４の直列分圧回路の一端に接続している。前記直列分圧回路の他端を抵抗４０の他端に接続している。そして、前記抵抗６３，６４の接続点を第１のトランジスタ４４のベースに接続している。前記定電圧ダイオード４３、抵抗６３，６４の直列回路にコンデンサ６５を並列に接続し、前記第１のトランジスタ４４のベース、エミッタ間にコンデンサ６６を接続している。

前記第１のトランジスタ４４は、コレクタをＰＮＰ形の第３のトランジスタ６７のベースに接続している。前記第３のトランジスタ６７は、エミッタを前記抵抗４０の他端に接続し、コレクタをダイオード４７を逆方向に介し、さらに抵抗４８を介して＋ＶE 電源端子に接続している。ダイオード４５のアノードを第２のトランジスタ４６のエミッタに接続している。前記第２のトランジスタ４６は、コレクタをＰＮＰ形の第４のトランジスタ６８のベースに接続し、ベースを抵抗６９及び定電圧ダイオード５０を介して前記抵抗４０の他端に接続している。前記第２のトランジスタ４６のベース、エミッタ間に抵抗７０とコンデンサ７１の並列回路を接続している。

前記第４のトランジスタ６８は、コレクタを前記抵抗４０の他端に接続し、エミッタをダイオード４９を逆方向に介し、さらに前記抵抗４８を介して＋ＶE 電源端子に接続している。前記第２のトランジスタ４６のコレクタと第４のトランジスタ６８のエミッタとの間に抵抗７２を接続している。前記抵抗７０とコンデンサ７１の並列回路と前記抵抗６９と定電圧ダイオード５０との直列回路にコンデンサ７３を並列に接続している。

直流電圧検出回路をこのように構成することで、蛍光ランプ３６に印加する直流電圧成分がプラス側に偏移した時にオン動作するトランジスタ回路（トランジスタ４４，６７）及びマイナス側に偏移した時にオン動作するトランジスタ回路（トランジスタ４６，６８）のｈｆｅを大きくでき、感度を上げることができる。これにより、判定回路５２に供給する出力電流が充分に大きくなる。従って、判定回路５２に入力インピーダンスが低いときには有効である。

（第５の実施の形態）これは図１０に示すように、図１に示した直流電圧検出回路３８の変形例を示し、この直流電圧検出回路７５は、蛍光ランプ３６の各フィラメント電極３６ａ，３６ｂの一端間に抵抗７６を介してコンデンサ７７を接続している。そして、前記コンデンサ７７に全波整流ダイオードブリッジ回路７８の入力端子を接続し、このダイオードブリッジ回路７８の出力端子にコンデンサ７９を接続している。前記コンデンサ７９に定電圧ダイオード８０及び抵抗８１を介してフォトカプラ８２の発光ダイオード８２Ｄを接続している。

前記フォトカプラ８２は、ホトトランジスタ８２Ｔのエミッタをコンデンサ８３を介して前記蛍光ランプ３６のフィラメント電極３６ｂの一端に接続し、ホトトランジスタ８２Ｔのコレクタを抵抗８４を介して＋ＶE 電源端子に接続している。そして、前記ホトトランジスタ８２Ｔのコレクタ、エミッタ間の出力を反転回路５１を介して判定回路５２に供給するようになっている。

この回路では、蛍光ランプ３６に印加する直流電圧成分がプラス側に偏移してもマイナス側に偏移してもダイオードブリッジ回路７８の出力端子に接続したコンデンサ７９には図に示す極性の直流電圧が充電され、この直流電圧が定電圧ダイオード８０のツェナー電圧を越えると、定電圧ダイオード８０が導通して発光ダイオード８２Ｄが発光する。これにより、ホトトランジスタ８２Ｔがオン動作して反転回路５１の出力端子にハイレベルな出力が発生する。このように構成することで、蛍光ランプ３６の各フィラメント電極３６ａ，３６ｂのいずれも接地電位から離れている場合に対処できる。

（第６の実施の形態）これは図１１に示すように、高周波インバータ回路２２の出力端子にコンデンサ８５，８６の直列分圧回路を並列に接続し、コンデンサ８６にダイオード８７を逆極性にして並列に接続するとともにダイオード８８を順方向に介してコンデンサ８９を並列に接続して倍電圧整流回路を構成している。そして、コンデンサ８９に抵抗９０を並列に接続し、このコンデンサ８９と抵抗９０との並列回路の両端から＋ＶE 電源を取り出し、この＋ＶE 電源を直流電圧検出回路３８の＋ＶE 電源端子に供給している。

このような構成においては、図１２に示すように直流電源２１を時刻ｔ1 にて投入してもインバータ回路２２がすぐには発振せず、比較的長い時間経過した後の時刻ｔ2 で発振動作を開始したとすると、電源の投入時ｔ1 から直ぐに直流電圧検出回路３８の出力がハイレベルになった場合には、蛍光ランプ３６が点灯を開始する前に判定回路５２が時間Ｔ0 以上を検出して停止信号が発生するという誤動作が生じる。この点、この構成ではインバータ回路２２が発振動作を開始しない限り直流電圧検出回路３８には＋ＶE 電源が供給されないので、直流電圧検出回路３８は動作しない。すなわち、図１２の(c) に示すように直流電圧検出回路３８の出力は時刻ｔ2 になるまではハイレベルとはならない。

そして、時刻ｔ3 になると蛍光ランプ３６に印加する高周波電圧が上昇し、さらに時刻ｔ4 になると蛍光ランプ３６は放電点灯を開始するようになり、直流電圧検出回路３８の出力もローレベルとなる。この動作において直流電圧検出回路３８の出力がハイレベルになっている時間Ｔ10は判定回路５２が蛍光ランプ３６の寿命末期や不点灯を判定するための時間Ｔ0 よりも充分に短いので、判定回路５２が誤って停止信号を周波数コントロール回路５６に供給することはない。

このように、インバータ回路２２の出力で＋ＶE 電源を発生させることで、たとえ始動時にインバータ回路２２の発振動作の開始が大幅に遅れても誤動作することはない。なお、図１２の(a) は蛍光ランプ３６に印加されるランプ電圧波形を示し、図１２の(b) はランプ電圧ないの直流電圧成分波形を示し、図１２の(d) は判定回路５２の出力波形を示している。

なお、前述した各実施の形態では、判定回路として、蛍光ランプの寿命末期を判定する時間も蛍光ランプの始動時の不点灯を判定する時間も共通の時間Ｔ0 を使用して判定するものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、蛍光ランプの寿命末期を判定する時間をＴ01、蛍光ランプの始動時の不点灯を判定する時間をＴ02（＞Ｔ01）として別々に設定し、始動時に直流電圧検出回路の出力のハイレベル状態が第２の時間Ｔ02以上継続すると判定回路が不点灯を判定し、また、点灯時に直流電圧検出回路の出力のハイレベル状態が第１の時間Ｔ01以上継続すると判定回路が蛍光ランプの寿命末期を判定するようにしてもよい。これを実現するには、例えばコンパレータに入力する基準電圧をＶref1とＶref2（＞Ｖref1）の２つとし、始動時には基準電圧Ｖref1を使用し、点灯時には基準電圧Ｖref2を使用するように切り替えればよい。また、コンパレータの入力

端子に接続した時定数回路の時定数を始動時と点灯時で切り替えるようにしてもよい。

また、前述した各実施の形態では、周波数コントロール回路として、判定回路からの停止信号により高周波インバータ回路の発振動作を停止させるものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではない。すなわち、高周波インバータ回路は発振周波数が高くなると共振Ｑから離れる特性を有し、共振Ｑから離れると発振出力が弱まることが知られている。従って、周波数コントロール回路として、判定回路からの出力信号により高周波インバータ回路の発振周波数を高めてインバータ回路の出力を弱める制御を行うものであってもよい。このようにしても、インバータ回路の回路素子や蛍光ランプを破損から保護することができる。

本発明の第１の実施の形態を示す回路構成図。同実施の形態における正常なランプの始動、点灯時の回路動作を説明するための各部の波形図。同実施の形態における寿命末期のランプの始動、点灯時の回路動作を説明するための各部の波形図。同実施の形態における寿命末期のランプの始動、点灯時の回路動作を説明するための各部の波形図。同実施の形態における不点灯ランプの始動時の回路動作を説明するための各部の波形図。本発明の第２の実施の形態を示す回路ブロック図。本発明の第３の実施の形態を示す回路ブロック図。同実施の形態における直流電圧検出回路の回路構成図。本発明の第４の実施の形態における直流電圧検出回路の回路構成図。本発明の第５の実施の形態における直流電圧検出回路を含む部分回路構成図。本発明の第６の実施の形態を示す回路ブロック図。同実施の形態におけるランプの始動時の回路動作を説明するための各部の波形図。従来例を示す回路ブロック図。

符号の説明

２２…高周波インバータ回路、３４…コンデンサ、３５…チョークコイル、３６…蛍光ランプ（放電灯）、３８…直流電圧検出回路、５２…判定回路、５６…周波数コントロール回路。

Claims

直流電源と；
直流電源に一対の電界効果トランジスタの直列回路を並列に接続してなる高周波インバータ回路と；
一端を前記一対の電界効果トランジスタの接続点に接続し、他端を前記直流電源の負極側に接続してなるコンデンサ、チョークコイル及び放電灯を含む直列回路と；
放電灯に発生する直流電圧成分を検出し、この直流電圧成分がプラス側又はマイナス側に偏移して所定電圧以上になるとオン動作するスイッチ素子を備え、プラス側の直流電圧成分とマイナス側の直流電圧成分とを異なる検出手段により検出する直流電圧検出回路と；
直流電圧検出回路のスイッチ素子がオン動作することによって出力される信号が所定時間以上継続すると放電灯の寿命末期を判定する判定回路と；
判定回路の出力に基づいて前記高周波インバータ回路の発振を停止又は前記高周波インバータ回路の出力を弱めるように制御するインバータ回路制御手段と；
を具備することを特徴とする放電灯点灯装置。