JP4869138B2

JP4869138B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP4869138B2
Application number: JP2007108881A
Authority: JP
Inventors: 尚起北村; 敏永井; 芳貴五十嵐; 浩治柴田; 弘明西川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2027-04-18
Also published as: JP2008269860A

Description

この発明は、交流電源電圧を整流した直流電圧を昇圧チョッパ回路で昇圧し、前記昇圧チョッパ回路の出力をインバータ回路で高周波交流電圧に変換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。

放電灯（以下ランプともいう）の高電圧状態（例えば、両エミレス、始動不良）などのランプ異常時において、このランプ異常が検出されずにインバータが発振を継続すると故障が生ずる可能性が高くなる。このため、ランプ異常時には、ランプ異常検出回路により、インバータ回路の発振を止めることが必要である（例えば、特許文献１）。
特開２００２−２３７３９６号公報

ランプ異常があった場合、インバータ回路の発振を速やかに止める必要があるが、この発明はランプ異常があった場合、インバータ回路の発振を速やかに止める新たな手段の提供を目的とする。

この発明の放電灯点灯装置は、
交流電源電圧を整流した直流電圧を昇圧チョッパ回路で昇圧し、前記昇圧チョッパ回路の出力をインバータ回路で高周波交流電圧に変換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、
電力の供給を受けることにより前記昇圧チョッパ回路を制御する昇圧チョッパ制御回路と、
電力の供給を受けることにより前記インバータ回路を制御するインバータ制御回路と、
前記放電灯の異常を検出するランプ異常検出回路と
を備え、
前記昇圧チョッパ制御回路と前記インバータ制御回路とは、
前記ランプ異常検出回路が前記放電灯の異常を検出した場合には、まず前記昇圧チョッパ制御回路が電力の供給を断たれ、次に前記インバータ制御回路が電力の供給を断たれることを特徴とする。

この発明により、ランプに異常が発生した場合、昇圧チョッパ制御回路、インバータ制御回路の順に、その動作を停止することができる。

実施の形態１．
図１〜図４を用いて実施の形態１を説明する。

図１は、実施の形態１における放電灯点灯装置１００の回路構成図である。

放電灯点灯装置１００は、整流回路２、昇圧チョッパ回路３、昇圧チョッパ制御回路４、インバータ回路５、インバータ制御回路６、マイクロコンピュータ７（以下マイコンという）、放電灯１０を含む負荷回路５０、第１電源回路１２、第２電源回路１３、ＯＮ／ＯＦＦ回路１７（スイッチ回路）、ランプ異常検出回路１８、ダイオード１５、ダイオード１６、ツェナーダイオード１４を備える。

（負荷回路５０）
負荷回路５０は、直流カットコンデンサ８、バラストコイル９、放電灯１０、始動コンデンサ１１から構成される。

（昇圧チョッパ回路３）
昇圧チョッパ回路３は、チョークコイル２１、スイッチング素子であるトランジスタ２２、ダイオード２３、平滑コンデンサ２４から構成されている。

（インバータ回路５）
インバータ回路５は、スイッチング素子１９とスイッチング素子２０とから構成される。

（第１電源回路１２）
第１電源回路１２は、整流回路２の出力に接続され交流電源１から直接的に電圧を降圧するための抵抗２９と、平滑コンデンサ３０から構成される。

（第２電源回路１３）
第２電源回路１３は、インバータ回路５の出力に接続されＥＭＣ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）改善のためのスナバ回路と兼用するコンデンサ２５と、コンデンサ２５の出力を整流するダイオード２６、ダイオード２７と、平滑用コンデンサ２８とから構成される。

（ＯＮ／ＯＦＦ回路１７）
ＯＮ／ＯＦＦ回路１７は、トランジスタ３１、トランジスタ３２と、それぞれのベース抵抗３３、３４から構成される。ＯＮ／ＯＦＦ回路１７は、マイコン７のＯＮ／ＯＦＦ出力７２の出力に従ってＯＮとＯＦＦとの何れかになる。図１の場合は、ＯＮ／ＯＦＦ出力７２がＯＮの場合はＯＮであり、ＯＦＦの場合はＯＦＦとなる。

（ランプ異常検出回路１８）
ランプ異常検出回路１８は、コンデンサ３５、３６、ダイオード３７、３８、抵抗３９、コンデンサ４０から構成される。ランプ異常検出回路１８は、放電灯１０の異常を検出すると電圧を発生して、インバータ制御回路６のＥＮ端子に出力する。

図２〜図４を参照して、放電灯点灯装置１００の動作を説明する。

図２は、マイコン７の基本動作を示すフローチャートである。図２に示すように、マイコン７は、交流電源の投入に連動して、ＯＮ／ＯＦＦ出力７２がＯＮとなる（Ｓ１０１）。これは、第１電源回路１２からの出力をマイコン７のＶｃｃが入力し、この入力に連動してＯＮ／ＯＦＦ出力７２の出力がＯＮになる。マイコン７は、ＯＮ／ＯＦＦ入力７１がＯＮからＯＦＦになったかどうかを監視している（Ｓ１０２）。第２電源回路１３の出力があるときは、ＯＮ／ＯＦＦ入力７１はＯＮである。マイコン７は、ＯＮ／ＯＦＦ入力７１がＯＮからＯＦＦになったと判定すると、判定時から予め設定された所定の期間後に、ＯＮ／ＯＦＦ出力７２をＯＦＦにする（Ｓ１０３）。ＯＮ／ＯＦＦ出力７２のＯＦＦによりＯＮ／ＯＦＦ回路１７がＯＦＦになる。なお、このマイコン７の動作は、図４のフローチャートの説明で再び述べる。

図３は、放電灯点灯装置１００におけるタイミングチャートである。
図３（１）は、交流電源１の投入状態を示す。
図３（２）は、ＯＮ／ＯＦＦ出力７２を示す。
図３（３）は、インバータ回路５の発振状況を示す。
図３（４）は、第２電源回路１３の出力を示す。
図３（５）は、昇圧チョッパ回路３の発振状況を示す。
図３（６）は、ランプ異常検出回路１８の出力電圧を示す。
図３（７）は、昇圧チョッパ制御回路４のＶｃｃ入力を示す。
図３（８）は、インバータ制御回路６のＶｃｃ入力を示す。

図４は、放電灯点灯装置１００の動作を示すフローチャートである。

次に、図３及び図４を参照して、放電灯点灯装置１００の動作を説明する。放電灯点灯装置１００の動作のうち特徴は、ランプ異常検出回路１８が放電灯１０の異常を検出すると、昇圧チョッパ制御回路４、インバータ制御回路６への電力供給が、この順に、時間を前後して完全に停止される点にある。これにより、インバータ回路５と昇圧チョッパ回路３との動作を停止することができる。

図３（２）は、マイコン７のＯＮ／ＯＦＦ出力７２を示す。交流電源１が放電灯点灯装置１００に通電されると（Ｓ１）、マイコン７のＯＮ／ＯＦＦ出力７２がＯＮになる（Ｓ２）。これは、前記のように、第１電源回路１２からの出力をマイコン７のＶｃｃが入力し、この入力に連動してＯＮ／ＯＦＦ出力７２の出力がＯＮになる。

図３（３）に示すように、交流電源１が通電されると整流回路２を経由して第１電源回路１２に直流電圧が印加されることによって（Ｓ３）、第１電源回路１２の電力をもとにインバータ制御回路６が起動してインバータ回路５を駆動し（Ｓ４）、これによりインバータ回路５が発振する（Ｓ５）。

図３（４）は、第２電源回路１３の出力を示しており、インバータ回路５が発振すると、第２電源回路１３の電圧が上昇し、ツェナーダイオード１４によって安定化される（Ｓ６）。第２電源回路１３の電圧が上昇すると、マイコン７のＯＮ／ＯＦＦ入力７１がＯＮになる。

図３（５）に示すように、昇圧チョッパ回路３は、ツェナーダイオード１４によって安定化された第２電源回路１３の電力によって昇圧チョッパ制御回路４が起動し（Ｓ７）、昇圧チョッパ回路３を発振させる（Ｓ８）。

以上の状態で図３（６）のように、ランプ異常検出回路１８が放電灯１０の異常を検出すると「ランプ異常電圧」を出力する（Ｓ９）。ランプ異常検出回路１８の「ランプ異常電圧」は、インバータ制御回路６のＥＮ端子に入力される。インバータ制御回路６は、ＥＮ端子から「ランプ異常電圧」を入力すると、ステップＳ４にて発振を開始させたインバータ回路５の発振を停止させる。これによって、インバータ回路５は、発振停止する（Ｓ１０）。

このインバータ回路の発振停止により、第２電源回路１３の出力電力は０（ゼロ）となり、図３（７）に示すように、昇圧チョッパ制御回路４への供給電力（Ｖｃｃ）が０となる。これにより、昇圧チョッパ制御回路４が電力の供給を失うことと連動して昇圧チョッパ回路３の発振が停止する（Ｓ１１）。

同時に、マイコン７は、図２に示すように第２電源回路１３の出力がＯＮからＯＦＦになったかどうかをＯＮ／ＯＦＦ入力７１で監視しており（Ｓ１０２）、ＯＮ／ＯＦＦ入力７１への第２電源回路１３からの入力が０になった（ＯＮからＯＦＦになった）と判定すると、判定時から予め設定されている所定の期間の経過後に、ＯＮ／ＯＦＦ出力７２をＯＦＦとする。ＯＮ／ＯＦＦ出力７２がＯＦＦとなると、ＯＮ／ＯＦＦ回路１７はＯＦＦとなり、インバータ制御回路６の電源端子Ｖｃｃへの第１電源回路１２、第２電源回路１３からの電力供給のルートが遮断される。

以上のように、ランプ異常検出回路１８が放電灯１０の異常を検出すると、まず昇圧チョッパ制御回路４への電力供給が断たれ、次にインバータ制御回路６への電力供給が断たれる。これにより、ランプ異常が発生した場合に、昇圧チョッパ制御回路４とインバータ制御回路６とを確実に停止することができる。このように、マイコン７の制御により、昇圧チョッパ制御回路４とインバータ制御回路６との停止に時間差ができることで、ランプ異常時の応答速度が必要な制御部分はマイコン７の処理とは関係なくすばやく制御される。このため、回路を保護することができるとともに、それ以外の制御部分はマイコン７の処理スピードによって制御することができる。また、制御をマイコン７で行なうことにより、制御回路を簡単に構成できる。

以上の実施の形態１では放電灯点灯装置１００について説明したが、放電灯点灯装置は、照明器具に組み込まれ、この照明器具に装着される放電灯を点灯させる。

実施の形態１における放電灯点灯装置１００の回路図。実施の形態１におけるマイコン７の動作フロー。実施の形態１におけるタイミングチャート。実施の形態１における放電灯点灯装置１００の動作フロー。

符号の説明

１交流電源、２整流回路、３昇圧チョッパ回路、４昇圧チョッパ制御回路、５インバータ回路、６インバータ制御回路、７マイコン、８直流カットコンデンサ、９バラストコイル、１０放電灯、１１始動コンデンサ、１２第１電源回路、１３第２電源回路、１４ツェナーダイオード、１５，１６ダイオード、１７ＯＮ／ＯＦＦ回路、１８ランプ異常検出回路、１９，２０スイッチング素子、２１チョークコイル、２２トランジスタ、２３ダイオード、２４平滑コンデンサ、２５コンデンサ、２６，２７ダイオード、２８コンデンサ、２９抵抗、３０平滑コンデンサ、３１，３２トランジスタ、３３，３４抵抗、３５，３６コンデンサ、３７，３８ダイオード、３９抵抗、４０コンデンサ、５０負荷回路、７１ＯＮ／ＯＦＦ入力、７２ＯＮ／ＯＦＦ出力、１００放電灯点灯装置。

Claims

交流電源電圧を整流した直流電圧を昇圧チョッパ回路で昇圧し、前記昇圧チョッパ回路の出力をインバータ回路で高周波交流電圧に変換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、
電力の供給を受けることにより前記昇圧チョッパ回路を制御する昇圧チョッパ制御回路と、
電力の供給を受けることにより前記インバータ回路を制御するインバータ制御回路と、
前記放電灯の異常を検出するランプ異常検出回路と
を備え、
前記昇圧チョッパ制御回路と前記インバータ制御回路とは、
前記ランプ異常検出回路が前記放電灯の異常を検出した場合には、まず前記昇圧チョッパ制御回路が電力の供給を断たれ、次に前記インバータ制御回路が電力の供給を断たれると共に、
前記放電灯点灯装置は、さらに、
前記交流電源電圧を整流した前記直流電圧を前記インバータ制御回路に供給する第１電源回路と、
発振中の前記インバータ回路の出力から直流電圧を生成して前記インバータ制御回路と前記昇圧チョッパ制御回路とに電力を供給する第２電源回路と、
オンオフ制御が可能であるとともに前記インバータ制御回路と前記第１電源回路とを接続するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路をオンオフ制御可能であるとともに、自己への動作電源が供給されることに連動して前記スイッチ回路をオンにするマイクロコンピュータと
を備え、
前記昇圧チョッパ制御回路は、
前記第２電源回路から電力の供給を受けて動作し、
前記インバータ制御回路は、
前記インバータ回路を発振させている時は前記第２電源回路から電力の供給を受けて動作し、前記インバータ回路が停止している時は前記第１電源回路から電力の供給を受けて動作するとともに、前記インバータ回路を発振させている時に前記ランプ異常検出回路が前記放電灯の異常を検出した場合には、前記インバータ回路の発振を停止させる制御を行ない、
前記第２電源回路は、
前記インバータ回路の発振停止により直流電圧の生成を停止し、
前記マイクロコンピュータは、
前記第２電源回路による直流電圧の生成を監視しており、前記第２電源回路による直流電圧の生成停止を検知すると、その検知時から予め設定された所定の期間後、前記スイッチ回路をオフにすることを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１記載の放電灯点灯装置を器具本体に備え、前記器具本体に取り付けられた放電灯を点灯させることを特徴とする照明器具。