JPH06290893A

JPH06290893A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH06290893A
Application number: JP5074730A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Otake; 寛和大武; Kenichi Inui; 健一乾; Keiji Takahashi; 啓二高橋; Kazutoshi Mita; 一敏三田; Noriyuki Kitamura; 紀之北村
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯の寿
命末期時の安全動作が確保される。【構成】本発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源Ａ
をスイッチング素子６によるスイッチングにより交流に
変換し放電灯１へ与えるインバータ回路Ｂと、前記放電
灯１のランプ電圧に基づいて前記放電灯１の寿命末期時
を検出する検出手段Ｃと、この検出手段Ｃの検出結果に
応じて前記インバータ回路Ｂの共振条件を変更する制御
信号を出力するインバータ制御手段Ｄと、このインバー
タ制御手段Ｄの出力に応じて前記インバータ回路Ｂの共
振回路と結合する結合手段５３と、前記検出手段Ｃによ
る前記放電灯１の寿命末期の検出に同期して、前記イン
バータ制御手段Ｄの制御信号による前記結合手段５３の
結合を遮断する遮断スイッチ５０と、この遮断スイッチ
５０による結合の遮断時間を規制する時定数回路６５，
６６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、低圧水銀放
電灯等の放電灯を安全に動作させる放電灯点灯装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の放電灯点灯装置を図７に
示す。この放電灯点灯装置においては、交流電源２によ
る交流をコイル８及びコンデンサ９を介してダイオード
ブリッジ３へ与え、このダイオードブリッジ３により整
流し、整流出力を平滑コンデンサ４により平滑して直流
電源とする。更に、トランジスタインバータ回路Ｂによ
り高周波として放電灯１へ与えている。インバータトラ
ンス７の１次側巻線には、共振用のコンデンサ５が並列
に接続され、このコンデンサ５にはスイッチング素子で
あるトランジスタ６のコレクタが接続される。トランス
７の２次側巻線には電流トランス１０の１次側巻線が接
続され、更に、放電灯１のフィラメントへ至っている。
放電灯１の他方のフィラメントはトランス７の２次側巻
線に接続されている。放電灯１には並列に始動用のコン
デンサ１１が接続されている。トランジスタ６のベース
には、電流トランス１０の２次側巻線が接続され、この
巻線とトランジスタ６のエミッタとの間には出力制限用
のコンデンサ１８及び抵抗７４が接続され、トランジス
タ６のベースエッミタ間にはダイオード１６と抵抗１７
とが直列に接続された回路が接続されている。この装置
では、トランス７に電圧が発生すると、トランス１０の
２次側巻線とコンデンサ５とが共振し電流トランス１０
に共振電流が流れる。このときトランジスタ６はオン状
態にあるが、共振電流を受けてオン状態を続ける。電流
トランス１０の２次巻線の電流は、コンデンサ１８を充
電するように働き、コンデンサ１８が電荷で満たされる
と充電電流が流れなくなり電流トランス１０が磁気飽和
し、トランジスタ６がオフ状態となる。このとき、トラ
ンス７はコンデンサ５、１１とそれぞれ共振状態とな
り、電流トランス１０には、上記と逆方向に電流が流れ
る。これにより、トランジスタ６は逆バイアスされる。
この間に、コンデンサ１８の電荷はダイオード１６と抵
抗１７との直列回路からなる放電経路を介して放電さ
れ、次の共振の反転により再びトランジスタ６がオン状
態となり、上記と同様の動作が繰り返され、放電灯１の
フィラメントが予熱されて放電灯点灯へと到る。

【０００３】符号Ｃは、放電灯１の寿命末期時（寿末
時）を検出する回路（検出手段）であり、ランプ電圧を
コンデンサ１２、１３により分圧してダイオード２１を
介してコンデンサ２３に導きフォトカプラの発光ダイオ
ード３０に電圧を与える。放電灯１が正常に点灯してい
るときには、トランジスタ２８のベースにダイオード２
５を介してＨレベルを与え、トランジスタ２８をオンと
する。この結果、トランジスタ２８のコレクタに接続さ
れている発光ダイオード３０は点灯する。これに対し、
放電灯１の寿末時には、半波放電によりトランジスタ２
８のベースがＨレベルにならないか、発光ダイオード３
０のアノードにランプ電圧による電位が到来しないかの
いずれかが生じ、発光ダイオード３０は消灯する。

【０００４】符号Ｄにより示される部分は、直流電源部
Ａの出力変動に応じて、インバータ回路Ｂの出力を制御
するインバータ制御手段である。この手段は、抵抗３
２、３３、３４により直流電源部Ａの電圧を得て、ＯＰ
アンプ６２により基準電圧６４と比較を行う。ＯＰアン
プ６２からは基準電圧６４と取り込んだ直流電源部Ａの
電圧に対応する電位との差に応じた制御信号が出力され
トランジスタ４６が制御されて電流トランス１０の３次
側巻線５３とコンデンサ５１とからなる共振回路の共振
周波数が変更される。３次巻線５３は２次巻線と結合し
ており、インバータ回路Ｂの発信周波数が変更されて、
インバータ出力の制御がなされる。即ち、直流電源の電
圧が過小であれば、スイッチング周波数が高くなるよう
にして出力を増大させ、逆に、直流電源の電位が過大で
あれば、スイッチング周波数を低くするように制御を行
って出力を低減させる。また、寿末時に発光ダイオード
２８が上記のように消灯すると、オン状態にあったフォ
トカプラ３１がオフ状態となり、トランジスタ４０のベ
ースにＨレベルが与えられるようになり、トランジスタ
４０がオフ状態からオン状態へと遷移する。この結果、
ＯＰアンプ６２のバイアスが低くされ、その出力は微少
に抑えられる。つまり、インバータ回路Ｂの出力が低減
させられることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インバ
ータ回路の出力を低減しただけでは、放電灯１に高周波
が与えられていることに変わりはなく、放電灯１は微放
電を続ける。この状態が継続すると電極端部のスパッタ
が生じ、放電灯１の破壊や回路の破壊が起こる可能性が
あった。

【０００６】本発明は上記のような従来の放電灯点灯装
置の問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的
は、放電灯の寿末時に放電を的確に停止させることがで
き、放電灯及び点灯のための回路を破壊から守ることの
できる放電点灯回路を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、直流
電源をスイッチング素子によるスイッチングにより交流
に変換し放電灯へ与えるインバータ回路と、前記放電灯
のランプ電圧に基づいて前記放電灯の寿命末期時を検出
する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記
インバータ回路の共振条件を変更する制御信号を出力す
るインバータ制御手段と、このインバータ制御手段の出
力に応じて前記インバータ回路の共振回路と結合する結
合手段と、前記検出手段による前記放電灯の寿命末期の
検出に同期して、前記インバータ制御手段の制御信号に
よる前記結合手段の結合を遮断する遮断スイッチと、こ
の遮断スイッチによる結合の遮断時間を規制する時定数
回路とを備えさせて放電灯点灯装置を構成した。

【０００８】更に本発明では、直流電源をスイッチング
素子によるスイッチングにより交流に変換し放電灯へ与
えるインバータ回路と、前記放電灯のランプ電圧に基づ
いて前記放電灯の寿命末期時を検出する検出手段と、こ
の検出手段の検出結果に応じて前記インバータ回路の共
振条件を変更する制御信号を出力するインバータ制御手
段と、このインバータ制御手段の出力に応じて前記イン
バータ回路の共振回路とトランス結合する結合手段と、
前記検出手段による前記放電灯の寿命末期の検出に同
期して、前記インバータ回路の共振回路の共振経路遮断
する遮断スイッチと、この遮断スイッチによる遮断時間
を規制する時定数回路とを備えさせて放電灯点灯装置を
構成した。

【０００９】

【作用】上記構成に係る放電灯点灯装置によると、放電
灯の寿命末期の検出に同期して、インバータ制御手段の
制御信号による前記結合手段の結合の遮断がなされ、所
定の遮断時間において、インバータ回路の共振回路に対
する共振周波数の制御が働かなくなる。つまり、インバ
ータ回路は、発振を上記所定時間停止する。これによ
り、放電灯の微放電は１度消え、この後における出力低
減の制御を受けて放電の生じない状態での低レベルのイ
ンバータ駆動がなされ、放電灯は勿論、回路の保護が図
られる。

【００１０】また、上記構成に係る放電灯点灯装置によ
ると、放電灯の寿命末期の検出に同期して、インバータ
回路の共振回路の共振経路遮断がなされ、インバータ回
路の発振が所定の遮断時間において停止する。これによ
り、放電灯の微放電は１度消え、この後における出力低
減の制御を受けて放電の生じない状態での低レベルのイ
ンバータ駆動がなされ、放電灯は勿論、回路の保護が図
られる。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を参照して、本発明の実施例を
説明する。各実施例において、図７に示した従来例を含
めて同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。なお、符号Ａ〜Ｅは、同一の機能を有す
るブロックであり、その内容に係る構成は、各図におい
て、必ずしも一致しない。

【００１２】図１には、本発明に係る放電灯点灯装置の
実施例が示されている。この実施例では、基準電位とト
ランジスタ４０のベースとの間にフォトカプラのフォト
トランジスタ３１を接続し、上記トランジスタ４０のエ
ミッタと基準電位との間に抵抗６５を接続する。３次巻
線５３と共振回路を構成するコンデンサ５１に並列に遮
断スイッチであるトランジスタ５０を接続し、このトラ
ンジスタ５０のベースにツェナーダイオード６６を介し
てオンオフ制御信号を与えるようにする。Ｅは時定数回
路と遮断スイッチとよりなる制御部を示す。

【００１３】係る構成の放電灯点灯装置は、次のように
動作する。すなわち、放電灯１の正常動作時には、発光
ダイオード３０が点灯し、フォトトランジスタ３１がオ
ン状態であるからトランジスタ４０はオフ状態であり、
従来と同様に直流電源Ａの出力に応じたインバータ手段
Ｂに対する制御がなされる。これに対し、放電灯１の寿
末時には、発光ダイオード３０が消灯し、フォトトラン
ジスタ３１がオフ状態に遷移し、トランジスタ４０のベ
ースにはＶDDが与えられてトランジスタ４０はオン状態
となる。従って、抵抗６５とトランジスタ４０の接続点
には、図２に示されるように、電圧ＶCCが現れ、ツェナ
ーダイオード６６のブレーク電位Ｖthを越えることか
ら、ツェナーダイオード６６がオン状態となり、トラン
ジスタ５０がオンとなって、３次巻線５３により構成さ
れている共振回路の発振が停止される。つまり、電流ト
ランス１０を介して、３次巻線５３が結合しなくなり、
インバータ回路Ｂの発振が停止する。ツェナーダイオー
ド６６に印加されている電圧は、時間と共に図２の如く
微分を受けて変化し、ついに、ブレーク電圧Ｖth以下に
低下しツェナーダイオード６６はオフ状態となる。この
間のＴ時間が時定数回路によりインバータ手段Ｂの発振
が停止されたことになる。このため、放電灯１の微放電
は立ち消えとなり、これ以降のインバータ制御手段Ｄに
よるインバータ手段Ｂへの低出力を実現する制御によっ
て、確実に放電のない状態での待機状態が実現される。

【００１４】図３には、本発明の実施例に係る放電灯点
灯装置の他の構成例が示されている。この実施例におい
ては、遮断スイッチであるトランジスタ５０を、インバ
ータ回路Ｂの共振回路の共振経路を遮断できる位置に接
続する。つまり、トランジスタ５０はトランジスタ６の
ベースエミッタ間をつなぐ経路に接続される。この構成
によっては、放電灯１の寿末時にツェナーダイオード６
６がオンとなったときには、トランジスタ５０がオンと
なりトランジスタ６のベースエミッタ間を短絡するよう
に機能する。これにより、インバータ手段Ｂは発振が停
止され、放電灯１の微放電は立ち消えとなり、これ以降
のインバータ制御手段Ｄによるインバータ手段Ｂへの低
出力を実現する制御によって、確実に放電のない状態で
の待機状態が実現される。

【００１５】図４には、更に他の実施例に係る構成が示
されている。この構成では遮断スイッチとしてのトラン
ジスタ５０を図１と同一の位置に接続し、そのベースに
コンデンサ７１と抵抗７２とによる時定数回路である微
分回路を接続したものである。トランジスタ４０のベー
スに接続された抵抗７３とコンデンサ７１とには、電圧
ＶDDを抵抗４７、６５で分圧した電圧を与える。また、
フォトトランジスタは抵抗６５に並列に接続される。係
る構成によれば、放電灯１の寿末時にフォトトランジス
タ３１がオフとなり、上記微分回路に、電圧ＶDDが与え
られ、その時定数に応じた電位がトランジスタ５０のベ
ースにに与えられ、この電位がトランジスタ５０の所定
時間のオン状態を実現する。このため、３次巻線５３に
より構成されている共振回路の発振が停止される。つま
り、電流トランス１０を介して、３次巻線５３が結合し
なくなり、インバータ回路Ｂの発振が停止する。そし
て、放電灯１の微放電は立ち消えとなり、これ以降のイ
ンバータ制御手段Ｄによるインバータ手段Ｂへの低出力
を実現する制御によって、確実に放電のない状態での待
機状態が実現される。

【００１６】図５には、本発明の他の実施例の構成が示
されている。この実施例は、放電灯１の正常点灯状態
で、発光ダイオード３０が消灯しており、寿末時に点灯
する。つまり、放電灯１の正常点灯状態では、ダイオー
ド２５を介してトランジスタ２８のベースにＨレベルが
与えられ、かつ、コンデンサ２３にランプ電圧に対応す
る電位が生じることから、トランジスタ２８はオンとな
り、このため、ツェナーダイオード２９がオンすること
はない。一方、放電灯１の寿末時には、半波放電により
トランジスタ２８がオフとなるのに対し、ツェナーダイ
オード２９のアノードには正常時より高いランプ電圧が
印加され、ツェナーダイオード２９がオン状態となり、
発光ダイオード３０が点灯する。

【００１７】一方、フォトトランジスタ３１は電圧ＶDD
とトランジスタ４０のベースとの間に接続される。トラ
ンジスタ４０のベースと基準電位との間には抵抗４１が
接続され、これに並列にダイオード４２と抵抗４３によ
る充電ルートを持つコンデンサ４４とが直列接続された
回路が接続される。このコンデンサ４４の電位をトライ
アック４５により検出して、抵抗４９を介してトランジ
スタ５０をオンオフ制御する。トライアック４５がオン
となってからコンデンサの電位が低下しブレーク電圧よ
り低くなってオフとなることにより、時定数回路が構成
される。この動作は、図２の場合と同様である。

【００１８】上記構成では、通常時にはフォトトランジ
スタ３１がオフであり、コンデンサ４４に電荷が蓄積さ
れない。これに対し、寿末時となると、フォトトランジ
スタ３１がオンとなり、上記充電ルートを介してコンデ
ンサ４４に電荷が蓄積される。コンデンサ４４の電圧が
トライアック４５のブレーク電圧を越えるとトライアッ
ク４５を介してトランジスタ５０がオンとされ、３次巻
線５３により構成されている共振回路の発振が停止され
る。つまり、電流トランス１０を介して、３次巻線５３
が結合しなくなり、インバータ回路Ｂの発振が停止す
る。そして、放電灯１の微放電は立ち消えとなり、これ
以降のインバータ制御手段Ｄによるインバータ回路Ｂへ
の低出力を実現する制御によって、確実に放電のない状
態での待機状態が実現される。

【００１９】なお、図５の実施例では、トランジスタ３
９がダイオード１４とコンデンサ１５とによりインバー
タトランジスタ６の出力を検出し、これに応じた信号を
トランジスタ４６に与えて３次巻線５３により構成され
ている共振回路の発振周波数を制御する構成を採用して
いる。

【００２０】図６には本発明の他の実施例が示されてい
る。この実施例では、遮断スイッチであるトランジスタ
５０を、インバータ回路Ｂの共振回路の共振経路を遮断
できる位置に接続する。つまり、トランジスタ５０はト
ランジスタ６のベースエミッタ間をつなぐ経路に接続さ
れる。この構成によっては、放電灯１の寿末時にツェナ
ーダイオード６６がオンとなったときには、トランジス
タ５０がオンとなりトランジスタ６のベースエミッタ間
を短絡するように機能する。これにより、インバータ回
路Ｂは発振が停止され、放電灯１の微放電は立ち消えと
なり、これ以降のインバータ制御手段Ｄによるインバー
タ回路Ｂへの低出力を実現する制御によって、確実に放
電のない状態での待機状態が実現される。

【００２１】なお、この実施例では、インバータ制御手
段Ｄの出力をＦＥＴ２０を介してインバータ回路Ｂの共
振回路に結合する。ＦＥＴ２０とコンデンサ１９とがコ
ンデンサ２０に並列に接続され、ＦＥＴ２０がＡ級増幅
動作を行う。ＦＥＴ２０の出力により共振の条件が変更
され、発振周波数が変えられる。

【００２２】なお、インバータ回路Ｂとインバータ制御
手段Ｄとの結合は、トランスによっても、図６に示した
ＦＥＴ等の増幅器によっても可能であり、必要に応じて
選択される。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
電灯の寿命末期の検出に同期して、インバータ制御手段
の制御信号による前記結合手段の結合の遮断がなされ、
所定の遮断時間において、インバータ回路の共振回路に
対する共振周波数の制御が働かなくなる。つまり、イン
バータ回路は、発振を上記所定時間停止する。これによ
り、放電灯の微放電は１度消え、この後における出力低
減の制御を受けて放電の生じない状態での低レベルのイ
ンバータ駆動がなされ、放電灯は勿論、回路の保護が図
られる。

【００２４】更に本発明によれば、放電灯の寿命末期の
検出に同期して、インバータ回路の共振回路の共振経路
遮断がなされ、インバータ回路の発振が所定の遮断時間
において停止する。これにより、放電灯の微放電は１度
消え、この後における出力低減の制御を受けて放電の生
じない状態での低レベルのインバータ駆動がなされ、放
電灯は勿論、回路の保護が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の構成
図。

【図２】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の時定数
回路の動作を説明する図。

【図３】本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の構
成図。

【図４】本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の構
成図。

【図５】本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の構
成図。

【図６】本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の構
成図。

【図７】従来例に係る放電灯点灯装置の構成図。

【符号の説明】

１放電灯７インバータ
トランス１０電流トランス４５トライア
ック６６ツェナーダイオードＡ直流電源Ｂインバータ回路Ｃ（寿末時）
検出手段Ｄインバータ制御手段Ｅ遮断スイッ
チ及び時定数回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三田一敏東京都港区三田一丁目４番28号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者北村紀之東京都港区三田一丁目４番28号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源をスイッチング素子によるスイ
ッチングにより交流に変換し放電灯へ与えるインバータ
回路と、前記放電灯のランプ電圧に基づいて前記放電灯の寿命末
期時を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記インバータ回路の
共振条件を変更する制御信号を出力するインバータ制御
手段と、このインバータ制御手段の出力に応じて前記インバータ
回路の共振回路と結合する結合手段と、前記検出手段による前記放電灯の寿命末期の検出に同期
して、前記インバータ制御手段の制御信号による前記結
合手段の結合を遮断する遮断スイッチと、この遮断スイッチによる結合の遮断時間を規制する時定
数回路とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】直流電源をスイッチング素子によるスイ
ッチングにより交流に変換し放電灯へ与えるインバータ
回路と、前記放電灯のランプ電圧に基づいて前記放電灯の寿命末
期時を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記インバータ回路の
共振条件を変更する制御信号を出力するインバータ制御
手段と、このインバータ制御手段の出力に応じて前記インバータ
回路の共振回路とトランス結合する結合手段と、前記検出手段による前記放電灯の寿命末期の検出に同期
して、前記インバータ回路の共振回路の共振経路遮断す
る遮断スイッチと、この遮断スイッチによる遮断時間を規制する時定数回路
とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】直流電源をスイッチング素子によるスイ
ッチングにより交流に変換し放電灯へ与えるインバータ
回路と、前記放電灯のランプ電圧に基づいて前記放電灯の寿命末
期時を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記インバータ回路の
共振条件を変更する制御信号を出力するインバータ制御
手段と、このインバータ制御手段の出力に応じて前記インバータ
回路の共振回路とトランス結合するトランス結合手段
と、前記検出手段による前記放電灯の寿命末期の検出に同期
して、前記トランス結合手段により形成される共振回路
の共振を遮断する遮断スイッチと、この遮断スイッチによる遮断時間を規制する時定数回路
とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】直流電源をスイッチング素子によるスイ
ッチングにより交流に変換し放電灯へ与えるインバータ
回路と、前記放電灯のランプ電圧に基づいて前記放電灯の寿命末
期時を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記インバータ回路の
共振条件を変更する制御信号を出力するインバータ制御
手段と、前記インバータ回路に付設され、前記インバータ制御手
段の出力に応じて前記インバータ回路の共振回路におけ
る発振周波数を変更すべく結合する結合手段と、前記インバータ回路の共振回路に設けられ、前記検出手
段による前記放電灯の寿命末期の検出に同期して、前記
共振回路の共振経路を遮断する遮断スイッチと、この遮断スイッチによる共振経路の遮断時間を規制する
時定数回路とを備えることを特徴とする放電灯点灯装
置。